多糖鎖高次構造を活かした光応答性セルロースナノ構造体の構築

• 研究課題/領域番号: 24750218
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 高分子・繊維材料
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 榊原 圭太 京都大学, 化学研究所, 助教 (20618649)
• 連携研究者: 辻井 敬亘 京都大学, 化学研究所, 教授 (00217308)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2012年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
• キーワード: ナノ構造 / 光応答性 / セルロース / ポリマーブラシ / 液晶 / ナノ材料 / 自己組織化 / 濃厚ポリマーブラシ

研究成果の概要

ボトムアッププロセスを用いて高位置選択的に光応答性官能基を導入したセルロース誘導体からナノロッドを創製するという世界初の試みに成功した。AFMとGI-WAXS測定により、幅と長さが揃った、単分子厚さのナノロッド構造の形成を確認した。得られた光応答性ナノロッドの光吸収スペクトルが天然の光捕集システムと極めて類似していることをつきとめ、セルロース鎖に捕捉された光応答性官能基がある種の規則的配列を促進することを示した。一方、表面開始リビングラジカル重合によるセルロースナノ材料表面の濃厚ポリマーブラシ化の基礎を固め、その階層化と光学物性の発現に関する研究を発展させることができた。

研究成果

• [雑誌論文] 潤った濃厚ポリマーブラシの潤滑性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 榊原圭太, 辻井敬亘
  • 雑誌名: 高分子 巻: 63 ページ: 281-284
• [雑誌論文] ポリマーブラシの特性を活かしたセルロースナノファイバー複合材料の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 榊原圭太
  • 雑誌名: SEN'I GAKKAISHI(繊維と工業) 巻: 70 ページ: 276-280
  • NAID: 130004677747
• [雑誌論文] Light-Harvesting Nanorods Based on Pheophorbide-Appending Cellulose, (2013)
  • 著者名/発表者名: Sakakibara K, Granstöm M, Kilpeluäinen I, Helaja J, Heinilehto S, Inoue R, Kanaya T, Hill J P, Nakatsubo F, Tsujii Y, Ariga K,
  • 雑誌名: Biomacromolecules 巻: 14 号: 9 ページ: 3223-3230
  • DOI: 10.1021/bm400858v
  • 査読あり
• [雑誌論文] Langmuir Nanoarchitectonics: One-Touch Fabrication of Regularly Sized Nanodisks at the Air － Water Interface (2013)
  • 著者名/発表者名: Mori, T.; Sakakibara, K.; Endo, H.; Akada, M.; Okamoto, K.; Shundo, A.; Lee, M.; Ji, Q.; Fujisawa, T.; Oka, K.; Matsumoto, M.; Sakai, H.;Abe, M.; Hill, J.; Ariga, K.
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 29 号: 24 ページ: 7239-7248
  • DOI: 10.1021/la304293z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chiroptical Properties of an alternatingly functionalizedcellotriose bearing two porphyrin groups (2012)
  • 著者名/発表者名: Sakakibara, K., F.Nakatsubo, AS.D.French, T. Rosenau
  • 雑誌名: Chem.Commun 巻: 48 号: 62 ページ: 7672-7674
  • DOI: 10.1039/c2cc30805c
  • 査読あり
• [雑誌論文] One-touch Nanofabrication of Regular-sized Disks through Interfacial Dewetting and Weak Molecular Interaction (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Mori, K. Sakakibara, H. Endo, M. Akada, K. Okamoto, A. Shundo, M. V. Lee, Q. Ji, T. Fujisawa, K. Oka, M. Matsumoto, H. Sakai, M. Abe, J. P. Hill, K. Ariga
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 41 号: 2 ページ: 170-172
  • DOI: 10.1246/cl.2012.170
  • NAID: 130004426489
  • ISSN: 0366-7022, 1348-0715
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Mechanically Controlled Indicator Displacement Assay (2012)
  • 著者名/発表者名: Sakakibara, K.; Joyce, L. A.; Mori, T.; Fujisawa, T.; Shabbir, S. H.; Hill, J. P.; Anslyn, E. V.; Ariga, K.
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 51 号: 38 ページ: 9643-9646
  • DOI: 10.1002/anie.201203402
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of (zinc(II)phthalocyanine)-containing cellulose derivative using phthalocyanine-ring formation reaction (2012)
  • 著者名/発表者名: Saito, S., T.Takano, K. Sakakibara, H.Kamitakahara, F.Nakatsubo
  • 雑誌名: Cellulose 巻: 19 号: 6 ページ: 2105-2114
  • DOI: 10.1007/s10570-012-9772-7
  • NAID: 120004965984
  • 査読あり
• [雑誌論文] パイ電子系分子を側鎖に有するセルロース誘導体の合成と性質 (2012)
  • 著者名/発表者名: 榊原圭太, Rosenau, T.
  • 雑誌名: Cellulose Commun. 巻: 19 ページ: 75-79
  • NAID: 40019348793
• [学会発表] Polymer Brush-Afforded Cellulose Nanofibers Exhibiting Highly Lubrication and Mechanical Property in water and in ionic liquids (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakakibara, K.; Maeda, K.; Ohno, K.; Tsujii, Y.
  • 学会等名: Japanese-Eouropean Workshop “Cellulose and functional polysaccharides”
  • 発表場所: Berlin (Germany)
  • 年月日: 2014-10-14
• [学会発表] グラフト密度の異なるポリマーブラシ付与セルロースナノファイバーの合成と分散性評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 野上直嗣、榊原圭太、大野工司、辻井敬亘
  • 学会等名: セルロース学会第21回年次大会
  • 発表場所: 鹿児島大学群元キャンパス稲盛会館（鹿児島県・鹿児島市）
  • 年月日: 2014-07-17
• [学会発表] リビングラジカル重合によるセルロースナノファイバーの階層的複合材料の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 榊原圭太
  • 学会等名: 平成２６年度 東日本分析若手交流会
  • 発表場所: 鶴岡メタボロームクラスターレクチャーホール（山形県・鶴岡市）
  • 年月日: 2014-07-11
  • 招待講演
• [学会発表] リビングラジカル重合によるセルロースナノファイバー/樹脂複合材料の界面制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 榊原圭太、野上直嗣、森木吉人、辻井敬亘、矢野浩之
  • 学会等名: 平成26年度繊維学会年次大会
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都・江戸川区）
  • 年月日: 2014-06-12
• [学会発表] 高分子分散剤を用いたセルロースナノファイバー強化樹脂材料の開発
  • 著者名/発表者名: 榊原圭太、小西京子、加賀田秀樹、青柳太洋、今井貴宏、辻井敬亘、矢野浩之
  • 学会等名: プラスチック成型加工学会 第２４回年次大会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] ポリマーブラシ修飾セルロースナノ材料の階層構造制御および潤滑特性の向上
  • 著者名/発表者名: 榊原圭太、前田圭史、大野工司、辻井敬亘
  • 学会等名: 第６２回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 濃厚ポリマーブラシ付与によるセルロースナノ材料の機能化
  • 著者名/発表者名: 榊原圭太、前田圭史、大野工司、辻井敬亘
  • 学会等名: セルロース学会第２０回年次大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] ジブロック共重合体添加によるセルロースナノファイバー/樹脂複合材料の作製
  • 著者名/発表者名: 榊原圭太、小西京子、加賀田秀樹、青柳太洋、今井貴宏、辻井敬亘、矢野浩之
  • 学会等名: セルロース学会第２０回年次大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Synthesis and Properties of Cellulose Nanomaterials with Polymer Brushes
  • 著者名/発表者名: Keita Sakakibara
  • 学会等名: 第 351回 MANA Special Seminar
  • 発表場所: 茨城
  • 招待講演
• [学会発表] 高分子分散剤を用いたセルロースナノファイバー強化樹脂複合材料の高性能化と構造評価
  • 著者名/発表者名: 榊原圭太、川野佑子、青柳太洋、辻井敬亘、矢野浩之
  • 学会等名: 平成２５年度繊維学会秋季研究発表会
  • 発表場所: 愛知
• [学会発表] リビングラジカル重合技術によるセルロース系ナノ材料の機能化と応用
  • 著者名/発表者名: 榊原圭太
  • 学会等名: 日本材料学会 木質材料部門委員会 第２８３回定例研究会
  • 発表場所: 京都
  • 招待講演
• [学会発表] Fabrication of Cellulose Nanofibers Grafted with “Concentrated“ Polymer Brushes for Highly Lubricatting Materials in Aqueous Medium and Resin Nanocomposites
  • 著者名/発表者名: Keita Sakakibara, Keishi Maeda, Kohji Ohno, Yoshinobu Tsujii
  • 学会等名: KiPS-ESPCI 2013 Meeting
  • 発表場所: Paris
• [学会発表] Novel polymeric dispersants for plastic materials reinforced with cellulose nanofibers
  • 著者名/発表者名: Keita Sakakibara, Yoshinobu Tsujii, Hiroyuki Yano
  • 学会等名: ACS 247th National Meeting
  • 発表場所: Dallas
• [学会発表] Mechanically-Controlled Indicator Displacement Assays (IDAs) at the Air-Water Interface
  • 著者名/発表者名: Sakakibara, K.; Joyce, L. A.; Mori, T.; Hill, J. P.; Anslyn, E. V.; Ariga, K.
  • 学会等名: International Association of Colloid and Interface Scientists, Conference
  • 発表場所: 仙台国際センター、宮城県仙台市
• [学会発表] セルロースナノファイバーを基材とした高性能トライボマテリアルの創製
  • 著者名/発表者名: 前田圭史, 野村晃敬, 榊原圭太, 大野工司, 辻井敬亘
  • 学会等名: 第６１回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学、愛知県名古屋市
• [学会発表] セルロースナノファイバーシートの潤滑特性と低摩擦材料への応用
  • 著者名/発表者名: 前田圭史, 野村晃敬, 榊原圭太, 大野工司, 辻井敬亘
  • 学会等名: 第61回高分子学会年次大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜、神奈川県横浜市
• [学会発表] 濃厚ポリマーブラシを付与したセルロースナノファイバーの創製（1）-不織布の潤滑特性-
  • 著者名/発表者名: 前田圭史, 野村晃敬, 榊原圭太, 大野工司, 辻井敬亘
  • 学会等名: セルロース学会第19回年次大会
  • 発表場所: 名古屋大学 東山キャンパス 野依記念学術交流館、愛知県名古屋市
• [学会発表] 濃厚ポリマーブラシを付与したセルロースナノファイバーの創製（2）-3 次元階層構造化-
  • 著者名/発表者名: 榊原圭太, 辻井敬亘
  • 学会等名: セルロース学会第19回年次大会
  • 発表場所: 名古屋大学 東山キャンパス 野依記念学術交流館、愛知県名古屋市
• [学会発表] セルロースナノファイバーを基材とした高性能トライボマテリアルの創製
  • 著者名/発表者名: 前田圭史, 野村晃敬, 榊原圭太, 大野工司, 辻井敬亘
  • 学会等名: 第４３回繊維学会夏季セミナー
  • 発表場所: 奈良県新公会堂、奈良県奈良市
• [学会発表] Self-assembly of Cellulose Nanomaterials Grafted with Concentrated Polymer Brushes
  • 著者名/発表者名: Sakakibara, K.; Tsujii, Y.
  • 学会等名: 3rd International Cellulose Conference
  • 発表場所: シャトレーゼガトーキングダムサッポロ、北海道札幌市
• [学会発表] Synthesis and Properties of Cellulose Derivatives with Pi-conjugated Molecules
  • 著者名/発表者名: Sakakibara, K.; Rosenau, T.
  • 学会等名: 3rd International Cellulose Conference
  • 発表場所: シャトレーゼガトーキングダムサッポロ、北海道札幌市
• [学会発表] Fabrication of High-performance Tribomaterials Based on Cellulose Nanofiber
  • 著者名/発表者名: Maeda, K.; Nomura, A.; Sakakibara, K.; Ohno, K.; Tsujii, Y.
  • 学会等名: 3rd International Cellulose Conference
  • 発表場所: シャトレーゼガトーキングダムサッポロ、北海道札幌市、北海道札幌市
• [学会発表] 位置選択的機能化セルロース薄膜の構造制御
  • 著者名/発表者名: 榊原圭太
  • 学会等名: セルロース学会第 18 回ミクロシンポジウム
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学60周年記念館、京都府京都市
  • 招待講演
• [図書] セルロースナノファイバーの調製、分散・複合化と製品応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 榊原圭太, 辻井敬亘
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: 株式会社 技術情報協会