セルロースナノ材料の界面設計と三次元構造化

• 研究課題/領域番号: 25712020
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 木質科学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 横田 慎吾 九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 助教 (30600374)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 25,480千円 (直接経費: 19,600千円、間接経費: 5,880千円); 2015年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2014年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2013年度: 15,210千円 (直接経費: 11,700千円、間接経費: 3,510千円)
• キーワード: セルロース / ナノファイバー / 水中カウンターコリジョン / ネマチックオーダーセルロース / リビングラジカル重合 / 表面・界面 / 両親媒性 / 化学修飾 / 表面化学修飾 / 表面活性化 / セルロースナノファイバー / 表面化学改質 / ナノ構造

研究成果の概要

結晶性ナノセルロースの反応性向上のためのアルカリ活性化について詳細に検討した。その結果、数％程度の水酸化ナトリウム水溶液による前処理によって、ナノセルロース表面の水酸基が活性化され、未処理時には全く反応が進行しなかった表面化学改質が可能となった。
セルロース分子が配向したネマチックオーダーセルロース膜の表面グラフト重合によってスチレンオリゴマーの導入に成功した。微生物が産生するファイバーの堆積挙動を可視化したところ、未修飾の場合とは優位にことなる結果が得られた。ナノ物質との相互作用を制御するテンプレートとしての応用展開に期待が持たれた。

研究成果

• [雑誌論文] Difference between bamboo- and wood-derived cellulose nanofibers prepared by the aqueous counter collision method (2014)
  • 著者名/発表者名: Kunio Tsuboi, Shingo Yokota, Tetsuo Kondo
  • 雑誌名: Nordic Pulp & Paper Research Journal 巻: 29(1) 号: 1 ページ: 69-76
  • DOI: 10.3183/npprj-2014-29-01-p069-076
  • 査読あり
• [学会発表] 両親媒性セルロースナノファイバー”ACC-ナノセルロース”により安定化されたPickeringエマルション (2016)
  • 著者名/発表者名: 鎌田啓大、横田慎吾、近藤哲男
  • 学会等名: セルロース学会第23回年次大会
  • 発表場所: つくばカピオ、つくば市
  • 年月日: 2016-07-14
• [学会発表] 水中カウンターコリジョン法により得られる両親媒性セルロースナノファイバーを用いたPickeringエマルションの調製 (2016)
  • 著者名/発表者名: 鎌田啓大、横田慎吾、近藤哲男
  • 学会等名: 第53回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 北九州国際会議場、北九州市
  • 年月日: 2016-07-02
• [学会発表] ACC-ナノセルロースの表面分子設計 (2016)
  • 著者名/発表者名: 横田慎吾、近藤哲男
  • 学会等名: 平成28年度繊維学会年次大会
  • 発表場所: タワーホール船堀、江戸川区、東京都
  • 年月日: 2016-06-08
• [学会発表] 水系反応によるACC-ナノセルロースの表面化学改質 (2016)
  • 著者名/発表者名: 横田慎吾、西元愛里、近藤哲男
  • 学会等名: 第66回日本木材学会大会
  • 発表場所: 名古屋大学、名古屋市
  • 年月日: 2016-03-27
• [学会発表] Surface activation of ACC-nanocellulose for chemical modification in an aqueous system (2016)
  • 著者名/発表者名: Airi Nishimoto, Shingo Yokota, Tetsuo Kondo
  • 学会等名: 251st American Chemical Society National Meeting & Exposition
  • 発表場所: Convention center, San Diego, California, United States
  • 年月日: 2016-03-13
  • 国際学会
• [学会発表] Chemical modification of cellulose nanofibers via surface activation in an aqueous dispersion system (2016)
  • 著者名/発表者名: Shingo Yokota, Tetsuo Kondo
  • 学会等名: 2016 EMN Cellulose Meeting
  • 発表場所: TAIPEI SUNWORLD DYNASTY Hotel, Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2016-03-08
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Pickering emulsion stabilized using amphiphilic cellulose nanofibers prepared by the aqueous counter collision method (2015)
  • 著者名/発表者名: Keita Kamada, Shingo Yokota, Tetsuo Kondo
  • 学会等名: The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015
  • 発表場所: Convention center, Honolulu, Hawaii, United States
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] 両親媒性セルロースナノファイバー"ACC-ナノセルロース"の有するエマルション形成能 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鎌田啓大、横田慎吾、近藤哲男
  • 学会等名: セルロース学会第22回年次大会
  • 発表場所: 北海道大学、札幌市
  • 年月日: 2015-07-09
• [学会発表] 表面化学改質によって変化するネマチックオーダーセルロース上での酢酸菌走行パターン (2015)
  • 著者名/発表者名: 三浦巧貴、横田慎吾、近藤哲男
  • 学会等名: セルロース学会第22回年次大会
  • 発表場所: 北海道大学、札幌市
  • 年月日: 2015-07-09
• [学会発表] 表面化学改質セルロース配向テンプレート上で酢酸菌が産生するナノセルロース (2015)
  • 著者名/発表者名: 三浦巧貴、横田慎吾、近藤哲男
  • 学会等名: 第52回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 北九州国際会議場、北九州市
  • 年月日: 2015-06-27
• [学会発表] 水中カウンターコリジョン法で調製される両親媒性セルロースナノファイバーのエマルション形成能 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鎌田啓大、横田慎吾、近藤哲男
  • 学会等名: 第52回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 北九州国際会議場、北九州市
  • 年月日: 2015-06-27
• [学会発表] 水中対向衝突法によって調製されたセルロースナノファイバーの反応性を向上させる表面活性化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西元 愛里, 横田 慎吾, 近藤 哲男
  • 学会等名: 第65回日本木材学会大会
  • 発表場所: タワーホール船堀、東京都
  • 年月日: 2015-03-17 – 2015-03-18
• [学会発表] Interfacial molecular design of nematic ordered cellulose templates for epitaxial nanodeposition (2015)
  • 著者名/発表者名: Shingo Yokota, Shiro Sakoda, Tetsuo Kondo
  • 学会等名: International Symposium on Wood Science and Technology
  • 発表場所: Tower Hall Funabori, Tokyo, Japan
  • 年月日: 2015-03-15 – 2015-03-17
• [学会発表] Preferential subfibrillation from reducing ends in the initial stage of nano-pulverization using aqueous counter collision (2014)
  • 著者名/発表者名: Hikari Utsunomiya, Shingo Yokota, Tetsuo Kondo
  • 学会等名: International Symposium on Fiber Science and Technology (ISF2014)
  • 発表場所: Tokyo Fashion Town Building, Tokyo, Japan
  • 年月日: 2014-09-28 – 2014-10-01
• [学会発表] Self-assembling behaviors of collagen nanofibers in the aqueous dispersions prepared by the aqueous counter collision method (2014)
  • 著者名/発表者名: Yutaro Tsujita, Shingo Yokota, Tetsuo Kondo
  • 学会等名: International Symposium on Fiber Science and Technology (ISF2014)
  • 発表場所: Tokyo Fashion Town Building, Tokyo, Japan
  • 年月日: 2014-09-28 – 2014-10-01
• [学会発表] Surface reactivity in an aqueous system of bio-nanofibers prepared by the aqueous counter collision method (2014)
  • 著者名/発表者名: Shingo Yokota, Testuo Kondo
  • 学会等名: International Symposium on Fiber Science and Technology (ISF2014)
  • 発表場所: Tokyo Fashion Town Building, Tokyo, Japan
  • 年月日: 2014-09-28 – 2014-10-01
• [学会発表] アルカリ処理によるセルロースナノファイバー表面の反応性の向上 (2014)
  • 著者名/発表者名: 西元 愛里, 横田 慎吾, 近藤 哲男
  • 学会等名: 第21回日本木材学会九州支部大会
  • 発表場所: くまもと県民交流館パレア, 熊本市
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-12
• [学会発表] 培養条件に依存して酢酸菌が産生するセルロース膜の水中カウンターコリジョン法による異なるシングルナノファイバー化挙動 (2014)
  • 著者名/発表者名: 宇都宮 ひかり, 平田 愛美子, 横田 慎吾, 近藤 哲男
  • 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, 鹿児島市
  • 年月日: 2014-07-18 – 2014-07-19
• [学会発表] 水中対向衝突法により調製されたセルロースナノファイバーの表面化学反応特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 横田 慎吾, 近藤 哲男
  • 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, 鹿児島市
  • 年月日: 2014-07-18 – 2014-07-19
• [学会発表] 水中カウンターコリジョン法によるセルロース繊維のナノ微細化はどこから始まるのか？ (2014)
  • 著者名/発表者名: 宇都宮 ひかり, 横田 慎吾, 近藤 哲男
  • 学会等名: 第51回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 北九州国際会議場, 北九州市
  • 年月日: 2014-06-28
• [学会発表] アルカリ処理による水分散セルロースナノファイバーの表面活性化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 西元 愛里, 横田 慎吾, 近藤 哲男
  • 学会等名: 第51回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 北九州国際会議場, 北九州市
  • 年月日: 2014-06-28
• [学会発表] 水中カウンターコリジョン法によって調製された2種類のコラーゲンナノファイバーの引張強度の繊維幅への依存性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 辻田 裕太郎, 公門 大輔, 横田 慎吾, 近藤 哲男
  • 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
  • 年月日: 2014-06-11 – 2014-06-13
• [学会発表] 溶存酸素下で酢酸菌が産生するセルロースナノファイバーの水中カウンターコリジョン法によるナノ微細化挙動 (2014)
  • 著者名/発表者名: 平田 愛美子、宇都宮ひかり、永島 綾、横田慎吾、近藤哲男
  • 学会等名: 第64回日本木材学会大会
  • 発表場所: 愛媛大学、松山市
• [学会発表] Difference between bamboo- and wood-derived cellulose nanofibers prepared by aqueous counter collision method (2013)
  • 著者名/発表者名: Kunio Tsuboi, Shingo Yokota, Tetsuo Kondo
  • 学会等名: Kyushu-Seibu/Pusan-Gyeongnam Joint Symposium on High Polymers(16th) and Fibers(14th)
  • 発表場所: Saga University, Saga, Japan
• [学会発表] セルロースナノマテリアルの表面構造設計 (2013)
  • 著者名/発表者名: 横田慎吾
  • 学会等名: 日本材料学会 第283回木質材料部門委員会定例研究会
  • 発表場所: 京都大学、京都市
  • 招待講演
• [学会発表] Interfacial design of nano-sized and nano-structured cellulose materials by chemical modification (2013)
  • 著者名/発表者名: Shingo Yokota, Shiro Sakoda, Tetsuo Kondo
  • 学会等名: The 3rd EPNOE 2013 International Polysaccharide Conference
  • 発表場所: Nice Acropolis Convention and Exhibition Center, Nice, France
• [学会発表] Preferential cleavage of reducing ends in cellulose fibers for nano-pulverization using aqueous counter collision (2013)
  • 著者名/発表者名: Hikari Utsunomiya, Shingo Yokota, Tetsuo Kondo
  • 学会等名: The 3rd EPNOE 2013 International Polysaccharide Conference
  • 発表場所: Nice Acropolis Convention and Exhibition Center, Nice, France
• [学会発表] 樹木由来と比較した竹由来セルロースナノファイバーの特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 坪井国雄、横田慎吾、近藤哲男
  • 学会等名: 第20回日本木材学会九州支部大会
  • 発表場所: 九州大学、福岡市
• [学会発表] 酢酸菌産生セルロースナノファイバーゲルからの"Cellulose nanoanemone"の創製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平田 愛美子、宇都宮ひかり、永島 綾、横田慎吾、近藤哲男
  • 学会等名: 第20回日本木材学会九州支部大会
  • 発表場所: 九州大学、福岡市
• [学会発表] セルロースファイバー末端の極性に依存する水中カウンターコリジョンナノ微細化挙動 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宇都宮ひかり、横田慎吾、近藤哲男
  • 学会等名: セルロース学会第20回年次大会
  • 発表場所: 京都大学宇治キャンパス、宇治市
• [学会発表] CBH Iを開裂促進剤として用いた水中対向衝突による10nm以下の極細セルロースナノファイバーの調製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 楊 興、横田慎吾、近藤哲男
  • 学会等名: セルロース学会第20回年次大会
  • 発表場所: 京都大学宇治キャンパス、宇治市
• [学会発表] 部分脱アセチル化キチン配向基板への位置選択的イオン固定により誘発されるパターン化バイオミネラリゼーション (2013)
  • 著者名/発表者名: 小島貴弘、横田慎吾、近藤哲男
  • 学会等名: セルロース学会第20回年次大会
  • 発表場所: 京都大学宇治キャンパス、宇治市
• [学会発表] リビングラジカル重合によりネマチックオーダーセルロース表面に調製されるPMMAの密度に依存した種々の分子トラック (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐小田 史朗、横田慎吾、近藤哲男
  • 学会等名: セルロース学会第20回年次大会
  • 発表場所: 京都大学宇治キャンパス、宇治市
• [学会発表] セルロース基板上に一軸配向したPMMA ブラシのナノ表面構造 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐小田 史朗、横田慎吾、近藤哲男
  • 学会等名: 第50回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: AIMビル3階展示場、北九州市
• [学会発表] 部分キトサン化キチン配向基板への位置選択的イオン固定により誘発されるホスト－ゲスト型バイオミネラリ ゼーション (2013)
  • 著者名/発表者名: 小島貴弘、横田慎吾、近藤哲男
  • 学会等名: 第50回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: AIMビル3階展示場、北九州市
• [学会発表] 省エネルギー水中対向衝突法による極細セルロースナノファイバーの調製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 楊 興、横田慎吾、近藤哲男
  • 学会等名: 第50回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: AIMビル3階展示場、北九州市
• [学会発表] 水中対向衝突法によるセルロース繊維のナノ微細化の起点となる還元性末端 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宇都宮ひかり、横田慎吾、近藤哲男
  • 学会等名: 第50回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: AIMビル3階展示場、北九州市
• [学会発表] 樹木由来と異なる物性を有する竹由来セルロースナノファイバーシートの特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 坪井国雄、横田慎吾、近藤哲男
  • 学会等名: 第50回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: AIMビル3階展示場、北九州市
• [学会発表] Surface acetylation of cellulose-based nanofibers prepared by aqueous counter collision (2013)
  • 著者名/発表者名: Shingo Yokota, Tetsuo Kondo
  • 学会等名: The 17th International Symposium on Wood, Fibre and Pulping Chemistry
  • 発表場所: Sheraton Vancouver, Vancouver, Canada
• [備考] 九州大学 バイオマテリアルデザイン研究室
  • URL: http://biomat.agr.kyushu-u.ac.jp/
• [備考] 九州大学 研究者情報［横田慎吾（助教）農学研究院 環境農学部門］
  • URL: http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K003860/
• [備考] 九州大学 研究者情報［横田慎吾（助教）農学研究院 環境農学部門］
  • URL: http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K003860/
• [備考] 九州大学 バイオマテリアルデザイン研究室
  • URL: http://biomat.agr.kyushu-u.ac.jp/
• [備考] 九州大学 研究者情報［横田慎吾（助教）農学研究院 環境農学部門］
  • URL: http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K003860/