水中界面反応による多目的天然高分子複合繊維の創成と実用化

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13555178
• 研究機関: 信州大学
• 研究代表者: 山本 浩之 信州大学, 繊維学部, 教授 (60021151)
• 研究分担者: 山田 真路 信州大学, 繊維学部, 非常勤研究員 ; 大川 浩作 信州大学, 繊維学部, 助手 (60291390)
• キーワード: 水中界面反応 / バイオミメティック / 水溶性天然高分子化合物 / 複合材料系 / 多目的繊維 / 繊維物性 / 生分解特性 / 環境科学

研究概要

再生産可能であり、自然分解性をそなえた天然高分子化合物を存在量とともに再び見直し、積極的に高付加価値材料に利用する研究は世界的に重要性を増すことは確実である。今年度の研究成果について下に列挙する
1 有用バイオマスとしてのカチオン性多糖であるキトサン、およびアニオン性多糖であるジェランガムが新規なポリイオン複合体(PIC)繊維を形成すること、さらに、この繊維の紡糸法、機械的強度、耐水性、染色性、生分解性などの諸性質が実用的な新繊維材料として極めて有望であることを見いだした。
2 分子設計した水溶性高分子物質の水中界面反応による水不溶性の多目的天然高分子複合繊維が種々の多糖およびタンパク質間で創製できることが実証された。
3 天然高分子化合物である、タンパク質、ポリアミノ酸、多糖、核酸(特にバイオマスとしてのDNA、例えば鮭精子DNAなど)の種々の組み合わせから、高いPIC形成能、紡糸効率、および紡糸時における低コストを併せ持つ素材を実験的に検討した。
4 連式単繊維強度試験機を用いて、繊維強度、伸び率、および結節強度を中心に実用性の最も高いPIC繊維数種類を選定し、PIC繊維形成素材とそれらの官能基修飾による機械的特性変化を体系的に把握する手がかりを得ることができた。
5 電子顕微鏡(SEM)により繊維の表面を観察し、分子の配向と繊維物性の関連の知見が得られ、今後の分子設計が可能になった。
上記の項目1-5の成果は別紙のように国内外の学術論文に報告した。

研究成果

• [文献書誌] K.Ohkawa: "Biodegradation of two polyion complex fibers of chitosan-gellan and poly-L-lysine-gellan by pure-line filamentous fungi"J, Polymers Environment. 8(2). 59-66 (2000)
• [文献書誌] K.Ohkawa: "Polyion complex fiber and capsule formed by self-assembly of chitosan and poly-L-glutamic acid at solution interfaces"Macromol. Materials Eng.. 286(3). 168-175 (2001)
• [文献書誌] K.Ohkawa: "Photoresponsive peptide and polypeptide systems. 14. Biodegration of photo-cross-linkable copolypeptide hydrogels containing (L-ornithine) and 5δ-7-coumaryloxyacetyl-L-ornithine residues"Macromolecular Bioscierice. 1(4). 149-156 (2001)
• [文献書誌] M.Yamada: "UV irradiation induced immobilization and functional utilization of DNA onto nonwoven cellulose fabric"Biomaterials. 22. 3121-3126 (2001)
• [文献書誌] M.Yamada: "Characterization and formation mechanism of water-insoluble DNA-matrix induced by UV irradiation"Nucleic Acids Suppi.. 1. 205-206 (2001)
• [文献書誌] Y.Takahashi: "Adsorption of the endocrine disruptors and related compounds using natural polymer composite fibers formed by polyion complex"Macromol. Materials Engineering. 286(12). 733-736 (2001)
• [文献書誌] K.Ohkawa: "Preparation of Chitosan-poly(acrylic acid) Composite Fiber by Self-Assembly at Aqueous Solution Interface"Textile Research Journal. (in press). (2002)
• [文献書誌] M.Yamada: "Preparation and characterization of DNA-films induced by UV irradiation"Chem. European J.. (in press). (2002)
• [文献書誌] M.Yamada: "UV-irradiated DNA matrixes selectively bind endocrine disruptors with a planar structure"Environmental. (in press). (2002)
• [文献書誌] 大川浩作: "自然に学ぶ複合材料の創成"日本接着学会誌. 37(4). 157-163 (2001)
• [文献書誌] K.Ohkawa: "Multipurpose polyion complex fibers formed by self-assembly at aqueous solution interfaces"Proc. 6th Asian Textile Conf, Hong Kong. CD-ROM S5. 1-8 (2001)
• [文献書誌] H.Yamamoto: "Biomimetic hybrid fibers and capsules formed by self-assembly at aqueous solution interfaces"Europolymer Conference 2001. 38 (2001)