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超微細繊維であるバクテリアセルロースのナノファイバーを用いて、疎水性のセルロース膜および高機能性無機化合物との複合化による新規材料をそれぞれ開発することが本研究の目的である。今年度は特に酸加水分解法によるナノファイバーの作製方法について検討した。
昨年に引き続き、硫酸加水分解法によるナノセルロースファイバーの作製を行い、加水分解温度、処理時間、硫酸の濃度(40%-60%)とバクテリアセルロースの結晶サイズとの関係を検討した。昨年度の硫酸加水分解は80℃、50%硫酸水溶液中、処理時間を1時間から12時間と変えて、行った。今年度は硫酸加水分解を60℃、60%硫酸水溶液中および50℃、40%硫酸水溶液中で行った。得られたミクロクリスタルについて、粉末X線回折測定を行い、Scherrerの式より結晶サイズを計算した。その結果、昨年の80℃、50%硫酸水溶液処理の場合と同じく(200)面、(110)面の結晶サイズはほとんど減少せず、(110)面の結晶サイズは同じように多少減少した。このことから、繊維方向にランダムに存在すると考えられるバクテリアセルロースの結晶はほとんど加水分解されず、加水分解は結晶化していない乱れた部分で生じていると考えられる。また、硫酸加水分解では得られたミクロクリスタルに硫酸塩が多少残存する。そこで、よりよいミクロクリスタルを得るために、塩酸による加水分解についても検討を行っている。
一方、最近実用化の段階に達している色素増感型太陽電池の基板材料としての可能性について検討した。バクテリアセルロースは培養過程で膜を形成するため、酸化チタン粉末を培養液中に分散させ、バクテリアセルロース/酸化チタン複合膜を作製した。しかし、酸化チタンの光触媒作用により、セルロースが分解され、複合膜の強度が著しく低下した。この点に関する改良を、現在検討中である。
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