| 研究課題/領域番号 |
21228007
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
磯貝 明 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (40191879)
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| 研究分担者 |
岩田 忠久 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 准教授 (30281661)
和田 昌久 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 准教授 (40270897)
五十嵐 圭日子 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 准教授 (80345181)
木村 聡 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教 (00420224)
齋藤 継之 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教 (90533993)
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| キーワード | セルロース / ナノフィブリル / TEMPO / 触媒酸化 / バイオマス / キチン / ナノ材料 / ミクロフィブリル |
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| 研究概要 |
各種天然セルロース試料については、TEMPO触媒酸化によりフィブリル表面に露出している1級水酸基を選択的に全てカルボキシル基に酸化するという仮説を証明するため、X線回折で求めたフィブリル幅から計算される表面1級水酸基量と、酸化によって生成したカルボキシル基量の関係を求めたところ、極めてよい一致をしていた。一方、高等植物のセルロースについては、若干計算値よりも導入されたカルボキシル基量が多かった。そこで、各種天然セルロースのTEMPO酸化物をアルカリ水溶液によって表面剥離し、カルボキシル基を有する水溶性多糖成分を単離して化学構造を検討した。その結果、得られた多糖はブドウ糖とグルクロン酸が交互に配列したヒアルロン酸類似の新規多糖であることが判明した。この事実は、上記の仮設を支持しているとともに、高等植物セルロースミクロフィブリル表面に一部が配列が乱れた構造を有していることを示している。また、TEMPO酸化セルロースを水中解繊処理して得られる完全ナノフィブリル分散液のカルボキシル基を-COONa型から-COOH型に変換しても、水中ナノ分散が可能であった。キャスト乾燥して得られる透明フィルムは、高い酸素バリア性を示したが、-COONa型のナノフィブリルキャスト膜よりも酸素バリア性は低く、フィルム中での細密充填-空隙構造の減少は、荷電反発を維持している-COONa型のナノフィブリルで発現することが判明した。キチンの完全ナノ分散フィブリルについて、キャスト乾燥による各種フィルムを作製し、その強度、酸素バリア性を評価した。その結果、高い透明性を有してはいたがセルロース系ナノフィブリルフィルムよりも酸素バリア性、強度とも低下する傾向にあった。
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