ポリマーブラシによる多糖類微結晶コロイドの立体安定化と新規ナノコンポジットの調製

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22750202
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 高分子・繊維材料
• 研究機関: 信州大学
• 研究代表者: 荒木 潤 信州大学, 繊維学部, 准教授 (10467201)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 高分子系複合材料

研究概要

セルロース・キチンの棒状微結晶表面にポリエチレングリコール(PEG)の末端を結合し、安定化する方法を確立した。得られたPEG結合微結晶は、電解質存在下や種々のpHにおいても凝集せず安定に分散した。これらのPEG結合微結晶調製の1段階である微結晶の表面カルボキシル化に固体酸化剤触媒を用い、酸化剤の回収と繰り返し利用を可能にした。さらに、微結晶をヒドロゲルやPVA繊維に導入し、高い弾性率および強度を有するナノコンポジットを調製した。

研究成果

• [雑誌論文] Electrostatic or Steric? - Preparations and Characterizations of Well-Dispersed Systems Containing Rod-like Nanowhiskers of Crystalline (2013)
  • 著者名/発表者名: Araki, J.
  • 雑誌名: Polysaccharides. Soft Matter 巻: 9 ページ: 4125-4141
  • DOI: DOI:10.1039/c3sm27514k
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chitin-Chitosan Nanocomposite Gels: Reinforcement of Chitosan Hydrogels with Rod-like Chitin Nanowhiskers (2012)
  • 著者名/発表者名: Araki, J.; Yamanaka, Y.; Ohkawa, K
  • 雑誌名: Polym. J 巻: 44 ページ: 713-717
  • DOI: DOI:10.1038/pj.2012.11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interaction and Mechanical Properties of Chitin Whiskers/PVA Gel-spun Nanocomposite Fibers (2012)
  • 著者名/発表者名: Uddin, A. J.; Araki, J.; Fujie, M.; Sembo, S.; Gotoh, Y. Interfacial
  • 雑誌名: Polym. International 巻: 61 ページ: 1010-1015
  • DOI: DOI:10.1002/pi.4174
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanowhiskers Mediate Transformation of Escherichia coli by Exogenous Plasmid (2011)
  • 著者名/発表者名: Mera, A.; Araki, J.; Ohtsuki, T.; Shimosaka, M.; Yoshida, N. Chitin
  • 雑誌名: DNA. J. Biotechnol. Biomater 巻: 1 ページ: 1000114
  • DOI: DOI:10.4172/2155-952X.1000114
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extremely Oriented Tunicin Whiskers in Polyvinyl Alcohol Nanocomposites (2011)
  • 著者名/発表者名: Uddin, A. J.; Araki, J.; Gotoh, Y
  • 雑誌名: Polym. International 巻: 60 ページ: 1230-1239
  • DOI: DOI:10.1002/pi.3067
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of the Poly(vinyl alcohol)/Cellulose Whisker Gel Spun Fibers. (2011)
  • 著者名/発表者名: Uddin, A. J.; Araki, J.; Gotoh, Y
  • 雑誌名: Composites Part A 巻: 42 ページ: 741-747
  • DOI: DOI:10.1016/j.compositesa.2011.02.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Takatera, M. A Novel Approarch to Reduce Fibrillation of PVA Fibers Using (2011)
  • 著者名/発表者名: Uddin, A. J.; Araki, J.; Gotoh, Y
  • 雑誌名: Cellulose Whiskers. Textile Res. J 巻: 81 ページ: 447-458
  • DOI: DOI:10.1177/0040517511399967
  • 査読あり
• [雑誌論文] Towards "Strong" Green Nanocomposites: Polyvinyl Alcohol Reinforced with Extremely Oriented Cellulose Whiskers (2011)
  • 著者名/発表者名: Uddin, A. J.; Araki, J.; Gotoh, Y.
  • 雑誌名: Biomacromolecules 巻: 12 ページ: 617-624
  • DOI: DOI:10.1021/bm101280f
  • 査読あり
• [学会発表] Polysaccharide Nanowhiskers -- High Performance Building Blocks for Nanostructures -- (2013)
  • 著者名/発表者名: Jun Araki
  • 学会等名: Fourth International Symposium for Young Organic Chemists 2013(4th ISYOC), National Institute of Materials Science Tsukuba
  • 年月日: 20130307-08
• [学会発表] Controls of regioselectivity and degree of substitution in carboxymethylation of polyrotaxane (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Taguchi, Jun Araki
  • 学会等名: The 9th SPSJ International Polymer Conference
  • 発表場所: Kobe International Conference Center
  • 年月日: 2012-12-13
• [学会発表] Preparation of polyrotaxane-amino acid conjugates for creation of stimuli responsive slide-ring gels (2012)
  • 著者名/発表者名: Naoki Sainou, Jun Araki
  • 学会等名: The 9th SPSJ International Polymer Conference
  • 発表場所: Kobe International Conference Center
  • 年月日: 2012-12-13
• [学会発表] Steric stabilization of chitin nanowhiskers bysurface poly(ethylene glycol) grafting (2012)
  • 著者名/発表者名: Mari Kurihara, Jun Araki
  • 学会等名: International Cellulose Conference
  • 発表場所: Gateaux Kingdom Sapporo
  • 年月日: 2012-10-11
• [学会発表] Steric stabilization of rod-like cellulose whiskers by surface poly(ethylene glycol) grafting (2012)
  • 著者名/発表者名: Shiho Mishima, Jun Araki
  • 学会等名: International Cellulose Conference
  • 発表場所: Gateaux Kingdom Sapporo
  • 年月日: 2012-10-11
• [学会発表] Surface carboxylation of cellulose nanowhiskers using silica-supported TEMPO catalysts (2012)
  • 著者名/発表者名: Mai Tsukahara, Jun Araki
  • 学会等名: International Cellulose Conference
  • 発表場所: Gateaux Kingdom Sapporo
  • 年月日: 2012-10-11
• [学会発表] Preparation, Characterization and Application of Cyclodextrin-Based Polyrotaxane (2012)
  • 著者名/発表者名: Jun Araki
  • 学会等名: Euro-Japan Polysaccharide Meeting, Nakashima Hall
  • 発表場所: The University of Tokyo
  • 年月日: 2012-10-04
• [学会発表] シリカゲル担持TEMPO 触媒を用いたセルロースナノウィスカーの表面カルボキシル化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 塚原麻衣、荒木 潤
  • 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
  • 年月日: 2012-07-13
• [学会発表] ポリエチレングリコールの表面結合によるキチンナノウィスカーの立体安定化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 栗原真理、荒木 潤
  • 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
  • 年月日: 2012-07-12
• [学会発表] 天然多糖類ナノウィスカーをフィラーとして用いたナノコンポジットゲルの力学物性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山中佑太、荒木 潤
  • 学会等名: 平成24 年度繊維学会年次大会
  • 発表場所: タワーホール船堀
  • 年月日: 2012-06-07
• [学会発表] 4,4'-ジメトキシベンズヒドロール誘導体を経るポリ(L-アスパラギン) およびポリ(L-グルタミン) の合成について (2012)
  • 著者名/発表者名: 川島康弘、福本竜也、荒木 潤、大川浩作
  • 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
  • 年月日: 2012-05-30
• [学会発表] L-アスパラギン酸を用いるセルロース微細繊維不織布の化学修飾および金属イオン吸着特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 増田祐樹、荒木 潤、大川浩作
  • 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
  • 年月日: 2012-05-30
• [学会発表] ゲル濾過クロマトグラフィーを用いて分離したスライディンググラフトコポリマーの構造解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 塚本直徳、荒木 潤
  • 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
  • 年月日: 2012-05-29
• [学会発表] Utilization of Nanowhiskers Derived from NativeCellulose and Chitin for Reinforcing Fillers (2011)
  • 著者名/発表者名: Jun Araki
  • 学会等名: Canada-Japan Nanotechnology Workshop
  • 発表場所: The University of Waterloo
  • 年月日: 2011-11-22
• [学会発表] セルロースーキトサン複合微細繊維のエレクトロスピニング (2011)
  • 著者名/発表者名: 花岡博克、荒木 潤、大川浩作
  • 学会等名: セルロース学会第18回年次大会
  • 発表場所: 信州大学
  • 年月日: 2011-07-16
• [学会発表] 表面 PEG グラフトによる棒状セルロースウィスカーの立体安定化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 三島志保、大川浩作、荒木 潤
  • 学会等名: セルロース学会第18回年次大会
  • 発表場所: 信州大学
  • 年月日: 2011-07-15
• [学会発表] Aminoacylase-Immobilized Fine Fibers of Hydroxypropyl Cellulose (2011)
  • 著者名/発表者名: Kesavan Devarayan, Ayako Nishida, Masahiro Miyamoto, Jun Araki, Kousaku Ohkawa
  • 学会等名: セルロース学会第18回年次大会
  • 発表場所: 信州大学
  • 年月日: 2011-07-14
• [学会発表] キトサン/キチンウィスカーナノコンポジットゲルの物性に対する電解質濃度の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山中佑太、大川浩作、荒木 潤
  • 学会等名: セルロース学会第18回年次大会
  • 発表場所: 信州大学
  • 年月日: 2011-07-14
• [学会発表] PEG/CD ポリロタキサンの修飾による特性の変化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 荒木 潤
  • 学会等名: 第5回超分子若手懇談会
  • 発表場所: 戸倉上山田圓山荘
  • 年月日: 2011-07-07
• [学会発表] 繰返し再沈殿法によるスライディング・グラフトコポリマーの精製およびその架橋フィルムの物性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 塚本直徳、大川浩作、荒木 潤
  • 学会等名: 第5回超分子若手懇談会
  • 発表場所: 戸倉上山田圓山荘
  • 年月日: 2011-07-07
• [学会発表] 置換度の異なるカルボキシメチル化環動ゲルの膨潤度 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田口悠一朗、大川浩作、荒木 潤
  • 学会等名: 第5回超分子若手懇談会
  • 発表場所: 戸倉上山田圓山荘
  • 年月日: 2011-07-07
• [学会発表] 表面 PEG グラフトによる棒状セルロースウィスカーの立体安定化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 三島志保、大川浩作、荒木 潤
  • 学会等名: 第5回超分子若手懇談会
  • 発表場所: 戸倉上山田圓山荘
  • 年月日: 2011-07-07
• [学会発表] 異なるアミノ酸側鎖を有するポリロタキサン誘導体の調製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西能直輝、大川浩作、荒木 潤
  • 学会等名: 第5回超分子若手懇談会
  • 発表場所: 戸倉上山田圓山荘
  • 年月日: 2011-07-07
• [学会発表] ポリロタキサン-グリシン誘導体の導入率に対する調製条件の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 加賀谷圭佑、大川浩作、荒木 潤
  • 学会等名: 第6 0回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 大阪国際会議場
  • 年月日: 2011-05-25
• [学会発表] 置換度の異なるカルボキシメチル化環動ゲルの膨潤率 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田口悠一朗、大川浩作、荒木 潤
  • 学会等名: 第60回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 大阪国際会議場
  • 年月日: 2011-05-25
• [学会発表] 異なるアミノ酸側鎖を有するポリロタキサン誘導体の調製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西能直輝、大川浩作、荒木 潤
  • 学会等名: 第60回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 大阪国際会議場
  • 年月日: 2011-05-25
• [学会発表] セルロースナノウィスカー ～天然由来の高強度ナノ繊維～ (2011)
  • 著者名/発表者名: 荒木 潤
  • 学会等名: おかやまバイオマスイノベーション創造センター開所記念セミナー
  • 発表場所: 岡山リサーチパークインキュベーションセンター
  • 年月日: 2011-02-21
• [学会発表] Synthesis of modified polyrotaxanes having functional pendant groups or long side chains (2010)
  • 著者名/発表者名: Jun Araki, Keisuke Kagaya, Naoto Tsukamoto, Kousaku Ohkawa
  • 学会等名: PACIFICHEM 2010
  • 発表場所: Honolulu Convention Center
  • 年月日: 2010-12-19
• [学会発表] Drug releasing properties of electrospun non-woven fabrics prepared from cellulose and chitosan (2010)
  • 著者名/発表者名: Kousaku Ohkawa, Jun Araki
  • 学会等名: PACIFICHEM 2010
  • 発表場所: Honolulu Convention Center
  • 年月日: 2010-12-19
• [学会発表] Utilization of Rod-like Nanowhiskers of Natural Crystalline Polysaccharides for Construction of Nanocomposite Materials (2010)
  • 著者名/発表者名: Jun Araki
  • 学会等名: SVBL Mini-Symposium: Utilization of Cellulose as Renewable Resources
  • 発表場所: SVBL Shinshu University
  • 年月日: 2010-10-18
• [学会発表] ナノフィラーによる繊維の強化について (2010)
  • 著者名/発表者名: 後藤康夫、アーメド・ジャラル・ウディン、山本厚、荒木 潤
  • 学会等名: 平成 2 2 年度繊維学会秋季研究発表会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2010-09-27
• [学会発表] キチン微結晶をフィラーとして用いたポリマーナノコンポジットの調製と力学物性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山中佑太、大川浩作、荒木 潤
  • 学会等名: 第59回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-09-17
• [学会発表] 異方性ナノフィラーで補強した PVA 繊維 (2010)
  • 著者名/発表者名: 後藤康夫、ウディン ジャラル、荒木 潤、藤江将大
  • 学会等名: 第59回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] セルロース-キトサンの複合エレクトロスピニングによる微細繊維不織布の作成とその性質 (2010)
  • 著者名/発表者名: 花岡博克、宮本正裕、荒木 潤、大川浩作
  • 学会等名: 第59回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] β-Ala を側鎖に有するセルロースへの保護ペプチド導入によるコンジュゲート合成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 林武利、西林未希子、荒木 潤、大川浩作
  • 学会等名: 第59回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] 疎水性ポリアミノ酸のエレクトロスピニングによる微細繊維不織布の作成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中上惣太、荒木 潤、大川浩作
  • 学会等名: 第59回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] アミノアシラーゼを固定化したセルロース-キトサン微細繊維不織布の作成と性質 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宮本正裕、花岡博克、Devarayan Kesavan、荒木 潤、大川浩作
  • 学会等名: 第5 9回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] カチオン性ヒドロキシプロピルセルロース誘導体微細繊維不織布の作成と酵素固定化について (2010)
  • 著者名/発表者名: Devarayan Kesavan 、 Periasamy Viswanathamurthi、西田綾子、荒木 潤、大川浩作
  • 学会等名: 第5 9回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] 修飾率を制御したポリロタキサン-アミノ酸誘導体の金属イオン吸着材料への応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 加賀谷圭佑、森脇洋、大川浩作、荒木 潤
  • 学会等名: 第59回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] アセチル化ポリロタキサン誘導体を出発物質に用いたスライディング・グラフトコポリマーの調製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 塚本直徳、荒木 潤
  • 学会等名: 第59回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] セルロースナノウィスカー導入によるポリビニルアルコール繊維の 高強度・高弾性率化 (2010)
  • 著者名/発表者名: アーメド・ジャラル・ウディン、荒木 潤、後藤康夫
  • 学会等名: 平成 22 年度繊維学会年次大会
  • 発表場所: タワーホール船堀
  • 年月日: 2010-06-17
• [学会発表] Fibrillation property of PVA/cellulose nanowhisker composite fibers (2010)
  • 著者名/発表者名: アーメド・ジャラル・ウディン、荒木 潤、後藤康夫
  • 学会等名: 平成 22 年度繊維学会年次大会
  • 発表場所: タワーホール船堀
  • 年月日: 2010-06-17
• [学会発表] 繰返し再沈殿法によるスライディング・グラフトコポリマーの精製およびその架橋フィルムの物性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 塚本直徳、大川浩作、荒木 潤
  • 学会等名: 第59回高分子学会年次大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2010-05-28
• [学会発表] セルロース微結晶により補強した高分子ヒドロゲルの力学物性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山中佑太、大川浩作、荒木 潤
  • 学会等名: 第59回高分子学会年次大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2010-05-27
• [学会発表] アミノ酸・ペプチドを側鎖に有するセルロース誘導?の設計・合成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 林 武利、西林未希子、荒木 潤、大川浩作
  • 学会等名: 第59回高分子学会年次大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2010-05-26
• [学会発表] アミノ末端標識による合成ポリアミノ酸の平均重合度推定法について (2010)
  • 著者名/発表者名: 中上惣太、荒木 潤、大川浩作
  • 学会等名: 第5 9回高分子学会年次大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2010-05-26
• [学会発表] Polyvinyl alcohol fibers reinforced with cellulose whiskers (2010)
  • 著者名/発表者名: Ahmed Jalal Uddin, Jun Araki, Yasuo Gotoh
  • 学会等名: 第59回高分子学会年次大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2010-05-26
• [産業財産権] 液晶材料 (2012)
  • 発明者名: 荒木 潤、太田和親
  • 権利者名: 国立大学法人信州大学
  • 産業財産権番号: 特願 2012-151312
  • 出願年月日: 2012-07-05
• [産業財産権] 多糖類固体の表面修飾方法 (2011)
  • 発明者名: 荒木 潤、塚原麻衣、岩本憲治
  • 権利者名: 国立大学法人信州大学、学校法人加計学園
  • 産業財産権番号: 特願 2012-020466
  • 出願年月日: 2011-02-02