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2015 年度 実績報告書

超高分子量バイオポリエステルの生合成と超延伸による高強度・高弾性率繊維の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25620168
研究機関東京大学

研究代表者

岩田 忠久  東京大学, 農学生命科学研究科, 教授 (30281661)

研究分担者 柘植 丈治  東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 准教授 (70332260)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードバイオポリエステル / 生分解性ポリエステル / 高強度繊維 / 超高分子量化 / 手術用縫合糸 / 薬剤徐放 / 冷延伸 / X線トモグラフィー
研究実績の概要

遺伝子組み換え大腸菌を用いて、糖から重量平均分子量700万以上の超高分子量バイオポリエステルを効率的に生合成する技術の開発を行うと共に、新規な溶融紡糸法および超延伸法を開発し、ポリプロピレンやポリエチレンテレフタレートなどの石油合成高分子でも達成できていない、破壊強度2GPa(ギガパスカル)、弾性率25GPa以上の高強度・高弾性率繊維をバイオベースプラスチックから作製する技術の開発を行う。さらに、大型放射光(SPring-8)のマイクロビームX線回折、広角・小角X線同時回折、超小角X線回折、時分割X線回折などを用いて、高強度・高弾性率化の要因を分子レベルで解明し、更なる高性能化に向けた材料設計の指針を策定するすることを目的としている。
遺伝子組み換え大腸菌を用いて培養条件を検討することにより、分子量300万~1400万までの巨大なポリエステルの合成に成功した。しかし、分子量が高くなると収率が極端に下がることもわかった。分子量と収率の両方の観点から、分子量400万~500万ぐらいのポリエステルを用いて、冷延伸・二段階延伸法および微結晶核延伸法を用いて、破壊強度1.3GPa以上の手術用縫合糸や釣り糸にも利用できる強度の生分解性繊維の開発に成功した。また、微結晶核延伸法により作製した繊維にはマイクロポアが多数存在することをX線トモグラフィー法により明らかにし、マイクロポアに薬剤を含浸させ、薬剤徐放繊維の開発にも成功した。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2015 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] High tensile strength fiber of poly[(R)-3-hydroxybutyrate-co-(R)-3-hydroxyhexanoate] processed by two-step drawing with intermediate annealing2015

    • 著者名/発表者名
      Taizo Kabe, Chizuru Hongo, Toshihisa Tanaka, Takaaki Hikima, Masaki Takata and Tadahisa Iwata
    • 雑誌名

      Journal of Applied Polymer Science

      巻: 132 ページ: 41258-41265

    • DOI

      DOI: 10.1002/app.41258.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 環境に優しい生分解性素材の特性と加工技術~微生物より生合成される生分解性ポリエステル材料の高強度化~2015

    • 著者名/発表者名
      田中稔久、岩田忠久
    • 雑誌名

      月刊「加工技術」

      巻: 50 ページ: 7-18

  • [学会発表] バイオプラスチックの挑戦 ~バイオマスの特徴を活かした分子・材料設計~2015

    • 著者名/発表者名
      岩田忠久
    • 学会等名
      新化学技術推進協会 ライフサイエンス技術部会・反応分科会 講演会
    • 発表場所
      新科学技術推進協会(東京)
    • 年月日
      2015-12-02 – 2015-12-02
    • 招待講演
  • [学会発表] High-Performance Microbial Polyesters and Polysaccharide Derivatives2015

    • 著者名/発表者名
      Tadahisa Iwata
    • 学会等名
      5th Asian Symposium on Advanced Materials (ASAM-5)
    • 発表場所
      ソウル(韓国)
    • 年月日
      2015-11-01 – 2015-11-04
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 超高分子量ポリ [(R)-3- ヒ ド ロ キ シ ブ チ レ ー ト-co-(R)-3-ヒドロキシヘキサノエート]を用いた高強度フィルムの作製と高次構造解析2015

    • 著者名/発表者名
      杉浦高士, 加部泰三, 竹村彰夫, 岩田忠久, 引間孝明, 高田昌樹
    • 学会等名
      平成27年度繊維学会秋季大会
    • 発表場所
      京都工芸繊維大学(京都)
    • 年月日
      2015-10-22 – 2015-10-23
  • [学会発表] バイオベースポリマーの高機能化を目指して2015

    • 著者名/発表者名
      岩田忠久
    • 学会等名
      近畿バイオインダストリー振興会議 バイオマス研究会公開セミナー
    • 発表場所
      大阪科学技術センター(大阪)
    • 年月日
      2015-09-11 – 2015-09-11
    • 招待講演
  • [学会発表] 超高分子量ポリ [(R)-3- ヒドロキシブチレート-co-(R)-3-ヒドロキシヘキサノエート]を用いた高強度フィルムおよび繊維の作製と高次構造解析2015

    • 著者名/発表者名
      杉浦高士, 加部泰三, 竹村彰夫, 岩田忠久, 引間孝明, 高田昌樹
    • 学会等名
      平成27年度繊維学会年次大会
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京)
    • 年月日
      2015-06-10 – 2015-06-12
  • [図書] 進化する医療用バイオベースマテリアル2015

    • 著者名/発表者名
      岩田忠久
    • 総ページ数
      250
    • 出版者
      シーエムシー出版
  • [備考] 東京大学大学院農学生命科学研究科生物材料科学専攻高分子材料学研究室

    • URL

      http://www.fp.a.u-tokyo.ac.jp/lab/polymer/index.html

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公開日: 2017-01-06  

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