2014 Fiscal Year Annual Research Report
セルロース系多糖の分子アセンブリー制御と精密複合化による高機能異方性材料の創製
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26252025
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
西尾 嘉之 京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (00156043)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木村 恒久 京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (40264593)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | セルロース / 多糖類 / アセンブリー / 異方性 / 複合材料 / キラル液晶 / 配向 / 磁性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
セルロース系多糖をコア成分とした高機能異方性材料の創製に向けて、各種複合系に応じた分子アセンブリー制御を行い、以下の成果を得た。
１．外力印加型分子アセンブリー制御
(1)セルロース並びにキチンのアルキルエステルと合成ポリマーとのブレンドフィルムを作製し、相溶性の置換度依存性を評価した。延伸フィルムの異方性評価のために光学測定系を組んだ。 (2)セルロースナノクリスタル(CNC)/含水ビニルモノマー懸濁液の異方性相を磁場配向させ、モノマーの重合を経て新規の複合材料を合成した。X線回折等によりCNCの配向分布を評価した。 (3)カラギーナン(Car)/CNCおよびCar/ポリビニルアルコールのゲル中で酸化鉄をin-situ合成し、延伸処理に伴う磁気異方性の発現機構と磁場応答材料としての好適組成を明確化した。
２．自発配向型分子アセンブリー制御
(1)ヒドロキシプロピルセルロース/ポリアクリル酸(PAA)およびエチルセルロース/PAAから成るキラル液晶固定化ゲル中でヒドロキシアパタイトを沈着成長させ、耐熱性・機械的性質に優れ且つ呈色するハイブリッドフィルムの創製に成功した。 (2)各種多糖フェニルカルバメート誘導体の液晶構造を鋳型とした光学キラルなシリカモノリスを作製し、光波(円偏光)分離機能を明らかにした。また、クロマトによる物質分離機能の評価方法を考案した。
３．本課題に関連するセルロース誘導体の新規調製とキャラクタリゼーション、および誘導体の液晶ならびにブレンド形成能の検討を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
セルロース系多糖をコア成分とした高機能異方性材料の創製に向けて、大別して2つのアプローチで配向複合化を遂行している。1つは「外力印加型分子アセンブリー制御」であり、他方は「自発配向型分子アセンブリー制御」である。前者については、特に磁場印加が関与する異方性スマート材料として新規の配向系を２つ提示しえたことからきわめて順調と言える。後者についても、液晶系でのアパタイトのミネラリゼーションとシリカモノリスの作製の両者ともがうまく進展している。ただし、後者の系では、分離機能評価のデータ収集量においてまだ不十分なところがある。よって、本研究は全体としては、おおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
「外力印加型分子アセンブリー制御」による高機能異方性材料の創製においては、試料調製を確立した系について配向と異方性の定量化を含めた測定解析に重点を置く。なお、磁場印加による配向と延伸･剪断等の力場印加による配向の両方が使える系では、異方性の達成度を両手法間で比較検討する。「自発配向型分子アセンブリー制御」による高機能異方性材料の創製については、液晶構造を固定したシリカモノリスの分離機能評価のデータ補充、および他系を用いたミネラリゼーションデータの集積を図る。
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