セルロースナノクリスタル液晶の自在な階層的配向制御と機能発現

纤维素纳米晶液晶的自由分级取向控制与功能表达

基本信息

批准号：
21K05199
负责人：
毛利恵美子
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kyushu Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

セルロースナノクリスタル（CNC）と呼ばれるセルロースナノロッドは、セルロース成分からなるナノサイズの異方性粒子であり、一定濃度以上でコレステリック液晶性を発現することが報告されている。このCNCを用いて、複雑な内部構造を有する構造体を創出することができれば、無害・安価で高機能性を有するソフトマテリアルの創出に繋がると考え、これまで自己組織化析出（ＳＯＲＰ）法を基盤に、CNC-高分子複合粒子を調製してきた。今年度の成果として、ポリエチレングリコール（PEG）をベースとした高分子を用いてCNCとの複合化を行ったところ、球状ではなく円盤状の粒子が得られることが明らかになった。この円盤状粒子は単純な円盤状ではなく、ドーナツ状の構造をとっており、ドーナツ部分にCNCが集積し、穴の部分にPEG系高分子が存在すると考えられる。さらに、この円盤状粒子は、ドーナツ部分が強い複屈折性を示し、粒子内でCNCが配向していることを示唆している。したがって、ロッド上のCNC粒子をビルディングブロックとして用い、さらにサイズの大きい（数十ミクロンメートル）異方性粒子に組み上げることに成功した。これまでのPEG系の結果をまとめると、わずかな分子量や、分子構造の差異により、形成する粒子の内部構造、サイズが大きく変わることが明らかになった。また、同様にSORP法を用いて、温度応答性高分子やｐH応答性高分子とCNCを複合化した粒子も調製した。これらの系では、高分子の一部を架橋反応によりネットワーク化し、形状を保持できるようデザインした。

纤维素纳米棒，称为纤维素纳米晶体（CNC），是由纤维素成分组成的纳米尺寸的各向异性颗粒，据报道在一定浓度以上表现出胆甾型液晶性。我们相信，如果CNC可以用来创建具有复杂内部结构的结构，那么将导致创建无害、廉价且高功能的软材料，并且我们一直在使用基于自组织沉淀（SORP）的方法。至此，CNC-聚合物复合颗粒就制备完成。今年的研究结果表明，通过将基于聚乙二醇（PEG）的聚合物与 CNC 相结合，可以获得盘状颗粒而不是球形颗粒。该圆盘状颗粒不是简单的圆盘，而是具有类似甜甜圈的结构，并且认为CNC聚集在甜甜圈部分，并且PEG基聚合物存在于孔部分。此外，这种圆盘状颗粒的环形部分表现出很强的双折射，表明 CNC 在颗粒内定向。因此，他们成功地使用棒上的 CNC 颗粒作为构建块，将它们组装成更大（数十微米）的各向异性颗粒。总结迄今为止 PEG 系统的结果，很明显，分子量或分子结构的微小差异可以显着改变所形成颗粒的内部结构和尺寸。此外，还利用SORP方法制备了温度响应性聚合物或pH响应性聚合物与CNC的复合材料颗粒。在这些系统中，部分聚合物通过交联反应形成网络，并旨在保持其形状。

项目成果

期刊论文数量（32）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Time Lapse Variation in Antimony Phosphate Nanosheet Liquid Crystals

磷酸锑纳米片液晶的随时间变化

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Emiko Mouri;Takashi Fukumoto; Nobuyoshi Miyamoto;Teruyuki Nakato
通讯作者：
Teruyuki Nakato

無機カチオン型モンモリロナイトの水-有機混合溶媒中での分散

无机阳离子蒙脱石在水-有机混合溶剂中的分散体

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Daisuke Todome;Noboru Osaka;大束祐輝・毛利恵美子・中戸晃之
通讯作者：
大束祐輝・毛利恵美子・中戸晃之

Electrically induced macroscopic structures of niobate nanosheet liquid crystals: effects of electric voltage and frequency

铌酸盐纳米片液晶的电致宏观结构：电压和频率的影响

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takuma Etoh; Emiko Mouri; and Teruyuki Nakato
通讯作者：
and Teruyuki Nakato

PNIPAMの水/アルコール系での共貧溶媒効果への試料調製方法の影響

样品制备方法对PNIPAM在水/醇体系中抗溶剂效果的影响

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Toyo Kazu Yamada;Kenta Yokota;Yoshihiro Nakazawa;Kaho Aramoto;Ryohei Nemoto;Peter Kruger;and Takashi Karatsu;菅原綜太，塚田学，星野勝義;Nabil Shukri・中戸晃之・毛利恵美子
通讯作者：
Nabil Shukri・中戸晃之・毛利恵美子

セルロースナノクリスタルを基盤とする新規微粒子材料の創出

创建基于纤维素纳米晶体的新型颗粒材料