天然セルロースのTEMP0触媒酸化で得られる新規ナノファイバーの構造解析と複合化

TEMP0催化氧化天然纤维素获得的新型纳米纤维的结构分析与复合

基本信息

批准号：
08J09514
负责人：
齋藤継之
金额：
$ 0.51万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J09514/
关键词：
セルロースナノファイバー炭酸カルシウムコンポジット

项目摘要

材料特性の制御が容易な石油系プラスチックやガラスは、汎用性の高い材料として幅広い分野で利用されている。しかしながら、これらの材料は高い操作温度や複雑な工程・設備を必要としており、近年浮き彫りになってきた化石資源の枯渇や地球温暖化等の問題に対応するために、資源及びエネルギーの両側面からそれらに代替しうる環境適合型の材料の開発が求められていた。セルロースと炭酸カルシウムは、二酸化炭素を固定化して自然界に多量に蓄積している。これらの資源を用いて新材料を創出することは、循環型社会の構築に向けた重要なアプローチといえる。近年、炭酸カルシウムのバイオミネラリゼーションにおいて重要な役割を担っているアモルファス炭酸カルシウム(ACC)の材料化に注目が集まっている。ポリアクリル酸で安定化されたアモルファス炭酸カルシウムは、水系・常温・常圧という省エネルギーかつ低環境負荷のプロセスで調製可能な新しい素材である。本研究では、このACCと結晶性ナノファイバーを構成単位とするゲル状のセルロース膜を複合化することで、透明かつ自立性のフィルム状複合体の作製に成功した。この複合体は、甲殻類の外骨格と同様の有機・無機の組成比で構成されており、セルロース単独では発現できない硬度を有し、甲殻類の外骨格よりも強靭な引張強度を示した。つまり、セルロースと炭酸カルシウムという豊富な天然資源を用いて、水系・常温・常圧下の簡便なプロセスにより、しなやかで強靭な透明材料の作製に成功した。産業的には、石油系プラスチックやガラス等の安価で汎用性の高い基盤部材に代替しうる新素材といえる。

易于控制材料特性的石油塑料和玻璃被用作高度用途的材料。但是，这些材料需要高度的工作温度，复杂的过程和设备，以及从资源和能量的两侧来应对诸如化石资源和全球变暖等问题，这些问题在近年来被强调。需要用它们代替它们的材料。纤维素和碳酸钙通过固定二氧化碳积累。使用这些资源创建新材料是建设回收社会的重要方法。近年来，注意力集中在碳酸钙（ACC）的实质化上，该碳酸钙（ACC）在碳酸钙生物细胞化中起着重要作用。通过聚丙烯酸稳定的碳酸钙是一种新材料，可以在能量储蓄和低环境影响的过程中制备，例如水系统，室温和正常压力。在这项研究中，该ACC和凝胶形的纤维素膜以结晶纳米频率为组成单元成功地创建了一种透明且独立的薄膜样复合物。该复合物由类似于甲壳类动物外部骨骼的有机和无机组成比组成，其硬度不能单独用纤维素来表达，并且比甲壳类动物的外疗线具有更强的拉伸强度。换句话说，使用大量自然资源（例如纤维素和碳酸钙），水系统下的简单过程，室温和正常压力成功地产生了柔软和强大的透明度。从工业上讲，可以说这是一种新材料，可以用廉价且高度高度的板（例如石油的塑料和玻璃）代替。