Fabrication of highly optically transparent functional wood utiIizing its natural nano structure

利用其天然纳米结构制造高度光学透明的功能木材

• 批准号: 20F20095
• 负责人: 矢野 浩之
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20F20095/
• 关键词: 透明木材; 脱リグニン処理; 樹脂含浸; アクリル樹脂; 偏光性; シャトヤンシー; Wood; Transparent; Polarizing behavior; Cellulose nanofibers; Wood structure; Nano structure

本研究課題では、木材のナノからマイクロレベルまでの階層構造を有効利用した新規の高機能透明木質材料の開発を目指した。板目加工およびまさ目加工した木材からワイズ法でリグニンを除去し、アクリル樹脂を含浸することで透明木材を製造した。透明木材は、繊維直交方向にはレーザー光を良く透過させるが、繊維方向ではレーザー光が散乱することが明らかとなった。そのメカニズムを木材の有する階層構造との関係から明らかにするために、透明性の向上を目指し、透明樹脂の細胞中への浸透性を向上させる手法について検討した。樹種依存性の検討、細胞壁を膨潤させるためのTEMPO酸化触媒処理の効果、アクリル樹脂との相溶性を向上させるアセチル化処理の効果について検討したところ、それらを組み合わせることで90%以上の透明性を有する透明木材の製造に成功した。今年度は、主として透明木材の光学特性について検討し、本透明木材はヘーズが25%と低く、また、“chatoyancy”（キャッツアイ効果）として光学材料において知られているユニークな光散乱特性を示すことを明らかにした。さらに、透過光の偏光性と一方向への光の浸透性が見いだされた。その二つの現象のメカニズムは、木材の異方性を示す高次構造や細胞構造に起因する独立したものであることが、光学特性の測定から推測された。

In this study, the use of transparent wood materials in the production of transparent wood materials has been carried out. Plate processing, processing and processing. Transparent wood, cross direction, light, light and light. There are four types of wood, namely, transparency, transparency, infiltration in the cells, manipulation, and so on. The effects of various dependent chemicals, cell wall expansion, TEMPO acidizing catalysts, miscibility and miscibility of green resin were studied in this paper. the results showed that the transparent wood was successfully made of more than 90% transparency. This year, the optical properties of transparent wood, transparent wood, transparent wood and transparent wood. In one direction, the polarizability of light, the permeability of light, the permeability of light. The quality of wood indicates the cause of high-order cell-making, the determination of optical properties and the determination of optical properties.

项目成果

Application of Multifunctional Nanomaterials

多功能纳米材料的应用

• 发表时间: 2022
• 作者: Subir Kumar Biswas;Xianpeng Yang;Hiroyuki Yano;and Md. Iftekhar Shams
• 通讯作者: and Md. Iftekhar Shams

銀粒子付加によるセルロースナノファイバーの導電化

通过添加银颗粒使纤维素纳米纤维导电

• 发表时间: 2021
• 作者: Dong Xuan Nguyen;Haibo Xu;Takehito Nakazawa;Moriyuki Kawauchi;Yoichi Honda;川端将貴; Biswas Subir Kumar; 矢野浩之
• 通讯作者: 川端将貴; Biswas Subir Kumar; 矢野浩之

Surface and Interface Engineering for Nanocellulosic Advanced Materials

纳米纤维素先进材料的表面和界面工程

• DOI: 10.1002/adma.202002264
• 发表时间: 2020-09
• 期刊: Advanced Materials
• 影响因子: 29.4
• 作者: Yang Xianpeng;Biswas Subir Kumar;Han Jingquan;Tanpichai Supachok;Li Mei-Chun;Chen Chuchu;Zhu Sailing;Das Atanu Kumar;Yano Hiroyuki
• 通讯作者: Yano Hiroyuki

アクリル樹脂含浸した漂白木材の光学特性

丙烯酸树脂浸渍的漂白木材的光学性能

• 发表时间: 2022
• 作者: Dong Xuan Nguyen;Takehito Nakazawa;Moriyuki Kawauchi;Masahiro Sakamoto;Yoichi Honda;コフィ コフィ，エマニュエル ヘルナンデス，サミュエル ダジ，ダニエル ラゼクポ，坪川大悟，三上房子，松林 誠，岩永史朗，辻 尚利，八田岳士．;山碕悠真; 垣内田洋; 三木恒久; Subir Kumar; 臼杵有光; 矢野浩之; 田中聡一
• 通讯作者: 山碕悠真; 垣内田洋; 三木恒久; Subir Kumar; 臼杵有光; 矢野浩之; 田中聡一