Supramolecular structure and thermal reactivity of wood cell wall

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木材の細胞壁はナノサイズの結晶性セルロースミクロフィブリルの周囲をマトリックス（ヘミセルロースとリグニン）が取り巻く超分子構造を有するが、その詳細については不明な点が多い。一方、木材中のセルロースおよびヘミセルロースの熱分解反応性が単離成分と異なり、反応性に対する影響が樹種（針葉樹と広葉樹）で異なることがスギ（針葉樹）とブナ（広葉樹）を用いた検討により示唆されている。本研究課題では、熱分解反応性と細胞壁におけるナノ集積構造の双方を包括的に解明することを研究目的とする。令和4年度の研究では、針葉樹、広葉樹それぞれ5種の計10種を選定し、スギとブナで認められた特徴を針葉樹、広葉樹に一般化できることを確認した。また、従来は木粉を用いていたが、木材をスライスした突板を、色差測定の可能なCCDカメラ付きの熱重量分析装置を用いて分析することで、重量減少挙動とともに熱分解における色の変化と収縮挙動を同時に評価できる実験方法を確立した。これらの成果により、針葉樹と広葉樹における細胞壁のナノ集積構造の違いと熱分解反応性を調べるための研究基盤が整った。本研究目的が達成されることにより、素材としての木材の効率的な利用や、熱分解・ガス化などの木質バイオマスの変換技術の高度化が可能になることが期待される。