Controlling the droplet size distributions of oil-in-water Pickering emulsions stabilized by cellulose nanofibers derived from spent coffee grounds

控制由废咖啡渣中提取的纤维素纳米纤维稳定的水包油皮克林乳液的液滴尺寸分布

• 批准号: 22KJ1398
• 负责人: 金井 典子
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1398/
• 关键词: セルロースナノファイバー; 農業・食品廃棄物; アップサイクル; ピッカリングエマルション; 不安定化機構; 食品・農業廃棄物; 液滴サイズ分布

合成界面活性剤を使わずに、環境負荷の少ないセルロースナノファイバー（CNF）を乳化安定剤として用いたピッカリングエマルション（PE）が注目を集めている。本研究では、食品・農業廃棄物由来のTEMPO酸化型CNF（TCNF）で安定化された水中油滴型PEの不安定化機構の解明を目的としている。横浜国立大学で行った、ホップ蔓由来TCNFで安定化されたPEの安定性評価をColloids Surf., A誌に論文発表した。ドデカンとオリーブ油の二種類の油を用いて、乳化後一か月間分離しないPEの調製に必要なCNF濃度の決定と油滴サイズ測定を行った。また、油滴/TCNF分布観察から、ドデカンPE、オリーブPEでは複数の乳化破壊メカニズム（フロキュレーション、オストワルド熟成、合一）が異なる度合いで進行していることが示唆された。2022年1月よりオーストラリアWestern Sydney University（WSU）に滞在し、高分解能核磁気共鳴イメージング（MRI）による緩和・拡散法を使ったPEの乳化破壊メカニズムの解明を行った。医療用に一般に使われるMRIよりも非常に大きい磁場強度（11.7, 14.1 T）を使用することで、数百マイクロメートルの解像度でドデカン・オリーブPEの内部微細構造を撮影し、PE表面付近に凝集/合一した油滴の可視化に成功した。また、PE全体をボクセル単位の緩和時間画像（T1 map、T2 map）および拡散係数画像（ADC map）として再構成することにより、遊離油・乳化層・水層が異なる緩和・拡散特性をもつことを明らかにした。ドデカンPEの乳化層のT1分布は、乳化破壊による微細構造変化との相関が見られたことから、T1 mapがPEの微細構造評価に使用できることを提案した。以上の結果をLangmuir誌に発表し、Supplementary coverに採用された。

The synthesis of interfacial activity makes it possible to reduce the amount of environmental pollution in the environment. The emulsion stability test (CNF) is used to determine the concentration of surfactant (PE) in emulsion stability (ESR). In this study, the origin of food agricultural products TEMPO acidified CNF (TCNF) stabilizers, oil droplets in water, PE instability mechanism to understand the purpose of stabilization. The origins of Yokohama National University are TCNF, stabilization, PE, Colloids Surf., A, literature, etc. It is necessary to determine the concentration of oil droplets in the oil drop test after emulsification within one month after emulsification. The CNF is necessary to determine the CNF level. The distribution of oil droplets, oil droplets and TCNF is measured, PE, PE, complex, emulsion, oil, oil, oil droplets, oil droplets

项目成果

セルロースナノファイバー 研究と実用化の最前線、第1編 第2章 5節『農業廃棄物からのCNF製造』

纤维素纳米纤维研究与实际应用前沿，第1部分第2章第5节“农业废弃物生产CNF”

• 发表时间: 2021
• 作者: 金井 典子;川村 出
• 通讯作者: 川村 出

Upcycling of Waste Hop Stems into Cellulose Nanofibers: Isolation and Structural Characterization

• DOI: 10.1021/acsagscitech.1c00041
• 发表时间: 2021-08-16
• 期刊: ACS AGRICULTURAL SCIENCE & TECHNOLOGY
• 作者: Kanai, Noriko;Nishimura, Kosuke;Kawamura, Izuru
• 通讯作者: Kawamura, Izuru

Using cellulose nanofibers isolated from waste hop stems to stabilize dodecane or olive oil-in-water Pickering emulsions

• DOI: 10.1016/j.colsurfa.2022.129956
• 发表时间: 2022-08
• 期刊: Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects
• 作者: Noriko Kanai;Takahiro Sakai;Kohei Yamada;Sari Kumagai;I. Kawamura

A volumetric and intra-diffusion study of solutions of AlCl₃ in two ionic liquids - [C₂TMEDA][Tf₂N] and [C₄mpyr][Tf₂N]

AlCl₃ 在两种离子液体 - [C₂TMEDA][Tf₂N] 和 [

• DOI: 10.1039/d2cp03304f
• 发表时间: 2022
• 期刊: Physical Chemistry Chemical Physics
• 影响因子: 3.3
• 作者: Harris Kenneth R.;Kanai Noriko;Price William S.;Torres Allan M.;Willis Scott A.;Rodopoulos Theo;Veder Jean-Pierre;Ruther Thomas
• 通讯作者: Ruther Thomas

農業廃棄物ホップつるからのCNF生成と構造解析

农业废弃啤酒花藤的 CNF 生成和结构分析

• 发表时间: 2021
• 作者: 金井 典子;梅谷 世龍;西村 恒亮;大山 俊幸;川村 出
• 通讯作者: 川村 出