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引張あて材細胞壁のセルロースセルロースミクロフィブリル超微形熊とそのバイオメカニクス的意義

拉伸材料细胞壁中的纤维素微纤维及其生物力学意义

基本信息

批准号：
06F06811
负责人：
山本浩之
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度に引き続き,木部繊維の二次細胞壁および引張あて材ゼラチン層(G層)におけるセルロースミクロフィブリルが,樹木の成長様式や生態(バイオメカニックス挙動),さらには木材の材料特性に及ぼす役割を実証的に考察した.本度年は,昨年度に引き続き,特異な物性とバイオメカニックス挙動を示す引張あて材繊維(とくに明確なゼラチン層を形成するゼラチン繊維-以下G繊維)に着目し,エックス線回折技術,高解像度電子顕微鏡観察技術,さらにはフィールドでの成長応力測定(解析)技術を利用して,上記研究課題の遂行をはかった.フィールド測定とサンプリングは,我が国においてはハウチワカエデを,フランス領ギアナの熱帯天然林においては,当研究室とフランス・モンペリエー大学との共同研究(日本学術振興会による二国間共同研究プログラム)を通じて,さまざまな形態的特徴と挙動を示す各種の引張あて材試料を入手した。その結果,広葉樹あて材のG繊維では,細胞壁に高純度かつ高配向性のセルロースミクロフィブリルからなるゼラチン繊維を形成することによって,セルロースミクロフィブリルの収縮力を,効率的に負重力屈性発現のための力へと変換していること,G層は含水状態で煮沸すると繊維軸方向に著しく収縮すること,乾燥によってもやはり繊維軸方向に縮むこと,しかしながらいずれの場合においても,結晶レベルでは収縮しないことなどを明らかとした.巨視レベルでは分子軸に沿う方向に寸法変化するが,結晶格子定数に変化がないことは新たに確定した謎である.どうやら,G層の水膨潤ゲル特性とその微細構造が謎を解明するカギとなるらしいが,今後の検討が必要である.ここでは,水膨潤G層が加熱により収縮するのは,非結晶領域のエントロピー弾性に基づく挙動らしいこと,乾燥による極度の収縮と硬化は,非結晶部分の水分脱着によるキセロゲル化らしいことを指摘しておくにとどめる.

In the past year, the secondary cell wall of wood and wood was expanded and the growth pattern and ecology of trees were investigated. The characteristics of wood materials and the practice of wood cutting were investigated. This year, we have introduced a series of new technologies, such as line folding technology, high-resolution electron microscopy technology, and growth force measurement (analysis) technology. In our country, there are many places to visit, including the natural forests in the hot zone where the forest is located. When the joint research between the research laboratory and the Flansenberg University (the Joint Research Project between the two countries organized by the Japan Society for the Promotion of Science) is conducted, the characteristics of the morphology are displayed and various tensile materials are prepared. As a result, the G dimension of the leaf tree material is reduced, the cell wall is high in purity, high in alignment, high in compression force, high in yield, high in compression force, high in moisture content, and low in compression force. The drying and crystallization of the crystal are the main reasons for the shrinkage of the crystal. The crystal lattice is determined according to the molecular axis. The water swelling characteristics of G layer and the microstructure of G layer are solved. The water swelling G layer is heated and shrunk, and the non-crystalline part is extremely shrunk and hardened.