セルロース系多糖のナノ～メゾ領域の構造制御と新規複合化による高機能材料の設計

通过控制纤维素多糖在纳米到介观域的结构并创建新型复合材料来设计高功能材料

• 批准号: 11F01402
• 负责人: 西尾 嘉之
• 金额: $ 1.41万
• 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: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11F01402/
• 关键词: セルロース; 多糖類; 分子修飾; ポリマーネットワーク; ハイブリッド; 無機物; 機能材料

セルロース系多糖の「分子修飾によるナノ構造レベルでの新規複合化」と「メゾスコピック特性(ゲル・液晶相)を担持させたネットワーク構造での新規複合化」に関して、以下の成果を得た。1. ナノレベル複合化(1)前年度に確立した二段階法により、コットンセルロースから前駆体(DHPC)を経由してセルロースブチラール誘導体(CB)を合成した。NMR解析から、当該CBは標準5員環構造に加えて8員環およびそれ以上の環状構造を側鎖に有することが判明した。(2)ホットプレス法で成形したCBフィルムは、水不溶であり、透明性が高くガラス接着性も良好であった。力学物性については、適度な延性に加えて、環状構造を含む側鎖の絡み合い効果によって優れたタフネスを示す。積層ガラスの強化材(接合膜)等に応用しうることが判った。2. ネットワーク複合化(1)前年度に準じた方法で調製したキトサン/ポリアクリル酸(PAA)のIPNゲルについて、対向拡散法と交互浸漬法の二法によってヒドロキシアパタイト(HAp)のミネラリゼーション実験を行った。拡散法では、純HAp結晶のCa/P化学量論比に近い割合での無機沈着成長が認められた。また、ゲル中のPM成分の増加と共に無機沈着量は増大し、無機粒子の形態も変化することが判明した。一方、浸漬法では、ゲル試料の無機取り込み量は概して多いものの、Ca/P比が高く且つ不揃いのHAp沈着と他のカルシウム化合物の共析出が起こりやすいことが判った。(2)エチルセルロース/PAAの液晶性IPNゲルの層間にHApを沈着させ、試料の呈色状態と剛性を制御することに成功した。(1)の結果と合わせ、多糖べ一スの新規な無機ハイブリッド材料としてバイオメディカル・光学分野への応用展開に繋がる好成果を導いたといえる。3. 上記1と2に関連したセルロース系多糖の複合系について、相構造と熱・光学・力学物性の基礎的な解析を行った。

The following results were obtained for molecular modification, structural modification and new recombination of polysaccharide-based compounds, and support for new recombination of polysaccharide-based compounds. 1. In the previous year, the two-stage method was established to synthesize the precursor (DHPC) from the precursor (CB). NMR analysis shows that CB has a standard 5-membered ring structure and an 8-membered ring structure. (2)The method of forming, water-insoluble, transparent and good adhesion Mechanical properties, moderate ductility, ring structure, side locking, and combination effect For example, the use of laminated reinforcing materials (bonding films) 2. Composite technology for Internet (1) The two methods approved in the previous year, namely, the IPN gel preparation of the modulation of chitosane/polyacryl acid (PAA), the directional dispersion method and the interactive impregnation method, have been implemented to develop the composite technology of chitosane/polyacryl acid (PAA). The Ca/P stoichiometric ratio of pure HAp crystals is close to that of pure HAp crystals. In addition, the increase of PM content and inorganic deposition amount in the sample were observed. In one aspect, the immersion method is used to determine the inorganic concentration of the sample, the Ca/P ratio is high, and the precipitation of other compounds is not stable. (2)The interlayer HAp of liquid crystalline IPN/PAA was successfully controlled by the color rendering state and rigidity of the sample. (1)As a result, a new type of polysaccharide is produced, which is used for inorganic materials and optical separation. 3. Note 1 and 2 above: The analysis of phase structure, thermal, optical and mechanical properties of polysaccharides

项目成果

Advanced fibers, films, and smart materials based on cellulose and related polysaccharides

基于纤维素和相关多糖的先进纤维、薄膜和智能材料

• 发表时间: 2013
• 作者: 青木弾;寺本好邦;西尾嘉之;Y. Nishio
• 通讯作者: Y. Nishio

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主页等

セルロース系多糖を基軸とした機能性複合材料

基于纤维素多糖的功能复合材料

• 发表时间: 2012
• 期刊: 機能材料(シーエムシー出版)
• 作者: Takahashi R;Bashir K;Ishimaru Y;Nishizawa NK;Nakanishi H;山形眞理子ほか;青木弾,寺本好邦 ,西尾嘉之
• 通讯作者: 青木弾,寺本好邦 ,西尾嘉之

Synthesis and characterization of cellulose butyral derivatives with "necklace-like" side chains

具有“项链状”侧链的纤维素丁醛衍生物的合成与表征

• 作者: C. Chang;Y. Teramoto;and Y. Nishio
• 通讯作者: and Y. Nishio