Elucidation of accumulation mechanism of cellulose nanofibers at oil-in-water emulsion interface and its application for the production of a novel hollow nanoparticles

高アスペクト繊維である微生物セルロースナノファイバー（NFBC)を水和状態でシランカップリング剤を作用させることにより、疎水化NFBCが合成できることを明らかにした。疎水化NFBCは改質前と同等のナノ繊維構造を有しており、セルロース内部の結晶状態も変化が無いことが確認された。また熱分析によって、熱分解温度が約40℃程度高温側にシフトしていることから、断熱性能が飛躍的に向上することも明らかになっている。調製時に使用するシランカップリング剤の選択により、双極子相互作用もしくは水素結合を介して多分子と強固な結合状態を形成することを実験的に立証した。またクロロホルムやテトラヒドロフラン等の極性有機溶媒中に均一分散し、油水混合系では界面に集合することも確認できた。本疎水化NFBCを水中油滴粒子界面で微粒子形成させることを目的として、乳化剤の選択を検証した。主なものとして、Triton100、Tween20、シクロデキストリンを使用した。シクロデキストリンを用いることで、安定ミセルを形成し、撹拌、ホモジナイザー、超音波使用時にそれぞれ粒径40μｍ、20μm、サブミクロンサイズの球状ミセルが形成できることが確認できた。また疎水化NFBC存在下では、界面に局在化することも明らかとなり、今後は架橋剤を作用させることで、化学的に安定な球状中空粒子が合成できると予想している。架橋剤としては、末端活性化ジエポキシジエポキシ系を持ちいる予定である。

高アスペクト繊維である微生物セルロースナノファイバー（NFBC)を水和状態でシランカップリング剤を作用させることにより、疎水化NFBCが合成できることを明らかにした。疎水化NFBCは改質前と同等のナノ繊維構造を有しており、セルロース内部の結晶状態も変化が無いことが確認された。また熱分析によって、熱分解温度が約40℃程度高温側にシフトしていることから、断熱性能が飛躍的に向上することも明らかになっている。調製時に使用するシランカップリング剤の選択により、双極子相互作用もしくは水素結合を介して多分子と強固な結合状態を形成することを実験的に立証した。またクロロホルムやテトラヒドロフラン等の極性有機溶媒中に均一分散し、油水混合系では界面に集合することも確認できた。本疎水化NFBCを水中油滴粒子界面で微粒子形成させることを目的として、乳化剤の選択を検証した。主なものとして、Triton100、Tween20、シクロデキストリンを使用した。シクロデキストリンを用いることで、安定ミセルを形成し、撹拌、ホモジナイザー、超音波使用時にそれぞれ粒径40μｍ、20μm、サブミクロンサイズの球状ミセルが形成できることが確認できた。また疎水化NFBC存在下では、界面に局在化することも明らかとなり、今後は架橋剤を作用させることで、化学的に安定な球状中空粒子が合成できると予想している。架橋剤としては、末端活性化ジエポキシジエポキシ系を持ちいる予定である。