高光応答性ナノセルロース材料

高光响应纳米纤维素材料

• 批准号: 13F03392
• 负责人: 磯貝 明
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13F03392/
• 关键词: セルロース; ナノファイバー; TEMPO; 量子ドット; 蛍光; 半導体; quantum dot; cellulose nanofibril; fluorescence; Linear arrays

当研究室で見出されたTEMPO酸化セルロースナノファイバー（TOCN）は、環境適合型の水系触媒反応で前処理され、低解繊エネルギーで、完全ナノ分散化が可能であり、約3nmと超極細幅の結晶性セルロースミクロフィブリルレベルにまで変換された新規バイオ系ナノ材料である。本研究では、TOCN表面に高密度で規則的にカルボキシル基のNa塩が存在する特異的ナノ構造を利用し、機能性ナノ半導体物質として注目されている量子ドット（Quantum Dot:QD)との複合化による、新規高機能材料の創製に向けた基礎的研究を進めた。試料として、表面にアミン基を有するQD資料を準備し、カルボキシル基をプロトン化したTOCNを水中に分散させ、中和反応によってTOCN表面のカルボキシル基の塩型で、QDナノ粒子をTOCN表面に結合させる最適条件を検討した。原子間力顕微鏡画像から、TOCN表面にQDナノ粒子がイオン結合を介して分布していることが確認できた。また、QDの粒子径によってQD複合化TOCNの水分散液は、紫外線照射によって波長の異なる蛍光を発した。また、QD複合化TOCN水分散液をキャスト－乾燥して得られるフレキシブル透明フィルムについても、紫外線照射によって特異的な蛍光色を示すことが確認でき、TOCN/QD複合化物が蛍光フィルムとして利用可能であることが明らかになった。また、TOCNとQDの結合状態を赤外分光法によって検討したところ、カルボキシル基の全てがQDのアミン基と塩結合を形成しているのではなく、一部のカルボキシル基が塩結合することでQDナノ粒子をTOCN表面上に固定化していることが判明した。

When the research laboratory found that TEMPO acidizing process (TOCN), environmentally suitable aqueous catalyst reaction pretreatment, low-resolution production, complete dispersion is possible, about 3nm, ultra-fine crystalline process, change to new system materials. This study is intended to advance the fundamental research on the creation of new high-function materials by utilizing the special structure of semiconductor materials with regular density and Quantum dots (QD). Sample preparation, surface modification, surface modification, dispersion, neutralization, surface modification, surface modification, QD modification, surface modification, Atomic force micro-mirror image, TOCN surface QD particles, binding, distribution, identification The particle size of QD is different from that of QD composite TOCN aqueous dispersion, and the ultraviolet radiation is different from that of QD composite TOCN. TOCN/QD complex aqueous dispersion is prepared by drying, UV irradiation, and specific UV light color detection. TOCN/QD complex can be used for UV light detection. The binding state of TOCN and QD is determined by infrared spectroscopy. The binding state of QD is determined by infrared spectroscopy.

项目成果

All-cellulose composites reinforced with TEMPO-oxidized cellulose nanofibrils

用 TEMPO 氧化纤维素纳米纤丝增强的全纤维素复合材料

• 发表时间: 2014
• 作者: Yang;Q.;Saito;T.;Isogai;A.
• 通讯作者: A.

Self-reinforced cellulose nanofibril/cellulose nanocomposites

自增强纤维素纳米原纤/纤维素纳米复合材料

• 发表时间: 2014
• 作者: Quanling Yang;Tsuguyuki Saito;Akira Isogai
• 通讯作者: Akira Isogai

Superior reinforcing effect of TEMPO‐oxidized cellulose nanofibrils

TEMPO氧化纤维素纳米纤丝的卓越增强效果

• 发表时间: 2014
• 作者: Quanling Yang;Tsuguyuki Saito;Akira Isogai
• 通讯作者: Akira Isogai

Strongly luminescent nanocomposites prepared from TEMPO-oxidized cellulose nanofibrils and quantum dots

由 TEMPO 氧化纤维素纳米纤丝和量子点制备的强发光纳米复合材料

• 发表时间: 2015
• 作者: Quanling Yang;Zuqun Shi Z;Zi-Dong Qi;Tsuguyuki Saito;Akira Isogai
• 通讯作者: Akira Isogai

Chemical Structures of Alkylketene Dimer (AKD) at the AKD/Cellulose Interfaces

烷基烯酮二聚体 (AKD) 在 AKD/纤维素界面的化学结构

• 发表时间: 2014
• 作者: Quanling Yang;Miyuki Takeuchi;Tsuguyuki Saito;Akira Isogai
• 通讯作者: Akira Isogai