配向セルロースナノファイバーを内包する伸縮性の高引張強度エアロゲル
配向セルロースナノファイバーを内包する伸縮性の高引張強度エアロゲル
批准号:
19F19100
负责人:
齋藤 継之
金额:
$1.54万
依托单位:
依托单位国家:
日本
项目类别:
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份:
2019
资助国家:
日本
项目状态:
已结题
起止时间:
2019-04-25 至 2021-03-31
中文摘要
我们发现了一种新的、简单的、可扩展的和可控的方法来获得任何浓度的纤维素纳米纤维胶体,使用控制冷凝法。所有的压缩CNF材料都是高度均匀的。通过质子化(H+)或配位(Al3+)对缩合后的CNF水凝胶进行进一步凝胶化,可以得到一系列含水量为70-90%的透明和强水凝胶,其抗拉强度和模量分别大于9 MPa和480 MPa。该材料的含水量、强度和模量均接近甚至优于肌肉和软骨,在生物医学领域具有广阔的应用前景。超临界干燥得到了一系列可拉伸率超过20%的CNF气凝胶,抗拉强度和模量分别达到8mpa和100mpa,但导热系数仅为19.3 mW/mK。我们的气凝胶,既强又超绝缘,在Ashby图中建立了一个关于强度和导热性的新区域。我们已经就这个项目提交了专利。相关稿件正在撰写中,并将提交给材料科学的几家主要期刊。
英文摘要
We have discovered a new, facile, scalable and controllable method to get cellulose nanofibril colloids at any concentrations, using controlled condensation method. All of the condensed CNF materials are highly homogeneous. Further gelation of the condensed CNF hydrogels by protonation (H+) or coordination (Al3+) affords a series of transparent and strong hydrogels with water content of 70-90%, which exhibit tensile strength and modulus more than 9 MPa and 480 MPa, respectively. The water content, strength and modulus are very close or even superior to those of muscles and cartilages and would very promising in the biomedical applications. When dried by supercritical method, we obtained a series of CNF aerogels which is stretchable over 20%, with tensile strength and modulus reach 8 MPa and 100 MPa, respectively, yet still possess very low thermal conductivity at 19.3 mW/mK. Our aerogels, both strong and super-insulating, set a new region in the Ashby plots regarding strength and thermal conductivity.We have submitted a patent regarding this project. The related manuscript is now under construction, and will submit to several major journals in materials science.
期刊论文(3)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
異方性を有する高濃度ゲル又は多孔性材料の製造方法
一种高浓度凝胶或各向异性多孔材料的制备方法
DOI:
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发表时间:
2021
期刊:
影响因子:
--
作者:
[]
通讯作者:
Transparent and Superhydrophobic Aerogels via Surface Engineering of TEMPO-Oxidized Cellulose Nanofibers
通过 TEMPO 氧化纤维素纳米纤维的表面工程制备透明超疏水气凝胶
DOI:
--
发表时间:
2019
期刊:
影响因子:
--
作者:
[Zhifang Sun, Kazuho Daicho, Wataru Sakuma, Tsuguyuki Saito]
通讯作者:
Tsuguyuki Saito
Controlled Condensation of Biopolymer Nanofibrils for High-Strength Soft Materials
用于高强度软材料的生物聚合物纳米原纤维的受控缩合
DOI:
--
发表时间:
2019
期刊:
影响因子:
--
作者:
[Haney Samir,Paul Nyametease,Mohamed Elbadawy,Kentaro Nagaoka,Kazuaki Sasaki, Gen Watanbe, Haney SAMIR,Paul NYAMTEASE,Mohamed Elbadwey,Kentaro NAGAOKA,Kazuaki SASAKI,Gen Watanabe., Zhifang Sun]
通讯作者:
Zhifang Sun
セルロースナノファイバーの精密構造解析
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批准号:21H04733
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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资助金额:$26.62万
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财政年份:2021
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负责人:齋藤 継之
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依托单位:
天然セルロースのTEMP0触媒酸化で得られる新規ナノファイバーの構造解析と複合化
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批准号:08J09514
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项目类别:Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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资助金额:$0.51万
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财政年份:2008
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负责人:齋藤 継之
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依托单位:
海外基金