【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.07.23】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23YG0041
利用課題名 / Title
セルロースナノファイバーの構造に及ぼす機械的解繊条件の影響
利用した実施機関 / Support Institute
山形大学 / Yamagata Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代バイオマテリアル/Next-generation biomaterials（副 / Sub）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials
キーワード / Keywords
成形/ Molding,コンポジット材料/ Composite material,高強度・生分解性プラスチック/ High-strength, biodegradable plastic,バイオアダプティブ材料/ Bioadaptive materials,生分解性材料/ Biodegradable material,X線回折/ X-ray diffraction,コンポジット材料/ Composite material
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
上田 翼
所属名 / Affiliation
山形大学大学院有機材料システム研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
天然繊維のセルロースナノファイバーの結晶化度および結晶構造に機械的解繊条件が及ぼす影響を明らかにする。
実験 / Experimental
X線回折装置（装置ID：YG-601）を用いてセルロースナノファイバーの結晶構造解析を実施した。また得られた1次元プロファイルから、結晶化度を算出した。
結果と考察 / Results and Discussion
図1は広角X線回折（WAXD）より得られたセルロースナノファイバー（CNF）の1次元プロファイルである。またサンプル名の番号は、機械的解繊処理の回数を意味する。得られた結果から作製したCNFはセルロースI型の結晶構造を有していることが分かった。また機械的解繊処理によって結晶構造が変化することはなかった。しかし機械的解繊の処理回数が増加すると僅かにCNFの結晶化度が低下した。これは機械的解繊処理におけるせん断や衝突等の物理的作用によってCNFの結晶構造が損傷したためである[1]。これらの結果からCNFの解繊に用いた機械的解繊処理では、CNFの結晶構造が僅かに損傷することが明らかになった。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 WAXD patterns of CNF with their corresponding crystallinity
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
[1] S. Iwamoto, A.N. Nakagaito, H. Yano "Nano-fibrillation of pulp fibers for the processing of transparent nanocomposites" Applied Physics A, 89, 461–466 (2007).
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
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Tsubasa Ueda, Surface replication and characterization of ultrahigh-pressure homogenizer treated cellulose nanofiber-reinforced polyvinyl alcohol composites by thermal imprinting, Cellulose, 30, 10983-10998(2023).
DOI: https://doi.org/10.1007/s10570-023-05557-2
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 上田翼, 根本昭彦, 石神明, 小林豊, 伊藤浩志, "熱インプリントによるセルロースナノファイバー強化マイクロニードルアレイの作製および物性評価" プラスチック成形加工学会 第31回秋季大会（山形）, 2023年11月
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件