【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.05.16】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23UT0041
利用課題名 / Title
セルロースナノ結晶複合化によるガロールポリマーの水中接着強度向上
利用した実施機関 / Support Institute
東京大学 / Tokyo 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）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）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（副 / Sub）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials
キーワード / Keywords
電子顕微鏡/ Electronic microscope,ナノ粒子/ Nanoparticles,ナノワイヤー・ナノファイバー/ Nanowire/nanofiber,異種材料接着・接合技術/ Dissimilar material adhesion/bonding technology,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)
山田 江里子
所属名 / Affiliation
東京大学 大学院工学系研究科
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
寺西亮佑
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)
ナノセルロース材料は，高い剛性や強度，表面の化学修飾性，及び生分解性といった特徴から，複合材料調製時のフィラーとして利用が進められている．その中でもセルロースナノ結晶(CNC)は針状の形状であることから，繊維同士の絡み合いが少なく，ポリマーマトリックス中で凝集しにくい．この特性を活かして，近年接着剤に対してCNCをフィラーとして添加することで，接着剤自体の機械的特性を向上させる研究が行われている．本研究では，CNCの表面へ金属-ポリフェノール錯体(MPN)コーティング後，デシルアミンよりも分子鎖の長い第一級アミンであるオクタデシルアミン(ODA)を付加し，そのCNC表面の疎水性を評価した．
実験 / Experimental
ホヤ被嚢を乾燥粉砕し，NaOHでのアルカリ処理，亜塩素酸ナトリウムと酢酸による漂白，TEMPO酸化，塩酸による加水分解を経てTOTCNCを得た1)．TEMPO酸化CNF(TOCNF)を塩酸で処理して，植物由来TOCNCを得た．得られた分散液を水で希釈し濃度を0.01 wt%としたものをフォルムバール膜貼り付け400メッシュCuグリッド(JEOL, 783119739)に滴下し，酢酸ウラニルにより染色後, 乾燥させてTEM試料を作製した．また，加速電圧120 kVでTEM観察(利用装置: JEM-1400)を行った．1) Dunlop, M. J. et al., Scientific Reports 2020 10, 1–13 (2020).
結果と考察 / Results and Discussion
TEM観察により, 酸加水分解を通してTOCNFが針状のTOCNCに変化したことが確認された．また，MPNコーティング前後で，TOCNCとMPN-TOCNCの形状に大きな変化がないことも確認された．パルプ由来のTOCNCとホヤ被嚢由来のTOCNCを比較して，ホヤ由来TOCNCの方が，アスペクト比が高いことがわかった．TEM観察の結果，パルプ由来，ホヤ由来共にTOCNC，MPN-TOCNC，ODA-MPN- TOCNCの作成に成功したことが示された(Fig.1)．
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig.1 各疎水化ステップにおけるTEMO酸化ホヤ由来CNC
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
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)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- ◯山田江里子、江島広貴「金属-ポリフェノール錯体によるセルロースナノ結晶の可逆的表面改質」 第72回高分子学会年次大会、2G27、Gメッセ群馬、2023年5月24–26日(発表25日)
- ◯山田江里子、江島広貴「金属-ポリフェノール錯体によるセルロースナノクリスタルの可逆的表面修飾」第72回高分子討論会、3Pb046、香川大学幸町キャンパス、2023年9月26–28日(発表28日)
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