【研究領域課題番号】19K20486 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

バイオマス由来プラスチック / 放射光X線 / 時分割測定 / 溶融紡糸 / 球晶 / 高分子材料 / 構造と物性 / 結晶形成メカニズム / 多糖誘導体 / 高次構造形成 / 放射光 / リアルタイム測定 / 同時測定 / 結晶 / 多糖類 / 多糖類エステル / カードラン / 高次構造 / 結晶化挙動 / 広角X線回折 / 小角X線散乱 / β1,3グルカン / 繊維

【研究成果の概要】

最近、持続可能な資源であるバイオマスを原料とするカードランプロピオネートというプラスチックが開発された。これは、微生物が生産する物質を化学反応させて得られる、持続可能なプラスチックである。これらを繊維やフィルムといった形状で活用しようとすると「結晶化」という現象を解明する必要がある。本研究は、放射光施設から生成される強力な放射光X線を用いることで、繊維やフィルムなどの作製に必要不可欠な「結晶化」のメカニズム解明を試みた。この結果、カードランプロピオネートの結晶ができる条件や、結晶ができる始める状態、成長する過程を観察することができた。

【研究の社会的意義】

本研究では、再生可能資源から生産されるバイオマス由来プラスチックの一種である、カードランプロピオネートの実用化に必須な情報である「結晶化」について、大型放射光X線を用いた分析を行うことで、結晶化を起こす条件や成長過程の観察を行った。この「結晶化」の過程は、このバイオマス由来プラスチックを実用化するためになくてはならない情報である。本研究は、石油資源の取れないわが国が、石油に依存した社会から脱却し、持続可能な社会を形成するための一翼を担うと自負している。

【研究種目】若手研究

【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

【研究分野】高分子・繊維材料

【研究領域課題番号】16K21712 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

β1,3グルカンプロピオネート / 多糖誘導体 / 結晶化挙動 / 高次構造 / 大型放射光 / 時分割X線 / 溶融紡糸 / カードラン / 多糖エステル / β1,3グルカン / 繊維 / 放射光 / リアルタイム測定 / 放射光X線 / X線同時測定 / 球晶 / バイオマス / プラスチック / 材料化 / バイオマス由来プラスチック / 型放射光 / 高次構造形成メカニズム / 溶融紡糸大 / リアルタイム観察

【研究成果の概要】

石油由来のプラスチックに対して、植物や微生物などの再生可能資源から作製されるバイオマス由来プラスチックが注目を集めている。本研究では、バイオマス由来プラスチックであり、微生物が生産する物質から合成されるβ1，3グルカンプロピオネートに着目し、これらを材料化する際に必要な情報である結晶化挙動の観察を目的にした。大型放射光施設から生成されるX線を使用した実験、具体的には、球晶の構造および紡糸過程の構造形成に着目して分析を行った。この結果、静的環境下におけるβ1,3グルカンプロピオネートの球晶発現および紡糸過程における結晶化についての知見を得ることができた。

【研究の社会的意義】

石油資源の乏しい我が国においては、石油に依存しない材料の開発および活用は急務である。再生可能資源であるバイオマスを使用したプラスチックは多く開発されているが、その中でも多糖誘導体は、石油由来プラスチックや脂肪族のバイオマス由来プラスチックにはない、独特な性質を有している。本研究で用いたβ1,3グルカンプロピオネートは、多糖誘導体のなかでも比較的容易に繊維化が可能であることが判明し、加工性もよいことが判明した。これらの結晶化挙動を調査することは、材料化を行うために必要不可欠な情報を取得し、今後の多糖系プラスチックの材料化を推し進める重要な研究であるといえる。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)