セルロースナノファイバーとは
この講義シリーズは第2話まで
登録不要無料視聴できます!
▶ 第1話を無料視聴する
閉じる
この講義の続きはもちろん、
5,000本以上の動画を好きなだけ見られる。
スキマ時間に“一流の教養”が身につく
まずは72時間¥0で体験
TEMPO酸化によってどんなセルロース関連物質が得られるか
セルロースナノファイバーとは(5)TEMPO酸化の革新性
磯貝明(東京大学特別教授/東京大学名誉教授)
磯貝明氏の研究室は、「TEMPO酸化」と呼ばれる手法を用いたセルロースナノファイバーの生成について研究している。セルロースを工業素材として実用化するためには、安全で安価な反応経路を突き止める必要があったが、TEMPO酸化はその条件を満たす画期的なものであった。(全7話中第5話)
時間:9分07秒
収録日:2019年11月8日
追加日:2019年12月25日
≪全文≫

●TEMPO酸化という方法をセルロースに適用したきっかけ


 それでは、CNFの中でも、当研究室が開発したTEMPO酸化型セルロースの調整とナノファイバー化についてお話しします。

 もともと私たちの研究室は、ナノファイバーをつくるための研究をしていたわけではありません。これまでにお話しした通り、セルロースは大変反応させづらく、溶かしづらい素材であることを実感していました。その中で、1995年にTEMPO触媒酸化という反応に関して、ある雑誌にオランダの研究グループの投稿が掲載されたことを知りました。

 セルロースは非常に反応しにくい素材でしたが、この反応は、スライドに書いてある通り、有機溶剤を使わない水系で、常温常圧で進み、さらに触媒として用いる薬品量も少なくて済むものでした。これは、私たちの体の中の触媒反応、酵素反応に類似した反応だと感じました。その当時のモチベーションとしては、これを用いて何かをつくるというよりも、糖化学の基礎領域を広げられるのではないかと思い、この反応をセルロースやキチンのような糖類に適用してみました。

 TEMPOとは、「2,2,6,6テトラメチルピペリジン-1-オキシラジカル」という物質の略称です。これは、市販されていて、水可溶性であり、しかも短期間の変異原性、つまり発ガン性に関する試験であるエームズ試験は陰性であることが報告されています。これを水系で処理すると、セルロースのブドウ糖ユニットにある一級水酸基であるCH2OHが、選択的に酸化され、カルボキシ基のナトリウム塩になることが分かりました。


●TEMPO酸化の適用でセルロースの完全ナノ分散化が可能に


 この反応をセルロースに適用したところ、幅が0.03ミリメートル、つまり30マイクロメートルで長さが3ミリメートル程度の製紙用の植物セルロース繊維をTEMPO触媒酸化すると、酸化の前後で繊維の形が変わりませんでした。こちらが酸化前の植物セルロース繊維です。長さ3ミリメートルほど、幅が0.03ミリメートルほどで、繊維の形態を見て取ることができます。これをTEMPO酸化すると、白くはなりますが繊維の形態は維持しています。最初は、カルボキシ基が入ったにもかかわらず水にも溶けず、膨潤もしないので、この反応はあまり面白くないと思っていました。

 しかし、...

スキマ時間でも、ながら学びでも
第一人者による講義を1話10分でお届け
さっそく始めてみる
「科学と技術」でまず見るべき講義シリーズ
本当によくわかる「量子コンピュータ入門」(1)量子コンピュータとは何か
「量子コンピュータ」はどういうもので、何に使えるのか
武田俊太郎
進化生物学から見た「宗教の起源」(1)宗教の起源とトランス状態
私たちにはなぜ宗教が必要だったのか…脳の働きから考える
長谷川眞理子
水から考える「持続可能」な未来(1)気候変動の現在地
最悪10メートル以上海面上昇…将来に禍根残す温暖化の影響
沖大幹
ChatGPT~AIと人間の未来(1)ChatGPTは何ができて、何ができないか
ChatGPTは考えてない?…「AIの回答」の本質とは
西垣通
新しい循環文明への道(1)採掘文明から循環文明へ
2026年頭所感~循環文明の「三つの柱」…いよいよ実現へ
小宮山宏
ブラックホールとは何か(1)私たちが住む銀河系
太陽系は銀河系の中で塵のように小さな存在でしかない
岡朋治

人気の講義ランキングTOP10
独裁の世界史~未来への提言編(1)国家の三つの要素
未来を洞察するために「独裁・共和政・民主政」の循環を学べ
本村凌二
AI時代と人間の再定義(1)AIは思考するのか
AIは間違いが分からない…思考で大事なのは訂正可能性
中島隆博
歌舞伎はスゴイ(4)歌舞伎のサバイバル術(後編)
江戸時代の歌舞伎にも大波乱が…どうやって生き残ったか
堀口茉純
「進化」への誤解…本当は何か?(6)木村資生の中立説
欧州では不人気…木村資生の中立説とダーウィンとの違い
長谷川眞理子
豊臣兄弟~秀吉と秀長の実像に迫る(序)時代考証が語る『豊臣兄弟!』の魅力
2026年大河ドラマ『豊臣兄弟!』秀吉と秀長の実像に迫る
黒田基樹
ChatGPT~AIと人間の未来(1)ChatGPTは何ができて、何ができないか
ChatGPTは考えてない?…「AIの回答」の本質とは
西垣通
渡部昇一の「わが体験的キリスト教論」(1)古き良きキリスト教社会
古き良きヨーロッパのキリスト教社会が克明にわかる名著
渡部玄一
「次世代地熱発電」の可能性~地熱革命が拓く未来
地熱革命が世界を変える――次世代地熱の可能性に迫る
片瀬裕文
過激化した米国~MAGA内戦と民主党の逆襲(2)MAGAの矛盾と内戦の現状
MAGA内戦勃発…なぜトランプがMAGAの敵になってしまうのか
東秀敏
逆境に対峙する哲学(1)日常性が「破れ」て思考が始まる
逆境にどう対峙するか…西洋哲学×東洋哲学で問う知的ライブ
津崎良典