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
断熱から考える一年中快適で健康な住環境(1)日本の住宅の実態と問題点
なぜ日本は夏暑く、冬寒いのか…断熱から考える住宅の問題
前真之
生成AI・大規模言語モデルのしくみ(1)生成AIとは何か
10年で劇的な進歩を遂げた生成AIと日本の開発事情
岡野原大輔
五島列島沖合の海没処分潜水艦群調査(1)目的と潜水艦史
海底に突き刺さる旧日本海軍の潜水艦「伊58」を特定!
浦環
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
ヒトの性差とジェンダー論(1)「性」とは何か
MLBのスーパースターも一代限り…生物学から迫る性の実態
長谷川眞理子
性はなぜあるのか~進化生物学から見たLGBT(1)有性生殖と無性生殖
なぜ雄と雌の2つの性別があるのか…「性」の謎とLGBT
長谷川眞理子

人気の講義ランキングTOP10
平和の追求~哲学者たちの構想(1)強力な世界政府?ホッブズの思想
平和の実現を哲学的に追求する…どんな平和でもいいのか?
川出良枝
熟睡できる環境・習慣とは(3)睡眠にいい環境とお風呂の入り方
布団に入る何分前がいい?入眠しやすいお風呂の入り方
西野精治
葛飾北斎と応為~その生涯と作品(2)『富嶽三十六景』神奈川沖浪裏への道
『富嶽三十六景』神奈川沖浪裏のすごさ…波へのこだわり
堀口茉純
中国共産党と人権問題(1)中国共産党の思惑と歴史的背景
深刻化する中国の人権問題…中国共産党の思惑と人権の本質
橋爪大三郎
何回説明しても伝わらない問題と認知科学(1)「スキーマ」問題と認知の仕組み
なぜ「何回説明しても伝わらない」のか?鍵は認知の仕組み
今井むつみ
定年後の人生を設計する(1)定年後の不安と「黄金の15年」
不安な定年後を人生の「黄金の15年」に変えるポイント
楠木新
『貞観政要』を読む(1)長期政権を目指す者の必読書
北条政子も愛読した長期政権のバイブル『貞観政要』
田口佳史
エネルギーと医学から考える空海が拓く未来(1)サイバー・フィジカル融合と心身一如
なぜ空海が現代社会に重要か――新しい社会の創造のために
鎌田東二
「重要思考」で考え、伝え、聴き、議論する(1)「重要思考」のエッセンス
重要思考とは?「一瞬で大切なことを伝える技術」を学ぶ
三谷宏治
プロジェクトマネジメントの基本(1)国際標準とプロジェクトの定義
プロジェクトマネジメントとは?国際標準から考える特性
大塚有希子