Research Institute for Sustainable Humanosphere

共同研究

2014(平成26) 年度 生存圏科学 萌芽研究 7

研究課題

ポリマーブラシ効果による階層的セルロースナノファイバー/樹脂複合材料の開発

研究組織

 代表者 榊原圭太 (京都大学化学研究所)
 共同研究者 阿部賢太郎 (京都大学生存圏研究所)
辻井敬亘 (京都大学化学研究所)

研究概要

軽量化社会を実現する上で、高弾性率・高強度なセルロースナノファイバー強化樹脂複合材料の開発は、既存構造部材の代替と成り得るため、極めて重要である。本研究では、セルロースナノファイバー表面に数十 nm 厚さにもかかわらずコロイドを規則配列させることができる濃厚ポリマーブラシ構造を導入することで、三次元の階層的な複合構造を作製する。すなわち、表面開始原子移動ラジカル重合法を用い、グラフト密度及び分子量の制御されたポリマーブラシ付与セルロースナノファイバーを合成し、モノマー中でリオトロピック液晶を形成後、ラジカル重合に供することで液晶構造を保持した複合材料を作製する。一般に、フィラーが一軸配向した場合、平行方向の引張弾性率が最も補強率が高い。本研究では一軸配向面がらせん状に積層したキラルネマチック構造を目指しており、液晶面に平行方向の引張弾性率は大きいため、ランダム配向した複合材よりも優れた力学特性を得られると予想している。本研究は、軽量・高強度かつ液晶性を示す階層的セルロースナノファイバー強化樹脂複合材料といった新材料を提案するものである。

榊原圭太: 2014(平成26)年度 生存圏科学萌芽研究 図図. 本研究の概念図

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2014年7月29日作成

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