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ミッション4「循環材料・環境共生システム」
平成２９年度の活動

更新日： 2019/05/21

平成29年度　受賞

アンセルム・ペイエン賞（Anselme Payen Award ）

【受賞者】杉山淳司（京都大学生存圏研究所教授）
【授与組織名】アメリカ化学会セルロースおよび再生可能材料部門
(American Chemical Society, Cellulose and Renewable Matrials Division 2017)
【受賞年月】2018（平成30）年3月
【受賞対象】
　電子顕微鏡によりセルロースの結晶格子像を初めて可視化することにより、セルロース分子の折りたたみ構造やエレメンタリーフィブリルの存在を否定したことや、微小部電子線回折により天然セルロースが複合結晶であることを証明して単位格子を決定し、今日のセルロースの構造モデルの礎となる研究を行った。さらに、生合成される際にはモノマーの付加が非還元末端で起こることなど、セルロースと酵素の相互作用を可視化することに成功した。 

国際ナノテクノロジー部門賞およびファイバーリーン技術賞

【受賞者】矢野浩之（京都大学生存圏研究所）
【授与組織名】紙パルプ技術協会 (TAPPI)
【受賞年月】2017（平成29）年6月
【受賞対象】the development of cellulose nanofiber-reinforced plastic production process – “Kyoto Process”セルロースナノファイバー強化樹脂製造プロセス“京都プロセス”の開発

課題１-1　新たな木質構造の創成（五十田博・北守顕久）

木材の利用促進の担い手として期待されているクロスラミネーティッドティンバーをはじめ、新たな木質系部材の性能評価、それを用いた接合部の開発および評価、そして構造システムに関する研究を進めることで循環型社会の構築に貢献する。また、木質系部材や木質構造と他材料・構造を併用した構造の性能評価に関する研究から、新たな木材利用を提案する。

活動内容

  1. CLT工法建築物の耐震性能に係わる部材性能・接合性能・材料性能の研究
  2. 木質材料とRCの混構造部材としての合成床システムの開発
  3. S造フレームの木質面材による耐震補強工法に関する研究

研究成果

  1. Hayato Furusawa, Akihisa Kitamori, Takuro Mori, Shinichiro Tamori, and Hiroshi Isoda: Development of Timber-Concrete Composite Floor System Proceedings of The 2nd Asia Research Node Symposium, Kyoto, Japan, 2017, July 19-21, Kyoto, Japan
  2. Youta Ueda , Hiroshi Isoda and Akihisa Kitamori: Study on Compressive Strength of CLT Wall Panel under horizontal Loading, Proceedings of The 2nd Asia Research Node Symposium, Kyoto, Japan, 2017, July 19-2, Kyoto, Japan
  3. Youta Ueda , Hiroshi Isoda and Akihisa Kitamori: Analysis of failure mechanism of CLT load-bearing-wall against horizontal force, The 7th International Symposium for Sustainable Humanosphere, 2017, Nov 1-2, Bogor, Indonesia
  4. Kazumi Kanazawa, Akihisa Kitamori and Hiroshi Isoda: Case study on composite structure with CLT infilled in steel frames, The 7th International Symposium for Sustainable Humanosphere, 2017, Nov 1-2, Bogor, Indonesia
  5. Satoshi Tanaka, Yusuke Otsubo, Takuro Mori, Yasuhiro Araki, Hayato Furusawa, Akihisa Kitamori and Hiroshi Isoda: Study on creep behavior of joint part of timber-concrete composite floor system, Proceedings of 12th China Korea Japan Seminar, 2017,Dec 18-20, Kyoto, Japan
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　ハイブリッド床システムの強度実験		 mission_report_28_4_2
　CLTによるRCフレームの補強実験

課題1-２　既存建物の構造性能評価と解析技術の開発（五十田博・北守顕久）

既存の木質系部材・接合部や木質構造の構造性能評価の高度化や適切に評価するための試験法を開発する。また、耐震性や床振動、そして劣化など、評価にあたりその許容値や恕限度が必要な項目については、閾値と性能の関係についても整理する。さらに、解析技術についても精緻化により確度の高い評価手法の実現を目指すとともに、その結果の見える化を進める。

活動内容

  1. 振動台実験による既存木造建物の耐震性能評価
  2. 木造住宅の地震被害軽減のための被害原因調査

研究成果

Kotaro Sumida, Hiroshi Isoda: Experimental Seismic Response of a Full-Scale Japanese Conventional Wooden Post and Beam Building, Proceedings of 12th China Korea Japan Seminar, 2017, Dec 18-20, Kyoto, Japan

課題2　木本植物の計量形態学的研究（杉山淳司・他）

材鑑調査室の管理・維持する木材標本を利用した研究の推進、特に木材に刻み込まれた情報をさまざまな科学的手法によってひもとき、循環型社会における木材利用のありかたを考察します。

活動内容　

  1. 画像解析と機械学習による木材の自動認識
  2. 非破壊手法による樹種識別
  3. 高輝度放射光施設を用いた木材分析

 

課題3　低環境負荷型木質新素材の創成および再生（金山公三・梅村研二・田中聡一）

木質新素材の生産、加工、利用、廃棄、再生利用にいたる一連の循環システムを構築します。

活動内容

木材への薬液含浸処理時の通導阻害部（閉鎖壁孔やチロース）に起因する液体浸透性低下に対する水撃作用の応用による通導阻害部の破壊制御

　　図：加圧速度が圧力変化におよぼす影響（解析）

研究成果

  1. 中村神衣、田中聡一、梅村研二、金山公三：.Effect of water hammer phenomenon on liquid permeation in impregnation of wood , The 2nd Asia Research Node Symposium on Humanosphere Science (RISH) , 2017年 7月 
  2. 中村神衣、田中聡一、梅村研二、金山公三：Liquid permeation into wood influenced by impact pressure applied on surrounding liquid , Asia Research Node  Biomaterials Workshop (LIPI) , 2017年 10月
  3. 中村神衣、田中聡一、梅村研二、金山公三：木材への液体含浸に及ぼす水撃作用の影響―通導阻害部における液圧変化挙動のモデル実験― , 第68回日本木材学会大会, 京都市 (2018年3月)

課題4　未来型資源循環システムの構築（吉村 剛、畑俊 充、柳川 綾）

　木質資源を適切に長く利用するための耐久性向上の研究と、バイオマス由来の持続可能な機能性材料の研究開発を行っています。具体的な研究テーマは以下の通りです。

  1. シロアリ・木材腐朽菌などによる木材の劣化機構の解明とその防除
  2. バイオマス由来の持続可能な機能性材料の開発
  3. 生物的防除のための昆虫－微生物相互作用の解明

重要な乾材害虫類の人工飼育に日本で初めて成功。左：ケブカシバンムシ、右：ホソナガシンクイ

左：京都市に街路樹におけるヤナギマツタケ被害の調査、右：シロアリ体外寄生菌類の調査


高比表面積を有する木質炭素の開発

研究成果

  1. Yuliati Indrayani, Yoko Takematsu, Tsuyoshi Yoshimura (2017) “Diversity and distribution of termites in buildings in Pontianak, West Kalimanta, Indonesia”, BIODIVERSITAS, 18(3), 954-957, DOI: 10.13057/biodiv/d180312.
  2. Cihat Tascioglu, Kenji Umemura, Sukma S. Kusuma, Tsuyoshi Yoshimura (2017) “Potential utilization of sodium fluoride (NaF) as a biocide in particle board production”, J. Wood. Sci., 63(6), 652-657 (2017) DOI 10.1007/s10086-017-1654-z
  3. Ikhsan Guswenrivo, Hiroki Sato, Izumi Fujimoto, Tsuyoshi Yoshimura (2017) “The first record of Antennopsis gallica Buchli and Heim, an ectoparasitic fungus on the termite Reticulitermes speratus (Kolbe) in Japan”, Jpn. J. Environ. Entomol. Zool., 28(2), 71-11.
  4. Cihat Tascioglu, Kenji Umemura Tsuyoshi Yoshimura (2018) “Seventh-year durability evaluation of zinc borate incorporated wood-plastic composites and particleboard”, Composites Part B, 137, 123-128.
  5. 大村和香子，神原広平，竹松葉子，簗瀬佳之，吉村　剛(2017) “シロアリの生態と被害”、シロアリ及び腐朽防除施工の基礎知識－新版－，公社）日本しろあり対策協会，12-56．
  6. Toshimitsu Hata, Sensho Honma, Yoshikazu Onishi, Isamu Ide, Sylvie Bonnamy, Paul Bronsveld (2017) “Microstructural analysis of carbonized wood for CO2 capture”, Carbon 2017, Melbourne, 27 July
  7. 畑 俊充, 本間千晶, 大西慶和, 井出 勇, 木質からのCO2吸蔵多孔質炭素の微細構造, 第44回炭素材料学会年会, 桐生市(2017年12月)
  8. Toshimitsu Hata, Sensho Honma, Yoshikazu Onishi, Isamu Ide, Sylvie Bonnamy, Paul Bronsveld (2017) “Synthesis of Carbonized Wood for CO2 Capture”, CESEP’17, Lyon, 24 October
  9. 畑 俊充, 本間千晶, 大西慶和, 井出 勇 (2018) Fe含有木質炭素化物のCO2吸着量の向上, 第68回日本木材学会大会, 京都市 (2018年3月)

課題5　セルロースナノファイバーの製造と利用
（矢野浩之、阿部賢太郎、中坪文明、臼杵有光）

植物細胞の基本骨格物質であるセルロースナノファイバーを活用した材料開発を進めている。特に高強度複合材料の開発に注力している。

活動内容

  1. エマルジョン法を利用した新規セルロースナノコンポジットの開発
  2. 表面化学改質によるセルロースナノコンポジットの物性向上，他

研究成果

  1. Agustin MB, Nakatsubo F, Yano H. (2018) “Improving the thermal stability of wood-based cellulose by esterification”, Carbohydrate Polymers 192, 28-36.
  2. Sakakibara K, Moriki Y, Yano H, Tsujii Y. (2017) “Strategy for the Improvement of the Mechanical Properties of Cellulose Nanofiber-Reinforced High-Density Polyethylene Nanocomposites Using Diblock Copolymer Dispersants”, ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES 9 (50), 44079-44087
  3. Biswas Subir K, Sano H, Md. Iftekhar Shams, Yano H. (2017) “Three-Dimensional-Moldable Nanofiber-Reinforced Transparent Composites with a Hierarchically Self-Assembled “Reverse” Nacre like Architecture”, ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES, 9 (35), 30177-30184
  4. Yamakawa A, Suzuki S, Oku T, Enomoto K, Ikeda M, Rodrigue J, Tateiwa K, Terada Y, Yano H, Kitamura S. (2017) “Nanostructure and physical properties of cellulose nanofiber-carbon nanotube composite films”, Carbohydrate Polymers, 171, 129-135.
  5. Suzuki　K, Homma Y, Igarashi　Y, Okumura H, Yano H. (2017) “Effect of preparation process of microfibrillated cellulose-reinforced polypropylene upon dispersion and mechanical properties”, Cellulose, 24 (9), 3789-3801.
  6. Wang L, Ando M, Kubota M, Ishihara S, Hikima Y, Ohshima M, Sekiguchi T, Sato A, Yano H. (2017) “Effects of hydrophobic-modified cellulose nanofibers (CNFs) on cell morphology and mechanical properties of high void fraction polypropylene nanocomposite foams”, Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 98 (1), 166-173.
  7. Agustin MB, Nakatsubo F, Yano H. (2017) “Improved resistance of chemically-modified nanocellulose against thermally-induced depolymerization”, Carbohydrate Polymers, 164 (15), 1-7.
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