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<> 2 0 obj セルロースなどのナノファイバー材料を、新規開発しています。 これまでの学術論文、講演会情報、メディア紹介、受賞などです。 研究室メンバーと交通アクセスの紹介です。 ウェブ情報、論文、特許など、ナノセルロースに関する情報をアップしています。 リンク集です。 入学希望の方へのメッセージ新たな扉を開いてみましょう © Department of Functionalized Natural Materials ISIR, Osaka University※現在JavaScriptの設定が無効になっています。ページ内の機能が限定されたり、機能そのものが利用できない場合があります。 透明な紙 夢と希望は、ここにある。 セルロースナノファイバーとは、幅4-15nmのとても微細な繊維であり、地球上すべての植物に含まれれる無尽蔵な天然資源です。 2000年頃、世界に先駆けて日本から、セルロースナノファイバーの研究開発はスター <> 　京都市産業技術研究所では，平成26å¹´12月に近畿経済産業局が設立した「部素材産業－ＣＮＦ研究会」を母体として本格的にＣＮＦ実用化に伴う企業連携体の組成支援をはじめ様々な活動を展開しています。　セルロースナノファイバー関連サンプル提供企業一覧については，以下のページを御覧ください。　【プロジェクトメンバー】【プロジェクトメンバー】【プロジェクトメンバー】【プロジェクトメンバー】【プロジェクトメンバー】【プロジェクトメンバー】PDFがご覧になれない場合には「© KYOTO MUNICIPAL INSTITUTE OF INDUSTRIAL TECHNOLOGY AND CULTURE All Rights Reserved.※現在JavaScriptの設定が無効になっています。ページ内の機能が限定されたり、機能そのものが利用できない場合があります。 4 0 obj %���� セルロースナノファイバーとは、幅4-15nmのとても微細な繊維であり、地球上すべての植物に含まれれる無尽蔵な天然資源です。2000年頃、世界に先駆けて日本から、セルロースナノファイバーの研究開発はスタートしました。。専門分野が異なる方へ、セルロースナノファイバー、ナノセルロース、セルロースナノウィスカー、セルロースミクロフィブリル。。紙、Tシャツ、下着、草、野菜、木材。。セルロースナノファイバーは、植物が細胞壁で日々、産出しています。（左）ナタデココ、（右）酢酸菌（丸い物体）とセルロースナノファイバー（繊維状物質）セルロースナノファイバーに関して人間が行なっていることは、植物繊維をほぐしてセルロースナノファイバーを取り出すこと。そして、ナタデココや野菜などを食べていることの２つです。これまでのセルロース繊維は、髪の毛程度の太さでした（数十ミクロン）。そのセルロース繊維をA4サイズの紙から引っ張り出して、一本に並べると、歩いて１時間程度の距離（およそ15km）になります。意外と細長いですね。右は20世紀までの「白い紙」、左が21世紀からの「透明な紙」。【関連文献】右と左、どちらもセルロースナノファイバーを使った透明材料です。左はセルロースナノファイバーとプラスチックを混ぜた透明材料で、右はセルロースナノファイバーだけでできた透明材料です。見た目は一緒ですが、透明になる原理は全く異なります。【関連文献】現在は、木材パルプが主流です。セルロースナノファイバーの出発原料は木材チップです。木材チップを精製・変性して機械的解繊処理すると、セルロースナノファイバーの水懸濁液が得られます。セルロースナノファイバーの種類は、機械的解繊方法ではなく、木材チップの精製・変性方法で決定されます。この一連の方法は、セルロースナノファイバー懸濁液やフィルムの製造に適しています。軽量・高強度なセルロースナノファイバー複合材を製造するには、解繊処理と混練処理を同時に行なう方法が開発されつつあります（【関連文献】ナノペーパーは、半透明なものからクリア透明まで様々な外観があります。太いパルプ繊維が残っているナノペーパーは半透明で、残っていないナノペーパーはクリアな透明になります。ナノペーパーのヘイズ（光散乱）は繊維ではなく空隙で生じるので、セルロースナノファイバーの太さは関係ありません（少なくとも可視光領域では）。透明なガラスと磨りガラス、見た目は大きく異なりますが、全光線透過率は約90％で一緒です。その違いは、「ヘイズ」という数値にあらわれます。透明なガラスはヘイズがほぼ０％で、磨りガラスはヘイズがとても大きいです。さてナノペーパー（厚さ20um程度）ですが、全光線透過率は９０％（理論値到達）、ヘイズは１％以下になっています。ここまでヘイズが小さいと、とても透明です。【関連文献】紙（セルロースパルプ繊維）は非常に高い耐熱性を有する材料です。ナノペーパーは色々な製造方法があり、透明性が高いほど耐熱性が低いという傾向があります。そこで私達は、東大磯貝グループとの共同研究において、透明性と耐熱性を兼ね備えたナノペーパーを開発しました。ナノペーパー発明されて、まだ10年。。その物性は、未解明のところが多いです。【関連文献】セルロースナノファイバーは、「アラミド繊維並みの高強度・高弾性、石英ガラス並みの低熱膨張率」といわれています。そんな、スーパー繊維がびっしり詰まった「透明な紙」は、高強度（約15GPa）・高弾性（約250GPa）・低熱膨張率（約5ppm/K）です。　より詳細な情報は、このデバイスは、市街地のみならず、農地や森林などあらゆるシーンで湿度などの環境情報をモニタリングし、その情報をワイヤレスで発信します。そして、このデバイスは紙（セルロースナノファイバー）と金属、石ころ（鉱物）という自然の恵みだけで作られています。したがって、使い終わった後に自然環境へ放置・流出されても、1カ月程度で「土に還る」という特徴があります。【関連文献】透明な紙と銀ナノワイヤを使うと、軽量で折り畳み可能な透明導電膜ができます。この材料を使って、透明配線やペーパー太陽電池を開発しました。将来の太陽電池は、ポケットやリュックに入れて持ち運べるようになるかも知れません。【関連文献】あらゆるモノをインターネットに接続させるトリリオンセンサの実現には、アンテナやトランジスタなど電子デバイス部品の小型化や低消費電力化が重要である。誘電率が高い絶縁性基板は、トランジスタ・コンデンサなどデバイス部品の小型化・薄膜化において重要な電子部品であり、さらにリーク電流を大幅に削減することが可能であるため電子デバイスの消費電力を小さくできる。セルロースナノペーパーに少量の銀ナノワイヤを加え、フレキシブルな高誘電率基板（阪大産研　柳田・長島、九大農　北岡らとの共同研究において、不揮発性ペーパーメモリーを世界で初めて開発しました。紙は、これからのデジタル情報化社会においても、記憶媒体として重要な役割を担い続けるでしょう。阪大　古賀先生が、銀ナノワイヤやカーボンナノチューブを使って「電気の流れる透明な紙」を作りました。ペーパータッチパネルへの応用に期待できます。紙はこれからもドンドン進化し続けます！！（詳細専門情報はNHK放送技術研究所との共同実験において、透明な紙のうえに有機トランジスタを搭載することに成功しました。この成果は、ペーパーディスプレイの 未来に向けた大きな一歩です。将来は、紙を使ったペーパースマートフォンが登場し、紙のうえでテレビや映画、インターネットが楽しめるかも知れません。ナノペーパーは、金属ナノインクを印刷しても滲まず、200℃@大気で加熱可能です。したがって、金属ナノ粒子や金属塩インクの印刷、スパッタ処理などで、ナノペーパーのうえにLEDライトを点灯する回路をつくることができます（左）。ナノペーパーへ印刷した配線は、高温・高湿環境でも、きちんと電気が流れます。銀ナノワイヤインクとナノペーパーを用いて、折り畳める導電性配線（左）を開発しました。これらの材料をパターン印刷すると、高感度アンテナになります。さらに、このナノペーパーアンテナを折り畳むだけで、送受信周波数が制御できます（右）。阪大　古賀らは、東大　磯貝らとの共同研究において、イン クジェッ ト印刷可能なカーボンナノチューブ・セルロースナノファイバー複合インクを開発しました。この成果を発表した論文は、Biomacromolecules誌のMost Read Articlesのトップ3（2013年4月）にランクインしました。市販無線LANアダプターのアンテナ配線を、銀塩インクで重ね塗り印刷すると、ファイルのダウンロードスピードが20%近く向上されました。インクジェット印刷を用いるため、どんな複雑なアンテナパターンもトレース可能です。さらに、銀塩インクは低温焼結可能なので、既存のアンテナデバイスへ熱ダメージを与えません。私達が開発した銀ナノワイヤペーストを印刷したアンテナは、既存の銅箔アンテナよりも優れた高周波特性を示します（右）。そして、低温焼結可能なので、プラスチック基板に印刷した銀ナノワイヤアンテナを使って、ラジコンカーを動かすこともできました（左）。ポリマー系の受理層を印刷基板に塗布すると、受理層がインク溶媒を吸収するため、急激に加熱しても、体積抵抗率の小さな細い配線ができることを明らかにしました。撥水性の多孔質コート層を印刷基板に作製すると、同じ印刷機、同じインク、同じ基板を使っても、５倍近く電気をよく流す配線ができました。イ ンクジェット用インクは、粘度がとても小さいため、印刷配線の幅が細くなると、コーヒーリング効果によって配線の体積抵抗率が大きくなることを明らかに しました。さらに、インク溶媒をゆっくり蒸発させると、細くても、体積抵抗率の小さな細い配線ができることを明らかにしました。銀 ナノワイヤ透明導電膜は表面粗さが大きいため、ナノオーダーの薄膜を塗布する有機エレクトロニクスデバイスに使用すると、ショートしやすいという欠点があ りました。そこで、プレスして、平滑な銀ナノワイヤ透明導電膜を作製し、有機太陽電池の試作に成功しました。さらに、この方法は、非加熱・室温プレスなの で、省エネ技術として有望です。【メディア・受賞、一部抜粋】「金属粒子の分散技術」と「電気配線の印刷技術」を改良し、7倍伸ばしても導通する電気配線材料を開発しました。この電気配線は、紙基板に優れた密着性を示します。【関連文献】【メディア・受賞、一部抜粋】能木は京大生存圏　矢野研究室に在籍時、矢野教授らとともに、セルロースナノファイバー補強透明プラスチックの開発を行いました。【関連文献】研究室の紹介です。

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セルロースナノファイバーの一般的製造方法（概要） 固相せん断法によるセルロースナノファイバーの樹脂複合化技術; 水晶振動子マイクロバランス(qcm)法によるナノセルロース表面特性解析技術; リグノセルロースナノファイバー樹脂複合材料を用いた試作品

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