[スポンサーリンク]

一般的な話題

透明なカニ・透明な紙:バイオナノファイバーの世界

11月6日、今年もカニ漁が解禁されました!

カニといえば硬い殻で覆われた姿を想像すると思います。一見するとプラスチックのように見えますが、実は多糖類の繊維の複合体(キチン質)でできています。主成分となるキチンは、おおざっぱにいえば紙などに代表されるセルロースと同じような分子構造です。

食べたら捨ててしまうカニの殻やそこらへんにあふれている紙、これらは再生材料として大いに注目されています。そこで今回はキチンとセルロース、バイオナノファイバーについて書いてみたいと思います。

 

バイオナノファイバーとは?

bionanofiber.jpg

バイオナノファイバーとはその名の通り、解繊によりナノスケールまで細くした繊維状の生体高分子のことです。代表的な物はキチンとセルロースで、それぞれ10-20ナノメートルの太さで均一に細くしたものが報告されています。近年は東京大学の磯貝研からTEMPO酸化セルロースナノファイバーが報告されており、[1] この方法では3-4ナノメートルまで細くすることが可能です。

バイオナノファイバーの優れた特徴としては、原料が豊富に存在する他、引っ張り強度や熱膨張率の低さなどが挙げられます。例えばプラスチックの透明シートに混ぜ込むことで、成型性や曲げ強度の上昇が見込めるそうです。

 

透明なカニ

crub.jpg
写真は参考文献[2]より

プラスチックの透明シートにカニや紙なんか混ぜ込んで本当に透明になるの?と疑問に思われるかもしれません。2011年、京都大学生存圏研究所の矢野先生の研究室がインパクトある方法で証明してくれました。透明なカニ殻です![2]

作る手順は簡単、カニ殻からまず塩酸で炭酸カルシウム、次に水酸化ナトリウムでタンパク質を取り除き、残ったキチンナノファイバー(20-25質量パーセント)に透明樹脂を染みこませると完成です!

型をとっただけだろうと疑われたそうですが、実際そう思われても仕方がない完成度。初めて実物を見たときは感動しました。透明なエビなどのバリエーションもあるようです。

 

透明な紙

paper.jpg
写真は参考文献[3]より

元矢野先生のグループで現在は大阪大学に所属する能木先生は、透明な紙を2009年に発表しました。[3] それまでにもセルロースナノファイバーを混ぜ込んだ透明シートは発表されていましたが、[4] これはなんと紙だけでできています!

透明な材料を作る際に透過率を下げる原因となる光の散乱は、波長の1/10より大きい構造・ドメインによって主に引き起こされます(ミー散乱)。直径15ナノメートルまで細くできたからこそ実現できた素材です。

こちらも透明プラスチック素材の強化などへの応用が進められています。

 

サイエンスアゴラ・ケムステブースで見られます!

ケムステは今週末9-10日にサイエンスアゴラに出展します(記事その1その2)。今回はなんとなんと、矢野先生のご厚意で貸していただいた「透明なカニ」も展示します!ぜひ、日本科学未来館まで足を運んで驚いてみてください!

冬の魚 (旬の食材)

 

参考文献

  1. “TEMPO-oxidized cellulose nanofibers”, Akira Isogai, Tsuguyuki Saito and Hayaka Fukuzumi, Nanoscale, 3, 71-85 (2011). doi:10.1039/C0NR00583E
  2. “The transparent crab: preparation and nanostructural implications for bioinspired optically transparent nanocomposites”, Md. Iftekhar Shams, Masaya Nogi, Lars A. Berglund and Hiroyuki Yano, Soft Matter, 8, 1369-1373 (2012). doi:10.1039/C1SM06785K
  3. “Optically Transparent Nanofiber Paper”, Masaya Nogi, Shinichiro Iwamoto, Antonio Norio Nakagaito and Hiroyuki Yano, Advanced Materials, 21, 1595-1598 (2009). doi:10.1002/adma.200803174
  4. “Optically Transparent Composites Reinforced with Networks of Bacterial Nanofibers”, Hiroyuki Yano, Junji Sugiyama, Antonio Norio Nakagaito, Masaya Nogi, Tohru Matsuura, Makoto Hikita and Keishin Handa, Advanced Materials, 17, 153-155 (2005). doi:10.1002/adma.200400597
The following two tabs change content below.
GEN
国立大JK。エアロゲルやモノリス型マクロ多孔体を作製しています。専門分野はあいまいです。ピース写真付インタビューが化学の高校教科書に載りました。

関連記事

  1. 化学系ラボでSlackを使ってみた
  2. 鉄系超伝導体の臨界温度が4倍に上昇
  3. ChemDraw の使い方【作図編④: 反応機構 (前編)】
  4. 電気化学と金属触媒をあわせ用いてアルケンのジアジド化を制す
  5. 天然の保護基!
  6. ナイトレンの求電子性を利用して中員環ラクタムを合成する
  7. 2010年日本化学会年会を楽しむ10の方法
  8. ボールペンなどのグリップのはなし

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. スクラウプ キノリン合成 Skraup Quinoline Synthesis
  2. 実験ノートの字について
  3. 化学にインスパイアされたジュエリー
  4. ガン細胞を掴んで離さない分子の開発
  5. 【イベント】「化学系学生のための企業研究セミナー」「化学系女子学生のためのキャリアセミナー」
  6. サリチル酸 (salicylic acid)
  7. チャン・ラム・エヴァンス カップリング Chan-Lam-Evans Coupling
  8. リンダウ会議に行ってきた①
  9. Dead Endを回避せよ!「全合成・極限からの一手」⑥(解答編)
  10. 2005年7月分の気になる化学関連ニュース投票結果

関連商品

注目情報

注目情報

最新記事

電池長寿命化へ、充電するたびに自己修復する電極材

東京大学大学院工学系研究科の山田淳夫教授らは、充電するたびに自己修復を繰り返し、電池性能の劣化を防ぐ…

(−)-Salinosporamide Aの全合成

(−)-salinosporamide Aの立体選択的全合成が達成された。アザ-ペイン転位/ヒドロア…

クラウド版オフィススイートを使ってみよう

クラウド版オフィススイートとはOffice onlineやGoogle ドライブなどのことで、ソフト…

NHCが触媒する不斉ヒドロフッ素化

キラルなN–ヘテロ環状カルベン(NHC)を触媒として用いたα,β-不飽和アルデヒドに対する不斉ヒドロ…

ケミカルバイオロジーとバイオケミストリー

突然ですが、質問です。有機化学と無機化学。違いは説明できますか?「生体物質をあつかうものが有…

改正特許法が国会で成立

特許を侵害したと疑われる企業に専門家が立ち入り検査する制度を新設する改正特許法が10日午前の参院本会…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP