[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

[スポンサーリンク]

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
GEN

GEN

投稿者の記事一覧

大学JK->国研研究者。エアロゲルなど多孔質材料を作製しています。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. 組曲『ノーベル化学賞』
  2. 超高速レーザー分光を用いた有機EL発光材料の分子構造変化の実測
  3. 暑いほどエコな太陽熱冷房
  4. 有機アジド(1):歴史と基本的な性質
  5. 世界の中心で成果を叫んだもの
  6. 「一置換カルベン種の単離」—カリフォルニア大学サンディエゴ校・G…
  7. 学会ムラの真実!?
  8. カルベンで炭素ー炭素単結合を切る

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 第94回―「化学ジャーナルの編集長として」Hilary Crichton博士
  2. 第四回 期待したいものを創りだすー村橋哲郎教授
  3. インドール一覧
  4. インドールの触媒的不斉ヒドロホウ素化反応の開発
  5. 胃薬のラニチジンに発がん性物質混入のおそれ ~簡易まとめ
  6. 富山化学 「YP-18 」の開発を開始
  7. 第一製薬、仏サノフィに脳梗塞予防薬の営業権を返還
  8. 専門用語(科学英単語)の発音
  9. もう入れたよね?薬学会年会アプリ
  10. 電子実験ノートもクラウドの時代? Accelrys Notebook

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

注目情報

注目情報

最新記事

ネイティブスピーカーも納得する技術英語表現

(さらに…)…

第11回ケムステVシンポジウム「最先端精密高分子合成」を開催します!

第11回ケムステVシンポ、化学の中でも一大勢力を占める高分子科学から満を持しての登場です!今…

自己紹介で差がつく3つのポイント

自己紹介で何を見られていたのか?ある会社の採用面接の話です。先端技術の開発で注目をされているベン…

その化合物、信じて大丈夫ですか? 〜創薬におけるワルいヤツら〜

はじめまして。薬学部で創薬化学を研究する傍ら、薬局薬剤師としても活動している DAICHAN と申し…

第126回―「分子アセンブリによって複雑化合物へとアプローチする」Zachary Aron博士

第126回の海外化学者インタビューはザッカリー・アーロン博士です。インディアナ大学ブルーミントン校の…

コンピューターが有機EL材料の逆項間交差の速度定数を予言!

第278回のスポットライトリサーチは、理化学研究所 夫研究室の相澤 直矢(あいざわ なおや)さんにお…

(–)-Daphenezomine AとBの全合成

ユズリハアルカロイドである(–)-Daphenezomine AとBの初の全合成が達成された。複雑な…

機能性ナノマテリアル シクロデキストリンの科学ーChemical Times特集より

関東化学が発行する化学情報誌「ケミカルタイムズ」。年4回発行のこの無料雑誌の紹介をしています。…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP