[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

投稿者の記事一覧

大学JK->国研研究者。材料作ったり卓上CNCミリングマシンで器具作ったり装置カスタマイズしたり共働ロボットで遊んだりしています。ピース写真付インタビューが化学の高校教科書に掲載されました。

関連記事

  1. 「新規高活性アルコール酸化触媒 nor-AZADOの有用性」 第…
  2. 有機反応を俯瞰する ーエノラートの発生と反応
  3. 良質な論文との出会いを増やす「新着論文リコメンデーションシステム…
  4. ここまでできる!?「DNA折り紙」の最先端 ① ~入門編~
  5. 研究者の成長を予測できる?:JDream Expert Find…
  6. アメリカ大学院留学:博士候補生になるための関門 Candidac…
  7. 「ハーバー・ボッシュ法を超えるアンモニア合成法への挑戦」を聴講し…
  8. いろんなカタチの撹拌子を試してみた

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131回―「Nature出版社のテクニカルエディターとして」Laura Croft博士
  2. 科学:太古の海底に眠る特効薬
  3. アピオース apiose
  4. 化学研究ライフハック: Evernoteで論文PDFを一元管理!
  5. 分子機械を組み合わせてアメーバ型分子ロボットを作製
  6. 分子光化学の原理
  7. エルゼビアからケムステ読者に特別特典!
  8. 【速報】2022年ノーベル化学賞は「クリックケミストリーと生体直交化学」へ!
  9. 世界が終わる日までビスマス
  10. 大学院生が博士候補生になるまでの道のり【アメリカで Ph.D. を取る –Qualification Exam の巻 前編】

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2013年11月
 123
45678910
11121314151617
18192021222324
252627282930  

注目情報

最新記事

産総研がすごい!〜修士卒研究職の新育成制度を開始〜

2023年より全研究領域で修士卒研究職の採用を開始した産業技術総合研究所(以下 産総研)ですが、20…

有機合成化学協会誌2024年4月号:ミロガバリン・クロロププケアナニン・メロテルペノイド・サリチル酸誘導体・光励起ホウ素アート錯体

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2024年4月号がオンライン公開されています。…

日本薬学会第144年会 (横浜) に参加してきました

3月28日から31日にかけて開催された,日本薬学会第144年会 (横浜) に参加してきました.筆者自…

キシリトールのはなし

Tshozoです。 35年くらい前、ある食品メーカが「虫歯になりにくい成分」を使ったお菓子を…

2つの結合回転を熱と光によって操る、ベンズアミド構造の新たな性質を発見

 第 608回のスポットライトリサーチは、北海道大学大学院 生命科学院 生命科学専攻 生命医…

スポットライトリサーチ まとめ【初回〜第200回まで】

ケムステの人気企画スポットライトリサーチ、2015 年に始まって以来、2024 年現…

【産総研・触媒化学融合研究センター】新卒・既卒採用情報

触媒センターでは、「個の力」でもある触媒化学を基盤としつつも、異分野に積極的に関…

Zachary Hudson教授の講演を聴講してみた

bergです。この度は2024年3月11日に東京大学本郷キャンパスにて開催されたBritish Co…

ケムステイブニングミキサー 2024 報告

3月18日から21日の日本化学会第104春季年会に参加されたみなさま、おつかれさまでした!めちゃ…

日本農芸化学会創立100周年記念展に行ってみた

農芸化学という学問分野はご存知でしょうか?農業と化学は分かるけど、芸って何だよって一瞬思いますよ…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP