[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
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. ヒドロアシル化界のドンによる巧妙なジアステレオ選択性制御
  2. 有機合成化学協会誌2017年6月号 :創薬・糖鎖合成・有機触媒・…
  3. アカデミックから民間企業への転職について考えてみる
  4. 3日やったらやめられない:独自配位子開発と応用
  5. 有機合成化学協会誌2017年11月号:オープンアクセス・英文号!…
  6. なぜ青色LEDがノーベル賞なのか?ー性能向上・量産化編
  7. ChemDrawの使い方【作図編①:反応スキーム】
  8. 【21卒】太陽ホールディングスインターンシップ

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 4-ヨードフェノキシ酢酸:4-Iodophenoxyaceticacid
  2. アルコールをアルキル化剤に!ヘテロ芳香環のC-Hアルキル化
  3. トリクロロアニソール (2,4,6-trichloroanisole)
  4. 世界最高の活性を示すアンモニア合成触媒の開発
  5. ChemDrawの使い方【作図編②:触媒サイクル】
  6. 縮合剤 Condensation Reagent
  7. 錯体と有機化合物、触媒はどっち?
  8. 100兆分の1秒を観察 夢の光・XFEL施設公開
  9. エイダ・ヨナス Ada E. Yonath
  10. 研究者のためのCG作成術②(VESTA編)

関連商品

注目情報

注目情報

最新記事

地球温暖化-世界の科学者の総意は?

今、世界が協力して取り組むべき最も重要な課題の一つは、地球温暖化と気候変動です。最近では、問題の緊急…

第62回―「再生医療・ドラッグデリバリーを発展させる高分子化学」Molly Shoichet教授

第62回の海外化学者インタビューは、モリー・ショイチェット教授です。トロント大学の化学工学・応用化学…

窒素を挿入してペリレンビスイミドを曲げる〜曲面π共役分子の新設計指針の確立を目指して〜

第251回のスポットライトリサーチは、名古屋大学大学院工学研究科・福井識人 助教にお願いしました。…

新型コロナウイルスの化学への影響

中国で症例が確認され、爆発的に患者が増えているコロナウイルスですが、いろいろな影響が世界中で出ていま…

青色LED励起を用いた赤色強発光体の開発 ~ナノカーボンの活用~

第250回のスポットライトリサーチは、北海道大学 長谷川研究室 特任講師の北川裕一(きたがわ ゆうい…

第61回―「デンドリマーの化学」Donald Tomalia教授

第61回の海外化学者インタビューは、ドナルド・A・トマリア教授です。国立デンドリマー・ナノテクノロジ…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP