51探花

【本学研究者情报】

〇流体科学研究所　教授　高奈秀匡

【発表のポイント】

• 単层カーボンナノチューブ^（注１）とセルロースナノファイバー^（注２）の复合化に成功しました。
• 交流电场と流动场を组み合わせた独自の繊维配向法を用いて、セルロース繊维に高い导电性を付与しました。
• 50%という高いカーボンナノチューブの含有量でも复合繊维の高强度?高靭性化に成功しました。
• 従来の水分センサーに対して约5倍の検出感度を実现し、高强度?軽量、低环境负荷というセルロースの特性を生かした超高感度水分センサーや新たなエレクトロデバイス、エレクトロニクス材料への応用が期待されます。

【概要】

木材繊維を機械的?化学的にナノオーダーまで解きほぐすことのできるセルロースナノファイバー（CNF）は、直径数10 nm程度の高結晶性の超微細繊維であり、次世代のバイオマス素材として注目を集めています。このセルロースナノファイバーを再合成することにより、セルロース本来の有する優れた材料特性を有するセルロース繊維を創製する研究が世界的に進められています。

东北大学流体科学研究所の高奈秀匡教授は、米国ワシントン大学（ワシントン州シアトル）のAnthony B. Dichiara（アンソニー B. ディキアラ）准教授との国際共同研究により、セルロースナノファイバーに高導電性を有する単层カーボンナノチューブを混合することで，新たな導電性複合セルロース繊維の開発に成功しました。従来技術では、カーボンナノチューブ（CNT）の含有により、ナノセルロースファイバー間の結合が阻害され、複合繊維強度が低下することが課題となっておりました。本研究においては、電場と流れ場による独自の繊維配向制御法により、50%という高いカーボンナノチューブ含有量においても材料強度を低下させることなく、導電性セルロース複合繊維を創製することに成功しました。

本成果は、2023年7月12日（現地時間）に米国化学会が発刊するACS Applied Materials & Interfacesに掲載され，本誌のSupplementary Coverに選出されました。

図1.交流电场と流れ场によりセルロースナノファイバーとカーボンナノチューブからなる微细繊维を轴方向に配向させることで，高强度导电性复合繊维を创製。

【用语解説】

注1. 単层カーボンナノチューブ：
単层のグラフェン（ハニカム构造の炭素原子から成るシート状物质）から构成される継ぎ目のない円筒状物质。高い导电性を有し，軽量でありながら高强度，高热伝导性といった优れた机械的特性を有する。

注2. TEMPO酸化セルロースナノファイバー：
TEMPO (2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl radical) 触媒酸化により得られたセルロースナノファイバー。ファイバー間の高密度の電荷反発と浸透圧効果により、ナノファイバー化が可能となる。

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究に関すること）
东北大学流体科学研究所
教授　高奈秀匡
TEL:022-217-5223
E-mail: takana*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

（报道に関すること）
东北大学流体科学研究所
広报戦略室
TEL: 022-217-5873
贰-尘补颈濒:颈蹿蝉-办辞丑辞*驳谤辫.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）