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セルロース

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1: 2018/01/25(木) 20:51:38.04 ID:CAP_USER
軽くて頑丈で手に入りやすい--。植物を原料とするこんな繊維が「夢の新素材」として注目されている。
セルロースナノファイバー(CNF)だ。日本の豊富な森林資源を活用できる可能性があり、温暖化対策やリサイクルに役立つと期待されている。

●鉄の5倍の強さ

 植物は弱くて折れやすいといったイメージがあるが、約1400年前に建設された奈良の法隆寺のように現存している木材建造物もある。
その強さの理由の一つは、植物細胞の中にある分子「セルロース」だ。
スギやヒノキなど針葉樹の成分の約半分を占め、束状になって植物を支える。

 頑丈なセルロースを分解するには大量の有機物質を使う必要があったが、磯貝明・東京大教授(セルロース科学)は2006年、触媒を使った特殊な酸化反応を利用して、常温常圧の自然な状態で分解してCNFを取り出すことに成功。
15年にアジアで初めて「森林・木材科学分野のノーベル賞」とされるマルクス・バーレンベリ賞を受賞した。

 CNFは太さ数ナノメートル(ナノは10億分の1)の繊維。
髪の毛の太さの1万分の1程度で、重さは鋼鉄の5分の1程度と軽いが強度は5倍もあり、ゴルフクラブなどに使われている炭素繊維(カーボンファイバー)に匹敵する。
磯貝教授は「セルロースは地球で最も豊富に存在する生物資源。
自然に優しいので、プラスチックなどの代替材料に使えれば石油に依存した社会からの脱却も期待できる」と話す。

 ●1兆円市場目標

 磯貝教授の成果を受け、CNFを別素材と混ぜ合わせて、強度や柔軟性を向上させる研究が進んでいる。
CNFは透明で、他の素材と混ぜても色が変わらないといったメリットもある。

 例えば、ボールペンのインクに混ぜると色はそのままに、現在使われている油の溶剤よりもインクのむらがなく書き心地もなめらかになるため、すでに商品化されている。抗菌・消臭力がある銀イオンをたくさん付着できるため、紙おむつにも使用されている。液状のCNFを透明なフィルムに薄く塗ると、フィルムは光を通す一方で酸素は通さないため、食品保存などに使えば腐敗防止になり、賞味期限を延ばすことができると期待されている。

 中でも注目されるのは、CNFをゴム素材に混ぜる野口徹・信州大特任教授(高分子物理学)の研究だ。
タイヤなどのゴム素材は従来、カーボンブラックというすすを混ぜて強度を増しているが、その代わりにCNFを加えると従来品より強度が最大5倍に上がるうえ、柔軟性も同2倍になったという。

続きはソースで

関連ソース画像
https://cdn.mainichi.jp/vol1/2018/01/25/20180125ddm001010002000p/9.jpg

毎日新聞
https://mainichi.jp/articles/20180125/ddm/016/040/009000c
ダウンロード (1)


引用元: 【テクノロジー】軽くて頑丈な「夢の新素材」 セルロースナノファイバー、耐燃性に課題[18/01/25]

軽くて頑丈な「夢の新素材」 セルロースナノファイバー、耐燃性に課題の続きを読む

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1: 2016/12/23(金) 17:34:21.92 ID:CAP_USER
ホヤが細菌から獲得した遺伝子で身を守れるようになったわけ~遺伝子の水平伝搬による生物進化に関する新説の提唱

筑波大学生命環境系の笹倉靖徳教授の研究グループは、東京大学の中井謙太教授、首都大学東京の西駕秀俊教授、広島大学の山本卓教授、高知大学の藤原滋樹教授の研究グループと共同で、ホヤのセルロース合成酵素が表皮で特異的に発現するようになった進化プロセスについての新説を提唱しました。

ホヤは、セルロースを合成して体を覆い、敵から身を守っています。
ホヤのセルロース合成酵素遺伝子は、放線菌と呼ばれるグループの細菌から水平伝搬により獲得されたとされています。
しかしながら、他の生物から取り込んだ遺伝子は通常は発現せず、働くことができません。
細菌の遺伝子がホヤの祖先に取り込まれた後に発現するようになった仕組みについてはこれまで分かっていませんでした。

続きはソースで 

▽引用元:筑波大学 2016/12/21
http://www.tsukuba.ac.jp/attention-research/p201612210900.html
images


引用元: 【生物/進化】ホヤが細菌から獲得した遺伝子で身を守れるようになったわけ 遺伝子の水平伝搬による生物進化に関する新説の提唱/筑波大等©2ch.net

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1: 2015/10/18(日) 18:05:11.91 ID:???*.net
夢の素材といわれるセルロースナノファイバー(CNF)の実用化が進んでいる。植物から作られるCNFは、環境負荷が少ないうえ、鉄よりも軽くて強いといった、さまざまな特長を備え、幅広い分野で利用が見込まれている。森林資源の豊富な日本の企業にとって、原料調達が容易というメリットもある。
2030年には関連市場が1兆円に達するとの予測もある中、製紙会社などが研究開発や用途開拓を加速している。
                 ◇
CNFは植物繊維を化学的、機械的に解きほぐしたものだ。繊維1本の直径は数ナノ~数十ナノ(1ナノは10億分の1)メートルしかないが、鉄の5分の1の軽さで強度が5倍と、炭素繊維に迫る性能を備える。しかも透明で、熱を加えても膨張しにくいほか、化粧品などに加えると粘りを出すこともできる。

このため化粧品以外にも、ソフトクリームの形を保ったり、ガラスの代わりに利用するといった、さまざまな
利用法が考えられている。中でも樹脂と混ぜて自動車部品に使えば、1台あたり20キロの軽量化につながるといわれる。

続きはソースで

images (1)


ソース/産経新聞社
http://www.sankei.com/economy/news/151018/ecn1510180005-n1.html

引用元: 【経済】夢の新素材「セルロースナノファイバー」実用化へ 強度は鉄の5倍、重量は5分の1 製紙各社の開発急ピッチ

夢の新素材「セルロースナノファイバー」実用化へ 強度は鉄の5倍、重量は5分の1 製紙各社の開発急ピッチの続きを読む

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1: 2015/08/24(月) 07:29:37.46 ID:???*.net
08月24日 07時23分

東京大学と茨城大学などの研究グループは、バイオ燃料やバイオプラスチックの原料になる「セルロース」という植物に含まれる物質を分解する酵素を解析しました。
これにより安価にバイオプラスチックなどを生産する技術開発につながると期待されています。

これは、東京大学の五十嵐圭日子准教授と茨城大学や茨城県などの研究グループが発表したものです。
それによりますと、木や草に含まれる「セルロース」は自然界に最も豊富にあることから、バイオ燃料やバイオプラスチックの原料としての利用が期待されていますが、分解が難しく、コストがかかることが課題でした。

五十嵐准教授のグループでは、「セルロース」を容易に分解し、栄養にするきのこやかびなどが出す「セルラーゼ」という酵素に注目し、東海村のJーPARCにある装置を使って構造を解析しました。

続きはソースで

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http://www3.nhk.or.jp/lnews/mito/1074130401.html

引用元: 【科学】セルロース分解酵素を解析

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1: 2015/07/30(木) 12:11:08.70 ID:???.net
横浜ゴムと東工大、バイオマスを原料とした合成ゴムの新技術を開発 | レスポンス
http://response.jp/article/2015/07/29/256711.html

画像
http://img.response.jp/imgs/zoom/921833.jpg


横浜ゴムは7月29日、東京工業大学との共同研究により、バイオマス(生物資源)であるセルロース(植物繊維の主成分である糖)から直接ブタジエンを合成する触媒の開発に成功したと発表した。

ブタジエンは自動車タイヤなどの原料となる合成ゴム(ブタジエンゴム)の原料として使用される。現在、ブタジエンは石油精製の副産物として工業的に生産されているが、新技術の開発によって、今後石油への依存度を低減。地球温暖化の原因とされる二酸化炭素削減に貢献できる。

横浜ゴムと東京工業大学は、2012年からバイオマスから合成ゴムを作りだす共同研究を進めてきた。

続きはソースで

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引用元: 【技術/資源】バイオマスを原料とした合成ゴムの新技術を開発 横浜ゴム、東工大

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1: 2015/07/07(火) 06:23:42.53 ID:???.net
シロアリ腸内の原生生物の表面共生細菌がリグノセルロース分解に寄与 | 理化学研究所
http://www.riken.jp/pr/press/2015/20150706_1/

画像
http://www.riken.jp/~/media/riken/pr/press/2015/20150706_1/fig1.jpg
図1 ヤマトシロアリと腸内原生生物の細胞表面共生細菌
上左:体長約0.5cmのヤマトシロアリ
上右:Dinenympha属原生生物の細胞表面共生細菌の検出。緑の細菌がシングルセルゲノム解析した細菌。赤の細菌は、異なる種の細胞表面共生細菌。スケールは20 µm
下左:細胞表面共生細菌の電子顕微鏡像。青矢印で示されているのが今回解析した細胞表面共生細菌。スケール0.5 µm

http://www.riken.jp/~/media/riken/pr/press/2015/20150706_1/fig2.jpg
図2 本研究で明らかになった細胞表面共生細菌の役割
腸内に入ってきたリグノセルロースは、細胞表面共生細菌が持つ分解酵素によって、部分的に分解され、セルロース部分が露出した状態になると考えられる。原生生物は、分解しやすくなったリグノセルロースを細胞内に取り込み、完全に分解する。細胞表面共生細菌は、リグノセルロースの分解産物である糖を取り込み、エネルギー源として使用して代謝産物として酢酸を生成することが推定された。この酢酸は、シロアリのエネルギー源として供給されると考えられる。

背景 

シロアリは、木材を食い荒らす害虫として扱われていますが、森林では枯れ木を分解する重要な役割を担っています。木材を効率的に分解することができる能力は、食料と競合しないバイオマスであるリグノセルロースの利活用への応用に期待されています。

シロアリ自身もリグノセルロースの主成分であるセルロースを分解する酵素を持っていますが、腸内に共生する微生物群がセルロース分解の大半を担っています。この微生物群は10数種の単細胞の真核生物である原生生物と数百種の細菌から構成されています。ほとんどの微生物は培養が難しいため、培養を介さない解析手法を用いて微生物群全体からセルロース分解活性や分解に関わる酵素の遺伝子、代謝産物の解析が行われてきました。これまでの解析では、原生生物がセルロースを細胞内に取り込んで分解することから、分解プロセスで主に働いているのは原生生物であると考えられてきました。

しかし、微生物群集全体を対象にした解析では、個々の微生物がリグノセルロースの分解で、どのような役割を担っているのかを明らかにすることが難しく、シロアリ腸内の効率的なリグノセルロース分解プロセスの詳細については分かっていませんでした。


研究手法と成果

共同研究チームは、ヤマトシロアリ(図1上左)の腸内に共生する細菌を細胞自動分離装置により、1細胞ずつに分離後、ゲノムDNAを増幅しました。この中から、Dinenympha属の原生生物の細胞表面に共生している細菌(図1上右、下左)の全ゲノム増幅産物を用いて、シングルセルゲノム解析を行いました。

シングルセルゲノム解析により、全ゲノム配列の約80%に当たる総塩基数が約3.5 Mb(メガベース)のドラフトゲノム配列を得ることができました。ゲノム配列にコードされている遺伝子の機能を推定した結果、58個の遺伝子がさまざまなリグノセルロースを分解する酵素の機能を持つ事が分かりました。

続きはソースで

ダウンロード



引用元: 【細菌学/分子生物学】シロアリ腸内の原生生物の表面共生細菌がリグノセルロース分解に寄与 理研

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