【特集】バイオベースの複合材料
Composition of Bio-based Functional Materials

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特集にあたって
Introduction

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西尾嘉之(京都大学 大学院 農学研究科 森林科学専攻 教授)


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イオン液体を用いる多糖類からの複合材料創製
Preparation of Polysaccharide-based Composite Materials using Ionic Liquids

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門川淳一(鹿児島大学 大学院　理工学研究科　化学生命・化学工学専攻　教授)

　天然多糖は地球上に最も豊富に存在するバイオマス資源であり,材料素材としての有効な利用が望まれている。しかし,多糖類には溶解性や加工性が良好ではないものが多く,種々の多糖を簡便に材料化することは容易ではない。ここでは,近年,多糖の新しい溶媒として利用されているイオン液体を一成分とする,天然多糖からの複合材料創製について紹介する。

【目次】
1.はじめに
2.イオン液体
3.セルロースあるいはセルロース/デンプン,セルロース/キチンとイオン液体の複合化による材料創製
4.食品ハイドロコロイドとイオン液体の複合化による材料創製
5.おわりに


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キチン・キトサンベースの機能材料
Functional Materials based on Chitin and Chitosan

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田村　裕(関西大学　化学生命工学部　化学・物質工学科　教授;化学生命工学部長;関西大学理事)
古池哲也(関西大学　化学生命工学部　化学・物質工学科　准教授)

　天然高分子であり生体適合性・生分解性に優れるもののキチン・キトサンは同類の天然高分子であるセルロースに比べて使用量,実施例は少ないのが現状である。本稿では筆者らが開発した新たな溶媒,ヒドロゲル化に基づくバイオマテリアルを中心に述べるとともに,新たな展開として電気エネルギーデバイスへの応用も含めて論述する。

【目次】
1.はじめに
2.バイオメディカル材料
2.1　キチンシート
2.2　抗菌性材料
2.3　ナノファイバー
3.電気エネルギーデバイス


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ファイバー複合材料の触媒機能化
Catalytic Design of Fiber Composites

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古賀大尚(東京大学 大学院　農学生命科学研究科　生物材料科学専攻　日本学術振興会特　別研究員PD)
北岡卓也(九州大学 大学院　農学研究院　環境農学部門　准教授)

　自然界には,バイオ由来の繊維状物質が数多く存在するが,植物細胞壁の繊維形状を活かしたファイバーネットワーク積層材料,すなわち「紙」は,印刷・衛生用紙など日常的に幅広く利用されている。近年,循環型社会の構築に向けて,バイオベース材料の重要性がますます高まっており,紙分野でも複合化による機能開拓研究が盛んである。本稿では,触媒機能をもつ新しいファイバー複合材料「ペーパー触媒」の開発と応用について紹介する。

【目次】
1.はじめに
2.抄紙技術の応用によるペーパー触媒の調製
3.ペーパー光触媒
4.水素をつくる紙
5.燃焼系排出ガス浄化ペーパー触媒
6.金属ナノ粒子のオンペーパー合成と応用
7.セルロース結晶界面での金属ナノ触媒合成と物質変換
8.おわりに


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バイオポリエステルの高機能材料化
High Functionability of Biopolyesters

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岩田忠久(東京大学 大学院　農学生命科学研究科　生物材料科学専攻　准教授)

　糖や植物油を炭素源として,現在,150種類以上のさまざまな構造をもつ脂肪族ポリエステルが微生物により生合成されている。この微生物産生ポリエステルは,環境中のほかの微生物が分泌する分解酵素によって分解される生分解性プラスチックでもあり,さまざまな分野での利用が検討されている。本稿では,実用化に向けた取り組みと高機能化を目指した基礎研究の動向について紹介する。

【目次】
1.はじめに
2.微生物産生ポリエステルと基本物性
3.PHAの生産事例
4.高機能化を目指して
4.1　超高分子量PHBの微生物生産
4.2　高強度・高弾性率繊維の開発
4.3　マイクロポーラス高強度繊維の開発
4.4　医療分野への応用
4.5　生分解性速度の制御
5.今後の展望


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植物油脂を基盤とするバイオベース複合材料
Bio-based Composite Materials based on Plant Oils

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宇山　浩(大阪大学 大学院　工学研究科　応用化学専攻　教授)

　植物油脂を基盤とするバイオベース材料の新展開として,エポキシ化植物油脂からのネットワークポリマーとセルロース系バイオファイバーの複合材料の特性を述べる。また,最近実用化されたエポキシ化油脂を組み込んだ屋根用塗料,ヒマシ油を用いるポリ乳酸用結晶核剤とそれを用いるポリ乳酸コンパウンドの特徴を紹介する。

【目次】
1.はじめに
2.エポキシ化植物油脂-バイオファイバー複合材料
3.植物油脂ベース塗料の開発
4.ポリ乳酸の高性能化
5.おわりに


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両親媒性リグニン誘導体の秘められた機能とその活用
Potential Functions and Utilization of Amphiphilic Lignin Derivatives

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浦木康光(北海道大学 大学院農学研究院　環境資源学部門　森林資源科学分野　森林化学研究室　教授)
幸田圭一(北海道大学 大学院農学研究院　環境資源学部門　森林資源科学分野　森林化学研究室　講師)
山田竜彦((独)森林総合研究所　バイオマス化学研究領域　チーム長)

　化石資源の枯渇およびその使用による環境負荷,加えて,原子力発電のリスクに対する危機感から,バイオマスへの期待が高まっている。木質バイオマスを無駄なく利用するシステム“バイオリファイナリー”を確立するには,リグニンの利活用が不可欠である。本報では,リグニンを両親媒性化合物に変換することで,酵素安定化剤やセメント分散剤として利活用できることを見出したので,その概要について説明する。

【目次】
1.はじめに
2.リグニンの両親媒化
3.両親媒性リグニン誘導体の界面活性能
4.セルラーゼ活性増強剤としての両親媒性リグニン誘導体
5.セメント分散剤
6.おわりに


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木質バイオマスの脆弱化処理/機械的解繊による微細繊維化と複合材料化
Cellulose Nanofi ber Production by Mechanical Fibrillation after Loosening the Cell Wall Structure of Lignocellulosic Biomass and its Application for Nanocomposite

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李　承桓((独)産業技術総合研究所　バイオマス研究センター　主任研究員)
岩本伸一朗((独)産業技術総合研究所　バイオマス研究センター　研究員)
金　翰佑((独)産業技術総合研究所　バイオマス研究センター　博士後研究員)
石川一彦((独)産業技術総合研究所　バイオマス研究センター　主任研究員)
遠藤貴士((独)産業技術総合研究所　バイオマス研究センター　主任研究員)

　木質バイオマスの組織・化学的な理解をベースに,水熱およびオゾン処理による細胞壁の脆弱化処理と機械的解繊による微細繊維化について報告する。さらに,QCMを用いた各種セルラーゼのセルロースナノ繊維への吸着・分解挙動解析,得られた微細化繊維の高分子複合材料への応用についての技術概要を紹介する。

【目次】
1.はじめに
2.木質バイオマスの脆弱化処理/機械的解繊処理
2.1　水熱処理
2.2　オゾン処理
3.水晶振動子天秤(Quartz Crystal Microbalance, QCM)による酵素吸着・分解挙動分析
4.天然繊維強化複合材料
4.1　セルロースナノコンポジット
4.2　複合材料における界面力学物性評価と可視化
5.今後の課題


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セルロース系多糖を基軸とした機能性複合材料
Composition of Functional Materials based on Cellulose and Related Polysaccharides

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青木　弾(京都大学 大学院　農学研究科　森林科学専攻　研究支援推進員)
寺本好邦(京都大学 大学院　農学研究科　森林科学専攻　助教)
西尾嘉之(京都大学 大学院　農学研究科　森林科学専攻　教授)

　再生産可能なBioresourceとして新たな活用法に期待を背負うセルロース系多糖は,先端複合材料の素材としても多くの可能性を秘めている。ここではセルロース系多糖の有用特性を活かした機能性複合材料の研究開発例を紹介する。

【目次】
1.はじめに
2.ポリマーブレンドの相溶化と光学特性制御
3.有機―無機複合材料
4.液晶相の構造制御と固定化
5.ヘテロ元素を利用した新規機能付与
5.1　SH基の利用による動的機能化とIPN構築
5.2　位置選択的誘導体化による熱可塑性の難燃性材料・難燃化剤
5.3　分離材料およびその他
6.おわりに


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SERIES　バイオプラスチックの最新動向と将来展望

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バイオプラスチック進化論 ―新たな地平を求めて(最終回)―
The Evolutionary Theory of Bioplastics ― Search for the New Horizon (Final)―

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望月政嗣(京都工芸繊維大学　繊維科学センター　特任教授)

【目次】
1.ポリ乳酸の成形加工と結晶化
1.1　熱可塑性プラスチックの成形加工プロセス―溶融結晶化と冷結晶化
1.2　ポリ乳酸の結晶化速度を速める方法
1.2.1　高L組成ポリ乳酸(highly LLA.rich PLA)
1.2.2　造核剤そのほか結晶化促進添加材
2.ポリ乳酸の高性能化―耐熱性,耐久性,耐衝撃性
2.1　結晶化速度の飛躍的向上による高耐熱化と成形加工性の改良
2.2　耐加水分解性のさらなる向上による長期耐久性付与
2.3　可塑・柔軟化による耐衝撃性の向上
3.ポリ乳酸の高性能化―二つの技術的アプローチ
3.1　ポリ乳酸単独系―耐熱性,耐久性と耐衝撃性の同時賦与
3.2　ポリマーアロイ系―難燃性と耐衝撃性の両立
4.ポリ乳酸の高機能化―発泡成形への応用
4.1　ポリ乳酸発泡成形用樹脂の開発
4.2　ポリ乳酸発泡成形技術の開発
5.ポリ乳酸に残された技術的課題とその解決策
5.1　ステレオコンプレックス型ポリ乳酸(sc.PLA)の可能性
5.2　成形サイクルの短縮―金型温度の低減


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海外‘Niche’ビジネスレポート

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タイのインフラ資材の市場動向
Market Trend of Infrastructure Materials in Thailand

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Global IBIS 編集部

【目次】
1.はじめに
2.タイのインフラ
2.1　タイのインフラ整備状況
2.2　タイ政府のインフラ整備政策
3.インフラ資材
3.1　セメント
3.1.1　タイのセメント産業の概要
3.1.2　タイのセメント市場の主な参入企業
(1)　The Siam Cement Public Company Ltd.
(2)　Siam City Cement Public Company Ltd.
(3)　TPI Polene Public Company Ltd.
3.2　鋼材
3.2.1　タイの鋼材産業の概要
3.2.2　タイの鋼材市場の主な参入企業
(1)　Sahaviriya Steel Industries Company Ltd.
(2)　Bangkok Steel Industry Company Ltd.
(3)　Tata Steel Thailand Public Company Ltd.


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機能材料マーケットデータ

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炭素繊維の市場動向
Market Trend of Carbon Fiber

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【目次】
1.概要
2.用途
3.市場規模
4.企業動向
4.1　メーカー別生産能力
4.2　メーカートピックス
(1)　東レ
(2)　東邦テナックス
(3)　三菱レイヨン