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セルロース


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食物繊維

シロアリ



セルロース
  • 植物に含まれる繊維質
    • 人間や動物が材木や落ち葉を食料に出来ないのは、セルロースを分解する酵素を持っていないからだ。セルロースは糖が鎖状につながったもの。
    • 鎖を断ち切れば食用のに変わる
  • ヤギ
    • ヤギは胃の中にセルロースを分解する微生物がいるので紙や木くずを食べて栄養にできる
  • ロビラルダ
    • 山中湖の湖畔の土中にいるカビ『ロビラルダ』は、セルロースを分解する酵素『セルラーゼ』を大量生産する


セルロースの応用
  • 強度
    • 植物のセルロースは大きさ数ナノbの細い繊維が束になった構造をしている。もともと丈夫で、その強度は防弾チョッキに使われるアラミド繊維と同等だ。
      京都大学の矢野浩之教授らは、繊維束を水溶液に分散させ特殊な機械でほぐし、繊維同士が密着しやすいようにした。これを板状に固めた新素材をテストしたところ、半分の重さでもアルミ合金と同等の強度があることが分かった。
      さらに、フェノール樹脂を加えて固めると、力をかけたときのゆがみがマグネシウム合金のゆがみと似た特徴があった。
      重さが1/5でも建物の鉄骨に使われる軟鋼に匹敵する強度をもつ。
  • ナイロン
    • 2009年、東レは稲ワラや茎からナイロンを作成する技術を開発した。
      食物繊維の主成分であるセルロースから原料の1つであるジアミンを作り、これにもう1つの原料であるジカルボン酸を反応させてナイロンを作製。
      強度や耐熱性は石油からのナイロンと同等だった。
  • セルラーゼからエタノールをつくる
    • 2009年、米カリフォルニア大学のチームは、木くずなどに含まれる繊維を分解する酵素「セルラーゼ」を3種類持つ酵母菌を開発した。
      開発した酵母菌を使えばバイオマスからエタノールを作り出すまでの工程が1段階ですむようになる。
  • セルロース全量を糖に変換
    • 2011年、東京工業大学の原亨和教授らは、植物由来のグルコース(糖)の9割以上を樹脂原料に転換できる技術を開発した。
    • 国内に豊富にあるチタンの酸化物を触媒に使う。
    • 腹教授らはすでに、植物のセルロースの全量を糖に変換する技術を開発済み。
    • 今回の技術と組み合わせると、廃材や稲ワラなどから樹脂原料を量産できる。
    • 開発したのは、糖をヒドロキシメチルフルフラール(HMF)という化合物に転換する技術。
    • HMFはポリエステルなどの原料となる。
    • 糖の水溶液に独自開発したチタン酸化物の触媒を入れ、100℃で加熱すると反応が進む。
    • 実験では1時間の加熱で糖の94%がHMFにかわった。






  • イオン液体で
    • トヨタ自動車・豊田中央研究所・神戸大学・九州大学のチームは、セルロースの構造を壊して糖類を取り出し、エタノールまで発酵させることに成功した。イオン液体を使う。イオン液体は通常の大気圧、100℃〜120℃の条件でセルロースを分解する。
  • セルロースを高効率で糖に分解できる物質を合成
    • 2012年、日本大学濃いUGA九分の平野展考准教授はセルロースの分解酵素を、分解酵素が複数集まった「セルソーム」という複合体で、数十種類の酵素を元に作った。
    • 天然のセルロームとほぼ同じ組成を実現した。
  • 透明の紙
    • 紙の原料であるセルロースはもともと透明。
    • 氷は透明だが、空気が入って光に乱反射することで白く見えるかき氷になる。
    • セルロースが白く見えるのが「紙」
    • びっしりとセルロースが並べると透明の紙ができる。
    • 能木大阪大学准教授が実用化した。




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