材料に鋭いき裂が存在すると,その強度的性質はき裂が存在しない材料と大きく異なることが知られています。こうした鋭いき裂をもつ材料の強度的性質の解析には線形破壊力学に基づく理論が有効ですが,線形破壊力学をそのまま適用して木材素材や木質材料の強度的性質を解析するのは多少困難が生じることがわかりました。そこで,木材や木質材料の破壊力学特性を適切に評価できる試験方法および評価方法の提案を行っています。具体的なテーマを以下に示します。
リグノセルロースのグラフト共重合による高機能化
グラフト共重合は,基材となる高分子(幹ポリマー)へ別の高分子(枝ポリマー)を接ぎ木(グラフト)する複合化方法です。グラフト共重合によって,基材となる高分子の特性を大きく変えることなく枝ポリマーの特性を付与することができます。本研究室では,セルロースやリグニンなどの天然高分子を幹ポリマーに用い,これへビニル基を有する合成高分子を枝ポリマーとしてグラフト共重合し,機能性材料の開発を行っています。具体的な研究テーマの例を以下に示します。
・木材や竹材切削屑へのPMMA,PSt,PVAcなどのグラフト共重合
・シート状を有するセルロースグラフト共重合体系高吸水性材料の開発
・グラフト共重合によるセルロース系シートへの親水・親油性の付与
・切削屑およびシート状セルロース材料への使用済み発泡スチロール分解物のグラフト共重合
天然多糖類の酵素糖化によるエタノール生産
デンプンやセルロースなどの天然多糖類を酸や酵素によって加水分解(糖化)し,その分解糖を酵母によって発酵させることによって,バイオエタノールが得られます。本研究室では,木質系廃棄物や食品加工残渣などに含まれるセルロースやヘミセルロースを基材に用い,効率的な酵素糖化およびエタノール生産に関する研究を行っています。具体的な研究テーマの例を以下に示します。
・過酸前処理によるリグノセルロース資源の酵素糖化の促進
・ボールミル処理によるリグノセルロース資源の酵素糖化の促進
・ピスタチオ(Pistacia vera)外殻中のセルロースおよびヘミセルロースの酵素加水分解
・バナナ(Musa sp.)廃外皮中のセルロースの酵素加水分解
・使用済み割り箸の酵素糖化基材としての適正評価
・新聞古紙の酵素糖化基材としての適正評価
・街路樹剪定枝葉の酵素糖化基材としての適性評価
・紙製飲料容器の酵素糖化に関する研究
・イネ籾殻の酵素糖化におよぼす脱シリカの影響に関する研究
リグノセルロース系残廃材およびその含有物質の利用
木質系廃棄物や食品加工残渣などに含まれるセルロース,ヘミセルロースおよびリグニン(リグノセルロース)は高い反応性を有する天然高分子です。それらを単離・抽出した後に,あるいは内部に留めたままで利用する研究を行っています。具体的な研究テーマの例を以下に示します。
・アセチル化竹繊維の球状樹脂化
・食用殻果類廃外殻の強度特性
・ピスタチオ(Pistacia vera)外殻中のヘミセルロースの抽出
・クリ(Castanea sp.)廃外殻中のタンニンの抽出
・廃樹皮を用いた堆肥化可能な農園芸用カップの製造
環境保全および再資源化推進のための教育・啓発に関する取り組み
環境問題に対して持続的に取り組んでいくためには,有効な技術を開発し導入していくと共に,環境に対する教育や啓発活動が重要となります。本研究室では,環境保全や再資源化推進のための教育・啓発に関する取り組みを行っています。具体的な研究テーマの例を以下に示します。
・島根県浜田市の林地における林地残材の資源化に関する意識調査
・使用済み割り箸の再資源化促進のための効率的回収システムに関する研究
・環境教育教材としてのカードゲームの製作 ―使用済み飲料水容器のリサイクル促進のためのゲーム―
・環境行動実践化のためのピクトグラムの創出
和紙の科学的評価
和紙は,楮,三椏および雁皮などを原料とした靱皮繊維を用いて,手漉きや機械漉きによって製造されています。和紙は,構成する繊維が長いため,薄くても強靭かつ柔軟であり,耐久性に優れます。このような特性から,古くから日本書画・木版画用紙,卒業証書・免状用紙,障子・襖用紙,文具・工芸品素材などに用いられています。本研究室では,島根県松江市において伝統的な手法によって製造されている出雲民芸紙について,力学的特性や水分吸着特性などの科学的評価を行い,それらと使用感や風合いと関連性に関する研究を行っています。具体的な研究テーマの例を以下に示します。
・出雲民芸紙の科学的評価 ―力学的特性の評価―
・出雲民芸紙の科学的評価 ―水分特性の評価およびその改善―
その他
環境および再資源化に関連して,以下の研究を行っています。
・ドライシャンプーの洗浄特性
・食品残渣の簡易コンポスト化における粉炭およびゼオライト粉末を用いた悪臭の抑制
・ボールミル処理による粉体の微細化および扁平化の挙動の追跡