東北大学、一方向植物ナノファイバー強化蚕糸の創製に成功

【発表のポイント】

●蚕の餌を工夫し、植物ナノファイバーと蚕糸からなる環境に優しい複合糸の創製に成功

●特殊な装置を使用せずにナノファイバーを一方向に配列させ、蚕糸の縦弾性係数、引張強さを約2倍に

●糸は自然に還る天然由来の成分だけで構成

【概要】

植物由来のセルロースナノファイバー（CNF）が新素材として注目され、強化材としての利用が検討されています。しかし、CNFを樹脂などに均一に分散させることは困難で、補強効果を得るためにCNF強化複合材料の作製方法や特性評価技術の開発が進められています。東北大学 大学院環境科学研究科（工学部材料科学総合学科）の成田史生教授と栗田大樹助教の研究グループは、特殊な装置を使用せず、植物繊維をナノレベルに解繊したCNFと蚕糸からなる複合糸の創製に成功しました。

今回創製した複合糸は、蚕を利用し、内部にCNFを一方向に配列させたものです。この複合構造によって、蚕糸単独の場合よりも2倍以上の縦弾性係数注1が得られ、引張強さや比強度注2も同様に増大しました。また、株式会社島津製作所の協力による顕微鏡観察で、強化メカニズムが明らかとなりました。

この蚕糸は、植物繊維と動物繊維を複合させた天然繊維で、環境に優しい複合材料（グリーンコンポジット）の強化材として期待されます。

本論文は、学術雑誌 Materials & Design（2021年2月1日付けオンライン掲載）に発表されました。