研究内容

階層的ねじれ構造(セルロース)における力学伝達の解明

　近年の石油ベースのものづくりからバイオベースのものづくりへの移行が期待されている中、新材料としてセルロースが注目されている。セルロースは植物中で水と二酸化炭素から光合成によって生じる高分子であり、細胞壁内ではCMF(セルロースミクロフィブリル)と呼ばれる基本単位で存在している。CMFは、セルロースの単量体が複数個直鎖上に重合し、それらが複数本集まることにより構成されている。このCMFのようなナノスケールのセルロースを総称してCNF(セルロースナノファイバー)と呼ぶ。CMFは繊維状であることから、プラスチック等の強化複合繊維への適用が期待される。強化複合繊維は外力に強いられることが多く、引張、曲げ、ねじりなどの作用にさらされることが想定される。

　本研究室では、分子動力学法を用いることにより、各作用に対するフィブリル内の原子・分子の挙動の解明や強度評価をシミュレーションしている。