ナノセルロース

ナノセルロースとはどのようなものでしょうか

ナノセルロースは、ナノサイズ(縦、横、高さのいずれかが1~100nm(ナノメートル、1nm = 1/1,000,000 mm))のセルロースのことです。

まずセルロースは、グルコース(ブドウ糖)が結合したポリマーで、地球上に最も大量に存在するポリマーです。自然界では図1の分子鎖が集まった太い束(繊維状なので「セルロース繊維」と呼ばれます)が高等植物に含まれています。高等植物にはセルロース以外に、ヘミセルロース、リグニンという成分も含まれており、植物の組織の中でセルロース繊維は鉄筋、ヘミセルロースとリグニンはコンクリートのような役割を果たしています(図2)。木材や綿から取り出したセルロース繊維は、紙や衣類として広く使われています。

図1セルロースの分子鎖
図2植物の組織の図解

ところでセルロース繊維の径(太さ)は20~50μm(マイクロメートル、1μm = 1/1,000 mm)です。髪の毛の径が60~80μmなので、髪の毛より少し細いくらいです。もちろん肉眼で見ることができます。これをさらに1/1,000から1/10,000まで細かくしたものがナノセルロースです(図3)。これはインフルエンザウイルスよりも小さいので、肉眼で見ることはできません。どれくらい小さいかをわかっていただくために、ナノセルロースが荷造り用の紐と同じと仮定しましょう。そうするとナノセルロースの原料である丸太は、北海道と同じ大きさになります。それくらいナノセルロースは細いのです。ナノセルロースにはさまざまな種類があり、細かく分類すると200種類以上あるといわれています。

図3ナノセルロースのサイズの図解

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