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注目の素材セルロールナノファイバーのメリットは5つある

この記事の所要時間: 349

どの業界も競争が激しく大変です。
とはいえ画期的な製品を作り出せば、
それで一気に形勢逆転することも可能です。
例えば素材分野で今後伸びると期待されるのは
セルロースナノファイバーです。
耳慣れない素材ですが、何かメリットはあるのでしょうか。

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セルロースナノファイバーとは

セルロースナノファイバー(Cellulose Nano Fiber:CNF)とは、
木材に含まれる植物繊維をナノサイズに微細化した素材です。
なおセルロースとは、炭水化物のひとつであり、
単純にブドウ糖が結合した物質ですが、
専用の酵素がないため、人間の腸内では消化することができません。
とはいえ樹が堅くなる成分のひとつです。
一方でナノとは、10億分の1の意味であり、
1ナノメートルは10億分の1メートルです。
ちなみに1ミリは、1000分の1メートルです。
それくらい原料を細かく分解して作られた素材がCNFです。

具体的なメリットは何か

CNFを使う際の具体的なメリットは何でしょうか。

1 強度は鉄鋼の5倍

CNFにおける第一のメリットは、強度があることです。
鉄鋼の5倍とも言われています。
熱にも強く、線熱膨張率はガラスの1/50です。
とはいえ堅くはありません。弾力性があります。
そのため加工しやすくなっています。

2 軽さは鉄鋼の1/5

強いけれども軽い!これも素材としては大きなメリットです。
こちらは鉄鋼の1/5です。
車などの素材として利用すれば、
軽量化、結果として燃費の向上に貢献できます。
試算では、車1台当たり20キロの軽減につながるようです。

3 透明にできます

CNFは粒が細かいので、透明化できます。
例えば可視光線の波長は400~800ナノメートルです。
しかしCNFの繊維は20ナノメートル以下です。
つまり可視光線はCNFで散乱することなく透過します。
透明にできる原理であり、応用が広がります。

4 資源の有効活用ができます

日本の7割は森林です。とはいえ十分に活用されていません。
スギ花粉などの弊害が起きています。
こうした木材資源を有効活用できるしょう。
もちろん間伐剤でもよいでしょう。
CNFの資源が枯渇する心配もありません。

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5 製紙業界のビジネスシャンス?

ペーパーレス時代が来る?言われて久しいでしょう。
とはいえ製紙業界は油断できません。
広告や雑誌など、景気に左右されるからです。
CNFはそんな製紙業界にとってビジネスチャンスです。
実際に日本製紙や王子HDなど名立たる製紙会社が
開発に取り組んでいます。
北越紀州製紙は、菌を捕まえるフィルターを開発?
医薬分野との協同で、さらなる顧客が広がります。

残された課題は

経済産業省の目標は、2030年のCNF関連市場を1兆円にすることです。
とはいえ今だ開発中です。いくつかの課題もあります。
皮算用にならないためにも、慎重な対応が求められます。

1 コスト削減をどうするか

第一にはコストの問題です。
現在の生産コストは1キロ当たり1万円とか。
ちなみに車で使われるライバル素材の炭素繊維は?
キロ当たり3000円だそうです。現状では勝てません。
そのため2020年までに、コストを1/10にしたいと考えています。
さらに2030年度には同300円になる?
ここまでくれば、CNFの時代が到来するでしょう。

2 加工上の課題とは

実際の製品化に際しては、CNFをプラスチックなどと混ぜます。
しかしこの配合が意外に難しいみたいです。
水と油のように、上手く一体化しないようです。
素材自体は安くなっても、加工賃が高い!
製造技術も同時に開発していくことが求められます。

3 競争を緩和するには

有望な素材であるからこそ、世界中でCNFの開発が進んでいます。
生産者、利用者、双方の協力が不可欠です。
とはいえ医薬品で顕著なように無用な特許合戦が始まると?
本末転倒の自体に陥ります。
このような競争をどうやって緩和するか?
科学にお金が絡むと、厄介です。

同じ轍を踏まないように

炭素繊維が登場した時も、似たようなことがありました。
CNFが炭素繊維の市場を奪うのでしょうか。
とはいえそうなった際には、別の素材が出てくるのでしょう。
科学に終わりはありません。
未知の物質が見つけてもらうのを待っています。
同じ轍を踏まないように、賢い利用を求めたいですね。

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たくと
たくと
生まれつき無関心な子供はいない! そう信じ、学習塾や講習会などで、 科学を楽しく解説しようと日々奮闘しています。 半世紀生きていますが、 気持ちは、今でも夢見る少年です。

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