얼어서 섞어 녹일 뿐이라는 매우 간단한 공정으로 얻어지고, 또한 친환경 고강도 겔 재료를 일본 원자력 연구개발기구, 도쿄도립산업기술연구센터, 도쿄대학 그룹이 개발했다.
최근, 환경 중에 잔류하는 플라스틱 유래의 환경 문제를 해결하기 위해, 바이오매스 소재를 활용한, 자연 환경 중에서 분해 가능한 생분해성 재료에 관심이 높아지고 있다.한편, 많은 생분해성 재료에서는 강도나 성형성에 약점이 있어, 용도 범위가 한정되어 버리는 것이 과제가 되고 있었다.
이 과제에 대해, 본 연구 그룹은 물의 동결시 발생하는 물질의 응집 거동에 주목했다.셀룰로오스 나노섬유의 일종인 카르복시메틸셀룰로오스(CMC) 나노섬유를 구연산과 혼합하면 겔이 생기는데, CMC 나노섬유를 “얼어서”, 구연산 용액을 섞어 녹여 높은 강도와 성형 성을 갖는 겔을 생성할 수 있는 것을 발견했다고 한다.
고강도인 겔이 된 이유는 용액의 동결시에 빙정 주위에 형성된 CMC 나노섬유의 응집체가 그대로 구연산과 반응하여 견고한 2차원 네트워크 구조의 겔 골격이 되기 때문이라고 생각된다.이 「동결 가교 셀룰로오스 나노 화이버 겔」은, XNUMX톤의 압축 부하에도 견딜 수 있는 세계 최고 수준의 강도를 가져, 한층 더 다양한 XNUMX차원 형상으로 성형할 수 있는 높은 성형성을 나타냈다.또한, 오염수로부터 유해물질을 회수하는 흡착제로서도 유용할 가능성이 높은 것도 판명되었다.
목재 등에서 얻어지는 "셀룰로오스", 레몬 등에 포함되는 "구연산", 그리고 "물"이라는 자연 유래의 소재만을 이용하여 고강도 겔 재료의 개발에 성공한 본 성과는 환경에 잔류 하지 않는 플라스틱 대체 재료나 환경 정화 재료, 지금까지 없는 재생 의료 재료 등, 다양한 용도에의 응용이 기대된다.
