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小泉 智; Zhao, Y.; 富田 陽子*; 近藤 哲男*; 岩瀬 裕希; 山口 大輔; 橋本 竹治
European Physical Journal E, 26(1-2), p.137 - 142, 2008/05
被引用回数：55 パーセンタイル：86.02(Chemistry, Physical)セルロースは一般には水に不溶であるが微生物(酢酸菌)が生成するバクテリアセルロースゲルは総体積の99%もの水を含むことができる。これは驚異の含水率における超分子系と位置付けることができる。そのからくりを解き明かすべく中性子超小角散乱法によってセルロース組織中のアモルファス領域と水の分布を解析すると、水は数ナノメータサイズのミクロフィブリル(微結晶)の周辺から階層的に閉じ込められていることが明らかとなった。この階層構造は微生物の生態(特に細胞運動)と深く関連があり微生物の培養条件との関連を論じる。また構造階層性と含水率の関係を散乱法で求められたフラクタル次元をもとに解析した。
小泉 智; 近藤 哲男*; 富田 陽子*; 岩瀬 裕希; 山口 大輔; 橋本 竹治
no journal, ,
集光型中性子超小角散乱装置(SANS-J-II)を利用して酢酸菌が生成したバクテリアセルロース(BC)を水で膨潤したままでその場観察した。その結果、ナノメートルからマイクロメートルの空間スケールで、BCの非晶内部の水がマスフラクラルにしたがって分布することを確認した。これらの実験結果をもとに水の空間分布からBCを構成するミクロフィブリルの非晶構造を決定したので本発表で報告する。
Zhao, Y.; 小泉 智; 橋本 竹治; 富田 陽子*; 近藤 哲男*
no journal, ,
In this work, we studied the structural change of the microbial cellulose in the drying process by means of combined time-resolved measurements of small-angle neutron scattering (SANS), wide-angle neutron scattering (WANS), and weighing. The observation was performed in two different length scales on the same sample, which enabled us to explore simultaneously the time changes in the microscopic structure (the concentration fluctuations of the cellulose fibrils and air voids generated upon drying), and the mesoscopic structure (the size and total weight of the sample, the water concentration or hydrogen density in the scattering volume). We found the drying process is divided into three time regions. In Region I, 3-dimensional shrinkage occurs and the weight loss is fast. While in Region II, only 1-demensional shrinkage is observed, hence the weight loss slows down. In Region III, all changes stop, indicating the drying process is over.
小泉 智; 富田 陽子*; Zhao, Y.; 岩瀬 裕希*; 山口 大輔; 近藤 哲男*; 橋本 竹治; 増井 友美
no journal, ,
酢酸菌が生成するマイクロビアルセルロース(MC)は培地中でペクリルと呼ばれるゲルフィルムとして存在する。このフィルムは水で膨潤し含水率が99%に達する驚異の超分子系である。このカラクリを明らかにするために、中性子超小角散乱観察により、ナノメートルからマイクロメートルの空間スケールでMCの階層構造を解析し、非結晶内部にさまざまな次元のマスフラクラルに従って階層的に分布することを確認した。これらの実験結果を元にMCのからくりを菌体構造,生息と関連させて議論する。併せて高含水率の人工高分子ゲルの代表であるポリアクリルアミドゲルと対比しながら、含水のカラクリの違いを論じる。
Zhao, Y.; 小泉 智; 橋本 竹治; 富田 陽子*; 近藤 哲男*
no journal, ,
In this work, we studied the structural change of the microbial cellulose in the drying process by means of combined time-resolved measurements of small-angle neutron scattering (SANS), wide-angle neutron scattering (WANS), and weighing. The observation was performed in two different length scales on the same sample, which enabled us to explore simultaneously the time changes in the microscopic structure (the concentration fluctuations of the cellulose fibrils and air voids generated upon drying), and the mesoscopic structure (the size and total weight of the sample, the water concentration or hydrogen density in the scattering volume). We found the drying process is divided into three time regions, defined by Region I, II and III. In Region I, 3-dimensional shrinkage occurs and the weight loss is fast. While in Region II, only 1-demensional shrinkage is observed, hence the weight loss slows down. In Region III, all changes stop, indicating the drying process is over.
横堀 伸一*; 河口 優子*; 原田 美優*; 村野 由佳*; 富田 香織*; 林 宣宏*; 田端 誠*; 河合 秀幸*; 奥平 恭子*; 今井 栄一*; et al.
no journal, ,
ISS-JEM(国際宇宙ステーション・日本実験棟)曝露部上での微生物と生命材料となり得る有機化合物の天体間の移動の可能性の検討と微小隕石の検出および解析実験を提案した[たんぽぽ:有機物・微生物の宇宙曝露と宇宙塵・微生物の捕集]。現在、2015年中に実験開始を実現するため、その準備を進めている。超低密度エアロゲルを長期間(1年以上)曝露し、惑星間塵や宇宙デブリを含む微粒子を捕集するとともに、新規に開発したエアロゲルの利用可能性を検証する。捕集された微粒子とそれが形成する衝突痕(トラック)に対して、微生物または微生物関連生体高分子(DNA等)の検出を試み、ISS軌道(高度約400km)での地球由来微生物の存在密度の上限を推定する。また、微生物を宇宙曝露することにより、微生物の宇宙環境での生存可能性と、生存に影響を与える環境因子について、推定を行う。本発表では、本計画の概要と準備並びに進行状況(特に微生物捕集並びに微生物宇宙曝露)等について報告する。
