セルロースナノファイバー／Cellulose Nanofiber（以降、CNFと呼びます。）は、植物由来のセルロースから得られるナノサイズの繊維素材です。セルロースは、木材や綿などの植物細胞壁の主成分であり、地球上で最も豊富に存在する有機物の一つです。CNFは、そのセルロースをナノメートルスケールにまで細かく繊維化したもので、直径は数ナノメートル（1ナノメートルは10億分の1メートル）から数十ナノメートル、長さは数マイクロメートルに達します。
CNFの特徴
CNFの特徴としては、以下の点が挙げられます。
1.高強度・高弾性
CNFは非常に高い強度と弾性率を持っており、鋼鉄の約5倍の強度を持つとされています。これにより、軽量でありながら高い強度が求められる用途に適しています。
2.低密度
CNFは非常に軽量で、樹脂や金属に比べてはるかに低い密度を持っています。そのため、軽量化が重要な要素である自動車や航空機の材料として利用が期待されています。
3.透明性
CNFは光の散乱が少ないため、高い透明性を持っています。これにより、ディスプレイやタッチパネルなどの透明材料としても利用可能です。
4.生分解性
植物由来であるCNFは、環境中で自然に分解されます。そのため、プラスチックなどの石油由来材料に代わる環境に優しい素材として注目されています。
５.耐熱性
CNFは化学的に安定しており、また耐熱性も持っています。これにより、過酷な条件下でも使用できる素材となっています。
CNFの用途
CNFはその多様な特性から、さまざまな分野での応用が期待されています。
1.自動車・航空機材料
CNFの高強度と低密度という特徴を活かし、自動車や航空機の軽量化素材としての利用が進められています。これにより、燃費の向上やCO2排出削減が期待されます。
2.エレクトロニクス分野
透明性と高い強度を活かし、スマートフォンのタッチパネルやディスプレイの基板として使用が検討されています。また、フレキシブルなエレクトロニクスデバイスの開発にも寄与する可能性があります。
3.医療・バイオ分野
CNFは生体適合性が高く、医療分野での利用が期待されています。例えば、創傷被覆材や組織工学用のスキャフォールド（足場材料）としての利用が研究されています。また、薬剤の徐放システムとしての応用も可能です。
4.環境・エネルギー分野
生分解性があり環境に優しいCNFは、プラスチックの代替素材として注目されています。さらに、水処理用のフィルター素材や、エネルギー貯蔵デバイス（バッテリー）の電極材料としても研究が進んでいます。
5.パッケージング材料分野
食品包装などのパッケージング材料としてもCNFの利用が進められています。特に、プラスチックの代替として、食品の保存期間を延ばす効果が期待されています。
CNFの生産メーカー
CNFは、近年注目される先端素材であるため、世界中の多くの企業が生産に取り組んでいます。主なメーカーとしては以下の企業が挙げられます。
1.日本製紙株式会社
日本製紙は、木材を原料としたCNFの生産において世界をリードしています。特に、自動車部品や建材、パッケージング材料など幅広い分野での応用を目指しています。また、同社はCNFの量産技術を確立し、商業生産を進めています。
2.王子ホールディングス株式会社
王子ホールディングスもまた、CNFの開発と生産に力を入れています。紙・パルプ業界での長年の経験を活かし、高品質なCNFを提供しています。特に、食品包装材料や医療用途での応用を視野に入れた製品開発を進めています。
3.住友化学株式会社
住友化学は、化学的なプロセスを駆使して高性能なCNFを生産しています。同社は、エレクトロニクス分野や自動車分野での利用を目指し、研究開発を進めています。また、他の企業との協業による新たな応用分野の開拓も積極的に行っています。
4.日立造船株式会社
日立造船は、独自の技術を用いてCNFの量産を可能にしています。特に、環境負荷の低減を重視した製造プロセスを採用しており、エコフレンドリーな素材としてのCNFの普及に努めています。
まとめ
セルロースナノファイバーは、その優れた特性から、持続可能な未来を支える新素材として期待されています。自動車、エレクトロニクス、医療、パッケージングなど、多岐にわたる分野での応用が進められており、その市場は今後も急速に拡大していくと予想されます。また、日本企業を中心に、CNFの生産技術も日々進化しており、量産化が進むことでさらに多くの産業において利用が広がるでしょう。今後の技術革新と市場拡大に注目が集まります。