Plastic materials, due to its light weight, have greatly contributed to improving fuel efficiency and reducing carbon dioxide emissions by substituting metals in the fields of automobiles and aircraft. On the other hand, there are concerns about carbon dioxide emissions due to the use of fossil resources in the main raw materials and production processes. In addition, the seriousness of marine pollution caused by the outflow of plastics into the sea without being decomposed has been reported. Therefore modern plastics will be required to low environmental load such as improving the ratio of renewable resources and biodegradability while maintaining high strength, lightness and processability. Cellulose nano-fibers （CNFs） accounting for about half the dry weight of plants are the largest biomass resource on earth. The densities 1.5g/cm3 of the CNFs are lighter than glass fiber （2.5g/cm3） and carbon fiber （1.8g/cm3）, and the CNFs has higher modulus, higher strength, and low thermal expansion （0.1ppm/K）.　It is promising as a plastic reinforced fiber because it has the environmental performance required for modern plastic materials. “Kyoto Process” that a CNF-reinforced plastic integrated manufacturing process developed in Kyoto is introduced in this review. The performance and functionality of the obtained materials consisted of CNFs and plastics, their application development, and the utilization of CNF other than plastic applications in Kyoto are explained in detail.

本総合論文では，代表的なバイオポリマーであるセルロースと脱炭素社会構築に貢献するバイオマスプラスチックを取り上げ，これらバイオポリマーの精密界面制御による機能化・高性能化を紹介する。微生物が産生するバクテリアセルロース（ BC） の層状構造を利用し，層間に親水性ポリマーを挿入することで特異な膨潤－収縮挙動を発現させた。また，温度応答性ポリマー，イオン性ポリマー，導電性ポリマーを導入することで機能性 BC を創製した。BC を多孔質体（ モノリス） と複合化する手法を開発し，複合材料の焼成・賦活化により機能性活性炭を合成し，電極材料に応用した。セルロース表面にクエン酸を固相で効率的に導入する手法を見出し，ポリプロピレン，ポリエチレン，ポリ乳酸（ PLLA），エポキシ樹脂等のプラスチックのフィラーに応用した。クエン酸変性セルロースにシクロデキストリンをグラフト化し，超分子構造形成を利用することでエラストマーの靭性が大幅に向上した。トチュウに多く含まれるトランスポリイソプレン（ トチュウエラストマー） と PLLA のブレンドにより PLLA が高性能化し，さらに動的架橋により耐衝撃性が大幅に向上した。

4,4’-ジグリシジルオキシジフェニルエーテルと4,4’-ジヒドロキシビフェニルを反応させた場合，結晶性の高分子を与えることが知られている。架橋構造の導入を目的として，硬化剤成分にカテコールノボラック（ CNV） の添加の影響を検討した。CNV を 10 wt% 添加することにより，架橋構造を持つ Tm が241.0℃の結晶性硬化物が得られた。結晶性の発現により熱伝導率が0.29 W/m・K と汎用樹脂の約1,5 倍の値を示すとともに，架橋構造の導入により300℃の高温下においても分子鎖の配向が維持されることが確認された。