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理工学部HOME > 学問のすゝめ > 循環型社会形成に向けたグリーンプラスチックの創成

学問のすゝめ

循環型社会形成に向けたグリーンプラスチックの創成

松村秀一 (応用化学科教授)

 プラスチックは優れた機能を有し、丈夫で長持ちすることから、私たちの生活に不可欠なものとなっており、あらゆる分野で大量に使用されています。しかし、これらは石油など化石資源を原料に化学合成されており、資源の枯渇や焼却による二酸化炭素の発生といった問題が出てきました。また、微生物による分解(生分解)を受けにくく、自然界に廃棄された場合、散乱ごみとして蓄積されることになります。このような背景から、原料から製造、廃棄まで環境への負荷をトータルで低減させるグリーンプラスチックの創成が急がれています。

 グリーンプラスチックとは、植物など再生可能資源(バイオマス)を原料とし、環境低負荷型プロセスで製造され、使用後は簡単な操作で原料に戻すこと(ケミカルリサイクル)ができ、環境中に廃棄されたのちは生分解されるものです(図1)。

 このような要件を満たすプラスチック作りに、私たちは酵素の利用を考えました。酵素は生体触媒とも呼ばれ、すべての生物中に存在し、特定の生体反応に関与するものです。図2には、酵素を用いるグリーンプラスチックのライフサイクルを示しました。グリーンプラスチックに酵素を作用させることで容易に原料に戻せることを見出し、ケミカルリサイクルへの展開を図りました(図2黄色部分)。このようなプラスチックは、自然界の微生物により分解、低分子化され、最終的には二酸化炭素と水になります。二酸化炭素は、光合成により植物バイオマスとして再生されます(図2緑色部分)。

  私たちは近い将来の実用化に向けて研究を進めています。一例として、図3にグリーンプラスチックの一つでありますPBSの酵素による合成とリサイクルのスキームを示しました。これが実現した暁には、植物バイオマスを原料とするプラスチックが普及し、このものは何回でも原料へのリサイクルができ、また散乱ゴミとなれば、庭に埋めておくことでいつの間にか消えてしまい、再び植物バイオマスとしてよみがえります。このようなバイオマスの利用によるグリーンプラスチック創成を通して、循環型社会の構築に寄与することを目指しています。

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