PETと同等の強度を持ち、環境に優しい新しい植物由来プラスチック消耗品

PETと同等の強度を持ち、環境に優しい新しい植物由来プラスチック消耗品
はじめに: プラスチックは丈夫で用途が広く、使用するときには便利ですが、環境に放出されるとあまり優しくありません。


2022年6月28日、アンタークティックベアは、EPFLの科学者が廃棄植物質から作られ、化学的にリサイクルしたり、環境中で無害な糖に分解したりできる、PETのような新しいプラスチック素材を開発したことを知りました。

この新素材は、プラスチックに匹敵する強度をリグニンから得ています。リグニンは植物細胞の硬い壁を構成するバイオポリマーです。 EPFL チームは以前の研究で、木材や樹皮などの非食用植物材料を安価な化学薬品で煮てリグニンを抽出し、安定化させてプラスチックの前駆体材料を生成する方法を開発した。現在、新たな研究において、研究者らは異なるが関連のある化学物質を使用して、より用途の広いバイオプラスチックを作成した。


(a) 天然木材の組成の概略図、(b) リグニン 3D プリントされたハニカム構造の光学写真、(c) リグニン粒子とリグニンベースのインク直接印刷の写真、(d) FDM と直接インク印刷で作成された 3D 構造の性能を比較したレーダー チャート、(e) セルロースとリグニンで作成された 3D 構造の性能を比較したレーダー チャート。

「ホルムアルデヒドの代わりにアセトアルデヒドという別のアルデヒドを使うことで、糖分子の両側に『粘着性』基を挟むだけで、プラスチックの構成要素として機能するようになります」と、この研究の主執筆者であるローレンツ・マンカー氏は述べた。「この単純な技術を使うことで、重量で最大25%の農業廃棄物、または精製糖の95%をプラスチックに変換できます。」


得られたバイオプラスチックは、従来のプラスチックの望ましい特性の多くを備えています。最高 100°C の温度に耐えることができ、最大 77 MPa の引張強度、最大 2500 MPa の硬度を持ち、さらに酸素と水蒸気に対する強力なバリアを形成します。また、この技術は驚くほど多用途で、研究チームは、包装フィルム、3Dプリント用のフィラメント、織物に紡ぐことのできる繊維の製造に使用できることを実証しました。

この素材の環境への配慮は製造時だけにとどまらず、廃棄時も環境に優しいです。これは、現在 PET プラスチックのリサイクルに使用されているプロセスを使用して化学的にリサイクルすることができ、環境に流入した場合は、マイクロプラスチックではなく、その構成成分である植物糖に分解されます。

現在、植物由来のバイオプラスチックが数多く開発されており、レゴやコカコーラなどの大企業がすでに自社製品に試験的に使用しています。これらすべての進歩と同様に、大規模生産に拡大する前に克服すべきハードルがまだいくつかあるが、今回の場合、新しいバイオプラスチックの製造の背後にある化学は他のものよりも単純で、安価ですでに広く入手可能な化学物質を使用していると研究チームは述べている。


「このプラスチックは、特に食品包装などの用途で非常に魅力的な特性を持っています」と、この研究論文の主執筆者であるジェレミー・ルターバッハー氏は述べた。「このプラスチックのユニークな点は、糖構造がそのまま残っていることです。自然が与えてくれたものを変更する必要がないため、製造が非常に簡単です。また、自然界にすでに豊富に存在する分子に戻るため、分解も簡単です。」

植物由来プラスチック、環境への配慮、リグニン

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