セルロースは植物に広く由来しており、一部のプラスチックの持続可能な代替品となる新しいリサイクル可能なポリマーの作成に使用できる分子に変換できます。北海道大学の研究者たちは、植物材料からリサイクル可能で安定したプラスチックを作成するために大きな一歩を踏み出しました。これは、環境におけるプラスチック汚染の負荷を軽減するための重要な要件です。
彼らは、植物セルロースから抽出した化学物質を使用してさまざまなポリマーを作成する便利で汎用性の高い方法を開発しました。何よりも、ポリマーは完全にリサイクル可能です。このメソッドはジャーナル ACS Macro Letters に掲載されました。
セルロースは植物バイオマスの最も豊富な成分の 1 つであり、すべての植物細胞を取り囲む丈夫な細胞壁の重要な部分です。セルロースはわらやおがくずなどの植物廃棄物から簡単に得られるため、ポリマー生産の原料としてセルロースを使用しても、食料生産に使用される農地は減りません。セルロースは、化学結合によって結合された複数の糖基（特にグルコース）で構成される長鎖多糖ポリマーです。
新しいポリマーを作成するために、北海道の研究チームは、セルロースから作られる2つの市販の小分子、レボグルコセノン（LGO）とジヒドロレボグリコセノン（シレン）を使用しました。彼らは、LGO とサイレンをさまざまな非天然多糖ポリマーに変換する新しい化学プロセスを開発しました。ポリマーの正確な化学構造を変更することで、さまざまな用途に適したさまざまな材料を生成できます。
「私たちが直面している最大の課題は、より小さなモノマー分子を結合させる重合反応を制御し、一般的な用途に十分安定でありながら、特定の化学条件下で分解してリサイクルできる多糖材料を得ることです。」
Li氏は、研究中の最大の驚きは、彼らが製造したポリマーフィルムの透明性が高く、これはこれらのポリマーが最も適していると思われる特殊な用途にとって重要である可能性があることだと付け加えた。もう一人の責任著者である佐藤敏文教授は次のように付け加えた。「これらの材料は非常に硬く、ビニール袋などの柔軟なプラスチック材料として使用するのは難しいかもしれないが、光学、電子、生物医学用途での高性能材料としての使用により適していると思います。」
世界中の他の研究グループも、ポリマーの代わりに植物を使用してプラスチックを製造する可能性を研究しており、これらの「バイオプラスチック」の一部はすでに市販されていますが、佐藤氏のグループは、この急速に成長している分野に重要な新たな機会を追加します。
研究チームは現在、さらに多くの可能性を探求する計画だが、考えられる構造バリエーションの数は非常に膨大であるため、計算化学、人工知能、自動合成の専門家と協力してこれらの選択肢を探求したいと考えている。
「この研究が、バイオマスから効率的なリサイクルまでの持続可能な合成閉ループの一環として、さまざまな有用な非天然多糖ポリマーの開発につながることを願っています。」
編集元:ScitechDaily