筑波大学、北陸先端科学技術大学院の研究グループは、遺伝子組換え微生物から作られたシナモン類を原料とするバイオプラスチックの合成に成功、さらにそこから世界最高強度の透明樹脂を開発した。本成果は、米国化学会発行「Macromolecules」オンライン版で公開された。

 生物由来で再生可能な有機性資源(バイオマス)を原料とするバイオプラスチック。材料の中に二酸化炭素を長期固定でき、持続的低炭素社会の構築に欠かせないものだが、現在そのほとんどは柔らかく壊れやすいポリエステルであり、用途は限られている。
また、樹脂に代表される高分子系材料は金属に比べ軽くリサイクルできることから、特に自動車などを構成する多くの金属部品を樹脂で代替ができれば、軽量化・温室効果ガス抑制にもつながるとされている。

 研究チームではこれまで、硬い構造の桂皮酸(シナモン系分子)から得られるバイオポリエステルにガラス繊維を混ぜ込んで高強度のバイオプラスチックを作成している。しかしこれは透明性がなく、添加物を使うため工程が複雑になるという欠点があった。
今回の研究では、自然界に微量に存在するアミノ桂皮酸を効率的に生産できる組換え大腸菌を開発、その生産効率も実用に近いレベルに改良した。さらに光を照射し、化学重合することで強度の極めて高い、バイオ由来の透明芳香族ポリアミドを世界で初めて作製。この芳香族ポリアミドから高耐熱のバイオプラスチックの開発にも成功した。

 一般に添加物を使わずに透明樹脂の強度をガラスと同レベルにすることは難しいとされるが、今回開発したバイオプラスチックはガラスを遙かに超える力学強度と透明性、耐熱性を兼ね備える。今後研究が進むことで代替材料としての応用をはじめ、工業用プラスチックとしても幅広い用途が期待できる。

筑波大学

文系、理系から体育、芸術にまで及ぶ学問を探求し、学際融合、国際化への挑戦を建学の理念とする未来構想大学。

筑波大学は1872(明治)年に開校されたわが国初の師範学校が始まりです。その後、昭和48年に移転を機に東京教育大学から筑波大学へと変わりました。現在の教育体制は9学群、23学類ですが、学生は枠組みを超えて講義を受けることができ、創造的な知性と豊かな人間性を備え[…]

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大学ジャーナルオンライン編集部

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