植物油から作られた完璧にリサイクルできるプラスチック
credit:AG Mecking, University of Konstanz
 とても便利な故に爆発的に普及していったプラスチックだが、それが地球環境に悪影響をもたらすことがわかったのはここ数十年のことだ。

 ゴミとなったプラスチックは環境中で自然に分解されることがないため、細かく砕けたマイクロプラスチックは半永久的にたまり続け海洋汚染を引き起こす。

 そこで現在、化石燃料由来のプラスチックに代わる新たな素材の開発が求められているわけだが、ドイツの化学者グループは、植物油をベースとした持続可能な次世代型プラスチックを開発したそうだ。

 分子構造に手を加えたことで、従来とは比較にならないほど効率の高いリサイクルが可能になったという。
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従来のプラスチックのリサイクルの問題点

 現在使用されている化石燃料由来のプラスチックのほとんどは機械的な処理によってリサイクルされている。

 まずプラスチックを同じタイプのものに選別し、ペレットやフレークなどに粉砕。これを次のプラスチック製品の原料として使う。このやり方を「マテリアルリサイクル」という。だが残念なことに、そうして回収されるプラスチックは、新品に比べれば品質が劣る。

 一方、化学的にリサイクルを行う「ケミカルリサイクル」は、熱や溶剤でポリマーの鎖をバラバラに分解し、最初のモノマー(単量体)に戻す。そのため新品同様の材料として回収できるという利点がある。

 ケミカルリサイクルを広く利用できない理由の1つは、プラスチックの炭素同士が強く結びついていることだ。皮肉なことに、この性質はプラスチックが便利な理由の1つなのだが、化学的にリサイクルする際には厄介な問題となる。

 たとえば、もっとも一般的なプラスチックである「ポリエチレン」は、エチレン(モノマー)が重合してできた高分子(ポリマー)だ。

 その頑固な結合を分解して、モノマーに戻すには600度以上で熱する必要がある。それだけ大きなエネルギーをかけても、最終的に再利用できるようになるのは、元の10%未満でしかない。
プラスチックのリサイクルが難しい理由
iStock

植物油ベースの次世代型プラスチックを開発

 そこでドイツ、コンスタンツ大学のグループは、新たに植物油をベースにしたポリエステルとポリカーボネートを開発した。

 これまで諸刃の剣だった強力な化学結合がもっと簡単に解けるようになっており、楽々とケミカルリサイクルを行うことができる。

 それをリサイクルするにはエタノールかメタノールに浸けて、触媒と一緒に120度で熱せばいい(触媒なしなら150度)。従来の5分の1の熱で事足りるので、ずっと少ないエネルギーで分解できる。

 しかもリサイクル率も非常に高く、元のプラスチックの96%も回収することができる。
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credit:AG Mecking, University of Konstanz

植物油プラスチックの様々なメリット

 植物油プラスチックには他にもたくさん優れたところがある。マテリアルリサイクルには不向きな染料や充填剤入りのプラスチックにも利用できるし、他の種類のプラスチックが混ざっていてもOK。

 さらに今時の3Dプリンターの原料としては従来のポリエチレンよりも使いやすいとのこと。そもそも植物油をベースにしているので、原油などの化石燃料に比べればずっと持続可能だ。

 新しいプラスチックはその性能も素晴らしいという。検査の結果、融点は低いものの、構造・弾性・分子重量は従来のポリエチレンに匹敵する性能を持つことが確認されたそうだ。

難点はコストが高いこと

 しかもこの優れた性質はリサイクル後も維持される。おまけに自然環境で速やかに生分解される可能性があるとなれば、なんだか夢のプラスチックに思えてくるがやはり欠点はある。

 それはコストが少々高くつくことだ。そのため今現在の法制度の枠組みでは、もっとも安い原料として化学産業で重宝されるエチレンと競合するのはなかなか難しいとのことだ。

 この研究は『Nature』(2月17日付)に掲載された。

References:academictimes / anthropocenemagazine/ written by hiroching / edited by parumo
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コメント

1

1. 匿名処理班

  • 2021年03月01日 18:52
  • ID:qtgKB.D.0 #

3Dプリンタのフィラメントでも発売してほしい

2

2. 匿名処理班

  • 2021年03月01日 18:57
  • ID:vOr.PDTx0 #

それこそ従来のエンジンで日本勢などにかなわないことを悟った(まだまだ開発の余地はあるのに)ヨーロッパ勢(EU圏)がEVへのシフトを強引に進めた様に、これも無理矢理量産していけばコストも下がっていくんじゃない?本当に文にあるような性能があるならば。プラスチックに限っていえば、元々日本は一番リサイクルしているとは思うけど。海外の方がよっぽど不法投棄しているはず。

3

3. 匿名処理班

  • 2021年03月01日 18:59
  • ID:KvseHzEU0 #

「自然環境で速やかに生分解される可能性がある」ってのはまだ完全な実験結果として出てはいないって事?
コストが高いのは、まだ設備が全くないからって事?

4

4. 匿名処理班

  • 2021年03月01日 19:18
  • ID:vY7m0ovS0 #

植物由来という時点で石油由来のプラスチックにコストで勝てるはずもなく。。。
3Dプリンタとの相性という一点で攻めれば多少は戦えるかもしれないね

5

5. 匿名処理班

  • 2021年03月01日 19:57
  • ID:af4.8wIH0 #

コストのやすさを追い求め利用してきた結果が今のプラゴミ問題だからな
多少高くなっても環境に配慮て普及はすると思う
しかしそれを口実に便乗値上げやボッタクリに近いくらいの値上げをするような悪徳者は必ず出てくるだろうから、最終的には消費者へ費用の負担のしわ寄せが来るんだろうなあ…

6

6. 匿名処理班

  • 2021年03月01日 20:10
  • ID:wCGPLk4m0 #

マーガリンは植物油由来だけど健康に悪い、環境に悪い と、言ってなかったっけ ?

7

7.

  • 2021年03月01日 20:26
  • ID:yzv9v6nO0 #
8

8. 匿名処理班

  • 2021年03月01日 20:27
  • ID:Pi08x5uB0 #

植物由来の問題はコストもだけど、その油を取るための作物をどこで栽培するのかというのも問題。

一応、ボツリオコッカスという藻類を栽培して、そこから油を取るという研究は日本を始め世界中でやってみたいですけど(ただ、これは主に燃料用みたいだけど)

9

9. 匿名処理班

  • 2021年03月01日 20:33
  • ID:3ShXmbHV0 #

さあ次は植物油の原料植物をプラスチック需要を満たせるほどの量効率的にかつ農地面積の圧迫を最小限にして安定供給する手段の模索を始めるのだ

10

10. 匿名処理班

  • 2021年03月01日 20:40
  • ID:pj.c6nDR0 #

その植物油はどこからとるんですか(´・ω・`)??

11

11. 匿名処理班

  • 2021年03月01日 20:44
  • ID:fndffUTs0 #

天ぷらスチック な〜んちゃって(;^_^A

12

12. 匿名処理班

  • 2021年03月01日 20:47
  • ID:tHeoc0M50 #

※1 コストが安くなければ、成立しない。

紙のが安かったら、紙になるだけ

13

13. 匿名処理班

  • 2021年03月01日 20:54
  • ID:gxZHGRTu0 #

新しい生分解性プラスチックかと思ったら、リサイクル前提なのか。
最近化粧品もヴィーガンを謳うものが増えてて「大粒のグリッターも自然由来です!自然に優しい!」と言ってるんだけど
生分解性プラスチックは20℃以上の土中では微生物によって分解されるってだけで、水中でどうなるかは実は分かってない。
だから化粧落とすとき水道に流してしまうと、マイクロプラ問題と同じ事になる。

14

14. 匿名処理班

  • 2021年03月01日 21:18
  • ID:K5zUOBav0 #

うーん、結局生分解性のプラスチックじゃないと
マイクロプラスチックの問題は解決しないと思うが
これも再資源化しやすいだけで、結局は生分解されないんでしょう?
プラスチックの問題は根が深いなあ

15

15. 匿名処理班

  • 2021年03月01日 21:20
  • ID:39ZGlPow0 #

プラスチック分解するバクテリアの話あったけど、近頃聴かないなぁ
結局、ダメだったのかな

16

16. 匿名処理班

  • 2021年03月01日 21:26
  • ID:4tz5ireK0 #

油がとれるほど栄養豊富な植物は食品と競合しちゃうから
ダメなんだよ。バイオエタノール燃料が流行ったときに
トウモロコシやサトウキビが日常食の国で農家が全部
燃料用に売ってしまって食べ物が買えなくて問題になった。

17

17. 匿名処理班

  • 2021年03月01日 21:46
  • ID:clL0q5sv0 #

※1
融点が低いなら、フィラメント向きかもしれませんね!

18

18. 匿名処理班

  • 2021年03月01日 22:16
  • ID:SxPIjLP90 #

※8
植物由来ってそこが問題だよね。バイオ素材用の植物育てるのに食べる用の畑や作物がそちらに取られるとか、食品の価格が上昇してるらしいね。バイオ素材って食糧問題とか貧困問題とかと相反してる気がするんだよね。

19

19. 匿名処理班

  • 2021年03月01日 22:22
  • ID:SxPIjLP90 #

※3
植物由来だろうと精製されれば化学物質なわけだしね、うまく分解されない可能性もあるんじゃないかな?

記事に「プラスチックは環境中で自然に分解されることがないため」ってあるけどプラスチックを食べる細菌も居るらしいし全く分解され無いわけではないし、「分解されるけど長い期間がかかる」ってのが正しいんじゃない?

20

20. 匿名処理班

  • 2021年03月01日 22:39
  • ID:fI6mrK.o0 #

配管に詰まって石化してる油の塊を想像してしまった

21

21. 匿名処理班

  • 2021年03月02日 00:01
  • ID:P2OiJOo70 #

※8
バターは化石燃料由来じゃないだろ?

22

22. 匿名処理班

  • 2021年03月02日 02:07
  • ID:V3TwEQoz0 #

蓮コラっぽくてサムネでゾワっとした

23

23. 匿名処理班

  • 2021年03月02日 02:50
  • ID:iywxPufV0 #

オイラの脂ならタダであげるぞ

24

24. 匿名処理班

  • 2021年03月02日 10:37
  • ID:52Gq5CQC0 #

>自然環境で速やかに生分解される可能性がある

分解されるって事は、何かしら長期にわたって使う部品には採用されにくいとかは無いのかな?
木材で言えば、シロアリに食われる…的な。

25

25. 匿名処理班

  • 2021年03月02日 10:47
  • ID:P1pvUqtY0 #

プラスチックはもう固めてどっかほかっといたらいいんじゃないかそんな気がしてきたよ
サーマルリサイクルも日本の電気価格が高いから成り立ってる側面あるからマルチな解ではないみたいだし

26

26. 匿名処理班

  • 2021年03月02日 11:06
  • ID:1mlMrwl90 #

エアガンのバイオBB弾とは違うのかな?

27

27. 匿名処理班

  • 2021年03月02日 12:26
  • ID:T6z6i3HO0 #

宇宙空間で暮らすようになったら何が必要になるか分からないから、コストはさておき人類に何ができて何ができないのかは知っておく必要がある。

28

28. 匿名処理班

  • 2021年03月02日 13:31
  • ID:Wg79UGzD0 #

記事には全く関係ないのだが、サムネが一瞬ゲッター1に見えた俺は疲れているのだろうか。

29

29. 匿名処理班

  • 2021年03月02日 20:35
  • ID:IfNaHUbH0 #

*28 警告!警告!ゲッター線が許容量を超えています(苦笑

30

30. 匿名処理班

  • 2021年03月02日 23:36
  • ID:rc6F1d2R0 #

東南アジアとかのモノカルチャーのオイルパームからとった油だったりすると、それはそれで「環境コスト」っていったらいいのかな、そういうのがかかるんじゃないかな、と思った。
オイルパーム畑は植物層が貧弱になってて、それに伴って動物もいなくなっていて、餓えたトラが農園労働者を襲ったりするとかあるでしょ?ニシキヘビとかワニもそうかも

31

31. 匿名処理班

  • 2021年03月03日 09:58
  • ID:DkFbOlBk0 #

プレスチックが分解しないって誰が言ってるんだっけ?炭素は微生物の大好物なんだが・・・。
細かくなればなるほど分解しない??
マイクロプラスチック問題って結局誰が得するんだ??

32

32. 匿名処理班

  • 2021年03月03日 19:40
  • ID:bfkOfUe.0 #

※31
しないんじゃなくて分解されるまでにクッソ時間がかかるって認識だろ

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