魚の廃棄物から生分解性プラスチックが作り出される

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　言うまでもなく、プラスチックの原料は石油だ。気候変動がもたらす悪影響に対応するには化石燃料からの脱却が課題となっている。

　プラスチック素材であるポリウレタンは、繊維製品、スポンジ、靴、自動車部品など様々な用途に使用されているが、廃棄されると分解まで何世紀もかかると言われておりそれに代わる素材が求められている。

　そこで今回注目されたのが、世界中で年間5000万トンにものぼるとされる魚の骨や皮などの漁業廃棄物だ。

　堆肥化できず単に「ごみ」となる魚の廃棄物を使用して、ポリウレタンに代わる生分解性バイオプラスチックを開発しているのが、カナダのニューファンドランドにある大学チームだ。

鮭の廃棄物を使用した生分解性プラスチック

　カナダのニューファンドランドメモリアル大学のフランチェスカ・カートン博士率いるチームは、ここ数年間ポリウレタンの生分解性代替品を製造する手段の研究を続けている。

　そして最近、その開発に成功した実験が『New Atlas』などで伝えられた。

　プロジェクトの主任研究者であるカートン博士の大学があるニューファンドランド沿岸は、鮭の養殖を主要産業としている。

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　これまで養殖鮭の加工工場では、切り身で販売されるために大量の鮭の頭部や皮、骨、内臓が廃棄されていた。

　しかし、この鮭の廃棄物から魚油を抽出することで、ポリウレタンに代わる生分解性代替品を作ることができれば、より持続可能なプラスチックの大きなニーズを満たすのに役立つと考えたのだ。

魚油ベースのポリマーに変換するプロセスを開発

　研究チームは、魚油をポリウレタンのようなポリマーに変換するプロセスの開発を始めた。

　まず、不飽和油に制御された方法で酸素を加え、エポキシ樹脂と同様の分子であるエポキシドを形成。これらを二酸化炭素と反応させた後、得られた分子を窒素含有アミンと結合させて、新しい材料を形成した。

　こうしてできたバイオプラスチックは、酵素リパーゼが添加された水に浸された直後、魚油に含まれる脂肪分を加水分解し、すぐに微生物の成長の兆候を示し始め、生分解に繋がっていくことが示されたという。

Scientists produce biodegradable plastic made from fish wastehttps://t.co/eB1JyayARX
‘When we start the process, there is a faint kind of smell, but that disappears,’ explains Francesca Kerton, lead project investigator@mikhaileydiane @ChemMouse @NSERC_CRSNG pic.twitter.com/BHCvdejONa

— Svein Tveitdal (@tveitdal) April 6, 2021

　また当初の研究では、製造プロセスにおいて、カシューナッツの殻に由来していたアミンを使用していたが、最近の研究ではそのアミンがヒスチジンとアスパラギンという、より入手しやすいアミノ酸がポリマーの成分を結合することによって、アミンの代替品となることを発見した。

　更にチームは、これらのバイオプラスチックが耐用年数が過ぎた後、どれほど容易に分解するのかも実験しているところだという。

　研究チームの1人で大学院生のミハイリー・ウィーラーさんは、「人が廃棄したばかりのゴミから、プラスチックの製造方法を変える可能性があるというのは実に興味深いもの」と述べており、今月後半にはこの研究をアメリカ化学会のオンライン春季会議『ACS』を通じて発表する予定であることを明かした。

　なお、魚油から作られるため、においはどうなのかという点に関しては、カートン博士は「プロセスを開始した直後は、わずかに魚のにおいがするが、手順を進めていくうちに消える」と話している。

Making cleaner, greener plastics from waste fish parts | EurekAlert! Science News / written by Scarlet / edited by parumo

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