ポイント
- 資源循環型社会(サーキュラーエコノミー)の実現に向け、石油資源に頼らない、分解・ケミカルリサイクル可能な高機能バイオマスプラスチックの開発が急務である。
- 非可食の植物油とアミノ酸から、ポリエチレンなどの汎用(はんよう)プラスチックより柔軟で強度に優れたフィルム物性を示す、高機能バイオベースポリ(エステルアミド)を開発した。
- 独自の高性能触媒による定量的な結合形成-解離反応により、ポリマー(高分子)の合成・分解が可能で、バイオマス資源から優れたサステイナブル材料の研究開発が加速すると期待される。
JST 戦略的創造研究推進事業 CRESTにおいて、東京都立大学 大学院理学研究科の野村 琴広 教授らの研究グループは、大阪産業技術研究所 森之宮センター 物質・材料研究部の平野 寛 主幹研究員、東 青史 研究室長らの研究チームや滋賀県立大学 工学部材料化学科の竹下 宏樹 准教授と共同で、非可食の植物資源から、分解・リサイクル可能で、汎用プラスチックより柔軟で強度に優れる物性を示すバイオベースポリ(エステルアミド)を開発しました。分解・リサイクル可能な高機能サステイナブル材料の開発は、サーキュラーエコノミーの実現のための重要課題です。植物油から誘導されるバイオマスプラスチックは、ポリエチレンなど石油由来の汎用オレフィン系ポリマーの有望な代替材料と期待されますが、この種の汎用材料よりフィルムの引張強度と破断伸びに優れた材料の開発例は極めて限定されます。
本研究グループは、非可食の植物油とアミノ酸などから誘導されるバイオベースポリ(エステルアミド)に注目し、重縮合法の中でも特にオレフィンメタセシス重合法とつづくオレフィン水素化により目的の高分子量材料を合成すると、汎用プラスチックより優れた特性(引張強度や破断伸び)を示すことを明らかにしました。また、繰り返し使用が可能で、使用による延伸・破断・損傷後も自然に使用前の状態に修復(自己修復)する機能材料の開発にも成功しました。
本成果は、分解・リサイクル可能で、汎用プラスチックより優れた物性を示すバイオベースポリマーの材料開発に初めて成功したものです。なお、独自触媒を用いる定量的な結合形成-分解反応(エステル交換反応)により、ポリマーの分解とポリマー原料(モノマー)の合成が可能で、資源循環型の有望なサステイナブル材料となることを示唆しました。
本研究成果は、2026年7月6日(現地時間)付で米国化学会の学術誌「JACS Au」のオンライン版で公開されました。
本成果は、以下の支援によって得られました。
JST 戦略的創造研究推進事業 チーム型研究(CREST)
研究領域:「分解・劣化・安定化の精密材料科学」
研究総括:高原 淳(九州大学 ネガティブエミッションテクノロジー研究センター 特任教授)
研究課題:「機能集積型バイオベースポリマーの創製・分解・ケミカルリサイクル」(課題番号:JPMJCR21L5)
研究代表者:野村 琴広(東京都立大学 大学院理学研究科 教授)
研究期間:2021年10月~2027年3月
上記研究課題では、豊富な非可食植物資源からのバイオベースポリエステル・アミドの精密合成と高機能材料の開発、ポリマー分解によるモノマーや機能化学品の合成を可能とする高性能触媒の開発を目的としています。
<プレスリリース資料>
- 本文 PDF(749KB)
<論文タイトル>
- “Synthesis of Biobased Aliphatic Poly(ester amide)s and their Thermal, Tensile Properties, and Selective Depolymerization through Transesterification”
- DOI:10.1021/jacsau.6c00515
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