2022 Fiscal Year Annual Research Report
Degradation control of biodegradable plastics using photosensitizer
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21K20547
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
日野 彰大 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究員 (90908782)
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| Project Period (FY) |
2021-08-30 – 2023-03-31
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| Keywords | 光増感剤 / 活性酸素 / 抗菌性 / 生分解性プラスチック |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，可視光領域に吸収を持つ光増感剤を分解抑制のトリガーとして用い，光を受け発生した活性酸素を利用することで，分解を抑制できる生分解性プラスチックを開発することである。
最終年度である本年度は，代替案として提示していたポルフィリン類縁体をポリマー中に直接分散させる方法を試料作製方法として用い，その生分解性について検討した。光増感剤の機能を持つポルフィリン類縁体と，海洋生分解性を有するポリ(ε-カプロラクトン-co-L-ラクチド)[P(CL/LA)]を有機溶媒中で混合し，溶媒キャスト法によりフィルム化したところ，光照射条件下において樹脂フィルム表面の抗菌性を有することが明らかになった。これは，活性酸素の一種である一重項酸素の働きによるものと考えられ，比色法によって樹脂表面から一重項酸素が発生していることを確認した。また，BOD試験から算出した生分解率の経時変化から，光増感剤含有(0.5 wt%)ポリマーは，暗所条件下では分解する一方，光曝露条件下でほとんど分解が進行しないことが分かった。この時，海水中の菌数は暗所条件下に比べて大きく減少していたことから，光抗菌作用によって分解が抑制されたと示唆される。さらに，フィールド試験においては，体積減少速度が光増感剤含有によって抑制される傾向が見られた。しかし，一定の条件（例えば，季節変動や採水地の違いなど）によっては分解が抑制される傾向が小さくなり，効果が見えづらくなる場合もあった。以上の結果から，光増感剤を含有することで光曝露条件下での生分解を抑制できることを明らかにした。
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