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2018 年度 実績報告書

海洋漂流マイクロプラスチック削減を目指す海洋環境時限分解性高分子材料創製

研究課題

研究課題/領域番号 16K00608
研究機関群馬大学

研究代表者

粕谷 健一  群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (60301751)

研究分担者 橘 熊野  群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (60504024)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード海洋生分解性 / 次元生分解性 / 生分解性プラスチック / バイオフィルム
研究実績の概要

海洋中での時限分解生分解性高分子材料の創製:前年度までの研究結果、および今までの我々の知見から得られ た海洋環境中では生分解性が不活性な(PESu)を 基材として用いて、芽胞形成菌種を利用することにより、その表層の微生物叢を積極的に制御し、海洋環境中で の時限分解可能な材料を作成した。本材料は,インタクトな状態では安定であり,傷がついて初めて分解が始まる次元分解生分解性プラスチックである。
これとは別に,PESuにある種のバイオトリガー(有機化合物)を組み込むことにより,海洋生分解性の付与に成功した。これらのバイオトリガーは,海洋中で基材の高分子上に,特異的なバイオフィルムを形成させることを,次世代シークエンサーを用いたメタゲノム解析により明らかにした。これらの結果より,バイオトリガーは,ある種の微生物を高分子上に誘引する効果を有することを明らかにした。このバイオトリガーは,低分子化合物,中分子化合物,または高分子化合物いずれでも効果があり,さらに天然物系,化学合成系のいずれでも効果的な物質が存在することが示唆された。
一方,ポリ乳酸を基材とした場合は,海中において,ほとんどバイオフィルムは形成されなかった。また、非生分解性のポリエチレンやPET,なども定量的ポリメラーゼチェインリアクション法での解析から,ポリ乳酸と同程度の非常に低濃度のバイオフィルムの形成しか見られなかった。このことから,生分解性高分子やバイオトリガーには,微生物を集積する効果があることがわかった。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Microbial composition and polymer hydrolytic activity of Japanese washed-rind cheeses2019

    • 著者名/発表者名
      Tachibana, Y.; Kageyama, K.; Suzuki, M.; Koshigumo, H.;, Takeno, H.; Tachibana, Y.
    • 雑誌名

      Polym Degrad Stabil

      巻: 160 ページ: 264

    • DOI

      10.1016/j.polymdegradstab.2019.01.011

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 海洋プラスチックゴミ問題を解決する,生分解性プラスチックを活用した有機リサイクル実現に向けて2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木美和; 橘熊野; 粕谷健一
    • 雑誌名

      都市清掃

      巻: 72 ページ: 33

  • [雑誌論文] Biobased Poly(Schiff-Base) Composed of Bifurfural2018

    • 著者名/発表者名
      Tachibana, Y.; Hayashi, S.; Kasuya, K.-i.
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 3 ページ: 5336

    • DOI

      10.1021/acsomega.8b00466

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthesis, Physical Properties, and Biodegradability of Biobased Poly(butylene succinate-co-butylene oxabicyclate)2018

    • 著者名/発表者名
      Tachibana, Y.; Yamahata, M.; Kimura, S.; Kasuya, K.-i.
    • 雑誌名

      ACS Sustainable Chemistry & Engineering

      巻: 6 ページ: 10806

    • DOI

      10.1021/acssuschemeng.8b02112

    • 査読あり
  • [学会発表] 環境中での有機リサイクルを実現する時限生分解性プラスチックの提案2019

    • 著者名/発表者名
      粕谷健一
    • 学会等名
      第14回包装材料セミナー
  • [学会発表] Differnce in environmental degradability between microbially and chemosynthetically biodegradable polyesters2018

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Kasuya
    • 学会等名
      MoDeSt2018
    • 国際学会
  • [学会発表] 「時限」生分解プラスチックの実現に向けて2018

    • 著者名/発表者名
      粕谷健一
    • 学会等名
      SPE日本支部講演会
    • 招待講演
  • [備考] 環境調和型材料科学研究室HP

    • URL

      http://greenpolymer.chem-bio.st.gunma-u.ac.jp/

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公開日: 2019-12-27  

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