光増感剤を用いた生分解性プラスチックの分解制御

2022 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21K20547
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 0501:物理化学、機能物性化学、有機化学、高分子、有機材料、生体分子化学およびその関連分野
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 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)
• 研究期間 (年度): 2021-08-30 – 2023-03-31
• キーワード: 海洋生分解 / 光増感剤 / 活性酸素種 / 抗菌

研究成果の概要

交換反応法による光増感剤と生分解性プラスチックの複合化は可能であることを明らかにした。しかし，移行量が低いために生分解の抑制効果が明確に表れなかった。溶媒キャスト法によって作成した光増感剤コンポジットは，光照射によって発生した活性酸素によって分解菌を殺菌し，かつ菌体外酵素を失活させることで生分解を抑制していることを明らかにした。さらに，フィールド試験においても，太陽光に曝露した状態では分解が抑制される傾向にあることを見出した。また，試験時期や試験地によって分解抑制効果に大きな差が現れることも分かった。

自由記述の分野

高分子化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

生分解性と耐久性はトレードオフの関係にあることから，実際の使用環境に耐えうる生分解性材料は極めて少なく，これらの両立が実用化に向けての大きなハードルとなっている。本研究の成果は使用時には分解されず，廃棄後に分解が進む「オンデマンド分解」型生分解性プラスチックの開発に資する知見を提供し，特定の環境でのみ分解が可能な生分解性スイッチング技術の発展に寄与するものと考えられる。