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Creation of high-performance biomass plastic with biodegradation initiation function and controlled biodegradation rate

创造具有生物降解引发功能和受控生物降解速率的高性能生物质塑料

基本信息

批准号：
19H00908
负责人：
岩田忠久
金额：
$ 28.54万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

現在、使っているときは分解せず、使用後、環境中に流出したら分解が始まる生分解開始機能の付与や、目的の速度で分解する生分解速度制御技術の開発が望まれている。本年度は、以下にあげる3つの項目について研究を遂行した。１）酵素内包生分解性プラスチックの開発：生分解性プラスチックと言えども、自身を分解できる分解微生物が環境中に存在しなければ決して分解は生じない。本年度は、様々な生分解性脂肪族ポリエステルにリパーゼを内包した酵素内包生分解性プラスチック開発した。この酵素内包生分解性プラスチックは環境中で物理的に崩壊した場合、崩壊面に露出した酵素が水に触れ、分解を開始する、生分解開始機能も有していることを実験的に証明した。さらに本年度は、フィルムのみならず、マイクロビーズへの酵素内包へと展開した。２）高分子多糖類エステル誘導体の脱エステル化に着目した材料設計：多糖類は、分子鎖中に存在する水酸基をエステル基などで化学修飾することにより熱可塑性を発現するが、化学修飾の割合が増すと生分解性が消失する。しかし、化学修飾されたエステル基を、塩基やアルカリなどにより脱離させれば、再度生分解性は復活する。今年度は、海水が弱アルカリ性（pH=7.5～8.2）であることに着目し、生分解性プラスチック表面に多糖エステルをコーティングした材料を創製し、海水に浸漬することで一定時間後に分解が開始するかを検証した。その結果、設計通り、海水に浸漬すると分解が始まることを証明することができ、論文を投稿するに至った。３）生分解速度の制御に関する研究：本年度は、ラメラ結晶の配向性が生分解性に及ぼす影響を解明するため、延伸倍率の異なるフィルムを作製し、その酵素分解速度を測定した。その結果、ある延伸倍率までは分解速度が遅くなるが、それ以上になると逆に分解速度が速くなることがわかった。その原因については、今後の検討課題である。

Now, make っているときは decomposition せず, after use, environment に outflow したら decomposition が beginning まる decomposition start function の give や, goal decomposition of の speed でする raw decomposition speed suppression technology の open 発が hope まれている. For this year, にあげる and the following にあげる3 に <s:1> projects にをててててて research を implementation た. BaoSheng within 1) enzyme decomposition プラスチックの open 発 : born of decomposition プラスチックと said えども, own を decomposition できる decomposition microbes にが environment exist しなければ definitely して decomposition は raw じない. Born this year は, others 々な decomposability aliphatic ポリエステルにリパーゼを insourcing した enzymes inside BaoSheng decomposability プラスチック open 発した. この enzymes inside BaoSheng decomposability プラスチックは environment で physical に collapse 壊した occasions 壊 caving face に reveal した enzyme decomposition をがれに touch water, start する, decomposition start function もしていることを be 験に prove した. Youdaoplaceholder0 this year, さらに, フィフィムムみならずみならず, みならずみならず, and フィズへロビロビズへズへ enzyme contents へと were carried out for た. 2) macromolecular polysaccharide エステル inductor のエ off ステル change に with mesh した material design: polysaccharide は, molecular lock に exist する water acid radical をエステル base などで chemically modified することにより hot plasticity を発 now するが, chemically modified の cut が raised すと raw decomposability が disappear する. <s:1>, chemical modification されたエステされたエステを group を, base やアやアカリな <s:1> によによ detachment させれば, regeneration decomposition resurrection する. Our weak は, seawater がアルカリ sex (pH = 7.5 ~ 8.2) であることに mesh し, born of decomposition プラスチック surface に polysaccharide エステルをコーティングした soak すを created し, seawater にることでに decomposition after a certain time が start するかを検 card した. その results, design り, seawater に dipping すると decomposition が beginning まることを prove することができ, contribute papers をするに to った. 3) decomposition of raw speed の suppression に masato する research: this year は, ラメラ crystallization の match to sexual が raw decomposition に and ぼす influence を interpret するため, extension ratio の different なるフィルムを as し, その enzyme decomposition speed を determination した. その results, ある extension ratio までは decomposition speed が遅くなるが, それ above になると inverse に decomposition speed が speed くなることがわかった. Youdaoplaceholder0 そ the reason is に検てて, and in the future, 検検 will discuss the topic である.