Possibility of generation and accumulation of biodegradable microplastics in the ocean

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本研究では，海洋での生分解性マイクロプラスチック(MP)発生要因の一つとして，非相溶系生分解性複合材料における相分離構造に着目し，生分解性複合材料によるMPの発生と蓄積可能性について検討する。これにより，海洋中へMPを蓄積させない生分解性プラスチック複合材料の設計を可能にすることを目的としている。研究開始１年目である本年度は，先行して実験を進めていた「MP化した生分解性プラスチックの生分解挙動」についてまず検討した。海洋生分解性を有するポリマーと難海洋生分解性であるポリマーの2種類のホモポリマーを選択し，凍結粉砕によって粉体にした。これらの粉体を標準ふるいによって分級し，四つのフラクションを得た。これを用いて，酵素による酵素加水分解実験，大阪湾沿岸で採取した海水を用いた生分解試験，NMRを用いた分解生成物の分析を行った。これらの結果から，酵素分解の段階において粒径が生分解速度に大きく影響することがわかり，難分解性であれば粒径に関係なく分解できないことを実験的に示した。さらに，酵素加水分解速度および生分解速度は，ポリマー粉体の比表面積の対数と相関があることが分かった。一方で，「非相溶系相分離構造の不均一な分解によるMPの発生とメカニズム解明」についても研究に着手した。非相溶なポリマーをある手法でフィルム化することで，目視可能な大きさのマトリックス／ドメイン構造を有するフィルムを作製することができた。このフィルムを用い，フィールド試験に供し，その分解性やマトリックス／ドメイン部分の分解挙動の違いについて検討した。これらの結果から，メカニズム解明につながることが期待できる結果を得ることができた。