地域クラスターによる海洋系と農業系を融合したバイオマス開発の工業教育

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宮城県において大量に産出する農業系廃棄物は、稲わらと籾殻である。稲わらはその主成分が良質のセルロースであり、籾殻の灰の主成分はシリカである。稲わらそのものでは工業用素材としては強度が不足するので、海洋系バイオマスであるホヤから抽出した高強度なツニシンやその化合物と複合化させることにより、高性能な新素材が開発可能である。また、籾殻灰を焼き固めたものはシリカを主成分とするセラミックスであり、その吸着機能を生かして水の浄化剤や脱臭剤に使用可能であるが、単独では浄化能力があまり高くない。そこで、海洋系バイオマスであるカキ殻やウニ殻と共に高温で焼結することにより、カキ殻の水浄化能力をも併せ持つ高性能な水浄化剤及び脱臭剤にできる可能性がある。これらは新しい試みであり、地域クラスターによる海洋系と農業系を融合したバイオマス開発の工業教育が「生きる力の育成」や「環境保全教育」に有効なことを明らかにする事を目的とする。本校の授業である科目「課題研究」及び部活動である「天文物理部」においてこれらの研究を実施した。具体的には宮城県資源循環推進課や地元企業と連携し、クラスターを形成しながらこれらの開発を実施した。本校の役割は技術開発であり、県や企業の役割はこの研究に関する技術的アドバイスや臭気測定の協力及びカキ殻やウニ殻などの提供である。研究の概要は、海洋性のバイオマスであるカキ殻及びウニ殻を籾殻灰と混合、焼結して得られたセラミックスで川の水の浄化やイオンショッピングセンターから排出される臭気の脱臭を実施した。その結果、優れた水の浄化能力や臭気の脱臭能力を確認することができた。また、ホヤから抽出したツニシンと粉砕した稲わらを溶媒中で混合、乾燥したところ、丈夫な生分解性の複合フィルムを作ることが出来た。これらの研究を通して「生きる力の育成」や「環境保全教育」にこの方法が有効であることが確認できた。また、本研究では他地区のバイオマス利用状況を調査しながら行ったが、本研究は独創的なものであり、生徒の創造性を育成するのに非常に有効であり、新しい教育方法としてその開発意義は大きいと考えられる。