塩水中などの自然環境で速やかに分解する丈夫なプラスチックを開発：研究開発の最前線

理化学研究所は、豊富な天然資源の木材成分セルロースの誘導体を使用し、塩水中などの自然環境で速やかに分解する、しなやかで丈夫なプラスチックを開発した。塩化コリンの添加量で力学特性を制御できる。

[MONOist]

　理化学研究所は2025年12月3日、豊富な天然資源の木材成分セルロースの誘導体を使用し、塩水中などの自然環境で速やかに分解する、しなやかで丈夫なプラスチックを開発したと発表した。

　研究チームは、室温かつ水中で、木材パルプ由来のカルボキシメチルセルロースナトリウム（CMC）と硫酸グアニジニウムモノマー（^PEIGu）を混ぜると、磁石のように引き合って架橋高分子ネットワークを形成することを発見。この架橋成分を乾燥させると、無色透明で硬いガラス状のプラスチック（^CMCSPフィルム）が得られる。

木材成分セルロースの誘導体から作製したフィルム［クリックで拡大］ 出所：理化学研究所

　このプラスチックはガラスに特徴的なもろさを有するが、食品添加物として米国食品医薬品局（FDA）に承認されている塩化コリン（ChCl）が可塑剤として働くことを見出した。ChClの添加量で力学特性を制御でき、添加量が少ないと硬いガラス状でもろく、多いとしなやかなのに丈夫なプラスチックが得られた。厚さ0.07mm、幅1cmの薄膜を大人の力で引っ張っても、簡単には破れない。

塩化コリン含有量とプラスチックの力学特性への影響 出所：理化学研究所

開発した丈夫なプラスチック［クリックで拡大］ 出所：理化学研究所

　また、塩水中に浸しておくと、架橋がほどけて自然界で代謝される原料分子に戻るという特性を持つ。そのため、石油由来のプラスチックや従来の生分解性プラスチックのように、風化に伴う5mm以下のマイクロプラスチックが生じない。さらに塩水中で解離したモノマーは、エタノールを用いて分離、回収し、同等の品質を持つプラスチックを何度でも再生できる。

　今回の成果は、従来のプラスチックの代替材料として、マイクロプラスチックによる環境汚染抑制への貢献も期待される。

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