グリーン環境：細菌分解可能な超強環境保護プラスチックは新材料の商業的潜在力である

数十億トンのプラスチックごみが私たちの地球にあふれている。それらの大部分は陸地に堆積し、海に沈んだり、微小な粒子、すなわちマイクロプラスチックに分解したり、空気と水を汚染したり、植物や人間や動物の血液に浸透したりします。プラスチックによる脅威は毎年激化しています。それは大量の分子から構成されているため、これらの分子はポリマーと呼ばれ、抗生分解性を持っています。現在、生分解性プラスチックはプラスチックの総生産量の5分の1未満を占めており、分解に必要なプロセスは依然として煩雑である。　

ACS Nanoに発表された研究では、ワイツマン科学研究所の分子化学・材料科学系のAngelica Niazov-Elkan博士、Haim Weissman博士とBorisRybtchinski教授は細菌を利用して簡単に分解できる新しい複合プラスチックを作り出した。この新材料は生分解性ポリマーと生物物質の結晶を結合することによって生成され、価格が安く、製造が容易で、非常に頑丈であるという3つの利点がある。この研究に参加したのは故Eyal Shimoni博士、XiaoMeng Sui博士、Yishay Feldman博士、H.Daniel Wagner教授。

現在、多くの業界では複合プラスチックが積極的に採用されており、このプラスチックは2種類以上の純材料を組み合わせたもので、軽量、強度が高いなどさまざまな有益な特性を持っている。これらのプラスチックは現在、航空機、自動車から自転車まで、さまざまな工業製品の重要な部品を製造するために使用されています。

工業需要にも環境にも優しい複合プラスチックを作るために、ワイズマンの研究者は性能が改善できる一般的で安価な原材料に集中することにした。彼らはチロシン分子（一般的に存在するアミノ酸であり、非常に強固なナノ結晶を形成することができる）が生分解性複合プラスチックの有効成分として使用できることを発見した。チロシンがいくつかのポリマーとどのように結合するかを研究した後、彼らはヒドロキシエチルセルロース、セルロース誘導体を選択し、薬物と化粧品の製造に広く用いられている。

ヒドロキシエチルセルロース自体は分解しやすい弱い材料である。チロシンと結合するために、2つの材料を沸騰水で混合した。冷却して乾燥すると、ヒドロキシエチルセルロースに成長し、結合する繊維状チロシンナノ結晶から作られた非常に強固な複合プラスチックが形成されます。新しいプラスチック強度を明らかにする実験では、0.04厚さミリメートルの材料ストリップは6キロの荷重に耐えることができる。

また、このチームは、この新しい材料には他にもいくつかの独自の特性があり、工業的に有用であることを発見しました。通常、材料が強化されると可塑性が失われます。

しかし、この新しい複合プラスチックは非常に強固であるほか、そのコア成分であるヒドロキシエチルセルロースよりも延性（可塑性）がある。言い換えれば、この2つの材料を結合することで相乗効果が生じ、この相乗効果は非凡な性能の出現に現れ、したがって巨大な工業的潜在力を持っている。

セルロースとチロシン（その結晶は様々なタイプのハードチーズで見つけることができる）は食用であるため、この生分解性複合プラスチックは実際に食用であることができる。それもおいしいですか。実験室での生産過程は食品にとって衛生的ではないため、研究者はまだ試みていないことが分かるのを待たなければならないだろう。

　　Rybtchinski まとめ：「私たちが開始した後続の研究は、水中で煮沸する代わりに工業的に一般的な溶融を使用しているため、この新しい材料の商業的潜在力を高めることができます。これは、それらが液体になるまで生分解可能なポリマーを加熱し、チロシンまたは他の適切な材料に混合することを意味します。このプロセスにおける科学的および技術的課題を克服できれば、この新しい複合プラスチックを工業規模で生産する可能性を探ることができるでしょう」