ワシントン大学の研究者らがバナナの皮のように分解できる有望な「バイオプラスチック」を開発
リサ・スティフラー著
プラスチックゴミは環境のいたるところに存在します。化石燃料から作られたボトルが道路脇に散乱し、スクリューキャップがビーチに散乱し、レジ袋が路上に漂っています。
したがって、バナナの皮が腐るのと同じくらいの速さで自然界で生分解する藻類から作られたプラスチックという考え方は、プラスチック汚染を懸念する人々にとって非常に刺激的なものである。
「もし庭や海に流れ着いたとしても、分解されるでしょう」と、このバイオプラスチックを開発した研究室の責任者で、ワシントン大学の材料科学・工学助教授、エレフテリア・ルーメリ氏は言う。
この素材には、他にも多くの特徴があります。新しい製品へのリサイクルが容易で、耐火性があり、炎にさらされると自己消火して炭化します。機械加工が可能で、家具などの耐久性の高い製品にも使用できるほどの強度を備えています。
また、スピルリナと呼ばれる栽培しやすい藍藻類から作られており、化粧品やプロテインサプリメントなどの製品の原料として使われています。この藻類を栽培することで、大気中の二酸化炭素が除去されます。
このバイオプラスチックは非常に優れたもので、マイクロソフトの主任研究員であるビクリン・グエン氏の注目を集め、同研究所への寄付につながりました。この資金は、気候関連技術における連携とイノベーションを促進するために昨年立ち上げられた「マイクロソフト気候研究イニシアチブ」から提供されました。
マイクロソフトは2020年、廃棄物の一部をなくすことを目指す取り組みを発表しました。ルーメリ氏が開発しているようなプラスチックは、この目標達成に貢献するだけでなく、同社の気候変動対策にも貢献する可能性があります。この素材は将来、クラウドサービスを提供する施設でサーバーなどの電子機器を収納するコンピューターケースやラックに使用される可能性があります。
「エレフテリア氏とそのチームのような学術界のリーダーたちと協力し、AIと機械学習を活用して研究を加速させ、これらの緊急課題に取り組んでいます」とグエン氏はメールで述べた。「私たちは共に、より持続可能な素材の開発、開発期間の短縮、そしてより優れた特性を持つ素材の設計に取り組んでいます。」
ルーメリ氏は最近、学術誌「Advanced Functional Materials」に研究論文を発表し、ワシントン大学コンピュータサイエンスおよびエンジニアリング学部の助教授でもあるグエン氏も共著者の一人となった。
ルーメリ氏の研究室は、電子機器向けの持続可能な素材にも関心を持つテクノロジー大手Meta社からも15万ドルの寄付を受けた。ワシントン大学はマイクロソフトからの寄付額を明らかにしていない。
この新しいプラスチックは大きな可能性を秘めていますが、実用化にはまだ大きなハードルがあります。最も緊急に取り組むべき課題は、この素材が防水性がないことです。
「それを解決することは私たちにとって非常に重要です」とルーメリ氏は述べた。彼女は研究室がこれまでに達成した成果について特許を申請しており、彼女のチームは素材に耐水性を付与するソリューションを開発している。
その問題が解決されれば、プラスチックの生産規模を拡大するのは比較的容易になるだろう。従来の石油由来プラスチックに関する博士研究を行ったルーメリ氏は、意図的にプラスチック生産で一般的に使用されているのと同じ種類の装置と温度条件を用いて藻類プラスチックを開発した。こうすることで、原料は変わってもインフラは変わらない。
もう一つの利点は、スピルリナは有機体として使用できる点であり、プラスチックに変える前にその成分を分離するための複雑な処理や溶剤を必要としません。
とはいえ、ルーメリ氏は、化石燃料から高性能プラスチックを数十年にわたって生産してきたことから、プラスチック製造業を変えるのが難しい業界であることを理解しています。また、自身の解決策が唯一の解決策ではないと確信していますが、プラスチックとその材料が生み出す廃棄物が気候に及ぼす影響に対処する多くの解決策の一つとなることを願っています。
例えばシアトル水族館は最近、海洋環境で安全なバイオプラスチックを見つけるための国際コンテストに向けて調査を実施しました。優勝したのは海藻から作られた製品でした。
「これは重大な問題だ」とルーメリ氏は述べた。「目を背けることはできない」
「スピルリナ細胞全体から強くて硬いバイオプラスチックを製造する」と題された論文の他の著者は、ワシントン大学の研究者であるハリーシュ・アイヤー、ポール・グランドジョージ、アンドリュー・ヒメネス、イアン・キャンベル、マロリー・パーカー、マイケル・ホールデン、マタンギ・ベンカテシュ、マリッサ・ネルセンです。
