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2014年2月19日 (水)

390度超、世界最高耐熱のバイオプラスチックを開発 ~金属代替による軽量化に期待~

平成26年2月14日
科学技術振興機構(JST)
北陸先端科学技術大学院大学
筑波大学
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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 JST課題達成型基礎研究の一環として、
北陸先端科学技術大学院大学 マテリアル
サイエンス研究科の金子 達雄 准教授と
筑波大学の高谷 直樹 教授らは、
遺伝子組み換えをした微生物から得られる
シナモン類に光化学的手法を用いて、
世界最高耐熱性のバイオプラスチック注1)
を開発しました。
 
 バイオプラスチックは、植物や動物など
生物に由来する再生可能な有機性資源
(バイオマス)を原材料とする
プラスチックで、二酸化炭素(CO2)
削減と廃棄物処理に有効であるとされて
いますが、そのほとんどは柔軟な
ポリエステルであり力学強度に加えて
耐熱性の点で問題があります。
 
 このため用途は限られ、主に使い捨て
分野で使用されているのが現状です。
 
 研究チームは今回、バイオプラスチック
の材料として、堅い構造の天然物で香辛料
の成分でもあるシナモン系分子に注目
しました。
 
 シナモン系分子を多く生産する微生物を
遺伝子組み換えにより構築することで
その生産性を証明しました。
 
 さらに光反応と高分子量化を行い、
微生物由来のバイオプラスチックである
ポリイミド注2)を世界で初めて作成
しました。
 
 このポリイミドは、耐熱温度が従来
報告されている最高耐熱の芳香族バイオ
ポリエステルの305℃を超える
390-425℃を達成しました。
 
 これは鉛フリーはんだ注3)の融点
(最高378℃)を超えているため、
電装部品での使用が見込まれます。
 
 また、線熱膨張係数(熱によるサイズの
変化率)が40ppm/K以下と金属並み
に低く、金属代替材料として自動車の
エンジン周りに使用することで、自動車の
軽量化も期待できます。
 
 さらに、10GPaを超える高ヤング率
(剛性の指標)、難燃性(自己消火性)、
細胞適合性、透明性、高屈折率、紫外線
分解性も確認しています。
 
 今後、自動車部品などの金属やガラスを
代替する物質として設計する予定です。
 
 将来的には、大気のCO2削減、
運送機器の軽量化、産業廃棄物削減など、
さまざまな応用展開が期待できます。
 
 本成果は、アメリカ化学会誌
「Macromolecules」の
オンライン版で近く公開される予定です。
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 素晴らしい性能。
 
>今後、自動車部品などの金属やガラスを
>代替する物質として設計する予定です。
 
 今後に大いに期待したい。
 
 関連記事です。
2014年2月17日
独立行政法人理化学研究所
 
 この研究の続きということになる?
2013年7月17日

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