新規に開発した生体触媒を用いたポリウレタン廃棄物の分解処理

Greifswald’大学生化学研究所のUwe Bornscheuer教授のチームはCovestroのチームと共同で対応する方法を開発し、このほど『Angewandte Chemie International Edition』誌に2つの論文を発表しました。これは、プラスチック材料のポリウレタンとポリビニルアルコールは、生体触媒である酵素の助けを借りて、穏やかな条件下で分解できるようになったことを述べたもので、これらのポリマーをリサイクルするための持続可能で環境に優しいプロセスを確立することができました。工業的に大量に生産されているこの2つの合成ポリマーを例に、世界的に問題となっているプラスチック廃棄物の問題を解決することができます。

プラスチックは現在、建材、電気絶縁、飲料・食品包装、繊維など、さまざまな用途に欠かせない素材となっています。

ポリウレタン(PUR)は、マットレス、断熱材、熱可塑性樹脂(スポーツシューズなど)、コーティング(シーリング材、塗装、接着剤)の製造に使用されています。これらの化合物の分解には化学的な方法が開発されていますが、高温・高圧を必要とするため、高いエネルギーを必要とします。

ポリビニルアルコール(PVA)は多様な特性を持ち、例えば繊維のコーティングや包装用フォイルとして広く応用されています。しかし、今のところ、PVAを分解するための成熟したプロセスは存在しません。

従って、合成高分子、特に包装資材の大量生産は、環境に対する膨大な廃棄物問題を引き起こしています。ポリウレタンとポリビニルアルコールは、ヨーロッパのプラスチック生産量の約8パーセントを占めています。

数年前から、環境にやさしいプラスチックのリサイクルを実現するための方法が研究されてきました。これにより、新しいプラスチックを化学的に作るために必要なガソリンの量を減らすことができます。さらに、現在プラスチックを燃やしているゴミ焼却場から排出される温室効果ガスであるCO2も少なくすることが可能です。

Bornscheuer教授のチームは、ダブリン大学(アイルランド)のポリマー専門家やライプツィヒの科学者とともに、約200万個の候補をスクリーニングし、PVAの分解できる酵素を3種類発見することができました。これらの酵素を組み合わせて、ポリマーを段階的に変化させ、ポリマーの断片を得ることで、PVAの分解を実現し、その断片をリサイクルすることができるのです。

微生物や酵素を天然の生体触媒として使用するバイオテクノロジーによる方法は、40℃以下の低温で、化学試薬を使用せずに分解、特にリサイクル(新しいプラスチックを作るための構成要素を分離すること)が可能であるため、代替手段となります。また、新しく特定された酵素を使うことで、ポリマー産業における循環経済という目標に大きく近づくことができる見通しです。

https://www.pudaily.com/Home/NewsDetails/34411

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