客觀日本

東京大學等開發出兼顧強度和彈性的生物降解塑膠,可製造釣魚線及手術縫合帶

2020年10月05日 能源環境

東京大學的岩田忠久教授與三菱瓦斯化學公司等組成的研究團隊,開發出了可制成魚線和手術縫合帶等的生物降解塑膠。新產品具備此前難以實施的強度和彈性。在低於常溫的溫度下也能降解,因此可以廣泛應用于海洋、土壤和人活體內的用途。預計能作爲解決來自釣魚線和漁具的海洋廢塑膠,以及無需拆線的手術縫合帶。

近年來,流入海洋的塑膠所造成的環境污染已成爲國際問題。利用微生物產生的物質製作的生物降解塑膠被視爲有力的解決對策,但目前市場上的大部分生物降解塑膠都是聚乳酸,只能在50~60攝氏度以上的環境中降解,進入自然界會半永久地殘留。日本國内的大型化學企業等也開發了能在正常溫度下降解的生物降解塑膠,並正在推進實用化,但主要用途限於塑膠購物袋等薄膜。

約一半的海洋廢塑膠都來自漁網、釣魚線和用緞紋組織的漁具。塑膠材質的線需要同時具備強度和彈性。現有的生物降解塑膠由於達不到用於拉拽等的漁具線的強度要求,未能得到採用。

岩田教授等人大約從10年前就開始利用名爲3羥基丁酸的材料,開發能在普通環境下降解的塑膠。此次透過使該材料與4羥基丁酸共聚,成功實施了高彈性。將其加工成線後,「同時實施了即使成年男性用全力拉伸也不會斷裂的強度和彈力」(岩田教授)。

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新開發的線具備成年人用力拉伸也不會斷裂的強度

把用新材料製作的線放入東京灣的海水中,1個多月後就徹底被微生物等降解。蠶食這種線的成分將其降解的微生物非常普遍,包括海洋、河流和土壤等。有望實施可降解的釣線和漁具。

另外,該材料還有望作爲手術縫合帶使用。在人活體內,脂肪酶可以降解縫合帶。此前也有能在活體內降解的手術縫合帶,但需要的時間比較長,而且由於比較硬,縫合的部位會突出來。新開發的縫合帶降解性高於以往的產品,幾個月就能降解。由於彈力比較大,還能改善使用感。

實用化面臨的課題是削減生產成本。目前,薄膜的原料聚乙烯以及吸管和瓶蓋等的原料聚丙烯的年產量都高達300萬噸,而製造成本較高的生物降解塑膠只有10萬噸左右。今後將探索進一步提高線的強度和彈力的方法。2~3年後打算將開發的線作爲產品銷售。

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開發的線在海洋中放置3周後開始溶解。大約1個月後能完全降解(電子顯微鏡)

日文: 《日經產業新聞》
中文:JST客觀日本編輯部