科學研究 - 用稀少糖強化混凝土性能，有害物質不易溶出到環境中

地球上微量存在的特殊糖類「稀少糖」可能有助於強化混凝土的性能。日本香川大學的研究人員發現，在混凝土中加入稀少糖加工再生混凝土時，有害物質不容易釋放到環境中。同時研究人員還在推進透過混合稀少糖來強化混凝土功能的研究。到2050年，不僅是混凝土，醫療和農業等各個領域也可能會普遍用到稀少糖。

調查製造混凝土時添加稀少糖能否強化功能（圖片由香川大學吉田教授提供）

稀少糖與葡萄糖和果糖一樣，也屬於單醣，在自然界中僅少量存在。目前已知大約有50種稀少糖，並且已經發現了將果糖轉化爲稀少糖的酶等物質。

香川大學的吉田秀典教授和岡崎慎一郎副教授等人組成的研究團隊正在推進強化混凝土功能的研究。目標是透過在製造和運送混凝土時混合稀少糖來爲其賦予新功能。

目前運送混凝土時會添加化合物等，目的是適當調節混凝土的凝固時間。已知添加葡萄糖等也有效果，研究團隊一直在實施混合稀少糖的實驗。截至目前已應答添加稀少糖可以抑制混凝土内部的有害物質的溶出。

通常情況下，混凝土中即使含有有害物質也不會釋放到外部。但將其粉碎作爲路基材料或者混凝土重新利用時，有害物質可能會釋放到外部環境中。岡崎副教授指出，「尤其是與土接觸時，（有害物質）容易釋放到土壤裏」。研究發現，以混凝土爲原料製造的再生路基材料具有會釋放出具有致癌性物質六價鉻的情況。

研究團隊應答，製造混凝土時添加某種稀少糖與添加葡萄糖等相比，可將有害物質的釋放量最大減量80％。可能是因爲受到了稀少糖的氧化能力的影響。

目前還不清楚這種現象的原理，仍處於詳細調查之中。研究團隊認爲稀少糖有助於實施環境負荷低的混凝土，打算數年後實施實用化。

混凝土可以混合各種廢棄物製造，因此「還能作爲廢棄物最終處理場使用」（吉田教授）。如果能混合廢棄物強化混凝土的功能，從SDGs（永續發展目標）的角度來說也有望成爲一項有用的技術。

成功強化混凝土功能的一個例子是煤炭火力電廠產生的煤灰。研究發現，混合煤灰不僅能提高混凝土的長期強度，並能防止其開裂等。

研究團隊認爲，今後開發各種高功能混凝土時也可以利用稀少糖。因爲即使混合的物質中含有有害物質，添加稀少糖也有望防止其釋放，還便於促進廢棄物的利用。

岡崎副教授樂觀地表示：「到2050年前後，可能會發現混合稀少糖的很多未知功能。」

還可應用於醫院飲食和農藥等

自然界的糖類中含量最多的是葡萄糖，果糖等也大量存在。另一方面，幾乎不存在的是「D-阿洛酮醣」和「D-塔格糖」等稀少糖。這些稀少糖結構各異，化學性質也不同。

稀少糖相關的研究動向與前景
2002年	香川大學的何森健整理稀少糖的化學關係，實施有效生產
2019年	松谷化學工業（兵庫縣伊丹市）等在墨西哥建設稀少糖專用工廠
2020年	香川大學等宣佈稀少糖對植物的病原菌有抗菌作用
2021年	香川大學等實施將稀少糖用於糖尿病患者的住院飲食的臨牀試驗
2020年代上半期	利用稀少糖抑制有害物質釋放的混凝土實施實用化
2030年代	弘前大學等開發的採用L-葡萄糖的癌症冶癒法實施實用化
2050年代	採用稀少糖強化了各種功能的混凝土普及