学術誌「ネイチャー・コミュニケーションズ」に掲載された研究によると、中国とオランダの共同研究チームが、クモの糸にヒントを得た技術を用いて、トウモロコシから新しいタイプのバイオプラスチックを開発することに成功した。彼らは、このバイオプラスチックが化石燃料由来のプラスチックに代わる、より持続可能な代替品となる可能性があると考えている。
現在、プラスチックのほとんどは石油や天然ガスから生産されており、炭素排出やその他の汚染物質など、数多くの環境問題を引き起こしている。さらに、プラスチック廃棄物は自然分解が非常に難しく、マイクロプラスチックの発生につながる。
そのため、近年、 科学者たちは従来のプラスチックに代わる植物由来の「バイオプラスチック」の研究開発に取り組んできた。しかし、これらの材料の多くは脆く、壊れやすかったり、耐湿性や防酸素性に欠けたりする。そのため、食品包装、繊維、耐久性のある素材といった産業には適さない。
新たに発表された研究によると、科学者たちはこの問題を解決したという。彼らが注目したのは、トウモロコシに含まれる天然タンパク質であり、トウモロコシ加工やエタノール生産の副産物としてしばしば得られるゼインだ。この生体高分子の特長は、耐久性、柔軟性、そしてわずか数週間で土壌中で分解される能力にある。さらに、研究チームはクモが絹糸を生成する仕組みも研究し、この新素材の開発に取り組んだ。
クモの糸は、引張強度において世界で最も強い天然素材の一つとして古くから知られています。また、軽量で柔軟性があり、生分解性にも優れています。クモは糸を作る際に、絹糸腺内の酸性度、水分量、タンパク質の配列を綿密に制御することで、他に類を見ないほど耐久性の高い分子構造を作り出します。
研究チームは、クモの絹糸生成メカニズムに着想を得て、従来のプラスチック製造のようにトウモロコシタンパク質を溶融・加工するのではなく、クモの糸の生成と同様の方法でタンパク質分子を再編成した。この方法により、ゼインタンパク質がより強固に配列・結合し、優れた強度を持つ材料が得られた。
研究チームは、この新しいポリマーから繊維、フィルム、薄板を製造し、この材料を「プランティマー」と名付けた。専門家によると、「プランティマー」は耐水性・耐酸素性に優れており、多くの産業用途に適しているという。特筆すべきは、この材料の約80%がわずか1ヶ月で土壌中で分解される点である。
しかし、科学者たちは、この新技術は現在研究段階にあり、大規模な商業化には克服すべき多くの課題があると指摘している。これらの課題には、「植物性ポリマー」の大規模生産に必要なゼインの供給が食料安全保障に影響を与えるかどうか、また、この材料が長期間にわたって温度や光にさらされた場合の耐久性などが含まれる。
出典: https://khoahocdoisong.vn/cong-nghe-dot-pha-tao-nhua-sinh-hoc-tu-ngo-phan-huy-nhanh-post2149101700.html
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