パイナップルの葉の廃棄物
メコンデルタには、甘くて美味しい果実を生むクイーンパイナップルという有名な品種があり、広く栽培されており、ベトナム国内最大の生産量を占めています。パイナップル製品は、 ハウザン省のカウドゥック、キエンザン省のタックカウ、ティエンザン省のタンフオックといった地名と結び付けられています。
しかし、パイナップルは果実からのみ価値を生み出すわけではありません。収穫後、大量のパイナップルの葉が廃棄物として残り、ほとんど役に立ちません。農家は主に地中に埋めたり、ごく少量をバイオガスとして利用したりして処分しています。
カントー大学（CTU）の研究チームと共にハウザン省を視察した際、CTU工学部のヴァン・ファム・ダン・トゥイ准教授は、豊富なパイナップルの葉をポリマーに混ぜて高吸水性材料を作製できる可能性を見出しました。この新たな研究テーマの成功は、子供用および高齢者用おむつ製造への応用の可能性を切り開き、工業生産への導入が期待されます。
ヴァン・ファム・ダン・トゥイ准教授は、このアイデアについて、公開されている文献を注意深く検討した結果、水を蓄えられるビーズを作る研究は世界中で数多く行われており、本研究グループが初めてではないと述べました。しかし、これまでの研究プロジェクトではセルロースは採用されておらず、既に市販されているセルロース誘導体を用いる方法が採用されていました。高吸水性ポリマーの製造プロセスにおけるセルロース誘導体の使用を比較すると、利便性は向上するものの、吸水性や構造耐久性の面で効率が高くないことが示されています。さらに、パイナップルの葉を原料として高吸水性材料の製造に応用した研究は発表されていません。
カウドゥックパイナップルは収穫後も大量のパイナップルの葉が残ります。
パイナップルの葉にはセルロースが非常に多く含まれていますが、研究チームはパイナップルの葉から得られるセルロースの利用を目指しています。この方向での研究活動は、メコンデルタのパイナップル農家にとって、パイナップルの葉の加工方法を見つける上で、さらに大きな意義を持ちます。一方、市販のセルロース製品は価格が高めです。
そこで、パイナップルの葉からセルロースを選別し、同時にパイナップルの葉からセルロースを生成するプロセスを構築しました。そして、それを高吸水性ポリマー合成システムに投入することで、パイナップルの葉の廃棄物をハイテク製品に活用するというソリューションに貢献します。この製品の特長は、水環境下で最大21日間構造を維持し、吸水率は本体質量の1,900倍に達することです。
この研究プロジェクトは2018年に開始されました。研究の過程で、研究チームは得られた製品が100%生分解性ではないことを発見しました。そのため、研究チームはより生分解性の高い製品の開発を継続しています。
高い適用性
研究成果のハイライトは、農業廃棄物を利用して、より優れた特性を持つ高吸水性ポリマーを製造した点です。研究チームはさらに、通常、高吸水性ポリマーの合成プロセスはモノマーを用いて行われると説明しました。次に、ポリマー鎖間に架橋を形成する条件で重合反応を行い、高吸水性ポリマーを生成します。これが高吸水性ポリマーの合成です。しかし、セルロースを添加すると、セルロースがポリマー鎖に結合し、より硬く強固な構造骨格を形成し、吸水能力の向上に役立ちます。
研究チームは結果を受け、科学技術省知的財産局に申請書を提出し、現在審査結果を待っている。本研究プロジェクトでは、パイナップルの葉由来のセルロースを高吸水性材料合成システムに応用することで、生活への応用と農業生産への再利用の可能性を切り開く。農業分野では、優れた吸水性を持つ製品を野菜や観賞用の花の鉢植えに投入することができる。過剰な水やりをしても、高吸水性粒子が水を吸収し、ゆっくりと「放出」することで植物が利用できる。
これはパイナップルの葉由来のセルロースを高吸水性材料に応用するという新たなソリューションであるため、研究チームは多くの技術的課題を克服しました。この製品は3年間の開発と改良を経て誕生しました。現在、研究チームは塩水吸収への応用についても試験を行っており、干ばつ地域や塩害地域での応用の可能性を広げています。
環境に優しく持続可能な経済への潮流の中で、循環型経済は経済専門家によって一つのツールとして捉えられています。世界中の多くの国々が、環境への影響を伴わない経済発展を目指す新たなアプローチをとっています。
大学や研究所の研究活動と並行して、企業は市場の需要に応え、持続可能な価値を創造するために、環境に優しい製品やサービスの開発へとシフトしています。したがって、環境に優しい製品やサービスの普及・導入を通じて、顧客獲得と収益創出が期待されています。パイナップルの葉を応用した技術に関する研究プロジェクトからは、生活、農業生産、グリーン経済の発展、そして環境保護に役立つ多くの新しい有用な製品を生み出すための有望な材料源が創出されました。
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