海水中で原料にまで分解する超分子プラスチックを開発―環境を汚染しないプラスチック代替材料として期待：理化学研究所ほか
(2024年11月22日発表)
（国）理化学研究所と東京大学の国際共同研究チームは11月22日、海水中で原料にまで分解する超分子プラスチックを開発したと発表した。地球環境汚染の要因の一つであるプラスチック材に代わる可能性を持つ物質で、廃プラスチック問題の将来の解消が期待されるという。
超分子プラスチックは、共有結合のような強固な結合を持たず、原料のモノマーが可逆的な非共有結合で形成されている化学物質。可逆性があるため、超分子ポリマーから原料モノマーに戻せ、リサイクルが容易という特徴がある。しかし、その半面、丈夫なプラスチック材料は得られないと長い間考えられてきた。
研究チームのメンバーは、電荷を帯びたイオン性原料モノマーを架橋すると起きる相分離を生かせば、結合の可逆性を押さえ込めるという着想を得て、超分子ポリマーから堅固なプラスチックを生み出すことに挑戦し、成功した。
開発した超分子プラスチック合成法は、ヘキサメタリン酸ナトリウムと硫酸グアニジニウムという2種類のイオン性モノマーを水中で混合する。これらのモノマーは、水中で静電相互作用によって接着し、架橋構造体を形成する。それと同時に、この混合物は相分離を起こし、架橋構造体は下層の凝縮相を形成する。この凝縮相を乾燥させると、無色透明で超高密度のガラス状超分子プラスチックが得られるという仕組み。
相分離により架橋構造が安定化して、塩を外部から添加しない限り、架橋構造体から原料への解離は生じない。
研究グループはこの製法により、耐熱性、硬度、引張強度がそれぞれ優れた3種類の超分子プラスチックを作製、いずれも堅固でありながら加熱により容易に成形加工でき、複雑な形も作れ、既存のプラスチックと遜色のない物性を持つことを確認した。
一方で、海水（塩水）に入れると原料モノマーにまで速やかに解離し、バクテリアなどによる生化学的な物質代謝を受けるため、環境を汚染しないというという特長があるとしている。
