バイオプラスチック開発に挑む、若手研究者の群像

　大量生産・大量消費を支える便利な素材として、プラスチックが登場してから半世紀以上ー。軽量で強度に優れ、かつ加工しやすいその性質は、さまざまな産業分野に広く普及してきた。しかしいま、資源制約時代の到来を前に、持続可能で低炭素・効率的な資源利用の象徴として、再びプラスチックをめぐる基礎研究が脚光を集めている。様々なアプローチでこれに挑む若手研究者の姿から、その可能性を覗いてみよう。
　
リグニン誘導体を原料に
　「非可食性バイオマスから高機能・高性能な高分子材料を製造できれば、木質系の産業廃棄物の有効利用と石油などの枯渇資源からの脱却に貢献できる」ー。こう話すのは理化学研究所環境資源科学研究センターの竹中康将研究員（47）。

　「非可食性」とは人間が食用にしない草や樹木といった植物材料、「バイオマス」とは化石資源を除いた生物由来の有機資源。世界的な資源需要の高まりや食料安全保障の観点から、近年、こうした「非可食性バイオマス」を原料とする化学素材の製造技術が注目されている。

　OECD（経済協力開発機構）によると、世界の資源利用量は年間800億トンを超え、2060年には現在の倍の1670億トンまで増加するとみられている。人口増や所得平均の向上に伴い、バイオマス（生物資源）や化石燃料、金属、非金属鉱物といった資源の採掘と加工が増えることが予想される。

　バイオマスから作られるバイオプラスチックは、これまで主にトウモロコシやサトウキビ、大豆など人間や家畜が食用とできる植物を原料としてきた。しかし、これらを大量にプラスチックの原料として用いると、食料や飼料不足を招きかねない。非可食性バイオマス素材に注目が集まるのはこのためだ。

　竹中氏は、理化学研究所内に2010年に発足した「バイオマス工学研究プログラム」（現在は環境資源科学研究センターの「新規能性ポリマー」プロジェクトに移行）に参画。石油由来のプラスチックと同等以上の性能や機能を持つバイオプラスチックの開発に取り組む。

　これまでの成果のひとつとして、木材の主要成分のひとつである「リグニン」の分解生成物として知られる桂皮酸やカフェ酸といった「リグニン誘導体」を原料に用いたポリマーの合成に成功。現在、実用化を目指して機械特性の評価などを行っているという。

　「非可食性バイオマスを原料に、地球環境に配慮した石油由来のプラスチックを凌駕する機能・性能を持ったバイオプラスチックを開発していきたい」と語る。