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2024-11-17 23:01:00
控えめに言っても、合成プラスチックが地球に及ぼす影響は憂慮すべきものです。それは海の深さから私たちが食べる食べ物に至るまで、どこにでも存在し、私たちの体内に侵入することさえあります。しかし、ノースイースタン大学の経験豊富な研究科学者であるアビナシュ・マンジュラ・バサバンナ氏は、「MECHS」が解決策であると考えています。
「人間が作った物質が生物界に与えている影響は、気候変動や汚染などを引き起こしています」と彼は言います。
「私たちがこの問題に対処できる方法の 1 つは、材料を持続可能なものにし、さらにスマートまたはインテリジェントな材料を作ることです。」
新しいバイオプラスチックの誕生
マンジュラ・バサバンナ氏は、ノースイースタン大学の化学とケミカル生物学の准教授であるニール・S・ジョシ氏と協力して、MECHSという名前の新しいバイオプラスチックを誕生させた。
これは、堆肥化可能性、治癒可能性、および拡張性を備えた機械工学的生体材料の略です。
研究チームは最近、その発見を雑誌で紹介しました ネイチャーコミュニケーションズ。ここでは、彼らは、機能性材料を生成する生きた細胞である人工生体材料を使った独自の作品を明確に表現しました。
バイオプラスチックの不思議
MECHS の特徴は何ですか? Manjula-Basavanna 氏と Joshi 氏は 2 つの主な理由を教えてくれました。
第一に、MECHS は自然からインスピレーションを得たソリューションの美しさを示し、再生能力、自己調整能力、光などの外部刺激に反応する能力を備えています。
2 番目の理由は、今日の状況ではさらに重要です。私たちの地球や体を窒息させる有害なプラスチックとは異なり、MECHS は水中でも生分解性があり、堆肥箱の中でも生分解されます。
「現在、私たちはまったく使用する必要のない用途に従来の非生分解性プラスチックを大量に使用しています」とジョシ氏は言います。 「これをプラスチックに置き換えれば、トイレに流すだけで生分解されます。」
人工的に作られた生体材料
これまで、このような人工生体材料は、広範な生産に拡張可能ではありませんでした。 MECHSを入力します。
本質的には、紙またはフィルム状の素材に加工された繊維マトリックスと絡み合った遺伝子操作された大腸菌で構成されています。
繊維構造は MECHS にいくつかの望ましい特性を与えます。たとえば、バイオプラスチックはラップのように伸縮することができ、遺伝子操作により剛性を変えることができます。そして、非常に興味深いことに、自己修復機能があります。
しかし、本当に一番の魅力は何でしょうか？ MECHS は、大量の水でも堆肥箱でも完全に溶解します。他の既存の生分解性プラスチックよりもはるかに速く、急速に溶解します。また、紙と同様に大量生産が可能です。
潜在的な用途
科学の驚異は、MECHS を「一次包装」の解決策として構想しています。これには、新しい iPhone を保護するプラスチックのカバーや家電製品の洗剤ポッドが含まれます。 MECHS が鉢植えの植物を包み込み、ゆっくりと分解してタンパク質を放出して植物を肥やしているところを想像してみてください。
プラスチック汚染の世界的な問題に取り組むマンジュラ・バサバンナ社は、プラスチック市場のほぼ 3 分の 1 をカバーするプラスチック包装における MECHS の大きな可能性を認識しています。
同氏は、そのような包装の寿命は数日から 2 年続く可能性があるが、使用されている石油化学プラスチックは生分解するまでに数百年かかる可能性があると観察しています。
「包装材の寿命がこれほど短い場合、生分解に数百年かかる石油化学プラスチックは多くの場合不必要です。したがって、生分解性、水洗性、および機械的調整機能を備えた MECHS のような持続可能な代替品は、状況を一変させる可能性があります。」マンジュラ・バサバナ。
MECHS 導入における課題
MECHS は世界的なプラスチック危機に対する革新的な解決策を提供しますが、この技術を大規模に導入するには課題がないわけではありません。主な懸念の 1 つは、MECHS で使用される遺伝子操作された大腸菌のゲノム安定性にあります。
科学者は、予期せぬ結果を避けるために、さまざまな環境条件下で細菌が安全かつ安定に保たれるようにする必要があります。さらに、従来のプラスチックに依存している業界を MECHS に移行するには、大きな経済的および物流上の障壁を克服する必要があります。
世界中の生産施設は、この新しい材料に対応するために新しい技術やインフラを導入する必要があり、短期的にはかなりのコストがかかる可能性があります。
さらに、広く使用するための信頼と承認を得るには、一般の認識と規制のハードルを乗り越える必要があります。
持続可能な素材の未来
将来に目を向けると、MECHS を中心としたイノベーションは、産業を変革できる持続可能で適応性のある材料の急成長の時代を示唆しています。
生きた材料の研究が進むにつれて、まだ想像されていない技術に動的で適応可能な材料の開発を可能にするなど、新たな可能性が生まれます。
MECHS での成功を基に、Manjula-Basavanna 氏と Joshi 氏は、環境保全からヘルスケアに至る特定の用途に合わせてカスタマイズされた生分解性材料のパレットを拡大することを構想しています。
彼らの仕事は、持続可能なソリューションを推進するために、生物学、化学、工学の橋渡しとなる、分野を超えたコラボレーションに重点を置いています。
最終的に、MECHS は、自然からインスピレーションを得たイノベーションを受け入れることが、私たちが使用する材料や私たちが住む環境と私たちの関係を再構築する力を備えた画期的な進歩につながる可能性があることを証明しています。
研究は雑誌に掲載されます ネイチャーコミュニケーションズ。
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