グラーツ工科大学は「B3PO」とともに、木材スクラップから環境に優しいプラスチックを開発する新しい研究ネットワークをコーディネートしている。テクノロジーがどのように機能するのか、そしてプロジェクトの背後にはどのようなビジョンがあるのか。
毎年何百万トンものリグニンが生産されていますが、これはすぐにバイオプラスチックになる可能性があるのでしょうか？
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毎年、何百万トンものリグニンが木材および製紙産業で生産されています。自然界では、この材料は植物の細胞壁の安定性を保証しますが、産業では現在、ほぼ完全に燃焼しています。
B3PO (「Better BioBased Polymer」) とは何ですか?
グラーツ工科大学の研究者たちは、この状況を変えたいと考えています。彼らはヨーロッパのパートナー大学8校と協力して、リグニンやその他の植物残留物を持続可能なプラスチックに変えるプロセスを研究している。これにより、環境に有害な石油製品が代替される可能性があります。
「私たちは、生分解性でリサイクル可能な木材残渣から高性能ポリマーを製造できることを示したいのです」と、B3PO ネットワークのコーディネーターであり、グラーツ工科大学分子生物工学研究所の研究員である Robert Kourist 氏は説明します。
なぜリグニンは原料としてこれほど魅力的なのでしょうか?
リグニンはセルロースに次いで地球上で2番目に多い天然物質です。 木材や紙の生産の副産物として、大量に入手可能です。市場調査機関 Research Nester によると、年間生産量は現在約 5,000 万トンで、その傾向は急速に増加しています。理論的には、これでプラスチック産業の大部分を供給するには十分だろう。
しかし、この材料は構造が複雑なため、工業的に利用することが困難です。そのため、リグニンはこれまでほとんど原料として利用されてこなかった。
これからどうやってプラスチックが作られるのでしょうか？
B3PO ネットワークは、3 段階の「イノベーション戦略」により、リグニンなどの植物残渣から化学原料を入手したいと考えています。これらからバイオプラスチックを得ることができます。ハイライト: ライフサイクルの終わりには、再び原材料として使用できます。これは循環経済の代表的な例です。
研究者らは自分たちの戦略を次のように説明しています。
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持続可能なバイオマス採掘:
木材残留物は、有害な副産物を生成しない特別なプロセスを使用して「消化」されます。 -
バイオテクノロジー処理:
研究者らは、酵素と機械学習手法を使用して、リグニンの構成要素を化学的に使用可能な分子に変換します。ここでも有害な化学物質は使用すべきではありません。 -
新しいポリマーへの再構築:
科学者たちはこれらの原材料を使用して、包装、コーティング、接着剤などのバイオベースのプラスチックを合成します。
これにより、閉じたサイクルが形成されます。廃棄物は、寿命が尽きると再び生分解できる貴重な物質になります。
これがなぜ重要なのでしょうか?
現在、プラスチック生産の 95% 以上は石油に基づいています。したがって、バイオベースの代替品は CO₂ 排出量の削減に貢献する可能性があります。同時に、地方にまったく新しいバリューチェーンを可能にします。
言い換えれば、包装材、塗料、接着剤などは間もなく木材廃棄物から作られるようになる可能性があり、したがって堆肥化またはリサイクル可能になるでしょう。
「私たちの目標は、化石プラスチックを段階的に置き換えていくことです」とコウリスト氏はコメントする。 「しかもこれらすべてにリサイクル可能な素材が使われています。」
誰が乗っていますか?
B3PO の一環として、ヨーロッパの 9 つの大学で合計 15 の博士課程プロジェクトが創設されています。関係者:
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グラーツ工科大学 (コーディネーション)
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BOKU ウィーン、アーヘン工科大学、ベルリン フンボルト大学、ハノーバー大学
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エクス・マルセイユ大学、アベイロ大学、マドリード・コンプルテンセ大学、ザグレブ大学
また、ヘンケル、ノボネシス、スピンケムなどの業界の関連パートナーもおり、実務経験を積んでプロジェクトをサポートしています。新しいネットワークは、EU プログラム「Marie Skłodowska-Curie Doctoral Networks」から資金援助を受けています。その目的は、国際的な研究協力を束ね、若い科学者を促進することです。
トレーニング モデルはどのように機能しますか?
グラーツ工科大学によると、B3PO に参加する博士課程の学生はそれぞれ、ヨーロッパの 2 つの大学で二重の博士号を取得する予定です。
プロジェクト中、彼らはバイオテクノロジー、化学、高分子科学、材料工学の分野で学際的に学びます。産業パートナーとの長期の研究滞在もプログラムの一部です。
長期的には、これにより、実験室から応用まで、持続可能な材料のバリューチェーン全体を理解する新世代の熟練労働者が生み出されるでしょう。
#グラーツ工科大学木材廃棄物からバイオプラスチックを開発