客观日本

东京大学等开发出兼顾强度和弹性的生物降解塑料,可制造钓鱼线及手术缝合线

2020年10月05日 能源环境

东京大学的岩田忠久教授与三菱瓦斯化学公司等组成的研究团队,开发出了可制成鱼线和手术缝合线等的生物降解塑料。新产品具备此前难以实现的强度和弹性。在低于常温的温度下也能降解,因此可以广泛应用于海洋、土壤和人体内的用途。预计能作为解决来自钓鱼线和渔具的海洋废塑料,以及无需拆线的手术缝合线。

近年来,流入海洋的塑料所造成的环境污染已成为国际问题。利用微生物产生的物质制作的生物降解塑料被视为有力的解决对策,但目前市场上的大部分生物降解塑料都是聚乳酸,只能在50~60摄氏度以上的环境中降解,进入自然界会半永久地残留。日本国内的大型化学企业等也开发了能在正常温度下降解的生物降解塑料,并正在推进实用化,但主要用途限于塑料购物袋等薄膜。

约一半的海洋废塑料都来自渔网、钓鱼线和用纤维编织的渔具。塑料材质的线需要同时具备强度和弹性。现有的生物降解塑料由于达不到用于拉拽等的渔具线的强度要求,未能得到采用。

岩田教授等人大约从10年前就开始利用名为3羟基丁酸的材料,开发能在普通环境下降解的塑料。此次通过使该材料与4羟基丁酸共聚,成功实现了高弹性。将其加工成线后,“同时实现了即使成年男性用全力拉伸也不会断裂的强度和弹力”(岩田教授)。

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新开发的线具备成年人用力拉伸也不会断裂的强度

把用新材料制作的线放入东京湾的海水中,1个多月后就彻底被微生物等降解。蚕食这种线的成分将其降解的微生物非常普遍,包括海洋、河流和土壤等。有望实现可降解的钓线和渔具。

另外,该材料还有望作为手术缝合线使用。在人体内,脂肪酶可以降解缝合线。此前也有能在体内降解的手术缝合线,但需要的时间比较长,而且由于比较硬,缝合的部位会突出来。新开发的缝合线降解性高于以往的产品,几个月就能降解。由于弹力比较大,还能改善使用感。

实用化面临的课题是削减生产成本。目前,薄膜的原料聚乙烯以及吸管和瓶盖等的原料聚丙烯的年产量都高达300万吨,而制造成本较高的生物降解塑料只有10万吨左右。今后将探索进一步提高线的强度和弹力的方法。2~3年后打算将开发的线作为产品销售。

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开发的线在海洋中放置3周后开始溶解。大约1个月后能完全降解(电子显微镜)

日文: 《日经产业新闻》
中文:JST客观日本编辑部