植物由来の化合物を原料とする機能性プラスチックの開発に挑む

　高分子化学の研究者たちは、時代のニーズに合わせて、さまざまな機能性材料を開発してきた。「プラスチック」と総称されるポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステルなどの化合物がこれにあたる。プラスチックは、レジ袋はもちろん家具から衣類まで幅広い場所で活用されているのは誰もが認めるところだろう。
　応用化学コース香西博明教授の専門は、こうした機能性高分子材料の研究・開発だ。例えば、導電性高分子として知られる「ポリアセチレン」から、置換基を導入することによる「置換ポリアセチレン」を創製し、膜状に成形することで、液晶ディスプレイのような光学・電気材料として応用する研究などに取り組んでいる。
　そんななか、近年、高度経済成長期の豊かな生活を支えてきた石油資源由来の高分子材料たちは 、現代の「脱プラ」「カーボンニュートラル」の流れを受け、転換期を迎えている。
　「地球温暖化や石油資源の枯渇など環境問題が深刻化しています。これからは、高分子化学の分野でも環境にやさしい材料開発が求められます。そこで研究室では、植物由来の化合物を原料とするバイオベースポリマーの開発に力を入れています」
　ポリマーとは、高分子化合物のこと。さまざまな高分子材料の開発に携わってきた香西教授が新たに手がけるのは、耐久性・耐熱性に優れ、使用後は太陽光などで簡単に分解されるような自然由来の環境調和型高分子材料の研究だ。

近年、研究室のメンバーとともに手がけた研究のひとつが、ヒマシ油を原料とする高分子材料の開発だ。ヒマシ油は、トウゴマの種子から採取する植物油の一種で、かつてはエンジンの潤滑油として用いられていた。
「植物由来材料を用いた生分解性ポリマーとして、最も多く用いられているポリ乳酸は、自然に分解されやすい特性がある半面、耐熱性に劣り、耐衝撃性の弱さに難点があります。そこで私たちは、ヒマシ油を開始剤とした分岐ポリ乳酸を用いて、アクリル系モノマーとのUV（紫外線）硬化性樹脂の合成に成功しました」
UV硬化性とは、紫外線を当てることでモノマー間で架橋構造が形成されることを意味する。つまり、熱に弱いポリ乳酸を高温ではなく紫外線で反応させ、強度の課題を解決したのだ。
「これからの高分子化学は、合成だけでなく分解のことまで考えて材料を開発する必要があります。それを実現できるのは、高分子のエキスパートである研究者の役割だと考えています。将来的にウミガメやクジラが食べても問題ないプラスチックが開発されるのも決して夢ではありません」