ブドウの枝からプラスチック代替の分解性素材を開発できる可能性

• South Dakota State Universityの研究チームがブドウの枝からセルロースを抽出し、既存のプラスチックより強く、短時間で分解されるプラスチック類似フィルムの開発に成功
• 既存のプラスチックは再生不能でマイクロプラスチックを発生させるため、環境汚染と人体の健康問題を引き起こす
• 農業副産物をセルロース素材として活用すれば、新たな環境配慮型の価値創出とプラスチック代替効果が期待できる
• ブドウの枝素材のフィルムは透明度が高く、土壌で17日以内に完全分解され、残留毒性がない
• この研究は生分解性包装材の商用化と循環型バイオエコノミーの実現に実質的に貢献する可能性を示している

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研究背景とプラスチック廃棄物問題

• 現在、ほとんどの包装材は使い捨てプラスチックであり、原油などの非再生資源を原料として使用し、自然分解には数百年を要する
• プラスチックのうちリサイクルされるのは9%にすぎず、残りは環境中に残ってGreat Pacific Garbage Patchのような巨大ごみ集積地の形成に寄与している
• プラスチックは環境中で微小単位のマイクロプラスチックおよびナノプラスチックへと分解され、人間や動物に吸入または摂取される
• マイクロプラスチックの長期的な人体への健康影響については、依然として研究が不足している

Srinivas Janaswamy教授による環境配慮型プラスチック代替材研究

• South Dakota State University Dairy and Food Science学科の准教授Srinivas Janaswamyは、農業副産物から高付加価値製品を開発する研究を進めている
• 目標はプラスチック汚染危機に対応する環境配慮型代替材の開発である
• 米国ではプラスチック製ショッピングバッグが主要なプラスチック廃棄物であり、その大半が1回使用された後に環境中へ放出される
• Janaswamy教授の最終目標は、環境中で分解可能なプラスチック類似バッグの開発である

中核素材: セルロース

• セルロースは植物の細胞壁に豊富に存在する、最も豊富な有機高分子である
• 強い水素結合とグルコース鎖により、構造的な剛性と耐久性をもたらす
• 人類はすでに布地（綿）や木材など多方面でセルロースを活用してきた歴史を持つ

さまざまな農業副産物からのセルロース抽出

• Janaswamy教授はアボカドの皮、大豆の皮、アルファルファ、スイッチグラス、コーヒーかす、トウモロコシの芯、バナナの皮など、さまざまな原料からセルロースを抽出している
• 抽出したセルロースを活用してプラスチックに類似したフィルムの開発を試みており、製品ごとに透明性・強度・特性が異なる
• こうした生分解性フィルムは、包装材などさまざまな応用分野で活用できる可能性が示されている

ブドウの枝と新たな協力

• ブドウの専門家であるAnne Fennell教授が、ブドウの枝に豊富に含まれるセルロースとその活用可能性に注目し、Janaswamy教授チームとの協力を推進
• 枝は毎年の剪定後に大量に発生するが、これまでは粉砕して土にまくか焼却するなど、低付加価値の処理しかされてこなかった
• 冬季の剪定枝は水分含有量が低くセルロース密度が高いため、プラスチック代替素材として適している

ブドウの枝由来フィルムの特性と期待効果

• セルロースを抽出して開発したブドウの枝ベースのフィルムは透明で強く、土壌環境で17日以内に完全分解される
• 試験では、既存のプラスチックバッグより引張強度が高いことが確認された
• 消費者が中身を簡単に確認できるため、食品包装材への応用に高い可能性を示している
• 研究チームはSDSUのブドウ園で枝を収穫し、乾燥・粉砕・抽出の工程を経てフィルムを製作した

持続可能性と循環型バイオエコノミーへの貢献

• 使用後に捨てられていたブドウの剪定枝をセルロース資源として再活用することで、農業廃棄物の効率的な管理とプラスチック汚染問題の同時解決が期待される
• 環境配慮型フィルムの開発は、循環型バイオエコノミーの活性化と環境保護に向けた現実的なアプローチを提供する
• 研究資金は米国農務省、国立科学財団が支援している

結論

• ブドウの枝ベースの生分解性フィルムは、既存プラスチックの代替と環境問題の解決に向けた有力な素材として浮上している
• 速い分解性、高い強度、食品包装への適用可能性など、商用化と実効性の面で大きな期待を集めている

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Hacker Newsのコメント

• イギリスでは大手スーパーマーケットで使い捨てのビニール袋が禁止されるようになった。最初は不満を言う人もいたし、何度か再利用可能なバッグを忘れることもあったが、結局は自然に適応した。果物やパンを入れる小さなビニール袋も一部のスーパーでは姿を消し、最初は透明窓付きの紙袋に置き換わったが、すぐに中を見る必要などないと気づいて、また茶色の紙袋が主に使われるようになった
  • どうしてあらゆる場面で茶色の紙袋がもっと一般的に使われないのか、いまだに不思議だ。最近はいくつかのメーカーがプラスチック使用を減らしているのを目にする。たとえば以前はティーバッグの箱もプラスチックで包まれていたが、今はそうではない。そもそも最初からなぜプラスチックが必要だったのか疑問だ。それでもなお多くの商品が何重ものプラスチック包装に包まれている。単純に禁止すればいい。優れた代替手段はすでに存在している
  • 環境への影響はほとんどないと思う。安くて薄いプラスチック袋は再利用バッグよりはるかに少ない材料で作れたし、ごみ箱のライナーとしてもう一度使い道があった。今は別にもっと厚いプラスチック製のごみ袋を買わなければならず、再利用バッグも追加で買うことになる。実際、食品サプライチェーンで農場から家庭まで運ぶのに必要なプラスチックの大半は、食品包装や袋ではなく、流通過程で何重にも巻くパレット包装だ。こういう部分にもっと注意を向けるべきだ。大半の変化は単なる道徳的な見せびらかしにすぎない。食料品店向けのトラックの燃費が少し良くなるだけでも、このビニール袋問題よりはるかに大きな改善になる
  • またプラスチック袋が増えつつある
    https://www.independent.co.uk/news/uk/home-news/plastic-bags-rise-online-shopping-ocado-b2813230.html
  • うちは肉、ハム、チーズ、魚などを買うときは、買い物のたびにいつも家から持ってきた容器（タッパー）を使っている。意地悪く見れば、効果の薄い「自己満足」の行動に見えるかもしれないが、実際その後もリサイクル箱にかなりの量のプラスチックは捨てているとはいえ、以前より半分に減った。たしかに気分が良くなる行動だ
  • 近所のスーパーで携帯スキャナーが導入されてからは、袋を持ち歩かなくなった。バーコードが見えるようにカートに商品を入れ、レジでスキャンして支払う。その後、車に行ってから袋に移し替える。誰にでも当てはまる方法ではないだろうが、こうすると荷物を移し替える手間がかなり減る気がする
• 生鮮食品を買うときにこういうものがあれば本当にいいと思う。今は袋なしでそのままかごに入れているが、リンゴ4個を簡単に量って家まで運ぶためにビニール袋に入れるのは、環境に対してあまりに身勝手な行動のように感じる。すぐに分解するこんな素材なら本当にありがたい
  • 家から持ってきたビニール袋をなぜ使わないのか不思議だ。十分長く使えるし、畳めば小さくなるのでポケットに入れたり車に置いておいたりできる。何年も使っている袋もある。1、2回バッグを忘れて、わざわざ取りに戻ることをしていれば、すぐ習慣になる。それに店の棚にある空き箱を使うこともできる。店には商品が入っていた輸送用の箱が空のまま置かれているので、隣の箱に商品を少し移せば、その空き箱を無料で使える。店はどうせその箱を捨てるので、持っていっても気にしない（実際に尋ねたこともある）。今ではいつも箱を探すのが自分なりの小さなゲームになっている。店員に決して迷惑をかけない、というのが自分のルールだ
  • 人々はプラスチックが環境にどれほど有害かを誇張している。車で10分走る排気ガス = ビニール袋1万枚以上の環境影響だ。先進国では家庭から出る廃プラスチックが環境に直接流入することはほとんどない
  • 私は農産物用のビニール袋を使うのをやめた。ただ農産物をそのままかごやカートに入れ、会計後にエコバッグへ直接入れる。ただし、エンドウ豆のようなとても小さい農産物は例外だ
  • 再利用できる果物・野菜用バッグもある
    https://www.target.com/p/lotus-original-reusable-produce-bags-3ct/-/A-84622523
  • 農産物を「そのまま」かごに入れる、というところが印象的だった
• 石油精製会社2社で働いたことがある。彼らは企業に有利な新しい社会構造を作るために政治家を買収できることに注力していて、実際にはこうした環境配慮の変化を進めるためのインフラ改変などまったく起こらないだろう
  • その話は昔の自動車業界にも言えただろう。かつては馬車産業も簡単には諦めないと言われていた。インセンティブが重要だ。しかし根本的な持続可能性の問題には、もっと先を見据えた考え方が必要で、最近は気候活動家に対する世論も否定的で、西側も東側も互いに責任を押しつけ合っている。理想的には政府が、短期的には損をする企業にとっても利益になるような規制を導入すべきだ。だが、その意思があるかは分からない。だから結局、あなたの言う通りなのかもしれない
  • 内側にいると、システムが本当に違う形で動きうると想像するのは簡単ではない
• 企業は、環境汚染の主犯が私たちだと信じ込ませるのが本当にうまい
  • この問題についてはいつも考えている。妻は環境にとても気を使っていて、カビの生えたガラス瓶まで丁寧に洗ってリサイクルに回す（リサイクル制度の実効性はまた別問題だ）。みんなが良い行動を実践すれば世界は良くなる、というのにも一理あるが、自分でも面倒だったり、時には全部無駄に感じられる日もある。ただ、そうした懐疑心は単に自分が怠けているだけなのではないかとも思う。実際、環境配慮の行動やリサイクルについて<i>考える</i>余裕があること自体、比較的豊かな国の人々だけが持てる特権でもある。発展途上国の一部では、むしろ無分別な消費や汚染が蔓延している。リサイクル制度の実効性、集団行動の効果、あるいは企業こそが真犯人なのかなど、本当に多くの論点がある。結局、変化を起こすには政府レベルの政策変更がどうしても必要だと感じるし、個人の行動だけでは政策や大衆向けの広報なしに大きな変化を生み出すのは難しい
  • 企業は人々が望むものを提供しなければ何もできない。企業の存在理由は、顧客が望む商品を提供することだ。驚くべきなのは、人々が自分の責任を回避して、製品を売る側を責めることだ。実際には、製品を買う人々が望む通りに企業は動いている。まるで「麻薬の売人」がいるから依存症が生まれるのだと言って責任転嫁しようとするようなものだ
  • この話は前にもしたが、いつも大量の低評価を受けた。それでももう一度言うと、
    • 企業にはリサイクル可能な製品を作る責任がある
    • 消費者にはごみを出すだけでなく、環境保護に積極的な政策を持つ政治家を選ぶ責任がある
    • 地方政府にはリサイクルセンターを運営し、住民の適切な行動を促す責任がある
      つまり、実際に環境汚染の直接の責任を負っているのは<i>消費者</i>だ。企業だけを責めるのは怠惰で無知な態度だ
• 20代だった頃の私は、こういう環境配慮素材が登場したら大いに興奮しただろう。もうすぐ40代を迎える今は、もう少し慎重になっている。こうした素材が広く普及するには、政府、市民団体、経済的な力など、何か重要な変化が先に起こる必要があると思う。世界中に広がるには、少なくともインセンティブのような新しい駆動力が必要だ。遅くても、必ず出発点にならなければならない
  • 単に共感するだけでは済まないくらい、まったく同じ考えだ。昔は漫画の裏表紙に載っている不思議な発明や、Popular Scienceの新製品を読むような気持ちでわくわくしていたが、今ではこうしたことが5年、10年、20年以内に解決するという信念はなくなった。それでも、誰かが努力しているという事実には感謝している
• これってセルロファン(cellophane)を再発明しただけなのでは、と思った
  https://en.m.wikipedia.org/wiki/Cellophane
  • 化学者ではないが、結局のところ製造方法は違ってもセルロースフィルムという点ではほとんど同じに見える
• プラスチックは構造の問題ではなく、流通の問題を解決する素材だ。たとえば、テキサスで一週間ずっと熱いトラックに積まれたTwinkieでも平気でいられる
  • プラスチックは短期的な包装用途（テイクアウト容器、ドリンクカップ、ストローなど）にも多く使われている
  • 昔はワックス加工紙でも十分うまくやれていた。今でもかなりの食品包装でワックス紙に置き換えられるはずだ
  • 自分の果物は、長持ちするプラスチックではなく、こういう分解可能なプラスチックに包まれていてほしい。実際、こうした生分解性プラスチックは使用時間が非常に短い包装に向いている
  • この分野には詳しくないが、熱や湿気には強いのに、油分に浸ると溶けたり役に立たない残留物を残さなかったりするプラスチックがあれば面白いと思う。よく考えると、それは常温で固体の石油のようなものなのだろうが、現実に人が開発しようとしているのは、そんな極端な素材ではなく、もっと現実的な代替品なのだろう
• この木はとても粘り強い素材だ。以前スモーカー用に何本か切ったことがあるが、実に変わっていて、糸のように裂ける木だった
• 生分解素材に懐疑的な人もいるが、正直10年前に紙ストローが定着するなんて信じていた人は誰もいなかった。ブドウの木の残渣のような植物廃棄物から実用的な素材が本当に作れるなら、私たちは使い捨てて忘れてしまうワンウェイプラスチックを置き換える本当のチャンスを得られると思う
  • 紙ストローの環境配慮イメージにだまされた人が多いなんて信じられない
  • 紙ストローはひどいし、生分解素材への懐疑論の反証としては不適切な例だ
• すでにコンポスト用のセルロース素材の袋を使っているが、中身を入れると3日ほどしかもたないのでとても不便だ。新しいロールに替えるたびに耐久性が違うこともあるし、時間が経つほどどんどん分解しやすくなって、実際に使える期間が短くなる
  • 私はコンポスト容器に袋をまったく使わない。毎晩そのまま丸ごと捨てて、食器と一緒にすぐ洗う。ステンレス製のコンポスト容器を使っているので、洗うのも簡単だし匂いも残らなくていい
  • 私はコンポスト袋と中身を冷蔵庫の冷凍室に入れている。そうすると臭いもしないし、袋が分解する前に捨てられる。このやり方は全体としておすすめだ
  • 3日程度なら十分使える期間だ