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本学の注目すべき研究者のこれまでの研究活动や最新の情报を绍介します。

大学院環境科学研究科　熊谷 将吾 助教

生活に欠かせないプラスチック製品。しかしその一方で、日本では、2018年には891万トンのプラスチックごみ（廃プラスチック）が排出されました（プラスチック循环利用协会によるデータ）。廃プラスチックの有効利用率（リサイクル率）は84％だったといいます。その内訳は、廃プラスチックをプラスチックのまま原料にして新しい製品をつくる「マテリアル（材料）リサイクル」が23％、化学的な処理を施して利用する「ケミカルリサイクル」が4％、燃やした际に発生する热を回収する「サーマルリサイクル（エネルギー回収）」が56％となっています。熊谷さんの研究分野は、従来の方法ではリサイクルが难しいプラスチックのケミカルリサイクル法の开発です。

多様なプラスチックの処理技术

一言でプラスチックといっても、じつに多种多様です。食器や食品トレー、ストロー、ペットボトルは代表的なものですが、そのほかにも発泡スチロール、ボールペンや定规、消しゴムなどの文房具、ゴミ袋、ＣＤ、携帯电话、コンタクトレンズ、ホース、水道管、注射器、电线ケーブル、タイヤ、プリント基板などなど、身近なものから予想外のものまでたくさんあるのです。

そのうち、ペットボトルはリサイクルの优等生なのだそうです。それは、混ざり物がほとんどないポリエチレンテレフタレート製なので、化学的ないし物理的な方法によって原料に戻しやすいからです。ペットボトルは、ペットボトルへの水平リサイクルが実现し、またフリースなどの衣料や卵パックなど多种多様の製品に再生されています。矢印が叁角形に组み合わさったマークに笔贰罢と书き込まれた特别な识别表示マークがペットボトルに付けられて特别扱いされているのは优等生の証しでもあるのです。

混ざり物の少ない纯粋できれいなプラスチックならば、比较的容易に材料リサイクルに回すことができます。しかし大多数のプラスチックには、目的の机能を得るためにさまざまな颜料や添加剤が入っています。日本で売られているだけでも150种类あまりのプラスチックが存在しており、添加剤だけでも250种类が知られています。それらが混ぜ合わされていることが、多种多様な製品が存在する理由でもあり、リサイクルを难しくさせている要因の１つだそうです。

熊谷さんは、学部４年の进级时に、30年以上前からプラスチックのケミカルリサイクルの研究を始めていた吉冈敏明先生の研究室に入りました。それ以降、熊谷さんは、难リサイクル性のプラスチックを主なターゲットとして、プラスチック材料であるポリマー（高分子）を热分解によって低分子に分解し、それをオイルやガスとして集め、各种化学原料や燃料に戻す技术开発に取り组んでいます。プラスチック製品は多岐に渡りますから、それらの性状に応じた热分解のしかたや前処理が求められるのに、现実は、どんなプラスチックや添加剤が使われているかは製品ごとにまちまちで、公司秘密と言ってもいいくらいです。熊谷さんは、プラスチックの种类や含まれている添加剤を特定する分析技术の开発も公司と共同研究しています。プラスチックや添加剤の热分解によって発生するガスを直接、ガスクロマトグラフという测定装置にかけて成分を検出するシステムにより、添加剤の配合処方からプラスチックの分解メカニズムまで网罗的に解明しようというのです。店ごとに违うカレーの香辛料の配合を见分けるようなもので、挑戦しがいがあると、熊谷さんは闘志を燃やしています。

プラスチックは単体だけでなく様々な材料と组み合わせて製品化されています。たとえば家电製品や自动车の铜线ケーブルの被覆材はプラスチックです。铜とプラスチックを再利用するためにも、铜线とプラスチックをきれいに分ける必要があります。従来の方法は、そのまま粉砕して比重で分けるというものでした。熊谷さんは、适切な溶媒で被覆材を柔らかく膨らませたうえで、ボールミルで剥がす技术を开発し、これまではリサイクルが困难だった直径数尘尘の细线でさえも高精度に剥离することに成功しています。现在、実用化に向けた技术のブラッシュアップに励んでいます。

资源の有効活用と厂顿骋蝉

プラスチックなどの工业製品のリサイクル技术の开発だけでなく、エクアドルとの共同研究で、农业において生じる未利用バイオマスを有効利用する研究もしています。カカオポッド、バナナのラキス（茎）、コーヒー果肉などを、热処理により化学原料、燃料、活性炭に転换して有効利用を図っていますが、本プロジェクトの肝は、现地の技术成熟度に応じたプロセスを现地の人たちと一绪に考えることです。人里离れたとある农园では、片隅に积み上げられた未利用バイオマスが腐败し、様々な卫生问题（地下水汚染や疫病等）の引き金となっているそうです。

この研究のおもしろいところは、食料として利用されない「じゃまもの」を活用することで、资源の再利用と环境保全という一挙両得を目指すところだそうです。そこでは、技术开発だけでなく、地域における资源活用を総合的に见通したプロジェクト设计が求められます。いうなれば、スペシャリストとジェネラリストの侧面を併せ持つ必要があると、熊谷さんは语ります。

今年の3月には、翱贰颁顿が主催した「持続可能なプラスチックデザイン基準」に関する国际会议に日本代表の一人として参加しました。プラスチック原料のバイオマス化、易リサイクル设计、生态系や健康への被害が悬念される添加剤の代替など、持続可能なプラスチック製品デザインとは何なのか、そのガイドライン作成に向けた検讨が始まっているのです。

先进国は自国のリサイクルを途上国に頼ってきた歴史があります。しかしこれからはリサイクル技术の开発に力を入れ、途上国への技术移転に力を入れる责务があります。廃弃物処理やリサイクル分野においては、贰鲍全体がシステマティックに连携し、制度设计から技术开発に至るまで积极的に取り组んでいます。日本も、地域特性に応じた独自の処理方法を検讨すべきです。都市部、山间部、製油所の近くなど、地域によって利用可能な资源および廃弃物性状は大きく异なります。この4月からは、闯厂罢の创発的研究支援事业として、有机炭素资源を一気に分解処理する研究を开始しました。たとえば、未利用の间伐材、廃プラスチック、化石资源をいっしょに処理する共热分解技术の开発を検讨し、有机炭素资源のベストミックスによる効果的な化学原料?燃料回収にチャレンジします。

生活をカラフルに便利にするプラスチックですが、プラスチックとの共生のしかたを真剣に考える时代になっています。マイクロプラスチックによる海洋汚染が深刻化していますが、その根本的な解决には、プラスチック廃弃物の効果的なリサイクルが必要不可欠です。しかしその前に、不要なプラスチック製品はなるべく作らないにこしたことはありません。それは、プラスチックの原材料である化石资源の节约にもつながります。リサイクルの难しいプラスチックのリサイクル技术を研究している熊谷さんにしてみれば、そういう技术が不要な社会の実现が理想という、板挟み状态と言えなくもありません。しかし、総合的な観点から厂顿骋蝉を目指すという目标にぶれはありません。併せて、プラスチックごみの処理问题に関するアウトリーチ活动も积极的に行っていくつもりでいるそうです。

文責：広報室 特任教授 渡辺政隆

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