日本結晶学会誌Vol55No3 page 22/82
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日本結晶学会誌Vol55No3
日本結晶学会誌55，188-196（2013）総合報告微生物産生ポリエステルの構造,物性および生分解性東京大学大学院農学生命科学研究科生物材料科学専攻高分子材料学研究室理化学研究所播磨研究所放射光科学総合研究センター高田構造科学研究室岩田忠久Tadahisa IWATA: Structure, Mechanical Properties and Biodegradability of MicrobialPolyestersPoly（［R］-3-hydroxybutyrate）（P（3HB））and its copolymers are accumulated by a widevariety of microorganisms as intracellular carbon and energy materials, and are extensivelystudied as biodegradable and biocompatible thermoplastics. Recently, we succeeded in obtainingstrong fibers and films by new drawing techniques from microbial polyesters produced byboth wild-type and recombinant bacteria. The improvement of mechanical properties of fibersand films is due not only to the orientation of molecular chains but also to the generation ofa planar zigzag conformation. The structure of strong fiber with tensile strength of over 1.0 GPawas analyzed by micro-beam X-ray diffraction and X-ray micro-tomography with synchrotronradiation. The strong fibers and films were completely degraded in environment or by extracellularPHB depolymerases. In this article, I present the processing, mechanical properties,highly ordered structure and biodegradability of strong fibers and films produced frommicrobial polyesters.1．はじめに近年,プラスチック廃棄物による環境破壊,地球温暖化,化石資源の枯渇など,高分子材料が関係する地球環境と資源・エネルギーに対する諸問題が提起され,地球環境と調和する人間社会の形成において,「環境に優しい高分子の創成と高機能化」が世界的な課題となっている.現在,世界各国で研究および開発が進められている環境に優しいプラスチックは,大きく分けて2つのカテゴリーに分類できる. 1つは,環境中の微生物の分泌する分解酵素により低分子量化合物に分解された後（一次分解,酵素分解）,微生物体内に取り込まれ二酸化炭素と水にまで完全に分解される（完全分解,微生物代謝）,生分解性プラスチックである.もう1つは,再生可能資源であるバイオマスを原料として生産されたバイオマスプラスチック（またはバイオベースプラスチック）である（表1）.生分解性プラスチックは分解されることに大きな機能があるため,原料は必ずしもバイオマスである必要はなく,石油から合成されているものもある.実際,生分解性プラスチックとして最初に研究開発されたプラスチックは,石油から合成されたエステル結合を有するポリエステルであった.一方,バイオマスプラスチックは,再生可能表1プラスチックの分類.（Classification of plastics.）原料生分解性ありなしバイオマス生分解性バイオマスプラスチック・ポリ乳酸・微生物産生ポリエステル・ポリアミノ酸・化学修飾多糖類（低置換度）非生分解性バイオマスプラスチック・セルロースエステル（高置換度）・ポリテトラメチレンテレフタレート・ポリウレタン・（バイオポリエチレン）・（バイオポリプロピレン）石油生分解性石油由来プラスチック・ポリカプロラクトン・ポリブチレンサクシネート・芳香族導入ポリエステル・ポリビニルアルコール・ポリグリコール酸非生分解性石油由来プラスチック・ポリスチレン・ポリエチレンテレフタレート・ポリ塩化ビニル・ポリエチレン・ポリプロピレン188日本結晶学会誌第55巻第3号（2013）