大気中の CO2 含有量を減らすには、二酸化炭素の回収と貯蔵が必要です。しかし、CO2 をリサイクルして環境に優しいプラスチックを作ることは、研究者が実験している新しいことです。リヨン大学の化学者が率いるチームは、二酸化炭素 (CO2) を使用してリサイクル可能なプラスチックを製造する革新的な方法を開発しました。
リエージュ大学の化学者たちは、二酸化炭素を利用して革新的でリサイクル性の高いプラスチックを製造するポリウレタン製造技術の開発に成功した。リエージュ大学の研究者らは、モンス大学およびバスク大学と共同で、リサイクルしやすいポリウレタンプラスチックを製造する新しい技術を研究し、その成果を発表した。
リエージュ大学高分子教育研究センター（CERM）の化学者、クリストフ・デトランブル氏は、「この数字は驚くべきものですが、驚くにはあたりません。合成ポリマーとしても知られるプラスチックは、軽量で安価、そして非常に汎用性が高いというかけがえのない特性のおかげで、大きな成功を収めてきたからです。しかし、リサイクルが困難であること、あるいは熱硬化性樹脂の場合はリサイクルが不可能であるという事実は、深刻な結果をもたらします」と説明しています。
汎用プラスチックは世界中の産業に革命をもたらしました。建設、衣類、車両、食品包装に至るまで、これらのプラスチックは私たちの日常生活に欠かせないものとなっています。実際、2019 年だけでも、世界のプラスチック使用量は 460 億 XNUMX 万トンと推定されています。
プラスチックをリサイクルできないと、プラスチックの製造に使われる化石資源が枯渇するだけでなく、プラスチックが自然界や海洋に長期間存在し続けることになります。私たちの社会にとって、耐用年数が終了したときに簡単にリサイクルできるプラスチックを迅速に開発し、生産することが重要です。
CERMの博士課程学生で、本論文の筆頭著者であるトーマス・ハベッツ氏は、「このアプローチの特長は、社会の象徴的な廃棄物である二酸化炭素（CO2）を、これらの新製品の製造に必要な構成要素、すなわちモノマーの原料として利用することです。モノマーの構造は容易に改変できるため、シリコーンのような柔軟性の高いエラストマーから、ポリスチレンのようなより硬い材料まで、幅広い特性を持つプラスチックを製造することが可能です」と説明しています。
長い分子鎖から作られるプラスチックとは異なり、CO2由来のこれらの持続可能なプラスチックは、三次元ネットワークを形成する独自の化学構造を持っています。この特性は、一般的にリサイクルが難しい熱硬化性樹脂に見られるもので、耐久性と耐性を向上させます。
二酸化炭素リサイクルから開発されたポリウレタンは、革新的な動的化学結合を有している。これは、熱硬化性樹脂であるにもかかわらず、穏やかな反応条件下で化学結合の交換によって容易に形状を変化させることができることを意味する。
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この新技術の主な利点は、利用可能な特性の範囲を拡大できるだけでなく、使用済み材料のリサイクル方法を数多く提供できる点にある。
ハベッツ氏は、「これらの新しいプラスチックは、加熱して形を変えるだけの単純な方法、異なる種類のプラスチックを混合して新しい特性を持つハイブリッド材料を作る方法、あるいは構成モノマーに分解する方法など、さまざまな方法でリサイクルできます。後者の方法は、染料などの添加物を排除したり、複合材料をリサイクルしたりするのに理想的です」と説明しています。
二酸化炭素の有効利用の将来的な産業化に焦点を当てた本研究は、廃棄二酸化炭素を貴重な化学資源として直接利用することの重要性を強調している。クリストフ・デトレンブルール氏は、 「これは、当社の新しい構成要素とプラスチックを用いた最初の初期研究ですが、当社の材料がすでに従来の石油由来プラスチックと同等の特性を達成できることは非常に注目に値します」と述べている。
潜在的な解決策として浮上しているこの新技術によるCO2のリサイクルは、幅広い特性を持つ持続可能なプラスチックを開発する能力を備えており、私たちの日常生活における様々な用途のニーズに容易に対応できる。
