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木を原料に超強力プラスチック 76

ストーリー by mhatta
石油の節約にはならないのかな 部門より

oddmake曰く、"Nanoweek Spotlight記事より、ニューヨーク州立大学College of Environmental Science and Forestry(ESA)はセルロースによって3000倍の強度を持つプラスチックを作り出すことに成功したと発表した。
この研究を行ったWilliam T. Winter教授によると、木材からセルロースのナノ微粒子を取り出し、プラスチックと混ぜることでそのような強度が可能になったとのこと。セルロースは天然素材であるため自然に分解されガラス繊維などと比べて環境面でも優れているという。
教授らは30グラム程のナノ微粒子を加えることで500グラムのプラスチックを一度の操作で作った。次の段階では商用レベルの生産量を可能にするそうだ。"

この議論は賞味期限が切れたので、アーカイブ化されています。 新たにコメントを付けることはできません。
  • by Anonymous Coward on 2006年10月23日 10時38分 (#1042859)
    東京都は、ゴミが減ると焼却炉が減って、予算や人員が減ってしまうために、プラスティックの焼却 [google.co.jp]をやるらしいね。

    リサイクルできないから燃やすというのと、どうせ燃やせるんだから燃やすという意見があるようだが、なにがなんなのか?
    • by taka2 (14791) on 2006年10月23日 11時36分 (#1042917) ホームページ 日記
      プラスチック自体、主成分は炭素と水素なわけで、本来は燃えるゴミでしょう。
      プラスチックは燃焼時の熱量が高く焼却施設の負担が大きいからと、「燃えないごみ」扱いしてるところがあるわけです。
      焼却施設が対応すれば、プラスチックを燃やすこと自体は問題ないと思います。

      少なくとも「プラスチックをそのまま埋め立てる」と「プラスチックは燃やして灰だけ埋め立てる」では、燃やした方が環境への影響は少なそうです。

      #プラスチックをリサイクルするかどうかは別の問題。

      ちなみに、大阪市では、大分前からプラスチックも燃やしてます。というか、「燃えないごみ」というカテゴリはありません。
      ・粗大ごみ
      ・資源ごみ(缶・瓶・ペットボトル)
      ・容器包装プラスチック
      ・普通ごみ(上記以外)
      4択です。 [osaka.jp]
      普通ごみは、燃えなさそうな物もイチイチ分別せず、とにかく一旦焼却処理して体積を減らすようにしてるわけです。
      親コメント
      • by GrayMecha (30326) on 2006年10月23日 22時50分 (#1043354)
        プラスチックを燃やすことの問題の一つは、そのことで原油として
        固定されていた炭素を、 CO2 として大気中に解放してしまうことにあります。
        植物由来のセルロースが原料なのであれば、そこに含まれる炭素は、植物が大気から固定したものなので
        燃やしても大気中の CO2 を増やすことにはならないわけです。


        それと同様に、プラスチックを埋め立てるという手段は、少なくとも分解されないうちは
        大気中の CO2 を増やさずに、炭素をそこにストックし続けているわけですので、
        どちらが環境に対して負荷が少ないのかは、もっと議論が必要でしょう。


        ただ、原油に含まれる炭素の大気中への解放は、廃棄されたプラスチックの燃焼よりも、
        燃料として燃やされるもののほうがはるかに大きいことは注意が必要です。
        原油使用量のうち、プラスチックの生産に使われるのは7%程度といわれています。
        http://www.nisseijushi.co.jp/plastics/what.html [nisseijushi.co.jp]

        親コメント
    • >東京都は(中略)プラスティックの焼却をやるらしいね。

      そういう話は聞いたことがあります。分別収集ではプラスチック(不燃物)と可燃物に分けなければならないのですが。
      #あと、ガラス(ビン)・金属(缶)・ペットボトル・紙(新聞/雑誌/段ボール)。
      #分けないと持っていってくれない。

      >なにがなんなのか?
      同感です。
      親コメント
      • その辺は#1042917「プラスチックは燃焼時の熱量が高く焼却施設の負担が大きい」と#1042914「分別した結果、可燃ゴミの熱価が下がってちゃんと燃えてくれないから」とのあわせ技という可能性もあります。
        要はプラスチック・非プラスチック(実質生ごみ関係)の割合を制御して、炉に負担をかけず、かつ燃料も節約したいという考えかなと。
        ま、実際のところは中の人じゃないとわかりませんが。
        親コメント
    • 分別した結果、可燃ゴミの熱価が下がってちゃんと燃えてくれないからプラスチックも投入してる。という話なら聞いたことがある。ポリエチレンなんて熱価高そうだしな。
      親コメント
    • そのリンク先の昭和電工のリサイクル、プラスチックをガス化して一酸化炭素にして、水蒸気と反応させ水素を作るってあるね。
      それって結局二酸化炭素になるって事じゃない?
      ただ単に燃やすよりは、水素が得られる分だけマシなのかもしれないけど。
  • タレコミ主は「木を原料」と書くことで環境面でのアピールを誇張しようとしているのですか?
    原文にはセルロースの分解サイクルは書かれているけど原材料の分解サイクルには何も言及していません。
    セルロース粒子はあくまで「添加物」でしょう。

    ところでセルロース粒子抽出の過程でエタノールも出てくるみたいですね。
    現在よりも木材から効率よくエタノールを抽出できるようになるのならバイオマス燃料方面としても非常にいい進歩になるのでしょう。
    --
    ――――――――――― バグは金也("Y"enBug)
    • 環境面の話ですと、ガラス繊維などと比べて・・と言うところなんでしょうか。

      私は環境面もさることながら、強度に興味がありますね。
      タレこみには書いてあるのか読み取れませんでしたが、
      金属の強度と比較してどうなるといった情報が欲しいなぁ。
      あと、強度だけじゃなく、割れやすさなども知りたいです。

      それなりの強度と透明度があれば、例えば窓ガラスとかのかわりになるかもしれませんし、
      無ければ無いで、いままでの何に取って代わることができるのか、
      それが実用に向けたポイントになると思います。
      --
      ## 白い馬も黒い馬も同じ馬。
      ## じゃ、白も黒も同じ色?
      親コメント
      • by Anonymous Coward on 2006年10月23日 14時49分 (#1043064)
        セルロースナノファイバーの製造 [kyoto-u.ac.jp]

        曲げ強度は400MPa,軟鋼やマグネシウム合金に匹敵
        曲げヤング率は、20GP

        ■ナタデココを用いたディスプレー基板(京大生存圏研究所教授 矢野浩之) [nikkeibp.co.jp]
        透明ポリマー材料を、生物由来の透明ナノファイバー(ナタデココのバクテリア・セルロース)で補強したフレキシブル透明基板を世界で初めて開発した。このナノファイバーは高強度(鋼鉄の5倍以上)で、弾性率がガラスより高くアラミド繊維(ケブラー)並、線熱膨張が石英ガラス並に低いという特性を有している。補強材料にファイバー径100nm以下の透明ナノファイバーを使用したことで、フレキシブルでも平行光線透過率で85%を越える透明性とガラス並の低い線熱膨張を実現した。ファイバー径がナノサイズであり、透明性が複合させる樹脂との屈折率差に左右されないことによる。また、粒子形状ではなく、ファイバー形状のフィラーであることから、熱膨張係数をフィラーとマトリクス樹脂との体積平均値よりも低減させることができた。同部材は、京都大学と企業5社(日本電信電話、パイオニア、日立製作所、三菱化学、ローム)との包括的融合アライアンスの「有機系エレクトロニクス・デバイスに関する研究」の一環として、創出された成果である。

        恐らく同等だと思われる
        親コメント
      • >環境面の話ですと、ガラス繊維などと比べて・・と言うところなんでしょうか。
        回収後の用途なんか考えると微妙かなと思う。
        ガラス繊維による強化プラスチックといえばFRP(本来 Fiber Reinforced Plastics なんでガラス繊維に限らないけど通常ガラス繊維を使用)なんですけど、それの何がいけないって、
        1.硬いので割れない、切ると刃が磨耗しやすい
        2.融けないので別の形への成型が困難
        3.燃え殻が発生する事など、燃料としても低品質
        だからなんです。
        セルロースを使用した場合、3は良いとして、2はまぁなんとかってところだと思うけど、肝心の1はどうなんでしょう?
        親コメント
    • by Anonymous Coward on 2006年10月23日 12時54分 (#1042989)
      セルロースを糖に変える方法はありますよ
      量産や低コストが難しいだけで

      木材と考えるから難しいだで
      セールロースを使って強度が高いものなら過去にもあります。

      セルロースナノファイバーを用いた繊維強化材料
      http://www.rish.kyoto-u.ac.jp/W/LABM/koutetsu.htm [kyoto-u.ac.jp]
      http://www.rish.kyoto-u.ac.jp/W/LABM/senikyouka.htm [kyoto-u.ac.jp]

      京都大学生存圏研究所
      生物機能材料分野
      http://www.rish.kyoto-u.ac.jp/ [kyoto-u.ac.jp]
      親コメント
      • > セルロースを糖に変える方法はありますよ
        > 量産や低コストが難しいだけで

        昭和の末に高校の化学教師に聞いた話ですが、旧陸軍は
        レーション用にセルロースから作ったグルコースを試して
        いたんだか実用にしていたんだか、ともかくその先生は
        戦後実物をなめたことがあったそうです。茶色いけれど
        ちゃんと甘かったそうな。

        ちなみにその製法は「塩酸で煮る」らしいです。材料は
        木材だったような…ちょっと怪しい。
        --
        Jubilee
        親コメント
    • > ところでセルロース粒子抽出の過程でエタノールも出てくるみたいですね。

      原文には「将来的にはエタノール発酵用にヘミセルロースを取り出して」云々とあったように思います。多糖類なんだから、エタノール発酵の基質になるのは理屈の上からは当然ですよね。

      > 現在よりも木材から効率よくエタノールを抽出できるようになるのならバイオマス燃料方面としても非常にいい進歩になるのでしょう。

      それはそうですが(抽出ではなくて生成?)、この話は要するに「植物は何でもセルロースを含んでいるから何からでもいくらでもセルロースナノクリスタルが採れるし、それを入れるとプラスチックが超強くなる」というだけのことで、エタノール生成については将来の派生の可能性として挙げているだけです。そんなことなら多糖類を大量に扱う人ならみんな言えますね。

      木材をバイオマス燃料にするのであれば、エタノールなど経由せずに直接改質してガス発電に使うという技術があります。

      http://konarc.naro.affrc.go.jp/press/20030314/index.html

      「バイオエタノール」はバイオマス燃料のホープみたいに言われますが、デンプンベースでは食料生産を直接圧迫するし、食べられない作物ベースであっても畑を占有することによってやっぱり食料生産を圧迫するし、一種の商品作物プランテーションですから下手すると飢餓を促進します。木材から作れれば本当にいいんですけれどね…。

      --
      Jubilee
      親コメント
    • プラスチックの強度を上げることが出来るのなら、更に
      プラスチックの消費量が増えてしまう予感。
  • by Anonymous Coward on 2006年10月23日 10時35分 (#1042856)
    >プラスチックと混ぜることで

    素人考えだが、プラスチック成分が自然に分解されず、結局ゴミとして残ってしまう予感。
    • おっしゃるとおりで、500g中30gじゃ90%以上が分解されないで残っちゃうことになりますね。

      そこで出番となり得るのが生分解性プラスチック [wikipedia.org]。ナノセルロース粒子と複合させて弱点の一つである脆さを補うという線はないでしょうか?

      セルロースの分子量を調整して分解速度をコントロールできたらなおさら良し。研究の価値がありそうな気がします。
      親コメント
    • by Anonymous Coward on 2006年10月23日 10時39分 (#1042862)
      そもそも天然素材である事と自然に分解される事とに関連があるのかな?
      親コメント
      • by Anonymous Coward on 2006年10月23日 11時07分 (#1042892)
        (プラスチックの原料である)石油は天然素材ではないのでしょうか?

        もし、石油そのものは天然素材だけど、石油を原料に人工的に
        作り出したものは天然素材ではない、と言うのなら、木を原料に
        人工的に作り出したものも天然素材と呼ぶべきではありません。
        親コメント
      • 天然物はもともと自然界に多量に存在しているものが多いため,
        それを分解してエネルギー源などとして利用するようになった
        微生物がかなりの確率で存在します.ですので分解される確率は
        高くなります.
        また,天然物そのものを構築する反応系は微生物中の温和な条件で
        存在しますので,そのような条件下で合成するために容易に反応が
        進行するような置換基が大抵の場合残存しています.
        #生物はそれらを利用して温和な条件下でうまいこと組み上げるため.
        #そういった部位が残っていると逆に分解もしやすい.

        一方,合成した物質の中には天然に存在しないような構造だったり,
        分解反応の取っ掛かりとなるようなある程度の反応性を備えた
        側鎖や反応部位を含まない構造だったりするために非常に生分解
        しにくい素材が存在します.
        #もちろん,合成物でも反応性がそれなりにあり分解されるものも多い.

        古いプラスチック類は単純な構造を重合させたものが多く,反応性の
        低い単位が延々と繋がっているものが多いため分解されにくい
        ものが多くなります.
        例えばポリエチレンなんぞかなり反応性が低いので,そのままでは生分解性は
        低くなりますが,適当な置換基をほどほどに導入してやると,そこを
        起点に分解するような微生物類による分解反応を起こしやすくしたりも出来ます.
        #一応かなりのスローペースでよければそのままのポリエチレンを
        #分解する生物も存在しないわけではありませんが.

        最近では,分解性をあげるために光化学反応を起こす部位や加水分解を起こす
        部位をわざと組み込んで,こいつの場所からばらばらになるような素材も
        作られ利用されています.小さい分子に還元されると,あとはこいつを
        食う生物は大抵存在しますので.
        親コメント
      • 天然素材は高温多湿のところや不衛生な場所で使用したらすぐ腐敗する、ということでよいのですね?

        #問題は有機化合物と無機化合物との違いでしかないと思うんだ。
        --
        openDoe-Ming Ver.0.72.9beta
        親コメント
      • 「天然素材由来だから環境にやさしい」
        「天然素材由来だから身体に害が無い」
        等と同じ、似非科学風の宣伝文句だと思われます。

        # 台所用洗剤のCMとか
      • 生物が生合成で作り出したものならば、ほとんどが自然に分解されているので
        すから、正の相関があるでしょうね。
  • by eukare (2230) on 2006年10月23日 10時50分 (#1042877) 日記
    30グラム程のナノ微粒子を加えて500グラムのプラスチックなら、「木を混ぜて」ぐらいじゃないかなあ。
    必要量のナノ微粒子抽出するのに必要な木の量にもよるかもしれないけど。
  • オリンパス (スコア:2, 参考になる)

    by mirin100! (32029) on 2006年10月23日 13時55分 (#1043031)
    こっちは、3000倍もは無いが、変な混ぜ物はないぞ。
    木目もクッキリ。

    オリンパス、カメラ外装にも応用可能な木材加工技術を開発 [impress.co.jp]
  • 何の3,000倍? (スコア:1, 参考になる)

    by Anonymous Coward on 2006年10月23日 10時58分 (#1042883)
    と思ってしまいました。ちょっと舌足らずでは?
    「セルロースを混ぜることでプラスチックの強度を3,000倍に強化できた」ということのようですね。
  • 先のオリンパスの木材三次元圧縮加工 [srad.jp]で…
    という話題がありましたが、
    地中に埋めた場合の分解速度競争でもして欲しいです。

    #天然素材だからといって安全安心とは限らない
    • by Anonymous Coward on 2006年10月23日 12時16分 (#1042955)
      木材が分解されるということは、せっかく固定した炭素が再び大気中に放出されることと等しいので、
      そのまま分解などされず炭になるまで埋まっていてくれた方が近視眼的には有り難いかもしれません。
      親コメント
  • MDF (スコア:1, 余計なもの)

    by paprika (5024) on 2006年10月23日 13時33分 (#1043018) 日記
    木質繊維を固めた板(MDF)はこいつの仲間なのだろうか?

    教えて、詳しい人。
  • 銃火器が金属でなくプラスチックメインで
    作られるようになったりして。

    そして空港の金属探知機がプラスチック探知機に…。
    • 本体が(総)プラスチックはたしか存在したと思います。

      ただ、さすがに弾頭は金属だろうなーと思いますが。
      # 軽いと強度に関係なく殺傷能力が低くなる...と思う
      ## だから劣化ウラン弾なんてものが現実になっているわけで

      しかし、プラスチック検出ってどうやればいいんでしょうね~
      # 今日び、石油製品なんてゴマンとあるしな。

      しかも自棄糞で分解->直腸に格納ってされたら見付けようがないような...
      --
      M-FalconSky (暑いか寒い)
      親コメント
      • >しかし、プラスチック検出ってどうやればいいんでしょうね~

        実用化されているものとしては,

        ・X線後方散乱を利用
         後方散乱は軽元素ほど強くなるので,通常の透過X線とは逆に
         樹脂などの炭素系物質が良く映ります.

        ・多波長X線吸収を利用
         元素ごとにエネルギーの異なるX線の吸収率が違うんで,数種類の
         波長のX線を当てて,そのときの吸収係数の差から元素を特定.
         爆発物なんかでは窒素が多かったりするので,そういうもの
         (の疑いのあるもの)を自動的に識別するなんてことも可能だとか.

        ・中性子による分析
         中性子を当てて出てくるガンマ線を探知.エネルギーが元素ごとに
         違うので各元素の位置・含有量が分かる.で,その組み合わせから
         ある程度元素比率まで検出出来るので爆発物等を識別可.

        あたりがあったかと.これらはプラスチック類などの3次元画像化が
        可能なので,配備してあれば見つけることは不可能ではない,かと.
        爆薬に限定すれば,揮発蒸気を検出するとか空気を吹き付けて
        衣服に付いた成分を検出とかもあるようです.
        親コメント
    • そんな時代には、プラスチック探査犬の登場となるんでしょうか。
      親コメント
  • by Anonymous Coward on 2006年10月23日 11時35分 (#1042915)
    Docomo [nttdocomo.co.jp]やMAZDA [mazda.co.jp]の発表に比べて、どこがどうすごいのか、解説プリーズ。
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私はプログラマです。1040 formに私の職業としてそう書いています -- Ken Thompson

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