研究テーマ ｜ Research theme
スイッチ機構により海中で迅速に分解するポリマーの開発
Development of polymerto quickly biodegrade in the sea by switch mechanism.
研究概要 ｜ Research summary
分解開始のスイッチ機構を有する海洋分解性ポリマーの開発を行います。TEMPOと動的共有結合したTEMPO-Polymer分解開始スイッチとしてポリマーに添加します。成形時に動的共有結合が熱で一部外れてラジカル化します。生成したポリマーラジカルが結合し，残りの動的共有結合部が加熱処理で外れてラジカルに戻り，生分解開始のためのスイッチとなります。スイッチ発動後に水中に投入後，autoxidationを加速させる仕組みを組み込んで発現させます。本メカニズムは，海で迅速な分解をもたらします。
Development a marine degradable polymer with a switch mechanism has been performed by an addition of TEMPOTEMPO-Polymer degradation start switch . Dynamic covalent bond comes off because of heat at the time of molding partly and becomes the radical. A formed polymer radical is connected and a remaining dynamic covalent bond department comes because of heat treatment and comes back radically, and it is a switch for degradation start. When the polymer becomes litter in the sea, the incorporating structure makes autoxidation accelerate. The mechanism leads to quick degradation in the sea.
特色・研究成果・今後の展望
熱処理によるスイッチ機構発現を図に示します。相溶化剤として添加した架橋体の中に残存している未反応の動的共有結合部を，150℃前後の加熱処理でラジカルに戻します。この熱処理を生分解開始のスイッチとします。スイッチ発動後に可視光照射下，水に投入すると，autoxidationの開始と水の侵入により迅速な海水中での分解を可能とし，浮遊マイクロプラスチック問題の解決につなげます。
社会実装への展望
任意に開始スイッチを入れ，海水中でautoxidationを爆発的に加速させて低分子化・生分解させます。動的共有結合をスイッチとした海洋生分解性プラスチックの開発は世界初です。この技術により，現在，世界中問題となっているマイクロプラスチックの海洋汚染を解決する糸口となります。