プラスチックは20世紀に日常生活に大量に導入され、今日では全世界的に最も深刻な環境問題の一つとなっています。
プラスチック材料の分解時間は非常に長く、毎年製造され廃棄される膨大な量と合わせて、陸上および海洋の生態系に壊滅的な影響を与えています。
しかし、科学研究は進んでおり、近年では完全に従来のプラスチックを置き換え、より持続可能な未来に貢献する高い可能性を持つ生分解性材料が提供されています。
生分解性材料とは正確には何ですか？
生分解性材料は定義上、細菌や菌類などの微生物によって分解され、比較的短い時間で二酸化炭素、水、バイオマスなどの単純な自然要素に分解される能力を持っています。
これらの材料はしばしば再生可能な自然資源から得られ、生産から廃棄に至るまでの環境への影響を著しく削減します。
生分解性は、従来のプラスチックに関連する永続的な残留物を排除し、真に循環型経済への移行を可能にするための鍵となる要素です。
天然ポリマー
セルロース、キトサン、デンプンなどの天然ポリマーは、生分解性材料の中で最もよく知られ、有望な例のいくつかです。
これらの物質は、植物、藻類、または海洋生物から抽出され、実験室で加工されて、耐久性があり、安全で、完全に堆肥化可能なバイオプラスチックを作るために使用されています。
例えば、ポリ乳酸（PLA）はトウモロコシのデンプンから派生しており、ショッピングバッグ、食品包装、使い捨て食器などの生分解性製品の製造に広く使用されています。
しかし、PLAは非常に効果的であるにもかかわらず、完全な分解のためには主に産業用コンポスト施設での特定の条件がまだ必要です。
藻類と菌糸
生分解性材料の最新の興味深い動向の一つに、海藻と菌糸、つまりキノコの植物的部分の使用があります。
海藻は成長が早く、成長中にCO₂を吸収し、柔軟なプラスチックに似たフィルムやフィルムに変換することができるため、特に有望な解決策を提供します。
象徴的な例としては、英国のスタートアップ企業Notplaが食品や飲料用の透明で食べられる包装を開発し、自然環境でも数週間で完全に分解されます。
一方、菌糸体を用いることで、軽量でありながら耐久性のある材料を作ることができ、ポリスチレンの包装や建築用の断熱材を置き換えることが可能です。
Ecovativeのような企業は、菌糸体を基にした製品を既に市販しており、数週間で完全に生物分解されて土に栄養素を返すことができます。
バクテリア由来の生分解性プラスチック
もう一つの興味深い発見は、ポリヒドロキシアルカノエート（PHA）と呼ばれる、バクテリアによる自然発酵プロセスで生成される生分解性プラスチック材料です。
この種のポリマーは従来のプラスチックと似た特性を持ちますが、産業用コンポスト処理及び家庭用コンポストで完全に生分解されます。
Danimer Scientificのような企業は、食品包装、使い捨てのスプーンやストロー用のPHAを既に生産しており、環境に対する重要な利点を示しています。これは、プラスチックに対する実用的で商業的に妥当な代替品が既に存在することを証明しています。
課題と将来の展望
生分解性材料は多大な利益を提供しますが、その大規模な普及にはまだいくつかの重要な課題があります。
例えば、生産コストは依然として従来のプラスチックよりも高く、その商業的普及を遅らせています。
また、生分解性材料を効果的に処理するためのコンポスティングインフラを構築することが重要であり、非生分解性プラスチックとの汚染を避け、持続可能な廃棄物管理を容易にする必要があります。
しかし、欧州連合や多くの国際政府がこれらの材料の使用を促進する政策や法規を推進しており、企業や研究機関がこの方向への投資をさらに進めています。
生分解性材料の未来は有望であり、プラスチック汚染に対抗するための最終的な解決策となる可能性があります。