日本研究人员开发出以裸藻为主要原料的微生物塑料

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日本产业技术综合研究所、NEC公司与宫崎大学宣布，三家机构的研究人员联合开发出了以提炼裸藻为主要原料制造的微生物塑料。推进联合开发的人员包括产综研生物医学研究部门主任研究员芝上基成、NEC智慧能源研究所首席研究员位地正年以及宫崎大学农学系副教授林雅弘。这项研究是作为日本科学技术振兴机构（JST）的尖端低碳化技术开发的一环实施的。

这种塑料是在裸藻于细胞内大量生成的多糖类（副淀粉）中，添加来源于裸藻或腰果壳的油脂成分混合而成的。添加的是，由裸藻细胞内副淀粉分解生成的油脂（蜡酯）合成的长链脂肪酸，或者来源于腰果壳的油脂成分，即兼具柔软的长链部位和稳定的六角形部位的腰果酚（Cardanol）。据三家机构介绍，合成塑料的特点是具有出色的热可塑性和耐热性，植物成分比例高达约70％。

利用裸藻或腰果壳合成微细藻生物的流程。

从化学构造式看微细藻生物塑料的制造流程。

一般来说，在水中进行光合作用的微藻类比陆地植物的太阳能利用效率要高。尤其是裸藻，可以直接利用高浓度CO2高效率培养。而且，裸藻能够利用食品工厂的废水进行培养，有望减少塑料制造过程中消耗的能源。

此次开发的生物塑料主要原料——多糖类为β-1,3-葡聚糖，属于很多葡萄糖聚合而成的天然高分子。尽管组成树木等的纤维素（β-1,4-葡聚糖）同样属于葡萄糖聚合而成的高分子，但二者的葡萄糖之间的聚合方式不同，因此纤维素为薄膜构造，而β-1,3-葡聚糖为一重或三重螺旋构造，在立体构造上存在明显差别。

β-1,3-葡聚糖（副淀粉）与β-1,4-葡聚糖（纤维素）的构造差异。

此次开发的塑料与其他塑料的耐热性对比。

对此次制成的塑料进行各种物性测定的结果显示，虽然冲击强度等尚有改善余地，但热可塑性与以往的生物塑料(聚乳酸及尼龙11）、添加有可塑剂的醋酸纤维素、以及来源于石油的ABS树脂处于同等水平。而且，耐热性比这些塑料还要出色。另外，分别导入腰果酚氧基醋酸和源于蜡酯的长链脂肪酸制造而成的塑料之间并没有明显的物理性能差异。

三家机构预定今后明确这种塑料的物理性能和构造的详细关系，以提高耐热性和强度为目标，推进分子设计。而且，还将对裸藻的有效培养方法及副淀粉的提炼方法等微藻生物塑料制造过程中不可缺少的技术进行研究。（日经技术在线！ 供稿）