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名古屋大学、フレンドマイクローブの3者共同で

日本ゼオン、微生物を用いた世界初のカーボンナノチューブ分解方法を開発

原材料 2023-12-26

 日本ゼオンは、東海国立大学機構名古屋大学大学院工学研究科の堀克敏教授の研究グループならびに名古屋大学発ベンチャーのフレンドマイクローブとの共同研究により、カーボンナノチューブ(CNT)を微生物により効率的に分解する世界で初となる新手法を開発した。

 これまで、炭素から成る無機物のCNTは環境中で生分解されないと考えられてきたが、今回の結果はその考えを覆すものとなるとともに、CNTの環境リスク軽減に活路が見出されたことで産業利用がさらに加速することが期待される。

 日本ゼオンは、①長尺②大比表面積③高純度という特長を併せ持つ単層カーボンナノチューブ(SWCNT=製品名:ZEONANO)を開発し、2016 年から徳山工場(山口県周南市)で商業生産を開始している。

 日本ゼオン、名古屋大学、フレンドマイクローブ社は CNT、特にSWCNTの生物学的分解に焦点を当て、2019 年から共同で研究開発を進めてきた。これまで、フェントン反応を用いたCNT分解の報告はされていたが、今回はその知見を活かし、Shewanellaの細菌を利用したSWCNTの効率的な生物学的分解法を開発した。

 Shewanella属の細菌は、無酸素条件下で鉄(Ⅲ)を鉄(Ⅱ)に還元し、有酸素条件下で酸素を過酸化水素に還元することでフェントン反応を効率的に誘導する能力がある。今回は、これをCNTの分解に応用し、90日間で56.3%を分解することが確認された。同結果は、Shewanella属によるフェントン反応が、幅広い条件下でのCNT分解に応用可能であることを示唆しており、CNTの新しい処理方法として期待される。

 ■今回の共同研究における3者の役割
 ◇日本ゼオン=単層カーボンナノチューブの材料提供ならびに材料における知見提供および化学分解ノウハウ、分解評価法ノウハウの共有

 ◇名古屋大学=微生物を使った新しい産業技術の開発と社会実装

 ◇フレンドマイクローブ社=カーボンナノチューブ管理策の実証

 なお、CNTの分解は製造から廃棄までの全ライフサイクルにわたる管理策に直結することから、日本ゼオンはこれまで関係各署に対して、分解の科学的根拠に基づいたCNT管理策の提案を行っており、CNTが管理可能な材料であるという知見は、大きな関心を集めている。

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