7月5日，金泽大学理工研究域生命理工学系的高桥宪司教授等人的研究团队与津田驹工业株式会社（总部位于石川县金泽市，高纳伸宏担任董事长兼总经理）合作，发表研究成果称开发出了一种全自动合成植物塑料的机器人系统。该系统由五个反应装置联动运行，一年可生产3000种植物塑料材料。该成果有望为构建一个不依赖化石资源、立足于循环设计（旨在实现无废弃物的循环性社会）的未来社会作出贡献。
图1. 世界上首套全自动合成植物来源（木材、稻秆、农业废弃物等）树脂的机器人系统。（供图：金泽大学）
此前，研究团队已在日本科学技术振兴机构（JST）共创环境支援项目（COI-NEXT）的支持下，在金泽大学设立了“可再生多糖类植物来源塑料的资源循环社会共创基地”，并努力推进开发“可实现社会循环的材料”“越消费越环保的材料”“促进消费者改变行为的材料”等多项研究。为此就需要开发出符合最终用途的材料。
例如，针对农业使用的肥料胶囊和覆盖膜等可能释放到环境中的产品，需要生产具有生物降解性、易通过微生物降解并转化为肥料或养分的树脂材料。这也将有助于海洋中微塑料问题的解决。而针对日常生活中使用的树脂，则需要在通过材料回收实现长期使用的前提下，设计出可以根据树脂的劣化情况，通过化学回收实现树脂的再生及循环的材料。
另一方面，材料开发中所必需的树脂物性数据库目前尚不完善，即便是石油来源聚合物材料的数据也很稀缺，而植物来源聚合物材料的数据更是几乎为空白。
为此，研究团队开发了一种构建植物来源材料物性数据库所必需的，以植物为原料自动合成树脂的机器人系统。该系统通过自动合成作为材料开发瓶颈的植物来源树脂，有望加快材料开发的速度。
此次开发的机器人系统一次可以合成5份植物来源树脂样品。每天运行系统两次，便可以合成2组10份样品，一年运行300天即可合成3000份样品。
此外，由于这些反应是在纤维素完全溶解在离子液体中的均相条件下进行，因此可以在控制酯化取代度的同时合成全新的衍生物。而在常规的纤维素等物质的化学改性操作中，反应是在使用羧酸酐或酰氯的非均相条件下进行，因此很难控制取代度等。
今后，研究团队将首先推进以纤维素为基础材料的树脂开发，把未能利用的农业副产物和蛋白质等的衍生物物性数据数字化，并通过机器学习开发新的材料。
合成的树脂在完成性能评测后，将会被登记到日本文部科学省正在推进建设的数据库中。登记的数据将作为机器学习的训练数据，为新的功能性树脂的性能预测及设计发挥有益作用。
高桥教授表示：“本研究得到了科学技术振兴机构（JST）共创环境支援项目（COI-NEXT）的支持，这是一个为期十年的项目。在此期间，我们将合成3万多份植物塑料样品，希望此举能够为解决微塑料等环境问题做出贡献。”
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
