东京工业大学物质理工学院应用化学系的阿部拓海（研究生）、青木大辅助教（兼任JST先驱科研人）和大冢英幸教授等人组成的研究团队宣布，与东京大学和京都大学共同验证了利用氨水分解植物性塑料并将其转化为肥料的回收系统。研究团队以源自植物的异山梨醇为单体合成塑料（聚异山梨醇碳酸酯），证实通过加入氨水并加热的简单操作即可将其分解为异山梨醇和尿素。同时还确认，施用获得的分解物可以促进拟南芥的生长。该成果有望为解决塑料垃圾问题做贡献。相关成果已发布在英国皇家化学学会期刊《Green Chemistry》的10月28日号上。
植物性塑料可转化为肥料（供图：东京工业大学）
塑料凭借其便宜耐用的优点已成为生活中不可或缺的存在，但近年来，海洋垃圾等问题已经凸显。另一方面，生产的塑料大多都被填埋或焚烧，纯回收率只有百分之几。
因此，研究团队此次研究了通过聚合源自植物的异山梨醇合成的碳酸酯键连结塑料（聚碳酸酯：PIC）能否与氨发生反应并分解成可作为化肥使用的尿素，目标是构建新的回收系统。
首先通过聚合异山梨醇，合成了利用碳酸酯键连结异山梨醇的PIC，调查了添加氨水时的最佳条件。
由此发现，添加的氨为碳酸酯键的30倍并加热到90℃时，PIC可在6小时内完全分解为异山梨醇和尿素。分解PIC时，异山梨醇和尿素以1比0.7的比例生成。完全转化时这个比例应该是1比1，但测量确认，其中0.3的碳酸酯键以二氧化碳的形式被释放。
此外，研究团队还利用获得的生成物，在东京大学的神谷岳洋副教授和京都大学的沼田圭司教授的协助下实施了拟南芥生长试验。为拟南芥设置了无肥料区、异山梨醇添加区、尿素添加区和分解生成物添加区（尿素＋异山梨醇），观察了各个区域的生长情况。
观察发现，无肥料区和异山梨醇添加区的生长情况基本没有差别。而尿素添加区促进了生长，分解生成物添加区则进一步促进了生长。这是初步实验的结果，并没有在论文中发表，但在其他植物中也获得了同样的结果，目前正在调查为何同时添加异山梨醇和尿素能进一步促进生长。
现在人类使用的塑料大都源自石油，生产和废弃时会排放二氧化碳。
而此次提出的植物性聚碳酸酯在生产和废弃过程中几乎不排放二氧化碳，分解反应也不需要催化剂。目前存在价格偏高的课题，但如果能获得社会共识，用来取代现在使用的塑料，有望通过大量生产降低价格。
青木助教表示：“未来我们希望基于这个概念开发新的聚碳酸酯基塑料。如果能将塑料变为肥料，则有望提供一个超越碳中和的新系统。”
原文：《科学新闻》
翻译编辑：JST客观日本编辑部
