科学技術振興機構（JST）課題達成型基礎研究の一環として、北陸先端科学技術大学院大学 マテリアルサイエンス研究科准教授の金子達雄氏と筑波大学教授の高谷直樹氏らは、遺伝子組み換えをした微生物から得られるシナモン類に光化学的手法を用いて、世界最高耐熱性のバイオプラスチックを開発した。
バイオプラスチックは、植物や動物など生物に由来する再生可能な有機性資源（バイオマス）を原材料とするプラスチックで、二酸化炭素（CO2）削減と廃棄物処理に有効であるとされているが、そのほとんどは柔軟なポリエステルであり力学強度に加えて耐熱性の点で問題がある。このため用途は限られ、主に使い捨て分野で使用されているのが現状だった。
研究チームは今回、バイオプラスチックの材料として、堅い構造の天然物で香辛料の成分でもあるシナモン系分子に注目した。シナモン系分子を多く生産する微生物を遺伝子組み換えにより構築することでその生産性を証明した。さらに光反応と高分子量化を行ない、微生物由来のバイオプラスチックであるポリイミドを世界で初めて作成した。
このポリイミドは、耐熱温度が従来報告されている最高耐熱の芳香族バイオポリエステルの305℃を超える390～425℃を達成した。これは鉛フリーはんだの融点（最高378℃）を超えているため、電装部品での使用が見込まれる。また、線熱膨張係数（熱によるサイズの変化率）が40ppm／K以下と金属並みに低く、金属代替材料として自動車のエンジン周りに使用することで、自動車の軽量化も期待できる。さらに、10GPaを超える高ヤング率（剛性の指標）、難燃性（自己消火性）、細胞適合性、透明性、高屈折率、紫外線分解性も確認している。
今後、自動車部品などの金属やガラスを代替する物質として設計する予定で、将来的には、大気のCO2削減、運送機器の軽量化、産業廃棄物削減など、さまざまな応用展開が期待できる。
詳しくはこちら。
