バイオベースポリマーの基礎・実用化と高性能化技術

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本セミナーでは、脱炭素化やプラスチック規制に加え、近年の資源問題を背景に、重要性が高まるバイオベースポリマーについて取り上げ、グリーンケミストリーやLCA・リサイクルを含む資源循環の考え方を整理したうえで、バイオマス資源の種類や化学変換技術、コスト・耐久性・供給安定性といった実用化に向けた課題、機能性と環境性の両立、高耐熱性・高機能性バイオベースポリマーの研究開発事例や材料設計の考え方などについて解説いたします。

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プログラム

近年、脱炭素化やプラスチック規制の強化を背景として、バイオベースポリマーへの関心が急速に高まっている。  本講演では、まずグリーンケミストリーの基本概念とバイオマス資源利用の考え方について概説する。続いて、代表的なバイオベースポリマーの特徴、用途、課題、およびLCAやリサイクルとの関係について紹介する。さらに、高耐熱性や高機能化を指向した芳香族バイオポリマーに関する講演者自身の研究例を通じて、今後の高性能バイオ材料開発の可能性について議論する。

  1. グリーンケミストリーと持続可能材料開発の考え方
    1. グリーンケミストリーとは?
      • 12原則と化学産業への影響
    2. 脱炭素化とプラスチック規制
      • なぜ今バイオポリマーなのか
    3. 石油依存と資源問題
      • 化学産業に求められる変化
    4. 「バイオ=環境に優しい」ではない
      • LCAと材料設計の重要性
  2. バイオマス資源の利用と化学変換
    1. バイオマス資源の種類
      • セルロース
      • リグニン
      • 植物油
    2. 食料競合と未利用資源
      • 廃棄物利用とバイオリファイナリ
    3. 芳香族化合物のバイオ化
      • 高性能材料に向けた課題
    4. バイオマス変換技術
      • 発酵
      • 触媒
      • 化学変換プロセス
  3. バイオベースポリマーの基礎と実用化
    1. バイオベースポリマーの分類
    2. 生分解性プラスチックとは?
      • PLA
      • PBS
      • PHA
    3. 高機能バイオポリマー
      • PA11
      • PEF
      • 高耐熱材料
    4. バイオポリマーの用途展開
      • 包装材
      • 繊維
      • 自動車
      • 電子材料
    5. リサイクルと生分解性
      • 循環型社会における材料設計
    6. 実用化における課題
      • コスト
      • 耐久性
      • 供給安定性
    7. トレードオフをどう克服するか
      • 機能性と環境性の両立
  4. 高性能バイオポリマーの研究開発事例
    1. 芳香族バイオポリマーの設計
      • 高耐熱化へのアプローチ
    2. 桂皮酸・植物由来芳香族化合物の利用
      • 光反応を利用した材料設計
    3. バイオベースポリアミド・ポリイミド
      • スーパーエンプラ化への挑戦
    4. 環状アミノ酸由来ポリマー
      • 立体構造と物性制御
    5. 分子設計による機能付与
      • 耐熱性
      • 機械特性
      • 成形性
    6. 今後の展望
      • 高耐熱バイオエンプラと次世代材料開発

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