山形・米沢のさらなる地域活性化と、世界規模の環境問題の解決を目指し、籾殻と米沢牛の骨から車や飛行機、高層建築物に利用できる丈夫で環境に優しい構造材料を開発する。

　我々の生活を支えている車や飛行機、船、高層建築物等の材料には、エンジニアリングプラスチックやセラミックス、金属、繊維強化プラスチック等の丈夫な材料が利用されている。しかし、これらの材料の製造には、膨大な化石資源の消費が必要とされるため、化石資源枯渇や地球温暖化、さらには海洋ゴミなどの環境問題促進の懸念がある。そこで我々は、最も代表的な生体鉱物である「皮質骨」に着目した。骨の表面を覆っている皮質骨は、図1のように、柔軟なコラーゲン繊維と、剛直な無機物ヒドロキシアパタイト（HAP）がナノレベルで規則正しく配列・結合した複合構造を形成している。ゆえに、バイオマスから極穏やかな条件で生成されるにも関わらず、エンジニアリングプラスチックや繊維強化プラスチックに匹敵するほどの優れた丈夫さをもつ。
　本プロジェクトでは、「つや姫」に代表されるブランド米の精米の際に大量に排出される籾殻と、米沢牛を初めとした家畜骨から抽出したHAPをナノ複合化する。そして、籾殻に含まれるセルロースの柔軟性と、HAPの剛直性を併せ持った丈夫で環境に優しいバイオマス構造材料を開発する。従来の環境負荷の高い石油由来エンジニアリングプラスチックや繊維強化プラスチックの代替として、車や飛行機、船、高層建築物に利用することで、地球温暖化や石油枯渇、海洋ゴミなどの、世界規模の環境問題の解決に貢献できる（図2）。さらに、山形をはじめとした各地域の畜産・精米副産物由来の高付加価値バイオマス材料の創出による「地域創生」、畜産農家・精米業者の新たな安定収入源の確立による「次世代形成」、国際共同研究や海外市場開拓を通じた「多文化共生」の促進に寄与できる。

Matsuba Lab

奥田結衣 X（twitter）

奥田 結衣・山形大学

工学部

yui0108@yz.yamagata-u.ac.jp

松葉 豪・山形大学、米沢市農業振興課、株式会社米沢食肉公社

山形大学基金（学部等への支援）
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