2025年度公募 seeds-6333 - 【関東】 藻類を直接樹脂化する次世代バイオマス樹脂のAI材料設計と高機能化
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研究の成熟度

  1. TRL1

    基本原理・
    現象の確認

    基礎研究

  2. TRL2

    原理・現象の
    定式化

    基礎研究

  3. TRL3

    実験による
    概念実証

    応用研究

  4. TRL4

    実験室での
    技術検証

    応用研究

  5. TRL5

    使用環境に
    応じた技術検証

    実証

  6. TRL6

    実環境での
    技術検証

    実証

  7. TRL7以上

    実環境での
    技術検証

※TRL（TRL（Technology Readiness Level）：特定技術の成熟度を表す指標で、異なったタイプの技術の成熟度を比較することができる定量尺度

VISIONビジョン

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VISION

ビジョン

天然微細藻類×AIでつくる、目的に応じた最適配合の持続可能な次世代型バイオマス樹脂

どこでも、誰でも、混ぜるだけの省エネ生産プロセスの実現

将来的にはプラスチック工場の既存設備を用いたバイオマスプラスチック生産を目指し、天然微細藻類を抽出工程を経ずに複合樹脂化する基盤技術を構築する。本提案は従来のバイオマスプラスチック生産とは一線を画し、バイオマスからポリマーなど有用成分を抽出する工程を省く革新的技術を創出する。さらにAI技術を取り入れることで、効率的な材料開発に挑む。この開発にあたり、微細藻類の化学的構造に基づく表面処理により、微細藻類と母材との複合化する技術が最も重要な鍵となる。これらの技術により、石油プラスチックと特性的に同等の次世代バイオマス樹脂の開発を目指す。

USE CASE

最終用途例

環境中に生育する微細藻類を直接樹脂化したバイオマス材料の創出

USE CASE 01混ぜるだけで完成する、抽出不要のバイオマス樹脂

APPLICATION

APPLICATION

藻類を丸ごとプラスチックとして使う省エネプロセス

天然に生育する微細藻類を母材と混ぜ合わせるだけで樹脂化することにより、藻類を抽出せず丸ごと利用する。高いバイオマス度を低エネルギーで実現する分散型のバイオマス素材を開発する。

MARKET

MARKET

石油由来成分を微細藻類で代替する

既存のバイオマスプラスチックでは生産コストの観点から普及率が低いが、石油成分を藻類で置き換えることで、バイオマスプラスチックの普及を大幅に加速できる。

IMPLEMENTATION

IMPLEMENTATION

中小規模の企業でもバイオマスプラスチック製造が可能

既存のバイオマスプラスチックの製造では、新たに大型プラントが必要となるなど、設備投資が必要である。それに対して本技術では既存設備を利用できるため、技術の社会実装スピードが飛躍的に高まる

USE CASE 02AIが素材の特性を読み解き、最適配合を自動生成

APPLICATION

APPLICATION

AI設計で実現する、用途別に最適化されたバイオマス樹脂

AIが素材の特性を解析して最適な原料配合を自動生成し、用途ごとに必要な性能を備えたバイオマス樹脂を効率的に設計する。無駄のない材料選択と高い環境価値を同時に実現可能な技術を構築する。

USE CASE 03天然藻類をそのまま利用する地域資源を樹脂化する技術

APPLICATION

APPLICATION

地域の藻類をその場で材料化することで輸送コストの大幅低減

地域に自生する藻類を直接樹脂化し、その場で材料化できるため、原料輸送に伴うエネルギーやコストを大幅に削減しながら、高いバイオマス度を持つ持続可能な素材供給を実現する。

STRENGTHS

強み

未利用のバイオマスを構造材料とする持続可能性を拓く新しい樹脂化技術

STRENGTHS 01

撹拌のみでの樹脂化による低コストの汎用プラスチック応用を実現

これまで活用が進んでこなかった微細藻類を構造材料として利用することで、持続可能性の観点からも新たな可能性を切り開くものである。また、藻類そのものを利用することで加工プロセスを大幅に簡素化でき、低コスト化が可能となるため、汎用プラスチック分野への応用が現実的となる。

STRENGTHS 02

木質バイオマスよりも汎用的な使い道の実現

リグニンやセルロースナノファイバーは高性能ながら抽出や精製が複雑でコストが高く、汎用樹脂としての普及に限界がある。これに対し、抽出工程を必要としない本技術ではプロセスを大幅に簡素化し、より広い用途で使える低コストなバイオマス材料の実現につながる。

TECHNOLOGY

テクノロジー

複合樹脂フィルムの創出に成功

TECHNOLOGY 01

藻類とバイオポリマーとの複合化によるフィルム化

先行プロジェクトにおいて、材料評価のための力学特性評価技術（混合技術、フィルム化技術、引張試験、接触角測定、AFMナノインデンテーションによる弾性率評価など)やSEM、AFMなどの顕微鏡観察による評価を行ってきた。藻類は、様々なポリマー母材と複合化できることを見出してきた。また、得られた力学特性のデータに基づき、AI解析の基盤の構築を進めている。

PRESENTATION

共同研究仮説

実用化を見据えた材料設計とスケールアップ技術の構築

共同研究仮説01

用途最適化のための材料設計および既存設備での成形技術の高度化

用途に応じた材料設計と成形技術を高め実用性を引き出す研究開発

使用用途に応じた添加剤の導入など、複合樹脂の実用化に向けた改良が不可欠であり、樹脂の加工成型に関するノウハウを持つプラスチック加工メーカーなどとの連携が不可欠である。また、既存の成型加工設備を用いた藻類複合樹脂の製造可能性を検証し、産業的スケールでの実用性を示すことが重要である。

RESEARCHER

研究者

入谷康平 東京工科大学 工学部 応用化学科 講師
経歴

2024年 4月－現在　東京工科大学工学部応用化学科　講師
2019年 4月－2024年 3月　東京工科大学工学部応用化学科　助教
2018年 4月－2019年 3月　東京工科大学工学部応用化学科　助手
2017年 4月－2018年 3月　大阪大学大学院基礎工学研究科　特任研究員

研究者からのメッセージ

次世代バイオマス樹脂への挑戦

天然の微細藻類を用いて、抽出行程なしで複合樹脂化する基盤技術を磨き、既存のプラスチック工場でそのまま生産できる未来を目指します。
従来のバイオマスプラスチック生産が抱えてきた、抽出・発酵・分解などの大きな壁を超え、藻類そのものを活かす革新的なアプローチに挑んでいます。
さらにAI技術を導入することで、材料開発の効率を飛躍的に高め、用途に応じた最適設計の実現にも取り組んでいます。
その中心となるのが、微細藻類と母材の化学構造を踏まえた界面制御技術です。この鍵となる技術を磨き上げ、石油由来プラスチックと肩を並べる次世代バイオマス樹脂を切り拓いていきます。

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