英国のサリー大学（University of Surrey）で行われた研究によって、加熱すると気体になって消え、冷えると自然に元の固体へと戻る、まったく新しいプラスチックが開発されました。
固体が液体を経ずにそのまま気体になる現象は「昇華」と呼ばれ、ドライアイスなどでおなじみです。
しかし、プラスチックがこの往復を繰り返し、しかも冷えるだけで勝手に元の姿へと組み上がる例は、これが初めてとなります。
研究者たちは「ほとんどのプラスチックは安定であるように設計されているため、リサイクルや除去が困難です。私たちはそれとはまったく異なる挙動を示す材料を作り出せることを示しました」と述べています。
安定していることが取り柄のはずのプラスチックが、なぜドライアイスのように消えたり現れたりできるのでしょうか。
論文は2026年8月11日付で『Macromolecules』にて発表されました。
目次
- プラスチックは「壊れないこと」が長所であり、最大の欠点でもある
- 90℃で気化し、冷えると固体化する――世界初の「昇華するプラスチック」
- 「着せて、脱がせて、きれいにする」——実証された3つの使い道
プラスチックは「壊れないこと」が長所であり、最大の欠点でもある
レジ袋、食品の包装、シャンプーのボトル。
私たちの身の回りにあふれるプラスチックは、とにかく丈夫で、水にも薬品にも強く、放っておいても壊れません。
ところが、この頼もしさこそが、環境中に流出したプラスチックを何十年も分解されないまま残し続ける原因にもなっています。
使っているあいだの長所が、捨てる段階になったとたん、そっくりそのまま最大の欠点に裏返ってしまうのです。
もちろん、リサイクルしやすいプラスチックを作ろうという研究は世界中で進められています。
なかでも有望とされるのが、プラスチックをいったん構成部品であるモノマー（単量体）にまでバラバラに分解し、その部品から再び組み立て直すという方法です。
部品まで戻せば新品同様の品質で作り直せるため、理想的なリサイクルと言われています。
ところが現実には、部品に分解するだけでも150〜200℃という高温が必要になる場合が多く、しかも回収した部品をプラスチックに戻すには、さらに別の化学処理が待ち構えています。
理想とは裏腹に、手間とエネルギーを大量に食う道のりなのです。
そこでサリー大学の研究チームが目をつけたのが、硫黄原子2つを含む小さなリング状の分子（1,2-ジチオラン）でした。
硫黄同士の結合には「切れやすく、つながり直しやすい」という、炭素の鎖でできた普通のプラスチックにはない身軽さがあります。
この身軽さをうまく使えば、行きも帰りも簡単な——組み立ても分解もラクな素材が作れるのではないか。
チームはそう考え、このリング状分子だけをつなげたプラスチックの合成に挑みました。
その結果は、チーム自身の予想さえ裏切るものでした。
90℃で気化し、冷えると固体化する――世界初の「昇華するプラスチック」
転機は、実験の途中で偶然訪れます。
研究者たちが、試験管の底にできていたプラスチックの固まりを80℃ほどに温めてみたところ、固まりは跡形もなく消え失せ、冷たい試験管の壁に固体となって再び現れていたのです。
水では、氷を温めると液体の水を経て蒸気となり、蒸気を冷やすと水、さらに冷やすと氷に戻ります。
ところがこの硫黄のリング分子を持つプラスチックは、温めれば固体から一足飛びに気体となり、冷ませば気体から固体へ。液体状態をまったく経ない、ダイレクトな変化をしていたのです。
固体が液体を経ずに気体となり、冷えた場所で再び固体に戻る。
ドライアイスさながらの「昇華」が、プラスチックの身に起きていました。
なぜこんな芸当が可能なのでしょうか。
鍵は、この素材が「つながる」と「ほどける」のあいだで常に釣り合っている点にあります。
硫黄同士の結合は切れやすく、つながり直しやすいため、部品は天秤の上で「つながる」と「ほどける」を行き来し続けている状態にあります。
ここで熱を加えると、ほどけた部品はそのまま分子レベルで解き放たれ、気体となっていきます。
そして立ちのぼった蒸気が冷たい場所に触れると、部品たちが再び「つながる側」へと天秤を傾け、元と同じ防水性のプラスチックへ組み上がっていくのです。
部品たちは誰の手も借りないまま、加熱で分解し、冷却で再生する往復を軽々とこなしていたのです。
この「気化」と「自動再生」をセットで示したプラスチックは、これが世界で初めての例となります。
しかも、その効率は見事なものでした。
試験管の中で90℃で2時間温めるだけで、およそ9割が気体になったあと冷たい壁面でプラスチックとして復活し、そのまま回収できたのです。
特別な装置はいらず、冷却は室内の空気まかせ。
さらに回収した素材は、もう一度加熱すれば同じ往復を繰り返せました。
分解と再生をぐるぐる回せる、文字どおりの循環型素材です。
研究を率いたピーター・ロス博士は「ほとんどのプラスチックは安定であるように設計されているため、リサイクルや除去が困難です。私たちは、それとはまったく異なる挙動を示す材料、つまり比較的低温で気化し、その後自然に元のポリマーに再構築される材料を作り出せることを示しました」と述べています。
