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着なくなった服や、飲み終わったペットボトル。その多くは、ポリエステルというプラスチックでできています。リサイクルと聞くと「溶かして、別の物に作り変える」ことを思い浮かべる人が多いと思います。
でも、化学のやり方はもう一つあります。プラスチックを分子のレベルでほどいて、作る前の原料に戻す方法です。2025年、東京都立大学の野村琴広先生たちのグループは、安くて手に入りやすい鉄の触媒を使って、ペットボトルや服のポリエステルを、ほぼ100%原料に戻すことに成功しました。今回は、この研究室を紹介します。リサイクルや環境の問題が気になる人、化学で何ができるのか知りたい人に読んでほしい記事です。

野村研究室の研究をひとことで言うと、化学反応を進める「触媒」を工夫して、プラスチックを作ったり、使い終わったプラスチックを原料に戻したりする研究です。
| 言葉 | 中学生向けに言うと |
|---|---|
| 触媒 | 自分は変わらないまま、化学反応を速く・起こりやすくする物質 |
| ポリエステル | 小さな分子が鎖のように長くつながったプラスチックの一種。ペットボトルや服の繊維に使われる |
| PET(ペット) | ポリエステルの代表。ペットボトルの「ペット」はこれ |
| ケミカルリサイクル | 使い終わったプラスチックを化学の力で分解し、作る前の原料に戻すリサイクル |
出典:東京都立大学 報道発表(2025年11月14日)。中学生向けの言い方は坂本が言い換えた
野村先生の専門は、触媒の化学です。大学の先生になる前は、化学の会社(住友化学工業、今の住友化学)の研究所で研究員をしていました。会社でも大学でも、ずっと「触媒」を作ってきた先生です。
出典:野村琴広先生の個人ホームページ「プロフィール」

このシリーズで紹介した慶應義塾大学の田中研究室は、くだいたプラスチックを3Dプリンターで溶かして、表彰台など新しい形に作り変える研究でした。
野村研究室のやり方は、それとは違います。プラスチックの「鎖」のつなぎ目を化学反応で外して、鎖になる前の小さな分子(原料)にまで戻します。
| 溶かして形を変える | 分子に戻す(ケミカルリサイクル) | |
|---|---|---|
| やること | くだいて溶かし、別の形にする | 化学反応で鎖をほどき、原料にする |
| できるもの | 表彰台など別の物 | もう一度プラスチックを作れる原料 |
| 研究の例 | 慶應 田中研 | 都立大 野村研 |
出典:東京都立大学 報道発表(2025年11月14日)、慶應義塾大学 SFCニュース(2021年7月26日)
都立大の発表によると、使い終わったプラスチックは今、ほとんどが燃料として使われていて、原料として使い直される割合は低いそうです。また、ペットボトルを集めて使い直すときは、品質が落ちることが心配されています。原料まで戻せれば、高い純度の原料から作り直せるので品質が落ちにくい、というのがこの方法の強みです。どちらのやり方にも得意な場面があり、両方が必要とされています。


服の多くは、1つの素材だけでできていません。たとえば「ポリエステル65%、綿35%」のように、何種類かの繊維をまぜて織られています。これがリサイクルを難しくしている原因の一つです。
ここでクイズです。まず自分で考えてから、下の答えを開いてください。

ポリエステルと綿がまざった服を、野村先生たちの鉄の触媒とアルコールでリサイクルすると、どうなったでしょう? ①両方とも分解されて、ドロドロにまざった ②ポリエステルだけが原料に戻り、綿はそのまま残った ③どちらも分解されず、そのまま残った
答えは②です。ポリエステルだけがほぼ全部分解されて原料に戻り、綿もほぼそのまま回収できました。
ポリエステルの鎖は「エステル結合」というつなぎ目でつながっています。この触媒とアルコールの反応は、そのつなぎ目を外す反応です。綿は別のつなぎ方でできた繊維なので、分解されずに残ります。
つまり、まざった服から、ポリエステルだけを選んでほどけるということです。綿は綿で、別に使い道を考えられます。
出典:東京都立大学 報道発表(2025年11月14日)

これまでのケミカルリサイクルでは、もっと高い温度と、たくさんの酸や塩基(アルカリ)が必要でした。後から取りのぞく手間もかかり、環境への負担も大きいのが問題でした。
野村先生たちは、ポリエステルとアルコールに触媒を加えて温めることで、おだやかな条件で原料に戻せる触媒を研究してきました。2025年11月に発表したのは、鉄を使った触媒です。鉄は安くて手に入りやすい金属です。
| 鉄の触媒で試したこと | 結果 |
|---|---|
| 使ったもの | リサイクル工場で使われている、くだいたペットボトル。ポリエステルの服の廃棄物 |
| 反応の条件 | アルコール(メタノール)と鉄の触媒を加えて、145℃で温める(服の例では18時間) |
| 原料に戻った割合 | ほぼ100%(99.7〜99.9%) |
| 取り出した原料 | 混じりものの少ない、高い純度。触媒の残りかすも混ざっていなかった |
| 量をふやすと | 実験室の大きさから、工場で使うことを見すえた大きさにしても、性能は落ちなかった |
出典:東京都立大学・科学技術振興機構(JST)報道発表(2025年11月14日)、論文:Jiang ほか, ACS Sustainable Resource Management(2025年)
服のポリエステルは、温めたあと冷ますと、原料(テレフタル酸ジメチル。ポリエステルのもとになる分子の一つ)が白い結晶になって出てきます。これをもう一度つなげれば、またポリエステルを作れます。
都立大の発表では、この方法は「資源循環型社会(資源をくり返し使う社会)の実現に向けた基盤技術」と書かれています。工場で使うことを見すえて試したところまでで、実際の工場でこの方法が使われ始めた、という段階ではありません。研究は、科学技術振興機構(JST)のCREST(国が研究を支えるしくみの一つ)という大きな研究プロジェクトとして、2027年3月まで続く予定です。

「ほぼ100%」はすごい数字です。でも研究の世界では、ここから工場で毎日動かせるようになるまでに、また別の長い道のりがあります。

野村研究室は、原料に戻すだけでなく、最初から植物で作り、使い終わったら原料に戻せるプラスチックも研究しています。
2026年7月、野村先生たちは、大阪産業技術研究所と滋賀県立大学の研究者と共同で、食べられない植物の油とアミノ酸から、新しいプラスチックを作ったと発表しました。
| 2026年7月の発表 | 中身 |
|---|---|
| 原料 | 食べられない植物の油と、アミノ酸など |
| フィルムの強さ | ポリエチレン(レジ袋などのプラスチック)などより、やわらかくて強く、切れるまでよく伸びた |
| 傷がついたら | 引っぱって伸びたり、切れたり、傷がついたりしても、自然に元の状態にもどる材料も作れた |
| 使い終わったら | 独自の触媒で、分解して原料に戻せる |
出典:東京都立大学 報道発表(2026年7月6日)、論文:Miyamoto ほか, JACS Au(2026年)
ふつう、プラスチックは「強い」と「よく伸びる」を両立させるのが難しい、とされています。この2つを両立させたうえで、使い終わったら原料に戻せる。プラスチックを作るところから戻すところまで、触媒の化学で一周させるのが、この研究室の目指す形です。発表では、資源を循環させる材料として有望だと「示唆した」段階で、製品になったわけではありません。

野村先生がいるのは、東京都立大学の理学部 化学科と、大学院の理学研究科 化学専攻です。キャンパスは東京都八王子市の南大沢キャンパスです。
| 大学 | 学部・学科 | 偏差値 |
|---|---|---|
| 東京都立大学 | 理学部 化学科 | 57.5 |
出典:河合塾「2027年度入試難易予想ランキング表」。偏差値は河合塾のボーダー偏差値
いちばん近い入口は、理学部 化学科です。2027年度の入試では、化学科の入学定員は48人。一般選抜(前期日程28人・後期日程10人)のほか、学校推薦型選抜(10人)や、総合型選抜の「科学オリンピック入試」(若干名)もあります。
出典:東京都立大学「2027年度 募集人員」
公立大学で、前期と後期の2回チャンスがあるのは大きいです。くわしい科目や出願の条件は、必ずその年の募集要項で確かめてください。
研究室のホームページを見ると、メンバーには海外からの留学生や研究者が多くいます。2026年9月には、研究室の学生2人が、ドイツとベルギーの大学へ共同研究のために留学しました。化学の研究室は、英語で世界とやりとりする場所でもあります。
出典:東京都立大学 有機化学研究室(野村研究室)ホームページ「メンバー」「ニュース」


家にある服のタグを5枚見て、「ポリエステル」「綿」が何%ずつか書き出してみてください。100%の服もあれば、2〜3種類がまざった服もあるはずです。まざった服はリサイクルしにくいので、「まざった服からポリエステルだけをほどく」技術が役に立ちます。
物質が別の物質に変わる化学変化と、原子や分子の考え方は、中学2年の理科で習います。この研究の入口は、中学の化学変化の単元です。高校の化学では、「エステル」や「高分子」という言葉で、この記事の中身をもっとくわしく学びます。
大学は研究の成果を「報道発表」としてホームページにのせています。都立大のホームページで「野村琴広」と調べると、この記事のもとになった発表が読めます。むずかしい言葉は、高校の化学の教科書でわかる範囲から少しずつ。オープンキャンパスなどの予定も、大学のホームページで確かめてください。

東進館山校 坂本



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