この低木はゴム、防虫剤、接着剤を供給できる可能性があります

研究者とタイヤ会社は、干ばつに強いグアユールが水不足に悩む南西部に持続可能な経済促進をもたらすことを期待している

セージグリーンの腰の高さの低木グアユールは、メキシコと米国南西部のチワワ砂漠の丘や谷に点在する多くのゴツゴツした低木のうちの 1 つにすぎないように見えるかもしれませんが、その目立たない茎や葉には、以下を含む植物の宝物が数多く眠っています。先住民族が数百年前に試合用のボールを作るために使用していたゴム。

研究者たちは何十年もの間、天然ゴムの潜在的な商業供給源としてグアユール (Parthenium argentatum) を研究してきました。 現在、市場は東南アジアのパラゴムノキの木から供給されるゴムが独占しており、米国のグアユールが人件費の安いこれらの大規模事業と競争するのは難しい。 南西部の農家は、アルファルファや綿花など、より収益性の高い作物を好む傾向があります。

しかし、2つの収束する発展がグアユールの見通しを変えようとしているかもしれない。 単一栽培のパラゴムノキの菌類の蔓延により、近年、世界の天然ゴム供給量が大幅に減少しています。 一方、南西部ではここ1000年以上で最悪の干ばつにより、農家が利用できる水が減少し、アルファルファ、綿花、その他の渇きのある作物の栽培が困難になっている。 一方、グアユールは乾燥に強いです。 そして、土を耕さずに数年間栽培して収穫することができます。 荒らされていない土壌は炭素を地中に蓄え、浸食を防ぎます。

グアユールをより実行可能な作物にするために、学界と産業界の研究者たちは、グアユールが生産する粘着性樹脂と木質材料の用途を研究しながら、植物のゴム生産量を増やすことに取り組んでいます。 グアユールがあれば、「農家は砂漠でも物を育てて生計を立てながら、土壌と水を守ることができる」とニューメキシコ州立大学の化学エンジニア、キャサリン・ブリューワー氏は言う。 「これらの基準をすべて満たす植物は多くありません。」

タイヤメーカーのブリヂストンは、最終的にはグアユールを商業規模で天然ゴムとして採取できることを示すために、アリゾナ州中央部で実証規模の加工施設を過去10年間運営してきた。 同社は8月下旬、2030年までにグアユールゴムの生産を商業化すると発表した。現在、世界のゴムの3分の2は石油から合成して作られているが、目的によっては天然資源から生産されるゴムが不可欠である。 たとえば、飛行機のタイヤは天然ゴムで作られており、滑走路への着陸などの衝撃に耐える点で合成ゴムよりも優れています。

オハイオ州立大学で代替ゴム源を研究しているカトリーナ・コーニッシュ氏は、グアユールは現在少量しか栽培されていないため、しばらくは広範な規模でパラゴムノキゴムと競合することはできないだろうと述べている。 つまり、これを使用したい企業は、ブリヂストンが今年デビューしたグアユールゴム製レーシングタイヤなど、高価値の製品から始める必要がある。 コーニッシュさんは、自身の会社 EnergyEne で、グアユール ラテックス（この植物でも生産されている柔らかいゴムの一種）で作られた高級製品に焦点を当てています。 たとえば、EnergyEne は放射線を減衰する医療用手袋を開発しています。 消費者側では、同社はカベルネ・ソーヴィニヨンやシャルドネ風味のものなど、「素敵なコンドーム」を製造しているとコーニッシュ氏は付け加えた。 グアユールは、他の天然および合成配合物と比較して、特に強く、伸縮性があり、柔らかいため、最高のラテックスを作ることができるとコーニッシュ氏は言います。 また、パラゴムノキ由来のラテックスとは異なり、低刺激性です。 コロラド州立大学の持続可能性研究者であるジェイソン・クインは、2020年に実施した研究で、アリゾナ州の典型的な規模の農場で栽培されたグアユールゴムは、パラゴムノキゴムとコスト競争力がある可能性があることを発見した。ただし、グアユール製品のコストは世界のより高価なものになるだろう。過去のパラゴムノキの価格の範囲。

ブリヂストンでは、植物遺伝学者のデイビッド・ディーリッグ氏が、より多くのゴ​​ムを生む植物を品種改良することでグアユールの収益性を向上させたいと考えている。 彼のチームはグアユールのゲノムをマッピングし、より高いゴム含有量に関連する遺伝子を特定しました。 この情報を利用して、研究者はより多くのゴ​​ムを生産できる可能性のある植物を選択し、それらが完全に成熟する前に交雑することができ、通常は新しい世代を育てるのにかかる時間を短縮できます。 ディーリグ氏によれば、どの植物でも生産できるゴムの量にはある程度の限界があるが、その限界がどこにあるのかを知るのは難しいという。 タイヤに使用される高分子量ゴムは当初、植物の約 2.8 パーセントだったが、現在は 3.8 パーセントまで引き上げた、と彼は言う。 「（Hevea と）直接競争するには、ゴム含有量を約 6% にする必要があります」とディーリッグ氏は言います。 しかし、植物の樹脂や木質部分から作られた他の製品を販売すれば、グアユールがゴムのレベルに達する前に競争力を高めることができるかもしれない、と彼は付け加えた。

木質の茎は、グアユール製品を開発するための、植物を栽培する商業的インセンティブをより多く生み出すための、あまり集中的ではない選択肢を提供します。 グアユールの加工では、茂みを粉砕し、溶剤を使用してゴムと樹脂を抽出し、バガスと呼ばれる乾燥したおがくずのような物質が残ります。 これを家具に使用されるようなパーティクルボードにプレスしたり、船舶や飛行機用のバイオ燃料にできる可能性があります。後者の変換には熱分解が必要で、このプロセスではバガスを酸素の不在下で加熱します。 「そのための技術はあります。実現可能ですが、少しエネルギーがかかります」と、アリゾナ大学を拠点とし、ブリヂストンを含むいくつかのパートナー機関と協力して、米国農務省の資金提供による研究プロジェクトを主導するキム・オグデン氏は言う。そしてコロラド州立大学。 「だから、それが経済的にどれほど素晴らしいのかは分かりません。」

オグデンと他の研究者は、本当の金儲けはグアユール樹脂である可能性があると考えている。 この粘着性の物質は、香料として使用できるエッセンシャル オイルや、グアユーリンやグアユールに特有のアルゼンタチンと呼ばれる他の分子など、多くの有機化合物で構成されています。 研究者らは、この樹脂化合物には多くの収益性の高い用途が期待できると述べている。 アリゾナ大学の科学者らは、この樹脂が植物由来の接着剤に使用できる可能性があり、木工用接着剤などのホルムアルデヒドを含む製品の一部に代わる可能性があることを発見した。 最近の研究では、アルゼンタチン由来の化合物が 3 種類の癌細胞に対して毒性があることも判明し、薬物研究での使用の可能性が開かれました。

ニューメキシコ州立大学のブルワー氏は、樹脂化合物が防虫剤として機能するかどうかをテストするチームを率いている。 彼女は、グアユール樹脂抽出物に対するゴキブリの反応と、ジャワ油（ゴキブリ忌避剤として知られている）およびアセトン（ゴキブリが嫌がらない）に対するゴキブリの反応を比較する実験を計画しました。 グアユールに特有のものを含むいくつかの樹脂化合物は、ジャワ油よりもさらにゴキブリを阻止した。「これは非常に興味深いと思いました」と彼女は言う。 昆虫は樹脂の香りを嫌っているようだが、この可能性のある忌避剤がどのように機能するかを理解するにはさらなる研究が必要である。 ブリュワー氏は蚊を使った実験も始めている。 彼女は、グアユール樹脂抽出物もそれらを撃退する可能性が高いと考えています。 しかし、話題の消費者製品を発売するには一連の安全性試験が必要であり、これらの化合物がアレルギーや皮膚の炎症を引き起こす可能性があります。

「樹脂には膨大な量の化合物が混合されており、その用途を決めるのは、得られる製品の価値と比較して、樹脂を分離するのにどれだけの費用がかかるかということだ」とブリューワー氏は言う。 「したがって、用途と比較して、ちょうど十分な処理と精製というスイートスポットがいくつかあるでしょうが、そのスイートスポットがどこにあるのかはまだわかりません。」

グアユールには商業化への道がまだあるが、関係する研究者らは楽観視している。 コロラド州立大学のクイン氏は、多数の新興製品やテクノロジーの経済評価を主導していますが、最終的に実行可能と思われるのは 10 件に 1 件程度であると述べています。 「これもその一つです」と彼は言う。

ウラ・クロバク彼女はネバダ州リノを拠点とするフリーの科学ジャーナリストです。彼女の業績の詳細は、彼女の Web サイト ulachrobak.com で読むことができます。

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