生分解性高分子材料の分解機構および評価法
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地球の生態環境を破壊しないすべての材料は、リサイクル可能な材料と呼ぶことができる。循環可能な材料には多くの種類があり、現在、最も注目されて開発が進められているのが生分解性高分子材料です。高分子材料の生物分解とは、生物（主にキノコや細菌など）の作用によって、ポリマーが分解・同化される過程を指す。ポリマーの分解機構は非常に複雑であり、一般的に生物分解は単一のメカニズムではなく、複雑な生物物理学的作用や生化学的作用が同時に起こり、加水分解や酸化といったその他の物理化学的作用も伴う。生物学的な作用と物理的な作用は互いに促進し合い、相乗効果を持つ。天然高分子化合物で改質されたポリウレタン材料は、生分解する際に大まかに2つの段階に分かれる：(1)天然高分子化合物の分解により、ポリウレタンの表面に多数の微小な孔が形成される。孔が徐々に大きくなるにつれて、まずウレタン結合が微生物によって分解される。(2)微小な孔ができることで微生物が内部の天然高分子化合物に容易に侵入し、内部に微小な孔が形成され、それによってポリウレタンが完全に分解されるまでの過程が加速される。現在、一般的に用いられている生分解性の評価方法には、残留量および相対分子量の測定法、構造変化法、分解生成物の検出、機械的強度法、外観法、カビ試験法などがある。生物分解性に関するさまざまな分析評価手法にはまだいくつかの欠点があるため、研究過程においては状況に応じて複数の手法を組み合わせてテストを行うことが多い。
高分子材料は、他の材料にはない優れた特性を多く持っており、先端技術、国防建設、国民経済のさまざまな分野で広く利用されている。現代の科学技術や生活において欠かせず、代替不可能な重要な材料であり、その生産と消費は引き続き活発な勢いを保っている。 21世紀は、高分子材料が急速に発展し、より一層有効に活用される新たな世紀です。しかし、ほとんどの高分子材料は自然環境下では速やかに分解されず、増え続ける廃棄高分子材料が都市ごみの主要な原因となっています。これによって生じる白色汚染は、人類の生活環境に深刻な影響を与えており、これはすでに世界的な問題となっています。したがって、分解可能な高分子材料の研究開発は非常に意義がある。高分子分解とは、ポリマーを構成する高分子鎖が切断される反応のことです。ポリマーが酸素、水、放射線、熱、光、化学試薬、汚染物質、機械的力、および生物（特に微生物）などの環境条件下で分解される過程を環境分解と呼ぶ。分解メカニズムから見ると、分解因子は生物的分解、光による分解、化学的分解に分類され、中でも最も応用の可能性が高いのは光による分解と生物的分解である。分解可能な高分子材料は、その分解メカニズムに基づき、光による分解が可能な高分子材料、生物的に分解可能な高分子材料、そして光と生物の両方によって分解可能な高分子材料の3つの大きなカテゴリーに分けられる。現在の重点的な研究分野は、光生物両分解特性を持つ高分子材料と、完全に分解される特性を持つ完全生物分解性高分子であり、これも今後の産業発展の方向性です。