El uso de plásticos derivados de la biomasa es una de las principales preocupaciones para establecer una sociedad sostenible. que se incorpora como uno de los Objetivos de Desarrollo Sostenible. Sin embargo, el uso de la mayoría de los plásticos derivados de la biomasa es limitado debido a su baja resistencia al calor. La investigación colaborativa entre JAIST y U-Tokyo ha desarrollado con éxito la conversión biotecnológica blanca de la biomasa celulósica en los polímeros aromáticos que tienen la termodegradación más alta de todos los plásticos registrados hasta ahora.

El desarrollo de nuevos materiales energéticamente eficientes utilizando biomasa es una frontera para establecer un medio ambiente sostenible. Los plásticos de naturaleza ligera producidos a partir de biomasa renovable son requisitos previos para desarrollar una economía circular. Sin embargo, Los bioplásticos actualmente disponibles son en su mayoría alifáticos (por ejemplo, PLA, PHA, PA11, etc.) y, por lo tanto, consiste en una mala termoestabilidad, lo que restringe sus futuras aplicaciones. Los polímeros aromáticos basados ​​en la columna vertebral se consideran ampliamente por su alta resistencia al calor (por ejemplo, Zylon, Celazol, Kapton, etc.), pero el desarrollo de monómeros heterocíclicos aromáticos a partir de biomasa es raro debido a la dificultad para controlar su estructura.

Dos moléculas aromáticas específicas, El ácido 3-amino-4-hidroxibenzoico (AHBA) y el ácido 4-aminobenzoico (ABA) se produjeron a partir de pulpa kraft, una materia prima celulósica no comestible del Prof. Ohnishi y su equipo de investigación en U-Tokio. Los microorganismos recombinantes mejoraron la productividad de los monómeros aromáticos de forma selectiva e inhibieron la formación de los productos secundarios. El profesor Kaneko y su equipo de investigación en JAIST han convertido químicamente AHBA en 3, Ácido 4-diaminobenzoico (DABA); que posteriormente se polimerizó en poli (2, 5-benzimidazol) (ABPBI) mediante policondensación y procesado en una película termorresistente. También, La incorporación de una cantidad muy pequeña de ABA con DABA aumenta drásticamente la resistencia al calor del copolímero resultante y los atributos de la película procesada al plástico termoestable más alto registrado (Figura 1). Los cálculos de la teoría funcional de la densidad (DFT) confirmaron que la pequeña incorporación de ABA fortaleció el enlace de hidrógeno entre las cadenas entre imidazoles, aunque las repeticiones de benceno / heterociclo conjugadas en π se han considerado como los plásticos termorresistentes más ideales durante unos 40 años.

Plástico orgánico superior en termoestabilidad (más de 740 ° C), se desarrolló a partir de materias primas de biomasa no comestible sin utilizar cargas inorgánicas pesadas y, por lo tanto, de naturaleza liviana. Un diseño molecular tan innovador de polímeros de termorresistencia ultra alta mediante el control de la conjugación π puede contribuir a establecer una sociedad sostenible con carbono negativo. y conservación de energía mediante el ahorro de peso.