自動車業界の勢いよい発展と各種類の車両の保有台数の増加に伴い、世界的なタイヤ生産需要が形成されていることになる。同時に、タイヤの高性能化は、廃タイヤのさらなる管理と再生に深刻な問題をもたらしている。そのため、環境に優しく、経済的な新しいゴム再生方法を探すことは21世紀最大の環境課題の一つとなっている。

本稿では、廃タイヤ再生技術の継続可能な発展に関する最新の進展を紹介することを目的とし、特に、廃タイヤのゴム研磨技術の最新の進展、廃タイヤのゴム粉の処理方法、廃タイヤのゴム粉と再生ゴムの特徴に注目している。

また、廃タイヤのゴム再生技術の産業応用の今後の発展に影響を与える主要な挑戦について論述した。

世界中の医療施設から大量の非感染性プラスチック廃棄物が発生する。ただし、その中で再生されるのはごく一部である。従来、廃プラスチックは埋立地に送られて処分されたり、不十分に焼却されたりしていた。このような慣行は、環境に悪影響を及ぼす可能性がある。高い汎用性のため、プラスチックは医療業界に欠かせない存在となっている。新型コロナウイルスによる肺炎の流行は、使い捨てプラスチック製品の需要が高まっていることを明確に示している。そのため、現時点でプラスチックの使用を完全に避けることはハードルが高いかもしれない。プラスチック再生は、間違いなくプラスチック汚染の危機を解決する1つの解決策である。医療用プラスチックの再生は、主に分別や洗浄が困難であるため、限界がある。医療用プラスチック廃棄物の再生は、医療業界と再生業界との適切な調整によってのみ可能である。新しい再生技術は継続可能な方法で活用されることが重要である。また、医療用途で使用されるプラスチックは再生可能な方式で設計されなければならない。この総説では主に医療廃棄物の弊害だけでなく、常用医療用プラスチックの再生潜在力を論述した。

再生ポリエチレンテレフタレート（rPET）の発泡は、超臨界二酸化炭素（sc-CO₂）により補助的に押出されたものである。rPETの固有粘度（IV）を0.62dl/gから0.87dl/gに向上させたエポキシ機能化鎖延長剤を使用することにより、気泡の安定化に十分なレオロジー特性が得られ、それにより、0.15g/cm³未満の見掛け密度を達成することが可能となる。それぞれ示差走査熱量測定法（DSC）と走査電子顕微鏡法（SEM）を用いて、均質とタルクによる不均質結晶とセルの核形成、その後のセルの成長と安定化過程について考察した。タルクを用いると結晶化温度が上昇し、気泡のサイズ分布が小さくなることが分かった。発泡rPET試料の見掛け密度とフーリエ変換近赤外（NIR）スペクトルとの間に強い関係性があり、迅速かつ非破壊的な特性分析が可能であることを示した。その結果、NIR分光法は再生PET押出発泡過程において、特に品質変動が発生した場合に最適なライン内品質モニタリング法であることが明らかになった。

従来のプラスチックを、バイオプラスチック、すなわち生物方式で獲得した、および/または生分解可能なプラスチックで置き換えることは、エネルギーの枯渇とプラスチック廃棄物の蓄積という問題を解決できるとは限らない。継続可能な本格のプラスチック経済を実現するためには、バイオプラスチックの生産が拡大する中で、すべてのバイオプラスチックにとって生分解性にかかわらず、バイオプラスチック廃棄物の効果的な終末処理戦略が必要である。バイオポリエチレンテレフタレート（bioPET）、バイオポリエチレン（bioPE）、バイオポリプロピレン（bioPP）など、バイオベースの非生分解性バイオマスプラスチック再生の重要性はもはや疑問の余地はないが、しかし、生分解性バイオプラスチックについては、生分解性が唯一の受け入れ可能な終末処理プログラムとみなされることが多いため、先行きは不透明である。しかしながら、生分解性は通常、プラスチック製品のライフサイクルの中で再導入するためにプラスチック材料またはモノマーを回収することを目的としたものではないが、これは、廃棄物管理と主要資源保護の両方を伴う機械的および化学的再生などの他の種類の再生プログラムの明確な目標である。バイオプラスチックの生産規模が拡大しており、今後数十年にわたって従来のプラスチックと共存することになるため、最も一般的に使用されているバイオプラスチックそれぞれの終末処理に最適な方法を見つけることが極めて重要である。

消費後のプラスチック廃棄物の量は環境や人の健康を脅かすレベルに達しており、その管理が今、大きな課題となっている。プラスチックの生分解とバイオリサイクルは、従来のプラスチック廃棄物の新たな再生方法である。この総説では、酵素によって合成された重合物のバイオリサイクルと生分解に関する最新の研究を記述した。最近産業技術として発展した特殊な設計を用いた酵素であるPET解重合酵素を用いた、ポリエチレンテレフタレートの酵素触媒分解の最も成功した事例に焦点を当てて述べた。また温和な条件下でプラスチックを制御可能に完全分解する可能性のある各酵素に関する有望な研究結果を述べた。この総説では、プラスチックの生分解を弱める重合物の性質、酵素の選択性、活性および熱安定性を向上させるタンパク質工学的設計方法についても述べた。これらの研究は、重合物化学、微生物学、突然変異誘発機序、タンパク質工学およびプロセス工学など、多くの専門分野に関連している。これらの革新的な学際的知識を活用することで、環境廃棄物の管理に新たな視点を提供し、継続可能な循環型経済を実現することができる。

重合物再生は、不良廃棄物の減少や廃棄物埋立処分、経済的価値のあるモノマー又はその他の材料の回収のための優れた方法であるため、我々は、第三再生方法（化学再生）について、総合的に述べた。そして、それぞれのケースにおいて、特定のリサイクル経路と潜在的な適用性の化学的根拠に特に注意を払って、厳密に検討した。広く使用されている各重合物商品（ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、およびポリオレフィン）のリサイクル問題について個別に議論され、酵素分解、イオン液体仲介、マイクロ波照射、および超臨界液体と超流動体中での処理など、潜在性の高い従来の方法および慣例に従わない方法に注目した。また、アルカンクロスメタセシス（CAM）、タンデム水素化分解/芳香族化、Vitrimer基の再生および動的共有結合など、現在広く研究されている新しい方法についても重点的に述べた。

低誘電率、低誘電損失の高性能ポリマー材料は、高速通信ネットワークに多く利用されています。この総説論文には、ポリイミド、ポリベンゾキサゾール、ポリアリールエーテル、ポリテトラフルオロエチレン及び各種の多孔質ポリマーを含んだよくあるポリマー材料について簡単に紹介し、良く使われる低誘電率ポリマー製造技術、各種性質及び応用についても討論します。低誘電率材料の理想的な性質と応用要求に基づき、多孔質ポリマー材料を更に開発する可能性を検討します。

5Gネットワークの需要の高まり及びリアルタイム・クリティカル・アプリケーションの発展の見通しにより、高い帯域幅と高い接続信頼性のある高級アンテナを切実に必要としています。5Gネットワークは主に6GHz以下の周波数帯（「sub-6」と言う）とミリ波を使ってデータ通信を行い、4Gセルラーネットワークの使用周波数よりも遥かに高いため、以前に使用された材料と集積技術をそれに応じて更新する必要があります。この意味で、液晶ポリマー（LCP）は卓越した性質を持って、理想的な高性能マイクロ波・ミリ波（mm-wave）の基材と封入材料に最適であります。具体的に言えば、液晶ポリマーは通常ミリ波周波数帯において良好な熱安定性、低吸水性、安定な誘電率と損失正接を示しているため、学術界と産業界は液晶ポリマーを5Gデバイスに活用することについて、ますます興味が湧いてきました。しかし、液晶ポリマーを5Gに適用する際の化学性質と材料についての総説論文は非常に少ないです。本文には、ポリマー科学とエンジニアリングの視点から、液晶ポリマー材料を5Gネットワークに応用する研究の進捗をまとめた。具体的にｈ、代表的な液晶ポリマーの重合反応、化学構造をもっと詳しく紹介し、状態・性質・改造・加工に集中し、5Gネットワークの重要デバイスに液晶ポリマーの実際応用を推進できればと思います。

最近、包装用の生物分解と再生可能材料に対する需要は多くなっています。需要の増加は、生物分解できないポリマー包装材、特にポリエチレンの広範な使用による環境問題に関わっています。本文は生分解性ポリマーの性能について討論し、特にデンプンとその他ポリマーのブレンドを注目します。また、食品包装産業において、微生物活動も注目されているため、抗微生物助剤またはポリマーを添加し、バリア増強または活性を持つ包装材料を生産することは、食品を微生物の増殖と転移から保護する魅力的な選択肢の一つとなっています。また、本文は生分解性ポリマーのバリア、機械と他の性能を討論しました。最後に、抗菌包装材料における生物活性コーティング層の現在と潜在的な応用について討論しました。

地球温暖化やプラスチック汚染による環境圧力が日増しに高まることから、バイオプラスチックはすでに大きな注目を集めている。そのうち、ポリ乳酸（PLA）はバイオベースで生分解性を持っているため、多くの使い捨て包装用品で広く使用されている。ジムの法則によると、PLAの世界的な需要は3〜4年ごとに倍になると予測される。

従来の石油を原料とするプラスチックと比べ、PLAはより高価であり、一般的な機械的及び物理的特性がやや少ない。D-乳酸とそのポリマーPDLAについての最新複合研究と商品化は、PLAの機械的及び熱的特性を向上させる可能性があり（例えば、ステレオコンプレックス型PLAを形成することによる）、ハイエンド市場で使用できる。しかし、他の分野におけるPLAの使用はまだ制限されている。ポリグリコール酸（PGA）はPLAと似たような構造を持ち、優れた生分解性やバリア性などの有望な特性を有している。これはPLAへの有用な補足となることだろう。PGAを利用してPLAの改質を行うには、共重合、物理的ブレンド法及び多層ラミネーション法がある。PGA及びPLAとの組み合わせは、生物医学の応用においてすでに広く研究されてきたが、やや高い生産コストがかかるため、大規模開発には至らない。このような背景で、新しい生産技術の開発と政府規制の発行は、バイオプラスチックへの世界的な移行のための重要な推進力になる。最近、既存のプラスチック使用を制限したり、生分解性プラスチックの活用を促進したりするなど、複数の政府規制が打ち出された。PGAは、革新的な生産技術を使用して産業廃ガスから抽出できるため、炭素排出量と生産コストを削減できる。生産技術及び複合技術の開発を通じて、PGAはPLAと合わせて使用することで、特に室温または自然環境で急速に分解する必要がある使い捨て製品のためにも、持続可能かつ環境にやさしいプラスチック産業で重要な役割を果たすことができる。

本文はデンプン基材料の基礎と応用研究を含む最新発展状況をレビューしました。デンプン基材料の弱み、例えば天然ポリマーの低い機械性能や湿気に対する敏感性を克服するために、過去の二十年間において、いろんなブレンドや複合材料が開発されました。実は、完全生物分解できるデンプン基材料を開発する際に、いかなる添加剤の添加は敏感的である。また、食品包装用のいかなる添加剤は安全問題を第一に考えなければなりません。これらを鑑みて、デンプンに基づく材料においては、既にいろんな天然充填剤や食用強化剤が使用されています、例えば天然繊維、デンプンまたはセルロース結晶と海苔類など。改質デンプン顆粒でデンプン基質を強化する、いわゆる自己強化技術もデンプン基複合材料の開発に用いられています。デンプン基フォームの開発においても、水に対しシステム的な研究を行い、水はデンプン基フォームの可塑剤であり、発泡剤でもあります。いままで、各一般的な加工技術（例えば押し出し、射出成形、押出成形、鋳造と発泡）、そして新しい技術（例えば反応性押し出し）は既にデンプン基ポリマー材料の加工に使用されています。各デンプンに基づく製品も既に開発され商品化されています。

一般プラスチックに関する化石資源と環境汚染問題を解決するために、新しい生分解性ポリマーに対する研究がどんどん増えてきています。脂肪族-芳香族ポリエステルは一種の新型生分解性ポリマーであり、近年において広範に研究され、発展速度が速い、これは、脂肪族ポリエステルが提供する優れた生物分解性と芳香族ポリエステルが持つ優れた性能を合わせることができるからです。そのうちポリブチレンアジペートテレフタレート（PBAT）が一番重要である。一般的なポリエステル製造技術で、ブタンジオール（BDO）、アジピン酸（AA）とテレフタル酸（PTA）の縮合反応によってPBATの商業化は実現出来ます。またたくさんの領域において期待できる特性と競争コストを実現できると評価されています。従って、本文はPBATの合成、性質と応用について論述します。

本論文では、Near Infrared Spectrum Instrument（NIR） 技術と Support Vector Machine（SVM）に基づくプラスチック固体廃物識別システムを提出しました。検出プラットフォーム上でプラスチックの近赤外スペクトルを得るための装置を開発しました。前処理（標準化、Derivativeと平滑度）後に、スペクトルの吸収特性が改善されました。これは識別に役立ちます。“主要成分分析（PCA）SVM”という識別方法を提出して、ポリプロピレン（PP）、ポリスチレン（PS）、ポリエチレン（PE）、polymethyl methacrylate（PMMA）、Acrylonitrile butadiene Styrene copolymers（ABS）とPolyethylene terephthalate（プラスチック）の識別に使われています。その識別の正確率は97.5%に達します。この方法はサンプルの種類を明確に識別でき、サンプルの形状を大まかに見分けることができます。このシステムは良好な識別結果を実現できると同時に、大幅にコストを低減し、工業回収において大きな潜在力を持っています。

生物プラスチックとして、現在は数種類の細菌でポリヒドロキシ脂肪酸エステル（PHA）を産業規模レベルで生産できています。PHAの不安定性と高いコスト、分子量（Mw）と構成の不安定性及びこれによる熱力学と機械性能の不安定性などの原因により、今までPHAの商業化は困難である。PHAのコストが高いのは、滅菌に関する複雑な生物処理、カーボン基質のPHA製品への低い転化率、微生物の成長差異、及び川下分離の複雑性に関わっています。PHA生産の複雑性を解決するために、耐汚染が強い微生物、特に好極限性細菌、とりわけハロモナス属の工程方法を開発しました。PHAをよりよく生産するために、この技術は既に生産成功し、「次世代産業生物技術」（NGIB）とも呼ばれています。多種類PHAも工程細菌のハロモナス属やシュードモナス属などによって生産できます。本総括文章は工程細菌がPHA生物合成と多様化における最新状況を紹介します。

高付加価値生分解性プラスチックを構築するための提案として、二酸化炭素をポリマーに固定させることが考えられます。原材料は排ガスのため、これらのポリマーは環境に優しく、省エネルギーで、最終的には分解されて二酸化炭素に戻されます。本総括文章は、二酸化炭素の共重合体における最新の進捗、特にポリプロピレンカーボネート（PPC）について紹介します。また、物理的かつ化学的改質でPPCの熱性能と機械性能に対する改善を幅広く紹介するとともに、一般的な分解できないプラスックを代替するための実際の用途についても詳しく紹介します。商用PPCの巨大な応用はすでに汎用包装業界で証明されています。

過去数十年の間、カスタム属性を有する多機能材料に対する絶え間ない需要の増加は、共に新しい商用ポリマーブレンドの開発を促進した。これらの混合物は従来の基材に比べ、優れた物理的性質を有し、かつ新しいプラスチックを合成するのに経済的な優位性を有する。プラスチック廃棄物の管理における環境問題の逓増、分選技術に存在する難題および大半のポリマー間の限られた化学適合性のため、再生段階について考える時、ポリマーブレンドの技術的な潜在力はよく利用されていない場合が多い。場合によっては、再生混合物に増容剤を添加しても、その性質を保持および/または調整する満足できる解決方法にならない。

本総説の目的は、ポリマーブレンドの再生可能性について批判的に分析することにある。プラスチックの再生問題と定義について紹介する章に続き、ポリマーブレンドの物理的な特性の一部の基本的な概念について述べた。本総説の第3章では、ポリマーブレンドの機械的再生について分析を行い、そして適合する、および適合しないポリマーブレンドに運用される再生技術について一般的な区分をした。この章では、未選別廃棄物由来の混和プラスチックの再生可能性、およびポリマーブレンドの形態と熱機械的特性に対する二次熱処理の影響についても分析した。現代社会におけるバイオプラスチックの重要性が増していることを考え、本総説の第4章では、主にバイオプラスチックブレンドを含む機械的および化学的再生プロセス、特にポリ乳酸（PLA）と熱可塑性澱粉（TPS）をベースにしたブレンドについて紹介した。ポリマーブレンドに運用された再生技術の重要ポイントと将来についての展望は、最後の節でまとめた。

周知のように、風力エネルギーは現代社会のエネルギー需要が持続的に増加する中で発展見通しの良い解決方法である。2016年末、ヨーロッパの風力発電量は153.7 GWに達し、77,000基の風力発電機からの電力供給量は全体の10.4%を占めた。EUが2030年までに再生可能エネルギーのシェアを27%まで引き上げようとする計画を考えると、今後10年間で風力エネルギーが主な役割を果たすことは既に明らかである。今後数年間で解体される風力発電タワーの数が増加する中で、これらの設備の寿命終了処分に対する持続可能なやり方について提案することは極めて重要である。これらの風力発電機の一部の部品（タワーラック、ベース、発電機とギアボックス）は、再生率の高い材料でできており、かつ当面では、熱硬化性繊維強化ポリマーでできているブレードは、その材料の性質と複雑な構成のため再生が困難である。

そこで、本総説の目的は、複合風力発電機のブレードの再生における先端技術について紹介することにある。第1章では風力エネルギーと複合風力発電機ブレードの一般的な概念について述べた。第2章では、複合積層材の最も重要な再生プロセスについて考察した。第3章では廃棄複合ブレードに直接運用される再生プロセスを紹介した。複合ブレードの再生における実際の困難さを考慮し、第4章では特に再生性の高い複合構造の革新的な解決方法の開発に注目し、かつ変性熱硬化性複合体、熱可塑性積層材料と天然繊維強化複合体のいくつかの実例を提供した。最後の章では、複合風力発電機のブレードの再生ポイントと将来の見通しについてまとめた。

ポリウレタンという材料は、「多様性」という言葉を定義したのである。メーカーに多様性とカスタマイズ化を実現させたは、ジイソシアネートとポリオール間の構造性質上の関係である。ソフトタッチの塗装から硬度の非常に高い剛性建築材料まで全てできる、ポリウレタンは、こうした様々な性質を持っている。これらの機械的、化学的、生物上の特性、及びカスタマイズの便利性は、科学界だけでなく、関連業種においても、人々からの非常に高い興味を引き寄せている。原材料のコントロールと色々の添加剤、ナノ材料の添加によって材料を強化できる。従って、原材料の成分を適切に変更することによって、様々な応用に適用するポリウレタンが生成できるのである。本研究では、ポリウレタン成分の基本的化学性質及び医学、自動車、塗料、接着剤、シール材、ペイント、織物、海洋、木質複合材料と服装などの領域における最新応用の進捗状況について、説明している。

3Dプリンティング技術は長年にわたり、エンジニアリングとヘルスケア分野で大きな進展を遂げてきました。3Dプリンティングの高度版である4Dプリンティングも導入されています。4Dプリンティングのプロセスは、印刷された3Dオブジェクトが温度、光その他の環境刺激などの外部エネルギー入力の影響により別の構造に変化することを意味します。この技術は、良好な変形能力を持つスマート材料の入力を採用します。自己組織化およびプログラマブル材料技術は、製品の構築、生産、組み立ておよび性能を再構築することを目的としています。4Dプリンティングは、工学や医学などの各分野で広く活用されています。タンパク質の4Dプリンティングには大きな応用の将来性があります。この新たな次元により、3Dプリントされた物体は光、熱、電気、磁場などの外界からの刺激の影響を受けて自ら形を変えることができます。本文では、4Dプリンティング技術について簡単に検討します。本分では、製造分野における4Dプリンティングのさまざまな特徴、発展および応用について図解で検討します。4D付加製造の作業プロセスを概念化し、最終的に4Dプリンティングの製造分野における10の役割を確定しました。リバーシブル4Dプリンティングそのものは素晴らしい発展ですが、それは変形期間に耐久性と正確なリバーシブル材料を使用する革新的なものです。従来の製造技術では容易にできなかった複雑な構造を作り出すのに役立っています。エネルギーでなく自然の要素に依存するので、異業種のゲームルールを変え、モノの生産、開発、同梱、輸送方法を完全に変えたようです。

そのデータを用いて複雑な形状の製品を層ごとに製造する付加製造（AM）は、高精度で材料ロスが少ないという特徴があります。従来の製造プロセスと比べ、付加製造技術には環境面で多くの積極的な利点があります。何よりも原材料の無駄を減らし、新しくてスマートな素材を使っています。材料の無駄、エネルギー使用、機械排出を削減する組立品のアウトプットに焦点を当てるようです。付加製造技術とその応用の環境持続可能性を検討する必要があります。エコロジカル・フットプリントの強化に取り組む企業が増える中、AMの持続可能性に勢いがついています。先見の明のある業界リーダーたちは、従業員の製造環境を改善するため新しい無駄削減方法を見つけるとともに、持続可能性を図るため新しい材料利用に関する革新的な方法を見つけるよう従業員を促す課題に直面しています。こうした取り組みの結果、製品や商品、サービスの付加価値が生まれます。本論文では、持続可能な生産システムの構築における付加製造の顕著な効果について議論しました。最後に、本論文は持続可能な開発におけるAMの12の主要な応用を特定しました。付加製造と技術の面での優位性は、主要産業で確立されつつありますが、現在の製造シナリオでは、持続可能性の優位性が明らかになっています。主な目標は、従来の製造技術に比べて付加製造技術の環境利益を決定することです。各産業は環境目標を満たすための適切な技術を決定できるようになっています。

水性ポリウレタン分散物（APUD）は、ずっと塗料業種における研究の焦点であり、もっと環境にやさしい解決案を提出することで、現代の塗料問題を解決できるのである。APUDを調合するにあたって、ポリオール、ジイソシアネート、チェインエキステンダとイオンセンターなど複数の成分が関わっている。これらの成分は、ポリウレタンを水の中に分散させることができるため、溶剤グループ塗料への依存性を軽減できるとともに、既存の体系によりよく、環境にやさしい代替物も提供できる。室温硬化と優れた付着力などのメリットは、更にAPUDの案例を強化したのである。本総説では、上記成分の相乗効果を説明するとともに、それらが塗料の最終性質に対する影響方式についても、生き生きと述べている。

関連研究は過酸化物硬化体系がSBRゴム化合物のクロスカップリングと性質に対する影響を研究することを目的としている。先ずは、硫化温度、硬化過程におけるジクミルペルオキシドの数量と物理的・機械的性質について研究を行った。その後、一類と二類の補助架橋剤を過酸化物で硬化するゴム配合物へ添加する。結果として、温度の上昇は、硬化過程を加速させることができ、一方で硬化動力学と物理的・機械的性質は、いずれも過酸化物の数量の影響を受けていることがわかった。硬度の増加と破断延伸率の低下ということから、一類の架橋剤の応用は、硬化過程を加速させ、硫化ゴムのクロスカップリング密度を向上させたことがわかった。二類の架橋剤が硬化動力学に対する影響は無視できるが、硫化ゴムのクロスカップリング程度の低下を引き起こすことが多い。一類の架橋剤は、硫化ゴムの引っ張り強度を向上させることができるが、二類の架橋剤は引っ張り強度への影響は無視できるほどである。