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2020年03月17日 卒業式

本日、卒業証書授与式がカレッジごとに行われました。

2019卒業 セントラルプラザ













コロナウイルスの影響で、アリーナで予定されていた式は中止になり、テクノロジーカレッジは午後に学科ごとに卒業証書授与と諸連絡を1時間限定で行いました。
残念ながらほとんどの人が晴着をキャンセル。
今年は晴れの門出がこのようなことになってしまい、大変残念です。

セントラルプラザの中央には写真撮影スポットが作られ、友達と写真を撮る人が次々と訪れていました。

予定が大幅に変更になったので、W君はちょうど1時間遅刻して、教員室でテクノロジーカレッジの先生多数に祝福されて、担任の森宮先生から証書を受け取りました。

社会に出る人、大学に編入する人、道はそれぞれですが、全員が自分の置かれた場所で成長していけるよう、頑張ってほしいと思います。


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2020年03月16日 「web卒業展」第8弾 セルロースナノファイバー編

「web卒業展」最後のプロジェクトの紹介になりました。
このブログで何度か取り上げてきた「廃棄資源から作るセルロースナノファイバーとその有用性」です。

このプロジェクトは既に何度もご紹介していますが、脱プラ・減プラを達成するための「製紙プロジェクト」から発展し、ただの紙ではなく、高機能新素材であるCNFをつくってみよう!というところから始まっています。したがって、原料にパルプではなく古紙や未利用植物を使うのが通常のCNF作成とは大きく異なる点です。

パネル2









たったこれだけの違いですが、それが私たちを苦しめることになりました。

「透明な紙」はニンジンでも空心菜でも容易にできるのですが、これにはセルロース以外の多糖類が含まれ、どうしても粘っこい手触りになってしまいます。セルロースに富む維管束をメインにするために、茹でた空心菜を押しつぶしたり、アルカリで更に煮込んだり、次亜塩素酸ナトリウム溶液で処理したりと様々な方法を試しました。

空心菜1




















空心菜2











パルプ化









また、シュレッダーくずは膨潤に大変な手間がかかる上にミキサーにかけると繊維が断片化してしまいます。ここの問題解決は一旦あきらめて、再生古紙で作られたトイレットペーパーを膨潤してTEMPO処理してみましたが、なかなかうまくいきません。解繊できればミキサーにかけた溶液がチキソトロピー性を示し、トロッとした感じに粘度が上がるはずなのですが、いつまでたっても濁ってサラッとした液体のままでした。更に乾燥してみると塩が多量に含まれるために結晶の粒ができてしまい、ザラザラなシートになってしまいました。

結晶入り










未来プロジェクトの「先端素材セルロースナノファイバーとプラスチック代替」にご協力いただくことになった北越コーポレーションの込山博士から助言していただいて、なんとかゲル状の溶液ができました。

空心菜CNF1











これを乾燥してシートにすると、思いのほか高透明度のシートができました(込山博士も「思ったより透明にですね」と言われてました)が、乾燥の際にゆがみが出て、トレーからはがれて割れたり破けたりする部分ができてしまうことがわかりました。

CNF








CNF-スマホ














一方、空心菜はどうにも繊維が細くできず、紙?っぽいシートになってしまいました。

空心菜シート










トイレットペーパーから作ったCNFシートを加工してみようとしたのですが、引っ張りや折り曲げには強いCNFも裂く力には非常に弱く、ねじれたところに力を加えると容易に裂けてしまいます。また、曲げる際に力のかかり方に偏りが出ても、その場所から破壊されてしまいます。大きな板で全体を均一に折り曲げることはできますが、指で曲げようとすると指の部分だけに力がかかるので避けてしまいます。
せっかく作った大きなシートもどんどん小さくなってしまいました。

北越コーポレーションのCNF製品である「バルカナイズドファイバー」は100年以上昔からある素材ですが、紙の繊維の間をCNFが埋める構造をとっていることがわかっています。この固い素材は水に浸すことで柔らかく加工できるようになり、加工後に乾燥すると形状をキープできるようになります。
そこで、机上の消毒に使うエタノールスプレーを使い、シート全面を均一に濡らしました。すると容易に曲げることができるようになりました。こうしてバッグ、ストロー、折り鶴を作ることができました。


最終製品















ただし、シートのゆがみは乾燥と共に元に戻るため、折り曲げると乾くにつれて力がかかり、弱いところが破壊されるケースがありました(折り鶴のくちばしなど)。

現在のCNF開発はプラスチックとの複合材として、軽くて丈夫であるという特性を生かす方向で進められています。しかし現在の脱プラの流れから考えると、複合材の相手として生分解性プラスチックとの複合材で生かしていくことが長期的には必要になると思います。現在の生分解性プラスチックは種類や機能が限定されているので、これらの新規開発や、複合材にした時の分解のしかたの研究などが今後のポイントになってくるのではと思います。

また、CNFは要するに「紙」なので導電性が無いことから電子基板を作るためのシートとしての可能性が検討されています。本プロジェクトで作ったトイレットペーパーCNFに導電性インクで回路を描いてみたところ、見事にLEDを点灯することができました。

電子回路











本プロジェクトは引き続き呑川浄化空心菜プロジェクトと並行し、未利用資源だけでなく新たな循環システムを提案できるように進めていきたいと考えています。


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2020年03月13日 「web卒業展」漢方化粧品の開発

卒業展で発表予定だったプロジェクトも残り2つになりました。
本日の
「web卒業展」
「漢方薬化粧品の開発」です。

このプロジェクトは「機器分析がやってみたい」「化粧品の試作がやってみたい」という学生たちがタッグを組んだものですが、結果的には焦点がぼやけてしまい、発表会では思ったようなアピールができなかったようです。

化粧品の分野では生薬の成分を含み、医薬部外品指定の化粧水やクリームが一定の支持を得ています。
多くの会社からさまざまな化粧品が販売されていますが、「美肌、抗炎症の効果を持つ生薬を使用した、肌荒れに悩む人のための化粧品」を目指しました。

漢方化粧品パネル












先行商品の価格を調べた時にかなり高価だったので、できるだけリーズナブルなもの(学生の感覚だと仕方ないのですが…)を作りたいと考え、比較的安価な生薬で、目的に合致したものを選択しました。

漢方化粧品生薬リスト









生薬サンプル








抽出法は熱水抽出とアルコール抽出で、しかもコストを抑えるために一度にミックスで抽出を行いました(ここも学生らしい考え方です)。抽出の指標にしたのはグリチルリチン酸で、どちらの抽出でも抽出された量はほぼ変わりませんでした。

エキスを添加する化粧品は、実習で作ったエモリエントクリームにしましたが、熱水抽出エキスだと伸びが悪く、アルコール抽出だと緩くなってしまいました。

漢方化粧品テスト









苦肉の策として両方を等量混ぜて使用して調節しました。

このチームも卒業展ギリギリまで作業をしていたので、容器やパッケージなどについては未完成です。
商品名は「美宝露」と付けました。

美宝露







もう少し進めていればカッコよかったと思うのですが、残念ながら発表会で使用した仮パッケージです。
このプロジェクトは非常にチャレンジャブルで、やるべきことがたくさんあったのですが、さすがにすべてをこなす事はできませんでした。
テーマを抽出に絞るか、市販エキスで試作に絞るかするともっとインパクトのある結果が得られたかもしれません。

また、このチームに限りませんが、「自分たちの常識」から外れることができないために限界を突破できないパターンが多々見受けられたように思います。
テクノロジーは自然法則や因果関係のパターンを無視しては成り立ちませんが、ヒトの常識とは関係が無いことはよくあります。「自分たちの常識」の外から物事を見ることができるようになるには、様々な経験や多様な人と触れ合うことが必要です。社会人になってからだと意図的に努力しないとできないので、学生でいる間に少しでも多様性に触れることをお勧めします。


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2020年03月11日 「web卒業展」ゴミ(っぽいもの)から絵具を作ってみた!

少し間が空いてしまい申し訳ありません。

本日の
「web卒業展」
「廃棄物から色素を抽出し顔料を作る」です。

このプロジェクトは発表会で第一位に輝きました。
しかし、卒業展本番の展示準備は途中でストップし、展示レイアウトまではご紹介できなくなってしまいました。展示物だけでもご紹介させていただきますので、卒業展風景をご想像ください。

ブログ絵具1









ブログ画材2













パネルはこんな感じでした。

もともと「日本画材を作ってみる」というプロジェクトは早くから計画をしていて、実はラピスラズリのくず石も入手済みでした。 
「瑠璃色を石からつくってみよう!」って感じですね。
でも、これは体力勝負になりそうだったのと、古い記録から方法を再現している先人もいるようなので、廃材利用の絵具を考え付いた!というものです。

日本画材、特に岩絵の具はかなり貴重なもので、先の瑠璃なんかはとても高価!高級品になるととんでもない値段です。
ラピスラズリの青はウルトラマリンとして西洋でも昔から高額で、フェルメールの「真珠の耳飾りの少女」のターバンなんかに使われている絵具です。

日本ではアズライト(藍銅鉱)を砕いた岩群青が絵具として使われていますが、これも高価(現在では藍銅鉱のほうがラピスより入手しにくい)なので、安価な胡粉(白い日本画材:貝殻を砕いた顔料)を色素で染めて使えないか?というアイディアです。

ブログ絵具の価格









「胡粉を染める色素としてどんな廃棄物が考えられるか」を検討しましたが、なんとか絞り出したのが、コーヒーかすとワインの搾りかす(アントシアニン)でした。
というのも、SDGs時代の今、食品廃棄物の問題がクローズアップされてきているからです。

ブログ食材廃棄現状







現在の日本では、食品ロスや食品廃棄物を減らす取り組み(賞味期限を厳しくしすぎない等)がされるようになりつつあり、食品由来の廃棄物を利用することには意味があります。

コーヒーかすはひたすら熱水抽出し、その褐色色素を濃縮、胡粉表面を染めました。
しかし思ったようには染まらず、薄い茶色の胡粉になりました。

ブログコーヒー色








ワインのほうは、最初はブドウ皮からアントシアニンを取っていましたが、季節が進むと入手困難に陥り、仕方なくナスの皮から抽出することにしました。

burogu アントシアニン抽出















溶剤で抽出すると赤い色素が得られます。
これをカラムで吸着して濃縮し、

ブログアントシアニン精製















更にエバポレーターで濃縮します。

ブログアントシアニン濃縮




















これで胡粉を染めると…

ブログ染色胡粉












青くなってしまいました。


胡粉は炭酸カルシウムが主成分なので、水と反応するとアルカリ性を示します。
アントシアニンはアルカリ性で青い色になるので、胡粉表面のpHを変えられればいろんな色が作れると考えましたが、そう単純な話ではありませんでした。

ブログ試し書き







とりあえずアントシアニンは薄い青色、コーヒーは薄い茶色の絵具を作ることができました。

日本画材 ブログ用








それぞれ「みずたまり色」「枯れ葉色」の環境に優しい絵具です。
(ちょっとネーミングが微妙ですが…)

こうやってまとめてみると、やったこと自体は突っ込みどころ満載だったりしますね。
アントシアニンもコーヒーの茶色色素も光(UV)で褪色するので、絵具の用途はもっとしっかり考える必要があります。
胡粉も表面に油膜を作らせたり、別の塩でコーティングしたり、金属イオンをうまく使ったりすれば、もっと濃く染めたり、色を変えたりすることも可能だったと思います。

とは言え、問題が出てくるたびに、あーでもない、こーでもない、と自分たちで悩んで前進していったことは貴重な財産になるはずです(あえて強くは口をはさみませんでした)。
その悩んだところのもどかしさとプレゼンテーションの明快さが、聴衆に高く評価されたということだと思います。

とても良いプレゼンテーションでした。


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2020年03月07日 「web卒業展」サンゴに優しい日焼け止め

本日の「web卒業展」

お待たせしました。
ここまで Save The Ocean プロジェクトとしてご紹介してきた
「サンゴに優しい日焼け止め」
です。

サンゴに優しい日焼け止めパネル1


















これまでの経過ではミドリイシの話しか出していませんでしたが、結局、安定的なミドリイシの飼育ができておらず、最終的なテストには至りませんでした。

しかし、化粧品と環境のどちらも学ぶ環境・バイオ科だったからこそ考えついたテーマに加え、自分たちで試行錯誤しながら必要なデータを取ってきたことから、教員全員が推薦して卒業展での表彰対象としてノミネートされていたプロジェクトです。

まず、前提として、
日焼け止めには「紫外線散乱材」と「紫外線吸収剤」のどちらか、または両方が入っています。散乱材は酸化チタンや酸化亜鉛などで、紫外線を反射することで皮膚を守ります。吸収剤は有機化合物で、紫外線を吸収することで皮膚を守ります。吸収剤のうちオキシベンゾンとオクチノキサートは造礁サンゴ(特にミドリイシ類)を白化させてしまうことがわかっていますが、そのほかの吸収剤も類似の構造を持っています。しかし、白化自体のメカニズムもやっとわかってきたところで、どの物質が白化させるかの知見は不十分です。白化させるかどうかを調べる実験系も確立されているとは言いにくい状態です。

サンゴ礁の美しさが観光資源であるハワイやパラオなど、これらの吸収剤を含む日焼け止めを規制する動きが急速に広がっています

吸収剤日焼け止め











各メーカーやディーラーも素早く対応して「サンゴに優しい日焼け止め」を販売していますが、成分表を確認するとオクチノキサートが別の名前で入っていたり、これらの物質と非常によく似た構造の物質を加えていたりするケースも多いようです。
また「ノンケミ」と呼ばれる散乱材のみ使用した日焼け止めがトレンドになりつつありますが、散乱材だけではUVAを抑えにくいので、SPF値は30以下になるケースが多いようです。

そこで
1 紫外線カットはできるだけしっかり(SPF50を目指す)
2 サンゴに有害な成分を一切含まない(「有害」というデータがあるものは使わない)
3 べたつきなどが無く、使い心地がよい
4 白浮きはできるだけ抑える
5 良い香りにもこだわる


という、かなり欲張りな製品を目指しました。

市販のサンゴに優しい日焼け止めはローションやクリームがほとんどです。「使い勝手、使い心地」という観点から、スティックタイプを目指すことにしました。
散乱材にはサンゴに影響したというデータが無い酸化チタンを採用し、手持ちのチタンを使って試作を繰り返し、感触をテストしました。さらにテイカ株式会社様から最新の酸化チタンのサンプルをご提供いただいて試作し、触感と白さをテスト、ワックスとオイルの微調整を行って処方を決定しました。

酸化チタン比較








ワックス比較








酸化チタン比較最終








最新型で最も小さな超微粒子であるMT-N1はなぜか他のチタンよりも白くなってしまいました。
顕微鏡観察してみると、確認できるサイズの塊が残っており、手で練ったり、プロペラでオイルに拡散したりするだけでは十分に分散できなかったようです。

香りも手持ち香料をブレンドし、フローラルでありながら石鹸のような香りを着けました。



出来上がった試作品のSPFを測りたかったのですが、SPFはヒトの皮膚で測定するため、費用と時間がかかります。
UVをさえぎる能力だけなら学校の分光光度計が使えるのではないかと考え、スライドグラスに日焼け止めを塗り、吸光度を測定してみました。

吸光度測定1










吸光度測定2









市販品はUVAの範囲、UVBの範囲ともに少しだけUVを止めています。
試作品はUVBの範囲はほぼすべて、UVAも波長が短めの場合はある程度UVをカットすることがわかりました。
単純比較はできませんが、少なくともSPF30が期待できるデータです。


製品名は海へのプレゼントという意味を込めて Makana Aloha (マカナ アロハ)

「つくる責任つかう責任」「海の豊かさを守る」ことを目指した、サンゴに優しい日焼け止めです。

サンゴに優しい日焼け止めパネル2
















あとはサンゴでテストできる実験系を作って本当に影響しないかどうかを確認したいと思います。
また、超微粒子酸化チタンをうまく分散させる方法も考えないといけません。きっと、もっといいものが作れるはずです。
次の世代が続いてくれることを期待しています!!


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