東北大学の研究グループは、樹皮を60wt.%含有する高バイオマス複合材料を作製し、引張強さの低下と生分解度の間に指数関係が成立することを実験的に示すとともに、分子鎖切断理論に基づく力学―生分解連成モデルを定式化した（掲載誌：npj Materials Degradation）。 本研究では、十分に活用されてこなかった森林副産物である樹皮に着目し、生分解性プラスチックであるポリブチレンサクシネート（PBS）と溶融混練・圧縮成形によって複合化した材料を対象とした。樹皮を60wt.%含有しながらも、成形体としての機械的自立性を有することが確認され、断面観察および引張試験により基本的な構造特性と力学特性が評価された。評価は、コンポストおよび屋外土壌環境を想定した条件で行われた。
生分解試験の結果、生分解度の増加に伴って引張強さの保持率が指数関数的に低下する傾向が確認された。研究グループは、この関係を分子鎖切断理論に基づいて説明可能であるとし、力学特性の変化から生分解の進行を定量的に推定できることを示した。また、屋外土壌中での長期埋設試験においても、時間経過に伴う段階的な引張特性の低下が観測され、コンポスト試験で得られた関係式を用いることで、実環境下での生分解挙動を推定できることが示された。
さらに、本複合材料は初期段階において十分な電気絶縁特性を示すことが確認された。研究グループは、一定期間機能を維持した後に分解する材料設計が可能であるとしており、農業用資材や使い捨てセンサなど、一時的な機能発現と環境中での分解が求められる用途への適用を想定している。本成果は、生分解性材料を「どの程度分解したか」だけでなく、「いつまで機能するか」という観点から評価・設計する枠組みを提示している。