廃棄されたナイロンは分解が難しく、高付加価値利用経路が限られているため、機能性材料への転換が重要である。本研究では廃棄ナイロン66を原料とし、アルカリ加水分解によって得られた分解液を分離精製せずにそのまま水相中にアルミニウム塩を導入した。分解生成物のアジピン酸(adipic acid、略称ADP)を有機配位子として用い、アルミニウム基金属-有機骨格体(MOF)材料（命名：Al-ADP）を構築し、廃棄ナイロンから機能性MOF材料へのグリーンなアップグレード転換を実現した。Al-ADPはMIL-53(Al)型構造を持ち、ナノロッドが集合して形成されるナノフラワー形態であり、微小孔を伴う階層的多孔構造を有する。さらにAl-ADPをポリビニルアルコールと架橋し、粘着性不織布表面に担持して柔軟な水力発電膜デバイスを構築した。20 ℃、相対湿度59%の条件下で0.41 Vの電圧と4.76 µAの電流を安定して出力可能である。屋外で20個のデバイスを集積試験した結果、直列接続による6.59 Vの出力電圧と並列接続による38 µAの出力電流を達成した。分子動力学シミュレーションの結果、Na⁺の拡散係数がCl^-より高く、Al-ADP膜蒸発器が界面の二重電気二重層と連続的な輸送チャネルの相乗効果によりイオン選択的な移動を促進し、安定した電荷分離を実現できることを示した。本研究は廃棄ナイロンの機能性MOF材料への高付加価値変換を実現し、蒸発駆動発電材料の設計および廃棄プラスチックの資源化利用に新たな発想を提供する。

金属-有機骨格体材料;廃棄ナイロン;アップグレード化学回収;水力発電;廃棄プラスチック高付加価値利用