長崎大学は、大気中の約100倍となる約4%の濃度で二酸化炭素（CO2）を含む呼気を化学的手法で資源化する技術を開発したと、9月29日に発表した。炭素資源が極めて限られる宇宙空間で、人間の持続的な活動を支える炭素循環システムの構築に向けた基盤技術となることが期待されている。
呼気に着目した理由
大気中から直接CO2を回収する技術「DAC」（Direct Air Capture）はすでに存在するが、大気中のCO2濃度が平均約0.04%と低いため回収効率が低く、社会実装が進んでいない。研究チームは今回、大気中の約100倍の高濃度でCO2を含むヒトの呼気に着目した。
ヒトは呼吸によって酸素を取り込み、CO2を放出する。これは肺で酸素に炭素が結合するのではなく、全身の細胞における代謝プロセスの結果として生じる。体内に取り込まれた酸素は赤血球によって全身の細胞に運ばれ、食物由来の有機物からエネルギーを取り出す代謝反応に利用される。例えば、ブドウ糖が細胞内で段階的に分解される過程で、細胞の「エネルギー通貨」である「ATP」（アデノシン三リン酸）が合成されると同時に、炭素がCO2として遊離する。このCO2が血液経由で肺へ運ばれ、呼気として排出される。
研究成果の詳細
研究では、アミン化合物を充填したフラスコに呼気を吹き込んだ風船を取り付け、1日かけて反応させた。その結果、アミン化合物と呼気中のCO2が反応して中間体物質が得られ、続いて「有機ケイ素化合物」（フェニルシラン）と反応させることで、機能性化合物である「有機ウレア化合物」類の合成に成功した。合成された化合物には、呼気中のCO2に由来する炭素が組み込まれている。
合成された有機ウレア化合物には、創薬候補となる生物活性分子や自然界の天然物分子、CO2の資源化反応を促進する触媒分子が含まれており、呼気中のCO2を利用した多様な有用物質の合成が可能であることが実証された。同成果は、長崎大学大学院総合生産科学研究科（環境科学部所属）の白川誠司教授によるもので、英国王立化学会が刊行するオープンアクセスジャーナル「RSC Advances」に掲載された。
今後の展望
呼気中のCO2は炭素源として幅広い利用が期待できる資源であり、研究チームは人類の本格的な宇宙進出を見据え、呼気中のCO2を活用した炭素循環技術の確立に向けたものづくり研究を進める方針だ。また、呼気中にはCO2以外にも資源となり得る化学物質が多数含まれており、これらの回収および有効利用技術の開発を推進することで、宇宙空間における物質循環システムの構築に寄与する技術の確立を目指すとしている。
