生物に学ぶイノベーション ~生物模倣技術の挑戦~


7月1日NHK「クローズアップ現代」で、「生物に学ぶイノベーション~生物模倣技術の挑戦」が放映された。

「軽く、かたい『アワビの貝殻』の構造をまねした新素材でつくる宇宙船、炭素繊維より軽く、強く、しなやかな『クモの糸』でつくる自動車のボディー、壁や天井を自在に移動する『ヤモリの足』の仕組みを取り入れた強力な粘着テープ。いま、厳しい生存競争の中で生物が進化させてきた機能を模倣する『バイオミメティクス(生物模倣技術)』により、革新的な技術が次々と生まれようとしている。電子顕微鏡やナノテクノロジーの進化により、生物の『神秘のメカニズム』を分子レベルで解明、再現できるようになってきたのだ。

次世代技術として期待される一方で、日本では昆虫学や動物学の研究者と工学系の技術者との連携が弱く、製品化の動きは欧米に大きく遅れを取っているのが現状だ。“生物のパワー”をどう技術開発に生かし、イノベーションにつなげていくのか。加速する企業や大学での研究の最前線を追い、可能性と課題を探る。」(NHK「クローズアップ現代」(生物に学ぶイノベーション~生物模倣技術の挑戦)2013年7月1日記事引用)

 アワビの貝殻は、厚さ1ミクロン以下の薄いセラミックスの板を軟らかい接着剤で貼り合わせた「積層構造」になっていて、厚さ1mmの中に薄い板が1000枚以上重ねられている。貝殻にヒビが入っても軟らかい接着層でヒビが止まり、薄板が1枚1枚少しずつ壊れるのでなかなか割れない。ハンマーで殴っても、車でひいても大丈夫!セラミックスの壊れやすい弱点が克服できる。しかもこの積層構造を作るのに高熱も不要。

蜘蛛の糸も鋼鉄の2~4倍の強度で、かつナイロンより柔軟性がある。日本のバイオベンチャー企業であるスパイバー社(山形県)は、バクテリアにクモの糸の組み換え遺伝子を注入し、培養したバクテリアにフィブロインを合成させることに成功、また、大手メーカーと共同して、この合成フィブロインを「タンパク質繊維」として合成する技術も開発し、蜘蛛の糸試作に成功した。普段使っている化学繊維は、石油から合成されるが、合成時二酸化炭素を出す。廃棄時もバクテリア分解できず地中に残ってしまう。その意味でも。蜘蛛の糸は軽くて、強くて、環境に優しい新繊維と言える。

ともかく、生き残ってきた動植物の摩訶不思議さは、同じNHKの「ダーウィンが来た」を見ても驚く。化石燃料に依存する現在の産業構造では、地球温暖化が避けられない状態になっており、またいずれ枯渇するもの。やっと産業界が「生物模倣技術」に注目し始めたことは、歓迎すべき事と言える。既に世界で実用化研究が始まっている。一歩先んじている日本のリーダーシップが期待されている。

「ネイチャーテック(http://j-net21.smrj.go.jp/develop/nature/archives.html)」に、動植物の模倣技術の紹介がされている。

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