世界初、シロアリの翅の表面構造を再現
学校法人 龍谷大学
国立大学法人 旭川医科大学
国立研究開発法人 理化学研究所
学校法人 東京薬科大学
世界初、空気中の霧から水をつくる
シロアリの翅(はね)の表面構造を再現
科学雑誌の権威「Nature」の姉妹誌「Comms. Chem.」 誌に論文掲載
龍谷大学理工学部物質化学科 内田欣吾 教授ら
【本件のポイント】
●龍谷大学理工学部物質化学科の内田欣吾研究室は、独自技術を用い、シロアリの翅(はね)の表面構造を再現することに世界で初めて成功
●シロアリの翅は、空気中の小さな霧粒をキャッチし水滴をつくる一方で、大きな水滴は弾くという特性があり、今後は、この技術を応用し、空気中の霧から水滴を集めるといった実用化が期待される
●本研究の成果は、Natureの姉妹誌Comms. Chem. 誌に掲載予定であり、Natureを発行しているシュプリンガー・ネイチャー社からもリリースされる予定
内田研究室では、二種類のジアリールエテン分子を混合した結晶膜に光を当てることで、シロアリの翅が示す二重濡れ性を再現した結晶表面を開発しました。オーストラリア原産のNasutitermes sp.という種類のシロアリは、天敵から身を守るためにあえて雨季に新しいコロニーへと飛び立ちます。そのため、その翅は水を効率的に弾かなければいけないので、大きな水滴を弾き、小さな水滴は集めてある大きさにし、羽ばたきによって表面から放出させるという特異的なシステムを有しています。そこで、そのシロアリの翅の表面構造に注目しました。
光を照射すると可逆的に色が変化する「フォトクロミック分子」を二種類混合し、このシロアリの翅の構造を再現すべく結晶膜を作成しました。混合前の単独の分子によって形成された表面に紫外光を照射すると、どのような表面になるか分かっていたので、混ぜることでシロアリの翅の構造が再現できそうという予想はありました。実際に、紫外光を照射するとフォトクロミック反応を起こし、二種類の異なる大きさの結晶(大きい結晶は高さ約16 μm(=マイクロメートル=1 mmの千分の一)幅約1.5 μm、小さい結晶は高さ約1.9 μm、幅約0.2 μm)が表面上に並んだ結晶膜が作製できました。この表面構造は、予想通りシロアリの翅の表面構造と非常に類似していたのです。
この表面は超撥水性を有しています。一般的に撥水性材料は水を弾く機能です。しかし、シロアリは一般的には除去しにくい小さな水滴を集めて除く機能をもつことにより自然界で生き残っています。そこで、作成した表面に霧吹きで小さな水滴を吹きかけると、直径が約100 μm以下の水滴は吸着し、それ以上の水滴を弾きました。これらの水滴のサイズは、それぞれ霧、雨滴のサイズと一致しており、構造を真似ることでシロアリが示す大きな水滴を弾き、小さな水滴を集める機能を再現することに成功しました。この研究により、自然界のしくみが一つ明らかになりました。このような表面は、名古屋セントレア空港の窓材のように人が介在することなく表面をきれいに保つセルフクリーニング材料に利用できるだけでなく、空気中の霧から水滴を捕集できる材料、水滴を保持できる機能材料としての応用も期待されます。
■発表論文について
英文タイトル:Dual wettability on diarylethene microcrystalline surface mimicking a termite wing
和訳: シロアリの翅を模倣したジアリールエテン微結晶表面の二重濡れ性
掲載誌:Communications Chemistry, 2019, in press. (コミュニケーションズ ケミストリー)掲載予定
著者:内田 欣吾 (龍谷大学理工学部物質化学科・教授) 他
共同研究者:旭川医科大学 眞山博幸 博士、理化学研究所 中村振一郎 博士、東京薬科大 横島 智 教授
米、イラン攻撃にバンカーバスター6発使用か 「トランプ氏が説明」
田原俊彦発言に太田光「私自身も考えなきゃ、直さなきゃという部分がある」サンジャポで言及
セ・リーグに喝!槙原寛己氏「弱いって言われちゃいます」上位6チームをパ・リーグ占める珍事
ミニまくり上がり“長すぎ超美脚”に騒然…岡田紗佳の投球フォームに「足綺麗すぎ」「すげえ!」
フィフィ、田原俊彦ラジオ発言念頭に私見つづる「あの頃だって許されていたわけではないよ」
<1分で解説>イラン各施設のあるフォルドゥ村 なぜ「反米の村」?
剛力彩芽「色気すごい」私服オフショット公開「ほろ酔いかな」「めちゃかわいい」
「敵の空爆受けた」 イラン政府、フォルドゥ核施設への攻撃認める
出場停止処分から復帰のロバーツ監督、ベンチで談笑のち爆笑 ドジャースにいつもの風景が戻る
大谷翔平、23日は若手捕手とバッテリー 死球のあざ残るも40mのキャッチボールで最終調整
ガーシー、錦織圭の元モデル妻の暴露にネット騒然「なんで結婚したんだろ?」
有村昆(44)の不倫未遂の相手とされるセクシー女優、ネットで「唯井まひろ」と噂されるも、本人は…
TOKIO国分太一が重大なコンプライアンス違反か 芸能活動休止へ
小澤征悦と再婚した桑子真帆アナ(34)黒い過去が流出、衝撃の過去にネット騒然
国分太一が無期限活動休止、「株式会社TOKIO解雇」一部の報道は関係者が否定
元フジ渡邊渚、ビキニに“スケスケ”白Tシャツ姿で初写真集告知「楽しんでまーす」タイで撮影
TOKIO国分太一、「ザ!鉄腕!DASH!!」降板 過去に複数コンプライアンス上の問題行為
国分太一降板で日テレ社長「関係者のプライバシー」強調 弁護士が解説「不倫的なことよりも…」
乳児院でわいせつの元保育士に懲役8年 「悪影響計り知れない」
ロバーツ監督が猛抗議で退場処分に 大谷翔平への死球めぐる審判団の判断に激高 両チームに警告
ガーシー、錦織圭の元モデル妻の暴露にネット騒然「なんで結婚したんだろ?」
ヒカル、浮気相手とのLINE流出にドン引きの声「キモすぎる」「吐きそう」
二階堂ふみが結婚!?お相手が衝撃的過ぎてネット民「マジか・・・」
有村昆(44)の不倫未遂の相手とされるセクシー女優、ネットで「唯井まひろ」と噂されるも、本人は…
小澤征悦と再婚した桑子真帆アナ(34)黒い過去が流出、衝撃の過去にネット騒然
TOKIO国分太一が重大なコンプライアンス違反か 芸能活動休止へ
小倉優子、不自然な“二重ライン”にネット騒然「やっぱり整形?」
「変わりすぎ…」33歳女優が衝撃“顔面整形”ビフォーアフター写真を公開
さんま「あれは中居が悪い」と断言 フジ“あの事件”に言及「中居が…俺は“やめとけ”って」
堀江貴文氏「国民民主」山尾志桜里氏の公認取り消しに“ひと言ツッコミ”に賛同多数

米、イラン攻撃にバンカーバスター6発使用か 「トランプ氏が説明」
田原俊彦発言に太田光「私自身も考えなきゃ、直さなきゃという部分がある」サンジャポで言及
セ・リーグに喝!槙原寛己氏「弱いって言われちゃいます」上位6チームをパ・リーグ占める珍事
ミニまくり上がり“長すぎ超美脚”に騒然…岡田紗佳の投球フォームに「足綺麗すぎ」「すげえ!」
フィフィ、田原俊彦ラジオ発言念頭に私見つづる「あの頃だって許されていたわけではないよ」
<1分で解説>イラン各施設のあるフォルドゥ村 なぜ「反米の村」?
剛力彩芽「色気すごい」私服オフショット公開「ほろ酔いかな」「めちゃかわいい」
「敵の空爆受けた」 イラン政府、フォルドゥ核施設への攻撃認める
出場停止処分から復帰のロバーツ監督、ベンチで談笑のち爆笑 ドジャースにいつもの風景が戻る
大谷翔平、23日は若手捕手とバッテリー 死球のあざ残るも40mのキャッチボールで最終調整