【クモから学び水中で数ヶ月もの間乾燥する新素材の可能性】クモから疎水素材を開発したぞ
人工素材の発展には、自然界からのインスピレーションがしばしば不可欠です。今回、ハーバード大学の研究者たちが、水中で数ヶ月もの間乾燥した状態を維持できる新たな素材を開発しました。この素材は、クモから着想を得て生まれたもので、その特性は驚くべきものです。
クモのヒント:
ハーバード大学の研究者たちは、水中で生息するクモからアイデアを得て、超撥水性、つまり水をはじき、水中での使用に耐える素材を開発しました。この素材は水中で何カ月もの間乾燥状態を保ち、細菌や海洋生物の付着にも抵抗することができるものです。
バイオインスパイアード材料:
この研究は、バイオインスパイアード材料の分野での重要な進歩を示しています。自然界で進化したソリューションを人工材料に持ち込むことは、新たな可能性を切り拓くことができることを示しています。
クモの秘密:
潜水鈴蜘蛛（Argyroneta aquatica）は、水中で生活する唯一のクモで、その特別な毛で水中と空気の間にバリアを作ります。このバリアは「プラストロン」と呼ばれ、水から隔てられた酸素の貯蔵庫です。
挑戦:
以前から、水中でのプラストロンの理論的な存在は知られていました。しかし、実際の素材を作成することは難しく、表面が弱く、温度や圧力の変化に対して敏感でした。
新しいアプローチ:
研究者たちは、この素材の撥水性は分子レベルで決まることを理解しました。そこで、好気性チタン合金の表面を設計し、その表面に電気化学的酸化による酸化層を形成し、ナノスケールの粗さを持つ表面を作成しました。
耐久性と安定性:
この素材は数々のテストに耐え、水中での超撥水性を保ちました。さらに、大腸菌やフジツボの繁殖を抑制し、ムール貝の付着を完全に防ぎました。
用途の可能性:
この素材は生体医療機器から水中パイプライン、センサーまで、多くの用途に使用できます。また、以前に開発された液体を利用する多孔質表面技術（SLIPS）と組み合わせることもできます。
結論:
この研究は、クモから得たアイデアが新たな素材の可能性を開示しています。超撥水性の素材は、さまざまな分野で実用的で革命的な応用を持つことが期待されます。
ChatGPTより作成
仕事でバイクを使うことがあるとき、大雨に当たることが年に数回はあって、そのためにレインコートを常備しているけれども、これも数年おきには買い換えている。というのも、撥水加工が劣化していくので、全然雨水をはじかなくなってしまいしっかり水浸しになってしまうから。
1着1万円弱のライダー仕様のものを使っているけれど、恒久的な効果は無いので、これはこれで高い設備でもある。
水生生物のミズグモは強力な撥水性を持っていて、クモの中でも水中で生活をすることができる唯一の種。腹の周りに空気ボンベのようなものを作ることができるので、それを使って呼吸している。
腹に空気の塊を維持できる構造があり、それは水との親和性が低い性質を持つ体毛がある。科学者はこのミズグモの特性に注目した。この腹部にある構造を技術的に再現することで、水中でもぬれない撥水性をもたらすことができた。
この材料は208日間以上も乾燥状態を保つことができた。何をしたかというと、水中に沈めたり血液の中に浸したりした。大腸菌やムール貝も寄せ付けなかったという。
これなら細菌やフジツボのような水生生物にも張り付かれることが無くなる。抗菌素材として、大きな需要が見込まれるだろう。この耐久性なら、レインコートも作ってほしい。撥水コートも限界あるし、長時間維持できるやつが欲しい。
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