生分解性高分子材料に見出した
他の機能性材料とは異なる可能性

　プラスチックと聞くと、ビニール袋の削減や海洋ゴミの問題など、“環境に優しくない”というイメージを持つ人も多いだろう。どうにも悪者な存在だが、同じプラスチックであっても、微生物に分解されて自然へ還るものもある。それが生分解性プラスチックと呼ばれるもの。どちらも同じ「高分子材料」に区分されるが、その性質は大きく異なる。このように材料の性質をアレンジしたり機能を加えたりすることで、これまでにない新たな材料を開発しようというのが、金沢工業大学バイオ・化学部応用化学科の谷田育宏准教授の試み。特に自然由来の成分などを主な原料としてつくる「生分解性高分子」に着目し、研究を進めている。

「生分解性材料は環境の中でも自然に分解されますし、体内で吸収・分解される生吸収性材料は人が食べても、体の内部で使用しても問題ありません。私がこういった材料に感じる魅力は何より『優しさ』なのです。生分解性プラスチックなどは、自然環境下ですぐボロボロになってしまう弱点もあるのですが、他の材料にはない面白みを感じています」

安心・安全で自然にも優しい
生分解性材料だからできること

　環境浄化や医療用生体材料など谷田准教授は幅広い分野で研究を進めるが、ではその「優しさ」はどのように材料開発に活かされているのか。ここでいくつかの成果を見ていこう。

　ひとつは産学連携室の南戸秀仁教授やロボティクス学科の竹井義法教授、応用化学科の岡田豪准教授と共同で手がける「においセンサ」の開発だ。これは電気をかけると振動する水晶振動子に薄い膜を貼り付けたもので、膜に分子が吸着すると振動がゆるやかになり、その状態からどれくらいの分子が周囲にあるかを検知するもの。仕組み自体は先行研究も多くある事例だが、谷田准教授は分子を認識する膜に天然由来の多糖類ナノファイバーを活用。農作物のにおいに関わる分子を吸着させる機能を持たせ、例えば、農作物の収穫時期や農作物の種類をにおいから検知する仕組みに応用できる。

「天然由来の成分を使っているので、万が一センサから膜が剥がれて畑に落ちても作物の安全性に影響が出ません。しかも膜は水とナノファイバーから簡単につくることができ、農家の方々でも使いやすいメリットがあります。人の口に入る農作物の生産現場で使えるのは、材料の優しさのおかげです」

　自然との親和性は、近年重要視される「環境配慮型」のものづくりにも活かされている。金沢工業大学では鹿島建設株式会社と共同でセメント系3Dプリンティングの研究を行っており、谷田准教授はコンクリート表面の撥水機能に植物に含まれるワックスを用いている。

　同研究では鹿島建設が開発した環境配慮型のコンクリートを使用し、谷田准教授の開発した自然由来の撥水機能が表面に施されている。自然との共生をめざす未来のものづくりを象徴するような研究だと言えるだろう。