研究機関は何十年にもわたる努力にもかかわらず、常に天然素材の品質を模倣したり、さらにはそれを超えたりすることに成功するとは限りません。シルク繊維は、他の合成繊維に比べて引き裂き耐性や安定性に劣る奇跡的な素材の 1 つです。人工的な方法を用いて毛虫の繭から絹を生産するという骨の折れる作業を回避する試みが長い間行われてきたにもかかわらず、これまでのところ、蚕は明らかに実験室よりも優れている。
自然はそれをさらにうまく行うことができます。クモの一部の種は、毛虫よりもはるかに強力であると同時に、より伸縮性のある繊維を生成します。これらのクモはカイコとは異なり、繁殖できないため、繊維産業と科学研究はカイコの繊維を利用する必要があります。
MIT シルク チューニング
MIT (マサチューセッツ工科大学) とタフツ大学の研究者たちは、合成シルクの生産に熱心に取り組み続ける代わりに、別のアプローチを採用しました。マサチューセッツ工科大学のマルクス・ビューラー教授による研究プロジェクトでは、さらに優れた材料特性を得るために、従来の絹繊維を化学的に分解し、再構築しました。その結果、カイコの天然繊維の 2 倍の安定性を持ちながらも、非常に伸縮性のある「調整された」シルクが誕生しました。
この改良された繊維は「再生シルク繊維」（RSF）と呼ばれており、最近、Nature Communications 誌に論文で発表されました。研究チームのアプローチは大まかに次のように説明できます。繊維は化学プロセスを使用してその構成要素に分解されますが、分子レベルではなく、微細構造が保存されるような方法で分解されます。
細胞壁の安定性を確保するミクロフィブリルは、シルク繊維の特別な特性の重要な構成要素です。これらのミクロフィブリルは再び組み立てられます。これにより、繊維の耐引裂性が 2 倍になるだけでなく、天然シルク繊維では不可能な構造に繊維を配置することも可能になります。
シルク繊維の応用分野
ビューラー氏はこのプロセスを家を取り壊すことに例えているが、研究チームが鉄球を使わず、レンガごとに壁を解体する点が異なる。瓦礫の山の代わりに、新しい家を建てるために使用できるレンガがすべて保存されています。これらのレンガは、化学技術者よりも自然がはるかに優れた方法で作り出すことができる繊維の微細構造を比喩的に表しています。これらの微細構造を使用して、特別な目的のためのマクロ構造を構築できます。
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研究者らは、主に医療に応用できる可能性がある分野を検討しています。改良されたシルク繊維は、天然産物として防御反応を引き起こさないため、縫い目として理想的です。天然シルク繊維とは異なり、特別な 3D 印刷プロセスを使用してグリッドまたはネットワーク形状に配置できるため、調整された繊維はスマート テキスタイルに最適です。マイクロセンサーと組み合わせて、体の機能を監視するベッドリネンを開発できる可能性があります。これにより、その後、大衆市場向けにバイオセンサーを備えた繊維製品が誕生する可能性があります。