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クモの糸を上回る強度のあるミノムシの糸と導電性高分子を組み合わせた複合繊維材料を筑波大学が開発

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筑波大学数理物質系の後藤博正准教授を中心とする研究チームは10月22日、ミノムシの糸と導電性高分子ポリアニリンを組み合わせ、両方の特徴を併せ持つ複合繊維の合成に成功したことを発表した。クモの糸を上回る強度のあるミノムシの糸にポリアニリンをコーティングすることで、ポリアニリンと同等の導電性や磁性のほか、光ファイバーのような特性があることもわかった。

ミノムシの糸は、弾性率、破断強度、機械的強度のすべてにおいて、従来最強とされてきたクモの糸を上回る天然のシルク繊維であることが、近年、知られるようになった。一方、導電性高分子ポリアニリンは、原料が安価で合成も簡単なことから電池の電極や導電性インクなどに使われている。研究チームは、この2つの素材を組み合わせることで、それぞれの特徴以外に、ポリアニリン自体には備わっていない光学的な特徴も併せ持つ繊維材料を作ろうと試みた。

ミノムシの糸を水に浸し、水中でポリアニリンを合成すると、その過程でミノムシの糸にポリアニリンが吸着してコーティングされる。そうして作られた繊維を調べたところ、ポリアニリンと同等の電気導電性が示されたが、繊維の縦方向に異方性も認められた。また、この繊維で電気化学トランジスターを作って電圧をかけたところ、電極間の電流が大きくなった。繊維型トランジスターとしての応用の可能性が見えた。繊維の断面中心から緑色レーザーを照射したところ、光ファイバーのように、レーザー光が繊維に沿って進むこともわかった。さらに、導電性高分子に特徴的なパウリの常磁性(温度変化によらず一定の磁化率を示す)が確認された。

クモの糸を上回る強度のあるミノムシの糸と導電性高分子を組み合わせた複合繊維材料を筑波大学が開発

今後は、この導電性複合繊維で布やケーブルを作る予定だという。そこから、十分な力学的強度と導電性や静電防止機能を持つシートやワイヤーの開発が期待される。また、細い分子ケーブルに活用すれば、神経をモデルにした信号伝達の可能性もあるとのことだ。