鉄よりも丈夫? 蜘蛛の糸の活用方法とは

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鉄よりも丈夫? 蜘蛛の糸の活用方法とは

2018.10.25

提供:マイナビ進学編集部

鉄よりも丈夫? 蜘蛛の糸の活用方法とは

クモやクモの巣に良いイメージを持つ人は少ないのではないでしょうか。唯一抵抗がないのはクモをモデルにした米国映画のヒーローとハロウィーンの時だけ……。そんなクモの糸が次世代素材になっていることを知っていますか? クモの糸がどのような可能性を秘めているのかについて紹介します。

この記事をまとめると

  • 知られざるクモの糸のパワー
  • どうやって人工のクモの糸が生み出されるのか
  • 次世代素材として期待される人工のクモの糸

クモの糸にはこんな可能性が秘められていた!

実はクモが巣をつくるために出す糸には、素晴らしい可能性が秘められています。クモの糸は天然のたんぱく質からできていますが、束ねることで鋼鉄と同等の強さを持ちます。さらにナイロンのように伸び縮みが可能でしなやかです。それなのに重さは鋼鉄の約6分の1というのですから驚きです。

人工のクモの糸はこうやって生み出されている

では鋼のような硬さを持つ、しなやかで軽いクモの糸を大量生産するにはどうすればいいのでしょうか? 例えば絹糸(シルク)を生み出す蚕(かいこ)のように、クモを大量に飼育してクモの糸を生産させることをイメージした人もいると思います。しかしクモは共食いの性質があるので、大量に飼育するのは極めて難しいのです。

実際にクモの糸を大量生産する方法については長年研究されてきました。中でも実用化に一番期待された方法は遺伝子操作です。実際に日本のある企業が遺伝子操作によるクモの糸の製造を成功させました。

ただ糸を作り出すのは本物のクモではなく、ある特定の微生物です。遺伝子操作されたこの微生物を増やして、クモの糸と同じたんぱく質を作らせるのです。この微生物が作り出すたんぱく質を溶かして繊維状にすることで、人工のクモの糸が生み出されます。人工のクモの糸は製造段階で着色することができるのもメリットとなっています。

しかしこの微生物によるクモの糸の製造には、生産性・コスト面でまだクリアしなければならない問題があります。そのため合成化学においても同じように、人工のクモの糸を大量生産するための研究が続けられています。

次世代クモの糸はこのように活用される!

このようにして誕生した人工のクモの糸はさまざまな分野で応用されることが期待されています。例えば炭素繊維を交えることで、飛行機や自動車に使われる部品を軽くすることが可能です。これは最終的に機体・車体を軽くすることになるため、エネルギーの節約にもつながります。

また紫外線に強いという性質を生かせば日常的な衣服はもちろん、宇宙服としても応用できるかもしれません。軽い・柔らかいという点では医療分野でも大いに活躍するのではないかという期待もあります。

これまでの石油系の素材に変わる新世代素材として注目される人工のクモ。日本国内において先に実用化にこぎつけたのは遺伝子操作(バイオテクノロジー)の技術です。遺伝子操作といったバイオテクノロジーの技術に興味があるなら、生物工学の分野へ進んでみてはいかがでしょうか?

【出典】
キッズ・ウェブ・ジャパン
https://web-japan.org/kidsweb/ja/hitech/spider/index.html
https://web-japan.org/kidsweb/ja/hitech/spider/002.html
日本経済新聞
https://www.nikkei.com/article/DGXNZO55429530U3A520C1TJ1000/
理化学研究所
http://www.riken.jp/pr/press/2017/20170119_1/
GAZOO
https://gazoo.com/article/future/161004.html

この記事のテーマ
農学・水産学・生物」を解説

私たちはほかの生物から栄養をもらって生活をしています。しかも、採集や狩猟だけではなく、食物を生産するという手段を得て、今日のように繁栄しました。人口増加や環境悪化などに対応し、将来的に安定した食料の確保を維持するためには、農業、林業、水産業などの生産技術の向上が必要です。さらに突き詰めて考えれば、動植物や微生物などの多様な生物に対する研究も重要です。自然との共生が大きなテーマになる学問です。

「農学・水産学・生物」について詳しく見る

この記事で取り上げた
「生物工学」
はこんな学問です

農作物の品種改良や伝統食品の発酵技術に始まり、遺伝子組み換えや最新のクローン技術まで、バイオテクノロジーの研究成果を食料・医療・環境などの分野で活用する学問である。専門分野としては、生きている細胞のさまざまな反応を促す酵素などの可能性を追究する「分子生物工学」、微生物を有効活用するために細胞を人工的な方法で加工する「細胞工学」、有用な微生物などを利用し水質や土壌を改良する「環境生物工学」などがある。

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