地球にやさしい新?技術、バイオミメティクス!

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地球にやさしい新?技術、バイオミメティクス!

2019.03.11

提供:千歳科学技術大学

地球にやさしい新?技術、バイオミメティクス!

人類のたゆまぬ努力により様々な科学・技術が生み出され、生活は豊かになってきました。一方でエネルギーや資源の大量使用と引き換えに、地球環境は悪化の一途をたどっています。これを改善するためには、これまでの技術や豊かさを捨てて、我慢して生活しなければならないのでしょうか?新しい技術はないのでしょうか?
新しい技術?それは「古い」けれど「今も昔も変わらず、人間のそばにあった技術」。昆虫、魚類、鳥、動物、植物など、太古の昔から地球とともに生きてきた生物の持続可能な技術、「バイオミメティクス」なのです。

この記事をまとめると

  • 持続可能社会を目指すための技術は自然に学べ!
  • 「生モノ」×「電子顕微鏡観察」で新発見?!
  • 最新の装置を使って身の回りの生物を実際に観察できる!

古くて新しい「バイオミメティクス」

「バイオミメティクス」とは、動物や植物を含む自然の機能や生態系に学び、機能性材料や機械、システムなどを開発する研究分野で、近年注目を集めています。生物に学ぶという考え方は古く、我々が日常生活で使っている繊維である「ナイロン」は、蚕がつくる「絹」の化学構造を模倣して人工的に作り出された合成繊維です。その他にも、ゴボウの実を真似た面状ファスナー(マジックテープ®)、カワセミのくちばしやフクロウの羽に学んだ新幹線の騒音対策など多くの自然の技術がすでに身の回りで使われています。なぜ今また注目されるようになったのでしょう?

それは科学技術の進歩によって「観察技術」が向上したからです。最近では多くの大学や研究機関に電子顕微鏡が普及し、様々な動植物の微細構造が観察できるようになりました。その結果、なぜ蓮の葉やトンボの翅が水を弾くのか、なぜ蛾の眼は光を反射しないのか、なぜモルフォ蝶は青いのか、など、これまで明らかでなかった構造と機能の関係が明らかとなり、さらにそれらを真似することで新しい機能性材料が生み出されるようになりました。

「観察技術」と「開発技術」は表裏一体、次のキーは生モノ観察?

上記でも述べたように、「新しい観察技術」が開発されると「新しい発見」が生まれ、「新しい発見」から「新しい素材・材料・装置」が開発され、「新しい装置」を利用すると、これまではわからなかったことが解明されていきます。このように「観察」と「開発」は表裏一体であり、どちらも欠かすことが出来ない大切な研究課題です。

千歳科学技術大学では、浜松医科大学と共同で「日本初の最先端の新技術」である「ナノスーツ法®」と呼ばれる、新しい電子顕微鏡の観察法を開発し、普及に努めています。ナノスーツ法®とは、ウジ虫が体を守るために分泌している粘液に学び、高真空下(=宇宙空間のようなところ)でも生物が生き延びられるようにするために、生物の体表面に薄い「宇宙服(スペーススーツ)」を着せる技術です。「最先端の新技術」というとかなり難しそうですが、実際には石鹸のような簡単な化学構造の界面活性剤の水溶液に生物を浸し後処理をするだけの非常にシンプルな技術です。ナノスーツ法®を用いることで、これまでは水分を完全に蒸発させて干からびた「ミイラ」状態にしないと観察することが出来なかった生物を、「ナマ」かつ「生きた」状態で観察することができるようになりました。「干からびた」状態での観察では、生物の構造や機能の本当の姿はわかりません。「ナノスーツ法®」によって、「新しい機能の発見」も可能となり、新たな科学技術の発展が望まれます。

「自然に学ぶ」ということは、特別なこと?

西欧で興った近代科学は「いかにして自然を克服、コントロールするか」を目指してきました。一方、日本人はどうでしょうか?日本はもともと天災が多く、「自然には勝てない」という自然観を持っていて、「つねに自然と共生するか」を考えてきたと思います。かつての日本では、道端に転がっている石ころにさえ神様が宿っている、八百万の神様を信じていました。江戸時代までは「ゴミ」はなかったと言われています。モノの特性をしっかりと認識して理解する、ちゃんと最後まで大切に使い切る、その後も完全リサイクル、循環型の持続可能な社会が成り立っていました。そういった日本人の生き方は、今後の社会を創っていくための研究開発でも非常に重要なことです。

自然豊かな千歳科学技術大学では、構内で様々な昆虫が採集でき、多種多様な動植物を直接「目」で観察することも、「最新の装置」を使って観察することも出来ます。ゆったりとした時が流れる大学で、生き物の「なぜ?」をのんびり考えることができるのも、現代社会においては非常に恵まれた環境ではないでしょうか。心にゆとりを持ってこそ、想像力豊かに、深く、物事を考えて行動してみることができ、自然と発想力や行動力も身につくはずです。「研究」とは、こうなったら良いなという「夢」や「理想」を現実にするための方法の一つです。豊かな自然に囲まれて、その自然から我々が持続可能な社会を作っていくために必要なことを一緒に学んでみませんか?

【広告企画】提供 : 千歳科学技術大学

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工学・建築」を解説

工業技術や建築技術の発達は、私たちの生活を画期的に快適で安全なものに変えてきました。先人たちの生み出した知恵に新しい技術をプラスすることで、その進歩はいまも日々、進んでいます。インフラの整備や災害に強い街作り、エネルギー効率の高い動力機械や高い知能を持ったロボットの開発など、工学や建築に求められるものはますます増えるでしょう。自然との共生も大きなテーマです。理系の中でもより実地的な分野だと言えます。

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私たちの生活基盤である自然界で生じるさまざまな事象や物質、それらが織りなす理論が研究対象です。宇宙や生物がどのようにして誕生し、どのような構造になっているのかという、究極的な知的探究心は人類ならでは。森羅万象の構造や性質、法則と変化を探求する物理や化学、その習得に必要な数学というように、これらの学問は互いに深く関連しています。未知の領域への研究を進めながら、さまざまな原理解明をしていく分野です。

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