リサーチユニット総覧(Research Unit Magazine)

世界をつなぐコロイドの輪
生物資源コロイド工学リサーチユニット

辻本 陽子 神津 博幸 中石 克也 大島 広行 藤巻 晴行 菜嶋 健司 西村 聡 武田 真一 中村 一穂 海野 仁 長縄 弘親 Alexander Yaroslavov 印出井 努 佐々 文洋

キーワード:界面、コロイド、水環境、凝集、ソフト界面、動電現象

 

adachi水と油のように異なる相が隣りあって存在する領域を 「界面」と呼びます。界面は液体同士に限らず、気体と液体、液体と固体、固体と固体の間にも存在します。一方の相にもう一方の相が1μm*1以下の大き さ*2で存在する状態が「コロイド」です。分散するか、沈殿(凝集)するか。水の浄化の基本となるこの過程は、いろいろな工業プロセスや自然界で見出すこ とができ、利用されています。「生物資源コロイド工学」ユニットでは、界面をキーワードにつながる異分野の研究者が集結し、新しい研究分野、環境界面・生 体界面の創出に取り組んでいます。

 

煙も牛乳もせんべいも、細胞だってコロイド!

コロイドは自然界のどこにでも存在していて、煙、牛乳、せんべい、そして、細胞や菌もコロイドと言えます(表1)。人類が微生物を利用し開発した伝統技 術、発酵を例にとるとわかりやすいと思いますが、細胞や菌を産業利用するときには、必ず界面化学の知識を使っています。つまり、物質を選択して集めるため に、特殊な界面の相互作用を活用しているのです。ここには200年以上も昔に発見された界面動電現象*3が深く関係しています。界面動電現象は、マイクロ 流体デバイスの開発など、今後大きく発展する最先端の分離技術の基本でもあります。

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分野融合するために、異分野に共通する基礎基盤をつくる

生物は個性があり、遺伝子も生物種ごと異なるのですが、生物の外側、つまり、環境には共通の物理化学の世界が拡がります。細胞の境界(細胞膜)は、生体界 面と呼ばれるべきもので、巧みに構造化された界面から種々の情報が生み出されています。まだ想像の域を出ませんが、生物はかなり上手に界面現象を使って環 境情報を生物情報にしているのでは、とにらんでいます。このように、界面は反応の場としてだけでなく、生命の基本原理を考えるうえでも、非常に重要なキー ワードなのです。メンバーの研究対象は、土壌、菌、食品コロイド、高分子ミセルと、さまざまですが、みんなコロイドと界面で繋がっています(図1)。萌芽 期にある環境界面・生体界面の研究を発展させるべく集結したメンバーにより、プラットホームとなる基礎基盤が少しずつつくられているところです。

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社会への貢献・実績

●ELKIN 2012(第10回界面動電現象に関する国際シンポジウム)の開催(図2)
●サマースクールPost ELKIN 2012 「水環境、微生物のSoft Electrokinetics」の開催
● 土壌・水環境のコロイド界面現象に関する国際ワークショップ

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