ナノテクに関する取り組み−ナノテク未来地図インタビューより

「環境・エネルギー」、生活の質という面から「医療・治療」、「安全・安心な社会」というこの三つをターゲットとして、科学でどう応えられるかを研究している。環境・エネルギーでは、二酸化炭素を超臨界流体状態で分解し、ダイヤモンドに変換する研究をおこなっている。工業用のナノダイヤ、ダイヤモンドを利用した半導体、燃料電池のための水素製造によって発生する二酸化炭素の低減になると期待される。医療・治療分野では、光を当てることで網状にした高分子ゲルがポンプのように働いたり、チューブ状にして蠕動運動を実現するゲルを作っている。化学的に安定した材料が開発されればDDS(ドラッグデリバリーシステム)や分析装置などに応用できると思われる。また、剣山状に微細加工したプラスチックの上に細胞を置くと細胞の活性が上がったり、細胞の移動方向を制御できることを発見した。これは将来の再生医療に役立つかもしれない。セキュリティでいえば、蛍光染料の発光と非発光を可逆的に制御できる材料を作った。これをカードに用いると、たとえばATMに入れると情報が差し替えられるようなものが作れる。このようなカードをキャッシュカードやクレジットカードに利用すれば偽造防止に役立つし、ラベルにすれば、海賊品の撲滅に有効であろう。
(渡辺敏行さん)

ナノ粒子には複合材料の可能性があり、一つはバイオ分子とのインタラクションである。バイオ分子しか認識できたいものをプロテインの中に導入している。もう一つは医療応用である。ナノ粒子を分子のように扱い、光る造影剤や、X線やMRIで感応する物質を開発している。
(阿尻雅文さん・梅津光央さん)

弊社はカーボンブラックの製造技術をベースにしてフラーレンの大量合成に成功し、安価で製造できるようになった。産業としては初期段階であり、フラーレンの実力が出てくるのはまだまだこれからであると考えている。弊社では今はコンポジット及び半導体関連材料や各種有機デバイス等のアプリケーションに向けた化合物としてのフラーレン誘導体といったアプリケーションに注力している。短期的に注力している分野では、CFRP(carbon fiber reinforced plastic)など樹脂の添加剤、潤滑用途がある。中長期では誘導体。われわれは一次素材である生のフラーレンを提供するだけでなく、顧客が使いやすい誘導体を作るところまで仕上げる。たとえばフォトレジストや有機太陽電池等の用途である。
またアプリケーションと同時に、予期しないいろいろな効果が出るのではないかということで、インプリケーションまで含めて全体のことを見ることが強い社会要請としてあり、重要である。われわれだけではできないことも多いので、公的機関や大学に共同研究や委託研究をお願いしながら進めている。最近は化学物質管理のあり方がヨーロッパを中心に変わってきており、われわれも素材を提供して終わりというわけにはいかなくなっている。どのように使われてどのように廃棄されるかについてまで、顧客と最初から議論していこうとしている。今の段階でナノ粒子の安全性がすべて分かっているわけではなく、まだまだデータを集めなければならない。そのため、顧客の希望があれば何でも提供するわけではなく、使い方も聞いた上で出している。MSDS(material safety data sheet)を付けて、現時点でのベストプラクティスという形を取っている。
(村山英樹さん・木下隆代さん)

先端科学研究センターでは、ナノテクがどのように役に立つのかを研究している。われわれが「分子ナノテクノロジー」という言い方にこだわっているのは、トップダウンでなくてボトムアップによって、今までの技術の延長線上ではなく、新しい指導原理、物理法則に則って、ブレイクスルーやイノベーションを切り開くことが必要であると考えているからである。われわれの仕事は、今は現実的な方向に行っている。個々の技術ロードマップの作成などであり、軌道に乗ってきたと思うが、これでいいのかという危惧は正直ある。
(亀井信一さん)

今、ナノテクで微細加工をやっていこうと思えばまず半導体であり、エレクトロニクスや半導体のマーケットが大きいだろうというのが基本認識にある。その技術を他に水平展開していこうという流れがあって、波及効果としては結構あるのかなと思う。電子とか物理の世界がバイオケミカルの世界に融合していき、クロスオーバーが起きる。いろんな技術が融合していくのがナノテクであり、それがメリットである。日本の産業界をいかに活性化させていくかというのがわれわれの狙い。地方と都市部の格差を埋めていくため、地域の産業振興にナノテクが使えないか、分野の融合をさせていくことによって何か新しいものができないか、ということでいろんな自治体が力を入れている。
(甕秀樹さん)

東京大学ナノバイオインテグレーション研究拠点(CNBI)は、理学部、工学部、薬学部、医学部、農学部、及び東大病院などの横のつながりを中心に異分野融合を進め、ナノテクノロジーの医療への応用を目指す学内を基本とする連携組織である。ナノテクについてこうした組織ができたのは日本では初めてであり、規模も随一である。また、欧米の似たような組織と連携を取って世界的に情報をやり取りしている。
われわれの研究室はDDS(ドラッグデリバリーシステム)を目標にやっており、ナノスケールのものを作り込んで最終的に人体に応用するところまで考えている。ガンの場合はターゲットにしやすいところがあるが、他の疾患でもいろいろと試している。われわれは材料屋なので、作るところからこだわりを持ってやっており、理論的な設計図から作っている。たとえば、内側に制ガン剤が閉じ込められて外側はポリエチレングリコールで覆われている粒子というのを開発し、生体適合性を持たせて、臨床試験までおこなっている。制ガン剤に使うものは50〜100nmぐらいの粒子である。サイズがいろいろな意味を持っており、あまり大きなものはどこかにトラップされて排泄されてしまうし、あまりに小さなものは血中内のどこかに吸収されてしまう。ちょうどいい大きさで生体適合性のあるものであれば、タンパク質にトラップされたり、どこかに行って排出されるということはない。
医学系の研究者との共同研究をおこなっているが、彼らにはお医者さんならではのアイデアがあり、原因の方からアプローチして非常に話がスムーズに行く。こうした出会いがあるとブレイクスルーが結構出たりする。
(岸村顕広さん)

私がやっているのは材料ナノテクの分野で、ナノスケールの技術、ナノ材料を「使う」より「作る」ところに力を入れている。今はナノチューブを上手く作るところに力を入れている。作るだけでは応用につながらないので、必要とされるような形を持ったものにしようとして研究を始めている。私が対象にしているのは単層カーボンナノチューブと呼ばれるものである。単層を作るとき、触媒を高温で小さいサイズに保持することが難しい。これは今、研究用の試料としては作れるが、実用にしようとすると量が作れない。モノが少なく安全性の問題も何も検証しようがなかったが、2〜3年前からそうした研究が始まりだした。カーボンナノチューブの合成には、触媒をリアクターの中に噴霧する方法と、うちの研究室で行っている基板の上に生やす方法がある。作り方によって性状が全然違い、チューブ一本一本はだいたい同じでも、全体としてはかなり違う。ナノ材料を使うときには人が使えるぐらいの大面積に実装する必要がある。一方で、たとえば透明電極を作る場合には、ナノチューブをたくさん塗ると透明でなくなってしまうこともあり、実は量はそれほどいらない。ナノチューブを作ってから塗る方がいいのか、基板の上に生やす方がいいのか、用途によって合成法が大きく変わる。
(野田優さん)

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