生命体は化学反応や物質・熱の移動により機能するシステムと言えます。私たちの研究室では、化学反応を利用して、自分で動いたり、外部からの刺激に自律的に応答したりといった生命的な性質を示す化学システムを作る研究を行っています。
生命体である細胞膜は、リン脂質と呼ばれる二分子膜の構造をしています。二分子膜は、水になじみやすい親水基と、油となじみやすい親油基という部分を持ち、内側に遺伝子や細胞小器官を内包しています。この細胞に類似した二分子膜の分子集合体を作成し、その周囲にpHの変化を与えると、それに伴って起こる化学反応で分子集合体は運動を続けます。
この運動により、分子集合体による「荷物」の運搬などが可能です。また、分子集合体の内側に物質を内包させれば、pHを変化させることにより、離れた別の場所に運ぶことができるようになります。例えば、化学分析などに用いられる微細なシステムの中の物質輸送に使えます。あるいは、生体内の局所的にpHが異なっている場所への薬剤などの物質の輸送が可能になるかもしれません。こうした新しい物質移動の方法に発展する可能性があります。
生物のように化学反応で運動したり、パターンを描く化学システムの研究
生物のように、自らが触媒する化学反応のエネルギーを運動エネルギーに変換することで自発的に動く触媒に関する研究や、生命系で行われているのと同様な、化学反応のエネルギーを利用した物質移動を、人工的に実現しようという研究など、大胆な発想により面白い研究に取り組んでいます。特定の化学物質のもとに集まる粒子や、動きながら模様を描いていく物質など、生きているように見える化学システムを作る研究をしています。
研究室のメンバー
一般的な傾向は？
- ●主な業種は→各種製造業
- ●主な職種は→生産技術に関わる技術者、研究者
- ●業務の特徴は→製造現場に近い技術を扱う
分野はどう活かされる？
化学、材料、食品、医薬品、資源（石油、天然ガス・・）など、広範な領域で、反応、物質の移動などが組み合わさったシステムによる製造技術が利用されています。幅広い領域の専門家をまとめて全体を統括する立場で働く人も多くなっています。
大学は各個人が自分の知的興味のある課題を好奇心に沿って探求する場です。一人一人の関心や問題意識に正誤や優劣はありません。自分を信じて自らの問いを突き詰めてください。
個性が尊重される自由な雰囲気の大学です。
興味がわいたら～先生おすすめ本
永久運動の夢
アーサー・オードヒューム
身の回りにあふれている熱エネルギー、例えば、室温の空気がもっている熱。ここから動力を得るべく、苦闘した人たちの物語が描かれている。結局そのような装置は不可能であると諦めその後の科学技術が発展するが、新しい概念や技術が生まれるまでに、人がどのような悲喜交々の努力を展開するかを教えてくれる。物質、熱の移動、化学反応などの組み合わせで動く装置について、その装置に投入するエネルギー、生み出すエネルギーそれぞれの量を見積もり、産出量が大きくなるようにする。この思考は、化工物性・移動操作・単位操作の学問領域の分野である。 （高田紀代志：訳、中島秀人：訳／筑摩書房）
歴史は「べき乗則」で動く
マーク・ブキャナン
「べき乗則」は、自然現象、社会現象を説明づける究極の物理法則とも言われる。物質や熱、エネルギーの移動をともなうシステムは、時間と共に変化していくが、このようなシステムの挙動には、そこに使われている物質の種類によらない共通性が存在する。エネルギーの流れの中にある状態を非平衡というが、この本は非平衡系の面白さを、「大地震予知がなぜ不可能なのか」「金融恐慌がなぜ予測できないのか」といった、身近な題材で教えてくれる。 （水谷淳：訳／早川書房）
