【ものづくり】「ヤモリの足」から生まれた最先端のテープ 日経ものづくり編集委員[12/05/01]

　生物や植物などの持つ構造や仕組み、
形状などを工業製品に応用しようという生物模倣技術（バイオミメティクス）の研究や製品展開が急速に盛り上がっている。
日東電工はヤモリの足の裏にヒントを得た接着テープ「ヤモリテープ」を開発した。ナノテクノロジーの進化で、
生物が持つ微細構造を忠実にまねることができるようになったことが技術開発を後押ししており、利用範囲は一気に広がりそうだ。

日東電工が開発したヤモリテープは、
直径数ナノ〜数十ナノメートルのカーボン・ナノチューブを１平方センチメートル当たり100億本の密度でびっしり並べたもの。
せん断方向の接着力に優れ、わずか１平方センチメートル程度の面積のテープで500グラムを保持できる。
これはヤモリの接着力の８割強程度だが、実用的な接着テープとしては遜色ない。それでいて、めくれば簡単に剥離できる。
従来の粘着テープのように粘着剤が残ることはなく、テープ自体も繰り返し利用できる。

　ヤモリの接着の仕組みが解明されたのは、2000年ごろのことという。
電子顕微鏡でヤモリの指先を観察したところ、足の裏に細かな毛が１平方メートル当たり10万〜100万本の密度で密生しており、
さらに先端が100〜1000本程度に分岐した構造を持つことが分かった。先端の分岐した毛の密度は、同10億本以上。
この細かな毛の１本１本が、対象物に極めて近い距離まで接近するため、原子や分子間に働くファンデルワールス力によって接着する。

　「この構造が重要な要因だと分かった」（日東電工研究開発本部新機軸探索グループ主任研究員の前野洋平氏）。
日東電工は、当時の研究の最先端を走っていた米カリフォルニア大学バークレー校に前野氏を派遣。
同校で先端部の細い毛が密集した構造をポリイミド繊維で再現してみたところ、
繊維同士がファンデルワールス力で凝集してしまい、接着機能が発現しなかったという。
ヤモリの足先の毛が先端部だけが細かく分かれているのは、凝集を防ぐという意味があったのだ。

　前野氏らは、先端だけを分岐させる代わりに、高剛性の材料を使うことで凝集を防げると考えた。
大阪大学大学院工学研究科機械工学専攻教授の中山喜萬氏らと共同で、
カーボン・ナノチューブを毛のように並べたテープを開発した。カーボン・ナノチューブは直径が極めて小さく、
非常に細長くできて剛性は高い。微細加工を施した基板上で生成条件を制御すると、一方向にそろって成長する。
これを溶融状態のポリプロピレン基板に埋め込むことでテープ状とした。こうして、これまでとは全く異なる接着機構のテープが生まれた。

　カーボン・ナノチューブを使うことから、現時点では、高価で大量供給が難しいという難点もある。
このため、利用分野は当面、分析試料固定用テープに限っている。今後、量産技術を向上させ、低コスト化を図って15年の一般販売を目指す。
カーボン・ナノチューブを並べた「ヤモリテープ」の電子顕微鏡写真
http://www.nikkei.com/content/pic/20120501/96958A9C93819696E0E5E2E79D8DE0E5E2E6E0E2E3E0E2E2E2E2E2E2-DSXBZO4086742027042012000001-PB1-18.jpg
ヤモリの足の微細構造
http://www.nikkei.com/content/pic/20120501/96958A9C93819696E0E5E2E79D8DE0E5E2E6E0E2E3E0E2E2E2E2E2E2-DSXBZO4086746027042012000001-PB1-18.jpg
続きます>>2-5
http://www.nikkei.com/tech/ssbiz/article/g=96958A9C93819696E0E5E2E79D8DE0E5E2E6E0E2E3E0E2E2E2E2E2E2

>>1より
　壁や天井などを自由に歩き回るヤモリの足は、世界の接着関係の技術者が競って研究開発を進めてきた対象だ。
物質・材料研究機構（ＮＩＭＳ）環境・エネルギー材料部門ハイブリッド材料ユニットインターコネクト・デザイングループリーダーの細田奈麻絵氏が
調べたところでは、ヤモリの接着メカニズムの関連論文は05年から07年にかけて急増した。

　基本原理が発見・解明されてから５〜７年すると、それを工学的に応用する研究が大きく進む。
これはヤモリに限らず、「ハスの葉の撥水（はっすい）効果」「モルフォ蝶の構造発色」といったテーマでも同様であるという。

　しかも、生物の微細構造を応用する材料系の論文が多かった。
材料は、液晶用光学フィルムで日東電工が世界１位のシェアを持つなど、日本企業が強い分野。
さらに東北大学大学院環境科学研究科教授の石田秀輝氏らは、日本は生物模倣の研究では有利であると見ている。
自然は人間がコントロールすべきという西洋的な発想よりも、
人間は自然の一部であるとする東洋的な自然観の方が、生物模倣技術との親和性が高いと考えているからだ。

　日本企業ではシャープが、08年から生物の形状を部分的にまねて効率や性能を高めた製品、
例えば「猫の舌にヒントを得たサイクロン掃除機」「海を渡る蝶にヒントを得た扇風機」などで生物模倣技術の活用を加速させている。
積水化学工業も木陰を模した屋外施設用日よけ材「エアリーシェード」を発売している。

　海外でも、生物模倣技術への関心は高まりつつある。中でもドイツは研究者も多く、
11年にはドイツ政府の後押しで生物模倣技術の国際見本市が開かれたほどだ。
生物模倣技術の概念や定義を明確化しようと、国際標準化に向けた活動を主導している。
米国でも10年にサンディエゴ動物園からの委託で生物模倣技術の将来の経済効果についてレポートが報告され、
25年に年間3000億米ドルの国内総生産、160万人の雇用創出があると予測されている。

　20世紀中に物理や化学の基礎研究において大きな発見が一段落し、
現在は基礎理論による大きなブレークスルーは得られにくくなっているといわれる。
その状況の中で、生物模倣は原理面で製品のイノベーションを推進する有力な手段になっている。

http://www.nikkei.com/content/pic/20120501/96958A9C93819696E0E5E2E79D8DE0E5E2E6E0E2E3E0E2E2E2E2E2E2-DSXBZO4086744027042012000001-PB1-18.jpg
ヤモリの接着メカニズムに関する発表論文数(ＮＩＭＳの細田氏の資料を基に「日経ものづくり」が作成)

以上です。

ふしぎテープ

これそこそこの重さでもくっついて、軽くきれいにはがれるらしいから、
安くできればかなり使い道がありそうだ

ヤモリくんの足をちょん切って作ってるのかと思ってちょっと焦った

後のスパイダーマンである‥

面白いね

>>5>ヤモリくんの足をちょん切って作ってるのかと思ってちょっと焦った

中国人や南朝鮮人が、やりそうな予感

10センチ四方で50キロか
忍者も夢じゃないな

ヤモリがファンデルワールス力による足先の毛の凝集を防ぐために先端部だけを細かく分けたのは画期的だな

ナノテクって癌の元凶なんだろ？

ファンデルワールスの器具や道具で出てくるとは思ったが、テープとかでよくできたなあと思う

あとは蜘蛛の糸だけだな

>>11
在日は本国へ帰れ

これで壁昇りロボットが簡単にできそうだ。
今のは空気の吸引力で壁を登っていくから完璧ではない。

ヤモリの尻尾から生まれた最先端のシャープ芯を作れ

＞160万人の雇用創出

なんか少なくね

>>9
5キロじゃない？

ま、ともあれヤモリの義足を作ることは出来るようになったわけだな。

>>18
そうでしたすいません

>18
>10センチ四方
１０ｘ１０＝１００　→　0.5X100=50[Kg]でいいのでは？

スパイダーマンも夢じゃないね

夢のゴキブリロボットが実現できるな

オレの足の裏もコンビニ袋が吸い付いて離れないんだが
何かに応用できんか？

量産化できても滅茶苦茶高そう

こういう物の開発って凄いと思う。

模倣技術で中国韓国の右に出るものはいないわ
AA略

健康面が心配だわ
ナノチューブが雰囲気に舞うことはないんだろうな？

ものすごい複雑な仕組みがサラッと出来る。
自然ってすごい。

サラっと出来たわけじゃなくて気の遠くなるような時間をかけて試行錯誤してるからな

1平方センチで500gなら
100平方センチ=10センチ四方で100×500=50000g=50kgで正解じゃね？

ヤモリを参考にしないかぎり人間だけでいくら試行錯誤してもたどりつけないだろうな

年取るとカサカサになるからお札数えたり、コンビに袋広げるとき指をなめたり
しないといけないくらいなのに、なぜスマホはベタベタになるか解明してほしい。

>>29
さらっと出来てねーよｗ
生存競争に生き残るために必死で対応してきたんだよ

素材だけは日本はまだまだ強い

重箱の角を突く発明だな！

ヤモリって驚くと吸着力が無くなって壁から落下するよな。

(´-`).｡ｏＯ（ここって四半世紀前の何研なんだろう…）

今調べたら、ファンデルワールス力は距離の6乗に反比例するそうだから、はがすときはピッと
気持ちよくはがれそうだな。

接着力はどうなんだろう？？

例えば、イチゴを一瞬密着させて、急に引きはがしたら、
プギャーー！！
ってなるのかなあ？？

うまくやれば天井歩けるな。

>>33
水分が足りないだけ
保湿しようぜ

もともと、ヤモリが壁とかにひっつくのを
別の分野に使えないかって話は昔からあったが
ついに実用化されるのか、技術の進歩ってのはすげーな。

>>31

靴底にこのテープを仕込んだら天井に逆さにぶら下がれるな。

靴脱げて落っこちそうだが。

マンション２階以上の窓も戸締り必須になるな

>>28
ベリベリするたびに舞い上がるに決まってるジャン

動物や微生物の細胞膜は分子の小さいイオンや水などを通すが分子の大きい糖質などはブロックしてしまう
そんな性質に着目した道路作り「細胞膜道路」を提案したい

たとえば歩道と車道の段差と縁石を全廃し
縁石の部分に70cm間隔で棒杭をたてる（車いすの幅は65cmなのでそれにあわせて）
こうすればガードレールよりも道路のスペースを広く使えるし
歩行者、自転車、車いすは歩道と車道をうまく使い分けられるが
デカイ車は入れないようになり安全な歩行環境を実現しやすくなると考えられる
問題はバイクがすり抜けられてしまうこと...

>>44
せん断方向だから天井は無理じゃね？

>>32
うん。
変わった特徴を持つ生物をいろいろ細かく調べて
その真似をしようってのは最高に面白い研究だな。

茶で溶けるん？

【ナノ】「ヤモリの足」から生まれた最先端の接着テープ「ヤモリテープ」
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1336108342/

【生体工学】 動物や昆虫をヒントに製品開発するバイオミミクリー（生物模倣）　ネコの舌で掃除機、鳥の羽でエアコン室外機など
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1326512873/
【自然科学】自然に学ぶ最先端技術「バイオミミクリー」急成長分野に 画像あり
http://toki.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1279976473/

【家電】シャープの"動物模倣"白物家電--イルカの泳ぎを応用した洗濯機、アホウドリの羽を応用したエアコン室外機 [03/18]
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/bizplus/1332145325/

【素材】「蓮の葉のように水に濡れない」半導体メモリー−POSTECH
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1335417275/

生物の「合理設計」に学ぶ 風車や外壁材、応用は多様
http://www.nikkei.com/access/article/g%3D96959996889DE6E2E4E7E5E0EAE2E0E3E2E6E0E2E3E09F88EBE2E2E2
生物の「合理設計」に学ぶ　風車や外壁材、応用は多様　：日本経済新聞
http://blog.goo.ne.jp/fukuchan2010/e/8b164d9f38cb047b23035bad66425bf3
http://blogimg.goo.ne.jp/user_image/3e/e4/d13fbf9676328950d984982cfbd2bb63.jpg

お茶でも飲もうかなと、きゅうすのフタ開けようとしたら注ぎ口からヒョコっと出てきたときは笑った