公益社団法人　日本セラミックス協会

セラミックス第57巻 1月号（2022年）

今月のオープンアクセス記事

随想

特集　バイオミメティックス

バイオミメティックスは，生物に由来する構造や機能の発現原理を明らかにし，新たな技術に応用しようとする技術です．自然界には，小さなエネルギーで循環系を達成しているメカニズムやシステムが多く存在します．これを模倣することは，環境負荷をかけない持続可能な社会を実現する科学技術につながります．すでに産業界では，製品やシステムへのバイオミメティックスの活用例が増えており，更なる応用展開が求められています．学術的には，最近のナノ材料研究に刺激を受け，自己組織化・自己参照あるいは階層化といった概念を取り込み，より広範な展開を見せるようになっています．本特集では，最近のバイオミメティック技術の取り組みを紹介します．　（特集担当委員：中村真紀，小幡亜希子，後藤知代，相澤　守）

■ バイオミメティックセラミックス

今井　宏明

バイオミネラルを模倣したセラミックスやその合成技術を「バイオミメティックセラミックス」と位置づけ，手本となるバイオミネラルの構造および合成プロセスの本質を概説する．さらに，これらを模倣したセラミックス合成へのアプローチを紹介し，その可能性を検討する

■ バイオミネラリゼーションを用いた低温焼結技術の開発

徐　寧浚・後藤　知代・趙　成訓・関野　徹

近年，低環境負荷な低温焼結技術が注目されている．本稿では，自然界のであるバイオミネラリゼーションに着目した，新奇な低温焼結プロセスの開発と低温緻密化メカニズムとその機能化について紹介する

■ Whitlockite，古代魚ギンザメ歯板の高石灰化組織に見る材料としての可能性

飯島まゆみ・鈴木　道生

古代魚ギンザメは、脊椎動物の中で唯一whitlockiteから成る“歯板”という硬組織を持っている。本報では、この歯板の高石灰化・高硬度の硬組織がwhitlockiteから成っていること、ギンザメという生物が創るwhitlockiteの結晶学的性質、力学的特性を紹介する。

■ 真球状シリカを用いた静電反発型コロイド結晶の作製

内田　文生・川中　智司・今井　宏起

高分子モノマーに単分散されたシリカ粒子は、斥力相互作用により自己配列が生じコロイド結晶が生成する。結晶生成後に紫外線を照射することや加熱することでコロイド結晶は固定化される。粒子の大きさや分散濃度を変えることで様々な遊色効果を持つコロイド結晶が得られる。

■ 糖関連分子と無機板状粒子の複合体による自己集積構造形成

上川　直文

グルコースやソルビトールなどの糖および糖関連分子と二次元形状異方性を有するチタン酸化物および酸化セリウムの板状粒子の複合化による無機酸化物粒子の高次集積構造の自発形成と構造色発現に関して解説した。

★★オープンアクセス★★■ 水溶液プロセスによる機能性ナノ構造薄膜の創製

増田　佳丈

環境負荷や消費エネルギーの小さな水溶液プロセスによる機能性材料の開発が注目を集めている．本稿では，水溶液中でのSnO₂の結晶成長制御について焦点を当てたい．

■ DNAガイドのナノ粒子結晶化─コロイド結晶化の新展開─

田川　美穂

選択的に結合する性質を持つDNAを修飾分子として用いると、ナノ粒子間の相互作用と結合を制御して、思い通りの結晶構造へと組み上げることができる。X線小角散乱を用いた構造解析により結晶性を精密に評価することで、水和状態のみならず、乾燥後も結晶対称性を維持できるDNA修飾ナノ粒子超格子の構造条件を見出すことに成功した。これにより、ナノ粒子やその集合体が持つナノスケールの特異な物性を利用できる可能性が出てきた。