「植物繊維」が金属並み強度のスーパー素材に変身！ / SAFETY JAPAN [船瀬俊介氏] / 日経BP社

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第43回
「植物繊維」が金属並み強度のスーパー素材に変身！

地球環境問題評論家　船瀬俊介氏
2007年5月18日

　木材や雑草が、金属並みの強度になり、建築、クルマ、家電製品などの原材料に！

　夢のような話だ。日本は面積の68％が森という森林王国。しかし、山々には見捨てられたスギ、ヒノキなどがひしめき、間伐もされず朽ち果てようとしている。その無尽蔵の木材がビルや自動車、冷蔵庫などの材料となる。石油系プラスチック、金属材料の代替素材として実用化が目前だ。石油化学製品や鉄、コンクリートなどに頼ってきた戦後巨大産業は、その根底から一大シフトするだろう。いわゆるバイオ産業革命だ。

　その夢の植物素材が“バイオ・ナノ・ファイバー”（BNF）。

　快挙は2006年。開発したのが京大の矢野浩之教授。可能にしたのがナノテクノロジー（超微細技術）だ。「植物は、すべて細胞で出来ています。樹木だけでなくタンポポでも同じ。植物細胞はすべてがセルロースという高分子が骨格物質となっています」（矢野教授）。１本のセルロース繊維も、じつはミクロのセルロース結晶の“束”で出来ている。

髪の毛１万分の１で鉄の５倍強度

　「高分子がピーンと伸びた状態で36本ほどが６×６で結晶を作っています。『延切鎖結晶』と呼ばれ横断面は幅四nm（ｎ、ナノ：10億分の１）。極超ミクロ繊維は鋼鉄の約５倍の引っ張り強度。弾性率は鋼鉄の３分の２。力を加えたとき延びにくい。強さは防弾チョッキに使用されるアラミド繊維と同じです」（矢野教授）。

　ナノファイバーは全植物細胞の基本骨格。６×６結晶は髪の毛のさらに１万分の１。「わたしたちは、チリ紙でも割りばしでもグシャと丸めたり折ったりしています。だから植物が強いという意識はない。ところが世界で一番大きな生き物は植物。100ｍの高さの巨体を重力に逆らって支える。細胞を形づくる“骨格物質”がとっても強固なナノファイバーだからできる。そこで、工業的に使えるものを取り出し、バインダー（つなぎ剤）やプラスチックと複合してFRP（繊維強化プラスチック）のようなものを作るのです」（矢野教授）。

　バイオプラスチックは世界各国で開発競争が盛ん。しかし、金属並み強度は矢野教授チームが唯一、実現した。これぞノーベル賞並みの発明だ。