再生シルクタンパクを原料とする高タフネスシルク素材の創製

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K05250
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分35020:高分子材料関連
• 研究機関: 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構
• 研究代表者: 吉岡 太陽 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, 上級研究員 (90596165)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: シルク / 高タフネス繊維 / 階層構造 / X線構造解析 / 紡糸 / 構造制御 / 構造材料 / 持続可能社会

研究成果の概要

本研究の目的は、再生シルクタンパク質から天然シルクの力学物性に匹敵する強く丈夫な繊維を人工的に紡糸するための技術を確立することである。最初に、様々な天然シルクの階層構造を詳細に解析し、それらに共通するフィブリル階層構造の詳細を定量的に解明することで、人工紡糸で目指すべき階層構造の指針を明確にした。次いで、フィブリル階層構造の形成過程を調べ、絹糸腺内部でのナノフィブリル前駆体・自己組織化形成とその集合化を定量的に捉えることに成功した。これら天然シルクの構造形成に関する知見を紡糸技術に模倣・取り込むことで、天然繊維の力学物性に近付ける紡糸技術の改善を得た。

自由記述の分野

高分子・繊維材料科学、シルク素材科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

持続可能社会の実現に向け、優れた力学特性を有する再生可能資源「シルク」が次世代構造材料の分野より注目を集めている。シルクの大量生産に向け、人工シルクタンパク質の創製が世界中で進められており、その紡糸技術の開発が急務とされている。本研究では、構造材料として実用化可能な力学特性を備える人工シルク繊維を紡糸するための技術開発を目的とした。本研究で得られた成果は、人工シルクタンパク質の紡糸技術としても応用可能であり、持続可能社会の構築、脱石油社会への実現など、SDGsに貢献する成果である。