公募研究
多くの植物は、水分条件に応じて可逆的に葉の角度を変えたり、萎れるという特性をもつ。このような可逆的な構造の調節は、環境条件に応じて、受光面積を調節し、過熱や過蒸散を避けつつ、生産を最大化させることができる。このような植物の構造を制御するメカニズムは、未解明であり、その解明は理学的価値だけでなく、工学で研究される「可変剛性材料」に応用できる可能性がある。本研究では、葉の萎れに伴う構造の変化を理解するために、以下の研究を行った。（１）脱水に伴う葉の厚さ、長さ、幅の形状変化、（２）脱水に伴う葉の力学特性の変化。（１）の実験では、20種あまりの様々な植物の葉を用いて行った。脱水による変形には、種による大きな違いがあったが、一貫して、厚さ方向の変化が、長さや幅方向の変化よりも大きいことがわかった。また種による飽和含水率の違いが、種による形状変化の違いにおいて、重要であることがわかった。（２）に関しては、含水率の低下とともに曲げ剛性が大きく低下するが、その原因は、ヤング率の低下と断面二次モーメントの低下の両方によることがわかった。特に、飽和含水率から１割程度のわずかな低下で、ヤング率は大きく低下することから、膨圧の重要性が示唆された。これらの現象をより深く明らかにする実験が進行中である。技術的な進展としては、マルチスペクトルレーザー変位計とxy自動ステージを組み合わせたシステムを構築し、これによって葉の変位と厚さをマイクロメータレベルの解像度で、面的に連続観測できるようなった。
2: おおむね順調に進展している
計画通りに実験が進んでいる。
（１）脱水に伴う葉の変形や力学特性の変化に関するデータを充実させ、説得力の高い論文を執筆する。（２）昨年度構築したレーザー変位計とxy自動ステージのシステムを使い、様々な葉について、変位と厚さの連続観測を行い、新規性の高いデータを得て、論文を執筆する。（３）葉の可逆的な曲げ剛性の変化を表現する理論的なフレームワークの構築を目指す。
すべて 2020 2019
すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)
New Phytologist
巻: 223 ページ: 607～618
https://doi.org/10.1111/nph.15803
Annals of Botany
巻: 125 ページ: 533～542
https://doi.org/10.1093/aob/mcz196
