カメレオンの原理で色を変える新素材を開発

迷彩服や塗料に?フォトニック結晶使う「スマートスキン」論文発表

2019.09.15
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カメレオンは周囲の環境に合わせて皮膚の色を変えることができる。(PHOTOGRAPH BY PETER R. HOULIHAN, NAT GEO IMAGE COLLECTION)
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 カメレオンは、体の色をいとも簡単に変えているように見える。敵を威嚇したり、背景にとけ込んだり、交尾の相手を探したりするとき、皮膚の色を短時間で変えることができるからだ。

 科学者たちは何十年も前から、この仕組みを解き明かそうとしてきた。そしてこのほど、太陽の光を浴びると色が変わる新しいスマート(賢い)スキンの開発に成功した。(参考記事:「世界報道写真賞を受賞したカメレオン写真11枚」

「自然界ではいつも起きていることですが」と米エモリー大学の生物工学者ハリド・サライタ氏は前置きしたうえで、「直射日光によって、色の変化を引き起こすことに成功しました」と述べた。氏らの論文は9月11日付けで学術誌「ACS Nano」に発表された。

 このスマートスキンは迷彩服から塗料、化学センサーまで、あらゆるものの材料として利用できる可能性がある。

 米ノースイースタン大学の生化学者レイラ・デラビ氏は、新しいスマートスキンは「工学者にとって大きな課題」を解決するものと評価している。というのも、従来のやり方とは違い、素材の体積を維持したまま色を変化させられるからだ。なお氏は今回の研究には関わっていない。

カメレオンにならって

 ハリー・ポッターが透明マントを身に着けるはるか前から、動物たちは体の色を巧みに操ってきた。カメレオンはもちろん、熱帯魚やタコ、イカなどが、この能力を独自に進化させている。(参考記事:「長時間の持続、イカの擬態能力」

 こうした動物の皮膚細胞には、フォトニック結晶と呼ばれる小さな結晶がびっしり詰まっている。固有の色を持つ色素と異なり、これらの結晶は大きさや化学組成、配置によって光の反射・散乱のしかたが変わり、色が変わる。

【動画】カメレオンはどうやって色を変える?
最新の研究では、カメレオンが科学者たちの予想と全く異なる方法で体色を変えていることが示唆されている。ナショナル ジオグラフィックが支援する映像作家ジェイソン・ジャアクス氏は、皮膚の上層に含まれるナノ結晶が体色変化の鍵を握ると説明している。(解説は英語です)

次ページ:秘密は「2層構造」

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