ゲル、柔らかく(ソフト)水を含んでいる(ウェット)物質~ゲル研究開発が社会にもたらす可能性(前編)

INTERVIEW

北海道大学
先端生命科学研究院 先端融合科学研究部門
教授 グン・チェンピン

北海道大学大学院のソフト&ウェットマター研究室(先端生命科学研究院、先端融合科学研究部門)では、例えば、耐破断性の高い高強度ダブルネットワークゲル、金属よりも丈夫なソフト・ハード複合ゲル、切っても元通りにくっつく自己修復ゲル、二枚貝の成分を参考にした水中で何度でも接着できるゲル、高靱性ゲルを用いた人工軟骨材料などを研究テーマにしています。同研究室の研究は、将来の「柔らかいロボット」や「人工筋肉」の開発にもつながる要素技術とも言えるでしょう。

同研究室の研究で注目されているのは、2003年に開発したダブルネットワークゲルです。このダブルネットワークゲルは世界的にも高く評価され、ダブルネットワークゲルから派生した研究として、トレーニングによって成長し、元の状態よりも強くなるというゲルの研究成果も出てきました。また同研究室では、人体や二枚貝の筋肉成分の観察から人工的な高分子材料を作るバイオミメティクス(生物模倣)の考え方をベースにして研究を続け、人工軟骨材料の研究を日本特殊陶業株式会社と産学連携で進めています。

指導教官は、中国出身のグン・チェンピン(龔剣萍、Gong Jian-Ping)教授、および黒川孝幸教授、中島祐准教授らです。グン教授と中島准教授のお二人にインタビューし、ダブルネットワークゲルや自己修復してより強靱に変身するゲル、バイオミメティクスの発想法、人工軟骨の研究などについてお聞きしました。前編ではグン先生がどのようにゲルの研究を始めたのかをお伺いしました。


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ゲル(gel)、柔らかく(ソフト)水を含んでいる(ウェット)物質

────こちらの研究室はいつ頃にできたのでしょうか。

グン教授:
我々の研究室は、私の前に教授でいらっしゃった長田義仁先生が、1992年に北大理学部の教授に就任されてゲルの研究を始められてできました。私は1993年に助教(当時は助手)のポジションで長田先生の研究室に加わったんです。その後長田先生が副学長になったことなどを理由に、お忙しくなられました。私が北大の教授になったのは2003年でしたが、そのときに正式に研究室を主宰する立場になりました。長田先生は理化学研究所の基幹研究所の副所長をされてから、現在は理化学研究所の客員主幹研究員をされています。

北海道大学ソフト&ウェットマター研究室を率いるグン・チェンピン教授。理学博士、工学博士。2001年に高分子学会Wiley賞(旧Wiley高分子科学賞)、2006年に高分子学会賞(科学賞)、2011年に日本化学会学術賞、2019年に文部科学大臣賞などを受賞されています。
北海道大学ソフト&ウェットマター研究室を率いるグン・チェンピン教授。理学博士、工学博士。2001年に高分子学会Wiley賞(旧Wiley高分子科学賞)、2006年に高分子学会賞(科学賞)、2011年に日本化学会学術賞、2019年に文部科学大臣賞などを受賞されています。


────では、長田先生から継承した研究室というわけですね。

グン教授:
そうです。この研究室がいつから始まったのかというと、もちろん、研究室のテーマは長田先生の時代から脈々と続いていますので、もともとは長田先生が立ち上げられた1992年となるでしょう。そして、現在の名前になったのは、私が教授になった2003年からということになります。


────こちらの研究室の名前が「ソフト&ウェットマター研究室」となっているのはなぜなんでしょうか。

グン教授:
確かに、私たちの研究室の名前はちょっと変わっていて、普通は研究室の名前は研究室を主宰する主任教授の名前をつけますよね。しかし、研究はやはり持続性が重要ですし、人の名前が研究室につくと一代で終わってしまうことも多いんです。

私はこの分野を日本で強くしたいという思いがあります。それならば自分の名前をなるべく使わないほうがいいのではないかと考えました。そしてやはり研究室は、大勢の研究員や技術者が力を合わせて前に進むことが大事です。集団の力をうまく合わせないと成果があげられません。そのためにも教授名をつけない研究室の名前にしたほうが、みんなの参加意識、チームの一員だという気持ちにつながるのではないかと考えました。それでソフト&ウェットマター研究室、頭文字を使ってLSW(Laboratory of Soft & Wet Matter)にしたんです。


────このソフト&ウェットマターという言葉はどういう意味なんでしょうか。

グン教授:
ソフト&ウェットマターのソフトという言葉ですが、材料研究の表現で硬い材料をハードマター、柔らかい材料をソフトマターと言うことから名付けた「ソフト」の意味です。もちろん、ソフトマターといっても幅が広く、我々が研究しているゲルもそうですし、ゴムもそうですし、液晶もソフトマターになります。

我々が研究テーマとしているゲルは、柔らかいソフトマターの中でもほかの材料と違って水が入っています。ソフトという特徴だけではなく、生体類似材料という意味でも水が入ることによる固有の性質がゲルにはあります。そのため、ソフトだけではなくウェットという言葉をあえて付けました。おそらく世界的にもゲルの研究室にウェットという言葉をつけているところはほかにないと思います。


水を含んだ高分子ゲル。持ってみると寒天のような感触でしっとり濡れていて、水を含んでいるためか重みがあります。
水を含んだ高分子ゲル。持ってみると寒天のような感触でしっとり濡れていて、水を含んでいるためか重みがあります。


物理系の専門からゲル研究にたどり着くまで

────グン先生は中国から日本へいらっしゃったんですか。

グン教授:
そうです。私は1983年に中国の浙江(せっこう)大学を卒業し、1988年に中国から国費留学生として日本に留学、修士課程の大学院生として茨城大学で学び始めました。1980年代の後半ですから中国に海外の情報はほとんど入ってこない時代です。私が大学時代に取り組んでいた研究テーマは電子物理、例えば半導体や電磁波などで、ゲルとはまったく関係のない研究分野でした。


────それがどうしてゲルの研究と出合うことになったんですか。

グン教授:
国費留学生として日本へ来るにあたり、希望の研究テーマに合った指導教官の先生を書く必要があったのですが、どこの大学のどの先生がいいのかよくわからない状況でしたから、私は故郷から上海へ行って上海の図書館で日本の研究者の論文を探し、希望リストに東大や名古屋大学の先生の名前を書き入れました。そして最後の欄に、たまたま目に止まった論文の筆者である長田先生の名前を追加しておいたんです。

その長田先生が茨城大学にいらしたので留学先が茨城大学になったというわけです。ところが、長田先生は当時、確かに電子物理に関係したテーマにも取り組んでいたんですが、実際にはゲルがメインテーマでした。いざ研究室に入ってみると私の研究分野とはかけ離れていてとても困惑したことを覚えています。


────修士課程はゲルの研究をされていたんですね。

グン教授:
そうです。ゲルの研究で修士課程を修了しました。国費留学生としてはやはり日本で博士号まで取りたかったのですが、当時の茨城大学には博士課程がありませんでした。長田先生に博士課程へ行きたいと相談したら、長田先生のご友人で東工大の鯉沼秀臣先生の研究室を紹介されました。

鯉沼先生は超伝導や金属酸化物半導体、応用セラミックスがご専門でした。私の大学での専門は物理でしたから、長田先生は化学分野の研究には物理系の勉強もしたほうが幅が広がるだろうということで鯉沼先生を紹介してくださったというわけです。ただ、当時の私は化学の研究がチンプンカンプンでしたし、本当は物理学の研究をしたかったこともあって、東工大へ進んだときに茨城大学時代のゲルの関係の研究書や資料をすべて捨ててしまったほどです。


電子顕微鏡や真空乾燥機、スペクトル測定器など多種多様な機器が並ぶソフト&ウェットマター研究室。作ったゲルの特性を調べ、その構造や原理などを分析するといいます。
電子顕微鏡や真空乾燥機、スペクトル測定器など多種多様な機器が並ぶソフト&ウェットマター研究室。作ったゲルの特性を調べ、その構造や原理などを分析するといいます。


────博士課程ではゲルの研究から離れたというわけですか。

グン教授:
そうです。東工大では高額な装置を使って超電導やセラミックスの実験や研究をしました。当時、世界にもそれほど豪華な装置をそろえた研究室は多くありませんでした。その頃の私はいずれ中国へ戻ろうと考えていましたから、当時の中国で鯉沼先生の研究室のように莫大な研究費を使った研究ができるかどうか不安でした。


────博士の学位を取った後にどうされたんですか。

グン教授:
そこで改めて振り返ってみると、ゲルは言ってみればウェットな「水商売」で、水と市販の化学材料しか使わないので研究も安価にでき、中国に戻ってもゲルの研究が続けられるのではないかと思ったんです。ちょうど長田先生が茨城大学から新しい研究室を立ち上げるために北大へ行かれたタイミングで、私に研究室へ来ないかとお声をかけていただきました。

東工大では超電導やセラミックスの研究をして博士号を取りましたが、改めてゲルという研究テーマを考えてみると自分の個性にも合っているのではないかと興味をもちました。長田先生にお声がけをいただいたとき、それなら本腰を入れてゲルの研究に取り組んでみようかと思ったんです。


北海道大学の広大なキャンパスの北端に位置する次世代物質生命科学研究センター棟。この中にソフト&ウェットマター研究室があります。
北海道大学の広大なキャンパスの北端に位置する次世代物質生命科学研究センター棟。この中にソフト&ウェットマター研究室があります。


────かなり順調にアカデミアのポストに就けましたね。

グン教授:
そうですね。北大に来たのは1993年で助教(助手)でした。今の時代は博士の学位を取ってすぐに大学でポストを得るのは難しいですが、当時はちょうどバブルが終わった頃でポストもけっこう空いていたんです。バブル時代は博士をとって大学の研究室に入るより、どこかの民間企業に就職したほうがいいと考える学生も多かったせいだと思います。また、意外に学位(博士号)をもっている学生も少なくて、それで留学生の私にもチャンスをいただいたということです。


ゲルの研究で成果を出し続けているグン教授らのソフト&ウェットマター研究室。次回はゲルとその可能性について詳しくお話をうかがいます。



文/石田雅彦


≪中編に続く≫

 

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