Approach to new material development based on underwater adhesive substance analysis of marine organisms

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本研究は海洋生物が実現している水中接着に着目し、生物が産する水中接着物質の詳細解析により水中接着メカニズムを解明し、水中接着模倣や付着防止などへの新たな応用の道を拓くことを目的としている。当該年度は、昨年度に引き続き、解析用の試料の収集とともに飼育した付着生物幼生を用いた付着実験や観察を実施した。1）水中接着様式解析：昨年に引き続き、フジツボ等の水中接着物質発現解析に向けて、アカフジツボ、タテジマフジツボおよびフサコケムシ幼生を付着前から付着変態直後まで発達段階毎に固定し、RNA抽出を行った。2）水中接着物質の物性解析：昨年に引き続き、アカフジツボキプリス幼生の分泌されたセメントタンパク質の回収を継続した。また、照明の位置やカメラの設定を調整することでキプリス幼生の探索行動を長時間撮影することが可能となり、撮影した動画を解析した結果、付着率の高い表面と付着率の低い表面では探索行動に差が生じていた。今後は着生に至るまでの行動を詳細に撮影、解析することで、表面の極性の違いと付着行動の関係を明らかにし、付着防止材料の開発に役立つ知見が得られるものと思われる。3）水中接着プロセスに基づく材料設計：昨年度得られた双性イオンによる接着防止効果に着目し、ポリマーグラフトシリカナノ粒子（SiNP）を調製し、簡単なディップコーティング法によって最表面に親水性スルホベタインメタクリレート (MAPS)のブラシ状構造を作製した。フジツボキプリス幼生への付着をAFMによって調査した結果、ポリ(MAPS)-g-SiNPコーティング表面は、海水中で18日間キプリス幼生に対して極めて低い付着力を維持し、両性イオンポリマー-g-SiNPコーティング表面の有効な防汚特性を示すことが明らかとなった。