未利用絹に含まれるフィブロインH鎖を用いた高強度な再生絹糸の創製

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地球環境問題が深刻化する中、石油由来繊維の代替となり得る天然繊維に注目が集まっている。その中でも、クモやカイコをはじめ、ハチや水生昆虫が作り出すタンパク質性繊維であるシルクは、軽量でありながら、強度と柔軟性を併せ持つため、次世代繊維としての期待は大きい。しかし、天然のシルクと類似した構造および力学物性を有する人工シルクを作り出すことは、未だ困難である。この理由として、人工シルクを大量に作成する技術が未開発である点が挙げられる。そこで、本研究では、シルクを大量に作成する手法として溶液紡糸に着目し、繰糸工程から除外されることの多い屑繭を原料とした再生絹糸の作製に取り組んでいる。家蚕の屑繭から高分子量成分の重鎖だけを選別し、低分子量成分である軽鎖は除外して再生絹糸を作成したところ、天然のシルクと同等の強度を有し、破断伸度と弾性率については天然絹糸の物性を超える再生絹糸を作り出すことが出来た。さらに、家蚕由来の屑繭だけでなく、野蚕由来の屑繭を利用した再生絹糸の作製にも取り組んだ。野蚕シルクは低分子量成分を含まないため、再生絹糸は家蚕シルクに匹敵する強度と伸度を有することが分かった。広角X線散乱を利用して、繊維の結晶構造を測定したところ、天然絹糸では繊維軸方向に分子鎖が配向していた一方で、再生絹糸では、繊維軸と直交する方向に一部の分子鎖が存在していることが明らかとなった。再生絹糸中の分子鎖を完全に繊維軸方向へ配向させることが今後の課題となる。本研究結果は、未利用のタンパク質の有効活用につながる技術であり、シルクの構造材料としての利用に貢献できると期待される。