バイオミメティクスとは

 生物には、目に見えない "未来を変えるヒント" が隠されています。伊藤教授は、セミの翅の表面構造を模倣した新素材「ナノスパイク」の研究開発に取り組んでいます。
 実はセミやトンボの翅にはナノサイズの突起が無数に並んでおり、撥水性・低摩擦性・反射防止、さらに抗菌・殺菌といった多様な機能を発揮します。

 こうした生物の優れた仕組みを手本として、新しい技術や素材を生み出す学問が「バイオミメティクス（生物模倣）」です。ハチの巣の構造を応用したハニカム構造の建築や、サメの皮膚を模倣して水の抵抗を減らす競泳用水着なども、その代表例といえます。

 セミの翅の微細な突起は、菌が付着すると物理的な刺激を与え、自滅（アポトーシス）を引き起こすことが確認されています。この仕組みを応用した制菌シート「ナノスパイク」は、化学薬品を使わずに感染リスクを抑える次世代の抗菌・殺菌素材として期待されています。
 「薬剤耐性菌の拡大は世界的な課題です。化学物質を使わずに感染を防ぐ技術が確立できれば、人体や環境に負担を抑えながら、医療現場や公衆衛生の向上に大きく貢献できます」と伊藤教授は語ります。

大阪・関西万博でも注目された新技術

 伊藤ゼミが研究開発を進めるこの「ナノスパイク」は、大阪・関西万博の大阪ヘルスケアパビリオンで行われた展示・体験企画「リボーンチャレンジ」に出展。
 感染症対策や環境負荷の軽減といった社会的課題の解決に寄与する、これまでにない発想の "未来の素材" として大きな注目を集めました。

 伊藤ゼミでは、３年生から博士課程までの学生が一つの研究テーマのもとに集まり、学年や専門の枠を超えて協働しています。テーマは「セミの翅」を起点に複数の分野を横断。それぞれが得意分野を磨きながら、互いの知識や技術を補い合って研究を深めています。
 週1回のゼミでは全員が研究の進捗を発表し、課題や次のステップを共有。教員と学生、そして先輩と後輩が自由に意見を交わすその雰囲気は、まるで企業の研究開発チームのよう。
 卒業生の多くはメーカーや研究開発職など、ものづくりの現場で活躍しており、中には海外の研究機関でキャリアを築く人もいます。
 「機械工学科は就職にも強く、研究で培った分析力や探究心はどの業界でも生きます」と伊藤教授。

遠回りが研究の奥行きを広げた

 伊藤教授のキャリアは、決して一本道ではありません。もともと大学では気象の研究を志していましたが、やがて生物物理や地震研究の分野へ関心を広げていきます。大学院卒業後は地方自治体の研究所で約18年間、微細加工技術の研究に従事。電子デバイスの製造技術を磨きながら、企業と連携して数多くのプロジェクトに携わりました。

 2015年に関西大学へ着任後、ある海外論文との出会いをきっかけに、セミの翅の研究を開始。自然界の緻密な構造と工学技術の融合という新たな挑戦が始まりました。日本でこの分野に取り組む研究者はごくわずかで、伊藤教授はその第一人者です。
 「遠回りに見える経験も、すべてが今につながっています。セミの翅の微細構造を再現する今の研究も、当時身につけた微細加工技術が生きています」と、教授は試行錯誤が研究を支える武器になっていることを振り返ります。

 伊藤ゼミが挑むのは、世界でもまだ解明されていないテーマです。就職のためではなく「研究そのものの面白さ」に惹かれて入ゼミする学生が多く、皆、粘り強く実験と向き合っています。
 理工学部には化学や生物の知識が少ない学生も多いため、ゼミの準備として「ナノバイオ化学 入門」を設け、基礎から学べる環境を整えています。

 「研究に必要なのは、情熱と体力、そして強い好奇心」と伊藤教授。「ゼミではセミの翅の研究をしていますが、好きな昆虫や自然現象を題材に、"こんな研究をしてみたい" と提案してくれる学生は大歓迎です。自分の興味を出発点として、新しい発見を社会につなげてほしい」と期待を寄せます。

 高校の頃から化学が好きで、機械の中でも化学の知識を生かせる研究がしたいと思い、このゼミに入りました。現在はセミの翅をヒントにした抗菌素材の「耐久性」をテーマに、摩耗や劣化による性能変化を調べています。
 伊藤先生は丁寧で親身になってくださり、先輩方とのつながりも強いゼミなので、質問や相談がしやすい環境です。機械と化学、どちらにも興味がある人にはとても刺激的な研究室だと思います。
 将来は、化学の視点を活かせる仕事に就きたいです。

 伊藤先生の授業で知った「機械とバイオを組み合わせた研究」に惹かれ、このゼミを選びました。現在はセミの翅の微細構造を模倣し、どの条件が最も高い殺菌性能を持つのかを研究しています。
 一見関係がなさそうな機械工学とバイオをつなぐ研究に出会ったことで、視野が大きく広がり知識にも奥行きが生まれたと感じています。特殊顕微鏡で自分が作った構造を観察できたときは、大きな感動がありました。研究で得た経験を、将来は半導体の微細配線づくりに活かしたいと考えています。