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“ファイバー”スーパーバイオミメティックス
〜近未来の新技術創成〜
[コードNo.07NTS170]

■体裁/ B5判・1236頁
■発行/ 2006年 10月 20日
(株)エヌ・ティー・エス
■定価/ 68,256円(税込価格)

「“ファイバー”スーパーバイオミメティックス」とは、多くの先端産業分野で使われているファイバーをベースに、従来のバイオミメティックスをさらに進め、生体機能を超える素材や材料、システム・プロセスを設計・開発する工学の全般を目指す、即ち“生体を超える”ものづくりに力点を置いた書である。
生体材料そのものをつくるのではなく、その構造とそこから発現される様々な機能の発現メカニズムを学び、基礎研究および応用開発に活かすかということである。例えば環境変化に応じた自己修復材料、フロンティアファイバー、インテリジェント材料などバイオニックファイバーの設計が期待される。
生体を「知る―設計論」、「学ぶ」、「究める」、「活かす」、「超える」、「創る―未来」を目的とした、6つの編から成る本書は、科学(知)とバイオニックファイバーとバイオミメティックスという3つの特徴を融合した新技術を提案し、日本の新部材産業を創成することを目標としている。

【監修者】
本宮達也東京工業大学 研究参事/(独)新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO) 新技術調査委員/テクノ戦略研究所 代表

【編集幹事】(五十音順)
赤池敏宏東京工業大学大学院生命理工学研究科 生体分子機能工学専攻教授
岡本秀穗九州大学等教育開発推進センター特任教授/鳥取大学地域共同研究センター客員教授
白井汪芳信州大学理事・繊維学部特任教授

【編集委員】(五十音順)
磯貝明東京大学大学院農学生命科学研究科生物材料科学専攻教授
川口武行帝人(株)新事業開発事業部常務理事
高橋洋東レ(株)機能資材・商品開発センター所長
高原淳九州大学先導物質化学研究所教授
谷岡明彦東京工業大学大学院理工学研究科有機・高分子物質専攻教授
中沢賢信州大学繊維学部名誉教授
山口新司福井大学大学院工学研究科 材料開発工学専攻 先端繊維材料講座客員教授
山ア義一日本化学繊維協会大阪事務所長・技術グループ長

【編集協力委員】(五十音順)
跡見順子東京大学大学院総合文化研究科教授
小山俊樹信州大学繊維学部助教授
横山浩(独)産業技術総合研究所ナノテクノロジー研究部門長
渡辺順次東京工業大学大学院理工学研究科有機・高分子物質専攻教授
渡辺敏行東京農工大学大学院共生科学技術研究院教授

【執筆者】(執筆順)
梶山千里九州大学総長
本宮達也東京工業大学 研究参事/(独)新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO) 新技術調査委員/テクノ戦略研究所 代表
安永裕幸経済産業省産業技術環境局研究開発課 課長
(故)竹本喜一大阪大学名誉教授
岡本秀穗九州大学等教育開発推進センター特任教授/鳥取大学地域共同研究センター客員教授
本川達雄東京工業大学大学院生命理工学研究科教授
Julian F.V. VincentProfessor of Biomimetics, Centre for Biomimetic & Natural Technologies, Dept of Mechanical Engineering, University of Bath
速水尚近畿大学生物理工学部生体機械工学科教授
西原克成西原研究所 所長
戸倉清一関西大学社会連携センター特別顧問
田村裕関西大学工学部教養化学教室 教授
杉山淳司京都大学生存圏研究所教授
山口高弘東北大学大学院農学研究科機能形態学分野教授
渡邊康一東北大学大学院農学研究科機能形態学分野助手
坂本二郎金沢大学大学院自然科学研究科システム創成科学専攻助教授
鈴木良次金沢工業大学人間情報システム研究所 所長
久田光彦北海道大学名誉教授
赤池敏宏東京工業大学大学院生命理工学研究科 生体分子機能工学専攻教授
君塚信夫九州大学大学院工学研究院応用化学部門教授
森川全章九州大学大学院工学研究院応用化学部門助手
木賀大介東京工業大学大学院総合理工学研究科知能システム科学専攻助教授
永田恭介筑波大学大学院人間総合科学研究科社会環境医学専攻
浅賀正充筑波大学大学院人間総合科学研究科社会環境医学専攻
湯浅英哉東京工業大学大学院生命理工学研究科助教授
北村進一大阪府立大学大学院生命環境科学研究科教授
寺田喜信江崎グリコ(株)生物化学研究所
高橋征司東北大学大学院工学研究科バイオ工学専攻助手
古山種俊東北大学多元物質科学研究所教授
三浦佳子北陸先端科学技術大学院大学マテリアルサイエンス研究科准教授
和田昌久東京大学大学院農学生命科学研究科生物材料科学専攻助教授
白井汪芳信州大学理事・繊維学部特任教授
小林四郎京都工芸繊維大学バイオベースマテリアル研究センター特任教授
新井幸三KRA羊毛研究所 所長
坂本宗仙東京工業大学名誉教授
松本三男帝人ファイバー(株)産業資材技術開発部/福井大学大学院非常勤講師/松本技術士事務 所
朝倉哲郎東京農工大学大学院共生科学技術研究院教授
馬越淳(独)農業生物資源研究所
馬越芳子(独)農業生物資源研究所
前田裕平東レ(株)繊維研究所研究主幹
小野木禎彦武庫川女子大学生活環境学部教授
磯貝明東京大学大学院農学生命科学研究科生物材料科学専攻教授
平井諒子京都大学化学研究所助手
堀井文敬京都大学化学研究所教授
西野孝神戸大学工学部教授
埋橋祐二伊那食品工業(株)常務取締役・開発本部長
西尾嘉之京都大学大学院農学研究科教授
荒西義高東レ(株)繊維研究所主任研究員
小山俊樹信州大学繊維学部助教授
山本浩之信州大学繊維学部教授
太田敏孝名古屋工業大学セラミックス基盤工学研究センター教授
小山信次八戸工業大学工学部生物環境化学工学科教授
浦井航(株)チャフローズコーポレーション開発部
吉田朋央(独)新エネルギー・産業技術総合開発機構ナノテクノロジー・材料技術開発部
笹谷廣治(株)チャフローズコーポレーション代表取締役社長
藤井透同志社大学工学部教授
大窪和也同志社大学工学部助教授
網屋繁俊(株)クラレ新事業開発本部専任参与 兼 繊維カンパニー
近藤哲男九州大学バイオアーキテクチャーセンター教授
谷原正夫奈良先端科学技術大学院大学物質創成科学研究科教授
冨田正浩広島県産業科学技術研究所吉里プロジェクト主任研究員
吉里勝利広島大学大学院理学研究科教授
田村俊樹(独)農業生物資源研究所遺伝子組換カイコ研究センター センター長
瀬筒秀樹(独)農業生物資源研究所遺伝子組換カイコ研究センター研究員
内野恵郎(独)農業生物資源研究所遺伝子組換カイコ研究センター研究員
小林功(独)農業生物資源研究所遺伝子組換カイコ研究センター研究員
大ア茂芳奈良県立医科大学医学部教授
田中稔久(独)理化学研究所高分子化学研究室協力研究員
岩田忠久(独)理化学研究所高分子化学研究室副主任研究員
渡辺順次東京工業大学大学院理工学研究科有機・高分子物質専攻教授
木下修一大阪大学大学院生命機能研究科教授
熊澤金也日産自動車(株)総合研究所 社会・フロンティア研究所主査
能勢健吉帝人(株)CTOスタッフ室
吉田哲也綜研化学(株)研究開発センター基礎研究室副主任研究員
山口新司福井大学大学院工学研究科 材料開発工学専攻 先端繊維材料講座客員教授
野坂俊紀大阪府立産業技術総合研究所化学環境部化学材料系総括研究員
和田信一郎九州大学大学院農学研究院助教授
筏義人奈良県立医科大学医学部教授
谷本敏夫湘南工科大学工学部マテリアル工学科教授
陳国平(独)物質・材料研究機構生体材料センター
立石哲也(独)物質・材料研究機構生体材料センター
谷岡明彦東京工業大学大学院理工学研究科有機・高分子物質専攻教授
柴田徹ダイセル化学工業(株)セルロースカンパニー主席部員
押山広明テルモ(株)研究開発センター次席研究員
一貴浩旭化成メディカル(株)透析事業部 技術開発部
木村睦信州大学繊維学部機能高分子学科助教授
中澤浩二北九州市立大学国際環境工学部助教授
水本博九州大学大学院工学研究院助教授
梶原稔尚九州大学大学院工学研究院教授
船津和守九州大学名誉教授
久保義行金沢大学大学院自然科学研究科・薬学系助手
加藤将夫金沢大学大学院自然科学研究科・薬学系助教授
辻彰金沢大学大学院自然科学研究科・薬学系教授
武岡真司早稲田大学理工学術院教授
岡村陽介早稲田大学理工学総合研究センター客員研究員
阿閉友保早稲田大学大学院理工学研究科
新垣尚捷徳島大学大学院ヘルスバイオサイエンス研究部分子細胞薬品学助教授
樋口富彦徳島大学大学院ヘルスバイオサイエンス研究部分子細胞薬品学教授
比嘉充山口大学大学院理工学研究科物質化学専攻教授
南後守名古屋工業大学大学院工学研究科物質工学専攻教授
永田衞男名古屋工業大学大学院工学研究科物質工学専攻研究員
荒川裕則東京理科大学工学部工業化学科教授
村田正治九州大学大学院医学研究院ナノバイオメディスン 助教授
橋爪誠九州大学大学院医学研究院災害・救急医学 教授
前田瑞夫(独)理化学研究所前田バイオ工学研究室 主任研究員
浅沼浩之名古屋大学大学院工学研究科物質制御工学専攻教授
柳田保子東京工業大学精密工学研究所助教授
相澤益男東京工業大学 学長
鈴木誠東北大学大学院工学研究科材料システム工学専攻教授
清水達也東京女子医科大学先端生命医科学研究所講師
岡野光夫東京女子医科大学先端生命医科学研究所 所長・教授
権赫準北海道大学大学院理学研究院生命理学専攻生命構築科学講座
敷中一洋北海道大学大学院理学研究院生命理学専攻生命構築科学講座
角五彰北海道大学大学院理学研究院生命理学部門生命融合科学分野
襲剣萍北海道大学大学院理学研究院生命理学部門生命融合科学分野教授
長田義仁北海道大学大学院理学研究院生命理学部門生命融合科学分野教授
平井利博信州大学繊維学部教授
伊藤耕三東京大学大学院物質系専攻物性・光科学大講座教授
小林宏東京理科大学工学部機械工学科助教授
高原淳九州大学先導物質化学研究所教授
跡見順子東京大学大学院総合文化研究科教授
桜井隆史東京大学大学院総合文化研究科助手
石丸園子東洋紡績(株)総合研究所コーポレート研究所 快適性工学グループ リーダー
岩下憲二帝人ファイバー(株)加工技術部
來島由明ユニチカファイバー(株)生産開発部開発センター センター長
植田康弘オリンパス(株)ライフサイエンスカンパニー ダイアグノスティックシステムズ事業部長
小野栄一(独)産業技術総合研究所知能システム研究部門主任研究員
加茂純三菱レイヨン(株)中央技術研究所研究企画推進室主席技師
藤原邦夫(株)荏原総合研究所グラフトプロジェクト室 室長
辺見昌弘東レ(株)地球環境研究所 所長
植村忠廣東レ(株)水処理技術開発センター 所長
加納裕士ユニチカ(株)環境事業本部上下水道営業部 営業課長
尾ア益雄前橋工科大学工学部建設工学科教授
Timothy H.Grafe Donaldson Company Inc.
林敏昭東洋紡績(株)総合研究所機能材開発研究所機能フィルター開発グループリーダー
北岡卓也九州大学大学院農学研究院森林資源科学部門助教授
井上義夫東京工業大学大学院生命理工学研究科 教授
山根秀樹京都工芸繊維大学バイオベースマテリアル研究センター助教授
古橋幸子東京電力(株)技術開発研究所
望月政嗣ユニチカ(株)テラマック担当シニアアドバイザー/京都工芸繊維大学バイオベースマテリアル研究センター特任教授
山ア義一日本化学繊維協会大阪事務所長・技術グループ長
大澤善次郎足利工業大学総合研究センター客員研究員/群馬大学名誉教授
松本章一大阪市立大学大学院工学研究科教授
松本英俊東京工業大学大学院理工学研究科有機・高分子物質専攻助手
大野弘幸東京農工大学大学院共生科学技術研究院教授
大槻隆司山梨大学大学院医学工学総合研究部助手
森本剛森本技術士事務所代表
富永洋一東京工業大学大学院理工学研究科物質科学専攻助手
石川謙東京工業大学大学院理工学研究科有機・高分子物質専攻助教授
牧昌次郎電気通信大学量子・物質工学科助手
小池康博慶應義塾大学理工学部教授・慶應義塾先端科学技術研究センター所長
渡辺敏行東京農工大学大学院共生科学技術研究院教授
岡田裕之富山大学理工学研究部助教授
中茂樹富山大学理工学研究部助手
女川博義富山大学理工学研究部名誉教授
加藤隆史東京大学大学院工学系研究科化学生命工学専攻教授
平井友樹東京大学大学院工学系研究科化学生命工学専攻
守山雅也東京大学大学院工学系研究科化学生命工学専攻講師
上田実東北大学大学院理学研究科化学専攻教授
西松豊典信州大学繊維学部繊維システム工学科教授
下田達也セイコーエプソン(株)理事・フェロー
小菅一彦東レ・デュポン(株)常務理事
箭内英治総務省消防庁消防大学校 消防研究センター技術研究部大規模火災研究室 室長
山方健士(独)宇宙航空研究開発機構宇宙基幹システム本部 有人宇宙技術部開発員
木村一志興研(株)取締役技術本部飯能研究所 所長
深澤康彦興研(株)技術本部飯能研究所生産技術室主任
井塚淑夫井塚技術士事務所/元 東レ(株)
豊田宏太陽工業(株)空間技術研究所材料開発グループ グループリーダー
進藤泰男第一技術コンサルタント(株)会長
赤井智幸大阪府立産業技術総合研究所化学環境部繊維応用系主任研究員
中原裕幸(社)海洋産業研究会 常務理事
金澤昭彦山形大学工学部機能高分子工学科
坂本健東京大学大学院工学系研究科化学生命工学専攻
西村達也東京大学大学院工学系研究科化学生命工学専攻助手
英謙二信州大学大学院総合工学系研究科教授
鈴木正浩信州大学大学院総合工学系研究科助手
松元亮東京大学大学院工学系研究科バイオエンジニアリング専攻助手
David L.
Kaplan
Tufts University, Professor & chair, Dept. of Biomedical Engineering, Professor, Dept. of Chemical & Biological Engineering, Director, Bioengineering & Biotechnology Center
山形豊(独)理化学研究所中央研究所大森素形材工学研究室先任研究員
柳澤隆(株)GSIクレオス ナノテクノロジー開発プロジェクト 部長
竹内健司信州大学工学部産学官連携研究員
林卓哉信州大学工学部電気電子工学科助教授
金隆岩信州大学工学部電気電子工学科助教授
遠藤守信信州大学工学部電気電子工学科教授
安田榮一東京工業大学応用セラミックス研究所教授
赤津隆東京工業大学応用セラミックス研究所講師
田邊靖博名古屋大学教授
大谷朝男群馬大学教授
大越豊信州大学繊維学部
神山三枝帝人ファイバー(株)
鈴木章泰山梨大学大学院医学工学総合研究部教授
加藤仁一郎旭化成せんい(株)技術研究所 所長
斎藤幸恵東京大学大学院農学生命科学研究科助手
有馬孝禮宮崎県木材利用技術センター所長
辻田義治名古屋工業大学大学院工学研究科先端機能材料研究所プロジェクト教授
吉水広明名古屋工業大学大学院工学研究科物質工学専攻助教授
志知哲也東海旅客道(株)総合技術本部技術開発部光触媒グループ グループリーダー
藤嶋昭東海旅客道(株)総合技術本部技術開発部顧問
秋田隆三菱レイヨン(株)新事業企画室ゲノムグループ 担当部長
関根光雄東京工業大学大学院生命理工学研究科分子生命科学専攻教授
大窪章寛東京工業大学大学院生命理工学研究科分子生命科学専攻助手
岡本到(独)科学技術振興機構研究員
清尾康志東京工業大学大学院生命理工学研究科分子生命科学専攻助教授
志水英二宝塚造形芸術大学芸術情報学科 学科長
亀山研一(株)東芝研究開発センター ヒューマンセントリックラボラトリ主任研究員
林秀樹次世代モバイル用表示材料共同研究組合
長澤敦次世代モバイル用表示材料共同研究組合
戸谷健朗東京農工大学大学院工学府技術職員
長岡正人東京工業大学大学院生命理工学研究科生体分子機能工学専攻助手
Paul CalvertChair, Dept. of Materials and Texiles, Univ. of Massachusetts, USA
渡邉順司大阪大学大学院工学研究科応用化学専攻特任助教授・大阪大学21世紀COE
明石満大阪大学大学院工学研究科応用化学専攻教授・大阪大学21世紀COE
狩野有宏九州大学先導物質化学研究所助手
丸山厚九州大学先導物質化学研究所教授
片岡一則東京大学大学院工学系研究科マテリアル工学専攻・医学系研究科疾患生命工学センター臨床医工学部門教授
「潤秀東京大学大学院医学系研究科疾患生命工学センター臨床医工学部門助手
木戸秋悟九州大学先導物質化学研究所生命分子化学分野教授
松田武久金沢工業大学ゲノム生物工学研究所教授
中沢賢信州大学繊維学部名誉教授
三浦幹彦信州大学繊維学部繊維システム工学科教授
森川英明信州大学繊維学部繊維システム工学科助教授
河村隆信州大学繊維学部機能機械学科助教授
小寺賢神戸大学工学部応用化学科
田中敬二九州大学大学院工学研究院助教授
陣内浩司京都工芸繊維大学大学院工芸科学研究科高分子機能工学部門助教授
梅田倫弘東京農工大学大学院共生科学技術研究院教授
西山達東京農工大学大学院工学教育府
金藤敬一九州工業大学生命体工学研究科教授
猪飼篤東京工業大学大学院生命理工学研究科教授
青柳岳司旭化成(株)基盤技術研究所主幹研究員
横山浩(独)産業技術総合研究所ナノテクノロジー研究部門長
空閑重則東京大学大学院農学生命科学研究科教授
赤木和夫京都大学大学院工学研究科高分子化学専攻教授
高文柱筑波大学大学院数理物質科学研究科物性・分子工学専攻
森泰蔵筑波大学大学院数理物質科学研究科物性・分子工学専攻
鈴木正哉(独)産業技術総合研究所深部地質環境研究センター主任研究員
一ノ瀬泉(独)物質・材料研究機構 ナノ有機センター センター長
東原秀和信州大学名誉教授
川崎晋司名古屋工業大学助教授
武野明義岐阜大学工学部機能材料工学科助教授
辻井敬亘京都大学化学研究所助教授
福田猛京都大学化学研究所教授
金子達雄北陸先端科学技術大学院大学マテリアルサイエンス研究科機能科学専攻
松浦和則九州大学大学院工学研究院応用化学部門助教授
種村榮(財)ファインセラミックスセンター常務理事・材料技術研究所長/名古屋工業大学環境調和セラミックス科学研究所PJ教授
苗蕾名古屋工業大学環境調和セラミックス科学研究所PJ助教授
西俊紀(株)日本特殊陶業総合研究所
藤本啓二慶應義塾大学理工学部応用化学科助教授
堀照夫福井大学大学院工学研究科教授
奥林里子福井大学ベンチャービジネスラボラトリー
松田篤北海道大学創成科学共同研究機構特定研究部門生命系教務補佐員
伊藤聰一郎東京医科歯科大学疾患遺伝子センター運動器分子変性部門教授
大熊恒雄北海道曹達(株)研究開発部 部長
田中順三東京工業大学大学院理工学研究科材料工学専攻教授
原田明大阪大学大学院理学研究科教授
山口浩靖大阪大学大学院理学研究科助手
島義徳大阪大学大学院理学研究科助手
菊池正紀(独)物質・材料研究機構生体材料センターナノ組織化生体材料グループ 主任研究員
谷口彰良(独)物質・材料研究機構生体材料センター細胞工学グループ グループリーダー
原田伊知郎東京工業大学大学院生命理工学研究科助手
大田康雄東洋紡績(株)総合研究所コーポレート研究所長
田代孝二豊田工業大学大学院工学研究科極限材料専攻教授
折原勝男山形大学工学部・大学院独立専攻助教授
渡辺明東北大学多元物質科学研究所助教授
宮下徳治東北大学多元物質科学研究所教授

詳細目次
序編
序文―監修のことば
サイエンスに裏づけされた研究開発と真の産学連携による次世代ものづくり戦略
第1編 生体ファイバーの構造機能設計入門


序説 化学進化と有機化合物の創成
サイエンスに裏づけされた研究開発と真の産学連携による次世代ものづくり戦略
第1章 構造と機能のデザイン入門

第1節スーパーファイバー設計原論―何のために設計するのか
第2節生物の形とサイズ:進化的アプローチ
第3節生体線維の特性とそのバイオミメティックな対応繊維
第2章 生物材料物性入門

第1節バイオメカニクス材料設計入門
第2節生物はマクロな形態をいかにつくっているか?
1脊椎動物の構造と物性
2生物の設計原理と繊維:結合組織を例として
3環境低負荷型操作で生分解性ファイバーの調製
4植物
第3章 生物の運動機能デザイン入門

第1節生体における運動例
1動物の動き概論
2植物の運動
3生物社会システムに学ぶ
コラム 虫たちのデザイン:優れた機能、限られた世界
第4章 生体におけるものづくり入門

第1節バイオナノファイバーワールド―医療工学におけるナノファイバーマトリックスの役割―
第2節生体機能を極端に単純化した機能性物質
第3節タンパク質の生成・構造形成と機能に学ぶ
第4節遺伝子の構造機能に学ぶ
第5節多糖の生成・構造形成・機能に学ぶ
第6節大環状アミロースの包接機能とナノ材料化1
第7節天然ゴム生合成機構の解明と高生産系構築への展望
第8節生分解性糖鎖高分子の酵素合成と機能発現
第2編 生体に学ぶものづくり


序説
生体に学ぶものづくり
バイオベースマテリアルの高度利用―現状と将来
第1章 生物ファイバーの生成と構造形成を知る

第1節羊毛の構造形成と機能
1羊毛の超分子構造と機能
2羊毛のセットに学ぶ
3羊毛の模倣繊維(ウールライクの合繊)
第2節絹の構造と機能
1絹の生成過程を直接「見る」
2絹の構造形成過程を知る(生物紡糸)―カイコの精密分子配向制御による絹の誕生
3絹の模倣繊維
第3節セルロース、木綿の構造と機能
1木綿の高次構造と機能
2セルロースの機能の新展開
3バクテリアセルロース
4全セルロース複合材料による“超”天然材料
5綿の模倣繊維
6寒天ファイバーの新展開
7熱可塑性セルロース繊維
第2章 バイオミメティックファイバーへのチャレンジ

第1節バイオミメティックファイバーの設計思想
第2節バイオミメティックファイバーへのチャレンジ
1人工酵素繊維
2イガイのつくる水中スーパー接着繊維
3コンニャク石を模倣した曲がるセラミックス
4ホタテ貝殻セラミックスの機能を応用した製品開発
5竹から学ぶ複合構造―竹繊維とその複合材料―
6オナモミの鉤による接合構造・ヤモリの足毛
7生物を用いた繊維材料のナノ構造制御
8人工コラーゲン
9遺伝子組換えコラーゲン
10遺伝子組換えカイコの作出法の確立と新繊維
11スパイダーシルク
12微生物産生ポリエステルの高強度繊維
第3節構造発色材料のデザイン―光と相互作用する生物ナノ構造―
1昆虫の美しい構造色はコレステリック液晶
2モルフォチョウの発色構造
3生物の構造を追い求めて
4構造発色繊維
5クジャクの羽に学ぶ―サブミクロン粒子結晶による発色
6ガの眼
7薄膜光干渉発色布(タマムシの翅はね構造)
コラム イモゴライト 九州の火山灰土から発見された天然ナノファイバー
第3編 生体を究めるものづくり


序説
第1章 表皮・骨格構造機能の追究

第1節ホヤの被嚢の微細構造
第2節昆虫や魚の表皮から学ぶ積層構成
第3節分子オーダで伸縮する分子ファイバー―人工アキレス腱の創成
第4節軟骨と骨
第2章 物質分離・変換・輸送機能の追究

第1節分子分離機能
1分子分離機能ファイバー
2キラル分離(光学異性体分離)
3
4中空糸を用いた人工腎臓
第2節物質変換機能
1人工酵素
2肝臓(バイオリアクター型ナノファイバー)
第3節物質輸送機能
1生体外異物の取り込みと排出の分子シンクロナイゼーション
2動く臓器としての血液に学ぶ―人工赤血球・人工血小板への挑戦―
第3章 エネルギー変換機能の追究

第1節化学エネルギー変換機能
1細胞内エネルギー変換―エネルギーパイプとしてのミトコンドリア
2生体膜モデルシステムにおけるエネルギー・情報交換
第2節光エネルギー変換機能
1光エネルギー変換タンパクシステムの自己組織化とモデル化
2人工光合成システム
第4章 情報制御機能のデザイン

第1節情報応答性DNAコンジュゲートを用いた遺伝子発現制御システム
第2節光機能化DNAファイバー
第3節細胞―電極間シンクロナイゼーションに基づく細胞内遺伝子
第5章 運動リズム機能のデザイン

第1節運動リズム機能
1アクチンフィラメント周りの水のダイナミックス―新たな駆動メカニズムへの展開
2生体運動リズムの解析と制御―心筋を例として
第2節運動機能
1運動機能を有するゲルの設計
2電場駆動型アクチュエータ
3トポロジカルゲルとバイオミメティックス
4上肢動作を補助するマッスルスーツの開発
第4編 生活と環境に活かすものづくり


序説
第1章 健康福祉・医療に貢献する繊維のデザイン

第1節ヘルスケア繊維材料
1健康サポート繊維
2生体に学ぶ健康ナノファイバー
3吸湿発熱ウエア
4透湿撥水ウエア―ハスの葉構造を持つ高密度織物
5透湿防水ウエア―人の皮膚を倣った多孔質ポリアミノ酸系コーティング織物
第2節医療・福祉
1生物に学ぶ医療器械
2福祉医療用ファイバー
第2章 環境・エネルギー対策に貢献する機能性ファイバー

第1節環境浄化ファイバー
1中空糸膜利用フィルター
2環境浄化/イオン交換繊維
3バイオミメティックスと逆浸透膜
4微生物利用汚水浄化装置
5炭素繊維利用浄化装置
6産業として見たエレクトロスピニングによるナノファイバーウェブ
7防塵用、脱臭・吸着エアフィルター
8ペーパー光触媒
第2節環境調和ファイバー
1時限生分解性繊維
2ポリ(l―乳酸)/ポリ(d―乳酸)ブレンドの溶融紡糸―ステレオコンプレックスの発現―
3バイオマス由来の環境低負荷次世代合成繊維―ポリ乳酸繊維の特性と機能―
4繊維完全リサイクル技術
5ウェザリングに学ぶスーパー繊維の環境対策
6多機能型新規分解性ポリマー材料
第3節再生可能エネルギー・省エネルギー繊維材料
1水素製造ペーパー触媒
2水素吸蔵高分子(多孔性配位高分子)
3イオン液体―ファイバーとの関わり―
4オンサイトでの燃料電池発電のための水素生産ユニット〜バイオによる家庭用燃料生産システムの現状と課題〜
5カーボンナノチューブ(CNT)・キャパシタ
6高分子固体イオニクス材料の改善技術
7有機高効率太陽電池構築の戦略
第3章 高度IT(情報技術)化社会に貢献する機能性ファイバー

第1節発光材料―生物発光(蛍)系をモデルとした発光分子材料―
第2節フォトニクス材料
1低損失有機高分子系光ファイバー(低損失POFの開発)
2フォトニック結晶ファイバー
3有機EL素子
4電子ペーパー
第3節センシング
1食虫植物に学ぶ記憶型センサー
2感性センサー(手指の触知覚に学ぶ)
コラム フレキシブルデバイスのための有機TFT
第4章 フロンティアファイバー・安全対策・危機管理への展開

第1節人体防護材料
1バイオハザード防護服
2防火服の性能と展望
3宇宙服の構造と素材
4ガーゼマスクからハイテクマスクまで
第2節フロンティアファイバーの新展開
1航空機
2フロンティア建築材料―巨大膜構造建築物
3フロンティア建築材料―高強度・高弾性率繊維のコンクリート補強
4ジオシンセティックス
5マリンテキスタイル
第5編 生体を超えるものづくり


序説 ナノファイバーテクノロジーによるバイオミメティックスの超越
第1章 ナノファイバー基盤技術

第1節超分子集合体が発現する高機能・高性能化学繊維材料
1分子レベルでの構造制御(次元材料)
2傾斜構造の制御―貝が真珠をつくる仕組みに学ぶ
3超分子ナノファイバーの応用
4絹タンパク質のナノスケールでの自己組織化と構造制御
第2節ナノファイバーの製造法
1エレクトロスプレーデポジション(ESD)法
2カーボンナノチューブの製造法
3ナノ溶融紡糸による炭素ナノファイバーの製造
4CO2レーザ延伸ナノファイバー
5中空繊維の極細化
6次世代高性能繊維「脂肪族ポリケトン繊維」
コラム 木材の細胞壁を用いて円錐黒鉛ウィスカーをつくる
第2章 スーパーバイオミメティックファイバー

第1節エコシンクロナイズ
1スマートメンブレン
2光セルフ・クリーニング
3ウエアラブル燃料電池
第2節ソフトインターフェース
1繊維型DNAチップ
2保護プローブ型DNAチップ
3学から見たウエアラブルエレクトロニクス
4産から見たウエアラブルエレクトロニクス
5ナノ構造制御ファイバーを利用した偏光素子および微小光学素子
第3節ファインメディカル
1人工白血球へのチャレンジ
2脳に学ぶナノデバイス
3ナノファイバーの再生医療/組織工学への応用 ―マトリックス工学による幹細胞の分化・増殖制御―
4バイオミメティック・ミネラリゼーション(バイオミメラリゼーション)
5骨修復機能性ファイバーの設計
6DNAチップ・細胞チップ
7疾患部位の標的治療を可能とする高分子ミセル型薬物・遺伝子ナノキャリアの現状と今後の展望
8電界紡糸法による組織工学用細胞外マトリックス・骨格基材・デバイスの開発
第4節バイオメカトロニクス―ロボットから見た生物
1人間に接触するロボット(ソフトロボティックス)
2カイコの繭を作る行動に学んだ行動体、製作ロボット
3フレキシブルオブジェクトのハンドリング
4骨梁構築に学ぶ構造設計法
第3章 ナノファイバー解析の必須技術

第1節マイクロビームX線回折
第2節ナノ力学物性
第3節3次元顕微鏡
第4節近接場光学顕微鏡と微小領域の複屈折評価
第5節微小領域の電気物性
コラム 高分子1分子鎖の力学特性の測定
コラム 分子の動きと物性を計算する
第6編 近未来を創造するものづくり


序説
第1章 近未来ファイバー技術を創出するナノエンジニアリング

第1節ナノファイバーエンジニアリング
1セルロース微細繊維からのナノカーボン
2ナノコイル―導電性らせん状共役ポリマー―
3無機ナノファイバーハイブリッドマテリアル
4無機ナノファイバーの調湿機能
5無機ナノストランド
第2節ナノサーフィスエンジニアリング
1カーボンナノチューブの将来展望
2破壊組織化によるナノボイド複合高分子材料
3グラフト重合による精密表面設計
第3節ナノパーティクルエンジニアリング
1ウイルスの形状を模倣した高分子ナノ粒子の作製
2ペプチド分子の自己集合によるナノカプセル
3ナノ機能材料の創製と応用
4微小な粒子から組み上げた超構造体とその機能
コラム 超臨界流体を利用した新規機能材料
第2章 ナノ・バイオ融合テクノロジーの近未来展望

第1節ナノ・バイオマテリアルサイエンスの新展開
1海洋性キトサンを用いた神経再生チューブの開発
2バイオインスパイアードマテリアル
3もっと速く骨を治す
4毒か薬か、緑の光で知らせるセンサー細胞
第2節究極的未来技術の展望
1夢の建築物と細胞の骨組み
2宇宙エレベータ
コラム 繊維の極限強度はどこまで達成できるか?
コラム 自己組織化により作製される傾斜機能性の繊維、膜、粒子
コラム 次世代フレキシブル有機・無機ナノハイブリッド部材の創製

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