利用者:Citrus1032/sandbox3
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生体模倣（せいたいもほう、英: biomimetics, biomimicry）とは、人類が抱える課題の解決を目的として、自然や動植物の構造や形状、機能を分析し、それらを模倣して様々な分野に応用する技術。「biomimetics」「biomimicry」は、古代ギリシア語で「生物」を意味する βίος（bios）と「模倣」を意味する μίμησις（mimesis）から派生した。
歴史
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生体模倣の概念が参考にされた古い例のひとつに、鳥の研究が可能にした人類の飛行があげられる。レオナルド・ダ・ヴィンチは、鳥の生体構造や飛行を詳しく観察し、熱心にメモやスケッチを行った。後に、鳥の飛翔のメカニズムに関する考察などを記した「鳥の飛翔に関する手稿」を残した。1903年に空気よりも重い飛行機の飛行を成功させたライト兄弟も、鳩の飛翔から着想を得た。
1937年、アメリカの生物物理学者オットー・シュミットが、ヤリイカの巨大神経軸索の研究の末、現在多くの機械類においてアナログ信号からデジタル信号への変換を行うインターフェース回路として利用されている、シュミットトリガ回路を発明した。1950年代、シュミットは「biomimetics」の言葉と概念を提唱した。
1982年、アメリカの自然科学者ジャニン・べニュスが「biomimicry」の概念を築き、1997年に出版された彼女の著書「自然と生体に学ぶバイオミミクリー[注 1]」によって生体模倣が一般に認知され、その名前が広く使われるようになった。
必要性と意義
[編集]適用分野
[編集]高速鉄道
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時速300キロメートルで走る日本の新幹線は、トンネルを通過する際の気圧の変化が原因で、非常に大きな騒音を発するという欠点があった。新幹線の技術者たちは、この問題を解決するためにカワセミの嘴に着目した。
カワセミの嘴は、水中の魚類や水生昆虫を採餌する時に急速に水面に飛び込むため、水との衝撃を和らげる流線形となっている。技術者たちはこれを模倣し、新幹線の先端部を流線形に変更した。その結果、騒音問題の解決だけでなく、変更前と比べて移動速度が増加し、エネルギー効率を高めることとなった。
ディスプレイ技術
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モルフォチョウの翅は、鱗粉表面に刻まれた微細構造と光が干渉することによって鮮やかな青色を呈す[1]。これは、特定の波長の光を反射する顔料による発色とは異なり、構造色と呼ばれる。
アメリカの企業クアルコムは、この現象を基軸とした、カラーフィルタを用いないディスプレイ「Mirasol」を開発した。同製品は、ディスプレイ上に搭載されたごく微細な画素が、周囲からそそぐ光を反射することで文字や図を表示する仕組み。自身が光を発しないため、消費電力を大幅に抑えることが出来る[2]。
接着テープ
[編集]ヤモリの足の指先には、1平方メートルあたり10万～100万本の細かい毛が密生しており、その先端は100～1000本程度に分岐した構造を持つ。これらの毛は、対象物と極めて近い距離まで接近するため、ファンデルワールス力による引力によって接着する。
粘着テープなどを製造、販売する日東電工は、この構造を応用し、高い粘着力[注 2]を持ちつつ繰り返し利用することが可能な「ヤモリテープ」を開発した。ファンデルワールス力による凝集を防ぐため、剛性の高いカーボンナノチューブを材質に使用している[3]。
撥水加工
[編集]コーティング剤
[編集]脚注
[編集]注釈
[編集]出典
[編集]- ^ 木下修一 『モルフォチョウの碧い輝き-光と色の不思議に迫る』 化学同人、2005年、pp. 137-138
- ^ ナノテクが生んだ光干渉ディスプレー（日経サイエンス、2018年5月30日閲覧）
- ^ 「ヤモリの足」から生まれた最先端のテープ（日本経済新聞、2018年5月26日閲覧）
関連項目
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