東京大学ら、圧力で自ら折り畳まれる界面分子膜を開発

ニュース紹介

「自律的に折り畳まれる自己伸縮性単分子膜を開発」

東京大学の飯塚太一氏、長谷川達生教授、山形大学の井上悟研究専任准教授、理化学研究所の眞木さおり研究員、米倉功治グループディレクター（東北大学教授兼任）らの研究グループは、圧縮する力を受けると自ら折り畳まれる構造を持つ新しい界面分子膜を開発したと発表しました。

水面などの界面に薄く広がる分子膜は、従来の分子で作ると圧縮する力を受けたときに構造が壊れてしまう課題がありました。研究グループは、層状に自己秩序化する新たな両親媒性分子を設計し、この分子で作った界面分子膜が、圧縮に対して多層に折り畳まれた構造を自律的に形成することを確かめました。

この分子膜は、膜面内が圧縮されても壊れることなく、折り畳み構造を作ることで機械的な応力に適応します。研究グループは、水界面を安定的に制御する新しい界面活性分子や、応力適応型の人工界面膜としての応用を挙げています。本成果は国際学術誌『Science Advances』に掲載されました。

出典：理化学研究所 2026年9月10日プレスリリース
https://www.riken.jp/press/2026/20260910_1/index.html

FrontJournalの解説

この研究分野について

水と空気が接する面には、せっけんの膜のように分子が薄く並んだ層ができることがあります。こうした膜は、油と水を混ぜたり、泡を安定させたりする働きを持ち、洗剤や化粧品、医薬品など幅広い製品に使われています。

膜を作る分子は、水になじむ部分と油になじむ部分の両方を持つ「両親媒性分子」と呼ばれる種類が使われます。

①押し縮められると膜が壊れていた

界面に広がった分子膜は、外から力が加わって面積が押し縮められると、並んでいた分子の配列が崩れ、膜そのものが壊れてしまうことがありました。

洗剤の泡立ちや化粧品の使い心地など、膜の安定性が製品の性能を左右する場面は多くあります。圧縮に耐える膜を作るには、分子の並び方そのものを工夫する必要がありました。

②層状に重なって自ら折り畳まれる

研究グループは、層状に自己秩序化する性質を持つ新しい両親媒性分子を設計しました。この分子で作った膜は、面内が圧縮されると、平らなまま壊れるのではなく、多層に折り畳まれた構造を自律的に形成します。

折り畳むことで力を逃がし、膜自体は壊れずに残ります。研究グループは、この特性を水界面を安定的に制御する新しい界面活性分子や、力を受けても壊れにくい人工の界面膜として応用できるとしています。