研究者に聞く！！

分子・原子レベルのサイズになった工業材料

Q：近年、「ナノマテリアル」ということばをよく耳にします。ナノマテリアルとは何ですか。

平野：「ナノ」サイズとは、「1ｍｍの100万分の1の長さ」を表すことばです。これに、「材料」を意味する「マテリアル」を結合させた「ナノマテリアル」は、「ナノテクノロジーにより生み出された材料」という意味です。すなわち、大きさが1〜100nmの小さな構造をもつ物質です。球形をした粒子もあれば繊維状やシート状のものなど、形状もさまざまですが、それらをすべてナノマテリアルと呼んでいます。

Q：とても肉眼では見えない大きさですね。

平野：1nmより小さな粒子は、もう分子や原子に近いサイズですからね。100nmより大きい粒子は、従来の粒子の扱いになります。ナノサイズの粒子は、通常の光学顕微鏡では見ることができないくらい小さいので、観察したり、測定したりするのはとても難しいことなのです。

Q：ナノマテリアルには、どんなものがあるのですか。

平野：ナノテクを利用してつくられた工業用材料がナノマテリアルですが、実際ナノマテリアルはずいぶん私たちの身近なところで使われているんですよ。大きく分けると、フラーレンやカーボンナノチューブのような炭素系、銀ナノ粒子や二酸化チタンなどの金属系、デンドリマーなどの有機ポリマー、それに二酸化ケイ素などのセラミック系に分けられます（図1）。これらは、触媒や液晶などに使われますが、最近では医療や化粧品への応用も期待されています。

Q：医療や化粧品にも使われているのですか。

平野：医療用としては、ドラッグデリバリーシステムといって、体内の目的の場所に薬を効率よく運ぶためのカプセル材料などに使われます。酸化チタンや酸化亜鉛は日焼け止めクリームやファンデーションに、銀粒子は消臭スプレーに使われています。

これら化粧品に使うようになったのはずいぶん前からですが、最近の日焼け止めクリームは白くならないでしょう。物質の粒子がナノサイズにまで小さくなったので、光の反射が抑えられているためです。

注目されるナノマテリアルの安全性

Q：そういえば、最近の日焼け止めクリームは塗っても白くならないし、さらさらしています。こんな身近な物質が、生体に影響するのですか。

平野：10年ぐらい前から、ナノ粒子は、サイズが小さいので、細胞や組織の中に入りやすいのではないかと言われていました。自動車の排ガス中のナノ粒子が、これまで研究されてきた比較的大きな粒子とは異なる機序で健康に影響する可能性があるとヨーロッパの研究グループを中心に、指摘されたことをきっかけに、ナノ粒子の安全性が注目されるようになりました。

また、2000年当時に米国のクリントン大統領がナノテクの推進を掲げてから様々なナノマテリアルが市場に出回るようになると、ナノマテリアルの健康への影響や環境への影響が危惧されはじめ、世界中でナノサイズの構造をもつ物質、すなわちナノマテリアルの安全性評価の研究が始まりました。

Q：先生がナノマテリアルの安全性についての研究を始めたきっかけは？

平野：かつて、アスベストの研究をしていたことが根底にあるからです。現在は、アスベストの有害性が明らかになっていますが、以前は、アスベストは夢の繊維といわれ産業を支える重要な素材でした。

私は30年ほど前に、国立環境研究所（当時は公害研究所）に入所しましたが、その時の上司が、環境中にこれから増えていくアスベストの健康影響にすでに注目していました。そして、新人の私に研究するように勧めてくれたのです。その時のアスベストの毒性に関する研究経験があったおかげで、取り扱うのが難しいナノマテリアルにも、比較的容易に取り組むことができました。

Q：アスベストもナノマテリアルなのですか。

平野：形状からは、アスベストのことを天然に存在するナノマテリアルと呼んでもよいと思います。アスベストは髪の毛よりも非常に細い繊維状の粒子で、吸入することにより肺に沈着し、中皮腫や肺がんを起こします（コラム参照）。

Q：同じことがナノマテリアルでも起こるのですか。

平野：まだ、はっきりしていませんが、繊維状のナノマテリアルがアスベストと同じような健康影響を及ぼす可能性はあります。ですから、生体への影響の研究をさらに推し進めなければなりません。これまでの研究から、数十nmのナノ粒子が肺胞領域に沈着しやすいことがわかりましたが、繊維状粒子に関してはまだ研究段階にあると思います。