2025年08月21日 12時30分サイエンス

花粉を使って紙やスポンジを作る研究が進められている

by Forest Wander

花粉は植物が繁殖するために重要な役割を担いますが、一部の植物の花粉は花粉症を引き起こすため、人類にとって厄介な存在でもあります。シンガポールにある南洋理工大学材料科学工学部のチョ・ナムジュン教授が「花粉を紙やフィルム、スポンジなどの素材に加工する技術」の研究を行っていると、海外ニュースサイトのArs Technicaが紹介しています。

Using pollen to make paper, sponges, and more
https://arstechnica.com/science/2025/08/using-pollen-to-make-paper-sponges-and-more/

チョ教授は「多くの人は、花粉は植物の肥料や虫のエサ以外では役に立たないゴミだと考えていますが、使い方を知れば貴重な用途があります」と述べています。

花粉は「スポロポレニン」と呼ばれる物質でできた外壁に包まれています。このスポロポレニンの外壁は、花粉や胞子に含まれるDNAを光や熱、寒さ、乾燥といった陸上の過酷な環境から保護する役割を担っており、この頑丈な殻がなければ、植物は陸上で子孫を残すことができなかったと考えられています。

by D. Nishio-Hamane

スポロポレニンの強靭さは、5億年前の岩石の中から完全な状態で見つかるほどで、1平方インチあたり725トンもの高圧をかけてもその安定性を保ったことが報告されており、「植物界のダイヤモンド」とも呼ばれています。

科学者たちはこのスポロポレニン製外殻に目をつけて、この外殻をカプセルにして体内に薬剤を届ける道具として使えないかを追究しています。チョ教授らも、花粉のスポロポレニン製外殻を利用できないかを探る研究を行っています。

そして、チョ教授らの研究チームは2020年に、花粉からタンパク質や脂質を含んだコーティングを取り除き、80℃の水酸化カリウム水溶液で加熱処理すると、スポロポレニンの外殻がまるで粘土のように柔らかいジャム状のマイクロゲルに変化することを発見しました。

このアルカリ処理によって、スポロポレニンの外殻は水を吸収・保持しやすい「親水性」になり、処理後の粒子は非常に柔らかく、お互いが簡単にくっつき合うようになります。さらに、pHや温度に応じて水分を吸収したり放出したりできる性質を持つことも明らかとなりました。

このマイクロゲルを平らに伸ばして乾燥させると、強くてしなやかな紙やフィルムになります。この花粉紙は印刷が可能で、従来の紙の持続可能な代替品として期待されています。従来の紙の生産が木を伐採し大量の水を消費するのに対し、花粉は植物から自然に大量に放出されるため、資源への負荷が少ないのが特徴。また、花粉紙は簡単な化学処理でインクを洗い流し、再利用することもできます。

さらに、マイクロゲルを凍結乾燥させると多孔質のスポンジになるため、組織工学の足場や止血材、油の吸収材などへの応用が考えられます。また、花粉フィルムは湿度などの外部刺激に反応する性質も持つため、環境の変化を検知するセンサーやウェアラブルトラッカーといったスマートデバイスへの応用も期待されています。

なお、研究に使用される花粉は主に中国から安価なミツバチ花粉として購入されており、加工の初期段階でアレルギーの原因となるタンパク質などは除去されます。Ars Technicaは「花粉の実用化技術はまだ市場に出るまでには課題がありますが、植物そのものを破壊することなく豊富な資源を利用できるため、持続可能な材料開発の大きな可能性を秘めています」とコメントしました。