世界で初めて見つかったミクロの管の中の不思議な現象

髪の毛より細い管の中で起こること

ミクロの世界では、常識では考えられないような出来事が起こります。日本の研究者が発見した「管径方向分配現象」も、その一つです。直径50～100ミクロン（0.05～0.1mm）程度と髪の毛より細い管に、ある種の溶液を流すと起こる現象です。
ミクロの管を流れる溶液に一定の圧力をかけたり温度を変化させると、溶液が管内の中心部とその外側に同心円上に分離し、2つの流れに分かれるのです。その結果、内側の流れと外側の流れの間に、水と油を一緒にしたときのような界面が生まれます。圧力や温度を変えるだけで流れる溶液が二相に分離する現象です。同じ溶液をより太い管に流した場合は、分離しません。分離現象が起こるのは、ミクロ管の中だけなのです。

生命の秘密を解き明かすカギになる可能性も

この現象の原理を解明する研究が進められています。この研究は、より大きなテーマにつながる可能性があります。なぜなら、管径方向分配現象が起こるようなミクロの管が、世界には無数にあるからです。例えば、人間を含む動物には毛細血管があり、植物の道管もミクロン単位の細さです。毛細血管の中を流れる血液や、道管を流れる液体は、中で分離している可能性があります。管径方向分配現象が生命の秘密を解き明かすかもしれません。

画期的な新薬開発への夢も

また、管径方向分配現象は、実生活へのさまざまな活用法が考えられます。一例が医療分野での活用です。
血管内の内側と外側に異なる薬剤を流し、薬剤が患部に達した時点で、両薬剤を界面で反応させます。すると患部だけで薬効成分を発揮する薬を開発できます。また、血管の壁面部だけに作用する溶液を流せば、内壁のコレステロールを洗い流すシステムを開発できるかもしれません。
応用範囲の極めて広いことが、管径方向分配現象の特長です。この現象を活用することで、画期的な発明も期待できるのです。

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同志社大学理工学部化学システム創成工学科教授塚越一彦先生

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