私たちは ソフトマター （柔らかい凝縮物質） の恩恵を，日常で広く受けて います。ゼラチン，ペンキ，界面活性剤や液晶ディスプレイ，光電気感受性を もつ新機能性高分子素材，そして たんぱく質やＤＮＡ など生命の構造素材 は「ソフトマター」です。また，不思議な物性をもち生命を満たす 「水」 も ソフトマターです。 　ソフトマターは，高分子・ゲル・液晶・コロイド溶液など「柔らかい固体・ 液体」の総称です。ここではそのなかで，電気を帯びていて静電気力により 構造や機能が強く影響されるイオン性ソフトマター について，生体系を含め ４種類の研究を紹介します。 　ところで，純粋な「氷」 はマイクロ波オーブンで溶かすことができるで しょうか？答えは，下の４番目の研究を見てください。 　　 　この物質では，構造化をもたらす（正味の）静電的 　　エネルギーが，乱雑さのもとである熱エネルギーを数倍 　　から10倍ほど上回っています。また正イオンと負イオン 　　のもつ電気量が等しい電気中性状態でも、正イオンは 　　負イオンと選択的にペアをつくるため，イオン間に働く 　　静電気引力が斥力よりも強くなります。 　 　上の図は，電荷逆転したマクロイオンで，(a)全体図，(b)マクロイオン （赤い球）と周辺のイオン群の拡大図です （Euro.Phys.J., E (2002)より）。 　イオン性ソフトマターは「クーロン強結合系」のひとつですが，上でのべた エネルギーの大小関係に起因して適当な硬さと柔らかさをあわせもっており， この程度はイオン（塩）濃度やｐH(水素イオン濃度）など外的環境により制御 されます。日常や工業応用はもちろん，DNAやたんぱく質を含む生化学過程は この硬軟両性を上手に利用して常温で高効率のエネルギー代謝や構造の 維持を行っているといえます。イオン性ソフトマターはこの点で，硬いクーロン 強結合系（白色矮星や木星内部，結晶をつくるダストプラズマ）とは異なる 物理化学的な面白さと幅広い応用性をもっています。 　以下でのべる 「電荷逆転」現象は，DNAに適用して遺伝子治療に使うこと が期待されています。 1. 電荷逆転現象　（Charge　Inversion) 2. 電気を帯びた高分子　（Polyampholyte) 3. ナノサイズの膜孔を通過するＤＮＡ 4. 水，氷，食塩水のマイクロ波による加熱 Movie: Molecular Dynamics Simulation 前のページに戻る ホームページに戻る