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Dec 05, 2023

ファインディング・ニモのエビは食パンを白く保つのに役立つかもしれない

Immagine iconica Immagine generata dal computer Pacific Cleaner Shrimp

象徴的なイメージ

コンピュータ生成画像

パシフィック・クリーナー・シュリンプには、食パンを白く保つ秘密があるかもしれません。 二酸化チタンや酸化亜鉛などの無機ナノ粒子は、食品、化粧品、塗料などの漂白剤として広く使用されています。 しかし、健康上の懸念のため、現在、これらの材料に代わる有機で生体適合性のある類似体を見つけるための集中的な研究が行われています。 今回、ネゲブのベングリオン大学のベン・パーマー博士とその学生タリ・レムコフは、自然界で最も効率的な白色反射体の1つを生成する新素材をクリーナーシュリンプから発見し、新規の有機美白素材の開発を刺激する可能性がある。 研究者らは、クリーナーシュリンプに含まれる白い物質を研究することで、まったく新しい光学原理を発見した。 この研究結果は、Nature Photonics誌に掲載された。 ファインディング・ニモのジャックとしても知られるパシフィック・クリーナー・シュリンプは、表皮と付属肢にある白い縞模様を使って魚を引き寄せ、その後、魚の体についた寄生虫を食べてきれいにする。 研究者たちがこれらの白い縞模様を詳しく調べたところ、驚くべきものを発見しました。 白い縞は、小分子イソキサントプテリンの高密度粒子の極薄層でできています。 厚い材料から白い材料を作るのは簡単です。 しかし、薄く高密度の材料から効率的な白色反射板を作成することは、「光学クラウディング」と呼ばれる光学効果により困難であり、これにより、充填密度が高くなると反射率が低下します。 厚さは 5 ミクロン未満であるにもかかわらず、エビによって生成される白さは非常に明るく、存在する白色材料の中で最も薄く、最も効率的なものの 1 つです。光学の鍵は粒子内の分子の配置にあります。 分子は「液晶」内に配置され、車輪のスポークのようにナノスフィアの中心から放射状に広がる柱状に積み重ねられています。

顕微鏡で見た白血球

ネゲブのベングリオン大学

「最初は、ナノスフィアは古典的な結晶ではないので面白くないと思いました。しかし、クライオSEMやTEM顕微鏡を使用して詳しく観察すると、粒子がLCDディスプレイのような液晶であるだけでなく、 「それらは動物界では非常にまれな複屈折（二重屈折）を示すのです」とタリ・レムコフ氏は熱心に語った。分子のこの特殊な配置が「光学的密集」のハードルを克服し、粒子を高密度に詰め込むための鍵であることが判明した「これは、私たちが生物の研究からまったく新しい原理を学んだ初めてのことの一つです。エビは、この特殊な粒子を使って粒子を作成することによって、光学における基本的なハードルを克服しました。」問題は、白いパンや白い絵の具などの用途に食品添加物として使用できる新しい材料を作成するために、この効果をどのように再現できるかということです。」 とパーマー博士は言います。

Lemcoff、T.、Alus、L.、Haataja、JS 他。 複屈折ナノスフィアの極薄層から得られるエビの鮮やかな白さ。 ナット。 光子。 (2023年)

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