Brandon Keim

ハイドロゲルから水が蒸発する様子
Image: Courtesy of Tobias Wheeler

「合成樹木」の一部。ハイドロゲルに刻まれた微細な流路は樹木の維管束系を模したもの
Image: Courtesy of Tobias Wheeler

世界初の「合成樹木」が作られた。本物の樹木が水を吸い上げる巧みなプロセスを、手のひらサイズで再現したものだ。

「蒸散」として知られるこの作用では、生物がエネルギーを発揮する必要はないとされる。定説では、樹木の葉の表面で水分が蒸発すると水圧が下がり、その結果、地中の水が木の中に引き上げられると考えられている。ろうそくの芯が油を吸い上げるのも同様の原理だ。

コーネル大学の研究チームは今回、ハイドロゲルという素材の中に微細な毛細管のネットワークを作り、樹木の「木部」と呼ばれる水を運ぶ組織のモデルを作成した。

ソフトコンタクトレンズの材料としても使われるハイドロゲルには、それ自体にナノスケールの穴が開いており、そこから水が蒸発して、必要な浸透圧差を生じる。

今回、合成樹木が水の輸送に成功したことで、蒸散のメカニズムを、建物の暖房やコンピューターの冷却システムに応用する可能性が開けた。

「この受動的な仕組みを建物に応用して、屋根に取り付けたソーラーコレクター(太陽熱収集器)から得た熱を、その下の建物全体へ極めて効率よく運ぶことが可能になれば素晴らしい」と、論文執筆者の1人Abraham Stroock氏はリリースで述べている。そうすれば「その流体を樹木と同じ要領で屋根に戻し、再利用することもできる――今度は逆に引き上げればいいのだ」

Nature誌掲載の論文『水を吸い上げる合成樹木』を参考にした[日本語によるアブストラクト]。

[日本語版：ガリレオ-米井香織／高橋朋子]

WIRED NEWS 原文(English)