11/28 抗菌・抗ウイルス・抗バイオフィルムのための 材料表面設計と表面処理技術

 日本工業大学　基幹工学部　応用化学科　教授　博士(工学)　伴 雅人　氏

専門：真空工学、プラズマ応用、薄膜応用、バイオマテリアル
表面技術協会　理事（2016年〜2017年、2022年〜）

 　温暖化による大規模な山火事の発生は人獣の接触機会を増加させ、また、永久凍土の融解は未知の細菌やウイルスの出現可能性を増大させています。我々は、細菌やウイルスによる新興・再興感染症が、今後も再び起こることを想定し、急ぎ対策を進めないといけません。ヒトの行動制限を伴わず接触感染を防止する手段としてのモノの表面の抗菌・抗ウイルス加工は、「予防工学」とも命名できる公衆衛生に関わる有効な工学技術の一つです。
　本講演では、材料表面の抗菌・抗ウイルス加工のさらなる高機能化のための一助となることを期待し、細菌やウイルスが材料表面でどのように振る舞い、それらの増殖を抑制するためにはどのように材料表面を設計すべきなのか、そしてそのような材料表面はどのような方法で創出できるのか、について概説します。

 １．細菌・ウィルス・バイオフィルムとその表面での様態
　1.1 細菌とウイルスの違いと共通点
　1.2 バイオフィルムとはどのようなものか
　1.3 細菌やウイルスに感染するとはどういうことか
　1.4 細菌は材料表面でどのように生き残るか
　1.5 ウイルスは材料表面でどのくらいの期間「生きている」か
 
２．細菌・ウイルスの増殖抑制の方法
　2.1 増殖抑制の作用機構
　2.2 抗菌・殺菌やウイルス不活化にはどのような方法があるか
 
３．抗菌・抗ウイルスのための表面処理手法
　3.1 材料表面設計指針
　3.2 殺菌・不活化効果： どのようなしくみで抗菌されるのか
　　3.2.1 活性酸素の活用
　　3.2.2 金属イオンの活用
　3.3 付着防止効果： どのようなしくみで抗菌されるのか
　　3.3.1 表面形態（物理的側面）
　　3.3.2 タンパク質吸着抑制（化学的側面）
　　3.3.3 表面特性（疎水／親水・帯電・表面粗さ）による複雑性
　3.4 どのような表面処理手法が使われているか
　　3.4.1 処理手法の整理
　　3.4.2 プラズマプロセス
　　3.4.3 めっき
　　3.4.4 溶射・コールドスプレ
　3.5 最近の表面処理研究から
　　3.5.1 グラフェンによる殺菌効果
　　3.5.2 昆虫の羽のナノ構造による殺菌効果
　　3.5.3 光触媒酸化チタンのウイルスへの効果
　　3.5.4 その他

４．今後の課題

　□質疑応答□

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