スマート・バグについて聞いたことがあるかもしれません。ウイルスが変異し、一般的な抗生物質に耐性を持つようになったものです。しかし、人の健康に危険をもたらす、あまり知られていない微小な物質がほかにもあります。それが 「スマートな汚れ」です。では、スマートな汚れとは何であり、こうした潜在的に有毒な細菌から世界を守るために、どのような対策が講じられているのでしょうか。
スマートな汚れとは？
スマートな汚れは、周囲の表面に付着し、通常なら除去に使われる化学物質への耐性を獲得した細菌で構成されています。
大量の化学物質を使えばこうした細菌を死滅させられるかもしれませんが、環境へのリスクがあります。ほとんどが有毒だからです。
細菌や藻類など、表面に付着する微生物の蓄積は 生物付着として知られています。利用可能な化学洗浄剤は、水処理産業、食品産業、エネルギー部門など、人間の存在に不可欠なほぼすべての分野で、もはや効果を発揮しません。
人類の生存が脅かされる
生物付着は、南アフリカおよび世界各地で膜式水処理施設の発展にとって 最大の障害 となっています。水産業では、水処理施設のフィルターが汚損することがあります。その結果、水質が低下し、運転コストが上昇します。
食料安全保障も 脅かされています。 灌漑システムが劣化し、産業施設の生産ラインが生物付着に悩まされるためです。
南アフリカの電力会社エスコムを含むエネルギー部門も、この災厄の 被害を受けて います。冷却塔は深刻な汚損により頻繁に停止し、熱交換器の効率が低下します。修理費は数百万に上り、冷却塔の寿命も大幅に縮まります。
希望がある理由
幸いなことに、自然はスマートな汚れへの解決策ももたらしています。研究者らは、ひどく汚損した表面にあっても、海洋性紅藻のデリセア・プルクラは海洋細菌やフジツボに侵されずに残ることを発見しました。さらに詳しく調べたところ、この海洋植物には「フラノン」と呼ばれる物質が含まれており、細菌をはじめとするあらゆる微生物を表面から遠ざけることが分かりました。
ある 研究プロジェクトでは、これらのフラノンを調製し、実験室規模の水フィルターで試験しました。フラノンで改質した水フィルターは、自己洗浄性（細菌を寄せ付けない性質）を示しただけでなく、フィルター表面に付着しようとした細菌を破壊する能力も示しました。
また、フラノン化合物は材料に化学的に結合しているため、環境中に漏れ出すリスクはありません。
研究 によると、この化合物が効果を発揮する秘密は、細菌がバイオフィルムと呼ばれる小さな集団で共生し、絶えず情報をやり取りしていることにあります。細菌の生存と、特定の殺菌対策への耐性は、この情報交換に大きく依存しています。
フラノン化合物が存在すると、細菌同士の情報交換が止まります。その結果、細菌は必然的に破壊されます。「仲間意識」がなければ、細菌は表面に定着できません。付着できなければ、生き残ることもできません。
この技術は、表面の生物付着との闘いに多くの可能性をもたらします。環境に危険を及ぼし、抗菌薬耐性につながる化学洗浄剤の使用をなくせる可能性があります。スマートな汚れが先行しているかもしれませんが、生物付着との闘いは始まったばかりです。
この記事は、 The Conversationとの協力により掲載されています。 原文をお読みください。掲載は、世界経済フォーラムが見解を支持することを意味するものではありません。
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著者：ノンジャブロ・P・グレは、NRF-DST研究フェローであり、ステレンボッシュ大学化学・高分子科学部の研究者です。
画像：オーストラリアのSunburst Biotechnologiesが運営するミミズ堆肥化の工程では、ミミズが有機物を消費し、肥料に変えます。REUTERS/Bobby Yip
