自己修復性超分子ヒドロゲルの開発に成功

～新しい分子設計がもたらす超精密ナノ構造～

2026（令和8）年8月7日
理化学研究所
科学技術振興機構（JST）

概要

理化学研究所（理研） 環境資源科学研究センター 拡張ケミカルスペース研究チームの上田 彩果 研究員（開拓研究所 伊丹分子創造研究室 研究員）、伊丹 健一郎 チームディレクター（同 主任研究員）らの国際共同研究グループは、π（パイ）拡張芳香族分子を組み込んだ短いペプチドが、水中で自発的に集合し、壊れても元に戻る自己修復性超分子ヒドロゲルを形成することを発見しました。
本研究成果は、水やイオンを選択的に通すナノチャネル材料、外部電場に応答する材料、圧電性を持つソフトマテリアル、細胞や生体分子と相互作用するバイオマテリアルなどの開発への貢献が期待されます。
国際共同研究グループは、水中で高秩序なナノ構造を形成可能な新たな分子設計により自己修復性超分子ヒドロゲルの開発に成功しました。また、このヒドロゲルを構成するナノファイバーの内部構造を原子レベルに迫る分解能で明らかにしました（動画）。
その結果、ペプチド分子が極めて規則正しく積み重なり、ナノファイバーの内部に水分子を含むチャネル構造が形成されていることを発見しました。分子の向きがそろって配列することで、ファイバー全体に分極（電気的な偏り）が生じることも明らかになりました。
本研究成果は、2026年8月1日（現地時間）付で科学雑誌「Nature Communications」オンライン版に掲載されました。
本研究は、科学技術振興機構（JST） 先端国際共同研究推進事業（ASPIRE）「カーボンを基盤とした材料・生体インターフェイス科学（研究代表者：伊丹 健一郎、JPMJAP2508）」、日本学術振興会（JSPS） 科学研究費助成事業 基盤研究（S）「分子ナノカーボンバイオロジーの開拓（研究代表者：伊丹 健一郎、JP25H00429）」、同 国際共同研究加速基金（国際先導研究）「動的元素効果デザインによる未踏分子機能の探究（研究代表者：山口 茂弘、研究分担者：八木 亜樹子、JP22K21346）」による支援を受けて行われました。

＜プレスリリース資料＞

本文　PDF（1.08MB）

＜論文タイトル＞

“Atomic-precision π-driven peptide hydrogel nanofibers with ordered water channels”

DOI：10.1038/s41467-026-75984-9

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