Research Highlight
A research team (TUAT and Pentalink Co. Ltd) has developed a revolutionary method to extract silk glands directly from silkworms using a scalable wet milling process. This technique bypasses the traditional cocoon-based silk production, offering a more efficient and sustainable approach to creating silk-based materials that could replace fossil fuel-derived plastics. 東京農工大学とシルク材料のスタートアップ企業の研究チームは、カイコの繭を使わずに直接「絹糸腺」からシルク材料を製造する世界初の手法を開発しました。この技術は、化石燃料由来プラスチックの代替となる持続可能なバイオ材料の生産に革命をもたらす可能性を秘めています。
The Challenge
The mid-21st century presents humanity with a critical challenge: transitioning from fossil fuel-dependent industrial structures to sustainable, low-carbon alternatives. Currently, about 90% of fossil fuels are used for energy production, with the remainder used for materials like plastics. As we address the climate crisis, reimagining how we produce materials becomes essential. Natural materials refined over millennia, like silk, offer promising alternatives if we can develop modern, efficient production techniques. 21 世紀半ば、人類は化石燃料に依存する産業構造から持続可能な低炭素代替物への移行という重大な課題に直面しています。現在、化石燃料の約 90% はエネルギー生産に使用され、残りはプラスチックなどの材料に使用されています。気候危機に対処するには、材料の生産方法を再考することが不可欠です。シルクのように、何千年もかけて精製されてきた天然素材は、現代的で効率的な生産技術を開発できれば、有望な代替物となります。
INNOVATIVE APPROACH
Silk from the silkworm Bombyx mori has traditionally been valued for its excellent texture and luster in textiles. Beyond textiles, silk shows tremendous promise as a “plastic alternative” due to its:
Versatile Processability
Silk can be formed into various shapes and structures, making it suitable for many applications currently dominated by plastics. シルクはさまざまな形や構造に成形できるため、現在はプラスチックが主流となっている多くの用途に適しています。
Biocompatibility
Silk is compatible with living tissues, making it ideal for medical applications where plastics might cause adverse reactions. シルクは生体組織と適合性があるため、プラスチックが有害な反応を引き起こす可能性がある医療用途に最適です。
Controllable Biodegradability
Unlike many plastics that persist in the environment for centuries, the breakdown of silk materials can be engineered to occur when desired. 何世紀にもわたって環境中に残留する多くのプラスチックとは異なり、シルク素材の分解は、必要なときに発生するように設計することができます。
What Makes This Method Special?
| Traditional Silk Processing (従来法) | Direct Extraction Method |
| Growing silkworms until they spin cocoons カイコが繭を紡ぐまで育てる | Preserving silkworms through ethanol treatment or freezing エタノール処理や冷凍によるカイコの保存 |
| Harvesting cocoons (often killing the pupae inside) 繭を収穫する（多くの場合、中の蛹を殺す） | Using a wet milling process to extract silk glands directly 湿式粉砕法を用いて絹糸腺を直接抽出する |
| Dissolving cocoon fibers in lithium bromide 臭化リチウムで繭の繊維を溶かす | Separating silk glands from other tissues through density separation 密度分離により絹糸腺を他の組織から分離する |
| Performing dialysis to remove the chemicals 化学物質を除去するために透析を行う | Degumming to remove sericin (the outer coating) セリシン（外側のコーティング）を除去する脱ガム |
| Further processing to create usable materials 使用可能な材料を作成するためのさらなる処理 | Dry-milling to create silk fibroin powder 乾式粉砕によるシルクフィブロイン粉末の製造 |
| This method is labor-intensive and requires harsh chemicals. この方法は労働集約的であり、強力な化学薬品を必要とします。 | This method is more efficient, scalable, and requires fewer harsh chemicals. この方法はより効率的で拡張性があり、必要な強力な化学物質も少なくなります。 |
Why This Matters なぜこれが重要なのか
Environmental Impact
This research contributes to the global effort to transition away from fossil fuel-derived materials. By developing efficient methods to process natural materials like silk, we’re helping to create alternatives to petroleum-based plastics that can biodegrade safely in the environment. この研究は、化石燃料由来の素材からの脱却を目指す世界的な取り組みに貢献しています。シルクなどの天然素材を加工する効率的な方法を開発することで、環境中で安全に生分解できる石油由来のプラスチックの代替品の開発に貢献しています。
Publication: Milling-Based Extraction and Characterization of Bombyx mori Silk Glands and Fibroin Powder for Biomaterial Use. https://doi.org/10.1016/j.apt.2025.104820 (Supplementary data: https://doi.org/10.1016/j.apt.2025.104820)
Anyone clicking on the following link before April 7, 2025 will be taken directly to the final version, which they are welcome to read or download. No sign up, registration or fees are required. https://authors.elsevier.com/a/1kcmp_KzX3ddT9
Recorded video on this research 録画された研究発表：https://wp.me/p10HOa-7QX