「汗をかくとスリムになるジャケット」：バクテリアセルロースが衣服に自己体温調節機能を与える

Science Advances誌は、天然のバクテリアセルロースを詰めた「スマート」な温熱素材について解説しました。この素材は発汗に反応し、体周りの湿度が高いときには自動的に薄くなり、乾燥すると再び「膨らみ」を増して熱を蓄えます。試作品では、厚さは約13mm（乾燥時）から2mm（湿潤時）まで変化し、電子機器やバッテリーを使わずに快適な温熱時間を延ばすことが主な目的です。

背景

これまでに試したことは何ですか:

1. マイクロカプセル内の相変化材料 (PCM) は、溶融時に熱を「吸収」し、結晶化時に熱を放出しますが、狭い温度範囲で動作し、実際の発汗に対しては反応が悪くなります。
2. ナノ多孔性ポリエチレン (nanoPE) をベースにした放射性繊維は、体の熱 IR 放射を通過させて受動的な「放射冷却」を実現しますが、これは本質的に除去のためのチャネルであり、発汗時の「断熱の自動調整」ではありません。
3. 湿度アクチュエーター/吸湿性生地は湿度の上昇に応じて形状/気孔が変化し、ワイヤーなしで「快適ゾーン」を拡大します。この方向性は急速に成熟しています。

• 「スマート」ファブリックが解決する問題。衣服の温熱快適性は、活動が急激に変化すると低下します。運動中は過熱と発汗、運動を中断すると湿った層による低体温などです。そのため、近年、バッテリーや複雑な電子機器を必要とせずに熱交換を調整する、適応型温湿度テキスタイルが急速に開発されています。レビューでは、繊維／ファブリック層レベルでの熱と水分の動的な管理という重要なベクトルが強調されています。
• 湿度／汗が最適な「トリガー」である理由。汗は過熱の最も顕著な兆候です。局所的な湿度が上昇すると、システムは熱抵抗（「膨らみ」／気室の減少）を減らし、蒸発を促進する必要があります。そして、乾燥すると断熱材が元に戻ります。そこで、外気温ではなく湿度に自動的に反応する素材が考案されました。これにより、エネルギーを節約し、かさばる電子機器を回避できます。
• バクテリアセルロースとは何か、そしてなぜ有望なのか？BCは酢酸菌（コマガタエイバクター）によって「増殖」するバイオポリマーで、高い保水性、強度、通気性、生体適合性を備えたナノフィブリルネットワークを形成します。繊維・材料科学において、BCは吸湿性や再生可能な原料からの持続可能な生産という点で高く評価されています。
• 新しい論文が埋める科学的ギャップ。ほとんどのパッシブソリューションは、熱を除去する（放射）か、熱を緩衝する（PCM）かのどちらかであり、湿度自体が断熱効果を「切り替える」という点を弱く考慮しています。Science Advancesに掲載されたこの研究では、BC層を暖かい衣服の「心臓部」として用いています。BC層は汗で薄くなり（空気が減ると断熱効果も低下）、乾燥すると再び伸びます。つまり、体温に基づいて自己調節的な断熱性を構築するのです。
• 現場の状況：これはどこに位置づけられるのでしょうか？ ユーザーのエネルギーを必要とせずに「快適ゾーン」を拡大する、パッシブ、バイオ、ポリマーシステムへのトレンドが高まっています。その次に、新世代の吸湿性アクチュエータ（快適ゾーンの顕著な拡大を実証）とセルロース／バイオベースの放射冷却があります。BCは、個人用熱管理におけるこの「グリーン」分野に非常に適合しています。
• 産業界への実用的影響：BC断熱材の吸湿性による「ふっくら感」がウェアラブル試験（洗濯、着用、臭気、反応閾値調整）で確認されれば、メーカーは冬季／活動的な層に、移動中の過熱や安静時の震えを軽減する、拡張性の高いバイオベースの中綿素材を開発できるようになります。これは輻射熱やPCMソリューションと競合するのではなく、補完的なものであり、これらを多層システムで組み合わせることができます。

仕組み

• バクテリアセルロース（BC）詰め物は、茶渋や紅茶キノコなどでおなじみの無害なバクテリアによって生成されるナノフィブリルの天然の「網」です。この膜は軽量で耐久性があり、通気性と親水性に優れ、湿気を完璧に「感知」します。
• 汗をかき始めると、衣服内の局所的な湿度が上昇し、繊維層は「膨らみ」を失い、平らになります。つまり、内部の空気が減り、断熱性が低下し、体から余分な熱が奪われやすくなります。乾くとすぐに構造は元通りになり、繊維間の空気によって高い断熱性を取り戻します。これは、電子的な作用ではなく、水分に作用するシンプルな受動的なメカニズムです。

著者らが示したもの

• 汗や湿気への適応性。乾燥状態では素材の厚さは最大約13mmを維持し、高湿度（発汗を再現）では約2mmまで薄くなります。このような「厚みの可変性」により、このプロトタイプは従来の温熱素材と比較して、特に「休息→負荷」モードの切り替え時に、温熱快適時間を大幅に延長します。
• この原理は拡張可能です。著者らは、この「詰め物」を裏地から断熱層まで様々な種類の衣類に縫い付けることができ、気候や負荷に合わせて調整できることを強調しています。

なぜこれが必要なのでしょうか?

従来の防寒着は妥協の産物です。重ね着すればするほど「過熱と発汗」のリスクが高まり、下着が濡れた「ミニサウナ」状態になって過冷却に陥るリスクが高まります。発汗時に断熱性が低下し、乾燥すると断熱性を取り戻す繊維は、不要なジッパー、バルブ、バッテリーを使わずに「中庸」な状態を維持するのに役立ちます。水分は人間の体温調節において重要な役割を果たします（熱は蒸発によって奪われます）。そのため、「スマート」な生地は、水分や湿度に特異的に反応するように進化しています。

これは他のスマートファブリックとどう違うのでしょうか?

• 電子機器は不要です。能動システム（熱電対／ソフトロボティクス）とは異なり、ここでは純粋な材料の物理的性質、すなわち濡れた状態→薄く、乾いた状態→厚くなるという原理が用いられます。よりシンプルで安価であり、潜在的に耐久性も向上します。
• 「バルブ」ではなく「ふっくら感」。以前は、吸湿バルブ／気孔を備えた生地、またはポリマーインサートにアコーディオンのような厚みを持たせた生地が提供されていました。現在では、医療用ドレッシング材や「グリーン」テキスタイルで既に知られている天然セルロースが「アコーディオン」の役割を引き継いでいます。
• エコポテンシャル。バクテリアセルロースは生体適合性と生分解性を備え、綿や石油を使わずに栽培でき、その生産は持続可能な素材を求める現在のトレンドに沿っています。

これが役立つ場面

• 都会の冬、そして「オフィス街・地下鉄」。活動や気候の変化によって体が暑さや寒さに「さらされる」ことが少なくなり、快適な時間が長く続きます。
• 山登りやランニングのアクティビティ。登山中やランニング中は生地が通気性を保ち、休憩時には再び保温性を発揮します。
• 現場と生産環境。可動部品と電子機器が少ないほど、信頼性が高まります。（BCの軽量性と「通気性」もプラスになります。）

制限

これはまだ科学的な開発段階であり、プロトタイプなので、日常的な着用に向けてテストする必要があります。

• 耐久性と洗濯可能性（複数回の湿潤と乾燥のサイクル、「生涯ドライクリーニング」）
• 長時間着用しても肌の快適さと臭いが軽減されます。
• 異なる気候/発汗プロファイルに対する反応「閾値」を設定する
• ベークセルロースをロール状に織物に栽培するためのコストとスケールアップ。比較対象として、「温度調節」織物の分野は活発に成長していますが、そのアイデアのほんの一部しか一般市場に届いていません。

結論

「汗に適応する衣服」は、湿気や温度に敏感な繊維の10年にわたる探求の論理的な延長です。Science Advances誌に掲載された新しい論文では、天然バクテリアセルロースが適応型断熱材の「核」としてこの分野に加わり、ワイヤーやセンサーなしで、厚さの大きな変化（13mm→2mm）と温熱快適時間の延長が示されています。

出典：汗に敏感な適応型温熱服、Science Advances (AAAS)、2025年。DOI : 10.1126/sciadv.adu3472