今、あなたの体のどこかで、繊細な膜が裂けようとしています。そして、漏れが生じ、本来膜を通過できないはずの体液が裂け目から溢れ出しています。
幸いなことに、今回の漏れは非常に小さく、感じられません。残念ながら、最初の漏れ以来、体内には何度も漏れが生じています。幸いなことに、最初の漏れ箇所では、以前はフルーツロールのように巻かれていた複数の長く粘着性のある分子が、突然の奔流の中でほどけ、小さな固体の破片に付着して小さな塊を形成し、それが他の塊と絡み合っています。そして今、その塊全体が漏れを塞ぎ、援軍が到着するまで一時的に状況を修復しています。
このプロセスが毎日何百万回も繰り返されていることは、人体の驚異の一つですが、MITの材料科学者アルフレド・アレクサンダー＝カッツ氏とその同僚たちがこのプロセスを研究しているのは、そのためではありません。研究者たちは、人体外でこのプロセスを再現し、わずかに異なる成分を用いて、自己組織化と自己修復を行う合成材料を創り出したいと考えています。
研究グループの最初のステップは、血液凝固の初期段階がどのように機能するかを正確に解明することだった。フォン・ヴィレブランド因子と呼ばれる生体高分子（上記のシナリオで言う「フルーツロールアップ」）がこのプロセスに重要であることは科学者の間で既に知られていたものの、この分子が必要な時にだけどのように、そしてなぜ解けるのかは誰も理解していなかった。
鍵となるのは速度であることが判明しました。周囲の流体が漏れ箇所に向かって勢いよく流れ始めると、バイオポリマーを解くために必要なせん断力も増大します。MITのニュースでは次のように説明されています。
このプロセスが制御されなければ、血流中にこのような血栓が絶えず形成されるだろうとアレクサンダー＝カッツ氏は言う。それを防ぐために、別の種類の分子も血中に循環している。それは一種の「分子ハサミ」のようなもので、「血栓を細かく切り刻む」と彼は言う。
ほとんどの場合、凝集と切断はバランスを保っているため、血栓は形成されません。しかし、流量が増加すると、vWF分子は伸びて粘着力が増し、「分子のハサミ」が追いつかなくなり、血栓が形成されます。
潜在的な血栓型材料の自己組織化、自己修復の側面は、「私たちは未来に生きている」という感じでクールで楽しいが、実際にはそれが材料科学者にとって魅力的な理由の一部にすぎない。
もう一つの大きな魅力は、こうした複合材料（基本的にはポリマーを他の物質と混ぜ合わせたもの）が非常に便利で、さまざまな点で素晴らしいのに、それを簡単に製造する方法を誰も見つけられていないことです。
少なくとも、自然界以外では誰も知らない。自然界は骨や貝殻に含まれるセラミックをバイオポリマーで強化し、バイオポリマーなしの3000倍の強度を実現している。しかし、骨や貝殻、そして自然界に存在する他の複合材料のほとんどは形成に長い時間がかかるため、その配合の秘密は科学者にとってそれほど役に立たないだろう。一方、血栓はほんの数秒で形成される。
アレクサンダー・カッツ氏とその同僚は現在、さまざまな種類の分子を使用してこのプロセスをシミュレートする作業を進めており、この研究が新しい種類のインク、顔料、コーティング、さらには自己修復タイヤなどのデバイスの開発に応用されることを期待している。
