人の顔よりも大きな体に、巨大なハサミ——沖縄周辺に生息する希少生物「ヤシガニ」だ。そのハサミの挟む力はなんと体重の90倍、硬いヤシの実も粉々に砕くほどの怪力を持つ。このハサミの構造を解明し、超強靭な材料の開発に生かそうとしているのが、井上研究員だ。

2008年に「竹のように割れる鋼」を開発するなど、強度と靭性を兼ね備えた革新的な鉄鋼材料を生み出してきた井上。その後も自身の成果を超える強靭な材料を追い求めたものの、手応えを見出せない日々が続いた。

暗中模索すること10年、2018年に井上はインターネットで見つけた「ヤシガニの挟む力はライオンが噛む力に匹敵する」というプレスリリースに釘付けになる。「これだ……！」　最強のハサミを自らの目で確かめるべく、井上はすぐさま沖縄に向かった。

ヤシガニを前に、井上が目を付けたのが「挟む力の強さ」ではなく、「ハサミがなぜ壊れないのか？」という点だ。「どんな材料でも強度が上がると壊れやすくなるのが普通です。ヤシガニもこれほど強力に挟めば、ハサミ自体が損傷するはずなのに、なぜか壊れない。ここに新材料のヒントがあると思ったんです」（井上）。

鉄鋼材料を知り尽くした井上だからこその視点で、ハサミの解析を進めたところ、驚くべき構造が見えてきた。

まず、ハサミの硬さ。測ってみると、なんと鉄鋼並み（ビッカース硬さ：250HV）に硬いことが分かった。理由を探るため、ハサミの内部組織を立体的に観察したところ、2.5マイクロメートルの薄い板が100枚ほど積み重なった合板構造で、1枚の薄板は直径数百ナノメートルの繊維の束が水平に並んでおり、その束が、少しずつ角度を変えてねじれながら重なっていることを発見。

この構造により、高い硬度を実現していたのだ。さらに、この頑丈な層の下に、100ナノメートルの穴が表面と直角に整列した、多孔質の柔らかい層があることも判明。この柔らかい層がクッションとなって、ハサミが割れるのを防いでいることを突き止めた。

さらに井上は、硬い層と柔らかい層をつなぐ中間層の存在も明らかにしつつある。「ヤシガニのハサミを調べると、無駄のない理にかなった微細な複合組織構造をしていることに気づかされます。“もっとあるはず”と考え、ヤシガニを超える最強の生物も探索しています。人間の想像を超えた生物の組織と構造の本質を理解することで、強くて壊れない最強材料の開発につなげたい」。

過去の自分を超える、夢の超強靭材料の実現に向かって、井上の挑戦は続く。