糸の中に半導体が宿る日——スマートテキスタイルという、布の革命
服を脱いでも、体のデータは服が知っている。そんな未来が、研究室のなかで静かに現実に近づいています。布が電気を通し、糸の一本一本がセンサーになり、やがては洗濯機で洗えるコンピューターを人は身に纏う。スマートテキスタイルと呼ばれる「布×半導体」の最前線を、海外の研究から追いました。
糸の中に電気が流れる——導電性繊維の現在地
テキスタイルに電気を流す試みは、実はかなり古い歴史を持ちます。金糸や銀糸を布に織り込む技術は数百年前から存在し、エリザベス一世のドレスにも金属糸が使われていたと記録に残っています。しかし「電気を通すために金属糸を使う」という発想が現代技術と結びつき、まったく新しい可能性を開きつつあります。
銅・銀・カーボンを「紡ぐ」
現在の電子テキスタイル（e-textiles）では、銀・ニッケル・銅・アルミニウムといった金属元素を布にメッキしたり織り込んだりする方法が主流です。また近年では、グラフェンやカーボンナノチューブを繊維の内部に混ぜ込む技術も進み、軽さと導電性を両立した素材が登場しています。
E-textiles, simply put, are electronically embedded fabrics. The most used components in e-textiles are sensors, LEDs, batteries and flexible printed circuit boards.
簡単に言えば、Eテキスタイルとは、電子部品が組み込まれた布地のことである。Eテキスタイルで最もよく使用される部品は、センサー、LED、電池、およびフレキシブルプリント基板である。
— McKinsey Electronics / E-Textiles: The Future of Wearables
電子テキスタイルとは一言で言えば「電子部品が埋め込まれた布」のこと。センサー、LED、バッテリー、そしてフレキシブル基板——これらが既存の繊維産業の製造設備をほぼそのまま使いながら、布の中に組み込まれていく。これが現在のe-textiles研究の中心的なアプローチです。
グラフェン繊維の商業化
Graphene One社はグラフェンを繊維化した素材「Kyorene」を商業化しています。ポリエステル・ナイロン・ビスコースなど複数の素材に対応し、すでに靴下・下着・デニム・スポーツウェア・寝具など幅広い製品に採用されています。グラフェンの特性を活かした抗菌・消臭・体温調節の機能が実用段階に入っており、「機能性の糸」は実験室を出て、すでに私たちの手が届くところに来ています。
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一本の糸の中に、コンピューターが入る日——MITの「繊維コンピューター」
2025年2月、MIT（マサチューセッツ工科大学）の研究チームが学術誌 Nature に発表した論文が世界の注目を集めました。センサー、マイクロコントローラー、デジタルメモリ、Bluetoothモジュール、光通信機能、そしてバッテリーまでを一本の弾性繊維に収め、コンピューターとして機能させることに成功したのです。
Our bodies broadcast gigabytes of data through the skin every second in the form of heat, sound, biochemicals, electrical potentials, and light, all of which carry information about our activities, emotions, and health. Unfortunately, most if not all of it gets absorbed and then lost in the clothes we wear.
私たちの体は、熱、音、生化学物質、電位、光といった形で、毎秒何ギガバイトものデータを皮膚を通じて発信しています。これらすべてが、私たちの行動、感情、健康に関する情報を伝えています。残念ながら、そのほとんど、あるいはすべてが、身に着けている衣服に吸収され、失われてしまうのです。
— Yoel Fink（MITマテリアルサイエンス教授） / MIT News, 2025年2月
研究チームを率いるヨエル・フィンク教授の言葉が示す通り、私たちの体は皮膚から膨大な情報を発し続けています。体温・音・化学物質・電気信号・光。これらはすべて活動・感情・健康状態を映しているにもかかわらず、従来の服はその情報をただ吸収し、無駄にしてしまっていました。「繊維コンピューター」はその常識を覆そうとしています。
洗濯機で洗えて、着ていても気づかない
MITのチームはこの繊維コンピューターを実際にシャツとレギンスに組み込み、着用テストを実施しました。着心地は通常の衣服と変わらず、繊維はほぼ気づかれないほど細い。そして洗濯機での洗濯にも耐えられることが確認されています。動作分析のテストの次のステップとして、米国陸軍・海軍の隊員が北極圏での実地ミッションで着用する予定とされており、過酷な環境での実用性検証が進んでいます。
MITチームが取り組んだ技術的な難題の一つが、「円筒形の繊維」と「平面状のチップ」の形状の不一致でした。従来の手法では、複雑なマイクロデバイスの接続パッドに一本一本ワイヤーをつなぐ必要があり、非常に失敗しやすかった。そこでチームはフレキシブル回路基板の設計を根本から見直し、この問題を突破したといいます。
高品質な半導体繊維の誕生（中国・シンガポール共同研究）
同じく2024年、中国・シンガポールの研究チームが Nature に発表した研究も大きな話題を呼びました。シリコンを材料に、スマートフォンの画面に使われるガラス製造技術の知見を応用することで、従来の欠点を克服した高品質な半導体繊維の開発に成功しました。この繊維は既存の繊維産業の製造設備と互換性があり、大量生産の可能性を持つとされています。研究チームはビーニー帽や腕時計型デバイスへの応用を実証し、「この研究成果は将来の機能的な半導体繊維の指針になる」と語っています。
The fibre is also compatible with current textile industry machinery, meaning it has the potential for large-scale production.
この繊維は現在の繊維産業の機械にも対応しているため、大規模生産の可能性を秘めています。
「着るヘルスケア」という未来——ファッションが医療になる日
スマートテキスタイルの応用で最も期待が集まっているのが、ヘルスケア分野です。心拍数・体温・水分量・血糖値といったバイタルサインを、侵襲的なデバイスを使わず、普通の服として身につけているだけでリアルタイムに計測できる。そのような衣服の実現が、現在の研究の到達点として描かれています。
スマートウォッチが腕にあるように、服が全身をカバーする
スマートウォッチやリング型デバイスは、体の一点だけを測定します。一方で衣服は広い体表面積と接しているため、より多くの、より精度の高いデータを取得できる可能性があります。MITのフィンク教授が強調するように、服が「体全体をカバーするセンサーネットワーク」になることで、従来のウェアラブルデバイスでは届かなかった情報が得られるわけです。
「洗えること」が、普及の鍵
研究者たちの間で「最大の課題の一つ」として一致して挙げられるのが、洗濯耐久性です。米国防高等研究計画局（IARPA）は「SMART ePANTS」と名づけた研究プログラムを進めており、「Build It」「Wear It」そして「Wash It」という3フェーズで開発を進めています。プログラムディレクターのドーソン・ケーグル博士によれば、最終フェーズで課せられた洗濯耐久性の基準は「極めて難しい（extremely impossible）」と言われるほど高い。裏を返せば、その壁を越えられたとき、スマートテキスタイルは本当に日常品になるということです。
As these innovations scale, we may see everyday fashion integrating health-tracking functionality in ways as seamless as smartwatches did a decade ago.
こうしたイノベーションが普及していくにつれ、10年前にスマートウォッチがそうであったように、健康管理機能が日常のファッションにシームレスに組み込まれていくことになるかもしれません。
スマートウォッチが10年前に私たちの生活に滑り込んできたように、次の10年で健康トラッキング機能を持つ服が日常になるかもしれない。そのような未来像が、研究者とファッション業界の両方から語られ始めています。
テキスタイルを愛する人として、この革命をどう見るか
スマートテキスタイルの研究は、まったく異なる文脈から布に近づいてきます。機能、データ、医療、テクノロジー。それは私たちが布を愛する理由——手触り、色、柄、ものづくりの温度——とは少し違うように思えるかもしれません。
でも考えてみれば、布はいつも時代と共に変化してきました。天然繊維から化学繊維へ、手織りから機械織りへ、そして今また、糸の中に半導体が宿ろうとしている。変化し続けながら、それでも布は「肌と世界の間にあるもの」としての本質を失っていない。
スマートテキスタイルがいつか普及したとき、その布地を触って「これはどんな糸なのだろう」と考える人がいるとしたら、きっと今もファブリックを愛している誰かなのではないかと思います。
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