[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

ゴキブリをバイオ燃料電池、そしてセンサーに

[スポンサーリンク]

 

害虫として嫌われ者のゴキブリですが、太古の時代からしぶとく生き残っている実績を評価して(?)、災害用ロボットに使おうとする動きもあるようです。

今回は化学の中心からちょっと離れて、融合分野から、大型種のマダガスカルゴキブリをそのまま使ったバイオ燃料電池とセンシングについて紹介したいと思います。

 

ゴキブリで電池

cockroach-battery

これまでにも生体を使ったバイオ燃料電池は複数研究されていますが、大阪大学大学院工学研究科・森島研究室ではゴキブリを使った電池を発表しました。[1] なぜゴキブリなのか?放射線など環境に対する耐性が強いからだそうです。また、大型のゴキブリならばある程度の大きさの電池を作ることができます。今回用いられているのはマダガスカルゴキブリという大型種です。余談ですが、鳴き声を出します。羽が生えておらず飛ばないのでちょっと安心です。
燃料電池で起こる反応の概略図は文献からとってきたものです。燃料としてはゴキブリの体液にあるトレハロースをトレハラーゼで分解したβ-グルコースを用いています。

図中の略語はそれぞれ、グルコースデヒドロゲナーゼ(GDH)、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NADH)、ビタミンK3(VK3)、NADHデヒドロゲナーゼ(DI)、2,2′-アジノビス(3-エチルベンゾチアゾリン-6-スルホン酸)(ABTS)、ビリルビンオキシダーゼ(BOD)です。

酵素による反応を介して、陽極ではグルコースがグルコノラクトン、陰極では酸素が水に変わることで電気が生じます。
最大電圧は0.75 V、電力は333 μVになり、これまでの埋め込み型の昆虫型電池よりも強力なのが特徴です。

ゴキブリでワイヤレスセンシング

バイオ燃料電池を生かす応用として、ゴキブリにセンサーを載せて取得データを無線転送させるワイヤレスセンシングが考えられています。文献中では電圧をチャージポンプICで2.5 V付近まで昇圧することでゴキブリ上のワイヤレスセンサーを駆動し、温度と湿度を1時間弱送り続けることに成功しています。
ゴキブリが動き回るのは嫌ですが、将来は調査が難しい狭い隙間や危険箇所でこのような生体センサーが活躍するかもしれませんね。

 

研究にかける意気込み

筆頭著者の博士課程学生・庄司 観さんから研究に対するコメントを頂きました。

私の研究では、昆虫自身がエネルギーを自ら創り出し、昆虫に搭載したセンサーを駆動させることで、自然調和・自律分散型センサーの創製を目指しています。身の回りにたくさんいる昆虫を利用することで、既存のシステムでは実現不可能であった、「自律分散型センサーネットワーク創製」という全く新しいコンセプトを提唱できるものと考えています。バイオ燃料電池の研究はその第一歩です。最初はゴキブリを用いた研究に抵抗がありましたが、今ではゴキブリなしの生活は考えられません。ゴキブリを毛嫌いしないでください。それは将来、あなたを捜索に来るゴキブリの先祖かもしれません。

文献

  1. “Biofuel cell backpacked insect and its application to wireless sensing”, Kan Shoji, Yoshitake Akiyama, Masato Suzuki, Nobuhumi Nakamura, Hiroyuki Ohno, Keisuke Morishima, Biosensors and Bioelectronics 2016, 78, 390-395. DOI: 10.1016/j.bios.2015.11.077
Avatar photo

GEN

投稿者の記事一覧

大学JK->国研研究者。材料作ったり卓上CNCミリングマシンで器具作ったり装置カスタマイズしたり共働ロボットで遊んだりしています。ピース写真付インタビューが化学の高校教科書に掲載されました。

関連記事

  1. 準備や実験操作が簡便な芳香環へのカルボラン導入法の開発
  2. ペプチドのN末端でのピンポイント二重修飾反応を開発!
  3. Reaxys Prize 2011発表!
  4. 第四回ケムステVシンポ「持続可能社会をつくるバイオプラスチック」…
  5. 4つの異なる配位結合を持つ不斉金属原子でキラル錯体を組み上げる!…
  6. 有機合成化学協会誌2025年4月号:リングサイズ発散・プベルル酸…
  7. 研究室でDIY!ELSD検出器を複数のLCシステムで使えるように…
  8. 「新反応開発:結合活性化から原子挿入まで」を聴講してみた

注目情報

ピックアップ記事

  1. 芳香族性に関する新概念と近赤外吸収制御への応用
  2. elements~メンデレーエフの奇妙な棚~
  3. アズワンが第一回ケムステVプレミアレクチャーに協賛しました
  4. オートファジー特異的阻害剤としての新規Atg4B阻害剤の開発
  5. C60MC12
  6. ロイカート・ヴァラッハ反応 Leuckart-Wallach Reaction
  7. フライパンの空焚きで有毒ガス発生!?
  8. 免疫系に捕そくされない超微粒子の薬剤
  9. デヒドロアラニン選択的タンパク質修飾反応 Dha-Selective Protein Modification
  10. 有機レドックスフロー電池 (ORFB)の新展開:オリゴマー活物質の利用

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2015年12月
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031  

注目情報

最新記事

“壊れないよう” に作ってきた半導体ポリマーを、あえて “壊れるよう” に作る化学

半導体ポリマーは長いあいだ、「いかに壊れにくく、長持ちさせるか」といったような安定性を競って進歩して…

有機合成化学協会誌2026年7月号:固体高分子電解質・電子ドナー・アクセプター錯体・機械学習法・trichodermamide類・エナンチオ選択的スキップジエン合成法

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2026年7月号がオンラインで公開されています。…

第62回Vシンポ「見えない空気を科学する~センサによる室内環境・臭気の見える化と快適空間デザインの最前線~」を開催します!

こんにちは、Macyです。第62回Vシンポのご案内をさせていただきます。今回は、前回同様…

【協和ファーマケミカル】新卒採用情報(2028年卒)

協和ファーマケミカルが求めているのは、有機合成の知識や実験経験を身につけ、活かし…

【協和ファーマケミカル】“作れる”だけでは終わらない。原薬を安定供給へつなぐプロセス開発の研究

協和ファーマケミカルの研究開発を理解するうえで欠かせないシンボリックな化合物が、プロスタグランジン類…

協和ファーマケミカル株式会社ってどんな会社?

協和ファーマケミカルは、キリングループの一員として、トラネキサム酸やプロスタグラ…

より良い候補を、より速く。——研究者のためのAI解析環境「Multi-Sigma-Alchemy」正式リリース

「データはある。でもAIに渡せない」——その壁を壊す多くの研究現場に、こういう状況があります…

水分子のふしぎ — 四面体性が生む水の特異性 —

「水」はとても身近な液体ですが、化学の目で見ると驚くほど多くの「ふしぎ」をもっています。この記事では…

超微細孔 MOF 内の Cu(I) サイトによる強い水素吸着とその同位体効果の応用

Long らは、超微細孔質の金属–有機構造体 (MOF) に π 塩基性の配位不飽和金属サイトを導入…

【医農薬・合成香料・水素・バイオエタノール・バイオベース有機酸】 各アプリケーションに特化した膜分離ソリューションをご紹介 ~省エネ・CO2排出削減・品質改良~

■概要製造現場では、分離・濃縮工程が製造コストや品質を大きく左右します。蒸留や吸着など十…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP