[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
The following two tabs change content below.
GEN
国立大JK。エアロゲルやモノリス型マクロ多孔体を作製しています。専門分野はあいまいです。ピース写真付インタビューが化学の高校教科書に載りました。

関連記事

  1. DNAを切らずにゲノム編集-一塩基変換法の開発
  2. Reaxys PhD Prize再開!& クラブシンポ…
  3. 印象に残った天然物合成 2
  4. TLCと反応の追跡
  5. メカノケミストリーを用いた固体クロスカップリング反応
  6. 学振申請書を磨き上げる11のポイント [文章編・後編]
  7. 触媒的不斉交差ピナコールカップリングの開発
  8. 高速エバポレーションシステムを使ってみた:バイオタージ「V-10…

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. イトムカ鉱山
  2. 学士院賞:数論幾何学の加藤和也京大大学院教授ら10人に
  3. 【ジーシー】新たな治療価値を創造するテクノロジー -BioUnion-
  4. アンディ・マイヤース Andrew G. Myers
  5. 原子3個分の直径しかない極細ナノワイヤーの精密多量合成
  6. テトラサイクリン類の全合成
  7. 抗薬物中毒活性を有するイボガイン類の生合成
  8. 官能基化オレフィンのクロスカップリング
  9. アーント・アイシュタート合成 Arndt-Eistert Synthesis
  10. 米メルク、「バイオックス」回収で第2・四半期は減収減益

関連商品

注目情報

注目情報

最新記事

有機合成化学協会誌2019年11月号:英文版特集号

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2019年11月号がオンライン公開されました。…

製品開発職を検討する上でおさえたい3つのポイント

基礎研究と製品開発は、目的や役割がそれぞれ異なります。しかし、求人情報の応募要件を見てみると「〇〇の…

二刀流のホスフィン触媒によるアトロプ選択的合成法

不斉付加環化反応による新奇アリールナフトキノン合成法が報告された。2つの機能を有する不斉ホスフィン触…

ヒドロゲルの新たな力学強度・温度応答性制御法

第230回のスポットライトリサーチは、東京農工大学大学院工学府(村岡研究室)・石田敦也さんにお願い致…

光誘導アシルラジカルのミニスキ型ヒドロキシアルキル化反応

可視光照射条件下でのアジン類のミニスキ型ヒドロキシアルキル化反応が開発された。官能基許容性が高いため…

イオン交換が分子間電荷移動を駆動する協奏的現象の発見

第229回のスポットライトリサーチは、東京大学大学院 新領域創成科学研究科(竹谷・岡本研究室)・山下…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP