[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. 化学探偵Mr.キュリー7
  2. 第93回日本化学会付設展示会ケムステキャンペーン!Part II…
  3. 第95回日本化学会付設展示会ケムステキャンペーン!Part II…
  4. 2007年度ノーベル化学賞を予想!(4)
  5. 化学は地球を救う!
  6. “関節技”でグリコシル化を極める!
  7. 印象に残った天然物合成 2
  8. 徒然なるままにセンター試験を解いてみた(2018年版)

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 有機合成の落とし穴
  2. 研究費・奨学金の獲得とプロポーザルについて学ぼう!
  3. 多彩な蛍光を発する単一分子有機化合物をつくる
  4. 誰でも使えるイオンクロマトグラフ 「Eco IC」新発売:メトローム
  5. 2014年ノーベル賞受賞者は誰に?ートムソン・ロイター引用栄誉賞2014発表ー
  6. 有機テルル媒介リビングラジカル重合 Organotellurium-mediated Living Radical Polymerization (TERP)
  7. 製薬大手のロシュ、「タミフル」効果で05年売上高20%増
  8. メチオニン選択的なタンパク質修飾反応
  9. 城戸 淳二 Junji Kido
  10. 印象に残った天然物合成 2

関連商品

注目情報

注目情報

最新記事

日本化学会 第100春季年会 市民公開講座 夢をかなえる科学

■ 概要企画名:    市民公開講座 夢をかなえる科学主催:        公益社団法人…

第48回―「周期表の歴史と哲学」Eric Scerri博士

第48回の海外化学者インタビューは、エリック・セリー博士です。英国で教育を受け、カリフォルニア大学ロ…

ペプチド縮合を加速する生体模倣型有機触媒

2019年、ニューヨーク大学のParamjit S. Aroraらは、活性アシル中間体への求核付加遷…

第47回―「ロタキサン・カテナン・クラウンエーテルの超分子化学」Harry Gibson教授

第47回の海外化学者インタビューは、ハリー・ギブソン教授です。バージニア工科大学の化学科に所属し、プ…

女優・吉岡里帆さんが、化学大好きキャラ「DIC岡里帆(ディーアイシーおか・りほ)」に変身!

印刷インキや有機顔料世界トップシェアのDIC株式会社は、2020年1月より、数々のヒット作に出演し、…

tRNAの新たな役割:大豆と微生物のコミュニケーション

畑に生えている大豆の根っこを抜いてみると、丸い粒みたいなものがたくさんできています。根粒(こんりゅう…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP