Development of nanobio device with carbon nanotube and enzyme from thermophile

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K05172
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 27040:Biofunction and bioprocess engineering-related
• Research Institution: Shibaura Institute of Technology
• Principal Investigator: Muguruma Hitoshi 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (20309719)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 平塚 淳典 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究グループ長 (70392652)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: カーボンナノチューブ / バイオセンサ / 酵素燃料電池

Outline of Final Research Achievements

As energy-creating technologies that contribute to the reduction of renewable energy and carbon dioxide, we will develop long-life, room temperature to high temperature operation, safety, and high output nanobiofusion enzyme fuel cells and self-powered biosensors. For that purpose, we utilized the basic technology already developed by the applicant, that is, an enzyme derived from thermophile that is stable for a long time, a method of dispersing single-walled carbon nanotubes in an aqueous solution, and a simple bio-nano interface preparation method. As a result, we obtained research results such as the development of high-performance single-walled carbon nanotubes and the development of enzyme fuel cells and enzyme biosensor prototypes.

Free Research Field

バイオナノエレクトロニクス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

スマートウォッチの登場でウェアラブル端末が身近となり、さらに先を行くものとして注目されているのが人体に直接埋め込んだり貼り付けたりするIoT・ウェアラブル端末である。現在までグーグルによるコンタクトレンズ型血糖センサ等が開発段階にあり、既に医療用体内埋め込み型インシュリンポンプ、血糖モニタリング等が実用化されている。生体埋込機器で課題となるのは、長期間連続使用可能な電源の確保およびその安全性である。このようなデバイスは数年～数10年以上にわたり交換なしでの電源供給が必要である。この要請に応えうる研究成果を得た。