2013 Fiscal Year Research-status Report
超エコで実用高トルクを有する光合成バイオ・メカニカル複合モーターの先駆的研究開発
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25630444
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Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Research Institution | Ube National College of Technology |
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Principal Investigator |
藤田 和孝 宇部工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (10156862)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
島袋 勝弥 宇部工業高等専門学校, 物質工学科, 講師 (70618446)
三留 規誉 宇部工業高等専門学校, 物質工学科, 准教授 (90431981)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 光合成運動微生物 / バイオ・メカニカル複合モーター |
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| Research Abstract |
光合成により自らエネルギーを生み出し，さらに高い運動効率を有するため究極の持続的エコ動力源となりえる運動微生物と，機械装置を組合わせた高効率で実用高トルクを有する微小モーターの研究開発を目的としている．本年度は、光合成運動微生物の中から，利用可能なものを選び，光の追微性の検討を行い、基本運動性能（大きさ，移動速度，推進力）を観察・測定することを試みた．
対象微生物は当初、文献で有望と見られたクロロゴニウムおよびボルボックスとしたが、光に対する応答性が弱く、ユーグレナ（体長約30μm）が応答性が良かった。また、ユーグレナは培養も容易で、繰返し試行実験に多くの微生物が必要なため、これを対象とした。
光の追尾性に及ぼす、照度、波長について検討するとともに、基本運動性能の測定を試みた。まず、波長について、白色光を三角プリズムを用いて分光し、集まり方を調べたが、差は見られなかった。照度については同じく白色光を用いて30luxから100000luxまで変えて,集まりやすさを調べた、その結果、300luxの以上の照度からユーグレナが集まり始め,その後約80000luxまではユーグレナの集まる速度は光の強さに比例するように速くなった.しかしそれ以上の強さでは逆に遅くなった.結果的に真昼の太陽光の照度（80000lux）が良かった。分光で集まり方に明確な差異が見られなかったのは照度が低かった可能性があり、再検討が必要である。照射時間と移動量の関係から移動速度を概略求めた.また、推進力は前年度成功している方法（申請書参照）を基に試みたが、装置の故障、ユーグレナは測定に成功している微生物と比べて約1桁体長が小さいことがあり、現在試行検討中である。光の応答性にさらに優れたことが報告されている他の微生物についても、購入し平行して検討している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
H25年度までに、推進力の計測を行い、光を追尾する性質を利用して運動微生物が円盤を回す機械装置の設計・製作まで予定していたが、光の追尾性と運動性能の一部の解明にとどまっており、当初の予定に比べるとやや遅れている。この理由は、当初予定していた微生物であるクロロゴニウムおよびボルボックスの光追尾性が良くなく、ユーグレナに変えたこと、また、推進力測定装置が故障したことが挙げられる。なお、H26年度以降に実施することにしていた速い運動速度を有する微生物の選抜と培養を続け，強力な微生物群体を作製することは、他の検討と平行して実施できるので、遅れを取り戻すために先行して検討実施している。
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| Strategy for Future Research Activity |
ユーグレナに加え、新たに分かった光応答性と移動速度の速いクレミドモナスも対象に加え、光の追微性（照度と波長の影響）の検討を行い、基本的運動性能（大きさ，移動速度，推進力）を観察・測定し、それらの強力な微生物群体を作製する。現在、クレミドモナスは購入し、培養増加中である。また、選別によるユーグレナの強力な微生物群体の作製は進行している。これらを、H26年度末までに終える。その結果を基にして、H26年度末には運動微生物が軸を回す機械装置の設計・製作に着手し、最終年度であるH27年度での完遂を目指す。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
次年度使用額が生じた主な理由は、研究の進行がやや遅れ、運動微生物を駆動源とした回転機構を設計製作するところまで行かなかったためである。設計製作には一番費用がかかり、かつ試行錯誤的な要素が入るため、次年度に繰り越した。
H26年度末に、回転機構設計に必要となる運動微生物を駆動源とした場合の基礎的設計データが得られる予定であり、設計が出来次第、その試作に取り掛かり、翌年度分として請求した助成金と合わせて使用する計画である。
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Research Products
(1 results)
