| 研究課題/領域番号 |
19K03131
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分09080:科学教育関連
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| 研究機関 | 奈良工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
三木 功次郎 奈良工業高等専門学校, 物質化学工学科, 教授 (80259910)
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| 研究分担者 |
直江 一光 奈良工業高等専門学校, 物質化学工学科, 教授 (00259912)
北村 誠 奈良工業高等専門学校, 一般教科, 准教授 (60341369)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | バイオ電池 / 自己駆動型クーロメトリー / 実験カリキュラム開発 / 教材開発 / 迅速抽出 / グルコース測定 / ピルビン酸測定 / 微生物細胞活性測定 / 自己駆動型バイオクーロメトリー / 実験教材 / 実験カリキュラム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，電気化学をベースにしたバイオ電池と自己駆動型クーロメトリー（電量分析）の教材開発，およびこれらを用いた実験カリキュラムの作成を目指す。微生物や酵素を用いたバイオ電池は注目されており，その教材化を目指した実験装置を開発する。また，バイオ電池と同じ原理の自己駆動型クーロメトリーは食品中のグルコースなどの定量実験に活用することができる。
これらのバイオ電池や自己駆動型クーロメトリーを用いた実験を通して，中学生・高校生・高専生の関心が高いバイオ・エネルギー・環境・食品などの幅広い分野について，総合的かつ実践的に学習させることを目指したカリキュラムを作成して，問題解決型授業に活用する。
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| 研究成果の概要 |
電気化学をベースにした新規のバイオ電池と自己駆動型クーロメトリー装置の作製検討を行い、安価で簡便な装置の開発に成功した。作製したバイオ電池では模型用モーターを約1時間駆動することに成功した。また、自己駆動型クーロメトリー装置に様々な酵素を導入し、日本酒もろみや各種食品中に含まれるグルコースやピルビン酸などの食品成分の測定法の開発に成功した。さらに入手が容易な装置を用いて米麹酵素の迅速抽出法を確立した。本装置は高校生・高専生レベルでも使用可能であり、教材として利用することにより実験カリキュラムの開発を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、新規のバイオ電池及び自己駆動型クーロメトリー装置を開発した。ディスポーザブル型の電極を用いることで安価な教材として使用することができ、食品分析について総合的かつ実践的な学習を実施することが可能となる。
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