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微生物腐食のダイナミクスと影響因子を実証解明し診断基準と対策原理を構築する

研究課題

研究課題/領域番号 20H02460
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分26040:構造材料および機能材料関連
研究機関秋田大学

研究代表者

宮野 泰征  秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (60466589)

研究分担者 尾花 望  筑波大学, 医学医療系, 助教 (00722688)
若井 暁  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(超先鋭研究開発プログラム), 主任研究員 (50545225)
宮永 一彦  東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (40323810)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2022年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2021年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2020年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
キーワード微生物腐食 / ステンレス鋼 / 溶接部 / バイオフィルム / 次世代シーケンス / 定量PCR / 電位 / 腐食形態 / 鋭敏化 / その場観察 / 菌叢解析
研究開始時の研究の概要

微生物腐食が疑われる腐食事例解析を基盤に、フィールド調査、ラボ実証試験を骨格とした微生物腐食機構解明研究を展開する。
フィールド調査では、幾つかの金属学的因子を対象に、腐食を誘導する微生物要因の網羅的な解析を実施し、腐食を誘導する影響因子についても実証的に把握する。
ラボ実験では、確認された微生物腐食誘導因子の相関を抽出し、腐食機構、再現性、腐食速度/リスクを評価する。
導出された知見を体系/類型化し、既知の解析知見や微生物遺伝子情報などとの相関性も検証し、微生物腐食診断およびリスク評価/管理のための基礎を構築する。

研究成果の概要

微生物の直接/間接的作用により構造材料に大規模な腐食が誘導される現象(微生物腐食機構)の実証解明研究を行った。金属学的因子と微生物付着/腐食発生との相関について、材料学を基本とした腐食解析に、微生物腐食の可視化技術と最新遺伝子解析技術を連成し、革新的な微生物腐食研究へと展開し推進した。40種類以上の構造材料/材料組織を対象に、自然環境中で付着し、優占化する微生物種の知見を集積し、腐食誘導と微生物叢の動態の変遷を明らかにした。耐食鋼におこる微生物腐食機構を新規に提唱し、微生物腐食を診断する技術、さらには微生物腐食のリスクを予測し、対策/抑止する技術に展開する可能性を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

微生物腐食を誘導する金属学的因子の影響の実証的理解を目指し、材料種、元素濃度、組織特性などを評価軸とした革新的な微生物腐食研究を展開した。最新遺伝子解析を適用し、環境を構成する微生物群、金属学的因子に局在する微生物群、バイオフィルムの構成・動態の詳細を網羅的に解析し、金属学的因子と微生物の相互作用に関わる新知見を集積した。同手法により、腐食発生、電位貴化挙動といった材料劣化の経時変動と、微生物個体数/群集構造(叢)の動態との相関も明らかにした。
微生物腐食に関わる金属学的因子と微生物要因を明らかにし、微生物腐食診断技術と、微生物腐食のリスク管理のための技術の構築へ向けた研究基盤を形成した。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 8件、 招待講演 6件) 図書 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Corrosion Behavior and Action of Microbes on Copper in a Freshwater, Microbiologically Influenced Corrosion Risk Environment2023

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Miyano, Satoshi Wakai, Kazuhiko Miyanaga, Toshiyuki Sunab, Hirotaka Mizukami, Nanami Eno
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 64 号: 1 ページ: 280-286

    • DOI

      10.2320/matertrans.MT-D2022004

    • NAID

      130008117353

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 年月日
      2023-01-01
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Microbiologically influenced corrosion of stainless steel independent of sulfate-reducing bacteria2022

    • 著者名/発表者名
      Wakai Satoshi、Eno Nanami、Mizukami Hirotaka、Sunaba Toshiyuki、Miyanaga Kazuhiko、Miyano Yasuyuki
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 13

    • DOI

      10.3389/fmicb.2022.982047

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dynamics of microbial communities on the corrosion behavior of steel in freshwater environment2022

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Wakai, Nanami Eno, Kazuhiko Miyanaga, Hirotaka Mizukami, Toshiyuki Sunaba, Yasuyuki Miyano
    • 雑誌名

      npj Materials Degradation

      巻: 6 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41529-022-00254-0

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 微生物腐食の新展開 -動的解析のススメ‐2022

    • 著者名/発表者名
      若井暁,砂場敏行,宮野泰征
    • 雑誌名

      防錆管理

      巻: 66 ページ: 426-433

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] 淡水系の微生物腐食リスク環境における銅の腐食挙動と微生物への作用2021

    • 著者名/発表者名
      宮野 泰征、若井 暁、宮永 一彦、砂場 敏行、水上 裕貴、江野 七海
    • 雑誌名

      銅と銅合金

      巻: 60 号: 1 ページ: 150-156

    • DOI

      10.34562/jic.60.1_150

    • NAID

      130008117353

    • ISSN
      1347-7234, 2435-872X
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] その場観察技術を利用した微生物腐食研究2020

    • 著者名/発表者名
      MIYANO Yasuyuki
    • 雑誌名

      溶接学会誌

      巻: 89 号: 8 ページ: 561-565

    • DOI

      10.2207/jjws.89.561

    • NAID

      130007953896

    • ISSN
      0021-4787, 1883-7204
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 同一淡水系工業用水を起源とする好気および嫌気環境での金属表面の微生物群集構造の差異2023

    • 著者名/発表者名
      若井暁,水上裕貴,砂場敏行,宮永一彦
    • 学会等名
      一般社団法人日本鉄鋼協会第185回春季講演大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 金属腐食性海洋単離株FT01のべん毛を介した運動性と金属表面付着の解析2023

    • 著者名/発表者名
      宮川大,尾花望,伊藤菜々子,相沢慎一,宮野泰征,野村暢彦
    • 学会等名
      一般社団法人日本鉄鋼協会第185回春季講演大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ステンレス鋼表面の微生物叢形成に及ぼす電位の影響2023

    • 著者名/発表者名
      宮野泰征,田井光太郎,鴇田駿,砂場敏行,水上裕貴,若井暁
    • 学会等名
      一般社団法人日本鉄鋼協会第185回春季講演大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] オーステナイト系ステンレス鋼鋭敏化組織の微生物腐食感受性に関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      宮野泰征, 田井光太郎, 鴇田駿, 水上裕貴, 砂場敏行, 若井暁
    • 学会等名
      一般社団法人日本鉄鋼協会第184回秋季講演大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Cu合金/ステンレス鋼異材肉盛溶接部の組織形態と抗菌性2022

    • 著者名/発表者名
      門井浩太,宮野泰征,川畑竣大,小代田宗一,井上裕滋
    • 学会等名
      一般社団法人 溶接学会 2022年度秋季全国大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 抗菌材料を含む20種金属材料上のバイオフィルム・腐食生成物中の特徴的な微生物群集構造2022

    • 著者名/発表者名
      若井暁,水上裕貴, 砂場敏行,宮永一彦,宮野泰征
    • 学会等名
      第 69 回材料と環境討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 汎用γ系ステンレス鋼鋭敏化組織の微生物腐食感受性評価2022

    • 著者名/発表者名
      宮野泰征, 田井光太郎,鴇田駿,砂場敏行, 水上裕貴,若井暁
    • 学会等名
      第 69 回材料と環境討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 深海底における各種金属材料の腐食試験と微生物群集構造2022

    • 著者名/発表者名
      若井暁, 水上裕貴, 砂場敏行, 宮野泰征
    • 学会等名
      第23回極限環境生物学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Microbial dynamics during corrosion in freshwater environment2022

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Wakai, Nanami Eno, Hirotaka Mizukami, Toshiyuki Sunaba, Ippei Homma, Koji Watanabe, Tasuku Kobayashi, Yoshimi Kashima, Kazuhiko Miyanaga, Yasuyuki Miyano
    • 学会等名
      EUROCORR2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 金属腐食性海洋細菌の運動性とステンレス鋼表面への付着におけるマルチコピーフラジェリン遺伝子の異なる役割2022

    • 著者名/発表者名
      宮川大, 尾花望, 伊藤菜々子, 相沢慎一, 宮野泰征, 野村暢彦
    • 学会等名
      第53回ビブリオシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Distinct roles of multicopy flagellin genes in motility and adhesion to stainless-steel surface in a metal corrosive marine bacterium2022

    • 著者名/発表者名
      Dai Miyagawa, Nozomu Obana, Nanako Ito, Shin-ichi Aizawa, Yasuyuki Miyano, Nobuhiko Nomura
    • 学会等名
      ASM conference on biofilms
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Role of multi-flagellins in the metal-corrosive bacterium2022

    • 著者名/発表者名
      Dai Miyagawa, Nozomu Obana, Nanako Ito, Shin-ichi Aizawa, Yasuyuki Miyano, Nobuhiko Nomura
    • 学会等名
      日本細菌学会関東支部インターラボセミナー
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ステンレス鋼溶接金属中のCu濃度と微生物挙動の相互作用2022

    • 著者名/発表者名
      宮野泰征、小代田宗一、門井浩太、川畑竣大、井上裕滋
    • 学会等名
      一般社団法人日本鉄鋼協会 第183 回春季講演大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [学会発表] 工業用水環境における金属材料の微生物腐食事例と浸漬試験2022

    • 著者名/発表者名
      砂場敏行、宮野泰征、若井暁、宮永一彦、江野七海、水上裕貴
    • 学会等名
      一般社団法人日本鉄鋼協会 第183 回春季講演大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [学会発表] 淡水環境での腐食生成物中の微生物群集構造の遷移2022

    • 著者名/発表者名
      若井暁、砂場敏行、江野七海、水上裕貴、宮永一彦、宮野泰征
    • 学会等名
      一般社団法人日本鉄鋼協会 第183 回春季講演大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [学会発表] 微生物腐食誘導環境における SUS304鋼の腐食感受性評価2021

    • 著者名/発表者名
      宮野泰征、 内田政輝、高橋裕大、姚 程巍 、鴇田 駿、 伊藤菜々子、尾花 望、宮川 大、野村暢彦
    • 学会等名
      材料と環境 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [学会発表] 工業用水環境における金属材料の微生物腐食事例と実環境浸漬試験2021

    • 著者名/発表者名
      江野七海、宮野泰征 、若井 暁 、宮永一彦、鹿嶋賀実、 渡邉光司、小林 将、本間一平、水上裕貴、砂場敏行
    • 学会等名
      材料と環境 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [学会発表] 工業用水環境に浸漬した試験片上の微生物群集構造の解析2021

    • 著者名/発表者名
      若井 暁、江野七海 、宮永一彦、宮野泰征、砂場敏行、水上裕貴、鹿嶋賀実、渡邉光司、小林 将、本間一平 、高井 研
    • 学会等名
      材料と環境 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [学会発表] Corrosion and Microbiome of Various Metal Coupons Immersed in a Metal-corrosion Fresh Water Environment2021

    • 著者名/発表者名
      Wakai Satoshi, Miyanaga Kazuhiko, Eno Nanami, Mizukami Hirotaka, Sunaba Toshiyuki, Kashima Yoshimi, Watanabe Koji, Kobayashi Tasuku, Miyano Yasuyuki, Takai Ken
    • 学会等名
      World Microbe Forum
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Identification of metal-corrosive biofilm related genes in marine bacterium FT012021

    • 著者名/発表者名
      Dai Miyagawa, Nozomu Obana, Nanako Ito, Tomohiro Inaba, Yasuyuki Miyano, Nobuhiko Nomura
    • 学会等名
      INTERFINISH2020
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Corrosion and Microbiome analysis for some structural materials exposed in an MIC risk suspected environment2021

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Miyano, Satoshi Wakai, Kazuhiko Miyanaga, Toshiyuki Sunaba, Hirotaka Mizukami, Nanami Eno, Yoshimi Kashima, Koji Watanabe, Tasuku Kobayashi, Ippei Homma
    • 学会等名
      INTERFINISH 2020
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Corrosion and Microbiome of Various Metal Coupons Immersed in a Metal-corrosion Fresh Water Environment2021

    • 著者名/発表者名
      Wakai Satoshi, Miyanaga Kazuhiko, Eno Nanami, Mizukami Hirotaka, Sunaba Toshiyuki, Kashima Yoshimi, Watanabe Koji, Kobayashi Tasuku, Miyano Yasuyuki, Tkai Ken
    • 学会等名
      World Microbe Forum
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Corrosion and Microbiome analysis for some structural materials exposed in an MIC risk suspected environment2021

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Miyano, Satoshi Wakai, Kazuhiko Miyanaga, Toshiyuki Sunaba, Hirotaka Mizukami, Nanami Eno, Yoshimi Kashima, Koji Watanabe, Tasuku Kobayashi, Ippei Homma
    • 学会等名
      INTERFINISH2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Corrosion study and Microbiome analysis for some structural materials exposed in an industrial water environment2021

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Miyano, Satoshi Wakai, Kazuhiko Miyanaga, Toshiyuki Sunaba, Hirotaka Mizukami, Nanami Eno, Yoshimi Kashima, Koji Watanabe, Tasuku Kobayashi, Ippei Homma
    • 学会等名
      NACE EAPA 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] SUS304 オーステナイト系ステンレス鋼の微生物腐食感受性に及ぼす粒界クロム欠乏層の影響2020

    • 著者名/発表者名
      井上有人、西川聡、八代仁 、伊藤菜々子、尾花望、野村暢彦 、川村将也、宮野泰征
    • 学会等名
      一般社団法人日本鉄鋼協会 第180 回秋季講演大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 伊藤菜々子、尾花望、渡辺宏紀、稲葉知大、宮野泰征、野村暢彦2020

    • 著者名/発表者名
      海洋単離株FT01 の環境変化に応じた金属腐食
    • 学会等名
      一般社団法人日本鉄鋼協会 第180 回秋季講演大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 耐食鋼の電位貴化誘導環境下における銅・銅合金の 腐食/対微生物挙動2020

    • 著者名/発表者名
      宮野泰征、若井暁、宮永一彦、砂場敏行、水上裕貴、江野七海
    • 学会等名
      一般社団法人日本鉄鋼協会 第180 回秋季講演大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] SUS304 鋼溶接熱影響部の微生物腐食感受性に及ぼす粒界クロム欠乏層の影響2020

    • 著者名/発表者名
      井上有人、西川聡、八代仁 、伊藤菜々子、尾花望、野村暢彦 、川村将也、宮野泰征
    • 学会等名
      2020年度 溶接学会秋季全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] バイオフィルム革新的制御技術2023

    • 著者名/発表者名
      野村暢彦監修
    • 総ページ数
      500
    • 出版者
      株式会社エヌ・ティ・エス
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] 抗菌・抗ウイルス剤の最新動向2021

    • 著者名/発表者名
      宮野泰征; 第4章, 4節 (監修:冨岡敏一)
    • 総ページ数
      358
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781316017
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [図書] Electron-Based Bioscience and Biotechnology2020

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Miyano, Sreekumari K. R. Chapter16
    • 総ページ数
      237
    • 出版者
      Springer Books
    • ISBN
      9789811547638
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 微生物による金属腐食のブラックボックスを開ける

    • URL

      https://www.jamstec.go.jp/j/about/press_release/20220604/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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