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2015 年度 実績報告書

微生物の代謝反応が誘導する金属の腐食機構を応用した発電システムの開発に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 25420771
研究機関秋田大学

研究代表者

宮野 泰征  秋田大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60466589)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード微生物腐食 / アノード / カソード / マクロセル / 電位 / 共焦点レーザー顕微鏡 / COCRM / バイオフィルム
研究実績の概要

非生物系での検討結果を基に、生物系で微生物腐食機構を効率的に再現するための条件を導出する。電極反応の効率化を実現する化学物質、反応条件を特定し、その生産/消費に関連した生化学的機能を持つ微生物を選定する。選定した微生物の活動レベルと電極反応の相関について検討し、電極反応の向上に寄与する培養条件を導出する。電極反応の効率的再現下における、微生物の代謝挙動(反応物質の生成/消費)、バイオフィルム構造を最新の観察技術により可視化し、電極反応の機序を詳細に検討する。
○電極反応とバイオフィルムの相互作用の解明
電極反応が発現、維持、消滅へと推移する過程で成長するバイオフィルムの構造と電極表面(金属表面)の微視的形態を共焦点レーザー顕微鏡を利用した新規観察技術(COCRM:Continuous Optimizing Confocal Reflection Microscopy)により同時可視化し、さらにバイオフィルム内部の構造を染色試薬を使用した三次元蛍光染色画像として可視化することで詳細に検討する。電極表面に形成されたバイオフィルム内と反応層液相の各化学組成を化学分析手法で解析し、電極反応に生物が関与した場合としない場合の違いについて検討する。分極抵抗法、インピーダンス測定などの電気化学的解析手法を適用し、バイオフィルムと電極反応の相互作用について電気化学的側面から検討する。以上の検討を基に、微生物腐食の機構を応用した発電システム(電池)に関する研究基盤を確立する。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち謝辞記載あり 2件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 金属腐食とバイオフィルム2015

    • 著者名/発表者名
      宮野泰征
    • 雑誌名

      化学療法の領域

      巻: 31 ページ: 2220-2228

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 金属/微生物その場同時観察技術を利用した微生物腐食の可視化2015

    • 著者名/発表者名
      宮野泰征、稲葉知大、野村暢彦
    • 雑誌名

      材料と環境

      巻: 64 ページ: 492-496

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 金属/微生物その場同時CSLM観察によるバイオフィルム生成2016

    • 著者名/発表者名
      宮野泰征
    • 学会等名
      2016年真空・表面科学合同講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2016-11-29 – 2016-12-01
    • 招待講演
  • [学会発表] Elucidation of metallurgical factor for MIC (Microbiologically Influenced Corrosion) of stainless steel welds using a newly developed in-situ simultaneous Metal/Microbial observation technique2016

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Miyano, Tomohiro Inaba, Hiroki Watanabe,Tatunori Kiyokawa, Nobuhiko Nomura
    • 学会等名
      10th International Conference on Trends in Welding Research
    • 発表場所
      一ツ橋講堂、東京
    • 年月日
      2016-10-11 – 2016-10-14
    • 国際学会
  • [学会発表] 微細な元素濃度パターンを有するステンレス鋼表面を対象とした微生物付着挙動の可視化2016

    • 著者名/発表者名
      宮野泰征、渡辺宏紀、清川達則、継田唯俊、佐藤雄二、塚本雅裕、野村暢彦
    • 学会等名
      材料と環境2016春季全国大会
    • 発表場所
      筑波国際会議場、茨城
    • 年月日
      2016-05-25 – 2016-05-27
  • [学会発表] 反射顕微鏡法による微生物腐食とバイオフィルムの新規観察手法2016

    • 著者名/発表者名
      渡辺宏紀 、稲葉知大、尾花望、宮野泰征、野村暢彦
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会 第171回秋季講演大会
    • 発表場所
      東京理科大学、東京
    • 年月日
      2016-03-23 – 2016-03-23
  • [学会発表] 金属表面の微生物付着挙動解明にむけたその場観察技術とその応用2015

    • 著者名/発表者名
      宮野泰征、稲葉知大、渡辺宏紀、清川達則、野村暢彦
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会 第170回秋季講演大会
    • 発表場所
      九州大学、福岡
    • 年月日
      2015-09-17 – 2015-09-19
  • [学会発表] 反射顕微鏡法を用いた微生物腐食の新規観察手法の確立2015

    • 著者名/発表者名
      渡辺宏紀、稲葉知大、遠矢正城、茂木亮介、豊福雅典、宮野泰征、野村暢彦
    • 学会等名
      環境バイオテクノロジー学会2015年度大会
    • 発表場所
      東京大学、東京
    • 年月日
      2015-06-29 – 2015-06-30
  • [学会発表] 微生物腐食を誘導する金属学的因子の影響解明と微生物腐食発生プロセスの可視化に関する検討2015

    • 著者名/発表者名
      宮野泰征、稲葉知大、野村暢彦
    • 学会等名
      材料と環境2015春季全国大会
    • 発表場所
      東京電機大学、東京
    • 年月日
      2015-05-18 – 2015-05-20

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公開日: 2017-01-06  

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