科学

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    1: どてらを着た名無し 2016/07/02(土) 17:35:03.41 ID:CAP_USER9
    廃棄されていた卵の膜で、燃料電池の大幅なコストダウンに成功。

    著名な科学者の研究と思いきや、開発者は鳥取県米子市の国立米子工業高等専門学校の現役学生2人である。

    生物化学について探究するクラブ活動「B&C研究同好会」の前田千澄さん(物質工学科4年)=鳥取県出身=と後輩の山村萌衣さん(同3年)=広島県出身=だ。

    この画期的な研究は、5月8~13日に米フェニックスで開催されたインテル国際学生科学技術フェア (通称:Intel ISEF)でも高評価を受け、エネルギー化学部門で優秀賞2等に輝いた。

    地方という逆境に負けず成果を出した2人に、受賞までの苦労話を聞いた。

    ■価格は55分の1、廃棄時の二酸化炭素も低減

    卵の内皮「卵殻膜(らんかくまく)」と燃料電池を組み合わせる研究は、昨春に同好会の先輩たちから引き継いだテーマだった。

    燃料電池は、酸素と水素の化学反応で発電する仕組みで、二酸化炭素を出さないエネルギー源として注目される。

    2人は、発電に必要な「電解質膜」をタマネギやサツマイモの皮など、従来捨てられていた天然の物質で代用できないかを研究。

    卵殻膜に塩化白金酸溶液を染み込ませることで、高い通電性を実現できることを発見した。

    この卵殻膜は、従来使われている石油由来の素材・ナフィオン膜に比べ、コスト面で圧倒的な優位性を持つ。

    ナフィオン膜が3cm四方で1枚約800円に対し、卵殻膜は同サイズで14.4円と55分の1以下に抑えられる。

    塩化白金酸溶液より安価な塩化鉄溶液を用いることで、同サイズで0.9円とさらなるコストダウンも可能というから驚きだ。

    電解質膜の廃棄時も、ナフィオン材と比べて環境面への悪影響を大幅に低減できるという。

    ■「世界の舞台に立ちたい」と電池600個を手作り

    2人の最大の目標は、先輩たちのように国際学会で堂々と発表することだった。

    前年、先輩たちがIntel ISEFで発表する姿を見て、ともに「世界の舞台に立ちたい」と強く思ったという。

    憧れの舞台へは国内予選を通過しなければならず、出場だけでも難関だ。

    「審査員を納得させよう」(前田さん)と、放課後も夏・冬休みも返上して地道に実験を重ねた。

    素材ごとの性能の平均化するため、1回の実験で使う電池は4個。

    さらに、1回の実験で準備から片付けまで4時間ほど掛かる。

    計測中に条件を変えた別の電池を作っておくなど工夫しながら、150回以上も実験を繰り返し、自作した電池は600個を超えた。

    山村さんは「大変だったが、改良してどんどん性能が良くなって、最終的に40倍に伸びたので楽しかった」と振り返る。

    前田さんはバスケットボール部マネージャー、山村さんは書道部も兼部している。

    それぞれの部活動と日頃の学習の合間を縫い、B&C同好会の研究に取り組んだ。

    Intel ISEFへの出場権獲得後も、専門用語を駆使する英語での資料作りや発表練習に四苦八苦したという。

    リーダーを務めた前田さんは「こんなに集中して1つのことに取り組んだのはいい経験。つらい時もあったけど、自分なりの乗り越え方を見つけられた」と成長を実感している。(以下省略)

    http://irorio.jp/wp-content/images/uploads//2016/06/c52c873dfaf9c1d6c7bc3a161227975d-640x427.jpg
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    http://irorio.jp/takumiurushidate/20160702/326803/

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    MIT
    1: どてらを着た名無し 2016/07/01(金) 11:31:40.90 ID:CAP_USER
    MIT、チェレンコフ放射によるグラフェンの電気-光変換現象を解明

    マサチューセッツ工科大学(MIT)らの研究チームは、グラフェン内部で電気を光に変換する新原理を解明した。チェレンコフ放射(荷電粒子の速度が媒質中の光速を超えるときに光が出る現象)を利用する。2016年6月13日付けの Nature Communications に論文が掲載されている。

    チェレンコフ放射は、物質中を進む荷電粒子の速度がその物質中での光速を超えるときに光の衝撃波が生じる現象である。その仕組みは航空機が「音速の壁」を超えたときに生じる衝撃波(ソニックブーム)に類似している。天文学上の超高速の宇宙粒子や、高エネルギー加速器内などで見られる現象であり、通常の地上の技術でチェレンコフ放射が起きることはないと考えられてきた。

    しかし、研究チームは今回、グラフェンの内部でチェレンコフ放射による発光が実際に起こりうることを理論的に明らかにした。

    グラフェンに光を照射したとき、表面プラズモン効果により、真空中での光速度の数百分の1まで光が減速されることがある。また、グラフェン中では、電子が質量を持たない粒子(ディラックフェルミオン)として振舞うため、106m/s程度(フェルミ速度)という超高速で動けるようになる。このフェルミ速度が、グラフェン中で減速された光の速度とほぼ一致するため、電子が光速を超えることでチェレンコフ放射が発生するという。

    図は、グラフェン中でのチェレンコフ放射の概念を表したもの。グラフェン上を電子(明るい色の矢印)が超高速で動くとき、衝撃波が発生し、プラズモン(赤い矢印)が2方向に射出される。

    この現象を利用することで、ナノスケールのデバイスにおいて電気信号を効率よく光に変換できると考えられるため、光コンピュータ用チップにも応用できる可能性がある。今回の研究は理論的な段階であり、研究チームでは今後、このコンセプトを実デバイスを使って実証していくとしている。

    グラフェン中でのチェレンコフ放射の概念図(出所:MIT)
    http://sustainablejapan.net/app-def/S-102/wp/wp-content/uploads/2016/07/MIT.jpg
    http://sustainablejapan.net/?p=6442

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    hemp_medical
    1: どてらを着た名無し 2016/06/30(木) 09:27:03.19 ID:CAP_USER
    大麻が脳にダメージ解明 認知症治療に応用期待
    共同通信47NEWS 2016/6/30 06:13
    http://this.kiji.is/120995692084789251

    大麻に含まれる「カンナビノイド」という成分が脳の神経回路を壊すことを、
    大阪大の木村文隆准教授(神経科学)のチームがマウスの実験で突き止め、
    米科学誌電子版に30日までに発表した。

    チームは、大麻摂取が脳に障害を与えることを科学的に示したと説明している。

    木村准教授は「人間の脳内にはカンナビノイドに似た物質がもともとあり、
    カンナビノイドの働きを止めて神経回路の破壊を抑えることで、
    脳の損傷や認知症の治療に応用できる可能性もある」と話している。
    (引用ここまで 以下引用元参照)

    ▽関連
    The Journal of Neuroscience, 29 June 2016, 36(26): 7039-7054; doi: 10.1523/JNEUROSCI.4280-15.2016
    Developmental Switch in Spike Timing-Dependent Plasticity and Cannabinoid-Dependent Reorganization of the Thalamocortical Projection in the Barrel Cortex
    http://www.jneurosci.org/content/36/26/7039.short

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    20101121213722667
    1: どてらを着た名無し 2016/06/25(土) 21:38:41.61 ID:CAP_USER
    水素が、体を酸化させる活性酸素を中和することで老化を防ぎ、ガンや糖尿病を退治してくれる水――という触れ込みで今、話題の“水素水”。市場規模200億円ともいわれ、大手飲料メーカーがこぞって新商品を発売している。だが、そもそも人の体内でも水素は発生しており、実物を飲んでも普通の水と味や匂いも大差ない。なぜ人は疑似科学を信じてしまうのか。水素水以外にも批判されて、なお生き残っている疑似科学はまだある。

    その代表格と言っても過言ではないのが“EM菌”だ。もともと土壌改良を目的に開発された微生物資材だったが、’90年代後半からどんどん疑似科学化し、東日本大震災以降は放射能除去効果があるとも謳われた。現在でも河川の水質浄化を目的にした、EM菌の投入イベントを企画している団体すらある。

    「農業資材だけならまだしも、環境浄化や医療効果まで主張し始めて、話がどんどん大きくなり、疑似科学として問題のあるレベルになってきているのです」(疑似科学に詳しい明治大学の石川幹人教授)

    そんなEM菌以上に、つい信じてしまいがちなのが、健康効果を謳った“モノ系”疑似科学だという。斉藤秀雄さん(仮名・40歳)は某プロ野球監督が身に着けている“磁気ネックレス”の愛用者だ。

    「前から肩や首のコリがひどくて、今でもゴルフや運動の後、全身にコリが出ちゃうけど、これを着けると痛みとかダルさが全然違う」

    だが、五本木クリニック院長の桑満おさむ氏はこう断言する。

    「磁気の効果は科学的な根拠が十分とはいえません。多少はコリをほぐすかもしれませんが、あくまでプロの選手が自分のモチベーションを維持するために使うもの。ゲン担ぎ程度のものでしょう」

    男性がスポーツ関連に手を出しやすいのに対し、女性に浸透しているのが“子宮系”だ。山野芳子さん(仮名・28歳)は母親からある生理用ナプキンを勧められた。

    「『紙ナプキンは石油を使っているから危険だ』と言われ、渡されたのが布ナプキンです。エコで節約にもなると聞かされたのですが、正直、いまだ半信半疑です」

    この布ナプキンはそれ自体、疑似科学とは言えないが、問題はその「お勧めの理由」にある。

    「石油だから危険といった時点でまったくのデタラメ。子宮温めも具体的な効果は不明。前にはやった疑似科学『経皮毒』の亜流でしかない」(水に関する著書も多い法政大学の左巻健男教授)

    http://nikkan-spa.jp/1135404

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    1: どてらを着た名無し 2016/05/14(土) 08:58:18.63 ID:CAP_USER
    http://zasshi.news.yahoo.co.jp/article?a=20160514-00010004-bjournal-soci
    Business Journal 5月14日 6時1分配信


    2014年4月9日、会見を行う小保方晴子氏(撮影=吉田尚弘)拡大写真

     今年3月10日、ドイツの名門大学、ハイデルベルク大学の研究グループがSTAP関連の論文を発表した。論文タイトルは『Modified STAP conditions facilitate bivalent fate decision between pluripotency and apoptosis in Jurkat T-lymphocytes(邦訳:修正STAP条件によって、JurkatT細胞の運命が多能性と細胞死の間で二極分化する)』である。

     海外の一流大学が、いわゆる「STAP現象」の再現実験を行ったということで話題となっている。以下に同論文の概要を紹介する。

    <(1)序論:STAP論文は撤回されたが、低pHの刺激による万能性獲得の可能性は、がん、または、がん幹細胞の分野においては魅力的な課題である。

    (2)実験:そこで、理化学研究所と米ハーバード大学から発表されたプロトコルを改変して、セルライン化されたT細胞に刺激を与える実験を行った。

    (3)結果:当グループが見つけたpH3.3の条件では、酸処理後、多能性マーカーの一種であるAP染色陽性細胞の割合が増加した。AP陽性の多能性細胞は酸処理ストレス下を生き延びて優位に増加。

    (4)考察:小保方晴子氏【編注:一連のSTAP細胞論文問題をめぐり2014年12月に理研を退職】が英科学誌「ネイチャー」で発表したプロトコルでは成功しなかった。それは、使用している緩衝液の緩衝能が適していないことが理由として考えられたので、それも変更した。

     一番の発見は、このような瀕死のストレス条件では、Acute T-cell leukemia(ヒト急性T細胞白血病)の細胞株である JurkatT細胞が、万能性を獲得するか、もしくは死ぬかの間で揺らいでいることである。何がそれを左右するのかを探るのが今後の課題だ>

     わかりやすく解説すると、以下のようになる。

    <小保方氏が発見したSTAP現象を、がん細胞の一種であるJurkatT細胞を用いて再現実験を試みた。同細胞に対しては、小保方氏がネイチャーで発表した細胞に酸性ストレスをかける方法ではうまくいかなかったため、独自に修正した酸性ストレスをかける方法を試してみたところ、細胞が多能性(体のどんな細胞になれる能力)を示す反応を確認した。それと同時に細胞が死んでしまう現象も確認されたので、何が細胞の運命を分けているのかを探っていきたい>

    ●がん細胞の分野で研究の価値大

     今回の論文で多能性を確認したAP染色陽性細胞は、小保方氏らのSTAP論文でも発現が確認されている多能性マーカーのひとつである。細胞が酸性ストレスによって多能性を示すという反応は、まさに小保方氏が発見したSTAP現象そのものだ。


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     世界的に活躍する国際ジャーナリストで、自身もニューヨーク医科大学で基礎医学を学び医療問題に関するリポートも多い大野和基氏は、同論文を次のように評価している。

    「STAP現象の論文は撤回されたが、少なくともがん細胞の分野ではまだまだ研究の価値がある、ということだ。細胞の多能性に対する酸性 pH の効果は、がん生物学(がん幹細胞も含む)の分野では、注目されるトピックであり、STAP細胞が、がん細胞ではできた可能性があることを、このハイデルベルク大学の論文は示している。

     また、この研究者らの実験では、小保方氏が確認した多能性を示すOCT4の発現を変えることができなかったようだが、異なる結果として、De Los Angelesほかが、STAPプロトコルのような、強いストレスでOCT4の発現が増加した例を紹介している。

     ともあれ、『ネイチャー』のSTAP論文撤回後、海外の大学、しかもハイデルベルク大学においてSTAP現象を確認する実験が行われたことは注目すべきことである」

     がん細胞の一種であるJurkatT細胞に対して、小保方氏が行った方法ではうまくいかなかった理由について、ある生物学の専門家は次のように分かりやすく説明してくれた。

    「細胞の種類によってストレス反応に違いがあることも一因と考えられます。小保方氏はがん細胞以外の細胞を使っていたため、ストレスをかけるpHの違いが出ても不思議ではありません。

     また、培養系の実験では、緩衝材の違いはもちろん、試薬のロット(製造日)差によっても結果が違ってくるというのは周知の事実ですし、シャーレのメーカーによっても結果に違いが出ることがあるほどです。それほど微妙な調整が必要な世界であり、プロトコル(手順)通りにやっても同じ結果が得られないことは普通です。
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