日本化学会 トルコで開催される国際化学オリンピック派遣生徒を決定

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2020年3月23日

 日本化学会と「夢化学‐21」委員会はこのほど、トルコ・イスタンブールで開催される「第52回国際化学オリンピック」の日本代表生徒4人を決定した。

 今年1月に一次選抜試験で19人から12人に絞られ、今月の2次選抜合宿で4人が選ばれた。トルコ大会の開催期間は7月6~15日までの10日間で、実験試験・理論試験が行われる。

 国際化学オリンピックは、世界約80の国や地域から選ばれた高校生が集結する化学の祭典。高校などに在学する20歳未満の生徒が対象となっている。

 昨年7月に開催されたフランス大会では、日本代表として高校生4人が参加し、金メダル2個、銀メダル2個を獲得している。

 

NEDO CNF製品開発の即戦力人材を育成、講座開講

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2020年3月19日

 NEDOは、特別講座の一環で、石油由来の素材の代替となる植物由来の新材料として、幅広い分野への活用が期待されるセルロースナノファイバー(CNF)の社会実装を拡大、促進するため、企業でCNFの新製品開発の中核となる即戦力人材を育成することを目的に、人材育成講座を2020年度より開講する。

 講座は、東京大学、京都大学、京都市産業技術研究所、産業技術総合研究所(産総研)を、拠点として実施。内容は、①人材育成講座、②受講者参加の合同ワークショップ、③周辺研究などの実施、となっている。

 受講生は半年間の講義を通じて、CNF関連の各種製造技術や分析・評価技術を体系的に習得するとともに、実習を行うことで、製品開発に必要な各種技術を身につけることができる。

 なお、受講の申し込みはウェブサイトからのみ。産総研の「CNF人材育成講座(2020年度前期)受講生募集」(https://www.aist.go.jp/chugoku/ja/event/2020fy/0401-0930.html)から参加手続きが行える。

 CNFは、鋼鉄の5分の1の軽さで5倍以上の強度を持つ、軽量・高強度のバイオマス由来の高性能素材。石油由来の代替となる植物由来の新材料として、幅広い分野への活用が期待されている。

 NEDOでは、2013年より「非可食性植物由来化学品製造プロセス技術開発」プロジェクトを通じ、木質系バイオマスから化学品までの一貫製造プロセスとして、「高機能リグノセルロースナノファイバーの一貫製造プロセスと部材化技術開発」を推進。

 自動車や家電などへの利用を実現するリグノCNFの一貫製造プロセスを世界に先駆けて開発し、パイロットプラント(京都プロセス)を構築した。また、同時にCNFの安全性評価基盤技術や、効率的に高性能CNFを製造できる原材料評価手法の開発を実施している。

 NEDOは、産業界のニーズに応えるため、最新のCNF関連技術に関して、実践的かつ即戦力となる人材の育成を目指す。

京都大学など EVのCO2削減は限定的、包括的な対策必須

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2020年3月18日

 京都大学と広島大学の気候変動に関する研究グループはこのほど、将来の電気自動車(EV)の導入によるCO2排出量削減の効果を解析した。

パリ協定の気候目標達成には社会全体での取り組みがかなめ
パリ協定の気候目標達成には社会全体での取り組みがかなめ

 同研究によると、EVの導入によりエネルギー消費量は減少することがわかったものの、発電システムが火力発電に依存する現状のままでは将来のCO2排出量はほとんど変わらず、全体としては正味で増加することが明らかになった。さらに、仮に全ての車をEV化し、発電システムに再生可能エネルギーを大規模に導入したとしても、CO2削減効果は2割程度にとどまった。

 この結果は、パリ協定の2℃目標を達成するためには、交通という単一セクターの限定的な取り組みだけでは難しいことを示唆している。

 一方で、EV化の大小に関わらず全部門で削減目標に向かって対策を実施すれば、将来的に大幅な削減につながる結果もでている。同研究グループは、家庭・産業・交通といったエネルギー需要全体を包括的に捉えた上で、「発電などのエネルギー供給が脱化石燃料化していなくてはならず、社会全体での取り組みが必要だ」と指摘する。

 2015年のパリ協定では、国際社会は全球平均気温の上昇を2℃以下に抑え、温室効果ガス(GHG)の排出を今世紀後半に実質ゼロまで下げるという気候安定化目標を掲げた。現在EVが急速に普及してきており、その導入により自動車由来のCO2排出量削減が期待されている。しかし、EVの定量的な貢献度についてはこれまで示されていなかった。

 そこで、京大大学院工学研究科の藤森真一郎准教授と広島大学大学院国際協力研究科の張潤森助教らの研究グループは、EVの導入状況と交通部門以外の排出削減努力の進展度合いによって6通りのシナリオを設定し、コンピューターシミュレーションを試みた。

 シナリオは、EVが2050年で大量導入されているか否か、交通部門以外の排出削減努力がどのように進んでいるかという2つの考え方から構成。

 後者ではさらに、①排出削減が進まない現状の延長②大規模な排出削減が経済システム全体で進む③発電部門のみで再エネが積極的に導入される―の3つのケースを想定した。将来の人口やGDP、エネルギー技術の進展度合い、再エネの費用、食料、土地利用政策などGHG排出に関連するさまざまな社会経済条件を与えたシミュレーションモデルを使い、各シナリオについて統合評価を行った。

 今後は、EVの蓄電池の複合的な役割などを反映し、より詳細に解析していく考えだ。

 

DNP ディスプレイぎらつき現象、光学測定原理を解明

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2020年3月18日

 大日本印刷(DNP)はこのほど、光の映り込みを防ぐ「防眩フィルム」を貼ったディスプレイ表面のぎらつき現象に関して、今まで比較が困難だった異なる測定装置や測定条件下でも、信頼性の高い客観的データの取得に必要な光学測定原理を解明した。これにより、ぎらつき現象を定量的に比較・評価することが可能となり、「防眩フィルム」の開発効率を高めることができる。

 ディスプレイは高精細化によりぎらつきが増加する傾向にあり、より正確なぎらつき現象の評価が重要になっている。ぎらつき測定は、防眩フィルムを貼ったディスプレイ表面をカメラで撮影して、撮影画像からぎらつきの明暗として感じられる輝度分布の標準偏差を平均値で除して行う。

 DNPは、カメラレンズの絞りから測定面を見込む角度でディスプレイ面上の最小解像領域の大きさが決まることを確認し、ディスプレイ面上の最小解像領域の大きさがぎらつきに反比例することを突き止めた。

 その結果、撮影の際には最小解像領域が同じになるようにレンズの焦点距離や測定距離を適切に設定することにより、異なる測定条件でも撮像面上でのぎらつきが一致することを実証した。

 また、カメラレンズの撮像素子上の最小解像領域は一般的にレンズのF値(レンズの焦点距離と絞り開口径の比)のみに依存することが知られているが、同じF値で撮像するという条件をさらに加えることで、異なる焦点距離のレンズを用いた場合でも、測定装置から出力されるぎらつきの値を一致させることに成功。これらの知見を用いることで、異なる測定装置・条件の場合でも、測定値の差異が生ずる原因解析や基準を統一したデータ比較を行うことができる。

 今後、同社はこの知見を活用し、顧客の要望や課題を適切かつ迅速に捉え、高精細化が進む大型ディスプレイやモバイル端末、車載向けディスプレイ用に新たな防眩フィルムを提供していく。また、電気・電子技術分野の国際規格の作成を行う国際標準化機関IEC(国際電気標準会議)規格化の議論をサポートする知見になることを期待している。

 

NEDOなど 福島で世界最大級の水素製造施設が完成

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2020年3月16日

 NEDOと東芝エネルギーシステムズ、東北電力、岩谷産業はこのほど、2018年から福島県浪江町で建設を進めてきた、再生可能エネルギー(再エネ)を利用した世界最大級となる10メガワットの水素製造装置を備えた水素製造施設「福島水素エネルギー研究フィールド(FH2R))」が2月末に完成し稼働を開始したと発表した。

 同施設は、再エネなどから毎時1200ノルマル立方メートル(定格運転時)の水素を製造する能力を持つ。電力系統に対する需給調整を行うことで、出力変動の大きい再エネの電力を最大限利用するとともに、クリーンで低コストな水素製造技術の確立を目指す。

 なお、製造された水素は、定置型燃料電池向けの発電用途、燃料電池車や燃料電池バス向けのモビリティ用途などに使用。主に圧縮水素トレーラーやカードルを使って輸送し、福島県や東京都などの需要先へ供給する予定だ。

 水素は、電力を大量に長期で貯蔵できることに加え、長距離輸送が可能。また、燃料電池によるコジェネレーション(熱電併給)や、燃料電池車など、さまざまな用途に利用できる。将来的には、再エネ由来の水素を活用し、製造から利用に至るまで一貫したCO2フリーの水素供給システムの確立が望まれている。

 政府が2017年に公表した「水素基本戦略」では、再エネの導入拡大や出力制御量の増加に伴い、大規模で長期間の貯蔵を可能とする水素を用いたエネルギー貯蔵・利用(Power‐to‐Gas)が必要とされている。

 この水素を用いたエネルギー貯蔵・利用には、出力変動の大きい再エネを最大限活用するための電力系統需給バランス調整機能(ディマンドリスポンス)だけでなく、水素需給予測に基づいたシステムの最適運用機能の確立が必要となる。こうした中、NEDOなど4者は、再エネの導入拡大を見据え、ディマンドリスポンスとしての水素活用事業モデルと水素販売事業モデルの確立を目指した技術開発事業に注力。

 水素の製造・貯蔵と電力系統の需給バランス調整の最適な組み合わせを、蓄電池を用いることなく水素エネルギー運用システムにより実現することが今回の実証運用の最大の課題だ。

 FH2Rでは今後、それぞれの運転周期の異なる装置で、電力系統のディマンドリスポンス対応と水素需給対応を組み合わせた最適な運転制御技術を検証する。

 

ダイセル 新型コロナのワクチン開発に投与デバイスを提供

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2020年3月16日

 ダイセルは13日、大阪大学とアンジェス(大阪府茨木市)による新型コロナウイルス感染症(COVID‐19)向けDNAワクチンの共同開発に、細胞内へ薬剤を送達する新規投与デバイス「アクトランザ ラボ」技術を提供すると発表した。

 投与の際に新規投与デバイスを使用することにより、遺伝子発現効率とDNAワクチンの抗体産生力を上げることで、より有効性の高いDNAワクチン開発が期待できる。

 これにより、大阪大学とアンジェスの共同開発、ダイセルの新規投与デバイスを用いた薬剤送達技術でのDNAワクチン開発の加速化、プラスミドDNAの製造技術と製造設備を持つタカラバイオ(滋賀県草津市)の製造と、開発から製造までの一貫したプロセスで、6カ月以内のできる限り早い時期の臨床試験開始を目指す。

 ダイセルの新規投与デバイス「アクトランザ ラボ」は、火薬を駆動力として針を用いることなく薬液を特定の組織内に送達する技術。動物モデルを用いた研究によると、従来の針を用いた注射と比較して、送達場所の正確さに加えて遺伝子発現効率を高めることが報告されている。皮膚内には筋肉内に比べ免疫担当細胞が多くいることから、ワクチンの効率を高めることが期待できる。

NEDO 南アフリカ共和国で低環境負荷型海水淡水化システムを実証

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2020年3月13日

 NEDOと日立製作所はこのほど、南アフリカ共和国ダーバン市で海水淡水化・水再利用統合システムの実証運転を開始したと発表した。

 実証事業では、NEDOの国内実証事業で確立した同システム「RemixWater」を基に、排水(下水を再生処理する過程で排出される水)を用いて海水を希釈し塩分濃度を下げることで、従来の海水淡水化システムで必要だった高圧ポンプ(6~7MPa)を中圧ポンプ(3~4MPa)に置き換え、日量6250tの飲料水を生産可能な実証設備を構築し、従来比30%以上の消費電力削減を目指す。

 また、海水淡水化については、塩分濃度が高い濃縮海水の排出による周辺海洋環境への影響が問題となっているが、同事業で実証するシステムでは希釈した海水を淡水化することにより排水の塩分濃度を海水と同程度とし、海洋環境への負荷低減につなげる。

 NEDOでは将来的に、深刻な水不足に直面している南アフリカをはじめ、水不足が深刻な地域への同技術の普及を含めた水インフラ整備や産業発展への貢献につなげていく。

 日立は同様に、実証事業を契機として、水資源が不足する国・地域に対して同システムをはじめとする先進の水環境ソリューションの提案を進め、引き続き水インフラの整備や課題解決に取り組み、SDGsの達成に寄与していく考えだ。

東京農工大学など 加工性に優れた木材つくる桑の仕組みを解明

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2020年3月11日

 東京農工大学をはじめとする国内外の機関から成る研究グループはこのほど、大正時代に奥尻島で発見された桑の野生種である赤材桑(せきざいそう)が、鮮やかな赤い色の木材をつくる仕組みを解明した。

 この木材は色が赤いだけでなく、通常の樹木がつくる木材よりも成分の分離が容易で、化学パルプや燃料、化成品の製造に適している。今回の成果により、桑の木材に新しい利用の道が開かれるとともに、他の樹種への応用も期待される。

 研究を行ったのは、東京農工大大学院農学研究院生物システム科学部門の梶田真也教授のほか、農業・食品産業技術総合研究機構、産業技術総合研究所、森林研究・整備機構、米・ウィスコンシン大学、ベルギー・ゲント大学。

 最初に赤材桑と普通の桑の木材の分解産物を調査した結果、赤材桑からはインデン骨格を持った特殊な化合物が検出された。この化合物は、桑の木材に20%程度含まれる芳香族高分子リグニンに由来する。

 そこで、赤材桑からリグニンを単離して分子構造を調べたところ、赤材桑のリグニンには、インデンの元になる多量のケイ皮アルデヒド類が取り込まれていた。

 次に、研究グループはリグニンの合成に関与する、シンナミルアルコールデヒドロゲナーゼ(CAD)遺伝子の全塩基配列を決定したところ、通常品種では正常なCAD遺伝子が、赤材桑では一塩基の挿入によって完全に壊れていた。

 通常品種では、CADの働きによりケイ皮アルコール類が合成され、これが重合することでリグニンが生成する。しかし、赤材桑ではCAD遺伝子が破壊されているため、十分な量のケイ皮アルコール類が合成できず、その代替としてケイ皮アルデヒド類が重合することにより、リグニンの構造が変化することが判明した。

 ケイ皮アルデヒド類のリグニンへの取り込みは、塩基性条件下でのリグニンの分解性を高め、その後の酵素処理による木材からの単糖の回収率(糖化率)向上に寄与することが期待される。実際にアルカリ溶液で前処理した木粉をセルラーゼで加水分解したところ、期待通り赤材桑の木材では糖化率が格段に向上した。

 現在、化石資源の一部を代替するため、木材から燃料や化成品を製造する技術の開発が世界中で進められているものの、木材からの効率的なリグニンの除去が大きな技術課題となっている。リグニンが取り除きやすい木材を蓄積する赤材桑をさらに詳しく調べることは、桑だけでなく、他の樹種の木材の用途拡大にも貢献すると考えられる。

三井化学 尿素と微生物培養でアマモ場の再生を支援

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2020年3月11日

 三井化学は、和歌山工業高等専門学校(和歌山県御坊市)の楠部真崇准教授が進めるアマモ場再生のフィールド試験を、同社が持つ微生物培養技術で支援した。

アマモ場の様子
アマモ場の様子

 アマモは、海中の有機物の無機化や海中へ酸素を供給する役割を担う海草で、その群生地のアマモ場は、水生生物の産卵場所や幼稚仔魚の成育の場になっている。

 環境変化により減少を続けるアマモ場の再生には、従来、生分解性プラスチック容器を用いた植え付けや、アマモ種子を織り込んだ麻シートの沈設などが行われてきた。しかし、いずれも海洋ゴミを増加させる可能性があり、さらなる技術開発が必要とされていた。

 そこで楠部准教授らは、微生物の尿素の代謝を利用して砂を固化させたバイオセメントを開発。海水中で徐々に崩壊する性質があるため、バイオセメントでアマモ種子を埋包して海底に沈設すれば、アマモの成長に合わせてセメントが崩壊し、最終的には元の砂に戻る。用いる砂や微生物をアマモ場から採取し、外部環境から異物を持ち込まないことから、環境負荷をかけない海洋環境保全が期待されている。

バイオエンジベンチで微生物を培養する様子
バイオエンジベンチで微生物を培養する様子

 三井化学は今回のフィールド試験に向け、バイオセメントの原料の1つとして使用する尿素を提供するとともに、微生物の大量培養を同社茂原研究・開発センター(千葉県茂原市)にあるバイオエンジベンチで行った。同装置は、パイロットレベルの培養設備で、通常はバイオ関連製品開発のスケールアップの検討に使用されている。

 昨年12月、楠部准教授と和歌山高専の学生たちにより、同校に隣接する日高町の方杭(かたくい)海岸でフィールド試験を開始。アマモの種子を埋め込んだバイオセメントの海底への散布を行った。2月末時点ではアマモの出芽は確認されていないが、天然のアマモの出芽も見られていないとのこと。海水温15℃。出芽には海水の温度変化なども影響するという。アマモの出芽が待たれる。

アマモの種子を埋め込んだバイオセメントを散布する学生たち
アマモの種子を埋め込んだバイオセメントを散布する学生たち

 楠部准教授らは、数年をかけて定点観測と海水採取を実施し、アマモ場の拡大と水生生物の回復・維持を評価していく。なお、三井化学が今回大量培養した微生物は、今後のフィールド試験への利用を視野に入れ、和歌山高専で保管されている。

 同社は引き続き、さまざまな社会課題解決に向け、事業活動を通じて広く貢献していく。

日本化学会 第11回化学遺産認定、新たに4件を発表

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2020年3月11日

 日本化学会は10日、第11回化学遺産認定に新たに4件を認定したと発表した。

 同学会では、化学と化学技術に関する貴重な歴史資料の保存と利用促進を目的として、2008年度に化学遺産委員会(委員長・植村榮京都大学名誉教授)を設置。化学遺産認定はこの活動の1つで、歴史資料の中でも特に貴重なものを認定することにより、文化遺産、産業遺産として次世代に伝えるとともに、化学に関する学術と教育の向上と化学工業の発展に資することを目指している。

 これまで50件が認定されていたが、今年は、「タンパク質(チトクロムc,タカアミラーゼA)の三次構造模型」「日本の近代化学教育の礎を築いた舎密局の設計図(大阪開成所全図)」「日本初の純国産「金属マグネシウムインゴット」」「日本初の西洋医学処方による化粧品「美顔水」発売当時の容器3点」の4件が新たに認定された。 

なお、今月開催を予定していた「第100春季年会」は、新型コロナウイルス感染拡大防止のため中止となっている。