アウシュビットと竜飛岬

 

 

 

【スターウォーズ・デザイン　エピソードⅠ】

すべてはデザインで決まる。

Ｃ－３ＰＯのコンセプト

初期のアイディアでのＣ－３ＰＯは、内部のメカが完全に露出しているのではなく、自動車のように
内部フレームで囲まれていた。だがルーカスとしては、それでは少々仕上がりがよすぎると感じた。
そこでダグ・チャンは、ルーカスが満足する段階までＣ－３ＰＯを分解してデザインしていく。

【ナノモータ研究：第三イオンで駆動するハイブリッド型細菌べん毛モータの発見】 

例の「ネオコン創業論」の考察でバイオナノテクノロジーをまとめいる最中なのだが、ナノモータの開発に繋が
ると考えられている「細菌べん毛モータ」に関する技術報告があったたことに気づき作業終了後、その確認を
行った。と、いっても、東洋大学の生命科学部とバイオ・ナノエレクトロニクス研究センタが、カリ
ウムイオン、ルビジウムイオンとナトリウムイオンで駆動するハイブリッド型生物モーターを発見し
たということで、昨年10月に公表されているものだが、それまで微生物の運動器官であるべん毛モー
タは、プロトン（H+）またはナトリウムイオン（Na+）で駆動するナノマシンであると考えられてい
たが、その常識を覆し、第三のイオンとして新たにカリウムイオン（K+）、ルビジウムイオン（Rb+）
でも駆動できるハイブリッド型生物モータを新たに見つけ、べん毛モータのエネルギー変換ユニット
に変異を導入してカリウムイオンでは駆動できなくなったモータを構築することにも成功したという
もの。このナノマシンの作動原理は、微細加工化された人工ナノマシンの開発に役立ち、多種類のエ
ネルギーが利用可能になるという今回の成果は、今後医療分野におけるナノモーターの研究にも波及
が期待されている。

それによると、“回転している”という発見から40年近くたった細菌の運動器官であるべん毛の回転
機構の詳細は現在も解明されていない。べん毛モーターは、直径40～50nmの“ナノマシン”であり、
細胞膜に埋め込まれていて、細胞膜を横切るプロトン（Ｈ+）かNa+の電気化学的駆動力（プロトン駆
動力とナトリウム駆動力という)によりべん毛が回転。べん毛のモーターの駆動部は、回転子と固定子
からなり(上図)、固定子であるMot(モット)複合体は、イオンチャンネルとして機能し、チャンネル中
をイオンが通過するときにべん毛の回転子(FliG)を回転させる駆動力を発生させると考えられている。
一般にpH10といった高アルカリ性pHでで良好に生育する好アルカリ性細菌は、Ｈ+を共役イオンとして
利用しづらいため、Ｈ+の代わりにNa+を共役イオンとして利用している。そして、べん毛モータのエ
ネルギー源もNa+駆動力を利用し、そのべん毛モーター固定子は、Na+型固定子複合体MotPSを持ってい
るが、今回、報告リ性細菌が持つNa+駆動型の固定子MotPS複合体とは異なるイオンを利用できるよう
に環境適応進化したモータを持っていたが、vedder1934株の持つべん毛モータ固定子MotPSは、Na+と
K+の２種類のイオンを利用できること分かったという。

生物が持つ回転運動するモータは、地球上で４種類のみが発見されているだけである。それらは３種
類のATP合成酵素(Ａ型、Ｖ型、Ｆ型)とべん毛モータである。40年以上前に発見されたべん毛モーターは、
発見当時、その構造が人工のモーターと構造が類似しているということで人々に驚きを持って迎えら
れたが、その回転機構の解明は、その大きさが40～50nmということもあり困難を極め、最近の科学技
術の進歩によってようやく研究が新たな段階にさしかかってきたところだという。vedder1934株は、
自然界の土壌からではなくヒトの排泄物から分離された好アルカリ性細菌で、シロアリや昆虫の幼虫
などの腸内から分離された一部の好アルカリ性細菌は、Na+感受性でＫ+要求性を示すものが報告され
ている。このようにvedder1934株のべん毛モーター固定子MotPSは、多量のＫ゛が存在する生息環境に
適応するためにNa+しか利用できないべん毛モーター固定子MotPSから１カ所のアミノ酸置換（MotS-M33）
だけでＫ+も利用できるべん毛モータに進化したと考えられる。今回のハイブリッド型生体ナノマシン
の発見は、生物の環境適応進化の分野やナノテクノロジーの分野からも重要な発見だとされる。バイ
オナノテクノロジーの成熟するにはまだまだ時間がかかりそうに見えるが、半導体や薄膜ディスプレ
イなどの開発がそうであったように、着実に花を咲かせる時代はやってくるだろうと思っている。

※出典：ハイ才サイエンスとインダストリー vol.11 No.4（2013）

 

【リチウムイオン電池電解液の還元反応機構】

物質・材料研究機構は、富士フイルム株式会社と共同で、京コンピュータ上で化学反応シミュレーシ
ョンを実行、リチウムイオン電池の性能と安全性の鍵となる電解液の還元分解および電解液と電極の
界面での被膜形成の反応機構を分子レベルで明らかにしたという。とこで、必要とされる容量などの
高性能化と高信頼性や長寿命などの安全性の両立にはまだ多くの技術的課題が残件。この性能と安全
性の鍵となるのが、電池の重要な構成要素であり電解液の還元分解とその分解物による電極界面の被
膜（Solid Electrolyte Interphase: SEI膜）形成。このSEI膜の機能は、微量の添加剤の導入により著しく
改善することが既に知られている、SEI膜形成の反応過程は実験的な直接観察が難しく、いまだに分
かっていなかった。そのため、高精度な計算が可能な第一原理分子動力学法と液体中の化学反応の自
由エネルギー計算手法を融合させた計算技術を世界で初めてリチウムイオン電池に適用し、リチウム
イオン電池の典型的な電解液材料であるエチレンカーボネート(EC)と添加剤としてよく用いられるビ
ニレンカーボネート(VC)の還元分解過程と、SEI膜の素材となる重合過程を分子レベルで明らかでき
たという。これらの反応機構は添加剤によりSEI膜の性能と安全性がなぜ向上するのかという原理も
示された。

上図（a）添加剤がないEC 溶媒のみの場合のSEI 形成反応機構、(b) VC 添加剤の役割として従来考
えられてきた反応機構、(c）本研究が明らかにしたVC 添加剤導入による機能の向上したSEI の形成
機構。


このことで、いまだに謎が多いリチウムイオン電池の電解液分解と SEI膜形成過程の理解を増進し、
高機能なSEI膜の設計・開発を促進するとみられている。大型リチウムイオン電池等に必要な高性能
かつ高安全性をもたらす新しい電解液や添加剤の計算機材料設計が今後急速に進められるとみられて
いる。




青函トンネルにある世界で初めての海底駅の「竜飛海底駅」が北海道新幹線の工事に伴い、ことし11
月で事実上廃止される。これで国内にある鉄道の海底駅はすべて姿を消すことになるという。青森県
の竜飛崎の海面下134メートルにある「竜飛海底駅」は、25年前の1988年に、青函トンネルの開通に
合わせ、北海道側の吉岡海底駅と共に開業した世界で初めての海底駅。JR北海道によると、2015年度
末の北海道新幹線の開業に向けてトンネルの改修のため、見学者向けに続けてきた下り３本、上り１
本の特急列車の停車をことし11月10日で取りやめる方針。

 

 

小学校横のうめだ花月がまだ映画館であったころ、映画「我が闘争」という大きな看板がかかっていて、暫くす
ると（どの程度の時間を経のか記憶が薄らいでいるが）、テレビ放送（モノクロ）されていたが、その目を背けた
くなるような残忍な映像に衝撃を受けた。それから、10年後、そのナチズム（虚無革命運動＝目的なき破
壊運動）の深層を数冊の本を読み学ぶことになる。政治・労働運動などに関わったこともあり、自分
なりの歴史認識を持つに至る。それで？！それでというわけでないが、へなちょこな歴史認識にはビ
クともしない？！　^^;