2012-04-03

【“太陽光発電”をするスズメバチ】科学を身近に☆NewStream

旬の話題から自然の摂理が学べる!科学を身近に☆NewStreamです。
今週の科学ニュースを紹介します。
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スズメバチの一種オリエントスズメバチには、太陽光から電気を生成する“ソーラーセル”が組み込まれているという。初めて動物界で“太陽光発電”が確認された。
national geographic news
より

研究チームのリーダーでイスラエルにあるテルアビブ大学のマリアン・プロトキン氏は、「オリエントスズメバチは外骨格の内部で電気を生成する。しかしその仕組みは謎だった」と話す。
 オリエントスズメバチの発電現象を発見したのはプロトキン氏の師に当たる故ヤコブ・イシャイ氏。太陽が最も強く照らす時間帯に活発に行動する生態から、この事実にたどり着いていた。ほかのスズメバチにはこのような習性はないという。プロトキン氏の研究チームはこの発見からさらに一歩進み、ハチの外骨格の構造を解析し、電気がどのように生成されるのかを解明した。

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まず表面の茶色の組織が光を捕獲し、黄色の組織が光から電気を生成する。「ただし、この電気を何に利用しているのかよくわからない」とプロトキン氏は述べる。「それでも、研究を始める際に周りから“うまくいくはずない”といわれていたので、まずは十分な成果だと思っている」。
 人間が作る太陽電池の発電効率は通常10~11%程度だが、オリエントスズメバチはわずか0.335%しかないという。したがって、エネルギーの大部分は依然としてエサから得ていることになる。
「しかし、この点はそれほど重要ではない」とプロトキン氏は話す。「なぜなら、植物や微生物の間で太陽の光を捕獲する集光性がみられることは珍しくないが、動物界ではいままで確認されたことはなかったのだ」。
 研究チームはオリエントスズメバチの茶色の組織の多くにメラニンを発見した。人間の肌では有害な紫外線を吸収して熱に変換し、肌の細胞を保護している色素だ。光を捕獲する溝も組織にある。太陽の光線を組織内に導きつつ、小さな光線に分割していた。プロトキン氏は、「茶色の組織は太陽光を閉じ込める“光トラップ”として機能し、受けた光のわずか1%しか反射していなかった」と話す。
 一方、黄色の組織には、キサントプテリンという色素が含まれていた。チョウの羽や哺乳類の尿を黄色にしている色素である。研究チームは、キサントプテリンを単離して液体溶液を作り、一種の導体である固体太陽電池の電極内にその溶液を配置した。そして、電極に光を放つと、溶液中のキサントプテリンが電気を生成した。
 イギリスにあるロンドン自然史博物館の昆虫学者クリス・ライアル氏は、今回の研究を受けて次のように話す。「素晴らしい研究だ。発電しないスズメバチとの外骨格構造の比較研究が望まれる。今回の研究が正しければ互いに全然違うはずだ」。
 また、ライアル氏によると、“発電能力”を持つ昆虫はほかにもいる可能性があるという。「例えば、フランスとスペインの国境にあるピレネー山脈で出会ったアポロウスバ(学名:Parnassius apollo)は、羽ばたく前に太陽の光を十分に浴びる習性を持っていた。おそらく、太陽放射を吸収していたのだろう。両者を比べてみるとおもしろいだろうね」。

【ポイント】
このスズメバチは動物界で初めて太陽光から電気を生成する“ソーラーセル”が組み込まれています。発電効率はシリコンによる太陽光発電に比べると0.335%と低いですが、体組織の色素を使って発電する発電方法は、金属から生物へ、新しい太陽光発電への可能性の追求につながるのではないでしょうか。

参考:太陽光発電の変換効率が75%!?量子ドット太陽電池の可能性
参考:低コストの太陽電池(実用化にめど)

List    投稿者 isiisii | 2012-04-03 | Posted in W.科学NewStreamNo Comments » 

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