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エネルギー

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1: 2018/05/28(月) 19:09:27.15 ID:CAP_USER
生物が生きる上でアミノ酸の構成要素の「窒素」は不可欠の物質です。
しかし、植物は窒素を空気中から直接取り込むことはできないため、空気中の窒素を固定化できる特殊な菌を利用することもあります。
窒素固定のために菌と共生してきた植物の遺伝子情報を調べたところ、進化の過程で何度も共生関係を解消してきた過去があることが判明しています。

Phylogenomics reveals multiple losses of nitrogen-fixing root nodule symbiosis | Science
http://science.sciencemag.org/content/early/2018/05/23/science.aat1743
https://i.gzn.jp/img/2018/05/28/multiple-losses-nitrogen-fixing-root/00_m.jpg

Plants repeatedly got rid of their ability to obtain their own nitrogen | Ars Technica
https://arstechnica.com/science/2018/05/plants-repeatedly-got-rid-of-their-ability-to-obtain-their-own-nitrogen/

Plant symbioses -- fragile partnerships -- ScienceDaily
https://www.sciencedaily.com/releases/2018/05/180524141556.htm

他の生物と同様に植物にとってもアミノ酸などの生態に必要な分子を作るために窒素が不可欠です。
空気の約8割を占める窒素ですが、不活性なため直接体内に取り込むことはできず「固定化」することが必要です。
植物は空気中の窒素を固定化することができないので、基本的には肥料など水素と結合した形で土壌から窒素を体内に取り込むことになります。

これに対して、一部の菌は空気中の窒素を固定化することができ、この菌を体内に取り込んで共生する植物がマメ類などでいくつか知られています。
この菌は「根粒菌」と呼ばれ、その名のとおり「根粒」と呼ばれる植物の根のコブにとどまり植物とともに生活します。

続きはソースで

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20180528-multiple-losses-nitrogen-fixing-root/
ダウンロード (2)


引用元: 【環境/化学】窒素固定のために菌と共生してきた植物が過去に何度も関係を解消していたことが明らかに[05/28]

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1: 2018/06/06(水) 09:18:22.43 ID:CAP_USER
CERN(欧州原子核研究機構)の大型加速器「大型ハドロン衝突型加速器(LHC)」を使った実験で、最も重い2つの粒子であるトップクォークとヒッグス粒子が一つの陽子衝突から同時に誕生したことを示す発見がありました。これは世界で初めて観測されたもので、この宇宙に「質量」というものが存在する起源を理解する上で重要な発見となります。

UZH - Direct Coupling of the Higgs Boson to the Top Quark Observed
http://www.media.uzh.ch/en/Press-Releases/2018/CMS-Experiment.html

ヒッグス粒子は「神の粒子」とも呼ばれる素粒子で、物質に質量をもたらすことで引力を生み出し、この宇宙が存在できる究極の根源になっているとも考えられています。
その概念は1964年にピーター・ヒッグス教授によって予言されていたのですが、実際に2012年にヒッグス粒子とみられる新粒子が発見されており、ヒッグス氏は2013年のノーベル物理学賞を受賞しています。

しかし、ヒッグス粒子は目に見えず、センサーで検知することもできません。
非常に概念を理解することが難しいものですが、「雪」を使って表現すると、その仕組みや重要性が少し理解しやすくなります。

現地時間の2018年6月4日、LHCに設置された粒子検出器「CMS(小型ミューオンソレノイド)」と「ATLAS(トロイド型LHC観測装置)」と使った実験の中で、ヒッグス粒子とトップクォークが直接相互作用していることを世界で初めて確認したことが発表されました。

続きはソースで

https://i.gzn.jp/img/2018/06/05/higgs-boson-top-quark-direct-coupling-observed/00_m.jpg

関連動画
New results proving that the top quark acquires its mass from the Higgs ...
https://youtu.be/JFJpPpVI7u4



GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20180605-higgs-boson-top-quark-direct-coupling-observed/
images


引用元: 【物理学】ヒッグス粒子とトップクォークの同時観測に世界で初めて成功、「質量」の起源の解明に一歩[06/05]

ヒッグス粒子とトップクォークの同時観測に世界で初めて成功、「質量」の起源の解明に一歩の続きを読む

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1: 2018/05/29(火) 20:19:58.19 ID:CAP_USER
発電所や機械の動作で発生する熱エネルギーを効率よく電気エネルギーに変換することができれば、
大きなエネルギー効率の上昇が見込めます。
多くの研究者が高効率な発電ができる材料の研究を進めてきましたが、MITの科学者らは高磁場の環境下で特定の材料に高熱を加えることで、大きなエネルギーを得られることを発見しました。

Large, nonsaturating thermopower in a quantizing magnetic field | Science Advances
http://advances.sciencemag.org/content/4/5/eaat2621
https://i.gzn.jp/img/2018/05/29/high-magnetic-fields-produce-energy/01_m.jpg

New materials, heated under high magnetic fields, could produce record levels of energy
https://knowridge.com/2018/05/new-materials-heated-under-high-magnetic-fields-could-produce-record-levels-of-energy/

熱電発電とは、物体の温度差が直接電力に変換されるゼーベック効果という現象を利用して、熱を持った物体から電力エネルギーを得る発電方法です。
物体の片面が高温、反対の面が低温の状態になると両面の間に電位差が生じて発電できるこのシステムでは、熱を効率よく電気エネルギーに変換できる材料(熱電変換素子)が求められます。
熱電発電の実用化が現実味を持って受け入れられてから60年もの間、世界中の研究者らは効率的な熱電変換素子を探し求めてきました。

そんな中、2018年5月25日に科学雑誌のScience AdvancesにMITの研究チームが発表した研究結果によれば、従来の熱電変換素子よりも5倍も高い効率で発電可能な熱電変換素子が発見されたとのこと。

熱電変換素子は2種類の異なる金属や半導体を接合し、両端に温度差を生じさせて高温側の電子を低温側に移動させ、電圧を発生させています。

続きはソースで

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20180529-high-magnetic-fields-produce-energy/
images (5)


引用元: 【エネルギー】従来の5倍もの効率で熱を電気エネルギーに変換する物質が発見される[05/29]

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1: 2018/05/31(木) 10:21:48.81 ID:CAP_USER
太陽光や風力といった自然エネルギー(再生可能エネルギー)は「自然にやさしい」というイメージがあります。しかし太陽光や風力は、水力発電と同じ電力量を生み出すのに、水力発電所の5倍の面積が必要だといいます。それは「エネルギー密度」が低いからです。筑波大学の掛谷英紀准教授は「高校までの知識で、自然エネルギーのウソは容易にわかる」といいます――。(第2回、全4回)

■大多数の人が知らない「自然エネルギーが自然を破壊する」

今回の話題は、「電気の未来」というタイトルで、大学のオープンキャンパスや高校での出前講義などの機会に、理系の高校生を相手に何度も話してきたものです。基本的に高校レベルの話ですし、普段高校生相手に話す内容に比べるとかなり平易にしています。

まず、講義で必ず聞くクイズを紹介しましょう。

福島第一原発の事故の後、「これからは自然エネルギーの時代」だと言われていますが、なかなか普及しません。それはどうしてでしょうか?

A 研究予算が足りないから
B 電源として不安定だから
C 自然を破壊するから
D 原理的に無理だから

Aを選ぶ人はテレビの見すぎです。お金があれば何でも解決するという考えは、技術を知らない人の発想です。

理系の高校生の大多数はBを選びます。Bは半分正解です。たしかに、太陽光発電や風力発電のように、気象条件で出力が大きく変化する、電源として不安定な自然エネルギーもあります。

しかし、その一方で水力発電や地熱発電のように電源として安定している自然エネルギーもあります。もし電源の不安定性だけがネックなら、水力発電と地熱発電はもっと普及するはずです。

答えはCなのですが、正解できる人は少数です。自然エネルギーが自然を破壊するという発想は、テレビや新聞だけが情報源の人からは全く出てこないでしょう。

それでも水力発電の話をすれば、自然破壊とのリンクが見えてくるのではないでしょうか。今でこそ話題にならなくなりましたが、民主党政権時代、八ッ場ダム建設反対で盛り上がっていたことはまだ記憶に残っていると思います。当時、ダムは自然破壊の象徴でした。水力発電のためにダムをつくることは、確かに大規模な自然破壊につながります。

■風力発電と太陽光発電は水力発電の5倍の開発面積を必要とする

では、自然エネルギーによる発電に大規模な自然破壊が伴うのはどうしてでしょうか? その謎を解くため、講義で聞くクイズをもう一つ紹介します。

火力発電で重油を1立方メートル燃やして得られるのと同じだけのエネルギーを、高さ100メートルのダムを使った水力発電で得るには、何立方メートルの水が必要でしょうか?

これを知識として知っている人はほとんどいないので、講義では直感で答えてもらっています。今までの講義では10倍から100倍、つまり10立方メートルから100立方メートルといった答えが最も多いです。たまに1000倍といった回答もあります。しかし、実はそれでも全然足りません。

正解は「約4万立方メートル」です。この数値は高校で習う物理と化学の知識を使って計算することができます。

水力発電で得られるエネルギーは、高校の物理で習う位置エネルギーから計算できます。位置エネルギーは<質量×重力加速度×高さ>で表されます。水1立方メートルの質量は1000 kgです。重力加速度は9.8m/s/sです。今、ダムの高さは100mと仮定しています。これらの数字を掛け合わせると、98万J(ジュール)、すなわち0.98MJ(メガジュール)となります。

一方、重油1立方メートルを燃やしたときに得られるエネルギーは、化学の燃焼熱(反応熱)の考え方で求めることができます。詳細な計算は省略しますが、得られる結果は3万9000MJです。

よって、これと同じエネルギーを得るには約4万立方メートルの水が必要になるわけです(なお、これらの計算は全て変換効率100%、すなわち、もとのエネルギーが全て電気エネルギーに変換される場合での比較です)。

続きはソースで

http://president.jp/articles/-/25265
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引用元: 【エネルギー】太陽光、風力発電・・・自然エネルギーが自然にやさしいという嘘 高校の知識で分かる不都合な真実

太陽光、風力発電・・・自然エネルギーが自然にやさしいという嘘 高校の知識で分かる不都合な真実の続きを読む

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1: 2018/05/20(日) 08:31:09.14 ID:CAP_USER
カリフォルニア工科大学(Caltech)の研究チームは、環状構造の有機分子の一種であるビシクロブタン(C4H6)を大量合成することができる細菌を遺伝子操作によって作り出すことに成功したと発表した。

ビシクロブタンはさまざまな有用物質を化学合成するときの出発材料として利用されるが、自然界にはほとんど存在せず、合成が難しかった。研究論文は科学誌「Science」に掲載された。

ビシクロブタンは環状につながった炭素原子を含む有機分子である。
4個の炭素原子が2つの三角形を構成し、それらの三角形同士が1辺を共有する構造であり、四角い紙を対角線に沿って折り曲げたような形状となっている。

炭素環が不自然な角度で折り曲げられ歪んでいるため、きつく巻いたバネのように高いエネルギーをもつという性質がある。
このエネルギーの高さによって、ビシクロブタンは化学反応を促進させる能力をもち、医薬、農薬、その他さまざまな材料の化学合成の出発材料として利用できる。

一方、歪みエネルギーが高いという性質は、分子構造としては不安定であるともいえる。
このため、シクロヘキサン(C6H12)やシクロペンタン(C5H10)といった他の炭素環と違って、ビシクロブタンを合成できる生物学的過程が存在せず、自然界ではほとんど見つけることができない。

続きはソースで

関連ソース画像
https://news.mynavi.jp/article/20180416-617156/images/001.jpg

マイナビニュース
https://news.mynavi.jp/article/20180416-617156/
※ご依頼がありました
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引用元: 【細菌/分子】ビシクロブタン合成能力をもつ細菌が遺伝子操作によって誕生 - Caltech

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1: 2018/05/27(日) 10:30:22.35 ID:CAP_USER
何らかの感染症にかかり入院した患者で余分な体重を持つ人は、肥満ではない人より生き残るチャンスが2倍である。英紙インデペンデントが報じた。

デンマーク・オーフス大学の研究チームが発表した。

退院後90日間に亡くなったデンマークの患者1万8000人を研究すると・・・

続きはソースで

https://jp.sputniknews.com/science/201805264918153/
ダウンロード (8)


引用元: 【医学】肥満の人は感染症から生き残るチャンスが2倍

肥満の人は感染症から生き残るチャンスが2倍の続きを読む
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