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光合成

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1: 2015/07/11(土) 10:06:14.95 ID:???.net
太陽光エネルギーを利用したエタノール燃料生成に成功 — 大阪市立大学
http://www.osaka-cu.ac.jp/ja/news/2015/x6w0pm
人工光合成で車の燃料生成/エタノール、大阪市立大 | 全国ニュース | 四国新聞社
https://www.shikoku-np.co.jp/national/science_environmental/20150710000582

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http://www.osaka-cu.ac.jp/ja/news/2015/images/150708-1.jpg/@@images/5e7db056-a064-4fc4-86ed-88ffb02894d1.jpeg
二酸化炭素を出発物質としたエタノール生産のための人工光合成技術

https://www.shikoku-np.co.jp/img_news.aspx?id=20150710000582&no=1&kyodo=1
 人工光合成に必要な物質を加えた酢酸の水溶液(左)にハロゲンランプを照射し、エタノールができた状態の水溶液(大阪市立大の天尾豊教授提供)


(前略)


研究の背景

 科学技術の発展に伴って生じた温室効果ガスなどによる地球環境汚染、大量の産業廃棄物処理および石油・石炭などの化石エネルギーの枯渇という重大な問題については、次の世代のためにも早急に解決する必要があります。特に、環境低負荷型エネルギー循環システムの構築や、二酸化炭素を代表とする温室効果ガスを有効利用するエネルギー変換システムの開発は、今世紀中の取り組みが必須であると言えるでしょう。

地球規模で削減目標を定められている二酸化炭素に関しては、排出を規制して削減することも考えられますが、逆に二酸化炭素を積極的に原料として利用し、有用物質に変換する方法の開発も重要な課題です。このような状況下で、太陽光エネルギーを利用し二酸化炭素を新たな燃料に変換する人工光合成技術が注目を浴びています。自動車等の次世代低炭素燃料として注目を浴びているエタノールを作ることができれば、新たな人工光合成系の応用技術になります。

 これまでに二酸化炭素を炭素数1のメタノールに変換する人工光合成系は報告されていましたが、炭素数をさらに一つ増やしたエタノールを作り出す技術には至っていませんでした。

研究の内容

 太陽光エネルギーを用いて二酸化炭素をメタノールやエタノールへ分子変換する技術が構築できれば、再生可能エネルギーの代表である太陽光エネルギーを利用し、二酸化炭素を有用な資源に取り込むことができます。

私たちは二酸化炭素を出発物質として人工光合成技術を用い、エタノールを生産する反応系の構築に取り組みました。下図に示すような二酸化炭素とメタン(あるいはメタンの代わりにメタノール)から酢酸を生産し,さらに人工光合成技術を用いて酢酸からエタノールを合成することを考案し、実験の結果、成功しました。酢酸からエタノールを合成できる人工光合成技術の成功報告はこれまでに無く、今回我々が新たに成し遂げた成果です。この技術では、150分間太陽光を照射すると酢酸のおよそ5%がエタノールに変換されます。

期待される効果

 これまで人工光合成技術を用いた二酸化炭素の分子変換技術は、その生成物が一酸化炭素、ギ酸、メタノール等炭素数が1のものに限られていました。上図に示す技術が達成できれば、燃料として実用がより期待されるエタノールを太陽光と二酸化炭素から作り出すことができるようになり、従来開発されている食糧等からのバイオエタノール生成技術と同等の新しい技術になりうるものと期待されます。

詳細・続きはソースで

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引用元: 【エネルギー技術/生化学】人工光合成でエタノール燃料の生成に成功 大阪市立大学

【すごい!】人工光合成でエタノール燃料の生成に成功 大阪市立大学の続きを読む

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1: 2015/07/03(金) 18:34:09.41 ID:???.net
色鮮やかに光るサンゴを発見、深い海なのになぜ? | ナショナルジオグラフィック日本版サイト
http://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/15/070200167/

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http://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/15/070200167/01.jpg
このハナガタサンゴの一種は青色の光または紫外線を浴びると、蛍光発光の色が緑から赤に変わる。(Photograph By Professor J Wiedenmann)
http://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/15/070200167/02.jpg
虹のように色とりどりの光を放つ紅海のサンゴ。体内に共生させている藻類の光合成を助けるためと考えられている。(Photograph By Professor J Wiedenmann)


 紅海の比較的深い海中で、虹のように色とりどりの光を放つサンゴが見つかった。これまで見たことがない光景だと研究者らは感嘆している。

「これだけの水深で、こんなにも多様な色彩があることに本当に驚きました」と、英サウサンプトン大学の海洋生物学者ヨルク・ヴィーデンマン氏は話す。

 ヴィーデンマン氏がこれほど目を見張ったのは、同じ紅海のサンゴ礁でも、水深の浅いところでは緑色のサンゴしか見られないからだ。(関連写真:「アラビアの海を慈しむ」)

 一般にサンゴが輝くのは、日光を遮る蛍光色素を持つためだ。太陽の強い光線を浴びると、人間と同じように、サンゴとその体内に共生する藻類の褐虫藻もダメージを受ける。

「浅い海は明るい日光に照らされるので肉眼では色素が見えにくいが、サンゴが大量の色素を作っていれば視認できる」と、サンゴに関する今回の研究を率いたヴィーデンマン氏は語る。研究の成果は6月24日付「PLOS ONE」に掲載された。

 これらのサンゴの色素は研究が進んでいる一方、研究者たちはより深い海にすむサンゴの蛍光性にはあまり注目してこなかった。浅瀬のサンゴに比べると日光を浴びる量が少ないからだ。

 そこで疑問がわく。紅海のサンゴはなぜこんなにも色鮮やかなのか?


虹のような輝き

 2014年、ヴィーデンマン氏はイスラエルにある海洋科学共同研究所と連携し、同国エイラトの近くで、光合成だけでは生物が生きていけない明るさ、すなわち水深30~100メートル余りの中深度にあるサンゴ礁の調査を始めた。

 この水深まで来ると、太陽光はほとんどサンゴに届かない。わずかに届く光はほとんどが青色で、それ以外の色の光は散乱してしまう。(参考記事:「海の酸性化からサンゴを守る応急処置」)

 そんな暗い海の中で研究チームは、鮮やかな緑やオレンジ色に輝くサンゴがあるのを発見した。

続きはソースで

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文=Carrie Arnold/訳=高野夏美

引用元: 【海洋生物学】紅海の比較的深い海中で、色鮮やかに光るサンゴを発見 光がほとんど届かない闇の世界で、なぜカラフルになったのか

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1: 2015/06/28(日) 02:03:22.12 ID:???.net
「体内時計」、地球の自転周期と同調 ラン藻で実験
引用元:日本経済新聞Web刊 2015/6/27 21:35配信記事
http://www.nikkei.com/article/DGXLASDG25HA4_X20C15A6CR8000/

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生物の体内時計をつかさどる「時計タンパク質」が、24時間という地球の自転周期に合わせて動く仕組みを、自然科学研究機構分子科学研究所(愛知県岡崎市)などの研究グループがラン藻を使った実験で解明した。
体内時計の不調に由来する睡眠障害の治療に役立つ可能性がある。

細菌の一種であるラン藻には日中に光合成をして、夜は休眠するという一日の生活のリズムがあるという。

生活リズムには、時計タンパク質の中で、エネルギー物質のATP(アデノシン三リン酸)が水分子と結合することで、どれだけ分解されるかが深く関わっている。
グループは大型放射光施設「スプリング8」(兵庫県佐用町)を使ってラン藻の時計タンパク質の構造を調べた。

その結果、ATPが水分子と結合するのを抑制する構造物の存在が判明。

続きはソースで

▽関連リンク
・自然科学研究機構分子科学研究所 プレスリリース
地球の自転周期、タンパク質が原子スケールで記憶(秋山Gら) 2015/06/26 
https://www.ims.ac.jp/news/2015/06/26_3224.html

・Science DOI: 10.1126/science.1261040
Atomic-scale origins of slowness in the cyanobacterial circadian clock
http://www.sciencemag.org/content/early/2015/06/24/science.1261040.abstract

引用元: 【生化学】体内時計をつかさどる『時計タンパク質』 地球の自転周期と同調 細菌の一種ラン藻で実験/分子科学研究所

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1: 2015/06/15(月) 18:34:52.04 ID:???.net
太陽光:太陽電池や人工光合成を高効率化する“世界初”の技術、九州大が開発 - スマートジャパン
http://www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1506/15/news028.html
九州大学プレスリリース
http://www.kyushu-u.ac.jp/pressrelease/2015/2015_06_10.pdf

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http://image.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1506/15/rk_150612_kyusyu01.jpg
図1 三重項―三重項消滅機構によるフォトンアップコンバージョンの仕組み 出典:九州大学


九州大学の研究チームは、低エネルギーの光を高エネルギーの光に変換するフォトン・アップコンバージョン技術の実現に必要な分子組織体の開発に世界で初めて成功した。太陽電池や人工光合成の効率を高めるための画期的な方法論になることが期待される。

[長町基,スマートジャパン]

 九州大学大学院工学研究院/分子システム科学センター(CMS)の君塚信夫主幹教授・センター長と楊井伸浩助教授らの研究グループは、フォトン・アップコンバージョン技術の実用化に必要な分子組織体を世界で初めて開発した。

 フォトン・アップコンバージョンとは、これまで利用できなかった低エネルギーの光を高エネルギーの光に変換する技術で、太陽電池や人工光合成の効率を飛躍的に向上するなどの再生可能エネルギー技術への応用が期待される。

 太陽エネルギーの約半分は近赤外光で占められているものの、近赤外光はエネルギーが低いためこれまでの太陽電池では有効活用することが難しかった。また太陽エネルギーから水素を生みだす次世代技術として期待されている人工光合成では、可視光を効率よく利用することは難しいとされていた。このように従来の太陽光エネルギーの利用技術では、利用できる光の波長範囲が限られるという大きな問題があった。

 この問題を解決する可能性があるのが、フォトン・アップコンバージョンというエネルギー創成技術である。低いエネルギーの光を高いエネルギーの光に変換することで、これまで使えなかった光も利用できるようになる。

 フォトン・アップコンバージョンにはさまざまな機構があるが、中でもレーザーのような強力な光を用いず、太陽光程度の弱い光をアップコンバージョンできる「三重項-三重項消滅(triplet-tripletannihilation: TTA)」を経る機構が注目されており、世界中で研究が進められている。

続きはソースで

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引用元: 【化学/エネルギー技術】太陽電池や人工光合成を高効率化する「分子組織化フォトン・アップコンバージョン」技術を開発 世界初 九州大

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1: 2015/05/16(土) 22:36:18.43 ID:???*.net
京都大学の末次健司特定助教は、鹿児島県鹿児島郡三島村竹島での調査で、未知の菌従属栄養植物を発見した。

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植物の中には、光合成を行わず、すべての養分を他の植物や菌類から略奪する「従属栄養植物」と呼ばれる種が存在し、その中でも菌類に依存するものを「菌従属栄養植物」と呼んでいる。菌従属栄養植物は光合成を行わないため花期と果実期にしか地上に姿を現さず、見つけることが非常に困難である。

今回の研究では、鹿児島県三島村竹島において調査を行い、未知の菌従属栄養性のラン科植物を発見した。
この植物は、オニノヤガラ属に属し長い花筒をもつことから、既知種の中ではハルザキヤツシロランや、末次研究員が昨年度発表したタケシマヤツシロランに近縁と考えられる。

しかし、タケシマヤツシロランでは黒褐色である花被片の色が本種では淡褐色であることや、花期がタケシマヤツシロランよりも1~2週間早いことから、花の内部形態を精査したところ、ずい柱や唇弁の形態がタケシマヤツシロランとは異なっていることが分かった。

続きはソースで

なお、この内容は植物分類学の国際誌「Phytotaxa」に掲載された。
http://www.zaikei.co.jp/article/20150516/249591.html

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ヌカヅキヤツシロランの自動自家受粉様式(ずい柱の中心部分が折れ曲がり、葯帽(花粉)とともに柱頭に接着している。この部分をお辞儀に見立てた)(京都大学の発表資料より)
http://www.zaikei.co.jp/files/general/2015051620053210big.jpg

論文:Gastrodia flexistyloides (Orchidaceae), a new mycoheterotrophic plant
with complete cleistogamy from Japan
http://biotaxa.org/Phytotaxa/article/view/phytotaxa.175.5.5

引用元: 【植物】光合成をやめ、開花するのもやめた新種のラン科植物を発見 鹿児島県・竹島

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1: 2015/05/10(日) 22:20:18.37 ID:???.net
<ヨシ>塩水で育つ仕組み、塩害に強いイネの開発にも (毎日新聞) - Yahoo!ニュース
http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20150510-00000044-mai-sctch

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 海水が混ざる河口などに生えるイネ科植物のヨシは、吸収した塩水中のナトリウムを根から排出する仕組みを持つため塩水でも育つとの研究成果を、日本原子力研究開発機構などのチームが 発表した。11日付の日本植物生理学会誌電子版に掲載される。塩害に強いイネの開発につながる可能性がある。

 ヨシは海水の30%程度の濃度の塩水でも育つが、米作向けのイネは塩水中のナトリウムによって光合成をしにくくなり、生育が悪くなる。

 チームは、微量の放射性ナトリウムを加えた塩水(海水の10%程度の濃度)でヨシとイネを水耕栽培し、植物内でのナトリウムの動きを観察した。その結果、イネは塩水に根をつけてから1~2時間でナトリウムが葉の先端まで達し、その後も根から葉に送られ続けた。しかし、ヨシは茎や葉にナトリウムが移行しないうえ、根から茎の付け根まで達した後、根に戻って外へ排出されていた。

 チームの樋口恭子・東京農業大教授らは、ナトリウムの排出にかかわる遺伝子の研究も進めており、「津波や台風で海水をかぶった水田でも育つイネの品種改良につなげたい」と話す。【大場あい】

引用元: 【植物生理学】イネ科植物のヨシ、吸収したナトリウムを根から排出するため塩水でも育つ 塩害に強いイネの開発にも

イネ科植物のヨシ、吸収したナトリウムを根から排出するため塩水でも育つ 塩害に強いイネの開発にもの続きを読む
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