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化学反応

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1: 2016/08/27(土) 00:31:13.61 ID:CAP_USER
世界初、どこをとっても軟らかいタコ型ロボを開発 米大学

(CNN) 米ハーバード大学はこのほど、軟らかな素材だけで作られた小さなタコ型ロボット「オクトボット」を開発したと発表した。
硬い部品を一切使わず内部の化学反応だけで動く世界初のロボットで、サイズはSDメモリーカードよりやや大きい程度しかない。

科学誌ネイチャーで24日、発表された論文によればオクトボットが自ら動く仕組みはこうだ。
オクトボットの内部には過酸化水素が少量入れられており、これが化学反応によって気体となる。
気体はオクトボットの腕の内部を流れ、腕を小刻みに動かすという。
過酸化水素が気体になるタイミングを制御しているのは、体内の小さな回路だ。

現時点で開発チームは、オクトボットによってコンセプトの実現可能性を実証したにすぎない。
だが将来的には、人間が入れないようなところに入り込んで捜索・救助活動に携わるロボットといった、より複雑な軟体ロボットの開発につなげたいという。

続きはソースで

▽引用元:CNN.co.jp 2016.08.26 Fri posted at 14:16 JST
http://www.cnn.co.jp/tech/35088076.html?tag=top;topStories

硬い部品を使わずに動く世界初の軟体ロボット「オクトボット」
http://www.cnn.co.jp/storage/2016/08/26/d42a9070f16831be34d402510ae780cd/soft-octopus-robot.jpg
http://www.cnn.co.jp/storage/2016/08/26/096fce6b0ec9728ae5a8a2078e7dac8d/soft-octopus-robot-2.jpg

▽関連
Nature 536, 451?455 (25 August 2016) doi:10.1038/nature19100
Received 29 March 2016 Accepted 07 July 2016 Published online 24 August 2016
An integrated design and fabrication strategy for entirely soft, autonomous robots
http://www.nature.com/nature/journal/v536/n7617/abs/nature19100.html

Nature 536, 400?401 (25 August 2016) doi:10.1038/536400a Published online 24 August 2016
Robotics: Generation soft
http://www.nature.com/nature/journal/v536/n7617/abs/536400a.html

Harvard University
The first autonomous, entirely soft robot
http://wyss.harvard.edu/viewpressrelease/274


http://news.harvard.edu/gazette/story/2016/08/the-first-autonomous-entirely-soft-robot/
Powering the Octobot: A chemical reaction
https://www.youtube.com/watch?v=Y8GGTtq2_NU&feature=youtu.be
Introducing the Octobot
https://www.youtube.com/watch?v=1vkQ3SBwuU4

ダウンロード


引用元: 【ロボット工学】世界初、どこをとっても軟らかいタコ型ロボ「オクトボット」を開発/米ハーバード大 ©2ch.net

世界初、どこをとっても軟らかいタコ型ロボ「オクトボット」を開発/米ハーバード大の続きを読む

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1: 2015/04/16(木) 12:41:16.24 ID:???.net
様々な医薬品、机の上で製造 東大が夢の合成法  :日本経済新聞
http://www.nikkei.com/article/DGXMZO85706180V10C15A4000000/

画像
http://www.nikkei.com/content/pic/20150416/96958A9F889DEAE7E5E2E4E3EAE2E3E7E2E6E0E2E3E7E2E2E2E2E2E2-DSXMZO8571251015042015000001-PB1-11.jpg
机にのるほどの小型装置で簡単に医薬品が合成できる=小林修東京大学大学院教授提供
http://www.nikkei.com/content/pic/20150416/96958A9F889DEAE7E5E2E4E3EAE2E3E7E2E6E0E2E3E7E2E2E2E2E2E2-DSXMZO8570614015042015000001-PB1-26.jpg
8段階の化学反応を連続して起こしロリプラムを合成する


 東京大学がこれまで難しかった医薬品などを原料から一貫して連続合成する技術を実現した。机の上にのるほど小型の設備で効率よく複雑な化合物を生産でき、生産コストを大幅に引き下げられる。研究が進めば液晶などの幅広い精密化学製品でも利用が広がりそう。医薬品製造で日本が世界をリードする可能性をもたらすとともに、海外勢におされて苦戦している日本の化学産業を復活させる切り札になるかもしれない。

■脳機能の改善薬、縦横1.5mの装置で生産

 原料を送り込むとチューブを通りながら化学反応が進み、出口から出たときには医薬品になる物質ができあがっている。石油化学などでは可能な「連続合成」と呼ばれる製造法だが、医薬品をはじめ精密な化学合成が必要な製品の大半では実現していない。

 小林修東京大大学院教授らのグループはこの連続合成の手法で抗うつ剤や脳機能の改善薬などとして期待されている「ロリプラム」を作ることに成功、16日発行の英科学誌「ネイチャー」に成果を発表した。

 実験では縦横1.5メートルほどのテーブルにのる装置を使い、1週間の連続運転で生産したロリプラムは10グラム。化学組成は同じでも右手と左手のように立体構造が違う光学異性体を作り分ける不斉合成も効率よく実現できる。「医薬品でも連続合成が可能なことを実証できた。将来は医薬品や精密化学製品でも広く連続合成が使われるようになるだろう」と小林教授は期待する。

 現在の医薬品製造の主流になっている「バッジ法」と呼ばれる合成法は、何段階もある化学反応をひとつひとつ別の設備で行い、次の工程に送る。途中で次の工程に送る材料と不要な副産物を選別する作業も必要だ。一定量を生産するためには化学反応ごとに大きなタンクを使い、複雑な医薬品になると数十段階もの化学反応を経て生産される。それだけ巨大な設備が必要になるわけだ。

2: 2015/04/16(木) 12:41:59.38 ID:???.net
■生産調整が容易、製造コストも大幅に低減

 しかし東大が実現した製造法ならば、カラムと呼ばれるチューブの中に原料を流しながら化学反応を起こす。大きなタンクが不要になるだけでなく、必要に応じた生産量の調整もしやすい。
運転の自動化も容易で、合成段階が多くなるほど時間のロスも減る。またバッジ法では各段階ごとに生じている副産物の廃棄も少なくなり、環境への影響も抑えられる。複雑な化学合成が必要で価格も高くなりがちな抗がん剤などの医薬品では大きな製造コストの低減が期待できる。

続きはソースで

(電子編集部 小玉祥司)

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引用元: 【技術/化学】様々な医薬品、机の上で製造 東大が夢の連続合成法

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1: 2015/04/18(土) 23:27:01.58 ID:???.net
光エネルギーで化学反応を起こさせる「光触媒」を使って、世界最高レベルの約2%の変換効率で水から水素を生成することに成功したと東京大と三菱化学などのチームが18日までに発表した。
今後は変換効率10%を目標にして、できた水素と二酸化炭素(CO2)を使って有機物を作る
「人工光合成」の実現を目指す。

チームは、金属のランタンやビスマスなどから作った水素発生用と酸素発生用の2種類の光触媒を無作為に配置したシートを水の中に入れ、太陽光に似せた光を照射した。

続きはソースで

光触媒を配置したシート(中央)(人工光合成化学プロセス技術研究組合提供)
http://img.47news.jp/PN/201504/PN2015041801001971.-.-.CI0003.jpg

2015/04/18 21:37 【共同通信】
http://www.47news.jp/CN/201504/CN2015041801001966.html

人工光合成の水素製造で世界最高レベルのエネルギー変換効率2%を達成 
―化石資源に依存しない基幹化学品製造基盤技術を確立へ― 
http://www.nedo.go.jp/news/press/AA5_100372.html

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引用元: 【光触媒】水から高効率に水素生成 東大など、人工光合成目指す

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1: 2015/02/21(土) 10:54:49.71 ID:???.net
掲載日:2015年2月20日
http://news.mynavi.jp/news/2015/02/20/147/

 化学反応の瞬間を捉えることは化学者の長年の夢だった。その夢がついに実現した。水溶液中の原子が結合して新しい分子が生まれる瞬間を撮影するのに、高エネルギー加速器研究機構(KEK)物質構造科学研究所の野澤俊介(のざわ しゅんすけ)准教授、佐藤篤志(さとう とくし)博士、足立伸一(あだち しんいち)教授らが初めて成功した。

図1. 分子動画による化学反応の追跡(概念図)。
SACLAのパルスX線を使ってストロボ撮影して、フェムト秒の時間スケールで原子の動きを追跡できた。
この研究では光刺激で化学反応を開始させ、その後高速に変化していく分子構造をストロボ測定して分子動画撮影することで、原子の反応性・結合状態・機能性の変化について観測することに成功した。
(提供:高エネルギー加速器研究機構)
http://news.mynavi.jp/news/2015/02/20/147/images/001l.jpg

 X線自由電子レーザー(XFEL)施設「SACLA(さくら)」(兵庫県佐用町)でピコ秒(1ピコ秒=1兆分の1秒)以下の間に進行する化学結合に伴う分子の生成過程を直接観測して実現した。化学反応で何が起きているかをありのままに解析する一歩になる画期的成果として注目される。韓国の基礎科学研究院、韓国科学技術院、 理化学研究所、高輝度光科学研究センターとの共同研究で、2月19日付の英科学誌ネイチャーのオンライン版に発表した。

 原子と原子の間隔は100ピコメートル(1ピコメートル=1兆分の1メートル)という極小サイズで、原子と原子の結合はピコ秒(1ピコ秒=1兆分の1秒)以下という極めて短い時間で進行する。化学者はこれまで、「ピコメートル」と「ピコ秒」という2つの「ピコ」の壁に阻まれて、フラスコの中で進行する化学反応を眺めながら、原子と原子が結合する瞬間を頭の中で想像するしかなかった。

 研究グループは、水に溶けた金イオンに光を当てると、強い結合が生まれる過程に注目した。溶液中の金-金イオン間には、金イオン同士の親和性によって、緩い引力が生じている。特定の金化合物の金錯体は、この性質で分子同士が集合した状態になっている。この集合体に光を当てると、分子同士が結合し、複雑な構造変化を経て新しい分子が生成される。
しかし、分子同士の結合が生成されるのは一瞬で、その後に起こる構造変化も非常に速く複雑なため、詳しいことは分かっていなかった。

 分子生成の観測に必要な条件を満たす光源として、XFEL施設「SACLA」が供給する波長83ピコメートル、発光時間約10フェムト秒(1フェムト秒は1000兆分の1秒)という最先端のX線ストロボ光源を利用して、水に溶けた金イオンに光を当てたときの反応を解析した。金錯体の集合体は、金イオン同士が折れ曲がった構造を持ち、弱い引力のため不安定に揺れているが、光を当てた瞬間に、金イオン間の距離は急激に縮まって強固な直線構造を取ることを突き止めた。
この構造変化から金-金イオン間に化学結合が形成されて、新しい分子が誕生したことがわかった。

続きはソースで

図2. 観測された化学結合形成による分子の生成(概念図) (提供:高エネルギー加速器研究機構)
http://news.mynavi.jp/news/2015/02/20/147/images/002l.jpg

1. 弱い引力で形成された集合体では金イオン同士は折れ曲がった構造を持つ(S0)
2. 光励起直後、金イオン間に強い化学結合が生成され、金-金間結合距離は減少し直線状の構造を持った新しい分子が生まれる(S1)
3. 1.6ピコ秒後、さらに金-金結合間距離が短い構造に変化する(T1)
4. 3000ピコ秒後、金錯体をもう一つ取り込んでさらに新しい構造を持つ分子が生成される(tetramer)。10万ピコ秒後には化学結合は消失しての元の集合体(1)に戻る

2: 2015/02/21(土) 10:55:29.26 ID:???.net
<参照>
▶ 原子同士が結合して新しい分子が生まれる瞬間をX線によってストロボ撮影(1) - YouTube
https://www.youtube.com/watch?v=Un2T4Qt9gEk



▶ 原子同士が結合して新しい分子が生まれる瞬間をX線によってストロボ撮影(2) - YouTube
https://www.youtube.com/watch?v=IzcCF7TXGEU



原子同士が結合して新しい分子が生まれる瞬間をX線によってストロボ撮影 | KEK
http://www.kek.jp/ja/NewsRoom/Release/20150219100000/

Direct observation of bond formation in solution with femtosecond X-ray scattering
: Nature : Nature Publishing Group
http://www.nature.com/nature/journal/v518/n7539/full/nature14163.html

引用元: 【化学】撮ったぞ、化学結合で新分子が生まれる瞬間 - KEK

撮ったぞ、化学結合で新分子が生まれる瞬間 - KEKの続きを読む

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1: 2015/01/27(火) 22:08:20.97 ID:???.net
掲載日:2015年1月27日

 カリフォルニア大学アーバイン校(UCI:University of California, Irvine)は1月25日、ゆで卵を元に戻す方法を開発したと発表した。

 卵を茹でると、それまで透明で液状な白身が白く固くなる。これは熱や化学反応でタンパク質が変性するプロセスだが、それを逆転しようとすると、約4日間にわたって分子レベルの透析を行う必要があった。

 UCIは西オーストラリア大学の研究チームと共同で、熱で変性したタンパク質を手軽に元に戻す方法を確立した。
タンパク質の凝固は長い分子が縮んで小さな塊になることから、凝固したタンパク質に対して尿素を加えたのち、マイクロ流体薄膜を通すことで機械的圧力を加えると塊がほぐれて元の液状に戻るという。

 医薬品の研究開発や製薬においては、遺伝子組み換えで作られた特殊なタンパク質を必要とするが、これらのタンパク質は非常に高価であることから一度変性したタンパク質を再利用することで、抗癌剤などの製造プロセスを合理化して手頃な価格とすることができるという。

続きはソースで

<画像>
90度で20分間煮た卵白でも元の生卵になるという
http://ascii.jp/elem/000/000/973/973187/uci_news_image_download_588x.jpg

<参照>
UCI, fellow chemists find a way to unboil eggs | UCIrvine News
http://news.uci.edu/press-releases/uci-fellow-chemists-find-a-way-to-unboil-eggs/

Shear-Stress-Mediated Refolding of Proteins from Aggregates and Inclusion Bodies
- Yuan - 2015 - ChemBioChem - Wiley Online Library
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cbic.201402427/abstract;jsessionid=4A788F3C539701B0B970F563C426B49F.f02t01?deniedAccessCustomisedMessage=&userIsAuthenticated=false

<記事掲載元>
http://ascii.jp/elem/000/000/973/973189/

引用元: 【有機化学】UCI、ゆで卵を「生卵」に戻す方法を発見

【マジか!】UCI、ゆで卵を「生卵」に戻す方法を発見の続きを読む

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1: 2015/01/19(月) 12:07:55.17 ID:???.net
究極のエコエネルギー 現実味増す「人工光合成」 (神戸新聞NEXT) - Yahoo!ニュース
http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20150115-00000008-kobenext-sctch


 植物に倣い、光のエネルギーと水から酸素や炭水化物を作る「人工光合成」の研究が、兵庫県内の研究機関で進んでいる。神戸大のグループが昨年、神戸・ポートアイランドのスーパーコンピューター「京(けい)」で、シミュレーション研究を開始。佐用町の大型放射光施設「スプリング8」では、世界が注目する成果が生まれている。究極ともいえるエコエネルギーの活用が、現実味を帯びてきた。(武藤邦生)

 光合成は小学校でも習う化学反応だが、メカニズムは複雑で人が再現するのは困難とされてきた。

 突破口を開いたのがスプリング8だ。岡山大の沈建仁(しんけんじん)教授(生化学)らが光合成を行うタンパク質の原子レベルでの観察に成功。米科学誌サイエンスによる、2011年の「科学十大成果」にも選ばれた。

 実験の成果を受け、スパコンによる理論計算も勢いづいている。

 神戸大の天能(てんのう)精一郎教授(電子状態理論)らのグループは昨年、京での研究を本格始動。沈教授によって構造が明らかになったタンパク質の中でも、反応の中核部分となる「マンガンクラスタ」の働きを追究する。

 ただしその計算量は膨大で、厳密にシミュレーションしようとすれば、「京」ですらパンクするという。

 そこでランダムな計算を繰り返し、マンガンクラスタの状態を解き明かす計算法の開発に挑戦。光を受けて構造を変えながら、光合成反応を進める様子をとらえる手法を編み出した。「計算量を減らしつつ厳密に計算する画期的な手法。世界をリードする計算が可能」と天能教授は自信を見せる。

 新エネルギー開発では、太陽光発電やバイオマス発電などがあるが、人工光合成の最大のメリットは、クリーンな材料だけで水素ガスという「燃料」が作れ、二酸化炭素の減少も図れることにある。

 「環境問題とエネルギー問題を根本的に解決する可能性がある」と沈教授。スプリング8の10億倍明るい光を発するエックス線自由電子レーザー「SACLA(さくら)」(佐用町)も活用し、昨年11月には、より詳細な観察結果を発表した。

 天能教授は「今後5年で反応のメカニズムを解明。次の5年で人工光合成の手法の提案」を目標に掲げる。実現への期待が高まる。


 【光合成】 植物が太陽光をエネルギーにして、水と二酸化炭素から、酸素や栄養分を作る働き。葉っぱにある葉緑体という器官で行っている。
大きく分けて、水を酸素と水素に分解する「明反応」と、水素と空気中の二酸化炭素を使って炭水化物を作る「暗反応」からなる。

引用元: 【エネルギー技術/植物生理学】究極のエコエネルギー 現実味増す「人工光合成」 スーパーコンピューター「京」でのシミュレーション

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