トマトの収穫量を倍増させ、糖度も向上させる特殊なＬＥＤライトを、徳島文理大理工学部（香川県さぬき市）が開発した。企業と来夏をめどに製品化を目指している。

　月明かり程度の微弱な光を発し、肉眼で見えないほどの速度で点滅を繰り返す。ナノ物質工学科の梶山博司教授が開発を手掛けた。

　梶山教授によると、植物は昼間の光合成で生成した糖を消費し、生命活動を維持している。昼間は成長のために多くの糖を消費するが、代謝が落ちる夜間は余った糖を実などに送る「転流」が起こる。朝に収穫した野菜がおいしいのは、糖が実に転流した状態だからだという。

　この現象に着目した。特殊なＬＥＤを組み込んだネットを苗木の近くにつるして夜間に照射。

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■開発されたＬＥＤ。夜間に照射すると収穫量の倍増が期待できる
https://www.yomiuri.co.jp/photo/20181208/20181208-OYT1I50008-N.jpg


読売新聞
https://www.yomiuri.co.jp/science/20181208-OYT1T50043.html

東京工業大学の竹田浩之特任助教らの研究グループは、産業技術総合研究所と共同で、銅錯体とマンガン錯体から成る光触媒に可視光を照射することにより二酸化炭素を高効率に資源化することに成功した。地球温暖化対策としての人工光合成システムの大規模化が期待される。

　世界で排出される二酸化炭素（CO2）は年間300億トン以上とされる。二酸化炭素を還元する光触媒技術は人工光合成と呼ばれ、実用化すれば、温室効果ガスとなるCO2の大気中濃度を抑制し、将来的には化石資源の代替ともなり得る。しかし、既存の高性能光触媒は素材コストの問題から利用度が低く、卑金属を用いたCO2還元光触媒は耐久性が低く効率も不十分だった。

　研究グループは今回、発光性の銅錯体とマンガン錯体とを組み合わせた光触媒システムを開発、可視光を照射して常温常圧で二酸化炭素を一酸化炭素（CO）やギ酸（HCOOH）へ高効率に還元することに成功した。

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論文情報：【Journal of the American Chemical Society】Highly Efficient and Robust Photocatalytic Systems for CO2 Reduction Consisting of a Cu(I) Photosensitiser and Mn(I) Catalysts
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b10619

https://univ-journal.jp/23849/

■太古の地球で酸素を増やしたシアノバクテリア、暗闇の極限環境に生存の意味は

スペイン南西部のイベリア黄鉄鉱ベルト地帯は、まるでエイリアン映画のセットのようだ。鉄を豊富に含んだ大地にさび色の湖が点在し、スペイン語で「赤い川」という意味のリオ・ティント川が、暗い色の岩石の間を縫いながら鮮やかな赤色に輝いている。だが、その足元にはさらに奇妙な世界が広がっていた。

　この黄鉄鉱ベルトでボーリング調査を行い、岩石コアサンプルを取り出したところ、太陽の光も届かず、水や栄養も乏しい地下600メートル付近でシアノバクテリアが大量に見つかり、研究者らを驚かせた。シアノバクテリアは環境適応力が高く、地球上のあらゆる場所で見つかっているが、これまで太陽光がなければ生きられないと考えられてきた。この研究成果は、10月1日付けの学術誌「米国科学アカデミー紀要（PNAS）」に発表された。（参考記事：「シアノバクテリアはこんな微生物」）

「砂漠へ行っても海へ潜っても、シアノバクテリアを見つけることはできます。国際宇宙ステーションへ持って行って、生きたまま連れ帰ることだって可能です」。論文の筆頭著者で、スペインの国立生物工学センターの博士研究員であるフェルナンド・プエンテ・サンチェス氏は言う。

光合成を行うシアノバクテリアは、地球の歴史において重要な役割を果たしてきた。大気中へ酸素を送り出し、そのおかげで生物が繁栄し、泳ぎ、這い、跳ね、走り、飛ぶように進化してきた。この新たな研究は、地下深くに何が生存できるのか、そればかりか火星やその向こうの世界にどんな生命体を探し求めるべきかについて、研究者に再考を迫ることになるだろう。（参考記事：「【解説】火星に複雑な有機物を発見、生命の材料か」）

■「博士号はもう無理だ」

　スペインの宇宙生命学センターで大学院生として研究していたプエンテ・サンチェス氏は、最初からシアノバクテリアを探していたわけではない。研究チームは、岩石コアサンプルのなかから、鉄や硫黄を酸化させる微生物など、地表にいる細菌と似たような何かが出てくるだろうと期待していた。（参考記事：「初期地球は卵の腐った臭い？」）

　しかし、その類のものは一切見つからず、代わりに岩の表面を覆う大量のシアノバクテリアを発見した。最初は、誤ってサンプルが汚染されたのかと思い、「博士号はもう無理だ。指導教官にめちゃくちゃ怒られる」と悩んだことを振り返る。

　だが、比較用のサンプルのおかげで、微生物は汚染されて付着したのではないと結論付けられた。また、もしサンプルが汚染液にまみれたのであれば、シアノバクテリアはサンプルのどの場所で見つかってもおかしくはないが、実際は岩石の亀裂に沿ったわずかな空間に集中し、かろうじて生き延びていたのだ。

　さらに、見つかったシアノバクテリアは今も生きていることが確認された。これには、細胞のなかの遺伝物質を特定できるCARD-FISH法と呼ばれる手法を用いた。細胞が死ねば、デリケートな遺伝物質はあっという間に崩壊してしまう。

　シアノバクテリアが生きていることは分かったが、「ならばあんなところで一体何をやっていたのか、どうやって生存していたのかという疑問が持ち上がります」と、プエンテ・サンチェス氏は問う。

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ナショナルジオグラフィック日本版サイト
https://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/18/100300428/

　新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）と人工光合成化学プロセス技術研究組合（ARPChem）は、東京大学とともに、太陽電池材料として知られるCIGSをベースとした光触媒で、非単結晶光触媒の中で水素生成エネルギー変換効率（光触媒の水素生成能力を表す性能指数）12.5％を達成したと発表した。

　NEDOは、環境に優しいモノづくりを実現するために、太陽光のエネルギーで水から生成した水素と、工場などから排出されるCO2を合成して、プラスチック原料などの基幹化学品（C2～C4オレフィン）製造プロセスを実現するための基盤技術開発に取り組んでいる。太陽光は光触媒を活用することでエネルギー源として有効に活用することが可能であり、そのため、光触媒のエネルギー変換効率の向上が重要な課題になる。

　今回、NEDOとARPChemは、東京大学とともに、太陽電池材料として知られるCu（In,Ga）Se2（略称CIGS）をベースに、太陽光のスペクトル強度がピークとなる可視光領域（波長400n～800nm）の光を吸収する光触媒材料を開発した。

　光触媒は、太陽光エネルギーを化学エネルギーに変換する機能性材料。太陽光の強度のピークは主に可視光領域（400～800nm）にあるため、この波長域の光を吸収する光触媒ができれば、効率よく太陽光のエネルギーを利用できる。しかし、従来の光触媒は、吸収波長が主として紫外光領域（～400nm）に限られるものが多く、可視光から赤外光領域にかけての光を利用できるように、光触媒の吸収波長を長波長化することが課題の一つだった。

　このため、同プロジェクトでは従来よりも長波長の光を吸収する光触媒材料の一つとして、カルコゲナイド系材料（硫化物、セレン化物、テルル化物などの化合物）の開発を進めてきた。中でもCu（In1-x,Ga x）Se2（CIGS）は赤外領域までの太陽光（xの組成比により750～1230nmまで変化）を利用できるという特徴を持ち、既に太陽電池材料としてメートルスケールの製造技術が確立されている。

　このCIGSはp型半導体であり、その表面にn型半導体を成膜しpn接合を構成することで、光照射によりCIGS固体内で生成した電子と正孔を効率的に分離し、再結合を抑制させることで高い量子効率を得られることが知られていた。今回の研究ではこれらの知見を参考にした上で、二つの工夫により、CIGS中で光照射により生じた電子を用いて、水から高効率で水素を生成させることに成功した。

　工夫の一つは、新規組成のCIGSの開発にある。これにより、高負荷条件ではCIGSとn型半導体の間の障壁が原因で電子が注入されにくくなり、結果的に効率が顕著に低下してしまうという課題をクリアした。もう一つは、大電流密度で水分解反応を進行すると、液相側の電気抵抗をはじめとした効率低下要因が顕在化することを生かした点だ。電解液の成分などを最適化することにより、効率的に水素が得られるようになった。

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■CIGSをベースとした水素生成光触媒の外観（約5cm角）
http://image.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1809/03/rk_180903_nedo01.jpg
■最適組成の電解液中における、開発した水素生成光触媒の電流電位曲線（左）と水素生成エネルギー変換効率（右）
http://image.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1809/03/rk_180903_nedo02.jpg
■左は開発した水素生成光触媒と酸素生成光触媒を用いた2段型セル（タンデム配置）の模式図、右は2段型セルに疑似太陽光を照射した時の太陽光エネルギー変換効率
http://image.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1809/03/rk_180903_nedo03.jpg

http://www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1809/03/news023.html