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自然から学ぶアイデアの源泉 ネイチャーテック


電気を作り出すウナギ

ヒントとなる自然:動物(デンキウナギ)

<写真>デンキウナギ
Creative Commons

何がすごいの?

デンキウナギは南米の熱帯雨林、アマゾン川流域に生息しています。このウナギは、敵から身を守るために600ボルトもの電圧を作り出すことができます。これは、私たちが家庭で使っている電圧の6倍以上の電圧です。

デンキウナギは、強力な電気を作りだす特殊な体の構造を持っています。体の長さの約半分は発電できる細胞でできているのです。これらは電気細胞といって、1個の電気細胞は約140ミリボルトの電圧を作ることができます。たとえば、4500個の電気細胞が直列につながれば、630ボルトの電圧を作り出すことができます。

デンキウナギの電気細胞は、きれいに整列した状態で並んでいます。すべての電気細胞では、同じ方向に電気が流れていました。デンキウナギの頭側がプラスだとすると尻尾側はマイナスという関係で、頭から尻尾側に電気は流れています。敵に襲われそうになったときには、強い電気を体から出して勝負にでます。またエサとなる小さい魚を発見したときは弱い電気で魚をしびれさせ、食べてしまいます。

どうやって役立てるの?

人工的に強い電圧を作り出すことができれば、新しい電気の供給装置として世界各国で使うことができます。たとえば、電車の設備開発に役立つかもしれません。また家庭では、扇風機に給電システムとして内蔵できれば、家庭内の省エネにもつながります。

どんな研究をしているの?

デンキウナギの電気細胞のシステムを人工的に再現した細胞が開発されています。

電気細胞は、持続的に大きなパワーを伝達できることがわかっています。人工的に設計した電気細胞では、デンキウナギ本来の電気細胞に比べてさらに大きな電圧を作り、持続的に電気エネルギーを生み出すことができました。

一辺が4mmの立方体の中に、この人工的な電気細胞の層を入れたものを使って300マイクロワットの電力を出力し、動力源として利用することが可能だと考えられ、検証が行われているところです。

どんな技術開発ができる?

医療の分野では体内に埋め込むタイプの小型装置(医療用インプラント)への電力供給源になる技術開発ができます。この電気細胞のような人工的な細胞の層を使って、医療用インプラントを動かす発電をしてもらうのです。

これらの細胞は、私たちの体内の細胞と同じエネルギー源で、電気を作ることができるので大変便利です。実際には、多くの研究者がさまざまな部品の開発に取り組んでいます。

Jian Xu1,David A.Lavan,Designing artificial cells to harness the biological ion concentration gradient,Nature Nanotechnology,3,666-670,2008

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掲載日:2010年11月15日

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