1平方メートル 0.3グラム

金属などにナノメートルサイズのとても小さな加工をすることによって光を操れるようにした「メタマテリアル」が、自然界の物質とは全く異なる性質を持つため注目されています。

メタマテリアルに光を照射すると、表面の電子が複雑な変化をして照射された光のうち、特定の波長の光を吸収し、残りの光を反射します。その結果、メタマテリアルは色がついて見えます。


理化学研究所の研究チームは、ナノ構造を工夫することによって自在に色を作り出すメタマテリアルの加工技術を開発することに成功しました。新たに開発されたナノ構造体は四角形が規則正しく並んだ構造ですが、四角形の大きさやとなりの四角形との間隔をナノメートルレベルで精密にコントロールして作製することによって、白色光を当てると、四角形のサイズに応じた波長の光が吸収されて、反射光に色がつきます。

下の左側の写真は今回開発されたメタマテリアル技術で作製された理化学研究所のロゴマークの光学顕微鏡写真です。画像では色を塗って描いてあるように見えますが、塗料は使っておらず完全にメタマテリアルで作り出されています。右側はその電子顕微鏡写真で、試しに緑色に見える部分を拡大してみると右下の拡大写真のように四角形構造体が並んでいるのがわかります。

アルミニウムの微細構造で色を作り出す

四角形の一辺の長さと四角形同士の間隔をコントロールすることで様々な色を作り出せることを示すためにメタマテリアルで下の図のようなカラーチャートを作製しました。横軸は四角形の一辺の長さ、縦軸は四角形同士の間隔で、それらを相互に変化させることで赤から青まですべての範囲の色を作り出すことができることがわかります。
アルミニウムの微細構造で色を作り出す

このメタマテリアルは構造的に比較的安定で、破壊されない限り色は失われません。また、ペンキを1平方メートル塗ると重さは約130gになりますが、今回開発されたメタマテリアルであればわずか0.29gで半永久的に色褪せることなく彩色が可能になります。



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2017-04-30 : 科学の小ネタ : コメント : 0 :

お前、バネだったのか!?

全身の細胞は体重を支えたり、拍動したり、伸縮したりして大きな力がかかっています。細胞が圧縮されたり変形されたりするとその影響は細胞内の核にも及んで核が変形するためDNAの機能を阻害すると考えられています。

DNAが正常に機能できないと細胞が死んでしまったり、がん細胞になったりしてしまいます。ですが実際にはそう簡単に細胞変形によるダメージは受けないように思えます。これまで細胞には核ラミナという構造があって細胞の形が維持され、結果として正常な生命現象が維持されると考えられてきました。

お前、バネだったのか!?


国立遺伝学研究所の研究者らは核ラミナだけではなくDNAが核の中でバネの役目をして外部からの力に耐えていることを明らかにしました。核の形が異常になると筋ジストロフィー症が引き起こされることが知られており、DNAのバネの力と疾患が関係している可能性もあります。また、DNAは遺伝情報を記録するだけではなく、細胞核の形を正常に保つ役目も併せ持っていると言うことです。

上の図は拙著「カラー図解でわかる細胞のしくみ」SBクリエイティブより

2017-04-29 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 1 :

いよいよ太陽系外生命体探査の始まりか

太陽系からわずか40光年のところにある赤色矮星のまわりを、地球よりやや大きい岩石型(地球型)惑星が回っていることが発見されました。この惑星は水が液体で存在できる環境を持つハビタブルゾーンにあります。40光年の距離であれば望遠鏡を使って、大気の有無や、生命活動の痕跡を捉えることができる可能性があります。  

気になる点は、この中心星の年齢は50億年で太陽とほぼ同じですが、太陽が50億年近く安定して活動することによって生物が進化する時間を与えてくれたのに対し、こちらの中心星は今は小さな赤色矮星でかつては激しく活動していたと考えられます。地球の生命体が現在の形になるまで40億年もかかっていることから考えると、この惑星に知的生命体がいたとしても、第一世代はすでに絶滅して、現在は第二世代になっているかもしれません。


2017-04-29 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

圧縮空気電池

稲田大学などの研究グループがエネルギーを圧縮空気にして蓄える圧縮空気エネルギー貯蔵(CAES:Compressed Air Energy Storage)システムの実証試験を静岡県で開始しました。いってみればこれは空気電池です。

具体的には、風力発電から得た電力を使って、圧縮機で空気を圧縮、高圧状態で貯蔵します。そして、電力が必要な際に、貯蔵した圧縮空気で膨張機(発電機)を回転させ、電力を発生させます。このシステムは化学反応を利用する電池とは異なり希少金属や有害物質を使用せず、空気と水しか排出しないクリーンなシステムです。さらに、圧縮の際に発生する熱も貯蔵し、放電時に再利用することで充放電効率を向上させています。


圧縮空気電池


2017-04-29 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

PCの温度表示に使うとか? 温度応答溶液

普通の物質、例えば砂糖を水に溶かすとき、温度が高いほどよく溶けます。熱いコーヒーに砂糖を溶かすのは簡単ですが、つめたいコーヒーだとグラスの底に沈んでざらざらになります。

私達は温度が高いほどものはよく溶けると思っています。これは基本的に正しい考え方です。この逆、つまり温度が低いほどよく溶けるものはめったにありませんが、数少ない例としてある特殊な高分子が知られています。それらは低温では透明になって溶け、温度が高くなると高分子同士で凝集して濁ってきます。大阪大学の研究グループは同様の性質を示す新たな物質の研究に取り組み、30 ℃から80 ℃までの温度範囲で溶けたり固まったりするのに加え、紫外線照射下において、低温で青色、高温で緑色の発光変化も同時に起こすナゾ物質を発明しました。


温度応答溶液

この液体に紫外線の照明を当てて温度を変化させると、温度で光の色が変わると共に溶けた状態と固まった状態が変化し、さらに液体自身の持つ熱対流によって、液体の中でオーロラのような光のゆらぎを再現することが出来ました。しかも、この液体は密閉したビンに保存している限り、何度でもスイッチングを示すことができます。


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2017-04-29 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

ヴォイニッチの科学書 Chapter-651 記憶は時間経過とともに大脳皮質に転送される

私達が日常生活で見たもの、聞いたもの、そのとき抱いた感情などは次々に脳に記憶されます。

記憶は最初に海馬で保存さます。体験したり覚えたりした直後に思い出すとき、記憶は海馬から取り出されます。ところが、数週間後にはその記憶は大脳に保存されていることがわかっています。つまり、海馬から大脳に記憶が転送されているようなのです。

これまでの科学者の多くは大脳に記憶が転送されるまで数週間がかかると思っていました。ところが理化学研究所の最近の研究によると、記憶は翌日には大脳に転送されていることがわかりました。ただし、直後に記憶を取り出す際には大脳は機能していませんでした。2週間後に同じ経験を思い出そうとしたときには、海馬は働かずに大脳から記憶が引き出されていることがわかりました。つまり、大脳で記憶を保持した細胞は記憶の形成直後には思い出すためには使用することが出来ず、時間経過とともに記憶を思い出すことが出来るように構造的に変化していた、ということです。

現在の研究段階ではこの思い出すことの出来ない海馬の記憶に意味があるのかどうかはわかりません。やがて海馬の記憶は完全に失われてしまうのか、あるいはこのまま長期にわたり保持され続けるのかもナゾです。


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2017-04-29 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

世界初の蛍光色で光るカエル

アルゼンチン政府の研究チームがアルゼンチン北部のサンタフェ市郊外で採集したアマガエルのなかまが緑または青色の蛍光色に光ることを発見しました。蛍光色に光る両生類の発見は初めてのことです。

このアマガエルの正式名称は「ヒプシボアス・プンクタートゥス」といいますが、ちょっと覚えられません。ブラックライトを照射していない時には白色に見えますが、ブラックライトで下の写真のように(画像処理で強調しています)蛍光色で光ります。自然界では月明かりなどで緑から青の光を放ちます。

蛍光色で光るカエル


2017-04-26 : 科学の小ネタ : コメント : 0 :

トンネルは常に揺らいでいる

高エネルギー加速器研究機構が加速器を設置するトンネルの測量を目的に、超スーパーウルトラ高精度なレーザー計測装置を開発し、トンネルの床面の変動を8ヶ月間にわたって測量し続けることに成功しました。その結果、トンネルの床面は常に不規則に変動していることがわかりました。

下のグラフは横軸の左端が計測開始、右端が8ヶ月後です。縦軸は変動で単位はミリメートルです。上段はトンネルのある 1.7メートル区間の測量結果で、下段はある 106メートルの測量結果です。ここから1日の変動量は1ミリメートルの1000分の5(1マイクロメートル)であることがわかります。また、上段と下段の変動パターンが一致していないことからトンネルは同じ方向に同じペースで変動するのではなく、うねうねと不規則に動いていることがわかります。

トンネルは常に揺らいでいる



2017-04-22 : 科学の小ネタ : コメント : 0 :

見たら食べたくなる神経回路

見ると食べたくなる・・・というのは神経回路レベルで構築されているため、我慢が無駄な努力に終わるのは当たり前のことであることが国立遺伝学研究所の研究で確認されました。

見たら食べたくなる神経回路

食事をするという行為は生命維持のために本能で行うものですが、栄養状態に問題がない場合でも料理を見ると食べたくなります。

見たら食べたくなる神経回路

この行為が「この料理は美味しいはず」という経験から来るのか、あるいは食べものを見かけたらとりあえず食べとけ、と生まれたときから備わっているものなのかはわかっていませんでした。

見たら食べたくなる神経回路

生まれてから一度も餌を食べたことのない稚魚を使った実験で、食べもののおいしさを知らないはずの稚魚でも食べものを見せるだけで脳の中の「食べたい中枢」が反応することがわかりました。

見たら食べたくなる神経回路

つまり、食べものを見たときに、その視覚情報を食欲へ変換する神経回路が生まれながらに脳内に存在している、ということです。

見たら食べたくなる神経回路


2017-04-22 : 科学の小ネタ : コメント : 0 :

菌も人体にシンクロする

早稲田大学と東京大学を中心とする共同研究グループは、ヒトの唾液に住む細菌群にサーカディアンリズム、つまり24時間周期の生活リズムがあることを世界で初めて発見しました。

人間の体は24時間の周期で睡眠のような大がかりなものから、免疫系の活性のような本人は全然感じていないことまでリズムを持って活動しています。これは脳に時計細胞があるからなのですが、これまでこのようなリズムは自分自身の臓器や細胞の問題としか思っていませんでした。ところが、私達の体に共生している細菌にも人間と同じ24時間のリズムがあったという発見です。

下のグラフは菌の活動のリズムを横軸に時間経過、縦軸に菌の増殖をとってしめしたものです。戦の色の違いは菌の種類の違いです。線の色ごとに24時間の周期があることがわかります。

菌も人体にシンクロする

また、同じ菌を試験管内で放置した場合は24時間周期がなくなったことから、菌のサーカディアンリズムはヒトの体内時計にシンクロしているようです。


2017-04-22 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

高性能リチウム空気電池の開発

リチウム電池に比べて、同じ電池の大きさで15倍の電気を蓄えられるリチウム空気電池の電極材料が開発されました。リチウム空気電池では負極にリチウム金属、正極に内部に微細な空間のある多孔質な炭素材料が使用されます。

物質・材料研究機構は空気極材料として不織布(ふしょくふ)状のカーボンナノチューブシートを用いたところ、従来のリチウムイオン電池の15倍に相当する蓄電容量を実現することに成功しました。この巨大蓄電容量のメカニズムはまだ解明されていませんが、カーボンナノチューブの大きな比表面積と柔軟な構造が寄与していると考えられます。

下の写真は新たに開発された電極の電子顕微鏡写真です。カーボンナノチューブが束になっているのがわかります。単純に電子の密度を高めるとまた安全性についても十分な配慮が必要になってくるのだと思いますが、それにしてもノートPCの小型軽量化や、重さが同じなら長時間駆動が出来るわけで電池については一段階のブレイクスルーが欲しいところですね。
高性能リチウム空気電池の開発


2017-04-22 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

ヴォイニッチの科学書 Chapter-650 MMXで日本は再び火星を目指す

MMXとは Martian Moons eXploration(訳:火星の月を探検するぞ!)の略で、火星の衛星からサンプルを持ち帰ろうというミッションです。Pentium CPU の Multi Media Extention とはちょっと異なります。

宇宙航空研究開発機構(JAXA)が計画を進めている火星衛星サンプルリターンミッションMMXについてフランス国立宇宙研究センターとの間で計画の共同検討に関する実施取り決めが締結されました。 火星には「フォボス」(下左)と「ダイモス」(下右)という2つの衛星があります。

MMXで日本は再び火星を目指す

地球の月が直径3500kmの球形であるのに対し、火星の衛星はいずれも10~20km程度のデコボコしたジャガイモのような小さな衛星です。その起源については「火星の近くを通りがかった小惑星が火星の重力に捕らえられて衛星になった」「火星に天体が衝突して生じた破片が集まって衛星が作られた」の2通りの説が提唱されています。 MMX計画で衛星の砂を地球に持ち帰って分析することにより火星の衛星の起源を解明すると共に、火星の形成過程の理解につながるデータも得られるものと思われます。

打ち上げは2024年を目標とし、3年間の探査の後、2029年に衛星サンプルを地球に持ち帰る計画です。

MMXで日本は再び火星を目指す
JAXA

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2017-04-22 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

睡眠状態をわかりやすい図に示す技術

大阪大学が睡眠パターンをわかりやすい図で表現する方法を開発しました。眠っている間の音をスマートフォンで録音して解析することにより、個人の睡眠パターンを図にして示すAI技術です。

睡眠時の音を解析することによって快適な睡眠状態にあるのか、夢を見ているのか、呼吸器に関する病気を持っているのか、などいろいろな情報を取り出すことができます。この図は例えるなら1974年にアレシボ電波望遠鏡から送信されたアレシボ・メッセージのようなものです。

睡眠状態をわかりやすい図に示す技術

アレシボ・メッセージはヘルクレス座の球状星団M13の方向に向けて送信された地球の場所や人類の情報、数字や元素などの考え方を模式図にしたものです。宇宙のどこかで誰かに受診されるといいな・・・と思って送信されました。

睡眠状態をわかりやすい図に示す技術


2017-04-22 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

代謝経路の炭素をケイ素に置き換えられる生物の発見

ケイ素(14:Si)は地面の成分ですので地球に非常にたくさんあります。

周期表を見ると炭素(6:C)の真下にケイ素があります。周期表で縦に並んでいる原子は性質が似ているので生物の身体の炭素はケイ素に置き換えられていても良いはずですが、地球の生物はみな、わざわざ量の少ない炭素を使用しています。なぜ地球上の生物が生命現象にケイ素を組み込んでいないのかはわかっていません。

代謝経路の炭素をケイ素に置き換えられる生物の発見


ところが、カリフォルニア工科大学の研究者らがケイ素を身体の構成分子の中に取り込むことができる細菌をアイスランドの温泉で発見しました。どうやら地球上の生物がケイ素を使うことは不可能ではないようで、であれば太陽系外惑星系にはケイ素を基本とした生命体が一般的である天体もあるかもしれません。


2017-04-22 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

ジーランディア

下の図は日本の南の方、ニュージーランド周辺の地図です。ピンクの線で囲った部分が1億年前にゴンドワナ大陸から分裂してできた「ジーランディア」という独立した大陸である、という説が登場しました。根拠は人工衛星で観測した地球の重力場地図、海底の岩石を分析した岩石組成などです。

ジーランディア

何を持って大陸とするかの定義ははっきりしていませんので、今回のように科学的なデータを示して「これは大陸だ」と言われれば、それを否定するデータがない限り「ん~、そうかもしれんね」ということになります。


2017-04-22 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

アザラシの時間感覚がスゴイ

これを読んでくださっている皆さんにコンピューターの静止画を5分間と10分間みてもらい
「最初の方に見たときと、あとから見たとき、10分間見たのはどっちでしょうか?」
と質問するとおそらくほとんどの人が2回のうちどちらが長かったかを判断できると思います。

では5分と3分だったらどうでしょうか? これも多くの方は区別できると思います。ところが、静止画を10秒と11秒見せられて

「どっちが11秒でしょうか?」
と問われると、これはかなりの難問なのではないでしょうか。

ドイツ、ロストック大学海洋科学センターの長年にわたるアザラシの研究の結果、アザラシも時間認識が可能らしいことを見いだしました。しかも、実験では3秒と3.42秒を容易に識別したというのですから驚きです。アザラシがこの技能を進化させたのは、魚を追っている際に素早い判断を下すためかもしれないと科学者らは想像しています。

アザラシの時間感覚がスゴイ


2017-04-22 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

ヴォイニッチの科学書 Chapter-649 冴えてる科学者(サイエンティスト)の育てかた

世界には時々ものすごく頭の良い子どもが現れます。そういう子どもたちは学校に行っても頭が良すぎて学校の授業が退屈だったりします。

現在の米国で科学や技術や文化に革新を起こしている人々の多くは幼いときにその卓越した認知能力を見いだされ、支援を受けた人たちです。たとえば、Facebookの最高経営責任者マーク・ザッカーバーグ、Google の共同設立者セルゲイ・ブリン、ミュージシャンのレディー・ガガもそうです。

世間では努力すれば何事も成し遂げられる、などと言われることも多いですが卓越した能力者は産まれた時点ですでに決まっているようです。

このような卓越した能力者は空間認識能力に長けていることが特徴です。空間認識能力とは、物体同士の空間的な関係を理解し、記憶する能力のことです 。学校教育の中心にある論理的な思考能力や言語的推論能力とは対極にある能力ですので、学校での評価では彼らは劣等生扱いされることになりますが、数学や国語の成績が良くなくても空間認識能力が高い学生は非常に優れたエンジニア、建築家、外科医になるとされています。  

そのような空間認識能力の高い子どもたちは、海外では10年ほど前から注目されています。韓国、香港、シンガポールでは英才児を探し出すテストを実施していますし、中国では2010年から国家人材開発10カ年計画を立ち上げて特に優秀な学生を支援しています。一方で欧州や日本は優れた子どもをさらに伸ばす教育は各家庭に任せられ、貧しい家庭の子どもに勉強のチャンスを与えることに政府は力を入れています。

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2017-04-22 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

最近のお知らせ

4月15日 阿佐ヶ谷イベント予定しています。土曜日夜の部の開催です。詳細未定です。
3月30日 NHK-BS プレミアムで放送の「コズミックフロント☆NEXT」内「私の宇宙絶景」に出演します
2月16日 ビジネスジャーナルで連載中の季節の料理の化学「化学に恋するアピシウス」2月が公開されました。テーマは「アンコウ」です。
1月28日 阿佐ヶ谷ダイナーヴォイニッチ「ご注文は人工衛星ですか???☆NEXT」沢山の方のご来場ありがとうございました。当日の様子は3月の「コズミックフロント☆NEXT」で紹介されると思います。放送日時が決まりましたらこのサイトでお知らせします。
1月25日 わたしが書いた新刊書籍「なぜ人はドキドキするのか?」が発売になりました。お近くの書店またはネット通販で買って下さいね。電子版が2月17日に発売開始になりました。

2017-04-15 : お知らせ :

わさびは400万年前に辛くなった

わさびは中国雲南省などに自生する近縁種シャンユサイと約400万年前に進化的に方向が分かれ、独特の辛味を獲得した可能性が高いことが分かりました。岐阜大の研究者が葉緑体DNA解析して突き止めました。シュンユサイはわさびそっくりの植物ですが、辛くありません。

わさびは中国と日本に固有種があり、中国大陸と日本列島が陸続きだった時代に自然に分布を広げたと考えられ、日本国内では現在の北海道に相当する地域から広がったこともDNA解析でわかりました。

わさびは400万年前に辛くなった


2017-04-14 : 科学の小ネタ : コメント : 0 :

スペースX社の新たな挑戦

米国スペースX社が2018年末に宇宙飛行士2人を宇宙船「クルー・ドラゴン(ドラゴン2)」に搭乗させ、月周回往復旅行を実施すると発表しました。ドラゴンは国際宇宙ステーションに物資を届けている無人宇宙貨物船です。これを人が登場できるようにしたものが「クルー・ドラゴン」です。

スペースX社の新たな挑戦

打ち上げには独自開発で2017年夏に初打上げを目指す「ファルコン・ヘビー」が使用されます。次いで、2017年末に「クルー・ドラゴン」の一号機を無人で打上げ、国際宇宙ステーションへの物資輸送を行います。実現すれば45年ぶりに人々は再び月へと向かうことになります。 これはすでに2016年9月に発表された、2060年代に火星に100万人を移住させるという壮大な計画の一部となります。

スペースX社の新たな挑戦


2017-04-13 : 科学の小ネタ : コメント : 0 :

わずか540年前に分離した連星系を発見

NASAと米ペンシルベニア州立大などの研究チームがそれぞれ地球からオリオン座の方向に約1300光年離れた他所で時速約21万キロ、時速10万キロ、時速3.5万キロの高速で移動している星を発見しました。移動方向を逆算すると3つの星は540年前には同じ場所にあったことがわかり、少なくとも3個の恒星からなる連星系だったことがわかりました。 何らかの理由で連星系のバランスが崩れ、別々の方向に飛び出した可能性が考えられます。

わずか540年前に分離した連星系を発見


2017-04-12 : 科学の小ネタ : コメント : 0 :

白内障を目薬で治療する

白内障は眼球の前方にあってレンズの形をした水晶体のタンパク質「クリスタリン」が異常を起こしてかたまりを形成し、光が通り抜けにくくなる病気です。

中国四川大学、カリフォルニア大学サンディエゴ校などの国際研究チームは遺伝性白内障の原因が、水晶体に多く含まれるラノステロールというタンパク質を作る酵素「ラノステロールシンターゼ」の遺伝子変異であることを突き止めました。

水晶体は透明な細胞の集まりですが、本来細胞は細胞内小器官というミトコンドリアや核などいろいろな構造物が入っていますので透明ではありません。水晶体の細胞はそれらの細胞小器官が分解して消えてなくなることによって透明で高性能なレンズとして機能しています。クリスタリンは水晶体のタンパク質の90%を占めますが水晶体の細胞は細胞内小器官を失っているため新陳代謝がなく、クリスタリンは新たに作り出されません。従って、クリスタリンをフレッシュな状態に維持することが水晶体混濁、つまり白内障予防のために重要です。

混濁した水晶体を除去する外科的手術は効果的で安全ですので広く行われていますが、世界的な老齢化社会の到来から点眼薬による簡便な治療は非常に有効です。すでにラノステロールを含む点眼薬で、イヌで自然発症した白内障の治療に成功しており、人においても有効である可能性が高くなっています。


2017-04-11 : 科学の小ネタ : コメント : 0 :

ヴォイニッチの科学書 Chapter-648 悪液質

がんなどの重病に患者が痩せ衰えるのは非常に多くのケースで見られます。それは悪液質という疾患であるケースが多いことがわかっています。悪液質は代謝異常の一種で、全世界に約900万人の患者がいて進行がん患者の80%がその中に含まれているとされています。典型的な症状は体重と筋肉量の著しい減少で、そのため日常的な活動が困難となり、感染症などの致死的な合併症にかかるリスクも高まります。悪液質は、カロリーを摂取させても改善されません。つまり、末期の患者にたくさん食べものを食べさせても衰えは回復しない、ということです。

悪液質になると見た目で死が近づいていることがわかるため、非常につらい状況となりますが、これまでは悪液質を単独の病気として治療を行うことはほとんどされていません。ですが、近年は悪液質を治療可能な別個の疾患と考えて治療を試みることが行われ始めました。悪液質の治療は末期患者の苦痛を緩和し、がんなどの根本的な疾患の治療に耐える体力をつけることにもつながると考えられるようになったからです。ですが明確な治療方法は見つかっていません。

悪液質は炎症や代謝バランス異常によってタンパク質合成の低下とともに筋タンパク質の破壊が進む病気らしいことが明らかになっています。この時の筋肉でE3ユビキチンリガーゼという、破壊するべき不要タンパク質に目印をつける酵素が活性化していることがわかりました。もともとこの酵素はがんなどの疾患に免疫系が対抗する時に活性化している酵素であるため、本来はがんなどへの対抗措置だったものが、患者自身を攻撃するようになった一種の免疫疾患であることもわかりました。

免疫系を抑えることは患者の病気への抵抗力を低下させることにもつながるため、治療薬の研究が難しく、いまのところ成功した臨床試験の無い難病です。ですが、悪液質治療薬の研究はがん治療の副作用の軽減などにもつながり、患者の生活の質を改善するすることにつながるため、重要な研究領域だと思われます。


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2017-04-10 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

秒速1ペタビット

NTT、デンマーク工科大学、フジクラなどの共同研究チームが世界最大容量の光ファイバーで長距離伝送実験に成功しました。今回の実験では1秒間に1ペタビットのデータを約200キロメートル送信することができました。この速度は映画「君の名は。」のハイビジョンデータを1秒間に6000本送る速度に相当します。つまり、瀧君と三葉さんが1秒間で7万回近く入れ替わることになります。  

実験結果から推定すると、今回の1.5倍の毎秒1.5ペタビットで1000キロメートル以上正しく伝送できると推定されています。ちなみに、現在広く使われている光ファイバーケーブルの伝送速度は秒速8TBだそうです。


2017-04-09 : 科学の小ネタ : コメント : 0 :

災害時にたき火で発電する技術

産業技術総合研究所が焼却炉やエンジンなどの排熱から発電できる空冷式のポータブル熱電発電装置を開発しました。この発電装置は200度~800度の温度範囲で発電でき、集特別な設置工事などが不要のため、たき火の上にかざすだけで発電ができ、災害時の緊急電源としても利用できそうです。  

熱電発電ではゼーベック効果という棒状の導体の両端に温度差をつけると温度差に比例した電位差(電圧)が生じる減少を利用しています。
災害時にたき火で発電する技術

そのため、効率よく発電するためには水冷装置などの冷却装置を使って温度差を大きくする必要があり、ポータブルとして持ち歩くことはできませんでした。今回新たなカルシウム・コバルト酸化物素子熱電モジュールを開発し、空冷でも水冷の場合、同等の出力で発電できる熱電発電装置を開発した点が画期的です。空冷ファン自身もこの装置が発電する電力で駆動しますので外部の電源や、電池などはまったく不要となりました。  

実際の装置では加熱温度が200度に達すればLEDライトが使用でき、400度になればスマートフォンの充電を行うことができ、500度ではワンセグテレビを映すこともできました。


2017-04-09 : 科学の小ネタ : コメント : 0 :

最強のマラリア出現か!?

古典イタリア語で「悪い空気」という名前を持つマラリアは単細胞生物であるマラリア原虫の寄生によって起る病気です。ハマダラカに刺されることによって人から人へ伝播します。40度前後の高熱を出し、悪性の場合は死に至ります。マラリアは予防可能、治療可能な病気であるとされていますが、全世界ではマラリアに年間2億人が感染し、年間60万人程度が死亡しています。死亡の8割以上はアフリカの幼い子ども達です。マラリア原虫に対し、最も広く普及し効果的な薬剤としてアルテミシニンが使われていますが、これまで東南アジアでアルテミシニンの効かない原虫が発見されています。

長崎大学や江蘇省寄生虫病防治研究所などの国際共同研究チームはアフリカにおいてもアルテミシニンの効かないマラリア原虫が出現したことを確認しました。赤道ギニアで発症した中国人移住労働者のにはアルテミシニンの効果が無く、このマラリア原虫の遺伝子を調べたところ、遺伝子に独特の突然変異がある事がわかりました。この変異型マラリア原虫はアフリカで誕生し、現時点ではまだ世界に拡散していないものと思われます。

アフリカではマラリアコントロールと撲滅のためにアルテミシニンに依存しており、この新たなマラリア原虫に効果のある医薬品はまだ見つかっていないため、公衆衛生上の大きな機器になる可能性があります。


2017-04-09 : 科学の小ネタ : コメント : 0 :

足を普通よりたくさん生やす遺伝子

普通よりも足の数が多くなる多肢症という疾患があります。牛の場合発症する確率は10万分の4以下です。この疾患はニワトリ、カエル、人間でも確認されています。不思議なことに命には別状がありません。原因は二通りがあり、ひとつは寄生虫によるもので、もうひとつは血液の凝固に関連があると見られるNHL-RC2という遺伝子の変異です。この遺伝子が正常に機能しないと身体の一部分になる細胞が不必要に複製され、余分な足が生えてしまいます。

足を普通よりたくさん生やす遺伝子


2017-04-09 : 科学の小ネタ : コメント : 0 :

宇宙のことを私たちはまだほとんど知らないのかも

2014年にNASAのX線観測衛星チャンドラ(下図)が観測した天文現象はこれまで知られていない謎の超激しい天文現象だった可能性があります。

NASAのX線観測衛星チャンドラ

この天文現象は地球から107億光年も離れた銀河で起きたものです。
地球時間で2014年10月1日、この銀河から突然莫大な量のエネルギーの放出が始まり、わずか数分間でその銀河に含まれるすべての星の数千倍ものエネルギーが放出され、翌日にはエネルギー放出は終わっていました。

このエネルギー放出源は CDF-S XT1 と名付けられています。下の写真の下段は当時の観測データです。左から右へ時間が経過していますが、一番左のほぼ何も見えない状況から突然強烈なX線が観測され、右側の写真に向かって徐々に消えていったことがわかります。

宇宙のことを私たちはまだほとんど知らないのかも

膨大なエネルギーが一瞬で放出される天文現象としては
・中性子やブラックホールなどが衝突
・ブラックホールが近隣の天体を破壊
などが知られていますが、そのようなすでに知られている天文現象ではないことが観測データからわかっています。この銀河に何が起きたのかは謎ですが、もし、何の前兆もなくこのような激しい天文現象が起きる可能性があるのであれば、天の川銀河でもし同様の現象が発生すれば、私達は強烈なX線に一瞬で晒され、自分たちが滅亡したことも知らずにこの宇宙から消え去ることがあるのかもしれませんね。


2017-04-08 : 科学の小ネタ : コメント : 0 :

鳥のV 字編隊飛行

渡り鳥がV字型の編隊を組んで飛行する姿はよく知られています。

人工飼育されたホオアカトキの背中に位置と羽ばたきを詳細に記録する装置を取り付け、鳥のV字型編隊の空気力学的エネルギー効率を調べた研究があります。 理論的には編隊の形状や羽ばたきを精密に維持できればV字型編隊は空力学的に非常に優れることがわかっています。ですが野鳥の群れがそのような統制の取れた行動ができるのかどうかについては疑問が持たれていました。

V字型編隊の空気力学的効率を最大化するには、自分よりも前を飛んでいる鳥が作る空気の渦に自分の羽の動きを同調させる必要があります。これはとても不可能なことに思えますので、V字編隊飛行の主目的は捕食者から身を守るため、あるいは、先頭の鳥がツアーコンダクター役を担うため、と考えられていました。

ロンドン大学の研究者らは羽ばたきの回数とGPSデータが毎秒5 回記録されたデータを解析しました。その結果、ホオアカトキは空気力学的効率を最大化できる最適なタイミングで羽ばたいていることがわかりました。つまり、V字編隊を組んで飛行する鳥は他の鳥と自分の位置関係を正確に把握し、気流を感じてそれに反応してはばたく能力があるようなのです。

鳥のV 字編隊飛行


2017-04-08 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

ヴォイニッチの科学書 Chapter-647 脳のスピードメーター細胞

ラットには速く走れば走るほど活性化する脳の神経細胞があることが発見され、科学者はこの細胞のことをスピードメーター細胞と呼んでいます。一方で、脳の中には自分の現在地や過去に通った場所を認識するナビゲーション細胞があることが2005年に発見されています。

脳はナビゲーションシステムからの情報を統合して脳の中に地図を作製し自分の居場所を把握していますが、ここにスピードメーター細胞からの移動情報を加えて脳内地図をリアルタイムに更新しているようです。

ヴォイニッチの科学書 Chapter-647 脳のスピードメーター細胞

脳の活動を読み取るための電極を装着したラットを走らせる実験で2497個の細胞が走っている最中に活性化しており、そのうち15%がラットの走る速度に応じて活性化したり、落ち着いたりするスピードメーター細胞であることがわかりました。

スピードメーター細胞は速度にのみ反応し、移動の方向には関係がありませんでした。 逆の実験として、数個のスピードメーター細胞からの情報を読み出すことによって、そのときのラットの移動速度を算出することもできました。脳内ナビゲーションシステムは哺乳類全体で似ていると思われていますので、人間の脳にも同様のスピードメーター細胞があるものと思われます。


この記事はインターネット科学ラジオ番組「ヴォイニッチの科学書」のあらすじです。 ヴォイニッチの科学書は毎週ホットな話題をわかりやすいフレーズで配信しています。 無料版(短縮版)は iTunesStore インターネットラジオ局くりらじから配信登録できます。iTunes の検索窓に「ヴォイニッチ」と入力してください。 有料版は株式会社オトバンクが発行するオーディオブック番組です。定期購読はこちらからお申し込みいただけます。有料版にはより長時間の音声配信並びに、詳しい配付資料を提供しています。


2017-04-08 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :
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