目次
まえがき
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タイトル目次
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第1章 エコ技術と生産技術
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アメリカの新車燃費規制
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公差の魔術
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海賊版対策とIpadの中身
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第2章 資源と環境技術
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リサイクルされるレアメタル
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レアアース戦争
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微生物と植物が地球を救う
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日本が産油国になる日
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第3章 電気社会の到来
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宇宙太陽光発電衛星計画
海洋温度差発電
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直流送電技術
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ワイヤレス送電技術
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電気自動車の可能性
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キャパシタ搭載バス
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ハイウェイトレイン構想
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ギガンティック・トウキョウ
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第4章 食料生産技術
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野菜工場
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CAS冷凍技術
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クロマグロの養殖
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第5章 宇宙科学技術
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小惑星探査機「はやぶさ」
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アブレータ耐熱技術
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イカロスの翼
学術・科学技術予算について
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第6章 軍事技術
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CSMミサイル構想
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F22とF35はガンダムとジムくらいに違う
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自衛隊がF22を持つ意味
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空母型護衛艦「ひゅうが」
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第7章 日本の安全保障と国家モデル
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軍事力による平和
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ODAは肉食動物を太らせた
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アメリカの強さの源泉
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日本がスネ夫になるための2つの条件
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しずかちゃんに成りかけた日本
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かつての日本はノビスケだった
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日本が出来杉君になる日
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あとがき
あとがき

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「ファイトエキストラクション」とは、有害汚染物質に高い耐性と蓄積性を持った植物を利用して、土壌や水に含有される重金属等を植物体内に吸収、蓄積させる方法で、使用に際しては、体内に蓄積できる重金属濃度が高く、かつ、たくさん生える植物が好ましい。

 

「ファイトスタビライゼーション」とは、根や根細胞表面および根細胞内に無機、有機汚染物質を沈殿・吸収・固定化させる方法で、主に汚染の拡散を防ぐことが目的で利用され、汚染物質の除去・分解は目的としない。

 

「ファイトスティミュレーション」とは、根から分泌される酵素などによって活性化された根の周りの微生物の働きで、汚染物質を分解、無害化させる方法。

 

「ファイトボラティリゼーション」とは、植物が無機・有機汚染物質を吸収して、大気中に気化させる方法のことで、例えば、インディアンマスタードは、セレンを無機化して、大気中に気化する能力があることが報告されている。また、ユリノキには、有機水銀を金属水銀に還元して、気化放出する作用があると報告されている。

 

「ファイトトランスフォーメーション」とは、植物体内の酵素等で、無機・有機汚染物質を吸収・分解し、無害化する方法で、窒素酸化物や硫黄酸化物などの大気汚染物質を植物体内に取り込んで、窒素源・硫黄源などの栄養素に変換する。

 

また、これら以外にも、向日葵が、放射性物質を吸収することが知られており、セシウム137を根に、ストロンチウム90を花に蓄積することが判明している。何でも、危険性が失われるまで30年以上かかる放射性物質を、わずか20日間で95%以上除去できる能力があるという。

最近では、ファイトエキストラクションの新しい例として、これまで鉛を体内に取り込むことが知られていた「ヒョウタンゴケ」が金をも蓄積することが分かった。

 

理化学研究所と非鉄金属大手「DOWAホールディングス」の研究グループは、平成20年から、コケを用いた重金属廃水処理装置の開発研究をしていたのだけれど、その中で、ヒョウタンゴケが金も取り込むことを発見している。

 

このヒョウタンゴケは、最大で乾燥重量の約10%もの金を蓄積し、鉛なら70%、プラチナでも数%蓄積する。更には、蓄積される場所が大まかに分かれているそうで、回収上のメリットも大きいという。研究グループは、貴金属をわずかに含む廃液から、金を再回収する技術として実用化を目指すとしている。

 

また、先のヘビメタ・ミミズのように、微生物やバクテリアでも同様の現象が発見されている。広島大の高橋嘉夫教授らは、15種類のレアアースが解けた溶液に、大腸菌や桿菌などの6種類の微生物を入れると、微生物の細胞表面にレアアースが集まり、1万倍以上も濃縮されることを報告している。

 

レアアースが集まった微生物を酸にさらせば、レアアースが酸に溶けるので、容易に回収できる。しかも、濃縮率の違いを利用すれば、複数の種類のレアアースが混在した溶液から、狙った種類だけを分離・精製できるというから、元々、科学的性質が似ていて、分離生成そのものからして難しいレアアースにとっては、貴重な技術になると思われる。

 

さらに、鉱石をエネルギー源にしている、バクテリアの一種には、代謝を通じて鉱石を分解する際に、硫化した金属鉱石や精鋼を排出するものがあるという。

 

この「バイオリーチング(生物冶金)」と呼ばれるプロセスは、近年、貴重な鉱石を抽出する重要な方法として注目を集めていて、従来の溶融精錬といった費用のかかる方法に対して、ある程度の規模であれば、溶融精錬の半分程度の費用で済むという。

山形県の慶應義塾大学先・端生命科学研究所の冨田勝氏は、「微生物の中には金属イオンに反応するものがあり、うまく利用すれば低品位鉱石から銅を精製することができる。最終的な目標は、低品位鉱石から銅を精製するバイオテクノロジーを確立することだ」とコメントしている。

 

既に、このバイオリーチングは、世界のおよそ20の銅山で活用されている。もちろん、バイオだから廃棄物も少なく、地球に優しい。環境破壊が問題視されている地球を救うのは、微生物と植物なのかも知れない。


日本が産油国になる日

2010年12月、藻類に「石油」を作らせる研究で、筑波大のチームが従来より10倍以上も油の生産能力が高いタイプを沖縄の海で発見したと発表した。

 

何でも、2万ヘクタール程度の生産施設で、日本の石油輸入量に匹敵する量を生産できるそうだから、日本のエネルギー問題は大幅に改善する。なんとも凄いもの。

 

藻から石油なんて、と意外に思う向きもあるかもしれないけれど、元々、植物類には油脂成分があり、古くは菜種油など、植物から油を取り出すことは行われてきた。

 

これまでも、バイオ燃料として、大豆やトウモロコシ、アブラナなどから燃料を取り出す研究が行われてきたのだけれど、陸の上で生える植物から燃料を取り出そうと思えば、それらの植物を植えるための土地が必要になるから、一定規模以上の燃料を取り出そうとすれば、それなりの面積の土地を必要とする。

 

たとえば、アメリカで利用されている化石燃料を全てバイオ燃料で代替するためにどれくらいの土地が必要になるかを試算したところ、大豆ならアメリカの約2倍の面積、とうもろこしでもアメリカの面積の半分くらい必要になってしまうそうだ。

 

いくら環境にやさしいバイオ燃料とはいえ、その為にアメリカ国土全部の土地が必要となったら、今度は肝心の食糧用の作物が作れなくなってしまう。

 

従って、バイオ燃料として好ましい植物は、陸上でなくても生息でき、また、広大な面積をも必要としないものが求められていた。

 

そこで注目されたのが「藻」。

藻の中には、体内で炭化水素もしくは油脂類を生産する種類があって、高いものでは藻の体重量の60%以上の炭化水素類を蓄積するものもあると報告されている。

 

バイオ燃料として主に使用される藻は、微細藻類と呼ばれる単細胞を単位生命体とする顕微鏡サイズの小さな藻。別名、植物プランクトン。微細藻類は、約30億年前に地球の海洋に出現した最初の生物の1つで、地球最古の生命体とも言われている。

 

微細藻類は、葉緑素を持っているのだけれど、生命活動により得られた脂質を細胞内に多く蓄積することで浮力を得て、海水の表面近くを漂うことで光合成を行い、大気中の二酸化炭素を固定化し、酸素を生成する。

 

数十億年の歳月は、微細藻類の大量の死骸を海底に堆積させ、その体内に含まれていた油脂成分がやがて石油へと変化したと言われている。微細藻類は極端なことをいえば、どこでも生息できる「タフな藻」で、水中はもちろん、雪の上、木肌、果てはガードレールの表面でも生息でき、温泉、空中などからも採取可能だという。

 

しかも、微細藻類は、単位面積あたりの生産性が非常に高く、陸生植物のそれと比較して1桁上のポテンシャルを持っている。1ヘクタールの面積で、1年あたりの油脂生産能力は、トウモロコシが0.2、アブラナが1.2であるのに対して、微細藻類は47から140もある。藻は言うまでもなく、水生生物だから農地を使う必要もない。

 

こうした微細藻類の中でどの種類の藻を使えば、より効率的に石油が生産できるかについて、色々と研究がおこなわれてきたのだけれど、これまで一番有力視されていたのが、「ボトリオコッカス」と呼ばれる種類の藻。

 

これは、淡水に生息する藻類で、緑~赤色で30500μmのコロニーを形成し、細胞内及びコロニー内部に、重油の一種である炭化水素を乾燥重量の約20~75%も蓄積するという。

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