電気化学はバイオにも大きく関係するスーパー技術だ

電気化学は化学の傍流だと思っている人が多い。
実際は最先端であって、本流になりうる大きな分野だ。電気を使って電極上の酸化還元反応を制御することを中心とした化学だ。これが将来のバイオと大きく関係する。

これまでは電極は平面的で表面処理、めっき、電池などの分野で必要な技術だった。
精錬やめっきはローテクと思われることが多かったので、
ハイテク代表であるコンピュータ部品や半導体産業、リチウム電池で電気化学が使われることが驚かれた時代もあった。
しかし電気化学は、半導体、エレクトロニクスだけに留まる技術ではない。

燃料電池、エタノール、メタノールなどの合成や発電、バイオマス反応、バイオマスで使われる微生物を増やすような反応にも応用できる。バイオ技術と電気化学は出会ったばかりだ。これから大いに発展する。

https://www.nikkan.co.jp/articles/view/00396058


一般的な化学反応だけでなく、菌のような微生物が増えていく成長や発生も反応と同じように電気で促進できるのだ。菌は、栄養の一部に酸化還元反応を使っているからだ。

鉄や銅を菌の体に取り込んでいることが多い。

赤血球が鉄を含んでいることは有名だが、菌にも金属が含まれている。

そうした金属は酸化還元反応を通じもて微生物が栄養分を取り込む際に使われる。糖などを燃やして栄養にするという表現があるが、同じように銅や鉄を酸化・還元して栄養を得る菌もいる。

肥料にもミネラルとして金属が含まれるのは植物も、菌も金属を栄養を得るときに利用しているからだ。

そうした金属の酸化還元反応はグラフェンとも関係が深い。
電気化学の一番得意な分野で、それを加速する触媒としてグラフェンはとっても重要な物質だ。

グラフェンは炭素数層でできた平面と、そのエッジ部分、端部から成る。この端部がこれまでにない触媒活性点あることが証明されてきたようだ。2009年時点で私は直観的に端部の活性度の高さを指摘している。端部にナノサイズの金属を配置して、反応物がグラフェンと金属の間に来たときに一気に反応が進むのだ。


日本の電気化学者にも、グラフェンとナノ金属微粒子を活用した触媒研究、バイオ分野でも応用をぜひ進めてもらいたい。