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■SUZUKA産学官交流会ニュース第8号

SUZUKA産学官交流会ニュース第8号が発刊されました。

発刊日：平成19年10月15日(月)
発行数：7，000部
目的　：交流会活動や産学官連携から誕生した新製品・新技術等を広くＰＲすることを目的として発刊
　今回の交流会ニュースでは､鈴鹿工業高等専門学校､鈴鹿医療科学大学､鈴鹿国際大学の研究者の方々の活動やシーズ､産学官連携から誕生した新製品をご紹介させていただきます。

内容
◆研究者シーズサロン

　『磁気反発型振動リミットスイッチ』
　　　鈴鹿工業高等専門学校電気電子工学科講師西村一寛氏

　設定値以上の振動を加えると動作する振動のリミットスイッチである(特開2007-205844)。
　その構造は､同極を向かい合わせた永久磁石とその間のどちらかの磁石に鋼などの磁性体を吸着させたもので構成する。このときの磁性体が反発磁石間の間隔によって磁化状態が変化するため､反発から吸着への構造変化を引き起こす現象を利用している。外部振動によって､この構造変化を引き起こし､吸着させたときに導通させることによってスイッチとなる。(図1)
　この振動のリミットスイッチは､駆動するための電源が不要であり､またデータを判別するための機器を必要としない無給電･自己判別可能なセンサシステムであり､取り付けや設置が容易であることから､携帯用振動検査器など新しい応用展開が期待できる。さらに､シンプルな構造のため堅固である特長を有する。動作周波数数帯は､人の動きなど振動を目で見ることができる領域であるため､機器診断･防犯･医療福祉システム(異常振動検知)､車両積載用システム(エアバックシステム､エンジンオイルの粘度検査)､教育教材(意外性と安全なものづくり)等への応用が期待できる。
　図2には､試作した振動のリミットスイッチを示した。左にはアクリルパイプをガイドにしたものを示した。鋼の真球を介して反発している磁石を結合させる。左下には､粘性溶液を充填させたものを示した。この場合結合させるための振動の大きさは充填していないものと比べると急激に上昇する。中央には､図1に示した構造のスイッチを示した。実際にLEDが光るものも試作した。右にはオフスイッチを示した。同じ長さの磁性体を用いることで設定値以上の振動を加えると分離する。
　これらの振動のリミットスイッチの動作する振動の大きさを加速度に取った周波数応答は､図3のようになる。極小となる周波数､すなわち共振周波数をもつことから､バネ変数(磁気バネのため変数となる)とダンピング係数で表される振動の一般式として表すことができる。周波数応答より結合時のバネ変数とダンピング係数を求めることができ､様々な構造に対するこれらパラメータの関係を調べることで､倫理的な限界や設計の指針を導き出している。
　

　『東洋医学からの新製品開発への取り組み』
　　　鈴鹿医療科学大学鍼灸学部鍼灸学科長教授佐々木和郎氏

1.新製品開発のポイント
　新製品は､今までにない独自性がなければならない。独自性に求められるものは新しいアイデアである。これに関して､東洋医学では温故知新(古きをたずね新しきを知る。)という言葉がある。まさに､東洋医学は新製品開発に関して宝の山である。なぜか､その一端をツボに関連し紹介を行い､新製品開発への応用を紹介する。
2.ツボとはなにか
　鍼灸医学の根幹をなす経穴(ケイケツ､一般にツボと言われる)はどのようなものだろうか。広辞苑では｢灸(キュウ)を点じ鍼(ハリ)を打つべき身体の箇所。全身に数百ヶ所あり､経絡(ケイラク)の要所に当り､病気の診断と治療の対象点とされる。また､経絡とは人体における血管系･リンパ系･神経系とは別の特異な循環･反応系統｣とある。経穴付近の組織に特別な構造が存在するか否かは､経穴の部位により相違があり明確な結論が出ていない。しかし､鍼灸医学において経験を積んだ治療者は経穴を触診によって決定することができる。経穴は“治療者の触診”と“患者の感覚”において決定される場合が多い。治療者の触診とは硬結(こうけつ)､皮膚表面のざらつき､皮膚表面の微小な陥凹､周囲と比較して皮膚温が低い点などである。硬結とは｢周囲と比較して若干硬くなっている緊張部位｣である。限局した“こり”の部位である。患者の感覚とは治療者が指で圧した場合､周囲と比較して特に過敏になっている部位(圧痛部)である。図1に示すように経穴は硬結､圧痛､皮膚のざらつきなどを複合し､反応点としてとらえられている。
　経穴の治療点としての用い方は､触診で経穴を決定し､硬結部分を軟らかくすることにより組織の緊張度を正常化するという方法を用いる。鍼治療で経験を積んだ治療者は鍼刺入部位の1本の鍼を介し組織の緊張状態を感覚でき､その感覚に基づいて治療の目安･治療時間･鍼の深さなどを決定する。東洋医学は診断･治療に､皮膚､筋からの情報を最も良く活用し治療を行い､生体軟部組織系を基本とした診断･治療体系を形成している。
3.ツボを応用した新製品開発
　皮膚表面､骨の状態は計測方法が多いが､皮膚と骨との間の機能的な測定､特に筋の緊張状態をも含めた生体軟部組織系の粘弾性計測､血液およびリンパ液･組織液等の組織還流状態の計測は測定方法が少ないためヒトではほとんど未解明の状態(グレイボックス)である。我々は生体軟部組織系の粘弾性計測､血液およびリンパ液･組織液等の組織還流状態の計測に関して新たな計測方法を提案し開発している。生体軟部系組織の粘弾性計測に関しては鍼レオメータ､圧弾性計測装置などがある。また東北大学工学部と共同で超音波を応用した生体軟部組織系の粘弾性計測に関し研究を行っている。産学連携では､マッサージチェアー､低周波通電器等これまで企業と関連し研究開発を行ってきた。
　以上､鍼灸医学は長年の治療経験を生かした伝統医学である。現在､健康､健康増進が一つのキーワードになっているが皮膚､筋の特性､機能､その応用に関しては健康増進に結びつく重要な鍵がある。その製品応用は人々の健康増進にも重要な役割を果たすことになると考えられる。

　『ヘドロ燃料電池の実用化に向けた基礎実験』
　　　鈴鹿国際大学副学長妹尾允史氏

　嫌気性の微生物が糖類などの有機物を分解する際に水素イオンと電子を分離して､電器を生成することは古くから知られていたが､発電量が極めて微小であるために生物学的酸素要求量(BOD)などのセンサーとしての利用などに限定されていた。近年､微生物が電子を供給するアノード側で､微生物の細胞内から電子を転送するメディエーター､およびアノード電極の改良､また水素イオンを透過させるイオン交換膜の開発､あるいは酸化力を要求されるカソード側で､有効な酸化還元剤などの物質が開発されるなど､さまざまな技術的進歩によって燃料電池として実用になりうる大きさの電力供給が可能となってきている。
　筆者らの研究は微生物による有機物の分解作用を利用して､河川あるいは湾内の海底に堆積しているヘドロから直接電気を取り出し､環境修復とエネルギー産出技術に関する基礎的な段階である。将来的な目的としてシステムのスケールアップが容易であることが重要であり､高価な電極材料あるいはイオン交換膜などを使用せず､また電子転送メディエーターあるいは酸化還元のための薬剤などを使用しないことがキーポイントとなる。
　これまでに､伊勢湾沿岸部の三重県側で河川および海底のヘドロを採取し､2リットル規模の実験容器による｢ヘドロ燃料電池｣の基礎実験を行い､次のような結果を得ている。
　(1)アノード電極として竹炭などの多孔質炭素剤を活用し､バクテリアと電極の接触面積を拡大するとともに､第3の電極として鉄電極を挿入し､鉄還元バクテリアであるジオバクターの活性化を図った。これによって､大きな電力出力(約10mW/L)が得られるとともにヘドロの堆積減少も見られ､汚水処理の新しい手法の1つに成りうることが原則的に確認できた。(特願2004-301337｢汚泥処理用微生物電池およびそれを用いた汚泥浄化装置｣出願:H16.10.15､三重TLO､発明者:妹尾允史)。
　(2)酸化雰囲気に置かれるカソード側の酸化反応を高めるために､カソード電極を酸素極と共通にした電解による活性酸素の供給が極めて有効であることが分かった。(特願2006-111835｢新規微生物電池｣出願:H18.4.14､三重TLO､発明者:妹尾允史)
　(3)通常の電池で利用される化学反応と比較するとバクテリアの有機物分解は極めてゆっくりとした反応であり､数時間オーダーの時定数を有するとともにヘドロ中の電位勾配によってバクテリアの活性度が変化するため､持続可能な電力出力の最適負荷モードを探求することが重要である。
　(4)ヘドロ燃料電池の出力電圧は単体で0，5V程度であり､3～4個のセルを直列に積層し､キャパシターを使用することによって安定に1，5V前後の電圧が得られ､ラジオ､水晶時計､デジタル計器､LED点滅ねどの電源として活用することができた。
　(5)ヘドロ以外に果物の皮など糖類の生ゴミ､あるいはコーヒーの絞り滓などを添加することによって出力電力の増加が観察された。
　(6)カソード電極の置かれている海水中にシアノバクテリアを中心とする光合成藍藻類を繁殖させると､日光照射による顕著な電力増加が見られ､生きている太陽電池の機能も発揮した。

　『芍薬由来の機能性学校制服』
　　　東海オールセット(株) 代表取締役齋木俊博氏

芍薬との出会いは｢SUZUKA鈴鹿産学官交流会｣
　4年前の交流会で生貝教授の分科会に参加し､芍薬の抗菌効果について知りました。以前より学生スカートのプリーツ加工を業としておりましたが､それに劣らない技術を探しておりました。その分科会で､この技術は繊維に使えるかもしれないと直感的に感じました。
芍薬を鈴鹿で栽培
　鈴鹿高専との共同研究がスタートし､生貝教授より抽出方法をご教示いただきました。しかし､原料となる芍薬の花びらを調達するため､植物園､切花農家などに問合せを行いましたが､販売していただけませんでした。そんな時､インターネット上にて鈴鹿市の芍薬に対する事業計画を発見し､鈴鹿商工会議所に問合せを行いました。その結果､北勢種苗芝植木協同組合の伊藤理事長を紹介いただき､鈴鹿インターの西側で150坪に500株の栽培を依頼しました。
芍薬由来の抗菌物質を繊維へ
　鈴鹿高専の研究の成果で芍薬の抗菌物質が判明し､同時に繊維加工工程の中で汚れが付着すると､しみぬき等で汚れが取れないことに着目し､繊維への抗菌成分の付着検査を行いました。その結果､繊維に非常に高い抗菌性が付与されることがわかり､また付着可能な素材はウール､綿､ポリエステルで､洗濯耐久性があることもわかりました。
　また､一般的に人間の身体に接する部分には必ずといっていいほど繊維があり､非常に利用されやすいのではないかと考えました。
学生服への応用により鈴鹿高専の学生にビジネスモデルの体験を
　芍薬由来の機能性繊維で鈴鹿高専の学校制服をつくることにより､起業家精神の強い高専の学生に次のような効果が生まれると考えます。
①生貝教授の発見された芍薬の抗菌性技術の商品化を目にすることによる､技術を商品化することの面白さを実感
②生徒が着用することにより抗菌性を体感
③抗菌性学生服を全国に広めることによりビジネスモデルを実感
④鈴鹿市のまちおこしとしての芍薬と技術の融合
芍薬由来の機能性学校制服は新連携の認定事業
　中部経済局より平成19年2月15日に新連携の認定を受けました。そして同年4月の鈴鹿高専入学生に芍薬の抗菌性を活用した制服を販売させていただきました。
　今後､鈴鹿地区の学校および全国の高専に採用をお願いする予定です。
芍薬由来の機能性繊維の広がり
　芍薬の抗菌性を活用した機能性繊維は､次のような幅広い用途が考えられます。
現在販売したもの･･･タオル
今後可能性のあるもの･･･自動車車内のシート･ウレタン､介護用シーツ､枕カバー･カーテン､医療用白衣など。
　この芍薬の抗菌性を活用した商品を鈴鹿地区のものづくり企業が中心となり､世界に発信していければ･･･と考えております。また､商品化のよいアイデア､事業への参画を希望される方は鈴鹿商工会議所までご相談ください。

◆鈴鹿市ものづくり研究開発事業補助金制度の採択状況

◆交流会事業のご案内

※鈴鹿商工会議所にて無料配布しています。　　　