太陽を追って

彦根藩二代当主である井伊直孝公をお寺の門前で手招き雷雨から救った
と伝えられる招き猫と、井伊軍団のシンボルとも言える赤備え。（戦国
時代の軍団編成のせて生まれたキャラクタ「ひこにゃん」。

光合成細菌の生きた化石を湖から発見
14日、北海道大学と加ウォータールー大学は，光合成進化のミッシング
リンクに相当する新奇性の高い細菌を発見。研究グループは，「Candid- 

atus Chlorohelix allophototropha」と名付けた細菌を，カナダ北部の
湖から培養。研究開始当初，光合成ができる珍しい細菌の培養を目指し
て，採水した湖水に光を照射して培養を行なったが、数週間経ってもは
っきりとした結果でなかったが，微生物増殖を示した1本の培養瓶中に含
まれている主要な光合成細菌の分離培養に成功し、その詳細な特徴を明
らかにする。

ところが，クロロフレキサス門の既知の全ての光合成細菌は光化学系II
を使っているのに対して，この新しい細菌は光化学系Iを使っていること
が判明、すなわち，クロロフレキサス門の細菌は光化学系の反応中心を
柔軟に変化させながら進化しつつ，クロロソームの様な集光装置をその
まま維持して進化したと考えられる。この発見によって，研究グループ
はクロロフレキサス門における光合成進化仮説の矛盾を解消し，この進
化を説明する二つの新しいモデルを提案。この新種の酸素非発生型光合
成細菌を生きた化石と捉えることができます。そして、特筆すべき点と
して、本細菌が地球における光合成のからくりや進化の謎を解く鍵とな
る生物であり、分離培養ができたことで生体分子の生化学的アプローチ
が可能となるため、酸素非発生型から酸素発生型光合成への進化過程、
さらには太古地球の環境と生命の共進化について包括的に理解できるこ
とに期待がかかる。


光渦で金ナノの超精細パターニングに成功
13日、千葉大学，北海道大学，大阪公立大学，大阪大学は金ナノ微粒子
が分散する懸濁液（金ナノインク）に光渦を照射することで従来のイン
クジェット技術の限界を凌駕する微小なドットが印刷できることを実証。
近年，半導体・電子製品などを印刷して製造するプリンタブルエレクト
ロニクス技術に注目が集まっている。従来のインクジェット印刷技術で
はノズルが目詰まりを起こすため，高粘度材料の印刷が困難だったが，
レーザー誘起前方転写法（LIFT）によって，それが可能になり、LIFTが，
パルスレーザー加熱によってドナー膜に形成されたキャビテーションバ
ブルの膨張・収縮によってドナーの液滴が吐き出されてレシーバー基板
に転写される現象で，次世代プリンタブルエレクトロニクスの印刷手法
のホープであるが、LIFTはドナー物質の液滴が吐出される方向を制御す
ることは原理的に不可能だった。この課題を克服するため，研究グルー
プは光渦を用いた光渦レーザー誘起前方転写法（光渦LIFT）を考案。

図1 光渦レーザー誘起前方転写法のイメージ図
液滴の自転運動によって液滴中の金ナノ微粒子
が高密度に充填されてドットとして印刷される。

光渦は，照射した物質にトルク（軌道角運動量）を与えることが知られ
ている。光渦の軌道角運動量がLIFT現象によって吐出された液滴を自転
させる結果，液滴が安定して直進飛翔するため，より精密にプリントす
ることが可能になる。検証は，波長532nmの光渦ナノ秒パルスレーザー
をガラス基板上のドナーである金ナノインクにビームスポットが35μm
になるようにレンズで集光した。単一パルス照射によって，液膜から単
一液滴を吐出し，ドナー基板に平行して設置されたレシーバー基板にド
ットとして印刷された。その結果，金属ナノ微粒子が密に充填された真
円性・均質性の高いドットが印刷できた。

一方，ガウシアンビームを用いた従来のLIFTで転写されたドットは，い
びつでドット中のナノ微粒子の分布も不均一だった。ドット径も光渦の
結果と比較してかなり大きく，周辺にデブリが散乱。さらに，印刷した
ドットの位置精度を評価したところ，光渦LIFTはガウシアンビームを用
いた通常のLIFTよりも半分以下の距離差でドットを印刷でき，金ナノイ
ンクの文字パターニングが可能になった。さらに集光ビーム径を制御す
ることで最小直径9μmのドット印刷にも成功した。研究グループは，こ
の印刷技術は，半導体インク材料や他の金属インク材料にも適応できる
ため，次世代プリンタブルエレクトロニクス技術の基盤技術として回路
の量産技術などへ発展可能と見込んでいる。
【掲載論文】
・論文タイトル︓High-definition direct-print of metallic microdots with
　　　　　　　　optical vortex induced forward transfer
・雑誌名︓APL Photonics　 DOI︓https://doi.org/10.1063/5.0187189
・論文タイトル：Fabrication of an array of hemispherical micro-lasers
　　　　　　　　 using optical vortex laser-induced forward transfer
・ 雑誌名：ACS Photonics
・DOｉ:https://doi.org/10.1021/acsphotonics.3c01005 

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CO2の光駆動メタネーションのための効率的な金属-有機構造体由来ニッケ
ル触媒

東京ガスの場合

安価な再生可能エネルギーを利用するということ、天然ガスの既存イン
フラを活用するということから、大規模なe-メタン製造は基本的に海外
で実施することになる➲現在の小規模実証でのメタネーションプロセ
スは、「サバティエ反応」という触媒反応を使っていますが、これには
機器コスト、水電解からメタン合成に至る効率や大型化の限界、熱マネ
ジメントの難しさ、といった課題があります。大規模で安価なメタネー
ションを実現するためには、新たな技術革新が必要となる。

※サバティエ反応は、ニッケルなどを触媒として使い、気体の二酸化炭
素（CO2）と水素を高温で反応させて、メタンと水を得る反応。

現状のメタン製造はこのサバティエ方式を使っていますが、水電解装置
、水素タンク、メタン合成装置といった複数の設備を必要とするため、
機器コストが高いという問題があり、
また、水素を作り出すための水電解プロセスとメタネーションを合わせ
た総合効率が50％程度で、大規模な導入のためには更なる効率化が必要・
加えて、サバティエ反応は約500℃という高温に達する発熱反応であり、
この熱マネジメントが難しいという課題も解決する必要
この課題解決のため、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開
発機構（NEDO）のプロジェクトにおいて、「ハイブリッドサバティエ
方式」と「PEMCO2還元方式」という、2つの革新的技術開発に取り組
んでいる➲国のグリーンイノベーション基金を活用し、将来の社会実
装をコミットして進めている取り組みになる。

♞ 水電解とメタン合成を一体化する、ハイブリッドサバティエ方式
宇宙航空研究開発機構（JAXA）と共同開発しているハイブリッドサバテ
ィエ方式は、発熱反応であるサバティエ反応の排熱を、吸熱反応である
水電解に利用することで、高効率化と熱マネジメント性の向上を可能に
する。

サバティエ反応は前述のように500℃程度の高温になるため、熱マネジ
メントが難しいという問題があった。JAXAは、宇宙船内でのCO2の除
去と酸素を発生させる水電解をリンクさせて、循環型の空気再生システ
ムを構築するため、220℃付近の低温で進行する低温サバティエを開発
した。ハイブリッドサバティエは、固体高分子電解質膜（PEM：Polymer Electrolyte Membrane）を使ったPEM水電解と、低温サバティエ反応を
一体化、モジュール化することで、機器コストの低減と、複数化、大型
化によりスケールアップが可能。また、基本的に既存技術の組み合わせ
であり、JAXAによって原理実証も完了しているから、早期の大型化、
社会実装が可能だ。

♞ 水とCO2から直接メタンを合成するPEMCO2還元方式
PEMCO2還元は、水電解でも利用される電気化学反応により、水とCO2
から直接メタンを合成技術。

PEMCO2還元は低温サバティエよりさらに低い、約80℃で反応し、かつ熱
中立な反応のため、熱マネジメントは不要になる。さらに1デバイスで
全ての反応が完結するため、設備構造の簡略による低コスト化、またモ
ジュール化と大型化によってスケールアップが容易と考えている。また、
PEMCO2還元には、メタン合成に用いられる電極触媒により、電解電位が
近接しているメタン以外の副生成物を生成する可能性があり、弊社では
代替石油などクリーンなe-fuelの合成への応用も視野に入れ、開発を進
めている。なお、メタン以外の成分の検討はNEDO支援によらず弊社独自
の取り組み。

確かに触媒反応や電気化学反応など、応用化学系のエンジニアが中心で
すが、これから社会実装に向けたシステム構築、スケールアップ、イン
フラの活用・整備などを総合的に推進していく必要がありますから、応
用化学以外の多岐にわたる技術開発が必要になります。デバイスの大型
化では機械系、電気系のエンジニアが求められるでしょうし、海外への
展開も視野に入れるとプラントエンジニアの活躍の場もあるでしょう。
また、多くのシステムを連携させながら運用するという点で、IT系やシ
ステム開発ができる人材などは、この領域でも欠かせない。

SDGsの広がりと共に、世の中が化石燃料を使わない方向に進みだろう。
そうした中、合成メタンを製造するメタネーションに携われることは、
お客様にこれまで通り都市ガスを使い続けて頂きながら、地球環境を守
ることができるという点で、やりがいがある。革新的メタネーション技
術開発グループは、2021年度に新設された部署（東京ガス）で、多くの
関連する技術に携わっている人たちが集まっている。みんなメタネーシ
ョンをしっかりやっていかないと、炭化水素の燃料から離れてしまう、
とい危機意識を持って取り組む。今の部署が設立されたタイミングで異
動してきた。ただ、新しい組織が立ち上がって新たな活動に取り組むこ
とになっても、目標に向かって開発し、改善していくことの繰り返しと
いう基本的な考え方は変わらない。ハイブリッドサバティエもPEMCO2
還元も、これまで燃料電池で扱っていたものと似たような技術でメタン
を製造するもの。これまで培ってきた技術を、全く違う目的のために応
用できるというのも面白い。今後、環境技術に関わるエンジニアも増え
ていくと思うが、今自分のやっている仕事が、どこでどういう形で花を
開くのか、本当にいろいろな可能性がある。新しく学ぶことも多いが、
楽しみながら技術開発への取り組みを進めることができれば、それがき
っと将来役に立つと思う。via MEITEC「合成メタンの価格を下げる2つの
革新的技術とは[東京ガスに聞く、CO2ネットゼロを目指すエネルギー産
業の最新事情」2023.4.10

　風蕭々と蒼い時代

I'll Follow The Sun - MonaLisa Twins (The Beatles Cover)

「アイル・フォロー・ザ・サン」は、マッカートニーがデビュー前に書
いた楽曲で、マッカートニーは「16歳の時にフォースリン・ロードに面
した部屋で書いた曲[注釈 1]。歌詞についてマッカートニーは、「『ア
イル・フォロー・ザ・サン』は最初の頃に書いた曲のひとつさ。病み上が
りの間もない時に部屋からレースのカーテン越しに外を眺めながら書い
た記憶がある。でもその頃僕らは地元でハードなリズム・アンド・ブル
ースをやっていたから、『アイル・フォロー・ザ・サン』のようなバラ
ードは後回しにしたんだ」と語る。 1980年にジョン・レノンは、『プレ
イボーイ』誌のインタビューで「これはポールだ。おかしな内容なんだ。
「明日、雨が降るかもしれない。ぼくは太陽を追いかける（Tomorrow 
may rain / So I'll follow the sun） 」…マッカートニーの最初期の
作品。きっとビートルズ以前に書いたんじゃないかと思う。彼はたくさ
ん曲を書いていた]と語る。

モナリザ・ツインズ（英: MonaLisa Twins） は、リバプールを本拠地と
する双子の姉妹による二人組ロック・バンド。 ビートルズをはじめとす
る1960年代のバンドの曲をカバーした動画を、YouTubeで発表すること
で知られている。それらの曲の多くはアルバムとしても発表されており
、またオリジナル曲を収録したアルバムも発表している。

アメリカの地方都市で秘書をしている独身の38歳のジェーン・ハドソン
（キャサリン・ヘプバーン）は長期休暇を取り、念願であったヨーロッ
パ旅行の夢を実現させて、ロンドンとパリを観光後、オリエント急行に
乗って、この旅行の最終目的地である水の都・ヴェネツィアを訪れる。
ヴェネツィアは街中に水路が張り巡らされた歴史のある美しい都であり
ジェーンは駅から船でフィオリーニ夫人（イザ・ミランダ）が経営する
ペンシオーネに到着する。その後、観光に出かけたヴェネツィアのサン
・マルコ広場で1人のイタリア人男性レナード（ロッサノ・ブラッツィ）
と出会う。