電池が必要なくなる… 新開発の「半永久的に静電気をためられる液体」は何がスゴい?

カテゴリ:テクノロジー

  • 物質・材料研究機構が「半永久的に静電気が貯められる液体」を開発
  • 開発者「電池が必要なくなります」
  • 実用化されれば、“歩くと発電する靴”が作れる可能性も

「半永久的に静電気が貯められる液体」を開発

スマホやノートパソコンなどの電子機器や腕時計、リモコン…。

今や日常生活において電池が必要な製品であふれ、1日1回は充電や電池の交換をしている人が多いのではないだろうか?

そのような中、国立研究開発法人 物質・材料研究機構(NIMS)の研究グループが「半永久的に静電気が貯められる液体」という、何だかよくわからないけれど、すごそうな物質を開発したことが分かった。

この物質は、「ポルフィリン」という有機化合物を、「分岐アルキル鎖」という鎖状の炭水化合物で囲んだもの。

ポルフィリンは静電気を帯びることができ、これを炭水化合物の鎖が囲むと安定した構造になり、静電気を半永久的に貯められる液体になったのだという。

さらに、心拍や脈拍という非常に小さな振動を電気信号に変換でき、しかも伸縮、折り曲げなど様々に変えられる形で実現した。

でも「半永久的に静電気が貯められる液体」は、一体、どういった点で優れているのだろうか? また、具体的にはどのようなことに活用できるのか?

研究グループのリーダー、中西尚志さんに話を聞いた。

開発者「電池が必要なくなります」

――「静電気を半永久的に貯められる液体」はどういった点で優れている?

“静電気を物質表面に貯めることのできる物質”はこれまでも存在していました。
ただし、それは、固体やフィルム状で、成形や加工をすることが難しいものでした。

そこで、私たちの研究グループは、液体の表面と内部に静電気を貯め、かつ、安定に保持できる物質を開発しました。

液体ですと、流動性がありますので、どのような形状に対しても適応できます。

「曲げる」、「引っ張る」、「巻きつける」、「丸める」といった動きに対しても、構造のない液体なので、その機能は変わることはありません。

(左)開発した液体(右)伸縮・折り曲げ可能な素子(電子部品)

――静電気を半永久的に貯めることができると、どのようなメリットがある?

電池が必要なくなります。

「歩くと発電する靴」が作れる可能性も

――「静電気を半永久的に貯められる液体」は、どのようなことに活用できる?

伸縮、折り曲げや様々な形状の変形に適応できるため、電池を使わずに駆動する「脈拍センサ」などの医療・ヘルスケア分野での活躍が期待できます

また、常に稼働する(動く・刺激を与える)部位に貼り付けておくだけで、電気を供給できる仕組みを作ることもできます。

たとえば、「靴の中敷きに入れておいて、歩くと発電する」、「キーボードをタイピングすると発電し、パソコンの省エネ化ができる」など、です。


――実用化に向けた課題は?

大きく、以下の3つです。

・液体内に蓄積できる静電気の量を増やすこと。
・素子(電子部品)の耐久性を向上させて、静電気を安定に保持すること。
・この液体の機能を最大限に発揮できる、「脈拍センサ」など、素子(電子部品)の素材や構造を確立すること。


まだまだ課題の解決は難しそうだが、すごそうな「静電気を半永久的に貯められる液体」。

実用化されれば電池が必要なくなり、「歩くと発電する靴」や「タイピングするだけで発電するパソコンのキーボード」の開発につながる可能性があるのだという。

2019年ノーベル化学賞受賞の吉野彰さんが開発した「リチウムイオン電池」は、現代においてなくてはならない存在となった。今回の開発がどのように世の中を便利にしていくか、今後に期待したい。