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　韓国の研究陣が炭素ナノチューブを撚り合わせて作った人工筋肉を伸縮させれば電気を生産する最先端繊維を開発した。「ツイストロン」と名づけたこの糸を応用すれば、携帯電話をバッテリーなしで作動させたり、ドローンに長時間電気を供給できると期待される。

研究員がツイストロン糸を縫い込んだTシャツを着て呼吸をすると、呼吸により生じる胸の動きにより電気が作られた＝漢陽大提供//ハンギョレ新聞社

　漢陽大学電気生体工学部のキム・ソンジョン教授研究チームは24日、「電解質の中で伸縮させれば電気エネルギーを生産するツイストロン糸を開発した。糸は炭素ナノチューブを撚り合わせコイル状にした。糸を引っ張ってねじれが増せば体積が減少し、これに伴い電荷を保存できる電気容量が減少し、その変化量だけ電気エネルギーが生産される」と明らかにした。研究チームの論文は、科学ジャーナル『サイエンス』オンライン版に25日(現地時間)掲載された。

　炭素ナノチューブは人の髪の毛より直径が1万倍も小さい。研究チームは、炭素ナノチューブを撚り合わせて高強度で極軽量の糸を作り、弾性を高めるために一層過度に撚り合わせ輪ゴムのようなコイル状にした。糸の直径は60～70マイクロメーター(μｍ)で、髪の毛(平均100μｍ)より細く約30％程度の収縮弛緩ができる。この糸を電解質の中で伸縮させたり回転させれば電気が生産される。

電解質中でツイストロン糸を伸縮させるとLED電球が点灯した＝漢陽大提供//ハンギョレ新聞社

　研究チームが58センチのツイストロン糸19.2ミリグラムを持ち、電解質中で伸縮させると2.3Vの緑色LEDを点けることができた。これは糸を1秒間に30回程度伸縮させる時に1キロ当たり250Wの電力を生産できる能力だ。

　研究チームはまた、江原道江陵市(カンヌンシ)鏡浦台(キョンポデ)でツイストロン糸に風船を結びつけ、海水中に入れ波が打ちつけるたびに糸が風船により25％程度収縮弛緩して電気を生産する実験を実施した。ツイストロン糸を縫い込んだTシャツを着て呼吸しただけでも糸の伸縮変化で電気信号が検出されるという事実も立証した。

研究チームは江原道江陵市の鏡浦台海岸でツイストロン糸にゴム風船を結びつけ波が打ちつけるたびに電気が生産される実験をした＝漢陽大提供//ハンギョレ新聞社

キム・ソンジョン教授＝資料写真//ハンギョレ新聞社

　キム・ソンジョン教授は「波や温度変化を活用してツイストロン糸が自ら電気を生産する実験を通じて、エネルギーハーベスタとして応用する可能性を示した」と話した。エネルギーハーベスタとは、熱、振動、音波、位置エネルギーなど日常的に捨てられたり使われない小さなエネルギーを取り出して、使用可能な電気エネルギーに変換する装置をいう。

　研究チームはツイストロン糸を活用すれば、バッテリーなしで携帯電話を作動させたり、ドローンに連続的に電気を供給できると期待している。今回の研究には米国テキサス州立大のレイ・バウマン教授チームなど国内外の8研究チームが参加した。