オオシャコガイの秘密の形状が太陽エネルギーの効率改善に革命をもたらす可能性

Tokyoイェール大学の研究者、アリソン・スウィーニーは、西太平洋に生息する巨大なクラムが非常に効率的に太陽エネルギーを利用していることを発見しました。このクラムは熱帯のサンゴ礁の近くに生息し、太陽エネルギーの利用を優れたものにする正確な形状を持っています。この知見は、ソーラーパネルやバイオ精製所の設計改善に役立つ可能性があります。

以下はその研究から得られた詳細です。

ジャイアントシャコガイは、イリドサイトと呼ばれる薄い光散乱層の細胞に覆われています。これらには、一個の細胞で構成された縦方向の藻類コラムが含まれており、効率よく日光を吸収します。シャコガイは1日の間に体を伸ばし、これらの縦方向の藻類コラムの配置を変えることがあります。そして、これらのシャコガイの量子効率は最大で67%に達します。

PRX: Energyに掲載された研究によると、オオシャコガイは太陽エネルギーの利用において非常に効果的な方法を持っています。シャコガイの中の藻類は直線的な垂直の列で成長し、「光を効率的に」取り込みます。特殊な細胞が光をフィルターおよび散乱させます。この仕組みは、藻類が均一に光を取り込むのを助け、プロセスを非常に効率的にします。

スウィーニーのチームは量子効率を測定するモデルを作成しました。通常の光の下で、ハマグリの量子効率は42%でした。しかし、ハマグリが伸びた時には、その効率が67%に向上しました。対照的に、熱帯地域の緑の葉の量子効率は約14%です。

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自然がどのようにして優れた技術を生み出す手助けをしてくれるかを示しているので、とても興味深いです。例えば、ハマグリの光の散乱やその構造にヒントを得て、この仕組みを取り入れたより効率的で持続可能なエネルギーソリューションを作ることができるかもしれません。こうした構造を模倣して、より性能の良いソーラーパネルを設計できる可能性があります。

この研究は、生物多様性が非常に重要であることを示しています。スウィーニーと彼女のチームは、北部のトウヒ森林のような他の地域でも、効果的に太陽エネルギーを利用する方法があるかもしれないと考えています。多様な生態系を持つ地域には、非常に効率的な未知の自然システムが存在する可能性があります。

パラオの人々は生物多様性にとって重要な役割を果たしている貝とサンゴ礁を守るために努力しています。彼らの取り組みは、これらの自然資源を健康に保つだけでなく、自然界における太陽エネルギーの働きについても新たな知見を与えるかもしれません。

この研究はスウィーニーの研究室の研究科学者であるアマンダ・ホルトによって書かれました。著者には、パラオ系アメリカ人の研究者であるリンカーン・レームも含まれています。この研究の資金は、パッカード財団のフェローシップと国立科学財団から提供されました。

他の自然のシステムを参考にするべきです。藻類と光を散乱させる素材で太陽光パネルを作ることは新しいアイデアかもしれません。このアイデアによって、柔軟でより効率的な太陽光パネルが生まれる可能性があります。この新しい技術は、太陽エネルギーの利用方法を変えるかもしれません。