【研究領域課題番号】21K18911 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

バイオミネラリゼーション / 細菌 / 結晶成長 / 化合物半導体

【研究成果の概要】

本研究は、生物が鉱物を作り出す反応であるバイオミネラリゼーションを用いた化合物半導体の結晶成長に関するもので、その機構の解明を最終目的としている。当該年度、研究代表者と分担者は、主に硫化鉛とGaAs系化合物の合成に取り組んだ。硫化鉛を合成する菌叢においては、継代日数を変化させて複数回継代を行うことで、菌叢を構成している菌の種類の分布を変化させることができ、それによって硫化鉛の薄膜化と球状化の形状の違いに変化が生じることを示唆する結果を得た。また、GaAs系化合物を回収・合成する菌においては、菌の増殖を確認し、現時点で断定するための測定が行えていないが、添加元素を回収していると考えられる結果を得た。しかし、透過型電子顕微鏡を用いた観察の結果、GaAs系の化合物が合成されているのではなく、Ga単体の結晶などになっていることが判明した。GaAs系化合物を細菌に合成させるための工夫が必要であることがわかった。

また、別の分担者においては、海洋生物由来の微生物であるShewanella sp. KND-1株を亜セレン酸ナトリウムと塩化鉛溶液を培養液に添加して、培養することで培養液中にセレンと鉛で構成されるアモルファス上の沈殿の形成を確認できた。構成比はほぼ１：１で、培養を長期化させることで結晶性のある沈殿の形成がみとめられた。更に、形成された沈殿物に対して加熱処理（200度～300度）を施したところ、沈殿物からのセレンの昇華と思われる処理物からのセレンの消失現象が確認できた。このことから、反って加熱処理を施すよりも常温下における培養時間の延長によってセレンの沈殿物への沈着と結晶化が促進されることが示唆された。

【研究種目】挑戦的研究(萌芽)

【研究期間】2021-07-09 - 2023-03-31

【配分額】6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)

【研究分野】数理物理・物性基礎

【研究領域課題番号】18340115 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

パターン形成 / バクテリア / コロニー / スケーリング / フラクタル / 複雑系 / 対数正規分布 / 細菌 / 結晶成長 / べき乗分布 / 生物物理 / 細菌コロニー / 市町村人口

【研究成果の概要】

自然界、社会に見られるランダムなパターンの構造と統計について主として三つの課題を研究した。1.大腸菌と緑膿菌について環境条件を変えるとコロニーパターンがどのように変化するかのダイヤグラムを確立し、そのうちの周期パターンの菌密度変化を詳しく調べた。2.ランダムパターンの成長界面の自己アフィンフラクタル性を、バクテリアコロニー、地形などを例にして詳しく調べた。3.都道府県人口、市町村人口、私たちの身長・体重などを例にして、複雑系一般の統計性の基本は対数正規分布であることを基礎づけた。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2006 - 2009

【配分額】11,790千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 1,290千円)