歩くだけで発電できる！ 菌の力で木を「発電床材」に変えることに成功
こんにちはつよぽんです。
歩くだけで発電する仕組みは以前に聞いたことが有るのですが木材を使って効率よくというのは初めてです。
その上を歩くだけで発電できる「床材」が誕生するかもしれません。
スイス・チューリッヒ工科大学は、木材に圧力を加えることで、圧電効果として知られる発電が可能かを研究。
その中で、腐朽菌により木材の成分を分解させることで圧縮性をもたせ、発電効果を高めることに成功しました。
研究は、3月10日付けで『Science Advances』に掲載されています。
圧電効果とは、物質に圧力を加えると、圧力に比例した分極が現れる現象。また、逆に電界を印加すると物質が変形する現象は逆圧電効果と言う。
なお、これらの現象をまとめて圧電効果と呼ぶ場合もある。これらの現象を示す物質は圧電体と呼ばれ、ライターやガスコンロの点火、ソナー、スピーカー等に圧電素子として幅広く用いられている。
■菌の力で木材の「発電力」を高める
木材を使って圧電効果を発生させるアイデアは、1940年代から議論されてきました。
圧電効果とは、固体に圧力を加えることで生じる内部の「ひずみ」によって、電圧が発生する現象です。
具体的には、固体の結晶内にあるイオンの位置が圧力によって大きくずれ、結晶の一方の端がプラスの電荷を、もう一方がマイナスの電荷を帯びて（＝電気分極）、電圧が発生するという仕組み。
しかし、これまでの実験によると、木材の圧電効果は微々たるものでしかなく、実用化の可能性もゼロに近いとされていました。
そこで研究チームが、木材の圧電効果を高める方法として着目したのが「菌」の利用です。
研究チームは「コフキサルノコシカケ（学名：Ganoderma applanatum）」という木材腐朽菌の一種をバルサ材に付着させて、数週間放置しました。
>菌の力で木材を柔らかくして圧縮量を増やすのは凄いアイデアですね。
腐朽菌のはたらきにより、木材に含まれる難分解性のリグニン、セルロース、ヘミセルロースが急速に分解され、最終的にほぼ半分の量にまで減少しています。
さらにチームは、木材の強度を失わせることなく、圧縮性だけを高めるのに最適な処理期間が6週間であることを特定しました。
こうして、圧力を加えたときのプレス＆リリースの効果が高まり、従来の約55倍の電圧を発生できる木材が得られています。
チームはその後、木材を15ミリ四方のキューブ型に切り分け、9ブロックをワンセットとして試作品の「エネルギーフロア（発電床材）」を組み立てました。
＞エネルギーフロアーとは良い名前です。
実験での発電量はわずか0.85ボルトと実用化にはまだ程遠い数値でした。
しかし、研究主任のインゴ・バーガート氏は「本研究はエネルギーフロア開発のほんの一段階であり、その可能性は十分に示すことができた」と話します。
研究チームはすでに、エネルギーフロアが発電分野で大きな利益を生み出すことを想定し、商業化について企業と話し合いを進めているとのことです。
今後の改良次第では、自宅の床材やダンスフロアなどに応用されるかもしれません。
＞大勢が歩くとこに設置すれば電力が得られますね。
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冬場の「風呂での急死」8割は溺死だった！ 「41度以下、10分以内」の入浴が安全
こんにちはつよぽんです。
ヒートショクの話題です、交通事故より多くの方が亡くなっています。
これまで寒暖差による心筋梗塞や脳卒中だと考えられてきた入浴時の急死。
だがその死因はまったく別のところにあった。しかもそれは日本人の入浴の仕方にも関係があった。浴室という密室で何が起きているのかを徹底解明する
昨年配信した「風呂場の急死の原因は『冬の熱中症』だった！ 年間2万人死亡、最適な入浴時間と温度は？」には、少なからぬ反響をいただいた。
例えば、医師で弘前大学特任教授の中路重之氏は「いやぁ、びっくりしました」と、感想を寄せてくれた。
中路氏は「短命県」として知られる青森県民の健康調査を長年実施し続け、どのような生活習慣が寿命を縮めてしまうのか、大規模研究を行っている。
「このあたりの家は、昔は別棟にトイレや風呂があって、そこで寒さのため脳卒中で倒れてしまう人が少なからずいました。
ですから同様に、浴室が寒いから、あるいは湯舟が熱いから血管性の病気が起こる。
そう考えてヒートショックという言葉がなじんだのでしょうが、実際はそうではなかったんですね」
ヒートショックは正式な医学用語ではなく、国内でのみ使われる造語である。
＞ヒートショクという言葉は我々も普通に使っていました医学用語では無かったのですね。
だが疾病の予防研究を行ってきた医師でさえ、ヒートショックによって入浴中に多くの人が死亡する、と考えていたのだ。
ここで改めて前回の記事のおさらいをしておこう。
暖かい居室から、冷えた脱衣所に行って服を脱ぐと血管が収縮して血圧が上昇し、その後に浴室で湯につかると血管が拡張して血圧が下がる。
そのような血圧の急変動で、心筋梗塞や脳卒中などが引き起こされ、場合によっては死亡事故につながるとされてきた。
しかしながら2012年に行われた厚生労働省の調査では脳血管・心疾患などはわずかで、別の原因が浮かび上がってきた。
その調査結果をまとめた論文は、一昨年、日本内科学会英文誌などで発表された。年間2万人超と推計される風呂場での急死の原因は、浴室内での「熱中症」だったのだ。
＞熱中症とうは初めて聞きました。
今回はその調査内容と、リスクを減らす入浴法についてさらに詳しく記したいと思う。
調査は2012年10月から13年3月の半年間に東京都、山形県、佐賀県で、入浴関連の場所から119番を要請した4593人を対象に行われた。
報告では、対象を4つのカテゴリーに分けている。
（1）死亡 1528人
（2）何らかの理由で救急隊の助けを必要とする生存者 935人
（3）体調不良 1553人
（4）怪我 577人
事故が発生した場所は総数4593件のうち、
・浴室内 3844件
・浴室外 506件
と、圧倒的に「浴室内」での発生だ。浴室内、それも「浴槽内」で起きた事故が特に（1）や（2）では多い。
（1）の死亡した人では、
・浴室内 1461人
うち浴槽内 1274人
・浴室外 26人
（2）の救助された人も、
・浴室内 907人
うち浴槽内 854人
・浴室外 7人
他に（1）と（2）ともに不明が数％あるが、浴槽内が圧倒的である。
これが何を表すのか。研究を行った東京歯科大学市川総合病院教授で、救急科部長の鈴木昌（まさる）医師にご登場願おう。
「これまでは入浴中に急死した方を解剖しても死因がよくわからなかったため、血圧が高くなって脳血管・心疾患を発症したなどとされていたところがあります。
しかし本当にそうなら、入浴事故をおこしても生存していた人の多くに脳血管・心疾患が発生しているはずですし、血圧は非常に高いか、非常に低く観察されるはず。
ですが、調査結果はそうではなかったのです」
■体温が上昇して…
前回は生存者の心電図や頭部CT検査で脳血管・心疾患の痕跡がほとんど見られなかったことからヒートショックの可能性を否定したが、血圧の値からもその可能性は乏しいことがわかる。
生存者である3065人の血圧を調べると、大半が100～140mmHgの範囲に収まる正常血圧だったのだ。
生存者で収縮期血圧が200mmHgを超えた人は8％未満で、80mmHg以下の人も3％未満。
血圧の急変動が命に関わる主要因である可能性は低い。
また、これまで指摘されてきたように「温度差が危ない」のなら、露天風呂のような場所での事故が多くなるはずだが、4593件の入浴事故のうち、銭湯や温泉を含む「公衆浴場」での入浴による死亡事故の発生はわずか71件だった。
そして入浴事故で助かった人の症状をみると、69％に「脱力感」が、48％に「意識障害」がみられた。
そのほかの「呼吸困難」4％、「めまい」1％、「胸痛」1％などはわずかである。
救急医療の場で「脱力感」の見極めは難しいが、「意識障害」はJCS（ジャパン・コーマ・スケール）で評価できる。
大きく3段階――（1）刺激しないでも意識清明、（2）痛みや呼びかけの刺激で覚醒、（3）刺激をしても覚醒しない、に分けられる。
そして血圧と意識レベルには相関がなかったが、強い相関があったのが「生存者の体温」だった。
「体温が高い人ほど意識障害のレベルが悪い、つまり（3）の比率が高かったのです。しかも体温は、救急隊が駆けつけた現場で測ったものですので、かなり実態に近いといえるでしょう。
119番要請して生存した3065人のうち救急隊の救助を必要とした人、言い換えると『軽症』ではない人は935人。その半数以上は“37度以上の体温”と、冬場にしては明らかに高かったのです」
生存者の30％は38度以上の熱で、中には40度を超える人もいた。
「熱中症の中には、体温が上がって意識障害になる熱射病、脱力や倦怠感が起こる熱疲労、血圧が低下して意識を失う熱失神があります。
入浴事故で助かった人の症状の多くがこの熱中症の症状と一致しています」（鈴木医師）
調査は10月から3月に行われているが、怪我以外の体調不良は12月～2月の冬に増加している。そして冬の中でも1日の最低気温が低いほど、入浴事故による死者数が増えることが浮かびあがった。
鈴木医師によると「東京23区は数式『y=8.38×2.38-0.07x』で表せる」という。xは1日の最低気温で、yが死者数。
「最低気温が10度を下回ると死者が増え始め、さらに5度になると東京23区であれば1日に5・9人、0度では8・4人が死亡すると推計されます。
反対に、最低気温が20度を超えれば、同地域で1日2人の死者が出るかどうか、というくらいの頻度です」
入浴中の急死は日本特有の現象であり、米国や英国、ドイツ、フランスなどの他の先進国では見られない。その原因は、寒い時期は“熱い湯に長く”つかる日本式入浴習慣にあるらしい。
「日本式入浴習慣によって古典的熱中症を発症していると考えられます」
そう語るのは、熱中症に詳しい帝京大学病院高度救命救急センター長の三宅康史医師である。
「熱中症には、元気な人が気温が高い中でスポーツや仕事によって体調不良に陥る『労作性熱中症』と、熱波に包まれた環境で過ごすことによる『古典的熱中症』があります。
熱い風呂に入っていると、浴槽の中で体が熱をもらって古典的熱中症が起こる恐れがある。熱い湯から受けた熱によって血管が拡張して、血液が体表近くに滞留する。
その結果、脳にいく血流が減って、ぼーっとなってやがて意識がなくなって溺れる、というパターンです」
最新の解析では、急死の大部分で水の吸入が確認されている。死者1528人のうち、8割近くの1207人が浴槽の水に顔が沈んだ状態であった。
つまり熱中症になっての溺死なのだ。
＞血圧の高低ではなく溺死ですか。
■湯温は41度以下に
これには地域差がある。
実は鈴木医師らが調査を実施した東京都、山形県、佐賀県のうち、東京都は119番要請を受けた半数近くの患者が医療機関に運ばれていなかった。
救急隊員が死後の硬直や死斑、腐敗などによって明らかな「死亡」を確認したケースが他の二つの地域より多かったのだという。
鈴木医師は「単身世帯の高齢者が多いからではないか」と考えている。
「東京都では、独居で孤立した人たちが多く、発見が遅れるのではないかと考えています。入浴すると最初は『気持ちがいい』、体温が上昇して徐々に『暑い』、やがて『苦しい』と時間の経過とともに体への負荷が増していくはずですが、高齢者は暑さに対する感覚が鈍く、気づいた時にはすでに体温が上がって熱中症を発症している可能性が高い。
気持ちがいいと感じたまま意識レベルが低下する、あるいは脱力して、風呂から出られない状態に陥って溺れてしまうのでしょう」
そのため、入浴事故の一番の予防法は、「一人で入らないこと」と、鈴木医師は提案する。
「一人暮らしでご高齢の方は、公衆浴場を利用するといいのではないでしょうか。
公衆浴場での入浴事故発生件数が少ないのは、“人の目”があり、具合の悪い人がいれば周囲が気づいて助け出されている可能性が高いと思います」
入浴時間と湯温によって、どの程度体温が上昇するかをシミュレーションした研究では、42度のお湯に10分つかれば、36度だった体温が38度近くに、20分つかれば39度まで上がる。
＞高齢者が家族に居る方はお風呂に入っている方を気にしてないとならないですね。
これを根拠に消費者庁は「湯温41度以下、湯につかる時間は10分迄」と呼びかけている。
それが守れれば安全だが、「そんな入浴法では温まらない」と思う人もいるだろう。
特に寒い家に住む人の体温（舌下温）と深部体温は低い傾向にある。体の芯まで冷えているのだ。
慶應義塾大学理工学部の伊香賀俊治教授の調査では、普段過ごす「居間」と「脱衣所」の両方が18度以上でないと、熱い湯に長く入るという危ない入浴習慣を選びがちだと報告されている。
「体の中心部が冷えると、交感神経が優位となって常に緊張状態。熱い湯に長く入ることでようやくリラックスできる。居間は暖房器具を使用し、脱衣所にはホームセンターなどで数千円で購入できるパネルヒーターを24時間使用する暮らし方を試してください」脱衣所でパネルヒーターを使用すると、続く廊下の寒さが少し和らぐという。
冷えや低体温を改善するには「まず足を温めるといい」と、鈴木医師がアドバイスする。
「足は心臓から最も遠く、床に接しているので、熱が奪われやすい。服を着たままで足湯をし、血流を良くしてから入浴すれば、短時間で済むと思います」「短時間で済ませる」こと以外にも注意しなければならない点が二つある。
一つは「飲酒後の入浴」だ。再び三宅医師の話。
「アルコールは体内で熱に変わり、体温を上げ、さらに血管拡張も起こす。言ってみれば熱中症に近い状態です。
そこで風呂に入ることは、熱中症にかかっているような人を、さらに熱い環境に置くほどのリスクがあります」
酒を飲んで顔が赤くなっているような時はすでに「血管拡張」が起きているため、入浴によってさらなる血管拡張が促されると、血圧がぐっと下がって失神する恐れもあるという。
またもう一つの注意点は、高齢者が一人で入浴する際、「長湯でないか、周囲が気にかけること」と、三宅医師。発見の遅れが、入浴事故の重症化や死に直結するのは間違いない。
湯温41度以下で10分以内が安全な入浴法。そのほか飲酒後は避ける、高齢者は家族に声をかけて入るか、一人暮らしなら公衆浴場を利用する。最低気温が低い日は、これらの注意点を一層心がけよう。「冬の熱中症」発症にくれぐれもお気をつけを。
＞お風呂に入る時は以上を気をつけて入りましょう！
私はカラスの行水派なので大丈夫です。
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