はじめに
つるんとしたパワフルなコンピューターだけでなく、完全に食べられるコンピューターの未来を想像してみてください。これは科学小説のような話のように聞こえるかもしれませんが、研究者たちは「食べられるコンピューター」の様々な部品、つまりバッテリーから回路基板、ロジックゲートに至るまで、積極的に開発を進めています。この記事では、食べられる電子機器の魅力的な世界と、この画期的な研究の潜在的な影響について探っていきます。
食べられるバッテリー
コンピューターやその他の電子機器の心臓部は、電源であるバッテリーです。従来のバッテリーは、リチウムやコバルトといった有毒な材料に依存していることから、健康面や環境面での懸念があります。しかし、研究者たちは、より安全に摂取できる天然の食べられる材料の使用を探求しています。
その一例が、ケンブリッジ大学の研究チームが開発した食べられるバッテリーです。このバッテリーは、ビタミンB2、カロテノイド(にんじんなどの野菜に含まれる)、海藻、活性炭から作られています。アノードはカロテノイド、カソードはビタミンB2、電解質は海藻から構成されており、この天然で無毒な材料の組み合わせにより、健康上の危険を posed することなく摂取できます。
研究者たちは、これらの食べられるバッテリーがLEDライトや低消費電力のセンサーなどの小型電子機器を駆動できることを示しています。現時点では出力が比較的低いものの、バッテリーのパフォーマンス向上と製造プロセスのスケールアップに取り組んでいます。
食べられる回路基板
コンピューターやその他の電子機器には、もう一つ欠かせない重要な部品がありますー回路基板です。従来の回路基板は、ガラス繊維や銅といった非生分解性で有毒な材料から作られています。しかし、研究者たちはより持続可能で食べられる材料の使用を探求しています。
有望な取り組みの1つが、コンブチャscobys(紅茶と砂糖の発酵によって作られる柔軟で丈夫な素材)の利用です。研究者たちは、この scobys をベースとした食べられる電子回路を実証しており、ミツロウ、植物油、活性炭からなる食べられる導電性インクを使って導電パターンを形成しています。
このアプローチにより、回路基板が食べられるようになるだけでなく、柔軟で伸縮性のある電子機器の可能性も広がります。コンブチャscoby基板は小型電子機器の駆動に成功しており、パフォーマンスと量産性の向上に向けた研究が進められています。
食べられるロジックゲート
コンピューターの動作の核心をなすのは、AND、OR、NOTといった基本的な論理演算を行うロジックゲートです。従来のロジックゲートは半導体材料で作られていますが、研究者たちは食べられる代替案の可能性を探索しています。
1つの例が、食べられる液体、具体的は extra virgin オリーブ油によって駆動される論理ゲートです。この「流体論理ゲート」は、油の流れと動作を利用して論理演算を行い、従来の電子部品は必要ありません。研究者たちは、AND ゲートのようなシンプルな論理回路を実現できることを示しています。出力は入力の組み合わせによって特定の色や味になります。
また興味深い開発例として、ゼリーベースのANDゲートがあります。このゲートには異なる色と味の液体が入っており、入力液体の組み合わせによって固有の色と味の出力が得られ、従来の電子ANDゲートの動作を模倣しています。
まとめ
完全に食べられるコンピューターを創造しようとするこの試みは、非現実的に聞こえるかもしれません。しかし、この分野で行われている研究は非常に魅力的で有望です。天然で無毒な材料の利用を探求することで、安全に消費できる電子機器の未来が拓かれようとしています。医療、環境への配慮、そしてその先の新しい可能性が期待されます。
この技術が進化していくにつれ、食べられる電子機器のさらに革新的で予想外の用途が登場することでしょう。現時点での試作品は能力が限られていますが、その基本的な原理と考え方には、デジタル機器との相互作用を根本的に変える可能性が秘められています。
キーポイント:
- 研究者は、バッテリー、回路基板、ロジックゲートなど、コンピューターの食べられる部品の開発に取り組んでいる。
- ビタミンB2、カロテノイド、海藻、活性炭などの天然素材で作られる食べられるバッテリーが開発されている。
- コンブチャscobysと食べられる導電性インクを使って、柔軟で生分解性の回路基板が作られている。
- extra virgin オリーブ油やゼリーベースのゲートなど、食べられるロジックゲートが実現されている。
- 食べられる電子機器は医療、環境対策など、さまざまな分野での活用が期待されている。