【研究課題と成果】宇宙空間における健康管理に必要なストレスモニタリング用ウェアラブルバイオセンサの開発

本研究では、非侵襲かつリアルタイムに宇宙空間滞在中の汗中の成分のリアルタイムモニタリング可能なウェアラブルバイオセンシングシステムを開発する。本年度は、特に、肌に着装するタイプの乳酸センサ・ナトリウムセンサ・塩化物イオンセンサの実装評価試験を行った。

研究分野

• ナノマイクロシステム (電気化学ナノモーター，マイクロモーター)
• 物理化学 (電気化学インピーダンス)
• 分析化学 (バイオセンサー)
• 生物機能・バイオプロセス (ウェアラブルバイオ燃料電池)

研究キーワード

バイオセンサー，バイオ燃料電池，ウェーブレット変換，電気化学インピーダンス

研究経歴

2000-2001 チャンネルフロー電極法による銅の析出機構の解析の研究に従事
2001-2003 マイクロカプセル複合めっきについての研究に従事
2003-2006 藻類細胞を用いたバイオセンシング法についての研究に従事
2006- 下記の研究に従事
1. 印刷を用いたウェアラブルデバイス
2. バイオ燃料電池を用いた自己駆動型センサ
3. 細胞を用いたバイオセンサー
4. マイクロカプセル化酵素バイオセンサー，
5. 印刷技術を用いたバイオセンサー
6. マイクロカプセル複合めっき・新規ポリマー型自己潤滑めっき
7. インピーダンスを利用した腐食挙動，燃料電池，リチウムイオン二次電池の電極反応の解析
8. チャンネルフロー電極法を利用した電極反応の解析
9. 酵素を利用したバブル型マイクロモーターの開発
10. 光触媒ナノモーターの開発
11. 自己電気泳動型ナノモーターの開発
12. 有限要素法を用いた電気化学シミュレーション

インタビュー

■なぜ宇宙の研究をすることになったか？
尿の成分でセンシングしながら発電を行うバイオ燃料電池を搭載した、薄い小さな紙のようなウェアラブルヘルスケアデバイスをおむつに組み込むことで、介護の現場の負担軽減をする技術の研究発表を行っていたのを、向井千秋先生がお聞きになり、この研究内容を宇宙に向けて開発しませんかと声をかけてもらったことがきっかけです。

■研究開発した、あるいは、している技術をつかって宇宙で実現したいことは？
宇宙空間での人の健康を守る為、宇宙飛行中のヘルスケアモニタリングを超薄型・軽量化したデバイスで行い、身に着けている人の負荷なく提供したい。

■地上で実現したいことは？
アスリート向けのウェアラブルセンサーを開発していきたい。
ウェアラブルセンサーをつけることで、唾液中や汗から体の状態をセンシング、乳酸値などで怪我につながるオーバーワークを未然に防ぎ、ベストな強度での運動ができるようにしたい。

また、この技術を応用し、熱中症対策に活かしていきたい。
自覚症状がないまま、熱中症が重症化するのを防ぐために、負荷のないウェアラブルセンサーをつけ、熱中症の初期段階で熱中症にかかり始めていることを把握できるようにし、重症化を未然に防ぎたい。

■研究していて印象に残ったこと・楽しいと感じたことは？
幼少期から宇宙には興味はあったものの、遠い世界と考えていましたが、自分が研究している技術が宇宙でも活用できるということで遠い宇宙が身近な研究になったことが喜びの一つです。
また、研究に没頭していくうちに視野が専門分野に特化していってしまうものですが、宇宙という観点がなかったらつながらなかった他の研究を知ることによって視野が広がったことも宇宙向けに研究をしてよかったことの一つです。