2020年7月のモーリシャス沖での貨物船座礁事故では，燃料の重油が海洋に漏れ出し，油による汚染が広がりました。濁りで汚染された水を浄化するには，水質浄化剤を使用して，汚染物を固めて取り除く方法があります。倉冨さん率いるロボットサイエンス部は，「現場ですぐ水質浄化剤と混ぜ，重油を固めて回収できるロボットがあれば被害を抑えられるのでは？」と考え，水の汚染物を取り除く回収ロボットの開発に取り組んでいます。

（本研究はサイエンスキャッスル2020 関西大会で立命館大学賞を受賞しました）

▲ 実験で生成した、ポリグルタミン酸とごま油のフロック（写真左：水、写真右：食塩水）

Q　どんなものが水質浄化剤（凝集剤）になるの？

一般的には，複数の正電荷をもつイオン（Al3+，Fe2+など）や，電離した官能基をもつ高分子が使われます。水の濁りなどは一般的に負電荷を帯びており，これを正電荷を帯びた凝集剤で引き寄せてフロックにすることで汚れを固めるのです。高分子の凝集剤は，フロック同士を絡めとり，さらに大きなフロックにすることで，凝集を促進します。

例）ポリ塩化アルミニウム（PAC），硫酸アルミニウム，塩化鉄（II）　など

研究者からのアドバイス

みなさんの研究は環境問題を軸に，化学，機械，ロボットなど幅広い分野にわたっており，着眼点がとてもよいと思います。実際の油流出時にはゴミなども混じるため，そのゴミに付着した成分が含まれる状態で，どのように油成分のみを分離できるか，どのようなタイミングが回収に適しているかを調べておくと，回収装置に工夫すべき部分のヒントが得られるかもしれません。例えば，温度やポリグルタミン酸の量を変えながら時間とともに分離状態を観察し，データを蓄積するとよいと思います。また，同様な研究や回収方法を参考にすれば，より高効率で実用的な装置ができると思います。
提案する回収装置のミニモデルを作成して実験することにより，具体的な動きがわかり，見えなかった物理現象を得られることも多いので，それらの結果から実用化に向けて検討していくのもよいと思います。さらなる今後の成果に期待します。

今後の研究

今後は，より重油に近い油を用いて研究を進める予定です。同時に，事故海域周辺の船に装着して，その動力を利用してフロック化した重油を回収するロボットの開発を進めていきます。

▶ 船に装着して牽引することで水車を回し，その回転で水槽に重油混じりの海水を組み上げると同時に浄化剤を投入して攪拌します。フロック化した重油は，フィルターで濾過して回収する機構です。

「someone(サムワン)」2021年春号　vol.54　より