利用微生物製造難以合成的有用化合物的技術開發正在進行中。日本理光公司利用在印刷領域積累的技術，開發了可大量製作分離和培養微生物的小「房間」技術，能大大減量管理工作量。預計到2030年就可以利用微生物自由製造各種物質。
「這些顆粒每一顆的内部都含有液體。」在位於日本神奈川縣海老名市的理光開發基地，開發負責人岩崎航治晃了晃裝有粉末的小瓶子，瓶中的粉末發出沙沙的響聲。這些粉末乍一看跟麪粉差不多，但實際上粉末内部含有液體。
這種用粉末包裹微量液體使其變得易於處理的物質被稱爲「液體彈珠」，是法國研究人員開發出來的。可作爲化學反應實驗和膠囊材料使用，受到了廣泛關注，全球都在推進研究。在日本，大阪工業大學的藤井秀司教授是該領域首屈一指的研究者，成功製作出了各種形狀。
用顆粒包裹住液體的粉末狀彈珠（左）與帶顏色的液體（右）
一般來說，液體彈珠的顆粒越小，強度越高。實用化時存在的課題是，如果顆粒大小不均勻，相互之間會融合變大，導致強度減弱，從而在遇到彈力時破裂。
此次，理光成功製作了含微生物和培養液的液體彈珠，利用的是列印機噴墨技術的基礎——大量製作極其微量且大小均勻的液滴的技術。透過在液滴外面裹上特殊粉末，製作出了球狀液體彈珠。
以前一直在大容器中放入培養液和微生物來生產有用物質。但如果有部分微生物死亡，受其影響，剩餘的微生物大多也會接連死亡。而用液體彈珠給微生物分出「單間」的話，就可以防止這種情況。
另外，傳統方法爲了向微生物提供充足的原料和空氣，需要攪拌培養液並消除產生的氣泡。而液體彈珠的表面積比較大，能有效吸收原料和空氣，因此省去了這些工作。
理光實施了用醋酸菌製作醋酸，用酵母菌製作乙醇的實驗。據介紹，使用液體彈珠技術時，提取效率達到傳統方法的2倍以上。
今後的課題是平衡液滴的大小和強度。液體彈珠的顆粒越小，越容易向微生物供應原料和空氣，顆粒的強度也越高。要想封入較大的微生物，需要更大的顆粒，但強度會減弱。今後將改良粉末的材料等，解決這些課題。理光計劃從2021年4月開始提供樣品，在不久的將來實施實用化。
以前一直依賴化學合成法來製造有用的化合物。爲促進反應，需要調節溫度和壓力，會消耗大量的能源。如果能換成在常溫常壓下使用微生物製造的方法，就能減量化石燃料等的使用。這樣，還有助於實施到2050年將二氧化碳（CO2）等溫室氣體的排放量實際削減爲零的目標。
還可用於釀酒和印刷技術
液體彈珠雖然在用微生物生產物質方面大有可爲，但目前還不十分清楚適合哪種微生物。今後需要進一步開展研究。
理光等還在探索液體彈珠的其他用途。第一個可能實施的用途是食品生產。理光在實驗中利用酵母菌成功發酵了糖分，有望利用生產效率高的特點，製造酒精濃度比較高的酒水等。
利用印刷技術開發的液體彈珠技術還有望用來改良紙張的印刷技術。例如，把含特定顏料的液體彈珠放到紙上，透過施加壓力破壞液體彈珠，可以一口氣完成一幅繪畫。
理光在12月9～11日於東京有明國際會展中心（東京江東區）舉行的國際奈米技術綜合展及技術會議上發佈了該技術，還展示了液體彈珠實物。
理光的松山剛組長表示，「希望能與大家一起探索其他用途」，將透過發佈和展示來尋找聯合研究夥伴和銷售夥伴。
日文：三隅勇氣、《日經產業新聞》，2020年12月4日
中文：JST客觀日本編輯部
