hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新学習指導要領に対応した小・中学校理科全単元をつなぐコア知識関連図の開発と評価

本研究は,第一に「新学習指導要領に対応した小・中学校理科全単元をつなぐコア知識一覧表を開発すること」,第二に「コア知識一覧表を利用しながら説明を促す授業を展開し,その有効性を実証すること」を研究目的として展開した。その結果,開発したコア知識一覧表を利用しながら説明を促す授業については,小学校・中学校の『物質の状態変化』の単元や小学校5年の電磁石の学習で試行し,児童・生徒には「前の学年で学んだことを振り返ったり」「学習内容のつながりを意識するようになったり」すると感じられていた。そして,「粒子・粒子の運動」が『物質の状態変化』と,小学校3年で学んだ「電気はぐるっとひと回りできる回路(わ)を通る」「磁石につくものは鉄(鉄族のコバルト・ニッケルも)」が電磁石とつながっていると認識されて,発展的課題にもコア知識を適用してうまく説明できるようになっていた。平成21年度は,まずコア知識一覧表を作成して,以下の(1)(3)のように理科教員・教育実習を控えた大学生・児童・生徒を対象にして,一覧表利用のニーズを調査した。(1)千葉県内の市町村教育委員会で実施された教員研修において,コア知識一覧表を配布して,使用例を説明した後に,実際に理科の授業を担当している小学校44名・中学校14名の教員から調査への回答を得た。(2)国立大学法人教育学部学生54名と,中学・高等学校「理科」の教員免許を取得しようとしている国立大学法人理学部学生47名を対象にして,(1)同様の調査を実施した。また,教育実習の際にコア知識一覧表を持参して活用を試みた2名の教育学部学生に対して,実習直後にインタビューを実施した。(3)東京都内の公立小学校5年生84名・6年生57名,千葉県内の国立大学法人教育学部附属小学校5年生115名・6年生116名,千葉県内の公立中学校1年生46名・2年生36名,千葉県内の国立大学法人教育学部附属中学校1年生169名・2年生172名を対象にして,コア知識一覧表を使用する状況にあるのか探るための調査を実施した。次に,平成22年1月3月に,千葉県内の公立中学校1年生2クラス46名,国立大学法人教育学部附属中学校1年生1クラス41名を対象にして,『物質の状態変化』の単元でコア知識一覧表を用いた授業を試行した。今後は,ニーズ調査結果・試行授業の結果を整理して,コア知識一覧表を改善し,より多くの単元で試行授業を展開する予定である。平成22年度は,昨年度実施したコア知識一覧表に対する理科教員・教育実習を控えた大学生の利用のニーズ調査結果を整理した。理科教員・教育実習を控えた大学生への調査結果からは,コア知識一覧表が手元にあれば,授業計画時に既習内容とのつながりを意識したり,単元導入時に既習内容を振り返ったり,授業中にどの知識が重要になるのか意識したり,既習内容とのつながりを確認するようになることが伺えた。そして,コア知識一覧表は,理科教員や教員をめざす大学生が,単元間のつながりまで意識した授業を展開するのに役立つだろうということが確かめられた。コア知識一覧表作成に携わった大学生の認識については,コア知識一覧表を作成することで,理科の学習内容・つながり・学習していなかった内容・身につけておきたい知識・重要となる知識が,はっきりしたと受けとめられたことが示された。次に,2009年1月3月に,千葉県内の公立中学校1年生2クラス46名(公立活用),国立大学法人教育学部附属中学校1年生1クラス41名(国立活用)で『物質の状態変化』の単元で,コア知識一覧表を用いた授業を試行した結果を整理して,コア知識一覧表改善の示唆を得た。試行授業でコア知識一覧表を用いたことにより,振り返りを促せたとは言えなかった。ただし,一覧表を活用したクラスでは,直接教えられなくても粒子モデルの使用率が増加し,特に公立活用では,「粒子の運動」が『物質の状態変化』とつながっていると認識され,事後の発展的課題では60%以上の生徒が粒子モデルを使って説明するようになっていたことが確認された。移行期間の粒子概念導入支援にコア知識一覧表を用いることも有効な手段であることが示されたが,一部には学習していない内容が提示されて混乱させていたので,新たな対応を検討したい。本研究は,第一に「新学習指導要領に対応した小・中学校理科全単元をつなぐコア知識一覧表を開発すること」,第二に「コア知識一覧表を利用しながら説明を促す授業を展開し,その有効性を実証すること」を研究目的として展開し,今年度が最終年度にあたる。

コア知識一覧表については,完成後も学部・大学院の授業や教員研修で紹介しながら検討して改訂を重ね,よりよいものに更新している。コア知識一覧表を利用しながら説明を促す授業については,小学校・中学校の『物質の状態変化』の単元や小学校5年の電磁石の学習で試行し,児童・生徒には「前の学年で学んだことを振り返ったり」「学習内容のつながりを意識するようになったり」すると感じられていた。そして,「粒子・粒子の運動」が『物質の状態変化』と,小学校3年で学んだ「電気はぐるっとひと回りできる回路(わ)を通る」「磁石につくものは鉄(鉄族のコバルト・ニッケルも)」が電磁石とつながっていると認識されて,発展的課題にもコア知識を適用してうまく説明できるようになっていた。その成果は,「山下修一(2011)小・中学校理科全単元をつなぐコア知識一覧表の利用意識と試行授業の影響,理科教育学研究」や「山下修一(2012)世界に通じる論理的思考・表現の育成,初等理科教育」に発表して公開した。また,理科教員への調査からは,コア知識一覧表を利用できれば,単元間のつながりまで意識した授業を展開するようになると示されたので,教員研修・公開講演会など通じて,延べ3,000部程のコア知識一覧表を配布して,小学校・中学校の現場でも利用されている。さらに,本研究で開発したコア知識一覧表をもとにして,各単元ごとに具体的な授業のポイントやワークシートをデータベース化して,優れた日本の理科授業のポイントを若手教員に継承するプロジェクトも開始した。
光遺伝学を用いて解析するレボドパ誘発性不随意運動におけるアストロサイトの機能関与

1)6-hydroxydopamineによる片側パーキンソン病モデルラットの作製:三種混合麻酔薬(塩酸メデトミジン,ミダゾラム,酒石酸ブトルファノール)投与下,脳定位的に6-OHDAを片側の内側前脳束へ微量注入することにより,中脳ドーパミン(DA)神経を化学破壊した6-OHDAラット(片側パーキンソン病モデルラット)を作製した。6-OHDA注入2週間後に,メタンフェタミン誘起回転運動を観察し行動の偏位を定量化し,一定の基準に満たなかった動物は本実験より除外した。2)L-DOPA反復投与に伴う不随意運動の観察:L-DOPA投与に際しては,まず芳香族L-アミノ酸脱炭酸酵素阻害薬(末梢におけるL-DOPAの代謝を阻害し,L-DOPAがより効率的に脳血管関門を通過できる)のbenserazide (15 mg/kg, i.p.),引き続きL-DOPA methyl ester (15 mg/kg, i.p.)を1日1回投与した。なお,この実験では,L-DOPA反復投与に伴う不随意運動を観察する目的で,L-DOPA投与1日,8日,15日,最終日に,各ラットのL-DOPA投与後3時間の行動観察を施行した。不随意運動の観察には,Cenciらの提唱した評価尺度(AIMs)を用いた。3)免疫組織化学法(免疫染色)により,片側パーキンソン病モデルラットの線条体その他の脳部位において,L-DOPA急性投与および繰り返し投与によりc-Fos,FosB等の転写調節因子が異なる様式で発現することを明らかにした。オプトジェネティックス実験に関する予備実験は完了し,技術的の問題が概ねないことを確認した。ウイルスベクターを取り扱うための実験室を確保できずに,当該作業に関しては手つかずの状況であった。現在,早急に当該実験可能な環境整備を行っている。上記以外の研究内容に関しては順調に進捗している。前項で記載したとおり,現在までウイルスベクターを取り扱うための実験室を確保できずに,当該作業に関しては手つかずの状況であった。平成31年度以降は,片側パーキンソン病モデルラット作成,L-DOPA投与実験等を含め,ウイルスベクター注入等のオプトジェネティック実験も推進する予定である。1)6-hydroxydopamineによる片側パーキンソン病モデルラットの作製:三種混合麻酔薬(塩酸メデトミジン,ミダゾラム,酒石酸ブトルファノール)投与下,脳定位的に6-OHDAを片側の内側前脳束へ微量注入することにより,中脳DA神経を化学破壊した6-OHDAラット(片側パーキンソン病モデルラット)を作製した。

平成30年度以降は,片側パーキンソン病モデルラット作成,L-DOPA投与実験等を含め,ウイルスベクター注入等のオプトジェネティック実験も推進する予定である。前項で記載したとおり,現在までウイルスベクターを取り扱うための実験室を確保できずに,当該作業に関しては手つかずの状況であった。現在,早急に当該実験可能な環境整備を行っている。平成31年度以降は,片側パーキンソン病モデルラット作成,L-DOPA投与実験等を含め,ウイルスベクター注入等のオプトジェネティック実験も推進する予定である。現在までウイルスベクターを取り扱うための実験室を確保できずに,当該作業に関しては手つかずの状況であった。平成31年度以降は,片側パーキンソン病モデルラット作成,L-DOPA投与実験等を含め,ウイルスベクター注入等のオプトジェネティック実験も推進する予定であり,次年度以降のオプトジェネティックス実験を中心に予算を充てる予定である。
気泡流乱流中の微細流動構造の数値解析・画像解析

原子力・化学・航空・宇宙関連機器などに多く見受けられる気泡流乱流現象の解明のため,数値解析法と画像処理計測法の開発の2方向から研究を遂行した.数値解析では気泡間相互作用力など気泡流中のミクロな現象をDNSにより定量的に明らかにし,この効果を考慮したラグランジュモデルによる大規模数値計算により,気泡流中の乱れの構造を解明した.特に気泡群の上昇によって誘起される液体流速の乱れの波数スペクトルが単相流におけるコルモゴロフの-5/3則より大きな勾配で低減することが判明した.また気泡に作用する揚力は乱れを抑制させ,反対に気泡間相互作用力は乱れの生成を促進させることが明らかとなった.このような結果は世界的にもまだ報告されていない.以上の成果は日本機械学会および数値流体力学会主催の2つの講演会で発表された.一方,画像処理法に関しては,気相体積率の三次元計測法に重点をおいて研究し,独自の推定計測手法ERRを開発した.ERRモデルは気泡流に関する直交二方向からのステレオ可視化画像から,ノイズ除去・二値化・スケール補正・二次元ボイド率計測・三次元ボイド率推定を行うもので,気泡の重なり頻度が高い高ボイド率の気液二相流でもボイド率の三次元分布を正確に推定計測する手法である.これについても従来まで例を見ない画期的な画像計測法であり,2つの国際学会で講演発表された.これらの成果を踏まえ,平成8年度後半は,気泡プルーム,気泡流ジェット,壁面に衝突する気泡,自由界面で破裂する気泡につき可視化・画像解析を実行し,液体の乱れと気泡運動の相互作用,気液界面運動と乱れの相関,気泡乱流拡散現象と固体壁面での反射現象を次々と解明した.これらの結果より,ラグランジュモデルのLES化と乱流渦-気泡間の干渉モデルの開発など,より高精度で実用的な解析モデルの構築が可能となり,本研究が飛躍的に発展するための道が開かれた.原子力・化学・航空・宇宙関連機器などに多く見受けられる気泡流乱流現象の解明のため,数値解析法と画像処理計測法の開発の2方向から研究を遂行した.数値解析では気泡間相互作用力など気泡流中のミクロな現象をDNSにより定量的に明らかにし,この効果を考慮したラグランジュモデルによる大規模数値計算により,気泡流中の乱れの構造を解明した.特に気泡群の上昇によって誘起される液体流速の乱れの波数スペクトルが単相流におけるコルモゴロフの-5/3則より大きな勾配で低減することが判明した.また気泡に作用する揚力は乱れを抑制させ,反対に気泡間相互作用力は乱れの生成を促進させることが明らかとなった.このような結果は世界的にもまだ報告されていない.以上の成果は日本機械学会および数値流体力学会主催の2つの講演会で発表された.一方,画像処理法に関しては,気相体積率の三次元計測法に重点をおいて研究し,独自の推定計測手法ERRを開発した.ERRモデルは気泡流に関する直交二方向からのステレオ可視化画像から,ノイズ除去・二値化・スケール補正・二次元ボイド率計測・三次元ボイド率推定を行うもので,気泡の重なり頻度が高い高ボイド率の気液二相流でもボイド率の三次元分布を正確に推定計測する手法である.これについても従来まで例を見ない画期的な画像計測法であり,2つの国際学会で講演発表された.これらの成果を踏まえ,平成8年度後半は,気泡プルーム,気泡流ジェット,壁面に衝突する気泡,自由界面で破裂する気泡につき可視化・画像解析を実行し,液体の乱れと気泡運動の相互作用,気液界面運動と乱れの相関,気泡乱流拡散現象と固体壁面での反射現象を次々と解明した.これらの結果より,ラグランジュモデルのLES化と乱流渦-気泡間の干渉モデルの開発など,より高精度で実用的な解析モデルの構築が可能となり,本研究が飛躍的に発展するための道が開かれた.
生体腎移植における片腎機能と移植腎長期生着に及ぼすRA阻害薬の効果

0時間腎生検で移植腎に動脈硬化が存在すると、レシピエントの移植腎機能は低値で推移した。高血圧かつアルブミン尿陽性ドナーへの提供前からのARB投与にて微量アルブミン尿は減少したが、組織学的寛解は認めなかった。生体腎移植において、高血圧ドナーは正常高値アルブミン尿の段階から介入が必要であり、ARBにて提供前に腎内AIIを減少させることで、虚血再灌流障害に対する急性尿細管壊死から保護される可能性が示唆された。1まず、動物実験に関しては、若干のプロトコール変更を行い、隆圧剤内服生体腎移植待機ドナーに強力なRAS抑制を行うことで、移植腎の予後、ドナー腎機能予後ともに改善する事が出来るという仮説に対して、ARBがいかに高血圧からの腎硬化症抑制効果を持つかについて動物実験にて実証を行い、ARBが高血圧に由来するアルブミン尿の出現を抑制することを見出した。これは、腎硬化症の発症予防につながるだけでなく、ARBの腎症発症前の先行的投与が虚血再灌流障害を抑制する可能性を示唆するものであった。これらの知見を第52回日本腎臓学会総会、米国心臓協会高血圧部会等で報告した。2 H22年度に予定していた臨床研究に先立ち、retrospective研究を行った。当院における腎移植データベース、移植腎生検データベースを整備し、1)ドナー高血圧がレシピエント腎機能の低下因子であること2)ドナー腎の移植時における動脈硬化病変がレシピエント腎機能の規定因子であること3)腎動脈硬化病変は高血圧のみならず加齢にても増加すること4)これらの変化は術前のARB投与の有無によって差異がないことを報告した。これらの報告は安全に腎移植を行う補助になるだけではなく、高血圧や加齢が腎障害をおこすメカニズムの解明にもつながると考えられる。3データベースの構築から、副次的産物となるが、種々の腎移植に関する検討を行った。1)先行的腎移植(preemptive腎移植)が包括的腎不全医療において有用な治療法であることを報告した。2) PD患者における腎移植における免疫抑制療法の問題点を提示した。4 H22年度中に前向きstudyを開始し、高血圧合併ドナーの術前に腎臓内科外来にて、ARBもしくはCCBによる介入を行い、予後の変化をみる。この中で、前向き介入におけるRAS抑制薬の有用性を検討し、移植腎生検における血管病変から遺伝子を採取し、動脈硬化病変を促進する因子の検討を行う。当大学の生体腎移植症例を対象として、後ろ向き臨床研究を行った。高血圧合併かつ、微量アルブミン尿陽性のマージナル領域の生体腎移植ドナーにおいて、術前からのARB投与は微量アルブミン尿の減少効果を認めたが、0時間腎生検における動脈硬化、糸球体硬化等の検討からは、組織学的な改善を認めなかった。しかし、術後のドナー腎機能保護の観点からすると、アルブミン尿を減少させることは意義があると考えられた。また、微量アルブミン尿以下の超微量アルブミン尿の段階からすでに高血圧性腎硬化症の所見を認めることも明らかにし、超微量アルブミン尿の段階からドナーに介入する必要があると考えられた。一方、摘出腎腎生検(0時間腎生検)の解析では、高血圧の有無にかかわらず、移植する腎臓に動脈硬化(小葉間動脈の線維性内膜肥厚)が存在すると、提供したドナー自身の腎機能は保たれるが、動脈硬化のある腎臓の提供を受けたレシピエントの移植腎機能は低値で推移することを報告した。これは動脈硬化や高血圧のある腎臓ではすでに尿細管の老化が始まっているため、生体腎移植という虚血再灌流障害に対して、急性尿細管壊死の影響が老化の進んでいる腎臓では出やすいためと考えられた。その他、ドナー腎に認められるIgA沈着はIgA腎症に進展する疾患ではなく移植腎予後に影響を与えないこと、腹膜透析患者では血液透析患者と比較して体液過多であり免疫抑制剤の吸収効率が弱まることを示した。また、動物実験では、糖尿病合併高血圧モデルラットを用いて、高血圧性腎硬化症は傍髄質糸球体から先行して発症し、アルブミン尿の原因がpodocyteのdysfunctionであること、ARBにて腎臓局所のアンジオテンシンIIを抑制することで、腎症発症を予防しうることを示した。
複製開始複合体の高次構造に基づく、複合体形成・DNA開裂・解離の分子機構解明

本研究計画では、特に、高次蛋白質複合体の立体構造と特異機能との連関を基盤として、染色体複製開始の主要な分子機構を解明することを目指した。成果として、大腸菌の複製開始蛋白質DnaAによる複製開始複合体の高次構造を推定解析し、DNA開裂のためキーとなる複製開始複合体の機能構造を同定した。および、DNA開裂のメカニズムを開始複合体の機能構造と連関させて解明した。さらに、DNA開裂後におこる、DnaBヘリカーゼ装着開始機構を解明した。本研究計画では、DnaAによる複製開始複合体の高次構造を解析し、DNA開裂のためキーとなる複製開始複合体の機能構造を同定すること、および、DNA開裂のメカニズムを開始複合体の機能構造と連関させて解明すること、さらに、DNA開裂後におこる、DnaC依存DnaBヘリカーゼ装着機構を解析することなどを目的とした。初年度である本年度では、複製開始複合体の機能構造を同定するため、複製開始複合体形成とDnaBヘリカーゼ装着に関わるDnaA N末ドメインの機能構造解明を行った。まず、NMR解析により、このドメインの立体構造決定に成功した。加えて、変異体の解析により、DnaBヘリカーゼ装着に必要な機能構造を同定した。これに基づき、DnaBヘリカーゼ装着に必要な複製開始複合体の4次構造とメカニズムをモデル化した。この成果はJournal of Biological Chemistry誌で高く評価され上位1%の論文に授与される"Paper of the Week"に選定された。第2には、複製開始複合体の独自のモデルに基づき、1本鎖DNAとの相互作用に関わると推測されるDnaAの部分領域を推定した。この領域に多数の変異を独立に導入し分子遺伝学的かつ生化学的に解析したところ、実際、複製開始反応と2本鎖DNA開裂反応に特異的に必要とされるアミノ酸残基の同定した。これに基づき解析を進め、DNA開裂のためキーとなる複製開始複合体の機能構造の同定に成功した。さらに開始反応の制御メカニズムの検討も行い、さらに新たなモデルを発表した。昨年度は、DnaA N末ドメインの立体構造決定に基づき、DnaBヘリカーゼ装着に必要な機能アミノ酸残基を同定し、DnaBヘリカーゼ装着機構モデルを新たに提唱したが、本年度、さらに別のアミノ酸残基もDnaBヘリカーゼ装着に必要であることがわかった。これらを総合して、DnaBヘリカーゼ装着部位の構造が判明し、提唱したモデルを裏付けた(論文投稿中)。昨年度、複製開始反応と2本鎖DNA開裂反応に特異的に必要とされるアミノ酸残基の同定し、DNA開裂のメカニズムの新規モデルを提唱した(Journal of Biological Chemistry,2008)。今年度は、さらに、複製開始複合体形成に必要なDnaAの機能アミノ酸残基を新たに数種同定し、DnaA高次複合体の全体像の点から上記モデルを裏付けた。加えて、DnaAが多数集合する複製開始DNA領域の機能構造を新たに同定し、複製開始複合体の機能構造と複製開始DNA領域の機能構造との相関を明らかにした(日本遺伝学会ベストペーパー賞受賞)。これらにより、頭書の目的を十分達成することができた。
幼少期の幸福感を規定する環境要因とそのメカニズムに関する縦断調査を用いた実証研究

本研究の目的は、大規模データを使用して、研究1:幼少期の幸福感を規定する環境要因の同定、研究2:環境要因が幼少期の幸福感を規定するメカニズムの解明、を様々な統計手法を用いた定量評価により検証することである。研究では、Adachi Child Health Impact of Living Difficulty (A-CHILD) studyのデータを使用した。昨年度は特に、1相対的剥奪と子どもの主観的幸福感との関連、2食行動(野菜、果物摂取)と子どもの主観的幸福感との関連、について定量評価分析を実施した。1相対的剥奪と子どもの主観的幸福感との関連の研究では、相対的所得と絶対所得と子どもの主観的幸福感との関連を明らかにするために回帰分析を実施した。相対的所得とは、自分の所得を他者と比較することにより捉える概念であり、他者と比較することによる不公平感などが幸福感に影響する可能性がある。絶対的所得は、実際の所得であり、物やサービスの購入を通して、幸福感に影響する可能性がある。測定には、イツザキインデックス、インカムランクを相対的剥奪の指標として用い、家庭の所得と物の所持を指標化したマテリアルインデックスを使用した。その結果、相対的所得を表すイツザキインデックスとインカムランクと子どもの主観的幸福感には関連が見られなかった。一方で、マテリアルインデックスと子どもの主観的幸福感は、より下の学年で有意に関連していた。この関連は個人の家庭の所得の影響を取り除いた上でも引き続き同様の関連が見られた。2食行動(野菜、果物摂取)と子どもの主観的幸福感との関連を明らかにする研究では、野菜と果物の摂取が子どもの主観的幸福感と関連の研究では、回帰分析を実施した。その結果、野菜と果物摂取が多いほど子どもの主観的幸福感は高く、この関連は社会経済状況やベースラインの健康状態を調整したい上でも観察れた。当初の予定では、一年目が終了する時点で研究1の論文投稿を終わらせている予定であったが、論文化に至っていない。この理由として、指標の計算を行う際のループ関数の作成に時間がかかったことや自身の仮説とは異なる結果になり、論文の中での議論を行うための追加解析などを必要としたことが考えられる。今後は、地域学校環境や行動が子どもの幸福感に与える影響を検証する。具体的には、地域の所得格差、学校のソーシャルキャピタル、睡眠時間が子どもの主観的幸福感と関連があるかについて検証する。検証に当たっては、地域の要因の影響が個人の要因と比較してどの程度強いのかを明らかにするため、マルチレベル分析を実施する。これらの解析と同時に一年目の結果の論文化を目指す。
ナノ界面理論の新展開とそのナノデバイスへの応用

ナノスケール界面に独特の新しい物理概念の構築に成功し、従来の界面科学の常識を覆すことに成功した。具体的には従来の界面物理学で絶対的な極限と考えられていたショットキー極限が本当の極限ではないことを理論的に示し、さらに実験で実証した。また、金属シリサイドが形成の原子レベルの起源、歪んだGe層に生じる正孔の起源等も明らかにした。さらに、こうして得られたナノスケール界面の新概念を未来デバイスに応用することに成功した。18年度はナノ界面でのショットキーバリアに関して新しい概念を創成することに成功した。(1)界面におけるショットキーバリア高さはこれまで界面を構成する2種類の物質間に生じる界面電気二重層によって決定されると考えられていた。ところが、MOS半導体デバイスのように、金属/絶縁体/半導体のような3種類の物質が積層構造を作っており、中間に存在する絶縁体の膜厚がナノスケールになってくると、上記の常識が破綻することを理論的に示した。MOS構造を構成する絶縁体は左右両側に2つの界面を有するが、右側の界面で酸化反応がおこり、酸化空孔が生じ、比較的高い位置に酸素空孔準位が存在すると、左側の金属のフェルミレベルが低いときには、酸素空孔準位に存在する電子は左側の金属に流れ込む。このように右界面でおこる酸化反応が、左界面のショットキーバリア高さを支配することがナノスケールの界面では容易に起こりうるという新概念を提案した。本研究結果は、Hf系絶縁膜上の金属ゲートにおいて観測されているフェルミレベルピニングの物理的起源と考えられ、ナノデバイス応用にも極めて有用な知見である。(2)金属・半導体(絶縁体)界面でのショットキー障壁は、金属の仕事関数と半導体(絶縁体)の電子親和力の差で第一義的に与えられ、そこに界面での電気的二重層の効果が現れる、と考えられてきた。しかし最近の金属/高誘電率絶縁膜/SiのMOS構造においては、従来の考え方では説明できない障壁が観測されている。これは高絶縁率膜HfO_2と金属の間の、それぞれの原子間の選択的な軌道混成を考えると見事に説明できることを示し、「一般化された電荷中性点」という新しい概念の創成に成功した。1.ショットキーバリア高さ極限の破綻これまで「バーディーン極限」と「ショットキー極限」がショットキーバリア高さにおける絶対的な極限として信じられてきた。我々は界面の選択的な軌道混成と界面構造を第一原理量子論等で詳細に検討することにより、上記2つの極限は本当の極限ではないことを理論的に明らかにした。さらに、ショットキー極限の破綻については広島大学の宮崎教授グループと連携して実験的にも検証し、界面物理学に新しい展開を与えることに成功した。2.ショットキー障壁高さの制御指針の研究平衡プロセス(高温プロセス)でCMOS構成が可能なプロセスを模索した。その結果、Si基板側の界面を制御することは有効な指針となることを示すとともに、酸素を導入して酸素空孔を消滅させる手法について特に考察した。その結果、フェルミレベルピニングが起こっている状況では酸素空孔を消滅させる反応は基板のSiを酸化する反応と熱力学的には等価であることを証明した。この結果は、酸素空孔の消滅と有効絶縁膜厚の増加はトレードオフの関係にあり、酸素空孔だけを消滅させるプロセスウインドーは極めて狭いことを明らかにした。上記考察は、酸素注入による酸素空孔の消去を行うプロセスは、集積化を目指した手法としては望み薄であることを意味している。3. SiN電荷蓄積層の量子論的考察MONOS型メモリの電荷蓄積層であるSiN絶縁膜の電荷蓄積機構を第一原理計算で検討した。その結果、SiN絶縁膜の堅固さと柔軟さが電荷トラップ機構に密接に関係することを明らかにし、酸素が混入して柔軟になったSiN/SiO_2界面では電子トラップ・ホールトラップ双方ともに形成されやすいことを明らかにした。平成20年はシリサイド界面形成過程、Si/Ge界面に形成された歪んだGe層の構造と電子状態、SiO2/SiN界面の量子論的考察等の研究を行い有用な結果が得られた。シリサイド形成の研究では、Ni、Ti、Au、Al、Mg、及びFeに対してシリサイド形成機構を第一原理計算で考察した。具体的には、シリサイド形成に関する金属種依存性の起源、およびSi基板上での安定なシリサイド相の組成依存性を検討した。その結果、Ni、Tiにおいては、Siのp軌道から金属原子のd軌道への電子移動がシリサイド相安定化の起源であることを明らかにした。一方、Auはd軌道が既に占有であるだめ、Alはd軌道がないため有効な安定化をしないことも解明した。また、MgやFeは特別な結晶構造を取ることで半導体になることがわかった。さらに、Si基板上では歪と界面結合の整合度により、一部の組成相は不安定になることも指摘した。

Si/Ge界面に形成された歪んだGe層の構造と電子状態等の研究においては、平成19年度に一軸性の歪みを印加することでGe単原子空孔はアクセプターになる可能性があることを示唆したが、今年度は一軸性歪みの方向依存性を詳細に検討した。その結果[110]方向に一軸性歪みが印加されるとGe単原子空孔は特にアクセプター準位を形成しやすいことを明らかにした。Si/O2/SiN界面の量子論的考察においては、MONOS型メモリの電荷蓄積層であるSiN絶縁膜の電荷蓄積機構を第一原理計算で検討した。その結果SiO2/SiN界面に多く存在すると考えられる酸素過剰型の欠陥においては、メモリの書き込み・消去によって非可逆的な構造変化を起こす傾向があることを明らかにした
割型を用いた結索機における結び目均整化のための増し締め機構の開発

1.研究目的2012年から紐の結び目経路を形成した割型に,紐を導入し結び目を得る結索方法を用いた自動結索装置の開発を行っている.結び目を形成する場合,割型に導入した紐の各端を,適切な張力を与えつつ適切な順序で移動させる必要があるが,これまでの研究では均一な結び目を恒常的に得ることが困難であった.本研究では,型離間後の紐挙動解析を行うことで均一な結び目を恒常的に得る締め込み方法と,機構の開発を目的とする.2.研究概要1)結び目経路の異なる割型を設置した2種類の, 2重機結び自動結索装置を用いて,型離間から締め込みまでの紐挙動解析を行った.先ず,紐(ナイロン製φ2.5mm)の先端から300550mmの間に50mm間隔で6点にマジックでマーキングし,結び目形成過程における紐の挙動を,割型の真上からビデオ撮影した.次にその映像データから、動画解析ソフト(DITECT社製Dipp-MotionV)を用いて各マーキング部の位置情報を取得した.2)得られた位置情報データのグラフ化を行うと共に、結索毎に結索された結び目の状態を,作成した5段階の評価基準により評価し,これらのデータを総合して解析を行った.評価基準:1実際に手で結索した結び目と同じ良好な結び目2良好な結び目にライデマイスター変形かある結び目3結び目はできているが形が崩れている結び目4結び目に輪ができている5結び目が出来ていない3.研究成果と課題2重機結び結索における型離間から締め込みまでの,紐の挙動を二次元的に解析することができた.また,使用した割型は4分割で, 1個の型が固定されており,締め込みは他の3個の移動型の内, 2個だけが行うが,解析により締め込み移動距離のほぼ中間地点に締め込み型が移動(約5.7秒)した時,紐先端から500mmの点が,固定型に接近した場合に,良好な結び目が得られることが判明した.今後は型移動の速度及び手順制御と,結び目状態の関係の検証や,制御への画像データフィートバックの可能性の検証を行い,結び目均整化の手法を確立したいと考える.1.研究目的2012年から紐の結び目経路を形成した割型に,紐を導入し結び目を得る結索方法を用いた自動結索装置の開発を行っている.結び目を形成する場合,割型に導入した紐の各端を,適切な張力を与えつつ適切な順序で移動させる必要があるが,これまでの研究では均一な結び目を恒常的に得ることが困難であった.本研究では,型離間後の紐挙動解析を行うことで均一な結び目を恒常的に得る締め込み方法と,機構の開発を目的とする.2.研究概要1)結び目経路の異なる割型を設置した2種類の, 2重機結び自動結索装置を用いて,型離間から締め込みまでの紐挙動解析を行った.先ず,紐(ナイロン製φ2.5mm)の先端から300550mmの間に50mm間隔で6点にマジックでマーキングし,結び目形成過程における紐の挙動を,割型の真上からビデオ撮影した.次にその映像データから、動画解析ソフト(DITECT社製Dipp-MotionV)を用いて各マーキング部の位置情報を取得した.2)得られた位置情報データのグラフ化を行うと共に、結索毎に結索された結び目の状態を,作成した5段階の評価基準により評価し,これらのデータを総合して解析を行った.評価基準:1実際に手で結索した結び目と同じ良好な結び目2良好な結び目にライデマイスター変形かある結び目3結び目はできているが形が崩れている結び目4結び目に輪ができている5結び目が出来ていない3.研究成果と課題2重機結び結索における型離間から締め込みまでの,紐の挙動を二次元的に解析することができた.また,使用した割型は4分割で, 1個の型が固定されており,締め込みは他の3個の移動型の内, 2個だけが行うが,解析により締め込み移動距離のほぼ中間地点に締め込み型が移動(約5.7秒)した時,紐先端から500mmの点が,固定型に接近した場合に,良好な結び目が得られることが判明した.今後は型移動の速度及び手順制御と,結び目状態の関係の検証や,制御への画像データフィートバックの可能性の検証を行い,結び目均整化の手法を確立したいと考える.
組織内異文化摩擦からの学習に関するリーダーシップと組織社会化の研究

平成30年度は、先行研究レビューに取り組んだ。さらに、質的調査として、「高度外国籍人材へのキャリアアドバイスに関するケース・スタディ」を実施した。高度外国籍人材へのキャリアアドバイスをテーマに、企業の人事担当者にご協力いただいて、実際の面談事例を持ち寄っていただきケース・スタディに取り組んだ。このケーススタディは、英国シェフィールド大学東アジア研究科のHarald Conrad准教授と共同で実施した。また、このテーマの第一人者である慶應義塾大学花田光世名誉教授に協力いただき、ケース・スタディのご助言をいただいた。また、研究代表者(小山健太)は平成30年4月に「東京経済大学グローバル組織・キャリア開発研究所」を所属研究機関(東京経済大学)の承認を得て設立し、所長を務めている。当該研究所の研究活動の一部には、科研費の研究課題に取り組むことも含まれている。平成30年度に、独立基盤形成支援による追加助成を得ることができたため、パソコン等備品や統計解析ソフトを購入して研究所の機能を強化した。平成30年度は研究活動に取り組み、その成果の一部を、学会での招待講演で発表した。ただし、学術的な分析結果の発表までは至らなかったため、それについては、令和元年度以降において、研究成果の学会発表や学術雑誌への投稿に取り組む。令和元年度は、平成30年度に取り組んだ研究について、その成果を国際的な学術雑誌に投稿することに優先的に取り組む。そのため、国外での調査活動を本格的に実施するのは令和2年度以降とする予定である。研究進捗がやや遅れたため、次年度使用額が発生した。次年度に、国際学術雑誌への論文投稿などにも取り組む予定であるため、そのための費用として活用する。
イオン液体を活用したキチンからの新奇素材の創製

本研究では、N-アセチル-D-グルコサミンがβ(1→4)-グリコシド結合で直鎖状に繋がった高結晶性の天然多糖であり、自然界に豊富に存在する有機資源であるキチンの材料化を目的としている。これまでに、キチンを良好に溶解する臭化1-アリル-3-メチルイミダゾリウム(AMIMBr)を見出しており、さらにキチン/AMIMBrゲルをメタノールに浸漬させることでキチンが自己組織化的にナノファイバーとして再生し、ろ過によりナノファイバーが集積したフィルムが得られることも報告している。本年度は、自己組織化キチンナノファイバーを主鎖成分として、還元アミノ化を利用してキチン鎖にキチンオリゴマーを分岐させた分岐状キチンの創製を検討した。まず、既報に従い、自己組織化キチンナノファイバーを調製し、還元アミノ化を行うために、アルカリ処理により部分脱アセチル化(PDA)キチンナノファイバーフィルムを得た。また、分岐鎖成分としては重合度が1から6のキチンオリゴマー混合物(市販品)を用いた。PDAキチンのアミノ基に対して所定量のキチンオリゴマーを酢酸水溶液に溶解させ、PDAキチンナノファイバーフィルムを超音波処理によりこの溶液に分散させ、所定条件で撹拌した。その後、還元剤であるシアノ水素化ホウ素ナトリウムをPDAキチンのアミノ基に対し大過剰加え、所定条件で撹拌して還元アミノ化を行ったところ、反応時間が経過するにつれて反応溶液中にゲル状の凝集物が形成されることが確認された。キチンのような高結晶性高分子は、加工性や溶解性に乏しく材料としての利用は容易ではない。一方、分岐状多糖は自然界に数多く存在しており、そのような複雑な構造により増粘剤など多岐にわたって応用されている。したがって、非天然型の分岐多糖の合成は、新規のバイオベース機能性高分子材料開発につながると考えられる。これまでに、還元アミノ化後の凝集物を遠心分離したところ、ヒドロゲルが得られ、さらに凍結乾燥することでクリオゲルが得られることを見出している。プロトンNMR測定結果から算出した主鎖キチンに対するキチンオリゴマーのグラフト化率は約20%であった。また、反応分散液を超音波処理後、スピンコートを行い測定したSEM観察結果から、もとのキチンナノファイバーよりも比較的短いナノファイバーが観察された。またTEM観察結果から、バンドルを形成したキチン集合体がほぐされたことも確認された。一方、XRD測定の結果からPDAキチンと比較して、キチン由来の結晶構造に由来する2θ=19°のピーク面積が減少していることも観測された。このことから、キチン同一シート内で隣り合う分子鎖間の水素結合が弱まって水を取り込みやすくなり、ゲル化したのではないかと考えている。キチンを基盤とする材料化として、還元アミノ化を利用してキチン鎖にN-アセチル-D-グルコサミン(単糖)や、そのほかの単糖および二糖程度の糖を修飾させた分岐状キチンの創製を検討する。適度にキチン分子鎖を制御することで、再生キチンの構造化のドライビングフォースとして考えられる水素結合形成を促進もしくは抑制することで結晶化を制御し、多様なキチンナノ素材の創製が期待できる。キチンナノファイバーのアスペクト比の向上や、水素結合性の官能基を有する高分子との複合化を目的に、分散媒・溶媒への分散性・溶解性や添加剤が再生キチンの構造化に与える効果を検討する。また、イオン液体で可溶化させたキチンに対して適切な酸や過酸化物等の存在下でグリコシド結合の分解による低分子量化も検討する。低分子量化したキチンからの再生によっても新奇な構造化が期待され、結晶化の制御に寄与すると考えられる温度や濃度だけでなく、圧力の効果も検討する。さらに、適度に低分子量化することで、キチン糖鎖の還元末端を活用した修飾剤としての材料創製や、構造制御されたキチンナノ素材を支持体もしくは強化剤として活用した天然多糖や合成高分子との簡便な複合化を検討する。

キチンのような高結晶性高分子は、加工性や溶解性に乏しく材料としての利用は容易ではない。一方、分岐状多糖は自然界に数多く存在しており、そのような複雑な構造により増粘剤など多岐にわたって応用されている。したがって、非天然型の分岐多糖の合成は、新規のバイオベース機能性高分子材料開発につながると考えられる。これまでに、還元アミノ化後の凝集物を遠心分離したところ、ヒドロゲルが得られ、さらに凍結乾燥することでクリオゲルが得られることを見出している。プロトンNMR測定結果から算出した主鎖キチンに対するキチンオリゴマーのグラフト化率は約20%であった。また、反応分散液を超音波処理後、スピンコートを行い測定したSEM観察結果から、もとのキチンナノファイバーよりも比較的短いナノファイバーが観察された。またTEM観察結果から、バンドルを形成したキチン集合体がほぐされたことも確認された。一方、XRD測定の結果からPDAキチンと比較して、キチン由来の結晶構造に由来する2θ=19°のピーク面積が減少していることも観測された。このことから、キチン同一シート内で隣り合う分子鎖間の水素結合が弱まって水を取り込みやすくなり、ゲル化したのではないかと考えている。キチンを基盤とする材料化として、還元アミノ化を利用してキチン鎖にN-アセチル-D-グルコサミン(単糖)や、そのほかの単糖および二糖程度の糖を修飾させた分岐状キチンの創製を検討する。適度にキチン分子鎖を制御することで、再生キチンの構造化のドライビングフォースとして考えられる水素結合形成を促進もしくは抑制することで結晶化を制御し、多様なキチンナノ素材の創製が期待できる。キチンナノファイバーのアスペクト比の向上や、水素結合性の官能基を有する高分子との複合化を目的に、分散媒・溶媒への分散性・溶解性や添加剤が再生キチンの構造化に与える効果を検討する。また、イオン液体で可溶化させたキチンに対して適切な酸や過酸化物等の存在下でグリコシド結合の分解による低分子量化も検討する。低分子量化したキチンからの再生によっても新奇な構造化が期待され、結晶化の制御に寄与すると考えられる温度や濃度だけでなく、圧力の効果も検討する。さらに、適度に低分子量化することで、キチン糖鎖の還元末端を活用した修飾剤としての材料創製や、構造制御されたキチンナノ素材を支持体もしくは強化剤として活用した天然多糖や合成高分子との簡便な複合化を検討する。
重力崩壊型超新星における磁場のふるまいと役割

重力崩壊型超新星爆発における磁場の役割とふるまいを探るため、数値シミュレーションによる研究を行った。その結果、磁気回転不安定と呼ばれる磁場増幅メカニズムが爆発のダイナミクスと重元素の生成に大きな役割を果たす可能性が示唆された。重力崩壊型超新星爆発は星中心付近で発生したニュートリノがそのすぐ外側を温めることで引き起こされると考えられているが、磁気回転不安定が間接的にその温めを促進することが明らかになった。また、磁気回転不安定が起こるとより多くの中性子が爆発で飛ばされ、その結果、鉄より重い元素が生成されることが分かった。昨年度は高速回転する親星の2次元軸対称シミュレーションを行った.初期磁場と空間解像度を系統的に変えた複数のモデル計算を実行した.ここで注目したのは、弱磁場・高速回転を伴う親星において磁気回転不安定が爆発にどのような影響を及ぼすかである.また,初期磁場の強さにより,ダイナミクスの振る舞いや磁場の飽和値がどの様に変化するかにも注目した.研究の結果,磁気回転不安定は爆発に大きな影響を及ぼすことが明らかになった.すべての初期磁場において,磁気回転不安定がよく捉えられる高解像度モデルほど強い爆発が得られた.Sawai & Yamada (2014, ApJ, 784, L10)は,磁気回転不安定による角運動用輸送によってニュートリノ加熱領域が膨張し,ニュートリノ加熱率を上昇させることを示した.今回の研究ではこれに加えて磁気回転不安定による新たな力学的効果を発見した.それは,歪められた磁力線に乗ってコア最深部の低陽子数流体がニュートリノ加熱領域に運ばれ,それによりニュートリノ加熱率が上昇するというものである.磁気回転不安定に起因するこれら2つの効果により,爆発が促進されることが明らかになった.初期磁場の強いモデルでは磁場の飽和値も高くなり,磁気回転によるこれらの効果がより顕著になることが確認された.また,初期磁場が強いモデルでは回転軸に沿ったジェット形成も見られた.また,磁気回転不安定を伴う重力崩壊型超新星中でのrプロセス元素合成のシミュレーションも行った.計算の結果,磁気回転不安定によってコア最深部から放出される低電子比流体でrプロセス元素合成が活発に起こることが明らかになった.1.磁気回転不安定を伴う重力崩壊型超新星の2次元軸対称シミュレーション平成26年度に行った弱磁場を伴い高速回転する親星の空間高解像度2次元軸対称シミュレーションでは、一部のモデルで回転軸に沿ったジェット形成が見られた.ジェット形成はガンマ線バーストとの関連からも重要な現象であり,そのメカニズムを知ることは重要である.平成27年度は、このジェットの形成条件について詳しく調べた.解析の結果,磁気回転不安定の非線形成長段階における磁場エネルギーの増幅が速いほどジェット形成に有利であることがわかった.この成果は平成27年度に出版されたSawai & Yamada 2016, ApJ 817, 153に記述した.2.磁気回転不安定を伴う重力崩壊型超新星におけるrプロセス元素合成計算宇宙におけるrプロセス元素の起源としては連星中性子星合体が有力視されているが,低金属星表面で観測されるrプロセス元素の起源には別のシナリオが寄与している可能性がある.我々は磁気回転不安定を伴う重力崩壊型超新星がその起源となる可能性を数値計算で調べた.その結果,ニュートリノ加熱に比べ磁場の影響が強い場合はrプロセス元素合成が起こることがわかった.得られた元素組成分布は磁場の影響の強さによって異なり,中には低金属星で見られる弱いrプロセス組成とよく合うものもあった.この研究の途中過程はNishimura et al. 2015, PoS (NIC XIII) 128として出版しており,最終成果を発表する論文原稿は現在準備中である.平成27年度に予定していた主要研究のひとつである「親星の回転速度を系統的に変えた2次元軸対称シミュレーション」において数値シミュレーションを進める上で,想定以上に困難な技術的問題に直面し、その解決に時間を要したことが遅延の大きな理由である.また、その他の業務が当初の予定より多く舞い込んできたことも遅延の理由となった。「親星の回転速度を系統的に変えた2次元軸対称シミュレーション」において前年度直面していた技術的問題は、当初の予定より時間がかかったものの無事解決し、現在はプロダクティブランを進めている。この数値シミュレーションに関しては本研究期間中に成果を出すことがかなわなかったが、ここで得た土台を元に今後も研究を継続していく。「磁気回転不安定を伴う重力崩壊型超新星におけるrプロセス元素合成計算」の研究では、平成27年度までにニュートリノ加熱に比べ磁場の影響が強い場合にrプロセス元素が合成されやすいことがわかっていた。平成28年度はさらに計算モデルを増やし、この傾向が確かであることを確認した。また、亜鉛やニッケルなどrプロセス元素以外の元素合成も計算した。その結果、磁場の影響が強い場合とニュートリノ加熱が強い場合の双方において、極超新星に匹敵する量の亜鉛が生成されることが示された。一方、ニッケルの生成量は多くても通常の超新星程度であった。このような元素組成は過去の研究では見られなかった新しいパターンであり、磁場を伴う超新星と極超新星との関係において興味深い。これに関しては、今後の研究においてより詳しく調べていきたい。

また、磁気回転不安定が起こるとより多くの中性子が爆発で飛ばされ、その結果、鉄より重い元素が生成されることが分かった。昨年度は、「速回転する親星の2次元軸対称シミュレーション」と「無回転親星の2次元軸対称シミュレーション」を行う予定であった.前者はすでに研究結果をまとめ,The Astrophysical Journalへ投稿中である.後者は2年目に行う予定の「親星の回転速度を系統的に変えた2次元軸対称シミュレーション」へ統合することにしたが,これは現在数値計算を実行中で,順次解析も進めている.「親星の回転速度を系統的に変えた2次元軸対称シミュレーション」における上記の技術的問題については未だ解決法を模索中であるが,現在有望な対処法が見つかり,その有効性を多方面から検討している.順調に進めば検討は6月中に終わり,この対処法が有効と確認されればプロダクティブランに移る.ただし,これまでの経験上,この手の問題では新たに予期せぬ問題が現れることがあるため,プロダクティブランの開始が最大で3ヶ月ずれる可能性を見込んでおく.宇宙物理学現在進行中の「親星の回転速度を系統的に変えた2次元軸対称シミュレーション」は2015年8月くらいに計算が終了する予定である.その結果をまとめたものを10月くらいにThe Astorophysical Journalへ投稿する予定でいる.今年度始める予定の「磁気回転不安定の3次元非軸対称シミュレーション」は計算に必要な数値コードの改変作業を行っているが,これは7月くらいに終了すると見込んでいる.計算は8月に開始し,12月に終了予定である.結果をまとめたものは2016年2月くらいにThe Astrophysical JournalLettersに投稿する予定でいる.また,「磁気回転不安定を伴う重力崩壊型超新星中でのrプロセス元素合成のシミュレーション」をより現実的なモデルで行うことを計画している.これはすでに計算を開始しており,8月くらいに終了することが見込まれる.年内に論文投稿する予定でいる.上記の通り,計画していた研究の進行がやや遅れており,その分使用する予定であった研究費が未使用となった.昨年度は参加予定であった1件の国際会議の日程に自身の予定が合わず,参加を見送ったため,計上していた旅費が未使用となった.また,投稿した論文が昨年度中に受理されず,見込んでいた論文投稿費用が未使用となった.進行が遅れていた「親星の回転速度を系統的に変えた2次元軸対称シミュレーション」の研究を進め,成果を論文誌に投稿する際の費用とする.今年度は,昨年度行けなかった分を加えて,計2件の国際会議に参加し,研究成果を発表していく予定である.このうち1件の旅費は昨年度の未使用額で賄う.また,昨年度投稿した論文が受理された際には,昨年度の未使用額で投稿費用を賄う.
泡沫の移動に起因するPlateau境界内の乱流に関する微視的研究

分散染料(C.I.Disperse Violet 1)によるナイロン6布状基質の泡沫染色において,泡沫形成時の空気流量が,泡沫の流動速度,泡沫中の染料濃度,泡倍率,気泡の平均直径,気泡の移動数など,泡沫の各種物性におよぼす影響を調査し,拡散の境界層の厚さや平衡染着量を指標とした染色性との関係について検討した.その結果,空気流量の増加は,Plateau境界の移動速度と移動数の増加という泡沫染色に有利な相乗効果を生み,その増加とともに急激に拡散の境界層の厚さを減少させると考えられる.泡沫染色において,空気流量を増加させることは,平衡染着量に影響を与えることなく,基質表面における液流を活発にするため,染色性の向上にきわめて有効な手段といえる.今回の補助金は,主としてパーソナルコンピュータレベルでの画像解析のため,その高速化,出力環境の整備,画像処理アプリケーションソフトの高能力化に使用したが,これにより顕微鏡ビデオ装置で得られたPlateau境界内の液流についての観察が,静止画ではあるものの可能となり,前述の空気流量の増加の影響を裏付けることができた.今後は,速度論的な検討へと研究を発展させるとともに,平面的に捉えていたPlateau境界内での液流を,泡沫内部に形成されるPlateau境界ネットワーク間での液流として捉え,より立体的な部分へと議論の場を広げる必要がある.分散染料(C.I.Disperse Violet 1)によるナイロン6布状基質の泡沫染色において,泡沫形成時の空気流量が,泡沫の流動速度,泡沫中の染料濃度,泡倍率,気泡の平均直径,気泡の移動数など,泡沫の各種物性におよぼす影響を調査し,拡散の境界層の厚さや平衡染着量を指標とした染色性との関係について検討した.その結果,空気流量の増加は,Plateau境界の移動速度と移動数の増加という泡沫染色に有利な相乗効果を生み,その増加とともに急激に拡散の境界層の厚さを減少させると考えられる.泡沫染色において,空気流量を増加させることは,平衡染着量に影響を与えることなく,基質表面における液流を活発にするため,染色性の向上にきわめて有効な手段といえる.今回の補助金は,主としてパーソナルコンピュータレベルでの画像解析のため,その高速化,出力環境の整備,画像処理アプリケーションソフトの高能力化に使用したが,これにより顕微鏡ビデオ装置で得られたPlateau境界内の液流についての観察が,静止画ではあるものの可能となり,前述の空気流量の増加の影響を裏付けることができた.今後は,速度論的な検討へと研究を発展させるとともに,平面的に捉えていたPlateau境界内での液流を,泡沫内部に形成されるPlateau境界ネットワーク間での液流として捉え,より立体的な部分へと議論の場を広げる必要がある.
古代イタリアの農業立地に関する考古学・経済地理学的分析

前2世紀後2世紀のイタリア半島における経済活動の変化を説明するために、農産物の生産・輸送・消費の複雑な相関関係を、考古学史料や経済地理学の理論を用いて明らかにした。(i)平和時の輸送費の低下に伴う農業立地条件の変化が栽培作物の選択に決定的な影響を与えたこと、(ii)紀元1世紀以降の農業の粗放化は、通説とは異なりローマ人が食肉として豚肉よりも牛肉を主に食していたことに関連すること、以上2点を明らかにしたことが特筆すべき成果である。2008年3月にケンブリッジ大学で学位を取得したPh.D.論文The Dynamics of Agricultural Locations in Roman Italyの刊行を目標に,論文の修正作業を行ってきた。初年度は第1章の表面踏査データのアップデートを中心に研究をすすめ,平成20年10月にはイタリア(カプリ島)での学会で成果の一部を発表した。平成21年2月3月には再び渡欧して,ケンブリッジ大学での考古学データの渉猟を行い,ガーンジー名誉教授,ケリー博士,パターソン博士から,Ph.D.論文刊行のための具体的なアドバイスを受けた。その後オランダのライデン大学で予定どおり講演を行い,ド・リヒト教授,シンホル博士,タコマ博士らから,論文の修正に役立つ重要なコメントを戴いた。また,表面踏査で著名なビントリフ教授は,池口のデータ分析法を採用しているギリシアのボイオティア地方での調査に池口を招待してくれており,平成21年8月に訪問して意見交換をしたいと考えている。平成21年3月末には,東京での国際学会においてPh.D.第3章(動物考古学データを用いた畜産の分析)をもとに発表を行い,好評を得た。なお,イタリアの動物考古学を先導するレッチェ大学(パスクアーレ教授等)からは,当大学で一定期間研究に従事することを提案されており,まずは平成21年3月の渡欧中,レッチェに数日間滞在して実験室等を案内され,有意義であった。動物考古学研究所長のデ・グロッシ教授との相談の結果,平成23年3月頃に数週間の滞在をすることで一応の合意ができた。これは本研究期間終了後になるが,Ph.D.論文を修正する大きな鍵になる計画であり,これを経た上でPh.D.論文を出版するよう,ケンブリッジ大学での指導教授であったガーンジー氏から勧められている。2回目の8月の調査では,まず動物考古学史料の扱いについて,MNI(最小個体数)とNISP(同定史料数)の扱いにまつわる議論を詳しく調査した。NISPのみが重視される昨今の学会の潮流とは違い,池口の方法論は,MNIをNISPの両者から擬似的な食肉発生量を得てその平均をとるというものだが,この方法論の正当性を主張するに足る論拠を得ることができた。また最新の動物考古学データも精力的に収集するなど非常に有益な調査となった。期間の後半には,ライデン大学のビントリフ教授とケンブリッジ大学のスノッドグラス教授が30年前から調査を続けているアテネ近郊のボイオティア地方の表面踏査に招かれ,最新の調査方法を学びつつ教授らと意見交換をすることができた。当初,年度末の3月に3度目の調査を行うことを検討したが,勤務校の別府大学で行われる5月末の西洋史学会の準備と重なることが明らかとなったため,12月に前倒しで実施した。過去2年間の本研究の成果を踏まえてPh.D.論文を刊行するための最終作業であったが,作業をすすめるにつれて,イタリアの動物考古学史料と表面踏査史料を地域ごとに比較する必要性を認識し,刊行の際にはこの内容を含めることになった。