hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ラジカルポリマーの酸化還元を利用した集合組織の動的配向制御

動的な配向切り替えと電荷貯蔵反応を併用することで、充放電中のみ電解液が高い電導性を示し、充電後は液晶相の配向変化に伴いほぼ絶縁化する系を実現した。本系を適用することで、高速での電気化学応答を維持しつつも、有機電荷貯蔵材料の欠点であった電極の自己放電速度を大幅に低減できる。らせん構造を示すキラルネマチック液晶の配向もラジカルポリマーの酸化還元でスイッチングした。ネマチック相の制御に頻用されるフレデリクス転移法ではキラルネマチック相のスイッチングは原則として不可能(印加電場に由来するらせん構造の破壊)であったが、表面誘起型の本手法では液晶構造を一切破壊することなく集合組織全体の配向を可逆に切り替えられた。キラルネマチック相は光の選択反射性も示すことから、レドックス反応を用いた表示素子への適用も検討した。本研究は以下の事由により、当初の研究計画通りに進展していると判断できる。当初の研究計画の通りネマチック・キラルネマチック・スメクチック相の液晶配向の制御に成功している。また、液晶配向を規定する熱力学・速度論的因子についても定量的な解明も進んだ。液晶相に関わらず、高分子-液晶分子間のファンデルワールス力が後者の水平配向を誘起することが明らかになった。また高分子電解質の近傍に生じる電気二重層が液晶の双極子と相互作用することで垂直配向が実現されることも明らかにした。液晶配向とレドックス反応の協同性を利用した電気化学デバイスへの適用検討も進んでいる。集合組織の構造を変化させることにより協同効果に違いが出ることも明らかになっており、平成29年度に向けた予備実験も着実に進んでいると結論できる。当初の研究計画に基づき、新しい液晶の配向法を活用した革新機能の実現に注力した。前年度までに申請者が明らかにした電気化学的な液晶スイッチングの手法を用い、有機電極活物質としてのポリ(TEMPO置換グリシジルエーテル)の酸化還元と、二次元のイオン伝導パスを形成する液晶電解液の配向を協同的に制御した。数千倍以上のイオン伝導率の異方性を有する電解液の配向を切り替え、充放電中は高イオン伝導、充電後は絶縁状態になる二次電池を動作実証した。電荷輸送能に優れる表面グラフトポリマー(昨年度に報告)に加え、本年度は分子構造の最適化を経て、スピンコート等の汎用的な製法で成膜される高分子電極においても配向制御を達成した。さらに、高分子電極の電気化学的な緩和応答が液晶配向に応じて変化することを自己電子交換反応速度定数を指標として明らかにした。層状構造を有するスメクチック相に加え、光の選択反射性を示すキラルネマチック相の配向スイッチングの物理化学過程も解明し、従来法を超えた光学デバイス実現の道筋とした。当初の計画に加え、アモルファス構造を形成するラジカルポリマー内の電荷移動においても協同性が鍵を握ることを見いだした。酸化還元席間の自己電子交換反応速度定数並びに集電体との電極反応速度定数を規定する律速段階が長らく不明であったが、本研究において両過程の分子ブラウン運動との協同的な進行を定量モデルと共に明らかにした。高い運動性を有するレドックス超分子の電荷メディエーション効果も活用し、ポリマーにおける自己電子交換反応速度定数の最高値(10の7乗/M/s)も初めて達成した。
電気泳動法を用いたゲルの接着によるインティジェントアクチュエータの開発

接着は材料を構築する上で、最も重要なプロセスの一つである。特に固体材料に関しては様々な接着方法が検討されているものの、ハイドロゲルのような多量に水を含むソフトマテリアルの接着に関する研究はほとんどない。刺激応答性ハイドロゲルを用いたインティジェントアクチュエータを開発するためには、ハイドロゲルを接着する必要がある。本研究では、カチオン性及びアニオン性のハイドロゲルに電場を印加するとゲル界面にポリイオンコンプレックスを形成することで、二つのゲルが接着することを見出した。さらに、逆電場を印加することで容易に剥離可能であることもわかった。外部刺激に応答してその形状を大きく変化させる刺激応答性ハイドロゲルはソフトアクチュエータとして幅広い分野で利用可能である。しかし、より複雑な形状変化や応答の要求に応えるためには、ゲルとゲルを接着する必要があるが、ゲルのようなソフトマテリアルの接着技術は、ほとんど無いのが現状である。そこで本研究では、電気泳動法を用いたゲルの新規接着手法を考案した。ゲル内の移動可能な高分子鎖を電気泳動によってゲル及び2つのゲル間を移動させ、ゲル間のリンカーとして作用させ、ゲルをソフトに接着させることが可能と考えた。カチオン性高分子としてポリエチレンイミン、アニオン性高分子としてポリ(アクリル酸)をそれぞれ内包した温度応答性のpoly (N-isopropylacrylamide)(PNIPAAm)ゲルを作製した。陽極にカチオン性、陰極にアニオン性のPNIPAAmゲルを設置し、ゲル同士を接触させ、電場を印加すると2つのゲルが接着する現象を見出した。印加電圧や電気泳動時間変化させると、ゲルの接着強度は変化した。ポリアニオン及びポリカチオンは、電気泳動によってそれぞれ陽極及び陰極へ移動することが考えられる。つまり、移動した高分子鎖が2つのゲル界面においてポリイオンコンプレックスが形成し、2つのゲルを接着したと考えられる。このことから、ゲル界面における高分子鎖の絡み合いが、ゲル同士の接着に効果的であることが示唆された。接着したゲルは、温度上昇に伴うPNIPAAmゲルの収縮によっては剥離しなかった。PNIPAAmゲルの体積相転移に伴い、ゲルの接着面積は3倍以上変化するにもかかわらず剥離が認められなかったことから、接着面が強固である一方、きわめて柔軟であることが示唆された。例えば、医療現場で人工臓器の部品や治療器具の稼動部など、ハイドロゲルを用いたアクチュエータが開発されれば、従来の金属製のパーツから人体と類似の物性を持つハイドロゲルへと置き換えることが可能である。そこで、ソフトアクチュエータの実用化のためには、ゲルとゲルの接着手法の開発がきわめて重要である。申請者らは、電気泳動法を用いる新規ハイドロゲル接着手法を考案し、前年度までにカチオン性ゲルとアニオン性ゲルが電場印加によって接着することを見出している。一方で、ハイドロゲルの接着においては、接着のみならず剥離できることも必要となる。電場印加によって接着したゲルは、逆電場印加によって剥離し、接着強度を維持したままハイドロゲルの接着・剥離が繰り返し行えることがわかった。逆に、ゲルの接着界面の安定化についても検討を重ね、接着ゲルを一度収縮させ再膨潤させるだけで剥離しなくなることがわかった。このことにより温度応答性高分子ゲルと非応答性ゲルの多層接着が実現可能となり、温度変化によって一軸運動を示すハイドロゲルアクチュエータの作製に成功した。また、カチオン性とアニオン性の高分子ゲルであれば、その種類を問わず、生分解性高分子ゲルを用いても電場印加によりハイドロゲルは接着した。その接着強度は、電場印加時間や印加電圧、高分子電解質の電荷量で制御できることがわかった。
軽い中性子過剰核の分子的構造と核反応機構の統一的研究

近年の加速器施設の発展により、「不安定核」と呼ばれる天然には存在しない元素を人工的に合成することが可能となった。通常の不安定核は最低エネルギー状態、つまり温度が完全に冷え切った状態として存在する。本研究では、不安定核であるBe同位体に注目し、その超高温状態における内部構造と反応機構に関する理論的分析を進めた。その結果、この同位体では、2つの^4He原子核を芯として、それらの間で中性子がボンドになる「化学結合様構造」が形成されることが明らかになった。今回の分析では、これまでの予想をはるかに越えた多様な化学結合状態が得られ、更にそれらが^4He+^8He→^6He+^6He反応で強く形成されることを予言した。この理論計算の後、反応確率の測定がフランスGANIL研究所で実際に行われている。本年度の研究では、前年度まで申請者自身が開発を進めてきた『一般化二中心クラスター模型』と『吸収積分核法』を^<10>Be=α+α+N+N系へ適用し、2α系の周りでの過剰中性子の一粒子運動状態(分子軌道状態)の形成とα+^<6>Heクラスター状態への構造変化の分析を行った。その結果、基底状態近傍では、分子軌道状態が発現するが、連続状態では、励起した^<6>Heとα粒子が緩く結合したクラスター状態が形成されることが明らかになった。更に新たに開発を進めた『断熱基底変分法』を適用することにより、α+^<6>Heの散乱問題と構造計算を直接連結することが可能となり、主に反応において観測される共鳴現象と核構造の関係について分析を進めた。その結果、正パリティ状態では、α+^<6>Heクラスター状態を経由する過程において、反応断面積が増大することが明らかになった。一方、同様の計算を負パリティ状態に適用したところ、同様な断面積の増大が得られたが、その起源はいわゆるLandau-Zenerタイプの非断熱遷移によることが判明した。これら一連の成果は、既に学術雑誌二編に発表され、また数回の国際会議、国内研究会にて報告されている。現在、これらの手法を^<12>Be=α+α+4N系へ拡張中である。一方、本研究に関連するテーマとして、『時間依存波束理論』を(ハロー核)+(重い標的核)の反応へ適用し、融合断面積の分析を進めた。その結果、ハロー構造の効果は融合断面積を減少させることが明らかになった。これらの一連の成果も二編の学術雑誌、数回の国際会議、国内研究会で報告しており、先の研究と合わせて、交付金の一部をその旅費として使用した。またこれまでは、数値データを主に二次元平面内に視覚化していたが、三次元的に可視化する新たなシステムを構築することを試みた。その結果、画像処理に優れたコンピュータシステムを新たに導入する必要性が生じた。その為、新たにノートパソコンと周辺システム一式を購入し、この画像処理システムの構築を進めた。交付金の一部は、こうしたコンピュータシステムの購入に充てられている。本年度は申請者がこれまでに開発を進めてきた『一般化二中心クラスター模型』を^<12>Be=α+α+4N系へ適用した。まず、この系のJ^π=0^+状態の計算を行い、低励起状態の分析を行った。理論計算は、基底状態と低い励起0^+のエネルギー差の再現に成功し、それぞれ2hw励起配位、閉核配位に対応していることが明らかになった。このことは、最近実験的観測により示唆されている、N=8の魔法数の破れを矛盾無く説明するものである。次にこの系について変分的散乱計算法を適用し、α+^8Heの敷居値より上に発現する共鳴状態の内部構造に関する分析を行った。その結果、敷居値より上5MeVという非常に狭いエネルギー領域に、イオン的配意を持つα+^8He、^5He+^7He、原子的配位を持つ^6He+^6He、またσ軌道構造を持つ超変形状態といった3種類の構造が共存することが明らかになった。励起状態に発現する構造転移は、安定核においても議論されてきたが、構造転移には約1020MeVという非常に大きなエネルギーが必要であった。しかしながら、この結果は、中性子過剰系では少ないエネルギーの変化により構造転移が容易に起こることを示している。これは、中性子過剰核が弱結合系であるために起こる特徴的な現象であり、中性子ドリップライン近傍の原子核に系統的に発現する性質であると予想できる。

更に、この計算を有限スピンに拡張した結果、2hw配位を持つ基底回転帯はJ^π=8^+まで回転帯構造を保ち、基底状態のN=8の魔法数の破れを説明することが明らかになった。敷居値より上に発現する種々の状態についても回転帯が形成され、それらが共存することが明らかになった。この共存現象は、最近の実験データの振る舞いを定性的に説明することに成功している。科研費交付期間(平成18、19年度)において、一般化中心クラスター模型の開発、拡張を行い、^<12>Be=α+α+4N系への適用を主に進めてきた。その結果、基底状態近傍では、分子軌道構造の発展に伴いN=8の魔法数の破れが発現し、更に非束縛エネルギー領域においては、分子軌道構造とは対照的な原子、イオン的配位といった、エキゾチックなクラスター状態が発現することが明らかになった。これらの非束縛状態は、非常に狭いエネルギー領域に共存しており、これは過剰中性子の分離エネルギーが非常に小さい性質に起因していることが判明した。この結果は^<12>Beについてのものであるが、中性子ドリップライン近傍の核では、中性子分離エネルギーは常に小さくなるため、ここで得られた非束縛状態の縮退性は、ドリップライン核の非束縛領域に普遍的に発現する可能性が極めて高い。平成20度は、ここで得られた成果を国際会議、ワークショップで報告し、主に海外の研究グループと将来計画を議論するために予算を執行した。特に、昨年7月にフランスGANIL研究所において、低速^8Heによるα散乱実験が行われたため、この実験データが得られる直前から直後に渡り、成果報告と実験グループと直接に議論を行えたことは、国際的な研究進展の面において非常に意義が大きい。一方、近年、クラスター構造の発達に伴った単極遷移の増大が議論されていたが、^<12>Beにおいて単極遷移の計算を行った。その結果、基底状態のα-α相対運動の発達に伴い非束縛領域に発現する、イオン状態(α+^8He)への単極遷移が顕著に増大することが明らかになり、中性子過剰系においても、単極遷移がクラスター構造の発達と密接に関連することを明らかにした。更に本年度は、理論手法の拡張も進めた。これまでは角運動量射影を部分的に解析的に行ってきたが、この方法では重い系では計算が非常に複雑になるため、これを数値計算により機械的に行う手法を新たに開発した。現在、^<14,16>Be、酸素、ネオン同位体へ拡張すべく、理論の拡張を進めている。
植物イオン輸送体の構造と機能

本研究では、植物のNa^+とK^+輸送に関与するイオン輸送体の機構を探る目的で、植物シロイヌナズナのNa^+/K^+の外界のイオン環境変化と遺伝子発現やAtHKT1の局在性を調べ、本輸送体の生理的意義の追求に役立てることを目的とした。AtHKT1の抗体の血清液を調べるために、抗体認識部位とGST融合蛋白質を大腸菌で生産させ、カラムを用いて蛋白質の精製を行った。一方、動物培養細胞においても同様の融合蛋白質を精製した。両者の蛋白質と粗抽出液を対象にウエスタンブロティング方法によって抗体の特異性を検討したところ、大腸菌で作成した抗体認識部位とGST融合蛋白質に特異的に反応した。この抗体を利用してAtHKT1の細胞内局在性を調べるために免疫電子顕微鏡観察を行ったところ、細胞質膜にシグナルが見いだされる場合があった。今後、このシグナルの真偽を数多くの資料を対象に検討する。AtHKT1プロモーター下流にβ-グルクロニダーゼ(GUS)遺伝子を連結して発現させたArabidopsis植物を作成した。次に組織切片の試料の調製して、詳細な顕微鏡観察を行い組織特異的発現を検討した。細胞内局在性は維管束系組織に発現していることが予測されていたが、予想通り維管束系組織に発現していた。AtHKT1遺伝子は加齢により誘導発現される傾向にあったが、すべての細胞で検出されたものではないことからさらに複数の形質転換植物を用いて検討している。植物のNa^+とK^+輸送に関与するイオン輸送体の機構を探る目的で、植物シロイヌナズナに存在するNa^+/K^+輸送体(AtHKT1)の外界のイオン環境変化と遺伝子発現を追求した。AtHKT1のN末領域の親水性領域のペプチド抗原をウサギに免役した血清を取得し、さらに市販の抗体生成キットを用いて抗体を含む血清を得た。同時に、抗原となるペプチドをグルタチオン(GST)融合蛋白質として大腸菌で生産させて、GST精製カラムを用いて生成した。また、本ペプチドを昆虫細胞(Sf-9)に生産させてその粗抽出液を取得した。精製したGST融合蛋白質と昆虫細胞由来の粗抽出液を試料として、精製血清と未精製の血清を用いたウエスタン解析を行った。この結果、精製血清を用いた場合は1つのバンドとしてGST融合蛋白質に抗体結合が現れた。この結果、本抗体血清は目的のAtHKT1を特異的に認識することが強く示唆された。塩の添加または枯渇がAtHKT1の遺伝子発現を調節している可能性がある。また、植物ホルモン対するAtHKT1の遺伝子発現制御も明らかではない。AtHKT1プロモーター下流にβ-グルクロニダーゼ(GUS)遺伝子を連結して発現させたArabidopsis植物を作成しており、組織特異的発現を検討した。様々な成長段階で異なる濃度のKとNaを添加したところ、古い葉により強くGUS活性が見出された。一方、KやNaの添加の有無や濃度による依存性の差は見いだせなかった。さらに、植物ホルモンの添加でも今のところ有意な差が見出されてはいない。
環状イミノ骨格を有する微量貝毒の全合成研究

近年、環状イミノ骨格を有する食中毒の原因物質、ピンナトキシンが沖縄産タイラギ貝から、またギムノジミンがニュージーランド南島産カキから相次いで発見された。これら毒の作用機構解明と予防の観点から有機合成的手法による分子レベルの研究が強く求められている。ピンナトキシンは非常に特異な5つの環状アセタールとスピロ環状イミンを骨格中に有している。今回、直鎖化合物より一挙に高選択的に5つの環状アセタール、すなわちBCDEF環部位を構築する反応を見出した。また、AG環部位のDiels-Alder反応による構築についても検討を行った。モデル反応として、α-メチレンラクタムを不斉銅触媒下、種々のジエンと処理したところ、分子間Diels-Alder反応が収率良く進行し、高エナンチオ選択的に望むエキソ付加物を与えることが判明した。本法は、ギムノジミンとピンナトキシンの双方に応用可能な一般性の高い方法と考えられる。また、シトロネル酸よりピンナトキシンのA環部に相当するvic-ジメチルラクタムを合成し、同様なDiels-Alder反応によりAG環部位の合成を行った。最近、環状イミノ骨格を有する食中毒の原因物質、ピンナトキシンが沖縄産タイラギ貝から、またギムノジミンがニュージーランド南島産カキから相次いで発見された。いずれも通常無毒な貝から単離されており、毒の作用機構解明と予防の観点から、有機合成的手法による分子レベルの研究が強く求められている。ピンナトキシンは非常に特異なアセタールとスピロ環状イミンをその骨格中に有している。我々は選択的アセタール化を経て、B,C,D,E,F環部位の合成を行った。この過程でアセタールの一部の異性化が観察されたため、より効率的な合成経路を別途検討した。その結果、直鎖化合物より選択的に5つの環を一挙に構築する方法を見出した。また、A,G環部位のDiels-Alder反応による構築についても検討を行っている。これらの化合物は全合成のための重要な中間体と位置づけられ、近い将来、ピンナトキシンの全合成が完了できると考えている。また、ギムノジミンはスピロ環状イミン部位とテトラヒドロフラン部位から成る化合物である。我々はアセタールのアリル化により高選択的にシス置換テトラヒドロフラン部位を誘導する方法を見出した。この反応の選択性については興味が持たれている。さらにポリエン側鎖の構築について検討を重ねている。この化合物より分子内Diels-Alder反応を経て、ギムノジミンの全合成を目指している。
高分子のガラス転移温度を光により巨大変化させることが可能な分子システムの構築

本研究で開発したアゾベンゼン誘導体を添加した液晶を光応答性可塑剤として用いた高分子の光可塑化の応用として,光可塑化後の樹脂に発現する粘着性を詳細に調べた.ポリメタクリル酸メチル,ポリスチレンを用いた樹脂の粘着を光可塑化前後でタック測定により評価したところ,タックの温度依存性プロファイルが光可塑化により低温化した.さらに興味深いことに,タックの最大値は光可塑化した樹脂の方が大きくなった.これは,液晶に添加されているアゾベンゼン誘導体が紫外光照射によりトランス体からシス体へと光異性化すると,分子の極性を表す双極子モーメントが大きくなったことにより樹脂全体の極性が高まり,測定治具として用いたアルミの極性表面との相互作用が大きくなったためと推察した.この推察の妥当性を検証するために,異性体間の双極子モーメントにほとんど差がないトランス体スチルベンとシス体スチルベンをそれぞれ液晶に添加することにより可塑剤を調製し,アゾベンゼンを用いた系と同様に光応答性樹脂を作製してタックを測定したところ,シス体スチルベンを用いた可塑剤の可塑効果により,タックの温度依存性プロファイルは低温化したが,タックの最大値は,用いたスチルベンの異性体によってほとんど差はなく,光可塑化した樹脂のタックが上昇したことが,樹脂の極性上昇に起因するという推察が妥当であることを確認できた.さらに,高分子のガラス転移点と液晶相構造の相関関係を理論的アプローチにより探索するために、高分子-液晶混合系の分子挙動を追跡可能な粗視化分子動力学計算プログラムの拡張を行った。具体的には粗視化液晶モデルに双極子モーメントを付与する機能を追加した。また,主鎖型液晶高分子および側鎖型液晶高分子が新たに計算可能となった。本研究で開発した高分子とアゾベンゼン添加液晶からなる複合樹脂における高分子に対するアゾベンゼン添加液晶の相溶性を光で変調することに基づく高分子の光可塑化の応用として,粘着材料への展開を着実に進めるとともに,ガラス転移温度の巨大な光変化に関する知見を得ることが出来ている.また,理論・シミュレーションとの協働についても,粗視化分子動力学計算プログラムの拡張により,計算対象を着実に増やしている.本研究で開発したアゾベンゼン誘導体を添加した液晶を光応答性可塑剤として用いた高分子の光可塑化の応用として,粘接着だけでなく,自己修復への展開も検討する.また,ガラス転移温度の巨大な光変化を誘起できるアゾベンゼン誘導体と液晶の混合物について詳細な相図を作成してメカニズムを明らかにするとともに,種々のアゾベンゼン誘導体と液晶を用いた系についても検討する.また,理論・シミュレーションとの協働についても,実験で得られた結果を反映した議論を進める.高分子のガラス転移温度に与える液晶相構造の影響を検討するために,ネマチック相の比較となる,等方相からスメクチックA相へと直接転移する液晶化合物の探索を行った.その結果,シアノビフェニル骨格を有し,片末端のアルキル鎖長が9の液晶化合物は49.5°Cに等方相ーネマチック相転移を示し,アルキル鎖長が10の液晶化合物は51.5°Cに等方相ースメクチックA相転移を示すことがわかった.また,本研究において対象としている高分子のガラス転移温度の光降下について,その一般性(適用可能な高分子)を,高分子の極性に着目して検討した.ポリメタクリル酸メチル(高極性)とポリスチレン(低極性)をそれぞれ用いて光応答性樹脂を調製し,紫外光照射を照射したところ,高分子に依らずガラス転移温度の光降下を誘起できることを確認した.一方で,ガラス転移温度の光降下により発現する光接着性に与える被着体表面物性の影響を,ポリメタクリル酸メチルを用いた光応答性樹脂について調べたところ,オゾンもしくはアミノフェニルシランで処理した親水性ガラスに対しては,高い接着強度を示したが,オクタデシルシラン処理した疎水性ガラスに対しては,接着強度が親水性ガラスに比べて50分の1に低下した.これらの結果から,高極性高分子であるポリメタクリル酸メチルを用いた光応答性樹脂は,疎水性表面に対しては接着力が著しく低下することを明らかにした.一方,高分子のガラス転移点と液晶相構造の相関関係を理論的アプローチにより探索するために,高分子-液晶混合系の分子挙動を追跡可能な粗視化分子動力学計算プログラムを開発した.粗視化高分子モデルと粗視化液晶モデルとの組み合わせはこれまで十分に議論された報告例がなかったが,本プログラムを用いることで高分子-液晶混合系における液晶分子配向秩序の温度転移が観測可能であることを確認した.高分子の光可塑化の一般性やガラス転移温度に与える液晶相構造の影響について着実に知見を蓄積できている.また,理論との協働においてもプログラム開発に成功し,次年度以降の議論に目途が立ってている.本研究で開発したアゾベンゼン添加液晶を用いた高分子の光可塑化について,その適用可能な高分子の範囲を調べるため,非晶性高分子であるポリメタクリル酸メチル,ポリスチレン,ポリビニルピロリドン,結晶性高分子であるポリエチレン(PE,結晶化度= 27%),ポリカプロラクトン(PCL,結晶化度= 59%)を用いて複合樹脂を作製し,光可塑化挙動を調べた.非晶性高分子を用いた複合樹脂はすべて,アゾベンゼン添加液晶が高分子と相分離した状態において光可塑化を誘起できることを確認した.一方,結晶性高分子については,PEはアゾベンゼン添加液晶と相溶性せず,複合樹脂を作製できなかった.

PCLは非晶性高分子の場合と同様に,アゾベンゼン添加液晶の含有量が一定量以上になると高分子と相分離した複合樹脂を作製することができた.しかし,光可塑化は確認できなかった.これは,アゾベンゼン添加液晶はPCLの非晶部分と複合化し樹脂を形成しているが,結晶部分の分子配向は強固であるためアゾベンゼン添加液晶と相溶せず,光により非晶部分が可塑化されても結晶部分が強固な構造を維持しているため,全体としては光可塑の効果が現れなかったためと考えられる.次に,光可塑化を確認できた複合樹脂について,光可塑化後の樹脂の粘着性をタック測定により評価したところ,タックは樹脂のガラス転移が開始する温度付近で発現し,ガラスーゴム転移領域とゴム領域の境界温度付近で最大値となった.これは,光可塑化によってゴム部分が粘着性を発現し,ガラス部分が樹脂形状の維持を担っているためであると推察した.また,複合樹脂のための粗視化分子動力学計算プログラムに改良を施し、液晶の双極子モーメントを新たな分子パラメータとして組み込んだ。異なる双極子モーメント値に対して液晶のオーダーパラメータの温度依存性を算出し、その差異を明らかにした。本研究で開発した高分子とアゾベンゼン添加液晶からなる複合樹脂における高分子に対するアゾベンゼン添加液晶の相溶性を光で変調することに基づく高分子の光可塑化について,技術の一般性や汎用性について着実に知見を蓄積できている.また,本技術を利用した光応答性粘着剤を応用の1つとして特性評価を進めている.本研究で開発したアゾベンゼン誘導体を添加した液晶を光応答性可塑剤として用いた高分子の光可塑化の応用として,光可塑化後の樹脂に発現する粘着性を詳細に調べた.ポリメタクリル酸メチル,ポリスチレンを用いた樹脂の粘着を光可塑化前後でタック測定により評価したところ,タックの温度依存性プロファイルが光可塑化により低温化した.さらに興味深いことに,タックの最大値は光可塑化した樹脂の方が大きくなった.これは,液晶に添加されているアゾベンゼン誘導体が紫外光照射によりトランス体からシス体へと光異性化すると,分子の極性を表す双極子モーメントが大きくなったことにより樹脂全体の極性が高まり,測定治具として用いたアルミの極性表面との相互作用が大きくなったためと推察した.この推察の妥当性を検証するために,異性体間の双極子モーメントにほとんど差がないトランス体スチルベンとシス体スチルベンをそれぞれ液晶に添加することにより可塑剤を調製し,アゾベンゼンを用いた系と同様に光応答性樹脂を作製してタックを測定したところ,シス体スチルベンを用いた可塑剤の可塑効果により,タックの温度依存性プロファイルは低温化したが,タックの最大値は,用いたスチルベンの異性体によってほとんど差はなく,光可塑化した樹脂のタックが上昇したことが,樹脂の極性上昇に起因するという推察が妥当であることを確認できた.さらに,高分子のガラス転移点と液晶相構造の相関関係を理論的アプローチにより探索するために、高分子-液晶混合系の分子挙動を追跡可能な粗視化分子動力学計算プログラムの拡張を行った。具体的には粗視化液晶モデルに双極子モーメントを付与する機能を追加した。また,主鎖型液晶高分子および側鎖型液晶高分子が新たに計算可能となった。
カロリング期フランク王国における政治秩序の実現と文書の機能についての研究

本研究は、カロリング期の文書、とりわけ命令書を含む書簡形式の文書を政治的コミュニケーションという観点から分析し、同文書群をもって形成・維持される政治的ネットワークを通じ、政治的秩序が創出・維持ないし再生されていく様態を明らかにすることを目的とした。これらの文書の生成プロセス、文書類型、使用文脈や機能、書式・物的形態、自称と他称に関する用語法などを分析し、発給者・送付者と受取人との関係性の構築あるいは強化、さらにはこうした1対1の関係では完結しない、例えば読み上げられた文書内容を耳にする人々をも含めたより広範なコミュニケーションの可能性をも指摘した。本研究プロジェクトの初年度に当たる今年度は、研究の基礎作業としての史料調査を進めることに大きな時間を割いた。国王文書とならび、いわゆる私文書や書簡を収集し、外形(画像ないしファクシミリ版を収集し利用)およびテクスト(校訂版を利用)の両面から調査分析を行っているが、体系的なデータベース構築を完成させるまでにはまだ時間が必要である。しかし史料調査と並行して、こうした史料テクストに見られる表現・書式・様式の生成・常用・消失のプロセスを政治文化史的コンテクストの中で解釈するためのアプローチを模索することも行った。こうした分析の成果は立教史学会シンポジウム(6月)で行った研究報告とそれをもとにした論考において仮説的に提示した。またPoliticalcommunication in the Carolingian worldプロジェクトの中間ワークショップ(6月)においては、文書の発給という行為を通じた、個別案件の解決という枠を超えた個々人のネットワーク形成のあり方、あるいは逆に既存のネットワークに依存したかたちで実現した文書発給のあり方を、「代理人」をキーワードに分析した報告を行った。また11月に公刊された論考においては、書簡のみならず命令書に分類される文書形式をも扱い、後者においては発給者ではなくテクストの受取手(命令執行者ないしは命令による受益者)の違いによって文書の形態が異なり得たことを仮説的に提示した。本研究プロジェクトの2年目にあたる2015年度は、引き続きカロリング期の国王文書・私文書・書簡などの史料の分析を行うことと並行して、関連研究を吸収消化することに時間を割いた。夏季休暇を利用して渡航し、ドイツ・ミュンヘンの大学図書館やMGHを利用できたのはこうした作業の進展において大きな意味があった。また史料分析にあたっては、本研究の主な対象であるカロリング朝君主にまつわる文書をより広いパースペクティブから分析するため、研究協力者である仲田公輔氏(東京大学/セント・アンドリュース大学)の助力を得て、同時代のビザンツ皇帝関連文書のデータをも収集し、史料状況の確認と翻訳などを行った。またとりわけ文書形式学・古文書学に関して広く研究文献を渉猟する過程で得られた史学史的考察を公にする機会を持つことができたのは、本研究の副産物と位置付けることができる。研究協力者の助力もあって史料の調査を広い範囲で進められ、研究文献の調査や論文原稿の執筆にも進展があったため、研究が滞っているわけではない。しかし2015年度に関しては研究機関の異動などもあったため、史料調査に基づいた研究成果を学会報告や論文の形で公にすることができなかった。本研究計画の最終年度である本年度は、昨年度までの研究を踏まえつつ、以下の成果につながる研究を行った。なおその過程で、同時代の諸地域研究を専門とする若手研究者らとともに非公開の研究会を開催し、本研究代表者自身の報告を含め三度にわたる会合を重ねる中、研究に関する議論や情報交換を行ったことも付記しておきたい。第一に、カロリング期フランク王国影響圏内における書簡文化の研究である。先方の事情により出版が遅れている独仏国際研究プロジェクト『エピストラ』の論集第1巻への寄稿論文を部分的にアップデートし、再入稿した(2017年中に刊行予定)。これは書簡中の抽象的な自称・他称をコミュニケーションの文脈で読み解くものだが、より広い視野で同時代の書簡文化を概観する研究報告を2016年度歴史学研究会大会合同部会で行った(同報告は改稿の上、『歴史学研究』誌に掲載された)。書簡・書簡形式文書の使用文脈や機能、書式・物的形態、自称と他称といった論点を開示しつつ、書簡送付者と受取人との1対1の関係性では完結しないより広範なコミュニケーションの可能性をも指摘した。第二に、カロリング期の教皇たちがフランク王国に及ぼした影響の研究であり、その成果を立教大学で開催された中世教皇庁に関する国際シンポジウムで報告した。本研究計画の方向性に合わせ、主たる分析の対象を証書発給行為としつつも、パリウムの授与や聖遺物の贈与などに加え、フランク王権と教皇座との間を移動する使者といった多様な「メディア」にも目を配り、当該期の教皇たちのアクティビティを描き出した。助成期間終了後とはなるが、同集会でのフィードバックをも踏まえて改稿し、論文として公にする予定である。

体系的な史料調査が完了していないとはいえ、治世や地域などある程度のまとまり毎に史料の分析を行い研究文献の調査も進めたため、上述の通り、仮説的ではあるがいくつかの新しいテーゼを提示することができている。最終年度である2016年度はカロリング期の文書・書簡などの史料の体系的な分析を完了させた上で、研究成果を公にすることが主な作業となる。最終的な成果を論文としてまとめる前に、まずは5月末の歴史学研究会大会において、カロリング期の政治的コミュニケーションにおいて書簡が果たしていた機能を分析する報告を行う。また年度末までには書簡を主な史料としてカロリング期の政治状況を概観した総論的論考も執筆する予定である。西洋中世史国王文書・私文書・書簡(および命令書)という史料それぞれについての調査・分析を継続し、データベースの完成をいそぐ。史料渉猟のための海外渡航も計画している。その上で各文書そのもののみならずテクスト中の表現や文書の形式などを、その変化をも視野に入れつつ政治的・文化的コンテクストの内に位置づけ解釈する試みを継続する。また秋には上記Political communicationプロジェクトの国際シンポジウムが開催される予定であるため、それまでに研究成果の一部をまとめる。文献資料は主にユーロ圏から購入しているが、2015年度中に発注したものの、版元の都合により年度内に届かなかった書籍などがあったこと、またユーロ為替の変動により少々の余裕ができたことにより、次年度使用額が生じた。上述の通り研究計画の変更によって次年度使用額が生じたわけではないため、補助金全体の使用計画に変更はもたらされない。2015年度の残額の多くは2015年度中に発注し新年度になってから届いた書籍の代金に充てられる。為替変動によって生まれた分の小額は、2016年度の書籍購入費に組み入れることとする。
化学修飾されたゲル膜の光感応機構とマイクロ素子形成プロセスへの応用

本研究は,化学修飾されたゲル膜の光応答機構の解明とマイクロ素子形成への応用を目的として行ったものであり,下記の成果を得た。1)Nb_2O_5,ZrO_2-SiO_2系,強誘電体薄膜など光学・電子素子用に重要な薄膜について,光感応性ゲル膜の作製と微細パターニング条件を確立するとともに,生成する薄膜の特性評価を行った。2)フェナントロリンによるアルコキシドの化学修飾,あるいは光重合性メタクリル基を有する三官能アルコキシドを原料とすることにより,光感応性SiO_2ゲル膜が得られることを見いだした。3)位相マスク法および二光束干渉露光法を用いて,光感応性ZrO_2,PZT,あるいはPLZTゲル膜にBragg回折格子を形成するためのプロセスを検討し,得られる回折格子の回折効率を作製条件や形状との関係で評価した。特に二光束干渉露光法では,任意の周期をもつ回折格子のほか,より多様な形状の回折格子が作製できることを実証した。4)二光束干渉露光法による回折格子の形成において,レーザ照射を二度行うことにより,格子型およびアイランド型の二種類の二次元回折格子を作製できることを示し,その特性を評価した。5)光感応性TiO_2ゲル膜を作製する際,金属アルコキシドをβ-ジケトンとメタクリル酸で同時に化学修飾することにより,生成するゲル膜の感度と分解能が同時に向上することを見いだした。6)β-ジケトンで化学修飾された金属アルコキシドの電子状態を非経験的分子軌道法を用いて計算し,その結果から求められる光吸収スペクトルが実測のスペクトルとよく一致することを明らかにした。7)SnO_2コーティングガラス基板上にパターニングしたTiO_2膜を形成したバイレイヤー型光触媒を提案し,有機物の酸化分解およびメタノールからの水素生成に対して高い活性を示すことを明らかにした。本研究は,β-ジケトンで化学修飾された光感応性ゲル膜を用いた微細パターニングプロセスのマイクロ素子への展開と,それに係わる光化学反応過程の解明を目的として行われたものであり,本年度の研究を通して下記のような知見を得た。1)ZrO_2,TiO_2,Al_2O_3に加えて,Nb_2O_5膜においても,ベンゾイルアセトンを用いて還流下で化学修飾することにより光感応性を示すゲル膜が得られることを見いだし,微細パターニング特性とその光学的特性および結晶化過程を明らかにした。2)ベンゾイルアセトンで化学修飾したZr-アルコキシドと部分加水分解したSi-アルコキシドから生成するZrO_2-SiO_2二成分系ゲル膜の光感応特性を検討し,25モル%以上のZrO_2を含むゲル膜において,微細パターニングが可能であることを明らかにした。しかし,SiO_2の添加はパターニングの分解能を低下させた。3)化学修飾されたPZTゲル膜の光感応特性を明らかにするとともに,二光束干渉露光法により周期1.0μm回路格子を作製し,その特性と作製条件の関係を明らかにした。さらに、ゲリ膜の結晶化条件と生成するPZT薄膜の強誘電特性との関係を検討し,電圧で特性の制御が可能なアクティブ回折格子作製のための基礎的知見を得た。4)フェナントロリンによるSi-アルコキシドの化学修飾,および感光性樹脂へのSiO_2コロイド粒子の分散という新規なアイデアによるSiO_2ゲル膜への光感応性付与の可能性を検証した。

本研究は,β-ジケトン類で化学修飾された光感応性ゲル膜のマイクロ素子形成への応用と,それに係わる光化学反応過程の解明を目的として行ったものであり,以下のような成果を得た。1)種々のβ-ジケトンで化学修飾されたAlおよびTiアルコキシドの電子状態を非経験的分子軌道法を用いて計算し,その結果に基づいた遷移確率計算から,実測の光吸収スペクトルとよく一致するスペクトルが求められることを明らかにした。2)ベンゾイルアセトンで化学修飾したTiO_2ゲル膜の光感応性に対するメタクリル酸の添加効果を検討した結果,キレート環の光分解と同時にメタクリル酸の光重合が起こることにより感度が向上することを明らかにした。さらに分解能も同時に向上し,より微細なパターンが形成できることを見いだした。3)それぞれの金属塩をβ-ジケトンと反応させることによって,SnO_2,In_2O_3,ZnOなどの透明導電性膜をゾル-ゲル法で作製でき,さらにゲル膜への紫外線照射と酸によるリーチングによってパターニングが可能であることを見いだした。4)光重合性官能基を有するメタクリロキシトリエトキシシランを加水分解して得られるゾルに光重合開始剤を添加することにより,生成するゲル膜が光感応性を有し,紫外線照射によってパターニングが可能であることを明らかにした。5)SnO_2膜をコーティングしたガラス基板上にパターニングされたTiO_2膜を形成した新規なバイレイヤー型光触媒を提案し,これらが有害有機ガスの酸化分解およびメタノールからの水素生成に対して高い活性を示すことを明らかにした。
金属カルコゲナイド非晶質薄膜の研究

2源(蒸着源:Ge-S,A4)及び3源(Ge-S,Ag,Au)同時真空蒸着により、銀を多量に含有する$$(Ge_0.3S_0.7)_(100-x)$$Agx非晶質薄膜(45$$<!_$$χ$$<!_$±67)を再現性よく作製する方法を確立した。これら光感応性薄膜の光析出現象(PSDと略記)に注目し、(1)高感度・高分解能膜を得るための膜組成、増感効果、光照射条件(強度波長)の検討、(2)PSDのくり返し消去・再生に伴なう膜の劣化と安定化、(3)PSD機構とその可逆的構造変化に直接関係する膜構成元素の化学的結合状態のX線光電子分光による実験を行ない、以下の結果が得られた。(1):膜厚t=100nm以下の薄膜では基板の影響が現われ、t=100200nmの膜では組成55【<!_】χ【<!_】65の膜が適している。銀の多い膜では、低温度で熱処理(100150°C)することにより、膜中の銀濃度が巧一化され、PSD感度が増す。金の添加は、光銀の析出・成長のための感光核の形成に有効で、感度分解能ともに著しく増加する。膜のOptical bandgap付近の光が(たとえばχ=60では2.04eV)PSDに最も効果的であり、核発生及び銀析出量とも光強度とともに増す。(2):析出銀粒子と膜の結晶化を伴なわずに再び膜中へ拡散させ、20回を越える消去・再生可能なPSD膜にする熱処理条件を示した(たとえばχ=6065膜に対して130220°C)。又このくり返しによる膜の劣化が、膜構造の崩壌ではなく、表面析出銀の硫化によるAgSの生成に起因することを明らかにした。(3):膜の骨格構造を形成しているGe-S結合の組成(GeSχ:1【<!_】χ【<!_】3.17)及びAg添加による(Ge-S-Ag)結合構造の変化、さらにPSDとその消去に伴なう原子結合状態の変化を、Ge3d,S2p1/2,3/2Ag3d3/2,5/2内殻電子準位スペクトルにより調べた。(A)GeSχにおいて、1.0【<!_】χ2.0膜では、χの増加とともに6(Ge)-6(S)配位結合が減少し4(Ge)-2(S)結合が増し、χ【<!_】2.0膜では結合配位は変らないこと、(B)PSDを示すGe-S-Ag膜〔6(Ge)-6(S)〕では、銀のイオン化による電子の局在分担状態や上記配位結合の可逆的変換とPSD現象が直接関係していることがわかった。(A)GeSχにおいて、1.0【<!_】

χ2.0膜では、χの増加とともに6(Ge)-6(S)配位結合が減少し4(Ge)-2(S)結合が増し、χ【<!_】2.0膜では結合配位は変らないこと、(B)PSDを示すGe-S-Ag膜〔6(Ge)-6(S)〕では、銀のイオン化による電子の局在分担状態や上記配位結合の可逆的変換とPSD現象が直接関係していることがわかった。
organ identity決定の基本的共通機構;Notchシグナリングによるマスターコントロール遺伝子の制御

どのようにして器官のアイデンティティーが決定されるのかという発生生物学の基本的問題に対して,ショウジョウバエを用いて発展がみられた.それは,器官のアイデンティティーを決定するマスターコントロール遺伝子の発見である.例えば,複眼のマスターコントロール遺伝子であるeyeless(ey)を異所的に発現すると,その発現に応じて,体のあちらこちらに,複眼が新たにできる.vestigial(vg)は,翅を決定する.したがって,器官アイデンティティーの決定機構を明らかにするためには,これらのマスターコントロール遺伝子の発現が,どのように制御されているかを知ることが,大変重要である.そこで,ey遺伝子の発現制御機構を解析したところ,Notchシグナリングが,複眼原基におけるey遺伝子の発現を制御していることが明らかとなった.さらに,Notchシグナリングは,状況に応じてアンテナ,翅,そして肢を異所的に誘導することが示された.その際Notchシグナリングは,翅のマスターコントロール遺伝子vgとアンテナと肢の決定に関わるDistal lessの発現を誘導していた.すなわち,ショウジョウバエの主要な外部器官である,複眼,アンテナ,翅,肢の形成時には,すべて「Notchシグナリングが,それぞれの器官のアイデンティティーを決定するマスターコントロール遺伝子の発現を制御する」という基本的な共通機構が存在することが明らかとなった.本研究では,脊椎動物,無脊椎動物を問わず,器官形成時には,Notchシグナルがそれぞれの器官を決定するマスターコントロール遺伝子の発現を制御するという基本的共通機構が存在することを明らかにするために、アフリカツメガエルのアニマルキャップの系を用いて,脊椎動物の眼のマスターコントロール遺伝子であるPax 6の発現がNotchシグナリングにより誘導されるかどうか調べた。その結果、活性化型NotchレセプターのmRNAやcDNAを注入された胚では、Pax 6が発現することがわかり、Pax 6の発現がNotchシグナリングにより誘導されることが明らかとなった。さらに、マスターコントロール遺伝子同士による相互の発現の抑制により,各々の器官のアイデンティティーが確立することを示すために,ショウジョウバエの複眼と触角の原基形成をモデルに,複眼のマスターコントロール遺伝子であるey遺伝子と,触角の決定に関わるDII,Exd遺伝子が,相互にその発現を抑制するがどうか検討した。その結果、異所的に触角の原基でey遺伝子を発現させると、DII遺伝子の発現が抑制されること、逆に異所的に複眼の原基でExd遺伝子を発現させると、ey遺伝子の発現が抑制されることを見いだした。この結果は、マスターコントロール遺伝子同士による相互の発現の抑制により,各々の器官のアイデンティティーが確立することを示唆している。どのようにして器官のアイデンティティーが決定されるのかという発生生物学の基本的問題に対して,ショウジョウバエを用いて発展がみられた.それは,器官のアイデンティティーを決定するマスターコントロール遺伝子の発見である.例えば,複眼のマスターコントロール遺伝子であるeyeless(ey)を異所的に発現すると,その発現に応じて,体のあちらこちらに,複眼が新たにできる.vestigial(vg)は,翅を決定する.したがって,器官アイデンティティーの決定機構を明らかにするためには,これらのマスターコントロール遺伝子の発現が,どのように制御されているかを知ることが,大変重要である.そこで,ey遺伝子の発現制御機構を解析したところ,Notchシグナリングが,複眼原基におけるey遺伝子の発現を制御していることが明らかとなった.さらに,Notchシグナリングは,状況に応じてアンテナ,翅,そして肢を異所的に誘導することが示された.その際Notchシグナリングは,翅のマスターコントロール遺伝子vgとアンテナと肢の決定に関わるDistal lessの発現を誘導していた.すなわち,ショウジョウバエの主要な外部器官である,複眼,アンテナ,翅,肢の形成時には,すべて「Notchシグナリングが,それぞれの器官のアイデンティティーを決定するマスターコントロール遺伝子の発現を制御する」という基本的な共通機構が存在することが明らかとなった.これまでに,ショウジョウバエの主要な成虫器官である複眼,翅,触角そして肢の形成時には,Notchシグナリングが状況に応じて,これらの器官のアイデンティティー決定に重要な遺伝子(ey,vg,Dll)の発現を誘導して、それぞれの器官形成を誘導するという基本的な共通機構が存在することを見いだしている.今年度は、この共通制御機構から、どのようにして器官アイデンティティーの特異性が発現するのか、特異性を付加するホメオティック遺伝子Antennapedia(Antp)に着目して解析した。その結果、(1)Antpのホメオドメインを介した転写制御が翅と肢の特異性の発現に必要である。(2)そのAntpによる転写制御には、転写の活性化が必要である。(3)翅の誘導にはホメオドメインの厳密な特異性を必要とするが、肢の誘導にはそれほどの厳密な特異性は必要としない。(4)ホメオドメインの特異性がAntpと異なることが知られているホメオティック遺伝子Ultrabithorax(Ubx)を発現させると、肢の誘導は起こるが翅の誘導は起こらない。これらの結果は、Antpが翅と肢の誘導にそれぞれ異なった様式で関与していることを示唆している。
アジアにおける大気汚染物質排出量の推定のための道路交通特性を推定する方法の開発

自動車によって排出される大気環境汚染物質の排出量を正確に推定するには各道路の交通特性値である通行台数、通行速度、車種、車齢が必要である。これらの値は道路に設置されている交通量測定装置で計測されているが、交通インフラが未整備であるアジアの大都市では精度がよくない。本研究では交通統計調査の精度や交通インフラの整備が不十分な東アジアの大都市において、自動車によって排出される大気環境汚染物質の排出量を精度よく推定するために必要な各道路の交通の特性値を推計する方法を検討した。実証実験としてタイ国の首都バンコクを例に適用し、限界と問題点を明らかにした。本研究の目的はタイ王国バンコク都市圏を対象に自動車交通に起因する環境汚染物質の排出量を推定するために地域ごとの交通量および交通特性を推定する方法を開発することである。研究実施計画どおり平成25年度はIKONOS衛星画像を入手し道路上を走行する車両の台数を推定する方法の検討を実施した。一般的に提供されている画像処理技術を用いてバンコク市街中心部の衛星画像から道路上の車両の抽出を試みた。画像処理分野では衛星画像からの車両の抽出は現在も盛んに研究されているテーマであり、一般的に利用可能な画像処理ソフトを利用した抽出の精度は必ずしも良くなかった。(しかし、地理情報システム、特にリモートセンシング技術の観点からはどの程度の抽出が可能かの知見を整理しておくことは重要であろう。)これに対して本研究では画像処理技術の高性能化を図るのではなく、誤認識データを含む車両を位置座標など、他の空間情報を利用して地理情報システム上で高精度化する方法を検討・試行した。ここから得られる成果を統計的方法を用いて車種の構成比を特定する方法につなげていきたいと考えている。車齢の推定方法の検討は計画段階では中古車輸出入統計を利用する予定であったが、タイでは(自国自動車産業の振興のため)中古車の輸入が法律的に禁止されたことから同データを使用した推定にあまり意味がなくなった。そこでこれについては新車の生産台数およびタイ国内での発売台数データ(またはそれを推定することが可能なデータ)を調査し入手することから推定することにした。以上について検討してきたが25年度はタイの政情不安のため訪問による調査の実施を見合わせたことから若干の遅れが生じている。一般的に利用者均衡配分を用いて交通需要予測を行う場合には起終点交通量データとデジタル化された道路ネットワークが必要である。(この道路ネットワークには道路の接続関係だけではなく、交通容量・車線数や法規制が必要であり、さらに精度のよい交通量配分計算を行うには周辺土地利用状況もあった方がよい。)日本をはじめとした先進国では交通統計データはよく整備され、デジタル地図データも詳細な属性を持ったデータが刊行されている。(交通需要予測を精度よく行えるようにデータが整備されているといっても過言ではない。)本研究ではこのような背景のない発展途上国を対象としているところにその難しさがある。24年度には交通統計データとデジタル道路地図を入手し、地理情報システムを用いて計算に必要とされるデータの構築、統合・分析を行った。ここでは得られたデータの精度やクセに関して様々な問題に直面し、試行錯誤を重ねる結果となった。実際に利用者均衡配分計算を行うに当たって関係政府機関がまとめた交通統計と民間の地図刊行会社(本研究では英国の測量会社)が刊行するデジタル地図データとの間で整合性を取らなければならなかった。(政府機関と民間のデータの統合利用という点でも難しさがある。)ここでは新たに整合性についての問題が発見され、その対処方法を検討した。本検討は様々な解決策のなかの一つであると考えられるが、具体的な対処方法とその限界が明らかにできた点で意義があると考えられる。(この整合性の問題は次の研究テーマになると考えられる。)これらの検討については整理して25年度以降に成果を公表し、東南アジア大都市での交通量を予測もしくは利用した発展的研究の知見としたい。本研究の目的は自動車交通に起因する環境負荷物質の排出量を推計するためにバンコク市の幹線道路だけでなく細街路の車種・車齢別交通量、通行速度等の特性値を小地域ごとに推定することである。研究の計画はおおよそ以下のとおりである。バンコク市を対象としたパーソントリップ調査データを主要幹線道路の断面交通量データを用いて修正し、起終点交通量データを作成する。バンコクの細街路も含む詳細な道路ネットワークデータ上にこの起終点交通量を利用者均衡配分し各道路リンクの経路別交通量を算出する。一方、細街路を走行する車両の台数を衛星画像から抽出し、これをもとに細街路交通量の推定を試みる。これらのリンク別交通量から車種・車齢別交通量を推定する。これは衛星画像の断面交通量観測地点の道路上の車両を目視により分析して推定する方法とタイ自工会の新車販売データからの推定を検討する。バンコク市のパーソントリップ調査は集計データでのみ公開されていたため起終点交通量を得ることができなかった。

そこで1998年に実施された貨物輸送データをもとに起終点交通量を作成した。これを旅客/貨物比で拡大し、バンコク市内の主要幹線道路33か所での断面交通量調査をもとに修正計算を行った。均衡配分計算は問題なく実施した。車種・車齢別構成比は衛星写真画像からの判別を試みた。車両画像から数カ所の主要幹線道路の大型/普通乗用車/2輪車の比を求めた。車齢別構成比はタイ自工会のホームページで公開されているタイ国内での新車の販売台数をもとに生存曲線を推定している。この作業は現在進行中で生存曲線を表す数理モデルのパラメータの推定と検証を行っている。細街路交通量の検証に用いることを想定して衛星画像からの車両の抽出を位置座標を抽出した。これは地理情報システム上で目視により行った。このデータをもとに細街路の交通密度を計算し細街路交通量の検証を行う予定である。オペレーションズ・リサーチ本研究はタイの政情が不安定であることを考慮し、タイ国内で行う予定だった調査は政情が回復し安全が確保されたのちに行うこととし、日本国内で実施できる部分については前倒しで実施することで研究計画にできるだけ遅延を出さないように対応した。タイでの調査部分が予定から遅れていると判断している。本研究の計画では交通省でバンコク首都圏の交通需要データおよび幹線道路の断面交通量データ(24年度)と統計局で新車の生産台数およびタイ国内での発売台数データ(またはそれを推定することが可能なデータ)を調査し入手すること(25年度)を予定していた。交通需要は配分計算による地区ごとの交通需要推定に、新車の生産・販売台数データは車齢および車種構成の推定に使用する予定であった。これらはまだ入手できていないが、交通需要は(少し古いが)1992年のバンコク首都圏の貨物輸送データを代用することで計算システムの開発を行った。最新の幹線道路の断面交通量データはいまだ入手していないものの、日本自動車研究所の研究者から昨年度統計局より刊行されたとの情報を得ている。(交通量配分計算による地区ごとの交通量の推計はこれらデータが入手でき次第数値計算がおこなえる状態になっている。)また、新車の生産台数およびタイ国内での発売台数データは、そのもののデータが存在するか不明であるので類似のデータを含めて統計局で広範に調査する必要がある。データが存在しない場合や欠損がある場合には幹線道路をビデオ撮影することで実測する予定であったので、いずれにせよバンコクでの調査活動が必要である。日本で実施した交通量の計算結果をバンコクの実測交通量から評価することが本研究の本質的な部分であることから、これらのデータの入手は行いたい。以上の理由から本研究はやや遅れを生じていると判断している。申請時の予定では1バンコク首都圏での起終点交通量を修正し、2地理情報システム(GIS)を用いてデジタル地図データから道路ネットワークを抽出して交通量配分を実施する段階までを予定していた。