hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
偽りの記憶における社会的要因の検討

まったく経験してない出来事の記憶が想起されるという偽りの記憶の出現に関して、想起の際の他者の判断の影響を実験的に調べた。その結果、他者の人数(12名)や専門性(記憶能力)によって、偽りの記憶の出現が大きく影響されることが明らかとなった。本研究課題の目的は、まったく経験してない出来事の記憶が想起されるという偽りの記憶と呼ばれる記憶エラーの出現メカニズムについて、社会的要因(想起の際に存在する他者の判断)を実験的に操作することによって、偽りの記憶がどのような影響を受けるのかを明らかにすることであった。具体的には、偽りの記憶を実験的に生み出すDRMパラダイムを用い、通常の学習教示のもと、75語の単語(1リスト15語からなるリストを5リスト)を1語1秒の速度で聴覚提示した。これら75語の学習の終了後(30秒間の単純加算作業後)、提示していない5語の単語に関する再認テストを3回行った。まず、全員が直後に個人で再認する直後再認テストを受けた。次に(30秒間の単純加算作業後)、本物の実験参加者が1名の他者(実験協力者)の間違った判断を聞く群と聞かない群をもうけ、ペア再認テストを行った(常に、本物の実験参加者は実験協力者の反応の後に、再認反応を求められた)。そして、最後に(30秒間の単純加算作業後)、遅延個人再認テストとして、全員が個人で再認判断を行った。その結果、他者の誤った判断に同調する傾向(提示されていなかったにもかかわらず誤って「あった」と答える傾向)がペア再認テストで認められ、この同調効果は遅延個人再認でも持続することが明らかとなった。これらの結果は、偽りの記憶と呼ばれる記憶エラーが他者の判断にさらされるという社会的要因によって、大きな影響を受けることを示していると思われる。さらにまた、これらの結果は、事件や事故の目撃者の記憶を聴取する際に、他者の判断にさらされることによって、正確な記億がゆがんでしまう危険性も示唆している。本研究課題の当該年度の目的は、まったく経験してない出来事の記憶が想起されるという偽りの記憶と呼ばれる記憶エラーの出現メカニズムについて、社会的要因(想起の際に存在する他者の人数)を実験的に操作すことによって、偽りの記憶がどのような影響を受けるのかを明らかにることであった。当該年度の基本的手続きは昨年度と同様に、偽りの記憶を実験的に生み出すDRMパラダイムを用い、通常の学習教示のもと、75語の単語(1リスト15語からなるリストを5リスト)を1語1秒の速度で聴覚提示した。まず、全員(合計48名)が直後に個人で再認する直後再認テストを受けた。次に(30秒間の単純加算作業後)、本物の実験参加者が2名の他者(実験協力者)の正しい判断を聞く群と聞かない群(統制群)をもうけ、グループ再認テストを行った(常に、本物の実験参加者は実験協力者の反応の後に、再認反応を求められた)。その結果、他者の正しい判断に同調する傾向(提示されていなかった項目に対して正しく「なかった」と答える傾向)が(有意差は認められなかったもののループ再認テストで認められたが、この同調効果は遅延個人再認では持続しなかった。これらの結果は、偽りの記憶と呼ばれる記憶エラーが他者の判断にさらされるという社会的要因によって、是正される可能性のあることを示していると思われる。さらにまた、これらの結果は、事件や事故の目撃者の記憶を聴取する際に、どのような他者の判断にさらされるかによっては、正確な記憶か得られる可能性のあることも示唆している。具体的には、偽りの記憶を実験的に生み出すDRMパラダイムを用い、通常の学習教示のもと、75語の単語(1リスト15語からなるリストを5リスト)を1語2秒の速度で視覚提示した。次に(30秒間の単純加算作業後)、本物の実験参加者が1名の他者(実験協力者で、本物の参加者には「きわめて高い記憶能力を有している」と思い込ませた)の正しい判断を聞く群と聞かない群をもうけ、ペア再認テストを行った(常に、本物の実験参加者は実験協力者の反応の後に、再認反応を求められた)。

その結果、他者の正しい判断に同調する傾向(提示されていなかった単語を正しく「なかった」と答える傾向)がペア再認テストで認められ、この同調効果は遅延個人再認でも持続することが明らかとなった。これらの結果は、偽りの記憶と呼ばれる記憶エラーが他者の正しい判断にさらされると修正されることを示していると思われる。また、昨年までの誤った判断にさらされることによる記憶悪化の同調効果に対して、これらの結果は、同調にはプラス面もあって、偽りの記憶を修正できる可能性をも示唆していると言えよう。
熱帯モンスーン大河川の氾濫原干拓が周辺環境に及ぼす影響評価

Landsat画像から埋立地を95%を抽出することが出来た.対象地域の各コミューン内の干拓地の有無を目的変数とし,年最大水深,首都プノンペン中心部からの直線距離の各コミューン毎の平均値を説明変数とした重回帰分析結果,相関係数は0.34であった.廃棄物の埋め立てが行われる氾濫原では,干拓無しの氾濫原と比較して約25倍の全リン値,下水汚水基準値の約4倍のCOD値を記録した.埋立て後の工場地周辺の氾濫原では,他と比較して鉄の値が非常に大きく,一部WHO水質基準値の約21倍となった.土地被覆は年氾濫期間により分類され,現在自然植生が水田・畑に開拓された場合,134gC/m2の純一次生産量が失われる.浸水期間中にその地点において人・家畜が発生させるリン量をPa(kg),モデルにより計算された年間リン沈降量をPs(kg)とすると,洪水氾濫による土地の肥沃化指標FIはPs/Paで定義される.FIが1よりも小さい地点は,その地点で発生するリン負荷が洪水氾濫により他の地点へ流出する地域である.FIが1よりも大きい地点は,洪水氾濫により他の地点からリンが流入する地域である.洪水氾濫によりその土地の栄養塩量が増加することを洪水氾濫による土地の肥沃効果と定義すると,FIが1よりも小さい地点は洪水氾濫による土地の肥沃効果がなく,1よりも大きい地点は肥沃効果があると言える.メコン河とトンレサップ川,バサック川に挟まれた地域はFIが大きい.これらの地域は浸水期間が長く,流入する氾濫水量・リン量が多いため,リン沈降量が多く肥沃効果が高いと考えられる.リン輸送モデルの1km×1kmの各セルを一つの系とし,各系において洪水氾濫により獲得されるリン量を考える.本領域において集約的な畜産は行われておらず,家畜は系外から持ち込まれた飼料ではなく,系内にある草などを摂取していると考えられる.中規模氾濫年の2006年について,単位面積あたりの洪水氾濫によるリン獲得量を稲のリン要求量で除した分布図,すなわち無施肥でも持続可能に農業を行うことの出来る単収分布図を作成した.氾濫原の約78%の地域で現在のおおよその単収である300t/km2以上の農業を無施肥で持続可能に行うことが出来る一方,氾濫原の端部など残りの地域では単収300t/km2の農業を持続可能に行うためには施肥が必要であることが示された.数値計算の部分は予定より早く完成した.一方,水産生産量の部分はデータ収集が十分でない.他はおおよそ計画通りである.MNDWI,NDVI,NDSIの各正規化指標を用いて,衛星解析による干拓地の抽出を行った.Landsat画像から目視抽出した52地点中,49地点の干拓地,95%を抽出することが出来た.対象地域の各コミューン内の干拓地の有無を目的変数,プノンペン中心部からの直線距離,人口,年氾濫期間,年最大水深を説明変数とした結果,重相関係数は0.34であった.氾濫原の水質について現地調査を行った.廃棄物の埋め立てが行われる氾濫原では,干拓無しの氾濫原と比較して約25倍の全リン値,下水汚水基準値の約4倍のCODを記録した.埋め立て後工場地として利用される氾濫原では他と比較して鉄の値が非常に大きく,工場地の一つではWHO水質基準値の約21倍を記録した.洪水氾濫モデルを用いて年氾濫期間を求め,年氾濫期間と純一次生産力,土地被覆との関係を明らかにした.2000年2013年のメコン河年最大水位を用いた結果,年氾濫期間が2ヶ月大きくなると,水田・畑の割合は約1割減少することが示された.純一次生産力の年最大値は年氾濫期間が7.5ヶ月となる地点でピークを示し,2.0 gC/m2/dayとなる.現在自然植生に分類される土地が水田・畑に開拓された場合,年間約134gC/m2の純一次生産量が失われることとなる.純一次生産力の年変動は,周期的な洪水氾濫の年変動に関係することが示された.更に,氾濫原端部における純一次生産力とメコン河の年最大水位には正の相関があり,年最大水位が1m変化すると,純一次生産力は平均で約0.28 gC/m2/day変化することが示された.現地調査により,カンボジアのメコン川およびトンレサップ湖氾濫原に展開するタムノップ型灌漑システムを対象に減水稲の栽培実態を明らかにした.また,水収支解析を行うことにより栽培期間,灌漑面積,用水充足率などを評価した.干拓の洪水のリスクと水質について知見をすでに得ることができた.特に干拓開発予測モデルは当初の想定以上にうまくいくこととなった.カンボジアでは急激な人口の増加により持続可能な農業が必要とされており,昨年度の報告において栄養塩輸送モデルを用いた氾濫原生産量に寄与する栄養塩分布の評価を行った.しかし,このモデルの面的検証が十分でないため,衛星画像による広域情報を利用し,モデル検証を行った.植物の生育に影響を与える栄養塩のうち本対象領域の制限因子がリンであることからリンを対象とした.まず,衛星画像からクロロフィルa濃度を求め,全リンの濃度を推測する.用いた衛星画像はLandsat-8/OLIの9月のデータを用いた.

空間解像度は30m,観測幅185kmであり,433nmから2300nmの間で7つのバンドを持ち,各波長の光の反射率をDN値として測定する.現地観測によって得た14ヶ所の氾濫水のクロロフィルa濃度を目的変数,同地点におけるLandsatデータの7種類のDN値を説明変数として偏最小2乗回帰分析を行い,回帰式を作成した.これまでにもクロロフィルa濃度と全リン濃度の関係の評価が行われてきた.現地観測で得られた全リンとクロロフィルaの濃度から偏最小二乗回帰分析によってのクロロフィルの推定式を求めた.潜在変数が3のとき,最もクロスバリデーションのRMSE値が小さくなった.この関係式を用いてクロロフィルaの濃度を推定した.次にクロロフィルa濃度の常用対数と全リン濃度の常用対数は直線関係にあることが知られている.これまで様々な研究によって同様の関係式が成り立つ.その中で最も相関係数の高かったDillonによる式によって全リンの濃度を推定した.この推定では濃度の低い地点で数値にばらつきが見られたが,衛星画像から作成した全リンの濃度分布図を得ることができた.水域の端部や都市域であるプノンペンの周辺で全リン濃度の高い場所が見られた.氾濫端部では数値モデルとの誤差が大きく,負荷原単位の修正が必要であることが理解された.Landsat画像から埋立地を95%を抽出することが出来た.対象地域の各コミューン内の干拓地の有無を目的変数とし,年最大水深,首都プノンペン中心部からの直線距離の各コミューン毎の平均値を説明変数とした重回帰分析結果,相関係数は0.34であった.廃棄物の埋め立てが行われる氾濫原では,干拓無しの氾濫原と比較して約25倍の全リン値,下水汚水基準値の約4倍のCOD値を記録した.埋立て後の工場地周辺の氾濫原では,他と比較して鉄の値が非常に大きく,一部WHO水質基準値の約21倍となった.土地被覆は年氾濫期間により分類され,現在自然植生が水田・畑に開拓された場合,134gC/m2の純一次生産量が失われる.同種の研究者との交流を活発にすることによって多様なデータの収集に努める.特に水産データについては時系列データとして利用しにくい傾向があるので,他の手法によるバイオマスの推定方法を試す予定である.これは多波長分光計を利用して水中の藻類を推定する観測の導入を考えている.水産資源の関係ならびに渇水時の水質について考察する.29年度が最終年度であるため、記入しない。水文学29年度が最終年度であるため、記入しない。
炎症性疾患におけるCIS/JAB遺伝子群の意義の解明

潰瘍性大腸炎やリウマチ性関節においてはいわゆる炎症性サイトカインであるIL-1,IL6,TNFα、IFNγが高値を示す。これらのうちIL-1やTNFαはNF-kBやJNKの経路を、IL-6はSTAT3、IFNγはSTAT1を活性化する。我々はこれらの炎症性疾患においてSTAT3の活性化と特にSOCS3/CIS3の高い発現を認めた。大腸炎のモデルとしてDSS(dextran sulfate sodium)を溶解させた水をマウスに投与することにより、下痢、血便、体重減少を伴う急性腸炎が誘導されることが知られている。マウスに7日間DSSを飲用させると腸炎が誘導され、その後蒸留水に換えると腸炎の回復が認められる。各時期でのSTAT3とSOCS3/CIS3の発現を検討したところ、DSS腸炎の経過とともにSTAT3のリン酸化が亢進し、CIS3の発現誘導が認められた。CIS3の発現はSTAT3の活性化が低下し、腸炎が改善傾向にある時期でも高発現を持続していた。我々はSTAT3は炎症の増悪化に、SOCS3/CIS3がその抑制に働くものと考えた。この仮説を証明するために、野生型SOCS1,SOCS3に対してドミナントネガティブに作用する変異SOCS1遺伝子(F59D-JAB)のトランスジェニックマウスを作成した。このマウスはコントロールマウスと比較してDSSによる大腸の著明なSTAT3の活性化の亢進が起こり体重減少率や組織学的スコアが増加し腸炎の増悪化を認めた。このことにより炎症の場においてSOCS3/CIS3が炎症に対して抑制的な働きを持つことが明らかとなった。また慢性関節炎リウマチ患者滑膜細胞やコラーゲン誘導性関節炎(CIA)や抗原依存性関節炎(AIA)においてもSTAT3の活性化とCIS3の誘導が観察された。これらマウス関節炎モデルにCIS3やドミナントネガティブSTAT3(dnSTAT3)遺伝子をアデノウイルスを用いて導入したところ関節炎が著しく軽減した。ウイルス投与によって組織破壊も抑えられIL-6レベルも減少していた。CIAモデルにおいてはdnSTAT3よりもCIS3のほうが効果的であった。このことからもCIS3が炎症性疾患において抑制的な作用を持つことが示唆された。
二酸化炭素の塩解離性を利用したリチウムイオン伝導型高分子ナノコンポジットの創製

本研究は、超臨界二酸化炭素(scCO_2)処理技術を固体高分子電解質(SPE)とクレイからなる複合材料に利用し、分散性やイオン伝導度の改善を図るものである。非晶性のポリエーテル/サポナイト(S_<Na>)複合体は、scCO_2処理によって負電荷層の間隔に変化がほとんど無いにもかかわらず、イオン伝導度が向上した。特に、凍結乾燥S_<Na>を充填した試料は、未処理のものと比較して、30°Cで35倍以上のイオン伝導度の向上を示した。固体高分子電解質は、高分子中でもイオン伝導性を示し、液体の漏洩など安全性に対する懸念が低い上、軽量でフレキシブルな電解質膜となり得るため、新しいイオニクス材料としての応用が期待されている。固体高分子電解質の実用化のためには、より高いイオン伝導度の発現と選択的なカチオンの輸送が必要である。そこで、本研究では層状化合物であるクレイの複合化に着目した。このクレイ複合体の研究は、既に多く報告されているが、高分子中ではクレイが凝集してしまうことから、その特性が充分に生かされていない。本研究では、クレイを高分子中に均一分散させる新しい手法として超臨界CO_2(scCO_2)を利用し、クレイ複合体のイオン伝導特性の向上を試みた。ポリマーにはポリエーテル系のP(EO/EM)、クレイにはスメクタイト類のサポナイトをモデル化合物として用いた。得られた各種複合体は、サポナイト単体と比べて層間距離が拡大したことから、サポナイト層問へのP(EO/EM)分子の挿入が確認された。全ての試料において、scCO_2処理による試料中のサポナイトの層間距離に変化はなかった。ところが、scCO_2処理によってイオン伝導度は大きく向上し、サポナイトを5wt%含む複合体では、イオン伝導度が約25倍向上した。一方で、事前に凍結乾燥処理をしたサポナイトは、通常のサポナイトよりも高分子によく混ざり、より高いイオン伝導度を示すことを新たに見出した。広角X線測定の結果からは、クレイの層間距離に由来するピークがブロードになったことから、凍結乾燥による複合体中の層間隔に基づく周期性が乱れ、クレイの分散性が向上したことが分かった。更に、凍結乾燥サポナイト(10wt%)複合体のscCO_2処理によるイオン伝導度の向上は、通常のサポナイト(10wt%)複合体よりも効果が大きいことが分かった。固体高分子電解質(SPE)は、様々な塩を溶解し、比較的高いイオン伝導度を発現できることから、フレキシブルで軽く液漏れの心配がない安全な次世代イオニクス系ソフトマテリアルとして期待されている。申請者は、10^<-4>S/cm以上のイオン伝導度および0.5以上のLiイオン輸率の両立が可能な新しいSPEの材料設計を目的として、スメクタイト系層状化合物のSPEへの利用に着目した。本年度は、代表的なスメクタイト系クレイとしてサポナイト(S_<Na>)を用い、超臨界二酸化炭素(scCO_2)の特異的な効果を利用したナノ分散コンポジット電解質の構造・物性評価を行った。小角X線測定からは、scCO_2処理によるP(EO/EM)/S_<Na>複合体中のサポナイトの層間距離が変化しないことが分かった。ところが、凍結乾燥サポナイト(S_<Na>F)およびその複合体中のS_<Na>の層間距離に由来するピークはブロードになったことから、S_<Na>の周期性が乱れ、分散性が向上したことが示唆される。また、S_<Na>Fを用いることで、ポリマー中のS_<Na>の分散性が向上した。SEM測定からは、S_<Na>Fの構造がS_<Na>よりも明らかに変化しており、微細化していることが分かった。構造が微細化することで、負電荷層が均一に分散した試料が得られたと考えられる。各種試料の複素インピーダンス測定の結果からは、S_<Na>Fの充填によってイオン伝導度が大きく向上することが分かった。さらに、scCO_2処理によるイオン伝導度の向上は、通常のS_<Na>複合体が約15倍であったのに対して、S_<Na>F複合体では約35倍であり、その値は40°Cで10^<-6>S/cmであった。P(EO/EM)/S_<Na>複合体を基準に考えると、凍結乾燥およびscCO_2処理によって、イオン伝導度は約100倍向上した。また、P(EO/EM)/S_<Na>複合体のT_gとT_mはscCO_2処理によって上昇したのに対し、P(EO/EM)/S_<Na>F複合体のT_gとT_mはほとんど変化がなかった。これは、高分子鎖の熱運動を介して協同的にイオン移動する従来のポリエーテル系とは異なるメカニズムによってイオン伝導性が発現していることを示唆している。
ロシア語教育の実用性向上のための学習語彙の総合的研究

この研究課題では、学習者に適切な語彙の適切な用法を学習させることを目的として、ロシア語学習語彙項目の再検討を行うことと、それらに含まれる多義性の分析を行うことを二本の柱とし、日本のロシア語学習者の語彙学習の効率性・実用性の促進を図ることである。以下でこの2点について報告する。なお、これまで行ってきた習得基準の研究やレアリア学習の研究もふまえ、またТРКИ(ロシア教育科学省認可留学生ロシア語試験)のレベル別学習語彙リストを基盤として研究を進めていく。・学習語彙項目の再検討ロシア国外のロシア語の使用や継承に鑑み、本国の教育界が提示するもの以外にも目配りをしつつ進める。また、日本語話者のロシア語使用、またТРКИと対照すべく各種試験等で示されているものも考察対象とする。ロシア国外のロシア語教育も参照すべく、ドイツでのロシア語継承語教育および非母語話者対象の授業を参観し、教師からの聞き取り調査を行っている。・語の多義性の分析ТРКИの最重要後においても、学習者が正しく意味用法を理解するためには、それぞれの基礎的な学習語彙においても、より詳細な多義性分析が必要であると考えている。多義性分析には多義ネットワーク分析(放射状カテゴリーRadial category)の手法を用いる。これは、語の多義性の展開は、その語の中心義からメタファー・メトニミー・シネクドキによって起こっているとするものである。初年度に試行的分析を終え、本分析を開始する準備ができている。これまでの成果の一部は、2018年度神奈川大学国際交流事業「シンポジウム・ユーラシアを研究する『言語教育におけるコロケーションロシア語と日本語』」において「語の多義性とコロケーション」として報告し、『言語教育におけるコロケーションーロシア語と日本語ー報告論集』に論文として収めている。ロシア語学習語彙項目の再検討を行うことと、それらに含まれる多義性の分析を行うことの本研究課題における二本の柱について、それぞれ進捗状況を述べる。・学習語彙項目の再検討ТРКИ以外の試験として労働許可取得試験を取り上げ、検討を続けている。また、ロシア国外の非母語話者のロシア語の使用、継承語としてのロシア語の使用についてドイツのロシア語教育現場で授業参観を行い、提示項目・学習者の母語と提示方法の関わりについて教師たちに聞き取り調査した。もって日本での一般的な項目・提示方法の再検討につなげた。・語の多義性の分析初年度は動詞・名詞・形容詞の数語について試行的分析を行った。初年度は試行的分析にとどまったが、これを受けて本分析を開始する準備ができている。多義ネットワーク分析の理論的考察も進めていく必要はあるが、実際上の分析は進めていくことができる。理論的な考察で問題点が見つかった場合は適宜修正していくことができると考える。ロシア語学習語彙項目の再検討を行うことと、それらに含まれる多義性の分析を行うことの本研究課題における二本の柱について、それぞれ述べる。・学習語彙項目の再検討引き続きロシア国内外のロシア語使用に注目し、ロシア語非母語話者に対して求められている、あるいは非母語話者が用いているロシア語を取り上げ、教材・便覧、試験の分析を続け、項目の選定・検討を進める。・語の多義性の分析本分析に着手する。ТРКИ(ロシア教育科学省認可留学生ロシア語試験)の基礎レベルの動詞の多義分析及び対応する日本語との対照分析から始める。進捗状況に応じて、適宜、他の品詞への拡大を行っていく。また、多義ネットワーク分析の理論的基盤についても探求していく。上記について、分担者同士の研究検討は適宜行っていくが、研究協力者や他の研究者にも参加をしてもらっての研究会を開催し、現在の「中間的な」成果をより客観的なもの、普遍的なものとしていくための努力を続け、本研究課題の最終的な成果につなげていく。

これまでの成果の一部は、2018年度神奈川大学国際交流事業「シンポジウム・ユーラシアを研究する『言語教育におけるコロケーションロシア語と日本語』」において「語の多義性とコロケーション」として報告し、『言語教育におけるコロケーションーロシア語と日本語ー報告論集』に論文として収めている。ロシア語学習語彙項目の再検討を行うことと、それらに含まれる多義性の分析を行うことの本研究課題における二本の柱について、それぞれ進捗状況を述べる。・学習語彙項目の再検討ТРКИ以外の試験として労働許可取得試験を取り上げ、検討を続けている。また、ロシア国外の非母語話者のロシア語の使用、継承語としてのロシア語の使用についてドイツのロシア語教育現場で授業参観を行い、提示項目・学習者の母語と提示方法の関わりについて教師たちに聞き取り調査した。もって日本での一般的な項目・提示方法の再検討につなげた。・語の多義性の分析初年度は動詞・名詞・形容詞の数語について試行的分析を行った。初年度は試行的分析にとどまったが、これを受けて本分析を開始する準備ができている。多義ネットワーク分析の理論的考察も進めていく必要はあるが、実際上の分析は進めていくことができる。理論的な考察で問題点が見つかった場合は適宜修正していくことができると考える。ロシア語学習語彙項目の再検討を行うことと、それらに含まれる多義性の分析を行うことの本研究課題における二本の柱について、それぞれ述べる。・学習語彙項目の再検討引き続きロシア国内外のロシア語使用に注目し、ロシア語非母語話者に対して求められている、あるいは非母語話者が用いているロシア語を取り上げ、教材・便覧、試験の分析を続け、項目の選定・検討を進める。・語の多義性の分析本分析に着手する。ТРКИ(ロシア教育科学省認可留学生ロシア語試験)の基礎レベルの動詞の多義分析及び対応する日本語との対照分析から始める。進捗状況に応じて、適宜、他の品詞への拡大を行っていく。また、多義ネットワーク分析の理論的基盤についても探求していく。上記について、分担者同士の研究検討は適宜行っていくが、研究協力者や他の研究者にも参加をしてもらっての研究会を開催し、現在の「中間的な」成果をより客観的なもの、普遍的なものとしていくための努力を続け、本研究課題の最終的な成果につなげていく。主として旅費が予定より安価に済んだことによる。なお、人件費・謝金と印刷費に使用する予定のその他は支払いの必要がなく、資料の購入が必要だったため、物品費については予定の金額を上回った。繰り越した分は、物品費あるいは旅費の補填に充てる予定である。
大規模データ解析とパスウェイシミュレーションの融合による細胞システム解析の研究

本研究の3年目(最終年度)となる平成26年度では,「生体内パスウェイ解析を目的とした,統計モデルとシミュレーションモデルの融合」を達成する新たな時系列解析・多変量解析手法の理論構築と実装,評価,論文化を行った.本研究は生体内パスウェイ解析の(1)統計モデルによるアプローチと(ii)シミュレーションモデルによるアプローチを統合することを目的としており,前年度までに,基板となる理論の設計を終え論文として投稿した.これは以下に記されているように既に論文化されている研究成果である.本年度ではこれらの研究の更なる発展に寄与する2つの研究を行い,これらを発表した.[3]の研究の発展であり, (a)基本的な線形差分モデルを持つ状態空間モデルと(c)微分方程式を持つモデルを統合する枠組みの1つとして,簡単な非線形モデルの差分方程式を与え,そのパラメータ推定とモデル選択を行った.非線形の状態空間モデルの隠れ変数の条件付き分布の計算部分に於いて,パラメータの推定に必要な4次のモーメントの情報を維持する形で条件付き確率分布を計算する方法を開発し,遺伝子ネットワーク推定を行う手法を提案した.本論文は現在投稿中である.[1]の研究の発展であり, particle filterの欠点と考えられる,尤度関数が解析的に解けない点,また観測変数が高次元のとき, particleの縮退という現象が発生し,分布の近似制度が著しく低下する点を改善する, ABC filteringという手法を提案し,シミュレーションデータと実データを用いてその有効性を示した.本手法は計算機コストが非常に高いが,従来では取り扱うことが不可能であった高次元で時点数の多い時系列データにも適用でき,正規性を仮定しない生物学データに妥当な観測ノイズを組み込むことも可能である.本論文は現在投稿中である.本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。本研究の計画通り、初年度の前半は使用するデータの収集と活用できる形式への変換,各種情報科学手法の学習を中心に行った.ここで言う情報科学手法とは,時系列解析・多変量解析手法が代表として上げられる.続いて年度後半に於いては,プログラムを適用可能となったデータを用いて生体内パスウェイの解析を行った.本研究では「統計モデルとシミュレーションモデルの融合」を行うが,両者を繋ぐ情報理論の構築に際して,まず両モデルを歩み寄らせる必要があった.以下にこの問題に対する研究の実施状況を述べる.まず収集した大規模データを線形状態空間モデルによって解析することを試みた.既存の状態空間モデルはバイオロジカル・シミュレーションモデルを適切に表現出来るモデルになっていないという問題点があった為,この統計モデルを生物学に立脚し,かつシミュレーションモデルと同期し得る統計モデルへと改良することを考えた.新たに提案する統計モデルは,ミカエリス・メンテン式と呼ばれる生体内分子のkineticsを表現する数式や遺伝薬理学で使われるcompartmentモデルを参考にしており,線形時系列モデルの形として構築されている.対象とする生体内パスウェイの構造とそのパラメータの推定問題に対しては,LASSOと呼ばれる罰則付き回帰分析手法を状態空間モデルに適用する手法を開発した.提案手法を適用するデータとしては,ラット(副腎を摘出したラット)の細胞に副腎皮質ホルモンであるグルココルチコイド(メチルプレドニゾロン(合成副腎皮質ステロイド)を暴露し計測した時系列マイクロアレイデータを用いた.この結果は現在論文としてまとめており,次年度には投稿する予定である.本研究の計画通り、2年目となる平成25年度では,「生体内パスウェイ解析を目的とした,統計モテルとシミコ.レーションモデルの融合」を達成する新たな時系列解析・多変量解析手法の理論構築と実装,評価,論文化までを行った.まず研究の概略であるが,本研究は生体内パスウェイ解析の(i)統計モデルによるアプローチと(ii)シミュレーションモデルによるアプローチを統合することを目的としている,この為に,(a)生物学的知見を取り込んだ統計モデルを構築し, (b)その結果をより精緻な,しかし計算コストが大きいモデルに適用し修正・拡張を行い, (c)修正された結果を更に,微分方程式で記述されるモデルに適用することで,観測データに合致する大規模な生体内パスウェイを,生物学的知見に準拠した形で構築する一連の解析スキーマの開発を行う.以下、それぞれの実施内容について簡潔に説明する。(a) :線形状態空間モデルによって遺伝子間の制御構造を解析する手法の開発を行った.既存の状態空間モデルはバイオロジカル・シミュレーションモデルを適切に表現出来るモデルになっていないという問題点があった為,この統計モデルを生物学に立脚し,かつシミュレーションモデルと同化し得る統計モデルへと改良した.また,構造推定の新たな統計学的手法を開発した.(c) :既に生物学実験によって提案され、文献化されているパスウェイ情報を基本に,観測された生体内データに合致するようにパスウェイを修正する手法を提案した,この手法では微分方程式で記述される,生物学的知見に合致したモデルを用い,この精緻なモデルを解析する方法論としては非線形時系列モデルであるparticle filterを用いた.(b) : (a)よりは精緻であり, (c)より遥かに多くの生体内分子を扱える統計モデルと制御構造の修正手法の開発を行った.提案した手法を用いて,ある与えられた生体内パスウェイを, (c)より複雑でない非線形の統計モデルに基いて,観測データに合致するように修正することが可能になった.以上の(a)-(c)の研究成果は現在査読中である.

本研究の3年目(最終年度)となる平成26年度では,「生体内パスウェイ解析を目的とした,統計モデルとシミュレーションモデルの融合」を達成する新たな時系列解析・多変量解析手法の理論構築と実装,評価,論文化を行った.本研究は生体内パスウェイ解析の(1)統計モデルによるアプローチと(ii)シミュレーションモデルによるアプローチを統合することを目的としており,前年度までに,基板となる理論の設計を終え論文として投稿した.これは以下に記されているように既に論文化されている研究成果である.本年度ではこれらの研究の更なる発展に寄与する2つの研究を行い,これらを発表した.[3]の研究の発展であり, (a)基本的な線形差分モデルを持つ状態空間モデルと(c)微分方程式を持つモデルを統合する枠組みの1つとして,簡単な非線形モデルの差分方程式を与え,そのパラメータ推定とモデル選択を行った.非線形の状態空間モデルの隠れ変数の条件付き分布の計算部分に於いて,パラメータの推定に必要な4次のモーメントの情報を維持する形で条件付き確率分布を計算する方法を開発し,遺伝子ネットワーク推定を行う手法を提案した.本論文は現在投稿中である.[1]の研究の発展であり, particle filterの欠点と考えられる,尤度関数が解析的に解けない点,また観測変数が高次元のとき, particleの縮退という現象が発生し,分布の近似制度が著しく低下する点を改善する, ABC filteringという手法を提案し,シミュレーションデータと実データを用いてその有効性を示した.本手法は計算機コストが非常に高いが,従来では取り扱うことが不可能であった高次元で時点数の多い時系列データにも適用でき,正規性を仮定しない生物学データに妥当な観測ノイズを組み込むことも可能である.本論文は現在投稿中である.本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。上述の通り、シミュレーションモデルに対応するような生体内解析の統計モデルを提案しており、次年度には結果を発表出来ると考えている。また、新たにシミュレーション・ベースの手法も提案しており、次いでこれらを融合する手法を開発することで本研究の骨子となる部分は完了する。残り二年の研究期間でこれらの達成は可能だと考えている。上記の研究実績にも述べたように,本研究の基本的な目的は既に達成され,査読中であり,当初の計画以上に進展していると判断出来る.今回報告した研究に加えて、現在進めているシミュレーション・ベースの解析手法を論文として発表することをまず行う。次いで、これらの架け橋となる手法の開発・提案を行う。上記の研究実績にも述べたように,本研究の基本的な目的は達成されている.次年皮は最終年度となる為,達成された研究の補完的な研究と,提案した手法を広く利用可能な形で配布する為のソフトウェアの開発を中心に行っていく予定である.
家計の時間配分からみた就業行動に関する分析-男女別失業率の検証-

本研究課題において、「労働力調査」の就業・失業・非労働力のフローデータを用いて、男女の就業継続率、非労働力化率、失業化率などを分析した。これらのフロー分析の結果から、男女間で就業継続率にはそれほど大きな差は見られないが、失業化率及び非労働力化率並びに失業継続率には大きな差があることを示した。あわせて、リーマン危機後に再就職率が男女ともに低下したことが、失業者増加の要因となっている。平成21年度には、各種の統計調査から労働市場に関するデータを収集し、男女別にみた就業行動を分析するためのデータベースの構築に従事した。過去に構築した労働市場データベースの更新及び拡充を進めた。具体的には、男女別、年齢5歳階級別の労働力人口及び男女別、年齢5歳階級別、学歴別などの賃金構造並びに男女別、年齢階級別、世帯別などの生活時間などのデーターベースである。上記のデータベースから得られた知見の一部は、一般社会に広く還元するために「産経研フォーラム」において発表した。日本の労働市場の特徴である高齢者の高い就業率と失業率に関する特徴、少子化が進む中で共働き世帯が増加する一方で保育所が不足していること、出生コーホートでみる限り女性の若い世代ほど労働力率は高くなる一方で短時間労働者の割合が増加していること、一般労働者と短時間労働者との間で賃金決定システムが異なることなどをとりあげた。現在は「労働力調査」から就業と失業のフローデータを入手し、男女別にフロー分析を進めるためのデータベースの作成および整理に着手している。本研究課題にある男女の就業行動を解明する上で、フローデータによる分析は基礎となる。しかし、現時点では年齢階級でみたフローデータベースの作成は未完成であり、その完成を目指すことが次年度以降の課題である。平成22年度には、各種の統計調査から労働市場に関するデータを引き続き収集して、就業行動を分析するための男女別データベースを構築した。具体的には、男女別、年齢別、学歴別、産業別などの労働力人口構造及び賃金構造のデータベースである。上記のデータベースの作成を通じて、男女の行動の相違を検討した。その検討から得られた知見の一部は、雑誌『産経研フォーラム』において発表して一般社会に広く還元をはかった。男女間で昇進の違いが賃金格差の主たる要因であることを示して男女の賃金構造の比較、検討をした論文や、女性管理職を今後増やしていくために必要な施策について取り上げた論文や、非正社員の増加の背景について分析して男女の就業行動の違いについて取り上げた論文など、男女別にみた就業構造及び賃金構造の分析を展開した。昨年度に引き続き、総務省統計局「労働力調査」から就業と失業のフローデータを入手して、男女別にフロー分析を進めるためのデータベースの作成および整理に着手した。本研究課題にある男女の就業行動を解明する上で、フローデータによる分析は欠かすことができない。しかし、年齢階級別にフローデータを算出するためには、まだ解決できない集計上の問題や技術的な点が存在しているため、その完成を目指して、理論モデルを推計することが次年度以降の課題である。平成23年度は、各種の統計調査から労働市場に関するデータを収集及び更新を進めて、男女別に就業行動及び時間配分に関するデータベースを構築した。上記のデータベースから男女の就業行動及び行動様式の相違を比較検討した。近年少子化が問題になる中で、女性の就業率と出生率の関係についての分析も進めて、その検討から得られた知見の一部は、雑誌『産経研フォーラム』において発表して一般社会への還元をはかった。先進諸国間で見る限り、必ずしも女性の就業率と出生率との間には、負の相関関係が存在するとは限らない。しかし、時系列データで見る限り、日本では女性の就業率と出生率との間には負の相関が確認できる。このような点も加えて、男女別にみた就業構造及び賃金構造の分析を展開した。昨年度に引き続き、総務省統計局「労働力調査」から就業と失業のフローデータ分析を継続した。その結果、男女別、年齢階級別に失業継続確率、就業継続確率、失業確率等を算出した。これら数値を男女別に比較検討した成果は現在論文として査読中である。利用した「労働力調査」からの特別集計データでは既婚、未婚の区別、子どもの有無の区別はできないため、年齢による考察しかできなかったことは今後の課題である。年齢のみの限定された分析であるが、男性と女性、とくにライフステージにおいて、非労働力化確率及び失業化確率が大きく変動することが、日本の失業率を低い水準に留めている大きな要因である。
幾何学的変分問題に関する非線形偏微分方程式

研究代表者は,幾何学的変分問題の一例とされる調和写像に関連して,小谷と砂田による結晶格子の標準実現の幾何学的視覚化の研究を行った.小谷と砂田による,結晶格子の標準実現とは,有限グラフの1次元ホモロジー群またはその部分群を被覆変換群にもつ抽象的な被覆グラフを考える.その被覆グラフに対して,アルバネーゼトーラスへの調査写像としてえられるものが,実世界での結晶格子を表すと考えるものである.小谷と砂田による結晶格子の標準実現については,小谷と砂田による論文中でアルゴリズムが提示され,いくつかの例が計算されているが,より複雑な例,および被覆変換群が1次元ホモロジー群の真の部分群となる場合には,その計算は必ずしも容易なものではない。そのため,研究代表者は,グラフ理論および線型計算の基本的アルゴリズムを利用し,小谷と砂田によるアルゴリズムにしたがって,結晶格子の標準実現(特に,1次元ホモロジー群のランクが3である場合に限り)をコンピュータグラッフィクスで実現することを考え,そのアプリケーションの構成を行った.砂田は,K4グラフを基本グラフとする3次元ユークリッド空間内に実現されるK4結晶格子を新しく発見したが,K4格子の実際の形を見るために,研究代表者の作成したアプリケーションが利用された.これにより,K4格子を結晶格子として持つ物質の構造計算が可能になった研究代表者は,幾何学的変分問題の一例とされる調和写像に関連して,小谷と砂田による結晶格子の標準実現の幾何学的視覚化の研究を行った.小谷と砂田による,結晶格子の標準実現とは,有限グラフの1次元ホモロジー群またはその部分群を被覆変換群にもつ抽象的な被覆グラフを考える.その被覆グラフに対して,アルバネーゼトーラスへの調査写像としてえられるものが,実世界での結晶格子を表すと考えるものである.小谷と砂田による結晶格子の標準実現については,小谷と砂田による論文中でアルゴリズムが提示され,いくつかの例が計算されているが,より複雑な例,および被覆変換群が1次元ホモロジー群の真の部分群となる場合には,その計算は必ずしも容易なものではない。そのため,研究代表者は,グラフ理論および線型計算の基本的アルゴリズムを利用し,小谷と砂田によるアルゴリズムにしたがって,結晶格子の標準実現(特に,1次元ホモロジー群のランクが3である場合に限り)をコンピュータグラッフィクスで実現することを考え,そのアプリケーションの構成を行った.砂田は,K4グラフを基本グラフとする3次元ユークリッド空間内に実現されるK4結晶格子を新しく発見したが,K4格子の実際の形を見るために,研究代表者の作成したアプリケーションが利用された.これにより,K4格子を結晶格子として持つ物質の構造計算が可能になった4次元Yang-Mills heat flowの弱解の存在がKozono-Maeda-NaitoおよびStruweによって証明され,エネルギークラスにおいて一意的な弱解が存在することが知られているのとは対照的に,高次元Yang-Mills heat flowの弱解の存在については,エネルギークラスにおける解の一意性が成り立たないことが場合があることが知られている.解の一意性が成り立たない場合においては,特異点の近傍においてself-similar solutionによって近似される,ソリトン的な特異点が出現することが知られている.この現象はPerelmanにより解析が行われたRicci flowのソリトンの出現と似た現象であり,高次元Yang-Mills heat flowにおいても,Ricci flowの解析と同様にaicent solitonの解析が有効であると考えた.この考察の下にRicci flowの場合と同様にYang-Mills heat flowの「変形」を行い,エネルギークラスにおける弱解の特異点の解析と解の存在のcriterionを求める解析を行っている.しかしながら,この問題に関しては,現在までには有効な結果を得ることはできていない.一方,3次元ユークリッド空間上のYang-Mills-Higgs heat flowの無限遠点における特異点の解析についても,従前のKozono-Maeda-Naitoの結果を改良する解析を行おうとしている.Kozono-Maeda-Naitoにおいては,3次元ユーックリッド空間上のYang-Mills-Higgs heat flowの「幾何学的な解」のクラスを定義し,そのクラスにおける解の構成を行った.本研究では,空間無限遠における特異点の出現時刻についての解析を行っているが,これについても有効な結果を得ることが出来ていない.2次元ユークリッド空間におけるVortex方程式の変形量子化に関わる研究では、現状では、関連する楕円型方程式の可解性の議論が問題となっている。この研究の中で、Vortex方程式の古典的な不変量が、変形量子化の下でどのように変化するのかを調べている。特に、Vortex Numberの量子化がどのような操作によって得られるのかの研究を進めているが、現在の段階では満足する結果は得られていないが、関連する問題として、star exponential functionに関する結果を得た。一方、立川は、VMO関数を係数に持つ汎関数の極小点に関しての部分的正則性に関する結果を得た。また、これらの研究情報の交換のために、インターネットを利用したシステムの構築を試み、そこで用いる認証基盤の開発を行った。この認証基盤は、名古屋大学の全学システムで採用され、2000人の教員および10000人の学生に対するネットワークアプリケーションの認証基盤として、十分な機能を持つことが確認された。また、この問題と関連して、平面曲線の曲率による変形の微分方程式を考察している。この問題を、ある種の近似曲線に限定して考え、数値的な解法を考察する研究を進めている。

この問題は、数値的にはCrystaline Algorithmと呼ばれる、多角形近似による数値解法による研究が幅広く行われているが、Cyrstaline Algorithmでは、近似点の衝突などに起因する数値的不安定性があり、安定な計算を行うには多くの困難がある。現時点では、Crystaline Algorithmの数値的不安定性が生じる原因を詳細に調べ、その情報をもとに、ある種の近似曲線の空間に方程式を限定することで、数値的不安定性を避ける研究を進めている。しかし、残念ながら、現在までには公表すべき結果までは到達していない。一方で、幾何学に現れる変分問題に付随する非線形方程式の例として、Seiberg-Witten方程式があるが、この問題に関連するheat flowの弱解の構成、その部分的正則性についても研究を進めている。対応する楕円型方程式の問題については、浦川などの研究があり、それをモチーフとして解析を行っている。しかしながら、現時点では公表すべき成果は得られていない。このように、今年度は公表すべき研究成果までは到達できなかった。研究代表者は,幾何学的変分問題の-例とされる調和写像に関連して,小谷と砂田による結晶格子の標準実現の幾何学的視覚化の研究を行った.小谷と砂田による,結晶格子の標準実現とは,有限グラフの1次元ホモロジー群またはその部分群を被覆変換群にもつ抽象的な被覆グラフを考える.その被覆グラフに対して,アルバネーゼトーラスへの調査写像としてえられるものが,実世界での結晶格子を表すと考えるものである.小谷と砂田による結晶格子の標準実現については,小谷と砂田による論文中でアルゴリズムが提示され,いくつかの例が計算されているが,より複雑な例,および被覆変換群が1次元ホモロジー群の真の部分群となる場合には,その計算は必ずしも容易なものではない.そのため,研究代表者は,グラフ理論および線型計算の基本的アルゴリズムを利用し,小谷と砂田によるアルゴリズムにしたがって,結晶格子の標準実現(特に,1次元ホモロジー群のランクが3である場合に限り)をコンピュータグラッフィクスで実現することを考え,そのアプリケーションの構成を行った.砂田は,K4グラフを基本グラフとする3次元ユークリッド空間内に実現されるK4結晶格子を新しく発見したが,K4格子の実際の形を見るために,研究代表者の作成したアプリケーションが利用された.これにより,K4格子を結晶格子として持つ物質の構造計算が可能になった
光解離反応を用いる高耐久性ポリマー/ナノカーボン複合透明導電体の新規作製法の開発

本研究では、光解離性ポリマー/CNT複合体の作製法の確立と、種々の条件で作製した複合体の透明性・導電性の評価を目的とした。具体的には、クロロベンジル側鎖(-C6H4-CH2Cl)を有するポリマーを合成し、光照射による結合開裂で生じるベンジルラジカル(-C6H4-CH2・)のCNT表面への付加により両者を化学的に結合した複合体を作製することを主眼とした。上記の置換基を有するポリスチレン誘導体およびポリ安息香酸ビニル誘導体を用いた観察から、想定したように光解離によるラジカル生成とCNTへの付加が進行し化学結合した複合体が得られることがわかった。最終年度には、ポリスチレン誘導体を用いて作製した複合体についてCNT含有率および光照射の有無が異なる試料を複数作製し、透明性と導電性を比較した。透明性については低含有率の試料では透明性が比較的維持され、含有率の増加とともに不透明化した。一方、導電性についてもCNT含有率とともに向上する傾向が見られたが、光照射により化学結合させた試料の方が、ポリマーとCNTとを単純混合した試料よりも導電性が低いという結果が得られた。透過電子顕微鏡(TEM)による観察より、光照射によってCNTの凝集の度合いが大きくなるという傾向が見られた。このことは、TEM像のフラクタル解析によるCNTの分散・凝集状態の定量的評価によっても裏付けられた。この結果は、光照射によるポリマー/CNT間の化学結合形成によってCNTの運動性が制限され、結果としてCNTによる導電ネットワークの発達が阻害されたことを示すものと思われる。ポリマーとCNTとを化学結合させることでCNTの脱落を防ぎ耐久性が向上するものと期待されるが、同時に導電性を低下させる影響もあることがわかったため、導電性を維持するための更なる検討が必要である。平成28年度には、側鎖に光解離基を有するポリスチレン誘導体(ポリ(p-クロロメチル)スチレン)とカーボンナノチューブ(CNT)を光反応により結合させた複合材料を作製し、材料中のCNTの分散法の確立、光反応に伴うポリマーとCNTとの結合形成の観察、作製された複合材料の導電性・透明性の評価を行なった。ポリマー中のCNTの分散は、CNTに分散剤である塩化ヒドロキシルアンモニウムを吸着させて有機溶媒中に添加し、遠心分離して得られる上澄液(分散したCNTを含んでいる)をポリマー溶液に添加するという方法で行なった。この方法により高度にCNTが分散したポリマー溶液が得られ、成膜したポリマーにおいてもCNTが凝集せずに透明性を維持することが可能となった。CNTとポリマーの結合は、CNTを添加したポリマー溶液への紫外光照射で生じるラジカル(ポリマー側鎖のC-Cl結合解離で生成する)のCNTへの付加により形成させた。X線光電子スペクトル(XPS)測定の結果、紫外光照射して得られる試料では未照射試料に比べてClの含有率が低く、Clの脱離が起こっていることがわかった。また、ラマンスペクトル測定の結果からは、紫外光照射後にCNTの構造変化が生じていることが確認され、これはポリマーとの混合物でのみ観察される(CNT単独では紫外光を照射しても構造変化しない)ことから、CNTへのラジカル付加により結合形成が起きていることが確かめられた。得られた複合材料の導電性・透明性を調べたところ、CNT含量の増加に伴い電気抵抗と可視光透過率がともに低下することが確認された。このことは、CNTネットワークの形成による導電性の向上と、CNTの量の増加による光の吸収により予測される傾向と一致する。今後は、材料中でのCNTの分散状態をミクロなレベルで評価し、導電性および透明性との関連性を解釈することが課題である。当初の計画の段階で予定した、カーボンナノチューブのポリマー中での分散法を確立でき、可視光透過率の測定による分散状態の評価も行うことができた。また、光反応によるポリマーとカーボンナノチューブの結合形成の観察についても、XPSおよびラマンスペクトルの測定をにより確認することができ、紫外光照射の有無による違いも明らかにすることができた。計画では、ポリマー中のカーボンナノチューブの分散・凝集状態を電子顕微鏡観察によって確認することを予定しており、着手したものの現時点では評価に耐えうるデータを得てはいないが、この課題については平成29年度の計画にも関わるものであり、継続して取り組むことで十分達成できるものと考えている。前年度までに得られた、光解離性ポリマー/カーボンナノチューブ複合体の透明性・導電性に関する知見を踏まえ、複合体中のカーボンナノチューブの分布状態と透明性・導電性を定量的に関係付けるため、種々の条件で作製したポリマー/カーボンナノチューブ複合体の透過電子顕微鏡(TEM)観察を行い、TEM像のフラクタル解析によってフラクタル次元を求めた。この場合のフラクタル次元は、ある画像(辺長1)を矩形で格子状に分割した場合の矩形の辺長をaとし、全矩形のうち対象物の画像を含む矩形数をnとして(ボックスカウンティング法)、これらの関係をlogn = -d×logaと表した場合のdで与えられる。この場合、カーボンナノチューブがTEM像の全面に均一に分布しているほどd=2(いわゆる2次元)に近くなり、カーボンナノチューブが偏在しているような状況ではこれより小さな値となることが予想される。このことを利用すれば、TEM像から得られる情報に基づいて、複合体の透明性・導電性を解釈することが可能になると期待される。

カーボンナノチューブ含有率を種々に変えて試料を作製し、各試料を用いて計80枚のTEM像を撮影したのち、画像解析によってカーボンナノチューブの占める面積の割合とフラクタル次元との関係を整理すると、これらの間には高い相関を示す指数関数的な関係が成り立つことが見出され、フラクタル次元をパラメータとして複合体中のカーボンナノチューブの分散状態と複合体の導電性・透明性を定量的に関係づけ得ることが示された。一方で、粒子の分散・凝集の様相によっては、フラクタル次元とカーボンナノチューブの占有面積が上記の関係に従わない場合があることも見出された。現時点で画像から抽出し得る情報以外の要素を含めた取り扱いについては今後の検討課題である。前年度の実験的検討を踏まえて、複合材料中の粒子の分散・凝集状態と物理的性質との関連をフラクタル理論に基づいて整理し得ることを示した点で、概ね当初想定していた通り進行しているといえる。具体的な測定量(可視光透過率、電気抵抗率)とフラクタル次元との関係の導出については、さらに多くの試料について測定値を集めた上で行うことになるであろう。なお、概要に記した通り、フラクタル次元と物理的性質との関係を正しく整理するためには、カーボンナノチューブの占有面積以外の要素を考慮する必要があることが見出されたため、このことについては本研究課題の主題とは別に検討する必要があると思われる。本研究では、光解離性ポリマー/CNT複合体の作製法の確立と、種々の条件で作製した複合体の透明性・導電性の評価を目的とした。具体的には、クロロベンジル側鎖(-C6H4-CH2Cl)を有するポリマーを合成し、光照射による結合開裂で生じるベンジルラジカル(-C6H4-CH2・)のCNT表面への付加により両者を化学的に結合した複合体を作製することを主眼とした。上記の置換基を有するポリスチレン誘導体およびポリ安息香酸ビニル誘導体を用いた観察から、想定したように光解離によるラジカル生成とCNTへの付加が進行し化学結合した複合体が得られることがわかった。最終年度には、ポリスチレン誘導体を用いて作製した複合体についてCNT含有率および光照射の有無が異なる試料を複数作製し、透明性と導電性を比較した。透明性については低含有率の試料では透明性が比較的維持され、含有率の増加とともに不透明化した。一方、導電性についてもCNT含有率とともに向上する傾向が見られたが、光照射により化学結合させた試料の方が、ポリマーとCNTとを単純混合した試料よりも導電性が低いという結果が得られた。透過電子顕微鏡(TEM)による観察より、光照射によってCNTの凝集の度合いが大きくなるという傾向が見られた。このことは、TEM像のフラクタル解析によるCNTの分散・凝集状態の定量的評価によっても裏付けられた。この結果は、光照射によるポリマー/CNT間の化学結合形成によってCNTの運動性が制限され、結果としてCNTによる導電ネットワークの発達が阻害されたことを示すものと思われる。ポリマーとCNTとを化学結合させることでCNTの脱落を防ぎ耐久性が向上するものと期待されるが、同時に導電性を低下させる影響もあることがわかったため、導電性を維持するための更なる検討が必要である。平成29年度においては、平成28年度に確立した方法を用いて種々の条件でのポリマー/カーボンナノチューブ複合材料を作製し、カーボンナノチューブの分散・凝集状態を観察することを予定している。