hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
網膜血管形成不全疾患の遺伝子解析

また、家族性滲出性硝子体網膜症のうち既知の遺伝子異常の関与について、遺伝子頻度や浸透率などの詳細な検討を行った。網膜血管形成不全疾患のひとつであるStickler症候群について、遺伝子診断と臨床像に関する解析を行った。Stickler症候群はプロコラーゲン遺伝子の異常により発症する遺伝性疾患であるが、遺伝子多様性があり、また各遺伝子とも多数のエクソンを有するため遺伝子診断は困難である。また、関連する網膜硝子体変性症との鑑別が困難でありある。診断を推進するためのマイクロサテライトマーカーを用いた除外診断の有用性を検討した。さらに、直接診断により新規のCOL2A1遺伝子変異を同定し、わが国のStickler症候群におけるCOL2A1遺伝子の寄与を明らかにした。
電離層の電子密度測定による地震予測の研究

電離層の電子密度を放送波の反射を利用して間接的に測定することにより,地震予測を行う測定システムを構築した。夜間,遠方の民間FM放送を電離層の反射波を利用して受信することにより,電離層の電子密度変化データを取得し,ペンレコーダによるチャートおよびコンピュータデータとして蓄積してきた。蓄積データから,地震の前後に電離層の電子密度が変化すると見られる兆候が現われているのを確認している。しかしながら,受信地点が都内であったため,近接する周波数帯域に非常に電界強度の強い多数の放送波が存在しており,測定データの取得が深夜に限られたため,信頼性のあるデータとするためには,さらに長期にわたり測定データを蓄積する必要がある。また,測定機器の周囲から放射される電磁ノイズの除去も今後の課題である。今回の測定は特定の1局のみに対する受信データであったが,地域の異なる複数局の放送波を同時受信して,並列にデータを処理するとさらに有効なデータが得られると思われる。次に,GPSを利用した地震計の設計・製作を行った。現在,インターフェース部および測定のためのソフトウエア開発を継続中である。残念ながら,今回は電離層の電子密度の測定データとGPSを利用した地震計による測定データを同時に取得するシステムを完成するまでには至らなかったが,次年度はこのシステムも完成させたい。
データ統合のための意味的な関係知識の発見技術に関する研究

本研究では,さまざまなデータを動的に統合し,ユーザに必要な情報を届けることができるデータ基盤を構築する技術を開発する.そのために,インターネット上に大量に存在する様々な結合データ同士の意味的な関係を自動的に発見することができる新たなデータ統合技術の開発を行った.本研究では,さまざまなデータを動的に統合し,ユーザに必要な情報を届けることができるデータ基盤を構築する技術を開発する.そのために,インターネット上に大量に存在する様々な結合データ同士の意味的な関係を自動的に発見することができる新たなデータ統合技術の開発を行った.意思決定に必要な情報の収集,統合などの自動化のために,セマンティックWebにおいて,様々なデータを結合データ(Linked Data)と呼ばれる形式で公開する試みが急速に広がっている.しかし,これらのデータは,各々,独立に作られているため,意味のある情報検索,情報統合をするには,お互いの結合データ同士を意味的に関係付ける手法が必要となる.本研究の目的は,大量の結合データに対して,お互いの意味的な関係づけを自動的に行う手法の開発である.そのために,言語の類似性などを利用したオントロジー・アライメント技術と,大規模なグラフを取り扱うリンク・マイニング技術の組み合わせにより,結合データの高精度な自動関係付け手法を新たに開発することで,結合データ同士を意味的に関連付けする問題の解決を図る.本年度は,主に研究に必要な環境の整備に焦点を当て,下記の2つに分けて研究開発を実施した.●結合データの収集と研究用大規模データセットの開発本研究を開始するに当たり,あらかじめ,分散して存在する結合データを収集し,手元の計算機において,研究ができるような環境の整備を行う.そのための結合データの収集,および,結合データを容易に利用できるようなデータベース環境,データセットの開発を行った.●オントロジー・アライメント手法,リンク・マイニング手法の適用による意味関係の解析これまでに,開発してきた機械学習技術に基づくオントロジー・アライメント手法,リンク・マイニング手法を適用することによって,データの意味に関する特性を明らかにした.これにより,オントロジー・アライメント手法,リンク・マイニング手法を組み合わせた効果的な手法を開発するための基礎データを得た.意思決定に必要な情報の収集,統合などの自動化のために,セマンティックWebにおいて,様々なデータを結合データ(Linked Data)と呼ばれる形式で公開する試みが急速に広がっている.しかし,これらのデータは,各々,独立に作られているため,意味のある情報検索,情報統合をするには,お互いの結合データ同士を意味的に関係付ける手法が必要となる.本研究の目的は,大量の結合データに対して,お互いの意味的な関係づけを自動的に行う手法の開発である.そのために,言語の類似性などを利用したオントロジー・アライメント技術と,大規模なグラフを取り扱うリンク・マイニング技術の組み合わせにより,結合データの高精度な自動関係付け手法を新たに開発することで,結合データ同士を意味的に関連付けする問題の解決を図る.本年度は,昨年度に整備した研究環境を用いた解析結果に基づき,以下の2つに分けて研究開発を行った.・オントロジー・アライメントとリンク・マイニングを融合した精度の高い結合データの意味的な関係づけ手法の開発本研究では,データ間の意味的な関係づけをおこなうために,クラスターベースの類似度統合システムを作成した.実験した結果,従来手法よりも高い精度で,意味的な関係を抽出できることが示され,情報同士を精度高く意味的に統合できることが可能となった.・大量の結合データへの対処方法の開発大量の結合データを取り扱うために,本研究では結合データから必要な部分のみを抽出して,意味的な統合を行う手法を開発した.本手法により,取り扱うデータ量を大幅に減らしながら,結合データの統合を行うことが可能となった.
広葉樹二次林における種の組成や生態的特性の違いが純一次生産量に与える影響

森林の炭素動態において重要な役割を果たす地上部純一次生産(ANPP)は森林構造によって変化する.攪乱後に成立した同齢単一林分の構造と機能の時系列変化は自己間引きやサイズクラスの違いなど種内競争によっておこる.日本において、広葉樹伐採跡には多種共存の森林が成立する.このような林分では各種のもつ生産戦略によっても森林の構造や機能が変化すると考えられる.特に遷移初期においては様々な生活形の種が共存し,林分構造の変化も大きい.そこで本研究では多種共存している遷移初期の林分において,各生活形の種(高木,亜高木,低木)のANPPへの寄与を明らかにすることを目的とした.調査は岐阜県高山市乗鞍岳の山腹に位置する落葉広葉樹林皆伐跡地で行った.調査開始の2004年の時点で7年生の林分である。毎年調査区内の全幹についてDBHの計測,生残の確認を行った.また,この調査区内のバイオマス,リター,純一次生産量を算出した.基底面積(BA)は7年目から11年にかけて約3倍に増加した.相対的なBAは高木種で増加し,低木種で減少した.相対成長速度は高木種で高く,枯死と加入の本数は低木種で多かった.ANPPは8から11年生にかけて増加した.木部生産量はANPPの構成要素の中で最も大きく寄与していた.それぞれの生活形において各構成要素(現存個体バイオマス増加量,新規加入個体バイオマス増加量,立ち枯れ)の木部生産量への寄与は高木種で現存個体バイオマス増加量が高く,低木種で新規加入個体バイオマス増加量と立ち枯れ量が高かった.このように多種共存の林分においては生活形の種によって高木種のような現存個体に生産物を蓄積するタイプと低木種のような現存個体には生産物を蓄積せず,高い枯死量と新規加入量で生産物を回転させているタイプがあり,どちらも林分の生産量に大きく貢献していた.森林の炭素動態において重要な役割を果たす地上部純一次生産(ANPP)は森林構造によって変化する.攪乱後に成立した同齢単一林分の構造と機能の時系列変化は自己間引きやサイズクラスの違いなど種内競争によっておこる.日本において、広葉樹伐採跡には多種共存の森林が成立する.このような林分では各種のもつ生産戦略によっても森林の構造や機能が変化すると考えられる.特に遷移初期においては様々な生活形の種が共存し,林分構造の変化も大きい.そこで本研究では多種共存している遷移初期の林分において,各生活形の種(高木,亜高木,低木)のANPPへの寄与を明らかにすることを目的とした.調査は岐阜県高山市乗鞍岳の山腹に位置する落葉広葉樹林皆伐跡地で行った.調査開始の2004年の時点で7年生の林分である。毎年調査区内の全幹についてDBHの計測,生残の確認を行った.また,この調査区内のバイオマス,リター,純一次生産量を算出した.基底面積(BA)は7年目から11年にかけて約3倍に増加した.相対的なBAは高木種で増加し,低木種で減少した.相対成長速度は高木種で高く,枯死と加入の本数は低木種で多かった.ANPPは8から11年生にかけて増加した.木部生産量はANPPの構成要素の中で最も大きく寄与していた.それぞれの生活形において各構成要素(現存個体バイオマス増加量,新規加入個体バイオマス増加量,立ち枯れ)の木部生産量への寄与は高木種で現存個体バイオマス増加量が高く,低木種で新規加入個体バイオマス増加量と立ち枯れ量が高かった.このように多種共存の林分においては生活形の種によって高木種のような現存個体に生産物を蓄積するタイプと低木種のような現存個体には生産物を蓄積せず,高い枯死量と新規加入量で生産物を回転させているタイプがあり,どちらも林分の生産量に大きく貢献していた.
アニオンホールを有する酸・塩基協奏型不斉有機触媒の精密設計及び不斉反応への応用

本研究員は平成27年度の研究として、アニオンホールを有する酸・塩基協奏型不斉有機触媒の精密設計及び不斉反応への応用を行った。具体的には、新たな基質であるβ,γ-不飽和-α-ケトエステルやα-アルキル-α-ケトエステルに対するシアノアルコキシカルボニル化反応において、本触媒が極めて有効であることを見出し、目的生成物を高収率・高エナンチオ選択的に得ることに成功した。また、反応生成物の誘導検討を行い、官能基が高度に密集した反応生成物の効率的変換にPerkins触媒が有効であることを見出し、医薬中間体として期待される有用な分子骨格へと導くことに成功している。α-ケトエステル類に対してアニオンホールを有する触媒を用いることで、不斉シアノ化反応が効率的に進行することを見出し、基質適応範囲を拡張できた他、安定なシアノヒドリン等価体であるシアノヒドリン炭酸エステルの合成的有用性を示すことが出来た功績は大きいと考えている。本研究員の本年度の研究成果はアメリカ化学会のOrganic Letters誌に誌上掲載された(Org. Lett. 2015, 17, 6070.)他、第32回有機合成化学セミナーにおいて研究発表をし、優秀賞を受賞している。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
血管病変の成因究明を指向した血管内皮細胞の特性と機能に関する総合的研究

本重点研究のA03班は主として血管内皮細胞の培養実験系を駆使して血管内皮細胞の諸機能の発現機序を詳細に調べ、血管内皮細胞の機能障害と血管病変との関連を究明することを目的として研究を行い、最終的には研究成果の臨床への応用を目指す。個々の計画班員の研究成果は以下の通りである。L-レセクチン(LECAM-1)が、白血球のローリングを司るレセプターの一つであることを実験的に証明し、「ローリングレセプター」なる新名称を提案した(宮坂)。新生仔ラットの心臓から分離した心筋細胞でエンドセリンのmRNAが発現しており、ETを産生・分泌することを実証した(三井)。動脈硬化粥腫表層を認識するモノクローナル抗体を用いて、その抗原物質のエピトープを分析し、アシアロGM-2のGalNAC-β1.4-Gal-であることが判明した(高野)。血漿チオールの低下は虚血性心疾患の独立した危険因子であることを見つけた。血漿チオールは主として蛋白SH基に由来し、このものはEDRFの安定化に関与しているらしいことを見つけた(林)。[3H]GTPラベル血小板を使用したEDRF/NOの鋭敏な測定法を開発した(沼野)。適度な定状性高ズリ応力は、内皮細胞の分化を促進し、GAG産生を高めることを見い出した(吉田)。トロンビンの活性によって新たに発現してくるアゴニストペプチド部分(TRP)14ケのアミノ酸からなるペプチド(TRP-14)は、内皮細胞に著しい可逆的形態変化を起こし、PGI_2、PAI-1の産生増強をもたらすことを見つけた(丸山)。内皮細胞基底面にある接着斑のチロシンリン酸化は細胞内pHwo低下させ、接着斑の破壊をもたらすことをつきとめた。流れ感知機構の一つではないかと考えられる(藤原)。内皮細胞のICAM-1接着分子を刺激すると、キサンチンオキシダーゼ活性が上昇し、活性酵素がつくられ、内皮細胞が障害されることを見つけた(室田)。本重点研究「血管内皮平滑筋」の第2年度において以下のような研究成果が得られた。ラットにおける様々な細胞間接着分子に対するモノクローナル抗体を作製した。またラットLECAM-1およびICAM-1のcDNAのクローニングら成功した(宮坂),III型コラーゲンは平滑筋細胞を増殖型から収縮型に変化させることを確認した(吉田),トロンボモジュリンの遺伝子発現の仕組みを明らかにした(丸山),グルコースは血清蛋白を修飾して血管内皮細胞の増殖活性に影響を与えることを見つけた(林),血管内皮細胞の流れずり応力に対する応答には少なくとも2種類あり,それぞれ異なったいき値のあることを見つけた(藤原),エンドセリンのcDNAを導入しエンドセリン高産生株を樹立することに成功した(三井),冠動脈平滑筋細胞の活性化血小板による傷害時における情報伝達系の役割を明らかにした(沼野),活性化白血球の放出する活性酸素が血管内皮細胞と障害する際にLFA-1およびICAM-1がきわめて重要な役割をもつことを見つけた(室田)。培養血管内皮細胞を用いた物質透過モデルを考察し,LDLのtranscytosisの機構を調べた。またjunctional transportのPGI_2による制御機構を見つけた(高野)。内皮細胞が流れの変化を感知し、その情報を細胞内カルシウムに介して内部に伝達することを見つけた(安藤)。TNFは内皮細胞にII型のホスホリパーゼA_2を誘導し、PGI_2産生の上昇をもたらすことを見つけた(工藤)。内皮細胞層の他に平滑筋細胞層を組み込み,より自然に近に人工血管を開発した(松田)。

流れ感知機構の一つではないかと考えられる(藤原)。内皮細胞のICAM-1接着分子を刺激すると、キサンチンオキシダーゼ活性が上昇し、活性酵素がつくられ、内皮細胞が障害されることを見つけた(室田)。
脳死腎移植臨床応用へ向けた生体内制御性樹状細胞誘導による免疫寛容誘導法の検討

本研究は脳死下臓器移植を想定し、生体内における制御性樹状細胞誘導法を確立することを目的としている。まずは、ドナー脾細胞断片のレシピエントラットへの有効な取り込みを検討した。ドナー脾細胞を浸透圧ショックさせ、フローサイトメトリーによるTUNEL法にてドナー脾細胞がきちんとアポトーシスを起こしていることを確認した。つぎに、ドナー脾細胞をCFSEで標識し、浸透圧ショック後の細胞断片と特異的NF-kappaB阻害剤(DHMEQ)をレシピエントラットの陰茎背静脈より注入し、レシピエントラット脾臓への取り込みを確認した。In vivo imagingによりレシピエント脾臓に細胞断片が取り込まれていることを確認した。脾細胞数、DHMEQの濃度をさまざまに割り振ると1*10^7個の細胞断片と20mg/dlのDHMEQ濃度が一番取り込みが有効であり、2回の投与が最も有効であることが判明した。次に細胞断片取り込み後のレシピエント脾細胞を採取し、フローサイトメーターにてCFSE陽性細胞をソーティングした。それらのOX-62の発現を調べると80%以上陽性であり、それらが樹状細胞であることがわかった。それらの樹状細胞の炎症性サイトカイン(IL-12p70,IL-6, TNF-a)は有意に抑制されていた。この樹状細胞とドナー脾細胞、3^<rd> partyラット(Fisher)脾細胞とのそれぞれの混合リンパ球培養を行い、ドナー細胞特異的に細胞増殖を抑制することが分かった。上記内容は平成23年度の研究内容。研究代表者海外留学のため、平成24年度は研究廃止。
神経幹細胞の増殖・分化の制御機構の解明

神経前駆細胞が非対称分裂を行いニューロン-グリアを生じる過程のモデルとしてはショウジョウバエ胚神経系ニューロブラストが用いられ非対称分裂、ニューロン分化の分子機構について多くの知見をもたらしたが、これまで対称分裂を行いやがて神経前駆細胞を生み出す神経幹細胞の良いモデル系がなかった。われわれは、ショウジョウバエ幼虫のシート状の視覚原基の神経上皮細胞が最初対称分裂をして細胞増殖を行いやがてシートの端から円柱状の上皮細胞が順に球状に転換し非対称分裂を行うようになりニューロン・グリアを生じることをtubulin-GFPを発現する系統をLSMにて継続的に観察を行うlive-imaging法とMARCMと呼ばれる細胞系譜を標識する方法とによって明らかにし、ショウジョウバエ視覚原基増殖中心の神経上皮細胞が神経幹細胞であることを示した。次に我々は、これらの神経幹細胞がどのような細胞生物学的性質を持つかを種々の分子マーカーを用いた免疫組織学的解析によって明らかにした。神経幹細胞は,apical側にBazooka(Baz), Discs lost(DI.T),AJ-complexにDE-Cadherin, aPKC, Arm/beta-catenin, lateral domainにLethal giant larvae(LgI),Discslarge(Dlg)などが局在する典型的な上皮細胞で、例えばaPKCを欠失させるなどしてこれらの上皮細胞の形質を維持できなくするともはや対称分裂を行うことが出来ずに神経幹細胞としての性質を失うことを明らかにした。現在この上皮様の神経幹細胞から球状の神経前駆細胞への転換の際にどのような分子機構が作用しているのかを明らかにするべく研究をおこなっている。さらに我々は既に脊椎動物で神経前駆細胞の増殖に関与していることが示唆されているNotchシグナルが我々のモデル系でどのような関与をしているのかについて解析を行った。Notchは神経上皮幹細胞及で強い発現を示し神経前駆細胞でもその発現は高レベルで維持されニューロンを分化させる直前に急激にダウンレギュレートされるがその際にはNotchをエンドサイトーシス複合体に導き分解することで負に制御することが知られているNumbが高発現している。遺伝学的解祈によって、神経前駆細胞からニューロンを分化させるにはNumbによるNotchのダウンレギュレーションが必要であることを明らかにした。以上のように我々が詳細な遺伝学的及び細胞生物学的解析によって明らかにしたショウジョウバエ幼虫の視覚原基神経幹細胞は、神経幹細胞の増殖分化を制御する機構を明らかにする上で大変有用な系であることが明らかとなったので、今後はこの系における制御機構を種々の突然変異体を用いてさらに詳細に調べる神経前駆細胞が非対称分裂を行いニューロン-グリアを生じる過程のモデルとしてはショウジョウバエ胚神経系ニューロブラストが用いられ非対称分裂、ニューロン分化の分子機構について多くの知見をもたらしたが、これまで対称分裂を行いやがて神経前駆細胞を生み出す神経幹細胞の良いモデル系がなかった。以上のように我々が詳細な遺伝学的及び細胞生物学的解析によって明らかにしたショウジョウバエ幼虫の視覚原基神経幹細胞は、神経幹細胞の増殖分化を制御する機構を明らかにする上で大変有用な系であることが明らかとなったので、今後はこの系における制御機構を種々の突然変異体を用いてさらに詳細に調べる1)Notchシグナルは哺乳類神経幹細胞の未分化状態の維持に寄与することが示されているが、分化に際してどの様にその活性が制御されるかについての詳しいメカニズムは明らかでなかった。

我々哺乳類神経幹細胞のモデルとして選んだショウジョウバエ成虫型神経幹細胞の系では、幼虫初期はNotchシグナルの活性により対称分裂による自己増殖を繰り返すが、幼虫後期になって発現が上昇してくるα-AdaptinがNumbと共役してNotchタンパク質をエンドサイトーシスにより分解し始めることによりNotchシグナルを抑制し、ニューロン・グリアへの細胞分化を促進するという時間的調節機構の存在が必須であることはすでに我々が明らかにしていたが、本年度我々はMARCOMというFLP recombinaseを用いた細胞特異的遺伝子組換を起こすことにより、組換を起こした細胞及びその娘細胞からなるクローン内で遺伝子の機能解析を行うことができNotch及びその調節遺伝子の細胞特異的な機能を明らかにすることが出来た。更にNotch及びその調節遺伝子の発現は幼虫後期に神経上皮から成虫型ニューロブラストへ転換する際にも空間的に厳密に制御されており対称分裂を繰り返す神経上皮で高く、神経上皮から転換し非対称性分裂をする成虫型ニューロブラストからは徐々に減少していくのに対して、α-Adaptinは神経上皮では発現が弱く転換した成虫型ニューロブラストで発現が強いことや、α-Adaptin、Numbの突然変異体では転換した成虫型ニューロブラストにおいてもNothの発現が減少せず高いレベルに保たれている事なども明らかにした。更に神経上皮から成虫型ニューロブラストの転換にadherence junction複合体の構成要素が関与しているという知見も得た。2)成虫型ニューロブラストにおいて特異的にGAL4を発現させることにより、ランダムに挿入されたGal4結合配列の下流に位置する未知の遺伝子Xが成虫型ニューロブラストで過剰発現するようにした機能獲得型の突然変異体のスクリーニングを300系統行ったところ、幼虫期-蛹期致死になるもの50系統のうちの5割に成虫型ニューロブラストの異常が認められ、細胞の増殖・分化を促進するものと阻害するものの両方が得られた。過剰発現によって成虫型神経幹細胞の増殖が促進されるものの一つはRNA結合モチーフを持ちスプライシングを調節すると考えられているSRタンパク質をコードしており、その機能欠失型では逆に神経幹細胞の増殖が著しく阻害されていた事からこのSRタンパク質には神経幹細胞の増殖を促進する機能があると考えられた。SRタンパク質はhnRNPKなどの他のRNA結合たんぱく質と共に複合体を形成することも知られており、それらと共に神経幹細胞特異的なスプライシングを統合的に調節している可能性が示唆された。胚期に頭部領域からの陥入によって生じた上皮の褶曲したシート中に存在するOPC神経上皮幹細胞は胚後期にいったん分裂を止め静止期に入った後で、幼虫初期に再活性化されるが、このショウジョウバエ幼虫視覚原基神経上皮幹細胞は、細胞のサイズが極めて小さい上に、神経幹細胞の一般的な特徴でもあるが、細胞周期が非常に長くM期のマーカーであるPH3などで容易に染色されないためにこれまでその存在そのものが認識されておらず同定が遅れており、古典的な組織学的解析をのぞけば十分な細胞レベルでの解剖学的解析、さらには遺伝学的解析がほとんどおこなわれていなかった。
交流複素比熱測定で開拓する擬一次元分子性超伝導体のダイナミクス

有機超伝導体TMTSF系は史上初めて発見された有機物の超伝導体として有名であるが、典型的な擬一次元導電性を持つ擬一次元系のモデル物質としても長く注目されてきた物質でもある。また、電子相関に起因する超伝導が実現する舞台としても早くから注目されていた。我々は高感度の比熱測定を通じてこの系の超伝導状態の詳細を明らかにすることを目指してきた。また、磁化率や比誘電率が交流複素量に拡張されるように、比熱もある状況下では周波数依存する複素量として扱うべき物理量である点にも着目し、この交流複素比熱測定を(TMTSF)_2ClO_4の超伝導状態において測定することも目指した。本年度の特に重要な成果は、比熱の磁場方向依存性から特定された(TMTSF)_2ClO_4の超伝導ギャップ構造である。磁場中では電子のエネルギーに渦糸周りの超伝導電流によるエネルギーシフト(ドップラーシフト)が生じ、超伝導ギャップにゼロ点がある場合はゼロ点近傍で準粒子励起が生じる。この準粒子励起は比熱を若干増加させる。準粒子励起強度はギャップのゼロ点におけるフェルミ速度と磁場のなす角度に依存して振動するため、比熱の磁場方向依存性にも振動が生じる。この振動を解析することで、超伝導のギャップ構造が明らかになる。われわれは、高感度の比熱測定により、(TMTSF)_2ClO_4の比熱の磁場方向依存性に僅かな変調が起こることを見出した。この変調と、バンド構造をあわせて解析することにより、この物質のギャップのゼロ点位置を特定することに成功した。これは、擬一次元の超伝導体での比熱測定による超伝導ギャップ構造の解明の初めての成功例である。この結果は現在Nature Physics誌に投稿済み・査読中である。また、この成果に関して、2011年度以降の国際会議への招待講演の依頼を2件頂いている。本研究課題では、「交流複素比熱」という低温固体物性分野ではほとんど用いられてこなかった物理量に着目し、その低温における測定技術を確立することと、それを用いて擬一次元導体TMTSF系の超伝導状態の謎を解明することを目指している。磁化率が交流複素量に拡張されるように、比熱もある状況下では周波数依存する複素量として扱うべき物理量である。この「交流複素比熱」はポリマー等で実際に測定されており、試料中の低速ダイナミクスや不可逆過程の解明に役立っている。H21年度は擬一次元超伝導体(TMTSF)_2ClO_4の低周波極限の比熱(すなわち、通常の意味での比熱)を主に測定してきた。その結果、(TMTSF)_2ClO_4は超伝導ギャップにラインノードを持つスピン1重項超伝導体であることを明らかにした。また、熱力学的な超伝導相図と電気抵抗から得られた超伝導相図を比較し、低温高磁場の超伝導状態では電気抵抗には異常が見られるにもかかわらず通常の比熱には異常が見られないことが分かった。このことはエントロピーへの寄与のほとんどない特異な超伝導揺らぎが存在する可能性を示唆しており、交流複素比熱測定の重要性を裏付けるものである。本課題で最終的に目指している比熱の周波数依存性に関しては、測定用の制御ソフトウェアを立ち上げた。そして測定を予備的に行ったところ測定系の改善が必要であることが分かった。本年度は必要な測定装置の整備を行った。来年度以降、通常の比熱測定と並行して周波数依存性測定を行っていく予定である。
島嶼地域における持続可能な農業生産システムの形成に関する研究

平成16年度平成18年度における研究の結果、「島嶼地域における持続可能な農業生産システムの形成」の方向は次のようにまとめられる。1.島嶼地域において、持続可能な農業生産システムを形成するためには、まず、離島地域の農業と経済において大きな割合を占めるサトウキビの生産を維持する必要がある。その条件としては、地力の維持・増進を図ることと、担い手の支援対策(肥培管理・収穫)が重要である。そしてこの仕組みは、地域農業の再編を進めるなかで形成していくことが求められている。2.地力の維持・増進を図るためには、耕地への堆肥の投入が必要であり、このことは畜産の側からは家畜排せつ物の処理問題の解決につながる。したがって、地域農業再編の方向としては、耕畜連携を軸にした地域複合の形成が必要である。3.沖縄県の家畜ふん尿由来の窒素負荷量は250kgN/ha/年であり、沖縄の気候と作物の特性を踏まえた窒素負荷量の基準を検討する必要がある。また堆肥の利用は、地域によって循環の形態だけでなく腐熟度にもばらつきがみられ、完熟堆肥の製造と利用を進める必要がある。4.赤土等流出防止のために農家が必要としているのは、経済的な支援、排水対策等である。流出防止対策のなかで、流出防止効果が高く、かつ取り組みやすいと、農家が考えている対策は、緑肥の栽培、グリーンベルトの設置、圃場周辺への畦の設置である。5.地域の人々の生活を維持するために、伝統的な家畜・野菜の利活用も必要である。与那国島の在来馬である与那国馬はホースセラピーに活用しうる可能性があり、植物については、伝統的野菜は食用としてだけでなく薬用としても利用されており、新たな活用方法の開発が期待される。平成16年度は次の三つの課題について資料の整理及び調査を行った。1、沖縄本島周辺離島における農業関連資源賦存量の統計的把握伊平屋島、伊是名島、伊江島、粟国島における農家数、農地面積、作物、家畜の日本復帰後の変化と現段階の状況について統計的に整理した。その結果次のことが明らかになった。土地利用においては伊江島を除く三つの島ではサトウキビ単作化が進んだが、その10a当たり収量は近年大きく低下している。伊江島では葉タバコ、花卉が大きく伸び、サトウキビは減少した。家畜飼養ではかつて島々の畜産の主体をなした養豚はほとんど姿を消した。肉用牛は伊江島、粟国島では増加しているが、伊平屋島、伊是名島では減少している。この結果、経営の形態は単一化し、耕種と畜産の結合はきわめて弱いものになっている。このことは島々の土地利用及び地力維持のうえで問題になるだけでなく、農業生産を不安定なものにしている。2.島嶼における伝統作物の導入による農業の振興に関する調査粟国島においてモチキビの導入による農業振興の可能性に関する調査を行った。粟国島では1990年代初頭にモチキビを導入し、現在、栽培面積ではほぼサトウキビに匹敵し、農家数ではサトウキビを大きく上回っている。しかし、サトウキビの収穫時期とモチキビの播種期が重なることや生産者の高齢化などから安定した輪作体系は形成されておらず、また、モチキビの栽培技術も不安定な段階にある。2.沖縄本島周辺離島における堆肥生産施設の運営に関する調査個別経営において耕種と畜産の結合が弱いことから、これらを結びつける要となる堆肥生産施設の運営について伊平屋島、伊是名島、伊江島において調査を行った。

伊平屋島、伊是名島においては家畜の飼養頭数が少ないことから、堆肥の原料が不足しており、伊江島においては、葉タバコ農家を中心に旺盛な堆肥需要があり、島内の生産では応えられない状況にある。島々において家畜(肉用牛)を増やすことが課題である。平成17年度は次の課題について調査・分析を行った。1.石垣島における赤土等流出防止に関する農家の取り組みに関する調査石垣島において赤土等の流出防止対策に取り組んでいる農家25戸、取り組んでいない農家22戸を選定し、取り組んでいる対策の内容、取り組んでいない場合の理由等について調査を行った。その結果、農家が取り組んでいる対策として、効果と取り組みや易さの点から、畦の設置とグリーンベルトが高い評価が得られた。また、農家が対策に取り組んでいない理由としては、農地に害がなかった、作物の生産に影響しないなどのことがあげられた。2.八重山地域におけるサトウキビ農家の肥培管理の実態に関する調査八重山地域のサトウキビ農家を対象に地力維持の意向、肥培管理の実態、堆肥の利用状況等について調査を行った。その結果、農家は地力の重要性については理解しているが、堆肥の利用については消極的である、適切な肥培管理がなされればサトウキビの単収は増加する、ことが明らかにされた。3.石垣島における堆肥の成分と堆肥の利用に関する調査石垣島における肉用牛飼養農家の堆肥は、水分が高く未成熟なものが多いが、C/N比は優れている。今後、完熟堆肥を製造するためには材料の切り返しが重要である。4.与那国馬を活用したホースセラピーの可能性に関する調査与那国島には在来馬の与那国馬が放牧飼養されている。与那国馬は体躯が小さく温順であることから、かつては農耕用に広く利用され、島民の生活に密着していたが、現在では利用の場は少なくなっている。今後、ホースセラピーとしての活用の可能性が考えられる。5.鳩間島における植物資源利用に関する調査鳩間島における植物資源の利用について、古老から聞き取りを行い、かつて、用材、薪、緑肥、飼料、祭祀などに利用された植物がおよそ80種類にのぼり、植物資源が住民の生活と深く関わっていたことを明らかにした。平成18年度は次の課題について調査・分析を行った。1.宮古地域における堆肥の生産と流通に関する調査宮古地域において、サトウキビ作農家9戸、畜産農家8戸、堆肥生産施設5を対象に調査を行った。サトウキビ作農家の堆肥投入はかなりバラツキがあり、また追肥として投入している例もみられる。堆肥の入手先は、家畜を飼養している農家は自家で製造しており、家畜を飼養していない耕種農家は業者やJA、さらには石垣や県外からも入手している。畜産農家では、自家で堆肥を製造し多くは自家利用している。自家以外の利用では、ニガウリ、メロンなどの園芸作物や、マンゴーに利用されている。サトウキビへの利用は少ない。一方、葉タバコは堆肥が必要であるが、肉用牛の排せつ物を原料とした堆肥は塩分が多いことから使用されない傾向がある。堆肥製造における課題である。堆肥生産施設の側からは施設の規模が小さい、原料である家畜排せつ物の確保に問題があるとしている。また、宮古島市が新たな堆肥生産施設を建設しているが、この施設についても原料の確保が問題になることが考えられる。2.宮古島における地産地消に関する調査農産物直販所、宿泊施設・外食産業、農産物加工施設を対象に、地場農産物の利用に関する調査を行った。
バナジウムポリアニオン系二次電池正極材料の開発

ポリアニオン系として,新しく開発したLixV3(P2O7)3(PO4)2をはじめ,LixV2(PO4)3,LixVFPO4およびLixVOPO4などの結晶構造,電子状態,電気化学特性ならびにスピンダイナミクスを追究し,多角的に二次電池正極性能を検討するとともに新物質開発を行った.セラミックス系として,従来型正極LixCoO2のLi低濃度組成において,電気二重層キャパシタへの応用を示唆した.Liイオン正極であり熱電素材でもある複合結晶CuxV4O11の相関効果を検討し,オーバック機構に基づくスピンダイナミクスの解析からCuの高速振動を明らかにするとともに,固体二次電池への応用を指摘した.(1)LixV3P8O29系,(2)単斜晶LixV2P3O12系(0≦x≦3),(3)タボライト型LixVFPO4系(0≦x≦2)および三斜晶LixVPO5系(0.9≦x≦1)などの精密結晶構造,電子状態ならびに充放電性能を総括し,次世代二次電池正極活物質の電子状態に共通な因子があるかどうかを検討しました.Li9V3P8O29の初期充電特性は2電子反応を示すことを再確認し,また初期放電過程は平坦電位1.6 Vを持ち,電気化学的にLi12V3P8O29の組成程度までLiを挿入できることがわかりました.すなわち,LixV3P8O29系はx=12(V2+)⇔x=9(V3+)⇔x=6(V4+)⇔x=3(V5+)間の3電子反応に近い電気化学反応を示すことを明らかにしました.ここでLi10V3P8O29組成に近いV3+の結晶場は中間的であり,V原子のイオン性が高いことがわかりました.またLi9V3P8O29単結晶および多結晶の電気伝導測定からも,それを確認しました.LiVFPO4の精密構造解析を行い,またV3+の結晶場が中間的であることを定量的に示しました.以上の結果と前年度の成果から,V3+を含むバナジウムポリアニオン系の一般的な特徴として,PO4四面体の強い共有結合性によりVイオンの結晶場効果が弱められ,磁気モーメントが減少し充放電電位が高くなることを示すことができました.さらにVーOーPーOーV,VーO(F)ーV経路の超交換相互作用が有効な物質は,カゴメ格子,1次元格子などで表されることから,低次元量子スピン系の新しい題材となることを明らかにしました.この他,Li9-zAgzV3P8O29(0<z≦1),AgxVP2O7(0.7≦x≦1),NASICON型Na3V2P3O12などに関して,結晶構造,磁性,電気伝導性,電気化学特性の相関関係を詳細に検討しました.ポリアニオン系として,新しく開発したLixV3(P2O7)3(PO4)2をはじめ,LixV2(PO4)3,LixVFPO4およびLixVOPO4などの結晶構造,電子状態,電気化学特性ならびにスピンダイナミクスを追究し,多角的に二次電池正極性能を検討するとともに新物質開発を行った.セラミックス系として,従来型正極LixCoO2のLi低濃度組成において,電気二重層キャパシタへの応用を示唆した.Liイオン正極であり熱電素材でもある複合結晶CuxV4O11の相関効果を検討し,オーバック機構に基づくスピンダイナミクスの解析からCuの高速振動を明らかにするとともに,固体二次電池への応用を指摘した.2)上記V4+⇔V5+の過程におけるエネルギー変換効率および充放電特性等の問題を克服することを目的として,Liが9モルを超えるLixV3P8O29系をソフト化学法により合成し,その精密構造を決定することに成功しました.また,その組成領域で再現性のよい充放電特性が得られることを実証しました.4)従来型二次電池正極材料LixCoO2系において,0<x<0.5の組成をソフト化学的に合成することに成功し,その構造および磁性を評価しました.5) Liイオン二次電池正極活物質であり熱電変換材料である多機能性複合結晶CuxV4O11系(2.01≦x≦2.37)の電子相関効果を微視的見地から解明し,Orbach過程に基づくスピンダイナミクスの解析からCuイオンの高速振動を明らかにするとともに,全固体型二次電池への応用を指摘しました.1)新型Li9V3P8O29:母物質およびLi-Ag置換Li8-xAgxV3P8O29の電気伝導性と電気化学特性に関して,電子の局在性が増加するにしたがって,Vの酸化還元電位が抑制され,充放電電位が増加することを実証しました.また酸素欠損系Li9V3P8O29-y(0<y≦2)を作成し,酸素欠損が増加するにしたがって,電気化学特性が良好になることを示しました.2)タボライト型LiVFPO4,直方晶LiVPO5:LiVFPO4の一次元磁性,基底一重項Vイオンの反強磁性転移ならびにスピンダイナミクスを解明しました.LixVFPO4(0≦x≦2;x≠1)に関しては,基礎データを蓄積しつつあります.また,F-O混合系LiVF1-δOδPO4(0<δ<1)を開発し,その結晶構造と物性を明らかにしました.これにより,高容量性を損なうことなく,二次電池の電位を制御することが可能になりました.

直方晶LiVPO5は,これまで水熱合成法あるいはゾルゲル法でのみ単相化されてきましたが,固相反応法でも単相化が可能であることを示し,電子状態と電気化学特性を明らかにしました.3)Na含有系:Naイオン二次電池への応用を想定して,Na7V4P9O32およびNASICON型Na3V2P3O12を作成しました.前者は研究室オリジナルの物質でしたが,同時期に韓国でも発表されました.母物質の結晶構造と電子状態を明らかにするとともに,そのNa脱離相の研究も進めました.Na3V2P3O12では,結晶構造,電子状態ならびにスピンダイナミクスを定量的に理解できました.4)バナジウム酸化物系正極活物質の電子状態を明らかにすることを目的として,LixV3O8のLi高濃度相(x=45)および多機能性複合結晶CuxV4O11のCu部分脱離相(1.1≦x<2)をソフト化学的に作成し,後者では固体二次電池への応用などを検討しました.5)コバルト酸化物系正極活物質として,積層不整型P3構造を持つCoO2の電気二重層キャパシタ特性を明らかにし,並行してLixCoO2(0<x<0.5)の電子状態およびスピンダイナミクスを検討しました.物性実験平成25年度の研究実施計画は,日頃の弛まぬ努力により,研究実績の概要に記載の通り達成することができました.また昨年度に引き続き,出前講義と研究室体験授業などを通じて,若い世代に研究成果を積極的に発信するように努めました.平成24年度の研究実施計画は,主としてLixV3P8O29系における組成領域x<9の結晶構造の精密決定,電子状態の解明,並びに充放電性能の高度化でした.当初の計画に無理がなかったこと,および日頃の弛まぬ努力により,研究実績の概要に記載の通り,それらの大半を達成することができ,また次年度以降に計画していた実施計画の一部も前倒しで遂行することができました.さらに出前講義と研究室体験授業を通じて,若い世代に研究成果を発信するように努めました.1)多結晶および単結晶試料の合成:元素置換として,PーSi,S置換系および酸素欠損系の合成を試みます.また良質の単結晶試料合成が可能かどうかを見極めます.それらと並行して,固相反応法,ソフト化学法あるいは電気化学法を用いて,種々の化学組成を持つ試料合成も行います.2)結晶構造の精密解析:種々の組成における結晶構造を詳細に検討するために,単結晶試料を用いた構造解析を行います.3) a.電気伝導性:元素置換系の電気伝導性を直接測定し,充放電性能との相関を追究します.b.磁気的性質:帯磁率の測定を通して,Vイオンの結晶場およびVーO電子混成を評価し,充放電特性との相関解明を追究します.c.電気化学測定:試料の電気化学特性データを蓄積します.4)上記1)3)の結果に基づき,NMRおよびESRを手法として,微視的見地から電子状態およびダイナミクスを考察します.LixV3P8O29系,NASICON関連型LixV2P3O12系(0≦x≦3),タボライト型LixVPO4F系(0≦x≦2),LixVPO5系(0.9≦x≦1),並びに新規AgxVP2O7系(0.7≦x≦1)の精密結晶構造,電子状態,並びに充放電性能を総括し,次世代二次電池正極材料の電子状態に共通な因子があるかどうかを見極めます.それらの研究と並行して,NASICON型NaxV2P3O12およびその元素置換系等の研究を新たに開始します.1)多結晶および単結晶試料の合成:LixVPO4F系およびNASICON系では,未だ単結晶試料の合成方法が確立されていません.種々の方法を試み,良質の単結晶試料を合成します.
ゼオライト系窒素酸化物除去触媒における脱アルミニウム挙動の解析

NOx除去触媒の一つとして検討されている金属イオン交換ZSM-5ゼオライト触媒においては、ゼオライト骨格構造からの脱アルミニウムにともなう活性劣化が重要な問題となっている。昨年度は水蒸気雰囲気下におけるHZSM-5ゼオライトの脱アルミニウム速度が見掛け上骨格構造中のアルミニウム量の3次に比例することを見い出した。しかし、骨格構造外アルミニウム種の化学的状態や脱アルミニウムにともなうゼオライト細孔容積の変化などの詳細については十分には明らかにされていない。そこで、本年度ではスチ-ミングおよび熱処理により脱アルミニウム率の異なるHZSM-5ゼオライトを調製し、そのFT-IRスペクトルおよび水、窒素の吸着挙動から、水蒸気雰囲気下でのHZSM-5ゼオライトの脱アルミニウム挙動を検討した。水蒸気分圧を0.1kg/cm^2とし、処理時間を変えた場合のゼオライトの水酸基領域のFT-IRスペクトルには、橋かけ水酸基および末端シラノール基に基づく3605および3740cm^<-1>付近に新たなピークが観察された。3665および3780cm^<-1>付近のピークはそれぞれゼオライト骨格構造中のアルミニウムの4本のAl-O結合のうち一部の結合が切断されたアルミニウム種、およびゼオライト骨格構造から完全に脱離したAlOOHの水酸基に起因すると考えられている。3665cm^<-1>付近のピーク強度は処理時間6時間まではスチ-ミング時間とともに増加したが、その後徐々に減少し処理時間72時間ではほとんど消失した。3780cm^<-1>付近のピークは3665cm^<-1>付近のピークが観察されたスチ-ミング初期の処理時間2時間では全く観察されなかったが、6時間以降そのピーク強度は増大しその後減少した。このことは、スチ-ミング処理にともなうHZSM-5ゼオライトの脱アルミニウムは、骨格構造中の4本のAl-O結合が一度に加水分解されるのではなく逐次的に加水分解されることを示している。なお、スチ-ミング処理後のゼオライトの細孔容積W_0(N_2)は処理前の値とほとんど同じであり、本実験条件下におけるスチ-ミング処理によるゼオライト骨格構造の破壊はほとんど起こっていないことが明らかとなったNOx除去触媒の一つとして検討されている金属イオン交換ZSM-5ゼオライト触媒においては、ゼオライト骨格構造からの脱アルミニウムにともなう活性劣化が重要な問題となっている。なお、スチ-ミング処理後のゼオライトの細孔容積W_0(N_2)は処理前の値とほとんど同じであり、本実験条件下におけるスチ-ミング処理によるゼオライト骨格構造の破壊はほとんど起こっていないことが明らかとなった
H_2輸送法におけるII-VI化合物半導体結晶成長における不純物効果と成長機構の研究

H_2輸送法を用いてGaP, GaAs基板上へのZnS及びZnSeヘテロエピタキシャル成長における不純物効果を調べた結果,以下に述べるいくつかの知見を得た.1.GaP(111)A, B基板上へのZnS成長において, Inを添加した場合には, (111)A基板上では成長速度は増大し, (111)B基板上では減少することを見出した.また,沃素を添加した場合には, Inの場合とは定性的にまったく逆の現象が見出された.このことは,正または負のイオンになり易い不純物の気相中への添加により,イオン性の大きなII-VI結晶の(111)面での成長が助長されたり,抑制されたりしていることを示唆している.2.GaP(100)基板上へのZnS成長においては,沃素消費量が増加するにつれて成長温度領域は低温側に移動し,沃素消費量0.044g/hの時には,約200度成長温度が低下する.また,成長速度の最大値も増加し,沃素の添加による平衡蒸気圧の高い沃化亜鉛濃度の増加が成長温度の低温化をもたらす.3.使用基板面方位依存性については, (111)A, B面の場合には,上記のような顕著な成長領域の低温化は見られず,極性のもたない(100)面での成長が主として熱力学的平衡により律速されているのに対して,極性を持つ(111)A, B面での成長では,表面反応律速が支配的であり, ,不純物の吸着,取り込み等の大小が成長速度に強く関与していることが示唆された.4.X線回折による格子定数の変化よりGaP上にZnSがコヒーレント成長することが示唆された.さらにInおよび沃素のドーピングにより結晶性および表面モホロジーが大幅に改善された.以上の諸成果をふまえ,今後,高濃度沃素ドーピングにより, ZnS, ZnSe成長における成長層格子定数や結晶性への影響を検討すると共に,沃素ドーピングによるZnSeについて成長温度の低温化の検討およびZnS, ZnSe成長層の電気的特性の評価などを行う.H_2輸送法を用いてGaP, GaAs基板上へのZnS及びZnSeヘテロエピタキシャル成長における不純物効果を調べた結果,以下に述べるいくつかの知見を得た.1.GaP(111)A, B基板上へのZnS成長において, Inを添加した場合には, (111)A基板上では成長速度は増大し, (111)B基板上では減少することを見出した.また,沃素を添加した場合には, Inの場合とは定性的にまったく逆の現象が見出された.このことは,正または負のイオンになり易い不純物の気相中への添加により,イオン性の大きなII-VI結晶の(111)面での成長が助長されたり,抑制されたりしていることを示唆している.2.GaP(100)基板上へのZnS成長においては,沃素消費量が増加するにつれて成長温度領域は低温側に移動し,沃素消費量0.044g/hの時には,約200度成長温度が低下する.また,成長速度の最大値も増加し,沃素の添加による平衡蒸気圧の高い沃化亜鉛濃度の増加が成長温度の低温化をもたらす.3.使用基板面方位依存性については, (111)A, B面の場合には,上記のような顕著な成長領域の低温化は見られず,極性のもたない(100)面での成長が主として熱力学的平衡により律速されているのに対して,極性を持つ(111)A, B面での成長では,表面反応律速が支配的であり, ,不純物の吸着,取り込み等の大小が成長速度に強く関与していることが示唆された.4.X線回折による格子定数の変化よりGaP上にZnSがコヒーレント成長することが示唆された.さらにInおよび沃素のドーピングにより結晶性および表面モホロジーが大幅に改善された.以上の諸成果をふまえ,今後,高濃度沃素ドーピングにより, ZnS, ZnSe成長における成長層格子定数や結晶性への影響を検討すると共に,沃素ドーピングによるZnSeについて成長温度の低温化の検討およびZnS, ZnSe成長層の電気的特性の評価などを行う.
精密鍛造用金型の破壊機構と最適設計に関する研究

近年,国際調達の深化に伴い,国内製造業はこれまでにない厳しいコスト及び品質競争にさらされている.このような背景で仕上げ加工を必要としない精密鍛造法は今後益々重要な工法になると思われ,その金型寿命を抜本的に向上させる技術が望まれている.本研究は精密鍛造用金型の長寿命化を実現するための金型最適設計法の構築を目的とし,今年度は以下の各項目について検討を加えた.1.金型疲労破壊の支配因子の定量化観測された疲労起点における各種力学的因子,き裂の進展方向の必然性を判別できる因子を金型破壊の支配因子として抽出し,鍛造加工における金型の応力解析を行った。き裂起点周辺の引張応力とせん断応力が大きく,観測結果と一致する解析結果が得られている。2.金型材料の塑性変形特性の測定上記の解析精度を保証するために,金型材料(超硬合金)の圧縮応力-塑性ひずみ関係を測定した.試験片に直接ひずみゲージを貼り付けることによりかなり高精度のデータが得られた.実加工時に金型の温度は200°Cにあると予想されるため,200°Cにおける特性測定はレーザ変位計を用いて測定した.さらに材料の硬さデータから圧縮応力-塑性ひずみ関係を推測する手法を確立した.上記の研究成果のほかに,金型の焼付きによる摩耗に関する研究も行った.絞り加工における焼付きの生成,成長プロセスを詳細に観察し,すべり距離としわ抑えの影響を実験的に明らかにした.近年,国際調達の深化に伴い,国内製造業はこれまでにない厳しいコスト及び品質競争にさらされている.このような背景で仕上げ加工を必要としない精密鍛造法は今後益々重要な工法になると思われ,その金型寿命を抜本的に向上させる技術が望まれている.本研究は精密鍛造用金型の長寿命化を実現するための金型最適設計法の構築を目的とし,今年度は以下の各項目について検討を加えた.1.金型疲労破壊の実態調査線材の冷間鍛造加工に供した金型の疲労破壊のプロセスを明らかにするために,加工回数に伴う金型損傷の進展を観察し,寿命に至った金型の疲労破面におけるき裂の起点位置,各種切断面におけるき裂の進展挙動を詳細に調べ,巨視破壊に至ったプロセスの実態を明らかにした.き裂は表面の微視脱落部を起点とし,微視脱落部の合体によって進展することが確認された.2.金型焼付き現象の実態調査上記き裂の起点となる表面の微視脱落部の生成に重大な影響を及ぼす金型への焼付き現象について,精密鍛造の一種である角筒深絞り-板鍛造を対象に検討を加えた結果,以下のことがわかった.(1)金型表面への焼付きは金型の直辺部と曲辺部との境界付近の下端面付近にて発生し,加工回数の増加に伴い上方へ成長する.(2)無被覆金型のセミドライ加工では,わずか数回の加工で金型表面に明らかな焼付き痕が発生するが,TiCあるいはDLC被覆した金型では,1000回の加工でも顕著な焼付きは認められない.3.金型疲労破壊の支配因子の抽出観測された疲労起点における各種力学的因子,き裂の進展方向の必然性を判別できる因子を金型破壊の支配因子として抽出するため,鍛造加工における金型の応力解析を行った。き裂起点周辺の引張応力とせん断応力が大きく、観測結果と一致する解析結果が得られている。2.金型材料の塑性変形特性の測定上記の解析精度を保証するために,金型材料(超硬合金)の圧縮応力-塑性ひずみ関係を測定した.試験片に直接ひずみゲージを貼り付けることによりかなり高精度のデータが得られた.実加工時に金型の温度は200°Cにあると予想されるため,200°Cにおける特性測定はレーザ変位計を用いて測定した.さらに材料の硬さデータから圧縮応力-塑性ひずみ関係を推測する手法を確立した.上記の研究成果のほかに,金型の焼付きによる摩耗に関する研究も行った.絞り加工における焼付きの生成,成長プロセスを詳細に観察し,すべり距離としわ抑えの影響を実験的に明らかにした.
経血管的直流通電による悪性腫瘍治療の実験的研究

癌に対する直流通電療法の適応を,深在性腫瘍に拡大する目的で,血管造影の手技により陰極を血管内に留置する経血管的直流通電法を開発し,その問題点,安全性,効果について実験的に検討し以下の結果を得た.1.陰極の素材について家兎腎に陽極を,下大静脈内に白金製陰極を置いた予備実験で,陰極における水素の発生が致命的塞栓をおこす事を知った.水素発生のない電極として,銀・塩化銀電極を開発し,さらに陰極周囲のアルカリ化による血管壁障害を軽減するため中空系状マイクロフィルタで被覆する事を考案し, 10cm長の電極で140クーロンまではガス発生の無い事を確認した.2.陰極留置血管と血管壁の変化家兎腎または肝に陽極を刺入し,被覆した銀・塩化銀電極を下大静脈または腹部大動脈に留置して20クーロン,50クーロン通電後,血管壁の変化を組織学的に検討した.下大静脈に留置した場合には,通電直後, 3日,7日目とも内皮の剥離や平滑筋線維の壊死等が見られたが,大動脈壁では殆ど障害を認めず,陰極留置血管としては大動脈が適当と考えられた.3.陽極側の変化陽極を刺入された腎および肝では,電極の露出部を中心とした黒変域を生じ,その大きさは通電々気量と相関し,陰極留置血管とは無関係であった.組織学的には上記黒変域は壊死巣で,同部を通る血管支配域の一部にも壊死をみる以外,他の部位には変化はみられなかった.以上の結果から,経血管的直流通電法は,適当な陰極を大動脈内に留置すれば安全に施行可能で,陽極の位置,電気量を選べば任意の範囲の壊死化が可能で,深在性腫瘍治療への適用の可能性が示唆された.実験腫瘍への効果について今後検討を進めたい.癌に対する直流通電療法の適応を,深在性腫瘍に拡大する目的で,血管造影の手技により陰極を血管内に留置する経血管的直流通電法を開発し,その問題点,安全性,効果について実験的に検討し以下の結果を得た.1.陰極の素材について家兎腎に陽極を,下大静脈内に白金製陰極を置いた予備実験で,陰極における水素の発生が致命的塞栓をおこす事を知った.水素発生のない電極として,銀・塩化銀電極を開発し,さらに陰極周囲のアルカリ化による血管壁障害を軽減するため中空系状マイクロフィルタで被覆する事を考案し, 10cm長の電極で140クーロンまではガス発生の無い事を確認した.2.陰極留置血管と血管壁の変化家兎腎または肝に陽極を刺入し,被覆した銀・塩化銀電極を下大静脈または腹部大動脈に留置して20クーロン,50クーロン通電後,血管壁の変化を組織学的に検討した.下大静脈に留置した場合には,通電直後, 3日,7日目とも内皮の剥離や平滑筋線維の壊死等が見られたが,大動脈壁では殆ど障害を認めず,陰極留置血管としては大動脈が適当と考えられた.3.陽極側の変化陽極を刺入された腎および肝では,電極の露出部を中心とした黒変域を生じ,その大きさは通電々気量と相関し,陰極留置血管とは無関係であった.組織学的には上記黒変域は壊死巣で,同部を通る血管支配域の一部にも壊死をみる以外,他の部位には変化はみられなかった.以上の結果から,経血管的直流通電法は,適当な陰極を大動脈内に留置すれば安全に施行可能で,陽極の位置,電気量を選べば任意の範囲の壊死化が可能で,深在性腫瘍治療への適用の可能性が示唆された.実験腫瘍への効果について今後検討を進めたい.