hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
プレストレストコンクリート部材における素材構成則と耐荷変形機構

本研究では,プレストレストコンクリート(PC)部材の終局状態および耐荷・変形機構に関係する素材構成則,すなわち,(1)PC鋼材の繰り返し応力-ひずみ関係モデル,(2)せん断力と圧縮力を受けるコンファインドコンクリートの応力-ひずみ特性,ならびにPC鋼材とコンクリートの付着がPC部材の曲げ性能におよぼす影響について調べ以下のような成果を得た。1)高周波焼入焼戻しによるPC鋼棒,ストレッチとブルーイングによるPC鋼棒およびPCより線の各種繰り返し載荷実験を行った。従前のRamberg-Osgood式と異なり,応力がひずみの関数で使いやすいMenegoto-Pinto式による繰り返し履歴モデルを提案し,さらに同モデルはこれまで適合性が全く検討されていなかったランダム載荷時の実験結果にも良好に適合することを示した。2)曲げモーメントとせん断力をうけるコンクリート部材の終局状態と密接に関係するにも関わらず,これまで全く検討されていなかった,せん断力下で圧縮力をうけるときの圧縮応力-ひずみ関係は,せん断力が大きいほど,剛性,圧縮強度およびその時のひずみが小さくなった。また,高圧縮応力下ではせん断力が増加せず一定な場合でも,圧縮力の増加に対してせん断変形を生ずる,ことなどが分かった。3)プレストレスト(鉄筋)コンクリート梁断面の終局曲げ耐力をより精度良く算定するために不可欠な,PC鋼材-コンクリート間の付着劣化の程度を表すひずみ適合係数(F値)を,部材軸方向に分割した梁の各ブロックにおいて,PC鋼材-コンクリート間の付着応力度-すべり量関係を考慮した曲げ解析(分割要素法)を行うことにより,PC鋼材種や鋼材径,グラウト強度等が変わる場合について具体的に誘導した。プレストレスコンクリート(PC)構造は、鉄筋コンクリート(RC)構造に比べ、優れた特徴を有する構造であるが、部材の終局状態に関する素材構成則ならびに耐荷変形・機構の解明が、RC部材に比べ遅れている。本研究では、(a)PC鋼材およびせん断・圧縮応力を受けるコンハァインドコンクリートの応力-ひずみ特性に対する実験的検討、およびPC部材断面の履歴特性に対する解析的検討を試みた。得られた主な結果を以下に示す。(1)PC鋼材の単調および繰り返し応力度-ひずみ度(S-S)関係を調べ、実験結果を忠実にフォローする単調S-S関係モデルを提案した。また、応力度をひずみ度の陽な関係として与え、断面解析への適用が容易なMenegotto-Pinto式によるモデル(詳細モデル、単純化モデル)が繰り返しS-S関係の実験結果を良好に追跡できることを示した。なお、実験からのデータを用いない予測モデルについてはさらに検討が必要である。(2)終局プレストレス率(λ)等の違いにより大きく異なった形状を示すPC部材の履歴モデルを、既発表のPC梁断面の荷重-変形理論と断面解析結果を用いて新たに作成した。同履歴モデルはPC鋼材、普通鉄筋等、断面諸量から履歴形状を決定する特異点が決定されるため、既往の履歴モデルよりもより正確に実験結果をトレースができることを示した。(3)曲げ応力およびせん断力を受けるコンファインドコンクリートのS-S関係を調べる実験装置が所要の性能を有することを確認した。1)高周波焼入焼戻しによるPC鋼棒,ストレッチとプルーイングによるPC鋼棒およびPCより線の各種繰り返し載荷実験を行った。

従前のRamberg-Osgood式と異なり,応力がひずみの関数で使いやすいMenegoto-Pinto式による繰り返し履歴モデルを提案し,さらに同モデルはこれまで適合性が全く検討されていなかったランダム載荷時の実験結果にも良好に適合することを示した。2)曲げモーメントとせん断力をうけるコンクリート部材の終局状態と密接に関係するにも関わらず,これまで全く検討されていなかった,せん断力下で圧縮力をうけるときの圧縮応力-ひずみ関係は,せん断力が大きいほど,剛性,圧縮強度およびその時のひずみが小さくなった。また,高圧縮応力下ではせん断力が増加せず一定な場合でも,圧縮力の増加に対してせん断変形を生ずる,ことなどが分かった。3)プレストレスト(鉄筋)コンクリート梁断面の終局曲げ耐力をより精度良く算定するために不可欠な,PC鋼材-コンクリート間の付着劣化の程度を表すひずみ適合係数(F値)を,部材軸方向に分割した梁の各ブロックにおいて,PC鋼材-コンクリート間の付着応力度-すべり量関係を考慮した曲げ解析(分割要素法)を行うことにより,PC鋼材種や鋼材径,グラウト強度等が変わる場合について具体的に誘導した。
気相クラスターの赤外分光・量子化学計算による金属イオンの溶媒和構造の解明

本研究では,気相中のクラスターイオンに対して赤外分光計測および量子化学計算を行い,金属イオンの配位・溶媒和構造について調査した.以下に具体的な成果の例を示す.1.アンモニアのNH結合にAl^+が挿入した構造[H-Al-NH_2]+よりも,Al^+にアンモニアがそのまま配位したアダクト型構造[Al-NH_3]+の方が安定である.しかし,溶媒分子数【greater than or equal】4についての赤外スペクトルには,挿入型構造を核とする[(H-Al-NH_2)(NH_3)_<n-1>]+が支配的に観測された.nの増加に伴い,アダクト型構造よりも挿入型構造の方が大きく安定化することが判明した.2.M^+(H_2O)_n(M=Cu, Ag)において,n=3の場合,水分子全てが直接M^+に配位した(3+0)構造と,3分子めが第2溶媒和圏にまわった(2+1)構造が可能である.赤外スペクトルを測定したところ,Cu+(H_2O)_3では(2+1)構造,Ag^+(H_2O)_3では(3+0)構造が支配的に観測された.この違いは,直線型の2配位構造を核とした(2+1)型の安定性の要因である,金属原子のs-d混成の強弱により説明される,M=Agでは,n=4になると(3+1)型に加えて(2+2)型の異性体も同程度に観測され,3配位構造の優位性がみられなくなる.一方,M=Cuでは,n=【greater than or equal】4のスペクトルにも直線型の2配位構造が支配的に観測され,水和構造の核を形成していることがわかった.3.Cu^+(NH_3)_nにおいて,n=3では,(3+0)構造が支配的であり,(2+1)構造が最安定であるCu^+(H_2O)_3とは異なる結果となった.n=4および5のスペクトルは,24配位型構造が異性体として共存した複雑な様相を示すが,n【greater than or equal】6になると直線型の2配位構造を核とした溶媒和構造が支配的となり,Cu^+(H_2O)_nと同様の配位・溶媒和構造を示すことが明らかとなった.本研究では,気相中のクラスターイオンに対して赤外分光計測および量子化学計算を行い,金属イオンの配位・溶媒和構造について調査した.以下に具体的な成果の例を示す.1.アンモニアのNH結合にAl^+が挿入した構造[H-Al-NH_2]+よりも,Al^+にアンモニアがそのまま配位したアダクト型構造[Al-NH_3]+の方が安定である.しかし,溶媒分子数【greater than or equal】4についての赤外スペクトルには,挿入型構造を核とする[(H-Al-NH_2)(NH_3)_<n-1>]+が支配的に観測された.nの増加に伴い,アダクト型構造よりも挿入型構造の方が大きく安定化することが判明した.2.M^+(H_2O)_n(M=Cu, Ag)において,n=3の場合,水分子全てが直接M^+に配位した(3+0)構造と,3分子めが第2溶媒和圏にまわった(2+1)構造が可能である.赤外スペクトルを測定したところ,Cu+(H_2O)_3では(2+1)構造,Ag^+(H_2O)_3では(3+0)構造が支配的に観測された.この違いは,直線型の2配位構造を核とした(2+1)型の安定性の要因である,金属原子のs-d混成の強弱により説明される,M=Agでは,n=4になると(3+1)型に加えて(2+2)型の異性体も同程度に観測され,3配位構造の優位性がみられなくなる.一方,M=Cuでは,n=【greater than or equal】4のスペクトルにも直線型の2配位構造が支配的に観測され,水和構造の核を形成していることがわかった.3.Cu^+(NH_3)_nにおいて,n=3では,(3+0)構造が支配的であり,(2+1)構造が最安定であるCu^+(H_2O)_3とは異なる結果となった.n=4および5のスペクトルは,24配位型構造が異性体として共存した複雑な様相を示すが,n【greater than or equal】6になると直線型の2配位構造を核とした溶媒和構造が支配的となり,Cu^+(H_2O)_nと同様の配位・溶媒和構造を示すことが明らかとなった.本年度は,金属イオン/溶媒分子の組み合わせとしてAl^+/アンモニア,および,Cu^+/水を研究対象とした.まず,金属イオン-溶媒分子間の衝突反応の調査も含めて,溶媒和金属イオン源のキャラクタリゼーションを行った.引き続き,金属イオンに溶媒を1分子ずつ段階的に結合させながら,その赤外スペクトルを測定した.また,量子化学計算を行って,溶媒和金属イオンの幾何構造,赤外スペクトルを予測し,実験結果との比較を行った.1.アンモニアのNH結合にAl^+が挿入した挿入型構造[H-Al-NH_2]^+よりも,Al^+にアンモニアがそのまま配位したアダクト型構造[Al-NH_3]^+の方が安定である.しかし,溶媒分子数を増加させると,挿入型構造の方がより大きく安定化することが理論計算により分かった.実際に,溶媒分子数がn【greater than or equal】

4についての赤外スペクトルには,アダクト型構造ではなく挿入型構造を核とする[(H-Al-NH_2)(NH_3)_<n-1>]^+が支配的に観測された.しかし,n【less than or equal】3については,アダクト型構造のみが観測されたことから,挿入反応経路にはエネルギー障壁が存在すると推定した.2.Cu^+に水が3分子溶媒和したイオンについては,3分子すべてが直接Cu^+に配位した(3+0)構造と,3分子めが既に配位している水に水素結合した(2+1)構造が提案されているが,その区別がつかなかった.そこで,最安定構造を得るためにAr原子を付加したCu^+(H_2O)_3の赤外スペクトルを測定したところ,(2+1)構造が支配的に観測された.(2+1)構造が最安定となるのは,直線型の2配位構造が極めて安定であることに起因する.溶媒分子数がn【greater than or equal】4のスペクトルも,この直線型2配位構造が核となった水和構造を考えることにより解釈できることがわかった.本年度は,金属イオン/溶媒分子の組み合わせとしてAg^+/水,および,Cu^+/アンモニアを研究対象とした.金属イオンに溶媒を1分子ずつ段階的に結合させながら,その赤外光解離スペクトルを測定した.また,密度汎関数理論計算を行って,溶媒和金属イオンの幾何構造,振動スペクトルを予測し,実験結果との比較を行った.1. 3分子に水和されたAg^+(H_2O)_3について,すべての水分子がAg^+に直接配位した(3+0)構造と,3分子めが第2溶媒和圏にまわった(2+1)構造が提案されていた.Ar付加体の赤外スペクトルを測定したところ,(3+0)構造が支配的に観測され,(2+1)構造が最安定となるCu^+とは配位構造が異なることがわかった,この違いは,(2+1)構造の安定性の要因である金属原子のs-d混成の程度により説明される.ところが,Ag^+(H_2O )_4-Arになると,(3+1)構造に加えて,(2+2)構造の異性体も同程度観測され,3水和物にみられた3配位構造の優位性がなくなることが判明した.2. Cu^+にアンモニアが溶媒和したCu^+(NH_3)_nにおいて,n=3では,すべての溶媒分子がCu^+に直接配位した(3+0)構造が支配的に観測され,(2+1)構造が最安定であるCu^+(H_2O )_3とは異なる結果が得られた.すなわち,溶媒分子の種類に依存してCu^+の配位数が変化することがわかった.n=4および5のスペクトルは,4,3,および,2配位構造が異性体として共存した複雑な様相を示すのに対して,n【greater than or equal】6では,直線型の2配位構造を核として溶媒和が進行するようになり,Cu^+(H_2O )_nに類似した配位・溶媒和構造を示すことが明らかとなった.
マウス3T3-L1細胞の分化におけるインスリンの情報伝達系の解析

3T3-L1線維芽細胞はインスリン・デキサメサゾン・IBMXの同時添加によって白色脂肪細胞へと分化する。しかしながら、細胞分化を誘導する情報伝達系については不明である、そこで、3T3-L1細胞の分化にはインスリンがkey roleを担っていることから、インスリンの情報伝達系を解析することで、脂肪細胞分化の誘導機構を調べた。インスリンをコンフルエントの3T3-L1線維芽細胞に添加すると、インスリン受容体チロシンキナーゼの自己リン酸化が速やかに起こった。さらに、細胞の増殖や分化に関与していると考えられている低分子量G蛋白質のRasとRasの下流に存在するmitogen-activated protein kinase(MAPキナーゼ)の活性化が起こった。また、インスリンによる糖取り込み作用に関与していることが示唆されているphosphatidylinositol 3-kinase(PI3-キナーゼ)も活性化することが分かった。一方、PI3-キナーゼの特異的阻害薬であるwortmanninは3T3-L1線維芽細胞の脂肪細胞への分化を濃度依存的に抑制することが分かった。さらには、wortmanninはインスリン刺激に伴うRasの活性化とMAPキナーゼ活性やMAPキナーゼの活性化に必須なチロシン残基のリン酸化を抑制した。この時、インスリンと同様に受容体チロシンキナーゼを活性化させるepidermalgrowthfactor(EGF)刺激に伴うRasおよびMAPキナーゼの活性化に対してwortmanninは抑制作用を示さなかった。このことから、3T3-L1細胞においてインスリンとEGFの情報伝達系は異なっており、脂肪細胞分化を引き起こすインスリンの情報伝達系はPI3-キナーゼ→Ras→MAPキナーゼというカスケードを経ていることが推定された。
酸素を介したDNA損傷の化学発がん過程における役割

本年度の研究計画として下記の研究を行った。1ヒトの大腸がん誘発因子として疫学的に示唆されている胆汁酸は、白血球を活性化し、活性酸素を生成することが知られている。胆汁酸によって培養ヒト細胞に誘発されるDNA損傷が、活性酸素によるものであるか明らかにすることを試みた。その結果各種胆汁酸のDNA鎖切断活性は胆汁酸の発がん促進活性と相関を持った。また単鎖切断の誘発は各種活性酸素消去剤、アラキドン酸代謝阻害剤によっては抑制されず、活性酸素、過酸化脂質の関与は否定的であった。単鎖切断の80%は蛋白質-DNAのクロスリンクによるもので、しかも、トポイソメラーゼ阻害剤で抑えられた。トポイソメラーゼの介在を示唆する。2たばこの煙中成分のトラップ液による酸化的DNA損傷は、煙中成分によって生成する活性酸素のみによっては量的に説明し切れない。活性酸素以外のどの様な成分が関与するか明らかにすることを試みた。その結果活性酸素以外に、それ自体では鎖切断活性を持たないトラップ液中の揮発性成分が鎖切断誘発を促進することが分った。3酸化的DNA損傷が生成することによりどの様な遺伝的変化が真核細胞に生ずるか調べる。特に染色体突然変異の可能性を検討するためS.cerevisiaeのtrp座位の遺伝子変換が過酸化水素によって誘発されるかどうか調べた。DNAの酸化的損傷のモニターとして、チミングリコール量を特異的単一クローン抗体を用いたELISA法を用いて定量した。その際スピードバックコンセントレーターを用いた。その結果、過酸化水素処理により、生存率にはほとんど影響を与えない低濃度で、濃度依存性を持ち遺伝子変換が誘発された。チミングリコール量も濃度依存的に生成した。酸化的DNA損傷が染色体突然変異をもたらすと考える。
脂溶性糖質誘導体の動植物細胞に対する挙動の系統的調査とデーターベースの構築

当初の計画にスペースコラボラトリーシステム(三重大)の利用があったが、本年度内の有効利用が不可能となったため、全国で公開セミナーを開く方針に変更した。以下に調査研究活動の概略を示す。(1)役割分担は、糖質の分野を1単糖・配糖体、2オリゴ糖、3多糖、4糖脂質、5環状糖質、6糖タンパク質、7レクチン、8ヌクレオシド・ヌクレオチド、9合成複合糖質、10調製・合成・分析の10分野に分け、1は柏村、北川、2は久松、3は東、畑中、4は稲垣、5は北村、6は柏村、田口、7は梅川、8は柏村、9は畑中、伊藤、常盤、谷本、石田、10は伊藤、西川、谷本とした。調査はまづ、最近10年間の生理活性の研究を文献調査した。(2)つぎに、「糖鎖の新規な生理活性」という連続公開セミナー(全国各地で6回)の開催を企画し、61人の講師、全回の各講師の座長を全国の主な糖質科学者のアンケートと公募から選出した。セミナーは、1人6ページ(平均各回80ページ程度)のものを参加者に無料で配り、講演、討論、さらに聴衆から講師、座長への質問用紙を配り、後ほど報告書に掲載することにした。参加者は各回30名前後であり、班員は平均3-4人は出席し、講演・座長を勤めた。(3)東、北川は、国際学術集会での資料収集に勤め、東はサンジエゴ国際糖質シンポジム、北川はバンクーバーのグリコ化合物会議に出席して、資料を集め、その成果はゼミナーで報告した。(4)セミナーによる調査結果:分野1は、6回とも新規で異なった成果を収集、討論することが出来た。未開発な課題もあり、今後の学術課題申請の腹案が出来た。分野2は、5と較べ、少し資料収集不十分であり、2次情報誌からのデーター収集と各オリゴ糖での実際的応用の現況分析の必要を感じた。分野3は、日本で研究が盛んな領域であり、分野9におされがちとはいえ、今後まだ未開発な生理活性や構造活性相関研究が期待される。分野4は異なった課題に関してバランスのある資料が集まった。分野5は、依然としてシクロデキストリンの研究が多いが、超分子の考えが出始めており、研究者の増加が期待される。この分野では、外国人による資料提供講演が有益であった。6、7は世界的にこの10年間の発展が大きいところであり、新規な活性や研究者の手段、コンセプトにユニークなものがあり、つぎの企画に示唆を与えた。分野8は制がん研究に有益な資料が得られ、今後の糖質有機化学の方向を示していた。分野9は日本で最も大きな発展を示しており、基礎データーをさらに集めることが肝要と思われたが、特にに応用と技術、サンプルの交換が必要と思われた。最後の10は、本邦独自の相互作用解析法の著しい進歩が紹介された。(5)以上の調査、討論、交流の成果は今後、1)基盤研究におけるユニークな課題の申請(来年度)、2)糖質の分野別、活性別データーベースの構築の準備終了、および、若手、新しいコンセプトの交流(新規セミナー)の可能性とアプローチを示した、ということができる。

分野5は、依然としてシクロデキストリンの研究が多いが、超分子の考えが出始めており、研究者の増加が期待される。この分野では、外国人による資料提供講演が有益であった。6、7は世界的にこの10年間の発展が大きいところであり、新規な活性や研究者の手段、コンセプトにユニークなものがあり、つぎの企画に示唆を与えた。分野8は制がん研究に有益な資料が得られ、今後の糖質有機化学の方向を示していた。分野9は日本で最も大きな発展を示しており、基礎データーをさらに集めることが肝要と思われたが、特にに応用と技術、サンプルの交換が必要と思われた。最後の10は、本邦独自の相互作用解析法の著しい進歩が紹介された。(5)以上の調査、討論、交流の成果は今後、1)基盤研究におけるユニークな課題の申請(来年度)、2)糖質の分野別、活性別データーベースの構築の準備終了、および、若手、新しいコンセプトの交流(新規セミナー)の可能性とアプローチを示した、ということができる。
CAD/CAMを用いたコンポジットレジンインレーに対する接着前処理方法の開発

本研究では接着性に劣るCAD/CAMコンポジットレジンブロックに対する接着前処理方法を開発することを目的に研究を行った。大気圧プラズマを用いた接着前処理方法は接着面の親和性は向上したが接着性の大幅な向上は認められなかった。プライマー処理および被着面改質方法を検討した結果、シランカップリング処理の効果が認められたがSi成分の割合が少ないブロックでは機能性モノマー処理で接着性の向上が認められた。表面を粗造にするエッチング効果とシランカップリング効果が同時に得られるプライマーで接着性の効果が認められ、レジンブロックの前処理材として有効であることが示唆された。プラズマとは電子が軌道から飛び出した状態のことを指し、他の電子を取り込むなどして安定な状態になろうとするため、接着面の改質が期待される。被着面にプラズマ処理を用いて表面改質し、CDA/CAM用コンポジットレジンブロックに対する未重合レジンの接着性にどのような影響を与えるかについて、せん断接着強さを用いて評価を行った。CAD/CAM用コンポジットレジンブロック接着面に対する前処理方法は未処理、アルミナサンドブラシ処理(50μm)、トライボケミカル処理(25μm)の3条件とし、その後、真空プラズマ処理(未処理, 1分, 3分)の3条件とした。接着強さの値、接着界面の破断様式を用いて各種接着面前処理、プラズマ処理による接着強さに与える影響について比較検討した。被着面対する3種前処理方法ではせん断接着強さ、破断様式から考察すると、トライボケミカル処理が最も接着強さがあり効果的であった。しかし、プラズマ処理では、処理時間に関係なく接着性の向上は認められなかった。プラズマ処理の利点である被着面の親水性の向上、洗浄効果が期待されるが接着性の向上には有効ではないことが示唆された。プラズマ処理により被着面の分子構造が変化した可能性があり、プラズマ処理後の被着面の性状を検討する必要がある。今後は窒素,アルゴン等のガスを用いたプラズマ処理による被着面の改質を行う予定である。CAD/CAM用コンポジットレジン接着面に表面改質処理を施すと、研磨面に対して接着性を顕著に向上させることが認められた。大気プラズマ処理では接着強さの向上への影響は小さかったため、プラズマ処理条件について今後検討して行く予定である。CAD/CAM用コンポジットレジンブロックの被着面は高度に重合されているため接着性に乏しく表面を改質する必要がる。セラミックス、ハイブリットセラミックスの被着面に対して、各種接着前処理方法の影響を剪断接着強さと界面の破壊形態を用いて比較検討した。セラミックス被着面に比較してコンポジットレジンではシランカップリング処理よりも機能性モノマーが接着性に重要で機能性モノマーのMDPのみでも良好な接着性を示した。複合材料でありフィラーの組成も様々であるためシランカップリング処理が有効なフィラーの含入量が低いことが影響したと考えられる。CAD/CAM用レジンブロック被着面に対する機械的な改質法としてアルミナブラストが幅広く用いられている。しかしインレーのような複雑な形態では辺縁の形態が損なわれ適合性に影響を及ぼす場合がある。本研究では接着性の向上を目的として、6種類のCAD/CAM用レジンブロックに対し4種類(エッツチング、アルミナブラスト、アルミナブラストとセラミック用エッチング)の接着前処理方法を用いて剪断接着試験、破断面の破壊形態、SEMによる処理後の被着面の観察、ラマン分光法による処理前後の表面の組成分析から至適な接着前処理の検討を行った。アルミナブラストによる機械的嵌合だけではなく化学的な処理を併用する接着前処理方法は接着性の向上が認められた。セラミック用前処理材で表面を粗造にするエッチング効果とシランカップリング効果が同時に得られるプライマーでCAD/CAM用レジンブロックを科学的に接着前処理した場合、ラマン分光法による分析結果からレジンブロックでもシランカップリング効果が生じることが確認された。また、SEM画像によりフィラー、マトリックスレジン共に溶解しているような像が得られたことから、高度に重合したマトリックスレジンに対する前処理として有効であることが示唆された。本年度の研究から被着面に対するアルミナサンドブラスト、トライボケミカル処理は接着性の向上に有効であるこたが示唆された。しかし、大気を用いた真空プラズマ処理による被着面の改質方法では接着性の向上への影響は小さい結果となったため、窒素、アルゴン等のガスを用いたプラズマ処理を行う必要がある。そのため計画を一部変更する必要があるがおおむね順調に実験計画は進展している。保存修復プラズマ処理により被着面の分子構造が変化した可能性があり、プラズマ処理後の被着面の性状を光学的解析を行い、効果的なプラズマ処理方法を検討する必要がある。その場合、プラズマ処理時間等の処理条件も含めて検討する必要がある。

また、被着面に対するアルミナサンドブラスト処理、トライボケミカル処理の効果が認められため、処理条件等を検討する。また、シランカップリング剤および機能性モノマーについても検討する予定である。また、近年増えてきた多目的接着剤の可能性についても検討していく予定である。購入を検討しているCAD/CAD用コンポジットレジンブロックの納期が遅れているため。次年度の使用額と合わせて、実験に用いるCAD/CAM用コンポジットレジンブロックを購入する予定である。
質問調査における受動喫煙の指標と尿中コチニン値の関連性

1.目的受動喫煙の疫学研究は公衆衛生上重要な課題であるが、質問票・面接によってのみたばこ煙への暴露量を推定している限り、信頼性に問題がある。そこで、非喫煙女性を対照に夫の喫煙状況等を調べ、尿中のコチニン(ニコチンの代謝産物、半減期約36時間)との比較を行うことによって、通常行う質問で的確な受動喫煙の指標となるかどうかを明らかにしようとした。合わせて、尿中コチニン値とHydroxyproline(HOP)値(肺の損傷の程度を示す一指標と考えられている)との関連性を分析することにより、受動喫煙の肺組織への影響の客観的把握を試みた。2.方法対象としたのは、某県の中心都市およびその近郊に住む40歳以上の非喫煙女性54名であり、夫の喫煙状況と職場における喫煙者の有無を聴取した。また、その後直ちに、尿の提供を受けた。ガスクロマトグラフィ-により尿中のコチニン値をオ-トアナライザ法によりHOP値をそれぞれ測定した。1例の尿において極端に高いコチニン値が測定され、直接喫煙によるものと想定されたので、以下の分析から除外した。3.結果尿中コチニンの平均濃度は6.4ng/mlであった。クレアチニン値(14-26mg/dl)との比(Cot/Cr)(×10^6)を算出したところ、平均14.1であった。夫の喫煙状況別にCot/Crを求めたところ、夫が喫煙者の場合17.5、非喫煙者の場合11.0であった。また、職場に喫煙者がいると回答した者の平均Cot/Crが18.7であったのに対し、職場に喫煙者がいないと答えた者、非就労者のCot/Crは、それぞれ15.0、9.8であった。夫が喫煙者で職場に喫煙者がいる場合の尿中Cot/Crは、24.1(n=13)であった。HOPとクレアチニンの比×10^3(HOP/Cr)は平均27.4であり、Cot/Crとの間に高い相関(r=0.766)(n=53、p値<0.000)が認められた。
「町家型集合住宅」の計画に関する研究-伝統的既成市街地の集合住宅化に対応した集住空間秩序の再編-

第二年度は初年度において検討された基礎的調査に基づく伝統的既成市街地の空間特性・敷地特性・地域特性を、実際の都心部の敷地でどの様に読みとっての場所にふさわしい都市型の集合住宅として空間化していくかというスタディを行った。1.「町家型集合住宅」のモデル設計京都市都心部のD学区内のある敷地において、敷地調査から文献等によるその地区の歴史的経緯の整理、さらに近隣での生活実態の観察などの基礎的な条件を把握した上で、その敷地での計画の可能性を検討した。その主な課題は(1)短冊状の宅地割の中での計画状の制約の解決と敷地の集約化の併用(2)集合住宅内にコミュニティの形成を促す様な開放的な公共空間を取り込む技法の開発(3)伝統の素養の上にたった創造的な現代デザイン(4)多様化する家族生活・ライフスタイルへ対応する住宅プランの想定、などが挙げられた。2.「町家型集合住宅」実現化方策の検討「町家型集合住宅」の実現に向けて上記の計画理念をまとめた設計ガイドラインを作成した。それとあわせて住宅政策上の対応策のを可能性を検討した。設計計画に対するアドバイスを行える体制づくりや特優賃や公庫などの融資等の積極的活用、といった支援策が「町家型集合住宅」の定着には不可欠であるという提案を行った。京都に代表されるような、古い町並みを維持してきた伝統的既成市街地においても、近年、中高層集合住宅の建設が盛んに行われるようになった。地場産業の衰退、地価の高騰、既在町家の老朽化など、さまざまな要因がその背景にはある。こうした集合住宅建設は、周辺環境への物理的影響や地域コミュニティへの社会的影響が大きく、多くの建築紛争を導いているにとどまらず、長期にわたって蓄積されてきた伝統的な都市景観や集住空間秩序を崩壊させ、まちの個性が失われていくのに拍車をかける結果となっている。しかし、新しい社会構造の変化に対応し、都心部でのバランスのとれた人口定着をはかっていくためには、保存だけを基調とした都市政策では限界があり、既存市街地の「場所性」を考慮したうえで、適切な都市空間の積層化、集合住宅化を行う必要も認められる。本研究は、こうした状況をふまえて、伝統的既成市街地の特質を明らかにし、その空間秩序を再編する方法を見出し、伝統的既成市街地にふさわしい集合住宅(「町家型集合住宅」とよぶ)のあり方とその実現方策を総合的に検討することを目的としたものである。本年度は、「町家型集合住宅」の計画に必要な基礎的調査研究を行った。(1)伝統的既成市街地の空間特性分析京都市都心部の伝統的既成市街地の空間特性を市街地の歴史的形成過程を考慮して分析し、その集住空間秩序の内容を具体的に明らかにした。(2)既在集合住宅の敷地・建築特性分析京都市都心部に建設された既存集合住宅の敷地・建築の特性を建築確認申請等の分析を通じて統計的に解明し、当該地区固有の敷地の条件や建築計画の傾向について考察した。(3)地域特性を考慮した集合住宅事例の分析本研究は、主として京都市都心部を対象として行うが、他都市の関連事例を体系的に収集・分析することによって計画上の参考資料を得、また、京都市の特質をより明確にした。その主な課題は(1)短冊状の宅地割の中での計画状の制約の解決と敷地の集約化の併用(2)集合住宅内にコミュニティの形成を促す様な開放的な公共空間を取り込む技法の開発(3)伝統の素養の上にたった創造的な現代デザイン

(4)多様化する家族生活・ライフスタイルへ対応する住宅プランの想定、などが挙げられた。2.「町家型集合住宅」実現化方策の検討「町家型集合住宅」の実現に向けて上記の計画理念をまとめた設計ガイドラインを作成した。それとあわせて住宅政策上の対応策の可能性を検討した。設計計画に対するアドバイスを行える体制づくりや特優賃や公庫などの融資等の積極的活用、といった支援策が「町家型集合住宅」の定着には不可欠であるという提案を行った。
時空特異点の波動によるプローブ

時空特異点の波動によるプローブによって、特異点は波動に対して正則、非正則の二つに分類される。もしダイナミカルなブロセスで非正則な裸の特異点が現れる様な状況は、宇宙検閲官仮説に法って、排除されることが望ましい。このような非正則な裸の特異点発生の排除が、量子効果を考えることで達成され得ることを簡単なモデルにおいて、具体的に量子粒子の計算をして、示した。(A.Ishibashi and A.Hosoya)我々の4次元宇宙が、高次元の反-de Sitter時空の中にあるブレーンとして記述される、いわゆるブレイン宇宙シナリオが近年、盛んに議論されている。このシナリオでは、5次元方向に運動しているダイナミカルな4次元ブレーンの振舞いを議論することが本質的に重要である。このシナリオは、これまでのところ通常の4次元一般相対論に基づく重力理諭と整合している。我々は、この5次元方向の存在が顕著な役割を果たすブレイン宇宙の新しいモデルを提案した。その特徴は、まずRandall-Sundrum modelと違って、はじめに5次元バルク時空は反-de Sitter時空である必要はない。bulk時空で真空泡発生、その膨張とブレーンと衝突する事によって、ブレイン宇宙の有効宇宙項が消え、ブレーン上のンフレーションが終り、ビッグバン宇宙に転じることができる。同時にバルクが反-de Sitter時空になるため、通常の4次元一般相対論的重力が再現されることになる。特に、通常の4次元での真空泡に因るインフレーションの終了と違い、ホライズンスケールを越えて、同時に4次元宇宙が再加熱される。この様に、ブレーン宇宙とバルク内部の真空泡や、別のブレーンとの衝突を用いて我々の4次元ビッグバン宇宙モデルを再現しようとする幾つかのモデルが最近提案されてきた。上述した我々のモデルの紹介とともにその他のブレーンの衝突を用いた理論についてレポートした。(U.Gen, A.Ishibashi, T.Tanaka)また、ブレーンの様な物体が重力とどの様な相互作用をするのかについて、4次元の場合には、線形摂動の範疇でブレーンの揺らぎの自由度が、その自己重力を考慮すると、周りの重力波摂動の自由度で記述されるという、ブレーンのダイナミクスについての、これまでの素朴な予想とは非常に異なる結論がえられていた。我々は、この現象は、一般の次元で起こることを示すとともに、この一見この矛盾する様な現象は、ある状況下では解消することを示した。即ち、我々の提案した、弱い自己重力近似の状況かでは、自己重力を考慮したダイナミクスは、考慮しないテストブレーン近似による運動の解析によって得ることができることを示した。(A. Ishibashi, T. Tanaka)また、ブレーンの様に拡がりをもつ物体と、同じく拡がりをもつ相対論的物体であるブラックホールとの相互作用は非常に興味深い。我々は数値計算の方法を用いて、この二つの物体の共存する静的な時空解が存在することを示し、相互作用について議論した。(R.Morisawa et al.)時空特異点の波動によるプローブによって、特異点は波動に対して正則、非正則の二つに分類される。

即ち、我々の提案した、弱い自己重力近似の状況かでは、自己重力を考慮したダイナミクスは、考慮しないテストブレーン近似による運動の解析によって得ることができることを示した。(A. Ishibashi, T. Tanaka)また、ブレーンの様に拡がりをもつ物体と、同じく拡がりをもつ相対論的物体であるブラックホールとの相互作用は非常に興味深い。我々は数値計算の方法を用いて、この二つの物体の共存する静的な時空解が存在することを示し、相互作用について議論した。(R.Morisawa et al.)
状況のアーキテクチャーへ：相互行為が生み出す共有の場の芸術

本年度は、アートを介した相互行為について、身体や個の表現からでなく、集団やコミュニケーションの視点から接近する事に重点を置いた。その為に、「アホーダンス」という旅芸人の一座のような造語をキーワードに使用することにした。そこには、ヒトが他者や環境を「妙なフルマイ」で誘惑すること、立ち止まり、列を離れ、市場原理や効率化に包摂されることのない無根拠なフルマイの連鎖を生むという意味が込められている。それはまた、当事者として所属する現場から抜け出て、各人があらゆる異なった立場の視点から考えることを促す思考実験でもある。ひとりよがりのアートが、自律や健常への方向づけではなく、共に居ることを仕事とする「ケア」と出会うことで、「アートは誰のものか?」という不可避の問いを経て「生きたアート」の探求へと発展することを期待しての事である。さらにまた、アートという不可解な謎が、ケアの仕事にたずさわる方々に、「もう一つ」の迂回方法を問いかけることになった。ここでのコミュニケーションとは、ミスコミュニケーション、ディスコミュニケーション、対立、放置、離脱をも含んだ集団行為である。着地点を設けず、試行錯誤を続けながらもワークショップを研究者、アーティスト、ケアスタッフ、障害を有するメンバーらと進めた。その過程で、障害メンバーが主役となれる場さえできれば、失敗も成功もなく、それで良いという意識が芽生えた。今回の試みは、障害を同一のものさしで測ることで多様な生の在り方を既存のタイプに包摂してしまう圧力や、作品行為を個人に還元してしまうことで他者や環境とつながる当事者達の「生の文脈」を排除することへの抵抗としての批評行為であったように思う。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。本研究「状況のアーキテクチャーへ:相互行為が生み出す共有の場の芸術、介護、ダンス、建築、デモンストレーション」の目的は、分断された個と社会システムとの間で、いわばその蝶板として機能する、その中間領域で対や組としてはたらきあい、かよいあうような「身体が支え合う状況=共有の場」の構築を目的とするものである。本年度は、「身振りの消失」と「手がかり」:拡張された領野としてのケアに於ける「身体相互行為」をテーマにして主な研究制作を進めた。ここでいう身体相互行為とは、他者や環境への身体による「働きかけ」であると同時に、それへの「応答」を指す。ヒトのからだの動きが、働きかけや、応答として成立する為には、まず、環境や他者の行為の中に埋め込まれた、きざし、手がかりを見出し、自己に関係する場面の中で整える必要がある。そのような、きざしや、手がかりを見出すことができない時、ヒトのからだの動きは、宙に浮いたままで宛先のない無意味な運動となる。例えば、バリアフリーが整備された病院環境で徘徊する記憶障害を伴った高齢者が、一時帰宅した際には、室内で迷うこともなく、炊事場に立ち調理をするなどの事例が報告されている。これは、敷居のない病院に於いては、身体相互行為を成立させる手がかりを見出せなかった患者から消失した身振りが、多様な敷居=手がかりが混在する住みなれた家屋においては取り戻された(身体と環境の相互拡張)ともいえる。以下に、各領域での具体的な調査方法と領域を横断する分析方法を上げる。・身体間に於ける相互行為:身体図式の連鎖、変換、ずれ、離脱、放置の過程・介護の場面での身体相互行為・ダンスの場面での身体相互行為・建築空間での身体相互行為・建築と介護。本年度は、これら異なった領域を共通の手法で包括的に捉えると共に、生きた場面での理論として臨床哲学の立場から概念構築の基盤調査を中心にした研究となった。介護・ダンス・建築・デモンストレーションを「拡張された領野としてのケア」として捉え直すことの発端を捉えることができた意味は大きい。これらにおいては身体相互行為のプロセスをいかにして記述するという事が重要である事が明確になり、通常の画像の記録や解析ツールだけではなく、主観的な経験をコトバで記述する為の多様な手法を発展させる必要があるだろう。

今回の試みは、障害を同一のものさしで測ることで多様な生の在り方を既存のタイプに包摂してしまう圧力や、作品行為を個人に還元してしまうことで他者や環境とつながる当事者達の「生の文脈」を排除することへの抵抗としての批評行為であったように思う。前年度の成果を踏まえ、次年度は、「共有の場」を中心テーマに研究を進める。特に「中間の消失」と「ひきこもる身体」:拡張された領野としてのケアに於ける「共有の場」という方向からの研究制作へと発展させる。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
ミクロデータに基づく企業活動の多角化・国際化・ソフト化に関する定量分析

この研究は,日本企業の特性を事業分野の多角化・国際化(多国籍企業化)・ソフト化(イノベーション)の観点から明らかにした上で,それぞれの特性を規定する要因および相互の関連性を分析することを目的として行われたものである.これらの研究に共通的な点は通商産業省「企業活動基本調査」の目的外使用に関する承認を受けた企業データを分析の基礎としている点である.この研究では,(i)企業の親会社と子会社との関係が研究開発に与える影響に関し,親企業からの技術情報のフローをうける企業は自社の研究開発費の支出が減少し,子会社へ技術情報を流出する企業は自社の研究開発費の支出を増加させていること,(ii)企業の経営資源の蓄積が多国籍化に及ぼす影響に関し,本社における研究開発が生み出すイノベーション・サービス生産の規模は,海外生産のシェアーを低下させ,国内での生産の規模が海外生産に与える影響は,市場により異なること,(iii)負債比率の決定要因に関し,企業の財務行動のうち負債比率について,有形固定資産が多いほど,また企業規模が大きいほど負債比率が高まること,(iv)企業の多角化を促進する要因として,研究開発が正で有意であること,付加価値の有形固定資産に対する比率も正で有意となること等が示された.また,産業格付けが時間の経過につれて変化することから産業毎の集計データとパネルデータでの分析結果に違いの出ること,付加価値額を基準とした企業の産業分類が重要であることなどが明らかにされた.この研究は,日本企業の特性を事業分野の多角化・国際化(多国籍企業化)・ソフト化(イノベーション)の観点から明らかにした上で,それぞれの特性を規定する要因および相互の関連性を分析することを目的として行われたものである.これらの研究に共通的な点は通商産業省「企業活動基本調査」の目的外使用に関する承認を受けた企業データを分析の基礎としている点である.この研究では,(i)企業の親会社と子会社との関係が研究開発に与える影響に関し,親企業からの技術情報のフローをうける企業は自社の研究開発費の支出が減少し,子会社へ技術情報を流出する企業は自社の研究開発費の支出を増加させていること,(ii)企業の経営資源の蓄積が多国籍化に及ぼす影響に関し,本社における研究開発が生み出すイノベーション・サービス生産の規模は,海外生産のシェアーを低下させ,国内での生産の規模が海外生産に与える影響は,市場により異なること,(iii)負債比率の決定要因に関し,企業の財務行動のうち負債比率について,有形固定資産が多いほど,また企業規模が大きいほど負債比率が高まること,(iv)企業の多角化を促進する要因として,研究開発が正で有意であること,付加価値の有形固定資産に対する比率も正で有意となること等が示された.また,産業格付けが時間の経過につれて変化することから産業毎の集計データとパネルデータでの分析結果に違いの出ること,付加価値額を基準とした企業の産業分類が重要であることなどが明らかにされた.
変異型MMP2による骨破壊機序の研究

Matrix Metalloprotainase2 (MMP2)遺伝子の変異は、全身性の骨が溶解する疾患・骨溶解症(Winchester症候群)の原因となる。この疾患が、MT1-MMP遺伝子欠損マウスの表現形ときわめて類似することに注目し、変異型MMP2とMT1-MMPとの相互作用について解析を行った。また、変異型MMP2を過剰発現させたマウスを作成することで、ヒトの疾患との比較を試みた。ヒトMMP2遺伝子変異による骨溶解症(Winchester症候群)の表現系が、MT1-MMP遺伝子欠損マウスの表現形ときわめて類似することは、変異型MMP2がMT1-MMPの機能を抑制する可能性を示唆する。本研究の平成19年度の計画として、変異型MMP2とMTl-MMPとの相互作用の解析を施行した。はじめにHEK 293細胞に、発現ベクターをトランスフェクションすることで、培養上清中にMMP2蛋白が分泌される系を確立した。この系において、ゼラチンカラムを用いて、培養上清よりMMP2を精製・濃縮し、相互作用の解析に使用することが可能となった。次いで、MMP 2前駆体蛋白の特異的精製を行うべく、N末端にFlagタグを付けた発現ベクターの作成を行った。ゼラチンカラムと、Flagタグ親和性カラムを組み合わせることにより、前駆体蛋白を特異的に精製することが可能となる。現在、N末端Flagタグ付きMMP2が、タグ無しMMP2と同様にMT1-MMPおよびTIMP-2と複合体を形成し、活性化をうけることの確認を行っている。N末端に付与したFlagが活性化に影響しないことが確認されれば、N末端Flagタグ付き変異型MMP2蛋白の精製を行い、MT1-MMPとの相互作用の解析を行う予定である。In vitroでの相互作用の解析結果に応じて、平成20年度はN末端Flagタグ付き変異型MMP2のトランスジェニックマウスの作成を行い、in vivoでの相互作用の解析を予定している。以上のような研究計画にしたがい、変異型MMP2による骨破壊機序の解明が進むことが期待される。ヒトMMP2遺伝子変異による骨溶解症(Winchester症候群)の表現系が、MT1-MMP遺伝子欠損マウスの表現形ときわめて類似することは、変異MMP2がMT1-MMPの機能を抑制する可能性を示唆する。本研究の平成20年度の計画として、変異型MMP2とMT1-MMPとの相互作用の解析を行い、変異型MMP2のトランスジェニックマウスを作成した。はじめにHEK293細胞に、発現ベクターをトランスフェクションすることで、培養上清中にMMP2蛋白が分泌される系を確立した。次いで、MMP2前駆体蛋白の特異的精製を行うべく、N末端にFlagタグを付けた発現ベクターの作成を行った。N末端Flagタグ付きMMP2が、タグ無しMMP2と同様にMT1-MMPと複合体を形成し、活性化をうけることを確認した。ついで、N末端Flagタグ付き変異型MMP2のトランスジェニック(Tg)マウスの作成を行った。pCAGGSベクターをベースとした発現カセットを、C57B1/6マウス卵にマイクロインジェクションし、2匹のTgマウスをえた。現在、表現形の解析を行っている。本研究の平成21年度の計画として、変異型MMP2とMT1-MMPとの相互作用の解析を行い、変異型MMP2のトランスジェニックマウスを作成した。変異型MMP2とMT1-MMPとの相互作用として、MT1-MMPが細胞膜上に発現したRANKLを切断する効果に注目し、検討をおこなった。HisタグをつけたRANKLの発現ベクターを作成し、HEK293細胞上にMT1-MMPとともに強制発現させることで、培養上清中に可溶型RANKLが放出される実験系を構築した。しかしながら、変異型MMP2の存在下に可溶型RANKLの放出量の変化はなく、MT1-MMPによるRANKLのsheddingへの阻害効果は認めなかった。またN末端Flagタグ付き変異型MMP2のトランスジェニック(Tg)マウスの作成を行い、2匹のTgマウスを得たため、表現形の解析をすべく繁殖を行った。しかしながら、今回作成したTgマウスは繁殖能力がなく、系統を維持することが困難であったため、精子の凍結保存を行った。

今後、conditional Tgが可能なベクターを用いてTgマウスを作成し、Col1-CreあるいはCol2-Creマウスと交配されることで、骨あるいは関節軟骨に特異的に変異型MMP2が過剰発現する動物実験モデルを構築し、骨破壊機序の解明を行う予定である。
シアシックニング懸濁液のレオロジーと流動シミュレーション

最終年度では,シアシックニングが顕著に見られる濃厚懸濁液を巨視的スケールの数値流体力学として取り扱う計算手法の開発に向けて以下の2つの観点から取り組み成果を得ることができた.1つ目は法線応力差のシミュレーションによる評価とその理解についての進展である.高分子系などの粘弾性流体と異なり,微粒子懸濁液における法線応力差の意味は十分に理解されていなかった.シミュレーションと理論的な考察を行い,懸濁液の第1法線応力差の意味が明確になった.法線応力の役割を理解することは,構成則モデルを導入する際に粘性流体モデルが有効かどうかを判断する材料になる.この研究で,弾性応力の寄与を考える必要があることが明らかになった.2つ目はシアジャミングについての研究である.流れの中で剛性が現れるシアジャミングは,濃厚懸濁液の特殊な流動履歴依存性をもっとも顕著に現している.応力制御のシミュレーションによって,このシアジャミングを再現し,応力軸が変わるとまた流動するというフラジリティを評価することに成功した.この法線応力差とシアジャミングの研究は,懸濁液の特異性を明確にするものであり,本研究計画の目標を達成するためには不可欠な項目であった.初年度では,濃厚懸濁液のレオロジー特性を平面伸長流と単純剪断流で比較することで,シアシックニング挙動の流動タイプ依存性を数値的に評価した.そして,異なる流動タイプの非ニュートン流体応答を統一的に扱うレオロジーの枠組みを導入した.本研究は濃厚懸濁液を非ニュートン流体として捉えて連続体シミュレーションを行うことを目標としていた.しかし,本研究を通じて構成則モデルを導入する前に確認すべき事項が濃厚懸濁液の特異性が認識した.この2年間で3つの側面から調べてそれぞれ論文として報告した.シアシックニングの流動特性を示す濃厚懸濁液について、その巨視的な流動をシミュレーションで実現するには、構成則モデルを考案するか、それに変わるレオロジーのデータベースの構築やマルチスケールシミュレーションなどの実装をする必要がある。本研究は、レオロジーのデータベースを構築するアプローチによりこの問題に取り組んでいる。29年度の研究では、データベース構築の部分で進展があった。濃厚懸濁液系に対し、せん断流と伸長流を任意の大きさの歪みを与えることができる周期境界条件をそれぞれ実装した。それらの流動特性を粒子動力学シミュレーションで再現し、直接比較することが可能となった。その結果、せん断流と伸長流のそれぞれで、どのような微細構造が構築されて流動特性に反映するかを直接比較することが可能となった。せん断流中では、流れによって誘発される秩序化が起こる可能性があるが、伸長流中ではそのような秩序化の可能性はない。この整列化を起こらなくするために、粒径の異なる粒子を混ぜたシミュレーションを行うと、せん断流と伸長流によるレオロジー特性は限定的であることが明らかになった。また、異なる種類の流れを課した時のレオロジー応答について、それを表現する理論的な枠組みが存在しないことが判明した。つまり、従来の定常レオロジーの枠組みはせん断流を想定しており、それ以外の流れに対する流動特性のデータを構築する一般的な方法がなかった。本研究を進める上で、その枠組みは不可欠であるため、その理論的枠組みの構築に取り組み成果が得られた。研究は想定したように順調に進展しているが、定常レオロジー物質関数の一般化という当初予定していなかった研究に取り組む必要があったため、連続体シミュレーションの研究については遅れている。しかし、レオロジー物質関数の一般化は、本研究を超えたより一般的で基礎的な研究成果であるため、計画以上の進展と評価している。最終年度では,シアシックニングが顕著に見られる濃厚懸濁液を巨視的スケールの数値流体力学として取り扱う計算手法の開発に向けて以下の2つの観点から取り組み成果を得ることができた.1つ目は法線応力差のシミュレーションによる評価とその理解についての進展である.高分子系などの粘弾性流体と異なり,微粒子懸濁液における法線応力差の意味は十分に理解されていなかった.シミュレーションと理論的な考察を行い,懸濁液の第1法線応力差の意味が明確になった.法線応力の役割を理解することは,構成則モデルを導入する際に粘性流体モデルが有効かどうかを判断する材料になる.この研究で,弾性応力の寄与を考える必要があることが明らかになった.2つ目はシアジャミングについての研究である.流れの中で剛性が現れるシアジャミングは,濃厚懸濁液の特殊な流動履歴依存性をもっとも顕著に現している.応力制御のシミュレーションによって,このシアジャミングを再現し,応力軸が変わるとまた流動するというフラジリティを評価することに成功した.この法線応力差とシアジャミングの研究は,懸濁液の特異性を明確にするものであり,本研究計画の目標を達成するためには不可欠な項目であった.初年度では,濃厚懸濁液のレオロジー特性を平面伸長流と単純剪断流で比較することで,シアシックニング挙動の流動タイプ依存性を数値的に評価した.そして,異なる流動タイプの非ニュートン流体応答を統一的に扱うレオロジーの枠組みを導入した.本研究は濃厚懸濁液を非ニュートン流体として捉えて連続体シミュレーションを行うことを目標としていた.しかし,本研究を通じて構成則モデルを導入する前に確認すべき事項が濃厚懸濁液の特異性が認識した.この2年間で3つの側面から調べてそれぞれ論文として報告した.せん断流と伸長流を比較したことにより、法線応力差に関する新しい知見が得られた。この研究成果も当初予定していなかったものだが、研究結果を早急にまとめたい。

また、共軸二重円筒間のクエット流の問題についても連続体によるアプローチで取り組む。2月から3月にカリフォルニア大学サンタバーバラのKITPで行われたdense suspensionについての長期滞在型の研究会に参加したことで、本研究の研究課題の位置付けが明確になった。巨視的スケールの流動について様々な実験が活発に行われており、ミクロなレオロジーだけでは説明できないマクロ現象が複数報告されている。この問題について、数値計算によって早急に検証することが重要だと考えている。その際に、流動特性の非局所性という特徴が存在するかどうかを調べる予定にしている。(1)は現在査読中の論文.