hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
コウノトリはなぜ豊岡盆地で生き残れたのか?-標本と歴史資料が語る生態系のしくみ-

本研究では、国内で最後のコウノトリ生息地となった豊岡盆地の生態系の特性を明らかにするため、生態学的方法と博物館学的方法を用いて、データ解析と分析を行った。生態学的な方法として、円山川の河川高水敷きにおける湿地の再創造に関する操作実験や、行動追跡および冬季における利用実態について市民からの情報を集積して解析を行った。その結果、ワンドを再創造した場所では、魚類個体数は25倍に増加するほか、円山川流域全体の約40%の種が生息できることが確認できた。また、野外での詳細な行動追跡データの解析結果では、1)水深15cm以下で畦近くの湿田に集中すること、2)季節によってホームレンジが変化し、夏場が最も広く、冬場が狭いこと、3)河川本流では、潮位の変動によって水深が約40cm以下になると集団利用し、絶対的な水深ではなく、潮位の低下に呼応する傾向があった。博物館学的方法では、全国のコウノトリ標本の把握と分布記録の集積を行い、412地点(721記録)を収集し、生息適地モデルによる解析を行った。その結果、海岸近くの低地および河口干潟の存在が立地の好適性に寄与することが分かった。次に、コウノトリ標本の安定同位体による海起源寄与についての分析を行うために、豊岡市河口域および内陸部においてアオサギ類の羽の炭素・窒素・硫黄の安定同位体分析を行った。しかし、これらの結果では、データ分散があまりに大きく、残念ながら評価には至っていない。これらのアプローチを統合する形で、コウノトリが頻繁に利用する地区において、地域住民の参加による小規模な自然再生を実施した結果、簡便な方法でも両生類の生息密度を回復できることを示し、ツーリズムとしての自然再生への参画可能性について検討した。最後に、こうした取り組みについて、人と自然の博物館において、企画展「コウノトリがいる風景」を開催し、市民から提供を受けた写真資料や収集資料の公開、研究成果の発信を行った。本研究では、兵庫県豊岡市においてコウノトリの生息環境に関する包括的な理解と自然再生事業を推進するための方法論として、博物館の標本活用、地域と連携した調査および学習会の実施、簡便な自然再生方法、そして野外展示を通じた情報発信について手法開発するものである。初年度においては、当研究の基盤整備と位置付けて、以下の研究をおこなった。まず、全国の博物館ならびに各地公民館に残されたコウノトリの標本や分布情報を集約して、空間データベースとして整備した。羽の標本からの安定同位体測定という観点からは、サギ類のものを用いて計測試験を行い、適正なサンプル量等について検討した。さらに、円山河川敷きにおける生息地の選好性を把握するための、調査デザインの設計等をおこなった。次に、地域連携に関する面では、豊岡市と連携し、全6回の市民勉強会を開催して、野外展示の制作のための知識共有を図った。なかでも、コウノトリの餌場を効果的に維持するための方法として、ソーラーパネルと小型ポンプを用いた冬季湛水手法により、手軽な自然再生方法と野外展示を兼ねた方法論を開発することができた。今年度実施した内容は、以下の5点である。1点目は、標本情報および分布、飛来情報の収集である。まず、コウノトリ標本の所在確認として、山階鳥類研究所および地方博物館での所在情報を収集整理した。さらに、全国の野鳥愛好家から意見収集および文献記録調査を行い、コウノトリの1950年代以降の分布情報を整理した。また、豊岡市内における目撃記録の整理と観察情報のデータベース化、古写真の整理を行った。2点目は、鳥類標本の羽柄における安定同位体の測定である。

アオサギ標本をもとに試験測定を行ったが、結果が不明瞭であった。3点目は、生息適地モデルの開発である。コウノトリが海岸近く、特に湿地や河口部のマングローブ林において出現していることから、沿岸部の景観特性を記述する指標、内湾度を開発し、生息場所の評価を全国レベルで行えるよう手法整備した。また、地域レベルにおける森林環境の評価を行うために、竹林分布拡大モデルを作成し、市民レベルでの竹林抑制手法の提案をとりまとめた。4点目は、現地における自然再生事業の評価・検証である。円山川高水敷の掘削効果に関する生物相調査の実施、加陽地区休耕田におけるコウノトリの採餌行動解析、田結地区におけるアカガエル類の分布調査を実施した。また、簡易な水田魚道とソーラーパネルを組み合わせた設置技術の開発をおこなった。5点目は、企画展示の準備および野外展示の実施である。企画展および現地ツアーの企画および資料とりまとめを行った。また、六方川沿いに現地パネルを設置し、樹脂封入標本を飾れるようデザイン・整備した。これまで収集してきた画像や分布や行動に関する知見、自然再生の取り組みを元にして、人と自然の博物館にて写真を中心とした企画展示を開催した。野生のコウノトリの分布記録の紹介や各地での観察事例をパネルにて紹介するほか、フォトフレームによる映像展示の技法を適用した。一方で、収集した分布記録や標本情報は、データベース化を完了させて、全国での野生コウノトリ飛来に関するポテンシャルマップや円山川の生態系評価について、エントロピー最大化モデルや各種統計モデルにて推定した結果、海岸近くの低地で、水田の密集規模が大きい場所の寄与が大きいこと、主要な干潟や河川河口部の寄与が大きいことが分かった。これは、河川や干潟と隣接してまとまりのある水田が存在することが生息地として適することを意味し、豊岡と類似する場所として福井県北部、千葉県南部が挙げられた。自然再生に関する取り組みでは、野外看板の設置や市民参加型の自然再生を実施したほか、高水敷掘削やわんど造成の効果を検証した。高水敷き掘削により、水深30センチ以下の浅瀬の創出がコウノトリの飛来に影響し、潮の干満が飛来に関連することが分かった。ワンドでは、半閉鎖型となるワンドがコウノトリの餌生物の現存量や種数を高めることが分かった。安定同位体によるコウノトリ標本の分析については、類似のサギ類の羽を用いて分析を行い、炭素、窒素、硫黄、ストロンチウムから由来期限の解析を行ったが、前処理に課題があるため測定誤差が大きく、通常の方法で対応できないことが分かった。この点は、現在も各種研究機関と協力して測定方法を模索しており、方法論の見直しを余儀なくされた。
フラクタルによる岩石の異方性の定量化とその破壊強度への応用に関する研究

【目的】岩石のもつ微視構造がその力学挙動に与える種々の影響のうち、本研究はその異方性を取り上げ、強度の異方性と岩石の示すフラクタル性との相関を検討することを目的としている。フラクタル次元に関してもさまざまな次元が提案されているが、どの様なフラクタル次元がどの微視構造とより良い相関を示すか、また、強度との関係はどうか、さらに、フラクタル次元同士の相関などまだ未検討のものも多い。そこで本研究では岩石の二三の微視構造のフラクタル性とその強度との関係を異方性(石目・堆積面)をパラメータとして検討した。【本年度の研究経緯と成果】比較的顕著に異方性を示す岩石として花崗岩と溶結凝灰岩を取り上げ、これらの微視構造にフラクタル次元を適用してそのフラクタル性の程度や異方性を比較した。すなわち、花崗岩においてはマイクロクラックの分布についてその配向の次元および鉱物結晶粒の形状の次元を求めた。また、凝灰岩では空隙に関する形状の次元を求めるとともに、両岩石ともに圧裂強度試験を基本としてそのフラクタル次元と異方性の関係を調べた。なお、圧裂試験は破壊面の方向をいわば指定する試験であるので、異方性によるクラックの伝播方向等を調べるためには必ずしも適当ではない。そこで溶結凝灰岩については厚肉円筒試験片のスリーブフラクチャリングを大気圧下で実施したが、これは地熱開発のための水圧破砕に及ぼす異方性の影響を知るための基礎的知見をあたえる。得られた主な結果は次のようである。(1)花崗岩や溶結凝灰岩のクラックには配向の次元、鉱物や空隙には形状の次元が圧裂強度や異方性のパラメータになり得る可能性がある。(2)あらかじめシミュレーションで検討しておけば、次元の値からを他のパラメータが求められる。(3)溶結凝灰岩の大気圧下のスリーブ破壊強度と破壊伝播方向の異方性は圧裂強度のそれと共に正の相関がある。
不浸透域と浸透域が混在する流域の降雨流出時性と流出シミュレーションに関する研究

流域の都市化が進むにつれて不浸透域が急増し,これに伴って降雨の流出性状が急激化し,強雨時に出水はんらんを起こす地域が多くなってきている。本研究では、このような不浸透域と浸透域が混在する都市化地域の雨水流出特性を,調査流域における実測結果をもとに詳細に調べ,このような流域に対する流出システムのモデル化と流出シミュレーションについて検討を加えた。結果の概要は次の通りである。1)、神戸市域に不浸透域と浸透域が混在する調査流域を設定して、水文観測,流域システムの実態調査,出水時の流量観測を行って,降雨流出特性を把握するための基本データを得た。2)、調査流域一帯にこれまで発生した強雨時の流出,はんらん水に関する資料,特に1989年9月14日の秋雨前線豪雨による出水資料を収集,解析してこの地域の降雨流出特性,排水路システムにおける溢水はんらんのプロセスを明らかにした。3)、降雨損失特性は不浸透流出面であるか,浸透流出面であるかにより大きく変わる。不浸透面における降雨損失は凹地貯留により,浸透面でのそれは凹地貯留と地中への浸透によるものとして降雨損失モデルを組み立て,モデルパラメーターの値を抽出した。4)、不浸透域と浸透域が混在する流域の雨水流出プロセスを組み入れた流出シミュレーションモデルを構築し,その適用性について詳細な検討を行った。さらに,こうした流出シミュレーションの簡易化について,等価流域モデルを用いる方法を提示した。5)、流域における不浸透面の増加が,豪雨によるはんらんを伴う流出特性にどのように影響するかを,流出シミュレーションモデルを用いて調べた。これらの結果は水害危険度の評価に有用である。6)、LAND SATのTMデータを用いて,都市化地域の広範な地被特性をとらえる簡易法を提案した。これによると,土地利用判別の解析に要する時間がかなり短縮される。神戸市域に不浸透域と浸透域が混在する調査流域を設定して既設の水文観測網を整備し、精度の高い水文・水理データが得られるようにすると共に、流域システムの実態調査、出水時の現地観測を行って、以下に述べる研究成果を得た。1本年度観測した降雨、流出データを解析、処理し、降雨ハイエトグラフと流出ハイドログラフとして表した。また、本年度以前の主要な降雨、流出データについても、今年行った流量観測の結果を用いてグラフ化し、降雨流出シミュレーションを行うための基本資料を得た。2調査地域一帯にこれまで発生した強雨時の流出、はんらんに関する資料、特に平成元年9月14日の秋雨前線豪雨による出水資料を収集、解析した。これらをもとに、丘陵都市域の降雨流出特性、排水路システムにおける溢水はんらんのプロセスを明らかにした。また、低平都市域の出水についても関係資料を収集した。3不浸透面と浸透面からなる流域の流出面構成諸量、ならびに排水路システムの水理諸量を求め、これらをもとに詳細な基準流域モデルと、さらに簡易化した等価流域モデルを構成した。4流出の各プロセスを再現できる流出シミュレーションモデルを構築し、これを調査流域に適用してこのモデルを吟味し、実用上十分の精度で流出特性を再現できることがわかった。また、有効降雨を決めるための雨水損失特性についても、不浸透域と浸透域に分けて取り扱い、それらのモデルパラメータを決定した。5この他、さらに流域規模の大きい一河用流域の地表水から地下水までを含む水循環システムのモデリング河川水位と沿岸地下水流の関係についても検討した。神戸市域に設定した調査流域について、昨年度にひきつづき、降雨・流出の観測、流域構成諸量および雨水流出システムに関する実態調査、出水時の流量測定等を実施し、不浸透域と浸透域が混在する流域の降雨流出特性に関係する基本資料を収集、解析した。

これらの結果をもとに、以下に述べる研究成果を得た。1、不浸透域と浸透域が混在する流域の降雨損失特性を実用の立場から検討した。調査流域は和風屋根、ビル、道路、駐車場からなる不浸透流出面と草地、裸地からなる浸透流出面とで構成されており、不浸透面での降雨損失は凹地貯留により、浸透面でのそれは凹地貯留と地中浸透によるとして降雨損失モデルを組み立て、上述の解析データをもとに、モデルパラメータ値を求めた。これらの値は、都市化地域の降雨損失特性を評価するうえにきわめて有用なものとなる。2、既往最大級の1989年9月14日秋雨前線豪雨出水を中心に大規模出水の実態を調べ流出、はんらん特性を調べた。3、不浸透域と浸透域が混在する流域の雨水流出プロセスを組み入れたシミュレーションモデルを構築し、上述の解析データを用いて、モデルパラメータを同定し、さらにこうしたモデルの適用性についても、出水規模別に検討を加え、適合度の高い結果をえた。4、こうした詳細な流出シミュレーションモデルの簡易化をはかるため、等価流域モデルを導入した実用的なシミュレーションモデルを提示した。これによって使用目的に適した解析精度をもつシミュレーションモデルを組み立てることができ、解析コストを下げることが可能となった。5、流域における不浸透面の増加が豪雨によるはんらんを伴う出水特性にどのように影響するかを、シミュレーションモデルを用いて調べた。こうした結果は、都市化の進展、都市整備の進捗に伴う出水はんらんの変化を予測し、これが対策を立てるうえに役立つものである。6、農地の宅地化等変化の激しい広範囲の都市化地域の地被特性をとらえる方法としてリモートセンシングデータを活用し、LANDSATのTMデータによる土地利用判別の簡易法を提案した。これによると、解析に要する時間がかなり短縮される。
超撥水表面を利用した溶存ガス高感度検出および液体高効率分離

フッ素系両親媒性高分子を用いて2種類の溶媒と混合し溶液を作製した。基板上に溶液を滴下し溶媒を蒸発することで数百ナノメートルの直径からなる粒子が集合した薄膜が作製できた。この粒子薄膜上の表面濡れ特性を検討したところ、水の接触角162度であるのに対し、ヘキサンの接触角53度など溶媒によって大きく接触角が変化することを明らかにした。溶媒分離のための薄膜の機械的強度向上が今後の課題である。フッ化炭素を側鎖に有するフッ素系両親媒性高分子poly(N-1H,1H-pentadecafluorooctyl methacrylamide)(pC7F15MAA)を合成し、ナノ粒子からなる粒子薄膜形成条件を検討した。合成したpC7F15MAAを良溶媒であるハロゲン系溶媒AK-225と貧溶媒酢酸の2種類の溶媒からなる混合溶媒に溶解し、基板上にドロップキャストすることで数百ナノメートルからなるナノ粒子が凝集した薄膜を形成することを見出している。AK-225と酢酸の混合比を変えて粒子薄膜形成能を検討したところ、混合比が4:1から1:5の間で粒子薄膜が形成されることを突き止めた。さらに混合溶液濃度について調べたところ、低濃度では粒子薄膜表面を覆うようにシート状の薄膜が形成され、高濃度ではひび割れが生じた。検討の結果、0.5wt%が薄膜形成に最適濃度であることがわかった。15種類の異なる溶媒を用いて接触角を調べたところ、ハロゲン系溶媒やトルエンに対し混合比によって溶媒に対する接触角が異なることがわかった。この点についてはさらなる検討が必要である。いずれの場合も水に対しては接触角が150度以上の超撥水表面となった。非相溶性溶媒(AK-225と水)中においてpC7F15MAAがミセルを形成することを利用して平均直径50 nmのナノ粒子が作製できることを見出した。AK-225と水中で形成されるpC7F15MAAミセルが直径280 nmの大きさを有すること、臨界ミセル濃度がモノマー換算で0.02mol/Lと求められ、低分子フッ素系表面活性剤と同等であることに着目し、pC7F15MAAナノ粒子が一つのミセルから形成されることを突き止めた。アミド結合を有したフッ素系両親媒性高分子を合成し、混合溶媒を使用することで超撥水性を示し、多孔質の粒子薄膜の作製条件を明らかにすることができた。昨年度までフッ化炭素鎖を有するメタクリルアミド系モノマーからなるホモポリマーをフッ素系両親媒性高分子として用い、ナノ粒子薄膜の作製およびその表面特性を検討した。本年度はピレンをコモノマーとして組み合わせた共重合体を合成した。導入率1%、3%のものが得られ、分子量をMALDI-TOF/MSで求めたところ、いずれも3000-10000ぐらいの範囲であることがわかった。このポリマーをAK-225と酢酸の混合溶媒に溶解し、種々の混合比の溶液を調製した。ドロップキャスト法による成膜の検討の結果、わずか数パーセントのピレン導入量でもナノ粒子薄膜の形成に大きく影響を及ぼすことが明らかとなった。AK-225溶液中の共重合体の発光は、希薄溶液でモノマー発光のみとなる(ホモポリマー:コポリマー=97:3(wt/wt))のに対し、ナノ粒子薄膜の場合、エキシマー発光が認められた。ホモポリマーと混合することで、モノマー発光のみが観測されるようになった。エキシマー発光はモノマー発光ほど酸素に敏感ではない。これらのことは、ポルフィリン白金錯体による溶存酸素センサーの導入率が3X10<super>-4</super>(mol%)と同様に少量の発光性物質で応用可能であることを意味し、発光性物質の導入率の最適化が必要であることを示唆する。ピレン含有コポリマーナノ粒子薄膜の表面濡れ特性について、アルコール系溶媒の接触角がホモポリマーの場合とは大きく異なった。今後表面濡れ特性と化学的表面組成との関係を明らかにする必要がある。フッ素系両親媒性高分子について、ホモポリマーだけではなくコポリマーとしての粒子薄膜制御能について検討する。さらに、フッ素系両親媒性高分子の合成方法をラジカル重合のみならず、高分子反応などについて検討する。高分子光機能当初計画していたよりも物品費が抑えられたため。本年度は、消耗品および成果報告や共通機器利用により有効に予算執行を行う。
医療者・患者関係の転換と患者の主体化に関する現状分析と理論開発

2年間にわたり、医療者・患者関係の転換と患者の主体化に関する様々な実証研究と理論研究を行ってきた。その結果を、以下のような構成の報告書にまとめた。I.序論:「医療者・患者関係」研究の構造と分類III.医療における意思決定過程と患者参加:医療過誤訴訟にみる「説明」と医療者-患者関係/出生前診断に対する産婦人科医・小児科医の態度/出生前診断の説明実施率と検査実施率および妊婦の意思決定/Citizens' Assertiveness towards Participation during Medical Consultations/「自己決定/自己決定権」概念の再検討/意思決定過程参加に対する患者の意向調査の臨床的・社会学的意義と方法論的限界/IV.新しい医療者・患者関係ならびに医療職種間の関係:ナラティヴ・セラピー-病者・看護者関係の新しいかたち/自立生活を志向する障害者と介助者の関係にみられる新しい援助者-被援助者関係/療養環境における患者の準拠枠の変化/患者満足度調査の問題点と近年の新たな展開について/がんの遺伝カウンセリング-社会心理的側面から-/医師と看護婦の協働性の概念と測定方法/総合病院に勤務する看護婦のキャリア志向とその関連特性に関する研究/V.では、6つの英文の関連基本文献を紹介し批評した。初年度は、患者の主体化・自律化を軸にした転換が迫られている日本の医療者・患者関係に関して、多角度からの実証研究と理論研究を行った。1.医師・患者間コミュニケーションに関しては、癌診療場面における医師・患者間相互作用のRIASによる分析と、患者の評価による医師のコミュニケーションスタイルが癌患者の受診後の心理に及ぼす影響の検討を行った。2.医療における意思決定過程に関して、一つは、日本における医療過誤訴訟事例の検討による説明の限界と医療者・患者関係の課題に関する医療社会学的研究、もう一つは、米国における生命維持治療停止についての患者の意思表示確認手続に関する文献的資料に基づく考察を行った。3.医療過程における患者参加に関して、医療者側の調査としては、羊水検査による出生前診断に対する産婦人科医・小児科医・助産婦の態度とその関連要因に関す研究を行ない、患者・市民側の調査としては、ALS患者の呼吸器選択に際しての意思決定に関する聴き取り調査と、診療場面での患者参加に対する市民の意向と躊躇及びその関連要因に関する研究、さらに、基礎的な調査・分析として、成人患者の入院生活に対するイメージと準拠枠及び係留の変化に関する研究と、入院患者に付き添う家族の基本的ニーズに関する調査を行なった。4.新しい医療者・患者関係に関して、一つには、医療者・患者の共同作業としてのナラティブ・セラピーに関する理論とインタビュー調査による実践上の課題の検討、もう一つには、自立生活を志向する身体障害者における他人介助者との新しい援助者・被援助者関係の特徴とその構築のための方略とスキルの把握・解明を行なった。最終年度は、初年度以来行ってきた実証研究と理論研究を、相互の関連づけを図りながら、以下のような構成の報告書としてまとめた。I.総論:「医療者・患者関係」研究の構造と分類III.医療における意思決定過程と患者参加・・・・医療過誤訴訟にみる「説明」と医療者-患者関係/出生前診断に対する産婦人科医・小児科医の態度/ALS患者における呼吸器具選択と意思決定/Citizens'Assertiveness towards Participation during Medical Consultations/「自己決定/自己決定権」の概念の再検討/意思決定過程参加に対する患者の意向調査の臨床的・社会学的意義と方法論的限界/IV.新しい医療者・患者関係ならびに医療職種間の関係・・・・ナラティヴ・セラピー-病者・看護者関係の新しいかたち/自立生活を志向する障害者と介助者の関係にみられる新しい援助者-被援助者関係/療養環境における患者の準拠枠の変化/患者満足度調査の問題点と近年の新たな展開について/医師と看護婦の協働性の概念と測定方法/総合病院に勤務する看護婦のキャリア志向とその関連特性に関する研究/V.付録:関連基本文献の紹介・検討。
ゼオライト分離膜の開発

ゼオライト膜の合成条件を確立し、透過、分離、反応試験に境するアイテムを揃えることを目標とした。合成方法は、乾燥ゲルを有機結晶化剤蒸気や水蒸気中で結晶化させる方法(ドライゲルコンバージョン法)を用いた。検討したゼオライトは、SiO_2/Al_2O_3=50とローシリカなMFI型ゼオライトであり、平均細孔径0.1μmの多孔質アルミナ平板上に製膜した。原料ゲルの調製条件、ゲルの製膜条件、結晶化条件などを詳細に検討し、緻密な膜の調製条件を検討した。特に、緻密な膜の合成条件はアルカリ濃度であった。Na_2O/SiO_2=0.191.14、H_2O/SiO_2=40120の範囲で結晶化を検討した。Na_2O/SiO_2=0.32-0.41、H_2O/SiO_2=80にて緻密なMFI膜が得られた。l,3,5-トリイソプロピルベンゼン-(TIPB)の透過流束は測定限界(1×10^<-10>mol m^<-2>s^<-1>Pa^<-1>)以下であった。TIPBはMFI型ゼオライトの細孔より大きく、TIPBの透過は膜が緻密でないことを表している。断面SEM観察より、膜の緻密な部分はアルミナ支持体とゼオライトのコンポジット層であり、コンポジット層の厚みが膜の緻密さに影響を与えていることが示された。また、単成分ガス透過試験では、二酸化炭素の透過速度が窒素やメタンより大きかったため、Knudsen拡散以外の透過機構の寄与があることが示された。原料ゲルのSiO_2/Al_2O_3=50とローシリカなMFI型ゼオライト膜の開発に成功し、TWBの透過試験より緻密な膜であることを示した。まずゼオライト膜の合成条件を確立し、透過・分離・反応試験に供するアイテムを揃えることを目標とした。乾燥状態のゲルを有機結晶化剤蒸気雰囲気下で結晶化させる方法(気相輸送法)により、SiO_2/Al_2O_3比=1000のMFI型ゼオライト膜を平均細孔径0.1μmの多孔質アルミナ平板に製膜した。いずれの条件もそれぞれ膜の物性に影響するが、特に緻密な膜の合成に重要な条件は原料中のアルカリ濃度であった。アルカリ濃度が充分でない場合には、原料ゲルの加水分解が充分に起こらず、また高すぎる場合には加水分解が優先して起きるため、ゼオライト骨格の形成が起きなかった。アルカリ濃度Na_2O/SiO_2比=0.13-0.23の範囲で緻密な膜が得られた。ピンホールフリーの膜を含めて、ピンホールの濃度の異なる膜を用いて、無機ガス(ヘリウム、窒素、二酸化炭素、メタン)透過試験、ベンゼン/n-ヘキサンの浸透気化分離試験を行った。無機ガス透過試験では、ピンホール濃度が減少するほど、無機ガス透過流束は大きな正の温度依存性を示した。また、各ガスの透過流束の差も大きくなる傾向にあった。ベンゼン/n-ヘキサンの浸透気化分離試験においては、ピンホールがわずかでも存在すると全く選択性を示さなかった。ピンホールフリーの膜では、等モル混合物で5程度の分離係数を示した。以上の結果は、ピンホールが分離に対して決定的に悪影響を及ぼし、分離機能の発現にはピンホールの制御、すなわちゼオライト結晶粒界の制御が本質的に重要であることを示している。
遺伝子改変マウスとウイルスによる抑制性ニューロン選択的遺伝子発現システムの構築

脳は興奮性と抑制性のニューロンから構成されるネットワークの集まりからできている。抑制性ニューロンはGABAニューロンとグリシンニューロンに大別される。一方、様々な機能プローブや蛍光タンパク質が開発され、神経回路研究に利用されている。しかし、特定のニューロンに限定して機能プローブを十分量発現させたり、発現のON/OFFを制御することは容易でない。そこで本研究では、テトラサイクリン発現誘導システムを利用し、遺伝子改変マウスとウイルスベクターとを組み合わせ、抑制性ニューロン全体、GABAニューロン及びグリシンニューロン選択的に機能プローブや蛍光タンパク質が発現するシステムの構築を目指した。GABAニューロン選択的遺伝子発現システムに関しては、GABAニューロン特異的にテトラサイクリントランスアクチベーター(tTA)が発現するGAD67-tTAノックインマウス海馬にテトラサイクリン応答因子を含むプロモーターの下流にGFP遺伝子を配置したアデノ随伴ウイルス(AAVウイルス)を注入し、5日後にGFPの発現を検討した。GABAニューロンの分布に類似したGFP陽性細胞の発現分布を観察した。その際に、個々のGFP陽性細胞では強いGFP発現が観察された。一方、AAVウイルスを注入した野生型マウス(コントロール)海馬ではGFPの発現が検出されなかった。従って、海馬においてもウイルス注入後短期間で十分量の遺伝子発現が可能であることが示唆された。グリシンニューロン選択的遺伝子発現システムに関しては、グリシンニューロン特異的にtTAが発現するGLYT2-tTAノックインマウスの作製が完了し、繁殖させた。抑制性ニューロンを蛍光タンパク質で標識した遺伝子改変マウス、トランスジェニックラットの利用により飢餓反応に関与する神経回路の解明や小脳グロビュラー細胞の薬理学的特性の解明などに貢献した。28年度が最終年度であるため、記入しない。抑制性ニューロンはGABAニューロンとグリシンニューロンに大別される一方、様々な機能プローブや蛍光タンパク質が開発され、神経回路研究に利用されている。そこで本研究では、テトラサイクリン発現誘導システムを利用し、遺伝子改変マウスとウイルスベクターとを組み合わせ、抑制性ニューロン全体、GABAニューロン及びグリシンニューロン選択的に機能プローブや蛍光タンパク質が発現するシステムの構築を目指している。GABAニューロン特異的にテトラサイクリントランスアクチベーター(tTA)が発現するGAD67-tTAノックインマウス大脳皮質にテトラサイクリン応答因子を含むプロモーターの下流にGFP遺伝子を配置したアデノ随伴ウイルス(AAVウイルス)を注入し、3週後にGFPの発現を検討した。さらに、GAD67-tTAノックインマウスおよび野生型マウス(コントロール)の小脳皮質にAAVウイルスを注入し、1週後と3週後にGFPの発現を検討した。その結果、1週後のGAD67-tTAノックインマウスにおいても強いGFPの発現が観察され、野生型マウスではGFPの発現が検出されないことから、ウイルス注入後1週間で十分量の遺伝子発現が可能であると考えられた。グリシンニューロン特異的にtTAが発現する遺伝子改変マウスを作製するためにGLYT2-tTAターゲッティングベクターを作成し、ES細胞に導入した。スクリーニングにより、相同組換えがおきたES細胞を同定した。テトラサイクリン発現誘導システムを利用し、遺伝子改変マウスとウイルスベクターとを組み合わせ、GABAニューロン特異的遺伝子発現システムを構築できる見通しが立った。また、大脳皮質や小脳皮質の異なる脳領域でGFPの発現を十分量誘導できることから脳の領域特異的に発現制御できるシステムであることが確認できた。グリシンニューロン特異的遺伝子発現システムについても遺伝子改変マウス作製に向けて順調に進んでいる。グリシンニューロン選択的遺伝子発現システムに関しては、グリシンニューロン特異的にtTAが発現するGLYT

2-tTAノックインマウスの作製が完了し、繁殖させた。抑制性ニューロンを蛍光タンパク質で標識した遺伝子改変マウス、トランスジェニックラットの利用により飢餓反応に関与する神経回路の解明や小脳グロビュラー細胞の薬理学的特性の解明などに貢献した。テトラサイクリン発現誘導システムでは、発現のON/OFFを制御できる可能性がある。そこで、AAVウイルスを注入した遺伝子改変マウスにドキシサイクリンを含む餌を与えることにより、遺伝子発現のON/OFFの制御について検討する。一方、グリシンニューロン特異的遺伝子発現システムに必要なGLYT2-tTAノックインマウスの作製を完成させる。GLYT2-tTAノックインマウスにAAVウイルスの注入実験を行い検討する。28年度が最終年度であるため、記入しない。
神経性圧反射機能を測定するウェアラブル機器開発と日常生活上の健康調査

我々は、日本の超高齢化社会が進む中、ヒューマンIoT(人情報のインターネット化)が在宅介護や予防医学において重要となってくると考えている。血圧はその中でも重要な健康情報である。この血圧は、上りすぎる、もしくは下がりすぎると、圧反射と呼ばれるメカニズムで標準状態へ調節される。我々は、このメカニズムにおける1)心臓、そして2)血管の働きを非侵襲的に測定する技術を開発し、3)そのためのウェアラブル測定機器や4)装着用具を作製した。本研究では、これらの新規技術を使い、若年者の睡眠状態と疲れの一因を見出した。病気を予防し健康的に日常生活を送る上で、家庭環境における健康状態が常時評価され、また管理されることが近年重要視されている。その中でも、血圧は血管健康指標として認知されている。本研究の代表者は,この血圧を一定に保持する自律神経機能である、圧反射機序の副交感自律神経機能(神経性圧反射機能)を,器質的血管硬化度の影響を受けずに評価する脈波解析技術を特許出願している(特願2013-074027)。この技術は光センサーを使った脈波信号だけで、血圧調整に直接関わる自律神経機能を毎時計測できるため、日常生活における血圧状態の一部を常時知ることのできる非常に小型な機器作製が可能な点に特徴がある。本研究では、この神経性圧反射機能の新規測定法を用いたウェアラブル機器開発と、これを使用し、日常生活における健康状態とその寄与要因を評価・解明するための調査を、若年者を対象に実施する。血圧調節に関わる神経性圧反射機能は、起床ー睡眠の日内リズムに深く関係しているだけでなく、姿勢変化や精神的ストレスなどに対処する脳の働きによっても影響される。個々人によって様々に異なる日常生活と自律神経機能の経時的な特徴を把握し、心理特性・状態検査を含む様々な健康状態との関係をより詳細に調査することで、若年者における心身の健康状態に関わるより多くの知見収集と、将来の大規模調査への足掛かりとしたい。本研究は、実験室環境のみならず家庭環境において血圧調整機能を常時測定できるウェラブル機器を開発することで、健康問題に関わる諸研究を、日常生活上の調査研究にまで幅を広げることができる点で意義がある。また本研究が進展することで、将来的に、この機器を発展させ一般家庭における予防・先制医学や、看護・介護分野での応用が期待される点でも、今後の研究および事業展開等において重要である。平成27年度の研究課題は、予算の減額に合わせ研究計画を若干変更し、神経性圧反射機能を日常生活上で連続測定するウェアラブル装置の開発を優先した。予備調査を重ねたところ、日常生活環境における体動の影響が予想以上に大きいため、これを軽減する光センサー構造とソフトウェア上でのノイズ除去方法を新たに考案し、試作を繰り返した(特許技術に当たる可能性があるため、光センサー構造および方法に関しては非公開)。現在、最終案を基に試作機を作製し、動作確認と予備調査を行っているが、はげしい運動をしない日常生活であれば体動の問題はほぼ解決できていることを確認済みである。なお、この試作機では、電気的な環境ノイズを可能な限り軽減し、かつ装着者の負担を減らすため、光センサーで計測される光電式脈波容積信号を無線(Bluetooth)で外部モニター機器へ送信し、外部モニター上で神経性圧反射機能の解析・記録を行う形式に特化して作製した。本研究の代表者は、この血圧を一定に保つために必要な自律神経機能、神経性圧反射の副交感神経機能を、血管の硬さの影響を受けずに評価する脈波解析技術を特許出願している(特願2013-074027)。この技術は光センサを使った脈波信号だけで、血圧調整に直接関わる自律神経機能を毎時計測できるため、日常生活における血圧状態の一部を知ることのできる非常に小型な機器製作が可能な点に特徴がある。本研究では、この神経性圧反射機能の新規測定法を用いたウェアラブル機器開発と、これを使用し、日常生活における健康状態とその寄与要因を評価・解明するための調査を、若年者を対象に実施する予定である。現在までの研究実績としては、日常生活上で測定し得るウェアラブル機器開発を主に実施してきた。現状、ハードウェア面の開発を平成27年度に予定通り完了した。また、予備実験から、長時間計測の結果を自動解析するためのソフトウェアの開発を平成28年度に完成させた。これを使い睡眠中を含めた日常生活中の神経性圧反射機能を計測した若年者の結果を学術大会で発表した。健康とされる若年者においては、睡眠中、日中とは異なり、神経性圧反射機能における副交感神経活動が高まることを確認したことが主な報告内容であり、開発中のウェアラブル機器の有用性を示した。また、予備実験の解析結果から新たな脈波解析技術が必要となり、平成29年3月30日に新規の特許技術を国内出願した(特願2017-067476)。これにより、圧反射に関わる心臓副交感神経活動だけでなく、血管交感神経活動も脈波信号から解析可能となり、日常生活における健康状態をより詳しく評価可能となった。ウェアラブル機器開発において、ハードウェア(脈波計測基板、無線)開発および神経性圧反射副交感神経機能の自動解析用ソフトウェア開発は予定通りに完了した。

当該大学の倫理委員会の承認を得て、これを使った実験から、睡眠中を含めた日常生活中の神経性圧反射機能について若年者の結果を第23回行動医学会学術大会で発表した。健康とされる若年者においては、睡眠中、日中とは異なり、神経性圧反射機能における副交感神経活動が高まることを確認したことが主な報告内容であり、開発中のウェアラブル機器の有用性を示した。また、新たな脈波解析技術として平成29年3月30日に新規の特許技術を国内出願した(特願2017-067476)。これにより、圧反射に関わる心臓副交感神経活動だけでなく、血管交感神経活動も脈波信号から解析可能となり、日常生活における健康状態をより詳しく評価可能となった。ただし、新たに開発した脈波解析技術のソフトウェアへの組み込みが未完であり、実験結果の解析が遅れている(理由1)。また、計画では、平成28年度に若年者の健康状態(血管スティフネス(頸動脈の血管の硬さ)や心理特性)と神経性圧反射機能との関連を調査する予定であったが、ウェアラブル機器開発に関わる新規脈波解析技術開発が必要となったことから、脈波計測の予備実験を優先し未完である(理由2)。さらに、健康関連調査のためには個人間の比較分析を実施するが、そのためには神経性圧反射機能を測定する上でセンサ装着部の標準化が必要であることが判明した。この開発に時間がかかっていることも進歩状況に遅れがでていることの要因である(理由3)。病気を予防し健康に日常生活を送る上で、近年、健康リスクを家庭でも把握することが重要視されてきている。その中でも、血圧は健康に関わる重要なパラメータであり、これを家庭環境で自動的に測定・管理する、さらには、血圧がどのようなメカニズムで調整されているかまで評価できるようになれば、より詳細な健康対策が可能となる。血圧は、圧反射と呼ばれる機能により心臓・血管の主に2種類の自律神経を介して一定に調節されている。本研究では、心臓および血管圧反射機能を非侵襲に測定する新規技術を使ったウェアラブルデバイスの開発と、これを使用し、日常生活における健康状態とその寄与要因を評価・解明するための調査を、若年者を対象に実施した。現在までの研究実績は、1)圧反射に関わる血管交感神経活動の測定技術の開発(特願2017-067476)、2)長時間計測の結果を自動解析するためのソフトウェアの開発・改良、である。最終年度においては、測定部位の形状に個人差があっても日常生活時の圧反射機能が測定できるようにするため、3)光センサーを誰でも簡単に、かつ着けていても気にならない装着方法と測定精度を両立したセンサー構造を開発し、特許出願した(特願2018-064067)。この発明により製作したプロトタイプ機により、若-中年者の日常生活下測定を実施し、4)過度の運動や咀嚼時以外での12時間連続測定に成功した。また、測定結果の分析により、5)睡眠時の圧反射機能の変化と前日の主観的疲労度との関連を認めた(N=8)。さらに、6)心臓・血管圧反射機能の測定結果から、血圧の相対変化を推定する方法を考案し、予備的ではあるが、対応関係を得た。我々は、日本の超高齢化社会が進む中、ヒューマンIoT(人情報のインターネット化)が在宅介護や予防医学において重要となってくると考えている。血圧はその中でも重要な健康情報である。この血圧は、上りすぎる、もしくは下がりすぎると、圧反射と呼ばれるメカニズムで標準状態へ調節される。
オ-リッツ空間上での準線形作用素の実解析学への応用の研究

本年度の研究実績は次のとうりである.関数Φ(t)は区間[0,∞)で定義され,Φ(0)=0である単調増加関数とする.関数Φによって定義されるオ-リッツ空間を,L^Φ(R^n)によって表す.オ-リッツ空間L^Φ(R^n)の関数fの最大値関数Mf(x)が別のオ-リッツ空間L^Ψ(R^n)に連続に作用するための必要十分条件を与える不等式については前年度の報告の中でのべた.この結果は現在アメリカ数学会の数学雑誌Proceedings of the American Mathematical Societyにすでに受理され,1996年度中には出版される予定である.本年度は更に上記の結果を拡張し,荷重を持った積分不等式の証明に成功した.ハンガリーの科学アカデミーの数学雑誌のActa Mathematica Hungaricaに受理され1996年度には出版される予定である.又,上記結果の逆の不等式が成立するための必要十分条件を与えることができた.この結果はポーランドの数学雑誌studia mathematicaに受理され1996年にこれも出版の予定である.上記の結果はいずれも微分作用素や積分作用素の理解への応用ができるものと期待している.又,家本は集合論的位相空間論の立場から無限直積空間に関して次の事を証明した.無限直積空間の稠密な部分空間がorthocompactならばそれはk-metacompactとなる.この結果は1996年2月に京都大学数理解析研究所でのトポロジーのセミナーで発表された.又,馬場は代数の分野で論文を大分大学教育学部研究紀要に発表した.又,緒方は幾何学の方面で,森は統計学の分野で論文を作成中である.本年度の研究実績は次のとうりである.関数Φ(t)は区間[0,∞)で定義され,Φ(0)=0である単調増加関数とする.関数Φによって定義されるオ-リッツ空間を,L^Φ(R^n)によって表す.オ-リッツ空間L^Φ(R^n)の関数fの最大値関数Mf(x)が別のオ-リッツ空間L^Ψ(R^n)に連続に作用するための必要十分条件を与える不等式については前年度の報告の中でのべた.この結果は現在アメリカ数学会の数学雑誌Proceedings of the American Mathematical Societyにすでに受理され,1996年度中には出版される予定である.本年度は更に上記の結果を拡張し,荷重を持った積分不等式の証明に成功した.ハンガリーの科学アカデミーの数学雑誌のActa Mathematica Hungaricaに受理され1996年度には出版される予定である.又,上記結果の逆の不等式が成立するための必要十分条件を与えることができた.この結果はポーランドの数学雑誌studia mathematicaに受理され1996年にこれも出版の予定である.上記の結果はいずれも微分作用素や積分作用素の理解への応用ができるものと期待している.又,家本は集合論的位相空間論の立場から無限直積空間に関して次の事を証明した.無限直積空間の稠密な部分空間がorthocompactならばそれはk-metacompactとなる.この結果は1996年2月に京都大学数理解析研究所でのトポロジーのセミナーで発表された.又,馬場は代数の分野で論文を大分大学教育学部研究紀要に発表した.又,緒方は幾何学の方面で,森は統計学の分野で論文を作成中である.
降水システムの時空間変動

長期間蓄積された衛星搭載降雨レーダデータを活用し,降水システムの積算としての降水気候値の解釈や降水特性に関連する誤差特性の理解を目的とする研究を実施した.サンプリング・リトリーバル誤差の評価,日周変化や年々変化の地域的特徴とその構成要素である降水システムの集合特性の抽出,情報のデータベース化および可視化に取り組んだ.従来の各種降水データと研究期間中にリリースされた新しい衛星プロダクトの誤差特性や降水年々変化等に与える推定誤差の影響等を示した.長期間蓄積された衛星搭載降雨レーダデータを活用し,降水システムの積算としての降水気候値の解釈や降水特性に関連する誤差特性の理解を目的とする研究を実施した.サンプリング・リトリーバル誤差の評価,日周変化や年々変化の地域的特徴とその構成要素である降水システムの集合特性の抽出,情報のデータベース化および可視化に取り組んだ.従来の各種降水データと研究期間中にリリースされた新しい衛星プロダクトの誤差特性や降水年々変化等に与える推定誤差の影響等を示した.本年度は降水システム(以下、PS)データベースVer.1の開発を目指し、始めに個々のPSの定義を再検討した。マイクロ波放射計による降水判定には地表面射出率の正確な推定が必要であり、これに取り組む他研究計画(GPM複合アルゴリズム開発)の進捗状況を鑑みて、現時点ではマイクロ波放射計による降水判定の導入は見送ることとした。衛星搭載降雨レーダの走査端でカットされるシステムについてはフラグを立て、レーダのみで判断できる降水システムの定義と限界を明確にする方針とした。PSデータベースに求められる条件を検討し、次の2点に取り組んだ。ひとつは水文分野の研究者が会したJAXA水循環ワークショップ等でも必要とされていた地表面降水量の高解像度格子データの開発に焦点を当てた。どのような降水システムがどれだけ観測されたかが分かるようPSの規模や降水タイプによって分類したことが本データセットの特長である。この高解像度のPSデータセットを活用するうえで、特にサンプリング誤差の定量的な評価を検討する必要性が生じ、ふたつめのテーマとして降水システムの観測パターンによる推定誤差の評価を実施した。対象を日本近傍に限定してAMeDASデータとの比較を行い、12/18に名大地球水循環研究センターの研究会合で報告した。この比較研究では、地域や季節による誤差の程度を示し、PSのサンプル数だけでなく、衛星搭載降雨レーダの観測特性やアルゴリズムの課題を考慮することが重要であることを例示した。具体的には、冬季に背の低い降水が山岳域で見えにくい可能性が増すこと、夏季に強雨の減衰補正が効きすぎていることなどが示された。本年度は降水気候値を構成する降水システム(以下、PS)群の時空間変化に関する研究、高解像度降水データの誤差・信頼性評価、データベース公開用webの開発を進めた。PS群の時空間変化に関しては、季節変化パターンのクラスター分析や地形性降雨の特徴の抽出に取り組んだ。これらは海陸に渡る衛星搭載降雨レーダ(TRMM PR)が長期間データを蓄積したことによって可能となる局地気候学を例示するものである。高解像度降水データの提供に向けて誤差評価が不可欠であるため、AMeDAS10分値データと同期するTRMM PRデータを用いてサンプリング・リトリーバル誤差の評価を実施した。また、降水統計値が複数のイベントの平均的特徴であるかどうか、インパクトの大きい大規模なPSのスナップショットが偶発的に現れた値かどうかを区別し、サンプリング数および各地域のPS特性の双方に起因する誤差を示した。これらの結果は昨年7月のAOGS年次総会にて発表した。データセットの誤差評価の一環として、観測視野角の違いによるプロダクトの整合性に関する調査も行い、結果をまとめた論文をAMSのJTECHに投稿した。また、TRMM PRのアルゴリズムが改訂される時期と重なったため、新プロダクト候補に関する同様の検証も行い、2011年1月14日にJAXAのテレビ会議にて発表した。これらの解析により、降水の地域分布や年々変化の解釈に影響を及ぼす不確定性が残存していることが示された。熱帯降雨観測衛星搭載降雨レーダ(TRMM PR)によって観測された空間規模で分類した降水システム(以下、PS)群を調査し、大規模PSの瞬時値の痕跡が長期平均値に残存していること、データ蓄積期間とともに高解像度の降水気候値に統計的な解釈が可能となってきたこと、小規模PS群の日周変化等の地域性(島効果等)が見られることを示した。また、気候学的特徴の信頼性を検討するうえで、リトリーバル誤差の補正と新しくリリースされたV7データへの対応が喫緊の課題となったため、JTECHに受理された入射角依存性に関する研究をTRMM PR V7に適用し、特に降水気候値や年々変化の解析における推定誤差の影響を評価した。この結果は、JAXA V.7評価チーム会合、AOGS年次総会、気象学会秋季大会、世界気候研究計画OSC、HyARC/GSMaP研究集会、JAXA/EORC研究会合にて報告し、現在もTRMM PRプロジェクトサイエンスチームと連動して調査を進めている。さらに、PSデータベースを提供するwebを開発した。このwebでは、高解像度の長期平均降水データ(月別、時別、PSの空間規模別)を提供するとともに、これらの情報をGoogle Map上で可視化しており、スライダーを用いた各種分布図の時間変化、透明度を変えた背景の地図情報との重ね合わせ、ズームした高解像度(0.1度)の降水分布を見ることができる。現時点ではパスワード認証を設けてTRMM PR V6で作成した情報を一部ユーザーに公開し、意見を収集している。
強震記録における長周期成分の信頼度向上と長大構造物への適用に関する研究

SMAC-B2型強震計は機械式強震計であるために記録紙上にアナログ記録として得られ、これを数値化する過程の精度の関係でSMAC記録の精度が安定しているのはおおむね0.07-3秒の範囲内とされており、数秒以上の地動成分の信頼度に関しては検討の余地がある。周期5-15秒程度の長周期地動成分に関しては、これを比較的正しくとらえられていると考えられる気象庁1倍強震計(以下1倍強震計とする)の記録に着目し、SMAC記録と比較することがなされたが、1倍強震計記録とSMAC記録の両者を固有周期5秒前後の加速度応答スペクトル(減衰5%)で比較すると、一般に後者の方が前者よりも2倍程度大きいことが報告されている。そこで、本研究においては、運諭省港湾技術研究所(以下港湾技研と称する)との共同研究として地震観測及び震動実験を行い、その結果よりSMAC記録の長周期帯域での精度の劣化の原因を明らかにした。すなわち、SMAC記録の長周期帯域におけるレベルの増大は摩擦と連結バネの複合作用による記録ペンのシフトおよび漂動に起因することが判明した。この記録ペンのシフトおよび漂動はいずれも強震計としては望ましくない成分であり、これれらのノイズを総称してSMACノイズと称すると、SMACノイズは何れも両対数軸上で右下がりである。この記録波形の補正法としては、SMACノイズを両対数軸上で直線で表し、これをSMAC記録のフーリエスペクトルから差し引いてSMACノイズの影響を取り除くことを提案した。ただし、SMACノイズの位相は、元の記録の位相をそのまま用いた。この補正法を用いてSMAC記録を補正した結果、他の強震計による記録と良い対応を示した。この補正法を過去のSMAC記録194成分に適用し、周期10秒までの加速度応答スペクトルの算定法を提案した。本研究ではSMAC-B2型強震記録の長周期帯域に及ぼす種々の影響を地震観測と振動実験から検討し、SMAC強震計の周期特性に関して10秒程度まで信頼に足るものとする方法を示した。さらにこの方法を過去の記録に適用し、得られたデータを用いて加速度応答スペクトルの距離減衰式を提案した。以下に本研究で得られた結果を示す。(1)SMAC記録の加速度応答スペクトルは他の強震記録のそれよりも長周期帯域において2倍程度以上大きくなる。このSMAC記録波形を詳細に検討した結果、肉眼では識別できない程度のゼロ線のドリフトやシフトが生じていることが判明した。このゼロ線のシフトを加速度に換算するとおよそ10galにおよぶ例もあった。(2)このゼロ線のドリフトは、地震計のペンと記録紙の間の固体摩擦に起因しており、SMACの振動系と記録系を連結するバネが十分なバネ定数を有しないために記録ペンを正しい位置まで引き戻すことができないものと考えられる。(3)ゼロ線ドリフト波形のフーリエスペクトルからドリフトを構成する振動数成分を識別し、これをSMAC記録のスペクトルから差し引くことでSMAC記録をほぼ適切に補正することができた。この補正法を用いてSMAC記録を補正した結果は、他の強震計記録とよい対応を示した。(4)過去のSMAC記録194成分を補正し加速度応答スペクトルのアテニュエーション式を提案した。これを土木研究所および新耐震設計法によるスペクトルと比較した結果、土木研究所によるものが全周波数帯域にわたって最も大きな値をとり、おおむね0.12、3秒程度までは提案するスペクトルが他の2つのスペクトルの中間に位置し、それ以上では下回る傾向を示した。
希土類オキソ酸塩の複合化による新規プロトン・電子混合伝導体の開発

価数変化を伴う希土類のオキソ酸塩を母体とし,プロトン-電子混合伝導体の開発を行った。その結果, CePO_4, CeBO_3が水素還元性雰囲気においてプロトン-電子混合伝導体となることを見出した。さらに, Ceの一部を価数安定な希土類イオン(La等)で置換することにより,プロトン,電子導電性の寄与を制御できることが分かった。以上は,水素分離膜など用途に応じた特性のプロトン-電子混合伝導体を創製するための新たな材料設計指針である。プロトン-電子混合伝導性を示すセラミックスは,水素分離膜や燃料電池用電極材料としての応用が期待されている。しかしながら,これらの工学用途の運転条件である高温水素還元性雰囲気下において混合導電性を示す材料はほとんど報告例がない。本研究では,希土類オキソ酸塩の複合化により新規高性能プロトン-電子混合伝導体を開発することを目的とした。前年度には,セリウムオルトリン酸塩CePO_4を母体としたプロトン-電子混合伝導体の開発に成功したが,この系ではプロトンあるいは電子による導電の寄与が使用条件によって決定され,これらを制御することが困難であった。これを踏まえ今年度は,申請者等によって見いだされた希土類オルトホウ酸塩系プロトン伝導体あるいは電子伝導体を複合化し,個々の材料の持つ機能性を調和的かつ協奏的に発現させることにより,プロトンあるいは電子が伝導に及ぼすそれぞれの寄与を制御したプロトン-電子混合伝導体を開発することを目指した。その結果, LaBO_3とCeBO_3の複合体が水素還元性雰囲気においてもプロトン-電子混合伝導体となること,両者の混合比を変えることによりプロトンあるいは電子電導性の寄与が変化すること,が分かった。さらに,同材料における各導電種の伝導メカニズムについても検討し,プロトン伝導は結晶中に溶解したプロトンが結晶格子内を移動することにより,一方,電子電導性は混合原子価状態にあるCeイオンが形成する導電パスを移動することにより生じることを明らかにした。以上の結果から,希土類オキソ酸塩の複合化により,各導電種による寄与を制御したプロトン-電子混合伝導体を開発できることが示された。本研究の成果は,水素分離膜や燃料電池用電極材料など工学的用途に応じた特性を有するプロトン-電子混合伝導性セラミックス創製のための,新たな材料設計指針と言える。工学