hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
炭素・窒素を利用した高強度オーステナイト系ステンレス鋼の水素適合性評価

さらに、水素の拡散速度に及ぼす窒素の影響についても検討したが、拡散速度に窒素の影響はほとんど現れなかった。当初、研究対象とした材料としては、オーステナイト系ステンレス鋼に(1)炭素および窒素を0.2mass%添加した試料と(2)固相窒素吸収法により窒素を0.5mass%まで高めた試料を挙げていた。それら試料の準備は完了し、それらに対して高圧水素チャージを行った試料で実験を進めることができている。これら試料に対して、(A)無加工材では八面体空隙に固溶した炭素・窒素が水素の固溶量・拡散速度に及ぼす影響、(B)圧延材では水素のトラップサイトかつ拡散経路である転位や変形双晶と水素の関係に及ぼす炭素・窒素の影響、(C)時効材では水素固溶量、拡散速度に及ぼす炭化物・窒化物の影響を調査し、炭素・窒素が水素脆化を抑制し得る元素であるかどうかを検討する予定としていた。(A)については実験はほぼ完了し、0.2mass%程度の炭素、窒素ではほとんど影響がないこと、0.5mass%まで窒素濃度を高めるとわずかに飽和水素量が減少することを明らかにした。また、拡散速度には窒素の影響はほとんど見られないという知見も得られた。(B)については、窒素を含有してる場合に転位の水素トラップ能が弱まるという新たな知見を得た。一方で、拡散速度は窒素や転位の有無にかかわらず、同一温度では一定値を示した。ここで、従来オーステナイト系ステンレス鋼では評価が難しかった転位密度をmodified Williamson-Hall/Warren-Averbach法というX線ラインプロファイル解析により定量評価することで、転位密度と飽和水素量、拡散速度の関係を定量化できたことが一つの大きな成果である。(C)については未検討であり、次年度に研究を行う予定としている。初年度は、高圧水素チャージを行った場合の飽和水素量および拡散速度に及ぼす炭素および窒素の影響について主に検討した。固溶した炭素および窒素はそれらにあまり影響を与えないことが示唆されたため、今後は析出させた炭化物および窒化物が飽和水素量や拡散速度に及ぼす影響を検討したいと考えている。また、本来の目的である水素適合性を評価するために、水素チャージした試料に対して引張試験を行うことで、水素脆化特性に及ぼす炭素および窒素の影響を明確化する。その際、電子線後方散乱回折(EBSD)法や走査型電子顕微鏡(SEM)、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いた詳細な加工組織の観察を平行して進め、水素脆化特性の議論を深める予定である。予定よりも試料作製が上手くいったため、繰越分が発生した。次年度では学会発表を積極的に行う予定である。
独立分散合金ナノ粒子の合成とナノペースト配線技術の基盤形成

金属ナノ粒子は、その表面の活性さから、低温において焼結が可能になり、ナノ粒子を保護膜で覆い安定インク化することで、プリンテッド・エレクトロニクスの基本的な配線材料になると期待されている。本研究では、当初銀ナノ粒子に集中して開発を行い、ナノ粒子の保護膜としてドデシルアミンを用いたインクの塗布特性を評価したところ、塗布後の配線のアルコール洗浄により、劇的に抵抗値が下がることを見いだした。結果として、ナノ粒子インクを用いた常温配線技術を世界初の成果として達成し、そのアルコール洗浄反応のおよそのメカニズムを明らかにした。また、応用技術として、マイクロカプセル製造、常温接合技術の開発や、銀配線特性評価などへ展開を行った。ナノメーターオーダーからミクロンオーダーの銀系の金属微細粒子を新規に合成、あるいは入手し、エポキシ系樹脂などに分散させた導電性材料を開発し、微細配線形成における諸特性を評価した。酸化物を出発原料とした超音波を用いたナノ粒子合成では、数nmの微細ナノ銀粒子が均質に合成できた。銀-エポキシ系材料の配線形成を行い、高温あるいは高湿環境での信頼性を評価した。その結果、キュアの温度、時間により配線形成直後の電気特性が左右されるばかりでなく、ポストキュアにより大きく特牲が影響されることを明らかにした。これらの特性変化が、マトリックスであるエポキシ樹脂のキュア度と明確な関連を示すことを見いだし、最適材料・キュア条件設計への指針を得た。市販のナノ粒子ペーストを用いて、粘度等の特性を調整しながらインクジェット配線形成とのマッチングを評価した。インクジェット配線では、基板表面状態に大きく影響を受け、例としてセラミックスの場合には著しい粗面ではインクの吸収による滲み広がりが生じ、鏡面ではインクのはじきや乾燥後の密着の弱さが明らかになった。適度な粗面状態がインクジェット配線の正常な形成に必要なことが見いだされた。ナノ粒子配線のキュアにおける過程を熱分析と微細組織評価により進めた。TEMによる微細組織評価から、ナノ粒子ペーストのキュア過程の粒成長、粒子間結合形成が理解され、ミクロンサイズの粒子には見られない得意な粒成長を示すことが分かった。主としてナノメーターオーダーの銀系の金属微細粒子をカルボン酸銀塩および硝酸銀を出発原料として新規に合成し、インクジェット印刷との適合性を評価した。精製した銀ナノ粒子は、ドデシルアミン等の分子膜で保護し、室温で安定にインク化した。この他の多種類の金属ナノ粒子で現象を確認した。銀ナノ粒子ペーストの場合、分散剤としてドデシルアミン、溶剤にはテトラデカンを用いた。分散状態の銀ナノ粒子は5nm前後の粒径になった。合成した銀ナノ粒子ペーストで配線を描画後、エタノールに浸漬すると、室温において30秒から300秒で金属光沢が得られ金属結合が形成されることが分かった。この浸漬方法で得られた金属配線の高分解能電子顕微鏡観察から、数十秒で分子膜が破壊され、短時間で粒径50100nm程度の銀粒子が凝集したものになっており、分子膜が破られナノ粒子が合体成長し、粒子間にしっかりとした結合が形成されることが分かった。実際に、形成した配線の体積抵抗率は10<^-4>10^<-5>Ωcm台の低い値であり、これは同様な銀ナノ粒子ペーストを180°Cで1-2時間加熱処理したものに相当する。アルコールの他の溶液の効果も各種評価を行い、極性溶媒が比較的効果を有することが判明し、これらの結果から、常温キュアプロセスのメカニズムを提案した。この技術は、活気的な常温配線技術として注目されており、今後、その各種配線等への可能性を探索する予定である。この他、ミクロンサイズの銀粒子を用い、エポキシ樹脂やシリコン樹脂と混合、これらの熱的な特性、衝撃など機械的特性を評価し、母体のキュアの条件がこれらの物性へ大きく影響を与えることを明らかにしている。昨年度の成果として、アミン系分子(ドデシルアミン)を分散剤として数nmサイズの銀ナノ粒子を修飾し、これをインクとしてインクジェットなどで配線形成し、アルコール浸漬を施すことにより、分散剤が外れ銀ナノ粒子が常温において自発焼結して常温配線を可能にすることを示した。今年度は、このメカニズムの解明に取り組み、処理溶媒の種類を分子量を変えたアルコール、水と変化させ、低分子アルコールが効果が大きいこと、アミン分子の溶解度が影響することを明らかにした。また、アルコール浸漬において超音波を負荷することで洗浄効果が促進され、常温において5分間で10^<-5>Ωcmの体積抵抗値を達成することに成功した。ちなみに静置した場合は、このレベルの達成に5時間以上かかる。更に本現象の技術展開としてインクジェット塗布直後の液滴を直接アルコール槽へ射出することで、銀ナノシェルを持つマイクロカプセルを形成できることを発見した。その、シェル構造から、アルコール中での常温焼結の進展メカニズムが推測できることを見いだした。

さらに、応用技術の一環として、銀ナノ粒子インクを銅板上に塗布し、2枚の銅板を貼り合わせることで、銅板の常温接合が出来ることを見いだした。昨年度の成果を受け、銀ナノ粒子インクの常温焼結現象の更なるメカニズム解明と、接合技術への応用を検討した。配線形成した後の浸漬アルコールの温度を室温、40°C、60°Cと振った場合の配線抵抗値の変化を評価したところ、室温と40/60°Cでは初期抵抗変化に大きく差があり、ちょうど分散剤として用いるドデシルアミンのアルコールへの溶解度の変化に対応することから、本現象の大きな駆動力はAgナノ粒子を被覆するアミン分子の洗浄液中の溶解度が大きく影響することが言える。Agナノ粒子の合成において添加するドデシルアミンの添加量を検討したところ、添加量を減じても保存性への影響が少なく、ただし、溶媒とするトルエンの蒸発後は自発焼結が発生ことが分かった。このインクを用いた常温接合の可能性を検討したところ、アルコール洗浄を施さない場合も数分で接合反応が開始することが判明し、常温の配線ばかりでなく常温接合材料としても本技術が大きな可能性を示すことが明らかになった。
ファンデルワールスエピタキシーを用いたC_<60>の超薄膜化とマイクロトライボロジー

本研究では、C_<60>薄膜の構造とマイクロトライボロジー特性、薄膜/基板界面の構造、C_<60>の成長機構を原子スケールで解析・検討し、マイクロマシンのマイクロトライボロジーをターゲットとした独自のアプローチを試みた。マイクロマシン等を対象としたマイクロトライボロジーでは、シリコン(ポリシリコン及びウェハ)やダイヤモンドライクカーボン(DLC)あるいはLIGA膜上へのファンデルワールスエピタキシーを成功させる必要がある。研究室に現有する装置に改造を加えて、室温から200°Cまでの温度範囲でC_<60>膜の成長を試み、MoS_2基板150°Cにおいて良好なエピタキシャル成長を確認できた。更に水素終端処理を施したSi(111)基板を用いた擬似ファンデルワールスエピタキシーを行ったが、この基板ではC_<60>は層状成長をとらず、柱状Islandが成長する事が確認された。本研究で用いた水素終端処理法では基板表面に3種の化学活性の異なる水素状態が存在するため、層状物質基板の場合のような、平滑で不活性な表面を得る事が出来ない事が示唆された。さらにC_<60>薄膜のモフォロジーは、層状成長、結晶状成長にかかわらず、いずれの場合も基板温度の上昇に伴う、ドメイン、Islandサイズの増大と密度の減少が観察された。さらに成長様式に関わらず蒸着量を増やすと多結晶化することが明らかとなった。一般的な結晶状成長では、微結晶の3次元的な合体による多結晶化が生じるが、本研究で行われたファンデルワールスエピタキシー法を用いた層状成長では、基板との相互作用が小さく異なる結晶方位のドメインが形成され、ドメインの成長に伴う2次元的合体による双晶の発生により多結晶化を生じる。そのため、より結晶性の良好なC_<60>単結晶薄膜を多層かつ広範囲に作成するには、結晶方位が同一方向となるようにドメインを層状成長させることが重要であることを示した。フラーレンC_<60>に期待される物性としてスーパー固体潤滑剤あるいは表面保護膜への応用が考えられている。ダイカルコゲナイドである二硫化モリブデン(MoS_2)基板上ではファンデルワールスエピタキシーと呼ばれる超格子に類似した薄膜の形成が確認されているが、マイクロマシン等を対象としたマイクロトライボロジーでは、シリコン(ポリシリコン及びウェハ)やダイヤモンドライクカーボン(DLC)あるいはLIGA(Lithographie Garvanoformung und Abformung)上へのファンデルワールスエピタキシーを成功させる必要がある。このような見地から本研究では、C_<60>薄膜の構造とマイクロトライボロジー特性、薄膜/基板界面の構造、C_<60>の成長機構を原子スケールで解析・検討し、マイクロマシンのマイクロトライボロジーをターゲットとした独自のアプローチを試みることを目的としている。研究初年度である平成12年度は研究室に現有する装置にクヌーセンセルを取り付けてC_<60>薄膜のファンデルワールスエピタキシーをMoS_2(0001)基板上と水素終端化したSi(001)基板上で試みた。その結果、MoS_2(0001)基板上では基板温度100°C200°Cにおいて良好なファンデルワールスエピタキシーが観察されたが、Si(001)基板上においては十分なファンデルワールスエピタキシーを観察するには至らなかった。これはSi基板表面の水素終端化が不十分であったことが原因であると思われ、Si基板表面の完全な水素終端化が来年以降の課題である。

フラーレンC_<60>のヘテロエピタキシャル成長のメカニズムを解明し、超薄膜にして優秀な摩擦特性を有する固体潤滑法の開発を目的とした。二硫化モリブデン(MoS_2)や高配向グラファイト(HOPG)ではファンデルワールスエピタキシーによってドメインサイズの大きな単結晶C_<60>薄膜の成長が確認された。アルカリハライドであるNaClやKBrでは三回対称のC_<60>薄膜がサブミクロンサイズで成長するものの、蒸着膜を増やすとともに三次元的に成長することが判った。シリコンの(001)面を水素終端した基板を用いた場合にはハイドライドの存在によって三次元成長がさらに著しくなり、アスペクト比の高いコラム構造となった。バッファ層としてAuを蒸着し、C_<60>のヘテロエピタキシャル成長実験を行った結果、10モノレイヤー程度の蒸着量から三次元成長が著しくなった。今年度の研究成果から、C_<60>のヘテロエピタキシーは、基板の特性に左右され、フランクファンデルメルヴェ型の層状成長(MoS_2,HOPG,マイカ)とヴォルマーウェーバー型の三次元(Si, Au)とに区別できることが判った。Au単結晶上へのエピタキシャル成長もヴォルマーウェーバー型を呈する傾向にあった。原子間力顕微鏡とそのラテラルフォース検出機能を用いてC_<60>薄膜のマイクロトライボロジー特性を考察した。ファンデルワールスエピタキシャル成長を示したMoS_2やHOPG上のC_<60>薄膜の摩擦係数は0.080.14であり、固体潤滑薄膜としての役割をはたすものと考えられる。最も特徴的な結果は、摩擦特性が表面のマイクロジェオメトリに依存しないことであり、極めて安定な摩擦状態を与えることである。したがって、マイクロトライボロジーのオペレーティングシステムへの実用が現実のものとなってきたことを認めた。本研究では、C_<60>薄膜の構造とマイクロトライボロジー特性、薄膜/基板界面の構造、C_<60>の成長機構を原子スケールで解析・検討し、マイクロマシンのマイクロトライボロジーをターゲットとした独自のアプローチを試みた。マイクロマシン等を対象としたマイクロトライボロジーでは、シリコン(ポリシリコン及びウェハ)やダイヤモンドライクカーボン(DLC)あるいはLIGA膜上へのファンデルワールスエピタキシーを成功させる必要がある。前年度までの研究で研究室に現有する装置に改造を加えて、室温から200°Cまでの温度範囲でC_<60>薄膜の成長を試み、MoS_2基板150°Cにおいて良好なエピタキシャル成長を確認できた。本年度は水素終端処理を施したsi(111)基板を用いた擬似ファンデルワールスエピタキシーを行った。その結果この基板ではC_<60>は層状成長をとらず、柱状Islandが成長する事が確認された。本研究で用いた水素終端処理法では基板表面に3種類の水素状態が存在するため、層状物質基板の場合のような、平滑で不活性な表面を得る事が出来ない事が示唆された。さらにC_<60>薄膜のモフォロジーは、層状成長、結晶状成長にかかわらず同様の基板温度依存性を示した。
NIRS研究のための頑健性のあるリサンプリング統計解析法の開発

NIRS(近赤外分光分析法)は脳機能イメージング法として普及が進みつつあるが、統計的なデータ解析法の開発は遅れている。これまで、fMRI(機能的核磁気共鳴撮像法)に用いられていた母数的な統計解析を流用する試みはあったが、比較的均一なばらつきを持つfMRIデータには適するものの、ばらつきの不均一なNIRSデータの解析には、非母数的なリサンプリング法が最適である可能性が高い。そこで、本研究では、NIRSのデータ解析における種々の問題、すなわち、計測部位、被験者間のデータのばらつき、乳幼児計測において頻発する欠損データなどを、リサンプリング法を用いた、頑健な統計手法の適用によって解決することを目的とした。脳機能イメージング研究で通常用いられるリサンプリング法としては、パーミューテーション法が挙げられるが、この方法は母集団の正規性や等分散性は仮定しないものの、交換可能性という前提の下に成立する方法である。NIRSの場合、データの均質性はfMRIよりも低く、交換可能性が保証されるとは限らない。そこで、パーミューテーション法の中でも最も前提条件の緩い非交換ブートストラップ法の適用を試みた。さらに、多チャンネル計測における多重比較問題を解決するため、脳機能イメージング研究としては始めて、ステップダウンMaxT補正の適用を試みた。これらの手法を舌運動課題、言語想起課題遂行時のNIRSデータに適用したところ、非交換ブートストラップ法とステップダウンMaxT補正の組み合わせは母数的方法とボンフェローニ多重比較補正の組み合わせよりも検出力が高いことが判明した。また、パーミューテション法と比較しても、遜色のない検出力を有することを示した。非交換ブートストラップ法は欠損値のあるデータにも有効な方法であり、NIRS計測に極めて有用な手法として今後の適用が期待できるNIRS(近赤外分光分析法)は頭表上に設置したプローブから、近赤外光を用いて、脳の活性状態を血流変化として計測する方法である。拘束性が低く、また小規模な装置しか要さないため、様々な実験課題の遂行が可能であり、幅広い分野への応用が期待されている。しかし、実際の普及に際しては、統計的なデータ解析手法の不備という問題がある。そこで、本研究は、計測部位、被験者間のデータのばらつき、乳幼児計測において頻発する欠損データなどの問題を、リサンプリング法を用いた、頑健な統計手法の適用によって解決することを目的とする。本年度は、欠損データ問題に対するブートストラップ法の妥当性検証を行った。NIRSは乳幼児や障害者など、fMRIでの計測が困難な被験者の計測に威力を発揮するが、元々計測困難な対象を扱うため、欠損データが頻発する。この結果、多チャンネル計測において、チャンネルごとにサンプル数が異なるという問題が生じる。通常のパラメトリック法は母集団からのランダムサンプリング、データの等質性を仮定するため、このような欠損データには適切ではない。一方、ノンパラメトリック法のブートストラップ法は交換可能性という仮定を要しないため、欠損データの多い場合に有効である可能性があった。そこで、NIRSデータにブートストラップ法を適用したところ、実用上、十分な検出力が得られた。さらに、この元データから、ランダムにデータを欠損させて、シミュレーションしたところ、欠損値に対する検出力の低下は実用的には問題ない程度であることが分かった。したがって、NIRSデータへのブートストラップ法の適用は極めて現実的な選択肢であることが明らかとなった。この成果は、NIRSのみならず、ニューロイメージング研究におけるブートストラップ法の実用性を示した最初の適用例として、国際誌に受理された(報告は次年度)。非交換ブートストラップ法は欠損値のあるデータにも有効な方法であり、NIRS計測に極めて有用な手法として今後の適用が期待できる
科学を基礎とした食品安全行政/リスクアナリシスと専門職業、職業倫理の確立

食品安全行政の向上のために、リスク管理の数値目標設定の国際討議、動物由来感染症に関する専門家の情報入手調査、ナノテクノロジのリスクガバナンスおよび食品トレーサビリティの国際動向、地方自治体の食品安全条例の比較分析等を行った。また、リスクコミュニケーション改善の基礎研究として、6カ国比較調査による市民のリスク認知構造の解明、心理学実験による情報ソース記憶の解明、消費者の食品理解の解明を行った。さらに、食品行政、公衆衛生の専門職の国内外調査、食品企業の社会的責任の検討枠組みの提示、企業倫理の国際比較研究の動向分析、生産者-消費者の倫理的関係調査を行った。食品安全行政のために実効性のあるリスクアナリシス手法の開発と専門職業・職業倫理の探求をめざし、以下の研究成果をあげた。(1)リスクアセスメント、リスクマネジメントの連携のとれた実施手法の検討について、諸外国のリスクアセスメント報告書などをサーベイし、考え方や手法の整理を行った(春日、筒井、五十君)。(2)リスクマネジメントにおける政府と地方自治体の連携の検討について、農林水産省、兵庫県、京都府、岡山県、鹿児島県などを対象にヒアリングを実施し、現況をとりまとめた(矢坂、清原、工藤)。(3)リスクコミュニケーションのあり方を検討するための基礎研究Iとして、リスクリテラシー尺度を作成し、リスク情報のサンプルサイズの与える影響を大学生を対象にした模擬データ実験により明らかにした(楠見他)。(4)同基礎研究IIとして、日本、韓国、ベトナム、アメリカにおいて、約50名の被験者に個人面接のラダリング法を用いて、食品ハザードのリスクの知覚度合いとその背景となる要因を把握するための調査を実施した。これまで多様なハザードについて国際的に検証されてきたSlovic(1980)の心理的なリスク特性要因とは異なる要因を検出することができた(リスク研究学会、日本農業経済学会において報告)。この結果をもとに、欧州、アジア、アメリカで大量調査を実施するためのアンケート調査票の質問肢を開発し、日本、フランス、ドイツ、中国、アメリカ向けの調査票を作成した(新山、細野、清原、工藤、河村、田中他)。(5)農業倫理、食品企業倫理、食品技術者倫理の探求のための、文献サーベイ、食品企業へのヒアリングを実施した(新山、細野、工藤、秋津、辻村他)。本年度は、各課題別に以下の研究を実施し、成果を上げた。1.リスクアセスメント、リスクマネジメント食品安全リスク管理措置の導入手法に関する国際学会議論の動向把握(春日)、獣医師の動物由来感染症に対する意識の予備調査実施(筒井、春日、五十君)、食品製造業におけるHACCPの採用と定着に関する研究(清原)、食品ナノテクをめぐるリスク・ガバナンスの国際動向分析(立川)、地方自治体における食品安全行政の動向分析(清原、工藤)、欧州連合、フランス、ドイツにおける食品衛生措置、トレーサビリティ、コントロール体制の整備に関する調査研究(新山、矢坂、細野、工藤)2.食品由来リスク、科学、食品に関するコミュニケーション市民の食品リテラシーの構造分析(楠見、平山)、食品安全における一般市民のリスク概念理解に関するインターネット調査の実施(功刀)、消費者の食品由来リスクの知覚構造に関する国際比較調査の実施および日本の消費者の知覚構造分析(新山、細野、河村、工藤、清原、鬼頭)3.プロフェッションと職業倫理国・地方自治体行政における食品安全衛生管理者の専門職業の確立に関する検討(高鳥毛)、A Japanese Tradition of Studey on Agricultural Ethics(秋津)、食べ物によって結ばれる生産・流通・消費の倫理的関係の検討(辻村)【リスク評価、リスク管理】・国際学会シンポジウムを開催し、リスク管理の数値目標(ALOP,FSO,PO,PCなど)の導入・設定に関する議論を組織し、共同座長を務め、討議内容に関するとりまとめを行った。(春日)・動物由来感染症に関する専門家(獣医師)の情報入手方法に関する調査を行い、家畜衛生、公衆衛生の連携強化の必要性を提示した。(筒井・春日・五十君)・食品に利用されるナノテクノロジに関するリスクガバナンスの国際動向(立川)、食品トレーサビリティの国際動向(矢坂)についてとりまとめた。・食品安全条例の制定の背景と内容、効果について、全国自治体調査を行いとりまとめた。(清原・工藤)・食品製造業のHACCP採用・定着プロセスを「予防的イノベーション」としてモデル化した。(清原)【リスク認知、リスクコミュニケーション】・食品由来リスクの国際比較調査:日韓越仏独米をとりまとめ、日本の消費者の知覚構造、知覚構造の国際比較、ハザード別知覚構造について、国内外の学会で発表した。(新山・細野・亀頭・河村・工藤・清原)・食品安全の情報ソース記憶の心理実験を行い、態度と発信者の影響を明らかにした。(楠見・井関)・消費者の牛肉評価調査を行い、食品理解の脆弱さを明らかにした。(細野・工藤・新山)【専門職業、職業倫理】・食品安全行政に関する専門組織、専門職のあり方について国内外調査をもとにとりまとめた。(高鳥毛)・食品企業の社会的責任の検討枠組みを提示し、フードシステムの持続について論じた。(新山)

・倫理的食品調達にみるステークホルダー組織の倫理観の結合と分断を明らかにした。(辻村)・有機農産物に関する生産者-消費者の倫理的関係について、内外調査をもとに分析した。(秋津)・CSR(企業の社会的責任)に関する国際比較研究の動向をとりまとめた。(工藤)
ポストガーネット分解相転移カイネティクスと沈み込む海洋プレートのダイナミクス

放射光施設KEK-PFにおいて,大型焼結ダイアモンドを用いた高温高圧発生に関する開発を行ない,35GPa,2000Kのまでの条件で10-30秒毎のX線回折時分割測定が可能となった。またオーストラリアのRingwood Superabrasives社が提供しているSiCをバインダー材に用いた焼結ダイアモンドアンビルをX線窓材用アンビルとして試用し、超硬アンビルと組み合わせた2段加圧方式により20GPa,2000Kまでの高温高圧発生に成功した。それらの技術を用いて、天然ガーネットのポストガーネット相転移カイネティクス、輝石(エンスタタイト、ダイオプサイド)の高圧相転移カイネティクス、またオリビン-スピネル相転移カイネティクスに対する水の効果を定量的に明らかにした。実験の回収試料について、透過型電子顕微鏡を用いた相転移微細組織観察および顕微FTIRを用いた含水量の測定を行い、相転移のメカニズムを明らかにした。また沈み込む海洋プレート環境下で重要とされる、準安定な立方晶ペロフスカイト相の出現、高圧含水珪酸塩鉱物の脱水分解反応、さらには衝撃を受けた隕石中に存在する相転移微細組織とカイネティクスに関する研究を行った。また、マントル遷移層の主要構成鉱物であるウオズレアイトの陽イオン拡散係数を実験的に明らかにし、沈み込むプレートやマントル遷移層のレオロジー、および地震学的410km不連続面の上下における輸送物性の不連続について考察した。そして、これまでに得られた相転移カイネティクスの定量的な実験データを地球深部に沈み込むプレート内部条件下にスケーリングすることにより、沈み込むプレートのmetastable mineralogyを構築し、上下マントル境界付近においてプレートに働く浮力を計算した。また相転移のメカニズムやカイネティクスを基に非平衡相転移により結晶がどの程度細粒化するかについて推定し、それにともなう沈み込むプレートの強度変化を計算した。それちを基に地球深部に滞留する海洋プレート(スタグナントスラブ)に関する考察を行った。放射光施設KEK-PFにおいて,一辺10mmまたは14mmの大型焼結ダイアモンドを用いた高温高圧発生に関する開発を行ない,35GPa,2000Kのまでの条件で10-30秒毎のX線回折時分割測定が可能となった。また放射光施設Spring-8に設置された大型マルチアンビルプレスSPEED mk.IIの立ち上げを行い、高圧X線その場観察実験の際に圧力標準物質として用いられるNaClのB1-B2相転移境界を決定した。これらの成果を国際誌に論文として公表した。放射光施設Spring-8およびにおいてKEK-PFにおいて高圧X線その場観察実験を行い,ダイオプサイドの高圧相転移カイネティクス、天然ガーネットのポストガーネット相転移カイネティクス、またオリビン-スピネル相転移カイネティクスに対する水の効果を定量的に明らかにした。またそれらの実験回収試料の相転移微細構造をTEMおよびSEM観察し、相転移メカニズムを明らかにした。さらにこれまでに得られた相転移カイネティクスの定量的な実験データを地球深部に沈み込むプレート内部条件下にスケーリングすることにより、沈み込むプレートのミネラロジーや密度、強度に対する相転移カイネティクスの影響を議論した。これらの成果の一部は国際誌に論文として公表し、他は現在投稿準備中である。またウオズレアイト多結晶体中のMg-Fe相互拡散実験を行い、拡散に対する温度、組成、結晶粒径、および含水量の効果を明らかにした。そして地震学的410km不連続面の上下における輸送物性の不連続について考察した。

またウオズレアイト多結晶体中のSi原子の自己拡散係数を測定し、それをもとにマントル遷移層や沈み込むプレートのレオロジーを議論した。これらの成果は現在国際誌に論文を投稿中である。放射光施設KEK-PFにおいて,一辺14mmの大型焼結ダイアモンドを用いた高温高圧X線回折時分割測定に関する開発を行った。オーストラリアのRingwood Superabrasives社が提供しているSiCをバインダー材に用いた焼結ダイアモンドアンビルを国内では初めて試用し、超硬アンビルと組み合わせた2段加圧方式により20GPa,2000Kまでの高温高圧発生に成功した。X線透過能に優れており、高圧下でのX線回折およびX線ラジオグラフィー用のアンビル材として有用である。それらの技術を用いてX線その場観察によるマントル高圧鉱物の拡散律速反応のカイネティクスを明らかにする実験を行った。これまでに放射光X線を用いて行われたポストガーネット分解相転移カイネティクス実験、輝石(エンスタタイトおよびダイオプサイド)の相転移カイネティクス実験、含水条件下でのオリピン-スピネル相転移カイネティクス実験に関するデータの解析を行った。またそれらのカイネティクス実験の回収試料について、透過型電子顕微鏡を用いた相転移微細組織観察および顕微FTIRを用いた含水量の測定を九州大学において行った。それらの解析や分析をもとに、沈み込む海洋プレートのmetastable mineralogyを構築し、上下マントル境界付近においてプレートに働く浮力を議論した。これらの結果を国際学会にて発表し、現在3本の論文を国際誌に投稿準備中である。前年度までに行われたウオズレアイトの原子拡散実験をまとめマントル遷移層や沈み込む海洋プレートのレオロジーや輸送物性に関する議論を行い、国際誌に2本の論文を公表した。また、沈み込むプレートにおける準安定な立方晶ペロフスカイト相の出現に関する研究、沈み込んだ海洋地殻に存在するとされる高圧含水珪酸塩鉱物の脱水分解反応に関する研究、衝撃を受けた隕石中に存在する相転移微細組織とカイネティクスに関する研究を、国際誌に共著論文として発表した。
都市開発における環境社会資本の整備状況と課題に関する研究

昨年度収集した都市のエネルギーの面的利用の事例データベースをもとに、我が国のエネルギーの面的利用形態の類型化を行った。現時点では我が国の地域エネルギーシステムは排熱地域活用型自家発電が主要な形態であるが、近年電気事業法の改正により系統への逆潮流・自営線への供給が可能になったことで、スケールメリット・需要地近接に加え、熱需要の集積地を活用して発電を行うという新たなシステムの可能性が生じている。上記の問題意識の元で既存の発電排熱活用型地域エネルギーシステムのうち地域熱供給事業の類型化分析を行った結果、これまでは熱需要が面的エネルギー普及の制約となっていたが近年ではむしろ電力の供給先の確保が制約となっており、発電効率の向上という機器の技術革新の成果をうまく活用できていない可能性があることを明らかにした。また第2に、コージェネレーションを用いた電力/熱を供給する総合的エネルギーシステムに関するモデル分析・ヒアリング調査を行い、都市全体の電力と熱のエネルギーの換算の問題が積み残しになっている現時点では、プラント内部からの視点ではエネルギーシステムの省エネルギー性を適切に評価することが困難となっており、効果が過小評価されていることが普及の妨げとなっている可能性を指定した。これらの研究成果をもとに、次世代の都市エネルギーシステムのあり方を巡って様々な議論が行われている現時点では、可能な限り多様な視点・枠組みから評価を行いながらそれぞれ可能性をもった技術の実績を蓄積することを通じて、将来の好ましい姿を展望することが求められているという仮設を提示した。上記の研究結果の一部は、19年度の日本計画行政学会の全国大会において口頭発表を行ったほか、日本都市計画学会の研究論文に投稿中である。1.分散型エネルギーを用いた環境資本の普及状況について、以下の調査研究を行った。(1)文献調査・学会研究会等を通じて行った情報収集、データの入手可能性等の要素を考慮し、都市開発の環境社会資本の調査対象として、主として分散型電源を用いたエネルギーの面的利用を選定した。(2)分散型電源に関する制度のうち電気事業法に焦点をあて、近年の電力事業自由化に関する制度改正や構造改革特区による特例による分散型エネルギー供給の事例に関する資料収集・ヒアリング調査を行った。これら分散型エネルギー供給事業者が定性的には環境負荷削減効果を実感していることや、多様な電力供給形態を許容し分散型電源の普及に資すると考えられた電力小売自由化が、電力価格の下落を通じて、昨今の原油価格の上昇ともあわせてむしろ普及の阻害要因となっていることを明らかにした。この研究成果は計画行政学会の全国大会で発表した。(3)分散型電源のうち排熱の面的利用に焦点を当てた分析として、全国の普及状況に関するデータが公開されている熱供給事業について情報を収集し、上記の電気事業法に関する事例と合わせて、日本の分散型電源によるエネルギーの面的利用事例のデータベースを構築した。2.分散型電源による環境負荷削減の効果分析に向けて、モデル分析の前提となるエネルギー消費実態に関するデータの収集を行った。分散型電源によりエネルギーの面的利用を行っている事業所を対象に。エネルギー使用状況に関するデータ供与について打診を行い、エネルギー供給事業者と複数の需要家の双方について協力の回答をいただいた事業を調査対象に選定した。その上で、対象とした事業者の日報データはデジタルデータの形で保管されていなかったため、モデル分析を行うにあたり、電力・熱のエネルギー消費実態に関する日報データのデジタル形式のデータ変換を行い、エネルギー消費状況データベースを整備した。
外国語表現選択支援システムの構築

外国語の作文学習の過程において,指導者による「添削」は重要な作業過程のひとつである。添削の際,指導者は「適正な添削」の加減に戸惑うことが多い。学習者もまた「添削の結果」全てに納得することは難しい。本研究では,指導者と学習者の間に生じるこうした「添削の問題」を解消するため,言語データの分析によって,日本人ドイツ語学習者のドイツ語表現の選択傾向を明らかにしていく。分析データを基に,順位付けを行い,複数の表現例を提案できる「表現選択支援システム」を構築する。このシステムを利用して効率的な添削作業または効率的なドイツ語学習をサポートすることを最終的な目標としている。
ミャンマー連邦東北地方パラウン語の記述および使用状況の研究

平成18年度は現地での聞き取り調査に必要な備品を購入し、ミャンマー東北部において,パラウン語諸方言の音声・音韻ならびに基礎語彙に関する聞き取り調査を行なった。その過程でヤンゴン,タウンジーおよびカロー,マンダレー周辺の事情について,現地研究者から情報収集を行った。内容は、マンダレーとその近郊において,パラウン寺院,パラウン文芸文化協会における言語および言語使用状況,パラウン語振興運動についての調査およびパラウン語文字現代資料の収集である。これと平行して,現地のパラウン人およびビルマ人を対象に,現地における言語使用について,聞き取り調査を行った。聞き取り場面および内容は,デジタルビデオカメラおよびデジタル録音機を用いて記録した。平成19年度は8月から9月にかけて発生したミャンマー連邦国内の政情不安により、入国を断念し、隣接するタイ王国において、ミャンマー系の少数民族の多言語状況について調査した。パラウン語の音声録音データについては、研究代表者および研究協力者が昨年度に記録したパラウン人へのインタビュー記録と、日本国内に住むパラウン人の協力によって記述・収集したデータ(音声データなし、音声表記のみ)を用いて音韻的な考察を行った。・備品の購入初年度である平成18年度は,デジタル録音機,マイク,ノート型パソコン,ポータブルハードディスクおよびデジタルビデオカメラを購入し,現地での聞き取り調査に携行した。・現地調査ミャンマー東北部において,パラウン語諸方言の音声・音韻ならびに基礎語彙に関する聞き取り調査を行なった。その過程でヤンゴン大学,タウンジー大学,マンダレー大学にて,ヤンゴン,タウンジーおよびカロー,マンダレー周辺の事情について,現地研究者から情報収集を行った。具体的には,・タウンジー近郊のカローにおいて,パラウン語使用状況について調査を行った。・マンダレーとその近郊において,パラウン人の家庭,寺院,パラウン文芸文化協会を訪ね,言語および言語使用状況,パラウン語振興運動についての調査を行った。また,パラウン語文字現代資料を収集した。・国内での研究現地で収集した録音資料に基づき、研究分担者がその音韻に関する記述と基本的分析を行った。現地で収集した録音、録画資料をもとに、研究代表者および分担者が協力者とともに談話資料の整理と基本的解析を行なった。本年度(平成19年度)は昨年度の予備的調査をふまえ、ミャンマー連邦東北地方で話されているパラウン語の音声に関して、昨年度は実施できなかったシャン州北部のナムサン地方での本格的な現地調査を実施し、基礎語彙の音声データを録音・収集し、また補助的にスタジオで録音したデータも用いて、基礎的な音声分析とそれに基づく音韻的な分析・考察を行う予定であったが、当該年度中の平成19年8月から9月にかけて発生したミャンマー連邦国内の政情不安によりミャンマー連邦への調査目的の入国は非常に困難な状況であると判断した。そこで9月に計画を変更し、11月に隣接するタイ王国へ出張をし、タイ・ミャンマー国境地域に居住する、あるいは国境を越えてくるミャンマー系の少数民族の多言語状況について調査した。パラウン語の音声録音データは本年度は収集することができなかったため、研究代表者および研究協力者が昨年度に記録したパラウン人へのインタビュー記録と、日本国内に住むパラウン人の協力によって記述・収集したデータ(音声データなし、音声表記のみ)を用いて音韻的な考察を行った。考察の方法は、東京外国語大学アジア・アフリカ言語文化研究所作成の基礎語彙表を用いて記述された約1000語のデータを基礎資料とし、その中から弁別的な言語音を抽出するもので、その考察に基づきパラウン語の音素目録を作成した。また昨年度の記録から、ナムサン地方パヤージー村およびマンダレーにおけるパラウン語の使用状況についての記述を行った。
インターネットを利用した語学教育

科研費交付の決定を受け、代表者・分担者間の連絡用にメーリングリスト(sogo-b@clc. hyper. chubu. ac. jp)を設定し、インターネットを利用した電子メールによる密接な打ち合わせを開始した。メッセージの交換は、年度末までに695通に達した。5月13日に第1回研究打ち合わせを中部大学で行い、ワークショップの開催を決定した。7月1日、中部大学でワークショップ「インターネットを利用した語学教育」を開催し、約100人の参加者を得た。ワークショップでの議論をより発展させるため、インターネットと語学教育の関わりを考えるメーリングリスト、"net-lang"を開始した。インターネットを経由して国内外の多数の研究者、社会人の参加を得て活発な議論を日常的に展開し、年度末までの8カ月間で1150通あまりのメッセージが流れた。参加者は160人にのぼっている。"net-lang"での日常的な議論をふまえ、10月14日に東海大学湘南キャンパスにおいてシンポジウム「インターネットと語学教育-今何が始まっているのか-」を開催した。100人近い参加者を得て、パネルディスカッションの他に分科会を行った。シンポジウム終了後、本研究の分担者および国内を代表する当該分野の研究者が集まり、将来の共同研究について打ち合わせを行った。この中で研究グループ(19名)を構成し、日常的な情報交換のためのメーリングリスト"sogo-a"を設定した。議論を重ねる中で研究テーマを設定し、平成8年度科学研究費総合研究(A)に応募した。また、年間の研究成果を収録したCD-ROMを作成し、国内外の研究者に配布するとともに、WWW上でも情報提供を続けている。
次世代DNAシーケンサーを用いた高悪性度乳がんを引き起こす新規体細胞変異の探索

乳がんはエストロゲンレセプター(ER)、プロゲステロンレセプター、HER2の発現解析に基づいて分類される。上記3分子の発現がすべて低いトリプルネガティブと呼ばれる乳がんは全体の15ー20%を占め、予後が悪いため再発、転移する確率が高い。トリプルネガティブ乳がんの特性の理解や特異的な治療法開発のためにも、その分子標的となるがん化に重要な変異の同定が不可欠である。これまでにアナフィラトキシン受容体に着目し、悪性度との関連を解析した。その結果、トリプルネガティブ乳がんにおけるアナフィラトキシン受容体発現量や予後との相関が見いだされた。上記3分子の発現がすべて低いトリプルネガティブと呼ばれる乳がんは全体の15ー20%を占め、ホルモン療法やターゲット治療法としてのトラスツズマブやラバチニブに感受性が低く、予後が悪いため再発、転移する確率が高い。本研究ではトリプルネガティブ乳がん組織より全ゲノムを調整し、DNA断片化、エキソン領域の調整と高カバレージの解析を行う。そのエキソーム情報とトランスクリプトーム解析やプロテオミクス情報を融合した分子遺伝学的解析を行うことにより、そのがん化に重要な体細胞変異とその下流シグナル経路の同定に取り組む。さらに変異を導入した乳腺上皮培養細胞やトランスジェニックマウスを用いた解析により、その体細胞変異の腫瘍形成能を確認する。本研究課題による新規体細胞変異同定は、悪性度が高いトリプルネガティブ乳がんの診断・予後マーカーや分子標的薬剤開発への重要な知見となる。当該研究では、女性ホルモン応答性がんを中心に、エストロゲンレセプター(ERα、β)、プロゲステロンレセプター、HER2遺伝子発現量を定量し、全ての遺伝子発現が低いトリプルネガティブ群と対照となるホルモンレセプター高発現群を用いて全エキソン配列(エキソーム)解析を行うために、乳がんサンプルの前処理等を行っている。さらに近年乳がんや子宮がん等のホルモン応答性がんでの発現が確認されたアナフィラトキシン受容体に着目し、その細胞内シグナル伝達、関連遺伝子と発現量の情報とともに悪性度との関連を解析するための予備実験を実施している。乳がんは、エストロゲンレセプター、プロゲステロンレセプター、HER2の発現解析に基づいて分類される。これら3分子の発現が全て低いトリプルネガティブと呼ばれる乳がんは、全体の15-20%を占め、ホルモン療法やターゲット治療法としてのトラスツズマブやラバチニブに感受性が低く、予後が悪いため再発、転移する可能性が高い。トリプルネガティブ乳がんの特性を理解し、特異的な治療法開発の為にも、その分子標的となる乳がん抗原や変異の同定が不可欠である。本研究では、トリプルネガティブ乳がんのトランスクリプトーム解析、表面抗原等の解析から、診断、予後マーカー、分子標的薬開発への基礎知見を得ることを目指している。現在のところ乳がんや子宮がん等のホルモン応答性がんでの発現が確認されたアナフィラトキシン受容体に着目し、その下流遺伝子の応答や発現量と悪性度の関連などを解析するための予備実験を実施している。乳がんの6ー7割がER陽性であり、ホルモン療法(タモキシフェン等)が奏功し、高分化で比較的予後が良いとされる。これまでに乳がんや子宮がん等のホルモン応答性がんでの発現が確認されたアナフィラトキシン受容体に着目し、悪性度との関連を解析した。その結果、トリプルネガティブ乳がんにおけるアナフィラトキシン受容体発現量や予後との相関が見いだされ、今後の新規乳がん治療や診断への基礎的知見となった。昨年度の研究代表者の所属機関移動及び研究分担者の変更が有り、当初の想定よりも研究準備等に時間を取られたため。分子生物学乳がん遺伝子発現解析を進めるとともに、体細胞変異等の検出とデータ解析を進める。またアナフィラトキシン受容体遺伝子の解析を進め、ヒト乳腺上皮細胞や乳がん細胞を用いた解析により、下流遺伝子の変化や相互作用分子の同定を進めていく。今年度は研究代表者の所属機関の移動及び研究分担者の変更が有り、当初の想定よりも研究準備等に時間を取られたため達成度の遅れが生じた。当初の想定よりも研究の進展に遅れが生じたため。

乳がんエキソーム一次解析、二次解析をさらに進め、体細胞変異、挿入、重複等の検出と、ヒトゲノム変異データベースとの比較解析を行う。上記解析により絞り込んだ候補遺伝子の、発現量、周辺遺伝子構造等を確認するとともに、ヒト乳腺上皮細胞であるMCF-10Aやヒト乳腺上皮由来テロメアーゼ不死化細胞hTERT-HME1にエレクトロポレーションにより変異遺伝子領域を導入し、その悪性転換能、下流の発現遺伝子の変化等を解析する。コードするタンパク質に応じて、下流シグナル、相互作用分子の解析、タンパク質の細胞内安定性、プロテオーム解析を進める。乳がん遺伝子解析の委託や関連遺伝子解析試薬の購入等に使用する。研究計画達成に遅れが有るため。ホルモン関連がんエキソーム解析及び二次解析、関連遺伝子発現を行う。
アセトアミノフェンの脊髄後角における鎮痛機序解明と新規投与経路の開発

アセトアミノフェンの作用機序はN-アシルフェノールアミン(AM404)が脳に移行し、TRPV1やCB1受容体を活性化することで鎮痛作用を発揮するとされている。一方、このTRPV1やCB1受容体は脳だけでなく痛覚伝導路である脊髄後角にも多く存在するが、これまでにアセトアミノフェンの脊髄後角における鎮痛作用を検討した報告はない。そこで我々は、行動学実験およびin vivo、in vitroパッチクランプ記録を用いた電気生理学実験を行い、アセトアミノフェンはAM404へ代謝された後、脊髄後角ニューロンのC線維終末のTRPV1受容体に作用し脊髄レベルで鎮痛作用を発揮することを明らかにした。アセトアミノフェンは解熱鎮痛薬として広く使用され、その主な作用機序は代謝物のN-アシルフェノールアミン(AM404)が脳に移行し、TRPV1やCB1受容体を活性化することであるとされている。一方、TRPV1やCB1受容体は、ともに痛みや炎症の治療ターゲット部位であり、脳内に多く存在するばかりでなく脊髄にも存在することが知られている。しかし、痛覚伝導路である脊髄後角へのアセトアミノフェンの作用の可能性、またその機序は明らかではない。そこで我々は、まず行動学実験によりWistar系成熟雄性ラットのくも膜下腔にAM404を投与し、Von Frey testによる痛み閾値や熱刺激に対する逃避行動の潜時を記録し、濃度依存性に鎮痛効果を発揮することを確認した。次に、パッチクランプ記録を行い、脊髄後角ニューロンにおけるアセトアミノフェンの作用を電気生理学的に検討した。その結果、in vivoパッチクランプ法では、アセトアミノフェンの投与により末梢からの痛み刺激に応答する興奮性シナプス後電流(EPSC)の面積を有意に抑制した。さらに脊髄横断スライス標本を用いたin vitroパッチクランプ法では、AM404はAδ線維ではなく、C線維刺激による単シナプス性EPSCを有意に抑制した。また、これらの反応はTRPV1受容体拮抗薬でほぼ完全に拮抗された。よって、アセトアミノフェンはAM404へ代謝された後、脊髄後角ニューロンのC線維終末のTRPV1受容体に作用し鎮痛効果を示すことが明らかになった。以上の研究により、アセトアミノフェンの脊髄後角における鎮痛効果が示されたため、今後、新しい投与経路として直接脊髄や硬膜外投与が考えられ、少ない投与量にて確実な鎮痛効果を得ることができる可能性が示唆された。アセトアミノフェンはAM404へ代謝された後、脊髄後角ニューロンのC線維終末のTRPV1受容体に作用し鎮痛効果を示すことを明らかにすることができた。アセトアミノフェンは解熱鎮痛薬として広く使用され、主な作用機序は代謝物のN-アシルフェノールアミン(AM404)が脳に移行し、TRPV1やCB1受容体を活性化することで鎮痛作用を発揮するとされている。そこで我々は、ラットを用いた行動学、電気生理学実験により脊髄レベルでのアセトアミノフェンの鎮痛作用を検討した。まず行動学実験ではアセトアミノフェンの腹腔内投与およびAM404のくも膜下投与を行い、熱刺激に対する逃避行動までの潜時を測定したところ、濃度依存性に潜時を延長させることが明らかになった。次に電気生理学実験では、パッチクランプ法により脊髄後角ニューロンから興奮性シナプス後電流(EPSC)を記録した。その結果in vivoではアセトアミノフェンの静脈内投与により、末梢からの痛み刺激によるEPSCの面積を有意に抑制した。一方、in vitroではアセトアミノフェンの脊髄への灌流投与による効果は認めなかったが、AM404の灌流投与によりC線維刺激単シナプス性EPSCを有意に抑制した。さらにこの反応はTRPV1受容体拮抗薬で拮抗されたが、CB1受容体拮抗薬では拮抗されなかった。最後に、炎症性疼痛モデルラットを用いて同様の実験を行ったところ、naiveラットと比較しより強い鎮痛作用を発揮した。以上より、アセトアミノフェンはAM404へ代謝された後、脊髄後角ニューロンのC線維終末のTRPV1受容体に作用し脊髄レベルで鎮痛作用を発揮することが示された。また、これまでアセトアミノフェンの抗炎症作用は非常に弱いと考えられてきたが、今回の実験から炎症性疼痛に対してもより強い鎮痛作用を発揮することが明らかになった。これまでの研究によりアセトアミノフェンがAM404へ代謝された後、脊髄後角ニューロンのC線維終末のTRPV1受容体に作用し鎮痛効果を示すことを明らかにすることができた。しかし、通常アセトアミノフェンは痛みの存在下で使用することが多い。そのため、これまではnaiveラットを用いてきたが、今後は疼痛モデルラットである術後痛や炎症性疼痛モデルラットを用いて同様の実験を行い、その反応を検討する必要がある。

よって、今後は術後痛モデルラットおよび炎症性疼痛モデルラットを用いて行動学実験や電気生理学実験を行い、痛みが存在する中でアセトアミノフェンが脊髄後角においてどのような反応を示すか検討していく予定である。また平成29年度では、これまでの研究成果を発表するために、予算を国内外の学会参加や論文投稿の費用に使用していく予定である。麻酔科学分野電気生理学実験を行うにあたり、以前から使用していた機器であり不具合が生じていたため新たな購入を検討していた。しかし、メンテナンスや修理のみで研究を遂行することができた。そのため次年度使用額が生じた。次年度ではこれまでの研究成果を発表するために、国内外の学会参加費や論文投稿料として使用する見込みである。
応力聴診器及びピエゾフィルムを用いた危険予測のための欠陥・き裂検出技術の基礎研究

本研究では,応力聴診器及びピエゾフィルムと超高入力インピーダンス接触型表面電位計を用いた欠陥検出の可能性を検討するため,擬似欠陥としての切欠きを有する平滑試験片に一定繰返し荷重を負荷し,切欠き付近のひずみ分布及び電圧分布を測定した。その結果,応力聴診器によるひずみ分布及びピエゾフィルムを用いた電圧分布は,切欠き深さが最大となる位置で最大ひずみ値,最大電圧値を示すとともに,これらの最大値は荷重振幅の増大に対し線形的に変化することがわかった。これらの実験結果より,本研究の提案手法が欠陥検出の可能性を有することが示唆された。特に,応力聴診器を用いた場合はその簡便性,利便性から今後の展開が期待される。今年度は応力聴診器を用いた構造部材表面の欠陥およびき裂検出の可能性を検討した。具体的には切欠き、表面き裂、球面状き裂の三種類の仮想表面欠陥を平板試験片に機械加工により設け、これに一定繰返し荷重を与えながら応力聴診器を仮想表面欠陥の裏面からスキャンするように移動させ、ひずみ分布を測定した。また、従来より使用している応力聴診器は、その受感部の摩擦型ひずみゲージのゲージ長が6mmであるが、本研究から3mmの小型化された応力聴診器を用いた。くわえて、仮想欠陥の半径や厚さなどの幾何条件がひずみ分布に及ぼす影響を調査し、応力聴診器の欠陥・き裂検出センサとしての適用範囲を検討した。その結果、以下の知見が得られた。切欠きの種類に依らず、切欠き深さが最大となる位置で最大ひずみ値を示し、この最大値は振幅荷重の増減に対し線形的に変化することがわかった。表面き裂および球面状き裂に関しては特定の寸法形状におけるひずみ分布測定であるが、振幅荷重とひずみ分布との関係性を見出すことができなかった。今後は様々な寸法条件に対する更なる実験を重ね、応力聴診器の追従性を検討する必要がある。また、本研究で使用したゲージ長3mmの応力聴診器は既存型に比べ、より細かな領域での測定に適しており、測定精度の向上を期待できる。以上より、現在のところ制約はあるものの、応力聴診器によるひずみ分布測定は欠陥検出の可能性を有するものと考えられる。今後は表面き裂、表面球状き裂などの欠陥に対する本手法の適用可否の見極めやこれらの欠陥が構造材内部に存在する場合について取り組む予定である。今年度の研究を通じて、応力聴診器とニューラルネットワークを併用した欠陥検出法が考案された。これは欠陥の有無に限らず、その寸法形状を同定できる可能性があり、発展的な研究課題として位置付けている。今年度も昨年度と同様に,表面欠陥を有する構造部材のひずみ分布を応力聴診器により測定することで,欠陥検出の可能性を検討した。今年度は表面欠陥として切欠き形状に限定し,その幾何形状および試験片厚さがひずみ分布に及ぼす影響を調査した。具体的には,擬似的欠陥として様々な寸法の表面切欠きを施した金属試験片を製作し,これに一定繰返し荷重を負荷した際の欠陥近傍におけるひずみ分布を応力聴診器により測定し,切欠きの寸法形状がひずみ分布に及ぼす影響を調査することで欠陥検出の可能性を模索した。そのために,切欠き幅,切欠き深さおよび試験片厚さを変化させた場合の10種類の試験片に対するひずみ分布測定実験を行った。その結果,切欠き深さおよび切欠き幅が増加すると最大ひずみ値が大きくなることがわかった。また,ひずみ分布の挙動は試験片厚さと切欠き深さとの関係によって変動することが明らかとなった。以上より,応力聴診器を用いたひずみ分布測定より欠陥検出の可能性を示唆することができた。さらに今年度は上述の応力聴診器によるひずみ分布測定にくわえて,ニューラルネットワークおよび有限要素応力解析を駆使して,欠陥検出と欠陥寸法形状の同定を試みた。表面切欠きを有する各種試験片の三次元有限要素応力解析を行い,そこから得られたひずみ分布を教師データとし,同様に疑似欠陥を有する試験片のひずみ分布を,応力聴診器を用いて測定し入力データとした。これらを用いてニューラルネットワークを構築することで,未知欠陥の位置,深さおよび幅の同定が可能か検証を行った。得られた知見として,欠陥深さおよび幅の寸法が大きくなるとそれらの検出誤差は増加することがわかった。また,欠陥の位置検出誤差は数値的には問題ないものの,現状では整合性に難があることが判明した。本手法では,欠陥位置および幾何条件のうち,欠陥深さの検出が最も精度が高いことがわかった。初年度は表面欠陥を伴う構造部材のひずみ分布を応力聴診器により測定することで欠陥検出の可能性を検討した。表面欠陥として切欠き形状に限定し,その幾何形状および試験片厚さがひずみ分布に及ぼす影響を調査するために,切欠き幅,切欠き深さおよび試験片厚さを変化させた10種類の試験片のひずみ分布測定実験を行った。その結果,切欠き深さおよび切欠き幅が増加すると最大ひずみ値が上昇し,ひずみ分布の傾向は試験片厚さと切欠き深さとの関係によって変動することがわかった。これにより,本手法による欠陥検出の可能性が示唆された。次年度はニューラルネットワーク(NNW)および有限要素解析(FEA)を駆使して欠陥検出と欠陥寸法形状の同定を試みた。表面切欠きを伴う各種試験片のFEAによるひずみ分布を教師データ,応力聴診器を用いて測定したひずみ分布を入力