hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
不飽和ビスマスの導入を鍵とした第６周期元素含有共役系の合成と機能探索

さらに塩基で処理することで芳香化が進行し、置換ビスマベンゼンが得られることがわかった。この研究から塩基による処理を施すことでビスマベンゼンの炭素求電子剤による官能基化が可能であることが初めて示された。また臭素化剤であるN-ブロモスクシンイミドとの反応から、ビスマベンゼンの酸化的二量化反応を見出した。この酸化的二量化を経てビスマベンゼンが4-位で連結した二量体ビ(ビスマベンゼン)を得た。この物性について解析を行い、第6周期元素を含むベンゼンにおいても連結することでその共役系が拡張できることが明らかになった。さらに本研究で得られた知見を活用することで、高周期14族元素であるスズを含む共役系が合成できることを見出した。これはスズを導入したベンゼンを単離し、その構造解析を達成した初めての例である。この結果から14族第5周期元素においても、5p軌道と炭素由来2p軌道が共役できることを明らかにした。本研究では以上の研究成果を得て、高周期元素のp軌道と炭素由来の2p軌道の共役について従来にはない知見を集積した。平成29年度の研究成果としてビスマベンゼンの求電子置換反応が可能であることが明らかになった。この反応によりビスマベンゼン骨格の官能基が可能になる。本研究課題であるビスマスを含む共役系化合物群の合成とその物性解明、機能性の探索を行うため、本研究で開発したビスマベンゼンの官能基変換により多様な共役系の合成を研究する。得られる化合物群の物性を解明することで、本研究の目的である第6周期元素を含む共役系の特異な電子状態を解明し、ビスマスの重原子効果に由来する物性を持つ共役系の探索を行う。またビスマベンゼン二量体の合成に成功し、その共役系の拡張効果を明らかにした。この共役系の物性を詳細に研究することでビスマスを含む共役系の物性解明を進める計画である。当該年度に得られたこれらの研究成果を発展させることで、本研究の目的である第6周期元素を含む共役系の合成と物性解明を推進する方策である。当該年度は物性解明のための合成実験に取り組み、その結果としてビスマベンゼンの二量体の合成に成功した。この化合物の合成は予期していないものであったが本研究で目的とする第6周期元素ビスマスを含む共役系の物性を解明する上で極めて重要な化合物に位置付けられる。この合成実験に集中するため、物性解明のための装置導入を先送りしたことで次年度使用額が生じたものである。当初計画していた物性解明用の装置導入を次年度に行うことで。合成研究に集中することが可能となった。従って、効率的な合成研究の展開を行うことができ、当該年度は多様なビスマスを含む新奇共役系化合物の合成を進展させた。当該年度に得られた研究成果を次年度に繰り越した予算で発展させることで、本研究目的である第6周期元素を含む共役系の合成と物性解明に向けて、研究は順調に進展するものと考えられる。
低原子価4B族元素を含む遷移金属錯体の合成と反応

1.ドナーで架橋安定化されたビス(シリレン)錯体は,架橋原子が16族元素に限られていた。本研究により,新たに15族元素を架橋原子とするアミノおよびホスフィノ架橋ビス(シリレン)鉄錯体の合成に成功し,アミノ架橋錯体については結晶構造も明らかにした。2.ゲルマニウム上の塩素をルイス塩基存在下銀塩で引抜くことにより,鉄錯体としては初めてのカチオン性のゲルミレン錯体および前例の全く無なったジカチオン性のゲルミリン錯体の合成に成功した。3.シリレンを架橋配位子とする二核錯体については,新たに鉄と同族のルテニウムを含む,FeRuおよびRuRu中心を持つ錯体の合成を行った。また,ホスフィンなどの電子供与性配位子を含む誘導体を幾つか合成した。各種分光学的研究から,これらの錯体の2つの金属および架橋ケイ素部分はかなり電子豊富になっており,カチオン性シリリン架橋錯体の前駆体として適していることがわかった。4.最近合成に成功した,シリレン架橋錯体としては初めての常磁性錯体について固体の磁化率をSOUID法によって測定し,固体でも10K室温の温度範囲で三重項基底状態をとっていることを明らかにした。5.ゲルマニウムで架橋された二核錯体については,カチオン性ゲルミリン架橋錯体を初めて合成し,その結晶構造を明らかにした。また,t-ブチルゲルマンと(η^5-C_5Me_5)Fe(CO)_2SiMe_3との光反応で,ゲルミレンで二重に架橋された二鉄錯体が非常に高収率で得られることを見出した。t-ブチルシランを用いた同様の反応では,単核のシリル錯体しか得られないので,この生成物の大きな違いは興味深い。
表記システムの発生・発達過程とその規定要因の分析：数表記を中心として

本研究では文字・数字・描画の表記システムの発達を数表記の発達に焦点を当てて年少幼児・年長幼児で追究し,その発達過程と発達に影響する要因ならびに数概念・数関連課題との関連性を検討した。数表記の発達は3歳代に数読字が, 4歳代に数書字が出現した。また,数読字・数書字と数概念・数関連課題との関連性では年少幼児で数唱が計数・基数・読字課題との間に,また,読字が書字課題との間に,年長幼児では数の大小によって結果に違いが見られたが,読字と計数・基数の間に,また,読字と書字の間に有意な相関が見出された。数表記の獲得には養育者の教示・働きかけや周囲の環境に示される数表記の理解,教育玩具の影響が示唆された。平成24年度は数表記の発生・発達過程ならびにその規定要因を解明するために年少幼児と年長幼児を対象に面接調査を実施し,えられた資料を統計的に分析するとともに,縦断研究を開始した。面接調査では数表記の発達と数関連課題の関連性,数認識理解の発達を検討した。数表記の読み・書き課題では数字1ー13と20を与えて検討し,数関連課題では新版K式発達検査の課題から4つの積木・10と13丸・数唱・数選び等の課題を用いた。結果は数表記の読み・書きの発達に関しては,2.5歳5歳までの対象児において年齢にともなって増加が見られた。2.5歳と3歳では数字をほとんど読めなかったが,3.5歳から10までの数字の約半数を読むことができ,5歳では10を超える数字も読むことが可能になった。書きは読みよりも遅く発達し,4歳で書くことが可能になった。数表記と数関連課題との関連性の結果は偏相関において年少幼児で読みと10丸,数唱との間に,年長幼児では上記の課題との間に有意な関連性が見い出された。本結果から数関連課題における数唱や1対1対応,基数の理解が数表記の読み・書きに先行することが窺われた。また,年少幼児における環境世界に見られる数表示の理解を筆者が作成した数認識課題を用いて検討したところ,2.5歳から4歳にかけて年齢にともなって数認識の発達が認められた。しかし,本課題は数表記の読み・書きや数関連課題と関連しなかった。数表記の理解・産出の発達のためには環境中の数表示を単に理解できるだけでなく,数に関する体系的な理解(数唱・1対1対応等)が必要であることが示唆された。本年度は縦断研究を数名の対象児で開始したが,今後も継続して資料の蓄積をおこない,次年度にこれらの資料を分析する予定である。平成25年度は数表記・数式表記の発生・発達過程ならびにその規定要因を検討するために以下の3点の研究を中心におこなった。先ず第一に,これまで収集してきた年少幼児と年長幼児に関する調査データを分析し,その結果をまとめて学会で発表した。年少幼児の研究では数書字の発達過程を明らかにするとともに,数理解と文字・描画との関連性を検討した。他方,年長幼児の研究では数読字と数概念課題との関連性ならびに弁別課題を用いて数表記の形式的知識の発達を検討した。なお,これらの研究に関連して対象児数を増やすための追加調査もおこなった。第二に,前年度から開始した1,2歳の年少幼児における縦断研究についてその途中経過をまとめて学会で報告した。本研究では縦断研究のデータから年少幼児の数に関連するエピソードの内容を分析し,その発達初期における特徴を導き出した。その結果,養育者との関わりを介して1歳代に他者の模倣を通じて数唱の萌芽とその発展が見られ,また,環境中の特定状況と結びついた数字や数表記の理解が出現することが見い出された。これらの結果から,従来,十分に解明されていない数・数表記の初期発達が対人場面・周囲の環境との相互作用を通じて現出することが示唆された。第三に,数式表記の発達を解明するために5歳児と6歳児を対象に面接調査をおこなった。課題としては数読字課題・数書記課題,数概念理解に関する基数課題・順序数課題・数系列課題,数計算に関する加算・減算計数課題と数式表記課題,数式記号選択課題を用いた。数表記と数式表記の関連性やこれらと計算能力・数概念の発達との関係に関しては先行研究でこれまでほとんど解明されていないが,現在,この調査データを分析し、その発達と関連性を検討中である。

平成23年度は数表記の発達を数理解・数概念の発達と関連づけて、年少幼児と年長幼児を対象に調査し、数表記の発生・発達過程を解明すること、さらに、文字・数字・描画の表記システムの縦断観察をおこない、その発達過程を探究することが目的であった。平成23年度には以下の研究をおこなった。数表記研究は研究数が少ないが、それに対して、数理解・数概念などの研究はこれまで多数の知見が報告されていることから、本研究では先ず両者の関連性を理論も視野に入れて検討するために、後者の文献総覧をおこなった。その後に、研究代表者は資料が皆無である年少幼児の数理解・産出に関する資料を収集するために、26歳の幼児を対象に家庭環境における彼らの数行動に関する調査を質問紙を用いて実施した。その結果、2歳に数唱と年齢に関する数行動が、34歳に周囲の環境中の数字の読み・認識・再認が、56歳に数字書きと加算・引算の数操作の発達が見出された。年少幼児を中心とした家庭における数行動に関してはこれまで十分な資料が報告されていなかったが、本調査を通じてその実態と一連の発達過程を解明することができた。また、研究分担者は年長幼児における数表記の発達を表記知識と数理解・産出ならびに数概念との関連の下に解明するために面接調査を実施した。しかし、園側の事情のために平成23年度は調査対象児数が十分にえられなかったために、平成24年度に引続いて面接調査を実施中である。年長幼児に関する研究はこれまで数概念・計算を中心に多数検討されてきたが、数表記知識と数理解・産出や数概念との関連性については解明されておらず、その成果が期待されるところである。なお、縦断観察に関しては、現在、研究計画を変更して構想中である。本年度はこれまで収集してきた数表記・数式表記・数関連課題に関する資料を分析し、以下の研究結果をえるとともに研究全体のまとめをおこなった。1.数式表記の理解と数操作の発達との関係を以下の計算問題などを課して56歳児で検討した。課題として1数表記の読字・書字課題、2数理解を調べる数選び課題(基数課題)と多少判断・順序数課題、3加算・減算計算課題、4数式を書く数式表記課題、5数式表記における演算記号の理解を調べるための数式記号選択課題(数式記号を選択肢から選ぶ課題)を与えた。結果は数表記課題と計算課題は年齢にともなって正答が増加したが、数式表記課題と数式記号選択課題はほとんどできなかった。課題間の相関分析では数表記と数式表記および計算操作と数式表記は相互に関連せず、これらは独立に発達する可能性が示唆された。2.数表記の読み・書きと数概念課題(4つの積木・丸10と13・数選び課題)との関連性を検討し、事物と数詞の1対1対応の原理に関する理解が数の読み・書きを規定することが窺われた。また、重回帰分析の結果から数選び(基数獲得)課題と4つの積木課題が数字読みに有意に影響することも示された。以上の結果から数の読字・書字は基数および事物と数詞の1対1対応の原理の理解が前提になることが示唆された。3.13歳児の数行動と文字・描画などの表記システムの初期発達を縦断研究で検討してきたが、2歳代の資料の分析では対象児は養育者とのやり取りを通じて数唱と数詞を獲得し、それらを事物の計数に適用するとともに、環境中の数字を認識することも見出された。また、月齢にともなって数詞が10まで可能となり、次第に拡大することも見出された。縦断研究の結果は発達初期の数獲得における養育者の働きかけの重要性を示した。また、表記システムの発達では描画が先行し、次に数表記が、最後に文字表記が発達することが明らかになった。
生体機能分子の化学合成と分子メカニズムに関する生物有機化学的研究

1)蛋白脱リン酸化酵素阻害剤トートマイシンの全合成において、問題として残っていたセグメントのエステル化反応を再検討した。この結果、ジオール前駆体を用いることによって、飛躍的にエステル化反応の収率向上を達成し、段階数の短縮に成功した。この合成法を用いることによって阻害作用解明を目的としたケミカルプローブ調製が可能となった。2)阻害作用の立体化学を明らかにする目的で、トートマイシンとオカダ酸の両者の構造を併せ持つハイブリツド分子の創製を試みた。トートマイシンのセグメントBとオカダ酸のセグメントCを連結して、先に開発した効率的エステル化反応を応用してハイブリッド分子の合成に成功した。ハイブリッド分子はオカダ酸のPP2A認識部位を持つが、阻害実験より、ハイブリッド分子はPP1よりPP2Aを強く阻害した。これによって阻害剤の酵素認識部位を改変することによって、各々の蛋白脱リン酸化酵素に特異的な阻害剤の分子設計が可能性となった。3)生体機能分子として注目を集めているアミノ糖に着目して、転位反応を用いた効率的化学合成法確立を目指した。そしてアリルシアナートの転位反応を用いた効率的窒素官能基導入法を開発して、Vibrio cholerae 569bのリポ多糖を構成するアミノ糖ペロサミンと抗腫瘍性抗生物質ビセニスタチンに含まれる構成糖ビセニサミンの合成に成功した。ここで開発したアミノ糖合成法をさらに発展応用すべく、ヌクレオシド系抗生物質ブラストサイジンSの合成研究に着手した。1)蛋白脱リン酸化酵素阻害剤ト-トマイシンの全合成において、問題として残っていたセグメントのエステル化反応を再検討した。2)阻害作用の立体化学を明らかにする目的で、ト-トマイシンとオカダ酸の両者の構造を併せ持つハイブリッド分子の創製を試みた。ト-トマイシンのセグメントBとオカダ酸のセグメントCを連結して、先に開発した効率的エステル化反応を応用してハイフリッド分子の合成に成功した。ハイブリッド分子はオカダ酸のPP2A認識部位を持つが、阻害実験より、ハイブリッド分子はPP1よリPP2Aを強く阻害した。3)ヌクレオシド系抗生物質スピカマイシンの合成を目的として、転位反応を用いた効率的アミノ糖合成法確立を目指した。アリルシアナ-トの転位反応を用いた効率的窒素官能基導入法を開発して、Vibrio cholerae 569bのリポ多糖を構成するアミノ糖ペロサミンと抗腫瘍性抗生物質ビセニスタチンに含まれる構成糖ビセニサミンの合成に成功した。さらに開発した手法を発展させて、スピカマイシンのアミノヘプトース部分のC1C4部位の合成に成功した。2)阻害作用の立体化学を明らかにする目的で、トートマイシンとオカダ酸の両者の構造を併せ持つハイブリッド分子の創製を試みた。ハイブリッド分子はオカダ酸のPP2A詔識部位を持つが、阻害実験より、ハイブリッド分子はPP1よりPP2Aを強く阻害した。

3)生体機能分子として注目を集めているアミノ糖に着目して、転位反応を用いた効率的化学合成法確立を目指した。そしてアリルシアナートの転位反応を用いた効率的窒素官能碁導入法を開発して、Vibrio cholerae 569bのリポ多糖を構成するアミノ糖ペロサミンと抗腫瘍性抗生物質ビセニスタチンに含まれる構成糖ビセニサミンの合成に成功した。ここで開発したアミノ糖合成法をさらに発展応用すべく、ヌクレオシド系抗生物質ブラストサイジンSの合成研究に着手した。
就業地を考慮した東京大都市圏の居住地移動のモデル化

本研究は,以下の2段階で研究が進められた。1.東京大都市圏の居住地移動パターンのモニタリング(1)データベースの作成1985年と1990年の国勢調査から,茨城県南部,埼玉県,千葉県,東京都,神奈川県の1都4県の321市区町村を対象に,5歳年齢階級別人口,産業大分類別就業者数,通勤・通学流動,地区間の居住地移動(人口移動)の市区町村データを表計算ソフト「Lotus1-2-3」上でデータベース化した。(2)居住地移動パターンの地図化数値地図25000(海岸線・行政界)の地図データを利用して,(1)で作成したデータベースの地図化システムを,GISソフト(ATLAS*GIS, SPANS*MAP)上で展開した。2.発生制約型空間的相互作用モデルの適用居住地移動データに対して,a)通常の発地区固定型発生制約型モデル,b)着地区の空間的配置を表す着地区の近接性や各発地区ごとの通勤流動に対する近接性,の新たな説明変数の追加した発地区固定型発生制約型モデル,を適用した。なおパラメータの推定に際しては,一般線形モデルと遺伝的アルゴリズムを用いた。通常の発地区固定型発生制約型モデルの距離パラメータは,都心部で高く(距離の逓減効果が小),周辺で低い(距離の逓減効果が大),同心円的な空間的パターンを呈することがわかった。そして,着地区の近接性や,各発地区ごとの通勤流動に対する近接性の新たな説明変数の追加した発地区固定型発生制約型モデルは,より高い適合度を示すと同時に,距離パラメータのバラツキをある程度軽減すること,居住地移動は通勤流動の近接性によっても影響を受けることなどが明らかとなった。これらの成果は,人文地理学会などに発表する予定である。
超高速磁気共鳴機能動画映像装置の開発

ファンクショナルMRI(fMRI)が既存の機能画像法より明らかに優れた点は、高度の空間分解能と同時に高度の時間分解能が期待できることである。しかし、残念ながら、既存のfMRIはその時間分解能を誇るまでには至っておらず、PET同様に状態解析state related analysisに止まっている。本研究は超高磁場装置の最適化により究極の時間分解能を有する機能画像の装置を開発することを目標としたものである。この研究の施行はいくつか違ったカテゴリーでの成果を生み出した。(1)既存超高磁場装置の最適化、(2)縦形装置開発への基礎データーの提供、(3)高密度脳波による電流密度画像とfMRIの融合、などである。fMRIを施行する超高磁場(3.0T)装置が、国際第一水準の装置に仕上がったことから、本研究はfMRI研究の各論においても、さまざまな業績を上げている。ヒトの「利き手」の生理学的定義を目標とした一連の実験の中ではヒト運動前野premotor cortexに対側の手の運動時に同側のM1領域の活動を抑制する部位nomotion areaがあること、片麻痺患者での検索において健側を用いるmotorreorganizationが「利き手」によって異なることを付きとめた。統合的高次機能解析を目標とした一連の研究では、3次元環境に対する応答がintraparietal sulcusに隣接する皮質で行われ、かつ右半球に優位性があること、分裂病患者ではdorsolateral frontal lobeのworking memoryによる賦活に優位のばらつきが見られることなどを見出している。国際学術研究助成と連動した読字機能の解析では「読む」行為における脳機能分布が民族学的背景に依存せず、最初に学習された言語に依存することを突き止め、聴覚障害者における読字機能のfunctional reorganizationの機構解明を図っている。理論的にはリアルタイムに近い時間分解能で機能画像を作成することができる。現在のfMRIに経時的検索能力を持たせるための方法論は大別して二つあり、Statistical Parametric Mapping(SPM)に代表される推理統計学的方法論と事象解析event related analysisである。本研究はfMRIの時間分解能をさらに向上させ、PETでは為し得なかったより電気生理学electrophysiologyに近いfMRIの方法論を作り上げることを目的としている。本年度は推理統計学的手法を用いた後処理とパラダイムによる方法論の検討を中心に行った。対象としては運動機能の詳細解析を取り上げた。ヒトの「利き手」と「優位半球」の概念は現象論的定義を持っているものの、生理学的定義を持たない。我々は「利き手」の生理学的定義を目標とした一連の実験の中でまず、「片手のみを用いるexclusive usage of a single hand]ことの生理学定義を対象として、経時的検索能力を持つfMRIを開発し、検討を行った。その結果、ヒト運動前野premotor cortexには外側の手の運動時に同側のM1領域の活動を抑制する部位nomotion areaがあることが確認された。同時に、右利きの左半球運動野には左手の情報を有する部位が存在することも判明した。

この研究の施行はいくつか違ったカテゴリーでの成果を生み出した。(1)既存超高磁場装置の最適化、(2)縦形装置開発への基礎データーの提供、(3)高密度脳波による電流密度画像とfMRIの融合、などである。fMRIを施行する超高磁場(3.0T)装置が、国際第一水準の装置に仕上がったことから、本研究はfMRI研究の各論においても、さまざまな業績を上げている。ヒトの「利き手」の生理学的定義を目標とした一連の実験の中ではヒト運動前野premotor cortexに対側の手の運動時に同側のM1領域の活動を抑制する部位nomotion areaがあること、片麻痺患者での検索において健側を用いるmotorreorganizationが「利き手」によって異なることを付きとめている。統合的高次機能解析を目標とした一連の研究では、3次元環境に対する応答がintraparietal sulcus隣接する皮質で行われ、かつ右半球に優位性があること、分裂病患者ではdorsolateral frontal lobeのworking memoryによる賦活に優位のばらつきが見られることなどを確認した。読字機能の解析では「読む」行為における脳機能分布が民族学的backgroundに依存せず、最初に学習された言語に依存することを突き止め、聴覚障害者における読字機能のfunctional reorganizationの機構解明を図っている。
フレッシュコンクリートの練混ぜ・温度・時間依存型多相流動解析モデル

本研究の目的は,練り混ぜ・温度・経過時間に伴う変化を考慮できる。フレッシュコンクリートの多相流動解析モデルを構築することにある.まず,コンクリートをペースト・細骨材・粗骨材の3相から構成される材料とし,粗骨材および細骨材はそれぞれ均一な粒子径を持つ固体粒子の集合体に,ペーストは粘性流体にモデル化し,全体を構築した。各相の運動方程式から,全体の構成則が算定されるのである。各固体粒子の運動は,各相内の平均的な運動と粒子相互の接触や衝突による変動する運動により記述される。各相内に発生する応力は,これらの各粒子間の相対速度によって支配される。これらの現象を考慮し,質量・運動量・エネルギーの保存則に基づき,各相の支配方程式を導出した。さらに、各相間の相互作用を考慮し,直応力が存在する場合の剪断応力の変化をも表現できるモデルとした。構築された構成モデルを用いて各種配合条件下でのフレッシュコンクリートの剪断応力とひずみ速度の関係について感度解析を実施した。粗骨材相が剪断応力の発生に最も大きな影響を及ぼし,モルタルの存在や高粘性のペーストが粗骨材粒子相互の接触や衝突を抑制する働きを持つことが表現された。本研究により,フレッシュコンクリートの流動解析を実施するための基礎となる構成則のフレームワークが完成したといえる。ペーストの構成則に粉体粒子の凝集構造を取り込んだモデルとすることで,練り混ぜ・温度・経過時間に伴う変化を精度よく予測可能なモデルとすることが可能と思われる。本研究での目的は,フレッシュコンクリートの流動シミュレーションを行うための多相流動解析モデルを構築することである。本年度は,主に固体粒子の挙動の解明とそのモデル化に主眼を置き以下のことを実施した。(1)粉体の物理化学的特性と流動挙動粉体の材料特性である粒度分布,粒形,表面性状、表面電位,鉱物組成等の異なる各種粉体を用い,流動挙動の変化を調べた。同一の粉体であっても,外的に加える機械的エネルギーや熱エネルギーの違いによって分散状態が変化するため流動挙動は異なる。したがって,粉体の材料特性と分散状態の関係をDLVO理論を応用し,凝集速度関数を導入し,記述することを試みた。(2)高性能減水剤の効果粉体粒子の凝集抵抗は,2粒子間に作用するポテンシャルエネルギーによって支配される。高性能減水剤は,粒子の表面状態を電気化学的あるいは物理的に変化させることによって,このエネルギー状態を変化させるものと理解できる。粉体と高性能減水剤の組み合わせによって,これらの変化を定量的に調査し,高性能減水剤の吸着速度,量(吸着厚さ)と粉体粒子の分散状態および流動挙動の関係を定量的に記述することに成功した.(3)固体粒子の挙動の一般化ペーストを用いて(1)および(2)で得られた成果に基づき,これを固体粒子全体に拡張する。すなわち,細骨材中に含まれる微粒子の影響および粉体粒子が骨材粒子間に存在する場合に,粉体粒子に伝達されるエネルギーの効果の影響を確認した。これらは,構築された粉体粒子の挙動を表現するモデルの妥当性が検証されたことにもなる。以上により,ミクロンオーダーの粉体粒子からセンチメートルオーダの粗骨材粒子を含む固体粒子の挙動を統一的に扱える流動解析技術の基礎が整備されたことになる。本研究の目的は、練り混ぜ・温度・経過時間に伴う変化を考慮できる,フレッシュコンクリートの多相流動解析モデルを構築することにある。まず,コンクリートをペースト・細骨材・粗骨材の3相から構成される材料とし,粗骨材および細骨材はそれぞれ均一な粒子径を持つ固体粒子の集合体に,ペーストは粘性流体にモデル化し,全体を構築した。各固体粒子の運動は,各相内の平均的な運動と粒子相互の接触や衝突による変動する運動によって記述される。

各相内に発生する応力は、これらの各粒子間の相対速度によって支配される。これらの現象を考慮し,質量・運動量・エネルギーの保存則に基づき,各相の支配方程式を導出した。さらに,各相間の相互作用を考慮し,直応力が存在する場合の剪断応力の変化をも表現できるモデルとした。構築された構成モデルを用いて各種配合条件下でのフレッシュコンクリートの剪断応力とひずみ速度の関係について感度解析を実施した。粗骨材相が剪断応力の発生に最も大きな影響を及ぼし,モルタルの存在や高粘性のペーストが粗骨材粒子相互の接触や衝突を抑制する働きを持つことが表現された。本研究により,フレッシュコンクリートの流動解析を実施するための基礎となる構成則のフレームワークが完成したといえる。ペーストの構成則に粉体粒子の凝集構造を取り込んだモデルとすることで,練り混ぜ・温度・経過時間に伴う変化を精度よく予測可能なモデルとすることが可能と思われる。
遺伝性希少難病児と家族が抱える遺伝に関する問題点とシームレスな支援の検討

希少難病であるライソゾーム病は、ライソゾーム内の酸性分解酵素の遺伝的欠損により、ライソゾーム内に大量の脂質あるいはムコ多糖などを蓄積し、肝臓・脾臓の腫大、骨変形、中枢神経障害など様々な症状を呈する症候群である。難病指定されているライソゾーム病には約31種類の疾患が含まれ、個々の患者数は希少である。病型によって、常染色体遺伝もしくは伴性劣性遺伝の形式で遺伝する。先行研究より、遺伝に関する内容はタブー視される傾向にあり、十分な支援が受けられていないことがわかった。そこで本研究は遺伝を巡る支援課題の明確化と支援の検討を目的としており、今回取り組みの三年目である。ご家族のインタビュー調査を継続し、遺伝に関してどのような問題を抱えているのか、必要な情報と支援について聞き取りを行った。複数回のインタビューを通して、次児誕生を巡るなかで夫婦間のギャップが生じることがわかった。夫婦間のギャップが顕著になる時期は次児が健常児であることの確信を得る時期であり、夫婦関係がゆれパートナーへの不信感も強かった。遺伝カウンセリング等の中で、この時期の夫婦間のギャップを少しでも平坦にし、夫婦相互の理解が深まるような支援が求められる。インタビュー調査で得られた結果は論文で発表した。また、医療的ケア児の支援について海外の知見を得るためにフランスで、母子保健センター、NECKER小児病院、訪問看護ステーションの視察、在宅小児看護研修を実施し、帰国後視察報告会を開催した。希少難病であるライソゾーム病は、ライソゾーム内の酸性分解酵素の遺伝的欠損により、ライソゾーム内に大量の脂質あるいはムコ多糖などを蓄積し、肝臓・脾臓の腫大、骨変形、中枢神経障害など種々な症状を呈する疾患群である。病型によって、常染色体劣性遺伝もしくは伴性劣性遺伝の形式で遺伝する。先行研究より、家族会においても遺伝に関する内容はタブー視される傾向があり、十分な支援が受けられていないことが分かった。そこで本研究は遺伝を巡る支援の課題と支援方法の確立を目的としており、今回取り組みの初年度である。1)インタビュー調査:9名の対象者へインタビューを実施した。希少難病であるため、インタビュー対象者が全国に及ぶことから、インタビューの実施が困難な状況であった。また、初見のインタビューで遺伝について率直に語られることはなく、遺伝を巡る支援の課題を明確にするためには、引き続き面接を繰り返して信頼関係を構築していく必要がある。2)文献レビュー:引き続き国内外の文献を集めて分析していく。3)語れる場の提供:今年度は開催に至らなかった。4)勉強会・検討会の開催:患者家族会の交流会への参加、研究協力者との研究会を実施し情報収集やデータの分析を行った。「子どもの死を巡る支援のあり方、遺伝性疾患とその家族への支援についての勉強会」として講師を招き勉強会を行い、研究協力者とともにグリーフケアの新たな理論について学びを深めた。インタビュー調査は順調に進んでいるが、センシティブな問題であり遺伝に関するデータは十分に得られていない。また同様の理由により語りの場の提供には至らなかった。インタビュー調査を通じて語りの場の必要性を検討していく必要がある。希少難病であるライソゾーム病は、ライソゾーム内の酸性分解酵素の遺伝的欠損により、ライソゾーム内に大量の脂質あるいはムコ多糖などを蓄積し、肝臓・脾臓の腫大、骨変形、中枢神経障害など種々な症状を呈する症候群である。先行研究により、家族会においても遺伝に関する内容はタブー視される傾向があり、充分な支援が受けられていないことが分かった。そこで本研究は遺伝を巡る支援の課題と支援方法の確立を目的としており、今回取り組みの二年目である。1)インタビュー調査:遺伝性希少難病児のご家族へインタビュー調査を行い、遺伝に関してどのような問題を抱えているのか、必要な情報と支援について聞き取りを行った。センシティブな問題であり、本テーマについて語っていただくためには複数回の訪問が必要になる。2)情報の公開:現在まで十分な結果は得られていないため、ニューズレターの発行には至らなかった。今後もインタビューを継続し、結果を公表していく必要がある。インタビュー調査から得られた結果の一部は、所属する学会等で発表を行った。また、情報の一部還元のため、既存のホームページへのアップデートに着手した。今後、情報を追加し、ホームページの充実を図っていく。3)勉強会・検討会の開催:医療的ケア児の支援について、海外での知見を得るため、海外研修を計画した。今後、海外研修で得た知見を踏まえ、支援の検討会を実施する。語りの場の提供ができていないことを理由に遅れていると判断していたが、インタビュー内容から、価値観も在宅支援の要望も個々にことなるため、複数での語りの場は必ずしも家族が望んでいる支援ではないことが推測された。そのため、知りたい人が必要な情報を得られるようにインタネット上での情報公開へとシフトチェンジすることで、おおむね順調な進展と考える。

希少難病であるライソゾーム病は、ライソゾーム内の酸性分解酵素の遺伝的欠損により、ライソゾーム内に大量の脂質あるいはムコ多糖などを蓄積し、肝臓・脾臓の腫大、骨変形、中枢神経障害など様々な症状を呈する症候群である。難病指定されているライソゾーム病には約31種類の疾患が含まれ、個々の患者数は希少である。病型によって、常染色体遺伝もしくは伴性劣性遺伝の形式で遺伝する。先行研究より、遺伝に関する内容はタブー視される傾向にあり、十分な支援が受けられていないことがわかった。そこで本研究は遺伝を巡る支援課題の明確化と支援の検討を目的としており、今回取り組みの三年目である。ご家族のインタビュー調査を継続し、遺伝に関してどのような問題を抱えているのか、必要な情報と支援について聞き取りを行った。複数回のインタビューを通して、次児誕生を巡るなかで夫婦間のギャップが生じることがわかった。夫婦間のギャップが顕著になる時期は次児が健常児であることの確信を得る時期であり、夫婦関係がゆれパートナーへの不信感も強かった。遺伝カウンセリング等の中で、この時期の夫婦間のギャップを少しでも平坦にし、夫婦相互の理解が深まるような支援が求められる。インタビュー調査で得られた結果は論文で発表した。また、医療的ケア児の支援について海外の知見を得るためにフランスで、母子保健センター、NECKER小児病院、訪問看護ステーションの視察、在宅小児看護研修を実施し、帰国後視察報告会を開催した。1)インタビュー調査の継続と分析:インタビュー調査を継続し、専門家のアドバイスを求めつつ分析をしていく。2)支援方法の開発:インタビュー調査で明らかになったことを中心に支援方法を考察していく。遺伝疾患においては、子どもの生前のみならず死後も遺伝を巡る課題が生じてくる。引き続き勉強会や施設視察を行い、生前からの遺伝疾患を踏まえたグリーフケアの課題と支援方法を検討していく。3)インターネット上での展開:研究の知見や活動の内容をホームページ上で紹介する。1)インタビュー調査の継続と分析:インタビュー調査を継続し、専門家のアドバイスを求めつつ分析する。引き続き検討会を行い、生前からの遺伝疾患を踏まえたグリーフケアの課題と支援方法を検討していく。3)インターネット上での展開:研究の知見や活動内容をホームページ上で紹介する。物品購入が進まなかった。また、インタビュー調査を重ねることができず予定の半額にとどまった。インタビュー調査を予定通りに重ねることができなかった。次年度は、支援方法の知見を広げるために、研究協力者と共に海外視察を行い、インタビュー調査を継続していく。今年度は、必要物品の購入を進め、インタビュー調査を継続していく。また、支援方法の知見を広げるために、研究協力者と共に施設視察を行っていく。
エピジェネティクスを利用した新規胃癌リスクマーカーの開発

胃癌発生に関して、胃癌多発地域のメインルートとして考えられているatrophy-metaplasia-cancer sequenceの過程でのエピジェネティックな現象の一つであるDNAメチル化異常に着目し、検討を行った。非がん部である胃粘膜DNAのメチル化の変化(蓄積)を検討し、胃発癌リスクマーカーとなりうる遺伝子領域を探索した。胃がん発癌リスクである萎縮性胃粘膜の進展度により層別化して各遺伝子のメチル化異常の蓄積を調査したり、胃癌発症の重要なリスクであるヘリコバクター・ピロリ感染の有無で層別化して各遺伝子のメチル化異常の蓄積を調査したり、胃癌患者と非胃癌患者間での各遺伝子のメチル化異常の蓄積を調査した。各遺伝子により性質が異なり、胃癌リスクを強く反映するものや、ヘリコバクター感染の有無を強く反映するもの、胃粘膜萎縮を強く反映するものが存在することが確認された。胃癌発生に関して、胃癌多発地域のメインルートと考えられているatrophy-metplasia- cancer sequenceの過程でのエピジェネティックな現象の一つであるDNAメチル化異常に着目し、検討を行った。す胃粘膜DNAのメチル化変化を検討し、胃発癌リスクを反映する事が、想定される遺伝子領域を検索する。一般に、H.pylori感染者は非感染者の2.221倍の胃癌リスク上昇があると報告されている(Correa P. etal:Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 14: 1865-1868, 2005 )が、その発癌メカニズムの詳細は依然として不明であり、特にepigeneticな変化についての検討は緒に付いたばかりである。現在、除菌療法の胃癌発生抑制効果が報告されているが、除菌前後におけるヒト胃粘膜のDNAメチル化について癌抑制遺伝子領域を中心に経時的に測定し、H.pylori感染のメチル化に及ぼす影響を検討すことを目的としている。本年は、胃癌およびいろいろな程度の萎縮性胃炎患者の内視鏡検査による生検検体の収集を精力的に行った。胃癌発生に関して、胃癌多発地域のメインルートとして考えられるatrophy-metaplasia-cancer sequenceの過程でエピジェネテイックな遺伝子変化であるDNAメチル化異常に着目。DNAメチル化異常は遺伝子転写抑制きたし、がんの発生や進展の原因となっていることが知られる。一見正常な胃粘膜においても、DNAメチル化異常が蓄積しており、発がんの素地が形成されており、同部のメチル化異常蓄積の定量値が、リスクマーカーとして有用であることを報告している。エピジェネティクスDNAメチル化の蓄積が胃癌リスクをより強く反映する遺伝子の探索を進めており、一定の成果がえられているが、さらに性能の優れた遺伝子がないか探索をすすめており、検体処理や解析にずれこみが生じている。当初はもっとスムーズな検体の収集を予想していたが、同意を得て検査に移行できる方が予想に反して少なめであった。そのためそちらに注力するあまり、胃癌リスクマーカーの候補を検討するのに十分な時間が確保できなかったため、全体としてやや遅れている。本年度までに採取した内視鏡胃粘膜検体を精力的に処理、解析していく予定である。申請者らが、これまでに明らかにしたCDKN2A, HA ND1のプロモーター領域をはじめとする胃発癌に伴うメチル化変化部位、8遺伝子領域などに関して、胃癌発生リスクマーカーとしての意義を検討するために、これら遺伝子領域のメチル化レベルと胃粘膜病理組織所見(特に、胃炎の活動度、胃粘膜萎縮・腸上皮化生の有無)との関連、胃発癌の各段階、特にH.pylori感染症の進展、除菌との関連について詳細な検討を行う予定である。さらに有効なリスクマーカーの探索を行いたいと考えている。現時点での胃癌リスクを強く反映する性能の優れた遺伝子で、検体処理や解析に持ち込む予定である。申請者らが、これまでに明らかにしたCDKN2A, HAND1のプロモーター領域をはじめとする胃発癌に伴うメチル化変化部位、8遺伝子領域に関して、胃癌発生リスクマーカーとしての意義を検討するために、これら遺伝子領域のメチル化レベルと胃粘膜病理組織所見(特に、胃炎の活動度、胃粘膜萎縮・腸上皮化生の有無)との関連、胃発癌の各段階、特にH.pylori感染症の進展、除菌との関連について詳細な検討を行う予定である。本研究項目で対象とする遺伝子領域としては、(1)がん抑制遺伝子の発現調整に重要なプロモーター領域CGI中心部(core)として、CDKN2A、hMLH1、LOX、CDH1がん関連遺伝子以外のプロモーター領域CGI中心部として、THBD、FLNc、HRASLS、HAND1遺伝子(2)がん抑制遺伝子の発現には直接関与しないプロモーター領域CGI辺縁部(non-c)として、CDKN2A、hMLH1、CDH1遺伝子、がん関連遺伝子以外のプロモーター領域CGI辺縁部として、THBD遺伝子(3)非プロモーター領域CGIとしてp41-ARC遺伝子を用いて解析する予定である。検体処理のための試薬や備品を購入する予定である。検体の処理が追いつかない場合は、研究補助員を雇用をする予定である。DNAメチル化の蓄積が胃癌リスクをより強く反映する遺伝子の探索を進めており、一定の成果がえられているが、さらに性能の優れた遺伝子がないか探索をすすめており、検体処理や解析がずれこんだため、次年度使用額が生じた。

現時点での胃癌リスクを強く反映する性能の優れた遺伝子で、検体処理や解析に持ち込む予定で、そのランニングコストなどに用いる予定である。検体処理のための試薬及び必要に応じて解析ソフトを購入する予定である。検体の処理が追いつかない場合は、研究補助員を雇用する予定である。
環境化学物質レセプターAhRによる皮膚炎誘導のメカニズムの解析

AhRとアトピー性皮膚炎の関連の機序を解き明かすことにより、疾患予防や新規治療法を見出すことを目的に研究を行った。in vitro、in vivoにて、AhRが表皮で活性化した表皮を用いて検討をした。AhRが表皮で過剰に活性化すると、TSLPやIL33が増加すると同時に、Th2反応に強く関連する抗原提示細胞の樹状細胞が増加し、関連サイトカインが増えることが示された。ヒトサンプルを用いて、解析を行ったところ、環境因子に関わる因子やアトピー性皮膚炎の病態に関わるTslpなどのサイトカインについて検討したところ、AhRに関連する因子が上昇していた。当該研究は環境因子によりアトピー性皮膚炎が発症するのかについて、AhRに着目して解析している。当初、まず今年度では、in vitroにて、AhRアデノベクターやAhRのリガンド、さらにAhR特異的siRNAを用いて、マウス培養表皮細胞でのAhRを活性もしくは抑制して、産生される分子の検索をした。そこでは、アトピー性皮膚炎に関するものとして、TSLPやIL-33といったサイトカインが変化することが同定され、他の因子についても検討している。また、AhRが転写因子であることから、ChIPアッセイを施行している。さらに当科で所持しているAhRのトランスジェニックマウスの皮膚にて、上記2つのサイトカインの上昇を確認した。免疫担当細胞については、特に樹状細胞が真皮に多数浸潤していることが判明した。私たちは、AhRが環境因子により活性化することにより、表皮細胞から様々な液性因子が産生され、それにより樹状細胞やTh2などの免疫担当細胞が活性化されることにより、最終的にはアトピー性皮膚炎様皮膚炎が惹起されるという仮説を立てている。上記の結果はこの仮説を裏付ける内容と考えている。樹状細胞については解析できつつあるが、今後さらにTh2細胞に関して、研究を進めていく予定である。また、ChIPアッセイについては、もっと精度を上げて行い、実際に転写因子として、直接TSLPなどのサイトカイン産生を制御しているのか、それとも他の機序や介在する因子があるのかについて、詰めていく必要がある。当該研究は環境因子によるアトピー性皮膚炎の発症メカニズムを解き明かすことを最終目標として、AhRに着目して解析している。初年度は、in vitroにて、マウス培養表皮細胞を用いた解析を中心に行った。AhRを活性化もしくは抑制させることにより、変化した因子の中に、TSLPやIL33というアトピー性皮膚炎で変化するサイトカインを認めた。免疫担当細胞についても樹状細胞が関与していることがわかった。今年度は、in vivoにて、AhRが表皮で活性化したトランスジェニックマウスを用いて検討をした。免疫染色にて、TSLPやIL33が上昇していることがわかった。樹状細胞も真皮に多数浸潤していることがわかった。このマウスの皮膚のサンプルよりRNAを抽出し、定量的PCR法で解析をした。そうすると、Th2反応時に上昇するサイトカインである、IL4、IL5、IL13の上昇を認めた。つまり、AhRが表皮で過剰に活性化すると、TSLPやIL33が増加すると同時に、Th2反応に強く関連する抗原提示細胞の樹状細胞が増加し、関連サイトカインが増えることが示された。現在は、基礎データが得られつつあるため、実際にヒトでは実証されるかについて、特にAhRの下流の因子である、CYP1A1やCYP1B1、NQO1が上昇しているかどうかを確かめる実験を続けている。そのため、ヒトのサンプルを用いて、免疫染色や定量的PCR法を用いて、検討している。AhRを活性かもしくは抑制させることにより、変化した因子の中に、TSLPやIL33というアトピー性皮膚炎で変化するサイトカインを認めた。次年度、in vivoにて、AhRが表皮で活性化したトランスジェニックマウスを用いて検討をした。今年度は、主に、ヒトサンプルを用いて、解析を行った。アトピー性皮膚炎患者と健常人からそれぞれ皮膚サンプルを手に入れた。そして、Cyp1a1、Cyp1b1、Nqo1といった環境因子に関わる因子やアトピー性皮膚炎の病態に関わるTslpなどのサイトカインについて、免疫染色を用いて発現解析した。また、In situ hybridization法にて、定量的な解析も行っている。解析途中ではあるが、AhRに関連する因子は上昇していた。

AhRが表皮で過剰に活性化すると、TSLPやIL33が増加すると同時に、Th2反応に強く関連する抗原提示細胞の樹状細胞が増加し、関連サイトカインが増えることが示された。ヒトサンプルを用いて、解析を行ったところ、環境因子に関わる因子やアトピー性皮膚炎の病態に関わるTslpなどのサイトカインについて検討したところ、AhRに関連する因子が上昇していた。これまで、マウスで私の仮説を実証してきた。今年度は特にヒトの組織を用いた解析を主体に取り組んでいる。アトピー性皮膚炎と他の炎症性皮膚疾患、健常皮膚の検体を集積している。そして、AhRは転写因子であるため、その下流因子の活性について、免疫染色法を用いて検討している。特にCyp1a1について、行っている。これらは研究計画におおむね沿っていると考えている。皮膚科学AhRの活性が上昇することで、直接Th2反応を惹起し、皮膚炎を発症するということが、マウスを用いた実験で実証されてきたと思われる。今後は現在行っているヒトで実際にこの仮説が有効かについて、注意深く検証を重ねなくてはならない。アトピー性皮膚炎やその他の炎症性皮膚疾患、また正常皮膚でのサイトカインの比較を続ける。そのためには、皮膚サンプルを得て、免疫染色をしたり、RNAを抽出して定量的PCR法で、AhRの下流因子やTh2反応の関連するサイトカインの比較検討を重点的にする必要がある。当初提出した研究計画に記載したものと同じような行程で進捗しているため。現時点では、免疫染色用の抗体やTaqman法を用いたqPCR用のプライマーについて、当初計画したもののすべてを購入していない。これまでは特にマウス用のものの購入が多く、今後、ヒト用の複数の抗体やプライマーを購入するために繰り越した。今後は、研究計画通りに、表皮が産生する因子による樹状細胞の成熟制御の解析も進める。こちらは主にFACSを用いて、CD80/86やMHCIIの発現量の変化、また特にアトピー性皮膚炎に関連する因子として、OX40Lに焦点を当てて検討する。さらにAhRを活性化する物質を皮膚に外用すると、皮膚炎が誘発されるかを検討する。逆に、現在用いているトランスジェニックマウスで、AhRを抑えると皮膚炎が抑制されるかも検証する。その他にヒトでの解析も進めたいと考えている。次年度使用額は、平成27年度の請求額とあわせて、今後、ヒト用の、AhR関連の抗体として、Cyp1a1, Cyp1b1, Nqo1などやTh2のサイトカインであるIL33, TSLP, IL4, IL5, IL134などの抗体やプライマーを購入する。当該研究に用いる手法として、ウェスタンブロット法や免疫組織学検査、ChIPアッセイがある。いずれも様々な抗体を用いる手法である。当初の計画よりも、今年度使用する抗体の数が、減ったため、安価に研究が完了した。そのため、次年度の使用額が生じた。当該研究に用いる手法には、ウェスタンブロット法、免疫組織学検査、ChIPアッセイがある。これらの実験では抗体が非常に重要であり、新たに似た抗体を用いて、結果を正確に出すことも重要である。よって、当初計画履行とともにさらに実験精度を深めてゆきたいと考えている。
環境リスクマネジメントの公法学的基礎理論研究

本研究は、公法の視点から、環境リスク・マネジメントを規律する法的枠組みがいかにあるべきかを解明するため、反省法・学習法としての環境法の構造分析を行い、憲法学を中心とする公法学の基礎理論(とりわけ民主主義原理と法治主義原理)に遡って、そのありようを再検討するものである。併せて、科学的に不確実な状況下での環境リスク・マネジメントの過少性・過剰性に対処するため、予防原則と比例原則にも再検討を加え、その法構造を明らかにしようとしている。本年度は、民主主義原理に関する基礎理論を古典的研究(Hans Kelsenの多元主義的な民主主義理解)を参照しつつ、同時に最新研究(Jens Kerstenのシュヴァルム・デモクラシー論)の成果も摂取して、本研究の基礎理論構築に活かすことを試みた。民主主義原理はグローバル化と専門技術化の進展の中で、絶えず再検討を余儀なくされているが、そのポテンシャルにはなお注目し続ける価値があることが確認できた。また、比例原則・予防原則・平等原則といった公法解釈の法原則の再検討を行い、これら3つの法原則が相互に協働と対抗の関係にあることを明らかにした上で、その相互関係を形作っている法構造を分析した結果を、公法学会の場で研究報告した。具体的な環境リスクの問題として、以前から考察の対象としているアスベストの問題を再び取り上げ、近時の最高裁判決(とりわけ泉南アスベスト事件判決)の検討という視角から、問題にアプローチした。民主主義原理の検討は、古典的研究と最新研究の双方から行うことを通じて、だいたい想定通りのところに落ち着いている。ここから環境リスクを取り扱う際に必要とされる専門技術性のあり方と民主的正統性論の関連性について、研究を進めることになる。比例原則・予防原則・平等原則の相互関係についても、おおむね解明できた。公法学会の場で研究報告したことについても、原稿の形にまとめ上げることができたので、これをさらに推敲し、専門雑誌等で公表できるようにブラッシュアップしているところである。環境リスク・マネジメントの法理論のうち、ドイツ公法学(あるいはヨーロッパ公法学)に由来する法理論の検討を進めたいと考えている。民主主義原理の検討も引き続き進めるが、それと並行して、権利論(とりわけ環境権論)の検討に着手し、一定の成果をあげることを今後の目標にするつもりである。ドイツの書店から代理店を経由して購入した洋書の金額が、為替変動の結果、少しだけ安価になったため。差額分は次年度の図書購入費に充てたい。
非超電導ナノ粒子添加による溶融成長バルク超電導体の特性制御

本研究は液体窒素温度で実用が始まっている酸化物高温超電導体の結晶の塊であるバルク高温超電導体として比較的磁石性能の高いGdBa_2Cu_3O_7_-・について、空気中で溶融成長により、新たな磁束を安定的に捕捉保持させることができるナノサイズをはじめとする粒子を添加することによって磁石性能の向上を目指したものである.結晶構造内部でGdとBaとが固溶体を形成するがこれの超電導特性を向上させるためにはアニール処理が有効であることを示し、様々な常磁性金属酸化物のナノ粒子を添加することによって固溶体形成が抑制され臨界電流やピン止め特性が向上することを明らかにしてきた.まず、さらに20年度にいたり、われわれの独創により、新規な磁束ピン止め中心材料として、軟磁性粒子の添加効果を調べた.バルク体から切り出した一部の領域とではあるが、Fe/Si系の軟磁性微粒子を適用して、臨界電流の磁場依存性において顕著なピン止め効果の増大を発見した.この効果の軟磁性粉添加量の増減による臨界電流の磁場中変化を精密に調べ、磁場中の臨界電流密度の最大値を見出した.また、単なる酸化鉄の添加では得られない幅広い磁場下での臨界電流値の向上を見出した.高臨界電流密度の領域が磁石全面に均一化された素材を得ることが今後の次の段階の課題となる.この研究の過程で、均一化された素材を得ることと均一化された着磁を行うことが今後の次の課題となる.また、本年度は研究の最終年度にあたることから、応用の可能性のひとつである大電流リードを試作して、電流耐性と発熱特性の測定を試行した.その結果、磁場中でも、より発熱が少なく、モータ等における極めて短い距離で熱侵入を遮断して大電流を通電できる電流導入素子を実現できることを実証した.本研究は液体窒素温度で実用が始まっている酸化物高温超電導体の結晶の塊であるバルク高温超電導体として比較的磁石性能の高いGdBa_2Cu_3O_7_-・について、空気中で溶融成長により、新たな磁束を安定的に捕捉保持させることができるナノサイズをはじめとする粒子を添加することによって磁石性能の向上を目指したものである.結晶構造内部でGdとBaとが固溶体を形成するがこれの超電導特性を向上させるためにはアニール処理が有効であることを示し、様々な常磁性金属酸化物のナノ粒子を添加することによって固溶体形成が抑制され臨界電流やピン止め特性が向上することを明らかにしてきた.まず、さらに20年度にいたり、われわれの独創により、新規な磁束ピン止め中心材料として、軟磁性粒子の添加効果を調べた.バルク体から切り出した一部の領域とではあるが、Fe/Si系の軟磁性微粒子を適用して、臨界電流の磁場依存性において顕著なピン止め効果の増大を発見した.この効果の軟磁性粉添加量の増減による臨界電流の磁場中変化を精密に調べ、磁場中の臨界電流密度の最大値を見出した.また、単なる酸化鉄の添加では得られない幅広い磁場下での臨界電流値の向上を見出した.高臨界電流密度の領域が磁石全面に均一化された素材を得ることが今後の次の段階の課題となる.この研究の過程で、均一化された素材を得ることと均一化された着磁を行うことが今後の次の課題となる.また、本年度は研究の最終年度にあたることから、応用の可能性のひとつである大電流リードを試作して、電流耐性と発熱特性の測定を試行した.その結果、磁場中でも、より発熱が少なく、モータ等における極めて短い距離で熱侵入を遮断して大電流を通電できる電流導入素子を実現できることを実証した.本研究は液体窒素温度で実用が始まっている酸化物高温超電導体の結晶の塊であるバルク高温超電導体として比較的磁石性能の高いGdBa_2Cu_3O_<7-δ>について、空気中で溶融成長により、磁石性能の向上を目指したものである。研究は原子レベルからミクロ構造組織にわたる領域で行われ、まず、この物質では結晶構造内部でGdとBaとが固溶体を形成するがこれの超電導特性を向上させるためにはアニール処理が有効であることを示した。次にあらかじめ溶融成長プロセスの前段階でBaO_2,BaCuO_<2-x>,BaCO_3などを添加することによって固溶体形成が抑制され臨界電流やピン止め特性が向上することを明らかにした。次に、バルク体における磁束ピン止め中心として添加される第2相物質Gd_2BaCuO_5の粒子サイズに注目して微細化を試みる一方、新たな第2相物質としてGd_2Ba_4CuMO_x(M=Mo, Zr etc.)を新たに合成して磁束ピン止めに有効であることを示した。超電導体中に侵入ピン止めされる磁束はナノメートルの大きさであるが著者は、ZrO_2などのナノ粒子の添加を溶融成長に導入して臨界電流密度を99,300A/m^2と約10^5A/m^2まで向上させることに成功したばかりか電子顕微鏡観察によってバルク磁石中のナノ粒子の生成・挙動を明らかにした。バルク磁石は超電導体の連続体であることから線材を電線に加工してコイル化したものに比べて狭い空間に高密度の磁束を発生させることが可能であり、バルク体から切り出した一部の領域といえどもこのような結果を得たことの意義は大きい。しかしながら、臨界電流の著しい向上はバルク磁石の部分に留まっており、磁石全面にわたって均一に高い臨界電流密度が得られたわけではない。