hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生体化学・力学的複合環境における金属系バイオマテリアルの生体適合性と表面改質

細胞の有無に関わらず、不働態皮膜破壊および再生挙動は材料種に強く依存した。Ti、Ti6Al4V合金では弾性変形途中から不働態皮膜破壊による新生面増加によりアノード電流は増加したが、SUS316L鋼では弾性域でのアノード電流増加は認められなかった。細胞の存在や吸着タンパク質の増加により、ひずみ付与終了後の再不働態化速度が低下することが明らかとなった。このことは、タンパク質や細胞が試料表面に接着し試料表面との間にすき間を形成することで、金属イオンの加水分解により生成したH+イオンの拡散が抑制されすき間内部のpH低下が再不働態化を阻害したためと考えられる。金属系バイオマテリアルが使用される実際の生体環境は、各種イオンを含んだ溶液にさらされる化学的環境と咀嚼や歩行といった動的荷重の負荷される力学的環境の複合的環境である。しかしながら金属系バイオマテリアルの腐食挙動に関する現在の研究は両環境の考慮が未だ不十分である。そこで本研究では、生体環境を模擬した溶液中で急速歪み電極試験を行うことで、化学的環境と力学的環境の複合的環境中、つまり実際の生体環境を模擬した環境における金属の腐食挙動への影響を解明することを目的としている。実験には、生体環境を模擬した溶液中で生体材料として用いられるTi、Ti-6Al-4V、SUS316Lを用い、急速歪み電極試験を行った。その結果、SUS316L,Ti試料では試験開始直後からの弾性変形領域では微小な電流が観察され、塑性変形領域に入った直後では電流値の急激な立ち上がりが認められ、その後傾きは減少し、引張停止時から電流値は急激に減衰する経時的な電流値の変化を測定することができた。このことは、塑性変形領域では弾性変形領域に比べより多く金属表面の不働態皮膜破壊が生じ新生面からのイオン溶出が生じ、その後皮膜破壊と再不働態化が同時に起こり、引張停止時からは再不働態化のみが進行していることが示唆された。変形にともなう不働態皮膜破壊時の電流の最大値はTiの他の2試料と比較し非常に大きな値を示した。皮膜破壊と再不働態化によって生じた総電気量はSUS316L>Ti>Ti-6Al-4Vの順となり、SUS316LはTi、Ti-6Al-4Vに比べ有意に高い値を示した。このことより、SUS316Lは再不働態化の所要時間が他の2種に比べ長いと言える。今後の課題として、より実際の生体環境に近い環境として、試験片上に細胞培養を行い、生体金属に動的歪みを負荷した際の腐食挙動に与える細胞の影響の解明を行っていく予定である。模擬生体環境でTi、Ti6Al4V合金およびSUS316L鋼に急速ひずみを付与することで、生体内において動的荷重が加えられた際の生体材料用金属・合金の溶解、再不働態化挙動を検討し、次の知見を得た。Ti、Ti6Al4V合金およびSUS316L鋼は、ひずみが付与された際に不働態皮膜が破壊され金属イオン溶出が生じた。その後、不働態皮膜破壊後ただちに再不働態化が生じることで電流はひずみ付与前の値まで減衰し、金属イオン溶出は抑制されることが確認された。具体的には、Ti、Ti6Al4V合金では、弾性変形の途中からアノード電流は増加したが、SUS316L鋼では弾性域でのアノード電流増加は認められなかった。このことから、弾性域でのTiおよびTi6A14V合金とSUS316L鋼の表面の力学特性は異なることが示唆される。また、Ti、Ti6Al4V合金およびSUS316L鋼は表面上にタンパク質や細胞が接着することで再不働態化が阻害され、発生した電気量が増加したことから、表面上にタンパク質や細胞が接着することで金属イオン溶出量が増加することを明らかにした。さらに、ひずみ付与時のアノード電流変化は試料の分極電位に影響を受けることを本研究にて明らかにした。特にTi6A14V合金は高電位側でひずみが付与された際、アノード反応が促進され、再不働態化中に電流の停滞が生じた。この試料表面をFE・SEMで観察すると、局部腐食とみられる跡が観察されたことから、Ti6Al4V合金で認められた局部腐食の発生は細胞による再不働態化阻害の顕著な例であると考えられる。こうした知見から、生体内という特殊環境において金属材料表面上にタンパク質や細胞が接着することで、荷重負荷による変形が生じた際の金属表面の再不働態化が阻害され局部腐食が発生することが懸念される。
親子の成長を支える体験型子育て支援実践の創造的継承のための実践システムの形成

形成的フィールドワーク(當眞2004)を方法論として、親子の成長を支える体験型子育て支援実践に熟達した保育士がその専門性を他の保育士に受け継ぐ営みを保育所の日常活動の中に織り込む際に生じる問題を同定し、創造的継承にはどのような保育所全体の体制上の工夫が必要かを実践形成的に明らかにした。本研究の体験型支援を担当するには一般の保育とは異なる力量を要するが、担当前年度の準備的参加、熟達保育士の支援の観察、ケースの記録と検討、支援実践現場での専門家による実演や解説などの介入支援を効果的に織り込むことで、担当者の力量を育むことが可能になることを具体的な実践形成を通して明らかにした。本研究は形成的フィールドワークを方法論として、親子の成長を支える子育て支援実践の創造的継承を可能にする実践システムを構築しつつ、その形成過程を明らかにすることを目的としている。初年度であった平成24年度は、親子が互いに育み合える関係を築くことを支える体験型の支援を実践する力量を身につけた保育士(以後「熟達保育士」)がその専門性を他の保育士に受け継ぐ営みを保育所の日常活動の中に織り込む際に生じる問題を同定するとともに、創造的継承にはどのような保育所全体の体制上の工夫が必要かを実践形成プロセスを通して明らかにした。2年目である平成25年度は、初年度の成果をベースとして、新支援担当保育士が自らの持ち味を活かしつつ支援実践を展開しながら工夫を重ね実践データを蓄積した。具体的には新支援担当保育士が初年度の体験を活かして親子育成的な体験型支援実践を試み、熟達保育士が必要に応じて支援実践の過程をモニターしつつアドバイスを行うプロセスをビデオデータとして蓄積するとともに、申請者は、継承の過程を観察(直接観察とビデオ記録を通した観察)しモニターしながら創造的継承を支える工夫を生み出していった。この実践形成の過程を通して、親子の成長を支える支援実践を創造的に継承していくために保育士がどのような学びを重ねることが必要かを明らかにした。初年度である平成24年度は、親子が互いに育み合える関係を築くことを支える体験型の支援を実践する力量を身につけた保育士(以後「熟達保育士」)がその専門性を他の保育士に受け継ぐための実践の形成を試み、そのプロセスを記録した。本研究における熟達保育士は、これまでの研究において、申請者との協働を通して親子を育む体験型の支援を学んできた保育士である。本年度の取り組みを通して、保育所の日常活動の中で支援実践を継承するには、それを可能にする保育所全体の体制を工夫する必要があることがわかってきた。まず、支援センター担当保育士配置上の工夫として、支援センターの担当者2名のうち1人は前年度からの継続者としたこと、また、熟達保育士を支援センターの隣の保育室の担当とし、その保育室も複数担当にすることで、熟達保育士が必要に応じてセンターに行って新担当保育士の学びを直接支援できるようにしたことが効を奏した。次に、子育て支援センターの活動内容やその意義を保育所の職員全体で共有し、センター担当保育士と他の保育士が相互協力できる体制を組むことで、子育て支援センターの活動と保育の融合を質的にも量的にも高めたことが継承のための実践づくりには欠かせない体制的特徴のひとつとなった。さらに、支援者の持ち味を活かした継承実践をどのように工夫したらよいか、また親子を育む支援の質を維持するために継承プロセスにどのような専門的サポートが必要かを実践を通して明らかにした。初年度から2年目にかけては、熟達保育士がその専門性を他の保育士に受け継ぐ営みを保育所の日常活動の中に織り込む試みを重ね、支援実践を継承する上で保育所全体の体制としてどのような工夫が必要かを明らかにした。また、親子の成長を支える支援実践を創造的に継承していくために、熟達保育士が実践を伝える上で必要となる工夫と新担当保育士が実践を身につけていくために必要な学びのプロセスを明らかにした。最終年度である本年度は、これまでの継承実践の蓄積を活用し、支援実践をさらに次の担当保育士に受け継ぐための実践的工夫を重ね、親子の成長を支える支援実践を多世代にわたり持続的かつ創造的に継承することを可能にする実践システムを形成した。支援実践の継承を試みる過程で、多くの保育士にとって子育て支援センターを担当することは予想以上にハードルが高い任務であることがわかった。

これは、保育士の養成課程が子どもの保育を中心に構成されており、子育て支援に必要な知識と体験が得られるような内容にはなっていないことを考えると無理のないことである。形成的フィールドワークを重ねる中で、子育て支援実践の継承を支えるには、担当する前の年にワーミングアップ的に支援センターでの支援体験を準備することが有効であることが明らかになった。また、保育士がかかわりを通して親子の関係性の特徴を理解し支援を工夫することを支える学びが重要であることが明らかになったことから、親子の課題の見立て方についての実践知を支援実践とその継承に活用可能な形に整理した。さらに、親子の課題の見立てに応じた支援的介入の工夫を支えるツールとしての支援事例集を作成した。発達心理学予定通りに継承実践の形成を試み、そのプロセスの記録を蓄積することができた。実践形成型の研究という性質上、形成過程で生じるさまざまな状況に創造的に対応しながら知恵を紡ぐことが重要であるが、今年度は当初の予想を超えた発見と継承実践形成過程での工夫を重ねることができた。本研究の最終年度となる26年度には、必要に応じて事例の蓄積を継続しつつ分析を完了し、上述した24年度、25年度の成果を統合して、親として育つことを適切かつ効果的に支援し、子どもの育ちを支える体験型支援実践の創造的継承の仕組みとしてまとめる。平成25年度は、初年度の継承実践をベースとして、新支援担当保育士が自らの持ち味を活かした創造的継承を実現するために以下の実践形成的活動を展開しながら実践データを蓄積する。(a)新支援担当保育士は、初年度の体験を活かして親子育成的な体験型支援実践を試み、それをビデオ収録する。(b)熟達保育士は必要に応じて(a)の過程を観察(直接観察とビデオ記録を通した観察)し、実践をモニターしつつアドバイスを行い、その過程をビデオ収録する。(c)申請者は、(a)、(b)の継承の過程を観察(直接観察とビデオ記録を通した観察)し、継承の過程をモニターする。(d)申請者と熟達保育士、新支援担当保育士で定期的にミーティングをもち、(a)(c)を活かして、創造的継承が順調に進行しているところと問題点を確認し、協働して継承のための工夫を生み出す。このミーティングも録画し、継承実践形成過程のデータとして活用する。ビデオデータの分析補助作業を、一部ボランティアの参加が得られたことから予定より効率よく進めることができたため。国際学会での成果発表に必要な海外渡航旅費の一部として活用する。初年度(24年度)の成果を踏まえて平成25年に計画している活動を展開するにあたり、現地での活動を手持ちビデオで追跡収録する研究補助者を同行するための旅費が当初の計画より必要となる見込みであるため、次年度使用額を充てることを計画している。
遠隔地手話通訳システムにおける臨場感の伝達方法に関する研究

伝送技術や画像圧縮技術の進歩ならびに高速ネットワーク回線の整備に伴い,テレビ電話やテレビ会議システムを用いた遠隔地間での手話会話が可能になってきた.しかし,現在,一般に利用可能な回線の帯域幅では,まだ,十分な画像品質が確保されていないために,聴覚障害者の画像通信時のストレスの高さや不満も報告されている.我々は,ビデオ信号を用いて十分な画像品質を確保した実験を通して,遠隔地手話通訳システムにおけるインタフェースの改善による効果やシステムの可能性を検討した.さらに,検討結果を基に,実用システムを試作し,実際の他大学ならびに大学院の授業を受講する聴覚障害学生への支援実験を行ない.システムの実用性についても検証した.本研究において,以下の内容がわかった.1.遠隔地から手話通訳を行う場合には,支援する相手の上半身映像だけではなく,会話場面では会話している様子を映す全体の映像を,そして講義場面では講師の映像など複数映像を手話通訳者に示すことが効果的であることがわかった.2.遠隔地手話通訳システムにおいては,手話通訳者ならびに聴覚障害者ともに互いの視線の一致に対する要望が高く,なるべく視線の一致が可能になるようなカメラ位置が重要であることがわかった.3.複数の映像を映像品質を落とすことなく転送するためには,転送する複数映像を一画面の中に合成して送ることが現実的な方法であり,授業などの状況にあわせて必要な映像を主画面に切り替えるようなシステムが効果的であることがわかった.5.遠隔地手話通訳では,手話通訳者は通常の通訳場面と異なり,正面に講師映像など様々な資料を見ながら通訳を行なうことができるという利点がある.さらに,専門用語や固有名詞などのキーワードをリアルタイムで表示するような支援システムが通訳を行なううえで効果的あることがわかった.6.遠隔地手話通訳システムの成果は,通常の手話通訳場面への支援や聴覚障害者へのエアロビクス授業などへの情報保障など様々な応用が可能であることがわかった.伝送技術や画像圧縮技術の進歩ならびに高速ネットワーク回線の整備に伴い,テレビ電話やテレビ会議システムを用いた遠隔地間での手話会話が可能になってきた.しかし,現在,一般に利用可能な回線の帯域幅では,まだ,十分な画像品質が確保されていないために,聴覚障害者の画像通信時のストレスの高さや不満も報告されている.我々は,ビデオ信号を用いて十分な画像品質を確保した実験を通して,遠隔地手話通訳システムにおけるインタフェースの改善による効果やシステムの可能性を検討した.さらに,検討結果を基に,実用システムを試作し,実際の他大学ならびに大学院の授業を受講する聴覚障害学生への支援実験を行ない.システムの実用性についても検証した.本研究において,以下の内容がわかった.1.遠隔地から手話通訳を行う場合には,支援する相手の上半身映像だけではなく,会話場面では会話している様子を映す全体の映像を,そして講義場面では講師の映像など複数映像を手話通訳者に示すことが効果的であることがわかった.2.遠隔地手話通訳システムにおいては,手話通訳者ならびに聴覚障害者ともに互いの視線の一致に対する要望が高く,なるべく視線の一致が可能になるようなカメラ位置が重要であることがわかった.3.複数の映像を映像品質を落とすことなく転送するためには,転送する複数映像を一画面の中に合成して送ることが現実的な方法であり,授業などの状況にあわせて必要な映像を主画面に切り替えるようなシステムが効果的であることがわかった.5.遠隔地手話通訳では,手話通訳者は通常の通訳場面と異なり,正面に講師映像など様々な資料を見ながら通訳を行なうことができるという利点がある.さらに,専門用語や固有名詞などのキーワードをリアルタイムで表示するような支援システムが通訳を行なううえで効果的あることがわかった.6.遠隔地手話通訳システムの成果は,通常の手話通訳場面への支援や聴覚障害者へのエアロビクス授業などへの情報保障など様々な応用が可能であることがわかった.今後,テレビ電話などを利用した遠隔地からの手話通訳サポートが可能になってくることが予想される.そのためのより効果的なシステムの構築ならびに利用方法の検討を目的として,本年度は以下の検討を行った.1.実験用システムの構築と予備実験実際に評価実験を行うためのシステムを構築し,簡単な予備実験を行った.その結果を基に,評価実験を行う際の注意点,システム上の問題点,評価方法などを検討した.2.補助情報の内容や提示方法の検討通常の講義場面,対話型の授業場面,1対1の会話場面などで,システムの問題点などを検討した.通訳を行うためにそれぞれ必要とされる視覚情報やその適切な提示方法が異なることなどがわかった.3.遠隔地カメラコントロールの検討遠隔地からカメラコントロールを行う際の問題点を検討した.通訳者によるコントロールは通訳者に負荷がかかり困難であること,対話型の授業では講師や学生達への映像のフィードバックなしにはカメラコントロールが間に合わないことなどがわかった.4.骨伝導マイク・イヤフォンの検討骨伝導マイク・イヤフォンについて検討を行った.通訳者の口形を隠さず雑音にも強いという利点があるが,装着に対する嗜好には個人差があることや,声を出さないような独り言もスピーカに流れてしまうなど問題点もあることがわかった.5.聴覚障害者が講義する場合におけるシステムの検討聴覚障害者が講義などを行う際のシステムの問題点を検討した.この場合には,聴者が行う場合と違った様々な問題点が存在することがわかった.今後,テレビ電話やテレビ会議システムなどを利用した遠隔地からの手話通訳サポートが可能になってくることが予想される.そのためのより効果的なシステムの構築

ならびに利用方法の検討を目的として,本年度は以下の検討を行った.1.対話的な授業におけるシステム運用実験教官と学生間で頻繁に質疑などのやりとりが発生する対話的授業において,手話の提示や手話の読み取りのしやすさなどの評価実験を実施し,実際に運用するシステムでのカメラの位置や通訳者への画面の提示方法などの具体的な検討を行った.2.学内CATVを想定したシステムの運用実験学内に構築されているCATVを想定した実験システムを構築し,システムの運用実験を実施した.通訳者が手話を読み取る際の音声のハウリングなど,音響関係の設定が難しいことなどがわかった.3.学内ネットワークを用いたシステムの運用実験市販のテレビ会議システムを用いて,学内ネットワークでの運用実験を実施した.ネットワークを利用する際には,時間の遅れが起きるが,学生側からは遅れていることが認識されないことがわかった.また,通訳者が速い動きをする際には,画像が滑らかさを失うため,システムに合った手話表現を検討する事の必要性がわかってきた.4.講堂での手話通訳者支援ならびにエアロビクス授業での情報支援の検討これまでの研究成果を基にした講堂での手話通訳支援システムや聴覚障害学生のためのエアロビクス授業での情報支援システムを検討し,実際に評価実験を実施した.こうした実験の結果からも,本研究が様々な応用分野を持ちうることがわかってきた.これまでの研究成果を基に,実際に他大学の授業を受講する聴覚障害学生への支援実験を行なった.また,本システムの応用事例としてエアロビクス授業への情報支援実験も実施した.1.他大学の聴覚障害学生への支援実験筑波大学で学ぶ聴覚障害学生(大学院を吉む)への講義保障を,インターネットを介した遠隔地手話通訳システムにより実施した.通訳しやすい環境として,視線一致や複数映像の合成,講義の状況に応じた画面の切り換え,専門用語などの認識のためのキーワード表示などを実際の通訳場面において評価した.また,支援を受ける聴覚障害学生からは,手話通訳画面,要約筆記の字幕付き手話通訳画面,キーワード表示などを評価した.この支援実験の結果,互いの視線の一致を容易にするカメラ位置や合成画面中での映像配置など臨場感の伝達,そして,講義内容の理解を助けるキーワードや字幕表示が重要であることがわかった.また,今回の支援実験では,大学間をインターネットで結んだ実証実験であり,講義室のネットワーク環境や大学内のコンピュータを利用した実習の有無などのシステムへの影響なども評価することができた.2.エアロビクス授業への情報支援実験遠隔地手話通訳システムの検討から,様々な情報の効果的な表示方法や通訳者を映像表示することの効果などがわかってきた.こうした研究成果を基にして,エアロビクス授業を受講する聴覚障害学生へのリズムやキーワードの視覚表示や床に仰向けになって整理運動を行なう際の天井スクリーンへの講師・手話通訳者の映像提示などを用いた支援実験を実施しシステムを評価した.
Bio-lipid産生酵素による新規な蛋白質翻訳後修飾と蛋白質運命の解析

ホスホリパーゼD(PLD)は様々なアゴニスト刺激により活性化され、生理的条件下では細胞膜構成リン脂質のホスファチジルコリン(PC)を加水分解してコリンとBio-lipidとして機能するホスファチジン酸(PA)を産生し、産生されたPAが下流因子へシグナルを伝達するが、反応系に一級アルコールが存在すると加水分解反応よりもむしろPCのホスファチジル基を一級水酸基に転移してホスファチジルアルコールを産生するホスファチジル基転移反応を優位に触媒する。蛋白質構成成分のアミノ酸のうちセリンは一級水酸基を有しており、蛋白質分子中のセリン残基がPLDによってホスファチジル化されてその機能が修飾されるという、今までに例を見ない新規の蛋白質翻訳後修飾の可能性が考えられ、この点について検討した。その結果、以下のような結果が今までに得られた。現在までに同定されているPLD1とPLD2の二種類のPLDアイソザイムのうち、リコンビナントPLD2を調製し、これを[^<32>P]PCと遊離セリン存在下でインキュベートすると、[^<32>P]ホスファチジルセリンが産生され、PLD2は遊離セリンをホスファチジル化することが明らかとなった。さらに、リコンビナントPLD2を[^<32>P]PCとインキュベートすると、PLD2への[^<32>P]の取り込みが認められたが、活性欠失型PLD2への取り込みは認められなかった。これらの結果から、PLD2はその活性依存的に自己ホスファチジル化される可能性が示唆された。さらに、リコンビナントPLD2を[^<32>P]PC存在下でJ774.1細胞の膜画分とインキュベートすると、数種類の蛋白質への[^<32>P]の取り込みが観察された。このことから、細胞膜蛋白質がPLD2によりホスファチジル化されることが示唆された。細胞内で合成された蛋白質や酵素は、糖鎖や脂肪酸の付加、リン酸化、メチル化などの翻訳後修飾を受けて生理機能を獲得する。ホスホリパーゼD(PLD)は、アゴニスト刺激に応答して細胞膜ホスファチジルコリン(PC)を加水分解して脂質性シグナル分子のホスファチジン酸を産生するリン脂質分解酵素であるが、一級アルコールの存在下では加水分解反応よりもむしろPCのホスファチジル基を一級水酸基に転移するホスファチジル基転移反応を優位に触媒する。蛋白質のアミノ酸残基のうちセリンは一級水酸基を有していることから、我々は、PLDによって蛋白質・酵素分子中のセリン残基の一級水酸基にPCからホスファチジル基が転移され、蛋白質・酵素の機能が修飾されるという、今までに例を見ない新規の蛋白質翻訳後修飾の可能性を追求することを目的として解析を行った。蛋白質セリン残基の一級水酸基がPLDによりホスファチジル化される可能性を追求するため、in vitroでPLDによりセリンがホスファチジル化を受けるか否かを[^<32>P]PCを用いて検討した結果、セリンはPLDによりホスファチジル化されることが明らかとなった。さらに、この条件下で、PLDに[^<32>P]が取り込まれることを見いだした。これらの結果から、PLDは自己ホスファチジル化される可能性が示唆された。今後は、アゴニスト刺激に伴う細胞内蛋白質のPLDによるホスファチジル化とそれによる蛋白質・酵素の機能修飾について検討する予定である。
触媒的Ｃ－Ｈ結合酸素化によるエクテナサイジン７４３の全合成

本研究は抗腫瘍活性を有する天然物であるエクテナサイジン743を、新規触媒的炭素ー酸素結合形成反応を用いて高効率に全合成することを目的とする。前年度までの研究において、ルイス酸性ホウ素触媒、ないし光触媒、パラジウム触媒、有機触媒の三成分ハイブリッド触媒系を用いることで、水素を放出する形式での含窒素ヘテロ環、および炭化水素への不飽和結合の導入反応の開発に成功した。前年度までで確立した触媒反応の天然物合成への応用を鑑み、今年度は水素放出型酸化反応によるシグマ結合の形成を研究目標として設定した。しかし水素原子を放出するという反応設計に伴う熱力学な制約のため、特にホウ素触媒を用いた熱反応条件においては効率的なシグマ結合形成が困難であることが分かった。また一方で、確立された触媒反応の実社会への応用を鑑み、より価格面、また元素戦略の観点から適すると考えられる第一列遷移金属触媒を用いる反応系の確立を目指した。共同研究者との検討の結果、これまで遷移金属触媒としていたパラジウムの代替として、ニッケルを用いることが可能との知見を得た。反応条件の最適化を経て、幅広い基質一般性をもつ炭化水素の脱水素反応を確立することに成功した。希少金属を用いない本反応系は、水素放出を伴う形式の合成反応の実社会への応用に向けた大きな前進と考えられ、新規なルートでの医薬様化合物の合成、また有機化合物をキャリアとした水素貯蔵および運搬技術の確立に貢献するものと考えられる。29年度が最終年度であるため、記入しない。鍵工程となるフェノール誘導体のオルト位選択的なCーH結合酸素化反応は分子間反応であるため、より難易度の低い分子内反応を用いて初期検討を行った。モデル化合物としてカーバメート保護したフェノール誘導体を遷移金属触媒存在下、酸化的条件に付すことでオルト位酸素化を目指した。しかし反応条件を検討しても基質の損壊が進行するのみであり、酸化剤を用いる条件にて目的反応を実現することは困難であることが示唆された。そこで酸化剤を用いない条件における酸化反応である「水素放出型脱水素反応」に着目した。一般的な「水素放出型脱水素反応」は分子水素の放出を伴い、有機化合物を不飽和化させる反応である。この形式の反応では酸化剤を用いる必要がないため、目的物が酸化条件に対し不安定であるという問題を克服しうるものと考察した。そこで水素放出型での触媒的炭素ー酸素単結合形成を最終的な目標と設定し、これに至るまでの予備的な検討として、単結合を二重結合へと変換する形式での水素放出型脱水素反応を検討することとした。検討の結果、有機ホウ素触媒を用いる条件にて含窒素飽和ヘテロ環の脱水素反応が、また光触媒、有機触媒、パラジウム触媒の三成分ハイブリッド触媒系を用いる条件にて飽和炭化水素の脱水素反応が進行することを見出した。これらの触媒反応の知見をシグマ結合を形成する形式へと応用することにより、脱水素的な炭素ー酸素結合形成反応の実現を目指す計画である。当初は酸化剤を用いる条件による触媒的なC-H結合酸素化を検討していたが、酸化条件に対し耐性の低い基質への応用を鑑み「水素放出型脱水素反応」へと検討の中心を移したことが研究の大きな進展につながった。「水素放出型脱水素反応」は、高エネルギー分子である水素を生成する過程を経るため熱力学的に難易度の高い変換として知られている。有機分子に対する既報の手法ではイリジウムやルテニウムといった特に希少な遷移金属触媒や200度程度の激しい反応条件が必要であり、触媒の高いコストや毒性、低い官能基許容性などのために有機合成化学への応用は未開拓な分野であった。本研究においては、新規な脱水素触媒の開発から取り組むことにより、これらの課題の克服を目指した。その結果、含窒素ヘテロ環の脱水素触媒としてはフラストレイテッドルイスペアの化学において水素添加触媒として活用される有機ホウ素化合物が、効果的な脱水素触媒として機能することを見出した。本反応はアミンα位からのヒドリド引き抜きというユニークな鍵段階を経て進行することが反応機構解析実験から示唆され、新たなC-H結合官能基化手法としても多様な応用展開が期待される。また飽和炭素環の脱水素触媒としてはsp3 C-H結合の官能基化手法として近年注目されている光触媒と有機触媒の組み合わせに、さらにパラジウム触媒を複合させた3成分ハイブリッド触媒系が有効であることを見出した。本反応においては反応系中で発生する有機ラジカルが遷移金属触媒と結合し、活性な有機金属化学種を発生するという機構が示唆されている。本分野において有機合成化学的に有用な新たな新規脱水素触媒系を二つ見出すことに成功した点は、目的とするエクテナサイジン743の全合成計画における鍵反応の実現向けた大きな前進であるだけでなく、広く触媒化学一般にも貢献する成果であると考えている。

しかし水素原子を放出するという反応設計に伴う熱力学な制約のため、特にホウ素触媒を用いた熱反応条件においては効率的なシグマ結合形成が困難であることが分かった。また一方で、確立された触媒反応の実社会への応用を鑑み、より価格面、また元素戦略の観点から適すると考えられる第一列遷移金属触媒を用いる反応系の確立を目指した。共同研究者との検討の結果、これまで遷移金属触媒としていたパラジウムの代替として、ニッケルを用いることが可能との知見を得た。反応条件の最適化を経て、幅広い基質一般性をもつ炭化水素の脱水素反応を確立することに成功した。希少金属を用いない本反応系は、水素放出を伴う形式の合成反応の実社会への応用に向けた大きな前進と考えられ、新規なルートでの医薬様化合物の合成、また有機化合物をキャリアとした水素貯蔵および運搬技術の確立に貢献するものと考えられる。今後は光触媒による1電子酸化によりオキシルラジカルを発生させる条件を用い、カーバメート誘導体からのオルト位酸素化を実現する計画である。本計画においては、炭化水素の脱水素反応において開発した反応条件に改変を加えることにより、目的の変換が実現できるものと考えている。すなわち光触媒により酸素官能基を1電子酸化し、生じる高活性なオキシルラジカルの芳香環の二重結合への付加により炭素ー酸素結合を形成する。その後、炭素ー酸素結合を形成した中間体を1電子酸化し、再芳香化によって保護されたカテコール誘導体へと導く。放出された2電子とプロトンを金属触媒の作用によって分子水素として放出することで触媒サイクルが完結すると想定している。一連の変換を実現するためには、酸素官能基の1電子酸化を実現する強力な光触媒の活用が鍵であると考えている。炭化水素の脱水素反応においては、励起状態において高い酸化力を有するアクリジニウム塩誘導体が光触媒として機能し、有機触媒の硫黄原子を1電子酸化することにより高反応性のチイルラジカルが発生することが反応機構解析実験により支持されている。そこでフェノールから合成したカーバメート基の酸素原子をアクリジニウム塩誘導体と可視光によって1電子酸化し、活性なオキシルラジカルを発生させることができれば、前述の形式でのオルト位酸素化反応が実現できると期待される。アクリジニウム塩誘導体は一般的な光酸化還元触媒の中で最も高い酸化力を有するだけでなく、水素発生のために肝要であるパラジウム触媒とも共存可能であることが分かっているため、本系に適切な光触媒であると考えられる。アクリジニウム塩誘導体とパラジウム塩の組み合わせを中心に初期検討を行うことにより、水素放出を伴う条件にて触媒的な炭素ー酸素結合形成を実現する新規触媒系を確立する計画である。29年度が最終年度であるため、記入しない。
フェムト秒電子ビームによる相対論的レーザープラズマ相互作用の超高速観測

高強度超短パルスレーザーとプラズマの相互作用により過渡的に生じる強い電場および磁場を定量的に測定するため、レーザー加速フェムト秒電子ビームを用いた新しい時間分解計測手法を開発・実証した。高強度超短パルスレーザーを照射した金属ワイヤー近傍にフェムト秒電子ビームを通過させ、偏向角を計測した。その結果、高強度レーザー照射直後に、ワイヤーに沿ってほぼ光速で伝播する非常に高強の高いピコ秒パルス表面電磁波が発生することを新たに発見した。本実験結果はレーザー光のエネルギーが非常に効率よくサブテラヘルツ領域の表面電磁波へと変換できることを示している。新しい高強度テラヘルツ波発生手法として応用が期待される。高強度超短パルスレーザーを固体へ照射した際に生じるレーザーと高密度プラズマとの相互作用は、現代のプラズマ物理分野の主要な研究課題の一つになっており、各国の物理・工学系研究施設で実験的・理論的研究が進められている。我々は2010年頃に、レーザー加速した電子ビームを磁気パルス圧縮器により時間的に圧縮する超短パルス電子ビーム発生法を完成させ、パルス幅約500fsの超短パルス電子ビームを得ることに成功している。この独創技術をーザーと高密度プラズマとの相互作用の超高速現象観測へ世界に先駆けて応用し、実験プラズマ物理の新たな可能性を拓くことが本研究の目的である。昨年までに、高強度レーザーを照射した金属ワイヤー近傍にフェムト秒電子ビームを通過させ、電子ビームの偏向角をポンプ・プローブ計測することにより、ワイヤー表面に生じた電場および磁場を定量的に測定する新しい手法を開発・実証した。その結果、高強度レーザー照射直後に、ワイヤーに沿ってほぼ光速で伝播する非常に高強度な短パルス電磁波が発生することを新たに発見した。本実験結果はレーザー光のエネルギーが非常に効率よくサブミリ波領域の表面電磁波へと変換できることを示唆しており、学術と応用の両面において重要な知見となると考えられる。しかし、この現象に関する理論的な裏付けが不十分であった。本年度は、時間領域差分法(FDTD法)による数値シミュレーションを行うとともに、ワイヤー端からの反射波の計測を行うことにより、理論と実験の双方で表面電磁波の発生を裏付けた。この研究成果は、学術の面において高強度レーザーと固体との相互作用に関する新しい知見を与えるとともに、応用の面において変換効率の改善やパルス波形の制御の可能性を示唆すものである。我々は、数センチメートル以上の長い金属ワイヤーに高強度フェムト秒レーザーを照射した際、ワイヤー軸方向に強く高速電子が放射される興味深い現象を2011年に発表した。その実験結果は、放射された高速電子群と導体ワイヤーとが強く相互作用し、長距離にわたって電子の誘導が生じたことを示唆しているが、強い相互作用が生じた原因は明らかになっていない。一方で我々は、原子スケールの超高速現象観測のための超高速電子回折に関する研究を実施し、レーザー加速した電子ビームを磁気パルス圧縮器により時間的に圧縮する独創的な原理に基づく電子ビーム発生法を完成させ、パルス幅約500fsの超短パルス電子ビームを得ることに成功した。現段階では、フェムト秒電子ビーム発生の技術を有する研究グループは世界でも数少ない。この独創技術をーザーと高密度プラズマとの相互作用の超高速現象観測へ世界に先駆けて応用し、実験プラズマ物理をの新たな可能性を拓くことが本研究の目的である。高強度レーザーを照射した金属ワイヤー近傍にフェムト秒電子ビームを通過させ、電子ビームの偏向角をポンプ・プローブ計測することにより、ワイヤー表面に生じた電場および磁場を定量的に測定する新しい手法を開発・実証した。本実験結果はレーザー光のエネルギーが非常に効率よくサブミリ波領域の表面電磁波へと変換できることを示しており、学術と応用の両面において重要な知見となると考えられる。

昨年までに、高強度レーザーを金属ワイヤーに照射した際に生じる強い電場及び磁場の時間空間分解測定と、数値シミュレーションによる理論的裏付けを行った。実験及びシミュレーションの結果から、レーザー光のエネルギーが非常に効率よくサブミリ波領域の表面電磁波へと変換できることを実証できた。本年度は、高強度レーザーを金属ワイヤーに照射した際に生じる表面電磁波の特徴を更に詳細に調べるため、電気光学効果を利用した電場の時空間分解測定を行った。この研究成果は、学術の面において高強度レーザーと固体表面との相互作用に関する新しい知見を与えるとともに、レーザー光により発生させた高強度テラヘルツ表面波の応用の可能性を示唆するものである。プラズマ物理当初の計画では主として実験的研究を進める予定であったが、新しく発見した現象の理解を先行させる必要が生じたため、数値シミュレーションによる理論的研究を優先させた。実験に遅れが生じているものの現象の理解は進み、概ね順調に進展していると考えている。当初の計画では、初年度にフェムト秒電子ビーム発生装置の加速エネルギーの増強を行う予定であったが、大幅な増強をしなくとも計測が可能であることが新たな解析でわかったため、二年目の計画を前倒しで実施した。その結果、学術と応用の両面において重要と思われる新たな発見が得られた。今後の研究展開が期待される予想以上の成果であると考えている。本年度の数値シミュレーション研究により、レーザー光のエネルギーがサブミリ波(テラヘルツ波)領域の表面電磁波へと変換されるメカニズムが明らかとなった。特に近年、高強度テラヘルツ波の研究が盛んに行われており、注目度が高いことから、新しいテラヘルツ発生法として今回の研究成果を基にした新手法を確立することが急務であると考えられる。本年度の実験によりレーザープラズマを用いてレーザー光のエネルギーが非常に効率よくサブミリ波(テラヘルツ波)領域の表面電磁波へと変換できることが明らかになった。これは予想外の結果であるが、学術と応用の両面において重要な知見となると考えられる。特に近年、高強度テラヘルツ波の研究が盛んに行われており、注目度が高いことから、新しいテラヘルツ発生法として今回の実験手法を基にした新手法を確立することが急務であると考えられる。実験研究を行う予定であったが、数値シミュレーション研究を先行させたため、実験用の物品の購入が遅れている。次年度にレーザープラズマ誘起表面電磁波の詳細なデータを取得するための実験を予定しており、これに必要な物品を適宜購入する。平成24年度に予定していた初年度の装置改良(フェムト秒電子ビーム発生装置の加速エネルギーの増強)の一部を次年度以降に行う予定である。
オゾン消費およびOHラジカル生成評価を目的とした水質のキャラクタリゼーション

樹脂を用いた分画によって得られた7つの有機物画分のオゾンおよびOHラジカルとの反応性について検討を行った。初期のオゾンの消費に寄与している画分は主に疎水性酸およびTransphilicであると考えられた。反応1分後以降のオゾンの分解に関する一次速度定数は、1.43.9×10^<-4>sec.^<-1>であり、同程度の反応速度を有していた。OHラジカル生成に寄与する主な画分としては、疎水性酸、Transphilic、疎水性中性および親水性中性に注目すればよいと考えられた。オゾンを用いた水処理技術は、その有用性から広く普及してきたが、実験的/実証的に経験に基づき運転・制御がなされているのが現状である。一方で、個々の物質とオゾンやオゾンの反応/分解過程に生成するもう1つの重要な酸化剤とされるOHラジカルとの二次反応速度定数等の化学的な情報が基礎研究により得られている。しかしながら、これらの実験的/実証的検討結果と化学的データが結びついておらず、オゾン処理技術は体系化されているとは言い難い。これは、水質マトリクスの反応性が明らかではないことに起因すると考えられる。そこで、本研究では、水質マトリクス、特に有機物を分画によって詳細に評価することにより、オゾン消費およびOHラジカル生成評価を目的とした水質のキャラクタリゼーションを行っている。本年度は、湖水や河川水等の比較的清澄な水を対象とした有機物分画手法を確立した。本手法は、本研究の土台となるもので重要な位置を占めている。さらに、もう1つの土台となるオゾン処理実験方法の確立を行った。これは、比較的短時間の反応を評価する方法およびオゾン被処理水を製造するための方法を含み、今後オゾンおよびOHラジカルの反応性を評価し、水質のキャラクタリゼーションを行う上で中心となる実験方法である。これまで対象とした範囲では、画分のオゾン処理により、疎水性酸が反応初期にオゾンを消費すること、親水性酸性や中性がオゾンとほとんど反応しないことが定性的には評価できた一方で、定量的な評価には、さらなる高度な手法が必要となったことから、現在よりオゾンおよびOHラジカルの反応を定量的に評価するための手法の高度化を進めている。また、海外も含めた、場所、時間間での水質比較のための準備を行った。本研究では、水質のキャラクタリゼーションのために樹脂による有機物の分画を行い、それらのオゾンとの反応性などを評価している。得られる画分は、疎水性酸(HoA)、疎水性中性(HoN)、疎水性塩基(HoB)、トランスフィリック(Trs)、親水性酸(HiA)、親水性中性(HiN)、親水性塩基である。本年度は、昨年度確立した分画手法に、さらに脱塩操作を加えた。これは、オゾン反応実験への影響があると判断したためである。各画分について、ラジカルスカベンジャーの有無によるオゾン反応実験でのオゾン濃度の結果から以下のような特徴が得られた。HoA、HoN、HoBは、スカベンジャーが存在することによって最終的にオゾンの消費量が多くなった。ただし、反応初期の消費量にはほとんど違いがないことから、これらの画分は、OHラジカルとの反応も速く、この反応によりオゾンとの反応の遅い成分へと変化していると考えられた。Trs、HiA、HiNは、スカベンジャーが存在することによりオゾンの分解は遅くなった。HiAはオゾンとの反応が速くまたラジカル連鎖反応への寄与が大きい、HiNはオゾンとの反応は遅いがラジカル連鎖反応への寄与が大きいと考えられた。Trsは検討している中では中程度のオゾンとの反応速度を持ち、ラジカル連鎖反応への寄与は大きいと考えられた。HiBはスカベンジャーの有無によってオゾンの分解速度は変わらなかった。このため、OHラジカルを生成しない、もしくはOHラジカルとの反応性が低くオゾンとの反応性に変化を起こさないと考えられた。このように画分をオゾンおよびOHラジカルとの反応性から特徴付け、定量的評価の精度を上げることによって、オゾン反応機構の解明および最適な制御につながる。
大規模結合振動子集積回路実装による結合可変構造を　有する脳型複雑系システムの研究

前年度では,入力スパイク列の周波数に応じて結合が変わるネットワークを設計するための振動子モデルを提案し,その内容を国際会議で発表した.今年度は,このモデルをTSMC 0.25m CMOSプロセスで実装した集積回路の測定結果について国際会議で発表した.モデルを回路実装した際の動作の違いの検証と,スパイク列フィルタとしての機能について発表した.非線形な振る舞いを示す演算ユニット回路が多数結合した複雑系回路では,製造バラツキ等の影響により,ユニット回路毎の特性は一致しない.この問題を解決するために,昨年度はバラツキ補償回路を搭載した回路を試作・評価した.今年度は,その結果を論文発表した.さらに,400個のユニット回路に実装した補償回路の統計的な解析結果を国内学会で発表した.その発表に対し,電子情報通信学会より学術奨励賞が授与された.以上に加え,補償回路が実際の複雑系回路上で有効に働くか否か評価した.評価の結果,補償回路が有効に働くと共に,セルオートマトンへの応用にも使えることを実験的に示した.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。振動子の持つ時間軸での情報表現と振動子の発火頻度を用いて情報表現を行うためのモデルを提案し、試作した回路を測定した。提案した振動子モデルは入力スパイクの周波数を変えることで様々なパルス列を出力できることを数値実験で確認した。これは振動子の出力するパルス列のパターンで情報表現できることにつながる。また、周波数によっては振動子の発火頻度が大きく変化し、ゼロになる一種のスパイク列フィルタとしての特性も確認した。この特性は発火頻度を用いて情報表現できることにつながり、発火頻度がゼロになる特性は周波数を変えることで振動子の出力をON/OFFできることを意味する。数値実験で確認できたこれらの特性は試作した集積回路でも確認できた。フィルタの特性やスパイク列のパターンは振動子の発火しきい値を変えることで様々なバリエーションが得られることを確認した。振動子に学習機能を持たせるために、レイアウト面積がこれまでに提案されているシナプス回路よりも約8分の1程度になる新たな回路を提案し、試作したがレイアウトミスにより正常に動作しなかった。上記以外にも昨年度に提案試作したバラツキ補償回路を測定した。5ミリ角のチップに400個並べたバラツキ補償回路の測定結果、容量値と電圧-電流値変換特性バラツキを約2分の1に低減できることを確認した。前年度では,入力スパイク列の周波数に応じて結合が変わるネットワークを設計するための振動子モデルを提案し,その内容を国際会議で発表した.今年度は,このモデルをTSMC 0.25m CMOSプロセスで実装した集積回路の測定結果について国際会議で発表した.モデルを回路実装した際の動作の違いの検証と,スパイク列フィルタとしての機能について発表した.非線形な振る舞いを示す演算ユニット回路が多数結合した複雑系回路では,製造バラツキ等の影響により,ユニット回路毎の特性は一致しない.この問題を解決するために,昨年度はバラツキ補償回路を搭載した回路を試作・評価した.今年度は,その結果を論文発表した.さらに,400個のユニット回路に実装した補償回路の統計的な解析結果を国内学会で発表した.その発表に対し,電子情報通信学会より学術奨励賞が授与された.以上に加え,補償回路が実際の複雑系回路上で有効に働くか否か評価した.評価の結果,補償回路が有効に働くと共に,セルオートマトンへの応用にも使えることを実験的に示した.学習機能を実現する集積回路を試作したが、試作回路測定の段階でレイアウトミスが発覚し、複数チップを結合させた実験が行えなかった(レイアウトミスが起こったのは学内にある独自プロセスを使用した試作であり、レイアウト検証ツールが用意されていないことによる。1000ゲート以上使用したチップを人力で検証したが、ミスを避けられなかった)。これにより、学習機能を持った振動子の回路の実験が出来なかったが、大規模結合系を回路実装した際に問題となるユニット回路間の特性バラツキを補償する回路で想定よりも多くのデータが得られ、有効性が示せた。そのため、本研究はおおむね順調に進展している。周期的なスパイク列を入力した場合の振動子単体の振る舞いを数値実験と回路実験で確認できた。今後は複数振動子を結合させた場合の振動子の振る舞いについて調べる。複数振動子を用いて発火頻度を変数とし論理演算が実現可能かどうか調べる。また、入力を受けた振動子の出力するスパイク列のパターンが定常状態に落ち着く途中の過渡的な振る舞いも調べ、短い時間スケールでスパイク列をとらえた場合と発火頻度のように長い時間スケールでとらえた両方を使った情報表現が出来るかどうかの可能性を模索する。
大振幅磁気流体波の電磁場構造と超相対論的粒子加速

従来、無衝突プラズマにおける磁力線に平行方向の電場は、低周波・長波長の磁気流体的現象ではごく弱いと考えられてきたが、本研究では非線形磁気音波における平行電場の強さを理論的に求め、それを相対論的電磁粒子シミュレーションで定量的に確認した。これらの結果から非線形磁気音波においては平行電場は強くなり得ることを示した。また、上とは別の側面の研究として、プラズマに強い擾乱が与えられたときの磁気流体波の発展を大規模電磁粒子シミュレーションで調べ、磁気音波衝撃波面の後方に大振幅アルヴェン波が形成されること、およびその中で超相対論的電子加速が起こることを見出し、その機構を理論的に解明した。研究計画に従い、1.爆発における衝撃波の生成過程、2.非線形MHD波における磁場方向の電場、3.弱磁場中プラズマの大振幅磁気音波とアルヴェン波における粒子加速、の研究を行った。1の衝撃波生成過程については、理論と相対論的電磁粒子シミュレーションで、forward shockとbackward shockの形成される空間的、時間的スケールを、宇宙にも実験室に持適用できる一般的な形で求めることができた。理想MHD理論においては磁場に平行方向の電場はゼロであり、したがって、MHD的な現象では平行電場は極く弱いと一般的に考えられてきた。しかし、私どもは2の研究で、平行電場についての新しい理論を構築し、さらに、それが電磁粒子シミュレーションの結果とよく一致することを確認した。従来の予想に反して、非線形磁気音波における平行電場はかなり強くなることが示された。3に関して、電子のジャイロ周波数がプラズマ周波数よりも1桁程度小さいプラズマにおける衝撃波を研究し、衝撃波中に生成される小パルスが電子を超相対論的エネルギーに加速すること、さらに、衝撃波後方に形成されるアルヴェン波の波束においても、強い電子加速が起こることを相対論的電磁粒子シミュレーションで示し、その加速理論をつくった。小パルスとアルヴェン波束とでは磁場構造は一見大変異なるが、共通の機構として理解できることも示した。平成21年度は、衝撃中の沿磁力線電場の粒子加速に対する効果、および、弱磁場中のプラズマの大振幅磁気音波とアルヴェン波における粒子加速、について理論と計算機シミュレーションで研究を行った。特に前者の研究に力を注ぎ、大きな成果を得た。すなわち、平成21年度までの私どもの研究で非線形磁気音波における沿磁力線電場の強さについて従来の常識を覆す重要な結果を得たが、その成果に基づいて、米国テキサス大学核融合理論研究所のHorton教授等と共同研究を行い、沿磁力線電場が粒子加速に及ぼす効果を調べた。調査の対象としたのは、相対論的イオンの多段加速(Usami & Ohsawa, Phys.Plasmas 2002)、捕捉電子の加速(Bessho & Ohsawa, Phys.Plasmas 1999)、および磁力線方向への陽電子加速(Hasegawa, Kato, and Ohsawa, Phys.Plasmas 2005)である。この研究を通してこれらの加速機構に対する理解がより明確になった。後者に関しては、磁気音波衝撃波の後方に形成されるアルヴェン波束の性質と、それによって加速される粒子の性質について粒子シミュレーションで調べた。その結果、アルヴェン波束によって加速される電子は主に衝撃波面の後方から供給されることが見出された。これは従来の多くの加速機構とは大きく異なる性質である。前年度に引き続き、非線形磁気音波、特に大振幅衝撃波の電磁場構造を理論と相対論的電磁粒子シミュレーションで研究し、磁力線に平行方向の電場を求めた。外部磁場の磁気圧力が熱的な圧力よりも大きいときには、衝撃波における平行電場は磁場圧力の2乗に比例する。理想磁気流体力学では、平行電場はゼロあり、一般に低周波、長波長の磁気流体的現象では高温プラズマにおける平行電場は極めて弱いと考えられてきた。しかし、私どもの研究でそれが従来の常識よりもずっと大きくなり得ることが明らかになった。さらに、この電磁場構造に関する成果を磁気音波衝撃波による粒子加速の研究に応用した。まず、私どもが過去に発見した3つの既知の加速機構(捕捉電子の加速、相対論的イオンの多段加速、磁力線方向の陽電子の加速)について改めて検討し、これらの加速機構の理解を一層深めた。次に、上記括弧内3番目の陽電子加速について、外部磁場強度の勾配が陽電子加速に及ぼす効果を調べた。この機構では衝撃波速度がc cosθ(ここで、cは光速、θは外部磁場と伝播方向との角度)に近い時に特に加速が強い。この条件が満たされているときのシミュレーションを行った。まず、外部磁場が一様であるとき、陽電子のローレンツ因子が1万を超える超相対論的加速が起こることを示した。
補修・補強用増し厚コンクリートの付着性能評価法に関する研究

種々の仕上げ仕様による新旧コンクリート打ち継ぎ面の接着性能を知るための簡易的な試験法として付着割裂試験として考案されたシュミット法を採用し、慣用のの相関を明らかにする。相関に影響を及ぼす因子として、コンクリート強度、打ち継ぎの仕様、を取り上げ、これらを適宜組み合わせて実験を行い両試験法の相関関係を確定する。次にシュミットによる付着割裂試験体寸法の規準化を図り、本試験法による新旧コンクリート打ち継ぎ面の接着性能評価の普及に貢献するというのが本研究の目的である。第1年度(平成6年度)では付着割裂破壊を確実に生じさせるための試験体寸法の確定のための予備実験も含め主要な実験パラメーターは打ち継ぎ仕上げ面の仕様とした。第2年度(平成7年度)ではのデータ数をもっと増やして実験結果の信頼性を向上させることが重要と考え引き続き主要な実験変数を同じく打ち継ぎ面の仕上げ仕様としたが、同時に慣用の直接引張試験も行い両者の相関を調べた。その結果、(1)簡易型付着割裂試験法(シュミット法)によれば、簡単で確実にコンクリート打ち継ぎ面の接着性能評価ができること。これによれば、付着強度はは一体打ち(M)>エポキシ樹脂塗布のもの(JB)>磨き仕上げをしたもの(JP)>無処理(JN)となった。(2)エポキシ樹脂接着剤は一体打ちとほぼ同等(最低でも一体打ちの80%)の接着強度が得られた。(3)従来からある直接引張試験法とシュミット法との間には十分な相関が認められたこと。しかし両者の相関関係を現時点で定式化するには引張試験の結果のバラツキが大きすぎる。本試験法の付着共著ょ独活を一体打ちの結果で基準化しこれに新旧コンクリートの低い方の引張ん強度を乗じた値を接着性能指標として用いることが現時点では最も現実的である:等の知見が得られた。1.新旧コンクリート打ち継ぎ面の接着性能を知る方法として、シュミット等が考案した付着割裂試験法を応用した方法を提案するための本研究は平成6年度および7年度の2年間にわたって継続される予定であるが、平成6年度分の研究成果の概要をまとめると以下の通りである。(1)確実に打ち継ぎ面で付着割裂破壊を生じさせるための試験体の寸法、鉄筋径、かぶり厚さがほぼ確定できた。(2)打ち継ぎ面の仕上げ仕様の優劣が付着割裂強度値の大小と対応しており、打ち継ぎ面の接着性能の定量化の見通しが得られた。(3)打ち継ぎ面接着剤の性能は非常によく、一体打ちの付着割裂強度と同等であることが確認された。種々の仕上げ仕様による新旧コンクリート打ち継ぎ面の接着性能を直接引張試験法とシュミット法の両者から求めてその相関を明らかにする。前年度実施分(打継ぎ面の仕上げの仕様を実験変数とする実験およびシュミットによる付着割裂試験体寸法の規準化)に引き続き、平成7年度においては、当初、粗骨材最大粒径を実験変数とする実験を行なう予定であったが、前年度分の実験結果を熟慮した結果、打継ぎ面の仕上げの仕様を実験変数とする実験のデータ数をもっと増やして実験結果の信頼性を向上させることが重要と考え、当初の方針を変更することとした。

その結果、(1)簡易型付着割裂試験法(シュミット法)によれば、簡単で確実にコンクリート打ち継ぎ面の接着性能評価ができること(2)エポキシ樹脂接着剤は一体打ちとほぼ同等の接着強度が得られること(3)従来からある直接引張試験法とシュミット法との間には十分な相関が認められたこと:等の知見が得られた。
成人T細胞白血病ウイルスの唾液腺における存在様式と病原生発現機構

申請者らは昨年度、HTLV-1流行地である長崎県におけるシェ-グレン症候群患者の血清疫学調査を行い、本症候群患者中に占めるHTLV-1感染者の比率(約28%)が対象集団のそれ(4-5%)に比し有意に高い事を見いだし報告した。この事実はHTLV-1が本症候群の病因を何らかの関連を有することを強く示唆した。本研究においては感染シェ-グレン症候群患者中のHTLV-1の動態を明らかにする目的で、患者の血清抗体、唾液抗体及び血液、唾液腺中組織ウイルス量を定量的に解析し、以下の知見を得た。(1)血清抗体価はHAM/TSP患者と同時に高値である。(2)血清IgM抗体の検出頻度が高率である。(3)血清IgA抗体の検出頻度が高率である。(4)血中ウイルス量はHAM/TSP患者ほど高値ではなく、健常キャリアと差がない。(5)唾液腺組織中ウイルス量は高値であり、ほとんどの患者でその値は血中ウイルス量を上回った。これらはシェ-グレン症候群患者においてはHTLV-1の異常活性化が存在するが、その活性化部位はHAM/TSP患者と異なり外分泌腺組織に限局している事を強く示唆する(論文投稿中)。局所におけるウイルス発現(活性化)が本症候群の病因・病態と関連するものと考えられる。現在、唾液腺組織中における感染細胞(ウイルスの局在)を同定するためin situ PCR法を用いた解析が進行中である。またリウマチ性関節炎(RA)患者の血清疫学調査により、RAにおいてもシェ-グレン症候群と同様にHTLV-1が関与する可能性を示唆する成績を得た。