hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
石灰岩溶食量によるカルスト地形形成速度の研究

石灰岩片を用いた溶食量の測定は1992年から2002年まで10ヶ年にわたっておこなった。本研究費では20002002年までの3ヶ年間の測定のための支援を得た。10ヶ年の溶食の結果は、北海道(旭川)から阿武隈、秋吉台、四国、龍河洞、南大東の南北差が極めて大きいことがわかった。空中のみを比較すると、最大は四国大野ヶ原であり、当麻の3倍に達した。地中B層位では秋吉台と南大東が最も高率で溶けていて、10年間で12%で空中の4倍に達した。同一地点において四種の石灰岩(スロベニア、桂林、秩父、それぞれの地点の石灰岩)の溶食量に差があり、スロベニアと桂林の石灰岩が最もよく溶けることがわかった。ポアアナライザーによる分析では、スロベニア、桂林と秩父の石灰岩片の間には孔隙のサイズに大きな差がないことがわかった。従って、結晶の大きさや孔隙の大きさには違いがないが、各石灰岩の化学組成に差があるためと思われる。この点は今後検討する必要がある。各地の気候値と溶食量の関係を見ると、水収支の算出量から、年間通して地中が湿っている四国大野ヶ原や秋吉台は、土壌中の温度も高く、CO_2濃度も高く、結果的に溶食の効果を高めていることがわかった。しかし、空中においては気温と降水量のバランスが最も大事であることがわかった。特に四国大野ヶ原が最良の状況にあり、水収支の算出をした結果では水過剰量が高いことがその原因であるとわかった。この結果をふまえ、空中の溶食モデルと地中の溶食モデルを作ることができた。また、空中と地中の溶食量の差が凹凸に富んだカルスト地形を形成することが説明でき、凹凸形から溶食経過時問の推定もできることがわかった。今後この10年間の溶食結果をふまえて、各地に残るカルスト地形を古気候と時間軸の2つの観点から説明することができるであろう。2000年度の石灰岩溶食量の測定は、当麻、阿武隈、秋吉台、四国大野ヶ原、龍河洞、南大束島でおこなった。さらに溶食にかかわるであろう要素CO_2(空中と地中)、地温、水分量の測定を季節ごとにおこなった。2000年度は降水量が多く、これまでの7年間の測定期間中の結果と比較すると、溶食量が大きい年であった。これまでの結果とあわせて2000年度分を、図表化して、データベースを作ったが、モデル化の試案は作成中である。さらにあぶくま洞と入水洞の地下水中のカルシウムとマグネシウムの濃度の分析をおこない、季節変化を考察しつつある。土壌中のCO_2濃度と洞窟内の滴水、地下水のカルシウムの濃度との関連性も、溶食モデルの構築に含めることを検討中である。今年度はカルスト関連の1999年発行の最新の文献を世界中からe-mailで集めて、文献目録を作成した。世界の最新のカルストの成果のなかからモデル化を構築するうえでの最新の情報を得た。2000年度に引き続き、日本の北から南までの6地点(当麻、阿武隈、秋吉、四国カルスト、龍河洞、南大東島)の石灰岩片の溶食率の計測を行った。

また、溶食作用に影響する温度、CO_2、水収支の測定を行い、各地点の溶食モデルの下準備を行った。特に阿武隈と南大東島では溶食地形の形成速度を知る手がかりとして、複数の洞窟系と、地表のカルスト地形の関連性が解明されたので、その結果を地形22(3)と、法政大学文学部紀要47号に投稿し、印刷した。さらに、南大東島と、あぶくま洞、入水洞では洞窟内の滴水と流水のカルシウム濃度とマグネシウム濃度の年間の計測も続行中である。このデータは地上と地下の溶食モデル作成のために使用する。2002年2月までに通算9年間の溶食量の計測が終了したので、これから溶食モデルの仮構築を進める。また、1999年にe-mailで収集した世界の最新の文献から、世界的に溶食モデルを構築しつつある海外の研究者との情報交換を終えた。情報交換の結果得られたアイディアも仮構築に盛り込む予定である。石灰岩片を用いた溶食量の測定は1992年から開始し、2002年度は10年目の最終年度に相当した。2002年度はこれまで同様に、北海道から阿武隈、秋吉台、四国、龍河洞、南大東において、溶食量の測定とCO_2濃度の測定を行い、水収支の算出をした。その結果、本年はこれまでの10年間の観測のうち最も乾燥し、水不足量が西日本で最も大きく、とりわけ南大東で最大であった。このことは溶食量の測定値にも反映しており、観測以来最少であった。本年は夏の乾燥時のCO_2濃度も低かった。また、空中と地中の溶食量はこれまでの湿潤年では4倍から5倍の差があったが、2002年度は2倍しか差が生じないことがわかった。すなわち、2002年度のような乾燥年には空中と地中の溶食量に大きな差が生じないことがわかった。過去9年間の結果と2002年度の結果を考慮し、10年間の総量を明らかにした。この値を用いて各地のカルスト化の速度を出すことができる。また、特異な乾燥年、湿潤年の溶食量を用いて、カルスト地形を作るためのこれまでの古気候もまた明らかにできるだろうことがわかった。
有界コホモロジーと3次元双曲幾何学

種数g>1の向き付け可能な閉曲面Σの3次元有界コホモロジーをH^3_b(Σ;R)とおく.研究代表者は,S.Matsumoto-S.Moritaの結果(1985年)を利用して,H^3_b(Σ;R)上の擬ノルム||・||がノルムではないことを示した.さらに,同様の議論をすることによって,5以上の任意の次元の有界コホモロジーで,その擬ノルムがノルムでないような例が構成した.この結果は,3次元以上の有界コホモロジーではノルムではない擬ノルムが存在することを示した最初の例である.Xを位相空間とするとき,そのk-次有界コホモロジーH^k_b(X;R)の元で擬ノルムが零であるもの全体の作るR-部分ベクトル空間をH^k_b(X;R)の零ノルム部分空間といい,N^k(X)で表すことにする.本研究では,3次零ノルム部分空間N^3(Σ)を調べた.研究代表者はΣ×R上の双曲計量と特異ユークリッド計量の両方を使うことによって,N^3(Σ)の非自明な元を具体的に構成した.ここで使われる,ユークリッド計量はΣ上の擬Anosov自己同型に同伴する測地的葉層構造を利用して定義されるものである.この具体的な構成法の応用として,N^3(Σ)が連続濃度次元のベクトル空間であることも証明できた.有界コホモロジーの研究を通じて,研究代表者は双曲3-単体からなる複体のマイクロチップ分解という概念を得た.後に,その概念が3次元多様体間の写像の研究にも有効であることを明らかになった.とくに,3次元多様体Mから双曲多様体Nへのdeg(f)≠0の写像f:M→Nが与えられているとき,Nの双曲構造を利用して,M上に双曲3-単体からなる複体の構造が定義できる.この複体のマイクロチップ分解を利用して,Mからの非零次数の写像を許すような双曲3次元閉多様体はたかだか有限個であることを示した.種数g>1の向き付け可能な閉曲面Σの3次元有界コホモロジーをH^3_b(Σ;R)とおく.研究代表者は,S.Matsumoto-S.Moritaの結果(1985年)を利用して,H^3_b(Σ;R)上の擬ノルム||・||がノルムではないことを示した.さらに,同様の議論をすることによって,5以上の任意の次元の有界コホモロジーで,その擬ノルムがノルムでないような例が構成した.この結果は,3次元以上の有界コホモロジーではノルムではない擬ノルムが存在することを示した最初の例である.Xを位相空間とするとき,そのk-次有界コホモロジーH^k_b(X;R)の元で擬ノルムが零であるもの全体の作るR-部分ベクトル空間をH^k_b(X;R)の零ノルム部分空間といい,N^k(X)で表すことにする.本研究では,3次零ノルム部分空間N^3(Σ)を調べた.研究代表者はΣ×R上の双曲計量と特異ユークリッド計量の両方を使うことによって,N^3(Σ)の非自明な元を具体的に構成した.ここで使われる,ユークリッド計量はΣ上の擬Anosov自己同型に同伴する測地的葉層構造を利用して定義されるものである.この具体的な構成法の応用として,N^3(Σ)が連続濃度次元のベクトル空間であることも証明できた.有界コホモロジーの研究を通じて,研究代表者は双曲3-単体からなる複体のマイクロチップ分解という概念を得た.後に,その概念が3次元多様体間の写像の研究にも有効であることを明らかになった.とくに,3次元多様体Mから双曲多様体Nへのdeg(f)≠0の写像f:M→Nが与えられているとき,Nの双曲構造を利用して,M上に双曲3-単体からなる複体の構造が定義できる.この複体のマイクロチップ分解を利用して,Mからの非零次数の写像を許すような双曲3次元閉多様体はたかだか有限個であることを示した.種数g>1の向き付け可能な閉曲面Σ_gの3次元有界コホモロジーをH^3_b(Σ_g;R)とおく.S. Matsumoto-S. Moritaの結果(1985年)を利用して,H^3_b(Σ_g;R)上の擬ノルム||・||がノルムではないことを示した.また,同様の議論をすることによって,5以上の任意の次元の有界コホモロジーで,その擬ノルムがノルムではないような例が構成できた.この結果とは対照的に,Matsumoto-Morita, N. Ivanov(1988年)によって2次元以下の有界コホモロジーの擬ノルムは必ずノルムになることが証明されていた.しかしこれまでには,3次元以上の有界コホモロジーについて何の結果も得られていなかった.したがって上の結果が,3次元以上の有界コホモロジーではノルムではない擬ノルムが実際に存在することを示した最初の例である.次に,位相的な順なクライン群Γに対し,双曲多様体M=H^3/Γの基本コホモロジー類[ω_M]∈H^3_b(M;R)の研究をした.このとき,Γが初等的であるか幾何的に有限であるための必要十分条件は[ω_M]=0であることを証明した.

この結果は,位相的に順なクライン群が幾何的に有界かどうかが基本コホモロジー類のみによって決定されることを意味する.この事実とR. Canaryの被覆定理を組み合わせることによって,階数が2以上の自由群の3次元有階コホモロジーが連続濃度次元であることが証明できた.さらに,Σ_g×R上の双曲構造の定義する基本コホモロジー類全体の生成するHB^3(Σ_g,R)=H^3_b(Σ_g;R)/{α∈H^3_b(Σ_g;R);||α||=0}の部分Banach空間E(g)に対して、商ベクトル空間HB^3(Σ_g,R)は連続濃度次元であることことも示すことができた.これらの結果は,次のような論文としてまとめた.Xを位相空間とするとき,そのk-次有界コホモロジーH^k_b(X;R)の擬ノルムを||・||で表す.H^k_b(X;R)の元で,この擬ノルムが零であるもの全体の作るR-部分ベクトル空間をH^k_b(X;R)の零ノルム部分空間といい,N^k(X)で表すことにする.すなわち,N^k(X)={α∈H^k_b(X;R);||α||=0}.S.Matsumoto-S.Morita (Proc.Amer.Math.Soc.94(1985))およびN.Ivanov (J.Soviet Math.52(1990))によって独立に,k【less than or equal】2のときはつねにN^k(X)={0}であることが証明されている.この時点では,k>2においてN^k(X)≠{0}であるような例は一つも知られていなかった.本年度の研究では,特にこの位相空間Xが種数>1の向き付け可能な閉曲面Σであるとき,3次零ノルム部分空間N^3(Σ)を調べた.既に,研究代表者は前年度までの研究によってN^3(X)≠{0}であることを上記のMatsumoto-Moritaの論文中の定理を利用することによって証明しており,論文(T.Soma:Existence of non-Banach bounded cohomology,to appear in Topologyとしてまとめている.しかしながら,Matsumoto-Moritaの定理の証明ではHahn-Banachの定理が使用されているので,N^3(Σ)の非自明な元を具体的に構成することが出来なかった.そのような状況のもとで,Σ×R上の双曲的計量と特異ユークリッド的計算の両方を使うことによって,N^3(Σ)の非自明な元を具体的に構成することができた.ここで使われる,ユークリッド計量はΣの擬Anosov自己同型に同伴する測地的葉層構造を利用して定義されるものである.この具体的な構成法の応用として,N^3(Σ)が連続濃度次元のベクトル空間であることも証明できた.以上の結果は,次のような論文としてまとめた.本年度は,この研究計画の最終年度にあたるので,これまでに得られた結果をまとめそれを発表することに重点をおいた.さらに,当研究課題を進める課程で発見した方法が,申請者の新たな研究にも役に立つことが分かったので,その研究を進めた.有界コホモロジーの研究を通じて,申請者は双曲3-単体からなる複体のマイクロチップ分解という概念を導入し,それが3次元多様体間の写像の研究に有効であることを明らかにした.とくに,3次元閉多様体Mから双曲多様体Nへのdeg(f)≠0の写像f:M→Nが与えられているとき,Nの双曲構造を利用して,M上に双曲3-単体からなる複体の構造が定義できる.この複体のマイクロチップ分解を利用して,Mからの次数が零でない写像を許すような双曲3次元多様体はたかだか有限個であることを示した.その結果と応用は次のような論文としてまとめている最中である.
光波を用いた広域水質汚濁監視システムの開発

海洋、河川、湖沼などの広域水圏に浮遊あるいし懸濁する微細粒子群の質量、粒子数濃度および粒径分布を同時に、かつ連続的に測定する方法の開発を目的として、本年度においては以下の項目について検討をおこなった。1.数種の周波数レ-ザ光に対する室内実験での質量濃度などの測定精度の確認、および粒径分布算定法の確認。0.6328、1.15、3.39、10.6μmのレ-ザ光波長を用意して、模擬懸濁液の各濃度に対する減衰量の変化を測定した。その結果、分散媒の種類による影響、測定濃度限界などに今後の検討を要するが、何れの波長、種々の懸濁粒子群、分散媒による懸濁液においても光波減衰量理論の適用性を確認した。従って、すでに報告した数波長レ-ザの減衰量による粒径分布の理論的算定法に対する実測定の可能性を確認した。2.現場計測実験による問題点の抽出と解決法の検討、計測システムの簡略化、空間的、時間的計測量の実用性の確認、および光ファイバの使用による多点計測および多目的計測装置の検討。現場計測を行うに当り、河川、人工流路を選定して、レ-ザ光減衰特性の測定を中心に検討した。河川においては、定期的に河川水を捕集し、さらに河床堆積物を用いて室内にシミュレ-トした河川流の中での懸濁粒子群のレ-ザ光減衰特性測定を試みた。人工流路では懸濁粒子群の種類による混合成分の変動に伴う減衰特性を測定した。その結果、現場測定における問題点を考察し、本計測システム、方法における有効性を確認すると共に、光ファイバの購入により、装置の基礎特性の測定、システムの簡略化などを行った後、河川における現場測定を行い、実測定における種々の条件の把握などから装置、方法の改良に対する知見を得て、今後の方向を確認した。河川や湖沼等の広い水域に懸濁する微細粒子群の質量濃度、粒子数濃度及び粒径分布を同時に連続測定する方法の開発を目的として、本年度においては以下に示す項目について検討を行った。1.質量及び粒子数濃度の計測に対する理論的、実験的方法について模擬懸濁液を作成し、室内実験により波長0.6328μmのレーザ光で、懸濁濃度に対するレーザ光減衰量の比例関係を確認した。この関係は、懸濁粒子群の種類や分散媒の種類に拘らず求まり、光波減衰量理論に基づく理論的算定結果と一致し、理論的に説明しうることが示された。また、粒子数濃度についても、理論的算定法を用いることにより、測定された減衰量から変換して求めうることを確認した。2.多周波数レーザ光の減衰量を用いた粒径分布計測法の検討粒径分布の経時変化を数波長のレーザ光による減衰量から求める方法について検討した。まず、粒径分布関数を構成する要因の設定を各波長によるレーザ光減衰特性値を関数とした理論的算定での開発を試みた。この結果、3種類のレーザ光による減衰特性値から粒径分布を求めうることを見出した。次に、この理論的方法の実用化を図るため、各種波長によるレーザ光減衰特性の実験的測定を行った。用いたレーザ光について、その減衰特性はいずれも比例的関係を有し、光波減衰量理論の適用性も確認でき、初期目的を達成しうる可能性を見出した。3.河川を対象としたレーザ光減衰特性測定法の検討近隣の河川を対象に河相の把握、ならびに平常時、増水時における懸濁液の濁度粒径分布、化学成分、比重等の測定から、理論的、実験的レーザ光減衰特性測定法について検討を行い、実用化への可能性を見出した。

今後さらに種々の現場懸濁液についての検討を進め、本方法による懸濁液の連続的定量法の実用化を目指す予定である。海洋、河川、湖沼などの広域水圏に浮遊あるいは懸濁する微細粒子群の質量、粒子数濃度および粒径分布を同時に、かつ連続的に測定する方法の開発を目的として、本年度においては以下の項目について検討を行った。1.数種の周波数レ-ザ光に対する室内実験での質量濃度などの測定精度の確認、および粒分布算定法の確認。0.6328、1.15、3.39、10.6μmのレ-ザ光波長を用意して模擬懸濁液の各濃度に対する減衰量の変化を測定した。その結果、分散媒の種類による影響、測定濃度限界などに今後の検討を要するが、何れの波長、種々の懸濁粒子群、分散媒による懸濁液においても光波減衰量理論の適用性を確認した。従って、すでに報告した数波長レ-ザの減衰量による粒径分布の理論的算定法に対する実測定の可能性を確認した。2.現場計測実験による問題点の抽出と解決法の検討、計測システムの簡略化、空間的、時間的計測量の実用性の確認および光ファイバの使用による多点計測および多目的計測装置の検討。現場計測を行うに当り、河川、人工流路を選定して、レ-ザ光減衰特性の測定を中心に検討した。河川においては、定期的に河川水を捕集し、さらに河床堆積物を用いて室内にシミュレ-トした河川流の中での懸濁粒子群のレ-ザ光減衰特性測定を試みた。人工流路では懸濁粒子群の種類による混合成分の変動に伴う減衰特性を測定した。その結果、現場測定における問題点を考察し、本計測システム、方法における有効性を確認すると共に、光ファイバの購入により、装置の基礎特性の測定、システムの簡略化などを行った後、河川における現場測定を行い、実測定における種々の条件の把握などから装置、方法の改良に対する知見を得て、今後の方向を確認した。
ソロモン諸島の紛争復興と公共宗教に関する人類学的研究

本研究は、メラネシアのソロモン諸島を対象として、キリスト教会による紛争復興の諸活動を明らかにするものである。紛争期において、同諸島で最大宗派のメラネシア教会の活動は、公共領域というよりも、当該教会の固有価値内の社会貢献活動であった。ポスト紛争期になると、同教会は、中央政府の対オーストラリア政策を公に批判するなど国家政治に介入した。また、海外ドナーと協働してガバナンスの構築を試みるなど、より公共宗教的な活動を強めていることが明らかとなった。はじめに、前年度にソロモン諸島および米国ハワイ大学で収集した資料の整理・分析を進め、現状において不十分な資料やより深く収集する必要がある資料をあぶり出すことで、本年度に実施するフィールドワークの準備をおこなった。それとあわせて、公共宗教論およびポスト世俗化論等に関する宗教学・宗教社会学の先行研究を批判的に検討し、それを踏まえて現状で一定の成果となっている部分について学術論文の執筆をおこなった。また、さらに研究・調査をおこなう必要がある部分については研究構想の具体化を進めた。その後、ソロモン諸島のガダルカナル島およびマライタ島において約2週間のフィールドワークを実施した。ガダルカナル島では、ソロモン諸島国立博物館において当地の研究者との意見交換をはかるとともに、同博物館所蔵の文献資料を収集した。また、マライタ島では前年度に実施したコミュニティの基礎的な情報(親族関係や生活様式の実態)のアップデートおよび継続調査を実施すると同時に、引き続きコミュニティのガヴァナンス強化および紛争復興に向けての宗教アソシエーションの取り組みについて資料を収集した。そのさいに、いくつかの具体的事例を得ることができ、実際にコミュニティにおいて何らかのイベントが起こったとき、宗教アソシエーションがどのように機能するのか、そしてそれが既存の血縁的・地縁的なアソシエーションとは何が異なるのかが明らかとなってきた。こうした事例をさらに幅広く収集し、精緻な分析をおこなうことで、本研究課題であるソロモン諸島の紛争復興と公共宗教の関係性をより深い位相で捉えることが可能となる。本研究は、メラネシアのソロモン諸島を対象とし、公共宗教の概念を踏まえ、キリスト教会が紛争解決に向けて実施した諸活動を明らかにするものである。民族紛争期において、同諸島最大宗派のアングリカン系メラネシア教会は、超自然的な力への信仰を背景として、対立するマライタ島民とガダルカナル島民を仲介する役割を果たした。たとえば、村落住民に精神的安息を与え、また人びとの安全な移動および生活必需品の輸送などの点で救いを差し伸べてきた。ただし、それは公共領域というよりも、一教会の社会貢献活動というべきものであった。なぜなら、当該教会の固有価値内での活動という意味合いが強く、またそれを享受した人びとも「教会およびブラザーの神聖性による守護」といった信仰を有していたからである。一方、ポスト紛争期において、メラネシア教会は公共領域に積極的に参入し、教会連盟として政府の対豪州政策を中心に批判を展開するなど国家政治に介入した。こうした活動については村落住民も一定の評価をしていたといえる。また、同教会は、ローカルガバナンスの構築にも力を入れ、海外ドナーの援助を受けて「包括的コミュニティ・プログラム」を実施した。しかし、このプログラムにおける西洋的な言説や女性の役割などが一般住民には受け入れられず、内容面に関して「外部者のもの」とされた。すなわち、教会が海外ドナーと手を組んで公共領域で実施した活動は、グラスルーツに根付くところまでは至っていないといえる。以上を踏まえれば、公共宗教の概念は、ソロモン諸島において生成・浸透しているとは言い難いことが明らかとなった。年度の初めより、文化人類学だけではなく、宗教学や宗教社会学に関する文献を広く検討し、本研究の学際的な視点の構築をおこなった。公共宗教論や市民宗教論のほか、宗教の社会貢献に関する主要文献を批判的に熟読し、とくに社会関係資本としての宗教という視点が紛争復興とソロモン諸島のキリスト教会の動向を分析するうえで重要であることが明らかとなった。というのも、ソロモン諸島のように国家機能が脆弱な場合、それを補完するという意味でも宗教(その多くはキリスト教会)が人と人をつなぐ受け皿的な役割を果たし、さまざまなプロジェクトを実施しているからである。さらに、デスクワークと並行して国内では、紛争復興と公共宗教の概念について研究協力者との研究打ち合わせや意見交換、また図書館等で資料収集をおこなった。その一方で、海外では、米国ハワイ大学にて同大学図書館に所蔵されるソロモン諸島で活動した宣教師の手記の閲覧や資料収集をおこなった。その後、ソロモン諸島のマライタ島およびガダルカナル島において約3週間のフィールドワークを実施した。ソロモン諸島では、コミュニティの基礎的情報(親族関係や生活様式の実態)を調査するとともに、コミュニティのガヴァナンス強化および紛争復興に向けての宗教アソシエーションの取り組みについて資料を収集した。ここでいう宗教アソシエーションとは、個々の宗派だけではなく、関連NGOや女性団体、さらには汎宗派的な組織を含む。これらの宗教アソシエーションにアプローチすることで、ソロモン諸島の紛争復興と公共宗教についての概要が少しずつ明らかとなってきたが、今後、さらに調査・研究を重ねていく予定である。

交付申請書に記載した「研究の目的」「研究実施計画」の通りに、文献研究およびソロモン諸島における資料の収集・分析が進んでおり、ほぼ当初の計画に沿う形で研究が進行しているため。交付申請書に記載した「研究の目的」「研究実施計画」の通り米国ハワイ大学およびソロモン諸島において資料の収集を実施するとともに、資料の質・量ともにほぼ当初の計画に沿う形で取得できている。これまでに実施した調査・研究において収集した各種資料の整理・考察をおこなうと同時に、研究成果を積極的に公表するため、学術論文の執筆および学会発表の準備を計画的に進める。そして最終的な研究成果をまとめるうえで不可欠な資料や情報がある場合、ソロモン諸島および米国ハワイ大学等をはじめ国内外において補足資料の収集を実施する。昨年度の調査において収集した資料を整理、考察することからはじめる。そして引き続いてソロモン諸島にてフィールドワークを実施することで、さらに緻密な資料の収集をおこなう。これまでに収集した資料を整理および管理するために必要となる物品の購入のほか、学会等における研究成果の公表および研究成果をまとめるうえで不可欠な資料を収集することを目的とした国内外の出張旅費を執行する予定である。昨年度の資料を整理および管理するために必要となる物品の購入のほか、ソロモン諸島でのフィールドワークに必要な旅費を使用する予定である。
イネの花粉形成・成熟過程における糖輸送の分子機構の解明

イネの花粉形成・成熟過程における糖輸送(雄蕊の葯組織からの糖放出と花粉表面での糖吸収)に着目し、その分子機構を明らかにすることを目指した。そのために、糖輸送体であるSweetタンパクのうち雄蕊で高発現する遺伝子OsSweet5と、ショ糖トランスポーター遺伝子のうち花粉で高発現するOsSUT3の遺伝子破壊系統もしくは遺伝子発現抑制系統を用いて、両輸送体の花粉での機能を調べた。その結果、OsSweet5は花粉の形成・成熟に必須ではない一方、OsSUT3は花粉成熟(デンプン蓄積)のための糖輸送に重要な役割を果たすことが明らかになった。平成25年度は研究計画にしたがって研究を実施し、以下のような実績となった。1)遺伝子破壊系統を用いた解析研究に用いる2系統の遺伝子破壊系統の種子の増殖・確保を進めた。この過程で、OsSUT3破壊系統が事前に特定したDNAプールには確かに存在するものの、実際の種子は存在していないことが判明した。この原因は定かでないが、配布元での種子のコレクション化の際に失われた可能性が高い。いずれにしても、OsSUT3についてはTos17による遺伝子破壊系統の利用は難しくなったため、現在対応策を検討中である。一方、もう一つの遺伝子であるOsSweet5の破壊系統は順調に増殖し、遺伝子破壊ホモ系統の確保も行うことができたので、今後これを用いた詳細な解析を実施する。なお、これら作業の過程でショ糖合成の鍵酵素であるショ糖リン酸合成酵素(SPS)遺伝子(OsSPS1)が破壊された系統では花粉機能が失われることを新たに発見した。さらに、この原因は花粉成熟の阻害ではなく、花粉発芽の阻害であることが示唆された。2)遺伝子発現解析研究計画のもうひとつの実施内容であるSweet遺伝子群の発現解析については、遺伝子群のメンバーの特定を終え、発現解析用の特異的PCRプライマーの設計にも着手した。単糖トランスポーターなどの他の遺伝子群についてもメンバーの特定を進めている。またレーザーキャプチャマイクロダイセクションを用いた詳細な発現特性解析用のための、花粉の形成・成熟過程を追跡して雄蕊を固定・包埋し、RNA抽出用の試料を作成したした。平成26年度は研究計画にしたがって以下のように研究を実施した。1)遺伝子破壊系統を用いた解析昨年度までに得られたOsSWEET5遺伝子破壊系統の花粉機能を解析した。その結果、遺伝子破壊ホモ個体の花粉は正常に成熟し、稔実率にも変化はなかった。また、遺伝子破壊へテロ個体の後代分離比も正常であった。これらのことからOsSWEET5遺伝子は雄蕊で高発現しているにもかかわらず、破壊されても花粉機能に影響を与えないことがわかった。2)遺伝子発現解析昨年度までに得られた花粉のRNAを使った遺伝子発現解析を実施し、各種の糖輸送体に加えて糖・デンプン代謝系酵素遺伝子について広く解析を進めた。その結果、デンプン合成系遺伝子の一つであるOsAGPL4遺伝子がほぼ花粉のみで特異的に高発現しており、花粉におけるデンプン合成に寄与している可能性が高いことがわかった。平成27年度は研究計画にしたがって以下のような研究を実施した。1)糖輸送体遺伝子OsSUT3の機能解析ショ糖輸送体遺伝子の一つであるOsSUT3は、既往の知見から、花粉などの雄性器官を含む開花前の頴花で高発現することがわかっていた。そこで、このことをさらに詳しく調べるため、OsSUT3のプロモーターGUS系統を作出して発現解析を行った。その結果、同遺伝子が花粉特異的に発現していることがわかった。また、RNAiによるOsSUT3遺伝子機能抑制系統では花粉のデンプン蓄積が著しく抑制されることから、同遺伝子が花粉の成熟(デンプン蓄積)のために必要なショ糖を、花粉内に取り込む働きをしていることが推測された。2)デンプン合成系遺伝子AGPL4の機能解析前年度までの研究により、デンプン合成系の鍵酵素であるADPグルコースピロホスホリラーゼをコードする遺伝子の一つであるAGPL4は、花粉特異的に発現することが明らかになり、花粉のデンプン合成における役割が推測されていた。本年度は、AGLP4遺伝子をRNAiにより機能抑制した系統を作出し、その花粉を観察した。その結果、AGPL4機能抑制系統は花粉のデンプン蓄積が顕著に抑制され、同遺伝子が花粉におけるデンプン合成で主導的な役割を果たしていることが明らかになった。3)上記の結果から、花粉成熟の指標として重視されるデンプン蓄積について、その合成代謝と基質輸送のキーとなる遺伝子が新たに明らかになった。これは、従来ほとんどわかっていなかった花粉の糖代謝・糖輸送の重要な側面が明らかになったことを意味しており、今後の花粉機能の解明に向けて大きな意義がある。OsSWEET

5遺伝子破壊系統の解析が順調に進んだが、同遺伝子が花粉の糖輸送において重要な役割を果たす証拠が得られず、研究目的の達成に対してやや遅れがあることを認めざるを得ない。一方、デンプン合成系遺伝子であるOsAGPL4遺伝子の花粉特異的発現が見つかったことは予想外の成果として評価できると考える。さらに、昨年度発見したOsSPS1遺伝子が花粉発芽に必須であることについて論文を発表することができ、有意義な成果が得られた。作物生産生理学当初の研究目的である花粉における糖輸送機構を明らかにするため、昨年度までに遺伝子破壊系統が得られなかった糖輸送体OsSUT3のRNAiによる遺伝子発現抑制系統の作出する。また、新たに花粉特異的発現が見つかったOsAGPL4遺伝子についても同様に遺伝子発現抑制系統を作出する。これらを使って、当初の研究目的の達成を目指す。OsSUT3の遺伝子破壊系統が結果的に得られなかったことは大きな誤算であったが、ショ糖合成系遺伝子であるOsSPS1が花粉機能に必須であることは予想外の大きな発見であった。このOsSPS1については順調に解析が進んでおり、まもなく論文化できる見通しである。またOsSweet5の遺伝子破壊系統の解析と花粉の遺伝子発現解析は順調に進んでおり、全体としてはおおむね順調に進展していると判断した。次年度使用額40,275円は研究費を効率的に使用した結果発生した残額である。OsSweet5の遺伝子破壊系統の解析と花粉の遺伝子発現解析については、当初計画のとおり引き続き研究を進めてまいりたい。一方、遺伝子破壊系統が得られなかったOsSUT3については、Tos17以外の遺伝子破壊系統の存在および利用の可否について調査中である。その上で、必要な場合はRNAiによる遺伝子発現抑制系統の作出・利用も含めて、今後の対応を検討したい。次年度使用額は、次年度に請求する研究費とあわせて研究計画遂行のために使用する。次年度使用額24,324円は、研究費を効率的に使用して発生した残額である。次年度使用額は、次年度に請求する研究費と合わせて、研究計画遂行のために使用する。
皮膚微小血管に対する微小血管造影法の開発

この新しい皮膚微小血管造影法は、光源としてシンクロトロンより得られた白色放射光から作成した単色化放射光を、撮像系としてはアヴェランシェ型高感度ハイビジョンカメラシステムを用いたものである。平成9年度に、本システムを用い約30匹のラットの皮膚微小血管造影を行った結果得られた結論は、(1)撮影可能な最小血管径は約40μm、(2)生体下で造影が可能、(3)経時的に反復造影が可能、(4)時間分解能は毎秒30コマまで可能、(5)コンピューターに記録しデジタル処理による画質の向上が可能、ということであり、これは従来の臨床的血管造影法や種々のマイクロアンギオグラフィー法と比較しはるかに有用なものであることが確認された。さらにこのシステムを用いて、ラットの体温上昇の前後に連続して皮膚微小血管造影を行い、体温変化に伴う全身各部位の皮膚微小血流の変化の観察を行ったところ非常に興味ある所見が得られた。それは、体温上昇によりラットの体幹の皮膚の微小血管の拡張はほとんど認められなかったのに対し、尾動脈のうちの正中尾動脈のみが著名な拡張を示したということである。(もう一方の側副尾動脈の拡張は認めなかった。)このことはラットの体温調節が主に正中尾動脈の血流変化によってなされていることを推測させるもので、今後の更なる研究が期待できると共に、本システムがこのような微小血管の生理的変化の観察に非常に有用であることが証明された。今後の展開としては、本システムの安全性を確立し臨床応用への導入を行いたい。臨床での皮膚微小血管造影により得られるであろうと期待できるものは非常に大きいと考えられている。【目的】既存の皮膚微小血管形態の観察手段には、血管内に色素、樹脂、バリウム等を注入する方法(いわゆるマイクロアンギオグラフィー法)がある。しかし、これらの方法は血流が停止した非生理的状態での血管走行の観察法であり、生理的条件下での経時的血流変化の評価は不可能である。一方、現在臨床で一般的に用いられている血管造影法では、そのX線強度や撮像系の性能に限界があり、直径約200μm以下の血管を描出することは困難である。そこで我々は、生理的条件下における新たな皮膚微小血管造影法の開発を試みた。【方法】X線源には高エネルギー物理学研究所(つくば市)のシンクロトロンから得られた放射光を単色化したものを用いた。ヨード造影剤と周囲組織とのX線吸収の差が極大となるように、単色放射光のエネルギーレベルはヨードのK吸収端の直上(33.3keV)に設定した。この単色X線を被写体に照射し、蛍光板上の像をアヴァランシェ型ハイビジョンカメラシステムで撮影した。このシステムの空間分解能は30μmであった。被写体にはケタラールで麻酔したラット18匹(体重約400g)を用いた。大腿動脈から総腸骨動脈分岐部直下までカテーテルを挿入し、水溶性ヨード造影剤(イオメロン400)を注入し対側の下腹壁動脈を毎秒30コマの動画像として撮影した。【結果】下腹壁動脈では内径約40μmまでの分岐の造影が可能であった。【考察】本法は、従来のマイクロアンギオグラフィー法と比べ、経時的な血行動態が観察でき、さらに、既存の血管造影法に比べ、はるかに細かい血管まで描出できた。このように本法は生理的条件下での皮膚循環の評価に優れていた。
T細胞系列への特化過程を駆動する転写因子ネットワークの解明

本研究では「M-T-B前駆細胞からM-T前駆細胞になる過程」の解明を目指した。27年度には理研のFANTOM5でこの分化段階の経時データを報告し(Science, 329:1014, 2015)、さらに多能前駆細胞の分化誘導オン/オフ系を作製した(Stem Cell Reports, 2015)。28年度にはポリコム欠失によるTからB系列への運命転換を報告した(Gene Dev, 2016)。計画通りでなかった点もあるが、計画に沿った成果(Stem Cell Reports)、関連成果(Gene Dev)が得られており、総体としては、順調に成果があがったと考えている。多能幹細胞からT前駆細胞になるまでの過程で、まずエリスロイド系、次にB細胞系、最後にミエロイド系への分化能が失われることが我々の研究で明らかになっている。本研究ではこの中の「B細胞系列への分化能を終息させミエロイド-T前駆細胞になる過程」すなわち「T系列への特化過程」に焦点をあてる。すでに得られているデータとして、多能前駆細胞を分化同期培養して経時的に回収したサンプルを理研のFANTOM5プロジェクトのCAGE法で解析したものがある(Science, 2015)。このデータから特化過程の転写因子ネットワークを予測することができた。本研究では転写因子の発現あるいはエピジェネティック制御機構を改変することにより、この予測されたネットワークを検証し、ネットワークの核心的な部分を描き出す作業を行う。27年度は以下を計画した。R-Id3で誘導的に多能前駆細胞を作製する転写因子の阻害によりB細胞分化能に影響がでるかどうかをみる(1)については作製に成功し、論文としても報告した(Ikawa et al, Stem Cell Reports. 5: 716-727. 2015)。(2)については実際にデータを得るまでには至らなかった。(3)についてはマウスの掛け合わせを開始した。総じて、おおむね順調に進展している。1)ER-Id3で誘導的に多能前駆細胞を作製するE2A欠損前駆細胞は多能前駆細胞として維持できることが分かっている(Ikawa et al, Immunity, 2004)。E2AはId蛋白により機能を阻害することができるので、ER-Id3を用いて誘導的に多能前駆細胞を作製することを試みた。実験系を具体的に説明する。マウスの骨髄あるいは胎仔肝臓中の未分化造血前駆細胞分画(Lineage-c-kit+Sca-1+: LKS細胞)にレトルウイルスを用いてER-Id3を導入した。タモキシフェンを添加してB細胞分化誘導条件で培養することにより、B細胞へ向う途中で分化停止して足踏みをする。すなわち、M-T-B多能前駆細胞を自己複製させて維持できる。タモキシフェン添加を中止することにより、この細胞はB細胞の分化能を取り戻すので、B細胞への分化能を検定できることになる。平成28年度には、この系を完成させ、論文として報告することができた(Ikawa et al, Stem Cell Reports. 5: 716-727. 2015)。さらにこのER-Id3で作製した多能前駆細胞がT前駆細胞に分化誘導できることも確認できた(未発表)。従って、基本的な実験系は予定通りに構築できたといえる。一方、(2)の計画については、転写因子の阻害実験にまでいたらず、やや遅れている。(3)のsnai1とsnai2については、それぞれのfloxマウスを京都大学でマウスを起こして掛け合わせを開始した。ほぼ予定通りに進んでいる。以上より、全体としては、「おおむね順調に進展している」と判断した。本研究では多能幹細胞からT前駆細胞に至る過程の中の「ミエロイド-T-B前駆細胞からミエロイド-T前駆細胞になる過程」に焦点をあてる。27年度には理研のFANTOM5プロジェクトに参加し、EBF1欠損多能前駆細胞を分化同期培養したサンプルをCAGE法で解析したデータを得て、著者のひとりとして報告した(Arner et al, Science, 329:1014, 2015)。さらにER-Id3導入によって多能前駆細胞からの分化をスイッチオン/スイッチオフできる系を完成させた(Ikawa et al, Stem Cell Reports, 5:716-727, 2015)。28年度は以下を計画した。「(i)IL-7R-CreあるいはFlt3-CreマウスとRing1A-/-Ring1Bf/fマウスをかけあわしたマウス由来造血前駆細胞にER-Id3を導入することにより多能前駆細胞を作製し、T系列への特化にポリコムが関与しているかを調べる。(ii)snai1とsnai2のコンディショナルダブルノック(CDKO)アウトマウスの作製実験を継続する。」しかし、28年度は、(i)については、マウスのかけあわせがうまく進まず、必ずしも進捗は順調ではなかった。また、(ii)については、CDKOマウスができるには至らなかったが、順調にかけあわせが進んでいるので、29年度早々には結果が得られると考えている。一方、計画した目的そのものではないが、同様の目的で進めていたlck-CreとRing1A-/-Ring1Bf/fをかけ合わせる

研究が大きく進展し、重要な知見を得て、論文発表にいたった(Ikawa et al, Genes & Development, 30: 2475, 2016)。遅れた計画もあるが、良好な結果が得られた課題もあり、研究の総体としては、おおむね順調に進展している。28年度にはT細胞初期分化におけるポリコムの役割りを解明し報告した。結果をまとめると以下のようになる。1)lck-CreとRing1A-/-Ring1Bf/fをかけあわせたマウスではT細胞分化がDN段階で停止する。2)さらにポリコムによる抑制の対象として一般に重要な細胞周期阻害因子Cdkn2aを欠失したマウスとかけ合わせてトリプルノックアウトにしてレスキューを試みたところ、DP細胞が少し出現したが、細胞数の減少はほとんど回復しなかった。3)トリプルノックアウトの胸腺のDN3細胞あるいはDP細胞を免疫不全マウスに移入するとB細胞に運命転換した。4)lck-CreとRing1A-/-Ring1Bf/fをさらにPax5f/fとかけあわせると、完全にT細胞分化障害はキャンセルされ、正常に分化した。上記の1)-4)の知見を合わせると、「T細胞の初期分化には、ポリコムによるPAX5の抑制が必須である」という事を示している(Ikawa et al, Genes & Development, 30: 2475, 2016)。言い換えれば、T細胞系列とB細胞系列で、転写因子とエピジェネティック制御機構への依存度が非対称的であると言える。一般にまず転写因子が系列を決めて、次いでエピジェネティック制御機構がその状態を固定化することにより「系列決定」が起こると考えられる。しかるに、T細胞系列とB細胞系列では、T細胞は系列決定直後からエピジェネティック制御機構が必須であるが一方のB細胞系列は転写因子が系列決定状態を決めていると言える。以上のような考察ができる結果が得られたことは、T細胞/B細胞/ミエロイド細胞への大きな成果であり、また次項に述べるように、次のステージの研究につながる知見でもあった。従って、総体としては、「おおむね順調に進展している」と判断した。本研究では多能幹細胞からT前駆細胞に至る過程の中の「ミエロイド-T-B前駆細胞からミエロイド-T前駆細胞になる過程」に焦点をあてる。27年度には理研のFANTOM5プロジェクトに参加し、EBF1欠損多能前駆細胞を分化同期培養したサンプルをCAGE法で解析したデータを得て、著者のひとりとして報告した(Arner et al, Science, 329:1014, 2015)。さらにER-Id3導入によって多能前駆細胞からの分化をスイッチオン/スイッチオフできる系を完成させた(Ikawa et al, Stem Cell Reports, 5:716-727, 2015)。この成果は本課題の実験系として用いた。また28年度にはポリコムを欠失させるとT前駆細胞がB前駆細胞に運命転換することを報告した(Ikawa et al, Gene Dev, 30:2475, 2016)。この成果は計画どおりではないが、同じ分化過程を対象としたものであり、関連する成果であると考えている。最終年度である29年度には、計画していたsnai1とsnai2のコンディショナルダブルノックアウトマウスが作製できた。しかし、結果は残念ながらT細胞分化に関しては表現型がみられなかった。
GFP蛍光による線虫RNA結合蛋白質の網羅的発現部位解析手法の確立

本研究においては、蓄積しつつあるデータベースを利用して線虫ゲノムに存在するRRM型のRNA結合蛋白質遺伝子を網羅的に検索し、そのプロモーターを含む上流域を予測し、green fluorescent protein(GFP)との融合遺伝子を作製し、蛍光観察による発現部位解析手法の確立を試みた。この方法論を確立するために、検索された20種類以上のRRM型遺伝子の中から3種類を選び、GFPをレポーターとする方法とLacZをレポーターとする従来法の両方の発現解析を行い、その結果を比較検討した結果、以下のような知見が得られた。1.ヒトのスプライシング因子SRP20と類似の線虫C33H5.12蛋白質は、主に卵と特定の筋肉細胞で発現していること、2.神経細胞に特異的に発現するヒトのHuD蛋白質と類似のF35H8.5蛋白質は、予想されたように特定の神経細胞で発現していること、3.XenopusのNrp1-Bと類似のR10E9.1蛋白質は、一部腸細胞でも発現が認められたが、F35H8.5蛋白質と同様に主に神経細胞において発現していること、などが明らかになった。上記2及び3の結果は、高等動物における両相同蛋白質の発現様式にきわめて類似するものであり、今後線虫を用いた発現調節様式や機能解析がその他の生物についても充分適用できるものであることを強く示唆した。さらに、上記1の結果のようにSRP20と類似の線虫C33H5.12蛋白質がスプライシング基本因子と推定されるにもかかわらず組織特異的発現を示したことは、高等動物におけるスプライシング制御機構解明に新たな知見を与えるものとして重要であると考えられる。また、LacZとGFPの解析結果が必ずしも完全に一致しないことも明らかになり、GFPによる解析法をさらに改良するためのいくつかの問題点の検討も行った。
金属基・セラミックス基ナノチューブ・C60複合材料の機械的電気的性質と構造

フラーレン(C_<60>およびカーボンナノチューブ)は,炭素の新しい同素体として多大の関心を集めてきたが,希少高額な物質であるため,その潜在的に優れた性質をセラミックスや金属と複合させることによって活用することが現実的である.そこで,今回,フラーレンを,ジルコニア,チタン酸ジルコン酸鉛(PZT),アルミニウム及び銅と複合させるための基礎的研究を試みた.C_<60>とジルコニアとの複合においては,ミセル形成法によって,C_<60>が一様に分散複合したジルコニアバルクセラミックスを作製する方法を開発し,グラファイト膜やガラス状炭素で被覆されたジルコニア粒子の形成を見出した.C_<60>とPZTとの複合においては,PZT-C_<60>複合ゾルを基板上にスピンコート、焼成することによって薄膜を作製し.HRTEMにより,PZT薄膜中に取り込まれたC_<60>がポリマー化していることを見出した.このことは,PZT中に導電性のC_<60>ナノ結晶が分散していることを意味しており,高い誘電率と機械強度による優れた強誘電セラミックスの作製が可能であることを示唆する.また,ジルコニア,PZTとC_<60>の複合体において,カルビン(carbyne)と明白に同定できる物質を見出し,C_<60>からカルビンを製造するための貴重な手がかりを得た.C_<60>と銅との複合はメカニカルアロイング法により可能であることを実証した.ナノチューブと金属との複合は,ナノチューブ強化アルミニウムの作製において試み,ナノチューブがアルミニウムと反応層を作らないという重要な成果を得た.高圧圧縮によるポリマー化C_<60>とC_<60>-ナノチューブ複合体の作製も試み,C_<60>ポリマーが高い構造異方性を示すことやナノチューブ強化C_<60>ポリマーが延性を示すことを見出した.フラーレン(C_<60>およびカーボンナノチューブ)は,炭素の新しい同素体として多大の関心を集めてきたが,希少高額な物質であるため,その潜在的に優れた性質をセラミックスや金属と複合させることによって活用することが現実的である.そこで,今回,フラーレンを,ジルコニア,チタン酸ジルコン酸鉛(PZT),アルミニウム及び銅と複合させるための基礎的研究を試みた.C_<60>とジルコニアとの複合においては,ミセル形成法によって,C_<60>が一様に分散複合したジルコニアバルクセラミックスを作製する方法を開発し,グラファイト膜やガラス状炭素で被覆されたジルコニア粒子の形成を見出した.C_<60>とPZTとの複合においては,PZT-C_<60>複合ゾルを基板上にスピンコート、焼成することによって薄膜を作製し.HRTEMにより,PZT薄膜中に取り込まれたC_<60>がポリマー化していることを見出した.このことは,PZT中に導電性のC_<60>ナノ結晶が分散していることを意味しており,高い誘電率と機械強度による優れた強誘電セラミックスの作製が可能であることを示唆する.また,ジルコニア,PZTとC_<60>の複合体において,カルビン(carbyne)と明白に同定できる物質を見出し,C_<60>からカルビンを製造するための貴重な手がかりを得た.C_<60>と銅との複合はメカニカルアロイング法により可能であることを実証した.ナノチューブと金属との複合は,ナノチューブ強化アルミニウムの作製において試み,ナノチューブがアルミニウムと反応層を作らないという重要な成果を得た.高圧圧縮によるポリマー化C_<60>とC_<60>-ナノチューブ複合体の作製も試み,C_<60>ポリマーが高い構造異方性を示すことやナノチューブ強化C_<60>ポリマーが延性を示すことを見出した.カーボン60(C60)やナノチューブなどのフラーレンを,セラミックスや金属と複合させるための基礎的な実験を行った.C60を,ジルコニアとチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)に,溶液法によって複合させることを試みた.C60をジルコニアと複合させるための方法として,硝酸ジルコニウム水溶液において,C60を核とするミセルを形成させ,ジルコニアマトリックス中にC60を均一に分散させることを試みた..オキシ硝酸ジルコニウム2水和物の水溶液に,界面活性剤C_<16>TMAおよびC60粉末を添加溶解して,沈殿(Zr(OH)_4)を得た.この沈殿を大気中で400°C,3h熱処理することによって,C60を含むジルコニア粉末(ZrO_2-3mass%C_<60>)を得,さらに,この粉末を5.5GPaで600°Cおよび900°C2hの超高圧ホットプレスを行い,バルク試料を作製した.600°Cの焼結体表面のFT-IRスペクトルから,C60がジルコニアマトリックス中に残存していることが明らかになった.また,SEM-EDX分析の結果,均一な炭素の分散が観察され,C60がジルコニアマトリックス中に一様に取り込まれていることが示唆された.TEM観察において,C60の析出は観察されなかった.

C60とPZTとの複合は,酢酸鉛-ジルコニウム及びチタンのアルコキシドからなるPZT前駆溶液中にC60を溶解させたものを,シリコン基板上にコーティングして400°C600°Cで焼成することによって,C60添加PZT薄膜を作った.従来よりも200°C低い温度でペロブスカイトが生成するという画期的な結果を得た.フラーレンと金属との複合においては,C60とアルミニウムの系,ナノチューブとチタンの系を対象として,ボールミルによるメカニカル混合による複合粉末の作製と,複合粉末のホットプレスを行った.C60をアルミニウムに複合させた試料は,グラファイトをアルミニウムに複合させた試料に比べて,より大きな破断強度を示した.ナノチューブ-チタン系については,ホットプレスのための複合粉末作製法の最適化を行った.フラーレン(C60およびカーボンナノチューブ)を,チタン酸ジルコン酸鉛(PZT),アルミニウムおよびフラーレン自身と複合させる研究を行った.PZTとC60の複合体は,C60のトルエン溶液をPZTのコロイド溶液に添加して得たPZT-C60複合ゾルをPt-Si基板上にスピンコートし,これを,400°C500°Cで大気中で焼成して薄膜として作製した.高分解能透過電子顕微鏡によって観察した結果,ナノサイズのポリマー化したC60がPZTマトリックス中に分散していることが分かった.これは,導電性のC60ポリマーが複合されていることを示唆するので,高い誘電率がもたらされることが期待される.界面活性剤のC16TMAを用いてのミセル形成法によりC60とジルコニアと複合させた場合は,400°Cの焼成によって,ジルコニア粉末中にC60を破壊することなく取り込ませることが可能となった.また,この粉末を5.5GPaで600°Cで超高圧焼結することによって,ジルコニア-C60複合体を作製した結果,フーリエ変換赤外分光によって,C60が残存していることが分かった.C60の一部は分解して,ジルコニア粒子の表面が,グラファイトや非晶質カーボン膜で覆われていることが,高分解能透過電顕観察によって明らかになり,高い潤滑特性を示すことが期待された.このフラーレン-ジルコニア複合体は,マイクロ硬度計によるインデンテーション検査により,塑性変形することが分かった.フラーレンと金属の複合については,メカニカルアロイングによって,C60とアルミニウムとの複合を試みた結果,C60がナノサイズでアルミニウム母相中に取り込まれることが見出された.さらに,ナノチューブとC60との複合体を高圧圧縮によって作製したところ,内壁が圧着されたナノチューブが見出された.
洗濯行動における環境ライフサイクルアセスメントの適用研究

洗濯行動による環境汚染の問題は社会的に取り上げられているが、その論議は観念的・独断的な論議に終始している。この調査研究においては、ライフサイクルアセスメント(LCA)の手法を適用して、この問題を科学的・定量的に評価する手法の開発の枠組みについて検討を進めた。現在LCAはISO-14000の規格化により展開を見ている。しかし、ISO-LCAは対象とする個々の製品やサービスの環境への影響を現状データで評価するものであり、ここで研究の対象とするような人間生活を範疇とする家庭という社会の単位を基盤とする場合にはそのまま適用するのは不十分であることが分かった。そこで「社会としての全体の評価」が欠落しないよう統合的なLCAを完成できるよう「家庭での洗濯行動」を事例としてその評価システムの構築を目指した。そのためには、洗濯機の使用条件と生活の枠組み(家族構成を考慮したまとめ洗いか否かの行動パターン)と電力・水等のインフラストラクチャーの関係、洗濯機の構造と形状(国際比較も含め)で検討するシステムが必要である。また生活・社会的影響評価(生分解性・環境毒性)を含めた影響評価の方法が必要である。そして最終的には、結果を社会的コンセンサスのための環境リスクコミニケーションの方法についても研究企画する必要があることが分かった。上記調査研究を進めるにあたって国際性のある知見とするため、ドイツにおいて開催されたInternational Detergency Conferenceに出席し調査と討議をした。