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島嶼に居住する在宅酸素療法患者の在宅療法支援モデルの構築

はじめに、M島のHOT患者を有する基幹病院の外来看護に関わる看護師等、内科医師、地域の看護職、福祉職、および大学教員を構成メンバーとするHOT患者の在宅療養支援検討会を立ち上げるとともに、HOT患者の在宅療養に関する情報交換やHOT患者ならびに外来看護師を対象とした現状調査を行った。その結果からHOT患者の多くが生活上困った体験をし、地域活動参加もほとんどが行えていない状況であること、外来では、HOT患者に療養相談・教育支援が行われていないことが明らかになり、外来看護師の療養指導に関する実践力向上に向けた支援とHOT患者の療養における支援の必要性が示唆された。そこで、在宅療養支援検討会の下部組織のワーキンググループを立ち上げ、療養指導に関する実践力向上に向け検討を行った。在宅療養支援検討会は毎月1回ICT環境も活用して定期的に開催され、活動の方向性や内容を審議した。ワーキンググループは指導マニュアル案、パンフレット案、呼吸管理日誌案を作成するとともに、看護師の指導力向上のための研修会、講演会を企画・開催した。これらの活動をとおして、看護部、外来看護師に、HOT患者の在宅での療養状況やHOT患者ニーズが理解できたこと、多忙な外来業務の中でも療養指導についての支援の必要性への認識の変化が見られたことは意義あることと考える。本研究の目的は、地理的環境から物的・人的資源の少ない島嶼環境において、離島に居住し在宅酸素療法を受けている患者が自己管理力を高めて、社会参加を促進するための支援モデルを構築することである。すなわち、1医療機関の外来看護の療養相談機能を高めHOT患者に対する支援体制をつくること、2ピアを含めたサポートが得られるよう環境作りをすること、3酸素療法をしながら地域活動に参加できる支援体制の基礎をつくることである。一年目にM島のHOT患者を有する基幹病院(M病院)に外来看護に関わる看護師等、内科医師、地域の看護職、福祉職、および大学教員を構成メンバーとするHOT患者の在宅療養支援検討会を立ち上げ、さらに外来看護師の療養指導に関する実践力向上に向けた支援とHOT患者の療養における支援を実施するための2つのワーキンググループを在宅療養支援検討会の下部組織として編成し、それぞれ活動を行った。3年間に行った、1外来におけるHOT患者に対する指導力向上のための看護師への研修会、講演会等の教育支援、2外来における看護師等のHOT患者への療養指導の支援、3HOT患者サロンでの患者支援、および4HOT患者地域活動支援ボランティア基礎作りとして行ったM島地域連携協議会との連携、介護福祉士会との連携、他県HOT患者会との連携などの諸活動をHOT患者在宅療養支援検討会において考察し、島嶼における在宅酸素療法患者の療養支援モデルを図式化しその発展可能性について検討した。その中で今後基幹病院外来におけるHOT患者療養指導等の支援活動の維持、HOT患者サロンの継続について確認した。さらに、4年目に2回現地を訪問し、研究報告書を関係者に配布、継続の状況を確認した。本研究で構築した支援モデルが現地で少なからず継続されていたことから、支援モデルは島嶼において発展可能性があることが示唆された。
分子状水素によるグレリン産生亢進に関与する交感神経受容体シグナル活性化機構の解明

近年,分子状水素(H2)の生体作用に注目が集まっているが、分子レベルでの作用機序は不明である。研究代表者らは、経口摂取された水素水が胃におけるグレリン産生を転写レベルで活性化し、血中における活性型グレリン濃度をβ受容体刺激に依存して上昇させる事を明らかにした。そこで、分子状水素がβ受容体シグナルに対してどの様に影響を及ぼしているのかについて検討した。グレリン遺伝子5'上流域のプロモーター活性測定、細胞内cAMP濃度のリアルタイム測定、動物個体に対する水素ガスを吸引させ検討を行い、分子状水素がβ受容体刺激を増強させていることを見出した。最小の分子である水素(H2)が,生体において虚血再灌流障害・神経変性疾患・心肺停止後蘇生などに対して医学的に有効性を示すことが報告されているが,その作用機序は明らかではない.研究代表者らは水素水を飲水することにより胃におけるグレリン産生が亢進し,実験的パーキンソン病を改善させることを初めて見出した.一方,交感神経β受容体遮断薬は,水素水によるグレリン産生亢進とドパミンニューロンの保護効果を阻害することから,交感神経系に着目して分子状水素の作用を検討することにした.本年度は分子状水素による遺伝子の転写制御機構を明らかにすることを目的として,グレリン遺伝子の5'上流域を用いたプロモーターアッセイにより,分子状水素の作用領域を検討した.グレリン遺伝子5'上流域を順に1.8,1.2,1.1,0.5 kbpをプロモーターアッセイ用ベクターにクローニングした.培養細胞に遺伝子導入した後,ルシフェラーゼ活性測定により転写活性を定量化した.その結果,分子状水素の負荷によりグレリン遺伝子の転写が活性化されることが示され,分子状水素の負荷に反応しグレリン遺伝子の転写活性を引き起こす領域の存在も明らかになった.これらの成果より,分子状水素が転写活性を直接的または間接的に調節しグレリン遺伝子発現を調節していることが明らかになった.β受容体の関与について検討するため,交感神経受容体が機能的に発現していることが知られている培養細胞系を用いて,β受容体シグナルのリアルタイム評価系の構築を行っている.評価系の構築と特異的反応性の確認がほぼ終了した状況にある.次年度以降は,本評価系を用いて分子状水素による交感神経シグナルへの影響を刺激薬・阻害薬や細胞内セカンドメッセンジャーに対する修飾作用を有する薬物などを併用する薬理学的な手法を用いることにより,キネティックスに着目した検討を進めていく予定である.最小の分子である水素(H2)が,生体において虚血再灌流障害・神経変性疾患・心肺停止後蘇生などに対して医学的に有効性を示すことが報告されているが,その作用機序は明らかではない.研究代表者らは水素水を飲水することにより胃におけるグレリン産生が亢進し,実験的パーキンソン病を改善させることを初めて見出した.一方,交感神経β受容体遮断薬は,水素水によるグレリン産生亢進とドパミンニューロンの保護効果を阻害することから,交感神経系に着目して分子状水素の作用に関して検討を開始した.グレリン遺伝子の5'上流域1.8 kbp領域をマウスからクローニングし,プロモーター解析に用い,ルシフェラーゼ測定により転写活性を数値化した.その結果,分子状水素単独では転写活性を高めないものの,β受容体刺激薬と協働して転写活性を高めていることが明らかになった.5'上流域に存在するcAMP感受性部位が分子状水素による転写促進効果にも関与していた.β受容体下流でのセカンドメッセンジャーがcAMPであることからも,分子状水素の作用はcAMPを制御することにより発揮されていることが想定された.そこで,培養細胞内におけるcAMP濃度変化をリアルタイムモニターする実験系を構築し,β受容体刺激薬と分子状水素の協働作用について検討を行った.β受容体刺激薬は濃度依存性のcAMP濃度上昇を引き起こした.分子状水素のみでは細胞内cAMP濃度は変化しないのに対して,分子状水素で前処理した後にβ受容体刺激薬を作用させると,β受容体刺激薬単独に比べ細胞内cAMP濃度がより高まることが明らかになった.また,β受容体遮断薬は分子状水素の有無にかかわらず細胞内cAMP濃度変化を阻害した.β受容体刺激後の時間軸に沿った細胞内cAMP濃度上昇は,分子状水素の存在によっても変化せず,分子状水素の作用点はcAMPの代謝過程に対するものではないと考えられたが,それ以上の解析を進めることはできなかった.近年,分子状水素(H2)の生体作用に注目が集まっているが、分子レベルでの作用機序は不明である。本研究課題は初年度に以下の2点についての解析を計画した.1.プロモーター解析により分子状水素によるグレリン遺伝子の転写制御を検討する.2.分子状水素の作用点を培養細胞系で検討する.計画通り本年度は培養細胞を用いた5'プロモーターアッセイを実施した.分子状水素の負荷によりグレリン遺伝子の転写が活性化されることが示され,分子状水素に対する反応領域が存在することも明らかになった.次に分子状水素の作用点を検討する目的で,交感神経系に着目して検討を行っている.

マウスに対してβ受容体遮断薬を前投与するとグレリンの基礎分泌量が低下するのに加え,分子状水素による分泌亢進作用も減弱する.そのため交感神経β受容体の関与が示唆されていた.そこで,交感神経受容体が機能的に発現していることが知られている培養細胞系を用いて,受容体刺激薬・阻害薬の併用による変化,ならびに細胞内セカンドメッセンジャー濃度の調節を目的とした薬物の併用をおこない,グレリン産生亢進に関わる分子状水素の作用点を明らかにするべく検討を行っている.また細胞内情報伝達系全てに関わることが明らかな,細胞内でのエネルギー代謝に関する検討も実施した.計画書に記載した年次計画はほぼ予定通りに遂行され建設的なデータが得られており,概ね順調に進展していると判断した.ガス薬理学初年度で構築したβ受容体シグナルのリアルタイム評価系を用いて,分子状水素による交感神経シグナルへの影響を刺激薬・阻害薬や細胞内セカンドメッセンジャーに対する修飾作用を有する薬物などを併用する薬理学的な手法を用いることにより,キネティックスに着目した検討を進めていく予定である.さらに,マウス個体に対して水素吸入,水素水投与を行い,主に交感神経系の反応に着目した解析を実施する予定である.これらの検討から,これまで科学的に明らかではなかった分子状水素の生体に対する作用を分子レベルで明らかにすることができるものと考えられる.物品費・旅費に関しては予定通りの支出であったが,人件費の支出が減少したため次年度使用額が生じた.交付決定後に急遽学内予算にて7ヶ月分の人件費が補充された.そのため,研究計画の実施に関しては予定通り進行することができた.次年度使用額は,化学発光法を用いた細胞内シグナルのリアルタイムアッセイに必要な高額な試薬・消耗品(96サンプルあたり約12,000円程度)に充当される.また,論文投稿先としてオープンアクセスを選択した場合の掲載費(約15万円)にも用いる予定である.
GPSデータに基づく余効変動の物理モデルの構築とそのパラメータ推定手法の開発

巨大地震の余効変動の2つの主要な物理プロセスであるプレート境界面における余効すべりとマントルの粘弾性応力緩和の双方を考慮した余効変動の三次元物理モデルを構築した。余効すべりとマントルの粘弾性応力緩和は地震時の応力変化により駆動され、余効すべりの時間発展は速度・状態依存摩擦構成則に従うと仮定した。このモデルを用いて2011年東北地方太平洋沖地震の余効変動モデルを構築し、GPS・海底地殻変動観測データと比較した。その結果、摩擦構成則のパラメータ、マントルの粘性率などの物理モデルのパラメータが観測データから推定できることが分かった。平成27年度は,余効すべりとマントルの粘弾性応力緩和の双方を考慮した余効変動の3次元物理モデルの構築を行った.これに向けた最初のステップとして,初めに,媒質として弾性体を仮定し,余効すべりのみを考慮したモデルの構築を行った.モデルでは,三次元半無限弾性体の内部にプレート境界面を近似する断層を置き,断層面上のすべり速度と応力の時間発展が速度強化の定常摩擦に従うと仮定した.測地データのインバージョン解析により推定された地震時のすべり分布から断層面上における地震時の応力変化を計算し,これに基づいて初期条件を与え,その後の余効すべりの時間発展を計算する.このモデルでは,大規模な行列・ベクトル積を計算する必要があるため計算コストが高い.本研究では,行列・ベクトル積の計算に階層型行列法を導入することにより,短時間でシミュレーションを行うことを可能にした.このモデルを用いて2011年東北地方太平洋沖地震の余効すべりのシミュレーションを行い,GPSデータから推定された余効すべりの時間発展と比較したところ,これらの間には系統的な差異があることが分かった.この原因は,粘弾性応力緩和などの他の余効変動プロセスの寄与が無視できないためであると考えられる.そこで,上記のモデルの媒質を弾性体の表層を持つ半無限粘弾性体に変更することにより,余効すべりとマントルの粘弾性応力緩和の双方を考慮したモデルを構築した.粘弾性媒質については,Burgersレオロジーを扱うことができるようにした.その他のモデル設定や初期条件の与え方は,余効すべりのみを考慮した弾性体モデルと同様とした.このようにして構築したモデルの性質を調査するために,断層面の摩擦パラメータや媒質の粘性率を変化させて試験的な計算を行った.交付申請書の「研究目的」の欄に記した二つの主要な目的の一つである「プレート境界面の余効すべりとマントルの粘弾性応力緩和の双方を考慮した余効変動の3次元物理モデルの構築」のうち,モデルの計算コードの作成を終えることができた.従って,本研究課題はおおむね順調に進展していると判断した.平成28年度は、昨年度までに構築した、摩擦構成則に従う余効すべりとマントルの粘弾性応力緩和を組み合わせた余効変動の物理モデルを用いて、2011年東北地方太平洋沖地震の余効変動のモデルの構築を行った。このモデルでは地震時の応力変化によって粘弾性緩和と余効すべりが駆動され、余効すべりの時間発展は速度・状態依存摩擦構成則に従うと仮定している。従って、地震時のすべり分布、プレート境界面の摩擦パラメータ、プレート境界面の固着域の分布、マントルの粘性率、プレート及びスラブの厚さ等が入力パラメータとなり、余効変動の時空間的なパターンに影響を与える。これらのパラメータを変化させたときのモデル計算値と陸上のGNSS及び海底地殻変動データを比較し、観測データを説明できるパラメータ値の範囲を検討した。初めに、地震時のすべり分布、プレート及びスラブの厚さを固定し、マントルの粘性率及びプレート境界面の摩擦パラメータを空間的に一様と仮定し、プレート境界面に固着域を設定しない場合の計算を行った。この計算では、摩擦パラメータとマントルの粘性率を未知パラメータとして、これらのパラメータの値を変化させて、観測データを再現することを試みた。その結果、モデルは陸上・海底の水平変位と陸上の上下変位を概ね説明できるが、海底の上下変位を説明できないことが分かった。観測された陸上・海底の水平・上下変位を全て再現できるモデルを構築するために、地震時のすべり分布のモデル計算値への影響を調査した。この目的のために、地震時のすべり分布を未知パラメータとし、他のパラメータを固定した場合の試験的計算を行った。その結果、上下変位は地震時のすべり分布に極めて敏感であり、比較的尤もらしい地震時のすべり分布を用いて、陸上・海底の水平・上下変位を全て説明することができそうであるという見通しが得られた。交付申請書の「研究目的」の欄に記した二つの主要な目的の一つである「プレート境界面の余効すべりとマントルの粘弾性応力緩和の双方を考慮した余効変動の3次元物理モデルの構築」については、昨年度までに開発したモデルの計算コードを用いて2011年東北地方太平洋沖地震の余効変動のモデル化を行うことができた。もう一つの主要な目的である「観測データを用いたモデルパラメータ推定手法の開発」についても、陸上のGNSSデータや海底地殻変動データを再現できるパラメータ範囲について詳細な検討を進めることができた。従って、本研究課題はおおむね順調に進展していると判断した。本研究では、プレート境界における巨大地震に続いて観測される余効変動の2つの主要なプロセスであるプレート境界面における余効すべりとマントルの粘弾性応力緩和の双方を考慮した余効変動の物理モデルの構築を行った。このモデルでは、地震時の応力変化によって余効すべりと粘弾性緩和が駆動され、余効すべりの時間発展は速度・状態依存摩擦構成則に従うと仮定した。

このようなモデルの構築により、測地学的に観測される余効変動に対する余効すべりと粘弾性応力緩和の寄与を客観的に分離することが可能になると考えられる。このモデルでは、階層型行列法を導入して計算時間の短縮を図った結果、M9クラスの巨大地震の余効変動にも適用することが可能になった。そこで本研究では、2011年東北地方太平洋沖地震後の陸上のGPS及び海底地殻変動データを用いて、モデルパラメータの推定を試みた。モデルの入力パラメータを変化させて余効変動を計算したところ、様々なパラメータが余効変動の時空間的なパターンに影響を与えることが分かった。このようなパラメータとして、地震時のすべり分布、プレート境界面の摩擦パラメータ、プレート境界面の固着域の分布、マントルの粘性率、プレート及びスラブの厚さ等が挙げられる。特に、地震時のすべり分布とマントルの粘性率の空間分布はモデルから計算される余効変動の空間パターンに大きな影響を与えることが分かった。また、上下変位は水平変位に比べて、上記のパラメータの多くに敏感であることから、上下変位データがパラメータの拘束に有効であると考えられる。このように多数のパラメータが余効変動の時空間パターンに影響を与えることから、モデルパラメータとその不確定性を客観的に推定することが重要である。そこで、マルコフ連鎖モンテカルロ法の高速化等、本研究のモデルと観測データに適用可能なパラメータ推定手法の検討を行った。巨大地震の余効変動の2つの主要な物理プロセスであるプレート境界面における余効すべりとマントルの粘弾性応力緩和の双方を考慮した余効変動の三次元物理モデルを構築した。余効すべりとマントルの粘弾性応力緩和は地震時の応力変化により駆動され、余効すべりの時間発展は速度・状態依存摩擦構成則に従うと仮定した。このモデルを用いて2011年東北地方太平洋沖地震の余効変動モデルを構築し、GPS・海底地殻変動観測データと比較した。その結果、摩擦構成則のパラメータ、マントルの粘性率などの物理モデルのパラメータが観測データから推定できることが分かった。本研究課題の研究目的の一つである余効変動の物理モデルの構築については,モデルの計算コードが完成したため,今後は,断層面の摩擦パラメータや媒質の粘性率などの物理パラメータに対するモデルの振る舞いを系統的に調査する必要がある.本研究課題では,構築したモデルの物理パラメータをGPS観測データに基づいて推定することをもう一つの研究目的としている.モデルが複雑であり,強い非線形性を持つため,どのようなパラメータ推定手法が適しているかは必ずしも明らかではない.そのため,本研究では,粒子フィルタ,アンサンブルカルマンフィルタ,4次元変分法等の様々な手法を用いてパラメータ推定を試行し,各手法の適性を調査する.その後,東北地方太平洋沖地震後のGPSデータに対して構築したモデルと適切なパラメータ推定手法を適用し,プレート境界面の摩擦特性や余効変動のメカニズムの解明を進める.これまでに行ったモデル計算結果と観測データとの比較から、余効変動の時空間的なパターンは、地震時のすべり分布、プレート境界面の摩擦パラメータ、プレート境界面における固着域の分布、マントルの粘性率等、様々なパラメータに依存することが明らかになった。
界面活性剤混合廃水の吸着処理に関する研究

本研究の成果は概略以下の4項目からなる。(1)アニオン及び非イオン性界面活性剤のイオン性吸着剤への吸着特性・・・水溶液からのドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(NaDBS)及び非イオン性界面活性剤のイオン性吸着剤への吸着を平衡吸着法により検討したところ,各イオン性吸着剤への疎水性側鎖の導入効果はNaDBSの吸着では顕著に認められ,疎水性側鎖が長くなるにつれて,吸着能は急激に増加したが,逆に吸着量は減少した。また非イオン性界面活性剤ではかならずしも吸着能及び吸着量の増大をもたらさず,一般に両者とも疎水性側鎖が長くなるにつれて減少する傾向を示し,吸着剤の構造や導入アルキル鎖の長さによった。(2)ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムのイオン性吸着剤への吸着に及ぼす非イオン性界面活性剤の添加効果・・・非イオン性界面活性剤存在下でのイオン性吸着剤へのNaDBSの吸着を検討し,吸着におよぼす非イオン性界面活性剤の混合割合,エチレンオキシド付加モル数,及びイオン性吸着剤の疎水性側鎖の影響を考察した。(3)アニオン及び非イオン性界面活性剤混合系のイオン性吸着剤への吸着特性・・・イオン性吸着剤によるNaDBSの吸着に及ぼすポリオキシノニルフェニルエーテルとポリオキシラウリルエーテルの影響を比較すると,後者のベンゼン環を含まない界面活性剤の方が吸着量の減少割合が少なかった。さらに混合吸着の機構を明らかにした。(4)アニオン及び非イオン性界面活性剤混合系の非イオン性吸着剤への吸着特性・・・非イオン性吸着剤として活性炭及び合成高分子吸着剤を用い,NaDBS及び非イオン界面活性剤の吸着を平衡法により検討し,種々の条件下での処理効果の基礎的データーを得た。これらの結果より活性炭及び合成吸着剤に対する混合吸着の機構を考察するとともに,廃水処理に関する基礎知見を得ることが出来た。1.界面活性剤単独系のイオン吸着剤への吸着特性・・・水溶液からのドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(NaDBS)及び非イオン性界面活性剤の吸着におよぼすイオン性吸着剤の疎水性側鎖の影響を検討した結果,次のような知見が得られた。(1)ドデルシベンゼスルホン酸ナトリウム及び非イオン性界面活性剤の各イオン性吸着剤への吸着はLangmuire型の吸着を示した。したがってKlotzの式で整理することができた。(2)イオン性吸着剤IRA35HBrと疎水性側鎖を有するIRA35C16の吸着能を比較すると,NaDBSの吸着でIRA35C16の方がnK値が大きく約7倍であった。また非イオン界面活性剤の吸着では逆にIRA35HBrの方が一部を除き約2-13倍大きな値を示した。(3)各イオン性吸着剤への疎水性側鎖の導入効果はNaDBSの吸着では顕著に認められ,疎水性側鎖が長くなるにつれて,吸着能し急激に増加したが,逆に吸着量は減少した。また非イオン性界面活性剤ではかならずしも吸着能及び吸着量の増大をもたらさず,一般に両方とも疎水性側鎖が長くなるにつれて減少する傾向を示し,吸着剤の構造や導入アルキル鎖の長さによった。2.界面活性剤混合系のイオン吸着剤への吸着特性・・・上記のNaDBS及び非イオン性界面活性剤を含む混合系イオン性吸着剤への吸着特性を検討した。平衡吸着法により,イオン性界面活性剤の吸着に及ぼす非イオン界面活性剤の添加効果を検討し,エチレンオキシド付加モル数と吸着量との関係を考察した。

1.アニオン及び非イオン性界面活性剤混合系のイオン性吸着剤への.吸着特性・・・イオン性吸着剤であるIRA94HBrに対するドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(NaDBS)及び非イオン界面活性剤(E906-E950)の吸着は,非イオン界面活性剤単独ではエチレンオキシド付加モル数が少ないほど吸着量が多くなった。NaDBS-E931の混合系においてはNaDBSの吸着量はE931を混合することにより減少した。またE931の混合割合が多くなるに従って減少した。NaDBS-E906の混合系及びNaDBS-E911の混合系においても同様の結果が得られた。またNaDBS-E147及びNaDBS-E120の混合系においても同様の傾向を示したが,NaDBS-E105の混合系においては混合比によってはNaDBS単独系の吸着量よりも増加した。ポリオキシノニレフェニルエーテルとポリオキシラウリルエーテルを比較すると,後者のベンゼン環を含まない界面活性剤の方が吸着量の減少割合が少なかった。2.アニオン及び非イオン性界面活性剤混合系の非イオン性吸着剤への吸着特性・・・非イオン系吸着剤である活性炭及び合成吸着剤による非イオン界面活性剤E906-E950の吸着において,その吸着量はアニオン界面活性剤に比べ非常に多く,エチレンオキシド付加モル数が少ないほど吸着量が多くなった。さらにNaDBS-E911の混合系,及びSDS-E911の混合系においては,NaDBS及びSDSの吸着量はE911を混合することにより増加したが,E911も混合割合が多くなるに従って減少した。一方,E911の吸着量は,NaDBS又はSDSを混合することにより減少した。その割合は,SDSよりNaDBSを混合した場合の方が大きく,NaDBSやSDSの混合割合が多くなるほど吸着量は少なくなった。これらの結果より活性炭及び合成吸着剤に対する混合吸着の機構を考察するとともに,廃水処理に関する基礎知見を得ることが出来た。
災害ボランティア連携と災害時のトイレ確保を踏まえた実効性ある災害廃棄物処理計画

本年度(2018年度)は、ヒアリング調査を中心に行った。行政について、千葉県浦安市防災課およびごみゼロ課に、東日本大震災時に液状化被害によって市内の8割が断水し、トイレが使えなくなったときの対応についてヒアリングを行った(5月18日)。災害ボランティアについて、ボランティアとして活動している個人にインタビューを行い、ボランティアセンターの立ち上げと社会福祉協議会の役割、各団体の説明、具体的な災害事例におけるボランテイア活動のグッドプラクティス・バッドプラクティスについて話を伺った(9月26日)。さらに、常総市社会福祉協議会に、災害のおこったところから社協としての対応の状況についてヒアリングを行った(10月12日)。また、本年度は7月に西日本豪雨災害が起こった。岡山県倉敷市、総社市、高梁市については7月14日・15日に、愛媛県大洲市、宇和島市については7月29日・30日に、視察調査ならびに市役所職員等へのヒアリング調査を実施した。特に倉敷市については、研究協力者でもある日本トイレ研究所の代表理事とともに仮設トイレの配置状況や避難所の状況、街中に積まれた災害廃棄物の状況を検証するとともに、担当課職員や事業者にヒアリングを行った。その後、緊急報告会を、日本トイレ研究所が主催し、港区役所の協力を得て8月27日に実施した。さらに、西日本豪雨災害の被災地である広島県、岡山県、愛媛県内の16の自治体を対象に、災害廃棄物処理計画の策定の有無、災害廃棄物処理の状況、災害廃棄物処理に関して苦労したこととその理由、被災したライフラインの臨時対応、仮設トイレの調達状況と使用上の課題、し尿処理の方法、ボランティアセンターとの協議、協定や連携などの状況についてアンケート調査を実施した。13の自治体から回答が得られた(1自治体は部分的に回答)。2018年度は、当研究初年度であり、まず、全国の都道府県含めたすべての自治体を対象としたアンケート調査によって、災害廃棄物処理計画策定状況の実態把握を行うことを予定していた。しかしながら、7月に西日本豪雨災害が起こったことから、岡山県倉敷市、総社市、高梁市、愛媛県大洲市、宇和島市の視察調査ならびに市役所職員等へのヒアリング調査を実施した。そのため、8月までに自治体悉皆調査のための準備し、調査業務委託を進めたものの、西日本豪雨の研究を重点的に行うことにしたため、最終的には今年度中に実施することができなかった。このアンケート調査については、設計は適宜進めており、事業の受託者が決定すれば、次年度速やかに実施できる。それ以外の調査としては、西日本豪雨を受けて、広島県、岡山県、愛媛県内の16の自治体を対象にアンケート調査を実施し、13自治体から回答を得た。ただし、3月末時点では、いくつかの自治体の回答が遅れていたことから、4月(2019年度)に延長して回答を得ることとした。したがって、自治体悉皆調査は実施できず、西日本豪雨に関する自治体アンケート調査も、若干遅れていると言えるが、すでに調査は終了している。その他のヒアリング・インタビュー調査は適宜実施している。したがって、研究計画については、多少遅れているものの、計画通りに実施されている。研究方針について特段の変更はない。現時点での課題は、2018年度に得られた調査の結果を速やかにまとめ、研究発表することである。

そのため、8月までに自治体悉皆調査のための準備し、調査業務委託を進めたものの、西日本豪雨の研究を重点的に行うことにしたため、最終的には今年度中に実施することができなかった。このアンケート調査については、設計は適宜進めており、事業の受託者が決定すれば、次年度速やかに実施できる。それ以外の調査としては、西日本豪雨を受けて、広島県、岡山県、愛媛県内の16の自治体を対象にアンケート調査を実施し、13自治体から回答を得た。ただし、3月末時点では、いくつかの自治体の回答が遅れていたことから、4月(2019年度)に延長して回答を得ることとした。したがって、自治体悉皆調査は実施できず、西日本豪雨に関する自治体アンケート調査も、若干遅れていると言えるが、すでに調査は終了している。その他のヒアリング・インタビュー調査は適宜実施している。したがって、研究計画については、多少遅れているものの、計画通りに実施されている。研究方針について特段の変更はない。現時点での課題は、2018年度に得られた調査の結果を速やかにまとめ、研究発表することである。2018年度は、全国の都道府県含めたすべての自治体を対象としたアンケート調査によって、災害廃棄物処理計画策定状況の実態把握を行うことを予定していた。しかしながら、7月に西日本豪雨災害が起こったことから、被災自治体の視察調査ならびに市役所職員等へのヒアリング調査を実施した。8月までに自治体悉皆調査のための準備し、調査業務委託を進めたものの、西日本豪雨の研究を重点的に行うことになり、また委託先とのスケジュール調整も不調となったため、最終的には今年度中に実施することができなかった。この繰越金は、この自治体悉皆調査に係る費用であり、この調査については設計を適宜進めており、事業の受託者が決定し次第、次年度速やかに実施するものである。
HIV感染症での血液幹細胞異常と新規抗HIV剤の影響の解析と対応策の研究・開発

非HIV-1感染者由来の骨髄由来および臍帯血由来のの造血幹細胞を用いて、抗HIV薬の造血幹細胞の分化増殖へ与える影響をコロニーアッセイ法を用いて調べたところ、いくつかの症例で、逆転写酵素阻害剤で副作用として貧血を来すことが知られているAZTによるCFU-EおよびBFU-Eの増殖阻害作用が確認された。プロテアーゼ阻害剤であるAPVを加えてコロニーアッセイを行ったが、明らかな造血幹細胞に対する効果は認めなかった。また、AIDSを発症して当科に入院した3症例で骨髄穿刺を行い、造血幹細胞を分離、既存の抗HIV薬である逆転写酵素剤のAZT, d4T,3TCおよびプロテアーゼ阻害剤のNFV, LPV存在下でコロニーアッセイを行った。一症例ではAZT, d4TによるCFU-EおよびBFU-Eの増殖阻害作用が確認されたため、HAARTの開始時には参考とし、ABC/3TCとLPV/rにより治療を開始したところ現在までのところ治療効果は良好である。また、残りの2症例についてはd4TおよびAZTを使用、造血に対する副作用は出現しなかったが、1症例は高乳酸血症のため治療薬を変更した。以上からAIDSを発症した症例においては日和見感染症に対する治療が少なくとも数週間必要となるため、入院時に骨髄穿刺を行い、コロニーアッセイを行い、その結果を基に造血系への副作用を軽減したオーダーメードHAARTを考案可能でありその有用性が示唆された。また、新規のCCR5阻害剤であるAK602/ONO-4128(aplaviroc)および他のCCR5阻害剤(TAK779)の造血幹細胞への影響についてHIV-1感染者および非感染者由来の造血幹細胞を用いコロニーアッセイを行ったところ、わずかではあるがCFU-EおよびBFU-Eの分化増殖の阻害していたが確認された。HIV-1による造血環境に与える影響を調べるため、コロニーアッセイにて得られたコロニーよりDNAを抽出し、HIV-1の感染の有無を調べたところ、BFU-E, GM, GEMMともにHIV-1の感染は認められなかった。今後は症例数を増やして詳細な検討を進める予定である。
knee領域一次宇宙線の研究

中国・チベット・ヤンパーチン高原(標高4300m、大気深度606g/cm^2、東経90.522度、北緯30.102度)に設置した空気シャワー観測装置と、エマルション・チェンバーおよびエマルション・チェンバー中で発生したバースト現象を検出する測定器を連動させ、地球大気を重原子核の吸収体として利用し、一次宇宙線が大気中で発生するガンマ線ファミリー現象とそれに伴う空気シャワー現象を観測する実験で、kneeエネルギー領域(10^{15}eVから10^{16}eVの領域)を含む一次宇宙線陽子及びヘリウム成分エネルギー・スペクトルの観測結果を得た。また、空気シャワー連続観測実験で、kneeエネルギー領域を含む一次宇宙線全粒子エネルギー・スペクトルの観測結果を得た。陽子成分のエネルギー・スペクトルのベキは、10^{15}eV以上においては-3.10+-0.15であり、10^{14}eV以下におけるそれが-2.74+-0.01であること、ヘリウム成分も同様の傾向を示しており一次宇宙線全粒子の頻度との比較検討から、kneeエネルギー領域の主成分は重核子成分であると結論される。結果は銀河系内宇宙線の起源が超新星残骸にあることを強く支持する。これらの成果は学会誌への発表を予定しており、主に一次宇宙線中の陽子・ヘリウム成分エネルギー・スペクトルに関連する成果は投稿中であり、一次宇宙線全粒子エネルギー・スペクトルに関連する成果は早急に投稿すべく準備中である。羊八井に設置した空気シャワー観測装置に新たに247台のシンチレーション検出器を増設しTibetII検出器群の高密度化(15mスパンの格子状を7.5mスパンの格子状に)を行った。アレーの高密度化の有効性はすでに一部を高密度化したTibetII/HDアレーで確認されており、地上に設置した空気シャワー観測装置で世界で初めてガンマ線の検出に検出した。カニ星雲からのガンマ線、および活動的銀河Mkr501の1997年のフレアー期におけるガンマ線を検出し精度の高いエネルギースペクトルを得ている。今回の増設により高密度部分の面積が4倍となり、約3TeVから数10TeVまでのガンマ線スペクトルの精密な観測が期待される。観測装置の連続運転を行っており、現地での予備解析で、1週間分のデータを用いて月の影を3σレベルでの検出に成功し、引き続きデータの蓄積を行っている。また、空気シャワー観測装置とエマルションチェンバーの連動実験の解析を進め、第26回宇宙線国際会議で、一次陽子エネルギースペクトル絶対頻度の予備的結果を報告した。陽子成分のスペクトルは、Knee付近では低エネルギーからの外挿よりも下がっており、100TeV前後にスペクトルの折れ曲がりが見られ、陽子加速の限界が示唆される。1996年度より3ヶ年計画で開始した本連動実験は本年8月に最後のエマルションチェンバー露出を完了し、X線フイルムを日本に持ち帰り現像処理を行った。X線フィルムに記録されたデータの解析を早期に進め、Knee領域の一次陽子スペクトルの絶対頻度を確立する。TibetII/HDアレーで取得した空気シャワー・データを用いて、一次宇宙線の直接観測領域とオーバーラップする50TeVから300TeVまでの一次宇宙線スペクトルの解析を行っており、シュミレーションによって種々のパラメータを解析し、このエネルギー領域の一次宇宙線スペクトルを求める手法をほぼ確立した。羊八井に設置た空気シャワー観測装置に、平成11年度に新たに247台のシンチレーション検出器を増設しTibetII検出器群の高密度化(15mスパンの格子状を7.5mスパンの格子状に)を行った。アレーの高密度化の有効性はすでに一部を高密度化したTibetII/HDアレーで確認されており、地上に設置した空気シャワー観測装置で世界で初めてガンマ線の検出に成功した。カニ星雲からのガンマ線、および活動的銀河Mkr501の1997年のフレアー期におけるガンマ線を検出し精度の高いエネルギースペクトルを学会誌に発表した。この増設により高密度部分の面積が4倍となり、約3TeVから数10TeVまでのガンマ線スペクトルの精密な観測が期待され、本年度Mkr421のフレアー期のガンマ線の検出に成功し、第27回宇宙線国際会議で発表する予定である。本研究の目的であるknee領域の高エネルギー空気シャワーを精密に測定するために、本年度15mスパンの格子状の位置の検出器すべてに測定レンジの広い光電子増倍管を設置し、順調にデータを収集している。現在、このTibetIIIアレーで観測した空気シャワー・データの解析を進めており、その予備的結果を第27回宇宙線国際会議で発表予定である。また、空気シャワー観測装置とエマルションチェンバーの連動実験の解析を進めるためX線フィルムの自動化に取り組み、第27回宇宙線国際会議でその結果を発表予定である。また、バースト検出器と空気シャワー装置のデータから200TeVから1000TeV領域の一次宇宙線陽子成分のスペクトルを求め、knee付近では低エネルギーからの外挿よりも下がっており、100TeV前後にスペクトルの折れ曲がりが見られる結果を学会誌に発表した。この結果から銀河内での陽子加速の限界が示唆される。平成14年度に羊八井に設置した空気シャワー観測装置に200台の検出器の増設を行い、当初目標のTibet-IIIアレーが完成した。現在、本装置は順調に連続稼動している。

約1.5kHzでデータの取得を行っており、あわせてすでに収集した観測データの解析を精力的に進めている。また,観測データから精度よく一次宇宙線全粒子スペクトルを求めるため,観測データと厳密に比較可能なシミュレーションデータベースの作成を行っている。このデータベースの作成はCOSMOS及びEPICSコードを用いて観測装置を込みにしたフル・シミュレーションによる計算で作成しており,観測データのシングル粒子の定義をシミュレーションで厳密に再現しデータベース作成に取り入れている。平成15年3月の日本物理学会でスペクトルに関する予備的結果の報告を行った。また、一次宇宙線中の特に陽子成分頻度を得るため,富士・カンパラEC実験ファミリー・データとCOSM0S ad-hocモデル及びCORSIKA QGSJETモデルを用いたシミュレーションの結果に人工ニューラル・ネットワーク(ANN)を適用し,これまでにない新しい方法でファミリーの解析を行い以下の結果を得て学会誌に発表した。a)COSMOS ad-hocモデルとCORSIKA QGSJETモデルによる結果がよく一致する,b)両モデルともにEC実験で捕らえたファミリーをよく再現する,c)一次宇宙線中の陽子成分の頻度は,(5.5±1.5)×10^{-14}(m^{-2}s^{-1}sr^{-1}GeV^{-1})at2×10^{15}eVである。この結果は,Tibet burst arrayで求めたものとコンシステントであり,knee領域の一次宇宙線組成が重核優勢であることを示す。平成14年度に完成したTibet-IIIアレーは順調に連続稼動しており、現在約1.5kHzでデータの取得を行っている。収集した観測データの解析を精力的に進め、得与れた一次宇宙線全粒子スペクトルの予備的結果を第28回宇宙線国際会議で報告した。現在,観測データと厳密に比較可能なシミュレーションデータベースの作成を継続している。このデータ・ベースの作成にはCOSM0S及びEPICSコードを用いて観測装置を込みにしたフル・シミュレーションによる計算で作成しており,観測データのシングル粒子の定義をシミュレーションで厳密に再現しデータ・ベース作成に取り入れている。これに加えて、CORSIKAコードを用いたフル・シミュレーションを行い、用いたシミュレーションによる系統誤差を検討中である。また、一次宇宙線中の特に陽子成分スペクトルの観測を目的として1996年から1999年に行った空気シャワーアレーとエマルションチェンバーの連動実験の解析をすするため、スキャナーによるX線フィルムの自動解祈法の開発を進め、全期間のX線フィルムの解析を完了した。連動実験で得られたデータとCOSMOSコードによるシミュレーションとの比較検討から一次宇宙線中の陽子成分頻度をもとめ、第28回宇宙船国際会議で報告した。今回得られた結果は、前年度に富士・カンパラEC実験データの再解析で得たものと矛盾なく、より詳しいスペクトルの冪の情報を含むものである。これらの成果を学会誌へ投稿すべく準備中である。
船舶の航行の安全の確保における国際法の機能と役割

海洋における船舶の安全の確保は単に円滑な海運にとってのみならず「国際社会における法の支配」にとって不可欠の重要性を有するものである。本研究においては、国際海峡とりわけ中東からの石油の輸送路として死活的な重要性を有する海峡であるホルムズ海峡の法的地位と同海峡における船舶の航行をめぐる法的課題、免除を享有する軍艦及び政府船舶に特有の安全確保に関する法的課題、海賊問題、原子力船の地位、防空識別圏、船舶の安全を脅かす行為に対する海上での法執行をめぐる課題等について、国連海洋法条約等の国際法及び海上保安庁法等の国内法の双方の観点から、また法解釈・適用にとどまらず立法論的な観点もふまえて検討した。4名の各々の研究分担に従って、研究をすすめた。中谷は、1972年に米国とソ連の間で締結された公海上での事故の防止に関する協定(INCSEA)についてその制定経緯・解釈や同協定をモデルとした他の諸協定への広がりについて検討を行い、その上で、米中間での同種協定締結の政治的可能性や公海以外にも海域を広げることによって日本と中国の間で協定を締結することの妥当性についても検討をすすめた。鶴田は、日本における国連海洋法条約の実施のための国内法令の制定・適用・執行について検討した。この主題に関して包括的な整理を行うとともに、規制薬物を密輸入する又は密輸入に関与する領海外の外国船等に対する沿岸国による執行権限の行使、外国漁船に対する追跡権行使中に発生した妨害行為への沿岸国法令の適用・執行、ソマリア沖海賊事案について日本の裁判所が下した判決などについて検討をすすめた。石井は、海洋における航行の安全確保と国家管轄権との関係を巡る法的諸問題についての研究を進め、その成果として(1)国際法上の海賊概念の形成過程、(2)防空識別圏の国際法上の地位、(3)原子力船の国際法上の地位に関してそれぞれ論考を公表することができた。坂巻は、軍艦及び政府船舶に特有の航行の安全確保に係る法的諸問題にかかわり、公船の免除に関する文献・資料を収集し、検討を進めた。今年度は国家免除のみならず、軍艦及び政府公船に特有の特権免除(軍艦の不可侵等)に関わる国際法規則及び海洋法等から当該課題にアプローチすることを試み、公船の執行措置からの免除に関する国際法上の諸規則の解明を試みた。意見交換を適宜行いながら、各自の課題について下記の通り検討をすすめた。中谷は、日本のエネルギー輸送にとって不可欠の重要性を有するホルムズ海峡をめぐる国際法上の諸課題について検討し、論文を公表した。鶴田は、国連海洋法条約の日本における実施のための国内法令の整備や当該国内法令の執行のための体制整備、とりわけ、規制薬物の密輸入事案における沿岸国による警察権の行使について検討した。また、海洋安全保障、海上での警備、外国政府の公用船舶への対応について検討した。さらに、日本の海賊対処法に関する論考等を集めた書籍の取りまとめを行った。山内は、国際海峡における沿岸国の権限の性質や射程を国家実行に照らして検討し、その成果を公刊することができた。沿岸国の管轄水域において、沿岸国が外国船舶の航行を妨げる契機が増加している点は安全保障の観点から問題だとされている。そこで、下記の業績では、国際海峡という限られた側面においてではあるが、その問題を扱った。また、海賊という犯罪が国際法上どのように位置づけられてきたかを検討した。坂巻は、軍艦及び政府船舶に特有の航行の安全確保に係る法的諸問題にかかわり、船舶の免除に関する文献・資料を収集し、検討した。日本の海洋をめぐる対外関係において近年問題となっている事例の多くには、外国国家の公船がしばしば関与している。しかし公船は国際法上免除を享有するとされており、沿岸国がそれらの船舶に対しとりうる措置の内容や限度は明らかではない。公船の免除に関する諸規則は国家免除法の一部を構成するものと解されてきた。そこで初年度は、国家免除の側面から検討をすすめ、公船の免除について国際法上いかなる規則が確立しているのか検討した。最終年度である平成26年度における各人の研究実績は次の通りである。中谷は、海洋境界未画定の海域(大陸棚・排他的経済水域)における紛争当事国による一方的な行動(特に一方的な鉱物資源開発)の国際法上の評価とそれに対する相手当事国の反応(特に船舶に対する反応)の国際法上の評価について、2007年のガイアナ・スリナム国際仲裁判決の訴答書面、口頭弁論、判決を細かくフォローすることを通じて検討した。鶴田は、わが国において国連海洋法条約の実施のための法律の整備がなされている場合と整備がなされていない場合では、船舶の航行の秩序を脅かす行為に対する海上での執行権限の行使の可否やそのあり方にいかなる違いが生じてくるかについて、日本における海上での執行権限の行使の根拠法の一つである海上保安庁法に則して検討した。

石井(山内)は、航行の安全確保と沿岸国の管轄権との関係を巡る法的諸問題、とりわけ、領海、内水、国際海峡という国家領域内の水域における通航権に焦点を絞り、具体的事例としては北極海航路の国際法上の地位などを検討対象としながら、実証的な研究を行った。その成果として、海洋における航行の安全確保と国家管轄権との関係を巡る法的諸問題についての研究を進め、その成果として、国際法上の海賊概念の形成過程、防空識別圏の国際法上の地位について、原子力船の国際法上の地位、日本で裁判が行われたソマリア海賊に関する高裁判決について、論考をまとめた。坂巻は、免除を享有する軍艦及び政府船舶に特有の航行の安全確保に係る法的諸問題の検討、具体的には、外国の軍艦及び政府公船による領海での「無害でない通航」対し、UNCLOS25条に規定されるところの「保護権」の行使として、沿岸国がいかなる措置をとりうるかという問題について、国連海洋法条約に至るまでの諸条約等の起草過程、免除及び海洋法に関する先行研究等を調査した。国際法各人の研究テーマに沿って着実に検討をすすめているため、おおむね順調に進展しているといえる。関連する様々な事件・事象が生じているため、正確に事実関係を把握し国際法上の検討を加えることは容易ではないが、可能なリーソスの範囲内で最大限の努力を継続している。下記の研究発表リストにある通り、既に研究成果の一部の公表に至っているため。本年度は最終年度にあたるため、各人の研究テーマをまとめるとともに、全体として船舶の安全確保のための国際法枠組にとって何が重要かを提示することを目指す。そのため、従来検討していないテーマであっても特に重要と考えられるもの(例えば、海賊に対する身代金の法的評価)についても検討を加える予定である。各人の検討を一通りまとめた段階で全体のとりまとめのための会合を行うことを予定している。引き続き定期会合を開催し、参加者の報告や重要文献の検討を通じて、海洋安全保障の概念や社会的機能に関する統合的な視点を成熟させる。文献資料の購入は継続する。そして、これらの作業にあわせて現行の法体制を検証する作業を継続する。同時に、各共同研究者の研究課題とプロジェクトの全体的構成の調整にかかる。また、文献研究とインタビュー・実地調査を継続しつつ、その成果の整理に着手する。海外に発注した書籍の一部が未着であっため、このような事態が生じた。関連分野の書籍の購入に充てる。主に関連分野の洋書をはめとする書籍の購入代金に充てる予定である。なお、2012年度に外国に発注した一部の書籍は未到着であったが、2013年度に到着次第、購入代金に宛てられることになる。
小学校理科における教師教育ネットワークシステム構築のための基礎研究

小学校教員の理科指導力向上を目的とした授業・研修を実施している機関に対し,平成21年度における実施実績(プログラム内容,参加者数,参加募集対象地域,参加者へのフィードバックの有無{ある場合はその具体的な方法}等),ならびに今後(平成22年度を含む)の実施計画に関するアンケート調査,ならびに聞き取り調査を行った。同時に,申請者が担当した東京都や六都科学館で行われた教員研修,ならびに教員免許状免許更新講習会,また大学における理科に関する教育法の授業において受講者の研修に対するニーズ,フィードバックに対する考えを調査した。また,その際,新指導要領に対応した教材の開発を行い,研修・授業の中で紹介した。さらに,平成21年度に実施された教員免許状免許更新講習会の内容調査を行い,小学校理科の学習内容に対する偏りの有無や,これまでのアンケート調査で示されている現職教員や小学校教員を志望する学生のニーズとの対応等について検討を行った。これらと並行し,Webサイト「理科おうえんHP」の構築を行った。これは小学校における理科の教師教育の現状に関する情報を提供し,優れた取り組みや人材紹介を行う機能を有するウェブサイトを構築することを最終目的としたものであり,本年度は日本国内を対象に,小学校教員を対象とした実験・観察を中心とした教員研修に取り組む人材やその取り組みを紹介するサイトとした。任意の単元,地域からの研修の検索機能をつけ,各々の研修からは,研修担当者が行う他の研修や,研修の資料,担当者の活動を紹介するHP等にアクセスするプログラムを備えた。
電気回路接続した圧電性高分子を用いたコントロール可能な吸音材料に関する研究

圧電性高分子フィルムに電気回路としてインダクタンスを接続することにより、サンプルのキャパシタンスとインダクタンスから決まる電気的共振周波数において、吸音を示した。そのため、本材料は任意の周波数で吸音可能な材料として期待できる。垂直入射吸音率と振動振幅の同時測定から、吸音特性は電気回路接続による貯蔵弾性率と損失弾性率の変化に依存することが分かった。過去の研究において、圧電性高分子に電気回路を接続し、インピーダンスを変化させると材料の粘弾性が変化することが分かっている。本研究は、このシステムを用いて、電気回路パラメータにより、吸音周波数をコントロールできる吸音材料の創製を目指すものである。圧電性高分子の等価回路は、圧電性に由来する電源成分と誘電率、誘電損に由来するキャパシタンス、抵抗成分から構成される。機械的エネルギーが印加された際、圧電性により生じた電気的エネルギーは抵抗成分により熱エネルギーとして散逸されるが、キャパシタンスがあるため位相差を生じ、抵抗成分でのエネルギーロスは減少する。そこで、外部電気回路としてインダクタンスを接続することで、(電気的)共振周波数において、キャパシタンスをキャンセルさせ、エネルギーロスを向上させることができる。本研究で作製した電気回路を用いて、電気回路接続による粘弾性変化を確認した。貯蔵弾性率は、共振周波数の前後で減少、増加した。また、損失弾性率、tanδは、共振周波数において電気回路未接続に対して約6倍まで増加することを確認した。本材料は、板振動型吸音材料に分類され、申請者の過去の研究から、板振動型吸音材料のエネルギーロス量は、振動振幅と損失弾性率に依存することが分かっている。そこで、振動振幅の小さい周波数と大きい周波数に電気的共振周波数を合わせて測定を行った。吸音率は、振動振幅の小さい周波数では、共振周波数で増加し、大きい周波数では、共振周波数前後で増加、減少した。これらは、前者は損失弾性率の増加、後者は貯蔵弾性率の変化による振動振幅の変化が支配的であったためと考えられる。以上より、圧電性高分子に電気回路を接続することで任意の周波数で吸音できる材料を創製できる可能性を示した。圧電性材料は,力学的エネルギーが印加されると,力学的,電気的エネルギーロスを生じる.電気回路を接続し,電気的インピーダンスを最適化することにより,電気的エネルギーロスが増加し、材料全体のエネルギーロスが向上する。本研究は、電気回路を接続した圧電性材料の吸音特性(エネルギーロス)について,材料物性・電気的パラメータとの関連を明らかにし,電気回路により吸音特性をコントロール可能な材料の創製を目的としている。本年度は、サンプル作成条件の検討と電気回路接続による力学物性の変化の観察、さらに吸音測定時の材料の振動振幅と発生電圧の測定を行うための装置の構築を行なった。1.材料物性の異なる圧電性高分子の作製:材料として用いる、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリフッ化ビニリデン/トリフッ化エチレン共重合体(P(VDF/TrFE))について、延伸条件、分極条件を変えて圧電性材料を作製し、材料物性の異なるサンプルが得られた。2.電気回路の作製と電気回路接続による材料物性変化の解析:電気回路として、インダクタンス、負性抵抗を作製した。P(VDF/TrFE)に接続して、力学特性を測定したところ、サンプルのキャパシタンスとインダクタンスの共振周波数において、エネルギーロスの指標となる損失弾性率、tanδが約2倍に向上することを確認した。3.垂直入射吸音率・振動振幅・発生電圧の同時測定システムの構築:購入したFFTアナライザを用いて、垂直入射管における音波入射時のサンプルの振動振幅と発生電圧の同時測定が可能になった。サンプル作成条件の検討と電気回路接続による物性変化の解析については、予定通り、物性の異なる圧電性材料が得られ、電気回路を接続した効果(エネルギーロスの向上)が確認できている。圧電率の高いサンプルが得られれば、外部電気回路接続によるエネルギーロスは大きくなるため、作成条件に関しては、今後も検討を続けていく。垂直入射吸音率・振動振幅・発生電圧の同時測定システムについては、吸音率が既存のシステムと若干異なる結果となり、改良が必要であるが、振動振幅と発生電圧の測定は可能になった。本年度、電気回路接続により、サンプルのエネルギーロスが向上することを確認した。今後は、より高いエネルギーロスを示すためのサンプル作製、電気回路の改良を行うとともに、本年度、作製した垂直入射吸音率・振動振幅・発生電圧の同時測定システムを用いて、力学的エネルギー、電気的エネルギーロスと材料物性、電気的パラメータとの関連を明らかにする。主に、圧電性材料、電気回路素子、測定システム部品などの購入のための消耗品費を予定している。また、得られた成果の学会発表のための旅費、学会費、投稿論文のための費用を予定している。次年度使用額が179,290円となっているが、XYステージの固定に用いるステージベースの納品時期が3月頃だったため、執行時期が遅れたことによるもので、既に23年度の経費は全額支出済みである。