hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
放射性廃棄物処分施設における人工バリアの性能低下に関する実験的研究

セメント系材料の長期に亘る変質において,水和物の溶脱および物質移動抵抗性指標としての拡散係数の評価が重要になると考えられる.そのため,電気的手法による物性取得の妥当性を示すことが期待される.本論文では,電気的手法を用いた場合の溶脱現象を把握し,溶脱後の物性取得に対する妥当性の検証を行うことを目的とした.その結果,実際の溶脱現象において確認される1)Ca(OH)2の消失およびC-S-HのCa/Si比の低下,2)累積空隙量および空隙率の増加を電気的手法を用いて確認し,拡散係数の増加に対する影響を明らかとするとともに,3)溶脱現象に伴う拡散係数の評価における電気的手法の妥当性を示した.セメント系材料の長期に亘る変質において,水和物の溶脱および物質移動抵抗性指標としての拡散係数の評価が重要になると考えられる.そのため,電気的手法による物性取得の妥当性を示すことが期待される.本論文では,電気的手法を用いた場合の溶脱現象を把握し,溶脱後の物性取得に対する妥当性の検証を行うことを目的とした.その結果,実際の溶脱現象において確認される1)Ca(OH)2の消失およびC-S-HのCa/Si比の低下,2)累積空隙量および空隙率の増加を電気的手法を用いて確認し,拡散係数の増加に対する影響を明らかとするとともに,3)溶脱現象に伴う拡散係数の評価における電気的手法の妥当性を示した.本年度は,(1)拡散場におけるCa溶脱挙動に対する電気化学的促進試験を用いた長期健全性評価手法の整合性を把握することを主目的としたため,電気化学的促進試験における通電条件が拡散場におけるCa溶脱挙動に対する再現性に及ぼす影響を明らかとした.具体的には,セメント系材料として作製したモルタル試験体への通電処理を行い(電流密度は0.l, 1, 10, 20A/m2),また,拡散場におけるCa溶脱挙動と比較するため,一年間水中に浸漬したモルタル試験体と通電処理を行ったモルタル試験体との比較を行った.その結果,Ca溶脱に伴う劣化が確認される範囲では浸漬法及び電気的手法におけるCa溶脱特性は概ね一致することが確認された。しかしながら,電気的手法におけるCa溶脱特性に関して,試験体内部及び試験体内部に埋設した陽極近傍において浸漬法との差異が確認された.すなわち,電気的手法において,試験体内部におけるC3S及びC2Sの水和に伴うC-S-H等のCa水和物の生成に伴う空隙の緻密化及び陽極近傍におけるエトリンガイトの析出に伴う空隙の増大が推察された.これは,浸漬法におけるイオン移動は拡散現象であり,電気的手法におけるイオン移動は電気泳動により陰極側及び陽極側に泳動するイオンが拡散現象と異なるためであると考えられる.一方,長期間に亘り電気的手法を用いた場合,本研究により得られたセメント系材料の電気的手法におけるCa溶脱特性は浸漬法におけるCa溶脱特性に関する既往の知見と一致することが確認された.今後,長期に亘るセメント系材料の健全性評価手法としての実用性を高めるため,比較的低電流密度とした場合の電気的手法におけるCa溶脱特性を把握することが課題であると考えられる.本年度は,申請書目的(1)で検討した長期健全性評価手法において前年度課題として挙がった,電流密度がセメント系材料の変質におよぼす影響を検討することを主眼とし,「長期に亘るCa溶脱に伴うセメント系材料の微小領域における変質を把握すること,さらに,電気的Ca溶脱促進試験を用いた,拡散換算期間の算出方法の検討を行うこと」を目的とした.その結果,電気的手法におけるCa溶脱特性に関して,試験体内部及び試験体内部に埋設した陽極近傍において浸漬法との差異が確認された.すなわち,電気的手法において,試験体内部におけるC3S及びC2Sの水和に伴うC-S-H等のCa水和物の生成に伴う空隙の緻密化及び陽極近傍におけるエトリンガイトの析出に伴う空隙の増大が推察された.これは,浸漬法におけるイオン移動は拡散現象であり,電気的手法におけるイオン移動は電気泳動により陰極側及び陽極側に泳動するイオンが拡散現象と異なるためであると考えられる.また,拡散換算期間の算出に関しては,本研究の範囲内では,0.5,1.0および5.0A/m2の電流密度を適用した場合,水セメント比を0.55,砂セメント比を2.0とした供試体において,拡散換算期間の算出及び空隙径分布の再現精度は高く,水セメント比を0.43、砂セメント比を1.0とした供試体においても,拡散換算期間の算出精度は低いが空隙径分布の再現精度は高いことが確認された.今後,長期に亘るセメント系材料の健全性評価手法として,広く電気的Ca溶脱促進試験を用いるためには,低水セメント比および低砂セメント比の材料における取り扱いが課題であると考えられる.セメント系材料の長期に亘る変質において,水和物の溶脱および物質移動抵抗性指標としての拡散係数の評価が重要になると考えられる.そのため,電気的手法による物性取得の妥当性を示すことが期待される.本年度は,昨年度に引き続き申請書目的(1)で検討した長期健全性評価手法において初年度課題として挙がった,電流密度がセメント系材料の変質および空隙構造におよぼす影響を検討することを主眼とし,電気的手法を用いた場合の溶脱現象を把握すること,溶脱後の物性取得に対する妥当性の検証を行うことを目的とした.

その結果,電気的手法による溶脱後の変質に関して,空隙構造と拡散係数を取得および評価することができた.また,溶脱後の空隙率と拡散係数の関係に関して,既往の解析モデルを用いた検討を行い,電気的手法における溶脱特性を把握し,電気的手法の実用性を示す上で重要な成果を得た.特に,1)Ca(OH)_2の消失およびC-S-Hの変質が進行したセメント系材料の物性の取得に関して,電気的促進試験は非常に有効であること,2)全累積空隙量が150200mm^3/g程度,空隙率が2530%程度の範囲で,拡散係数が著しく増加すること,および3)電気的手法を適用することにより,モルタル試験体の長期に亘る溶脱現象に伴う変質を短期間で再現した場合に得られる拡散係数は,既往の空隙率によりモデル化された拡散係数と一致することが確認された.今後,長期に亘るセメント系材料の健全性評価手法として,広く電気的Ca溶脱促進試験を用いるためには,低水セメント比および低砂セメント比の材料における取り扱いが課題であると考えられる.
感性Mixtureの解析と応用 -リラクセーション効果における検証-

本研究では、リラクセーションを題材として、複数刺激による感性情報間の関係性を解析する。我々は感性を客観的な指標で評価する方法についての研究を進め、単一及び複数の感覚器官に同時に与えられた感性刺激が、生理・心理的データに与える影響を調査した。それらのデータをもとにオントロジー、ベイジアンネットワークを用いて複数の感性情報の依存関係を表現した感性モデルを構築した。不快感を低減し快適感を増進することで安全・安心な生活環境を作り出すための統合的感性情報処理研究を目指して,18年度には以下の項目を中心に進めた.1.刺激-感性解析のフィードバック制御に関する研究フィードバックシステムへの入力となるユーザの感性情報をどのように計測・評価するかについて研究を進めた.代表的な成果として,顔画像における肌の色の解析を利用し非接触でユーザのストレス状態を推定する手法の提案を行った.今後はこのようなストレス評価技術を用いて計測された感性情報をもとにフィードバック制御を行うシステムの開発を行っていく.また,以下のそれぞれの感覚刺激に対する人間の感性についても調査を行った.(1)嗅覚刺激数種類の香りによるデスクワーク疲労の回復効果に関して調査を行い,レモン,ヒノキの香りによる疲労回復効果を明らかにした.(2)聴覚刺激テンポが人間に及ぼす影響に関する基礎的な調査により,聴取者の心拍数に近いテンポが癒し感を与えるという結果が得られた.また,実際の演奏におけるテンポゆらぎの解析などを行った.(3)視覚刺激風景写真などの画像の特徴(色度,彩度,明度)と鑑賞者が受ける心理的印象との対応関係を明らかにした.(4)触覚刺激触覚刺激に対する生理的・心理的調査については,必要な実験機器の選定・購入が遅れたため十分な調査が行えなかった.一方で,生理・心理に関する感性情報データベースの研究では,数ヶ月における計測情報と嗜好性情報を統合して分析するシステムの開発を行った.2.複数の感性刺激の統合疲労やストレスに関するオントロジーの構築を行った.今後,さまざまな感覚刺激によってどのようなリラクセーション効果が得られるのかをオントロジーとしてまとめ,本研究で目指すリラクセーションシステムに応用する.1.感性情報の統合と複数刺激感の相関関係の解析前年度に引き続き、感性情報を生理指標によって計測・評価する方法について研究を進めた。成果としては、「音刺激聴取時におけるリラックス感と心拍間隔(福本)」、等が挙げられる。また、複数の感覚器官に同時に与えられた感性刺激が、生理的・心理的データに与える影響の調査を行った。代表的な研究成果は、「体感音響システムを用いた映像視聴による個人特性の評価(木津)」である。この研究においては、視覚・聴覚・触覚刺激を同時に被験者に与えた時の生理・心理データを計測することにより、被験者を最もリラックス状態に導くことができる刺激のパラメータ(音圧等)の検討を行った。さらに、計測した生理情報を刺激にフィードバックすることにより、人をリラックス状態に導く試みも行った。2.複数の感性情報による感性モデルの構築ベイジアンネットワークとオントロジーを用いて、感性モデルの構築を行った。具体的な成果の一例として、「視知覚疲労感の個人評価のための疲労推定モデル(福多)」が挙げられる。この研究では、VDT作業中のユーザの疲労を題材に、心理(感性)情報、生理情報、作業者のプロパティ、環境情報、作業情報という5つの情報の依存関係をベイジアンネットワークによりモデル化した。これにより、生理情報や環境情報からの心理状態の推定や、ある心理状態(リラックス)に導くための環境、作業情報の推定が可能になった。またオントロジーを用いて、構築したモデルが対象とするドメインの知識を記述した。1.感性情報の統合と複数刺激間の相関関係の解析H18、H19年度に引き続き、人の感性を生理指標によって評価する方法の研究を行った。感性評価と官能評価の位置づけを明確にし、それに基づいた実験を行ってきた。代表的な研究成果として、「脳血流計(NIRS)による音源の変化に対する脳活動状態の評価(赤司)」等が挙げられる。また、単一または複数の感覚刺激に対する生理・心理(感性)応答に関する研究も引き続き行われた。代表的な研究成果は「デスクワーク作業時の呼吸代謝に及ぼすワイン香・青葉香の影響(上村)」等である。2.複数の感性情報による感性モデルの構築H18、H19年度に構築したオントロジー及びベイジアンネットワークをそれぞれ統合し、加えて1.で得られた研究成果及び計測データに基づいてそれらを再構成することにより、統合的な感性モデルを構築した。本モデルでは作業者の疲労を中心に、心理(感性)・生理情報、感覚刺激、作業者のプロパティ、環境情報等、多様な情報の依存関係をベイジアンネットワークによって表現した。また、構築したモデルのドメインの知識をオントロジーによって記述した。一例として構築されたモデル及びオントロジーは、1)生理情報や環境情報に基づいて作業者の疲労を推定すること、2)心理・生理情報に基づいて作業者をリラックスに導く刺激を提示することを可能にする。また、本プロジェクトで用いたモデル化のプロトコルは、疲労以外のドメインにも適用可能であると考える。

3.個人適応型の感性情報処理への展開2.で構築されたベイジアンネットワーク及びオントロジーを用いて、被験者の疲労を多角的な情報から推定し、複数刺激によって被験者をリラックスに導くシステムの構築を試み、繰返し適用による推定確率を向上するシステムとした(現在構築作業中)。
粉体の実積率や保水能力に及ぼす凝集・分散の影響

本研究では,高流動コンクリートのフレッシュ性状に大きな影響を及ぼす粉体成分の凝集・分散の挙動,高性能減水剤の効果さらには高流動コンクリートの配合設計モデルの構築について研究を進めてきた.粉体の凝集や分散などの挙動を物理的モデルにより定量的に評価することを自的とし,F de Rarrardらの提案している実績率計算モデルを用いて検討を行った.さらに,高性能減水剤の種類が変化した場合の凝集・分散の効果を構築したモデルにより比較した.また,高流動コンクリートの配合設計モデルとして既に提案している水膜モデルを発展させ,コンクリートの基本配合から水量や高性能減水剤量までを算定できる手法の構築を行った.本研究範囲内で得られた知見を以下に箇条書きで記す.(1)高流動モルタルのフレッシュ性状に及ぼす高性能減水剤の効果を確認するために,高性能減水剤添加率や水粉体体積比を様々に変化させたモルタルのフロー値やV漏斗流下時間の変化を測定した.その結果,高性能減水剤添加率は主にフロー値に関係し水粉体体積比はフロー値とV漏斗流下時間の両方に関係することが確認された.(2)モルタル中の粉体の凝集・分散挙動を定量的に評価するために,減水剤添加率や水粉体体積比を様々に変化させたモルタルのブリーディング試験を行った.その結果,高性能減水剤添加率を増加させることによりブリーディング後の固体粒子の実積率が増加することとなったが,水粉体体積比を増加させたケースにおいては実積率に変化が見られなかった.(3)配合を様々に変化させたモルタルのブリーディング試験の結果を用いて,細骨材と粉体が混合された場合における実積率の算定を行った.混合粒状体の実積率の算定についてはF de Rarrardの「The Compressible Packing Model」がある.このモデルに粉体と細骨材の結果を適用したところ,粉体と粒体の混合にもCPMが適用可能であることや,CPMを用いて逆解析することにより実積率から粉体粒子の直径が推定できることが明らかになった.したがって,凝集・分散挙動を粒子直径の変化として捉えることにより定量的な評価の可能性が示唆された.(4)高流動コンクリートの単位水量を算出することができる水膜モデルとCPMを用いることにより,高流動コンクリートの合理的な配合設計モデルの構築を試みた.その結果,使用材料の物理的特性(粒径,実積率等)と基本配合(細骨材容積比等)から高流動コンクリートの配合を算定できるモデルを構築することができた.本モデルを過去の実験値に適用したところ,いままでの経験から得られた現象を上手く表現することができることが明らかになった.高流動コンクリートの配合設計は、コンクリートが所要のフレッシュ性状を満足するように、水量や高性能減水剤量を試行錯誤により決定する。一般に高流動コンクリートのスランプフロー値は高性能減水剤に、V漏斗流下時間は水量に左右されることが定性的に明らかになっているが、そのメカニズムや定量的な評価には到っていない。本研究は、石灰石微粉末を使用した高流動モルタルを対象として、高性能減水剤や水量の変化がモルタルのフレッシュ性状に及ぼす影響を確認するとともに、石灰石微粉末粒子のモルタル中における挙動を、凝集・分散の観点から定量的に評価し、モルタルのフレッシュ性状を変化させるメカニズムについて検討したものである。高性能減水剤および水量を意図的に変化させたモルタルを作製し、フレッシュ性状の変化を観察した結果、高性能減水剤量の変化はフロー値に影響し、水量の変化はフロー値およびV漏斗流下時間の両方に影響することが確認された。そこで、高性能減水剤や水量が粉体粒子に及ぼす影響を検討するために、モルタルのブリージング試験により、ブリージング完了後における固体粒子の実積率を測定した。個体粒子の混合に関しては、F.de LARRARDらによる理論が存在しているため、これを応用することにより、ブリージング後の実積率から個体粒子の平均粒径の算定を試みた。その結果、高性能減水剤および水量ともに粉体粒子を分散させる働きがあるが、その効果は高性能減水剤が大きいこと、水量の変化は粉体粒子の分散よりもモルタル濃度へ及ぼす影響が大きいこと等が明らかになった。これらの検討結果より、モルタルのフレッシュ性状の変化は、粉体粒子の凝集・分散効果とモルタル濃度の変化により引き起こされるものと推察された。本研究では,高流動コンクリートのフレッシュ性状に大きな影響を及ぼす粉体成分の凝集・分散の挙動,高性能減水剤の効果さらには高流動コンクリートの配合設計モデルの構築について研究を進めてきた.粉体の凝集や分散などの挙動を物理的モデルにより定量的に評価することを自的とし,F de Rarrardらの提案している実績率計算モデルを用いて検討を行った.さらに,高性能減水剤の種類が変化した場合の凝集・分散の効果を構築したモデルにより比較した.また,高流動コンクリートの配合設計モデルとして既に提案している水膜モデルを発展させ,コンクリートの基本配合から水量や高性能減水剤量までを算定できる手法の構築を行った.本研究範囲内で得られた知見を以下に箇条書きで記す.(1)高流動モルタルのフレッシュ性状に及ぼす高性能減水剤の効果を確認するために,高性能減水剤添加率や水粉体体積比を様々に変化させたモルタルのフロー値やV漏斗流下時間の変化を測定した.その結果,高性能減水剤添加率は主にフロー値に関係し水粉体体積比はフロー値とV漏斗流下時間の両方に関係することが確認された.

(2)モルタル中の粉体の凝集・分散挙動を定量的に評価するために,減水剤添加率や水粉体体積比を様々に変化させたモルタルのブリーディング試験を行った.その結果,高性能減水剤添加率を増加させることによりブリーディング後の固体粒子の実積率が増加することとなったが,水粉体体積比を増加させたケースにおいては実積率に変化が見られなかった.(3)配合を様々に変化させたモルタルのブリーディング試験の結果を用いて,細骨材と粉体が混合された場合における実積率の算定を行った.混合粒状体の実積率の算定についてはF de Rarrardの「The Compressible Packing Model」がある.このモデルに粉体と細骨材の結果を適用したところ,粉体と粒体の混合にもCPMが適用可能であることや,CPMを用いて逆解析することにより実積率から粉体粒子の直径が推定できることが明らかになった.したがって,凝集・分散挙動を粒子直径の変化として捉えることにより定量的な評価の可能性が示唆された.(4)高流動コンクリートの単位水量を算出することができる水膜モデルとCPMを用いることにより,高流動コンクリートの合理的な配合設計モデルの構築を試みた.その結果,使用材料の物理的特性(粒径,実積率等)と基本配合(細骨材容積比等)から高流動コンクリートの配合を算定できるモデルを構築することができた.本モデルを過去の実験値に適用したところ,いままでの経験から得られた現象を上手く表現することができることが明らかになった.
日本における皮下注射前の皮膚消毒実施の有無に関わる要因の構造

WHO (2010)では皮下注射前の皮膚消毒を強く推奨していない。しかし、日本では皮膚消毒が皮下注射実施の標準的な手順の一つとなっている。この海外と日本の皮膚消毒実施の有無に関するギャップに焦点を当て、1.先行研究と書籍からの検討、2.看護師の認識、3.患者の認識と実態について研究を実施した。これらの結果、日本の技術書では、明確な必要性は明記されていなかった。看護師は、患者全員に必要とは考えていなかったが、必要な患者とそうでない患者の線引きが難しいと考えていた。皮膚消毒は、患者の97%が必要と認識しており、約85%が実施していた。日本における皮下注射前の皮膚消毒については、エビデンスが技術書にも不明確となっている現状であったため、本研究課題に取り組む前に、研究代表者は、皮下注射施行前の皮膚消毒の必要性に関する文献レビューを行い学会発表を行っていた。平成26年度の目的にはなかったが、今後の研究を綿密に進める為に、平成26年度は、まずこの文献レビューを再考し、論文にした(吉田祐子,矢野理香,皮下注射前における皮膚消毒の必要性に関する文献的研究,日本看護技術学会誌,13(2), 140-147,2014.)。本論文が掲載されたことにより、日本の看護技術分野の研究者、臨床看護師に明確なエビデンスがないまま日本では実施されていることに対する問題提起ができたという意義があったと考えられる。次に、平成26年度の研究目的である「皮下注射前の皮膚消毒に関する看護師側の要因(認識・実態)を明らかにする」ことを達成するために、感染管理領域に熟練した看護技術と知識をもつ感染管理認定看護師を対象とすることが本研究では適していると考えた.そこで、感染管理認定看護師への半構造化面接を実施し、データ収集と分析の後、学会発表を行った(吉田祐子,矢野理香,皮下注射前の皮膚消毒実施に関する感染管理認定看護師の認識,日本看護技術学会学術集, 2014.)。看護技術領域を専門分野としている研究者達より意見を頂き、再度分析を実施した。現在、これを論文発表するために執筆している最中である。同時に、平成27年度の目的である「皮下注射前の皮膚消毒に関する患者側の要因(認識・実態)を明らかにする」調査を進めるための準備として、看護技術領域や感染管理領域に精通した医療者より情報収集を実施している。今年度は、研究計画書の目的2患者側の要因(認識・実態)を明らかにする、と目的3患者に与える身体的影響と心理的影響を明らかにするに関する質問紙調査を実施した。日常的に皮下注射を実施する患者としてインスリン自己注射を実施している糖尿病患者を対象に、その認識と実態について調査を実施し明らかにした。加えて、皮膚消毒実施の有無と関連する要因についても調査を実施し、その検討も行った。本研究の成果の意義は、皮下注射前の皮膚消毒の実施状況について患者の実態が明らかになったことで、今後は実態を踏まえた指導が可能となることがある。また、従来、皮下注射前の皮膚消毒は局所感染を防ぐ目的で実施されているが、本調査の結果では、局所感染である皮膚トラブルの発生と皮膚消毒の未実施には因果関係が考えにくく、皮下注射前の皮膚消毒は、省略しても感染を起こさないという先行研究(Koivisto, et al, 1978, Fleming, et al, 1997)を否定できない結果となっており、今後の皮膚消毒の在り方について考える資料の一つとなることである。近年、本テーマである皮下注射前の皮膚消毒に関しては、災害などの緊急時は不要であることがマニュアルに明記されたことや、優先度が低いプロセスであることが看護師国家試験に出題されており、注目されている。本研究の結果は、災害時だけでなく、非常事態時の対応を判断する上でも有用な情報となり、今後の患者指導、基礎看護教育を考える上での有用な資料と成り得る。なお、本研究の目的は、皮下注射前の皮膚消毒の必要性を検証するものでは無く、医療者と医療の受け手が状況に応じて皮下注射前の皮膚消毒の実施の有無を選択できる情報を提示することである。交付申請書では、目的14を設定していた。目的1の平成26年度に取り組んだ研究の論文発表が終了しておらず、この点については遅れている。しかし、本年度までに、目的24として実施予定である研究のデータ収集・分析は、計画より前倒しして終えることができた。そのため、上記の進展と判断した。平成28年度は、研究計画書に基づき【目的3】皮下注射前の皮膚消毒実施の有無が患者に与える身体的影響と心理的影響を明らかにするについて昨年度末に収集したデータの分析と学会発表(2件)を行った。調査は、合計3施設で実施し、回収数307部(回収率99%、有効回答率100%)であった。対象の年齢は63.6±13.1歳、糖尿病歴17.0±11.6年、HbA1c(NGSP) 7.8±1.4%であった。皮膚消毒の実態は、いつもする、しばしばするが85%以上であり、先行研究(堀内ら、2005)と同程度であった。よって、インスリン自己注射を行う糖尿病患者の注射前皮膚消毒実施の割合は、この割合で推移している可能性が示唆された。

注射部位の局所感染を予防する目的の皮膚消毒であるが、皮下注射に伴う皮膚トラブル経験者は89名(26.4%)であり、そのうち皮膚消毒実施者は81名(91.0%)であった。皮膚トラブルの経験ありを目的変数とした多重ロジスティック回帰分析では、年齢(オッズ比0.95)、自宅以外で注射を実施する機会(オッズ比3.32)、皮下注射前の消毒実施(オッズ比5.08)が関連していた(p<0.05)。すなわち、皮膚トラブルの経験に影響する要因は、皮膚消毒の実施、自宅以外で注射をする機会、年齢であり、皮膚消毒未実施であることは関連していないことと考えられた。これらは、第37回日本糖尿病学会年次学術集会と第21回日本糖尿病看護教育学会で発表し、会場には、皮下注射前の皮膚消毒の根拠について熟考せずに実施する患者指導に疑問を感じている医療者もおり、これらの方々への情報提供となった。本研究結果は、医療者や患者が、災害時や非常事態時の対応を判断するためにも重要な情報であり、今後の患者指導、基礎看護教育の資料の一部となりうる有意義な資料となった。WHO (2010)では皮下注射前の皮膚消毒を強く推奨していない。しかし、日本では皮膚消毒が皮下注射実施の標準的な手順の一つとなっている。この海外と日本の皮膚消毒実施の有無に関するギャップに焦点を当て、1.先行研究と書籍からの検討、2.看護師の認識、3.患者の認識と実態について研究を実施した。これらの結果、日本の技術書では、明確な必要性は明記されていなかった。看護師は、患者全員に必要とは考えていなかったが、必要な患者とそうでない患者の線引きが難しいと考えていた。皮膚消毒は、患者の97%が必要と認識しており、約85%が実施していた。本研究目的の調査は予定通りに実施し、学会発表も行ったが、論文発表がまだであるため。しかし、当初研究計画に予定していなかった文献レビューについての論文執筆も実施したため、この遅れは妥当なものと考えられる。上記の遅延している論文発表は投稿段階にあり、今後は、平成27年度に収集し、分析したものを、学会発表と論文執筆をする予定である。基礎管理学平成26年度に実施できなかった論文投稿と平成27年度に予定している「皮下注射前の皮膚消毒に関する患者側の要因(認識・実態)を明らかにする」調査を同時進行することで、平成27年度の目的を達成する。学会発表、論文投稿のための費用である。当該年度では、データ収集と分析を中心に進めたため、本来であれば、当該年度発表予定の論文、学会発表を来年度に実施する予定としたため。主に、平成28年度5月と9月に国内学会発表、3月に国際学会発表予定、平成28年度中に国内学会論文2本投稿予定であり、このための旅費と投稿にかかる費用として使用予定である。
ウニ孵化酵素の構造と特異性および作用機構

バフンウニの孵化酵素はRed-agaroseとSuperose12HRを用いて電気泳動的にほぼ均一なものを調製できた.20匹の雌ウニから約100μgという比較的良好な収量ではあるが,構造レベルの研究には十分な量ではない.酵素前駆体を単離する試みはうまく行かなかった.再度試みるつもりであるが,酵素前駆体の体外分泌と活性化の双方にCaが必須であるとすると,非常に困難であると思われる.精製した孵化酵素を27°Cで18h放置すると分子量が37Kから32Kに減少し,これにともなって受精膜溶解活性が著しく減少するのに対し,カゼインやヒトα_1-プロテイナーゼインヒビター(α_1-PI)に対する非特異的な蛋白質分解活性はそのまま保持することを見いだした.減少した分子量5K分の断片はおそらくC末端側のドメインで,この部分が受精膜に対して高い親和性をもつために,孵化酵素が受精膜に特異的に結合してこれを溶解することができると考えられる.この断片を単離して早急に構造を決定する予定であるが,逆に,受精膜の方にも,これと特異的に結合する特定の蛋白質があると思われるので,それもアフィニティクロマトで単離し,阻害剤としての作用も検討したい.酵素前駆体のプロペプチド領域にはシステインを含む保存性の高い配列がある.このCysが活性中心のZnに配位して活性の発現を抑えている.この配列を持つペプチドAc-Pro-Arg-Cys-Gly-Val-Pro-Asp-Val-NH_2を合成した.このペプチドは可逆的ではあるが,ウニの孵化を阻害し,0.5mM以上で3-5h遅らせた.α_1-PIを基質としたとき,このペプチドとAla^6-置換体は孵化酵素をよく阻害するが,D-Cys^3-置換体は全く阻害せず,このシステインスウィッチペプチドの阻害作用が立体特異的であることが明らかになったバフンウニの孵化酵素はRed-agaroseとSuperose12HRを用いて電気泳動的にほぼ均一なものを調製できた.20匹の雌ウニから約100μgという比較的良好な収量ではあるが,構造レベルの研究には十分な量ではない.酵素前駆体を単離する試みはうまく行かなかった.再度試みるつもりであるが,酵素前駆体の体外分泌と活性化の双方にCaが必須であるとすると,非常に困難であると思われる.精製した孵化酵素を27°Cで18h放置すると分子量が37Kから32Kに減少し,これにともなって受精膜溶解活性が著しく減少するのに対し,カゼインやヒトα_1-プロテイナーゼインヒビター(α_1-PI)に対する非特異的な蛋白質分解活性はそのまま保持することを見いだした.減少した分子量5K分の断片はおそらくC末端側のドメインで,この部分が受精膜に対して高い親和性をもつために,孵化酵素が受精膜に特異的に結合してこれを溶解することができると考えられる.この断片を単離して早急に構造を決定する予定であるが,逆に,受精膜の方にも,これと特異的に結合する特定の蛋白質があると思われるので,それもアフィニティクロマトで単離し,阻害剤としての作用も検討したい.酵素前駆体のプロペプチド領域にはシステインを含む保存性の高い配列がある.このCysが活性中心のZnに配位して活性の発現を抑えている.この配列を持つペプチドAc-Pro-Arg-Cys-Gly-Val-Pro-Asp-Val-NH_2を合成した.このペプチドは可逆的ではあるが,ウニの孵化を阻害し,0.5mM以上で3-5h遅らせた.α_1-PIを基質としたとき,このペプチドとAla^6-置換体は孵化酵素をよく阻害するが,D-Cys^3-置換体は全く阻害せず,このシステインスウィッチペプチドの阻害作用が立体特異的であることが明らかになった
遺伝子発現ゆらぎの適応的意義 - ゆらぎと遺伝性の構成による理解

前年度から引き続き、比較的数短い時間スケールで起こる抗生物質などの薬剤に対する細菌のパーシスタンス現象と、さらに長期間にわたって起こる薬剤への順応現象の解析を進めた。大腸菌のパーシスタンス現象の解析では、クローン集団中に存在するごく低頻度のパーシスターを検出するため、10^5以上の細胞の薬剤応答を1細胞レベルで一挙に観察できる計測系を立ち上げた。その計測系を用いた実験により、大腸菌のパーシスターには多数の生存モードが存在することを突き止めた。具体的には、古典的なドーマント細胞が生き残るモードだけでなく、バルジを形成し分裂を繰り返しながら生き残るモードや、薬剤投与に応じて成長を停止し生き残るモードなどを見出した。この結果は、パーシスターはドーマント細胞であるという従来の見解に対し、それ以外にも様々な生き残り戦略があることを示唆している。長期の薬剤順応の解析では、リボソームの大サブユニットと小サブユニットのバランスが、薬剤投与によって崩れるものの、順応する細胞系列では、そのバランスが回復することを明らかにした。前年度までの研究で、細胞内のグローバルな状態変化が順応に関わることが示唆されていたが、その具体的なプロセスとして、リボソーム分子の構成バランスの回復が見えてきた。さらに細胞系譜解析の理論研究では、細胞集団の増殖率が「細胞の内因的成長率」と「選択強度」に分解できることを明らかにした。細胞系譜から計算できる選択強度は、細胞系譜を時間順方向で見るか、時間逆方向で見るかによって変化する統計の差(カルバック-ライブラー情報量)として定義されるが、これが集団内の選択に由来する集団増殖率の増加分と直接対応していることを明らかにした。本研究課題の研究期間を通じて、パーシスタンス現象や長期順応現象に関して、当初想定していなかった新しい知見が得られ、これが契機となり、さらに詳細に現象を理解するための追加研究を行なっている状態である。今年度中にこれらの追加解析も含め、成果を公表する予定である。現在進行中の追加解析を、今年度前半で終了させ、これらの成果を複数の学術論文にまとめる。また、本研究で得られた知見をもとに、異なる時間スケールで考えられてきたパーシスタンス現象と長期順応現象の関係を明確にし、短期的な表現型適応と長期的な耐性菌の進化の関係について包括的に整理する。これらの結果は、総説論文として整理し、細菌の適応や薬剤耐性などの研究を行なっているコミュニティへと広く発信する。本研究課題では、ストレス環境に対する細胞の耐性獲得において、遺伝子発現量の「ゆらぎ」「原始的遺伝性」が果たす役割を明らかにすることを目指している。特に、数世代程度の時間スケールで起こる耐性獲得現象である「パーシスタンス現象」、および数十数百世代の時間スケールで起こる遺伝型変化を伴う耐性細胞の産出過程に着目し、これら短長期的な適応現象と遺伝子発現量ゆらぎの関係を明らかにする研究を行う。そのために以下の具体的研究項目を計画した。(1)薬剤耐性遺伝子など、薬剤投与下において生存と強く相関することが期待される因子の、発現ゆらぎ条件が異なる大腸菌細胞株ライブラリを構築する。(2)構築した細胞株の1細胞タイムラプス計測を効率よく行える、新たなマイクロ流体デバイスを作製する。(3)構築した細胞株、およびマイクロ流体デバイスを用いて、生存関連因子の発現量ゆらぎの統計的性質とパーシスタンス効率の一般的関係を明らかにする。(4)バッチ培養系、長期1細胞計測系を用いて、ストレス環境下での進化実験をおこない、パーシスタンス効率と遺伝型変化を伴う耐性細胞の出現頻度の関係を明らかにする。今年度の研究では、主に(1)の課題に取り組んだ。抗生物質ストレプトマイシンおよびクロラムフェニコールに対する耐性遺伝子を用いて、この発現量ゆらぎ条件を変えた大腸菌細胞株ライブラリの構築に成功した。特に、PLlacO-1プロモーターの下流に耐性遺伝子を配置するとともに、誘導物質のトランスポーターとして機能するLacYの遺伝子を欠損させた株を用いることで、プロモーターのON/OFFのデジタル的応答をアナログ的応答に変化させられることを明らかにした。これにより、発現量分布が双峰性になることなく、単峰性のまま平均発現量を変化させることが可能となった。当初の計画では平成27年度に上記「研究実績の概要」で述べた計画(1)を遂行する予定であった。これを予定通り完了しただけでなく、(2)(3)の研究にも既に着手している。具体的には新たなマイクロ流体デバイスのプロトタイプを作製している。また、このデバイスを用いた計測により発現量の「原始的遺伝性」の差により、薬剤投与下でのパーシスタンス効率が変化することを示すデータも取得できつつある。したがって、当初の予定よりも早いペースで研究が進展していると判断できる。本研究課題では、ストレス環境に対する細胞の耐性獲得において、遺伝子発現量の「ゆらぎ」「原始的遺伝性」が果たす役割を明らかにすることを目的としている。

今年度の研究ではまず、ひとつのクローン細胞集団内で観察される、時間的に変動する遺伝子発現量のゆらぎに対して、異なる発現量状態によって適応度がどのように変化するかという情報(適応度地形)と、そのような発現量の差が集団内で起こる選択とどの程度強く相関しているかを評価する定量的指標(選択強度)を与える一般的な解析手法を開発し、これを論文として報告した(Nozoe, et al., PLoS Genetics, 2017)。この手法を用いれば、1細胞タイムラプス計測などによって細胞系統樹、およびその各細胞系列上での発現量推移の時系列データを得ることができれば、細胞の増殖や遺伝子発現に関して特段のモデルを仮定することなく、適応度地形と選択強度を得ることができる。また、同様の手法を大腸菌の抗生物質に対する長期適応過程の解析に適用し、耐性遺伝子の発現量差が、薬剤投与直後では細胞の適応度差を生むが、投与後しばらくして順応が進むにつれて、その発現量差が意味を持たなくなることを明らかにすることができた。これまでの研究によって、薬剤投与直後には耐性遺伝子発現のゆらぎが、個々の細胞の生死運命の決定に重要な役割を果たすが、長期的な順応では、それが意味をもたなくなるという、当初の実験計画の段階では、予想していなかった興味深い結果を得ることができた。さらにこの結果によって、耐性遺伝子の発現を取り巻く他の遺伝子群の発現ダイナミクスを計測する必要があることを明確に理解することができ、今後の研究計画をより具体化できた。昨年度までの研究で、抗生物質クロラムフェニコールに対する大腸菌の長期適応現象の解析を進めてきた。クローン細胞集団内で観察される生死応答のばらつきの背景には薬剤耐性遺伝子の細胞ごとの発現量差があるのではないかという予想を元に1細胞計測をおこなったところ、発現量差は薬剤投与直後の初期の生死応答差には効いているが、長期的な順応効率には大きく関わっていないことを明らかにした。この結果は、抗生物質投与時間が長くなるにつれて起こる細胞内のグローバルな状態変化が順応現象の背景にある可能性を示唆した。このグローバルな状態変化を理解するため、ストレス投与後に起こる細胞内の緊縮応答や核様体構造の変化を1細胞レベルで解析できる細胞株の構築、およびその計測を進めた。また、大腸菌のアンピシリンに対するパーシスタンス現象の1細胞解析を行い、薬剤投与を生き抜くパーシスターが、薬剤投与前から成長を停止しているいわゆるドーマント細胞ではないことを明らかにした。これはパーシスタンスの発生メカニズムに関する定説を覆す結果であり、この現象についての理解の再考を迫るものとして重要と考えている。さらに、1細胞系統樹をもとに細胞表現型の適応度地形および選択強度を得る解析フレームワークの改良を行なった。その結果、集団の増殖率が、細胞の平均増殖率と選択強度の和として表現できることを明らかにした。また、情報理論の相互情報量と類似の表式で定義される相互選択強度という量が、増殖を通じて、ある表現型が分裂率とどの程度相関を強めるかを表す量になっていることを明らかにした。このフレームワークにより、状況依存的に変化する表現型ゆらぎの役割を定量的に評価することが可能となった。本研究課題で目標としていた、短期的適応(パーシスタンス)と長期適応の関係の理解が大きく進んでいる。また、パーシスタンス現象に関して、これまでの定説を覆す実験結果も得ており、当初の予想を超えた結果も出てきている。
日本人高大生の自己表現活動を支える日英パラレルコーパスの構築とその活用

高校、大学の英語の授業でインタビューテストやクラスメートとのチャットを実施し、活動後に、学習者に英語で表現したかったけれど表現できなかったことを日本語で書いてもらった。次に、その日本語を、英語母語話者と英語に訳し、Excel上で日本語と英語を左右一対一対応に整理し、日英パラレルコーパスを構築した。このパラレルコーパスに検索ツールの機能を組み込み、EasyConc.fmp12、EasyConc.xlsm、EasyConc_tagged.xlsmを開発した。語彙ソフトとしてFlashCard.fmp12も開発した。最後に、これらのソフトウエアを用いて英語の授業でどのように活用するのか提言した。1授業実践:話題は「春休みに何をしたか」についての会話であり、英語指導法IIIを受講する学生(大学4年生)に対して4月8日に実施した。2入力データの英訳作業の件数について:今年度は、これまで入力した日本文を毎週1回英語母語話者と自然な英語に直す作業を実施し、「530件」の英訳作業を終えている。4著作:日臺滋之、伊関敏之他.2014.『これからの英語の研究と教育ー連携教育の展望と課題ー』共著、成美堂、(pp.154188)。第5章「現場型リサーチの研究:英語で言いたいことが言えるようになるためにー日英パラレルコーパスの構築とその活用」を執筆。筆者の中学、高校、大学、大学院の授業実践をもとに構築した日英パラレルコーパスを活用し、中学、高校の英語の授業に活かす方法を提案した。5Webでの公開:大学のWeb使用について認可を得て、これまでの研究成果を「英語で言いたいことが言えるようになるためにー日本人英語学習者のための日英パラレルコーパスー」と題して、アップロードし、中学高校の英語教師がダウンロードし、使用できる環境を整えた(http://www.tamagawa.ac.jp/research/je-parallel/)。(1)これまで入力した日本文を毎週1回月曜日に英語母語話者と自然な英語に直す作業を実施した。最新版がEasyConc_v.3.0.fmp12と、EasyConc_v.4.0.xlsmである。共にデータ件数は、2895件である。(2)各データを話題の面から15項目に分類し、2895件の一件ごとにカテゴリー情報を付与した。(4)著作では、日臺滋之.2015.「英語で話す習慣をつける」『英語教育』4月号大修館書店(p. 30).において、EasyConc.xlsm、EasyConc.fmp12の構築に活用した教育実践を紹介した。1.入力したデータの英訳作業の件数について今年度も、入力した日本文を毎週1回月曜日に英語母語話者と自然な英語に直す作業を実施し、最新版EasyConc_v.4.0.fmp12、EasyConc_v.4.3.xlsmへとアップグレードし、新たにEasyConc_tagged_v.1.1.xlsmを開発した。データ件数も,平成26年度の2895件から3226件へと増加した。3.著作日臺滋之.2016.「第4章中学校の授業展開」「第7章役立つフレーズー生徒が英語で言いたいこと」『新しい英語教育の展開』玉川大学出版部(pp. 108-144, pp. 218-239 ).4.Web上での公開これまでの研究成果を「英語で言いたいことが言えるようになるためにー日本人英語学習者のための日英パラレルコーパスー」と題して、日英パラレル・コーパスのソフトウエアとしてEasyConcを開発し、アップロードし、中学高校の英語教師がダウンロードし、使用できる環境を整えた。(http://www.tamagawa.ac.jp/research/je-parallel/)。iPhoneあるいはiPadで利用可能なソフトウエアとして、EasyConc_v.4.0.fmp12(2016/04/11)を開発した。これまでのEasyConc_v.3.0のSearch機能とView_Bookmark機能に加えて、Flash_Card機能を付加した。また、Windows上で利用可能なソフトウエアとして、EasyConc_v.4.3.xlsm(2016/3/14)を開発し、データ件数が3226件へと増加した。綴り字の誤りも修正した。EasyConc_tagged_v.1.1.xlsmでは、CLAWSの文法タグを付加したことによって、文法タグを用いてコーパス中の文字列を検索することが可能となった。プログラムの開発は計画通り、順調に進んでいる。高校生の授業実践データがやや不足しており、収集する必要がある。高校生データの収集に当たっては、玉川学園高等部の英語科の先生方に研究協力をお願いする予定である。筆者が出向き高等学校で授業を行う機会をいただくか、あるいは高等部の英語担当教諭に授業をお願いする必要があり、これからの課題である。平成28年度は、本研究で開発したソフトウエアの機能の追加と、文字の誤入力の修正を行い、本ソフトウエアの英語授業での活用方法について論文等で提言した。雑誌論文として、日臺滋之.2017.「日英パラレルコーパスで補完する教科書の語彙指導」大修館『英語教育』(2月号)を発表した。本研究で開発したソフトウエアを活用し、教科書をどう補って学習者のコミュニケーション能力を育成したら良いか提言した。

図書として、日臺滋之.2016.「英語学習者のための日英パラレルコーパスとは」「3年」『中学生のための英語表現BINGO』明治図書(pp.3-13、pp. 96-119).を刊行した。本書を通して、実際の授業で使用する教材としてのワークシートを提供した。さらに、平成28年度は、これまでの研究成果をまとめ、「英語で言いたいことが言えるようになるためにー日本人英語学習者のための日英パラレルコーパスー」と題して、web上に掲載した。Web上には本研究で開発した日英パラレル・コーパスのソフトウエアがアップロードしてあるので、中学高校の英語教師がダウンロードし、英語の授業で活用できる環境を整えた(http://www.tamagawa.ac.jp/research/je-parallel/)。高校、大学の英語の授業でインタビューテストやクラスメートとのチャットを実施し、活動後に、学習者に英語で表現したかったけれど表現できなかったことを日本語で書いてもらった。次に、その日本語を、英語母語話者と英語に訳し、Excel上で日本語と英語を左右一対一対応に整理し、日英パラレルコーパスを構築した。このパラレルコーパスに検索ツールの機能を組み込み、EasyConc.fmp12、EasyConc.xlsm、EasyConc_tagged.xlsmを開発した。語彙ソフトとしてFlashCard.fmp12も開発した。最後に、これらのソフトウエアを用いて英語の授業でどのように活用するのか提言した。高校生の授業実践データが不足しており収集する必要がある。高校生データの収集に当たっては、玉川学園高等部の英語科の先生方に研究協力をお願いする予定である。筆者が出向き高等学校で授業を行う機会をいただくか、あるいは高等部の英語担当教諭に授業をお願いする必要があり、これからの課題である。プログラムの開発は順調に進んでいるが、今後は、データの増量が課題である。中学、高校、大学のデータのバランスが重要である。高校生の授業実践がなかなか進まない状況があるので、高校との連携を深めたい。大学での授業実践は進んでおりデータも蓄積できており順調である。毎週1回のペースで日本語から英語への翻訳作業を進めている。着実にこのペースを守りたい。高校の授業実践データが少ないので増量を検討したい。「英語で言いたいことが言えるようになるためにー日本人英語学習者のための日英パラレル・コーパスー」では、日英パラレルコーパスの検索プログラムと日英パラレルコーパスのデータがアップロードされており、全国の中高の英語教師は、プログラムとデータをダウンロードして実際の授業に活用することができるようになっています。人文学(2)高校生、大学生を対象にした授業実践では、高校生の授業実践がなかなか進まない状況があるので、高校との連携を深めたい。(3)日本語から英語への翻訳作業についてであるが、毎週1回のペースで日本語から英語への翻訳作業を進めている。研究の第1段階では、筆者がこれまでのパイロット調査として行ってきた高校生、大学生との授業実践データを整理する。
マウスIL-23アデノウィルスベクター導入樹状細胞を用いた癌免疫療法の開発

マウスinterleukin-23(IL-23)遺伝子発現アデノウィルスベクター導入樹状細胞(DC)の抗腫瘍効果について検証するために、マウスの組換えアデノウィルスベクター(ファイバー:RGD)(Ad-IL23)を作製した。作製したAd-IL23を、マウスの骨髄細胞より誘導した未熟DCに遠心法で遺伝子導入し、Ad-IL23導入DCを作製した。担がんマウスモデルでAd-IL23導入DCの抗腫瘍効果を検討したところ、腫瘍抑制効果が認められた。マウスIL-23遺伝子発現アデノウィルスベクターの作製:マウスinterleukin-23(IL-23)遺伝子発現アデノウィルスベクター導入樹状細胞(DC)の抗腫瘍効果について検証するために、マウスの組換えアデノウィルスベクター(ファイバー:RGD)を作製した。作製方法は、マウスIL-23(p19-IRES-p40)を導入したシャトル・プラスミド(構築シャトル・プラスミド)をHEK293細胞に感染させ、アデノウイルスのパッケージング組換えアデノウイルスの増幅し、塩化セシウムによる精製およびウイルス力価の測定(PFU、ウイルス粒子数)を行った。マウスIL-23遺伝子発現アデノウィルスベクター導入DCの抗腫瘍効果:作製したマウスIL-23遺伝子発現アデノウィルスベクターを、マウスの骨髄細胞より、granulocyte-macrophagecolony stimuration factor(GM-CSF)とIL-4を用いて7日間培養した未成熟DCに、2,000×g、2時間(37°C)の遠心法で遺伝子導入を行い、マウスIL-23遺伝子発現アデノウィルスベクター導入DCを作製した。コントロールにはEGFP遺伝子発現アデノウィルスベクター導入DCを用いた。導入効率、IL-23産生能の検討を行い、適切なMOIを決定した後、マウス固形がん(MCA205、MC38など)を移植した担がんマウスモデルで、抗腫瘍効果を検討したところ、コントロール群と比較して、有意な腫瘍抑制効果が認められた。マウスIL-23(p19-IRES-p40)を導入したシャトル・プラスミド(構築シャトル・プラスミド)をHEK293細胞に感染させ、アデノウイルスのパッケージング組換えアデノウイルスの増幅し、塩化セシウムによる精製およびウイルス力価の測定(PFU、ウイルス粒子数)を行った。マウスIL-23遺伝子発現アデノウィルスベクター導入DCの抗腫瘍効果:作製したマウスIL-23遺伝子発現アデノウィルスベクターを、マウスの骨髄細胞より、granulocyte-macrophagecolony stimuration factor(GM-CSF)とIL-4を用いて7日間培養した未成熟DCに、2,000×g、2時間、37°Cの遠心法で遺伝子導入を行い、マウスIL-23遺伝子発現アデノウィルスベクター導入DCを作製した。コントロールにはEGFP遺伝子発現アデノウィルスベクター(ファイバー:RGD)導入DCを用いた。各種免疫学的解析を行ったところ、IL-23遺伝子導入DC群で、腫瘍特異的な細胞傷害活性の有意な増強効果が認められた。また、IL-23遺伝子導入DC群では、IFN-γ産生は有意に高値を示した。
固/液電子伝達系に於ける不斉反応場の構築

平成9年度は、不斉環境を構築するために必要な不斉第4級アンモニウム塩の合成と金属(電子源)/金属塩(電子担体)からなる新規電子伝達系の開発を中心に研究を進めた。不斉第4級アンモニウム塩の合成については、主に2,2'-ビス(ブロモメチル)-1,1-ビナフタレンから数行程かけて調製したアミンを光学分割しd-体、l-体を得て、それぞれを4級化する方法について検討を行った。また、その他の不斉第4級アンモニウム塩の合成も並行して進め、いくつかの不斉第4級アンモニウム塩の合成に目処を得ている。一方、金属(Al)/金属塩(MXn)新規電子伝達系の開発については、将来の金属(Al)表面の不斉環境の構築を念頭に研究を進めた。これまでに、カルボニル化合物のバルビア-型アリル化反応などにおいて「4級アンモニウム塩の添加が二三の金属(Al)/金属塩(MXn)複合系に於ける電子移動を促進する」事実を見いだすなど、次年度以降の研究指針を示唆する興味深い結果が得られている。また、新規電子伝達系の開発の一環として、新たに金属(Al)/金属塩(MXn)を創案し、これを用いる新しい炭素-炭素結合形成や特異的官能基変換の開発についても研究を展開した。その成果として、Al/BiCl3/AlCl3/NMP系での3-置換セフェム誘導体からペナム・ペネム誘導体への直接変換に初めて成功している。平成9年度は概ね期待どうりの成果を得ており、当初の計画に沿って今後の研究を展開したい。
伝統木造町家建築の連棟効果の解明と耐震設計法の提案

本研究は、歴史的なまちなみに多くみられる連棟建物の構造的効果を定量的に明らかにすることを目的とする。はじめに連棟効果が得られる隣接条件の抽出と分布を調査し、実在の連棟町家建築を対象とした振動実験により隣接する建築物へ与える影響を明らかにする。さらに地震時挙動の検証として、縮小連棟模型による振動台実験および3次元立体フレームモデルを用いたパラメトリックスタディを実施する。これらの結果から、様々な連棟条件時の挙動を定量的に評価し、補強方法や耐震設計法の提案を行う。
その場走査型トンネル顕微鏡観察による酸化物薄膜へのリチウム挿入脱離反応の解明

スピネル構造を持つLiMn_2O_4は安価で毒性も低く次世代のリチウム二次電池の正極材料として注目されているが、充放電を繰り返すとともに充放電容量が減少するという大きな問題点がある。LiMn_2O_4を正極材料として用いるためには、その劣化機構を解明し、それをもとに劣化を抑えるための指針を得ることが重要である。本研究では、LiMn_2O_4の薄膜をレーザーアブレーション法で形成し、その電気化学的リチウム脱離挿入特性を明らかにするとともに、電気化学走査型トンネル顕微鏡(STM)を用いて、電気化学的にリチウムを脱離挿入させた時の表面形態変化を観察し、その劣化機構を明らかにすることを目的とした。レーザーアブレーション法で作製した定比組成の薄膜(Li/Mn=0.51)のサイクリックボルタモグラムのピークはサイクル数を重ねるにつれてブロード化するとともにピーク電流値が大きく減少した。また、STMによる形態観察の結果20サイクル後には直径120250μmの微小球状粒子が多数観察された。サイクルを重ねるにつれ、粒子数は増加する一方で、その粒径は減少した。さらに3.504.09Vおよび4.044.25Vの電位領域でサイクルさせ、同様の観察を行ったところ、微小粒子の生成は4.044.25Vの高電位領域で起こりやすいことがわかった。一方、リチウム過剰組成(Li/Mn=0.52)の薄膜のサイクリックボルタモグラムは量論組成のものと比べてブロードであったが、サイクルを重ねてもきわめて安定でありサイクルに伴うさらなるブロード化はほとんど見られなかった。充放電サイクルに伴う表面形態の変化もほとんどなく、75サイクル後に於いても微小粒子の生成は見られなかった。従って、定比組成の薄膜のサイクルに伴う劣化は、観察された微小粒子の生成と密接な関係があることが明らかになった。