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欧州評議会の言語政策は日本のモデルとなりうるか

現在ヨーロッパでは、欧州評議会とEUのマクロ政策的イニシアティヴにより、言語政策におけるヨーロッパ共通の枠組みづくりが進められ、大きな成果を挙げている。この研究では、そのプロセスが言語教育はもちろん、EU内の合意形成や歴史的マイノリティに対する政策、移民統合政策等とかかわりながら同時進行していること、それが民主主義による国民国家理念や市場合理主義の超克の試みであること、さらには、そうした成果を日本の言語政策に取り込むには、外国語教育の現場やDiversity Managementといったミクロ的次元から出発すべきことを示した。まず、日本の外国語教育の現状を、「複[数]言語主義Plurilingualismus」というヨーロッパの視点を念頭に置きながら簡略にまとめて公刊した。欧州評議会の言語政策部の求めに応じて行った講演をもとにしている。(雑誌論文・英文)さらに、日本の大学で外国語教育に携わるオーストリアの研究協力者とともに作成した雑誌論文(カナダとドイツの大学の共同オンライン出版)においても、多言語性という観点から日本の外国語教育政策の歴史を批判的に振り返るとともに、現段階における欧州評議会の言語政策の日本における認知度についても言及した。(雑誌論文・独文)欧州評議会の言語教育政策への対応がどの程度進捗しているかについて、チェコ共和国において聞き取り調査を実施して現状を把握し、また現地の研究者と意見交換を行った。その成果は次年度に公刊する予定である。慶応大学で実施された欧州評議会の言語政策にかかわるシンポジウムに一般の参加者として出席して知見を深めた。複言語主義的な言語政策の日本での可能性に関する討議に加わり、発言を行った。その内容は、同大学の報告書にも掲載される見込みである。さらに、日本独文学会主催の欧州評議会の言語政策に関するワークショップに参加して知見を深めた。国内外の研究者と今後の共同研究の可能性について検討した結果、平成19年度秋ないし平成20年度の春の日本独文学会において欧州評議会の言語政策に関するシンポジウムの開催を目指すこととなった。欧州評議会の言語政策を手がかりとして、次年度に実施される一般市民対象の公開講座を企画立案した。その成果は次年度中に公刊する予定である。「欧州言語ポートフォリオ」を用いた実験授業を実施した。以上に対し、国外の研究者の短期招聘計画は、日程の調整が不調に終わり、次年度以降に延期することとした。学内の他部局の支援を受け、国際シンポジウムを開催できないか、打診をしている段階である。本研究は、ヨーロッパの先端の言語政策に注目し、それが日本のモデルとなりうるかを検討することにある。ヨーロッパでは近年、言語政策の4分野(公用語、地域少数派語、移民言語、外国語教育)においてヨーロッパ共通の政策が展開され、どの分野においても目覚ましい成果が上がっている。中心的役割を果たしているのはEUと欧州評議会である。そこで19年度の研究では、EUとともに欧州評議会の言語政策に注目して以下の課題と取り組んだ。1.欧州評議会の言語政策の全貌と成果を、その時代的背景を含め、分野別および時系列に整理して提示する、2.欧州評議会の提唱する言語政策について、とくに中欧地域での取り組みと成果を調査して報告する、3.その際とくにマイノリティ政策、言語教育の分野での成果に注目する、4.欧州評議会の提唱する指針に基づき、日本の言語政策の現状を記述する。(1.に関する成果)ヨーロッパ共通の言語政策の最新動向について、5月に開催された社会人対象の講演で紹介し、さらにその内容を出発点とする論文を公表した(橋本聡2008)。2007年末にリスボン条約調印等があったためEUに焦点を当てたが、欧州評議会の政策についても多くの箇所で論じた。また日本独文学会の国際誌においてKlema & Hashimoto 2007を発表し、一部の節で1.について論じた。(2.と3.に関する成果)成果公表の準備を行った。とくにチェコ共和国のナショナル・マイノリティ言語の問題と、言語教育分野でのRLDの成果に注目した。(4.に関する成果)Klema & Hashimoto 2007において、欧州評議会の言語政策全般への日本人研究者の関心、受容について論じた。CEFR等の受容に際しては、日欧のコンテクストの違いに注意が必要である旨を述べた。また欧州評議会の外国語教育政策の柱であるCEFRとELPについて、平成20年4月に韓国ドイツ語教育学会において講演を行うための準備を行った。日本におけるCEFR研究を紹介するとともに、日欧の言語政策をモデル化して比較し、ヨーロッパではトップダウン的な施策が可能であるのに対し、日本ではボトムアップ的なアプローチとならざるを得ないことを論じる予定である。またオーストリアのELPを例に取り、ELPが異文化理解教材として適していることも指摘する。現在ヨーロッパでは、欧州評議会のイニシアチヴに見られるように、言語政策におけるヨーロッパ共通の枠組みづくり=標準化が意欲的に進められ、大きな成果を挙げている。

しかしそのプロセスは、言語教育政策はもちろん、EU内の合意形成プロセスや歴史的マイノリティに対する政策、移民統合政策等とも密接にかかわり、多分野で多くのアクターによって同時並行的に進行しているため、個別的観点(例えば言語教育)からでは全体像が掴みにくい。そこで本研究では、現在輪郭を整えつつあるそうしたヨーロッパ共通の言語政策の全体像とその本質を把握することを試みた。その際、言語政策の主要分野を「超国家的公用語政策」、「歴史的マイノリティ言語政策」、「移民言語政策」、「異言語教育政策」の4つと措定し、それぞれについて最新の一次資料を網羅的に調査した。その結果明らかとなったのは、ヨーロッパ共通の言語政策が「合理主義」対「民主主義」、「国民国家」対「超国家的次元」、「マクロ」対「ミクロ」という3つの関係によって強く規定され、またそれらによって新たな変化が促されている点である。ヨーロッパの提示する新たな言語政策モデルは、その点を踏まえて日本でも移植を検討すべきである。以上については2つの学会発表等を通じて報告を行い、また現在鋭意、論文化する作業を進めている。
磁場応答性を目指したヘテロスピンゲル磁石の構築

有機スピン源と金属のスピンを用いて得られるヘテロスピン系は、分子磁性体構築に有効な手段である。今回、外部刺激の一種である外部磁場を用いて、得られた磁性体の磁気的性質のオンオフのスイッチングを目指した。スイッチングを達成するために、固体と溶液状態の中間に位置する超分子化合物の一種であるゲルに着目し、ヘテロスピンゲル磁性体による磁気的性質を検討した。その結果、我々が分子設計した有機スピン源とニッケルイオンからなるヘテロスピン一次元鎖錯体から、小さいながらも外部磁場オンオフ間で磁化率の差が見出された。本研究は、固体・結晶状態での物性を中心に発展してきた分子磁性体の分野にソフトマテリアルとしての機能を付与することを目的とした研究である。その手法として、溶液状態と固体・結晶状態の中間に位置するゲルに着目し、ゲル磁性体の構築とこのゲル磁性体が磁場に対して応答することを目指している。分子磁性体の分子設計として、有機のスピンと遷移金属のスピンを用いたヘテロスピン系でのアプローチで行った。本手法は、我々のグループにより数多くの知見を見出しており、特に有機スピンとして三重項カルベンを、遷移金属として高スピンコバルトを用いた系において、一分子で磁石となる単核単分子磁石、複核単分子磁石を構築し発表している。今回ゲル磁性体構築を目的とした場合、ゲル構造特有の一次元ネットワーク構造が必要であるため、ヘテロスピン系を用いた一次元磁性体構築を行った。上述の三重項カルベン、高スピンコバルトを用いた一次元構造を持つ磁性体については、結晶状態で極低温下、遅い磁気緩和が観測され磁石の生成を確認した。この研究成果については、Inorganic Chemistryにおいて報告を行った。また、三重項カルベンの代わりに安定有機ラジカルを用いた系において、コバルト配位子を変えることによって、10種類のヘテロスピン磁性体の構築に成功している。これらの磁気的性質は、極低温下遅い磁気緩和現象がみられており、今後詳細に構造と磁性の相関性について検討を行う。また、コバルト配位子に長鎖アルキル基を導入しゲル化対応可能な配位子を合成した。今後この配位子を用いて安定有機ラジカルとのコバルト錯体を構築し、ゲル化を試みる予定である。また、得られたゲル磁性体について外部磁場のオンオフと磁気的性質の検討を行う。外部刺激に応答して物質の状態変化が誘導され、異なる物性を発現しその現象を解明することは、新しい物質科学を展開していくうえで非常に重要なテーマである。今回の申請課題では、外部刺激である磁場をもちいて分子磁性体の磁気的性質を制御することを目的とした。前年度までの成果として、有機無機のスピンをもつヘテロスピン磁性体について以下の知見を明らかとした。一分子で磁石となる単分子磁石構築をヘテロスピン系で達成している。この際の有機スピンおよび有機スピンをもつπ電子系の役割も明らかとし、それぞれ、量子磁石である単分子磁石の量子トンネル速度を制御すること、π電子系をもちいて無機金属の電子スピンと有機スピンを磁気的相互作用させることであった。これらの知見をもとに、今年度外部磁場に応答する磁性体の構築に着手した。その結果、有機ラジカル前駆体有機物とニッケルを持つ配位子を混合することで、ゲル構造を有する一次元錯体を構築した。光照射を行い有機ラジカル前駆体から有機ラジカルを発生させた後、詳細に磁気的性質を検討した結果、外部磁場に応答した磁性の変化が観測された。しかしながら二つの問題点が新たに発生した。一つは有機ラジカルの不安定性に基づく再現性に関する問題であり、もう一つは外部磁場前後の磁化率の差が小さい、即ち感度に関する問題であった。前者の問題点に関しては、同様な機能を有する安定有機ラジカルを合成し結晶状態ではあるが構造と磁気的性質を明らかとし、論文による報告を行った(Inorganic Chemistry in press)。また、後者の問題点に関しては、磁気異方性の大きな金属を用いることで達成し、未報告結果ではあるが、外部磁場に応答するヘテロスピン系分子磁性体の構築を達成した。これらの研究成果の一部は、招待講演としてMDF International Workshopで発表した。
バイオリアクタ-の学習制御

パン酵母培養およびエタノ-ル発酵についてシミュレ-ションおよび実験を行い、繰り返し学習制御の有効性について検討した。まず様々な学習制御アルゴリズムについて理論的検討を行い、外乱除去機能を備えた適応タイプの学習制御が有効であることをシミュレ-ションによって確かめた(論文投稿準備中)、次に小型発酵槽(東京理科器械)を用いた体積1l規模の実験を行い、パン酵母培養の学習制御について検討した。pHおよびDOはセンサ-からの信号を増幅し、ADコンバ-タを介してコンピュ-タ(PC9801)に取り込んだ。エタノ-ル濃度は半導体ガスセンサ-の抵抗値変化からオンライン推定した。エタノ-ル濃度の測定値から、制御アルゴリズムに従って基質流加速度を決定し、DAコンバ-タを介して供給基質の流量調節を行った。実験の結果、1回目の培養に比べて2回目は制御性能に大幅な改善がみられたが、3回目以降は余り改善されなかった。これは培養条件が毎回異なるためと思われ、モデル誤差に対するロバスト性を検討する必要がある。次にエタノ-ル発酵について検討した。まず20°C、30°C、40°Cの各温度について等温回分発酵実験を行った。実験結果をもとにしてモデル化を行い最大原理を適用して最適温度パタ-ンを求めた。これを参考に初期発酵温度を40°Cに保って菌体を増殖させ、その後温度を徐々に20°Cまで下げてエタノ-ルの生成を促す実験を数回行った。その結果、等温発酵に比べて、発酵温度を時間的に変化させると生産性を向上できることが示された。(一部1989年度化学工学秋季大会にて発表)。今後の課題としては(1)培養経験を制御アルゴリズムに反映させるファジ-エキスパ-トシステムの開発。(2)ガスクロ等を利用した高濃度測定可能なオンラインエタノ-ルセンサ-の開発。(3)最適操作パタ-ンを自動的に探索する最適化制御アルゴリズムの開発等が考えられる。
難治性排尿障害に対する骨髄由来細胞積層型スフェロイドシートによる機能的膀胱の再生

われわれは、おもに膀胱と尿道からなる下部尿路の再生医療研究を精力的に進めている。膀胱は、尿をためる(蓄尿)機能と尿を排出する(排尿)機能を有しており、その機能が低下、消失すると患者の生活の質が著しく低下する。また、膀胱機能の低下による難治性の蓄尿、排尿障害に対しては、有効な治療がほとんどない。したがって、機能的な膀胱の再生を可能にするTissue Engineeringを基礎とした再生医療は、有望な新規治療となり得る。本研究は、バイオ3Dプリンターを利用した細胞構造体の作製を試みた。さらに、放射線照射によって傷害を与えた膀胱に骨髄由来細胞構造体を移植すると機能的な膀胱が再生することを示した。われわれは、放射線照射によって傷害を与えた膀胱に骨髄由来細胞を移植することによって機能的な膀胱が再生することを報告してきた。骨髄由来細胞の移植方法としては、膀胱組織への直接注入移植や温度応答性培養皿で作製した細胞シートのパッチ移植を行ってきた。しかし、直接注入移植法で用いる骨髄由来細胞は、酵素処理や遠心などの操作によって回収することから、本来の活性が低下している懸念があった。さらに、直接注入移植法の場合、既に傷害を受けた膀胱組織に針を刺し注入することから、傷害を拡大してしまう恐れがあった。一方、温度応答性培養皿を用いて作製した細胞シートのパッチ移植では、シートを構成している細胞の膀胱構成細胞(平滑筋や神経細胞)への分化が認められなかった。われわれは、細胞シートから産出された細胞増殖因子やサイトカインによるパラクリン効果によって膀胱が再生したものと考察した。しかし、単層(一枚の)細胞シート移植では、実臨床での重篤な難治性の排尿障害、例えば、高度な膀胱萎縮をともなうような膀胱では、十分な治療効果が望めないと考えた。そこで、本研究は、実臨床を視野に入れ、より効率的かつ効果的な高機能細胞シート作製を試みた。培養した骨髄由来細胞から細胞凝集体(スフェロイド)を形成し、温度応答性培養皿に播種しスフェロイドシートを作製し、4ー5枚重ね合わせた積層型スフェロイドシートの作製を計画していた。この研究を開始直前に、新規技術であるバイオ3Dプリンターの利用が可能になった。このバイオ3Dプリンターにより、骨髄由来細胞スフェロイドを温度応答性培養皿に播種することなく、直接、積層型スフェロイドシート(構造体)を作製できるようになった。したがって、本研究は、当初の計画を若干変更し、骨髄由来細胞スフェロイド積層型構造体による膀胱再生が可能かどうか検討することとした。当初計画していた骨髄由来細胞からスフェロイドを形成させ、温度応答性培養皿を用いて積層型スフェロイドシートを作製する方法から、バイオ3Dプリンター(レジェノバ、株式会社サイフューズ、委託作製)を利用してスフェロイド積層型構造体の作製へと若干の変更を行った。本年度、われわれは、骨髄由来細胞スフェロイド積層型構造体を作製した。さらに、パイロット試験的な要素があるが、実際に放射線照射傷害膀胱モデルに骨髄由来細胞スフェロイド積層型構造体を移植した。移植2週間目において、移植した構造体は、レシピエント膀胱組織に生着し、構造体を構成している一部の細胞が膀胱平滑筋に分化していることを確認した。さらに、構造体移植により、膀胱機能の一部が改善することを確認した。以上から、当初の計画の変更による研究遂行の遅れや支障もなく、円滑に進めることができた。当初計画していた積層型スフェロイドシートよりもより優れた構造体を作製することに成功し、実臨床をめざした上で、大きな成果を得られたと考える。また、構造体移植による膀胱再生の可能性が示唆されたため、今後の研究が円滑に進む手応えを得た。しかし、これらの移植法には、克服しなければならないいくつかの課題があった。直接注入移植法では、移植細胞の活性化の低下、既に傷害を受けた膀胱組織に針を刺し注入することによる傷害部位の悪化と拡大の懸念などが挙げられる。一方、細胞シートのパッチ移植では、シートを構成している細胞の膀胱構成細胞(平滑筋や神経細胞)への分化が認められず、また、非常に薄く、脆弱であることが挙げられた。そこで、本研究は、これらの課題を克服するとともに、実臨床への応用を視野に入れ細胞凝集体(スフェロイド)を用いた、より効率的かつ効果的な高機能細胞シート作製を試みた。当初は、温度応答性培養皿の使用を計画していたが、バイオ3Dプリンターの利用が可能になったことから、骨髄由来細胞スフェロイドシートから骨髄由来細胞(積層型)構造体を作製できるようなった。昨年度は、移植2週間後での移植効果の評価を行ったが、本年度は、移植4週間後における評価を行った。放射線照射した膀胱に構造体を移植すると、移植2週間後と同様に、移植した構造体の正着が認められた。構造体を構成している骨髄由来幹細胞から分化した平滑筋細胞は、移植2週間後では認められなかった一部の平滑筋層を再構築していた。さらに、膀胱内圧測定では、構造体を移植しなかった対照群では、著しい頻尿を示していたが、構造体を移植したラットでは、頻尿が認められなかった。残尿量に関しても対照群と比べ有意に低下していた。したがって、構造体移植によって、機能的な膀胱の再生が可能であることが示唆された。

バイオ3Dプリンター(レジェノバ、株式会社サイフューズ、委託作製)の利用によって、骨髄由来細胞からスフェロイド形成を経てからの骨髄由来細胞(積層型)構造体の作製を効率よく行えるようになった。作製した構造体を放射線照射して傷害を与えた膀胱に移植すると平滑筋層が再構築され、膀胱機能が正常に近づくことを示した。昨年度の結果(移植2週間後での評価)と比較すると、明らかに膀胱再生が進展していた。以上から、当初の計画の変更による研究遂行の遅れや支障もなく、円滑に進めることができた。われわれは、放射線照射によって傷害を与えた膀胱に骨髄由来細胞を移植することによって機能的な膀胱が再生することを報告してきた(Imamura, etal. Cell Transplantation 2008, Tissue Engineering 2009, 2012, 2015)。骨髄由来細胞の移植方法としては、膀胱組織への直接注入移植や温度応答性培養皿で作製した細胞シートのパッチ移植を行ってきた。しかし、これらの移植法には、克服しなければならないいくつかの課題があった。直接注入移植法では、移植細胞の活性化の低下、既に傷害を受けた膀胱組織に針を刺し注入することによる傷害部位の悪化と拡大の懸念がある。一方、細胞シートのパッチ移植では、シートを構成している細胞の膀胱構成細胞(平滑筋や神経細胞)への分化が認められず、また、薄いことから非常に脆弱であることが挙げられた。そこで、本研究は、これらの課題を克服するとともに、実臨床への応用を視野に入れ細胞凝集体(スフェロイド)を用いた、より効率的かつ効果的な高機能細胞シート作製を試みた。当初は、温度応答性培養皿を利用したスフェロイドシート作製を計画していた。しかし、近年、スフェロイドを積層して立体構造体を作製するバイオ3Dプリンターが開発された。われわれは、そのバイオ3Dプリンターを利用して、骨髄由来細胞スフェロイドから積層型構造体の作製に成功した。本年度までに、放射線照射によって障害を与えた膀胱に骨髄由来細胞積層型構造体を移植することによって、機能的な膀胱が再生することを示してきた。本年度は、これまでの追加実験として、積層型構造体移植によって放射線照射によって生じる膀胱線維化が抑制することを示した。そして、一連の研究成果を論文にまとめ、学術誌、Tissue Engineeringに投稿して、採択された。われわれは、おもに膀胱と尿道からなる下部尿路の再生医療研究を精力的に進めている。膀胱は、尿をためる(蓄尿)機能と尿を排出する(排尿)機能を有しており、その機能が低下、消失すると患者の生活の質が著しく低下する。また、膀胱機能の低下による難治性の蓄尿、排尿障害に対しては、有効な治療がほとんどない。したがって、機能的な膀胱の再生を可能にするTissue Engineeringを基礎とした再生医療は、有望な新規治療となり得る。本研究は、バイオ3Dプリンターを利用した細胞構造体の作製を試みた。さらに、放射線照射によって傷害を与えた膀胱に骨髄由来細胞構造体を移植すると機能的な膀胱が再生することを示した。
ナノスケール強磁性ドメインを利用した超伝導の微小磁場制御

本研究は,ナノスケール強磁性ドメインをもち,非常に大きな飽和磁化を持つFeTaC高透磁率軟磁性体薄膜と,磁場誘起絶縁体-金属転移を起こす物質や,超伝導体を組み合わせた多層膜を作ることによって,非常に小さな外部磁場によって電気伝導に変化を与え,新しい磁性と電気伝導が結合した物理現象を探索することを目的としている.本年度は,昨年度に引き続き,この研究の基礎となるFeTaCの作成最適条件の探索を既存の装置であるヘリコンスパッターを用いて引き続き行うとともに,ペロフスカイト酸化物やNbの薄膜作成も試みた.その結果,金属膜のスパッターについては,満足できる膜が得られるようになったが,肝心のFeTaCについては,アルファ鉄が析出してしまい,高透磁率軟磁性特性を出すために必要な,アモルファス構造を持つ薄膜の作成には至っていない.これは,ヘリコンスパッターの特性に起因するものであるかもしれないので,現在,センダストなどの他の軟磁性体を用いることも検討している.一方,本研究のもう一つの柱である,偏極中性子反射率計による微小領域磁性をもつ磁性体の表面・界面の評価に関しては,高エネルギー加速器研究機構で進めていた反射率計の設置と初期の性能評価が終了し,本格的な研究を始めることができた.特に本特定研究の中心課題と深く関係する,微小領域の磁性と電気伝導に関しては,界面における非常にわずかな乱れが電気伝導に大きく寄与する,巨大磁気抵抗効果を示す物質であるCo/Cu人工格子の中性子反射率を行って,その乱れの大きさを定量的に評価することに成功し,今後,この分野に大きく貢献できることを実証した.本研究は,ナノスケール強磁性ドメインをもち,非常に大きな飽和磁化を持つFeTaC高透磁率軟磁性体薄膜と,磁場誘起絶縁体-金属転移を起こす物質や,超伝導体を組み合わせた多層膜を作ることによって,非常に小さな外部磁場によって電気伝導に変化を与え,新しい磁性と電気伝導が結合した物理現象を探索することを目的としている.本年度は,昨年度に引き続き,この研究の基礎となるFeTaCの作成最適条件の探索を既存の装置であるヘリコンスパッターを用いて引き続き行うとともに,ペロフスカイト酸化物やNbの薄膜作成も試みた.その結果,金属膜のスパッターについては,満足できる膜が得られるようになったが,肝心のFeTaCについては,アルファ鉄が析出してしまい,高透磁率軟磁性特性を出すために必要な,アモルファス構造を持つ薄膜の作成には至っていない.これは,ヘリコンスパッターの特性に起因するものであるかもしれないので,現在,センダストなどの他の軟磁性体を用いることも検討している.一方,本研究のもう一つの柱である,偏極中性子反射率計による微小領域磁性をもつ磁性体の表面・界面の評価に関しては,高エネルギー加速器研究機構で進めていた反射率計の設置と初期の性能評価が終了し,本格的な研究を始めることができた.特に本特定研究の中心課題と深く関係する,微小領域の磁性と電気伝導に関しては,界面における非常にわずかな乱れが電気伝導に大きく寄与する,巨大磁気抵抗効果を示す物質であるCo/Cu人工格子の中性子反射率を行って,その乱れの大きさを定量的に評価することに成功し,今後,この分野に大きく貢献できることを実証した.
小学校高学年期における確率概念の形成を促す学習指導の実践研究

不確実な情報に基づいて行われる判断や予測に対して,正しい認識をもって対応することができる人材の育成が叫ばれている。このことは,PISAにおいて,数学的リテラシーの評価問題に中に「不確実性」の領域が設定されていることからも,この能力の必要性が国際的にも重要視されていると考えられる。しかしながら,平成23年から施行される新学習指導要領では,確率概念の形成にかかわる内容として「場合の数」の学習が新たに加わったとはいえ,義務教育の段階における不確実性について学習する機会が十分に保障されたとは言い難いと考えた。そこで,算数科における「観察・洞察力」の内容を見直し,児童の確率概念形成を促す学習指導法の研究及び効果的な学習材の開発を進めることを研究目的とした。そのため,小学校段階における児童の確率概念の実態を把握するとともに,高学年期における確率概念の形成の必要性と確率概念の形成を促すために有効な学習指導の在り方を追究するとともに,概念形成のためにより効果的な学習材の開発を進めていくことを目指して研究を行った。そこで,まず,高学年期の確率判断における誤概念を調査し,生活的概念との関連も含めてヒューリスティックの改善を意図した学習材,遊びの経験に基づく学習材の開発及び学習指導を行った。実態調査では「代表性」と「複合と根元の事象」における誤認知が顕著に見られた。児童が確率判断の基準として典型例や代表例が基底事象として選択されやすいこと,複合事象と根元事象が区別されずに判断されていることが明らかになった。そこで,第6学年の児童を対象に「並べ方と組み合わせ方」の学習を通して,起こりうる事象を落ちや重なりなく調べ上げるための見方・考え方を習得するための授業実践を行った。その後の児童の姿から不確実な事象に対して論理的に判断する姿が見られるとともに,活動を繰り返すことで判断にかかる時間が短縮されるなど判断基準をもとにしながらも直観的・主観的に自己決定する姿が多くなったという結果が得られた。小学校高学年期における確率概念形成のための本実践は,児童の変容から有効であったと考えられる。但し,誤概念の全てが修正されたわけではなく,学習によって変容の余地があることが分かった。更に今後は,小中学校での連携を踏まえたカリキュラム開発の必要性も視野に入れて研究を進めていきたい。
全身麻酔薬の脳内生理活性ペプチドに及ぼす影響

臨床研究:手術患者を対象に麻酔薬が手術侵襲に対する下垂体ホルモン(ACTH及びバソプレッシン)反応に及ぼす影響を検討した結果、イソフルレン、セボフルレンはこの反応を抑制しないこと、亜酸化窒素は反応を強く抑制することを確認した。さらにベンゾジアゼピンが内分泌ストレス反応に及ぼす影響を検討し、ベンゾジアゼピンであるミダゾラムはセボフルランと併用しても下垂体ホルモン反応には影響しないことが明らかとなった。以上のことから揮発性麻酔薬にはストレス反応抑制効果がないが、亜酸化窒素は強い作用をもつこと、ストレス反応はGABAAの作用を増強しても抑制されないことが明らかとなった。動物実験:亜酸化窒素によるストレス反応抑制効果に脳内オピオイド系が関与するという仮説を検証するために、ウサギの第3脳室から脳脊髄液を持続的に採取し、イソフルレン、ハロセン、亜酸化窒素の投与が脳脊髄液内のメチオニンエンケファリン、ロイシンエンケファリン濃度に与える影響を検討したが、これらのオピオイド濃度は変化しなかった。次にラット開腹刺激モデルを作成した。このモデルではイソフルラン麻酔下で開腹刺激によって、血中ACTH及びカテコラミン濃度が著明に増大すること、亜酸化窒素はその反応を約半分に減少することを確認した。開腹刺激後に脳を取り出し、c-Fos蛋白の発現を免疫組織化学法で検索した結果、第3脳室周囲核群特に室傍核と側頭葉から頭頂葉にかけての大脳皮質にc-Fos蛋白が発現することが明らかとなったが、その発現量については麻酔薬による違いは今のところ明確にはなっていない。現在このモデルを用いてc-Fosの発現部位とオピオイドニューロンの局在との関係を検討中であるが、さらに検討を重ねることで亜酸化窒素によるストレス反応抑制効果に内因性オピオイドが関与するか否かが明らかになることが期待される。臨床研究:我々は揮発性吸入麻酔薬が交感神経及び内分泌ストレス反応を用量依存的に抑制しないことを報告した。一方近年麻酔薬の作用部位として、GABA_Aレセプターの重要性を示すデータが集積しつつある。実際ベンゾジアゼピンは揮発性吸入麻酔薬の作用を増強する。すなわち麻酔薬の最小肺胞濃度(MAC)を低下させることが知られている。そこで揮発性吸入麻酔薬とベンゾジアゼピンの併用が内分泌ストレス反応に及ぼす影響を検討した。その結果、ベンゾジアゼピンであるミダゾラムをセボフルランに併用してもACTH及びバソプレッシンの反応はセボフルラン単独の場合と差がないことが明らかとなった。動物実験:ラットを用いて、挿管全身麻酔下に開腹刺激を加え、同時に採血を行える開腹刺激モデルを作成したこのモデルではイソフルラン麻酔下で開腹刺激によって、人の臨床例と同様に血中ACTH及びカテコラミン濃度が著明に増大することを確認した。さらにイソフルラン1.4%(約1MAC)単独とイソフルラン0.7%と亜酸化窒素70%(合計約1MAC)で麻酔した場合の、開腹刺激に対するACTHの反応の大きさを比較した。その結果、亜酸化窒素を用いた方が用いない場合と比較してACTHの反応の大きさは約半分に減少することが確認できた。臨床研究の結果から亜酸化窒素の持つこのストレス反応抑制効果はGABA系を介するものでないことは明らかである。今後、このモデルを用いて、ストレス反応の抑制効果が亜酸化窒素による脳内オピオイド系の賦活によるものであるか否かを検討していく予定である。

手術を受ける患者を対象にイソフルレン、セボフルレン、亜酸化窒素を用いて全身麻酔を行い、手術侵襲に対する下垂体ホルモンの反応を比較検討した結果、イソフルレン、セボフルレンには用量依存性に反応を抑制しないこと、亜酸化窒素はこれらの反応を強く抑制することを確認した。この麻酔薬による抑制効果の違いが脳内オピオイド系に対する作用の違いによるものとの仮説を検証するために、ウサギの第3脳室から脳脊髄液を持続的に採取する系を作成し、イソフルレン、ハロセン、亜酸化窒素を投与し、脳脊髄液内のメチオニンエンケファリン(Met-Enk)、ロイシンエンケファリン(Leu-Enk)をHPLCを用いて測定した。しかしこれらの麻酔薬はウサギの脳脊髄液中のMet-Enk、Leu-Enkの濃度を変化させないことが分かった。手術侵襲時と麻酔薬が脳にあたえる影響をさらに検証するために、ラットを用いた開腹刺激モデルを作成した。このモデルでイソフルラン麻酔下では人の臨床例と同様に開腹刺激によって血中ACTH及びノルアドレナリン濃度が著明に増大すること、亜酸化窒素を併用することでACTHの反応の大きさは約半分に減少することが確認できた。一方コルチコステロンの前投与がノルアドレナリン反応を抑制することが明らかとなった。また開腹刺激後に脳を取り出し、c-Fos蛋白の発現を免疫組織化学法で検索した結果、刺激前に比べて、第3脳室周囲核群特に室傍核と側頭葉から頭頂葉にかけての大脳皮質にc-Fos蛋白が発現することが明らかとなったが、その発現量については麻酔薬による違いは今のところ明確にはなっていない。現在、これらのモデルを用いてc-Fosの発現部位とメチオニンエンケファリンニューロン及びロイシンエンケファリンニューロンの局在との関係を検討中であるが、さらに検討を重ねることで亜酸化窒素によるストレス反応抑制効果に内因性オピオイドが関与するか否かが明らかになることが期待される。
人間の情報発信を促進する教示エージェントの対話モデル

本研究では,人間を見守り,働きかけ,情報発信を促すような場をつくりだす情報メディアを実現するために,情報学の見地から,教師と生徒のノンバーバルインタラクションをモデリングすることを目的としている.19年度は,18年度の成果をもとに下記の3種類のインタラクションモデルを提案し,具体的な教示シーンにおける評価実験を通してその有効性を確認した.(1)教師エージェントが生徒の様子や物体の認識に失敗した際,生徒の協力を得ることで問題を解決するインタラクションモデルを提案した.自動認識が非常に困難な状況であっても,人間に少し協力してもらうだけで劇的に改善する場面は多い.このモデルは,エージェントの自然な仕草によって,大きな負担をかけずに人間に協力を促す.エージェントとのインタラクションを応用した(=特別な機器を要さない)アプローチであり,そのまま後述の(2)や(3)に応用することができる.(2)教師エージェントが生徒の意図や気持ちを推定するインタラクションモデルを提案した.このモデルは,教師エージェントと生徒のインタラクションを認識し,事前に学習しておいた人間の教師と生徒のインタラクション(=生徒の意図や気持ちに応じた模範教示)から,現在の状況に最も近いものを再現する.心理の推定という難しい問題を,インタラクションの同定と再現という明確な処理に置き換えた点に特徴がある.(3)料理番組等のアシスタントを模したエージェントが,説明に不慣れな教師を支援するインタラクションモデルを提案した.テレビ番組のアシスタントは,説明者に質問や復唱,相槌する等によって上手に情報を引き出している.その知見を教師の言動とアシスタントの言動のif-thenルールとしてエージェントに実装した.評価実験の結果,このような人工無脳的なアプローチでも,説明者の視線を上げたり,説明の数や種類を増やす効果のあることがわかった.本研究では,人間を見守り,働きかけ,情報発信を促すような場をつくりだす情報メディアを実現するために,情報学の見地から,教師と生徒のノンバーバルインタラクションをモデリングすることを目的としている.18年度は,まず物理的な準備として,1.センシング環境の構築,2.エージェント制御インタフェースの構築を行った.また,それらの設備を使って,3.基本的なインタラクションモデルを組み込み,その効果を調べるための評価実験を行った.以下,具体的な内容を報告する.1.センシング環境の構築:過去の研究で開発してきた手認識・動作認識に加えて,色ヒストグラムやSIFTといった画像特徴量を使った物体認識の技術を追加した.SIFTとは,画像の種々の変化に強い特徴量であり,近年注目が集まっている手法である.2.エージェント制御インタフェースの構築:OpenGLを用いて,目線・顔の向き・体の向きの指定と各種表情が制御できるCGエージェントを作成した.また,位置センサで計測した人間の動作を模倣するSony AIBO用制御インタフェースを作成し,Sonyが配布しているAPIでは実現が難しい細やかな動作の生成を行った.3.基本的なインタラクションモデルの組み込み:人間の内部状態とインタラクションの対応関係を調べる予備実験をCGエージェントを用いて行った.これにより,アクション-リアクションの回数が増えるほど,人間がエージェントの反応の遅れを「自分のことを考えてくれている時間」とみなすことが分かった.また,エージェントからのちょっとした働きかけにより,(システムの認識処理への)人間の協力を引き出すモデルを提案した.評価実験により,典型的な状況において,従来は失敗していた認識の5070%が解決されることを示した.本研究では,人間を見守り,働きかけ,情報発信を促すような場をつくりだす情報メディアを実現するために,情報学の見地から,教師と生徒のノンバーバルインタラクションをモデリングすることを目的としている.19年度は,18年度の成果をもとに下記の3種類のインタラクションモデルを提案し,具体的な教示シーンにおける評価実験を通してその有効性を確認した.(1)教師エージェントが生徒の様子や物体の認識に失敗した際,生徒の協力を得ることで問題を解決するインタラクションモデルを提案した.自動認識が非常に困難な状況であっても,人間に少し協力してもらうだけで劇的に改善する場面は多い.このモデルは,エージェントの自然な仕草によって,大きな負担をかけずに人間に協力を促す.エージェントとのインタラクションを応用した(=特別な機器を要さない)アプローチであり,そのまま後述の(2)や(3)に応用することができる.(2)教師エージェントが生徒の意図や気持ちを推定するインタラクションモデルを提案した.このモデルは,教師エージェントと生徒のインタラクションを認識し,事前に学習しておいた人間の教師と生徒のインタラクション(=生徒の意図や気持ちに応じた模範教示)から,現在の状況に最も近いものを再現する.心理の推定という難しい問題を,インタラクションの同定と再現という明確な処理に置き換えた点に特徴がある.(3)料理番組等のアシスタントを模したエージェントが,説明に不慣れな教師を支援するインタラクションモデルを提案した.テレビ番組のアシスタントは,説明者に質問や復唱,相槌する等によって上手に情報を引き出している.その知見を教師の言動とアシスタントの言動のif-thenルールとしてエージェントに実装した.評価実験の結果,このような人工無脳的なアプローチでも,説明者の視線を上げたり,説明の数や種類を増やす効果のあることがわかった.
免疫機構と自律神経活動の相互関連の季節性変動

神経内分泌系および自律神経系機能の季節変動を検討した。8名の若齢者と6名の高齢者を被験者として,2007年5月,8月,10月と2008年2月のあわせて4回について実験を行った。実験では,40°Cまたは42°Cの湯に両側下腿を30分間浸漬し,この間の核心温,皮膚温,発汗量,皮膚血流量の変化を連続測定した。またこの温熱負荷実験の開始前(一部のホルモンは実験後にも測定)に静脈より採血して,VMA,HVA,5-HIAA,アンジオテンシンII,アルドステロン,レニン活性,ADH,コルチゾル,ACTH,GH,TSH,fT3,fT4,レプチン,IL-6などの濃度を測定した。水温42°Cの下肢温浴では,鼓膜温は夏や春と比較して冬において有意に高値を示した。発汗量は冬や春に比べ夏において早期に発現し,発汗量も有意に多かった。ADHは冬や春と比べ夏において有意に高値を示した。IL-6は,冬に比べ秋と春において有意に低値を示した。ACTHは夏において有意に高値を示した。TSH,fT3,レプチンは男女とも統計的に有意な季節変化を示し,また男女間で有意差があった。以上の結果は,ADH,ACTH,VMA,IL-6などの血中濃度には有意な季節変動があり,暑熱負荷による検討では深部体温と発汗応答に季節差が存在する(夏季における暑熱馴化の成立)ことを証明している。ADHの季節変動は暑熱馴化と関連していることで説明される。その他のホルモンの季節変動の機序についてはストレス,自律神経機能,免疫機能などとの関連が示唆される。寒冷で日照時間が短い高緯度地域(北欧など)では冬季に心的障害の発症が増える傾向があるが,本研究の成果はその成立機序を解明するための生理学的データとして役立つ。本研究は,自然光と温度の季節変動と日内変動が内分泌および自律神経機能に及ぼす影響を検討することを目的とした。16名の若年男子を被験者をとし,2007年から2008年にかけての春夏秋冬で実験を計画している。自律神経機能として,下肢温浴(水温40°Cと42°Cの2条件)による温熱負荷を行い,その前後で核心温,皮膚温,皮膚血流量を測定した。また,内分泌機能のデータとして静脈より採血し,カテコルアミン代謝産物(VMA,HVA,5-HIAA),アンジオテンシンII,アルドステロン,レニン活性(PRA),抗利尿ホルモン(ADH),GH,TSH,fT3,fT4,レプチンを測定した。報告書作製の時点までに2007年12月の冬季実験のみを実施した。その結果は,全被験者とも下肢温浴によりPRA,アンジオテンシンII,HVAは減少した。ADHとアルドステロンは暑熱負荷後上昇した。VMA濃度は変わらなかった。本研究は今後2007年45月,同年78月,同年1011月,2008年45月に同様な実験を実施して季節変動を分析する予定である。したがって今年度内での実験では本研究の最終的目的を達しえない。この研究はヒトの健康維持の目的における温度と光との関係を検討するのに重要であり,本研究完了のおりには,温度と太陽光曝露の自律神経機能への効果が明らかになることが期待される。さらに,自律神経機能と関連した心的障害の季節変動が免疫活性とに関連において解明される可能性があり,温暖地域と寒冷地域間での心的障害の有病率の差を説明できるかもしれない。
光分解造形法による灌流可能な血管ネットワークを有する三次元組織体の構築

B01班杉浦グループでは、H24-H25年のA02班としての活動の中で開発した「生体組織光分解造形法」とマイクロ流体デバイスを組み合わせ灌流可能な三次元組織体の構築を目指して研究を進めてきた。研究を進める中で、以前の方法では「長期に形状を維持できる固いゲル」を作る際に、細胞毒性が問題となることが確認された。そこで、新たに架橋剤の毒性を低減した「クリック架橋光開裂性架橋剤」を利用することとした。また、培養液の循環を簡便に行うために、「圧力駆動の循環培養システム」を本年度新たに開発した。この循環培養システムに関して論文を1本投稿している。また、循環培養システムの開発において新たな研究展開を着想しており、関連特許を3件出願した。うち1件は国際出願している。関連学会において発表し、第32回化学とマイクロ・ナノシステム研究会での発表において、優秀研究賞を受賞した。これらの「クリック架橋光開裂性架橋剤」と「圧力駆動の循環培養システム」を組み合わせ、「ハイドロゲル包埋培養系の灌流培養システム」を構築した。この手法を用いて、ハイドロゲル中に異なるピッチで流路様の構造を加工し、潅流培養を行ったところ、照射パターンの間隔が1.6 mm以下の場合に細胞の生存率が高いことが確認された。以上の結果より、ハイドロゲル包埋灌流培養系の構造機能の相関を探索する新たな研究ツールが開発されたと考えられる。研究を進める中で開発された「クリック架橋光開裂性架橋剤」と「圧力駆動の循環培養システム」はそれぞれ、領域内共同研究や、領域外の民間企業との共同研究をとおして、がん細胞分離や、創薬のためのデバイスとして応用されており、他の研究領域の研究の発展に波及効果をおよぼすものと考えられる。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、申請者らがこれまでに開発してきた「生体組織光分解造形法」と「圧力駆動型灌流培養マイクロ流体デバイス」を組み合わせ、血管様流路構造を有する三次元組織体をマイクロ流体デバイスに形成し、圧力駆動で培養液を灌流するシステムを構築することを目標としている。平成26年度は以下の検討を行った。1)光開裂性架橋剤を合成し、以降の研究に利用した。平成25年度まで使用していた活性エステル型の光開裂性架橋剤ではゲルの成形性の良い条件では細胞毒性が見受けられたため、新たにクリック架橋型の光開裂性架橋剤を合成した。2)マイクロ流体デバイスの加工に関し、細胞を包埋したゲルを光分解造形法で分解し、マイクロ流体デバイス内に導入することのできる開閉型のマイクロチャンバー構造を搭載したマイクロ流体デバイスを加工した。3)マイクロ流体デバイス内で血管様流路構造を有する三次元組織の構築3)マイクロ流体デバイス内で、三次元組織光分解造形法を用いて血管様マイクロ流路を含んだ三次元組織体を形成するための、ゲルの調整条件、光分解条件に関する検討を行い、適切な条件を見出した。一方、マイクロ流路の構造に関して修正すべき点が確認されたので、マイクロ流路の構造については、今後修正していく予定である。4)二光子励起加工実験に関連し、ゲルの調整条件に関する予備実験を行い、二光子励起加工に適した低膨潤性ゲルを調製する調整条件を見出した。当初の年次計画では、H26年度は、1)光分解性架橋剤の合成、2)マイクロ流路チップの加工、3)マイクロ流路チップ上で血管様流路構造を有する三次元組織の構築、4)二光子励起加工、5)アルギン酸ゲルを利用した加工、を予定していた。

1)および2)に関しては、実施する中で問題も発生したが、改善方法を見出して解決し、完了している。3)については見通しが立っている。4)についてもゲルの膨潤という問題が顕在化したが、ゲルの調整条件を検討する中で膨潤度の低いゲルを調整する条件を見出し、今後の検討に使用できると考えている。5)については検討を進めているが、細胞を表面に接着したファイバー状ゲルの分解が難しく、現時点では加工方法の確立の見通しが立っていない。以上の状況から、当初の予定よりやや遅れいていると考えている。27年度が最終年度であるため、記入しない。平成27年度は6)設計パラメーターと肝機能の相関の検証、7)異なる手法で構築した三次元組織との比較、を進める予定であった。これを進めるためには、上記1), 2), 3)を進めておく必要があり、これらについては上述のようにほぼ見通しが立っている。従って、6), 7)については当初の計画通りに進めていく。また、4)についてもH26年度に問題が発生していたが、解決法の見通しが立っているので、二光子励起による加工方法について、H27年度に引き続き検討していく予定である。5)については、顕在化している問題点の解決法の見通しは立っていないが、本研究の本質的な内容とは異なるため、H27年度は6),7)に焦点を絞って研究を進めていく。
異文化対応型ビジネスマネジメントに関する研究

日本企業のビジネス・プロセスがボーダレス化するに伴い、異文化対応型のビジネス・マネジメントが不可避となってきた。本研究は、こうした企業構造上の変化を背景とした、日本的管理様式のパラダイムシフトとそこでの異文化マネジメント上の戦略的課題を明確にすることに置かれている。とりわけ、本研究は、企業の「競争優位の心臓部」ともいえる技術開発力と研究開発の国際化がどの程度進展しているのか、どのような国籍の技術者や研究者が関与してきているのかに分析上の焦点を当ててきた。また、研究分担者の桜井は、イランにおける日系企業、ならびに現地企業へのヒアリング調査を通して貴重なイスラム的価値観と経営様式に関する論文を発表している。1:日本企業のビジネス・プロセスがグローバルに展開するにつれて、これら日本企業で働く従業員国籍は多様化してきた。本年度は、これら海外国籍の多数の従業員を文化ごとに分類するための基準とその基本的コンセプトを明確にするための理論的ベース構築に当ててきた。そこでは、G.Hofstedeをはじめとして、G.ReddingとB.Steningが編集した,Cross Cultural Management(2003,Edward Elger)Vol.1,Vol.2、に所収されている総計1000頁におよぶ異文化経営に関する論文を代表者および分担者で読み、分類基準に関するコンセプト作りに多くの時間が当てられた。2:暫定的に作成された文化分類基準にそって、2004年3月に研究分担者の桜井が、担当地域の中東イスラム文化圏のイランに行き、調査を行った。対象企業は、松下電器イラン現地法人ならびに現地サプライヤー企業2社であった。2004年度は、この調査研究の有効性を確認したうえで、米国、欧州、アジアの松下電器現地法人へのアンケート送付と現地への調査研究を行う予定である。2004年度には、以下の2点を主に研究調査した。(1)代表的日本多国籍企業のひとつである、松下電器の海外現地法人を対象として、(1)本社の理念とミッションがどのように共有化されているか、(2)およびG.Hofstedeの5つの国民文化の分類軸(「男性度・女性度」、「短期的志向・長期的志向」、「権限格差の大小」、「不確実性の回避の大小」、「個人主義・集団主義」)がどの程度異なるかを調査した。今年度は、調査対象国を中国、タイ、マレーシア、シンガポールとし、これら諸国の松下現地法人13社、およびその他日本企業3社を訪問してインタビュー調査を行った。現在、これらの調査結果を、上記5つの国民化分類指標に依拠して、それぞれ1-5ポイント評価によって、定量化して表にまとめる作業の段階である。また、これらアジアの調査対象松下電器現地法人に対して内容確認のメールのやりとりを行っているところである。今回に調査を通じて、同一企業であるにもかかわらず、国民文化の差異だけではなく部署の違い、ジェンダーの違い、等々が組織文化と交じり合うことによって、同一の質問に対しても多様な受けとめかたと多様な回答が出される結果となった。2005年度の調査は、米国、欧州松下電器現地法人に対して行う予定となっている。これらの調査結果を解析し、AIB (Academy of International Business)のAnnual Conferenceにおいて報告する予定である。(2)データベースJICSTおよびINPADOCを利用して、米国特許および米国発行論文を検索し、エレクトロニクス系多国籍企業22社が研究開発をどこの国で行い、そしてこれらの国がどのような文化圏であるのかを分類した。2005年度は、この分析結果と(1)の国民文化指標とをクロスさせることによって、技術開発力ないし研究開発能力と文化的差異および文化的多様性との関連を明らかにしていく。昨年度は、これら海外国籍の多数の従業員を文化ごとに分類するための基準とその基本的コンセプトを明確にするための理論的ベース構築に当ててきた。そこでは、分類基準に関するコンセプト作りに多くの時間が当てられた。2:暫定的に作成された文化分類基準にそって、2004年度には研究分担者の桜井が、担当地域の中東イスラム文化圏のイランに行き、調査を行った。3:2005年度は、上記の文化類型による調査研究の有効性を確認したうえで、アジアの松下電器現地法人への調査研究を行った。それらは、在北京松下電気現地法人5社、タイ松下電器法人1社、マレーシア同現地法人2社、およびシンガポール同現地法人3社、合計11社を訪問し、異文化マネジメントに関するヒアリングを行った。

特に、「それぞれ固有の文化圏に適合した独自の企業理念とインセンティブシステムを有すべきなのか」、それとも「これら文化圏に共通した普遍的な企業理念やインセンティブシステムがあるのか」を中心に確認した結果、後者を軸に、前者への配慮がなされていること、しかしながら、在中国(北京)現地法人においては、歴史認識に規定された反日意識のために、企業理念もより日本的色彩を薄めた国際的に共感を呼ぶ内容への適応が求められていることが明らかとなった。
超撥油性ステンレス鋼表面の創製

防汚性,着氷防止性などの機能を付与できる超撥水性や超撥油性表面を実用金属材料であるステンレス鋼に構築できれば,安全安心で快適な日常生活のみならず,化学プロントや食品プラントにおける操業効率の向上にもつながる。本研究では,ステンレス鋼の化学・電解エッチングと新規なアノード酸化プロセスを組み合わせることにより,表面に階層構造を構築し,水や菜種油を始めとする低表面張力液体を弾く超撥水・超撥油表面を得ることに成功した。本研究は,簡便で工業化が期待できるアノード酸化や電解エッチングなどのウェットプロセスのみで超撥水および超撥油性ステンレス鋼を作製することを目的としている。本年度は,まずステンレス鋼のアノード酸化挙動を詳細に検討した。フッ化物含有有機電解液中においてSUS304およびSUS430の2種類の代表的なステンレス鋼を動電位法によりアノード酸化した。アノード酸化挙動は鋼種により大きく異なり,SUS430では定常電流が160 V程度まで継続して流れたのに対し,SUS304ステンレス鋼では,60 V程度以上で電流が大きく上昇した。40 Vまでアノード酸化した試料の断面TEM観察からSUS304に生成する皮膜はアモルファス構造である一方,SUS430では結晶性酸化物であり,また多孔質層と素地との間にできるバリヤー層もSUS430のほうが2倍ほど厚くなっており,皮膜形態,皮膜の結晶性は鋼材中のNiの有無により大きく変化することが示唆された。また,SUS430では生成電圧により表面形態が変化し,濡れ性制御に重要となる多孔度が生成電圧で制御可能であることが見出された一方,SUS304では表面形態の電圧変化は小さいことがわかった。電解エッチングについては,塩酸ー硝酸混合浴を用いることで,多数のマイクロピットをもつ表面を得ることができた。エッチング時間や電流密度を変化させることでピットサイズやピット密度などの形態制御法を確立することができた。このエッチングとアノード酸化を組み合わせることによりマイクロ・ナノ階層構造表面の構築に成功し,さらにフルオロアルキルコーティングを施すことにより,ヘキサデカンにも濡れない撥油表面を得ることに成功した。ステンレス鋼への多孔質アノード酸化皮膜の生成は,代表者が見だしたものであるが,本研究を通してその生成挙動の理解を深めることができ,電解エッチングを組み合わせることでヘキサデカンにも濡れない表面を構築できたことから,研究は順調に進展していると判断した。本研究では,ウェットプロセスを用いてステンレス鋼表面をマイクロ・ナノ階層構造多孔質化し,その表面を優希コーティングすることによって,水や油に全く濡れない超撥水・超撥油表面の創成をめざした。前年度の研究において,SUS304ステンレス鋼ではアノード酸化皮膜の多孔度が小さく,超撥油表面への応用には多孔度の制御が必要となることが明らかになったので,その検討を中心に研究を行った。先行研究において,ステンレス鋼のフッ化物含有エチレングリコール電解液中におけるアノード酸化には添加する水の量を0.1 mol/L程度に低減する必要があったが,本研究では,水添加量を0.5 mol/Lとしても電流密度を増大させてアノード酸化することで,多孔質皮膜を生成できることを明らかにした。さらに,水添加量を増やすことで,生成した皮膜の化学溶解がアノード酸化中に進行し,多孔度の大きな酸化皮膜を生成できるようになり,撥水・撥油性に有利なアノード酸化皮膜形態とすることが可能となった。また,水添加量を変えることにより皮膜組成にも変化が生じ,クロムが濃縮した皮膜は水添加量が多いほど生成しやすいことが明らかとなった。これを昨年度見出したエッチングと組み合わせることにより超撥油性の改善を確認した。エッチングについても昨年度の塩酸ー硝酸混合浴を用いた電解エッチングに加えて,塩化第二鉄,リン酸,塩酸を含む水溶液を用いた化学エッチング,フッ化水素酸を用いた化学エッチングも適用し,それぞれ特徴的なエッチング形態を示した。ただし,それぞれ表面組成が異なるため,有機コーティングの条件をそれぞれ検討する必要があることが明らかとなった。今後は,アノード酸化皮膜の多孔度の制御を行う手法を確立するとともに,階層構造の最適化を目指す。また,超撥水・超撥油表面の最大の課題である耐久性の付与については,表面の自己修復化の検討を行う。さらに冬場に着雪性の低減効果の確認も行う予定である。表面機能化学超撥油化に必要な有機コーティング剤の検討を計画していたが,当研究室でアルミニウム用に使っていたコーティング剤がステンレス鋼にも有効で問題なく使えることがわかり,コーティング剤の検討以外の研究項目に研究の重点を置くことができたため,次年度繰越が生じている。平成28年度に計画している低着雪表面の研究のための評価方法の確立が必要となっており,そのための費用として次年度使用する予定である。