hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒト肺癌発生におけるROR1受容体とRTKのクロストーク制御及び活性化機序の解明

これまでの研究結果から、肺腺がん細胞株においてROR1の発現抑制は、様々なRTKの活性化の低下を引き起こすことや、他のRTKの活性化を介したバイパスシグナルによってゲフィチニブなどのEGFR-TKIに対する抵抗性を獲得した肺腺がん細胞株においても、ROR1の発現抑制は細胞増殖を有意に阻害することを明らかにしてきた。今回我々は、肺腺癌細胞株においてROR1の発現抑制は有意なCAV1の発現低下を引き起こすことから、ROR1がカベオラの構成分子であるCAV1の発現を制御していることを新たに発見した。またCAV1の発現抑制によってもROR1の発現抑制のときと同様に、様々なRTKの活性化の低下や肺腺癌細胞株の細胞増殖を阻害することが分かった。これらの結果は、ROR1を介したカベオラ制御機構が様々なRTKの活性化の維持とそこから伝わる生存シグナルに深く関与している可能性が示唆された。今後はROR1によるカベオラ制御に関わる詳細な分子機序について迫る研究を展開していきたい。末梢肺の発生に必須なTTF-1遺伝子の発現持続は、末梢肺由来の肺腺がん細胞の生存に必須であり、TTF-1により直接転写活性化される受容体型チロシンキナーゼROR1がその生存シグナルを担っている。我々は、肺腺がん細胞株においてROR1の抑制は、様々なRTKの活性化の低下を引き起こし、他のRTKの活性化を介したバイパスパスウェイによってEGFR-TKIに対する抵抗性を獲得した肺腺がん細胞株においても、ROR1の抑制は細胞増殖を阻害することが分かった。さらに我々は、ROR1は様々なRTKが集積するカベオラの構成分子であるCAV1の蛋白質レベルの発現を制御していることを見出した。本年度の研究を推進することによって、以下の結果を得た。肺腺がん細胞株におけるROR1の発現抑制は、他のRTKの定常的な活性化の低下をもたらした。また、リガンド依存的なRTKの活性化も、ROR1の発現持続を必要することが明らかとなった。すなわち、それ自体がRTKの一つであるROR1が、EGFRを含むMET, IGF-IRなどの他のRTKを介したシグナリングの維持に必要とされる極めて重要な細胞膜受容体であることを示す、極めて独自性の高い知見を得ることができた。興味深いことに、ROR1のキナーゼ活性を欠く変異体型ROR1によっても、他のRTKを介したシグナリングの維持はレスキュー可能であり、ROR1が持つキナーゼ活性非依存的な機能であることを突き止めた。さらに、他のRTKの活性化によるバイパスシグナリングに起因するEGFR-TKI抵抗性を持つ、様々ながん腫の細胞株においても、ROR1の発現抑制によって効果的に細胞増殖を抑制可能であることも明らかとなった。以上の如くの本研究において得られた成果によって、ROR1が、革新的な新規がん治療法の創薬開発のための、極めて魅力的な分子標的たり得ることが、明確に示唆された。分子腫瘍学RTKの活性化は、外界からの刺激に応じて、その情報を変換し細胞内にシグナルを伝えるための重要な反応であり、がん細胞の生存や増殖等において重要な役割を担っている。我々の知見は、ROR1の発現抑制によって、様々なRTKの活性化を顕著に低下させることが可能であり、バイパスシグナリングによるEGFR-TKI阻害剤に対する抵抗性獲得細胞においても、有意な増殖抑制が可能なことを示している。
低損失X線ファイバおよび高機能X線光学素子の基礎的研究

1.原子レベルでのX線の反射・散乱特性を解析するために原子を完全導体円柱と想定して,その完全導体円柱の円柱列にX線を入射させたときのX線の反射・散乱特性を境界要素法により解析した.さらに,結晶中の原子群を誘電体円柱と見立て,結晶中に入射するX線の透過・散乱特性の解析を行っており,原子(誘電体円柱)の配列によってX線の散乱強度が示されるようになった.2.原子内電子の運動を考慮することにより,より現実的な不均質屈折率散乱体モデルを構築することで,単原子によるX線の散乱解析をより厳密に行うことができた.このモデルでは,パラメータとしてX線の入射により影響を受ける電子のエネルギー準位を用いており,これを明らかにすることで,入射により励起される電子と屈折率分布とは非常に大きな相関があること,およびX線の強度分布解析の結果が原子内部の屈折率分布と相関を持っていることが確認された.さらに,この単原子における解析を拡張して複数原子における解析についても行った.3.X線多層膜反射鏡の膜材料を,従来本研究で用いてきたSi/Mo,Ptに加えて新たにAg/LaおよびRh/Ceを選定し,それらの波長依存性,層数依存性および入射角依存性などを明らかにした.さらに,X線の入射角度をファイバ伝送で想定される臨界角近傍であるとして,反射率の最適化を行った.その結果,良好な反射率を得られることが可能となった.4.薄膜状高性能X線吸収シールドの研究では,マイクロ波領域で用いられる電波吸収体を,多層膜構造に応用し,X線領域での解析を行った.その結果,勾配分布型屈折率分布をもつ多層膜の特徴として,X線の透過・反射を抑え,吸収効率が向上することがわかった.5.導波路作成上重要となる,臨界角近傍でのX線の全反射特性・透過特性を解析し,媒質定数の依存性および空間スペクトルによる性質変化について検討した.また,湾曲部での伝搬特性を曲がり集束性X線導波路を用いて解析し,このモデルでのモード変換,ビームスポットの拡がりを解明した.これにより,X線ファイバをはじめとするX線導波路におけるX線伝搬特性の基礎的知見を得た.6.レンズなどのX線集束素子については従来のグレーデッドインデックス型導波路において,理論解析の結果,X線が集束されることが確認された.さらに,コア層に損失を加えたより現実的なモデルについても同様に,X線ガウスビームが集束素子によって集束されるという結果が得られた.またこれに加えて,X線平面波がテ-パ状導波路プローブに入射した時のプローブ内外の電界強度の強度分布を,二次元的に有限要素法と境界要素法を組み合わせた手法を用いて解析を行った.その結果,入射されたX線平面波が集束されることが確認された.1.原子レベルでのX線の反射・散乱特性を解析するために原子を完全導体円柱と想定して,その完全導体円柱の円柱列にX線を入射させたときのX線の反射・散乱特性を境界要素法により解析した.さらに,結晶中の原子群を誘電体円柱と見立て,結晶中に入射するX線の透過・散乱特性の解析を行っており,原子(誘電体円柱)の配列によってX線の散乱強度が示されるようになった.2.原子内電子の運動を考慮することにより,より現実的な不均質屈折率散乱体モデルを構築することで,単原子によるX線の散乱解析をより厳密に行うことができた.このモデルでは,パラメータとしてX線の入射により影響を受ける電子のエネルギー準位を用いており,これを明らかにすることで,入射により励起される電子と屈折率分布とは非常に大きな相関があること,およびX線の強度分布解析の結果が原子内部の屈折率分布と相関を持っていることが確認された.さらに,この単原子における解析を拡張して複数原子における解析についても行った.3.X線多層膜反射鏡の膜材料を,従来本研究で用いてきたSi/Mo,Ptに加えて新たにAg/LaおよびRh/Ceを選定し,それらの波長依存性,層数依存性および入射角依存性などを明らかにした.さらに,X線の入射角度をファイバ伝送で想定される臨界角近傍であるとして,反射率の最適化を行った.その結果,良好な反射率を得られることが可能となった.4.薄膜状高性能X線吸収シールドの研究では,マイクロ波領域で用いられる電波吸収体を,多層膜構造に応用し,X線領域での解析を行った.その結果,勾配分布型屈折率分布をもつ多層膜の特徴として,X線の透過・反射を抑え,吸収効率が向上することがわかった.5.導波路作成上重要となる,臨界角近傍でのX線の全反射特性・透過特性を解析し,媒質定数の依存性および空間スペクトルによる性質変化について検討した.また,湾曲部での伝搬特性を曲がり集束性X線導波路を用いて解析し,このモデルでのモード変換,ビームスポットの拡がりを解明した.これにより,X線ファイバをはじめとするX線導波路におけるX線伝搬特性の基礎的知見を得た.6.レンズなどのX線集束素子については従来のグレーデッドインデックス型導波路において,理論解析の結果,X線が集束されることが確認された.さらに,コア層に損失を加えたより現実的なモデルについても同様に,X線ガウスビームが集束素子によって集束されるという結果が得られた.

またこれに加えて,X線平面波がテ-パ状導波路プローブに入射した時のプローブ内外の電界強度の強度分布を,二次元的に有限要素法と境界要素法を組み合わせた手法を用いて解析を行った.その結果,入射されたX線平面波が集束されることが確認された.1多層膜X線反射鏡の研究において、17層Pt/Si多層膜における反射率の入射角依存性、層数依存性、波長依存性などを明らかにし、膜厚の反射率に対する影響を明らかにした。また現在までに、さらに高い反射率を得るための物質の組合せを明らかにし、X線入射角度に対する膜厚の最適化を行なった。さらに現在、全入射角度での高反射率を得るため研究を行なっている。2結晶中の原子群を完全導体柱に見立て、結晶中に入射するX線ビームの透過・散乱特性の解析を行なった。原子(導体柱)の配列によってX線の散乱強度分布が示され、結晶中でのX線ビームの振る舞いについて基礎原理が明らかになった。現在は、さらに原子(導体柱)の数を増やし、より現実の結晶に近い状態の解析を行なっている。3 X線収束素子の研究において、素子の分布状屈折率媒質内を伝搬する波動を解析するにあたり、基板とクラッドの損失を考慮して、波動伝搬法を用いた解析を進めている。コア層に誤差関数型の分布を持たせた分布状屈折媒質の解析を行なった結果、素子に入射するビーム幅に対する適切なコア層の分布幅および素子長を求め、最短収束素子長におけるビームの収束を確認できた。4単原子によるX線の散乱の解析により、これまでの原子を完全導体円柱に置換したモデルにより行なわれてきた解析では、原子内に存在する電子の分布を考慮していなかったが、これを内部に屈折率分布を持つ誘電体球のモデルを用いることで、より厳密なX線散乱の解析が行なえた。その結果、原子内の屈折率は入射X射の波長に依存していることが解った。5薄膜状、高性能X線吸収シールドの研究として、マイクロ波領域で用いられる電波吸収体を、多層膜構造に応用することによりX線領域での解析を行なった。また、多層膜におけ媒質間でのX線の透過・反射・散乱特性についての解析を行い、勾配分布型屈折率分布を持つ多層膜の特性として、X線の透過・反射を抑え、吸収効率が向上することが解った。1多層膜X線反射鏡の研究において、より高い反射率を得ることのできる組み合わせとして、これまでのPt/Si多層膜にかわり、52層Ag/La多層膜を挙げ、その波長依存性、層数依存性、入射角依存性などを明らかにし、入射X線ビームの角度に対して、膜厚の最適化を行った。その結果、これまでに本研究室で行われてきた多層膜の反射率を上回る理論特性を得ることができた。さらに現在この結果を基に、素子の開発の検討、および表面粗さの問題の検討を行っている。2結晶中の原子群を完全導体柱に見立て、結晶中に入射するX線ビームの透過・散乱特性の解析を行った。現在はより多数の原子による散乱解析の計算効率の向上、及び導体柱を誘電体柱に置き換えた場合の散乱解析を行っている。3 X線収束素子の研究において、素子の分布状屈折率媒質内に伝搬する波動を解析するにあたり、導波路媒質の損失を考慮した波動伝搬法を用いた解析を進めている。これにより分布関数による伝搬特性の違い、ビーム幅により分布幅および素子長、最適な収束機能素子の特性を明らかにした。現在、コア層での損失を考慮に入れた新しい理論式の導入の検討を行っている。4単原子によるX線の散乱解析で、内部に屈折率分布を持つ誘電体円柱のモデルを用いることにより、より厳密なX線の散乱解析を行った。
K4炭素結晶の創生と新規物性発現

トポロジーの研究に基づき結晶構造が予測されたが、現在までに誰も合成したことの無いK4炭素結晶の合成に挑戦した。本年度は、昨年度、計算科学により合成が示唆された金属ドープ系について、メカノケミストリーによる局所高圧化による合成を試みた。また、窒素系、ボロン系についても溶融金属中・超高圧系での結晶合成、金属トープK4炭素結晶の合成、非平衡プラズマ状態での合成の可能性評価を第一原理計算によるK4結晶安定性評価と並行して行った。さらに、数学の小谷教授、計算科学の川添教授とは、本研究について1年前から共同研究を進めており、本年度も研究を進めるにあたっても、情報交換を行った。具体的には、新たな合成法として、1.高温場溶融金属中合成、2.メカノケミストリー合成、3.高温高圧溶媒反応場合成を検討した。K4に特徴的な物性評価を行い(たとえば、吸収、蛍光スペクトル等)、解析手法にフィードバックした。この結果、アルカリ金属を添加した炭素をメカノケミカルな手法で処理したサンプルについて、既知の材料に帰属できない結晶回折パターンが見出され、詳細な検討を継続している。同様に、アルカリ土類金属を添加したBNについても、同様な成果が得られ、計算科学で予測した系が、新材料の創出に貢献できることを実証した。さらに、計算より、炭素原子がK4構造や既知の結晶構造以外にも、高圧領域で安定相を取りうることが分かり、計算を利用した新規構造材料設計・予測を推し進めた。従来、炭素材料にはアモルファス炭素、グラファイト(sp^2)、ダイヤモンド(sp^3)があるが、3次元結晶についてはsp3混成軌道を有するダイヤモンド以外にないと考えられてきた。ところが、昨年、数学の研究者の幾何解析により、120°の分岐(炭素ではsp^2結合)結合から2次元のグラファイトだけでなく3次元結晶構造が組みうることが見出された。申請者らは、この数学研究者と共同で第一原理計算を行い構造安定性と物性評価を行った。構造は安定であり、グラファイトから高圧下で相転移しうることも計算により予測できた。また、この新炭素結晶のXRDパターンも予測できた。その結果、驚くべきことに、この炭素結晶は、自由電子を有し金属的特性をもつことが見出された。これは、フラーレンやCNTと異なり、バルク材料であるので、実際の応用分野を考えると、これらよりもはるかに大きな応用分野が期待される。そこで本研究では、このK4結晶構造を実験により合成することを目的とする。本年度は、グラファイト、SrSi_2、BNをマトリックスとしたK4合成を試みた。量子化学計算の結果、炭素から構成されるK4結晶は構造的に不安定であるが、遷移金属をドープすると安定になることが明らかとなった。そこで、遷移金属とグラファイトを高温、高圧の条件にしてK4結晶の合成を試みた。さらに、SrSi_2やBNをマトリックスにした場合の量子化学計算を行ったところ、同様に遷移金属の存在下で構造が安定になることが明らかとなった。そこで、これらについても高温、高圧条件でのK4結晶の合成を試みた。その結果、SrSi_2系において、SrSi_2とMgの混合物では説明することができない結晶構造をもつ物質が生成されていることが明らかとなった。既存のデータベースでも説明をすることができず、更に詳細な解析を行っている。
観光行動力導出による高齢者の旅行促進に関する研究

高齢者(以下、被験者)の日頃の活動量を計測し、個人の特性を明らかにする。次に、実験ツアーで測定した客観的指標とヒアリングした当日と翌日の主観的疲労感から、個々の被験者の観光行動力を3段階で導出する。さらに、日頃の活動量と観光行動力の関係について分析し、観光行動力に影響を与えている主要因を明らかにする。最終的に、自身の観光行動力を把握し訪問可能な場所を知ったことが、観光旅行に出掛ける動機付けになったかを明らかにする。これらの結果から、観光行動力の導出と提示について課題を整理し、高齢者の旅行促進のための動機付けのあり方を提案する。
神経栄養因子分泌促進を誘導する脈絡叢上衣細胞転写因子の解明-転写因子の遺伝子導入による脳梗塞巣修復治療への応用に向けて

脈絡叢は脳脊髄液を産生する器官であるが,中枢神経機構維持における存在意義は未だ解明されていない。我々は脈絡叢が(ア)神経栄養因子,(イ)抗酸化因子,(ウ)アミロイドベータ凝集抑制因子,(エ)脂質代謝因子,(オ)細胞移動促進因子,(カ)解毒代謝因子,(キ)血管新生促進因子等を豊富に発現していることを示した。このことから,脈絡叢が中枢神経系の維持に関与しているのではないかと推測した。ラット脳梗塞モデルに対し,脈絡叢上衣細胞を脳脊髄液中に移植すると,アポトーシス,炎症,酸化ストレスを抑制しながら,虚血損傷治癒を促進することが明らかとなった。移植された細胞は脳室内に留まり,虚血損傷部には存在しないことから,移植細胞から分泌される様々な因子が,経脳脊髄液的に神経保護作用を示したのではないかと考察した。In vitroの実験より,脈絡叢上衣細胞由来の分泌性因子がa)ニューロンの突起伸長を促進,b)神経細胞死を抑制,c)血管内皮細胞の生存を促進することを示した。脈絡叢上衣細胞から分泌される神経保護・再生因子の一部は,50kDa以上の蛋白/ペプチドが関与していることが明らかとなった。脈絡叢が,このように神経保護因子,突起伸長促進因子,血管内皮保護因子を脳脊髄液中へ放出すると同時に,脳脊髄液中の有害因子を解毒代謝することで,中枢神経系の発達,生存維持を促進する機能を持つことが示唆された。また今回,脈絡叢上衣細胞内に神経幹細胞が存在することが明らかとなった。更に,脈絡叢上衣細胞の分泌性因子が神経幹細胞の神経細胞への分化を促進することも示された。脈絡叢において,神経保護因子・血管保護因子の産生及び分泌を促進させることで,中枢神経環境を適正化させながら,中枢神経損傷に対して保護・再生を促進させる治療法の開発の可能性が拡がってきている。我々は脈絡叢が(ア)神経栄養因子,(イ)抗酸化因子,(ウ)アミロイドベータ凝集抑制因子,(エ)脂質代謝因子,(オ)細胞移動促進因子,(カ)解毒代謝因子,(キ)血管新生促進因子等を豊富に発現していることを明らかにし,in vitroにおいて,ニューロンと共培養,ないし脈絡叢上衣細胞から得られた培養上清下で培養すると,a)突起伸長,b)細胞死抑制を促進することを証明した。更に,脊髄損傷部位へ直接脈絡叢を移植することで軸索再生を促進することを,脳虚血障害に対し培養脈絡叢上衣細胞を経脳脊髄液的に注入することで,脳梗塞巣を著明に抑制することを見出した。現在,両総頸動脈閉塞による慢性脳虚血ラットモデル及びコントロールラットから得られた脈絡叢のtotalRNAを抽出し,逆転写酵素を用いて蛍光標識したcDNAを作成している。今後,cDNAマイクロアレイ解析にて,慢性脳虚血により脈絡叢上衣細胞において誘導される転写因子群の同定を行う予定である。また,脳虚血に引き続き,脈絡叢内で様々な神経栄養因子・成長因子の発現が誘導されることをRT-PCR法を用いて確認しており,侵襲に応答して脈絡叢が脳脊髄液中にこれらの因子を放出していることが示唆されている。また,脈絡叢上衣細胞と血管内皮細胞の非接触性共培養にて,血管内皮細胞の生存が促進されることもわかった。

このように,脈絡叢が発現する神経保護因子・血管保護因子の分泌を促進させることで,中枢神経環境を適正化させながら,中枢神経損傷に対して保護・再生を促進させる治療法の開発の可能性が拡がってきている。脈絡叢は脳脊髄液を産生する器官であるが,中枢神経機構維持における存在意義は未だ解明されていない。我々は脈絡叢が【○!ア】神経栄養因子,【○!イ】抗酸化因子,【○!ウ】アミロイドベータ凝集抑制因子,【○!エ】脂質代謝因子,【○!オ】細胞移動促進因子,【○!カ】解毒代謝因子,【○!キ】血管新生促進因子等を豊富に発現していることを示した。このことから,脈絡叢が中枢神経系の維持に関与しているのではないかと推測した。ラット脳梗塞モデルに対し,脈絡叢上衣細胞を脳脊髄液中に移植すると,アポトーシス,炎症,酸化ストレスを抑制しながら,虚血損傷治癒を促進することが明ちかとなった。移植された細胞は脳室内に留まり,虚血損傷部には存在しないことから,移植細胞から分泌される様々な因子が,経脳脊髄液的に神経保護作用を示したのではないかと考察した。in vitroの実験より,脈絡叢上衣細胞由来の分泌性因子がa)ニューロンの突起伸長を促進,b)神経細胞死を抑制,c)血管内皮細胞の生存を促進することを示した。脈絡叢上衣細胞から分泌される神経保護・再生因子の一部は,50kDa以上の蛋白/ペプチドが関与していることが明らかとなった。脈絡叢がこのように神経保護因子,突起伸長促進因子,血管内皮保護因子を脳脊髄液中へ放出すると同時に,脳脊髄液中の有害因子を解毒代謝することで,中枢神経系の発達,生存維持を促進する機能を持つことが示唆された。また今回,脈絡叢上衣細胞内に神経幹細胞が存在することが明らかとなった。更に,脈絡叢上衣細胞の分泌性因子が神経幹細胞の神経細胞への分化を促進することも示された。脈絡叢において,神経保護因子・血管保護因子の産生及び分泌を促進させることで,中枢神経環境を適正化させながら,中枢神経損傷に対して保護・再生を促進させる治療法の開発の可能性が拡がってきている。
アルミニウムー銅金属間化合物薄膜のLSIメタライゼ-ション材料への応用

Cu_9Al_4金属間化合物薄膜をスパッタにより基板温度300°C以下で作成することができた。作成した薄膜は熱的にも安定であり,約700°Cまでの熱処理において,X線回折パタ-ンの大きな変化は認められなかった。良く粒径成長した多結晶膜において,抵抗率は約13μπーcmであり,低抵抗化合物薄膜を得ることができ,メタライゼ-ション材料として有用な特質を有することが知られた。得られた化合物薄膜とSiとの適合性を調べるためにSi基板上にCu_9Al_4化合物薄膜を直接堆積させてその界面での物質輸送をオ-ジェ電子分光により評価した。化合物薄膜の結晶性が良くなる程界面は急峻となり,安定な化合物を形成することにより界面も安定となこことが明らかとされた。この界面ではまた,基板温度250°C以上で化合物薄膜中への低濃度でのSi混入が認められた。この系について熱処理を行い,界面安定性を検討したところ,熱処理温度600°Cで膜中へのSiの拡散が進行するものの,濃度は増えることなく,この混入が界面崩壊の要因とはならないことが知られた。熱処理温度700°CではCuのSi中への拡散傾向が認められるようになるが安定である。さらに熱処理温度が上昇すると,CuのSi中への拡散によって界面が崩れるが,この温度はCu_9Al_4の共晶反応温度780°Cに近い。化合物薄膜中へのSiの混入を防ぐ目的でTiNバリヤを用いたCu_9Al_4/TiN/Si系を作成し,その界面の安定性を同様に検討した。この系は熱処理温度670°Cまでは安定であることが知られた。以上のように,本研究はCu_9Al_4化合物薄膜を作成し,メタライゼ-ション材料として用いたときの諸特性を検討し,十分安定なコンタクト系を実現することの可能なことを明らかとしたものであり,当初の目的を十分にはたすことができた。Si-LSIのコンタクト構造におけるAlとSiとの低温での反応を回避するために、それ自身物理的化学的に安定な金属間化合物をメタライゼ-ション材料として用い、界面での自由エネルギ-を低下させた積層構造を実現するという観点から、Al-Cu系化合物を薄膜の形で形成するための要件と、構造、組成、電気的特性を明らかにするのが本年度の目標である。化合物薄膜は、AlとCuの複合タ-ゲットを100350°Cの基板温度に保ったパイレックスガラス上にスパッタすることにより作成した。成膜条件を検討した結果、タ-ゲットの面積比をCu:30%としたものを用いることにより、Al_<0.30>CU_<0.70>(原子吸光分析の結果)の組成の膜が得られ、X線回折の結果から、構造的にもAl_4Cu_9の化合物が形成されていることが確認された。透過電子顕微鏡観察からも、この膜は基板温度250°Cで粒経1000Å程の多結晶であることが知られた。材料としての熱的安定性を調べたところ、調べた範囲の480°Cまででは、X線回折パタ-ンの本質的な変化は認められず、構造的にも安定であることがわかった。

このことは非平衡過程で形成された化合物薄膜が、本来の平衡状態での安定相(>500°C)以下の温度では構造変化を起こし難いことによるものと思われ、メタライゼ-ション材料としては好都合な特性である。さらに、この薄膜の抵抗率は基板温度100200°Cで30μΩ-cm、250°Cで<15μΩ-cmであり、十分低抵抗率な材料であることがわかる。このようにAl-Cu系金属間化合物として、熱的に安定で、十分低抵抗な化合物を薄膜の形で得ることができ、本年度の目標を一応達成することができ、次年度の目標であるSiとの反応性の検討につなぐことができた。前年度においてAl_4Cu_9金属間化合物薄膜の作成要件を検討し,その結晶構造,熱的安定性ならびに電気的特性の検討を行い,得られた薄膜が化合物として十分熱的に安定であること,また低抵抗であることを明らかとした。本年度においては引き続き,Al_4Cu_9薄膜をメタライゼ-ション材料として適用するにあたって重要となるSiとの反応性の検討を行った。まず,Siウエハ上にAl_4Cu_9薄膜をたい積させた直接コンタクト構造では,基板温度250°C以上でSiの低濃度混入が認められるものの良好な界面を形成することが明らかとなった。また界面の急峻性は,Al_4Cu_9の結晶性の良否にも依存しており,安定で良好な化合物結晶を作ることにより,界面での余分な物質輸送が抑制されることが知られた。次に,この界面の熱的安定性を評価するため基板温度250°Cで作成したAl_4Cu_9/Si系の熱処理を行い,界面を通しての物質輸送の様子をオ-ジェ電子分光分析を用いて調べた。その結果,熱処温度600°C以上で膜中へのSiの低濃度拡散が進行するものの,濃度は増えることはなく,このことが界面崩壊の要因とならないことが知られた。界面は700°Cの熱処理でCuのSi中への拡散が認められるようになるが安定である。さらに熱処理温度が上昇すると,CuのSi中への拡散によって化合物が分解し,界面が崩れるが,この温度はAl_4Cu_9化合物の共晶反応温度780°Cに近い。さらに,薄膜中へのSiの混入を防ぐ目的で,TiNバリヤを用いたAl_4Cu_9/TiN/Si系を作成し,その界面の安定性を同様に検討した。この系は,670°Cまでは安定に,積層構造として機能することが明らかとなった。このように,本研究では,Al_4Cu_9化合物をメタライゼ-ション材料として用いた十分安定なコンタクト系を実現することができ,当初の研究目的を十分にはたすことができた。
沖縄の干潟生態系の環境機能評価に関する研究

本研究の目的は干潟が持っている生態系機能を理論的に解明し、それを定量的に評価し、干潟の重要性に対して科学的根拠を与えることにある。野外および実験室内の調査研究、及び文献調査の結果に干潟は、1)鳥類の採餌、休息の場として、2)陸上から流入してくる有機物の浄化場として、3)貴重な景観機能を持つ場として、4)レクレーションの場として、5)漁場として、6)教育研究の場として、など多くの機能を持つことが明らかになった。その中で特に底生生物による環境浄化機能及び砂浜の同機能の評価については定量化することが出来た。堆積物食者のヒメシアマネキは、その個体群密度、日周活動や諸環境条件を考慮すると、1haの範囲にヒメシオマネキが生息していると仮定した場合、年間20-80kgの窒素を摂取していると推定された。干潟に堆積物者が存在しなければこれらの有機物は干潟上に蓄積され、より還元的な環境が創出されるであろう。堆積物食者の摂食活動の役割を定量的に評価する方法が確立されたので今後、さまざまな種に応用し、干潟全体の機能を評価する必要がある。一方、干潟を含む砂浜海岸では干潮に伴って海水が干潟や砂浜内部に入り込み濾過される。この濾過量を測定した結果、砂浜と干潟が1kmにわたって続いていた場合、年間約70トンの海水が濾過されると推定された。有機物量の指標であるCODはあきらかに干潮時に減少して戻ってくるのでその浄化量は無視できない。今後、海水中に含まれる懸濁物質量や干潟に負荷される陸上からの有機物量の動態と関連させて、干潟の機能をさらに詳細に検討する必要がある。沖縄県中城湾にある干潟を主研究地として研究を開始した。最初に生物相を把握するためライントランセクト法で底生生物の分布パターンについて調査した。1.本調査地は長い洲によって囲まれており、半閉鎖的な様相を呈しているため、開口部は砂泥質、奥部へ行くに従ってより泥質となり生物相もそれに伴って明瞭に変化している。砂泥質部にはヒメシオマネキや数種類の巻貝類が、また奥部の泥質部にはトカゲハゼ、ミナミトビハゼなどのハゼ類とヒメヤマトオサガニが特徴的に生息していた。2.上記各種ともに浮遊幼生期を有するので定着時期のおける環境条件やすでに干潟に生息している生物との反応が将来の群集構造を決定する大きな要因と思われるので野外実験により、成体-新規定着個体の関係に関する調査を開始した。3.泥の起源や、底生動物の食物の起源を調べるために有機物のCN組成の分析を開始した。今回購入したCNアナライザーは多量のサンプルを短期間に分析可能であるので近い将来多量の情報が得られると期待される。4.重要な有機物源と考えられるマングローブの一種メヒルギについて葉の生長と寿命、開花時期と胎生種子の生産など、その生活史を解明した。落葉は重要であると考えられるが、台風による落葉を除外すれば、生産された後1年後の冬季に大量に落ち、干潟に供給されることが明らかになった。沖縄島中城湾の佐敷町の干潟には砂州によって囲まれた閉鎖的で干潮時に泥質干潟が出現する水域があり、トカゲハゼが多数生息していることで知られている。またヒメヤマトオサガニの固体数も多い。本年度はこの両種の種間関係と環境との関わり、二枚貝や埋在生ベントスの摂食活動による環境や生物群集に対する影響について評価した。ヒメヤマトオサガニの定着はトカゲハゼの存在により影響を受ることが判明したが、逆のパターンは確認できなかった。トカゲハゼは本来の泥質干潟以外の環境でも造巣活動が可能であることがわかったが、より砂分が多い環境で個体数が減少する原因の究明が急がれる。

ヒバリガイ類は足糸が付着可能な基質が存在すれば干潟、砂質の海底でも普通に観察される。また埋在生の懸濁物食者も多い。懸濁物食者が水塊から有機物を濾過摂食する活動は環境浄化機能の重要な側面である。本年度はヒバリガイ類を用いてその機能の定量化を試みた。水中に存在する有機物量と摂食後排泄される糞中に含まれる有機物量の差が浄化された量として計算される。ホシスジヒバリガイが25.1/m^2の密度で17.4haの範囲に分布している海域の場合、水が清澄な場合、一日あたり430gの窒素と3500gの炭素が除去されると計算された。波浪の影響で水が攪乱され、懸濁物食量が多い状態の測定も必要である。ニホンスナモグリは埋在性の動物で地中から糞を干潟表面に噴出している。このため噴出口周辺は底質が不安定な状態になっており、移動能力を有する堆積物食者が優占していた。一方、噴出口から離れるにつれて他の生物の生息も可能になり、種の多様性が増加すると予想された。ただし、小型動物が大部分であるため同定作業に時間を要する。本年度は特に堆積物食者の活動の評価に関する調査研究と、砂浜を含む堆積海岸の懸濁物浄化機能の評価を中心に研究した。シオマネキ類は沖縄の干潟における最も重要な堆積物食者のグループの一つである。ヒメシオマネキを材料として、その個体群密度、日周活動や諸環境条件を考慮して干潟から摂取する有機物の量を推算すると、2-8gN/m^2と計算され、仮に1haの範囲にヒメシオマネキが生息しているとすると年間20-80kgの窒素が摂取されることになる。干潟に堆積物者が存在しなければこれらの有機物は干潟上にに蓄積され、より還元的な環境が創出されるであろう。堆積物食者の摂食活動の役割を定量的に評価する方法が確立されたので今後、さまざまな種に応用し、干潟全体の機能を評価する必要がある。一方、干潟を含む砂浜海岸では干満に伴って海水が干潟や砂浜内部に入り込み濾過される。この濾過量を測定した結果、砂浜と干潟が1kmにわたって続いていた場合、年間約70トンの海水が濾過されると推定された。有機物量の指標であるCODは明らかに干潮時に減少して戻ってくるのでその浄化量は無視できない。今後、海水中に含まれる懸濁物質量や干潟に負荷される陸上からの有機物量の動態と関連させて、干潟の機能をさらに詳細に検討する必要がある。
排尿習慣化訓練の適応基準とプロトコールの開発

機能性尿失禁を抱える高齢者に対して、高齢者施設で一般的に用いられている行動療法に排尿習慣化訓練(以下HT)がある。しかしながら、その適応基準や具体的方法には大きなばらつきがみられ、効果的なケアに至っていない。そこで、本研究はHTの身体機能と認知機能における適応基準と標準的なプロトコールの開発を目的として、調査を開始した。まず、現在の高齢者の排泄の実態を把握する目的で、高齢者施設及び在宅介護に携わるケア提供者が認識する排泄に関連した認知症高齢者の行動障害とその対応を明らかにした。「尿意を感じる」では、<頻尿>や<漏れに気づかない>の排尿機能の障害を疑うものと、認知症の中核症状によってもたらされている尿意の不正確さが挙げられた。「移動」や「尿便器の準備」では、<トイレの場所がわからない>、<トイレ排泄などの言葉が理解できない><便器そのものを理解できない><ふたのあげ方がわからない>などがあげられ、中核症状によって生じている認知症高齢者それぞれの理解度に合わせて、自立に向けた対応がとられていた。「後始末」では、<流し方がわからない>や<汚染衣類の後始末>など、複雑な判断能力が求められる動作があげられ、できない行動に対する補完的対応がなされていた。これらの結果から、ケア提供者は認知症高齢者の排尿行動や動作の観察から、それぞれの状態に応じた細かな対応を行っていたが、排泄機能障害に対する系統的なアセスメントが十分ではなく、どのように対応すべきかに迷っていることが推察された。したがって、行動の観察と同時に、排尿機能の評価を含めた総合的な判断の必要性が示唆された。そこで、次の調査段階として、排泄機能の評価と行動レベルでのアセスメントを系統的にできるような方法を確立し、医学的な介入と行動療法の適応との振り分けを行えるように、認知症高齢者の排泄機能の状態を観察する必要があると考えられた。尿失禁の行動療法には、時間排尿誘導、排尿習慣化訓練、排尿自覚刺激行動療法の3つが報告され、我が国の高齢者施設においては、認知症高齢者を対象として、排尿習慣化訓練が多く用いられている。しかしその方法に統一されたものはなく、現場では効果的に行われているとは言い難い。また、高齢者は加齢に伴って夜間頻尿、尿勢低下、残尿感、膀胱痛、尿意切迫感が増加する。更に認知症高齢者の場合は、脳の器質的変化による中枢神経障害から神経因性膀胱に至り、過活動膀胱となることが多い。このようなリスクがあるにもかかわらず、認知症高齢者の尿失禁の原因は、認知機能の低下とみなされ、排尿機能の評価が十分になされていない。原因検索することなく行動療法を取り入れるため、十分な効果を発揮できず、ケア提供者の疲弊を誘発している。そこで、効果的な排尿習慣化訓練を遂行するために、適応基準を明らかにし、排尿機能の評価を含めた排尿習慣かっ訓練の標準プロトコールの開発を目指し研究を進めている。平成25年度は調査研究遂行に関する情報収集と研究計画の推敲、及び研究対象施設との調査交渉を行った。個の尊重を重視する認知症高齢者を対象等する研究であり、且つ排泄という羞恥心に関わる内容であるため、対象条件の設定や、環境、関わるスタッフの調整を十分に行うことが必要であり、困難を極めている。一方、研究にかかる内容として、排尿誘導ガイドラインの作成を行っている。他大学の研究者と共にディスカッションを交え、ガイドライン内容の吟味、修正を行い、作成の最終段階に入っている。同様に、排尿ケアマネジメントマニュアルの作成がある。高齢者施設のスタッフを対象とした研修会で、認知症に関する情報と排尿ケアマネジメントの方法の情報提供を行い、教育的指導を行った。

そこで、次の調査段階として、排泄機能の評価と行動レベルでのアセスメントを系統的にできるような方法を確立し、医学的な介入と行動療法の適応との振り分けを行えるように、認知症高齢者の排泄機能の状態を観察する必要があると考えられた。高齢者の認知機能と認知症の症状に個別性が高く、対象条件の設定や、環境、関わるスタッフの調整を慎重に行っている。認知機能の低下や中核症状の出現を、全ての対象で評価ができるかどうか、調査後の解析に耐えうるかを十分に練る必要性があり、それらに時間を要した。認知症高齢者が出来うる限り自立して排泄動作を遂行できるような環境調整や、排尿動作支援方法を明確にする必要がある。そこで、排尿機能のみならず、生活機能、排泄状況のアセスメント、排泄動作遂行にあたる認知状況のアセスメントを行う排尿ケアマネジメントを盛り込んだ介入を実施する。介入から得られたデータの分析から、更なる詳細な適応基準とプロトコールの修正を加え、妥当性の検討を行っていく。平成26年度は現在作成されたプロトコールの素案を基に、実際に排尿習慣化訓練の介入を行って適応を見出していく。調査対象施設は認知機能高齢者が入所する高齢者施設で、調査対象は排泄に介助を要する認知症高齢者を抽出する。更に、一次スクリーニングとして排尿機能を評価し、行動療法の対象となる高齢者を抽出する。これまでの先行研究をもとに、継続して排尿習慣化訓練の実践が可能と考えられる基準を設けて対象を絞り、データ収集を進めていく。調査を遂行する上で排尿機能を判断するために必要とされる残尿測定器の未購入平成26年度予算を併せ、残尿測定器及び翻訳ソフトの購入を予定している。
サイクリン依存性キナーゼAに見出した新奇なブレーキ機能の生理的意義とその分子基盤

植物は常に周囲の環境からストレスを受け、ストレスに対応するためにエネルギーを消費している。ストレス耐性と成長はトレードオフの関係にあり、限られたエネルギーをどの程度ストレス応答に使い、どの程度成長に使うのか、このバランス制御は重要である。従ってこの分子制御機構の全体を理解することは、植物の生存戦略の本質的なしくみを理解することになる。しかしこの制御機構は複雑でありその分子実態の全体像はまだよくわかっていない。コケ植物ヒメツリガネゴケにおいて、細胞周期エンジンの中核をなすサイクリン依存性キナーゼPpCDKA (Physcomitrella patens CDKA)に着目し、その遺伝子破壊株を作成したところ、通常の栽培環境下では致死とはならず、ほぼ正常に成長することを見出している。ところがこの遺伝子破壊株は高温、乾燥などに対するストレス感受性が著しく亢進しており、細胞が極性を失い球状に変化しその後死に至ることを見出した。またABAにも高感受性を示すことを見出した。これらの結果は、CDKAが外界からの環境ストレス応答に重要な役割を持っており、環境ストレスに対して過剰なストレス応答が起こらないように抑制していることを示していた。そこで本研究では、CDKAによるストレス応答の制御メカニズムを研究しその分子基盤の解明を目指し、植物の重要な生存戦略の1つ、成長とストレス応答のバランス制御の新しい局面を明らかにすることを目的とする。本年度は、より広範なストレスに対してこの遺伝子破壊株の応答を調べたとともに、CDKAのターゲットでありストレス応答制御に関わる可能性の考えられる新たな因子の探索を試みた。また遺伝子破壊株と野生株を高温下で培養し、両者の遺伝子を発現を網羅的に比較し、有意な発現変動遺伝子の中からストレス応答に関わるものの探索を行った。(1)より広範なストレスに対してこの遺伝子破壊株の応答を調べたところ、PpCDKAが高温馴化の制御に関わる可能性が得られた。そこで再現性の確認を行ったが良い結果が得られなかった。また乾燥ストレスに対する応答性を定量的に評価しようと試みたが、ばらつきが多く、この点も検討の余地がある。この一方で、単純な高温ストレスに対する影響を定量的に評価できる観察系は確立できたと考えられたので、高温ストレスに着目して、今後の実験を進めている。(2)CDKAのターゲットでありストレス応答制御に関わる可能性の考えられる新たな因子の探索をPpCDKAに蛍光タンパク質遺伝子を融合した組換え体を用いて、蛍光タンパク質に対する抗体を用いて免疫沈降し、共沈したタンパク質を質量分析系により多数同定することができた。現在、それら免疫沈降物を調べているところであるが、今のところストレス応答に関わるタンパク質を見いだせていない。(3)遺伝子破壊株と野生株を高温下で培養し、両者の発現変動遺伝子を網羅的に解析し、ストレス応答に関わると予想できるものを多数同定する事でができた。(1)高温ストレスに着目して、野生型ヒメツリガネゴケとPpCDKA遺伝子破壊株の応答の違いを詳しく調べる。また紫外線や塩ストレス、重金属ストレスなど他のストレス応答に対する応答も調べる。(2)免疫沈降、質量分析法により同定したCDKAのターゲット候補のリストを引き続き詳しく調べ、ストレス応答に関わるタンパク質の候補のリスト化をする。これら候補の機能を詳細に調べ、(1)の表現型などと合わせて、候補のリスト化を完成する。(4)上記、(1)ー(3)などの結果から、上位の候補遺伝子を選んで、それらの遺伝子破壊体や過剰発現体を作成し、PpCDKAとの関わりを調べる。このような解析を通じて、ヒメツリガネゴケにおいてPpCDKAが過剰なストレス応答を抑制する分子メカニズムや分子経路を考察する。

(1)より広範なストレスに対してこの遺伝子破壊株の応答を調べたところ、PpCDKAが高温馴化の制御に関わる可能性が得られた。そこで再現性の確認を行ったが良い結果が得られなかった。また乾燥ストレスに対する応答性を定量的に評価しようと試みたが、ばらつきが多く、この点も検討の余地がある。この一方で、単純な高温ストレスに対する影響を定量的に評価できる観察系は確立できたと考えられたので、高温ストレスに着目して、今後の実験を進めている。(2)CDKAのターゲットでありストレス応答制御に関わる可能性の考えられる新たな因子の探索をPpCDKAに蛍光タンパク質遺伝子を融合した組換え体を用いて、蛍光タンパク質に対する抗体を用いて免疫沈降し、共沈したタンパク質を質量分析系により多数同定することができた。現在、それら免疫沈降物を調べているところであるが、今のところストレス応答に関わるタンパク質を見いだせていない。(3)遺伝子破壊株と野生株を高温下で培養し、両者の発現変動遺伝子を網羅的に解析し、ストレス応答に関わると予想できるものを多数同定する事でができた。(1)高温ストレスに着目して、野生型ヒメツリガネゴケとPpCDKA遺伝子破壊株の応答の違いを詳しく調べる。また紫外線や塩ストレス、重金属ストレスなど他のストレス応答に対する応答も調べる。(2)免疫沈降、質量分析法により同定したCDKAのターゲット候補のリストを引き続き詳しく調べ、ストレス応答に関わるタンパク質の候補のリスト化をする。これら候補の機能を詳細に調べ、(1)の表現型などと合わせて、候補のリスト化を完成する。(4)上記、(1)ー(3)などの結果から、上位の候補遺伝子を選んで、それらの遺伝子破壊体や過剰発現体を作成し、PpCDKAとの関わりを調べる。このような解析を通じて、ヒメツリガネゴケにおいてPpCDKAが過剰なストレス応答を抑制する分子メカニズムや分子経路を考察する。<当該助成金が生じた状況、及び、翌年度分として請求した助成金と合わせた使用計画>広範なストレスに対してppCDKA遺伝子破壊株の応答を調べたところ、高温馴化や乾燥ストレスに対する応答性を定量的に評価することが困難であり、研究の進展にやや遅れが生じた。したがって当初使用予定であった分子遺伝学的解析に使用予定の消耗品などの使用予定が遅れた。本年度は、高温ストレスに中心に置くことにより、当初の遅れた分を取り戻し、分子遺伝学的解析を進める。このために翌年度文として請求した助成金をその計画にしたがい合わせて使用し、研究を進める。
テーラードCFRTPのプレス成形における面外せん断とスプリングバックの関係

本研究ではCFRPにおけるテーラードブランク材に注目し,差厚位置がブランク材のプレス成形性および成形品のねじり強度に与える影響を調べることを目的として,解析と実験を用いて差厚位置の異なるCFRPテーラードブランク材のハット曲げ成形を行い,ひずみ分布と成形形状,ねじり強度を評価した.モデルは一方をクランプし,他方をフリーにしたハット曲げ成形とし,2次元形状に簡略化した.解析では成形挙動と成形品のひずみ分布を調べ,実験ではスタンパブルシートの作製から成形実験,成形形状測定を行い,差厚位置と成形性の関係性を調べた.成形材の強度評価のためねじり試験を行い,成形温度と差厚位置とねじり強度の関係についても検討した.その結果,以下の知見が得られた.1)CFRPテーラードブランク材は差厚位置を自由側にするほどプレス成形過程において厚肉側縦壁面部に局部くびれが発生するような成形不良が生じるため,クリアランスを大きくとる必要がある.2)ハット曲げ成形品薄肉側の縦壁面部とフランジ部のスプリングバック角はともに差厚位置が固定側から自由側になるほど小さくなった.したがって,テーラードブランク材のプレス成形性は差厚位置が断面積の大きくなる自由側にあるほど良好になると考えられた.3)テーラードブランク成形品のねじり強度はヒステリシスループ差が大きく,ねじる方向によって強度の違いがみられた.つまり,本条件では差厚位置が板厚の薄くなる自由側に時計回りする方が強度は高くなった.研究計画通り,テーラードブランク材を自作し,ハット曲げ成形を行い,成形品のねじり試験を実施している.成形用の金型は金属ではなく,3Dプリンタで作製しているため,耐熱温度が低く,十分な成形条件を得られていないことが欠点である.実験では異方性を考慮し,繊維配向の影響を調べるとともに,材料パラメータ同定ソフトMatparaを用いて,温度とパラメータの関係を作成し,温度履歴によるCFRTPの成形シミュレーションによって,成形形状やスプリングバックを得ることができた.その解析結果と実験結果を比較し,成形評価を行うことができたことから概ね順調と判断している.3D樹脂成形プリントによる型の作成は温度に対する優位性が低いことから,金属3Dプリンタで成形を計画している.スケルトン構造の金型として冷却効率を高め,温間成形であるCFRTP成形の成形時間短縮化を図る.成形モデルは2次元形状から3次元形状を検討し,絞り形状を検討している.解析は冷却過程をサブプログラムで走らせ,型の温度伝達と材料の温度伝達を比較するとともに,収縮によるスプリングバックを調査する.実験では,シングルアクションプレスを検討し,ブランクホルダを設置し,絞り成形ができるように検討する.板厚の異なる熱可塑性炭素繊維プラスチックCFRTPを被プレス成形材料とした「テーラードブランク材」をプレス成形しながら面外傾斜を与える場合と,ねじりによる面外せん断荷重が負荷される場合の,成形性の評価と強度評価を行った.初年度では,プリプレグからホットプレスで成形して板厚比の異なるテーラードブランク材を作製した後,ねじり試験を行い,強度を維持できる板厚比を調べた.また,CAE解析では板状のテーラードブランク材と,テーラード部を有するハット曲げ形状に対し,接合位置を変えて解析を行い,板厚比と接合位置の影響について検討した.引張試験とねじり試験で材料定数を求め,材料定数同定ソフトを用いて解析に用いる構成方程式を得た上で,平板状のテーラドブランクと接合位置をもつCFRTPハット成形材に解析的にねじりを加え,面外せん断荷重に対する評価とねじり強度を維持できる板厚比を検討した.その結果以下のようなことが分かった.1)板厚比0.75,0.5のCFRTPテーラードブランクハット曲げ成形品は,フランジ部のねじりに対して接合位置にYZ面のせん断ひずみが発生したが,板厚比0.25ではYZせん断ひずみはほとんど発生しなかった.2)板厚比0.25のCFRPテーラードブランクハットはフランジ部のねじりに対して接合位置のねじれ角が1 deg未満であることから,ねじり変形をほとんど起こさなかった.3)板厚比0.25では,板剛性が低く,厚肉側はがほとんどねじり変形しないことにより接合位置に応力集中が現れた.したがって,テーラードブランクハット曲げ成形品の板厚比は0.25より高い板厚比で接合するべきであった.本研究は,実験とCAE解析から進めている.実験では,CFRTPプリプレグを購入し,ホットプレスでテーラードブランク試験片を作製する手順を構築できた.実験ではねじり試験を行いデータを採取し,材料定数同定ソフトを介して,構成方程式を当てはめ,CAE解析との比較も行うことができた.購入物も予定通り,計画的に購入して研究を進めることができた.本研究ではCFRPにおけるテーラードブランク材に注目し,差厚位置がブランク材のプレス成形性および成形品のねじり強度に与える影響を調べることを目的として,解析と実験を用いて差厚位置の異なるCFRPテーラードブランク材のハット曲げ成形を行い,ひずみ分布と成形形状,ねじり強度を評価した.モデルは一方をクランプし,他方をフリーにしたハット曲げ成形とし,2次元形状に簡略化した.解析では成形挙動と成形品のひずみ分布を調べ,実験ではスタンパブルシートの作製から成形実験,成形形状測定を行い,差厚位置と成形性の関係性を調べた.成形材の強度評価のためねじり試験を行い,成形温度と差厚位置とねじり強度の関係についても検討した.その結果,以下の知見が得られた.

1)CFRPテーラードブランク材は差厚位置を自由側にするほどプレス成形過程において厚肉側縦壁面部に局部くびれが発生するような成形不良が生じるため,クリアランスを大きくとる必要がある.2)ハット曲げ成形品薄肉側の縦壁面部とフランジ部のスプリングバック角はともに差厚位置が固定側から自由側になるほど小さくなった.したがって,テーラードブランク材のプレス成形性は差厚位置が断面積の大きくなる自由側にあるほど良好になると考えられた.3)テーラードブランク成形品のねじり強度はヒステリシスループ差が大きく,ねじる方向によって強度の違いがみられた.つまり,本条件では差厚位置が板厚の薄くなる自由側に時計回りする方が強度は高くなった.研究計画通り,テーラードブランク材を自作し,ハット曲げ成形を行い,成形品のねじり試験を実施している.成形用の金型は金属ではなく,3Dプリンタで作製しているため,耐熱温度が低く,十分な成形条件を得られていないことが欠点である.実験では異方性を考慮し,繊維配向の影響を調べるとともに,材料パラメータ同定ソフトMatparaを用いて,温度とパラメータの関係を作成し,温度履歴によるCFRTPの成形シミュレーションによって,成形形状やスプリングバックを得ることができた.その解析結果と実験結果を比較し,成形評価を行うことができたことから概ね順調と判断している.プリプレグから成形したテーラードブランク材を意匠成形するため,金型を作製し,プレス成形加工を行う計画である.そのため,3D-CADでモデリングを行い,プレス成形解析ソフトを使って,成形性の評価を行う.意匠形状はCFRTPの繊維が崩れやすい面外せん断形状を含ませ,積層剥離と目ズレに対する検討を行う.その結果から,成形できる金型を構築し,実験によって成形性の指標を得る予定である.その後,CFRTP成形における標準形状を見出したい.3D樹脂成形プリントによる型の作成は温度に対する優位性が低いことから,金属3Dプリンタで成形を計画している.スケルトン構造の金型として冷却効率を高め,温間成形であるCFRTP成形の成形時間短縮化を図る.成形モデルは2次元形状から3次元形状を検討し,絞り形状を検討している.解析は冷却過程をサブプログラムで走らせ,型の温度伝達と材料の温度伝達を比較するとともに,収縮によるスプリングバックを調査する.実験では,シングルアクションプレスを検討し,ブランクホルダを設置し,絞り成形ができるように検討する.3年期間内の1年目として実験準備などを進め,年度末に継続研究として実験用の消耗品を購入していたが,定価との差額が生じたため,全体で823円の差額を生じた.この差額は,購入予定であった実験用カートリッジヒータ約880円を購入しなかったためのものであり,2年目に入り,すぐに同等金額のカートリッジヒーターを購入する計画である.3カ年計画研究を進めるため,最終年度の材料費として振り分けることとした.最終年度もシミュレーションソフトの費用が発生するため,繰り越して使用することとした.