hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ドップラーシフトの位相特性を利用した船舶レーダの海面ノイズ除去に関する研究

船舶用レーダは船舶の航行に欠かせない機器となっているが、荒天時に海面からの反射がノイズとなって探知が困難になるという問題があった。本研究では、数値シミュレーション及び現地観測によりレーダ信号の特性について検討を行い、海象条件によらず鮮明な探知が可能な新しいレーダ技術を開発した。今後は船舶の位置だけでなく速度もモニタリング可能なシステムを開発していく予定である。本研究の目的は、海面からのレーダ信号に含まれているシークラッタ(海面からの反射)を分離・抽出可能なレーダ技術を開発することである。レーダ信号の基本特性を解明するために、海面上を船舶等のターゲットが動く場合のレーダ信号を解析可能な数値シミュレーションモデルを開発した。解析手法としては物理光学近似を用い、パルスドップラーレーダが受信する海面とターゲットからの信号を再現し、後方散乱強度やドップラースペクトルの特性を調べた。その結果、風速が小さい場合には、後方散乱強度の違いからターゲットを識別できるが、風速が大きくなると海面からの後方散乱強度が大きくなり、ターゲットの識別が困難になることがわかった。一方、ドップラースペクトルについては、船舶位置において顕著なピークが生じるため、この特性を船舶の探知に応用することが考えられる。実際の海域におけるレーダ信号を解析する必要があるため、平塚沖総合実験タワーにおいて現地観測を実施することにした。観測に使用したのは、回転式アンテナのパルスドップラーレーダである。静穏時(風速5.3m/s、有義波高0.5m、有義波周期7.8s)のレーダ信号を解析したところ、従来手法と同様に後方散乱強度のデータからでも船舶位置を識別することができた。しかし、荒天時(風速20.8m/s、有義波高2.0m、有義波周期5.8s)にはシークラッタが大きくなり、相対的に船舶と海面の後方散乱強度の差が小さくなる傾向となった。実際には、このとき海域に船舶は存在していなかったが、このような場合には船舶の識別が困難になる。また、船舶が存在する場合には、ドップラースペクトルに顕著なピークが生じており、数値シミュレーションで得られた結果を現地観測データでも確認することができた。これらの成果から開発したレーダ探知アルゴリズムにより、シークラッタを低減させることが可能となった。平成24年度は、シークラッタを分離・抽出可能なレーダ技術を確立するためにXバンドマイクロ波パルスドップラーレーダによる現地観測を行うとともに、観測されたレーダデータを解析してドップラーシフトに関する基礎的検討を行った。また、海面におけるマイクロ波散乱を検討するための数値シミュレーションモデルを構築した。現地観測は神奈川県平塚市の海域で実施し、Xバンドマイクロ波パルスドップラーレーダにより海面からのマイクロ波散乱を計測した。マイクロ波散乱の特性として、船舶からの後方散乱強度はほぼ一定であるのに対して、海面からの後方散乱強度(シークラッタ)は海象条件によって変化する。そのため、風や波浪が大きい場合には、船舶からの後方散乱がシークラッタに埋もれてしまい後方散乱強度から船舶が識別できない場合がある。そこで、本研究ではマイクロ波の位相変化に着目し、ドップラースペクトルの解析を行った。海面はさまざまな速度成分を持つため、そこからの後方散乱はバンド幅の広いドップラースペクトルが観測される。対して、船舶からの後方散乱はドップラースペクトルに鋭いピークが認められる。このようなドップラースペクトルの特性の違いを船舶の識別に利用できると考えている。マイクロ波散乱特性を詳細に検討するため、海面におけるマイクロ波散乱を再現できる数値シミュレーションモデルを構築した。モデルでは海面を複数の成分波の重ね合わせで表現するとともに、マイクロ波散乱を表面電流法で計算することができる。平成25年度は現地観測と数値シミュレーションの結果を使ってシークラッタの分離・抽出方法について検討を進めていく。平成24年度にXバンドマイクロ波パルスドップラーレーダによる現地観測を行っていることから、研究のベースとなる基礎データは得られている。また、海面におけるマイクロ波散乱を再現するための数値シミュレーションモデルも構築できているため、今後はそれを活用して検討を進めていくことができる。平成24年度の現地観測によりドップラースペクトルの基本的な特性は把握できたが、具体的なシークラッタの分離・抽出方法に関する検討は不十分である。今後は海面におけるマイクロ波の周波数変調のメカニズムについてさらに詳細に検討し、海面とそれ以外でのドップラースペクトルの特性の違いを明らかにする。この検討には平成24年度に構築したマイクロ波散乱の数値シミュレーションモデルも活用していく予定である。また、実海域のデータはさまざまなケースについて解析することが望ましいため、平成25年度も現地観測を行い、データを蓄積していくことを考えている。以上の検討からドップラースペクトルの位相特性を明らかにし、その違いを基に適切な分離・抽出方法を提案する。平成24年度は研究室で所有する既存の機器を用いて現地観測を行った。平成25年度は実海域のデータをさらに取得するため、マイクロ波散乱を継続的に計測するための周辺機器を購入する。また、平成24年度に構築した数値シミュレーションモデルにより広域の計算を行うには多大な記憶容量と計算時間を要する。そこで、本研究の数値シミュレーションを専門で行うためのハイスペックの計算機を購入する。
鋼材付着制御に基づくプレストレストコンクリート部材の次世代耐震設計法の開発

プレストレスト鉄筋コンクリート(PRC)梁の耐震性能を評価するために、曲げ破壊が先行するPRC十字形柱梁部分骨組実験と平面保持仮定からの逸脱によってPC鋼材の付着劣化を考慮した断面解析を実施し、主筋およびPC鋼材の量および付着性状がPRC梁部材の復元力履歴特性に与える影響を定量的に検討した。各種限界状態を決定する要因の一つである残留曲げひび割れ幅から経験最大部材角を評価する推定式を提案し、その精度を実験および解析によって確認した。7mmの7本より線あるいは直径15.2mmの7本より線を用いた。コンクリートの圧縮強度は69MPaであった。得られた結論を以下に示す。(1)梁主筋として付着の良いD13を使用した試験体3体は紡錘形の復元力特性を示し,梁のコンクリートの圧壊と梁主筋の座屈・破断が生じた。梁主筋として付着の悪いD19を使用し,プレストレス率が0.45の試験体はRC造に類似した復元力特性を示し,柱梁接合部パネル内の梁主筋の付着劣化によって履歴ループのピンチ化と梁コンクリートの圧壊を生じた。(2)全試験体で梁部材角の増加とともに梁危険断面から0.5D (D:梁全せい)の領域内の曲げひび割れ幅が増加し,その区間の梁主筋が塑性化した。(3)梁付け根のコンクリート圧壊領域はプレストレス率が大きくなるほど拡大し,押切載荷時でプレストレス率が最大の0.79である試験体は,プレストレス率が最小の0.45である試験体の1.8倍であり,圧壊長さは全試験体で0.18D0.33Dであった。(4)梁部材角3%(梁の最大耐力程度)時の梁のたわみに占める梁危険断面から0.5Dまでの領域の回転変形の割合は全試験体とも8090%であった。(5)梁の残留変形と残留ひび割れ幅はプレストレス率に影響し,プレストレス率が大きくなるほど残留変形が小さくなり,載荷ピーク時に対する除荷時の曲げひび割れ幅の比は,プレストレス率が0.45ではRC造と同様の0.5程度であったが,プレストレス率が0.79ではその比は0.14であった。(6)各種限界状態時の梁部材角は,使用限界は0.250.50%,修復限界1は0.931.66%,修復限界2は1.352.26%,安全限界は2.944.32%であった。建物の耐震設計では,個々の部材および建物全体の地震時挙動の制御を可能とする性能評価型設計法への移行が進みつつある。性能評価型設計法を確立するためには,部材の復元力特性やそれに付随した損傷状況を把握する必要があるが,プレストレスト・コンクリート(PC)部材においては,断面の鉄筋とPC鋼材の配筋量,およびそれらの付着性状によって耐震性能が大きく変化し,その組み合わせが多岐にわたるため,性能評価型設計法を確立するための十分な資料は得られていない。そこで本研究では,PC鋼材周囲の付着性状が梁部材の耐震性能に与える影響を調査することを主要な目的として,梁曲げ破壊型のPRC十字形柱梁部分骨組試験体4体に対して静的載荷実験を行った。その結果から復元力特性,梁主筋の付着性状,塑性ヒンジ領域長さ,残留変形,ひび割れ幅,梁部材の各種限界状態,等価粘性減衰定数などについて検討する。梁部材のPC鋼材として異形PC鋼棒(D22),丸鋼(φ21)および19本より線(φ178)を断面の上下に各々1本ずつ配筋し,主筋として上下とも2-D13を配するのを標準とした。ただし,PC鋼材および普通主筋に沿った付着性状の組み合わせの影響を検討するため,普通主筋として丸鋼(2-φ13)を配筋した試験体も作製した。コンクリート圧縮強度は60MPaであり,粗骨材径は13mmとした。これとは別に、本研究室で実施した既往の実験結果を詳細に分析することによって、PC梁の部材角と残留ひび割れ幅との関係を定量的に評価する手法を提案した。付着性能の異なる梁主筋(異形および丸鋼)とPC鋼材(異形PC鋼棒、丸型PC鋼棒および19本より線)の組合せを変数としたPRC平面柱梁十字形部分架構における静的載荷実験(昨年度実施)の結果を詳細に分析し、梁部材の耐震性能について以下の知見を得た。(1)復元力特性の履歴ループの形状は梁主筋の付着性能によって支配され、梁主筋の付着が良い場合には紡錘形となったが、付着が悪い場合にはやせた逆S字形となった。梁主筋の座屈・破断はPC鋼材の付着性能に依存し、付着が良い場合にはこれらは生じなかったが、付着が悪い場合には座屈・破断が見られた。(2)異形鉄筋を用いた梁主筋の柱梁接合部内中央での付着性状は、PC鋼材の付着性能に支配された。

PC鋼材の付着性能が良好な場合、付着作用によってシース管から放射状の圧縮力が周辺のコンクリートに伝達され、柱軸力と合わせて梁主筋を拘束した結果、梁主筋の付着強度が増大したと考える。(3)梁の残留変形と残留曲げひび割れ幅はPC鋼材の付着性能に支配され、付着が良いほどこの両者は大きくなった。(4)各種限界状態時の梁部材角は、使用限界は梁主筋の降伏によって決まり0.240.59%であった。修復限界1はPC鋼材の弾性限界あるいはかぶりコンクリートの軽い圧壊で決まり、そのときの梁部材角は0.971.28%であった。修復限界2は残留変形角1/200あるいはPC鋼材降伏で決まり、そのときの梁部材角は1.702.71%であった。安全限界はコア・コンクリートの圧壊で決まり、そのときの梁部材角は2.884.36%であった。(5)日本建築学会による提案手法によって推定した、梁のせん断力-部材角関係の復元力骨格曲線は、実験による復元力履歴特性の包絡線とほぼ一致したが、諸事象発生時の梁部材角は過小に評価した。
子育て困難期における夫婦ｃｏｐａｒｅｎｔｉｎｇシステムの解明

乳幼児期から青年期後期の子どもをもつ夫婦の子育てを検討するために「母親が父親の子育て関与に対して行う調整行動」に注目した夫婦ペアレンティング調整尺度を開発した。子育て各時期における夫婦ペアレンティング相互作用を検討すると,母親の認知する父親関与と父親の認知する自身の関与は,母親から父親への“促進"によって媒介されていた。また,母親が子どもの外在化を高いと認知するほど,母親から父親への“批判"は高まるが,母親の“批判"が父親の認知する関与に与える影響は有意ではなかった。母親が父親の子育て関与に対してサポーティブであると父親の関与は高いが,批判は必ずしも父親関与を高めるわけではないと示唆された。(1)海外では、父親による子育てへの関与行動を阻害すると思われる母親のgatekeeping行動について指摘されているが、日本では未だ注目されていない。"夫婦としてともに"子育てにあたる夫婦ペアレンティング(coparenting)のメカニズムを探ることを目的とした申請研究の第一歩として、主として海外のgatekeeping研究を概観し、その概念、関連要因、研究手法を整理し、日本における夫婦ペアレンティング研究に関する課題をまとめた。その結果、父親の子育て関与に対する母親の行動を否定的・肯定的調整行動の両面からとらえること、乳幼児期に限らず様々な発達段階にある子育てにおいて、父母がどのように"夫婦としてともに"子育てにあたっているのかという夫婦ペアレンティングの実態を明らかすることの必要性が指摘された。その成果は東北心理学会(2012年7月)において発表し、レビュー論文としてまとめた(2012年12月)。(2)(1)を受けて父親の子育て関与に対する母親の調整行動を測定する尺度を作成した。Shoppe-Sullivan(2008)によるParental Regulation Inventory(PRI)短縮版をもとに、異なる年代の子どもを育てる時期にある日本人夫婦に使用できるように翻訳修正した。末子が021歳の子どもをもつ母親(N=500)と父親(N=500)を対象にインターネット調査を行った。探索的因子分析により2因子が抽出され、「促進」および「批判」と命名された。得られた尺度は、内的一貫性の高さと再検査法の安定性から、十分な信頼性が確認された。構成概念妥当性は、育児における協働感(parenting-alliance)、結婚満足度、父親の育児関与との相関により確認され、夫婦ペアレンティング(coparenting)に対する母親の行動を評定する尺度として妥当であることが示された。その成果は16^<th> European Conference on Developmental Psychology(2013年9月)において発表予定である。親になったことによる変化について,第一子出生から青年期後期の父母ペアを対象とし、ポジティブな意識だけではなく,リソースの喪失というネガティブな制約感を含めた両側面から検討するためにオンライン調査を実施した。第一子年齢4群(0ー5歳,6ー11歳,12ー17歳,18ー21歳)×性別2群(父親,母親)の均等割り付けを行い,得られた父親母親446組のペア回答を分析の対象とした。柏木・若松(1994),森下(2006,2012),高橋・高橋(2009)の4研究で複数回採用された項目を中心に30項目を選択。加藤(2010)を参考に,子どもを育てながら感じる後悔や寂寥感6項目も別に用意した。前者は因子分析(最尤法・プロマックス回転)の結果,関係性における変化意識(母15項目・父9項目),人格における変化意識(母8項目・父10項目),制約感(母父とも5項目)の3因子抽出,後者は最尤法による寄与率の高さから寂寥感・後悔(6項目)としてまとめた。性別(父親・母親)*年齢の2要因の分散分析(混合計画)により,平均値の差を検討した結果、第一子年齢にかかわらず,母親は父親よりも,人格面で変化したと感じており,子どもが成長することへの寂寥感・後悔においても父親より高かった。時間的拘束感や行動の狭さなどの制約感をみると,乳幼児期,学童期の父親は思春期以降に比べれば有意に高いが,それでも,乳幼児期,思春期,青年期における母親の制約感は父親よりさらに高い。人格意識や寂寥感・後悔の性差と合わせて考えると,母親が感じる子育てによる親発達意識は,関係性意識を除き,ポジティブネガティブ面とも父親よりも高く,子育て時期によらず両価性が強い。また,寂寥感・後悔には子育て期による差がみられないことから,回顧的喪失感は育児後期の子どもの自立によるだけでなく,子育て初期から子どもの成長により喚起されることが示唆された。本年度調査は、子どもの行動の困難さについての親の認知および母親による父親育児関与に対する調整が、母親と父親の養育行動を介して親になることによる発達に与える影響を検討するために、第一子年齢(親歴)を統制した夫婦ペア調査を行った(第一子が3、4歳群、9、10歳群、14、15歳群、20、21歳群)。測度は以下のとおりである。子どもの行動の困難さに関しては、SDQ(子どもの強さと困難さ測定尺度)により、子どもの行為面、多動・不注意、情緒面、仲間関係、向社会性の側面に対する親の認知を評価した。また、母親による父親の養育行動への働きかけは、夫婦ペアレンティング調整尺度(加藤・黒澤・神谷,2014)により、評価した。養育行動は改訂した養育態度尺度(加藤・黒澤・神谷、2014)を使用した。

本年度調査は既に終了したが、広い年齢幅の夫婦ペアデータを扱うことが特徴となる研究のため、分析に先立ち、今後使用することを予定しているAPIMモデル(Actor-Partner Interdependence Model)というペアデータに特化した分析モデルの研修会(講師:古村健太郎氏、筑波大学)を開催し研究申請者、分担者全員が分析技法を学んだ。また、子どもの視点から親の子育ての研究を行う関係領域の研究者と研究交流を行った(大島聖美氏、広島国際大学)。さらに、日本発達心理学会第26回大会では、シンポジウム「夫婦がともに子どもを育てるということ夫婦ペアレンティング研究をめぐって」を開催し討論を行う中で情報を収集した。また、コペアレンティング研究の文献レビューを通じて、夫婦ペア分析の課題をまとめた。これらの準備を踏まえて次年度は本格的な分析と追加調査を実施する予定である。夫婦ペアデータにより父母相互作用を明らかにすること、子どもに関する変数を導入して夫婦ペアレンティング調整機能を検討することを目的とした。1乳幼児期から青年期後期における父母ペア446組から得た先行調査の追加分析を行い,親としての発達意識諸側面の父母相互の関連を検討した。「関係性意識」「人格意識」「リソースの制約感」の3下位尺度を用いた共分散構造分析の結果,リソースの制約感は必ずしもネガティブなだけではなく親発達変化の意識と関連していること,一方の親の変化を他方の親が認識することで家族の関係性意識が高まるという夫婦の相互性が示された。第一子年齢(0-5, 6-11, 12-17, 18-21歳)による差をみると,父親のリソースの制約感から人格意識へのパスは12-17歳で最も高く,父親におけるリソースの制約感と関係性意識間のパスは18-21歳よりも0-5歳と12-17歳の方が高かった。思春期は、父親にとって子どもへの関与の重要な時期であることが示唆された。2「子どもの外在化行動(母親回答)および父親の関与(母親回答)が、夫婦ペアレンティング調整としての促進(母親回答)および批判(母親回答)を媒介として父親の関与(父親回答)へつながる」モデルを検証し、母親による夫婦ペアレンティング調整行動の機能および各子育て期の特徴も検討した。モデルは支持され、母親が父親の関与を高いと感じるほど促進は高く、促進が高いほど父親自身の回答する関与も高いこと、子どもの外在化行動が高いほど母親から父親への批判は高いが、母親の批判と父親回答の父親関与には有意な関連がみられないという家族内のダイナミックな関係が示された。また、子育て困難期と言われる乳幼児期と思春期の間におかれた児童期の夫婦ペアレンティングは、前後の時期とは異なる特異性をもつ可能性が示唆され、児童期のcoparentingの詳細な検討が今後の課題として残された。乳幼児期から青年期後期の子どもをもつ夫婦の子育てを検討するために「母親が父親の子育て関与に対して行う調整行動」に注目した夫婦ペアレンティング調整尺度を開発した。子育て各時期における夫婦ペアレンティング相互作用を検討すると,母親の認知する父親関与と父親の認知する自身の関与は,母親から父親への“促進"によって媒介されていた。また,母親が子どもの外在化を高いと認知するほど,母親から父親への“批判"は高まるが,母親の“批判"が父親の認知する関与に与える影響は有意ではなかった。
海底圧力計で微小地殻変動を計測するためのドリフト特性に関する検証実験

本研究は、水圧式津波計(圧力計)を海底地殻変動センサーとして利用するために不可欠なドリフト特性を室内実験で検証する。現在設置されている圧力計にはドリフト(センサーの出力値が校正値に対して少しずつずれてくる現象)が発生することが知られており、このドリフト量が予測される地殻変動量よりも大きいことが課題となっている。本研究では、この課題解決のために室内実験で圧力計のドリフト特性を再現し、海底地殻変動の検知性能を検証する。具体的には、重錘形圧力天びんから圧力計へ連続印加して、センサーの校正手法と組み合わせたドリフト予測手法を考案する。そして海底現場の長期観測データへ適用し、妥当性を検証する。
インテリジェント電力ネットワークと電力フローパターンの秩序生成に関する研究

近年の世界各国における電力供給・送電ネットワーク使用に関する規制緩和により、IPP(独立系発電業者)に代表される多数の分散型電源が電力市場に参入し、電力託送を行う傾向にある。もし多くの電力託送が行われ、かつ送電ネットワークの輸送能力に余裕がない運転状況では、特定地域の送電線路群に混雑が発生し、場合によっては線路過負荷が生じる危険性がある。本研究では、このような開放化された電力ネットワークで起こり得る、不確実性を伴った電力フローの偏りを「電力ネットワークの知能化」により解消する方法の基礎的研究を進めた。具体的には、電力フローをネットワーク上で可制御にするパワエレベースの位相調節器や直列コンデンサ、電力貯蔵装置の制御機構にインンテリジェンスを埋め込むための工学的手段に関する検討を行った。本研究で得られた主要な成果をまとめると以下の通りである。1.電力ネットワークに分散配置された複数の位相調節器による電力フロー制御において、各位層調節器が自律分散的に動作できるためには、位相調節器の協調を図る機構が必要であり、その機構を各位相調節器のローカルコントローラに組み込むために基本的方法を明らかにした。2.位相調節器群の配置に固有の可制御な電力フローパターンを、位相調節器の制御角に対する電力フローの感度と固有値解析手法を利用して明らかにする新しい方法を考案した。3.特定の電力フローパターンを実現するための送電ネットワークのインピーダンスの変更量および電力貯蔵装置群の充放電量を、非線形最適化問題の解法を利用して決定する基礎手法を開発した。近年の世界各国における電力供給に関する規制緩和は、IPP(独立系発電業者)などの分散型電源の電力市場への参入を促進させている。その結果、それらの電源による卸託送などが特定の送電線路群を過負荷にし、電力ネットワークのセキュリティを低下させる危険性がある。本研究では、このような電力フローの偏りを「電力ネットワークの知能化」により解消する方法を明らかにしたい。特に、個々の送電線のインピーダンスをパワエレ技術ベースの直列コンデンサや位相調製器などにより可制御にし、その制御機構をインテリジェンスを埋め込むための光学的手段および電力フローパターンの秩序生成原理を明らかにしたい。今年度は、以下の研究成果を得ている。(1)送電線路のインピーダンスを連続的に調節するのに適したパワーエレクトロニクス機器を調査し、その基本特性と線路インピーダンスの調節能力について検討した。(2)線路インピーダンスを自律的に調節する機構を考案し、その機構によってどのような秩序が電力フローのパターンに生成されるかを計算機シミュレーションを通じて分析した。また、調節機構とフローパターンに生成された秩序との関係から、様々な電力フローの偏りに対しても常にその偏りを解消するように働く線路インピーダンスの調節機構を明らかにしつつある。(3)線路インピーダンスの自律的調節機構にニューラルネットワークの学習能力や遺伝的アルゴリズムの自然淘汰メカニズムが利用可能かどうかについて検討した。(4)インテリジェント電力ネットワークの実現に必要な要件と工学的手段を、専門家や実務者と討議した。本研究では、このような電力フローの偏りを「電力ネットワークの知能化」により解消する方法を明らかにする。特に、個々の送電線のインピーダンスをパワエレ技術ベースの直列コンデンサや位相調製器などにより可制御にし、その制御機構にインテリジェンスを埋め込むための工学的手段および電力フローパターンの秩序生成原理を明らかにする。(1)実験室レベルの小規模なインテリジェント電力ネットワークを設計・試作し、前年度に得られた計算機シミュレーションの結果と比較検討した。(2)試作した小規模インテリジェント電力ネットワークの実験を通じて、自律分散システムの持つべき性質を明らかにした。

また、電力ネットワークのトポロジー、線路インピーダンスの大小関係、位相調製器群の配置の仕方に依存して特徴的な電力フローパターンが存在することをモデル系統の固有値解析から明らかにした。この結果は、インテイリジェント電力ネットワークの秩序生成原理と関連性があるものと考えられる。(3)インテリジェント電力ネットワークが有効に機能する電力システムの構造と電力市場の環境について専門家や実務者と討議した。(4)太陽光発電に代表される環境負荷の小さい小規模分散型電源が、既存の電力供給システムと共存できるためのインテリジェント電力ネットワークに望まれる機能を検討した。
学術情報の国際交換に関する実証研究

学術研究の高度化、国際化に対応するために「学術情報の国際交換に関する実証研究」を平成6年度から開始した。本研究では、特にアジア地域との国際学術交流強化の基盤となるアジア太平洋地域における情報ネットワークの展開にも呼応して、共同研究相手国となったタイからも多くの協力がえられた。1経緯国際事業の展開については、これまでに米国NSFとの国際接続や、英国BLとのあいだのCATプロジェクトを設定し、一応の成果を挙げてきた。一方、文部省の国際学術交流の推進についての建議ではアジア地域を今後の重点においており、NACSISとしてアジア地域との学術情報交流の拡大が一つの課題となっている。本国際学術共同研究では、相手国研究者からの強い要望、研究協力機関の存在、昨今の経済的、人的交流の拡大にともない、今後緊密な国際学術交流の進展も期待されるタイ国との間でNACSISサービスを相手国から利用評価しながら、ニーズ、言語、ネットワーク手段の適用などを検討し、アジア地域における最適な国際学術情報交流方策を立てると共に、ネットワーク利用による学術研究システムを確立することを目的とした。2概要平成6年度は、タイ国を始めとするアジア太平洋地域のネットワークの現状を調査し、国際ワークショップ(WAINS-1)を開催して、アジア太平洋地域における将来の望ましい学術情報システムとネットワークについて討論およびデモンストレーションを実施した。ここで、タイ国の主要大学の研究者からなるNACSISのタイプロジェクト(タイ側の責任者にキングモンクット大学学長のPairatsh Thajchayapong博士)が結成され、これをベースに、アジア地域における将来の学術情報交換について積極的な取り組みがなされた。3各年度の成果平成7年度には、本研究に関するタイ国共同研究者との継続的な努力も評価され、タイとの直通回線が開設されたのに伴い、このネットワークを介した学術情報資源へのアクセスとその流通方式の研究を一層推進するため、国際ワークショップ(WAINS-2)を東京で開催した学術情報の国際交換すなわち利用の実態の把握のため、情報サービスの具体的状況に立ち入り、調査分析もした。これを補うために、平成7年度以来、国際交流基金アジアセンターの助成による別の調査研究プロジェクトとして業務交流の実行可能性調査を実施して、本研究との連携を保ってきた。平成8年度には、バンコクにおいて国際ワークショップ(WAINS-3)を開催するなどして、学術情報の国際交換をめぐって研究交流を進め、国際交換に関する要件の評価を進め、併せて、タイ国との国際回線のネットワーク利用のニーズを発掘し,またNACSISサービスの拡大のため、現地(バンコク)における研修、東京での評価検討会を開催して、多大の成果をあげつつある。4まとめ全体として、本研究は成功裏に終了したと位置づけられる。例えば、英国のBL(The British Library)CATプロジェクトでは、パケット網利用からインターネット方式の利用に変更する場合の技術的課題を抽出、解決策を実験で検証し、実サービスへ移行して、当初目的がほぼ達成された。また、学術情報センターのサービスをストックホルム大学およびチューリッヒ大学から利用するための支援を行って、国際インターネット接続によるサービスの提供がはじまった。タイでは、国際ワークショップ"International Workshop on Academic Information Networks and Systems"(WAINS)が本研究の一環として毎年開催されることになった。しかしいくつか課題も残り、アジア太平洋地域の学術研究の情報化が予想以上のテンポで進んでいる現在、日本ならびにNACSISのこの地域の一層のリーダシップと貢献が期待される。なお、本研究の成果は適宜、学会、国際会議、学術雑誌を公表し、ネットワークを経由して協調して研究報告作成作業を試みた。最終研究報告書もこのような形でとりまとめている。

これを補うために、平成7年度以来、国際交流基金アジアセンターの助成による別の調査研究プロジェクトとして業務交流の実行可能性調査を実施して、本研究との連携を保ってきた。平成8年度には、バンコクにおいて国際ワークショップ(WAINS-3)を開催するなどして、学術情報の国際交換をめぐって研究交流を進め、国際交換に関する要件の評価を進め、併せて、タイ国との国際回線のネットワーク利用のニーズを発掘し,またNACSISサービスの拡大のため、現地(バンコク)における研修、東京での評価検討会を開催して、多大の成果をあげつつある。4まとめ全体として、本研究は成功裏に終了したと位置づけられる。例えば、英国のBL(The British Library)CATプロジェクトでは、パケット網利用からインターネット方式の利用に変更する場合の技術的課題を抽出、解決策を実験で検証し、実サービスへ移行して、当初目的がほぼ達成された。また、学術情報センターのサービスをストックホルム大学およびチューリッヒ大学から利用するための支援を行って、国際インターネット接続によるサービスの提供がはじまった。タイでは、国際ワークショップ"International Workshop on Academic Information Networks and Systems"(WAINS)が本研究の一環として毎年開催されることになった。しかしいくつか課題も残り、アジア太平洋地域の学術研究の情報化が予想以上のテンポで進んでいる現在、日本ならびにNACSISのこの地域の一層のリーダシップと貢献が期待される。なお、本研究の成果は適宜、学会、国際会議、学術雑誌を公表し、ネットワークを経由して協調して研究報告作成作業を試みた。最終研究報告書もこのような形でとりまとめている。学術研究の国際化に伴い、学術情報センターでは、学術情報の円滑な流通を促進するネットワークの整備拡大及び情報流通体系を確立する研究を進めている。本年度は学術情報センターのデータベースや書誌情報を海外の大学等より使用し、また研究者の間で学術情報の交換を可能にするための実証的な学術情報の流通方式の研究を開始した。まず、相手国の現状を把握し、望ましい情報流通方式を確立するために、英国、韓国、スウェーデン、タイの調査をした。ネットワークを介した学術情報の流通方式を実証的に研究する本研究に関して、共同研究対象国および参加研究者と協議を始めたところ、予想以上の反応が見られたので、タイ国関係では、早急に本計画を拡大し、タイの主要大学の研究者からなるNACSISのタイプロジェクトを立ち上げた。本研究ではアジア地域における将来の学術情報交換システムの形成に重要な基礎資料を提供できると考えている。
ニーマンピック病C型新規薬候補物質の作用機序解明と新たな候補物質の探索

HPGCDの脳室内投与は皮下投与と比較して顕著に生存期間を延長し、小脳のプルキンエ細胞の脱落を抑制し、神経障害発症を遅延した。このことからHPGCDの脳室内投与が神経障害抑制において有効な投薬方法であることが明らかとなった。本研究は、申請者が新たに見出したニーマンピック病C型(NPC)の新規治療薬候補物質HPGCDの分子レベルでの作用機序を解明し、標的分子をターゲットとした新薬開発、そして神経障害に効果的なHPGCD投薬法を開発することを目的としている。NPCはNPC1の変異によって発症する代謝性疾患で、コレステロール輸送が障害され、細胞内にフリーコレステロールや糖脂質が蓄積する。神経障害や肝脾腫を呈し、多くの患者が10代で死亡する予後不良な進行性疾患である。根本的な治療法は確立されておらず対処療法のみであり、また既存薬の効果は限られており副作用の問題があることから、新しい治療薬の開発はNPCの優先すべき課題である。本年度はHPGCDの作用機序解明を目指し、健常者とNPC患者由来のiPS細胞から神経前駆細胞を分化誘導し、未処理とHPGCD処理を行いDNAマイクロアレイ解析のサンプルを調整した。神経前駆細胞のマーカーであるPSA-NCAM抗体による細胞単離を行うことで、より純度の高い神経前駆細胞を得ることが出来た。また、神経障害に効果的な投薬法開発を目指し、HPGCDの単回と複数回の脳室内投与を行った。皮下投与では肝障害は改善されるものの神経障害は抑えることが出来ず、生存期間も10日程しか延長しない。本研究で行った脳室内投与は、生後7日のマウスへの単回の投与で平均52.5日、3週おきの複数回の投与で平均164.9日生存期間を延長した。また行動解析試験により、神経症状の発症も遅延することが明らかとなった。当初Nestin陽性の神経前駆細胞をDNAマイクロアレイ解析のサンプルとして実験に使用していたが、Nestinは神経幹細胞のマーカーであり広く発現しているため、遺伝子発現にばらつきがあり、神経前駆細胞の純度を高めるのに不十分であることが明らかとなった。現在神経前駆細胞マーカーであるPSA-CAM陽性の細胞を単離することにより、純度の高い神経前駆細胞でアレイ解析を行う準備が整い、次年度でアレイ解析を用いた標的分子の探索を進める予定である。神経障害に効果的なHPGCD投薬法の開発については、単回または3週毎の脳室内投与はおおむね順調に進んでいるが、2週毎に投与したマウスの実験が熊本地震による動物実験施設への立ち入り禁止の為中止せざるを得なくなり、現在再実験を行っているところである。本年度はHPGCDの作用機序解明を目指し、健常者とNPC患者由来のiPS細胞から分化誘導した神経前駆細胞を用いてDNAマイクロアレイ解析を行った。未処理・HPBCD処理・HPGCD処理の健常者由来とNPC患者由来の神経前駆細胞それぞれで比較し、健常者と比較してNPCで発現が高い遺伝子群、低い遺伝子群を同定した。さらにHPBCD処理とHPGCD処理で発現の変動する遺伝子群を特定した。過去に報告したiPS細胞から肝様細胞を誘導して行った同様のDNAアレイ解析のデータとも比較し、両方の細胞で共通する遺伝子発現を見つけ、薬剤処理による発現変動を確認した。また、神経障害に効果的な投薬法開発を目指し、HPGCDの2週毎の複数回脳室内投与を行い、単回投与と3週毎の複数回投与との生存期間や神経症状に対する効果と比較した。投与間隔の短い2週毎の脳室内投与の方が、単回投与や3週毎の複数回投与と比較して生存期間を有意に延長し、神経症状の発症を遅延することが明らかとなった。組織解析により、小脳のプルキンエ細胞の欠失が脳室内投与によって抑えられるが、肝臓や腎臓といった全身の組織のコレステロール蓄積による空胞変性は脳室内投与では抑えられず、皮下投与との併用が必要であることが分かった。次年度は、純度の高い神経前駆細胞を用いたDNAマイクロアレイ解析を行い、標的分子の同定、さらにこれをターゲットとして作用する新規薬剤候補物質を探索する。神経障害に効果的なHPGCD投薬法開発は、2週毎の脳室内投与による効果解析、また脳室内投与と皮下投与との併用を行い、脳室内投与単独と比較してその効果を解析する予定である。再生医学本年度にDNAアレイ解析を行う予定だったが、使用サンプルの調整に工夫が必要になったため、アレイ解析を終えることが出来ず、未使用額が生じた。マウスの実験が地震の為やむを得ず中断することになり、計画を変更し実験を遅らすことになったため、未使用額が生じた。本年度進めることが出来なかったアレイ解析と動物実験を次年度に行うこととし、未使用額はその経費に充てることとしたい。
外国人日本語学習者の学習ストラテジーに及ぼす認知特性の研究

外国人学習者の多様性に合わせた最適の教育を考えるために、学習者の学習特性を把握することが必要である。1.従来、経験的に「目型」「耳型」「分析型」などと名付けてきた学習タイプを実証的に明らかにすることを目的として、学習者が言語に関する情報をどのように認知するか、また記憶・保持するかについて、さまざまな観点からの調査、研究を行った。2.学習者の情報処理のタイプを知るために、日本語適性テストの実施、およびその後の学習過程との関係を調べた。学習者の習得の側面として、習得の速さ、深さ、安定性、場面による応用力などを考える必要があることが分かった。モティベーションの影響も大きく、それが相互に与える関係については次の課題となった。3.聴覚能力と視覚能力の差の大きな学習者、文法分析力の特にすぐれた学習者など、特徴ある学習者を選び出し、継続的に日本語力の変化を調べた。4.外国人学習者の日本語習得を、日本語母語話者の習得と比較するために、日本の公立小学校3年生及び5年生に対し、同じ調査(聴覚情報を使った文法運用力診断テスト、作文、語彙テスト)を実施し、比較考察を行った。漢字教育、文法教育、会話教育それぞれにおいて、異なるタイプの学習者に与える最適の教育を考える上での資料を得ることができた。外国人日本語学習者の多様性を如何に効率よく教育に結びつけるかという命題のもと、本年度は学習者の日本語の学習方法と学習者の教育背景とを結びつけながら、研究分担者が上級学習者の聴解能力、漢字学習方法、初級学習者の文章産出力に焦点を当てて、基礎研究を行った。酒井は、上級学習者を対象にして聴解能力の構造、および学習者の学習背景との関係を中心に研究を行った。学習者に音がどのように聞こえているのか、それを文法的にどのように組み立てて理解しているのか、内容を理解するときに影響する要因は何かなどについて実証的に研究を進めた。カイザーは日本語学習において高いハードルとなってくる漢字学習に関して、学習者の教育背景などと関連づけながら各学習者に適切な学習方法を探る基礎研究を行った。漢字圏、非漢字圏による違い、漢字に対して持つ効率性のイメージ、漢字読み能力と漢字書き能力の違い、それらの習得方法の差などを中心に漢字学習の特性を捉えることを試みている。西村は初級レベルにおける学習者を対象に、さまざまなトピックによる文章産出を課題として文型、語彙、誤用などの面から学習者の教育背景と結びつけて研究を行った。文再生と文再認の両テストを比較するために、文再性のコード化を試みた結果、学習者の再生力を把握するために利用可能性が大きいことが分かった。外国人日本語学習者の多様性を如何に効率よく教育に結びつけるかという命題のもと、本年度は、学習者を個々人というよりは「集団」からの視点で捉える研究を進めた。すなわち、母語の観点、第一言語習得との比較の観点からの調査研究である。調査内容としては、音声で与えられた文法情報を処理する能力の測定、文表出、語彙テストなどである。母語の観点としては、インドネシア語、タイ語を母語とする学習者を取り上げた。これまで非漢字圏の学習者は英語を母語とする被験者の結果はある程度まとまって得られているが、それ以外の非漢字圏の学習者の結果は多くはない。タイ語とインドネシア語を母語とするそれぞれの国の大学で学ぶ学習者を比較すると、学習時間が同じ場合には、習得に関しては非常に近い結果となった。さらに、インドネシア語を母語とする学習者に対して大学1年から4年までの学習者に対する日本語力の変化を調べる調査も実施した。これまでに得られた、漢字圏(中国語、朝鮮語)、非漢字圏(英語)との比較を行っているところである。また、日本語学習者の困難な点が第二言語の特有のものか否かを調べるために、第一言語習得との比較研究を行った。小学校3年生および5年生に対して、外国人日本語学習者と同様の調査を実施した。文法力は小学校3年生において書き言葉特有の表現を除いてはほとんど文法は獲得していること、語彙の難易に第一言語と第二言語では大きな開きがあること、小学生の場合は実施した調査がかなり一般能力を予測する者であることなどが分かった。
金属含有LB膜を前駆体とする有機-無機ナノ複合薄膜の作製

本研究は、Langmuir-Blodgett(LB)膜の極性層間を反応場として利用することにより、ナノレベルで構造制御された無機薄膜あるいは有機-無機複合薄膜を合成することを目指したものである。以下に成果を示す。1.ステアリン酸カドミウムLB膜を硫化水素ガスで処理するとステアリン酸-CdS複合薄膜に変換でき、膜中に生成したCdSは量子サイズ効果を示す程度のディメンジョンを有していることを明らかにした。さらに、Cdイオン水溶液への浸漬一硫化という操作を繰り返し施すことにより、複合膜中のCdSの生成量ならびにディメンジョンを増加できることを見い出した。以上の操作に伴う膜組成の変化を分光学的に追求し、CdSの生成・成長に対する硫化、Cdイオン導入処理の条件を確立させた。2.得られる複合膜の構造のキャラクタリゼーションにより、層構造が保持されていること、CdSの生成・成長とともに層間隔が増加していることを認め、1の方法によりCdSをLB膜極性層間で合成できることを明らかにし、ステアリン酸-CdS積層薄膜作製の可能性を示した。一方、CdSの生成・成長に伴い、有機層中のステアリン酸分子の配向、配列に徐々に乱れが生じることも明らかにした。従って、安定性を兼ね備えたLB膜形成物質の選択が今後の課題である。3.種々の金属イオン含有LB膜を前駆体に用いれば、CdSに限らず、ZnS、PbS、CuSなどの種々の金属硫化物についても、LB膜極性層間での合成が可能であることを明らかにした。また、硫化水素の代わりにヨウ化水素ガスを用いることにより、金属ヨウ化物も合成可能であることを見い出した。以下に成果を示す。
蛋白質相互作用による新たなイオン・チャネル活性化機構の解明

本研究は、ユニークな活性化機構を有するイオン・チャネルを対象に、蛋白質間相互作用によるチャネル制御機構を分子レベルで解明するとともに、新たな薬剤の標的を見出すことを目的として行った。本研究では、ユニークな構造や閉閉機構を有する容積依存性C1^-チャネルであるC1C4チャネルおよび記憶・学習などの脳の可塑性の形成に重要な役割を果たすNMDA型グルタミン酸受容体チャネルを対象として、蛋白質間相互作用によってどの様な構造をとるのか、チャネル開閉がどの様に制御されるのかについて解析を行った。容積依存性Cl^-チャネルであるC1C4チャネルでは、C1C4の細胞質ドメインとしてN末端をbaitとして、ヒト脳のcDNAライブラリーを用いて酵母two hybrid法を行った。その結果、10個のポジティブクローンが得られ、ポジティブクローンの1つは、C1C4のC末端側3分の1であった。さらに、C1C4の細胞内ドメインの融合蛋白質を作成し互いの結合を調べた結果、C1C4のN末端とC末端、N末端同士、C末端同士が結合することが明らかとなった。C1Cチャネルファミリーは、2量体を形成し、1つのモノマーに1つのチャネル孔が有り、2つのチャネルが互いに独立して開閉するというユニークな構造をとると考えられている。今回の結果は、この2量体モデルを物質的基盤から説明するものある。NMDA受容体チャネルでは、NR1/NR2AチャネルとNR2Aに結合するPSD-95との相互作用によるチャネル活性制御について、これまでに報告してきたNR1/NR2Bと比較検討しつつ解析を行った。その結果、PSD-95がPKCを介したNR1/NR2Aチャネル活性化、Srcキナーゼによるチャネル活性化およびZn^<2+>感受性の低下を引き起こすことが明らかとなった。SrcによるNR1/NR2Aチャネル活性化作用は、Zn^<2+>によるNR1/NR2Aチャネル抑制を解除するためであると考えられているが、検討の結果、PSD-95によるNR1/NR2Aの抑制作用はZn^<2+>を介さないことが明らかとなった。これらの結果から、NR1/NR2AチャネルはPSD-95との蛋白質間相互作用によりチャネル特性が大きく変化することが明らかとなった。本研究は、ユニークな活性化機構を有するイオン・チャネルすなわち容量性Ca^<2+>流入チャネルや容積依存性Cl^-チャネルを対象に、蛋白質間相互作用によるチャネル制御機構を分子レベルで解明するとともに、新たな薬剤の標的を見出すことを目的とする。本年度は、容積依存性Cl^-チャネルとしてClC4につて以下の検討を行った。ClC4のユニークな構造や開閉機構を明らかにする目的で、ClC4と細胞内で結合する蛋白質の検索を行った。結合蛋白質の検索は、ClC4の細胞質ドメインとしてN末端及びC末端側細胞質ドメインをbaitとして選定し、ヒト脳のcDNAライブラリーを用いて酵母two hybrid法により行った。C末端側細胞質ドメインに対してはポジティブクローンは見い出せなかったが、N末端側細胞質ドメインに対しては10個のポジティブクローンが得られた。これらの塩基配列を決定しホモロージー検索を行ったところ、ポジティブクローンの1つは、ClC4のC末端側3分の1であった。

このことは、ClC4のN末端部が他のClC4と結合して2量体を形成している、或いはClC4の他の部分と分子内結合して特異な構造をとっている可能性が考えられる。このクローンには、細胞質ドメインとして10番目と11番目の膜貫通ドメインの間とC末端側細胞質ドメインが含まれており、これらの細胞質ドメインの融合蛋白質を作成して、in vitroでの結合の再現及び結合部位の同定を行った。その結果、N末端側細胞質ドメインのN末端側の3分の1と10番目と11番目膜貫通ドメインの間の細胞質ドメインが結合することが明らかとなった。ClCファミリーのCl^-チャネルは、2量体を形成し、1つのモノマーに1つのチャネル孔が有り、2つのチャネルが互いに独立して開閉すると考えられている。今回の結果は、この2量体モデルを物質的基盤から説明する現象である。本研究は、ユニークな活性化機構を有するイオン・チャネルを対象に、蛋白質間相互作用によるチャネル制御機構を分子レベルで解明するとともに、新たな薬剤の標的を見出すことを目的とする。本年度は、記憶・学習などの脳の可塑性の形成に重要な役割を果たすNMDA型グルタミン酸受容体のうちユニークな活性化機構を有するNR1/NR2Aサブタイプ受容体チャネルにつて、NR2Aに結合する蛋白質PSD-95との蛋白質間相互作用によりどの様に制御されるかの検討を行った。NR1/NR2Aチャネルは、グリシン存在下にグルタミン酸によって活性化されるが、PKCによる燐酸化によって著明に促進される。しかしながら、PSD-95が結合したチャネルではこの促進は認められなかった。これは、以前に私たちが報告したPSD-95のNR1/NR2Bチャネルヘの効果と同様であった。これに対し、PSD-95はNR1/NR2Bチャネルのグルタミン酸感受性を低下さるが、NR1/NR2Aではこの様な効果は認められなかった。NR1/NR2Aチャネルは、NR1/NR2Bチャネルと異なりSrcキナーゼによるチロシン燐酸化によってチャネル活性が亢進するというユニークな性質を有している。このSrcによるNR1/NR2Aチャネル活性化に対するPSD-95の効果を調べた結果、PSD-95との相互作用によってSrcのNR1/NR2Aチャネル活性化作用が完全に消失することが明らかとなった。SrcによるNR1/NR2Aチャネル活性化作用は、Zn^<2+>によるNR1/NR2Aチャネル抑制を解除するためであることが知られている。そこで、NR1/NR2AチャネルのZn^<2+>感受性に対するPSD-95の効果を調べたところ、PSD-95によりZn^<2+>感受性の低下が認められた。しかしながら、PSD-95が結合したNR1/NR2Aチャネルが抑制を受けているZn^<2+>濃度においてもSrcによる活性化が認められないことから、PSD-95によるNR1/NR2Aの抑制作用はZn2+を介さないことが明らかとなった。以上の結果から、NR1/NR2AチャネルはPSD-95との相互作用によりチャネル特性が大きく変化すること、NR1/NR2Bに対するのとは異なった制御をかけていることが明らかとなった。
再構成系による大腸菌蛋白質膜透過系の分子機構の解析

大腸菌の蛋白質膜透過系は、精製したSecA、SecEおよびSecYから再構成できることを明らかにしている。この再構成系を用い、膜透過系の構造と機能について以下の点を明らかにした。1.必須因子である膜内在性SecEは、分子量約14,000の比較的小さい蛋白質であり、3箇所の膜貫通領域を持つと考えられている。遺伝子工学的手法によって、3番目の膜貫通領域のみからなる欠失SecEを作製し、これを大量発現させた大腸菌から精製した。再構成系によって、欠失SecEが正常SecEに匹敵する活性を有していることを明らかにした。また、欠失SecEはSecYと相互作用することも示した。SecEの機能は、C-末端領域の膜貫通部分に集中して存在することが明らかとなった。欠失SecEは、分子量が約6,000の低分子でありながらなお必須因子として機能する。この蛋白質の構造と機能の詳細を更に検討している。2.再構成活性は反転膜小胞の活性に比べ低いが、大腸菌の細胞質膜には、再構成活性を著しく促進する因子が存在することを見いだした。この因子を膜から可溶化し、均一に精製した。精製因子をSecEやSecYと共にプロテオリポゾームに再構成すると、膜透過活性が20倍以上促進された。部分アミノ酸配列を決定した結果、新因子であることが判明しSecGと命名した。またこの因子の構造遺伝子の一部と思われるDNA配列が、データベース検索の結果明らかとなった。現在この遺伝子のクローニングを行っている。SecG変異株の作製、SecG大量発現系の構築、SecGの精製ならびにその役割の生化学的解明等、今後一層新たな展開が期待できる。
水素触媒能を有する高強度耐熱金属間化合物の創製と組織制御

Ni_3(Si,Ti)金属間化合物合金冷間圧延箔は強度特性に優れるとともに,メタノール分解反応に対して高い触媒活性と水素選択性も示すユニークな材料であり,構造体と触媒機能を一体化させた水素製造装置への応用にも期待されている。本課題では,このNi_3(Si,Ti)合金における自発的水素生成触媒能の発現機構の解明を行うとともに,高温強度特性のさらなる向上を追求した。多結晶鋳塊から加工熱処理を経て作製されるNi_3(Si,Ti)金属間化合物冷間圧延箔は優れた強度特性を示すとともに,メタノール改質反応に対して高い触媒活性と水素選択性をも示すことが見いだされており,次世代の高強度耐熱材料としての使用とともに,構造体と触媒を一体化した水素製造用リアクター等への応用も期待されている.本課題では高温機械的特性および耐酸化性等のさらなる向上を追求するとともに,未解明である本金属間化合物における水素生成触媒能発現の機構解明を目的としている.前者に関して,Ni_3(Si,Ti)の構成元素は変えずに組成比をNi過剰組成にすることで加工性を損なうことなく,高温機械的特性の向上が図れることがわかった,また,基本組成合金に対して数種の第4元素を添加しても同様の高温機械的特性向上の効果が認められた.特に,ある種の元素を添加すると機械的特性のみならず,耐酸化特性や耐食性の向上にも効果的であることが観察され,本金属間化合物に対する合金化は特性改善に有効な手法であることが確認された.一方,後者の触媒能発現に関しては基本組成の圧延箔に対して,メタノール改質反応中の活性変化を詳細に調査した.本化合物箔は反応開始とともに触媒活性が自発的に増大するという通常の触媒とは異なる特異な現象を示すが,触媒活性の増大は単調ではなく,反応初期に小さなピークを示した後,反応時間の増加とともに大きく増加し,飽和値に達した後,微減するという複雑な変化を示すことが明らかとなった.反応中の箔表面を観察した結果,カーボンナノファイバに担持されたNi微粒子の形成が観察されるとともにSiO_2の生成も確認された.これらの結果から,箔の構成元素であるSiが反応中に選択酸化されることで箔表面にNi微粒子が形成され,このNi微粒子が触媒活性を担っていることが強く示唆された.年度当初の予定にしたがい,合金元素を添加したNi_3(Si, Ti)金属問化合物の組織機械的性質,触媒特性評価を行った.(1)Hf, Ta, Wの3種の高融点元素をTiと置換する方法で2at.%添加すると,Hf, W添加合金ではともに2相組織となるが,Hf添加の場合はL1_2マトリックス中にNi-Hf系化合物相が分散するのに対し,w添加合金ではNi固溶体相が分散した2相組織となった.一方,Ta添加材ではL1_2単相組織が維持されていた.硬さ測定の結果,Hf添加合金では主として分散強化によって,また,Ta合金では固溶強化によって硬さが増加していた.これら3種の合金に対して,繰り返し温間圧延-焼鈍プロセスならびに冷間圧延プロセスを適用した結果,W添加合金では強冷間圧延薄板の作製が可能であったが,HfおよびTa添加合金では圧延中に割れが生じ,薄板の作製は困難であった.(2)Ni_3(Si, Ti)の耐酸化性向上に有効なAlを添加した合金の作製においては,4at.%Alの添加方法を変化させることで,L1_2単相組織と,L1_2マトリックス中にNi固溶体相が分散した2相組織の2種類の合金を得た。両合金とも強冷間圧延薄板の作製は可能であり,また,室温強度は両合金で差異は無かったが,高温強度特性はL1_2単相組織合金の方が良好であった.(3)上記で作製した2種類のAl添加合金について,メタノール分解反応に対する触媒活性変化を調べた.その結果,反応初期の小さな活性ピークを示した後の活性挙動に両合金で違いがみられ,2組織合金では初期の活性ピーク後は低いメタノール転化率しか示さなかったが,L1_2単相組織合金では反応時間の経過とともに再びメタノール転化率が増加し始めた.このことより,Ni_3(Si, Ti)の触媒活性は組織と密接に関連していることが明らかとなった.これまでにNi_3(Si, Ti)金属間化合物冷間圧延箔がメタノール分解反応に対して自発的触媒活性を示すことは確認されているが,本年度の実験により,汎用多結晶鋳塊をワイヤ放電加工機で切断したままの状態でもメタノール分解反応に対して高い触媒活性を示すことが確認された.