hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ノッチがナノ領域の大きさの場合の脆性材料強度と破壊力学の適用限界

ナノノッチを持つサファイアの破壊を調べ、ナノノッチの導入、破壊力学試験およびシミュレーションとの融合により、現在までμmオーダーで行われていた破壊力学試験のディメンションの範囲をナノ領域まで拡大する手法を提案することを目的とし、以下の研究を行った。(1)単結晶Al_2O_3(サファィア)の表面処理(劉、香川)単結晶Al_2O_3の表面を十分に研磨後に、大気中10001500°Cの温度に110h保持し、加工処理の影響を除いた。ついで、表面状態をAFMで調べた。また、TEM観察も行った。表面研磨処理を行ったサファイア単結晶で曲げ強度を測定し、強度のバラツキを調べた。(2)ナノノッチの導入手法の検討(田中、劉)ダイアモンドAFMチップを用いてサファイア(以後、単結晶Al_2O_3とする)表面に長さ10500nmのノッチを導入するために装置を試作した。ノッチ導入のためのAFMチップ負荷荷重やスクラッチ速度を検討した。また、ノッチ先端部でのAl_2O_3中の転位の発生などをTEMで観察した。これらの実験から、ノッチ先端部曲率を考慮し、ナノノッチ導入条件を決定した。ノッチ導入は試料の面方位を変えて行った。ノッチ導入後のノッチ部近傍の損傷を透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて詳細に調べた。特に、ノッチ部先端からのクラックの発生やノッチ先端部分での転位の導入現象などを詳しく調べた。(3)破壊試験と破壊状況の観察(田中、香川)ノッチを導入したサファイアの3点曲げ試験を行った。試験は大気中(乾燥空気)で行い、クロスヘッド速度は0.5mm/min以上とした。破壊試験後に破壊状況のマクロ観察や表面ミクロ観察を行った。ノッチの有無及び長さ(a)の差による破壊挙動を詳しく観察した。曲げ、強度はグロス応力を用いて整理した。
二〇世紀前半に現在の中国領内で刊行されたモンゴル語定期刊行物の研究

本研究の目的は、20世紀前半に中国領内で刊行されたモンゴル語定期刊行物を世界各地から収集・保存し、それをモンゴル研究に活用するためである。特に、モンゴル語近代語彙の形成を主とする現代モンゴル語書きことばの形成について研究することが主な目的であった。この目的を達するため、本研究期間内に「MongGul-un sonin bicig(19091918)というモンゴル語定期刊行物ーモンゴル語定期刊行物史における位置づけと所蔵状況」をはじめ、7篇の論文を発表した。それはいずれも研究計画に沿って実施された考察による成果で、この分野における今後の研究にとって重要な意義をもつものと考える。8月末から9月下旬にかけてアメリカ合衆国のシカゴ大学のTHE JOSEPH REGENSIEIN LIBRARY、ハーバード大学のYENCHING LIBRARY、インディアナ大学のSRIFIAS LIBRARYとHERMAN B WELLSLIBRARYなどで、20世紀前半に中国で刊行されたモンゴル語定期刊行物を中心に資料調査を行った。今回の調査では科研費の研究テーマについて全体にわたる資料調査と収集ができただけでなく、アメリカ合衆国におけるアジア研究、とくにモンゴル・チベット研究で知られる大学でモンゴル研究に係る資料についても全体的に行き届いた調査ができた。それにより、中国で刊行された古いモンゴル語定期刊行物に関しては他国にはまだ保存が確認されていないいくつかの重要な資料の入手ができたほか、例えば、インディアナ大学HERMAN B WELLSLIBRARYに保存されている『蒙話報』(漢蒙合璧雑誌)のマイクロフィルムが東洋文庫にある原本によるものであるなど、この分野の資料交換の状況についても一部把握することができた。9月下旬には島根県大学図書館にある「服部四郎文庫」で二日間にわたって資料調査を精密に行った。服部四郎は世界的な言語学者で、特にアルタイ比較言語学、モンゴル語研究でその名が知られ、戦時中に満洲国など現在の内モンゴル領内で研究調査をしていたため、当時現地から入手してきた貴重な資料が多かった。ここでは「服部四郎文庫」におけるモンゴル研究資料の全貌を確認し、その多くの資料を予定の時間内に撮影することができた。これらの資料はいずれも本研究テーマにとって欠かせない重要な資料であり、今後の研究でその分析による成果が期待される。9月にモンゴル国のウランバートルとロシア連邦ブリヤート共和国のウランウデ市で、11月と3月には中国の北京、内モンゴル自治区フフホト市の図書館や大学の研究所、資料館などで中国領内で出版された古いモンゴル語定期刊行物について調査した。それにより、ロシア科学アカデミーシベリア支部モンゴル、チベットと仏教研究所所蔵雑DotuGadu mongGul-un arad-un sedgUl(内蒙国民旬刊、1925年11月創刊、張家口)の数期分、中国国家図書館所蔵『大国師章嘉呼図克図駐京弁事処月刊』(1931年、第二期)と北京大学図書館所蔵iregegui-yin monggul(irege edui-yin monggul, iregegui monggul,蒙古前途月刊、1930年代、南京)十数期分の資料を複写することができた。これらの資料の収集は、報告者が長期にわたり調査を行なってきた二十世紀前半に中国領内で刊行されたモンゴル語定期刊行物の研究にとっていずれも重要な意義をもつ。中国領で刊行されながら現在はロシアのブリヤート共和国でしか所蔵が確認されていない上記の資料などはとくに資料的価値が高いものであり、そこでの所蔵自体がモンゴル地帯の近代史における政治的、文化的関連性を考察するうえで有益であると考える。また、北京の中央民族大学図書館、内モンゴル師範大学モンゴル学学院の資料館、内モンゴル大学「モンゴル学研究センター」、同大学図書館「モンゴル学古籍文献展閲室」、同大学モンゴル学学院及び同学院「モンゴル語研究室」での資料調査及び研究者との交流は、当該研究の進展及び今後の展開において重要な意義をもつ。本研究の目的は20世紀前半に中国領内で刊行されたモンゴル語定期刊行物を世界各地から収集・保存し、それをモンゴル研究に活用するものである。下記の研究実績はいずれもこの目的を達するために研究計画に沿って実施された考察による成果で、この分野における今後の研究にとって画期的な意義をもつものと考える。1.「内モンゴルにおけるモンゴル人民共和国文学の受容ー20世紀前半のモンゴル語定期刊行物の資料を中心にー」(下)『日本モンゴル学会紀要』第45号5566(2015.3)。2.「MongGul-un sonin bicig(19091918)というモンゴル語定期刊行物ーモンゴル語定期刊行物史における位置づけと所蔵状況」『学苑』No.892 3956 (2015.2)。

3.「内モンゴルにおけるモンゴル人民共和国文学の受容ー20世紀前半のモンゴル語定期刊行物の資料を中心にー」(上)『日本モンゴル学会紀要』第44号6779 (2014.3)。4.「内モンゴルにおける「現代モンゴル語」の形成過程とその政治的側面ーモンゴル人民共和国からの影響に焦点を当ててー」『学苑』883号122 (2014.5)。5.「内モンゴルにおけるモンゴル語の文字改革の問題ー終戦後のモンゴル人民共和国「新文字」の影響を中心にー」『学苑』No.880 115(2014.2)。6.「モンゴル語の近代語彙と辞書(三)ー「蒙藏語文研究会」と『蒙訳名辞選輯』(国民政府1942年)『学苑』No.871 1330(2013.5)。7.「モンゴル語の近代語彙と辞書(二)ー「蒙文学会」翻訳『新名辞字典』(満洲国1941年)『学苑』No.859 1051(2012.5)モンゴル研究社会言語学20世紀前半に現在の中国領内で出版されたモンゴル語定期刊行物の調査と収集の作業自体は基本的に順調に進んでいる。特に、アメリカ合衆国と島根県立大学図書館「服部四郎文庫」での調査は十分に行われ、達成度がたいへん高いと考えている。しかし、中国国内での調査は春休みに実施できなかった関係でやや遅れているが、26年度夏休みの調査日程に入れている。本研究は、20世紀前半に中国領内で刊行されたモンゴル語定期刊行物について、世界規模での調査を目指すものである。それは、当該資料が本国においては政治イデオロギーなどの理由により大量に処分された可能性があるのと、政治的関心、資料上の関心と研究の目的で海外に持ち出され、保存されているものが多いからである。平成24年度はロシア、モンゴル国、中国の一部の都市や資料館での調査を計画していたが、これまで調査の成果もあり、まず、ロシアとモンゴル国における特定の都市や資料館での調査は基本的に目的を達成している。中国においては分布が広いのと資料の所蔵状況が分散的であるため、これまで調査できた都市や資料館においても調査の継続及び再調査の余地はあると考える。そういう意味では、研究の目的の達成度は高いと言えないが、その主な理由は、時間的都合により全体において滞在期間が短かったためである。また、こうした理由により北京とフフホト市以外の都市及び日本国内の特定の町に行けなかったことも研究目的を達成するうえで不足の部分であるが、今後はその補足を工夫したいと考えている。今後の研究の重点は、モンゴル学研究の資料が多いことで知られるロシア連邦のサンクトペテルブルグ大学及びドイツの著名なモンゴル学者ワルター・ハイシッヒがいたボン大学で資料調査を行うことである。ハイシッヒ教授が戦前内モンゴルから収集した関連資料については十数年前にボン大学で調査を行ったことがあるが、再調査の必要がある。中国国内では北京を拠点に東北部や西北部のでの資料調査を予定している。
太陽光の有効利用のための新炭素材料の開発

もっともクリーンなエネルギーである太陽エネルギーの有効利用をめざしたナノ炭素材料の開発を目的として研究を行った。フラーレンナノファイバーの直径制御やドナー分子とのハイブリッド化による高機能化フラーレンナノマテリアルの合成について検討した。合成したフラーレンナノマテリアルについて、各種物性測定をおこなった。さらに、合成したフラーレンナノマテリアルを用いて、有機薄膜太陽電池の作製についても検討した。フラーレンナノファイバーは、直径が小さくなると導電性が向上するという非常に興味深い特性を有していることがすでに明らかになっている。そこで、100nm以下の平均直径を有するフラーレンナノファイバーの合成を目的として研究を行った。合成条件を検討した結果、界面の面積を制御するという非常に簡便な方法で、ナノファイバーの直径制御が可能であることを見出した。合成したフラーレンナノファイバーの構造について、SEMや高分解TEMを用いた観察により、その結晶構造などを明らかにした。また、合成したフラーレンナノファイバーの物性評価として吸収スペクトルや太陽電池の作製を行った。さらに、ドナー分子であるフェロセンとの複合化を検討した。その結果、フラーレンとフェロセンのハイブリッドナノシートや、フェロセンがナノファイバー表面に物理吸着したドナーアクセプターのナノ材料の創製に成功した。特に、フラーレンとフェロセンからなるナノシートにおいては、両者の間に電子的な強い相互作用が存在することを固体状態の反射スペクトルの測定から明らかにすることができた。さらに、理論計算を行うことで、フラーレンとフェロセンのより詳細な相互作用についても検討した。本研究では、もっともクリーンなエネルギーである太陽エネルギーの有効利用をめざしたナノ炭素材料の開発を目的として研究を行った。23年度と24年度においては、高機能化フラーレンナノマテリアルの合成と物性測定、およびこれまでに合成したフラーレンナノマテリアルを用いて、有機薄膜太陽電池の作製について検討した。その結果、新規なフラーレン/ポルフィリンからなるナノシートの合成に成功した。また、このナノシートの物性測定を目的として、作製した電界効果型トランジスタは、興味深いことに、両極性を示した。このような共結晶からなるナノシートを用いた両国性の発現はこれまでにほとんど例がなく、非常に重要な発見である。本発見は、国際的にも非常に高い評価を受け、アメリカ化学会誌に速報として掲載された。また、フラーレンナノマテリアルを用いて、実際に有機薄膜太陽電池の作製を行い、効率はまだ低いものの、太陽電池として動作することを確認した。今後、さらに最適化を行うことで、高効率化を検討していく予定である。24年度が最終年度であるため、記入しない。
がんの放射線・抗がん剤治療による末梢血リンパ球の突然変異誘発とDNA塩基配列変化

本課題の目的は、がんの放射線・抗がん剤治療や近年急速に進歩してきた骨髄移植やXCTによる診断の際に、末梢血リンパ球や血液系の幹細胞にどのような突然変異が生じるかを、DNA塩基配列の変化としてとらえることであった。そのため先ず培養細胞を用いて、ネオカルチノスタチン(NCS)によるヒポキサンチングアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ(hprt)遺伝子に起こる突然変異を調べた。比較のために自然突然変異についても調べた。また、これらの変異をX線誘発の突然変異とも比較した。自然変異、NCS誘発変異それぞれについて、50の突然変異体を選択し、そのうち40数個の変異体についてDNA塩基配列の変化を調べた。その結果、小さな欠失、フレームシフト変異、塩基置換変異ともほぼ同じ(塩基置換はNCS誘導変異にやや多くみられ、その他は自然突然変異に少し多かった)割合で起こっていた。また、NCS変異では遺伝子上の部位特異性が見られなかったことから、X線と同様傷のできる場所の特異性はないものと考えられる。一方、それぞれの塩基置換について詳しく調べると、NCS誘発変異に特徴的な変化がみられた。変異した塩基の部位にAGC__-、ACT__-(下線が変異部位)が高頻度にみられたのである。NCSはDNA2本鎖に入り込むことでT塩基に切断が入り、反対側の鎖の2塩基離れたCやT残基が失われることが知られている。おそらく、NCS変異の特徴はこの損傷のできかたによっているのであろう。以上、培養系でNCSに特異的なDNA変化が存在することが証明された。体内で起こるリンパ球の突然変異については現在、実験が進行中である。マウスを用いたリンパ球の突然変異系の確立には手間がかかり、工夫をしている最中である。いずれにしても、NCS変異の特徴が見出されたので、本研究の当初の目的はかなり達成されたと考えている。本課題の本年度の目的はCHO細胞を用いて、抗がん剤によりヒポキサンチングアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ(hprt)遺伝子に起こる突然変異を、DNA塩基配列のレベルで調べることである。抗がん剤としてはネオカルチノスタチン(NCS)を選んだ。また、比較のために自然誘発突然変異についても調べた。突然変異体は6チオグアニン(6TG)耐性として、それぞれについて、すでに50以上のクローンを得ている。個々のクローンのhprt遺伝子の解析は、まず大きな欠失をマルチプレックスPCR法によって検出した。この方法で変化の検出できなかった小さな変化は、RT-PCR法を用い、c-hprtの配列を決定することで、塩基レベルの変化としてとらえた。現在、DNA塩基配列決定が終わっているものは、自然突然変異で27クローン、NCS誘導変異で21クローンある。それらをみると、塩基置換変異はNCS誘導変異に多くみられ、小さな欠失、フレームシフト変異は自然突然変異に多かった。この違いはそんなに大きなものではなく、おそらくNCSによって塩基置換変異が増えることによるものであろう。変異した塩基の両隣にA:Tが高頻度にみられるのである。NCSはDNA2本鎖に入り込むことでT残基に切断を入れることが知られている。NCS誘発変異にみられる特徴は、おそらく、この傷のできかたによっているのかもしれない。もう少し解析数を増やすために数カ月が必要であるが、一応、本年度の目的は達成されたと考えている。

次年度はいよいよ動物を用いて実験を行う予定であるが、マウスを用いたリンパ球の突然変異系は、その確立が容易ではないので、系がうまく機能しているかどうかを調べるためにも、まず、ベンツピレンなどの特異的なDNA変化を起こす物質で行う必要があるかもしれない。本課題の目的は、がんの放射線・抗がん剤治療や近年急速に進歩してきた骨髄移植やXCTによる診断の際に、末梢血リンパ球や血液系の幹細胞にどのような突然変異が生じるかを、DNA塩基配列の変化としてとらえることであった。そのため先ず培養細胞を用いて、ネオカルチノスタチン(NCS)によるヒポキサンチングアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ(hprt)遺伝子に起こる突然変異を調べた。比較のために自然突然変異についても調べた。また、これらの変異をX線誘発の突然変異とも比較した。自然変異、NCS誘発変異それぞれにについて、50の突然変異体を選択し、そのうち40数個の変異体についてDNA塩基配列の変化を調べた。その結果、小さな欠失、フレームシフト変異、塩基置換変異ともほぼ同じ(塩基置換はNCS誘導変異にやや多くみられ、その他は自然突然変異に少し多かった)割合で起こっていた。また、NCS変異では遺伝子上の部位特異生が見られなかったことから、X線と同様傷のできる場所の特異性はないものと考えられる。一方、それぞれの塩基置換について詳しく調べると、NCS誘発変異に特徴的な変化がみられた。変異した塩基の部位にAGC__-、ACT__-(下線が変異部位)が高頻度にみられたのである。NCSはDNA2本鎖に入り込むことでT残基に切断が入り、この反対側の鎖の2塩基離れたCやT残基が失われることが知られている。おそらく、NCS変異の特徴はこの損傷のできかたによっているのであろう。以上、培養系でNCSに特異的なDNA変化が存在することが証明された。体内で起こるリンパ球の突然変異については現在、実験が進行中である。マウスを用いたリンパ球の突然変異系の確立には手間がかかり、工夫をしている最中である。いずれにしても、NCS変異の特徴が見出されたので、本研究の当初の目的はかなり達成されたと考えている。
家政学的視点に基づく社会関係資本形成とリーダーシップ育成に関する構造的研究

本研究課題は家政学及び生活科学論が果たしてきた社会関係資本形成、リーダーシップ育成機能の再考、「日本型の家政教育・家庭科教育」の再評価を目指すものである。検討にあたり3つの枠組みを設定し、分析を行った。1.「国民の生活をよりよくする」という思想的系譜・現象の整理(昭和平成の生活改善事業、メディアによる間接的リーダーシップ)、2.学校教育、社会教育における問題解決型の学習とリーダーシップ育成に関わる教育実践の分析、3.学校教育、社会教育が果たす公益的な社会参加活動及び社会関係資本形成機能の現状分析(政策的に提示された「アクティブシニア」像と地域社会におけるリーダー像)本研究課題は家政学及び生活科学論が果たしてきた社会関係資本形成、リーダーシップ育成機能の再考、「日本型の家政教育・家庭科教育」の再評価を目指すものである。検討にあたり以下の3つの枠組み(1.「国民の生活をよりよくする」という思想的系譜・現象の整理、2.学校教育、社会教育における問題解決型の学習とリーダーシップ育成に関わる教育実践の分析、3.学校教育、社会教育が果たす公益的な社会参加活動及び社会関係資本形成機能の現状分析)を設定した。平成24年度は、「枠組み2」の中の家庭科教育に関わる各論を中心に研究・発表を行った。ここでは家庭科において「問題解決型の学習」を進めるためにどのような知識・技能を身につけることで解決へのアシストが図れるか、という視点に基づき(1)第二次大戦後の高等学校家庭科における学習内容の変化と特徴、(2)中学校技術・家庭科(家庭分野)と高等学校家庭科における、同教科・男女必修後の学習内容のつながりについて分析し、成果を発表した。「枠組み1」については、平成23年度に収集した文献の整理とともに、第二次大戦前後を通じて、家政学や女性の教育について活動をしてきた「大日本連合婦人会」「日本女子社会教育会」の事業に注目し、資料を収集した。これらをまとめた成果は平成25年度に発表する予定である。「枠組み3」については、平成23年度に調査・研究を行った小・中学校⇔地域との学習支援を通じた社会参加活動について発表した。ここでは、地域社会の人々が学校の求めに応じてどのような関わり方をしているか、ネットワーク化・継続化の工夫と成果に関する事例研究を報告した。地域社会の社会関係資本を高めるには、活動に主体的に関わる意識の醸成と「しくみづくり」が重要であることが確認された。今年度は、社会教育に関わる場面での「活動主体意識」「しくみづくり」に注目して研究を進める予定である。平成25年度では「枠組み1」について、昭和平成の生活改善にかかわる文献資料の収集を行った。また、これまで収集してきた生活改善事業と家政学に関する資料をもとに、昭和期における「地方」の生活を“よりよくする"観念に注目し検討を試みた。これらの成果の一部は学会で口頭発表を行った。次に、前年度口頭発表した家庭科教育学の研究者による被服製作の指導と「問題解決型の学習」理念に関する研究を論文化し、発表した。被服製作と同様に「技能習得型の学習」として捉えられてきた調理実習についても検討し、学会で口頭発表を行った。また「セクシュアリティ」の観点から、思春期における人間関係形成機能、問題解決場面での推定される支援行動に注目し、検討を試みた(枠組み2)。「枠組み3」は、昨年度の成果を踏まえ、(1)児童・生徒の基本的生活習慣形成、生活技術力の現状と家族、(地域)との関係の分析、(2)高齢期にある人々への政策的な「生きがい」創出事業の整理(公益的な社会参加活動の分析を含む)、に注目した。(1)については、四半世紀前に比べ、家族のイベント(誕生日会等)の機会が増え、家族間の朝の挨拶の習慣があると認識する子どもが増えたことが明らかとなった。(2)については、資料を収集し、平成26年度に報告する予定である。検討にあたり3つの枠組み(1.「国民の生活をよりよくする」という思想的系譜・現象の整理、2.学校教育、社会教育における問題解決型の学習とリーダーシップ育成に関わる教育実践の分析、3.学校教育、社会教育が果たす公益的な社会参加活動及び社会関係資本形成機能の現状分析)を設定した。

平成23年度は、「生活学」「生活科学」「家政学」各分野における研究者の言説、実践が掲載された文献を収集し、各立場で「生活をよりよくする」ことへの解釈がどの点で類似し、どの点で異なるかを分析するための基礎的資料を整えてきた(枠組み1)。今年度はとくに今和次郎、生活改善事業を例にとり、"生活"が指し示す空間的範域、"よりよくする"行為主体者に注目し、ジェンダー視点による検討を試みた。次に「問題解決型の学習」と対置するものとして、第二次大戦前に行われていた「技術習得型の学習」である「裁縫科」の教育方法に注目、第二次大戦後に展開された「問題解決型の学習」理念が被服製作の指導でどのように認識されていたか、家庭科教育学の研究者の見解を分析し発表した。「枠組み3」では、地域社会の人々が学校の求めに応じてどのような関わり方をしているか、ネットワーク化、継続化に注目し、事例研究を行った。また、学校教育の側が授業実践において「地域社会の人的資源の活用」を「どのように認識し、取り組んでいるか」、「成果と課題は何か」等について岩手県の小学校教諭を対象とした質問紙調査の結果をもとに分析・検討した。教師は地域住民が授業に関わることに対し、肯定的かつ好意的に受け止めているが、教育活動として実践を深めるには時間が必要、と認識していることが明らかとなった(現在投稿中)。本研究課題は家政学及び生活科学論が果たしてきた社会関係資本形成、リーダーシップ育成機能の再考、「日本型の家政教育・家庭科教育」の再評価を目指すものである。検討にあたり3つの枠組み、1.「国民の生活をよりよくする」という思想的系譜・現象の整理、2.学校教育、社会教育における問題解決型の学習とリーダーシップ育成に関わる教育実践の分析、3.学校教育、社会教育が果たす公益的な社会参加活動及び社会関係資本形成機能の現状分析、を設定した。平成26年度は「枠組み1」について、昭和平成の生活改善にかかわる文献資料の収集を行った。これら生活改善事業と家政学に関する資料をもとに、昭和中期頃における家政学を通した生活改善への論考について論文化した。また、日米比較による雑誌メディア(生活情報誌)における生活改善への啓蒙、“理想的ライフスタイル像"の提案等、メディアが果たす間接的リーダーシップについて、口頭発表を行った。次に「ライフスタイルと消費の在り方」について日(米)の家庭科教育学ではどのように能力形成(目標設定)がなされ、課題化・実践化が図られているかを検討し、口頭発表した。(枠組み2)。「枠組み3」では、高齢期の人々に焦点を当て、(1)「ものづくり」を通し地域社会の人々との関係性を形成した活動分析、(2)高齢期にある人々への政策的な「生きがい」創出事業の分析(公益的な社会参加活動の分析を含む)、を実施した。(1)については、東日本大震災で自らの日常生活が大きく損なわれた方々の「ものづくり」を組織的に実践する活動に注目した。活動の要を担う“ゆるやかなリーダー"が存在することで、人々の孤独、不安の助長を防止することが明らかとなった。(2)については、政策的に提示された「アクティブシニア」像と地域社会におけるリーダーとして彼らが期待されたことについて考察し、学会で発表した。
リーマン多様体とポアソン核・熱核のフィッシャー情報幾何学

1. Busemann関数の等位超曲面であるホロ球の微分幾何学の研究を遂行した。実、複素、四元数双曲空間の体積エントロピー剛性定理を与えることができた。また正則断面曲率に関する、複素、ならびに四元数双曲空間の特徴づけに成功した。漸近調和Hadamard多様体のホロ球平均曲率と体積エントロピーとが同じ値をもつという関係式を導出できたことが研究に寄与。2. Hadamard多様体の理想境界上の確率測度空間に対してBusemann関数重心写像を定義した。他方、確率測度空間上のフィシャー情報幾何学を展開、確立することができた。これを活用して、重心写像の情報幾何学理論をつくりあげることに成功した。1.漸近調和アダマール空間としての実,複素,四元数の3種類の双曲空間,いわゆる階数1非コンパクト型対称空間の体積エントロピーに関する特徴づけを完成させることができた(Kyushu Math. J. 2013,及びDGA,2014).研究はホロ球の幾何学的考察によってなされた.漸近調和アダマール空間の体積エントロピー(測地球体の体積指数増大度)がホロ球の平均曲率に一致するという,既に共同研究者との研究によって得られている定理を鍵定理とし,ホロ球の型作用素が満たすリッカチ方程式について詳細な考察をすることにより各種双曲空間の特徴付けを個々にではあるが,行うことができた.1. Busemann関数の等位超曲面であるホロ球の微分幾何学の研究を遂行した。研究課題であるアダマール多様体のホロ球の微分幾何学としての研究を遂行した。典型的アダマール多様体である実、複素、四元数双曲空間の体積エントロピーに関する特徴づけを行うことができた。特に複素双曲ならびに四元数双曲空間のケースでは、次の剛性定理を証明できた:定理(複素双曲剛性定理)(X,g,J)をn次元近似ケーラー的アダマール多様体でリッチ曲率Ric ≧-(n+2)とする。任意の測地線v(t)に沿って構造ベクトルw(t) = J v(t)がとる、測地線に直交するホロ球の第二基本形式の値がh(w(t),w(t)) ≦-2ならば、(X,g,J)の体積エントロピーt ≦n以下であり、等号t = n成立は(X,g,J)が正則断面曲率-4一定の複素双曲空間であるときかつそのときにかぎる。定理(四元数双曲剛性定理)(X,g,J_1,J_2,J_3)をn次元四元数ケーラー的アダマール多様体でスカラー曲率s ≧- n(n+8)とする。任意の測地線v(t)に沿って構造ベクトルw_i(t) = J_i v(t), i=1,2,3がとる、測地線に直交するホロ球の第二基本形式の値の和h(w_1(t),w_1(t)) + h(w_2(t),w_2(t)) + h(w_3(t),w_3(t)) ≦- 6ならば,(X,g,J_1,J_2,J_3)の体積エントロピーt ≦n+2であり、等号t = n+2成立は(X,g,J_1,J_2,J_3)が正則断面曲率-4一定の四元数双曲空間であるときかつそのときにかぎる。研究の意義は、数多くのコンパクト版剛性定理に対し、非コンパクト版剛性定理を示すことに成功したことにある。漸近調和アダマール多様体のホロ球平均曲率と体積エントロピーの関係を導出したことが大きい。研究実績の概要:1. Hadamard多様体Xの理想境界上に分布をもつ確率測度のなす空間PはFisher計量を許容する。理想境界上の確率測度に関してBusemann関数の平均が定義され、その重心がXの点として定義される。確率測度に重心を対応させる写像,重心写像bar : P →Xの情報幾何学的性質を抽出した。特に理想境界の自己同相写像が、いつXの等長変換となる重心同伴写像を誘導するかという問題を考察し、一定の結論をえた。2.また、確率測度のなす空間P上のFisher計量に関する測地線の簡潔な定義公式をえることができ、P上の任意の2点を結ぶ測地線を与える式がえられた。さらにこの測地線の公式のもとに、重心写像barの逆像bar{-1}(x)上に測地線が存在するための必要十分条件をもとめることに成功した。3.調和的Hadamard多様体Xに対して超幾何型族を定義した。

球関数を定めるラプラス固有方程式が古典変換によってガウス超幾何型微分方程式に変換されるとき、調和的Hadamard多様体を超幾何型とよぶ。超幾何型調和Hadamard多様体の有する性質、特に測地球面の体積公式を導くことができた。超幾何型調和Hadamard多様体はGromov双曲的Hadamard多様体となり、さらにX上にHelgason-Fourier球変換が定義でき、逆変換にかんする反転公式表示が可能となった。4.Hadamard多様体のホロ球の幾何学の展開を行った。ホロ球の外在幾何学によって、Hadamard多様体が双曲空間になるための幾何学的考察を行った。実、複素、四元数双曲空間に関して、体積エントロピー剛性定理を得ることができた。1.実,複素,四元数の3種の双曲空間の体積エントロピーに関する特徴づけ:90パーセント達成.仮定する条件としては,漸近調和(各ホロ球の平均曲率が一定値をとる)アダマール空間に対して体積エントロピーが各種双曲空間の満たす体積エントロピー値以下の値をとるという非常に幾何学的に簡潔な仮定のみであり,ほぼ満足のいく結果を得たといえる.2.各種双曲空間を含むダメック-リッチ空間の特徴づけ: 30パーセント到達.理想境界上の確率測度のなす空間からアダマール空間への重心写像のDouady,EarleやBesson,Courtois Gallotらのアイデアを駆使することによってアダマール空間が等長変換を有する条件を探った.ポアソン核写像に関する可換性条件をも加味することによって結論を導くことができた.階数1の非コンパクト型対称空間である実、複素、四元数双曲空間に、ホロ球的視点から特徴づけを与えることができたことは研究の大きな前進である。これらの空間はアインスタイン的漸近調和(ないしは調和)多様体の一員であるが、その一員として大きな部分を占める非対称的ダメック・リッチ空間のホロ球的研究には肉薄していない。非対称的ダメック・リッチ空間のホロ球的微分幾何学が今後の研究課題である。また漸近調和アダマール多様体の体積エントロピーとホロ球の平均曲率一定値との直接的関係式を与える定理を証明することができたは大きな成果である。Knieper, Yueらの先行研究とは異なる直截的証明を附すことができた。彼らの設定はコンパクト版であり、なおかつPatterson-Suillivan測度が必要とされている点がわれわれの研究と異なる。非常に基本的で広く適用される定理がえられたことに大いに満足している。25年度において展開したフィッシャー情報幾何学的研究を継続発展させること,さらに調和空間におけるフーリエ変換論を展開することを26年度の研究推進の方策とする.1.漸近調和空間がある条件を満たせば調和空間となるかという本研究のメーンテーマの一つである課題について、これまでのアプローチと異なるフーリエ変換や球関数、球変換のアイデアのもとに探求する.ガウス超幾何関数や超幾何微分方程式の援用を考えている.2.また調和空間上のフーリエ変換、球変換について考察を加え、調和アダマール空間はダメック-リッチ空間に限るかという問いかけについて考察を行う.予備的考察の段階で,超幾何型調和空間なる概念が不可避となっているという新局面が生まれている.3.さらに,調和アダマール空間としてのダメック-リッチ空間の特徴付けを行う.測地球やホロ球の型作用素の精緻かつ幾何的な分析を行う.その場合,各種双曲空間以外の非対称的ダメック-リッチ空間に対する考察を行わざるを得ないが,幸運にもダメック-リッチ空間の有する群構造,特にTokyo Math. J.,2009でえられているビューズマン関数の表記を活用する.
園児及び小学校低学年の児童における立体の念頭操作に関する研究

本研究の目的は幼児(6歳)と児童(7歳)の立方体を作る様子と、展開図を念頭で操作する様子を観察し、平面と立体の関係を子どもがどのように理解していくのかを発達の傾向としてあきらかにすることである。そのため年長児童29名と小学校1年生児童15名にポリドロンを用いた立方体の作成と、展開図の念頭操作の調査を行った。立方体の作成に関しては2つの調査を行った。1つはすべて同じ色の面の立方体を見せ、それと同じ立方体を作ること。2つ目は向かい合う面が同じ色の立方体を見せ同じ立方体をつくること。作成方法は幼児、児童ともに5種類の取り組みがあった。この5種類は面が見えるのと同じように作成する方法と面を展開図に並べ組み立てる方法に分類できた。これは2種類の立方体ともに同じ結果であった。面を展開図に並べ組み立てる割合は幼児43%から児童57%へと増加していた。このことから幼児から児童に発達するにしたがって、見たままを作成する発達段階から面を展開図に表わし作成する発達段階に変わっていくという知見を得た。2つ目は6種類の展開図を見て念頭で組み立てられるのかの調査である。十字型に並べた展開図においては幼児54.5%、児童は84.7%と高い正答率であったが他の5種類の展開図については3割に満たない正答率であった。個別にみると6問中3問に正答した幼児は調査問題1の立方体を組み立てる問題では展開図にして組み立てていた。6問中4問正解した1名と3問に正解した2名の児童も調査問題1では展開図から立方体を作成していた。これらの結果から幼児、児童は立方体を作るときに展開図から組み立てることができるようになるとともに、展開図が立方体になるかどうかの念頭操作の力もついてくるという知見を得た。
アジア諸国の緑化に資する制度的機構としての参加型森林管理

バローニー氏の来日が11月末であり、研究開始は12月になってからであった。今年度バローニー氏は受け入れ研究者(井上真)がこれまで収集した文献を活用し、アジア諸国における参加型森林管理の制度的・政策的な特徴を解明する作業に集中した。タイでは森林管理の権限を地域社会・利用者グループへ委譲するコミュニティー林業法が制定された。ネパールでは、利用者グループに森林管理を委譲し、自給目的のみならず営利目的を含めたコミュニティー林業が実施されている。フィリピンでは、1970年代から社会林業が徐々に導入され、1995年には「コミュニティーによる森林管理(community-based forest management : CBFM)」が採用された。1970年代から数多くの社会林業プロジェクトが行われてきたインドでは、村落共同体と政府とが協力して劣化した森林を回復させ、それを保護・管理し、用益権を平等に分配するシステムである「共同森林管理(Joint Forest Management : JFM)」の概念が1990年に形成された。インドネシアでは、様々な形態の参加型林業を総称して社会林業と定義し、国有林地での林業へ地域共同体(村落協同組合)が関与する「コミュニティー林業」と、私有地での「農家林業(farm forestry)」とに区分される。1996年に初の林業法を制定したラオスでは、森林の管理や用益の権利まで村人たちに移転することを目指す「村落林業(village forestry)」が推進されている。このように、各国で様々な呼び名の社会林業が推進されていることは確かである。しかし、実際にどの程度まで地域住民が主体性をもつことができているのか、などは今後の課題である。
lncRNAを中心とした生体分子間相互作用ネットワークの予測と機能推定法の開発

今年度は、RNAの構造・分子間相互作用の情報解析手法を中心に下記の3報の論文を発表した。(2)RNAの高次構造を網羅的に調べる実験データ(icSHAPEやPARS等)から、複数回の実験で再現性のあるシグナルを抽出し、RNAの高次構造予測を高度化する手法を開発し、論文として発表した(Kawaguchi et al., BMC Bioinformatics 2019, 20(Suppl 3):130)。また昨年から引き続き、次世代シーケンサーを用いた実験手法であるPAR-CLIPやSLAM-seq、TimeLapse-seqなどの塩基置換が多数存在する配列データから有用なシグナルデータ(PAR-CLIPの場合:RNAータンパク質相互作用、SLAM-seqおよびTimeLapse-seqの場合:RNAの分解速度・半減期)を効率的に取得する解析技術を開発し、現在解析結果の評価を実施している。この解析技術により、今までの解析では発見できなかったRNAータンパク質相互作用についての情報を収集するだけではなく、RNAの合成・分解速度、RNAの高次構造、RNAの転写後修飾等を調べた次世代シーケンサー由来配列データから、より多くの有用な情報が得られることが期待される。lncRNA-RNA相互作用について、京コンピュータを利用した大規模な予測パイプラインを用いて、ヒトの全てのlncRNA、mRNAの配列の組み合わせについて、網羅的な相互作用予測を実施した。予測結果について、既に知られているヒトの相互作用データを用いて予測精度の検証を行ったところ、ある一定の予測精度が得ることができたが、一方で配列データだけから相互作用を高精度に予測することには限界があると考えられた。そのため、ヒトの様々な組織に由来するRNA-seq等の実験データと、配列データからの予測結果を組み合わせることで、より信頼性の高い予測を実現し、その成果を現在論文を投稿している。lncRNA-タンパク質相互作用については、機械学習を用いた予測モデル構築のための学習データとして、公共データベースに公開されているCLIP-seqデータの解析パイプラインの開発を行い、実際のCLIP-seqデータの解析を進めている。現在までに、PAR-CLIPについては、RNA-タンパク質相互作用の抽出までの全ての解析を完了しており、HITS-CLIPやiCLIPに関しては、解析を実施中である。また2016年にENCODEプロジェクトが公開したeCLIPのデータについても解析パイプラインの構築を現在進めている。また、lncRNAの分子間相互作用と機能についての総説を執筆した(生物物理56(4), 217-220, 2016)。lncRNA-RNA相互作用の予測手法の開発を優先したため、平成28年度ではlncRNA-RNA相互作用予測だけではなく、29年度に実施予定であった発現データを組み合わせた予測の高度化を先行して行った。その代わりに、lncRNA-タンパク質相互作用予測に関しては、予測モデルの構築までは行えず、モデル構築に必要な学習データをCLIP-seqデータから取得するための解析パイプライン構築し、現在、実データの解析を進めている。lncRNA-RNA相互作用予測手法の開発については、ヒトの様々な組織でのRNA発現量をRNA-seqデータより取得し、各lncRNAと相互作用ターゲットRNAの発現の組織特異性を考慮することで、相互作用予測を高精度に行う手法を開発し、論文として発表した(Biology Direct, 12:15, 2017)。また、RNAの発現データを解析する中で、lncRNA配列中に含まれるトランスポゾン様の配列がlncRNA発現の組織特異性と関連があることを発見し論文として発表した(Genes, 9, 23, 2018)。RNA-タンパク質相互作用データの解析の実施に際して、当初採用していた一般的にな解析手法ではPAR-CLIPのデータから多くの相互作用データを取得することが困難であったため、PAR-CLIPデータの特徴である特定の塩基置換を考慮したデータ解析手法を新たに開発する必要があった。今後は、CLIP-seqデータからのRNA-タンパク質相互作用のデータ抽出を行い、RNA-タンパク質予測モデルの構築を優先して行う予定である。特に2016年に公開された国際コンソーシアムENCODEによるeCLIPのデータでは、100種類を超える様々なRNA結合タンパク質に関するデータが公開されており、これらのデータを予測に取り入れることで、より幅広いlncRNA-タンパク質相互作用予測が可能になると考えられる。また、CLIP-seqの解析結果については、必要に応じて実験研究者への提供も行い、RNA-タンパク質相互作用に関する共同研究を進めていく予定である。

CLIP-seqデータからのRNA-タンパク質相互作用データの取得が完了したことで、RNA-タンパク質相互作用の予測手法の開発に着手する予定である。予測手法を開発後は、ヒトの全lncRNA、タンパク質を対象として網羅的な相互作用予測を実施し、lncRNAの機能推定のための情報基盤を構築する。現在、lncRNA-RNA相互作用に関する論文を投稿しており、その論文掲載の費用として約20万円を残しておいたが、今年度内に掲載が決まらなかったので、次年度使用額が生じた。PAR-CLIPの新しいデータ解析手法を開発し、その手法についての論文を投稿した際の論文掲載費用として一定額の残しておいたが、今年度中には掲載が決まらなかったため、次年度使用額が生じることとなった。論文の掲載が決まり次第、速やかに執行する予定である。CLIP-seqの新しい解析手法の論文掲載費およびRNAータンパク質相互作用のデータベース構築費用として今年度中には使用できなかったため、次年度使用額が生じている。論文に関しては掲載が決まり次第使用する予定である。データベース構築費用に関しては、CLIP-seqの新しい解析手法の開発および、SLAM-seqやTimeLapse-seqといった新しい実験手法への適用のために使用する予定である。この投稿中の論文が掲載されることで、次年度使用額の全てを使用する予定である。
コムギの西日本生態型品種の登熟特性

西日本生態型品種は、山口の環境条件下において高い光合成生産能力を維持することができ、稈に蓄積した貯蔵養分をもあわせて利用することで登熟中盤からの子実生長速度を高く保つことで粒重を重くして収量性を高めることを明らかにした。さらに、西日本生態型品種は、粒数を多く着生することで植物体の光合成能力を高める優性形質を有しており、このため山口のような環境条件下でも一定の収量を確保することができるものと考えた。2008/2009年に九州育成コムギ品種ダイチノミノリと北海道育成コムギ品種ハルユタカ,さらに北海道育成コムギ2品種はるきらり,春よ恋を加えた4品種を供試し,山口では2008年11月13日(山口秋播)に,北海道では2008年11月11日(北海道初冬播)と2009年4月14日(北海道春播)に播種した.収量調査の結果,子実収量は,山口秋播ではダイチノミノリが多く,はるきらりが少なかった.北海道春播では,はるきらりと春よ恋が多く,ダイチノミノリが少なかった.北海道初冬播では,はるきらりが多く,ダイチノミノリが少なかった.すべての品種で北海道初冬播が,山口秋播や北海道春播より多く,ダイチノミノリでは山口秋播が北海道春播より多く,北海道の3品種では北海道春播が山口秋播より多かった.これら子実収量の多いものは,いずれも千粒重が重かった.登熟期間でのサンプリング調査の結果,千粒重の重いものは,開花後30日目以降の粒重増加が大きかった.さらに,開花後130日目以降に粒重が大きく増加したものは,登熟期間を通じての群落での物質生産が大きく,茎葉から子実への貯蔵養分の転流が遅れた.2008/2009年にダイチノミノリとハルユタカを相反交雑して得たF1粒供試し,これに着生したF2粒の粒重を調査した.ダイチノミノリを母親として得たF1(FIDH)に着生したF2(F2DH)粒は,ハルユタカを母親として得たF1(F1HD)に着生したF2(F2HD)粒よりも重かった.F2HD粒はダイチノミノリよりも軽く,ハルユタカよりも重かった.第3小花に着生した粒のみについて調査したところ,F2HD粒は,軽い粒と重い粒の比が3:1に分離した.このことは,同化産物の供給が制限されるような条件下でハルユタカのもつ胚乳に存在する粒重を低下させる遺伝子が存在することを示唆した.コムギの九州育成品種ダイチノミノリと北海道育成品種ハルユタカ、はるきらり、春よ恋を山口で秋播栽培、北海道で春播栽培および初冬播栽培して、収量および収量構成要素を調査し、登熟期間を通じて粒重、器官別乾物重および稈の糖含有率の推移を調査した。ダイチノミノリは、山口の秋播では、ハルユタカに比べ、千粒重が重く収穫指数が高く、収量が多かった。ハルユタカに比べ登熟期間を通じて全乾物重が大きく増加し、乳熟期から成熟期にかけて稈の可溶性炭水化物が大きく転流した。さらにハルユタカに比べ、植物体が緩やかに老化した。これらのことから、ダイチノミノリはハルユタカに比べ登熟末期にかけて粒重が大きく増加し、収量が多いことが明らかとなった。山口の秋播は、北海道の春播に比べ、栄養生長期が長かったため、全乾物重がすでに開花期において重かった。そのため乾物生長速度が、北海道育成の3品種において、登熟期間を通じて北海道の春播に比べ低かった。北海道の初冬播では、北海道の春播に比べ登熟期間が低温で長く経過し、千粒重が重く収量が多かった。はるきらりと春よ恋は、北海道の春播、北海道の初冬播ともに、ハルユタカに比べ、千粒重が重く収穫指数が高く、収量が多かった。はるきらりと春よ恋は、ハルユタカに比べ登熟期間を通じて物質生産が高く、登熟末期で粒重が大きく増加した。はるきらりは、山口の秋播では、ハルユタカに比べ、千粒重が重かったものの、全乾物重が軽く、収量が少なかった。はるきらりは、ハルユタカに比べ登熟期間を通じて物質生産が高く、粒重が登熟末期まで増加ものの、収量が少なく、湛水や過湿に対する耐性が弱かったと考えられた。一方、ダイチノミノリとハルユタカを相反交雑させて得られたF1粒ならびにF2粒の粒重分布の違いについては、山口の秋播で得られたサンプルが保存中に虫による食害を受け、解析に足るデータを得ることができなかった。この解析については、次年度の課題としたい。山口ならびに北海道で栽培したコムギ4品種の登熟期間における器官別乾物重の推移を調査した。

粒重は、北海道でははるきらりが登熟終盤にさらに増加することにより重くなったのに対して、山口ではダイチノミノリで登熟中盤からの増加速度が大きかったことで重くなった。全乾物重は、北海道でははるきらりが登熟終盤まで大きく増加し、山口ではダイチノミノリが大きく増加した。稈の糖含有率は、山口では登熟期間を通じて大きく減少し、北海道では一時増加した後に減少した。ダイチノミノリはどちらも高く推移するのに対して、はるきらりでは常に低く推移した。これら4品種の葉身をすべて除去したところ、除去直後に稈の貯蔵炭水化物を大きく消耗し、乾物重の増加が大きく抑制されるものの、しばらくすると同化能力が回復していることが明らかとなった。はるきらりは、葉身除去処理の影響が他の品種に比べて大きかったと考えられた。ダイチノミノリとハルユタカの雑種第1代(F1)種子を栽培した。着生粒を第1小花と第2小花のみに制限して、さらに植物体の葉身をすべて除去してF2粒の粒重分布を明らかとした。F2粒の粒重は、山口では40mgと重い粒での頻度を唯一のピークとする正規分布を示した。ハルユタカは粒数制限をすると、少ない粒に多量の同化産物が供給されて粒重が重くなった。、さらに葉身を除去することで植物体の同化能力が低下して粒重が軽くなった。一方、ダイチノミノリは粒数制限することで粒数が減少した分、植物体の同化能力が低下したため粒重は無処理区と同じになった。さらに葉身を除去しても残った同化器官の能力が回復するために粒重は無処理区、粒数制限区と同じになったと考察した。F1植物体とF2粒は、ダイチノミノリと同様の反応を示すことから、粒数が減少することで植物体の同化能力が低下することは、ダイチノミノリがもつ優性の遺伝的形質であろうと考えた。
潜熱蓄熱材を適用した蓄熱建材の評価手法に関する研究

我が国の伝統的な内装材として湿式左官工法が知られているが、本研究ではマイクロカプセル化された微細な潜熱蓄熱材を左官材料に混和させた潜熱蓄熱材(PCM)内装左官材を開発した。このPCM内装左官材は、蓄熱材の施工面積が広くすることができ、任意の場所、任意の厚みでの設置が可能である。これまでの既往研究では、壁体内や床下に蓄熱建材を設置する方法が提案されてきたが、このPCM内装材は最も蓄熱材を室内側に露出できることから、高い熱交換性能を発揮する新規の蓄熱建材である。本研究では、PCM内装左官材を中心に、基本的熱性能試験や、実験棟での省エネルギー効果、及び実住宅規模での検討を詳細に行った。潜熱蓄熱建材は、物質が状態変化するときの潜熱を利用した蓄熱材料であるため、加熱・冷却面と試験体を接触させないことが求められる。高い再現性を得られる試験方法は、対流加熱法で、昇温速度20[min./K]以上、相変化領域を含まない10°C以上の温度幅が必要であることがわかった。PCM内装左官材の省エネルギー効果の検証を、非定常熱不可計算を用いて全国規模での検討を行った。年間での省エネルギー効果は約525%となった。また、連続運転と間欠運転についても同様の検討を行ったところ、連続運転時に特にその効果が高いことがわかった。寒冷地と温暖地では最適な潜熱蓄熱材の挙動が異なることがわかった。潜熱蓄熱建材を壁や窓に設置したときの効果について各地での方位毎の結果を算出した。実験結果とシミュレーション結果を合わせて検討を行ったところ、住宅においては、高い断熱性能、計画的な換気手法や日射遮蔽等の住まい方の工夫により蓄熱建材の効果がさらに高まることがいえる。これらの知見から我が国における「パッシブな住まい方」の提案を行った。29年度が最終年度であるため、記入しない。我が国の伝統的な内装材として湿式左官工法が知られているが、本研究では、マイクロカプセル化された微細な潜熱蓄熱材を左官材料に混和させた潜熱蓄熱材(PCM)内装左官材を開発した。このPCM内装左官材は、蓄熱材の施工面積が広くすることができ、既往研究で提案されているような任意の場所、任意の厚みでの設置が可能である。・本研究では、PCM内装左官材を中心に、基本的熱性能試験や、実験棟での省エネルギー効果、及び実住宅規模での検討を詳細に行った。中でも、パッシブ住宅の性能評価のために得られた重要な知見を3つに分類し、以下に示す。・PCM内装左官材の省エネルギー効果の検証を、寒冷地の北海道において実験的な検討を行った。実験棟規模及び実住宅規模での、暖房エネルギーの省エネルギー効果は約3050%となった。また、非定常熱負荷計算によるシミュレーションにおいて、日本各地における省エネルギー効果を検証したところ、地域特性は見られるものの、年間での削減率は概ね40%程度となった。・潜熱蓄熱建材は、太陽熱を室内に蓄熱する性質をもつことから、夏季には冷房負荷が増大することが懸念されているものの、適切な融点の選定により、年間での省エネルギー効果が得られることが確認できた。また、高い断熱性能、計画的な換気手法や日射遮蔽等の住まい方の工夫により蓄熱建材の効果がさらに高まることから、これらの知見から我が国における「パッシブな住まい方」の提案を行った。本研究の独創的な点は、自然エネルギー利用を考慮した省エネルギー基準に必要な資料を明らかにしていく点であり、特に、地域特性を考慮しながら、我が国のエネルギー消費の実態を検討し、将来の規格化に向けた検討を行う点である。また、設計者や居住者が快適な室内環境を形成するために求められる指針を提示できる点である。研究が完成した時には、自然エネルギー利用の設計手法が確立され、快適性と省エネルギー性の観点から、我が国で世界トップクラスの住宅環境設計を一般の建築設計者が行うことができるようになる。申請者のこれまでの研究では、日射による熱取得を有効利用するために潜熱蓄熱材(PCM)を用いた蓄熱建材を開発し、その省エネルギー効果と快適性ついて検討してきた。外気温が35°Cに達する日でも、室内温度は快適範囲内を推移しており、地中熱や太陽熱等の自然エネルギーと蓄熱建材を組み合わせることにより、快適な室内環境形成に効果があることが示された。また、本研究では、日本の気候特性、住宅の建築と設備の違いを考慮しつつ、我が国に適したパッシブハウスの基準を目指すべく、シミュレーションにより検討を進めた。潜熱蓄熱材を適用することで、各地域で40%程度の負荷削減効果が確認できた。

このPCM内装左官材は、蓄熱材の施工面積が広くすることができ、任意の場所、任意の厚みでの設置が可能である。これまでの既往研究では、壁体内や床下に蓄熱建材を設置する方法が提案されてきたが、このPCM内装材は最も蓄熱材を室内側に露出できることから、高い熱交換性能を発揮する新規の蓄熱建材である。本研究では、PCM内装左官材を中心に、基本的熱性能試験や、実験棟での省エネルギー効果、及び実住宅規模での検討を詳細に行った。潜熱蓄熱建材は、物質が状態変化するときの潜熱を利用した蓄熱材料であるため、加熱・冷却面と試験体を接触させないことが求められる。高い再現性を得られる試験方法は、対流加熱法で、昇温速度20[min./K]以上、相変化領域を含まない10°C以上の温度幅が必要であることがわかった。PCM内装左官材の省エネルギー効果の検証を、非定常熱不可計算を用いて全国規模での検討を行った。年間での省エネルギー効果は約525%となった。また、連続運転と間欠運転についても同様の検討を行ったところ、連続運転時に特にその効果が高いことがわかった。寒冷地と温暖地では最適な潜熱蓄熱材の挙動が異なることがわかった。潜熱蓄熱建材を壁や窓に設置したときの効果について各地での方位毎の結果を算出した。実験結果とシミュレーション結果を合わせて検討を行ったところ、住宅においては、高い断熱性能、計画的な換気手法や日射遮蔽等の住まい方の工夫により蓄熱建材の効果がさらに高まることがいえる。これらの知見から我が国における「パッシブな住まい方」の提案を行った。今後は、潜熱蓄熱(PCM)建材に関する普及率、需要、認知度を調査し、年間を通じた利用方法について、国内外を問わず、調査的な検討を行う。また、これらの調査を踏まえたうえで、太陽熱利用システムと蓄熱建材を組み合わせた場合のシステムについて提案する。提案したシステムの、日本での適用可能性について言及し、シミュレーションにより、その効果を試算する。最後に、外気温や日射量等の気候特性を考慮した環境設計手法について提案し、今後進められていく省エネルギー規格改正に役立つ指標を示していく。29年度が最終年度であるため、記入しない。