hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大学新入生の実態に即した教授技法の開発に関する調査研究

本研究は次の2点を目標とした。12年次共通教育における教授技法をターゲットとして、現在は「コツ」や「ちょっとしたアイディア」という形で散在しているにすぎない日本の大学新入生の実態に即した教授技法の改善を図る際に必要となる実践的知識を調査、整理し、理論的整合性と、利用しやすさという2つの観点から体系化すること。その成果を、教員個人個人が日常的に利用でき、また様々な研修等でも利用可能な形で個々の教員にフィードバックするための効果的手法を開発すること。単に教授技法の整理・体系化・開発にとどまるものではなく、そうした技法のフィードバック、公開、活用法までを視野に入れ、具体的な成果物を提供することを目標とした点が、本プロジェクトの独自性であった。以上の研究の結果、「授業デザイン」という観点から個々の教授技法を体系化することが有効であることが判明し、その成果として、名古屋大学高等教育研究センターのホームページ上にオンライン版ティーチング・ティップス(授業改善のためのアイディア集)「成長するティップス先生」を製作・公開した。これは日本初のオンライン・ティップスとして大きな反響を生んだ。さらに、オンライン版に寄せられた利用者の意見等を検討して、それを漸次的に改訂する作業、他大学でのFD事業に参加しての名古屋大学外の利用者の声を聴取する作業を行った。これらの成果は、平成12年度末に刊行したペーパーバック版(『成長するティップス先生-授業デザインのための秘訣集』玉川大学出版部)に盛り込まれている。1,教授技法調査個別専門分野に関するもの、および一般的なものを問わず教育技法関連資料を広く収集し、分析した。その中には、海外(特にアメリカ合衆国)の各大学(たとえば、スタンフォード大学、ピッツバーグ大学など)が自大学の教員向けの指針として製作しているWWWページ形式の教授法ガイドも含まれる。さらに、それらの書籍、WWWページを実践的なガイドとしての使いやすさ、検索の容易さといった観点から分析した。この結果、本研究で目指している、日本における大学新入生の実態に即した使用に耐えうる授業改善のためのアイディア集は、まず、オープン・エンドな構造をもち、随時新情報の改訂が可能であり、教官の参加が可能なWWWページ形式として作成することにした。2,国際比較調査アメリカ合衆国におけるオンラインによる大学教員のための研修プログラム研究の第一人者であり、そうした研修プログラムを実際に作成したSanford Gold氏を日本に招聘し、集中的なセミナーと討議とを行った。この結果、本研究が目指すWWWページ形式の教授法ガイドの構造、プレゼンテーション等について大きな示唆を受けることができた。3,教授法FD教材開発以上の予備的作業を元に、「成長するTips先生:名古屋大学版teaching tips」の製作を開始した。2000年3月中に第一ヴァージョンが完成し、2000年4月から学内関係者によるモニター等試験的運用を開始する。

さらに、オンライン版に寄せられた利用者の意見等を検討して、それを漸次的に改訂する作業、他大学でのFD事業に参加しての名古屋大学外の利用者の声を聴取する作業を行った。これらの成果は、平成12年度末に刊行したペーパーバック版(『成長するティップス先生-授業デザインのための秘訣集』玉川大学出版部)に盛り込まれている。
自己組織化境界膜のナノ構造と力学的特性

本研究では,境界潤滑作用を発現する代表的な境界膜として,脂肪酸境界膜を対象とし,その物理的性質と潤滑特性について,巨視的観点および微視的観点から,総合的に検討した.巨視的観点からは,古典的な往復動すべり摩擦試験機により,脂肪酸境界膜の潤滑特性について検討した.既往の研究との比較を交えながら,潤滑特性に及ぼす基油および脂肪酸の分子鎖長の影響をまとめた上で,古典的手法の限界について考察した.一方,微視的観点からは,巨視的手法と相補的なアプローチとして,力学的計測に基づく手法および電気的計測に基づく手法の2種類の方法で検討した.まず,微視的観点からの第1の検討としては,力学的計測に基づくナノレオメータにより,脂肪酸境界膜の機械的性質を検討した.脂肪酸境界膜には,流体的挙動を示すmobile layerと,固体的挙動を示すimmobile layerが存在することを見出し,溶質-溶媒相互作用としてのchainmatching効果は,主としてimmobile layerに発現することなどを見出した.次に,微視的観点からの第2の検討としては,電気的計測に基づくナノレオメータによって得られた,脂肪酸境界膜の構造について検討した.鋼-油-水銀系を対象とすることで,真実接触面積が見掛けの接触面積と等しくなる系を理想的に作り出し,境界膜の膜厚と被覆率の同時計測を達成した.形成される境界膜の多くに基油分子が含まれており,その境界膜は粘弾性的挙動を発現することなどを見出した.そして,以上の異なる3種類のアプローチにより得られる脂肪酸境界膜の描像を総合的に考察し,脂肪酸境界膜が示す境界潤滑作用のメカニズムについてまとめ,既往の古典的な境界潤滑モデルにおける問題点を考察した.一般に工業用潤滑油は基油と添加剤の溶液系で,添加剤は金属表面上に分子スケール暑さの吸着膜を形成し,その吸着膜の良し悪しが,境界潤滑性能の大部分を決めると考えられている.しかしその一方で,基油と添加剤の分子鎖長が一致すると良好な境界潤滑状態が得られる(チェーンマッチング現象)という報告があり,流体潤滑下はもちろん,境界潤滑下においても基油の影響を無視できないことがわかっている.そこで本研究では,金属表面間に形成される潤滑膜の初期膜厚を1マイクロメートル程度とし,毎秒1マイクロメートル程度の速度で2面を接近させ,2面の衝突までの膜厚,法線力および表面分離度を同時計測可能なナノレオメータシステムを構築した.そして供試油として,基油に直鎖飽和炭化水素,添加剤に直鎖脂肪酸を用い,それらの炭素数を系統的に変化させて,チェーンマッチング現象に関する実験的検討を行った.その結果,2面間に形成される境界膜は,流体的に振る舞うmobile layerと,金属表面に固着したimmobile layerとに大別でき,mobile layerの見かけ上の粘度は,膜厚が数ナノメートル以下になると,劇的に上昇することが明らかになった.また,immobile layerについてのみ,基油と添加剤の炭素数が一致したとき,2面の衝突直後の耐荷重性能が最大となるという知見を得た,これは古典的な境界潤滑モデルでは考慮されていない,境界潤滑膜に及ぼす基油の影響を微視的な視点から捉えたものであり,より高性能な潤滑油の開発のための一助になると考えられる.本研究では,境界潤滑作用を発現する代表的な境界膜として,脂肪酸境界膜を対象とし,その物理的性質と潤滑特性について,巨視的観点および微視的観点から,総合的に検討した.巨視的観点からは,古典的な往復動すべり摩擦試験機により,脂肪酸境界膜の潤滑特性について検討した.既往の研究との比較を交えながら,潤滑特性に及ぼす基油および脂肪酸の分子鎖長の影響をまとめた上で,古典的手法の限界について考察した.一方,微視的観点からは,巨視的手法と相補的なアプローチとして,力学的計測に基づく手法および電気的計測に基づく手法の2種類の方法で検討した.まず,微視的観点からの第1の検討としては,力学的計測に基づくナノレオメータにより,脂肪酸境界膜の機械的性質を検討した.脂肪酸境界膜には,流体的挙動を示すmobile layerと,固体的挙動を示すimmobile layerが存在することを見出し,溶質-溶媒相互作用としてのchainmatching効果は,主としてimmobile layerに発現することなどを見出した.次に,微視的観点からの第2の検討としては,電気的計測に基づくナノレオメータによって得られた,脂肪酸境界膜の構造について検討した.鋼-油-水銀系を対象とすることで,真実接触面積が見掛けの接触面積と等しくなる系を理想的に作り出し,境界膜の膜厚と被覆率の同時計測を達成した.形成される境界膜の多くに基油分子が含まれており,その境界膜は粘弾性的挙動を発現することなどを見出した.そして,以上の異なる3種類のアプローチにより得られる脂肪酸境界膜の描像を総合的に考察し,脂肪酸境界膜が示す境界潤滑作用のメカニズムについてまとめ,既往の古典的な境界潤滑モデルにおける問題点を考察した.
英語のオーラル・プレゼンテーション活動を通じた協働学習の理論構築とその効果の検証

本研究は、複数の大学の教員が連携して英語学習者の口頭パフォーマンス向上のために実施する、Oral Presentation & Performance(OPP)の教育効果を実証的に検証し、そこでの協働学習を理論化・モデル化すことを主目的とした。初年度はアンケート調査を実施、2年目にはその分析結果を国内の学会で発表するとともに、同年のOPP参加者を対象に半構造化面接法による面接調査を実施した。最終年は面接データの分析結果を海外の国際学会で発表し、仮説モデルの洗練とOPPの教育効果の多角的な検証がなされた。また適切な機材を用いた次の指導に繋がる実技記録法が開発できたことは大きな実践面の成果である。26年度は1)「文献研究に基づく理論基盤の構築」、2)「実証データの収集に必要なツールの開発」、3)「OPPイベントの実施」、4)「OPPイベントの報告書作成」という計画を立て、概ね実施することができた。1)に関しては、6/22(日)と9/13(土)に勉強会を実施し、OPPの実施計画の打ち合わせおよびスピーチコミュニケーション論と学習動機についての理論的研究を共同で行った。2)に関しては、1)の研究会の学習動機論に関する研究の成果をもとにデータ収集方法ツールとして26年度OPPで実施するアンケートを作成した。3)については12/14(日)に安田女子大学で第6回OPPを実施し、そこに至る準備過程とともに研究対象化した。4)については3/25に発行済みである。なお、研究代表者はOPPにつながる授業としてTEDのレシテーションを受講者全員に課し、その取り組みを論文としてまとめた。27年度は1)「実証データの収集」、2)「収集データの分析」、3)「研究成果の取りまとめ」、4)「学会発表」という計画を立て、概ね実施することができた。1)に関しては、26年度に作成したデータ収集ツールは、アンケートに加えて実践的質的研究法である「修正版グラウンデッド・セオリー・アプローチ」による面談法を取り入れ、OPPに出場する学生に対してデータ収集が実施された。アンケート、面談いずれもOPPの事前、事後に実施し、現在データ化に取り組んでいる。2)に関しては、平成28年3月28日(月)に各自のデータを持ち寄り、最終年である3年目の集大成的論考に向けて分析を開始した。3)については平成28年3月28日(月)に並行して実施した。28年度にまたがって継続的に論考につなげていく予定である。4)については平成27年8月31日(月)JACET鹿児島大会において発表済みである。この発表の論文化は『大学英語教育学会中国・四国支部紀要』, 13号誌上にて行った。この論考では、協働学習を基盤とするOPPの取り組みが大学生の英語学習に与える影響を定量と定性の両面から検証し、これを説明する仮説モデル(概念図)を作成した。分析に用いたデータは平成26年度のOPP参加者を対象に行った事前、事後の2回にわたるアンケート調査(回答者は事前調査が57名、事後調査が63名)から得られたものである。最終年の成果発表に向けて、踏み石としての学会発表(JACET鹿児島大会)とその成果の論文を発表することができた。研究実績の概要に記したモデルの妥当性についてはさらに検証を必要とするため、平成27年度はOPP参加者12名に対し半構造化面接を行った。面接による発話の書き取りはすでに完了しており、今後はこの面接によって収集したデータを定性分析の手法を用いて解析することとしている。さらに、平成28年度は、この2年間の研究実績を踏まえ、教育実践としてのOPPのイベントを充実させることも検討していくことにしている。昨年度の業績である岩井他(2016)ではアンケート法による定量データによる調査をもって学習の背景に存在する要因を探索して学習モデルの生成に成功した。今年度は定性データ(インタビュー)を分析する手法により、このモデルをより深く検証することに成功した。具体的には2015年のOPPでパフォーマンスを演じた学生を被験者に半構造化面接法による事前・事後の面接調査を実施し、より質的な面に主眼を置いて調査を行った。その結果これまでの定量データ分析では裏付けが十分できなかった「OPPを通じた協働学習の取り組みが学習者の心理面(動機や3欲求、さらに継続的な学習)に与える影響」について、多くの示唆が得られ、仮説モデルの洗練とOPPの教育効果の多角的な検証がなされた。その成果は全国英語教育学会第42回埼玉研究大会にて披露された。会場は盛況で、協働学習やアクティブラーニングに関する具体的取り組みを追い求める研究者・指導者が多いことを示していた。また、前年度までの成果と合わせて大学英語教育学会第55回(2016年度)国際大会においてポスターセッションを実施、さらに光州(韓国)湖南大学で開催された国際学会(The 3rd AILA East-Asia and 2016ALAK-GETA Joint International Conference)でも発表され、国境を超えた多くの反響を得た。この成果は、これ以降出版助成の申請も視野に入れて熟成させていく予定である。また研究対象の「テクスト」たる肝心の実践、つまりOPPの運営形態もこれまで以上に進化し、適切な機材を用いた次の指導につながる独自の実技記録法も開発したことは大きな実践面の成果であると言える。

本研究は、複数の大学の教員が連携して英語学習者の口頭パフォーマンス向上のために実施する、Oral Presentation & Performance(OPP)の教育効果を実証的に検証し、そこでの協働学習を理論化・モデル化すことを主目的とした。初年度はアンケート調査を実施、2年目にはその分析結果を国内の学会で発表するとともに、同年のOPP参加者を対象に半構造化面接法による面接調査を実施した。最終年は面接データの分析結果を海外の国際学会で発表し、仮説モデルの洗練とOPPの教育効果の多角的な検証がなされた。また適切な機材を用いた次の指導に繋がる実技記録法が開発できたことは大きな実践面の成果である。英語による「オーラル・プレゼンテーション(Oral presentation)」と「パフォーマン(performance)」のイベントに向けた協働学習の取組みについて、1)理論に基づく実証的検証、2)協働学習の意義の理論的裏付け、3)指導法の考察、が本プロジェクトの目的であるが、それに向けての初年度としては、このイベントを語るための理論的言語風土を確立できたことが1)と2)を概ね実現に向けて推進していると思われる。実践的土壌はすでに6年かけて熟成してきており、指導法も一定の完成度を持ちつつある。それを語るための理論的言語を得たことで、実証研究に向けてプロジェクトが順調に進展していると総括した。平成28年度は研究成果のとりまとめとOPP活動からの提言をまとめる集大成の年度であるが、とりまとめに関しては海外を含む学会での発表と学術誌への論文投稿を中心に研究活動を行う。提言に関しては、27年度から持ち越すことになった記録システムの構築の完成による最終年度のOPPイベント充実を取り込んだ提言をまとめる予定である。初年度を概ね順調に進展させてきたことから、当初の研究計画に則ってプロジェクトを進めていく。「祭りの準備」としての協働学習は、出展する作品作りのプロセスが「協働」を誘発する主要因となる。そこから大きな学習効果を引き出すためにはその作品を形として再提示可能な状態で保持し、「モニター」と「フィードバック」を実現する必要がある。そのため、祭りの準備には記録システムの整備が不可欠である。旧年度のOPPにおいて20人規模での発表者個人個人のパフォーマンスを別トラックで記録できるマルチトラックレコーダーとワイヤレスマイクを導入して記録システムを確立する予定であったが、研究成果を教育現場に還元するための機能の最適化と実現可能性を再考する必要があり、様々な機種の組み合わせを吟味検討する中で、本格導入を次年度に持ち越すことを決定した。この決定は、上述の27年度における研究成果には大きく影響しないが、OPPによる協働学習の可能性について提言するための収斂化においては欠かすことのできないものとなる。初年度はOPPを実施することと、それを対象とした研究方法の探求に専念したため、その成果の学会発表という形で成果を表すに至っていない。そのため学会参加のための出張に伴う旅費の出費が抑えられたことが未使用額が生じた理由である。当該の機材は前期中に購入し、28年度のOPPで使用予定である。また、懸案の海外学会における発表も9月に実現する予定である。
ヴァーキャパディーヤ研究

平成17年度は、本研究の目的達成の為に、バルトリハリ著『ヴァーキヤパディーヤ』第三巻及びそれに対するヘーラーラージャの注釈「プラカーシャ」について、次の研究を実施した。まず、前年度のインド渡航時に収集した写本写真を含む現在使用可能な『ヴァーキャパディーヤ』及び「プラカーシャ」の写本資料を整理し、同時にコンピューター上で画像ファイル化した。これによって写本使用の便が図られ、かつ永続的な保存が可能となった。次に、それら収集・整理された写本資料を利用して、『ヴァーキャパディーヤ』及び「プラカーシャ」のこれまでの読了部分、すなわち第一章「種詳解」章前半分(第一詩頌から第四十詩頌まで)、第二章「実体詳解」章、第四章「再実体詳解」章、第五章「属性詳解」章について、テキスト・内容・翻訳を再検討した。その成果は広島大学に提出予定の学位請求論文「ヴァーキャパディーヤ研究」に附論として収録の予定である。同論文は、既発表の論文を含むこれまでの研究成果と本科学研究費による成果等を集大成するものであり、それによって、抽出された語意の観点からバルトリハリの言語理論が明快に示されることとなろう。なお、研究計画において同論文は本年度中に広島大学に提出される予定であったが、『ヴァーキャパディーヤ』及び「プラカーシャ」の写本の整理編集作業と写本研究の成果反映に予定外の時間と労力を要したため、今年度中の提出は見合わせざるを得なくなった。しかし研究の内容そのものに変更がないことはいうまでもない。そのほか前年度に開催された国際バルトリハリ学会での口頭発表の内容を論文としてまとめた。近刊の同学会報告書に掲載予定である。今年度の研究実績として次の諸点が挙げられる。『ヴァーキヤパディーヤ』第三巻、「種詳解章」前半部分(第一詩頌から第40詩頌まで)の日本語訳および,当該部分に対するヘーラーラージャ注の日本語訳を完成させた。またデータベース構築作業の一環として、『マハーバーシャディーピカー』のデータベースを完成させた。さらに、本課題について、既に翻訳が終了した課題について、分析考察した成果を、以下の題目にて国内外の学会にて発表した。1)「Vakyapadiya, Jatisamuddesaに関する一考察」(日本印度学仏教学会、於佛教大学、2003年9月)2)「バルトリハリの<種>表示理論-<能力>論の観点から」(広島哲学会、於広島大学、2003年11月)いずれの成果も、これまでの先行研究では十分に明らかにされていないバルトリハリの<種>表示理論について明らかにしたものであり、国内だけでなく、国外でも高く評価された。またこのうち1)については,雑誌『印度学仏教学研究』に掲載された.さらにインドでの『ヴァーキヤパディーヤ』の写本収集作業の成果として、プーナ市バンダルカル・オリエンタル・リサーチ研究所所蔵の写本6点,ヴァナーラスのサンスクリット大学付属図書館所蔵の写本4点のゼロックスコピーの獲得権利および本課題に使用するための許可を取得した。さらに、デリーのインディラガンジー国際美術センターにて、バンダルカル・オリエンタル・リサーチ研究所所蔵の『ヴァーキヤパディーヤ』写本のうちの一つのマイクロフィルムコピーを取得した。
リー双代数によるリーマン面の位相幾何学的研究

任意の向きづけられた連結コンパクト曲面について、曲面の基本群の生成系と接束のフレーミングを適切に固定した場合に、対応する柏原ヴェルニュ問題を定式化し、正則ホモトピー版のトゥラエフ余括弧積が形式表示をもつことを証明した。とくに、正則ホモトピートゥラエフ余括弧積に由来するジョンソン準同型像の制約条件は榎本佐藤トレースによるものと同値である。翻って、群状展開がゴールドマン括弧積の形式表示を与えるならば、それは特殊・斜交展開の共役となることを証明した。以上はA. Alekseev, F. Naefおよび連携研究者久野および代表者河澄の共同研究による。津田塾大学福原真二名誉教授および連携研究者久野との共同研究で、曲面の基本群の群環における余加群構造射の単純閉曲線の対数の値についての明示的公式と、クロネッカーによるベルヌーイ数の表示式の一般化を得た。また、前年度得ていた、種数0曲面のトゥラエフ余括弧積の指数函数的マグナス展開に関するテンソル表示をプレプリントとして発表した。ジュネーブ大学A.アレクシーヴ教授、F.ネフ大学院生および連携研究者久野との共同研究により、種数0境界成分数3の曲面のトゥラエフ余括弧積の柏原ヴェルニュ問題の解による表示が、シェドラー余括弧積である、とくに形式的であることが分かった。その証明では非可換ポアソン幾何学の枠組みが用いられる。他の連携研究者の個別の成果については終了後の研究成果報告書でまとめて報告する。本研究の主たる研究対象であるトゥラエフ余括弧積については、ほぼ申請調書における研究計画の通り、種数0境界成分数3の場合に柏原ヴェルニュ問題の解との関係が確立した。種数0でも一般の境界成分数の場合が残っているが、これについてはとりあえず楽観してよいと思う。また、我が国におけるリーマン面に関連する位相幾何学研究の総体的推進に関しても、本研究が一定の役割を着実に果たしていると自負している。A. Alekseev氏(ジュネーブ大学)F. Naef氏(ジュネーブ大学)および連携研究者久野雄介氏(津田塾大学)との共同研究で、柏原ヴェルニュ問題の解の集合と、種数0の場合のゴールドマン・トゥラエフ・リー双代数の形式表示をあたえる特殊展開の集合が一対一対応していることが証明できた。Duflo函数が線型項を除いて曲面トポロジーで説明できることも分かった。以上の結果を論文Adv. Math., 326(2018) 1ー53において発表した。この対応は正種数の曲面への柏原ヴェルニュ問題の拡張の方向を示唆しており、C. R. Acad. Sci. Paris, Ser. I. 355 (2017) 123ー127においてアナウンスした。曲面のフレーミングがトゥラエフ余括弧積において一定の役割を果たす。そこで、曲面のフレーミングのホモトピー集合(絶対版)における写像類群作用の軌道を分類した。種数2以上および種数0では新しい現象は見つからなかったが、種数1では(境界成分が幾つあっても)フレーミングの新しい不変量によって写像類群作用の軌道が分類されることを示した。以上の結果は論文Quarterly J. Math.において発表予定(web上は掲載済)である。なお、種数2以上の相対版はRandall-Williamsがすでに分類している。リーマン面に関連する国内の研究者に広く集まっていただき平成28年9月3日から6日まで東大数理大講義室において研究集会「リーマン面に関連する位相幾何学」を主催した。本年度の研究費は繰越を行った。繰り越した研究費と次年度の研究費によって関連分野の海外研究者および海外共同研究者を招聘して平成29年5月22日から26日まで東大数理大講義室において国際研究集会「ジョンソン準同型とその周辺」を共催した。柏原ヴェルニュ問題とトゥラエフ余括弧積の関係を明らかにするという本研究の主目標は、種数0の場合に達成された。さらに、正種数の場合も解決に大きく近づいた。当初の予想を遥かに上回る速度で事態が推移している。また、曲面のフレーミングに関して思いもよらない副産物が得られた。A. Alekseev氏(ジュネーブ大学)F. Naef氏(ジュネーブ大学, MIT)および連携研究者久野雄介氏(津田塾大学)との共同研究で、正種数の場合も含めて、すべての向きづけられたコンパクト曲面に対して柏原ヴェルニュ問題を定式化し、この問題の解全体の集合が、ゴールドマン・トゥラエフ・リー双代数の形式表示をあたえる特殊展開全体の集合と一対一対応することが証明できた。本研究の主目標である柏原ヴェルニュ問題の第二条件とトゥラエフ余括弧積の関係が完全な形で解決できた。この結果をプレプリント(arXiv: 1804.09566)にまとめた。さらに、この共同研究の一環として、目標よりも強い結果として、ゴールドマン・リー代数の形式表示を与える群状展開が特殊展開に共役であることも証明した。その際に、リー代数の普遍包絡代数のリー代数アーベル化に関する構造定理を証明した。これらの結果は来年度に論文にまとめる。以上で柏原ヴェルニュ問題の第一条件とゴールドマン・リー代数との関係も確立し、柏原ヴェルニュ問題とゴールドマン・トゥラエフ・リー双代数が一体であることが明らかになった。関連分野の海外研究者および海外共同研究者を招聘して5月22日から26日まで東大数理大講義室において国際研究集会「ジョンソン準同型とその周辺」を共催した。

リーマン面に関連する国内の研究者に広く集まっていただき9月2日から5日まで東大数理において研究集会「リーマン面に関連する位相幾何学」を主催した。任意の向きづけられた連結コンパクト曲面について、曲面の基本群の生成系と接束のフレーミングを適切に固定した場合に、対応する柏原ヴェルニュ問題を定式化し、正則ホモトピー版のトゥラエフ余括弧積が形式表示をもつことを証明した。とくに、正則ホモトピートゥラエフ余括弧積に由来するジョンソン準同型像の制約条件は榎本佐藤トレースによるものと同値である。翻って、群状展開がゴールドマン括弧積の形式表示を与えるならば、それは特殊・斜交展開の共役となることを証明した。以上はA. Alekseev, F. Naefおよび連携研究者久野および代表者河澄の共同研究による。トゥラエフ余括弧積についての種数0の残る部分および正種数の場合の研究に取り組む。とくに、位相的観点からの柏原ヴェルニュ問題へのアプローチに力点を置き、発散コサイクルとトゥラエフ余括弧積の関係の内実に迫りたい。あわせて、我が国におけるリーマン面に関連する位相幾何学研究を総体的に推進する。正種数の場合を論文にまとめる。関連する海外研究者のレビューを受ける。(いずれも平成29年度に実施した。)29年度が最終年度であるため、記入しない。位相幾何学先行する科研費と共通。29年度が最終年度であるため、記入しない。
植物のタイプ2カチオン/プロトンアンチポーターの発現と機能解析

Na^+/H^+アンチポーターは、ナトリウムイオンの細胞外への排出および液泡への蓄積、細胞内pHおよび体積の調節など植物生理学的に極めて重要な役割を果たしていると考えられている。ゲノム解析の結果、アラビドプシスでは、1)細胞膜および液胞膜に発現するSOS1、NHX1などのタイプ1(NhaP型)アンチポーターが8個、2)植物は勿論、すべての生物で機能がよくわからないタイプ2(NdpA型)アンチポーターが35個、3)NhaD型アンチポーターが2個存在すると考えられていて大変複雑である。本研究では、アラビドプシスた存在する35個のタイプ2アンチポーターの中からストレスで誘導されるものを明らかにし、それらについては、誘導されタイミングおよび部位を明らかにするとともに、輸送されるイオンおよびその機構に関する知見をえる。これらを通じて、知見のまったくないタイプ2(NapA型)アンチポーターの特徴を明らかにする。TIANChunjieは2003年10月12日に来日し研究を開始した。この間、6ヶ月の研究成果について報告する。1)ゲノム解析の知見に基づき、アラビドプシスに存在するタィプ2アンチポーターをRT-PCR法で単離した。2)その結果、2種類のタイプ2アンチポーターに注目して研究を進めることとした。3)それぞれの遺伝子を、アンチポーター(nhaA,nhaB,dhaA)を欠失させた大腸菌変異株TO114(waditee et al.,J.Biol.Chem.,2001)に対する相補実験から輸送するイオンを明らかにするとともに、TO114の反転膜を作成し、アンチポーターの活性の測定を行なっている。4)また、カリウム輸送活性の欠損した大腸菌変異株を用いて同様の実験を行なっている。5)タイプ2アンチポーターの植物の発現部位、塩ストレスによる誘導を調べるためにプロモーターをGUS遺伝子につなぎ、植物に導入しようとしている。6)タイプ2アンチポーターの植物細胞内の局在性を調べるためにGFPとアンチポーターを融合した遺伝子を植物に導入しようとしている。7)アンチポーター遺伝子がノックアウトされた植物のストレス(塩、乾燥、高温)耐性を調べる準備を行なっている。このように、本研究課題は順調に進行している。
微小共振器中の励起子系による光子数スクイージング

光の波長程度の大きさの微小共振器中で輻射場と物質を強く結合させることによって相互を量子的に制御することが可能になってきている.本研究はこのような系において量子光の1つであるサブ・ポアッソン光の発生を理論的に解明することが目的である.物質系としては輻射場と強く結合する励起子系が最適であるが、励起子系による2光子吸収を利用することにより、強力な光子数スクイージングが得られることがわかった.パンプノイズや共振器からの光子の漏れなど散逸がある場合には定常的に大きなスクイージングを得ることは難しいが、この場合でも過渡的には大きなスクイージングが得られることがわかった.以上は共振器内の光子統計に対する結果である.現実的には共振器から出てくる光子の統計が重要である.共振器外の真空場との結合を考慮したとき、ある条件の下では真空場との干渉効果により約90%の強力なスクイージングが得られることがわかった.光の波長程度の大きさの微小共振器中で輻射場と物質を強く結合させることによって相互を量子的に制御することが可能になってきている.本研究はこのような系において量子光の1つであるサブ・ポアッソン光の発生を理論的に解明することが目的である.物質系としては輻射場と強く結合する励起子系が最適であるが、励起子系による2光子吸収を利用することにより、強力な光子数スクイージングが得られることがわかった.パンプノイズや共振器からの光子の漏れなど散逸がある場合には定常的に大きなスクイージングを得ることは難しいが、この場合でも過渡的には大きなスクイージングが得られることがわかった.以上は共振器内の光子統計に対する結果である.現実的には共振器から出てくる光子の統計が重要である.共振器外の真空場との結合を考慮したとき、ある条件の下では真空場との干渉効果により約90%の強力なスクイージングが得られることがわかった.
アニオントランスポーターの分子機序:アニオンで誘発される構造変化と透過機構

アニオン透過の分子機序の解析を目的とする。特に、アニオンが透過活性中心と結合することで誘発されるバンド3蛋白質の構造変化を明らかにする。本年度は、第一番目の膜貫通部分であることが確認出来ている(Kang,D.et al.,J.Biol.Chem.267,19211-19217)Tyr-390からLys-430までのセグメントについて、重点的な解析を行なう。このセグメントに含まれるAla-400からAla-408までの9アミノ酸残基の欠損バンド3蛋白質は赤血球膜に正常に発現されているにもかかわらず透過活性を全く持たないことが判明している(Schofield,A.E.et al.(1992)Nature 335,836-838)。我々はこの第一番目の膜貫通部分がバンド3蛋白質が正常の高次構造を取るのに重要な役割を担っているという作業仮説を立て、この部分に限局した高次構造の分析を合成ペプチドなどを用いて行なった。具体的な研究計画と結果を以下に要約する。(1)バンド3蛋白質のカルボキシ末端の構造変化解析をアニオントランスポート分子機序との関連で解析した結果、カルボキシ末端はバンド3蛋白質の生合成から細胞内移行に重要な役割を果たしていることが非常に強く推測された。この結果はJ.Biochem.118、1192-1198(1995)に発表した。(2)バンド3蛋白質の膜貫通ドメイン内の蛋白質化学的確認をBand 3-rich Membraneのトリプシン・キモトリプシン・ペプシン消化及び膜から遊離してきたペプチド、膜に残存したペプチドの分離ならびにHPLCなどを用いた精製、それらペプチドの一次構造解析・その分析を行った結果、バンド3蛋白質のようなポリトピック型膜蛋白質はHydopathy Predictionで予測される構造とは、機能的に重要な部分ほど、違っていることが判明した。この結果は、現在、投稿準備中である。
ラマン光学活性と量子力学・分子動力学計算による溶液中タンパク質の柔軟構造の解析

自然状態で解けた構造を持つタンパク質、アミロイド繊維およびその中間体、会合を行うタンパク質は様々な疾患との関連性が指摘されており、それらタンパク質の詳細な構造解析を行うことはそれらタンパク質の機能と性質を理解する上で非常に重要である。ラマン光学活性(ROA)分光法は分子構造に極めて鋭敏であり、かつラマン散乱という非常に速い現象に基づいている為、速い構造平衡にある分子であっても、スペクトルの量子力学計算と組み合わせることで、その柔軟構造と構造存在比を詳細に解析できる分光分析法であり、従来の分析法では解析の難しいタンパク質の構造を知る上で本研究の必要性は高い。現行のROA装置の欠点は、測定時間が長いこと、また試料量が多いことである。これらの点を解決できれば、ROA測定をより一般的な構造分析法とすることができ、これまで測定の難しかった希少なタンパク質、キラル分子を測定可能となる。測定時間を劇的に減少させることで、タンパク質の変性過程をより詳細に追跡し、中間体構造の数と構造変化過程を追跡できる。本年度は、世界最高の感度を持つROA測定装置を目指し、設計を行い、装置製作に着手した。この装置は、独創的な光学系を有しており、ラマン散乱光の検出効率については既存のROA装置を越える性能を持っている。今後さらに装置改良を行い装置誤差の削減を行えば、世界の注目を集める研究になることと思われる。また、インスリンアミロイド線維の高次構造をROA分光の実験スペクトルと量子力学/分子動力学計算から解析する研究に着手した。βヘリックスおよびβロールの二つの三次構造に類似したインスリンモデルを作製し、モデルの妥当性を検証した。アミロイド線維の高次構造が詳細に決定できれば、アミロイド線維の自然化過程の分子的機構についての新たな重要な知見が得られると思われる。
高速2次元ロックインアンプによる医療用表面光電圧法センサの試作

本研究は走査型表面光電圧法の高速測定技術として並列積分デジタルロックインアンプを中核とするデジタルLAPS測定技術を開発し、高密度2次元バイオイメージを高速に測定できるシステムを構築する研究を行った。測定技術評価用システムとして図1に示す測定系を構築し、並列積分における各パラメータがシステムの動作に与える影響を調べた。その結果、積分時定数は収束を早めるために初期値を比較的小さく設定して、1周期ごとに時定数を対数的に増加させる「可変時定数」の手法を用いることが可能で、より短時間に測定できることがわかった。また、並列積分することにより各測定点の1周期ずつ離散的に測定するため、バースト的なノイズや周期性を持つノイズに対しても動作が安定しており、積分時間の短縮に効果があることがわかった。また、イメージの時間変化を測定する際には1回の測定が完了して得られた2次元イメージを次の測定の積分初期値として用いることで、より早く収束させることができることもわかった。この評価システムを用いてセンサ面積5×5mmにおいて励起光のスキャンを0.1mmステップで2次元測定した場合にはおよそ1minで測定が完了することがわかった。これは研究計画の目標を十分に達成するものである。また、今回開発した測定技術に基づいてDSPプロセッサ等を用いて専用信号処理回路を作成すれば、より高速な測定が期待できる。今後は以上のシステムを用いて培養細胞群の表面電位分布のリアルタイム観測を行う予定である。
層流の高遠心力場を用いた微粉体の多品種少処理量向き高精度・多産物分級機の確立

著者らはこれまでに微粉体の新しい粒度分級方式(粒度により分離)として、完全な層流の高遠心力場(回転をいくら高速にしても乱れが発生しない準剛体回転流)を用いる新方式を提案し、従来の最高精度の分級が達成できる少処理量向きの二産物分級機(原料粉体を粗粉と微粉の二産物に分離)を開発した。本研究は、この分級方式の発展形であるシームレスタイプ(原料粉体を供給する静止系と分級を行う回転系をシームレスチューブで直結)の多産物分級機としてのバッチ式並びに連続式の三産物分級機(原料粉体を粗粉、中間粉、微粉の三産物に分離)の高精度化法を確立することを目的とする。平成29年度は、面対称形状の分級機に先だって、面対称面を壁面として面対称形状の半分からなる単純形状のシームレス三産物分級機について研究した結果、以下の主な知見を得た。1.従来の二産物分級機を拡張したバッチ式三産物分級機(従来の分級機において、分級中に捕集できる微粉産物はそのままで、従来の粗粉産物を、分級中に捕集できる中間粉産物と、分級中は分級機壁面に付着するため捕集できないが分級終了後にバッチ捕集できる粗粉産物に分けることによって三産物分級化)について、測定精度を上げた分級実験(分級前後の粒子質量の保存則をほぼ満足)を行って、この拡張が有効な分級性能の支配パラメータの適用範囲を調べるとともに分級性能と支配パラメータの関係を調べて、高い分級精度が得られる分級条件を明らかにした。2.上記1とは相違する従来のバッチ式三産物分級機を拡張した連続式三産物分級機について、希薄な粒子濃度の場合において流れ及び粒子運動の数値解析を行って得られる粒子軌道から求めた分級性能から、高精度が得られる支配パラメータの条件を明らかにするとともに、さらに高精度を得るのに有効な追加給水法を考案してその有効性とその原理を明らかにした。微粉体の新しい粒度分級方式(粒度により分離)として、これまでに完全な層流の高遠心力場(回転をいくら高速にしても乱れが発生しない準剛体回転流)を用いる新方式を提案し、従来の最高精度で分級できる少処理量向きの二産物分級機(原料粉体を粗粉と微粉の二産物に分離)を開発した。本研究は、この方式の発展形であるシームレス多産物分級機としての三産物分級機(原料粉体を粗粉、中間粉、微粉の三産物に分離)と四産物分級機(原料粉体を粗粉、粗大側中間粉、微細側中間粉、微粉の四産物に分離)の高精度化法を確立することを最終目的とする。平成28年度は、シームレス三産物分級機において面対称形状の分級機に取りかかる前に、面対称形状の半分(ただし対称面は壁とする)からなる単純形状の分級機について研究した結果、以下の主な知見を得た。1.シームレス二産物分級機において、微粉産物(分級中に捕集できる)はそのままにして、粗粉産物を、分級中に捕集できる中間粉産物と、分級中は分級機壁面に付着するため捕集できないが分級終了後にバッチ捕集できる粗粉産物に分けることによって三産物分級化したときの分級性能を流れおよび粒子運動の数値解析並びに分級実験を行って評価した結果、分級条件によっては三産物分級化が有効である(産物の粒径範囲が小、中、大粒径に分かれて三産物とも分級製品となる)ことを明らかにした。2.上記1のバッチ捕集による中間粉産物を、新たに捕集部を設けて分級中に捕集できるように変更した連続式の分級機について数値解析による性能評価を行った結果、連続式三産物分級化は有効であり、中間粉産物の粒径の均一度は上記1の分級機よりも向上する場合があることを明らかにした。平成28年度の当初の研究実施計画では面対称形状と単純形状の両形状のシームレス三産物分級機の高精度化法の確立に着手することになっていたが、複雑な面対称形状の三産物分級機の前に単純形状の三産物分級機の高精度化法の確立に着手した。最初にその準備段階として、このプロトタイプにあたるシームレス二産物分級機の性能をこれまでよりも深く把握するために分級実験を行って評価したところ、分級前後の粉体粒子量にかなりの相違が認められ(分級前後の質量収支が合わない)、実験結果の測定精度に問題があることが分かった。そこで測定精度を改善したところ、前述の分級前後の相違をかなり減少させることができた。そしてこの改善過程で、シームレス二産物分級機において、微粉産物(分級中に捕集できる)はそのままにして、粗粉産物を、分級中に捕集できる中間粉産物と、分級中は分級機壁面に付着するため捕集できないが分級後にバッチ捕集できる粗粉産物に分けることによって、三産物分級化が可能ではないかということに気付いた。そこで前述のようにこれに焦点をあてた分級実験と数値解析を行って、三産物分級化が可能であることを明らかにした。さらに、前述のように上記のバッチ捕集による中間粉産物を、新たに捕集部を設けて分級中に捕集できるように変更した連続式の分級機について数値解析による性能評価を行って、連続式三産物分級化が可能であることを明らかにした。

以上のように予期していなかったことが起こったため、面対称形状のシームレス三産物分級機の高精度化法の確立に着手することができないなど当初の研究実施計画は未達成であり、現在までの進捗状況は遅れている。著者らはこれまでに微粉体の新しい粒度分級方式(粒度により分離)として、完全な層流の高遠心力場(回転をいくら高速にしても乱れが発生しない準剛体回転流)を用いる新方式を提案し、従来の最高精度の分級が達成できる少処理量向きの二産物分級機(原料粉体を粗粉と微粉の二産物に分離)を開発した。本研究は、この分級方式の発展形であるシームレスタイプ(原料粉体を供給する静止系と分級を行う回転系をシームレスチューブで直結)の多産物分級機としてのバッチ式並びに連続式の三産物分級機(原料粉体を粗粉、中間粉、微粉の三産物に分離)の高精度化法を確立することを目的とする。平成29年度は、面対称形状の分級機に先だって、面対称面を壁面として面対称形状の半分からなる単純形状のシームレス三産物分級機について研究した結果、以下の主な知見を得た。1.従来の二産物分級機を拡張したバッチ式三産物分級機(従来の分級機において、分級中に捕集できる微粉産物はそのままで、従来の粗粉産物を、分級中に捕集できる中間粉産物と、分級中は分級機壁面に付着するため捕集できないが分級終了後にバッチ捕集できる粗粉産物に分けることによって三産物分級化)について、測定精度を上げた分級実験(分級前後の粒子質量の保存則をほぼ満足)を行って、この拡張が有効な分級性能の支配パラメータの適用範囲を調べるとともに分級性能と支配パラメータの関係を調べて、高い分級精度が得られる分級条件を明らかにした。2.上記1とは相違する従来のバッチ式三産物分級機を拡張した連続式三産物分級機について、希薄な粒子濃度の場合において流れ及び粒子運動の数値解析を行って得られる粒子軌道から求めた分級性能から、高精度が得られる支配パラメータの条件を明らかにするとともに、さらに高精度を得るのに有効な追加給水法を考案してその有効性とその原理を明らかにした。前述のように予期していなかったことが起こったため、当初予定の面対称形状のシームレス三産物分級機の高精度化法の確立の着手は後回しにして、まずは前述のように有効性が明らかとなった単純形状のシームレス三産物分級機の高精度化法の確立に焦点を絞って、平成29年度は以下のように研究を遂行する。1.最初に流れと粒子運動の数値解析を行って、より高精度の分級性能が得られる分級条件設定法を解明する。すなわち、分級性能の支配パラメータ(遠心効果パラメータ、エクマン数、流量配分等)を変化させた場合の支配パラメータと分級性能(各分級産物の粒径の平均径と変動係数[小さいほど均一度良好]、収率[大きいほど処理量大]等)の関係を考察し、高精度が得られる分級条件設定法を明らかにする。2.上記1の数値解析結果を検証するため、分級実験を行う。なおこれまでの研究により、数値解析結果は実験結果と定性的に一致することが確かめられている。3.上記の1と2の結果を考察するとともにさらなる高精度化法について検討し、高精度化法が確立させるまで1と2を繰り返す。前述のように予期していなかったことが起こったため、面対称形状のシームレス三産物分級機の高精度化法の確立に着手することができないなど、当初の研究実施計画は未達成で現在までの進捗状況が遅れている。それゆえに、当初の使用予定額の大半を占める分級装置の改造費用が未使用となったからである研究の進展により分級装置の改造内容が絞られ次第、その改造費用として使用予定である。
ゼオライトのCore-Shell構造化による省エネルギー型CO2吸着剤の開発

一般に低Si/AlゼオライトはCO2吸着分離に使用されるが、水蒸気が共存することでそのCO2分離性能は大きく低下する。そこで、水蒸気共存下においてもCO2を選択的に吸着できるゼオライト吸着剤の開発を目的に、低Si/Alゼオライトの外表面を疎水的な純シリカゼオライトで被覆したCore-shell構造ゼオライトを開発し、そのCO2吸着性能を評価した。Core-shell構造化することで、水蒸気共存下におけるCO2吸着性能の低下を抑制することが可能であり、圧力スイングCO2分離プロセスの省エネルギー化の可能性が示唆された。1.Core-Shel構造MFI型ゼオライトのCO2吸着特性評価MFI型アルミノシリケート(ZSM-5)を純シリカMFI型ゼオライト(silicalite-1)で被覆したCore-Shell構造MFI型ゼオライト(S/ZSM-5)のCO2吸着特性を破過曲線測定装置により評価した。CO2/N2= 15/85,40°C,大気圧下において,ZSM-5,S/ZSM-5ともにそのCO2吸着量はほとんど差はなく,CO2/N2分離係数はおよそ33を示した。また,CO2吸着量はCO2単成分系での吸着量とほぼ同程度であった。次に,水蒸気共存条件においてそれぞれのCO2吸着性能について評価した。40°C飽和水蒸気中で一晩前処理をし,水蒸気共存CO2/N2ガスを用いて,40°C,大気圧下でCO2吸着量を測定したところ,ZSM-5では水蒸気の共存によりCO2吸着量が大きく低下し,乾燥条件時の1/4程度となった。しかしながら,N2の吸着量は測定限界以下であり,水の共存によりCO2/N2分離係数は向上することが示唆された。一方,S/ZSM-5ではCO2吸着量は水蒸気共存により低下したものの,その減少率はZSM-5よりも小さく,N2吸着量はZSM-5の場合と同様に測定限界以下であった。次に,水蒸気による前処理を行わずに,水蒸気共存CO2/N2ガスを導入したところ,S/ZSM-5のCO2吸着量は乾燥条件時と比較してあまり変化しない結果が得られた。以上のことから,silicalite-1被覆はCO2/N2選択性にほとんど影響しない一方で,水蒸気の吸着速度を大幅に低下させ,水蒸気によるCO2吸着性能の低下を抑制できることがわかった。昨年度に引き続き、MFI型アルミノシリケート(ZSM-5)へのシリカライト-1被覆が水蒸気およびCO2吸着に及ぼす影響について検討した。CO2および水蒸気の単成分蒸気吸着測定の結果、シリカライト被覆によりCO2、水蒸気ともに吸着量の減少が認められたが、水蒸気の吸着量減少はより顕著であった。このことから、ZSM-5の外表面に疎水的なシリカライト-1を被覆することで、水蒸気によるCO2吸着阻害効果を低減できる可能性が示唆された。そこで、繰り返し破過曲線測定により水蒸気がCO2吸着に及ぼす影響を評価した。ドライ条件では繰り返しによるCO2吸着量の変化は、ZSM-5、シリカライト被覆ZSM-5ともに認められなかったが、水蒸気共存下では両試料とも繰り返しによりCO2吸着量が大きく減少した。そこで、シリカライト-1単体についても同様の評価を実施したところ、水蒸気共存下での繰り返しによるCO2吸着量の低減が認められた。これはシリカライト-1そのものの構造欠陥が疎水性を損なっていると予想し、より構造欠陥の少ないシリカライト-1による疎水性向上について検討した。フッ化物法を用いてシリカライト-1を合成し、その単成分水蒸気吸着測定を実施したところ、従来法のシリカライト-1に比べ大幅に水蒸気吸着量を低減することができた。そこで、繰り返し破過曲線測定を実施したところ、吸脱着の繰り返しによりCO2吸着量は減少したものの、従来法のシリカライト-1に比べ、その減少幅は小さいことがわかった。そこで、フッ化物法を用いてZSM-5へシリカライト-1を被覆し、その単成分CO2および水蒸気吸着を測定した。その結果、フッ化物法を用いてシリカライト-1を被覆した試料では従来法で被覆した試料に比べ水蒸気の吸着量をより低減できることがわかった。Core-shell構造化したMFI型ゼオライトにおいて、繰り返し吸脱着試験による水蒸気がCO2吸着に及ぼす影響を計画通り確認した。当初期待した結果とはならなかったものの、合成法の最適化により水蒸気吸着量を大きく低減可能であることを確認しており、計画は概ね順調に進んでいるものと考える。MFI型ゼオライトのCO2吸着において、水蒸気によるCO2吸着阻害効果のより一層の低減を目標に、MFI型ゼオライトのCore-shell構造化条件を検討した。得られたCore-shell構造化MFI型ゼオライトについて、水蒸気共存CO2/N2を用いた吸脱着プロセスを繰り返し実施することで、Core-shell構造化の効果を評価した。CO2/N2=50/50、水蒸気分圧3.2kPa、40°Cの条件で吸着、脱着は40°C、Heフローで実施したところ、通常のMFI型ゼオライトではサイクル2回目で50%程度のCO2吸着量の低下がみられたのに対し、Core-shell構造化MFI型ゼオライトではサイクル5回目においても吸着量の低減は15%程度であった。また、より過酷な条件(40°C、CO2/N2=15/85、飽和水蒸気圧7.4 kPa)で評価したところ、前述の結果と同様にCore-shell構造化によるCO2吸着量の低減抑制効果が確認できた。

本プロセスでは脱着に熱エネルギーを加えておらず、水蒸気共存低圧CO2の分離においても、より低エネルギーなPSAプロセスの適用可能性を見出した。MFI型ゼオライトはCore-shell構造化が容易なゼオライトであるが、一方でCO2吸着容量が低い。そこで、より大きなCO2吸着量が見込めるCHA型ゼオライトのCore-shell構造化を検討した。CoreとなるCHA型アルミノシリケートの合成は、フッ化物法により合成し、およそSi/Al=30のサンプルを得た。Core-shell構造化は合成したCHA型アルミノシリケートを核として用い、フッ化物法を用いて結晶外表面への純シリカCHA型ゼオライトの合成を試みた。合成したCHA型ゼオライトのCore-shell構造化の成否について、MTO反応により評価したところ、Core-shell構造化により反応生成物の分布に大きな変化が認められたことから、Core-shell構造化に成功したと判断した。一般に低Si/AlゼオライトはCO2吸着分離に使用されるが、水蒸気が共存することでそのCO2分離性能は大きく低下する。そこで、水蒸気共存下においてもCO2を選択的に吸着できるゼオライト吸着剤の開発を目的に、低Si/Alゼオライトの外表面を疎水的な純シリカゼオライトで被覆したCore-shell構造ゼオライトを開発し、そのCO2吸着性能を評価した。Core-shell構造化することで、水蒸気共存下におけるCO2吸着性能の低下を抑制することが可能であり、圧力スイングCO2分離プロセスの省エネルギー化の可能性が示唆された。Core-Shell構造化手法が既に確立されているMFI型ゼオライトを用いて,ゼオライトのCore-Shell構造化がCO2吸着における水の影響低減に有効であることを計画通り確認できた。また,Core-Shell構造化がCO2吸着量やCO2/N2選択性にほとんど影響を与えないことも併せて確認できたことから,計画は概ね順調に進んでいるものと考えている。疎水的ゼオライトによる外表面被覆効果の向上を目的とし、現在、多結晶層である外表面純シリカゼオライト層の結晶粒界の低減に取り組む。具体的には被覆層は核となるアルミノシリケートの粒子形態に強く依存するため、核となるアルミノシリケートの単結晶化および被覆層のエピタキシャル成長による結晶形態制御を実施する。また、ゼオライトの細孔径の影響について検討するため、大細孔および小細孔ゼオライトについて外表面純シリカゼオライト被覆条件検討を進めており、それらの水蒸気共存下におけるCO2吸着特性評価を実施する。化学工学1.操作条件によるCore-Shell構造MFI型ゼオライトの吸着性能への影響昨年度に引き続き,Core-Shell構造MFI型ゼオライトを用い,操作条件がCO2吸着性能におよぼす影響について検討する。特に吸脱着繰り返しが吸着性能におよぼす影響について検討する。大細孔径ゼオライトとしてBEA型ゼオライトに,小細孔径ゼオライトとしてCHA型ゼオライトにそれぞれ着目し,Core-Shell型ゼオライト吸着剤の開発を進める。Core-Shell型ゼオライトとしては,高いCO2吸着能を有する高アルミ含有BEAおよびCHA結晶そのものの外表面を疎水性純シリカ方BEAおよびCHAでそれぞれ被覆することで合成を試みる。