hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
食事誘導性肥満におけるGLP-1分泌増大機構の解明

食事誘導性の肥満において、消化管がどのように関わるかはよくわかっていない。本研究課題では、消化管ホルモンの一つであるGlucagon-like peptide-1(GLP-1)に着目している。GLP-1は食後即座に消化管内分泌細胞から分泌され、膵臓からのインスリン分泌を増強したり、視床下部に働きかけて満腹感をもたらす。申請者は食事誘導性肥満の際にGLP-1の分泌が高まることを見出し、動物、培養細胞を用いてこのメカニズムを明らかにすること目的とする。これにより、GLP-1の分泌や産生をコントロールして肥満や耐糖能異常の予防改善に資する知見を得る。
光合成用エアリフト型リアクタ-を用いた微細藻類によるCO_2の再エネルギ-資源化

本研究ではまず、種々の陸上植物および藻類について光合成能、ハンドリングの容易さ、生物エネルギ-としての利用面等の観点から文献調査により、増殖速度およびCO_2固定化速度が高い生物材料として微細藻類の一種である藍藻Anacystis nidulansを用いることにした。この藻は光化学的水素発生能も高くバイオマス資源としての利用価値が高いと考えられる。この種の藻によるCO_2の再エネルギ-資源化を志向する場合、藻の濃度がいかに高められるかが重要な検討課題である。そこで、Anacystis nidulansの光合成能の基礎的知見を得るために、光強度、温度等の環境因子および通気速度等の操作因子の光合成への影響を実験的に検討し、最適な培養条件を探索した。次いで光合成用エアリフト型リアクタ-を試作し、微細藻類の光合成によるCO_2固定化技術に対する基礎デ-タを得ることを目的として検討を行った。光合成研究用の偏平型フラスコを用いて実験を行った結果、環境因子としては、光強度の寄与が最も大きく培養温度との間に相互作用が認められた。実験範囲内(温度:30ー45°C、光強度:2ー8klux;CO_2モル分率:0.03ー6.0%)の最適培養条件が、温度40°C、光強度8klux、CO_2モル分率3%であることを見い出し、この条件下でのカルチャ-単位容積当りのCO_2固定速度は、0.13kg/(m^3・h)に達した。また、その最適培養条件において、0.75vvm以上の通気速度が必要であることがわかった。以上の基礎デ-タに基づき、受光面積を大きくした実験室規模(液量:0.2,0.4dm^3)のエアリフト型バイオリアクタ-を試作し、装置形状の内、特に受光面からの奥行き、ライザ-断面積に対するダウンカマ-断面積の比に着目して藻の高密度培養を検討した。その結果、本リアクタ-が基礎デ-タを取るために用いた偏平フラスコ等の既往の光合成用培養器と比べ、きわめて高密度培養に適していることが確認できた。
次世代心不全治療薬の開発：NFATc4サブタイプ選択的阻害剤の探索

本年度は、樹立したアッセイ系を運用してパイロット的に小規模の化合物ライブラリーをスクリーニングし、スクリーニングフォーマットの確立を目指した。北里大学薬学部微生物薬品製造学教室と共同研究を行い、当教室の所有する微生物由来の天然化合物ライブラリー(269種類)を用いてスクリーニングを行なった。一次スクリーニングでは、10microgram/mlの各試料を用いてNFATc4に対する影響を調べた。NFATc4転写活性の50%以上阻害を指標としたところ58化合物(ヒット率:約20%)が見出された。二次スクリーニングでは、NFATc4に対する阻害活性の再現性とサブタイプ選択的阻害活性を示す化合物を同定するために、これらの58化合物を4種全てのNFAT(NFATc1、NFATc2c、NFATc3及びNFATc4)の転写活性に対する影響を調べた。その結果、NFATc4に選択的阻害活性を示す化合物は見出せなかった。しかしながら二種類の興味深い化合物を見出すことができた。それらの性状は、1NFATc3をほとんど阻害せずに、NFATc1、NFATc2及びNFATc4に強い阻害活性を示す化合物、2NFATc3を強く阻害し、NFATc1、NFATc2及びNFATc4を弱く阻害する化合物であった。今後、これらの化合物を化学修飾することで各種NFATサブタイプに対する更なる偏向的阻害活性の誘導を試み、NFATc4サブタイプ選択的な阻害活性を示す化合物の開発を目指す。また、カビ、放線菌などの微生物の培養上清や東京大学創薬機構の所有するフォーカスト化合物ライブラリーなどを用いてスクリーニングを継続して行う。アンギオテンシンタイプI受容体下流のシグナル伝達系を機能的NFAT欠損細胞に導入して各種NFATサブタイプのアッセイ系を樹立した。樹立したアッセイ系を運用し、小規模の化合物ライブラリー(微生物由来の天然化合物269種)をスクリーニングすることで、スクリーニングフォーマットの実用性を検討し、合わせてスクリーニングレベルにおけるヒット率を調べた。今回のスクリーニングでは最終的にNFATc4サブタイプ選択的な化合物の同定には至らなかったが、一次スクリーニングで得られたヒット率から、今後より大規模の化合物ライブラリーのスクリーニングも対応できることが明らかとなった。樹立したアッセイ系を微生物由来の天然化合物ライブラリー(269種)に運用したところ、今回のスクリーニングフォーマットで、より大規模の化合物ライブラリーにも対応できることが明らかとなった。今後、カビ、放線菌などの微生物の培養上清や東京大学創薬機構の所有するフォーカスト化合物ライブラリーなどを用いてスクリーニングを継続して行う。また、パイロットスクリーニングでは、NFATc3サブタイプ以外を強く阻害する化合物や、逆にNFATc3サブタイプをより強力に阻害する化合物など、NFATサブタイプに偏向的な阻害活性を示す化合物が見出された。アンギオテンシンタイプ1(AT1)受容体の活性化は、カルシニューリン調節性転写因子であるNFAT(Neuclear factor of activated T cells)を介する遺伝子発現応答を惹起する。NFATc4は5つのNFATサプタイプの中で心筋細胞に主要なものであるが、更にその持続的な活性化は心不全の原因となることが示されている。従って、NFATc4は心不全治療薬の有力な標的候補分子と考えられる。しかしながら、これまでNFATファミリーのサブタイプ選択的な阻害剤は報告されておらず、それは、NFATサブタイプごとの活性を簡便に評価する方法がなかったことが一因であると考えられる。NFATサブタイプの活性を個々に評価するためには、それぞれのサブタイプを遺伝子導入することで、NFAT活性を再構成できる機能的NFAT欠損細胞が有用である。申請者は、細胞に過剰発現したAT1受容体をリガンド刺激して、それに呼応して誘導されるNFAT応答配列依存性ルシフェラーゼ活性を指標に、外来性に強制発現させた各種NFATサブファミリー分子依存的にルシフェラーゼ活性の誘導を示す細胞株を探索した。種々の細胞株をスクリーニングした結果、機能的NFAT欠損株を見出だすことができた。この細胞株は、NFATサブタイプを強制発現していない場合、過剰発現したAT1受容体をリガンドで刺激してもほとんどルシフェラーゼ活性の誘導が見られないのに対し、各種NFATサブタイプを強制発現させた場合にのみ、AT1受容体刺激依存性のルシフェラーゼ活性の誘導が見られた。そこで、個々のNFATサブタイプを発現した細胞を用いて、AT1受容体刺激依存性ルシフェラーゼ活性に対する被検定化合物の阻害効果をプロファイルすることで、NFATc4選択的阻害剤を同定するアッセイ系を確立することができた。各種NFATサブタイプ活性を評価するアッセイ系は、機能的NFAT欠損細胞に3種類の遺伝子(AT1受容体遺伝子、NFAT応答配列融合ルシフェラーゼレポーター遺伝子(NFAT-Luciferase)及び各NFATサブタイプ遺伝子)の導入が必要である。多種類の遺伝子導入によるアッセイ系の不安定化を解消して、堅牢なハイスループットスクリーニング系を確立するために、それらの遺伝子を組合わせて恒常的に発現するインディケーター細胞の作製を行っている。ネオマイシン耐性遺伝子を有するself inactivating化したレトロウイルスベクターに、NFAT-Luciferaseを組込んだプラスミドベクターを構築した。このプラスミドベクターをパッケージング細胞に導入して調整したレトロウイルスを、レトロウイルス受容体(マウス由来陽性荷電アミノ酸トランスポーター)を恒常的に発現させた機能的NFAT

欠損細胞に感染させた後、G418でNFAT-Luciferase導入細胞を選別した。樹立した細胞株にAT1受容体遺伝子及び個々のNFATサブタイプ遺伝子を一過性に発現さた後に、AT1受容体刺激を行ったところ、個々のNFATサブタイプ遺伝子の発現依存性にルシフェラーゼ活性を検出することができた。今後、この細胞株にAT1受容体遺伝子及び各種NFATサブタイプを恒常的に発現させたインディケーター細胞を樹立して、ハイスループットスクリーニングに対応したアッセイ系を構築する。本年度は、樹立したアッセイ系を運用してパイロット的に小規模の化合物ライブラリーをスクリーニングし、スクリーニングフォーマットの確立を目指した。北里大学薬学部微生物薬品製造学教室と共同研究を行い、当教室の所有する微生物由来の天然化合物ライブラリー(269種類)を用いてスクリーニングを行なった。一次スクリーニングでは、10microgram/mlの各試料を用いてNFATc4に対する影響を調べた。NFATc4転写活性の50%以上阻害を指標としたところ58化合物(ヒット率:約20%)が見出された。二次スクリーニングでは、NFATc4に対する阻害活性の再現性とサブタイプ選択的阻害活性を示す化合物を同定するために、これらの58化合物を4種全てのNFAT(NFATc1、NFATc2c、NFATc3及びNFATc4)の転写活性に対する影響を調べた。その結果、NFATc4に選択的阻害活性を示す化合物は見出せなかった。しかしながら二種類の興味深い化合物を見出すことができた。それらの性状は、1NFATc3をほとんど阻害せずに、NFATc1、NFATc2及びNFATc4に強い阻害活性を示す化合物、2NFATc3を強く阻害し、NFATc1、NFATc2及びNFATc4を弱く阻害する化合物であった。今後、これらの化合物を化学修飾することで各種NFATサブタイプに対する更なる偏向的阻害活性の誘導を試み、NFATc4サブタイプ選択的な阻害活性を示す化合物の開発を目指す。また、カビ、放線菌などの微生物の培養上清や東京大学創薬機構の所有するフォーカスト化合物ライブラリーなどを用いてスクリーニングを継続して行う。アンギオテンシンタイプI受容体下流のシグナル伝達系を機能的NFAT欠損細胞に導入して各種NFATサブタイプのアッセイ系を樹立した。樹立したアッセイ系を運用し、小規模の化合物ライブラリー(微生物由来の天然化合物269種)をスクリーニングすることで、スクリーニングフォーマットの実用性を検討し、合わせてスクリーニングレベルにおけるヒット率を調べた。今回のスクリーニングでは最終的にNFATc4サブタイプ選択的な化合物の同定には至らなかったが、一次スクリーニングで得られたヒット率から、今後より大規模の化合物ライブラリーのスクリーニングも対応できることが明らかとなった。NFAT応答
ミクロフィブリル化植物繊維・生分解性プラスチック複合成型物の射出成型

研究代表者らは、クラフトパルプを解繊して得られるミクロフィブリル化植物繊維(MFC)を原料にした成型材料の製造を試みてきた。その過程で、ミクロフィブリル化パルプに生分解性樹脂(ポリ乳酸繊維)を30%複合したところ、熱可塑性が発現し加熱成型が容易となると共に270MPaという、高強度を有する成形材料が得られた。この成果を踏まえ、本研究では、MFCと生分解性樹脂との複合による高強度成型物(グリーンコンポジット)を射出成型で製造するための基礎技術を確立する。ミクロフィブリル化繊維を生分解性プラスチック内部にナノレベルでより均一に分散させる混練条件について検討した後、MFCをポリ乳酸樹脂中に均一分散させると、混練後のコンパウンドを用いた圧縮成形試料において、10%の繊維添加でポリ乳酸の引張強度を最大1.4倍にまで増大出来ることを見出した。続いて、MFCと生分解性樹脂との界面制御を目的とし、セルロースへの化学処理の効果について検討した。セルロースミクロフィブリルの表層部を選択的にアセチル化処理したMFCを重量ベースで5%添加するとポリ乳酸樹脂のヤング率および引張強度をそれぞれ約25%および約15%増大できた。いずれも無処理MFCの添加より高い値であり、アセチル化処理によりポリマーとの界面がより最適な状態に制御されたことが知られた。さらに導入するアシル基をより嵩高いものにしたところ、プロピオネート化でさらに成型体の強度、弾性率を増大できたが、より嵩高い官能基の導入では、ヤング率が低下した。最後に、MFC補強PLA複合体を用い射出成形を行い、PLA成形体に比べ熱変形の小さな成形体を射出成形で得ることに成功した。目的と方法:これまでクラフトパルプをさらに解繊して得られるミクロフィブリル化植物繊維(MFC)について、生分解性樹脂(ポリ乳酸繊維)を30%複合しても、その複合物は熱可塑性が発現し加熱成型が容易となると共に270MPaという、高強度を有する成形材料が得られることを見出した。本研究は、この成果を踏まえ、MFCと生分解性樹脂との複合による高強度成型物(グリーンコンポジット)を射出成型で製造するための基礎技術の確立を目的とする。射出成型は、押し出し成型や縮成型に比べて、生産性が高く、複雑な形状の精密加工を可能にするが、一方で、成型材料には高い流動性が、また、成型には高度な技術が要求される。そこで、本年度は、生分解性樹脂との混練中にパルプをフィブリル化して複合化する方法に着目した。すなわち、高濃度パルプ用リファイナーを用いて、種々のフィブリル化の程度にパルプを処理後、現有するニーダー(ラボプストミル)を用いて、種々の混練条件で処理パルプと生分解性樹脂(ポリ乳酸)を混合した。なお、パルプと生分解性プラスチックは、射出成型性を考慮し、主として重量比1:1で混合した。得られた複合物について成型物を作成後、強度特性を評価すると共に、電子顕微鏡(SEM)および走査型プローブ顕微鏡で成型物内でのパルプ繊維のミクロフィブリル化の程度について観察した。結果:得られた成型物は、いずれの混練条件においても曲げ強度は100MPa前後の値を示し、十分な繊維補強の効果は得られなかった。しかし、パルプ表面を軽度にフィブリル化するだけで、続く混練過程において、ミクロフィブリル化が進むことが見出された。このことから、ミクロフィブリル化繊維を生分解性プラスチック内部にナノレベルでより均一に分散させる混練条件の検討が必要であることがわかった。次年度は、酵素処理(セルロース非晶領域を選択的に切断するセルラーゼ)等によりミクロフィブリル間の凝集力を低下させた後、混連する方法等について検討する。クラフトパルプをさらに解繊して得られるミクロフィブリル化植物

織維(MFC)について、生分解性樹脂(ポリ乳酸繊維)を30%複合しても、その複合物は熱可塑性が発現し加熱成型が容易となると共に270MPaという、高強度を有する成形材料が得られる。本研究は、この成果を踏まえ、MFCと生分解性樹脂との複合による高強度成型物(グリーンコンポジット)を射出成型で製造するためゐ基礎技術の確立を目的とする。射出成型は、押し出し成型や圧縮成型に比べて、生産性が高く、複雑な形状の精密加工を可能にするが、一方で、成型材料には高い流動性が、また、成型には高度な技術が要求される。平成16年度の研究においては、生分解性樹脂との混練中にパルプをフィブリル化して複合化する方法に着目し、種々のフィブリル化の程度にパルプを処理後、ニーダー(ラボプラストミル)を用いて、種々の混練条件で処理パルプと生分解性樹脂(ポリ乳酸)を混合した。得られた成型物は、いずれの混練条件においても曲げ強度は50-80MPa前後の値を示し、十分な繊維補強の効果は得られなかった。しかし、パルプ表面を軽度にフィブリル化するだけで、続く混練過程において、ミクロフィブリル化が進むことが見出された。このことから、本年度は、ミクロフィブリル化繊維を生分解性プラスチック内部にナノレベルでより均一に分散させる混練条件について検討した。射出成型性を考慮し、繊維含有率は最大30%とし、ポリ乳酸およびポリサクシネートとの混練コンパウンド化について検討した。得られた複合物について成型物を作成後、強度特性を評価したところ、弾性率の向上は認められたが、可塑性は低下し、引張強度においては明確な差は認められなかった。しかし、電子顕微鏡(SEM)および走査型プローブ顕微鏡で成型物内でのパルプ繊維のミクロフィブリル化の程度について観察したところ、混練過程での明確なナノファイバー化が認められた。次年度は、機械特性だけでなく熱膨張特性についてもナノファイバー効果について検討するとともに、弾性率の向上に効果のある混練過程でのナノファイバー化、その程度について検討する。研究代表者らは、クラフトパルプをさらに解繊して得られるミクロフィブリル化植物繊維(MFC)を原料にした成型材料の製造を試みてきた。その過程で、ミクロフィブリル化パルプに生全解性樹脂(ポリ乳酸繊維)を30%複合したところ、熱可塑性が発現し加熱成型が容易となると共に270MPaという、高強度を有する成形材料が得られた。この成果を踏まえ、本研究では、MFCと生分解性樹脂との複合による高強度成型物(グリーンコンポジット)を射出成型で製造するための基礎技術を確立する。昨年度までは、ミクロフィブリル化繊維を生分解性プラスチック内部にナノレベルでより均一に分散させる混練条件について検討した。射出成型性を考慮し、繊維含有率は最大30%とし、ポリ乳酸およびポリサクシネートとの混練コンパウンドについて成型物を作成後、強度特性を評価したところ、弾性率の向上は認められたが、可塑性は低下し、引張強度においては明確な差は認められなかった。
生理的条件下の味細胞レベルでの味覚情報変換機構の基礎的研究

これまでのパッチクランプ法及び細胞内カルシウム濃度変化の測定法による単離味細胞を用いた味覚の研究では、味受容膜に限局した味刺激を行うことは困難で、さらにこれらの方法では生理的条件下での味蕾間、あるいは同一味蕾内細胞間の味刺激に対する応答に差異があるか否かについて検討することは不可能であった。そこで私は、味刺激を味受容膜に限局させ、より生体に近い反応を観察したところ、以下のような結果が得られた。スナネズミの茸状乳頭の味蕾を用いて、まず異なる味蕾における3種(ショ糖・サッカリン・NaCl)の味刺激における細胞内カルシウム濃度変化の違いについて調べた。ショ糖では52%で、サッカリンでは33%で、塩化ナトリウムでは30%の味蕾で細胞内カルシウム濃度の上昇が観察された。また各味質の刺激により起こる細胞内カルシウム濃度の変化を、同一味蕾内の部位で比較したところ、ある部分ではサッカリンのみに細胞内カルシウム濃度の上昇が観察され、それとは異なる部分ではサッカリンとショ糖の両者で細胞内カルシウム濃度の上昇が観察された。また他の味蕾では、ショ糖とNaClに応答した部位とNaClにのみ応答した部位が観察された。これらの結果から、以下の可能性が示唆された。1ショ糖、サッカリン、NaClの順で高率に細胞内カルシウム濃度の上昇が観察され、各味蕾は同一味刺激に対する反応性が異なる。2同一味蕾内の個々の味蕾内細胞は各味刺激に対する反応性が異なる。今後さらに本実験方法を用いて味受容膜と基底外側膜の溶液の条件を変えることにより味覚変換における様々なイオンチャネルやセカンドメッセンジャーの関与を調べる予定である。
歯科用アマルガムの安全性について

1)アマルガム修復物から放出される水銀蒸気と臓器,および血液中水銀濃度との関連性を検討するために,妊娠1日目のラット20匹を4群に分け,5匹はアマルガムを充填しない対照群,残りの15匹を実験群とし,ラットの上顎臼歯にアマルガムをそれぞれ1歯,2歯および4歯充填後,一匹づつ代謝ケージ内で飼育し,水銀蒸気の測定を20日間の妊娠期間中に3回,それぞれ24時間行なった.充填直後の測定ではかなり多くの水銀蒸気が検出さたれ.充填7日後では充填直後と比較して減少する傾向が認められたが,エサの摂取時に増大を認め,この現象は充填14日後にもみられた.臓器中水銀濃度は充填歯数に比例して増加する傾向が認められ,水銀の臓器内分布は母親では腎臓に多く,脳では少なかった.胎児では肝臓に多く認められ,母親と胎児では水銀の臓器内分布が異なっていた.血液成分において,実験群の母親,および胎児の全血中の水銀濃度は対照群よりも有意に高く,実験群間ではアマルガム充填の歯数に比例して増加が認められた.母親の血漿,および血球中の水銀濃度も全血と同様の結果が得られたが,有機水銀と親和性が高い血球中水銀濃度の増加は,無機水銀と親和性が高い血漿と比較して少なく,これらの結果より,アマルガムから放出される水銀蒸気の生体内での化学型は主として無機水銀であると考えられる.2)生体内に取り込まれた水銀の化学型(無機,あるいは有機水銀)を明確にするために,Magos法により臓器,および血液成分中の水銀の分離定量を試みたが測定できなかった.原因としては検出感度から考えられ,他の方法としてガスクロマトグラフによる分析が可能であるが,当大学にはその設備がなく現状では不可能であるが,化学型の解明はきわめて重要であると考える.3)生体内に取り込まれた水銀の蓄積と排泄を検討するために,尿中水銀濃度を2日毎に測定した.尿中水銀量は金属水銀蒸気,あるいは無機水銀への職業上の暴露を評価する場合の最も有用な指標のひとつであるといわれている.尿中へ排泄される水銀量はアマルガム充填歯数に比例して増加する傾向がみられたが,尿中水銀量の生物学的半減期は今回の実験では不明であり,今後の検討課題である.4)各臓器の組織学的検索を母親と胎児の脳,肝臓,および腎臓についてヘマトキシリン・エオジン染色により行なった結果,実験群の各臓器は対照群と比較して特に変化は認められなかった.1)アマルガム修復物から放出される水銀蒸気と臓器,および血液中水銀濃度との関連性を検討するために,妊娠1日目のラット20匹を4群に分け,5匹はアマルガムを充填しない対照群,残りの15匹を実験群とし,ラットの上顎臼歯にアマルガムをそれぞれ1歯,2歯および4歯充填後,一匹づつ代謝ケージ内で飼育し,水銀蒸気の測定を20日間の妊娠期間中に3回,それぞれ24時間行なった.充填直後の測定ではかなり多くの水銀蒸気が検出さたれ.充填7日後では充填直後と比較して減少する傾向が認められたが,エサの摂取時に増大を認め,この現象は充填14日後にもみられた.臓器中水銀濃度は充填歯数に比例して増加する傾向が認められ,水銀の臓器内分布は母親では腎臓に多く,脳では少なかった.胎児では肝臓に多く認められ,母親と胎児では水銀の臓器内分布が異なっていた.血液成分において,実験群の母親,および胎児の全血中の水銀濃度は対照群よりも有意に高く,実験群間ではアマルガム充填の歯数に比例して増加が認められた.母親の血漿,および血球中の水銀濃度も全血と同様の結果が得られたが,有機水銀と親和性が高い血球中水銀濃度の増加は,無機水銀と親和性が高い血漿と比較して少なく,これらの結果より,アマルガムから放出される水銀蒸気の生体内での化学型は主として無機水銀であると考えられる.2)生体内に取り込まれた水銀の化学型(無機,あるいは有機水銀)を明確にするために,Magos法により臓器,および血液成分中の水銀の分離定量を試みたが測定できなかった.原因としては検出感度から考えられ,他の方法としてガスクロマトグラフによる分析が可能であるが,当大学にはその設備がなく現状では不可能であるが,化学型の解明はきわめて重要であると考える.3)生体内に取り込まれた水銀の蓄積と排泄を検討するために,尿中水銀濃度を2日毎に測定した.尿中水銀量は金属水銀蒸気,あるいは無機水銀への職業上の暴露を評価する場合の最も有用な指標のひとつであるといわれている.尿中へ排泄される水銀量はアマルガム充填歯数に比例して増加する傾向がみられたが,尿中水銀量の生物学的半減期は今回の実験では不明であり,今後の検討課題である.4)各臓器の組織学的検索を母親と胎児の脳,肝臓,および腎臓についてヘマトキシリン・エオジン染色により行なった結果,実験群の各臓器は対照群と比較して特に変化は認められなかった.
非線形振動に現れる準周期振動の分岐とその数値解析

有限三角級数の形で準周期解を計算するプログラムおよびダフィング型の方程式の準周期解の分岐点を計算するプログラムが完成した。これから、これらのプログラムを用いて2次元パラメータ平面上に分岐図を作成しようと考えている。準周期解の分岐図を書くのは初めてなので、どんな図が書けるのか楽しみである。周期解では見ることができなかった現象と遭遇することを期待している。実際に計算を実行した場合、有限三角級数の計算の部分に時間がかかる。大体、ニュートン法の1回の反復に5分ぐらいかかる。この計算部分をできるだけ縮めたい。それと、有限三角級数の項数が、現在の段階では、100項ぐらいであるが、これからパラメータの値が大きくなるにつれて項数が多くなるのではないかと思われる。項数が増えれば、メモリーも心配せねばならないし、計算時間も増える。これをどうするかはこれからの課題である。周期差分方程式の周期解に帰着できたのであるが、この解が有限三角級数の形で近似できることの保証はまだ与えられていない。この保証を与えることもこれからの課題として残っている。今の段階では、パラメータ値が小さい範囲内の準周期解しか計算できない。パラメータ値が大きくなった時どうするかはこれからの問題である。日本全国の研究者、特に非線形振動の研究者と打ち合せ等で会い、有益な議論をし、有益な情報を得ることができた。分岐図が取れて、面白い現象が見つかったら、近い将来、研究会等で発表していくつもりである。
自動車関連税制が自動車の保有・利用に及ぼす影響の分析

本研究では,政府による自動車関連税制の設定,世帯による自動車の保有及び使用,自動車メーカーによる燃費改善技術開発,交通社会資本の整備およびサービス水準(移動速度等),そして環境負荷量の各要素および要素間の相互作用をモデル化する.昨年度は,既存研究の整理と自動車の保有と使用の相互作用を考慮して世帯の行動のモデル化を行った.本年度は,これを踏まえて,まず残りの自動車メーカーの行動,交通社会資本の整備やサービス水準,環境負荷量のモデル化を行う.自動車メーカーに関しては,燃費改善技術投資が燃費のよい新車の生産に寄与する一方,投資が新車価格にも影響を与えることを明示する.交通社会資本については,自動車関連税収が道路整備に充当されること,また道路のサービス水準が,世帯の行動の結果として決まる総走行量と道路ストックに依存する関係を明示する.そして運賃収入と設備投資,運行頻度などの関係を表現することにより鉄道サービス水準をモデル化する.次に,これらのモデルの統合を図り,現況再現性を検証する.最後に,税率および税収の使途を変更したとき,自動車販売台数,総走行量,環境負荷量等がどのように変化するのかについて検討した.その結果,取得・保有段階の課税よりも燃料段階の課税の影響が最も大きいこと,現在行われている税収中立下での取得・保有段階の税のグリーン化よりも,取得・保有段階の税率を引下げ,燃料段階を引上げるという政策の方が,より効果的であること,さらに税収の使途を道路整備のみならず,公共交通の運行や自動車メーカーの燃費改善技術投資の補助にまで拡大することによってより一層燃料消費量を削減できる可能性があることを示した.以上の成果は,今後の税の制度設計に有益な知見を与えるものと考えている.従来の交通政策の目標は生活質の向上(より速く、安く財や人が移動できる、居住地、移動先、出発時間を自由に選択できる)であった。これは環境容量が無限であるという仮定での目標であり、容量の存在が認識された現在、「持続可能性」と生活質の向上の調和を図ることが求められている。本研究は、環境負荷削減のための政策として、自動車の取得・保有・使用に関連する税について税率及び税収の使途の変更を取り上げ、世帯の乗用車の保有・使用行動について政策分析を試みるものである。本年度は,自動車関連税制を議論する上での枠組みの整理と,自動車の保有、使用(移動距離)、移動速度、燃費、技術開発にかんする既存研究のレビューを中心に行った。課税とその使途,自動車の保有と使用,自動車単体の技術開発,社会資本整備,およびそれらの間での相互依存関係をすべて考慮した上でモデル化したものはこれまでないことを明らかにした.これを踏まえて,本研究では,世帯の行動の定式化を行った。その際、例えば、移動速度が上昇し、予算や時間に余裕が生じれば、新たな交通行動(トリップ数やトリップ長の増加)を行うという行動原理、さらに世帯の行動の結果から決定される社会の状態が再度世帯の行動に影響を与えるといったフィードバック、すなわち均衡概念を明示していることが特徴である。保有台数、車種・車令、使用量に関する選択行動を表現することができた.来年度は,自動車メーカーの行動の定式化と,パラメータのキャリブレーションを行ったうえで,税制変更のシミュレーションを行いたいと考えている.本研究では,政府による自動車関連税制の設定,世帯による自動車の保有及び使用,自動車メーカーによる燃費改善技術開発,交通社会資本の整備およびサービス水準(移動速度等),そして環境負荷量の各要素および要素間の相互作用をモデル化する.昨年度は,既存研究の整理と自動車の保有と使用の相互作用を考慮して世帯の行動のモデル化を行った.本年度は,これを踏まえて,まず残りの自動車メーカーの行動,交通社会資本の整備やサービス水準,環境負荷量のモデル化を行う.自動車メーカーに関しては,燃費改善技術投資が燃費のよい新車の生産に寄与する一方,投資が新車価格にも影響を与えることを明示する.交通社会資本については,自動車関連税収が道路整備に充当されること,また道路のサービス水準が,世帯の行動の結果として決まる総走行量と道路ストックに依存する関係を明示する.そして運賃収入と設備投資,運行頻度などの関係を表現することにより鉄道サービス水準をモデル化する.次に,これらのモデルの統合を図り,現況再現性を検証する.最後に,税率および税収の使途を変更したとき,自動車販売台数,総走行量,環境負荷量等がどのように変化するのかについて検討した.その結果,取得・保有段階の課税よりも燃料段階の課税の影響が最も大きいこと,現在行われている税収中立下での取得・保有段階の税のグリーン化よりも,取得・保有段階の税率を引下げ,燃料段階を引上げるという政策の方が,より効果的であること,さらに税収の使途を道路整備のみならず,公共交通の運行や自動車メーカーの燃費改善技術投資の補助にまで拡大することによってより一層燃料消費量を削減できる可能性があることを示した.以上の成果は,今後の税の制度設計に有益な知見を与えるものと考えている.
ライナーレス型CFRP製液体酸素タンクの材料開発とその評価

液体酸素タンクの構造材料を既存の金属から炭素繊維強化プラスチック(CFRP)に転換できれば,タンクの軽量化に伴う大幅な輸送効率向上が期待できると考えられている.CFRP製ガスタンクについては,その多くがタンク内壁をライナー(内殻)で覆った構造となっている.その構造を液体酸素タンクに適用した場合,液体酸素充填時にライナー/CFRP間で層間剥離を起こす可能性があり,また軽量化の観点からも不利である.本研究は,ライナーレス型のCFRP製液体酸素タンクの開発を目的として,液体酸素環境下でも適用可能なCFRP材料を選定し,その有用性を検証したものである.下記に得られた知見の概要を記す.1ABMA型衝撃試験機を用いた液体酸素適合性(着火性)試験樹脂の中で着火性の無かった材料は,ポリイミド, PEEK,ポリカーボネート,変成ビニルエステルであった.ポリカーボネートは炭素繊維との密着性が悪いため候補から外された.炭素繊維に関しては,黒鉛化度(P_1)が高いものほど着火性が低い傾向にあり, P_1>0.35で着火しなくなることが推定された.2樹脂材料の極低温下における耐クラック性変成ビニルエステルは液体窒素(-196°C)に浸しただけで多数のクラックが発生したため,極低温用には不向きであった.ポリイミドとPEEKは,液体窒素に100回浸してもガス透過率の顕著な増加は認められなかったため,極低温下でも使用可能であると判断した.3候補樹脂と炭素繊維の複合材成形とその評価黒鉛化度の高い炭素繊維は脆くて毛羽が発生しやすいため,樹脂との複合化が困難であった.よって,今回は汎用型のPAN系炭素繊維を用い,ポリイミドならびにPEEKの複合材を成形した.ポリイミド製CFRPならびにPEEK製CFRPの液体酸素適合性試験を行った結果,いずれも着火する傾向にあることが判明した.よって,樹脂のみならず炭素繊維についても着火性の無いものを用い,それらを複合成形する必要がある.液体酸素タンクの構造材料を既存の金属から炭素繊維強化プラスチック(CFRP)に転換できれば,タンクの軽量化に伴う大幅な輸送効率向上が期待できると考えられている.CFRP製ガスタンクについては,その多くがタンク内壁をライナー(内殻)で覆った構造となっている.その構造を液体酸素タンクに適用した場合,液体酸素充填時にライナー/CFRP間で層間剥離を起こす可能性があり,また軽量化の観点からも不利である.本研究は,ライナーレス型のCFRP製液体酸素タンクの開発を目的として,液体酸素環境下でも適用可能なCFRP材料を選定し,その有用性を検証したものである.下記に得られた知見の概要を記す.1ABMA型衝撃試験機を用いた液体酸素適合性(着火性)試験樹脂の中で着火性の無かった材料は,ポリイミド, PEEK,ポリカーボネート,変成ビニルエステルであった.ポリカーボネートは炭素繊維との密着性が悪いため候補から外された.炭素繊維に関しては,黒鉛化度(P_1)が高いものほど着火性が低い傾向にあり, P_1>0.35で着火しなくなることが推定された.2樹脂材料の極低温下における耐クラック性変成ビニルエステルは液体窒素(-196°C)に浸しただけで多数のクラックが発生したため,極低温用には不向きであった.ポリイミドとPEEKは,液体窒素に100回浸してもガス透過率の顕著な増加は認められなかったため,極低温下でも使用可能であると判断した.3候補樹脂と炭素繊維の複合材成形とその評価黒鉛化度の高い炭素繊維は脆くて毛羽が発生しやすいため,樹脂との複合化が困難であった.よって,今回は汎用型のPAN系炭素繊維を用い,ポリイミドならびにPEEKの複合材を成形した.ポリイミド製CFRPならびにPEEK製CFRPの液体酸素適合性試験を行った結果,いずれも着火する傾向にあることが判明した.よって,樹脂のみならず炭素繊維についても着火性の無いものを用い,それらを複合成形する必要がある.
視線計測を活用した教師の「みえ」の可視化とリフレクションへの援用に関する研究

教師の力量向上にとって、授業がいかにみえるかは重要な課題である。斎藤喜博は、「教育とか授業とかにおいては『みえる』ことは『すべてだ』といってもよいくらいである」と述べている。しかし、授業を「みる」ことと、実際に「みえる」ことは違う。本研究では、視線計測装置を用いて教師や教育実習生の「みえ」を解明するとともに、その「みえ」をリフレクションに援用することを通して、教師の「みえる」力の向上方策を検討した。調査の結果、教育実習生は教室全体を見ているものの、視点が定まっていないため、表面しか見えていないこと、熟練教師はみたい子どもの姿など、授業をみる視点が定まっていること等がわかった。本研究は、視線計測装置を用いて教師の「みえ」を解明するとともに、その「みえ」を教師のリフレクションに援用することを通して、教師の「みえる」力の向上方策を検討することを目的としている。本年度は、下記の研究を行った。1)現職教師と教育実習生の授業中の「みえ」に関する調査:4名の現職教師と1名の教育実習生の計5名について、授業実施時にウェアラブルカメラを装着してもらい、それにより記録した授業映像を授業後に視聴することを通して、授業中の視線や思考についてリフレクションを行った。教室を客観的に撮影した授業映像を用いた授業研究と比べて、授業者の主観が直接的に表出されることから、本研究手法を「主観カメラ」と命名し、授業中の教師や実習生の「みえ」を探索した。2)現職教師の授業を観察する教育実習生およびベテラン教師の「みえ」に関する調査:現職教師の授業を、教育実習生2名、大学院生1名、指導主事経験のある大学教員1名が観察する際にウェアラブルカメラを装着してもらい、授業観察中の視線や思考についてリフレクションを行った。3)これらの研究成果を学会で報告した。教育実習生と現職教師による授業中の「みえ」の違い、教育実習生同士による「みえ」の違いや共通点を分析し、現職教師と教育実習生の授業認知の比較分析、指導教員の授業を見る教育実習生の授業認知の比較分析、教師の子ども理解と授業中の視線の関連分析の成果を学会発表や論文としてまとめた。平成28年に計画していた内容について、以下のような進捗状況となっているため、おおむね順調に進展していると考えている。・授業実施中および授業観察中の現職教師および教育実習生の視線データを収集し、分析できたこと・ある授業を複数で観察する際の、観察者による視線の違いなどを比較分析し、その背景にある授業観や「みえ」の傾向性を検討したこと・これらについて学会において複数の発表を行い、また論文としてまとめたこと本研究は、視線計測装置を用いて教師の「みえ」を解明するとともに、その「みえ」を教師のリフレクションに援用することを通して、教師の「みえる」力の向上方策を検討することを目的としている。本年度は、下記の取り組みを行った。1)現職教師と教育実習生の授業中の「みえ」に関する調査および分析:2016年度にデータを収集・記録した視線映像をもとに、現職教師と教育実習生の視線対象および視線配布の意図を分析し、両者の即時的な意思決定や子ども把握の特徴を解明した。現職教師と教育実習生は、同じように子どもに視線を向けてはいるものの、教育実習生は子ども全体をくまなく見ようとしているのに対して、現職教員は、場面に応じて視線を向ける子ども(たち)が決まっていることなどを明らかにした。また、調査時の発話記録を「視線配布の意図」「知覚」「解釈・価値判断」「対応行動・思考」に分類することを通して、視線配布の意図を探索している。2)現職教員の「みえ」を教育実習生に伝承するための演習:1)で分析した現職教員の視線映像を教育実習生とともに分析する演習を試行的に行った。現職教員の「みえ」を共感するための取り組みとして、現在その成果と課題を分析している。当初の研究計画に従って研究を推進する。2年計画であることから、今年度収集したデータをさらに分析するとともに、調査データを追加し、本研究の成果を精緻化していきたい。教育工学
通勤交通流動の空間的秩序と職住分布構造に関する研究

本研究は、通勤交通流動の空間的秩序を踏まえた都市構造と通勤トリップ長に関する研究、及び通勤交通行動を踏まえて通勤トリップ長をより減少させる職住分布構造に関する研究についてそれぞれ行うことを目的としている。前者に関しては、研究代表者等が開発した交通流動率を基に、道央圏及び仙台都市圏等の広域都市圏においても通勤交通流動の空間的秩序を確認することができた。また、交通流動率を基に通勤トリップ長を推定できることに着目して、居住地及び従業地の移転が通勤トリップ長に及ぼす影響について考察した。さらに、正方都市モデルを対象に、通勤交通において特に影響の大きいCBDの位置と規模が通勤トリップ長に及ぼす影響を考察するなかで、都市構造と通勤トリップ長の関係について論究することができた。後者に関しては、通勤交通行動を視覚的に、計量的に分析することができるプリファレンス曲線を基に、職住分布構造の変化あるいは居住地及び従業地の再配置による通勤トリップ長の削減策について札幌都市圏及び函館都市圏を対象に実証的分析を行った。また、通勤交通を把握するうえで重要な従業地までの就業者の通勤交通行動を分析するために、新たに従業地プリファレンス曲線を考察するとともに札幌都市圏への適用を試みた。これらの研究については、ICTTS及びIATBR等の国際学会、土木学会土木計画学研究、土木学会北海道支部及び日本都市計画学会等に投稿・発表を行なってきた。そして、これらの2年間の研究成果については、本研究を行なうにあたり基礎となった既往の発表関連論文とあわせて5章からなる研究成果報告書として取りまとめた。さらに、2年間の研究成果を踏まえてさらに発展した研究結果については、平成19年度においても各種学会に投稿・発表する予定である。本研究は、都市構造と通勤トリップ長に関する研究と通勤交通流動を視覚的に、計量的に分析することができるプリファレンス曲線に関する研究について行うことを目的としている。前者に関しては、特に仙台都市圏を対象にしたパーソントリップ調査のうち通勤交通に関するデータを収集した。そして、収集されたデータ及び北海道諸都市のデータを対象に研究代表者等が開発した交通流動率を基に、すなわち通勤交通流動の空間的秩序が他の多くの都市圏においても存在するかどうかについて考察を試みた。また、居住地及び従業地の規模等の相違、すなわち土地利用パターンの相違を計量的に把握することができる都市構造に関する指標として、発生分布指標及び集中分布指標等についても考察を試み、仙台都市圏始め北海道の諸都市を対象に実証的に分析を行った。これらの研究の一部は、既に土木計画学研究・講演集及び土木学会北海道支部論文報告集等に発表してきたが、さらに平成18年において各種学会等に発表する予定である。後者に関しては、各都市圏における地域(ゾーン)ごとのプリファレンス曲線を作成するとともに、曲線回帰分析による回帰係数等の値によって各ゾーンの交通行動の相違を分析した。特に、プリファレンス曲線から通勤トリップ長の推定も可能であることから、回帰係数及び定数の値から各ゾーンの通勤交通行動が通勤交通の最小化あるいは最大化行動であるかについても札幌都市圏及び函館都市圏を対象に実証的分析を行った。これらの研究に関しても、土木学会北海道支部論文報告集に発表してきた。以上のように、平成17年度においては、当初の研究計画を進めることができた。そして、これらの成果を踏まえて平成18年度において新たな研究課題に取り組むとともに、各種学会への論文投稿も進めて行きたい。前者に関しては、収集された北海道諸都市及び仙台都市圏のデータを対象に研究代表者等が開発した交通流動率を基に、すなわち通勤交通流動の空間的秩序が広域都市圏においても存在するかどうかについて考察を試みた。

また、居住地及び従業地の規模等の相違、すなわち土地利用パターンの相違を計量的に把握することができる都市構造に関する指標として、発生分布指標及び集中分布指標等についても考察を試み、仙台都市圏始め北海道の諸都市を対象に実証的に分析を行った。後者に関しては、各都市圏における地域(ゾーン)ごとのプリファレンス曲線を作成するとともに、曲線回帰分析による回帰係数等の値によって各ゾーンの交通行動の相違を分析した。特に、職住分布構造の変化あるいは居住地及び従業地の再配置による通勤トリップ長の削減策にういて札幌都市圏及び函館都市圏を対象に実証的分析を行った。また、通勤交通を把握するうえで重要な従業地までの就業者の通勤交通行動を分析するために、新たに従業地プリファレンス曲線を考察するとともに札幌都市圏への適用を試みた。これらの研究成果に関しては、ICTTS及びIATBR等の国際学会、土木学会土木計画学研究、土木学会北海道支部及び日本都市計画学会等に投稿・発表を行なってきた。以上のように、平成18年度においては、当初の研究計画を進めることができるとともに、中心市街地活性化に向けた「街なか居住」に関するしても言及することができた。そして、これらの成果を踏まえてさらに発展した研究結果については、平成19年度においても各種学会に投稿・発表する予定である。
有機高分子/無機化合物からなるハイブリッド多孔質材料の開発

合成雲母や合成スメクタイトなどの板状無機物質の作るカードハウス構造を利用し、水溶性高分子の添加と吸着によってその多孔性構造を保持し、有効に補強されたハイブリッド材料を作ることを目的にした研究であり,水溶性高分子として非イオン性水溶性高分子,アニオン性高分子電解質、綾西高分子電解質および各種共重合体をもちいた。この多孔性ハイブリット材料が添加した両性高分子電解質の作用によってイオン導電性を発揮して二次電池材料に利用できるように、改良を加えた。水溶液では所期の構造を維持させることができるが,現状では、有機電解液の中では構造の維持には成功していない。実験はカルボキシベタインおよびスルホベタイン型のモノマーとポリエチレンオキサイドを側鎖にもつモノマーとの共重合体を基本とした。新規購入した蛍光分光計は材料中の疎水的領域の形成を実証するために有効に利用した。更なる研究を続けていくつもりである。板状無機物質である合成スメクタイトの作るカードハウス構造を保持し、水溶性高分子によって補強されたハイブリッド材料が目的のイオン導電性を発揮して二次電池材料に利用できるようにするためには、水溶性高分子の設計がキーワードとなる。本研究では各種両性高分子電解質を選び、その逆高分子電解質効果によって大量の低分子塩を含有させる機能を利用する。実験はカルボキシベタインおよびスルホベタイン型のモノマーとポリエチレンオキサイドを側鎖にもつモノマーとの共重合体の合成と基本的な分子特性化を行っている。新規に購入した蛍光分光計は材料中の疎水的領域の形成を実証するために有効に利用している。共重合比と低分子塩の含有との関連および低分子塩が解離して、イオン伝導機能を発現することによる導電性の測定を現在試験中である。
フラッシュ熱分解による廃プラスチックの有用物質への変換

1.プラスチックのなかでも特に熱分解しずらいポリエチレンについて、液化の基本特性を溶融層型の反応器、ガス化の特性を管型反応器を用いて測定し、温度、接触時間と、反応速度、生成物との関係を明らかにした。2. PVC(ポリ塩化ビニル)の脱塩化水素反応速度を測定し、反応速度モデルを作成した。このモデルにより等温、非等温でのPVCの分解率が予測できる事を示した。3.小型の装置を用いてPVCのフラッシュ熱分解、および接触分解をおこない、生成物の組成を調べた。その結果、触媒としてHZSM5を用いる事によりBTX(ベンゼン、トルエン、キシレン)の収率が大きく増大する事を示し、最適操作条件を明らかにした。4.プラスチックのフラッシュ熱分解装置として有望で、大型化により処理量の増大が期待できる噴流層の粒子流動特性を、コールドモデルを用いて実験を行ない、計算モデルとの比較を行なった。噴流層内の粒子流量は、層内の力のバランスとスパウト内の運動量保存式を用いて計算可能な事を示した。また離散要素法によるシミュレーションが、噴流条件の推測に非常に有望である事を示した。5.噴流層を応用したプラスチックのフラッシュ熱分解装置の開発をおこない。媒体粒子を噴流化しながらポリエチレンを連続的に熱分解できる事を示し、流動可能な操作条件を明らかにした。6.噴流層熱分解装置によりポリエチレンの油化の実験を行なった。得られた油は常温でワックス状の高沸点成分のものである。噴流層熱分解装置に直列に配置した触媒改質器を使って分解と同時に生成油の改質を行ない、改質により低沸点成分の油とガスが得られる事を示した。1.噴流層型フラッシュ熱分解装置の開発をおこなった。熱分解装置内の粒子運動を調べるために新たに圧電型粒子流動測定装置を開発してコールドモデル内での媒体粒子の運動を観察し、粒子が予想した運動を行うことを確かめた。2.小型固定層反応器、および熱天秤を用いてポリ塩化ビニルの脱塩化水素反応速度を測定し、反応モデルを作成した。このモデルによる計算により、等温、および非等温の場合の反応速度を良く予測できることを確かめた。また脱塩化水素反応速度はアルミナなどの無機質微粒子が混入すると変化することが、熱天秤を用いた実験で明らかになったが、この場合もモデルで用いている反応速度定数を適宜変化させることにより、同一モデルで反応速度を予測できることを確かめた。3.小型のフラッシュ熱分解装置を作成して、ポリ塩化ビニルの脱塩化水素残渣を触媒を使用して熱分解する実験を行なった。触媒を使用することによりベンゼン、トルエン、キシレンなどの有用物質が数倍から10倍以上増犬するする事を認めた。合成ゼオライト、FCC、HZSM5、Si-Al系触媒などを用いて実験をおこなったが、これらの中ではHZSM5がオイル、ガスの収率とも最も良い値を示し、コ-キングも少ないことを明らかにした。4.小型のオートクレーブを用いて、ポリエチレンの水添熱分解の実験をおこない、分解収率に対する、溶媒や、触媒の効果を調べた。HZSM5は熱分解性能を、ニッケル系の触媒は水添性能を向上させることを明らかにした。溶媒は逆に分解能を低下させることが分かった。1.フラッシュ熱分解装置におけるプラスチック熱分解反応の基礎的なデーターを得るために、プラスチックのなかでも特に熱分解しずらいポリエチレンについて、液化の基本特性を溶融層型の反応器、ガス化の特性を管型反応器を用いて測定し、温度、接触時間と、反応速度、生成物との関係を明らかにした。2.昨年に引き続き、小型の装置を用いてPVCのフラッシュ熱分解、および接触分解を行ない、生成物の組成を調べた。

その結果、塩化水素の存在下でもHZSM5はそれほど活性が低下せず、BTX(ベンゼン、トルエン、キシレン)の収率を増大させる事を示した。3.プラスチックのフラッシュ熱分解装置装置として有望で、大型化により処理量の増大が期待できる噴流層の粒子流動特性の計算モデルを開発し、実験結果と比較を行なった。噴流層内の粒子流量は、粒子層内の力のバランスとスパウト内の運動量保存式を用いて計算可能である事を示した。また離散要素法によるシミュレーションが、噴流条件の推測に非常に有望である事を示した。4.噴流層を応用したプラスチックのフラッシュ熱分解装置の開発をおこない。媒体粒子を噴流化しながらポリエチレンを連続的に熱分解できる事を示し、流動可能な操作条件を明らかにした。5.同装置によりポリエチレンの油化の実験を行なった。得られた油は常温でワックス状の高沸点成分のものである。噴流層熱分解装置に直列に配置した触媒改質器を使って分解と同時に生成油の改質を行ない、改質により低沸点成分の油とガスが得られる事を示した。
リビングカチオン重合を可能にする新規対イオンの開発に関する研究

本研究は,「求核性の対イオンによる生長炭素カチオンの安定化」という新しい概念に基づき,広く一般のビニルモノマ-のリビングカチオン重合を可能にする対イオンおよび開始剤系を開発することを目的としたものである.2年間の研究成果は以下のように要約される.1)ビニルエ-テルのリビングカチオン重合の新規開始剤系の開発種々の対アニオンを持つプロトン酸を開始剤とし,種々の弱いルイス酸を活性化剤として組合せ,(1)ー(5)の一連の開始剤系によってビニルエ-テルのリビングカチオン重合が可能であることを見出した:(1)酢酸誘導体/塩化亜鉛,(2)安息香酸誘導体/塩化亜鉛,(3)ハロゲン化水素/ハロゲン化亜鉛,(4)ハロゲン化トリメチルシリル/ハロゲン化亜鉛(カルボニル化合物共存),(5)ヨウ化水素/金属アセチルアセトン錯体.これらの結果から,「求核性対イオンによる生長炭素カチオンの安定化」が,リビングカチオン重合の一般的な原理であることを確立した.2)スチレンのリビングカチオン重合の開発メタンスルホン酸/四塩化スズおよびスチレンの塩化水素付加体/四塩化スズ開始剤系により,塩化メチレン中,塩素アニオン塩の存在下にスチレンを重合すると,理想的なリビングポリマ-が生成することを見出した.この結果は,従来きわめて因難とされていた,スチレンなどの低反応性モノマ-のリビングカチオン重合の最初の例として重要である.3)リビングカチオン重合における生長鎖の性質の分光学的解析ビニルエ-テルとプロトン酸の付加体(生長末端モデル)と塩化亜鉛の混合物を核磁気共鳴分光法により直接観測し,以下の点をはじめて明らかにした。(1)生長末端は塩化亜鉛と相互作用して活性化される.(2)この相互作用は速い可逆過程である.(3)生長末端が活性化されてモノマ-と反応する際,イオン的な中間体を経て生長反応が起こる.本研究は,「求核性の対イオンによる生長炭素カチオンの安定化」という新しい概念に基づき,広く一般のビニルモノマ-のリビングカチオン重合を可能にする対イオンおよび開始剤系を開発することを目的としたものである.2年間の研究成果は以下のように要約される.1)ビニルエ-テルのリビングカチオン重合の新規開始剤系の開発種々の対アニオンを持つプロトン酸を開始剤とし,種々の弱いルイス酸を活性化剤として組合せ,(1)ー(5)の一連の開始剤系によってビニルエ-テルのリビングカチオン重合が可能であることを見出した:(1)酢酸誘導体/塩化亜鉛,(2)安息香酸誘導体/塩化亜鉛,(3)ハロゲン化水素/ハロゲン化亜鉛,(4)ハロゲン化トリメチルシリル/ハロゲン化亜鉛(カルボニル化合物共存),(5)ヨウ化水素/金属アセチルアセトン錯体.これらの結果から,「求核性対イオンによる生長炭素カチオンの安定化」が,リビングカチオン重合の一般的な原理であることを確立した.2)スチレンのリビングカチオン重合の開発メタンスルホン酸/四塩化スズおよびスチレンの塩化水素付加体/四塩化スズ開始剤系により,塩化メチレン中,塩素アニオン塩の存在下にスチレンを重合すると,理想的なリビングポリマ-が生成することを見出した.この結果は,従来きわめて因難とされていた,スチレンなどの低反応性モノマ-のリビングカチオン重合の最初の例として重要である.3)リビングカチオン重合における生長鎖の性質の分光学的解析ビニルエ-テルとプロトン酸の付加体(生長末端モデル)と塩化亜鉛の混合物を核磁気共鳴分光法により直接観測し,以下の点をはじめて明らかにした。(1)生長末端は塩化亜鉛と相互作用して活性化される.(2)この相互作用は速い可逆過程である.(3)生長末端が活性化されてモノマ-と反応する際,イオン的な中間体を経て生長反応が起こる.平成2年度には,ビニルエ-テルをモノマ-として,リビングカチオン重合の種々の開始剤系を開発した。1)新しい開始剤系の開発構造と酸性度の異なる種々のプロトン酸(CH_3SO_3H;RCOOH,R:CF_3,CCl_3,CHCl_2,CH_2Cl)を開始剤として,弱いルイス酸であるハロゲン化亜鉛(ZnX_2,X:I,Br,Cl)を活性化剤とすると,ビニルエ-テルのほぼ理想的なリビングカチオン重合が可能なことを見出した(式1).この重合では,重合速度および生成ポリマ-の分子量分布などがプロトン酸の酸強度と共に変化することが明らかとなった。この結果は,生長炭素カチオンの安定性が,開始剤のプロトン酸から生成する対アニオンの求核性によって決定されることを示した点で重要である。また,上記の開始剤以外に,ヨウ化水素/金属アセト酢酸アニオン錯体などの新規開始剤系を開発した。2)重合系の分光学的観測および生長鎖の寿命の測定上記のリビング重合系を核磁気共鳴および紫外分光法で直接観測した。その結果,