hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
一酸化窒素吸入療法による肺摘除術後の急性右心負荷の改善検討

肺摘除の急性期における循環動態の把握,特にNOの肺動脈圧に及ぼす影響を検討した.(方法)ビ-グル犬を用い全身麻酔下に体血圧(BP)及び動脈血液ガスをモニタリングし,大腿静脈よりスワンガンツカテーテルを挿入後,肺動脈圧(PAP),心拍出量(C.O.)を測定した.その後,右肺摘除を施行し直後,60′,120′にPAP,PaO2,COを測定.更に,PAPが一定となった120′からNOを5ppm吸入した.(結果)PAP(mean±SDmmHg)は術前,7.2±1.85,術直後,14.1±3.32^*,60′,12.0±2.67^*,120′,10.7±3.43(^*p<0.01 vs術前値)また,NO吸入15′,7.6±2.22^*,30′,7.2±2.0^*,60′,7.0±1.94^*(^*p<0.01vs術後120′)であった.一方,C.O.(mean±SDL/min)は術前,1.26±0.44,術直後,1.73±0.39,120′,1.04±0.11,NO吸入後15′,1.07±0.06,60′,0.96±0.11で,PaO2(mean±SDmmHg)も術前,252.4±10.88,術直後,210.5±40.34,60′,207.9±42.9,120′,211.8±44.12,NO吸入後15′,232.4±23.6,30′,249.9±5.73′,60′,246.7±3.4と肺摘除,吸入NOともに術前値との有意差はなかった.(考察)肺摘除後は肺動脈圧が有意に上昇し徐々にadaptationがみられ2時間後には術前値と有意差はなく一定となる.この時点でNOを吸入すると15分後には選択的に肺動脈圧を是正した.吸入NOは体血圧及び心拍出量に影響せず肺循環のみに作用し安全かつ有効であった.また,術後急性期かつ強制換気中には低酸素血症はみられず,換気・血流不均等を改善するNOの作用も認めなかった.肺摘除の急性期における循環動態の把握,特にNOの肺動脈圧に及ぼす影響を検討した.(方法)ビ-グル犬を用い全身麻酔下に体血圧(BP)及び動脈血液ガスをモニタリングし,大腿静脈よりスワンガンツカテーテルを挿入後,肺動脈圧(PAP),心拍出量(C.O.)を測定した.その後,右肺摘除を施行し直後,60′,120′にPAP,PaO2,COを測定.更に,PAPが一定となった120′からNOを5ppm吸入した.(結果)PAP(mean±SDmmHg)は術前,7.2±1.85,術直後,14.1±3.32^*,60′,12.0±2.67^*,120′,10.7±3.43(^*p<0.01 vs術前値)また,NO吸入15′,7.6±2.22^*,30′,7.2±2.0^*,60′,7.0±1.94^*(^*p<0.01vs術後120′)であった.一方,C.O.(mean±SDL/min)は術前,1.26±0.44,術直後,1.73±0.39,120′,1.04±0.11,NO吸入後15′,1.07±0.06,60′,0.96±0.11で,PaO2(mean±SDmmHg)も術前,252.4±10.88,術直後,210.5±40.34,60′,207.9±42.9,120′,211.8±44.12,NO吸入後15′,232.4±23.6,30′,249.9±5.73′,60′,246.7±3.4と肺摘除,吸入NOともに術前値との有意差はなかった.(考察)肺摘除後は肺動脈圧が有意に上昇し徐々にadaptationがみられ2時間後には術前値と有意差はなく一定となる.この時点でNOを吸入すると15分後には選択的に肺動脈圧を是正した.吸入NOは体血圧及び心拍出量に影響せず肺循環のみに作用し安全かつ有効であった.また,術後急性期かつ強制換気中には低酸素血症はみられず,換気・血流不均等を改善するNOの作用も認めなかった.
精密に構造制御可能な三次元ポリマー網目に基づくヒドロゲル

歯車型両親媒性分子6つが疎水性相互作用を介して形成する「分子ほぞナノキューブ」を架橋点とし、長さの制御された水溶性ポリマーでこれらを連結されることにより、ヒドロゲルを合成する。その構造(架橋点の密度、分布、欠陥の頻度)と物性(力学的強度、拡散挙動、膨潤挙動)との相関を調べ、新たなゲル材料を設計する上での指針を得る。
販売予測の実際に関する研究

まず、わが国産業界における販売予測の実態を明らかにするために、東京株式市場1部・2部上場企業1553社の営業/販売予測担当管理者を対象として、企業において販売予測が実際にどのような考えで、どのように行われているかについて、アンケート調査を実施した。調査結果において特筆すべき点は次のとおりである。すなわち、1.販売予測期間としては、マーケティング計画策定の面では半年ならびに1年が、また、生産計画策定の面では半年が、それぞれ相対的に多い。2.用いる販売予測法では、販売部員見積合成法、直前期売上高利用法が相対的に多い。3.販売予測におけるコンピュータの利用では、いずれにせよ利用するというのが相対的に多い。4.販売予測の誤差率では、販売予測期間が1カ月、四半期、1年のいずれにおいても110%が相対的に多い。5.複数の予測値の合成では、いずれにせよ行うというのが相対的に多い。6.販売予測値の信頼限界の算出では、求めているが半分を占める。以上の調査結果と米国インディアナ大学のダグラスJ.ダルリンプルによる米国での販売予測の実際に関する調査結果とを比較することによって得られた特徴点は次のとおりである。すなわち、1.販売予測期間では、わが国と異なり米国においてはマーケティング計画策定、生産計画策定のいずれの面でも1カ月が相対的に多い。2.用いる販売予測法では、両国とも販売部員見積合成法が首位を占める。3.販売予測におけるコンピュータの利用では、わが国よりも米国の方がその割合が高い。4.販売予測誤差率では、販売予測期間のいずれにおいても、両国で同様な傾向がみられる。5.複数の予測値の合成ならびに販売予測値の信頼限界の算出では、いずれもわが国と米国はほぼ同じ割合を示す。なお、今後もわが国での販売予測に関する調査を実施し、この結果と米国での調査結果との比較研究を継時的に行う計画である。
さとうきび植付け機の開発に関する研究

鹿児島県の南西諸島及び沖縄県の基幹作物であるさとうきび栽培の機械化一貫作業体系の確立を図るため、トラクタ用全自動さとうきび2芽苗植付け機の開発研究を行い、最終的に以下の知見を得た。1.さとうきび2芽苗切断部の開発と性能:精茎から切断長20cmの2芽苗を採取するため、高速切断機に定規ストッパを取付け、切断性能を検討した。その結果、曲り度3以下の精茎では23本が連続切断可能であり、切断長20±2cm、毎時1500本(約2.2h/10a)で、切断面は直角に、ささくれもなく良好な切断結果を得た。2.苗繰出し部の開発と性能分析:苗繰山し部は2本の対向するロール繰出し方式を採用し、予備実験の結果、ロール形状は直径20cm、長さ30cmのウレタン製滑面ロールを採用した。その結果、実用的な植付け速度0.40.6m/sに見合った適正な苗繰出し量を得るにはロール周速度10.511.5cm/s、ロール間隔16mm、苗揺動板の揺動回数6c/sが最適であり、蔗芽の損傷も殆どみられず、苗繰出し方向も良好である事が判明した。3.苗植付け部の開発と性能分析:ロールで繰出された2芽苗を溝付きコンベアで1本ずつ送り、耕うん、作条植付けを一行程で行う植付け部を開発し、作業精度、能率を検討した。その結果、コンベアの振動数615c/s振幅は12mmで苗のならし効果が最も良好であり、繰出しロールからの苗繰出し量は各植付け速度において約104106%が最適である事が判明した。また、コンベア下部カバーの改造により、苗の詰りも解消され、植付け速度0.20.6m/sにおいて、植付け率は9698%の高い値を得た。4.植付け精度、能率について:現地での同時耕うんを考慮した実用的な植付け速度0.52m/sにおいて、植付け率98%、植付け深さ18.0cm、植付け間隔3.0cm、有効作業量22.5a/hが得られ、植付け姿勢も良好であり、本試作機は実用性の高い数種であることが判明した。今後はロールの耐久性について検討の余地が残されている。トラクタ用全自動さとうきび2芽苗植付け機の開発に必要な基礎研究を行った結果、以下の知見を得た。1.さとうきび2芽苗切断部の開発と性能:茎長150180cm、茎径1.92.5cmの精茎から切断長20cmの2芽苗を採取するため、高速切断機に定規ストッパを取付け、精茎の切断実験を行って切断精度を検討した。その結果、曲り度3以下の精茎では23本が連続切断可能であり、切断長20±2cm、毎時1500本(約2.2h/10a)で、切断面は直角に切断され、ささくれもなく良好な切断結果を得た。

しかし、曲り度の大きい精茎については今後更に検討を必要とする。2.苗繰出し部の開発と性能分析:苗繰出し部は2本の対向するロール繰出し方式を採用した。予備実験の結果、ロール形状は直径20cm、長さ30cmの滑面とし、材質は厚さ0.8mmの天然ゴムを被覆したウレタン製ロールを採用した。その結果、実用的な植付け速度0.40.6m/sに見合った適正な苗繰出し量23本/sを得るにはロール周速度10.511.5cm/s、ロール間隙16mm、苗揺動板の揺動回数60回/minが最適であり、蔗芽の損傷も殆ど見られず、苗繰出し方向も良好である事が判明した。3.苗植付け部の開発と性能分析:ロールで繰出された2芽苗を溝付きコンベアで一本ずつ送り、耕うん、作条、植付けを一行程で行う植付け部を開発し、作業能率、精度を検討した。その結果、作業速度0.52m/sで植付け率94%、植付け深さ20±2cm、植付け間隔5±1cm、有効作業量22.5a/hを得、植付け姿勢も良好である事が判明した。また、補植装置開発のため、コンベア溝中の苗有無判別センサを取付けて検証した。今後は現地実験で耐久性等を含めて検討する予定である。トラクタ用全自動さとうきび2芽苗植付け機の開発研究を行い、以下の知見を得た。1.苗繰出し部の改造と繰出し性能分析繰出しロールの形状、材質は前年度と同じものを使用し、本年度の主な改造点は溝付きコンベア上での2芽苗のならし効果をより高めるため、コンベアに振動ならし装置を取り付け、苗のならし、繰出し性能について検討した。その結果、植付け速度0.20.6m/sにおいて、繰出しロールからの苗繰出し量はいずれの場合も105%が最適であり、またコンベアの最適振動数は3.0c/s、全振幅は12mmで苗のならし、繰出し方向ともに良好である事が判明した。2.苗植付け部の改造と植付け分析植付け部での苗の姿勢に影響を与えず、苗の詰りを解消させるため、苗排出コンベアの下部カバーをそれぞれコイルスプリングで支持された5つの背板に分けるとともにコンベアの駆動を地輪駆動から油圧モータによる強制駆動に改造して植付け性能を検討した。その結果、植付け速度0.20.6m/sにおいて、苗の詰り、苗の損傷は殆どみられず、植付け率は9698%(改造前94%)の高い値を得た。3.植付け精度、能率の検討現地での同時耕うんを考慮した実用的な植付け速度0.52m/sにおいて、植付け率98%、植付け深さ20±2cm、植付け間隔3±1cm、有効作業量22.5a/hが得られ、植付け姿勢も良好であり、本機は十分実用性の高い機種であることが判明した。今後更にロールの耐久性については検討の余地があると考えられる。
岩石物理学モデルと地下探査情報の融合に基づく資源量評価法の開発

近年,新たなる金属資源の候補として,海底熱水鉱床が注目を集めている。我が国においても資源獲得を目指し,これまでに様々な物理探査(たとえば,海底電気探査や地震探査)が行われ,その鉱体規模を推定したさまざまな地質モデルが構築されているが,その検証は不十分である。そこで本研究では,海底熱水活動域の海底下岩石試料の物性および成分を調査し,それらを統合した物理モデルを構築することによって,これまでに考案されてきた仮想的な地質モデルと物理探査結果の整合性を検証する。
液体中に分散したカーボンナノチューブの同期現象

液体中に分散した非常に多数のカーボンナノチューブ(CNT)が、ある条件下で、同期しながら振動しているのが蛍光顕微鏡により直接観察された。蛍光顕微鏡でナノメータサイズの個々のCNTは見ることができないが、不均一な濃度分布は明暗のコントラストとして可視化できる。同期条件では濃度分布のムラが同一方向に同じ位相で振動するので、あたらも画面全体が均一に振動しているように観察される。本研究では、なぜ多くのCNTが同期振動するのかを解明する。まず最初に、顕微鏡で観察される振動している画像を数値化しなければならない。そこで、2次元位置検出器上に画像を結像させ、光量重心座標(x、y)を測定する。時間tにおける(x、y)は、画像全体の振動を時間の関数として表現している。その座標データをリアルタイムでフーリエ変換すると、動画と同時に周波数スペクトルを測定できる。今回、特に注目しているのは同期振動のピーク周波数と半値幅である。特に、半値幅は同期の強さに関係していることが考えられるので、CNTの分散条件を変えたときの半値幅の変化を追えば、同期振動の解析可能なモデルの1つである蔵本モデルと比較できる。さらに、同期条件をつくりだすに必要なCNTネットワーク構造を数学的に評価する。すなわち、そのようなネットワーク構造を実現する分散状態が判明すれば、同期状態が任意に再現できるようになるので、CNT集合体の機能化に結びつくと期待される。顕微鏡に2次元位置検出器を導入した。実像を検出器上に結像させることで、時間tにおける画像全体の光量重心座標(x、y)を測定できるようになった。このデータを基に、CNT同期振動の位相空間(位置x、速さv)におけるリミットサイクルが描けるようになった。また、新たにフーリエ変換装置を導入し、座標データをリアルタイムで周波数解析できるようになった。その結果、CNT同期振動の周波数スペクトルを得ることに成功した。また、CNT同期振動以外のノイズに基づく振動も直ちに検出できるようになった。そこで、2,3の異なる条件でCNT同期振動を観察したところ、CNT同期振動は15Hz付近にピークを持ち、半値幅が条件で異なることがわかった。しかしながら、20Hz付近に顕微鏡由来のノイズが現われることが判明した。20Hz付近のノイズはCNT同期振動に近いため、起源を突き止め、最小化する。CNT同期振動の周波数が判明したので、今後は、CNT濃度を変化させたときのピーク周波数および半値幅を測定する。特に半値幅は同期の強さに関係しているので蔵本モデルとの比較に有用と考えられる。同様の実験を分散剤濃度を変えて行い、CNTの分散状態が与える影響についても検討する。さらに、同期振動を起こすためのCNTネットワークに対する条件を数学的に検討する。これは、特定領域内の共同研究として他のメンバーとともに遂行する。
永久磁石を用いたコンパクトエマルションスペクトロメーターの開発

電力供給が必要な検出器や電磁石を設置できないような環境でも使用可能でかつコンパクトなエマルションスペクトロメーターを開発した。1.コンパクトエマルションスペクトロメーター用永久磁石磁気回路を企業の研究者、技術者と共同で設計、製作した。2種類の磁気回路について発生磁束密度を計算し、分布が均一な3層構造のハルバッハ型磁気回路を選択した。2.製作した磁気回路の内部磁束密度を測定し、ほぼ設計通りの値であることを確認した。3.エマルションフイルムとスペーサーからなるエマルションチェンバーを製作し、磁気回路内部に挿入し、エマルションスペクトロメーターを製作した。4.放射線医学総合研究所の重粒子線がん治療装置(HIMAC)からの炭素ビーム(180MeV/核子)を製作したコンパクトエマルションスペクトロメーターに照射してその性能を調べた。最上流と最下流フイルムでの飛跡の角度差から炭素ビームの運動量(p/z)を約12%の精度で測定することができた。5.欧州合同原子核研究機関のSPSからのインジウムドーム(158GeV/核子)を製作したコンパクトエマルションスペクトロメーターに照射して、高エネルギー原子核・原子核反応で生成されたπやKなどの中間子の運動量を測定できるか試みた。現在、解析が進行中である。本研究の目的は、電力供給が必要な検出器や電磁石を設置できないような環境でも使用可能でかつコンパクトなエマルションスペクトロメーターを開発することである。今年度行った事およびその成果は以下の通りである。1層構造と3層構造の2種類の磁気回路について、発生磁束密度を計算し、その分布を比較した。中心部の磁束密度はともに1Tを超えるが、分布は3層構造の方が均一(ほぼ±10%以内)であることがわかった。検討の結果、3層構造の磁気回路を製作することになった。2.製作した3層構造の磁気回路内部および外部の磁束密度を測定した。3.エマルションフィルムの設置方法を検討した。今年度は、昨年度製作した永久磁石・磁気回路を用いて、コンパクトエマルションスペクトロメーターを製作し、その性能評価を行った。1.放射線医学総合研究所に製作したコンパクトエマルションスペクトロメーターを持ち込み、重粒子線がん治療装置(HIMAC)からの炭素ビーム(180MeV/核子)を照射してその性能を調べた。2.磁場の外で照射した参照用ビームによりフィルム間の相互位置、回転などの補正を行った後に磁場中で照射した炭素ビーム飛跡を再構成した。最上流と最下流のフィルムでの飛跡の角度差、あるいは飛跡のサジッタから炭素ビームの運動量/電荷を見積もることができ、いずれの方法でも約12%の精度で測定することに成功した。3.炭素ビームの核破砕反応で放出された破砕粒子の運動量/電荷を測定した。それらの速度はほぼ同じと仮定して、陽子と重陽子、^3Heと^4Heなど軽い原子核の同位体分離の可能性を示すことができた。4.欧州合同原子核研究機関(CERN)に製作したコンパクトエマルションスペクトロメーターを持ち込み、SPSからのインジウムビーム(158GeV/核子)を照射して高エネルギー原子核・原子核反応で生成されたπやΚなどの中間子の運動量を測定できるか試みた。
可視近赤外線観測に基づく極超新星の研究

近年の研究によりガンマ線バーストは大質量星の重力崩壊による極超新星に伴う現象であることが次第に明らかになってきた。したがって初期宇宙で発生したガンマ線バーストを用いて星と銀河が生まれ始めた太古の宇宙を解き明かすためには、ガンマ線バーストに付随する極超新星現象の諸性質、発生条件などを理解することが重要である。しかしながら極超新星に関する研究は始まったばかりで極超新星およびガンマ線バースト現象の理解のためには、詳細な観測が可能な近傍の極超新星やガンマ線バースト残光の研究が欠かせない。そこで本研究では近傍で発生した極超新星ないしその候補の可視近赤外線の多波長モニター観測を遂行し、精密な光度曲線データをもとに個々の事例について理論モデルを構築して超新星の諸性質(爆発エネルギーや親星の質量など)を求めることを目的としている。
回路論に基づく音響メタマテリアル設計理論と音響透明マントへの応用

H30年度は,回路論的アプローチに基づく変換音響学のための音響メタマテリアル設計理論の確立を目指した.まず,電磁波の分野における先行研究で既に確立している,変換電磁気学のための電磁メタマテリアルの設計理論を参考にし,先行研究で提案していた2次元異方性媒質等価回路モデルから得られる回路方程式と,変換音響学のために必要な非対角成分を有する質量密度テンソルを持つ異方性媒質中を伝搬する音波に対する音響方程式を比較することで,回路モデルの回路パラメータと音響メタマテリアルの媒質パラメータの対応関係を導出した.その結果,質量密度テンソルの対角項は単位長さあたりの回路の自己インダクタンス,非対角項が単位長さあたりの相互インダクタンス,体積弾性率が単位長さあたりのキャパシタンスの逆数に対応することが分かった.次に,理論の妥当性を示すために,音波に対して平らな面上にある物体を覆って見えなくする音響カーペットクローク(反射型の音響透明マント)を回路モデルを用いて設計した.また,シミュレーションにより振幅と位相を計算し, (a)平らな面上に物体がない場合,(b)物体はあるがカーペットクロークで覆ってない場合,(c)物体を回路モデルで設計したカーペットクロークで覆っている場合の3種類の計算結果を比較することで動作を検証した.その結果,どの入射角度で音波を入射してもカーペットクロークが動作し物体を見えなくすることができることを確認した.さらに,レーダークロスセクションを計算することで数値的にも設計したカーペットクロークが動作することを示した.以上の結果から,当初の計画通り,回路論的アプローチに基づく変換音響学のための音響メタマテリアル設計理論を確立することができた.H30年度の計画における研究目標は,研究実績の概要の通り達成している.おおむね順調としているのは, H30年度中に応用物理学系の論文誌への論文投稿および掲載を終える予定であったが,投稿が遅れて3月末となったため,成果発表が次年度になるためである.以上より, H31年度の計画自体は予定通りに開始できる状況にある.H31年度はH30年度に確立した理論に基づき,音響透明マントの実現を目指す.電磁波の分野における変換電磁気学に関する先行研究を参考にし,(1)回路モデルと等価となる構造の検討,(2)構造を用いた透明マントの設計と動作検証,(3)透明マントの実装と動作の実験的検証といった手順で本研究を実施する.研究を遂行する上での注意点であるが,手順(1)および(2)では手順(3)における実装の際のサイズ制限や材料およびそのコストを考えながら現実的に試作可能な構造を検討する.また,本研究で実際に作成する音響透明マントの種類についてであるが,手順(3)における実装や実験のし易さを考慮して, H30年度の理論の検証で取り扱った比較的実現性の高い,反射型の透明マントである音響カーペットクロークから検討する.上記のような計画で実施し,最終的には応用物理学系の学会および論文誌で成果を発表する予定である.H30年度は,回路論的アプローチに基づく変換音響学のための音響メタマテリアル設計理論の確立を目指した.まず,電磁波の分野における先行研究で既に確立している,変換電磁気学のための電磁メタマテリアルの設計理論を参考にし,先行研究で提案していた2次元異方性媒質等価回路モデルから得られる回路方程式と,変換音響学のために必要な非対角成分を有する質量密度テンソルを持つ異方性媒質中を伝搬する音波に対する音響方程式を比較することで,回路モデルの回路パラメータと音響メタマテリアルの媒質パラメータの対応関係を導出した.その結果,質量密度テンソルの対角項は単位長さあたりの回路の自己インダクタンス,非対角項が単位長さあたりの相互インダクタンス,体積弾性率が単位長さあたりのキャパシタンスの逆数に対応することが分かった.次に,理論の妥当性を示すために,音波に対して平らな面上にある物体を覆って見えなくする音響カーペットクローク(反射型の音響透明マント)を回路モデルを用いて設計した.また,シミュレーションにより振幅と位相を計算し, (a)平らな面上に物体がない場合,(b)物体はあるがカーペットクロークで覆ってない場合,(c)物体を回路モデルで設計したカーペットクロークで覆っている場合の3種類の計算結果を比較することで動作を検証した.その結果,どの入射角度で音波を入射してもカーペットクロークが動作し物体を見えなくすることができることを確認した.さらに,レーダークロスセクションを計算することで数値的にも設計したカーペットクロークが動作することを示した.以上の結果から,当初の計画通り,回路論的アプローチに基づく変換音響学のための音響メタマテリアル設計理論を確立することができた.H30年度の計画における研究目標は,研究実績の概要の通り達成している.おおむね順調としているのは, H30年度中に応用物理学系の論文誌への論文投稿および掲載を終える予定であったが,投稿が遅れて3月末となったため,成果発表が次年度になるためである.以上より, H31年度の計画自体は予定通りに開始できる状況にある.H31年度はH30年度に確立した理論に基づき,音響透明マントの実現を目指す.電磁波の分野における変換電磁気学に関する先行研究を参考にし,(1)回路モデルと等価となる構造の検討,(2)構造を用いた透明マントの設計と動作検証,(3)透明マントの実装と動作の実験的検証といった手順で本研究を実施する.

研究を遂行する上での注意点であるが,手順(1)および(2)では手順(3)における実装の際のサイズ制限や材料およびそのコストを考えながら現実的に試作可能な構造を検討する.また,本研究で実際に作成する音響透明マントの種類についてであるが,手順(3)における実装や実験のし易さを考慮して, H30年度の理論の検証で取り扱った比較的実現性の高い,反射型の透明マントである音響カーペットクロークから検討する.上記のような計画で実施し,最終的には応用物理学系の学会および論文誌で成果を発表する予定である.本金額は,論文投稿のために残していたものである.当初計画では本年度中に使用する予定であったが,研究内容のまとめと論文誌への投稿が遅れたため,この未使用分が次年度使用額として生じた.現在,応用物理学系の論文誌に研究内容をまとめた論文を投稿しており,投稿中の論文の掲載が決定次第,速やかに使用する予定である.
環境劣化作用を受けるRC部材の疲労耐久性に基づく各種コンクリート混和材の影響評価

道路橋・トンネルなどの社会インフラを支える土木構造物の劣化や老朽化が社会問題となっているが,さらに長期耐久性に優れた土木構造物を建設・維持管理をするだけでなく、新たな技術の開発の促進が必要となっている.そこで土木構造物の長期耐久性を向上させる手段として混和材の使用が挙げられる.一般に,混和材はコンクリートの組織構造を緻密化させ,劣化因子(水、塩分など)の侵入を防ぐことを期待される.しかし細孔構造と疲労の関連性に着目した研究例はみられるが,各種混和材によって異なる細孔分布を有するコンクリートの乾燥・湿潤下における疲労耐久性は充分に検討されていない.そこで昨年度の研究では,様々な混和材を用いたコンクリートの凍結融解試験や細孔分布試験を行い,さらに乾燥・湿潤環境下における鉄筋コンクリート(RC)はりの部材の疲労耐久性との関連性を調査した.本研究ではレディーミクストコンクリートを使用し,混和材には高炉スラグ微粉末,フライアッシュ,シリカフューム,耐塩害用混和材を使用した.水粉体比(W/P)を55 %とし,混和材のセメントに対する質量置換率を内割で0・10 %とした.これらのコンクリート5水準について細孔径分布試験・凍結融解試験を行った.さらに同コンクリートで作製した鉄筋コンクリート(RC)はりの曲げ疲労試験を行った.細孔分布試験より基準配合に比べて,いずれの混和材を用いたコンクリートでも微小な細孔径の容積が大きくなり,混和材種類により細孔容積の変化が分かった.また曲げ疲労試験の結果より細孔容積が特に大きい配合では湿潤下においても疲労強度の低下が小さい可能性を示した.昨年度中に計画していた試験体を作製でき,疲労試験も想定以上に早く進めることができている.また凍結融解試験や細孔径分布試験も終えている.昨年度中に計画していた試験体を作製でき,疲労試験も想定以上に早く進めることができているが,これからも継続的にRCはりの疲労試験を進めて行く予定である.なお凍結融解環境下のRCはり試験体の準備に一定期間を要するため,同疲労試験の開始が今秋以降になる予定である.道路橋・トンネルなどの社会インフラを支える土木構造物の劣化や老朽化が社会問題となっているが,さらに長期耐久性に優れた土木構造物を建設・維持管理をするだけでなく、新たな技術の開発の促進が必要となっている.そこで土木構造物の長期耐久性を向上させる手段として混和材の使用が挙げられる.一般に,混和材はコンクリートの組織構造を緻密化させ,劣化因子(水、塩分など)の侵入を防ぐことを期待される.しかし細孔構造と疲労の関連性に着目した研究例はみられるが,各種混和材によって異なる細孔分布を有するコンクリートの乾燥・湿潤下における疲労耐久性は充分に検討されていない.そこで昨年度の研究では,様々な混和材を用いたコンクリートの凍結融解試験や細孔分布試験を行い,さらに乾燥・湿潤環境下における鉄筋コンクリート(RC)はりの部材の疲労耐久性との関連性を調査した.本研究ではレディーミクストコンクリートを使用し,混和材には高炉スラグ微粉末,フライアッシュ,シリカフューム,耐塩害用混和材を使用した.水粉体比(W/P)を55 %とし,混和材のセメントに対する質量置換率を内割で0・10 %とした.これらのコンクリート5水準について細孔径分布試験・凍結融解試験を行った.さらに同コンクリートで作製した鉄筋コンクリート(RC)はりの曲げ疲労試験を行った.細孔分布試験より基準配合に比べて,いずれの混和材を用いたコンクリートでも微小な細孔径の容積が大きくなり,混和材種類により細孔容積の変化が分かった.また曲げ疲労試験の結果より細孔容積が特に大きい配合では湿潤下においても疲労強度の低下が小さい可能性を示した.昨年度中に計画していた試験体を作製でき,疲労試験も想定以上に早く進めることができている.また凍結融解試験や細孔径分布試験も終えている.昨年度中に計画していた試験体を作製でき,疲労試験も想定以上に早く進めることができているが,これからも継続的にRCはりの疲労試験を進めて行く予定である.なお凍結融解環境下のRCはり試験体の準備に一定期間を要するため,同疲労試験の開始が今秋以降になる予定である.試験体数の見直しにより,試験体製作にかかる材料費が若干安くなり,また凍結融解試験および細孔径分布試験も当初予定より安価になったため残額が生じた.なお疲労試験の結果がまとまり次第,データ追加を行い,さらに研究成果を論文にまとめていく予定である.残額分は主に不足データの追加実験と研究成果発表に充てる予定である.
AIおよびIoTシステムを題材とした難易度レベル別実験教材の開発

本研究では多様な学習履歴を経て大学に入学してくる学生の実験科目における理解度向上と継続的学習支援のために、AIおよびIoTシステムを題材とした難易度レベル別実験教材の開発並びに授業実践を行う。また学習支援システムを活用して予習・実験・復習といった学生の学習状況をデータ化し、大学入学前および入学後の学習履歴とあわせて、実験科目における学習行動と理解度、自律的学習行動の関係について明らかにする。得られた結果をもとに各学生に必要な学習サポート内容を決定するアルゴリズムを開発し、より細やかな指導を行うことにより学生の実践力の向上を支援する手法を構築する。
複合算術演算のハードウェアアルゴリズム及び回路実現に関する研究

音声信号処理、画像信号処理においては、処理のさらなる高速化が求められており、これを実現するためには、高性能の算術演算回路の開発が不可欠である。高い算術演算性能を実現するためには、加算や乗算、除算、比較などの基本演算の高速化とともに、計算に頻繁に現れ、現在いくつかの基本演算の組み合わせで実現されている複合算術演算のための専用回路を開発することが重要であると考えられる。このためには、算術演算のための優れたハードウェアアルゴリズムを開発することが必要である。本年度では、以下の研究成果を得た。1昨年度までに、三次元ベクトルのユークリッドノルムの逆数計算のためのハードウェアアルゴリズム、及び、このアルゴリズムに基づく回路の設計、評価を行ってきた。本年度では、提案回路を導入することにより、一連のグラフィックス処理がどの程度向上するかを明らかにした。三角形ポリゴンの法線ベクトルを求める処理を繰り返した場合、提案回路を用いることにより、得られる法線ベクトルの数、及び、他に実行できる乗算の数が増加することを示した。成果を論文にまとめ、電子情報通信学会英文論文誌に採録が決定した。2昨年度までに、算術演算の専用回路のための減算シフト型ハードウェアアルゴリズムの自動合成について考察した。今年度では、この考察に基づく、減算シフト型アルゴリズムの自動合成ツールを構築した。このツールでは、漸化式、基数、桁集合などを与え、人手で設計することが困難な、アルゴリズムのための桁選択関数を生成する。本ツールにより、除算、開平、平方根の逆数計算、立方根計算などのアルゴリズムの生成を支援することができる。本年度は、コンピュータグラフィックスにおいて頻繁に出現するベクトルの正規化の過程で用いられる、三次元ベクトルのユークリッドノルムの逆数計算を対象に研究を行った。これまでに、この演算のためのハードウェアアルゴリズム(回路実現向きの計算手順)を開発してきたが、本年度において、アルゴリズムを見直し、より回路実現に適したものに改良した。アルゴリズムの改良では、初期値設定が簡単になるように、また、計算に必要なサイクル数を削減するように工夫した。開発したアルゴリズムは、ユークリッドノルム計算と逆数計算をオーバーラップさせて行うものである。このアルゴリズムに基づく、浮動小数点数を入出力とする回路の構成法を考え、実際に回路を設計し、チップ面積や計算時間を見積もった。ローム社提供のセルライブラリを用いて設計した結果、チップ面積は約0.66mm^2、サイクル数は34、計算時間は約190nsとなった。本回路は、初期値の変更のみにより、除算、開平計算、平方根の逆数計算なども行うことができる。1コンピュータグラフィックスにおいて頻繁に出現するベクトルの正規化の過程で用いられる、三次元ベクトルのユークリッドノルムの逆数計算のためのハードウェアアルゴリズムを開発し、これに基づく回路を設計し評価を行った。このアルゴリズムに基づく回路は初期値の変更により、コンピュータグラフィックスで重要な演算である除算、開平、平方根の逆数計算も行える。2算術演算の専用回路のための減算シフト型ハードウェアアルゴリズムの自動合成について考察した。計算したい演算が算術式として与えられたとき、加減算、シフト、一桁の乗算の繰り返しで計算が行えるような漸化式を生成する。漸化式、基数、桁集合などが与えられたとき、桁選択関数を生成する。本研究の考察に基づき、ハードウェアアルゴリズムの自動合成システムの開発を開始した。

2昨年度までに、算術演算の専用回路のための減算シフト型ハードウェアアルゴリズムの自動合成について考察した。今年度では、この考察に基づく、減算シフト型アルゴリズムの自動合成ツールを構築した。このツールでは、漸化式、基数、桁集合などを与え、人手で設計することが困難な、アルゴリズムのための桁選択関数を生成する。本ツールにより、除算、開平、平方根の逆数計算、立方根計算などのアルゴリズムの生成を支援することができる。
米国西部地区における多文化音楽教育の形成過程に関する研究

本研究は、米国西部地区における多文化音楽教育の形成過程を明らかにすることを目的としている。世紀転換期、米国では、ヨーロッパのみならず南米や東欧、南欧、アジアなどからの大量の移民が流入していた。そうした社会的状況などに加えて、学校教育では生活主義・経験主義の理念に基づいた教育が提唱・実践されていた。その中で、音楽科では、多様な人種や民族の音楽が用いられるようになる。とりわけ、西部地区では、その歴史的地理的条件から先進的な教育が行われた。本研究では、1960年代までの西部地区における多文化音楽教育の形成過程を概観した。研究初年度には、過年度までの研究成果と資料収集状況を確認し、研究計画を策定した。その後、西部地区の中でも、とりわけ先進的な教育実践を行っていたカリフォルニア州を中心として研究を進めた。米国の大学や教育施設において研究調査を行い、資料を収集し、教育開発の歴史的展開やその理論的基盤、教育実践の具体的な在り方について多文化音楽教育の視点から検討を行った。1930年代にカリフォルニア州初等音楽教育委員会によって提案された音楽学習指導をはじめとして、各都市や学校、研究者らによって活発に行われた様々な教育改革に関する資料などを発掘し検討した。また、州によっては、音楽科で使用すべき教科書のいくつかを選定しており、それについても考察した。1960年代までの西部地区における音楽科の歴史的展開を概観しながら、多文化音楽教育が形成されていく過程を明らかにした。本研究は,米国西部地区における多文化音楽教育の形成過程について明らかにすることを目的としている。西部地区の音楽教育が歴史的に改革・拡充される中で,どのような過程を経て多文化性を獲得し,多文化教育の原理を確立するに至ったのか,その形成過程を明らかにする。本研究課題は,次のような一連の研究で明らかになった成果を基盤としている。それらは,「生活主義音楽教育における創造性開発理論についての基礎的研究」「創造性開発を目指す生活主義音楽カリキュラム編成に関する研究」「創造性開発を目指す生活主義音楽科授業構成に関する研究」「米国ワシントン州における多文化音楽教育の原理に関する研究」である。特に,ワシントン州の多文化音楽教育に関する研究において,多文化音楽教育の在り方は,特定の地域の社会的・文化的環境に規定され展開されることが明らかになったが,更にはそれをこえて米国西部地区という地理的条件が大きく影響していた。そこで,多文化音楽教育の本質を探究するためには,研究対象となる地域を広げて研究を進める必要性が生まれた。以上のように,本研究は,過年度までの研究を基盤としているため,研究初年度は,主として過年度までの成果と資料収集状況の確認・検討を行い,その上で,研究期間における研究・調査計画を策定し,具体的な検討を始めるための基礎作業を行った。米国西部地区の社会的・文化的環境に関する情報収集を行い,過年度までの研究成果を本研究課題に関連する視点から見直すとともに,収集済みの資料を整理した。また,西部地区の音楽教育の実践を明らかにするために必要な音楽教科書や州や市の立案した教育課程に関する資料を収集し,検討を行った。本研究の研究計画・方法については,以下の通りである。1)多文化音楽教育に関して先行研究において明らかになっていることを整理する。2)収集済みの資料を整理するとともに,国内外において入手できる米国多文化音楽教育に関する資料の探索・収集を行う。3)国内で入手困難な資料を収集するために,米国西部地区において研究調査を行う。4)米国西部地区の多文化音楽教育形成過程,及び我が国における多文化音楽教育への示唆について検討・分析・報告する。本研究は,年度ごとに1)から3)を繰り返し,最終年度で4)にあるように研究成果をまとめることになる。本年度は,国内で入手可能な資料を探索・収集し,検討を進めた。歴史的な資料についてもデータ化や公開が進んでおり,海外の資料についてもその多くを収集できた。入手不可能な資料については,西部地区における各教育機関を中心にその所蔵状況を確認するとともに,入手のための検討を行った。現在それを踏まえて,米国への出張を計画中である。本研究は,米国西部地区における多文化音楽教育の形成過程を明らかにすることを目的としている。西部地区は,その歴史的な経緯により,多様な人種から構成されており,全米の中でも多文化音楽教育研究の先進的地域の一つである。西部地区の音楽教育は,歴史的にどのような形成過程を経て,どのような論理で改革・拡充され,多文化性を獲得するに至ったのかについて考察する。本年度も引き続き,過去の研究成果を確認した上で,西部地区における音楽教育関係資料の収集・分析を行った。全国の大学や研究機関の所蔵する関係資料を探索・収集・検討するとともに,国内で入手不可能なものについては,米国に出張し,関係大学において資料収集を行った。米国西部地区の中でもカリフォルニア州は,とりわけ歴史的に先進的な教育実践が行われてきた地域であるため,本年度は,当該州の音楽教育に関する資料収集を重点的に行った。教育開発が歴史的に展開されていった経緯や理論的基盤,当時の音楽教育実践の在り方について検討を行った。

具体的には,州や郡,学校などの様々な教育行政レベルにおける教育実践に関する資料を収集し,教育全体における音楽科の位置や機能,内容と方法について分析を進めた。また,カリフォルニア州は,音楽教育実践において使用すべき教科書をいくつかを推奨していたことも明らかになった。本研究を進めていくためには,歴史的資料の収集が重要となる。現在までに国内に所蔵される関連資料の確認・探索・収集を行い,実際に米国西部地区の関連施設において資料の存在を確認し,必要な資料については収集済みである。当初の研究計画の二年次で予定されていたことは達成できている。本研究は、米国西部地区における多文化音楽教育の形成過程を明らかにすることを目的としている。世紀転換期、米国では、ヨーロッパのみならず南米や東欧、南欧、アジアなどからの大量の移民が流入していた。そうした社会的状況などに加えて、学校教育では生活主義・経験主義の理念に基づいた教育が提唱・実践されていた。その中で、音楽科では、多様な人種や民族の音楽が用いられるようになる。とりわけ、西部地区では、その歴史的地理的条件から先進的な教育が行われた。本研究では、1960年代までの西部地区における多文化音楽教育の形成過程を概観した。研究初年度には、過年度までの研究成果と資料収集状況を確認し、研究計画を策定した。その後、西部地区の中でも、とりわけ先進的な教育実践を行っていたカリフォルニア州を中心として研究を進めた。米国の大学や教育施設において研究調査を行い、資料を収集し、教育開発の歴史的展開やその理論的基盤、教育実践の具体的な在り方について多文化音楽教育の視点から検討を行った。1930年代にカリフォルニア州初等音楽教育委員会によって提案された音楽学習指導をはじめとして、各都市や学校、研究者らによって活発に行われた様々な教育改革に関する資料などを発掘し検討した。また、州によっては、音楽科で使用すべき教科書のいくつかを選定しており、それについても考察した。1960年代までの西部地区における音楽科の歴史的展開を概観しながら、多文化音楽教育が形成されていく過程を明らかにした。前年度は,研究全体のフレームワークを整備し,具体的な検討を進めるための基礎作業を行った。これを基盤として,本年度は,次のような計画で研究を推進する。1)当年度に収集すべき資料を確定する。前年度の研究により明らかになった研究課題を踏まえて研究計画を作成する。2)研究を進めていく上で新たに必要となる資料の収集のため,国内や米国に出張する。3)当該年度の成果の確認と今後の在り方を検討する。米国における資料収集が中心となるため,米国音楽教育研究者との交流の中で資料や情報の効率的な収集を行う予定である。前年度は,国内,あるいは米国西部地区における資料収集を中心に行ってきた。引き続き,それを行うとともに,関係する研究者との交流を通じて情報収集に努めていく。具体的には次のような手順で行う。1)当該年度に収集すべき資料を確定する。
国連事務局における国際公務員制度の体系的研究

国連行政は今日までいかなる変遷をたどってきたか。国連内部行政の全ての動きを「人」に着目して検討することを本研究のねらいとした。そのために、これまでなされてきた国連の人事行政・人的資源管理における大きな改革の流れを把握しつつ、その過程で改革の手当としてなされた職員に対する身分保障制度がいかなるものであったかも含めて、国連人事行政を包括的に検討することを課題とした。今年度は、当初の計画通り、第1段階として、国連創設からアナン事務総長時代までの事務局の動きに関する調査研究を行った。前半は、ニューヨークに滞在する機会に恵まれ、コロンビア大学ロースクールで研究活動を行った。また、ときどき、国連総会の第5および第6委員会の会議にも出席・傍聴し、昨今の事務局改革および行政裁判所改革の動向も併せてフォローした。具体的な研究内容としては、国連の創設からアナン事務総長時代の間に、国連の人事行政および身分保障制度がいかに実施されてきたかを、まず前提的考察として検討し、とりわけ、1950年に行政裁判所が設置されたことが最も大きな出来事であったことに着目した。もっとも、職員の身分保障を行うために、司法的機関が設けられたことは、国際公務員法の発展'にとっても画期的なことであったが、設立当初から、この裁判所は、東西対立に翻弄されたのも事実である。そこで、その手がかりとなる、1954年7月13日の国際司法裁判所の「国際連合行政裁判所の補償裁定」に関する勧告的意見をはじめ、この意見後の総会の動きから1990年代に始まった事務局における司法運営制度全体の検討に関わる議論、歴代事務総長による事務局改革提案、とりわけ、ブートロス・ガリおよびアナンによる司法制度改革の抜本的改革の提案を包括的に検討した。なかでも最近の行政裁判所改革において、紛争裁判所および上訴裁判所からなる2審制裁判制度が導入されたことに着目し、その意義と問題点を検討した。この研究の成果は、岡山大学法学部60周年記念論文集(有斐閣、近刊)に寄稿し、現在校正中である。また、本研究の成果を利用して、国連組織および行財政の包括的な研究の成果として、家・桐山・小畑編『国際機構〔第4版〕』(世界思想社、2009年)の1章分を担当執筆し、公表した甑アナン事務総長の着任以来、2005年には、専門家による「国連の司法運営制度に関する再検討パネル報告書」が提出され、職員の身分保障制度についての抜本的な改革提案がなされた。これにより、非公式な紛争解決手続であるオンブズマン事務所による調停手続の拡充および行政裁判制度の2審制への変更が大きな変更点となった。新制度は、2009年1月以来実施されている。今年度においては、行政的な紛争解決手段(国連文書上の"informal system")と、2審制となる司法的な紛争解決手段("formal system")が、いかなる議論を経て改編されたのか、また、その背景に、国連人事および行財政上のいかなる駆け引きがあったのかなどの諸点について、新制度の成り立ちから制度枠組み全般について、事務局全体の流れを踏まえた上で包括的に考察することを主眼とした。ここでは、国連文書その他Official Document System (ODS)のような国連関係データベースでの資料収集、外務省、各国の国連代表部職員および国連職員ならびに国際法・国連研究者との意見交換を行った。また、これに加え、国連事務局のこれまでの人事行政および身分保障制度の歴史的流れと、近年(アナン事務総長着任以降)の内部組織上の人的資源管理(Human Resource Management)改革と非公式制度や公式制度を含めた新たな身分保障制度の動きを中心に研究を行った。この研究成果については、岡山大学法学部内で6月23日に実施された研究フォーラムにおいて報告した。最後に、国連創設以来、事務局および事務総長の機能がいかに変容したかを包括的に考察する必要性を感じ、上に行った研究と並行して、国連事務局の機能変化について研究した。その研究成果については、世界法学会(5月9日)および京都大学の国際法研究会において報告した。本研究期間中は、特に職員の身分保障と事務総長の権限に着目し研究を行った。職員の身分保障に関しては、新制度の在り方や具体的な機能について考察することを主眼とした。ここでは、Official Document System(ODS)、UNBISnetのような国連関係データベースでの資料収集、外務省職員や国際法・国連研究者との意見交換を行った。これに加え、国連事務局の人事行政に関して、近年の人的資源管理(Human Resource Management)改革についても研究を行った。本研究については、浅田正彦編『国際法』(有斐閣、2011年)の第7章「国際機構」を分担執筆することにより成果を発表した。

事務局の変遷を探るためには、その行政の長たる事務総長の権限について研究する必要がある。そこで、事務局の機能やとりわけ事務総長権限がいかに変容を遂げてきたかを国連憲章の起草過程から今日に至るまで掘り下げて研究した。この成果としては、すでに世界法学会2010年度研究大会において、「国連事務局の機能変化」と題して研究報告を行っており、この報告をもとに論文「国連事務局の機能変化」『世界法年報』30号(2011年)を発表した。
小さな政府志向の分析：サーベイ実験による民間委託選好の実態とその規定要因の解明

本研究は,「有権者の政策選好を把握するための実験的手法の開発」と「政策選好の規定因としての政治的要因が民間委託への選好に与える効果の推定」を具体的な目的とする。変数間の相関を分析するサーベイ分析ではなく,直接的に因果を明らかにする実験手法を用い,「要因配置実験」を用いて社会期待迎合バイアス(Social Desianility Bias)を除去することにより,従来の有権者の「属性」ではなく,政治的要因による選好の相違の因果を推定する。本研究の目的の達成は,日本のポピュリズム政治への理解にも示唆を与えつつ,政策選好の新たな規定因を明らかにすることにつながる。
微量元素ドープ酸化チタン層を形成させた光機能性抗菌チタンの創製

チタン板を5 Mの水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液に60°Cで24時間浸漬し、続いて抗菌イオン(銀(Ag)、銅(Cu)あるいは亜鉛(Zn)イオン)含有水溶液80°Cで48時間浸漬した。その後、同チタン板を600°Cで1時間加熱処理し、得られた試料の大腸菌に対する抗菌性および可視光を照射したサンプルから発生する活性酸素種(ROS)を調べた。また、試料からリン酸緩衝生理食塩水に溶出した金属イオンの濃度を調べた。その結果、NaOH-AgあるいはCuイオン含有水溶液-加熱処理チタンは抗菌性を示したが、NaOH-Znイオン含有水溶液-加熱処理チタンは抗菌性を示さなかった。また、NaOH-Cuイオン含有水溶液-加熱処理チタンは可視光の照射によって、その抗菌性を著しく向上させた。溶出特性試験において銀および/あるいは銅の溶出が認められたこと、また可視光照射によって試料からヒドロキシルラジカルや過酸化水素といったROSが発生していることが確認されたことから、可視光照射下での試料の抗菌性は、金属元素の溶出および可視光応答型光触媒効果によって発揮されたと考えられる。なお、可視光を照射したNaOH-Cuイオン含有水溶液-加熱処理チタンからは、ヒドロキシルラジカルに加えて炭素に関係するROSの発生が確認されたこから、この炭素に関係するROSも可視光照射による抗菌性の向上に寄与したと推測される。一方、前年度までの研究により、NaOH-AgあるいはCuイオン含有水溶液-加熱処理チタンは擬似体液中でその表面にアパタイトを形成した。以上より、チタン表面に銀や銅をドープすることによって、可視光下での優れた抗菌性と体液環境下でのアパタイト形成能を併せ示すチタンが得られることが明らかとなった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。チタン板を5 M水酸化ナトリウム水溶液に60°Cで24時間浸漬(NaOH水溶液処理)し、続いて80°Cの温水に48時間に浸漬した。その後、試料をアンモニア雰囲気中500700°Cで15時間加熱処理し、得られた試料の表面構造、アパタイト形成能および抗菌性を調べた。その結果、アンモニア雰囲気中、600°Cで1あるいは3時間加熱処理したサンプルが良好なアパタイト形成能と可視光下における抗菌性を併せ示すことが分かった。また、これらサンプルは、5%弱の窒素を含むアナターゼ型TiO2からなる網目構造をその表面に形成していた。以上より、チタンをNaOH水溶液および温水によって処理し、さらにアンモニア雰囲気中で加熱処理すれば、チタンにアパタイト形成能と可視光下での抗菌性を付与できることが明らかとなった。さらに、チタン板をNaOH水溶液処理し、続いて80°Cの1 M硝酸銀、硝酸銅、あるいは塩化亜鉛水溶液に48時間浸漬した。その後、試料を600°Cで1時間加熱処理し(それぞれNaOHーAgー加熱処理、NaOHーCuー加熱処理、NaOHーZnー加熱処理とする)、得られた試料の表面構造を調べた。その結果、NaOHーAgー加熱処理チタンの表面には、金属銀、アナターゼ型TiO2およびルチル型TiO2からなる網目構造が形成されていた。NaOHーCuー加熱処理チタンの場合も、その表面はアナターゼ型TiO2とルチル型TiO2からなっていたが、網目構造は形成されず、銅は主に酸化銅として存在していた。NaOHーZnー加熱処理チタンの場合は、主にルチル型TiO2とチタン酸亜鉛からなる網目構造が形成された。以上より、チタン表面にドープする金属の種類によって、その表面存在率や存在状態が著しく異なることが明らかとなった。当初の計画書に記載した「NaOH-温水-アンモニア加熱処理チタン」および「NaOH-抗菌イオン水溶液-加熱処理チタン」について、それらの表面構造、擬似体液中でのアパタイト形成能および大腸菌に対する、可視光下での抗菌性を明らかにすることができたことから、おおむね順調に進展していると考えられる。チタン板を5 Mの水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液に60°Cで24時間浸漬し、続いて0.1 Mの抗菌イオン(銀(Ag)、銅(Cu)あるいは亜鉛(Zn)イオン)含有水溶液80°Cで48時間浸漬した。その後、同チタン板を600°Cで1時間加熱処理し、得られた試料の表面構造、および擬似体液(SBF)中におけるアパタイト形成能を調べた。その結果、NaOH-AgあるいはCuイオン含有水溶液-加熱処理チタンはSBF浸漬7日以内にその表面にアパタイトを形成したが、NaOH-Znイオン含有水溶液-加熱処理チタンはアパタイトを形成しなかった。また、NaOH-Agイオン含有水溶液-加熱処理チタンにおいて、銀は主に銀コロイドとして存在し、その表面が酸化され、NaOH-Cuイオン含有水溶液-加熱処理チタンにおいて、銅は銅コロイドおよび/あるいは酸化銅(CuO)として存在していた。一方、NaOH-Znイオン含有水溶液-加熱処理チタンにおいて、亜鉛は主にチタン酸亜鉛(ZnTiO3)として存在していた。この各抗菌イオンの存在状態の違いは、それらのイオン化傾向の大小によって説明される。すなわち、イオン化傾向はZn > (> H)> Cu >Agの順になっており、ZnはCuやAgよりもイオンとして存在し、周囲のチタンや酸素と化合物を形成しやすい。