hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
樹冠における葉面積指数と遮光量の調節機構の理論的実証的研究

この研究の目的は、シュートや葉群のpopulation dynamicsのレベルからの樹冠の葉群量の調節機構を明らかにすることにある。当初、可能性として以下の5つをあげた。(1)耐陰性だけによって調節され、樹冠の直下の光環境はシュートのpopulationを維持できる限界の光強度である。(2)flushing伸長を行う種では、シュートの増加率は冬芽を形成する前年の光環境によって制御されるため、シュートのpopulationを維持できる限界の光強度よりも暗い状態を作る。(3)古い葉が樹冠内に残存することによる。(4)支持器官の遮光。(5)シュート展開後の光依存的落葉による葉量の調整このなかで、(5)に関しては早生樹を除く極相性の多くの樹種では生育期間の途中での落葉が起きないことが知られている(菊沢1986)。(4)の要因は普通は葉面積指数換算で0.7程度で(ランダム葉方向を仮定、相対照度70%くらい)全体の約1割に相当する影響しかないことが知られていて、中心的な要因ではない。また、実測値から見ても、(1)ではない(Koike 1989)。(2)及び(3)の影響を評価するためKoike(1989)の2次元断面での樹冠発達モデルを発展させて3次元空間でのシミュレーションを行った。その結果、シュートのpopulationの増加率と葉の生存率がともに葉面積指数の制御に大きく影響することが明らかとなった。異種の樹冠どうしの競争モデルから森林の種組成を明らかにしてゆく場合には樹冠の遮光量をかなり正確に再現する必要がある。このためには今回のシミュレーションの結果から見ても、シュートのpopulationの増加率を正確に推定できる程度のデータの精度が必要である。そこで、ブートストラップ法を用いて信頼性の評価を行った。初年度の平成5年度には,葉群の密度分布を写真から求める手法について,推定した葉群密度の値の信頼性(推定値の標準偏差)を計算できるよう改良を行った.このプログラムは海外の研究者にも公開している.また,従来までの2次元空間での葉群密度分布を求めることに加えて,実際の3次元空間での葉群密度を写真から再構成するプログラムを開発し,実際の林冠での異種の樹冠間相互作用がどうなっているのかを調べた.これは,庶光量の調節が行われた結果が樹冠間相互作用に,さらには群集のありかたにどのような影響を与えるのかの展望を与えるものである.この結果は1994年3月に行われる日本生態学会大会で発表を行う予定である.さらに,常緑樹を中心にシュートのマーキングを継続中であり,パラメータは来年度の生育期のあとで決定し,以降の解析をおこなう予定である.3次元空間における樹冠の発達過程のシミュレーションモデルを完成させた。これは、Koike(1989)をもとにして3次元に拡張したものである。空間を10cm×10cm×10cmに区切り、その中のシュートの個体群密度として状態を表現する。また、このシュートの長さや方向の頻度分布も保持している。実際の計算では、シュートの密度から、シュート当り葉量の実測値を用いて葉群密度を計算し、これから3次元空間内の光強度の分布を計算する。つぎに、光強度クラスごとの母シュートと娘シュートの長さの実測されたprojection matrixと、負の重力屈性や分枝角などを用いたシュート方向の推移行列とを用いて新シュートの展開を行い、次年のシュートの分布を求めている。

計算時間は、今回購入した486DX2,66MHzのパーソナルコンピュータ(30MIPS,3MFLOPS)では、1つの樹冠の10年間の生長のシミュレーションに約20分必要であった。このシミュレーションモデルを用いて常緑樹であるアカガシの樹冠の葉面積指数決定におけるシュートのprojection matrixと葉の生存率の影響の評価を行った。projection matrixは全体に係数をかけてpopulation増加率(λ)の異なったものを構成した。植物学的にみると、これはシュート伸長に変わりはないが、光合成による余剰生産が低いなどのために分枝数が少ない状態(あるいは光合成がさかんで分枝数が多い状態)に相当する。また、葉の生存率も実際より高いものと低いものなどを想定した。これらの要因を組み合わせてシミュレーションを行った結果、両要因とも樹冠の葉面積指数に影響を及ぼすことが明らかになった。シュートのprojection matrixが樹冠の葉面積指数に大きな影響を与えることがわかったため、projection matrixを高い信頼性で推定する必要がでてきた。そこで、boot strap法を用いてprojection matrixのλの値の信頼性を検討してみた(Caswell 1989).その結果、信頼できるλを得るためだけでもかなり多くのサンプルが必要であることがわかった。
微細構造制御によるハイパワー用非鉛圧電セラミックスの開発

(K,Na)NbO3セラミックスは代表的な非鉛圧電材料である。この(K,Na)NbO3セラミックスにおいて、結晶粒の成長方向を揃える粒子配向制御の非線形圧電性に及ぼす効果を調べた。NaやKのLi置換が非線形圧電性に及ぼす影響も合わせて調べた。配向度97%の配向試料では未配向試料と比して非線形圧電係数が1/6に減少した。(K,Na)NbO3系圧電セラミックスにおいて、粒子配向制御により非線形圧電性を低減可能であることが初めて確認された。更に、Li置換では非線形圧電係数が1/10以下になることが判明した。1.代表的な非鉛圧電材料である(K,Na)NbO3系圧電セラミックスにおいて、粒子配向制御により非線形圧電性を低減可能であることが初めて確認された。具体的には、材料定数である非線形圧電係数ξD31は配向度の向上と共に減少することが判明した。未配向試料と比して、配向度97%の試料ではξD31が1/6となった。配向試料では、典型的な非線形圧電現象である3次高調波電圧の発生、共振周波数の変化、電流跳躍現象の発現が抑制された。以上の成果により、これまで明らかにされていなかった、非線形圧電性に及ぼす配向制御の効果が定量的に明らかになった。2. (K, Na)NbO3系非鉛圧電セラミックスにおけるLi置換が非線形圧電性に及ぼす影響を調べた。Li置換量の増大に伴い非線形圧電性は減少し、相境界組成で極小となった。このときの非線形係数ξD31はLi無置換試料のξD31の1/10以下に減少した。非線形性圧電性の低減には、Li添加が配向制御以上に効果的であることが明らかとなった。当初の見積もり通り、配向制御によるアルカリニオブ系圧電セラミックスの非線形圧電性の低減効果を定量的に明らかにすることが出来た。このため、初年度の研究目標をほぼ達成できた。加えて、当初意図していなかったLi置換による非線形圧電性の低減効果も確認することが出来た。1.高いキュリー点を有する新しい非鉛圧電材料BaTi2O5作製時における評価法の検討を行った。BaTi2O5、BaTiO3およびBa6Ti17O40の混合粉中におけるBaTi2O5の濃度を半定量的に表す指数が簡易的に用いられているが、実際の濃度との定量的な関係は解明されていなかった。上記3種類の仮焼粉を任意の割合で混合した粉末を用いて、定量関係を実験的に検討するとともに、理論的考察を行った。2.昨年度の研究により、粒子配向制御が圧電セラミックスの粒子配向制御に有効であることが判明した。本年度は、配向(K,Na)NbO3系セラミックスの焼結時間を短縮するため、一段階溶融塩法による板状NaNbO3単結晶粒子テンプレート作製法を改良した。KClとNaClの混合塩を用いた一段階溶融塩法により、表面に凹凸を有する不均一な形状の単結晶粒が合成された。この混合塩による単結晶粒子を用い、(K,Na)NbO3系配向セラミックスを作製した。混合塩および従来のNaCl塩のみにより合成された単結晶粒子を使用した配向試料との間で、焼結性と圧電特性の比較をおこなった。加熱時の結晶粒内部へのKの拡散性の比較もおこなった。その結果、(K,Na)NbO3系配向セラミックスの焼結中に、混合塩から作製されたテンプレートにはKが拡散されやすいこと、そのため、焼結時間が減少することが判明した。恐らくは、アルカリ成分の揮発が抑制されたため、従来のテンプレートを用いた配向セラミックスと比して、得られた配向セラミックスの圧電特性は若干向上した。このことは、本研究で得られたテンプレート作製手法が、よりアルカリ成分の揮発が顕著なLi添加(K,Na)NbO3系配向セラミックスの作製に有効であることを示唆している。昨年度の成果を活かすため、粒子配向制御手法を改良し、より非線形圧電性の小さな非鉛圧電セラミックスの作製にめどをつけた。また、新しい非鉛圧電材料であるBaTi2O5の作製法についても進展が見られた。(K,Na)NbO3系配向セラミックスの焼結性を向上させるために、テンプレートとして使用されるNaNbO3単結晶粒子を改良した。NaをKまたはLiで部分的に置換された板状のNaNbO3単結晶粒子を合成し、更にその寸法や形状を最適化するための後処理手法を検討した。従来のNaCl塩を用い一段階溶融塩合成により得られた板状のNaNbO3単結晶粒子を、種々のカリウム、リチウム、または、それらの混合塩中で後熱処理した。しかし、一旦合成されたNaNbO3単結晶粒子内のNaをKやLiで置換させるこの手法では、加熱条件が高温化しやすい。繊維状のタングステンブロンズ構造を有する第二相生成が避けられないため、KおよびLi置換NaNbO3単結晶粒子を作製することは出来なかった。そこでNaClにKClやLiClを加えた混合塩中で一段階溶融塩合成を行い、KやLi置換されたNaNbO3単結晶粒子を直接合成することを試みた。

NaClとLiClとの混合塩を用いた際には600°C以下の低温でも第二相が生成したため、Li置換NaNbO3単結晶粒子の合成は出来なかった。一方、NaClとKClとの混合塩を用い合成されたKの部分置換NaNbO3単結晶粒子は単板の凝集形状であったため、これに超音波処理と#635の篩がけ後処理を施した。この後処理により、凝集された単板が乖離し、未反応の大型前駆体粒子が除かれた。その結果、平均粒径が後処理前と比して半減し粒度も揃った不純物濃度の少ないNaNbO3単結晶粒子が得られた。このNaNbO3単結晶粒子をテンプレートとして使用することで、(K,Na)NbO3系配向セラミックスの焼結温度を50°C低下させることに成功した。加えて、テンプレートの使用量を従来からおよそ半分に減らしても、配向度90%を越える高配向度セラミックスを得られることが判明した。(K,Na)NbO3セラミックスは代表的な非鉛圧電材料である。この(K,Na)NbO3セラミックスにおいて、結晶粒の成長方向を揃える粒子配向制御の非線形圧電性に及ぼす効果を調べた。NaやKのLi置換が非線形圧電性に及ぼす影響も合わせて調べた。配向度97%の配向試料では未配向試料と比して非線形圧電係数が1/6に減少した。(K,Na)NbO3系圧電セラミックスにおいて、粒子配向制御により非線形圧電性を低減可能であることが初めて確認された。更に、Li置換では非線形圧電係数が1/10以下になることが判明した。予想外の成果である、Li置換効果の知見を生かすため、Li置換をおこなった(K,Na)NbO3系圧電セラミックスにおいても配向制御をおこない、非線形圧電性の更なる低減を目指す。目標である鉛系圧電セラミックスに匹敵する非線形圧電性の小さな非鉛圧電セラミックスの開発を目指す。引き続き、Liを置換した配向(K,Na)NbO3系セラミックスの作製をおこない、より非線形圧電性が小さな材料の開発を目指すと共に、本研究課題をまとめるため、非線形圧電現象の発生条件に関するシミュレーションをおこなう。電子材料工学白金地金の価格が低下したため、消耗品として購入した白金線およびR熱電対を当初の見積もりよりも相当に安価に購入できた。そのため直接経費に残が発生した。入札により、備品として購入した白金線、R熱電対、金円板、電気炉発熱体の購入価格が見積価格よりも安価に納入されたため、直接経費に残が発生した。昨年度と同様に、電気炉発熱体、白金材料、試薬等の消耗品購入を行う。白金地金の価格を考慮し、購入量の調整を行う。昨年度と同様に、電気炉発熱体、試薬、貴金属等の消耗品購入を行う。
アジアにおける会社法制度とコーポレート・ガバナンスに関する研究

本年度は、3年間の研究の総括を行うべく研究を行った。具体的には、韓国会社法については平成16年度にその概観を行い、本年度は、2007年の改正論点について考究することができた。まず、5月に韓国外国語大学校法科大学を訪問し、ヒアリング調査を実施した。その後、2006年10月、法務部(Ministry of Justice)は商法(会社編)改正試案を作成し、国民の意見を聴取するための立法予告の手続に入った。今回の改正案には、(1)企業の意思決定と監督システムの改善のための執行役員・二重代表訴訟の導入、(2)企業経営のIT化の支援のための電子投票制度等を導入、(3)財務管理の自律性を図るため、最低資本金の廃止と法定準備金制度の改善、(4)新会社形態の導入などの内容が盛り込まれる予定である。わが国の会社法には盛り込まれてはいない二重代表訴訟制度の運用に強い関心を持った。改正試案の内容については「韓国会社法改正試案に関する一考察」にまとめ、公表した。台湾会社法については、本年度も、公開会社の社外取締役制度、取締役の注意義務について研究を進めた。グローバル経済の狭間でアジアの家族的経営がどのような変化をもたらしているか法的な側面から考察した。共著『アジアの経済発展と伝統文化の変容』において成果を公表することができた。2006年わが国の会社法改正の基礎研究も併せて行い、共著を著すことが出来た。これからは、アジアの諸地域の会社法に影響を与えている英国会社法からのアプローチを加えてゆきたいと考える。今後も経済のグローバル化が会社法の立法・解釈に如何なる影響を与えてゆくのか見守って行きたい。最近の会社法改正により自由度が増してきた会社運営・統治のありかたを諸外国の会社法制と比較検討することを本研究の目的としている。各企業はリストラクチャリングによる合併、持株会社傘下による子会社再編等、商法を駆使し生き残りをかけ、会社のあり方を模索している段階にある。アジアに進出するわが国企業においても現地の会社法を体系的に理解する必要性あること、会社法の在るべき姿を模しているわが国においても、経済危機から脱出したアジア諸地域の会社法を研究することは意義のあることと考えられること、を理由として、わが国経済と密接に関係を持っているアジア地域の会社法、特に、台湾・韓国の会社法を研究の対象とすることとした。研究1年目である平成16年度は、台湾と韓国の会社法の概観を行なうことを計画・実施した。先行研究、現地研究者への聴き取り調査を実施することにより会社法の現状理解と今後の法改正の展望を明らかにすることを目標とした。2001年に行なわれた台湾会社法改正の概観を行ない、後掲論文としてまとめることができた。韓国の会社法については既に会社法を概観する作業は済ませているので(井上貴也「韓国における近時の会社法改正について」アジア文化研究所研究年報38号81頁(2004年))、現地研究者へのインタビューを通して取締役の責任に関する事例について理解することができた。また、研究の進行状況については、2004年11月20日の学術フロンティア勉強会、11,月28日国際シンポジウム分科会において口頭報告を行なった。平成17年度は、調査で得られた文献・情報を基に取締役制度に関する法的問題点を明らかにし、成果として報告したいと考えている。台湾の会社法についても現地の弁護士と研究協力を図りながら、実務上問題になっている課題について引き続き調査・検討を行なってゆく所存である。研究2年目にあたる平成17年度は,特に,台湾の会社法について研究を進めた.2005年5月に改正された台湾会社法の内容のうち,発起人の制限緩和,授権資本制度の廃止,株主総会の電子化,少数株主の提案権,取締役選出に関する候補者指名制度などについて,その概略を調査し,2001年改正から2005年改正に至る経過についてまとめることができた.また,台湾会社法の概略を掴むという段階から,個別論点の研究に足を踏み入れようと考え,取締役の義務について,検討を加えたところである.具体的には,台湾における企業統治のシステムを研究し,董事,董事会および経理人の役割について現地調査を踏まえて明らかにする作業を行った.取締役の注意義務については,特に,監視義務について理解を深めることができた.台湾における取締役の監視義務の注意義務の法上の根拠,義務の具体的内容,株主抑止請求権について研究を行った。台湾においてはこの分野に関する裁判例の研究が十分には進んでおらず.今後,裁判例に基づいた研究も行いたいと考えているところである.取締役の監視義務については,公開会社の場合には,証券取引法の適用も受ける.台湾証券取引法14条の1以下に規定される内部統制システム構築義務について理解を深めた.また,2006年1月に施行された改正証券取引法で導入された,独立取締役制度、会計検査委員会制度についても講究をすることができた.わが国会社法同様,アジアの諸国・地域でグローバル化して行く会社法制の方向性について改めて認識をさせられた.本年度は、3年間の研究の総括を行うべく研究を行った。

今回の改正案には、(1)企業の意思決定と監督システムの改善のための執行役員・二重代表訴訟の導入、(2)企業経営のIT化の支援のための電子投票制度等を導入、(3)財務管理の自律性を図るため、最低資本金の廃止と法定準備金制度の改善、(4)新会社形態の導入などの内容が盛り込まれる予定である。わが国の会社法には盛り込まれてはいない二重代表訴訟制度の運用に強い関心を持った。改正試案の内容については「韓国会社法改正試案に関する一考察」にまとめ、公表した。台湾会社法については、本年度も、公開会社の社外取締役制度、取締役の注意義務について研究を進めた。グローバル経済の狭間でアジアの家族的経営がどのような変化をもたらしているか法的な側面から考察した。共著『アジアの経済発展と伝統文化の変容』において成果を公表することができた。2006年わが国の会社法改正の基礎研究も併せて行い、共著を著すことが出来た。これからは、アジアの諸地域の会社法に影響を与えている英国会社法からのアプローチを加えてゆきたいと考える。今後も経済のグローバル化が会社法の立法・解釈に如何なる影響を与えてゆくのか見守って行きたい。
数式処理言語を用いた地盤工学問題の解析

本研究では、地盤構造物の設計に新しい手法を導過することを目的として、数式処理言語のひとつであるMathematica(マセマティカ)を用いて、地盤工学の諸問題を古典的な微分方程式の立場に立ち返って解き、その結果を図化表示する一連のシステムを以下の項目に沿って開発した。1)透水、圧縮と圧密、地盤構造物の安定解析、土圧、支持力、自然斜面、盛土の安定、地盤の変形、地震時の安定解析の諸問題について解析法を整理した。また、設計公式が存在する場合には、地盤定数の取り扱い方などの問題点を抽出整理した。2)新規購入したワ-クステ-ションSー4/2上で、数式処理言語Mathematicaを用いて上記の諸問題を各種の地盤および境界条件のもとで記述し、地盤工学の問題を解析するシステムを構築した。その際、適用する方程式や地盤条件、境界条件及び計算過程を計算機ディスプレイに明示するように工夫した。3)解析結果の効果的な図化法について検討し、同じくMathematicaによって図化ル-チンを作成して解析システムに組み込み、プロトタイプシステムを完成させた。4)いくつかの実際問題に開発システムを適用して細部の問題点を抽出し、システムの改良を図った。
インスリン抵抗性に関与するガングリオシド(GM3)と喘息発症との関係

肥満やインスリン抵抗性の気管支喘息発症・増悪への関与を明らかにすることを目的に、野生型マウスとインスリン抵抗性に関与しているガングリオシド(GM3)の欠損マウスを用いて高脂肪食摂取による食事性肥満マウス喘息モデルを作成して検討した。野生型マウスでは高脂肪食摂取による肥満により、抗原吸入後の気道炎症反応が増強した。一方、インスリン抵抗性を示さないGM3欠損肥満マウスでは、野生型肥満マウスと同程度の肥満度にもかかわらず、抗原吸入後の気道炎症反応の増強は認められなかった。以上の結果から、肥満ならびにインスリン抵抗性は喘息悪化に関与することが示された。現在、社会的・医療経済的に大きな問題となっている生活習慣病の基盤をなす肥満とインスリン抵抗性は、アレルギー性喘息の発症や重症化・難治化に関与していることが疫学的に報告され明らかになっている。従って、この機序を早急に解明することは重要な課題であり、本研究によって得られた結果は、新たな疾患概念や治療戦略を提供するものと期待される。以上のことから本研究では、食餌性(高脂肪食)肥満マウス喘息モデルを作成し、肥満による喘息悪化の機序を詳細に検討するとともにインスリン抵抗性に関与しているガングリオシド(GM3)をtargetとし、GM3欠損マウスを用いて肥満やインスリン抵抗性がどのような機序でアレルギー性喘息の発症・重症化・難治化に関与しているかを明らかにすることを目的とする。平成21年度では、まず6週齢のオスのC57/BL6マウスをオブアルブミン(OVA)腹腔投与で感作し、その後高脂肪食16週間継続によりOVA感作肥満マウスを作成した。16週間高脂肪食後の肥満マウスの平均体重は51.2gで対照の非肥満マウスの平均体重31.4gに比較して有意に増加していた。このOVA感作肥満マウスにOVAを吸収させ喘息反応を惹起させせたところ、気管支肺胞洗浄液(BALF)中の炎症細胞数はOVA感作非肥満マウスと比較して有意に増加していた。一方、インスリン抵抗性に関与するガングリオシド(GM3)が欠損した非肥満マウス喘息モデルでは有意に気道炎症が減弱すること、さらに気道過敏性が減弱していることを確認した。以上の結果をもとに次年度では、まずこの食餌性肥満マウス喘息モデルにおける喘息反応増悪の機序を明らかにし、次にGM3欠損マウスの食餌性肥満喘息モデルを作成して、このインスリ抵抗性を示さない肥満マウスとインスリン抵抗性を有する対照肥満マウスの喘息反応を比較検討することで喘息増悪と肥満、ならびにインスリン抵抗性との関係を明らかにする予定である。以上のことから本研究では、食餌性(高脂肪食)肥満マウス喘息モデルを作成して肥満による喘息悪化の機序を詳細に検討するとともに、インスリン抵抗性に関与しているガングリオシド(GM3)の欠損マウスを用いて肥満やインスリン抵抗性がどのような機序でアレルギー性喘息の発症・重症化・難治化に関与しているかを明らかにすることを目的として研究を行ってきた。平成21年度には、6週齢のオスC57/BL6マウスに対してオブアルブミン(OVA)腹腔投与と16週間の高脂肪食摂取により食餌性肥満マウス喘息モデルを作成し、実際に肥満とともに気道の炎症が増悪すること、インスリン抵抗性に関与するGM3が欠損した非肥満マウス喘息モデルでは有意に気道炎症と気道過敏性が減弱することを確認した。これを基に平成22年度はインスリン抵抗性を有するGM3欠損マウスの食餌性肥満喘息モデルを作成し、抗原吸入後の気道炎症の変化を気管支肺胞洗浄液(BALF)中の細胞数、細胞分画を調べることで検討した。その結果、GM3欠損肥満マウス喘息モデルでは対照肥満喘息モデルと比較して肥満度には有意差を認めなかったが、BALF中の総細胞数、好酸球数、リンパ球数が有意に減少していることを認めた。以上のことから肥満という身体的変化ではなく肥満の根底に存在するメタボリックな変化やそれによって生じるインスリン抵抗性や微弱な全身性慢性炎症が喘息増悪に関与していると考えられる。従って次年度では、高脂肪食によって生じるメタボリックな変化やインスリン抵抗性がどのようなメカニズムで喘息増悪に関与しているかを明らかにするため、血清とBALF中のサイトカインやアディポカインの変化、脾臓や所属リンパ節のリンパ球の反応性、肺の組織学的変化、気道反応性の変化等について検討する予定である。

社会的・医療経済的にも大きな問題である肥満やインスリン抵抗性と喘息の発症・重症化・難治化の機序を解明することは、新たな疾患概念や治療戦略を提供するものと期待される。従って本研究では、食餌性肥満(DIO)マウス喘息モデルを作成して肥満による喘息悪化の機序を詳細に検討するとともに、インスリン抵抗性に関与しているガングリオシド(GM3)の欠損マウスを用いて肥満やインスリン抵抗性がどのような機序でアレルギー性喘息の発症・重症化・難治化に関与しているかを明らかにすることを目的として研究を行ってきた。平成21年度から22年度には、高脂肪食摂取による食餌性肥満(DIO)マウス喘息モデルを作成し、実際に肥満とともに気道の炎症が増悪すること、GM3が欠損した(GM3KO)非肥満マウス喘息モデルでは有意に気道炎症と気道過敏性が減弱することを確認した。さらにGM3KOマウスでDIO喘息モデルを作成して同様に検討した結果、GM3KO-DIO喘息モデルでは対照群と比較して肥満度には有意差を認めなかったが、喘息特有の気道炎症が有意に軽減していることを認めた。以上の結果から、肥満という身体的変化のみならず肥満の根底に存在するメタボリックな変化ならびにアディポカイン産生異常や炎症性サイトカインの持続的な産生さらにそれらによって生じるインスリン抵抗性や微弱な全身性慢性炎症が喘息増悪に関与していると推測された。従って平成23年度では、この仮説を明らかにする目的で、サイトカインやアディポカインの変化、リンパ球の反応性、肺の組織学的変化、気道反応性の変化等について検討する予定であったが、平成23年3月11日の東日本大震災による実験動物センター等の施設の被害により、それまで作成してきたDIO喘息マウスモデルすべてを処分せざるを得ない状況となり、残念ながら予定した計画を殆ど遂行することができなかった。実際には、肥満喘息マウスモデルの作成に約半年間を要するため、実験系の再構築とこれまでの結果の再確認で平成23年度の研究内容は終了した。
「東京国と地方国」の亀裂と連携のガバナンスモデル探求

本課題は、課題番号15730251(平成15-17年度)からの継続であると同時に、その成果を受けて浮上した新たな研究課題に向けた展開可能性を探るための探索的・準備的なものと位置づけられている。出発点は、書籍『住民投票運動とローカルレジーム』にまとめた新潟県巻町・柏崎市(地方国)と、首都東京(東京国)の間に横たわる亀裂状況であった。この亀裂状況を実証したうえで、どうすれば連携に進めるのか模索するという「亀裂から連携へ」という二段階の研究展開を想定していた。しかし実際には、北海道の旧産炭地および南ウェールズの事例と出会う中で、一足飛びに「連携」の問題を考えることとなった。本課題は、地域間比較の視点のもとに持続可能な地域自治を探求する課題の準備作業と位置づけられている。課題の第一は、東京圏内、あるいは東京圏と非東京圏の亀裂の状況を、より総合的に明らかにすることであり、これについては法政大学出版局刊『越境する都市とガバナンス』および東信堂刊『講座地域社会学第1巻』に執筆した論稿において見取り図を描いた。第二の課題は、その亀裂状況をこえて、持続可能な自治のモデル(ビジネスモデルならぬガバナンスモデル)を国内外の事例を参考にして探求していく.ことである。後者の目的のため、本年度始めに提出した申請書では、(1)新潟県巻町・柏崎市への再訪問(2)統計分析・比較作業(3)ドイツ・フライブルグ市など欧州諸都市の訪問と調査準備、の3点を計画していた。このうち(2)は、上記論稿で着手した段階に止まり、また(1)は諸事情により実行できなかった。一方(3)については、英国ケント大学を拠点に事例収集と調査準備を行ったが、英国においても持続可能な地域づくりと言える多くの事例が存在することが判明し、他の欧州諸国への訪問は先送りすることとした。英国内では、持続可能な地域づくりの事例として著名なレッチワース、ブリストル、シェフィールド、東ロンドンなどを訪問し、基礎的な資料収集等を行う一方、ケント大学を拠点に必要な政策文書、研究資料などの収集・分析、関連する研究者との交流などを通じて、欧州の持続可能な都市づくりにおける基礎的文脈の理解につとめた。とりわけ、ロンドンのドッグランズ再開発については、その都市民主主義の機能に着目しており、来年度深めていきたい論点の一つである。本課題が中期的な事例収集・理論形成の準備作業であることは、平成17年11月の申請時点で強調した通りで、上記のような調査事例の軌道修正・変更は認容されよう。研究代表者は平成15年度から17年度にかけて、「「リスク社会」における地域情報空間の配置と亀裂に関する比較研究」というタイトルで科学研究費(若手(B))を受けているが(課題番号15730251)、平成18年度から開始された本課題はその成果を踏まえて、新たな展開を確立するための基礎作業と位置づけられており、本年度は中間年度として、新たな可能性を海外に発見することができた。先述の15730251の実績報告書では、さらなる研究展開の方向性を二つ示唆した。A.東京圏内、あるいは東京圏と非東京圏の亀裂の状況を、より総合的に明らかにすること。B.その亀裂状況をこえて、持続可能な自治のモデルを探求していくこと、説得的な具体例を構築していくこと、である。このうちAについては継続的に作業を続けており、今年度発表した東京大学出版会『講座社会学3村落と地域』所収論文にも、地域社会学の成果を踏まえた状況の素描を行ったほか、国際社会学会RC21バンクーバー会議でも東京圏内の状況について報告した。ここ数年の社会状況の変化のなかで「地域格差」と言われるようになった問題系と重なるので、引き続き考察する。一方、Bの方向性については、本年度にケント大学を拠点にして英国での準備的地域調査を実施した結果、南ウェールズの旧産炭地域に新たなモデルを発見し、この地域と日本側の取り組みとを架橋してゆけそうだとの見通しを得た。平成20年度は、本格的な連携のための準備作業を展開して、本課題を通して発見されたガバナンスモデルの彫琢と展開に備えたい。三年間にわたる本課題は、地域間比較の視点のもとに持続可能な地域自治を探求する準備作業と位置づけられていた。目的の第一は、東京圏内あるいは東京圏と非東京圏の亀裂の状況を、より総合的に明らかにすることである。これについては、『法学新報』執筆論文などで中間的なまとめを行った。第二の目的は、その亀裂状況をこえて、持続可能な自治のモデル(ビジネスモデルならぬガバナンスモデル)を国内外の事例を参考にして探求していくことである。

昨年度は英国および欧州各地の事例収集につとめ、そのなかで南ウェールズ地域の旧産炭地の事例が注目すべきものであることを発見した。この事例については『社会情報』掲載の研究会報告に詳しい。最終年度にあたる今年度は、この事例と日本の旧産炭地の事例とをブリッジすることを主たる目的とし、準備的調査と新たな研究体制づくりを行った。具体的には、8月に南ウェールズを訪問し、関係者との打ち合わせ、現地視察、資料収集を実施した。さらに別に獲得したDaiwa Anglo-Japan Fundを利用して、2009年度にシンポジウムを開催することでも合意した。またこうした展開に興味を持ちそうな国内の研究者と接触し、「旧産炭地研究会」と称する新たな研究組織を形成した。こうしてガバナンスモデルの軸となる事例を発見したことにより、「新たな展開への準備作業」と位置づけられた三年間の本課題は、初期の目的を達成することができたと考えている。この期間に発表した論文・書籍は7点、学会報告は英語のもの2本であり、与えられた研究費に見合った成果を挙げたと考えている。
強化学習による思考・推論のモデル化

第一にWisconsin Card Sorting Test(WCST)の被験者実験を行うため、ワークステーション上に既に構築済みの被験者実験システムを改良し、慶応大学版のWCSTが実現できるようにした。第二に、この実験システムを用いて24人の被験者に対して被験者実験を行なった。第三に、既に構築済みのWCSTの思考・推論モデルを改良し、モデルのいわゆるハイパーパラメータを推定することによりモデルの調整を行った。WCSTの思考モデルとして、正答が得られた場合にはこれを強化し他の解を弱め、逆に誤答が得られた場合にはこれを弱め他の解を強化するという強化学習の枠組みを用いる。何故ならば、被験者には正誤のみが教えられるからである。このモデルを用いて、これに含まれる3種類のハイパーパラメータ(正答時の強化率、誤答時の強化率、一枚のカードに対する学習回数上限)を、被験者実験結果を最も再現する値に調整する。ただし、ここでの再現とは、種々の指標が実験とモデルで一致することである。一例として、正常な被験者の場合には、正答時の強化率45、誤答時の強化率30、学習回数上限3であり、指標値の実験結果からのずれの自乗誤差評価値は3である。他方前頭葉損傷患者の場合には、正答時の強化率15、誤答時の強化率10、学習回数上限1であり、指標の実験結果からのずれの自乗誤差評価値は20である。前頭葉損傷患者の場合には、強化率が正常な被験者の3分の1程度であり、これが過去の規制あるいは誤回答にとらわれて誤りが多くなる一因であることが示唆された。
内水面漁業協同組合の環境保全機能-環境経済学および環境社会学からの接近-

内水面漁協における環境保全機能を解明するために、文献研究、漁協を対象とした調査票調査、漁協経営資料の分析を行った。その結果、以下が明らかとなった。1)内水面漁協の環境保全機能は現行漁業法の規定する増殖漁業権方式に制約されている。この制約は政府と漁業者との間の義務と権利の配分に関する「本源的取り引き」(漁業法制定過程)における失敗(環境保全条項の未整備)に起因するものである。2)当該機能は漁業権に基づく物権的請求権の発動として発現するが、漁業権の物権性を制限する漁業法により制約され漁協の締結する自発的な環境保全協定を失敗させる。3)協定失敗の原因は、予防措置の賠償金支払への代替を容認する点にある。4)協定失敗の原因は、賠償金算定が復元費でなく追加的増殖費を基礎とする点にある。5)これらの諸原因は、「本源的取り引きの失敗」から派生している。6)以上は、理論的には環境経済学におけるコースの定理の前提条件に修正を要請する。つまり、環境財の初期配分における「本源的取り引き」がその後の「自発的取り引き」に対して中立的であるとする前提条件の追加を要請する。7)以上は、政策的には今後の漁業制度改革に際して、増殖漁業権方式に潜在する人工増殖主義を漁場管理・復元主義へと転換することを要請する。8)さらに、漁業制度改革に際しては、漁協自身の環境監査と漁協を中心とする地域環境監査の制度の開発と導入を要請し、監査費用に特定した環境補助金制度の導入を要請する。1.実施事項(1)水産庁への協力要請。(2)内水面漁業協同組合連合会への協力要請、同会専務へのインタビュー調査、連合会所有資料の収集。(3)各都道府県内水面漁業協同組合連合会への資料提供要請。(4)各都道府県内水面漁業所管部署への資料提供要請。(5)漁業・漁業法、環境経済・社会学等に関する基礎文献・統計資料収集。(5)インターネットによる関連情報検索。(7)農山漁村調査方法等の実地訓練、市町村と内水面漁協の関連調査、県及び市町村の農林水産補助金システムの調査、ボランティアによる環境保全活動調査(以上実施地群馬県)。(8)内水面漁業協同組合代表者へのインタビュー調査、県内水面漁業協同組合連業会代表者へのインタビュー調査、両者への資料提供要請(以上実施地静岡県)。2.調査活動実績(1)連合会専務インタビューにより本研究の方向性を得る(制度論アプローチ、経営論アプローチ、社会集団論アプローチ等)。(2)都道府県連合会、都道府県庁所管部署より個別漁協経営データ(約90漁協)、漁業調整規則、遊漁規則等の資料(ほぼ全都道府県)を得る。(3)インターネット調査より独、米の河川環境保護制度情報を得る。(4)群馬・静岡県インタビュー調査等より、漁協および市町村の河川環境保全の現状及び課題について基礎情報を得、次年度の中心課題であるアンケート調査の事前準備とする。3.現時点(平成11年3月)での作業(1)次年度実施予定の対個別漁協アンケート調査の調査票原案の作成。(2)個別漁協の制度的環境保全機能(物権性に基づく保全機能)の分析。(3)個別漁協の経営と環境保全機能の相互連関の解明(増殖費用分析/補助金・助成金分析)。(4)個別漁協の社会関係分析(社会学的分析)。(5)協同組合学会、環境経済・政策学会等での中間報告(平成11年9月予定)の申し込み。
受動的歩行-カオスの発生から準能動的歩行へ-

前年度試作したDDモータ搭載の脚ロボットQuartetIIIを用いて下記のような検討,シミュレーションおよび実験を行った.1)脚の初期状態と受動的歩行の関係を詳細にシミュレーションを行い検討した.2)受動的歩行においては脚の運動軌道よりも遊脚の衝突の様子が重要であることがわかってきた.3)2)の結果を利用した制御方策を提案した.具体的には,あらかじめ受動的歩行を行う衝突点の集合の概要を求めておいて,制御によってその集合に脚をもってゆきそのあとは入力を切るという制御方策を考えた.4)前年度提案した制御方策を改良し,多周期歩行に対応可能な制御則を新たに提案した.5)4)の有効性をシミュレーションによって確認した.次のような機能を有する歩行ロボットを試作した.[S1]伸縮可能な8脚を有する(小型モータが内蔵)[S2]前後とも内側どおしの脚,外側どおしの脚はリンクで連結されている.脚の回転角度はエンコーダで検出できる.[S3]S2で連結されたリンクはDDモータで駆動される.この実験はDDモータを用いていることから回転軸に摩擦が大きく受動的でも能動的でも歩ける子尾Tである.そして,次のような手順で設計される制御側を開発した.[C1]歩行のための参照軌道をもとめる.,[C2]第k歩めの歩幅と第k-1歩めの歩幅の差をβ(k)とおく.[C3]β(k)とβ(k-1)の差の絶対値をγ(k)とおく.[C4]目標値追従制御側にK(γ)をかけたものを入力とする.ここでK(γ)はγがある程度以上になると1になり,γが0になると0になる関数である.このような制御則を用いると能動的歩行から受動的歩行への自然な移行が可能になる.提案した制御則の有効性をシミュレーションと実験によって示した.前年度試作したDDモータ搭載の脚ロボットQuartetIIIを用いて下記のような検討,シミュレーションおよび実験を行った.1)脚の初期状態と受動的歩行の関係を詳細にシミュレーションを行い検討した.2)受動的歩行においては脚の運動軌道よりも遊脚の衝突の様子が重要であることがわかってきた.3)2)の結果を利用した制御方策を提案した.具体的には,あらかじめ受動的歩行を行う衝突点の集合の概要を求めておいて,制御によってその集合に脚をもってゆきそのあとは入力を切るという制御方策を考えた.4)前年度提案した制御方策を改良し,多周期歩行に対応可能な制御則を新たに提案した.5)4)の有効性をシミュレーションによって確認した.
傾斜海浜上の波群の伝播変形と長周期波

通常の沿岸域(陸棚のスケール10km以下)における波群の伝播距離は波群長の数波長以内であり,かつ伝播過程において相対水深khの値は減少し1.36を通過する変形形態をとる.本研究では,傾斜海浜上を伝播する種々のスペクトル形状をもつ波群の変形を,1/30勾配斜面を用いた系統的な水理実験により調べて,特に個々波の波形勾配が大きく非線形性の強い波群の相対水深kh>1.36からkh<1.36の浅海領域に至る伝播変形特性について以下を明らかにした.1.入射波として2成分合成波(sin型波群),2成分合成波のものとスペクトル形状が異なるが同じ波群形の2種類のsin型波群,ガウス分布形および3角形状スペクトルの計5種類の波群の伝播変形を斜面各点に設置した波高計とデジタルビデオカメラにより計測し比較した.その結果,波群中の最大振幅についての波形勾配が0.25以上となるような高波浪時の入射波群については,初期スペクトル形状により浅海域における波群形は大きく異なり,スペクトル幅が広い(波群を構成する成分数が多い)ケースでは包絡波がより扁平化することがわかった.また,2成分合成波については,中間水深において低周波数側の成分が増幅し,高周波数側が減少する変調が見られた.2.上記の波群変形はCSE方程式では波群の非対称性を再現することができないこと,およびBoussinesq方程式およびその修正方程式によっても深海および中間水深における伝播変形を再現できないことが明らかになった.3.3次オーダーのZakharov方程式をモデル方程式として,実験結果の再現性,特に波形勾配が大きい入射波群の伝播変形に対する適用性について検討を加えた結果,砕波点付近の極浅海域を除いて,スペクトル変動を精度よく再現できることがわかった.通常の沿岸域(陸棚のスケール10km以下)における波群の伝播距離は波群長の数波長以内であり,かつ伝播過程において相対水深khの値は減少し1.36を通過する変形形態をとる.本研究では,傾斜海浜上を伝播する種々のスペクトル形状をもつ波群の変形を,1/30勾配斜面を用いた系統的な水理実験により調べて,特に個々波の波形勾配が大きく非線形性の強い波群の相対水深kh>1.36からkh<1.36の浅海領域に至る伝播変形特性について以下を明らかにした.1.入射波として2成分合成波(sin型波群),2成分合成波のものとスペクトル形状が異なるが同じ波群形の2種類のsin型波群の計3種類の波群の伝播変形を斜面各点に設置した波高計とデジタルビデオカメラにより計測し比較した.その結果,波群中の最大振幅についての波形勾配が0.25以上となるような高波浪時の入射波群については,初期スペクトル形状により浅海域における波群形は大きく異なり,スペクトル幅が広い(波群を構成する成分数が多い)ケースでは包絡波がより扁平化することがわかった.また,2成分合成波については,中間水深において低周波数側の成分が増幅し,高周波数側が減少する変調が見られた.2.上記の波群変形はCSE方程式では波群の非対称性を再現することができないこと,およびBoussinesq方程式およびその修正方程式によっても深海および中間水深における伝播変形を再現できないことが明らかになった.通常の沿岸域(陸棚のスケール10km以下)における波群の伝播距離は波群長の数波長以内であり,かつ伝播過程において相対水深khの値は減少し1.36を通過する変形形態をとる.本研究では,傾斜海浜上を伝播する種々のスペクトル形状をもつ波群の変形を,1/30勾配斜面を用いた系統的な水理実験により調べて,特に個々波の波形勾配が大きく非線形性の強い波群の相対水深kh>1.36からkh<1.36の浅海領域に至る伝播変形特性について以下を明らかにした.1.入射波として2成分合成波(sin型波群),2成分合成波のものとスペクトル形状が異なるが同じ波群形の2種類のsin型波群,ガウス分布形および3角形状スペクトルの計5種類の波群の伝播変形を斜面各点に設置した波高計とデジタルビデオカメラにより計測し比較した.その結果,波群中の最大振幅についての波形勾配が0.25以上となるような高波浪時の入射波群については,初期スペクトル形状により浅海域における波群形は大きく異なり,スペクトル幅が広い(波群を構成する成分数が多い)ケースでは包絡波がより扁平化することがわかった.また,2成分合成波については,中間水深において低周波数側の成分が増幅し,高周波数側が減少する変調が見られた.2.上記の波群変形はCSE方程式では波群の非対称性を再現することができないこと,およびBoussinesq方程式およびその修正方程式によっても深海および中間水深における伝播変形を再現できないことが明らかになった.3.3次オーダーのZakharov方程式をモデル方程式として,実験結果の再現性,特に波形勾配が大きい入射波群の伝播変形に対する適用性について検討を加えた結果,砕波点付近の極浅海域を除いて,スペクトル変動を精度よく再現できることがわかった.高波浪時の現地海岸における波群特性,長周期波の存在形態について検討するため,傾斜海浜上を伝播する種々のスペクトル形状をもつ波群の変形を,できるだけ単純化した模型断面を用いた系統的な水理実験により調べ,個々波の波形勾配が大きく非線形性の強い波群とそれに伴う長周期波の伝播変形特性を明らかにした.

斜面各点の波群形,包絡波形,長周期成分,振幅スペクトルおよび最大振幅の変化の様子を詳細に調べ,斜面上を伝播する波群変形に及ぼす非線形性,分散性の影響について整理した.3次オーダーのZakharov方程式を用いた系統的な数値計算を行い,斜面上を伝播する波群変形に対する非線形波動モデルの適用性についても調べた.本研究で得られた主要な結論は次のようである.(1)初期波形勾配の大きい波群はすべての実験ケースにおいて浅海域(個々波が砕波するより前)で扁平化し,それに伴い最大波高の変動は有降振幅波理論の浅水変形にも従わなくなる.(2)扁平化の度合いは波形勾配が大きいケースほど著しいが,初期スペクトルの形状による差異は比較的小さい.初期スペクトルよる差異は,個々の成分の位相差に現れ,その結果,見かけ上の振幅変調が小さく現れる場合がある.(3)長周期帯のスペクトルを比較すると,初期波形勾配(初期最大波高)とともに増加するが,ある程度以上の波形勾配になると逆に減少する.拘東長周期波成分は初期波高に伴い増加するが,砕波により励起される自由長周期波は振幅変調が抑えられるために小さくなるためである.このことは,長周期波のパワーや最大遡上高は必ずしもストーム時において最大波高の発生時と一致しないことを示唆している.(4)Zakharavo方程式による計算結果は,粘性摩擦減衰の影響を考慮してないものの,全てのケースにおいて砕波点付近までのスペクトル変動をよく再現している.
グローバル化がもたらすローカルな政治的影響に関する実証研究:アフリカの事例

本研究の最終年度となる今年度は、一方で継続的に関連資料の収集を進め、他方では資料の分析を進め、研究の成果の一部を論文の形で発表している。そのうち「変革期世界とアフリカ」は、文献をサーヴェイし今後のアフリカ政治研究における「外の」世界との関係をどのように関連付けていくかに関して、展望を含めた方向性を提示し、今後の更なる課題を問いかけている。ここでは、昨年度の報告書でも提示したように、アフリカの文脈で発生している新たな政治現象を考える場合に、グローバル化が、アフリカにおけるローカルな政治に影響を及ぼしているということだけではなく、アフリカにおけるローカルな政治の論理がグローバル化と緊密に関係していくことで、国際社会における新たな「課題」を創出するという双方向的な視点の必要性を強調している。また、グローバル化とアフリカのめぐる政治問題に関する発表論文としては、共著として年度内に刊行される『アフリカ比較研究の視座』の一章である「アフリカをとりまく『市民社会』概念・言説の現在:その位置と射程」において、グローバルな文脈で普遍化する「市民社会」言説がアフリカへの援助政策として現実に適用された時に生じてきている政治問題を論じている。ただし、グローバル化のもたらす光と影が、かなり象徴的に現象化している南アフリカ共和国の事例に関しては、昨年より資料収集を行い、分析を加えようとしているが、問題が「犯罪」という問題化と「政治的暴力」という問題化の交錯する場に生成しており、最終的に論文、あるいは著作の形でまとめるためには更なる時間が必要となる見込みである。初年度の実績は、中心作業はアフリカとグローバル化に関する文献、資料の収集と分析が中心であった。その過程で得られた重要な知見としては、アフリカが特に経済の自由化を中心としたグローバル化における単なる犠牲者の側面だけではなく、グローバル化に乗じて「主体化」するという新たな現象が確認できる点である。その意味では、アフリカを通して観察されるグローバル化は少なくともこの両面からとらえる作業を必要とする現象といえる。しかも、こうした現象の背後にはグローバル化が、アフリカにおけるローカルな政治に影響を及ぼしているということだけではなく、アフリカにおけるローカルな政治の論理がグローバル化と緊密に関係していくことで、国際社会における新たな「課題」である、麻薬の密輸、資金洗浄といった問題の一部を構成していく契機を付与されている部分も観察される。実証面では、特に南部アフリカ諸国を事例として様々な資料収集・分析を行った。特に近年犯罪が大きな課題になっている南アフリカ共和国では、グローバル化のもたらす光と影が、かなり象徴的に現象化している。特に影の問題に焦点を絞ると、ヨハネスブルグはアフリカにおける組織犯罪の「首都」と化しており、同じアフリカ大陸のナイジェリアの犯罪組織が関与するだけでなく、南アの先進国に比するインフラを利用することをもくろむ国際シンジケートの拠点としての特徴を有するようにもなっている。犯罪等に関する正確なデータについては収集が困難であるが、アフリカをめぐるグローバル化のローカルな発現の一端を押さえる試みを実証する作業の一部を構成するものにはなりえている。
酵素機能を模倣するポルフィリン触媒によるリグニン分解の基礎研究

本研究の目的は酵素機能を模倣する人工酵素モデル即ちバイオミメティツクポルフィリン錯体を使ってリグニンを分解するための反応システムを確立し,工業的脱リグニン技術開発に役立つような基礎的知見を集積することにある.従って反応機構の解明を中心にその触媒反応理論の確立に重点が置かれており,リグニン分解ペルオキシダーゼとの類似点と相違点が特に興味深く研究された.その結果,ポルフィリン触媒化学史上2つの新規な反応を発見することに成功,過酸化水素や有機過酸化物(活性酸素源)の存在下で,(1)リグニンモデル化合物のC-C単結合を切断し, (2)非フェノール性芳香核が開環することを証明した.特に前者の反応では,リグニナーゼ酵素系と同じように分子状酸素がC-C開製生成物,フェニールグリコール基のα-位に84%の転入率で導入されていたこと,基質(β-1)のβ-位に標識されていた重水素原子は同じフェニルグリコール中に保持されていたことは,本反応はペルオキシダーゼ型の一電子酸化機構で進行していることを強く示唆している.更に,後者の3,4-ジメトキシベンゼン核がそのまま開製する反応はきわめて稀有な反応であり,特に,水分子と酸素分子が一原子ずつ互いに正反対に芳香核のC_3とC_4の位置にとり込まれることは特記すべき知見である.このような位置選択的一原子酸素添加は酵素反応でも見られ,位置選択性は基質もしくはXの中間体の反応性に帰因すると結論される.以上の実験結果は,人工酵素系においても一電子酸化剤としてオキソ鉄ポルフィリン複合体(オキセン種)が一電子引き抜きの初発反応を引き起こすことを示している.このような一電子酸化反応は,種々の因子, (1)pH,(2)有機溶媒(水溶液), (3)ヘム鉄配位子剤,(4)基質や触媒濃度等によって影響を受けることが判った.しかし,リグニンポリマーと木材チップ中のリグニン分解については今後詳細な研究を続ける必要がある.本研究の目的は酵素機能を模倣する人工酵素モデル即ちバイオミメティツクポルフィリン錯体を使ってリグニンを分解するための反応システムを確立し,工業的脱リグニン技術開発に役立つような基礎的知見を集積することにある.従って反応機構の解明を中心にその触媒反応理論の確立に重点が置かれており,リグニン分解ペルオキシダーゼとの類似点と相違点が特に興味深く研究された.その結果,ポルフィリン触媒化学史上2つの新規な反応を発見することに成功,過酸化水素や有機過酸化物(活性酸素源)の存在下で,(1)リグニンモデル化合物のC-C単結合を切断し, (2)非フェノール性芳香核が開環することを証明した.特に前者の反応では,リグニナーゼ酵素系と同じように分子状酸素がC-C開製生成物,フェニールグリコール基のα-位に84%の転入率で導入されていたこと,基質(β-1)のβ-位に標識されていた重水素原子は同じフェニルグリコール中に保持されていたことは,本反応はペルオキシダーゼ型の一電子酸化機構で進行していることを強く示唆している.更に,後者の3,4-ジメトキシベンゼン核がそのまま開製する反応はきわめて稀有な反応であり,特に,水分子と酸素分子が一原子ずつ互いに正反対に芳香核のC_3とC_4の位置にとり込まれることは特記すべき知見である.このような位置選択的一原子酸素添加は酵素反応でも見られ,位置選択性は基質もしくはXの中間体の反応性に帰因すると結論される.以上の実験結果は,人工酵素系においても一電子酸化剤としてオキソ鉄ポルフィリン複合体(オキセン種)が一電子引き抜きの初発反応を引き起こすことを示している.このような一電子酸化反応は,種々の因子, (1)pH,(2)有機溶媒(水溶液), (3)ヘム鉄配位子剤,(4)基質や触媒濃度等によって影響を受けることが判った.しかし,リグニンポリマーと木材チップ中のリグニン分解については今後詳細な研究を続ける必要がある.本研究の目的は酵素機能を模倣するバイオミメティックポルフィリン・金属錯体を使って、リグニンを分解するための基礎的知見を集積することにある。まだ、難分解性リグニンの完全分解は酵素的にも人工酵素モデル(ポルフィリン)系を活用しても成功していない。その理由として、リグニンはフェノール性高分子であり、触媒的酸化反応中、再重合が生ずること、および酵素やポルフィリン触媒が発生する活性酸素中間体によって損傷を受けることによると考えられる。しかし、最近の研究から得られた基礎的知見をまとめると次のようになる。1.人工酵素モデルとしての合成型鉄・ポルフィリンを使用し、リグニンモデル化合物(β-1,β-5,β-0-4等)のCα-Cβ結合切断反応を証明し-電子酸化理論を提案することに成功した。この酸化理論は酵素反応系からのものと独立して提案したものであるが両者の理論は完全に一致している。2.次に、有機溶媒系の酸化反応は、実用的ではなく、かつ重合化も促進されているので、水と空気中の酸素を活用する反応系を考え、実際に非フェノール性化合物(ベラトリルアルコール)の芳香核開裂反応を研究した。その結果、従来の有機・生化学的な芳香核開裂反応〔カラコールやフェノール部分の開裂〕とは全く異なった開裂反応を証明することができた。

3.この非フェノール性基質の環開裂反応の機構については、世界的にも注目されているが明確な証明実験は成されていない。そこで、【^(18)O】(重酸素原子)で標織した水と酸素分子を使って、開裂生成物を調べたところ、水と酸素分子から一個づつ重酸素原子がとり込まれているという新知見が得られた。反応機構も一電子酸理論によって統一的に説明することができ、リグニン分子中の芳香核の開裂反応機構もこのモデル系によって説明可能となった。
複雑流体中の気液・液々界面で発現する微細自己組織構造の生成機構の解明

アルカリ溶解性会合高分子(HASE)溶液中を気泡が上昇運動する際に特徴的な伸長形状(マクロスケール)および自己組織構造(マイクロスケール)が気液界面から形成される.本研究では,伸長形状および自己組織構造の形成過程を空間・時間的に多角的に観察し,その生成メカニズムを考察する.また,液々系(液滴運動)に研究対象を拡張し,液々界面における界面現象での特徴を明確にする.気液系および液々系の知見から,特徴的な伸長形状および自己組織構造を誘発する要因を探究し,HASE溶液が持つ弾性効果を分子組成および分子構造と関連付け,階層スケール毎のモデル化と階層スケール間での相互の関連や繋がりに関して考察する.アルカリ溶解性会合高分子(HASE)溶液中を気泡が上昇運動する際に特徴的な伸長形状(マクロスケール)および自己組織構造(マイクロスケール)が気液界面から形成される.本研究では,伸長形状および自己組織構造の形成過程を空間・時間的に多角的に観察し,その生成メカニズムを考察する.また,液々系(液滴運動)に研究対象を拡張し,液々界面における界面現象での特徴を明確にする.気液系および液々系の知見から,特徴的な伸長形状および自己組織構造を誘発する要因を探究し,HASE溶液が持つ弾性効果を分子組成および分子構造と関連付け,階層スケール毎のモデル化と階層スケール間での相互の関連や繋がりに関して考察する.