hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Metal－Semiconductor転移によるカーボンナノチューブ電子構造制御

単層カーボンナノチューブ(Single-Walled Carbon Nanotube:SWNT)の電子準位(酸化電位、還元電位、フェルミ準位)は、ナノチューブの特性を理解するうえで非常に重要である。これまで、各カイラリティの特性を正確に網羅的に調べる方法は、報告されていなかった。これまでにSWNTのPhotoluminescence(PL)を用いた分光電気化学法を開発し、各カイラリティの電子準位を網羅的に決定できることを示している。しかし、これまでの実測範囲は、直径(d)=0.751.10nmの範囲に留まっていた。今回、細いSWNTにPL分光電気化学測定法を適用し、その電子準位を実験的に決定した。新たに決定したカイラリティとこれまでに求めたカイラリティの電子準位を合わせて、合計18のカイラリティの電子準位の実験データが得られた』この実験データを元に、SWNTの直径および、カイラルアングルを考慮し、SWNTの電子準位を経験的に予測できる数式を立てた。この経験式により、酸化電位と還元電位の直径依存性に見られるカイラリティファミリーパターンが異なることが明らかになった。還元電位では、mod(カイラル指数(n,m)の2n+mの値を3で割ったときの余り)の値によるファミリーパターン(mod依存性)とカイラルアングル依存性が顕著に見られたのに対し、酸化電位ではほとんど見られなかった。この傾向の違いは、フェルミ準位とバンドギャップのカイラルアングル依存性、mod依存性により説明できる。これらの結果は、カーボンナノチューブの酸化還元特性に関する重要な知見であり、グラフェンなどのナノカーボンの物性の理解にもつながると考えられる。酸化電位と還元電位のカーボンナノチューブ直径依存性における、カイラルアングル依存性、mod依存性の違いが詳細に明らかになった。これらは、これまでに明らかにされていなかったカーボンナノチューブの酸化還元特性についての新たな知見であり、カーボンナノチューブの基礎物性の理解に大いに役立つと考えられる。またカーボンナノチューブの特性解明のみならず、グラフェンなどのナノカーボンの物性理解につながるものである。更なるカイラリティの電子準位の実験データを増やすことが必要である。特に太いカーボンナノチューブ(直径1.5nm前後)は、可溶化が困難である。この問題点を克服するために、高出力の超音波照射を行った後、フィルムを作製するなどし、太いカーボンナノチューブが孤立分散した状態を維持する必要があると考えられる。また、細いカーボンナノチューブ(直径0.5nm前後)の電子準位が、実験的に解明できれば、電子準位へのカーボンナノチューブの曲率の効果を明らかにできると考える。そのために、二層や多層のカーボンナノチューブを超音波照射後、密度勾配遠心処理などにより内層のカーボンナノチューブを採取する必要がある。本研究では単層カーボンナノチューブ(Single-Walled Carbon Nanotube : SWNT)に金属ナノ粒子を担持させることで金属性から半導体性に転移されたSWNTの電子特性(電子構造、酸化還元電位、Fermi準位など)を定量的に評価することを目的としている。既報の論文によると金属性SWNTに水-有機相の液-液界面を用いて、金ナノ粒子をSWNTに吸着させることでPhotoluminescence (PL)が観測されている。本研究ではSWNTに金ナノ粒子を担持させ、SWNT/金ナノ粒子複合体の作製を行った。まずクエン酸還元法により金ナノ粒子を調製した。等量の金ナノ粒子溶液とジエチルエーテルを用い、水-有機相の液-液界面を作り、そこへN,N-dimethyformamide溶液中に超音波照射により分散させたSWNTを滴下した。SWNTを回収してPLを測定したところ、PLは観測されなかった。参考文献の手法以外にDNAで可溶化した金属性SWNTにカチオン性ポリマーで被覆した金ナノ粒子を付着させる手法と、金属性SWNTの可溶化溶液をろ過し、そこへ金ナノ粒子溶液を直接滴下する手法でSWNT/金ナノ粒子複合体を作製した。いずれの方法で作製したSWNT/金ナノ粒子複合体もPLを示さなかった。我々の作製したSWNT/金ナノ粒子複合体では、金ナノ粒子自身がPLをクエンチしている可能性がある。金ナノ粒子の大きさ、分散状態、金ナノ粒子のSWNT表面の被覆率などが重要なファクターとなると考えられる。また、ポリマーを被覆した金ナノ粒子を用いた手法では、ポリマー層の厚さも重要である。金ナノ粒子からの摂動をSWNTが受けているかどうかを評価するには、PLだけでなくRaman分光法も取り入れる必要があると考えられる。本研究によりSWNT界面における金ナノ粒子の大きさ、集合状態の制御が重要であることが分かった。また金ナノ粒子を担持させたSWNTの状態を評価する方法として、PL以外にRaman分光測定も必要であることが分かった。今後、金ナノ粒子の調製条件、SWNT/金ナノ粒子複合体の作製条件の検討を行う予定である。本研究では金属性から半導体性に転移されたSWNT単層カーボンナノチューブ(Single-Walled Carbon Nanotube: SWNT)の電子特性(電子構造、酸化還元電位、Fermi準位など)を定量的に評価することを目的としている。まずDNAを用いて金属性SWNTの可溶化を行った。その後、DNA/金属性SWNT複合体が分散したフィルムをITO電極上に作製した。また参照としてDNAなしの金属性SWNTのフィルムを修飾したITO電極を作製した。

これらの電極を作用極としてRaman分光電気化学測定を行った。DNAの有無でRamanスペクトルのG-bandの挙動が異なった。DNAなしの場合、G-bandの形状に変化があるものの、G-bandの強度に大きな変化は見られなかった。それに対し、DNAありの場合、G-bandの形状変化に加え、G-bandの著しい強度の増加が見られた。このG-bandの強度変化はDNA/金属性SWNT複合体を酸化した場合のみ確認された。このように電気化学的にドーピングを行った場合にRamanスペクトル強度が著しく増加する挙動は、これまでに報告されている挙動とは異なる。続いて吸収スペクトルを用いた分光電気化学測定を行い、DNAの有無による挙動の違いを調べた。DNAなしの場合、吸収スペクトルに変化はほとんど見られなかった。しかし、DNAありの場合、酸化側のみで近赤外に新たな吸収が現れた。DNAが電気化学的に応答しない範囲で酸化側でのみこのような吸収スペクトル変化が確認されることは、酸化側でのみRamanスペクトルのG-bandの強度が増加することと関係していると考えられる。また、このようなスペクトル変化はポリイミドのような芳香族系ポリマーでは確認されなかったことから、DNA/金属性SWNT複合体特有の現象であると考えられる。さらにDNA/金属性SWNT複合体を酸化した時のフォトルミネッセンス(Photoluminescence: PL)測定を行った。しかし、PLは観測されなかった。ITO電極とSWNTが接触しているためPLがクエンチされている可能性が考えられる。PLが観測されればSWNTの電子構造にギャップが生じたという直接的な証拠となる。今後、ランプ励起の測定ではなくレーザー励起でのPL測定や溶液中でのケミカルドーピングを行う予定である。単層カーボンナノチューブ(Single-Walled Carbon Nanotube:SWNT)の電子準位(酸化電位、還元電位、フェルミ準位)は、ナノチューブの特性を理解するうえで非常に重要である。これまで、各カイラリティの特性を正確に網羅的に調べる方法は、報告されていなかった。これまでにSWNTのPhotoluminescence(PL)を用いた分光電気化学法を開発し、各カイラリティの電子準位を網羅的に決定できることを示している。しかし、これまでの実測範囲は、直径(d)=0.751.10nmの範囲に留まっていた。今回、細いSWNTにPL分光電気化学測定法を適用し、その電子準位を実験的に決定した。新たに決定したカイラリティとこれまでに求めたカイラリティの電子準位を合わせて、合計18のカイラリティの電子準位の実験データが得られた』この実験データを元に、SWNTの直径および、カイラルアングルを考慮し、SWNTの電子準位を経験的に予測できる数式を立てた。この経験式により、酸化電位と還元電位の直径依存性に見られるカイラリティファミリーパターンが異なることが明らかになった。
硬化遅延を施した高炉水砕スラグの低置換率SCP工法への適用

高炉水砕スラグを低置換率SCP工法に適用するにあたり,海砂混合が硬化遅延に及ぼす効果について調べ,最適な海砂混合率の提案を行うとともに,その適用性について模型土槽実験によって確認した.得られた主な知見は以下のとおりである.1高炉水砕スラグと海砂を混合すると高炉水砕スラグの硬化の進行が抑制される.2強度が発現する養生日数は,海砂混合率に影響されない.3海砂混合率が増加すると,高炉水砕スラグの水和反応率及び強度は減少する傾向を示す.4養生初期においては,海砂混合によって透水係数が増加する傾向を示す.5高炉水砕スラグを低置換率SCP工法に適用するにあたって,最適な海砂混合率は30%である.軟弱な粘性土地盤の改良工法として経済的観点から低置換率のSCP工法が注目されている.一方,高炉水砕スラグは粒度組成が自然砂に類似しており,かつ大量に供給できるため環境保護の観点から同工法における杭材の代替材として活用できる.ただ,高炉水酔スラグは水と反応して著しく硬化する性質(潜在水硬性)を有するため,低置換率SCP工法の杭材として利用した場合,過度な支持力発現や透水性低下が生じる.当工法は,杭材のドレーン効果によって杭間粘性土の強度増加も期待するため,高炉水砕スラグ単体では当工法への適用が難しいのが現状である.本研究は,低置換率SCP工法において高炉水砕スラグの支持力発現・透水性低下を遅延させることによって杭間粘土からの排水を可能にして圧密による強度増加をはかり,杭間粘土とスラグ杭による強固な複合地盤を形成するための工法の開発について検討を行うものである.本研究においては,高炉水砕スラグに他の地盤材料を混合することによって硬化を遅延させ,低置換率SCP工法への適用を可能にするために,まず高炉水砕スラグの透水特性,潜在水硬性に伴う強度特性等をもとに,硬化遅延に関わる要因を抽出するとともに,最適な混合材料を見出した.実験では,高炉水砕スラグと混合する材料の割合を種々変化させて,円筒型カラムに詰めて所定の期間養生後,一軸圧縮試験等を実施した.その結果,以下のことが明らかとなった.1)高炉水砕スラグに海砂を混合すると強度増進が抑制される.また,混合率にかかわらず強度が増加し始める養生時間はほぼ同時期である.2)一軸圧縮試験の結果から,海砂を混合した高炉水砕スラグの強度増加に関わる実験式を示した.3)海砂を混合すると海砂混合率の増加とともに水和反応率が減少し,水和反応が生じやすい環境への移行期間が長くなる.4)同じ水和反応率でも海砂混合率が高い場合ほど一軸圧縮強度は大きくなる.軟弱な粘性土地盤の改良工法として経済的観点から低置換率のSCP工法が注目されている.一方,高炉水砕スラグは粒度組成が自然砂に類似しており,かつ大量に供給できるため環境保護の観点から同工法における杭材の代替材として活用できる.ただ,高炉水酔スラグは水と反応して著しく硬化する性質(潜在水硬性)を有するため,低置換率SCP工法の杭材として利用した場合,過度な支持力発現や透水性低下が生じる.当工法では,杭材のドレーン効果によって杭間粘性土の強度増加も期待するため,高炉水砕スラグ単体では当工法への適用が難しいのが現状である.本研究は,低置換率SCP工法において高炉水砕スラグの支持力発現・透水性低下を遅延させることによって砂杭の透水性を確保し,杭間粘土の圧密による強度増加をはかり,杭間粘土とスラグ杭による強固な複合地盤を形成するための工法の開発について検討を行うものである.本研究においては,高炉水砕スラグに他の地盤材料を混合することによって硬化を遅延させ,低置換率SCP工法への適用を可能にすることを目的とし,まず高炉水砕スラグの透水特性,潜在水硬性に伴う強度特性等をもとに,硬化遅延に関わる要因を抽出するとともに,最適な混合材料として玄海産の海砂を用いることとした.実験では,高炉水砕スラグと混合する海砂の割合を種々変化(質量比で040%)させて,円筒型カラムに詰めて所定の期間養生後,一軸圧縮試験,透水試験等を実施した.これらの結果をもとに,海砂混合率と養生時間を関数とした簡易な強度予測式を提案するとともに,その結果を実証するための模型実験土槽の作成を試みた.水砕スラグに海砂を0%,20%,30%,40%の割合で混合することにより,養生期間と一軸圧縮強度,水和反応率の程度,透水係数に及ぼす影響を調べ,海砂混合が潜在水硬性によって生じる強度増加や透水性の低下の抑制に効果があることを実験によって確認した.また,海砂の混合率と養生時間を関数とした簡易な強度予測式を提案することができた.さらに,これらの結果の適用性検証のための模型実験土槽の作成を試みた.その内,強度予測式に関する結果については,下記にて発表を予定している.○「海砂混合が高炉水砕スラグの硬化・透水特性に及ぼす影響」地盤工学研究発表会,2016年9月高炉水砕スラグをサンドコンパクションパイル(SCP)工法での杭材として利用する場合,潜在水硬性によって,過度な支持力発現や透水性低下が生じる.

そのため杭材のドレーン効果によって杭間粘性土の強度増加を期待する低置換率SCP工法においては,高炉水砕スラグの適用が難しいとされている.本研究では,低置換率SCP工法において高炉水砕スラグの支持力発現・透水性低下を遅延させることによって砂杭の透水性を確保し,杭間粘土の圧密による強度増加をはかり,杭間粘土とスラグ杭による強固な複合地盤を形成するための工法の開発を行うものである.本研究においては,高炉水砕スラグに他の地盤材料を混合することによって硬化を遅延させ,低置換率SCP工法への適用を可能にすることを目的とし,まず高炉水砕スラグの透水特性,潜在水硬性に伴う強度特性等をもとに,最適な混合材料として玄海産の海砂を用いることとした.実験では,高炉水砕スラグと混合する海砂の割合を種々(0,20,30,40,50,60,80%)変化させて,80°Cの恒温炉内において所定の期間(0380日の間で設定)養生後,一軸圧縮試験,透水試験,水和反応率試験等を実施した.その結果をもとに,海砂混合率,水和反応率,養生時間を関数とした簡便な強度予測式を導出するとともに,低置換率SCP工法において最適な海砂混合率の提案を行った.そして,その結果を検証するための複合地盤模型実験土槽試験を実施した.得られた主な結論は以下のとおりである.1.養生時間が100日以下の時,海砂混合率の増加とともに水和反応率は低下する.2.養生時間が100日を超えると海砂混合率が050%では,一軸圧縮強度は海砂混合率の増加とともに増加し,海砂混合率が約50%の時最大値を示す.3.低置換率SCP工法において高炉水砕スラグを適用にするにあたって最適な海砂混合率は約30%である.高炉水砕スラグを低置換率SCP工法に適用するにあたり,海砂混合が硬化遅延に及ぼす効果について調べ,最適な海砂混合率の提案を行うとともに,その適用性について模型土槽実験によって確認した.得られた主な知見は以下のとおりである.1高炉水砕スラグと海砂を混合すると高炉水砕スラグの硬化の進行が抑制される.2強度が発現する養生日数は,海砂混合率に影響されない.3海砂混合率が増加すると,高炉水砕スラグの水和反応率及び強度は減少する傾向を示す.4養生初期においては,海砂混合によって透水係数が増加する傾向を示す.5高炉水砕スラグを低置換率SCP工法に適用するにあたって,最適な海砂混合率は30%である.高炉水砕スラグに他の地盤材料を混合することによって硬化を遅延させ,低置換率SCP工法へ適用を可能にするために,まず高炉水砕スラグの透水特性,潜在水硬性に伴う強度特性等をもとに,硬化遅延に関わる要因を抽出するとともに,最適な混合材料を見出した.そして,高炉水砕スラグと混合する材料の割合を種々変化させて,混合材料を円筒型カラムに詰めて所定の期間養生した供試体に対して,一軸圧縮試験等を実施した.その結果,以下の結論を得ている.1)水砕スラグに海砂を混合すると強度増進が抑制される。また,混合率にかかわらず強度が増加し始める養生時間は,ほぼ同時期である.2)一軸圧縮試験の結果から,海砂を混合した高炉水砕スラグの強度増加に関わる実験式を示した.3)海砂を混合すると海砂混合率の増加とともに水和反応率が減少し,水和反応が生じやすい環境への移行期間が長くなる.4)同じ水和反応率でも海砂混合率が高い場合ほど一軸圧縮強度は大きくなる.これらの研究成果については,下記にて報告予定である.○「高炉水砕スラグの強度発現に及ぼす海砂混合の影響」土木学会中国支部研究発表会,2015年5月,○「海砂を混合した高炉水砕スラグの強度特性」地盤工学研究発表会,2015年9月,○「海砂混合による高炉水砕スラグの強度発現および水和反応の進行抑制効果」
意識変容を目指したアサーション技法による情報モラル育成プログラムの開発

本研究は,筆者が開発したアサーション技法を用いた情報モラル育成プログラム(以下,ATプログラムと示す。)を実施し,プログラム実施時における子どもたちの思考・認知変容や,情意・情動面による意識を明らかにすることが目的であった。まず,ATプログラム実施前後において,実験群・対照群の2群に分け,質問紙から量的分析による仮説検証を行った。また,ATプログラム実施時には毎時間の振り返りシートの記入を求め,その振り返りシートの特徴的な生徒に対して,ATプログラムの終了後,面接調査を実施し,インタビュー内容の逐語録から,質的分析による仮説生成を行った。さらに,プログラム実施中のICT利用による掲示板の投稿内容および,その回の自由記述の分析を行った。その結果,質問紙調査から,ATプログラムによって,子どもたちの中で,ICT利用時における情報モラルによる意識の変容がみられた。また,振り返りシート調査から,アサーション技法による情報伝達と,アサーション技法を基にした情報科による情報伝達の双方による理解が促進されていた。そして,面接調査より,日常生活の中でのICT利用および,自己と他者について,意識・思考していることが推察された。さらに,ICT利用時の掲示板と自由記述の分析から,実際に電子掲示板を体験することにより,通信機器利用する際の危険予測による意識が育成され,投稿する際には,自分以外の他者への感情等に配慮を行っていくという感情の変容もみられた。以上のことから,ATプログラム全体において,「情報モラル」の育成および,思考の一部は変容されることができたと推察できる。また,ある時間の感情を伴った情動的な意識の変容もとらえることができた。これらのことから,本研究で使用したATプログラムは,ICT利用時の人間関係トラブルを予防・回避する一助となると考えられる。
有機軌道論の基礎と展開

本申請は「軌道概念によって展開される基礎有機化学理論」すなわち「有機軌道論」の確立を指向し,新しい有機化学理論発見に向けての実験有機化学者と理論有機化学者の共同研究体制構築のためのわが国初の試みであり,日本化学会研究会「量子有機化学研究会」を母体として申請された.補正予算で交付されたので予算的には時期遅れであったが,本申請の交付認定いかんにかかわらず,研究者仲間で上記の主旨で2回の会合(研究会(平成8年8月;岐阜)や量子有機化学シンポジウム(平成9年1月24日,於基礎化学研究所;京都))を持つことにしていたため,これらの会合は極めてスムーズに行うことが出来た.交付後に急遽特別に計画した研究会(平成9年1月25日;京都;量子有機化学シンポジウムの翌日)では軌道概念を個々の現象に具体的に適用可能な予測のための定性的理論として深化定着させ,精緻な実験と量子理論から導出される新しい理論や原理の発見を含む飛躍的展開を加えて「有機軌道論」として学問的に確立し,理学・工学・薬学・農学の幅広い分野で利用できる普遍性を備えた軌道論の構築を目標として,実験化学者から提示された説明不可能な実験データを第一線の理論化学者と共に討論しながら考える充実した機会を持つことが出来た.量子有機化学シンポジウム(第2回)は93名の参加者を得,参加者の質疑応答,講演者の講演内容ともに母体となる量子有機化学研究会の将来を象徴するものであった.福井理論をはじめ,わが国には量子化学史上まれにみる偉大な学問的遺産が蓄積されている.これらの遺産を継承し発展させ,創造的思考を触発する新たな有機化学の概念-有機軌道論-を生み出すための素地は十分にあると感じた.本申請は「軌道概念によって展開される基礎有機化学理論」すなわち「有機軌道論」の確立を指向し,新しい有機化学理論発見に向けての実験有機化学者と理論有機化学者の共同研究体制構築のためのわが国初の試みであり,日本化学会研究会「量子有機化学研究会」を母体として申請された.補正予算で交付されたので予算的には時期遅れであったが,本申請の交付認定いかんにかかわらず,研究者仲間で上記の主旨で2回の会合(研究会(平成8年8月;岐阜)や量子有機化学シンポジウム(平成9年1月24日,於基礎化学研究所;京都))を持つことにしていたため,これらの会合は極めてスムーズに行うことが出来た.交付後に急遽特別に計画した研究会(平成9年1月25日;京都;量子有機化学シンポジウムの翌日)では軌道概念を個々の現象に具体的に適用可能な予測のための定性的理論として深化定着させ,精緻な実験と量子理論から導出される新しい理論や原理の発見を含む飛躍的展開を加えて「有機軌道論」として学問的に確立し,理学・工学・薬学・農学の幅広い分野で利用できる普遍性を備えた軌道論の構築を目標として,実験化学者から提示された説明不可能な実験データを第一線の理論化学者と共に討論しながら考える充実した機会を持つことが出来た.量子有機化学シンポジウム(第2回)は93名の参加者を得,参加者の質疑応答,講演者の講演内容ともに母体となる量子有機化学研究会の将来を象徴するものであった.福井理論をはじめ,わが国には量子化学史上まれにみる偉大な学問的遺産が蓄積されている.これらの遺産を継承し発展させ,創造的思考を触発する新たな有機化学の概念-有機軌道論-を生み出すための素地は十分にあると感じた.本申請は「軌道概念によって展開される基礎有機化学理論」すなわち「有機軌道論」の確立を指向し,新しい有機化学理論発見に向けての実験有機化学者と理論有機化学者の共同研究体制構築のためのわが国初の試みであり,日本化学会研究会「量子有機化学研究会」を母体として申請された.補正予算で交付されたので予算的には時期遅れであったが,本申請の交付認定いかんにかかわらず,研究者仲間で上記の主旨で2回の会合(研究会(平成8年8月;岐阜)や量子有機化学シンポジウム(平成9年1月24日,於基礎化学研究所;京都))を持つことにしていたため,これらの会合は極めてスムーズに行うことが出来た.交付後に急遽特別に計画した研究会(平成9年1月25日;京都;量子有機化学シンポジウムの翌日)では軌道概念を個々の現象に具体的に適用可能な予測のための定性的理論として深化定着させ,精緻な実験と量子理論から導出される新しい理論や原理の発見を含む飛躍的展開を加えて「有機軌道論」として学問的に確立し,理学・工学・薬学・農学の幅広い分野で利用できる普遍性を備えた軌道論の構築を目標として,実験化学者から提示された説明不可能な実験データを第一線の理論化学者と共に討論しながら考える充実した機会を持つことが出来た.量子有機化学シンポジウム(第2回)は93名の参加者を得,参加者の質疑応答,講演者の講演内容ともに母体となる量子有機化学研究会の将来を象徴するものであった.福井理論をはじめ,わが国には量子化学史上まれにみる偉大な学問的遺産が蓄積されている.これらの遺産を継承し発展させ,創造的思考を触発する新たな有機化学の概念-有機軌道論-を生み出すための素地は十分にあると感じた.
逐次的方法による推定量の構成とその性質の研究

1.多変量正規分布の平均を標本平均で推定し、その平均二乗誤差を与えられた値以下にするには、標本数を固定しては不可能で、逐次的に標本数を決める必要がある。従来の逐次的方法は標本を一つずつ取っていたので手間がかかりすぎる欠点がある。そのため標本をまとめて取る二段階法、三段階法が考えられる。その特性を従来の逐次的方法と比較してみると、漸近的には二段階法は平均標本数が大きくなり、それを改良しようとすると有効性が劣る。三段階法は平均標本数、有効性ともに漸近的には同等であることがわかった。このことは三段階法の有用性をしめしている。2.正規分布の平均を標本平均で推定し、そのときのリスクを平均二乗誤差と平均標本数の和としたとき、従来の逐次推定方式では、そのリグレットは負にはならないことが知られている。新しく考案した逐次推定方式では、ある点においてリグレットは漸近的に負になり、他の点では従来の方法と同じリグレットを持つことがわかり、従来の方法より優れているといえる。3.逐次的方法は、各標本は独立で、同じ分布に従うという仮定のもとで、考えられている。しかしその仮定が来り立たないときどの様な特性を持つかを誤差が一次の自己回帰に従う場合に調べた。平均を標本平均で推定しその平均二乗誤差を与えられた値以下にする問題に関しては、その特性は漸近的には自己回帰係数にのみ依存することがわかった。
国際映像配信・遠隔講義に関する共同研究

本研究は、国際共同研究をスタートさせるための企画調査を行うもので、(A)国際衛星テレビなど教育目的に活用可能なコンテンツ配信を行っている放送局や機関、(B)特定地域を対象に遠隔講義を行っている教育機関、を対象とした、初中等教育や高等教育段階の国際理解教育や遠隔講義等に関わる共同研究の準備として、通信環境や映像インターフェイスを検討するものであった。韓国で教育番組を制作、配信するEBS(教育放送機関)や、中国で衛星遠隔講義を行う清華大学遠隔教育学院等とは、共同研究を進める同意を得た。また、日本から教育映像配信を行う「NIMEワールド」(国際教育チャンネル)については、全国からライブ中継が可能となるように、JGN(ジャパン・ギガビット・ネットワーク)と「NIMEワールド」のプラットホームであるNHKテレビ国際配信網との接続を行い、実験的にアフガニスタン・大阪大学間で行われた7回の遠隔講義をDVB(デジタルTV)および衛星IPや通常のインターネットで国際配信した。この映像は、清華大学から中国国内の教室に衛星で再中継されたほか、米国、ロシア、ラテンアメリカ、アジア、欧州各国でも視聴された。臨場感の高い遠隔教育の実現のため、「超鏡」を中心に映像インターフェイスの改善に関する調査を、日韓の小学校をつないだ国際交流学習の中で行った。さらに、各国への遠隔講義の伝送状況から、既存の国際回線でのインターネットの通信速度については、ある程度、確保されるようになってきたものの、UDPのパケット落ちが目立つようになっており、IPへの移行など通信装置や通信環境の改善の必要性など、次年度以降の研究の方向性が示された。
インコメンシュレート理論に基づく超潤滑材料の開発

本研究は,メカニカルアロイング法,イオンビーム支援蒸着法を用いて原子配列を制御し,超潤滑条件を満たす超低摩擦材料の可能性を主にMoS_2,TiN,窒化炭素膜について検討したものである.また、同時に超潤滑状態の実証と摩擦係数測定の高精度化を行うために超高分解能光ファイバー干渉計による摩擦力測定システムについて検討したものである.得られた主な結果は以下の通りである.(1)MoS_2粉末にメカニカルアロイング(MA)法を300hまで施し,その後加圧成形試料を作製し,結晶構造の変化,pin-on-disk式摩擦試験機でトライボロジー特性を評価した.処理時間の増加に伴い、原子面同士の回転による基底面間の回転が示唆された。摩擦係数は大気中では摩擦係数が0.1-0.2で顕著な変化は観察されなかったが,層間の不純物原子が脱離する真空中では摩擦係数が0.05以下と顕著な低下を示した。(2)イオンビーム支援蒸着法によりTiN薄膜の配向性の制御をTiとNイオンの輸送比および基潤滑性を制御した表面形成への可能性を明らかにした.(3)また,窒素炭素膜に同手法を適用し,Arアシスト効果や基板の差異がトライボロジーに与える影響について検討した結果,Ar/N比が1付近では相手材が鋼材にも関わらず摩耗が観測されず,ゼロ摩耗材料の可能性が示唆された.また,基板材料をTiNとした場合,真空中ではDLCを凌ぐ耐摩耗性を示した.これらの優れたそれぞれの特牲は電子顕微鏡観察等の分析の緒果,、ナノチューブ状の組識の発達および界面での化学結合によるものと判断された.(4)光ファイバー干渉システムを試作し、ファイバー端面にコーティングすることにより反射率を4,70%と干渉強度の増大に伴う分解能の向上について検討した結果、反射率70%のものは分解能が従来の4%に比較して約7.5倍向上し、コーティングによる顕薯な効果があることが明確になった.本研究は,メカニカルアロイング法,イオンビーム支援蒸着法を用いて原子配列を制御し,超潤滑条件を満たす超低摩擦材料の可能性を主にMoS_2,TiN,窒化炭素膜について検討したものである.また、同時に超潤滑状態の実証と摩擦係数測定の高精度化を行うために超高分解能光ファイバー干渉計による摩擦力測定システムについて検討したものである.得られた主な結果は以下の通りである.(1)MoS_2粉末にメカニカルアロイング(MA)法を300hまで施し,その後加圧成形試料を作製し,結晶構造の変化,pin-on-disk式摩擦試験機でトライボロジー特性を評価した.処理時間の増加に伴い、原子面同士の回転による基底面間の回転が示唆された。(2)イオンビーム支援蒸着法によりTiN薄膜の配向性の制御をTiとNイオンの輸送比および基潤滑性を制御した表面形成への可能性を明らかにした.(3)また,窒素炭素膜に同手法を適用し,Arアシスト効果や基板の差異がトライボロジーに与える影響について検討した結果,Ar/N比が1付近では相手材が鋼材にも関わらず摩耗が観測されず,ゼロ摩耗材料の可能性が示唆された.また,基板材料をTiNとした場合,真空中ではDLCを凌ぐ耐摩耗性を示した.これらの優れたそれぞれの特牲は電子顕微鏡観察等の分析の緒果,、ナノチューブ状の組識の発達および界面での化学結合によるものと判断された.(4)光ファイバー干渉システムを試作し、ファイバー端面にコーティングすることにより反射率を4,70%と干渉強度の増大に伴う分解能の向上について検討した結果、反射率70%のものは分解能が従来の4%に比較して約7.5倍向上し、コーティングによる顕薯な効果があることが明確になった.本研究は、hcp構造の層状化合物であるMoS_2粉末にメカニカルアロイング法を施すことにより基底原子面相互にずれを導入することにより超潤滑条件を満たす超低摩擦材料の可能性について検討する。また、同時に超潤滑状態の実証と摩擦係数測定,の高精度化を行うために超高分解能光ファイバー干渉計による摩擦力測定システムについて検討したものである.本年度得られた主な結果は以下の通りである.(1) MoS_2粉末にメカニカルアロイング(MA)法を100,200,300時間施し、X線回折実験により結晶構造の変化を同定した結果、MA処理時間に伴いピーク強度の低下、ブロ一ドニング、基底面間隔の増加が確認され結晶粒径の微細化、′ひすみ.の導入が生ずるとともに原子面同士の回転による基底面間の回転が示唆された。摩擦・摩耗特性を評価するために得られた粉末をピストンシリンダーにて加圧成形を施し、pin-on-disk式摩擦試験機で測定を行った結果、いづれの試料も大気中では摩擦係数が0.1-0.2でMA時間に伴う顕著な変化は観察されなかった。しかし、真空中では摩擦係数が0.05程度と顕著な低下を示した。また、摩耗特性はMA処理により1/3程度まで減少し顕著な効果が確認された。課題として、透過電子顕微鏡による詳細な結晶構造の同定が必要と考えられた。

(2)光ファイバーへき界面を利用した干渉計を試作しファイバー端面にコーティングすることにより反射率を4および70%としたものについて干渉強度の増大に伴う分解能の向上について検討した結果、反射率70%のものは分解能が従来の4%に比較して約7.5倍向上しコーティングによる顕著な効果があることが明確になった。課題として、分解能が理論値に到達せず、電気的、機械的ノイズ対策が必要と考えられた。本研究は,メカニカルアロイング法,イオンビーム支援蒸着法を用いて原子配列を制御し,超潤滑条件を満たす超低摩擦材料の可能性を主にMoS_2,TiN,窒化炭素膜について検討したものである.また,同時に超潤滑状態の実証と摩擦係数測定の高精度化を行うために超高分解能光ファイバー十渉計による摩擦力測定システムについて検討したものである.得られた主な結果は以下の通りである.(1)MoS_2粉末にメカニカルアロイング(MA)法を300hまで施し,その後加圧成形試料を作製し,結晶構造の変化,pin-on-disk式摩擦試験機でトライボロジー特性を評価した.処理時間の増加に伴い,原子面同士の回転による基底面間の回転が示唆された.摩擦係数は大気中では摩擦係数が0.1-0.2で顕著な変化は観察されなかったが,層間の不純物原子が脱離する真空中では摩擦係数が0.05以下と顕著な低下を示した.(2)イオンビーム支援蒸着法によりTiN薄膜の配向性の制御をTiとNイオンの輸送比および基板温度をコントロールすることにより(111)および(200)強配向膜を形成することができ,潤滑性を制御した表面形成への可能性を明らかにした.(3)また,窒素炭素膜に同手法を適用し,Arアシスト効果や基板の差異がトライボロジーに与える影響について検討した結果,Ar/N比が1付近では相手材が鋼材にも関わらず摩耗が観測されず,ゼロ摩耗材料の可能性が示唆された.また,基板材料をTiNとした場合,真空中ではDLCを凌ぐ耐摩耗性を示した.これらの優れたそれぞれの特性は電子顕微鏡観察等の分析の結果,ナノチューブ状の組織の発達および界面での化学結合によるものと判断された.(4)光ファイバー干渉システムを試作し,ファイバー端面にコーティングすることにより反射率を4,70%と干渉強度の増大に伴う分解能の向上について検討した結果,反射率70%のものは分解能が従来の4%に比較して約7.5倍向上し,コーティングによる顕著な効果があることが明確になった.
中間子科学総括研究

1.「中間子科学」の各研究グループの連絡協力を円滑にし、且つグループ外の研究者との密接な交流をはかるため、「中間子科学ニュース」を刊行した。各研究グループの状況、研究会等の紹介、海外協力を含めた報告がのっている。2.外国人研究者の参加協力を促すため、来日研究者に滞在してもらい研究連絡、討論会などに参加してもらった。3.中間子科学の研究データ情報の伝達のため、VAX計算機によるネットワークを設置し、国内の研究ファシリティ相互間の情報交換、国際的協力研究の円滑化をはかった。4.関連分野を含めたシンポジウムを開催した。5.ミュオンによる高温超伝導の解明を行うため、ヴァンクーヴァーのTRIUMFにて研究を行い、超伝導相に隣接して反強磁性相が存在すること、磁性イオンと超伝導相が共存することを発見した。6.TRIUMFに超伝導ミュオンチャネルが完成したので、これを用いる実験研究を組織し、「海外学術研究」の助けで研究を行った。7.π中間子発生に関する新しい研究法を開発した。
ウニ卵イノシト-ル三りん酸受容体の精製とそのカルシウムチャネルとしての性質

各種動物卵に於いて受精初期に細胞内カルシウムイオン濃度([Ca^<2+>]_1)が一過性に増大する。これには小胞体膜に存在すると考えられているイノシト-ル三燐酸(IP_3)受容体が関与していると考えられている。しかしこの受容体の性質は良く分かっていない。そこで本研究の目的は以下の三点である。1.ウニ未受精卵より小胞体に由来すると考えられる膜画分を得、それよりのカルシウム遊離の基本的性質を明らかにする。2.その膜画分よりIP_3受容体を分離精製しその性質を明らかにする。3.さらに精製した受容体を燐脂質と混合し、プロテオリポソ-ムに再構成しカルシウムチャネルとしての性質を有するかどうかを調べる。研究の結果以下の事が判明した。(1)ウニ未受精卵より常法に従ってミクロソ-ム分画を調製すると、それはIP_3添加によりカルシウムを遊離する。この反応はヘパリンにより阻害される。(2)カフェインによっても遊離が起こるが、これは(1)とは独立した遊離機構で「カルシウムによるカルシウム遊離」だと考えられる。(3)ミクロソ-ム分画をTriton Xー100で可溶化しDEAEーCellulose,HeparinーAgarose,ConAーSepharose及びIP_3ーSepharoseを用い分離精製したところIP_3との結合能が1000倍以上に濃縮された。その最終的な分画をSDSーPAGEで観察したところ分子量214及び209kDのタンパク質が検出された。この二つの成分の関係は未だ明かではない。(4)この二種類のタンパン質は、ラット小脳のイノシト-ル三燐酸受容体に対する抗体(御小柴研より分与される)とは交叉しない。(5)以上のごとくIP_3にたいし結合能のあるタンパク質が相当濃縮された。しかし最初のミクロソ-ム分画に於けるこの成分はネズミの小脳などに比べると一千分の一以下と非常に少ない。それ故現在のところ再構成実験を行うには試料が少ない。現在方法の改良につとめると共に、試料を蓄積している。
心腎連関におけるFGF21とインスリン抵抗性を介する動脈硬化進展機序の解明

FGF19/21-βKlotho系は糖・脂質代謝、FGF23/αKlotho系はリン調節に密接に関連するが、CKD患者の特にFGF21/23に注目し、動脈硬化指標、心機能指標、腎予後との関連について検討した。CKD患者において血中FGF21は、糖尿病、脂質代謝異常と独立して、血管内皮機能、頸動脈プラーク、腹部大動脈石灰化など血管障害と関連することを示した。またFGF21は腎機能、蛋白尿と独立して腎予後を予測する有意な規定因子であり、血清FGF21は、腎予後を予測する有用なバイオマーカーであることが示唆された。さらに血中FGF21は拡張機能と、FGF23は収縮機能と関連することを報告した。平成26年度は、慢性腎臓病(CKD)の動脈硬化進展におけるFGF19/21-βKlothoの意義と題し、動脈硬化病変、心機能とヒト血中FGF19/21濃度の意義について検討することとした。当院の外来・通院中のCKD患者の登録を進めている段階である。予備的なデータとしては、CKD患者116名において、ELISA法にて血中FGF21を測定し、各種血管指標との関連を検討した。血管指標として、1血管内皮機能:上腕動脈血流依存性血管拡張反応(FMD)、2動脈コンプライアンス:上腕・足首脈波伝播速度(baPWV)、3動脈壁肥厚・プラーク:総頸動脈内膜中膜複合体肥厚度(IMT)、4血管石灰化:腹部CTによる血管石灰化指数(ACI)を評価した。血中FGF21は、血管内皮機能(FMD)と有意な負相関を、動脈スティフネス(baPWV)、頸動脈プラーク(maxIMT)、腹部血管石灰化(ACI)と有意な正相関を示した。多変量解析において、血中FGF21はFMD<6%、max≧1.1mm、ACI>0%の独立した規定因子であった。平成27年度は、「生命予後、心血管疾患発症、腎予後予測に関するEndocrine FGF(19/21/23)のバイオマーカーとしての意義」と題して、特にFGF21/23と腎予後について、研究を行った。腎イベントについては、Crの1.5倍化、腎代替療法とした。まだ観察期間が短期間であるため、心血管イベント、死亡イベントはほとんど起こっていない。2年間観察できた120例を解析対象とした。年齢の中央値は56(43-66)歳、男性62%、原疾患は糸球体腎炎59%、腎硬化症28%、糖尿病性腎症5%、推定GFR 56(24-73)ml/min/1.73m2、FGF21 296(90-560)pg/mL、FGF23 49 (31-102)pg/mLであった。2年間の腎イベントの発生は29例(1.5倍化は26例、腎代替療法は3例)であった。FGF21は有意にeGFRと負相関、蛋白尿と正相関を示した。FGF21を中央値(296pg/mL)で二群に分け、腎予後を見たところ、FGF21高値群は、腎予後は有意に不良であった(log-rank test:p=0.0002)。またCox比例ハザード解析を行ったところ、FGF21高値はベースラインの腎機能、蛋白尿と独立して腎予後を予測するバイオマーカーであることが示された。FGF23についても同様の解析を行ったが、特にFGF21はFGF23よりも予後予測能が優れていた。以上より、慢性腎臓病患者において、血清FGF21は、腎機能、蛋白尿と独立して腎予後を予測する有用なバイオマーカーであることが示唆された。症例登録はすでに終了しており、FGF21/23の測定は終了した。解析については、まだ観察期間が短く、心血管・死亡のイベントがほとんどおこっていないため、腎イベントを解析している。FGF21/23についてのデータ解析は終了しており、FGF19の腎予後との解析がまだできておらず、今後進めていく予定である。左室収縮機能の保持された非糖尿病CKD患者160名において、ELISAにて血中FGF21/FGF23/Klothoを測定し、心臓超音波による収縮機能である左室駆出率(EF)、拡張機能である僧帽弁輪速度(e')、心筋重量係数(LVMI)との関係を検討した。血中FGF21/23は、e'と負相関、E/e'・LVMIと正相関し、血中FGF23はEFと負相関が見られた。多変量解析において、FGF21はe'、FGF23はEFの独立した規定因子であった。これらの結果は、収縮機能の保持された非糖尿病CKD患者において、血中FGF21は拡張機能と、FGF23は収縮機能と関連することを示唆している。次に腎組織を使用し、腎内細小動脈への寄与因子と、全身の動脈硬化指標との関連性について検討した。腎生検98例(IgA腎症71例、腎硬化症22例、その他5例)の細動脈硝子化(AH)、動脈硬化(AS)を評価、寄与因子について検討、全身血管指標である血管内皮機能(FMD)、脈波伝播速度(baPWV)、頸動脈プラーク(maxIMT)との関係性について検討した。

AHの重症度に従い、年齢、高血圧/糖尿病/高尿酸血症/腎硬化症の罹患率、収縮期血圧(SBP)、拡張期血圧、尿酸、トリグリセリド、空腹時血糖、HbA1cは上昇し、eGFR、HDL-Cは低下した。ASの重症度に従い、年齢、高血圧/腎硬化症の罹患率、SBPは上昇し、eGFR、血清アルブミン、Caは低下した。多変量解析では、年齢、性別、高血圧、BMIがAHと関連したが、ASと関連した因子は年齢のみであった。AH(+)群では、FMDは低値であり、baPWV、maxIMTは高値であった。ASの重症度に従い、FMDは低下し、baPWV、maxIMTは上昇した。腎内細動脈硝子化と動脈硬化病変は全身血管指標と関連するが、各々異なる因子により規定されることが示唆された。FGF19/21-βKlotho系は糖・脂質代謝、FGF23/αKlotho系はリン調節に密接に関連するが、CKD患者の特にFGF21/23に注目し、動脈硬化指標、心機能指標、腎予後との関連について検討した。CKD患者において血中FGF21は、糖尿病、脂質代謝異常と独立して、血管内皮機能、頸動脈プラーク、腹部大動脈石灰化など血管障害と関連することを示した。またFGF21は腎機能、蛋白尿と独立して腎予後を予測する有意な規定因子であり、血清FGF21は、腎予後を予測する有用なバイオマーカーであることが示唆された。さらに血中FGF21は拡張機能と、FGF23は収縮機能と関連することを報告した。症例登録については、少し遅れがある。血中FGF19/21の測定はできているが、血中FGF21と心機能との関連については、まだ施行できていない。またFGF19と心血管指標の関連性についての検討ができていない。今後は、さらに測定、解析に加えて、腎予後とFGF19/21/23を組み合わせた解析を行う。さらには、FGF19/21/23と心臓超音波との各種パラメーター(特に収縮能、拡張能指標)との関連についての解析を行う。また基礎的な解析を通してEndocrineFGFの意義について解析を行う予定である。腎臓病学今後は、症例数を200症例まで増やし、FGF19/21と心血管指標との関連性について、検討をしてく方針である。また平成27年度の検討項目に掲げた、血中FGHF19/21/23と腎予後、心血管予後との関連についても検討をしていく方針である。EndocrineFGFのうち、FGF21/23の測定は終了したが、FGF19の測定ができておらず、購入をして鋭意測定をする予定である。初年度は、各種ELISA kit購入を中心に使用したが、症例登録の遅れもあり未測定の検体があるため、次年度への持ち越しとなった。次年度に持ち越しになった額は、今後未測定の抗体、ELISA測定のための各種物品に当てる予定である。次年度に持ち越しとなった額は、今後未測定のELISA kitの購入にあてる予定である。
高分子C60超薄膜によるカオス的低次元電子伝導系の新規創製と超機能電子素子応用

本研究は3ヵ年にわたり、主として次の目的をもって遂行された。1)金超薄膜上に化学吸着機構により形成される自己組織C60単分子膜を用い、金属/π電子相互作用をベースとしたまったく新しい2次元的電子伝導系を創製することを目指した。2)単分子膜内の膜全体にわたるカオス的電気伝導性の変化機構を明らかにしながら、強い電子間相互作用のもとで発現する高温超伝導を期待した。結果として、次のような大きな成果をえた。1)C60誘導体(C60-O-C8SH)自己組織単分子膜(C60-SAM)を金超薄/MgO(100)単結晶基板上に形成する新しいプロセスを開発した。2)特に、原子間力顕微鏡(AFM)による表面形態の観察の結果、熱処理条件を最適化することにより明確なステップテラス構造を持つ単結晶を用いて、ステップに沿ったナノメーターオーダーの金超薄膜を作製できることを明らかにした。作製したこのC60-SAM/Au//MgO系はLittleとGinzuburugが提唱した室温超伝導モデル系を実現していると考えられる。3)上記の構造をもつサンプルに対し、ミクロスケールでの電極構造を工夫することにより、電気伝導特性を測定することに成功した。幾つかのサンプルにおいて、200K以上の高温で電気抵抗が減少、変化する伝導異常を観測した。本研究で現在までにえられた結果は、期待している室温超伝導の可能性を示唆するものであるが、強く主張することは出来ない。今後、サンプル作製を続けながら、詳細な分析・解析を行うことが急務の課題である。本年度は3種類の手法でC60超薄膜あるいは超構造凝集体を形成することを試み,以下の成果をえた。1)SN基を有するC60誘導体の金への吸着作用を応用し,自己組織単分子膜を作製する条件を検討した。その結果,有機溶媒中の誘導体は室温下で約15時間の反応の後,吸着作用は飽和することを見出した。えられた薄膜表面のAFM観察結果は,約2nm程度の単分子膜が形成されていることを示唆していた。2)高真空中での蒸着法により,C60超薄膜を作製した。約250°Cの基板温度の下で2次元成長が観察された。この時,約15nm厚の平滑かつ連続的な超薄膜がえられることを明らかにした。より低い基板温度下では,3次元的島状成長となることを確認した。3)過飽和C60溶液より,核を制御し,極めてゆっくりと析出するC60は,数nmオーダーの径を持つ,極微細ファイバー状組織を形成することを明らかにした。SEMあるいはTEM観察によってその構造の特徴を検討した。本年度次の二つの目標が掲げられ、えられた成果は以下のとおりである。1)金超薄膜上に化学吸着機構により形成される自己組織C60単分子膜を高分子化し、金属/π電子相互作用をベースとしたまったく新しい2次元的電子伝導系の創製金に対するSN基の強い吸着作用に着目し、SN基を付加したC60誘導体による自己組織単分子膜(SAM)の形成を試みた。室温下での吸着反応は自己停止的であり、約15時間でC60誘導体薄膜成長は飽和する傾向を示した。えられた膜のXPSによる組成分析、表面観察の結果から、約2nm厚程度のC60誘導体膜がSAMとなって金表面を覆っていることが示唆された。特に、AFM表面観察によって次の結果がえられた。約千°Cで熱処理されたMgO(100)単結晶表面上に形成された金超薄膜を下地とした時、ステップに沿ってC60SAMは特異な1次元配列を示した。さらに、700°C処理基板上では2次元的なSAMが金超薄膜上に形成出来ることが確かめられた。

2)分子線エピタキシー法により、ナノメーターオーダーのC60超薄膜を作製し、誘電体薄膜との積層構造を構成し、FET構造に基づく超伝導発現の検証天然マイカ上に、MBE装置によってC60超薄膜を形成した。蒸発量をクヌードセンセルによって制御し、基板温度を精密にモニターすることによって、再現性の高い安定した成膜が可能となった。特に、再蒸発限界温度である約200°C付近では、(111)面のエピタキシャル成長とステップ・テラス構造を持つ良質な超薄膜が作製できた。こうした膜に対して電界印加による伝導性、超伝導発現等の可能性を現在検討中である。本研究は3ヵ年にわたり、主として次の目的をもって遂行された。1)金超薄膜上に化学吸着機構により形成される自己組織C60単分子膜を用い、金属/π電子相互作用をベースとしたまったく新しい2次元的電子伝導系を創製することを目指した。2)単分子膜内の膜全体にわたるカオス的電気伝導性の変化機構を明らかにしながら、強い電子間相互作用のもとで発現する高温超伝導を期待した。結果として、次のような大きな成果をえた。1)C60誘導体(C60-0-C8SH)自己組織単分子膜(C60?SAM)を金超薄/MgO(100)単結晶基板上に形成する新しいプロセスを開発した。2)特に、原子間力顕微鏡(AFM)による表面形態の観察の結果、熱処理条件を最適化することにより、明確なステップテラス構造を持つ単結晶を用いて、ステップに沿ったナノメーターオーダーの金超薄膜を作製できることを明らかにした。作製したこのC60?SAM/Au//MgO系はLittleとGinzuburugが提唱した室温超伝導モデル系を実現していると考えられる。3)上記の構造をもつサンプルに対し、ミクロスケールでの電極構造を工夫することにより、電気伝導特性を測定することに成功した。幾つかのサンプルにおいて、200K以上の高温で電気抵抗が減少、変化する伝導異常を観測した。本研究で現在までにえられた結果は、期待している室温超伝導の可能性を示唆するものであるが、強く主張することは出来ない。今後、サンプル作製を続けながら、詳細な分析・解析を行うことが急務の課題である。
教員養成系学部におけるデジタルクラフト導入モデルの構築

本研究は,学校現場への3Dプリンタ等のデジタルファブリケーション技術(デジタルクラフト)の将来の導入を見据え,デジタルクラフトによる授業改善やデジタルクラフトのモラル指導に関わる教材およびカリキュラムを開発し,教員養成系の学部におけるデジタルファブリケーション導入モデルとして構築することを目的とした。平成30年度は,前年度の,1)技術教育専攻学生を対象とした授業,2)他専攻の学生も含めた授業の2つの授業効果を分析をさらに進めると共に,調査結果や授業記録を踏まえ,授業カリキュラムおよび教材の改良を行った。授業は後期(9月-1月)で24名の学生を対象に実践を行った。教育効果についての質問紙調査を実施し,教育効果を確認することができた。授業用に開発し,改良をしたデジタル教材については,デジタルファブリケーションのWebサイト(http://fablab-nagano.org/)において公開できるように整備を進めている。教員研修プログラムとして,デジタルファブリケーションとプログラミングを用いた2時間の研修プログラムを開発し,18名の小学校教員を対象に実践した。事後調査の結果から,その効果を確認することができた。また,中学2ー3年生を対象に,デジタルファブリケーションとエネルギー変換の技術を組み合わせたロボット製作の授業を展開し,その教育効果を確認した。3年間での各発表等の研究成果を整理し,論文として投稿できるように執筆を進めている。本研究は,学校現場への3Dプリンタ等のデジタルファブリケーション技術(デジタルクラフト)の将来の導入を見据え,デジタルクラフトによる授業改善やデジタルクラフトのモラル指導に関わる教材およびカリキュラムを開発し,教員養成系の学部におけるデジタルファブリケーション導入モデルとして構築することを目的とする。平成28年度は,学部生対象の授業として,1)技術教育専攻学生を対象とした授業,2)他専攻の学生も含めた授業の2つを提案した。1)は,情報系の授業内容同様に,デジタルクラフトの技術自体の体系的理解や活用を中心としたカリキュラム・教材を開発した。そして中学校技術科への導入を想定した授業を展開し,デジタルクラフトへの体系的な理解と技能を習得させた。2)は授業におけるデジタルクラフト技術の活用を中心としたカリキュラム・教材を開発した。特に授業毎に活用できるスライドやサンプルデータなどのデジタルコンテンツを開発した。そしてデジタルクラフト自体を広く体験すると共に,デジタルクラフト技術の特長を生かした教材開発を学ばせた。実践の結果,デジタルクラフトを使用した教材開発や課題を制作でき,意識調査の結果でもデジタルクラフトの活用や学習について肯定的に有意な結果を得ることができた。カリキュラムと教材の開発については8月の日本産業技術教育学会において研究発表をした。実践の検証については論文投稿をおこなった。また,複数のFab施設を視察したり,関連学会で情報収集・議論を行ったりした。当初予定していたカリキュラム・教材の開発が概ね順調に進み,学会発表ができた。また,2種類のカリキュラムについて試行実践および検証かでき,一定の有効性を確認でき,論文投稿をすることができた。平成29年度は,前年度の,1)技術教育専攻学生を対象とした授業,2)他専攻の学生も含めた授業の2つの授業効果を分析すると共に,授業カリキュラムおよび教材の改良を行った。授業は後期(9月-1月)で実践を行い,教育効果についての調査を実施した。教員研修プログラムとして,3Dプリンタおよびカッティングマシンを用いた6時間の研修プログラムを開発し,20名の小中高の教員を対象に,教員免許更新講習の中で実践し,その効果を確認することができた。また,中学1年生を対象に,デジタルファブリケーションを体験的に学ぶ授業として,3Dプリンタの積層加工とCNCによる切削加工の比較授業を行うと共に,計測制御のプログラミングと合わせて,実践を展開し,その教育効果を確認した。以上の成果について,8月の日本産業技術教育学会全国大会において研究発表をした。また,10月にニュージーランドで開催された技術教育の国際会議(TENZ.ICTE Conference)にても成果を発表し,多くのフィードバックを得ることができた。28年度の成果を踏まえ,当初予定していたカリキュラム・教材の改良が概ね順調に進み,国内のみならず,国際会議でも学会発表ができた。また,教員研修および中学生を対象にした実践を実施し,その有効性を確認することができた。