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林忠正関連資料の再発掘による19世紀末～20世紀初頭の日仏関係史の再考察

しかし、彼が渡仏した1878年当時、日本は明治維新を経て、不安定な体制のまま急速に政治体制・技術文化の西洋化・近代化をはかっており、フランスは普仏戦争の敗北から立ち直り独英に負けない技術・文化力を数度のパリ万国博覧会で示そうとしているところだったこと、その後の、芸術と娯楽と新しい科学技術が花開いた世紀末のパリの人々は、江戸の自由な文化に憧れ、幻想の「日本」を夢みていた。林は、全く異なる文化相互の幻想・誤解の仲介をしながら、闇雲な富国強兵に走る日本のメディアと闘いながら、西洋に負けない文化的な近代国家としての日本の姿、日本の誇りを1900年の万博で示そうと奔走したことを忘れてはいけない。このように、より広い世界史の中に林の活動を置き直し、19世紀末から20世紀初めまでの日仏関係を考察するため、50年にわたり林の研究を続けてきた木々康子氏の収集した膨大な史資料と、林本人が遺した1次史料の整理・データ化が本研究の重要なミッションである。2019年2月19日5月19日に国立西洋美術館で、木々康子氏の所蔵品を中心とする「林忠正展」が開催されたため、その準備もかねて、1次史料の総点検と、ひととおり写真撮影を行えたこと、19世紀末のフランスほか欧米諸国と日本での、林の幅広い文化交流と活動の軌跡を広く一般に公開できたことは大きな成果と言える。また、林家に残されていたフランス人の日本研究者レオン・ド・ロニーが1868年に刊行したが、その1号で終わった日本語新聞「世のうはさ」の現物が、木々康子邸で発見された。この新聞の趣旨と挫折、ロニーの人物と林との関係について、総合社会科学会の学会誌『総合社会科学研究』第31号に、研究ノートとして小論「フランスで初めての日本語新聞『世のうはさ』について」を掲載した。2018年度の研究実績蘭にも書いたように、50年間にわたり林忠正の研究を続けてきた木々康子氏の収集した膨大な史資料と、林忠正本人が遺族に遺した1次史料の整理・データ化が本研究の重要な基礎的作業であるが、2019年2月19日5月19日に国立西洋美術館で開催された「林忠正展」のために1次史料の重要な部分を半年間(2018年11月2019年5月末)、西洋美術館に貸し出していたため、それらについての詳細な調査・解読・位置づけはペンディングになってしまった。木々康子氏の健康状態が2018年春から著しく悪くなってしまったこと、また研究代表者自身も健康を害してしまったため、海外への調査旅行もできず、木々康子氏の証言の録音もはかばかしく進まなかった。木々康子氏の健康状態が回復してきたので、2019年度4月より、大学院生の協力を得て、木々氏の発言のデータ入力や、林家に遺る古文書の翻刻・データ入力・現代語訳などを始めている。院生の協力により、今年度はこうした作業を進めていきたい。木々康子氏が蒐集した膨大な日本語・仏語・古文書の文献資料についても、分類・整理しデータ化を進めていきたい。また、5月末には国立西洋美術館の「林忠正展」に貸し出した1次史料が返却されるので、それらの詳細な調査・解読・位置づけ・分類整理・データ化を進めていきたい。西洋美術館の展覧会では図録の作成がなかったので、これらの史資料の写真も掲載して資料・解説を本にまとめて刊行すべく研究を推進していきたい。木々康子氏の集めた文献のみならず、最近の歴史学的な論考も広く参考にしたい。(例えばクリスチャン・ポラック、西野喜章編『維新とフランスー日仏学術交流の黎明』東京大学総合研究博物館特別展図録、2009。西堀昭『日本の近代化とグランド・ゼコール-黎明期の日仏交流』柘植書房新社、2008。アンドルー・ゴードン『日本の200年徳川時代から現代まで』上下巻、みすず書房、2006。イアン・ブルマ『近代日本の誕生』ランダムハウス講談社、2006年。北澤憲昭『眼の神殿ー「美術」受容史ノート』ブリュッケ、2010。松浦寿輝『明治の表象空間』新潮社、2014。古田亮『日本画とは何だったのか近代日本画史論』(角川選書) 2018。寺本敬子『パリ万国博覧会とジャポニスムの誕生』思文閣出版、2017。
グローバルな鉱山汚染地域の廃棄物安定化に向けた毒性元素鉱物への微生物作用の解明

近年、世界各地の産業発達や鉱山開発にともない放出される重金属は、広域にわたる深刻な環境被害を引き起こしている。本研究では、特に鉱山開発による汚染が環境問題となっているアジア・南米・欧米の研究者と連携して、世界各地の鉱山汚染地域における鉱山廃棄物の安定性および毒性元素挙動に影響する微生物作用について明らかにする。鉱物態を基質として利用する新規微生物機構を解明し、風化産物や二次鉱物への毒性元素の固定化による安定化を目指す。
再生誘導機能を備えた末梢神経インタフェースデバイス

研究の目的本研究は,軸索の再生誘導機能を備えた新しい末梢神経インタフェースデバイスを開発することを目指して行った.これによって,次世代の神経インタフェースデバイスに求められる様々な機能が実現可能になると考えた.具体的には以下の課題の遂行を目的とした.各課題毎に基礎的な評価実験から,動物の神経を対象とした評価実験までを行ない,さらに各機能の統合と長期埋込における侵襲度評価を行うことを目指した.A)実際に神経軸索の再生を誘導,促進できるかどうかの確認B)再生軸索からの神経信号計測・刺激機能の確認研究実績前年度に引き続いて,下記の課題を遂行した.A)プローブの作成方法の確立以降の各課題を遂行するために,各種の仕様の電極を再現性良く作成するための電極作成方法の確立を行った.特に,流路構造の強度向上のための工夫を行い,解決した.B)軸索再生の誘導についてのin vivo系での確認ラット坐骨神経を対象とした埋め込みと評価実験を行い,電気生理学的な評価においても,また組織標本による評価においても,軸索の再生を示す結果を得た.以上の結果から,提案した新しい構造の神経再生型電極の有用性が示唆された.〔連携研究者〕東京大学大学院情報理工学系研究科・教授満渕邦彦研究目的↓本研究は軸索の再生誘導機能を備えた新しい末梢神経インタフェースデバイスを開発することを目的として行った.これによって,次世代の神経インタフェースデバイスに求められる様々な機能が実現可能になると考えられる.具体的には以下の課題の遂行を目的とした.各課題毎に基礎的な評価実験から,動物の神経を対象とした評価実験までを行ない,さらに各機能の統合と長期埋込における侵襲度評価を目指した.A)実際に神経軸索の再生を誘導,促進できるかどうかの確認B)再生軸索からの神経信号計測・刺激機能の確認C)電気刺激や薬液注入が軸索再生に与える影響の検討研究実績研究実施計画に沿って,下記の課題を遂行した.A)プローブの作成方法の確立以降の各課題を遂行するために,各種の仕様の電極を再現性良く作成するための電極作成方法の確立を行った.流路構造の強化を図るため、条件出しを行った.B-1)軸索再生の誘導についてのin vitro系での確認ラット脳皮質初代培養神経細胞を用いた再生評価実験系の構築を行った.B-2)軸索再生の誘導についてのin vivo系での確認ラット坐骨神経を対象とした,再生評価実験系の確立を行った.研究の目的本研究は,軸索の再生誘導機能を備えた新しい末梢神経インタフェースデバイスを開発することを目指して行った.これによって,次世代の神経インタフェースデバイスに求められる様々な機能が実現可能になると考えた.具体的には以下の課題の遂行を目的とした.各課題毎に基礎的な評価実験から,動物の神経を対象とした評価実験までを行ない,さらに各機能の統合と長期埋込における侵襲度評価を行うことを目指した.A)実際に神経軸索の再生を誘導,促進できるかどうかの確認B)再生軸索からの神経信号計測・刺激機能の確認研究実績前年度に引き続いて,下記の課題を遂行した.A)プローブの作成方法の確立以降の各課題を遂行するために,各種の仕様の電極を再現性良く作成するための電極作成方法の確立を行った.特に,流路構造の強度向上のための工夫を行い,解決した.B)軸索再生の誘導についてのin vivo系での確認ラット坐骨神経を対象とした埋め込みと評価実験を行い,電気生理学的な評価においても,また組織標本による評価においても,軸索の再生を示す結果を得た.以上の結果から,提案した新しい構造の神経再生型電極の有用性が示唆された.〔連携研究者〕東京大学大学院情報理工学系研究科・教授満渕邦彦
ビーズミルで粉砕と金属担持を同時に行う高活性ナノサイズ酸化チタン光触媒の開発

研究目的高活性な光触媒材料を構築するため、一般的に酸化チタンに白金などの貴金属を少量担持する手法がとられている。しかしこの手法は、一旦化学プロセスにてナノサィズの酸化チタンを作製し、それから金属を担持するという2段階の工程が必要であった。本申請では、ビーズミルで市販の酸化チタンを粉砕することによりナノサイズの微粒子を得るとともに、同溶液内において金属白金を析出させるという、簡便で高活性な光触媒材料の作製方法の開発を目指した。研究方法市販のアナターゼ型酸化チタン粉末(粒径200nm)をビーズミル容器内に封入し、10hのビーズミル粉砕を行った。同溶液内には5%ジニトロジアンミン白金(II)硝酸溶液を、担持量が1wt%になるように添加しており、上方から4WのUVランプを照射し、光析出法により酸化チタン表面に金属白金を析出させることにより担持を行った。研究成果10h粉砕を行った試料に対して窒素吸着によるBET法により測定した表面積から求めた酸化チタンの粒径は14nmであり、簡便にナノサイズの試料を得ることに成功した。また、蛍光X線測定の結果、仕込み値と同様の1wt%の白金の存在が確認された一方で、構造解析の結果からは酸化チタンの存在のみが確認された。このことは、原料の酸化チタンの構造に影響を与えることなく、極微量の白金が担持されていることを示している。光触媒測定の結果、白金担持試料は未処理のものと比較して6%の活性の向上が発現した。しかし、ジニトロジアンミン白金(II)硝酸溶液の酸性が強すぎるため、ビーズミル容器を腐食する可能性があるという問題が生じたため、より腐食性の低い白金溶液を用いることが課題となる。
効果的な糖尿病患者教育のための患者スクリーニングツールの開発

国内外の先行研究から、効果的な糖尿病自己管理教育とはどのようなものかについて調べたが、対象者の特性や教育方法が多様であることなどから、現在も結論が出ていないことがわかった。そこでまずは、今回の研究期間内で、療養行動に影響する患者側の要因の一つとされる、患者が自分の病気のことをどのように考えているか、について調べる尺度の開発に着手し、試作品を完成させた。実際の性能についての検証が今後の課題である。効果的な糖尿病自己管理教育(DSME)とはどのようなものかを考察するために、2001年以降に海外で公表されたシステマティック・レビューとメタアナリシスについてレビューした。PubMedによる電子検索の結果、27件の文献が得られた。レビューの内容は、DSME全般に関するものと、教育についての5つのサブグループ(方法、内容、対象、担当者、場所)に関するものに大別された。後者では、教育方法については、心理療法(2件)、グループ教育(1件)、情報技術を利用した教育(2件)が、教育内容については、生活習慣介入の体重への効果、自己血糖測定、フットケア教育、薬物療法のアドヒアランスを高める介入、医療者患者関係への介入、社会的支援が(各1件)、教育対象については社会的弱者(3件)が、教育担当者についてはcommunity health worker(1件)が、教育場所については病院外来(1件)と病院以外の場所(2件)が取り上げられていた。以上をレビューした結果、DSME全体でみれば、介入により短期的な血糖コントロールの改善が小から中程度の大きさで認められるが、その詳細について、すなわち、どのようなDSMEが、どのような対象に、どのように作用する結果、どのようなアウトカムに、どのような効果をもたらすのか、については現在のところ確固とした結論は出ていない。また今回特に注目すべきは、多くの研究が理論に基づくDSME介入を推奨していることである。これを踏まえてわが国で介入研究を実施する場合には、それが拠り所とする理論が扱う構成概念を客観的に測定するための、信頼性と妥当性が保証された日本語の尺度が必要であり、このような尺度の開発は今後とりかかるべき優先課題の一つと考えられた。前年に実施した文献レビューでは、効果的な糖尿病自己管理教育のためには行動理論に基づくことを強調した文献が多かった。これを踏まえて今年度は、糖尿病患者の行動変容をもたらす健康行動理論として、多くの文献で取り上げられている、BanduraのSocial cognitive theory、特にその主要概念であるself-efficacyに着目した。Banduraの原書を精読したところ、理論上、self-efficacyは遂行行動の達成によっても高められるため、横断調査によって行動とself-efficacyに関連性が認められても、self-efficacyを高めた結果として行動変容がもたらされたことの証明としては不十分であると考えられた。また、観察的な縦断研究によって高いself-efficacyを持つ患者が行動変容を起しやすいことが示されたとしても、これはどのような教育的介入がself-efficacyを高めるのかについての解を与えるものではない。したがって、理論に基づく効果的な糖尿病自己管理教育を考える上では、self-efficacyを高める介入効果をランダム化比較対照試験によって検証した研究に限定してevidenceを精査する必要があると考え、文献レビューを実施した。研究者が単独で行った文献検索では、PubMedにより8件が得られた。しかし、そのすべてがself-efficacyと行動の因果関係を示すには不十分な結果であった。このことは、糖尿病の自己管理教育でself-efficacyを用いることの理論的妥当性、あるいは測定尺度の感度や反応性の問題など、既存のevidenceに対して大きな疑問を投げかける結果として重要な意味を持つ。今後は、この原因の精査をさらに進めるとともに、他の研究者にも協力を依頼し、文献検索の精度を高めることが課題である。前年に実施した文献レビューの結果は、2型糖尿病の自己管理教育でself-efficacyを用いることについての既存のevidenceに疑問を投げかけるものであった。そこで本年度は、療養行動に影響を与えうる患者の要因として、self-efficacyに固執せず、患者のbeliefを別の視点でとらえることとした。近年、Leventhalらのthe Self-regulatory Model(Common-Sense Model)が、多くの慢性疾患の研究分野で適用されていることから検討を始めたところ、その構成概念であるillness perception(以下、IP)が、患者のbeliefの一側面として本年度の目的に合致すると考えられた。実際、海外の先行研究では横断的、縦断的に、2型糖尿病の療養行動とIPの関連を示唆していた。ただし、これらの検証はもとの理論に忠実でなく、IPの部分的なドメインしか扱っていないために、今後の検証の余地が十分にあると考えられた。しかしIPの測定尺度は海外で開発されたものしかなかったため、本年度は、日本語版のIPの尺度開発に着手することとした。

その際、海外で開発された尺度の中では、2006年に公表されたthe Brief Illness Perception Questionnaireが、全9項目と最も項目数が少なく、臨床での適用可能性が高いと考えられた。さらに、より詳細な尺度であるthe revisedillness perception questionnaireも参考に、両者の利点を取り入れた、糖尿病に特異的な全11項目からなる尺度案を作成した。これは現在、看護学分野の複数の研究者による内容的妥当性の検証、2型糖尿病患者への試用による表面的妥当性の検証を終えている。今後は、構成概念妥当性や再テスト信頼性など、他の性能を数量的に評価することが課題である。
流れを伴う界面への界面活性剤の吸脱着現象の実験的解明とモデル化

平成30年度は昨年度までの実験を継続するとともに、従来使用していたTriton X-100のみならず分子量が異なるTriton X-141に関しても実験を実施した。その結果、吸着脱着に伴う球形液滴界面への界面活性剤のモル流束に及ぼす分子量の影響は小さく、Triton X-141の場合もTriton X-100と同様に流動が無くなった液滴界面には従来用いられてきたFrumkin-Levichモデルが適用できるものの、流動する液滴界面には同モデルが適用できず、Generalized Frumkinモデルなどを用いる必要があることを明らかにした。ただし、Generalized Frumkinモデルに含まれる定数の決定には実験が必要であるため、普遍的なモデル構築のためには、さらなる実験が必要である。ただし、数値予測手法の枠組みに関しては、大きな問題はないと考えられる。また、SFVを用いて計測した速度分布から圧力を評価する手法を改良し、評価精度を高めた。また、界面における評価圧力および速度分布から算出した粘性応力から液滴に作用する局所流体力の分布およびその総和である流体力の評価を実現した。その結果、界面活性剤の吸着に伴い液滴の後端から界面垂直方向の粘性応力が低下し、せん断応力が増加するとともに圧力も増加すること、これらの力のうちせん断応力の変化量が最も大きく、界面の汚染に伴う抗力の増加は主に剪断応力によることを実験的に再確認した。以上のように、本研究は、従来困難であった流動界面における界面活性剤の吸着・脱離特性を実験的に評価できる手法を提案・検証するとともに、従来使用されてきた静的な吸着・脱着モデルが流動界面に適用できない条件があることを実証した。今後、本手法を用いることによりさらなる吸着・脱離現象の解明が期待できる。多くの工業分野,自然界において気泡や液滴を含む流れが見られるが,界面活性剤などの汚染物質が含まれる場合,気泡/液滴と周囲流体間の運動量/熱/物質移動が清浄系と異なることが知られている.しかし,流動系における界面への界面活性剤の吸着/脱着に関する知見は少なく,数値予測においても静的な系における吸脱着モデルが利用されているが,その妥当性検証は全くなされていない.本研究では,高精度速度分布計測に基づく界面上界面活性剤濃度評価手法を構築するとともに,流動系における界面活性剤の吸着/脱着特性を明らかすること,および現在使用されている静的な吸脱着モデルの妥当性を検証することを目的とする.平成28年度は,計測手法構築・検証および数値計算基礎コードの開発を行った.計測手法構築に関しては,時空間フィルタ流速系(SFV)により測定した界面近傍速度分布から界面内外に作用する剪断応力を算出し,その差からマランゴニ応力を評価した後,マランゴニ応力から界面張力の分布を評価するプログラムを開発した.さらに,界面張力の変化が界面への界面活性剤の吸着に起因することから,界面上界面活性剤濃度Γを界面張力から算出するプログラムも開発した.また,清浄系と完全な汚染系において静止シリコンオイル中を沈降する単一球形グリセリン水溶液液滴を対象にSFVを用いた速度測定を実施し,得られた速度場から界面張力,界面上界面活性剤濃を算出するとともに,実験結果と既存の知見を比較検討し,計測手法の妥当性を検証した.さらに,種々の汚染度合いにおける界面上界面活性剤濃度を測定し,液体中の界面活性剤濃度が界面の汚染度合いに及ぼす影響を調べるとともに,液滴の沈降に伴う界面上界面活性剤濃度の時間変化を捉えられることえを確認した.さらに,吸脱着モデル評価に資する界面追跡法に基づく数値予測手法の基盤コードを開発した.当初計画通り,1)時空間フィルタ流速系(SFV)により測定した界面近傍速度分布から界面内外に作用する剪断応力を算出し,その差からマランゴニ応力を評価し,その後,マランゴニ応力から界面張力および界面上界面活性剤濃度を算出するプログラムを開発した.また,2)清浄系と完全な汚染系の球形液滴を対象に実験結果と既存の知見を比較検討し,計測手法の妥当性を検証するとともに,基準条件における吸脱着特性を調査した.さらに,吸脱着モデル評価に資する界面追跡法に基づく数値予測手法の基盤コードを開発した.以上のように当初計画どおりに研究が進展しており,概ね順調に進展していると評価した.平成29年度は,実験的に界面への界面活性剤の吸脱着特性を調べるとともに,静的な吸脱着モデルを用いた数値計算の結果と比較し、その妥当性を検証した.このため,計測手法に関しては、軸対称2次元流れにおいてNavier-Stokes方程式および連続の式を用いて圧力を算出するアルゴリズムを構築し,SFVにより測定した速度分布から圧力分布を算出するプログラムを開発した.これにより,液滴に作用する圧力,剪断応力,マランゴニ応力が全て評価可能となった.また,液滴内外速度分布を沈降方向に異なる位置で測定することにより,液滴の沈降に伴う界面活性剤界面濃度の変化を測定し,その結果を界面活性剤界面濃度輸送方程式に代入することにより、輸送方程式に現れる全ての項を実験的かつ定量的に評価した.具体的には,2時刻における界面活性剤界面濃度から時間変化項を,界面速度および界面活性剤界面濃度から移流項を,界面活性剤界面濃度分布から拡散項を評価し,それらの残差として吸着・脱離に伴う生成項を評価した.その結果,従来用いられてきたFrumkin-Levichモデルが汚染により流動が無くなった液滴界面には適用できるものの、流動する液滴界面には適用できないことを明らかにした.

また、流動界面におけるて吸着・脱離に伴う生成項はGeneralized Frumkinモデルにより概ね良好に表現できることを確認した.さらに、界面活性剤の吸着・脱着を考慮した数値計算を実施し、静的な吸脱着モデルを用いた場合、数値計算の結果と実験結果に無視できない差が生じることを明らかにした.当初計画通り,1)時空間フィルタ流速系(SFV)により測定した液滴周りの速度分布から圧力を評価するプログラムを作成し,実験的に液滴に作用する圧力、粘性応力、マランゴニ応力を評価できる実験計測手法を確立した.また、2)液滴の沈降方向に異なる位置で液滴周囲流動を測定することにより,液滴の沈降に伴う界面上界面活性剤濃度の変化を調べ,界面上界面活性剤濃度輸送方程式の全ての項を実験的かつ定量的に評価した.さらに,3)実験結果から既存のFrumkin-Levichモデルが流動する界面に適用できないことを明らかにし,この場合Generalized Frumkinモデルが実験結果をよくあわわせることを示した.以上のように当初計画どおりに研究が進展しており,概ね順調に進展していると評価した.平成30年度は昨年度までの実験を継続するとともに、従来使用していたTriton X-100のみならず分子量が異なるTriton X-141に関しても実験を実施した。その結果、吸着脱着に伴う球形液滴界面への界面活性剤のモル流束に及ぼす分子量の影響は小さく、Triton X-141の場合もTriton X-100と同様に流動が無くなった液滴界面には従来用いられてきたFrumkin-Levichモデルが適用できるものの、流動する液滴界面には同モデルが適用できず、Generalized Frumkinモデルなどを用いる必要があることを明らかにした。ただし、Generalized Frumkinモデルに含まれる定数の決定には実験が必要であるため、普遍的なモデル構築のためには、さらなる実験が必要である。ただし、数値予測手法の枠組みに関しては、大きな問題はないと考えられる。また、SFVを用いて計測した速度分布から圧力を評価する手法を改良し、評価精度を高めた。また、界面における評価圧力および速度分布から算出した粘性応力から液滴に作用する局所流体力の分布およびその総和である流体力の評価を実現した。その結果、界面活性剤の吸着に伴い液滴の後端から界面垂直方向の粘性応力が低下し、せん断応力が増加するとともに圧力も増加すること、これらの力のうちせん断応力の変化量が最も大きく、界面の汚染に伴う抗力の増加は主に剪断応力によることを実験的に再確認した。以上のように、本研究は、従来困難であった流動界面における界面活性剤の吸着・脱離特性を実験的に評価できる手法を提案・検証するとともに、従来使用されてきた静的な吸着・脱着モデルが流動界面に適用できない条件があることを実証した。今後、本手法を用いることによりさらなる吸着・脱離現象の解明が期待できる。
毛細管力を利用した下向き浸漬凝縮面の伝熱促進法に関する研究

電子デバイスを浸漬冷却する際の二次冷却面(凝縮面)として、浸漬冷却モジュール容器の上壁面を使用することを想定した基礎的研究を行った。供試凝縮面としては幅40mm、長さ120310mmの銅製平滑面と2種類のフィン付面(フィンピッチpは0.61mmと1.36mm)を使用し、供試容器内の上部に水平下向きに設置した。供試容器内の下部には発熱素子を模凝するヒータを設置し、供試流体を一定高さまで充填した。供試流体にはR113とメタノールを使用した。実験は供試面が蒸気空間中にある場合と、液中に浸漬されている場合について行ない、両者について供試面に多孔質排液板(厚さ2mm、平均有効孔径0.61mm)を取り付けることによる伝熱促進効果を検討した。浸漬型凝縮においても、低熱流束では凝縮面の下部に蒸気空間が形成された。蒸気空間高さは熱流束の増大につれて減少し、高熱流束では凝縮面に蒸気泡が直接衝突した。この最後の領域では、フィン付面の凝縮熱伝達は蒸気空間型の場合より最大35%促進された。平滑面では浸漬型凝縮と蒸気空間型凝縮の熱伝達特性の差はほとんどなく、多孔質排液板の取り付けによる伝熱促進効果も最大10%程度であった。フィン付面は平滑面に比べて高い伝熱性能を示した。平滑面と比較した伝熱促進率はpが小さいほど、また凝縮物質の間面張力と液密度の比σ/ρが大きいほど大きかった。蒸気空型凝縮と、浸漬型凝縮で蒸気空間が形成される領域については、多孔質排液板の取り付けによってさらに顕著な伝熱促進効果が得られた。多孔質排液板の有効高さはpが小さいほど、またσ/ρが大きいほど大きかった。凝縮温度差5kにおける伝熱促進率の最大値は、R113の浸漬型凝縮について4.5、蒸気空間型凝縮について7.1であった。上述の結果から、浸漬冷却モジュールの上壁面を高性能の凝縮面として使用できることが明らかになった。蒸発器と下向き凝縮面を組み込んだ浸漬凝縮実験容器と補助凝縮器よりなる実験装置を製作し,矩形の平滑凝縮面およびローフィン付凝縮面に関する実験を行った.試験流体としてはR113およびメタノールを使用し,それぞれの面について中心線上に高さの異なる多孔質排液板を取付けることによる伝熱促進効果を調べた.なお,実験は凝縮面が蒸気空間中に設置された場合と,液中に浸漬された場合について行い,両者の伝熱特性を比較した.現象観察によれば,凝縮面が液中に浸漬されている状態から実験を開始した場合についても,定常状態に達した後には凝縮電熱面の下部に蒸気空間が形成された.蒸気空間高さは凝縮温度差ΔTが小さいほど大きく, ΔT>10Kではほぼ0になった.従ってΔT>10Kでは蒸気空間型と浸漬型の凝縮面の伝熱特性には差が見られず,浸漬型のローフィン付凝縮面についても多孔質排液板を取付けることにより伝熱が促進されることが明らかになった.

平滑面と比較した伝熱促進率は一般に多孔質排液板高さhとともに増大し, R113についてはh=1.4mm,メタノールについてh=6mmにおいてそれぞれ2.6および4.0となり,これ以上hを大きくしても変化は見られなかった.これは供試ローフィン付面のフィンピッチが1.36mmと比較的大きかったことに原因があると考えられる.従って来年度は更に高い伝熱促進率を得るべく,フィンピッチの小さい凝縮面を製作し,実験を行う予定である.前年度に引き続き、幅40mm、長さ120309mmの銅製平滑面とフィンピッチが0.61mmと1.36mmのフィン付面を用いて、下向き面上の凝縮伝熱におよぼす多孔質排液板(平均有効孔径0.61mm、厚さ2mm)の効果を実験的に調べた。供試流体としてはR113を使用し、伝熱面が蒸気空間に設置された場合と、液中に浸漬されている場合について実験を行い、両者の伝熱特性を比較した。平滑面と比較した伝熱促進率はフィンピッチの小さいフィン付面のほうが大きく、その値は多孔質排液板の高さとともに増大した。しかし、排液板の有効高さには上限があり、フィンピッチ1.36mmの面では1.4mm、フィピッチ0.61mmの面では6.7mm以上では伝熱特性に差が見られなかった。蒸気空間形と浸漬形を比較すると、平滑面では両者の差は認められなかった。フィンピッチ1.36mmの面では、凝縮温度差△T<10Kで浸漬形のほうがいく分伝熱促進率が小さかった。フィンピッチ0.61mmの面では。△T<4Kでは両者の伝熱特性の差は小さく、最高7.2程度の伝熱促進率が得られた。△T=410Kでは、排液板付きの面の浸漬形の熱伝導係数が相対的に減少した。一方、排液板なしの面の浸漬形の熱伝達係数は相対的に増大した。△T>10Kでは、浸漬形の熱伝導係数は排液板の有無にかかわらずほぼ一定であった。この浸漬形の伝導特性は、伝熱面の下部に形成される蒸気空間高さと密接な関係があり、△T<10Kでは△Tの減少につれて蒸気空間高さが増大し、△T>10ではほぼ0となった。蒸気空間が形成される領域については、本研究者らが以前に報告した理論解析によってフィン付面の凝縮熱伝達を予測できることが確認された。
都市遺跡発堀支援3次元ダイレクトモデリングシステムの開発

1.研究の目的・方法:都市遺跡の発堀支援と研究室における発堀過程の追体験を目的とする3次元CGシステムを開発。発堀作業への試験利用をとおして、システムの運用技術を確立し、また、性能を評価する。2.研究の成果:3つのサブシステムを開発し、性能を評価した。(1)現場サブシステム:遺構を多面体で、層位境界面を折面で遺物出土位置を点で表わすものとして、発堀現場で、必要な点の3次元座標を光計測機器で計測し、パソコンで各種平面図や鳥瞰図などを即日作成する。アル・トゥール遺跡で試験利用し、大きな遺跡でも作業の状況や遺跡の全体像が容易に把握できる、出力図をスケッチの下図に利用すると、現場での観察や記録作業の質・速度が向上するなどが分かった。(2)研究室サブシステム:(1)で作成したデータを基に、遺構の要素別(部位・材質・施工時期別)3次元モデルを作成し、それらを組み合わせて遺跡CGモデルを構築する。遺構の表面模様の記録・再現には、3次元モデルに写真画像を合成表示する手法を用いる。要素別モデルを移動、除去しながら発堀の経過を再現したり、遺構の空間構造を解剖的に分析したりする機能をもつ。アル・トゥール住居遺構について試験利用し、システムが、研究室内で発堀過程を追体験し、解剖的に遺跡を分析する道具として、図面を超える性能を持つことなどを確認した。(3)記録写真検索システム:発堀過程で撮影された大量の記録写真を管理する。パソコン画面を見ながら、遺跡における空間的位置関係や、発堀段階における時間的関係を手がかりに検索できる。要素別モデル構築の際の参考とするため開発したが、これ自体、発堀の過程を追体験する道具として活用できることが明らかになった。3.評価:モデル構築やシステムの操作の繁雑さの解消が課題として残ったが、機能的には当初計画したシステム開発の目的を達成できた。1.現場サブシステム利用を前提に,発掘の手順を検討しマニュアルを作成した。5mグリッド数区画を1単位とする隣接の発掘区を2つ設定し,交互に10cmずつ水平に掘下げながら次の作業を並行して進める:(1)遺物のコ-ド化,座標計測,取り上げ(2)発掘面における遺構の形状計測(3)層位境界線の位置確認,コ-ド化,座標計測(4)検索システム用写真の撮影。(5)ケ-ブル吊りカメラによる発掘面の写真撮影(テクスチュアマッピング及び別途詳細実測図作成)。また完掘後に遺構の立面および発掘区周囲の層位断面写真を撮影。アル・トゥ-ル遺跡7次調査(91年夏)と8次調査(同冬)で試験運用し詳細を検討した。発掘面を20cmづつ下げる等,発掘速度と記録の精度の調整が課題となっている。2.光波測距儀による計測デ-タを基に,携帯パソコンを用いて,発掘現場の平面図,断面図,鳥瞰図(遺物の出土位置分布および遺構の三次元形状)などを編集出力するシステムを構築し,上述の調査で試験運用した。鳥瞰図については2日遅れ,他の図面については即日処理し,毎日の隊員会議資料として提出できるようになった。考古学者からは,現場の全体像把握や遺物の発掘位置確認が容易になり,室内作業の研究者も含めた情報交換や合意形成スム-ズになったとの評価を得た。三次元形状編集機能の強化が次年度の課題である。

3.パ-ソナルコンピュ-タを用いて,現場サブシステムから出力した遺構の三次元モデルに現場で撮影した写真を合成する試験を行い,実験室サブシステム開発の基礎技術を検討した。一方,超高速三次元ワ-クステ-ションを購入し,写真合成のための基本プログラム構築に取り組んでいる。写真検索システムについても,専用プログラムを開発し,7次調査を事例に試験システムを構築した。比較的廉価な機器だけで利用でき,発掘作業の簡便な追体験システムとして効果的である。1.昨年度の結果を踏まえて現場サブシステムの機能を強化し,92年夏のアル・トゥール遺跡発掘調査で試験運用した。各種図面を毎日出力することにより発掘作業の状況や遺跡の概要に関する研究者相互の共通認識が形成され易くなる,出力図を現場スケッチの下図として利用すると,観察や記録作業の密度や速度が向上する,等を確認した。2.現場サブシステムで作成したデータを基に,遺構の要素別(部位・材質・施工時期別)3次元モデルを作成するシステムを開発した。このの要素別モデルを組合わせて,遺跡の再現モデルを構築した。さらに,要素別モデルを移動・削除しながら発掘の過程を再現し,また,遺跡の空間構造を解剖的に分析する機能を開発した。3.遺構の表面模様を記録・再現するため,遺構の再現モデルに現場で撮影した写真を合成表示する機能を構築した。4通りの合成手法を比較し,作業手間から見て,面別リアル・マッピングと面別繰返し記号マッピングの併用が効果的なことが分かった。アル・トゥールの住居遺構の要素別モデルを用い,発掘過程の追跡,遺構と遺物の出土位置との相対位置関係や材質別遺構要素位置の分析などの,遺跡の空間構造を分析した。研究室サブシステムが,研究室で発掘過程を追体験し,解剖的に遺跡を分析する道具として,図面を超える性能を持つことを後確認した。4.要素別モデル構築の際の参考資料とするため,発掘過程で撮影される大量の記録写真を管理する記録写真検索システムを開発した。画面を見ながら,遺跡における空間的位置関係や,発掘段階における時間的関係を手がかりに検索する機能を付けたところ,これ自体,発掘の過程を追体験する道具として活用できることが明らかになった。5.モデル構築や,システムの操作の繁雑さの解消が,課題として残ったが,機能的には当初計画したシステム開発の目的を達成できた。
国際バカロレア中等課程美術科カリキュラムの研究

中等課程プログラム(MYP)を中心にディプロマプログラム(DP)初等課程プログラム(PYP)の国際バカロレア(以下IB)の美術教育を我が国の美術教育に応用する可能性について文献調査及び、IB認定校の教師からのインタビュー、授業参観等を行い実地調査した。MYP及びDPで使用されているワークブックについて調査し我が国の美術教育に応用できるかを調査研究し、発想構想段階やふり返りを重視している我が国にも応用可能であることが確認できた。美術館や博物館で行われる教育についてIBの視点から調査し、教室内外で探究的な学びを行うIBの教育と通じるものがあることが確認された。MYP改訂について調査し、報告した。国際バカロレア(以下IB)の中等課程プログラム(以下MYP)美術科カリキュラムを我が国の美術教育に応用する可能性について研究目的通り以下の4点を中心に研究を行うことができた。1学習進歩ワークブックの使用状況について22,23年度に引き続き横浜国立大学附属鎌倉中学校での使用実態について継続調査を行った。24年度は7月に全校生徒に対してアンケート調査を行った。ワークブックの活用法について附属鎌倉中学校の公開研究会で議論するなどさらに研究を進めることができた。2美術科以外の教科や他領域を中心とした活動について効果的な活動を実施している美術館、博物館について24年度はシンガポール国立博物館の活動を調査研究することができた。同館ではワークショップ「Puppets Alive」に同行しIBの視点から調査研究することができた。同ワークショップは社会科(Social Studies)、国家の歴史(National History)、Enrichmentの各学習に関連するとしており、学際的な学びを奨励しているIB・MYPの考え方にリンクすることが多々有り、IBの学習の姿勢が学校だけでなく他の教育機関にも通じることが現場で確認できた。3MYPのみでなく、ディプロマ資格課程(DP)及び初等課程(PYP)についても研究を継続、発展することができた。各課程については国内外のIBスクールを訪問し授業参観を実際に行ったり、担当者に直接インタビューを行うなど具体的な調査を行うことができた。各課程にまたがって調査することで、発達段階を重視したIBの学習理念を改めて確認することができた。4IBアジアパシフィックオフィスを訪問し、IBの全体的な考え方について確認した。ホリスティックな学習、多文化理解、世界平和を重視するIBの基本理念を確認し、さらに我が国とIBの関係について最新の考え方を確認することができた。1中等課程(IBMYP)を中心に国際バカロレア(IB)の概略について主にIBO(国際バカロレア機構)発行の公式ガイド等を中心に文献調査及びIB認定校の美術科教師等からインタビューを行うなどして実地調査した。IBの理念,求める学習者像を中心に,多文化理解,コミュニケーションの重視,ホリスティックな学びを相互作用のエリアを通して行うMYPのプログラムの特色を調査し,その内容を我が国の美術教育界に発表することができた。さらに25年度はMYPの改訂について調査し,MYPの最新事情,美術科の新たなねらいや目標を紹介した。2IBMYP及び大学入学資格課程(DP)で使用される学習進歩ワークブック(Developmental workbook=DWB)及び研究ワークブック(Investigation workbooks=IWB)について調査をした。制作した生徒及び教師にインタビューし,その活用法について資料を直接収集することができた。3ワークブックが我が国の美術教育にどのような効果があるのか,その可能性について調査した。発想構想面を重視している現在の美術教育について制作の途中段階を記録し生徒の発想や思考,振り返りを記録していくワークブックは我が国の美術教育にも活用できることが附属中学校との共同研究で確認された。4美術館や博物館で行われる教育についてIBの視点から調査した。IBでは学校内にとどまらず教室の内外で探究的な学習をすることが述べられている。本研究では美術館や博物館で行われている鑑賞プログラムやワークショップについてIBの視点から調査をし,美術館等で行われる美術教育もIBの考え方と通じることが分かった。5初等過程(PYP),DPについても調査し,PYPでは探究的な学びで,DPでは専門的な学びで美術教育が行われていることが現地調査により確認された。結果は報告書を作成し配布した。国際バカロレア(以下IB)中等課程プログラム(以下MYP)の美術科カリキュラムを我が国の美術教育に応用する可能性について研究目的通り以下の3点を中心に研究を行うことができた。(1)学習進歩ワークブックを活用した,美術科授業の効果について我が国の授業形態や評価方法等を考えながら,その効果的な活用の仕方を横浜国立大学附属鎌倉中学校で22年度に引き続き実践研究した。授業参観による実態調査,22年度に引き続き本年度7月及び12月の2回のアンケート等から,以下のことが回答数,生徒の自由記述より確認することができた。i)ワークブックの活用が発想構想面を重視した我が国の美術教育に有効な面があること,ii)

ワークブックを使用することにより,美術の学習を一貫したものと捉え,授業に対する関心を溜める効果があること。iii)我が国へ導入する場合は我が国の実情に合わせる必要があること。(2)MYPの立場から考えられる美術館を活用した鑑賞教育について,ジュネーヴ近代美術館,パウルクレーセンター,ベルン美術館,ジュネーヴ歴史美術美術館の活動を中心に調査し,美術館と学校との関係や,美術館と社会に対する関係,美術館における美術科のみならず他教科との関係について調査した。一般市民向け市民大学や幼児を対象とした鑑賞教室やワークショップに参加し,美術館と社会,学校との関係について調査した。(3)美術科を中心とした多文化理解・コミュニケーションの可能性についてジュネーヴ及び横浜インターナショナルスクールを訪問するなどして美術科における多文化理解の可能性について生徒作品や授業の様子などから知ることができた。ジュネーヴインターナショナルスクールは国際バカロレア発祥の場所でありその意味でも今回の調査により多くのことを直接聞くことができIBの今後の研究をつなげるための多くの示唆を得ることができた。1学習進歩ワークブックについては本年度は、加藤学園暁秀、横浜インターナショナルスクール、シンガポールUWC South East Asia等の各学校の実態を調査した。今年度の調査でワークブックが生徒にとって創造活動をしていく上で、制作の各段階を記録し思考の整理をするなど重要な役割を果たしていることが改めて確認された。特にシンガポールの各学校では、MYPとDPとの関係やIBではないシステムのワークブック(GCSE)も比較することができた。これによりワークブックを活用した学習方法が決してIBだけの特殊なものでないことが確認できた。附属鎌倉中学校でのワークブックを活用した学習に関しては鎌倉中学校独自の発展した形が出来上がりつつ有り、発展してきている。2美術館博物館での他教科・他領域との連携した授業についてMYPの視点から調査研究することについて、シンガポール国立博物館での調査例から学際的な学びを重視する姿勢が大切であることが確認できた。MYPにおけるインターディスシプリンという考え方を同博物館でも持っていることが確認された。MYPの考え方が博物館でも有効であることがわかった。3美術科を中心とした多文化理解・コミュニケーションを重視した学習の在り方については今年度のPYPの調査でその有効性を確認することができた。PYPでは探究(inquiry)の考え方から学習を行っており、美術が学びをつないだり動機付けしたりするなどの点で重要な位置を占めている。inquiryの考え方はIBの基本的な学習の姿勢であり、美術教育の重要性がIBに見られることが現場調査、インタビュー、文献調査から改めてわかった。
線虫の放射線耐性に関わるシグナル伝達経路の解明

線虫C. elegansの耐性幼虫期に放射線を照射すると寿命延長効が見られ、転写因子MXL-3の発現が上昇すると報告してきた。放射線が生体内の水と反応し発生する活性酸素が細胞傷害に大きく寄与することが知られ、MXL-3が酸化ストレス応答に関わるSKN-1と結合する報告がある。事実、生体内に活性酸素を過剰に発生させるパラコートを曝露させると発現量上昇が認められ、またmxl-3突然変異体はパラコート高感受性を示し、高濃度酸素ストレス下で寿命短縮効果が顕著に現れた。本研究では、転写因子MXL-3がSKN-1と協調して、酸化ストレス応答に関与している可能性を示した。線虫は線形動物門に属する動物で、地球のあらゆるところに生息している。線虫の中でもCaenorhabditis elegans (C. elegans)は体長が1 mmほどしかないが、表皮、筋肉、神経、消化器官、生殖器官という動物に必要な最小限の体制をもち、分子遺伝学的解析技術が確立されていることから、さまざまな生命分野のモデル動物として確固たる地位を確立している。C. elegansは餌が不足するような環境が悪化すると、正常発生から外れて耐性幼虫と呼ばれるステージに移行する。耐性幼虫に餌を与えると正常発生に復帰する。耐性幼虫の期間中のどの時点で復帰させても、正常発生後の寿命が変化しないことから、耐性幼虫のステージをnon-aging stageと呼んでいる。耐性幼虫にX線を照射し、餌を与えて正常発生後の寿命を測定したところ、予想に反して寿命の延長が観察された(放射線ホルミシス)。これは高線量の放射線に対して誘導された防御機構が放射線傷害のみならず、自然に生じた傷害も同時に修復したことを示唆している。これまで高線量照射が生物にプラスの効果をもたらすことを示した報告はなく、この防御機構を研究することで、これまで知られていなかった高線量の放射線に対する生物の耐性のメカニズムを明らかにすることが可能となると考え、この放射線ホルミシスに介在する遺伝子特定のために網羅的解析をおこなった。その結果、放射線照射したC. elegansで、代謝制御・ストレス応答に関するシグナル伝達酵素群・抗酸化系酵素群・ペプチダーゼ・プロテアーゼ酵素群・細胞骨格構築蛋白質群・自然免疫応答遺伝子群などの遺伝子に発現上昇が見られた。この中で、転写因子であるmxl-3が介するシグナル伝達系が放射線ホルミシスに関与していることを突き止めることができた。この成果を、実験を担当した大学院生が韓国で開催された国際老年学会において発表し、優秀ポスター賞を受賞した。これまで線虫C. elegansの耐性幼虫期に低線量の電離放射線(X線)を照射すると、その虫の正常発生復帰後の寿命が未照射の虫と比べて顕著に寿命が延長することを見出した。この分子機構を明らかにするため、マイクロアレイによるゲノムワイドな遺伝子発現解析を行い、寿命延長に寄与する遺伝子の同定を試みた。エネルギー代謝の多くの遺伝子の発現上昇が見られ、その中でも顕著な上昇が見られた転写因子MXL-3に注目した。MXL-3はbHLH-LZ (basic helix-loop-helix-leucin zipper)ドメインを有する転写因子で哺乳類Max転写因子のホモログとして知られおり、飢餓ストレス下における脂質代謝に関与していることが報告されている。飢餓状態で栄養がなくなると細胞が弱り、さまざまな病気に罹りやすくなるので、生物が飢餓状態に陥ると、さまざまなストレスに対する防御機構を強めることが分かっている。本年度はMXL-3のストレス応答への関与を詳細に調べることにした。放射線による細胞障害は生体内の水と反応して発生する活性酸素が大きく寄与すると考えられていることから、生体内に活性酸素を過剰に発生させるパラコートをC. elegansの野生株に曝露させた。MXL-3の遺伝子発現量をリアルタイムPCRで確認したところ、パラコートの曝露時間とともに発現量上昇が認められた。パラコートを添加した寒天培地上でmxl-3が欠損した変異体を飼育するとN2野生株に比べて生存率が低下した。さらに、90%酸素濃度下で寿命測定を行ったところ、寿命短縮効果が顕著に現れた。通常の環境では、mxl-3変異体は長寿になることが報告されている。これらの結果からMXL-3は大気中のような低い酸化ストレスには関与せず、強い酸化ストレスに対してのみ応答している可能性が示唆された。本研究により、転写因子MXL-3は脂質代謝のみならず、酸化ストレス応答にも関与していることが示唆された。MXL-3はbHLH-LZ (basic helix-loop-helix-leucin zipper)ドメインを有する転写因子で、哺乳類Max転写因子のホモログとして知られおり、飢餓ストレス下における脂質代謝に関与していることが報告されている。これまでの研究から線虫C. elegansの耐性幼虫期にX-線照射によるストレスをかけるとMXL-3遺伝子の発現上昇が起こることを見出してきた。放射線による細胞障害は生体内の水と反応して発生する活性酸素が大きく寄与すると考えられていることから、生体内に活性酸素を過剰に発生させるパラコートをC. elegansの野生株に曝露させ、MXL-3の酸化ストレス応答への関与を調べた。MXL-3は、解毒代謝酵素や抗酸化酵素などの発現を誘導するSKN-1転写因子と結合することが報告されており、これらが酸化ストレス応答に関与する可能性が示唆されている。

そこで、RNAi法を用いてSKN-1とMXL-3との関わりを調べた。パラコート処理したMXL-3突然変異体は野生株に比べて高い感受性を示し、skn-1遺伝子をRNAi処理した野生株はMXL-3突然変異体と同程度のパラコート感受性を示した。skin-1遺伝子をRNAi処理したMXL-3突然変異体にパラコート処理を行ってもMXL-3突然変異体にパラコート処理したものと同程度の感受性を示したことから、MXL-3とSKIN-1が同じシグナル伝達経路上で働いていることが示唆された。このことから、MXL-3は脂質代謝に加えて、SKN-1と協調して酸化ストレス応答にも関与していることが示唆された。線虫C. elegansの耐性幼虫期に放射線を照射すると寿命延長効が見られ、転写因子MXL-3の発現が上昇すると報告してきた。放射線が生体内の水と反応し発生する活性酸素が細胞傷害に大きく寄与することが知られ、MXL-3が酸化ストレス応答に関わるSKN-1と結合する報告がある。事実、生体内に活性酸素を過剰に発生させるパラコートを曝露させると発現量上昇が認められ、またmxl-3突然変異体はパラコート高感受性を示し、高濃度酸素ストレス下で寿命短縮効果が顕著に現れた。本研究では、転写因子MXL-3がSKN-1と協調して、酸化ストレス応答に関与している可能性を示した。転写因子MXL-3が飢餓ストレス下における脂質代謝に関係していることが知られているが、今回、酸化ストレスも制御している可能性を強く示唆する新たな発見をすることができた。MXL-3が過剰発現した虫は不安定なようで作成に困難を極め、またMXL-3が関与すると考えられる遺伝子の突然変異体は致死になるものが多く、分子遺伝的手法を用いた解析が計画よりかなり遅れている。放射線生物学酸化ストレス下でDNAマイクロアレイを使った網羅的解析から、転写因子MXL-3が制御する遺伝子の特定を行うことで、MXL-3による酸化ストレス制御の経路を明らかにする。RNAiなどの別の方法での解析を行い、研究の遅れを取り戻す。放射線照射によりエネルギー代謝が大きく変化することが確認できた一方で、そこに介在すると考えられる転写因子であるmxl-3の機能解析のために遺伝子を導入したtransgenic C. elegansを作成しているが、いまだ安定したものが得られず、詳細な解析ができていない。遺伝子導入線虫の作成に手間取り、費用がかかるDNAマイクロアレイ解析が計画通り進まなかったためmxl-3遺伝子を導入して過剰発現させたtransgenicのC. elegans作成を続けると同時に、mxl-3の突然変異体を入手することができたので、次の解析を行う。1.放射線を照射・未照射の野生株とtransgenicおよび突然変異体mxl-3の寿命解析2.放射線を照射・未照射の野生株とtransgenicおよび突然変異体mxl-3のDNA micro array解析を行い、放射線照射時のmxl-3転写因子が制御する遺伝子を特定する。DNAマイクロアレイ解析を優先し、転写因子MXL-3が制御する遺伝子の特定を目指す。
超強磁場磁化過程によるＬａＣｏＯ３中のスピン相分離の研究

本研究は元素置換をしたLaCoO3の強磁場中磁化過程より、当該物質の温度誘起スピン転移の機構を以下のように明らかにした。最低温度において非磁性の低スピン(LS)状態にあるCo3+は温度上昇と共に30 K程度で高スピン(HS)状態への熱的励起が始まる。しかし、HS状態間の強い反発力のために、HS状態に励起するCo3+イオンの数は15%程度に留まる。さらに温度が上昇すると、100 K程度で残りのCo3+イオンは中間スピン(IS)状態へ熱的に励起する。本研究は100 K以上でHSとISが共存するというモデルにより磁歪等の当該物質の諸物性が統一的に理解できることを示した。100K近傍で非磁性低スピン(LS, S=0)から常磁性へスピン転移を起こすMott転移近傍物質LaCoO3は、転移後の磁性状態Co3+のスピン状態が未だ不明である。申請者等は、超強磁場磁化測定から、LaCoO3ではLSから高スピン(HS, S=2)に転移するCo3+(以後、CoI)とLSから中間スピン(IS、S=1)に転移するCo3+(以後,CoII)の2種類のCo3+が共存すること、即ちスピン相分離を提案した。本研究では、(A)元素置換をしたLaCoO3の強磁場磁化からCoIとCoIIの安定性を決める要因、(B)両者の空間的相関の2点を探り、LaCoO3で2種類のCo3+が共存する機構を明らかにする。さらに(C)置換元素による局所的影響とその範囲から、置換元素導入により生ずる新たなスピン相を明らかにする。置換元素は、(i)化学的圧力効果、(ii)電荷導入、(iii) Co-3dと希土類4fの混成、(iv) Co-3dと異種遷移金属元素の混成の(A)(C)への効果を明らかにするように選定する。本年度は、前年度に引き続き、M=Al, Ga, Rh, Irを導入した試料の強磁場磁化測定を行った。その結果、M=Alでは、CoIのLSからHSへの転移磁場が上昇すること、即ち、LS基底状態に対するHSのエネルギーが増大すること、M=Gaでは殆ど影響しないことが判明した。一方、M=Rh, Irでは転移磁場が減少すること、即ち磁性状態の励起エネルギーが減少すること、更に基底状態が磁性状態のCoの出現することが判明した。これらの振る舞いは、Sr導入で見られたスピンポーラロンによる振る舞いとは明らかに異なる。全体の傾向はMイオンの大きさによる化学的圧力効果で定性的には説明できることが解った。100K近傍で非磁性低スピン(LS, S=0)から常磁性へスピン転移を起こすMott転移近傍物質LaCoO3は,転移後の磁性状態Co3+のスピン状態が未だ不明である.申請者等は、超強磁場磁化測定から、LaCoO3ではLSから高スピン(HS, S=2)に転移するCo3+(以後,CoI)とLSから中間スピン(IS, S=1)に転移するCo3+(以後,CoII)の2種類のCo3+が共存することを示し、両者の相分離の可能性を指摘した。本研究では、(A)元素置換をしたLaCoO3の強磁場磁化からCoIとCoIIの安定性を決める要因,(B)両者の空間的相関を探り,LaCoO3で2種類のCo3+が共存する機構を明らかにする.さらに(C)置換元素による局所的影響とその範囲から,置換元素導入により生ずる新たなスピン相と相分離を明らかにする.置換元素は,(i)化学的圧力効果, (ii)電荷導入, (iii) Co-3dと希土類4fの混成,(iv) Co-3dと異種遷移金属元素の3d, 4d混成の(A)(C)への効果を明らかにするように選定する。本年度は、M=Al, Ga, Rh, Irを導入した試料LaCo(M)O3を作製し、強磁場磁化測定を行った。その結果、充分低温で,M=Al, Gaでは、CoIのLSからHSへの転移磁場が上昇すること、即ち、LS基底状態に対するHSのエネルギーが増大することが判明した。一方、M=Rh, Irでは低濃度置換の場合,転移磁場が減少すること、即ち磁性状態の励起エネルギーが減少すること、更に高濃度(5%程度以上)の置換では基底状態が磁性状態になることが判明した。これらの振る舞いは,Sr導入で見られたスピンポーラロンによる振る舞いとは明らかに異なること、Mイオンの大きさによる化学的圧力効果で定性的には説明できることが解った。詳しい解析は、次年度以降の課題である。ペロブスカイト型結晶構造を持つLaCoO3は温度によりスピン転移を起す物質として1950年代から広く研究されている。