hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
タンパク質のバルクリン酸化とその水和効果から理解する分裂期染色体構築機構

また、同一タンパク質内での複数のリン酸化が分裂期リン酸化の特徴の1つとして抽出された。リン酸化部位の構造的特性及びアミノ酸の保存性解析からは、部位特異的なリン酸化による厳密な機能・構造制御と、部位非特異的なリン酸化によるバルクな効果という、2つの異なる役割が示唆された。さらに、リン酸化部位のモチーフ解析を行ったところ、天然変性領域内に存在する非典型的なモチーフが検出された。今年度は、研究課題の第1項目あたる「分裂期バルクリン酸化の定量解析」に取り組み、来年度に繋がる大きな成果が得られている。分裂期におけるタンパク質リン酸化については、リン酸化部位の総数が間期と比較して増加することが知られていたものの、その絶対量に関しては不明であった。今回、タンパク質に付加されたリン酸基に特異的なアフィニティーを持つプローブを用いることにより、分裂期リン酸化の絶対量を得ることに成功した。さらに、定量的リン酸化プロテオミクスにより、各リン酸化部位に関して、分裂期と間期の比を定量し、分裂期に増加するものと減少するものを洗い出すことに成功した。そして、これらの部位がタンパク質の非構造領域に多く存在していることを明らかにした。これらの結果は分裂期特異的なリン酸化の性質を知る上で重要な成果であり、大いに評価できる。今年度に得られた結果は、次年度以降の課題項目の遂行に非常に有用であり、さらに大きな成果が期待できる。本研究は、分裂期移行に伴う染色体関連タンパク質のバルクリン酸化の役割を、DNAとタンパク質が高濃度で存在する環境における、リン酸基周辺の水和効果から解明することにある。採用第2年目の本年は、研究項目1の「分裂期バルクリン酸化の定量解析」および、研究項目3「in vitroクロマチン再構成におけるリン酸化タンパク質のバルク効果の検証」に取り組んだ。1.分裂期バルクリン酸化の定量解析(1-2.定量的プロテオミクスによる、分裂期バルクリン酸化部位の定量解析)定量的プロテオミクスによって明らかになった、リン酸化タンパク質に関してgene ontology解析を行ったところ、RNA関連タンパク質が、分裂期リン酸化・脱リン酸化タンパク質の双方に多く含まれていることがわかった。さらには、RNA関連タンパク質は、リン酸化部位を非構造領域により多く持っていることがわかった。3. in vitroクロマチン再構成におけるリン酸化タンパク質のバルク効果の検証(3-1. Ki-67の分裂期における機能に与える、バルクリン酸化の影響の検証)項目1によって明らかになった分裂期バルクリン酸化タンパク質の代表が、細胞増殖マーカータンパク質のKi-67である。Ki-67が中心となって、染色体の周りに液相を形成することが、分裂期染色体における機能に重要なのではないかと考えられている。
サイクリン・ファミリーの発現からみた細胞周期の新しい展開-チェックポイント制御と癌-

【目的】消化器癌におけるcyclinA、B1、D1および、cdc2、14-3-3σ、p21、Ki-67発現を調べ、その臨床的意義について検討した。【対象と方法】食道癌、大腸癌のパラフィン固定標本を用いて各抗体による免疫染色を行なった。【結果】CyclinAに関する研究《食道癌》CyclinA陽性の食道表在癌では、germinalcenter cellにもCyclinAが発現することが多かった。CyclinB1に関する研究《食道癌》CyclinB1陽性例の予後は陽性例より悪かった(P<0.01)。《大腸癌》CyclinB1陽性例71例のうちp21陽性例は28例(39.4%)でCyclinB1陰性例46のうちのp21陽性例8例(17.4%)に比して多かった(p<0.05)。CyclinD1に関する研究《大腸癌》CyclinD1陽性例のKi-67陽性率は[62.9%(22/35)]は、陰性例のKi-67陽性率[37.0%(17/46)]に比して高かった(p<0.05)。cdc2に関する研究《大腸癌》cdc2陽性例はリンパ節転移率が高かった(p<0.05)。14-3-3σに関する研究《大腸癌》14-3-3σ陽性例は深達度が深くリンパ管侵襲が多かった。核優位群は細胞質優位群よりも深達度が深く(p<0.05)、予後が悪かった。【考察】CyclinAが癌細胞の免疫監視に役立つ可能性が示唆された。大腸癌においてはCyclinB1の過剰発現と、癌の進行度やリンパ節転移との間には負の相関が認められ、組織形態や臓器の相違によって異なる可能性が示唆された。CyclinD1が発現している大腸癌では増殖活性が高いという結果が得られた。14-3-3σが核優位に発現している症例ほど癌の進展が著しく、癌の浸潤・転移に関与する可能性が示唆された。【目的】p21はp53による転写誘導によって発現し、CDKに結合して主にG1期停止に関与する。また、p21は多くのcyclin・CDK複合体に対して阻害作用をちG1期以外でも細胞周期の調整に関与すると考えられている。一方、cyclinにおいては、その細胞周期制御機構の異常と癌化との関連が注目されている。そこでわれわれは、大腸癌組織において免疫組織化学的にcyclin Bの発現とp53、p21の発現を比較し、大腸癌組織におけるcyclin B発現の臨床的意義について検討を行った。【方法】大腸癌の手術症例85例のホルマリン固定パラフィン包埋切片を用いてcyclin B、p53、p21抗体に対する免疫組織化学的検討を行った。【結果】大腸癌85例におけるcyclin Bの蛋白発現陽性例は42例(49.4%)、p53の蛋白発現陽性例は59例(69.4%)、p21の蛋白発現陽性例は23例(27.1%)であった。

cyclin B、p53、p21のいずれも臨床病理因子との相関は認められなかった。p21陽性例23例中cyclin Bの発現が陽性である症例は16例(陽性率70.0%)、P21陰性例62例中cyclin Bの発現が陽性である症例は26例(陽性率42.0%)であり、cyclin Bの発現陽性率はp21陰性例よりもp21陽性例で有意に高かった[p<0.05]。cyclin Bとp53の発現に関しては相関関係は認められなかった。(2)Cyclin B1に関する研究:これまでの研究では、胃癌や大腸癌の症例の約5060%にcyclin B1蛋白が発現し、cyclin B1の発現と癌の進行度、リンパ節転移との間には有意な負の相関が認められた。しかし今回の食道癌の分析では、cyclin B1蛋白発現は、深達度、静脈侵襲と相関が認められ、Cyclin B1発現陽性例は陰性例より5年生存率が低かった(p<0.01)。さらに、細胞内局在に注目すると、核優位の染色を示す症例では細胞質優位の症例よりさらに予後不良であり(P<0.05)、何らかの機序を介してcyclin B1が細胞増殖や癌の悪性度に影響を及ぼすものと考えられた。これらの結果より、癌組織におけるCyclin B1発現の意義は臓器の相違によって異なる可能性を否定できないが、この点の解明については今後の課題である。【大腸癌におけるcdc2の発現】(1)cdc2陽性例の平均年令は60.2±14.8歳であり、陰性例の66.4±10.9歳に比して有意に低かった(P<0.05)。(2)cdc2陽性例のリンパ節転移率は47.8%(11/23)と陰性例の23.1%(15/65)と比較して有意に高かった(P<0.05)。(3)単因子解析では腫瘍径・深達度・静脈侵襲、cdc2がLogistic判別分析による多変量解析ではcdc2と深達度のみがリンパ節転移の有無に影響を及ぼす有意な因子と判明した。【大腸癌における14-3-3σの発現】(1)14-3-3σ陽性例の深達度は陰性群に比べて有意に深く(p<0.05)、リンパ管侵襲が有意に多く(p<0.05)、多変量解析の結果、深達度とリンパ管侵襲はいずれも14-3-3σ発現に寄与する独立因子と判明した。(2)14-3-3σの細胞内局在について分析すると、核優位に染色された症例が79例中26例(33%)、細胞質優位の症例が53例(67%)であった。核優位群は細胞質優位群よりも深達度が深く(P<0.05)、5年生存率は核優位群が76%と細胞質優位群の91%に比して有意に不良であり(P<0.05)、14-3-3σが核優位に発している症例ほど癌の進展が著しい傾向が認められた。【考察】細胞周期の進行はサイクリンによる一連のCdk活性のon-offによって制御されている。DNA傷害に際し、14-3-3σがcdc2-cyclin B複合体を核から細胞質へ移動させて不活化することにより、G2 arrestが生じる。大腸癌組織を用いてCyclin AやCyclin Bと複合体を形成するCdc2蛋白発現の意義を分析した結果、Cdc2蛋白発現例では有意にリンパ節転移の頻度が高かった。また、14-3-3σが核優位に発現している症例ほど癌の進展が著しく、G2M期チェックポイント機構の変化を介して癌の浸潤・転移に関与する可能性が示唆された。
低温作動型固体電界質の創製と評価

イットリウム安定化ジルコニアを用いる高温作動型固体燃料電池よりも、さらに低温で作動できる固体電界質を創製することを目的として、酸化ランタンとアルカリ土類炭酸塩との複合系電界質を作成し、その電界質特性を評価した。700°Cにおける伝導率の組成依存性を調べ、伝導率はLa_2O_3:炭酸塩の比およびBaCO_3:SrCO_3の比の両者に関係することを明らかにした。BaCO_3:SrCO_3が9:1と8:2の場合、9:1ではLa_2O_3:炭酸塩比で炭酸塩が多くなると伝導率が高くなり、8:2ではLa_2O_3が多くなると伝導率が高くなる。すなわち、伝導率の極大を与える組成に差が見られる。酸化ランタン自身は、酸素分圧に応じて酸化物イオンと電子の輸率が変化することが知られており、10^<-3>10^<-8>Paで酸化物イオンの伝導が支配的となるが、酸素分圧が高くなるにつれて、ホールの輸率が高くなる。そこで、0.7La_2O_3-0.3(0.7BaCO_3-0.3SrCO_3)の900°C焼成試料について伝導率の酸素分圧依存性を測定したところ、10μPa20kPaの範囲で伝導率は3.82.8x10^<-7>Scm^<-1>でほぼ一定であった。イオン伝導は酸素分圧には依存しないから、本系での酸化物イオンの輸率はかなり広い酸素分圧下で1に近いといえる。混合炭酸塩を用いる場合、共晶温度が比較的低いため、複合系固体電界質の使用温度が低く押さられ、伝導率を高くできないという制約がある。一方、酸素分圧依存性から、測定された伝導率は主に酸化物イオンによると考えられ、複合化することによりLa_2O_3のホール伝導が抑制されていると考えられる。ランタノイド酸化物には電子伝導が多少とも伴うので、複合化することにより電子伝導を抑制できることは今後材料開発を進めるうえで、一つの大きなメリットになると思われる。
頭頚部癌におけるAuroraキナーゼ発現の検討

頭頸部癌臨床検体75症例にてAuroraキナーゼmRNA発現を検討した。内訳は口腔26例、上顎4例、上咽頭1例、中咽頭8例、下咽頭頸部食道16例、喉頭3例、甲状腺2例、唾液腺10例、リンパ節5例であった。Aurora-A,B発現量の平均には差を認めなかった。Aurora-Aは中咽頭、上咽頭、口腔に多く、Aurora-Bは上咽頭、甲状腺、中咽頭、下咽頭・頸部食道、口腔に多く発現していた。喉頭、上顎における発現量は概して低かった。舌癌再発例でAurora-A,B、中咽頭初発例でAurora-Aの過剰発現を認めた。症例の詳細が明らかなものを比較すると、扁平上皮癌37例と非扁平上皮癌13例ではAurora-A,Bの発現量に有意差を認めなかった。同様に初発か再発か、術前照射や化学療法の有無でも両者の発現に有意差を認めなかった。化学療法の効果は14例で判明しており、6例で有効(CR/PR)、8例で無効(NC/PD)であった。化療の効果によってもAurora発現に差を認めなかった。経過を追跡できた49例中(追跡期間40日から429日)の11例に再発を認めた。再発例ではAurora-Aが低値であったが、有意差は認めなかった。Aurora-Bではその傾向を認めなかった。Aurora-A,B発現の中央値よりも高値の場合、低値の場合の2群に分けて生存曲線(無再発生存)を算出し、生存率を比較したが、両者ともに差を認めなかった。また細胞株を用いたタキソテールのMTT assayにおいてタキソテールのIC50は以下の如くであった。UM-SCC-6/10B/14A/17B/23/81B=3.82/1.54/1.70/2.19/8.06/2.84(×10^<-7>μg/mL)。現在までの検討ではAurora-A,B mRNA発現との間に有意な相関は得られなかった。頭頚部癌におけるAurora発現を検討するために以下をおこなった。まず(1)細胞株におけるmRNAレベルでの発現を検討するため、(2)タンパク発現の検討を行うために以下の9種類の頭頸部扁平上皮癌細胞株の培養・継代をおこなった(UM-SCC-6,10,14,17,23,81,KON,SAT,HSQ-89)。得られた細胞を検体として使用するため、洗浄、遠心分離をおこない、ペレットを凍結保存した。今後、これらをrealtime PCR解析、およびウエスタンブロットに供する予定である。次に臨床検体(頭頸部癌手術摘出検体:腫瘍部分)16検体を用い、Aurora mRNA発現についてrealtime PCRをおこなった。TaqMan Probe法でおこない、Comparative Ct法により定量化した。内部標準はGAPDHとした。定量数値は以下の通りであった。今後、正常組織との対比について検討する必要がある。
培養尿細管上皮細胞を用いた間質性腎炎の発症機序の解析

間質性腎炎の発症機序を解析するために腎間質と尿細管という炎症の場を細胞培養の技術を用いてin vitroに移し、細胞レベルひいては分子レベルの解析を可能ならしめることを目的として本研究を企画した。まずマウスの腎臓より近位尿細管上皮細胞(PTC)の分離、純粋培養を試み成功した。培養された細胞は形態、ドーム形成能、γ-GTP染色などでPTCと証明された。尿細管基底膜(TBM)抗原は自己免疫性間質性腎炎の自己抗原であるが、TBM抗原に感作されたリンパ球はin vivoの系において強い間質性腎炎惹起性を持つ。そこで培養したPTCにTBM抗原に感作されたリンパ球を試験管内で作用させることにより惹起される尿細管細胞の変化を解析した。すなわち、BALB/cマウスより得たTBM抗原感作リンパ球をin vitroでBALB/cマウス由来のPTCに作用させたところ、炎症の発現進展に重要な役割をはたす接着因子の一つであるIntercellular adhesion molecule-1(ICAM-1)がPTC表面に誘導された。またBALB/cマウスのTBM抗原感作リンパ球はBALB/cマウス由来のPTCに対して細胞障害性に働いていることが確認できた。正常リンパ球や他の抗原(肝抗原、DNP-KLH)で感作されたリンパ球にはこのような現象を惹起させる活性はなく、TBM抗原感作リンパ球のPTC細胞障害惹起性は抗原特異性があることが示唆された。このように、実際の生体で起こる複雑な反応の一面を単純な系で分析することが可能となり、今後の間質性腎炎の発症機序に関する研究に大きく関与することが推測される。平成5年度中の研究実績としてはまず第一はBALB/cマウスの正常腎よりの近位尿細管上皮細胞培養法を確立した。培養細胞の同定法としては培養細胞群のドーム形成能、光顕および電顕による形態、γ-GTP等の近位尿細管上皮細胞の持つ特異的酵素の有無など用い、我々が培養した細胞が近位尿細管上皮細胞であることを確認した。ここで得られた培養細胞は無処置にては極少量のみICAM-1を細胞表面に表出していた。一方、BALB/cマウスに正常ddYマウス腎より精製した尿細管基底膜(TBM)抗原をアジュバントと共に免疫して得られたTBM抗原感作リンパ球あるいはマクロファージを培養細胞と混合培養すると数時間以内に培養尿細管細胞表面に大量のICAM-1の表出が認められた。またそれに続いて尿細管細胞は膨化変性し同細胞の培養プレートへの付着能が著しく低下し培養液中に浮遊した。浮遊細胞はトリパンブルー染色にて死細胞であることが確認できた。以上の結果は平成5年12月の日本腎臓学会総会にて報告した。現在培養尿細管細胞と混合培養する免疫細胞を各種表面マーカーにて分画しICAM-1等の接着因子の表出や細胞障害に関与する細胞分画を同定するべく精力的に実験を行っている。また現在までの実験においては第一代培養細胞のみを利用しているが、培養条件を工夫し培養を数代継代出来るようになったので今後の実験においては安定した3-4代目の細胞を使用する予定である。さらに我々は手術標本の腎小片よりの人の近位尿細管上皮細胞も並行して試みているが、やはり継代可能なレベルに到達しており今後直接実際の臨床に役立つ研究へ結び付ける予定である。

まずマウスの腎臓より近位尿細管上皮細胞(PTC)の分離、純粋培養を試み成功した。培養された細胞は形態、ドーム形成能、γ-GTP染色などでPTCと証明された。尿細管基底膜(TBM)抗原は自己免疫性間質性腎炎の自己抗原であるが、TBM抗原に感作されたリンパ球はin vivoの系において強い間質性腎炎惹起性を持つ。そこで培養したPTCにTBM抗原に感作されたリンパ球を試験管内で作用させることにより惹起される尿細管細胞の変化を解析した。すなわち、BALB/cマウスより得たTBM抗原感作リンパ球をin vitroでBALB/cマウス由来のPTCに作用させたところ、炎症の発現進展に重要な役割をはたす接着因子の一つであるIntercellular adhesion molecule-1(ICAM-1)がPTC表面に誘導された。またBALB/cマウスのTBM抗原感作リンパ球はBALB/c由来のPTCの対して細胞障害性に働いていることが確認できた。正常リンパ球や他の抗原(肝抗原、DNP-KLH)で感作されたリンパ球にはこのような現象を惹起させる活性はなく、TBM抗原感作リンパ球のPTC細胞障害惹起性は抗原特異性があることが示唆された。このように、実際の生体で起こる複雑な反応の一面を単純な系で分析することが可能となり、今後の間質性腎炎の発症機序に関する研究に大きく関与することが推測される。
大腸切除術後の胃液ならびに膵液分泌動態に関する臨床的研究ーPeptideYYの関与ー

1.我々はまず、犬において特異的ラジオイムノアッサイ法による血漿PeptideーYY(PYY)の測定系を確立した。成犬6頭の混合食摂取試験で、基礎値150±8pg/mlから、15分値245±15pg/mlと有意な上昇がみられ、60分以降には一定値に達した。次に脂肪酸、アミノ酸、ブドウ糖の各要素に対するPYYの分泌反応を比較したが、十二指腸内脂肪酸投与では血中PYYは上昇したが、アミノ酸、ブドウ糖の投与ではPYYの上昇はみられなかった。結腸内投与では、生理食塩水、脂肪酸、アミノ酸、ブドウ糖の投与で、血中PYYは有意に上昇した。これらの事より、結腸内に存在するPYY含有細胞の直接刺激のみならず、上部消化管刺激を介する間接刺激がPYY分泌に関与していると考えられる。PYY分泌にはこの両者のメカニズムがあると思われる。2.犬において、脂肪酸の結腸内投与が、胃酸分泌とガストリン分泌に及ぼす影響を調べた。Peptone食刺激による胃酸分泌は、生理食塩水の結腸内投与下では、20.1±1.6meq/hrであるが、オレイン酸を結腸内に投与(24mmol/hr)すると、14.2±2.6meq/hrと有意に抑制された。この際血中ガストリン値は両者間で差はなかったが、Integrated PYYは、生食投与下で3.1±0.7ng(60ー120)min/mlであり、オレイン酸投与下では、6.9±2.8ng(60ー120)min/mlと有意に上昇した。以上より、脂肪酸の結腸内投与による胃酸分泌抑制は、ガストリンの分泌抑制によるものではなく、おそらくPYYの分泌増加によるものと考えられた。3.犬において胆汁酸の結腸内投与によるPYY分泌と、膵外分泌の抑制効果の有無を調べた。胆汁酸の結腸内投与により内因性PYYが分泌され、CCKで刺激された膵外分泌が抑制されることが同時に観察され、内因性PYYの膵外分泌抑制作用が示唆された。4.次にヒトにおいて結腸切除前後における血中PYY値の変動の比較ならびに内因性PYYの胃酸分泌や膵外分泌に及ぼす影響を研究するため臨床例の試料を採集、保存し、ヒトにおけるPYYの測定を試みた。しかし、抗体の種類試料の抽出法等の各種条件について検討したが現時点では成功していない。ヒトにおいて血中PYYを測定し得たという報告は世界的にもほとんど認められないのが現状である。さらに新しい抗体を開発することなどが必要である。1、我々はまず、特異的ラジオイムノアッセイによるイヌPYYの測定系を確立し、食事負荷試験ならびに経結腸的脂肪投与試験における血中PYY値の変動を観察した。

また、イヌにおいて、胆汁酸の結腸内投与による血中PYY値の上昇と膵外分泌の抑制を同時に観察し、膵外分泌機能が内因性のPYYにより抑制されることが示唆された。さらに、十二指腸内への脂肪負荷後の血中PYY値の推移を、CCK受容体拮抗剤であるいはアトロピン静脈内投与下に施行し、PYYの分泌には、内因性CCKならびに副交感神経による調節が関与しないことを観察し、報告した。2、次にヒトにおいて、結腸切除術前後における血中PYY値の変動の比較、ならびに内因性PYYの胃酸分泌や膵外分泌に及ぼす影響を研究するため、ヒトにおけるPYYの測定を試みているが、現在のところその測定系の確立に難渋している。事実イヌ、ラット等の実験動物の血中PYYを測定した報告は数多く認められるが、ヒトにおいて血中PYYを満足に測定し得たという報告は、世界的にもほとんど認められないのが現状である。現在我々は、ヒトにおける血中PYYの特異的ラジオイムノアッセイによる測定系を確立するため、抗体の種類の選択、試料の抽出方法、各種条件等に関し、試行錯誤している段階である。また、同時に臨床における結腸切除症例数を蓄積しつつあり、術前術後における脂肪負荷試験を施行し、試料をPYY測定用に保存している。従って、ヒトにおけるPYYの測定系が確立されれば、本研究は飛躍的に進展するものと思われる。さらにヒトにおけるPYY値の胃液ならびに膵外分泌に及ぼす影響についても今後研究を進めていく計画である。1.犬において、脂肪酸の結腸内投与により胃酸分泌抑制がみられ、これはガストリンはなく、PYYの分泌増加によるものであると報告した。また、胆汁酸の結腸内投与によCCKで刺激された膵外分泌が抑制されることを報告した。2.ヒトにおいて、結腸切除前後における血中PYY値の変動を比較するため、結腸切除脂肪(Lipomul100ml)負荷試験を11例の症例に行い、血漿を保存している。しかし、ヒ定系を確立すべく、抗体の種類の選択、試料の抽出法、各種条件等を変えて行ったがしていない。今後はさらに、新しい抗体を開発することなどが必要と思われる。
エビデンスに基づいたスタートアップ企業のためのイノベーション戦略

SBIR政策に着眼して、その日・米・英の状況をエビデンス・ベースで比較して科学知を価値に転換するイノベーション戦略に何が必要かを明らかにした。(1)米国は、SBIR制度の持続的遂行を通じて新しいイノベーション・モデル、即ち「ベンチャー企業のネットワーク統合体による、開かれたアメリカ合衆国中央研究所」モデルを発見した。(2)日本が、科学もイノベーションも滅びゆく国にならないためには、科学者によるベンチャー起業を圧倒的に強く支援する他はない。(3)科学の本質を知悉し俯瞰できるイノベーションソムリエの育成を可及的速やかに始めねばならない。(4)イノベーションにとって重要なことは、創発と回遊である。27年度は,アメリカのSBIR政策を模した日本のSBIR政策について,定量的評価や政策策定を行っている中小企業庁などへヒアリング,あるいは政策に関する会議で講演を行うなどした.加えて3/19-28の日程でロンドン・ケンブリッジ出張を行ない下記の発見をした(1)イギリスは米国SBIRにもっとも近いモデルでSBRIを実施している.(2)一方で科学行政官が完全に民営化されている.(3)フェーズ1,2は米国と同じ方式でほぼ同じ金額である.(4)法律で縛られていないので不安定である.また善意がベースであり,それも不安定さの理由である.日本のSBIR政策の定量的評価については,以下のことがわかった.(1)日本のSBIR採択企業は売上変化,雇用変化,特許数において,有意な向上はみられなかった.(2)回帰モデルにより,企業サイズ,複数の採択,技術水準,地域におけるベンチャー企業融資,地域の人口などでコントロールしたが,依然として上述の指標において,有意な向上は見られなかった.結論として日本のSBIRは失敗している.申請した内容通り,日本のSBIR評価および他の国のSBIR評価について推進している.平成28年度において研究代表者は、それまでに行なってきた成果と合わせて27年度に得られた研究結果をまとめて、『イノベーションはなぜ途絶えたかー科学立国日本の危機』を執筆した。本書は、28年12月にちくま新書として出版された。章の内容は以下の通りである。序章沈みゆく日本を救え/第1章シャープの危機はなぜ起きたのか/第2章なぜ米国は成功し、日本は失敗したか/第3章イノベーションはいかにして生まれるか第4章科学と社会を共鳴させる/第5章イノベーションを生む社会システム本書の中で代表者は、日本の科学とハイテク産業の凋落を定量的に分析し、その原因が企業の基礎研究軽視のみならず、政策的失敗にもあったことを、ベンチャー支援策に成功した米国との比較から解明した。さらに科学の発見からイノベーションが生まれる原理を明らかにし、日本の科学復興に向けた具体的な処方箋を示した。研究分担者は、日本の網羅的企業データを用いてSBIRの直接的な効果について検証した.具体的には売上と雇用,特許の出願数である.結果として,SBIRを受けた企業はこれらの指標において有意な効果は見られなかった.加えて企業サイズ,複数の助成,技術分類,地域でのベンチャーキャピタルの投資額,人口等でコントロールした場合においても,有意な効果は見られなかった.結論として,ここで測った指標は効果を測る上で直接的なものであったが,それら指標においては助成を受けた企業がその効果を発揮しているとはいえなかった.申請した通り、日本のSBIR評価および他の国のSBIR評価について推進している。さらに、トランスサイエンスとイノベーションとの相関について分析した。研究代表者は、本研究の最終年度において、以下の仮説を論証した。(1)日本は、1990年代後半におきた大企業中央研究所の終焉の後、新しいイノベーション・モデルを見つけられないまま、漂流している。しかも、産業競争力を下支えする科学分野に限って収縮を起こしており、科学もイノベーションも、共に危機的状況にある。(2)いっぽう米国は、SBIR制度の断固たる持続的遂行を通じて、ついに新しいイノベーション・モデルを発見した。それは、「ベンチャー企業の有機的ネットワーク統合体による、開かれたアメリカ合衆国中央研究所」モデルである。(3)周回遅れの日本が、科学もイノベーションも滅びゆく国にならないためには、科学者によるベンチャー起業を圧倒的に強く支援する他はない。(4)科学の本質を知悉し俯瞰できるイノベーションソムリエ(イノベーションデザイナー)の育成が急務である。よって、科学行政官(プログラムマネジャー)制度を本格的に導入しなければならない。研究分担者は、昨年度に行った回帰モデルによる日本のSBIRの評価に基づき、今後どのように日本のイノベーションシステムを構築するべきかについて検討を行った。その1つの可能性として,日本企業が個別ではなく集団的にイノベーションシステムを構築することについて検討した。結果として以下を得た。(1)コミュニティ構築とそれら企業の出願特許や被引用件数は関係がない。(2)コミュニティ構築と地理的な近接性は関係がある。(3)コミュニティが所有している技術は多用性を指向している。

(3)科学の本質を知悉し俯瞰できるイノベーションソムリエの育成を可及的速やかに始めねばならない。(4)イノベーションにとって重要なことは、創発と回遊である。今後も申請通り,あるべき日本のSBIR政策について検討,提案を行っていく.今後とも申請通り、あるべき日本のSBIR政策について検討、提案を行なっていく。イノベーション論研究代表者=1716円の次年度使用額が生じた。当初予定したよりも出張旅費が節約できたことによる。研究分担者=12725円の次年度使用額が生じた。研究代表者=次年度の出張旅費として用いる計画である。研究分担者=次年度の研究費として用いる。
ブール理論に基づく離散システムの構造解析と計算限界の研究

社会システムや産業活動などに関連して現れる生産計画,環境計画,スケジューリング,最適投資などを始めとする重要な問題の多くは,ブール理論あるいは,擬ブール理論に基づく離散システム上の問題として捉えることができる,例えば,線形計画問題(LP)も,有向マトロイドを用いて,擬ブール理論に基づく離散システム上の問題と見なせる,本研究では,これまで申請者が培ってきた(擬)ブール理論,劣モジュラ関数による構造解析手法を用いて,離散システムの有用な構造的性質の抽出し,その性質を利用することで,計算限界を明らかにすること(高速アルゴリズムの開発,および,計算量下界の提示)を試みた.本年度は最終年度として,ホーン理論の解構造の連結性,その内包,外包に対する演繹推論問題に対してその計算量を明らかにした。また,自己双対論理関数の彩色に関する特徴付け,ラミナー制約をもつ単調な凹関数最小化に対するアルゴリズムの開発,連結度要求に基づく施設配置問題に対する近似アルゴリズムの開発を行った.社会システムや産業活動などに関連して現れる生産計画,環境計画,スケジューリング,最適投資などを始めとする重要な問題の多くは,ブール理論あるいは,擬ブール理論に基づく離散システム上の問題として捉えることができる,例えば,線形計画問題(LP)も,有向マトロイドを用いて,擬ブール理論に基づく離散システム上の問題と見なせる,本研究では,これまで申請者が培ってきた(擬)ブール理論,劣モジュラ関数による構造解析手法を用いて,離散システムの有用な構造的性質の抽出し,その性質を利用することで,計算限界を明らかにすること(高速アルゴリズムの開発,および,計算量下界の提示)を試みた.本年度は最終年度として,ホーン理論の解構造の連結性,その内包,外包に対する演繹推論問題に対してその計算量を明らかにした。また,自己双対論理関数の彩色に関する特徴付け,ラミナー制約をもつ単調な凹関数最小化に対するアルゴリズムの開発,連結度要求に基づく施設配置問題に対する近似アルゴリズムの開発を行った.社会システムや産業活動などに関連して現れる生産計画,環境計画,スケジューリング,最適投資などを始めとする重要な問題の多くは,プール理論,あるいは,擬ブール理論に基づく離散システム上の問題として捉えることができる.本研究では,これまで申請者が培ってきた(擬)ブール理論,劣モジュラ関数による構造解析手法を用いて,離散システムの有用な構造的性質の抽出する.次に,その性質を利用することで,計算限界を明らかにすること(高速アルゴリズムの開発,および,計算量下界の提示)を試みる.このことにより,計算科学分野の基礎理論の構築を試みる.本年度は,充足可能性判定問題の最近の結果について取りまとめを行った.また,一般化フロー問題に関連して現れる、ポリベーシックな多面体の多面体的性質をさらに理解することに成功した[Fujishige, Makino, Takabatake, Kashiwabara, Polybasic polyhedra: Structure of polyhedra with edge vectors of support size at most2, Discrete Mathematics 208].また,マルチメヂィアネットワークなどのミラーサーバ配置問題を一般化させたフローに基づく施設配置問題に対して,一般の無向ネットワークでは強NP困難であり,かつ,近似困難であることを示した.また,食欲法に基づく最適な近似アルゴリズム開発に成功した[坂下,牧野,藤重,無向ネットワーク中のソース配置問題に対する近似アルゴリズム,FIT2004].社会システムや産業活動などに関連して現れる生産計画,環境計画,スケジューリング,最適投資などを始めとする重要な問題の多くは,ブール理論,あるいは,擬ブール理論に基づく離散システム上の問題として捉えることができる.本研究では,これまで申請者が培ってきた(擬)ブール理論,劣モジュラ関数による構造解析手法を用いて,離散システムの有用な構造的性質の抽出する.次に,その性質を利用することで,計算限界を明らかにすること(高速アルゴリズムの開発,および,計算量下界の提示)を試みる.このことにより,計算科学分野の基礎理論の構築を試みる.本年度は,マルチメヂィアネットワークなどのミラーサーバ配置問題を一般化させた(フローに基づく)ソース配置問題に関連していくつかの成果を得た.まず,無向グラフにおける一様な枝連結度要求に対するソース配置問題を拡張したラミナー被覆問題に対して計算量を明らかにした.例えば,コストが分離可能な凹関数のときに対する最適なアルゴリズム開発に成功した.また,一般の凹関数の場合は,NP困難であることを示した[M.Sakashita, K.Makino, S.Fujishige : Minimizinga Monotone Concave Function with Laminar Covering Constraints. ISAAC 2005:71-81].社会システムや産業活動などに関連して現れる生産計画,環境計画,スケジューリング,最適投資などを始めとする重要な問題の多くは,ブール理論,あるいは,擬ブール理論に基づく離散システム上の問題として捉えることができる.例えば,線形計画問題(LP)も,有向マトロイドを用いて,擬ブール理論に基づく離散システム上の問題と見なせる.本研究では,これまで申請者が培ってきた(擬)ブール理論,劣モジュラ関数による構造解析手法を用いて,離散システムの有用な構造的性質の抽出し,その性質を利用することで,計算限界を明らかにすること(高速アルゴリズムの開発,および,計算量下界の提示)を試みてきた.本年度の成果は,木構造動的ネットワーク中の最速フローを求める問題と最速に流すための施設配置問題に対する高速アルゴリズムを構成した.また,高速な並列処理に関連する最小辺ランキング全域木問題に対して,与えられたグラフがスプリットであるとき,高速なアルゴリズムの開発に成功した.それ以外には,平面上を動くロボットのスケジューリングに関連する問題に対するアルゴリズム論的成果、ならびに,ノース配置問題や外部ネットワーク問題などのネットワーク設計問題に関連する正モジュラ関数の最小横断問題に対する知見を得た.
南琉球弧の石西礁湖と沖縄島南部の掘削と浅層反射による島棚における堡礁と裾礁の成因

本研究は、(1)平成9年度と10年度のボーリング調査(石垣島南方沖の石西礁湖および沖縄島南部の具志頭海岸における完新世サンゴ礁の内部構造),(2)光波距離計による潮間帯付近の詳細な地形測量,沖縄島南部,久米島および石西礁湖における礁斜面の地形解析,(3)津波または台風の高潮などによる海岸線の変化と堆積物の移動、(4)シュミットハンマーによる琉球石灰岩と石灰岩塊の岩石強度,(5)伊良部島の沈水ビーチロックなどの調査による完新世におけるサンゴ礁の発達過程と海水準変動の総括を行った。その結果は以下の通りである。1)沖縄島南部および石西礁湖の完新世サンゴ礁は水深約1525mの比較的平坦な面を基盤として,約7600年前以降上方に堆積を開始した。2)沖縄島南部は隆起地域であることから,約6000年前に第1期のサンゴ礁が形成され,その後,約4000年前頃までに第2期のサンゴ礁が,約2500年前以降,第3期のサンゴ礁がそれぞれ形成された。3)石垣島南部を含む石西礁湖の完新世サンゴ礁は,約70006000年前のサンゴ礁(石垣島南部),約5000年前にかけての第2期のサンゴ礁(石西礁湖東部),約3600年前以降の第3期のサンゴ礁(石西礁湖東部)に分けられる。4)約40003000年前頃の広域的な海退現象が示唆される。5)1771年明和津波によって移動したと推定されているサンゴ礁岩塊,および近年の大型台風による高潮で移動した岩塊を確認した。それらの移動エネルギーは明和津波の移動エネルギーの方が大きいことも判明した。琉球列島南部の石垣島と西表島との間のサンゴ礁海域は、両島の頭文字を取って、「石西(せきせい)礁湖」と呼ばれ、水深が20数m以浅のサンゴ礁である。石西礁湖の礁原は、竹富島などの周囲に浅く発達する裾礁タイプのサンゴ礁と、竹富島の東南沖合などに発達する堡礁タイプのサンゴ礁の複合体からなる。従来の堡礁の要因は、ダ-ウィン以来、主に大洋中の堡礁に焦点が当てられ、それらの堡礁は、裾礁が沈降することによって形成されたとする、沈降説が主流であった。しかしながら、大陸縁辺の島棚に発達するサンゴ礁で、しかも完新世も含め第四紀全般を通して、活発な地殻変動を継続している石西礁湖の堡礁は、地殻変動により、それ以前の基盤(おそらく更新世の琉球石灰岩)の高まりを土台にして、上方に発達したものと推察された(先行カルスト説)。本研究は石西礁湖の掘削および浅層反射法により、上述の推察の妥当性を検証することにある。本研究により以下の点が明らかになった。1)石西礁湖における完新世さんご礁の基盤は、予想通り、更新世の琉球石灰岩である。2)石西礁湖の東部における琉球石灰岩の上面深度は、全体として平坦である。一方、石西礁湖の西部における琉球石灰岩の上面深度は凹凸を呈する。3)上述の平坦地形は、完新世海面変動のある時期での海面安定期を示唆する。4)琉球石灰岩の上面深度は、水深が15m25m程度で、東縁部および竹富島東南部の沖合にかけて水深が浅くなる。この特徴は上述した「先行カルスト説」を支持する。

この研究結果は、琉球列島の堡礁の要因を、掘削および浅層反射法により明らかにした初めての成果である。沖縄島南部の具志頭海岸に発達している完新世離水サンゴ礁の掘削を実施した。以前、当地域では5本の掘削が行われ、約6000年前の第1期サンゴ礁の形成、およびその後の第2期(約55004000年前)のサンゴ礁形成、という2回のサンゴ礁形成時期が判明した(Kawana et al.,1998)。この度の掘削は、その沖側延長での、20m間隔での2本の掘削である。調査結果は以下の通りである。(1)水深約20mで、基盤の第三紀島尻層(泥岩)に到達した。換言すると、完新世サンゴ礁堆積物は約20mの層厚を有することが判明した。上記の不整合面は、以前の掘削で判明した水深1520mの不整合面の沖側延長に位置する。このことから、水深約1520mの平坦面が、完新世サンゴ礁堆積物の堆積以前に、すでに形成されていたことを示している。(2)基盤の島尻層の上位に、第四紀更新世の「琉球石灰岩」の礫が含まれている。それらの礫は、周辺域から運搬された礫であるか、あるいは島尻層の上位に堆積していた「琉球石灰岩」の再堆積かの可能性がある。(3)サンゴ礁堆積物は全体として乳白色で、ハマサンゴ(porites sp.)などのサンゴ化石を随所に含んでいる。ボーリングコア中に含まれる各種のサンゴ化石は、現在、年代測定中である。これらの堆積物は、約4000年前以降に新たに形成された第3期のサンゴ礁堆積物と推察される。(4)以上の3列のサンゴ礁の発達は、周辺域の海岸地形(ノッチなど)から推測される完新世中後期の3回の海面安定期に各々対応していると考えられる。本研究は、(1)平成9年度と10年度のボーリング調査(石垣島南方沖の石西礁湖および沖縄島南部の具志頭海岸における完新世サンゴ礁の内部構造),(2)光波距離計による潮間帯付近の詳細な地形計測量、沖縄島南部,久米島および石西礁湖における礁斜面の地形解析,(3)津波または台風の高潮などによる海岸線の変化と堆積物の移動,(4)シュミットハンマーによる琉球石灰岩と石灰岩塊の岩石強度,(5)伊良部島の沈水ビーチロックなどの調査による完新世におけるサンゴ礁の発達過程と海水準変動の総括を行った。その結果は以下の通りである。1)沖縄島南部および石西礁湖の完新世サンゴ礁は,水深約1525mの比較的平坦な面を基盤として,約7600年前以降上方に堆積を開始した。2)沖縄島南部は隆起地域であることから,約6000年前に第1期のサンゴ礁が形成され,その後,約4000年前頃までに第2期のサンゴ礁が,約2500年前以降,第3期のサンゴ礁がそれぞれ形成された。3)石垣島南部を含む石西礁湖東部の完新世サンゴ礁は,約70006000年前のサンゴ礁(石垣島南部),約5000年前にかけての第2期のサンゴ礁(石西礁湖東部),約3600年前以降の第3期のサンゴ礁(石西礁湖東部)に分けられる。4)約40003000年前頃の広域的な海退現象が示唆される。5)1771年明和津波によって移動したと推定されているサンゴ礁岩塊,および近年の大型台風による高潮で移動した岩塊を確認した。それらの移動エネルギーは明和津波の移動エネルギーの方が大きいことも判明した。
舶用ディーゼル機関における廃食用油利用の可能性について

舶用ディーゼル機関における廃食用油利用の可能性について研究を行った.高温蒸発皿になたねとなたねに水を混合したエマルジョン燃料およびA重油を滴下し,デポジットの生成割合を求めた.その結果,エマルジョン燃料を使用することでデポジット生成割合を低減するが,エマルジョン燃料のデポジット生成率はA重油に比べ高くなることがわかった.また,直噴ディーゼル機関においてA重油とA重油に水を混合したエマルジョン燃料を使用した場合の燃焼,排気特性を調べた.その結果,エマルジョン化により熱効率の低下とPMの増加を抑えながらNOXを低減することが確認できた.平成23年度は食用油(なたね油)(以降,食油)に質量分率で15%の水を混合したエマルジョン(以降,エマ)燃料を高温蒸発皿(以降,皿)に滴下し,蒸発時間や皿に堆積したカーボンデポジット(以降,デポ)生成率の計測を行った.平成24年度は廃食用油(以降,廃油)の皿温度を変化させた場合のデポ生成率および同じ皿温度における食油と廃油,食油から作成したBio Diesel Fuel(BDF)と従来燃料であるA重油のデポ生成率の比較を行い,廃油が食油や従来燃料と比較してどの様なデポ生成傾向を示すか調べた.廃油のデポ生成率は340°Cで約70%,380°Cで約60%となった.食油では340°Cで約75%,380°Cで約40%であるため,380°Cでは廃油のデポ生成率が高いものの,同じような生成傾向を示すことが分かった.この事から廃油エマ燃料は食油エマ燃料と同程度のデポ削減効果が得られると考えられる.380°CにけるBDFとA重油のデポ生成率は約0.5%と約0.3%となり,質量割合で15%食油エマ燃料のデポ生成率約25%よりもかなり小さい値となった.この事から廃油をエマ化することで廃油をそのまま使用するよりも燃焼室の汚損を防ぐことができる可能性があるが,従来燃料やBDFに比べると燃焼室や排気弁などに多くのデポが堆積し,燃焼を阻害したり機関や潤滑油を汚損する可能性が高いことが分かった.また,エマ燃料を作成するにあたり乳化剤を水の質量に対して10%添加している.乳化剤は大変粘度が高く,これがデポ生成率へ影響している可能性がある.そのため皿温度300°Cにおいて乳化剤と水をエマ燃料作成時と同じ条件で混合したものを滴下し,デポ生成率を調べた.その結果,滴下質量の約4%がデポ化していることから,15%エマ燃料の場合,乳化剤由来のデポ生成率は滴下質量の約0.7%となるため,乳化剤の影響は無視していいことが分かった.平成25年度は小型機関の燃焼圧力解析を行った.実験条件は過去の実験において燃料消費率(BSFC)の低減を最小限に抑えながら窒素酸化物(NOX)とSmokeを最小限に抑えた条件である,回転数2400rpmでレシオ荷重2.87kgとした.燃料はA重油とA重油に水を体積割合で全体の25%混合し高速ホモミキサで10分撹拌した(以降水エマ)ものを使用した.乳化剤はHLB値6のものを体積割合で2%添加した.水エマではA重油に比べ燃焼圧力の立ち上がりがかなり遅延し,最高圧力はA重油よりやや高くなった.また,筒内圧力解析により求めた筒内温度履歴は筒内圧と同じく水エマの筒内温度の立ち上がりが大きく遅延するが,A重油と水エマの最高温度および上死点過ぎ20°(20°ATDC)以降の筒内温度履歴には大きな差が見られなかった.また,熱発生率を比較すると水エマはA重油に比べ最高値となるクランク角度は大きく遅延するが,最高値はA重油の2倍弱となった.ここで総発熱量の50%のクランク角度を定義する熱発生重心位置を解析結果より求め比較すると,A重油7°ATDCに対し水エマは7.5°ATDCとなることが分かった.以上のことからこの小型機関では水を添加することで実際に噴射される燃料の噴射率を抑え,また水の添加により増えた噴霧の運動量や水の蒸発潜熱により着火遅れ期間が長くなり,その結果,均質な混合気が形成されることになり燃焼状態が改善されることででBSFCの増大とSmokeの生成が抑えらたと考えられる.そして,水の潜熱で筒内温度が抑えられNOXが低減するのではなく,燃焼期間が短く抑えられることでNOXの生成が抑えられたのではないかと推測される.廃食用油には高沸点成分が多く含まれるためディーゼル機関で使用した場合には燃焼室内に多くのカーボンデポジット(以降,デポと記述)が生成すると考えられる.そこで燃焼室壁面に見立てた蒸発皿(以降,皿と記述)に食用油と食用油に水を添加したエマルジョン燃料を滴下し,皿温度を変化させた場合の蒸発時間や皿に堆積したデポの質量を計測した.実験には未使用のなたね油(以降,なたね)となたねに水を質量分率で15%混合した燃料(以降15%エマと記述)を使用した.15%エマは水に対して10%の乳化剤(HLB値:12)を混合し,ホモミキサで10分間かくはんして作成した.

なたねは400°Cを超えても蒸発に数十秒かかり.また15%エマはなたねに比べ蒸発時間は短くなる.これは水のミクロ爆発により四散するためであると考えられるが,A重油などに比べ非常に蒸発しにくいことがわかった.次に,皿に燃料を3時間滴下し,皿の上に堆積したデポの質量を計測した.滴下間隔をなたねで2分,15%エマで30秒とした.これは滴が皿から放射される熱で加熱されると水と油が分離,蒸発してしまい,水のミクロ爆発の効果が期待できないためである.なたねは340°Cにおいて滴下質量の73%がデポとして堆積,温度が高くなるにつれデポは減少した.15%エマはデポの堆積する割合がなたねに比べ少なく,340°Cでは滴下したなたね質量の21%が堆積した.なたねでは皿中央に蒸発しきれない油がデポとなり堆積するが,15%エマでは滴が水のミクロ爆発により広範囲に四散した.その結果,一部は皿を飛び出すことになるが,皿全面に滴が広がったことで蒸発が促進したためだと考えられる.以上の結果より食用油はA重油などの従来燃料より燃焼室の汚損を引き起こす可能性があるが,エマルジョン化することでその汚損を抑えることができる可能性があることが分かった.平成26年度は小型機関でA重油とA重油に水を質量分率で10%と15%混合したエマルジョン燃料(以降エマ)を用いて機関性能と排ガス濃度の測定を行い,燃焼圧力解析結果と比較した.実験条件は回転数を1600,2000,2400rpmとし,レシオ荷重を3kgとした.燃料消費率はA重油に対しエマではすべての回転数において同程度の値となった.全炭化水素はエマを使用すると増加し,含水率が増えると排出濃度は増加した.しかし,粒子状物質(PM)は1600rpmでエマの方が高くなるが,2000rpmでエマとA重油は同程度の濃度となり,2400rpmではA重油に比べエマのPM濃度は低く抑えられている.また1600と2400rpmでは含水率が高い方がPM濃度は高くなる.この結果からエマを用いると燃料の未燃分が増えるが,運転条件によればPMの増加を抑えることができる可能性があることが分かった.窒素酸化物(NOX)は1600rpmの10%と15%エマ,2000rpmの10%エマでA重油より高くなり,また1600と2000rpmでは含水率が高くなるとNOX濃度が低くなるが,2400rpmでは10%に比べ15%エマの濃度が高くなった.筒内圧は2400rpmの10%を除きエマはA重油より最高圧が高くなり,回転数が高くなると着火遅れ期間が長くなる.この結果は水の運動量が燃焼状態を改善する効果を示すものだと考えられる.2400rpmで15%に対し10%エマのNOX濃度が低下するのは筒内最高温度(以降最高温度)が低く1500°C以上の高温期間(以降高温期間)が短くなるためである.1600rpmでエマのNOX濃度が増加するのは水の運動量の効果によりA重油より最高温度が高く,高温期間が長くなるため,またエマの含水率が増えるとNOX濃度が低下するのは含水率が増えることで最高温度と高温期間が抑えられるためだと考えられる.平成27年度は小型機関でA重油とA重油に水を質量分率で20%混合したエマルジョン燃料(以降20%エマと記述)を用いて機関性能試験と排ガス濃度の測定を行い,燃焼圧力の解析結果と比較した.回転数を1600rpm,2000rpm,2400rpmとし,レシオ荷重を3.00kgとした.A重油に対し20%エマの燃料消費率は26年度のA重油に水を質量分率で15%混合したエマルジョン燃料(以降,15%エマと記述)と同様に同程度の値となった.A
転移領域以下での光弾性応力凍結熱処理法に関する研究

本研究では、従来の光弾性応力凍結法に内在する欠陥を克服するための新しい応力凍結熱処理法、すなわち凍結温度を転移領域及びガラス状領域にとる凍結熱処理法を確立するために必要な基本的条件を系統的実験により吟味した。まず、単軸引張クリープ試験によりアラルダイトBと硬化剤HT901の配合比の異なるエポキシ樹脂の光学的・力学的クリープ特性、光弾性感度及び適性係数の温度・時間依存性、応力と縞次数間・応力とひずみ間の線形性、比例限度を明らかにした。次に、二次元モデルを用い多数の凍結実験を行い、凍結熱処理過程及び除荷後の光弾性縞挙動と変形挙動を調べ、凍結温度を転移領域及びガラス状領域にとる凍結熱処理過程に関する諸種の基本的実験条件を明確にした。さらに、U形環状切欠きを持つ丸棒の凍結実験を行うとともに、中実円柱モデルにより凍結熱処理過程で生じる温度分布と熱応力について検討し、適切な冷却速度を示した。凍結温度を転移領域にとると、加熱・冷却に長時間を要する大型モデルに対して凍結熱処理時間の短縮に有効である。一方、ガラス状領域を利用する場合には、凍結熱処理に長時間を要する難点はあるが、従来の方法よりも大幅にモデルの変形を少なくできるため、大変形な座屈を生じやすい薄肉構造の三次元モデルの凍結法として有効である。また、比較的短い荷重保持時間でも応力凍結ができるが、凍結率が低いので縞次数の測定精度を向上するための対策が必要である。なお、硬化剤の少ないエポキシ樹脂は適性係数の高いガラス状領域を利用すれば、大変形を防ぐことができ、転移領域も低いので時間短縮法として有効といえる。今後、硬化剤の少ないエポキシ樹脂を用いた凍結実験を行い、時間短縮と実験精度の向上について検討したい。本研究では,まずアラルダイトBと硬化剤HT901を重合したこエポキシ樹脂板を製作し,広い温度範囲にわたって単軸引張クリープ試験を行い,エポキシ樹脂の光学的・力学的クリープ特性を調べた.また,種々の温度における応力と縞次数,応力とひずみの間の線形性について検討した.次に,凍結熱処理過程および凍結除荷後における光弾性縞挙動と力学的挙動を調べるため,種々の凍結実験を行い,凍結熱処理条件について検討した.なお,高温用ひずみゲージを利用したばね鋼製U字はり式伸び計を開発し,この伸び計のひずみ測定にはデータロギングシステムを用いた.その結果,アラルダイトと硬化剤の配合比が100:30のエポキシ樹脂の転移領域は100:15の材料より約30°C高いこと,転移領域下限より2030°C低い温度での両教材の適性係数はほぼ同程度であり,ガラス状領域では光学的・力学的クリープは飽和状態に達するのに長時間を要すること,一方,転移領域では光学的・力学的クリープは比較的短時間で飽和状態に達することが明らかとなった.また,応力とひずみの関係から得られる比例限度は,応力と縞次数の関係から得られるものよりやや低いことがわかった.さらに,配合比100:30のエポキシ樹脂の凍結実験の結果から,凍結温度を転移領域下限以上にとった場合,縞次数と変形は,凍結温度が高く冷却測度が遅いほど大きく変化するが,クリープ回復は無視できることがわかった.凍結温度が転移領域下限より2030°C低い場合には,縞次数,変形は除荷によってのみ大きく減少し,除荷後のクリープ回復は数時間でほぼ安定することが判明した.次年度においては,配合比が100:30とは異なるエポキシ樹脂の凍結熱処理過程における光弾性縞挙動や力学的挙動について明らかにし,さらに凍結温度を異にする凍結熱処理法を三次元物体に適用し,種々の応力凍結熱処理法について検討する.

本研究では、まず前年度にひき続きアラルダイトBと硬化剤HT901の配合の異なるエポキシ樹脂の光学的・力学的挙動の温度・時間依存性について明らかにするため、単軸引張クリープ試験と真直梁及び円板モデルによる種々の凍結実験を行った。次に、凍結温度の異なる凍結熱処理法の三次元モデルへの適用例として、U形環状切欠きを持つ丸棒の凍結実験を行い凍結温度の影響について検討した。また、有限要素法によりU形環状切欠きを持つ丸棒を解析し応力分布に及ぼすポアソン比の影響を明らかにした。さらに凍結熱処理過程における中実円柱モデルの温度分布と熱応力を検討し、あわせて凍結サイクルについて考察した。(1)主剤と硬化剤の配合比(pbw)が100:30、100:20、100:15のエポキシ樹脂の転移領域は順に約15°C低くなる。ガラス状領域では配合比によらず同程度の高い適性係数が得られ、光弾性挙動も同様の傾向を示す。凍結温度を転移領域にとった場合のスライス片の縞次数分布は、ゴム状領域の場合と同様であるが、ガラス状領域ではかなり異なっており、その主要因として初応力の影響が考えられる。(3)ポアソン比は第二主応力の分布に大きく影響を及ぼす。(4)加熱及び冷却過程における中実円柱モデル内の温度差は、それぞれ加熱速度及び冷却速度にほぼ比例する。(5)凍結温度をガラス状領域にとる場合の冷却速度は、直径90mmと60mmの中実円柱の場合、それぞれ1°C/h、2°C/h程度にとれば熱応力の影響を無視できる。また、凍結温度に保つときモデル内の温度差を1.5°C程度に保持するよう留意しなければならない。今後の課題として、硬化剤の少ないエポキシ樹脂を用いた凍結実験を行い、時間短縮と実験精度の向上について検討したい。
微生物産生バイオビニルの体系化と創薬シード化合物としての利用展開基盤

ある種の微生物は末端ビニル基を有する化合物『バイオビニル』を生産する。これらは抗酸化性・抗菌性・抗炎症性・抗腫瘍性など多様な生理活性を併せ持つ。よって、バイオビニルは感染症予防や抗ガン作用など種々の疾病予防機能を有する新規創薬シード化合物として期待される。この多様な生理機能は末端ビニル基に起因すると考えられるが、バイオビニルの構造ー活性相関および発酵生産に関する知見はない。そこで本研究では、バイオビニルの体系化(ライブラリー化)、発酵生産システム構築、構造ー機能相関解析を通して、バイオビニルを創薬シード化合物として利用するための基盤を確立する。