hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
緑内障における総合的神経保護治療の開発

中途失明原因第1位である緑内障は、有病率が増加傾向にある眼疾患である。緑内障において高眼圧は重要なリスクファクターであるが、本研究では新たに緑内障診断における眼底血流評価の有効性、網膜神経節細胞死の抑制への酸化ストレス防御機構とカルパインの関与、そして抗酸化物質とカルパイン阻害剤の網膜神経節細胞保護能を明らかにした。これらは眼圧に依存しない緑内障の病態解明、早期診断、そして神経保護治療実現の一助となる知見である。(1)緑内障患者における乳頭循環不全による臨床研究:Laser Speckle Flowgraphy (LSFG)により眼底血流の定量的評価が可能となった。正常眼27眼、緑内障眼38眼を対象とし、LSFGで撮影した血流マップよりmean blur rate (MBR)を算出した。視神経乳頭のMBRの平均値は正常眼で27.1±4.2、緑内障眼で21.2±5.3であり、緑内障眼では視神経乳頭MBR値が正常眼と比較し有意に低下し、緑内障眼では視神経乳頭血流が低下している可能性が示唆された。また、視神経乳頭MBRは既知の緑内障診断の他覚的検査として有用であるOCTによる乳頭周囲視神経線維層厚とも相関関係を認め、特に緑内障初期で有用である。(2)アストロ細胞をターゲットにした乳頭陥凹拡大抑制と毛細血管閉塞抑制治療の開発:ラットのアストロサイト細胞の初代培養に対する静水圧ストレス、低酸素ストレスの負荷実験を確立し、細胞活性をAlamar blue assayで評価する系統を立てた。これにより、圧負荷に対する細胞シグナル伝達の解析を進み、乳頭陥凹拡大と毛細血管閉塞の保護薬剤のスクリーニングを有効に進められた。現在calpain inhibitorおよびほか2剤が、保護作用を示された。(3)多角的神経保護治療の開発:正常眼圧緑内障の動物モデルを確立した。チューブリン崩壊作用を持つvinblastineを用いて、軸索流障害を起こしRGCのapoptosisを観察した。calpain inhibitorの投与により神経保護作用を認めた。日本人に多いとされる正常眼圧緑内障の発生機序の一つとされる軸索流障害によるapoptosisを、上記薬剤が保護作用を示したので、臨床創薬へ一歩大きく前進したと言えよう。失明原因の第一位である緑内障は、今後も進む少子高齢化社会において有病率が増加傾向にある重要な眼疾患である。高眼圧は緑内障の主要因の一つであり、眼圧下降を促す治療が行われている。しかしながら我が国では眼圧が正常でも神経節細胞が障害される正常眼圧緑内障を発症し、視力を失う患者が多い。本研究では眼圧に依存しない新しい着眼点に基づく病態解明、診断法、神経保護治療の確立を目指した。まず臨床研究として緑内障患者の乳頭循環不全に着目し、Laser Speckle Flowgraphyを用いて、Generalized Enlargement(GE)型視神経乳頭を有する緑内障群と視神経乳頭陥凹拡大のみを有する群、正常群の視神経乳頭部の血流を測定した。正常群に比較して視神経乳頭陥凹拡大群とGE型緑内障群は有意な血流低下を認め、視神経乳頭陥凹の拡大に視神経乳頭血流が関与する可能性が示唆された。さらに健常者における視神経乳頭部の血流波形形状を解析した。血流波形の形状変化と年齢に強い相関を認め、緑内障の発症と進行にも影響する加齢の指標となる可能性が示唆された。次に基礎研究として正常眼圧緑内障モデルとして前年度に確立した軸索流障害で発現される分子を詳細に検討した。障害を受けた網膜視神経節細胞を単離して酸化ストレスの無毒化に関わる分子群(HO-1等)の発現が確認された。また酸化ストレス応答の遺伝子発現をつかさどる転写因子、Nrf2-OKマウスに対して同様の障害を与えたところ有意に細胞死が亢進された。そこで抗酸化作用を有する薬剤2剤をこのモデルに供したところ有意に網膜神経節細胞死が抑制されることを確認した。緑内障診断における眼底血流評価の有効性、網膜神経節細胞死の抑制への酸化ストレス防御機構の関与、そして抗酸化物質の網膜神経節細胞保護能が明らかとなった。これらは眼圧に依存しない緑内障の病態解明、早期診断、そして神経保護治療の実現の一助となる知見である。
労働市場の縮小に伴う若年者の成人への移行過程の複雑、不確定化に関する実証的分析

(1)若者が社会的、経済的な自己発達をとげ成人へと移行するには、継続的な就業は重要な要件であるが、多数の若者が不安定な就業状況にある。長期的な若年労働市場の縮小が主たる理由であるが、高等教育を含む学校教育で自分の進路に確かな方向性を築けないまま、社会に排出されている状況を見逃しえない。(2)文部科学省は若者に人間性の発達、適切な進路観の形成を目的にキャリア教育の政策的推進に取り組んでいるが、その実情は就職指導に傾倒している。学校教育は、キャリア教育の本来的な目的を再考し、若年者に適切な進路観・認識を養うとともに、他の教育・訓練機関も継続的なキャリア教育を若者に提供するシステム構築が急がれる。本年度の研究実績は以下である。1.本研究課題である"若年者の成人への社会的、経済的移行"は時代的な共通課題であることから、中国および韓国での状況を把握するために、現地調査を実施した。中国は広東省肇慶市、韓国はテグ市と、両国の経済活動を先導する地域の一つを調査対象地に、近年の経済状況との関連から、新規高校卒者および大学卒者である若年世代をめぐる労働市場の動向、さらに若年世代の就業観、就業に向けた教育・訓練機会、就業活動などについて、インタビューによる聞き取りを実施した。両国に共通の状況は、若年世代が希望する職種への就業機会の狭小さ、それに伴う就業の不安定さが自らの社会での地位獲得はじめ将来への人生に不安をもっていることである。こうした事態への国家および社会全体としての対応策の構築とその実践が日本と同様に急がれている。2.若年世代をめぐる就業問題への対応策の一つとして、日本ではキャリア教育の推進が政策として学校教育段階で実施されている。韓国でも同様な取り組みが国家の政策として行われていることから、それらの現状と成果をめぐる比較検討を目的に、韓国の青少年教育機関および青少年研究者との意見交換を韓国・ソウルにて実施する機会を得た。キャリア教育が本来の趣旨・目的を離れ、就業のための教育活動としての性格が現実的に突出している共通点を確認しながら、今後もキャリア教育のあり方について交流を継続的に重ねていくことを確認している。3.また、新規高校卒者および大学卒者で就業が未確定者に対する就職指導・支援の実態を青森県で事例的に把握することに努めた。就職未確定者が求める就職指導・支援の具体的な内容、さらにそれらに対する指導・支援のあり方を、実務にかかわる指導員からインタビューでもって把握する作業を進めた。1.研究課題である"若年者の成人への社会的・経済的移行"に重要な役割をもつ教育、特に学校教育で導入・実施されているキャリア教育に注視し、その実証的把握に努めた。2.キャリア教育は若年世代の就職・就業問題への対応策の一つとして多くの国で政策的に推進されている。本年度はドイツの現状を対象に調査研究を行った。ドイツの学校教育課程は伝統的に職業教育と普通教育とに大別され、早期の教育段階で若年者に選択を求めている。この複線型教育課程と称される教育システムが若年者の将来的な進路選択や、成人に向けた社会的・経済的発達に寄与しているのか、またはどのような時代的な問題および課題に直面しているのかについて、ライプチヒ大学およびベルリン社会科学研究所などを訪問し、研究者との意見・情報交換を試みた。3.ドイツの場合、学校では進路担当専門者が若年者個々の能力、性格、関心などを確かめ、将来的な進路選択を保護者そして本人との間で教育課程の早期段階から話し合い、若年者が社会で活動できる最適な仕事は何か、その実現に向けた計画的・継続的な指導を綿密に進めていく取り組みが行われている。4.また、キャリア教育の具体的な実践とその成果をあげていくためには、学校とともに地域の企業、施設などの積極的な協力的参加が指摘されている。こうしたドイツでのキャリア教育システムの現状は、日本では就職指導・支援として短絡的に位置づけられているキャリア教育を再考していく点で、多くの示唆を与えてくれる。近年、新規高校卒者、大学卒者の多くは就業機会の悪化に直面している。それに伴い、若者に本来的に期待されている「教育」から「仕事」への直線的な移行も現実的に困難さをまし、成人への人間的、社会的、経済的移行を複雑、不確定なものにしている。この点を実証的に説明していくことが、本研究の目的である。平成23年度には、福島県会津若松市、青森県青森市、五所川原市などを調査地として、地元で生活する若者を対象にインタビューによる調査を行った。

そこでは、高校卒、大学卒後の就業歴と、その中で経験している離職の経緯、再就業に向けた取り組み、そして現在も正規雇用の機会を獲得しえず、非正規雇用や失業状況にあることから生じる生活不安、将来への見通し、さらには家族、地域社会との接合などについて具体的な把握に努めた。また、彼らに対するハローワークはじめ地元からの就職に受けた指導、支援状況や、職業教育・訓練施設で学ぶことについての関心や意欲などについてもあわせて確認に努めた。インタビューの結果からは、現在、非正規雇用、失業にある若者が高卒、大学卒後に経験してきている就業歴の内容、また現在、そして将来の就業に対する考えも多様であり、そこに共通した傾向性を見つけ出すことは難しい。あえていえば、高校卒、大学卒までの教育・学習への関心や意欲、学業評価の低さが卒業後の就職活動に影響を及ぼしていることがあげられよう。一方には、現在の仕事に満足感、将来性を持てず、自ら希望する職種に従事するために必要な諸条件を確保するために、学習活動、職業教育・訓練に従事する若者もみられる。いずれにせよ、公的機関、社会全体として若者の就業に向けた多様な支援や協力が積極的に求められる。、1昨年度に承認を得た補助事業期間延長により、本年度は、韓国青少年開発院を訪問し、キャリア教育の現状、その成果と問題、課題にいついて意見交換を行う計画であったが、担当者との日程調整が整わず、実施することができなかった。2本年度は、したがって、過去3か年度に実施してきた調査を踏まえ、日本におけるキャリア教育の政策的展開と成果、課題を取りまとめることに専念した。その内容は、「科学研究費助成事業報告書」として公表した。3本報告書では、日本のキャリア教育の実情は就職指導教育と言い換えられるほどに、就職指導・支援に傾斜した感がある。キャリア教育の目的にそった学校教育での発展的な実施状況をとらえることができない。この点はドイツでのキャリア教育ともまた大きな差異を指摘でき、日本でのキャリア教育の早急な再検討が求められることを述べている。教育社会学1.研究実施計画に基き作業を進めてきている。研究実施計画の作成にあたって、大学での教育・研究に支障を及ぼさない範囲で遂行していくことを基本的に配慮したことが主たる理由である。2.研究実施にあたって、必要な関連資料収集を目的とするインタビュー対象者の協力、ならびに職業安定所・ハローワークはじめ関係施設からの協力を得ていることが、研究計画に沿う作業を可能にしているもう一つの理由として指摘できる。3.中国そして韓国での調査実施にあたっても、これまでの研究において協力的関係を築いてきている研究者から好意的な協力を得ながら、事前準備を進めることが可能になっていることも、海外での本研究の実施にプラスとなっている。1.研究実施計画に基づき大学での教育・研究に影響を及ぼさない範囲で遂行していくことに留意している。2.研究実施にあたって、本年度の場合、ドイツのライプチヒ大学、ベルリン社会科学研究所から協力を得ることができ、インタビューなどを行うことができたことによる。3.ただし、当初予定していた前年度に引き続き韓国青少年開発院を訪ね、キャリア教育の実施状況をめぐる補充調査は、担当者との日程調整ができず、次年度に延期せざるをえなかった。この点が本年度の研究計画を適切に達成できなかった理由である。本年度の調査活動で今後の課題として残された点は、調査対象者についてである。本調査では、高校卒業、大学卒業後の就業歴を問わず、現在、無業者である若者を対象とすることにある。
Ｌｉを使用しない高速ｐＨ応答型のセルフクリーニングガラスの開発

現在pH電極に用いられているLi伝導型のガラス電極には、汚れの蓄積により容易にpH応答が低下するという致命的な問題がある。この問題を解決するために、本研究では2つのタイプのメンテナンスフリーの電子伝導型pH応答ガラスを開発した。一つは、セルフクリーニング特性(光触媒活性と光誘起親水性)を有するTi3+を含有するTiO2-P2O5(TP)ガラスである。もう一つは、防汚特性(撥水性)を有するFe2O3-Bi2O3-B2O3(FeBiB)ガラスである。これらのガラスは、レアメタルであるLiを使用せずに従来通りの高いpH感度を実現しつつ、従来とは異なる電子伝導を利用することで高速pH応答を実現した。我々は、これまでにTi3+を含まないTiO2-P2O5(TP)ガラスの作製と、これらのガラスの高屈折率エコガラスならびにセルフクリーニングガラスへの応用に関して報告している。また、市販のpH応答ガラスにはリチウムシリケートガラスが広く用いられているが、Ti3+を含む70TPガラスが、リチウムフリーのノンシリケートガラスとしては良好なpH応答性能とセルフクリーニング機能を有することを平成24年度に報告している。さらに、Bi2O3-B2O3ガラスが撥水性を示すことを報告している。撥水性材料では防汚効果が期待できるが、このガラスをpH電極として利用するには電気抵抗が高すぎるという問題があった。平成25年度は、1.撥水性Bi2O3-B2O3ガラスにFe2O3を添加した電気伝導性ガラスを作製すること、2.得られたガラスがpH応答を示すこと、3. Fe2O3を添加しても撥水性を維持していることで、pH応答性能と防汚型のセルフクリーニング機能の両立可能なFe2O3-Bi2O3-B2O3ガラスの開発を目指し以下の結果を得た。2. 70BiBはpH応答を示さなかったが、Fe2O3を添加することでpH応答を示すようになった。特にx=20の時に良好なpH感度を示した。3. Fe2O3を添加しても高い接触角を維持していた。以上のようにpH応答性能と防汚型のセルフクリーニング機能の両立可能なFe2O3-Bi2O3-B2O3ガラスの開発に成功した。Ti3+を含むTiO2-P2O5(TP)ガラスは電気伝導性ガラスとして古くから知られている。我々は、これまでにTi3+を含まないTPガラスの作製とこれらのガラスの高屈折率エコガラスならびにセルフクリーニングガラスへの応用に関して報告してきた。さらにTPガラスを600°C程度で熱処理するとTiO2リッチな表面層が形成されセルフクリーニング機能(光触媒活性と光誘起親水性)が発現することもわかっている。その一方、熱処理時にTi3+が減少し比抵抗が高くなりpH電極としての機能が失われた。平成24年度は、1.より多くのTi3+を含有させるために70TPガラスを高温溶融で作製すること、2.この70TPガラスを酸化ー還元の熱処理をすることで、pH応答性能とセルフクリーニング機能の両立可能なTi3+を含むTPガラスの開発を目指し以下の結果を得た。1.高温溶融によりTi3+を多く含有させた70TPガラスは良好なpH感度(約80%)・短いpH応答時間(約10秒)・低い比抵抗(約10e9オームセンチメートル)を持った。市販のpH応答ガラスにはリチウムシリケートガラスが広く用いられているが、Ti3+を含む70TPガラスは、リチウムフリーのノンシリケートガラスとしては良好なpH応答性能を示すことがわかった。2.酸化処理した70TPガラスは、光誘起親水性が表れたが、高抵抗化が起こりpH応答を示さなくなった。3.還元処理した70TPガラスは、光誘起親水性(光触媒活性)を維持しつつ、再び低抵抗化が起こりpH応答を示すようになった。4. 70TPガラスの熱処理に対する、ガラス全体で機能するpH応答性能(Ti3+-Ti4+間の平衡)の可逆性とガラス表面のみで機能するセルフクリーニング機能の(70TPから80TPへの表面組成の変化)不可逆性を利用することで、両機能を両立したガラスの開発に成功した。

これらのガラスは、レアメタルであるLiを使用せずに従来通りの高いpH感度を実現しつつ、従来とは異なる電子伝導を利用することで高速pH応答を実現した。工学H25年度は大きく分けて以下の3つを目標とした。2.高pH感度を持つxFeyBiBガラスの作製70BiBはpH応答を示さなかったが、Fe2O3を添加することでpH応答を示すようになった。特にx=20の時に良好なpH感度を示した。H24年度に行ったTPガラスのpH感度より高かったのでガラス系としては適切と判断した。H26年度に組成の最適化を行う必要がある。(達成度95 %)3.高接触角を持つxFeyBiBガラスの作製Fe2O3を添加しても高い接触角を維持していた。(達成度100 %)以上のようにpH応答性能と防汚型のセルフクリーニング機能の両立可能なFe2O3-Bi2O3-B2O3ガラスの開発に成功した。(達成度95 %)H24年度は大きく分けて以下の2つを目標とした。1.より多くのTi3+を含有させた70TPガラスの高温溶融作製1300°C溶融を1500°C溶融にすることで従来の約2倍のTi3+含有量にでき、結果として比抵抗を約1桁下げることに成功した。(達成度100%)2. 70TPガラスの酸化ー還元熱処理によるpH応答性能とセルフクリーニング機能の両立可能なTi3+を含むTPガラスの開発酸化することでセルフクリーニング化し、その後還元することでpH応答化するという二段階処理によりpH応答性能とセルフクリーニング機能の両立可能なTi3+を含むTPガラスの作製に成功した。pH感度は約80%であり、良好な値を示した。さらなるTi3+量の増大によりpH感度の上昇が期待できた。しかし材料としての限界値かもしれないので、次年度は、一旦Fe2O3-Bi2O3-B2O3ガラスを評価し、TPガラスでのさらなる探索が必要かを見極める。(達成度90%)平成24年度に自己洗浄タイプのセルフクリーニング機能を有するpH応答ガラス(TPガラス)の開発に成功した。H25年度に防汚タイプのセルフクリーニング機能を有するpH応答ガラス(Fe2O3-Bi2O3-B2O3ガラス)の開発に成功した。H26年度は、1. TPガラスより高いpH感度を示したxFeyBiBガラスの組成の最適化を試みる。2.また、新規pH電極の開発の一環で、ガラス電極では実現困難な微小領域を測定可能なpH電極の開発を検討する。具体的には、1.に関してはy=70-80 mol%のxFeyBiBガラスを作製してpH応答性能と撥水性の両立を検討する。2.に関しては金属基板にゾル-ゲルコーティングをしたpH電極を作製して、性能評価をする。平成24年度に自己洗浄タイプのセルフクリーニング機能を有するpH応答ガラス(TPガラス)の開発に成功したので、平成25年度は防汚タイプのセルフクリーニング機能を有するpH応答ガラス(Fe2O3-Bi2O3-B2O3ガラス)の開発に着する。これまでにBi2O3-B2O3ガラスは、ガラスとしてはかなり撥水性を持つことを報告している(J.Am.Ceram.Soc., 2011)。このガラス自身は伝導性を持たないのでFe2O3などの遷移金属酸化物を導入して伝導性を確保できれば、被験液の汚れによるpH感度の低下が避けられると期待できる。
IL-7レセプター・シグナル伝達分子によるV-J組み換え誘導機構

IL-7はリンパ球前駆細胞の増殖因子であり、生体内におけるリンパ球の分化にきわめて大きな役割を果たしている。本研究の目的は、IL-7レセプター(IL-7R)のシグナル伝達分子のStat5によるgermline転写の誘導が、TCRγ遺伝子座のDNA組換え酵素に対するaccessibilityを上昇させV-J組換えを誘導する機構を解明することにある。まず、IL-7R欠失マウスの胎児肝臓のT前駆細胞にレトロウイルスを用いてStat5cDNAを導入し、胎児胸腺器官培養でT細胞に分化させると、活性型Stat5を導入したものでは細胞数がある程度回復し、γδT細胞の分化が見られた。次に、Stat5が転写共役因子であるCBPやp300と協調して転写を活性化するかを調べた。5′Jγ1プロモーター領域をBa/F3細胞に導入すると、Stat5依存的およびCBP/p300依存的に転写が活性化された。また、Ba/F3細胞でJγ1領域特異的にヒストンがアセチル化されていることが、染色体免疫沈降法により示された。また、BaF3/pim-1細胞でサイトカイン刺激依存的にStat5とCBP/p300がJγ1領域に結合し、ヒストンがアセチル化されることを確認した。さらに、Ba/F3細胞にRAG1とRAG2を一過性に発現させると、Jγ1遺伝子のみでDNAの切断が起ることが、LM-PCR法にて示された。一方、IL-7R欠損マウスの初期胸腺細胞において、TCRγ遺伝子座のヒストンは脱アセチル化されていた。IL-7R欠損マウスのT前駆細胞に活性型Stat5 cDNAを導入すると、TCRγ遺伝子座のヒストンアセチル化が回復した。以上のことから、Stat5が転写共役因子を5′Jγ1プロモーター領域にリクルートし、ヒストンのアセチル化を介してTCRγ遺伝子座のaccessibilityを上昇させることが示された。インターロイキン7(IL-7)はリンパ球前駆細胞の増殖因子であり、生体内におけるリンパ球の分化にきわめて大きな役割を果たしている。本研究の目的は、IL-7レセプター(IL-7R)のシグナル伝達分子のSTAT5によるgermline転写の誘導が、TCRγ遺伝子座のDNA組換え酵素に対するaccessibilityを上昇させV-J組換えを誘導する機構を解明することにある。まず、IL-7R欠損マウスの胎児肝臓のT前駆細胞にレトロウイルスを用いてIL-7RやSTAT5を導入し、胎児胸腺器官培養でT細胞に分化させた。活性型STAT5を導入したものでは、IL-7R導入時ほどではないが細胞数がある程度回復し、γδT細胞の分化が見られた。また、TCRγ遺伝子のV-J組換えをPCR法にて、germline転写の誘導をRT-PCRにて、組換えシグナルの二重鎖切断端をligation-mediated(LM)PCRにて解析すると、活性型STAT5を導入したものでいずれも強い誘導が認められた。以上のことから、活性型STAT5がin vivoのT細胞分化においてTCRγ遺伝子のgermline転写を誘導し、当該遺伝子座のaccessibilityを上昇させ、V-J組換えを引き起こし、γδT細胞の分化を誘導することが示された。次に、STAT5が転写共役因子であるCBPやp300と協調して転写を活性化するかを調べた。転写共役因子は内在性のヒストン・アセチル化酵素活性を持ち、周辺のヒストンをアセチル化しヌクレオソーム構造をゆるめて、転写装置が働くことを促している。

5'Jγ1プロモーター領域をBa/F3細胞に導入すると、STAT5依存的およびCBP/p300依存的に転写が活性化された。さらに、Jγ1領域のヒストンが高アセチル化されていることが、染色体免疫沈降法により示された。IL-7はリンパ球前駆細胞の増殖因子であり、生体内におけるリンパ球の分化にきわめて大きな役割を果たしている。本研究の目的は、IL-7レセプター(IL-7R)のシグナル伝達分子のSTAT5によるgermline転写の誘導が、TCRγ遺伝子座のDNA組換え酵素に対するaccessibilityを上昇させV-J組換えを誘導する機構を解明することにある。転写共役因子はヒストン・アセチル基転移酵素活性を持ち、周辺のヒストンをアセチル化しヌクレオソーム構造をゆるめて、転写装置が働くことを促している。そこでまず、STAT5が転写共役因子であるCBPやp300と協調して転写を活性化するかを調べた。5′Jγ1プロモーター領域をBa/F3細胞に導入すると、STAT5依存的およびCBP/p300依存的に転写が活性化された。また、Ba/F3細胞でJγ1領域特異的にヒストンがアセチル化されていることが、染色体免疫沈降法により示された。また、BaF3/pim-1細胞でサイトカイン刺激依存的にSTAT5とCBP/p300がJγ1領域に結合し、ヒストンがアセチル化されることを確認した。さらに、Ba/F3細胞にRAG1とRAG2を一過性に発現させると、Jγ1遺伝子のみでDNAの切断が起ることが、LM-PCR法にて示された。一方、IL-7R欠損マウスの初期胸腺細胞において、TCRγ遺伝子座のヒストンは脱アセチル化されていた。IL-7R欠損マウスのT前駆細胞にIL-7RやSTAT5cDNAを導入し、胎児胸腺器官培養でT細胞に分化させると、TCRγ遺伝子座のヒストンアセチル化が回復することを確認した。以上のことから、STAT5が転写共役因子を5′Jγ1プロモーター領域にリクルートし、ヒストンのアセチル化を介してTCRγ遺伝子座のaccessibilityを上昇させることが示された。
カメラレスポンス関数未知の単一画像の理解

一般ユーザが民生用カメラで撮影した単一画像の理解を目指して,カメラレスポンス関数未知の画像から,光源環境,反射特性,および,形状などのシーンの記述を復元する手法を開発した.具体的には,基底関数の線形結合表現に基づく全方位光源分布とレスポンス関数の同時推定,テクスチャ分布のエントロピー最小化に基づくテクスチャとレスポンス関数の同時推定,および,両者を統合した全方位光源分布とテクスチャとレスポンス関数の同時推定を実現した.また,非線形レスポンス関数が形状復元に与える影響を調べるとともに,可積分条件に基づく形状とレスポンス関数の同時推定を試みた.ヒトの視覚機能の計算機による模倣に端を発するコンピュータビジョンの研究において,単一画像の理解,つまり,単一画像から形状・反射特性・光源環境などのシーンの記述を復元する研究は,中心的な研究テーマの一つである.従来研究ではカメラレスポンス関数(シーンのある点の物理的な明るさと対応する画素の画素値との関係)が線形であるような理想的なカメラを仮定していたのに対して,本研究では未知で非線形なレスポンス関数を持つ一般的な民生用カメラを仮定する.本研究では,一般ユーザが民生用カメラで撮影した単一画像の理解を目指して,シーンの記述とレスポンス関数を同時に復元するという新たな方法論を確立する.平成26年度は,主に,単一画像からの光源分布とカメラレスポンス関数の同時推定に取り組んだ.具体的には,全方位光源分布とレスポンス関数の各々を基底関数(前者では球面調和関数,後者では実データに主成分分析を適用して得られる固有ベクトル)の線形結合で表現しておき,単一画像の画素値を手掛かりにして,これらの線形結合係数を同時に推定する手法を提案した.また,推定の安定性が各々の基底関数を並べた行列,言い換えると,被写体の形状・テクスチャや画素値の分布に依存することから,どのような条件下において推定が安定/不安定になるのかを調べた.さらに,推定を安定に行うための拘束条件について検討を行った.次年度の準備として,単一画像からのテクスチャとカメラレスポンス関数の同時推定に関しても,基礎的な検討を開始した.ヒトの視覚機能の計算機による模倣に端を発するコンピュータビジョンの研究において,単一画像の理解,つまり,一枚の画像から形状・反射特性・光源環境などのシーンの記述を復元する研究は,中心的な研究テーマの一つである.従来研究ではカメラレスポンス関数(シーンのある点の物理的な明るさと対応する画素の画素値との関係)が線形であるような理想的なカメラを仮定していたのに対して,我々は未知で非線形なレスポンス関数を持つ一般的な民生用カメラを仮定する.本研究では,一般ユーザが民生用カメラで撮影した単一画像の理解を目指して,シーンの記述とレスポンス関数を同時に復元するという新たな方法論を確立する.平成27年度は,主に,カメラレスポンス関数未知の単一画像からの(1)テクスチャ推定,(2)テクスチャと光源環境の推定,および,(3)形状推定に取り組んだ.(1)では,カメラレスポンス関数未知の単一画像からのテクスチャとレスポンス関数の推定が不足決定系であることから,シーンの事前知識,具体的にはテクスチャ分布のエントロピー最小化に基づく手法を提案した.(2)では,平成26年度に取り組んだ光源環境の推定と上記のテクスチャ推定を組合せて,カメラレスポンス関数未知の単一画像から,テクスチャ,光源環境,および,レスポンス関数の3つを推定する手法を提案した.(3)では,次年度の準備として,非線形のカメラレスポンス関数が,単一画像からの形状復元手法として知られるshapefromshadingに与える影響を実験的に検証した.カメラレスポンス関数未知の単一画像からのテクスチャ推定という平成27年度の計画で述べた項目に加えて,テクスチャと光源環境の推定に着手したり,次年度の研究項目である形状推定についても基礎的な検討を開始したりしていることから,おおむね順調に進展していると言える.ヒトの視覚機能の計算機による模倣に端を発するコンピュータビジョンの研究において,単一画像の理解,つまり,一枚の画像から形状・反射特性・光源環境などのシーンの記述を復元する研究は,中心的な研究テーマの一つである.従来研究ではカメラレスポンス関数(シーンのある点の物理的な明るさと対応する画素の画素値との関係)が線形であるような理想的なカメラを仮定していたのに対して,我々は未知で非線形なレスポンス関数を持つ一般的な民生用カメラを仮定する.本研究では,一般ユーザが民生用カメラで撮影した単一画像の理解を目指して,シーンの記述とレスポンス関数を同時に復元するという新たな方法論を確立する.平成28年度は,主に,カメラレスポンス関数未知の単一画像からの(1)物体形状の復元,および,(2)テクスチャ(および光源環境)の推定に取り組んだ.(1)では,カメラレスポンス関数が下に凸/上に凸の場合に,従来のshape fromshadingによる3次元形状復元の結果が奥行き方向に伸/縮することを確認した.また,可積分条件に基づいて物体形状とカメラレスポンス関数の両方を推定することを試みたが,一般的な3次元形状に対して良好な結果を得ることはできなかった.(2)では,これまでに利用していたテクスチャ分布のエントロピーに代わる事前知識として,テクスチャ画像の全変動(total variation)が有望であることを示した.前者のエントロピーが微分不可能であるのに対して,後者の全変動は微分可能であることから,全変動を用いることで,勾配法により最適化を行うことが可能になる.一般ユーザが民生用カメラで撮影した単一画像の理解を目指して,カメラレスポンス関数未知の画像から,光源環境,反射特性,および,形状などのシーンの記述を復元する手法を開発した.

具体的には,基底関数の線形結合表現に基づく全方位光源分布とレスポンス関数の同時推定,テクスチャ分布のエントロピー最小化に基づくテクスチャとレスポンス関数の同時推定,および,両者を統合した全方位光源分布とテクスチャとレスポンス関数の同時推定を実現した.また,非線形レスポンス関数が形状復元に与える影響を調べるとともに,可積分条件に基づく形状とレスポンス関数の同時推定を試みた.カメラレスポンス関数未知の単一画像からの光源環境の復元という平成26年度の計画で述べた項目を実現しており,また,次年度の研究項目についても基礎的な検討を開始していることから,おおむね順調に進展していると言える.当初の予定通り,カメラレスポンス関数未知の単一画像からの形状推定に取り組むとともに,これまでに開発した手法をブラッシュアップする.視覚情報処理当初の予定通り,カメラレスポンス関数未知の単一画像からの形状や反射特性の復元に取り組むとともに,これまでに開発した手法をブラッシュアップする.外部発表の場所が,当初想定していた関東ではなく地元になったことから,次年度使用額が生じた.数値計算用PCを購入予定であったが,短期間での高性能化・低価格化による陳腐化が著しいために,平成26年度は既存のPCも活用することにして,新規PCの購入時期を平成27年度に先送りしたため.外部発表の旅費・参加費などをより多く使用できることになったので,その分を有効に活用して,より積極的に研究を進めたい.数値計算用PCの購入に充てる.
合衆国における資質向上策としての教員免許更新制の基礎的研究

1.学校改善を目的とする学校評価が公表を前提とするのに対し、資質向上を目的とする教員評価は組織内で自己完結する制度であるというちがいを明らかにしつつ、学校評価も学校経営手段としてのみならず教育実践として機能する可能性を示し、学校づくりの当事者間の対話の中で教員の資質向上が行われる可能性を示した。(論文1)2.免許更新制は、その時点における最低限度の専門性を裏打ちしたものに過ぎないという限定を制度として明確化するものであり、定期的な資質向上を不可欠のものと把握している点で、よりよい向上を追求する従来の現職研修と制度趣旨が異なることを明らかにし、コツと勘からの脱却の必要性をユタ州の事例から述べた。(論文2)3.免許更新制や人事考課を含む広義の教員資質向上策が、公務員制度改革の中で過渡期にあるものと位置づけた。そして人事管理としての教員評価と教育実践としての教員評価を区別したうえで、授業評価の中でこそ教員の資質向上と学校評価政策が合流することを明らかにした。(論文3)4.州レベルでの金銭的報償(メリットペイ)に満足せず、市独自の学校報償制度を上乗せ実施しているテキサス州ヒューストンを訪問し、教員研修セミナーに出席した他、元教育長・教育委員会・教員組合関係者にインタビューを行い、学校間格差のない報償制度の構築という技術面が制度への支持を調達する要因となっていることを明らかにした。1.金銭的報償を用いた教員の資質向上策が、1980年代以降の合衆国でどのように展開したのか教育改革全体の課題との関連を明らかにした。そして、教員の質量両面の確保という課題は1980年代以降一貫していること、そのために金銭的報償というインセンティブ策は沈静化しつつあるとはいえ完全に収束したわけではないこと、教師の資質よりも生徒の学力というアウトカムに焦点が移行しつつあること、成果主義はますます強化されつつあること、を明らかにした(論文1)。2.こうした改革動向は理論レベルでは、素朴な成果主義への批判をくぐりぬけて、教師個人から学校全体の成果へと重点の移行を促したこと、それによって免許更新制を含む教師の資質向上策についての実質的な議論を可能にしたこととともに、民間部門ベースの経営組織論が教育界に浸透しつつあること、を明らかにした(論文2)。3.免許更新制における免許授与時の教職適格性の判定は新たな国家的基準を要請するものであること、しかしながら免許更新時の適格性の判定は身分保障や単位認定の関係上、形式的な手続にならざるをえないこと、そのため更新による資質向上を図るには研修内容の多様性と条件整備が必要であること、を指摘した(論文3)。4.金銭的報償による教員の資質向上策を維持・導入しているコロラド州の二つの学区(デンバー、ダグラス)を訪問し、聞き取り調査を行うとともに、金銭的報償を廃止して免許更新制に教員の資質向上を期待しているオハイオ州の学区(シンシナティ)と州教育省で聞き取り調査を行い、実態把握に取り組んだ。免許政策は州レベル、給与政策は学区レベルの政策だが、教師の選択を可能にする柔軟性と、減点主義ではない方針をうちだすことが制度に対する教師の信頼と納得を獲得する重要な要素であることが明らかとなった。
破壊現象を伴う非剛体物体を対象とした仮想空間操作に関する研究

非剛体モデルの破壊現象実現のための物体モデルとして、従来の質点-ばねモデルの問題点を明らかにした上で、非剛体物体の局所形状を保持するように弾性応力が働くモデルを新たに考案し、コンピュータシミュレーションにより実現することによりモデルの有効性を検証した。弾性応力がばね単位で定義される質点-ばねモデルでは、変形のひずみが大きくなるにつれて弾性応力が物体の平衡形状への復元に有効に作用しなくなるという問題がある。この問題はばねの発生する弾性応力が1次元方向のみであることに起因するものである。そこで、質点ばねモデルの前提である物理学に基づいた局所的性質のモデル化手法を基礎としながら、弾性応力をばね単位ではなく物体を構成する体積的な最小単位である多面体要素単位で定義することにより、変形の度合いが大きな場合にも適当な応力が働き、適正な弾性振動が得られる弾性物体モデルを考案した。物体全体を質点位置に応じて複数の多面体要素に分割し、多面体要素ごとに平衡形状位置、すなわち多面体要素の頂点に配置された質点の弾性振動の収束位置を求め、その位置からの変位に基づいて質点に働く応力を決定する。多面体要素の平衡形状位置は2次元の場合については解析的に、3次元の場合については近似解法を用いて数値的に求められる。この際発生する近似誤差の悪影響についても考察を加え、その解決方法を与えることにより本モデルは実現可能となる。本研究の成果は、電子情報通信学会論文誌Aに記載されることが既に決定している。本研究では、破壊現象を伴う非剛体物体の対話操作に有効な仮想弾性物体のモデルを提案する。質点-バネモデルではバネを配置した質点間の距離を保持するように応力が働くが、この応力は物体を構成する多面体要素においては多面体形状を保持する上で最適なものとはなっておらず、バネに基づく応力が物体全体の形状を保持するという点から見ると適当ではないことがわかる。特に、変形の度合いが大きな場合には、これが不安定な弾性振動を生じる原因となる。そこで本研究では、一般に用いられている質点-バネモデルに基づきながら、弾性応力をバネではなく多面体要素に対して定義することにより、変化の度合いが大きな場合にも適当な応力が働く弾性物体モデルを提案する。具体的には、多面体形状単位で振動の収束状態を求め、それに基づいて応力を定義する。
日本における遊興街の生成・維持―戦後から現在までの都市空間誌―

研究代表者は、終戦直後から日本の各都市に進駐した連合国軍(とくに米軍)の駐留地周辺に売春街を含んだ遊興街がつくられたことに関心をもち、占領期の遊興街形成をめぐってどのような主体が存在し、それら諸主体の間にどのような権力関係が形成されたのか、また、そこから生じる差別・排除の構造について、ジェンダーの視点から解明してきた。こうした研究の知見を活かし、本研究では、米軍だけでなく英連邦軍が進駐した中国・四国地方の都市も調査対象とする。また、戦後の都市空間には一般男性向けの売春街もつくられていった経緯があることから、この点にも調査の対象を拡げる。遊興街のもつ多面性に注目し、占領期売春防止法施行までの間、都市の遊興街がどのように生成・維持されていったのか、諸主体間の権力関係やポリティクスに着目して明らかにする。本年度は、8月にケベックシティで開催されたIGU(国際地理学会議)地域大会においてOccupation forces and Prostitution in Japan after World War IIの題目で、昨年度から着手した研究成果の一端を口頭発表した。明治期、呉市内には海軍基地が置かれ、行政公認の遊廓も設置された。終戦直後、呉市には米国占領軍が進駐し、米兵向け性的慰安施設が設置された。4ヶ月後、英連邦占領軍が呉市に進駐した。当該占領軍は当初からフラタニゼーション(fraternization)政策を掲げ、兵士と地域住民の交際や、兵士と日本人女性との恋愛、性的慰安施設の利用を禁止した。しかし実際には、当該占領軍や呉市行政は売春の横行に悩まされ、都市空間やそこでの身体の管理を強化していった。英連邦軍と米軍の占領政策の違いが売春街にもたらす影響に着目し、占領期の都市空間にどのような空間のポリティクスを読み取ることができるのか、当時の行政資料や新聞を参考に明らかにした。昨年度からスタートさせた研究の成果の一端を、当初の計画どおり、平成30年8月初旬にケベックシティ(カナダ)で開催されたIGU(国際地理学会議)地域大会で口頭発表した。昨年度の調査・研究対象である進駐軍兵士用の売春街を含む遊興街に加え、30年度の計画では、軍隊の駐留を直接的な背景とせず発生した、一般男性を相手とする売春街(すなわち、旧赤線・青線、花街など)も対象に、それら遊興街の成立や現在に至る変容の過程を調査する予定であった。しかし、IGU(国際地理学会議)地域大会での口頭発表準備のため、30年度の研究計画に着手したのは秋以降となった。30年度秋以降の調査・研究では、大阪府内および兵庫県内の遊興街のいくつかに加え、京都府内や奈良県内の遊興街も対象として、それら遊興街とその周辺地域の歴史的変遷を知る手がかりとなる資料・図書を購入し、遊興街の成立背景や変遷を整理した。また、戦前から続いた近代公娼制について整理しておく必要から、関連する図書を購入した。戦後占領軍の駐留を直接的な背景とせず発生した売春街(すなわち、旧赤線・青線、花街など)について、近畿圏内を調査対象に、平成30年度からの調査・研究を継続して行う。また次年度は、東京都内や神奈川県内においても、軍隊の駐留を背景にもたない売春街を対象に調査を行う予定である。そのため、調査対象の売春街とその周辺地域の歴史的変遷を知る手がかりとなる資料・図書の購入を予定している。また、海外の売春街について、その形成過程や売春街をめぐる行政側の管理・監視のポリティクス、「性を商品化」する空間としての売春街における諸主体の権力関係など、本研究にとって有効な知見となる海外の先行研究を整理する。研究成果の一端を、次年度秋に開催される人文地理学会大会で口頭発表する予定である。研究代表者自身のこれまでの研究では,都市空間に投影された差別・排除の構造を,戦後日本の各都市・地域の米軍基地周辺遊興街を事例に,ジェンダーの視点から解明してきた。本研究では,米軍基地を背景に持たない遊興街にも調査の対象を拡げ,遊興街がどのように生成され,そして維持されていったのかを,遊興街をめぐる諸主体間の権力関係やポリティクスに着目して明らかにする。平成29年度は,研究代表者のこれまでの研究で手を付けていなかった広島県呉市を中心に調査を進めた。1889(明治22)年,海軍本拠地の一つとして呉に鎮守府が置かれて以来,第二次大戦まで,呉は横須賀,佐世保,舞鶴とともに軍港として重要な役割を担った。戦前の公娼制の下,軍隊や工廠を抱えた事情を背景に軍港都市は遊廓を抱えた。呉にも1895年に遊廓が誕生した。明治中頃から大戦時まで軍港都市として栄えた呉に関する資料(遊廓関連の資料含む)や,敗戦後のアメリカ占領軍や中国四国地方に進駐した英連邦軍による呉の占領政策に関する資料などは,行政や研究者によって丹念に整理されてきた。しかし,進駐軍向けに用意されたとされる呉の特殊慰安所やそこで働いた女性たちに関しては,当時の公式資料は残されていない(呉市史第8巻,p.664参照)。そこで,広島県立図書館,同県立文書館、呉市立図書館において,当該地域で発行された地方紙,呉市議会議事録,広島県警察史を中心に閲覧した。

呉の特殊慰安所は開設後すぐにGHQの命令で閉鎖されたが,かわって特飲街がいくつも立地し,そこには売春を生業とした女性たちを束ねる業者組織が存在し,組織ごとにテリトリーをもっていたことを明示する資料を入手した。また,英連邦軍兵士は江田島に駐屯の米軍兵士より報酬が低く,そのうえ所属国の違いでも報酬に差があり,エスニシティによる格差・差別の問題が占領地にまで持ち込まれていたことも推測される。研究代表者自身のこれまでの研究では,敗戦直後1950年代初期を中心に,沖縄県内および本土の米軍基地周辺遊興街について調査してきた。本科研の平成29年度の研究計画では,1950年代中頃現在までタイムスパンを長く取り,これまで調査してきた米軍基地周辺遊興街のいくつかについて,再度資料収集や現地調査を行う予定であった。しかしながら,論文執筆や所属学会での活動に時間を取られ,調査対象地での資料収集や現地調査にまとまった時間を割くことが難しかった。そのため本年度は,従来の研究で手を付けていなかった広島県呉市を中心に調査を進めるに留まったが,30年度の計画であった,戦前の公娼制時代から存在した遊興街について,大阪市内と奈良県内にて日帰りで数回の現地観察や資料収集を行うことができた。研究代表者は、終戦直後から日本の各都市に進駐した連合国軍(とくに米軍)の駐留地周辺に売春街を含んだ遊興街がつくられたことに関心をもち、占領期の遊興街形成をめぐってどのような主体が存在し、それら諸主体の間にどのような権力関係が形成されたのか、また、そこから生じる差別・排除の構造について、ジェンダーの視点から解明してきた。こうした研究の知見を活かし、本研究では、米軍だけでなく英連邦軍が進駐した中国・四国地方の都市も調査対象とする。また、戦後の都市空間には一般男性向けの売春街もつくられていった経緯があることから、この点にも調査の対象を拡げる。遊興街のもつ多面性に注目し、占領期売春防止法施行までの間、都市の遊興街がどのように生成・維持されていったのか、諸主体間の権力関係やポリティクスに着目して明らかにする。本年度は、8月にケベックシティで開催されたIGU(国際地理学会議)地域大会においてOccupation forces and Prostitution in Japan after World War IIの題目で、昨年度から着手した研究成果の一端を口頭発表した。明治期、呉市内には海軍基地が置かれ、行政公認の遊廓も設置された。終戦直後、呉市には米国占領軍が進駐し、米兵向け性的慰安施設が設置された。4ヶ月後、英連邦占領軍が呉市に進駐した。当該占領軍は当初からフラタニゼーション(fraternization)政策を掲げ、兵士と地域住民の交際や、兵士と日本人女性との恋愛、性的慰安施設の利用を禁止した。しかし実際には、当該占領軍や呉市行政は売春の横行に悩まされ、都市空間やそこでの身体の管理を強化していった。英連邦軍と米軍の占領政策の違いが売春街にもたらす影響に着目し、占領期の都市空間にどのような空間のポリティクスを読み取ることができるのか、当時の行政資料や新聞を参考に明らかにした。昨年度からスタートさせた研究の成果の一端を、当初の計画どおり、平成30年8月初旬にケベックシティ(カナダ)で開催されたIGU(国際地理学会議)地域大会で口頭発表した。昨年度の調査・研究対象である進駐軍兵士用の売春街を含む遊興街に加え、30年度の計画では、軍隊の駐留を直接的な背景とせず発生した、一般男性を相手とする売春街(すなわち、旧赤線・青線、花街など)も対象に、それら遊興街の成立や現在に至る変容の過程を調査する予定であった。
マルチ分子プローブ気体拡散法による非晶質サブナノ微細空隙構造評価法の開発

様々な気体分子をプローブ分子として定容法によって粉体試料の空隙体積を測定可能な新奇な測定装置および手法を開発した.ミクロ構造材料として,アモルファスシリカおよびBTESE(bis-triethoxysilyl ethane)シリカの多孔性粉体試料を作製し,その微細構造をマルチプローブガス分子拡散法を用いて評価した.本手法により,これらのアモルファス材料のサブナノサイズの空隙構造の違いを評価可能であった.本手法の妥当性はミクロ構造が既知であるY型ゼオライトを評価することで検証を行い,理論構造から予測される空隙容積が得られた.アモルファスシリカとBTESEシリカの構造の違いは分子シミュレーションによっても確認され,これらの微細空隙中の気体拡散性の分子径依存性は,マルチ分子プローブ気体拡散法で測定された空隙容積分布と良好な相関を示した.様々な気体分子をプローブ分子として定容法によって粉体試料の空隙体積を測定可能な新奇な測定装置および手法を開発した.ミクロ構造材料として,アモルファスシリカおよびBTESE(bis-triethoxysilyl ethane)シリカの多孔性粉体試料を作製し,その微細構造をマルチプローブガス分子拡散法を用いて評価した.本手法により,これらのアモルファス材料のサブナノサイズの空隙構造の違いを評価可能であった.本手法の妥当性はミクロ構造が既知であるY型ゼオライトを評価することで検証を行い,理論構造から予測される空隙容積が得られた.アモルファスシリカとBTESEシリカの構造の違いは分子シミュレーションによっても確認され,これらの微細空隙中の気体拡散性の分子径依存性は,マルチ分子プローブ気体拡散法で測定された空隙容積分布と良好な相関を示した.1.多孔性アモルファスシリカ粉体試料作製とHe置換法による密度測定珪酸エチルを前駆体として調製したシリカコロイドゾル溶液から,多孔性アモルファスシリカ膜の製膜時と同一の乾燥・焼成条件のもとでゾルーゲルプロセスによりシリカ粉体試料作製した.作製したシリカ粉体試料およびリファレンスとして非多孔性ガラスビーズを用いて,市販の乾式自動密度計(He置換法)により密度測定を行ったところ,ガラスビーズの密度は2.5g/ml程度,シリカ粉体試料の密度は22.5g/ml程度を示した.また,シリカ粉体試料については,液体窒素温度下で窒素吸着等温泉を測定することに比表面積を求めた.シリカ粉体試料の比表面積は300m^2/g程度であり,1nm以下の微細孔を有する多孔性材料であった.2.マルチプローブガス分子拡散法による密度測定装置の設計・作製マルチガスをプローブとして用いた分子拡散法による多孔体の密度測定装置を,測定に必要とされる温度・圧力条件,試料の量,圧力計精度,圧力の平衡待ち時間等を計算し,適切な圧力センサーや制御バルブ類を選定することにより新たに作製した.ヘリウムを用いた密度測定では,1.の市販の装置と同等あるいはそれを上回る精度での密度測定が可能であることが示された.ヘリウム,窒素,アルゴンなど分子サイズの異なる複数のプローブ分子を用いてアモルファスシリカ粉体試料における拡散実験を行ったところ,拡散ガス種により評価される死容積が異なり,吸着および熱遷移効果を考慮することが必要でありことが明らかとなった.測定条件および解析式を最適化することにより微小気体をプローブ分子として用いる気体拡散法が多孔体の微細構造評価手法として有効であることが示唆された1.マルチプローブガス分子拡散法による密度測定装置の作製・測定前年度に引き続き,様々な気体分子をプローブ分子として定容法によって粉体試料の空隙体積を測定可能な測定装置・試料セルを作製した.高真空仕様のラインおよびセルと高精度キャパシタンスマノメータを用いることで,10^<-4>mmHg程度の精度での圧力測定が可能となった.微細構造を有する粉体試料について,分子径の異なる数種類の気体分子(He(0.26nm), Ne(0.282), Ar(0.34), N2(0.364), SF6(0.55))を拡散プローブ分子として空隙容積を測定したところ,Arよりも大きなガス種については室温付近でも吸着の影響が無視できず,試料部を100300°Cに加熱して,圧力計(35°C)からの温度分布(熱遷移効果)を考慮して試料部の圧力を求めた.ArやN_2など比較的大きな分子を拡散させた場合には,1mmHg以下の低圧下においても吸着の効果を排除することは不可能であり,逆に吸着量の温度依存性と合わせて,拡散に有効な細孔容積と微細孔内吸着エネルギーを評価可能なモデル式を提案した.2.構造化アルコキシドを用いた新規多孔性アモルファスシリカ材料の微細構造評価BTESE (bis-triethoxysilyl ethane)を出発原料とし,気体透過性に優れるシリカポリマー鎖構造を有すると考えられるC含有粉体試料を作製した.そのX線回折パターンは非晶性を示し,既存のN_2吸着法によりシリカと同等かそれ以上の多孔性材料であることを確認した.1.で作製した装置を用いてマルチプローブガス分子拡散法により空隙構造を評価したところ,HeやN_2の拡散に有効な空隙容積は通常の非晶質シリカ材料よりも大きく,一方,シリカ材料と同様にSF_6のように大きな分子が拡散可能な空隙は,Heの拡散可能な空隙の1%程度と非常に小さいことが示された.1.構造化アルコキシドシリカ材料の気体拡散特性と微細構造との相関

構造化アルコキシドであるBistriethoxysilane(BTESE)由来の多孔性アモルファスシリカ材料を作製してヘリウム,窒素,六フッ化硫黄ガスの気体拡散試験を行い,本研究で提案するマルチ分子プローブ気体拡散法で評価した微細構造と,多孔性膜として報告されている気体透過特性との相関関係があることが見出された.一方,規則的な細孔構造を有し,細孔径が既知の材料であるY型ゼオライトの空隙容積をヘリウムおよび窒素で測定したところ,理論構造から予測される空隙容積および空隙容積比が得られ,既報の文献で報告されている値に近い吸着熱も観測されたことより,測定手法としての妥当性が確認された.また,液体窒素の吸着量から評価する従来の吸着法では空隙容積を過大評価する可能性が示唆された.2.分子動力学法による新規アモルファスシリカ膜構造の作製・評価と気体拡散シミュレーションBTESEシリカ構造をモデル化した-C_2H_4-基を有するシリカポリマー鎖のネットワークにより微小空隙が構成される仮想的なアモルファスシリカ構造を分子動力学シミュレーションにより作成した.動径分布および空隙サイズ分布解析より,この材料は通常のシリカ構造に較べてポリマーネットワークが広がったやや大きな空隙を有することが明らかとなった.また,この構造中の気体拡散性の分子径依存性は,膜での気体透過性およびマルチ分子プローブ気体拡散法で測定された空隙容積分布と良好な相関を示した.以上より,本研究で提案した気体拡散法により,多孔性材料の気体の拡散・透過に有効なサブナノサイズの空隙構造を定量的に精度良く評価可能であることが明らかとなった.