hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
骨配向化誘導のためのマテリアルボーンバイオロジー

骨機能の大部分を決める正常な骨配向化組織の回復は、最先端の骨再生手法を駆使しても困難であるため、骨配向化の基本原理からの解明が必須である。本研究では、材料工学および生物科学の異分野融合による新学理「マテリアルボーンバイオロジー」構築を基盤とし、骨配向化制御因子の探索、およびその機序に基づく骨配向化誘導のための新たな方法論の確立に成功した。骨配向化のためのマテリアルボーンバイオロジー構築のため、(A)配向化メカニズム解明、(B)骨配向化促進材料創製、を両輪とした研究に取り組んでいる。項目(A)については、遺伝子・分子、細胞、骨組織レベルでの配向化制御因子の同定、メカニズムの解明に向け、平成25年度は、それを可能とする動物モデルや解析法の確立を行った。マウスを主とする遺伝子組換え動物(自然発生型を含む)を準備するとともに、骨組織への外場としてのin vivo応力場での人為的負荷ラットモデルの構築に成功した。同時に、材料工学的解析手法(透過型・反射型光学系の微小領域X線回折法、特殊回転仕様レーザーラマン顕微鏡等)による生体アパタイト・コラーゲン配向性の定量解析法を樹立した。さらに、配向化を決定すると仮説を立てているオステオサイトの形態を、共焦点レーザー顕微鏡ならびに当該年度導入した高分解能3DX線顕微鏡にてサブミクロンオーダーの分解能にて可視化に成功するとともに、三次元にて定量化する手法を確立した。細胞レベルでのオステオサイト形態と配向性の相関関係についても定量的に解明し、骨配向化に対するオステオサイトの寄与、さらには血管との相関が明らかになりつつあり、当初計画以上の成果を得たものと言える。項目(B)については、配向化骨誘導を促進する生体用金属材料の開発、ならびにそれ自体が生体機能を発現し得る新規概念の人工材料の開発に着手した。特に後者については、材料工学的視点から、金属材料のナノ相変態現象を巧みに利用することで、骨の発揮する力学的機能適応能を発現する材料の構造・組織デザインと基礎物性評価を既に開始している。今後は、項目(A)で得た配向化メカニズムに関する知見を、項目(B)における人工材料創製による配向化形成に活かし、両項目間での知見を融合することで、本課題を加速的に推進することが可能となっている。骨配向化誘導のためのマテリアルボーンバイオロジー構築を最終目標とし、(A)骨配向化機構解明、(B)骨配向化促進材料の創製、を両輪とした研究に取り組んでいる。項目(A)について、細胞、分子・遺伝子レベルでの骨配向化機構解明に向け、今年度(平成26年度)は、前年度(平成25年度)に確立した動物モデル(KOマウス)とin vitro培養系、さらには最新の解析手法を用いて、配向化のための必須因子の探索に成功した。遺伝子組み換え動物および人為的応力負荷ラットモデルの生体アパタイト・コラーゲン配向性を材料工学的手法(透過型・反射型微小領域X線回折法、特殊回転仕様レーザーラマン顕微鏡等)により定量的に明らかとした。さらにそれらモデルに対して、生物学的解析手法であるマイクロアレイにより、骨配向化を制御する複数遺伝子の同定に成功し、当初計画した以上の成果を得たものと言える。項目(B)については、人工材料に対して骨の有する応力場に適応した機能変化能を付与し、材料自体が生体機能を発現し得る新規概念の材料設計に成功した。一方で生体骨の人為配向化を目指し、当該年度導入した外場対応型バイオ3Dプリンタにて骨類似組織配向化に向けた任意の細胞配置制御、および当該年度導入の非接触式繰り返し力学試験機を駆使しつつ、生体外での器官培養系の構築に着手した。今後は、項目(A)により得られた骨配向化機構に関する知見を、項目(B)の新規材料創製による配向化骨誘導に適用し、両項目成果の融合により本課題を加速的に進展させることが可能である。骨配向化誘導のためのマテリアルボーンバイオロジー構築を最終目標とし、(A)骨配向化機構解明、(B)骨配向化促進材料の創製、を両輪として研究に取り組んでいる。項目(A)について、オステオサイト配列異常・アパタイト結晶配向性異常を呈する数種類の遺伝子組み換えマウスに着目した研究を実施し、配向化決定の特定候補遺伝子を見出すとともに、その他経路ついても継続的に同定を行っている。特定のビタミンの授受経路や破骨・骨芽細胞の分化や活性化を調整すると認識されてきた遺伝子が、実際には骨配向化に深く関与することを発見した。最終的には創薬までもターゲットに入ってきた。項目(B)について、骨配向性は機能性分子を介したシグナル伝達に基づく骨芽細胞配列化により達成されることが明らかとなった。その結果に基づき、骨芽細胞へ積極的に働きかけ、骨配向化を誘導可能な新規の骨代替材料創製に取り組むことで、幾つかの骨配向化手法を提案した。「研究実績の概要」に記述のとおり、今年度(平成27年度)に計画していた以下の項目は、大幅に計画を前倒ししつつ遂行した。特に、骨配向化を直接司る遺伝子の同定にまで到達したことは極めて意義深く、同時に進めている骨配向化促進材料の創製の加速的進展を可能としている。以下に、代表的な項目ごとの進展度を示す。なお、記号の意味は、◎:当初計画以上に伸展、○:計画通り進展、とする。

1遺伝子組み換え動物の骨に対する材料工学的解析(◎)、2マイクロアレイおよび定量的遺伝子発現解析に基づく骨配向化制御遺伝子の同定(◎:骨配向性を直接司る複数の遺伝子およびそのシグナル経路の同定に成功し、計画以上に進展した)、3オステオサイトの応力感受能による骨配向化挙動の定量的解明(◎:定量的応力負荷培養モデルの構築により、計画以上に進展した)、4骨配向化誘導と骨系細胞との相互作用を利用した材料開発(◎)、5骨配向化促進材料の生体内での力学的挙動解析と最適化(○)以上より、総合的に「当初の計画以上に進展している(◎)」と自己評価する。骨配向化誘導のためのマテリアルボーンバイオロジー構築を最終目標とし、(1)骨配向化機構解明、(2)骨配向化促進材料の創製、を両輪として研究に取り組んでいる。当初計画を前倒しで研究が進捗したことから、骨がん転移の配向性をターゲットとした研究を今年度より新たにスタートした。具体的には、以下(A)(E)の5つの大項目について研究を実施した。(A)遺伝子・分子レベルでの骨配向化機構解明:昨年度までに同定した複数の配向化決定遺伝子に着目し、遺伝子組み換えマウスを作製することで、特定のシグナル伝達経路が骨配向化を制御する可能性を見出した。(B)in vivo(生体内)応力分布制御や足場材料を用いた新生骨への配向化付与:人為的応力負荷による配向化誘導のための負荷条件の最適化に成功した。(C)骨系細胞同士の相互作用を制御した材料開発:細胞間情報伝達を可能とする細胞ネットワークの形成に成功し、バイオ3Dプリンタによる骨類似異方性構造の構築手法を確立しつつある。(D)骨配向化促進材料の生体内での力学的挙動解析と最適化:生体模擬環境下での力学試験による力学的安全性評価法を確立し、金属製骨配向化促進材料の低ヤング率化手法を複数提案した。(E)in vivo(生体内)がん骨転移モデルによる骨配向性変化の解明:造骨性転移・溶骨性転移の複数のがん骨転移モデルの作製に成功した。材料工学的評価により、がん転移骨の微細構造変化を明らかにした。「研究実績の概要」に記述のとおり、今年度(平成28年度)に計画していた以下の項目は、大幅に計画を前倒ししつつ遂行した。特に、今年度より開始したがん骨転移の配向性をターゲットとした研究では、骨の微細構造ががん転移により顕著に配向性低下を示すことを解明したことは極めて意義深く、同時に進めている骨配向化促進材料の創製の加速的進展を可能とした。以下に、代表的な項目ごとの進捗を示す。なお、記号の意味は、◎:当初計画以上に進展、〇:計画通り進展、とする。(A)遺伝子・分子レベルでの骨配向化機構解明(◎)、(B)in vivo応力分布制御や足場材料を用いた新生骨への配向化付与(◎)、(C)骨系細胞同士の相互作用を制御した材料開発(〇)、(D)骨配向化促進材料の生体内での力学的挙動解析と最適化(〇)以上より、総合的に「当初の計画以上に進展している(◎)」と自己評価する。昨年度までの成果に基づき、配向化誘導材料の創製に重点を置きつつ、昨年度よりスタートした骨がん転移の配向性をターゲットとした研究を実施した。特に、最終年度である本年度は、「マテリアルボーンバイオロジー」に基づく骨配向化機構の解明、その原理を基軸とした配向化誘導を達成し、学理構築に到達した。
物体認識の脳内基盤に関する研究:fMRI による皮質間ネットワーク構造の検討

物体の定性的情報と定量的情報に基づく内的表象形成について研究を行った。行動実験によって定性的情報に対する左半球処理優位性、定量的情報に対する右半球処理優位性が示された。さらにfMRIによって定量的情報の符号化における右半球の頭頂葉後部と外側後頭複合体の結合が示唆された。これらの研究から、物体の内的表象が特定の脳部位で担われているのではなく、左右大脳半球を含め、脳内の様々な部位の連携によって柔軟な表象形成が行われることが示唆された。平成20年度は、脳機能画像撮像の前段階としての行動実験を主に行った。物体認識における左右大脳半球機能差を検討するために、新奇物体を刺激として、半視野瞬間提示法を用いて実験を行った。その結果、物体の定性的情報(主軸がまっすぐか、曲がっているかといった情報)に注目するか、定量的情報(主軸の長さは何センチか、といった情報)に注目するかによって、左右大脳半球が処理優位性を示した。すなわち、定性的情報に対しては左半球が、定量的情報に対しては右半球が処理優勢を持つことが示唆された。新奇物体を用いた研究で左右大脳半球機能差を示したはじめての実験であり、脳機能画像による皮質間ネットワーク構造を検討するための手がかりとなる結果である。また、物体認識の前提となる視覚記憶に関する脳機能画像研究を行った。視覚記憶における情報統合について、後頭葉から頭頂葉、前頭葉の関わりを検討した。実験では、連続提示される視覚刺激を、記憶内で統合することによって課題を遂行できる、欠落ドット検出課題、非対称性検出課題を用いた。課題遂行時の脳活動をfMRIによって撮像した結果、刺激の提示間隔によって、統合に関わる視覚記憶が変化し、視覚的感覚記憶が皮質の活性の持続として認められること、視覚短期記憶に頭頂葉後部と前頭前野が関わり、その役割が異なることなどが示唆された。さらに統合失敗時には、統合に関連する部位の活性が低下することなどが確認された。この結果は同じ視覚的統合という現象であっても、刺激提示間隔によって神経基盤が変化することを示唆する。行動実験に組み合わせて、脳機能画像研究を行う意義を示した研究といえる。物体の定性的情報と定量的情報に基づく物体の内的表象形成について、左右大脳半球を神経基盤とするモデル構築を目指し研究を行った。半視野瞬間提示法を用いた行動実験によって、物体構成部品の定性的、定量的関係情報に対する左右大脳半球機能差を検討した。その結果、定性的情報に対する左半球処理優位性、定量的情報に対する右半球処理優位性が示された。この結果は、物体の内的表象がすべての情報を均等に含む単一のものではなく、物体が含むどのような情報を重点的に符号化すべきかという認識目標に応じて形成されることを示唆する。これは物体内的表象がボトムアップではなくトップダウン的にも形成されることを示している。なお、この結果はBrain and Cognition誌に掲載された。また、このような左右大脳半球機能差は、物体構成部品の関係性だけではなく、物体構成部品自身の定性的情報、定量的情報を操作した実験でも認められた。すなわち、空間関係情報処理だけではなく視覚情報処理全般において定性的、定量的情報処理に対する左右大脳半球機能差が存在することが示唆された。このような左右大脳半球機能差がどのような神経基盤によって実現されているのかをfMRIによって検討した。その結果、定量的情報処理において右半球の頭頂葉後部と側頭葉下部が情報をやりとりしている可能性がDCM分析によって示唆された。物体の内的表象が特定の脳部位で担われているのではなく、左右大脳半球を含め、脳内の様々な部位の連携に柔軟な表象形成が行われることが示唆された。
わが国企業の内部資本市場に関する実証研究

本研究では、コーポレート・ガバナンスが企業経営に及ぼす影響を負債に焦点を当てて分析する。資本構成と内部資本市場との関係を分析した結果、負債比率が高まると内部資本市場の効率性が低下することが示唆された。この結果は投資水準に及ぼす負債のベネフィットが内部資本市場の非効率というコストにより相殺されうることを示唆している。また、本研究では外部ガバナンスシステムにより規律づけられた経営者報酬が事後的なパフォーマンスとプラスの相関を持つことも示唆された。本研究では,わが国企業を対象に,(1)内部資本市場の効率性,(2)資本構成と内部資本市場,(3)研究開発型企業と内部資本市場という3つの研究課題を明らかにすることを目的としている.平成20年度の計画では,これらの研究課題を研究するためのリサーチデザインの確立と内部資本市場関連データの構築を主に行った.具体的には,関連する先行研究のサーベイから得られた示唆を基に,購入したセグメント・データベースに含まれている変数から内部資本市場の効率性や,内部資本市場に影響を及ぼし得る変数を作成した.また,購入した企業情報基本ファイルから,コーポレート・ガバナンスに関する変数を作成した.データの構築,分析は購入したSASを用いて行っている.セグメントデータは,一つの企業に複数のセグメントが存在するため,企業毎の内部資本市場の効率性指標をどう作成するかが問題となるが,セグメントの投資額と投資機会との共分散をベースとした指標を用いて分析を進めている.また,平成20年度の計画では内部資本市場の効率性に関する検証も計画通り行った.米国を対象とした先行研究では,投資資金で加重平均した各セグメントの投資機会分散度が大きくなる程,内部資本市場の効率性が低下することが示されており,多角化ディスカウントの有力な説明要因となっている.本研究においても,この研究課題に取り組んだ結果,日本企業においても同様の傾向が確認された.この結果は,事業部門レベルのエージェンシー問題の解決のために,内部資本市場が使われている可能性を示唆している.本研究では,わが国企業を対象に,コーポレート・ガバナンスと内部資本市場との関係について研究している.平成21年度はコーポレート・ガバナンスの中核的要素である経営者報酬が他のコーポレート・ガバナンス・システムとどのような補完性を持つかについて研究すると共に,資本構成などのガバナンス変数が内部資本市場の効率性にどのような影響を及ぼしているかを検証した.まず前者については,2000年代の日本企業を対象とした実証分析の結果,外部ガバナンス・システム,内部ガバナンス・システムの有効性と経営者報酬は正の相関を持つが,そのような高い経営者報酬は事後的なパフォーマンスと正の相関を持つことが示唆された.この結果は,ガバナンス・システムによつて規律づけられた経営者報酬が企業パフォーマンスにとって重要であることを示唆している.他方,ガバナンスと内部資本市場の関係については,2000年代のプールデータを対象に業種ダミー,年次ダミーを導入した分析では高いレバレッジが内部資本市場の効率性(内部資金配分と投資機会との共分散で計測)に負の影響を及ぼしていることが示唆された、その一方,固定効果を考慮した計測では統計的に有意な傾向が得られなかった.この結果は,資本構成,内部資本市場の効率性ともに企業固有の要因による影響を受けていることを示唆するが,ガバナンスに関する変数は時系列的な変動が小さく固定効果モデルによる推計に適さないという先行研究の議論とも符合する.本研究ではこのような推計上の問題に留意しつつ,先行研究で議論されることが少なかった負債のコスト(内部資本市場の効率性への悪影響)を指摘し,負債のコスト・ベネフィットは投資水準への影響のみでなく,投資の構成も考慮して論じるべきであることを主張している.
多発性内分泌腫瘍症モデルマウスを用いた発がんの分子機序の解析

これまでにRET-MEN2Aトランスジェニックマウスに発生した甲状腺髄様がん・耳下腺がん・乳がんの3種のがん組織の遺伝子発現プロファイリングの比較検討の結果、正常組織と比較してRET-MEN2A発現腫瘍で共通して4倍以上の発現変化を示す遺伝子46を同定できた。これらの46遺伝子の中で特に発現差が大きく、腫瘍において発現増加が目立ったものとして、DUSP-4(MKP-2)があげられた。各種腫瘍細胞株におけるMKP-2の発現をリアルタイム定量PCRやウエスタンブロッティングで検討したところ多くの細胞株でMKP-2の高発現が確認されたほか、同じMKPファミリーであるMKP-3やDUSP-8の遺伝子も腫瘍において高発現を示すことが確認された。RET-MEN2Aトランスジェニックマウスに発生した乳がん由来の細胞株を用いて解析をしたところ、MKP-2のほかMKP-3,4およびDUSP7,8,9,16の高発現が乳がん細胞株で確認された。MKP-2に対するsiRNAを作製し、MKP-2をノックダウンしたところ、腫瘍細胞の増殖は著しく抑制された。また、培養細胞でMKP-2を高発現させた時に、p38MAPKの系もJNKの系もその活性は抑制されなかったが、ERKの系のみ脱リン酸化がみられて、ERKの系が抑制されたことから、RET-MEN2Aによる腫瘍増殖の上でMKP-2が重要な役割を果たしていることが示唆された。乳がん細胞株でMKP-2をノックダウンしたときに、抗ガン剤でひきおこされるapoptosisがどのように影響を受けるかの解析も行った。これらの46遺伝子の中で特に発現差の大きかった20の遺伝子についてリアルタイム定量PCRを行ったところ、13の遺伝子でアレイと同様の発現変化が認められた。その結果マイクロアレイおよびリアルタイム定量PCRいずれにおいても腫瘍組織で高発現が確認された遺伝子が13、腫瘍組織で発現低下を示す遺伝子が4同定された。腫瘍において発現増加している遺伝子の中で特に目立ったものとして、interferon-Induced protein with tetratricopeptide repeats 1:Ifit1やubiquitin specific protease 18:USP18、interferon regulatoryfactor 7:irf7などIFN responseに関わる遺伝子があげられた。現在、これら腫瘍で発現増加を示す遺伝子の中で特に発現変化が大きかった遺伝子である二重特異性ホスファターゼ、DUSP-4に着目して研究をすすめている。各種腫瘍細胞株におけるDUSP-4の発現をリアルタイム定量PCRやウエスタンブロッティングで検討したところ多くの細胞株でDUSP-4の高発現が確認されたほか、同じMKPファミリーであるたの遺伝子も高発現を示すことが確認された。
ミュージアム展示を科学的思考力育成の場に変える発問群による教育実践モデルの開発

本研究の目的は,自然系・科学系博物館の展示に一連の発問を付与することによって,学校の理科授業で利用可能にする教育実践モデルを開発することであった。その際にテート美術館の「アートの扉」理論を参照した。東京理科大学近代科学資料館では,一連の展示を対象に電磁誘導の概念学習のための発問群を開発し,宮崎県総合博物館では,昆虫の体のつくりに関する学習のための発問カードを開発し,評価した。さらに,教員養成コースの学生に,「主題」「対象」「文脈」の観点で,博物館の展示を対象とする発問づくりを体験させ,博物館展示を学校教育で利用するための一つの実践モデルを提示した。ミュージアム展示を学校教育で活用して科学的な仕事の場にすることの可能性について,東京理科大学近代科学資料館で研究打合せ会議を実施し,宮崎市科学技術館,宮崎県総合博物館の学芸担当者を交えて研究協議を実施した。美術館鑑賞教育の理論的枠組みを,科学系・自然系博物館の担当者が共有し,その観点を用いて,それぞれの館においてどんな取り組みが可能であるかについて検討した。その取り組みの一環として,宮崎市科学技術館においては,「ものしりクイズラリー」と題する取り組みによって,学校と科学館が連携するための問いを用いた活動について試行し,日本科学教育学会研究会で報告した。博物館や美術館の展示物を,科学的思考の場とする取り組みのありかたについて,根本的な部分について検討するため,テート美術館の「美術館鑑賞教育」の理論を美術教育担当者,科学系博物館学芸担当者,科学教育研究者がそれぞれの立場から検討し,実際にロンドンのテート美術館,ロンドン自然史博物館,ロンドン科学博物館を訪問し,3者が共通の展示物に対する解釈と活用法を協議し合った。そして,「対象」「主題」「文脈」の3つの視点で,自然系・科学系博物館の展示についての「問い」を構成する方針を確認した。それらに基づいて,東京理科大学近代科学資料館の展示物を複数回にわたって現地で検討し,利用可能な問いの系列の案を試作した。アートへの扉理論は、鑑賞者が「モノ(Object)」、「主題(Subject)」、「文脈(Context)」から学習活動を検討するモデルである。博物や美術館などの「ミュージアム」の展示において、対象の物理的な特徴である形や色、動きなどの「モノ(Object)」、及び、対象はどのように用いられ主題は何かなどの「主題(Subject)」は、学習活動で取り扱われることが多い。一方、それがなぜ博物館にあるのか、なぜ美術品になったのかという歴史や社会状況などの対象を成立させる「文脈(Context)」は問われることが少ない。本年度は、特に「文脈(Context)」に着目し、基礎力・思考力・実践力から構成される21世紀型能力の実践力に関連することを論文等で検討した。また、文脈を踏まえた教材作成や鑑賞活動に関する学会発表等を行った。東京理科大学近代科学資料館における科学技術史展示の中で、既存の歴史の流れに沿って見学することにより得られる科学技術史の発展の発見とは異なる、新たな視点を持ち、横断的に展示の中から科学に対する理解を深め新しい価値を見出すための発問の作成を試行した。「計算機の歴史」「録音技術の歴史」および「物理学校の歴史の部屋」展示を用いて,中学校の理科第一分野の「電流と磁界」での学習指導要領に沿った授業活用が可能となる発問開発については、「電磁誘導」の理解を促す補助教材の開発と各展示の結び付けが来年度の課題として残った。これらについては,日本科学教育学会の年会において「課題研究」として発表した。宮崎県立総合博物館の展示物を対象として,小学校理科の学習内容である「昆虫の体のつくり」をテーマとする質問カードの作成を試行し,それについて日本科学教育学会研究会で発表した。そして,週末に実施される「クイズラリー」に参加する来館者の児童・生徒を対象として,作成した質問カードの利用を試験的に実施し,参加者に対して質問紙調査を実施した。宮崎県総合博物館をフィールドとする研究では,継続して取り組んでいるいる「発問カード」作成について,二つの取り組みについて整理して発表した。まず,チョウの展示と巨大なカブトムシのレプリカ展示と小学校第3学年理科の「昆虫の体のつくり」単元を結びつける発問カードを,来館者の小学生5名,中学生4名,高校生4名に,博物館で実施されている「クイズラリー」の一環として使用を依頼し,得られた回答分析をもとに効果を検証した。その過程で,理科教育を学ぶ大学院生が学芸員の見方や考え方を取り入れて改善を繰り返すことが有効であることが示唆された。次に,宮崎県総合博物館では,宮崎大学の教員養成コースの学生に,小中学校理科教科書に準拠した発問カードを,「主題」「対象」「文脈」といった「3つの扉」を意識して作成させた。この過程で,思考の深化が生まれ,展示資料から学習資源の価値が見いだされ,展示車の意図に迫りつつ,理科授業のコンセプトに迫る「問い」をつくることができることが示唆された。これらについて,日本理科教育学会で発表した。東京理科梨大学近代科学資料館では,展示物のテープレコーダーなどを対象とした発問カードを作成し,電流の磁気作用や電磁陽動などに関する気づきを促す取り組みが行われた。この取り組みは,大半の参加者にとって難易度が高すぎたが,これをきっかけにリレー式計算機に興味をもった中学生が,自由研究でリレー式計算機を制作して自由研究のコンクールで表彰を受けるという事例につながったことが報告された。

研究プロジェクトで取り組んだ「3つの扉」に基づく発問カードの作成は,必ずしもうまくいくこと限らないが,理科授業の流れをつくる効果的な視点となることが示唆された。鑑賞教育におけるテート美術館の学習モデルを用いて日本のアール・ブリュット作家の展覧会でギャラリートークを実施した(なかのZEROホール)。テーマ「大切なもの」を提示し、作品の色や形などの対象、作品の主題、作品の文脈などを交えながら実施したが、自分自身にある欲求や感覚、行為性を語り合うなどテート美術館の学習モデルの中核に位置する鑑賞者自身の自己との対話を促進することができた。鳥取県東伯郡北栄町立北条小学校授業研究で行った鑑賞活動では、「形や色を取り出すこと(知識)」「話し合うこと(技能)」「考えること(思考・判断)」「よさや美しさを味わうこと(態度)」の四点について児童に自己評価を行い、これを統計的に分析した。結果的に、知識・技能と思考・判断の間に強い相関は見られず、思考・判断と態度には優位な相関が見られた。発言している子供だけを評価したり、表面的な対話の活性化を目指したりすることへの警鐘が得られた。アートの扉理論をヒントに博物館展示を対象として学校理科授業で活用可能な発問を作る試みは,宮崎県総合博物館において大学生の教育において試行して実績をあげることかできた。東京理科大学近代科学資料館の展示を対象として中学校理科で活用可能な発問系列を作る試みは,中学生には難解すぎるという課題に直面したものの,これに触発された中学生が優れた自由研究に取り組んで表彰されるという成果につながりと,科学好きの若者に対する効果については示唆された。一連の取り組みについては,日本科学教育学会年会,日本サイエンスコミュニケーション協会年会で発表するとともに,サイエンスアゴラでのワークショップでも発表して多くの人に共有してもらうことができた。本来の最終年度であった平成27年度末までに,宮崎県総合博物館の展示を学校教育に生かす「発問カード」作成の試みに一区切りを付け,そのノウハウを教員養成系の大学生を対象として,博物館展示を対象とした発問カードの作成に取り組ませる試みを軌道に乗せることができた。小学校や中学校の学習指導要領では,博物館や科学学習センターなどと連携することが求められているが,多くの教師には博物館と連携した経験がないため,一歩を踏み出すことに躊躇しやすい。そこで,大学での教員養成コースでの学外学習の一環として,博物館に小中学校の教科書を持ち込み,実際の展示物と関係づけながら児童・生徒への発問を考える活動が効果的であると考えられた。その際に,本研究プロジェクトの柱である「主題」「対象」「文脈」といった「3つの扉」を意識されることで,展示資料に対し学習資源としての価値付けを行い,展示者の意図と理科授業の目標を両立させる「問い」を設定できることが,学生たちへの教育を通して確認できている。このような考え方を,研究者と学校を結ぶ教育活動に応用し,海辺に位置する中学校において,近海のサンゴの生態に関する海洋教育の学習に結びつけることができ,その実施報告を行った。
軟X線計測による低アスペクト比RFPプラズマの内部磁場構造測定

実験装置RELAXにおいて,低アスペクト比RFPプラズマの軟X線画像計測を行った.RELAXで生成されるプラズマの温度・密度に依存する軟X線強度に対応し,広範囲の視野を確保した独自の軟X線画像計測器の開発を行った.本研究ではピンホールカメラの原理を利用した画像計測システムを設計・製作した.撮像素子に軟X線波長領域に感度の高いマイクロチャンネルプレート(MCP)と残光時間が短い(0.2μs)蛍光板を組み合わせたMCPアセンブリを用いた.また蛍光板にパルス幅5μsの高電圧パルスを印加して時間分解能を与え,その発光の撮影にはICCDカメラを用いた.またRELAXの容器サイズに合わせた仮想軟X線構造を撮影した場合の数値シミュレーションを行い,カメラの感度解析を行った.開発した画像計測システムをRELAXに設置し,計測を行った.そしてシミュレーション結果と比較して放射強度が背景よりも高い磁気島構造が存在すると予想される計測結果を得た.また磁場揺動解析より,この構造はm=1/n=4モードの振幅が他のモードに比べて特に大きい場合に出現する傾向にある.撮影時のm=1トロイダルモードスペクトルを見るとn=4モードの振幅が他のモードに比べて支配的になっていることが分かる.よって実験結果はRFPプラズマ中に電子温度・電子密度の高いヘリカル構造が存在することを示している.さらにAXUVアレイで計測した軟X線強度分布に周期的な振動が観測され,軟X線強度の強い領域がX線画像計測の結果は,これまで磁気計測から推測されていた,プラズマの磁場構造がm=1モードの成長によって周期的な構造にヘリカル変形し,その構造がトロイダル回転しているという描像とよく一致する.低アスペクト比RFPプラズマ実験装置RELAXは近年大幅な改造が行われ,トロイダルリップルの軽減,プラズマ抵抗の低下などが見られている.閉じ込め改善されたプラズマの内部構造を調べるための計測器が必要となるが,これまでに可視光計測においては,RELAXに高速カメラを設置して約2msのRFP放電全体にわたる接線方向からのポロイダル断面画像を撮影し,単純なヘリカル構造が観測されている.さらなる非破壊・非接触の光学測定のための軟X線計測器の開発及びそれらを用いたプラズマ計測を行っている。プラズマポロイダル断面に複数の視線を持たせたフォトダイオードアレイ計測により軟X線強度分布を得た.典型的なRFPプラズマでは中心部で強度が高い傾向にあり,またプラズマ電流が60kA程度を保つ時間帯の後半に軟X線強度が上昇していることがわかった.次の段階として,同じポロイダル断面を別方向から望むフォトダイオードアレイを設置して,プラズマの軟X線構造を再構成するためのトモグラフィ(CT)システムを構築中である.またCT計測よりもシンプルなシステムでプラズマの内部軟X線構造を計測できる軟X線カメラの開発も進めている.RFPプラズマがQSH状態にある時の磁場構造を仮定し,数値計算による軟X線ピンホールカメラの感度解析を行なった.RELAXではm=1/m=4モードが支配的になることが多いため,その有理面上に磁気島構造を仮定した数値計算を進めた,現在では,計測器の製作を行い,ポロイダル断面全体にわたる軟X線画像計測を行っており,画像処理やシミュレーションとの比較を進めている.本計測結果により,可視光画像計測において観測されるヘリカル構造と軟X線構造の関係を明らかにすることも重要な目的である.実験装置RELAXにおいて,低アスペクト比RFPプラズマの軟X線画像計測を行った.RELAXで生成されるプラズマの温度・密度に依存する軟X線強度に対応し,広範囲の視野を確保した独自の軟X線画像計測器の開発を行った.本研究ではピンホールカメラの原理を利用した画像計測システムを設計・製作した.撮像素子に軟X線波長領域に感度の高いマイクロチャンネルプレート(MCP)と残光時間が短い(0.2μs)蛍光板を組み合わせたMCPアセンブリを用いた.また蛍光板にパルス幅5μsの高電圧パルスを印加して時間分解能を与え,その発光の撮影にはICCDカメラを用いた.またRELAXの容器サイズに合わせた仮想軟X線構造を撮影した場合の数値シミュレーションを行い,カメラの感度解析を行った.開発した画像計測システムをRELAXに設置し,計測を行った.そしてシミュレーション結果と比較して放射強度が背景よりも高い磁気島構造が存在すると予想される計測結果を得た.また磁場揺動解析より,この構造はm=1/n=4モードの振幅が他のモードに比べて特に大きい場合に出現する傾向にある.撮影時のm=1トロイダルモードスペクトルを見るとn=4モードの振幅が他のモードに比べて支配的になっていることが分かる.よって実験結果はRFPプラズマ中に電子温度・電子密度の高いヘリカル構造が存在することを示している.さらにAXUVアレイで計測した軟X線強度分布に周期的な振動が観測され,軟X線強度の強い領域がX線画像計測の結果は,これまで磁気計測から推測されていた,プラズマの磁場構造がm=1モードの成長によって周期的な構造にヘリカル変形し,その構造がトロイダル回転しているという描像とよく一致する.
日中都市世帯における就業と家事活動の調整に関する時間地理学的比較研究

日中都市世帯の生活活動を時間地理学的アプローチを用いて比較した。まず、日本の3都市(埼玉県川越市、愛知県日進市、長野県下諏訪町)、中国の3都市(大連市、天津市、深セン市)で収集された住民の生活活動調査データを比較可能なように集計しなおし、データベースを構築した。このデータは、活動日誌法によって収集したものである。次に、中国の数都市(長春、大連、北京、天津、上海、大連)において研究課題に関するフィールド調査を行った。フィールド調査では、主として家庭、企業、育児・福祉施設で聞き取り調査を行った。データベースの分析から、中国では、通勤時間・通勤手段など就業活動の時空間的な側面に関して、男女差が少なく、この点は日本と大きく異なっていることが明らかになった。中国では、就業以外の活動についても男女差が少ない。中国における女性の高い就業率は、家庭内部でのお手伝いさんの存在や、家庭外の育児施設のサービスによって可能になっている。この点に関し、フィールド調査から次のような点が明らかになった。1)企業においても、行政的にも、女性のフルタイム就業が尊重される態勢となっている。これはかつて社会主義革命によって女性の社会進出がすすんだという伝統が反映している。ただし、女性が男性に比べて若くして定年を迎えるということが、祖母による育児を可能にしているというように、女性の就業率を高くしたままで、かつ女性が育児を担うというような、育児の世代間調整が行われている。2)外部の育児サービスが多様であり、例えば、月曜日の朝から金曜日の夕方まで子どもをあずかるようなサービスもある。3)都市世帯の中には、出稼ぎの家政婦に育児を任せている世帯も多く、これには、中国国内における経済的な地域格差によって農村から大量の安価な労働力が都市に流入しているという背景がある。・日本と中国で行われた活動日誌調査データを分析した。その結果、年齢別の就業率、就業形態、通勤方法、通勤時間等で、中国では男女間の差が少ないことが分かった。日本では、これらの指標には、いずれも顕著な男女差が見られる。・平成13年9月16日から9月23日まで、岡本、荒井、田原および研究協力の大学院生が中国の3つの都市(北京、長春、大連)を訪問し、研究課題に関する調査を行った。まず、北京では、海外共同研究者の柴と研究打ち合わせをした後、北京大学付属幼稚園で保育サービスの現状について調査した。また、夫婦共稼ぎ世帯での家庭内の育児の状況を調べるため、一世帯を訪問し、家政婦に聞き取り調査した。北京と長春では、企業での育児休暇の現状を調べるため、北京三元食品有限公司および第一汽車集団公司で聞き取り調査を行った。大連では、中国で行われた活動日誌調査の調査地区を視察した。・北京大学付属幼稚園での聞き取り調査からは、長時間保育、朝昼晩三食の給食など、日本の保育施設に比べて、手厚い保育サービスが提供されていることが分かった。また、住み込みの家政婦および彼女の雇い主へのインタビュー調査からは、中国の沿岸都市部と内陸農村部の経済格差を反映して、都市部住民は家政婦を比較的低賃金で雇うことができること、家政婦は都市戸籍をもてない流動人口であるため、都市部で数年間働いたのち帰郷する存在であることなどが分かった。中国都市世帯で女性の社会進出を支えているのは、こうした手厚い保育サービスと国内の地域格差に依拠する流動人口の存在であると考えられる。・昨年度に引き続き、日本と中国で行われた活動日誌調査データを分析した。特に今年度の主な調査都市である深センに関して、他の資料を含めて、人口動態、交通行動、経済的特性等についての分析を行った。

・平成14年9月15日から9月21日まで、岡本、荒井、田原および研究協力の大学院生が中国の2つの都市(深セン、香港)を訪問し、研究課題に関する調査を行った。まず、深センでは、深セン都市交通計画センターを訪問し、2001パーソントリップ調査結果速報を中心に、住民の日常的な移動状況について説明を受け、都市構造との関連、自動車交通抑制策、男女の移動パターンの違い等について、センターの研究者と討論した。次に、深セン市内の幼稚園を訪問し、園長に面会した。この幼稚園は、かつては企業の付属幼稚園であったものを園長らが買い取って運営している純然たる民営の幼稚園で、園長は日本の幼稚園にも大きな関心を寄せており、日中の幼稚園の機能、経営のあり方等について討論した。さらに、深セン退休者活動センターを訪問し、高齢者の活動状況についてインタビュー調査を行った。そのほか、住宅団地、スーパーマーケットなどを見て回った。香港では、香港大学地理系および香港バプチスト大学地理学教室を訪問し、それぞれで数人の地理学者と、本研究課題を含む地理学的問題について意見交換した。・日本地理学会秋季学術大会(平成14年9月27日、金沢大学)で、研究成果の一部を発表し、討論した。
相対論的電離面を用いたマイクロ波の発生

周期的静電場を励起したコンデンサーアレーの間に相対論的速度(c)で伝搬する相対論的電離面を伝搬させることによって,超短パルス電磁波(マイクロ波)の発生実験を行った.この方式は,直流電圧から,交流である電磁波に直接変換することから,DC to AC Radiation Converter,DARCと呼ばれている.用いたレーザー光はYAGの4倍高調波であり,パルス幅6ns,エネルギー100mJである.動作ガスは,4ω光に対して電離のしやすい,TMAE(C_<10>H_<24>N_4)と呼ばれる有機アミンガスを用いた.実験では,周波数9.5から14.1GHzの10ns程度のマイクロ波パルスが観測された.発生した電磁波は,静電場の方向に偏向していることも観測された.また,導波管内での電磁波の分散関係から,電磁波の導波管内の伝搬速度は周波数の関数となること用いることによって,電磁波の周波数広がりの詳細な観測を行った.これによって,電磁波の周波数は,10%程度の広がりを持っていることが確認された.電磁波の出力は,初期静電場の2.3乗に比例することも確認された.この依存性は理論的に予測される値より大きい.周期的静電場を励起したコンデンサーアレーの間に相対論的速度(c)で伝搬する相対論的電離面を伝搬させることによって,超短パルス電磁波(マイクロ波)の発生実験を行った.この方式は,直流電圧から,交流である電磁波に直接変換することから,DC to AC Radiation Converter,DARCと呼ばれている.用いたレーザー光はYAGの4倍高調波であり,パルス幅6ns,エネルギー100mJである.動作ガスは,4ω光に対して電離のしやすい,TMAE(C_<10>H_<24>N_4)と呼ばれる有機アミンガスを用いた.実験では,周波数9.5から14.1GHzの10ns程度のマイクロ波パルスが観測された.発生した電磁波は,静電場の方向に偏向していることも観測された.また,導波管内での電磁波の分散関係から,電磁波の導波管内の伝搬速度は周波数の関数となること用いることによって,電磁波の周波数広がりの詳細な観測を行った.これによって,電磁波の周波数は,10%程度の広がりを持っていることが確認された.電磁波の出力は,初期静電場の2.3乗に比例することも確認された.この依存性は理論的に予測される値より大きい.周期的静電場を励起したコンデンサーアレーの間に相対論的速度(c)で伝搬する相対論的電離面を伝搬させることによって,超短パルス電磁波(マイクロ波)の発生実験を行っている.この方式は,直流電圧から,交流である電磁波に直接変換することから,DC to AC Radiation Converter,DARCと呼ばれている.用いたレーザー光はYAGの4倍高調波であり,パルス幅6ns,エネルギー100mJである.動作ガスは,4ω光に対して電離のしやすい,TMAE(C_<10>H_<24>N_4)と呼ばれる有機アミンガスを用いた.実験では,周波数9.5から14.1GHzの10ns程度のマイクロ波パルスが観測された.発生した電磁波は,静電場の方向に偏向していることも観測された.また,導波管内での電磁波の分散関係から,電磁波の導波管内の伝搬速度は周波数の関数となること用いることによって,電磁波の周波数広がりの詳細な観測を行った.これによって,電磁波の周波数は,10%程度の広がりを持っていることが確認された.電磁波の出力は,初期静電場の2.3乗に比例することも確認された.この依存性は理論的に予測される値より大きい.以上の実験により,DARCの理論的検証は出来たと考えられ,今後更に短パルス・高出力化を計画している.周期的静電場を励起したコンデンサーアレーの間に相対論的速度(c)で伝搬する相対論的電離面を伝搬させることによって,超短パルス電磁波(マイクロ波)の発生実験を行った.この方式は,直流電圧から,交流である電磁波に直接変換することから,DC to AC Radiation Converter,DARCと呼ばれている.用いたレーザー光はYAGの4倍高調波であり,パルス幅6ns,エネルギー100mJである.動作ガスは,4ω光に対して電離のしやすい,TMAE(C_<10>H_<24>N_4)と呼ばれる有機アミンガスを用いた.実験では,周波数9.5から14.1GHzの10ns程度のマイクロ波パルスが観測された.発生した電磁波は,静電場の方向に偏向していることも観測された.また,導波管内での電磁波の分散関係から,電磁波の導波管内の伝搬速度は周波数の関数となること用いることによって,電磁波の周波数広がりの詳細な観測を行った.これによって,電磁波の周波数は,10%程度の広がりを持っていることが確認された.電磁波の出力は,初期静電場の2.3乗に比例することも確認された.この依存性は理論的に予測される値より大きい.
インターネットの自己診断システムによる教師のストレスマネジメント効果の検討

本研究では、学校教師を対象としたインターネットを活用したストレス自己診断システムの開発を行った。そのために、アセスメント・ツールとして小学校版・中学校版・高等学校版のセルフエフィカシー尺度、コーピング尺度、ストレッサー尺度、ストレス反応尺度の開発を行った。また、これらの尺度の各因子得点別に、自己診断テストの結果をフィードバックし、臨床心理学的な心理的な支援を行えるようなシステムとした本研究では、学校教師を対象としたインターネットを活用したストレス自己診断システムの開発を行った。また、これらの尺度の各因子得点別に、自己診断テストの結果をフィードバックし、臨床心理学的な心理的な支援を行えるようなシステムとした1.研究の目的本研究の目的は、教師を対象としたストレスの自己評価尺度を作成し、インターネット上における自己評価表を作成することである。また、同様にブックレットを作成し、教師が自己のストレスを評価し、自己の特徴を認知することにより、ストレスの低減を行えるように心理的なサポートを実施することである。2.研究の実施計画本年度は、小学校版・中学校版・高校版の各尺度(ストレッサー尺度・ストレス反応尺度・ストレスコーピング尺度・セルフエフィカシー尺度)の開発を行った。また、これらの各尺度を基にして、直接、近隣の学校に配布するブックレットを3種類(小学校教師版・中学校教師版・高校教師版)作成した。さらに、これらの各尺度を用いで、インターネット上で自戸評価(自動採点方式)のホームページを作成した。ブックレット及びホームページには、「教師のストレス対処に関する方法」を紹介するページを記載し、ストレスマネジメントの効果も図っている。2009年度は、作成したホームページ上に、教師同士が自由に書き込みができる「教師車用の掲示板」を複数のトピックごとに作成し、教師間のコミュニケーションの機会を増やし、相互に情報交換を図るごとによるピア・カウンセリングの場を提供する予定である。3.研究の意義多くの心理的なストレス問題を抱えている教師が、同僚教師や管理職の目を気にせずに、ストレスの自己診断を行える点、また、ホームページ上において、匿名による個人の抱えている職業上の点や困難な状況を吐露することにより、論理的な思考を導き出す機会を設けることが本研究における意義である。今後、ホームページ上の掲示板に書き込まれた内容を分析することにより、現代の教師における「学校における問題点」、[心理的な問題点」「その対処方法」を検討する。1.研究の目的本研究の目的は、教師を対象としたストレスの自己評価尺度を作成し、インターネット上にて公開し、教師自身がストレスの状態について自己評価表を行うシステムを構築することにある。インターネットという個人の守秘性を保持しつつ、自己のストレス状態を認知し、個人のストレス対処方法を検討してもらうことを意図している。2.研究の実施計画本年度は、昨年度に作成を終えた小学校版の尺度に加え、中学校版、高校版の各尺度(ストレッサー尺度・ストレス反応尺度・ストレスコーピング尺度・セルフエフィカシー尺度)の開発を行った。また、これらの各尺度を基にして、インターネット上で自己評価(自動採点方式)のホームページを作成した。また、ホームページでは、自己評価を行った後、ストレス緩和につながる「教師のストレス対処に関する方法」を紹介するページを作成し、教師のストレスマネジメントへの効果も図っている。2.研究の意義本研究の意義は、ホームページという時間や場所の制約や匿名性を保持したまま活用可能とすることにより、教師のメンタルヘルスの改善を図ることにある。特に、個人の心理的ストレス問題に関心を示しているアクセス者から集積したデータは、通常の学校現場で収集を行ったデータとは異なる可能性がある。そのため、「学校環境による特有なストレス問題」や「教師特有の心理問題」に関わる要因の抽出が期待される。この分析結果を踏まえ、今後、有効な教師のストレスマネジメント方法を検討する。
森林炭素動態変動予測の高度化を目指した土壌圏プロセスの野外温暖化実験と統合的解析

本研究では森林生態系の土壌と林冠樹木の温暖化応答を野外で実験的に明らかにすることを目的とした。実験は,今後温暖化の影響が出やすいと予想される緯度や標高の異なる2地点の冷温帯地域の落葉広葉樹林(岐阜大学・高山試験地,北海道大学・苫小牧研究林)で行った。高山試験地および苫小牧研究林ともに,土壌の昇温処理により土壌呼吸速度は高くなった。土壌呼吸速度の増加は植物根呼吸と土壌微生物呼吸の両方の活性が上がったためであった。苫小牧では無雪期間の土壌呼吸速度の上昇幅は3245%であり,微生物と根呼吸速度のそれぞれの上昇幅は約40%と約16%だった。高山では土壌呼吸速度は10ー22%上昇し,微生物呼吸は約47%,根呼吸は約10%だった。土壌呼吸には温度上昇の影響が見られたが土壌炭素蓄積量には顕著な影響が見られず,植物根の成長は温度上昇により増加した。高山と苫小牧ともに,土壌呼吸速度は明瞭な季節変化を示した。土壌呼吸速度は地温が高く,また森林地上部の光合成活性の高い季節である夏に高い傾向が認められた。季節を通じた地温の変化と土壌呼吸速度の変化の関係性に加えて,根呼吸と微生物呼吸の日変化がそれぞれ地温の変化から数時間遅れて生じることが高山で明らかになった。日・季節・年という異なる時間スケールでの土壌呼吸速度の変動をモデル化することにより,土壌呼吸速度の推定精度を向上させることができた。土壌呼吸速度の温度反応曲線は土壌温暖化区と対照区で異なることが明らかになった。土壌の昇温は土壌中の植物根と微生物の呼吸活性を上げることにより春と秋のCO2放出量を増加させた。温度反応曲線の傾きは温暖化区の方が対照区に比して低下したことが発見された。この現象をシミュレーションモデルで予備的な解析を行った結果,土壌呼吸速度の温度馴化反応を考慮しないと将来環境での土壌呼吸速度が過大評価されることが示された。27年度が最終年度であるため、記入しない。温暖化が土壌の炭素動態と土壌呼吸によるCO2放出(微生物呼吸と植物根呼吸,総量としての土壌呼吸)にもたらす影響を実験的に検証し,将来変動予測をするための地下部炭素循環モデルの開発のために,高山試験地(TKY)と苫小牧研究林(TOEF)の落葉広葉樹林の地表下に電熱線を埋設し,35°Cの加温処理を施して,呼吸速度の季節変化と温度反応特性と土壌炭素と窒素の貯蔵量の変動を調査した。地温の上昇は呼吸速度の増加を招いたが,一方で,これらの呼吸速度の温度反応曲線は傾きが緩くなり,温度馴化が土壌内で生じたことが示された。呼吸速度の温度応答性を示すQ10値はTKYとTOEFサイトで異なり,TKYの方が呼吸活性が高いことが示唆された。以上の結果は,森林タイプが同一とされる2サイトであっても土壌呼吸特性が異なることや,温暖化により呼吸速度の温度反応性が変化するため,将来の温暖化が土壌からの炭素放出にもたらす影響のモデル予測を慎重に検討すべきであることを示す。一方で,温暖化は、土壌有機炭素と窒素の貯蔵量を有意に変化させなかったことは、長期的な温暖化効果のモニタリングの必要性を示唆している。温度反応性の時間変化の解析は年間土壌呼吸量の推定モデルの精度を大幅に向上させることがあることを示唆した。地域気象モデルWRFを用いて,TKYサイトを対象として,現在気候での地温と将来気候(2080年頃)の地温データと温暖化実験で得られた土壌呼吸曲線とあわせて土壌呼吸速度の変動予測を行った。気象モデルによる地温の再現性は高いことを確認した上で,1現在の地温予測値と土壌呼吸曲線,2将来の地温予測値と土壌呼吸曲線の2タイプについて年間の土壌呼吸速度を推定したところ,TKYサイトでは春と秋の地温上昇が土壌呼吸速度の顕著な増加をもたらすが,夏はその傾向は顕著ではないことが示唆された。

土壌呼吸速度の温度反応曲線は土壌温暖化区と対照区で異なることが明らかになった。土壌の昇温は土壌中の植物根と微生物の呼吸活性を上げることにより春と秋のCO2放出量を増加させた。温度反応曲線の傾きは温暖化区の方が対照区に比して低下したことが発見された。この現象をシミュレーションモデルで予備的な解析を行った結果,土壌呼吸速度の温度馴化反応を考慮しないと将来環境での土壌呼吸速度が過大評価されることが示された。研究計画に基づいて、定期的な野外調査の実施に温暖化が地下部炭素と窒素循環に及ぼす影響を定量的に解明・評価することができている。研究成果の一部はドイツで開催された国際シンポジウムで発表した。また、微生物・根・土壌呼吸速度の温度応答性に関する結果を解釈した論文は国際誌に投稿して審査を受けているほかに、他の論文も執筆中である。また、将来の気温と土壌呼吸速度モデルを用いた予備分析は、次年度の生態系モデル研究と地上部地下部炭素循環の総合的な分析のための基礎を築いた。以上の理由から本研究課題は順調に進展していると判断した27年度が最終年度であるため、記入しない。温暖化効果の年間変化の分析のために、1年目と同じように、2年度目も野外調査(温暖化区・対照区における呼吸速度の測定)と室内実験(土壌炭素・窒素含量の分析,土壌微生物含量の推定など)を実施して、土壌呼吸予測モデルの改善に重点を置く。これらの継続・追加調査や実験は、総合的な観測体制が整っている高山サイト(TKY)において重点的に行う。27年度が最終年度であるため、記入しない。
時空間構造制御によるナノ・マイクロ微粒子構造体の高機能化に関する研究

自律的かつ周期的に体積変化をするゲル微粒子合成の詳細検討、および、それらの機能制御を試みた。まず、金属触媒が酸化還元振動するBZ反応の金属触媒(Ru(bpy)_3錯体)を、ゲル微粒子の自律的な振動の駆動源としてゲル微粒子内部に固定化し、その酸化還元振動と同期したゲル微粒子の体積振動を生起させることに成功した。次に、Ru(bpy)_3をゲル微粒子内部に固定した効果を明らかにするために、重合時の仕込み架橋剤濃度を変化させて得られたゲル微粒子を用い、振動周波数の温度依存性を検討した。ゲル微粒子が膨潤している状態では、触媒がゲル微粒子で包まれていない従来のBZ反応系と比較すると、触媒をゲル微粒子内部に固定し、さらにゲル微粒子の架橋密度を高くすることで、振動周波数は高くなる傾向を示した。一方、体積相転移直前では、ゲル微粒子を用いた系において仕込み架橋剤濃度によらず振動周波数はほぼ一致した。pNIPAm系ゲル微粒子では、体積相転移直前ではゲルの網目サイズがほぼ等しいことに起因すると考えられる。Ru(bpy)_3をゲル微粒子内部に固定した効果をより詳細に検討するために、FKNモデルにより、振動反応で得られた振動波形を3つのプロセスに分割した。触媒還元プロセスの一周期をしめる割合が、触媒をゲル微粒子に内包し、さらにゲル微粒子の架橋密度が高くなるほど大きくなった。一方、触媒反応が支配的でないプロセスAはプロセスCと逆の傾向を示した。FKNモデルから巨視的に考えると、BZ反応の触媒をゲル微粒子に内包した結果、触媒が関与する反応速度が低下することにより、振動リズムに変化が生じることが示唆された。また、BZ反応に必要な酸・酸化剤・還元剤濃度をそれぞれ変化させた一連の検討結果からも、Ru(bpy)_3の固定化が同様な振動リズムの変化につながることを示すことができた。