hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
弘法大師信仰と美術-中性の関係遺品を中心として-

平安時代(10世紀)に成立した弘法大師信仰は,ことに鎌倉時代以後,急速に発展,諸層・各地に広く波及し,各種の造形芸術を生み出した.この研究は中世における大師信仰に伴う厖大な遺品(絵画・彫刻・書蹟)を調査し,大師信仰の形態を美術作品を通じて明らかにするのが目的である.この大きなテーマにとり組むため,まずなるべく多くの作品資料の把握,参考とすべき関連文献の検討などの基本的作業より始め,これに並行して実作品の調査,資料の収集を行ない,これらの調査,研究を踏まえて検討を重ね,その成果を報告書にまとめた.具体的には1.広く関連文献を収集し,解読,検討を加えた.1.文献に記載の各地に伝存する作品をカード化し,基本的なデータを記入した.1.各地の美術館,博物館,資料館などに出向し,調査報告等の情報,および写真を収集した.1.近畿およびその周辺地域を中心とした遺品を実査した.またこれに加え,研究分担者の海外出張の際に,アメリカ国内の美術館の関連作品の実査,資料収集の機会をもつことができた.1.研究会を催し,各分野ごとの問題点を検討,また相互の問題の討議を重ねた.1.以上の調査,研究活動を踏まえ,作品目録,関連文献目録,および研究成果の一端(各分野における小論文3篇)を報告書<様式1>にまとめた.以上の研究から,中世における弘法大師信仰に基く美術作品(画像・絵伝・彫像・大師流書等)の様式展開の実情の一端を明らかにし得た.平安時代(10世紀)に成立した弘法大師信仰は,ことに鎌倉時代以後,急速に発展,諸層・各地に広く波及し,各種の造形芸術を生み出した.この研究は中世における大師信仰に伴う厖大な遺品(絵画・彫刻・書蹟)を調査し,大師信仰の形態を美術作品を通じて明らかにするのが目的である.この大きなテーマにとり組むため,まずなるべく多くの作品資料の把握,参考とすべき関連文献の検討などの基本的作業より始め,これに並行して実作品の調査,資料の収集を行ない,これらの調査,研究を踏まえて検討を重ね,その成果を報告書にまとめた.具体的には1.広く関連文献を収集し,解読,検討を加えた.1.文献に記載の各地に伝存する作品をカード化し,基本的なデータを記入した.1.各地の美術館,博物館,資料館などに出向し,調査報告等の情報,および写真を収集した.1.近畿およびその周辺地域を中心とした遺品を実査した.またこれに加え,研究分担者の海外出張の際に,アメリカ国内の美術館の関連作品の実査,資料収集の機会をもつことができた.1.研究会を催し,各分野ごとの問題点を検討,また相互の問題の討議を重ねた.1.以上の調査,研究活動を踏まえ,作品目録,関連文献目録,および研究成果の一端(各分野における小論文3篇)を報告書<様式1>にまとめた.以上の研究から,中世における弘法大師信仰に基く美術作品(画像・絵伝・彫像・大師流書等)の様式展開の実情の一端を明らかにし得た.弘法大師信仰の形熊を美術作品を通じて明らかにしようとする本研究では各地に伝存する遺品の調査、および資料の収集が不可欠である。昭和61年度は、各分担者が愛知、石川、滋賀、京都、奈良、大阪、和歌山、兵庫、岡山、福岡など、各府県に所在する博物館、美術館、資料館、寺院に赴き、作品の所在確認、調査および、写真資料、関連資料の収集を行なった。また、研究分担者(松原)の海外出張の機会を利して、米国のボストン美術館、ワシントン・フリア美術館、ロサンゼルス・カウンティーミュージアム、サンフランシスコ・アジア美術館などに所蔵する作品を調査し、合わせて写真資料をも得ることができた。これら蓄積した写真資料は、紙焼約500枚、スライド約2000枚に及ぶ。一方、弘法大師信仰関係の図書(『弘法大師行状絵詞伝』『弘法大師空海全集』ほか)を購入。また関連論文40数篇を集めて、これらを分析、孝察している。情報および作品データのカード化もほぼ完了した。さらに、逐次研究会を開き、各分担者が収集したスライドを映写して作品分析を行なうなど、検討を重ねている。昭和62年度は、これらの研究活動を土台として、近畿地方を中心に調査を続行する一方、収集した資料の最終的な整理を行ない、各部門において、遺品の分類、系統づけを試る。その実積を踏まえて既存の諸論文を検討、補足し、新知見を求める。以上の研究を総合的にまとめた上で、新たな研究成果を引き出すべく努力するつもりである。本年度に行なった研究活動はほぼ当初の実施計画に副って進められ,その成果の概要は左記の通りである.1.〈文献資料及び情報の収集・整理〉前年度に引き続き,近畿地方を中心とした美術館,博物館,資料館などに収める弘法大師信仰関係の遺品に関する調査報告などの情報を収集・整理した.また関係論文などを集め,所載の遺品について情報をカード化した.2.〈実地調査とデータの整理〉近畿地方およびその周辺の地域の遺品を実査した.実査は作品ごとに形状・構造・法量・保存状況などの基礎的データを採取し,また写真撮影を行なった.これらの実査で得たデータをカードに記録・整理し,写真は台紙に貼付した.3.〈研究会〉収集された情報・資料を踏まえて,各ジャンルの諸問題を検討,相互の関連問題を総合的に討議した.4.〈研究の総括〉

これまでの調査,研究の成果をまとめて報告書(様式1)を作成した.本研究に必要となる関連文献の総目録,および対象とすべき作品(主に広範にわたる出版物に掲載のもの)の総リスト,そして各分野(絵画・彫刻・書蹟)における研究成果の一端を収めた.
性差を構築するクロマチン構造基盤の解明

細胞が特定の機能を有するためには、遺伝子が適切に選択され発現する機序が必要である。この基盤となっているのがDNAとヒストンで構成されるクロマチン構造である。個体の性差を規定する機構として、これまで性染色体の制御や内分泌系の制御の解析が進む一方で、クロマチン構造そのものの性差による違いは不明なままである。我々は最近、細胞内で遺伝子が発現するためには、予めクロマチン構造がヒストンバリアントH3.3でマーキングされ、特徴的なクロマチン構造を形成することが必要であることを明らかにした。更に、現在までに知られているヒストンはごく一部であり、マウスに機能未知のヒストンバリアントがあることを見出した。mRNAseqを用いた網羅的な組織間での発現プロファイリングの結果、雄雌それぞれの生殖組織に高発現しているヒストンが存在しており、転写因子やシグナル経路以外の第三の性差を規定する因子として、性差特異的なクロマチン構造の存在が示唆された。これまでに、ヒトでは精巣特異的ヒストンバリアントが報告されているが、マウスではその存在の確認がなされていない。また、卵巣特異的ヒストンバリアントに関してはいずれの動物種でも報告はない。まず、精巣・卵巣特異的なヒストンバリアントの強制発現をC2C12細胞で行い、ChIPseq解析によりクロマチンに取り込まれた領域の位置の解析を行った。周辺領域のクロマチン構造も同時に解析した結果、H3.3と異なる分布を示し、制御領域に多く取り込みが認められるものの、形成されるクロマチン構造は比較的閉鎖的構造をとることが示唆された。そこで更に、これらヒストンバリアントを認識する抗体作製を行い、内在性のこれらバリアントの機能検証が可能な系の構築を行った。25年度が最終年度であるため、記入しない。
ディスインテグリン構造をミミックした新しい抗血栓剤開発のための基礎研究

HRIBと同様、蛇毒由来のメラルプロテアーゼであるEcarinについてその全cDNAを決定した。Ecarinは、約20残基の疎水的なシグナル配列を有し、全体で616残基のアミノ酸をコードしていることが判明した。精製Ecarinのアミノ末端配列は191番目からの配列に一致することから、Ecarinは、約170残基のプロシークエンスを持った形で生合成され、翻訳後にプロシクエンスは除かれるものと推測される。そこで、matureなEcarinは426残基からなり、17%の糖鎖が結合していることを考慮すると、分子量は、57,700となり、SDS-PAGEからもとめた56,000の値に良く一致した。Ecarinのドメイン構造を調べると、アミノ末端から約200残基のメタルプロテアーゼドメイン(191-397)、約100残基のdisintegrinドメイン(398-490)、約130残基のCys-rich(491-616)ドメインから成っており、そのパターンは、ハブの強力な出血因子であるHRIBとまったく同様のドメイン構造をしていた。このCys-richドメインやdisintegrinドメインが、PH30と呼ばれるタンパク質にも存在していることが判明した。PH30は精子の表面にある膜タンパク質で卵と精子との融合、すなわちFusionに関与している。したがって、Ecarinのdisintegrinあるいは、Cys-richドメインがプロスロンビンの認識に関与している可能性がある。さらに、Tumor-necrosis factor-α(TNF-α)の前駆体から成熟TNF-αに変換するプロテアーゼに同様のdisintegrinドメインをもつメタルプロテアーゼが発見され、今後、機能的に全く関係のなさそうに思えるこれらタンパク質分子間のdisintegrinドメインの配列を詳しく比較することで、抗血栓活性に必須な領域が明確になると考えられる。HR1Bと同様、蛇毒由来のメタルプロテアーゼであるEcarinについてその全cDNAを決定した。そこで、matureなEcarinは426残基からなり、17%の糖鎖が結合していることを考慮すると、分子量は、57,700となり、SDS-PAGEもとめた56,000の値に良く一致した。Ecarinと出血因子HR1BやRVV-Xとのホモロジーを調べると、プロシークエンス間のホモロジーが80%前後と最も高く、メタロプロテアーゼドメインは43-54%と低い。Disintegrinドメインでは、RVV-Xとの相同性が他のタンパク質に比べて82%と非常に高くなっているのが注目される。ホモロジーの高いプロシークエンスは、メタルプロテアーゼの活性化において重要な働きをしていることが推測されている。最近、新たにEcarinとホモロジーをしめすタンパク質(Cyritestin)が見出された。Cyritestinは、マウスのtestisに特異的に発現しておりCys-richな膜結合タンパク質と考えられる。両者のCysの位置とその周辺は非常に良く一致している。今後、機能的に全く関係のなさそうに思えるこれらタンパク質分子間のDisintegrinドメインの配列を詳しく比較することで、HR1Bの抗血栓活性に必須な領域が明確になると考えられる。

HRIBと同様、蛇毒由来のメタルプロテアーゼであるEcarinについてその全cDNAを決定した。Ecarinは、約20残基の疎水的なシグナル配列を有し、全体で616残基のアミノ酸をコードしていることが判明した。精製Ecarinのアミノ末端配列は191番目からの配列に一致することから、Ecarinは、約170残基のプロシークエンスを持った形で生合成され、翻訳後にプロシクエンスは除かれるものと推測される。そこで、matureなEcarinは426残基からなり、17%の糖鎖が結合していることを考慮すると、分子量は、57,700となり、SDS-PAGEからもとめた56,000の値に良く一致した。Ecarinのドメイン構造を調べると、アミノ末端から約200残基のメタルプロテアーゼドメイン(191-397)、約100残基のdisintegrinドメイン(398-490)、約130残基のCys-rich(491-616)ドメインから成っており、そのパターンは、ハブの強力な出血因子であるHR1Bとまったく同様のドメイン構造をしていた。このCys-richドメインやdisintegrinドメインが、PH30と呼ばれるタンパク質にも存在していることが判明した。PH30は精子の表面にある膜タンパク質で卵と精子の融合、すなわちFusionに関与している。したがって、Ecarinのdisintegrinあるいは、Cys-richドメインがプロスロンビンの認識に関与している可能性がある。さらに、Tumor-necrosis factor-α(TNF-α)の前駆体から成熟TNF-αに変換するプロテアーゼに同様のdisintegrinドメインをもつメタルプロテアーゼが発見され、今後、機能的に全く関係のなさそうに思えるこれらタンパク質分子間のdisintegrinドメインの配列を詳しく比較することで、抗血栓活性に必須な領域が明確になると考えられる。
心理テストを用いた歯科研修医の医療事故防止に関する継続的研究

歯科研修医の医療事故防止をはかる目的で、平成17年度と18年度第2年次研修医101名(男性31名、女性70名)に対し、医療事故の実態を把握し、4種の心理テストSDS,CMI,MAS,STAIによる心理的特性を分析した。1)研修医の医療事故等に関する年間集計アクシデント(医療事故)は、平成17年度26.5%、平成18年度は19.2%の研修医が経験ありと報告した。内訳は、切削器具による口腔内の損傷が6件、治療終了後または根管治療中に気分が悪くなった例が4件、その他の順であった。医療事故により後遺症の残った患者はいなかった。ニアミス(ヒヤリ・ハット)の経験は、平成17年度が69.4%、平成18年度は75.0%であった。最も多い順から、バーの着脱が31件、タービン・バーによる損傷が17件、その他の順であった(いずれも複数回答)。2)心理的特性の分析SDSでは63.0%の者が抑うつ傾向のない正常領城で、中等度以上の抑うつ傾向を有する者は4.0%にみられた。CMIでは87.6%の者が神経症傾向のない正常領域であり、IV領域の者は2.0%であった。MASでは72.0%の者には自覚しうる顕在性の不安傾向がなかった。STAIでは、37.9%の者の特性不安が高かった。4種の心理テストにおける医療事故あり群と医療事故なし群との間には、ほとんど有意差があるとはいえなかった。これらの傾向については、医療事故あり群の数が少ないため、今後も事例を集積して慎重に検討していくことが大切である。本研究の一環として、我々はこれまでに歯学部附属病院初診患者のストレス状況ならびに歯科臨床研修協力患者のストレス状況を数種類の心理テストを用いて分析した。また、H15年度とH16年度の医療事故の集計(すでに報告済み)と歯科研修医の心理特性を分析したので報告する。1、心理的特性の分析SDSでは約60%の者が抑うつ傾向のない正常領域で、中等度以上の抑うつ傾向を有する者はいなかった。CMIでは約82-68%の者が神経症傾向のない正常領域であり、IV領域の者はいなかった。MASでは約74-78%の者には自覚しうる顕在性の不安傾向がなかった。これらの傾向は医療事故あり群と医療事故なし群とのあいだに差が認められなかった。STAIでは、約60%の者の特性不安が高く、ニアミスの数との間に有意差がみられた。医療事故と特性不安との関係は今後更なる研究が必要と思われた。2、研修医の医療事故に関する年間集計(1)事故の分類別では、切削器具による口腔内・口唇の損傷が3件、切削器具による治療者の手・指の損傷が2件、薬液の漏洩による事故が2件、治療中または治療前に気分が悪くなった事故が2件、その他、切削器具以外の材料による口唇の損傷、火傷(口唇のやけど)、義歯が外れなくなった、治療中の貧血、術者自身の診療中の針刺し、切削器具による術者自身の手の損傷等の事故がそれぞれ1件ずつあった。(2)発生時間帯別の事故頻度では、全員の記載がなかったが午前10時頃と午後1時頃にみられた。(3)患者の後遺症の有無については、後遺症の残った例はなかった。(4)同一の研修医が2度医療事故を起こした事例が1件あった。(5)ニアミス(ヒヤリ・ハット)の経験は、約69.4%の研修医が経験ありと回答している。最も多いニアミスがバーの着脱に関するニアミスで12件、隣在歯を削るニアミスで11件、タービン・バーによる損傷のニアミスが8件であった。

アクシデント(医療事故)の経験は、約26.5%の研修医が経験ありと答えている。事故の内訳は(1)に記した通りである。研修医の心理テストについては一部現在も分析中である。歯科研修医は、現在も臨床研修中のため、最終のデーターは3月末を待って集計報告する予定である。我々はこれまでに、歯学部附属病院初診患者のストレス状況ならびに歯科臨床研修協力患者のストレス状況を数種類の心理テストを用いて分析した。また、H15年度とH16年度の研修歯科医の医療事故に関する集計ならびに研修歯科医の心理特性の分析を口腔診断学会雑誌に投稿した。1、心理的特性の分析(平成17年度分の分析)SDSでは約62,5%の者が抑うつ傾向のない正常領域で、中等度以上の抑うつ傾向を有する者は1名であった。CMIでは約87,5%の者が神経症傾向のない正常領域であり、IV領域の者はいなかった。MASでは約67,3%の者には、自覚しうる顕在性の不安傾向がなかった。STAIでは、アクシデント(+)群に特性不安・状態不安の高いものが多く、アクシデント(-)群に特性不安・状態不安者の低いものが多い傾向が見られた。STAIでは、平成17年度と同様の傾向が確認された。2、研修医の医療事故に関する年間集計(平成18年度分の集計)(1)事故の分類別では、切削器具による口腔内・口唇の損傷が3件、気分が悪くなった事故が2件、その他、補綴治療中の歯の脱落、切削器具の誤嚥、薬液の漏洩、ピンセットによる損傷、術者自身の軽い火傷(額・鼻)、術者自身のファイル刺しが、それぞれ1件ずつであった。(2)発生時間帯別の事故の頻度では、午前・午後共に、特に発生頻度の高い時間はなかった。(3)患者の後遺症の有無については、後遺症の残った例はなかった。(4)同一の研修医が2度医療事故を起こした事例が1件あった。(5)ニアミス(ヒヤリ・ハット)の経験は、約75,0%の研修医が経験ありと回答した。最も多いニアミスがバーの着脱に関するニアミスで19件、次にタービン・バーによる損傷のニアミスで9件であった。アクシデント(医療事故)の経験は、約19,2%の研修医が経験ありと答えた。平成18年度分の研修歯科医の心理テストの分析については、3月未に集計したため、一部現在も分析中である。
「チーム学校」理念のもと、教員の主体的学びを促す校内研修システムの構築

本研究テーマ「『チーム学校』理念のもと、教員の主体的学びを促す校内研修システムの構築」を図るためには、まずは校長のリーダーシップのあり様が重要となる。そこで、全国の小・中学校1000校を抽出して、各学校の校長先生方に校長のリーダーシップについての「意識」と「実際の行動」についてのアンケート調査を実施した(回収率27%)。アンケート結果を因子分析したところ、校長の行動については1「英雄型」2「協働型」3「責任転嫁型」4「支援型」5「対極型」の5因子に分類することができた。さらに「英雄型リーダーシップ」の校長が「協働型リーダーシップ」の校長よりも平均値の高い項目は次の4点であることが明らかになった。1「校長としての自分を押し出さないようにして学校経営を行っている」2「学校経営では校長の強い統制力を発揮している」3「校長として教職員をサポートするという立場を重んじて職務を遂行している」4「経営資源の活用のためには、様々な情報に基づく分析を行うよりも学校の抱える実態そのものを見極めた学校経営を行っている」の4項目であった。また、「英雄型リーダーシップ」の校長がそうでない校長に比べて、行動傾向の低い項目の一例としては1「教職員の意見や考えと食い違っていた場合、校長としての考えを最優先して学校経営を行っている(校長としての考えを最優先していない)、2「地位が高くなるにつれて人材としての重要性も増し、その最たる存在が校長であるとの認識のもと、学校経営を行っている(最たる存在は校長ではない)、3「学校経営では校長が人的資源を含む経営資源を配分し、様々な情報に基づいて分析し判断することが重要であるという認識のもと、職務を果たしている(経営次元を配分し、様々な情報に基づいて分析し判断することは重要ではない)等であった。以上のような結果を踏まえ、今後、さらに本研究テーマに迫っていきたい。昨年度、全国の小中学校の校長を対象にリーダーシップについてアンケート調査したことで、我が国の校長のリーダーシップについての意識と行動の傾向を一定読み取ることができた。先行研究をみても数人の校長の一日の行動を追いかけて分析するエスノグラフィ研究や教員の立場から見た校長のリーダーシップに関する研究等は散見するが、今回のように直接、全国の1000人の校長にリーダーシップについて調査する研究は管見の限り見られない。今回の調査結果は教職員の主体的学びを促す校内研修システムを構築する上においての校長のリーダーシップのあり様について考察する貴重な資料になると考えている。今後は校長のリーダーシップが教員の主体的学びを促す校内研修システムとどのように結びついているのか、またどう関連付けることが重要なのかについての研究を深めていきたい。そのために、これまでの校長のリーダーシップ研究の動向をレビューするとともに、教員の側から見た校長のリーダーシップについての調査研究の実施も考えている。これらを踏まえて、教員の主体的学びを促す校長のリーダーシップについて、校長自身の意識と行動、そして教員サイドから見ての校長のリーダーシップの捉え方の両面から研究を深めていく予定である。

今後は校長のリーダーシップが教員の主体的学びを促す校内研修システムとどのように結びついているのか、またどう関連付けることが重要なのかについての研究を深めていきたい。そのために、これまでの校長のリーダーシップ研究の動向をレビューするとともに、教員の側から見た校長のリーダーシップについての調査研究の実施も考えている。これらを踏まえて、教員の主体的学びを促す校長のリーダーシップについて、校長自身の意識と行動、そして教員サイドから見ての校長のリーダーシップの捉え方の両面から研究を深めていく予定である。人件費・謝金で使途金がまったくなかったことと、海外を含む遠隔地への研修参加がなかったため。翌年度については、アンケート調査実施に伴い、人件費が発生する予定である。また、校長のリーダーシップについては特にアメリカでの研究が進んでいるため、そちらでの研修参加も考えている。
安定同位体顕微鏡による吸着分布イメージングと超微粉炭吸着機構の解明

粉末活性炭を微粒度化すると平衡吸着容量が増加することがジェオスミンなどいくつかの物質で見られるが,これは活性炭粒子内の吸着量の偏在を仮定したShell Adsorption Model(SAM)で説明されてきた.本研究では,同位体顕微鏡と重水素標識した吸着質を用い,活性炭粒子内の吸着分布を直接観察した.その結果,吸着容量が増加する場合は,吸着量指標の重水素/水素比が活性炭内部よりも外表面付近で高いことが分かった.吸着等温線をSAMで解析して予測した活性炭内部の吸着量分布は,重水素/水素比から求めた分布と概ね一致した.活性炭粒子内の吸着量の偏在を直接観察し,吸着容量増加のメカニズムを検証した.粉末活性炭を微粒度化すると平衡吸着容量が増加することがジェオスミンなどいくつかの物質で見られるが,これは活性炭粒子内の吸着量の偏在を仮定したShell Adsorption Model(SAM)で説明されてきた.本研究では,同位体顕微鏡と重水素標識した吸着質を用い,活性炭粒子内の吸着分布を直接観察した.その結果,吸着容量が増加する場合は,吸着量指標の重水素/水素比が活性炭内部よりも外表面付近で高いことが分かった.吸着等温線をSAMで解析して予測した活性炭内部の吸着量分布は,重水素/水素比から求めた分布と概ね一致した.活性炭粒子内の吸着量の偏在を直接観察し,吸着容量増加のメカニズムを検証した.本研究では,吸着剤をコロイド領域(粒径1 μm以下)に超微粒度化することによって発現する吸着容量の増加のメカニズムを,安定同位元素電子顕微鏡イメージング技術を用いて解明する.そのために,安定同位体をドープしたジェオスミン,2-メチルイソボルネオール,ポリスチレンスルホン酸などを調整し,活性炭粒子内部におけるそれらの吸着量分布を,同位体顕微鏡システムを用いて同位元素の3次元分布イメージングとして「ありのまま」に可視化・定量し,さらにShell Adsorption Modelで解析し,吸着量分布により結果の妥当性を評価する.本年度は,2-メチルイソボルネオールとジェオスミンを吸着質として,それらが吸着した活性炭粒子を,同位体顕微鏡システムを用いて観察した.粒子の前処理を簡素化し,計測時間を短縮することで,これまで以上のクリアーにd / H同位体比を指標にした吸着量分布図が得られた.ジェオスミンは活性炭粒子外表面に主に吸着している画像が得られ,Shell Adsorption Modelの解析による予測とほぼ一致していることが分かった.本研究の目的は,吸着剤をコロイド領域(粒径1 μm以下)に超微粒度化することによって発現する吸着容量の増加のメカニズムを,安定同位元素電子顕微鏡イメージング技術を用いて解明する.そのために,安定同位体をドープしたジェオスミン,2-メチルイソボルネオール,ポリスチレンスルホン酸などを調整し,活性炭粒子内部におけるそれらの吸着量分布を,同位体顕微鏡システムを用いて同位元素の3次元分布イメージングとして「ありのまま」に可視化・定量し,さらにShell Adsorption Modelで解析し,吸着量分布により結果の妥当性を評価することにある.2-メチルイソボルネオール(MIB)とジェオスミンを吸着質として,それらが吸着した活性炭粒子を,同位体顕微鏡システムを用いて観察した.粒子の前処理を簡素化し,計測時間を短縮することで,揮発の影響を最小化することでd / H同位体比を指標にしたクリアーな吸着量分布図が得られた.ジェオスミンは活性炭粒子外表面に主に吸着している画像が得られ,Shell Adsorption Modelの解析による予測とほぼ一致していることが分かった.MIBは活性炭内部まで吸着する場合と活性炭粒子外表面に主に吸着する場合の2パターンが観察された.さらに,同位体ドープした他の物質(ポリスチレンスルホン酸)についても,吸着実験と同位体顕微鏡システムを用いた観察を試み,吸着が活性炭粒子外表面で生じていることを示すクリアー画像が得られた.また,自然由来有機物質(NOM, natural organic matter)とMIBが同時に吸着した場合,NOMが先に吸着した場合,MIBが先に吸着した場合における活性炭におけるMIBの吸着量分布を観察した.工学活性炭サンプルの調整方法などを試行錯誤し,これまで以上にクリアーな観察が可能になり,Shell Adsorption Modelの解析による予測とほぼ一致したジェオスミンの吸着量分布が得られた.研究はおおむね順調に進んでいる.観察回数を増やし,再現性を確認する.さらに,ジェオスミン,2-メチルイソボルネオールは揮発性があり,同位体顕微鏡システムによる真空での観察中に揮発していることも解析結果ことが若干の不一致の原因であることが予想されたので,揮発性のないと思われるポリスチレンスルホン酸を用いた観察を試みる.d体サンプルを節約したこと,オーバーホールや他粒子の測定により計測時間が限られた中で,集中的に連続計測を実施することで効率性を上げたことなどで大学共通設備である同位体顕微鏡システムの使用時間が予測より少なかったことによる.次年度のPSS計測に充当する予定である.
化学実験レポートの考察記述を活用した思考力の獲得につなぐ学び方に関する実証的研究

高等学校の理科(化学)の授業で行われている生徒実験の考察記述に注目し,我が国の高校生の課題である科学的表現力の育成を目指し,「学習としての評価」である相互評価表を活用した取組を構想し,自己評価や他者評価,年間の指導計画に取り入れることで科学的表現力や意識がどのように変容するのかについて実践的研究を通じて究明した。年間を通した実践研究においては,「モデル化学習」を据えて,科学的表現力と「モデル構築」との関係について,相互評価表を活用した取組による検証から科学的表現力の育成に向けた指導方略を検討し,これらを活用した学習活動を実践し,科学的表現力の育成と指導改善について示した。相互評価表を学びにつなぐ実践研究として,高等学校理科の新科目である理科課題研究での活用に取り組んだ。理科課題研究は,自然に対する知的好奇心や探究心を高め,科学的な思考力・判断力・表現力の育成を図る観点から,探究活動を充実する科目として設定された。生徒自らが科学に関する課題を設定し,観察,実験などを通して研究を行い,科学的に探究する能力と態度を育てるとともに,創造性の基礎を培うことが目標である。理科課題研究は,諸問題に対して自ら問いを見いだし,より良き解決を図ろうとする力の育成,創造性を求めており,学習を通じてこれからの社会に求められる汎用的能力の育成に寄与し得るといえる。本研究では,理科課題研究の学習過程と資質・能力の関係をまとめ,学習過程のうち「課題研究の成果をまとめる」「評価する」といった学習場面に着目して学習活動を示した。「熟議」や「相互評価表を活用した取組」といった協働的な学習活動を取り入れた学習プログラムを考案し,協力校において試行実践では,「探究する能力や態度」である「種々の情報から適切な情報を選択する」,「目的をもとに的確に整理し表すことができる」といった力の育成等が期待できる結果を得た。「学習としての評価」である相互評価表を活用した指導方略についての研究として,高等学校の理科(化学)の授業で行われている生徒実験レポートの考察記述を用い,相互評価表を活用した学習活動を行い,その効果検証により,高校生の科学的表現力の育成と指導改善を目指すことを目的とて研究を行った。相互評価表を活用した学習活動には,自己評価と他者評価の活動があるが,特に本年度は,他者との関わり,他者評価がもたらす効果について明らかにした。さらに,高校生の科学的表現力の育成を目指した取組を年間指導計画に位置付け,指導方略の構築に向けたモデル構築を目指したモデル化学習を取り入れたことよる効果と課題を明らかにした。他者評価においては,学習者は,他者によるポイント評価及びコメント評価が結果として主体的な学びを引き出している。さらに資質・能力を育成するために必要な要素の一つである,学習意欲の向上に寄与する可能性が認められた。教師は評価観の変化が見られた。また,前向き設計による評価活動を実践の成果と課題について実証的なデータに基づき,カリキュラムマネジメントによる改善を経てモデルの提示を行い,モデルに基づいた成果検証が可能となった。年間を通しての学びの深まりを検証することができた。特に,相互評価表の分析により,科学的表現力育成に向けた「書き直しの効果」「繰り返しの効果」が認められた。また,科学的表現力の育成に資する「繰り返しによるモデル構築」を目指す「モデル化学習」の導入を試みたが,課題→実験プラン→実験観察→レポートの作成までは進められるものの,レポートの作成→モデルの構築→実験計画には課題があることがわかってきた。年間指導計画に位置づけた取組による効果検証が可能となり,さらなる課題を見いだすことができた。学習評価の研究動向で注目されている「学習としての評価」の具体例を示すことが可能となった。「学習としての評価」として位置づけ,その具体例を示し,その効果と課題を示す事ができた。また,課題である科学的表現力の育成に向けて,高等学校の理科(化学)の授業で行われている生徒実験の考察記述に注目し,年間を通した実践では,表現力育成に向けたモデル構築を目指したモデル化学習を意識し,相互評価表を活用した学習活動を行い,科学的表現力の育成と指導改善について示すことができた。本研究では,科学的表現力育成を目指して「学習としての評価」である相互評価表を活用した取組についての実践的研究を行う意義を明らかにした。先行研究を整理し,学習評価の研究動向で注目されている「学習としての評価」の具体例はあまり見られず,研究に取り組むこととした。そこで本研究を「学習としての評価」として位置づけ,具体例とともに,その効果と課題を明らかにすることの意義を示した。そのために,高等学校理科(化学)実験における問題解決過程の考察記述に着目し,科学的に表現する力に対する課題を明らかにする。また,我が国における学習評価の系譜を明らかにするとともに,学習評価の研究動向について整理する。研究動向としては,診断的評価,形成的評価,総括的評価という枠組みをさらに機能で整理した「学習の評価」「学習のための評価」「学習としての評価」について,その学術的な位置づけや研究動向とともに,本研究の研究方法である相互評価表を活用した学習活動との関係も明らかにした。

また,本研究での目的として,相互評価表を活用した学習活動についての,自己評価がもたらす効果,他者との関わり,他者評価がもたらす効果とともに,高校生の科学的表現力の育成を目指した取組を年間指導計画に位置付け,指導方略の構築に向けたモデル構築を目指したモデル化学習を取り入れたことよる成果と課題を明らかにすることがあることを示した。高等学校の理科(化学)の授業で行われている生徒実験の考察記述に注目し,我が国の高校生の課題である科学的表現力の育成を目指し,「学習としての評価」である相互評価表を活用した取組を構想し,自己評価や他者評価,年間の指導計画に取り入れることで科学的表現力や意識がどのように変容するのかについて実践的研究を通じて究明した。年間を通した実践研究においては,「モデル化学習」を据えて,科学的表現力と「モデル構築」との関係について,相互評価表を活用した取組による検証から科学的表現力の育成に向けた指導方略を検討し,これらを活用した学習活動を実践し,科学的表現力の育成と指導改善について示した。理科課題研究の学習過程のうち,成果を表現したり,評価を確認したりするといった学習場面で求められる資質・能力について,汎用的能力の育成の視点でまとめた。更に学習活動を整理した学習プログラムを考案し,試行実践を通じて育むべき力について検討した。理科課題研究の目標として,挙げられている「科学的に探究する能力と態度を育てる」ことについて,考案した学習プログラム((ア)「熟議」形式を活用して評価規準を自分たちで考えるような体験,(イ)相互評価を用いた試行実践)を用いた試行実践では,「科学的に探究する態度の基礎」として,「種々の情報から適切な情報を選択する」,「目的をもとに的確に整理し表すことができる」,また,「相手の考えを聞く・自分の考えを伝える」「自他の違いを知り他者を理解し尊重する」「目的を共有し手立てを合意し決定する」といった能力の育成が期待できる結果となった。相互評価表を年間指導計画に導入し検証することを通じて,科学的な表現力育成に向けた「モデル化」学習が示すモデル構築,実験計画,検証などをさらに具体的・意図的に取り入れていく必要性が明らかになった。今後,さらなる研究を進めていき,得られた知見や研究結果は,学会発表や論文発表などして,公表などしていく予定である。科学教育,理科教育今回は理科教育課題研究の目標である「探究する能力と態度」について研究を進めたが,「創造性の基礎を培う」ことに関しては触れていない。「創造力の基礎」とは何かを明らかにしながら,どのような学習活動が育成に寄与できるのかについてさらなる検討が必要である。学習評価に用いた「社会の変化に対応し求められる資質・能力」は研究が継続しているため,飽くまでこの研究時点で用いる枠組みである。また,理科課題研究で育むべき資質・能力と汎用的能力との関係について示し,その検証として,考察記述からの評価,アンケート形式による自己評価法を用いたが,育成すべき資質・能力の総括的な評価に及んでいるとは言いきれない。また,それぞれの関係性が複雑になり,学習評価も多岐にわたってしまった点は課題である。
変形性関節症リハビリテーションの新戦略～軟骨欠損ラットへの幹細胞移植後の運動効果

研究1より、細胞移植後の運動介入が関節軟骨の再生を促進させることを示唆する結果として、国際誌PLOS ONEに成果をまとめ、報告した。2016年3月に受理された。研究2では、細胞移植後に低出力超音波刺激介入を行うことが、骨軟骨欠損の修復に影響を及ぼすかを組織学的手法およびマイクロCTによる骨密度評価より行った。その結果、細胞移植したことによる軟骨再生スコアの改善は見られたものの、細胞移植と低出力超音波刺激を併用することによる再生スコアの改善促進効果は限局的なものであった。しかし、欠損部の軟骨下骨の修復を骨密度にて評価したところ、低出力超音波を照射しない群に比べて早期に欠損部の修復が見られた。このことから、細胞移植に低出力超音波を併用することにより、骨軟骨複合体の修復を促進する効果があることが示唆された。本研究の結果をまとめたものを、国際誌へと投稿を行った。27年度が最終年度であるため、記入しない。研究1では、自己再生力に乏しい関節軟骨の再生に関する研究を行っており、ラット大腿骨より間葉系幹細胞を採取し、単層培養にてラット膝関節への移植量に必要な細胞を培養した。膝関節の軟骨を損傷させたラット膝関節に細胞を移植し、軽度な運動群と非運動介入群とに分けて飼育を行った。飼育後、ラットを安楽死させ大腿骨を摘出。大腿骨サンプルを1)対照群2)運動群3)MSC群4)MSC+運動群の4群に分類した。関節軟骨を通常の組織染色法にて観察し、軟骨修復スコアを評価した。またI型、II型コラーゲンの免疫組織化学染色にて染色を行い組織観察を行った。介入4週間後、細胞を移植した群では欠損していた部位の関節軟骨は再生スコアが有意に回復しており、運動を併用した群では移植のみを行った群に比べても有意にスコアの改善が見られた。またII型コラーゲンの発現も移植に運動を併用した群では広範囲で発現していた。以上の結果より細胞移植後の運動介入は関節軟骨の再生を促進させることが示唆された。研究2では、細胞移植後の介入を1とは異なる物理刺激として、低出力超音波刺激介入を行うことによる軟骨の再生を組織学的に評価した。その結果、細胞移植したことによる軟骨再生スコアの改善は見られたものの、研究1で見られたような、細胞移植と低出力超音波刺激を併用することによる効果は再生スコアの結果では限局したものとなっていた。より多面的な結果を抽出するために、現在マイクロCT画像での軟骨下骨の修復を評価するとともに、移植した細胞の欠損部位に対する定着を見るための研究を行っている。研究1における間葉系幹細胞移植と運動介入による軟骨再生に関する研究は、短期的な結果に加え、現在中期的な結果を得ることができ、国際学会においても発表を行っている。論文については、筆頭著者として論文作成を行っているが、受理には至っていない。研究2における間葉系幹細胞移植と物理刺激効果による軟骨再生に関する研究は、本年度、国際学会にて発表することとなっており、また研究1で得られた結果を踏まえ、さらに解析項目を増やした結果を国際雑誌に論文として投稿する予定である。研究1に関して、移植した細胞の欠損部への定着を確認し、短期から中期的な結果をまとめて国際誌での論文掲載を目標とする。研究2に関しては軟骨の組織学的な結果だけでなく、マイクロCT撮影による軟骨下骨の評価を行い、骨軟骨の再生の結果をまとめて国際誌への論文投稿を行う。研究1、2により移植後の運動が再生に影響を及ぼすことが示唆されたため、運動の開始時期による影響の違いを検討するとともに、軟骨下骨の評価を行う。また、生化学的な評価を行うことで、運動が再生に影響をおよぼしたメカニズムについて探索を行う。
位相計測ディフレクトメトリ法による干渉計測の測定精度の相互保証体系の構築

広いダイナミックレンジが必要な非球面や自由曲面等の複雑曲面形状を数nm程度の高い分解能で測定可能な位相計測ディフレクトメトリ法を用いた形状測定装置の開発を行った。位相計測ディフレクトメトリと干渉計測は相補的な関係にあり、両者を融合することで高い信頼性を有する形状計測手法が構築可能である。離散的な縞に基づく位相計測ディフレクトメトリでの位相検出制度について検討を行い、離散的な画素構造と輝度階調を有することによる位相計測誤差は1/1000波長程度であった。これは測定対象面により偏向された視線が見通す先の位置を液晶モニタの画素間隔の1/1000程度の分解能で決定可能であることを示している。本研究では測定に広いダイナミックレンジが要求される非球面や自由曲面などの複雑な曲面の形状を数nm程度の高い分解能で測定可能な位相計測ディフレクトメトリ法を用いた形状測定装置の開発を行う計画であり、2年計画の1年目である平成25年度は位相計測ディフレクトメトリ装置の構築を行った。また、同時に位相計測ディフレクトメトリ装置と協調し高信頼性精密形状計測手法を構成する光干渉計測について、位相検出手法の高精度化に関する検討を行った。位相計測ディフレクトメトリ装置は縞パターン提示用液晶ディスプレイ,画像取得用カメラ,および試料台からなる.この手法では液晶ディスプレイの表示分解能が測定精度を律する要因となる。検討の結果、放射線診断用の医療用画像提示モニタがこの手法に適することがわかり、導入を行った。この手法は液晶ディスプレイに提示された正弦波状の濃淡を有する縞模様の位相を測定することで形状計測を行うが、縞模様は実際には画素構造と段階的な濃度階調から成る離散的なパターンにより構成されている。このような状況における位相検出について検討を行った。また、実際には測定分解能は装置の構成やサイズにより可変し、測定対象により自由に選択することが可能である。これらの検討に基づき、装置の設計を行い、現在、構築作業を進めている。光干渉計測ではこれまでの検討で、干渉縞位相検出手法の評価手法について明らかにしている。この手法を応用し、より実際的な状況で位相検出手法の評価を行い、それに基づき高信頼性位相検出手法の構築を目指しており、検証評価用の干渉計の整備を行った。高信頼性位相検出手法は位相計測ディフレクトメトリ法での位相検出にも適用される。本研究では測定に広いダイナミックレンジが要求される非球面や自由曲面などの複雑な曲面の形状を数nm程度の高い分解能で測定可能な位相計測ディフレクトメトリ法を用いた形状測定装置の開発を行う計画であり、2年計画の2年目である平成26年度は位相計測ディフレクトメトリ装置の構築を行った。また、位相計測ディフレクトメトリ装置における位相解析方法における量子化に起因した誤差の検討を行った。位相計測ディフレクトメトリと干渉計測は互いに良く比較対象となるが、これらの関係は競合ではなく相補的である。すなわち位相計測ディフレクトメトリは傾斜計測を基本とし、高感度であるが、積分操作を要することにより誤差が蓄積し、大域的な形状誤差を生じることがある一方、干渉計測は高さ計測を基本とし、局所的には高い正確さを有するが、面の傾斜が大きい部分などの測定が困難である。これらは相補的な関係にあり、両者を融合することで測定対象の形状の自由度が高く、かつ高い信頼性を有する形状計測手法を構築することができる。この両者は互いに縞模様を基準とするが、干渉計測での縞は光の干渉現象に基づくアナログ的で連続な縞模様であるのに対し、位相計測ディフレクトメトリでの縞は液晶モニタ上に表示されたデジタル的で空間と輝度において離散的な縞であるという差異がある。これにより位相解析の精度に制限が生じる。検討の結果、液晶モニタが離散的な画素構造を有することによる位相計測誤差は構成により1×10^-3波長程度であった。一方、液晶モニタが離散的な輝度値を取ることによる位相検出誤差は液晶モニタの輝度階調が8bitの時、1×10^-3波長程度であったが輝度階調が10bitの時は0.4×10^-3波長程度に向上することがわかった。精密計測本研究では非球面や自由曲面を対象とした高信頼性形状計測手法の構築を目指しており、現在は位相計測ディフレクトメトリ装置の構築を行っている。当初計画では2年計画の1年目である平成25年にこれらの構築を行い、初期の測定を行う予定であったが遅延が生じている。その主な要因は測定手法の確認と実装に予定以上の時間を要したことにあり、具体的には、校正手法の確立に時間を要した。

位相計測ディフレクトメトリ法は非常に柔軟であり、構成を変更することで任意の測定範囲や測定分解能を自由に設定することが可能である。これは光干渉計測での参照平面の様な測定基準を用いないことが柔軟性の要因の1つに上げられるが、その代わりに装置の構成要素の相対位置関係が精度良く求まっていることが肝要であり、これらを担保する校正手法の確立がこの技術の成否に大きく関わっている。しかしながら本研究課題では、測定基準を要しない位相計測ディフレクトメトリ法と測定基準を用いる光干渉計測との融合を目指しており、これは光干渉計の測定基準を位相計測ディフレクトメトリの基準として流用することと等価であり、本研究課題により位相計測ディフレクトメトリの校正手法が確立される。また、主要装置の導入は完了し、現在、装置構築を行っており、次年度前半に当初予定のスケジュールに復帰できると考えている。2年計画の2年目に当たる平成26年度の第1四半期を目途に遅延している位相計測ディフレクトメトリ測定装置の構築と初期の測定を行う。その後は当初計画通り、光干渉計測との比較・統合手法の検討を行い、提案手法を評価する.具体的には、位相計測ディフレクトメトリと光干渉計の測定結果を高精度で比較する手法を検討する.この比較ではディフレクトメトリと干渉計双方の位置合わせやデジタル表現のためデータポイント数や位置の変換を行う必要が想定される.これらを高い精度に実施する手法について検討を行う.位置合わせ不良と形状測定結果の不整合は判別がつかないことが予想される.高い精度が要求される場面での測定データの相互比較方法について他の分野での事例を調査し,反映させる.試料のなかで広いダイナミックレンジが要求される部分とそうでない部分に分けることができる場合,どちらかの測定結果をより重視すると言った測定結果の決定戦略を取ることも想定される.そして,実際の非球面レンズや軸外し放物面鏡などの形状測定を行う.ディフレクトメトリ法と光干渉計の双方を用いて測定を行う.多様な試料の測定により提案手法のダイナミックレンジについて評価と考察を行う.光学部品の他,金型等の機械部品の形状計測も試みる.金型計測では自由曲面や平面,エッジ部などが混在し,光学部品に比べて形状は複雑であると考えられる.一方、表面粗さは光学部品と同程度か劣ることが予想され,このような状況での提案手法の適用可能性についても検討を行う.最後に,実際の形状測定結果についてディフレクトメトリ法と光干渉計の相互比較を行う.それぞれ単独での測定結果と相互比較を経たのちの測定結果について検討し,測定の信頼性の向上について評価を行う.概ね計画通りに執行しているが、構築する装置の設計に一部遅延が生じ、次年度繰越となった。繰り越し分は平成26年度早々に執行する予定である。
加熱・展開機能を最適化した宇宙展開構造用複合材料システムの創製

宇宙展開構造用途として,加熱機構を組み込んだ形状記憶複合材料システムを提案し,展開性能を材料に付与する温度分布を通じて制御可能であることを実験および有限要素解析を用いて実証した.加熱により形状変化が生じる繊維強化形状記憶複合材料の有する粘弾性特性(温度依存特性)を利用した.加熱パターンに応じて展開率や展開に必要な時間が変化することを実験的に示すとともに,非定常熱伝導解析と材料の粘弾性解析により,展開時間を考慮した展開特性の予測手法を確立した.また,三層モデルを用いたシェル要素シミュレーションを構築し,薄膜複合材料の特性を考慮して展開ダイナミクスを高精度に解析できることを示した.宇宙展開構造用途として機能性複合材料システムが期待されており,特に形状記憶ポリマーを利用したシステムは加熱のみによる展開が可能であるという長所を有する.形状記憶ポリマーの材料特性は温度に依存しており,ガラス転移温度を境に熱力学的特性が変化することで,優れた形状固定性・形状回復性を発揮する.これが宇宙展開構造応用には重要な特性であり,温度に依存する材料の変形特性の制御が最終的な展開精度を支配する.そこで本研究では,このような機能性複合材料システムの展開特性を最適化するための知見を得るため,加熱機構を内蔵した機能性複合材料システムを製作し,その温度伝達・展開能力の実験的評価を実施した.まず,加熱機構を組み込んだ機能性ポリマー複合材料の製作については,プレス成形による製作方法を応用した.加熱機構としては,変形時の柔軟性等の観点から,細径の電熱線による加熱方式を採用することとした.製作した材料に対して加熱中の温度計測や展開試験を実施した.電熱線の配置および印加電圧を変化させた試験を行った結果,定常状態の温度分布に関して,非加熱部の温度が加熱間隔や加熱部の温度に依存することが示された.また,この温度分布が展開率に影響していることが展開試験により示された.以上のことから,加熱する位置と温度を変化させると,展開部と非展開部の展開特性が変化し,これを力学的に制御できれば,最終的な平均展開率を制御できる可能性があることが示唆された.機能性複合材料を用いた宇宙展開構造システムの実現において,形状記憶ポリマーを利用したシステムは加熱のみによる展開が可能であるという点で着目されている.形状記憶ポリマーの温度依存材料特性によって,宇宙展開構造応用に必要な形状固定性や形状回復性が決定づけられ,この材料特性を基礎として変形状態を予測することにより,最終的な展開精度の制御が可能となる.そこで本年度は,機能性複合材料システムの展開特性を最適化するための知見を得るため,加熱機構を組み込んだ機能性複合材料に対して,その展開特性を解析によって再現することを試みた.前年度までに確立している製作法により,機能性複合材料を製作し,加熱機構を組み込んだ.ここで,展開においてはおよそ繊維の弾性力が支配していることや,熱伝導特性が展開時間を支配することなどを考慮し,強化繊維として平織のカーボンクロスを使用した.展開特性のみならず剛性にも優れるが,形状固定性のみが劣ると考えられた.これを用いた形状記憶複合材料を作製した.これに対し,加熱機構のパターンを変化させて温度分布を変化させることで,展開特性の違いを評価した.評価の手法としてはサーモグラフィによる温度計測や試験片形状のカメラ撮影等を実施した.この展開特性をモデル化するため,汎用非線形有限要素解析ソフトを利用して,非定常熱伝導解析および粘弾性変形解析により,温度と材料変形の連成解析を実施した.形状記憶ポリマーおよびその複合材料に対してそれぞれ行った動的粘弾性試験結果を基にして,展開特性をおおよそ予測できることが可能となった.宇宙展開構造用途として,加熱により展開可能な機能性複合材料システムは,展開を駆動するアクチュエータが不要であること,複数箇所を同時に加熱により展開することによって展開の信頼性を向上できる可能性があること,展開後に高い剛性が得られることなどから期待されている.本研究では,加熱により形状変化が起きる形状記憶ポリマーを炭素繊維織物で強化した複合材料に加熱機構を組み込んだシステムを前年度までに提案し,加熱温度分布の調節により,展開率を制御できることを実験的に示しており,さらに,実験結果を熱伝導解析と材料の粘弾性解析により再現可能であることを実証した.一方,このような展開構造において所望の展開率が得られるかどうかは,展開プロセスにおいて安定的に変形可能かどうかが重要な観点となる.そこで,提案する展開構造材料システムにおいて,複合材料の特性が展開のダイナミクスに与える影響を評価できる手法を確立することを目的に,最終年度は,展開時のダイナミクスを扱うことが可能なシェル要素シミュレーションを構築し,その精度の検証を行った.具体的には,埋め込み座標系の枠組みで大回転を考慮したシェル要素を用いることで,動的陽解法解析により安定な展開解析を実施可能となった.この解析手法に基づいて,提案する機能性複合材料システムで用いている薄厚の織物複合材料を対象とし,その特徴的な力学特性である,引張と曲げ特性の違いを考慮可能な三層モデルによる解析手法を提案した.引張・曲げ分離モデルと比較した結果,提案する解析手法が精度よく安定的に展開挙動を扱うことが可能であった.提案する解析手法により,別途実施した平織CFRP薄膜の展開試験の結果を再現できることを示したほか,織り構造の向きによる展開挙動への影響などを明らかにした.以上により,提案する展開構造用複合材料システムの展開挙動についての解析的評価が可能となった.宇宙展開構造用途として,加熱機構を組み込んだ形状記憶複合材料システムを提案し,展開性能を材料に付与する温度分布を通じて制御可能であることを実験および有限要素解析を用いて実証した.加熱により形状変化が生じる繊維強化形状記憶

複合材料の有する粘弾性特性(温度依存特性)を利用した.加熱パターンに応じて展開率や展開に必要な時間が変化することを実験的に示すとともに,非定常熱伝導解析と材料の粘弾性解析により,展開時間を考慮した展開特性の予測手法を確立した.また,三層モデルを用いたシェル要素シミュレーションを構築し,薄膜複合材料の特性を考慮して展開ダイナミクスを高精度に解析できることを示した.炭素繊維織物を用いた機能性複合材料の製作を行い,その展開特性を評価することができた.前年度に評価を始めていたガラス繊維織物を用いた材料での結果と比較することで有用な知見を得ることができた.また,温度に依存する材料変形をモデル化し,展開特性を予測する有限要素解析モデルを確立し,動的粘弾性試験で評価した材料特性に基づいてその予測性能を評価することができた.炭素繊維織物を用いた場合,展開特性には優れるため,形状固定性を確保するための最適設計の指針について,確立した力学モデルによるケーススタディから検討が可能となった.複合材料工学現在までに,加熱機構を組み込んだ機能性複合材料システムの作製を実現し,温度計測,展開試験,またそれに対する非定常熱伝導解析や材料粘弾性解析を用いた材料変形と温度の連成解析モデル,展開予測のための材料パラメータ決定に用いる動的粘弾性試験のモデル化方法などを検討し,おおよそ展開特性を予測・評価し,最適設計の指針を得ることができる段階まで到達した.形状記憶ポリマーの分子モデルによる検討も一部実施し,分子レベルの結合の強さや凝集性の観点からの動的粘弾性特性の検討も行った.一方,このような検討は材料レベルあるいは試験片レベルの検討であり,実際の構造の展開においては,材料特性から予測できる形状固定性や形状回復性という観点からの展開特性のみならず,展開のダイナミクスの観点から実際の展開可能性を検討することが重要であることが判明しているため,これを有限要素解析モデルで検討することを最終年度の課題とする.プレス成形によって製作した形状記憶複合材料と細径の電熱線による加熱方式により,加熱のみで展開可能な機能性複合材料システムを製作することが可能となった.また,加熱条件の制御によって,この展開用機能性複合材料システムの展開率の設計が行える可能性が実験的に示唆された.今後,展開特性の最適化を実施する上で有用な結果が得られていると言える.現在までに,加熱機構を内蔵した機能性複合材料システムの作製を実現して,展開試験により加熱条件と展開率の関係について実験的に求めることができる段階まで到達した.また,展開率の制御に活用することを目的に,有限要素解析による熱伝導解析と変形解析を用いた力学モデル化を進めている.今後,さらに任意の条件での展開率を再現できるモデルに発展させることで,展開特性の最適化に用いることが可能な力学モデルを構築する.また実際の宇宙展開応用においては高い展開精度が求められるため,現在実施している展開率の計測について,画像撮影による三次元変形計測手法を用いてより高精度に測定することも検討する.