hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
プラズモン加熱を利用した熱伝導分光法の開発

熱伝導スペクトルを実験によって直接計測する手法を開発した.時間領域サーモリフレクタンス法を用いて,フォノン平均自由行程と同等のスケールで加熱・測温領域のサイズを変化させながら熱伝導率を計測し,そのサイズ依存性から熱伝導スペクトルを求めた.ただし,従来研究のようにレーザー光のスポット径を変えるのでは,分解能が光の回折限界(μm)に制限されてしまうため,本研究では,試料表面に形成した金属のナノ構造の局在表面プラズモン共鳴を利用して,金属のナノ構造のみにレーザー光を吸収・反射させることで,数十nmの加熱・測温領域による測定を実現した.その結果,低熱伝導率材料の平均自由行程を同定することに成功した.既存の時間領域サーモリフレクタンス(Time Domain Thermo-reflectance, TDTR)装置を改良して研究を進めた。加熱領域の大幅な低減を狙って、サンプル表面に金ナノアイランドを作成し、ポンプ光を表面プラズモン共鳴によって吸収することで、局所加熱を行った。はじめに、試料表面に数ナノメートルの金薄膜を蒸着し、高温でアニールすることによって、平均直径が数十nmの金ナノアイランドを形成した。アニール温度によって、金ナノアイランドの平均直径を制御できることがわかっており、これによって金ナノアイランドと基板の接触面積を変化させることを通じて、加熱領域を数十ナノメートルのオーダーで変化させることが可能となる。得られた金ナノアイランドの形状と接触面積は、原子間力顕微鏡と蒸着体積から見積もった。また,材料によっては表面プラズモン共鳴吸光のピーク波長と粒子形状との相関が分かっており、それも適宜用いて計測の精度を向上させた。なお,金ナノアイランド同士の熱的干渉を避けるべく、その数密度は極力低くする必要があるため、金属部分での吸収断面積は小さくなり、測定に必要な加熱量を得るには表面プラズモン共鳴効果が必需であることが確認された。これらによって、加熱・測温領域を数十nmの間で変化させながら、フォノンの平均自由行程に依存した熱伝導率(熱伝導スペクトル)を測定した。ポンプ光の波長に対して透明な試料を対象とし,熱伝導率(平均自由行程)の比較的大きいもの(サファイヤや水晶)から小さいもの(石英ガラス)までを計測した。さらに,フォノン気体のボルツマン輸送方程式にもとづいて弾道フォノン輸送を考慮した熱伝導解析を行い、測定結果と比較することによって、表面プラズモン加熱を用いた本計測手法の妥当性を検証した。前年度に引き続き,時間領域サーモリフレクタンス(Time Domain Thermoreflectance, TDTR)を用いた熱伝導分光に関する研究を進めた.当初は,前年度までに行ったランダムに分布したナノアイランドに代えて,金属を試料表面に規則的にパターニングする方法によって,加熱光に対して透明でない材料にも適応できる計測法を開発する予定であったが,同様の手法に基づく研究が他のグループによって発表されたため,さらに先を行くために,より実用的な材料の熱伝導率のモード依存性に関する知見を得るための研究を行った.対象として,環境親和型の熱電材料として注目されているシリコンナノ多結晶体を取り扱い,TDTR法の変調周波数を通じて熱浸透深さを変えることで得られる熱伝導率のサイズ依存性や,熱伝導率の温度依存性を評価し,フォノンの熱伝導率への寄与に関する知見を得た.まず,マルチスケールフォノン輸送解析法によって,ナノ多結晶体のフォノン輸送を計算した結果,界面でのフォノン散乱はモードに強く依存し,平均粒径が数十数百nmの場合には低周波数フォノンの寄与が選択的に低減されることがわかった.さらに,粒径分布の広がりの影響は小さく,ナノ多結晶体の熱伝導計測をする際に粒径分布を狭い試料を作製する必要がないことがわかった.一方で,TDTR法は試料表面の幾何学および化学的状態に敏感であるため,研磨プロセスの熱伝導率への影響を詳細に調べた.室温での計測の結果,熱浸透深さを15umと変えた程度では,熱伝導率の違いは見られなかったため,熱浸透深さをより小さくできる広周波数領域サーモリフレクタンス法の適用を検討した.一方で,70300Kの範囲で熱伝導率の温度依存性を計測した結果,単結晶,高ドープ単結晶,ナノ多結晶体では,フォノンモードの寄与の違いに起因して温度依存性が大きくことなる結果が得られた.熱伝導スペクトルを実験によって直接計測する手法を開発した.時間領域サーモリフレクタンス法を用いて,フォノン平均自由行程と同等のスケールで加熱・測温領域のサイズを変化させながら熱伝導率を計測し,そのサイズ依存性から熱伝導スペクトルを求めた.ただし,従来研究のようにレーザー光のスポット径を変えるのでは,分解能が光の回折限界(μm)に制限されてしまうため,本研究では,試料表面に形成した金属のナノ構造の局在表面プラズモン共鳴を利用して,金属のナノ構造のみにレーザー光を吸収・反射させることで,数十nmの加熱・測温領域による測定を実現した.その結果,低熱伝導率材料の平均自由行程を同定することに成功した.「研究実績の概要」に記載したとおり、平成26年度に計画したプラズモン加熱を利用した熱伝導分光法の開発が当初の予定通り進んでいる。分子熱工学昨年度までの金ナノアイランドを用いた手法では、金属ナノ構造以外の測定試料表面にもレーザーが照射されるため、加熱光に対して透明な材料以外は、試料全体が直接加熱されてしまうために正確に測定することができない。そこで、より幅広い材料に表面プラズモン共鳴を用いた局所加熱を適用するために誘電体多層膜を用いる。

誘電体多層膜とは屈折率の異なる材料を光の波長の1/4の厚さで積層したフォトニック結晶であり、99 %以上の高い反射率が得られることから高反射ミラーに用いられている。この多層膜を金属の部位以外にコーティングすることで、加熱光が試料全体に吸収されることなく、金属の箇所のみでの加熱・測温が可能になると考えられる。ここで、選択的なコーティングを行う必要があるため、ランダムに分布したナノアイランドに代わって、金属を試料表面に規則的にパターニングする方法を採用する。これには電子ビームリソグラフィやナノスフィア・リソグラフィを用いる。金属パターンのLを数十nmから数百nmに変化させて、それぞれの加熱領域が熱的に干渉しない金属間のピッチを定めて効率よく測定ができるようにする。まずは、物性が既知である単結晶シリコンに対してこの手法を適用し、方法論および測定精度を評価する。これによって、温度が高くなると平均自由行程が短くなるためにこれまで困難であった高温での計測の実践も視野に入れる。例えば、熱電発電の実用温度(400°C1000°C)における測定できれば、ナノ構造化バルク材料の設計指針に繋がる知見となる。当初、平成26年度に開催される米国材料学会(Material Research Society)の国際学会に参加する予定であったが、論文の発表が平成27年2月となったため、平成27年度の同学会または同様分野の学会で発表することと予定を変更した。それにしたがって、その分の旅費を次年度使用額とした。米国材料学会または国際熱電学会のど、同様分野の学会で研究成果を発表する。
人口縮小時代に対応した将来人口推計システム構築のための基礎研究

本研究では、マイクロシミュレーションモデルを用いて、全国版の人口マイクロデータの構築および人口減少時代に対応した人口動態モデルの構築を目指した。本研究の具体的な成果として、(1)国勢調査の匿名データを用いて、全国版の小地域人口マイクロデータの構築と精度評価を行い、(2)人口動態に関して、国内外の研究者と共同し、ロジット分析を用いた人口動態の要因分析を実施した。これらの成果を基に(3)将来人口推計システムの構築に向けたプロトタイプモデルの検討を進めた。本研究で得られた成果の一部は、地理学に関連する国内および国際的な学術雑誌に掲載されるに至った。本年度の成果は、第一に、近年における地域の人口減少問題を多次元的に把握すべく、全国を対象に、人口動態や雇用変化、住宅環境、地方財政など多岐に渡る市区町村別に表章された公的調査の統計資料を収集し、統計分析を適用できるデータベースを構築した。現在、このデータベースを用いて、過去20年あまりにおける全国の市区町村の長期的な人口構造と縮小タイプを類型化を進めている。同時に、新たなビッグデータを用いて、地域内部の昼夜間人口変化を把握する試み、被災地を対象とした人口移動研究も進めており、短期的な地域人口動態の理解も目指している。第二に、直近の国勢調査データの利用が来年度以降になるため、今年度は、レコード件数が膨大なマイクロデータを扱うために最適化されたロジット分析のプログラムコードを研究協力者の支援を得て導入を進めてきた。これにより、出生児数を規定する家族的、経済的要因の分析、女性の就業と専業主婦化の要因分析を検討できるようになった。特に、後者については、別の大規模データを用いて分析及び論文投稿を行った。以上の成果の意義及び重要性に関して、地域の人口減少の現状把握を実現でき、かつ今後、市区町村の類型に応じて必要な対応が検討できるものと期待される。さらに、来年度以降の人口推計システムの構築において、こうした成果は、より精度の高い人口動態モデルを作成する上で重要な意義を持つと考えている。今後、平成27年国勢調査の最新成果が公表される予定であり、それらの成果を取り入れた研究を進めていく計画である。最新の国勢調査成果を研究分析に利用する必要があると判断したため。本年度の研究成果を大きく分けると、1.全国版の小地域人口マイクロデータの構築および2.ロジット分析を用いた人口動態の要因分析、3.将来人口推計システムの構築に向けたプロトタイプモデルの検討である。以下に、具体的な成果を記す。1.の成果に関しては、国勢調査の匿名データを用いて、全国版の町丁目別の人口マイクロデータの構築と方法論的な検証を行った。推計された小地域人口マイクロデータは、世帯やその世帯員を区別できる非集計データであるため現実と即した形で人口動態プロセスをモデリングでき、3.の将来人口推計システムのベースとなるマイクロシミュレーションの基礎データとなる。本成果は、地域安全学会論文集や立命館文学に掲載された。2.人口動態の要因分析に関して、国内外の研究者と共同し、アメリカの国勢調査データを用いて、日本人を対象とした結婚や就業に関するロジット分析を進め、家族形成における日本人的特徴を明らかにした。このような知見を論文として整理し、現在、国内雑誌に投稿中である。また、携帯電話の地理情報に基づく国内の地域人口変化に関しても、海外の研究者と共同で,地域比較検討を進め、英文の編著書としての出版を計画している。3.将来人口推計システムに関しては、当初計画では、市区町村から1kmメッシュ程度の空間スケールでのモデル構築を予定してた。今年度は、自然動態を考慮した小規模なプロトタイプモデルを構築し、将来的な人口減少の地域差を確認した。今後、これらの成果に、最新の国勢調査や人口動態調査を反映させ、より広範囲を対象としたモデルへと拡張することを予定している。小地域人口マイクロデータの構築まで完了したが、当初計画の人口動態モデルは検討段階にあるため。本年度の研究成果を大きく分けると、(1)将来人口推計システムの基盤データベースとなる地域別人口マイクロデータの推計手法に関する精度比較研究の実施とその研究成果の論文作成を進め、(2)将来人口推計システムのベースとなる動的マイクロシミュレーションおよびそこに組み込む人口動態モデルに関する調査・分析を行った。それぞれの研究成果を具体的に説明すると、(1)マイクロシミュレーション研究において、代表的な地域別人口データの推計手法として知られる2手法に対して、推計精度を複数の評価指標の観点から比較検討を行った。その結果、全国版の小地域人口マイクロデータの構築において使用した同様の推計手法(組合せ最適化アルゴリズム)が、推計精度の点でも優れていることが確認できた。本研究成果の内容に関しては、大学の紀要論文として報告を行った。次に(2)将来人口推計システムに関しては、結婚や就業に関する日本人の家族形成を定量化する目的でロジットモデルの研究成果の利用を検討してきた。なお、昨年度から進めてきた本成果は、地理学の主要雑誌の一つに論文が掲載されるに至った。将来人口推計システムは、当初の計画では、市区町村よりも細かい1kmメッシュ単位での作成を予定していたが、最新の国勢調査の提供が開始されるなど、本年度も継続してプロトタイプモデルの作成と改良を進める必要があった。今後は、本年度に得られた研究成果をまとめ、地理学や地理情報科学、都市計画学の分野での研究発表と論文作成を進めていきたい。

本研究の具体的な成果として、(1)国勢調査の匿名データを用いて、全国版の小地域人口マイクロデータの構築と精度評価を行い、(2)人口動態に関して、国内外の研究者と共同し、ロジット分析を用いた人口動態の要因分析を実施した。これらの成果を基に(3)将来人口推計システムの構築に向けたプロトタイプモデルの検討を進めた。本研究で得られた成果の一部は、地理学に関連する国内および国際的な学術雑誌に掲載されるに至った。最新の国勢調査成果を取り入れて研究成果の更新をはかるとともに、研究計画調書に沿って研究活動を進めていく。地域の将来人口動態をモデル化するための仕組みを早急に用意し、モデルの精緻化と適用を同時に進めていくことで、当初の研究目的の達成を見込んでいる。地理情報科学研究に必要な統計データの公表・整備が次年度以降であるため。現地調査と研究成果発表を次年度に変更したため。最新の統計データの整備・分析に経費を使用する。人口減少地域での現地調査及び研究成果発表への旅費等に使用する予定である。
インドネシア域における生物マスが及ぼす気候学的影響に関する調査的研究

本研究では1997年のイベントをはじめとするインドネシアおよびその周辺域の植物燃焼の気候影響が調べられた。1997年から1998年にかけての大規模な森林火災による焼失面積は1.5Mha(百万ヘクタール)から170Mhaまで幅広い評価があるが、3.6Mhaから10.0Mha程度の値が妥当であろうと本研究では考える。この大きさは1982年から1983年にかけて起こった火災規模の3倍程度であった。このような同地域の森林火災は、エルニーニョ指標である南方振動指標と良い関係が見られるが、消失面積の大部分が生産林で起こった事実からも明らかなように1997年の大規模なイベントは過渡な開墾にも起因することが土地利用指標の解析から明らかになった。このような人間活動の影響は消失域の回復過程にも見られ、森林地区とプランテーション地区は人間活動域に近いほど回復が早く、草原域は逆に遅くなる傾向が見られた。現地での燃焼実験を通して、植生燃焼の指標になる大気中の一酸化炭素濃度と、植物種に依存するメタン、C2ガスおよびC3ガス濃度の良い相関式が得られた。またC13同位体比の測定から多量のC3植物の燃焼が確認された。発生したガスおよびエアロゾル粒子の輸送とそれに伴う化学反応現象がゾンデと航空機によって観測された。オゾン前駆物質の上層への輸送によってオゾン濃度は対流圏上層まで40ppbvと静穏時の2倍程度増加したことが観測された。エアロゾルはしかし、1997年の大規模な火災の場合でも下層3km程度に閉じこめられていた。同地域からオーストラリアにかけての上層の気塊は、東南アジアの広域からの寄与と、アフリカからの寄与の2経路があることが確認された。また対流圏と成層圏の間のカップリングにより汚染物質量が水平方向に不均質な分布をすることも明らかになった。TOMS衛星センサーとAVHRR衛星センサーによって得られたエアロゾル量の水平分布構造はお互いに異なり、炭素性エアロゾルとインドネシア域特有の硫酸起源エアロゾルの2種類のエアロゾルが広範囲に異なる分布をしていたことが推測できた。1997/98年のエアロゾル粒子の排出量は衛星観測やバルク法による推定を総合する2.3メガトンから6.1メガトン程度であったことが明らかになった。・年度当初に計画会議を開き、内外の研究活動の現状把握、各班員の研究状況の理解をはかり、研究計画を決定した。計画調書に記載した計画のほぼすべてを実施できた。秋にはその研究報告会を行った。・未公開だったインドネシア気象庁(BMG)の全土11点における高層気象観測データを最近9年間について収集した。これらのデータをから、準2年周期変動の長期変化傾向、エルニーニョと相関等を調べた。また、夏のアジアモンスーンの時期における対流活動、風、水蒸気フラックスとその収束量を検討し、水蒸気収束と降雨との関係を明らかにした。・8-9月にオーストラリア・ダーウィンを観測拠点としたオゾンおよびその前駆気体の航空機観測を実施した。これらの観測により、オーストラリア北部およびインドネシアのバイオマス燃焼の影響を受けた空気塊の分布と、その化学的特性を明らかにした。

・インドネシアに設置したオゾンゾンデ装置を更新、強化を行った。また空気サンプルを採取するなどの活動を行った。さらに、バイオマス燃焼(火災)が頻発しているインドネシア国スマトラ島中南部にて、1997年の大森林火災の追跡調査および燃焼実験による発生ガスの調査を行った。・タイのスコタイにおいて、焼畑起源エアロゾルに関連した放射観測を実施して、雨期と乾期におけるエアロゾルの光学特性に差が見られることを明らかにした。・1997年の森林火災の発生した東カリマンタン州に関して火災被害と土地利用、人間活動、地理条件との関係を解析した。・AVHRR,SeaWiFS衛星センサーのデータ解析アルゴリズムを検討して、森林火災起源の炭素性エアロゾルの情報が抽出されるように改良を加えた。その結果、1997年のインドネシア森林火災の通年にわたる状況を詳細に調べることができた。また,人工衛星データを解析し,オゾン増大域が上昇流域と関連することを明らかにし,バイオマス燃焼の影響を受けた空気の上方輸送がオゾン増大にとって重要であることを示した。・気候モデル、大気化学モデルを東南アジア用に最適化する作業を行った。エアロゾル、オゾン、一酸化炭素等を含む大気化学モデルとCCSR/NIES大循環気候モデルを結合した。特に、森林燃焼過程についても検討し、良いシミュレーション結果を得た。本研究では1997年のイベントをはじめとするインドネシアおよびその周辺域の植物燃焼の気候影響が調べられた。1997年から1998年にかけての大規模な森林火災による焼失面積は1.5Mha(百万ヘクタール)から170Mhaまで幅の広い評価があるが、3.6Mhaから10.0Mha程度の値が妥当であろうと本研究では考える。この大きさは1982年から1983年にかけて起こった火災規模の3倍程度であった。このような同地域の森林火災は、エルニーニョ指標である南方振動指標と良い関係が見られるが、消失面積の大部分が生産林で起こった事実からも明らかなように1997年の大規模なイベントは過渡な開墾にも起因することが土地利用指標の解析から明らかになった。このような人間活動の影響は消失域の回復過程にも見られ、森林地区とプランテーション地区は人間活動域に近いほど回復が早く、草原域は逆に遅くなる傾向が見られた。現地での燃焼実験を通して、植生燃焼の指標になる大気中の一酸化炭素濃度と、植物種に依存するメタン、C2ガスおよびC3ガス濃度の良い相関式が得られた。またC13同位体比の測定から多量のC3植物の燃焼が確認された。発生したガスおよびエアロゾル粒子の輸送とそれに伴う化学反応現象がゾンデと航空機によって観測された。オゾン前駆物質の上層への輸送によってオゾン濃度は対流圏上層まで40ppbvと静穏時の2倍程度増加したことが観測された。エアロゾルはしかし、1997年の大規模な火災の場合でも下層3km程度に閉じこめられていた。同地域からオーストラリアにかけての上層の気塊は、東南アジアの広域からの寄与と、アフリカからの寄与の2経路があることが確認された。また対流圏と成層圏の間のカップリングにより汚染物質量が水平方向に不均質な分布をすることも明らかになった。
移行経済諸国における投資環境の国際比較-中東欧対ロシア極東・南東欧-

上記研究課題の研究により、以下の点が明らかになった。移行経済諸国、とりわけ中東欧諸国は不足している資本を補うために、また、進んだ技術や経営ノウハウを導入するために外国直接投資(FDI)を積極的に取り入れてきた。そのために、外資優遇策などをとり、投資環境の整備に努めており、とくに、ハンガリーは外資主導で経済発展を遂げてきた。この点で例外的なのが旧ユーゴの1共和国を構成していたスロヴェニアである。この国は企業の民営化に際してもインサイダーを優先し、FDIの誘引にも消極的であった。にもかかわらず、経済的パフォーマンスは良好である。これは一見、謎である。FDIに対するスロヴェニアの慎重な姿勢は、独立の精神とそれを支える比較的高い国際競争力に由来する。その国際競争力の秘密はこの国の高い技術的潜在力、等にある。この国は旧ユーゴを構成した国々との関係改善により、99年移行、旧ユーゴ市場に積極的に参入しており、近年は、資本輸出国になりつつある。周縁部という点で、南東欧はロシア極東と共通点をもっている。中東欧と比べると、南東欧は市場経済を支えるとインフラストラクチャーの整備が遅れており、90年代を通じてそして2002年までFDIの額はきわめて少なく、中東欧の7分の2ないし6分の1にとどまっていた。しかし、中東欧での民営化プロセスの一応の完了ならびに南東欧での民営化の進展を反映して、2003年以降南東欧へのFDIが増加傾向にある。西バルカン諸国は概して不安定な状態にあり、投資環境は劣悪である。ただし、クロアチアは例外的に近年経済改革が進み、多額のFDIを誘引している。EUは99年以来「安定連合プロセス」を通じて、西バルカン諸国の改革を支援しており、これらの諸国の投資環境も徐々に改善され、それに伴い、FDIも増加傾向にある。1.中東欧諸国の投資環境を調査するため、7月4日から7月14日にかけてヨーロッパを訪問した。まずポーランドのグダニスク大学経営学部のマグダレーナ・イェジェモフスカ教授を訪問し、ポーランドの投資環境について意見交換し、資料を入手した。次にイギリスに移動し、移行経済研究の専門家であるサセックス大学社会科学部のデーヴィド・ダイカー教授を訪問し、意見交換した。そして、グリニッジ大学で開催された国際会議(7月10-12日)に参加し、東欧に関する情報を収集すると共に、セルビア、ハンガリー、ポーランドの学者から聞き取り調査を行った。2.EU加盟まじかの中東欧諸国は、これまで「機能する市場経済の存在」というコペンハーゲン基準を満たすために国内的大きな努力をしてきており、そのため、投資優遇政策と相まって、外国直接投資が大量に流入している。2007年にEU加盟が予定されているブルガリアとルーマニアは中東欧諸国と比べると、市場経済を支えるインフラストラクチャーの整備が遅れており、外国直接投資もそれほど多くない。ただし、例外的にクロアチアは近年経済改革が進み、ブルガリアやルーマニアよりも良好なパフォーマンスを示しており、EU加盟も両国に先んずる可能性もありうる。これらの論点は、2004年4月に刊行予定の拙著『EU東方拡大と南東欧の安定化』(ミネルヴァ書房)の第4章、第10章および第11章で論じた。3.外国直接投資の流入が少ないにもかかわらず、非常に良好な経済的パフオーマンスを示しているのがスロヴェニアである。これは、この国は高い技術力・人的資源、等をもつことによって説明されると思うが、今後もっと研究してみる必要がある。

1.図書『EUの東方拡大と南東欧-市場経済化と小国の生残り戦略-』(ミネルヴァ書房、2004年6月)を刊行した。これの第4章で中東欧の投資環境を概説し、第10章で南東欧の劣悪な投資環境について概説し、第11章で2007年にEU加盟が予定されているブルガリアとルーマニアの実情を紹介した。2.UNCTADのWorld Investment Report2003やトランスペアレンシー・インターナショナルが発表したGlobal Corruption Report 2004を読み、先進工業国や中東欧と比べた、南東欧の行政の腐敗度やインフォーマル経済の大きさを知ることができた。3.EUが発表した「安定連合プロセス第3回年次報告書」を読み、西バルカン(クロアチア、セルビア・モンテネグロ、ボスニア・ヘルツェゴヴィナ、マケドニア、アルバニア)の経済再建とEUとの統合の到達点を知ることができた。4.西バルカンの投資環境を調査するため、9月19日から9月27日にかけてセルビアのベオグラードを訪問した。9月22日に現地の日本大使館を訪問し、公使および一等書記官と面談し、現地の実情について説明を受けた。9月23日にメガトレンド大学を訪問し、ヴェルカ・ヨヴァノヴィチ学部長らとセルビア経済の現状について議論した。23-25日にベオグラード大学で開催されたEACES(ヨーロッパ比較経済体制学会)第8回大会に参加し、中東欧ならびに南東欧の経済事情に関する多くの報告を聴くことができた。この現地調査の成果の一部は、論文「セルビア・モンテネグロ-現状と再生への道-」と「安定連合プロセスと南東欧の投資環境-西バルカンを中心に-」の中に盛り込まれている。3.イタリアのボローニャ大学フォルリ校中東欧・バルカン研究所主催の国際会議「バルカンの諸条約の相互依存性と平和の構築」(2006年1月20-21日)に参加した。これは、デイトン合意(1995年11月)から10年経った今の時点で、南東欧の現状と課題について意見交換するものであった。研究者だけでなく、EUやNATOに勤務する実務家や外交官も参加した会議(80人以上参加)で、南東欧の投資研究を研究するうえで非常に有益であった。4.日本学術振興会の短期派遣プログラムにより、2005年9月13日から10月13日にかけてポーランドのグダニスク大学経営学部にて研究に従事した。滞在中、ポズナンとワルシャワも短期訪問し、現地の研究者と議論し、ポーランドの投資環境に関する貴重な資料を入手することができて有益であった。
全身性エリテマトーデス患者自己抗体産生におけるレセプターエディティング不調の解析(レセプターエディティング不調における患者Bリンパ球Recombination activating gene(RAG)発現異常の果たす役割の解析)

全身性エリテマトーデス(SLE)では抗DNA抗体をはじめとする自己抗体の産生が特徴的だが、その産生機序の詳細は明らかではない。我々はこれまでにSLE患者での抗DNA抗体産生にはBリンパ球レベルでのレセプターエディティングの不調が関与することを示した。レセプターエディティングが正しく起こるためにはrecombination activating gene,RAGの発現が必要である。これまでRAGの発現はプレB細胞や未熟B細胞に限られており、一旦発現された細胞表面免疫グロブリンの抗原特異性はその細胞が死ぬまで変わらないと考えられていた。今回の検討から、正常者末梢血Bリンパ球においても平均50パーセント以上の細胞においてRAGが発現されることとそれに伴い免疫グロブリン遺伝子の再構成が起こることが明らかになった。さらに一部のrecombinationが不成功に終わった細胞では細胞死に陥ることが明らかになった。即ち正常者成熟Bリンパ球では活性化に伴いRAGを発現し、細胞表面免疫グロブリンの特異性を変え(レセプターエディティング)、更にアポトーシスを誘導することがわかった。一方、SLE患者では末梢血Bリンパ球自体ではRAGの過剰発現が認められることを見いだした。しかし、抗DNA自己抗体産生B細胞のみを精製してそのRAG発現を調べると、この細胞では刺激・非刺激に関わらず全くRAGを発現しなかった。即ち抗DNA抗体産生B細胞では、レセプターエディティングもアポトーシス誘導も起こらないことが明らかになった。今後、自己抗体産生Bリンパ球にうまくRAG発現を誘導することが自己抗体産生の抑制につながるのかを検討する必要がある。我々はこれまでSLE患者の抗DNA抗体産生にはBリンパ球レベルでのレセプターエディティングの不調が関与することを示してきた。レセプターエディティングが起こるためには、recombinatin activating gene,RAGの発現が必要である。今回、末梢血成熟Bリンパ球におけるRAGの発現を正常者とSLE患者とで比較・検討した。正常者Bリンパ球をStaphylococcus aureus Cowan 1+1L-2あるいは抗CD40抗体+IL-4で刺激するとRAG1とRAG2の産生が誘導された。これらRAG1とRAG2はその後Bリンパ球の核内に移行した。ゲルシフト法により誘導されたRAG複合体がrecombination signal sequence,RSSに結合することを確認した。精製したカッパ鎖陽性Bリンパ球では活性化刺激に反応しRAG発現とラムダ鎖の発現が認められた。さらにRAGを発現するBリンパ球の少なくとも一部はアポトーシスに陥り、recombinationが不成功に終わる細胞が存在し、アポトーシスとなることが示唆された。すなわち成熟Bリンパ球においても活性化刺激はRAGの発現をもたらし、細胞表面免疫グロブリンの特異性を変え(レセプターエディティング)、さらにアポトシースをもたらすことが示された。即ち、正常者ではRAGが発現されることで、自己抗体産生B細胞を除去することが可能と考えられた。一方、SLE-患者抗DNA抗体産生B細胞ではRAG発現は誘導されなかった。即ち、SLE患者ではレセプターエディティングもアポトシースも誘導されず、自己抗体産生細胞が存続し続けることが示唆された。

これまでRAGの発現はプレB細胞や未熟B細胞に限られており、一旦発現された細胞表面免疫グロブリンの抗原特異性はその細胞が死ぬまで変わらないと考えられていた。本年度の検討から、正常者末梢血Bリンパ球においても平均50パーセント以上の細胞においてRAGが発現されることとそれに伴い免疫グルブリン遺伝子の再構成が起こることが明らかになった。さらに一部のrecombinationが不成功に終わった細胞では細胞死に陥ることを見いだした。即ち正常者成熟Bリンパ球では活性化に伴いRAGを発現し、細胞表面免疫グロブリンの特異性を変え(レセプターエディティング)、更にアポトーシスを誘導することがわかった。一方、SLE患者では末梢血Bリンパ球自体ではRAGの過剰発現が認められることを見いだした。しかし、抗DNA自己抗体産生B細胞のみを精製してそのRAG発現を調べると、この細胞では刺激・非刺激に関わらず全くRAGを発現しなかった。即ち抗DNA抗体産生B細胞では、レセプターエディティングもアポトーシス誘導も起こらないことが明らかになった。
糖尿病関連歯周炎におけるS100A8の生理的役割と作用機構の解明

糖尿病関連歯周炎では歯周組織における最終糖化産物(AGEs)の蓄積により炎症や組織破壊が促進し、病態が重症化する場合がある。しかしその詳細なメカニズムは解明されていない。本研究では、ヒト歯肉上皮細胞において、糖尿病関連歯周炎に関連する病原因子(AGEとPgLPS)がカルプロテクチン(S100A8とS100A9のヘテロ二量体)の発現に及ぼす影響とその発現調節機構について検討を行った。その結果、AGEやPgLPSは、MAPKやNF-κBのシグナル伝達経路を介してヒト歯肉上皮細胞のカルプロテクチン発現を誘導し、糖尿病関連歯周炎の病態や生体防御反応に影響を与える可能性が示唆された。S100A8はS100A9と共発現し、炎症マーカーとして歯周病を含む様々な炎症性疾患においてその発現が亢進することが知られている。本研究では、糖尿病関連歯周炎の病態においてS100A8の役割と作用機構を明らかにすることを目的としている。平成27年度は、不死化したヒト歯肉上皮細胞OBA-9に終末糖化産物(AGE)と歯周病原因子(P-LPS)を作用させ、S100A8およびS100A9発現への影響を調べた。結果、ヒト歯肉上皮細胞においてAGEとP-LPSの単独添加あるいは複合添加ともにS100A8およびS100A9の発現増加が認められ、複合添加時は単独時と比べて相乗的な発現増加が認められた。さらに炎症性サイトカインであるIL-6およびIL-8も遺伝子、蛋白レベルともに発現増加が認められた。糖尿病関連歯周炎の病態においてS100A8は歯肉上皮にてその発現が上昇することが示唆され、今後発現調節機構などを解析し、S100A8の病態における意義を検討することにより、病態解明および将来の歯周治療に貢献できると考える。平成27年度に予定していた計画に少し変更を加えたため、当初の予定からは若干遅れている。しかし、計画している研究遂行に必要な情報を得るため、検討すべき項目を増やしたもので、研究計画全体としてはその進行に著しい遅延は生じないと考えている。当初の研究計画では、平成27年度に不死化したヒト歯肉上皮細胞OBA-9に終末糖化産物(AGE)と歯周病原因子(P-LPS)を作用させた状態を糖尿病関連歯周炎の培養モデルとし、さらにS100A8を作用させることによって歯肉上皮細胞の遺伝子発現がどのような影響を受けるか検討する予定であった。しかしながら、ヒト歯肉上皮細胞におけるAGE単独あるいはAGEとP-LPSの複合添加の影響に関して報告した論文がなく、基準となるAGEとP-LPSが細胞に及ぼす影響についての情報を集めるため、まずは内因性のS100A8発現がどのように変化するかについて検討した。結果、ヒト歯肉上皮細胞においてAGEの単独添加あるいはP-LPSとの複合添加ともにS100A8およびS100A9の発現上昇、さらに炎症性サイトカインであるIL-6, IL-8の発現上昇も認められた。今後は計画している実験内容を遂行する予定である。糖尿病関連歯周炎では歯周組織における最終糖化産物(Advanced glycation end-products:AGEs)の蓄積により炎症や組織破壊が促進し、歯周炎の病態が重症化する場合がある。一方、ヒト歯肉上皮細胞が恒常的に発現するS100A8とS100A9は、抗菌ペプチドやDAMPs(傷害関連分子パターン)として自然免疫や自然炎症に関連しており、口腔内の感染防御に重要な役割を果たしている。本研究では、糖尿病関連歯周炎に関連する病原因子AGEおよびP.gingivalis由来LPS (PgLPS)に着目し、ヒト歯肉上皮細胞(OBA-9細胞)においてS100A8およびS100A9の発現に及ぼす影響とその発現調節機構について明らかにした。実験方法として、ヒト歯肉上皮細胞にAGEおよびPgLPSを加えて培養し、通法に従いRNAを抽出した。S100A8とS100A9の遺伝子発現はreal-time PCRにて、蛋白発現はウェスタンブロット法やELISAにより検討した。またsiRNAや阻害剤を用いてS100A8とS100A9の発現調節機構を検討した。その結果、AGEによりヒト歯肉上皮細胞のS100A8とS100A9の遺伝子および蛋白の発現が増加し、PgLPSとの共存下ではさらに増強された。RAGE(AGE受容体)遺伝子のノックダウン、MAPKやNF-kBの阻害剤によりAGEやPgLPS誘導によるS100A8とS100A9発現は抑制された。これらの結果から、AGEやPgLPSは,MAPKやNF-kBのシグナル伝達経路を介してヒト歯肉上皮細胞のS100A8およびS100A9発現を誘導し、糖尿病関連歯周炎の病態や生体防御反応に影響を与える可能性が示唆された。今後さらにS100A8およびS100A9のヒト歯肉上皮細胞での役割を検討する必要があると考えられる。

本研究では、ヒト歯肉上皮細胞において、糖尿病関連歯周炎に関連する病原因子(AGEとPgLPS)がカルプロテクチン(S100A8とS100A9のヘテロ二量体)の発現に及ぼす影響とその発現調節機構について検討を行った。その結果、AGEやPgLPSは、MAPKやNF-κBのシグナル伝達経路を介してヒト歯肉上皮細胞のカルプロテクチン発現を誘導し、糖尿病関連歯周炎の病態や生体防御反応に影響を与える可能性が示唆された。今後は、ヒト歯肉上皮細胞においてAGEとP-LPSの添加で発現が上昇したS100A8のシグナル伝達機構を探る。AGEとP-LPSのレセプターのsiRNAや中和抗体を用いたノックダウン実験を含め、MAPK経路および転写因子レベルで検討を行う。さらに本来の研究計画である、糖尿病関連歯周炎の病態におけるヒト歯肉上皮細胞での遺伝子発現の変化がS100A8の添加の有無によりどのような影響を受けるか検討を行う。遺伝子発現については、炎症性サイトカイン、抗炎症性サイトカイン、抗菌ペプチドおよび自然免疫関連因子などに焦点を当てて、歯肉上皮細胞の防御機構に関与する因子を中心に調べる。また、糖尿病関連歯周炎の病態における歯肉上皮での酸化ストレスを、S100A8の添加の有無により酸化ストレスマーカーを測定することで検討する。上記で得られた結果をもとに、S100A8のシグナル伝達機構について検討を行う予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。歯周治療系歯学28年度が最終年度であるため、記入しない。
陰イオン促進〔1,3〕転位反応の多面化と天然物合成への応用

天然物は多様な炭素骨格を有し、その骨格を効率的に構築することは有機合成化学で重要な課題の一つである。我々は、天然物合成の研究過程で、陰イオン促進[1,3]転位を鍵反応とした二環式架橋化合物から[m-n]縮環化合物への実用的な変換法を開発している。その実践的展開として、陰イオン促進転位とそれに続くデールス・アルダー反応を用い、特異な三環式骨格を持つ海洋性セスキテルペンアルコールである(±)-ジュニセドラノールの全合成を行った。次に、ピナコール型転位によるビシクロ[2.2.2]オクト-5-エン-2-オールのビシクロ[3.2.1]オクト-6-エン-2-オン類への変換とそれに続くアルドール反応によりネオププケアナン骨格の形成を行い、トリシクロ[4.3.1.0^<3,7>]デカン骨格の海洋性セスキテルペンチオシアナートである(±)-2-チオシアナートネオププケアナンの全合成を達成した。更に、ピナコール型転位と陰イオン促進[1,3]転位を活用し、凸面に四つの連続したメチル基を有する特有なジキナン類の新しい構築法を開発した。本法は、プチカノリド関連物質など、まだ合成例のない天然ジキナン合成に活用可能である。2-ビニルビシクロ[3.2.1]オクト-6-エン-2-オールの陰イオン促進[1,3]転位とオキシコープ転位反応を連続的に行い、タキサン骨格合成中間体である10,10-エチレンビシクロ[5.2.1]デセ-8-エン-4-オン類をワンポットで効率良く合成する手法を開発した。一方、我々は1-アリール-3-ブテノール系架橋化合物の効率的な陰イオン促進[3,3]転位、所謂芳香族オキシコープ転位に成功している。応用として、本転位を鍵反応とする2-アセトキシ[5]ヘリセンの新規合成法を開発すると共に、光学活性[5]ヘリセン類の実践的合成法に適用した。なお、この手法で得られる転位生成物は、他の官能基に変換容易なカルボニル基を有するので、様々な機能を持ったキラルなラセン化合物の合成研究に有用である。天然物の多くは多様な炭素骨格を持っており、これらを効率よく構築する方法の開発は有機合成化学における重要な課題である。本研究は、このような天然物合成に利用可能な炭素骨格の新しい構築方法を系統的に研究すると同時に、有機化学のもう一方の応用分野である。機能性有機材料の合成に利用可能な骨格変換反応を開発することを目的としている。架橋した骨格を持つ化合物に、二重結合、官能基を導入し、各種の転位反応を行うことで、炭素骨格の系統的な変換反応を行う。本研究では[1,3]転位反応に着目し、これと競争的に進行するoxy-Cope転位反応やDiels-Alder反応、ピナコール型転位反応などを組み合わせることで、多様な骨格変換反応について詳細な検討を行った。本年度は天然物の全合成に重点をおき、架橋構造であるビシクロ[2.2.2]骨格を持つ化合物をピナコール型転位反応によってビシクロ[3.2.1]骨格へと変換し、これを[1,3]転位反応によって[5-6]縮環骨格化合物へと変換した。その後さらに数段階の構造変換を行うことで最終的にセスキテルペノイドである、(±)-junicedranolの全合成を達成することができた。また、その中間体である。ビシクロ[3.2.1]骨格をもつ化合物は、数段階の官能基変換反応を経ることで、海洋性テルペノイド(±)-2-thiocyanatoneopupukeananeの全合成を達成することができた。これらの過程で得られた知見は、来年度以降に重点的に行う予定である機能性有機材料の開発に活用されることが期待される。2-ビニルビシクロ[3.2.1]オクト-6-エン-2-オールの陰イオン促進

[1,3]転位とオキシコープ転位反応を連続的に行い、タキサン骨格合成中間体である10,10-エチレンビシクロ[5.2.1]デセ-8-エン-4-オン類をワンポットで効率良く合成する手法を開発した。一方、我々は1-アリール-3-ブテノール系架橋化合物の効率的な陰イオン促進[3,3]転位、所謂芳香族オキシコープ転位に成功している。応用として、本転位を鍵反応とする2-アセトキシ[5]ヘリセンの新規合成法を開発すると共に、光学活性[5]ヘリセン類の実践的合成法に適用した。なお、この手法で得られる転位生成物は、他の官能基に変換容易なカルボニル基を有するので、様々な機能を持ったキラルなラセン化合物の合成研究に有用である。天然物は多種多様な炭素骨格を有しており、それらの骨格を効率的に構築することは有機合成化学における重要な課題の一つである。本研究は、これまで殆ど利用されていなかった陰イオン促進[1,3]転位反応を活用し、天然物合成に利用可能な炭素骨格を系統的な構築すると共に、その応用として機能性有機材料の合成にも利用できる新規骨格変換法の開拓を目指す。架橋化合物に二重結合や官能基を導入すると様々な転位反応の可能性が広がり、これらの反応を上手に組み合わせることで、炭素骨格の系統的な変換が可能となる。本研究では、陰イオンで促進される[1,3]転位反応を中心に、これと競争的に進行するオキシコープ転位反応、デールスアルダー反応、並びにピナコール型転位反応などを利用した骨格変換法について詳細に検討した。本年度は、昨年までに確立した[5-5]縮環骨格形成法の実践的展開として、地衣成分であるプチカノリドの前駆体や、強力な抗ガン剤として注目されているタキソールの主要骨格(タキサン骨格)に相当するビシクロ[5.3.1]系化合物の新規構築法の開発を重点的に行った。前者は、[5-5]縮環骨格の凸面に連続した4個のメチル基を有するスピロ型γ-ラクトン類で、その特異な構造のため未だ合成例のない化合物である。我々は、出発原料のビシクロ[2.2.2]系化合物から、ピナコール型転位や陰イオン促進[1,3]転位を鍵反応とし、数段階の反応を経てその前駆体エステルの合成に成功した。後者では、ビシクロ[2.2.2]系化合物から誘導した2-ビニルビシクロ[3.2.1]オクト-6-エン-2-オールの陰イオン促進[1,3]転位とオキシコープ転位反応を連続的に行い、タキサン類の主要骨格をワンポットで効率良く合成する方法を開発した。来年度は、これらの知見を基にして、新たな天然物合成や機能性有機材料の新規合成法の開発を行う予定である。我々は、従来殆ど利用されていなかった陰イオン促進[1,3]転位反応と独自に開発した芳香族オキシコープ転位反応の二つの転位反応を活用し、新たに効率の良い炭素骨格変換法を開発すると共に、それらの手法を天然物合成や機能性有機材料の開発に応用する研究を進めている。昨年度までに、前者の架橋化合物の陰イオン促進[1,3]転位反応を用いて[5-5]縮環骨格形成法を確立し、更にその実践的展開として地衣成分であるプチカノリド前駆体の合成を行った。本年度は、それを一層発展させた研究、即ち強力な抗ガン剤として注目されているタキソールの主要骨格であるタキサン類の前駆骨格の新規構築法について検討した。その結果、ビシクロ[2.2.2]系化合物から誘導した2-ビニルビシクロ[3.2.1]オクト-6-エン-2-オールの陰イオン促進[1,3]転位とオキシコープ転位反応を連続的に行い、タキサン類の前駆骨格であるビシクロ[5.2.1]
セメントと生石灰による化学的地盤改良における強度発現と劣化のプロセスに関する研究

本研究では、軟弱な高含水比粘性土の化学的地盤改良を行う際に、地盤環境が変化すると改良強度はどのように変化するのかについて検討するため、一軸圧縮試験用の供試体を作製し、蒸留水、塩水、希硫酸に浸漬した。所定の期間養生後、力学試験および溶出試験を実施した。得られた結果から、高配合条件では周辺地盤環境が変化しても溶出による強度低下は起こりにくいことがわかった。低配合条件では、高配合条件の場合よりも強度低下は大きく、塩水の場合が最も顕著であることが明らかとなった。平成24年度は、石灰およびセメント添加による強度改良効果と,地盤環境の変化による改良強度の低下について明らかにすることを目的とし、有明粘土および液性限界状態に調整したカオリン粘土に固化材を添加し、所定の養生条件で養生した供試体について力学試験と微視的土構造の観察を実施した。また、有明粘土が広く堆積する佐賀平野の土質情報を把握するため、既往の文献調査を行うとともに、佐賀市川副町犬井道で採取されたシンウォールサンプラー試料(2m11m)に対して、物理化学的性質および力学的性質に関する一連の土質試験を実施した。シンウォールサンプラー試料の土質試験結果と、既往の文献から得られた知見を併せて、平成24年度土木学会西部支部研究発表会で発表している。一連の土質試験結果から、貝殻の存在が確認できたことから調査した試料は有明粘土であることが判明し。同時に堆積当初は還元的な環境であったことが推測された。しかし、採取深度によっては、pHはあまり低くないがORP(酸化還元電位)が高い部分も確認できた。地下水流動などにより、これらの層に酸素が供給された場合、酸化が進行して硫酸イオンが生成され、結果として酸性化が進むことが推測できた。本研究に取り組むに際し、研究代表者(根上武仁)は酸性化が進行した場合に改良地盤が受ける影響について既に一部検討し、改良体が硫酸イオンを含む溶液にさらされた場合、強度低下が生じること明らかにしている。平成24年度に行った研究内容は、実際の地盤内でも酸化による地盤の酸性化が生じることを示唆するものであり、これが改良地盤の強度低下の一因であることを示せたと考える。平成25年度は、昨年度に引き続き、有明粘土に固化材を添加して所定の養生条件で養生した供試体について力学試験と微視的土構造の観察を実施した。化学的地盤改良を施した軟弱な沖積粘土地盤に関する既往の文献調査を行うとともに、佐賀市川副町犬井道で採取されたシンウォールサンプラー試料(2m11m)について、地盤工学的性質と微視的土構造に関する一連の土質試験を実施した。さらに、セメント系固化材による深層混合改良柱体から、シンウォールサンプリングした試料についても、同様に土質試験と微視的土構造の観察を実施した。なお、この深層混合改良柱体は上記の佐賀市川副町犬井道で採取したシンウォールサンプルの近傍に位置している。得られた一連の試験結果と、既往の文献から得られた知見を併せて、平成25年度土木学会西部支部研究発表会で発表している。深層混合会長柱体から得られた試料の一軸圧縮試験結果から、塩水の侵入や酸化による硫酸イオンの生成による影響で強度低下する可能性があることが確認できた。しかし、既往の文献調査の結果と併せて考察すると、この深層混合改良柱体については、周辺地盤からの影響を受けていないと考えられた。改良柱体近傍の自然地盤から採取した試料の一連の土質試験の結果から、改良柱体からのアルカリ成分の溶出の影響は受けていないことが明らかとなった。これらの結果から、地下水の移動の影響による塩水の侵入や酸化促進による硫酸イオンの生成は生じておらず、地下水位の大きな変動もなかったことから、この思想混合改良柱体は、周辺地盤からの影響を受けず、かつ周辺地盤にも影響を及ぼしていないと考えられ、結果として、改良強度の低下は生じていないと考えられた。本研究計画では,セメントや生石灰による化学的地盤改良を施した際に,改良強度の低下が一部に認められるのはなぜなのか,という点に着目している。当該年度は,海成粘土である有明粘土に生石灰を加え,締固めない方法による一軸圧縮試験用供試体を作製し,所定の条件で養生したものの一軸圧縮強さを調べた。また,沖積粘土の成因の違いが,固化材による改良強度低下におよぼす影響も考慮し,非海成粘土である蓮池粘土についても同様の試験を実施した。また,化学的地盤改良については,深層混合や浅層改良,ダンプトラックへの積載のための安定処理など多くの種類があり,目的や用途によって供試体作製方法が異なってくることも考慮し,本研究計画での対象領域を整理して図化した。

一軸圧縮試験用供試体の養生に際しては,JGS 0821-2000に準拠したが,地盤環境の変化を考慮して蒸留水中,20g/lの塩水中,希硫酸0.01N溶液中に供試体を沈めての養生も併せて行った。蒸留水については改良柱体施工後の地下水位を考慮し,塩水は沿岸部堤体への海水侵入を考慮している。また,希硫酸を用いたのは,沖積粘土の酸化による硫酸生成を考慮したことによる。なお,環境庁告示第46号に基づき,一軸圧縮試験用供試体と溶液の比率(固液比)は1:10とした。固化材の量が改良強度の変化におよぼす影響も考慮し,貧配合と高配合条件で作製した供試体についても同様の試験を実施した。一連の試験結果から,生石灰で強度改良した海成粘土は非海成粘土よりも大きな強度低下を示すことが明らかとなった。また,浸潤水は塩水の場合が最も強度低下することが明らかとなった。貧配合改良条件のもとでは含水比を要因とした一軸圧縮強さの値に大きな違いは認められず,高配合改良条件のもとでは,含水比が高い場合に一軸圧縮強さが低下し,低い場合に強度が増加する傾向が得られた。本研究の目的は、軟弱な有明粘土を固化材添加による強度改良した場合の強度発現のプロセスと、固化材添加による強度増加後に生じる強度低下の原因を明らかにすることである。固化材添加による強度改良効果に関しては、固化材添加後に一定期間養生して固化したものについて、地盤内で環境変化が生じたことを想定し、蒸留水と希硫酸溶液、塩水の状態を設定し、各溶液中で養生した場合の強度変化について既に検討を行っており、その結果について発表している。固化材添加による生成物の化学的分析については、まだ結果が得られていないが、改良強度の変化やpH等の変化などの得られた成果を考慮すると、本研究計画はおおむね順調に進展していると考える。平成23年度は,生石灰およびセメント添加による強度改良効果と,地盤環境の変化による改良強度の低下について明らかにするため,有明粘土および液性限界状態に調整したカオリン粘土を準備し,所定の養生条件で養生した供試体について,力学試験,化学分析,微視的土構造の観察を実施する計画であった。カオリン粘土による供試体作製については,一部遅れがあるが,有明粘土に関する試験項目はほぼ予定どおりに進行している。これまでに得られた結果から、化学的改良を施した改良地盤における強度低下現象は、地下水の水質変化も関係していることを明らかにした。地下水位が低下し、飽和状態であった層が不飽和となり、乾湿の影響を受ける可能性があり、今後はこの点について検証しておく必要があると考える。平成25年度は、研究計画に沿って、これまでと同様に固化材としてセメントおよび生石灰を準備し、有明粘土とカオリンの強度改良を行い、乾湿繰り返しの影響について検討していく予定である。平成24年度は平成23年度に引き続き,カオリン粘土も対象に検討を進める。固化材についても,生石灰に加えてセメントを用い,改良強度の発現と低下についての検討を行う。試験項目は基本的には前年度と同様とし,改良一軸圧縮強さ,微視的土構造の検討,化学分析を実施する。化学分析については,X線回折試験を行っているが,強度の増加・低減に影響を及ぼす物質の特定には至っていないことから,より詳細なX線回折試験とEPMA等の他の分析についてもあわせて検討を行う。平成25年度は、物品費についてはカオリン粘土やプラモールドなどの消耗品で32万円,旅費については国内の学会参加費用と研究打ち合わせで10万円,人件費・謝金については,土質試験補助で10万円,その他の項目については科学分析費用等で28万円の支出を計画している。