hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
電界共役流体とMEMS技術を融合したマイクロモータアレイの開発と応用

本研究では高電圧を印加することでジェットを発生できる電界共役流体(ECF)に着目し,ECFジェットを応用したマイクロモータの開発を試みる.ECFモータは小形化に伴い単位体積あたりの出力パワーが増加する傾向があるために,マイクロ化に適している.またECFは駆動源としてのみならず潤滑剤としても有効に機能する.このような背景からフォトリングラフイを用いて,2種類の異なる厚膜レジストをマイクロ構造体と犠牲層として積層する多層化プロセスによって実現できる,複雑な構造を持つ3次元立体構造物の提案と製作を行い,ロータ径100500μmのECFマイクロモータの製作を試みた.しかし犠牲層の上にマイクロ構造体であるロータの製作を行ったところ,不必要な箇所が露光されており,正しく現像することができなかった.平面であった犠牲層が第2層目の構造体の製作プロセスを行うときのベイク温度でリフロウによる曲面となり,この変形した犠牲層の面から光が乱反射されマスクに覆われた箇所が反射光により露光されロータがステータに付着したマイクロ構造体となった.この問題を解決するために,ドライフイルムレジストの積層化による製作方法でECFマイクロモータ構造体の製作を試みた.この方法を用いてロータ径100500μmのECFマイクロモータの試作を行った結果,ロータ押さえがデバイス側ではなくカバーフイルムに付着した状態で剥離された.これはロータ押さえと軸との接着面積がロータ押さえとカバーフイルムとの面積より小さく接着力が弱いのが原因である.デバイスとの接着力を強くするためにロータに一体化したロータ押さえを用いることでECFマイクロモータ構造体が形成できる.この解決策からマイクロ構造体の製作が可能となり,メッキによるECFジェット発生用の電極対との結合でMEMSのECFマイクロモータは実現できる.MEMS技術によるバッチプロセスと2種類の異なるレジストを用いる多層化プロセスによって実現できる複雑な構造を持つ3次元立体構造物の提案と製作を行い,今までのECFモータでは製作することのできなかったロータ径100500μmのECFマイクロモータの製作を試みた.構造部としてSU-8を,犠牲層としてTHB-151Nを用いた.薄膜金属のパターニングによる電極をシードレイヤにし,またTHB-151Nを用いて電極用型を形成し,電気メッキによってニッケルメッキを育て,薄膜状電極に厚みをもたせた.製作したECFジェット電極高さは20μm±5μmとなっている.ECFジェット電極を作製したガラスウェーハ上に第1層目ステータ部を製作した.次に,犠牲層の製作をした結果,THB-151N(ロータ径500μm)の表面はステータ上面との段差があるものの,第2層目のフォトリソグラフィに問題がないと思われる程度であった.しかしその上に第2層ロータ下部の製作を行ったところ不必要な箇所が露光された.平面の犠牲層が第2層目のSU-8プロセスを行うときのベイク温度でリフロウされていたことが判明した.犠牲層のリフロウによる曲面で光が乱反射され、ロータとステータが結合された構造体になった.光の乱反射の問題を解決する1ために,第2層目のSU-8プロセスをリフロウが発生しない低温プロセスで行うこと,または新たな犠牲層を用いることなどで所望の加工ができると判断している.ECFジェット電極とステータを用いて,電圧を変化させたときのECFジェット発生の様子について可視化実験を行った.直径500μm以下のステータ内で初めてECFジェットを観測した意義があり,このような構造をECFマイクロモータに適用すれば高い回転数のMEMSべ一スECFマイクロモータを実現できると思われる.本研究では高電圧を印加することでジェットを発生できる電界共役流体(ECF)に着目し,ECFジェットを応用したマイクロモータの開発を試みる.ECFモータは小形化に伴い単位体積あたりの出力パワーが増加する傾向があるために,マイクロ化に適している.またECFは駆動源としてのみならず潤滑剤としても有効に機能する.このような背景からフォトリングラフイを用いて,2種類の異なる厚膜レジストをマイクロ構造体と犠牲層として積層する多層化プロセスによって実現できる,複雑な構造を持つ3次元立体構造物の提案と製作を行い,ロータ径100500μmのECFマイクロモータの製作を試みた.しかし犠牲層の上にマイクロ構造体であるロータの製作を行ったところ,不必要な箇所が露光されており,正しく現像することができなかった.平面であった犠牲層が第2層目の構造体の製作プロセスを行うときのベイク温度でリフロウによる曲面となり,この変形した犠牲層の面から光が乱反射されマスクに覆われた箇所が反射光により露光されロータがステータに付着したマイクロ構造体となった.この問題を解決するために,ドライフイルムレジストの積層化による製作方法でECFマイクロモータ構造体の製作を試みた.この方法を用いてロータ径100500μmのECFマイクロモータの試作を行った結果,ロータ押さえがデバイス側ではなくカバーフイルムに付着した状態で剥離された.これはロータ押さえと軸との接着面積がロータ押さえとカバーフイルムとの面積より小さく接着力が弱いのが原因である.デバイスとの接着力を強くするためにロータに一体化したロータ押さえを用いることでECFマイクロモータ構造体が形成できる.この解決策からマイクロ構造体の製作が可能となり,メッキによるECFジェット発生用の電極対との結合でMEMSのECFマイクロモータは実現できる.
特発性ネフローゼ症候群における細胞性免疫の研究

近年, histamineH_2-レセプターを保有するT細胞(H_2R^+T細胞)が種々の免疫応答の抑制に関係していることが明らかにされており,ことにH_2R^+-T細胞は遅延型過敏反応とリンパ球芽球化反応に対して抑制的に働いていることが注目されている.そこで,ネフローゼ症候群(ネ症)患者のリンパ球についてEロゼット形成抑制試験を行い,これらの患者のH_2R^+-T細胞について検討した.さらに最近, procoagulant activityが遅延型皮膚過敏反応とよく相関し, in vitroでのリンパ球芽球化反応やMIFテストなどより鋭敏であることが報告されていることから,このprocoagulant activityのサプレッサーT細胞がH_2R^+-T細胞であることを証明するとともに, H_2R^+-T細胞機能とネ症との関連についても検討した.その結果,ネ症患者のhistamineH_2-R^+, OKT8陽性のT細胞が著明に低下していることから,本症におけるサプレッサーT細胞の量的欠陥が明らかになった.さらにprocoagulant activityを測定することにより,質的にもサプレッサーT細胞の機能低下が推測された.またprocoagulant activityにはマクロファージとヘルパーT細胞が関与するが,著者らの成績からネ症患者のマクロファージにも機能異常が疑われた.これらのマクロファージやサプレッサーT細胞の機能異常はステロイド剤治療により漸次正常化した.次にネ症におけるT細胞の異常がイディオタイプー抗イディオタイプ・ネットワーク制御の乱れから生ずる可能性について検討した.ネ症ではlymphocytotoxinがどのようにして産生されるかはまだ分っていない.その説明の一つとして抗糖脂質抗体がイディオタイプー抗イディオタイプ・ネットワークの産物として産生されることが上げられる.著者らはIgMN-glycolglGM_3(Hanganatzin-Deicher)抗体がネ症患者血清で高値を示すことを明らかにした. H-D抗原がヒト胸肺脾に認められることは示唆に富んでいる.近年, histamineH_2-レセプターを保有するT細胞(H_2R^+T細胞)が種々の免疫応答の抑制に関係していることが明らかにされており,ことにH_2R^+-T細胞は遅延型過敏反応とリンパ球芽球化反応に対して抑制的に働いていることが注目されている.そこで,ネフローゼ症候群(ネ症)患者のリンパ球についてEロゼット形成抑制試験を行い,これらの患者のH_2R^+-T細胞について検討した.さらに最近, procoagulant activityが遅延型皮膚過敏反応とよく相関し, in vitroでのリンパ球芽球化反応やMIFテストなどより鋭敏であることが報告されていることから,このprocoagulant activityのサプレッサーT細胞がH_2R^+-T細胞であることを証明するとともに, H_2R^+-T細胞機能とネ症との関連についても検討した.その結果,ネ症患者のhistamineH_2-R^+, OKT8陽性のT細胞が著明に低下していることから,本症におけるサプレッサーT細胞の量的欠陥が明らかになった.さらにprocoagulant activityを測定することにより,質的にもサプレッサーT細胞の機能低下が推測された.またprocoagulant activityにはマクロファージとヘルパーT細胞が関与するが,著者らの成績からネ症患者のマクロファージにも機能異常が疑われた.これらのマクロファージやサプレッサーT細胞の機能異常はステロイド剤治療により漸次正常化した.次にネ症におけるT細胞の異常がイディオタイプー抗イディオタイプ・ネットワーク制御の乱れから生ずる可能性について検討した.ネ症ではlymphocytotoxinがどのようにして産生されるかはまだ分っていない.その説明の一つとして抗糖脂質抗体がイディオタイプー抗イディオタイプ・ネットワークの産物として産生されることが上げられる.著者らはIgMN-glycolglGM_3(Hanganatzin-Deicher)抗体がネ症患者血清で高値を示すことを明らかにした. H-D抗原がヒト胸肺脾に認められることは示唆に富んでいる.ネ症の成因にはT細胞由来の血管透過性因子をはじめ種々のリンホカインの影響が予測させる。これまでの著者らの研究の結果、ヒスタミン【H_2】【R^+】T細胞は、ConA誘導リンパ球芽球化,カンジタによる遅延型過敏反応,さらにPPDによる白血球プロコアグランド活性に対し抑制的に仂くことが判った。またこのことから不症発症時のヒスタミン【H_2】【R^+】T細胞数の低下はリンホカイン産生増加を助長することが推測された。本年度は正常ヒトT細胞をヒツジ赤血球ロゼット形成比重遠心法にて分離し、これをネ症患者リンパ球と様々な比率(1:9,2;8,5:5)で混合培養を行ったとき、試験管内白血球プロコアグラント活性の産生が抑制されるか否かを検討し、さらに正常ヒトT細胞をあらかじめcimetidine(【H^2】【R^+】培抗剤)で処理しておくと、この抑制作用が明らかに喪失するか否かを研究した。その結果、マクロファージによる白血球プロコアグラント活性を抑制するサプレッサーT細胞がヒスタミン【H_2】【R^+】であることが証明され、このサプレッサーT細胞の減少がネ症の病態と深くかかわっていることが明らかとなった。すなわちヒスタミン【H_2】【R^+】T細胞はsuppressor inducer T細胞(【[CD^(4]+)】×【^([2)H4]】+,

ConA誘導抑制活性)に対して負のフィードバック杆制を有し、後者より糸球体polganionの陰性荷電を減少させるリンホカインが過剰に分泌されて糸球体基底膜の蛋白透過性亢進を招く、のを防いでいるものと考えられた。一方、主要組織適合性抗原遺伝子(MHC)I領域遺伝子の産生と考えられていた。"I-J"が、サプレッサーT細胞抗原認織構造のイディオタイプ耕造であることが、マウスの実験から明らかにされた。また同じマウスの遅延型過敏反応では、サプレッサーT細胞は、イディオタイプ陽性,ヒスタミン【H_2】【R^+】T細胞である。著者らはイディオタイプ-抗イディオタイプネットワークの産物であることが想定される抗Fuc,GMI(IgM)抗体をネ症患者血清で測定し、【C_3】d break down指数との間に正相関をみた。
ジャイナ教の死生観に関する基礎的研究―断食死儀礼の規定を中心として

3年目はまず、1年目、2年目の研究成果の見直し作業を行った。そして、その作業と並行する形で、ジャイナ教徒が必ずしも自殺と断食死の相違点として意識していなかった点を第三者の視点から抽出する作業を行った。具体的には、ジャイナ教文献の中から、ジャイナ教徒が自殺と断食死の相違点として挙げていない点を抽出する作業や、ヒンドゥー教文献に見られる自発的な死に関する記述との比較作業を行った。また、ジャイナ教の二大宗派である白衣派と空衣派の両派から権威を認められている綱要書Tattvarthadhigamasutraの原文、および自注とも言われる、白衣派の現存最古の注釈の電子テキストの入力を行った。この電子テキストは検索可能なものであり、インターネット上での公開を予定している。3年目の成果としては、「宰相チャーナキヤの格言詩ーCanakyanitidarpana和訳(2)ー」(『仏教学セミナー』第108号)を発表した。これはヒンドゥー教における最も有名な格言詩の和訳の後半部分であり、ジャイナ教在家信者の行動規範を理解するうえで必須となる、多数派であるヒンドゥー教の倫理との比較に資するものである。その他にも、インドの伝説的な王に関する説話の訳注研究「ヴィクラマ王の冒険ーVikramacarita訳注(1)ー」(『川崎大師教学研究所紀要』第4号)を発表した。これはインドの伝説的な王の自己犠牲の精神を理想的に描いた物語であり、古典インドにおける自発的な死に対する考え方の一端を理解するうえで重要なものである。初年度は、現在までに入手することのできたシュラーヴァカ・アーチャーラ文献のシノプシス作成を中心とした作業を実施した。この作業により、各文献における断食死儀礼の位置付けを明らかにし、シュラーヴァカ・アーチャーラ文献をいくつかのグループに分類することができた。また、上記の作業と並行して、12種類のシュラーヴァカ・アーチャーラ文献の電子テキストを入力した。この電子テキストは検索可能(インターネット上での公開を予定している)なものであると同時に、将来、索引等を作成する際の土台となるものである。2月にはマハーラーシュトラ州プネー市にあるバンダルカル東洋学研究所を訪れ、当研究所所蔵のシュラーヴァカ・アーチャーラ文献の写本、および刊本の調査を行った。当研究所からは所蔵写本のリストが出版されているが、実際に研究所に赴き、手書きのカードを調査したことにより、写本のリストから漏れているものも多くあることが判明した。今回の調査結果に基づいて、上記の写本に関するリストを作成し、将来的に公開する予定である。初年次の経過報告としては、9月4日に東京大学で行われた日本印度学仏教学会第67回学術大会において「在家信者の7つの悪癖」という題目で、ジャイナ教在家信者が避けるべき悪徳の概要とその起源について報告した。この内容は2016年12月発行の『印度学仏教学研究』第65巻第1号に「ジャイナ教在家信者の7つの悪徳」という題目で投稿した。初年度に予定していたシュラーヴァカ・アーチャーラ文献のシノプシス作成や、各文献における断食死儀礼の位置付けの明確化、シュラーヴァカ・アーチャーラ文献の分類などに関する作業はおおむね順調に進展していると言える。また、シュラーヴァカ・アーチャーラ文献の検索可能な電子テキストの入力作業に関しても、最低限ではあるが、予定していた分を入力することができた。写本調査に関しては、予定していたグジャラート州のL.D.Instituteを訪れることはできなかったが、バンダルカル東洋学研究所における調査では、予想以上の成果を得ることができた。成果報告に関しては、初年度に予定していた宗教倫理学会での発表を行うことはできなかったが、2年目に予定していたロンドン大学アジア・アフリカ研究学院(School of Oriental and African Studies)のワークショップでの発表を予定より早めて行い、大きな成果を得ることができた。2年目は、ジャイナ教文献における断食死儀礼についての記述の解読作業を行った。まずは、断食死儀礼の実践が認められる条件について分析し、災難、飢饉、老齢、不治の病が中核的な条件であり、これら4つは必要に応じて減らされ、最少の場合にはそれらすべてを含む「死期が近付いた時」という表現になることを明らかにした。この分析のもとになった訳注研究は、詳細なクロスリファレンスを付して将来的に公開する予定である。また、ジャイナ教の綱要書Tattvarthadhigamasutraの注釈文献の記述に基づいて、断食死儀礼を行う者の心理に関する分析も行い、ジャイナ教徒から見た断食死と自死との相違を解明した。上記の作業と並行して、5種類のシュラーヴァカ・アーチャーラ文献、および、その理論的基礎を考察するための3種類の哲学文献の電子テキストの入力を行った。この検索可能な電子テキストは、インターネット上での公開を予定している。2年目に予定していたシュラーヴァカ・アーチャーラ文献における断食死儀礼の規定の解読、および分析という作業は、おおむね順調に進展していると言える。また、シュラーヴァカ・アーチャーラ文献の検索可能な電子テキストの入力作業に関しても5つのテキストを入力することができただけでなく、複数の若手研究者の協力を得て、ジャイナ教の重要な哲学文献(3種類)の電子テキストも入力することができた。写本調査に関しては、諸般の事情により実施できなかったが、成果報告に関しては、予定していた日本印度学仏教学会において発表することができた。

その他にも、国際的な学術雑誌International Journal of Jaina Studiesへ論文を投稿したほか、ジャイナ教徒の見解を理解するうえで比較が必要となるインドの多数派宗教ヒンドゥー教の格言詩"Canakyanitidarpana"や聖者伝"Sankaradigvijaya"の訳注を発表することができた。3年目はまず、1年目、2年目の研究成果の見直し作業を行った。そして、その作業と並行する形で、ジャイナ教徒が必ずしも自殺と断食死の相違点として意識していなかった点を第三者の視点から抽出する作業を行った。具体的には、ジャイナ教文献の中から、ジャイナ教徒が自殺と断食死の相違点として挙げていない点を抽出する作業や、ヒンドゥー教文献に見られる自発的な死に関する記述との比較作業を行った。また、ジャイナ教の二大宗派である白衣派と空衣派の両派から権威を認められている綱要書Tattvarthadhigamasutraの原文、および自注とも言われる、白衣派の現存最古の注釈の電子テキストの入力を行った。この電子テキストは検索可能なものであり、インターネット上での公開を予定している。3年目の成果としては、「宰相チャーナキヤの格言詩ーCanakyanitidarpana和訳(2)ー」(『仏教学セミナー』第108号)を発表した。これはヒンドゥー教における最も有名な格言詩の和訳の後半部分であり、ジャイナ教在家信者の行動規範を理解するうえで必須となる、多数派であるヒンドゥー教の倫理との比較に資するものである。その他にも、インドの伝説的な王に関する説話の訳注研究「ヴィクラマ王の冒険ーVikramacarita訳注(1)ー」(『川崎大師教学研究所紀要』第4号)を発表した。これはインドの伝説的な王の自己犠牲の精神を理想的に描いた物語であり、古典インドにおける自発的な死に対する考え方の一端を理解するうえで重要なものである。2年目は、初年度の研究成果に基づいて、シュラーヴァカ・アーチャーラ文献における断食死儀礼に関する規定を実際に解読することにより、その全容解明を試みる。シュラーヴァカ・アーチャーラ文献の検索可能な電子テキストに関しては、複数の若手研究者の協力を得て、初年度以上に積極的に入力作業を進めていく。また、写本調査に関しては、初年度に予定していたが訪れることのできなかった、グジャラート州のL.D.Instituteを訪れる予定である。そして、時間的な余裕があれば、3年目に予定しているラージャスターン州ラードゥヌーンにあるジャイン・ヴィシュヴァ・バーラティー大学における調査も併せて行いたいと考えている。成果報告の機会としては、9月に花園大学において行われる日本印度学仏教学会第68回学術大会における発表を予定している。その他にも、国際的なジャイナ教研究に関する学術雑誌への英語論文の投稿も予定している。3年目は、初年度、および2年目の研究成果の見直しを中心とした作業を行う。その他にも、古典文献だけではなく、現代のインドの裁判所の見解の分析や、倫理学的な視点に基づく分析なども行うことで、断食死儀礼を多角的に考察する。シュラーヴァカ
腫瘍局所に対する至適な化学療法の確立に関する研究

癌性腹膜炎(胃癌、腸癌、卵巣癌、等)に対して、基礎及び臨床的治療研究で昨年に比べて大きく前進した。すなわち、我々の独自の研究によって開発された処のいわゆる昇圧2経路化学療法は、基礎実験的研究が大いに進展し、肝転移癌、子宮体部移植癌に対して局所動脈内DDP+ATーII投与、10分後にSTSを静注する時間差投与化学療法が極めて優秀な制癌性を発揮し、しかも腎毒性を強く抑制出来ることが明かとなった。更に動物実験が進展して、遂に2経路投与に頼る事なく、同一の静脈より時間差をおいて投与(DDP+ATーII、510分後にSTS)すれば、全身的薬剤投与によっても極めて優れた制癌効果を得ることが証明された。この治療法により臨床的に末期の卵巣癌、胃癌、腸癌等による癌性腹膜炎患者の多数例が治療された。高率に腹水減少、生存期間の延長等が観察され、現在、更に症例を増して検討続行中である。一方、臨床的肝癌、肝転移癌に対して栓塞化学療法が種々の工夫改良されながら症例を増加させている。シスプラチンの各種誘導体についてその薬理動態、制癌性の優劣が比較検討され、制癌剤の高分子化について腫瘍内血管の透過性との関連から開発が研究された。
イソプレニルトリプトファン残基を含むペプチドに関する化学的研究

トリプトファン残基のイソプレニル化は、現在までのところ枯草菌のComXフェロモンにおいてのみ確認されている翻訳後修飾であり、生物界における普遍性は未だ明らかにされていない。そこで本研究は、この翻訳後修飾の生物界における分布の検証を目的とする。具体的にはin vitro酵素反応系を用いることで修飾酵素ComQの認識するコンセンサス配列の推定を試みた。in vitro酵素反応とは、枯草菌RO-E-2株由来の修飾酵素ComQRO-E-2にComX_<RO-E-2>フェロモン前駆体およびゲラニルピロリン酸を加えインキュベートすることで、ComX_<RO-E-2>フェロモン前駆体にゲラニル基を転移させる反応である。これまでの研究により、前駆体の全長である58残基からなる[1-58]ComX_<RO-E-2>フェロモン前駆体を用いて酵素反応を行い、C末端側の7残基がゲラニル化されたペプチドをMALDI-TOF-MSで検出することに成功した。また、LC-MSを用いた定量系の確立に成功し、それを利用して酵素反応条件を検討した結果、ゲラニル化されたペプチドの収率(検出効率)を飛躍的に向上させることに成功した。前年度は様々な長さの前駆体を用いて酵素反応、定量を行ったところC末端から12残基にあたる[47-58]ComX_<RO-E-2>がゲラニル化の起こる最短配列であることを見出した。さらにこのペプチドを基にしたC末端変更体、アラニン置換体という2種の類縁体を用いた酵素反応の結果、トリプトファン残基のC末端からの距離の重要性、ゲラニル化に重要ないくつかのアミノ酸を同定した。しかし、重要性が示唆されたアミノ酸残基は他の菌株由来のComXフェロモンにはほとんど保存されておらず、さらにComQ_<RO-E-2>は他の菌株由来のComXフェロモンに対して全く交差活性を示さなかった。これらの結果からComXフェロモンにはコンセンサス配列が存在しないことが示唆された。また、イソプレニル化を受けるシステイン残基を有しているにも関わらず、コンセンサス配列の存在していないタンパク質の一つであるRabタンパク質とComXフェロモンには多くの共通点が存在していることを見出した。このことよりComXフェロモンはRabタンパク質のような機構、あるいは全く新しい機構でイソプレニル化されることが示唆された。具体的にはin vitro酵素反応系を用いることで修飾酵素ComQの認識するコンセンサス配列の推定を試みている。in vitro酵素反応とは、枯草菌RO-E-2株由来の修飾酵素ComQ_<RO-E-2>にComX_<RO-E-2>フェロモン前駆体およびゲラニルピロリン酸を加え、インキュベートすることでComX_<RO-E-2>フェロモン前駆体にゲラニル基を転移させる反応である。これまでの研究では、前駆体の全長である58残基からなる[1-58]ComX_<RO-E-2>フェロモン前駆体を用いて酵素反応を行い、C末端側の7残基がゲラニル化されたペプチドをMALDI-TOF-MSで検出することに成功していた。そこで前年度は前駆体のN末端側のアミノ酸を削除した短鎖前駆体を複数合成し、それらを用いた酵素反応を行うことによりゲラニル修飾される最短配列の確定を試みた。その結果、C末端から9残基の[50-58]ComX_<RO-E-2>フェロモン前駆体を用いて酵素反応を行ったときにもゲラニル修飾されたペプチドを検出することができた。この結果よりComX_<RO-E-2>フェロモンのC末端から9残基の配列中にコンセンサス配列が存在していることが示唆された。また、これまでゲラニル修飾されたペプチドをLC-MSにより検出する方法を確立した。この方法では有機合成により得られたゲラニル修飾されたペプチドを標品に用いているため、検出に加え定量が可能である。今後は、MALDI-TOF-MSとLC-MSの検出・定量法を利用してコンセンサス配列を確定する予定である。確定したコンセンサス配列はこの翻訳後修飾の生物界の分布を知るうえで大きな足掛かりとなってくれるはずである。in vitro酵素反応とは、枯草菌RO-E-2株由来の修飾酵素ComQ_<RO-E-2>にComX_<RO-E-2>フェロモン前駆体およびゲラニルピロリン酸を加えインキュベートすることで、ComX_<RO-E-2>フェロモン前駆体にゲラニル基を転移させる反応である。これまでの研究により、前駆体の全長である58残基からなる[1-58]ComX_<RO-E-2>

フェロモン前駆体を用いて酵素反応を行い、C末端側の7残基がゲラニル化されたペプチドをMALDI-TOF-MSで検出することに成功した。また、前駆体のN末端側のアミノ酸を削除した短鎖前駆体を複数合成し、それらを用いた酵素反応を行うことによりゲラニル修飾される最短配列の確定を試みたところ、C末端から9残基の[50-58]ComX_<RO-E-2>フェロモン前駆体を用いて酵素反応を行ったときにもゲラニル修飾されたペプチドを検出することができた。さらにLC-MSを用いた微量検出系の確立に成功し、これにより標品を用いた定量が可能になった。前年度はLC-MSを用いた定量により、酵素反応の最適化を行った。具体的には反応時間、pH、基質比、金属イオンについて検討し、それらに加えサンプルの調製法を改善することにより、ゲラニル化されたペプチドの収率(検出効率)を飛躍的に向上させることに成功した。さらに、これまで合成した全ての短鎖前駆体についてLC-MSを用いてゲラニル化されたペプチドの収率を算出したところ、いくつかの短鎖前駆体において収率の顕著な低下がみられた。今後は最短配列の確定を試みるとともに、収率の顕著な低下がみられた前駆体配列に着目することで酵素反応において重要な配列について研究していく予定である。トリプトファン残基のイソプレニル化は、現在までのところ枯草菌のComXフェロモンにおいてのみ確認されている翻訳後修飾であり、生物界における普遍性は未だ明らかにされていない。そこで本研究は、この翻訳後修飾の生物界における分布の検証を目的とする。具体的にはin vitro酵素反応系を用いることで修飾酵素ComQの認識するコンセンサス配列の推定を試みた。in vitro酵素反応とは、枯草菌RO-E-2株由来の修飾酵素ComQRO-E-2にComX_<RO-E-2>フェロモン前駆体およびゲラニルピロリン酸を加えインキュベートすることで、ComX_<RO-E-2>フェロモン前駆体にゲラニル基を転移させる反応である。これまでの研究により、前駆体の全長である58残基からなる[1-58]ComX_<RO-E-2>フェロモン前駆体を用いて酵素反応を行い、C末端側の7残基がゲラニル化されたペプチドをMALDI-TOF-MSで検出することに成功した。また、LC-MSを用いた定量系の確立に成功し、それを利用して酵素反応条件を検討した結果、ゲラニル化されたペプチドの収率(検出効率)を飛躍的に向上させることに成功した。前年度は様々な長さの前駆体を用いて酵素反応、定量を行ったところC末端から12残基にあたる[47-58]ComX_<RO-E-2>がゲラニル化の起こる最短配列であることを見出した。さらにこのペプチドを基にしたC末端変更体、アラニン置換体という2種の類縁体を用いた酵素反応の結果、トリプトファン残基のC末端からの距離の重要性、ゲラニル化に重要ないくつかのアミノ酸を同定した。しかし、重要性が示唆されたアミノ酸残基は他の菌株由来のComXフェロモンにはほとんど保存されておらず、さらにComQ_<RO-E-2>は他の菌株由来のComXフェロモンに対して全く交差活性を示さなかった。これらの結果からComXフェロモンにはコンセンサス配列が存在しないことが示唆された。
拡張π電子系を用いた低次元集積体の構築と機能

本研究では、拡張π電子系を組み込んだ新規な遷移金属錯体を合成し、π共役系配位子間のπ-πスタックにより分子を一次元上に並べた新しい集積化金属錯体を構築、超分子相互作用により誘起された物性・機能の探索を目指している。特に、分子間相互作用を用いた遷移金属錯体の高度な集積化による、新しい磁性・光機能性材料の開発が、本研究の最重要目標と位置づけられる。本研究では、サレン配位子を基盤に超分子錯体を合成する計画である。サレン配位子は窒素と酸素を配位原子とする平面状四座配位子であり、これまでに様々な誘導体が合成されている。特に、種々の金属と高い錯形成能を有するため、遷移金属触媒や金属集積型アレーなどを構築する上で極めて魅力的な素材である。本年度は、様々なπ共役分子を中心核に有するサロフェン型の多核平面錯体を合成し、πスタッキングに基づくその超分子集積化挙動を研究した。特にトリフェニレンを中心核に有する三核亜鉛(II)錯体と銅(II)錯体は、デカリンなどの炭化水素溶媒中で、物理ゲルを与えることが示された。FE-SEMやXRD測定の結果から、亜鉛(II)錯体と銅(II)錯体では、ゲル中の超分子構造が大きく異なることが示された。すなわち、亜鉛(II)錯体では、軸配位とπスタックに基づく二次元層構造を示したのに対し、軸配位を示さない銅(II)錯体では、一次元πスタックに基づくロッド構造を示した。またそれぞれの錯体で、特徴的な発光特性、磁気相互作用を観察した。特に、分子間相互作用を用いた遷移金属錯体の高度な集積化による、新しいスピンクロスオーバー(SCO)制御の手法開拓が、本研究の最重要目標に位置づけられる。金属サイト問の協同作用を目指したSCO錯体の研究では、これまで主に橋かけ型配位高分子が利用されてきたが、本研究のように超分子相互作用をドライビングフォースとして用いたSCOの開発は、ほとんど例がない。本年度は、まず超分子錯体へと発展させる手がかりとなる、いくつかのサレン配位子単量体を合成した。具体的には、水酸基を有するサレン錯体を単量体に用いて、このサレン錯体を表層に有するデンドリマー錯体を合成した。架橋ユニットとしてベンジロキシ基を有するイソフタル酸を使用し、各サレン錯体間の連結にはエステル結合を用いた。その結果、サレンが2、4個と結合したデンドロンの合成に成功した。またこれらをベンゼンやヘキサフェニルベンゼンなどのコアに結合し、3、6、12個のサレン錯体を有するデンドリマーを合成した。
金利期間構造における先行指標性に関する未解決問題への理論・実証的挑戦

国債の長短金利差が将来の経済状態の先行指標となる性質(LIPTS)に注目し、そのメカニズムの解明を試みる。LIPTSには学術的に不明な点が多い。第1に、実証的に観察されているLIPTSの構造変化がなぜ起こるのか明らかにされていない。第2に、長短金利差の構成要素の何がどのようにLIPTSに作用しているかは不明なままである。第3に、消費成長率への先行指標性を検証する際に、消費財間の耐久性の違いなど、消費の中身にまで踏み込んだ研究は希少である。本研究はこれらの未解決事項に対して、1消費耐久性、2非伝統的金融政策、3曖昧性回避行動といった新たな知見を取り入れることで、メカニズム解明を図る。
水田における亜酸化窒素生成機構の解明

今年度は、湛水土壌が落水(土壌面が大気に暴露された状態)した際に突発的に発生する亜酸化窒素(N_2O)の、土壌中における生成に寄与する微生物反応の特定を試みた。水田土壌を充填した土壌カラムを湛水とし, 100kgN/haの負荷で窒素を施肥した後に落水を開始し,微小電極により土壌表層02cmのN_2O濃度およびO_2濃度を測定した。また、N_2Oの生成において重要な微生物反応である、硝化反応および脱窒反応の活性指標であるmRNAを深さ毎に計測し、N_2O生成位置の推定を行った。その結果、落水から1時間以内に土壌深さ約10mmを最大濃度とするN_2O濃度分布が形成された。さらに、酸素濃度分布およびN_2O濃度分布に基づいて推定したN_2O生成速度分布を解析した結果、8-14mmの還元層におけるN_2O生成が示唆された。一方、N_2O生成に関与する機能遺伝子の現量(mRNA)量を深さ毎に測定したところ、硝化に関与する機能遺伝子(amo4)のmRNA量は、落水後徐々に増加した。一方、脱窒に関与する機能遺伝子(ntrKのmRNA量は落水6時間後において、深さ5-10mmにおいて落水前の10倍にまで急激な上昇を示した。土壌深さ0-5mmにおいて硝酸の生成が確認されたことから、落水後のN_2O生成は表層で生成した硝酸が還元的な下層に拡散し、脱窒を受けることで起こることが示唆された。さらに、還元的な土壌環境への硝酸の流入がnirKの発現およびN_2Oの生成を促すことを確認するために、嫌気土壌スラリーに硝酸を添加し、N_2O濃度、ntK mRNAの経時変化を追跡した。その結果、硝酸添加1時間後に、nir(f)K mRNA量が添加前の100倍に急増し、48時間後にはN_2Oの濃度の増加が確認された。以上の結果から、落水後の水田土壌において、土壌表層の酸化層に存在するNH_4+が硝化反応によりNO_3 -に変化した後、拡散により還元層に移動する。還元層への硝酸の流入は、脱窒菌を活性化し、N_2Oが生成される、ことが示唆された。(抄録なし)今年度は,研究実施計画に示したように,落水(水田の表面水を抜き,土壌面を大気に曝露させる)後の土壌内部における土壌環境とN_2O生成・排出との関係を明らかにするための土壌カラム試験を実施した。水田土壌を充填した土壌カラムを湛水とし,100kgN/haの負荷で窒素を施肥した後に落水を開始し,土壌中N_2O濃度および02濃度の測定とクローズドチャンバー法による土壌から大気へのN_2O排出速度測定を,1日1回実施した。土壌中のN20濃度測定の際は,数百μm毎の詳細な濃度分布を,サンプルを破壊することなく把握するために,微小電極による測定を試みた。その結果,土壌から大気へのN_2O排出速度は落水翌日から急激に上昇し,同時に土壌深さ020mmの範囲において約47mmを最大濃度とするN_2O濃度分布が形成された。また,時間の経過と共にN_2O濃度分布の最大濃度は増加し,それと共に排出速度も増加した。土壌中におけるN_2O生成位置を明らかにするために,得られたN_2O濃度分布を物質収支モデルに適用し,N_2O生成速度分布を推定した。その結果,土壌深さ約3mm6mmにおけるN_2Oの生成が示唆された。一方,酸化還元状態の指標として測定した02濃度は,深さ2mm以降においてゼロだったことから,落水後の水田土壌におけるN_2Oの生成は土壌の極表層の無酸素領域におけるものであることが示唆された。これまでの水田におけるN_2Oの研究は,多くが土壌環境と排出速度の調査に留まっており,落水後短期間におけるN_2O生成メカニズム(どこで,どのように生成?)を調べた研究はほとんどない。また,生成反応の推定には通常土壌と水の懸濁物が用いられるので,具体的な生成位置を調べるのは難しい。本研究では,微小電極を用いることで,土壌環境を破壊することなくN20濃度分布の変遷を明らかにし,N_2O生成のホットスポットおよびその環境を初めて明らかにした。この結果は,落水後水田土壌におけるN_2O生成に関与する微生物反応および微生物種を特定する上で重要と考えられる。

一方、N_2O生成に関与する機能遺伝子の現量(mRNA)量を深さ毎に測定したところ、硝化に関与する機能遺伝子(amo4)のmRNA量は、落水後徐々に増加した。一方、脱窒に関与する機能遺伝子(ntrKのmRNA量は落水6時間後において、深さ5-10mmにおいて落水前の10倍にまで急激な上昇を示した。土壌深さ0-5mmにおいて硝酸の生成が確認されたことから、落水後のN_2O生成は表層で生成した硝酸が還元的な下層に拡散し、脱窒を受けることで起こることが示唆された。さらに、還元的な土壌環境への硝酸の流入がnirKの発現およびN_2Oの生成を促すことを確認するために、嫌気土壌スラリーに硝酸を添加し、N_2O濃度、ntK mRNAの経時変化を追跡した。その結果、硝酸添加1時間後に、nir(f)K mRNA量が添加前の100倍に急増し、48時間後にはN_2Oの濃度の増加が確認された。以上の結果から、落水後の水田土壌において、土壌表層の酸化層に存在するNH_4+が硝化反応によりNO_3 -に変化した後、拡散により還元層に移動する。還元層への硝酸の流入は、脱窒菌を活性化し、N_2Oが生成される、ことが示唆された。今年度の目的は,落水後土壌における土壌環境とN_2O生成の関係を明らかにすることだった。落水後土壌への微小電極の適用により,時間的にも空間的にも詳細なN_2OおよびO_2濃度の分布を得ることができた。その結果,N_2O生成が活発な深さとともにその箇所の酸化還元環境も明らかにすることができ,N_2O生成に関与する反応の特定のためのヒントを得ることができた。次年度は落水後のN_2O生成に寄与する微生物反応の特定を目的とした試験を実施する。分子生物学的な面からアプローチし,落水後の水田土壌においてどのような微生物が,どこで,いつ活発になるかを明らかにする。具体的には,落水後水田土壌を厚さ数mmで採取し,N_2O生成に関与する微生物種の推定並びに機能遺伝子の転写量を測定し,どのような微生物が存在し,どのような機能が落水後に実際にはたらいているかを推定する。また,安定同位体や反応阻害剤を用い,N_2O生成における硝化反応および脱窒反応それぞれの寄与を推量する予定である。次年度の問題としては,土壌を正確にmm単位で切断することと考えられるが,ミクロトームの利用を考えている。(抄録なし)
プロトン伝導性無機リン酸塩の材料設計

本研究は,第一原理計算を用いてランタンリン酸塩中のプロトン伝導機構を原子レベルで明らかにし,伝導度向上の材料設計指針を獲得することを目的としている.具体的には,オルトリン酸塩LaPO_4およびポリリン酸塩LaP_3O_9について「結晶内のプロトンサイトの同定」,「サイト間を結ぶ伝導経路探索およびそのポテンシャル障壁の評価」,および「プロトン伝導に対するドーパントの会合効果」について調査した.その結果,プロトンの長距離伝導に対する活性化エネルギーは,LaPO_4では全方位に対して0.7 eVと等方的であるのに対し,LaP_3O_9ではbc面内で0.34 eV,a軸方向で1.0 eVと大きな異方性があることが明らかとなった.また,プロトンとSrドーパントの会合により,プロトン伝導度の見かけの活性化エネルギーがLaPO_4で0.1-0.2 eV,LaP_3O_9では0.5-0.6 eV増大することがわかった.したがって,ポリリン酸塩LaP_3O_9の方がプロトン伝導体としてのポテンシャルは高く,結晶配向の制御や最適ドーパントの探索を行うことで,実用に供することのできる伝導度を達成する可能性を秘めていることが示唆された.本研究は,第一原理計算を用いてランタンリン酸塩中のプロトン伝導機構を原子レベルで明らかにし,伝導度向上の材料設計指針を得ることを目的としている.平成23年度は,まず,オルトリン酸塩LaPO4について「結晶内のプロトンサイトの同定」,「サイト間を結ぶ伝導経路探索およびそのポテンシャル障壁の評価」,「プロトン伝導に対するドーパントの会合効果」について調査した.その結果,プロトンの長距離伝導に対する活性化エネルギーは,全方位に対して0.7 eVと等方的であることがわかった.また,プロトンとSrドーパントの会合により,プロトン伝導度の見かけの活性化エネルギーが0.1-0.2 eV程度増大することがわかった.平成24年度は,ポリリン酸塩LaP3O9について,同様の調査を行った.その結果,LaPO4とは対照的にプロトン長距離伝導に大きな異方性が見られ,その活性化エネルギーは,bc面内で0.34 eVであるのに対し,a軸方向では1.0 eVとかなり大きいことがわかった.これは,c軸方向に延びるPO4四面体鎖に沿う高速プロトン伝導チャネルとb軸方向にチャネル間を繋ぐ架け橋が存在することに起因している.また,Srドーパントとの会合エネルギーは0.5-0.6 eVと大きく,これが伝導度を低下させている主因であることが明らかとなった.以上より,両リン酸塩を比べると,ポリリン酸塩LaP3O9の方がプロトン伝導体としてのポテンシャルは高く,結晶配向性の制御や最適ドーパントの探索を行うことで,実用に供することのできる伝導度を達成する可能性を秘めていることがわかった.本研究は,第一原理計算を用いてランタンリン酸塩中のプロトン伝導機構を原子レベルで明らかにし,伝導度向上の材料設計指針を獲得することを目的としている.具体的には,オルトリン酸塩LaPO_4およびポリリン酸塩LaP_3O_9について「結晶内のプロトンサイトの同定」,「サイト間を結ぶ伝導経路探索およびそのポテンシャル障壁の評価」,および「プロトン伝導に対するドーパントの会合効果」について調査した.その結果,プロトンの長距離伝導に対する活性化エネルギーは,LaPO_4では全方位に対して0.7 eVと等方的であるのに対し,LaP_3O_9ではbc面内で0.34 eV,a軸方向で1.0 eVと大きな異方性があることが明らかとなった.また,プロトンとSrドーパントの会合により,プロトン伝導度の見かけの活性化エネルギーがLaPO_4で0.1-0.2 eV,LaP_3O_9では0.5-0.6 eV増大することがわかった.したがって,ポリリン酸塩LaP_3O_9の方がプロトン伝導体としてのポテンシャルは高く,結晶配向の制御や最適ドーパントの探索を行うことで,実用に供することのできる伝導度を達成する可能性を秘めていることが示唆された.本研究は,第一原理計算を用いて,リン酸塩中のプロトン伝導機構を原子レベルで明らかにし,プロトン伝導性無機リン酸塩の材料設計の指針を得ることを目的としている.平成23年度は,まず,手法の確立に向け,LaPO4について一連の研究を実施した.具体的には,「プロトン安定・準安定サイトの同定」,「伝導経路探索およびそのポテンシャル障壁の評価」,「プロトン伝導に対するドーパントの効果」について研究を行った.まず,プロトンサイトの同定について,ポテンシャルエネルギー曲面の作成および構造最適化計算を行った.その結果,結晶中に存在する4種の酸素サイト周りに,それぞれ2点もしくは3点,プロトンサイトが存在することが分かった.O-H距離は約1Åで,水分子などの一般的なO-H結合距離と同程度であった.次に,同定したサイト間を結ぶ経路のうち,サイト間距離が3.5Å以下のものについて,伝導経路探索およびポテンシャル障壁の評価を行った.その結果,ポテンシャル障壁が1eV以下となる経路を20種見出した.酸化物中のプロトン移動経路は「同一酸素周りの回転」と「異なる酸素間のホッピング」に大別されるが,今回明らかになった経路は,回転6種およびホッピング14種であった.

これらの経路からプロトンの長距離伝導ネットワークを構築した結果,プロトン伝導の律速過程のポテンシャル障壁は0.7eVであることがわかった.律速過程のポテンシャル障壁は,伝導度測定の活性化エネルギーに対応するが,今回得られた値は,実験報告値0.8-1.0eVより小さい.これは,ドーパントとプロトンの会合によりプロトン濃度に温度依存性が生じることに起因する.本研究で見積もったH-Sr会合エネルギーは0.3eVであり,過去の伝導度測定の温度域では,伝導度の活性化エネルギーを0.1-0.2eV増大させる効果があることが分かった.平成23年度は,ランタンのリン酸塩の中でLaPO4に焦点を絞り,「結晶中のプロトン安定・準安定サイトの同定」,「同定したプロトンサイト間を結ぶ伝導経路探索およびそのポテンシャル障壁の評価」,「プロトン伝導に対するドーパントの効果」について研究を行った.次年度には,c軸にPO4四面体鎖を有するLaP3O9についても同様の検討を行い,結晶構造の違いがプロトン伝導に与える影響を明らかにする予定である.現時点で,研究手法の確立は完了し,LaPO4に関する計算はほぼ終了しているので,最終目標に対して50%程度の達成度であると考える.平成23年度までに,LaPO4中のプロトン伝導機構について,「プロトン安定・準安定サイトの同定」,「同定したプロトンサイト間を結ぶ伝導経路探索およびそのポテンシャル障壁の評価」,「プロトン伝導に対するドーパントの効果」について研究を行い,プロトンは酸素イオン周りを好み,それら酸素イオン周りの回転と異なる酸素間のホッピングにより伝導することが分かった.そして,ドーパントがプロトンの一部をトラップし,可動プロトン濃度が減少することも明らかにした.今後は,異なる結晶構造をもつLaP3O9について,同様の検討を行うことを予定している. LaP3O9中では,PO4四面体が一部で点共有し,c軸方向に螺旋状に繋がっており,すべてのPO4四面体が孤立して存在しているLaPO4との対比は興味深い.PO4四面体鎖の有無がプロトン伝導に与える影響を明らかにすることができれば,新規プロトン伝導性リン酸塩のみならずプロトン伝導性酸化物の開発指針を与える重要な知見となる.また,プロトン伝導に与えるドーパントの効果も無視できない.平成23年度の結果によると,Srドーパントとプロトンの会合エネルギーは0.3 eVであり,中温域においては,導入されたプロトンの一部がトラップされ,伝導に寄与しないことがわかった.今後,会合エネルギーの小さなドーパント探索を行い,高プロトン伝導度を達成し得る最適ドーパントを見出すことも予定している.平成23年度は,研究で使用する計算機クラスタを増強するため,Intel Core i7 3930K (3.2GHz), 32Gメモリ搭載の計算機を購入した.当該年度は次年度への繰越し100,223円が生じているが,これは計算機購入の端数として生じたものである.平成24年度も,研究のスピードアップを目的として新たな第一原理計算用およびデータ処理用計算機を購入するが,前年度からの繰り越しもこの一部に充てる予定である.その他,計算機周辺機器やネットワーク関連部品の購入,加えて,成果発表・情報収集に関わる旅費,論文投稿費などにも研究費を使用する.
材料の速度異方性を考慮したAEトモグラフィ法の開発

本研究では、CFRPなどの異方性を有する複合材料の健全性診断を行うために、速度異方性を考慮しAEトモグラフィ法を開発した。AEトモグラフィ法は、弾性波の到達時刻のみから、その弾性波の発信位置と対象の弾性波速度分布を同定する手法であるが、本研究では、AEトモグラフィ法における弾性波の発信点と弾性波速度分布の同定に利用されている波線追跡法に、スローネスプロファイルを用いて異方性の影響を導入することにより、異方性材料に対しても健全性診断を可能とするようにAEトモグラフィ法の拡張を行った。また、開発された手法に対し、様々な条件において弾性波速度分布の同定を行い、その性能の確認を行った。平成27年度は、申請者らが既に提案している異方性材料を対象とした波線追跡法に基づき、材料の異方性を考慮したAEトモグラフィ法のアルゴリズムの構築を実施した。このアルゴリズムでは、当初予定していた通り、弾性波速度の異方性を方向に応じた弾性波速度の変化を表す弾性波速度プロファイルを使って表し、その弾性波速度プロファイルに基づいた波線追跡法を使ってAE位置標定アルゴリズムと弾性波速度分布の逆解析アルゴリズムを構築した。AEの位置標定アルゴリズムについては、従来のAEトモグラフィと同様に、異方性を考慮して対象平面上の点における潜在発信時刻を受信点毎に算出し、それらの分散が最も小さくなる点をAEの発信位置とした。また、弾性波速度分布の同定については、拡張カルマンフィルタによって実施することとした。現段階では、開発されたアルゴリズムの妥当性は、数値解析によって検証され、それによれば、開発されたアルゴリズムはAEの位置標定を適切に実施することが可能であり、なおかつ弾性波速度分布も良好に同定されることが確認された。また、これに加え、本年度は将来の異方性材料への適用を視野におき、Q値分布を同定するQ値トモグラフィのアルゴリズム開発も併せて実施した。このQ値トモグラフィのアルゴリズムについても、その妥当性が数値実験によって検証され、Q値分布を適切に同定することが可能であることが確認されている。さらに、これらのアルゴリズムの検証を目的として、室内実験の準備を進めており、平成27年度においては、限定的ではあるが、アルゴリズムの検証に利用しうるデータの計測を実施し、さらに平成28年度に実験で使用する予定のCFRP供試体についても、入手の見通しをえることができた。現在の研究課題の進捗状況については、当初の計画以上に進展していると判断している。これは、計画で述べた異方性を考慮したAEトモグラフィのアルゴリズムの開発と数値実験による検証のみならず、Q値分布の同定を目指したQ値トモグラフィのアルゴリズムも併せて実施することができたからである。また、検証実験についても、限定的にではあるが開始しており、平成28年度以降に予定されていた計画を前倒しにして実施することができた。平成28年度は、申請者らが平成27年度に提案したQ値トモグラフィ法を基礎とした二次元及び三次元問題を対象としたQ値AEトモグラフィ法の開発と、それらの手法を実験的に検証するための環境構築を実施した。Q値AEトモグラフィ法については、AEトモグラフィ法で実施されてきたように、Q値トモグラフィ法とAEの位置標定アルゴリズムを組み合わせることによって、内部で発生したAE若しくは人為的な加振であっても発信点や発信時刻が不明な信号によってでも、弾性波速度分布とQ値分布を求めることが可能なアルゴリズムの開発を実施した。この開発されたアルゴリズムは、数値解析によってその妥当性が検証され、このアルゴリズムによって弾性波速度分布とQ値分布が、二次元及び三次元問題において、定性的にではあるが妥当に同定されることが確認された。また、これらのアルゴリズムの検証を数値実験ではなく、室内試験において実施するための環境構築を並行して実施した。平成28年度においては、所属組織の予算によって24チャンネルのAE計測装置が導入され、その計測システムによって、室内試験を、異方性を有する材料での実験の前段階として、等方性材料であるアルミニウム製の板を対象とた実験を実施した。この実験では、均一なアルミニウム製の板において、バースト加振とペンシルブレイクによる加振を行い、これによって計測されたデータから発信位置の標定を実施し、適切に発信位置が標定されることを確認した。これにより、平成28年度に導入した機器が適正に使用できることが確認されたため、次年度以降、これらを活用して提案した手法の検証を進めていく予定である。また、CFRPの供試体を平成29年度に購入し、異方性材料を対象として提案した手法の検証を進めていく予定である。これは、平成28年度においては、Q値トモグラフィのアルゴリズムから発展したQ値AEトモグラフィ法が二次元及び三次元問題を対象として開発され、その妥当性が数値実験によって検証されたことからである。更に、AE計測装置を申請者が導入したことにより、従来は分担研究者に全てを依頼する必要があった検証実験を申請者の組織でも実施することが可能となり、検証作業をより強力に推進する準備が整ったことも、その要因の一つとして挙げられると考えている。平成29年度においては、主として解析プログラムの最適化による解析効率の向上、AEトモグラフィ法における弾性波の発信位置同定の精度向上及び異方性材料であるCFRPの供試体による室内実験による速度プロファイルの作成の試行を行った。解析プログラムの最適化については、解析プログラムから本研究に不要な部分を削除し、解析に必要なメモリ量の低減を行った。

また、弾性波の発信位置の同定精度向上については、従来の方法で発信位置の同定を行った後に、その点の周囲に発信点候補を追加で配置することによって同定精度の向上を試みた。研究期間全体を通じ、従来等方性材料を対象として開発されてきた波線追跡法に基づくAEトモグラフィ法に対し、速度プロファイルを導入することによって速度異方性を考慮することが可能となるように拡張を行った。これにより、CFRP等の異方性材料によって構成された構造物の健全性診断を可能にした。この速度プロファイルでは、対象となる材料の基準軸からの相対角度に対する弾性波速度を独立に与えることができるため、任意方向の弾性波速度を自由に指定することが可能であり、複雑な特性を有する材料に対しても適用可能であることが特徴である。また、Q値を用いた弾性波の減衰特性を考慮した非破壊検査手法の開発も併せて実施した。この方法では、弾性波速度とQ値の相関を考慮しつつ、受信センサーで観測された弾性波の到達時刻及び時系列から弾性波速度と弾性波の減衰特性を表すQ値の分布を同時に同定する手法であり、これにより損傷に対してより感度が高いと言われているQ値の空間分布を得ることができるようになるため、構造物の損傷をより軽微な段階で発見できる見通しをえた。本研究では、CFRPなどの異方性を有する複合材料の健全性診断を行うために、速度異方性を考慮しAEトモグラフィ法を開発した。AEトモグラフィ法は、弾性波の到達時刻のみから、その弾性波の発信位置と対象の弾性波速度分布を同定する手法であるが、本研究では、AEトモグラフィ法における弾性波の発信点と弾性波速度分布の同定に利用されている波線追跡法に、スローネスプロファイルを用いて異方性の影響を導入することにより、異方性材料に対しても健全性診断を可能とするようにAEトモグラフィ法の拡張を行った。また、開発された手法に対し、様々な条件において弾性波速度分布の同定を行い、その性能の確認を行った。平成28年度については、平成27年度に開発した解析アルゴリズムの実験による検証と、その検証において発見された不具合への対応を中心として研究を推進する予定である。すでに、その検証に必要な実験設備や供試体などの調達準備も進んでおり、程なく検証実験を開始することが可能であると考えている。解析アルゴリズムについては、数値実験ではその有用性が明らかとなっているものの、それを実際の問題に適用した場合の問題については未知である。このため、具体的なアルゴリズムの改良については、まず検証実験を実施した後に検討する予定である。平成29年度においては、平成27年度と平成28年度に開発した異方性を有する材料に対するAEトモグラフィ法、Q値トモグラフィ法及びQ値AEトモグラフィ法を対象として、そのアルゴリズムの妥当性を実験的に検証するため、平成28年度に導入されたAE計測システムを用いてCFRPの供試体による室内試験を実施する予定である。また、研究計画書にあるように、異方性を考慮したAEトモグラフィ法を三次元のシェル要素を有する三次元構造へ対応できるように拡張する予定である。