hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
粘弾性体キャビテーションの静的・動的力学特性を解像するプリセット型計測法の開発

本研究課題(3年計画)では,粘弾性体におけるキャビテーション気泡の静的・動的力学特性を定量評価するための,実験・プリセット型気泡力学モデル連成による粘弾性計測法の開発を行う.パルスレーザ集束照射により生成した粘弾性ゼラチンゲル中の球形ガス気泡核のサイズを,溶存ガスの物質移動を利用し準静的に制御する.生成した気泡核を起点とするキャビテーション気泡の自由振動および超音波照射下の強制振動を高速度カメラで撮影し,気泡の動的応答に対する気泡核サイズの影響を特定する.気泡の静的・動的力学応答とプリセット型モデルの比較により,ゲル粘弾性の周波数応答を超広域に算定し,キャビテーション気泡の力学に対する粘弾性効果の定量評価を実現する.平成30年度(3年計画の2年目)では,ゼラチンゲルにおけるパルスレーザ誘起ガス気泡の自由振動の可視化,さらに理論との比較から気泡力学に対するゲル弾性の効果を定量評価した.レーザ誘起プラズマにより生成したゼラチンゲル中の球形ガス気泡の自由振動を,パルスレーザ光源と(研究1年目に購入した)高速度カメラ(最高1千万コマ/秒で撮影可)により撮影した.気泡の崩壊時間は,崩壊時に放射される衝撃圧力波のハイドロフォン計測に基づき定義した.ゼラチン濃度をパラメータとして,以上の可視化および圧力計測を行った.取得された実験データを,線形・非線形弾性体中の球形気泡の力学を記述する拡張レイリー・プリセットの式から導出されるレイリー崩壊時間と実験を比較した.実験と理論の比較から,ゼラチン濃度の上昇(すなわち弾性の増大)による気泡崩壊時間の短縮化が明らかになった.代表研究者は,平成25年度から平成28年度の科研費(若手研究(A))の採択課題「粘弾性体キャビテーションの時空間多重スケール解析を実現する非侵襲ハイブリッド計測」において,高粘性流体・粘弾性体中のレーザー誘起衝撃波の可視化技術を構築しており,そのノウハウを本研究課題に適用することで,おおむね計画どおり研究が進捗している.平成31年度(3年計画の3年目)では,超音波照射下のゼラチンゲル中の球形気泡の強制振動に対し,プリセット型解析を適用し,高ひずみせん断下のゲル粘弾性の特定を目指す.本年度購入予定の水中超音波洗浄槽内に,パルスレーザー誘起減少により生成した球形ガス気泡核を含むゼゲル試料を設置する.前年度までに構築した光学系を用いて,気泡の強制振動を高速度撮影する.気泡核の平衡半径をパラメータとする実験を行い,微小振幅・有限振幅形振動の周波数応答を取得する.(微小振幅の)線形振動の周波数応答を,線形粘弾性体気泡に対する拡張レイリー・プリセットの式の線形解と比較することにより,ゲル粘弾性を算定する.さらに,(有限振幅の)非線形振動の時間履歴を,拡張レイリー・プリセットの式の数値解と比較することにより,気泡力学に対する非線形弾性の効果を評価する.本研究課題(3年計画)では,粘弾性体におけるキャビテーション気泡の静的・動的力学特性を定量評価するための,実験・プリセット型気泡力学モデル連成による粘弾性計測法の開発を行う.パルスレーザ集束照射により生成した粘弾性ゼラチンゲル中の球形ガス気泡核のサイズを,溶存ガスの物質移動を利用し準静的に制御する.生成した気泡核を起点とするキャビテーション気泡の自由振動および超音波照射下の強制振動を高速度カメラで撮影し,気泡の動的応答に対する気泡核サイズの影響を特定する.気泡の静的・動的力学応答とプリセット型モデルの比較により,ゲル粘弾性の周波数応答を超広域に算定し,キャビテーション気泡の力学に対する粘弾性効果の定量評価を実現する.平成29年度(3年計画の1年目)の研究では,レーザ誘起プラズマの急膨張に伴う衝撃圧の評価,さらにゲル中気泡核の準静的成長の観察に基づくゲル弾性の評価を行った.第一の実験として,ゼラチンゲルへのナノ秒パルスレーザの集束照射によるプラズマ生成の可視化を行った.プラズマの急膨張に伴う衝撃波の形成を,パルスレーザ光源と超高速度カメラにより撮影し,衝撃波の伝播速度を算定した.衝撃波伝播速度の実験値をランキン・ユゴニオの衝撃関係式に代入することによりプラズマの圧力を取得した.第二の実験として,ゼラチンゲル中気泡核の準静的成長の観察に基づくゲル弾性の評価を行った.ガス過飽和状態にあるゲルへのナノ秒パルスレーザの集束照射により,球形ガス気泡核を生成した.物質拡散による気泡核の成長の可視化結果を,弾性体中気泡の準静的成長を記述する拡張エプスタイン・プレセットの式と比較することにより,静的条件下のゲル弾性を算定を実現した.代表研究者は,平成25年度から平成28年度の科研費(若手研究(A))の採択課題

「粘弾性体キャビテーションの時空間多重スケール解析を実現する非侵襲ハイブリッド計測」において,高粘性流体・粘弾性体中のレーザー誘起衝撃波の可視化技術を構築しており,そのノウハウを本研究課題に適用することで,おおむね計画どおり研究が進捗している.本研究課題(3年計画)では,粘弾性体におけるキャビテーション気泡の静的・動的力学特性を定量評価するための,実験・プリセット型気泡力学モデル連成による粘弾性計測法の開発を行う.パルスレーザ集束照射により生成した粘弾性ゼラチンゲル中の球形ガス気泡核のサイズを,溶存ガスの物質移動を利用し準静的に制御する.生成した気泡核を起点とするキャビテーション気泡の自由振動および超音波照射下の強制振動を高速度カメラで撮影し,気泡の動的応答に対する気泡核サイズの影響を特定する.気泡の静的・動的力学応答とプリセット型モデルの比較により,ゲル粘弾性の周波数応答を超広域に算定し,キャビテーション気泡の力学に対する粘弾性効果の定量評価を実現する.平成30年度(3年計画の2年目)では,ゼラチンゲルにおけるパルスレーザ誘起ガス気泡の自由振動の可視化,さらに理論との比較から気泡力学に対するゲル弾性の効果を定量評価した.レーザ誘起プラズマにより生成したゼラチンゲル中の球形ガス気泡の自由振動を,パルスレーザ光源と(研究1年目に購入した)高速度カメラ(最高1千万コマ/秒で撮影可)により撮影した.気泡の崩壊時間は,崩壊時に放射される衝撃圧力波のハイドロフォン計測に基づき定義した.ゼラチン濃度をパラメータとして,以上の可視化および圧力計測を行った.取得された実験データを,線形・非線形弾性体中の球形気泡の力学を記述する拡張レイリー・プリセットの式から導出されるレイリー崩壊時間と実験を比較した.実験と理論の比較から,ゼラチン濃度の上昇(すなわち弾性の増大)による気泡崩壊時間の短縮化が明らかになった.代表研究者は,平成25年度から平成28年度の科研費(若手研究(A))の採択課題「粘弾性体キャビテーションの時空間多重スケール解析を実現する非侵襲ハイブリッド計測」において,高粘性流体・粘弾性体中のレーザー誘起衝撃波の可視化技術を構築しており,そのノウハウを本研究課題に適用することで,おおむね計画どおり研究が進捗している.平成30年度(3年計画の2年目)では,ゼラチンゲルにおけるパルスレーザ誘起ガス気泡の自由振動の可視化,さらに理論との比較から気泡力学に対するゲル弾性の効果を定量評価する.レーザ誘起プラズマにより生成したゼラチンゲル中の球形ガス気泡の自由振動を,パルスレーザ光源と(昨年度購入した)高速度カメラ(最高1千万コマ/秒で撮影可)により撮影する.気泡の生成および崩壊に伴う衝撃波放射の計測に基づき,気泡の崩壊時間を定義する.ゼラチン濃度およびレーザ照射エネルギーが,崩壊時間に与える影響を評価する.線形・非線形弾性体中の球形気泡の力学を記述する拡張レイリー・プリセットの式から導出されるレイリー崩壊時間と実験を比較することにより,気泡の自由振動に対するゲル弾性の効果を定量評価する.ゼラチン濃度およびレーザ照射エネルギーをパラメータとして,線形弾性体仮定の適用範囲を特定する.平成31年度(3年計画の3年目)では,超音波照射下のゼラチンゲル中の球形気泡の強制振動に対し,プリセット型解析を適用し,高ひずみせん断下のゲル粘弾性の特定を目指す.本年度購入予定の水中超音波洗浄槽内に,パルスレーザー誘起減少により生成した球形ガス気泡核を含むゼゲル試料を設置する.前年度までに構築した光学系を用いて,気泡の強制振動を高速度撮影する.気泡核の平衡半径をパラメータとする実験を行い,微小振幅・有限振幅形振動の周波数応答を取得する.(微小振幅の)線形振動の周波数応答を,線形粘弾性体気泡に対する拡張レイリー・プリセットの式の線形解と比較することにより,ゲル粘弾性を算定する.さらに,(有限振幅の)非線形振動の時間履歴を,拡張レイリー・プリセットの式の数値解と比較することにより,気泡力学に対する非線形弾性の効果を評価する.
生体内レドックス解析に向けた革新的超偏極プローブ分子の創製

生体において酸化還元(レドックス)バランスは、エネルギー産生、情報伝達、生活習慣病、癌、老化などに関わっており非常に重要である。本研究では、生体におけるレドックス解析を目指し、生体深部での優れた解析能をもつ核磁気共鳴法と、その感度を劇的に向上させる核偏極技術を用いる核偏極分子プローブの開発を行なった。核偏極技術を用いる上で一般的に問題となっていた、高感度化維持時間の短さの問題を多様な分子構造を検討する事で、打開できる可能性を見いだした。また、核磁気共鳴分子プローブが対象をセンシングする上で重要な、センシングに伴う化学シフト変化を誘起するメカニズムに関しても候補を見つける事が出来た。本研究の目的は、生体における酸化還元(レドックス)制御を分子レベルで明らかにするために、生体深部における酸化還元状態をセンシング可能な革新的な核磁気共鳴プローブ分子を開発することである。生体内における酸化還元反応は、発生、分化、健康、疾病、老化などに重要な役割を果たしている。この生体における酸化還元状態を分子レベルで解析することができれば、未知の部分が多い生物個体での酸化還元が関与する疾患・生理機能の解明へと繋がることが期待できる。革新的な核磁気共鳴プローブ分子の開発に向けて、核磁気共鳴の感度を劇的に向上可能な核超偏極技術を用いるプローブ分子を開発することにした。しかし、一般に核超偏極によって得られる高感度化した状態(超偏極状態)は、短時間であり生体解析へ適用することは困難である。そこで平成25年度は、まず高感度化した時間(超偏極寿命)を長くすることができる構造の探索を行なった。比較的高感度化の長い15N核に着目し、種々の安定同位体化合物を合成後、高感度化時間と相関があるとされる縦緩和時間T1を計測した。T1データの蓄積や偏極緩和理論と照らし合わせることで、より高感度化時間が長くかつ導入可能な超偏極核の知見が得られた。平行して、酸化還元に関与する分子種と反応し、核磁気共鳴シグナルを変化させるプローブ分子の分子設計・合成・評価を行なった。いくつかのプローブ分子の合成終了後、プローブ分子と反応後の生成物とで化学シフト変化を比較したところ、十分な化学シフト変化が確認された。これより、プローブ分子の酸化還元反応を核磁気共鳴により解析できることが示唆された。革新的な核磁気共鳴プローブの分子の開発に向けて、核磁気共鳴の感度を劇的に向上可能な核偏極技術を用いるプローブ分子を開発する事にした。しかし、一般に核偏極によって得られる高感度化した状態(超偏極状態)は、短時間であり生体解析へ適用する事は困難である。そこで前年度(平成25年度)では、高感度化した時間(超偏極寿命)を長くする事ができる構造の探索を行ない、15N核を含む構造において、いくつか有力な候補構造が得られた。得られた候補構造をもとにしたプローブ分子候補の設計・合成にも成功した。平成26年度では、得られた候補構造をもとに、実際に核偏極実験を行なった。その結果、分子プローブの核偏極が可能である事、核偏極状態の長時間の維持が可能である事を確認できた。以上の結果から生体におけるレドックスを解析する分子プローブの可能性を示す事ができた。また、さらに核磁気共鳴センシングにおける観測核と、高感度化した核磁気共鳴シグナルを維持する核とを分けた分子プローブの設計にも取り組んだ。長い超偏極寿命をもつ15N核と、対象をセンシングする核を分ける事で、大きな化学シフト変化でセンシング可能な分子プローブが期待できる。上記のような設計戦略への19F核の適用可能性も見いだした。化学生物学プローブ分子の開発は想定より早くすすんでいる。すでにいくつかの同位体標識したプローブ分子の合成も終わり、標的を検出する上で重要な化学シフト変化も起きることを確認している。特に、観測核の候補の1つである15N核の大きな化学シフト変化を誘起する分子構造変化を発見することもできた。これは15N核の核磁気共鳴イメージング等を指向する場合や、磁場の不均一性が影響する個体サンプルを測定する際に有効に寄与することが期待できる。核偏極状態の評価が、やや遅れ気味となっている。

その理由としては、世界的なヘリウム不足から冷媒として必要な液体ヘリウムを調達できなかったため、実際の超偏極状態での測定が限られていた点が上げられる。全体としては、おおむね順調に進展していると考えている。今後は、基礎段階でのプローブ分子の基本特性を収集・改善しながら、実際の生物サンプルを用いた実証実験を行なう。得られたレドックス情報と疾患との関連性を統合的に明らかにしていく。
溶射粒子の偏平挙動に対する凝固およびぬれ性の影響解明

本研究では、溶射粒子の偏平に対する凝固および動的ぬれの影響解明を試みた。初年度は、1)偏平に対する基材熱伝導率および動的ぬれの影響解明、2)模擬実験への着手、を課題とした。初めに粒子/基材界面ぬれ条件を固定し、偏平挙動に及ぼす基材熱伝導率の影響を調査した結果、基材熱伝導率の大きい場合ほどスプラッシュ状からディスク状への偏平形態遷移温度が上昇することから、粒子偏平に対し衝突時初期凝固が大きく影響するとのこれまでの知見を裏付けた。次に、基材熱伝導率一定の下に粒子/基材界面ぬれ性の影響を調査した結果、膜金属の活性な場合ほど遷移温度が高かったことから、粒子偏平に対し動的ぬれの影響は無視できないことを明らかにした。また新規に導入した高周波誘導加熱装置による自由落下液滴の模擬実験に着手した。二年度は、1)模擬実験での液滴偏平挙動のより詳細な観察、2)溶射粒子偏平挙動のその場観察、を試みた。ただし模擬実験および実溶射実験での基材裏面からの凝固・偏平挙動のその場観察は、トリガー機構の作製が困難であり、今後の課題となった。模擬実験において液滴偏平率と各種理論曲線とを比較した結果、先進的なRangelらの推定曲線においても、なお実験値との乖離が認められ、さらなる改良の必要性を指摘した。また液滴偏平挙動のその場観察より、スプラッシュ状偏平では液滴は極めて高い加速度の下に偏平すること、またスプラッシュ状液滴の裏面は極めて多孔質な急速凝固組織であることなどから、スプラッシュ状偏平は、基材衝突直後に形成される断熱性に富む急速凝固層が液滴の温度降下を遅らせ、粘性の小さい運動エネルギに溢れる液滴が周囲にはじける現象であることを明らかにした。ただし、遷移温度近傍において偏平形態の急激に遷移する原因解明は、さらなる検討課題となった。平成6,7年度科研費研究課題「溶射粒子の偏平凝固過程における支配因子の解明」に引き続き、溶射粒子の偏平凝固過程の解明に取り組んだ。初年度である本年は、1)粒子偏平に対する基材因子として、基材熱伝導率および粒子/基材界面での動的ぬれ性の影響解明、2)粒子偏平・凝固挙動のその場観察-模擬実験、に着手した。初めに、粒子/基材界面ぬれ性の一定条件の下に粒子偏平・凝固挙動に及ぼす基材熱伝導率の影響を調査するために、金蒸着膜を形成した各種基材上でのNi粒子の偏平挙動を比較した。その結果、基材熱伝導率の大きい場合ほどスプラッシュ状からディスク状への偏平形態の遷移する遷移温度が上昇することから、粒子偏平に対し衝突時初期凝固が大きく影響するとのこれまでの知見を裏付けた。次に、基材熱伝導率一定の下に粒子/基材界面ぬれ性の影響を調査するために、SUS基材上に各種金属材料蒸着膜を形成した基材を準備し、同じくNi粒子の偏平挙動を比較した。その結果、膜金属の活性な場合ほど、遷移温度が高い傾向が認められた。加熱後の膜に対するオージェ分析の結果、膜表面は酸化されていたことから、この場合は、活性な金属ほど酸化されやすく、そのためにNiとのぬれ性が悪く、遷移温度が上昇したと考えられた。従って、粒子偏平に対し、動的ぬれ性の影響は無視できないことを明らかにした。今回導入した高周波誘導加熱装置により溶融させた自然落下粒子による模擬実験を行い、粒子衝突後の偏平・凝固過程の、高速ビデオによるその場観察を行った。

その結果、基材とのぬれ性の悪い場合には粒子は急速な薄い層状流れとして広がりスプラッシュを形成すること、などの興味深い数々の知見が得られた。現在、本実験を続行中である。昨年度に引き続き本年度は、溶射粒子偏平に対する凝固および動的ぬれの影響解明のために、1)金属液滴の自由落下模擬実験を通しての液滴偏平挙動の詳細観察、2)プラズマ溶射粒子偏平挙動のその場観察に対する予備的取り組み、を行った。ただし、自由落下実験において、基材裏面からの液滴衝突直後の初期急速凝固層の形成および同層の液滴偏平に及ぼす影響のその場観察を試みたが、衝突を検知するトリガー機構の作製が予想以上に困難であり、実観察には至らなかった。同様の事情は2)のプラズマ溶射粒子のその場観察においては、さらに困難であり、今後の検討課題となった。そこでまずは、自由落下させた各種金属液滴偏平率の系統データを集積し、Madejski理論を初めとする各種理論曲線との比較検討を行った。その結果、液滴/基材間の動的ぬれを考慮したRangelらの先進数値解析による推定曲線においても、なお実験地との乖離が認められ、さらなる改良の必要性を指摘した。次に基材温度の上昇における液滴偏平形態の遷移的な変化に対する原因解明のために、高速ビデオカメラによる自由落下金属液滴の偏平挙動のその場観察を行った。その結果、室温基材上でのスプラッシュ状偏平では、液滴はきわめて高い加速度の下に偏平することがわかった。このような高速偏平の原因解明のために液滴の縦断面組織を観察した結果、高温基材上でのディスク状液滴において微細な急速凝固組織が観察された。すなわちニュートン冷却からの予想に反し、液滴内の平均冷却速度は、高温基材上での方が高いことが判明した。室温基材上でのスプラッシュ液滴の裏面には極めて多孔質な初期急速凝固組織が認められたことから、スプラッシュ偏平は、基材衝突直後に形成される急速凝固層が断熱性に富み、液的の温度降下が遅く、粘性の小さな運動エネルギあふれる液滴が周囲にはじける現象であることを明らかにした。すでにこの成果は、国内外の雑誌等に公表済みである。ただし、遷移温度付近の特定の温度範囲で急速に偏平形態の遷移する原因解明は、さらなる課題として残された。
ナホトカ号事故における漂着重油の微生物分解

本研究はナホトカ号座礁事故により福井県三国町に漂着した重油中の高分子量多環芳香族炭化水素(HPAH)を微生物処理によって分解除去することを目的にMycobacterium sp. H2-5株を用いて実験を行った。1.漂着重油と市販C重油中のHPAHの分解H2-5株を重油を塗布したガラスビーズに無機培地と共に加えて、30°C、20日間培養した。重油中のベンツ[a]アントラセン、ピレン、ベンゾ[a]ピレン、ベンゾ[ghi]ペリレンは、上記により、漂着重油ではそれぞれ、99%、92%、60%、33%減少し、市販C重油では、それぞれ92%、99%、60%、10%減少した。2.ピレン分解代謝物について本菌によるピレンの分解液を酢酸エチル抽出し、薄層クロマトグラフィー(TLC)分析すると8個のスポットが認められた。このうちRf値が0.19付近の物質は、GPLC, Ms, H-NMRで分析した結果、ジヒドロキシナフトエ酸であると考えられた。Rf値0.35付近の物質はカテコールとよく似たRf値を示したが、H-NMRでは異なるものであった。本物質はHPLCで3ピークに分離し、そのうちの2個はUV吸収が同じ芳香族化合物と考えられた。3.漂着重油のH2-5株処理液の変異原性1.と同様な培養を60日間行い、培養物をベンゼンで抽出した後、抽出物の変異原性試験を実施した。その結果、変異原性はコントロールと変わらないか低下傾向にあることがわかった。ベンゼン抽出画分には、より有害な物質の生成はないと考えられた。また、水溶性画分には変異原性は認められず、全体として本処理による変異原性の上昇はないと考えられた。1997年1月に日本海で座礁したロシアのタンカー「ナホトカ号」から流出した重油が漂着し日本海の海岸線を汚染した。重油には種々の変異原性化合物が含まれ、その地域の魚介類や生態系への影響は深刻である。筆者は自動車排ガス等に含まれる4環以上の高分子量多環芳香族炭化水素(H-PAHs)による汚染土壌のバイオレメディエーションを目的に研究を進めてきたが、本事故をきっかけに重油中のPAHsの分解に着手した。1994年にピレン資化性細菌として分離されたMycobacterium sp.H2-5株を用いて実験を行い、以下の結果を得た。重油試料としては、福井県三国町で事故から2週間後に採取した漂着重油と市販C重油を用いた。H2-5株をピレンを唯一の炭素源として含む培地で培養し、集菌・洗浄後、重油を塗布したガラスビーズを入れたL字管に無機培地と共に加えて、30°C,20日間培養を行った。培養物をシクロヘキサンで抽出した後、ジメチルスルフォキシドにPAHsを移し、HPLC分析を行って微生物処理による各種PAHsの減少を測定した。また、それぞれの重油中のベンツ(a)アントラセン、ピレン、ベンゾ(a)ピレン、ベンゾ(ghi)ペリレンは、漂着重油1mg中にそれぞれ126,202,40,262ng、また、市販C重油1mg中にそれぞれ638,96,63,256ng検出された。上記の微生物処理により、漂着重油中のPAHsはそれぞれ、99%、92%、60%、33%減少し、市販C重油中のPAHsの減少は、それぞれ、92%、99%、60%、10%であった。両重油試料の間では、H2-5株による各PAHsの減少に大きな差は認められず、2週間の漂流中に微生物分解を大幅に妨げるような物質の生成はなかったと考えられた。

その結果、変異原性はコントロールと変わらないか低下傾向にあることがわかった。ベンゼン抽出画分には、より有害な物質の生成はないと考えられた。また、水溶性画分には変異原性は認められず、全体として本処理による変異原性の上昇はないと考えられた。1997年1月に日本海で座礁したロシアのタンカー「ナホトカ号」から流出した重油が漂着し日本海の海岸線を汚染した。筆者は4環以上の高分子量多環芳香族炭化水素(H-PAHs)による汚染のバイオレメディエーションを目的に研究を進め、ピレン資化性細菌Mycobacterium sp.H2-5株を用いて実験を行い、昨年報告したように漂着重油と市販C重油中のH-PAHsの微生物分解(30°C,20日間)を行い、それぞれの重油中のベンツ(a)アントラセン、ピレン、ベンゾ(a)ピレン、ベンゾ(ghi)ペリレンを、漂着重油ではそれぞれ、99%、92%、60%、33%、また市販C重油中では、それぞれ、92%、99%、60%、10%減少させことを示した。今回はH2-5株をピレンを唯一の炭素源として含む培地で前培養し、集菌・洗浄後、重油を塗布したガラスビーズを入れたL字管に無機培地と共に加えて、30°C,45日間培養を行った。培養物をベンゼンで抽出した後、0.2μmのミリポアフィルターを通して除菌した。現在、本抽出物の変異原性試験(Salmonella typhimurium TA 100株によるAmesらの方法を改変したプレートインキュベーションョン法)を実施すべく準備を整えている。さらに、水溶性画分の変異原性も調べる予定である。今後は石油資化性菌との混合培養処理も検討する予定である。なお、ピレンを基質とした分解生成物の解析も進めているが薄層クロマトグラフィーで分離したピレンの代謝酸化物と考えられる極性の高い2種の物質の部分精製を行い、フォトダイオードアレイを装備したHPLCの結果から、これらは逆相カラムで分離し、芳香環に由来するほぼ同じUV吸収曲線を与えることから、UV吸収に関与しない部分の構造が互いに異なる芳香族化合物であることがわかった。
次世代モバイルコンピューティングのための通信と測位を融合する通信プロトコルの研究

本研究は,小型携帯電話やIEEE 802.11, IEEE 802.15.4など様々な無線ネットワーによって,端末の場所に依存せずネットワークが形成されるモバイルコンピューティング環境において,端末の位置を測位するレイヤを新たに定義し,通信プロトコル内に組み込み,通信相手の位置を把握すると同時に通信を行う通信プロトコルを設計することを目的とした研究である.測位を実現するためには距離の測定と位置の算出する2つの手順が必要であり,これらを通信方式の各手順と融合する方法について検討した.通信と測位を同時に実行するために既存の無線マルチホップネットワークのプロトコルスタックに新たに測位を実行する機能を追加したプロトコルの全体像を設計した.設計の結果,既存のプロトコルスタックの各レイヤに新たに測位を実現するための機能を追加することで通信と測位を同時に実行可能な通信プロトコルを設計可能であることが分かった.通信と測位を融合するネットワークプロトコルとして,既存の無線マルチホップネットワークのルーティングアルゴリズムであるOptimized Link State Routing(OLSR)に,これまで筆者が提案してきたOptimized Link State Routing-based Localization(ROULA)を組み込むことで,データの配送と位置情報の設定を同時に実行するネットワークプロトコルOLSR-Lを作成した.計算機シミュレーション上で,単純に2つのプロトコルを同時に実行させる方式よりも,オーバヘッドが削減できることが確認できた.さらに,通信と測位を融合する通信プロトコルのアプリケーションとして,各ノードがターゲットを精度に測位するためにノード同士が協調する協調ターゲットトラッキングの動作を検討した.計算機シミュレーションを用いて,提案する協調ターゲットトラッキングが,各ノードが端末間の測距が障害物によって遮られた場合に,見通しのある測距を保証可能なノードが中継することで,高精度にトラッキング可能であることがわかった.本研究は,小型携帯電話やIEEE 802.11, IEEE 802.15.4など様々な無線ネットワーによって,端末の場所に依存せずネットワークが形成されるモバイルコンピューティング環境において,端末の位置を測位するレイヤを新たに定義し,通信プロトコル内に組み込み,通信相手の位置を把握すると同時に通信を行う通信プロトコルを設計することを目的とした研究である.測位を実現するためには距離の測定と位置の算出する2つの手順が必要であり,これらを通信方式の各手順と融合する方法について検討した.通信と測位を同時に実行するために既存の無線マルチホップネットワークのプロトコルスタックに新たに測位を実行する機能を追加したプロトコルの全体像を設計した.設計の結果,既存のプロトコルスタックの各レイヤに新たに測位を実現するための機能を追加することで通信と測位を同時に実行可能な通信プロトコルを設計可能であることが分かった.通信と測位を融合するネットワークプロトコルとして,既存の無線マルチホップネットワークのルーティングアルゴリズムであるOptimized Link State Routing(OLSR)に,これまで筆者が提案してきたOptimized Link State Routing-based Localization(ROULA)を組み込むことで,データの配送と位置情報の設定を同時に実行するネットワークプロトコルOLSR-Lを作成した.計算機シミュレーション上で,単純に2つのプロトコルを同時に実行させる方式よりも,オーバヘッドが削減できることが確認できた.さらに,通信と測位を融合する通信プロトコルのアプリケーションとして,各ノードがターゲットを精度に測位するためにノード同士が協調する協調ターゲットトラッキングの動作を検討した.計算機シミュレーションを用いて,提案する協調ターゲットトラッキングが,各ノードが端末間の測距が障害物によって遮られた場合に,見通しのある測距を保証可能なノードが中継することで,高精度にトラッキング可能であることがわかった.
医療施設における臭気の包括的評価と臭気対策の検討

日本人の多くは他人の臭いに対して敏感である。医療施設には疾患特有の臭気や治療処置に関する臭気があり、患者のQOLを低下させている。しかし、患者と看護師の関係性において、患者の臭気に対する看護師のアプローチは繊細である。それ故、欧米と比べて日本の臭気対策の研究は遅れている。本研究では看護学の視座から療養環境の快適性を実現するために、臭気に関する看護者の意識及び臭気対策の現状を質問紙調査にて把握した。次に、本調査の結果を参考にして医療施設内のトイレ等を調査場所に選択し、臭気環境調査を実施した。調査場所の定性、定量分析による基礎データを収集し医療施設における臭気対策手法の課題を整理した。平成25年度は、主に以下の内容を実施した.1)国内外の臭気に関する文献検討を行い,国内外の臭気に関する研究の発展性や,看護職による臭気対策への関心度,臭気対策内容の相違を考察した.2)臭気環境調査(自記式調査票による質問紙調査法)を実施した.研究対象は,調査協力の得られた病院の看護職者(ただし,一般病棟と神経・精神系病棟に所属する者とし,中央部門所属の看護職者は除外)であった.調査項目は,先行研究を参考に1基本属性,2臭いへの意識項目,3臭いの特性項目,4臭気に関する対処法項目の4点であった.データ収集方法は、調査参加の同意の得られた医療機関において,対象者に研究趣旨と協力内容を文書で説明し,調査協力依頼書及び調査票を配布した.調査票は無記名とし,返信をもって同意したとみなした.回収は,調査協力者から返信用封筒で直接研究者に返送を依頼した.データ収集期間は2013年11月2014年2月であった.分析方法は,統計的方法を用いて分析した.倫理的配慮に関しては,本学倫理委員会の承認を得た.結果,調査票依頼部数は約1,150部であり,496部を回収した(回収率43%).この調査結果を分析して,来年度の学会発表及び論文発表を行う予定である.病院環境における臭気の現状と,看護職者の定性評価が把握でき,今後の基礎資料となった.3)今後,研究過程に加えていく臭気成分分析に関して,専門の研究者との意見交換を行い,定量評価に関して有用な示唆を得た.4)臭気成分分析や脱臭対策に有効性が高いと考えられた機器を検討し,病院環境での活用が可能かを施策中である.以上,計画に則り遂行した.平成26年度は、以下の内容を実施した。1)平成25年度に実施した臭気環境調査(自記式調査票による質問紙調査法)の結果を国内の看護系学会で発表し意見交換を行った。2)国内外の臭気に関する文献検討を研究代表者及び分担者で継続し行った。3)上記1)2)の結果を国内雑誌に論文投稿し公表した。また、その論文をもとに研究協力機関とのディスカッションを行い、次年度の計画に関して検討した。4)臭気に関する専門研究者と共に病院環境において病室に発生する臭気成分の種類と頻度、成分強度、成分評価(アンモニア、硫化水素他)などについて意見交換を行い、臭気成分分析の方法について再検討した。検討結果、SPME-GCMS法、検地管法による臭気ガス評価試験をA病院でプレ実験(臭気サンプリング)した。5)協力の得られた病院環境において、本経費で購入した脱臭機を試験的に運用し、看護者や患者及び家族からその効果についての主観的な情報を得た。本研究目的に示したように、患者の快適性を視点に臭気対策を検討すると未だ不十分な様子が見て取れ、早急な対策が望まれる背景が明らかになった。病院環境には、疾患特有な臭気や屎尿臭などが混在し、特に冬季で暖房の使用時期には室内に臭いがこもり、余計に不快感を増している現状が確認できた。人間が不快に感じる臭気ではあるが、その臭気成分は微量であり定量化が難しい。また、予め、臭気成分の実験機材(SPMEファイバー)を常備しておくことが出来ず、臭気発生と測定のタイミングを合致させることが難しく、今後の臭気成分分析に関して思案を要する。平成27年度は以下の理由により,再検討および再検証を行っている.1低濃度臭気に関しての評価技術の再検討;低濃度で物性が異なる臭気成分が混合したガスを処理する場合,適した処理方法を選択することの難しさに直面している.2種類以上の処理方法を組み合わせたハイブリッド方式の適用を検討しているため.2医療環境での活用の再検討;脱臭技術に関する検証方法の安全性確保に時間を要しているため.平成28年度は,調査施設の臭気発生場所における臭気環境評価を実施し,発生する臭気ガスを特定し,さらにその臭気ガスに合った臭気低減対策を提案することを目的とした.対象場所は,同意の得られた医療施設のうち3病棟の汚物処理室及びストマ外来で行った.調査内容は,臭気環境の測定として,(1)臭気ガス強度調査を,携帯式VOCモニター(ppb)を用いて測定した.(2)臭気ガス定量及び定性調査を,NH3検知管(105SD)及びH2S検知管(120U)をセットして空気を吸引し採取した.採取量は,NH3濃度を100ml/分,H2S濃度を100ml/分として測定した.また,同時にVOC分析も行った.さらに,SPME法にて,対象施設場所の臭気ガスをSPMEファイバーにて採取し分析した.

(3)温湿度調査を,温湿度計を用いて測定した.結果,対象場所の臭気ガス濃度は7001000ppb程度と低く,強い臭気は感知されなかった.また,NH3及びH2Sガスも検知管法では濃度が低く問題となるデータは検出されなかった.VOC分析の結果,ホルムアルデヒド,アセトアルデヒドともに定量下限以上検出されたが,厚生労働省指針よりも低い結果であった.さらに,SPME分析の結果,エチルベンゼン,キシレン,シロキサン,吉草酸,脂肪酸が検出された.しかし,臭気ガス以外のもの(薬品など)もデータに現されており,対象場所に特有の臭気ガスとは言い難かった.今回の調査より,人間が臭気を感じていてもそれは環境基準を満たしており,その時(時間、季節など)の対象場所の換気量(空調制御システム),温度,湿度が主観的な臭気に影響を及ぼすと思われた.また,臭気の定性及び定量分析を実施し,その成分の質と量を把握できたことで,今後の対策への示唆が得られた.日本人の多くは他人の臭いに対して敏感である。医療施設には疾患特有の臭気や治療処置に関する臭気があり、患者のQOLを低下させている。しかし、患者と看護師の関係性において、患者の臭気に対する看護師のアプローチは繊細である。それ故、欧米と比べて日本の臭気対策の研究は遅れている。本研究では看護学の視座から療養環境の快適性を実現するために、臭気に関する看護者の意識及び臭気対策の現状を質問紙調査にて把握した。次に、本調査の結果を参考にして医療施設内のトイレ等を調査場所に選択し、臭気環境調査を実施した。調査場所の定性、定量分析による基礎データを収集し医療施設における臭気対策手法の課題を整理した。研究計画に則り、平成25年度の研究成果を看護系学会にて発表し討論を行った。しかし、その結果を基礎資料として定性評価をするにあたり、多くの難問に直面している。その一つには、主観的に強く感じる臭気であっても臭気成分が微量であり、分析するための測定機器や機材を選択することが難しいことがある。二つ目には、定性評価や定量評価を行うために検地管法やSPME法などの測定方法を検討しているが、臭気を直接採取する方法の選択に時間を要している。平成28年度は,低濃度臭気に関してのハイブリッド方式のうち,さらにその具体的な組み合わせ(例;吸着法・オゾン法・マスキング法など)を検討し,医療環境に生じている複合臭気を明らかにし、その対策を検討する.基礎看護学今後の推進方策1低濃度臭気に関しての評価技術の検討(臭気の定量評価)21の結果による予防策の検討と実施。臭気環境改善のための予防策は何か(吸着、拡散、分解、何が実際に活用できるのか)を再検討平成25年度は、研究計画にあげた1)臭気及びその対策に関する国内外の文献検討、2)臭気評価法の検討、3)調査協力を依頼する医療施設の検討、4)医療スタッフへのアンケート調査を順次行った。特に、医療スタッフへの調査結果は、平成26年度に予定する臭気対策の検討の基礎資料となる。この調査票で得られた定性評価を詳細に分析・解釈していく。平成27年度は臭気成分分析の方法を検討しており、また、主に学内会議室でのディスカッションであったため支出には至らなかった。平成26年度は、臭気成分分析にかかる費用を支出しなかったので未使用額が生じた。最終年度にあたり、低濃度及び複合した臭気の脱臭技術を検討し臭気成分分析の方向性を見出し、データの収集の経費として当てる予定である。
レトロウイルスベクターにより遺伝子改変された樹状細胞を用いたがん免疫療法の確立

マウス造血前駆細胞からレトロウイルスベクターGCDNsapにてHER2を導入したDCを作製し、この抗腫瘍効果を評価することを試みた。予防的モデルとして乳がんを自然発症するラットHER2トランスジェニックマウスに対しHER2導入DCを投与した結果、無がん期間が延長した。この際、所属リンパ節へ効率よくDCを移入できる足裏注射では、側腹部の皮下注射より強い抗腫瘍効果を発揮した。各投与経路により誘導されたHER2特異的免疫応答を比較した結果、HER2特異的CTL・Th1細胞数には差が見られなかったが、抗HER2抗体価は足裏注射群で高いことが証明された。また、免疫したマウス由来のT細胞の移入実験により、この抗腫瘍効果は腫瘍特異的CD4陽性T細胞ならびにCD8陽性T細胞の双方によって担われていることが証明された。以上から、これら抗腫瘍効果の相違はHER2特異的体液性免疫の違いによることが示され、強い抗腫瘍効果を得るためには細胞性免疫のみならず体液性免疫の効率的な活性化が重要であることが証明された。更に、治療モデルにおけるHER2導入DCの治療効果を検証した結果、HER2導入DCは治療モデルにおいても治療効果があることが証明された。我々はGCDNsapの使用により、従来のレトロウイルスベクターの欠点を克服し(Mol Ther,2006:13;301-309)、本研究によってHER2導入DCがんワクチンの有用性を証明した(Cancer Immunol Immunother,2008:57;611-622)。本研究の重要性の一つは、HER2導入DCによりトランスジェニックマウスにおける免疫寛容を破り、強力な抗腫瘍免疫を誘導できた点である。最も重要なのは、治療モデルにおいて治療効果を発揮した点である。現在まで乳がんに対してHER2ペプチドやペプチド添加DCを用いた症例に有効性が確認されていない。故に、本研究で述べられたHER2導入DCは乳がんに対する有望な治療法を提示したと考えられる。予防的モデルとして乳がんを自然発症するラットHER2トランスジェニックマウスに対しHER2導入DCを投与した結果、無がん期間が延長したことが確認された。この際、所属リンパ節へ効率よくDCを移入できる足裏注射群では、側腹部の皮下注射より強い抗腫瘍効果を発揮した。各投与経路により誘導されたHER2特異的免疫応答を比較した結果、HER2特異的CTL・Th1細胞により担われる細胞性免疫には差が見られなかったが、抗HER2抗体価は足裏注射群で高いことが証明された。以上から、この抗腫瘍効果の相違はHER2特異的体液性免疫の違いによることが示され、強い抗腫瘍効果を得るためには細胞性免疫のみならず体液性免疫の効率的な活性化が重要であることが証明された。我々はGCDNsapの使用により、従来のレトロウイルスベクターの欠点を克服し(Nabekura T, et. al.Mol Ther,13;501-509,2006)、本研究によってHER2導入DCがんワクチンの有用性を証明した。よって本研究で紹介したHER2導入DC療法は十分に臨床応用可能であると考えられる。本研究の重要性の一つは、ラットHER2トランスジェニックマウスにおける免疫寛容を、HER2免疫応答で破り、強力な抗腫瘍免疫応答を誘導した点である。従って、臨床応用の際にオルソログ抗原を導入したDCを使用する戦略が有効であると考えられる。最も重要なのは、HER2導入DCが治療モデルにおいて治療効果を発揮した点である。現在まで乳がんに対してHER2ペプチドやペプチド添加DCを用いた症例に有効性が確認されていないことから、本研究で述べられたHER2導入DCは、乳がんに対する有望な治療法を提示したと考えられる。

我々はGCDNsapの使用により、従来のレトロウイルスベクターの欠点を克服し(Mol Ther,2006:13;301-309)、本研究によってHER2導入DCがんワクチンの有用性を証明した(Cancer Immunol Immunother,2008:57;611-622)。本研究の重要性の一つは、HER2導入DCによりトランスジェニックマウスにおける免疫寛容を破り、強力な抗腫瘍免疫を誘導できた点である。最も重要なのは、治療モデルにおいて治療効果を発揮した点である。現在まで乳がんに対してHER2ペプチドやペプチド添加DCを用いた症例に有効性が確認されていない。故に、本研究で述べられたHER2導入DCは乳がんに対する有望な治療法を提示したと考えられる。
アメリカ合衆国におけるアジア系移民諸集団に関する文化人類学的比較研究

国内で6回、アメリカ合衆国で5回の研究会を開催し、理論的問題の検討、資料の分析を行なった。特に1995年2月にロサンゼルスで開催したワークショップにはアメリカ側からも多数の参加者を得て(総数45名)我々の研究の中間総括を行なうと共に、アジア系アメリカ人研究に関する国際共同研究体制の構築にむけて重要な布石となった。又、3年間の統計資料等の蓄積をふまえてデータベースの構築もすすめることができた。アメリカ合衆国における調査は、2年にひき続き、サンフランシスコ湾岸地域(シリコン・バレー中心)を行なうと共に、重点をロサンゼルス市に移してすすめた。1994年8-9月の第1次調査と、1995年2-3月の第2次調査に分けて行なった。第1次調査は小野澤、油井、原尻の日本側3名および、ウォン、イチオカ、ユ-、タカキ、オカムラのアメリカ側5名の共同研究として行なわれた。また、第2次調査は小野澤、吉原、山本(真)、山本(秦)、古田、原尻の日本側6名とウォン、イチオカ、ユ-、タカキ、オカムラ、ベフ、ホフマンのアメリカ側7名、及び、タイからスクサムランがアメリカへの渡航をし現地調査に参加し、総勢14名の共同調査として行なわれた。サンフランシスコ地域ではウォン、タカキ、ベフの全面的な協力をえてスムースに調査と資料の収集ができた。ロサンゼルス地域の調査ではUCLAのイチオカ、カリフォルニア州立大学ロサンゼルス校のユ-の現地側研究者の協力で資料の効果的な収集が可能になったばかりでなく、ロサンゼルスを中心とした地域のエスニシティ研究者達との交流が深まった。その結果としてUCLA、カリフォルニア州立大学ロサンゼルス校、南カリフォルニア大学との共催でA Pre-Conference Workshop on ContemporaryDiaspora: A Focus on Asian Pacificと題するワークショップをロサンゼルスにおいて開催することができた。この会議には45名の参加があり、25の研究発表があったが、我々のグループからは10名が研究発表を行った。そのとり組みを通して我々の調査研究の中間総括を行ない、国際的な研究者集団の前で発表できたことは大きな意義があったと考えている。更に、アメリカ側でも中国系の研究や日系の研究等については組織や学会・研究会もあるが、アジア太平洋系を横断する研究交流の場がなかったこと、特に韓国系、東南アジア系、太平洋諸島系についての研究が不足していることが参加者の間で確認され、国際共同体制の強化と次回以後の会議の継続的開催が合意された。こうした気運を盛り上げる上で本プロジェクトは重要な触媒的機能を持ったといえる。研究内容の面では、今年度新規に参加したオカムラとホフマンは、いずれも理論的な能力にすぐれ、フィリピン系と中東系という従来手薄であった分野の研究を充実させる上で大きな役割を果した。今年度の調査では、従来の民族集団内部の構造分析をふまえて、民族集団間の関係を重点課題として取り組んだ。その結果、アジア系、東アジア系、東南アジア系、上座仏教徒系、東南アジア・イスラム教徒系等の個別民族集団の枠をこえて形成されつつある諸組織と活動の状況が明らかになった。東アジア系のの中では韓国系と中国系が急速に拡大しつつあること、東南アジア系の中では、タイ系、ベトナム系の台頭がみられることについての調査、分析がすすんだ。特に東南アジア系については華人系のネットワークと宗教組織が集団形成の上で特異な機能を持っていることが解明されつつある。上記の研究成果は、報告書『アジア系アメリカ人コミュニティの比較研究』第2巻として、各研究分担者の執筆原稿をとりまとめ中であり、1-2ケ月中に刊行の予定である。更に、プロジェクト終了後も研究会を続行し、今年中に第3巻の刊行を行なう予定である。上述した国際的な研究集会、シンポジウムの継続的開催の計画については、アメリカ側から次回は日本で開催の要請もあり、別途助成等の交渉をすすめ近い将来是非実現させていきたいと思う。又、民族学会での分科会を組織する。又、本プロジェクトは3年間の期間を終えるが今後研究成果の刊行、学会発表をすすめ、第2次プロジェクトを行なうことを計画中である。

ロサンゼルス地域の調査ではUCLAのイチオカ、カリフォルニア州立大学ロサンゼルス校のユ-の現地側研究者の協力で資料の効果的な収集が可能になったばかりでなく、ロサンゼルスを中心とした地域のエスニシティ研究者達との交流が深まった。その結果としてUCLA、カリフォルニア州立大学ロサンゼルス校、南カリフォルニア大学との共催でA Pre-Conference Workshop on ContemporaryDiaspora: A Focus on Asian Pacificと題するワークショップをロサンゼルスにおいて開催することができた。この会議には45名の参加があり、25の研究発表があったが、我々のグループからは10名が研究発表を行った。そのとり組みを通して我々の調査研究の中間総括を行ない、国際的な研究者集団の前で発表できたことは大きな意義があったと考えている。更に、アメリカ側でも中国系の研究や日系の研究等については組織や学会・研究会もあるが、アジア太平洋系を横断する研究交流の場がなかったこと、特に韓国系、東南アジア系、太平洋諸島系についての研究が不足していることが参加者の間で確認され、国際共同体制の強化と次回以後の会議の継続的開催が合意された。こうした気運を盛り上げる上で本プロジェクトは重要な触媒的機能を持ったといえる。研究内容の面では、今年度新規に参加したオカムラとホフマンは、いずれも理論的な能力にすぐれ、フィリピン系と中東系という従来手薄であった分野の研究を充実させる上で大きな役割を果した。今年度の調査では、従来の民族集団内部の構造分析をふまえて、民族集団間の関係を重点課題として取り組んだ。その結果、アジア系、東アジア系、東南アジア系、上座仏教徒系、東南アジア・イスラム教徒系等の個別民族集団の枠をこえて形成されつつある諸組織と活動の状況が明らかになった。東アジア系のの中では韓国系と中国系が急速に拡大しつつあること、東南アジア系の中では、タイ系、ベトナム系の台頭がみられることについての調査、分析がすすんだ。特に東南アジア系については華人系のネットワークと宗教組織が集団形成の上で特異な機能を持っていることが解明されつつある。上記の研究成果は、報告書『アジア系アメリカ人コミュニティの比較研究』第2巻として、各研究分担者の執筆原稿をとりまとめ中であり、1-2ケ月中に刊行の予定である。更に、プロジェクト終了後も研究会を続行し、今年中に第3巻の刊行を行なう予定である。上述した国際的な研究集会、シンポジウムの継続的開催の計画については、アメリカ側から次回は日本で開催の要請もあり、別途助成等の交渉をすすめ近い将来是非実現させていきたいと思う。又、民族学会での分科会を組織する。又、本プロジェクトは3年間の期間を終えるが今後研究成果の刊行、学会発表をすすめ、第2次プロジェクトを行なうことを計画中である。国内では4回の研究会を開催し、理論的諸問題の検討、資料の交換、質問票の検討を行なった。アジア系民族集団に関するデータベースの作成も初歩的ながらすすめることができた。アメリカ合衆国における現地調査は、1992年8月の第1次調査と、1993年2月-3月の第2次調査に分けて行なった。
北海道の外来・在来樹木昆虫の地球温暖化に伴う拡大予測に関する基礎研究

北海道における地球温暖化に伴う樹木害虫被害の早期発見・対応を図る上での基盤の一つとなることを目的に、外来種の調査を行い、また、外来・在来害虫の形態的特徴・生態・被害・分布に関するデータベースを作成し、ホームページに公開した。北海道の森林生態系における地球温暖化等の環境変動に伴う異常の早期発見・対応を図る上での基盤の一つとなることを目的に、森林生態系の主要構成者である樹木を摂食する昆虫について、(ア)特に悪影響が危惧される外来種の現時点での北海道における種構成・分布域・宿主等の実態の解明、(イ)外来・在来昆虫の発生の異常性及び分布拡大を検出・評価できるよう、形態・生態的特徴、被害様式やこれまでの被害推移、並びに分布域または被害発生地域等に関するデータベースの構築を進めた。1990年代に北海道に侵入したヨーロッパ原産のイチイカタカイガラムシが函館市で確認され、ほぼ全道的に広がったことが明らかになった。本州からの侵入種と考えられるマツノゴマダラノメイガ、コブシハバチ、オオルリコンボウハバチの北海道内における宿主や生活史の知見を得た。北海道の森林・樹木昆虫のデータベースの全体構成、データベース化する内容・表示方法等を検討し、データベース化を進めた。なお、データベースはホームページで容易に閲覧できるよう、htmlファイルで作成している。最近道内で被害が確認されるようになったカンバルリチュウレンジの形態的特徴、生態等を取りまとめ発表した。樹木昆虫の被害診断に必要な幼生期や被害の写真、形態・生態に関する文献等の収集・整理を行い、既存のデータベースに掲載されている種の修正(約50種)やデータベース未掲載種の追加(5種)を行った。北海道における樹木害虫に関する19661987年までの20年分の被害報告を電子ファイル化し、害虫の種ごとに年度別の被害発生市町村・被害面積を整理した。1980年代に北海道に侵入したヨーロッパ原産のキンケクチブトゾウムシによる林業用苗木被害が国内で初めて発生した。2000年代に本州・九州で発見された北米原産のハリエンジュハベリマキタマバエが北海道内にも生息することを確認した。本州原産の国内外来種の可能性が高いナラフサカイガラムシの道内における発生を確認した。北海道の森林・樹木昆虫のデータベース化を進めた。これまで道内では被害記録がなかったニレチュウレンジの形態的特徴・生態・被害等を発表した。北海道におけるナギナタハバチ科・ヒラタハバチ科・ミフシハバチ科・コンボウハバチ科の樹木害虫について被害診断に関する形態・生態等の基礎情報、これまでの被害面積・発生地域、防除方法を取りまとめ発表した。樹木昆虫の被害診断に必要な幼生期や被害の写真、形態・生態に関する文献等の収集・整理を行い、既存のデータベースに掲載されている種の修正(約60種)やデータベース未掲載種の追加(35種)を行った。北海道における樹木害虫に関する19512007年までの被害報告の電子ファイル化を完了した。研究成果の概要研究項目1北海道における外来の森林・樹木昆虫の実態解明国外外来種では、イチイカタカイガラムシ、キンケクチブトゾウムシ、ハリエンジュハベリマキタマバエ、オウトウナメクジハバチなどの被害・分布・生態データを蓄積した。国内外来種と考えられるものについては、オオルリコンボウハバチ、コブシハバチなどの被害・分布・生態データを蓄積した。研究項目2北海道における森林・樹木昆虫のデータベースの構築ホームページ用のデータベースについて記述内容・表示方法を検討し、既存のデータベースを基に再構築し、生物学的基礎情報(宿主、生活史など)、被害様式や過去の被害推移、並びに分布域または被害発生地域などから成るデータベースを構築した。
低温比熱測定法による窒化ケイ素の粒界相の定量化と機械的特性

本研究は低温比熱測定により、窒化ケイ素の粒界相の定量化を行うという今までに例がないもので、従来の窒化ケイ素に粒界相の定量化と異なり、非破壊にもかかわらず、感度が高くその定量化が行えるという特長を持っている。本年度は当研究に使用する低温比熱測定装置の立ち上げ及び窒化ケイ素の粒界相の定量化を行った。本研究の一部は、「1991年日本セラミックス協会秋期シンポジウム」、「JFCCファインセラミックス国際ワ-クショップ92」にて発表した。現在、窒化ケイ素はその優れた特性で、実用化されつつあるセラミックス(現に自動車用エンジンの一部として既に実用化されている)であるが、粒界に存在しているガラス相が、高温における強度の低下の原因となっているが、難焼結材である窒化ケイ素の焼結には液相焼結つまり、粒界ガラス相の存在が不可欠である。実用化の一つのネックは、焼結された窒化ケイ素の品質保証の間題である。その一つの手段として粒界相の高感度、非破壊定量化が必要となってくる。しかしながら、従来の方法では粒界相の定量化は破壊せずに行うことは不可能であったが、本研究では、破壊することなく、高感度で定量化できることを確認した。通常、完全な形の結晶の比熱は低温になるに従ってデバイのT^3法則に従いゼロに近付いていくが、ガラスはこのデバイのT^3法則に従わず、低温において過剰比熱を示す。本研究は、この低温におけるガラスの過剰比熱を利用して窒化ケイ素の粒界のガラス相の定量化、また、その比熱の挙動よりどのような構造の粒界相なのかを確認できるものである。今後は、高温における機械的特性と本研究の結果との相関関係を求める。将来的には本研究の特長の一つである非破壊及び高感度で測定ができるということにより、窒化ケイ素セラミックスの実用化に向けて、多大な貢献ができるであろう。