hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非線形確率力学系の保存量・対称性概念とその応用

本研究の目的は、何らかの不確定要因を内包する現象の数学モデルとして用いられる確率微分方程式系(確率力学系)のうち、陽に解くことが困難な非線形系を対象として、系の構造や特性に深く関わる保存量・対称性の研究を行うことにある。特に研究の応用展開を意識して、それら諸概念に関連する確率系の数値近似法の開発とその周辺研究、および具体的な現象の数理モデルを対象とした確率/関数解析的な調査研究に力点を置いた。本研究の研究代表者ならぴに協力者によって得られた成果の概略は以下の通りである。(1)三澤は、確率系の持つ構造や特性を保存する数値近似スキームの作成法(合成法)を國田による解の指数表現とリー代数演算を利用して定式化し、その大局的近似誤差評価を行った。また本手法が、保存量をもつ確率系や累乗根型拡散係数をもつ危険資産モデルの数値近似に有効であることも示した。なお調査研究として、確率非線形マクロモデルや宮原のオプションモデルの数値解析、時系列のWavelet平滑近似法についても取り組んだ。(2)宮原は、非完備市場のオプション価格づけ問題に関して、原資産価格を幾何レヴィ過程で表現し、その上のオプション価格を相対エントロピーを最小にするマルチンゲール測度で与えるモデルを構築、その性質や適用可能性、データからの推定法、等を研究した。(3)清水は、生物モデルに関連した確率論的間題に取り組み、測度値拡散過程にもとづく遺伝子モデル分析、マルコフ過程の再帰時間に関するモーメント有界性と推移確率の定常分布への漸近速度との関係、正規化subordinatorからきまる離散分布のサンプリング公式、ロジスティツク過程における絶滅時間期待値の漸近挙動、等の話題について研究した。(4)橋本は関数方程式の解析とその応用に関連して、Bochner-Schwatrzの表現定理のultra超関数への拡張、FBI変換によるGrusin作用素のGevrey解析性、等について研究した。確率微分方程式で記述される系、すなわち確率力学系は不確実性を内包する系の基本モデルとして様々な分野で用いられているが、非線形系として与えられることも多い。しかしながら、一般にはそのような系を陽に分析するのは困難であり、よって何らかの形で確率系を近似的に解析するがことが必要となる。その場合、決定論的力学系における研究の流れを考慮すると、確率系においても系の有する「力学構造」に着目した近似法の研究が重要と考えられる。この観点から本研究では、系の力学構造と密接な関係にある対称性・保存量やそれらに関連する概念に基づく、新たな非線形確率系の近似解析法の開発とその応用の可能性を探ることを目的としており、代表者や分担者は本年度、課題の基礎およびそれぞれの分野における関連研究を行った。その内容と得られた成果は以下の通りである。三澤は、確率力学系の対称性・保存量概念に関する一般論を展開し、それらと密接な関係のあるLie代数概念を用いて確率的なcomposition methodと数値解析スキームを得た。同時にそれらより系の構造を保つ近似解析が可能となることを確認した。また、応用研究の可能性を探るため,非線形経済モデルの確率化や時系列データの確率的アルゴリズムによる分析法についても研究を行った。清水は、数理生物モデルとの関連でFlemming-Viot過程に代表される測度値確率確率過程の基礎研究を行った。宮原は、確率解析による非完備市場のオプション価格の理論を中心に研究し、特に[Geometric Levy Process & MEMM]価格モデルの構成とそれに関する確率的および統計的問題を整理した。

橋本は、正定値連続が有界・正のラドン測度のフーリェ変換で表されることを熱核法を用いてより一般に証明した。本研究の課題は、何らかの不確定要因を内包する現象の数学モデルとして様々な分野で用いられている確率微分方程式系(確率力学系)のうち、特に陽に解くことが困難とされる非線形系を対象に、系が保有する構造や特性が再現されうるような数値・近似解析法を開発すること、またファイナンスや生物モデルなどに現れる具体的な確率系の数値解析に適用し、その有効性を検証することである。本年度は、研究代表者・分担者が各自の担当課題研究を深化させ今後の発展方向とその可能性を探ると同時に、これまでの結果について、関連雑誌・学会・国際会議などで研究発表を行った。その具体的内容の概略を述べる。(1)三澤は、上記のような近似・数値スキームの作成法をLie代数の手法を援用して定式化し、その局所的近似評価も与えた。また本手法がn乗根型ボラティリティをもつ危険資産の数値解析に有効であることも検証した。(2)課題の応用調査研究の一環として、三澤は、「ノイズ摂動を伴う非線形マクロ動学系」の数値分析について共同研究の形で取り組んだ。(3)宮原は、「数理ファイナンス理論」に関連して、原資産価格を幾何レヴィ過程で記述し、その上のオプション価格を定めるマルチンゲール測度を相対エントロピーの最小性で決定する数理モデルを構築し、その性質、適用可能性を研究した。(4)清水は、「数理生物モデル」に関連して、マルコフ過程における再帰時間のモーメント有界性と推移確率の定常分布への漸近速度との関係、正規化subordinatorから決まる離散型分布のサンプリング公式、確率ロジスティック系における絶滅時間期待値の漸近挙動という話題について重要な結果を導いた。(5)今後の研究の発展方向とその可能性を探った橋本は、「非線形関数方程式の解析法」に関連して、ソボレフ空間の表現定理と正定値超関数への応用、パラ微分作用素と解の正則性への応用について新しい知見を得た。本研究の課題は、何らかの不確定要因を内包する現象の数学モデルとして様々な分野で用いられている確率微分方程式系(確率力学系)のうち、特に陽に解くことが困難とされる非線形系を対象に、系の構造や特性と深くかかわる保存量・対称性の研究を数値・近似解析法の観点、から深化させること、また得られた成果をファイナンスや生物モデルなどに現れる確率系の数値近似解析に適用しその有効性を検証することである。研究代表者・分担者によって本年度得られた成果の概略は以下の通り。(1)三澤は、確率微分方程式(SDE)の持つ構造や特性を保存するような近似・数値スキームの作成法-いわゆる合成法-を、系の対称性や保存量と深く関わるSDEの係数関数のベクトル場にもとづくLie代数演算を利用して定式化し、その「大局的」な近似誤差評価を与えた。(2)課題の調査研究の一環として三澤は、「ノイズ摂動を伴う非線形マクロ動学系の数値解析」、「株価等の経済時系列データのwavelet関数系による平滑近似法」について取り組んだ。
大学内保育所から見るこどもに適した「学年」のあり方に関する研究

保育所経営における、子どもの発達に適した学年編成を明らかにする。大学病院の保育を担当する人事・福祉系の事務局と院内保育園向けにアンケートを実施した。大学病院事務局は、回答率33.1%。大学病院保育園は、回答率29.8%であった。事務局アンケートではクライアント側の視点による質問を行った。年度内に一番入所が多い学齢は0歳児で次が1歳児であった。その他の学齢は中途入所が少ない。0-1歳児は4月時点で埋まってしまう、あるいは年度の早い段階に埋まる課題が見られ、子どもの誕生月が遅いと入りにくい保育所が多くみられた。0-1歳の年齢は入りにくく、一方で3歳児以上は入りやすい傾向である。0歳児を増やしたいが、経費の面やスペースの課題、将来の学年の人数があり難しいという意見が多くあった。保育所側アンケートでは、クラスの運用と編成について主に質問を行った。クラス編成の無い縦割り保育の保育所が回答の15%程度を占めた。比較的小さな保育所で3歳児までのものが多い。クラス編成をしたほうが望ましいという現場の声が多い一方で、保育スペース・園体の広さが課題であった。3歳児以降は途中退所もあるので人数が少なく合同保育になる傾向があった。0-1歳の発達に合わせた細やかなクラス分け(0歳児が2つのクラスに分かれるなど)が多くの保育所で見られた。クラスで課題になる学齢は、0歳児、2-3歳児、3歳児以上であり、発達、社会性などから見た不安が回答に上がった。また、クラス編成に合わせた保育士の配置の課題があり、1歳児、3歳児の人数の変化が大きいことが課題であった。クラスと合同保育の時間を組み合わせている保育所が多くあった。2歳未満児と間の3歳児、それ以上でのクラスのあり方の課題が見え始めてきた。年齢のみのクラス割ではなく、こどもの社会性発達性を鑑みたクラス編成と、保育士の配置の課題を整理し直す必要がありそうだ。
多孔構造体熱電素子とJoule熱再生サイクルの学理

多孔構造体の熱電素子を用いた往復流動熱交換器は,従来の熱電変換技術の通念をはるかに越えた革新的な方式である.これにより従来の熱電変換の課題とされて来た伝熱現象と電気現象の分離を可能とし,変換効率を躍進させることが出来る.本研究では往復流動式熱交換器の最適仕様を決定するための数値解析を行い,近未来的な実用化を目指し,基本となる概念,理論の構築を行った.[1]解析モデル:2対の多孔構造体熱電素子を,断熱した管内に普通の多孔構造体を挾んで温接点同士が向かい合うように設置し,両側からの弁の切り替えにより交互に常温の空気を流入し,多孔構造体内において冷却器を実現する.[2]解析で用いられる各種の物理パラメータは,測定が困難な物が多いため,それらについては推奨値を用いて対処した.解析では空隙率,往復流動の周期,空気の流速による冷却効率に対する影響等をシミュレートした.その結果従来型の熱電素子に比べ,冷却効率が上昇し,さらに,従来型では回収が困難であったJoule熱を効率的に系の外部に放出できることが明らかになった.多孔構造体の熱電素子を用いた往復流動熱交換器は,従来の熱電変換技術の通念をはるかに越えた革新的な方式である.これにより従来の熱電変換の課題とされて来た伝熱現象と電気現象の分離を可能とし,変換効率を躍進させることが出来る.本研究では往復流動式熱交換器の最適仕様を決定するための数値解析を行い,近未来的な実用化を目指し,基本となる概念,理論の構築を行った.[1]解析モデル:2対の多孔構造体熱電素子を,断熱した管内に普通の多孔構造体を挾んで温接点同士が向かい合うように設置し,両側からの弁の切り替えにより交互に常温の空気を流入し,多孔構造体内において冷却器を実現する.[2]解析で用いられる各種の物理パラメータは,測定が困難な物が多いため,それらについては推奨値を用いて対処した.解析では空隙率,往復流動の周期,空気の流速による冷却効率に対する影響等をシミュレートした.その結果従来型の熱電素子に比べ,冷却効率が上昇し,さらに,従来型では回収が困難であったJoule熱を効率的に系の外部に放出できることが明らかになった.
微分動的弾性率をプローブとする高分子濃厚系の絡み合い構造緩和に関する研究

リビングアニオン重合法を用い、ビニル含量が70%で、分子量分布の狭いポリブタジエンを分子量14万から72万の範囲で4試料調製した。本試料の側鎖ビニル基は塩化白金酸を触媒とするヒドロシリル化によりp-ビス(ジメチルシリル)ベンゼンと定量的に反応し、隣接架橋点間に絡み合い点が7つ程度含まれるような疎い分子間架橋が導入可能であることがわかった。非架橋、疎架橋試料ともに大変形下で分子鎖配置に異方性が生じるが後者では絡み合い密度は変化しない。これら非架橋線状高分子と疎架橋高分子の1段ならびに2段大ずり変形下における絡み合い構造変化ならびに緩和を微分動的弾性率をプローブとして観測した。線形条件下では、非架橋系、疎架橋系ともに微分貯蔵弾性率は応力緩和中も一定で、自然状態における貯蔵弾性率と一致した。したがって線形条件下では絡み合い構造は自然状態における構造から変化しないことがわかった。一方、ずり歪の大きな非線形条件下では、両系ともに微分貯蔵弾性率の低下を示し、疎架橋系の絡み合い構造変化の程度は非架橋系の場合の半分程度であることが明らかとなった。さらに、非架橋系の絡み合い構造変化は短時間側では非線形緩和弾性率からの予測と一致するものの、長時間側ではその予測と一致せず、非架橋系の絡み合い構造緩和速度は応力緩和速度よりもはるかに遅いが、疎架橋系の絡み合い構造緩和は全時間域で緩和弾性率からの予測と一致することが明らかとなった。また、2段変形後の絡み合い構造緩和の観測より非架橋系では2段目の変形により絡み合い構造が回復することはないが、疎架橋系では逆方向2段変形により絡み合い構造が回復することを見いだした。以上の結果、非線形粘弾性と絡み合い構造の対応関係、ならびに絡み合い構造変化が分子鎖配置の異方性と絡み合い密度減少の2つの因子によることが明らかとなった。1.シクロヘキサン中、N,N,N',N'-テトラメチルエチレンジアミンを添加し、n-ブチルリチウムを開始剤としてリビングアニオン重合法によりポリビニルブタジエンを設計分子量7万から70万の範囲で5種合成した。2.1で得た試料をキャラクタライズした結果、何れの試料でも数平均分子量はモノマーと開始剤のモル比より計算される分子量とよく一致し、分子量分布もMw/Mnが1.051.13とかなり狭く、側鎖ビニル基含量も70%設計どうりの試料が得られたことを確認した。3.これらの試料を用い、様々なずり歪での緩和弾性率と微分動的弾性率を測定した。緩和弾性率がずり歪に依存しない線形条件下では微分動的弾性率は応力緩和中も時間によらず一定で、しかも自然状態での動的弾性率と一致することを見いだした。したがって線形条件下での絡み合い構造は自然状態における構造から変化しないことが明らかとなった。ずり歪の大きな非線形条件下では緩和弾性率は長時間側では時間依存項と歪依存項に変数分離され、歪依存項はDoi-Edwards理論で説明できること、微分貯蔵弾性率は歪の増大とともに低下し、その回復は非常に遅く、大変形下では絡み合い構造が確かに自然状態での構造から変化し、変化した絡み合い構造の緩和速度は応力緩和速度よりもずっと遅いことが明らかとなった。4.p-ビス(ジメチルシリル)ベンゼンを架橋剤とし、塩化白金酸を触媒とするヒドロシリル化反応を用いて、円筒状試料成形と同時にポリビニルブタジエン(PVB)を架橋でき、しかも架橋剤量を調節することにより架橋点間分子量を定量的に制御できることが明らかとなった。

5.1から4の結果より、本研究を遂行する準備がすべて整った。リビングアニオン重合法を用い、ビニル含量が70%で、分子量分布の狭いポリブタジエンを分子量14万から72万の範囲で4試料調製した。本試料の側鎖ビニル基は塩化白金酸を触媒とするヒドロシリル化によりp-ビス(ジメチルシリル)ベンゼンと定量的に反応し、隣接架橋点間に絡み合い点が7つ程度含まれるような疎い分子間架橋が導入可能であることがわかった。非架橋、疎架橋試料ともに大変形下で分子鎖配置に異方性が生じるが後者では絡み合い密度は変化しない。これら非架橋線状高分子と疎架橋高分子の1段ならびに2段大ずり変形下における絡み合い構造変化ならびに緩和を微分動的弾性率をプローブとして観測した。線形条件下では、非架橋系、疎架橋系ともに微分貯蔵弾性率は応力緩和中も一定で、自然状態における貯蔵弾性率と一致した。したがって線形条件下では絡み合い構造は自然状態における構造から変化しないことがわかった。一方、ずり歪の大きな非線形条件下では、両系ともに微分貯蔵弾性率の低下を示し、疎架橋系の絡み合い構造変化の程度は非架橋系の場合の半分程度であることが明らかとなった。さらに、非架橋系の絡み合い構造変化は短時間側では非線形緩和弾性率からの予測と一致するものの、長時間側ではその予測と一致せず、非架橋系の絡み合い構造緩和速度は応力緩和速度よりもはるかに遅いが、疎架橋系の絡み合い構造緩和は全時間域で緩和弾性率からの予測と一致することが明らかとなった。また、2段変形後の絡み合い構造緩和の観測より非架橋系では2段目の変形により絡み合い構造が回復することはないが、疎架橋系では逆方向2段変形により絡み合い構造が回復することを見いだした。以上の結果、非線形粘弾性と絡み合い構造の対応関係、ならびに絡み合い構造変化が分子鎖配置の異方性と絡み合い密度減少の2つの因子によることが明らかとなった。
モ-デル・ヴェイユ格子の理論と,その整数論,幾何学,解析学への応用

今年度に行った研究によって得られた成果は次の通りである。1.高い階数をもつ楕円曲線の構成。モ-デルヴェイユ格子の立場から従来難解とされてきたネロンの結果('54)を解明し,有理数体上の階数が11以上の楕円曲線の無限な族を構成するアルゴリズムを確立した。さらに,実例を構成した。これは世界初の成果である。このために、当研究の交付申請書で述べた如く,高精度のパ-ソナルコンピュ-タが必要であったが,十分満足の行く成果を得た。2.モ-デル・ヴェイユ格子に付随するガロア表現の研究。この方法で,本質的に非ア-ベル的な、有理数体のガロア拡大,ならびにガロア表現が得られる。これは理論的にも非常に興味深い結果であるが,我々の方法は、実例を構成するにも適している。1.と同様,実例構成には本研究でサポ-トされたコンピュ-タが大いに役立った。ここで得られた結果は,モ-デルヴェイユ格子に関する他の結果と共に,国際数学者会議(ICM90,京都)の招待講演において公表した。3.以上のように,モ-デルヴェイユ格子の理論は既に十分豊かな内容と応用を有しているが,筆者の計画ではこれらはまだその第一段階にすぎない。標記の課題のうち,整数論への応用,幾何学(古典的な幾何,および代数幾何)への応用は既に成果を収めているが,解折学への応用は今後にまつものである。この他、より一般的な枠組で行うべき研究予定も徐々に遂行されるであろう。おわりに、当補助金による時宜を得た援助を厚く感謝したい。
MDCK細胞を用いた腎結石形成のメカニズムの解明

本研究において、in vitroでヒト腎結石のモデルを作成し、その成因をしらべることについては、ヒト腎結石に最も多くみられるシュウ酸結石を培養細胞でつくることに終始した。しかし、シュウ酸結石の作成までには至らなかった。これらのついては既にシュウ酸結石が作られる、動物実験等を同時に併用し、その代謝状態、細胞の動物への移植などで、その結果を比較できるであろう。その上で、本研究の主題とする、結石の生成の解明を進めることができると思われる。本研究で使用したMDCK細胞は、異種動物の同じ腎尿細管細胞も使用して、その違いを検討したが、リン酸カルシウム結石の生成は、MDCK細胞にのみ特異的にみられた。これは本細胞の特異的なカルシウムイオン輸送に関与すると思われる。しかしそれが実際カルシウム結石形成とどのような関わりがあるかは今後検討していかなければならない。結石の予防因子の解明については、ヒトの産婦人科領域で発見されたUITが蓚酸結石の予防と関係するのではないかと考えられた。ヒトの結石患者からの尿中のUIT濃度を測定し、また、結石形成因子の一つとして知られるosteopontin濃度もヒト結石患者の尿中で測定を行ってみたが、明かな抑制因子となるかは不明であった。また、MDCK細胞が生成する結石成分がシュウ酸カルシウムと異なり、リン酸カルシウムであるため、これらの抑制因子や、促進因子の検討は今回十分行っていない。できれば今後シュウ酸カルシウム結石を本細胞で形成するモデルを引き続き行って、これらの因子についても明にする必要がある。1.シュウ酸結石の作成:MDCK細胞における微小結石の形成はリン酸カルシウム結石であることから、ヒト腎結石のモデルとしてのシュウ酸結石の形成を試みた。培養細胞MDCK細胞の培地にシュウ酸を各種濃度のにして加え、産生された結石の分析を行ったが、シュウ酸結石の産生は確認されなかった。さらにシュウ酸の前駆物質であるアスコルビン酸、エチレングリコール、でも同様にシュウ酸結石の産生には至らなかった。なお、現在、シュウ酸の微小結晶を細胞表面と基底側に加え、その産生状態を観察中である。さらに、株化されたMDCK細胞をさらにクローニングし、その結石産生の多い株と結石産生の無いものについて、の遺伝子情報の差について検討を行っているところである。2.ラット腎細胞および正常ヒト腎細胞とMDCK細胞の比較検討:ラット腎細胞およびヒト腎細胞の遠位尿細管と思われる部分の初代培養を行い、MDCKと同様に長期に培養を行ったが、これらの細胞にMDCK細胞のような微小結石の産生はみられなかった。またこれらの細胞の細胞内外のカルシウムイオンの動態を観察したが、MDCK細胞にに比較し、カルシウムイオンの細胞頂部から基底部への移動は少ない傾向がにられ、結石を形成するMDCK細胞に特有のカルシウムイオン動態があることが確認された。3.結石形成の因子の解明と結石抑制因子の検討:結石凝集因子として知られているosteoponntin(OPN)に対してその凝集抑制物質と考えられているurinary trypsin inhibtor(UTI)のそれぞれを、ヒト結石患者の尿中より定量化した。その結果尿中OPN量は健常者に比較し、結石患者尿で増加しており、UTIは結石患者で低下している傾向がみたれた。これをもとにUTIが、MDCK培養細胞が形成する結石を抑制するかどうかを培養細胞で検討中である。1.シュウ酸結石の作成:ヒト腎結石のモデルとしてのシュウ酸結石の形成を試みた。

さらにシュウ酸の前駆物質であるアスコルビン酸、エチレングリコール、でも同様にシュウ酸結石の産生には至らなかった。なお、現在、シュウ酸の微小結晶を細胞表面と基底側に加え、その産生状態を観察中である。さらに、株化されたMDCK細胞をさらにクローニングし、その結石産生の多い株と結石産生の無いものについて、の遺伝子情報の差について検討を行っているところである。しかしこれまでの研究ではこれらシュウ酸の前駆物質を加えた培養でもやはりシュウ酸結石の形成は作成する事はできなかった。またMDCK細胞株のクローニングを行ったが結石の形成は時間の差は見られるものの、全ての株でリン酸結石の形成がみられた。これらの遺伝子情報も大きな差としては見られなかった。2.ラット腎細胞および正常ヒト腎細胞とMDCK細胞の比較検討:ラット腎細胞およびヒト腎細胞の遠位尿細管と思われる部分の初代培養を行い、MDCKと同様に長期に培養を行ったが、これらの細胞にMDCK細胞のような微小結石の産生はみられなかった。またこれらの細胞の細胞内外のカルシウムイオンの動態を観察したが、MDCK細胞にに比較し、カルシウムイオンの細胞頂部から基底部への移動は少ない傾向がみられ、結石を形成するMDCK細胞に特有のカルシウムイオン動態があることが確認された。1.シュウ酸結石の作成:ヒト尿路結石のモデルとしてシュウ酸結石の形成をMDCK細胞を用いて試みた。通常の培地ではこれまで述べてきたとおり、リン酸カルシウム結石しか形成されないことより、倍地中にシュウ酸の微小粉末、アスコルビン酸、を各種濃度で加え、MDCK細胞の培養を行った。培養3ヶ月目に、培養皿と培養細胞の間に結晶物が生成された。その結晶成分はシュウ酸成分は含まれず、リン酸結石であり、この条件下ではシュウ酸の結石の生成はみられなかった。2.MDCK細胞はイヌの遠位尿細管由来であるため、ヒト、ラットにおける同様の遠位尿細管上皮の培養を試みたが、MDCK細胞にみられるような結石は産生されなかった。これらの細胞のカルシウムイオンの変化をMDCK細胞同様に、二重培養皿でのイオン濃度の変化を検討した結果、細胞外でのカルシウムイオンの輸送には大きな差はみられなかった。しかし細胞内のカルシウムの変動を膜酵素のATPで刺激で行うと、ATP刺激により、細胞内のカルシウムの変動がMDCK細胞で大きかった。これにより、MDCK細胞の細胞膜酵素が、特に細胞内のカルシウムイオンの輸送に大きく関与していることが考えられた。3.結石形成の抑制因子の検討では、シュウ酸結石のモデルが作成できなかったため、十分な検討はできなかったが、リン酸カルシウム形成に関しては、osteopontin、あるいはUITがMDCK細胞での結石生成に大きく関与しているとは考えられなかった。
レクチン―糖相互作用を利用した低分子化合物の直接構造決定

本研究では、まず海綿レクチンCchGを精製、そしてリガンドとしてCchGとの親和性が高いラクトース(Lac)を原料として、アミノ酸と混合するだけで容易に結合するプローブ分子である1ーフルオロ-2,4-ジニトロベンゼンー5-(1ーアミノラクトシド)(LacDNFB)を合成した。次に、ラクトース、LacDNFBおよびLacDNFBとアラニンを結合したLacDNFBーAlaとCchGの共結晶の作成を試みたところ、LacおよびLacDNFBとの共結晶が得られた。これらのX線構造解析を行ったところ、ラクトースーCChG複合体の構造が得られ、ラクトースの+1位に未知分子を導入する余地があることを確認した。本研究ではレクチンと糖が強く結合することに着目し、糖プローブに結合させた小分子の構造をレクチンと共結晶させた複合体のX-線結晶構造解析を行うことで決定しようとするものである。本年度はまずレクチンとして海綿より得られたガレクチンCchGの発現を行った。その結果、大腸菌による発現系でCChGを大量に得ることに成功し、リコンビナントCchGがは天然物と同等の活性を示すことを確認した。CchGはラクトースと強い親和性を示すので、ラクトースベースとしたプローブ分子の設計と合成を行った。まず、ラクトースの還元末端にアミノ基を導入し、1-アミノラクトースを得、これに1,3-ジニトロ、4,6-ジフルオロベンゼンを反応させ(5-fluoro-2,4-dinitrophenyl)aminolactoside(FDAL)を得た。次にFDALの反応性を調べるため、アラニン、リジン、トリプトファンをそれぞれ炭酸ナトリウム存在下で反応させたところベンゼン環の5位にアミノ基の導入が確認された。しかしリジンの場合は側鎖のアミノ酸の反応も確認され2種の生成物が得られた。ピリジンを触媒として用いたところ、ピリジンがFDALに結合した化合物が得られた。FDAL-アラニンはCchGによる血球凝集を阻害したので、FDALと低分子の反応はレクチンとの親和性に大きく影響しないことが示唆され、これらの結果よりFDALは本研究に用いる糖プローブとして有用であることが示された。現在、リコンビナントレクチンの発現、精製を予定通り終えたほか、プローブの合成も終了し、3種のアミノ酸をそれぞれ効率よく結合することも確認している。従ってここまでの研究は計画通りに進んでいるが、作成されたプローブとレクチンの結合性を数値的に評価すること、さらには結晶構造解析を行うという課題が残る。また、アミノ基以外の官能基と反応性を示すプローブの合成も必要である。これらは2年目以降に実施する予定である。本研究は糖結合分子であるレクチンを用いて、それに未知物質を結合させた糖リガンドとの複合体を作成、そのX-線構造解析を行うことで、未知物質の構造を直接的に決定することを目的とした。本研究ではまず、Cinachyrella海綿属より得られたドーナッツ型の安定な4量体として結晶するガラクトース結合性レクチンCchGを精製、同時に大腸菌に発現させ、大量調整する手法を確立した。つぎに、リガンドとしてCchGとの親和性が高いラクトース(Lac)を出発分子として簡易な手法でアミノ酸等の低分子化合物をラクトシル化する反応を開発した。まず、ラクトースの1位にアミノ基を導入し1ーデオキシー1ーアミノラクトースを得、その窒素原子に2,4ージフルオロー5,6ージニトロベンゼンを反応させ、アミノ酸と混合するだけで容易に結合するプローブ分子として1ーフルオロ-2,4-ジニトロベンゼンー5-(1ーアミノラクトシド)(LacDNFB)を開発した。次に、LacDNFBおよびLacDNFBとアラニンに結合したLacDNFBーAlaがCchGに対しラクトースと同等の親和性を示すことを等温滴定法で確認した。そこで、Lac, LacDNFB、LacDNFB-AlaそれぞれとCchGの共結晶の作成を試みたところ、LacおよびLacDNFBとの共結晶が得られた。しかし、X線構造解析を行ったところ、ラクトースとCChGの共結晶の構造は得られたが、LacDNFBの結晶構造は解析できなかった。しかし、これまで推測の域を出なかったCChGとLacの結合様式を決定することに成功したことでプローブ分子設計に重要な糖結合部位の詳細な構造情報を得ることができ、今後ともさらにプローブの開発を進めてゆくことで、微量天然物の新規構造決定法の一つになりうることを確認した。現在プローブとレクチンの結合性を評価する為、等温カロリメトリーによる数値化を実施している。

今年度は、作成されたレクチンとプローブの構造解析を進める工程で目標を達成するとともに、アミノ基以外の官能基との反応性を持つプローブのデザインおよび合成を行う。水産科学糖プローブ合成の試薬、溶媒・器具そして反応生成物の機器分析等に費用を計上したが、予想以上に反応が効率よく行われたため試行錯誤による消費が抑えられたこと、さらに部局内にNMRと質量分析装置が導入されたため、測定費用が必要なくなったため費用が抑えられた。本年度は、X-線構造解析を行い本研究のコンセプトの立証を行うほか、レクチンの種類の新規プローブの合成へと発展させる予定である。従って研究費は主に消耗品(試薬、器具、クロマトグラフィー用品)、旅費(研究成果発表)、その他(論文執筆および投稿)に使用する予定である。
超高強度コンクリートの応力歪関係に与える養生条件及び加力条件の影響に関する研究

本研究は、4001000kg/cm^2の強度を有する超強度コンクリートを用いて造られた構造物中において示されるコンクリートの応力歪関係を明らかにするための基礎的資料を得ることを目的とし、圧縮加力下において最大耐力以降の歪軟化域を含めた破壊点までの特性を対象としている。この種の試験では試験機剛性と加力制御が実験結果に大きく影響を及ぼすために、初年度では試験システムの開発として、予備試験によって試験機必要剛性を定めると共に、アクチュエータ加力制御方法を採用しソフト上の改良を行った。即ち、油圧源の油量吐出速度の能力限界を解決するために制御プログラムの応答速度を高めたり、圧縮球座の回転拘束の要否の判断、初期微小変形量から破壊時大変形までの高精度計測法の開発を行った。2年度は、上記の試験システムを用いて、主に直径100mm径×高さ200mmのシリンダー供試体を対象として、各種の影響要因について実験的に検討した。すなわち、(1)コンクリートの水中・封緘・気中の3種の養生条件については、水中養生した場合に最大耐力前の剛性が高く、且つ耐力後の剛性劣化が激しい。(2)封緘から気中養生に移行する材令を変化させた場合には、封緘期間が短いほど上記の性状が若干現れやすい。(3)普通および早強ポルトランドセメントの違いの応力歪関係に及ぼす影響は顕著でない。(4)コンクリートの圧縮強度が高くなるほど初期剛性が高く、最大耐力時の歪度が大きくなり、耐力後の剛性低下が著しく激しくなる。(5)単調増加加力に対する繰り返し加力の影響は、本法の加力範囲では余り明瞭でない。(6)既往の4種の応力歪曲線推定式の中で、水中養生に関しては白井式が対応がよく、耐力劣化後の収束歪および収束応力も近似しているが、その他の養生条件には対応しない。以上の他、今後の課題として、曲げ材等の偏心応力分布における応力歪性状との対応を解明する必要性を指摘した。本研究は、4001000Kg/cm^2の強度を有する超強度コンクリートを用いて造られた構造物中において示されるコンクリートの応力歪関係を明らかにするための基礎的資料を得ることを目的とし、扱う応力歪関係は、圧縮および引張の両方向において最大耐力以降の歪軟化域を含めた破壊点までの特性を対象としている。このため試験機剛性が実験結果に大きく影響を及ぼすために、予備試験を行ってコンクリート強度に対応する必要な最小剛性を求めると共に、現有のアクチュエータの制御方法をソフトの面から改良を行った。この種の実験では加力システムのうち、油圧源の油量吐出速度の能力限界から、一般にコンリートの歪軟化域を正確に追跡することは困難であり、これを解決するために制御プログラムの応答速度を高めたり、次の加力ステップの予測方法に新しい手法を開発するなどの各種の工夫を導入することが研究計画の第1段階であったが、このソフト改良に予想以上の時間を要した。このため、現時点では本年度予定していた実験変数の一部が修了している。すなわち、この応力歪関係に及ぼす影響要因として、気温・温度・形枠の密封度など現実の施工環境に対応した養生条件を第1要因として取り上げ、材料強度管理用に用いられる標準養生・現場水中養生などと対比して両者の相違を明らかにした。

本研究は、4001000kg/cm^2の強度を有する超強度コンクリートを用いて造られた構造物中において示されるコンクリートの応力歪関係を明らかにするための基礎的資料を得ることを目的とし、圧縮加力下において最大耐力以降の歪軟化域を含めた破壊点までの特性を対象としている。このため前年度に開発したアクチュエータ制御方式を併用した高剛性試験機を用いて、主に直径100mm径×高さ200mmのシリンダー供試体を対象として、各種の影響要因について実験的に検討した。すなわち、(1)コンクリートの養生条件では水中・封緘・気中の3種の養生については、水中養生した場合に最大耐力前の剛性が高く、且つ耐力後の剛性劣化が激しい。耐力劣化後の収束耐力および収束歪は、水中養生の方が若干低くなる。(2)現場養生を考慮して封緘から気中養生に移行する材令を変化させた場合には、封緘期間が短いほど上記の性状が若干現れやすい。(3)普通および早強ポルトランドセメントの違いの応力歪関係に及ぼす影響は、明瞭には現れていない。(4)コンクリートの圧縮強度は比較にために200kg/cm^2級の普通強度を含めて検討した結果、コンクリート強度が高くなるほど初期剛性が高くなり、細大耐力時の歪度が大きくなり、耐力後の剛性低下が著しく激しくなる。(5)単調増加加力に対する繰り返し加力の影響は、本法の加力範囲では余り明瞭でないが、各繰り返し毎の応力歪関係の推移が明らかになった。(6)既往の4種の応力歪曲線推定式と対比した結果、水中養生に関しては白井式が中では対応がよく、耐力劣化後の収束歪および収束応力も近似している。しかし、その他の養生条件には対応しない。
受容体転写制御因子Ahリセプター/Arntの分子生物学的・細胞生物学的研究

Ahリセプター(ダイオキシンリセプターとも言う)はbHLH/PASドメインを持ち、ダイオキシンなどのリガントと結合するとHSP90との複合体から解離してArnt(Ah receptor nuclear translocator)とヘテロ2量体を形成して薬物代謝に関与する一群の酵素の遺伝子の転写を活性化する。bHLH/PASドメインを持つ転写因子は哺乳動物細胞ではAhリセプターとArntが最初の例であるが、その後、多くの類似構造を持った転写因子が見出され、cDNAクローニングによって、アミノ酸配列が明らかにされてきた。今年度はAhリセプター/Arntヘテロ2量体のコアクチベータ-としてCBP/P300がArntの活性化ドメインと相互作用にして働くこと、新たなbHLH/PAS因子としてmSim1,mSim2,HLF,Arnt2が得られてその構造を明らかにしたこと、Ahリセプターの遺伝子欠損マウスを作製し、Ahリセプターがダイオキシンなどによる奇型の誘導に関与していることを明らかにしたことなどである。ELAが薬物によるCYP1A1遺伝子の誘導に抑制的に働くことから、CBP/P300がAhリセプター・Arntヘテロ2量体の仲介因子として働くことが予想された。CBP/P300のCREB結合部位とArntの活性化ドメインが直接に相互作用する事がtwo hybrid法、抗体による共沈法によって確認された。さらにCBP/P300を添加することによってAhリセプター/Arntによる転写誘導活性がさらに上昇することが明かとなった。RT-PCR法とArntをbaitにしたtwo hybrid法によってbHLH/PASタンパク質のスクリーニングをした結果、ショウジョウバエのSimに類似のmSim1,mSim2の他に、Arntに類似で神経管に特異的に発現するArnt2,低酵素状態でEpo遺伝子の発現調節因子として報告されているHF-1αに類似しているHLF(HLF-1αlike factor)のcDNAを単離して、その塩基配列を決定した。Arnt2の機能は現在、遺伝子欠損マウスを作って解析するために、そのベクター作製している。HLHはVEGF遺伝子の転写活性化や血管新生などに働いている可能性が示されている。今後は低酸素でこの因子が活性化される仕組みと機能について詳細な解析をおこなう予定である。Ahリセプター欠失マウスは東大・医科研・勝木教授との共同研究で作製し、現在ダイオキシン投与による胎児の催奇形性について検討しているが、この過程にAhレセプターが関与していることが示されつつある。Ahリセプター(ダイオキシンリセプターとも言う)はbHLH/PASドメインを持ち、Arntとヘテロ2量体を形成して転写を活性化する因子である。今年度は主として機能ドメインの決定、転写におけるSp1との相互作用、Ahリセプター類似転写因子の探索を行った。機能ドメインの決定においてPocllingerのグループは主としてPAS領域の機能の検討を行い、我々は転写活性化ドメインの決定を行った。

PASドメインはヘテロ2量体形成、HSP90との結合、リガンドとの結合に関与していることが明かとなり、転写活性化ドメインはAhリセプターではC末端側に少なくとも2ヶ所、ArntはC末端から約30アミノ酸部分に存在することが明かとなった。またCYP1A1遺伝子の転写活性化にはもうひとつの転写制御配列BTEに結合するSp1とAhR/Arntのヘテロ2量体は相互作用をして、各々の制御配列への結合力を強めることが分かった。この相互作用にはSp1のZnフィンガー部分とAhR/ArntのbHLH/PAS領域が関与していることが明らかになった。ショウジョウバエの中枢神経の発達に重要な役割を果たすSimもbHLH/PASドメインを持つ転写因子であるがcDNAクローニングの結果、構造的によく似た2つのcDNAがマウスの胎児のライブラリーより得られた。更にArntと類似のタンパク質をコードするcDNAも得られて、このbHLH/PASの新しいモチーフを持つ転写因子は一群のファミリーを形成することが分かってきた。更にマウスの発生において、Ahリセプターも含めてこれらの因子は特徴的な発現パターンを示したので、器官形成などに重要な役割を果たしていることが考えられた。Ahリセプター遺伝子の欠失マウスも得られているのでホモ接合マウスを作製して詳細な機能の解析を行う予定である。Ahリセプター(ダイオキシンリセプターとも言う)はbHLH/PASドメインを持ち、ダイオキシンなどのリガントと結合するとHSP90との複合体から解離してArnt(Ah receptor nuclear translocator)とヘテロ2量体を形成して薬物代謝に関与する一群の酵素の遺伝子の転写を活性化する。bHLH/PASドメインを持つ転写因子は哺乳動物細胞ではAhリセプターとArntが最初の例であるが、その後、多くの類似構造を持った転写因子が見出され、cDNAクローニングによって、アミノ酸配列が明らかにされてきた。今年度はAhリセプター/Arntヘテロ2量体のコアクチベータ-としてCBP/P300がArntの活性化ドメインと相互作用して働くこと、新たなbHLH/PAS因子としてmSim1,mSim2,HLF,Arnt2が得られてその構造を明らかにしたこと、Ahリセプターの遺伝子欠損マウスを作製し、Ahリセプターがダイオキシンなどによる奇型の誘導に関与していることを明らかにしたことなどである。E1Aが薬物によるCYP1A1遺伝子の誘導に抑制的に働くことから、CBP/P300がAhリセプター・Arntヘテロ2量体の仲介因子として働くことが予想された。CBP/P300のCREB結合部位とArntの活性化ドメインが直接に相互作用する事がtwo hybrid法、抗体による共沈法によって確認された。さらにCBP/P300を添加することによってAhリセプター/Arntによる転写誘導活性がさらに上昇することが明かとなった。RT-PCR法とArntをbaitにしたtwo hybrid法によってbHLH/PASタンパク質のスクリーニングをした結果、ショウジョウバエのSimに類似のmSim
グローバルデータベース構築に関する検討

1.本研究の目的は、国際的・学際的に利用可能な地理情報システムを開発し、これを用いて近代化に伴う環境変化の諸要素・諸因子を整理分析するための具体的方法を検討することである。合宿等による二度にわたる検討会を実施することで、我々はIGBPやHDGCPの主旨に沿う三つの基本的視点を設定した。(1)現在の環境は過去の人間活動の集積であり、環境変化は近代化と表裏一体の関係にある。(2)過去の人間活動の記録は、土地利用、地形改変、水域改変などに残されている。(3)これらを時間・空間的に整理しデータベース化することが、現在および近未来の環境問題の研究に必要である。2.以上のような視点に基づき、次のような研究を行なうことを計画した。(1)国際地理学連合と協力し、地理情報システムを構築する。(2)主として日本の明治以降の土地利用、地形・水域などの変化、および国土の基礎的な自然環境を説明するための要素を地理情報システムに収める。(3)主として明治以降において、土地利用、環境変化をもたらした地域経済活動、技術的背景をデータベース化する。(4)地理情報システムにより、上記(2)、(3)を中心に総合的に分析するとともに、資料・成果を地図化する。(5)海外における土地利用についても分析する。3.一連の研究計画を実行に移すため、平成2年度発足重点領域研究「近代化による環境変化の地理情報システム」の科学研究費補助金申請を文部省に対して行なった。
木造密集市街地における事前復興まちづくりへの総合支援システムの開発

本研究全体は佐藤滋が統括し、以下の3つの研究チームの有機的な協力関係により実施した。研究対象事例地区は大都市圏の防災的観点から深刻な問題を抱かえている木造密集市街地で、これまでなんらかのまちづくりの実践が進められている市川南地区、向島地区を主要な対象とした。研究は以下の3チームにより進めた。A:「自律更新のプロセスモデルの作成チーム」B:「事前復興まちづくりシミュレーションゲーム・システム開発チーム」C:「インタラクティブな事前復興シミュレーション・システムの開発チーム」それぞれの地区で将来像とそこに至るシナリオを想定し、まちづくりシミュレーションを行い、地域社会と市街地の像がどのように変化していくのかをシミュレーションする方法を以下の通り開発した。1)調査対象地区で、住民・地権者の研究協力チームを組織し、ワークショップ方式でシミュレーションゲームの前段にあたるものであり、実践をとおしてシナリオ分析的なシミュレーションを行った。2)模型とコンピュータ上での3次元データ処理を併用して行うまちづくりシミュレーションゲームの開発に取り組んだ。対象地区において、このゲームと前年のまちづくりプロセスシミュレーションシステムを組みあわせて、地区レベルでの市街地像を表現するシステムを開発した。3)市川南地区、向島地区で開発したシステムを現地で応用する社会実験を進め、事前復興まちづくりのための総合的な支援システムをHPとして公開した。4)以上をとおして、住民・地権者により共有され望ましいと評価された、住民・地権者主体による事前復興まちづくりへの総合支援システムの有効性を検証した。本年度の目標は、第一に、対象地区における過去20年間の建築更新の実態を調査し,その分析からそれぞれの地域における建築・都市空間類型を抽出し,自律更新シミュレーションの基本システムを構築すること、第二に、それぞれの調査地区において住民・地権者を含めた組織を作り,これらを基礎に事前復興まちづくりの空間イメージの試作と、を共有するための支援システムのフレームの確立である。第1に関しては、都内の8地区を対象に「多様な建築と都市空間の組み合わせによる木造密集市街地の構成単位類型」として,「構成要素とその組立システム(以後,都市・建築類型の構成システム,とする)」という観点で分析し,「都市建築類型データベース」を試作している。ここに集積された建築類型とその構成システムは,自律更新シミュレーションゲームにおいて,住民,地権者主体の更新を想定するときの基本ユニットとなる。第2に関して、墨田区向島、品川区戸越地区、葛飾区を対象に、まちづくりをゲームのプロセスを通して表現する「まちづくりシミュレーションゲーム」を試作した。建築類型データベースを組み込んだ100分の1程度の縮尺の詳細な模型を参加者が実際に動かしながらシミュレーションを進め,これを同時に,コンピュータ上でシミュレーションするシステムの基礎を開発している。そして、汎用性のあるシミュレーションデザインゲームのツールを木製のパーツで試作した。墨田区向島地区を対象に、地区の範囲で将来像とそこに至るシナリオを想定し,各種のシナリオを想定しまちづくりシミュレーションを行なった。災害の事前復興を前提にほぼ20年間で進みうる市街地の像を想定する方法と,これらに対応する市街地の性能・構成,建築用途の変化などを織り込み,地域社会と市街地の像がどのように変化していくのかをシミュレーションする方法をおこなった。1)調査地区での事前まちづくりのシナリオ検討調査対象地区で,住民・地権者の研究協力チームを組織し,ワークショップ方式で,事前復興シミュレーションゲームの前段に当たるものであり,実践をとおしてシナリオ分析的なシミュレーション方法を開発した。2)防災生活圏の単位での事前復興シミュレーションを組み込んだデータベースの試作模型とコンピュータ上での3次元データ処理を併用したまちづくりシミュレーションゲームの結果を前年のまちづくりプロセスシミュレーションシステムを組み合わせて,地区レベルでの市街地像を表現するシステムを開発した。このシステムは,物的,社会的な地域特性と密接に関連するものであり,それぞれの地区における実践の比較検討により,さまざまな地域特性に対応できるシステムである。そしてこれらをプロジェクト志向のデータベースとして公開した。本研究全体は佐藤滋が統括し,以下の3つの研究チームの有機的な協力関係により実施した。

研究対象事例地区は大都市圏の防災的観点から深刻な問題を抱えている木造密集市街地で,これまで何らかのまちづくりの実践が進められている市川南地区、向島地区を主要な対象とした。研究は以下の3チームにより進めた。A:「自律更新のプロセスモデルの作成チーム」B:「事前復興まちづくりシミュレーションゲーム・システム開発チーム」C:「インタラクティブな事前復興シミュレーション・システムの開発チーム」それぞれの地区で将来像とそこに至るシナリオを想定し,まちづくりシミュレーションを行ない,地域社会と市街地の像がどのように変化していくのかをシミュレーションする方法を以下の通り開発した。1)調査対象地区で,住民・地権者の研究協力チームを組織し,ワークショップ方式で,シミュレーションゲームの前段に当たるものであり,実践をとおしてシナリオ分析的なシミュレーションを行った。2)模型とコンピュータ上での3次元データ処理を併用して行うのがまちづくりシミュレーションゲームである。対象地区において,このゲームと前年のまちづくりプロセスシミュレーションシステムを組み合わせて,地区レベルでの市街地像を表現するシステムを開発した。3)市川南地区、向島地区で開発したシステムを現地で応用する社会実験を進め,事前復興まちづくりのための総合的な支援システムをHPとして公開した。4)以上をとおして,住民・地権者により共有され望ましいと評価された,住民・地権者主体による事前復興まちづくりの目標像を地域性に応じて表現し,木造密集市街地における事前復興まちづくりへの総合支援システムの有効性を検証した。
高齢者用サービスロボットの製作

前年度は,食事の下膳作業として残飯を含んだ食器をテーブルから台所まで運搬移動する生活支援ロボットの基本モジュールを製作した。今年度は,ロボットを高齢者のいる家庭に設置して不都合な点を見出す実験を行い,高齢者に優しいロボットの形態、動作などを検討した。ロボットには地図をあらかじめ与えておき,移動途中における壁や家具に貼り付けたランドマークを確認して移動するナビゲーション方法を用いた。外界センサーとしては,カメラ・光ジャイロセンサー・超音波センサー・タッチセンサーを併用した。高齢者は残飯と食器をロボットのトレイに置き、音声命令を与えてロボットに作業開始を指示する。ロボットは台所まで食器と残飯を運び流し台の洗い桶に置く。その後,ロボットは所定の位置に戻る。必要に応じてロボット上のパソコンと高齢者が用いるパソコンとは無線で通信可能となっている。この一連の動作を通じて,高齢者用ロポットのインターフェースのあり方と周辺機器、家庭に必要な設備について考察した。具体的な結果は,以下の通りである。1.本ロボットは病院で用いられている食事運搬車の形をしているので高齢者は特に違和感を感じなかった。高齢者にとっては、形状の差異よりロボットがどのような動きをしているかを認識できたほうが安心できるロボットといえる。本実験ではロボットの作業状況をデスプレイ上で高齢者が確認する手法を用いた。2.実際の家庭ではロボットが狭い空間で動く場合が多く、現状の二輪駆動ではなく全方向に移動できる駆動方式が必要である。3.電力消費量が多く実用上はバッテリーに自動充電できるシステムが必須と考える。本研究の目的は、食事下膳作業を遂行するロボットを高齢者の家庭に実際に導入した時、どのような問題が生じるかを明らかにすることである。本研究の今年度の実施結果は次の通りである。1.下膳用の機構とそれを載せて走る台車を製作し、自立走行するためのナビゲーションシステムを構築した。ノートパソコン、プログラマブルコントローラ、及び当初予定していた空気圧で動くエンドエフェクタの代わりに電動式の食器配置トレイセット装置を移動ロボットに取り付けた。2.主な外界センサとして小型カメラ、光ジャイロセンサ、超音波センサ、タッチセンサを使用した。ロボットの通路にある壁や家具に記号を張り付けてランドマークとして配置した。このマークのカメラによる認識は10cm/secでロボットを走らせて可能である。また移動ロボットは3cm程度の段差は乗越えることができる。3.高齢者の意思伝達には市販の音声認識ソフトを用いた。あらかじめ音声登録する必要があるが、コマンドの誤認識は非常に少ない。また高齢者が移動中のロボットをディスプレイで確認できることにより、安心感を増すようにした。次年度は高齢者の居る家庭に(今年度は予定者の引越しのため不能)にロボットを設置し実験する予定である。また、物体把持用のマニピュレータを製作する予定である。
室内化学物質空気汚染の解明と健康居住空間の開発

精密室内気流模型を用いて風速分布・濃度分布を詳細に測定し、化学物質放散・拡散・吸脱着現象等のモデルに基づく数値シミュレーションの有効性を検証した。模型実験は、小型デシケータと境界層流精密制御型チャンバー実験を行った。小型デシケータ実験は内部拡散支配型材料を対象とし、吸脱着を考慮した揮発性有機化合物(VOC)有効拡散係数を同定した。境界層型チャンバー実験と対応する数値解析は、特に低Re型k-εモデルを用いて、チャンバー内部の流れ場・濃度場を詳細に3次元乱流解析を行い、揮発性有機化合物の物質伝達率を同定した。この境界層型小型Test Chamberを用いて室内汚染濃度低減の目的で使用されるパッシブ吸着材の性能試験法に関して考察を行うとともに、パッシブ吸着材の吸着性能を評価する指標を提案した。フタル酸エステルやリン酸エステルは可塑剤や難燃剤等の目的で、壁紙材・床材など室内の内装材の中に大量に使用されており、沸点は260400°C範囲の準揮発性化合物(Semi-Volatile Organic compounds : SVOCs)に分類されている。このSVOCは、一部内分泌撹乱作用、発ガン性或いは神経毒性を示す物質もあり,沸点が高いにも関わらずガス状物質としての室内空気中の存在が指摘されている。沸点が260400°Cの準揮発性化合物(Semi-Volatile Organic Compounds : SVOCs)の放散量の測定をテストチャンバー法により室内常温で行うとした場合、SVOC成分はチャンバー内壁に吸着してしまうため、VVOCやVOC成分と同様な方法で正確な放散量を求めることは極めて困難である。チャンバーごと建材等を60100°Cに加熱して測定を行うスクリーニング法もしくは加速試験法はSVOCs成分のチャンバー内表面への吸着をある程度防ぐが、室内環境条件を無視した結果となってしまう。室温における建材等からのSVOCs放散量を正確に測定する為、著者らはチャンバー法で測定後、建材等を取り除いたチャンバーを不活性ガス(He)雰囲気下で高温加熱し、チャンバー内に吸着しているSVOC成分を加熱脱着することにより室内環境条件下での建材等のSVOC放散量を測定するチャンバー内吸着・加熱脱着法を提案した。フタル酸エステルやリン酸エステルは可塑剤や難燃剤等の目的で、壁紙材・床材など室内の内装布の中に大量に使用されており、沸点は260400°C範囲の準揮発性化合物(Semi-Volatile Organic Compounds : SVOCs)に分類されている。このSVOCは、一部内分泌攪乱作用・発ガン性或いは神経毒性を示す物質もあり、沸点が高いにも関わらずガス状物質としての室内空気中の存在が指摘されている。

フタル酸エステルやリン酸エステルは可塑剤や難燃剤等の目的で、壁紙材・床材など室内の内装材の中に大量に使用されており、沸点は260400°C範囲の準揮発性化合物(Semi-Volatile Organic compounds : SVOCs)に分類されている。このSVOCは、一部内分泌撹乱作用、発ガン性或いは神経毒性を示す物質もあり,沸点が高いにも関わらずガス状物質としての室内空気中の存在が指摘されている。沸点が260400°Cの準揮発性化合物(Semi-Volatile Organic Compounds : SVOCs)の放散量の測定をテストチャンバー法により室内常温で行うとした場合、SVOC成分はチャンバー内壁に吸着してしまうため、VVOCやVOC成分と同様な方法で正確な放散量を求めることは極めて困難である。チャンバーごと建材等を60100°Cに加熱して測定を行うスクリーニング法もしくは加速試験法はSVOCs成分のチャンバー内表面への吸着をある程度防ぐが、室内環境条件を無視した結果となってしまう。室温における建材等からのSVOCs放散量を正確に測定する為、著者らはチャンバー法で測定後、建材等を取り除いたチャンバーを不活性ガス(He)雰囲気下で高温加熱し、チャンバー内に吸着しているSVOC成分を加熱脱着することにより室内環境条件下での建材等のSVOC放散量を測定するチャンバー内吸着・加熱脱着法を提案した。