hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
平滑筋細胞増殖由来血管系レドックス恒常性破綻を抑制する動脈硬化症予防薬の探索

そこで、平成24年度では前年度で認められたgrowth factorならびにcell cycle関連遺伝子によるEC-SOD発現調節に及ぼす影響を各遺伝子関連シグナルの阻害剤ならびにsiRNAを用いることにより、FCS処理によるEC-SOD発現調節機構を検討する。また、動脈硬化症発症・増悪過程において、単球由来マクロファージの関与の重大性が指摘されているが、VSMCsとマクロファージとの共培養系におけるEC-SOD発現変動の詳細は解明されていない。そこで両細胞の共培養系を用いて、前年度の研究において発現量の変動ならびにEC-SOD発現制御への関与が認められたgrowth factorならびにcell cycle関連遺伝子、TNF-aなどの炎症性サイトカインに着目しクロストーク機構の詳細を検討する。さらに、VSMCs増殖過程におけるEC-SOD発現低下を抑制する化合物を手がかりに、新規動脈硬化症予防薬の探索を行う。細胞増殖抑制作用を有することが報告されており、抗ガン剤としての有用性が期待されている4-phenyl butirateおよびトリコスタチンAを候補化合物として新規動脈硬化症予防薬の探索を行う。前年度と同様に、実験を遂行するために必要となる設備・備品は研究室ならびに大学の共同実験施設の現有品を用いるため、次年度の研究費は培養細胞、培養器具、試薬類、実験成果を発表するための学会出張費(旅費)の他、通信費、英語論文校閲費、投稿料として使用する。
反転授業のためのプログラミング言語学習用例題自動生成システムの研究

プログラミング言語学習においては、一般に、大量の例題を行うことで学習効果を高めることができる。本研究では、プログラミング言語学習を反転授業に適用した際に必要となる例題作成を、webベースで自動生成できるシステムの開発を行った。対象として、初級者向けのC言語の学習に加え、並列プログラミング環境のCUDAとOpenMPの学習を対象としたシステムの開発も行い、パワーポイントに音声合成をつけた電子教材を組み合わせて評価した。評価の結果、文法的理解を深めるツール及び意味論的理解を深めるツールに加え、両者を統合した穴埋め形式のツールを用いることで、学習効率が改善できることが確認できた。プログラミング教育においては文法のような知識習得だけでなく,実際にプログラムを作成する体験がその理解には重要となる.そのために,テンプレートとランダム要素によるC言語の例題自動生成ツールの作成と,MOOCを用いた実証実験環境の予備的な実装を行い,評価を行った.具体的には,反転授業の事前学習のような自習環境におけるプログラミング教育における例題プログラミングを, 1)文法理解のためのプログラムデバッグ問題(文法的理解), 2)プログラム意味理解のための出力推定問題(意味論的理解),の2要素に集約し,その例題をテンプレートから自動生成するwebアプリケーションをPHP言語を用いて開発した.さらに,簡易的なMOOCと組み合わせた実験環境を構築し,その評価により一定の効果を確認した.評価対象として,数値積分を実装するC言語プログラミングの学習を用い,そのためのMOOCには,パワーポイントで作った資料から音声合成した音声を付加したコンテンツを利用した.評価においては,バグを含むプログラムからバグを指摘する問題を,例題自動生成ツールを使用する前と後で実施し,その効果を検証した.その結果,文法的理解に関しては効果が確認されたが,意味論的理解に関しては十分な結果を得られなかった.そこで,学習時間全体は変えずに,意味論的理解のための学習時間を増やし,文法的理解の学習時間を減らすことにより再実験をしたところ,文法的理解の効果はそのままで,意味論的理解の効果を高められることが分かり,学習時間の比率の重要性が確認できた.また,関連して,魔方陣パズルを用いた小学生用算数学習ソフトを,Jetson TK1を用いたシステムを構築し,pythonで実装し,その評価を行った.当初のスケジュールの通りに進められている.懸念事項としては,意味論的理解を深めるための例題の自動生成に工夫が必要なことであり,平成28年度で検討する.プログラミング言語の学習においては、一般に、大量の例題を行うことで学習効果を高めることができるが、テンプレートとランダム要素による自動生成ツールの利用が有効であると考えられる。昨年度までのC言語に対するwebアプリケーションだけでなく、新たに、並列計算用のプログラミング環境の学習のために、GPU環境向けツールのCUDAと、共有メモリ環境向けツールのOpenMPに対する自学学習用webアプリケーションを作成するとともに、それぞれのツールに対して、MOOCに相当する学習コンテンツをパワーポイントとSTORM Makerにより作成した。これらの学習効果を確認するための簡易な実験を行い、一定の学習ツールの効果は確認できたが、さらに効果を高める必要があることが分かった。そこで、学習用webアプリケーションとして、従来は、文法的理解と意味論的理解のそれぞれに対するツールを用いていたが、それらに加えて新たに、両者と統合した穴埋め形式の学習用webアプリケーションを開発した。これは、学習効果の改善を図るために、プログラムの一部を空欄としたものを提示するとともに、実行結果を提示し、学習者にその結果になるようにプログラムの一部を考えてもらうものである。学習者は文法の理解とともにプログラムの意味理解の確認も同時に行えるものとなっている。、さらに、プログラミング言語学習用例題自動生成のための機械学習アルゴリズムの基礎検討のため、動画像の時系列データを周波数に着目して前処理としてフーリエ変換を行ったのち、階層クラスター分析を行った。その結果、上級者と初心者の分類はある程度可能であることが確認できた。学習対象をスクリプト言語だけではなく、喫緊の課題と考えられる並列プログラミングツールを対象とする部分を追加する変更は行ったが、開発に関しては順調に進んでいると思われる。平成28年度に行った、穴埋め形式の学習用webアプリケーションに関して、並列計算用のプログラミング環境の学習に適用し、その効果を確認した。今回の実験では、学習ツールで学習をする前後での理解度テストの比較をし、穴埋め形式(統合的な)のツールの有無の効果を予備評価した。評価においては、1) MOOCによる事前学習(STORM Makerで作成)、2)チェック1、3)学習ツールの使用(2種もしくは3種)、4)チェック2、のステップで行った。文法的な理解に関しては、穴埋め形式のツールの有無に係わらず、学習ツールの使用後の理解度は向上していた。意味論的な理解に関しては、穴埋め形式がない場合は向上が見られなかったが、穴埋め形式を追加することで、理解度も深まった。穴埋め形式は学習者にとって平易なもの、何度もトライできるものであり、プログラム全般的な理解を急速に深めるものと考えられ、初学者にとっては有効なものであると思われる。また、CUDAとOpenMPに対する評価も行い、3種の学習ツールを用いることの効果を確認した。なお、CUDAにおける文法的理解はOpenMPに比べて低いが、これは、CUDAプログラミングにおいて使用されるキーワードの長さの違いと推察され、すぐには習熟度は高まらないと思われる。さらに、プログラミング言語学習用例題自動生成のための教材提示システムの基礎検討のため、テキストを順次提示してスマートフォンでもまとまった量の文書を容易に読むことができるソフトウェアを開発し評価した。

今後の課題としては、OpenMPやCUDAに関する学習ツールおよびMOOCの充実とともに、初級者だけではなく中級者にも利用できるような高度なレベルの学習ツールの作成や、他のプログラミングフレームワーク(AVXやMPIなど)や他のプログラミング言語(Javaなど)への展開を行う必要がある。プログラミング言語学習においては、一般に、大量の例題を行うことで学習効果を高めることができる。本研究では、プログラミング言語学習を反転授業に適用した際に必要となる例題作成を、webベースで自動生成できるシステムの開発を行った。対象として、初級者向けのC言語の学習に加え、並列プログラミング環境のCUDAとOpenMPの学習を対象としたシステムの開発も行い、パワーポイントに音声合成をつけた電子教材を組み合わせて評価した。評価の結果、文法的理解を深めるツール及び意味論的理解を深めるツールに加え、両者を統合した穴埋め形式のツールを用いることで、学習効率が改善できることが確認できた。当初のスケジュールにしたがって進めるので大きな変更は予定していないが,意味論的理解を深めるための例題の自動生成の新しい手法の開発を追加して実施していく.当初のスケジュールに従って、作成しているシステムの実証実験的な評価を行っていくが、当初予定していなかった新しい学習ツールの追加が期間内に行えるよう、研究を加速していく。並列処理平成27年度にはプログラミング言語学習用MOOCの調査を行うところまでの予定であったが、先に実装・評価などを進めたので、そのための国内学会への出張を2回ではなく1回にとどめた。平成28年度では成果を公表するための機会を増やしたが、国内学会での発表が少なかった。また、MOOCコンテンツの作成を急ぐために、新規のツールではなくを既存のものでまかなうこととした。実験の結果の評価を進め、実験結果を発表する機会を増やし、成果の公表に努めることとする。必要なツールの準備などを行って上で実証実験の環境を予定通り構築し、成果発表を十分行ない、研究の完成に努めることとする。
高温高圧水-アルコール系のマクロ物性挙動の支配因子探索に基づく新規反応溶媒設計

高温高圧条件の水-アルコール混合系は新規反応溶媒としての利用が期待される.本研究では,プロセスの開発・設計に必要となる高温高圧条件の密度・粘度データの測定を行った.これまでに当研究グループで開発した装置を改良し,350°Cー40MPaまでの水ーメタノール,水ーエタノール,水ーn-プロパノールの密度・粘度を高精度で測定することに成功した.また,測定した密度データを反映させた分子動力学計算を行い,密度・粘度を始めとするマクロ物性と,ミクロ物性との関係を明らかにした.さらに,Eyring理論に状態式および混合則を組み合わせることで,密度・粘度を高温高圧条件まで連続的に相関することに成功した.亜・超臨界領域を含む高温高圧水を利用した反応では,通常の水や有機溶媒では得られない特性が得られるため,新規反応溶媒としての利用が検討・実用化されている.この高温高圧水に溶質としてアルコールが加わった場合,溶質まわりの局所的な環境とバルクの環境の間で密度や組成が大きく異なるという溶媒和現象(クラスタリング)が観察されることが知られており,これは溶質と溶媒の大きさ,形,相互作用力,極性などの違いに起因する.この現象は,適当な共溶媒を超臨界水中に添加することにより,局所的な性質を調整することができる新規反応溶媒としての利用が可能であることを意味している.高温高圧下における水-アルコール混合系を反応溶媒として使用するためには基本的な熱力学物性である密度や粘度の知見が必要となるが,組成依存性まで着目したものはメタノールでも250°C以上の温度域では報告は皆無であり,粘度においては75°C以下の温度域の報告に限られる.そこで本研究では短鎖アルコール水溶液を対象とし,高温高圧下における密度・粘度測定を行うと共に,これらの物性の相関・推算手法の構築ならびに分子動力学計算によるミクロ・マクロ物性の関係性について検討を行った.その結果,これまでに350°C-40MPa以下の炭素数3までのアルコール水溶液の密度・粘度測定を行い,Eyring theoryをベースとした手法を用いることで,測定したアルコール水溶液の密度・粘度を相関することに成功した.また,測定した密度データを反映させた分子動力学計算を行いメタノール水溶液の粘度を算出したところ,測定したメタノール水溶液の粘度の組成依存性を良好に再現することができた.流通式密度・粘度測定装置の温度制御部の改良を行うことで,操作性を大幅に向上させることができた.この装置を用いてメタノール,エタノール,1-プロパノール,2-プロパノール水溶液の組成依存性まで考慮した密度・粘度の測定を行い,2年間の研究で予定していた100450°Cまでの測定のうち,350°Cまでの測定を行うことができた.また,測定精度も良好であり350°C-40MPaという高温高圧下においても合成標準不確かさ3%,8%以内で測定することに成功した.測定した密度・粘度データをEyring theoryをベースとしてPatel-Teja状態式と局所的な組成の違いを考慮したRedlich-Kister混合側もしくはそれぞれの分子のサイズまで考慮したvan der Waals one fluid混合側を組み合わせて相関したところ,粘度はほぼ同程度の精度で相関できたものの,密度はRedlich-Kister混合側を用いたほうが良好に相関可能であり,200°C以下では密度・粘度をそれぞれ2,5%以内で相関できることを確認した.これより今後さらに高温領域での相関・推算手法の構築を行うにあたり,局所的な組成を考慮することの重要性を確認することができた.以上より,研究は概ね順調に進捗していると判断した.亜・超臨界領域を含む高温高圧水を利用した反応では,通常の水や有機溶媒では得られない特性が得られるため,新規反応溶媒としての利用が検討・実用化されている.この高温高圧水に溶質としてアルコールが加わった場合,溶質まわりの局所的な環境とバルクの環境の間で密度や組成が大きく異なるという溶媒和現象が生じることが知られている.この現象は,適当な共溶媒を超臨界水中に添加することにより,局所的な性質を調整することができる新規反応溶媒としての利用が可能であることを意味している.高温高圧下における水-アルコール混合系を反応溶媒として使用するためには基本的な熱力学物性である密度や粘度の知見が必要となるが,組成依存性まで着目したものはメタノールでも250°C以上の温度域では報告は皆無であり,粘度においては75°C以下の温度域の報告に限られる.そこで本研究では短鎖アルコール水溶液を対象とし,高温高圧下における密度・粘度測定を行うと共に,これらの物性の相関・推算手法の構築ならびに分子動力学計算によるミクロ・マクロ物性の関係性について検討を行った.

その結果,前年度までの350°Cまでの測定から400°Cまで測定領域を拡張することに成功し,水の臨界領域を超える条件下でのアルコール水溶液の挙動を明らかにした.測定値に対し,Eyring理論と状態式の組み合わせを用いた相関方法を検討することで,測定したアルコール水溶液の密度・粘度を高温領域まで良好かつ連続的に相関することに成功した.また,密度測定結果より水およびアルコールの臨界点近傍ではアルコール組成の増加に伴い,水溶液が凝集性から膨張性に変化する特異的な挙動が確認でき,この結果に対し分子動力学計算を用いた解析を行ったところ,水特有の規則的な水和構造がアルコール組成の増加に伴い大きく減少し,これが膨張性への変化の要因となっていることを定量的に表現することができた.流通式密度・粘度測定装置の改良を行うことで,熱分解性の物質をこれまで以上に安定して測定することが可能となった.この装置を用いてメタノール,エタノール,1-プロパノール,2-プロパノール水溶液の組成依存性まで考慮した密度・粘度の測定を行い,400°Cまでのデータの蓄積を行った.しかしながら350°C以下では合成標準不確かさ8%程度で測定できたが,400°Cでは10数%まで増加してしまった.これは測定部の温度分布が想定以上に大きくなったことが原因であると考えている.測定した密度・粘度データに対しEyring理論をベースとしてvolume-translated Peng-Robinson状態式とRedlich-Kister混合側を組み合わせて相関したところ,昨年度まで検討していたPatel-Teja状態式を用いた相関よりも良好に高温領域まで相関できることを確認した.本手法はさらに高温領域における外挿推算に拡張できる可能性があり,今後400°Cにおける精度が改善されたデータが蓄積されることで,その優位性が示されることが予想される.また,分子動力学計算による解析も平行して行っており,得られた解析結果は実験的に得られた物性挙動を矛盾なく説明している.以上より,研究は概ね順調に進捗していると判断した.高温高圧水に溶質としてアルコールが加わった場合,溶質まわりの局所的な環境とバルクの環境の間で密度や組成が大きく異なるという溶媒和現象が生じることが知られており、局所的な性質を調整することができる新規反応溶媒としての利用が検討・実用化されている.高温高圧下における水-アルコール混合系を反応溶媒として使用するためには基本的な熱力学物性である密度や粘度の知見が必要となるが,組成依存性まで着目したものはメタノールでも250°C以上の温度域では報告は皆無であり,粘度においては75°C以下の温度域の報告に限られる.そこで本研究では炭素数3までの短鎖アルコール水溶液を対象とし,高温高圧下における密度・粘度測定を行うと共に,分子動力学計算によるミクロ・マクロ物性の関係性について検討を行ってきた.本年度は,前年度までに測定した密度・粘度データに対しEyring理論と状態式および混合測の組み合わせから相関する方法を検討した.その結果,200°C以下では混合測中の2つの分子間相互作用パラメータを変数として相関することで密度・粘度ともに良好に表現できることを示した.また上述の分子間相互作用を定数とし、さらに既往の報告では定数として取り扱われているEyring理論中に含まれるパラメータを変数とすることで,250°C以上でも良好に密度・粘度を表現できることを明らかにした.さらにこのEyring理論中に含まれるパラメータは高温下で温度依存性を示すことから、高温領域における外挿推算の可能性を示した.高温高圧条件の水-アルコール混合系は新規反応溶媒としての利用が期待される.本研究では,プロセスの開発・設計に必要となる高温高圧条件の密度・粘度データの測定を行った.これまでに当研究グループで開発した装置を改良し,350°Cー40MPaまでの水ーメタノール,水ーエタノール,水ーn-プロパノールの密度・粘度を高精度で測定することに成功した.また,測定した密度データを反映させた分子動力学計算を行い,密度・粘度を始めとするマクロ物性と,ミクロ物性との関係を明らかにした.
うつ病関連分子p75の一塩基多型に起因した機能変化の細胞、分子生物学的解析。

うっ病の発症には,血中グルココルチコイド濃度を持続的に上昇させるHPA系(視床下部-下垂体-副腎皮質)機能亢進が関与している可能性がある。また,BDNF(脳由来神経栄養因子)の発現変動が,病態や抗うっ薬の治療的な役割と関連しているとされる。本研究では,HPA系機能亢進のモデルとしてラット海馬および大脳皮質培養ニューロンにdexamathasone(DEX,合成グルココルチコイド)を長期投与した後,BDNFに対する細胞レベルでの生物学的応答を解析した。さらに,うつ病や自殺行動と有意に関連することが示唆されているBDNFの低親和性受容体p75のSer205Leu多型が,神経細胞にどのような影響を及ぼすか検討した。1,幼若海馬ニューロンでは,BDNFがシナプス関連蛋白質の発現増加とシナプス機能の増強効果を発揮する。しかし,DEX暴露後,このBDNF効果が十分に発揮されなかった。このシナプス関連蛋白質増加にはMAPKシグナル経路が重要であり,DEXはMAPKシグナル伝達経路活性化を抑制することを明らかにした(MOL.Endocrinology 2008)。2,成熟した大脳皮質ニューロンにおいて,DEX長期投与後ではBDNFの高親和性TrkB受容体の発現変化はないが,細胞死に関与する低親和性p75受容体が上昇した。そこで,p75のSer型およびLeu型p75(205番目のアミノ酸がそれぞれSerおよびLeu)を培養ニューロンに過剰発現させ,過剰のBDNFが誘導する神経細胞死を定量した。Ser型およびLeu型ともに過剰発現において,顕著な細胞死誘導が観察されたが,Ser型の方がより毒性が強いことを見出した。現在,この表現系の違いを規定するメカニズム解析を,グルココルチコイド受容体やTrkB受容体との細胞内シグナルにおける相互作用に注目して,詳細に解析している。HPA系機能亢進のモデルとしてラット大脳皮質分散培養ニューロンにdexamathasone(以下DEX)を長期投与した後、BDNFに対する細胞レベルでの生物学的応答の変化を観察した。また、ニューロトロフィンの低親和性受容体p75のSer205Leu多型が、うつ病や自殺行動と有意に関連することが示唆されているため、このp75の多型が神経細胞の機能にどのような影響を及ぼすかを検討するために、培養ニューロンに野生型と変異型遺伝子を過剰発現した場合の細胞生存率の変化を解析した。DEX長期投与後の生存率を測定したが、DEX単独による細胞死誘導は確認できなかった。興味深いことに、DEX長期投与後においてはBDNFを添加すると、明らかなcell viabilityの低下が観察された。このBDNFによる細胞死の誘導は、GR(グルココルチコイドレセプター)アンタゴニストであるRU486で完全に回復した。次に、DEX長期投与後のBDNFのレセプターの発現をチェックすると、高親和性のTrkBは変化しないが、細胞死に関与するといわれる低親和性p75レセプターの発現が上昇していた。ここで、Ser型およびLeu型p75(205番目のアミノ酸がそれぞれSerおよびLeu)を培養大脳皮質ニューロンに過剰発現させた。Ser型およびLeu型ともに過剰発現において、顕著な細胞死の誘導を見出した。それぞれ、DEX投与による細胞死への感受性の増強は観察されなかったが、Leu型ではSer型に比べると明らかに生存率が高い結果となった。すなわち、Ser型およびLeu型はそれぞれ、過剰発現によりニューロンを細胞死に導く働きを発揮したが、Ser型の方がより毒性が強いことを示す。
保証契約における錯誤の判断枠組みの類型化―フランス法からの示唆

本研究は、最新のフランスにおける判例や学説を参照しながら、いかなる場合に錯誤に関する従来の判例理論に依拠しながら錯誤無効の主張の可否が判断されるのか、いかなる場合に保証取引の構造の特殊性を考慮しながら錯誤無効の主張の可否が判断されるのかについて、その保証契約について錯誤が問題となった場合の判断枠組みの類型化を行うことを目的とする。
高い抗カビ活性をもつ新ペプチド抗生物質ヒスチジノマイシンの精製法の改良と構造解析

[1]ヒスチジノマイシン(HM)の精製法の改良.HMの生産菌株Streptomyces thermotoleranceを培養し,その培養濾液からブドウ晩腐病菌Glomerella cingulataに対する阻害活性を指標にして,HMの抽出とそれに続く精製について検討を加えた。その結果,培養濾液中のHMは,従来法(活性炭吸着-アセトン塩酸溶出)^<1)>により塩酸塩として抽出した後,次のような新しい方法で,簡便かつ効率よく精製できることが判明した。(1)強酸性陽イオン交換樹脂Dowex50x4(H+)吸着-NH_4C1溶出(2)多孔性吸着剤Sepabeads SP-207吸着-MeOH溶出(3)逆相分取HPLC(Inertsil ODS,リン酸バッファー(pH7.3)-MeOH9:1)(4)SEP-PAK C-18吸着-MeOH溶出(脱塩).[2]HMの化学的および物理化学的性状と構造解析.(1)HM塩酸塩のFAB-MSよりHMの分子量は,643と決定された。(2)HMは定性反応より分子内に硫黄原子を持つことが推定された。(3)HMの13CNMRより,HMは炭素24個からなり,メチル基は存在しない。(4)硫酸塩の高分解能FAB-MSの測定値[MH]^+は,644.2090であり,このデータおよび元素分析の結果より分子式はC_<24>H_<37>N_9O_6S_3(Calcd.644.2047)と推定される。(5)NMRからは4種のアミノ酸の存在が示唆されるが,HMは完全加水分解により3種のアミノ酸を与え,その1つはヒスチジンと同定された。3種の非タンパク系アミノ酸の構造決定がHMの構造解析のキーポイントになると思われる。(6)HM塩酸塩は水-エタノールから再結晶されて微細針状晶を与えることが判明した。[1]ヒスチジノマイシンの精製法の改良、ヒスチジノマイシン(HM)の生産菌株Streptomyces thermotoleranceを培養し、その培養濾液および菌体からブドウ晩腐病菌Glomerella cingulataに対する阻害性を指標にして、HMの抽出とそれに続く精製について検討を加えた。その結果、培養濾液中のHMは、新しい多孔性合成吸着剤Sepabeads S P207に吸着され、100%メタノールで溶出できることが判明した。これによりHM遊離体として効率良く抽出精製できるので、従来法(活性炭吸着-アセトン塩酸溶出,塩酸塩として抽出精製)^<1)>に比べて精製工程を短縮簡素化できる。また菌体中HMもメタノールによって抽出できる。両メタノールエキスは、それぞれ逆相中圧カラムクロマトグラフィー(Lichroprep RP-18,10%メタノール)で精製し、最終的には、逆相HPLC(Lichrospher RP -18,0.005% TFA-メタノール85:15)によって精製できることが判明した。[2]化学的および物理化学的性状。(1)HMはニンヒドリン反応陽性であるが、フルオレサミン反応は陰性であるので一級アミノ基は存在しないが、二級アミノ基の存在が推定される。

(2)は完全加水分解により4種のアミノ酸を与え、その1つはヒスチジンと同定された。残る3種は非タンパク系アミノ酸と推定されるので、加水分解物をDNP化し、分離精製して構造を検討中である。ヒスチジノマイシン(HM)の生産菌株Streptomyces thermotoleranceを培養し、その培養濾液からブドウ晩腐病菌Glomerella cingulataに対する阻害活性を指標にして、HMの抽出とそれに続く精製について検討を加えた。その結果、培養濾液中のHMは、新しい多孔性合成吸着剤Sepabeads SP-207に吸着され、100%メタノ-ルで溶出できることが判明した。ここに得られたメタノ-ルエキスは、シアノプロピルシリカの逆相中圧カラムクロマトグラフィ-にかけ、最初は水で色素成分を溶出しついでメタノ-ルを流すことにより、下図に示したようなHPLCパタ-ンを与えるHM遊離体が得られた。このHMはさらに逆相HPLC(イナ-トシルODS-2,phosphate buffer(pH7.3)-メタノ-ル9:1)によってほぼ純粋なHMまで精製できることが判明した。この方法は従来法(活性炭吸着-アセトン塩酸溶出、塩酸塩として抽出精製)^<1)>に比べて精製工程が圧倒的に短かく、しかも遊離体のHMが得られるので、誘導体または塩の調製に有利である。現在、誘導体としてN-アセテ-トおよびDNP体、また塩としてHBr塩を検討中である。誘導体調製に成功すれば(もともと低いHMの溶解度が上昇し)これらの1H-および13C-NMRの測定が可能になるので、これにより分子全体の情報を非破壊的に得て、完全加水分解、部分加水分解等の化学的知見と併せて、HMの全構造を決定できる。またHBr塩が良好結晶を与えたならばX線結晶解析を行ってHMの構造確定と絶対配置の決定を行いたい。
統合的コスト管理法の研究

(1)統合的コスト管理法を構築するにあたってその理論としてコスト展開法を開発した。このコスト展開法の主たる問題点は、コスト展開法では改善テーマの抽出まで行うが、その後の具体的なコスト削減活動への展開、そしてそのフォローアップ、また管理会計との結合が出来ていないことがある。改善活動は限られた期間、限られた人材、限られた予算のもとで行うことになるため、全ての改善テーマを一度に実施することは難しい。また、それぞれの改善テーマには、いくつかの段階があり、それぞれの段階によって、必要な期間、必要な人材、必要な投資額は異なる。段階によって異なる期間制約、人材制約、予算制約の条件を考慮した上でのスケジューリング問題は、既存のスケジューリング手法をそのまま適用するだけでは解決することは難しい。したがって、これらの条件を包括した、新しい改善活動スケジューリング手法を開発することが求められていた。これらについてはF行列、G行列を導入することで解決した。(2)そして生産システム+ロジスティック・システムのコスト管理法を展開し、((株))デンソー、FIAT AUTO社にて適用した。(3)生産量変動、生産打ち切り時期の変動を考慮して、キャッシュフローの考え方を取り入れたコスト展開法を開発した。(4)アウトソーシング、海外生産を含めた場合のリスクをも取り入れたキャッシュフロー分析法を展開し、アセロール社にて導入した。(5)会計学との整合性を図った統合的コスト管理法を開発し、イギリスBPB社にて適用した。BPB社では、財務担当理事が一週間のコスト管理法コースを開いて普及にあたっている。(6)統合的コスト管理法のコンピュータ化を図り、キャンベル・ヨーロッパ社ワークソップ工場にて導入した。(7)事例研究として、巨大工場を対象として、FIAT AUTO社を選び、統合的コスト展開法を展開した。国際的な大競争時代において、日米欧いずれの国においてもコストの低減が、イノベーションと並んで最大の課題となっている。日本では、直接コストの低減は進んでいるものの、間接コストの低減は欧米に比べて立ち遅れている。間接コストの代表的なものとして保全コストと品質コストが挙げられるが、(1)本年度はこれらのコストの適正化のための定式化を行った。(2)保全コストでは、需要動向と設備能力との関係から、もっとも優れた保全方式を選択する方法論を展開し、実用解を求めるアルゴリズムを開発した。(3)また品質コストでは、製品ライフの最適寿命の設定と最適検査方式の確立をはかった。当然のことながら、実用化をはかる必要があり、日本の代表的企業との適用実験を進めている。今までの研究成果は、設備管理学会で発表、またヨーロッパでは、ロンドン大学大学院ロンドンビジネススクール、ドイツベルリン工科大学で発表した。これらの方法は、ヨーロッパでより強い関心をもって迎えられ、ヨーロッパキャンベル社、イギリスBPB社、ベルギーピカノール社での事例研究が進んでいる。また、現在、ヨーロッパ最大の製鉄会社Acelor社、多国籍企業Allied Domecq社、ダンフォース社、ユニリーバ社で導入の検討が行われている。既に国際学会誌にて発表したコスト展開法は、実用期に入っている。このコスト展開法の特徴は、ソフトサイエンスに属すると言えるもので、ムダや損失などを同定できる"目"のレベルによって適用結果は変わってくる。また、逆にそれほどの目を持っていなくても適用できるところに利点があるとも言える。この方法は、従来のTQC、TPM、JITなどの欠陥を補うものとして、欧米で急速に普及している。イギリスBPB社の53の工場では、製造コスト管理に使用され、フランスのシャンベリ工場では、第1回目のコスト展開で1.8Mユーロ、2回目の展開で3.2Mユーロ、3回目の適用で3.7Mユーロのロス摘出の効果をあげている。これは、コスト展開を行う人の、見るべき"目"の成長によっている。

ヨーロッパキャンベル社は、これに基づいた、管理会計に用いられるコスト管理コンピュータソフトを開発している。また、世界大手の鉄鋼会社Arcelor社で適用研究が進められ、全社展開がはかられることになった。さらに、イタリアFIAT社が適用研究を始めることになった。適用上の課題として浮かび上がってきたものは、資本効率についての追加的考察と、製造能力と市場の需要との乖離から生じる機会損失についての配慮である。我が国では、間接コストの適正化についての指針が強く求められている。また、コストは製品開発・設計とも強く関連しており、特に、この分野での品質コストの取り扱いについての配慮が必要になってきている。この世界では、投資リスクとの関連も重大で、これらについて、現在、論文をまとめつつあるが、多くの要因が重なっており、理論の検証には相当の期間を必要としているのが現状である。今までに展開したコスト展開法の主たる問題点は、1)コスト展開法では改善テーマの抽出まで行うが、その後の具体的なコスト削減活動への展開、そしてそのフォローアップ、また管理会計との結合まではなされていなかった。2)間接部門のアウトソーシングの位置づけがコスト削減上大きく問題になっているが、これについてもコスト展開法での取り扱いが不明確である。本研究の最終年度にあたる本年度は、これらの問題について特に綿密に取り扱った。1)についてはイギリスBPB社やルクセンブルグのアルセロール社で問題となったものである。改善活動は限られた期間、限られた人材、限られた予算のもとで行うことになるため、全ての改善テーマを一度に実施することは難しい。また、それぞれの改善テーマには、いくつかの段階があり、それぞれの段階によって、必要な期間、必要な人材、必要な投資額は異なる。段階によって異なる期間制約、人材制約、予算制約の条件を考慮した上でのスケジューリング問題は、既存のスケジューリング手法をそのまま適用するだけでは解決することは難しい。また、改善活動によって得られた効果額をインセンティブとして予算枠に加味することが多いが、このことがこの問題をさらに難しくする。したがって、これらの条件を包括した、新しい改善活動スケジューリング手法を開発することが求められていた。これらについてはF行列、G行列を導入することで解決した。これらの行列は、すでに上記の会社で導入されている。また2)については、特にイタリアFIAT AUTO社、イギリスBPB社で問題となっていたものであるが、間接部門の保全業務を中心にアウトソーシングの功罪についてコスト展開法の観点から明らかにし、具体的な指針を与えた。
人との対話に基づくロボットの逐次的行動ネットワーク構成法

人間と対話しながら行動を生成するために、既知環境や物体を定義する物体辞書、および環境とインタラクションを行う知覚行為,身体行為,発話行為、問い合わせ行為を記憶するメカニズムにもとづいた行動決定システムを構築し、作業目的が与えられた後,ロボットの状態および知覚行為による環境認識結果に応じて,作業計画を行い,行動実行時に必要に応じて人間と対話をしながら行動を生成するシステムを実現し、ヒューマノイドロボットに実装した.人間と対話しながら行動を生成するために、既知環境や物体を定義する物体辞書、および環境とインタラクションを行う知覚行為,身体行為,発話行為、問い合わせ行為を記憶するメカニズムにもとづいた行動決定システムを構築し、作業目的が与えられた後,ロボットの状態および知覚行為による環境認識結果に応じて,作業計画を行い,行動実行時に必要に応じて人間と対話をしながら行動を生成するシステムを実現し、ヒューマノイドロボットに実装した.本研究は,常に変化するダイナミックな日常生活の環境で,予想できない状況に直面したときでも,自ら人や別のシステムの介入を求め,作業を遂行し,そこで得られた"経験"を蓄え,自律機能を向上させるロボットシステムの実現を目標とする。そのために,ロボットが自ら教示を求める"双方向"のインタラクティブな教示法を実現し,以下の二項目を明らかにする:1,作業の逐次記憶方式:作業遂行時の選択行動,注目点,ロボットの身体情報,行動情報および感覚情報を一時的に格納し,これらの情報の評価に基づき必要な情報をシステムの作業データベースに,システムが自ら再利用できる形で,記憶する方式を明らかにする。2,デッドロック打破のメカニズム:前項で開発した作業の逐次記憶方式を利用し,構造化された作業データベース空間内で保持された情報を必要に応じて効率的に検索,新たに獲得された環境情報と関連付け,新たな状況と関連付けできないときのエラー検出,人の介入を求めるメカニズムを確立する。本年度は,作業を遂行するためのもっとも基本的な動作単位を行為と定義し,多種多様な作業に共通に必要とされる行為を知覚行為,身体行為および発話行為に分類した行為記述フレームワークを構築し,記述された行為を格納した行動データベースを用いて,作業を計画するシステムを実現した。これにより,人との対話に基づくロボットの逐次的行動ネットワーク生成の実現に向けて,多種多様な作業に共通に必要とされる一般的な行動の記述法の評価を行うことが可能になった。人間と対話をしなら行動を逐次的に生成するシステムを実現するために,人間の音声指示に用いられる語彙をロボットシステムで定義される概念とリンクさせ,またロボットの作業計画に用いられるシンボルと物理世界の概念と対応させる必要がある.昨年度までに,既知環境や物体を定義するための物体辞書のほかに,環境とのインタラクションの中で行う視覚・聴覚・触覚によるセンシング・プロセスを知覚行為,身体を用いて環境とインタラクションをするプロセスを身体行為,発話を伴うプロセスをスピーチ行為,また物体や行為の情報をロボットの記憶(データベース)から取得するプロセスを問い合わせ行為として分類した記憶メカニズムにもとづいた行動決定システムを構築した.本年度はこの記憶メカニズムを使用して,作業目的が与えられた後,ロボットの状態および音源方向同定を含めたセンシング行為による環境認識結果に応じて,作業データベースに記述された情報に基づいた作業計画を行い,行動実行時には,必要に応じて人間に確認を取るスピーチ行為の発行を含めた人間との対話による作業遂行するシステムを実現した.ヒューマノイドロボットHRP-2を用いて,提案システムの有効性を検証するための実験を行った.提案したフレームワークを用いて,視覚で認識し,オンラインで全身行動を生成することにより,音声指示された物体を運ぶ作業や,音声指示による陳列作業などを実現してきた.ロボットのオンライン身体情報およびセンシング行為による認識結果に基づいて,「もっと右」や「もうちょっと左」といったインタラクティブな動作指示や,音源方向情報にもとづいて,予期せぬ方向から呼びかけられた場合にも,そちらの方に首を巡らしてスピーチ行為で応答するなど,人間との対話による逐次的な行動生成を実現した.
近代建築の移築・解体構法に関する研究

今回の研究では、建物を保存するための多くの構法の内、対象を近代建築とし、解体して再組立する構法を対象として、一般的な解体修理の他、解体移築による保存も範囲に含めた。まず、近代建築が密度高く残されている長崎、神戸、横浜の近代建築の保存状況について調査を行い、保存に関しての保存判断基準、保存構法などを調べた。その結果、保存価値の定まった近世以前の建物の場合は、その構法もある程度定式化されているが、明治以降建てられた近代建築の場合は、個々の場合でその都度保存の構法が考えられているのが実状であることを把握した。また、栃木県における近代建築のうち取り壊された建物と、保存された建物について、各々の理由を調査し分析した。次ぎに、全国の解体・移築による保存のなされた近代建築の修理報告書等を収集し、その内、特徴の顕著な17の修理報告書から解体・移築構法行為の流れを分析しフローチャートとして示した。また、解体・移築に関連した事項を抽出し、それらが包含できるように建築物を構成する部材の記号化を行うことによって、解体・移築行為の流れに従って部材がどう扱われ、どう変化していくかを明らかにした。解体・移築行為のフローチャートから、解体・移築行為を6段階の作業に分割し、その各作業の共通構成要素を抽出し、作業過程と作業構成要素のマトリックスをつくり、解体・移築保存が的確に行える構法を検討するための枠組みを示した。この枠組みにより、経験によって個別に対応していた移築・解体構法を体系的に考え得るようにした。近年建築に関する修理報告書として、初期の近代建築の集中している横浜、神戸、長崎に関するものについて、手に入る限りのもののほとんどを収集した。日本近代建築総覧等の資料から、全国の解体修理、解体移築の行われた近代建築を各県ごとにリストアップし、木造139件、煉瓦造5件、鉄筋コンクリート造5件、その他22件を得た。これらのうち入手可能な修理報告書を収集した。収集した修理報告書について、その内容を、建築概要、工事の概要、修理内容等の項目に分け整理した。建築概要として、所在地、敷地、建物面積、階数、構造を、工事概要として、修理方法、工事期間、設計管理者、施工業者を、修理内容として、部位別・工事種別の工事内容の詳細を、個々の部材についての記述ができるだけ含まれるような形で報告書から拾い出し建物別にデータベース化した。また、日本近代建築総覧発行後、取り壊された建築物をアンケートによって各県ごとに調査し、解体時期、解体された理由、保存運動の有無、建物の記録の有無、記録の内容など、その実状を把握した。以上のデータを基に、移築・解体修理ではその建築物を構成している部材一つ一つの取扱いが重要となるため、部材の記号化を行い修理行為の流れを明らかにした。さらに、修理行為を保存方法別にいくつかの作業過程に分割し、その各作業の共通構成要素を抽出し、作業過程と作業構成要素のマトリックスをつくり保存のための修理が的確に行える講法を検討することができる枠組みづくりを行った。

また、解体・移築に関連した事項を抽出し、それらが包含できるように建築物を構成する部材の記号化を行うことによって、解体・移築行為の流れに従って部材がどう扱われ、どう変化していくかを明らかにした。解体・移築行為のフローチャートから、解体・移築行為を6段階の作業に分割し、その各作業の共通構成要素を抽出し、作業過程と作業構成要素のマトリックスをつくり、解体・移築保存が的確に行える構法を検討するための枠組みを示した。この枠組みにより、経験によって個別に対応していた移築・解体構法を体系的に考え得るようにした。
生活習慣病予防を目的とした簡易血液粘度測定用マイクロ流体チップの研究

本研究では、医療費増加の大きな原因となっている生活習慣病の予防を目的とし、そのリスク要因である食後高脂血症や糖尿病を簡便に判定できる簡易血液粘度測定装置を開発し、患者のセルフメディケーションを支援する。本研究期間では簡易血液粘度測定装置のために、1血液1滴(1μL程度)で全血および血漿の粘度測定を可能にするマイクロ流体チップの研究、2マイクロ流体チップ上で全血成分から血漿成分を測定するための血球分離機構の研究、3マイクロ流体チップの大量生産化研究の3つに関して取り組んでいる。本研究の粘度測定では、サンプル血液の電気伝導率から粘度を導出する。しかし、全血の電気伝導率の測定では、測定結果が安定しないという問題が生じている。これは血球成分が電気伝導に影響を及ぼすためと考えられており、血液の粘度を評価するためには血漿成分のみの電気伝導率評価を行わなければならない。この問題を解決するために、サンプル血液より血球分離を行い血漿の電気伝導率を評価するマイクロ流体チップの研究が必要である(課題2)。H29年度の成果の血球トラップ構造体を元に、H30年度では鋳型の作製を行いマイクロ流路への転写方法について研究を進めた。また、本研究ではポンプレスな簡易測定装置を目指しており、毛細管力による送液システムを検討している。そのため、マイクロ流路内壁の接触角および内壁の表面処理が重要となり、毛細管力送液の可能なマイクロ流路の大量作製が課題となっている(課題1、課題3)。H30年度では、H29年度の研究成果を元に大量生産に転用できる流路の表面処理方法を検討し、親水性表面のマイクロ流路の作製に成功した。またこのマイクロ流路チップによる測定で、疑似体液サンプルでの粘度測定実験に成功した。これらの成果に加えて、本研究の測定方法を応用・改良した内容で特許出願を行った。H30年度は、主に課題1血液1μL程度で粘度測定を可能にするマイクロ流体チップの研究、課題3マイクロ流体チップの大量生産化研究、を中心に研究に取り組んだ。H29年度に研究では、マイクロ流路壁面に表面処理剤を塗布する事で親水化処理が可能になった。この成果を元に、大量生産向けの表面処理方法を研究した。マイクロ流路を形成するシリコーンゴムへの親水化処理剤の塗布方法、およびマイクロ流路と電極の接合方法について、他の大量生産時に用いる樹脂材料でも転用できる観点から研究を進め、最適な手法を考案した。これにより、親水化処理を行ったマイクロ流路チップの流動ばらつきを抑える事に成功し、粘度測定が可能なチップを大量に作製できるようになった。本方式を用いたテストチップにより、疑似体液サンプル(リン酸緩衝液)を流し測定する事に成功した。課題2血球分離の研究に関して、H29年度に考案した血球トラップ構造体を実装するマイクロ流路の鋳型の作製を行った。本件に必要なマイクロ流路では最少5μmの微細な構造体が必要なため、その形成方法を研究しMEMS工程用厚膜レジスト(SU-8)のフォトリソグラフィを用いて鋳型作製に成功した。また同時に血球に働く重力を利用し上澄み液(血漿)のみをバイパスに通す研究についても進め、シリコンウエハ上に形成するプロセスを考案した。また、本件の測定方法に特許性があったため発展的な内容を含め特許として出願した(特願2018-127461)。現在までの問題として、2血球分離の研究の流路作製方法(マイクロ流路への転写)が問題となっている。この問題を解決し、全血での分離測定を実施する必要がある。この分離方法は、1.微細構造体によるトラップ方法、と2.血球に働く重力を利用し血漿を分離するバイパス方法の2つのアプローチを進めている。微細構造体によるトラップ方法については、構造体が微細なためシリコーンゴムで転写が困難な場合は、他樹脂での作製も検討しながら進める予定である。バイパス方法の場合は、シリコン深堀エッチングにより鋳型を作製し、その形状をシリコーンゴムに転写する方法を研究する。昨年度までの研究成果により、大量生産性の高い親水性マイクロ流体チップの作製方法が確立したため、本研究の内容について、企業との連携でチップ開発を検討している。医学的な臨床データを蓄積するには、本研究の測定チップが大量に必要になる。大量生産するために、研究内容を転用した射出成形のマイクロ流路形成、およびめっき技術で作製したマイクロ電極を検討している。大量生産時のチップにも、本研究の成果であるマイクロ流路内の表面処理技術、および電極を用いた測定技術は適用できるため、樹脂の射出成形が可能な企業、およびめっき電極の作製が可能な企業と連携を進める予定である。

これは血球成分が電気伝導に影響を及ぼすためと考えられており、血液の粘度を評価するためには血漿成分のみの電気伝導率評価を行わなければならない。この問題を解決するために、サンプル血液より血球分離を行い血漿の電気伝導率を評価するマイクロ流体チップの研究が必要である(課題2)。H29年度はこの課題に取り組んだ。マイクロ流路内の流動の中で、血球をトラップする構造体を調べ、約30mmの流路中で約5千個の血球細胞のトラップが可能な流路の設計を行った。また、本研究ではポンプレスな簡易測定装置を目指しており、毛細管力による送液システムを検討している。そのため、マイクロ流路内壁の接触角および内壁の表面処理が重要となり、毛細管力送液の可能なマイクロ流路の作製が課題となっている(課題1)。H29年度では、流路の表面処理方法を検討し、25mmのマイクロ流路を約5秒以下で送液可能にした。H29年度は1のマイクロ流体チップの課題と2の血球分離構造の研究に取り組んだ。2の血球分離構造の研究では、幅35μmのギャップを持つトラップ構造体で血球細胞のトラップが出来る事が調べられた。この結果を用いて、約5千個の血球細胞のトラップが可能なスライドガラスサイズ(約70mm)の測定用流路の設計を行った。現在はこの設計を元にマスク作製とテストチップの作製を進めている。幅35μmのギャップを持つトラップ構造体を作るには微細な加工が必要になる。そのためMEMS工程のシリコン深堀エッチングを用いてトラップ構造体を持つ鋳型を形成し、それを用いて樹脂形成を行う。現在、この鋳型形成に最適な深堀エッチング手法の検討を進めている。また1のマイクロ流体チップの作製では、矩形流路を用いて毛細管送液でサンプル搬送可能な流路の表面状態の研究を行った。シリコーンゴム製のマイクロ流路内壁に、形質転換用試薬を塗布する表面処理方法を考案し、これによりマイクロ流路の壁面を親水化する事に成功した。その結果、25mmのマイクロ流路を約5秒以下で流す事が出来た。この表面処理方法は、2の血球分離構造体を持つマイクロ流路にも適用する事が可能であり、H30年度以降の成果に繋がると考えられる。現在は多数のチップを効率良く表面処理するために、処理方法の部分的な自動化を検討しており、本年度中に構築し、試作チップ数と実験データ数を増やす予定である。本研究では、医療費増加の大きな原因となっている生活習慣病の予防を目的とし、そのリスク要因である食後高脂血症や糖尿病を簡便に判定できる簡易血液粘度測定装置を開発し、患者のセルフメディケーションを支援する。本研究期間では簡易血液粘度測定装置のために、1血液1滴(1μL程度)で全血および血漿の粘度測定を可能にするマイクロ流体チップの研究、2マイクロ流体チップ上で全血成分から血漿成分を測定するための血球分離機構の研究、3マイクロ流体チップの大量生産化研究の3つに関して取り組んでいる。本研究の粘度測定では、サンプル血液の電気伝導率から粘度を導出する。しかし、全血の電気伝導率の測定では、測定結果が安定しないという問題が生じている。
固体/イオン液体界面相におけるイオン輸送メカニズムの解明

全固体型リチウムイオン二次電池用電解質としての応用を念頭に,イオン液体と酸化物ナノ粒子からなる疑似固体電解質を作製した.両者間の相互作用により,高濃度のイオン液体を酸化物表面へ担持でき,固体のような取扱いが可能であり,イオン液体の輸送特性を大きく損なわないことが分かった.しかしながら,低粘度のイオン液体溶媒を酸化物と複合化するとリチウムイオン輸送は遅くなった.一方,高粘度のイオン液体では酸化物表面がリチウムイオン輸送に関与し高速輸送されることが分かった.これを利用した全固体リチウムイオン二次電池は良好に動作した.本研究では,イオン液体と固体表面との強い相互作用を利用した疑似固体電解質の開発とそのイオン輸送メカニズムの解明を目的とした.これを達成するため,イオンダイナミクスのキーパラメータであるイオン液体溶媒,温度,イオン液体体積分率及びリチウム塩組成を関数としてイオン導電率測定や自己拡散係数を系統的に評価した.この結果,リチウム塩を溶解したDEME-TFSAやDEME-BF4,PP13-TFSAといったバルクの粘度が大きく自己拡散係数が小さい混合溶液をヒュームドシリカ表面に疑似固体化したところ,バルクよりもリチウムイオンの拡散係数が大きくなった.さらに,このバルクからの拡散係数の上昇度はイオン液体の粘度が大きいほど顕著であったが,イオン液体溶媒やリチウム塩の種類に依存しなかった.このことは,ヒュームドシリカ表面が新たなリチウムイオンの輸送経路となっていることを示している.さらに,リチウム対称セルを構築し,直流法や交流法を併用してイオン輸送特性及び安定性を評価した.これに加えてバルク全固体型リチウムイオン二次電池を構築し,電解質特性評価を行った.ここでは,典型的な正極材料であるLiCoO2やLiFePO4に加え,高容量正極である硫黄と金属リチウム負極を組み合わせた.この結果,一般的に金属リチウムに対して不安定であることが知られているイオン液体を含有した疑似固体電解質についても,デバイスの構造や動作条件を適切に選定することにより,200サイクル以上の充放電サイクル後も容量維持率が95%程度と従来の報告よりも遥かに優れたサイクル特性を示すことを実証した.全固体型リチウムイオン二次電池用電解質としての応用を念頭に,イオン液体と酸化物ナノ粒子からなる疑似固体電解質を作製した.両者間の相互作用により,高濃度のイオン液体を酸化物表面へ担持でき,固体のような取扱いが可能であり,イオン液体の輸送特性を大きく損なわないことが分かった.しかしながら,低粘度のイオン液体溶媒を酸化物と複合化するとリチウムイオン輸送は遅くなった.一方,高粘度のイオン液体では酸化物表面がリチウムイオン輸送に関与し高速輸送されることが分かった.これを利用した全固体リチウムイオン二次電池は良好に動作した.イオン液体は固体表面と強く相互作用し、擬似的に固体化されることが知られている。本研究では、このような固体表面におけるイオン液体でのイオン輸送メカニズムの解明を目的とした。イオン液体ー固体の状態図を作成した。この結果、両者の組成によらず、イオン液体は平均厚さ5-10 nm程度で固体化できることが分かった。これは、例えば酸化物に比表面積390 m2 g-1のフュームドシリカナノ粒子を使用した場合、体積分率で75-80 %に相当する。イオン液体ーフュームドシリカナノ粒子からなるコンポジットの導電率測定とパルス磁場勾配スピンエコーNMR法による拡散種の自己拡散係数測定を行った。イオン液体体積分率が小さくなるに従って導電率は単調に減少した。他方、拡散種の自己拡散係数はバルクのものと同程度の値であった。これは、コンポジットの導電率のバルクからの減少は単純にイオン輸送経路の減少のみで説明できることを示唆している。また、自己拡散係数をコンポジットの組成の関数として詳細に解析したところ、イオン液体体積分率が小さくなるに従い、酸化物表面の影響を受けてイオン液体の構造が変調することが分かった。イオン液体含有率の大きな組成の疑似固体を電解質へ、典型的な正極材料であるLiCoO2及び金属Li負極を利用して作製した全固体型リチウムイオン二次電池は、イオン液体バルクを電解質とした電池と比較して同等の容量と出力密度を有しており、安定に充放電サイクルをこなせた。これは、疑似固体電解質でのイオン輸送特性はバルクのそれから大きく逸脱しないということを示唆している。本研究では、イオン液体の固体表面でのダイナミクス解明を目的としている。固体表面でのイオン液体の構造とイオン輸送特性との因果関係に着目しているが、当初の計画通り、これらを評価するための評価法とその解析法の確立に取り組んだ。イオン液体と固体からなるコンポジットは固体として取り扱えながらも液体の輸送メカニズムでリチウムイオンが輸送される固体電解質を作製できた。作製した試料を利用してデバイスを構築し、これが安定作動できることを実証した。イオンダイナミクスモデル構築に向け、導電率測定、自己拡散係数測定、分光測定を継続的に行い基礎データの蓄積に努める。本年度に備品として計算機を購入し、予備実験を行ってきたが、次年度はこれを利用して構造モデルを導く。実験結果を一貫して説明するイオンダイナミクスモデル構築を目指す。次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額であり、平成24年度請求額と併せ、次年度に計画している研究の遂行に使用する予定である。