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地域変動下の地域ケアミックスの課題と可能性-ケアリング関係の視点からの高齢者支援

社会変動は高齢者の生活に影響を与えており、つながりの乏しい、限られた地域資源の中で暮らす高齢者は困難に直面しながらも、地域社会への包摂を支える地域保健医療間の多様な連携による柔軟な対応により、セルフケアやインフォーマルケアも含めた資源の活性化がなされていることがあきらかになった。地域ケアミックスに着目し、地域包括ケアの課題やセルフケアを含めた連続体としての理解が改めて重要なことがわかった。平成22年度は、ケアリング関係の視点から地域ケアミックスを把握するため、北海道Y市及び東京都A市でのフィールド調査(【研究1】高齢利用者・家族への質的調査、事業所ヒアリング)を実施した。前半に行ったY市利用者調査では、これまで十分に得られなかった重度のニーズや認知症の利用者のケアリング状況を把握した結果、ケア資源活性化におけるケアマネジメントの調整機能の重要性やフォーマルなケア従事者とのケアリング関係の重要性、ケアリング関係の複数性を明らかにすることができた。これらのY市の調査結果を中間報告書としてまとめ、次年度の国内・国際学会での発表の準備を行った。年度の後半に実施したA市の事業者調査・利用者調査では、地域包括支援センターや介護保険施設の状況や地域の把握を行ったうえで、重度のニーズの家族介護者などへの半構造的インタビューにより、都市部におけるケアミックスの現状をケアリングの視点から把握することができた。今後、さらに分析を行う予定である。さらに次年度に向けてA市の高齢化の進む集団住宅を一モデル地区として、65歳以上の高齢者のソーシャルキャピタル、ニーズ、サポート状況などのケアと生活状況を把握するために、訪問面接調査を実施することとし、その準備を行い、質問紙をまとめ、調査対象者を決定した。また、次年度行う北欧調査にむけて、フィンランドの動向やヒアリング内容について検討を行った【研究2】。高齢者ケアに関する研究動向・文献調査【研究3】については、英国で行われたPersonal isation of Careに関する日英ワークショップで報告するとともに、英国の動向を把握し、地域ケアミックスの理論的検討を深めた。これらの研究動向を北欧の研究動向と照らしあわせながら、欧州の研究動向をふまえた上での、我が国の状況の理解や分析枠組みの検討をするための論点を整理した意義がある。研究2年目の本年度は主に【研究1】の調査と【研究2】の北欧訪問調査を行った。【研究1】昨年度の北海道圏Y市におけるフィールド調査・関東圏A市の家族介護者調査の結果を国内・国際学会で報告した。さらに、関東圏A市でのフィールド調査(高齢化がすすむ団地居住高齢者(65歳以上)への訪問面接法による質問紙調査)を5-6月に、参加型調査として地域の住民や学生の協力を得て実施した(世帯ベースでの全数調査、N=199、有効回答率46.0%)。年度の後半にはA市調査の質的・量的調査の結果を分析・概要をまとめ、地域での報告会を実施したうえで、成果の実践への活用のためのリーフレットを福祉実践者と共同で開発し、報告書をまとめた。A市における調査の成果として、(1)介護者調査では要介護度の程度によっても、ニーズや社会的関係が異なることが示された点、(2)震災後まもない時期に高齢者の独居や夫婦のみ世帯の多い団地の訪問調査を実施したことにより、災害時、緊急時と関連づけて日常の支えあいの課題と可能性が明らかになった点があげられる。また、フィールドである北海道圏Y市の福祉実践者も論者に含めたセミナーを札幌で開催し、Y市の近況や課題を確認するとともに、次年度にむけた議論を行った。共通するテーマとして緊急時の対応があることが明らかになった。【研究2】北欧調査は5月に実施し、フィンランドのタンペレ大学での国際学会での報告、二国間セミナーで協同したタンペレ大研究者とのうちあわせ、現地高齢者施設訪問を行った。これらを通して、北欧の一地域における高齢者ケアの現状と課題について理解を深めた意義がある。【研究3】各自の専門領域で文献調査や情報収集を行い、各人の研究成果も含め研究会やメールなどで共有化を図った。今後さらに、レビューを整理し、実践と理論の統合化をはかる。研究最終年の本年度は北海道及び北欧で調査を実施し、全体のまとめを行った。【研究1】8月に北海道圏Y市におけるフィールド調査を実施した。過疎化の進むY市では、限られた資源で問題に直面しながらも、地域社会への包摂を支える地域保健医療連携、高齢者住宅や緊急時の取り組みなど、多様な連携による柔軟な対応により、セルフケアやインフォーマルケアも含めた資源の活性化がなされていることがあきらかになった。昨年実施した関東圏A市での団地居住高齢者調査については学会報告後、論文としてまとめた。団地居住高齢者の社会関係は独居が多く多様であるが、緊急時の支えあいの思いもあることがわかった。【研究2】北欧調査は6月にスウェーデンを訪問し、A市介護者調査に関する国際学会報告、高齢者福祉担当の行政職・高齢者施設・住宅への訪問、現地インタビュー調査を行った。

昨年度のフィンランド現地調査結果のまとめを行い、両国を比較しつつ、北欧における地域ケアミックス、高齢者ケア、住居との関連、民営化状況など現状と課題についてまとめた。暮らしとケア、民営化・市場化の課題、インフォーマルケアの位置づけなど日本と同様な課題への対処があり、日本への示唆が得られた。【研究3】ケアリング研究や地域包括ケアの理念との関連で文献調査や情報収集を行い、実践と理論の統合化をはかるべく理論検討を行った。地域(ローカル)という「場」とケアリング関係という「関係性」に注目することにより、地域ケアミックスとして多様な「資源」を活用することによる、地域包括ケアの課題が浮かび上がってくる点を整理した。インフォーマルケアとフォーマルケアの多様な関連を検討するうえで、セルフケアを含めた連続体としての理解が改めて重要なことがわかった。これらの研究の統合化により、当初研究目的を達成することができた。本年度は計画通り、高齢者への量的調査の実施、北欧への訪問調査、成果の発信のための研究セミナー開催が実施できた。これらの調査結果の分析をもとに報告書をまとめ、学会報告の準備も行っている。最終年度にむけて、2地域のフォローのための調査の検討と、北欧モデルもふまえた、理論的検討を深めて、適切に統合化していくことが課題である。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題の今後の推進方策としては、計画通り、地域フォロー調査を実施することと、北欧モデルとの理論的検討をはかることである。地域フォロー調査については、夏に北海道圏調査、秋以降に関東圏調査を予定している。調査協力者との調整や予算が問題点となる可能性があるが、研究会で確認しながら実行可能で意義のあるものにしていく。北欧モデルについては、当初は予定していなかったスウェーデンに開催される国際学会で発表する機会を得たことから、スウェーデン訪問によりスウェーデンを含む北欧の研究動向についても理解を深める。地域ケアミックスとケアリング関係に関する理論的検討は今後さらにレビューのまとめや北欧からの示唆の整理を行いながら、これまでの研究と統合化させ、議論を深めながら検討していく必要がある。
骨形成因子による骨誘導能の加齢に伴う変化

将来、骨形成因子が臨床使用される場合、これからの高齢化社会に加え、骨の損失部分に使用することが多いため、高齢者への適用頻度が非常に高くなると考えられる。そこで本研究では、骨形成因子活性の受給者側の加齢に伴う変化を観察するとともに、高齢者のかなり条件の悪い組織内にでも、十分な骨誘導が得られる様な応用方法を検索,追求する事を目的とした。本研究では、5,10,20,40週齢Wistar系ラットを使用し、骨形成因子活性の被埋入動物側の加齢に伴う変化を観察した。別所らの方法で精製したウシ骨基質由来骨形成因子1mgにatelopeptide type I collagen 9mgを担体とし、ラットの下腿部筋肉内に埋入した。埋入3週後、軟X線撮影を行った後、摘出し、組織学的観察を行うと共に、アルカリフォスファターゼ活性,カルシウム濃度を測定し、骨形成量の指標とした。その結果、加齢に伴い、多少の骨誘導能の低下を認めたが、40週齢のラットの筋肉内にでさえ、5週齢のラットの50%以上の新生骨誘導を認めた。本結果は、10週齢以上ラットでは骨形成因子は骨を誘導し得ないという以前にいくつかの施設で行われた結果とは異なり、高齢者にも骨形成因子による骨誘導が起こり得る可能性を示唆した。この結果は将来の骨形成因子臨床応用の際、適用範囲をかなり拡大するものと考えている。また、本研究で担体として使用したatelopetide type I collagenは骨形成因子活性を発現させる徐放系として有効な材料であり、臨床応用の際に有用であることが示唆された。
日本の畠作に関する歴史地理学的研究-古代・中世を中心に-

日本の古代・中世の畠作に関するこれまでの研究は、安定した畠の検討が中心をなし、当時の生産力と営農形態の差に応じた多様な畠の存在がその視野に十分入っていたとは言い難い。当時の人々は、生産力と営農形態の差に応じて律令体制下においては「園」・「陸田」など、平安中後期以後は「里畠(平畠)」・「野畠」・「山畠」・「山畑」など畠の弁別をおこなっており、これらの認識に基づく多様な畠作の実態の解明が必要である。本研究は、生産力と営農形態の差に基づき、日本の古代・中世の畠作に関して、歴史地理学的な検討を加えたものである。これまでの史料収集・現地調査・検討によって明らかにしえたことがらは以下のとおりである。安定した「里畠(平畠)」はもとより、一時的に耕作されてのちに再び野や山に返される、不安定かつ生産力の劣る「野畠」・「山畠」・「山畑」などではあるが、律令政府や鎌倉幕府はその重要性を認識し、生産力と営農形態の差に基づく地目として、「園」や「陸田」、さらには「里畠(平畠)」・「野畠」・「山畠」・「山畑」などの多様な地目を公認していたと考えられる。全国各地の洪積台地や自然堤防などの上で営まれたこれらの畠は、安定した田畠と同様に検見・丈量がなされ、作物に応じた地子が賦課される場合もあった。これらの多様な畠では、冬作物の麦や大根をはじめとして、粟や大豆、さらには陸稲や稗や小豆、蕎麦・桑・麻などの夏作物が栽培されていた。生産力と営農形態の差に基づいた地目としての「野畠」・「山畠」・「山畑」は、すでに平安時代の中後期には成立していたと想定される。関連する史料は、古代・中世はもとより、近世以後にも残されており、これらの多様な畠は日本の畠作史の上において重要な位置を占める地目であると判断される。本研究は、生産力と営農形態の差に基づいた畠作研究を進めるために、古代・中世の畠作を、当時の人々が認識していた基準にしたがって復原・検討を加えたものである。本粘度の検討によって得られた成果は、以下のようにまとめられる。1,中世前期(鎌倉時代)においては、すでに生産力と営農形態の差に基づいた畠(畠作)の弁別がおこなわれており、鎌倉幕府も畠作の重要性を認識し、「平畠(里畠)」・「野畠」・「山畠」・「山畑」などの地目を公認していた。2,「平畠」は、文字通り屋敷の周辺の平坦地に位置する安定した常畠の「里の畠」であり、荘園内では名に編成されて、他の地目の畠より高い額の地子が賦課されていた。3,「野畠」は、平安時代の後期には地目として成立していた。傾斜の穏やかな原野を伐り開くことによって一時的に耕作される地力の劣る不安定な「野の畠」であり、全国各地の洪積台地や自然堤防などの上で営まれていた。「平畠」と同様に名に編成されて検見・丈量がなされ、作物に応じた地子が賦課される場合もあった。冬作の麦をはじめとして、夏作の栗・稗・陸稲・大豆・小豆・桑・麻など多様な作物が栽培されていた。

4,「山畠」も、平安時代の後期には地目として成立していた。山の斜面を代り開くことによって一時的に耕作される他方の劣る不安定な「山の畠」であり、「野畠」と同様に名に編成されて検見・大量がなされ、大豆・栗・蕎麦などの地子が賦課される場合もあった。5,「山畑」は、山の斜面を伐り開いて後に火を入れる焼畑であり、鎌倉時代の前期に地目として成立したと考えられる。「野畠」や「山畠」と同様に名に編成されて検見・丈量がなされ、大豆、小豆・麦などが栽培されていた。「野畠」・「山畠」・「山畑」は、畠の地目としては平安後期から近世へと継承されており、日本の畠作史の上において重要な位置を占める地目であると判断される。本年度は、古代・中世の生産力と営農形態の差に基づいた、当時の多様な畠作の地目に検討を加えた。これまでの史料収集・現地調査・検討によって明らかにしえたことがらは、以下のようにまとめられる。1.古代(奈良・平安時代)の律令体制下においては、畠を意味する用語として一般的には「園」の表記が用いられていた。その他にも、雑穀栽培地を意味する「陸田」の用語や、「畠」・「畝」・「圃」・「白田」などの多様な表記が当時の文書に使用されていることが判明した。また、畠作に対する地子課税に関連すると想定される「麦帳」・「麦畠帳」・「種麦帳」・「陸田帳」などの諸帳簿も作成されていることが確認された。2.平安時代の中・後期以後においては、畠作に関する新しい地目が成立してくることが明らかとなった。それらの多様な地目の主なものは、「里畠(平畠)」・「野畠」・「山畠」・「山畑」である。「里畠(平畠)」は文字通り屋敷周辺の平地に位置する安定した「里の畠」であり、「野畠」は傾斜の緩やかな原野を切り開くことによって一時的に耕作される不安定な「野の畠」であり、「山畠」は山の斜面を切り開くことによって一時的に耕作される不安定な「山の畠」であり、「山畑」は山の斜面の木々を切り倒し焼き払った上で一時的に耕作される「焼畑」であると理解できよう。これらの地目は、中世から近世以後も引き続いて用いられている。3.今年度、特に現地調査をおこなった中世後期の「山畑(焼畑)」については、紀伊・土佐・対馬の各国に焼畑関連の史料が比較的良く残されていることを確認した。特に、紀伊国の紀ノ川流域には古代から近世に至る豊富な関連史料が残されており、史料の収集と現地調査にはさらに時間を要することが判明した。
自閉症児の社会性発達を促す支援方法の研究情動・注意の共有と模倣・役割理解との関連

【目的】「自閉症児のための初期社会性発達支援プログラム:E-SPA(長崎・中村・吉井・若井,2009)」に基づいた発達支援を特別支援学校の授業場面で行い、支援の方法と効果について検討する。【方法】1.対象児:自閉症男児(以下A)。CA.8:0。田中ビネー式知能検査V:MA4:7。初期社会性発達アセスメント:AES(長崎ら,2009)では「III.意図と注意の共有」段階の発達レベル。他者と活動を維持するためにことばや行為で調整をすることなどが課題。2.場面:特別支援学校小学部の生活単元学習(すごいぞ!にんじゃきょうしつ)において,児童同士のペアで行う活動(頭手裏剣、足手裏剣、石渡り)を設定。3.目標:多様な手裏剣の動きに合わせて動作をする。友だちの動きに合わせてクッションを渡る。4.指導方法:各活動についてフォーマット及びスクリプト(Bruner,1983)として要素を設定し、教員は段階的な援助(5.身体援助、4.モデル提示、3.ことばがけ、2.時間遅延、1.自発)を行った。5.分析方法:VTRによる記録と分析。標的行動(1)動作:フォーマットの各要素における自発的な動作(援助段階を点数化して平均を算出)、(2)視線:教員や友達への注目.(3)情動:笑顔や発声、発話等の快情動の表出。また指導期間を1期(6月)と2期(7、9月)に分けて分析を行った。【成果】(1)動作に関する援助の平均値(1期→2期):頭手裏剣2.9→1.4、足手裏剣3.1→2.9、石渡り3.1→1.7。(2)(3)表出した視線や情動の平均回数(1期→2期)視線3.7→5.4、情動1.8→3.3。(1)動作については各活動で自発的な行動が増えた。(2)(3)視線と情動について、頭手裏剣、足手裏剣での情動表出が2期に増え、それに伴い石渡りでの友達への視線が増えた。事後のAESでも、物を介した遊びの際の共同注意と情動共有、役割の模倣や交代などの項目について得点が高まった。動きや音などを手がかりにして他者へ注目をしたり動きを合わせたりする様子が見られ、初期社会性発達の基盤を育む上で本指導の有効性が示唆された。CA.8:0。
赤道大気レーダー長期連続観測による赤道大気波動の解明

本計画研究項目(A01)の目的は、赤道大気レーダー(Equatorial Atmosphere Radar; EAR)を用いた赤道大気波動の研究である。本研究では以下の成果を得た。1.赤道大気レーダーの長期連続観測の実現2.対流活動と季節内振動の関連の解明3.赤道大気波動と対流圏・成層圏の大気交換の実証4.上部対流圏の鉛直流と巻雲の観測5.プラズマバブルの生成機構と大規模空間構造の解明まず1では、2001年6月から現在まで、EAR対流圏・下部成層圏観測をほぼ連続に実施し、電離圏観測を時宜に応じて実施した。観測データを本領域のみならず国内・国外の関連研究者に公開した。観測プログラムの整備・開発、補修部品購入、EARと京大を結ぶ衛星回線の開設などを担当した。次に2では、熱帯域対流圏に顕著な季節内振動(Intra- Seasonal Variation; ISV)について解析しISVに伴う対流活動の変調を明らかにした。3では、EARとラジオゾンデ温度観測により赤道ケルビン波の砕波に伴う乱流強度を示した。4では、総観スケール(1000km以上)の熱帯域対流活動に伴う対流圏中層から上層での鉛直流変動の詳細を観測的にはじめて示す一方、地球の放射収支に影響する巻雲について、ミリ波レーダーやライダーとの協同観測により、熱帯域での鉛直流構造をはじめて示した。5では、EAR多ビーム観測によって赤道スプレッドF(Equatorial Spread-F; ESF)の時間変動と空間構造を分離観測することに成功し、ESFの発生時刻がほとんどの場合EAR上空のF領域高度の日没時刻より遅く、それと磁力線に沿って結合した磁気赤道における日没時刻までの時間帯に集中することを明らかにした。またESFに空間スケール5001000kmの東西波状構造が存在することを見出す等、多くの成果を得た。本研究は、赤道大気レーダー(Equatorial Atmosphere Radar ; EAR)の長期連続観測を実施することによって、赤道大気力学の総合的理解を一気に深めることを目的としている。本研究で取得・蓄積される観測データは、赤道大気力学に関する、他の手段によっては決して得ることのできない貴重なデータであり、将来の関連研究にとっても貴重な財産である。本計画の初年度である平成13年度には、以下の研究を実施した。1.赤道大気レーダーによる大気波動の観測:EARのシステム性能の評価と標準観測手法の確率を進め、長期連続観測を開始した。観測データの品質を監視するためにRFネットワークアナライザをはじめとする測定器類を整備した。また長期連続運転によるレーダー部品の損耗に対処するため、電子部品等の補修部品(消耗品)を購入した。2.衛星データネットワークの構築:観測データを日本に準リアルタイムに伝送する目的で、EARと京都大学宙空電波科学研究センター間の衛星通信回線の構築を進めた。必要な衛星通信地上局の機器を購入するとともに、衛星通信業者を選定し、平成14年3月末から運用が開始されることとなった。3.シンポジウムの開催:3月1822日に京都大学宙空電波科学研究センターにおいて、「赤道大気上下結合に関する国際シンポジウム」が開催された。この中で、日本・インドネシアを初めとする国内外の専門家による、赤道大気波動研究のための研究発表が行われた。

本研究で取得・蓄積される観測データは、赤道大気力学に関する、他の手段によっては決して得ることのできない貴重なデータであり、将来の関連研究にとっても貴重な財産である。平成14年度には以下の研究を実施し、国際論文誌への投稿論文3編が受理された。1.赤道大気レーダーの長期連続観測:EARによる赤道大気の長期連続観測を実施した。観測モードは主として対流圏・下部熱圏を対象とし、適宜切替えを実施した。特に1011月には電離圏イレギュラリティの集中観測によって、低緯度イレギュラリティの東西伝搬特性や背景電離圏との関係を明らかにした。また長期連続運転によるレーダー部品の損耗に対処するため、消耗品の購入等を進めた。2.赤道大気波動の観測的研究:EAR長期連続観測の結果をもとに、赤道大気の振動と波動について研究を進め、対流圏と成層圏の境界(対流圏界面)で大気上下結合に重要な役割を果たすとされる赤道ケルビン波が不安定(砕波)となる過程が捉えられた。また、対流圏界面において準定常的に風シアによる不安定現象で薄層乱流が発生していることが明らかにされ、上下結合への寄与が注目されている。3.新しい観測法の開発:レーダー周波数をわずかに変化させて測定する位相情報からレーダーの距離分解能を向上する周波数領域干渉計観測法を赤道大気レーダーに適用し、大気乱流の薄層構造のより優れた観測法を開発した。4.衛星データネットワークの維持管理:EAR観測所と京都大学宙空電波科学研究センター間の衛星通信ネットワークを引き続き維持する一方、その利用法として、観測データが準リアルタイムに日本に転送されるシステムを構築した。本研究は、赤道大気レーダー(Equatorial Atmosphere Radar ; EAR)の長期連続観測を実施することによって、赤道大気力学の総合的理解を一気に深めることを目的としている。平成15年度には以下の研究を実施し、国際論文誌への論文発表をすすめた。1.赤道大気レーダーの長期連続観測:EARによる赤道大気のめ長期連続観測を実施した。観測モードは主として対流圏・下部熱圏を対象とした。一次解析で得られる風速、スペクトル幅、エコー強度等の10分値を、ホームページhttp://www.kurasc.kyoto-u.acjp/ear/data/において公開している。また現在までに取得されたデータ量は、450ギガバイトに達した。2.2004年3月5月に実施される本研究領域の第一次国際観測キャンペーンのための準備をすすめた。2003年34月、9月と2004年3月には電離圏イレギュラリティの集中観測を実施した。3.赤道大気波動の観測的研究:EAR長期連続観測の結果をもとに、赤道大気の振動と波動について研究を進め、赤道ケルビン波が不安定(砕波)となる過程が捉えられた。また、対流圏界面において準定常的に風シアによる不安定現象で薄層乱流が発生していることが明らかにされた。
洋上風力発電に関わる気象研究拠点としての風況モニタリングステーションの開設

本研究は、京都大学防災研究所が所有する白浜海洋観測鉄塔を風況モニタリングステーションとして利用することにより、今後日本沿岸海域において洋上風力発電を推進していく上で必要不可欠な、1)日本特有の海上風況特性の把握、2)数値シミュレーションによる海上風速推定精度の検証、3)人工衛星搭載合成開口レーダーによる海上風速推定精度の検証、及び4)海上風況予測システムの確立、を目的として行われた。結果として、日本特有の海洋風況及びその推定精度に関していくつかの有意義な成果が得られた。本研究は、京都大学防災研究所白浜海象観測所が所有する海洋鉄塔を風況モニタリングステーションとして開設することにより、今後日本沿岸で洋上風力発電を推進していく上で必要不可欠な風車ハブ高度(60m100m)の風況特性の解析及び、数値シミュレーション・人工衛星リモートセンシングによる海上風速推定の検証を行うことを目的とする。平成19年度に得られた成果を以下にまとめる。1)白浜海洋鉄塔上に小型ドップラーソーダを設置し、海上風の鉛直プロファイル観測を開始した。海洋鉄塔から観測棟を経由して神戸大学のデータサーバに観測データを転送するシステムを構築することにより、白浜海洋鉄塔での観測データを神戸大学においてリアルタイムでモニタリングすることが可能になった。2)気象業務支援センターから気象庁数値予報値をダウンロードし、それを入力値としてメソ気象モデルMM5を実行する「局地気象予測システム」を構築した。これにより、白浜風況モニタリングステーションにおける48時間先までの風況予測を毎日自動で行うことが可能になった。3)3つの人工衛星ERS、ENVISAT、ALOSによって撮影された合成開口レーダー画像を処理し、モデル関数CMOD4により白浜海域の500m解像度の海上風分布図を作成した。白海洋鉄塔での観測値との比較により、合成開口レーダーの海上風推定精度はRMS誤差で2m/s程度であることが明らかになった。4)メソ気象モデルMM5を用いて、2005年1年間の白浜海域での数値シミュレーションを行った。計算精度は従来の日本沿岸の計算精度とそれ程変わらない結果(RMS誤差で2m/s台前半)となったが、海陸風の再現性、陸面の粗度に関していくつかの問題点が示され、次年度への課題となった。1)風況モニタリングステーション(MS)観測値を用いた風況特性の解析風況MSでのプロペラ風向風速計及び超音波風向風速計の観測値を用いて,白浜における風速の年々変動や季節変動,乱流特性,安定度依存性,海陸風循環等の風況特性に関する解析を行った.洋上風力発電の盛んな欧州と比較して,年間を通じて顕著な日変化が存在すること,海陸風循環はほとんど風力エネルギーに寄与しないこと,等が明らかになった.2)風況予測システムの問題点抽出と改善風況MSを含めた瀬戸内海東部領域を対象とした48時間先までの風況予測が可能な海上風予測システムを完成させ,予測システムによる計算値と風況MSからの観測値を同時にモニタリングできるWebサイトを構築した.予測システムの精度検証の結果,予測風速には全般的に過大評価の傾向があり,これを改善するためには,地表面パラメータのチューニング及び高解像度化が効果的であることを示した。風速鉛直プロファイルに関してはまだ問題が残っている.3)合成開口レーダー(SAR)による風車ハブ高度の風速推定精度検証風車ハブ高度の風速を観測する予定であったドップラーソーダの計測値に問題があることがわかり,年度後半は陸上での検定作業に時間を費やした.限られたドップラーソーダデータを用いた検討によれば,モニン・オブコフ相似則により大気安定度を考慮することで風車ハブ高度の風速推定精度が上がることが見込まれた.またワイブル統計によって年間平均風速を誤差10%で推定するには,約70枚以上のSAR画像が必要であることが示された.1)日本沿岸の風況特性が洋上風力発電に与える影響の評価:白浜海洋観測鉄塔における長期間の風速データの解析より、海陸風循環に伴う日変化の特性、ワイブル分布特性、乱流強度特性、大気安定度の影響等が明らかになった。特に日本近海では黒潮に代表される暖流と冬季の寒冷な季節風などの影響により、海上風速及び風力エネルギーが極めて敏感に大気安定度に依存することが明らかになった。2)風速鉛直プロファイル計算の高精度化:メソ気象モデルMM5及びWRFから得られる風速鉛直プロファイルを気象庁プロファイラによるデータと比べることにより、現在の大気境界層スキームでは実海域のプロファイルを十分に再現できないことが明らかになった。その一因として沿岸海域における計算において海面温度の与え方に大きな課題があることがわかり、その改善手法を提案した。3)風況予測システムの開発:沿岸海域での海上風予測を目的として、メソ気象モデルMM5を核とした局地気象予測システムKWFSを構築し、運用を行った。これにより、瀬戸内海海域の3日先までの海上風予測値を定常的に得ることが可能になった。風速予測精度は、初期時刻直後で平均風速の40%程度、72時間先で60%程度の誤差であった。

4)合成開口レーダーによる海上風速推定:合成開口レーダーとメソ気象モデルを組み合わせることにより、高精度な洋上風力資源調査手法の確立を目指した。具体的には、メソ気象モデルにより推定される風向情報を合成開口レーダーによる風速推定アルゴリズムの入力値として用いた。この手法により年間のワイブル平均風速、ワイブルエネルギー密度を推定した結果、やや過小評価の傾向があることが明らかになった。
苦味物質で直接開口するチャネル

苦味物質の化学刺激は舌上の味細胞で受容され、電気的応答へと変換される。その情報変換機構には細胞内二次伝達物質が介在すると従来考えられてきた。しかし本研究では、苦味物質によって直接開口するチャネルの存在を明らかにした。これは苦味応答において従来全く検討されてこなかった経路であり、新しい苦味情報変換機構に関するチャネルとして注目される。本年度では、ウシガエルの味細胞から剥離したoutside-outパッチ膜から苦味応答電流を記録した。細胞内側の溶液に二次伝達物質やその前駆体類が存在しない条件で、苦味物質であるキニーネをパッチ膜に投与したところ濃度依存的に陽イオンチャネルが活性化するのが確認されてた。さらに、キニーネとは化学構造の全く異なる苦味物質であるデナトニウムでも同じ単一チャネル電流値をもつ応答がみられた。従来の苦味応答機構の仮説ではGタンパク質が必要だとされていたが、Gタンパク質の阻害剤・活性化剤を細胞内側に添加した条件でもチャネルの活性化に変化は認められなかった。また、細胞内側に添加したキニーネは有効でなく細胞外側から刺激した場合にのみチャネルの活性化がみられた。これらの結果より、本研究でみられたチャネルの活性化には細胞内二次伝達物質は必須ではなく、細胞外側からの苦味刺激によりチャネルが直接活性化すると考えられた。パッチ膜で記録されたこのチャネルの特性を調べ、whole-cellでのノイズ解析などによって得られたチャネル特性と比較した。苦味物質濃度依存性、イオン選択性、単一チャネルコンダクタンス、および細胞外Caによる苦味物質依存性と単一チャネルコンダクタンスに対する影響について検討したところ、これら全てにおいて同じチャネル特性がみられた。この結果からパッチ膜で発見された苦味物質で直接開口するチャネルと同じチャネルが、味細胞レベルでも同様に機能していることが示された。
前端部神経外胚葉のセロトニン神経が腸管形成を制御する新規メカニズムの解明

平成30年度は、ウニ幼生の腸管神経系とセロトニンの関わりについての研究を進める中で、幽門の胃側に1個、腸側には約2個の神経とみられる細胞の存在が確認された。またこれらの細胞においてウニの神経マーカーとして報告されている、zfhx1、delta、soxCの発現も確認されたことから、幽門近辺の細胞は神経そのものであるという可能性が高いと考えられた。セロトニン合成酵素の翻訳を阻害した胚では、腸管の大きさが正常よりも小さくなることが先行研究により示唆されていたが、幽門近郊の神経の形成にも強く影響がみられた。特にセロトニン合成酵素阻害胚では胃側の1神経様細胞のSynaptotagminの発現が消失している割合が高く、セロトニンが腸管の神経形成に関与している可能性が高いと考えられた。セロトニン受容体が腸管の神経様細胞に存在することが考えられることから、様々な手法を駆使してその検出を試みたが、発現量が微量であることが想定され、時空間的パターンの確認には至らなかった。研究期間全体を通してみると本研究は、ウニにおける腸管神経の発見、および神経型一酸化窒素合成酵素による幽門開閉への関与の解明に繋がり、非常にインパクトのある成果が得られた。また、セロトニンは腸管の形成だけでなく機能にも影響していることが判明し、胃腸に与えるセロトニンシグナルの影響は想定していた以上に複雑であると考えられた。今後のさらなる研究の発展において、本研究はウニ幼生の腸管神経系の詳細を示す重要な基礎データを明らかにすることができた。前端部神経外胚葉のセロトニンが腸管形成に関与する過程の解析を行った。まず、セロトニン合成経路の阻害下における腸管形成解析を行うために、セロトニン合成酵素TPHのモルフォリノアンチセンスオリゴによる翻訳阻害胚を用いた。TPH翻訳阻害胚は胃腸が小さく腸管形成が正常に行なわれていないと予測されたことから、食道周辺や胃腸の筋肉組織に対する抗体を作成し、正常胚における腸管筋肉組織の形成過程の解析を行なった。その結果、筋肉の収縮機能に関わるTroponin Iは食道の筋肉繊維の他、噴門、幽門、肛門の筋肉に発現していた。Troponin I機能抑制胚ではほぼ食道の動きがみられずエサである珪藻が取り込まれなくなった。一方でセロトニン合成酵素TPHにおけるTroponin Iの発現パターンを解析したところ、それぞれの筋肉組織の発達は正常胚と比較して、ほぼ変化が見られず、エサを取り込む食道の動きも正常通り見られた。TPH阻害胚における小さな胃腸の形成はエサの取り込み不全から2次的に生じているものではなく、セロトニンが形成過程に直接関与している可能性がより強く示唆された。また前端部神経外胚葉からはアクソンが腸管に向けて伸長している様子が観察されたため、その詳細なパターンを神経特異的因子であるSynaptotagminBの検出により明らかにしてきた。これまで報告されていない神経パターンの存在が確認されていることから、割球へ蛍光色素を顕微注入した胚でのSynaptotagmin Bの検出を行い、その細胞のそれぞれの由来についても解析を進めてきた。ウニ胚の腸管の筋肉組織にTroponin Iが発現していることを初めて明らかとし、予定していた以上に速やか結果を得ることができ、本年度中に論文として報告した。これまでウニ腸管に存在する筋肉や神経の詳細はほぼ報告されておらず、本研究によりそれらの基礎的データを示すことができた。セロトニンの腸管形成への機能解析に関しては、セロトニン合成酵素TPHの阻害剤における解析が順調に進行しているが、セロトニン受容体についてはその空間的発現パターンをまだ正確に示すことができていない。一方でセロトニンそのものの空間的発現パターンは明らかになってきていることから、受容体の発現パターンを同時に示すことができれば、セロトニンが腸管に存在するという結論をよりサポートできると考えており、さらなる解析を進める予定でいる。前端部神経外胚葉で合成されるセロトニンが、胃腸の形成や機能にどのように関与しているのか、引き続き解析を行ってきた。昨年度の研究により、セロトニン合成酵素やセロトニン受容体5HT7ノックダウン胚において胃腸の形成不全がみられるものの、胃腸に発現する因子や、餌の取り込みには一見すると影響がないようにみられた。しかし本年度、セロトニンの投与やセロトニン受容体阻害剤(Asenapime maleate、SB269970 hydrochloride、Methysergide maleate salt)を用いた解析により、セロトニンが幽門及び肛門活躍筋の弛緩・収縮に影響していることが確認された。興味深いことに、セロトニンの投与により幽門括約筋の弛緩が誘導され、逆に肛門括約筋は収縮傾向を示した。一方、セロトニン受容体阻害剤の投与は、幽門括約筋の弛緩が阻害され、逆に肛門括約筋では弛緩が誘導された。つまり幽門括約筋と肛門括約筋はそれぞれセロトニンに対して逆の反応を示していることが示唆された。また、セロトニン受容体の検出を進めていく中で、胃腸にいくつか神経細胞が存在することがSynaptotagminBの検出により明らかとなった。セロトニン受容体5HT7、5HT1A、5HT2Aのいずれも発現量が非常に少ないことから、今のところ胃腸における発現パターンの検出には成功していないが、神経細胞に受容体が発現している可能性は十分考えられた。今後も検出方法を検討しながらそれらの受容体の発現パターンを探る予定である。

本年度はセロトニン受容体5HT7阻害胚におけるRNA-seqを用いた遺伝子発現比較を行う予定であったが、以下の理由からその実施を見送った。まず、5HT7の胃腸における発現パターンが確認できておらず、その検出に重点を置く必要があると考えた。また、当初は、5HT7阻害胚が胃腸の発現因子に影響することで不完全な胃腸を保持していると考えていたが、これまでのところ代表的な因子の発現には影響がみられておらず、セロトニンは遺伝子発現調節とは異なる点で、胃腸の形成や機能に影響している可能性が十分考えられた。セロトニン受容体の発現パターンに関しては、検出方法を検討するなど様々な工夫を凝らしているが、今のところ胃腸組織での検出に成功していない。時期的に発現していることはすでに確認されいるが、その発現量は非常に少ないと予測され、今後も検出方法の検討を行う必要がある。平成30年度は、ウニ幼生の腸管神経系とセロトニンの関わりについての研究を進める中で、幽門の胃側に1個、腸側には約2個の神経とみられる細胞の存在が確認された。またこれらの細胞においてウニの神経マーカーとして報告されている、zfhx1、delta、soxCの発現も確認されたことから、幽門近辺の細胞は神経そのものであるという可能性が高いと考えられた。セロトニン合成酵素の翻訳を阻害した胚では、腸管の大きさが正常よりも小さくなることが先行研究により示唆されていたが、幽門近郊の神経の形成にも強く影響がみられた。特にセロトニン合成酵素阻害胚では胃側の1神経様細胞のSynaptotagminの発現が消失している割合が高く、セロトニンが腸管の神経形成に関与している可能性が高いと考えられた。セロトニン受容体が腸管の神経様細胞に存在することが考えられることから、様々な手法を駆使してその検出を試みたが、発現量が微量であることが想定され、時空間的パターンの確認には至らなかった。研究期間全体を通してみると本研究は、ウニにおける腸管神経の発見、および神経型一酸化窒素合成酵素による幽門開閉への関与の解明に繋がり、非常にインパクトのある成果が得られた。また、セロトニンは腸管の形成だけでなく機能にも影響していることが判明し、胃腸に与えるセロトニンシグナルの影響は想定していた以上に複雑であると考えられた。今後のさらなる研究の発展において、本研究はウニ幼生の腸管神経系の詳細を示す重要な基礎データを明らかにすることができた。腸管の形成や機能を解析する上で、腸管の筋肉及び神経の存在を明らかにする必要があり、これまでの筋肉の解析に引き続き、各種神経形成過程の詳細についても主にSynaptotagmin B抗体を用いた解析を進める。また、セロトニン神経機能の下流で転写誘導される遺伝子を同定・単離するために、セロトニン受容体5HT7阻害胚によるRNA-seqを行う予定でいたが、5HT7の空間的発現パターンがまだ明確になっていないため、次のステップへと研究を進めるのにはリスクがあると考える。そこで、当初から計画通り進まない時の対応として予定していたセロトニン合成酵素TPH阻害胚を用いた下流因子探索にも重点を置くこととする。TPH阻害胚を用いてセロトニンの胃腸形成への影響についてより詳細な解析を行うとともに、今後はTPH阻害胚を用いたRNA-seqによる解析を実施することにつても検討する。
極低温における超格子素子/HEMTの電磁波応答

マイクロ波HEMTアンプ(23GHz)を極低温まで冷却した時に顕著になる問題は、微量の赤色光をHEMT素子に照射する事により改善できる事が、昨年度の実験で確認できた。また、同じ原理から増幅度、雑音特性が向上する事の確証も得られた。これら問題点のうち、安定度・再現性の向上をはかる事、そして履歴現象を無くす事が、アンプ使用上特に重要であり、そのためにはアンプに使用されている全HEMT素子を光照射しなければならない事も指摘した(89年秋期天文学会講演)。本年度は、これらを踏まえ、技術の実用化を目指し、冷却ミリ波HEMTミキサ-(43GHz)の設計、製作を行った。ミキサ-はHEMT素子一つだけの単純な構造をしており、ミリ波検出・増幅・周波数変換を同時に行うものである。この為、光照射の効果・制御をより明確に調べることが可能となるからである。構造としては、信号(43GHz)は導波管で導入しアンテナ・ストリップ線路を介してHEMTゲ-トに、局発入力(41.6GHz)は同軸・ストリップ線路でドレインにそれぞれ供給される。そしてIF出力(1.4GHz)はドレインから取り出し、超低雑音増幅器に送る。このミキサ-は原理的にはゲインが期待できるものである。制御用の光は、常温部に置かれたLEDから光ファイバ-で導入する。ミキサ-及びその付属部分はアンプの場合と同様にHe冷凍器で20K以下に冷却される。ミリ波HEMT/FETミキサ-の実験は世界的にもほとんど例はなく、かつ超高感度フロントエンドとしての性能を得るため、極低温冷却・光照射するのは初めての試みである。組み立て後、常温での評価では、変換損として3.2dBに達し、ダイオ-ドミキサ-を越えたトップデ-タを得ることができた。極低温冷却そして光照射による効果は大いにあると考える。ミリ波で使用できるHEMT素子は、まだ実験的要素が強く、製造ロットの違いによる特性変化が大きく、ミキサ-マッチング回路が対応しきれていない。現在は、その改良を続行している。本年度は、超低雑音マイクロ波HEMTアンプ(既存)に対する光照射の影響を調べる実験を行った。これにより、明/暗によるアンプ動作の違いが明らかになり、アンプを調整、使用する上での多くの知見を得る事ができた。またHEMTの設計、製造への要求が明確になった具体的な作業は、次の通りであった。製作既存の冷却HEMTアンプの改造LED(赤外)による光照射の機構の製作常温/低温でのI-V測定系の組立温度可変低温雑音源の製作、既存の雑音測定系の改造測定電流特性および増幅度、雑音温度に対する時間、温度、光量依存性特性のドリフト時定数のバイアス、光量依存性及びヒステリシス現在、まだデータ整理中であり、発表の準備中であるが、冷却状態でのアンプについての得られた知見、結論を以下に述べる。1暗状態では、電流特性に大きなヒステリシスを持ち、また同じ理由からドリフトを生じる。この時定数は,数時間以上あり、またバイアスに依存している可能性がある。これは、アンプ使用時、調整点がズレることを意味し、重大な問題である。明状態では、これがほとんど解消される。2明状態での雑音温度の低下は、一割程度みられた。

3明状態では、光電流(場合によってはバイアス電流と同程度)が流れ、アンプ調整に影響を与える。また、温度上昇、ショット雑音増加につながると予想される。4 100K付近で動作に不安定を生じる。これは、以上の振る舞いの原因と考えられるDXセンターレベルのエネルギーに対応している。マイクロ波HEMTアンプ(23GHz)を極低温まで冷却した時に顕著になる問題は、微量の赤色光をHEMT素子に照射する事により改善できる事が、昨年度の実験で確認できた。また、同じ原理から増幅度、雑音特性が向上する事の確証も得られた。これら問題点のうち、安定度・再現性の向上をはかる事、そして履歴現象を無くす事が、アンプ使用上特に重要であり、そのためにはアンプに使用されている全HEMT素子を光照射しなければならない事も指摘した(89年秋期天文学講演)。本年度は、これらを踏まえ、技術の実用化を目指し、冷却ミリ波HEMTミキサ-(43GHz)の設計、製作を行った。ミキサ-はHEMT素子一つだけの単純な構造をしており、ミリ波検出・増幅・周波数変換を同時に行うものである。この為、光照射の効果・制御をより明確に調べることが可能となるからである。構造としては、信号(43GHz)は導波管で導入しアンテナ・ストリップ線路を介してHEMTゲ-トに、局発入力(41.6GHz)は同軸・ストリップ線路でドレインにそれぞれ供給される。そしてIF出力(1.4GHz)はドレインから取り出し、超低雑音増幅器に送る。このミキサ-は原理的にはゲインが期待できるものである。制御用の光は、常温部に置かれたLEDから光ファイバ-で導入する。ミキサ-及びその付属部分はアンプの場合と同様にHe冷凍器で20K以下に冷却される。ミリ波HEMT/FETミキサ-の実験は世界的にもほとんど例はなく、かつ超高感度フロントエンドとしての性能を得るため、極低温冷却・光照射するのは初めての試みである。組み立て後、常温での評価では、変換損として3.2dBに達し、ダイオ-ドミキサ-を越えたトップデ-タを得ることができた。極低温冷却そして光照射による効果は大いにあると考える。ミリ波で使用できるHEMT素子は、まだ実験的要素が強く、製造ロットの違いによる特性変化が大きく、ミキサ-マッチング回路が対応しきれていない。現在は、その改良を続行している。
神経・内分泌・免疫軸の神経薬理学的解析-脳内インターロイキンと交感神経機能-

種々のストレスがリウマチ、糖尿病などの自己免疫患者の発症と経過に影響することからも明らかなように、神経-内分泌系と免疫系間には密接な相互作用がみられる。そこで私たちは免疫情報の伝達に関与するサイトカインの一つ、インターロイキン-1β(IL-1β)が交感神経-副腎髄質系の中枢調節にどのように影響するかを検討した。具体的には、ウレタン麻酔ラットの血液カテコラミン値と血圧とを指標に実験を行った。得られた成績を纏めると、1)IL-1βの脳室内投与は一酸化窒素(NO)の生成と、それに続くプロスタグランジン(PG)の生成とを介して血液アドレナリン(Ad)値には無影響にノルアドレナリン(NA)値のみを増加した。即ち、交感神経系を選択的に賦活した。2)NOドナー3-morpholinosydnominine(SIN-1)の脳室内投与は血液AdとNA値を増加した。しかも、前者の増加は後者のそれより著しく大きかった。3)このSIN-1によるAdおよびNA値の増加はcyclooxygenase阻害薬indomethacin、ならびにNO消去薬carboxy-PTIOいずれの前処置でも消失したが、スーパーオキシドアニオンの消去薬superoxide dismutaseでは変化しなかった。4)SIN-1によるAd値の増加はトロンボキセンA2(TXA2)の合成阻害薬(furegrelateとcarboxy-heptyl imidazole)ならびにTXA2受容体遮断薬({+}S-145とSQ29548)いずれの脳室内前処置でも消失した。{まとめ}IL-1βはNOとPGの生成を介して中枢性に交感神経を賦活する。更にNOは脳内でTXA2の生成を介して副腎髄質機能をも著しく高める。IL-1βが副腎髄質機能に無影響なのは、この機能を賦活する脳内部位にIL-1βの受容体が存在しないことを示唆する。種々のストレスがリウマチ、糖尿病など自己免疫疾患の発症と経過に影響することからも明かなように、神経-内分泌系と免疫系間には密接な相互作用がみられる。私たちは血液ノルアドレナリン(NA)およびアドレナリン(Ad)値ならびに大内臓神経の電気活動を指標に交感神経-副腎髄質系の中枢性統御機構を脳内神経伝達物質との関連で検討してきた。そこで今回、血液NAおよびAd値を指標に、免疫活性物質インターロイキン1β(IL-1β)の中枢作用と、その機序をウレタン麻酔ラットを用いて検討した。{成績}1)IL-1βの脳室内投与は用量(50,100,200ng/rat)に応じて血液NA値の増加を惹起した。一方、Ad値は高用量でも変化しなかった。2)この免疫活性物質によるNAの選択的な増加は次のいずれの前処置でも消失した。即ち、(A)6-hydroxydopamineを用いての化学的交感神経切除、(B)プロスタグランジン(PG)の生合成酵素阻害薬indomethacinの前処置、(C)一酸化窒素(NO)の生合成酵素阻害薬L-NG-nitroarginineの脳室内前処置、ならびに(D)NOスカヴェンジャーoxyhemoglobinの脳室内前処置である。3)そこで次にNOの作用を検討した。代表的なNOドナーである3-morpholino-sydnomineの脳室内投与は用量依存的(100-500μg/rat)にNAとAd値の両者を増加した。更に、このNOドナーの作用はindomethacinの前処置で消失した。

IL-1βと違って何故NOがNA値のみならずAd値をも増加するのか、又、その機序は?、などについては更に検討中である。{結論}IL-1βは中枢性に交感神経系を選択的に賦活する。更に、このIL-1βの作用にはNOと、これを介して合成された脳内PGが関与するのであろう。前年度には、免疫情報の伝達に関与するインターロイキン1β(IL-1β)が中枢性に交感神経機能を高めること、更に、この作用には脳内で生成する一酸化窒素(NO)が関与することを報告した。そこで本年度は、ウレタン麻酔ラットの血液カテコラミン値および全身血圧を指標にして、交感神経-副腎髄質系の中枢性賦活機構におけるNOの役割とその機序を検討した。{成績1}1)NOドナーである3-morphorinosydnominine(SIN-1)の脳室内投与は、その用量に応じて血液アドレナリン(Ad)およびノルアドレナリン(NA)値を増加した。なかでもAdの増加はNAのそれに比べて遥かに大きかった。2)この血液カテコラミン値の増加はcyclooxygenase阻害薬indomethacinならびにNO消去薬carboxy-PTIOいずれの前処置でも消失した。しかし、スーパーオキシドアニオンの消去薬superoxide dismutaseの脳室内前処置では影響されなかった。3)SIN-1による血液Ad値の増加はトロンボキセンA2(TXA2)の合成阻害薬furegrelateとcarboxy-heptyl imidazole、ならびにTXA2受容体遮断薬{+}S-145とSQ29548いずれの前処置でも用量に応じて減弱または消失した。SIN-1の脳室内投与は血液カテコラミン値の増加に応じて全身血圧を低下した。この血圧低下はアドレナリンβ受容体遮断薬propranololの筋肉内前処置で消失したが、脳室内前処置では変化しなかった。{結論}NOは脳内でトロンボキセンA2(TXA2)の生成を介して副腎髄質を中枢性に賦活することが明らかになった。
木質バイオマスの高効率液化による液体バイオ燃料の創製

固体バイオマスは石油や天然ガス等と比較してかさ高く、輸送や貯蔵等の取り扱いには不便である。このため、林地残材や廃木材などの多くが未利用のまま廃棄されており、これらの有効利用が望まれる。一方、超臨界流体は新たな化学反応場として注目を集めている。物質は温度と圧力条件により、気体、液体、固体で存在するが、臨界点を超えると超臨界状態となり、気体分子と同等の大きな分子運動エネルギーと液体に匹敵する高い密度を兼ね備えた高活性な流体となる。また、超臨界流体では化学反応の重要なパラメータであるイオン積や誘電率を温度、圧力によって大幅に制御できる。そこで本研究では、超臨界流体のもつ特異性を活用して、バイオマス資源をバイオアルコールに可溶化させることで、新規な液体バイオ燃料を創製することを試みた。これによってかさ高く取り扱いにくい固体バイオマスを、取り扱いやすく貯蔵しやすい液体バイオ燃料に変換することが可能となる。すなわち、各種超臨界アルコールの温度、圧力、処理時間と液化物への変換率の相関について検討し、超臨界流体による最も効果的な高効率液化条件を見い出し、アルコール可溶部を液体バイオ燃料として分離回収する方策を検討した。その結果、メタノール、エタノールおよび1-プロパノールのような低分子量のアルコールでは、350°C、20-30分の処理で95%程度液化物が得られた。一方、1-オクタノールや1-デカノールのような比較的高分子量のアルコールでは、350°C、数分までの処理で液化がほぼ完了した。しかし、液化物の分子量が大きく、液体燃料としての利用には何らかの付加処理による低分子化が必要であることが判明した。本液化機構については、ほぼその全容が明らかとなり、今後アルコール可溶部の液体バイオ燃料としてのポテンシャルを明らかにして行く。本研究では、超臨界流体のもつ特異性を活用して、林産廃棄物などのバイオマス資源を液体アルコールに可溶化させることで、新規な液体バイオ燃料を創製することによる再資源化技術の開発を試みた。メタノール、エタノール、ブタノール及びオクタノール等のアルコールはバイオマスから製造が可能であり、これらのバイオアルコールにバイオマスを可溶化することで、100%バイオマス起源の液体バイオ燃料の創製が可能となり、これによってかさ高く取り扱いにくい固体バイオマスを、取り扱いやすく貯蔵しやすい液体バイオ燃料に変換することが可能となる。そこで、各種超臨界アルコールの温度、圧力、処理時間と液化物への変換率の相関について検討し、超臨界流体による最も効果的な高効率液化条件を見い出し、アルコール可溶部を液体バイオ燃料として分離回収する方策を検討した。その過程で新規に購入したイオンクロマト分析装置を用い液化物中の糖類の分析を行った。その結果、メタノールなどの低分子量のアルコールに比べ1-オクタノールや1-デカノールのような比較的高分子量のアルコールでは、液化物の糖類はより高分子量であることが判明した。

このため、林地残材や廃木材などの多くが未利用のまま廃棄されており、これらの有効利用が望まれる。一方、超臨界流体は新たな化学反応場として注目を集めている。物質は温度と圧力条件により、気体、液体、固体で存在するが、臨界点を超えると超臨界状態となり、気体分子と同等の大きな分子運動エネルギーと液体に匹敵する高い密度を兼ね備えた高活性な流体となる。また、超臨界流体では化学反応の重要なパラメータであるイオン積や誘電率を温度、圧力によって大幅に制御できる。そこで本研究では、超臨界流体のもつ特異性を活用して、バイオマス資源をバイオアルコールに可溶化させることで、新規な液体バイオ燃料を創製することを試みた。これによってかさ高く取り扱いにくい固体バイオマスを、取り扱いやすく貯蔵しやすい液体バイオ燃料に変換することが可能となる。すなわち、各種超臨界アルコールの温度、圧力、処理時間と液化物への変換率の相関について検討し、超臨界流体による最も効果的な高効率液化条件を見い出し、アルコール可溶部を液体バイオ燃料として分離回収する方策を検討した。その結果、メタノール、エタノールおよび1-プロパノールのような低分子量のアルコールでは、350°C、20-30分の処理で95%程度液化物が得られた。一方、1-オクタノールや1-デカノールのような比較的高分子量のアルコールでは、350°C、数分までの処理で液化がほぼ完了した。しかし、液化物の分子量が大きく、液体燃料としての利用には何らかの付加処理による低分子化が必要であることが判明した。本液化機構については、ほぼその全容が明らかとなり、アルコール可溶部の液体バイオ燃料としてのポテンシャルが明らかになった。