hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
次世代極短パルスレーザーによるアト秒科学の新展開

本構成で得られたフェムト秒パルスに対して差周波発生を行い、KTA結晶で光パラメトリック増幅することより、波長2.83.8μmで波長可変かつキャリアエンベロープ位相(CEP)安定な中赤外パルスを得た。本光源により、Ybレーザーを用いた光パラメトリック増幅システムの基本構成を実証できた。(3)アト秒軟X線分光ビームラインの開発差動排気されたガスセルを用いた軟X線発生部、トロイダルミラーを用いた集光部、および軟X線分光器から構成されるビームラインを構築した。高圧ガスセルの利用によって、ヘリウムおよびネオンガスを用いた高効率高次高調波発生が実現し、「水の窓」全域(280540 eV)をカバーするアト秒軟X線パルスの発生に成功した。H30年度は、フェムト秒Ybレーザー増幅システムをベースとした光パラメトリック増幅システムを構築し、その最適化および特性評価を行った。その結果、Ybレーザーを用いた光パラメトリック増幅システムにおいて、高安定なキャリアエンベロープ位相の長波長フェムト秒パルス発生、および、波長1030 nm帯におけるサブ2サイクルの極短パルス光発生に成功した。この結果は、サブピコ秒の高安定・高繰り返しYbレーザーシステムを用いることにより、高強度極短パルスが得られることを示しており、アト秒パルス発生のためのドライバー光源としての有用性を実証できた。この成果は、光パラメトリック増幅器の基本設計を行うという当初計画を大きく上回るものである。アト秒軟X線分光ビームラインの開発においては、差動排気ガスセルの開発がほぼ完了し、最大3.5気圧の背圧での高次高調波発生が可能となった。高調波発生の圧力依存性を測定した結果、Heガスでは2.8気圧、Neガスでは1.6気圧が最適圧力であり、このときに最も高い軟X線フォトンフラックスを得た。発生した軟X線のスペクトル帯域は、「水の窓」(280540 eV)の全域をカバーするものであり、軽元素としては炭素と窒素、遷移金属としてはチタンの吸収端での吸収端近傍X線吸収微細構造(NEXAFS)を実証した。また、得られた軟X線パルスは、ハーフサイクルカットオフと呼ばれるCEPに依存したスペクトル構造をもつため、水の窓領域で孤立アト秒軟X線パルスが得られていることを確認できた。これらの結果は、アト秒軟X線分光にむけての重要なステップである。まず、高出力Ybレーザーと光パラメトリック増幅(OPA)光源の開発については、光・量子飛躍フラッグシッププログラム(Q-LEAP)での光源開発との重複を避けるため、高繰り返し型の小型Ybレーザーシステムを用いた高強度極短パルスOPA光源の開発を行うこととする。軟X線ビームラインはほぼ完成したため、semi-infiniteセルを用いた差動排気システムへのアップグレードや光源の安定化等の改善を進める。また、時間的に同期したアト秒軟X線パルスとフェムト秒レーザーパルスを用いたアト秒軟X線吸収分光の実証を目指して、気相分子を対象とした超高速分光実験を行う。
神経成長因子によるヒト気道肥満細胞の増殖・分化と形質転換

好酸球とともに肥満細胞はアレルギー性炎症での重要な炎症細胞である。一方で接着分子がアレルギー性炎症を形成する様々な細胞の遊走・活性化に重要である。またそれに加えてeotaxinやIL-8などのケモカインはアレルギー性炎症局所で発現や産生が確認され、炎症細胞の遊走・集積に重要な働きをしている。我々はこれまでに好酸球において、これらの分子が重要な役割を果たしていることを報告してきた。しかしながら肥満細胞に関しては十分には明らかになっていない。これまでの好酸球の検討に基づいてまず我々は肥満細胞での接着分子の発現とその制御について検討した。臍帯血から得られた単核細胞をIL-6、SCF (stem cell factor)存在下で培養することにより得られた臍帯血由来培養肥満細胞を用いた。この肥満細胞においてICAM-1,CD11b, CD11a, CD18,CD49dの発現が認められた。それに対してVCAM-1は発現が認められなかった。さらにICAM-1の発現はPMAで24時間培養することにより増強し、デキサメサゾンとの24時間共培養により低下することを確認した。さらにこの培養肥満細胞ではeotaxinのレセプターであるCCR3は発現が認められなかったが、IL-8のレセプターであるCXCR1、CXCR2は発現がmRNAあるいは表面蛋白発現として認められた。またIL-8によりカルシウム流入、遊走作用が惹起されることを確認した。CCR3発現の制御に関してはまず分離好酸球を用いて様々な刺激により検討したが、変化はなかった。またアレルギー患者と健常者においても差は認められなかった。さらに我々は気道上皮細胞におけるCCR3の発現とその機能について発表しており、このCCR3を介したシグナルがNGFと同様の成長因子の一つであるEGFのレセプターのリン酸化を抑制することにより強く抑制されることから、成長因子の作用とケモカインレセプターの関係に注目し検討している。これをふまえ肥満細胞においてのサイトカイン、ケモカイン、成長因子によるケモカインレセプターの発現の制御を検討中である。ヘパリン加ヒト臍帯血を用いて、Ficoll比重遠沈法により単核球を分離した後、幹細胞因子(SCF)とインターロイキン6(IL-6)共存下に培養した。培養100日を目標にトリプターゼとキマーゼに対する免疫染色を行い、培養細胞が肥満細胞であることを確認し、ヒト肺肥満細胞のモデルとして用いた。神経成長因子(NGF)が肥満細胞に効果を示すか否かの基礎的検討として、ヒト培養肥満細胞におけるNGF受容体の発現の有無について、フローサイトメトリーを用いてまず検討した。NGF特異的受容体としては、高親和性受容体p140^<trk>と低親和性受容体p75^<LNGFR>の2種類の受容体の発現について検討したが、ヒト肥満細胞は高親和性受容体を発現し、低親和性受容体の発現は認められなかった。つぎに、p140^<trk>のリン酸化反応を免疫沈降法とウエスタンブロット法で検討したが、NGFはp140^<trk>のリン酸化を誘導し、NGFがp140^<trk>を介して肥満細胞を活性化することが明らかとなった。そこで、NGFの肥満細胞生存への効果を検討した。

その結果、NGF単独では肥満細胞の培養を維持することは出来なかったが、SCFとの共存下では生存肥満細胞数が明らかに増加した。その機序を明らかにするため、DNAヒストグラム解析を行ったところ、NGFはG0/G1期からS/G2+M期への細胞周期に明らかな変化を及ぼさなかった。一方、TUNEL法により、アポトーシスに陥った細胞の比率を検討したところ、SCFとの共存下において、NGFは肥満細胞のアポトーシスを明らかに抑制した。従って、NGFはSCFとの共存下において、ヒト肥満細胞の生存因子として重要なファクターとして作用することが明らかとなった。肥満細胞はアレルギー性炎症において重要な役割を果たしている。そしてグルココルチコイドを皮膚や肺に作用させることにより、肥満細胞の局所への集積は減少する。しかしながら肥満細胞表面の接着分子の発現とその制御に関しては十分には明らかになっていない。一方でアレルギー性炎症を形成する様々な細胞の遊走・活性化に重要な分子としてVCAM-1やICAM-1、βインテグリンがある。我々はこれまでに好酸球において、その遊走・活性化にこれら接着分子が重要な役割を果たしていることを報告してきた。これまでの好酸球の検討に基づいて考えると肥満細胞においてのこれらの分子の重要性が十分に想定される。我々は神経成長因子の肥満細胞への作用を検討する前段階として、おそらく肥満細胞においてもその遊走・活性化に重要と考えられる接着分子の発現とその制御について検討した。臍帯血から得られた単核細胞をIL-6,SCF(stem cell factor)存在下で培養することにより得られた臍帯血由来培養肥満細胞を用いた。ICAM-1, VCAM-1, Mac-1(CD11b), LFA-1α(CD11a), LFA-1β(CD18), VLA-4(α4 integrin ; CD49d)のモノクローナル抗体を用いてフローサイトメーターで各接着分子の表面発現を検討した。またPMA・デキサメサゾンの作用も検討した。臍帯血由来培養肥満細胞においてICAM-1, CD11b, CD11a, CD18,CD49dの発現が認められた。それに対してVCAM-1は発現が認められなかった。さらにICAM-1の発現はPMAで24時間培養することにより増強し、またデキサメサゾンの24時間培養により低下することを確認した。肥満細胞の組織への遊走、活性化に接着分子が影響している可能性が考えられた。今後、これら接着分子の発現の制御を含め神経成長因子の作用を検討していく予定である。我々はこれまでに好酸球において、接着分子やケモカインレセプターの重要性を報告してきた。しかし肥満細胞でのこれらの分子の発現・制御に関しては報告が少ない。一方でeotaxinやIL-8といったケモカインは炎症局所で発現・産生が確認され、炎症細胞の遊走・集積に重要な働きをしている。これまでの好酸球の検討に基づいて肥満細胞においても検討した。そこで前年度までに我々は臍帯血培養肥満細胞の分離を確立し、そのICAM-1,βインテグリン群の発現と制御を確認した。今年度はさらにケモカインレセプターの発現を確認した。
βーヒドロキシヒスチジンの臨床応用のための基礎的研究

βーヒドロキシヒスタミンはその構造からヒスタミン類似の生物活性を有すると推察されるが、R及びS型の分割がなされておらず、確証はえられていなかった。このアミンの前駆物質と考えられるβーヒドロキシヒスチジンをラットに投与し,βーヒドロキシヒスタミンを生成させることにより、生体のヒスタミン活性を操作できるか否かを檢討し、βーヒドロキシヒスチジンの臨床応用のための基礎的知見を提供しようと考え実驗を行った。得られた知見は以下の如くである。1)DLースレオ及びエリスロ-βーヒドロキシヒスチジンをラットの腹腔内に投与し、各臓器におけるβーヒドロキシヒスタミンの生成を檢討した。βーヒドロキシヒスタミンは全ての臓器で檢出されたが,胃で最も高濃度に檢出された。生成に関与する酵素を胃から精製し、その性質を檢討した結果、Lーヒスチジン脱炭酸酵素であることが判明した。しかし、酵素の阻害剤を投与して生成阻害の度合を檢討したところ、脳では非特異的芳香族Lーアミノ酸脱炭酸酵素も関与していると考えられた。2)R及びSーβーヒドロキシヒスタミンとヒスタミン受容体との結合を放射性リガンドの結合との競合で檢討した。R及びS体共にヒスタミン受容体(H_1及びH_2)に強く結合し、立体特異性は認められなかった。また、ヒスタミン受容体刺激時のCAMP産生を檢討したところ、ヒスタミンによる刺激と同程度の産生が認められたが、R体の方がS体の場合より産生が多い傾向がみられた(この実驗に購入した恒温振盪機を使用した)。3)中枢神経系のヒスタミン神経細胞は覚醒時に特異的に発火することが報告された。したがって、購入予定の放射迷路を用いる弁別学習実驗を中止し、位置移動(locomotion)実驗を行うことにした(既設のアニメックスを使用)、現在実驗を進めているところである。
古墳時代木製威儀具の総合的研究

最終年度の調査成果としては、まず北陸・山陰においての集落遺跡出土木製威儀具の新たな類例の確認である。団扇形木製品では石川県小松市千代遺跡出土品が加わり、纏向遺跡を中心としての団扇形木製品の分布が北陸まで拡大することが確認できた。また、近在する千代・能美遺跡から出土している直弧文装飾木製品は、用途は不明であるが定型化する以前の直弧文が施された精巧な製品で、このような直弧文あるいは弧帯文が施された木製品と団扇形木製品が共伴したり近在の遺跡から出土する傾向が改めて確認できた。この様相は、奈良・滋賀湖南地域・石川などの古墳時代前期の遺跡にみられ、決して偶然性のものではなく、従来筆者が指摘するように古墳時代に新たにはじまる祭儀のなかで、木製威儀具としてともに使用されたものであると考えられる。蓋形木製品では、鳥取県青谷町青谷上寺地遺跡出土品から笠骨と連結して樹皮状の笠部を構成する部材や柄となる部材を確認し、弥生時代の蓋の全体像を復元できる可能性が考えられた。また、同じような視点から小松市八日市地方遺跡出土品も同様の復元ができるのではないかと思われる。その復元から弥生時代と古墳時代の蓋は構造が異なることが予測される。儀杖形木製品では、古墳時代前期初頭の最古の角状突起と鰭をもつ石川県金沢市畝田遺跡出土品が、玉杖や琴柱形石製品、「石見型」の祖型を考える上で重要な木製品であることが改めて認識された。この木製品は杖状木製品の先端を飾ったものとみられ、そのような木製品の全体あるいは先端部を形象し、石製品化・埴輪化したものが玉杖・琴柱形石製品・「石見型」であろうという認識を強くした。韓国での調査では、慶尚南道茶戸里遺跡・全羅南道新昌洞遺跡出土団扇形木製品が、筆者が団扇形木製品【○!2】類としたものとの共通性を改めて確認する一方、全体の形態としては、日本の団扇形木製品との差異が大きいことが認識された。今年度の調査成果としては、まず北九州市金山遺跡VI区出土の木製品の中に新たに団扇形木製品を見出すことができた。これは、すでに筆者が団扇形木製品(5)類に分類したタイプのもので、この分布が河内・出雲・北部九州と広がることが確認された。また、時期的にもいずれも古墳時代初期に属し、その形態や製作技法の類似性や樹種が同一であることなど、それぞれの製作者同士がかなり近い関係にあることが伺われた。このような形態・製作技法の類似性という意味では、同じく今年度調査した古墳時代前期の千葉県茂原市国府関遺跡の蓋形木製品と近江地域に複数みられる蓋形木製品も同様である。このように古墳時代前期の木製威儀具は、すでに畿内各所から出土しているものの形態・製作技法の類似性が言われていたが、点的ではあるが畿内を中心にして更に範囲を広げて北部九州・関東などにも類似するものが存在することが確認できた。また、前述の国府関遺跡出土の蓋の柄の指摘のある棒状木製品についても受部から上方にのびる断面円形のホゾの痕跡や団扇形木製品に類似する精巧な加工の受部などから蓋の柄の可能性が高いと感じられた。精巧な加工の棒状木製品においてこのような受部が確認できれば、蓋の柄の可能性が高いと思われる。滋賀県栗東市の中沢中信遺跡からは古墳時代前期に属するいわゆるさしば状木製品が確認された。筆者はこの種の木製品(杖状木製品)を祭儀などにおいてシンボルを掲げるハタ的な役割を果たしたものと認識しており、その類例に加えられるものと考える。またこの古墳時代前期の杖状木製品が近江地域に分布が集中することも改めて確認された。中国での調査においては、洛陽周辺の壁画墓・石窟、南京周辺の墓室磚画に表現されている麈尾・翳の形態と、日本の団扇形木製品、翳形木製品との共通性を改めて見出すことができた。また中国の麈尾・翳の変遷から中国でそれらが盛行する段階に、日本においてもこの種の木製品の出土例が増すのではないかと考えられた。

また、同じような視点から小松市八日市地方遺跡出土品も同様の復元ができるのではないかと思われる。その復元から弥生時代と古墳時代の蓋は構造が異なることが予測される。儀杖形木製品では、古墳時代前期初頭の最古の角状突起と鰭をもつ石川県金沢市畝田遺跡出土品が、玉杖や琴柱形石製品、「石見型」の祖型を考える上で重要な木製品であることが改めて認識された。この木製品は杖状木製品の先端を飾ったものとみられ、そのような木製品の全体あるいは先端部を形象し、石製品化・埴輪化したものが玉杖・琴柱形石製品・「石見型」であろうという認識を強くした。韓国での調査では、慶尚南道茶戸里遺跡・全羅南道新昌洞遺跡出土団扇形木製品が、筆者が団扇形木製品【○!2】類としたものとの共通性を改めて確認する一方、全体の形態としては、日本の団扇形木製品との差異が大きいことが認識された。
個人と集団のリスク評価の比較に関する実験研究

エル・ファロル問題をもとにした連続意思決定ゲームを開発し,2人集団7組と個人7名で競う実験をおこなった。リスク志向と予測の単純さ,成功した意思決定をそのまま繰り返す度合いについては個人と集団との間に差は認められなかった。失敗した意思決定をそのまま繰り返す度合いについては集団の方が強い傾向があった。参加者226名に対して地震に遭うリスクを評価してもらう実験をおこなった。確率を先に,恐怖の度合いを後に見積もると,逆の順番の場合よりも恐怖の度合いが小さく見積もられた(p<.001)。また恐怖の度合いを先に,確率を後に見積もると,逆の順番の場合よりも確率が高く見積もられた(p<.01)。災害などのリスクの大きさの評価の代表的なモデルのひとつが,「生起確率(probability)」と「重大度(magnitude)」の積で表すモデルである。われわれは,生起確率と重大度の見積もりのそれぞれにおいて個人と集団(2名で構成される)の間に差異があるかどうかを実験によって調べた。実験手続は,選択シフトの実験で標準的に用いられるものと同様である。すなわち,ひとつの問いについて,まず個人で回答し,次にペアを組んだ相手と合議して合意の上で一致した回答をする。個人回答と集団回答との差を統計的に分析する。われわれは,個人よりも集団の方が確率を小さく見積もり,被害金額で表される重大度もまた小さく見積もると予想した。また,個人よりも集団の方が災害リスクの生起確率を小さく積もる度合いは,自己のリスクの場合の方が他者のリスクの場合よりも大きいと予想した。これらの仮説をもとにして,5つの実験をおこなった。実験に用いられた質問紙には,大地震の発生や地球への隕石衝突の確率と被害の見積もりについての問いが記述されていた。参加者はいずれも大学生で,人数は実験1(隕石衝突・頻度)が74名,実験2(隕石衝突・被害規模)が86名,実験3(大地震・確率・自己)が84名,実験4(大地震・確率・他者)が84名,実験5(大地震・被害規模)が90名である。結果は,確率と重大度ともに個人と集団との間に統計的に有意な差は見出されなかった。また,自己のリスクの場合と他者のリスクの場合との間にも差は見出されなかった。仮説は支持されなかったものの,これらの間に差がないことを見出したことはこの分野の研究に幾分かの貢献をなしうるものと考えられる。人はネガティブなイベントについては自分は他人よりも遭遇しくいだろうと考え,逆にポジティブなイベントについては自分は他人よりも遭遇しやすいだろうと考える傾向がある。この現象は自己楽観バイアス(comparative optimism)と呼ばれ,社会的比較判断(social comparative judgment)に分類される現象の中で,自分の能力や容姿等が平均以上であると認識する「平均以上効果」(above-average effect)と並んで最も頑健な現象である。また人は将来のイベントについて,それが現在発生した場合よりもそのインパクトを割り引いて知覚することが知られている。これは時間割引(time discount)と呼ばれる現象である。自己楽観バイアスと時間割引の両者にまたがった研究としては,時間割引の度合いと確率の低いポジティブまたはネガティブなイベントの発生確率の見積もりとの関連を調べた先行研究はいくらかみられる。しかし,イベントが自分に発生する確率を見積もる場合と一般的な他者に発生する確率を見積もる場合とを区別した研究はあまり見当たらない。本稿では両者を区別しならが時間割引の度合いとの関係について探索的な実験をおこなった。結果は,自己楽観バイアスについては,ネガティブなイベントについては自己楽観バイアスとは逆の傾向がみられ,ポジティブなイベントについては自己楽観バイアスの傾向があったが,いずれも統計的に有意な差は認められなかった。リスク評価と時間割引との関係については,他者条件の事故に遭う確率の見積もりに関してのみ有意差があり,時間割引率の大きい回答者ほど他者であるSさんが事故に遭う確率を小さく見積もっていた。しかしこの条件だけで有意差が出たことについての説得力のある解釈は見出しがたく,今後の更なる取り組みが必要とされる。「エル・ファロル問題(El Farol problem)」は,リスクを含む意思決定の問題であり,多数派とは異なる意思決定をした方が利益になるような状況をゲーム理論的に記述したものである。人気のバーがあるが,客が多すぎると客は楽しめなくて自宅で過ごした方がましだったということになる。潜在的な客は毎日,今日バーに行くかどうかをバラバラに意思決定するので,その日の客の数を事前に知ることはできない。またエル・ファロル問題ではみんなの予想が揃うとそれは実現しない。みんなが「今日は混む」と予想するとみんな自宅で過ごすのでバーはガラガラになり,バーに行けば楽しめたはずの人が楽しめない。逆にみんなが「今日は空く」と予想するとみんながバーに行くのでバーは混雑してしまって,客は楽しめない。この状況でどういう意思決定をすれば利得が最大化できるのか論理的な正解は存在せず,意思決定者は演繹ではなく帰納的に予想しなくてはならない。この問題について個人と集団を比較した先行研究はほとんどみられない。われわれは過去におこなった実験「駒沢町のパン屋さん」の結果を基にして個人と2人集団の意思決定について4つの仮説を立てた。そしてエル・ファロル問題を模した「大学生に人気のバー」というタイトルの実験を開発してそれによって仮説を検証した。

中心的な仮説である「成功した意思決定を繰り返す傾向は個人よりも集団の方が強い」と「失敗した意思決定を繰り返す傾向は集団よりも個人の方が強い」は支持されなかった。周辺的な仮説である「個人と集団のリスク志向(強気の選択肢と弱気の選択肢のどちらを選ぶか)に差はない」および「個人と集団の予測の単純さ(前回と同じ結果を予測するか異なる結果を予測するか)には差はない」はおおむね支持された。研究の進行がやや遅れている最大の原因は,必ずしも仮説通りの実験結果が得られていないことにある。エル・ファロル問題に関してわれわれが新しく開発した心理実験は周辺的な仮説については支持する結果が得られたが,主要な仮説については支持する結果が得られなかった。仮説通りの実験結果が得られない原因としては,仮説が妥当でないか実験計画が妥当でないかのいずれかが考えられる。前者については先行研究のレビューが足りなかった可能性がある。後者については実験参加者の数が不足していた可能性などが考えられる。個人と集団との間に予測における楽観の度合いに差があるかどうかをみる実験をおこなった。参加者を二人ずつ組ませて,互いに議論して合意した予測時間を回答する群と,議論せずにおのおのの予測を個別に回答する群を設定し,共同で13文字の回文を作成するのに要する時間を見積もらせた。結果は両者の回答の間には有意差は見られなかった。議論することによって予測が個人予測よりも楽観もしくは悲観に傾くような現象は起こらなかったといえる。集団でとる行動について,その集団が自分たちである場合と他人である場合では楽観度に差があるかどうかをみる実験をおこなった。二人で共同でオークションに出品された品をいくらなら落札できると予想するかを,自分たち二人が入札するという条件で回答する群と,自分たちとは別の二人が入札するという条件で回答する群が設定された。結果は,自分たち条件(自集団)のほうが他人条件(他集団)よりも有意に高い金額を予想した。自分たち条件の方が他人条件よりもやや悲観的であると解釈することが可能かもしれない。地震のリスクについて感情評価(恐怖の度合い)と分析評価(遭遇確率と身体的被害に遭う確率)をおこなうに当たって,その順番が評価に影響するかどうかをみる実験をおこなった。感情評価を先にして分析評価を後にするという条件と,逆に分析評価を先にして感情評価を後にするという条件との回答を比較したところ,前者の回答の方が後者の回答よりも恐怖の度合いが有意に高く評価された。ただし男女別に分析すると,女性はその傾向が顕著であるが男性は有意なほどの差ではなかった。研究の進捗がやや遅れている最大の原因は,実験結果が必ずしも仮説を支持しなかったためである。個人と集団との間に予測における楽観の度合いに差があるかどうかをみる実験においては,本研究に関連する「選択シフト」についての一連の先行研究から,個人回答と共同回答との間に差が生ずる可能性もあると予想されたが,まったく差が無かった。
鉄筋コンクリート構造物のせん断破壊に関する解析的研究

コンクリート構造物の合理的設計には,部材の破壊性状および変形性能を十分に把握する必要があるが,従来の実験的手法ではピーク荷重の評価を主眼としているものがほとんどであるため,ピーク荷重以降の部材の挙動には不明な点が多い.本研究では,コンクリート構造のピーク荷重後の挙動を精度良く評価できる数値解析手法の開発を目的とするものである.対象とする破壊形式はピーク荷重後に不安定現象を呈するせん断破壊とし,静的荷重に加え動的荷重作用下のコンクリートの局所化挙動を詳細に予測することを試みた.本年度は,鉄筋コンクリート構造物のせん断破壊挙動を検討するため,変断面を有する鉄筋コンクリートはりの解析を行った.変断面部材のせん断挙動を解析により評価するには,斜めひびわれの発生を精度よく予測する必要があることが確認された.この場合も,鉄筋とコンクリート間の付着すべり特性が,せん断耐力の評価に大きく影響を及ぼすことが分かった.これは,付着特性により,斜めひびわれの発生位置が変化するためであり,既往の付着モデルの適用性について考察を行った.本研究では,鉄筋コンクリートはりにおける鉄筋とコンクリート間の付着特性を精度よく表すために,新たな付着すべりモデルを提案し,その妥当性についても検証している.また,支点位置における部材有効高さがせん断耐力に及ぼす影響について,傾向をより明確に捉えるために新たに変断面RC梁の破壊実験を行った.なお,得られた成果は,現在,学術雑誌に投稿中である.コンクリート構造物の合理的設計には,部材の破壊性状および変形性能を十分に把握する必要があるが,従来の実験的手法ではピーク荷重の評価を主眼としているものがほとんどであるため,ピーク荷重以降の部材の挙動には不明な点が多い.本研究では,コンクリート構造のピーク荷重後の挙動を精度良く評価できる数値解析手法の開発を目的とするものである.対象とする破壊形式はピーク荷重後に不安定現象を呈するせん断破壊とし,静的荷重に加え動的荷重作用下のコンクリートの局所化挙動を詳細に予測することを試みた.本年度は,まず,プレストレストコンクリート(PC)部材の解析を行い,その破壊挙動の考察を行った.特に,繰り返し載荷下のPC部材の挙動を予測することにより,緊張材の付着特性の影響等を解析的に検討した.その結果,解析における付着特性のモデル化が,ひびわれ性状や耐力に大きな影響を及ぼすことが確認された.鉄筋コンクリート構造物のせん断破壊挙動を検討するため,変断面を有する鉄筋コンクリートはりの解析を行った.変断面部材のせん断挙動を解析により評価するには,斜めひびわれの発生を精度よく予測する必要があることが確認された.この場合も,鉄筋とコンクリート間の付着すべり特性が,せん断耐力の評価に大きく影響を及ぼすことが分かった.これは,付着特性により,斜めひびわれの発生位置が変化するためであり,既往の付着モデルの適用性について考察を行った.本研究では,鉄筋コンクリートはりにおける鉄筋とコンクリート間の付着特性を精度よく表すために,新たな付着すべりモデルを提案し,その妥当性についても検証している.コンクリート構造物の合理的設計には,部材の破壊性状および変形性能を十分に把握する必要があるが,従来の実験的手法ではピーク荷重の評価を主眼としているものがほとんどであるため,ピーク荷重以降の部材の挙動には不明な点が多い.本研究では,コンクリート構造のピーク荷重後の挙動を精度良く評価できる数値解析手法の開発を目的とするものである.対象とする破壊形式はピーク荷重後に不安定現象を呈するせん断破壊とし,静的荷重に加え動的荷重作用下のコンクリートの局所化挙動を詳細に予測することを試みた.本年度は,鉄筋コンクリート構造物のせん断破壊挙動を検討するため,変断面を有する鉄筋コンクリートはりの解析を行った.変断面部材のせん断挙動を解析により評価するには,斜めひびわれの発生を精度よく予測する必要があることが確認された.この場合も,鉄筋とコンクリート間の付着すべり特性が,せん断耐力の評価に大きく影響を及ぼすことが分かった.これは,付着特性により,斜めひびわれの発生位置が変化するためであり,既往の付着モデルの適用性について考察を行った.本研究では,鉄筋コンクリートはりにおける鉄筋とコンクリート間の付着特性を精度よく表すために,新たな付着すべりモデルを提案し,その妥当性についても検証している.また,支点位置における部材有効高さがせん断耐力に及ぼす影響について,傾向をより明確に捉えるために新たに変断面RC梁の破壊実験を行った.なお,得られた成果は,現在,学術雑誌に投稿中である.
金沢文庫古文書及び称名寺聖教紙背文書の復元的研究

「重要文化財金沢文庫文書」4149通について、その本文の校訂、年代推定、紙背文書を利用した関連文書群の復元を行い、「重要文化財称名寺聖教」との接続の関係をあわせて考察し、称名寺収蔵資料群の一群としての金沢文庫古文書の資料的価値を定める努力を行った。その成果は、「金沢文庫文書検索システム」としてデータベースを構築し、インターネットでの公開をめざしたが、接続のための環境整備が調わず、金沢文庫図書室でのスタンドアローンとしての公開となった。データベースでは、古文書本文・書誌情報・画像(古文書表裏)を金沢文庫図書室で公開した。・初年度なので、事業計画を説明する全体会を7月1目に実施し、事業計画と各分担者・協力者・アルバイトの役割分担を定めた。・神奈川県教育委員会に対して、金沢文庫文書のデータベースを教育委員会HPを通じてアップロードをするための調整を開始した・『重要文化財金沢文庫文書』の書誌情報入力は、粗データの入力を100%完了・『重要文化財金沢文庫文書』の本文粗データは、2700通分(65%)分作成済。・『重要文化財金沢文庫文書』の入力用画像データは、2500通分(61%)撮影終了。・『重要文化財金沢文庫文書』と『鎌倉遺文』・『神奈川県史』等の既存の史料集との番号対照表の作成を開始。・『重要文化財金沢文庫文書』と接続する史料として、大阪歴史博物館寄託の『久米多寺文書』の写真撮影及び大和文華館所蔵中村直勝氏収集文書の写真撮影を11月18日・19日にかけて実施。・『重要文化財、金沢文庫文書』の紙背にある聖教の粗データについては、書誌データを100%入力完了。検索用の関連付は次年度からの予定。・データベース構築システムに関しては、デモ用画面が作成され、入力用画面の構築が完成。次年度以後の作業として、表示のための入力データの制御と検索のための関連づけについては、次年度の作業となる。平成25年度は、5年計画の中間にあたる年なので、日本古文書学会と神奈川県立金沢文庫・関東学院大学の連携により、日本古文書学会を関東学院大学に誘致して大会報告・例会報告(全3日のうち、第1日目・第2日目)を実施し、初日の基調講演2本のうち1本を永井晋が「金沢貞顕書状の編年的特質」の演題行った。第3日の史料見学会では代表的な金沢文庫文書及び称名寺聖教40点を金沢文庫大会議室にて原本見学会を実施した。当日は、科研スタッフと金沢文庫職員が個々の史料に対する質問に対して応対した。また、システム開発委託業者が大会議室にブースを設置し、平成27年度に完成を目指しているデータベースの検索イメージと画面表示のデモンストレーションを行った。大会基調講演・原本閲覧・データベースのデモをもって、中間報告会に代わるものとした。データベース構築は、昨年度までに9割以上の入力を終えている古文書本文の校正、撮影の終了している画像の入力と書誌データ(史料データカード)とのリンク付、該当する部分の表示の仕方の検討など、翻刻テキストデータ(暫定版)と書誌データと画像表示の関連づけをどのように行うかが中心となって進んでいる。個別データとしては、新出文書の翻刻と史料紹介、未翻刻文書の読解など地道な作業は進んでいるが、入力作業はこの部分がやや遅れている。重要文化財「金沢文庫文書」と重要文化財「称名寺聖教」との接続については、一群の史料の塊としては表示できるものの、一冊のテキストとして聖教をどこまで復元することができるかが課題となっている。画面表示における連続性の表現を、システム上、どこまで可能にするかは次の課題である。・2年目となるので、実務担当者同士の会合を重ね、事業計画に即した人員配置を行って各分担者・協力者・アルバイト・委託業者と作業を進めていった。神奈川県教育委員会に対して、金沢文庫文書のデータベースを教育委員会HPを通じてアップロードをするための調整を開始した。・『重要文化財金沢文庫文書』の書誌情報入力は、粗データの入力を100%完了。本文の粗データは未翻刻文書98通分を残すのみとなり、98%の作業を完了した。『重要文化財金沢文庫文書』の入力用画像データは、4149通分撮影終了。『重要文化財金沢文庫文書』と『鎌倉遺文』・『神奈川県史』等の既存の史料集と番号対照表の作成は進行中。・『重要文化財金沢文庫文書』と接続する史料として、重要文化財『称名寺聖教』および神奈川県立金沢文庫所蔵文書の中から関連写真を撮影及び大和文華館所蔵中村直勝氏収集文書の写真撮影を実施した。『重要文化財金沢文庫文書』のデジタル写真データについては、データベースの書誌データファイルとの関連づけ作業を開始。・データベース構築システムに関しては、デモ用画面の検討作業に入り、本年度の古文書学会でデモを実施する予定。また、古文書学会では、例会報告で金沢文庫文書の特徴の一部を報告したい。研究成果の一部を『金沢北条氏編年資料集』(八木書展2013年)として刊行した。また、現地調査で収集したデータをもとに、鎌倉世界遺産登録推進を意識した金沢文庫自主製作のDVD『武家の都鎌倉と金沢文庫』に研究成果を反映させた。データベース公開用写真は撮影終了。来年度はデータベース本体へのリンク張りや、他のレコードとの関連づけなど、最終工程に入る予定。書誌情報は、ほぼ整理済み。データベースの基本台帳となる書誌情報カードは入力済み。来年度は最終校正に入る。古文書の文字情報翻刻及び校正に関しては、まだまだ赤字が多い状態。

この部分については遅れがでている。試験運用は来年度の9月を予定しているので、追い込みに入っている状態。また、研究成果の学術的な公開についても、個別論文や特別展図録等で行っている。本年度残された課題としては、データベース公開の方法であるが、所属機関である神奈川県からの公開は断念せざるを得ない状況となったので、現在システム開発を委託している業者との随意契約による業者のサーバーから暫定的な公開を実施する方向で調整が進められている。その場合、委託費として資金の継続的な確保が課題となっていく諸般の問題は残っているが、最終年度の公開を目指して調整していけるところまでは、作業が進行している。重要文化財「金沢文庫文書」と重要文化財「称名寺聖教」は、称名寺仁王門に置かれた一組の長櫃の中から発見された資料群である。この長櫃に保管されていた聖教は、調査によって数多くの紙背文書を持つことが確認された。昭和5年から開始された金沢文庫の調査では、聖教の整理と紙背文書の解読が平行して行われ、紙背文書の重要性を重視したものは古文書として保存し、聖教の重要性を重視したものは仏典として保存された。平成2年を重要文化財を目指して行われた「金沢文庫文書」の目録作成調査では、古文書本体のデータをより精緻なものにすることと、古文書を編年する上での基準として文書の紙背となっている聖教の年代特定が行われた。また、平成18年の重要文化財指定を目指して行われた「称名寺聖教」の目録撮影調査では、聖教の書誌情報を整理すると共に、「称名寺聖教紙背文書」の写真撮影で作成されたデータの統合がはかられた。本科研ではこれらの調査によるデータを基礎とし、古文書と聖教に分かれている称名寺所蔵資料群をデジタルデータとして統合することを試みた。その中間報告は、関東学院大学との共催で平成25年度の日本古文書学会大会招待講演として行った。今回の調査では、重要文化財「金沢文庫文書」について、未翻刻文書の調査を進めて情報を確定すること、「金沢文庫文書」の紙背として一紙ごとに保存されている聖教をひとかたまりのデータ群として検索できるように情報を整理すること、文書本文を校正してテキストの精度を高めるようにつとめた。当初はインターネットでの公開を目指していたが、ネット上で公開する条件が整わず、金沢文庫館内での検索システムとして運用を始めることとした「重要文化財金沢文庫文書」4149通について、その本文の校訂、年代推定、紙背文書を利用した関連文書群の復元を行い、「重要文化財称名寺聖教」との接続の関係をあわせて考察し、称名寺収蔵資料群の一群としての金沢文庫古文書の資料的価値を定める努力を行った。その成果は、「金沢文庫文書検索システム」としてデータベースを構築し、インターネットでの公開をめざしたが、接続のための環境整備が調わず、金沢文庫図書室でのスタンドアローンとしての公開となった。データベースでは、古文書本文・書誌情報・画像(古文書表裏)を金沢文庫図書室で公開した。来年度の9月に試験運用開始という点では、課題をかかえながらも準備が進んでいる。作業の進捗状況をみると、遅れは古文書本文のテキスト校正と、データベースの中核となる書誌情報と各種データの関連づけの遅れである。公開の時期が後ろにずれ込んでも、年度内公開は可能と考えている。
布の透湿における過渡現象の解析

本研究では,衣服材料中での水分の移動の機構を解明することを目的として,人体からの発汗などの具体的な現象を想定して,特に透湿の過渡現象に注目して研究を行った.その目的達成のために,まず布表面での湿度条件が急激に変化したときの,透湿が定帯状態に達するまでの過渡現象を正確に測定できる装置を製作した.この装置の製作に当たっては,布の両表面に一定湿度の空気を一定流量で循環させ,その空気の湿度の変化を測定することによって水分の移動量を求めるという方法を用いた.この方法を用いることによって透湿量の測定に要する時間を大幅に短縮し,透湿の過渡現象が満足に測定できるようになった.また装置の製作と並行して,布の透湿機構を理論的に解明するために拡散の理論を応用して,布の透湿挙動を3成分複合系における拡散現象として解析した.すなわち布をたて糸,よこ糸,空気の3成分からなる複合系であると見なして,まず布の織構造をモデル化し,このモデルに基づいて複合系の拡散の理論的解析から布の透湿係数を計算によって求めることを試みた.市販の数種の綿布をモデルとして,このようにして得られた透湿係数の値を実測値と比較すると,平織の布についてはその値がかなりよく一致するが,織密度の大きい斜文織の布については計算値の方がやヽ小さな値を示すという結果が得られた.これは織密度の大きい斜文織の布では,布面に斜方向に直通気孔が存在し,これが実測された透湿係数に大きな影響を与えているためであると考えられ,今後さらに2次元, 3次元的に水分の移動を考えていく必要があると考えられる.また本研究では,理論的解析については定常状態についてのみの解析となったが,今後過渡現象についても解析するために,こヽで得られた布の構造モデルを基にして,例えば有限要素法などを用いてさらに研究を続けていく予定である.本研究では,衣服材料中での水分の移動の機構を解明することを目的として,人体からの発汗などの具体的な現象を想定して,特に透湿の過渡現象に注目して研究を行った.その目的達成のために,まず布表面での湿度条件が急激に変化したときの,透湿が定帯状態に達するまでの過渡現象を正確に測定できる装置を製作した.この装置の製作に当たっては,布の両表面に一定湿度の空気を一定流量で循環させ,その空気の湿度の変化を測定することによって水分の移動量を求めるという方法を用いた.この方法を用いることによって透湿量の測定に要する時間を大幅に短縮し,透湿の過渡現象が満足に測定できるようになった.また装置の製作と並行して,布の透湿機構を理論的に解明するために拡散の理論を応用して,布の透湿挙動を3成分複合系における拡散現象として解析した.すなわち布をたて糸,よこ糸,空気の3成分からなる複合系であると見なして,まず布の織構造をモデル化し,このモデルに基づいて複合系の拡散の理論的解析から布の透湿係数を計算によって求めることを試みた.市販の数種の綿布をモデルとして,このようにして得られた透湿係数の値を実測値と比較すると,平織の布についてはその値がかなりよく一致するが,織密度の大きい斜文織の布については計算値の方がやヽ小さな値を示すという結果が得られた.これは織密度の大きい斜文織の布では,布面に斜方向に直通気孔が存在し,これが実測された透湿係数に大きな影響を与えているためであると考えられ,今後さらに2次元, 3次元的に水分の移動を考えていく必要があると考えられる.また本研究では,理論的解析については定常状態についてのみの解析となったが,今後過渡現象についても解析するために,こヽで得られた布の構造モデルを基にして,例えば有限要素法などを用いてさらに研究を続けていく予定である.本年度は、過渡現象の測定可能な透湿速度測定装置の製作を中心として、これに並行して布中における水分の移動を理論的に記述することを試みた。測定装置としては、試料布をはさんで、高湿度側、低湿度側それぞれ一定湿度に調節した空気をポンプで循環させ、各室の入口と出口とでその空気の湿度を検出することによって水分の透過量を測定するようにした。こうすることによって、高湿度側の空気の流入経路を変えることによって瞬時に供給水分量を変化させることができ、過渡現象の測定が可能となる。製作に当っては、後に温度制御がしやすいように、主要部分は真鍮で作成し、その他の連結部分等は吸湿性が小さく、断熱性に優れたプラスチックを用いた。本装置では、高湿度側、低湿度側いずれも湿度検出器が取付けられるように作られてはいるが、交付された金額が要求額より低かった関係で、やむなく低湿度側のみに湿度検出器を取付けた。この装置を用いて、市販の布について室温で透湿挙動を測定した結果は、温度制御がないので測定値にかなりのばらつきは認められるが、得られた結果は湿度差が比較的大きい条件では透湿の過渡状態がうまく検出され、また定常状態に達してからの透湿速度も他の方法で測定した値と比較して妥当な値が得られることが認められた。一方、布中における水分の移動の理論的記述に関しては、布をたて糸、よこ糸、空気の三成分に分解し、それぞれの幾何学的配置を布の組織や織密度などを用いてモデル化し、別に求めた各成分内での水分の移動速度をこのモデルに適用し、マイクロコンピュータを用いて布の透湿係数を算出した。
治療アウトカムに立脚した泌尿器科がんの治療応答性予測のための分子マーカーの開発

1)膀胱がん:多発性膀胱癌の臨床検体を用いたComparative Genomic Hybridization(CGH)アレイにより、異時性膀胱癌の染色体変異が蓄積していくことを証明した(BJC 2007)。組織マイクロアレイ及び細胞株上清の比較プロテオミックスから選別した数種のマーカー候補に関して、臨床アウトカムデータの比較検討を行い、p21 activatedkinaseが表在性膀胱癌の再発予測に役立つこと(J Urol.2007)、CXCL1が病期並びに膀胱癌浸潤予測マーカーとして有用であることを示した。また、CDDP耐性機序の解析も行い、CDDP感受性におけるgalectin7発現の意義(Cancer Res.2007)やtriptrideとの相乗効果を示した。さらに、多剤併用化学療法の治療アウトカムと組織遺伝子発現プロファイルに基づき化学療法感受性マーカーを抽出し検討中である。2)腎細胞がん:遠隔病理診断システムとリンクさせた先進的アウトカム研究を腎臓がん1000例を目標に立案し、多施設共同研究としてスタートさせ現在進行中である。また、転移性腎細胞癌のインターフェロン感受性がSTAT3遺伝子多型と相関することをCase-control研究で証明し(J Clin Oncol 2007)、これを検証するための全国規模の前向き研究(研究名RCC-SELECT)が進行中である。3)前立腺癌:前立腺摘標本より組織マイクロアレイを作成した。これを用いてリン酸化Aktの高発現が前立腺癌の術後再発率と相関することを示した(BJU Int,2007)。新規樹立したアンドロゲン依存性前立腺癌KUCaPを用いて臨床治療経過を反映する動物モデルを作成し、cDNAマイクロアレイ解析を行い、ホルモン不応性獲得に際し変動する遺伝子を抽出した。1)膀胱がん:1000人規模のアウトカム研究の臨床データをもとに、浸潤性膀胱癌の術前化学療法の効果判定においては摘出標本のダウンステージが良いサロゲート指標であることを示した(Clin.Cancer Res, 2006)。また、これまでの臨床検体を用いた検討から野生型p53遺伝子を持つ膀胱癌はCDDP耐性であることが示唆されてきたが、この機序を細胞株を用いて検討した。その結果、CDDP誘導性の細胞死はc-Junを介してDicoumarolで増強出来ることを示した(Oncogen, 2006)現在、浸潤がんと非浸潤がんの細胞株との比較プロテオミックスから選別した数種の血清マーカー候補に関して、組織標本と臨床アウトカムデータの比較検討を行っている。2)腎細胞がん:遠隔病理診断システムとリンクさせた先進的アウトカム研究を腎臓がん1000例を目標に立案し、多施設共同研究としてスタートさせた。また、転移性腎細胞癌のインターフェロン感受性がSTAT3遺伝子多型と相関することをCase-control研究で証明し(論文投稿中)、これを検証するための前向き研究(研究名RCC-SELECT)を全国規模で開始した。これを用いての検討においてThymidylate synthazeの高発現ががんの悪性度と相関することを示した(BJU Int, 2006)。また、ホルモン不応の獲得機序を細胞株を用いて検討し、Protein Kinase Zetaの活性化が重要であることを示し、また実際の臨床献体における検討でも、この機序を裏付ける知見を得た(Mol Endocrinol, 2006)。
炭化タングステン－コバルト系超硬合金における粒成長機構の解明及び制御

切削や掘削をはじめとする材料加工、土木工事等に幅広く用いられる超硬工具材料であるWC-Co系超硬合金は、工業的、実用的に極めて重要な材料であるが、WとCoという資源戦略上重要な元素を多量に含有していることから、これら偏在埋蔵資源の使用料を削減することが急務である。本研究では、原子レベルの材料作製プロセスに立ち返り、材料作製中の組織及び微細組織形成プロセスを明らかにすることで、飛躍的な材料強度や耐久性の向上を目指してきた。WC-Co系超硬合金では、VCなどの添加物によって材料作製プロセス中のWC粒成長が大きく抑制され、これが機械特性向上につながることが知られてきた。昨年度までに、こうしたVCなどの添加物が、材料を焼き固める温度においてもWC粒とCo相との界面に存在することによって粒成長を抑制していること、及び添加物が界面に形成する構造の立体形状を明らかにしてきた。最終年度である本年度は、こうした界面に形成される構造の合金組成依存性を明らかにすることで、粒成長抑制効果を制御する指針を与え、より効果的な添加物及び組成選定指針を与えることを目的とした。この目的のため、合金中炭素量をパラメータとして複数の試料を作製し、微細構造を透過型電子顕微鏡等を用いて観察したところ、界面の添加物による被覆率が、合金中炭素量に依存することが見出された。このような違いは、添加物相とWC粒との格子定数差の変化によって生じると考えられ、適切な格子定数差を持つ添加物、合金組成を予め検討しておくことで、効率的な材料設計が可能になると考えられる。本研究成果は、WC-Co系合金の大きな特性向上につながる材料設計指針を与えていることに加え、他の材料における粒成長制御にも応用され得る結果が得られており、材料科学一般において重要な成果である。26年度が最終年度であるため、記入しない。WC-Co系超硬合金は、高い機械特性を有することから切削、掘削、研削を始めとする各種工具用材料として工業的に広く用いられている。本合金は、焼結中には主にWC粒とCoを主成分とする液相から構成され、このうちWC粒の粒径によって機械特性が大きく変化することが知られている。WC粒の粒成長を阻害するため、これまで様々な添加物が添加されてきたが、本合金の機械特性を向上させる明確な指針は与えられていなかった。本研究では、焼結中のWC粒と液相との界面構造を明らかにすることにより、粒成長の具体的なメカニズムを明らかにし、効率的な材料設計指針を与えることを目的としている。特に粒成長抑制効果が大きなVCを添加した場合の粒成長抑制機構について、これまで焼結中のWC/液相界面に(W,V)Cxが存在して界面反応を抑制しているとする説と、Vが液相中での溶質拡散を抑制しているとする説とがあり、焼結中の粒成長を議論するにあたって障害となっていた。そこで本研究では、焼結中の試料を油中に落下させることで急冷を行い、焼結中の状態を凍結したうえで原子分解能の透過型電子顕微鏡観察とX線エネルギー分散分光によって焼結中の界面構造を明らかにした。その結果、速度的に急冷中には形成され得ない、(W,V)CxがWC粒中に侵入している構造が観察され、(W,V)Cxが焼結中にも存在していることが明らかになった。以上の結果から、VCを添加したWC-Co超硬合金中wc粒の粒成長は界面反応律速により進むことが明らかになり、また、VCを添加した際に形成される(W,V)Cxなどの第3相とwc粒との格子定数差を適切に制御することにより、より効果的に粒成長を抑制できることが判明した。切削や掘削を始めとする様々な工具用材料として用いられるWC-Co系超硬合金は、WやCoという資源戦略上重要な元素を多量に含有することから、これらの元素の使用料削減や材料の特性向上による工具の消費量削減が強く求められている。WC-Co系超硬合金の機械特性は、WC粒の粒径に依存することが知られており、VCなどの炭化物を添加して焼結中の粒成長を抑制することにより機械特性が向上する。本研究では、材料の特性向上への要求に対し、粒成長機構及び粒成長抑制機構を詳細に明らかにすることにより、ボトムアップの材料設計指針を示すことを目的としている。本年度は、粒成長抑制目的で添加されたVCがWC/Co界面に形成する(W,V)Cx相がどのようにして粒成長を抑制しているのか明らかにするため、界面に偏析している(W,V)Cx相の3次元的な形態観察を行った。その結果、WC/Co界面には、WC粒と(W,V)Cxとの格子ミスマッチに依存した形状の(W,V)Cx相が形成されることが判明した。特に、格子ミスマッチが小さい面上には薄い(W,V)Cxのレイヤーが数層形成され、この層によって粒成長が強く阻害されていることが判明した。格子ミスマッチが大きい面上には島状の(W,V)Cxが点在し、WC/Co界面が(W,V)Cxによって十分に覆われていないために粒成長が極めて早く進行することが明らかになった。

以上により、WC粒と粒成長抑制相との格子ミスマッチを制御することで、粒成長をより精密に制御できることが明らかになったことから、添加物の添加量や合金中の炭素組成を厳密に制御することで、粒成長抑制相の組成を変化させ、格子ミスマッチを制御することで、より工業的に優れた超硬合金の創成が可能になると考えられる。切削や掘削をはじめとする材料加工、土木工事等に幅広く用いられる超硬工具材料であるWC-Co系超硬合金は、工業的、実用的に極めて重要な材料であるが、WとCoという資源戦略上重要な元素を多量に含有していることから、これら偏在埋蔵資源の使用料を削減することが急務である。本研究では、原子レベルの材料作製プロセスに立ち返り、材料作製中の組織及び微細組織形成プロセスを明らかにすることで、飛躍的な材料強度や耐久性の向上を目指してきた。WC-Co系超硬合金では、VCなどの添加物によって材料作製プロセス中のWC粒成長が大きく抑制され、これが機械特性向上につながることが知られてきた。昨年度までに、こうしたVCなどの添加物が、材料を焼き固める温度においてもWC粒とCo相との界面に存在することによって粒成長を抑制していること、及び添加物が界面に形成する構造の立体形状を明らかにしてきた。最終年度である本年度は、こうした界面に形成される構造の合金組成依存性を明らかにすることで、粒成長抑制効果を制御する指針を与え、より効果的な添加物及び組成選定指針を与えることを目的とした。この目的のため、合金中炭素量をパラメータとして複数の試料を作製し、微細構造を透過型電子顕微鏡等を用いて観察したところ、界面の添加物による被覆率が、合金中炭素量に依存することが見出された。このような違いは、添加物相とWC粒との格子定数差の変化によって生じると考えられ、適切な格子定数差を持つ添加物、合金組成を予め検討しておくことで、効率的な材料設計が可能になると考えられる。本研究成果は、WC-Co系合金の大きな特性向上につながる材料設計指針を与えていることに加え、他の材料における粒成長制御にも応用され得る結果が得られており、材料科学一般において重要な成果である。26年度が最終年度であるため、記入しない。WC-Co系超硬合金の特性向上に向けた材料設計指針の提示という最終目的に対し、現在のところVCなどのWC/液相界面に第3相を形成することによって粒成長を抑制する添加物について、その粒成長抑制機構を明らかにすることに成功している。今後、試料凍結手法やその場観察手法を用いた粒成長機構の解明により、上記目標は十分に達成可能であると考える。WC-Co系超硬合金の特性向上に向けた材料設計指針の提示という最終目的に向けて、本年度では添加物が粒成長抑制において果たす役割を明らかにしている。次年度において実際に組成を制御した合金における粒成長様式の違いを明らかにすることで、上記目標は十分に達成可能であると考える。今後は、数種類の添加物について、添加した材料における第3相の形態を、焼結時の状態を凍結した試料に対して3次元的な透過型電子顕微鏡観察、X線エネルギー分散分光による分析を組み合わせて明らかにしていく。また、粒成長が阻害されていない無添加の試料における、焼結時の状態を凍結した上での3次元的な透過型電子顕微鏡観察や、高温その場透過型電子顕微鏡観察による粒成長の直接的な観察などを組み合わせ、粒成長の機構を解明していく。以上の結果を組み合わせることにより、粒成長機構、粒成長抑制機構の統一的な理解を与えると共に、機械特性の大幅な向上に向けた、適切な材料設計指針を示す。最終年度である来年度は、本年度に得られた成果を元に、合金中の炭素量を変化させた複数の試料を作製し、透過型電子顕微鏡を用いた構造解析を行うことで、合金組成による粒成長機構の違いを明らかにする。