hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
体温調節に関わるGABA作動性神経活動の光操作制御

体温調節中枢は視床下部の視索前野(POA)に存在し、生体内外の環境変化を末梢からの入力として受けている。それにより、POAからの出力が変化し、その環境変化に応じた体温調節反応が引き起こされる。POA内には、GABA作動性神経があり、体温調節制御に重要な役割を担っている。そこで本研究は、遺伝子改変技術を用い、マウスに光活性化タンパク質であるチャネルロドプシン2(ChR2)およびハロロドプシン(Halo)をGABA作動性神経特異的に発現させ、そして、その神経活動を光によって制御することにより、無麻酔・無拘束下において、GABA作動性神経による生理的な体温調節反応機構についての解析を行うことを目的とする。ChR2およびHaloはそれぞれ非選択的陽イオンチャネルおよびクロライドポンプを形成し、ChR2は青色光により活性化されて、イオンチャネルを開口、膜電位を脱分極させることで、神経細胞では閾値を超えると活動電位を発生させることが出来る。一方、Haloは黄色光で瞬時に反応し、細胞外から細胞内ヘクロライドイオンを流入させ、膜電位を過分極させることによって、活動電位発生を抑制する。今年度は、本マウスを作成し、抗Gad67抗体を用いた免疫染色によって、光活性化タンパク質がGABA作動性神経特異的に発現していることを確認した。さらに、このマウスから脳スライス標本を作製し、GABA作動性神経にパッチクランプを行った。HaloはGFPとの融合タンパク質として発現しているため、GFPの蛍光を指標としてGABA作動性神経を同定した。電流固定により膜電位を記録しながら、対物レンズから黄色光(580nm)を記録神経細胞に照射すると、瞬時に強い過分極が生じ活動電位発生を完全に抑制することに成功した。このことより、in vitroにおいて光活性化タンパク質が正しく機能していることが確認できた。
堆積物コアの化学組成自動測定装置の開発とそれを用いた気侯変動の解明

未解明の問題の多い数年数十年の気候変動の明かにするため,ミリメートルミクロンオーダーの連続的元素分析を実現することが必要である.そのため本研究では,日本電子(株)の技術者とともに「蛍光X線地殻コアロガー(開発コードネーム"TATSCAN-F1")」を開発した.このTATSCAN-F1は,エネルギー分散型蛍光X線分析システムをベースにし,海底および陸上のコアおよび板状試料中の化学元素の定性および定量分析を,非破壊状態で連続的に測定できるシステムである.測定できる試料は,最長250mm,最大幅200mm,最大厚み100mmまで可能である.この装置は,試料表面を最小0.1mm間隔で,多元素,多鉱物の強度情報を自動的に連続的に収集する.試料ステージは,空間分解能0.1mmの自動ステップ(ステップ条件は可変)であり,ライン分析および2次元面分析ができる.測定面までの高さを自動的に検知し,X線照射計高さを調整する自動フォーカス機能,スリット型のコリメータ(0.1,0.4,1.9mm)を有する.また,CCDカメラを搭載し,測定点を確認品柄分析でき,測定点の画像を保存する機能も有する.連続的かつ定量的な計測値は,統計解析やスペクトル解析することによって,変動の周期性や振幅変調など,より厳密な議論を可能とする.本研究では,TATSCAN-F1によって,始世代の縞状鉄鉱層,白亜紀中期の黒色頁岩層,第四紀完新世の網走湖の堆積物コアを解析した.縞状鉄鉱層では,線分析では石英からなるSiの層と鉄鉱物からなるFeの層の互層が明瞭に含有量変化として識別できる.面分析では,Siの層にはP,Feの層ではNa,Mg,Ca,Mn,Rb,Srが多いことが明かとなった.白亜紀中期の黒色頁岩層では,0.11mmの厚さで繰り返すCaとAlの変動が検出された.網走湖の堆積物では,数mm1cm程度のSiの極大周期が観察され,極大ピークの間にはAlの変動ピークがみられる.網走湖の堆積速度は平均6mm/年なので,このTATSCAN-F1は,年内変動を実に見事に検出していることになる.未解明の問題の多い数年数十年の気候変動の明かにするため,ミリメートルミクロンオーダーの連続的元素分析を実現することが必要である.そのため本研究では,日本電子(株)の技術者とともに「蛍光X線地殻コアロガー(開発コードネーム"TATSCAN-F1")」を開発した.このTATSCAN-F1は,エネルギー分散型蛍光X線分析システムをベースにし,海底および陸上のコアおよび板状試料中の化学元素の定性および定量分析を,非破壊状態で連続的に測定できるシステムである.測定できる試料は,最長250mm,最大幅200mm,最大厚み100mmまで可能である.この装置は,試料表面を最小0.1mm間隔で,多元素,多鉱物の強度情報を自動的に連続的に収集する.試料ステージは,空間分解能0.1mmの自動ステップ(ステップ条件は可変)であり,ライン分析および2次元面分析ができる.測定面までの高さを自動的に検知し,X線照射計高さを調整する自動フォーカス機能,スリット型のコリメータ(0.1,0.4,1.9mm)を有する.また,CCDカメラを搭載し,測定点を確認品柄分析でき,測定点の画像を保存する機能も有する.連続的かつ定量的な計測値は,統計解析やスペクトル解析することによって,変動の周期性や振幅変調など,より厳密な議論を可能とする.本研究では,TATSCAN-F1によって,始世代の縞状鉄鉱層,白亜紀中期の黒色頁岩層,第四紀完新世の網走湖の堆積物コアを解析した.縞状鉄鉱層では,線分析では石英からなるSiの層と鉄鉱物からなるFeの層の互層が明瞭に含有量変化として識別できる.面分析では,Siの層にはP,Feの層ではNa,Mg,Ca,Mn,Rb,Srが多いことが明かとなった.白亜紀中期の黒色頁岩層では,0.11mmの厚さで繰り返すCaとAlの変動が検出された.網走湖の堆積物では,数mm1cm程度のSiの極大周期が観察され,極大ピークの間にはAlの変動ピークがみられる.網走湖の堆積速度は平均6mm/年なので,このTATSCAN-F1は,年内変動を実に見事に検出していることになる.本年度は,「非破壊・全自動・蛍光X線地殻コアロガー」装置の開発をした.その仕様は以下の通りである.(1)エネルギー分散型蛍光X線・非破壊連続堆積物コア解析装置:本装置は,X線発生部,試料室,光学系,排気装置系,X線検出器から構成される.X線発生部は,サイドウインドウ方式,Mo対陰極,管電圧最大50kV,管電流最大1500uA,強制空冷冷却方式である.試料室は,漏洩X線は,最大出力において装置外周4uSv/Hr以下であり,試料室雰囲気は,真空および大気の両対応である.試料サイズは,最大250mm×70mmである.試料ステージは,パルスモータ制御で最小0.01mmの精度で駆動する.排気装置系はスクロール式ポンプである.X線検出器は,NaからUまでの元素を検出器最大有効面積30mm2,分解能155eVでX線を検出する.この装置には,ポイントセンサー型帯磁率計,小型マルチチャンネル分光計を組み込んでいる.前者の装置は,計数器およびポイントセンサー部から構成される.RS232Cで,計測データをコンピュータに転送可能である.

後者は,分光計本体と光学ファイバにより構成され、ホストのパソコンとはSCSIインタフェースで接続される。分光計にはペルチェ素子内蔵リニアイメージセンサを搭載したFastie-Ebertマウント分光器に、信号を高速にサンプリングするコンピュータシステムが組込まれている.本装置は,波長範囲にして,3501050nmの広範囲をカバーする.システムには信号サンプリング専用のPSD(Programmable Signal Processor)とCPUを搭載し、高速サンプリングが可能である.さらに,X線検出精度の確認,ロガー装置の駆動精度の確認、制御ソフトの試運転を行い,実際の試料を用いて予察的な測定実験を行った,本研究では,まだ未解明の問題の多い数年数十年の気候変動の解明のために,ミリメートルミクロンオーダーの連続的元素分析を実現するために,日本電子(株)の技術者とともに「蛍光X線地殻コアロガー(開発コードネームTATSCAN-F1)」を開発した.このTATSCAN-F1は,エネルギー分散型蛍光X線分析システムをベースにした,最長250mm,最大幅200mm最大厚み100mmの海底および陸上のコア状および板状試料を非破壊状態で連続的に測定し,含有元素の定性および定量分析するシステムである.この装置は,試料表面を最小0.1mm間隔で,多元素,多鉱物の強度情報を自動的に連続的に収集する.試料ステージは,空間分解能0.1mmの自動ステップ(ステップ条件は可変)であり,ライン分析および2次元面分析ができる.測定面までの高さを自動的に検知し,X線照射計高さを調整する自動フォーカス機能,スリット型のコリメータ(0.1, 0.4, 1.9mm)を有する.また,CCDカメラを搭載し,測定点を確認品柄分析でき,測定点の画像を保存する機能も有する.連続的かつ定量的な計測値は,統計解析やスペクトル解析することによって,変動の周期性や振幅変調など,より厳密な議論を可能とする.本研究では,TATSCAN-F1によって,始世代・縞状鉄鉱層,白亜紀中期黒色頁岩層,(3)第四紀完新世・網走湖・湖底堆積物コアを解析した.縞状鉄鉱層では,線分析から石英からなるSiの層と,鉄鉱物からなるFeの層の互層が明瞭に含有量変化として検出,面分析結果からはSiの層では同時にPが,Feの層では同時にNa, Mg, Ca, Mn, Rb, Srが多いことが検出された.白亜紀中期黒色頁岩層では,0.11mmの厚さで繰り返すCaとAlの空間変動の変動が検出された.網走湖堆積物では,数mm1cm程度のSiの極大と,その間にAlの変動が検出された.網走湖の堆積速度は平均6mm/年であるので,このTATSCAN-F1は,年内変動を実に見事に検出できた.
家族システムの発達・変容に世代間の相互作用が及ぼす影響

本研究では,家族システム論に依拠し,核家族と三世代家族を対象とし,量的調査とインタビュー調査を実施し,家族形態,地域,世代という3つの視点から現代家族のあり方を検討した。その結果,家族形態,地域および世代により,家族のとらえ方や成員間の相互交渉に差異が示された。そして,自分以外の家族成員同士の相互交渉が,間接的に自己の心理的健康度にも影響を与えているというように,まさに家族システムの考え方に合致した結果が得られた。また,祖母自身のライフレビューから,個人の歴史のみならず,時代や社会の変化にともなう家族の変化をとらえることが出来た。平成19年度は、仮説モデル構築のため、精力的に家族関係、地域の特性、高齢者に関する文献の収集を行った。そして、研究代表者および研究分担者は、各担当部分の研究をレビューし、そこから得られた知見をもとに、質問項目を選定し、質問紙法による予備調査票を作成した。予備調査は、三世代同居率が高く、共働き世帯が多く、さらに高齢者人口も多いという特徴をもつ福井県において実施された。本調査では、祖父母世代、親世代、子(孫)世代の三世代に各々質問紙調査を実施する予定であるが、予備調査で、大学生と大学生の親という二世代を調査対象とした。また出来るだけ世代間の関係が分析できるよう、親子のペアデータで回収出来るよう努力した。調査は2008年1月2月に実施され、調査票には親子別々に記載を求め、集合調査法により回収した。調査内容は三世代同居観、祖父母観、性役割意識、規範意識、高齢者観、自尊感情などであった。現在、これらのデータを入力中であるが、親世代、子世代のデータを単独で分析するだけでなく、ペアデータとして検討し、家族内の親子関係や夫婦関係についても分析し、個人の変数が家族関係に及ぼす影響などについても検討する予定である。予備調査の分析結果から、家族システムの発達・変容に世代間の相互作用が及ぼす影響に関する仮説を構築する所存である。その仮説に基づき本調査の項目が設定されることになる。よって、平成19年度に予備調査を実施できたことは、本研究の大きな意義として位置づけられよう。平成20年度は、家族システムが家族成員の精神的健康度に及ぼす影響に関する仮説の構築と本調査の項目検討のため実施した予備調査について分析を行った。予備調査は、世代間の関係が分析できるよう、大学生と大学生の親という二世代を調査対象とした。家族形態に着目して分析した結果、三世代家族では、親の祖父母世代との一致度に関する認知が、親の三世代同居イメージを経由し、間接的に子の高齢者観や祖父母観にも影響を与えていた。一方、核家族では祖父母世代と親世代との関係は、子の祖父母観には影響していないが、同居していない祖父母の存在が、三世代家族の子と同様に、時間的展望促進機能をもっている場合には、自尊心を高める効果をもっていた。つまり、予備調査結果から、家族の構造や家族内の交流パターンが、家族の人々の行動を形成するとされている家族システム論を立証する結果が得られ、仮説構築にとって重要な示唆が得られた。これらの結果をふまえ、本調査の質問項目を精選し、2009年3月から本調査を実施した。本調査は、全国規模と福井県内とで行った。また、世代間の相互作用や間接的影響をみるため、三世代家族を対象とする場合には、祖母用・母親用・子ども用の3種類の調査票を、核家族を対象とする場合には、母親用・子ども用の2種類をセットで配布しペアデータが回収できるよう努力した。本調査のデータを現在入力中であるが、これらの分析結果から、家族システムの発達・変容に世代間の相互作用が及ぼす影響についての仮説を構築する。また、量的調査では明確に出来ない点は、インタビュー調査も併せて実施し、さらに仮説モデルの裏付けを行う予定である。平成20年度に本調査を全国規模と福井県内とで実施できたことは、本研究の大きな意義として位置づけられよう。平成21年度は,平成20年度に実施した第一次調査の結果をふまえ,家族関係を詳細に検討できる尺度等を追加し第二次調査を実施し,分析を行った。調査対象は,三世代家族の祖母,母親,子どもと,核家族の母親,子どもであった。家族の居住地については,全国の対象者を網羅したデータと福井県内のデータについて回収した。また,量的調査から得られた結果を補足するために,インタビュー調査を実施した。インタビュー調査は,都市部,福井県とは異なる地方,福井県に居住する三世代家族および核家族で,第二次調査の対象者から選択した。そして,分析の際には,家族形態,地域,世代という3つの視点を導入した。分析の結果,まず,家族形態や地域により,家族のとらえ方や家族のコミュニケーション等に差異が示された。つまり,家族形態や地域により,成員間の相互交渉の質や量には違いがあることが明らかになった。

そして,それらの相互交渉と心理的健康度との関連も示唆された。また,その相互交渉は,自己と他者という直接的な二者関係だけでなく,自分以外の家族成員同士の相互交渉が,間接的に自己の心理的健康度にも影響を与えているというように,まさに家族システムの考え方に合致していた。次に,世代に関しては,少なくとも祖母-孫間においては,世代間の相互作用が,双方にとってプラスに働いていることが示唆された。また,祖母自身のライフレビューにおいて,自身が娘の時代,嫁となった時代,さらには姑となった現在が語られ,そこに家族の中での役割の変化が示されていた。そして,その語りには,個人の歴史なみならず,時代の変化や,時代に伴う家族や社会の変化をも含まれており,大変興味深いものであった。このような高齢者のライフレビューを家族という視点から聴取することは,時代や社会の変化にともなう家族の変化をとらえる上で,貴重な資料であると考えられる。
LCCが空港の非航空系活動に与える影響に関する実証分析

本研究の目的は、LCC(Low Cost Carrier:低費用航空会社)が空港の非航空系活動に与える影響に関する実証分析である。今日の空港経営では、旅客ターミナルにおける物販事業や駐車場運営など、非航空系活動の重要性が高まっている。わが国でも、多くの空港が経営改善の起爆剤としてLCCの誘致を模索するなか、LCC旅客が空港の非航空系活動に与える影響を明らかにすることは、空港当局にとって重要な関心事である。くわえて、空港民営化(空港運営の民間委託)が本格的にスタートした昨今、本研究による知見は今後の空港運営のあり方に関する政策提言を導く上でも有益と考えられる。先行研究では、「非航空系収入」を一括りにして分析を実施したものが一般的であるが、実際には非航空系収入の内訳には様々な活動領域が含まれているため、本研究では、これを「小売コンセッション」、「駐車場」、「不動産収入・賃貸料」と分割したうえで、それぞれに関する旅客あたり収入を被説明変数とし、LCCとLCC以外の航空会社について国内線と国際線の離発着回数や座席数を組み合わせたものを説明変数としたうえで、2010年2015年におけるイギリスの16空港をサンプルとして分析を実施した。分析の結果、1小売コンセッション:LCCの「国際線」旅客は、空港における飲食店や商業施設でLCC以外の航空会社の旅客よりも相対的に多くを消費する。2駐車場:「LCCとLCC以外の航空会社の差異」よりも「国内線と国際線の差異」のほうが、より重要である。3「不動産収入・賃貸料」:主としてLCCの国内線が多くを占める空港では、これらの収入は相対的に低水準である、などの結果が導かれた。さらに、本年度は英国リーズ大学の共同研究者とのミーティングのなかで、各空港の旅客流動データを使用することで、旅客の発地国属性を変数に加える可能性についても検討を深めることができた。今日の空港経営においては、旅客ターミナルにおける物販事業や駐車場運営など、いわゆる非航空系活動の重要性が高まっている。わが国においても、多くの空港が経営改善の起爆剤としてLCCの誘致を模索するなか、LCC旅客が空港の非航空系活動に与える影響について明らかにすることは、空港当局にとって重要な関心事であるとともに、今後の空港運営のあり方に関する政策提言を導く上でも有益である。こうした問題意識にもとづき、本研究では、成熟したLCC市場を有しており、かつ体系的な統計が整備されているイギリスを対象として、LCCが空港の非航空系活動に与える影響について定量的な分析をおこなうことを目的とする。本年度の研究では、2001年2014年までのイギリスの空港をサンプルとして、航空系収入モデルと非航空系収入モデルの2つのモデルに対する分析をおこなった結果、LCCはFSC(Full Service Carrier:既存大手航空会社)よりも「航空系」と「非航空系」ともに空港の収入に与える影響は小さいという結果となり、空港経営に対する以下の示唆を得ることができた。1.イギリスの事例より、LCCの誘致により空港を活性化するモデルは一定の効果が認められる一方で、LCCはFSCよりも「航空系」と「非航空系」収入ともに与える影響は小さいため、空港が非航空系活動における収入水準を維持するためには、LCCのみに特化するのでなく、FSCとバランスの取れたキャリアの誘致が重要である。2.非航空系収入においては、LCCそのものに焦点を当てるのではなく、(LCCかFSCかよりむしろ)航空会社の就航先や旅行者の居住地による消費傾向の差異に注目する必要がある。本研究の目的は、LCC(Low Cost Carrier:低費用航空会社)が空港の非航空系活動に与える影響に関して、成熟したLCC市場を有しており、かつ体系的な統計が整備されているイギリスを対象として実証分析をおこなうことである。今日の空港経営では、旅客ターミナルにおける物販事業や駐車場運営など、いわゆる非航空系活動の重要性が高まっている。わが国においても、多くの空港が経営改善の起爆剤としてLCCの誘致を模索するなか、LCC旅客が空港の非航空系活動に与える影響を明らかにすることは、空港当局にとって重要な関心事であるとともに、今後の空港運営のあり方に関する政策提言を導く上でも有益である。先行研究では、「非航空系収入」を一括りにして分析を実施したものが一般的であるが、実際には非航空系収入の内訳には様々な活動領域が含まれているため、本年度の研究では、これを「小売コンセッション」、「駐車場」、「不動産収入・賃貸料」と分割したうえで、それぞれに関する旅客あたり収入を被説明変数とし、LCCとLCC以外の航空会社について国内線と国際線の離発着回数や座席数を組み合わせたものを説明変数としたうえで、2010年2015年におけるイギリスの16空港をサンプルとして分析を実施した。非航空系収入における個々の構成要素に対して、就航する航空会社や利用する旅客が示す反応を正しく理解することが、空港経営にとって肝要である。

昨年度の「研究実施状況報告書」の「今後の研究の推進方策」において、「国際航空輸送学会(ATRS2016)でのフロアからの指摘を受けて、非航空系収入の構成要素ごとに、さらに細かく分析をする必要がある」ことと、これを「平成29年度の国際航空輸送学会(ATRS2017)で報告する」ことを提起した。これを受けて、平成29年度の国際航空輸送学会(ATRS2017)で「研究実績の概要」に示される研究成果を報告することができたことから、現在までの進捗状況は「おおむね順調に進展している」と評することができる。本研究の目的は、LCC(Low Cost Carrier:低費用航空会社)が空港の非航空系活動に与える影響に関する実証分析である。今日の空港経営では、旅客ターミナルにおける物販事業や駐車場運営など、非航空系活動の重要性が高まっている。わが国でも、多くの空港が経営改善の起爆剤としてLCCの誘致を模索するなか、LCC旅客が空港の非航空系活動に与える影響を明らかにすることは、空港当局にとって重要な関心事である。くわえて、空港民営化(空港運営の民間委託)が本格的にスタートした昨今、本研究による知見は今後の空港運営のあり方に関する政策提言を導く上でも有益と考えられる。先行研究では、「非航空系収入」を一括りにして分析を実施したものが一般的であるが、実際には非航空系収入の内訳には様々な活動領域が含まれているため、本研究では、これを「小売コンセッション」、「駐車場」、「不動産収入・賃貸料」と分割したうえで、それぞれに関する旅客あたり収入を被説明変数とし、LCCとLCC以外の航空会社について国内線と国際線の離発着回数や座席数を組み合わせたものを説明変数としたうえで、2010年2015年におけるイギリスの16空港をサンプルとして分析を実施した。分析の結果、1小売コンセッション:LCCの「国際線」旅客は、空港における飲食店や商業施設でLCC以外の航空会社の旅客よりも相対的に多くを消費する。2駐車場:「LCCとLCC以外の航空会社の差異」よりも「国内線と国際線の差異」のほうが、より重要である。3「不動産収入・賃貸料」:主としてLCCの国内線が多くを占める空港では、これらの収入は相対的に低水準である、などの結果が導かれた。さらに、本年度は英国リーズ大学の共同研究者とのミーティングのなかで、各空港の旅客流動データを使用することで、旅客の発地国属性を変数に加える可能性についても検討を深めることができた。国際航空輸送学会(ATRS2016)でフロアより指摘を受けた事柄でもあるが、非航空系収入の構成要素ごとに、さらに細かく分析をする必要がある。なぜならば、旅客ターミナルの物販収入に関しては、LCC旅客の与える影響はFSC旅客より小さいと考えられる一方で、とくにヨーロッパでは自家用車を利用するLCC旅客の空港選択行動は距離に対して相対的に非弾力的である(LCCの安価な運賃を享受するため、たとえ長距離でも空港まで自家用車で移動する傾向があるということ)と考えられるため、駐車場収入に関しては、LCC旅客の与える影響は逆にFSC旅客より大きいと推測されるからである。そこで、非航空系収入の変数を、物販、駐車場、施設賃貸(retail, car parking, property)に分割したうえで、これらに対してLCCが与える影響を定量的に分析する計画である。
放射性ストロンチウムの取り込みに関与する遺伝子の同定と解析

本研究は、酵母におけるSr取り込みに関与する物質の遺伝子レベルでの同定および解析を目指したものである。昨年度は、ストロンチウム取り込みに関与する分子に変異をきたした変異株の取得を目的とし、抗生物質ブラストサイジンSに対する耐性遺伝子BSDを挿入遺伝子に用いたrestriction enzyme-mediated integration法(REMI)により、Schizosaccaromyces pombeの形質転換体約700株を作成した。今年度は、これらの変異体から、マルチトレーサー法およびICP-MS法により、ストロンチウムの取り込み量が野生株の約1/2である6株を選別した。これらの株は、ストロンチウムのみならずBe、Mn、Co、ZnおよびRbの取り込み量も低かったことから、破壊された遺伝子はストロンチウムの取り込みに特異的なものではないことが示唆された。これらの株のゲノムを用いたPCRの結果、四株で一カ所以上、二株で二カ所上、外来遺伝子がゲノムに挿入されている可能性が示された。一方、昨年見いだしたZrおよびScの取り込み量が高い株について、核種取り込み能をマルチトレーサー法によりさらに精査した。3%グルコース存在下において、この変異株のSc、Se、RbおよびZrの取り込み量は野生株より高い値を示した。興味深いことに、野生株および変異体両方におけるこれらの元素の取り込み量をグルコースの有無により比較したとき、Sc、SeおよびZrの取り込み量はグルコース非存在下の方が存在下より高い値を示した。これらのことから、グルコース依存性の何らかの機構の欠損が、変異株におけるこれらの取り込み量の上昇の要因の一つの可能性として考えられる。また、X線分析顕微鏡で調べた結果、この変異株のカリウムおよびリンの含有量は野生株より高いことが示された。サザンハイブリダイゼーション解析から、この変異株のゲノムには二カ所以上変異が生じていることが示唆された。今後、これらの変異体の遺伝子レベルでの解析が進むことを期待したい。これまでに、多元素同時解析法であるマルチトレーサー法により、出芽酵母Saccharomyces cerevivsiaeおよび分裂酵母Schizosaccaromyces pombeが、10mM MES-buffer(pH 6.0)中において、Srをはじめとする十数種の元素を取り込むことを見いだしている。そこで今年度は、まず、S.pombeにおけるストロンチウム取り込みの特徴を調べた。MES-buffer中におけるS.pombeによるSrの取り込みは、3%グルコースにより促進されること、また、3%グルコース存在下において、Sr取り込み量はbuffer中のSr濃度(0.52μM)に比例することを見いだした。さらに、グルコースの代わりに3%のソルビトールを含むbuffer、あるいは3%グルコース+350μM NaN_3もしくは200μMKCNを含むbuffer中でのSrの取り込み量は、3%グルコースを含むbufferに比べて著しく低いことを見いだした。これらのことから、S.pombeによるストロンチウム取り込みはエネルギー依存的である可能性が示唆された。次のステップとして、ストロンチウム取り込みに関与する分子に変異をきたした変異株の取得を目的とし、抗生物質ブラストサイジンSに対する耐性遺伝子BSDを挿入遺伝子として、restriction enzyme-mediated integration法(REMI)によるS.pombeの形質転換体の作成を試みた。その結果、約700株の形質転換体を得た。現在、これらの形質転換体の中から、Sr取り込み能に変異のきたしたものを選別する作業を行っている。
ユ-ゴスラビア74年憲法体制の変容と新たな憲法秩序・政治システムの模索

ユ-ゴスラビアは「自主管理社会主義」を標榜して、独自の道を歩んできた。ところが、88年憲法修正を前後して、危機からの脱出を模索するなかで従来の路線を大きく転換して「自主管理」も「社会主義」もともに放棄する方向が強まった。それに民族間紛争も加わって「連邦制」の再編ないし解体の志向もこれに運動した。こうした析に、この変動過程と新たな憲法的枠組みの模索を追った本研究は,まずは従来の社会・国家体制の基本原理を定める74年憲法体制の批判的総括を行なうことを要請した。ユ-ゴ自体でもこの研究はそれほど本格的ではなく、いかなる社会体制かという問題を脇において,当面の危機脱出の処方せん作りに集中している状況にある。従来より継続してきた共同研究の成果をまとめるにあたって、基本的には執筆後であったが、この74年憲法体制の総括という観点からの分析を最大限に生かすう努めた。90年には各共和国で選挙があり、新しい諸政堂が乱立し、4つの共和国では非社会主義もしくは民族主義志向の政党が勝利した。こうした中で、新しい憲法構想も公表され、その検討も進むが、その成立への取り組みは本格化しえないでいる。本年の研究課題の下、こうしたユ-ゴでの事態の経緯の正確なフォロ-とともに、過去のものの全面的清算ではなく、そこから自由で民主的な真の協同社会をめざしたユ-ゴの経験のもつ重みを汲み尽すべく研究に取り組んだつもりである。発表した成果にもその特徴は現われていると思う。この課題を継続しつつ、「ユ-ゴ自主管理社会主義の経験をその歴史的限界」をテ-マとするような研究を続けたいと考えている。
バクテリオファージφX174スパイクタンパクとリポ多糖の相互作用解析

スパイクタンパク質Hの認識におけるリポ多糖重要部分構造の特定Hタンパク質と大腸菌C株由来のビオチン標識LPSの結合に対する非標識のLPSの競合的な阻害を観測して、種々のLPSの構造と親和性の相関を調べた。大腸菌C株のLPSの親和性を100%として、サルモネラRa(95%),サルモネラRc(15%),大腸菌J5RcP^+(3.2%),大腸菌F583Rd_2(1.3%)と計算された。糖鎖が短くなると親和性が低下し、Hタンパク質はLPSのR-コア糖鎖の非還元末端部分を強く認識する事が判った。スパイクタンパクGのリポ多糖との相互作用の解析Gタンパク質とLPSとの相互作用を酵素リンクプレートアッセイで検出したところ、ウイルスの宿主細菌由来のLPSと強く結合し、非宿主のLPSとは結合しないことが判った。Gタンパク質の蛍光強度はLPSと結合することにより減少した。蛍光滴定により大腸菌C株由来のLPSとの解離定数はK_dは0.87±0.08μMと計算され、Hタンパク質に較べて1オーダー結合が強いことが判った。スパイクタンパク質Hのリポ多糖の脱アシル化誘導体との結合解析円偏光二色性CDスペクトルによりHタンパク質はαヘリックス構造に富む事が判った。LPSと結合するとCDスペクトルが変化し、蛍光強度が著しく増大した。一方、LPSの脂肪酸を限定分解したO-脱アシルLPSでは弱い蛍光増大が見られたが、脂肪酸を全て切断したO,N-脱アシルLPSでは蛍光強度が減少し、Hタンパク質はLPSの脂質部分と相互作用してコンフォメーション変化を起こすと考えられた。スパイクHタンパク質とリポ多糖(LPS)の相互作用解析LPSとの結合によりHタンパク質の蛍光強度が増大することが判った。ウイルスの宿主である大腸菌C株のLPSとの結合の解離定数K_dは、蛍光滴定により7.02±0.37μMと計算された。K_dの温度依存症から、この結合はエンタルピー的には不利(ΔH^0=+23.7kJ/mol)であるものの大きなエントロピー変化(TΔS^0=-52.8kJ/mol)を伴うエントロピー駆動型であることが判明した。また、樹脂プレートを用いる酵素リンク法によって、種々のエンテロバクテリア由来のLPSとスパイクHタンパク質の結合を比較した結果、大腸菌C株のLPSの結合力を100%とすると、同じく宿主であるサルモネラRa株では、53%と強いが、非宿主である大腸菌F583株や大腸菌O111株のLPSの結合力は、約5%程であり、弱いことが判った。スパイクGタンパクの遺伝子工学的な調整スパイクGタンパク質の遺伝子領域をウイルスRF DNAを鋳型としたPCRで増幅した。増幅断片をキアゲン社のpQE30にクローニングして、発現ベクターpQE-Gを構築することが出来た。pQE-Gを擁する大腸菌JM109株にIPTGにより発現誘導を掛けると、目的のヒスチジンタグ融合Gタンパク質(HisG)が大量に発現した。Ni-NTAアガロースによるアフィニティークロマトグラフィー、次いで、CMセルロファインによる陽イオン交換クロマトグラフィーにより、タンパク質として単一になるまで精製することが出来た。レセプターLPSの限定分解によるLPS誘導体の調整と構造確認大腸菌C株由来のLPSを無水ヒドラジンや4M NaOHで処理して、O-アシル結合した脂肪酸を除去した誘導体および全てのアシル基を欠損した誘導体を調整し、ゲル濾過により精製した。ウイルス粒子と相互作用させたところ、完全なLPSに備わっているウイルスを不活化する能力が無いことが確かめられ、脂肪酸が除去されたことが判った。

一方、LPSの脂肪酸を限定分解したO-脱アシルLPSでは弱い蛍光増大が見られたが、脂肪酸を全て切断したO,N-脱アシルLPSでは蛍光強度が減少し、Hタンパク質はLPSの脂質部分と相互作用してコンフォメーション変化を起こすと考えられた。
レーザー光還元による微粒子生成過程を利用した難分離性元素の相互分離法開発

本研究では報告者が最近考案した「レーザー微粒子化による元素分離回収法」の、難分離性元素の1つである白金族元素群の相互分離への適用可能性について探った。その結果、紫外レーザーを白金族元素水溶液に照射した時、微粒子化効率の照射レーザー波長依存性は元素間で類似しているが、照射レーザー強度依存性は元素間で違いがあることを発見した。そして照射強度調節によりPd, Rh混合塩酸溶液において相互分離をすることに成功した。白金族および希土類元素の相互分離技術は元素戦略上、欠くことのできないものであるが、これら元素どうしの化学的性質は非常に類似しており、現在では効率的な分離法が存在しない。本研究では、最近申請者が原理実証した「レーザー光還元による微粒子生成過程を利用した元素分離法」を白金族および希土類元素に適用し、その実験データを基に実プロセスへの利用可能性について検討する。本研究で対象とする技術では複数の元素正イオンと負イオンとが共存する溶液に紫外レーザーを照射し、電荷移動吸収帯と呼ばれる光吸収帯を励起することにより正イオンを中性化し、微粒子化させる。微粒子化の効率はイオンの種類に依存するので、フィルターや遠心分離器を用いて特定のサイズの微粒子だけを取り出すことにより、元素どうしを分離することができる。この技術を白金族および希土類元素の相互分離に適用するためには、様々な実験パラメーターとレーザー光還元による微粒子生成効率との関係を調べる必要がある。そこで平成21年度は、まずレーザー波長と微粒子生成効率の関係を明らかにするために、可視から近赤外(400-2500nm)まで幅広い波長領域のレーザー光を発生できるナノ秒パルス光パラメトリック発振レーザーを購入し、非線形結晶を用いることにより紫外波長領域(200-400nm)まで自由に波長が調節できるレーザーシステムを組み立てた。そして、この波長可変レーザーを既存の元素分離システムと組み合わせることにより、様々な波長のレーザー光を照射して金属微粒子を作製できるようにした。また当初、微粒子の粒径は走査トンネル顕微鏡で調べることを計画していたが、大量のサンプルを解析するには不向きなことがわかったため、動的光散乱式粒径分布測定装置を購入し、微粒子粒径解析を容易にした。分散剤の存在下で貴金属元素イオン水溶液に紫外・可視レーザーを照射すると光還元過程を経て微粒子が形成されることが知られている(レーザー微粒子化)。そこで、申請者はレーザー微粒子化条件が元素ごとに異なることを利用して、レーザー波長などの実験条件を調節することにより特定の元素だけを微粒子化して選別・回収する手法を考案した。本計画では、この「レーザー微粒子化を利用した元素分離法」を化学的性質が類似しているために分離しにくい貴金属元素(Au,Ag,Pt,Pd,Rh,Ir,Ru,Os)に適用し、元素どうしの高効率な相互分離法を開発することを目指す。この相互分離法を確立するためには、効率的なレーザー微粒子化を行うために必要な実験パラメーターを明確にし、各貴金属元素において微粒化効率のパラメーター依存性を調べた後、最適な分離条件を決定する必要がある。そこで、平成22年度はこれまで構築してきた紫外・可視光領域の任意波長でレーザー微粒子化可能なシステムを利用して、AuおよびRhを対象にした実験を行い、元素分離を行う上で重要なパラメーターの洗い出しを行った。その結果、通常考えられる実験パラメーター(レーザー強度・照射時間、酸濃度、分散剤の種類・濃度)以外に、還元剤として添加するアルコールの種類や添加の仕方によってもレーザー微粒子化効率が大きく変化することを発見した。また、オクタノールなど水と混じり合わないアルコールと貴金属元素イオン水溶液で2相系を形成し、その条件下でレーザー微粒子化することにより、水溶液中で作成した貴金属微粒子をアルコール側に抽出できることを明らかにした。これはレーザー微粒子化を利用した元素分離・回収プロセスを構築していく上で、微粒子化により系から分離した元素を回収するために重要な技術である。本年度は、報告者が考案した「レーザー誘起微粒子化を利用した元素分離回収法」が、既存技術では困難な白金族元素群の相互分離に適用できるかどうか探るため、希塩酸/エタノール混合溶液(v/v=1/1)に溶解した白金族イオン(Pt^<4+>,Pd^<2+>,Rh^<3+>,Ru^<3+>)を対象にして以下の点を調べた。1.微粒子化効率の照射レーザー波長依存性(バッチシステムでの実験)2.微粒子化効率の照射レーザー強度依存性(バッチシステムでの実験)3.フロースルーシステムでの微粒子化効率その結果、それぞれの項目について以下の事がわかった。1.低強度の紫外レーザー光(240-300nm)をPt^<4+>,Pd^<2+>,Rh^<3+>溶液に照射した場合、照射波長が短くなるにつれて単調に微粒子化効率が増大するだけで、これらのイオン間の波長依存性は類似していた。一方、Ru^<3+>溶液ではどの波長のレーザー光を照射しても微粒子の生成は確認できなかった。

2.紫外レーザー光(266nm)を照射した時には、全ての白金族金属微粒子は多光子過程により生成する。また、Pt^<4+>=Pd^<2+><Rh^<3+><Ru^<3+>の順に、より高次の多光子反応を経て微粒子化が進行する。3.フロースルーシステムでPd^<2+>溶液のレーザー誘起微粒子化を行うと、フロー速度を上げるにつれ、微粒子化効率が下がってしまう。さらに、1.の結果に基づき、Pt^<4+>,Pd^<2+>,Rh^<3+>,Ru^<3+>混合溶液に紫外レーザー光(266nm)を照射して、Ru3+だけを会離する実験を試みた。しかし、共存効果によりRh^<3+>も他の白金族イオンと共に微粒子化してしまい、分離できなかった。一方、2.の結果に基づきレーザー強度を調節しながら白金族イオン混合溶液でのレーザー微粒子化を行った結果、ある特定の強度領域においてRh^<3+>以外の白金族イオンを全て微粒子化し、Rh^<3+>だけを分離することに成功した。
硬Ｘ線自由電子レーザー用結晶素子の超精密無歪み加工

昨年度SPring-8においてテスト実験を行った分割・遅延光学系(SDO)を,X線自由電子レーザー施設SACLAへと適用し,分割したパルスX線強度の独立測定の実現可能性,並びに生成した遅延時間の精度を評価した.分割パス内で測定したパルス強度とSDO下流の共有パス上で測定した強度との相関を,片方の分割パルスのみを供給し評価した結果,標準偏差約6%の相関が得られた.従って,両分割パルス供給時においても不確かさ10%の精度によるパルス強度独立測定が可能である事を示した.また,SDO下流にX線ストリークカメラを配置し,パルス間の遅延時間を測定した.初期遅延時間には目標値から約5 psの誤差が確認されたものの,遅延時間を変化させた際の近似直線からの誤差は+/- 100 fs以下であり,ストリークカメラを用いる事で100 fsの時間精度が達成される事を実証した.SACLAに常設されている1 μm集光ミラーを用いて,分割ビームの集光特性を評価した.ビームスプリッタである薄い結晶透過側の分割ビームに関しては理想集光が達成されたものの,反射側の分割ビームにおいて集光径の増大が確認された.これは薄い結晶に残留した格子面の傾斜誤差によって波面が乱れた為であり,薄い結晶作製プロセスの更なる高精度化が必要である事が示唆された.新たなビーム分割手法として,厚い結晶のエッジ部において反射光と非接触透過光とに空間的に分割する波面分割を検討した.本手法では厚い結晶を用いるため,薄い分割結晶利用時に問題となった格子面の歪みの影響が抑制される.非集光ビームプロファイルには,エッジ部からの散乱により縞状のスペックルが確認されたものの,1 μm集光光学系利用時,両分割ビームとも集光径約1.5 μmと,ほぼ理想的な集光を実現した.また,空間的にビームを分割する事から,分割ビームの強度比も波長に依らず1:1へと制御可能であり,世界で初めて実用に足る分割・遅延光学系の開発に成功した.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。硬X線自由電子レーザー用ビームスプリッタとして開発を行っている薄いシリコン結晶は,短期的であれば非常に高い回折性能を示していたものの,長期間X線にさらし続けた際高品質領域の縮小が確認された.長時間の安定性は応用上極めて重要なパラメータである為,原因の解明を試みた.原因は主に2つ考えられ, 1) X線の吸収による局所的な温度分布, 2) X線照射による表面の活性化,膜形成が挙げられた.冷却・加熱ならびにHe雰囲気へのパージが可能なサンプルホルダーを開発し, X線反射像の経時変化を観察した結果,雰囲気温度に関係なく,大気雰囲気下においてX線を照射した際に高品質領域の縮小が確認された.分光エリプソメトリによりX線照射後の結晶表面の酸化膜厚を測定した結果,自然酸化膜の倍近い膜厚が示され, X線照射により結晶表面が活性化され酸化膜が成長,膜応力により格子面がたわんだと考えられる.作製だけでなく使用自体に高い技術力が要求されるビームスプリッタ使用法としての1つの有意義な知見を得ることに成功した.続いて, X線による時分割測定に向けて開発を行っている分割・遅延光学系(オートコリレータ)に必須となるチャネルカット結晶の開発を行った.加工の困難さから一般的なチャネルカット結晶内壁部には研磨由来のスクラッチが多数含まれており,反射光のコヒーレンスの劣化やスペックルの要因となる.ビームスプリッタ作製において実績のある大気圧プラズマによるエッチングを施すことで,表面ダメージの除去を試みた.側面部にプラズマを局在化可能な装置を開発し,基本的な加工特性の調査を経て,実際に使用されるチャネルカット結晶に対して適用した. SPring-8において反射像を確認した結果,プラズマ処理前後において明らかな結晶性の改善が確認された.チャネルカット結晶の利用は現在開発が検討されている同様な光学系においてワールドスタンダードとなりつつあり,本研究において開発された高品質チャネルカット結晶は今後のXFEL科学の発展において極めて重要な光学素子になると考えられる.硬X線用分割・遅延光学系(XSDO)と集光ミラー光学系とを併用した際の許容アライメント誤差を幾何光学計算に基づき検討した. XSDOにアライメント誤差が存在する場合,分割ビームそれぞれの実効的光源位置に誤差が生じる.一般的なX線集光ミラー光学系は一次元の楕円形状ミラーを直行配置しており,楕円の第一焦点に相当する光源位置が異なる事で,第二焦点に相当する集光点において誤差が生じる.実効的な光源位置を重複させる為には,分割ビーム間の角度・空間誤差の両方を抑制する必要がある.SACLAの集光光学系に基づき許容誤差を検討し,光源位置誤差を15 μm以下,約0.1 μradの角度安定性が必要である事を導出した.XSDOを構築し,SPring-8 BL29XULにおいてアライメント手法の検討を行った.使用したビームラインには回折限界集光径100 nm以下の集光ミラーが常設されており,XSDO併用時,集光面における分割ビームの空間重複を試みた.能率的にアライメントを行うため,XSDO構成素子それぞれの役割を限定した.2つのチャネルカット結晶を通過する分割ビーム1は,原理的に元々の光軸と完全に平行なパスを伝播する.

一方,独立的な4つの結晶を通過する分割ビーム2は,それぞれの結晶面に相関が無い為,位置・角度共に誤差が生じ得る.パス2における上流側3つの結晶素子の調整により,最後の結晶上でそれぞれの分割ビームを空間的に重複させた.そしてビーム2の角度の調整は最後の結晶の角度調整のみによって達成した.その結果集光面において,水平・鉛直両方向に対して30 nm以下の位置誤差にまで抑制する事に成功した.本結果はXSDOと集光ミラー光学系との複合システムによるX線ポンプ・X線プローブ実験の高い実現可能性を示すものであり,X線を用いた超高速科学研究に対してブレークスルーをもたらすと期待される.昨年度SPring-8においてテスト実験を行った分割・遅延光学系(SDO)を,X線自由電子レーザー施設SACLAへと適用し,分割したパルスX線強度の独立測定の実現可能性,並びに生成した遅延時間の精度を評価した.分割パス内で測定したパルス強度とSDO下流の共有パス上で測定した強度との相関を,片方の分割パルスのみを供給し評価した結果,標準偏差約6%の相関が得られた.従って,両分割パルス供給時においても不確かさ10%の精度によるパルス強度独立測定が可能である事を示した.また,SDO下流にX線ストリークカメラを配置し,パルス間の遅延時間を測定した.初期遅延時間には目標値から約5 psの誤差が確認されたものの,遅延時間を変化させた際の近似直線からの誤差は+/- 100 fs以下であり,ストリークカメラを用いる事で100 fsの時間精度が達成される事を実証した.SACLAに常設されている1 μm集光ミラーを用いて,分割ビームの集光特性を評価した.ビームスプリッタである薄い結晶透過側の分割ビームに関しては理想集光が達成されたものの,反射側の分割ビームにおいて集光径の増大が確認された.これは薄い結晶に残留した格子面の傾斜誤差によって波面が乱れた為であり,薄い結晶作製プロセスの更なる高精度化が必要である事が示唆された.新たなビーム分割手法として,厚い結晶のエッジ部において反射光と非接触透過光とに空間的に分割する波面分割を検討した.本手法では厚い結晶を用いるため,薄い分割結晶利用時に問題となった格子面の歪みの影響が抑制される.非集光ビームプロファイルには,エッジ部からの散乱により縞状のスペックルが確認されたものの,1 μm集光光学系利用時,両分割ビームとも集光径約1.5 μmと,ほぼ理想的な集光を実現した.また,空間的にビームを分割する事から,分割ビームの強度比も波長に依らず1:1へと制御可能であり,世界で初めて実用に足る分割・遅延光学系の開発に成功した.硬X線分割・遅延光学系の実現に向け,昨年度は結晶光学素子の開発を行った.本年度では,開発した素子を用いて分割・遅延光学系を構築し,SPring-8において集光光学系併用時の分割ビームの空間重複を達成した.当初の予定では,SPring-8における実験は予定されていなかったものの,ドイツのDESYやアメリカのLCLSとの共同研究によって,アライメントの重要性,困難さを実感したことで,高精度・高能率なアライメント手法の実証実験をSPring-8において実施した.本実験により,SACLAにおいてもスムーズに分割ビームの重複が達成されると考えられ,当初の予定に追いつくと考えられる.また,開発した素子の問題点等も発見し,より性能の高い素子の開発にもつながった事で,SACLAにおいて画期的な成果につながる可能性が高い.27年度が最終年度であるため、記入しない。
高クロム高窒素コバルト合金レーザー積層造形体の疲労メカニズムの解明

本研究では、レーザー積層造形法(SLM)により作製した高クロム高窒素コバルト合金の疲労特性メカニズム解明し、本合金の疲労強度を改善させる方法を提案する。平成26年度では、バスアトマイズ法により作製した高クロム高窒素コバルトクロム合金粉末を準備し、レーザー積層造形機に供した。粉末積層造形法を対して、平行および垂直方向に疲労試験片の長手方向になるように作製した。それぞれ、0°材と90°材と称す。本年度では、造形方向を変化させた際の疲労特性の変化について調査した。(1)疲労試験結果、0°材および90°材では10の7乗回疲労強度は約450MPaであり、大きな違いが生じなかった。しかし、低サイクル疲労では0°材の方が90°材より高い疲労強度を示し、本合金の疲労特性にも異方性が存在することが明らかになった。一方、機械的特性では90°材の方が0°材より高い引張強さを示すことが分かっている。高引張強さを有する90°材では低い疲労特性示したことから、機械的特性と疲労特性の影響因子は異なっていると考えられる。(2)破面観察結果、低サイクル疲労領域では90°材の破面では粒界と思われる段差が多く存在し、0度材では比較的に平坦な疲労破面であり、結晶粒の寸法および伸展方向が関わっていることを示唆した。本合金積層造形体の結晶粒は積層造形方向に伸展し、き裂が結晶粒界を沿って進展した場合、結晶粒の伸展した方向では進展しやすくなる。以上のことから、90°材ではき裂進展方向が結晶粒伸展した方向に平行であり、き裂進展速度が速いために、疲労寿命が低下したと考えられる。このことから、本合金の組織を微細化を実現した場合、更に疲労特性が向上することが予測される。また、本合金積層造形体に熱処理を施すことで組織微細化に成功した。この微細化処理を行った場合、疲労性異方性存在せず、疲労強度も大きく改善された。本研究はコバルトクロム合金をレーザー積層造形法により作製し、その疲労特性に及ぼす因子を解明し、疲労特性を改善方法を提案する。平成25年度では、水アトマイズ法により作製した高クロム高窒素コバルトクロム合金粉末(平均粉末粒径45μm以下)を準備した。この金属粉末をレーザー積層造型装置に供し、粉末積層造形に対して平行(0度)に疲労試験片作製し、(1)組織観察、(2)疲労特性の評価および(3)疲労破面観察を行った。(1)組織観察結果、粉末積層方向に対して平行に柱状晶が形成し、その内部には微細なセル状デンドライトが存在していることが分かった。このデンドライト組織はfcc相のみで構成されていることが分った。(2)疲労試験片の長手方向を積層方向に対して平行に作製し、疲労試験を行った。本合金積層造形体の疲労特性ではコバルトクロム合金鋳造材より高い疲労強度を示したが、鍛造材には及ばなかった。また、低サイクル疲労強度は高い値を示した。しかし、高サイクル疲労強度では低サイクル疲労強度より大幅に低下していること分かった。(3)疲労破面観察の結果、低サイクル疲労破面では積層造形中に生じた欠陥などが起点になっていること分かった。これは、高応力振幅では欠陥に応力集中が起こりやすくなり、この欠陥が起点になっていると考えられる。一方、高サイクル疲労の破面観察では、粒界に起点が起こっていることが分かった。これは、低応力振幅では特定の欠陥に応力集中することなく、疲労過程中にひずみが大きくなり、粒界にすべりや割れが生じることによって、微小き裂に発展したと考えられる。また、き裂進展にも結晶粒寸法が関わっていることが分かった。以上より、積層造形体の疲労特性において、結晶粒寸法の変化や微小欠陥の切欠き効果の及ぼす影響を検討する必要があることが明らかになった。

以上のことから、90°材ではき裂進展方向が結晶粒伸展した方向に平行であり、き裂進展速度が速いために、疲労寿命が低下したと考えられる。このことから、本合金の組織を微細化を実現した場合、更に疲労特性が向上することが予測される。また、本合金積層造形体に熱処理を施すことで組織微細化に成功した。この微細化処理を行った場合、疲労性異方性存在せず、疲労強度も大きく改善された。CoCrMo合金積層造形体の疲労特性に及ぼす因子を調査した結果、積層造形中に生じた欠陥や結晶粒寸法が疲労特性に影響していることを実験的に明らかにした。この結果から疲労特性の改善はこの欠陥を少なくすることや結晶粒の微細で改善されることを示唆している。また、これまで得られた実験結果を学会で発表し、論文化も行っている。(1)本合金積層造形体の疲労挙動の造形方向の影響について調査する。前年度ではき裂発生およびき裂進展に結晶粒寸法が影響していることが明らかになった。積層造形まま材の結晶粒径は約幅50μmおよび長さ200μmであった。き裂が結晶粒界に沿って進展した場合や粒内に特定のすべり面で進展した場合、結晶粒の伸長した方向に進展しやすくなり、き裂進展機構に影響することが予測される。この柱状晶により、疲労挙動にも異方性が存在するものと考えられる。結晶粒の伸長した方向は粉末積層造形方向に平行であり、粉末積層造形に対して平行および垂直に試験作製し、疲労特性の異方性に及ぼす結晶粒寸法の影響を調べる。(2)本合金積層造形体において熱処理により微細化を行い、疲労特性を調べる前年度では応力振幅により転移が粒界に蓄積され、粒界のすべりや割れにより微小き裂発生している可能性を示し、結晶粒寸法もき裂進展機構に影響していると考えられる。また、コバルトクロム合金は時効処理および逆変態処理によって微細化することが報告されている。本合金積層造形体でも熱処理による結晶粒微細化が可能であると予測される。熱処理による組織微細化を行い、結晶粒を小さくなった場合に疲労特性を評価し、結晶粒微細化の影響を明らかにする。本合金造形体をさらに緻密化した後に疲労特性を評価する。(3)前年度では高応力振幅において、欠陥に応力集中が起こり、微小き裂が生じ、疲労寿命が低下したことが分かった。微小欠陥による切欠き効果は切欠きを最大引張方向に投影した面積と関係しており、この面積が小さいほど疲労限度が上昇するものと考えられる。このことから、レーザー積層造形パラメータを最適化することで造形体をさらに緻密度が上昇することが実現されると疲労強度も上昇することが予測される。以上の研究を推進し、得られた結果は順次学会発表を行い、論文化を進める。