hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高齢者の自我発達を促す援助方法としての「自分史」活用の効果の検討

本研究は、高齢者が「自分史」を記述することによって、どのような自我発達を経験していくのかを明らかにし、老年期における心理的健康を維持していくための看護援助として、「自分史」を活用することの意義および可能性について検討することを目的として研究を行ったものである。[研究経過及び研究成果等]高齢者が人生の歴史を振り返り自我発達を促進する援助方法として、まず「語りを聴く」ことによって援助が可能であると考えられたため、平成13年度は介護老人保健施設を利用する高齢者9名を対象とした「口述ライフストーリー」の質的・量的内容分析を行い、人生をどのように振り返るのかに焦点を当てて語りの様相を明らかにし、高齢者看護ケアにおける意義を検討した。その結果、個人のライフストーリーは歴史・社会的な背景や文化の影響を受けながらも、個別性・多様性に富んだ内容であること、過去の人生時期の語りにかけられた時間には濃淡があり、その人にとっての意味のある時間と人生の構造を知る手がかりになることがわかった。また、時代や社会変動の影響を受ける教育の状況・仕事への従事・死生観のあり方・地域特性などの語り手の背景が反映されていることや、性による違い、重要他者の存在、心理的居場所の存在、空白の時間の存在が示されていた。これらの研究成果をもとに「自分史を書く」具体的方法への示唆を得ることができた。平成14年度は、研究対象者を4名の有料老人ホーム利用高齢者とし、平成13年度の成果をふまえた「自分史プログラム」を企画し自分史を書くこと支援した。現在、参加者それぞれの自分史の編集を行っている。また、プログラム介入前後の日本語版E.エリクソン発達課題達成尺度による測定結果(下仲ら,2000)、GHQ28測定結果、PGCモラールスケール測定結果とインタヴュー内容の分析・評価を用いて高齢者の自我発達に及ぼす自分史活用の効果を検証するプロセスに入っている。目的:長寿化の伸展する現在高齢者が心身共に健康に老いることの重要性が指摘されている。生涯発達論的な立場から、老年期の発達課題である「自我の統合」を促進する看護援助の重要性が増している。看護援助の場では高齢者が人生の歴史を振り返る内容として「語りを聴く」「自分史を書く」ということで自我発達を促進する援助が可能であると考えられ、その効果を検討することが必要である。本年度は施設サービスを利用する高齢者が人生をどのように振り返り語るのかを、口述ライフストーリーの分析を通して量的・質的に検討し、語りの様相と高齢者看護ケアにおける意義を明らかにすることを目的にした。方法:兵庫県下の1老人保健施設における入所サービス利用者のうち、痴呆がなく研究協力が得られた9名の65歳以上の高齢者(男性2名、女性7名)を対象として、口述ライフストーリーを聴きとり、終了後(1)現在の生活についての考え、思い(2)将来についての希望(3)昔を振り返り、語ったことについての感想、について質問を行った。調査期間は平成13年5月10月で実施した。分析は逐語録を数量的記述及び質的内容分析を行った。結果:個人のライフストーリーは歴史・社会的な背景や文化的な影響を受けながらも、個別性・多様性に富んだ内容であった。過去の人生時期にかけられた時間には濃淡があり、その人にとって意味のある時間と人生の構造を知る手がかりになることがわかった。また、時代や社会変動の影響を受ける教育の状況・仕事への従事・死生観のあり方・地域特性などの対象者の背景が反映されていることが示唆された。

さらに、性差による違い、語り手である対象者がこだわっている重要他者の存在、心理的居場所の存在、世代性の認識、空白の時間の存在が示されていた。この結果から、次年度の「自分史を書く」方法への示唆が得られたと考えられ高齢者の自我発達を促す看護援助としての効果を検討していく予定である。本研究は、高齢者が「自分史」を記述することによって、どのような自我発達を経験していくのかを明らかにし、老年期における心理的健康を維持していくための看護援助として、「自分史」を活用することの意義および可能性について検討することを目的として研究を行ったものである。[研究経過及び研究成果等]高齢者が人生の歴史を振り返り自我発達を促進する援助方法として、まず「語りを聴く」ことによって援助が可能であると考えられたため、平成13年度は介護老人保健施設を利用する高齢者9名を対象とした「口述ライフストーリー」の質的・量的内容分析を行い、人生をどのように振り返るのかに焦点を当てて語りの様相を明らかにし、高齢者看護ケアにおける意義を検討した。その結果、個人のライフストーリーは歴史・社会的な背景や文化の影響を受けながらも、個別性・多様性に富んだ内容であること、過去の人生時期の語りにかけられた時間には濃淡があり、その人にとっての意味のある時間と人生の構造を知る手がかりになることがわかった。また、時代や社会変動の影響を受ける教育の状況・仕事への従事・死生観のあり方・地域特性などの語り手の背景が反映されていることや、性による違い、重要他者の存在、心理的居場所の存在、空白の時間の存在が示されていた。これらの研究成果をもとに「自分史を書く」具体的方法への示唆を得ることができた。平成14年度は、研究対象者を4名の有料老人ホーム利用高齢者とし、平成13年度の成果をふまえた「自分史プログラム」を企画し自分史を書くこと支援した。現在、参加者それぞれの自分史の編集を行っている。また、プログラム介入前後の日本語版E.エリクソン発達課題達成尺度による測定結果(下仲ら,2000)、GHQ28測定結果、PGCモラールスケール測定結果とインタヴュー内容の分析・評価を用いて高齢者の自我発達に及ぼす自分史活用の効果を検証するプロセスに入っている。
近・現代日本の労働移動に関する長期的・実証的研究1885-1955年

本研究は、「工業化」「資本主義化」の進展する近・現代日本において、在来的な農業社会がどのような対応を示し、それが近・現代日本の経済構造にどのような特色を賦与したのかを、おもに農村-都市間の労働移動を検討することを通じて明らかにすることを課題とした。このような課題設定のもと本研究で採用した方法は、農村の役場史料に含まれる人口移動書類の体系的な分析である。福島県喜多方市に残されている戦前・戦後(1887年頃1955年)の役場文書には、人口移動に関する良質な史料群-移動そのものに関する「寄留関係書類」「転出入関係書類」のほかにも、戸籍の変動に関する書類、戸数割など、世帯の経済力に関する文書など-が比較的系統的に揃っていた。本研究では、主たる史料のマイクロ・フィルム撮影、撮影フィルムからのプリント・アウト、さらにパソコン入力によるデータベース作成を行い、1880年代1955年間の慶徳村に関しては人口移動のデータベース化作業をほぼ完成した。戦後10年間に関するデータ分析の結果から、農村人口の増大期と特徴付けられるこの時期についても、大幅な農村人口の純流出がみられ、それは都市から流入する人口を非農家と位置付けることで、速やかな都市への回帰を促がし、他方で不足していた成年男子のみを農家世帯に定着させる、戦前来の農家世帯の再生産戦略が、この時期にも実現していたことを示すものであったことが判明した。戦前期についても、近々、分析に入る予定である。本研究は、「工業化」「資本主義化」の進展する近・現代日本において、在来的な農業社会がどのような対応を示し、それが近・現代日本の経済構造にどのような特色を賦与したのかを、おもに農村一都市間の労働移動を検討することを通じて明らかにすることを目的としている。その際、本研究で採用した方法は、農村の役場史料に含まれる人口移動書類の体系的な分析である。福島県喜多方市に残されている史料群(戦前では「寄留関係書類」、戦後については「転出入関係書類」)を対象とし、すでに収集が済んでいる史料について、本年はパソコンによるデータベース化に着手した。このうち、戦後のデータに関しては、データベース作成作業がかなり進んだため、集計作業にも取り掛かっている。暫定的に得られた主な知見としては、転出者は1946、47年に多く、以後減少し、1952年頃より再び増加した。転出者の出身世帯に40年代前後には非農家が多く、50年代に入って、農家構成員の転出が中心となった、転出年齢は、40年代にはバラツキがあるが、50年代には10代後半から20代に集中化した、ただし、転出年齢は、50年代においても新規学卒年齢(15才ないしは18才)に一元化したわけではなかった、就職での転出では、50年代には東京・京浜地帯の比重が高まり、県内有力都市の位置が低下していた、などである。1946年の農家一斉調査の個票も得られたので、そのデータベース化が済み次第、農家の実態と転出者の関係の分析にも進みたい。そこで得られた知見は、並行して進めている戦前の寄留史料データの集計、分析に際しての、準備作業となるであろう。本研究は、「工業化」「資本主義化」の進展する近・現代日本において、在来的な農業社会がどのような対応を示し、それが近・現代日本の経済構造にどのような特色を賦与したのかを、おもに農村-都市間の労働移動を検討することを通じて明らかにすることを目的としている。本年度も昨年度に引き続き、喜多方町役場史料に含まれる人口移動書類の体系的な分析の前提として、人口移動のデータベース化作業を行った。1880年代1955年間の転出者データベースは、一村分(慶徳村)についてほぼ完成し、戸数割等、転出者の出身母体のデータ入力も、進みつつある。もう一村分(関柴村)に関しても、同様のデータベースの作成を企画しており、かつ、近隣の町場地域(喜多方町)に関する役場史料の収集も進んだ。

なお、戦後10年間に関する転出データに関しては、昨年度から先行的に集計作業を始めているが、史料収集の過程で、戦後10年間に関して転入者データも得られることが判明し、史料撮影の上で入力作業を開始した。転出・転入データと農家一斉調査の個票、さらには出生・死亡のデータを突き合わせることができれば、今後、世帯構成の変化と転出の関連をより直接的に分析することが可能となる。この作業は、世帯経済・家族経済と人口移動との関連をより直接的に扱うことができる点で、本研究の課題への接近において、重要な手掛かりとなるものと考えられる。本研究は「工業化」「資本主義化」の進展する近・現代日本において、在来的な農業社会がどのような対応を示し、それが近・現代日本の経済構造にどのような特色を賦与したのかを、おもに農村-都市間の労働移動を検討することを通じて明らかにすることを目的としている。継続していた喜多方町役場史料に含まれる人口移動書類に基づく人口移動のデータベース化作業は、1880年代1955年間の転出者データベースについては、一村分(慶徳村)についてほぼ完成した。戸数割等、転出者の出身母体のデータ入力も、進みつつあり、また、新たに収集した人口動態資料(出生・婚姻等に関する記録)のデータベース化にも着手し、完成に近づいている。もう一村分(関柴村)に関しても、同様のデータベースの作成が始まり、かつ、近隣の町場地域(喜多方町)に関する役場史料の収集もほぼ終わった。なお、先行して着手していた戦後10年間に移動データの取りまとめは、昨年度から始めた転入者データの入力作業も完成し、転出・転入データと農家一斉調査の個票、さらには出生・死亡のデータとの突き合わせ作業も進行している。前半期-戦時期から戦後復興期-については、データ分析も終了した。その成果は本年5月頃に出版される予定である。そこでは、農村人口の増大期と特徴付けられるこの時期についても、46年以降はすでに大幅な農村人口の純流出がみられたこと、それは農村への流入人口が、非農家世帯として農村内に位置付けられ、それが人口の流動性を高めていたためであったことが明らかとなった。その背後には、不足していた成年男子のみを農家世帯内に定着させようとする農家の行動があり、それは、戦前来の農家世帯の再生産戦略が、この時期にも実現していたことを示すものであったと考えられる。
中国朝鮮族と回族の民族教育と民族アイデンティティ形成に関する総合的研究

中国の朝鮮族と回族を抽出し、民族教育の経験と民族アイデンティティの相関性について歴史社会学的研究調査を行った。その結果、1)両民族とも民族教育経験者が民族の矜持が強いこと、2)同民族内のネットワークに依拠し、漢語と民族語を駆使し対外通商業務、出国、留学、出稼ぎを行うという共通点があることが分かった。両民族はグローバル化の波にのった「成功した」民族であり、その鍵は民族教育にあることが分かった。中国の少数民族が90年代以降国境を越えて近隣諸国に移動し、そのエスニシティとネットワーキングが注目されている。特に、回族と朝鮮族はグローバリゼーションの中でそのエスニック・アイデンティティを強化する一方で、国家が推奨する中華民族アイデンティティをも保持している。本研究は彼らの複合したアイデンティティのありかたをさぐるために、近現代における回族と朝鮮族の「民族教育」史および思想に着目し、両者を比較検討し、その相違点と共通点を明らかにする。それによって北東アジアにおけるエスニック・マイノリティの「民族」形成のメカニズムを解明するとともに21世紀の動向を探ろうとするものである。本年度は、中国朝鮮族と回族の民族教育と民族アイデンティティ形成の相関関係について近代史と現在の双方の観点を見据え、文献研究とともにアンケートやインタビューといったフィールドワークに基づき行われた。平成20年6月7日には第一回研究会、11月30日には第二回研究会を開催した。研究組織を構成する研究者が全員集まり、前者では今までの各自の研究をレビューし、後者では新しい研究知見を持ち寄り活発な論議を行った。6月8日には小林(元)、小林(敦)、松本、花井が、八路軍とともに東北を巡った83歳のIM氏へ、また花井、松本が7月20日には延辺出身のもと朝鮮人で現在浅草在住の85歳のNT氏へ昭和16年以前の延辺での朝鮮人教育についてのインタビューを行った。7月末から8月まで権はソウルで朝鮮族出稼ぎ労働者のアンケート調査とインタビュー、8月末に松本と花井は延辺と長春で複数の朝鮮族の老人に45年8月の光復前後の民族教育についてインタビューを行った。その後花井は上海に移り、朝鮮族の出稼ぎ労働者にアンケート調査を行った。8月19日から9月2日に砂井は福建の調査地で成達師範学校出身の回族老人にインタビュー、12月24日から30日まで小林(敦〉と松本は広州で寧夏出身回族出稼ぎ通訳の面接調査を行った。平成21年2月末から3月初まで花井は済南在住の朝鮮族女性SR氏を訪れ面談。戦前の朝鮮人女子教育の実態を聞きとるとともに、上海と延辺の朝鮮族にアンケート調査を行った。その結果、両民族の戦前からの民族教育の具体像が鮮明となった。さらに朝鮮族のアイデンティティの根拠としての朝鮮語が、漢語の重要性が増大するにつれ学習されなくなり、それとともに朝鮮人意識が希薄化していること、回族はイスラーム民間教育を受けて反対にムスリム意識が強まっていることが明らかになった。平成21年度には、松本と小林(新保)敦子は9月に雲南省の少数民族公教育の実態視察と回族のイード・ル・フェトル(開齋節)の参加とインタビューを行なった。また、松本は、11月に中国ムスリムの中東留学の実態についてレビューを受けるため、イランを訪問した。イランではイスラーム民間女子教育機関の訪問調査を行なった。花井みわは1月に北京と延辺朝鮮族自治州を訪れ、旧「満州国」時代に日本語教育を受けた朝鮮人知識分子がいかに、人民共和国の中の「朝鮮族」として統合されていったのかをインタビューで明らかにした。権は7月から8月にかけてソウルと中国の延辺朝鮮族自治州と黒龍江の朝鮮族居住地を訪れ、朝鮮族の国民意識とエスニックアイデンティティについてアンケート調査を行なった。砂井は、2月末から3月初にかけて、福建省泉州近くの調査地で、イスラーム学校成達師範学校を卒業した老人の档案を閲覧し、民族教育と民族アイデンティティのありようを考察した。以上の調査・研究内容の一部は、別表のとおり学会誌・紀要と学会報告で発表された。また、本科研メンバーが集まって、合宿研究会2回(4月、12月)を開催し、議論を重ねた結果、以下のことが明らかになった。1)グローバリゼーションの進捗、国内外への流動人口の増加と民族教育の進展/弱体化とともに、回族と朝鮮族の何れの中も、民族意識を強めるものと、弱めるものが生まれ、両極端に分化しつつあること。2)回族/朝鮮族という民族成分は近代国家で作られたもので、実際のアイデンティティと齟齪が年齢によって生じることもあること。3)国家は、アイデンティティのありようにも干渉すること。4)世界的現象としてのイスラーム復興の流れの中で、中東での言説は即時に中国にも伝わり、「イスラームらしさ」「回族らしさ」を創造すること。激しい人口流動と中国の経済大国化の中でディアスポラ民族の回族と朝鮮族について以上のことが明らかになった意義は大きい。

本研究の特徴は、歴史的に形成されたエスニシティが、どのように現在までエスニック意識を保っているのか、民族教育、政治環境、国際環境の関係はどうなのかということを、中国の回族と朝鮮族という二つの流動性の高いエスニシティを比較して考察することにある。小林元裕は在中朝鮮人が人民共和国建国後どのように「朝鮮族」として統合されていったのかを明らかにするため、2011年2月6日13日に台湾の國史館で資料収集に当たった。調査では外交部『東北日韓僑遣送及管理弁法等案(19421948年)』中の「僑民我国日韓人統計」、「関於管治東北韓僑之蒭議」等の文書を収集した。これら資料をもとに在中朝鮮人居留民の帰還と戦後米国の東アジア国際戦略の関連性をまとめた。砂井紫里は9月3日から16日にかけて、福建省泉州近くの調査地でラマダーンと開齋節の参与観察・インタビューを実施した。祭日の運営で国内でのイスラーム学習経験者と海外留学経験者とが役割分担し、政府による宗教活動とくに対外国人管理に戦略的に対応していることを明らかにした。清水由里子は2011年2月27日から3月11日にかけてトルコ共和国イズミル(ウルラ)における海外調査を実施した。未開拓の中華民国期資料を入手し、また同時代の歴史証言を採取し、ウイグル/チュルク・アイデンティティの形成のありかたを探った。松本ますみは2010年9月14日19日に浙江省義烏市で寧夏出身回族アラビア語通訳20名と面談しアンケート調査を行った。イスラーム学習を中心とする民族教育とムスリム・アイデンティティが強力に結びついていること、海外ムスリムと国内ムスリムの連携による経済波及効果が明らかになった。権寧俊は2011年3月23日から5日間、延辺大学と延辺朝鮮族教会でアンケート調査を行った。民族教育経験のある朝鮮族は民族意識が強く団結力があり、語学力を生かして沿海部や韓国へと高い流動性をもっていることが明らかになった。当研究の目的は、省境・国境を越え移動する中国朝鮮族と回族の民族教育が、グローバル化する現代、どのような民族的アイデンティティ変容をもたらしているのかについて検討することであった。両民族に共通のディアスポラ性、強い民族アイデンティティ、越境性という点に着目し、権、松本はそれぞれ都市部の朝鮮族、回族にアンケート調査を行った。その結果、両民族は、民族教育経験者とエスニック意識に相関関係にあることが判明した。調査対象者239名(内、朝鮮族109名、回族127名)は総じて民族教育を受けた若年層であり、高い流動性を示していた。しかし、交友関係や婚姻関係が同じ民族同士に偏り、また伝統的行事にも積極的に関わろうとする態度をとっていた。その理由として、回族の場合は、宗教言語アラビア語が中東諸国からのムスリム商人との通商言語でもあり、世俗化よりもアラビア語を学んで宗教化したほうが経済的安定と仲間からの信頼関係を構築できるということが挙げられる。同様に、朝鮮族も、朝鮮語と中国語というバイリンガルであることを生かして、積極的に韓国企業や韓国と関わろうという意識が強くなっていることが挙げられる。小林敦子は、両民族だけでなく、他の複数の少数民族の学校現場を訪れた経験から、これら両民族はたまたまグローバル化に掉さして経済的に「成功」しているだけで、他の少数民族の民族教育の現場には民族文化を残そう、という熱気に欠けていることを指摘している。
3方向地動を受ける木造軸組講法住宅の弾塑性応答性状に関する研究

1.提案した解析モデルを用いて、複数の筋かいを配置した構面モデルの弾塑性応答解析を実施した。この解析では、水平1方向の地震波を作用させた時と、水平動と上下動を同時に作用させた時の応答変位や最大軸力を比較し、上下動が建物の応答に及ぼす影響について検討した。複数の地震波について解析を行った結果、(1)構面上部の時刻歴応答変位、最大応答変位では、上下動の影響は見られず、(2)筋かいでは、最大軸力が上下動により約5%増加した。(3)柱では、水平動のみ作用させた時の最大軸力が非常に小さい柱に上下動の影響が見られ最大軸力が23倍になったが、それ以外の柱では最大軸力の増加は約20%であった。また、各接合部の最大応答変位と接合部実験の荷重ー変位関係を比較し、地震時の損傷分布を把握した。2.構面モデルの検討終了後、解析モデルを3次元に拡張し、弾塑性応答解析を実施した。1.の結果より、上下動は部材の軸力に関してある程度影響を及ぼすものの、建物全体の応答にはそれほど影響しないと考えられるため、3次元モデルの解析では、水平2方向(NS、EW成分)の地震波を同時に作用させたときの水平応答変位や変動軸力について検討した。複数の地震波について、NS成分、EW成分のみを作用させた時の応答と2方向地動を作用させた時の反応を比較した結果、(1)建物上部の最大水平応答変位は、1方向入力の変位の二乗和平方と2方向入力の変位とでほぼ同様の値であった。(2)2方向入力時の隅柱の最大引張軸力は、1方向入力時のNS、EW成分の最大値の何れかと近い値を示し、2方向地動により最大で約30%増加した。1.柱-土台接合部、柱-土台-筋かい接合部について以下の静的繰り返し実験を実施し、各部位の荷重-変位履歴曲線を求めた。(1)、試験体は、筋かい角度が柱間910mmと1820mmの2種類、接合金物が述べ4種類、合計82体とし、載荷パターンを変化させて柱または筋かいに軸力を加えた。(2)、これらの実験結果を整理して、各接合部の復元力特性をあらわす構造モデルを作成した。2.筋かい角度が2種類で、載荷パターンを変化させた22体の単位筋かい耐力壁について面内せん断実験を実施し、静的繰り返し加力に対する変位履歴を求めた。3. 1.で求めた接合部の構造モデルと、柱・横架材・筋かいから構築した耐力壁モデルに各種の繰り返し漸増載荷を与えた解析と、2.で実施した筋かい耐力壁の実験結果はかなり良く一致することを確認した。4.以上の結果を踏まえて、現在、複数筋かいの配置された構面モデルの弾塑性応答解析を実施中である。この解析は、3方向地動を受ける立体骨組応答解析の前段階に位置づけられるものである。平面構面を検討の対象とし、水平1方向の地震波と上下動を同時に作用させた時の構面の挙動について検討している。解析パラメータは二つを考えている。一つは壁の直下率であり、一つは壁倍率の異なる壁の配置によって生じる開口形状の違いである。5. 4.の検討を終了後、解析対象を3次元に拡張し、既往の実験結果と地震応答解析結果を対比させて、建物の損傷分布、偏心率の影響、柱の変動軸力の把握、入力エネルギーの相違等について考察する予定である。

この解析では、水平1方向の地震波を作用させた時と、水平動と上下動を同時に作用させた時の応答変位や最大軸力を比較し、上下動が建物の応答に及ぼす影響について検討した。複数の地震波について解析を行った結果、(1)構面上部の時刻歴応答変位、最大応答変位では、上下動の影響は見られず、(2)筋かいでは、最大軸力が上下動により約5%増加した。(3)柱では、水平動のみ作用させた時の最大軸力が非常に小さい柱に上下動の影響が見られ最大軸力が23倍になったが、それ以外の柱では最大軸力の増加は約20%であった。また、各接合部の最大応答変位と接合部実験の荷重-変位関係を比較し、地震時の損傷分布を把握した。2.構面モデルの検討終了後、解析モデルを3次元に拡張し、弾塑性応答解析を実施した。1.の結果より、上下動は部材の軸力に関してある程度影響を及ぼすものの、建物全体の応答にはそれほど影響しないと考えられるため、3次元モデルの解析では、水平2方向(NS、EW成分)の地震波を同時に作用させたときの水平応答変位や変動軸力について検討した。複数の地震波について、NS成分、EW成分のみを作用させた時の応答と2方向地動を作用させた時の応答を比較した結果、(1)建物上部の最大水平応答変位は、1方向入力の変位の2乗和平方と2方向入力の変位とでほぼ同様の値であった。(2)2方向入力時の隅柱の最大引張軸力は、1方向入力時のNS、EW成分の最大値の何れかと近い値を示し、2方向地動により最大で約30%増加した。
手術器械・医用器材の洗浄・消毒・滅菌工程におけるシステム工学的管理法の開発

手術器械および医用器材の洗浄・消毒・滅菌工程において、Washer Disinfector(以下、W/D)の熱水消毒工程と高圧蒸気滅菌器による滅菌工程は、職業性感染および院内感染の防止に重要である。高圧蒸気滅菌法の質保証法は既に確立されている。しかしながら、W/Dによる熱水消毒工程の質保証法は確立されておらず、単槽型W/Dにおいて熱電対を用いて温度計測が行われてきただけである。熱電対は温度表示部とワイヤーで連結されているので、多槽型W/Dにおいて温度計測を行うことは困難であった。近年、ワイヤレス式温度計測ロガーが開発されたので、W/Dの温度計測を容易に行えるようになった。そこで、今回、ワイヤレス式温度計測ロガーを用いてW/Dの経時的温度計測を行った。東京大学附属病院に設置された4槽型全自動W/D1台と単槽型W/D3台を対象に、ワイヤレス式温度計測ロガーを用いて温度計測を3回行い、熱水消毒工程における消毒温度と消毒時間の実測値、ならびに、F値を求めた。消毒時間の実測値は全てのW/Dにおいて設定時間を満足したが、消毒温度の実測値は4台中3台のW/Dにおいて設定温度を満足していなかった。したがって、W/Dの設置時、および、W/Dにおいて温度コントロールシステムへの工事やコントロールパネルの交換などの修理が行われたときには、温度コントロールシステムの調整を行わなければならないことが明らかになった。消毒温度の実測値が上昇するとともにF値も上昇し、消毒温度の実測値が低下するとともにF値も低下したので、F値はW/Dの熱水消毒効果を評価するために有用な指標であると考えられた。F値は既に、高圧蒸気滅菌法の質保証に用いられている。したがって、洗浄・消毒・滅菌工程において、W/Dの熱水消毒工程と高圧蒸気滅菌器による滅菌工程をF値を用いて一元的に管理できることが示唆された。1.自動洗浄器の温度計測東京大学手術部および材料部に設置された5台の自動洗浄器(Washer Disinfector、以下W/D)を対象に、熱水消毒工程の温度を温度測定用ワイヤレス式データーロガーを用いて実測した。5台中2台において実測温度が設定温度に達しておらず、温度制御部の調整を必要とした。1台は設置後4年1か月のW/Dであり、もう1台は新規に設置したW/Dであった。調整後、設定された熱水消毒温度が得られた。W/Dの設置時および設置後の定期点検時には温度計測を行う必要があると考えられた。2.洗浄試験用テスト・ピースの作成および洗浄効果の定量的評価法の開発卵黄、羊の血液、豚のムチン、小麦粉を用いて人工汚物を作成した。摂子、剪刀、鉗子を用いて長さ55mmのテストピースを作成し、人工汚物に1分間浸漬した後に室温で乾燥した。均一に汚染されたテストピースを作成することができず、洗浄効果の定量的評価を行えなかった。今後、均一に汚染されたテストピースを作成すると伴に、洗浄効果の定量的評価法である残留タンパク質定量法を検討する予定である。3、高圧蒸気滅菌器の温度・圧力測定東京大学手術部および材料部に設置された高圧蒸気滅菌器を対象に検討した。温度・圧力計測用ワイヤレス式小型データーロガーを用いて、滅菌工程中の滅菌器内の温度と圧力を直接測定した。化学的インジケーターおよび生物学的インジケーターも併用して検討を行った。

温度・圧力計測用ワイヤレス式小型データーロガーは被滅菌物の温度・圧力の経時的変化を計測できるので、高圧蒸気滅菌法の質保証に役立つことが示唆された。1、自動洗浄器の温度制御に関する検討自動洗浄器(Washer Disinfector)5台を対象に、ワイヤレス式温度計測ロガーを用いて熱水消毒工程の経時的温度計測を行った。その結果、熱水消毒工程における消毒温度と消毒時間を一括して評価できるF値は、自動洗浄器の経時的評価に有用であると考えられた。1999年12月より2001年2月までの期間(51週間)、3台の高圧蒸気滅菌器を対象に、Bowie Dick Testおよび生物学的インジケータテストを週1回施行した。さらに、化学的インジケータテストは全ての滅菌物において行った。Bowie Dick Testの不合格結果は滅菌器1号機において2回、2号機において3回、3号機において1回認められた。各々の事例において、必ず滅菌器の機械的故障部位が発見された。そして、故障部位の修理後にはBowie Dick Testは全て合格となった。一方、生物学的および化学的インジケータテストはこの期間全て合格であった。したがって、Bowie Dick Testにより滅菌器の故障を早期発見できることが示唆された。現在、我国においては高圧蒸気滅菌法の質保証法として生物学的および化学的インジケータテストが主に用いられているが、今後、Bowie Dick Testも併用すべきであると考えられた。3、温度・圧力ロガーを用いたBowie Dick Test結果の分析BowieDick Test結果が不合格になった2回においてワイヤレス式温度・圧力計測ロガーを用いて検討を行った。真空ポンプの機能低下が原因であった1回では真空パルス工程において真空達成度が極めて不良であったが、滅菌器の扉パッキングからの空気の流入が原因であった1回では真空パルス工程はほぼ正常であった。Bowie Dick Test結果が不合格になる主な原因は、真空ポンプの故障による不十分な空気除去、およびパッキングや配管接合部からの滅菌器内への空気の流入であるので、真空工程における圧力計測は両者の鑑別に有用であると考えられた。4、上記の検討により、ワイヤレス式温度・圧力計測ロガーを用いて、手術器械や医用材料の洗浄・消毒・滅菌工程を一貫して管理できることが示唆され、温度、時間、F値を用いる管理方法が有用であると考えられた。
糖尿病における運動時骨格筋酸素運搬障害の基礎的及び臨床的研究

1.糖尿病における運動時赤血球酸素運搬能の障害糖化ヘモグロビンの酸素高親和性に注目し、糖尿病において運動耐容能と糖化ヘモグロビンが逆相関することを見出した。さらに、糖尿病ではP50(ヘモグロビンが50%酸素と飽和したときの酸素分圧で、酸素解離シフトを反映)の変化量は少なかった。即ち、運動時酸素解離曲線の右方へのシフトが抑制され、運動耐容能低下をもたらすことが明らかになった。2.糖尿病における運動時乳酸アシドーシスに対する赤血球酸素運搬能の適応不全嫌気性代謝閾値(AT)以上の運動で発生する乳酸アシドーシスは活動骨格筋でのhypoxiaを代償するためにヘモグロビン酸素解離を促進させるという適応現象を惹起するが、酸素高親和性の糖化ヘモグロビンが高値である糖尿病においてこの現象が生じるか検討した。糖尿病では一定の運動量に対する乳酸値の上昇が大であるにもかかわらず、P50の変化は少なかった。即ち、乳酸アシドーシスによる酸素解離の促進という適応は起こらなかった。この適応不全が運動耐容能の低下の一因と推測された。3.糖尿病における運動時骨格筋の酸素運搬能の障害糖化ヘモグロビンの酸素高親和性により、運動時の活動骨格筋でも酸素運搬障害が生じるかを明らかにするために、酸素化、脱酸素化ヘモグロビン、組織酸素飽和度の絶対値表示が可能となった新しい近赤外線モニターを用いて検討した。糖尿病では運動時の組織酸素飽和度(SdO2)の低下が軽度で、酸素利用率((SpO2-SdO2)/SpO2)SpO2:パルスオキシメータによる動脈血酸素飽和度)の増加も少なかった。即ち、糖尿病ではヘモグロビン酸素高親和性により運動時骨格筋でも酸素利用能の低下が起こり、運動耐容能低下につながることが明らかになった。1.糖尿病における運動時乳酸アシドーシスに対する赤血球酸素運搬能の適応不全一嫌気性代謝閾値(AT)以上の運動で発生する乳酸アシドーシスは骨格筋でのhypoxiaを代償するためにヘモグロビン酸素解離を促進させるという適応現象を惹起するが、酸素高親和性の糖化ヘモグロビンが高値である糖尿病においてこの現象が生じるか検討した。糖尿病では一定の運動量に対する乳酸値の上昇が大であるにもかかわらず、P50(Hbが50%酸素と飽和したときの酸素分圧で、酸素解離シフトを反映)の変化はすくなかった。この適応不全が運動耐溶能の低下の一因と推測された。2.糖尿病における運動時骨格筋の酸素運搬能の障害一糖化ヘモグロビンの酸素高親和性により、活動骨格筋でも酸素運搬障害が生じるかを明らかにするために、酸素化、脱酸素化ヘモグロビン、組織酸素飽和度の絶対値表示が可能となった新しい近赤外線モニターを用いて検討した。糖尿病では運動時の組織酸素飽和度の低下が軽度で、酸素利用率の増加も少なかった。即ち、糖尿病ではヘモグロビン酸素高親和性により運動時骨格筋でも酸素利用能の低下が起こり、運動耐溶能低下につながることが明らかになった。以上、糖化ヘモグロビンが糖尿病の運動耐溶能の規定因子として重要であることを明らかにした。1.糖尿病における運動時赤血球酸素運搬能の障害-糖化ヘモグロビンの酸素高親和性に注目し、糖尿病において運動耐容能と糖化ヘモグロビンが逆相関することを見出した。

さらに、赤血球酸素親和性の調節因子である2,3-bisphosphoglycerate(2,3-BPG)とP50(ヘモグロビンが50%酸素と飽和したときの酸素分圧で、酸素解離シフトを反映)の運動時の変化について検討した。糖尿病では2,3-BPGとpHの変化は健常者と差はないが、P50の変化量は少なかった。即ち、糖尿病では運動時酸素解離曲線の右方へのシフトが抑制されていた。2,3-BPGとpHの変化は健常者と同様であることから、糖化ヘモグロビンの酸素高親和性自体が、酸素運搬障害をきたし、運動耐容能低下をもたらすことが明らかになった。2.糖尿病患者における運動時血中Kホメオスターシスの異常-運動誘発血中K濃度の上昇は活動筋脱分極によるKイオンの放出とされているが、筋のdeconditioningを反映するものとして注目されている。このK調節の異常が糖尿病の運動耐容能を規定するかどうか検討した。糖尿病患者では、運動量に対するKの上昇がすくなかった。また、K上昇と分時換気量は正相関を示すが、その傾きは健常者に比し、緩やかであった。糖尿病では運動誘発血中Kの上昇が増強、筋細胞内Kが減少し、これが活動電位と筋収縮力の低下を招き、運動耐容能低下の一因と推測された。また、K上昇に対する換気亢進は緩やかで、頚動脈体の感受性低下も示唆された。糖尿病では運動時Kホメオスターシスの異常があり、運動耐容能低下に寄与することが明らかになった。以上、糖尿病では赤血球酸素運搬能、活動骨格筋の代謝反応の障害があり、運動耐用能低下をきたすことが明らかになった。
情報理論的暗号における効率および安全性の解析

本研究では,情報理論的暗号の効率および安全性の解析に取り組み,主に以下の三つの成果を得た.第一に,量子鍵配送プロトコルにおいて最適な偏光軸の補正法の解明に取り組み,ユニタル通信路と呼ばれるクラスに対しては最適な補正方法を解明した.第二に,従来広く使われていた秘密鍵生成の方法が脆弱性であることを解明した.第三に,ガウス型情報源からの秘密鍵共有において,公開通信のレートと秘密鍵の生成レートのトレードオフ関係の解明した.本研究では,情報理論的暗号の効率および安全性の解析に取り組み,主に以下の三つの成果を得た.第一に,量子鍵配送プロトコルにおいて最適な偏光軸の補正法の解明に取り組み,ユニタル通信路と呼ばれるクラスに対しては最適な補正方法を解明した.第二に,従来広く使われていた秘密鍵生成の方法が脆弱性であることを解明した.第三に,ガウス型情報源からの秘密鍵共有において,公開通信のレートと秘密鍵の生成レートのトレードオフ関係の解明した.本研究は二つの課題,<課題1>量十暗号における送受信機の偏光軸の最適な補正方法の解明,<課題2>秘匿通信のための現在広く使われている符号設計法の脆弱性の解明,を行うことになっており,平成21年度は課題2に主に取り組みつつ,課題1を次年度に解決するために,文献等の情報収集を行う予定であった.まず本年度主に行った課題2については,問題解決に向けてある程度進展はあったものの,完全解決には至らなかった.しかしながら,本研究申請時に得られていた関連結果,秘密鍵共有において従来使われていたプロトコル設計方法の脆弱性を,より強い結果に拡張し,それらの結果をまとめて学術雑誌に投稿した.現在,条件付き採録になっている.課題1についても,本研究申請時に得られていた結果を少し拡張し,そこまでの結果をまとめて学術雑誌に投稿した.現在,査読中である.本年度は上記二つの課題に加え新たに,ガウス情報源からの秘密鍵共有における公開通信のレートと秘密鍵レートのトレードオフを解明するという課題に取り組み始めた.ガウス情報源からの秘密鍵共有は,近年非常に注目されているガウス変調を利用した連続信号の量子暗号と関連が深く,非常に重要な問題である.ガウス情報源のような連続信号からの秘密鍵共有では,離散情報源からの秘密鍵共有とは異なり,情報源をどのように量子化するかということが非常に重要になる.また,工学的に意味のある問題設定にするには,秘密鍵共有プロトコルで使用する公開通信路のレートに制限を入れ,秘密鍵の生成レートとのトレードオフを議論する必要がある.このトレードオフを解明する問題は従来未解決であったが,本年度は情報源がスカラー信号を発生させる場合にトレードオフを解明した.次年度以降に情報源がベクトル信号を発生させる場合も解明する予定である.本研究では二つの課題,<課題1>量子暗号における送受信機の偏光軸の最適な補正方法の解明,<課題2>秘匿通信のための現在広く使われている符号設計法の脆弱性の解明,を行うことになっていた.課題1と課題2ともに,平成21度の段階である程度進展があり,成果を論文誌に投稿した.そして,課題2に関する論文は本年度採録になり,課題1に関する論文も本年度条件付採録となった.しかしながら,両課題とも,完全解決するのは容易ではないことが明らかになってきたため,昨年度後半から,上記二つの課題の関連課題として,ガウス情報源からの秘密鍵共有における公開通信のレートと秘密鍵レートのトレードオフを解明するという課題に取り組み始めた.ガウス情報源からの秘密鍵共有は,近年非常に注目されているガウス変調を利用した連続信号の量子暗号と関連が深く,非常に重要な問題である.昨年度の段階で,情報源がスカラーガウス情報源の場合は解決していたが,情報源がベクトル型の場合が未解決であった.本年度は情報源がベクトル型の場合に取り組み,上記トレードオフ関係を解明することに成功した.本成果の一部は国際会議で発表し,研究成果を全てまとめた論文は,学術雑誌への採録が決定している.
前立腺癌の密封小線源治療後の単純X線画像による線源数自動計数システムの開発

前立腺癌の密封小線源治療における線源刺入後の線源管理作業の確実化と効率化を図ることを目的として、線源計数を単純X線画像からコンピュータでカウントさせるソフトウエアを開発に関する研究を行なった。実施した研究方法は、以下のとおりである。1.軟部組織等価ファントムの作成と模擬線源刺入。2.刺入後のX線単純画像の模擬線源部をスキャナでスキャンし画像を二値化(ディジタル化)。3.線源像を微分し線分を導出して、線分内の個別面積と個数を積算。4,標準の固有値と面積を比較し、倍率のサマリを個数とした。5.刺入線源数を入力し、差を不明数または脱落とした。6.不明数の重なりのある場合は、積算の対象からはずし、二方向撮影の画像で解決を図り目視確認した。7.目視確認部分の取り扱いは今後の課題とした。8.臨床応用として前立腺癌密封小線源治療患者の単純X線画像41名を開発ソフトウエアにより解析した。まず刺入後のX線単純画像の模擬線源部の境界線の抽出するにあたり画像を二値化変換し、画像ヒストグラムよりもっとも多い階調に前後20階調を白とし、隣接する画素から白と黒で境界線を描いた。次に輪郭線で囲まれた個々の画素数を面積として抽出した。次に個々の面積から代表面積を抽出するにあたり個々の面積に重みづけをし、いちばん数の多い面積の平均を代表面積とした。さらに代表面積で個々の抽出面積で割り算し個々の個数から総和を求め全体の密封小線源数とした。これらの情報処理を行うソフトウエアを開発したが、ファントム実験において線源数33、66個は各々100、86%の正答率で多数になると重なりの影響を大きく受ける結果であった。前立腺癌密封小線源治療患者の単純X線画像41名を本開発ソフトウエアにより解析した結果、正答率100%が6名、95-99%が24名、90-94%が7名、85-89%が4名であった。本研究で開発したソフトウエアは初期目的をほぼ達成できたと言えるが、今後、線源の重なりに対する解析について色々な解決法を検討する必要がある。
場の発散とその幾何

場の量子論においては発散は多くの幾何学的な問題を提供する。ここでは場の発散を解析し,発散により場が特徴づけられることを示す。(1)ゲージ場が与えられると,この平担拡張は基本的な問題となる。実際に多くのモデルは自由市場から得られる。このとき,ポテンシャルが特異点をもつとき、接続が発散てもつという。まづ第一段階では,特異点を許せば平担にできることを示す。(2)第二段階では,この特異性の記述をおこなう。この特異性を特長づけるものは,Riemaun-Hilbert問題の応用にある。これは特異性は確定特異性により得られる。(3)Fuchsの関係式を用いると「くりこみ」のanormalyが記述され場の量子論においては発散は多くの幾何学的な問題を提供する。(3)Fuchsの関係式を用いると「くりこみ」のanormalyが記述され
授業中の子供の皮膚抵抗反応からみた理科教授学習過程の研究

本研究の主たる目的は授業中の子供全員の皮膚抵抗反応を測定することにより,従来の質問手法等による研究からは見いだせなかった,理科教授学習過程についての新しい知見をみいだし,さらに,得られた結果は教育訓練のための実用システムにまで高めることにある。本皮膚抵抗反応の我々の研究から,皮膚抵抗反応は新奇性を伴う刺激に反応するという定位反応であること以外に,極度に注意が集中される場合には皮膚抵抗反応は消失するということが見いだされた。そこで,例えば,理科授業進行における発問応答過程において,長時間沈黙が続く場合のベテラン教授者の場合は長時間沈黙にかかわらず,同じ発問を繰り返すのみか,または何もしゃべらずそのまま何等かの応答があるまで待ち続けるが、皮膚抵抗反応のデータからは子供達の応答はないにもかかわらず,思考は充分なされいることがわかった。しかるに,新米教授者の場合は長時間沈黙がおこりかけると,すぐに何等かの視点を移動させる発問をおこなったりして,注意が集中し,充分に思考がなされかれている状態を壊わしてしまう等のことが見いだされた。そこで,これらの知見を組み入れた,教育実習生訓練のためのVTR制御タイプCAIを開発した。さらに,皮膚抵抗反応測定測置を組み込み,実時間的に皮膚抵抗反応から授業評価できる,教育実習生訓練のためのメタ授業へのコンピュータシステムを作成し,現在,試験的に使用し,その実用化を向けて進行中である。本研究の主たる目的は授業中の子供全員の皮膚抵抗反応を測定することにより,従来の質問手法等による研究からは見いだせなかった,理科教授学習過程についての新しい知見をみいだすことにある.本年度研究発表してきたものの成果の一部として,理科授業進行における発問応答過程において,授業者の発問に対して長時間沈黙が続く場合,その対処の仕方として,ベテラン教授者と新米教授者との比較で,子供たちの皮膚抵抗反応デ-タから,ベテラン教授者の場合は長時間沈黙が続いても同じ発問を繰り返すのみか,または何もしゃべらずそのまま何等かの応答があるまで待ち続けていることがわかった.このとき,皮膚抵抗反応のデ-タからは子供達の応答はないが,しかし思考は充分なされており,注意が充分集中されていることがわかった.しかるに,新米教授者の場合は長時間沈黙がおこりかけると,すぐに何等かの絞り込み発問をおこなう傾向にある.この絞り込み発問で、はじめの発問の内容の視点を焦点化していく発問の場合はその思考をさらに深めるが,はじめの発問の内容の視点を移動化する発問の場合は,注意が集中し,充分に思考がなされかけている状態をこわしてしまう等のことがみいだされた.当該年度以外で得られた成果を含め、得られた成果をVTR制御タイプCAIによる教育実習生訓練システム等にも組み入れ,教育実習事前指導にもちいることを計画している。本研究の主たる目的は授業中の子供全員の皮膚抵抗反応を測定することにより、従来の質問手法等による研究からは見いだせなかった、理科教授学習過程についての新しい知見をみいだし、さらに、得られた結果は教育訓練のための実用システムにまで高めることにある。本皮膚抵抗反応の我々の研究から、皮膚抵抗反応は新奇性を伴う刺激に反応するという定位反応であること以外に、極度に注意が集中される場合には皮膚抵抗反応は消失するということが見いだされた。そこでさらに、この知見をもとに幾つかの新しい知見が見いだされたそのひとつとして、教授者の言語行動を含めた教授行動において、多くの子供達の皮膚抵抗反応が同時的に反応する授業場面を取り出し、多変量解析的方法でまとめたところ、(] SY.encircled3.[)教授内容そのものにびっくり性をもたせて、探求心をかきたてる。(] SY.encircled4. [)子供がしらなかった新しい概念や知識を説明する。等の場面で反応していた。これらの因子は教授者教授方略にもなりうるものであり、授業設計に有効に使えること等がわかってきた。また、これらの知見から、その有効性はほぼ確かなものと考えられるので、これらの知見を実用化システムに組み入れた。ひとつは教育実習前の実習生に対してのもので、“教育実習生訓練のためのVTR制御タイプCAI"である。

他は、授業参観している教育実習生ないしは現職教員にも可能な授業スキル訓練のためのシステムとして、“皮膚抵抗反応測定装置を組み込み、実時間的に皮膚抵抗反応から授業評価できる、教育実習生訓練のためのメタ授業へのコンピュータシステム"をも作成し、現在、試験的に使用し、その実用化に向けて進行中である。
学校における生徒の法的地位に関する日独の比較法制的研究

学校において生徒はいかなる権利を有し、義務を負うのか。伝統的な学校特別権力関係論が説くように、生徒の基本的人権に対する大幅な制約・校則による広範な生徒義務づけは、学校教育の本質上、当然のことなのか。この問題は学校教育法制の基本構造にふれる問題だと見られるが、わが国においては、これについての法制は著しく不備であるし、また教育行政学や教育法学などの学問分野においても未だペンディングな課題に属していると言えよう。そこで本研究は、この法域の「先進国」であるドイツとの対比において、わが国の生徒法制(論)を実証的・理論的に分析・検討し、学校における生徒の法的地位の明確化とその制度的現実化のための法制論を構築しようとするものであり、以下のような研究を行った。(1)学校における生徒の法的地位に関する日独の比較法制(論)的考察:わが国とドイツにおける生徒法制史を実証的に把握したうえで、現行法制下における生徒の法的地位について、学校在学関係の法的性質、いわゆる学校特別権力関係論の当否、学校の教育(運営)権と生徒の権利・親の教育権との関係、学校組織・権限関係法制における生徒の位置づけなどについて、日独の実定法制・学説・判例を検討し、考察した。(2)ドイツの生徒代表制の法的構造および校則に関する調査研究:(1)ドイツ各州の学校参加法、生徒代表制の組織・運営に関する法律、生徒代表制規程など生徒の学校教育への参加関係を収集・分析し、また文部省、州・県生徒評議会、校長会、教員組合、教育研究者などに質問紙を郵送して生徒の学校教育参加の法的構造と運用実態・課題等について調査し、分析した。(2)フランクフルト、ベルリン、ミュンヘン市内の中等学校(30校)の校則を収集し、「生徒の権利と責任」という観点から分析した。
メタンハイドレートの生成阻害機構

本研究は、包接水和物の生成を抑制する速度論的阻害剤の機能解明を目的とする。分子動力学シミュレーションにより、吸着した阻害剤は直接的な相互作用ではなく、Gibbs-Thomson効果によって成長速度を下げていることが明らかとなった。速度論的阻害剤と似た機能を持つ不凍タンパク質と比較したところ、前者の吸着機構はより柔軟性に富んでいることが分かった。また、包接水和物だけでなく、超高圧や負圧で安定な新奇な氷構造に関する研究も行った。石油産業では古くから、天然ガスのパイプラインの中でメタンハイドレートが生じて、パイプを詰まらせてしまうという問題が知られている。その対策の一つとして使われているのが、速度論的阻害剤である。速度論的阻害剤は水溶性ポリマーであり、ハイドレート表面に吸着して結晶成長を妨げる効果がある。また、液体の分子構造を乱して核生成を妨げる効果があるとも言われている。本研究は、これらの機構を分子動力学シミュレーションで明らかにすることを目的とする。研究当初はメタンをゲストとしたハイドレートのシミュレーションを行う予定であった。しかしながら、後述するように、これが実際には非常に難しいということが明らかになった。そこで、メタンの代わりに水溶性のethylene oxide(EO)をゲストとした計算を行うことにした。EOは実験研究でもしばしばメタンの代用品として用いられている。我々はEOハイドレートの結晶成長が、代表的な水溶性ゲストであるtetrahydrofuran (THF)のハイドレートよりも数十倍も速いことを見出した。これはEOがTHFよりも小さく、ハイドレートの小ケージに入れることが原因である。また、EOは水溶性であるため、水中で成長中のハイドレートの界面に到達しやすく、そのためにメタンハイドレートよりも結晶成長が速い。一方で、その生成成長機構は、核生成時に14面体ケージができやすいということを除けば、メタンハイドレートのそれとよく似ている。これらの結果は、EOをメタンの代用品としてハイドレートのシミュレーション研究に使うことが非常に有用であることを示している。しかしながら、これが実際には非常に難しいということが明らかになった。ハイドレートが成長するためには、十分な量のゲスト分子が気相から水中に入り込み、結晶の界面に到達する必要がある。しかしながら、メタンの低い溶解度のために、シミュレーションではこれがなかなか起きてくれない。また、速度論的阻害剤が両親媒性ということも問題を困難にする。本来ならハイドレート界面に吸着すべき阻害剤が、システムサイズに制限があるシミュレーションでは、気-液界面に吸着してしまうのである。これらの問題を解決するために、メタンの代わりに水溶性のEthylene oxide(EO)をゲストとした計算を行うことにした。速度論的阻害剤の効果を調べるためには、参照系として、まずそれが存在しない条件でのハイドレートの生成・成長過程の詳細が分かっていなければならない。そこで初年度は、速度論的阻害剤のない条件でEOハイドレートの生成、成長のシミュレーションを行い、他のハイドレートとの類似性について解析した。その後、速度論的阻害剤の種類、重合度、相互作用ポテンシャルなど、実際に速度論的阻害剤を含んだ系の計算条件のための試行錯誤を行い、近頃、本計算を開始した。当初の予定と異なり、EOハイドレートを用いることになったが、その成長過程がメタンハイドレートのそれよりも非常に速く、シミュレーションを効率よく行えるということが明らかとなったため、トータルでは予定通りに進んでいるといえる。本課題は、クラスレートハイドレートの生成を抑制する速度論的阻害剤の機能解明を目的としている。28年度の研究で、溶解度の低いメタンを用いるより、水と混和するエチレンオキシドをゲストとしたほうが効率よくシミュレーションを行えるということが明らかになった。最終年度は、エチレンオキシドハイドレートと水溶液の共存系に速度論的阻害剤が存在するという状態のシミュレーションを行った。阻害剤が吸着した状態で結晶が成長することにより結晶表面が曲がる。これにより、Gibbs-Thomson効果のために結晶が不安定化し、融点を下げることで、成長が阻害されているということが明らかとなった。ハイドレートの速度論的阻害剤は、氷の成長を阻害する不凍タンパク質とその機能がよく似ている。これらの間の相違性について解析を行った。不凍タンパク質は何種類もあるが、それらのほとんどは氷のある特定の面にしか吸着しない。一方、本研究により、ハイドレートの速度論的阻害剤は結晶の様々な面に吸着できるということが明らかになった。氷の場合、表面にある間隔の溝構造が存在する。不凍タンパク質の多くには、その溝の間隔と一致するようにThr残基の並んだ面がある。このThrのCH3が溝にはまりこむことで氷に吸着する。これに対し、ハイドレートの表面には多数の大きな籠型の隙間が存在する。それぞれの籠と疎水基の引力は氷の場合よりも強く、そのため、阻害剤の原子配置には周期性がないにも関わらず結晶表面に吸着することができるのである。しかしながらこの結果は、もし阻害剤の構造が周期性を持っていれば、さらに強く結晶と吸着できる可能性を示している。このような物質が開発・発見されれば、それは従来よりも高機能の阻害剤となるだろう。このように、ハイドレートと氷には密接な関係がある。これに関連して、新奇な氷構造に関する研究も行った。

分子動力学シミュレーションにより、吸着した阻害剤は直接的な相互作用ではなく、Gibbs-Thomson効果によって成長速度を下げていることが明らかとなった。速度論的阻害剤と似た機能を持つ不凍タンパク質と比較したところ、前者の吸着機構はより柔軟性に富んでいることが分かった。また、包接水和物だけでなく、超高圧や負圧で安定な新奇な氷構造に関する研究も行った。EOハイドレートの結晶成長が非常に速いことが明らかとなった。現在、EOハイドレートと共存する水溶液中に速度論的阻害剤の重合体を入れたシミュレーションを進めている。途中段階であるが、実験から推測されているように、阻害剤が界面に吸着して、その周りの結晶成長が阻害されていることが観察されている。今後、それぞれの分子のダイナミクスや成長中の結晶構造の解析を行い、吸着と阻害の動的機構を明らかにしていく。同時に、阻害剤の単量体のハイドレート表面への吸着自由エネルギーの計算を進めていく。結晶の面依存性や、阻害剤の種類による違いなどを、熱力学的な側面から解析していく。分子動力学シミュレーション本来ならば平成28年度当初から多量の計算を行う予定であったが、前述のとおり、計算計画の変更とそれに伴う条件の詳細の再検討があったため、購入予定であった計算機が必要とならなかった。計算機は時間とともに単価当たりの性能が上がるため、本当にそれが必要となる段階まで購入を見合わせることにした。平成28年度末より本計算が始まったため、そのデータ解析のための計算機を平成29年度中に購入する予定である。