hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マイクロアレイデータを用いた癌の対話型予後予測・診断システム

人間は,2万2万5千個の遺伝子を有していると言われており,ヒトそれぞれで遺伝子の発現量が異なる.この遺伝子発現量の相違により癌のなりやすさ,再発,進展等の個人差が生じると予想される.本研究では,数千個数万個の遺伝子の発現を同時に測定できるマイクロアレイデータに対して統計的パターン認識手法を適用することで,癌のなりやすさ,再発,進展等に関わる遺伝子を同定する対話型システムを提案した.人間は,2万2万5千個の遺伝子を有していると言われており,ヒトそれぞれで遺伝子の発現量が異なる.この遺伝子発現量の相違により癌のなりやすさ,再発,進展等の個人差が生じると予想される.本研究では,数千個数万個の遺伝子の発現を同時に測定できるマイクロアレイデータに対して統計的パターン認識手法を適用することで,癌のなりやすさ,再発,進展等に関わる遺伝子を同定する対話型システムを提案した.近年,マイクロアレイに代表される遺伝子チップを用いることで大規模なゲノムデータを瞬時に取得できるようになった.これに伴い,これらのゲノムデータを用いた癌の予後予測・診断などを行うシステムの研究(トランスレーショナルリサーチ)が活発になってきた.本研究は,従来の癌の予後予測・診断システムに対して解析者(医師,生物学者,統計学者等)の高度な判断能力・経験・直観を導入することで,従来にはない高精度な癌の予後予測・診断システムの発明を目指すものである.本来,不可視である数千から数万次元の遺伝子発現データを可視化空間にマッピングすることで,解析者と予後予測・診断システムとの対話を実現させる.この対話を通して解析者の高度な判断能力・経験・直観と予後予測・診断システムの融合が可能となる.本研究を実現するために,統計的パターン認識の特徴選択フェーズ,特徴抽出フェーズ,予測診断フェーズ,システム構築フェーズを必要とするが,本年度は特徴選択フェーズと特徴抽出フェーズの研究を行った.特徴選択フェーズではFisher criterionを用いることで癌を予測診断するために有用な遺伝子群を選択し,特徴抽出フェーズでは,従来のUnsupvervised methodを用いるのではなく,Supvervised methodを用いることにより癌と非癌を2次元平面上にマッピングし可視化を実現した.特徴抽出フェーズは解析者(医師,生物学者,統計学者等)が高次元の遺伝子データを目視するためのインターフェースとなる部分であり,本研究において最も重要なフェーズの一つである.本年度の研究成果により,今後予定している対話型予後予測・診断システムの実現に大きく前進することができた.人間は,およそ3万個の遺伝子により構成されており,ヒトそれぞれで遺伝子の発現が異なる.この相違により癌のなりやすさ,再発,進展等に個人差が生じると考えられている.近年,マイクロアレイに代表される遺伝子チップの発展により,従来困難であった遺伝子の発現情報を一度にしかも大量に調べることが可能となり,ガンの仕組みが解明されると期待された.しかしながら,あまりに大量に情報が存在するため,どの遺伝子がガンに関連するものであるか絞り込むことすら医師,生物学者等には不可能であった.そこで,本研究では,コンピュータの得意とする大量情報解析能力を最大限生かした統計的パターン認識技術を用いることで癌のなりやすさ,再発,進展等に関わる遺伝子を同定する対話型システムを提案した.本システムは,本来,人間の視覚では捉えることが不可能な数千次元数万次元の遺伝子の発現情報を人間の視覚が理解可能な2次元(もしくは3次元)の情報にまで圧縮し,医師,生物学者等に提供するシステムである.本システムにより,医師,生物学者等の高度な判断能力・経験・直観とコンピュータによる大量の情報解析能力との融合が可能となる.この結果,ガンに関連する研究期間・費用が大幅に短縮され,ガンの撲滅,機構解明,創薬等に寄与するものと期待される.また,医師と本システムとの連携により,個人に適した投薬すら可能になると予想される.なお,本システムは,ガンだけではなく,その他多くの疾病の網羅的遺伝子データ解析にも幅広く応用することが可能である.
看護技術教育におけるCAI学習の評価

看護技術教育における補助教材として開発したマルチメディアCAI「筋肉内注射」の学習評価に関する研究の成果を以下に記す。【.encircled1.】認知的領域のパネル調査:3年次にCAI学習前後の調査を行った本学部4年生のうち78人に対して、筋肉内注射に関する知識度について追跡調査を行った。CAI学習前後と同じ設問で実施し有効回答者36人について得点の平均値からその変化をみると、CAI学習前が26.7点であり、学習直後が36.7点、1年5ヶ月後は29.3点であった。t-検定によると学習の前と後では有意差がみられたが、学習前と卒業前とには有意差がみられなかった。【.encircled2.】S-P表分析法による学習評価:S-P表分析法によると、CAI学習の前後の一覧表の比較には学習の効果が明らかに図示された。個別の傾向としては、学習前に低得点であった学生の多くが高得点に変化している。しかし、40人中5人の学生については、全体の得点平均値の上昇に比べて上昇率が低かった。その5人の回答内容や学習履歴内容を検討したが原因はまだ明らかでない。【.encircled3.】VTR画面の改良:筋肉内注射場面について再度撮影と編集を行った。新旧のVTR画面の比較調査を本学部3年生12人に対し行った結果、新しく撮影・編集したものの画質が高く評価された。【.encircled4.】調査方法および学習環境の改善:調査方法の改善として従来の調査内容の簡略化と回答を画面入力ができるようにコースウェアの前後に組入れるようにした。また、学習実行セットを学部図書館に2台設置でき、「与薬」終了後の2年生を対象とした調査時には、放課後や空き時間など学生は自由に学習していた。69人の利用があり、その内5人の学生が2回学習していた。また、4年生の利用もあり、学習環境を改善した結果と考える。しかし、平成2年度に購入した機器で作成したコースウェアが今年度購入した学習実行セットに対応しにくいことが多く、ハード面の進展速度への根本的対処が必要と考える。
初発統合失調症の新しい症状寛解・機能回復の関係を実証する長期追跡調査

【研究目的】本研究では、統合失調症の臨床転帰について、客観的な症状寛解を治療効果の判定としてきた従来の考え方に加え、個々の希望に沿った社会復帰(リカバリー)の視点を導入し、客観的評価と主観的評価の関係性について縦断的に検討した。【方法】【結果】しかしながら、PANSS-NとCES-Dの相関は、FEP群ではp=.10、UHR群ではp=.72、GAFとWHO-QOL26の相関は、FEP群ではp=.30、UHR群ではp=.09であり、主観的評価、客観的評価における変化は、各個人によって異なる軌道をたどっていた。従って、当事者の症状や機能の評価には、主観的評価も導入する必要があることがわかった。【研究発表とその際の討論の概要、本研究の意義と展望】【研究目的】本研究では、統合失調症の臨床転帰について、客観的な症状寛解を治療効果の判定としてきた従来の考え方に加え、個々の希望に沿った社会復帰(リカバリー)の視点を導入し、客観的評価と主観的評価の関係性について縦断的に検討した。【研究発表とその際の討論の概要、本研究の意義と展望】
成長ホルモンによる視床下部神経修飾作用に関与する新規遺伝子の検討

成長ホルモン(GH)が視床下部に作用して自己の分泌を調節するオートフィードバック機序がある。GHは視床下部細胞においてSTAT5、MAPKのリン酸化を促進し、ネガティブレギュレーターであるCIS、SOCS3の転写を弓状核・室周囲核に誘導した。これらは性ステロイドによる修飾を受けてGH分泌の雌雄差の一因となる可能性も考えられ、エストロゲンの効果を検討したところ、エストロゲンによって視床下部のGHによるSTAT5bのリン酸化は影響を受けなかったが、プロラクチンによって抑制された。GHは視床下部細胞に直接作用し、ソマトスタチンの分泌促進を介してGH分泌を抑制するとともに、STAT5-SOCS3を活性化することによりその作用を終息する機序があると考えられた。視床下部や肝において、GHにより短時間に発現誘導される遺伝子を、PCRサブトラクション法によって検出することを試みた。下垂体摘出術を施した雄ラットにヒトGHを投与し、1時間後に視床下部・肝を摘出した。PCRサブトラクション法によって得られた候補遺伝子の発現をNorthern法によって解析したところ、肝において遺伝子発現が増加したと考えられる遺伝子を5個同定した。引き続き当該遺伝子産物の機能の解析行うとともに、他の候補遺伝子の検索も行う予定である。成長ホルモン(GH)が視床下部に作用して自己の分泌を調節する機序がある。ラットを用いた実験により、GHの静脈内投与に応じて視床下部の弓状核NPYニューロンと室周囲核ソマトスタチンニューロンにc-fosの発現が誘導されること、これらの部位へGHを局所微量投与するとGH分泌が抑制されることなどが明らかとなり、GHのオートフィードバック系の存在が具体的に示された。また、ジヒドロテストステロンの視索前野への局所微量投与は卵巣摘除ラットのGH分泌パターンを雄型に移行したことから、拍動性GH分泌の雌雄差をもたらすアンドロゲンの作用部位は視索前野であることが示唆された。この点では、視床下部細胞でもGH細胞内シグナル伝達の一部には肝細胞と同様の系の活性化による機序があると考えられる。これらは性ステロイドによる修飾を受けてGH分泌の雌雄差の一因となる可能性も考えられる。卵巣摘除した下垂体摘除ラットにエストロゲンを2週間投与したところ、視床下部のGHによるSTAT5bのリン酸化は抑制された。さらに、GHは視床下部細胞では神経修飾物質として働くことが考えられ、末梢作用とは異なった細胞内分子機構による作用があることが推測された。下垂体からの成長ホルモン(GH)の分泌は哺乳類では拍動性で超日リズムを形成する。このリズム形成機構は、GHの分泌を抑制するソマトスタチンと促進するGH分泌促進因子(GRF)の二つの視床下部ホルモンの相反的な分泌によって支配されている。一方、GH自身による中枢へのオートフィードバック機構の存在が想定されており、GHのオートフィードバック機構は拍動性分泌の形成にも寄与する可能性がある。本研究の目的は、GHの視床下部作用を分子レベルで解析し、GHのオートフィードバック機構の解明を試みることにある。視床下部細胞においてGHによって発現誘導される遺伝子のcDNAを、PCRサブトラクション法によって検出し、それらの生理的意義を検討した。下垂体摘出術(HPX)を施した7週令雄ラットに、無麻酔下でヒトGH 100μg/100g体重を静脈内投与した。1時間後に視床下部を摘出し、total RNAからcDNAを合成した。PCRサブトラクション法によって、GHを投与したラット特異的に発現するcDNA候補群を増幅した。得られたcDNAをdotハイブリダイゼーションにより検索することによって、視床下部細胞で、GH投与に応じて短時間に発現誘導される候補遺伝子のcDNAを単離した。このスクリーニングで得られた候補遺伝子の発現を検討した。PCRを用いたVirtual Northern法によって解析を行ったところ、遺伝子発現が増加したと考えられる遺伝子を18個同定した。
微細な組織構築変化をマイクロエンドフェノタイプとする精神神経疾患の病態解明

本年度は、マイクロエンドフェノタイプとしての微細な脳組織構築の変化を持つ動物モデルとして、我々が確立した胎児期の代表的な環境要因である胎仔期虚血モデルマウス、異所性皮質モデルマウスを用いて、微細な脳組織構築の変化がどのように脳機能に影響を与えて病態に関与するのか、その病態メカニズムの解明を行った。特に、胎仔期虚血モデルマウスにおいては、脳の組織学的な解析に際して、子宮内エレクトロポレーション法を用いることにより、緑色蛍光タンパク質(GFP)などの蛍光タンパク質を神経細胞に導入して、虚血性脳障害による影響の解析を行った。正常対照において移動が終了する状態においても虚血が誘導されたマウスではまだ移動中の神経細胞を数多く認めた。これらの神経細胞は最終的には脳表面近くに移動する細胞が多数を占めたものの、最終的な神経細胞が配置される位置には変化を認めた。また、神経回路網における変化も認めた。また、胎仔期虚血モデルマウスの行動解析に際しては、子宮内エレクトロポレーション法を用いる際に、緑色蛍光タンパク質(GFP)などの蛍光タンパク質のみならず、人工受容体を発現するプラスミドを神経細胞に導入して、DREDD(Designer Receptors Exclusively Activated by Designer Drugs)システムを用いた神経活動操作を行った。生後にクロザピンNオキサイド(CNO)を投与して、人工受容体を発現する神経細胞に特異的な神経活動活性化を行った。胎仔期虚血モデルマウスは、Y字迷路試験において正常対照マウスと比較した際に有意な低下をみとめ作業記憶の障害が示唆されたため、人為的に神経細胞の活動を変化させることによって低下した作業記憶が改善するかどうかの検証を行った。その結果、前頭前皮質の活性化を行うと、低下した作業記憶が有意に改善することが明らかになった。28年度が最終年度であるため、記入しない。特に、異所性皮質マウスの解析においては、3種類の異なる分子をマウスの脳にそれぞれ遺伝子導入し、異所性灰白質を人為的に作成した。子宮内胎児脳電気穿孔法を用いて遺伝子導入を行えば、任意の特定の脳領域に異所性灰白質を作成することができるため、今回の研究では、体の触覚や痛覚などを感じる領域である体性感覚野に異所性灰白質を作成した。これらの3種類の方法で別々に作成したマウスの行動の特徴を行動実験により調べたところ、共通して作業記憶の低下と競争的優位性の低下を示すことを見出した。これらは前頭葉の機能の異常に起因すると考えられたので、実際に異所性灰白質を持つマウスの前頭葉において神経細胞活動を測定したところ、前頭葉の活動に異常が生じていた。さらに、子宮内電気穿孔による遺伝子導入法と人工受容体を用いた活性化方法を組み合わせる新たな技術の開発を行い、この技術を利用して異所性灰白質に含まれる神経細胞に人工受容体を発現させ、人為的に神経細胞の活動を変化させたところ、低下した作業記憶が改善した。作業記憶は前頭葉によって担われるため、確かに異所性灰白質に含まれる神経細胞の活動が前頭葉の機能に影響を与えることが明らかになった。また、胎生期において脳の組織構築を制御するリーリンが統合失調症様認知機能障害を誘導するフェンサイクリジンへの抵抗性を高めることを見出し、報告した。微細組織構築の異常が、どのように精神病態に関与するのか、その病態メカニズムを明らかにする際に、その解析を行うための動物モデルを複数確立できた。特に、異所性皮質マウスの解析においては、子宮内電気穿孔法と人工受容体を用いた活性化方法を組み合わせる新たな技術を開発することにより、異所性灰白質に含まれる神経細胞の活動が前頭葉の機能に影響を与えることを明らかにすることができた。またリーリンがフェンサイクリジンへの抵抗性を高めることも新たに発見することができた。

生後にクロザピンNオキサイド(CNO)を投与して、人工受容体を発現する神経細胞に特異的な神経活動活性化を行った。胎仔期虚血モデルマウスは、Y字迷路試験において正常対照マウスと比較した際に有意な低下をみとめ作業記憶の障害が示唆されたため、人為的に神経細胞の活動を変化させることによって低下した作業記憶が改善するかどうかの検証を行った。その結果、前頭前皮質の活性化を行うと、低下した作業記憶が有意に改善することが明らかになった。今後は、異所性灰白質などの本来と異なる位置に配置された神経細胞が、他の脳部位とどのような神経のネットワークを形成しているのかについて解明を進める。また、それがどのように脳機能に影響を与えているのかについて、人工受容体を用いた活性化方法に加えて、光遺伝学を用いた解明を行っていく予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。
細胞増殖と形態形成の協調的制御機構の解析

形態形成因子(モルフォゲン)の拡散によって生じる濃度勾配は、個々の細胞に異なる位置情報を与え、各生物に個有な形態を作りあげていく。ショウジョウバエのdefective proventriculus(dve)遺伝子は、形態形成因子Wingless(Wg)、Decapentaplegic(Dpp)に依存して発現するホメオボックス遺伝子である。翅や肢の形態形成にはWg, Dppといったモルフォゲンが重要な役割を果たしており、翅原基においてDveが一過性に発現する背腹境界は、翅の辺縁部を形成し、機械刺激を受容するための特殊な剛毛を生じる。この翅の辺縁部は、Notchシグナルによって誘導されることが知られている。Notchシグナルは細胞増殖とも密接に関連しており、翅原基の増殖とパターン形成を制御している。また、肢原基年おいては、Notchシグナルは同心円状に活性化され、肢原基の増殖および分節化に関与する。つまり、翅および肢原基におけるNotchシグナルの解析は、細胞増殖と形態形成が協調的に制御されるメカニズムを理解するための優れたモデル系となり得る。肢原基におけるdve遺伝子の発現は同心円状に観察され、強制発現クローン解析の結果、翅原基と同様にWg, Dppによる制御を受けている可能性が示唆された。三齢幼虫期の肢原基においては、翅原基で観察されたようなNotch活性化領域とDve発現領域の相補的な対応関係は認められなかったが、蛹期の肢原基においては、NotchリガンドであるDeltaとDveの発現がほぼ相補的なパターンを示すことが明らかとなった。肢原基の前後境界に沿ってdve'遺伝子の強制発現を行うと、肢の分節化が阻害され、短い肢が形成された。翅原基の背腹境界、肢原基の前後境界に沿ってNotchシグナルを阻害した場合にも同じ表現型が誘導されることから、Notchシグナルとdveの相互関係が増殖とパターン形成に重要であることが明らかとなった。
血管新生阻害による肺癌の遺伝子治療

VEGF受容体の一つであるflt-1遺伝子の細胞外領域(VEGF結合サイト)をアデノウィルスに組み替え、可溶型VEGF受容体発現アデノウィルス(AdVEGF-ExR)を作成した。AdVEGF-ExR感染COS細胞の培養上清中にVEGF特異的な結合活性を有する可溶受容体の分泌を確認した。In vivoにおいてヌードマウス腹腔にAdVEGF-ExRを投与しておくと、皮下に移植したVEGF混入マトリゲル内への血管内皮の浸潤が抑制され、本受容体がVEGF機能を阻害し得ることを確認した。ヌードマウス腹腔に5×10^8pfuのAdVEGF-ExRを投与し、可溶型VEGF受容体の血中濃度をELISA法で測定した結果、投与後7日めに血中濃度は3.6nMとなり14日めにも1nM以上の濃度を維持していた。一方、14種の肺癌細胞の培養上清中のVEGF濃度をELISA法を用いて測定したところ、H358、H157、EBC-1、PC-9の4種の細胞株に高い産生能を認めた。そこでH157細胞をヌードマウス皮下に移植し、同時にAdVEGF-ExRを腹腔内に投与して腫瘍形成の経過を観察した。コントロール群では移植後14日めには全て腫瘍の形成が見られ、以後急速に腫瘍サイズは増大した。一方、AdVEGF-ExR投与群では完全に腫瘍の形成が阻害された。組織学的には血管形成は全くみられず、腫瘍組織全体が壊死に陥っていた。AdVEGF-ExR投与群は全て腫瘍の再発なく120日間以上生存した。1)可溶型VEGF受容体の発現と活性の確認。COS細胞にAdVEGF-ExRをmoi 10で感染させた後培養上清中へ分泌される可溶型VEGFをELISAで確認した。またこの培養上清には精製VEGF標品に対する結合活性があることをSDS電気泳動およびウェスタンプロットによって確認した。網膜由来の血管内皮細胞にAdVEGF-ExRを感染させておくとVEG濃度に依存したthymidineの取り込みが抑制され、DNA合成阻害がおきていることを確認した。またin vivoにおいてもヌードマウス腹腔に予めAdVEGF-ExRを投与しておくと、マウス皮下に移植したVEGF混入マトリゲル内への血管内皮の浸潤抑制が観察された。またヌードマウス腹腔に3X10^8pfuのAdVEGF-ExRを投与し、経時的に可溶性VEGF受容体の血中濃度をELISA法を用いて測定した結果、投与後7日めに血中濃度は3.5nMとなり14日めにも1nM以上の濃度を維持していた。2)可溶型VEGF受容体による抗腫瘍効果の検討14種の肺癌細胞を培養し、その培養上清中のVEGF濃度をELISA法を用いて測定したところ、H358、H157、EBC-1、PC-9の4種の細胞株に比較的高い産生能を認めた。この中で容易に腫瘍を形成するH157細胞を以後の実験に用いた。ヌードマウス皮下にVEGF高産生株の一つであるH157細胞を移植し、同時にAdVEGF-E球を腹腔内に投与して腫瘍形成の経過を観察した。
グイド・レーニ研究

グイド・レーニ(ボローニャ1575-1642年)らカラッチの後継者たちは、多くの歴史=物語主題をてがけた。彼らはその着想において、同地の文学アカデミーであるアッカデミア・デイ・ジェラーティならびにアッカデミア・デイ・セルヴァッジの詩人たちから、アドヴァイスを受けていたことが知られている。わたしはこれまで、画家レーニと、リドルフォ・カンペッジやジョヴァンニ・カッポーニら、これらの文学アカデミーを代表する詩人たちとの関係について、考えてきた。今年度は、わたしたちの画家とその同時代のボローニャの文学をめぐる問題についてさらに広くかつ深く検討するために、とくにつぎの視点から研究をおこない、成果をえている。(1)詩人=歴史家のカルロ・チェーザレ・マルヴァジアの美術史叙述についての研究。最初にしてもっとも体系的な「グイド・レーニ伝」を書いたこのマルヴァジアは、自身アッカデミア・デイ・ジェラーティの会員としてレーニの世代の詩人たちとも直接にかかわっており、彼らの活動そしてその画家たちとの関係について多くのことを伝えている。レーニがどのような文学的環境において作品を生みだしていたのかを知るために、主著rフェルシナ・ピットリチェ』(ボローニャ、1678年)はとりわけ役立つ。ボローニャ市立図書館に所蔵されるその原稿(Ms.B.16-17)をも参照しながら、その詳しい読みを試みた。(2)画家ジョヴァンニ・ルイージ・ヴァレージオについての研究。グイド・レーニと同じカラッチのアカデミーに学びながら、詩人として自身アッカデミア・デイ・セルヴァッジに属したこのヴァレージオは、同時代における美術と文学との関係というテーマにとって鍵となる人物である。その生涯にかんする基礎的なデータを収集・整理し、また現在確認されるその絵画・文学作品を網羅的に調査した。その結果は、ひとつの研究書としてまとめている。17世紀イタリア、ボローニャの画家グイド・レーニ(1575-1642年)の絵画作品を、同時代文学、とくに同地の代表的文学アカデミー、アッカデミア・デイ・ジェラーティならびにアッカデミア・デイ・セルヴァッジ周辺で生みだされた詩そして演劇などとの関係から考察した。たとえば具体的に、ローマ、ロスピリオージ・パッラヴィチーニ宮殿に描かれた《アウローラ(曙)》をとりあげて、それを画家の友人であるジェラーティ・アカデミーの詩人リドルフォ・カンペッジの牧歌劇『フィラルミンド』の舞台美術として構想されたものと解釈した。またレーニと同じくカラッチの絵画アカデミーで学んだ画家ジョヴァンニ・ルイージ・ヴァレージオについて、基礎となる研究をおこなった。このヴァレージオは、上記セルヴァッジ・アカデミー会員としてみずから多くの作品をてがけた詩人でもあり、ボローニャ画壇と同時代文学との関係をめぐる問題のために鍵となる人物である。さらにはジェラーティ・アカデミー会員でもあった美術史家カルロ・チェーザレ・マルヴァジアについても、同じく基礎となる研究を進めた。レーニそしてヴァレージオそれぞれの伝記をも収めたその主著『フェルジーナ・ピットリチェ:ボローニャ人画家列伝』(ボローニャ、1678年)について、その成立過程、美学そして叙述方法などの詳細を明らかにするために、ボローニャ市立図書館に所蔵される同書のための草稿などの調査をおこなっている。グイド・レーニ(ボローニャ1575-1642年)をはじめとするカラッチの後継者たちは、たくさんの歴史=物語主題をてがけた。彼らはその着想において、同地のふたつの文学アカデミーであるアッカデミア・デイ・ジェラーティならびにアッカデミア・デイ・セルヴァッジの詩人たちから、しばしばアドヴァイスを受けていたことが知られている。しかし、グイド・レーニと同時代文学との関係について、いまだその詳しいところはよくわかっていない。今年度は、この問題について明らかにすることをおもな研究のテーマとし、具体的につぎのような成果をえている。(1)17世紀ボローニャの詩人=歴史家のカルロ・チェーザレ・マルヴァジアについて、多くの事実をあらたに確認した(ボローニャ市立図書館B16-17の関連資料等)。はじめてにしてもっとも体系的な「グイド・レーニ伝」を書いたこのマルヴァジアは、自身アッカデミア・デイ・ジェラーティの会員としてレーニの世代の詩人たちとも直接にかかわっており、彼らの活動そしてその画家たちとの関係について多くのことを伝えている。レーニの生きた時代についてよりよく知るために、「レーニ伝」をふくむ主著『フェルジーナ・ピットリチェ』(ボローニャ、1678年)の読解はとりわけ必要不可欠である。(2)17世紀ボローニャの画家ジョヴァンニ・ルイージ・ヴァレージオについて、基礎的なデータを収集、整理した。レーニと同じカラッチのアカデミーに学びながら、詩人として自身アッカデミア・デイ・セルヴァッジに属したこのヴァレージオは、同時代における美術と文学との関係というテーマにとって鍵となる人物である。今回の調査により、現存するいくつかの絵画作品(ザガローロ・ドゥカーレ宮殿、ローマ・ルドヴィージ荘)、そして詩作品(フランス国立図書館、ヴァチカン図書館)が確認されたことで、かれの全体像がすくなからず理解されたと信じられる。

わたしはこれまで、画家レーニと、リドルフォ・カンペッジやジョヴァンニ・カッポーニら、これらの文学アカデミーを代表する詩人たちとの関係について、考えてきた。今年度は、わたしたちの画家とその同時代のボローニャの文学をめぐる問題についてさらに広くかつ深く検討するために、とくにつぎの視点から研究をおこない、成果をえている。(1)詩人=歴史家のカルロ・チェーザレ・マルヴァジアの美術史叙述についての研究。最初にしてもっとも体系的な「グイド・レーニ伝」を書いたこのマルヴァジアは、自身アッカデミア・デイ・ジェラーティの会員としてレーニの世代の詩人たちとも直接にかかわっており、彼らの活動そしてその画家たちとの関係について多くのことを伝えている。レーニがどのような文学的環境において作品を生みだしていたのかを知るために、主著rフェルシナ・ピットリチェ』(ボローニャ、1678年)はとりわけ役立つ。ボローニャ市立図書館に所蔵されるその原稿(Ms.B.16-17)をも参照しながら、その詳しい読みを試みた。(2)画家ジョヴァンニ・ルイージ・ヴァレージオについての研究。グイド・レーニと同じカラッチのアカデミーに学びながら、詩人として自身アッカデミア・デイ・セルヴァッジに属したこのヴァレージオは、同時代における美術と文学との関係というテーマにとって鍵となる人物である。その生涯にかんする基礎的なデータを収集・整理し、また現在確認されるその絵画・文学作品を網羅的に調査した。その結果は、ひとつの研究書としてまとめている。
表面波スペクトル解析(SASW)による舗装構造診断に関する研究

本研究の目的は,表面波の伝播特性から舗装構造診断を行うことを目的としている.これは一種の非破壊試験であり,舗装に対する代表的な非破壊試験法としてFWD試験がある.FWD試験は測定した表面たわみから,舗装を構成する各層の厚さを既知としてその弾性係数を推定している.一方,表面波試験は表面を伝播する波の速度が周波数により異なる特性を利用して診断する試験法である.この試験では舗装を構成する各層の弾性係数だけでなく,その厚さを推定できるといわれている.推定法には簡易法と理論的なインバージョンがある.表面波試験は主に地盤に適用されており,舗装への適用性は必ずしも十分に検討されてはいない.本研究では過去の成果の適否を確認し,舗装に適する診断法を開発することを目的としている.過去の研究成果を適用する上で明らかになったことは次の通りである.1.簡易法を用いて舗装を構成する層の厚さを推定することは出来ない.2.インバージョンに必腰な理論的分散曲線を求めることは,舗装の場合困難を極める.本研究で新たに明らかになったことは以下の通りである.3.高周波数を発生できたとすると,表層のレイリー波速度を求めることが明らかになったそのためにはアスファルト層の厚さが10cmのとき約20kHZ,5cmのとき約50kHzの周波数が必要である.4.アスファルト層の厚さは,波長伝播速度の関係を描くと,波長の比較的短いところで直線部分があり,その傾きと強い相関があることが明らかになった.5.アスファルト層の厚さが等しく弾性係数が異なるとき,この直線部分の傾きは変らず平行移動がただ起こることが確認できた.本研究の目的は,表面波の伝播特性から舗装構造診断を行うことを目的としている.これは一種の非破壊試験であり,舗装に対する代表的な非破壊試験法としてFWD試験がある.FWD試験は測定した表面たわみから,舗装を構成する各層の厚さを既知としてその弾性係数を推定している.一方,表面波試験は表面を伝播する波の速度が周波数により異なる特性を利用して診断する試験法である.この試験では舗装を構成する各層の弾性係数だけでなく,その厚さを推定できるといわれている.推定法には簡易法と理論的なインバージョンがある.表面波試験は主に地盤に適用されており,舗装への適用性は必ずしも十分に検討されてはいない.本研究では過去の成果の適否を確認し,舗装に適する診断法を開発することを目的としている.過去の研究成果を適用する上で明らかになったことは次の通りである.1.簡易法を用いて舗装を構成する層の厚さを推定することは出来ない.2.インバージョンに必腰な理論的分散曲線を求めることは,舗装の場合困難を極める.本研究で新たに明らかになったことは以下の通りである.3.高周波数を発生できたとすると,表層のレイリー波速度を求めることが明らかになったそのためにはアスファルト層の厚さが10cmのとき約20kHZ,5cmのとき約50kHzの周波数が必要である.4.アスファルト層の厚さは,波長伝播速度の関係を描くと,波長の比較的短いところで直線部分があり,その傾きと強い相関があることが明らかになった.5.アスファルト層の厚さが等しく弾性係数が異なるとき,この直線部分の傾きは変らず平行移動がただ起こることが確認できた.本研究の目的は,表面波試験により滑走路や舗装の非破壊試験を行い,これらの舗装構造の健全度を診断するシステムを構築することである.本研究は,ハード面は表面波試験法の確立と,ソフト面は試験で得られたデータを分析し,健全度診断を診断する2本の柱からなっている.これまで,前者に力点をおき,試験法の確立を目指し,試験サイトとして東京電機大学理工学部構内,鹿島道路(株)機械センター,国総研空港施設研究室原型載荷試験槽において表面波試験を行ってデータを収集して来た.これらの試験を通して,表面波試験の特徴を整理し,衝撃荷重の与え方,表面波伝播を測定するための加速度計の配置等,について検討を行ってきた.表面波試験の仕方については見通しがついている.試験結果を比較する目的で鹿島道路(株)機械センター,国総研空港施設研究室原型載荷試験槽ではFWD試験も行っている.FWD試験については診断に必要なソフトの開発は終了している.また,東京電機大学構内では標準貫入試験,DCP試験も合わせて行っている.表面波試験で測定したデータと既存の簡易診断法を用いて舗装構造の診断を試み,既存の診断法の信頼度を検証してきた.地盤を対象として開発された既存の方法は,そのままの形で必ずしも舗装構造の診断には適用できないことが明らかになった.今後の目的は,測定したデータを用いて舗装構造を診断できるインバージョン法を開発することである.測定法と診断法を整備することにより,舗装構造に対して信頼できる表面波試験システムが確立できる.本研究の目的は,表面波の伝播特性から舗装構造診断を行うことを目的としている.これは一種の非破壊試験であり,舗装に対する代表的な非破壊試験法としてFWD試験がある.FWD試験は測定した表面たわみから,舗装を構成する各層の厚さを既知としてその弾性係数を推定している.

一方,表面波試験は表面を伝播する波の速度が周波数により異なる特性を利用して診断する試験法である.この試験では,舗装を構成する各層の弾性係数だけでなく,その厚さを推定できるといわれている.推定法には簡易法と理論的なインバージョンがある.表面波試験は主に地盤に適用されており,舗装への適用性は必ずしも十分に検討されてはいない.本研究では,過去の成果の適否を確認し,舗装に適する診断法を開発することを目的としている.過去の研究成果を適用する上で明らかになったことは次の通りである.1.簡易法を用いて舗装を構成する層の厚さを推定することは出来ない.2.インバージョンに必要な理論的分散曲線を求めることは,舗装の場合困難を極める.本研究で新たに明らかになったことは以下の通りである.3.高周波数を発生できたとすると,表層のレイリー波速度を求めることが明らかになった.そのためにはアスファルト層の厚さが10cmのとき約20kHz,5cmのとき約50kHzの周波数が必要である.4.アスファルト層の厚さは,波長-伝播速度の関係を描くと,波長の比較的短いところで直線部分があり,その傾きと強い相関があることが明らかになった.5.アスファルト層の厚さが等しく弾性係数が異なるとき,この直線部分の傾きは変らず平行移動がただ起こることが確認できた.
劣化画像復元法を用いた手ぶれJPEG画像の鮮明化

手ぶれ劣化のモデルとして運動劣化システムを用い,手ぶれJPEG画像を生成するモデルを考察した.そのモデルなどをプログラム化し,計算機実験により,手ぶれJPEG画像を生成した.これまでに研究し成果のある運動劣化画像の復元法に,JPEGの符号化・復号化のモデルを加えることにより,運動劣化JPEG画像の鮮明化処理を行う方法を考察した,その際に,画像の局所的な性質として,エッジの位置及び方向性と画素毎の変化の強さなどの画像の非定常的な性質を考慮した鮮明化画像の評価基準を考察した.その画像の非定常的な性質を抽出するために,JPEGの符号化・復号化を考慮しない従来の運動劣化復元法を用いて鮮明化を行った一時的な鮮明化画像を用いた.この考案した運動劣化JPEGシステムの鮮明化法の有効性を検証するために,計算機実験を行い,その有効性を確認した.また,鮮明化処理を行うには,本来,運動劣化の長さの推定が必要であるが,実現が難しいため,特定のパラメータを用いて鮮明化処理を行った画像を評価することを行った.鮮明化処理画像に観測値差分フィルタを適用し,その出力のパワースペクトルのゆがみを,評価値として用いる.これは,観測値差分フィルタが白色化フィルタであることを利用して,鮮明化処理画像の観測値差分フィルタの出力が白色にどれだけ近いかを評価するものである.計算機実験を行い,鮮明化処理時に用いる運動劣化の長さを変化させながら,鮮明化を行った画像に対しての評価値は,原画像と鮮明化処理画像との平均二乗誤差とほぼ同じ傾向があることを確認した.手ぶれ劣化のモデルとして運動劣化システムを用い,手ぶれJPEG画像を生成するモデルを考察した.そのモデルなどをプログラム化し,計算機実験により,手ぶれJPEG画像を生成した.これまでに研究し成果のある運動劣化画像の復元法に,JPEGの符号化・復号化のモデルを加えることにより,運動劣化JPEG画像の鮮明化処理を行う方法を考察した,その際に,画像の局所的な性質として,エッジの位置及び方向性と画素毎の変化の強さなどの画像の非定常的な性質を考慮した鮮明化画像の評価基準を考察した.その画像の非定常的な性質を抽出するために,JPEGの符号化・復号化を考慮しない従来の運動劣化復元法を用いて鮮明化を行った一時的な鮮明化画像を用いた.この考案した運動劣化JPEGシステムの鮮明化法の有効性を検証するために,計算機実験を行い,その有効性を確認した.また,鮮明化処理を行うには,本来,運動劣化の長さの推定が必要であるが,実現が難しいため,特定のパラメータを用いて鮮明化処理を行った画像を評価することを行った.鮮明化処理画像に観測値差分フィルタを適用し,その出力のパワースペクトルのゆがみを,評価値として用いる.これは,観測値差分フィルタが白色化フィルタであることを利用して,鮮明化処理画像の観測値差分フィルタの出力が白色にどれだけ近いかを評価するものである.計算機実験を行い,鮮明化処理時に用いる運動劣化の長さを変化させながら,鮮明化を行った画像に対しての評価値は,原画像と鮮明化処理画像との平均二乗誤差とほぼ同じ傾向があることを確認した.今年度の研究計画に基づき,以下の研究を行った.まず,手ぶれ劣化のモデルとして運動劣化システムを用い,手ぶれJPEG画像を生成するモデルを考察した.そのモデルなどをプログラム化し,計算機実験により,手ぶれJPEG画像を生成した.つぎに,これまでに研究し成果のある運動劣化画像の復元法に,JPEGの符号化・復号化のモデルを加えることにより,運動劣化JPEG画像の復元処理を行う方法を考察した.そのモデルなどをプログラム化し,計算機実験により復元画像を生成した.この復元画像は,運動劣化は低減できているが,画像全体にノイズが載った画像になっている.これについては,次年度,復元アルゴリズムの改良を検討する予定である.具体的には,一度,復元した画像からエッジの位置および方向や,画素毎の変化の強さなどの画像の非定常的な性質を抽出し,それらを用いた復元を行うことにより可能と考える.残念ながら,研究計画にあった劣化の長さを推定する方法の確立には,至らなかった.運動劣化JPEG画像のスペクトル特性からは,劣化の長さを推定できないため,バイスペクトル等の高次の統計量を用いて,推定する方法を検討した.その方法により計算機実験を行ったが,パラメータ推定方法として確立するまでにも至らなかった.これについては,次年度,新たな方法の開発が必要であると思われる.平成18年度の研究計画に基づき,以下の研究を行った.まず,平成17年度に研究した運動劣化JPEG画像の鮮明化方法を改良するために,画像のエッジの位置や方向を考慮した鮮明化方法の研究を行った.具体的には,運動劣化JPEG画像から従来のJPEG符号化・復号化を考慮しない運動劣化復元方法による一時的な鮮明化画像を得て,その画像からエッジの位置と方向および画像の変化度合いを抽出し,それら画像の局所的な性質とJPEGの符号化・復号化を考慮した鮮明化方法を考察した.この鮮明化方法の有効性を検証するために,計算機実験を行った.また,運動劣化の長さの推定が必要であり,平成17年度はバイスペクトル等の高次統計量を用いた方法を検討したが,推定結果が思わし<なかったため,今年度は,鮮明化処理の前に,運動劣化の長さを推定するのではなく,特定のパラメータを用いて鮮明化処理を行った結果の鮮明化画像を評価する研究を行った.

具体的には,鮮明化処理を行った画像に対して白色化フィルタを適用し,その出力のパワースペクトルが白色に近いかどうかを,歪度により評価することを考察した.計算機実験により,鮮明化処理画像に対する白色化フィルタの出力のパワースペクトルの歪度と,原画像と鮮明化処理画像との平均二乗誤差とは,鮮明化処理の際に用いる運動劣化の長さに対して,ほぼ同じ傾向があることがわかった.これより,鮮明化の際に用いる運動劣化の長さを変えて,鮮明化処理を行い,その鮮明化処理画像に白色フィルタを通したパワースペクトルの白色さを評価することにより,最終的な鮮明化処理画像が得られることがわかった、
企業・自治体の効果的支援を目指した仕事・育児・介護の三者間コンフリクトの研究

従来のワーク・ライフ・バランスに関する研究では,自身の仕事と育児もしくは自身の仕事と親の介護といった二者間のコンフリクトをどのようにバランスさせるかが中心的な話題となっていたが,現在,育児(子育て)と介護の同時発生というダブルケアが注目されており,さらに今後は仕事を含めた三者間のコンフリクトが発生していくことが予想される.本研究では,そうした三者間コンフリクトの事例を調査,分析し,問題状況・構造を明確にした上でそのバランスについて検討し,企業や自治体における支援のあり方を考えた.本研究は「仕事」「育児(子育て)」「介護」の三者間コンフリクトの特徴を明らかにし,その支援策を導き出すことを目的している.基本的方向性は,企業への質問紙調査等で該当者の存在やその増加率を明らかにしつつ,該当者へのインタビューから二者間のコンフリクトにはない三者間固有の特徴を把握することである.これらの結果,まとまった特徴をもとに,企業・自治体などへのヒアリングで育児や介護に対する支援の現状を踏まえながら三者間コンフリクトに対する支援策のあり方を考えていく.平成28年度はデータ収集を中心とし,以下の6項目の調査・分析を行った.(1)「仕事」「定位家族」「生殖家族」三者間のコンフリクトとしての典型的な事例として仕事と育児(子育て)と介護の同時発生が存在し,晩婚化・晩産化の流れの中で今後大きな社会問題となる危惧があることを確認するために,政府統計等を調べた.(2)三者間のコンフリクトは仕事と育児,仕事と介護といった二者間のコンフリクトにはない固有の特徴が存在するという仮説を普遍的なものとするために企業に対して質問紙調査を行った.(3)三者間コンフリクトを抱えている対象者に対しインタビューを行った.(4)今後三者間コンフリクトを迎えるかもしれない大学生に対する意識調査を行い,仕事,育児,介護への選択の傾向や理由を把握した.(5)研究のバックグラウンドをまとめるため,WLB研究や社会学的な家族に関する研究についての文献レビューを行った.(6)企業や自治体などの制度設計および組織内整備のために労務管理に関する文献レビューを行った.また,企業や自治体などの組織に対し,育児・子育て支援の現状,介護支援の現状をヒアリングし,育児と介護が同時発生した際の対象者への対応(支援策)の状況を調査した.研究実績の概要の中で記した6項目の調査・分析に対して,全般的に目標は達成されているものの,いくつか予定通りではない箇所もあった.まず(1)に対しては,政府統計を中心に調査したが,データが未整備であり,仮説を立証するのに十分ではない.(2)に対しては,3500件の調査目標を立てていたが,1割ほどしか達成できていない.これについては,早急に対策を立てないといけない.(3)(6)に対しては,当初の予定通りの進捗状況である.従来のワーク・ライフ・バランス(WLB)研究では,自身の仕事と育児もしくは自身の仕事と親の介護といった二者間のコンフリクトをどのようにバランスさせるかが中心的な話題となっていたが,今後においては仕事と育児(子育て)と介護という三者間のコンフリクトの発生が多くなることが予想される.本研究では,そうした三者間コンフリクトの事例を調査,分析し,問題状況・構造を明確にした上でそのバランスについて検討し,最終的に企業や自治体における支援のあり方を考えることを目的としている.本研究は2年間の期間であり,平成28年度はデータ収集を中心とし,平成29年度は分析,検討を行った.収集データとしては,政府統計資料,首都圏3大学における大学生の将来的WLB意識に関する質問紙調査,企業3社における従業員のWLBの現状に対する質問紙調査,個人20名に対する三者間コンフリクト事例へのヒアリング調査を採取し,これらに対し統計手法やKJ法などを用いて分析,検討した.こうした調査に基づき,主として2つの知見を得た.まずヒアリング調査から,仕事と育児もしくは仕事と介護の二者間のコンフリクトでは,既存の支援制度を利用して現在の立場(職位等)を堅持することは可能だが,三者間になると仕事を辞める/替える人が多くなる現状があぶり出された.また,休暇取得についての職場からの圧力は,二者間であったとしてもWLBに大きく影響していることがわかった.次に,WLBを定量的に捉えることが現状を共有する手段と考え,個人の持つ時間の配分に対して貸借対照表を援用した形でまとめたワーク・ライフ・バランス・シート(WLBS)の開発を行った.その結果,他人や社会からの支援でぎりぎり成り立っている「見かけ上WLBがとれている」人たちや,他人や社会からの支援があれば通常の生活ができる「見かけ上WLBがとれていない」人たちの存在が明らかになった.従来のワーク・ライフ・バランスに関する研究では,自身の仕事と育児もしくは自身の仕事と親の介護といった二者間のコンフリクトをどのようにバランスさせるかが中心的な話題となっていたが,現在,育児(子育て)と介護の同時発生というダブルケアが注目されており,さらに今後は仕事を含めた三者間のコンフリクトが発生していくことが予想される.本研究では,そうした三者間コンフリクトの事例を調査,分析し,問題状況・構造を明確にした上でそのバランスについて検討し,企業や自治体における支援のあり方を考えた.平成29年度は,初年度に集められたデータの分析を中心とし,最終的な提案に至るまでに次の4項目の調査・分析を予定している.

具体的には,以下の4項目を行っていく.(A)育児(子育て)期間の推移と介護を行う期間の推移のモデル化を行い,シミュレートすることでそれらの同時発生期間が増えていくことを検証し,さらに離職率を加えることでどの程度の社会的・経済的損失が発生するのかを分析する.(B)日本における三者間コンフリクトを抱えている(発生している)割合の推定を試みる。(C)三者間コンフリクト所有者へのインタビューの際の発言に対して,KJ法などの言語データ解析手法を用いて構造化し,二者間にはない三者間特有の特徴をまとめる.(D)大学生へのアンケートデータを分析することにより,今後三者間コンフリクトを抱えるかもしれない予備軍が二者間および三者間のコンフリクトに対してどのような印象を持っているのか,またどのように対処しようと考えているのかを明らかにする.これらの分析結果をもとにして,心構え・注意点など本人へ向けての直接的な支援のあり方,休暇制度など企業における間接的な支援のあり方,補助金やスタッフサービスなど国や自治体からの支援のあり方を検討していく.この間,学会発表では産業組織心理学会,日本応用心理学会,日本経営システム学会,日本家族心理学会などで適宜行っていくものとし,あわせてショートレポートを作成しながら国・自治体・企業に提言,啓発を行っていく予定である.経営工学企業・自治体アンケートの対象主体の選定,交渉が難航し,予定していたアンケートがほとんどできていないことによるもの.企業・自治体に対するアンケートの印刷費用,送付回収費用,謝金,および入所作業の外注に対して使用する予定.
人工MPB構造を持つチタン酸バリウムーニオブ酸カリウム複合圧電セラミックスの創成

チタン酸バリウム(BT)ナノ粒子(粒子径:300nm)が3次元的に連続したBT/BTナノ構造セラミックス(相対密度:60%、比誘電率:800、圧電定数:100pm/V)を作製し、その間隙にニオブ酸カリウム(KN)をエピタキシャル充填したKN/BT/BTナノ構造セラミックスを世界で初めて作製し、相対密度80%で、比誘電率1800、圧電定数300pm/Vと大幅な向上を見いだした。昨年度は、チタン酸バリウム(BT)を300nmの粒子径に固定し、その成形体にニオブ酸カリウム(KN)をエピタキシャル被覆したものを作製し、厚さと物性の関係について検討した。その結果、室温での比誘電率はKN厚さが22nmで最大400とまた、電気歪み量は33nmで最大でその見かけの圧電定数は160pm/Vとなった。そこで本年度はこの値を大幅に向上するために、BT粒子同士をネッキングさせることでBT粒子が3次元で連続した構造を作製し、その表面にKNをエピタキシャル成長させることで、BT粒子に生じる構造傾斜領域が3次元ネットワーク構造を持つようにすることで比誘電率および見かけの圧電定数の大幅な向上を検討した。まず、BT粒子と酸化チタン粒子からなる成形体(密度約60%前後)を作製し、それを水酸化バリウムを溶解した水中に入れ、オートクレーブ中で175 ̊C以下で保持することで、BT/BTナノ構造セラミックスを作製した。その比誘電率は800で見かけの圧電定数は100pm/Vであることを確認した。その後、このBT/BTナノ構造セラミックスをグローブボックス中でNbアルコキシド溶液中に浸漬後、水中に浸漬することで水酸化ニオブがBT/BTナノ構造セラミックス中に分散したものを作製後、空気中600°Cで熱処理することで酸化ニオブナノ粒子が内部に分散したBT/BTナノ構造セラミックスを作製した。この操作を繰り返すことでKN/BT比を調整した。その後エタノール中で水酸化カリウムと炭酸カリウムを用いたソルボサーマル処理を230°Cで行うことで、KNがBT/BTナノ構造セラミックスをエピタキシャル被覆したKN/BT/BTナノ構造セラミックスを作製した。その結果、KN/BT比が0.25において、その比誘電率は1800で見かけの圧電定数は300pm/Vであることを確認できた。チタン酸バリウム(BT)をニオブ酸カリウム(KN)でエピタキシャル充填したKN/BTナノ構造セラミックスについて、その物性と微構造の関係について検討した。まず、BTを300nmの粒子径のBT03(堺化学工業)に固定し、その成形体(密度約60%前後)に種々の厚さ(5-50nm)のKNをエピタキシャル被覆したものを作製し、厚さと物性の関係について検討した。その結果、室温での比誘電率および電気歪み量はKN層厚さが約22nmのときに最大となった。また、電気歪み量は30nmで最大となった。次に、BTを500nmの粒子径のBT05(堺化学工業)に固定し、KNをエピタキシャル被覆したものを作製し、厚さと物性の関係について検討した。その結果、比誘電率は25nm、電気歪み量は30nmで最大となった。総合的にはBTの粒子径に関わらず、KN厚さが20-30nm付近において誘電特性や歪み量が最大となることがわかった。また放射光を用いたXRD測定と多層モデルを用いたリートベルト解析の結果、20-30nm付近において構造傾斜領域厚さが最大となることが明らかとなり、構造傾斜領域の厚さと誘電・圧電特性が相関関係にあることがわかった。この原因として、電子顕微鏡観察より30nm以下ではKN/BT界面はエピタキシャルであるのに対し、40nm以上では界面に転移や構造不整合などが観察されるなど界面構造の緩和が確認されたことから、厚く積むことで界面構造が変化することによると考えられる。また、密度の向上についても検討し、BT粒子の粒度分布に3つの山を作り、成形体の密度向上によるナノ構造セラミックスの密度向上を目指した。その結果、現時点で80%の密度を持つKN/BTナノ構造セラミックスを作製できた。このことから、成形体の状態を最適化することで更なる密度向上の可能性を示すことができた。目的とするKN/BTナノ複合セラミックスをソルボサーマル法を用いて作製することができた。電子顕微鏡観察や放射光を用いた界面構造解析により、KN/BT界面がエピタキシャル接合し、かつ歪傾斜構造を有することが明らかとなった。また、この歪傾斜構造の通常部分における体積分率のKNエピタキシャル層厚さ依存性と圧電・誘電特性のKNエピタキシャル層厚さ依存性がほぼ同じ傾向を示すことから、物性と歪傾斜構造とが対応関係にあることを明らかにできた。

この結果は、本申請のサイエンス上のモデルである歪傾斜構造による分極回転領域のKN/BT界面領域への導入と外場による分極回転機構による圧電・誘電特性の発現を指示した結果となっており、この分野では初めての知見となる。これまでの研究により、圧電特性においてBT上に生成したKN層の最適厚さが明らかとなった。そこで今後は、BT粒子のサイズ依存性について検討する。大きさが20nmから300nmまでの範囲において、5種類の大きさのBT粒子を用い、その集積体を作製し、それを基板としてソルボサーマル法により、目的とするKN/BTナノ複合セラミックスを作製し、圧電特性を評価することで、最適なBT粒子の大きさを評価する。次に、現在までBT集積体の作製時に、粒子径分布に意図的な分布を設けることで集積体密度を上げることができ、最終的には高い集積体密度の試料を用いることで、80%以上の相対密度を持つKN/BTナノ複合セラミックスの作製を目指す。これはKN/BT界面面積の増加をも意味しており、BT粒子径を制御することで圧電特性を飛躍的に向上できる可能性が高い。使用する消耗品を精査した結果、繰越金が発生した。これと次年度研究費を合わせて、化学薬品、実験器具、SEM、TEM用消耗品、EPD用消耗品の購入に加え、成果発表等の旅費や実験補助としての謝金に使用する。