hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒトとラットの拒絶反応機序の共通性と分化に関する研究

〔研究の目的〕末期腎不全にたいする根治的外科治療である腎移植の成績向上を得るためには、なによりも拒絶反応の制御が重要である。そのためには、拒絶反応の制御のための免疫学的指標が明らかにされる必要がある。しかも、その免疫学的指標はヒトだけでなく動物実験でも等しく再現されていることが条件となろう。さまざまな免疫学的活性化指標が考えられるが、免疫反応経路の最終段階であるエフェクタ-細胞としての活性化マクロファ-ジ・単球に着目した。ヒトにおいて、SPFC(Spontaneous plaqueーForming Cell)と命名した非特異的な溶血活性をもつ活性化単球を同定する方法を確立し、ヒト臨床における検討からSPFCが拒絶反応の免疫学的指標になりうる可能性を見いだしていた。本研究の課題は、(1)ラットにおいてSPFCが拒絶反応の免疫学的指標となりうるのか、そして、(2)SPFCの溶血機能に関与する細胞膜上のレセプタ-をヒトとラットで同定すること、にあった。〔成果〕(1)近交系ラットにおいて同種皮膚移植を行い、SPFCエフェクタ-の移植皮膚片への浸潤の程度と急性拒絶反応の発症、H1抗原による適合度の違いによる組識適合度の違い、そして、T細胞抑制剤であるFK506とサイクロポリン投与の抑制効果について検討した結果、SPFCの応答は急性拒絶反応と一致した動きを示し、かつ、そのSPFCの免疫応答は反応のピ-ク値からみて組織不適合の違いを反映するものである知見を得た。(2)溶血に関わる細胞膜上のレセプタ-として白血球接着分子のうちCR3(Complement receptor3)がヒトおよびラットそれぞれについてモノクロ-ナル抗体による溶血阻害実験により明らかとなった。〔結語〕非特異的溶血活性をしめすSPFC活性化単球は、Moー1抗ヒトモノクロ-ナル抗体により同定される接着分子CR3をもち、ヒトとラットに共通した拒絶反応の免疫学的活性化指標であることが示唆された。腎移植は末期腎不全患者に対する根治的治療として期待の大きい治療法である。より安全でより成功率の高いものとなるためには,拒絶反応機序の解明に基づいた新しい研究開発が必要である。臨床例における解析検討だけでは不十分であり、また動物実験だけでも臨床への応用の面から限界もある。そこで、ヒトと動物、特にラットにおいて共通した拒絶反応機序の存在が明らかにされ、また新しい研究方法論が提供されるようになれば、免疫抑制療法を含めた移植治療に新しい視点が導入される事になるであろう。現在、拒絶反応の研究面で未解決の分野は、エフェクタ-機構のうちでも、活性化マクロファ-ジまたは活性化単球の産生調節についての免疫遺伝学的検討であり、ヒトとラットのいずれにおいても未知の点である。活性化単球、マクロファ-ジの研究上、試験管内におけるエフェクタ-産生と組織適合性を検討する方法はこれ迄ほとんど研究されていない。本研究者は、溶血活性を示すspontareous plaque-forming cell,SPFC単球をヒトにおいて発見し、試験管内における誘導産生機構を明らかにするとともに、サイクロスポリンをはじめとする免疫抑制剤の抑制パタ-ンおよびサイクロスポリン感受性と移植腎生着に相関のある事を報告した。ヒトで拒絶反応に関わっていると示唆された活性化単球SPFCがラットにおいても同じように拒絶反応と関わり存在する事を見い出した。特にラット同種拒絶反応が強く生じるACI→Lewisの組合せにおいて、拒絶皮膚浸潤細胞中に優位に存在する事が見出された。

ヒトとラットにおいて共通した拒絶反応エフェクタ-である活性化マクロファ-ジSPFCが存在する事、そして最近の研究で、接着分子についてもヒトとラットに共通したレセプタ-が活性化単球に発見されている事も判っている。次年度は、接着分子の共通性と機能分化の検討へと発展してゆくであろう。ヒトとラットに共通した拒絶反応の機序を解明するためエフェクタ-細胞である活性化マクロファ-ジ・単球,SPFC(spontaneous plaquーforming cell)に着目した。本年度の研究として(1)SPFC細胞性エフェクタ-の免疫応答がラットHー1組織適合抗原の違いを反映するかを検討しT細胞活性化との関係を明らかにする。(2)SPFCエフェクタ-の溶血に関わる細胞表面レセプタ-が白血球接着分子と関わることを更に発展させ、モノクロ-ナル抗体によりいづれの接着分子が関与しているかを明らかにする。(3)T細胞を主に抑制する免疫抑制剤を投与し、ラット皮膚移植でのSPFC産生抑制を指標に検討することを行なった。〔結果〕(1)ACI→LewisのHー1抗原の異なる強い組織不適合とF344→LewisのHー1適合の弱い組織不適合間の2つの組合せの同種皮膚移植時において、SPFC細胞エフェクタ-の産生応答は拒絶反応の発症と一致した動きを示した。サイクロスポリン、FK506を投与すると、同種移植皮膚片への浸潤細胞中のSPFC産生応答は対照群と同程度レベルまで抑制されていた。(2)SPFCエフェクタ-は同種赤血球を非特異的に溶血するが、接着分子、LFAー1、CR3、P150、95に対するモノクロ-ナル抗体を用いた阻害試験によって検討したところ、ヒトにおいてはCR3が溶血機能を持つ細胞膜表面レセプタ-であることが明らかとなった。ラットではヒトほどモノクロ-ナル抗体が存在せずエピト-プレベルでの解析は困難であったが、CR3が溶血に関わるレセプタ-として機能していた。〔結語〕非特異的溶血活性を示すSPFCエフェクタ-は、ヒトとラットに同様に存在し、細胞膜上のレセプタ-としてcomplement Receptor3(CR3)が溶血機能をもつことが見い出された。ラットとヒトは、拒絶反応機序として共通したエフェクタ-細胞と表面レセプタ-を有することが明らかとなった。
質量分析法による薬剤血中濃度測定をもとにしたテーラーメイド抗凝固療法の確立

プロトンポンプ阻害薬服用と直接経口凝固薬(DOAC)の血中濃度との関連性を検討し、2018年第66回心臓病学会総会において発表を行った(演題名:心房細動カテーテルアブレーション周術期患者におけるプロトンポンプ阻害薬(PPI)服用による直接経口抗凝固薬の血中濃度への影響)。心房細動に対するカテーテルアブレーションが行われた患者のうち、DOAC服用患者でかつ血中濃度の測定を行えた262名の内、1日2回服用のダビガトラン(DABI 38例、そのうちPPI内服例が10例、非内服例が28例)とアピキサバン(APX 104例、そのうちPPI内服例が38例、非内服例が66例)に焦点を当てて解析を行った。PPI併用群(PPI+) vs.非併用群(PPI-)での比較であるが、まず患者背景には差を認めなかった。DABIの血中濃度/投与量比(C/D比)の比較では、0.046±0.037 vs. 0.104±0.094(P=0.069)であり、PPI+で低濃度の傾向があった。APXのC/D比は17.5±9.7 vs. 14.4±6.2(P=0.045)であり、PPI+の方が高濃度であった。既報の結果からもDABI血中濃度は、PPI併用による胃内pH上昇によって、その溶解度が低下し吸収が低下することで血中濃度が低下することが報告されている。一方のAPXは、これまでPPI併用による血中濃度の変動についての報告はないが、本研究の結果からPPI併用によりAPX血中濃度が上昇する可能性がある。その作用機序としてはAPXの代謝・排泄に関わるこれらの因子のうち、特にPPIと関連が深いCYP2C19やBCRPの関与が考えられる。今後の解析によりさらなる検討を深めていきたい。平成30年度の研究計画は以下の3点であり、現段階での進行状況を報告する。1.データベースの更新、DOACの血中濃度測定、腎機能障害の有無・程度の検討を行う→平成30年度開始時点で我々が有していたDOAC内服中の心房細動患者約2500例に加え、約500例の臨床データ【年齢、身長、体重、CHADS2 score (うっ血性心不全、高血圧、年齢、糖尿病、脳梗塞・一過性脳虚血発作の有無)、心機能、腎機能など】を収集し、データベースに追加した。2.臨床経過(出血性合併症の有無・程度、塞栓症の発生など)を追跡する。→電子カルテを用いて本研究対象患者の臨床経過(出血性合併症を含む合併症、塞栓症、DOAC継続の有無、死亡など)を追跡し、データベースに追加した。3. DOACによる出血性合併症発生リスクの定量化を行う。→リスクの定量化は本研究への登録が終了する平成31年度にまとめて行うことにした。引き続きデータベースの更新を行う。今までの我々の研究から、抗凝固薬内服中に腎機能障害が出現・進行する症例では、出血性合併症が増加するということが分かっている(Miyamoto et al. Heart and Vessels, 2016)。したがって、研究登録開始時のみではなく、その後のフォローアップ時にも腎機能の評価を行い、臨床経過との関連を検討する。本年度は、本研究の最終年度であり、最終的に本研究で登録された全症例を対象として、DOACによる出血性合併症発生リスクの定量化を行う。また現在用いられているDOACの適応および用量調節基準の妥当性を検討する(通常用量内服例と低用量内服例でのDOAC血中濃度および出血性合併症の比較)。本研究では、液体クロマトグラフィー質量分析法を用いてDOACの血中濃度測定を行い、その臨床背景と臨床経過を前向きに追跡することで、DOACの血中濃度をもとにした出血性合併症発生のリスクを定量化することを目的としている。ただし、外来での日常臨床において、出血性合併症を認める頻度はそれほど多くない。したがってまず我々は、外来での日常診療時よりも出血性合併症の頻度が多いと考えられるカテーテルアブレーション時において、DOACの血中濃度と臨床経過(ヘパリン使用量、出血性合併症の頻度)との関連を検討し、2017年第65回日本心臓病学会学術集会シンポジウムにおいて発表を行った(演題名:心房細動カテーテルアブレーション時のヘパリン必要量と直接経口抗凝固薬血中濃度の関連について)。心房細動に対してアピキサバンもしくはリバーロキサバンによる抗凝固療法を行っており、当院にてカテーテルアブレーションを行った95例を対象にした。平均年齢:62±14歳、男性63例(66%)、アピキサバン58例、リバーロキサバン37例で、アピキサバンはアブレーション前日夕まで、リバーロキサバンは前日朝までの内服として、アブレーション当日朝に、液体クロマトグラフィー質量分析法(HPLC-MS/MS, Shimadzu corp. Kyoto, JPN)を用いてDOACの血中濃度を測定した。その結果、アピキサバンにおいては、薬剤血中濃度が低い場合、術中のヘパリン使用量が多くなり、それが出血性合併症や止血遅延を形成しやすくなることにつながることが判明した。本知見により、DOACの血中濃度測定は、カテーテルアブレーション時の管理に有用であることが示されたと同時に、外来での日常診療でも、DOACの血中濃度と臨床経過にはやはり何らかの関係性があることが示唆された。

平成29年度の研究計画は以下の3点であり、現段階での進行状況を報告する1. DOAC(直接経口抗凝固薬)内服中の心房細動患者のデータベースを作成する:研究開始時点で我々が有していたDOAC内服中の心房細動患者約2000例に加え、約500例の臨床データ【年齢、身長、体重、CHADS2 score (うっ血性心不全、高血圧、年齢、糖尿病、脳梗塞・一過性脳虚血発作の有無)、心機能、腎機能など】を収集し、データベースに追加した。2.液体クロマトグラフィー質量分析法を用いたDOACの血中濃度測定(トラフ値およびピーク値)および従来の各種凝固線溶系パラメータの測定:DOAC血中濃度の測定は主に入院患者を対象としているが、本年度だけですでに約250例の症例で、DOACの血中濃度を測定している。また各種凝固線溶系パラメータとして、PT、APTT、TAT、Fibrinogen、SFMC、von Willebrandfactor、FDP及びD-dimerを測定している。3.腎機能障害の有無・程度の検討を行う:腎機能に関しては従来よく用いられている血清クレアチニン値、クレアチニンクリアランス、糸球体濾過量に加えて、シスタチンCの測定も行っている。本年度だけで約250例の症例のデータを収集した。プロトンポンプ阻害薬服用と直接経口凝固薬(DOAC)の血中濃度との関連性を検討し、2018年第66回心臓病学会総会において発表を行った(演題名:心房細動カテーテルアブレーション周術期患者におけるプロトンポンプ阻害薬(PPI)服用による直接経口抗凝固薬の血中濃度への影響)。心房細動に対するカテーテルアブレーションが行われた患者のうち、DOAC服用患者でかつ血中濃度の測定を行えた262名の内、1日2回服用のダビガトラン(DABI 38例、そのうちPPI内服例が10例、非内服例が28例)とアピキサバン(APX 104例、そのうちPPI内服例が38例、非内服例が66例)に焦点を当てて解析を行った。PPI併用群(PPI+) vs.非併用群(PPI-)での比較であるが、まず患者背景には差を認めなかった。DABIの血中濃度/投与量比(C/D比)の比較では、0.046±0.037 vs. 0.104±0.094(P=0.069)であり、PPI+で低濃度の傾向があった。APXのC/D比は17.5±9.7 vs. 14.4±6.2(P=0.045)であり、PPI+の方が高濃度であった。既報の結果からもDABI血中濃度は、PPI併用による胃内pH上昇によって、その溶解度が低下し吸収が低下することで血中濃度が低下することが報告されている。一方のAPXは、これまでPPI併用による血中濃度の変動についての報告はないが、本研究の結果からPPI併用によりAPX血中濃度が上昇する可能性がある。その作用機序としてはAPXの代謝・排泄に関わるこれらの因子のうち、特にPPIと関連が深いCYP2C19やBCRPの関与が考えられる。今後の解析によりさらなる検討を深めていきたい。平成30年度の研究計画は以下の3点であり、現段階での進行状況を報告する。1.データベースの更新、DOACの血中濃度測定、腎機能障害の有無・程度の検討を行う→平成30年度開始時点で我々が有していたDOAC内服中の心房細動患者約2500例に加え、約500例の臨床データ【年齢、身長、体重、CHADS2 score (うっ血性心不全、高血圧、年齢、糖尿病、脳梗塞・一過性脳虚血発作の有無)、心機能、腎機能など】を収集し、データベースに追加した。2.臨床経過(出血性合併症の有無・程度、塞栓症の発生など)を追跡する。
Multi-Omics解析から迫る稀少遺伝性難治疾患の疾患遺伝子同定と病態解明

遺伝要因が未知のヒト稀少難治性疾患を対象に、網羅的遺伝子解析を行い、新規疾患遺伝子の同定を行う。更に、疾患病態解明を目的としてMulti-Omics解析を併用し、変異遺伝子が介する分子病理を解明し、診断法・予防法の開発と「治療戦略」構築を目指す。
老化と肥満による脂肪前駆細胞の分化異常がもたらす慢性炎症の機序解明

加齢とともに、糖尿病や心不全など心血管代謝疾患の発症率が増加する。その病態基盤として慢性的な炎症があり、実際に、高齢者では血中炎症性サイトカイン等の炎症マーカーの増加がみられている。しかしながら、なぜ加齢に伴って基礎的な炎症レベルが上昇するのか、心血管代謝疾患を発症・進展してしまうのかは分かっていない。我々はこれまでに、脂肪組織で端を発した炎症シグナルが膵島に拡大・波及することで糖尿病を誘導することを明らかとした。さらに、脂肪組織における炎症のトリガーを脂肪幹細胞から分化する炎症性細胞(APDP細胞, Adipocyte progenitor-derived proinflammatory cells)が担うことを見出した。APDP細胞はMCP-1/CCL2を分泌することで単球を脂肪組織に誘導することで、脂肪組織を支持する一方で、高脂肪食負荷により細胞数が増加し慢性炎症を惹起する。興味深いことに、加齢に伴ってAPDP細胞が脂肪組織に蓄積し、脂肪幹細胞の分化が脂肪細胞よりもAPDP細胞へと偏向分化が起こっていることから、APDP細胞が加齢関連疾患における慢性炎症に関わることが示唆された。脂肪幹細胞のトランスクリプトーム解析を行ったところ、加齢に伴って脂肪幹細胞は炎症形質を獲得するとともに、APDP細胞のトランスクリプトームに近づくことが分かった。このことから、脂肪幹細胞は加齢に伴って分化異常を生じ、APDP細胞へと分化することによって慢性的な炎症をもたらすことが示唆された。脂肪幹細胞が加齢によってどのように分化異常が生じるのか、細胞間相互作用及び内在的な老化シグナルに着目して現在解析を行っている。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
吸入麻酔薬の脊髄における鎮痛作用の解明

全身麻酔薬は意識消失、不動化および自律神経抑制などの作用を有し、その作用機序として非特異説、および特異説が考えられている。近年、揮発性麻酔薬の不動化を示す指標としての最小肺胞濃度(minimum alveolar concentration : MAC)が脳ではなく脊髄レベルで決定されるという報告がある。また、多くの揮発性麻酔薬が臨床濃度でGABA_A受容体に作用し、抑制性電流を増強させることがわかっている。そこで、痛みの伝達に重要な部位である脊髄後角におけるイソフルランの作用機序をラット脊髄スライス標本を用いて、後角第II層細胞からホールセルパッチクランプ法により電気生理学的に解析した。1.5%イソフルラン(1MAC)は脊髄後根誘起による単シナプス性興奮性シナプス後電流(excitatory postsynaptic current : EPSC)ではなく、多シナプス性EPSCを抑制した。また、イソフルランは自発性放出によって生じる微小EPSCの頻度および振幅には影響を及ぼさなかった。それに対して、イソフルランは局所刺激によるGABA_A受容体を介する抑制性シナプス後電流(inhibitory postsynaptic current : IPSC)および微小IPSCの減衰時間を延長させた。さらに、ムシモール(GABA_A受容体アゴニスト)の潅流投与によって誘起される電流の振幅を増大させた。しかし、脊髄後角細胞における活動電位の発生にはほとんど影響を及ぼさなかった。以上の結果から、脊髄後角細胞のGABA_A受容体を介する抑制性シナプス伝達を増強させることが、イソフルランの脊髄レベルにおける抗侵害作用メカニズムであるといえる。1MACイソフルランは脊髄後根誘起による単シナプス性興奮性シナプス後電流(excitatory postsynaptic current : EPSC)ではなく、多シナプス性EPSCを抑制した。さらに、GABA_A受容体アゴニストによる電流の振幅を増大させた。しかし、後角細胞における活動電位の発生にはほとんど影響を及ぼさなかった。

また、イソフルランは自発性放出によって生じる微小EPSCの頻度および振幅には影響を及ぼさなかった。それに対して、イソフルランは局所刺激によるGABA_A受容体を介する抑制性シナプス後電流(inhibitory postsynaptic current : IPSC)および微小IPSCの減衰時間を延長させた。以上の結果から、脊髄後角細胞のGABA_A受容体を介する抑制性シナプス伝達を増強させることが、イソフルランの脊髄レベルにおける抗侵害作用メカニズムであるといえる。ところで、ERK(extracellular signal-regulated kinase)は細胞内情報伝達系に関与するMAPK(mitogen activated-protein kinase)ファミリーの一つで、痛み刺激によってリン酸化ERKが脊髄後角浅層の神経細胞に発現してくる。今後、この侵害受容マーカーのリン酸化ERKに対するイソフルランの作用について検討していく予定である。全身麻酔薬は意識消失、不動化および自律神経抑制などの作用を有し、その作用機序として非特異説、および特異説が考えられている。近年、揮発性麻酔薬の不動化を示す指標としての最小肺胞濃度(minimum alveolar concentration : MAC)が脳ではなく脊髄レベルで決定されるという報告がある。また、多くの揮発性麻酔薬が臨床濃度でGABA_A受容体に作用し、抑制性電流を増強させることがわかっている。そこで、痛みの伝達に重要な部位である脊髄後角におけるイソフルランの作用機序をラット脊髄スライス標本を用いて、後角第II層細胞からホールセルパッチクランプ法により電気生理学的に解析した。1.5%イソフルラン(1MAC)は脊髄後根誘起による単シナプス性興奮性シナプス後電流(excitatory postsynaptic current : EPSC)ではなく、多シナプス性EPSCを抑制した。さらに、ムシモール(GABA_A受容体アゴニスト)の潅流投与によって誘起される電流の振幅を増大させた。しかし、脊髄後角細胞における活動電位の発生にはほとんど影響を及ぼさなかった。
国内世論と選挙から見る観衆費用理論の再検討

本プロジェクトは,国内世論や選挙サイクルが国家の対外行動に与える影響を解明したものである.政治指導者は,武力威嚇の撤回に伴う観衆費用と,強硬策を望まない国民からの支持喪失という2つの政治コストの間のトレードオフを考慮して紛争行動を選択する理論を構築した.また,政治指導者は,国政選挙が近いときに国際紛争を仕掛ける傾向があり,一方,国政選挙が遠いときに領土交渉から引き下がりやすくなることを実証した.成果は3本の英語論文にまとめて国際学会において発表し,うち一本は国際学術誌に掲載された.[研究目的・方法]本研究の目的は,政治指導者に対する世論の支持率や選挙近接性が,国際危機における政治的コストである観衆費用の大きさや顕在度に与える影響,および,その結果として国際紛争の勃発や平和的解決がもたらされるメカニズムを解明することである.それにより,一般に民主主義国において大きいとされてきた観衆費用について,同じ民主主義国内,あるいは異なる民主主義国間で,国内政治状況や時期により,バリエーションが存在することを明らかにする.この目的達成のため,本研究では,ゲーム理論を用いた数理モデル分析,その理論モデルから導出した仮説を実証する計量分析,およびモデルが描くメカニズムを実際の歴史的事象で確認する比較事例分析を行う.[研究成果]本年度の主たる研究成果は2点である.第1に,国内世論と観衆費用,国際紛争との相互作用を記述したフォーマル・モデルの構築に取り組んだ.本モデルでは,国際危機において政治指導者は,武力行使の威嚇を撤回すれば有権者の支持を失うというスタンダードな観衆費用に加え,有権者の選好に沿わない対外行動を行ったときもまた,国内的政治コストを支払うと想定した.それにより,従来の観衆費用モデルでは捉えきれていなかった,政治指導者が時に公の場で威嚇を発することを避け,経済制裁,軍隊の動員等,相手国に対しインプリシットな威嚇を頻繁に行ってきたという,経験的な観察に理論的根拠を与えることができる.第2に,選挙と観衆費用の関係について実証分析を行った.まず,観衆費用メカニズムの顕在度は選挙近接性に依存すると考えれば,政治指導者が,有権者に失政と映るような,相手国に対する要求の撤回や妥協・譲歩を行うのは,選挙が遠いタイミングであると予測できる.この仮説を検証するため,エストニアとラトビアがロシアとの間に抱えていた領土問題を対象とした比較事例分析を共同研究者と行った.上記研究成果の中間報告の場として,平成27年夏季に米国・サンフランシスコで行われたAPSA(アメリカ政治学会)年次総会で口頭発表の機会を得ることができた.その後,選挙と観衆費用についての比較事例研究の論文は,平成28年度早々に国際学術誌であるJapanese Journal of Political Science誌に掲載された.[研究目的]観衆費用研究では,非民主主義国に比して民主主義国において大きいという理論予想にもとづき,政治体制の差異により政府の対外行動のバリエーションを説明する先行研究が蓄積されてきた.しかし,前年度の本研究により,観衆費用モデルには理論的に未開発な部分が依然残されていることが明らかとなり,その問題点を修正した理論の精緻化を目的とし,引き続き国内世論と選挙を焦点に観衆費用モデルについて理論・実証研究を行った.[研究成果]第1に,国内世論と観衆費用については,経験的にしばしば観察される,有権者が武力行使の威嚇のような強硬姿勢を支持していない状況を組み込んだモデル分析を継続した.また,それに加え,平成28年度は,政治指導者に対する有権者の支持率が,相手国から見た武力行使の信憑性に与える影響の実証分析も行った.従来の観衆費用理論では,国家の対外政策について政府と有権者との間にコンセンサスが暗黙裡に仮定され,民主主義国が行う武力行使の威嚇の信憑性は一般に高いと予測されてきた.しかし本研究では,指導者に対する世論の支持率の変動に応じ,威嚇の信憑性もまた変動することを明らかにした.第2に,選挙と観衆費用については,前年度の比較事例分析が,領土問題のような国際紛争からの撤退という対外政策決定上の差異を選挙近接性との関係から分析したのに対し,今年度は,逆に政治指導者による国際紛争の開始・勃発という現象を分析対象とした共同研究を行った.その結果,政治指導者は観衆費用の変動に応じ戦略的に対外政策選択を行っており,選挙近接性が特に民主主義国による国際紛争の開始に大きな影響を与えることが確認された.なお,本分析の中間成果については,平成28年度春季のMPSA(米国中西部政治学会)と夏季のAPSA(米国政治学会)において報告し,国際学術誌への投稿に向け,現在,論文修正を行っている.本プロジェクトは,国内世論や選挙サイクルが国家の対外行動に与える影響を解明したものである.政治指導者は,武力威嚇の撤回に伴う観衆費用と,強硬策を望まない国民からの支持喪失という2つの政治コストの間のトレードオフを考慮して紛争行動を選択する理論を構築した.また,政治指導者は,国政選挙が近いときに国際紛争を仕掛ける傾向があり,一方,国政選挙が遠いときに領土交渉から引き下がりやすくなることを実証した.成果は3本の英語論文にまとめて国際学会において発表し,うち一本は国際学術誌に掲載された.世論と観衆費用に関するフォーマル分析の論文については,理論メカニズムの例証に用いようと計画していた事例をとりまく国際情勢で,平成27年の秋季に顕著な変化があったため,一部の資金を平成28年度に繰り越すかたちで論文の内容を再検討することとした.

それに加え,平成28年度は世論と観衆費用,選挙と観衆費用,それぞれの関係について,本格的にラージN分析を行う.28年度が最終年度であるため、記入しない。国際政治学28年度が最終年度であるため、記入しない。
縮小成形機構を有するタンデム型微細放電加工法の開発

本研究では,亜鉛合金の特徴を活用し,かつ連続加工へ適用できるタンデム電源方式を用いた多角形形状の微細穴加工法を提案した。成形プレートに対して,あらかじめ四角形状,六角形状などの目的とする形状加工を施し,揺動運動を付与した成形プレートに放電させながら電極を通過させ,微細軸を縮小成形する。揺動幅を制御することによって任意の大きさの多角形微細電極の成形が可能となる。成形プレートが消耗が小さい条件,タンデム電源の構成,制御アルゴリズムなどを検討し,タングステンプレートに対して連続的に六角形などの微細穴を加工することに成功した。本実験では,電極の成形加工と微細穴加工とを同時に実行するために,2つの電源構成を持つ加工機の製作が必要となる。予備実験として,単独の電源により行った結果,比較的長いパルスの条件において,成形プレートがほとんど消耗せずに,亜鉛合金の微細軸が成形されることが明らかとなった。このことから,軸成形側はトランジスタ放電回路の構成が好ましい。一方の微細穴加工側は短パルス放電が有効であり,容易に短パルス放電が実現するRC回路において良好な加工特性を示した。また,電極に対して成形プレート側,穴加工側がともに陽極の場合において,加工特性も高く,その加工状態も安定したことから,電極を両電源のグランドとしてそれぞれの回路を構成した。主軸の制御は,比較回路を通して両電源における極間電圧の小さい方の値を制御信号として取り出し,これを基準電圧と比較するプログラムとした。これによって,軸成形,穴加工のいずれかの加工において短絡が発生しても電極を上方に回避させることが可能となった。また,構成した加工機によって同時加工を実施した。あらかじめ多角形の穴形状を付与した成形プレートに円揺動を与える縮小機構を用いて,多角形形状の電極を機上で成形することが可能であった。なお,円揺動を与ることによって極間において常に解放空間となる部分が生じ,これが順次移動するため,加工屑が効率的に排出され加工は極めて安定した。さらに,機上で成形されながら繰り出された電極によって,そのまま薄板プレートに微細穴加工が可能であることを確認した。この場合,亜鉛合金電極では,プレート加工の際に電極の消耗がかなり大きくなることが明らかとなり,これを抑えるための電気条件を選定した。特に,電極消耗は電極面積に依存したことから,より微細化を目指すために今後は電極材料を含めた検討も実施する。初年度は,実験の基盤となるタンデム型微細放電加工機を製作した。本加工機には,微細軸成形と成形した微細軸による微細穴加工に対応できるように2つの電源を搭載する必要がある。単独の電源により行った予備実験により,比較的長いパルスの条件において,成形プレートがほとんど消耗せずに,亜鉛合金の微細軸が成形されることが明らかとなった。このことから,軸成形側はトランジスタ放電回路とした。一方の微細穴加工側は短パルス放電が有効であり,容易に短パルス放電が実現するRC回路とした。電極に対して成形プレート側,穴加工側がともに陽極の場合において,良好な加工特性を示したことから,電極を両電源のグランドとして回路を構成した。主軸の制御は,比較回路を通して両電源における極間電圧の小さい方の値を制御信号として取り出し,これを基準電圧と比較した。これによって,軸成形,穴加工のいずれかの加工において短絡が発生しても電極の回避が可能となった。構成した加工機によって同時加工を実施した。あらかじめ多角形形状の穴形状を付与した成形プレートに円揺動を与える縮小機構を用いて,多角形形状の電極を機上で成形することが可能であった。この結果,電極成形においてジャンプ動作は不要となり,全体として加工効率を向上できた。本研究は,多角形形状の微細穴を連続的に加工する放電加工法の確立を目的としている。電極となる微細軸の成形を機上にて実行し,そのまま穴加工へと移行する加工システムであり,電極の傾き,位置決め等における誤差の排除が可能である。電極の成形加工と微細穴加工とを同時に実行するために,2つの電源構成を持つ加工機の製作が必要となる。予備実験として,穴加工と電極成形とをそれぞれ単独の電源により行った結果,プレート側の極性をプラスとしたトランジスタ回路を選択することによって,成形プレートがほとんど消耗せずに,高速に亜鉛合金の微細軸が成形されることを確認した。一方の微細穴加工は,電極をマイナス極としたRC回路において,電極の消耗を抑えることが可能となった。これらの電源構成によって同時加工を実行するために,電極を両電源のグランドとしてそれぞれの回路を構成した。

主軸の制御は,比較回路を通して両電源における極間電圧の小さい方の値を制御信号として取り出し,これを基準電圧と比較する制御プログラムとした。また,連続的な穴加工に対応できるように,貫通穴判定機能を付加した。非常に短いパルス幅の信号を取り出すため,電子回路とPCによるプログラムとを併用したシステムを構成した。構成した加工機によって同時加工を実施した。あらかじめ多角形形状の穴形状を付与した成形プレートに円揺動を与える縮小機構を用いて,多角形形状の電極を機上で縮小成形した。なお,円揺動を与えることによって極間において常に解放空間となる部分が生じ,これが順次移動するため,加工屑が効率的に排出され加工は極めて安定した。この結果,電極成形においてジャンプ動作は不要となり,全体として加工効率を向上できた。さらに,貫通穴の検出によって連続穴加工の自動化が達成され,四角形,六角形などの多数個の微細穴放電加工が実現した。生産工学研究に用いる装置の製作とその動作確認は順調に行えた。また,実際に2つの電源を用いた同時加工にも成功し,今後は連続的な加工へと発展させる段階にきている。各種材料への適用あるいは加工精度といった面ではもう少し検証を行う必要があるが,全体としては順調に研究が進んだと思われる。また,研究の展開として,気中放電による表面改質も実施した。走査放電による部分的な表面改質の可能性も示すことができた。初年度は,研究に用いる装置の製作とその動作確認が主体であった。これまで自作した放電加工機により,絶縁性セラミックスの放電加工法やスリット間隙を自動追跡させながら微細軸を成形する方法を提案してきた。自作するメリットとしては,市販の加工機には無い制御を自由に組み込める点にある。研究の基盤となる装置の製作においてこのような経験があり,この装置作りのノウハウを活用したことで順調に研究が進んだと思われる。制作したタンデム型放電加工機による微細加工を引き続き実行し,その加工特性を詳細に検討する。その上で,連続的な微細穴加工を実施する。多数穴の加工を目標とするため,加工はすべて自動化する方向で検討する。まずは,一つの穴加工において貫通状態を判断する。加工物の下部にダミーワークを設置し,ここに流れる放電電流によって貫通を判断する。放電電流は,カンター回路によって計測し,任意の放電数に達した時点で,自動的に次の穴加工へと移行するプログラムを組み込む。この場合,ノイズによって誤作動を生じる可能性があるので,状況に応じて検出する放電数,フィルターの付与,プルアップ回路によるパルス抽出を検討する。さらなる微細化の検討として,電極材料を変更し,その材料に適応した電気条件を検討する。この際の微細形状の計測には機上での画像処理を検討する。また,電気条件からのアプローチとして抵抗体成形プレートの適用を試みる。形成プレートを抵抗体とすれば,これが充電抵抗に相当し,極限まで浮遊容量を減らせる可能性がある。プレート材料にはドープ量を変化させたシリコン,グラファイト,SiCの適用を検討し,その効果を調査する。
半導体超微粒子膜の調製,物性と応用

半導体超微粒子の物性は分子からバルク物質への遷移領域に属するものであり,いずれとも異なった特異な特性を示すことから調製と物性に関する研究が活発に行われてきている。半導体超微粒子の研究は主として溶液中に超微粒子が均一に分散した状態で行われてきたが,この様な系のみでは半導体超微粒子の応用範囲が限定されてしまう。これを解決する方法の1つとして,半導体超微粒子を膜状に固定化することを試み,以下の知見が得られた。(1)ポリビニルピロリドンで安定化した酸化チタン超微粒子溶液に電場を印加することにより,カソード上に酸化チタン超微粒子ゲルが調製できることを明らかにした。この酸化チタン超微粒子膜は硝酸イオン還元および二酸化炭素の光還元反応に対して顕著な光触媒活性を示し,高い量子効率で各々アンモニア,メタノールが選択的に生成することを初めて見出した。さらにこの超微粒子膜を光触媒に用いて二酸化炭素と硝酸イオンの共存下で光照射することにより,尿素を光合成することに初めて成功した。(2)テトラエトキシシランとチタンテトラエトキシドを同時に加水分解することにより調製した酸化チタン超微粒子ゾル溶液をガラス基板上に塗布・乾燥させることによって,容易にシリカマトリックスで安定化された酸化チタン超微粒子膜を調製でき,得られた酸化チタン超微粒子膜で二酸化炭素の光還元反応を行うと還元生成物として一酸化炭素とギ酸が生成し,その割合は用いた溶媒の誘電率により変化することを見出した。(3)原子レベルで平滑な金単結晶表面に硫化カドミウムをチオール化合物で化学結合させることにより単粒子膜を形成させた。この膜のSTM観察により23nmの大きさの球状の超微粒子が観察され,単粒子膜が形成されていることが確認できた。さらに一つの硫化カドミウムに注目しトンネル分光測定を行うことにより,単一半導体超微粒子のエネルギー構造を決定することができた。(1)酸化チタン超微粒子を光触媒として用いるためには、これを安定な膜にすることが望ましい。このような考えで、まず酸化チタン超微粒子膜の調製条件の検討を行った。その結果ポリビニルピロリドンを安定化剤に用いて2-プロパノール溶液中でチタンテトライソプロポキシドを加水分解させて酸化チタン超微粒子ゾルを形成させ、これに電場を印加すると、陰極上に酸化チタン超微粒子を60%取り込んだポリビニルピロリドン膜が生成することを見出した。超微粒子の大きさは17ナノメータで平均粒径は3.3ナノメータであった。生成した超微粒子膜は2プロパノールの光酸化によるアセトン生成や硝酸イオンの還元によるアンモニアの生成に対して活性を示す光触媒として機能することが明らかになった。(2)調製した酸化チタン超微粒子膜は、炭酸プロピレン溶液中で二酸化炭素の還元に対しても顕著な光触媒活性を示し、選択的にメタノールが生成することを見出した。すなわち、二酸化炭素を飽和した炭酸プロピレン溶液中に正孔補促剤として、2プロパノールを共存させて超微粒子膜を浸漬し、紫外光を除去した超高圧水銀灯の光を照射すると、二酸化炭素の還元生成物としてのメタノールが生成することを見出した。生成したメタノールが二酸化炭素の還元によるものであることは標識実験で確認した。これまでに二酸化炭素の光還元に関する研究は数多く行われているが、選択的にメタノールが得られたのは、本研究がはじめてであるといっても過言ではない。

半導体超微粒子の合成は通常,溶液あるいは固体マトリクス中で行われているので,量子サイズ効果による半導体超微粒子の粒径に依存した様々な物理化学特性はこれまである粒径分布を有する超微粒子の平均として得られており,単一粒子が有する特性を測定した例はほとんどない。本研究ではチオール誘導体を用いて硫化カドミウムを金単結晶表面に強固に固定した単粒子膜を調製し,走査型トンネル顕微鏡(STM)により膜中の個々の粒子を観察するとともにトンネル分光によりエネルギー構造を求めた。その結果,以下のことが分かった。(1)原子レベルで平滑な金単結晶表面に硫化カドミウムをチオール化合物で化学結合させることにより単粒子膜を形成させた。この膜のSTM観察により23nmの大きさの球状の超微粒子が観察され,単粒子膜が形成されていることが確認できた。(2)一つの硫化カドミウムに注目しトンネル分光測定を行ったところ,得られた電流電位曲線は正・負両バイアスともバイアス電流が流れるための境界電圧が存在しており,バンドギャップを有する半導体特有の形状を示した。しかしn型バルク半導体とは異なり,正バイアスで電流の整流性が見られないことから,超微粒子においては粒子中に電荷空乏層が形成されていないことが示唆された。(3)電流電位曲線の微分プロットより,1つの超微粒子についてのエネルギーギャップを求めることができた。粒径の異なる硫化カドミウム超微粒子について同様の実験を行いエネルギーギャップを求めたところ,エネルギーギャップの粒径依存性はtight-binding法により理論的に予想される値と良い一致を示した。このことからトンネル分光法は単一半導体超微粒子のエネルギー構造を決定するのに有効な手法であることが分かった。
光学活性アジリジンを合成素子とするペプチドイソスターの立体選択的合成法の開発

本年度は、昨年度の研究において確立した、三置換・四置換アルケンを有する新規(E)-アルケン型ジペプチドイソスター(EADI)の効率的合成法をもとに得られたD-Phe-ψ[(E)-CMe=CH]-L-Val型(A)、D-Phe-ψ[(E)-CMe=CMe]-L-Val型(B)の各イソスターを用いた環状RGDペプチドの構造活性相関研究に取り組んだ。強力かつ選択的なα_Vβ_3インテグリンアンタゴニスト活性を有するcyclo(-Arg-Gly-Asp-D-Phe-Val-)1およびcyclo(-Arg-Gly-Asp-D-Phe-MeVal-)2におけるバリン残基のN-メチル基の有無による活性と構造の違いについて合理的に検討する目的で、ペプチド1のtypeII'βターン構造のi+1およびi+2残基目に相当するD-Phe-Val/MeVal部位に、上記イソスターおよびD-Phe-ψ[(E)-CH=CH]-L-Val型(C)・D-Phe-ψ[(E)-CH=CMe]-L-Val型(D)イソスターを適用した各種ペプチドを合成し、生物活性の評価を行った。その結果、イソスターのβ-メチル基を有するペプチド(BおよびD)とこれを有しないペプチド(AおよびC)の活性の差異はほとんど認められず、バリンのN-メチル化による2の活性の上昇は、メチル基の立体的な要因によるものではないことが明らかとなった。さらに、イソスターを含むすべてのペプチドについて、_1H-NMRとInsightII/Discoverを用いた分子動力学計算に基づく詳細な構造解析を行い、WipfやGellmanらにより提唱されたAおよびB型のイソスターによるβターン構造の安定化効果は、少なくとも環状ペプチドでは期待できず、また、ペプチド1に見られるβターン構造にはバリン残基のアミド水素が必要不可欠であることを明らかにした。
近世節用集の基礎情報総合事典のための基礎調査・研究

研究計画の推進のため、近世節用集のうち17世紀刊行書、特に寛永年間(16241644年)後半から寛文年間(16611673年)に刊行された『真草二行節用集』諸本の現存本全数調査を中核にするとともに、各所蔵先における他の節用集および関係書籍の書誌的調査と写真撮影による資料収集を行なった。なお、試験的な取り組みであるが、年度当初に調査・資料収集を集中させることにより、研究計画の効率化をはかることとした。調査を実施した図書館・文書館および調査時期はつぎの通りである。大谷大学図書館・福島県立文書館・名古屋大学附属図書館・名古屋大学文学部図書館・西尾市立岩瀬文庫(4月)・青山学院大学文学部国語国文学研究室・京都大学大学院文学研究科図書館・群馬県立文書館・国立公文書館・千葉県立文書館・東北大学附属図書館・都立中央図書館・法政大学図書館・横浜国立大学附属図書館・松本市立文書館(5月)・栃木県立文書館・東京大学附属駒場図書館・国文学研究資料館(6月)。原資料収集は、四天王寺(大阪、4月・10月)、京都市勧業館(5月)、東京古書会館(6月)、下鴨神社(京都、8月)、大阪天満宮(10月)、知恩寺(京都、10月)などにおもむいて行なうかたわら、旅費の節約および旅行時間の省略が期待されるのでネットオークションも利用した。その結果、節用集については、17世紀刊行書2、18世紀刊行書5、19世紀刊行1を得た。関連書については、和玉篇等漢字典4、韻書1、詩作参考書1、本草関連書2、仮名遣書1を得た。研究成果としては、調査過程でえた知見を反映させたものが2点ある(5月、9月刊行予定)。また、『近世節用集事典(稿)』(https://www1.gifu-u.ac.jp/satopy/kkn1619.htm)において適宜調査情報を追記している。17世紀中ごろの節用集の刊行は、『真草二行節用集』と称するものにほぼかぎられていた。書名の変更もなく刊行され続けたが、早く高梨信博「『真草二行節用集』諸版の本文と性格」「『真草二行節用集』の版種」の2論考により、内容・体裁上の変化はゆるやかに進行していたことが報告されている。ただこの2論考はともに1996年に公刊のため、現在の研究水準からすると言及しきれていない部分がある。そこで、本年度の研究計画においては、18世紀中ごろの節用集刊行状況の全貌をあきらかにすべく、現存書の全数調査を企図し、ほぼ計画どおりに遂行した。この結果明らかになったことを摘記すれば次のよう。(1)寛永15年本の現存諸本は同一版木ながら補刻のため4段階に区分できる。(2)慶安3年本も補刻により2段階に分れる。(3)慶安4年孟冬本では2種の版木を用いたこと、それぞれに一部別版を用いたものが存すること。(4)万治2年本を改修した異本が香川大学に存し、これをもとに無刊記本が作られ、さらにその復刻本(覆刻本)が存すること。原資料収集は、数のうえでは低調であった。そのなかで、早引節用集の発想を促したかとされるも、現存数の少ない『早引和玉篇大成』(享保5年刊)を得ている。また、『江戸大節用海内蔵』(文久3年刊)は紺色表紙本を得た。初刷にごく近い状態のものと思われ、刊行をめぐる諸研究に資することが期待される。このほか『字典節用集』(寛延5年刊)・『真草二行節用集』(寛文3年刊)など、現存数の極端に少ないものが得られており、結果的には充実した収集ができた。平成30年度においては、これまで手薄だった17世紀中ごろ刊行の節用集を中心に調査し、一応の見通しを得た。つづく令和元年度では、17世紀末前後に刊行された諸本を中心に全数調査を行なうこととする。この時期は、版権管理制度の法的準備が進み、無断複製(重版)・意匠剽窃(類版)の禁令が発布されるに至る。出版界は混乱に見舞われたであろうが、これまでその種の報告がなされてこなかった。これは、版権問題への研究・言及が国文学作品を中心に行われたからであろう。したがって、実用書であり、頻繁に出版された節用集類では、また別の展開があるように思われる。当時の節用集出版をめぐる諸様相を明らかにすべく、全数調査を実施したく思う。なお、平成30年度の調査段階で、『真草二行節用集』の刊行インターバルに極端な粗・密の差があることが指摘できるが、なかには正保3年・慶安4年のように同年中の秋・冬2回の刊行が認められる年もある。こうした現象の解明は困難をきわめる。本屋仲間のような機関がないため関係文書が残されていないことが最も大きな障害である。これをどのように突破していくか、今後の課題とせざるをえない。あるいは、寛文から元禄を中心に進める令和元年度の調査・研究において、何らかの手がかりが得られることを期待するとともに、柏崎順子の推進する、新たな視点からする「江戸版」研究に注目したく思う。

これは、上方版に対する用語だが、ときに粗悪本とのニュアンスを帯びるものである。が、柏崎は一種のライセンス生産のように捉えており、節用集刊行手法・刊行経緯の解明に有効であるかと思われ、情報摂取をすすめたい。近世節用集および関連辞書資料の調査・撮影を、福井県立図書館・福井県文書館(以上8月)・秋田県立図書館・秋田市立図書館・秋田県立博物館・にかほ市象郷土資料館(以上9月)・もりおか歴史文化館・八戸市立図書館(以上10月)・神戸女子大学附属図書館(平成29年2月)・龍谷大学附属図書館(3月)において実施することができた。このうち、秋田県立博物館では『新節用万物大成』(宝永頃刊)を確認、これまで知られていなかったものである。また、秋田県公文書館蔵の「節用集」(仮題。享保18年頃刊)は、内題部分を削除して空白のまま刊行したものであり、かつ『新節用万物大成』の再版とおぼしいものである。未発見の本を、秋田の地で2か所も所蔵していることは、書籍流通面での新知見を得ることになるかもしれず、本研究課題においても貴重な知見につながる可能性がある。以上の調査に付随して、予備的調査として、由利本荘市本荘郷土資料館・同中央図書館において所蔵書・所蔵者の情報収集をおこなうことができた。これは、国会図書館所蔵の『寿海節用万世字典』の旧蔵者・渡部幾松(同書中の署名による。享和3年時点で6歳ないし7歳。在、出羽由利郡本庄□金浦新町)の家庭環境などの情報と突き合わせ、近世節用集の使用者上の具体例を描出できる可能性を探る意味のあるものである。節用集の原本購入は、17世紀刊行書5点、18世紀刊行書3点、19世紀刊行書4点を得た。関連書として『大広益会玉篇』(寛永8年刊。零本)ほか漢字字典4点、『日本王代一覧』(寛文4年刊)ほか3点を得た。いずれも端本であったり、汚損の目立つものなので、当初予定していたweb公開は見合わせている。ただし、『節用集』(上巻端本)は寛永6年刊本であって、他に東京女子大学(完本)・福岡市立博物館(上巻零本)などの所蔵があるだけなので、公開の方向で検討したく思う。まず、これまで調査の手が及ばなかった青森・岩手・秋田・福井各県における調査を実施できたことが大きい。この段階で、すでに計画どおりの進展を見ているといいうる。さらに、概要でも触れたように、これまで知られていなかった『新節用万物大成』(宝永頃刊)とその再版本とおぼしいもの(しかも内題を削除するという不体裁をともなう)を秋田の地で発見できたことは注意される。すなわち、近世の書籍流通(あるいは「辞書流通」と限定すべきか)および刊行という事態が、地域的特殊性を持つケースである可能性があるからである。一定の実用的語彙量をもつ節用集が、地域的に限定されながら印刷された例は、早引節用集についなならば福島・松本・仙台などの例がある。が、秋田県立博物館の『新節用万物大成』(宝永頃刊)は、イロハ・意義分類体で挿絵入り教養記事を擁する、早引節用集よりも手の込んだタイプのものであり、その点でも注意すべきである。このような地域性のあるものについては、松本・仙台の早引節用集複製のように他地での売買がなされたため、版権問題となったことにより発覚したのであるが、そうでなければ察知しにくいものである。今回、秋田において、地域的な流通・出版の事例を確認できたことは、本研究課題にとって予想外の進展といえよう。ただし、そのような特殊な存在であることを確実に論証するには今後の検討如何にかかっており、その意味ではいまだ可能性段階にとどまる事例ではある。近世節用集および関連辞書資料の調査・撮影については、新潟県立図書館・新潟県立文書館・長岡市立中央図書館・長岡市立互
最適な表面性状の高温固体面への液滴衝突でミストを生成・輸送する新規消火方法の開発

複数の液滴を連続的に滴下して消火できる範囲を拡大することが目標.以下の三つに着目.1)液滴複数系統を同時に滴下して消火範囲が最も広くなる位置の最適化,2)液滴の連続滴下によるミスト群の連続発生限界の測定,3)液滴衝突の瞬間挙動を詳細に観察し,衝突後の挙動と消火確率との関係を調査.本研究は,加熱固体表面に消火剤液滴を衝突させて蒸気化・二次微粒化し,これを利用して上方の火炎を消火させる「間接消火」を対象としている.平成30年度は,特に複数液滴の落下による消火範囲の拡大効果に着目した.純水にセラミック系接着剤を一定割合混合し,これを加熱されたステンレス金属表面に塗布して表面改質を施した.ここに消火剤液滴を滴下してその上方に配置した火炎を消火させた.このとき液滴を一滴落下させる場合は,火源中心から徐々にx方向(横方向)へ落下位置をずらし,消火確率の変化を測定した.また液滴を二滴落下させる場合は,火源を挟んで左右対称に滴下位置を配置し,徐々に火源からのx方向距離(横方向)を両方とも離しながら,消火確率の変化を測定した.一滴と二滴の効果を比較した結果,蒸気群の干渉で消火に有効な液滴間距離は20mm程度となった.なお表面改質した200度以上の加熱固体表面へ落下する一滴の液滴蒸発挙動から,少なくとも5秒間隔で液滴を落下させることで連続的に火源を窒息できることがわかった.ただし,火源への連続滴下で表面温度は最大50度程度まで低下するため,間接消火の効果が限定される可能性がある.木材火災のように芯材内部まで高温を保っている場合もあるため,連続落下の有効間隔は今後も別途検討すべき項目である.接写による液滴衝突挙動の観察から,表面改質を施した場合,衝突後に固体表面に沿って液膜が拡大する途中でその進路を妨げられ,蒸気発生範囲を縮小している様子がわかった.これにより一滴の消火範囲が縮小したといえる.平成28年度は,高輝度連続発振レーザとハイスピードカメラを用いて,水滴が固体表面へ衝突する挙動を時系列に可視化することが目標であった.これにより高温固体表面での水滴の衝突・飛散・蒸発・輸送挙動を把握し,後流の火炎の消火との相関を調査した.まず,蒸気の生成と輸送過程を知るために,消火剤液滴に蛍光粒子であるエオシンYを混入させて,532nmの連続発振レーザシート光により二次元で可視化した.あらかじめ蛍光粒子混入による蒸発と消火特性の違いが出ないことを確認した.高温固体表面への衝突で微粒化した消火剤は,レーザ光を受けて540nmで蛍光発光する.これをバンドパスフィルタで選択的にハイスピードカメラで撮影した.得られた時系列の挙動から,液滴衝突直後に二次微粒化した微細な液滴が飛散しこれによりまず消炎すること,その後発生する蒸気群が徐々に火炎基部付近を覆い窒息状態にすること,の二つが成立したときに完全に消火することがわかった.そこで二次微粒化に関連するパラメータとして衝突速度,衝突面性状,液滴への二酸化炭素溶存度を変化させた.固体壁面が粗さを有する場合,直径4mm程度の水滴では消火確率が向上する最適衝突速度が2.7m/s程度とわかった.ただしこれは液滴径の違いで傾向が変わる.固体表面性状は,算術平均粗さが35μm程度で空隙率が5%弱の条件で,消火可能な温度範囲が高温側に拡大し,消火確率も向上することがわかった.また液滴へ2020mg/L以上の二酸化炭素を溶存させた場合,二次微粒化が促進して消火確率が向上することがわかった.今後は,衝突速度との関連を考慮して液滴径を変化させた場合の最適条件,衝突角度の変化による消火に有効な位置に関して継続的に実験が必要である.当初の研究実施計画では,平成28年度は四つの方針を考えていた.即ち,1)液滴に蛍光粒子を入れた場合の蒸発,消火実験を行い,粒子混入の影響を把握する,2)2W程度の高輝度連続発振レーザをシート光で照射し,1)の蛍光粒子を入れた液滴の蒸発挙動をバンドパスフィルターとハイスピードカメラで撮影する,3)液滴径,衝突角度,濡れ性などの液滴性状を変化させて蒸発消火実験を行い最適な条件を決定する,4)補足と次年度準備である.このうち1),2)に関しては概ね完了し,3)については当初予定にない微粒化促進の項目も増やして検討し,現在継続中である.4)は,この3)の継続分を含めて準備中である.発生したミスト群の挙動を三次元で捉え,消火と関連づけることが目標1)ミスト群の三次元挙動を時系列に撮影する2)ミスト群の消火過程を撮影し,その三次元的拡がりから一滴の水滴で消火できる範囲を把握する3)前年度の方法をもとに,液滴径,衝突角度,衝突速度,表面性状などを変化させて蒸発・消火実験を行う4)補足と次年度準備平成29年度は,高温固体表面へ液滴が落下して発生したミスト群の挙動を三次元で捉え,消火との関係を調査することが目標であった.当初,ハイスピードカメラを二台同期して多方面から同時撮影したが,断層画像ではないためミスト群の外郭の変化のみを捉えミスト群の内部のバーナ出口付近のミスト濃度が判別できなかった.