hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
エンドセリン-1によるアポートシスの制御

血管内皮細胞を無血清培養培地に交換したのち、時間経過とともに出現する浮遊死細胞を集めてDNAを抽出し、terminal transferaseにより^<32>P標識dideoxyATPを用いて3′-end labelingを行い、DNA fragmentationを検出、さらに、血清除去後、subnuclear bodyやクロマチンの濃縮像など、アポートシスに特徴的な所見の出現を形態学的に検討した。さらに、血管内皮細胞から産生されるエンドセリン-1やアドレノメデュリンなどの血管作動性因子が、c-Myc依存性アポートシスを制御するかどうかを調べた。エンドセリン-1・アドレノメデュリンは血清除去後アポートシスを濃度依存性に抑制した。エンドセリン-1の作用は内皮に発現しているET_B受容体を介して作用していた。また、血管内皮は大量のエンドセリン-1を産生・分泌していた。血管内皮には単一で高親和性のアドレノメデュリン受容体の存在を認めた。また、内皮にはAMmRNA(1.6kb)が発現し、培養上清中にAM様免疫活性を認めた。これらのことから、エンドセリン・アドレノメデュリンがオートクリン/パラクリン因子として、アポートシスの制御に関与しているのではないかとの仮設のもとに、培養上清中に抗ラットエンドセリン抗体・および抗ラットアドレノメデュリン抗体を添加し産生されたエンドセリン・アドレノメデュリンを中和したところ、アポートシスは著明に増加した。内皮はアドレノメデュリンにより濃度依存性にcAMP産生を増加させた。しかし、アドレノメデュリンのアポートシス抑制効果はcAMP阻害薬(Rp-cAMP)により影響を受けなかった。Forskolin(10^<-5>M)、Prostaglandin I_2(10^<-6>M)はcAMP産生を促進したにもかかわらず、アポートシス抑制作用は示さなかった。アドレノメデュリンのアポートシス抑制作用はそのcAMP産生促進作用と一致しないことから、cAMP以外の情報伝達経路が関与している可能性が考えられた。
湿潤素材の肌触りが衣服の着用快適感と運動機能性に及ぼす影響

過去2年間には、(1)接触度評価方法の確立、(2)屋外の実際のスポーツシーンでの運動機能性の観察、(3)湿潤素材着用による運動のパフォーマンス性能の低下を測定した。具体的には、指定のスポーツシャツを着用させた被験者に、上半身の動きが大きい一定の運動を負荷させ、このときの被験者の生理的データを、携帯型のデータ収集システムを用いて測定し、同時に測定した快適感の官能評価との関連を調査した。外衣または内衣が湿潤している場合の熱移動特性について測定した。簡便な発熱体を用いて、一定の量に含水させた内衣用素材、あるいは、外衣用素材を発熱体の周りに一定の衣服間隙を設定して、巻き付け、それぞれの場合の熱移動特性を測定した。熱移動特性の評価を発熱体内部の水温を測定し、その水温の低下から、時定数を算出した。この時定数の大小によって、放熱の大小を評価することとした。このような簡便な発熱モデルを用いた場合にも、外衣が湿潤している場合と内衣が湿潤している場合とでは、発熱体と接触していないにもかかわらず、内衣が湿潤している場合の発熱体から外界への熱移動量が大きいことが明らかになった。以上の測定から、湿潤素材が皮膚に接触しているときは、放熱量が増大し、かつ運動機能も低下させること、また、皮膚から一定の間隔をもって接触しているときであっても、身体に近い部分に湿潤素材を着用することは、放熱を増大させることが明らかになった。[(1)衣服と皮膚の接触度の測定]被験者に、8種類のスポーツシャツを着用させ、室内で、歩行運動を負荷させた。このときに、半身側には、衣服内および衣服表面の温湿度測定用に温湿度センサ、また、皮膚と衣服との接触状態をモニターするために、熱電対温度センサ付き衣服圧プローブを皮膚に貼付した。このときのサーモグラムによる表面温度測定と、温度センサとの測定値を比較することによって、皮膚と衣服との接触度がサーモグラムによって測定可能であることを確認した。サーモグラムは温度のみならず、その面積を算出することが可能であるため、点接触によって測定する温湿度センサよりも、正確な温度と温度範囲が視覚で認識できるだけではなく、その面積が情報として得られることになるから、皮膚の湿潤による衣服の濡れが定量的に評価できると推測した。[(2)衣服素材の乾燥時および湿潤時の物性値測定]測定に使用する試料の物理的特性値測定を行った。[(3)屋外スポーツ時の接触度の測定](1)では、室内での測定を行ったが、サーモグラムの特徴は、被験者に非侵襲であるため、被験者が測定装置による制限を受けないことにある。そこで、衣服の湿潤による接触が運動機能性を損ねることが多いと思われるテニスをスポーツの種類として選択し、被験者に指定のシャツを着用させた状態で、テニスをさせ、その時の表面温度と接触面積を測定した。(2)で測定したドレープ性能と、接触面積との関連から、接触度評価法について検討した。本研究は、衣服を最小の人間環境制御装置と考え、個人レベルでの積極的な快適環境設計のために必要な衣服の着用快適感評価法の確立を研究の最終目的としている。湿潤素材の肌触りが衣服の着用快適感と運動機能性に及ぼす影響を明らかにするために、(1)衣服と皮膚の接触度をサーモグラフを用いて測定し、その測定法を確立すること、(2)衣服素材の乾燥時および湿潤時の物性値測定とサーモグラムによる衣服と皮膚との接触度測定によるスポーツ時の快適性評価法の検討、(3)接触による快適感変化の測定と運動機能性、パフォーマンス性に及ぼす衣服の効果を測定することを目的として測定を行った。平成18年度は接触による快適感変化の測定と運動機能性、パフォーマンス性に及ぼす衣服の効果を明らかにした。17年度に確立した接触度評価方法を用いて、運動機能性とパフォーマンス性を測定した。18年度には、屋外の実際のスポーツシーンでの運動機能性とパフォーマンス性を測定した。

指定のスポーツシャツを着用させた被験者に、屋外にて、テニスを行わせ、運動中の温度・湿度および動作性についてアンケートを行い、熱・水分移動特性と官能評価との関連を調査した結果、ポリエステルの混率が高いほど、皮膚との接触度が低く、発汗を皮膚から衣服表面に持ち上げて素早く乾燥させるため、着用感がよく、パフォーマンス性が高いことが示され、皮膚と衣服の接触によって快適感は変化し、運動機能性に影響を与えることが明らかになった。過去2年間には、(1)接触度評価方法の確立、(2)屋外の実際のスポーツシーンでの運動機能性の観察、(3)湿潤素材着用による運動のパフォーマンス性能の低下を測定した。具体的には、指定のスポーツシャツを着用させた被験者に、上半身の動きが大きい一定の運動を負荷させ、このときの被験者の生理的データを、携帯型のデータ収集システムを用いて測定し、同時に測定した快適感の官能評価との関連を調査した。今年度は、外衣または内衣が湿潤している場合の熱移動特性について測定した。簡便な発熱体を用いて、一定の量に含水させた内衣用素材、あるいは、外衣用素材を発熱体の周りに一定の衣服間隙を設定して、巻き付け、それぞれの場合の熱移動特性を測定した。熱移動特性の評価を発熱体内部の水温を測定し、その水温の低下から、時定数を算出した。この時定数の大小によって、放熱の大小を評価することとした。このような簡便な発熱モデルを用いた場合にも、外衣が湿潤している場合と内衣が湿潤している場合とでは、発熱体と接触していないにもかかわらず、内衣が湿潤している場合の発熱体から外界への熱移動量が大きいことが明らかになった。以上の測定から、湿潤素材が皮膚に接触しているときは、放熱量が増大し、かつ運動機能も低下させること、また、皮膚から一定の間隔をもって接触しているときであっても、身体に近い部分に湿潤素材を着用することは、放熱を増大させることが明らかになった。
大量SNPデータの血縁関係判定への応用

血縁関係判定の目的に、STR多型15座位を解析する系が採用されてきたが、同胞関係でも有意の結果を得ることは容易でない。そこで、マイクロアレイ技術を用いた大量SNPデータから血縁関係を証明することを試みた。SNPにおいては、全解析座位におけるIBDの割合を基にした判定指数が適当で、連鎖不平衡値と稀アリル頻度の条件を設定した。非血縁者と分離するために必要な最小座位数は、同胞間で500、第二度近親で数千程度と推定した。DNA鑑定は、個人同定・親子鑑定の目的に導入され、PCR反応を利用したフラグメント解析は、大きな威力を発揮している。しかし、解析座位が限られること等に伴う限界から、日本人集団に対する親子以外の血縁関係判定について十分には検討されていない。本年度は、まずABI社製AmpFeSTR Identifierシステムに含まれる15のSTR座位を統合した時に、任意の二者間で、どこまで有意に血縁関係が判定可能なのか検討を加えた。解析結果より尤度比を求め、さらに複合血縁関係指数(CKI)を算出してゆく数理統計的手法には、共有される対立遺伝子の頻度を当該式に代入する従来法と、今回我々が活用しようとしている共有される対立遺伝子数のみにより計算するIBS法の二法がある。いずれの方法においても、親子関係は問題なく判定可能であるが、同胞関係に関しては、非血縁者と重なり判定困難な領域があり、域値を設定する必要性があった。このCKIの重複領域に関しては、従来法に比べIBS法の方が狭く、CKI値そのものは従来法より低い値しか得られないが、判定そのものにはIBS法に有意性があるものと判断された。この結果に関し、現在論文を作成中である。一方で、血縁関係判定におけるフラグメント解析の限界を克服する目的で、既知の血縁関係のあるDNA検体につき、マイクロアレイ解析から大量SNPデータを得る実験を始めている。解析結果の理論的解釈法としては、前述した2法を基本とした方法が可能であるが、二者択一のSNPでは一方の対立遺伝子頻度が高くなってしまうため尤度比は上がりにくく、IBS法が優位ではないかとシュミレーションを併せて実施している。網羅的なSNP解析では、日本人に特異的な変異を検出できる可能性も想定し、血縁関係判定及び人種識別に有効な100から1000程度のSNPを選抜してゆくことを計画している。DNA鑑定は、個人識別・親子鑑定の目的に実施され、これまでPCR反応を利用したフラグメント解析が中心となって展開してきた。ABI社製AmpFlSTR Identifierシステムに含まれる15STR座位を利用した時に、任意の二者間でどこまで有意に血縁関係が判定可能なのかについて昨年度まで検討を加えた。解析する座位数が限られることから、同胞間においてすら3割程度は有意な判定に至らない結果となり、親子関係以外の血縁関係判定について十分な識別能力を発揮するには及んでいないことを示し、論文にまとめている。本年度からは、1塩基多型(SNP)をマイクロアレイ解析から得る実験系を確立し、大量データからの血縁関係証明法の検討に展開した。血縁関係を示す指数としては、STRに関しては、各座位における尤度比の積を用いることができるが、SNPに関しては、対立遺伝子が二つであることから尤度比の上昇は期待できず、血縁関係を仮定した時のIBD平均値を指標とする方が適当である。すなわち、親子・同胞関では0.5、半同胞・祖父母・伯父叔母とった第二血族では0.25、いとこ間では0.125の数値が期待できる。連鎖不均衡値(r)に関しては、個々の座位間で実測値を用いていたのでは、膨大な組み合わせの処理が困難であることから、平均的な想定値を仮定するとするならば、r値は0.1程度が適当と判断した。どの程度のSNP数を解析すれば、非血縁者と十分な分離ができるのか調べたところ、親子で100座位、同胞で1000座位、第二血族で3000座位以上程度となった。今後は、解析座位数を減らす目的で、r値を染色体毎にまとめて仮定する方法を試みるとともに、ヘテロ接合度が高く人種間で変動の少ない座位を具体的に選定してゆく必要があると考えている。DNA鑑定は、個人識別や血縁関係確認の目的に実施され、これまで繰り返し配列多型(STR)をPCR増幅しフラグメント解析する方法が採用されてきた。ABI社製AmpFlSTR Identiferシステムに含まれる15座位を利用した時に、任意の二者間でどこまで血縁関係が判定可能なのかについて検討を加えた。親子関係は確実に判断可能であるが、同胞間では3割程度が有意な判定に至らないことがシミュレーションから推定された。解析座位を増やせば解決しそうに思われるが、同じ染色体上に存在する座位に対しては連鎖係数を実測しておく必要があり、STR解析で親子関係以外の血縁関係判定について十分な識別能力を発揮することは困難である。

そこで、マイクロアレイ解析から得られる1塩基多型(SNP)の大量データから血縁関係を証明してゆく方法を展開した。血縁関係を評価する指数としては、STRでは尤度比を用いるが、SNPについては、アリルが二つであることから任意の非血縁者でもアリルを共有する確率が高くなり尤度比の上昇は期待できず、IBD平均値を指標とするのが適当と判断された。すなわち、親子・同胞関では0.5、半同胞・祖父母・伯父叔母とった第二血族では0.25、いとこ間では0.125の数値が期待され、実測値もこの値を中心とした正規分布を示した。連鎖不均衡値(r)に関しては、個々の実測値を用いた場合に膨大な組み合わせを処理することは困難であり、平均的な仮想値を設定せざるをえず、r値は0-1程度が適当であった。どの程度のSNP数を解析すれば、非血縁者と十分な分離ができるのか調べたところ、親子で100座位、同胞で1000座位、第二血族で3000座位以上程度となった。今後は、ヘテロ接合度が高く人種間で変動の少ないSNP座位を具体的に選定してゆく必要があり、r値を考えた時に同一常染色体内に限定することも考えている。
家庭の教育力の低下に対応する学校カリキュラムの開発研究

1戦前の高等女学校の学科目「教育」の教科書分析1907(明治40)年6月現在における高等女学校の「教育」教科書26種のうち、使用校数上位5種を分析した結果、次の知見が得られた。(1)「教育」は、親としての資格を得させることを目的とした学科目であった。(2)学齢期の子どもの教育についての分担関係では、知育と体育は学校教育・徳育と衛生の教育は家庭教育が担うとされていた。2現行・高等学校「家庭一般」の教科書分析2001(平成13)年度現在における高等学校の「家庭一般」教科書13種のうち、採択占有率上位4種の共通内容「乳幼児の保育と親の役割」を分析した結果、次の知見が得られた。すなわち、親の役割として期待されていることは、生活習慣の習得、発育状態に対応した食事の提供、正い食習慣の習得、発達に応じた被服の提供、遊びの環境づくり、健康管理と病気予防、事故予防であり、体育に関する事項が多かった。1.「学級崩壊」の事例から析出された親の問題学級経営を困難にしている要因のひとつとして、親が、保護者としての責任に無自覚で、子そだてに無関心であることを指摘することができる。このような要因としては、親の教育責任意識の欠落ということのほかに、教科学習の成績に至上価値をおく「わが子の幸福」至上主義ともいうべき狭隘な教育観にとらわれている親の存在も無視できない。2.家庭教育法制の考察によって判明した必修「教育科」創設の必要性子の監護と教育について親に権利義務を課している民法第820条の沿革を考察した結果、次のことが判明した。1)最優先の保護者としての親(権者)に就学義務を負わせている今日の就学関係法規は、日本の近世までの親子関係を規律していた儒教的規範とは異なる、明治前期に移入した西欧の自然法論にもとづく子にたいする親の教育義務、という考え方から派生したものである。2)日本の民法における親の教育義務規定のモデルとされたナポレオン法典を編み出したフランスの場合には、先ず、民法において親の教育義務を規定し、その約80年後に義務教育制度を設けたので、学校は親の教育義務のなかの知育義務の補完機関として位置づけられて今日にいたっている。3)日本の場合には、フランスの場合とは逆に、はじめに学校制度と就学義務制度が整備され、その後に親の教育義務が民法によっ規定されたために、学校が体育・徳育・知育のすべてを担当することを当然視する学校観をもたらしたといえる。4)日本の学校教育は、以上のような経緯から、子にたいする親の教育義務という意識が希薄な法的風土のなかで成り立っているので、「学級崩壊」や「いじめ」の防止にも資することになる「子を監護・教育する義務が履行できる親になるための教育」を可能にする新教科を必修の教育内容として創設する必要がある。1「学級崩壊」発生原因分析の継続いわゆる「学級崩壊」に関する都道府県教育委員会等の調査結果を再分析したところ、前年度よりも増加傾向にあり、最大の要因は「親の甘やかし」や「家庭のしつけ不足」にあると見られていることを再確認できた。2父母との会話時間に関する調査の実施小中学生と両親との会話時間について、都市部と僻地の場合を調査した。父親よりも母親と話しをする時間が長い点では地域間の差はないが、「母親との会話時間が30分未満」と「父親との会話なしの」子どもは僻地よりも都市部に多い。3「教育」の公私分担の解明のための教科書等の分析家庭科教科書と基本的生活習慣の指導書、戦前の高等女学校教育科(選択)教科書を収集し、人間形成作用にかかわる広義の「教育」について、教育内容政策が学校教育側に担当させる内容と程度を析出する研究に着手した。
有機結晶分極反転構造の構築による位相整合が容易な波長変換素子の開発

本研究は、2次の非線形光学効果による光第2高調波発生(SHG)に代表される波長変換において、結晶内分子配列が互いに平行あるいは平行に近いが故に極めて高い非線形光学性能を有する有機結晶の活用を図ることを主たる目的として行われた。平板導波路のガイド層に有機結晶を用い、周期的非線形分極反転構造を導入することによって疑似位相整合素子を構築すると共に、青色波長領域での透明性の高い新規材料の開発、様々な素子作製技術の開発、単純な分極反転構造以外の疑似位相整合法の検討などを行った。その結果、デバイスに関しては、ブリッジマン法を用いて全体が大面積の櫛形単結晶育成に成功し、これを2つ合わせた周期的分極反転構造を有する平板導波路を作製した。その周期をコヒーレンス長より短く作製しておくことで初めて角度同調による疑似位相整合SHGを達成し、精密な膜厚制御が不要であることも示すことができた。また、有機系ヘテロ構造導波路による疑似位相整合SHGを確認した。材料に関しては、芳香族イオン性化合物の分子内電荷移動効果に加えてイオン性分極に着目し、最大吸収波長が200nm近辺であるにもかかわらずp-NA並の超分極率を有する分子を開発した。これによって、カットオフ波長と非線形光学性能との間のトレードオフの問題を解決する指針を示すことができた。また、分子間のπ共役性を無くしたオリゴマーを用いても上記の問題を克服できることを示すと共に、対称性P1でありながら、これまでで最大の位相整合可能な実効非線形光学定数を有する結晶を見出した。平成5年度の目標は、(1)ハイパー・レーリー散乱(HRS)法による新規材料の分子レベルでの評価、(2)高性能有機結晶の微細加工への適・不適の判定、(3)適合材料の薄膜単結晶化および周期構造の導入、(4)材料の光第2高調波による破壊特性の検討、(5)素子設計および分子設計であった。(1)のHRS法は、双極子モーメントを持たない分子やイオン性分子の2次超分極率betaを測定する手段である。これを一連のスチルバゾリウム塩に適用した結果、従来、広範に検討されてきたニトロアニリン誘導体よりも吸収端が3040nm以上、短波長側にありながら、betaは37倍大きい、優れた分子素材であることが判明した(投稿中)。(3)に関しては、閉空間(液溜め付きの2枚のガラス板の間)での溶液からの降温結晶成長法を試みて、サイズ・表面共に比較的良好な結晶が得られた。目下、(2)に関する判定を行い、リソグラフィーの可能性を検討中である。また、(5)に関しては、自由空間内のガウス・ビームと同様なビームが平板導波路内でも存在することを理論的に確かめ(投稿準備中)、現在、光第2高調波発生(SHG)効率の解析を進め、SHG素子設計への適用を図っているところである。一方、シクロブテンジオン誘導体をアクセプターとする、大きなbetaを有する新規分子を結晶化し、位相整合可能な実効非線形光学定数が極めて大きくなることがわかった(投稿準備中)。平成6年度の目標は、(1)新規材料の開発、(2)適合材料の薄膜単結晶化および周期構造の導入、(3)材料のSH光による破壊特性の検討、(4)素子設計であった。(1)に関しては、ハイパー・レーリー散乱法を適用して、pTSが従来材料よりも吸収端が3040nm以上短波長側でありながら、βは37倍大きい、優れた分子素材であることが判明した(中西ら:「研究発表」の項参照)。(2)に関しては、ブリッジマン法をMNAに適用し、極めて大きな(数cm角)単結晶が得られ、10μm幅のチャンネル内においてもグラフォ・エピタキシャルな単結晶育成に成功した(梅垣ら:MRSジャパンにて発表、投稿準備中)。

目下、本研究の目標である「分極反転構造の構築」を試みているところである。既に、自由空間内のガウス・ビームと同様なビームが平板導波路内でも存在することを理論的に確かめており、これを用いて、基板の選択、膜厚の決定等、SHGの高効率化のための(4)の素子設計を実施中である。また、一般のチャネル型導波路における疑似位相整合条件の緩和法についても種々の提言を行った(伊藤ら:「研究発表」の項参照)。一方、シクロブテンジオン誘導体をアクセプターとする、大きなβを有する新規分子を結晶化し、位相整合可能な実効非線形光学定数が極めて大きくなることを理論・実験の両面から確認した(夫ら:「研究発表」の項参照)。平成7年度の目標は、(1)新規材料の開発(中西・夫)、(2)プロト・タイプSHG素子の作製・評価(梅垣・中西:結晶化、伊藤・近藤:素子加工、伊藤・近藤・梅垣:素子評価)、(3)材料の破壊特性の検討(中西)であった。(1)に関しては、ハイパー・レーリー散乱法を適用して、最大吸収波長が200nm域でありながら超分極率βがp-NA並であることを既に明らかにしていた分子をダイマー・トライマ-化することによって、吸収波長はそのままにしてβを2・3倍にすることができる分子素材を開発すると共に、対称性P1でありながら、これまでで最大の位相整合可能な実効非腺形光学定数を有する結晶を見出した。いずれも新規材料である。(2)に関しては、ブリッジマン法をMNAに適用して、510μm幅のチャネル内に大面積の単結晶が得られていたが、これを用いて、分極反転構造を有する平板導波路の作製に成功した。その結果、世界で最初の平板導波路における角度同調による疑似移動整合SHG素子を実現することができた。種々の導波モード基本波→導波モード第2高調波変換に対する角度同調の基礎実験を終えた。膜厚制御が不要でしかも結晶内分子配列が平行あるいは平行に近いために高い性能指数を有する有機結晶を活用できる形態の素子が初めて実現されたもので、現在、バット結合効率の向上も含め、高効率SHG素子の最適設計を検討している。また、極めて短い吸収端波長を有する(1)の材料の本素子への適用の可否も併せて検討中である。
新素材と新レプリカ法による軽量高角度分解能反射鏡の開発

宇宙観測用X線望遠鏡は通常Wolter-I型のX線光学系であり、大面積、高角度分解能、かつ軽量のX線望遠鏡を実現するためには、軽量かつ形状精度の高い反射鏡基板が鍵となる。そのために、軽量かつ剛性が高く、任意の形状に成型できるCFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastic)を反射鏡基板として使用することを試みた。しかしそのためには、CFRPの繊維起源のプリントスルーによる凹凸を抑制しなければならない。我々はポリイミドシートに反射膜を成膜し、これをWolter-I型のCFRP反射鏡基板にはりつけることで、プリントスルーを抑制しつつX線反射鏡を作ることに成功した。まずフロートグラスの平板を用いた、ポリイミドミラー製作法に取り組んだ。スパッタによりプラチナと炭素の多層膜を成膜したフロートガラスを準備する。このフロートガラスの多層膜面にエポキシを塗布し、ポリイミドシートを密着させる。さらにポリイミドシートの反対側にエポキシを塗布し、フロートガラスを密着させる。全体をバッグに入れて真空引きし、大気圧で圧着しながらエポキシを硬化させる。最後に、多層膜面とフロートガラス面を離形することで、フロートガラスにミラー付ポリイミドシートのついたサンプルが出来上がる。これをサンプルAとする。同様の工程をたどるが、多層膜のついたフロートグラスにポリイミドシートをはりつけたあと、圧着の後に一度剥がして多層膜付ポリイミドシートを作り、これをあらためてフロートグラスにはりつけてサンプルを作った。これをサンプルBとする。サンプルAもサンプルBでも、どちらもX線を反射する反射鏡として機能することを、X線照射によって確認した。このように、ポリイミドシートを使用したX線反射面の作成に成功した。次にそれぞれのサンプルの表面形状を測定したところ、サンプルBはサンプルAに比べて、波長2-50mm程度のうねりが卓越する事が明らかになった。圧着時の荷重を色々変えることにより、このうねりは圧着時の圧力に依存することを明らかにしたが、完全に除去するまでには至らなかった。次に、CFRPによるWolter型基板を使った、ポリイミドシートを使った反射面製作に取り組んだ。上記と同じ方法でポリイミドシートに多層膜ミラー面を形成し、これをCFRPにはりつけるという手法をとった。これはフロートグラスのサンプルBと同じ作り方である。その結果、CFRP Wolter-I型の反射鏡基板の作成に成功し、X線照射実験により、X線反射像がとれることも確認した。X線天文学
スワヒリ語ザンジバル都市部方言の包括的記述

本年度は、研究論文を3本、学会発表を3度行った。またタンザニア連合共和国ザンジバルウングジャ島に2度訪れ、調査を敢行した(2015年6 - 7月、2015年12月- 2016年3月)。そして、その成果として、以下の論文を発表することができた。研究論文1「奇妙な複数形と文法的性としての名詞クラスについて」では、スワヒリ語の二つの地域変種(方言)、ウングジャ方言(ザンジバル都市部方言)とカエ方言において、規範(標準スワヒリ語)とは異なる形の複数形をもつ名詞が存在することを報告し、もともと別の二つの名詞クラスが合流した結果、類推によって、そのような複数形が新たに生まれたことを示した。研究論文2 `On the copula in the Kikae dialect of Swahili'は昨年度発表した「スワヒリ語マクンドゥチ方言のコピュラ[主語接辞-wa]について」を、新たな例と分析を加え、英文で発表し直したものである。研究論文3「スワヒリ語カエ方言の「関係節」-準体言としての記述-」はこれまで、「関係節」と記述されてきた言語現象を、柴谷方良ライス大学教授が説く準体言として、再記述を試みたものである。カエ方言、そしてスワヒリ語の「関係節」は、いわゆる先行詞なしで、しばしば用いられる。これまでの研究では、そのことはまったくと言っていいほど注目されず、十分な説明が与えられてこなかった。準体言としての分析では、こうした先行詞なしの「関係節」も含めた網羅的な説明が可能となる。27年度が最終年度であるため、記入しない。本申請研究の研究目的は標準スワヒリ語の土台となったとされるスワヒリ語ザンジバル都市部方言を言語学的手法を用いて記述することである。本年度は2013年7月から9月にかけてと、2014年2月から3月にかけての2度にわたってタンザニア連合共和国ザンジバルにて現地調査を行った。第1回目の調査では都市部にて鼻音音素に着目した都市部方言話者を対象とした調査(主に語彙収集)とザンジバルウングゥジャ島南部のテンスとアスペクトを中心とする文法調査及び語彙・談話収集を行った。第2回目の調査ではマクンドゥチ方言に絞って簡易文法を書くにあたってブランクとなっている部分の調査を行った。これらの調査の成果として2本の論文(「スワヒリ語の前鼻音化阻害音について」「スワヒリ語マクンドゥチ方言の完了形に関する諸問題」)を発表することができた。「スワヒリ語の前鼻音化阻害音について」ではザンジバル都市部方言話者から得たデータに基づいてこれまでスワヒリ語の一般的な記述では音素として認められてこなかった前鼻音化阻害音を対立と記述の簡潔性の観点から音素としてたてたほうが妥当であることを主張したのち、これまで前鼻音化阻害音を音素とする上で大きな障害となっていたと考えられる9/10クラスの名詞接頭辞について、共時的には接頭辞付加が起きていない可能性が高いことを述べた。この論文ではスワヒリ語の音韻論及び形態論に新たな視点を与えるものとなっている。「スワヒリ語マクンドゥチ方言の完了形に関する諸問題」ではスワヒリ語マクンドゥチ方言の威信方言にはみられないある動詞の活用形に着目して記述を行ったすでに先行研究でこの活用形については「完了」とされていたが、なぜそれが「完了」と呼ぶに値するのか、あるいはほかの活用形との関係や他方言とのギャップについて言及した研究は本論文が初めてである。本年は、科研費の援助を受け、夏季(7-8月)にタンザニア連合共和国・ザンジバルにて現地調査を行った。その研究成果の概要は以下の通りである。1.修士論文で既に発表していた、スワヒリ語マクンドゥチ方言のコピュラ[主語接辞-wa]が性質を表すコピュラ文で使われることに加えて、その例外的な用法の記述、その形式についての分析を行い、更に存在詞からの文法化の可能性について論じた。この研究成果は国内外の学会、研究会で発表を行った後、研究論文にまとめた。2.スワヒリ語マクンドゥチ方言の-ja「来る」の文法化について論じた。他言語や他変種において、「来る」を意味する動詞が未来を示す標識へと文法化しうることは既に知られている。先行研究では、この-ja「来る」に対してアドホックなタグ付けを別段説明もなくしているが、本稿ではこれを支持せず、あらたに、少なくとも定動詞においては、絶対テンスの標識として説明できる可能性を提案した。3.マクンドゥチ方言については、これ以外にプロソディに関する調査、関係節や形容詞などの名詞修飾要素に関する調査を行っている。プロソディについては2015年8月に8th World Congress of African Linguisticsにて発表を行う予定である。4.ザンジバル都市部方言については、関係節の調査、動詞に関する調査を行った。動詞に関する調査では、これまでに報告されていない、未来否定の接辞-to-や、動詞語幹-enda「行く」、-anza「始める」がこれまで記述されている形とはことなる形で現れることを発見した。また、先行研究において、テンスの標識として記述されていた-a-という接辞が、共時的には使用されていないことも発見した。

5.ザンジバル都市部出身のインド系住民のピジン化したスワヒリ語の採取にも成功した。本年度は、研究論文を3本、学会発表を3度行った。またタンザニア連合共和国ザンジバルウングジャ島に2度訪れ、調査を敢行した(2015年6 - 7月、2015年12月- 2016年3月)。そして、その成果として、以下の論文を発表することができた。研究論文1「奇妙な複数形と文法的性としての名詞クラスについて」では、スワヒリ語の二つの地域変種(方言)、ウングジャ方言(ザンジバル都市部方言)とカエ方言において、規範(標準スワヒリ語)とは異なる形の複数形をもつ名詞が存在することを報告し、もともと別の二つの名詞クラスが合流した結果、類推によって、そのような複数形が新たに生まれたことを示した。研究論文2 `On the copula in the Kikae dialect of Swahili'は昨年度発表した「スワヒリ語マクンドゥチ方言のコピュラ[主語接辞-wa]について」を、新たな例と分析を加え、英文で発表し直したものである。研究論文3「スワヒリ語カエ方言の「関係節」-準体言としての記述-」はこれまで、「関係節」と記述されてきた言語現象を、柴谷方良ライス大学教授が説く準体言として、再記述を試みたものである。カエ方言、そしてスワヒリ語の「関係節」は、いわゆる先行詞なしで、しばしば用いられる。これまでの研究では、そのことはまったくと言っていいほど注目されず、十分な説明が与えられてこなかった。準体言としての分析では、こうした先行詞なしの「関係節」も含めた網羅的な説明が可能となる。本研究課題の研究目的は、スワヒリ語のザンジバル都市部方言の包括的記述を行うことにある。研究は、ザンジバル都市部方言だけでなく、地域変種の記述、分析を行ったうえで、双方を対象しながら進める形式をとっている。本年は、ザンジバル都市部方言で未記述の事象を発見するとともに比較対象として、マクンドゥチ方言の記述研究を進め、そこでもいくつかの新発見が得られた。なお上述のザンジバル都市部方言における新たな事象の発見は、この他変種の記述研究により、可能となったものである。また、ザンジバル都市部方言の過去の姿を知るために、重要な資料となることが期待されるインド系住民のピジン化したスワヒリ語の採取にも成功した。以上は当初予定していた研究内容にそったものであり、研究は順調に進展しているといえる。27年度が最終年度であるため、記入しない。今後は、既に採取したザンジバル都市部方言、マクンドゥチ方言のデータの分析を進め、この両方言の追調査を行うとともに、ザンジバルの他の地域変種、トゥンバトゥ方言とペンバ方言の調査を開始し、ザンジバル都市部方言と対照させる。また。歴史資料の解析も行い、ザンジバル都市部方言が、この1世紀から2世紀の間にどのような言語変化をしてきたのかを解明する。こうした研究成果をまとめて博士論文を執筆する。本年度は都市部方言の共時的記述と地域方言のひとつをとりあげて記述研究を行うことを年度の当初から計画しており、その通りに研究を進めることができたと考えられる。次年度以降はまず第一に本年度同様に都市部方言の共時的記述を行う。その際、これまでのスワヒリ語の記述を参照したうえで言語学的に不備があると思われる点について重点的に調査する。
津波避難と仮設居住期の子ども安全まちづくりワークショップ手法の開発

本研究は、東日本大震災の津波避難と仮設居住期の経験と課題を踏まえ、子どもの安全に視点を置いたまちづくりワークショップの手法を開発するため、全国各地で津波からの逃げ地図づくりのワークショップの評価と検証を通して、子どもの津波避難に関してより有効なワークショップの手法を明らかにした。また、陸前高田市や石巻市等の仮設施設づくりの事例の評価を行い、子ども参加のワークショップに係る有用な知見を得た。本研究は、東日本大震災の津波被害と仮設居住期の経験と課題を踏まえ、津波に関わる子ども安全まちづくりワークショップを地域ぐるみで協働して実施するための手法を開発することを目的とする。平成25年度は、鎌倉市立鎌倉第一中学校区における逃げ地図(避難地形時間地図)の作成と展開プロセスを明らかにし、それをモデルにして陸前高田市立高田東中学校区と下田市立下田中学校区において中学生および地域住民等が参加した逃げ地図作成ワークショップを重ねた。その結果、高田東中学校区では、1中学生と地域住民がそれぞれ中学校区内各地区の逃げ地図を作成したWSを起点として、逃げ地図を活用した各種取り組みが展開したこと、2避難目標ポイントの設定条件を変えた逃げ地図を作成して比較することにより、地区防災計画の策定に係る避難場所と避難道路の整備等の検討材料が得られることを明らかにした。また、下田中学校区では、1逃げ地図づくりは、地域の防災の取り組みにおける防災教育として有用な手法となり、2避難困難地区の緊急防災避難施設の整備の課題も浮かび上がらせ、3子どもから保護者、地区への展開の可能性が示唆されることを明らかにした。さらには、陸前高田市内の仮設住宅の居住者アンケートと関係者ヒアリングを通し、1仮設住宅に居住する子育て世帯が子どもの運動・学習環境が十分でないことに困窮していること。2子どもは団地内の駐車場や通路、集会所周辺で遊んでいるが、思い切り遊べず、通路での遊びに伴い騒音や物的被害の苦情が見られること。3仮設住宅団地の駐車場や通路では怪我や事故のヒヤリハットが指摘されており、子どもは危険と背中合わせで遊んでいること、4一部の団地では危険を避けるために、大人の目がある集会所周辺で遊ぶようになり、集会所周辺が大人の見守りがある遊び場として利用されていることなどを明らかにした。本研究は、東日本大震災の津波と仮設居住期の経験と課題を踏まえ、津波からの避難に関わる子ども安全まちづくりワークショップ(以下、WS)を地域ぐるみで協働して実施するための手法を開発することを目的とする。平成26年度は、鎌倉市・陸前高田市・下田市では平成25年度までに各中学校で開催された逃げ地図作成WSが起点となって地域住民による逃げ地図作成と活用の各種取り組みが進展したプロセスについて明らかにして日本建築学会大会において発表するとともに、本研究で開発した手法を各市で開催された逃げ地図作成WSに提供して支援した。陸前高田市では、広田町において現在進行中の震災復興事業が完了した後を想定した逃げ地図作成WSを3回連続して開催した。地域社会の幅広い構成員の参加を得て逃げ地図が作成され、逃げ地図が復興事業の津波避難に関する課題(例えば、高台移転地の避難道路や防潮堤の階段の位置など)を抽出する上で有効な手法であることを明らかにした。仮設居住期の課題については、陸前高田市等での研究成果を日本建築学会大会において発表するとともに、仮設住宅団地の自治会長ヒアリングと仮設店舗アンケートを実施し、仮設居住の長期化に伴う課題と仮設店舗群の形成過程を詳細に明らかにした。下田市については、津波避難ビル等緊急避難場所の現地調査を行うとともに、吉佐美地区において地元住民団体が指定した緊急避難場所を点検する逃げ地図作成WSを開催し、逃げ地図が津波避難計画のPDCAサイクルを回す上で有効な手法であることを検証した。また、下田市に隣接する河津町の南小学校にて逃げ地図作成WSを開催し、小学56年生でも逃げ地図作成が可能であることを示した。本研究は、東日本大震災の津波被害と仮設居住期の経験と課題を踏まえ、子どもの安全に視点を置いたまちづくりワークショップ(以下、WS)の手法を開発することを目的とする。具体的には、子どもの参加を得て全国各地で津波からの避難地形時間地図(以下、逃げ地図)づくりのWSを重ね、その評価と検証を通して、子どもの津波避難に関してより有効なWSの手法を明らかにした。また、陸前高田市や石巻市等の仮設施設づくりの事例の評価を行い、子ども参加のWSに係る有用な知見を得た。平成27年度は、陸前高田市や下田市のほか、大船渡市、気仙沼市、静岡県河津町・南伊豆町、高知県黒潮町等で開催した逃げ地図作成WSにおいて、これまでに明らかにした手法を検証し、より汎用性の高い標準的なWSの手法をマニュアル案としてまとめた。また、仮設居住期の子どもの安全に関わる課題を大きく捉え、陸前高田市等の学校の校庭に建つ仮設住宅団地の解体・集約に関する調査ならびに石巻市等の子どもまちづくりクラブのWS手法に関する調査を補足的に実施して今後の課題を明らかにした。3年間の調査研究を通して、逃げ地図WSは地図作成自体が目的ではなく、リスク・コミュニケーションの手段であることから、WSの開催目的と照らし合わせつつ、子どもをはじめ多様な関係主体が参加することが望ましいこと。また、同WSは緊急避難場所の指定や検証等、目的的に実施することから、避難目標地点は津波浸水想定区域との交点よりも高い位置にある路上等だけでなく、避難対象地域内の建造物も含めて検討すべきこと。さらには、逃げ地図作成の特質は、テーマに応じて避難目標地点や避難障害地点等の条件設定を変えて作成し、比較検討できる点にあることから、逃げ地図WSでは設定条件を変えてグループワークを行って比較検討する手法が有効であることなどを明らかにした。

本研究は、東日本大震災の津波避難と仮設居住期の経験と課題を踏まえ、子どもの安全に視点を置いたまちづくりワークショップの手法を開発するため、全国各地で津波からの逃げ地図づくりのワークショップの評価と検証を通して、子どもの津波避難に関してより有効なワークショップの手法を明らかにした。また、陸前高田市や石巻市等の仮設施設づくりの事例の評価を行い、子ども参加のワークショップに係る有用な知見を得た。陸前高田市と下田市での逃げ地図作成WSが平成25年度に実施できたことから、両市において地区防災計画の策定をめざした津波からの逃げ地図作成WSを開催し、他地区でも応用可能なワークショップ・プログラムを開発することにした。陸前高田市では、地区防災計画の策定をめざした逃げ地図作成WSおよびその成果報告会を広田町で開催した。その結果、津波避難に関わる復興事業の課題が明らかになったが、その復興事業によって避難目標地点や避難経路が変更になるため、地区防災計画の策定に向けた取り組みはそれを踏まえて行うことになった。一方、研究当初の想定以上に仮設居住の長期化が深刻な課題になっていることから、子どもの安全の問題を幅広くとらえて、仮設市街地の形成過程や被災低地の土地利用に関わる調査を進めた。下田市でも、吉佐美地区において地区防災計画の策定をめざした逃げ地図作成WSを開催したが、下田市が進める地区別都市計画マスタープランにおいて逃げ地図WSの成果が反映され、一方逃げ地図WSと類似した手法のWSにより下田市が地区別の津波避難計画の策定を進めていることから、それと歩調を合わせるとともに、避難時間と経路を表示してPDCAサイクルを回せる逃げ地図の特性を生かした作成活用プログラムの開発に力を入れることにした。こうした状況下、科学技術振興機構RISTEXの研究開発領域「コミュニティがつなぐ安全・安心な都市・地域の創造」において連携研究者の木下勇が研究代表で、研究代表者の山本俊哉がグループリーダーを務める研究開発プロジェクト「多様な災害からの逃げ地図作成を通した世代間・地域間の連携促進」が採択され、平成26年10月から3年間、津波だけでなく土砂災害などからの逃げ地図作成活用マニュアルを研究開発することになったことから、おおむね順調に進展しているといえる。都市計画・地域計画これまでに得られた本研究プロジェクトの成果は、平成26年度に採択された科学技術振興機構RISTEXの研究開発プロジェクト「多様な災害からの逃げ地図作成を通した世代間・地域間の連携促進」に活かし、津波からだけでなく多様な災害からの逃げ地図プログラムや、子どもだけでなく世代間の連携を促進するプログラムに発展させていく。そのために、これまでの研究成果をまとめて他地区でも応用可能なワークショップ・プログラム案を作成して、気仙沼市などで実践するとともに、仮設居住期の子どもの安全に関わる課題を大きく捉え、学校の校庭に建つ仮設住宅団地の解体・集約に関する調査ならびに子ども安全まちづくりを推進するワークショップ手法に関する調査を補足的に行い、最終年度の成果をまとめる。
傾斜機能材料の物理・化学

本総合研究は、将来にわたり新たな展開が予想される傾斜機能材料の物理的・化学的研究領域について研究の現状を把握し、重点領域研究「傾斜機能材料の物理・化学」を開始するに当たって必要な準備と調査を行うことが主な目的である。本総合研究の分担者は重点領域研究の計画研究分担者になる予定であり、【A】傾斜化プロセス、【B】電気的・磁気的傾斜機能、【C】熱電的・光電的傾斜機能、【D】化学的・生化学的傾斜機能の四つ主要研究項目を各5名づつで分担して調査研究を行った。A班では、固相、液相および気相の各状態からの傾斜化プロセスの方法が検討され、理論的に設計された最適傾斜機能分布関数に関してできるだけ忠実な材料創製プロセスの確立をめざした調査・研究が行われた。B班は、傾斜構造と電気的・磁気的機能の関連を理論的に考察し、傾斜化による新奇な性質を有する誘電体や圧電体、磁性体の創製に必要な基礎的な調査・研究を行った。C班では、熱電的および光電的傾斜機能材料の傾斜設計と、高効率、多機能の新奇な性質を有する素子やエネルギー変換材料などの創製に関する調査・研究が行われた。D班は、生物や生体でみられる環境の変化に対する化学的変化と傾斜構造との関連を追求し、傾斜構造と傾斜機能の関連から生体組織と材料の化学的両立性を検討することにより、新奇な性質を有する耐環境材料、生体材料、自己増殖材料などを創製するための調査・研究を行った。総合研究の全体会議では、これらの調査・研究の成果が発表され、各項目における研究の動向と重点領域研究に向けた具体的な方策が討論された。また、計画研究の分担予定者の間の連絡網を確立した。班会議では、重点領域研究での各班における研究の進め方などが話し合われた。班長会議では、重点領域研究全体としての課題、目標および研究計画、総括班の運営、ニュースレターの発行、重点領域研究の会議、研究会の計画などが話し合われた。
ポンプ圧送によって圧力を受けるフレッシュコンクリートの品質変化予測手法の開発

本研究は、ポンプ圧送によるフレッシュコンクリートの流動性の変化のメカニズムを探るとともにそれを予測するシステムの構築を目的としたものである。システムを構築する上では様々な要素研究が必要となるが、本研究では以下に示す3つの研究フェイズに分け、遂行した。(1)圧力の作用による流動性変化のメカニズムに関する検討静的な圧力が作用した場合のセメントペーストの粘度の変化の有無を観察するとともにそのメカニズムについて化学的に不活性な粉体とみなせる石灰石微粉末ペーストとの対比から考察を加えた。その結果、石灰石微粉末の場合には圧力を作用させても粘度に変化はなく、粒子径および温度にも変化は見られなかったのに対して、セメントペーストの場合には、粘度が増加し、粒子径が大径化、温度が上昇する傾向にあった。このことから、セメントペーストの場合は、圧力の作用により水和反応の促進が発生している可能性が考えられた。(2)静的および繰返し圧力が作用する場合の粘度の経時変化予測モデルの検討(1)で得られた知見を基に、セメントの水和の促進により粒子間ポテンシャルの減少が生じると仮定し、粘度の経時変化予測モデルに圧力の影響を取り入れる項を付加した。また、実際のポンプ圧送の圧力波形を模擬した繰返し圧力が作用する場合の予測について実験的に検討し、平均圧力を取り入れることで予測可能であることを示した。(3)実施工のポンプ圧送における粘度の経時変化予測モデルの適用性に関する検討これまで、室内実験により構築してきた予測モデルの実施工での適用性を検証することを目的に現場計測を行った。その結果、ポンプ圧送前後で単位水量をはじめとする配合に変化が生じていないにもかかわらずV漏斗流下時間が減少し、粘性の低下が生じること、流動曲線ではチキソトロピーの増大が見られることが明らかとなった。また、プラント製造から現場到着までの時間の経過に伴う粘度の予測に関しては本予測モデルで十分に行えるが、ポンプ圧送後に粘度が低下するという現象は現時点では十分に予測が行えず、今後の検討課題とすることを示した。平成16年度は、研究の第1段階としてポンプによる圧力の作用に着目し、静的な圧力が作用した場合のセメントペーストの粘度の変化の有無を観察するとともにそのメカニズムについて科学的に不活性な粉体とみなせる石灰石微粉末ペーストとの対比から考察を加えた。その結果、化学的に不活性な石灰石微粉末の場合には静的な圧力を作用させても粘度には変化は見られず、また、粒子径およびペースト温度にも変化は見られなかった。一方、セメントペーストの場合には、静的な圧力を作用させた試料は圧力を作用させずに静置した試料に比べて粘度およびペーストフローが増加する傾向が確認できた。また、粒度分布の分析からも見掛け上粒子径が大きくなる傾向が見られること、ペースト温度の測定結果から圧力を作用させた試料の方が静置している試料よりも温度が高くなる傾向にあることが確認された。粒子の大径化や温度の上昇は水和反応の促進の可能性が高いことから、セメントペーストにおける静的圧力下での流動性の変化は水和反応の増加が一因となっている可能性があると考えられた。

モルタルやコンクリートの場合にはセメントペーストに骨材が加えられるが、この骨材は多孔質な材料であるため圧力による骨材中への吸水量の増加が考えられ、この吸水分の水量がセメントペースト中より減少することによりモルタルおよびコンクリートの流動性の低下が起こることが考えられる。そこで、本研究では数種類の細骨材を用いたモルタルに対して静的な圧力を作用させる前後でエアメータによる骨材修正係数を比較し、圧力吸水量を評価した。その結果、すべての細骨材において圧力による吸水量の増大が認められたが、それが配合やセメントペーストの経時変化に与える影響は非常に少ないものであると考えられた。これらの実験結果から、既往の研究により構築したセメントペーストの粘度の経時変化予測モデルに圧力の影響を取り得れる手法について検討し、セメントの水和反応の増加による粒子間ポテンシャルの減少を考えることにより予測が可能であることを示した。本研究は、ポンプ圧送によるフレッシュコンクリートの流動性の変化のメカニズムを探るとともにそれを予測するシステムの構築を目的としたものである。本年度は、施工現場におけるポンプ圧送によるフレッシュコンクリートの物性変化の基礎的データを収集するとともに、平成16年度に室内実験のデータを基に構築した圧力の影響を考慮した粘度の経時変化予測モデルの実施工への適用性を探ることを目的に現場計測を実施した。その結果、コンクリートの単位容積質量や単位水量はポンプ圧送前後で変化がなく、加圧脱水などの配合上の変化が発生していないと考えられたが、V漏斗流下時間が一様に減少し、見掛け上、粘性が低下する傾向となった。B型粘度計によるモルタルの流動曲線は、圧送前にはほぼ直線であったものが圧送後には下に凸となり、チキソトロピーが増大する傾向になり、このチキソトロピーの増大が、圧送後のV漏斗流下時間の減少と関係があるものと思われた。レーザー回折式粒度分布測定装置による微粒分の粒度分布測定を行ったところ圧送前に比べて圧送後の粒度分布が大径側にシフトする傾向が得られた。一方、イオンクロマトグラフ法による陰イオン濃度の測定においては、セメント粒子の分散に影響を及ぼすといわれている硫酸イオン濃度に圧送前後に明確な変化は見られなかった。これらのことから、セメントの分散状態は圧送前後で変化がなく、むしろ、個々のセメント粒子の径が増大するような現象がポンプ圧送によって生じているものと考えられた。セメント粒子径の増大とモルタルの流動曲線におけるチキソトロピーの増大の関係を明らかにすることがポンプ圧送による流動性の変化を予測する上でのポイントになると考えられる。平成16年度に構築した粘度の経時変化予測モデルはポンプ圧送により受ける影響のうち圧力の作用に着目したものである。この予測モデルの施工現場への適用性を検討した結果、プラントでの製造から現場到着までの時間経過による粘度の変化は概ね予測されたが、ポンプ圧送後の粘度の低下は予測が困難という結果となった。予測モデルが、粒子の凝集の進行という不可逆なモデルとなっているため、ポンプ圧送による圧力以外の影響要因、例えば、せん断層流となることによる攪乱の影響等を現時点では取り込めないことによると考えられた。今後、攪乱の影響等を表現できるモデルへと改良する必要があると考えられる。
窒化物半導体量子構造の結晶成長と青紫色面発光レーザへの応用

本研究では、窒化物半導体の量子構造結晶成長技術を応用し、電流注入型青色面発光レーザの実現に向けた基盤技術を確立した。第一に、結晶成長条件を精密に制御し、電気伝導性と高い反射率を兼ね備えたn型窒化物半導体ミラーの作製に成功した。また、従来のミラーにおけるn-AlGaNλ/4層をn-AlGaN/n-GaN超格子で置き換えた構造を新規に提案した。実際に作製した窒化物半導体超格子ミラーは26周期で94.5%と優れた反射率を有しており、クラックの発生も抑制されていることを確認した。次に、p型電極にITOを利用することで青色面発光レーザ構造に応用可能な効率的正孔注入法の開発に成功した。ITOは窒素雰囲気中でアニールすることにより低抵抗かつ高透過率とすることが可能である。さらに、これらの技術を応用して電流注入型青色面発光レーザの基本構造を有するInGaN垂直微小共振器LEDを作製し、その特性から明瞭な微小共振器効果が現れていることを確認した。具体的には、従来型の素子と比較して単色性および指向性が向上していることを示した。また、超格子ミラーを用いることによって素子の直列抵抗を低減できることを示した。本研究の成果は、電流注入可能な窒化物半導体垂直微小共振器デバイスを実現した点において、電流注入型青色面発光レーザの実現に向けたブレークスルーと位置付けられる。一方、窒化物半導体面発光レーザ構造の光励起入出力特性から自然放出結合率の増強を確認した。実験データから得られた自然放出結合率は1.6×10-2で、リッジ導波路型レーザの10-5に比べ三桁ほど大きい。また、簡単なモデルによって理論的に見積もられた自然放出結合率は実験値をよく説明できることも分かった。これらの成果は窒化物半導体を用いて高品質の微小共振器が作製可能であることを示しており、単一光子発生器への応用にも大きな期待を抱かせる。高度情報化時代では、大容量メモリーが重要な役割を果たすため、窒化ガリウム(GaN)系の青紫色半導体レーザが開発され、これを光源としてDVDなどの超高密度光メモリが試作されている。光メモリへのアクセスを高速にするには、平面状に青紫色レーザを配列する手法が不可欠であるため、配列化に有利な面発光型の青紫色レーザへ期待が高まっている。筆者らは、既に世界に先駆けて青紫色面発光レーザの室温光励起発振に成功しているが、電流注入型素子の青紫色面発光レーザの室温発振を目的とした研究を遂行し、本年度は主として下記の研究成果を上げることができた。(1)ナイトライド量子ドットの微細化と均一化青紫色面発光レーザの発振しきい値を低減する目的で、InGaN量子ドットを活性層に導入する研究を遂行した。筆者らは、独自の手法によって、10ナノメートル寸法のInGaN量子ドットの形成に成功している。しかし、量子ドットのメリットを最大限に引き出すためには、ドット寸法をさらに小さくし、かつ均一化させる必要がある。そこで、本年度は均一化と微細化に有望な有機金属気層成長法の選択領域成長法に取り組み、量子ドット構造の先端曲率が7nm以下の構造を作製することに成功した。さらに、電子ビーム露光装置を用いて、100nm寸法の微細なパターン基板を作製し、従来よりも量子ドットの密度を1桁向上させることに成功した。(2)青紫色