hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超臨界燃焼流れにおけるメゾスケール熱物性モデル・燃焼反応モデルの開発

高圧条件下での酸水素の超臨界燃焼流体に対する熱力学的・流体力学的特性,燃焼過程を明らかにするために,マルチスケール手法に基づき(1)物性データおよび状態方程式の構築(2)燃焼反応モデルの構築(3)圧縮性粘性流解析コードの低速流れへの改良の3つを実施した.そして,(1)については古典分子動力学法により水素の気液共存線をNISTデータと比較し,分子の回転量子効果が小さい条件では一致することが示された.また,(2)については燃焼反応モデルの改良により,着火遅れ時間や層流火炎速度などに関する高圧の実験データと計算結果の一致が示された.さらに,(3)については圧縮性粘性流解析コードに前処理法を導入し,従来の圧縮性コードでは難しかった円柱や翼型周りの低速流れの解析が可能になった.高圧条件下での酸水素の超臨界燃焼流体に対する熱力学的・流体力学的特性,燃焼過程を明らかにするために,マルチスケール手法に基づき(1)物性データおよび状態方程式の構築(2)燃焼反応モデルの構築(3)圧縮性粘性流解析コードの低速流れへの改良の3つを実施した.そして,(1)については古典分子動力学法により水素の気液共存線をNISTデータと比較し,分子の回転量子効果が小さい条件では一致することが示された.また,(2)については燃焼反応モデルの改良により,着火遅れ時間や層流火炎速度などに関する高圧の実験データと計算結果の一致が示された.さらに,(3)については圧縮性粘性流解析コードに前処理法を導入し,従来の圧縮性コードでは難しかった円柱や翼型周りの低速流れの解析が可能になった.液体ロケットエンジンや高負荷なディーゼルエンジンなどのエンジンで現れる超臨界燃料流れに対して,分子動力学法や量子分子動力学法などを駆使したマルチスケール手法により酸水素燃焼反応における熱物性データや状態方程式の構築,燃焼反応モデルの構築を目指している.世界的に見てもこれらのデータは大きく不足しており,これらを構築することで超臨界燃焼流体を対象とした圧縮性燃焼流体の数値解析の発展に大きく貢献できると考えている.本年度の研究の成果としては,それぞれ次の通りになる.熱物性データや状態方程式の構築については,水素分子を単原子分子として近似したLennard-Jonesポテンシャルを使用して分子動力学計算を行い,幅広い密度-温度領域における圧力を求めた.その結果,NIST(米国標準技術局)データと比較すると,200K以上ではほぼ合致するのに対して,100K以下では3割ほどの違いが出ることが示された.また,極低温における水素の量子効果を検討した結果,特に臨界点付近では古典的な取り扱いが全く成り立たないことが示された.次に燃焼反応モデルについては,これまで使ってきた詳細化学反応モデルであるKoshi modelを用いて,高圧の実験データが存在するAr希釈の酸水素予混合気における着火誘導時間を計算した.感度解析の結果,低温において大きな感度がある反応H+O2+Ar→HO2+Arを抽出した.この反応についての反応速度定数を実験値と比較することで修正した.また高圧の酸水素予混合気についての層流火炎速度を計算し,実験結果と比較したところ,圧力が増加すると層流火炎速度が低下する傾向は同じであったが,定量的には十分な一致を示すことはできなかった.最後に流体解析手法の改良として低速流れへの対応及びLarge Eddy Simulationの定式化を実施した.液体ロケットエンジンや高負荷なディーゼルエンジンなどのエンジンで現れる超臨界燃料流れに対して,分子動力学法や量子分子動力学法などを駆使したマルチスケール手法により酸水素燃焼反応における熱物性データや状態方程式の構築,燃焼反応モデルの構築を目指している.世界的に見てもこれらのデータは大きく不足しており,これらを構築することで超臨界燃焼流体を対象とした圧縮性燃焼流体の数値解析の発展に大きく貢献できると考えている.本年度の研究の成果としては,それぞれ次の通りになる.熱物性データや状態方程式の構築については,低温水素に対する2-Center Lennard-Jonesポテンシャルを用いた古典分子動力学の解析を行い,物性値の再現とその限界を評価した.また,酸水素間の表面張力と拡散係数についても分子動力学法により評価し,表面張力についてはNIST(米国標準技術局)データに比べて2-3割減,拡散係数については同程度の結果を示した.次に燃焼反応モデルについては,高圧における信頼性が高い詳細化学反応モデルの一つであるKoshi modelを引き続き用いて,高圧の実験データが存在する水蒸気希釈の酸水素予混合気における層流火炎速度の解析を行った.そして,支配的な反応であるH+O2+M→HO2+M(M=H2O)の速度定数を決定し,層流火炎速度に関して実験結果を再現することができた.最後に流体解析手法の改良として低速流れへの対応及びLarge Eddy Simulationの定式化を実施した.特に低速流れへの対応については,定常計算ではNACA0012翼型周りの低速・低Re流れの解析を行い,固有値を操作する前処理法を使用することにより計算結果の収束性を大幅に改善することが示された.また,2次元円柱周りの非定常解析についても抵抗係数などに関して実験データや非圧縮流れの解析結果と良好な一致を示した.液体ロケットエンジンや高負荷なディーゼルエンジンなどのエンジンで現れる超臨界燃焼流れに対して,分子動力学法や量子分子動力学法などを駆使したマルチスケール解析手法により酸水素燃焼反応における熱物性データや状態方程式の構築,燃焼反応モデルの構築を目指している.

世界的に見てもこれらのデータは大きく不足しており,これらを構築することで超臨界燃焼流体を対象とした圧縮性燃焼流体の数値解析の発展に大きく貢献できると考えている.本年度の研究の成果としては,それぞれ次の通りになる.熱物性データや状態方程式の構築については,低温水素に対するGAUSSIANO3を用いて分子軌道計算を行い,高精度の分子間ポテンシャルを求めた.このポテンシャルを用いて同様に温度・密度条件を与え分子動力学計算を行った.その結果,100K以上の超臨界領域においては,古典的手法を用いて水素の熱物性を再現できた.しかし,亜臨界領域においては高精度のポテンシャルを用いても水素の熱物性を再現することができず,実験値とも一致しなかった.このことから,液体水素の熱物性を再現する為には,古典的な手法ではなく,量子効果を考慮した非古典的な手法を用いる必要があることが明確に示された.次に燃焼反応モデルについては,高圧における信頼性が高い詳細化学反応モデルの一つであるKoshi modelを引き続き改良してUT-JAXA 1.0として公表した.また,化学反応におけるstiffnessを改善するために,Rate-Controlled Constrained Equilibrium (RCCE) methodの検討をを酸水素燃焼およびメタン酸素燃焼に対して行い,どちらもstiffnessを改善するには効果的であることが示された.最後に流体解析手法の改良として低速流れへの対応を実施した.特に新しい前処理型数値流束計算法としてAUSM+-upを新規に導入し,これまで使ってきた前処理型AUSMDVと同等の結果を得ることが確認できた.また,2次元円柱周りの非定常解析についても抵抗係数などへのRe数の依存性を調査し,特にRe>400では3次元性が流れ場に強く影響することを確認した.
新生児低酸素性虚血性脳症に対する治療戦略の開発に向けた基礎的研究

早産児の脳傷害に特徴的な脳室周囲白質軟化症(Periventricularleukomalacia;PVL)の予防と治療は周産期領域の大きな課題である。本研究では、ラットPVLモデルを作成し、硫酸マグネシウムに予防効果があること、早産児でも理論的には脳低温療法が有効である可能性があり、その背景にはPVL発症に深く関与する白質のオリゴデンドロサイト(OL)前駆細胞の増殖を一時的に抑制してダメージを回避し、後に成熟したOLとして機能するメカニズムが存在することを明らかとした。【学術研究の実施内容と学術研究業務遂行経過】低酸素性虚血性脳症(Hypoxic-ischemic encephalopathy ; HIE)は脳性麻痺(cerebral palsy : CP)の原因の一つであり、その発症のメカニズムを解明することは、発症予防と治療に向けた戦略を構築する上で、周産潮領域にお付る大きなテーマである。その発症にはグリア細胞の一種であるオリゴデンドロサイト(Oligodendrocyte ; OL)が深く関与していることが知られている。本研究では、OL前駆細胞(Oligodendrocyte precursor cells ; OPC)増殖過種における新規シグナル伝達経路の詳編な解析を行うことにより分子レベルにおけるHIE発症の仕組みを解明し、同時に、ラットのHIEモデルと脳室周囲白質軟化症(Periventricular leukomalacia ; PVL)モデルを用いた実験により、有効な子防葉・治療開発への足がかりとすることを目的とする。【研究成果の内容】近年、硫酸マグネシウム(MgSO4)の母体投与が早産児のCPやPVLに対して予防効果を持つ可能性が示されている。そこでPVL動物モデルを作襲し、さらにMgSO4投与によるPVL発生防止が可能か否か、PVLに特徴的なOL傷害を指標として検討した。その結果、コントロール群に比べMgSO4投与群では、患側脳梁のミエリン蛋白(MBP)発現量は回復し、炎症や虚血性変化の指標となる反応ミクログリアの数も有意に減少した。さらに、MBPに先駆けて発現するOlig2,MAGといったオリゴ前駆蛋白の発現量もMBPと同様に回復しており、オリゴデンドロサイトの分化初潮の段階においてMgSO4が低酸素虚血負荷に対し保護的に作用することが示唆された。本年度は、我々が独自に開発し改良を重ねて確率したPVLラット動物モデルを用いて、硫酸マグネシウム(MgSO_4)の投与がPVL発症の予防効果を有するか否かを検討した。に対して予防効果を持つ可能性が示されている。そこでPVL動物モデルを作製し、さらにMgSO_4投与によるPVL発生防止が可能か否か、PVLに特徴的オリゴデンドロサイト(Oligodendrocute; OL)傷害を指標として検討した。6日齢の新生仔ラットを用いて、エーテル麻酔下にて片側頸動脈の結紮を行い、術後12時間の休職の後に、37°C、6%酸素化で60分の低酸素負荷を低酸素用チャンバーにて加え、MgSO_4の脳保護効果を観察するために、低酸素負荷の30分前に、MgSO_4を新生仔の腹腔内に投与した。その結果、無治療群では結紮側の脳室周囲白室でOLに特異的に発現するミエリン蛋白(MBP)のタンパク発現量が減少するのに対して、MgSO_4投与群では、これらタンパクの発現量は回復していた。さらに、炎症や虚血性変化の指標となる反応ミクログリアの数も有意に減少した。さらに、MBPに先駆けて発現するOlig2,MAGといったオリゴ前駆蛋白の発現量もMBPと同様に回復しており、オリゴデンドロサイトの分化初期の段階において、MgSO_4が低酸素虚血負荷に対し保護的に作用することが示唆された。さらに、これら病変部ではTUNEL陽性細胞がMgSO_4投与により減少することを明らかとし、MgSO_4の脳保護効果がOLのアポトーシス抑制により発現していることが示唆された。また新たに、PVL動物モデルを用いて脳低温療法の有効性を確認することができ、さらに低温療法による脳保護効果がやはりオリゴデンドロサイト前駆細胞(oligodendrocyte precursor cells; OPC)のアポトーシス抑制によるものであることを確認した。本年度は、我々が独自に開発し改良を量ねて確立したPVLラット動物モデルを用いて、ヒト新生児では後潮早崖児のみに適応となっている脳低温療法について、PVLの好発時期である妊娠32週未満での応用への可能性を検討し、早期早産新生児ではその未熟性のために適応外となっている脳低温療法の代替治療法として脳低温療法と同等の効果を発現する薬物を発見するために、その基礎実験として、PVL発症の責任病態であるpre-myelinating oligodendroytes(Pre-OLs)の細胞死の仕組みについてin vitroならびにin vivoで検討した。その結果、このラットPVLモデルでは、低酸素負荷中に低温にすることによりPVLのダメージを優位に改善することができること、さらにPre-OLsの髄鞘化

能が維持されていることを明らかとした(論文準備中)。さらに、in vitroオリゴデンドロサイト初代培養系では、低温療法は低酸素無糖負荷によるapoptosisを抑制すること、そのメカニズムにはERKリン酸化が関与している可能性があることを明らかとした(論文準備中)。また、この作用発現にはMBPの特殊なisoformが関与していることを突き止めた(投稿準備中)。次に、低酸素虚血性脳症におけるmicrogilaの関与の可能性について検討し、本動物モデルでは、microgliaが活性化され、各種炎症性サイトカインが有意に高濃度で分泌されていることを明らかとした(未発表データ)。研究計画(1)、(2)ラットHIEモデルを用いた硫酸マグネシウムの脳保護効果について、特にPVLモデルに対する脳保護効果についても、in vivo,in vitro両方で確認でき、現在論文投稿中である。研究計画(3)OPCの低温条件下での増殖メカニズムについて、data miningによりいくつかの候補遺伝子を発見し、新たに作成したPVLに対する脳低温療法動物モデルを用いてその検証を開始している。これまでの研究で、早産児のPVLI動物モデルが確立し、さらに脳低温療法がPVL発症の予防にも有効であることが判明した。ただし、早産児ではその未熟性ゆえに脳低温療法の応用が困難と言われている。従って、2010年に発見報告した低温条件下でのoligodendrocyteの細胞増殖メカニズムをさらに検討し、microarrayのデータを参考に脳低温療法に変わる新たな薬物治療の可能性を追求したい。
セキュリタイゼーションと地方金融機関

本研究では、証券化商品市場を再活性化させるために、その裏付け資産とABLが重要な鍵になるということを念頭に理論的研究を発展させた。さらに、ABLに取り組む地方金融機関ばかりではなく、政府系金融機関にもインタビュー調査を実施することにより、その意義と問題点について検討した。サブプライム問題の表面化、そしてCDSの取引が発端となった金融危機の煽りを受け、日本における金融機関や大企業は当初資金調達難に陥ったものの、現在、資本市場も落ち着きつつある。しかしながら、証券化商品市場は信用力および発行額が低迷している。そこで、日本における証券化商品市場の再推進のために、どのような施策が残っているのであろうか。そこで、中小企業の新たな資金調達手段であるABL(動産担保融資)が証券化商品の裏付け資産になりうるものなのかを検討することが目的であり、具体的な内容である。そもそも、ABLとは、企業が保有する動産、たとえば売掛債権、在庫、機械など、即座に売却できる動産を担保に金融機関が企業に融資する手法を意味している。こういった担保資産が付与された貸付債権を証券化商品のプールに組み込むことにより、リスクが低減された金融商品を組成することができるのではないかという考えをもとに、ABLの実態調査を実施した。その結果、ABL自体を推進していくうえで、さまざまな問題があることが明らかになった。ABLは、借手にとって、通常融資よりも金利が高いというデメリットがある。また、貸手である金融機関は、通常融資よりもリターンが得られるものの、多様な担保のモニタリングを実行しなければならないということから、コストが掛かり過ぎる融資手法にもなり得る。また、動産の価値を評価する専門機関が少ないため、鑑定料なども高額になることから、金融機関や企業がABLに積極的に取り組むことができない、という問題点もある。近年、リレーションシップ・バンキングの強化、地域密着型金融の推進が求められている。その活動の一つとして、ABLも含まれている。ABLは、中小企業のお金の流れを把握するため、そして在庫などの価値を評価するためには有効的な手段でもある。しかしながら、ABLは従来の譲渡性担保融資となんら変わらないという意見もある。また、ABLは換金性が高い動産を担保にしているが、機械、在庫、野菜などの担保を登記することは不可能であるという。つまり、金融庁がABLの取り組みを後押ししたものの、それを実行する環境が整備されていないということになる。そのため、地方の金融機関は、ABLに積極的に実施できない状況が続いているという状況が、今回の調査を通して明らかになった。今後、ABLを推進していくためには、金融庁が動産担保を登記できるようにすることが条件として挙げられる。現在、動産担保として登記できるのが、牛に限定されている。そのため、ABLに取り組むことができる業種が限定され、中小企業の資金調達手段としては、定着しないことになるであろう。近年、様々な資金調達手段が活用されているが、一時的な解決策、貸し渋りの対応策としてのみ活用され、定着しないうちに新たな資金調達手段が紹介されるのが現状である。今後、ABLを推進していくためにも、動産の登記に関する問題を解決することが重要であることなど、重要な手掛かりを得ることができた。この問題を解決しないことには、証券化商品市場の再活性化には結びつないものと考えられる。本研究では、証券化商品市場を再活性化させるために、その裏付け資産とABLが重要な鍵になるということを念頭に、ABLに取り組む地方金融機関ばかりではなく、政府系金融機関にもインタビュー調査を実施することにより、その意義と問題点について検討した。その結果、ABLを進めるにあたり、いくつかの問題点があることが明らかになった。また、ABLは換金性が高い動産を担保にしているが、機械、在庫、野菜などの担保を登記することは不可能であるという金融機関側の考えもみられた。そのため、金融機関は、ABLに積極的に実施できない状況が続いているというのが現状である。今後、ABLを推進していくためには、金融庁が動産担保を登記できるようにすることが条件としてあげられる。そのため、ABLに取り組むことができる業種が限定され、中小企業の資金調達手段としては、定着しないということが明らかになった。また、これまで、地方金融機関は証券化商品への投資には意欲的であったが購入ができないということがあった。しかしながら、金融危機を受けて、メガバンクばかりではなく、地方金融機関もその組成に消極的になってきている。証券化商品の投資への信頼性を回復させるためには、金融機関の審査基準の厳格化ばかりではなく、格付機関の在り方も問われている。
高効率エネルギー変換用金属材料の高温酸化皮膜の非平衡組織と機能の制御

(1)酸化皮膜中のボイド形成の定量的予測高温酸化過程の皮膜中の化学ポテンシャル分布,イオンの流れ,その発散を求める速度式を確立し,発散がボイド形成の定量的目安となることを示した。鉄の高温酸化をモデルとして,提案した手法の実験的検証を行った。(2)高温燃斜電池(SOFC)のインターコネクタ用フェライト系Fe-Cr合金の高温酸化と導電性Fe-16Cr合金の高温酸化をSOFCの作動条件を模擬して行った。すなわち,1073Kで,試料の一方の面を空気,他方をH_2O/H_2=3/97の混合ガスに曝した。両面ともにCr_2O_3の連続皮膜が形成し,その,成長速度はほぼ等しい。これは,皮膜中の欠陥構造は格子間Crイオンが支配的な領域にあることを示している。(1)で提案した手法を用いて,皮膜中の酸素ポテンシャル分布を評価すると,皮膜の大部分で酸素ポテンシャルは低く保たれており,導電性が高い皮膜が得られる理由が明らかとなった。また,外部電流を印加しながら酸化実験を行うと,カソード側の皮膜成長は抑制され,アノード側では促進されることを見出した。両極における酸化速度を予測する式を導出し,この結果を定量的に解析しするとともに,長時間の酸化挙動を予測する手法を提案した。(3)酸化皮膜の組織形成過程の制御法と機能性の設計法本研究をまとめると以下のようになる。(1)拡散係数の酸素分圧依存性を知ることができれば,組織形成を予測できる。(2)組織の制御たはイオンの拡散係数の制御が不可欠である。これは原子化制御を達成できれば可能である。(3)皮膜中の化学ポテンシャル分布の評価は,皮膜の組織および機能の設計には極めて有力である。本年度は火力発電用熱交換器材料であるFe-Cr合金の水蒸気酸化により形成するマグネタイト皮膜の組織変化,特にボイドの生成について,定量的な解析を行った。(1)酸化皮膜は化学ポテンシャル勾配下に置かれ,イオンが常に流れている非平衡状態にあり,皮膜の成長が起こる。金属イオンと酸化物イオンの流れの発散が化学量論比でなければならないという条件のもとに,酸化皮膜中における化学ポテシシャル分布を計算する一般式を提出した。(2)上記の式に,マグネタイト中の鉄イオンおよび酸化物イオンに対する,既報の拡散係数を代入し,鉄の高温酸化で形成するマグネタイト皮膜中の化学ポテンシャル分布を計算した。(3)得られた化学ポテンシャル分布をもとに,イオンの流束を皮膜中の位置の関数として求めた。この流束の発散を位置の関数として求め,負の発散の揚所ではボイドが生成し,正の発散の場所では新たな酸化物が皮膜内で生成することを提案した。(4)823Kにおいて鉄の高温酸化を酸素ポテンシャルの異なる雰囲気で行い,形成するマグネタイト皮膜の組織と計算結果を比較し,皮膜中のボイドの生成挙動を定量的に説明できることを明らかにした。さらに,高温酸化に関する水蒸気の影響についての基礎的研究にも着手した。本研究は高温酸化皮膜中の電気化学ポテンシャル分布を計算で求め,イオンの流束とその発散を調べることにより,酸化皮膜中のボイドの生成を含む組織形成を定量的に予測すること,さらに皮膜組織の制御により酸化皮膜の機能的特性を制御することを目的としている。平成16年度で提案した解析式を用いて研究を行い,平成17年度は以下の成果を得た。

(1)Fe-Cr合金やNi-Cr合金の高温酸化で生成するCr_2O_3皮膜のボイド生成について,既報の拡散係数を用いて解析した結果,ボイドの生成の有無とその位置について,計算からの予測実際の皮膜組織が良く対応することを確認した。(2)高温燃料電池用のFe-Cr合金インターコネクト上に生成するCr_2O_3皮膜について,外部電流印加時の皮膜の成長挙動を調べ,電流印加時の組織変化に関する実験を行った。また,この過程に関する電気化学ポテンシャル分布,イオンの流束とその発散の解析法を80%程度完成した。(3)金属上に生成する高温酸化皮膜は多結晶であることから,粒界拡散を考慮した取り扱いが必要である。Feの823Kの高温酸化で生成するFe_3O_4皮膜のボイド生成を取り上げて,解析方法を確立した。即ち,皮膜成長速度から求められる放物線速度定数,酸化皮膜の内層と外層の厚さの比の実測値から,粒界拡散の寄与を含む有効拡散係数を化学ポテンシャルの関数として算出し,その値を用いて電気化学ポテンシャル分布,イオンの流束とその発散を計算した。この解析から求められるボイドの生成位置とその体積は,実験結果と一致した。酸化皮膜の破壊・剥離や機能性は皮膜中のボイドなどの皮膜組織に大きく依存することから,本年度は酸化皮膜の組織形成過程について,定量的研究を行った。(1)2層皮膜中の化学ポテンシャル分布およびイオン流束の計算法の確立と内層/外層界面におけるボイド形成の定量的予測Fe-5Cr合金の高温酸化を823Kで行った。(Fe,Cr)_3O_4スピネルの内層とマグネタイトFe_3O_4の外層が形成した。低酸素分圧の酸化では内層/外層界面にのみボイドの発生が認められた。高酸素分圧の酸化では,内層/外層界面および外層中にボイドが形成した。昨年までに開発した計算手法を拡張して,皮膜中の化学ポテンシャル分布,イオン流束およびその発散を求め,実際の組織と比較したところ,ボイドの発生する位置および量を定量的に説明することができた。(2)外部電流印加時における化学ポテンシャル分布およびイオン流束固体酸化物高温燃料電池の合金インタコネクトでは外部電流が流れる状況で高温酸化が起こっている。この場合は酸素の化学ポテンシャルに加え,外部からの電圧が酸化の駆動力となる。この場合の電場に影響された化学ポテンシャル分布を求める手法を開発した。また,電流印加時のカソードおよびアノードにおけるCr_2O_3皮膜の成長を解析し,両極における皮膜成長挙動を予測できることを明らかにした。
アーキアにおけるtRNA修飾システムの解明

アーキオシン生合成経路を、生化学的手法を用いて明らかにする試みの他に、分子遺伝学的手法も考慮に入れた実験を計画した。アーキアにおいて遺伝子破壊系が確立されているThermococcus kodakaraensisのTGT遺伝子と候補遺伝子のクローン化を試みた。T.kodakaraensisから染色体DNAを調製し、それを鋳型にPCRを行うことで両遺伝子断片を取得した。さらに、発現ベクターpET-11aに組込み、大腸菌内での大量発現を試みたところ、両タンパク質の可溶性画分への発現を確認できた。次に、大腸菌細胞抽出液を熱処理することで、両タンパク質の耐熱性を評価した。両タンパク質は熱処理後(85°C、15分間)の上清に存在していたことから、耐熱性を保持していると考えられた。熱処理後(75°C、15分間)の各上澄み液を用いて精製条件を決定した。TGTを、RESOURCE PHE、HiTrap DEAEFF、RESOURCE Qカラムに供することで精製した。候補タンパク質を、RESOURCEETH、HiTrap DEAEFF、RESOURCE Qカラムに供することにより精製した。両タンパク質ともに、SDS-PAGEゲル上で単一バンド(CBB染色)になるまで精製することができた。今後、それぞれの酵素活性を確認していくとともに、TGTおよび候補遺伝子断片を用いて遺伝子破壊用プラスミドを構築し、遺伝子破壊株を作製する予定である。アーキア由来の核酸関連酵素を大腸菌内で大量発現させた際、不溶性顆粒を形成してしまい、活性のある酵素を取得することが難しい場合が多々ある。そこで、種々のアーキア(Pyrococcus horikoshii, Thermoplasima acidophilum, Halobacterium sp.NRC1)由来のTGT及び候補遺伝子をターゲットにして発現用プラスミドを構築し、発現条件および精製方法の決定を試みた。3種類のアーキアをそれぞれ培養し得られた菌体から染色体DNAを抽出し、それを鋳型にしてPCRを行うことでそれぞれの遺伝子断片を取得した。遺伝子断片をlacプロモーターの支配下に発現できるようにpUC19へ組み込んだものと、高発現プラスミドであるpET-21aへ組込んだものを順次作製している。プラスミドの構築が完了したものについて発現条件を検討した。T.acidophilum由来TGT遺伝子をpET-21aへ組込んだプラスミドを大腸菌内で発現(37°C、1mM IPTG)させた場合、不溶性画分への発現が確認された。T.acidophilum由来候補遺伝子をpET-21aへ組込んだ場合は、可溶性画分への発現を確認できた。P.horikoshii由来TGT遺伝子をpET-21aへ組込んだ場合は、可溶性画分への発現を確認できたが、候補遺伝子は不溶性画分へ発現した。次に、その候補遺伝子をpUC19へ組み込み、大腸菌内での誘導を試みたがタンパク質の発現を確認できなかった。さらに、その候補遺伝子を、C末端側にヒスチジンタグを連結した融合タンパク質として発現させたところ、可溶性画分への発現を確認できた。可溶性画分への発現が確認されたタンパク質はすべて80°C、30分間の熱処理後の上清に存在していたことから、耐熱性を保持していると考えられた。
軟骨組織の再生に必要な基質産生の制御

本研究の目的は、軟骨基質の主成分であるII型コラーゲン及びアグリカンの遺伝子発現制御のメカニズムを明らかにし、その上で両遺伝子の発現を制御するための新たな手法を見つけ出すことである。そこで初年度はまず、我々がこれまでに明らかにしてきたII型コラーゲンおよびアグリカン遺伝子上の複数のエンハンサーエレメントに着目し、それらの機能的な差異を明らかにし、その上でそうした差異が生まれる分子的な背景について解析を進めた。幾つかの予備実験を通して、それぞれのエンハンサーはヒストンのアセチル化によってその活性が制御されていることが分かった。そこでどのような因子がどのようなメカニズムで遺伝子発現の制御に関わっているのかを具体的に明らかにするために、II型コラーゲン遺伝子の発現制御に焦点を絞り、エンハンサー領域におけるヒストンのアセチル化と遺伝子発現の関係について解析を進めた。その結果、以下の2点が明らかになった。1II型コラーゲンの2つのエンハンサー(E1とE2)は、2種類のヒストンデアセチラーゼ( HDAC10およびSirtuin 6 )によってその活性が調節されている。2Sirtuin 6は、両エンハンサー(E1とE2)領域に結合しているヒストンタンパク質の脱アセチル化を介して、遺伝子発現を負に制御している。一方、HDAC10は一方のエンハンサー(E2)領域にのみ作用して遺伝子発現を制御していることが明らかになった。以上の結果は、加齢に伴う遺伝子発現の低下を解析していく上で、今後非常に重要な意味を持つものと考えられる。またヒストンデアセチラーゼにはDNA結合性は見られないので、それぞれのエンハンサーの特性は、特異的に結合している転写因子を介して決められていることが強く示唆された。この点は今後の研究にとって非常に重要な点である。本研究に於いては、まずはII型コラーゲンおよびアグリカンの転写に関わる複数のエンハンサーが、機能的に異なっているかどうかを明らかにする必要があった。そこでこの点については、これまでの様々な研究から、軟骨細胞の代謝と深い関わりがあるとされてきたホルモンおよび増殖因子に着目し、それらが異なったエンハンサーエレメントを介してII型コラーゲンおよびアグリカンの遺伝子発現に影響を及ぼすかどうか解析することから始めた。更に、特異的な阻害剤が多数利用可能なエピゲノム修飾についても、それぞれのエンハンサー活性と阻害剤との関連性について解析を進めた。その結果、それぞれの遺伝子発現は、それぞれ異なったエンハンサーを介して様々に制御されていることが確認できた。以上の結果から、各エンハンサーは機能的に異なっていることが分かったので、次に各エンハンサーエレメントの機能に差異が生じる分子的な背景を明らかにするために、II型コラーゲンの遺伝子に焦点を絞り、それぞれのエンハンサー領域におけるヒストンのアセチル化と遺伝子発現との間の相関性について解析を進めた。その結果、脱アセチル化酵素、HDAC10およびSirtuin 6の特異的な関与を明らかにすることができた。以上の結果を踏まえ、研究は概ね順調に進んでいる。なお、今回明らかになったエンハンサーのエピゲノム修飾については、ヒストンのアセチル化以外にも、DNAのメチル化、ヒストンのリン酸化あるいはユビキチン化など様々な修飾が知られている。これら修飾が遺伝子発現に及ぼす効果については未解析のままであるので、次年度以降も継続して解析を進めていく予定である。初年度の解析から、II型コラーゲンおよびアグリカンの各エンハンサー領域には、特異的に結合して機能している転写因子の存在が強く示唆された。そこで次年度は、まずII型コラーゲンのエンハンサーに結合している転写因子の同定を進める。具体的には以下に記載した方法により、まずは既知の転写因子について解析を進める。なお現在、哺乳動物細胞で機能しているの転写因子の数は、おおよそ1,2001,500種類と見積もられている。しかし利用可能なデーターベースに登録されている転写因子の数は、概ね800から1,000種類程度である。そこで未知の転写因子の関与については、ラットの軟骨肉種細胞と正常軟骨細胞を用いたサブトラクション法を中心に、新たな方法の開発を含め、解析を進める予定である。1既に論文として報告のある転写因子のうち、II型コラーゲンおよびアグリカンの各エンハンサー領域に結合する可能性が高いものを絞り込む。その際、Web上に公開されている転写因子の解析プログラム(JASPAR, GenePaint等)を用いて、エンハンサーのDNA配列に特異的に結合する可能性が高い転写因子を絞り込む。21で絞り込んだ転写因子の野生型および変異型を、ラット軟骨肉腫細胞(我々がこれまで用いてきた細胞)で強制発現させて、II型コラーゲンおよびアグリカンの転写に対する影響を調べる。具体的には、独自に作成したサイレントレポーターシステムを用いて、解析を進める。尚、この解析系の有効性については、II型コラーゲンの転写制御に関わることが分かっている転写因子(Sox9)を用いて確認済みである。3新たに特定された転写因子が、エンハンサーのどの部位に結合しているかについては、ゲルシフトアッセイ、あるいはChIPシークエンス解析により確認していく。

そこで初年度はまず、我々がこれまでに明らかにしてきたII型コラーゲンおよびアグリカン遺伝子上の複数のエンハンサーエレメントに着目し、それらの機能的な差異を明らかにし、その上でそうした差異が生まれる分子的な背景について解析を進めた。幾つかの予備実験を通して、それぞれのエンハンサーはヒストンのアセチル化によってその活性が制御されていることが分かった。そこでどのような因子がどのようなメカニズムで遺伝子発現の制御に関わっているのかを具体的に明らかにするために、II型コラーゲン遺伝子の発現制御に焦点を絞り、エンハンサー領域におけるヒストンのアセチル化と遺伝子発現の関係について解析を進めた。その結果、以下の2点が明らかになった。1II型コラーゲンの2つのエンハンサー(E1とE2)は、2種類のヒストンデアセチラーゼ( HDAC10およびSirtuin 6 )によってその活性が調節されている。2Sirtuin 6は、両エンハンサー(E1とE2)領域に結合しているヒストンタンパク質の脱アセチル化を介して、遺伝子発現を負に制御している。一方、HDAC10は一方のエンハンサー(E2)領域にのみ作用して遺伝子発現を制御していることが明らかになった。以上の結果は、加齢に伴う遺伝子発現の低下を解析していく上で、今後非常に重要な意味を持つものと考えられる。またヒストンデアセチラーゼにはDNA結合性は見られないので、それぞれのエンハンサーの特性は、特異的に結合している転写因子を介して決められていることが強く示唆された。この点は今後の研究にとって非常に重要な点である。本研究に於いては、まずはII型コラーゲンおよびアグリカンの転写に関わる複数のエンハンサーが、機能的に異なっているかどうかを明らかにする必要があった。そこでこの点については、これまでの様々な研究から、軟骨細胞の代謝と深い関わりがあるとされてきたホルモンおよび増殖因子に着目し、それらが異なったエンハンサーエレメントを介してII型コラーゲンおよびアグリカンの遺伝子発現に影響を及ぼすかどうか解析することから始めた。更に、特異的な阻害剤が多数利用可能なエピゲノム修飾についても、それぞれのエンハンサー活性と阻害剤との関連性について解析を進めた。その結果、それぞれの遺伝子発現は、それぞれ異なったエンハンサーを介して様々に制御されていることが確認できた。以上の結果から、各エンハンサーは機能的に異なっていることが分かったので、次に各エンハンサーエレメントの機能に差異が生じる分子的な背景を明らかにするために、II型コラーゲンの遺伝子に焦点を絞り、それぞれのエンハンサー領域におけるヒストンのアセチル化と遺伝子発現との間の相関性について解析を進めた。その結果、脱アセチル化酵素、HDAC10およびSirtuin 6の特異的な関与を明らかにすることができた。以上の結果を踏まえ、研究は概ね順調に進んでいる。なお、今回明らかになったエンハンサーのエピゲノム修飾については、ヒストンのアセチル化以外にも、DNAのメチル化、ヒストンのリン酸化あるいはユビキチン化など様々な修飾が知られている。これら修飾が遺伝子発現に及ぼす効果については未解析のままであるので、次年度以降も継続して解析を進めていく予定である。
光触媒の感応域に対する照射光の波長幅および強度が光重合型樹脂の重合率に及ぼす影響

コンポジットレジンを硬化する際の適正な光の特性についての報告は少なく,本研究では直接修復を想定した光照射のみによるコンポジットレジンの硬化について検討を行った.照射器はオプティラックス501とキセノンランプのアポロ95E,コンポジットレジンはハーキュライトXRVを使用した,硬化深さの測定を行った結果,全ての照射時間で光強度の高いアポロの硬化深さがオプティラックスを上回り,オプティラックスでは,照射時間20分以上,アポロでは照射時間15分以上で硬化深さに変化が見られず,硬化深さの限界は,臨床上不可能な長時間の照射を行わなければ得られないことが明らかとなった.さらにヌープ硬さ試験を行い,試料の深い部位における重合度を確認した.オプティラックスでのヌープ硬さは,深さ3mmまでは40秒から30分の照射条件において,硬さに差は認められず,20秒の照射では試料全ての深さで明らかに硬さが低いことが示された.アポロでは,深さ3mmまでは20秒から30分の照射条件において,ほとんど硬さに差は認められず,5秒,10秒の短時間照射では全ての深さで明らかに硬さが低いことが示された.以上の結果,光強度や照射時間の延長によって,硬化深さ自体は延長するが,深部の硬化度は比較的低く,最も硬化している表層部付近の硬さは照射時間を延長しても変化が見られなかった.これは重合の飽和点が存在することを意味する.本実験の結果から,確実なコンポジットレジン修復のためには,1回積層量を2mm以下とし,光強度が中程度(約600mW/cm^2)の照射器を使用する場合には40秒で約240kJ/m^2,高出力照射器(約1500mW/cm^2)でも20秒で約300kJ/m^2の照射が必要であることが示唆された.コンポジットレジンを硬化する際の適正な光の特性についての報告は少なく,本研究では直接修復を想定した光照射のみによるコンポジットレジンの硬化について検討を行った.照射器はオプティラックス501とキセノンランプのアポロ95E,コンポジットレジンはハーキュライトXRVを使用した,硬化深さの測定を行った結果,全ての照射時間で光強度の高いアポロの硬化深さがオプティラックスを上回り,オプティラックスでは,照射時間20分以上,アポロでは照射時間15分以上で硬化深さに変化が見られず,硬化深さの限界は,臨床上不可能な長時間の照射を行わなければ得られないことが明らかとなった.さらにヌープ硬さ試験を行い,試料の深い部位における重合度を確認した.オプティラックスでのヌープ硬さは,深さ3mmまでは40秒から30分の照射条件において,硬さに差は認められず,20秒の照射では試料全ての深さで明らかに硬さが低いことが示された.アポロでは,深さ3mmまでは20秒から30分の照射条件において,ほとんど硬さに差は認められず,5秒,10秒の短時間照射では全ての深さで明らかに硬さが低いことが示された.以上の結果,光強度や照射時間の延長によって,硬化深さ自体は延長するが,深部の硬化度は比較的低く,最も硬化している表層部付近の硬さは照射時間を延長しても変化が見られなかった.これは重合の飽和点が存在することを意味する.本実験の結果から,確実なコンポジットレジン修復のためには,1回積層量を2mm以下とし,光強度が中程度(約600mW/cm^2)の照射器を使用する場合には40秒で約240kJ/m^2,高出力照射器(約1500mW/cm^2)でも20秒で約300kJ/m^2の照射が必要であることが示唆された.
中国における文学史観の形成と展開

1 1890年代の日本では、中国文学史と題する書物が続々と著された。時期の早さにおいても、その水準の高さ、内容の豊富さにおいても、瞠目すべきものがある。また一時期にかくも多くの中国文学史が集中して書かれたことにも驚かざるをえない。この事実は、中国文学史というものが、西欧近代の歴史学の成立、それに伴う各分野における通史の執筆、そこに誕生した文学史、それを明治の日本人が中国よりも早く摂取して、それまでの中国学の蓄積の上に立って中国文学史執筆を企てたからにほかならない。その後の中国文学史の基となったこの時期の中国文学史について、詳細な調査を行った。その成果は報告書として刊行された。2近代の産物としての文学史が成立する以前から、中国には中国独特の文学史的思考が存在し、それは『漢書』芸文志、『宋書』謝霊運伝論などを代表として、早くから見えている。そこにうかがうことのできる文学史観は、近代的な文学史観とどのように違うのか、そうした問題を立てて考察を進めた。その成果は個別に発表された論文にあらわれているが、この大きな問題については今後さらに探求を進め、論文集のかたちで公表したい。3記述された文学史とは別に、文学の系譜のなかから文学史を読みとろうとする作業も一部試み始められた。一つの文学的なモチーフないしイメージが継承されながら、一方で時代による変化を被り、変容していく面もあるという具体的な相が、たとえば蝉を唱った詩というテーマに限定したうえで追跡された。4中国文学史、ないし中国における文学史観を見直そうという動きは、我々のみならず、中国でも同時に生起している。それはこの問題がきわめて今日的な性格をもっていることを示している。今後、両者の共同研究を通して、研究がさらに進展することが期待される。『中国文学史』という書物が書かれるようになってちょうど百年になる今、近代の産物としての文学史は、そのままでは現代に対応できない状況に至っている。そのためか、西欧においても文学史観そのものが論議され、中国においても中国文学史の見直しを求める研究プロジェクトが始まっているように、我々の着手した研究テーマは、はなはだ現代的な問題であることが分かった。近代の中国文学史は中国よりも早く日本において書かれ始めたが、明治期の中国文学史を網羅的に調査することを通して、以下のことが新たに明らかになった。まず日本で最初に書かれたことには確かに西欧の文学史の影響を受けて、対象を中国に移して試みたものであること。それは伝統的な中国学が西欧の学術の感化を受けて近代的な学問として再生した当時の全体的な状況の中から生まれたこと。初期の中国文学史において小説・戯曲といった俗文学は軽視されたと従来考えられていたことは正しくなく、新しい領域として強い関心を注いでいるものの、まだ十分な読解が及ばないために記述されなかったに過ぎないこと、など。また数多くの中国文学史の中でも、藤田豊八のそれは訓読による読み方の不十分さを初めて指摘したり、世界の文学の一つとして中国の文学の自立した価値を認めるなど、とりわけ大きな意義をもつことが明らかになった。近代以前の中国においても文学史的思考は存在するが、文学論の中に断片的に記述されるそれを分析することによって、中国独特の文学史観のありさまも分析が加えられつつある。それは時代を越えて一貫する性格が見られる一方、時代ごとの政治的要求から文学史観が生み出される面も確認された。今後はさらにそれぞれの時代の文学観との関わりの中で、文学史観の様相を探究していく予定である。平成9年度の研究では以下の事柄が検証された。

1明治期における中国文学史:日本で刊行された中国文学史をコンピューターに入力してデータベースを作成する作業を通して、中国文学史は1900年前後の日本で集中的に刊行されていることが明らかになったが、それは文学史という概念がまず西欧近代に発し、西欧の摂取に努めた日本に流入して、中国の文学に関しても通史を書き表そうという刺激が与えられたからであった。日本には中国の文化・学術の蓄積があったために、量的にも質的にも他の国々を圧倒し、中国ですら初期の文学史は日本の中国文学史をモデルにしている。明治期に書かれた中国文学史は近代の進歩的史観に基づいているために、従来は「過去への回帰」と受け取られてきた文学史上の変化を「新しい進歩」とみなすなど、近代の史観によって組み直されていることが明らかになった。2唐代の文学史的思考:近代に至って文学史という概念が成立する以前にも、早い時期から文学史的な思考は存在した。唐王朝は成立するやいなや史書を編纂し、先行する時代の文学を整理したが、そこには国家のイデオロギーが濃厚に漂い、儒家の文学理念もそのために援用されている。しかし同じ時期でも民家における六朝文学の把握は文学そのものを純粋に享受しているように見える。やがていわゆる古文家が起こり、儒家思想に基づいた文学観が打ち立てられ、そこから後代の文学史観が形成されていくが、その詳細な過程は今後の研究の課題である。3その他:以上のほかに、中国における史書の言述と小説的な言述との同質性と異質性、中国の文学史観における古今の対立など、様々な問題が新たに提起され、検討された。平成10年度の研究では、以下のような成果があった。1明治期における中国文学史:明治期に日本で刊行された中国文学史の調査を継続し、コンピューターに入力して作成されたデータベースをもとに、個々の中国文学史、及びその著者について探求を深めた。中国文学史の著作においては、当時の思想を反映して、文学史の把握においても環境決定論的な思考が色濃くあらわれていることが、各種の文学史を通して共通していることが認められ、それは或る種の時代の制約といってよいが、しかしながら著者はいずれも若年でありながら、その該博な知識は今日驚嘆すべきものがある。なかでも藤田豊八の文学史は著者の個性が最も顕著である。他の大方は西欧の優勢に抗して東洋、の価値を力説するところから出発するのに対して、藤田はその時期において中国文学を世界の文学の一つとして位置づけている。また訓読による弊害に言及しているところも、時代を先取りしているといえる。またそれぞれの著者の経歴を調べる過程から、明治期の文化人の幅広い行動、交遊の実態が浮かび上がってきたことも、思いがけない副産物であった。こうして調査された明治期の中国文学史については、報告書としてまとめる作業が行われた。2文学の変化のなかに探る文学史:過去において文学史として記述された書物はもちろんないが、文学作品そのものの展開を通して、そこに文学史的な展開の跡を検証するという研究も行われた。たとえば蝉を唱った詩の系譜は延々と途絶えることなく続くが、詩のなかで用いられる蝉の意味は変わらないのにそれを唱った詩自体は時代に応じて変容していく過程が明らかにされた。こうした文学の系譜をたどる作業は今後さらに様々な事例において試みられるべきであろう。
風力選別機の選別状況モニタリングのための未知粒子判定システム

現在,風力選別機を用いて,廃被覆電線を粉砕したCuとPVCの混合物からCuのリサイクルが行われている。本研究では,選別塔壁に,両粒子が衝突した際に生じる衝突音をAEセンサにより測定し,それらの衝突音をもとに,波形解析,ウェーブレット変換等を用いて,両粒子の混合比を算出するモニタリングシステムの開発を試みた。また,画像処理を用いて,CuとPVCの混合比の算出も試みた.AE波形から得た特徴量をもとに,判別分析法を適用し,誤判別率3%を得た。また,背景色を白と黒に機械的に変えて,混合粒子を撮影し,両画像の差分を用いて背景を除去した.背景除去画像に判別分析法を適用し,誤判別率1%以下を得た.現在、風力選別機を用いて、廃棄された被覆電線を粉砕した銅と塩ビの粉砕混合物から製品となる銅を回収するリサイクルが行われているが、その際の回収率は、高々80%程度に留まり、回収率を大幅に向上させる高効率の風力選別システムの開発が望まれている。このシステムの実現には、回収箱内の選別結果、すなわち、銅と塩ビの混合比を算出する計測システムが必要となる。本研究では、製品回収箱の壁に両粉砕粒子が同時に衝突する際に生じるノイズ的な衝突音を、AE(Acoustic Emission)センサにより測定し、フラクタル次元解析及び逐次ルール生成型ファジィ推論を用いて、両粒子の混合比を自動で算出するモニタリングシステムを作成する。さらに、算出した混合比をセンサ信号として、雑音の影響を受けにくい一般化最小分散制御を用いて、銅の回収率を制御するフィードバック制御系を構成することを目的に研究を進めた。以下に、平成25年度に実施した研究成果について述べる。(1)本研究費により納入した粉砕機及び電磁式ふるい振とう機を用いて、廃被覆電線を粉砕し、ふるいの目開きサイズにより7段階(粒径200mm200μm)に分けた銅/塩ビのテスト粒子を作成した。(2) (1)の銅/塩ビのテスト粒子を、実体顕微鏡及びUSBカメラを用いて撮影し、形状の特徴量(面積、円形度、凹凸度、アスペクト比等)を算出するプログラムを作成した。(3) (2)のプログラムでは、背景色に似た塩ビ粒子が背景に埋もれてしまったため、HSV色空間上で、大津の方法を数回適用し、背景色に似た塩ビ粒子も抽出できるようにプログラムを改良した。現在、風力選別機を用いて、廃棄された被覆電線を粉砕した銅と塩ビの混合物から製品となる銅と不純物となる塩ビを分け、銅を回収するリサイクルが行われているが、その際の回収率は、高々80%程度に留まり、回収率を大幅に向上される高効率の風力選別システムの開発が望まれている。本研究では、製品の回収箱の壁に両粒子が同時に衝突する際生じるノイズ的な衝突音をAE(Acoustic Emission)センサにより計測し、フラクタル次元解析及び逐次ルール生成型ファジィ推論を用いて、両粒子の混合比を自動で算出するモニタリングシステムを開発することを目的に、研究を行ってきた。以下、平成26年度に実施した研究成果を示す。フラクタル次元解析の結果に、パターン認識の際よく用いられる線形分析法を適応し、誤差率3%の認識システムを作製した。現在,風力選別機を用いて,廃棄された被覆電線を粉砕した銅と塩ビの混合物から製品となる銅と不純物となる塩ビを分けるリサイクルが行われている。しかし,回収率が高々80%程度に留まっているため,回収率を大幅に向上させる高効率な選別システムの開発が望まれている。本研究では,選別後の回収箱の壁に,両粒子が衝突する際に生じるノイズ的な衝突音をAE(Acoustic Emission)センサにより測定し,それらの衝突音をもとに,フラクタル次元解析及び逐次ルール生成型ファジィ推論を用いて,回収箱内の両粒子の混合比を自動で算出するモニタリングシステムを開発することを目的とした。なお,本研究では,銅粒子と白,黒,赤,青,緑,灰色の6色の塩ビ粒子の判別を行った。平成25年は,まず,粉砕機及び電磁式ふるい振とう機を用いて,被覆電線を粉砕し,ふるいの目開きサイズにより7段階(粒子径2mm200μm)に分けた銅/塩ビのテスト粒子を作成した。次に,テスト粒子を,実体顕微鏡及びUSBカメラを用いて撮影し,形状の特徴量(面積,円形度,アスペクト比等)を算出するプログラムを作成した。しかし,作成したプログラムでは,背景色の黒に似た塩ビ粒子が背景に埋もれてしまったため,撮影したRGB画像をHSV色空間上に変換し,画像処理で広く用いられている大津の二値化を数回適用し,背景色を除去し,黒色の塩ビ粒子も抽出した。平成26年は,AEセンサで測定した衝突音をフラクタル次元解析し,その値をもとに,パターン認識の際良く用いられる線形判別分析法を用いて,誤差率3%の判別システムを作成した。しかし,作成した背景除去プログラムは,光源の変化の影響を受けやすかったため,平成27年度は,背景を白と黒二種類に入れ替える装置を作成し,線形判別法と粒子の輪郭抽出を組み合わせたプログラムを作成し,誤差率を1%以下にした。

また,画像処理を用いて,CuとPVCの混合比の算出も試みた.AE波形から得た特徴量をもとに,判別分析法を適用し,誤判別率3%を得た。また,背景色を白と黒に機械的に変えて,混合粒子を撮影し,両画像の差分を用いて背景を除去した.背景除去画像に判別分析法を適用し,誤判別率1%以下を得た.当初計画していたフラクタル次元解析による粒子のグループ分類は、予想よりも精度が低く、線形分析法に方法を変えたため、達成度に遅れが生じた。リサイクル粒子の識別法を線形分析法に変更し、以下の当初の計画を進める。実際の廃被服導線を粉砕し、画像処理より算出した銅/塩ビの形状をフラクタル解析し、線形分類法を適用し、判別システムを完成させる。当初の計画では、平成25年度に、銅/塩ビのテスト粒子を撮影した各画像より、形状の特徴量を算出し,フラクタル次元解析を併用して、形状によって、銅/塩ビ粒子を幾つかのグループに分類するプログラムを作成する予定であったが、背景色に埋もれた背景色に似た塩ビ粒子も抽出できるようにプログラムを改良したため、フラクタル次元解析による粒子のグループ分類まで至らなかった。当初購入予定の消耗品を購入する必要がなかった。平成25年度の成果をもとに、平成26年度は、以下の項目について、検討、改良を行う。(1)画像処理により算出した銅/塩ビのテスト粒子の形状の特徴量にフラクタル次元解析を併用して、形状によって、銅/塩ビ粒子を幾つかのグループに分類するプログラムを作成する。(2) (1)により分類した各グループ粒子を用いて、AEセンサへの衝突実験を行い、それらの衝突音を、高速AD変換ボード(サンプル周期0.05μs)を用いて、パソコンに取り込み、DFT(離散フーリエ変換)またはDWT(離散ウェーブレット変換)を行い、各粒子のスペクトルを収集する。(3) (2)で収集した各粒子のスペクトルから粒子毎の基準となるスペクトルを決定し、逐次ルール生成ファジィ推論を用いて、未知粒子のスペクトルから銅/塩ビのどちらの粒子なのかを判定するプログラムを作成する。次年度、消耗品の購入費として使用予定である。
遷移金属アセチリドを鍵構造とする新規な多核錯体の設計と構造制御

遷移金属間を共役系有機配位子で架橋した多核錯体はdπ-pπ相互作用に基づく特異な性質が期待され、近年注目を集めている。これまでに遷移金属間をアセチレンで直線状に架橋した遷移金属ポリインポリマーを合成し、その性質について詳細に検討した結果、液晶性や非線形光学的な性質を示すことを見出している。本研究では様々なアセチレン架橋配位子を用いて次元構造を制御した集積型の遷移金属多核アセチリド錯体を設計・合成すると共にその機能についての基礎的な知見を得ることを目的とする。昨年度の研究で、10族遷移金属錯体を中心として2次元或いは3次元状の構造をとる多核錯体を分子設計するための基礎的な指針を得ることができた。今年度は多核錯体を簡便に合成する目的でハイパーブランチ構造をとる多核アセチリド錯体の合成法の開発を行うとともに多核アセチリド錯体の多点活性重合開始剤への応用について検討した。その結果、AB_2型モノマーである白金複核錯体の自己縮合によって、有機溶媒に可溶なハイパーブランチ構造をとる高分子錯体が効率的に合成できることを見いだした。また、白金アセチリドデンドリマーの末端に、アリールイソシアニドのリビング重合開始剤となるパラジウム・白金μ-エチンジイルユニットを導入し、金属アセチリドデンドリマーをコアとする多点活性イソシアニド重合開始剤の開発をに成功した。