hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナノチューブ複合構造体の物性解明と物質設計

量子論に基づく全エネルギー計算の手法を用いて、ナノチューブ、フラーレンをはじめとする炭素ナノ構造物質群の物質設計と物性解明、ならびに実験的に合成がなされた新規な炭素ナノ構造物質の構造予測・物性解明を行った。本研究では、量子論に基づく全エネルギー計算の手法を用いて、新奇ナノチューブの物質設計と物性解明、ならびにナノチューブ/異種物質界面の物性解明を目的としている。特に、ネットワーク形状の制御による、ナノチューブ状物質における新奇物性発現の可能性探索と、種々のナノチューブハイブリッド構造の安定性と物性解明を行う量子論に基づく全エネルギー計算の手法を用いて、ナノチューブ、フラーレンをはじめとする炭素ナノ構造物質群の物質設計と物性解明、ならびに実験的に合成がなされた新規な炭素ナノ構造物質の構造予測・物性解明を行った。特に今年度は、金属カーバドな違法フラーレンの電子状態の解明、グラフェンにおける端の形成エネルギーを求め、安定な端形状の同定を行った。さらに、ナノチューブに導入された欠陥に着目し、その欠陥構造の違いにより、誘起される欠陥順位の空間分布が大きく異なり、今後チューブを用いたデバイス応用に対する重要な知見を得た。同時に、トポロジカルな欠陥を有するナノチューブにおいて強磁性的磁気秩序が発現することを示し、その磁性制御方法の提案を行った。今年度は、太いチューブに対するフラーレン内包の及ぼす影響、がチューブの変形を誘起する事をあきらかにした。また、チューブ内空隙において、フラーレンの重合過程は通常の条件下では起こり得ない事を示した。また、βカロテン、種々の分子を内包したナノチューブにおいて、その振動スペクトルの変調の起源を理論計算からあきらかにした。特に、βカロテン内包ナノチューブでは、ナノチューブの電子構造の違い、すなわち金属、半導体のちがいから、βカロテンとナノチューブの間の電荷移動の有無が生じ、それによって内包物質であるβカロテンの電子構造が大きく変調される事をあきらかにした。さらに、絶縁体基板上に吸着された半導体ナノチューブのエネルギー論と電子状態の解明を行った。その結果、絶縁体上ではチューブの吸着位置がそのエネルギー安定性を大きく左右する事をしめした。すなわち、絶縁体基板上において報告されている、ナノチューブ配向成長の起源をあきらかにした。また、絶縁体注に形成された、非結合性ボンドは、ナノチューブの発光を妨げる、非発光の結合中心として振る舞う事があきらかになった。これらの結果は、本特定において目的としている、ナノチューブのエレクトロニクス応用において、非常に重要なものである。まずCNTへの原子吸着のエネルギー論と吸着による電子構造変調の可能性を探索した。その結果、吸着金属原子、金属クラスタの吸着位置はチューブの曲率、カイラリティーに強く依存することを示した。次に、絶縁体表面に吸着されたCNTの電子構造とエネルギー論の探索を行い、絶縁体基板との微弱な相互作用により、CNTの第一、第2ファンホーベギャップが吸着により変調されること、さらに、安定吸着位置の表面位置依存性があることを示した。さらに、これまであまり注目されていなかった、紫外線領域におけるCNTの光吸収にたいする理論的解析を行い、この領域における光吸収に明確なCNTの曲率、カイラリティーに起因する構造が存在することを示し、その起源がグラフェンにおけるM点まわりのバンド間遷移であることをあきらかにした。この結果は、通常の低エネルギーの吸収スペクトル解析と併せることにより、より確実にCNTの幾何構造の決定を可能とする物である。また、本特定の実験グループとの共同研究として、フラーレン内包によるCNTの動径収縮モードの変調に対する解析をおこい、その変調がチューブ直径に強く依存することを示し、その起源がCNTとフラーレン間の弱い軌道混成によるものであることを解明した。最後に、ダイヤモンドナノワイヤーの表面が自発的に剥離しグラフェンナノ構造となることを理論的に示した。内包空隙への異種物質挿入によるカーボンナノチューブ物性変調に関する研究として、カーボンナノチューブ内空隙にβカロテンが内包されたβカロテン内包ナノチューブの電子状態を明らかにした。その結果、ホストであるカーボンナノチューブの電子状態に応じて、βカロテンとカーボンナノチューブとの間の電荷移動が存在することが明らかになった。すなわち、金属的なナノチューブへのβカロテン内包の場合、βカロテンからナノチューブへの電荷移動が生じ、半導体チューブの場合、このような電荷移動が存在しないことをあきらかにした。

また、ナノチューブへのフラーレン内包により、ナノチューブの振動スペクトルの変調が、ゲストであるフラーレンとホストであるナノチューブの間の相互作用によって系統的に理解できることを両者の間の相互作用を計算することにより明らかにした。つぎに、ナノスケールを有する炭素ネットワーク物質の新物質の設計として、C60フラーレンの新奇固体相である、C60ポリマー菱面体相へのアルカリ金属のインタカーレションの可能性を、エネルギー論の観点から明らかにした。前エネルギー計算の結果から、Na原子をそのポリマー層の間に挿入された、NaドープC60ポリマーはエネルギー的に安定であり、そのようなフラーレン固体化合物の合成の可能性があり得ることを示した。また、安定構造に対しての電子状態から、これらの化合物が金属であり、またその伝導特性がポリマー面に対して、鉛直、平行方向で著しく異なることを予言した。量子論に基づく全エネルギー計算の手法を用いて、ナノチューブ、フラーレンをはじめとする炭素ナノ構造物質群の物質設計と物性解明、ならびに実験的に合成がなされた新規炭素ナノ構造物質の構造予測・物性解明を行った。CNT内空隙への異種物質挿入に関して、アザフラーレンと呼ばれる、C_<59>N内包CNTの電子構造計算を行い、バンド構造の外部電界への依存性を調べた。その結果、C_<59>N分子の最高半占有状態(SOMO状態)が電界印加に伴う電荷注入により速やかに高エネルギー側にシフトし、CNTの伝導帯に対して、浅いドナー状態として振る舞い、その結果としてCNTのn型伝導が発現することを明らかにした。さらに、この高エネルギーシフトはC_<59>分子のSOMO状態の高いクーロン反発エネルギーによるものであることを示し、これまで謎であった、アザフラーレン内包CNTのn型伝導機構の解釈を与えた。また、金属基板上に吸着されたCNTの詳細な局所電子状態の計算を行なった。その結果、CNTの電子構造は金属種に依存せず、その界面においてはある程度変調を受けることが明らかになった。また、非接触側のCNT壁においても、Pd,Pt等の金属基板状の影響が大きく残ることを示した。また、金属基板の存在は、CNTの伝導帯、荷電子帯のエネルギーレベルを空間的に湾曲させることが明らかになった。また、磁性金属内包CNTにおいて、CNTの吸収スペクトルの解析から、内包された金属鎖の磁性状態を決定できることを理論計算から明らかにした。すなわち、光吸収によって形成された1重項励起子が磁性原子のスピンと相互作用し3重項励起子となりその発光が観測されるというものである。また、欠陥を有するCNTにおいても、同様の励起子のスピン反転過程が実現され、本来光学不活性の3重項励起子の発光がみられることを理論的に明らかにした。
マイクロサテライト・地上観測連携による高々度放電発光と地球ガンマ線現象の解明

本研究課題では、雷放電に伴う高高度発光現象、地球ガンマ線現象、及び全球的雷放電活動と大気及び電磁圏への影響を定量的に解明するために、専用マイクロサテライトの新規開発・製作を行った。開始から1年余りで完了し、2009年1月に打ち上げ、初期運用に成功した。また世界及びアジア域における雷放電の地上観測網を整備・拡張し連続運用に入り、それらのデータ解析から諸現象のメカニズム解明に大きく貢献している。本研究課題では、3つのテーマ:1.高々度発光現象(TLE)のメカニズムの解明、2.地球ガンマ線(TGF)のメカニズムの解明、3.グローバルな雷放電活動とそれらの大気及び電離圏・磁気圏への影響の定量的理解、を達成するために、A.マイクロサテライトの開発・製作・打上、および得られたデータの解析、B.ローカルな地上観測キャンペーンと永続的地上モニタリング観測の実施、C.統合的なデータ解析とメカニズム解明のためのシミュレーションを柱とした研究計画を実施している。19年度は以下の項目について進展があり、概ね当初の予定通りにプロジェクトが進行している。A.JAXAによる2008年度打上の相乗り衛星公募に応募し採択された。JAXAの担当職員と打合せを行い、搭載のためのインターフェースと契約を進めた。また、人工衛星地上間通信に必要な周波数を確保するために、総務省の担当者と連絡をとって国際調整及び免許申請の書類作成を行い、併せて院生が免許講習に通い、従事者免許を取得した。衛星の製作は、特注部品の仕様決定、市販部品の選定、購入を経て、衛星本体がほぼ完成し、電気的な総合試験の準備が完了した。また、つくばのJAXA設備を用いて振動試験を実施した。仙台の地上アンテナおよび送受信設備の設置場所・方法について検討し、ほぼ目処が立った。またスウェーデン・キルナ局の設置について、当地の会社と交渉・検討した。B.アジアでの集中観実施に向けて、電波観測機器を製作し、台湾・台南に設置した。さらにタイの観測候補地を視察し、当地の大学と協議を進めた。C.新規衛星の打上げに向けて、これまでに得られた人工衛星、大気球、地上電波観測ネットワークのデータを解析し、TLEおよびTGFの発生条件と定量的な現象理解に大きな進展があった。また、太陽活動と雷放電の全球活動について新たな関係を見いだした。本研究課題では、3つのテーマ:1)高々度発光現象(TLE)のメカニズムの解明、2)地球ガンマ線(TGF)のメカニズムの解明、3)グローバルな雷放電活動とそれらの大気及び電離圏・磁気圏への影響の定量的理解、を達成するために、A)マイクロサテライトの開発・製作・打上、および得られたデータの解析、B)ローカルな地上観測キャンペーンと永続的地上モニタリング観測の実施、C)統合的なデータ解析とメカニズム解明のためのシミュレーションを柱とした研究計画を実施している。21年度は途中より特推としての活動を縮小、終了したが、以下の成果を得ている。A)衛星(雷神)は20年度2月初めに通信障害を発生したが、21年度はスタンフォード大学の協力を得たコマンド送信実験と地上再現実験を行いほぼ原因を究明した。近い将来復活の可能性はあるものの、当面は状態監視と搬送波を使った電離圏擾乱モニター観測を継続している。B)アジアVLF観測網の拠点としてタイへの機器設置を完了し(途中から別財源に移行)、また観測網の初期観測から雷放電によるアジア地域での新電離圏擾乱現象を発見した。ELF世界観測網を維持し、大気電場観測を整備した。C)ELF観測網による位置評定の新手法を開発し、精度を大幅に向上することに成功し、データベースを構築するとともに落雷世界分布図を初めて作成した。この手法に基づき、落雷規模別に世界年間平均落雷頻度を初めて推定した。さらに、TGF発生頻度及びスプライト光度の、落雷規模依存性を示すことに成功にした。これらの成果の多くは一流国際誌に受理または査読最終段階にある。雷放電活動及び雲量と太陽活動についての解析・考察をすすめ、成果の一部は一流国際誌に掲載された。こうした電磁波及び光学落雷データの大気科学モデルへの応用を多角的に調査し、利用方針を定めた。

近い将来復活の可能性はあるものの、当面は状態監視と搬送波を使った電離圏擾乱モニター観測を継続している。B)アジアVLF観測網の拠点としてタイへの機器設置を完了し(途中から別財源に移行)、また観測網の初期観測から雷放電によるアジア地域での新電離圏擾乱現象を発見した。ELF世界観測網を維持し、大気電場観測を整備した。C)ELF観測網による位置評定の新手法を開発し、精度を大幅に向上することに成功し、データベースを構築するとともに落雷世界分布図を初めて作成した。この手法に基づき、落雷規模別に世界年間平均落雷頻度を初めて推定した。さらに、TGF発生頻度及びスプライト光度の、落雷規模依存性を示すことに成功にした。これらの成果の多くは一流国際誌に受理または査読最終段階にある。雷放電活動及び雲量と太陽活動についての解析・考察をすすめ、成果の一部は一流国際誌に掲載された。こうした電磁波及び光学落雷データの大気科学モデルへの応用を多角的に調査し、利用方針を定めた。
文書類似度を利用した英語学習用例の自動生成

この研究では、潜在意味解析(Latent Semantic Analysis)、語頻度、語頻度・逆文書頻度(tf-idf)の3種類の文書類似度評価方法を利用して、英語学習者の興味や習熟度に適した用例を自動生成することを目指している。先行研究では、潜在意味解析が、専門用語の多い英語表現の分類に利用できることを確認されていう。この研究では、実際の英語教育に実用的に利用できる英文用例の自動生成をめざして、対象とする文書集合の大規模化と、文書や用例の難易度の自動分類に取り組んでいる。とくに、潜在意味解析による文書類似度評価の高速化と、学習者の習熟度にあわせた用例の自動生成に取り組んでいる。平成29年度は、高速化計画の一環として、サーバーを購入し整備した。サーバー整備の一環として、機種や構成の選定作業を行った。平成30年度は、学習者の習熟度に合わせた難易度分類についての先行研究のサーベイを行なった。文書類似度を内容にもとづく文書分類だけでなく、難易度分類にも利用する方法を検討した。また、文書類似度計算の高速化のために、言語処理系や、各種ライブラリの性能評価を継続して行った。本来は、平成30年度は計画最終年度であるため、文書類似度に基づく英文用例の自動生成を実装し、実際の学習者で評価する予定であった。しかし、進捗状況欄で説明する理由により、実装や評価に至らなかった。また、学習者の習熟度と、用例の難易度の対応付けなど、解決が難しい問題もわかってきた。研究計画の延長を申請した。平成30年度は、日本で国際情報オリンピック日本大会(IOI2018)が開催された。その開催団体の国際情報オリンピック日本委員会の関係者としてIOI2018運営に半年間関わざるを得ず、研究時間が十分にとれなかった。本務校に戻れた、残りの半年間も、大学業務が集中したので、研究時間が十分にとれなかった。研究期間の延長が認められたので、当初の申請内容を実施できるよう、十分な研究時間を確保することに最大限の注意を払う。この研究では、潜在意味解析、語頻度、語頻度・逆文書頻度の3種類の文書類似度評価方法を利用して、英語学習者に、興味や難易度の面で適した用例を自動生成することを目的としている。先行研究では、潜在意味解析が、専門用語の多い表現の分類に利用できることを確かめている。この研究では、用例の実用化、実際の英語教育に利用できる用例の自動生成を目指している。特に、潜在意味解析等の文書類似度評価の高速化と、用例の難易度の分類の実現に主に取り組んでいる。平成28年度は、1)高速化のためのテキストデータ解析用サーバーの購入と整備、と2)用例の英語教育専門家による評価、の2点を行う予定であった。1)のサーバーの購入と整備に関しては、サーバー構成の検討を行った。検討作業として、使用するライブラリ等のバージョンアップ、データベースの再設計などを行っ性能評価を行った。しかし、検討が年度内に終わらず、サーバの購入に至っていない。2)の用例の英語教育専門家による評価は、実際の英文書籍を利用して、日本の大学2年生に分かりにくい英語表現、文法構造、固有名詞などについて、英語教員から聞き取り調査を行った。先行研究で「使われる可能性の高い」用例の抽出はできるようになってきたが、抽出した用例を「易しい」用例と「難しい」用例の分類する方法は、まだ模索中である。教員だけでなく、学習者(学生)からは、アンケートによる語彙評価を実施する予定であったが、用例の「難易度分類」が曖昧な状況であったため、今年度は見送ることにした。先行研究で行った「使われる可能性の高い」用例の抽出より、用例の「難易度」の分類は難しい問題であるため、検討に時間がかかっている。また、時間配分がうまく行かず、サーバー構成の検討に十分な時間がさけず、購入を延期した。先行研究では、潜在意味解析が、専門用語の多い英語表現の分類に利用できることを確認してある。この研究では、実際の英語教育に実用的に利用できることをめざして、対象とする文書集合の大規模化と、文書や用例の難易度の自動分類に取り組んでいる。とくに、潜在意味解析による文書類似度評価の高速化と、学習者の習熟度と用例の自動対応に取り組んでいる。平成29年度は、高速化計画の一環として、サーバーを購入し、整備を開始した。サーバーの購入の一環として、機種や構成の選定作業を行った。研究申請を行ったころは、Pythonによる大規模行列計算にGPUを利用することを考えていなかったが、ここ1、2年で低価格化がすすみ、GPUをつかった最低限の行列計算もできるような構成で購入した。さらに、サーバ整備の一環として、各種Pythonのフレームワークを検討した。学習者の習熟度に合わせた用例の難易度分類については先行研究のサーベイを行ったが、語彙分類だけでは難しいということが再確認できた。文法、文脈、学習者の持っている知識(スキーマ)などをある程度考慮し、かつ、自動化に向いた方法の検討を継続している。サーバーの構成の検討に予想以上に時間がかかった。

また、難易度の分類方法について、適切、かつ実用的なものが見つからな状態であるため。この研究では、潜在意味解析(Latent Semantic Analysis)、語頻度、語頻度・逆文書頻度(tf-idf)の3種類の文書類似度評価方法を利用して、英語学習者の興味や習熟度に適した用例を自動生成することを目指している。先行研究では、潜在意味解析が、専門用語の多い英語表現の分類に利用できることを確認されていう。この研究では、実際の英語教育に実用的に利用できる英文用例の自動生成をめざして、対象とする文書集合の大規模化と、文書や用例の難易度の自動分類に取り組んでいる。とくに、潜在意味解析による文書類似度評価の高速化と、学習者の習熟度にあわせた用例の自動生成に取り組んでいる。平成29年度は、高速化計画の一環として、サーバーを購入し整備した。サーバー整備の一環として、機種や構成の選定作業を行った。平成30年度は、学習者の習熟度に合わせた難易度分類についての先行研究のサーベイを行なった。文書類似度を内容にもとづく文書分類だけでなく、難易度分類にも利用する方法を検討した。また、文書類似度計算の高速化のために、言語処理系や、各種ライブラリの性能評価を継続して行った。本来は、平成30年度は計画最終年度であるため、文書類似度に基づく英文用例の自動生成を実装し、実際の学習者で評価する予定であった。しかし、進捗状況欄で説明する理由により、実装や評価に至らなかった。また、学習者の習熟度と、用例の難易度の対応付けなど、解決が難しい問題もわかってきた。研究計画の延長を申請した。平成30年度は、日本で国際情報オリンピック日本大会(IOI2018)が開催された。その開催団体の国際情報オリンピック日本委員会の関係者としてIOI2018運営に半年間関わざるを得ず、研究時間が十分にとれなかった。本務校に戻れた、残りの半年間も、大学業務が集中したので、研究時間が十分にとれなかった。学習者向けの「難易度」の分類については、簡易的手法ですませ、高速化を主目的とした、サーバーの構築と整備を行う。昨年の推進方策にも同じことを書いたが、研究期間も限られているので、実現可能な方法で難易度推定は妥協して実施することを検討する。研究期間の延長が認められたので、当初の申請内容を実施できるよう、十分な研究時間を確保することに最大限の注意を払う。サーバー購入を予定していたが、検討に時間がかかり、購入を延期したため。サーバーの購入は実施したが、サーバーを使用したソフトウェア開発を延期したため、ソフトウェア開発費用の大部分を繰り越しした。当該年度に、文書類似度にもとづく英文用例生成システムを実装する予定であったが、実装を延期した。2019年度に当初予定していた実装を行なう。平成29年度中にサーバーを購入する予定。
英語多音節語句のプロソディック分析

英語の語の強勢配置を説明するために提案された位置関数理論(Yamada (2010))では「副次」強勢配置の説明のために16個の位置関数を措定してる。その後、「主」強勢を説明するためには3個の「位置関数」が必要であることが明らかにされた。本研究ではその妥当性を確かめた。その結果、3個の位置関数で十分に説明できることが明らかとなった。さらに、「位置関数理論」の妥当性を、「電子データ」を用いて検証した。まず基礎データとなる電子データを確定した。次に、それを基に位置関数の一つであるACS(Alveolar Consonant Sequence)の検証を行ったところ、その観察的妥当性が明らかとなった。本研究の目的は、英語の多音節語句における強勢配置メカニズムを電子データを用いて詳細に分析し、最近提案された「位置関数理論」の問題点をあぶり出すと共に、その理論をより緻密にし、英語の主強勢・副次強勢配置メカニズム全般を説明できる理論として完成させることにある。具体的作業としては、「電子データ」を用いて、数量的に「位置関数理論」の検証を行い、理論の完成を目指す。上記の目的を達成するために、本年度は言語事実の掘り起こし作業と検証作業を行った。さらに、本研究と関連した研究を行っている国内外の専門研究者との情報交換・連携も密に行った。特に、ヨーロッパの研究者との連携を重視した。というのも、英米においては、「言語学」の研究対象としては「英語」以外が用いられることが多いため、「英語」そのものをデータとした言語研究は、実は英米圏よりもむしろ、ヨーロッパの方が盛んな傾向にある。つまり、英米以外の国々では、「英語」は第二言語であるが故に逆に言語学の研究対象となっている。この傾向は、「世界語としての英語」の価値が高まるにつれ、さらに顕著となっている。研究に必要な電子データの収集、専門研究者との情報交換など、当初の予定通り、おおむね順調に進展している。上記の目的を達成するために、本年度は昨年度に引き続き、言語事実の掘り起こし作業と検証作業を行った。というのも、英米においては、「言語学」の研究対象としては「英語」以外が用いられることが多いため、「英語」そのものをデータとした言語研究は、実は英語圏よりもむしろ、ヨーロッパの方が盛んな傾向にある。つまり、英米以外の国々では、「英語」は第二言語であるが故に逆に言語学の対象になっているのである。今年度の実績としては、フランスで開催された国際会議「Colloque International PAC 2016 (PAC 2016 International Conference: English Melodies)」に参加し、研究発表を行うとともに、積極的な情報交換・情報収集を行った。その結果、本研究に必要な電子データを多数収集することができた、また、本研究の成果の一端として、英語の強勢に関する国際共同著書の発刊に向け、準備を進めて行くことが決定し、本申請者が編集者の一人に選ばれ、編集作業を開始した。また、「世界語としての英語」の音声を収集し、コーパスを作成しつづけているPACというフランスの研究団体の責任者であるトゥールーズ大学名誉教授ジャック・デュラン教授を日本に招聘し、緊密な共同研究をを行った。本研究の目的は、英語の多音節語句における強勢配置メカニズムを電子データを用いて詳細に分析し、最近提案された「位置関数理論」の問題点をあぶり出すと共に、その理論をより精密にし、英語の主強勢・副次強勢配置メカニズム全般を説明できる理論として完成させることにある。上記の目的を達成するために、昨年度に引き続き、言語事実の掘り起こし作業と検証作業を行なった。さらに、本年度はそれらにより得られた言語事実を基にして、「位置関数理論」の実際的な検証をパソコン上で開始した。具体的には、強勢配置を記述した電子データを比較・検討し、最終的には、(1)CMUと(2)CELEX2 Data Baseの2つに絞り込んだ。更に、それらのデータの正確性と信頼性、および情報量を比較し、本研究の基礎資料として使用可能かどうかを検証した。その結果、(1)はデータの出所やデータ構築の方法が明らかではなく、データ記述そのものにも部分的に問題があることが判明した。一方、(2)はデータの出所やデータ構築方法などは信頼おけるが、データがイギリス英語であり、アメリカ英語を基にした「位置関数理論」の直接的な検証には使えないことがわかった。しかしながら、「位置関数理論」はパラメターを基に構築されているため、イギリス英語をデータとして当該理論の検証を行うことは、間接的とはいえ、無理なことではない。

そこで、そのデータを用いて、「位置関数理論」の一つである「Aleolar Consonant Sequence」という位置関数の検証を行なったところ、(2)中に記載された約17万語の内、この関数に当てはまるものは312個で、そのうち306が有効であることが分かり、「位置関数理論」の関数の一つの観察的妥当性が示された。英語の語の強勢配置を説明するために提案された位置関数理論(Yamada (2010))では「副次」強勢配置の説明のために16個の位置関数を措定してる。その後、「主」強勢を説明するためには3個の「位置関数」が必要であることが明らかにされた。本研究ではその妥当性を確かめた。その結果、3個の位置関数で十分に説明できることが明らかとなった。さらに、「位置関数理論」の妥当性を、「電子データ」を用いて検証した。まず基礎データとなる電子データを確定した。次に、それを基に位置関数の一つであるACS(Alveolar Consonant Sequence)の検証を行ったところ、その観察的妥当性が明らかとなった。本年度は更なる情報収集と電子データの収集を行う予定である。具体的には、9月にフランスで開催される音韻論・音声学の国際会議で研究成果の一部を発表することが既に決まっている。そこでも、十分な情報収集と意見交換を行う予定である。また、本研究に関する研究を行っている欧米の研究者を集め、英国の出版社から研究書を編者の一人として出版する予定で、現在、関連出版社と交渉中である。本年度も更なる情報収集と電子データの収集を行う予定である。また、今年度もヨーロッパで開催される国際会議に出席し、情報収集・情報交換を行う予定である。また、昨年度に正式決定した英語の強勢に関する著作を編集者の一人として完成させ、完成原稿を出版社に提出する予定である。人文学本年度は、電子メールなどの手段を用いて、電子データの収集と分析を主に行ったため、国外への旅費の出費はなかった。国外の研究者との情報交換は電子メールを用いて、頻繁に行った。なお、国内の研究者との情報交換も密に行い、国内の専門研究者を研究代表者の所属する研究機関に招き、専門的知識の提供を受けた。本研究の初年度(平成27年度)は、電子メールなどの手段を用いて、電子データの収集と分析を主に行ったため、国外への旅費の出費はなかった。その分が次年度(平成28年度)に持ち越しとなった。本年度(平成28年度)は、国外への出張(資料収集及び研究発表)を行い、その分を支出したが、初年度分の持ち越し額がそのまま、次年度への持ち越し額となった。来年度は本年度の研究成果を国際学会(2016年9月、フランス)にて発表するすることが既に決定している。さらに、別の国際学会にも参加する予定である。今年度は、国際学会に出席する予定である。また、現在進行中の英語の強勢に関する国際共同著書のための情報交換・意見交換を行うためにフランスなどに出張する予定である。
ショウジョウバエ神経幹細胞プログラムのdecoding

中枢神経系で多様な神経細胞が生み出される基盤となっているのは,「神経幹細胞が決まった順序で特定の神経細胞を生み出す」という機構である.ショウジョウバエの中枢神経系では,神経芽細胞が分裂とともにHunchback, Kruppel等の転写因子を順番に発現することによって,子孫に誕生の順序情報を伝えている.従って,神経芽細胞がいかにして転写因子のスイッチングを達成するかを理解することがニューロン多様性の生成機構の解明の鍵となる.我々は,ショウジョウバエ核内リセプター型転写因子Seven-upの変異系統では神経芽細胞で転写因子のスイッチングが正常に起こらず,神経芽細胞は本来細胞系譜の初期にのみ生み出す細胞を作り続けることを発見した.これまでに,Seven-upは神経芽細胞系譜の限局した時間区画で発現することにより,神経芽細胞でのHunchback発現を抑制し,転写因子スイッチングに時間情報を与えていることを見いだしている.この発見を基にして神経幹細胞の遺伝プログラムを解明するため,2005年度は神経芽細胞の細胞系譜内でのSeven-upの発現がいかにして調節されているかを解析した.Seven-upの発現時期は神経芽細胞毎に異なっていた.従って,細胞系譜を生み出すための時間情報は,各神経芽細胞の中に組み込まれていることが明らかになった.そこで,Seven-upの一過的発現と細胞周期進行との関係を調べた.突然変異系統を用いて細胞周期の進行をを阻害すると,本来発現していない細胞系譜後期の神経芽細胞も高レベルのSeven-up mRNAを蓄積していた.DNA複製のサイクルを維持したまま細胞質分裂のみを阻害しても,やはり,Seven-upの一過的発現は失われた.これらの結果から,神経芽細胞は,細胞質分裂の際に細胞質因子の分配を用いてSeven-upの発現調節を行っていることが示唆された.中枢神経系で多様な神経細胞が生み出される基盤となっているのは,「神経幹細胞が決まった順序で特定の神経細胞を生み出す」という機構である.ショウジョウバエの中枢神経系では,神経芽細胞が分裂とともにHunchback, Kruppel等の転写因子を順番に発現することによって,子孫に誕生の順序情報を伝えている.従って,神経芽細胞がいかにして転写因子のスイッチングを達成するかを理解することがニューロン多様性の生成機構の解明の鍵となる.我々は,ショウジョウバエ核内リセプター型転写因子Seven-upの変異系統では神経芽細胞で転写因子のスイッチングが正常に起こらず,神経芽細胞は本来細胞系譜の初期にのみ生み出す細胞を作り続けることを発見した.これまでに,Seven-upは神経芽細胞系譜の限局した時間区画で発現することにより,神経芽細胞でのHunchback発現を抑制し,転写因子スイッチングに時間情報を与えていることを見いだしている.この発見を基にして神経幹細胞の遺伝プログラムを解明するため,2005年度は神経芽細胞の細胞系譜内でのSeven-upの発現がいかにして調節されているかを解析した.Seven-upの発現時期は神経芽細胞毎に異なっていた.従って,細胞系譜を生み出すための時間情報は,各神経芽細胞の中に組み込まれていることが明らかになった.そこで,Seven-upの一過的発現と細胞周期進行との関係を調べた.突然変異系統を用いて細胞周期の進行をを阻害すると,本来発現していない細胞系譜後期の神経芽細胞も高レベルのSeven-up mRNAを蓄積していた.DNA複製のサイクルを維持したまま細胞質分裂のみを阻害しても,やはり,Seven-upの一過的発現は失われた.これらの結果から,神経芽細胞は,細胞質分裂の際に細胞質因子の分配を用いてSeven-upの発現調節を行っていることが示唆された.
白血病細胞で高発現しているWT1を標的とした抗腫瘍特異的免疫療法

白血病を含む多くの造血器悪性疾患(WT1を高発現)患者中にIgM型およびIgG型WT1抗体を検出した。これは、WT1タンパクが実際にこれらの患者中で免疫原性を有すること、および、患者中ではWT1タンパクに対する液性免疫反応だけではなく細胞性免疫反応(WT1抗体のクラススイッチを誘導する)が誘起されていることを意味する。また、これらのことは、WT1タンパクを標的とした癌免疫療法を推し進めることのrationaleとなる。すでにヒトWT1特異的CTLを誘導することが示されている9merのWT1ペプチド(WT235)のひとつのアンカー部位(position 2)のアミノ酸をMからYに置換することにより、より強力にWT1特異的CTLを誘起できることを明らかにした。このペプチドはWT1ペプチド癌ウクチンの実際の臨床応用において非常に有用であると期待される。WT1トランスジェニックマウス(lckプロモーター)においては、胸腺内のWT1が恒常的に過剰発現しているTリンパ系細胞の分化が抑制されることを示した。分化の抑制は増殖の促進やさらには発癌につながる可能性がある。これは、WT1がリンパ球の分化や増殖に関与していることを直接的に示したはじめての報告である。WT1発現マウス白血病細胞株を移植されたマウスにWT1ペプチドをBCG-CWSと伴に投与することにより、その多くのマウスが白血病細胞を拒絶することを明らかにした。BCG-CWSのアジュバントとしての有用性を示すと伴に、WT1ペプチド癌ワクチンの「マウス治療モデル」を確立した。基礎実験の結果をふまえて、MDSや白血病に対するWT1ペプチド癌ワクチンの第I相臨床試験を開始し、ワクチン投与により芽球の減少やWT1レベルの低下、つまりclinical responseのみられた症例を経験した。腫瘍細胞で高発現しているWT1遺伝子産物(それはペプチドに断片化されclass I HLA分子とともに細胞表面に提示される)に対してより強力な反応性を持つCTLをより高い効率で誘導することを目的として,すでにHLA-A24.2拘束性にWT1特異的CTLを誘導できることが明らかになっている9merのWT1ペプチドの1つのanchor motif部位のアミノ酸を他のアミノ酸に置換したものを合成し,その改変WT1ペプチドのWT1特異的CTL誘導能を検証した。その結果,N末側のanchor motif部位(第2位)のアミノ酸をMからYに置換したWT1改変ペプチドでHLA-A24.2を有するヒトのT細胞を刺激することにより,非改変(オリジナル)ペプチドで刺激するよりもより効率よくWT1特異的CTLをin vitroで誘導できることが明らかにされた。このWT1改変ペプチドは,より強力なペプチド癌ワクチンとなり得ることが示唆された。平成13年12月に開始した造血器悪性疾患に対するWT1ペプチドワクチン第I相臨床試験の病例を蓄積することができた。その中に,WT1ペプチドワクチンが有効であったと考えられる病例(ワクチン投与後の骨髄や末梢血のWT1レベルの低下,骨髄の芽球の減少)を経験した。これにより,WT1ペプチド癌ワクチンが造血器悪性疾患の治療に有効であることが強く示唆された。多くの造血器悪性疾患患者中でWT1タンパクに対する抗体が産生されていることが見い出され、この結果は、WT1タンパクが免疫原性を有していること、および、これらの患者中でWT1タンパクに対する免疫反応がすでに生じていることを意味している。これにより、WT1を標的とした癌免疫療法を目指すことの妥当性が示された。

WT1トランスジェニックマウス(lckプロモーター)を作製し、そのトランスジェニックマウスの骨髄、リンパ節、末梢血、脾臓、胸腺などを詳細に解析することにより、WT1の過剰発現がTリンパ球の分化を抑制することを明らかにした。分化の抑制は増殖の促進につながり、つまり、WT1の異常な発現がリンパ系細胞においてもそのトランスフォームに関与している可能性が示された。平成14年度より続行しているWT1ペプチド癌ワクチン療法の第I相臨床試験において、有効症例、つまり、WT1ペプチドワクチン投与によって芽球の減少したMDS由来白血病症例や腫瘍マーカーの低下した肺癌症例を経験した。WT1ペプチドワクチンがヒトの悪性腫瘍の治療に有効であることが示された。WT1を発現している腫瘍(白血病あるいは肺癌)の移植後にWT1ペプチドワクチンを投与してその腫瘍を拒絶するマウス実験系(従来の予防モデルではなく治療モデル)を確立した。その実験系でアジュバントとして用いたBCG-CWSは、ペプチド癌ワクチンと組み合わせることにより、その腫瘍拒絶能の増強に有効であることが示された。頭頚部扁平上皮癌、甲状腺癌、大腸癌(腺癌)の多くの症例でWT1の発現が検出されることを明らかにした。今までにすでに白血病、肺癌、乳癌などでWT1の高発現が報告されていたが、これにより、WT1ペプチド癌ワクチンの適応疾患の拡大の可能性が示された。
不随意運動の発現に対する錐体路の役割

1.バリスムモデル動物の確立サルの視床下核ニューロンの活動を一時的に薬物の微量注入により低下させ、異常運動を確実に起こすことに成功した。具体的には、無麻酔のサルの視床下核に挿入した薬物注入管から抑制性神経伝達物質に類似の薬物ムシモルを微量注入(10mM,400nl)し、注入後5-10分には注入と反対側の手と足に運動異常を認めた。この異常は4-6時間続いた。異常運動の特徴はヒトのバリスム疾患の異常運動と共通点が多い。注入後8-9時間後にはサルの行動には異常が見られなくなり、翌日以降も後遺症は見あたらない。他日、同一部位にムシモルの再注入を行い、同様の異常運動をくりかえし発現することができた。この実験系は、可逆性、確実性の点でバリスム類似の異常運動の発現メカニズムの研究のために有用な系である。2.長時間記録用慢性埋め込み電極の開発異常運動の発生時にもニューロンの活動を安定に記録するために長期間脳内に留置できる微小記録電極を新たに開発した。具体的には直径50ミクロンの細いタングステン線を4-6本束ね、細い針を使ってこれを脳内に差し込み、目的の場所にタングステン線を残して針を引き抜く。脳内にはフレキシブルな細いワイヤーの記録電極だけが残りこの電極によって長期間安定して目的のニューロンの活動が記録できる。3.運動野ニューロンの活動大脳皮質運動野に留置した上記の電極からニューロン活動の記録を行いながら、視床下核ニューロンの活動を一時的にブロックし不随意運動を生じさせた。現在までの所、大脳皮質一次運動野上肢領域のニューロンで不随意運動に対応して異常活動を示す例は見つかっていない。今後さらに運動野内の検索の範囲を広げるとともに、補足運動野のニューロン活動の変化の有無も調べて、異常運動を引き起こす神経インパルスの下降経路を確認したい。
内部モニタリングを特徴とする熱変形補償型高精密三次元測定機の試作研究

一般に三次元測定機による高精度測定を実現するためには、測定機を恒温室に設置して測定するが、工作機械までを恒温室に設置するのは困難なことが多い。このため、加工を行なう場所と測定を行なう場所とが離れてしまい加工と測定とを繰り返そうとすると工作物のクランプ、アンクランプが繰り返され、結果として精度が出ないことが多い。そこで変温環境であっても測定精度のよい三次元測定機を開発した。具体的には、三次元測定機の構造体に変形センサを装着した。この変形センサはスーパーインバー材でできているので、周囲や構造体の温度変化の影響を受けずに被測定物の変形量を直接測定可能である。実験では基準ゲージをスーパーインバー材で作成し、基準ゲージとした。温度変化による測定誤差を補償するために空間補正用の行列を設け、これの各要素を遺伝的アルゴリズムを組み込んだニューラルネットワークで決定した。ニューラルネットワークの入力として、上記の変形センサの出力、三次元測定機上中下部の温度、光学スケールの温度を用いた。上記の方法によって長さの測定誤差は補償しない場合に比べて15%程度に、角度の測定誤差は補償しない場合に比べて30%程度に減少させることが可能であった。本年度はまず、三次元測定機の構造体の計10箇所に変形センサを装備し、構造体各部の熱変形を測定した。変形センサは被測定物の変形を測定する歪ゲージ式検出ブロック部と測定点間を結ぶ連結棒とからなる。検出ブロックの中央部に位置する薄肉部に上下の取付部間の変形量を集中させ、拡大された歪を歪ゲージで検出することにより、長い標点間距離の変化を安定的に高い精度で検出することができる。連結棒は熱膨張率の小さいニッケル計低熱膨張性合金でできているので、周囲や構造体の温度の影響を受けずに、被測定物の変形量そのものを検出することが可能である。また、位置の読みの基となる光学スケールの熱変形は、直接的に測定精度に影響すると考えられるため、光学スケールの表面温度を測定した。さらに、室温をZ軸キャリッジ上部、テーブル面、本体下部の3箇所で測定した。実験では例えば、室温を16°Cから32°Cの間で変動させ、その時の構造体の変形量、光学スケールの温度、室温を測定すると同時に、3時間毎に直角ゲージの外周を三次元測定機で測定した。また、実験では直角ゲージをXY平面内に設置した。実験により次のことが判った:(i)テーブル部以外の構造板はほとんど時間遅れなく室温の変動に伴って伸縮している。(ii)測定値に関しては、真直度はほとんど変動しないが、直角度と辺の長さは温度の変動に伴って変動する。直角度の変動は構造体の変形により、辺の長さの変動は光学スケールの伸縮によるものであると考えられる。上記のように本システムで用いた三次元測定機は構造体、光学スケールの熱変形により、測定座標軸の回転/伸縮が起こっているので、測定空間に対して単純な線形写像を施すことにより熱変形による測定誤差を補償した。具体的には、3層のニューラルネットワークを構築し、XY平面における測定空間補正行列と、対応する時点の変形センサ、温度センサ情報との関係を学習させた。ニューラルネットワークによる補正を行なうことにより直角度、辺の長さの変動幅が1/21/3に減少した。現在、AFM(原子間力顕微鏡)で広範囲に被測定物を測定する時、非測定物の載っているテーブルを動かして所定の位置に止めた後、10分以上待たなければならない。なぜならばテーブルを移動させた時に下側で稼働しているボールネジが膨張し、所定の位置にテーブルが止まった後、今度はボールネジの収縮が始まってしまいテーブルが動いてしまうからである。真円度のかなり高いものを測定しても、テーブル自体がボールネジの収縮のために移動してしまうので、測定結果が楕円となってしまう。そこで本研究では、本年度は、ボールネジを動かし終えたあとすぐに被測定物を測定できるようなシステムの構築を試みた。具体的には、テーブルに従来からあるボールネジによる機構(以後粗動機構と呼ぶ)に加えて、ピエゾアクチュエータによる微動機構を設ける。テーブルをステッピングモータによる粗動機構で動かし終えた後に生じるボールネジの収縮分をピエゾアクチュエータによる微動機構を用いて補正しようという試みである。精度は50nmとすることを目標とする。

制御では、テーブルの変位と平行平板の変形量のデータをもとに、ナノブロックの特性のデータに基づいてテーブルの変位を0にすることを試みた。実験では、制御なしのときの1.5μmに比べて0.3μmとかなり精度が上がったものの、50nmの目標精度を越えることはできなかった。
東ティモールのナショナリズムの人類学的研究：想像される国家と想像される言語

当研究計画は新興のマイクロステート、東ティモール共和国のナショナリズムを言語に焦点をあてて分析した。国際性という脈絡(「市民社会」)では公式ナショナリズムの推すポルトガル語に、英語・インドネシア語が対抗しているという図式が見えた。国民国家の言説のレヴェルでは、近年(2010年代)カトリック教会が強調されているという傾向が見られる。ナショナリズムの対抗要素にもなり得る地方文化は、トゥン語のうちに「標準化」されつつある。(1) 6月に国内研究会を行ない、現地調査の全体のテーマと各自のテーマを決定した。(2) 8月から9月にかけて、東ティモールにおいて現地調査を行なった。福武が先行して入国し、単独調査をした。上田、森田、中川が、それぞれマレーシアおよびインドネシアから入国し、福武と合流した。首都ディリにおいてNGO、教会、大学等の調査を経て、福武の既調査地である西部の2つの県の村落を訪問した。福武の帰国後、残り3名で東部各県の調査を行なった。NGO・教会などを訪問した。インドネシア人神父のライフストーリーなど貴重な情報を得た。(3)以下、言語に限っての情報をまとめておく。2つの国家語(テトゥン語とポルトガル語)は、政府プロパガンダによれば「ともに順調に普及している」筈だが、対照的な結果を得た。テトゥン語の普及は予想以上だった。それに比し、ポルトガル語の普及は失敗していると言える。ポルトガル語普及のいわば中心であるべき国立大学の中での聞き取りがそれを如実に示している。ポルトガル語担当の奥田が調査に同道できなかったが、現地在住のポルトガル人の協力を得ることができ、じっさいの会話を観察したが、国立大学の学生たちにポルトガル語の話者は存在しなかった。排除された筈のインドネシア語は、現在も使用されている。今回の調査チームの全員がインドネシア語話者であるが、調査をインドネシア語で行なうことに支障はまったくなかった。独立後の10年間に生まれた子供たちにもインドネシア語はほぼ通じることも確認した(衛星放送受信によるものだという)。(4)11月の国内研究会では調査報告に加え、ポルトガル語文献にもとづく奥田の歴史研究の発表、ゲストの井上治子(早稲田大学)による政治的な研究発表があった。当プロジェクトの一貫性を確認すると同時に、厚みを加えることができた。6月に国内研究会を行ない、現地調査の全体のテーマと各自のテーマを決定した。「言語と国家」がこのプロジェクトのテーマであるが、2つのレベルから見ていく必要があることを確認した。政府見解に典型的にあらわれるイデオロギーとしての(あるいはそのようなものとして語られる)「上からの言語と国家」と、じっさいの(語られない)「下からの国家と言語」である。今回は奥田を中心にして教育・ポルトガル語に焦点をあてて「上からの国家と言語」像を、上田を中心として都市集住地区での「下からの国家と言語」像を見ていった。8月から9月にかけて、東ティモール共和国において現地調査を行なった。奥田を中心に首都ディリにおいてポルトガル語教育を焦点にした調査をした。教育省、INFORDEPE(政府直轄のポルトガル語教育機関)そしてUNTL(東ティモール国立大学)のポルトガル語学科等を重点的に調査した。上田、中川が合流した後、第2の都市バウカウに移動し、(初等教育を行なっている)複数の修道会、およびICFP (オーストラリアからの援助による教員養成大学)などで調査をした。バウカウから首都ディリに戻り、(ナショナリズムが集中的に現れる)集住地域を中心に調査をした。2015年1月の国内研究会では各自の調査報告をもとに議論をし、各研究者の独自性を維持しながら、グループとしての方向性を確認することができた。作成途中のウェブ上のサイト(現在は未公開)を充実させる作業もつづけている。その項目は(1000近くの文献の他に)300を越えようとしている。サイトには各自の収集した紙データ(教育省の発行するパンフレット、マスメディアなど)をPDF化して掲載しており、データの共有に勤めている。5月に大阪大学にて国内研究会を行ない、2015年度は、中心(首都ディリ)と周縁(その他の地域)における言語と国家観の対照に焦点を絞っていくこととした。調査は8月から9月にかけて行われ、10月に調査報告会を行なった。以下その報告にもとづく各自の調査の概要である。奥田は首都ディリにおいてポルトガル語について精力的にデータを収集していった。国家語として指定されながら、ほとんど喋られることのないポルトガル語の実態がより明瞭となってきた。上田はディリの集住地区の調査を続行した。そこは物理的に中心でありながら、さまざまな地域出身の人々が隣同士で暮す、一種の周縁である。上田の見つけたのは「文化」("kultura")の不思議な現れである。中心に立ち位置を取るならば、「文化」は発展の障害となるモノである。上田は、ディリという中心、すなわち「文化なき都市」において、あらたな文化が生まれつつあることを報告した。中川は首都ディリのすぐそばにありながら、特別な辺境として位置づけられているアタウロ島で、「プロテスタントのカルト」として知られるラプタの調査を行なった。森田(特別研究員)は、オエクシの国境をめぐる交易の調査をした。

東ティモール共和国の、いわば、始まりの地でありながら、現在は辺境として位置づけられるオエクシと、そこに国境をはさんで対峙する人々のあいだの関係は、東ティモールのナショナリズムのねじれた顕現の機会を提供している。(福武の調査は3月に行なわれたので、この報告では省略する。)10月に行なわれた以上の報告から、「中心と周縁」は、政治・経済的側面だけでなく、あるいはそれ以上に、「文化」("kultura")に関わることが、確認された。「中心と周縁」のテーマは、1960年代の新興国の研究のなかでギアツが提唱した「エポカリズムとエッセンシャリズム」の一つの言い換えである。新興国には、一方に普遍・同時代の他の国々を志向する立場(エポカリズム)があり、他方、それぞれの土地・文化を志向する立場(エッセンシャリズム)があるという議論である。わたしたちは、この(ある意味単純な)議論を深化させながら、同時に東ティモールのナショナリズムを理解していこうとしているのである。ポルトガル語は、東ティモールのエポカリズムの象徴であり、今回のプロジェクトの要の位置を占めるものである。奥田の調査により、これまで不明であったポルトガル語使用の実態があきらかになりつつある。さらに東ティモール唯一のテレビ局、国立放送局での彼女のインタビューは貴重なデータをプロジェクトにもたらした。上田の調査地は、「2006年の暴動」の一つの重要な舞台となった場所である。上田は、人びとによる具体的な国家の語りを丁寧に辿っており、大きな成果をあげた。福武の注目するウェハリ王国は重要なアイテムである。それは、エポカリズムの象徴であるポルトガルに対抗できる、エッセンシャリズムの象徴でもある。今年度の森田(研究員)のオエクシでの国境をめぐる交易の研究は、エポカリズムとエッセンシャリズム、そして中心と周縁の、単純ではない関係をしめしている。中川の今回の調査の対象であるアタウロ島のラプタ運動は、土着の「文化」を否定する。その意味で反エッセンシャリズムである。しかし、それは国家統合の視点(エポカリズム)からは抵抗勢力とみなされるのである。それぞれの調査がそれぞれの成果をもちながら、グループ全体として「国家と言語」、とりわけ「中心と周縁」のテーマに収斂しつつある。調査は順調に進んでいると判断する。当プロジェクトは5年計画である。2016年度は、最終年度に予定している国際カンファレンスを射程にいれて計画をたてた。国際カンファレンスの準備という意味とこれまでの調査の社会還元という意味をこめて、東ティモールにおいて小さなシンポジウムを開催した。これまで緊密な協力関係にあった東ティモールのNGOであるラオハムトゥック(Lao Hamutuk)およびヤヤサン・ハック(Yayasan Hak)のメンバー、およびその他の関心のある現地の人々が対象である。研究分担者4名と研究協力者である森田の5名の発表を準備した。残念ながら、相手NGOから、発表は1本だけで、飛び地であるオエクシを題材にしたものを聞きたいという要請があり、急遽森田による発表だけとなった。
触媒水熱ガス化を用いた難燃性有機塩素化合物の分解と除去

開発したニッケル/炭素触媒を用いて、難燃性の有機塩素化合物の触媒水熱ガス化を実施したところ、300°C程度でほぼ完全にガス化することができたが、時間とともに触媒であるニッケルがシンタリングし、活性の低下が見られた。この原因としては、ガス化時に塩素が塩化水素となり、液が酸性になるためだと考えられた。そのため、廃水に水酸化ナトリウムを添加したところ、270°Cで50時間にわたって活性を維持することができ、有機塩素化合物を効率よくガス化できる方法であることを明らかにした。市販のメタクリル型のイオン交換樹脂を原料とし、樹脂20gに対して28%アンモニア水5mL加え、硫酸ニッケル水溶液で一昼夜イオン交換を行った。イオン交換後は、樹脂を純水で洗浄し、乾燥させてから10K/minで500°Cまで昇温することにより、ニツケル炭素触媒を調製した。このようにして調製した触媒のニッケル含有量は47wt%、ニッケル粒子径は約4nmと非常に多量のニッケルが高分散していた。水熱ガス化実験は、SUS製の反応管に触媒を充填し、高圧ポンプでオルトジクロロベンゼンを含む模擬廃水を連続的に供給しながら反応温度(200350°C)まで昇温し、水熱ガス化を実施した。冷却後常圧まで減圧してから生成したガスはガスバッグ、処理水はガラス製にボトルに回収した。生成ガスはガスクロで分析し、処理水はTOC計で残留炭素分を測定した。200ppmのオルトジクロロベンゼンのみを含む模擬廃水を流した場合、270°C、9MPa、LHSV=20 h-1で80%が分解・ガス化され、メタン、水素、二酸化炭素が生成した。実験後の触媒のXRD分析より、ニッケルが一部酸化ニッケルに変化していたが、これは水中の溶存酸素によってニッケルが酸化されたと考えられた。実際の廃水では他の有機物もガス化され、還元性の雰囲気になるので、ニッケルの酸化は抑制できる。処理水のpHは約3であり、ガス化された塩素分は塩酸になっていると考えられた。約2%の有機物(フェノール、イソプロパノール、メチルエチルケトン)と200ppmのオルトジクロロベンゼンを含む模擬廃水では、上と同条件で有機物の約50%が分解・ガス化された。この試験を50時間行い、その後触媒のXRD分析を実施したところ、酸化ニッケルの生成は見られなかったが、シンタリングが進行していた。これはガス化によって生成した塩酸によるものと考えられ、その抑制方法を検討する必要があることがわかった。昨年度は、難分解性の有機塩素化合物であるオルトジクロロベンゼン(DCB)を含む有機廃水について、開発したニッケル触媒を用いて270°Cで分解させることに成功した。しかしながら、分解と同時にニッケル粒子のシンタリングが進行しており、シンタリングを抑制することが課題となった。シンタリングが進行する理由として、DCB中の塩素がガス化によって塩酸となり、ニッケル粒子を溶出させることが考えられた。そのため、廃水中にあらかじめアルカリを添加し、ガス化中に塩酸が生成してもすぐに中和し、ニッケルの溶出をできるだけ抑制する方法を検討した。DCB200mg/Lを含む模擬廃水に水酸化ナトリウムが0.1mol/Lになるように加え、270°C、9MPa、LHSV=20 h-1で水熱ガス化したところ、水酸化ナトリウムを含まない場合の炭素転化率は50%であったが、水酸化ナトリウムを加えた場合は60%に向上した。アルカリ金属はガス化に対して触媒作用を持つことが知られており、水溶液中のナトリウムイオンも同様に触媒となって働き、ガス化活性が向上したものと考えられた。同条件で50時間のガス化試験後にエックス線回折および透過型電子顕微鏡を用いて触媒中のニッケル粒子の状態を評価したところ、ニッケル粒子のシンタリングは大きく抑制され、シンタリングはほとんど進行していなかった。このように、廃水中へのアルカリの添加がニッケル粒子のシンタリングの進行を大きく抑制するとともにガス化活性の向上にも効果があることを発見した。また、アルカリによって生成した二酸化炭素も炭酸塩として処理水中に吸収されるので、生成ガス中の二酸化炭素濃度が低下し、生成ガスのカロリーアップにも効果があった。昨年度までに廃水中に有機塩素化合物が含まれる場合、ガス化によって塩酸が生成するために触媒が失活してしまう問題があったが、廃水にNaOHを加えることによって失活を抑制できることがわかった。本年度は、難燃性の有機塩素化合物であるオルトジクロロベンゼンを含む廃水中のNaOH濃度を00.625Mで変化させて有機物のガス化活性を検討した(温度:270°C,圧力:9MPa, LHSV:20 1/h)。実験は時間による活性の変化も見るために50時間行った。