hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
小児肝移植患児移行期支援を目的とした野外教育活動プログラムの開発

【背景】わが国で最初の生体肝移植が行われてから四半世紀(25年)が過ぎた(Nagasue et al. Transplant Proc. 1992)。当初、肝移植の主な対象は末期肝不全状態にある患児であったが、移植の手術手技や周術期管理の進歩により、今や成人患者に対する治療としても確立した。2010年には、臓器の移植に関する法律(臓器移植法)の一部が改正され脳死肝移植数も微増した。2016年度末までの総肝移植数は8825例であり、ドナー別では、死体移植(脳死移植・心停止移植)が378例、生体移植が8477例。そのうち、18歳未満の小児期に肝移植を受けたレシピエントが3095例(35.1%)である。小児肝移植患児(肝移植患児)の累積生存率は、1・3・5年がそれぞれ89.6・87.9・86.9%であり、さらに20年の長期生存率は81.0%と、多くの患児が長期生存を遂げている。一方で、総肝移植数のうち(小児・成人問わず)、再移植が274例・再々移植が14例と、慢性拒絶や肝臓脈閉鎖・胆管合併症などにより、再移植・再々移植を必要とする症例が増えているのが実情である(日本肝移植研究会・肝移植症例報告移植2017)。その要因としては、特に肝移植患児においては、アドヒアランス(患者が積極的に治療方針の決定に参加し、その決定により治療を受けること)の獲得状況が主に関連すると言われている(Burra Hepatology 2012)。【目的】長期生存を遂げた肝移植患児に対し、アドヒアランス向上のための小児から成人への移行期支援基盤を確立する。平成29年度は、天候(雪不足)と野外教育活動家の不在および担当者自身の私的な事情(出産や介護)により、研究の介入方法である野外教育活動は行うことができなかった。その代替えとして、患児とその家族を対象とし、野外教育活動報告会を開催した。平成30年度は、米国ピッツバーグ小児病院で、古くより移植患児を対象とした野外教育活動を行っているキャンプ・チャホピのサマーキャンプを視察した。キャンプを運営している医療スタッフと野外教育活動や患児の長期フォロー、移行期支援についての意見交換を行った。また、ピッツバーグの医療スタッフが実際に活用している「移行期支援ガイドブック」を和訳し、その活用方法について検討し、日本版を作成した。課題1:「野外教育活動を開発し、支援体制を完成すること。」スキーを主とした野外教育活動をサマーキャンプへと移行する準備を行う。課題2:「野外教育活動の成果を評価し、効果を可視化すること。」これまで行った野外教育活動で得たデータをもとに、その成果をまとめる。課題3:「開発した野外教育活動の継続を目指し、活動を固定化すること。」野外教育活動の継続にむけ、財政基盤や人材ネットワークと整える。【背景】わが国で最初の生体肝移植が行われてから四半世紀(25年)以上が過ぎた(Nagasue et al. Transplant Proc. 1992)。2015年度末までの総肝移植数は8387例であり、ドナー別では、死体移植(脳死移植・心停止移植)が321例、生体移植が8066例。そのうち、18歳未満の小児期に肝移植を受けたレシピエントが2942例(35.1%)である。肝移植患児(生体肝移植)の累積生存率は、1・3・5年がそれぞれ89.4・87.8・86.8%であり、さらに20年の長期生存率は80.9%と、多くの患児が長期生存を遂げている。一方で、総肝移植数のうち(小児・成人問わず)、再移植が256例・再々移植が14例と、慢性拒絶や肝臓脈閉鎖・胆管合併症などにより、再移植・再々移植を必要とする症例が増えているのが実情である(日本肝移植研究会・肝移植症例報告移植2016)。研究課題は、以下の3つである。課題1:野外教育活動を開発し支援体制を完成するために、アドヒアランスを評価し、肝移植患児の日常生活やQOLを測るための評価尺度を検討する。また、海外で行われている小児移植キャンプを視察し、野外教育活動原案を作成する。課題2:野外教育活動を実施し内容や方法を見直し修正する。その成果を評価した上で効果を可視化するために、課題1で検討した尺度を用いて評価する。課題3:開発した野外教育活動の継続を目指し活動を固定化するために、運営基盤を確立する。

平成28年度(2016年)は、1第1回野外教育活動(スノーキャンプ)の学会報告および論文投稿、2第1回と第2回を評価した上で第3回野外教育活動の計画・実施と調査、3平成28年から32年までの研究計画の構築を行った。実際の野外教育活動の平成26年度(2014年)の第一回目は8名、平成27年度(2015年)の第二回目は13名、平成28年度(2016年)の第三回目は13名、総数延べ34名の研究協力者17名の研究協力者を得た。毎年3月にスノーキャンプを開催し、プロトコールに従い、事前・事後・追跡(1か月後)と3回「IKR評定用紙(簡易版)」とアンケート用紙を用い、調査を行った。現在(5月)は、第三回目の野外教育活動の追跡調査中である。課題1と課題2を実現すべく、努めている状況である。【背景】わが国で最初の生体肝移植が行われてから四半世紀(25年)が過ぎた(Nagasue et al. Transplant Proc. 1992)。当初、肝移植の主な対象は末期肝不全状態にある患児であったが、移植の手術手技や周術期管理の進歩により、今や成人患者に対する治療としても確立している。2010年には、臓器の移植に関する法律(臓器移植法)の一部が改正され脳死肝移植数も微増した。2016年度末までの総肝移植数は8825例であり、ドナー別では、死体移植(脳死移植・心停止移植)が378例、生体移植が8477例であり、そのうち、18歳未満の小児期に肝移植を受けたレシピエントが3095例(35.1%)である。生体肝移植患児(患児)の累積生存率は、1・3・5年がそれぞれ89.6・87.9・86.9%であり、さらに20年の長期生存率は81.0%と、多くの患児が長期生存を遂げている。一方で、総肝移植数のうち(小児・成人問わず)、再移植が274例・再々移植が14例と、慢性拒絶や肝臓脈閉鎖・胆管合併症などにより、再移植・再々移植を必要とする症例が増えているのが実情である(日本肝移植研究会・肝移植症例報告移植2017)。その要因としては、特に肝移植患児においては、アドヒアランス(患者が積極的に治療方針の決定に参加し、その決定により治療を受けること)の獲得状況が主に関連すると言われている(Burra Hepatology 2012)。【目的】長期生存を遂げた肝移植患児に対し、アドヒアランス向上のための小児から成人への移行期支援基盤を確立する。平成29年度は、野外教育活動家の不在および担当者自身の私的な事情(出産や介護)により、研究の介入方法である野外教育活動は行うことができなかった。その代わりとして、患児とその家族を対象とし、これまでの野外教育活動の報告会を行った。また、海外で行われている野外教育活動の視察をなかなか実現できずにいる状況であるが、古くより野外教育活動を行っている米国ピッツバーグ小児病院を訪ね、野外教育活動や患児の長期フォロー、移行期支援についての意見交換や今後の共同研究の可能性につき検討する機会を得ることができた。当初、肝移植の主な対象は末期肝不全状態にある患児であったが、移植の手術手技や周術期管理の進歩により、今や成人患者に対する治療としても確立した。2016年度末までの総肝移植数は8825例であり、ドナー別では、死体移植(脳死移植・心停止移植)が378例、生体移植が8477例。
逆型有機薄膜太陽電池の劣化機構解析と高耐久性素子の開発

本研究では、我々がこれまでに報告している逆型有機薄膜太陽電池(ITO/n型半導体/PCBM : P3HT/PEDOT : PSS/Au素子)の新たな評価方法として、交流インピーダンス法(IS)を適用し、太陽電池の性能劣化因子の解明を行った。本年度は硫化亜鉛(ZnS)を電子捕集層に用いたFTO/ZnS/PCBM : P3HT/PEDOT : PSS/Au逆型素子について研究を行い、ZnS表面をHS-イオンで化学修飾したときの光電変換特性と光IS特性を評価した。ZnS表面をHS-イオンで被覆することによって、素子性能が40%向上した。光IS測定により、本逆型素子に存在する成分のうち、ZnS層およびPCBM : P3HT層に電気容量成分があることが確認された。ZnS表面修飾により抵抗成分の減少が観察され、等価回路を用いたfittingの結果から、これはZnS/PCBM界面における電荷移動抵抗が増加したためと帰属された。この界面では、アクセプターPCBMとドナーP3HTの間の光誘起電子移動によって生成した電子が、PCBMのLUMOレベルからZnSの伝導帯へ移動する際の界面抵抗と考えられる。したがって、化学吸着のような界面修飾手法で界面輸送効率を改善することが性能向上のために有効であることを明確に示すことが出来た。また、連続光照射下における光IS測定から、ZnS/PCBM界面の電荷移動抵抗の増加が観測された。この抵抗増加は、ZnS表面での光触媒効果により、ZnS表面付近の有機膜が劣化したためと考えられる。このように、光IS法を用いることにより、光電流電圧曲線から得られた光電変換特性をより詳細に解析でき、性能の向上および劣化がどの界面およびバルクに由来するのか帰属することができた。
タグ付抗体産生マウスを利用した次世代型高感度抗体チップの開発と応用

抗体チップは網羅的にタンパク質の発現を解析するツールである。本研究ではダイアモンド様表面加工特殊基板にタグ付蛋白を結合させる技術を利用し、高感度次世代型抗体チップを開発する目的で、遺伝子組み換え技術を用いて免疫グロブリンG(IgG)にタグを付加したモノクローナル抗体の大量産生を行った。タグを導入したIgGを、基板に固定し、基板上でのタグ付抗体の固定状態と抗原検出能を評価し、抗体チップのプロトタイプの作製を試みた。様々な抗原に対する抗体にタグを導入するためには、ゲノム編集技術の応用が必要である。1.遺伝子改変マウスを用いたタグ付抗体の作製タグ付抗体産生マウスを抗原タンパク質(緑色蛍光蛋白質:EGFP)で免疫し、ハイブリドーマを樹立した。得られたハイブリドーマの培養上清を用いてELISAを行い、目的の抗原を認識するものをスクリーニングした。選択したハイブリドーマの培養上清を一次抗体に用いてウェスタンブロッティングを行い、抗原認識能の高いクローンを選択した。選択したハイブリドーマを限界希釈により単クローン化した。単クローン化したハイブリドーマを培養し、タグ付抗体を得ようとしたところ、タグ付抗体産生マウスから得られたハイブリドーマ(膜型IgG1クラス)は細胞増殖能が低く、長期間培養することができず、実験に十分な細胞の量が得られなかった。タグ付抗体産生マウスから得られた別のサブクラスのハイブリドーマ(IgG2aとIgG2b、タグなし)は細胞増殖能が高く、長期間培養が可能だったので、遺伝子改変操作でマウスの抗体遺伝子にタグを付けること自体が細胞に何らかの影響を与える可能性が示唆された。今後、分泌型遺伝子改変を行うか、あるいはゲノム編集等別の方法で抗体にタグを付加することを試みる必要がある。2.タグ付モノクローナル抗体のマレイミド基板への固定条件の検討培養細胞発現系で作製したタグ付モノクローナル抗体をマレイミド基板へ固定し、蛍光抗体法で固定状態を確認した。タグの無い抗体もマレイミド基板に固定された。抗体分子に含まれるシステインを介して基板に固定されると考えられた。基板に固定するためには抗体分子からタグ以外のシステインをできるだけ除去する処理を行ったほうが良いと考えられ、これは今後の検討課題である。1.タグ付抗体大量作製方法の検討:培養細胞発現系の大量発現システムによるタグ付抗体の作製を行い、実験に十分な量の抗体が得られるか検討した。Exp293F細胞を用い、IgG重鎖とIgG軽鎖の発現ベクターをトランスフェクションし、37°Cで震盪培養を行い、3日後に培地を回収した。培地を遠心分離して細胞成分を除去し、プロテインGカラムでIgG分画の回収を行った収量は野生型IgGは18μg(培地30mLより)(従来の方法培地1Lより48μg)、タグ付IgG 8μg(培地30mLより)(従来の方法培地1Lより42μg)が得られた。従来の方法と比較すると、6倍から12倍の回収量が得られた。2.抗体フラグメントのマレイミド基板固定マレイミド基板へ固定するタンパク質は小分子のほうが適していることから、抗体フラグメントを作製し、フラグメント化した抗体もマレイミド基板に固定されるか検討した。抗体のサブクラスのうち、一般的に使用されるマウスIgG1、IgG2a、IgG2bについてフラグメント作製を試みたところ、IgG1はシステイン存在下にFicin処理を行い、反応条件を変えることでFabとF(ab')2を特異的に調製することが可能であった。しかし、IgG2aについては、ペプシン処理でF(ab')2が得られる予定であったが、分子の大きいFab'とFcが産生され、2F(ab')2は得られなかった。また、IgG2bについても、ペプシン処理でFab'とFab/cという不規則な抗体フラグメントが産生された。作製したIgG1由来のFabとF(ab')2をそれぞれマレイミド基板に固定し、免疫蛍光抗体法で観察を行ったところ、FabとF(ab')2はIgG1完全分子と同様にマレイミド基板に固定された。また、FabとF(ab')2はIgG1軽鎖に対する抗体でIgG1完全分子よりも強く検出されたので、抗原認識部位が表出している可能性が示唆された。1.タグ付抗体大量作製:最近開発された培養細胞発現系の大量発現システムExp293F細胞を用い、十分な量の抗体が得られ、IgG重鎖Cys-タグ付抗体の大量作製に成功した。しかし、抗体の重鎖にタグを付加すると、抗体同士が高分子体を形成することが明らかとなり、タグを介して配向性を保って基板に固定することが困難という問題が発生した。よって、タグの位置を再検討することとした。2.IgG軽鎖へのタグの付加マレイミド基板へ固定するタンパク質は小分子の方が適していることから、抗体フラグメントを作製し、フラグメント化した抗体もマレイミド基板に固定されるか検討したところ、IgG1由来のFabとF(ab')2をそれぞれマレイミド基板に固定し、免疫蛍光抗体法で観察を行ったところ、FabとF(ab')2はIgG1完全分子と同様にマレイミド基板に固定された。軽鎖にタグを付加したIgG1を大量作製した。

今後、フラグメントを調製し、軽鎖タグを介して基板に結合させることを検討している。また、あらゆる抗原に対する多種類のタグ付き抗体を作製するための、ゲノム編集によるハイブリドーマ抗体遺伝子へタグの付加の検討を開始した。研究の目的を達成するための課題を検証しており、当初の予定どおりでない部分もあるが、それに対処するための新たな検討課題を見つけ、研究を遂行している。具体的には、IgG重鎖では問題が生じたため、IgG軽鎖にタグを付加することとし、タグを構成するアミノ酸の配列にも工夫をし、条件設定を行っている。1.IgG軽鎖タグ付抗体大量作製:培養細胞発現系の大量発現システムExp293F細胞を用い、IgG軽鎖Cys-タグ付抗体の大量作製を行った。IgG軽鎖遺伝子のストップ配列の直前に数個のシステイン配列を挿入した発現ベクターと野生型IgG重鎖発現ベクターを同時に細胞にトランスフェクションし、培地からプロテインGカラムを用いて組み換え型IgG軽鎖タグ付抗体を回収した。2.IgG軽鎖タグ付抗体の評価1で回収したIgG軽鎖タグ付抗体をSDS-PAGE、ウェスタンブロット、タンパク定量を行い、作製した抗体の純度検定と定量を行った。次に、マレイミド基板へ固定するタンパク質は小分子の方が適していることから、タグ付き抗体フラグメントの作製の条件検討を行った。酵素反応により、FabとF(ab')2の調製を試みたが、組み換え型抗体ではフラグメント形成がうまくできないことがわかった。糖鎖付加が十分起きていないことが影響している可能性が示唆された。フラグメントの調製のためにはハイブリドーマが産生する糖鎖の付加された抗体が適しており、現在、ゲノム編集法でIgG軽鎖にタグを付加する条件検討を行なっている。抗体チップは網羅的にタンパク質の発現を解析するツールである。本研究ではダイアモンド様表面加工特殊基板にタグ付蛋白を結合させる技術を利用し、高感度次世代型抗体チップを開発する目的で、遺伝子組み換え技術を用いて免疫グロブリンG(IgG)にタグを付加したモノクローナル抗体の大量産生を行った。タグを導入したIgGを、基板に固定し、基板上でのタグ付抗体の固定状態と抗原検出能を評価し、抗体チップのプロトタイプの作製を試みた。様々な抗原に対する抗体にタグを導入するためには、ゲノム編集技術の応用が必要である。研究の目的を達成するための課題を検証しており、具体的には抗体アレイチップを開発するために、基板に固定する抗体のタグの位置について条件検討を行っている。当初の予定どおりでない部分もあるが、それに対処するための新たな検討課題が見つけ、研究を遂行している。基板に固定するための最適条件の検討とゲノム編集によるハイブリドーマ抗体遺伝子へタグの付加の検討を継続する。生化学タグ付抗体大量作製方法については、今後ベクターの工夫を行い、さらに回収量が得られるよう技術の改善を行う。抗体(免疫グロブリン)の4量体を消化酵素処理によりFc領域を外したFabとF(ab')2が基板の固定されることが確認できたので、これらフラグメントにタグを付け、基板上で配向性を保持し、固定が安定するよう検討を行う。将来的に、あらゆる抗原に対する多種類のタグ付き抗体を作製するために、ゲノム編集によるハイブリドーマ抗体遺伝子へのタグの付加を検討する。研究の目的を達成するための課題を検証し、当初の予定どおりでない部分もあるが、それに対処するための新たな検討課題が見つかっている。今年度に行った実験の一部は手持ちの試薬類で対応できた。
高齢者、障害者、幼児の移動上のバリアを解消するための啓発・教育プログラムの開発

現在、問題になっている「新しいバリア」である歩きスマホ、人混みの中を走る迷惑なランナーについて、その実態を詳しく調査したうえで、それらを防止する啓発のためのプログラムを開発した。それらのプログラムを中学生及び大学生(体育学部)に適用して歩きスマホの防止効果と迷惑なランナーにならないための効果を測定した。また、米ハワイ州のホノルル市で2017年10月に施行された、道路横断中に携帯電話などの画面を見ながらメールを送るなどの行為を禁止するDistracted Walking Lawの効果を検証し、歩きスマホ防止条例の効果が大きいことを確認した。第一研究では,歩きスマホ、自転車スマホの実態を明確化し、危険性を明らかにするとともに,テレビなどで流れる啓発広告がどの程度の効果があるのかについて明らかにすることを目的にした。まず、歩きスマホ、自転車スマホの実態を把握するために観察調査を行った。調査場所は、日本ほか18の国・地域の首都および主な都市であった。どの国・地域においても、駅構内、駅のコンコース、横断歩道、階段、エスカレータ、凍結路面、ランニングコースなどにおいて、子どもから高齢者までの多くの人が歩きスマホ、自転車スマホをしていた。特に、台湾では他の国に比べて歩きスマホ者が多かった。歩きスマホの法的規制が行われているニュージャージー州フォートリーでも、アメリカの他の地域と同程度の割合であった。さらに、東京都,千葉県,大阪府内の企業(6社)の電車通勤者および同地区の大学(5校)の電車通学学生を対象とした質問紙調査を行った。会社員885名および学生550名,計1435名のデータを得た。対象者の年齢を29歳以下(青年群),3049歳(壮年群),50歳以上(中年群)の3群に分けた。スマホを「歩きながら」操作した経験が「非常によくある」「時々ある」と答えた青年群は9割以上と非常に高い割合であり,他の群よりも統計的に有意に高かった。同様に,「自転車に乗りながら」スマホを操作することについては,壮年群(5%),中年群(4%)は少なく,青年群(35%)が他の群と比べて有意に高かった。スマホを使用しながら歩いている人にぶつかったりぶつかられそうになった経験が「非常にある」と「時々ある」と答えた者は全体の60%であった。一方、対象者自身がスマホを使用している際に、歩いている人とぶつかったりぶつかりそうになった者が約4割いた。国内外の新しいバリアの状況について詳しく調査し、実態を明らかにすることができた。歩きスマホ、自転車スマホに関しては、大規模な質問紙調査を実施し、歩きスマホや自転車スマホが都市生活者のバリアになっている状況を詳細に確認することができた。ただし、日程の関係で、障害者用駐車スペース運用の好事例を収集することができなかった。歩きスマホ・自転車スマホの実態を調査した。ながらスマホによって事故につながる使用は、「場所」に関する問題(横断歩道、プラットホーム、階段やエスカレータ等)、「状況」(バイクや自動車の運転中、キャリーケースや傘の使用等)、「属性」(小学生以下の子ども、高齢者)に分類された。また、ポケモンGOの配信によるながらスマホ状況の変化を、秋葉原駅の駅舎出入口、横断歩道、プラットホームにおいて調査した。ポケモンGOの配信により、駅舎出入口、横断歩道は1年前と比べ約3倍に増えていることが明らかになった。これらの結果をもとに、ながらスマホ問題に関する啓発プログラムの要素を構成、試作した。具体的には1知識伝達型の講義法、2当事者の迷惑が明確にわかるような映像を使用する方法、3迷惑を受ける者が自らのメッセージを映像によって伝える方法、4迷惑を受ける者(障害者や高齢者)が直接訴える方法、5バリアの解消について議論を行う方法、6直接的な体験を行うシミュレーション法の6種類であった。これら6種類のプログラムに用いる映像を評価するために、2つの大学の学生131名を対象に4つの映像の評価実験を行った。映像は、1歩きスマホをしていて事故に遭う実写映像(略称:交通事故)、2歩きスマホをしていて事故に遭うアニメ映像(略称:アニメ)、3歩きスマホが他者に与える害を扱った実写映像(略称:迷惑な歩きスマホ)、4歩きスマホをしている二宮金次郎が桃を拾おうとしたおばあさんにぶつかり、昔話のストーリーが変わるという実写映像(略称:ギャグ)であった。その結果「交通事故」の映像は、意図のわかりやすさ、自分が歩きスマホをやめる効果、歩きスマホの防止効果のいずれにおいても最も評価が高かった。以上の結果をもとに、中学生向けの説諭型と被害強調型の2つの啓発教育プログラムを作成し、中学生2グループに対して実験的啓発授業を実施した。ながらスマホ防止のための啓発教育プログラムを開発し、中学生に適用した。しかし、その結果の詳細な分析が終わっていない。実験授業を行った時期が、協力してくれた中学校の都合から2016年の12月になり、授業日から2か月後のデータ収集を行ったのが年度末になってしまった。点字ブロックに関する認識の実態と啓発教育に関する調査は終了しているが、啓発教育プログラムは試作段階にとどまっている。点字ブロックの上にバリアになる物を放置しないことを認識してもらう障害理解教育のプログラム案を協力校の都合から実施できていないので、試作段階にとどまっている。障害者用駐車スペースに関する基礎的な調査が完遂していない。その理由は、障害者差別禁止法の施行などの社会的な変化があるために、障害のあるドライバーのニーズをまとめ切れていない。

本研究では、高齢者、障害者、乳幼児、さらに一般市民に対するバリアフリーに関する喫緊の課題を明確化し、幼児から成人を対象にした、学校、企業、生涯教育の場、福祉施設等で行う、実効性のあるバリアフリーの啓発方法の開発を目的にした。喫緊の課題として多くの人から挙げられたのは、ながらスマホをしている人(自転車スマホ、歩きスマホ)、迷惑ランナーであった。本研究においては、それぞれのバリアの問題に関して、誰に対して、どのような場で、いかなる内容のメッセージ(危険性の強調、使用方法の具体的提案、道徳的な態度の重要性の強調など)を、どのような方法によって伝えるかについて実験的に効果検証した。具体的な方法として、知識伝達型の講義法、迷惑を受ける者が明確にわかるような映像を使用する方法、迷惑を受ける者が自らのメッセージを映像によって伝える方法、バリアの解消について議論を行う方法、グループに分かれてディベートを行う方法、直接的な体験を行うシミュレーション法の効果を検討した。これらの一連の研究の結果から、それぞれのバリアの問題に関して、小中学生、大学生に対して最も効果的であると考えられる教育プログラムを作成し、提案した。さらに、ながらスマホ防止のための罰則ある条例の効果の効果を検証するために、条例のあるハワイのホノルル市と条例のない日本のJR恵比寿駅前において歩きスマホ率などを測定し、罰則を伴う条例には実効性があることを確認した。現在、問題になっている「新しいバリア」である歩きスマホ、人混みの中を走る迷惑なランナーについて、その実態を詳しく調査したうえで、それらを防止する啓発のためのプログラムを開発した。それらのプログラムを中学生及び大学生(体育学部)に適用して歩きスマホの防止効果と迷惑なランナーにならないための効果を測定した。また、米ハワイ州のホノルル市で2017年10月に施行された、道路横断中に携帯電話などの画面を見ながらメールを送るなどの行為を禁止するDistracted Walking Lawの効果を検証し、歩きスマホ防止条例の効果が大きいことを確認した。平成27年年度の調査結果をもとに、歩きスマホ・自転車スマホの問題及び迷惑ランナー問題を解決するための啓発プログラムを試作し、生涯教育の場及び学校・企業において啓発・授業・研修を実施し、効果を測定する。同時に、障害者駐車スペース運用の好事例について実地調査を行う。ながらスマホ防止のための啓発教育プログラムの中学生への適用結果の詳細な分析をもとにして修正プログラムを作成し、再度、中学生に適用する。点字ブロックに関しては、試作している啓発教育プログラム(障害理解教育プログラム)を学生あるいは社会人に適用し、評価する。障害者用駐車スペースに関する基礎的な調査が完遂していないので、車いすドライバーを対象にしたヒアリング調査を2017年8月までに終了し、その調査結果を総合して、啓発プログラムを試作、ドライバーに対して実験的研修を行いたい。福祉社会学日程の都合から、障害者用駐車スペースの運用実態に関する実地調査を予定通り行うことができなかったため。予定していた、ながらスマホ防止のための啓発教育プログラムの適用実験が、協力校の都合によって1回しかできず、プログラム修正のための実験授業が実施できなかった。
東アフリカ牧畜社会における降雨変動と紛争のメカニズム

東アフリカの牧畜社会を対象に降雨量と紛争頻度の相関を調べた。米国海洋大気庁の降雨データと現地調査で得た紛争頻度の相関を検討した。平成26年は比較的雨量が多かったが低強度の紛争が頻発した。平成27年は小雨、平成28年は雨から旱魃に以降したが、紛争頻度は低かった。旱魃が終息した平成29年は紛争頻度が高かった。以上から、降雨が少ないと紛争が増えるとする従来の仮説が必ずしも当てはまらないことが示唆された。近年、アフリカにおける紛争の原因を、降雨や気候変動等による水資源量の変化と関連づける議論が活発になってきた。降雨変動が紛争に関係していること自体は、古くから指摘されてきたが、紛争解決には「政治的問題の解決よりも水問題を解決するほうが有効」という開発目標が、エビデンスに基づいて議論されるようになっている。単純な環境決定論を乗り越え、現代的な牧畜社会の実状を踏まえた上で、降雨変動が紛争を引き起こす具体的なメカニズムを解明する必要がある。本研究は研究期間内に、東アフリカ乾燥帯の牧畜社会を対象に、(1)降雨変動と紛争頻度の相関を測定し、相関がある場合には、(2)降雨量の変動が紛争を引き起こすメカニズムを解明することを目的とする。平成26年度は、科学研究費補助金を用いて南エチオピア地域のガブラ・ミゴ社会を対象に、約4週間の(1)現地調査を実施した。調査においては、平成25年度10月から平成26年度9月までの、1毎日の降雨のデータと、2紛争の場所・規模・当事者の同定についてヒヤリングし、詳細なデータを得ることができた。さらに3当事者達が紛争の原因をどの様に考えているのかについてもヒヤリングできた。これを踏まえ、(2)統計解析を行った。1まず、アメリカ海洋局が運営するARC2(African Rainfall Climatology version2)の降雨データと本研究で得た降雨データを付き合わせることで、南エチオピアにおけるARC2のデータの精度を確認した。2つぎに降雨変動と紛争頻度の相関を計算したが、相関はみられなかった。これは、低強度の紛争が雨季・乾季に関係なく頻発していたことから、このような結果になったものと思われる。この結果をうけて、3低強度の紛争をどこまで含めて分析すべきか、方法論的な再検討をおこなった。平成27年9月3日から21日にかけて、エチオピア国オロミア州ボラナ県にて現地調査を実施した。調査においては、まず平成26年9月からの1年間に発生した民族紛争や殺人などの記録を確認し、降雨状況の確認をした。現地で得られた降雨記録は、帰国した後、ARC2の記録と照合し、ARC2のデータの確からしさを確認する資料とした。現地では、紛争の原因として降雨以外の理由と考えられる経済状況と政治状況の変化についてデータを収集した。経済状況については、この地域に大きな利益をもたらしている家畜の市場取引についてのデータをあつめた。その結果、ラクダの市場取引にはおおきな減少が見られ、地域に流入する資金は大きく減っていることが判明した。また政治状況については、かつて平成18年に紛争をひきおこした県境の引き直しが、ふたたび行われるのではないかという噂が存在することを確認した。これはエチオピアが、民族に基盤をおく行政区を採用したために生じる問題であり、現地では2つの民族(ボラナとグジ)の境界をめぐる紛争がふたたび生じる危険性を秘めているといえる。十分な降雨がみられた一方、経済状況および政治状況は悪化しており、紛争の危険性が高まっていることから、紛争と降雨とは統計的に有意な関連はなく、経済または政治的要因との関連があるように思われた。現地調査のほかに、平成27年10月31日、11月1日にかけて、エチオピア国アジスアベバ市で開催された紛争に関する国際ワークショップに参加し、南部エチオピアの事例を報告した。現地調査については、当初、期待していた以上に精密なデータを収集することができている。大学の副理事となったことから、現地調査に行く日数を十分に取れなくなってしまったが、現地協力者のトレーニングをきちんとしたことと、日本から定期的にデータの取り方についてのモニタリングを行ったことから、調査は順調に進んでいる。また研究成果の発信については、当初、予定していた国際エチオピア学会(ポーランド)への参加が、大学業務と重なり、かなわなくなってしまった。しかし、エチオピアで開かれた国際ワークショップに参加し、紛争という同じテーマをめぐって政治・経済・国際機関の働きなど、さまざまな角度から議論することができた。また、論文1本を出版することができたことから、成果の発信も順調に行うことができた。平成29年3月15日から4月3日にかけて、エチオピア国オロミア州ボラナ県にて現地調査を実施した。調査においては、まず平成27年9月からの1年7ヵ月に発生した民族紛争や殺人などの記録を確認し、降雨状況の確認をした。現地で得られた降雨記録は、ARC2の記録と照合し、ARC2の降雨推測データの確からしさを確認する資料とした。経済状況については、この地域に大きな利益をもたらしている家畜の市場取引についてのデータを集めた。その結果、ラクダの市場取引が、一度、ほとんど途絶えてしまい、その後、ふたたび興隆していることがわかった。

また政治状況については、かつて平成18年に紛争を引き起こした県境の引き直しが確定されるとともに、この地域の少数民族にも地方自治への参加が大きく認められたことがわかった。このため、平成18年に争ったグジとボラナの間には、依然として紛争の火種が残るものの、少数民族が自治を獲得したことで、この紛争におこさせまいとする機運が生まれていることが判明した。今回調査した1年7ヵ月の対象期間においては、旱魃と言って良いほど雨に恵まれなかったが、ほとんど紛争が生じておらず、降雨と紛争に関連は見られなかった。一方、政治的状況においては、紛争を未然に防ぐ試みがみられ、むしろ政治的要因との関連があるように思われた。現地調査の他に、平成28年5月3日から9日にかけて、クロアチア国ドブロブニク市で開催された国際人類学民族科学連合(IUAES)において、南部エチオピアの事例を報告した。現地調査については、当初、予定していた夏休み期間に調査にいくことができなかったが、年度末に短期間の調査をおこなったことで、期待通りのデータを収集することができた。調査を実施する前に、現地協力者のトレーニングを行ったことと、日本から定期的にモニタリングを行ったことが、順調な調査に役立っている。また、研究成果の発信として、国際学会での発表をすることができた。また、論文1本を出版することができたことから、成果の発信も順調に行うことができたといえる。平成29年8月13日から9月9日にかけて、エチオピア国オロミア州ボラナ県において現地調査を実施した。調査においては、まず平成29年4月からの5ヵ月間に発生した民族紛争や殺人などの記録を確認し、降雨状況を確認した。現地で得られた降雨記録は、ARC2の記録と照合し、ARC2の降雨推測データの確からしさを確認する資料とした。現地では、紛争の原因として考えられる経済状況と政治状況の変化についてデータを収集した。経済状況については、家畜の市場取引についてのデータを集めた。その結果、ラクダの市場取引については、4月以降も活発に行われていることが判明した。政治状況については、エチオピア全土において、特にオロミア州を中心に反政府運動が活発化した。調査期間終了後、平成30年2月にはハイレマリアム首相が退陣を表明し、平成30年3月末にはオロモ出身のアハメド元科学技術相が新首相に選出されるなど、大きな政治変動が起きた。けれども、調査地においては反政府運動は起きていなかった。一方、オロモ系民族であるグジとボラナのあいだで9月頃から散発的な殺人と反撃が発生した。こうした動きが、全国的な政治変動とどのような関係にあるかは、現在、分析中である。本研究では、降雨が減ると紛争が増えるという相関があることを作業仮説とし、その妥当性を検討してきた。今回のグジとボラナの紛争は長い旱魃を経た降雨の後に生じた。また、これまでの調査結果をまとめると、旱魃時には紛争が起きず、降雨の後に紛争が生じる傾向がある。以上のことから、降雨が減ると紛争が多くなるという相関には「遅れ」が見られ、降雨が減ると一定の期間を経て紛争が生じるといえる。こうした遅れは、家畜個体数の回復の遅れや、牧草などの生態的基盤の回復の遅れ等に起因するものと考えられる。
マラリア原虫のヘム無毒化機構解析とヘム結合性抗マラリア薬の探索

マラリア原虫が被と赤血球内でヘモグロビンを栄養源として増殖する過程で生成するフリーのヘムは、マラリア原虫の細胞膜に強く結合して膜構造の不安定化をもたらすこと、マラリア原虫に対して強い毒性を有することが知られている。マラリア原虫は赤血球内部での生存を可能にするために、フリーのヘムを無毒化する様々な生理活性を進化の過程で獲得した。特に、ヘムに強く結合するヒスチジンを大量に含むタンパク質(ヒスチジンリッチタンパクHRP2)は、フリーのヘム補足するだけでなく、ヘムの会合を促進して不溶性のヘム凝集物であるヘモゾインを形成する。HRP2は9残基のアミノ酸配列の繰り返し部分を大量に有するタンパクであるが、そのHisとヘムの配位様式の詳細は明らかにされていない。そこで、繰り返し配列を基本とするHRP2モデルペプチドを系統的に合成し、それらとヘムの錯形成反応を光吸収および電子スピン共鳴法によって詳細に検討した。これまでに報告されている天然のHRP2-ヘム錯体のESR信号は、比較的シャープな線形を与える成分と、極端にブロードな成分が重なるふくざつな線形を示すことが知られている。本研究で合成した最短のモデルペプチド(10量体)は、極めてブロードなESR線形を与える。モデルペプチドの鎖長を延長するに連れて、シャープなESR線幅を有する成分の比率が増加し、最長の27量体ペプチドのヘム結合体では、天然のHRP2ヘム複合体とほぼ一致するESR線形を与えた。この結果から、ブロードなESR線形を与える成分は、最短のペプチドに含まれるHisが分子内でヘムの上下に配意した場合に特徴的であることを示唆している。他方、シャープな成分は離れた位置にあるHisが2分子軸配位した場合に観測される線形であることが考えられる。錯形成することが明らかにされた。この構造は、HRP2に結合するヘムが容易に会合してヘム凝集体であるヘモゾインが形成するために必要な構造として理解できる。本年度は、マラリア原虫に感染したマウスの赤血球だけでなくHRPモデルとしてのオリゴペプチドとヘムの錯体を同時に取り扱うことでマラリア原虫のヘム無毒化機構を解釈し、得られた分子論的知見を基盤とする抗マラリア薬の探索である。まず、実験動物の赤血球の電子スピン共鳴(ESR)測定からマラリア原虫のヘム無毒化機構と遊離ヘムの存在状況を検討する。さらに、ヘムとヒスチジンリッチタンパク質(HRP、30kDa)錯体のモデル系構築を目指して、9から54残基のオリゴペプチドを合成し、それらとヘムの結合定数および配位構造を分光学的に解析する。ヘムHRPモデル錯体との配位子交換反応からヘム結合性薬剤のスクリーニングを実施し、それらの抗マラリア活性をマラリア感染マウスで評価した。たとえば、イミダゾール基を有する抗カビ薬剤として使用されているCLTは、ヘム結合性抗マラリア薬として作用する可能性がある。最後に、ヘムとヘム結合性抗マラリア薬(たとえばCLT)の錯体については、ESRおよび分光学測定から配位構造を解析すると共にグルタチオン(GSH)に依存する還元的ヘム分解反応に対する耐性を検討した。さらに、ヘムのESR信号をマラリア原虫のヘム無毒化および抗マラリア薬の生理活性プローブとして、赤血球からモデル錯体に至る多彩な実験系から得られる観測結果を相補的に解釈する研究方法を採用した。これまでの研究で、ヘムHPRおよびモデルペプチド錯体は六配位型低スピン(S=1/2)

錯体を形成し、良好なプローブとなる特徴的なESR信号を与えることが判明している。極低温ESR測定の他に、下記の実験系に本学に既設の生化学的分析装置、光吸収、円二色性分光、核磁気共鳴あるいは電気化学測定装置を併用して、マラリア原虫のヘムの無毒化機構解析と、新規抗マラリア薬の分子論的な探索を実施した。本研究では、マラリア原虫がヒト赤血球内部でヘモグロビンを栄養源として増殖する過程で副産する、フリーのヘムに対する防御機構について検討を行った。フリーのヘムはマラリア原虫の膜内に強く結合して、その膜構造を不安定化することで、生育阻害などの強い毒性を発言する。マラリア原虫は、フリーのヘムを無毒化する機構を有しており、特に、ヘムに強く結合するヒシチジンリッチタンパク質(HRP2)は中心的な役割を果たしている。HRP2とヘムの結合様式を錯塩化学的に検討するために、HRP2の繰り返し配列と類似のペプチドを多数合成し、そのヘム複合体の配位構造と電子状態を分光学的に検討した。これまでに報告されている天然のHPR2とヘム複合体のESRスペクトルは線形が極めてプロードな成分と、比較的シャープな成分が混在していることが知られていたが、詳細は明らかにされていない。本研究で合成した、アミノ酸10残基を有するHRP2類似ペプチドは、ヘムと強く結合し、そのESR線形は極めてブロードである。モデルペプチドの鎖長を延長すると、プロードな成分と重なってシャープな成分が観測され、27量体のESR線形はHRP2ヘム複合体と良好に一致していた。この結果から、ブロードなESR信号を与える成分は、ヘムの第5位に軸配位したヒスチジンから7残基離れたヒスチジンが第6位に軸配位した錯体である可能性が明らかにされた。この配位構造は、HRP2が多数のヘムと結合するために適した配位構造である。ヘムとモデルペプチドの配位様式をESR分光法で検討することで、HRP2の繰り返し構造に多数含まれるヒスチジンの役割が配位化学的に明らかにした。本結果から、HRP2ヘム複合体を不安定化することで、抗マラリア薬の開発について分子論的な指標が得られた。
内殻-価電子帯間遷移発光を利用した高輝度(量子効率>1)蛍光材の開発

現代社会においてディスプレイ(表示装置)は、人間とその外的世界をつなぐインターフェースとして極めて重要な役割をもつ。表示装置の基本的な性能は、そこで使われる蛍光材の性能で決まる。本研究では、内殻正孔と価電子帯電子との結合遷移に伴う可視から紫外域にかけて生ずる新しいタイプの発光(オージェ・フリー発光(AFL))を利用することにより、量子効率が1以上となる高輝度の蛍光材を開発することを目的としている。AFLの特徴は、1)発光効率が高い、2)室温以上の高温度域まで安定に発光する、3)ナノ秒程度の短寿命である、4)材料の形態によることなく観測される、などである。AFLを生ずる各種の粉末試料の発光特性(発光効率、発光スペクトル、発光寿命)について、励起光源として岡崎市の自然科学研究機構分子科学研究所に付置されているUVSOR施設のシンクロトロン放射光を用いて測定を行った。更に、当研究室所有のNd:YAGレーザとグレーティング分光器・CCDカメラとを組み合わせた光学系を新たに構築し、時間分解発光スペクトルの測定も実施した。これらの実験結果をもとに、高輝度蛍光材の開発に不可欠である、発光中心の同定や試料の品位(不純物や格子欠陥の有無など)を調べることができた。本研究の成果は、高度情報化社会における表示装置の重要性に鑑み、高い社会的貢献度を有するものと期待される。1)今回の実験で用いる試料粉末は全て当研究室で合成・作成した。オージェ・フリー発光(AFL)を生ずる物質のうち、取り扱いの易しさ(材料が安価、潮解性がない、電子線照射により格子欠陥の出来難い等)を考慮して、最初の実験対象としてBaF_2とCsClを取り上げた。2)今回は、蛍光体材料としての適性を調べる目的で、電子線ビーム照射下での発光特性(発光効率、発光スペクトル、発光寿命)を粉末試料について測定した。実験は全て室温で行った。電子線励起により生ずるカソードルミネッセンスは既存の石英ファイバーを介して解析用分光器の入射部に導いた。発光の量子効率を求めるため、基準サンプルとして量子効率が既に分かっているZnS:Ag:Cl蛍光体粉末(市販品を購入)を用い、BaF_2,CsCl試料との発光強度の相対値を比較した。3)以上の実験を電子線ビームの電流密度と加速電圧を変えて行い、高い量子効率が得られる励起条件を系統的に調べた。4)発光特性を多面的に調べるため、電子線以外にも、通常の紫外線・可視光線(定常励起、パルス励起)を光源とした実験も実施した。これらの実験により、蛍光材開発に不可欠な発光中心の同定や試料の品位(不純物の有無など)を調べることができた。5)発光寿命の測定には、既設のNd:YAGレーザーを励起パルス光源として、発光のパルス波形を現有のデジタルオシロスコープを用いで観測・記録した。更に、発光減衰のダイナミックスを調べる際には、時間分解発光測定装置も利用した。本研究では、最外殻の内殻正孔と価電子帯電子との輻射結合遷移に伴う可視から紫外域にかけて生ずる新しいタイプの発光(オージェ・フリー発光(AFL))を利用することにより、量子効率が1以上となる高輝度の蛍光材を開発することを目的としている。

これらの実験結果をもとに、高輝度蛍光材の開発に必要不可欠である、発光中心の同定や試料の品位(不純物や格子欠陥の有無など)を調べた。本研究の成果は、高度情報化社会における表示装置の重要性に鑑み、高い社会的貢献度を有するものと期待される。
ヘリウム3ナノクラスターの核磁性

本年度は、^3He-^4He混合固体中でナノクラスター状態にある^3Heの核磁性研究に必要な実験装置の開発を主に行った。[精密圧力測定装置]ナノクラスター状態の^3Heの核磁性研究のために、室温部で約10Mpaに加圧された^3He-^4He混合試料ガスを、1K以下の測定試料室に導入し、圧力と温度を制御して^3He-^4He固体試料を作成する。1K以下の温度領域では低温部測定試料室と室温部加圧システムとの間に固体が生成し隔絶するため、ナノクラスター状態^3Heの圧力は試料室部分で直接測定する必要がある。このため^3Heの圧力変化を金属ダイヤフラムによりキャパシタンスに変換する歪容量型圧力計を開発した。キャパシタンスはロックインアンプとレシオトランスフォーマーを組合わせた3端子ブリッジにより測定する。圧力測定の精度を10^<-6>以上とするために、ブリッジの標準キャパシタンスは歪容量型圧力計と同材質・同構造である直径5mmの電極を厚さ25μmの銅箔で絶縁させた真空コンデンサーとし低温部に設置した。これによりブリッジの安定性の向上・backgroundの温度および磁場変化の低減に成功した。[永久モード付超伝導ソレノイド]核磁気秩序転移等の検出には安定した外部磁場を試料に印加する必要がある。このため永久モードスイッチ付きの超伝導ソレノイドを製作した。永久モードスィッチは消費電力が20mW以下とし、また超伝導線材の接合はメカニカルコンタクト方式を採用した。さらに高温部からの高周波ノイズを遮断するためローバスフィルタをソレノイドに付加した。これらにより磁束変化に極めて敏感なSQUID素子を用いた磁場中帯磁率測定が可能となった。現在開発したこれらの装置を冷却装置に設置し研究を継続している。[試料作成装置]室温部で約10Mpaに加圧された^3He-^4He混合試料ガスを、1K以下の測定試料室に導入し、圧力と温度を制御して^3He-^4He固体試料を作成する。この温度領域ではヘリウム以外の不純物は固化し導入配管を詰まらせるため、混合試料ガス中の不純物濃度は数ppm以下でなければならない。このため昇圧に潤滑液体等を一切使用しない炭素吸着式昇圧装置、液体窒素トラップによる不純物除去装置を製作した。これらの装置と精度0.1%で測定可能な半導体歪み圧力測定装置、^3He濃度を制御する標準体積を組込み、また加圧効率を高めるため内径1.0mmの細管を使用して、^3He-^4He混合試料ガス操作装置を開発した。[永久モード付超伝導ソレノイドの試験]核磁気秩序転移等の検出は磁場中における磁化測定によって行うが、^3He濃度が1%程度と希薄なため1000Gauss程度の外部印加磁場が必要である。しかし磁束変化に極めて敏感なSQUID素子を用いるため、外部印加磁場は10^(-9)以上の安定度や電流電源からの高周波ノイズの遮断が不可欠である。通常外部印加磁場としてNb超伝導円筒管にマイスナー磁場をトラップさせる方法があるが、欠点として外部印加磁場を変化させるためには超伝導臨界温度(約10K)以上に昇温させねばならず測定試料が融解する。従って本研究では超伝導ソレノイドに永久モードスイッチを付加し永久電流モードと電流掃印モードの切替可能な外部磁場生成法を採用し、その性能を試験した。その結果、消費電力20mW以下の良好な永久モードスイッチ本体を開発し、さらに安定度向上のため機械的コンタクトによる超伝導接続を改良中である。
排ガス浄化性能を有する複合酸化物の合成と構造制御の研究

大気汚染防止に寄与する、自動車排ガス触媒技術において、酸素分圧制御および触媒反応制御のため酸素貯蔵能と呼ばれる固体化学物性に起因する特異な機能が重要な役割を持っている。セリアジルコニア(Ce-Zr)系の有効性は1987年(小澤ら)に見出され、実用化され現在までひきつづき生産されるにいたった。その材料改良は10数年にわたってなされているが、なお新材料開発の対象となっている。また、最近では、いわゆる3元触媒ばかりでなく、ディーゼルエンジンへの応用も試みられている。酸素貯蔵能作用材料に関する欧州プロジェクト等の展開に比し、わが国では固体化学物性からの基礎的観点をかえりみる研究は少ないうえ、またそのオリジナル性が評価されず、また研究課題自体評価されなかったが、本科研費採用により、はじめて研究が展開できた。Ce-Zrの改良を目指す巨額投入研究とは視点を変え、本研究では新規展開のフィージビリティー的観点から無機固体化学の基礎研究を志向している。酸素緩和現象を研究し、また一方で耐熱性向上への応用的見地からは、材料合成研究を展開した。セリア系のナノオーダー粒子の合成方法について検討し、さまざまな沈殿法の組み合わせによる複合組成化に成功した(但しこのデータは解析中もあり一部未発表)。微粒子のシンタリング挙動について調べ、セリアよりセリウム・ジルコニウム系複合酸化物において高温での微粒子保持性にすぐれており、これが実用上の観点からは重要であることを明らかにした。さらに酸素貯蔵能の高温での性能向上に重要な酸素緩和速度をモデル組成の擬弾性を利用して調べたところ組成混合による欠陥のクラスター化を示唆する知見が得られた。現在、研究の応用展開をも試み排ガス浄化用触媒化技術も検討している。以上、フィージビリティー、学術研究として有意義な成果が得られ、酸素貯蔵能材料開発に有益なアイデアの涵養もなされた。酸化セリウム系の排ガス浄化用複合酸化物の合成と構造制御に関する研究を行った。今年度は、微粒子合成を中心に遂行し以下のような成果を得ている。合成法として、水溶液からの酸化セリウム微粒子合成を低温で行うプロセスを開発するとともに、その触媒および構造的物性を研究した。合成条件の詳細を検討したところ、複数の合成因子を選択し組み合わせれば、微粒子の粒径、結晶性、凝集性の制御が可能であり、触媒活性にすぐれた微粒子を高収率で得られることがわかった。触媒の高温利用においては焼結現象の制御も重要であることが知られている。このため、セラミックスの方法を用いて、微粒子の特異な焼結現象を研究したところ、これまで知られていなかった異常な高温挙動を見出した。今回得られた微粒子は1200°C程度まで比較的粒成長しにくくさらに高温で急に焼結する減少を示した。ナノサイズ微粒子特有の高温挙動であると考えられる新しい現象を見出した。複合化の観点から、セリウムと他の金属酸化物との協奏効果について検討している。さらに、これの微粒子の酸素放出を現在調べている。その結果の一部として低温の酸素放出を示唆する結果が得られており、今後酸素貯蔵能と触媒活性の面で、これらの合成材料を検討してゆく予定である。本研究に関連して、希土類国際会議では自動車触媒とセリウム関連のセッションを設け、自動車触媒用の微粒子酸化セリウム触媒関係の興味ある現象についての研究成果を招待講演した。このほかでも主要な学会および学術雑誌に研究成果を報告している。セリアおよびセリアジルコニアは自動車排ガス触媒の酸素分圧制御および触媒反応制御において、酸素貯蔵能と呼ばれる、固体化学物性に起因する、特異な機能を発現する。

セリアジルコニア系の有効性は1987年(小澤ら)に見出され、実用化にいたったが、その材料改良は引き続きなされており、現在でもなお新材料開発の対象となっている。また、最近では、いわゆる3元触媒だけでなく、ディーゼルエンジンへの応用も試みられている。酸素貯蔵能作用を前提とした応用研究に巨額資金が助成されるなかで、固体物性からの基礎研究は国内では少なく、そのため本研究では、材料合成提案を含めた無機固体化学の観点からの基礎研究を志向した。まず、セリアおよびセリウム・ジルコニウム系複合酸化物のナノオーダー粒子の合成方法について検討し、さまざまな沈殿法の組み合わせによる複合組成化に成功した。この微粒子の熱的変化の把握、とくに酸化反応時の還元性および相生成を熱重量分析およびX線回折によって行った。実条件である高温および低温還元酸化サイクル時における可逆性を発現する良好な酸素放出吸収特性を観測した。さらに昇温還元法によればセリウム系酸化物の微粒子状態において、金属酸化物を生成する低温プロセスを適用した複合酸化物で高い酸素貯蔵能を発現した。また、微粒子のシンタリング挙動について調べ、セリアよりセリウム・ジルコニウム系複合酸化物において高温での微粒子保持性にすぐれており、これが実用上の観点からは重要であることを明らかにした。さらに酸素貯蔵能の高温での性能向上に重要な酸素緩和速度をモデル組成の擬弾性を利用して調べたところ組成混合による欠陥のクラスター化を示唆する知見が得られた。また、研究の応用展開をも試み排ガス浄化用触媒化技術も検討した。