hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
干潟域における再生可能な二枚貝水管のカレイ類生産への貢献度評価

また、水管の短いアサリも量的に水管を再生させることが初めて証明されたが、その再生力は水管の長い二枚貝に比べて低いことが明らかとなった。広島湾および仙台湾におけるカレイ類稚魚の採集や胃内容物解析(広島湾)について、予定どおり実施でき、また二枚貝の水管が実際にカレイ類の生産に寄与していることを示すことができた。さらに、アサリの水管再生についても新たな知見を得ることができ、学会での発表を実施することができた。以上から、おおむね順調に進展していると判断される。広島湾の干潟において、カレイ類稚魚の採集と胃内容物の分析を行う。また、水温に対する成長の応答を調べる飼育実験を、体サイズの異なるカレイ類稚魚で実施し、成長とともに至適水温がどのように変化するか、摂食量がどのように変化するかを明らかにする。これらを通して、野外でカレイ類が摂取する食物量と二枚貝水管の割合および二枚貝への影響評価を推定する。海洋生物学水管の再生能力については、種間での比較を通して評価可能であると予想している。カレイ類の生産に対する二枚貝水管の貢献度については、以下のとおり変更を行う。計画では二枚貝の有無によるカレイ類の成長の違いについて、囲い網を用いた試験を実施する予定であった。しかし、広島湾周辺では潮汐による水位の変動が大きく、囲い網は現実的ではないこと、囲い網を用いなくても日間摂食量から成長への寄与度を推定可能であることから、現場でのカレイ類の成長や食性のデータからの評価に変更する。すなわち、二枚貝の水管に対してカレイ類稚魚がどのぐらいの量を実際に摂食しているか、の推定を行う。調査や国際学会の際に同行予定であった研究協力者が別の予算で出張できたこと、現場実験の内容を変更したため遠隔地への出張回数が大きく減ったこと、などによる備品費に大きな差額が生じたことで残予算が発生した。すなわち、購入予定であったメモリー水温塩分計は、安価で必要な性能を備える別製品を別途購入した。また、精密電子天秤について、必要な性能を備える別製品を低価格で購入できた。なお、次年度に複数の地域での干潟での現場実験等を予定しており、予算が予定以上に必要となることが想定される。学会等で積極的に成果を公表するとともに、より高い精度での成果が得られるように実験等を追加するなど、主に旅費として使用予定。現場実験等で、調査補助員を伴う出張が当初予定より多くなるため、これらに使用する。そのほか、使用の必要が生じた観測機器類の購入に使用する。
鋼材の中性子照射脆化機構に対するイオン照射手法の適用

原子炉圧力容器鋼の中性子照射による脆化機構を明らかにし、より確実な寿命評価をすることが、近年強く要求されるようになっている。本研究では、鋼材の劣化機構を基礎的に解明して、物理的根拠に基づいた照射脆化予測手法を開発するために、照射条件の制御性に極めて優れたイオン照射法を適用することを目的としている。イオン照射法は、損傷導入速度をイオンフラックスのコントロールにより制御できるほか、はじき出し損傷の連鎖(カスケード損傷)からの点欠陥生成率をイオン種、エネルギーによって、意識的に変化させることができる。これらを、ミクロ組織観察のみでなく、陽電子消滅法、微少硬さ測定、引張試験に適用するためには、試料温度の広い範囲での計測制御、イオン電流の計測制御、試料形状の多様性を考慮したイオン照射手法の開発が必要となる。東京大学原子力研究総合センターの重照射研究設備の軽イオン加速器にこれらの条件を満足する高機能イオン照射チャンバーおよび試料導入部を設計し、設置を完了した。これらは、鋼材における点欠陥とそのクラスターの挙動を求めるために、液体窒素温度でのイオン照射を可能とし、また電子ビーム加熱ヒーターとその制御系を備えることによって、300°Cまでの温度での照射あるいは照射後アニールができる構造とした。また照射による欠陥の生成過程を種々の手法で測定するために、様々な試料に対応できるとともに、電気抵抗の測定のために多くの端子を装備し、その課題を明らかにした。設置した装置についてイオンビームラインの軸合わせ等の作業を行うとともに、以上の機能についてその性能を確認し、試料の放射化等に関する基本データを得ることができた。本研究では、鋼材の照射脆化機構を基礎的に解明して、物理的根拠に基づいた劣化予測手法を開発するために、照射条件の制御性に極めて優れたイオン照射法を適用することを目的としている。イオン照射法は、損傷導入速度をイオンフラックスのコントロールにより御制できるほか、はじき出し損傷の連鎖(カスケード損傷)からの点欠陥生成率をイオン種、エネルギーによって、意識的に変化させることができる。これらを、電子顕微鏡によるミクロ組織観察のみでなく、陽電子消滅法、微小硬さ測定、引張試験にも適用するためには、試料温度の広い範囲での計測制御、イオン電流の計測制御、試料形状の多様性を考慮したイオン照射手法の開発が必要となる。本年度は、これらの条件を満足する高機能イオン照射チャンバーおよび試料導入部を設計し、東京大学原子力研究総合センターの重照射研究設備の軽イオン加速器に設置を完了した。また3mmφディスクのみでなく、照射による欠陥の生成過程を種々の手法で測定するために、様々な試料に対応できるとともに、電気抵抗の測定のために多くの端子を装備している。また、イオン電流の分布測定を可能な構造とした。設置した装置について、イオンビームラインの軸合わせ等の作業を行うとともに、以上の機能についてその性能を確認することができた。原子炉圧力容器鋼の寿命評価を確実にするために、中性子照射による脆化機構を明らかにすることが近年要求されている。本研究では照射条件の制御が優れているイオン照射を用いて、照射脆化機構を基礎的に解明することを目的としている。そこで解析手段を多様化するために広い範囲での試料温度、イオン電流の計測制御が可能で、試料形状の多様性を考慮した構造のイオン照射チャンバー及び試料導入部を作製し、東京大学原子力研究総合センター、重照射研究設備の軽イオン加速器に設置した。本年度は実際に液体窒素冷却の下で照射を行い、当初目的として設定した温度範囲で照射が可能であることを確認した。このチャンバーを用いて最低110Kの試料温度で、3MeVの水素イオンを最高9.6×10-4dpaまで照射した。

原子炉圧力容器の脆化には中性子照射による銅のクラスタリングが大きく影響すると考えられるため、本研究では試料として工業用純鉄とそれに銅を添加した合金を使用した。照射した試料は電気抵抗測定法を用いて解析した。試料を照射チャンバー内にセットしたまま電気抵抗の照射量依存性を測定した結果、照射量が増加するにつれ電気抵抗が上昇することが確認できた。また電気抵抗測定法は欠陥が回復していく様子を把握でき、回復の活性化エネルギーを測定することが可能な解析手法である。解析結果として欠陥の焼鈍回復曲線とその微分曲線を得た。この微分曲線から空孔の自由移動、炭素の移動、ε-カーバイドの形成、銅-炭素複合体の形成、空孔-炭素複合体の解離、空孔クラスターの解離、銅クラスター形成のステージのピークが得られた。これらの結果をもとにして、イオン照射を行った試料を電気抵抗測定法を用いて解析することにより脆化機構を解明する手法を確立することができた。
ランダムな内部構造を持つ多孔質高分子粉体による構造色の研究

申請者は、白色のポリ塩化ビニルの多孔質微粒子に無色透明なスチレンモノマーの液体を含浸すると、この固体懸濁液が鮮やかなオレンジ色の発色を示すことを見出した。この発見に着想を得て、本研究課題を立案した。当初は、光の照明方法によって色が変化することから、色素のような光の吸収現象による着色ではなく、構造色のように屈折率の空間変化によって生じる着色現象と推測していた。そこで、これが新規な光学現象かどうかを確認するために、異分野の研究者への聞き取り調査や広範な文献調査を行なった。その結果この現象は残念ながら新規現象ではなく、100年以上前に報告されていたクリスチャンセン効果と呼ばれる既知の発色現象である可能性が示唆された。クリスチャンセン効果は、屈折率が近くてアッベ数が大きく異なる2成分の物質が相分離した界面を持つ多成分材料で見られる。異なる物質において、屈折率の波長分散がある特定波長だけで交差すると、交差波長のみで屈折率が一致して光が透過し、他波長では屈折率の不一致により界面で光が強く散乱される。そのために、この材料を白色光で照明すると、波長に応じた強度で透過光と散乱光に分離して、着色して見えるようになる。クリスチャンセン効果は、アッベ数の小さな有機液体中にアッベ数の大きな無機微粒子を分散した微粒子分散系の光学現象として100年以上前に研究されてきたが、高分子などの有機微粒子では研究例が少なく、ほとんど知られていなかった。そこで本提案では、多孔質な高分子微粒子にアッベ数の小さな有機液体を含浸した、全有機液体材料系でのクリスチャンセン効果の研究を行ない、その光学特性を明らかにすることを目指している。昨年度までに、塩化ビニル粒子に有機液体を含浸したときのクリスチャンセン効果を詳細に検討し、その研究結果を学術論文として発表してきた。初年度は、光学分野やガラス分野など異分野の研究者への聞き取り調査と詳細な文献検索を行ない、今回の発色現象がクリスチャンセン効果と呼ばれる既知の光学現象である可能性を見出した。この調査結果を踏まえて光の透過や散乱特性についての検証実験を行ない、今回の発色現象がクリスチャンセン効果であることを確認した。昨年度は、スチレンモノマー以外の有機液体を使った場合の光学特性・屈折率に関する詳細な追加実験・ミー散乱理論に基づく光学特性計算を行ない、得られた実験結果が数値計算でもよく再現できることを確かめた。クリスチャンセン効果の実験によって得られた塩化ビニル粒子の屈折率は文献値やキャストフィルムで測定した屈折率よりも大きく、懸濁重合で得られた塩化ビニル微粒子は、特異なミクロ構造を持つことが示唆された。これらの結果を学術論文にまとめ、エルゼビア社の「Polymer」に出版した。昨年度は、塩化ビニル微粒子に有機液体を含浸した固体分散液体のクリスチャンセン効果について基礎科学の立場から研究を行なった。クリスチャンセン効果の基本特性は把握きたので、次段階として応用研究を行なうこと目指すことにした。昨年度までの基礎研究で使用していた有機液体は、人体に好ましくない性質をもち、応用には適さない。そこで、本年度は、材料の固体化、すなわちクリスチャンセン効果を発現する全固体材料の実現を目指す。具体的には、アッベ数の大きな固体微粒子を、アッベ数が大きくて重合できる反応性液体モノマーに添加して、重合反応によって高分子コンポジット化することを検討する。固体微粒子と重合後の高分子マトリックスの屈折率・アッベ数を予測し、屈折率の波長分散が可視光範囲内で交差するような材料系を探索し、実際に試作と評価を行なう予定である。構造色は屈折率の空間変化によって起きる光の分散現象である。構造色の報告例は、ほとんどが屈折率の周期構造によって生じる光の干渉や回折によるもので、非周期構造での構造色は報告例が極端に少ない。また、透過光による構造色は研究例がわずかで、その実現を志向した研究が増えつつある。そこで本課題では、周期構造を用いない透過性構造色の研究を行なう。本申請の着想の原点は、多孔質な塩化ビニル粉体が、屈折率の一致したスチレンモノマーを吸収したときにオレンジ色の構造色を発現することを偶然見出したことである。採択後にさらに詳細な文献調査を行なったところ、100年以上前に報告されたクリスチャンセン効果と呼ばれる発色現象である可能性が示唆された。この現象は、有機液体中に分散した無機微粒子で研究されていたが、高分子などの有機材料でできた微粒子ではほとんど研究されていなかった。そこで本年度は、見出した現象がクリスチャンセン効果であるかどうかを確かめるために検証実験を行なった。実験で明らかになった特徴を列挙する:(1)使用する液体の屈折率がポリ塩化ビニルに近いときに構造色が現れる、(2)白色光で照明すると、特定波長の光のみが試料を透過し、その他の波長の光は散乱光となる、(3)透過光と散乱光は補色の関係にある、(4)構造色は試料を撹拌した状態でも維持される、(5)使用する液体の屈折率に依存して構造色が変化する。これらの実験結果はクリスチャンセン効果の原理と矛盾せず、本現象の発現機構がクリスチャンセン効果である可能性が高くなった。さまざまな有機液体を使用して構造色の透過光スペクトルを測定した。クリスチャンセン効果の原理によると、液体の屈折率と固体の屈折率が一致する波長で透過光強度が最も高くなる。透過光のピーク波長と液体の屈折率の波長依存性の比較からポリ塩化ビニル粒子の屈折率の波長依存性を実験的に求めた。

本課題の主目的の一つは、新たに見出した構造色の発色原理を明らかにすることであった。広範な文献調査・分野の異なる研究者との議論・さまざまな検証実験を行なった結果、見出した現象が他分野でクリスチャンセン効果として報告されていた既知の現象であると見当をつけることができた。発色原理が推定できたので、今後は系統的な研究計画に基づく着実な進捗が期待できる。申請者は、白色のポリ塩化ビニルの多孔質微粒子に無色透明なスチレンモノマーの液体を含浸すると、この固体懸濁液が鮮やかなオレンジ色の発色を示すことを見出した。この発見に着想を得て、本研究課題を立案した。当初は、光の照明方法によって色が変化することから、色素のような光の吸収現象による着色ではなく、構造色のように屈折率の空間変化によって生じる着色現象と推測していた。そこで、これが新規な光学現象かどうかを確認するために、異分野の研究者への聞き取り調査や広範な文献調査を行なった。その結果この現象は残念ながら新規現象ではなく、100年以上前に報告されていたクリスチャンセン効果と呼ばれる既知の発色現象である可能性が示唆された。クリスチャンセン効果は、屈折率が近くてアッベ数が大きく異なる2成分の物質が相分離した界面を持つ多成分材料で見られる。異なる物質において、屈折率の波長分散がある特定波長だけで交差すると、交差波長のみで屈折率が一致して光が透過し、他波長では屈折率の不一致により界面で光が強く散乱される。そのために、この材料を白色光で照明すると、波長に応じた強度で透過光と散乱光に分離して、着色して見えるようになる。クリスチャンセン効果は、アッベ数の小さな有機液体中にアッベ数の大きな無機微粒子を分散した微粒子分散系の光学現象として100年以上前に研究されてきたが、高分子などの有機微粒子では研究例が少なく、ほとんど知られていなかった。そこで本提案では、多孔質な高分子微粒子にアッベ数の小さな有機液体を含浸した、全有機液体材料系でのクリスチャンセン効果の研究を行ない、その光学特性を明らかにすることを目指している。昨年度までに、塩化ビニル粒子に有機液体を含浸したときのクリスチャンセン効果を詳細に検討し、その研究結果を学術論文として発表してきた。初年度は、光学分野やガラス分野など異分野の研究者への聞き取り調査と詳細な文献検索を行ない、今回の発色現象がクリスチャンセン効果と呼ばれる既知の光学現象である可能性を見出した。この調査結果を踏まえて光の透過や散乱特性についての検証実験を行ない、今回の発色現象がクリスチャンセン効果であることを確認した。昨年度は、スチレンモノマー以外の有機液体を使った場合の光学特性・屈折率に関する詳細な追加実験・ミー散乱理論に基づく光学特性計算を行ない、得られた実験結果が数値計算でもよく再現できることを確かめた。クリスチャンセン効果の実験によって得られた塩化ビニル粒子の屈折率は文献値やキャストフィルムで測定した屈折率よりも大きく、懸濁重合で得られた塩化ビニル微粒子は、特異なミクロ構造を持つことが示唆された。これらの結果を学術論文にまとめ、エルゼビア社の「Polymer」に出版した。
分子膜と擬一次元金属錯体から成る超分子組織体の開発とその溶液化学

これまで個体化学の対象であったハロゲン架橋一次元白金混合原子価錯体[Pt(en)_2][PtCl_2(en)_2]と種々のアニオン性合成脂質とのポリイオンコンプレックス形成により、脂溶性の有機-無機超分子組織体を作成した。今回は、キラルなアニオン性脂質の合成を行った。種々の合成ルートを検討した結果、L-グルタミン酸ジドデシルエステルとスルホ酢酸を、ピリジン存在下BOP試薬で縮合させる方法により、キラルなスルホン酸型両親媒性化合物の合成に成功した。この脂質と[Pt(en)_2]、[PtC_2(en)_2]を含む水溶液を混合したところ、紫色の沈殿がえられた。この紫色はPt(II)→Pt(IV)の電荷移動吸収に基づくものであり、複合体中において一次元白金錯体が形成されていることが判った。興味深いことに、この複合体はクロロホルムに分散すると淡黄色となった。これは[PtCl_2(en)_2]錯体の色であることから、クロロホルム中室温においてハロゲン架橋構造は解離していることが判った。一方、ジクロルメタン中においては紫色の溶液として分散することから、溶媒に依存して一次元白金錯体構造が保たれた。この溶液について円偏光二色性スペクトルの測定を行ったところ、電荷移動吸収帯に励起子分裂型のコットン効果が観測された。これは、脂質の不斉によって一次元白金錯体にCDスペクトルが誘起された、はじめての例であり、脂質と一次元錯体の構造秩序性が極めて高いことが明らかとなった。
高精度観測時代の重力レンズと宇宙のダークマター

「宇宙のダークマターが何であるか?」という問いは、天文学から素粒子物理学にまたがる長年の大問題です。近年、重カレンズを用いた観測から、MACHOと呼ばれる暗黒天体が銀河内に多数存在する事が分かりました。しかし、連星の場合に対して、従来の手法は複雑な連立方程式を解く必要がありました。実際の数値計算には膨大な時間が必要で、高精度の結果を導くのは困難でした。今後の高精度観測を念頭において、連星レンズの高精度の研究法の開発を行ないました。具体的には、2体の重力レンズの基礎方程式は連立非線形なので、複雑な数値解法が必要でした。しかし、単一の実代数5次方程式に帰着出来ることをはじめて証明しました。この定式化は高精度・高速度な理論計算を可能にします。その定式化に基づいて、解の個数の条件(Caustics)を求めました。さらに、解の存在領域を限定する定理も見付けました。これらは、数値計算結果の妥当性を判定する手段に応用できます。また、遠方天体からの電波の木星重力による到着時間の遅れを今後のVLBI観測で測定するためには、光円錐効果が欠かせない事を示した。高精度アストロメトリの観測が始まろうとするこの時機、重力レンズにおける新しい展開を考えることは非常に重要です。最近の大きな話題である系外惑星の探査に関係する「位置天文的マイクロ重力レンズ」を考察しました。何故なら、ドップラー法とよばれる系外惑星探査のこれまでの標準的な手法では、地球のような長軌道の惑星を発見する事は非常に困難です。一方、重力レンズの典型的なスケールであるアインシュタイン・リングの大きさは地球軌道程度になることが知られており、重力レンズを用いた方法が期待されています。具体的には、主星が惑星を伴っている場合の重力レンズの基礎方程式は高次の連立方程式になるので、これまで数値計算でしか扱えませんでした。特に、特異なポテンシャルなので、数値的に安定に解を求める事が容易ではありませんでした。本研究により、世界ではじめて、摂動法により「解析的な公式」を発見しました。これを用いると、重力レンズによる像の明るさの変化や位置の揺らぎを解析的に評価する事ができます。今後、惑星の大きさ・運動などの効果も取り入れた定量的評価を行ない、将来の観測への示唆を与えたい。また、2体だけでなく、多体への拡張を行なえば、高精度アストロメトリ観測を用いた銀河内の「コンパクトなダークマター」検出も議論可能になるであろう。これも、次年度以降の課題です。
組織再生因子を用いた全身性自己免疫疾患に対する遺伝子治療の基礎的研究

BDF1マウスにDBA/2マウス脾細胞を移入し、慢性GVHDを誘導するとドナーTh2細胞が活性化され、自己抗体産生が亢進し、ループス腎炎、原発性胆汁性肝硬変(PBC)、唾液腺炎などが発症する。この慢性GVHDモデルにHGF遺伝子を導入すると、Th2免疫反応が抑制され、臓器障害が改善されることが明らかになった。今回はHGFによる自己抗体産生およびTh2免疫応答の抑制機構を検討し、以下の実験結果が得られた。1)HGF遺伝子導入により、血中ssDNA抗体価が低下し、腎糸球体の免疫複合体の沈着が抑制された。2)HGF遺伝子導入により、脾臓B細胞のMHCクラスII抗原の発現が抑制された。以上の結果より、HGFは直接ホストB細胞に働き、B細胞の活性化を抑制するのではなく、ドナーCD4+T細胞とホストB細胞あるいはホスト抗原提示細胞との細胞間相互作用をブロックすることによりTb2免疫応答やB細胞の活性化を抑制することが明らかになった。1)BDF1マウスにDBA/2マウス脾細胞を移入し、慢性GVHDを誘導するとTh2免疫反応が亢進し自己抗体産生の亢進、ループス腎炎、原発性胆汁性肝硬変(PBC)、間質性肺炎が出現する。2)この慢性GVHDモデルにヒトHGF遺伝子をHVJ-リポゾーム法にて投与すると蛋白尿の出現が軽減された。組織学的解析にてループス腎炎、PBC病変、間質性肺炎像が改善されていた。3)慢性GVHDはTh2免疫反応亢進によりB細胞が活性化される。HGF遺伝子導入により慢性GVHDによる脾臓B細胞数の増加は抑制され、血中IgG、IgE抗体の増加も抑制されることが明らかになった。4)脾臓、肝臓、腎臓、肺におけるIFN-γ、IL-4mRNAの発現をRT-PCR法にて解析すると、非治療群では慢性GVHDによりIFN-γの発現が抑制されIL-4の発現が増強されていたが、HGF治療群ではIFN-γの発現が増強されIL-4の発現が抑制されていた。5)慢性GVHD)ではドナーT細胞のホストB細胞に対するCTL活性認められず、ドナーヘルパーT細胞によるホストB細胞の活性化が認められる。HGF治療群ではドナーT細胞のホストB細胞に対するCTL活性が亢進しており、ドナーT細胞のCTLによりホストB細胞の増殖・分化が制御されていることが明らかになった。以上、HGF遺伝子治療によりTh2免疫反応の亢進が制御され自己免疫疾患が制御できることが明らかになった。
水素結合型強相関構造の動的増幅検出

DNAは高分子化学の立場から強相関ソフトマテリアルと見なすことができる。これは多数の水素結合、芳香環のII-IIスタッキング、静電相互作用が協同的に働いてその高次構造を制御しているからである。この性質を模倣して新しい材料の創製における研究が大きな成果を挙げている。これに対しDNA合成法の進展からDNAそのものを利用する方法論も考えられる。これまで後者の立場に立ち生化学的に有用な試薬を含む新しい材料について研究してきた。ここではDNAの多様性中での一つの構造であるDNA四本鎖構造形成を利用した新しい試薬の開発を達成した。1)Potassium Sensing Oligonucleotide(PSO)を利用した新規水溶性カリウム検出試薬の開発生体内では種々の金属イオンが重要な働きを担っている。その中でもカリウムイオンは、他のイオンの濃度制御や種々の疾患などに関与しており、水溶液中におけるK^+検出試薬の開発は医療分野においても注目されている。これまでに多くのカリウムイオン検出試薬が開発されているが、水溶性や選択性の低いものばかりであった。今回、我々が開発した新規水溶性カリウムイオン検出試薬(PSO)は、均一な水溶液中で高選択的にカリウムイオンを検出することに成功した。2)新規テロメラーゼ阻害剤: Tetrakis-acridinyl peptide(TAP)の開発とテロ白メアDNAとの相互作用に関する研究染色体末端に存在するテロメアDNAの伸長反応を行う酵素:テロメラーゼが活性になると細胞の老化やガン化が引き起こす。このテロメラーゼはG-richなテロメアDNAが形成するG-quartet構造には結合できないので、このG-quartet構造を安定化させる化合物は、テロメラーゼ阻害剤となりえる。今回我々が開発した化合物: TAPはこのG-qdartet構造を著しく安定化させることを見出し、新規テロメラーゼ阻害剤として期待できる。DNA重らせんは、核酸塩基のスタッキングと水素結合により高度に配向化された高分子である。申請者らは、これまでフェロセン化ナフタレンジイミドがこのDNA二重らせんに集積され、フェロセンがコートされたような擬ポリフェロセンアレイを形成することを明らかにしてきた。フェロセンは、β-シクロデキストリン(β-CD)に包摂されることがすでに知られている。従って、このような擬ポリフェロセンアレイにβ-CDを作用させるとポリフェロセンへのβ-CDの包摂とそれに伴うフェロセン-β-CDの再配列化が期待される。この現象は、一次元DNAの水素結合を含んだ構造変化を生ずるものと考えられる。即ち、擬ポリフェロセンアレイによるDNAナノワイヤのβ-CDによる動的制御の可能性が期待される。当該年度では、これを実証すべく、種々の検討を加えた。β-CD存在下、非存在下でフェロセン化ナフタレンジイミドのDNA二重らせんへの結合挙動を調べたところ、β-CDがDNA上に結合したフェロセン化ナフタレンジイミドのフェロセン部分に結合し、見かけ上サイズが増大したフェロセン化ナフタレンジイミドがDNA重らせん上に再配列され、DNA上の安定性も向上された。DNA二重らせん修飾電極を用いた同様の実験では、フェロセン化ナフタレンジイミドのDNA二重らせん上の配列化によって電極上に生じた擬ポリフェロセンアレイが溶液中の酸化還元物質の触媒的電子移動を抑制することが明らかとなった。即ち、電極上に形成したDNA二重らせん-フェロセン化ナフタレンジイミドのナノ電線の電子移動反応をβ-CDによりスイッチできたのである。ここで得られた結果は、電極とフェロセン化

ナフタレンジイミド、β-CDによって電子移動反応をスイッチできることを示したもので、より実用的なDNAワイヤ研究を開くものと期待されその意義は大きい。水素結合を利用したソフトマテリアルの創製は,新しいセンシング材料の観点から興味深い、当該年度の研究では,ソフトマテリアルの観点からテロメアDNA配列を用いたカリウム(K^+)インジケーターの開発を行った.染色体の末端に存在するテロメアDNAはグアニンリッチな繰り返し配列からなり,Na^+やK^+などのカチオンの存在より,Guanine quartet構造が安定化され,四本鎖を形成する.特にK^+はそのイオン半径がGuanine quartet間の空孔内に最もよくフィッティングすることから,この四本鎖構造を著しく安定化させことが知られている.当該年度では,この性質と蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)を利用することにより,新規蛍光性K^+インジケーターの開発を試みた.ヒトテロメアDNAの21merのオリゴヌクレオチドの両末端に蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)が可能な蛍光色素FAMとTAMRAを導入したオリゴヌクレオチド(Potassium Sensing Oligonucleotede : PSO)を構築した.K^+が存在しない状態では,PSOのFAMを励起するとFMAの蛍光が観察された.しかし,K^+が存在するとTAMRAの蛍光が観察されるようになった.これは,K^+によりGuanine quartetが誘起されPSOにおいてFAMからTAMRAへの(FRET)が起きたためであると推測された.PSOに種々の金属イオンを添加した際の蛍光変化について検討を行った結果,PSOのK^+に対する選択性は,Na^+の場合の43,000倍となり,これまでに例を見ない高い選択性が示された.ここで得られた結果は,水素結合型強相関構造に由来するものと考えられ,この原理を利用した新しい分析試薬への展開が期待される.前年度開発したPSO-1は,ヒトテロメアDNA配列の合成DNA(オリゴヌクレオチド)の両置換基末端に蛍光色素FAMとTAMRAを導入した分子であった.このPSO-1は,期待したようにカリウムイオン存在下にFRETが観察され,TAMRAの蛍光がカリウムイオン濃度と相関して増大することが明らかとなった.PSO-1のカリウムイオン特異性は,ナトリウムイオンに比べ43,000倍とこれまでに類を見ないものであった.しかしながら,FRET効率は,期待していたレベルと比較して高くはなく,細胞を用いた蛍光イメージングには不十分であった.そこでOxytrichaテロメアDNA配列を利用したPSO-2を設計した.この場合,二つの蛍光色素の平均的距離がPSO-1の場合と比較して長いため,カリウムイオン非存在下におけるFRET漏れ(分子内の距離が近いためランダムコイル状態でもFRETが起こってしまうこと)が小さくなるものと期待された.
オッセオインテグレ―ション関連因子を用いた新規インプラント周囲骨再生治療の開発

研究の目的:本研究の目的は、歯科インプラント治療における確実なオッセオインテグレーションを獲得するために、遺伝子発現情報に基づいた革新的な治療法を開発することである。申請者らは、これまでにインプラント埋入初期の微小動揺によって変動する遺伝子をDNAマイクロアレイを用いた網羅的解析により複数同定している。本研究では、これら変動の大きい遺伝子それぞれの翻訳産物の骨形成への影響を、in vitroおよびin vivoにて検証する。そして、オッセオインテグレーション阻害因子を抑制するRNAアプタマーを作製し投与することによって、インプラント周囲炎の進行により喪失したオッセオインテグレーションを再獲得し、インプラント周囲骨の再生を目指す。2018年度は,培養細胞に添加するためのオッセオインテグレーション関連遺伝子に由来する組換えタンパク質の生産を進めた.昆虫細胞における生産系では,TNF様タンパク質の分泌生産を試みたが,細胞内顆粒への滞留のみが確認され,分泌生産は確認されなかった.そこで動物細胞における分泌生産系を構築し,現在スケールアップを試みている.また,NIMSに依頼していた解析の結果が得られた.これによると,以前に申請者がオッセオインテグレーションの成立において有意性が高いとしていた遺伝子以外にも,複数の候補遺伝子が含まれていた.そこで,これらの遺伝子産物の影響についても検証する必要性が生じたことから,現在,動物細胞および酵母におけるタンパク質生産系の構築を進めている.DNAマイクロアレイデータ再解析により、当初同定したオッセオインテグレーション関連遺伝子の候補以外の検討すべき遺伝子について検証するのに時間を有したため。当初の予定より遅れているが、研究計画に順じて計画を推進する予定である。計画の進行に際し時間を要する場合には、期間の延長についても検討する。本研究では、これら変動の大きいいでんしそれぞれの翻訳産物の骨形成への影響を、in vitroおよびin vivoにて検証する。まずは、組み換えオッセオインテグレーション関連タンパク質の生産系の開発を行う予定とした。マイクロアレイの解析結果からリストアップされたオッセオインテグレーション関連遺伝子について、翻訳された際にタンパク質が細胞外へ分泌されることが予想されるものを、データベース解析などにより選択する。タンパク質については、安価に市販されているものを用いたり、購入が困難なものについては自ら生産系を開発する予定とした。実際には、物質・材料研究機構分子・物質合成プラットフォーム(NIMS)に委託し、DNAマイクロアレイデータの再解析をおこない、関係遺伝子の絞り込みを進めている。また一方で、新たなターゲットタンパク質を作製するために、分担者の堀内正隆により目的遺伝子をラットCDNAライブラリーよりクローニングを行い、動物細胞における発現ベクターの構築を開始した。マイクロアレイの解析結果からリストアップされたオッセオインテグレーション関連遺伝子について、翻訳された際にタンパク質が細胞外へ分泌されることが予想されるものを、データベース解析などにより選択する予定である。しかし、DNAマイクロアレイデータの再解析から関係遺伝子の絞り込む段階で、膨大なデータが対象となっているため、時間を要している。オッセオインテグレーション関連遺伝子が決定に検討を要するが、一方で新たなターゲットタンパク質を作製するために、分担者の堀内正隆により目的遺伝子をラットCDNAライブラリーよりクローニングを行い、動物細胞における発現ベクターの構築を開始しているので、当初の予定としている組み換えオッセオインテグレーション関連タンパク質の生産系の開発を行う事が可能と考えてる。研究の遅延に伴い、購入予定の解析ソフト購入時期が遅れているで、解析の進行に伴い購入の予定である。
琉球列島集団の形成過程と遺伝的および形態的多様性の解明

本研究では、琉球列島におけるヒトの移動史を解明するために、大規模な現代人ゲノムデータの集団遺伝学解析を行うとともに、宮古島における無土器時代およびグスク時代の古人骨ゲノム解析を行う。また、琉球列島集団と日本本土を含む周辺集団との関係だけでなく、琉球列島内の各集団の関係についても詳細に明らかにする。さらに、頭蓋顔面形態における集団間の違いを明らかにする。琉球列島集団と本土日本集団の間における頭蓋顔面形態の違いを明らかにするだけでなく、琉球列島内の集団間における差異についても、特に宮古島集団に焦点を当てて詳細に解明する。
ハイリスク初妊婦とその夫のコペアレンティングを促す支援プログラムの実施と評価

本研究は、長期入院を強いられるハイリスク初妊婦とその夫が夫婦関係を基盤にコペアレンティングが促される支援プログラムの実施とその効果の育児期までにおよぶ長期的視野での検証、同時にそのプログラムが正常経過をたどる初妊婦とその夫に適応可能であるかの検討から臨床場面での実用化までを最終的には目指すものである。その具体的目的は、1ハイリスク初妊婦とその夫の親準備性を高める支援プログラム(案)の精度の向上を図る。2ハイリスク妊婦とその夫に支援プログラムを実施し、長期的な効果の評価を行う。3支援プログラムが正常経過をたどる初妊婦とその夫にも応用できるか否かを検討するであり、当該年度はハイリスク妊婦とその夫の親準備性を高める支援プログラムの精度の向上を図るための研究として1)対象者(妊娠22週以降に切迫早産、preterm PROM(前期破水)、頸管無力症、前置胎盤、HDP(妊娠高血圧症候群)、FGR(fetal g rowth retardation:胎児発育不全)のいずれかもしくは複数の診断名を主訴とし、医師から入院による安静を支持され、研究協力の同意が得られた初産婦とその夫)10組程度にインタビューを行い、両親が相互的に育児を支え、より安定した育児環境を提供するために継続して関わり、協力して働きかけながら(=コペアレンティング)親準備性を高めていくにあたり、不可欠な要素を抽出することであった。しかし、研究者自身の病気治療を強いられたために研究通り研究が実施できなかった。体調不良により入院治療を強いられたため。まずは、ハイリスク初妊婦とその夫に対してインタビューを行い、両親が相互的に育児を支え、より安定した育児環境を提供するため、そして親準備性を高めていくにあたり、不可欠な要素を抽出する。対象者がハイリスクであるということから研究協力施設の確保に困難を極めている状態にもある。倫理的な問題から、支援プログラム案をハイリスク妊婦とその夫に長期的に実施できない可能性もあるため、できるだけ対象者が確保できるよう依頼施設を増やすことも考える。研究者が病気治療を強いられたため、研究が計画通り進まなかったため。
コロイド・DNA系のマイクロプローブ電気泳動

本研究では、新しいクーロン・キャラクタリゼーション法(マイクロプローブ電気泳動法)の開発を行い、それを単一のリポソームや細胞へ適用した。作年度に開発した装置は、先端径1μmのタングステン針とマイクロマニピュレータの組み合わせを2セット用いた、電気生理実験の装置に類似したシステムである。これにより、テスターによる電流・電圧測定と同様の要領で、ある特定のターゲット(本年度はコロイドと1細胞)にのみ、交流を含む外部電場を局所印加することが可能となった。ただしこの方法には、操作に最適な周波数探索に手間がかかるという問題点があった。そこで本年度は、周波数変調波(FM変調波)により誘電泳動挙動を瞬時に分析する方法を提案する(特許出願中)。針電極間にFM変調波の電場を印加すると、誘電泳動力が斥力となる低周波数域ではターゲット物体が電極先端付近に滞在し、斥力が働く高周波数域では電極から離れる運動をする。その結果、ターゲット物体が電極先端を起点とした往復運動することとなる。この移動形態の解析により、誘電泳動力引力から斥力に切り替わるゼロ点周波数を瞬時に検知することができる。この方法を用いて、単一のリポソームや細胞の電気的特性周波数(誘電緩和周波数)の環境応答による変化を、敏感に検知できることを実証した。以上の成果から、本課題で開発した「2電極式非接触マニピュレーション法」は、単一細胞の診断とマニピュレーションを同時に行うユニークな技術であることが示された。本研究では、新しいクーロン・キャラクタリゼーション法(マイクロプローブ電気泳動法)の開発を行い、それをコロイドと単一細胞へ適用した。本年度に開発した装置は、先端径1μmのタングステン針とマイクロマニピュレータの組み合わせを2セット用いた、電気生理実験の装置に類似したシステムである。その結果得られた成果は以下の通りである。まずコロイドについては、一対のプローブ電極でテスト粒子であるコロイド粒子を挟む形で配置し、波形発生器で1Hz程度の交流電場を印加することにより、テスト粒子を電極間で往復運動させながら、目的地へ移送することを実現した。さらにガラス界面付近での粒子の電気泳動挙動を調べた結果、有用な知見を得ることができた。これらの結果と既存の測定法による結果を比較するため、今回新たに電気泳動モジュール(マイクロテック・ニチオン)を導入した。また1細胞にっいては、誘電泳動力を用いた電気的マニピュレーションに成功した。可能な操作としては、非接触3次元並進運動、2・3次元回転運動がある。この方法を利用することで、細胞のガラス界面への固定及び引き離し、微小領域への誘導、細胞内の小器官単離にも成功した。以上の成果(特許出願済み)から、今回開発した「2電極式非接触マニピュレーション法」は、マイクロチップ中での電気動力学的特性をしらべる新しい測定手法、ならびに、光ピンセットよりもはるかに廉価(10分の1以下の価格)でかつユニークな1細胞操作法としての可能性を秘めていることが示唆される。
高齢犯罪者における「社会復帰」概念に関する理論的実証的研究

2018年度は、高齢犯罪者の社会復帰について、とりわけ「ヴァルネラビリティ概念」に着目して、理論研究および実態調査を行った。理論研究としては、刑事法や犯罪学に関するものみならず、法学領域においても社会保障法や民法における議論、あるいは法学以外でも社会福祉学や社会学の議論について、日仏比較を行いながら探求した。実態調査としては、国内については刑務所、保護観察所、更生保護施設、地域生活定着支援センター等の「高齢犯罪者」の処遇・社会参加に向けた支援を行っている機関と、犯罪をしたことがある高齢者も受け入れている地域の社会資源への調査を行っている。これらの調査を行うにあたっては、社会調査を用いた研究を行っている研究者からの助言を受けながら行っており、より多角的な「実態の把握・分析」に基づいた研究成果を出せるよう現在研究を進めている。また国外調査としては、2019年2月にフランス調査を行った。そこでは、刑事施設参観のみならず、高齢犯罪者に対する自由刑の在り方や彼ら・彼女らの社会参加にとって必要な施策に関して実務家・研究者と意見交換を行うこともできた。これらの研究成果は、第5回フォレンジック看護学会教育講演「高齢犯罪者の権利保障と社会復帰」(この講演の内容は同学会学会誌に論説として掲載予定)や安田恵美「『拘禁の継続と相いれない』受刑者への自由刑の裁量的執行停止制度の適用に関する一考察」、大阪市立大学法学雑誌64巻4号(2019年)としてすでにアウトプットした。また、現在2018年度の研究活動をもとに論文を執筆しているところである。最終年度である2019年度はアウトプットに向けた総仕上げの年度である。そこで、2018年に行った理論研究や調査を通して、本研究課題のまとめの方向性を確認し、本研究課題では探求しきれなかった課題があることも確認することができた。その意味では研究プロジェクト2年目を終えた段階で得らえた成果としては妥当であろう。一方で、研究を進める中で確認することができた、アウトプットする際には検討しておかなくてはならない事柄・論点については、十分に資料を収集し検討することができていないため、当初の研究計画以上に進展しているとはいいがたい。最終年度は、論文や学会・研究会報告、講演といったアウトプットを中心に進めていく予定である。そのために、2017年度、2018年度の研究活動で得られた成果を改めて整理し、不足している資料・データを明らかにする作業を行う必要がある。そのうえで、それらを入手するために、国内外での研究活動をしながら、アウトプットを進めていくこととする。また、本研究を進める中で発見した、より深く検討すべき論点あるいは、今後検討を始めなくてはならない論点についても整理し、本研究が終了したのちの研究につなげるための準備もすることとする。平成29年度の研究実績は以下の2点にまとめることができる。まず、海外の研究者および実務家との議論を行い色々な示唆を得ることができた。平成29年度は、フランスのみならず、高齢受刑者処遇の研究を行っているベルギーのSNACKEN教授のもとを訪ね、アングロサクソンとフランスの両方の影響を受けた「社会復帰」に関する議論状況についても知ることができ、より広い視点から「高齢」の特性について考察する手がかりを得た。また、フランスのランス大学HERZOG=EVANS教授のご厚意により、2度にわたり日本の高齢者犯罪の状況についてプレゼンテーションを行う機会を得た。プレゼンテーションを受けて、日仏比較をしながらの議論を行うことができた。この議論によって、日本の状況を相対的に考察することができたという点は、本研究において極めて重要な意味を持つと思われる。次いで、日本の高齢犯罪者が置かれている「社会的排除状態」について、いまだ十分とはいえないものの社会福祉学や労働経済学の先行研究・理論を手がかりとしながら、理論的な整理を行った。就労を前提とした議論の中で、「高齢」ゆえの「傷つきやすさvulnerability」に着目した、「社会参加」のあり方、そして「権利保障」の重要性について、様々な領域の研究者・実務家と議論を行い、考察を深めることができた。その考察をもとに、法学セミナーへの寄稿、日本およびフランスにおける各種研究会における研究会報告の形で公表することができた。平成29年度は、高齢犯罪者処遇に関してベルギーとフランスの研究者と意見交換をすることができ、分析や考察にとっての重要な示唆を得ることができた。また、社会福祉学や労働経済の理論からヒントを得ながら、高齢犯罪者が置かれている「二重の排除状態」とそれを打破するための「社会参加」に向けた方策についての手がかりに関する考察を行うことができた。

そこでは、刑事施設参観のみならず、高齢犯罪者に対する自由刑の在り方や彼ら・彼女らの社会参加にとって必要な施策に関して実務家・研究者と意見交換を行うこともできた。これらの研究成果は、第5回フォレンジック看護学会教育講演「高齢犯罪者の権利保障と社会復帰」(この講演の内容は同学会学会誌に論説として掲載予定)や安田恵美「『拘禁の継続と相いれない』受刑者への自由刑の裁量的執行停止制度の適用に関する一考察」、大阪市立大学法学雑誌64巻4号(2019年)としてすでにアウトプットした。また、現在2018年度の研究活動をもとに論文を執筆しているところである。最終年度である2019年度はアウトプットに向けた総仕上げの年度である。そこで、2018年に行った理論研究や調査を通して、本研究課題のまとめの方向性を確認し、本研究課題では探求しきれなかった課題があることも確認することができた。その意味では研究プロジェクト2年目を終えた段階で得らえた成果としては妥当であろう。一方で、研究を進める中で確認することができた、アウトプットする際には検討しておかなくてはならない事柄・論点については、十分に資料を収集し検討することができていないため、当初の研究計画以上に進展しているとはいいがたい。近時、ヨーロッパ諸国では、アングロサクソンにおけるグッドライブスモデル・リスクニーズレスポンサビィティの考え方が各国の法制度や犯罪対策・犯罪者処遇の理念と合致するのかどうかについて検討がされつつある。とりわけ、フランスにおいては、従来の「社会参加insertion sociale」の考え方との異同について検討がなされ始めたところであるといえよう。この議論の動きは、フランスにおける議論を参照する際のみならず、日本において「社会復帰」概念について検討する際にもカギとなるものと思われる。そこで、今後は、この議論の動きに着目しながら、学術的な議論と現場レベルでの取り組みの状況の両方に目を配り、高齢犯罪者の「社会復帰」概念について検討を深める必要があろう。最終年度は、論文や学会・研究会報告、講演といったアウトプットを中心に進めていく予定である。そのために、2017年度、2018年度の研究活動で得られた成果を改めて整理し、不足している資料・データを明らかにする作業を行う必要がある。そのうえで、それらを入手するために、国内外での研究活動をしながら、アウトプットを進めていくこととする。また、本研究を進める中で発見した、より深く検討すべき論点あるいは、今後検討を始めなくてはならない論点についても整理し、本研究が終了したのちの研究につなげるための準備もすることとする。平成29年度にパソコンを購入予定であったが、ベルギー・フランス調査にあたって先方との調整が年度末までかかったため、「旅費」の執行額が直前まで確定せず、ペンディングしていた。そのため、平成30年度には、調査から得られたデータを分析するためのパソコンを購入する予定である。次年度使用額が生じないように研究費の使用計画を立てて使用したものの、見積や想定していた金額よりも実際にかかった費用の額が低いということもあり、若干の次年度使用額が生じた。
触媒反応の進行を理想化する入出熱過程と反応過程の独立制御とその改質器への応用

反応器においては触媒を流路に充填して反応を促進することが一般的であるが,触媒が流れ方向に連続的に存在しているため,触媒反応と気相反応が不可分である.また,それぞれ局所における温度が把握しにくいことから,流路出口における最終的なガス濃度が何に起因するものか判別することが困難である.本研究では水素生成の手法のひとつであるメタン水蒸気改質において触媒温度と気相温度を個別に操作し,触媒反応と気相で生じる随伴反応の分離を試みた.反応器においては触媒を流路に充填して反応を促進することが一般的であるが,触媒が流れ方向に連続的に存在しているため,触媒反応と気相反応が不可分である.また,それぞれ局所における温度が把握しにくいことから,流路出口における最終的なガス濃度が何に起因するものか判別することが困難である.本研究では水素生成の手法のひとつであるメタン水蒸気改質において触媒温度と気相温度を個別に操作し,触媒反応と気相で生じる随伴反応の分離を試みた.触媒による改質を実際的な対象として,その触媒反応の進行を理想化すべく,反応過程とは独立した温度(入出熱過程)制御を行う系を創出する.具体的には,反応流路中にバルク温度制御ユニットと触媒反応ユニットの2種のユニットを挿入し,これら2種のユニットの配置を流れ方向に変化させることにより,反応ガスの温度を直接かつ局所的に制御でき,反応ガスの進行度合いと温度履歴をいかようにも条件設定可能な反応シミュレータを構築する.本手法により,外的に制御できかつ局所的に意味のある温度における反応の詳細を解明する可能性を探る.研究初年度として,まずは,対象とする反応とそれに適する触媒を選定した.本研究においては触媒は板状の母材に担持する必要があることから,壁面担持型触媒として実績があるメタン水蒸気改質について,数種類の触媒を試した上で,その活性や安定性の高さからRu/Al203触媒として用いることとし,直径0.8mmの穴が多数開いている直径9.9mm,厚さ2mmのアルミナ平板に担持した.触媒板は石英管に複数段配置され,流量を制御されて導かれた水蒸気とメタンの予混合気を改質する.触媒板はベースとなる温度まで電気炉による一様加熱に加え,それぞれ独立したヒータによる加熱により温度制御できるようにしている.また,流れ方向にトラバースするサンプリングプローブを挿入することで任意の位置におけるガス採取・分析を可能とした.この装置により,触媒板が複数段ある場合の触媒および中間気相温度が反応量に与える影響を調べた.その際,単段における実験から得られた反応速度を用いて,生成物が反応に及ぼす影響も考察した.触媒による改質を実際的な対象として,その触媒反応の進行を理想化すべく,反応過程とは独立した温度(入出熱過程)制御を行う系を創出する.具体的には,反応流路中にバルク温度制御ユニットと触媒反応ユニットの2種のユニットを挿入し,これら2種のユニットの配置を流れ方向に変化させることにより,反応ガスの温度を直接かつ局所的に制御でき,反応ガスの進行度合いと温度履歴をいかようにも条件設定可能な反応シミュレータを構築する.本手法により,外的に制御できかつ局所的に意味のある温度における反応の詳細を解明する可能性を探る.研究の初年度において多段で改質を行うことができたものの,管の外部に巻いたヒータによる加熱であり,温度分布の一様性と管壁を通じての熱伝導が問題であった.そこで,第二年度は,誘導加熱によって触媒を直接加熱することを試みた.まずは,メタン水蒸気改質によく用いられるニッケル系触媒を作製し,SEMを用いた構造観察と被加熱性能との関係を調べた.その結果,Ni-Al2O3触媒はNi粒子が小さいため粒子が連結しておらず加熱に不向きである一方,Ni-YSZ触媒はNi粒子が大きく誘導加熱による温度上昇が観察された.次に,IRカメラを用いて加熱された触媒面上の温度分布がほぼ一様であること,さらに,流れ方向のガスの温度分布を熱電対で計測することにより管壁からの電熱が小さいことを確認した上で,メタン水蒸気改質実験を行った.誘導加熱への出力により触媒の温度を変化させることで,改質量を制御することができた.触媒による改質を実際的な対象として,その触媒反応の進行を理想化すべく,反応過程とは独立した温度(入出熱過程)制御を行う系を創出する.具体的には,反応流路中にバルク温度制御ユニットと触媒反応ユニットの2種のユニットを挿入し,これら2種のユニットの配置を流れ方向に変化させることにより,反応ガスの温度を直接かつ局所的に制御でき,反応ガスの進行度合いと温度履歴をいかようにも条件設定可能な反応シミュレータを構築することを最終目標とする.本手法により,外的に制御できかつ局所的に意味のある温度における反応の詳細を解明する可能性を探る.これまでは断面内一様である温度分布を目指してきたが,外部への熱損失と流路壁における流れ方向への熱伝導が温度制御を困難なものにしていた.そこで,本年度は,実験室レベルで一般的に行われる触媒が挿入された管の温度制御を電気炉により行うのではなく,流路そのものに高い断熱性を持たせ流れ方向のバルク温度の変化を極力抑えた系を創出することとした.その際,電気炉による流路全体の加熱はしないという条件を課した.メタン水蒸気改質および水性ガスシフト反応を対象とし,伝熱計算により流路形状および各ユニットに配置を決定した.また,触媒反応ユニットとして通電加熱を行うことができる5×5ミリメートルのアルミナ板を基盤とし,担体の定着性と活性という観点から触媒はNi/Al2O3を採用した.

このユニットは流れ方向に平行に置かれ,温度は四端子法により測定した抵抗値の相関から求めた.本系においては温度および濃度が断面内一様ではないため分布を測定する必要があるため,熱電対とガス採取プローブを触媒の近傍でトラバースする機構を備える.触媒近傍とガス種の濃度分布と別途温度制御された下流部にバルクのガス濃度との比較により触媒温度と反応量の関係を調べた.26年度が最終年度であるため、記入しない。熱工学26年度が最終年度であるため、記入しない。交付申請の段階では,反応および触媒の選定と実験装置の製作を計画していたが,改質実験を行うところまで進むことができた.また,「意のままに」というほどではないにせよ,次年度に予定している温度制御にも着手した.まだ完全ではないが,触媒の温度制御と温度分布の測定を行うことまではできた.26年度が最終年度であるため、記入しない。実験の手法や解析方法に目処を付けた一方で,触媒の温度制御のためのヒータは外部から巻くという簡便な方法で設置しているため,条件を完全に満たしているわけではなく,改良すべき点である.触媒の直接加熱には成功したが,完全な温度制御という観点からは,冷却する手法も開発する必要がある.加熱と冷却の両方ができるようにした上で触媒と気相の温度をそれぞれ制御するが,その入出熱の量は数値計算により求めることになる.単純化したモデルを導入することにより,ほぼリアルタイムで自動的に温度制御できるような系を構築することを目的とする.26年度が最終年度であるため、記入しない。第二年度目から温度制御を施した上での実験に本格的に移行する.研究費は主として実験装置の製作に使う予定である.特にバルク温度制御ユニットは加熱だけではなく冷却装置も備えることを予定しており,経費の一部はその試作に当てられる.本年度は基本となる装置として誘導加熱装置を購入した.複数段の温度制御を考えると複数台が必要となるが,確実に適用できることを確認するためにまずは1台を導入した.誘導加熱装置が適用できることが確認されたため,次年度として複数台の導入を予定している.