hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自己抗体産生RP105陰性B細胞を標的とした免疫学的治寮に向けた研究

正常B細胞はRP105陽性であるが、SLEのB細胞はRP105の発現が低下する。SLEではP105陰性B細胞数は疾患活動性と相関し活動性マーカーとして有用である。RP105陰性B細胞のフェノタイプは、細胞径増大、CD95陽性、CD86陽性で、活性化B細胞の性質を示し、糖質ステロイドによるアポトーシスが起こりやすい。また、RP105陰性B細胞は、抗ds-DNA抗体の産生を行い、病因と関連する。RP105陰性B細胞の増加は、シェーグレン症候群と皮膚筋炎でもみられる。シェーグレン症候群における唾液腺組織浸潤B細胞や皮膚筋炎の間質性肺炎のB細胞も、RP105陰性であった。RP105陰性B細胞自体が炎症の形成に重要である可能性がある。また、抗核抗体陰性のSLEで、有意なマーカーがない場合も、RP105陰性B細胞の増加がみられ、診断の参考となる。RP105陰性B細胞は単純なB細胞刺激やウイルス感染では誘導できず、T細胞刺激を介した共刺激やB細胞刺激因子(BAFFやAPRIL)が重要である点も解明された。以上の成果より、RP105陰性B細胞を標的として、自己抗体産生を抑制できる可能性が示唆された。RP105陰性B細胞は通常のB細胞と比較して、BAFF・APRILによる反応に差があり、正常B細胞と異なる分化・活性化・生存の制御機構が存在する可能性がある。RP105陰性B細胞では、フェノタイプも正常B細胞とは異なる。このようにRP105陰性B細胞と正常B細胞の間には、B細胞刺激に対する反応性やフェノタイプに大きな差が存在する。今後は、RP105陰性B細胞を除去できるようなRP105陰性B細胞に特異的に発現する分子の同定を行うことが必要となる。このようなRP105陰性B細胞特異的分子を標的とした免疫学的特異的治療法を考慮する段階にいたっている。自己免疫疾患の難治性病態は、未だに治療方法が確立しておらず、新たな治療戦略が求められている。最近、免疫学では、自然免疫の重要性が認識されてきているが、特にToll-like receptor(TLR)が注目を集めている。TLRは自然免疫と獲得免疫の連携に重要であり、自己免疫疾患への関与も示唆されつつある。TLR関連分子の制御は新たな治療に繋がる可能性がある。我々は、TLR関連分子RP105(CD180)の自己免疫疾患における意義を明らかにしてきた。ヒトにおけるRP105の臨床的解析は我々の報告が初めてであり、現在まで他では、ほとんど研究されていない。正常者のB細胞はRP105を発現しており、RP105陰性B細胞はほとんど認められない。しかしながら、全身性エリテマトーデス(SLE)を始めとした自己免疫疾患で、RP105陰性B細胞の増加があり、SLEではRP105陰性B細胞が抗DNA抗体を産生することを示した。RP105陰性B細胞は自己抗体産生細胞であると考えられ、RP105陰性B細胞の除去あるいは制御は治療戦略として有用である。in vitroで、RP105陰性B細胞を標的とした自己抗体産生B細胞の除去を目的として、RP105陰性B細胞と陽性細胞の差を種々の抗体で検討した。また、DNAチップを用いて、RNAレベルでの差の検討を行っている。これらの研究を基に、ヒト自己免疫疾患の治療への応用を行う。

TLR関連分子やその発現異常細胞を標的とした治療は、これまでになく、新たな治療戦略として臨床的意義は高い。正常B細胞はRP105陽性であるが、SLEのB細胞はRP105の発現が低下する。SLEではP105陰性B細胞数は疾患活動性と相関し活動性マーカーとして有用である。RP105陰性B細胞のフェノタイプは、細胞径増大、CD95陽性、CD86陽性で、活性化B細胞の性質を示し、糖質ステロイドによるアポトーシスが起こりやすい。また、RP105陰性B細胞は、抗ds-DNA抗体の産生を行い、病因と関連する。RP105陰性B細胞の増加は、シェーグレン症候群と皮膚筋炎でもみられる。シェーグレン症候群における唾液腺組織浸潤B細胞や皮膚筋炎の間質性肺炎のB細胞も、RP105陰性であった。RP105陰性B細胞自体が炎症の形成に重要である可能性がある。また、抗核抗体陰性のSLEで、有意なマーカーがない場合も、RP105陰性B細胞の増加がみられ、診断の参考となる。RP105陰性B細胞は単純なB細胞刺激やウイルス感染では誘導できず、T細胞刺激を介した共刺激やB細胞刺激因子(BAFFやAPRIL)が重要である点も解明された。以上の成果より、RP105陰性B細胞を標的として、自己抗体産生を抑制できる可能性が示唆された。RP105陰性B細胞は通常のB細胞と比較して、BAFF・APRILによる反応に差があり、正常B細胞と異なる分化・活性化・生存の制御機構が存在する可能性がある。RP105陰性B細胞では、フェノタイプも正常B細胞とは異なる。このようにRP105陰性B細胞と正常B細胞の間には、B細胞刺激に対する反応性やフェノタイプに大きな差が存在する。今後は、RP105陰性B細胞を除去できるようなRP105陰性B細胞に特異的に発現する分子の同定を行うことが必要となる。このようなRP105陰性B細胞特異的分子を標的とした免疫学的特異的治療法を考慮する段階にいたっている。
数値最適化に基づくロバスト非線形制御系の設計法の構築

実際の制御系設計においては、複雑な制御対象の特性変動や非線形性に対処し、制御性能の保証に対する厳しい要求を実現する必要がある。そのためには、理論的な考察によりロバスト解析、非線形システムの解析の方法を充実し、またそれに基づいて数値的な方法を効率よく適用するための基礎理論が必要である。本研究ではこれらの目的を達成するための理論的なアプローチを行い、ゲインスケジュールド制御系の設計法を発展させ、Rantzerの密度関数による非線形システムの安定解析方法の一般化と非線形制御則設計への応用を行い、緩和問題の数値的な厳密性検証を中心としたロバストSDPの解法を構築した。数値最適化に基づくロバスト非線形制御系を目的として,本年度は以下の研究成果を得た.(1)ゲインスケジュールド(GS)制御系の設計法ディスクリプタ形式による線形パラメータ変動(LPV)システムの表現法において,従来研究での制限を取り外し,これを活用してGS補償器を設計する方法を確立した(国際会議(IFAC)で発表).また新たに,従来法ではスケジューリングパラメータを直接微分する計算が必要であったGS補償器の設計法を改良し,観測値であるスケジューリングパラメータの微分を行うことなくGS補償器が設計でき,しかも性能保証を行えることを示した.これにより従来法の欠点を解決した.本年は基本的な結果を導出した(国際会議(IEEE NSC)等で発表).(2)非線形システムの解析と設計密度関数を用いた非線形制御則の設計法として,入力の大きさの制限,正不変集合の指定,原点近傍で望ましい線形制御則と一致することによる制御性能の保証ができる設計法を開発した.また,逐次計算による制御則と正不変集合の求解アルゴリズムを検討した(これらを国内学会で発表).(3)制御系の解析・設計のためのロバスト半正定値計画問題の解法の開発GS制御系の設計や非線形制御では,ある連続領域上の全ての点で成り立つ必要のある無限個の制約の下でのロバスト半正定値計画問題を解く必要がある.これを計算機で解くための有限個の制約を持つ上界緩和問題の厳密性の検証アルゴリズムとその性質を明らかにした(国内学会で発表).また,緩和問題の厳密性を改善するための領域分割やパラメータ依存マルチプライアの導入について検討を行った.数値最適化に基づくロバスト非線形制御系の設計法の構築を目的として,本年度は以下の研究成果を得た.(1)ゲインスケジュールド(GS)制御系の設計法:線形パラメータ変動(LPV)システムに基づくゲインスケジュールド制御系設計法において,観測値であるスケジューリングパラメータの微分を行うことなくGS補償器が設計する方法についてさらに検討を行い,パラメータ依存LMIにおける性能保証を示した.また,航空機や車両の制御に適用して有効性を確認した.(2)非線形システムの解析と設計:密度関数を用いた非線形制御則の設計法として,区分的に滑らかなベクトル場を持つシステムを扱うための方法について検討を行った.(3)制御系の解析・設計のためのロバスト半正定値計画問題の解法の開発:ロバスト半正定値計画問題を数値的に解くための上界緩和問題の厳密性の検証についてさらに考察を行った.従来とは異なり,不確かさのブロックが不確かさのパラメータの一次関数でない場合にも厳密性の検証を行うことのできる方法を示した.以上の結果は,国内外の学会で発表し,また学術誌に論文として掲載された.「数値最適化に基づくロバスト非線形制御系の設計法の構築」を目的として研究を行い、以下の研究成果を得た。(1)ゲインスケジュールド(GS)制御系の設計法:観測値であるスケジューリングパラメータの微分を行うことなくGS補償器を設計する方法に関する結果を発展させ、パラメータ値の属する集合が一般の凸集合である場合にもパラメータ依存LMIによる設計が可能であることを示した。この結果をまとめた論文はAutomaticaに採択された。また、スケジューリングパラメータに観測雑音が重畳する場合にも安定性が保たれるGS補償器の設計法を、確率微分方程式の枠組みのもとで導出した。(2)非線形システムの解析と設計:密度関数を用いた非線形制御則の設計法を構築するために、区分的に滑らかなベクトル場を持つシステムの密度関数による安定条件を導出した。滑らかなベクトル場の場合は解軌道に沿う積分の変数変換の等式が可能であるが区分的にのみ滑らかな場合は不可能であるので、これを解決するために、解軌道に沿う積分の変数変換に相当する不等式を導出し、安定条件を証明した。この結果はIFAC 2011に採択された。(3)制御系の解析・設計のためのロバスト半正定値計画問題の解法の開発:ロバスト半正定値計画問題を数値的に解くための上界緩和問題の厳密性の検証法として、不確かさのブロックが有理関数の形であるものを扱うアルゴリズムを構築した。
液胞のパレット化による新規の花色改変法の開発

ベタレイン合成系の酵素遺伝子を遺伝子導入したアサガオの形質転換植物を作出する。これを開花させて花色を観察し、花色、色素の分析を行う。アサガオはアントシアニンを合成するが、ベタレインの合成系は持たないため、形質転換植物の花弁の液胞では、植物界でもほぼ初めてとなる両色素の混色が実現することになり、新規の花色が期待できる。アサガオはナショナルバイオリソース(NBRP)として、アントシアニンによる多様な色彩を持つ多くの品種・系統がある花きのモデル植物である。ベタレインにはベタシアニン(赤)とベタキサンチン(黄)があることから、本研究による混色はパレットのように花色の多様性をさらに拡大する可能性がある。
神経変性疾患の治療法開発に向けたオートファジー関連分子の病態解明

ポリグルタミン病や認知症などの神経変性疾患では、分子シャペロンーユビキチンープロテアソーム系(UPS)やオートファジーの機能を凌駕して変異蛋白質が凝集して蓄積し、この過程に神経毒性が存在し神経変性が惹起される。有効な治療法は、病因蛋白質の異常な凝集を抑止したり、蓄積する量を減らすことで達成される。本研究では、オートファジーの制御メカニズム及びオートファゴソーム形成の分子機構の解明を目指して、オートファゴソームとリソソームの融合におけるdynactin1とTRAPPC9の役割を検討した。Two-hybrid法、免疫沈降法により、dynactin1とTRAPPC9はインターアクションした。運動ニューロン細胞NSC34細胞において、Western blot、RFP-GFP-LC3レポーターアッセイ、電顕及びLC3の免疫電顕などの手法を用いて、dynactin1とTRAPPC9によるオートファゴソームとリソソームの融合に関して検討し、神経変性との関連も検討した。dynactin1とTRAPPC9をノックダウンすると、オートファゴソームとリソソームの融合が障害された。TRAPPC9はdynactin1、LC3-llやリソソームのマーカーであるLamp1とインターアクションした。また、dynactin1のノックダウンで、変異SOD1蛋白質の発現量が増加した。以上の結果から、dynactin1はTRAPPC9を介してオートファゴソームとリソソームの融合に関わり、神経変性の原因となる病因蛋白質の分解に関与することが判明した。Dynactin1及びTRAPPC9は、それぞれ分子量が150 KD程度の大きなタンパク質であり、様々な機能ドメインから構成され、TRAPPC9は他の種類のサブユニットと複雑なコンプレックスを構成している。今後は、これらの機能ドメインを同定することが課題である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。ケンペロール(kaempferol:KF)は、茶、フルーツ、野菜、及び豆類等をはじめとする多くの植物に含まれる天然フラボノールである。本研究では、神経培養細胞(Neuro2a)に正常及び変異したアンドロゲン受容体(AR)、Ataxin-1、Atrophin-1、huntingtinを発現させ、KFを投与して、オートファジー活性化の機構の観察とそれぞれの病因蛋白質の発現量を検討した。KFは、用量依存的にLC3-II、Beclin1の発現を増加させ、p62の発現量を減少させた。KFと3-メチルアデニンとの同時投与では、KFによるLC3-IIの発現量増加作用は抑制された。さらに、Atg5又はp62のノックダウンは、KFによるLC3-IIの発現量の増加を抑制した。KFは、変異したAR、Ataxin-1、huntingtinの凝集体形成や発現量を減少させ、パルスチェイス法で分解を更新させた。これらのKFによる変異蛋白質の分解促進作用は、3-メチルアデニンによって抑制された。本研究によって、KFが、強力なオートファジー活性化作用を有すること、及び、オートファジー経路の比較的上流に作用すること、を明らかにした。また、神経変性疾患細胞モデルにおいて、KFが神経変性疾患の原因蛋白質の発現を強力に抑制し得ることを示した。オートファジーの活性化を介して、変異蛋白質の凝集、蓄積、及び核内封入体形成を抑制し得るKFは、認知症やポリグルタミン病など神経変性疾患の神経機能障害を改善させる可能性が考えられる。本研究によって、ケンペロールが、強力なオートファジー活性化作用を有すること、及び、オートファジー経路の比較的上流に作用すること、を明らかにした。これは、細胞内のオートファジー分解系の活性化を介して、原因蛋白質の分解が促進された結果と考えられる。神経変性疾患では、神経細胞内に変異蛋白質の凝集、蓄積、及び核内封入体形成の過程に病原性があると考えられている。従って、オートファジーの活性化を介して、変異蛋白質の凝集、蓄積、及び核内封入体形成を抑制し得るKFは、認知症やポリグルタミン病など神経変性疾患の神経機能障害を改善させる可能性が考えられる。運動

ニューロン細胞NSC34細胞において、Western blot、RFP-GFP-LC3レポーターアッセイ、電顕及びLC3の免疫電顕などの手法を用いて、dynactin1とTRAPPC9によるオートファゴソームとリソソームの融合に関して検討し、神経変性との関連も検討した。dynactin1とTRAPPC9をノックダウンすると、オートファゴソームとリソソームの融合が障害された。TRAPPC9はdynactin1、LC3-llやリソソームのマーカーであるLamp1とインターアクションした。また、dynactin1のノックダウンで、変異SOD1蛋白質の発現量が増加した。以上の結果から、dynactin1はTRAPPC9を介してオートファゴソームとリソソームの融合に関わり、神経変性の原因となる病因蛋白質の分解に関与することが判明した。Dynactin1及びTRAPPC9は、それぞれ分子量が150 KD程度の大きなタンパク質であり、様々な機能ドメインから構成され、TRAPPC9は他の種類のサブユニットと複雑なコンプレックスを構成している。今後は、これらの機能ドメインを同定することが課題である。神経変性疾患では、病因となる蛋白質が神経細胞内で異常な凝集体を形成して蓄積する過程で細胞毒性を起こして神経細胞死に至る。オートファジーは、細胞内でこれらの異常な蛋白質を分解するシステムとして重要な役割を果たしており、この機能を効率よく利用することで副作用の少ない有効な神経変性疾患の治療を開発することができると考えられる。今後の研究では、オートファジーの制御メカニズム及びオートファゴソーム形成の分子機構の解明を目指して、オートファゴソームとリソソームの融合におけるdynactin1の役割を検討する。本研究では、さらに神経変性疾患モデルにおける異常蛋白質の分解効果の分子機構を細胞、分子、超微形態レベルから明らかにして、この経路に作用する薬剤によるオートファジーの活性化機構を解明するとともに、その機序に基づいた神経変性疾患の治療法を開発する。私達は、これまでにdynactin1がオートファゴソームの輸送に係わり、またTRAPPC9蛋白質を介してオートファゴソームとリソソームの融合に関与することを見いだしている。これらの結果に基づいて、細胞と生体レベルでの分子生物学方法及び免疫電顕法などの手法を用いて、dynactin1の関連分子を同定し、そのメカニズムを明らかにする。本研究を実施するに当たって、動物実験施設を含め、マウスの表現型解析、western blot、免疫組織化学、レーザー顕微鏡、電子顕微鏡など病理学的解析手法を確立しており、細胞分子生物学実験の研究環境は十分に準備されている。また、DNA組み換え実験の実施に関わる法律に則った諸手続を完了させ、これを実施するP1、P1A及びP2実験室も完備した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
述語論理的プログラムの理論及び実装

各研究分担者は、解析的意味論に基づく述語論理的プログラム言語NU理論の構築及び処理系の作成等を行なった。UNは、理論的プログラム言語であるうえに手続き的な表現ができ、さらにプログラムの要求仕様と相互に変換が容易であるという特徴をもつ。主な研究業績は、以下の2項目である。1 NUの理論面の研究として、以下の3点について一定の成果が得られた。このうち一部は公表し、一部は公表準備中である。(1)実時間並行にプロセスに関する諸問題を表現・解析する、時制算術と呼ぶ新たな方法を開発し、その上での検証システムについて研究した。(2)NUで表現された並行プログラムに関する同値理論(軌跡準同型写像)を用いて、デッカーの解という数学的にも実際のプログラム作成論的においても非常に興味深い具体例について、新たな手法で解析を行った。(3)NU解釈系の解釈可能な範囲を明確にするため、決定可能である数学理論を考案した。2不完全情報ゲームや音楽情報処理という、高度に知的な人工知能的課題について、以下の2点を研究した。(1)不完全情報ゲームであるコントラクトブリッジの終盤のプレイについて、必勝形であるか否かを理論的に表現し、それを手続き型プログラムに翻訳、実行すると共に、コントラクト及びにプレイについて、論理的・人工知能的に解析する方法について研究した。(2)音楽情報処理について、開発中に自動伴奏システムの仕様について研究した。これは上記1-(1)の手法を用いている。また、演奏家に様々な特徴を抽出するシステムを開発した。各研究分担者は、解析的意味論に基づく述語論理的プログラム言語NUの理論の構築及び処理系の作成を行なった。NUは、論理的プログラム言語であるうえに手続き的な表現ができ、さらにプログラムの要求仕様と相互に変換が容易であるという特徴をもつ。主な研究業績は、以下の3項目である。1 NUの理論面の研究として、以下の4点について一定の成果が得られ、それらを公表した。(1)NUで表現された並行プログムに関する同値理論(軌跡準同型写像)の基礎的研究およびその応用を行った。(2)疎結合でかつデ-タ信号や制御信号が一方向にしか送られないような2つのプロセスの間で実際に発生した具体的な実時間問題について、解析、検証を行った。(3)並行プログラムをNUで表現する新たな方法を開発し、その上で検証システムついて研究した。(4)プログラムのリファインメントおよび同値性を自動的に判定するシステムについて研究した。2不完全情報ゲ-ムや音楽情報処理という、高度に知的な人工知能的課題について、以下の2点を公表した。(1)不完全情報ゲ-ムであるコントラクトブリッジの終盤のプレイについて、必勝形であるか否かを論理的に表現し、それを手続き型プログラムに翻訳、実行した。(2)音楽情報処理について、演奏家の特徴を定量的に抽出し、それらを解析した。3 NU処理系については、高速化を計るとともに、高階述語論理に基づく部分を自由に取り扱えるようにするなど、拡張された構文に対する処理が行なえるようにした。また、パズルやCADなどの問題のNUによる論理的表現についても研究した。これらの研究成果のうち一部は公表した。各研究分担者は、解析的意味論に基づく述語論理的プログラム言語NUの理論の構築及び処理系の作成等を行なった。(1)NU解釈系の解釈可能な範囲を明確にするため、決定可能である数学理論を考案した。(2)並行プログラムをNUで表現する新たな方法を開発し、その上での検証システムついて研究した。(3)NUで表現された並行プログラムに関する同値理論(軌跡準同型写像)の基礎的研究を行った。

(4)遂次プログラムの同値性についての証明チェッカシステムについて研究した。2不完全情報ゲ-ムや音楽情報処理という、高度に知的な人工知能的課題について、以下の2点を公表した。(1)不完全情報ゲ-ムであるコントラクトブリッジの終盤のプレイについて、必勝形であるか否かを論理的に表現し、それを手続き型プログラムに翻訳、実行した。(2)音楽情報処理について、演奏家の特徴を定量的に抽出し、それらを解析するとともに、自動伴奏システムを開発した。これらの研究成果のうち一部は公表した。各研究分担者は、解析的意味論に基づく述語論理的プログラム言語NUの理論の構築及び処理系の作成等を行なった。NUは、論理的プログラム言語であるうえに手続き的な表現ができ、さらにプログラムの要求仕様と相互に変換が容易であるという特徴をもつ。主な研究業績は、以下の2項目である。1 NUの理論面の研究として、以下の2点について一定の成果が得られた。このうち一部は公表し、一部は公表準備中である。(1)実時間並行プロセスに関する諸問題を表現・解析する、時制算術と呼ぶ新たな方法を開発し、その上での検証システムについて研究した。(2) NUで表現された並行プログラムに関する同値理論(軌跡準同型写像)を用いて、デッカーの解という数学的にも実際のプログラム作成論的においても非常に興味深い具体例について、新たな手法で解析を行った。2不完全情報ゲームや音楽情報処理という、高度に知的な人工知能的課題について、以下の2点を研究した。(1)不完全情報ゲームであるコントラクトブリッジのコントラクト及びにプレイについて論理的・人工知能的に解析する方法について研究した。(2)音楽情報処理について、開発中の自動伴奏システムの仕様について研究した。これは上記1-(1)に手法を用いている。また、演奏家の様々な特徴を抽出するシステムを開発した。
近現代日本における科学思想史・科学文化史の総合的研究：メタ科学思想史の構築

科学思想史的な検討作業としては、第一には戦後の科学思想、特に下村寅太郎、廣松渉など、分析哲学系統とは異なる科学哲学者の思想、第二には明治期の生命思想、とくに三宅雪嶺を対象とした。その成果として、2017年6月公刊予定の共著(金森修編『明治・大正期の科学思想史』勁草書房)のための論攷「宇宙と国粋ー三宅雪嶺のコスミズム」を脱稿した。フィールドワークとしては、2016年8月に京都市歴史資料館にて、京都舎密局ならびに明石博高についての資料蒐集を行なった。科学文化史的な作業としては、日本の現代文学のなかの出産・生殖・血液・屍体等の身体イメージの検討を行ない、その成果は「吸血鬼文学の周辺」(日本文学協会第71回大会、ラウンドテーブル「詩人・蠹魚・穴ー佐藤亜紀と『吸血鬼』を読む」、共同発表者:佐藤亜紀氏・西原志保氏、司会:茂木謙之介氏、二松学舎大学、2016年11月6日)として口頭発表された。また、前年度に引き続き、科学を文化として捉え、文学・美術・音楽・映画その他の文化と比較する作業、あるいは科学のテクストや図像を他のジャンルに属するものと同一平面に置いて読解する〈科学文化論〉の共同研究のため、中尾麻伊香氏とともに、科学文化論研究会を運営し、2回の例会を開催した。2016年5月26日、受入研究者であった金森修・東京大学教授が逝去した。金森教授は現代における卓越した科学思想史研究者であり、その30年近くに亘る研究歴と著作物は、それ自体が、日本における科学思想史の研究史ーすなわち、科学思想史-史、あるいはメタ科学思想史ーの調査対象となる。そこで、金森教授の逝去にともない、彼が日本の科学思想史研究の歴史に残した知的足跡を今後の調査の対象としうるように、金森教授の著作と蒐集した蔵書についてアーカイヴの構築作業を行なった。28年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は、研究の対象となる資料体を構築するために、一次文献の系統的な調達(新刊リプリント版、古書籍、図書館蔵本の複写、webリソースの保存・印刷出力)の作業に注力し、同時に、主要な先行研究(二次文献)を読み込み、調査の前提となる日本近代科学思想史の知識を蓄積することにつとめた。ひろく哲学者として知られている近代日本の代表的思想家による古典的テクスト群から、科学思想史研究内部で専門的に知られている文献にいたるまで広範に入手し、読み込み、記録をとる作業を丹念におこなった。具体的には田邊元、西田幾多郎ら京都学派の哲学者の科学思想、さらに唯物論研究会の活動にかかわるテクスト群、戦後の科学史家・科学思想史家の著作群が調査の対象となった。科学に関する文化史・文化論的な調査を充実させたことにより、近現代の高等教育や文学と自然科学とのかかわりを明らかにする成果が得られたこと、またそのための共同研究的作業が実施できたことが主たる公開成果である。具体的には、(1)戦前の女子高等教育のなかで、自然科学を含む諸学がどのような位置にあり、それは近代的なジェンダー秩序の形成とその変遷のなかでどのような意味をもつのかを文学研究者との共同研究を通して調査した(2014年11月16日の日本文学協会第69回大会で発表)。また、(2)現代の大衆小説のなかに現れる科学・科学者のイメージと、そこで展開される科学(認識)論的な議論について論じ、文学を材料に科学文化を論じる試みとして、日本文学や表象文化論の研究者と共同研究を実施した(2014年7月6日の表象文化論学会第9回大会で発表)。さらに、(3)複数の研究者との共同研究の一部として、三宅雪嶺(1860-1945)を中心とする明治大正期の生命思想についての調査も今年度開始した(この研究の成果は、共著論集への論攷収録が決定している)。当年度は、前年度に続けて研究の対象となる資料体を構築する作業を行ない、主要な先行研究(二次文献)を読み込み、調査の前提となる日本近代科学思想史の知識を蓄積する基礎的作業を継続するとともに、いくつかの論攷を公にし、また2016年に公刊される予定の共著のための論攷を脱稿した。本年度の研究の一つの中心をなすのは、論文や単行本著作を資料体としうる人物たちの歴史のみならず、自ら論文や著書を書くことは少なかったが、翻訳活動や大学での教育活動を通して、〈科学思想史研究の歴史〉に寄与するところが大きかった論者たちの調査である。いわば〈書かざる偉才〉の系譜を描き出そうというこころみである。具体的には河野与一(1896-1984)、野沢協(1930-2015)、大鳥蘭三郎(1908-1996)らについての調査を実施した。科学思想の担い手として、広く大衆を想定するとき、科学啓蒙・科学報道、さらに科学を題材に随筆・エッセイ・小説などを書く書き手、そうしたテクストのなかにも科学思想を見出そうとするのが本研究計画であった。今年度は、石原純(1881-1947)、安田徳太郎(1898-1983)らの啓蒙的書物について調査を実施した。

さらに、科学を文化として捉え、文学・美術・音楽・映画その他の文化と比較する作業、あるいは科学のテクストや図像を他のジャンルに属するものと同一平面に置いて読解する作業を〈科学文化論〉として捉え、受入研究者である金森修・東京大学教授、中尾麻伊香・立命館大学特別研究員とともに、〈科学文化論研究会〉を設立した。本研究の成果の一部は、2015年3月28日に東京大学本郷キャンパスで開催された科学文化論研究会・第1回集会(参加者11名)にて、「科学文化論の来歴と展望」というタイトルで口演された。本年度もまた、研究作業の遂行と成果の公表の点で特段の停滞はなく、一部、申請時点における研究計画と質的に異なる作業を行なうことになったが(例えばオーラル・ヒストリー的研究の実施については今年度実現できなかったため、次年度に期する)、資料体の構築とその読解、二次的文献の系統的な読み込みを中心とした作業が着々と進んでいる。また、特に単独の作業のみならず、当研究が目的とする科学の文化史的記述を、方法論的整備を伴った系統的作業という形で、組織的に行なうための共同作業グループとして、受け入れ研究者とともに〈科学文化論研究会〉を組織し、さまざまな専攻領域をもち異なる組織に属する幅広い世代の研究者の参加を得て(初回参加者は11名)、2016年3月28日に東京大学本郷キャンパスにて第1回の研究集会を実施できたことは特筆すべき成果であった。この共同作業の成果についての報告的論攷は現在執筆準備中であり、2016年度中に脱稿し投稿あるいは刊行される予定である。その他、科学啓蒙・科学報道の調査と関連して、文学的テクストのなかに科学思想を見出し、読解する作業も、文学研究者との共同作業として進行中である。本年度に公にしたものは単著論攷4報、単著研究ノート1報、単著書評2報、研究会報告3報であり、研究成果の公表件数としては、充分に生産的であったと自己評価することは妥当であろう。以上から、現在までの進捗状況は、おおむね順調に進展していると評価する。科学思想史的な検討作業としては、第一には戦後の科学思想、特に下村寅太郎、廣松渉など、分析哲学系統とは異なる科学哲学者の思想、第二には明治期の生命思想、とくに三宅雪嶺を対象とした。その成果として、2017年6月公刊予定の共著(金森修編『明治・大正期の科学思想史』勁草書房)のための論攷「宇宙と国粋ー三宅雪嶺のコスミズム」を脱稿した。フィールドワークとしては、2016年8月に京都市歴史資料館にて、京都舎密局ならびに明石博高についての資料蒐集を行なった。科学文化史的な作業としては、日本の現代文学のなかの出産・生殖・血液・屍体等の身体イメージの検討を行ない、その成果は「吸血鬼文学の周辺」(日本文学協会第71回大会、ラウンドテーブル「詩人・蠹魚・穴ー佐藤亜紀と『吸血鬼』を読む」、共同発表者:佐藤亜紀氏・西原志保氏、司会:茂木謙之介氏、二松学舎大学、2016年11月6日)として口頭発表された。また、前年度に引き続き、科学を文化として捉え、文学・美術・音楽・映画その他の文化と比較する作業、あるいは科学のテクストや図像を他のジャンルに属するものと同一平面に置いて読解する〈科学文化論〉の共同研究のため、中尾麻伊香氏とともに、科学文化論研究会を運営し、2回の例会を開催した。2016年5月26日、受入研究者であった金森修・東京大学教授が逝去した。金森教授は現代における卓越した科学思想史研究者であり、その30年近くに亘る研究歴と著作物は、それ自体が、日本における科学思想史の研究史ーすなわち、科学思想史-史、あるいはメタ科学思想史ーの調査対象となる。そこで、金森教授の逝去にともない、彼が日本の科学思想史研究の歴史に残した知的足跡を今後の調査の対象としうるように、金森教授の著作と蒐集した蔵書についてアーカイヴの構築作業を行なった。
歩行者・自転車・自動車を網羅した高齢者向け交通安全支援技術の開発

本年度は,前年度の研究で構築した,スマートフォン上で日常の交通行動(歩行,自転車乗用,自動車運転)の計測,解析・認識を同時に行うことが可能な人間行動センシングプラットフォームを用い,歩行者,自転車,自動車,それぞれの利用者に対して,リアルタイムに安全アドバイスを提供するシステムを開発した.自動車運転者を対象とした公道上実証実験では,高齢者を含む282名の運転者を実験参加者とし,リアルタイム安全アドバイス提供の有用性を検証した.実証実験では,近畿地方の公道に設定した約3.2kmのコースを走行してもらい,コース上に設定した6箇所の評価対象交差点において運転行動の計測・評価・安全アドバイスの提供を行った.その結果,リアルタイムアドバイスを提供することにより,(1)良い運転評価の安全アドバイスを提供した場合には,それ以降も良い運転評価が続く傾向にあること,(2)改善を促す安全アドバイスを提供した場合には,以降に運転行動の改善が認められること,を確認した.併せて,2名の高齢者に継続的にシステムを使用してもらう実証実験を実施した.歩行者・自転車乗用者10名を対象とした公道上実証実験では,近畿地方の公道に設定した約1.5kmのコースを走行してもらい,コース上に設定した6箇所の評価対象交差点において歩行中・自転車乗用中の行動を計測し,自動車運転者向けの運転行動評価アルゴリズムを歩行者,自転車に適用できるよう拡張したアルゴリズムを用い,行動の評価ならびに安全アドバイスの提供を行った.その結果,歩行者・自転車乗用車に対しても自動車運転者と同様に,改善を促す安全アドバイスを提供することにより,行動の改善が認められることを確認した.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は,ウェアラブルセンサとスマートフォンを用いたリアルタイム安全運転アドバイス提供システムのプロトタイプ開発を行った.このシステムは,小型の装着型センサ2つとスマートフォンからなり,センサを取り付けた帽子を被ってもらうことで運転中の安全確認を計測するとともに,車両に取り付けたセンサで車両挙動を計測する.これらのセンサ情報とGPS情報とを組み合わせて運転行動を計測・評価し,もし運転に改善すべき点があればリアルタイムに安全アドバイスを提供する仕組みである.申請者らは,ノートPC上で動作する上記システムの試作版を,自動車教習所で実施されている法定高齢者講習同等講習に試験的に導入し,70歳74歳の日常的に運転している高齢者72名による実証実験を行った.実証実験では,運転中にリアルタイムアドバイスを提供する群(36名)と提供しない群(36名)に分け,リアルタイムにアドバイスを提供することで運転行動に改善が認められるか検証を行った.その結果,リアルタイムにアドバイスを提供する群の運転行動評価点(試作システムによる評価点,以下同じ)は,アドバイスを提供しなかった群よりも有意に高くなり(p<.01),リアルタイムに安全アドバイスを提供することが,高齢者の運転行動をある程度改善することにつながることがわかった.さらに,本年度は非高齢者10名の自転車乗用中と歩行中の視線移動データをアイカメラで計測し,ウェアラブルセンサで計測可能な首振り行動との関連性を調査した.その結果,自転車乗用中,歩行中ともに,アイカメラで検出した安全確認に関わる視線移動の8割以上をウェアラブルセンサで検出可能なことを確認した.以上に加え,研究室で保有する600人以上の高齢者の公道上運転行動データベースを解析した結果,高齢者は特に車両側方や後方への安全確認が不足しがちであることが分かった.自動車向けリアルタイム安全アドバイス提供システムプロトタイプの開発は完了し,当初予定よりも多い72名の高齢者による実証実験も実施できた.また,歩行中,自転車乗用中の人間行動センシング技術の検討や,事故リスクの高まる場所・状況のデータマイニング技術の開発もほぼ予定通り進んでいるため.本年度は,前年度の研究で得られた歩行者,自転車乗用者の安全確認行動に関する知見に基づき,自動車運転者向けの運転行動評価アルゴリズムを歩行者,自転車に適用できるよう拡張した.また,昨年度はノートPC上に実装していたプロトタイプシステムを,Android上に実装し,スマートフォンで日常の交通行動(歩行,自転車乗用,自動車運転)の計測,解析・認識を同時に行うことが可能な人間行動センシングプラットフォームを構築した.リアルタイム安全アドバイス提供の有用性の検証に関しては,昨年度計測した72名の高齢者を対象とした実験データの詳細な解析を行い.リアルタイムに安全アドバイスを提供した実験群36名と,提供しなかった対照群36名の運転技能評価結果を比較した.その結果,ある評価ポイントにおいて良い運転と評価するアドバイスを受けた後,次も継続して良い運転の評価を受けた割合を見たところ,実験群の方が対照群に比べて有意に高い傾向にあることがわかった.このことから,運転行動が良好であることをリアルタイムに通知することによって,運転者が以降も安全な運転行動を継続する動機付けを図る上で,一定の効果が期待できることが分かった.一方,ある評価ポイントにおいて改善を要する運転と評価された後,次のポイントにおいても改善しなかった割合を調べたところ,実験群の方が対照群に比べて有意に低い傾向にあることがわかった.このことから,運転行動の改善を促すアドバイスをリアルタイムに提供することによって,その後の運転行動の改善に一定の効果が期待できることが分かった.以上の結果を踏まえ,自動車教習所などとも連携しつつ,今年度は高齢者を始めとした235名を対象にシステムの評価実験を行い,事故リスクが高まる場所推定手法の検証と,アドバイス提供方法,内容の検討を進めている.

自動車運転者向けの運転行動評価アルゴリズムを歩行者,自転車に適用できるよう拡張する研究開発,および,スマートフォン上で日常の交通行動(歩行,自転車乗用,自動車運転)の計測,解析・認識を同時に行うための人間行動センシングプラットフォームの研究開発は完了した.また,今年度は当初予定よりも多い235名を対象にシステムの検証実験を実施できた.一方で,人間行動センシングプラットフォームの完成時期が予定よりも少し遅れたため,高齢者の日常運転行動を計測する実証実験はH30年度に実施する.本年度は,前年度の研究で構築した,スマートフォン上で日常の交通行動(歩行,自転車乗用,自動車運転)の計測,解析・認識を同時に行うことが可能な人間行動センシングプラットフォームを用い,歩行者,自転車,自動車,それぞれの利用者に対して,リアルタイムに安全アドバイスを提供するシステムを開発した.自動車運転者を対象とした公道上実証実験では,高齢者を含む282名の運転者を実験参加者とし,リアルタイム安全アドバイス提供の有用性を検証した.実証実験では,近畿地方の公道に設定した約3.2kmのコースを走行してもらい,コース上に設定した6箇所の評価対象交差点において運転行動の計測・評価・安全アドバイスの提供を行った.その結果,リアルタイムアドバイスを提供することにより,(1)良い運転評価の安全アドバイスを提供した場合には,それ以降も良い運転評価が続く傾向にあること,(2)改善を促す安全アドバイスを提供した場合には,以降に運転行動の改善が認められること,を確認した.併せて,2名の高齢者に継続的にシステムを使用してもらう実証実験を実施した.歩行者・自転車乗用者10名を対象とした公道上実証実験では,近畿地方の公道に設定した約1.5kmのコースを走行してもらい,コース上に設定した6箇所の評価対象交差点において歩行中・自転車乗用中の行動を計測し,自動車運転者向けの運転行動評価アルゴリズムを歩行者,自転車に適用できるよう拡張したアルゴリズムを用い,行動の評価ならびに安全アドバイスの提供を行った.その結果,歩行者・自転車乗用車に対しても自動車運転者と同様に,改善を促す安全アドバイスを提供することにより,行動の改善が認められることを確認した.当初の予定通り,今後は今年度得られた知見に基づき,(1)スマートフォン上で日常の交通行動(歩行,自転車乗用,自動車運転)の計測,解析・認識を同時に行うことが可能な環境の構築,(2)事故リスクが高まる場所,状況を抽出するヒューマンプローブ技術の開発,(3)自動車運転者向けの運転行動評価アルゴリズムを歩行者,自転車に適用できるよう拡張し,歩行者,自転車向けのリアルタイム安全アドバイスシステムプロトタイプの開発,を行っていく.当初予定通り,前年度までの成果を取り纏め,ヒューマンプローブ情報から得られた事故リスクが高まる場所・状況をスマートフォンに自動配信し,それをもとに,歩行者,自転車,自動車,それぞれの利用者に対して,リアルタイムに安全アドバイスを提供するシステムの開発を行う.また,このシステムの有用性を検証するため,高齢者の日常運転行動の計測を含めた実証実験を進めていく.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
内リンパ嚢の細胞分化制御機構の解明

内耳において内リンパ嚢は内リンパの吸収に関わる役割を担っており、その機能の破綻は先天性難聴で最も多い内耳奇形である前庭水管拡大症を引き起こす。内リンパ嚢の細胞は2種類で構成され、そのうちの一方の細胞であるMitochondria rich cell (MRC)はイオン輸送に関わっており、前庭水管拡大症の原因遺伝子を複数発現していることからも、このMRCの異常が前庭水管拡大症の直接の要因であると考えられる。もう一方の細胞であるRibosomerich cell (RRC)は、内リンパ嚢の形態維持に関わるとともに、MRCの前駆細胞の役割も果たしている可能性が、遺伝子プロファイル解析によって示唆された。本研究の目的は、内リンパ嚢の2種類の細胞がどのような機構で分化するかを明らかにすることにある。本研究で得られた成果から、MRCへの分化誘導を促進させる因子を同定し、前庭水管拡大症の治療法の確立につながることが期待できる。平成30年度は、野生型マウスから内リンパ嚢を採取し、組織培養系実験プロトコルを構築することを試みた。当初の予定を変更して、日齢0-5のマウス以外に成熟マウスからも内リンパ嚢を採取することとした。採取した内リンパ嚢が培養中に収縮するため、計画していたように嚢状の構造を保ったまま3次元培養としたり、上皮シートとして平面培養としたりすることができていない。内リンパ嚢の構造を保つための培地スキャフォールドや手技の最適化を行い、培養プロトコルを確立する。計画が予定より遅れているために、予定していた試薬の購入が次年度に繰り越された。
テラヘルツ光による高分子の物性評価と高次構造制御

1.様々な結晶化度のポリエチレンナフタレート(PEN)に対してTHz分光測定を行った処,2.1THzの吸収強度と結晶化度が正に相関することを確認した。一方,非晶質のPENを昇温しながら測定すると,180°Cで2.0THzにピークが出現し,降温時に2.0THzから2.1THzへのピークシフトが観測された。以上より、THzスペクトルの温度依存性からPENの結晶状態を把握できる可能性は高いと考えられる。2.高分子高次構造の制御に向け、高次構造設計の容易なデオキシリボ核酸(DNA)のTHzスペクトルを検討した。チミン、アデニン、グアニン,シトシンの各塩基を持つ一本鎖DNAと、DNAの構成要素の一つであるデオキシリボースの遠赤外吸収スペクトルを得た。その結果,塩基の種類によらず100300cm-1と520570cm-1付近に広い吸収が現れ、チミンを塩基としたDNAでは、422cm-1と490cm-1付近に,アデニンを塩基としたDNAでは、240、335、395、450、480cm-1付近に特徴的な吸収が現れることを確認した。一方で、デオキシリボースは100600cm-1の波数域において特徴的な吸収を持たないことが分かった。さらに、高次構造がDNAのTHzスペクトルに与える影響を検討するために、1本鎖DNAとヘアピン2重鎖DNAのTHzスペクトルを比較した。まずアデニンを塩基としたDNAとチミンを塩基としたDNAについて1本鎖とヘアピン2重鎖を比べたところ、1本鎖とヘアピン2重鎖でスペクトルの違いは見られなかった。次に、グアニンを塩基としたDNAとシトシンを塩基としたDNAについて、1本鎖とヘアピン2重鎖を比べたところ、一本鎖では鋭い吸収ピークが現れる一方で、ヘアピン二重鎖ではブロードな吸収の肩しか現れない。この原因として、シトシンやグアニンを塩基にもつDNAの分子振動は分子間の相互作用の影響を受けやすく、ヘアピン2重鎖では分子間の相互作用により振動が抑制されたと考えられる。27年度が最終年度であるため、記入しない。種々の高分子について、構造変化とTHzスペクトルの関係を解析し、THz分光を用いた高分子の構造評価手法を探ると共に、スペクトル解析で得た知見を基盤として、THz波照射による高次構造の制御に向けた基礎的な検討を行った。まず材料の構造変化がTHzスペクトルに与える影響を明らかにするために、シラン架橋ポリエチレンと過酸化物架橋したポリエチレンに対し、架橋方法と架橋度がTHzスペクトルにどのように反映されるか検討した。THZスペクトルとゲル分率測定により求めた架橋度を比較し、架橋度の増大と共にピークの高さが上昇する吸収を確認した。更に、ピーク高さの架橋度依存性より、THz分光を用いて、簡便で非破壊的に架橋度を推定できる可能性を示した。また酸化したポリエチレンでも、酸化により吸収ピークが現れることを確認した。THz領域では、電波領域で見られる双極子の配向と光学領域で見られる分子の共鳴振動の2つの現象が存在することを考慮し、共鳴振動を表すとされるローレンツ、誘電緩和を表すとされるデバイ、コール・コール式によりフィッティング関数の検討を行うと共に、量子化学計算により振動吸収のシミュレーションを行った。その結果、酸化したポリエチレンのTHzスペクトルでは、カルボニル基の付与により骨格振動が現れることを明らかにした。次に、THz光照射による高分子の高次構造の制御に向けた材料の選定と、THz光照射により制御可能な分子間結合を明らかにするための帰属の検討を行った。固体、溶液状態の変化が容易なデオキシリボ核酸を対象にTHzスペクトルの解析を行い、1本鎖のデオキシリボ核酸と2重鎖構造を持つデオキシリボ核酸のTHzスペクトルを取得し比較した結果、1本鎖と2重鎖構造の違いがTHzスペクトルに反映される可能性を示した。種々の高分子について、構造変化とテラヘルツ(THz)スペクトルの関係を解析し、THz分光を用いた高分子の構造評価手法を探ると共に、スペクトル解析で得た知見を基盤として、THz波照射による高次構造の制御に向けた基礎的な検討を行った。材料の構造変化がTHzスペクトルに与える影響を明らかにするために、前年度は架橋度に注目して、ポリエチレンに対し架橋度とTHzスペクトルの相関を検討した。今年度は結晶化度に着目し、結晶化度を変えたポリエチレンナフタレート(PEN)に対し、X線回折法や示差走査熱量分析により結晶化度を求め、THzスペクトルと比較した。その結果、2.15THzピークは結晶性に関連していること、および同THzピークからPENの結晶性を評価できる可能性を示した。またガンマ線照射量や無機フィラー添加量を変えたエチレンプロピレン共重合体について、THzスペクトルと赤外スペクトルを比較し、THz分光を用いて、酸化や無機フィラーの添加量が評価できることを明らかにした。またTHz光による高分子高次構造の制御に向け、THz光により制御可能な分子間の結合を明らかにすべく、デオキシリボ核酸(DNA)水溶液を対象に、安定的なTHzスペクトル取得方法についての検討と、THzスペクトルの解析を行った。まずTHz分光測定に適した基板を検討し、THz領域における透過率や化学的安定性から、ダイアモンド板が適切であることを確認した。次に、塩基の種類や鎖長を変えた一本鎖のDNA水溶液についてTHzスペクトル解析を行った。

その結果、塩基の種類によらず39THzに広い吸収が現れ、チミンを塩基としたDNAにのみ強度がチミンの総数に比例する吸収が12.7THzと14.7THz付近に現れることを見出し、チミン数の関数として吸収強度を明らかにした。1.様々な結晶化度のポリエチレンナフタレート(PEN)に対してTHz分光測定を行った処,2.1THzの吸収強度と結晶化度が正に相関することを確認した。一方,非晶質のPENを昇温しながら測定すると,180°Cで2.0THzにピークが出現し,降温時に2.0THzから2.1THzへのピークシフトが観測された。以上より、THzスペクトルの温度依存性からPENの結晶状態を把握できる可能性は高いと考えられる。2.高分子高次構造の制御に向け、高次構造設計の容易なデオキシリボ核酸(DNA)のTHzスペクトルを検討した。チミン、アデニン、グアニン,シトシンの各塩基を持つ一本鎖DNAと、DNAの構成要素の一つであるデオキシリボースの遠赤外吸収スペクトルを得た。その結果,塩基の種類によらず100300cm-1と520570cm-1付近に広い吸収が現れ、チミンを塩基としたDNAでは、422cm-1と490cm-1付近に,アデニンを塩基としたDNAでは、240、335、395、450、480cm-1付近に特徴的な吸収が現れることを確認した。一方で、デオキシリボースは100600cm-1の波数域において特徴的な吸収を持たないことが分かった。さらに、高次構造がDNAのTHzスペクトルに与える影響を検討するために、1本鎖DNAとヘアピン2重鎖DNAのTHzスペクトルを比較した。まずアデニンを塩基としたDNAとチミンを塩基としたDNAについて1本鎖とヘアピン2重鎖を比べたところ、1本鎖とヘアピン2重鎖でスペクトルの違いは見られなかった。次に、グアニンを塩基としたDNAとシトシンを塩基としたDNAについて、1本鎖とヘアピン2重鎖を比べたところ、一本鎖では鋭い吸収ピークが現れる一方で、ヘアピン二重鎖ではブロードな吸収の肩しか現れない。この原因として、シトシンやグアニンを塩基にもつDNAの分子振動は分子間の相互作用の影響を受けやすく、ヘアピン2重鎖では分子間の相互作用により振動が抑制されたと考えられる。テラヘルツ(THz)分光による高分子物性評価法の確立に向けた、高分子のTHzスペクトル解析は概ね順調に進展した。前年度に引き続き、種々の高分子に対して、THz分光測定を行うと共に、種々の機器分析や量子化学計算結果との比較を行い、THzスペクトルと高分子の構造変化の関係を解析、検討した。本年度は、ガンマ線照射量や無機フィラー添加量を変えたエチレンプロピレン共重合体やエチレン酢酸ビニル共重合体、結晶性を変えたポリエチレンナフタレート等について、THzスペクトルと赤外スペクトル、X線回折スペクトル、熱分析結果などを比較した。更に、THzスペクトルについては、ローレンツ関数を用いピーク分離を行い、高分子の構造変化に伴い吸収強度がどのように変化するか定量的に解析した。その結果、THz分光を用いて、酸化の程度を評価できること、およびタルクなどの無機フィラーの添加量を定量できることを明らかにした。また、THz光照射による高分子の高次構造制御を行うべく、THz光照射による構造変化が起こり易いと考えられるデオキシリボ核酸(DNA)水溶液を対象に、THz光照射実験に向けたTHzスペクトル解析を行った。
バルクナノ結晶粒材料の引張変形挙動に及ぼす粒界方位差、粒径分布、転位密度の影響

超強加工とその後の焼鈍によって作製された超微細粒アルミニウムの引張変形挙動に及ぼす粒界方位差の影響を調べた。同程度の平均粒径を有する試料で比較した場合、大部分が大角粒界から成る超微細粒材料は、小角粒界から成るサブグレイン材料に比べて非常に高い強度を示し、結晶粒界の方位差が大きいほど、より強化に寄与することが明らかになった。超微細粒材料の降伏現象が、粒界の方位差分布によって大きく異なることが示唆された。本研究は、強ひずみ加工により作製されたバルクナノ結晶粒材料の引張変形挙動に及ぼす粒界方位差、粒径分布、転位密度の影響を明らかにすることを目的として行った。99.99%純アルミニウム(4N-Al)に対して、圧延と繰り返し重ね接合圧延(accumulative roll-bonding : ARB)を組み合わせて種々のひずみ量の加工を施すことにより、大角粒界の割合が種々異なる材料を作製した。さらに、それらの試料に対して低温長時間の回復焼鈍を施すことにより、粒内転位密度を低下させた試料を作製した。主に小角粒界からなるサブグレイン組織を有する材料では、引張変形時に連続的な降伏挙動を示したのに対して、大角粒界の割合が高いナノ結晶粒材料では、通常純アルミニウムでは見られることのない降伏点降下現象が明瞭に発現することが観察された。降伏点降下現象の発現を支配する因子の一つとして、試料中の初期可動転位密度が低いことが考えられる。大角粒界が大部分を占めるナノ結晶粒材料では、粒界での転位の回復に起因して可動転位密度が低くなっていること、あるいは周囲の結晶粒からの拘束によって転位源の活動が困難になっていることなどの原因により、初期転位密度が極端に低くなっており、引張変形時に降伏点降下現象を示したと考えられる。一方、小角粒界からなるサブグレイン組織では、サブバウンダリを構成する転位が変形時に可動転位として働いたために、連続降伏を示したと理解できる。平成22年度は、こうした議論を検証すべく、より詳細な実験を進めていく予定である。本研究では、超強加工により作製された超微細粒材料の引張変形挙動に及ぼす粒界方位差の影響を詳細に明らかにすることを目的として実験を行った。圧延と繰り返し重ね接合圧延(accumulative roll-bonding)により種々のひずみ量までの加工を施した99.99%純アルミニウムに対して焼鈍を施し、種々の結晶粒径、粒界方位差を有する試料を作製した。平均結晶粒径が約10μm以上の粗大粒材料に対して引張試験を行ったところ、通常の連続降伏挙動を示し、それらの降伏応力は、結晶粒界の方位差分布に依存せず、同一のHall-Petch曲線で整理することができた。一方で、主に大角粒界から成る平均粒径10μm以下の微細粒材料は、降伏点降下現象を伴う不連続降伏を示し、それらの降伏応力は粗大粒材料のHall-Petch曲線の外挿から予測される強度に比べて非常に高い値を示した。それに対して、主に小角粒界から成る微細サブグレイン材料の引張試験においては、降伏点降下現象は見られず、同程度の粒径を有する超微細粒材料に比べて低い降伏強度を示した。これらの結果は、大角粒界および小角粒界の強化機構が、結晶粒径に依存して変化することを意味している。超微細粒材料では、焼鈍時に大角粒界における転位の消滅が促進されていることや、超微細粒内での転位源の活性化が困難になっていることなどから、組織中の初期可動転位密度が低くなっているため、転位源枯渇強化により、高い降伏応力を示したと考えられる。それに対して、サブグレイン材料では、サブグレイン境界を構成する転位が転位源となって容易に降伏している可能性がある。一方、粗大粒材料では、粒内の転位源が容易に活動する結果、降伏応力に粒界の方位差依存性が認められなかったものと理解できる。