hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
再構成型デバイスと信号処理向けプロセッサによるリコンフィギャブルシステムの開発

本研究では,代表的な再構成型デバイスであるFPGAと,信号処理向けプロセッサであり,8命令並列実行が可能であるDSPを用いたシステムを構築し,高柔軟性を有すシステムに関する研究を実施した.FPGAはメモリ技術を応用により内部構造を変更できるため,対象アプリケーション向け非冗長回路を常にその内部に実現でき,アプリケーションの並列性をハードウェアレベルの並列処理を可能とする.一方,DSPは信号処理アプリケーションで重要となる積和演算において高い処理性能を示す.本研究を要点の一つに各デバイスの特性把握がある.そこで,それらのデバイス群を実装したハードウェアプラットフォームとして,FPGA, DSP,および大規模メモリモジュールを実装したPCIカードであるRYUOHの開発した.各デバイスの基本性能を評価するために,RYUOHの各々のデバイスに対して,JPEGエンコーダを実装した.JPEGエンコーダの処理は,色空間変換,離散コサイン変換,量子化,およびハフマン符号化の4つに大別でき,それらはそれぞれ特性が異なる.このうち,処理時間に大きな差の生じた処理は,符号化であった.FPGAにおける符号化の処理時間は,4倍の動作クロックを用いたDSPと比べ,約1/15であった.この原因は,符号化は多くのビットシフト操作であった.ビットソフト操作は,FPGAでは多くのマルチプレクサで最適回路を実現できるが,DSPでは多くの分岐命令を要するため,命令レベルの並列度が低下する.また,上記の研究実施において,それらの開発環境に関する問題点が生じた.そこで,デバイス(システム)アーキテクチャの研究を行うと共に,システムレベル設計言語環境やブロックベース設計環境を利用した開発環境に関する研究にも着手し,それらに対する問題点や改善方法の提案を行った.再構成型デバイスは、ハードウェアレベルで構成を変更できるため、各アプリケーションに対して適宜適切なハードウェアによって処理できる。その一方で、再構成型デバイスの動作速度は、その構造上、一般に利用されるフルカスタムICやセルベースLSIなどのASICと比較して遅い。これまでの再構成型デバイスは、この動作速度がネックとなり、総合的に高い処理性能を発揮することができなかったが、近年の集積回路技術の進展に伴い、多くの処理でASICを上回る処理を実現できるようになってきた。本研究では、それらデバイスの特徴を調査し、双方を用いた高効率な情報処理システムの構築を目的とする。上記研究を行うにあたり、再構成型デバイスであるFPGAとプロセッサであるDSPを用いたハードウェアプラットフォームの構築を行った。上で述べたデバイスの評価を行うには、シミュレーションモデルだけでは、正確な調査は行えない。そこで、まずFPGAを実装したプラットフォームを構築し、FPGA単体による評価を行える環境を構築した。次に市販のDSPボードを用いて、DSP単体の評価を行えるようにした。これらを用いていくつかの信号処理アプリケーションを作成することで、FPGA向け処理とDSP向け処理の判断を行った。その結果、8ビットデータ幅を主体とする信号処理アプリケーションにおいて、FPGA(Xilinx Virtex XCV300)とDSP(TI TMS320C6701-160)では、単純な積和演算(MAC)ではほぼ同等の処理の処理能力を示すことが確認できたが、符号化のような各データが依存する処理ではFPGAが40倍程度の性能を示した。来年度は、引き続きこの調査を行う。また、FPGAとDSPを実装したハードウェアプラットフォームの開発もほぼ終了しており、これらを用いて協調動作による処理方法の検討も行う。本研究では,代表的な再構成型デバイスであるFPGAと,信号処理向けプロセッサであり,8命令並列実行が可能であるDSPを用いたシステムを構築し,高柔軟性を有すシステムに関する研究を実施した.FPGAはメモリ技術を応用により内部構造を変更できるため,対象アプリケーション向け非冗長回路を常にその内部に実現でき,アプリケーションの並列性をハードウェアレベルの並列処理を可能とする.一方,DSPは信号処理アプリケーションで重要となる積和演算において高い処理性能を示す.本研究を要点の一つに各デバイスの特性把握がある.そこで,それらのデバイス群を実装したハードウェアプラットフォームとして,FPGA, DSP,および大規模メモリモジュールを実装したPCIカードであるRYUOHの開発した.各デバイスの基本性能を評価するために,RYUOHの各々のデバイスに対して,JPEGエンコーダを実装した.JPEGエンコーダの処理は,色空間変換,離散コサイン変換,量子化,およびハフマン符号化の4つに大別でき,それらはそれぞれ特性が異なる.このうち,処理時間に大きな差の生じた処理は,符号化であった.FPGAにおける符号化の処理時間は,4倍の動作クロックを用いたDSPと比べ,約1/15であった.この原因は,符号化は多くのビットシフト操作であった.ビットソフト操作は,FPGAでは多くのマルチプレクサで最適回路を実現できるが,DSPでは多くの分岐命令を要するため,命令レベルの並列度が低下する.また,上記の研究実施において,それらの開発環境に関する問題点が生じた.そこで,デバイス(システム)アーキテクチャの研究を行うと共に,システムレベル設計言語環境やブロックベース設計環境を利用した開発環境に関する研究にも着手し,それらに対する問題点や改善方法の提案を行った.
ニホンザル前頭葉内の行動的意味情報の処理の機能分化に関する研究

脳における視覚情報処理は、視覚次元によって異なる処理系が使われていることが知られている。色や形は視覚野から側頭連合野にいたる処理系に、位置や動きは頭頂連合野にいたる処理系にその処理は担われていると言われる。感覚連合野で処理された視覚情報は、前頭連合系にも送られる。解剖学的知見によると、側頭葉からは前頭葉野の中の主溝より下側のブロードマンの12野に、頭頂葉からは同じく弓状溝の周辺の8野に投射がみられる。今回の研究では、2頭のニホンザルを使って、複合視覚刺激の色の次元に注目してgo-nogo反応を行う場合のフィールドポテンシャルと、動きの方向に注目して、go-nogo反応を行う場合のフィールドポテンシャルを、前頭前野の様々な場所においたエルジロイ電極から記録し比較を行った。その結果、次の4点が明らかになった。(1)手かがり刺激に対する応答は、12野のほうが8野より大きい。(2)それぞれの領野内で比較すると、12野ではサルが色次元に注目している場合のほうが動き次元に注目している場合より手がかり刺激に対する応答は大きく、8野ではその逆の傾向が見られた。(3)12野ではgo刺激に対する応答の方がnogo刺激に対する応答よりも大きかったが、8野ではそのような傾向は見られなかった。(4)12野、8野ともに記録半球とは反対側視野に呈示された刺激の方が同側視野に呈示された刺激より大きな電位を誘発したが、その傾向は12野のほうが顕著であった。これらの結果は、行動的意味の処理に関して前頭前野内に機能的分化が見られ、視覚情報のモジュール的処理は刺激の行動的意味の処理を行う前頭前野でも一部保持されているということを示唆する。
立体構造変換による動的機能制御を指向した新規芳香族アミドの創製

薬などの機能性分子は、その立体的な構造、即ち分子の形によって、働きが調節される場合があります。本研究では、芳香族アミド化合物という一連の化合物の中で、周りの環境によって立体的な形を変化させる新しい分子を創り出し、その性質を明らかにしてまいりました。このような構造が薬などの分子に組み込まれていると、周りの環境に応じて効き方が変わる可能性があり、デザイン次第では機能を制御できると考えられます。当初の計画に基づき、基本構造となる酸化還元応答型N-フェニル-N-キノニル芳香族アミド化合物を合成した。まずPd触媒を用いたカップリングにより、N-フェニル-N-ジメトキシフェニルアミンを合成することで、多岐にわたるカルボン酸部分との有効な合成が可能となった。これらのジメトキシ型アミドを脱アルキル化してヒドロキノン体とした後、酸化鉄により酸化することでキノン体を合成するルートが確立できた。溶液中の構造は、低温にて^1H-NMRを測定することで明らかにした。還元型アミドについては、cis-trans相互変換の活性化エネルギーは10-20kcal/mo1と見積もられ、そのため-60から-90°C程度において2種のコンフォマーが分離測定できた。一方で酸化型アミドは活性化エネルギーがより低く、こういった測定ではシグナルが分離しない物が多かった。これらについては、NOE測定を行うことが可能であり、また化学シフトの分離傾向から区別することにより、主構造を見いだすことができた。以上から、これら酸化還元応答型の芳香族アミドにおける、構造優先性の一般的傾向を見いだすことができた。結晶中の構造については、X線結晶構造解析を依頼することにより、いくつかの物について明らかにすることができた。その結果によると、ほとんどの場合に結晶構造は溶液中の主コンフォマーを反映しており、構造の優先性は一般的なものであると考えられる。同時にこれらの結晶構造は、低温において溶かした状態から経時変化をNMR測定で観測することで、溶液中の構造を確定する重要な手段となった。これまで見いだした、酸化還元応答型N-フェニル-N-キノニル芳香族アミド化合物の基本特性に基づき、その適用と一般性を検討した。報告済みであるアセトアミド誘導体に対して、構造変換に伴う機能応答を念頭に置いた構造展開を目指し、アミド構造のカルボン酸側に種々の構造を有する化合物を合成して、その立体特性を明らかにした。芳香族カルボン酸アミドをはじめとした種々の骨格について明らかにしたが、中でも特に重要であったのは、アセトアミド誘導体に芳香環を導入した形の、ベンジル型アミドへの構造展開である。ベンジル部分をジニトロベンジルとしたもの、およびペンタフルオロベンジルとしたものの立体構造特性を明らかにしたところ、ベンジル部分と、N,N-ジアリール部分との間で相互作用を示すことが見いだされた。即ち、これらも酸化還元反応を外的要因として立体構造変換をおこすが、同時に機能応答の一例として、光学特性の変化を伴っている。これは単なるキノン-ヒドロキノンの変化だけでは説明できず、芳香環同士が空間的な位置関係を変化させることによる応答である。他のタイプのターゲット分子として計画していた、含ピリジン環型アミドについても進展が見られた。含ピリジン環型アミドは、酸を添加するとピリジン環がプロトン化されて、それによって構造変換が生じる。しかしこの構造変換は、ピリジルアミド単位が分子のどの位置にあるかによって、大きく異なるという特性を見いだした。即ち、末端にピリジン-2-カルボン酸を持つアミドの場合、シス型からトランス型への変換を示す。一方でこの構造単位が分子の内部にある場合は、シス型を保ったままアンチ形からシン型へと変化する。これらの知見により、芳香族アミドの立体構造を外部環境の変化によってコントロールすることができ、機能の制御に導く可能性を示唆することができた。前年度までに見いだした、酸化還元応答型N-フェニル-N-キノニル芳香族アミド化合物の基本骨格の特性を基に、一連の化合物についてこれらの溶液中での立体構造変化および結晶構造中における立体構造について検討したところ、統一的な結果を得た。これまでにこの酸化還元応答型アミド化合物で見られたとおり、アミド窒素上に配置した芳香環の電子密度に基づき、立体構造の特性を示していることが明らかとなった。また酸化反応および還元反応によって可逆的に分子が変換され、そしてそれに応答して立体構造変換も可逆的に生じていることが明らかとなった。低温におけるNMR測定を詳細に行うことにより、結晶構造と溶液中の優先立体配座の関係を明確に関係づけることができた。またその解析によって、速度論的な考察を行うことができ、立体配座変換に関するエネルギー的な考察を行うことができた。一方で含ピリジン型アミドについても引き続き展開が見られた。これまでN,N-ジアリール型芳香族アミド化合物は、キノンーヒドロキノン作動型およびアミノ基プロトン化によって検討されてきたが、新たにN-ピリジル型の立体構造特性に興味深い傾向があることが見いだされた。

通常ピリジン環はπ電子不足型の芳香環として認識されているが、ベンゼン環および置換ベンゼン環との相対的な電子密度差によって、これまで見いだされてきた化合物群と類似の優先立体配座傾向を示すことが確認された。しかし一方で、ピリジン環の結合位置によってその傾向は大きく異なることが新たに見いだされ、他の観点から考察・新デザインが可能であることが示された。これらのアミド化合物の中には、これまで含ピリジル型芳香族アミドで見られたのと同様の、酸応答型スイッチに適用可能な優先配座を持つ化合物もあり、今後の発展が多いに期待される。酸化還元によて駆動する新規アミド化合物の立体特性と適用について、ほぼ統一した知見を見いだしている。またピリジン環を有する新規骨格についても知見を得ている。24年度が最終年度であるため、記入しない。最終年度となる24年度では、新規な骨格への展開よりも、立体特性の上で有用であった二種の骨格について詳細なる構造検討がされるべきである。ただし芳香環の検討によっていくつかの新規構造単位が得られるので、これらについて関連する立体構造研究が可能である。
層状ペロブスカイト化合物の自己組織性を用いた有機/無機超格子の創成

本研究では、層状ペロブスカイト化合物の自己組織性を利用し、有機層により電子状態を制御した多様な有機/無機超格子作製法を確立し、さらにその超格子を基本単位としその空間的配列を制御した三次元超構造を構築することを目的としている。本年度の第一の成果として、三次元超構造を構築する上で必要不可欠な超格子作製法として共蒸着法を見出した。ヨウ化有機アミンRNH_3Iとヨウ化鉛PbI_2を、真空度10^<-6>torrにおいてRNH_3I: pNX_2=2:1の共蒸着速度比で共蒸着することにより薄膜を作製した。この薄膜において、層状ペロブスカイトの超格子構造に起因した鋭い励起子吸収が観測され、超格子構造の形成が確認された。またX線回折の実験より、超格子構造が膜面に平行に高配向していることも確認された。第二の成果として、層状ペロブスカイト化合物を発光層とし、有機の電子輸送材料と積層した有機/無機ヘテロ構造EL素子において、外部変換効率にして2.8%の高効率の発光が得られることを明らかにした。この素子のエネルギーダイヤグラムの検討から、有機電子輸送材料と積層することにより、キャリヤが有効に層状ペロブスカイト化合物の発光層に閉じこめられており、このことが高効率発光の要因であることが示唆された。この結果は、無機半導体発光層と有機電荷輸送材料との組み合わせる方法が新しい発光素子構築のアプローチとして有望であることを示している。
内分泌物質様の生理活性をもつメナキノン-4の組織内生成機構

メナキノン-4(MK-4)は、ホ乳類や鳥類の生体内で種々のビタミンK(VK)同族体から生成する、新規の生理活性を有するビタミンK2(VK2)同族体である。MK-4には、破骨細胞系に対しては分化促進作用あるいはアポトーシス作用を介した骨吸収抑制作用、骨芽細胞系に対しては骨形成促進作用をそれぞれ発揮することによって、骨粗鬆症予防効果があると報告されている。MK-4は、肝臓における血液凝固因子の活性化作用以外にも、こうした内分泌物質様の重要な生理作用を各組織において発揮していることが示唆されてきた。しかし、その組織内生成機構については、なお不明な点が多い。そこで本研究では、ウシまたはラットの腎臓を用いて、VK同族体からMK-4への変換機構の解明とMK-4生成酵素(仮称)の精製を試みた。まず、基質であるナフトキノン骨格(VK3)とイソプレン側鎖(ゲラニルゲラニル-二リン酸)、および組織ホモジェネート上清をインキュベートする反応系で、MK-4の生成を液体クロマトグラフィーでモニターすることによって生成機構の解明を行った。その結果、反応液中にVK還元酵素阻害剤であるワルファリンを添加したところ、用量依存的に生成活性は阻害された。次に還元剤であるジチオスレイトール(DTT)をワルファリンと共に添加したところ、ワルファリンによって阻害された活性は回復した。このことから、VK3からMK-4への変換反応にVK還元酵素が関与し、反応中間体としてVKH2を経ることが示唆された。最後に、MK-4生成酵素を精製すべく、その細胞画分における分布と可溶化法について検討した。その結果、この酵素はミクロソームやミトコンドリア膜画分に存在することがわかり、膜から解離すると不安定になることがわかった。MK-4生成機構が推定され、酵素精製法にヒントが得られたので、現在この酵素の精製を続けている。メナキノン-4(MK-4)には、破骨細胞系に対しては分化促進あるいはアポトーシス作用を介した骨吸収抑制作用、骨芽細胞系に対しては骨形成促進作用があり、これらが相まって骨粗鬆症予防効果を発揮しているものと報告されている。MK-4は肝臓における血液凝固因子の活性化作用以外にも、こうした内分泌物質様の重要な生理作用を各組織において発揮していることが示唆され始めてきた。しかし、その生理機能と組織内生成については、不明な点が多い。このため本研究は、ラットの腎臓を用いたMK-4生成酵素(変換酵素)の精製とその反応機構の解明を目的とした。この1年間は、酵素生成の諸問題にぶつかり顕著な進展はみられなかったが、酵素精製を進める一方で以下の実験を行い、MK-4生成機構を探る上で有用な知見を得た。今回、消化管内に腸内細菌由来のMK-nが存在しない実験系、すなわち、腸内細菌叢を欠く無菌ラットを用いて、消化管上皮組織での変換活性があるか否かについて検討した。ビタミンK_1からMK-4への変換反応は、当教室で確立したin vitro反応系で行った。Wistar/Riken無菌ラットの各組織(腎臓、胃、小腸、結腸、等。消化管組織は粘膜側組織を若干の筋層をも含めて剥がして供した。)ホモジェネート(900xg上清)を粗酵素液として用いて、基質をビタミンK_1とゲラニルゲラニル二リン酸(GGPP)とした反応系で各組織の変換活性を調べた。

その結果、ビタミンK_1からMK-4への変換活性は、膵臓、唾液腺、脳、精巣、腎臓、心臓、等で高かったが、胃・小腸、結腸のいずれの消化管組織においても全く認められなかった。このことから、経口的に摂取されるビタミンK_1は、消化管から吸収されて各組織に到達後にMK-4に変換されることが示唆された。メナキノン-4(MK-4)は、ホ乳類や鳥類の生体内で種々のビタミンK(VK)同族体から生成する、新規の生理活性を有するビタミンK2(VK2)同族体である。MK-4には、破骨細胞系に対しては分化促進作用あるいはアポトーシス作用を介した骨吸収抑制作用、骨芽細胞系に対しては骨形成促進作用をそれぞれ発揮することによって、骨粗鬆症予防効果があると報告されている。MK-4は、肝臓における血液凝固因子の活性化作用以外にも、こうした内分泌物質様の重要な生理作用を各組織において発揮していることが示唆されてきた。しかし、その組織内生成機構については、なお不明な点が多い。そこで本研究では、ウシまたはラットの腎臓を用いて、VK同族体からMK-4への変換機構の解明とMK-4生成酵素(仮称)の精製を試みた。まず、基質であるナフトキノン骨格(VK3)とイソプレン側鎖(ゲラニルゲラニル-二リン酸)、および組織ホモジェネート上清をインキュベートする反応系で、MK-4の生成を液体クロマトグラフィーでモニターすることによって生成機構の解明を行った。その結果、反応液中にVK還元酵素阻害剤であるワルファリンを添加したところ、用量依存的に生成活性は阻害された。次に還元剤であるジチオスレイトール(DTT)をワルファリンと共に添加したところ、ワルファリンによって阻害された活性は回復した。このことから、VK3からMK-4への変換反応にVK還元酵素が関与し、反応中間体としてVKH2を経ることが示唆された。最後に、MK-4生成酵素を精製すべく、その細胞画分における分布と可溶化法について検討した。その結果、この酵素はミクロソームやミトコンドリア膜画分に存在することがわかり、膜から解離すると不安定になることがわかった。
有限群と代数群の表現論

1.次数づけられた半単純リー環の斉次なべき零軌道を,重みのついた,ディンキン図形を用いて分類する方法を見出した.これにより,べき零元の中心化群の詳しい構造なども,対応するディンキン図形から比較的容易に計算できるようになった.2.一般化されたゲルファンド・グラエフ表現を研究し,有限体上の半単純代数群の指標の理論に応用した.特に,例外型の単純群のべき単指標の値を計算した.3.一般化されたゲルファンド・グラエフ表現は,局所体上の半単純代数群に対しても定義できる.有限体の場合に得られた結果を分析することにより,局所体上の場合に得られることが期待される結果についての予想を発表した.4.ヘッケ環やそれに類似の環の表現論を研究し,結び目・絡み目の理論に応用した.特にカオフマン多項式の表現論的意味を明らかにし,多項式不変量の平行化の組織的研究を行った.5.ブラウアーの中心化多元環のqー類似を構成し,その表現論を展開した.1.次数づけられた半単純リー環の斉次なべき零軌道を,重みのついた,ディンキン図形を用いて分類する方法を見出した.これにより,べき零元の中心化群の詳しい構造なども,対応するディンキン図形から比較的容易に計算できるようになった.2.一般化されたゲルファンド・グラエフ表現を研究し,有限体上の半単純代数群の指標の理論に応用した.特に,例外型の単純群のべき単指標の値を計算した.3.一般化されたゲルファンド・グラエフ表現は,局所体上の半単純代数群に対しても定義できる.有限体の場合に得られた結果を分析することにより,局所体上の場合に得られることが期待される結果についての予想を発表した.4.ヘッケ環やそれに類似の環の表現論を研究し,結び目・絡み目の理論に応用した.特にカオフマン多項式の表現論的意味を明らかにし,多項式不変量の平行化の組織的研究を行った.5.ブラウアーの中心化多元環のqー類似を構成し,その表現論を展開した.
聴覚情報表現の不動点に基づく聴覚的情景分析空間の構築

本研究は、聴覚の機能を生態学的拘束条件を反映した最適化されたシステムとしてとらえ、そこで用いられているアルゴリズムを音環境および音源の分析に用いることを狙うものであった。本年度は、まず、聴覚初期過程の計算理論に基づき、音源と音環境の特性を分離できる計測法を開発・実装した。提案した方法は、(1)対数時間軸伸縮と低域通過フィルタを併用する時間周波数領域の選択に基づく伝達特性の高精度推定、(2)複数の測定点における特性の平均群遅延および平均エネルギーの等化に基づく音場制御から構成されている。この提案手法の効果を、ロボット(マイクロフォントラバース)を用いた2,500点の測定に基づく音場の可視化技術を用いて検証した。この成果については、国際会議および国内学会において報告するとともに、論文化を進めている。また、この検討の過程で、時間引き延ばしパルス(TSP : Time Stretched Pulse)を用いた測定法の問題点に着目し、新しい測定用信号を開発した。開発した測定用信号(ここではWTSP : Warped TSPと呼ぶ)は、測定環境の暗騒音に対して最適化できるパラメタを有するとともに、従来提案されていたTSPと、対数的伸縮を行うことで非線形歪みの影響を回避できるlog-TSPの双方の長所を併せ持つものとなった。本方法については、国内学会において報告するとともに、論文化を進めている。また、国際会議にも採択されている。これらの方法は、音環境の測定だけではなく、複数のスケールの現象が混在する生体信号等の分析にも応用できる可能性を有する。聴覚の情景分析能力の追求から考案された不動点に基づく情報表現の中から、本年度は時間領域の不動点の性質の検討を進めた。その結果、日常的な環境において初期に到来する情報の重要性に注目した新しい音響測定法を提案するに至った。具体的には、時間軸をイベント時刻を原点として対数的に伸長しフィルタした後に時間軸を復元する処理により、一撃計算で重要な音響的特長を抽出できる方法として、まず結実した。本方法は、時間周波数領域の選択による初期特性の保護という性質を有しており、実信号を用いた伝達特性測定でのS/Nの改善等、広い範囲への応用が可能である。こうして可能となった高品質の音響測定を基盤として、新たな音場の制御方法を提案した。具体的には、複数のマイクにより測定された結果を、時間領域での基本的な量である群遅延を用いて相互干渉無しに統合する。さらに、ロボットによる自動計測法を開発し、日常的な環境下での音の伝播を可視化し、聴覚情景分析空間の構築に必要な基本的特性の把握を進めた。また、これらと並行して、実時間での複数マイクの受音による音源方向の推定およびスペクトルサブトラクションによる目的信号の選択法を開発した。さらに、時間方向の不動点に相当する音響的イベントに基づく混合音の分離法についても検討を進めた。これらの検討の一部については、国内の学会ならびに国際会議において報告している。これらの要素技術に基づいて、平成16年度は環境としての統合の検討を進める。
国際金融市場及びその制度に関する理論・実証分析

本研究はA「アジア経済における実質利子率平価の研究」,B「日本の銀行業における群集行動に関する研究」,C「株価・金利・外国為替の条件付相関に関する多変量GARCH分析」,D「日本・韓国株式指数オプション市場における超短期価格変動に関する研究」の4つのプロジェクトから成り,平成17年度は計画通りに研究を進めることができ,すべてのプロジェクトを完成した.(1)プロジェクトAに関して,OECD経済における実質利子率の変動性ダイナミクスについての分析結果はHolmes and Maghrebi(2005)として学術雑誌から出版された.追跡研究として,多国実質利子率の均衡における非線形の収束メカニズムについての分析結果もHolmes and Maghrebi(forthcoming)に学術雑誌から出版される予定である.(2)プロジェクトCに関して,アジア・パシフィック株式市場における変動性と外国為替の推移について非線形が存在するという仮説検証をした.株価と通貨の下落の影響を与える情報は市場ボラティリティを高めるLeverage Effectsという結果が得られた.多変量GARCHモデル分析に基づいた結果はMaghrebi, Holmes and Pentecost(forthcoming)に学術雑誌から出版される予定である.(3)プロジェクトDに関して,日本金融市場において,始めて本研究プロジェクトに開発した日経225インプライド・ボラティリティ指標を用いて,オプション満期までの観測される株式市場変動性との関係を検討した.多変量GARCH分析モデルによる市場変動性とインプライド・ボラティリティの説明力とOut-of-Sample予想力を比較した.その結果はAsian Finance Association Conference 2005国際学会において発表され、Nishina, Maghrebi and Kim(2006)としてレフェリーつき学術雑誌に投稿した.本研究はA「アジア経済における実質利子率平価の研究」,B「日本の銀行業における群集行動に関する研究」,C「株価・金利・外国為替の条件付相関に関する多変量GARCH分析」,D「日本・韓国株式指数オプション市場における超短期価格変動に関する研究」の4つのプロジェクトから成り,平成17年度は計画通りに研究を進めることができ,すべてのプロジェクトを完成した.(1)プロジェクトAに関して,OECD経済における実質利子率の変動性ダイナミクスについての分析結果はHolmes and Maghrebi(2005)として学術雑誌から出版された.追跡研究として,多国実質利子率の均衡における非線形の収束メカニズムについての分析結果もHolmes and Maghrebi(forthcoming)に学術雑誌から出版される予定である.(2)プロジェクトCに関して,アジア・パシフィック株式市場における変動性と外国為替の推移について非線形が存在するという仮説検証をした.株価と通貨の下落の影響を与える情報は市場ボラティリティを高めるLeverage Effectsという結果が得られた.多変量GARCHモデル分析に基づいた結果はMaghrebi, Holmes and Pentecost(forthcoming)に学術雑誌から出版される予定である.(3)プロジェクトDに関して,日本金融市場において,始めて本研究プロジェクトに開発した日経225インプライド・ボラティリティ指標を用いて,オプション満期までの観測される株式市場変動性との関係を検討した.多変量GARCH分析モデルによる市場変動性とインプライド・ボラティリティの説明力とOut-of-Sample予想力を比較した.その結果はAsian Finance Association Conference 2005国際学会において発表され、Nishina, Maghrebi and Kim(2006)としてレフェリーつき学術雑誌に投稿した.本研究はA「アジア経済における実質利子率平価の研究」,B「日本の銀行業における群集行動に関する研究」,C「株価・金利・外国為替の条件付相関に関する多変量GARCH分析」,D「日本・韓国株式指数オプション市場における、超短期価格変動に関する研究」の4つのプロジェクトから成り、平成15年度においては、(1)プロジェクトAの完成,(2)プロジェクトBの完成,(3)次年度以降の研究の準備のため必要なデータの整備,の3点を計画していた.(1)については,Holmes and Maghrebi(2003)として定の成果を得た.この研究では,アメリカと他のOECD諸国間の長期実質金利裁定において,各国の調整速度に非対称性がある、という興味深い結果を得た.本論文は現在海外学術雑誌に投稿中である.さらに,この研究で用いた分析方法をアジアの金融市場に適用することによって新たな成果が期待されるため,次年度以降も研究を継続する予定である.(2)に関しては,担当の研究分担者内田浩史が海外研修の機会を得たため,プロジェクトBは8月で一旦打ち切り,次年度以降に研究を持ち越すこととした.ただし,それまでの研究でも日本の銀行業における「群衆行動」を裏付ける十分な結果が得られており,既にある程度まで論文としてまとめられている。この論文は2005年度に完成させる予定である.また,(2)の代わりとしてプロジェクトCを本年度に行うことにした.当初の目標とは多少違った形ではあるが,このプロジェクトに関する成果としてMatsubayashi(2004)が,また関連研究からMatsubayashi and Hamori(2003),Matsubayashi et al.(2004)が得られている.(3)については,Datastream社のJ-streamデータベースを購入し,次年度以降の研究にも用いる予定である.本研究はA「アジア経済における実質利子率平価の研究」,B「日本の銀行業における群集行動に関する研究」,C「株価・金利・外国為替の条件付相関に関する多変量GARCH分析」,D「日本・韓国株式指数オプション市場における、超短期価格変動に関する研究」の4つのプロジェクトから成り.平成16年度においては、(1)プロジェクトAの完成,(2)プロジェクトBの完成,(3)プロジェクトDの継続,の3点を計画していた.

結果的に,本年度は計画通りに計画を進めることができた.(2)に関しては,日本の銀行業における「群衆行動」の存在,およびその非合理性がバブルの形成の背景となった可能性を示す結果が得られ,Nakagawa and Uchida(2005)として論文にまとめられ,査読つき学術雑誌に投稿された.(3)に関しては,(3)と極めて関係の深い研究において,日経225オプションの日次データのimplied volatility指標を作成しその動きを調べた.この論文は,2005年アジアファイナンス学会報告論文に採用されているが,本研究に置いては,同じ分析手法を高頻度データ(分次データ)に応用し,韓国Kospiオプションのimplied volatility指標を作成し,その結果をレフェリーつき学術雑誌に投稿する予定である.本研究はA「アジア経済における実質利子率平価の研究」,B「日本の銀行業における群集行動に関する研究」,C「株価・金利・外国為替の条件付相関に関する多変量GARCH分析」,D「日本・韓国株式指数オプション市場における超短期価格変動に関する研究」の4つのプロジェクトから成り,平成17年度においては,(1)完成したプロジェクトAの論文発表における出版最終修正と追跡研究,(2)プロジェクトCの完成,(3)プロジェクトDの完成の3点を計画していた.結果的に,本年度は計画通りに研究を進めることができた.(3)に関しては,日本金融市場において、初めて日経225オプションのインプライド・ボラティリティ指標VIXを開発した.これを用いて、オプション満期までに観測される株式市場変動性との関係を検討し,GARCH分析モデルによる市場変動性とVIX指標の説明力とOut-of-Sample予想力を比較した.その結果はAsian Finance Association Conference 2005国際学会において発表され,Nishina, Maghrebi and Kim(2006)としてレフェリーつき学術雑誌に投稿した.
新規な糖分析用充填剤の開発―高分離能の追求

平成13年度の研究において,陰イオン交換型高速液体クロマトグラフィー(HPAE)と電気化学検出器(ED)を組み合わせた分析システムによる高性能な糖の分析法を確立するために,クロロメチルスチレン-ジビニルベンゼン共重合体担体(粒径5μm,細孔径270Å)と様々な三級アミンとの反応により四級アンモニウム塩型糖分析用充填剤を開発し,その性能(保持能・分離能)と充填剤の末端官能基構造との相関について検討してきた.その結果,N,N,N',N'-tetramethyl-1,10-diaminodecaneを三級アミンとして用いたジアミン型充填剤D_<10>が保持能・分離能共に高く,単糖・二糖の分析に良好な結果を示した.特に,成人病予防やガン抑制因子としての機能をもつことにより注目されている環状糖アルコールmyo-イノシトールとその異性体の分離・分析を可能にした.平成14年度の研究では,クルードな分析試料として柑橘類を選び,ジアミン型充填剤D_<10>を用いたHPAE-EDシステムにより,果肉中に含まれる糖類の定量分析を行った.まず,myo-イノシトール・グルコース・フルクトース・スクロースそれぞれの標準溶液を調製し,本法の定量範囲を求めたところ,0.280μg/mLの濃度範囲で良い直線性(r>0.998)を示し,0.5μg/mLにおける相対標準偏差(RSD)は2.7%以下であった.次に,分析試料として国産柑橘類15種,輸入柑橘類12種の果肉のみを用い,移動相:0.5M水酸化ナトリウム水溶液,流速:0.4mL/minの条件で分析した結果,myo-イノシトール・グルコース・フルクトース・スクロースがいずれの柑橘類に含まれており,25分以内で全ての糖類の検出が可能となった.また,日本において生産されている柑橘類果肉中に含まれるmyo-イノシトール量は,0.72.1g/Lであることがわかった.本研究では,HPLCによる糖類のより高性能な分析法を確立するために,糖分析用充填剤として,クロロメチルスチレン-ジビニルベンゼン共重合体担体(粒径5μm)と様々な三級アミン類との反応により官能基を導入した四級アンモニウム塩型糖分析用充填剤を開発し,その性能と三級アミンの構造との相関,ひいては糖の構造と充填剤との相互作用を検討することを目的としている.平成13年度の研究では,α,ω-ジハロアルカン誘導体の両末端をジメチルアミノ基に置換した三級アミン類を合成し,以下の5種類の四級アンモニウム塩型充填剤を調製した.(a)疎水性効果を検討するため,長鎖のメチレン鎖をもつ疎水性を増したジアミン型充填剤D_n(n=8,10)(b)イオン-双極子相互作用が分離能に与える影響を調べるため,オキシエチレン鎖として極性を高めたオキシエチレン型充填剤O_n(n=1,2,3)以上の充填剤をPEEK製カラム(4.6mm I.D x 250mm)に充填し,溶離液:0.1M NaOH,流速:1.0mL/minの条件において,単糖9種,二糖4種の分析を行い,その溶出時間よりcapacity factorを算出し,以下のような結果を得た.・疎水性を増した充填剤D_n(n=8,10)は,鎖長nの増加に伴いcapacity factorも増加するが,D_n(n=16)に比べ,その増加傾向は弱くなった.・オキシエチレン型O_1は,対応する鎖長のD_5よりcapacity factorが大きい.これは,オキシエチレン鎖中の酸素原子の効果と考えられる.しかし,興味深いことに,O_2のcapacity factorを最大値として,O_3のcapacity factorは減少した.これは,強アルカリ移動相中において,O_3の3つの酸素原子と末端の窒素原子が,Na^+イオンと相互作用するため糖の保持作用が弱くなっている可能性が考えられた.以上,2点の傾向をより深く追求するために,ジアミン型,オキシエチレン型ともに,さらに鎖長の長い充填剤を合成し,糖類の分析を行う必要がある.平成13年度の研究において,陰イオン交換型高速液体クロマトグラフィー(HPAE)と電気化学検出器(ED)を組み合わせた分析システムによる高性能な糖の分析法を確立するために,クロロメチルスチレン-ジビニルベンゼン共重合体担体(粒径5μm,細孔径270Å)と様々な三級アミンとの反応により四級アンモニウム塩型糖分析用充填剤を開発し,その性能(保持能・分離能)と充填剤の末端官能基構造との相関について検討してきた.その結果,N,N,N',N'-tetramethyl-1,10-diaminodecaneを三級アミンとして用いたジアミン型充填剤D_<10>が保持能・分離能共に高く,単糖・二糖の分析に良好な結果を示した.特に,成人病予防やガン抑制因子としての機能をもつことにより注目されている環状糖アルコールmyo-イノシトールとその異性体の分離・分析を可能にした.平成14年度の研究では,クルードな分析試料として柑橘類を選び,ジアミン型充填剤D_<10>を用いたHPAE-EDシステムにより,果肉中に含まれる糖類の定量分析を行った.

まず,myo-イノシトール・グルコース・フルクトース・スクロースそれぞれの標準溶液を調製し,本法の定量範囲を求めたところ,0.280μg/mLの濃度範囲で良い直線性(r>0.998)を示し,0.5μg/mLにおける相対標準偏差(RSD)は2.7%以下であった.次に,分析試料として国産柑橘類15種,輸入柑橘類12種の果肉のみを用い,移動相:0.5M水酸化ナトリウム水溶液,流速:0.4mL/minの条件で分析した結果,myo-イノシトール・グルコース・フルクトース・スクロースがいずれの柑橘類に含まれており,25分以内で全ての糖類の検出が可能となった.また,日本において生産されている柑橘類果肉中に含まれるmyo-イノシトール量は,0.72.1g/Lであることがわかった.
生体エネルギー・情報伝達機能のモデル化に関する研究

コール酸の3つの水酸基をメチルエーテル化し,α-シクロデキストリン(CD)の全ての一級水酸基側をアシル化した。これは疎水的な硬い構造のステロイド骨格の片側に3つの親水的なエーテル結合が集積し,両親媒性分子面を有するため,デキストリンに導入するとエーテル結合を内側に向けた親水性ポアが形成されると考えた。本化合物は約10pSと疎水性修飾CDに較べやや大きな一定の電導度と,低いカチオン/アニオン透過選択性比7を与え,設計通りエーテル鎖による親水的な内孔を有するチャネルが形成されたことを示した。また大環状開口部を有するチャネルとして4,6及び8-カリックスアレーンを合成し、4,6体について長鎖アシル基を導入したところ,カリックス[6]アレーンはチャネル電流を観測できたが,十分に大きな開口部を提供できないカリックス[4]アレーンはチャネル電流を与えず,開口部特異性を明らかにした。更にメチル化コール酸から誘導したイオン対を使わない分子状構成体を用いて超分子イオンチャネルが形成できることを見いだし,イオンチャネル構成体の単純化を更に進展させる試みに成功した。トランス-アゾ基を一部に有する疎水性アンモニウムとオリゴエーテルカルボキシラートアニオンとの両親媒性イオン対型超分子イオンチャネルについてイオン電流特性を詳細に検討した。電導度7-12pSの4種類のチャネルがいずれもほぼ同一の約3倍のK/Na選択性比を与え,明確なカリウム選択性を提供できることが示された。この値は最初の人工カリウムチャネルとして以前に報告した大環状レゾルシン4量体が提供するポアが与えたK/Na選択性比と同一で,芳香族パイ電子空間の寄与のないオリゴエーテル空間も同様な選択性を与え得ることが明らかとなり,イオン選択性フィルターの構造-機能相関を考える上で重要な基礎的知見が得られた。オリゴテトラ又はヘキサメチレンエーテル、アミンの末端にイオン性基を取り付け、疎水性対イオンと組み合わせて平面脂質膜に取り込ませることによって、開閉を伴いながら一定の電導度を与えるイオンチャネルを形成できるか否かを平面脂質2分子膜法を用いて検討した。その結果オリゴエーテル鎖を有するカルボン酸、リン酸とアンモニウム基との間のイオン対が安定なシングルイオン電流を与えること、ポア内孔を形成すると思われる親水性鎖末端のイオン性基はイオン選択性を決定する主要因ではなく、配位性のエーテル鎖の存在がカチオン選択性の発現に重要であり、エーテル鎖の親水性と対イオンの疎水性鎖の組み合わせがイオン電導度の大きさを制御するとの結論が得られた。なおポリアミンはアニオン選択性チャネルを期待したが得られなかった。またジフェニルヘキサトリエンを超分子イオンチャネルの疎水性イオン対成分として導入し、リポソームに取り込ませ蛍光の変化を追跡したところ、膜中での脂質-脂質類似物質間の分子認識力は強く、構造のわずかな差でも認識して集合体を形成する傾向が認められた。この知見はDSC測定によっても裏付けられ膜中で超分子構造体を形成する機構が支持された。一方超分子イオンチャネルの集合数を制御した、極性孔が一定の大きさの大環状ヘッドグループとしてレゾルシン環状4量体を用い疎水性長鎖アルキル基を取り付けた両親媒性化合物がイオンチャネル特性を示し、高いカチオン選択性を発揮できることが明らかとなり、更にナトリウムに対し3倍のカリウム選択性を示すと共にルビジウムによってイオン電流がブロックされた。これにより人工イオンチャネルとして初めて顕著な金属イオン選択性機能を発現した。電位依存性は生体膜のイオン流束を制御する主要なゲート機能である.

これは一般的に膜内に取り込まれたイオン性基が膜電位に応答する機構で説明されている.そこで極めて単純なアプローチとしてオリゴエーテル基リン酸と疎水性長鎖4級アンモニウムと組み合わせるて,全体としてアニオン電荷の数がカチオン電荷数を上回るイオン対を用いた。また同様にオリゴエーテルアンモニウムと疎水性リン酸と組み合わせた。これらは従来のカルボン酸-アンモニウムとの組み合わせと異なり,電位に依存してチャネルの開閉時間が変化した。これは膜に取り込まれた電荷の数が脂質2分子膜間で異なるため,膜を介してマクロ双極子が形成され,これが膜電位との相互作用により,開閉に影響を及ぼす機構により説明され,膜に電荷を取り込ませるという極めて単純な仕掛けだけで電位依存性機能が発現できることを見いだした。一方,チャネル分子に光感受性ゲート機能を付与するため,疎水性2本鎖4級アンモニウムの長鎖アルキル基の一方に光によるシス-トランス異性化の可能なアゾベンゼン基を導入し,これをオリゴエーテルカルボン酸とを組み合わせたイオン対を用いた。このイオン対はトランス体を用いた時には3pSから15pSまでの複数の電導度を有する超分子イオンチャネルを形成したが,紫外光照射により異性化させたシス-アゾ基に変換した後はシングルチャネル電流は観測出来なくなった。しかし本化合物を可視光照射により再びトランス体に戻すとイオンチャネル電流が回復することが認められ,光刺激による構造変化によってチャネルのゲートを開閉する人工的な機能の付与に成功した。コール酸の3つの水酸基をメチルエーテル化し,αーシクロデキストリン(CD)の全ての一級水酸基側をアシル化した。これは疎水的な硬い構造のステロイド骨格の片側に3つの親水的なエーテル結合が集積し,両親媒性分子面を有するため,デキストリンに導入するとエーテル結合を内側に向けた親水性ポアが形成されると考えた。本化合物は約10pSと疎水性修飾CDに較べやや大きな一定の電導度と,低いカチオン/アニオン透過選択性比7を与え,設計通りエーテル鎖による親水的な内孔を有するチャネルが形成されたことを示した。また大環状開口部を有するチャネルとして4,6及び8-カリックスアレーンを合成し,4,6体について長鎖アシル基を導入したところ,カリックス[6]アレーンはチャネル電流を観測できたが,十分に大きな開口部を提供できないカリックス[4]アレーンはチャネル電流を与えず,開口部特異性を明らかにした。更にメチル化コール酸から誘導したイオン対を使わない分子状構成体を用いて超分子イオンチャネルが形成できることを見いだし,イオンチャネル構成体の単純化を更に進展させる試みに成功した。トランス-アゾ基を一部に有する疎水性アンモニウムとオリゴエーテルカルボキシラートアニオンとの両親媒性イオン対型超分子イオンチャネルについてイオン電流特性を詳細に検討した。電導度7-12pSの4種類のチャネルがいずれもほぼ同一の約3倍のK/Na選択性比を与え,明確なカリウム選択性を提供できることが示された。この値は最初の人工カリウムチャネルとして以前に報告した大環状レゾルシン4量体が提供するポアが与えたK/Na選択性比と同一で,芳香族パイ電子空間の寄与のないオリゴエーテル空間も同様な選択性を与え得ることが明らかとなり,イオン選択性フィルターの構造-機能相関を考える上で重要な基礎的知見が得られた。
企業分化の実態とその変革に関する実証研究

企業分化とは企業内の人々に信じこまれた価値感、認識のしかたと意思決定のしかた、行動パタ-ンである。これらの企業分化の類型化を行い、(2)活力ある企業文化、(2)専制者に追隨しつつ活力ある文化、(3)官僚的企業文化(4-1)澱んでいる企業文化、(4-2)専制者に追隨しつつ澱んでいる企業文化にわけ、88社の実態調査の結果を分析して、それを規定する要因、その特性、それらの業績を明らかにした。次に88社の約120の質問の回答デ-タのクラスタ-分析を行ない、再分類を行なった。クラスタ-分析による再分類と、前に重要な因子によって行なった分類との比較を行ない、ほぼ同じ分類となることを確認した。次に戦略的意思決定と企業文化との関係を明らかにするために、長期計画の実態調査を行ない、それを分析した。この調査では、公式の長期計画のシステムを調査することをも行なった。この調査の結果、次のことが判明した。公式の長期計画の立案は、企業を戦略指向にし、活性化する助けとなること、即ち長期計画によって将来の危機を認識し、環境への情報の感受性を高め、かつ毎年定期的に戦略のアイデアを出すことによって、戦略上の問題点を認識するようになる。反面において長期計画が成功するためには、企業文化が活性化しており、戦略指向となっていることが必要であり、そうでない場合には長期計画は形式的になってしまう。この循環的な関係を絶つものは何か。先づ自社の業績を分析して、危機感をもつことが必要である。次にトップマネジメントが明確なビジョンを示すこと、ラインやスタフが参加すること、計画が具体化され、実績検討等がなされること、等である。
造血幹細胞からリンパ球系への分化の分子機構

前年度までの研究から、多能性と自己複製能を持った造血幹細胞(Lin^-,c-Kit^+,Sca-1^+,CD34^-)と自己複製能を持たない前駆細胞群(Lin^-,c-Kit^+,Sca-1^+,CD34^+)とを完全に分離することが可能となっている。本年度は、FACSの検出器を増設してパラメーターを1つ増やすことにより、前駆細胞分画(以下CD34^+分画)をさらに分画する細胞表面マーカーの検索を行った。致死量放射線照射マウスに移植した実験では、移植後10日目の骨髄でCD34^-Mel-14^-はB細胞および骨髄球系細胞の両方に分化していたのに対し、CD34^+Mel-14^+を移植したマウスではB細胞のみが、CD34^+Mel-14^-では骨髄球系細胞のみへの分化が観察された。移植後3週後の胸腺では全分画ともT細胞への分化が観察されたが、CD34^-Mel-14^-移植マウスでは分化がCD4&8共陽性までしか達していないのに対し、CD34^+Mel-14^+移植マウスではCD4/CD8単陽性まで分化が進行していた。移植8週後の骨髄では、CD34^-Mel-14^-細胞移植マウスでのみドナー由来細胞による造血が維持され、他の2つの分画の細胞はドナー由来細胞による造血が見られなかった。IL-3,SCF存在下でおこなったIn vitroコロニーアッセイでは、いずれの分画の細胞も約60%の比率でコロニーを形成し、形成コロニーはCD34^-Mel-14^-では芽球様細胞、Cd34^+Mel-14^-では骨髄球系コロニーが優勢であった。また、in vivoでは骨髄球系細胞への分化が観察されなかったCD34^+Mel-14^+でも骨髄球系コロニーが形成されたが、他の分画とは異なりディッシュに付着し樹枝状の突起をもつ樹状細胞が優勢であった。以上の結果から、マウス骨髄中に存在する造血幹細胞はLin^-,c-Kit^+,Sca-1^+,CD34^-,Mel-14^-という表現型を持ち、長期的な骨髄再構築能を持つこと、Lin^-,c-Kit^+,Sca-1^+,CD34^+は長期骨髄再構築能を持たずMel-14(L-selectin)の発現により、リンパ球系前駆細胞と骨髄球系前駆細胞に分画されることなどが明らかとなった。
乾燥に伴うコンクリート中の層状分子の構造変化と体積変化との関係の解明

コンクリートの諸性質は、C-S-Hと水との相互作用により大きな影響を受けるため、セメントペーストや合成C-S-Hの水蒸気吸着等温線の測定およびその分析による微細構造のモデル化が行われている。本研究の目的は,コンクリートの乾燥収縮に伴うコンクリート構造物の耐久性の低下の抑制によるコンクリート構造物の長寿命化を実現し,建設に伴うエネルギー消費量の低減や,安全な放射性廃棄物処分施設を建設することを目的として,コンクリートを構成するセメントペースト中の主要な成分であるカルシウムシリケート水和物(C-S-H)の層状構造の変化による乾燥収縮メカニズムを,層状ケイ酸塩鉱物の層間水の減少に伴う分子構造の変化という科学的見地から明らかにすることである。今年度は、セメントペーストの水蒸気処女脱着等温線の全域を評価するために、拡張BET理論を適用し、処女脱着プロセス中に生じる水蒸気吸着性状の変化について分析を行い、処女乾燥時のセメントペーストの微細構造と水蒸気吸着性状について考察を試みた。その結果、短期間の処女乾燥過程においても比表面積が低下すること,40%RH,75%RH付近において吸着(凝縮)性状が変化していることが示された。40%RH付近にみられるキンクは,単分子層吸着の水分子同士に挟まれた間の水分子が脱着し、単分子層吸着のみになるときにスリット空隙がつぶれるときに生じており,セメントペーストの収縮は、乾燥とともにスリット空隙がつぶれることによって生じる可能性が示された。処女乾燥時の吸着挙動の変化を,吸着理論から定量的に評価できることを示したため。ナチュラルアナログ,インダストリアルアナログを用いて対照実験を実施し,温度変化や乾湿繰り返しが水蒸気吸着性状や微細構造の変化にどのように影響を及ぼすか,吸着理論を用いて定量的に比較考察を進める。本研究は,コンクリートの乾燥収縮に伴うコンクリート構造物の耐久性の低下の抑制によるコンクリート構造物の長寿命化を実現し,建設に伴うエネルギー消費量の低減や,安全な放射性廃棄物処分施設を建設することを目的として,コンクリートを構成するセメントペースト中の主要な成分であるカルシウムシリケート水和物(C-S-H)の層状構造の変化による乾燥収縮メカニズムを,層状ケイ酸塩鉱物の層間水の減少に伴う分子構造の変化という科学的見地から明らかにすることである。H28年度は,実験的検討に取り組み,試験体の作製および乾燥・湿潤に伴う水蒸気吸着量,乾燥収縮・膨潤量の測定を進めた。1.水和物の合成および圧縮成型:セメントペースト中に存在する水和物と関連する水和物の合成および圧縮成型を行った。このとき,合成した水和物は,トバモライトグループ(Plombierite),C-(A)-S-H,エトリンガイト,モノサルフェートである。同様に,高水粉体比で常に撹拌することで,完全に水和が進んだセメントペーストスラリーの作製を行った。2.水和物の乾燥収縮性状および各種物性の把握:得られたエトリンガイト,モノサルフェートの乾燥・湿潤試験を行い,異なる湿度環境下での乾燥収縮量,層間距離,水分量の変化を測定した。上記の検討の結果,セメントペースト中に存在する水和物であるエトリンガイト,モノサルフェートの乾燥・湿潤プロセスにおける水蒸気吸着性状および乾燥収縮・膨潤挙動について明らかになった。今年度は,下記の進捗状況からおおむね順調に進展していると判断した。セメントペースト中に存在する水和物と関連するC-(A)-S-H,プロビエンライト,エトリンガイト,モノサルフェートの合成および圧縮成型を行った。エトリンガイト,モノサルフェートの異なる温度における水蒸気吸着性状を実験的に取得した。コンクリートの乾燥収縮に伴うコンクリート構造物の耐久性の低下の抑制によるコンクリート構造物の長寿命化を実現し,建設に伴うエネルギー消費量の低減や,安全な放射性廃棄物処分施設を建設することを目的として,コンクリートを構成するセメントペースト中の主要な成分であるカルシウム(アルミノ)シリケート水和物(C-(A)-S-H)の層状構造の変化による乾燥収縮メカニズムを,層状ケイ酸塩鉱物の層間水の減少に伴う分子構造の変化という科学的見地から明らかにする。また,明らかにした乾燥収縮メカニズムに基づいてC-(A)-S-Hの層状構造の固定化に寄与する収縮低減剤の開発に取り組んでいる。今年度は,混和材を添加した硬化セメントペーストの乾燥後の再吸水過程における硬化セメントペースト内部の微細構造の変化または水の存在形態の変化を明らかにするために,1H-NMR relaxometry分析により硬化セメントペースト中のプロトンの横緩和時間分布を取得し,内部の水分の挙動について実験的検討を行った。その結果,シリカゲルによる乾燥によって硬化セメントペースト中のC-(A)-S-Hの層状構造の水(層間水)と考えられているプロトンとC-(A)-S-Hの粒子構造の水(ゲル水)と考えられているプロトンはいったん減少するが,再吸水によって,いったんゲル水と毛管水(キャピラリー水)の中間の水(interhydrate)と考えられているプロトンの状態を経由して,およそ2日間程度で層間水とゲル水の割合は元の状態にはもどらないが,両者を足し合わせた総量は,乾燥前の状態に戻ることが確認された。その後,約1か月経過すると,層間水とゲル水の割合が,シリカゲルによる乾燥前の状態に戻る傾向が確認された。