hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
空間移動時のFDI効果に関する研究

平成30年度は,空間移動時におけるFDI効果(filled-duration illusion)として,まちなか回遊時における空間体験に対象を絞り,(1)同空間体験中にFDI効果を発現させる視覚刺激強度を定量化するとともに,(2)同刺激強度がFDI効果に与える影響を明らかにした.(1)については,空間デザイン的観点から移動空間の印象としての重要性,デザイン対象としての可能性,また認知科学的観点から移動空間を認知する上での重要性から,店舗ファサード画像を対象とし,同画像内に占める店舗ファサード情報の面積を算出し,これを視覚に影響を与える物理量とした.つづいて,同物理量の時間微分を視覚刺激強度と定義し,定量化を図った.具体的には,類似の店舗ファサード画像が展開するパタン,相違する店舗ファサード画像が展開するパタンを設定するとともに,各画像の展開パタンにおける視覚刺激強度を店舗ファサード画像内の物理量の変化量に対する時間微分として定量化した.(2)については,視覚刺激強度がFDI効果に影響を与えるとの仮説を措定し,同仮説を室内実験により検証した.具体的には,まちなか回遊時における街並みの認知を,店舗ファサードの系列的な認知と抽象化した上で,類似する店舗ファサードを系列提示したのち,相違する店舗ファサードを提示し,店舗ファサードの視覚刺激強度がFDI効果に与える影響をオドボールパラダイムに基づく時間評定課題により検証した.その結果,視覚刺激強度が高い街並動画は,参加者に強い記憶痕跡の形成を促し,その結果主観的時間が伸長するFTI(filled time travel)が発現する可能性が推察された.視覚刺激強度の算定手法の妥当性について問題が残るものの,実験動画の作成,実験手法の確立,FDI効果の発現の可能性評価などを実施した.以上の成果は次年度の研究進展・発展につながると考えている.当初の計画に従い,実空間におけるFDI効果の発現を明らかにし,同効果に影響を与える視覚的要因を明らかにする.平成30年度は,空間移動時におけるFDI効果(filled-duration illusion)として,まちなか回遊時における空間体験に対象を絞り,(1)同空間体験中にFDI効果を発現させる視覚刺激強度を定量化するとともに,(2)同刺激強度がFDI効果に与える影響を明らかにした.(1)については,空間デザイン的観点から移動空間の印象としての重要性,デザイン対象としての可能性,また認知科学的観点から移動空間を認知する上での重要性から,店舗ファサード画像を対象とし,同画像内に占める店舗ファサード情報の面積を算出し,これを視覚に影響を与える物理量とした.つづいて,同物理量の時間微分を視覚刺激強度と定義し,定量化を図った.具体的には,類似の店舗ファサード画像が展開するパタン,相違する店舗ファサード画像が展開するパタンを設定するとともに,各画像の展開パタンにおける視覚刺激強度を店舗ファサード画像内の物理量の変化量に対する時間微分として定量化した.(2)については,視覚刺激強度がFDI効果に影響を与えるとの仮説を措定し,同仮説を室内実験により検証した.具体的には,まちなか回遊時における街並みの認知を,店舗ファサードの系列的な認知と抽象化した上で,類似する店舗ファサードを系列提示したのち,相違する店舗ファサードを提示し,店舗ファサードの視覚刺激強度がFDI効果に与える影響をオドボールパラダイムに基づく時間評定課題により検証した.その結果,視覚刺激強度が高い街並動画は,参加者に強い記憶痕跡の形成を促し,その結果主観的時間が伸長するFTI(filled time travel)が発現する可能性が推察された.視覚刺激強度の算定手法の妥当性について問題が残るものの,実験動画の作成,実験手法の確立,FDI効果の発現の可能性評価などを実施した.以上の成果は次年度の研究進展・発展につながると考えている.当初の計画に従い,実空間におけるFDI効果の発現を明らかにし,同効果に影響を与える視覚的要因を明らかにする.当初計画より執行を抑える事ができたため,次年度使用額が発生した.次年度は当該助成金を成果を発表するための旅費,また実験遂行にかかる人件費・謝金として使用する計画である.
オブジェクト指向データベース相互利用のための基本語彙構造に基づく操作言語系の研究

本研究では、インスタンスベースのオブジェクト指向データベースモデルを提案し、それに対する操作体系の理論的基盤を与えるオブジェクト代数の定式化を行なうとともに、操作言語の設計、実装を行なった。1.従来のオブジェクト指向データベースモデルの欠点を克服するために、スキーマとインスタンスの区別をしない、各オブジェクトが組と集合の両方の構造を持つ、集合とその要素の間の関連にも属性を付加できる、などの特徴を持つオブジェクトデータモデルを構築した。2.構造検索機能と継承演算子を持つオブジェクトベース代数を体系化した。これは、上記データモデルのための質問代数である。各演算は操作言語の基本語彙構造を構成するための基盤を与える。オブジェクト代数は、組、集合構造の航行演算子やオブジェクト間の継承を明示的に指定するためのいくつかの継承演算子を持ち、それらの正規表現も許す。また表現能力の点では関係代数を包摂する。3.上記のオブジェクトデータモデルのための操作言語を設計、実装した。オブジェクトの構造的な特徴である組、集合の両構成子に対応する航行演算子を導入している。また、データモデルの特徴である柔軟な継承指定に基づくオブジェクトの多様なビューの提供を実現するために、組、集合両構造に沿った継承演算子を持っている。さらに、これらの航行および継承演算の正規表現を導入することにより再帰質問を含む強力な演算の簡潔な表現を可能としている。
国際私法と人権規範の相互作用―包括的検討―

国際私法に対して人権規範が及ぼす影響について、国際裁判管轄、準拠法選択、外国判決の承認執行という、広義の国際私法全体を対象として包括的検討を行った。特に、外国で成立した法律関係であるが、法廷地の国際私法ルールによればその成立が認められないものを、その成立を拒絶すると、人権規範違反となるために、その「承認」が求められるのではないか、という問題を検討し、この現象を理解するための1つの視角として、外国で生じた事象を法廷地国際私法に照らして評価するという双方主義的国際私法の原則に対する例外が求められれているのではないか、という見方を提示した。広義の国際私法に対して人権規範が及ぼす影響について包括的検討を行い、内国における私法秩序の構成要素でありつつも、外国法秩序との接点でもある国際私法の機能・位置づけについて新たな視点を提示しようとする本研究の目的の実現のため、本年度においては準備作業として関連する判例や文献の調査を行ったほか、準拠法の適用の場面を例として人権規範との関係について若干の問題の整理を行った。また、2014年にわが国が加盟したことで社会的にも関心を集めている、国際的な子の奪取の民事上の側面に関する1980年のハーグ条約(以下では「ハーグ条約」)と、欧州人権条約などの人権規範との関係を、欧州司法裁判所と欧州人権裁判所の関連裁判例を素材として検討を進めた。EUにおいては2003年の新ブリュッセルII規則において、ハーグ条約の仕組みをEU内において補足・強化するための仕組みを導入しているところであるが、他方でこのような仕組みが欧州人権条約との関係から問題が生じる余地がある。ここでは欧州人権条約からEU国際私法へという一方通行ではなく、EU司法裁判所側の対応を受けて欧州人権裁判所の応対という、双方的な対話の動きが見られ、いわゆる裁判官対話の一種である。これに関しては、今年度においてなお論文の形で成果としてまとめることはできなかったが、これに関連して、ハーグ条約へのロシアなどの第三国の加入に対して同意する排他的権限がEUにあるとした、欧州司法裁判所の裁判所意見は、リスボン条約後のEUの黙示的対外権限に関する初めての裁判所の判断であり、これについての検討を行った。今年度においては、国際的な子の奪取の民事上の側面に関する1980年のハーグ条約と欧州人権条約などの人権規範との関係について、欧州司法裁判所と欧州人権裁判所の関連裁判例を素材として検討を進めて、成果をまとめる予定であったが、その段階にまで至っていない。ただし、検討は進めている。法廷地の外国判決承認ルールによれば本来承認されないはずの外国判決であっても、それを承認拒絶すると人権規範の保障する人権に対する侵害となるために、その承認を人権規範が要求するのではないか、つまり、一定の場合に人権規範の要求により、外国判決を承認する義務が生じるか、という問題を検討した。欧州人権裁判所の2014年のMennesson/Labassee事件判決を、2007年Wagner事件および2011年のNegrepontis-Giannisis事件と比較して、私生活及び家族生活の尊重についての権利を保障する欧州人権条約8条が、外国判決の承認に対していかなる要求をしているかを分析した。2007年判決及び2011年判決と、2014年判決は、家族生活の尊重に関して結論が異なっているかのように見えるが、人権規範違反であるかの審査の枠組に変更はない。単に、これらの問題に関する欧州各国法の立場についての大まかなコンセンサスがあるか、それとも、立場が多様に分かれているかという状況の違いが、手段の比例性審査の際に影響を及ぼしただけである。いずれにせよ、外国判決を一律に承認する義務というようなものを欧州人権条約及び人権裁判所が加盟国国際私法に求めているわけではない。このような、国際私法外部の規範が一定の制約を課すという現象は、EU市民権などのEU法からの影響など、ほかにも存在する。以上のような現象は、準拠法選択と外国判決の承認とは別の、状況の承認という第三の手法であるとする議論が活発に行われている。この現象を理解するための1つの視角として、事象を法廷地国際私法に照らして評価する原則への例外という見方がありえよう。研究課題にとって中心的問題の1つである、人権規範からの外国判決承認ルールへの要求のテーマについては、今年度、成果を公表した。広義の国際私法に対して人権規範が及ぼす影響について包括的検討を行い、内国における私法秩序の構成要素でありつつも、外国法秩序との接点でもある国際私法の機能・位置づけについて新たな視点を提示しようとする本研究の目的の実現のため、本年度は国際裁判管轄との関係について、競争法のような国際的な強行法規が問題となっている紛争における国際裁判管轄の判断、とりわけ管轄合意や仲裁合意に及ぼす影響に関する問題を検討した。これは、人権規範自体が問題となっている事例ではないが、高度の強行性を有する規範が問題となっているという点では類似性を有するという意味で、人権規範の国際裁判管轄に対する影響という問題を考える際に有益であると思われる。EU競争法の私的エンフォースメントの促進という観点から、欧州司法裁判所2015年先決裁定につき、主観的併合、不法行為地管轄、合意管轄ぞれぞれの問題点について検討を行った。とくに、国際的な強行法規がモンダとなる場合の合意管轄の有効性については、わが国でも近時、東京地判平成28年10月6日判決などの事例が生じていて、今後活発な議論が展開されることが予想されるが、その際に比較参照されるEUの事例であると思われる。

以上に加えて、本年度においては、平成27年度と28年度に実施した検討の総括を主として行った。準拠法選択と外国判決の承認執行については、いずれも外国の法規範を内国において紛争処理に用いるためのツールである点で共通性があり、人権規範の影響にも一定の共通性が見られることが確認された。他方で、国際裁判管轄については基本的には民事裁判権の行使についての制約という手続問題で、その観点からの人権規範が問題となるが、本案に対して人権規範が問題となる場合には国際裁判管轄にも影響が及ぶ可能性があることが考えられる。国際私法に対して人権規範が及ぼす影響について、国際裁判管轄、準拠法選択、外国判決の承認執行という、広義の国際私法全体を対象として包括的検討を行った。特に、外国で成立した法律関係であるが、法廷地の国際私法ルールによればその成立が認められないものを、その成立を拒絶すると、人権規範違反となるために、その「承認」が求められるのではないか、という問題を検討し、この現象を理解するための1つの視角として、外国で生じた事象を法廷地国際私法に照らして評価するという双方主義的国際私法の原則に対する例外が求められれているのではないか、という見方を提示した。(1)本来ならば法廷地では(抵触規則または外国判決承認ルールにより)承認されない法的地位が、外国で当該外国法に従って有効に(判決または判決以外により)成立しており、その地位の承認が欧州人権条約を根拠に求められている裁判例が、欧州人権裁判所において2007年のWagner事件以来現れているが、この動きのフォローアップと検討を行う。(2)上記(1)を中心に検討を進めるが、これ以外にも、国際裁判管轄と人権規範、準拠外国法の人権規範違反の際の処理、外国判決の承認執行における人権規範の影響についても検討を進める。以上いずれについても、ヨーロッパを中心とする諸外国の判例・文献の調査・収集・整理・検討という、一連の方法により研究を進める。国際裁判管轄、準拠法、外国判決の承認執行の3つの問題領域について、引き続き、人権規範との関係について、検討を進める。研究方法としては、欧州を中心とする比較法的研究を、判例・学説の整理をすることで行う。国際私法
ノロウイルス感染症制御を可能とする水インフラの実現

本研究は、「ノロウイルス感染症制御を可能とする水インフラ」の実現を目指すものである。充実した水インフラが整備されている先進諸国であっても、ノロウイルス感染症は制御不可能な状況にある。これは、水インフラの整備が遅れている開発国において病原性の高いノロウイルスの遺伝系統が容易に発生するためと推測される。そこで本研究では、「水インフラ環境が異なる地域間でノロウイルスの進化速度が異なる」との仮説を立て、その実証を試みることを目的としている。研究初年度である平成30年度は、マウスノロウイルスを用いた精密膜ろ過及び消毒処理による環境選択実験により、精密膜ろ過により除去されにくいマウスノロウイルスの遺伝系統と、消毒剤耐性を有するマウスノロウイルスの遺伝系統を取得すること、及び下水・汚水由来のノロウイルス遺伝子取得を目的とした実験を行った。消毒剤耐性を有するマウスノロウイルスに関しては、遊離塩素に対し有意な耐性を保持する集団の取得に成功した。得られた遊離塩素耐性マウスノロウイル集団、および遊離塩素を用いずに希釈と培養のみを繰り替えした対照マウスノロウイルス集団に対し全ゲノム解析を行ったところ、遊離塩素耐性マウスノロウイルス集団に特異的な遺伝子変異を同定することに成功した。そのうちの1つはVP2と呼ばれるマイナー外殻タンパク質をコードする遺伝子中に存在しており、この変異によりマウスノロウイルス粒子の安定性が向上しているものと推測された。下水・汚水由来のノロウイルス遺伝子取得に関しては、仙台市内の下水処理場で採取した未処理下水から得られたノロウイルス遺伝子配列の取得に成功した。本研究では、水インフラの有無によりノロウイルスの進化の程度が異なることを証明することを目的としているが、研究初年度である平成30年度において、世界中で水の消毒に使用されている遊離塩素について、繰返し曝露により遊離塩素耐性のウイルス集団が生じうることが示され、さらに、その遊離塩素耐性がある特定の遺伝子変異によってもたらしうることが示唆される結果を得た。また、消毒剤耐性株に特徴的な遺伝子変異を検出するために、未処理下水中から複数のノロウイルス遺伝子配列を取得することにも成功した。以上の結果から、現在までに本研究は予定通り進行していると判断できる。研究2年度目である平成31年度では、研究初年度に確認された遺伝子変異に関し、実際に遊離塩素耐性をもたらすものか否かを確認するための実験を行う。具体的には、遊離塩素耐性マウスノロウイルス集団から複数の株を単離し、その全長遺伝子配列を確定する。これまでに確認された遺伝子変異を有する株を複数選び、遊離塩素耐性試験を行う。この際、対象となる遺伝子変異を有していない株も複数選び、遊離塩素耐性試験における対照株として用いる。この遊離塩素耐性試験において、株間の遊離塩素感受性の違いが検出された場合には、どの遺伝子変異を持つ株の遊離塩素感受性が変化していたかを確認することで、遊離塩素耐性に寄与している遺伝子変異を同定する。遊離塩素耐性に寄与している遺伝子変異の同定に至った場合には、水環境サンプルから得られたノロウイルス遺伝子配列を参照し、同定した遺伝子変異と同様な変異が見られるか否かを確認する。

具体的には、遊離塩素耐性マウスノロウイルス集団から複数の株を単離し、その全長遺伝子配列を確定する。これまでに確認された遺伝子変異を有する株を複数選び、遊離塩素耐性試験を行う。この際、対象となる遺伝子変異を有していない株も複数選び、遊離塩素耐性試験における対照株として用いる。この遊離塩素耐性試験において、株間の遊離塩素感受性の違いが検出された場合には、どの遺伝子変異を持つ株の遊離塩素感受性が変化していたかを確認することで、遊離塩素耐性に寄与している遺伝子変異を同定する。遊離塩素耐性に寄与している遺伝子変異の同定に至った場合には、水環境サンプルから得られたノロウイルス遺伝子配列を参照し、同定した遺伝子変異と同様な変異が見られるか否かを確認する。
オーラルヒストリーによる巨大科学の現代史資料システムの構築と共有化

個人情報や第三者に関する情報も含むオーラルヒストリー記録を多数収集し、共有資産として研究者に提供するシステムについて検討し、方法を確立した。実際に高エネルギー加速器研究機構における巨大科学プロジェクト関係者に対してインタビューを実施し、記録をアーカイブし、公開した。(1)我が国における巨大科学について科学史・社会史的に調査する。文献資料では足りない点を補うために、様々なアクターの記憶をオーラルヒストリーの手法で記録し、これをアーカイブズすることによって、研究者が広く利用できるシステムを構築する。(2)このため、組織的なオーラルヒストリーの方法を確立し、また、オーラルヒストリー(インタビュー映像も含む)のアーカイブズのありかたについても検討し、実行可能な方策をさぐる。(3)いくつかの試行を行い、実行可能であると考えられる方法を確立し、本格的な調査を試行し、その成果を利用した歴史研究を行う。平成18年度の活動は、ほぼ、予定された線に沿って行われ、組織的なオーラルヒストリーの実施からアーカイブズによる公開までの一連の方法が確立した。今後の試行によって多少の修正をほどこすことによって、確立した方法を提示できる見通しがついたと言える。オーラルヒストリーの試行:加藤が以前まとめた「総研大におけるオーラルヒストリーの展望」をベースに、周辺のシニアな科学研究者にオーラルヒストリーを試行した。特に大学共同利用機関の女性研究者多数に行った。組織的オーラルヒストリーの事務的手順の確立ネバダ大学の研究者を招へいし、オーラルヒストリーを組織的に行う上でのマネージメント(インタビュイーの確定、承諾、実施、映像撮影、テープ起こし、結果のアーカイブズ化)について学び、遂行手順を確立した。アーカイブズと公開のシステムを検討。個人情報の保護、肖像権、著作権の明確化、記録の公開に関するインタビュイーの同意のとりかた、などの倫理的諸点も検討し、米国における例を参考にして、同意書の原型をほぼ確定した。オーラルヒストリアンの養成:オーラルヒストリー講座を試行し、プロジェクトへの参加、協力者を募った。オーラルヒストリアンの養成プログラムを検討した。ターゲットとなるプロジェクトの検討:高エネルギー加速器研究機構のPSプロジェクト、国立天文台のすばるプロジェクトに絞って、くわしい情報を収集した。前者については研究分担者の湯川が理論グループについての情報を整理し、氏の研究分担予定を完了した。オーラルヒストリーにおける人類学的、社会学的なテーマに関する質問項目について検討した。特に、研究者をとりまく各種社会について検討した。平成19年度には、以下の成果があった。(1)国立天文台のすばるプロジェクトに関するオーラルヒストリーについて計画を一部実行(ハワイの研究者、日本に居る研究者、ハワイ人、日系人のインタビューおよび映像作成)、特に昨年度招聘し協力関係を築いたネバダ大学のパレフスキー氏との協力体制を確立した。(2)高エネルギー加速器研究機構について、研究者だけでなく、周辺の人材についてのインタビューを試行的に実施した。(3)オーラルヒストリアン養成プログラムの準備としてValery Yow"Recording Oral Histories"の翻訳を進めた。20年度中に出版できる見込み。(4)アーカイブズと公開のシステムを検討。(6)映像アーカイブズ利用のモデルケースとして、映像作品「宇宙の始まりの実験」の作成に協力した。(7)オーラルヒストリーの社会学的位置づけを明らかにする研究を進めた。(8)関連する学会で本課題を説明し、協力者をつのった。この結果、分子科学、宇宙科学についてもオーラルヒストリーを進める可能性が開けた。これらは、すべて試行的、予備的ともいえるものであるが、平成20年度からの本格的な研究活動にとっては必要なものであり、本格的な研究に必要な準備はほぼ整ったと言える。本研究課題のすべての問題点に対して、一応の解決を見たので、実証実験としての研究プロジェクト「KEK最初の10年」を開始できたことが最大の成果である。(1)オーラルヒストリーの独自の異議については加藤・安倍により明確となり、アーカイブズによる共有化が本質的に重要であることがあきらかになった。(2)オーラルヒストリアン養成プログラムの準備としてValery Yow“Recording Oral Histories"の翻訳を進めた。21年度中に出版できる見込みである。(3)核心であるアーカイブズについても、インタビュアー・インタビュイ-の関係とインタビュアー・アーカイブズの関係を分離することによって、関係者の権利・義務を明確にした。これによって、インタビューからアーカイブズまでの流れが確立した。(4)映像アーカイブズにおいても、基本定な方法論が確立し、当該年度に作成した国立極地研の記録映像をこの方式によってアーカイブズする。「KEK最初の10年」は旧高エネルギー物理学研究所(現、高エネルギー加速器科学研究機構)の発足(1971年)からの10年間に、この研究所に関わったあらゆるタイプの人にオーラルヒストリーインタビューを行い、KEK史料室にアーカイブし、保存と公開を行うもので、20年度には4件のオーラルヒストリーを蓄積した。これらの史料の利用についても科学技術社会論的な観点から検討され、最終年度には分析を試みることが可能となった。

本研究課題では(1)複数(多数)のインタビュアーが共通の問題意識のもとに多数の語り手にインタビュー調査を行い、その成果を研究グループ内だけではなく、すべての研究者と共有する方法を構築する、(2)その方法を用いて巨大科学についての調査を行う、という二つの目標があった。試行錯誤の後に昨年度に始めた実証実験と「KEK最初の10年」を行い、その成果をKEK史料室を通じて研究者に公開することに成功した。KEK(旧高エネルギー物理学研究所、現、高エネルギー加速器科学研究機構)の発足(1971年)からの10年間に、この研究所に関わったあらゆるタイプの人にオーラルヒストリーインタビューを行い、KEK史料室にアーカイブし、保存と公開を行うもので、14人の物理学者、関係者へのインタビューを行った。研究期間中には2つのみがアーカイブされたが、残りも早急にアーカイブされる予定である。また、(3)オーラルヒストリアン養成プログラムの準備としてValery Yow "Recording Oral Histories"の翻訳を進め完了した。出版する予定である。(4)映像アーカイブズにっいては、基本的な方法を確立し、国立極地研究所のインタビュー映像をこの方法でアーカイブした。公開については総合研究大学院大学のアーカイブズの拡充にあわせて行う予定である。インタビュー調査の分析については、今後の課題として継続してとりくむ予定である。
感染・偽関節の阻止を目指した革新的な骨折治療法に関する基礎的検討

本研究の目的は、「生体細胞膜を模倣した生体親和性合成リン脂質材料・MPCポリマー(PMPC)による細胞・タンパク質の付着抑制効果」を基盤技術として「骨折治療用機器表面のPMPC処理方法」を確立し、「細菌付着・バイオフィルム形成の抑制による感染・偽関節の阻止を目指した革新的な骨折治療法」を創出するための基礎研究を完成させることである。骨折治療における感染・癒合不全は深刻な合併症である。日本発の独自材料により、「工業的製造に対応できる簡便なプロセス」または「臨床上行われている消毒操作」というシンプルな方法で骨折治療用医療機器の表面に細菌付着・バイオフィルム形成抑制層を形成するところに本研究の独創性がある。医工連携研究により「PMPC処理条件の最適化」、「in vitro/vivo感染症モデルを用いた細菌付着・バイオフィルム形成抑制効果の検討」という2つのサブテーマに取り組み、革新的な骨折治療法を創出し、助成期間終了後に速やかに臨床試験に移行できるように基礎研究を完成させる。今年度は、以下の検討を行った。1. PMPC処理条件の最適化: PMPCによるナノ表面処理について、PMPCの組成、溶液濃度、処理時間等を変化させ、至適条件を検索した。2. In vitro/vivo感染症モデルを用いた細菌付着・バイオフィルム形成抑制効果の検討1)タンパク質吸着抑制効果および処理表面の電荷を計測した。2)「1. PMPC処理条件の最適化」で絞り込んだ処理方法でディスク表面をPMPC処理し、静置環境におけるIn vitro感染モデルに用い、バイオフィルム形成黄色ブドウ球菌等の付着抑制効果・バイオフィルム形成抑制効果を検討した。以上の結果は、革新的な骨折治療法を創出するための基礎検討を推進するための確信を得るに十分な結果であった。1. PMPC処理条件の最適化(達成度100%)ステンレス、チタン合金表面のPMPCによるナノ表面処理について、PMPCの組成、溶液濃度、処理時間等を変化させ、至適条件を検索した。試料表面を、a)X線光電子分光分析、b)赤外分光光度分析で観察し、PMPCユニットの同定および処理率を計測した。さらにc)透過型電子顕微鏡にて処理層の厚みを測定した。また、d)表面の水接触角を測定し親水性を評価した。2. In vitro/vivo感染症モデルを用いた細菌付着・バイオフィルム形成抑制効果の検討(達成度100%)1)タンパク質吸着抑制効果の検討:骨折治療用医療機器表面ではまずタンパク質が吸着し、この吸着層に細菌が付着する。そこで、タンパク質の吸着量をビシンコニン酸法により定量する系用い、PMPC処理によるステンレス、チタン合金表面へタンパク質吸着が抑制されることを確認した。また、表面の電荷を、ゼータ電位測定により評価した。2) In vitro感染モデルにおける評価: PMPCで表面処理したディスク表面に手術部位感染(SSI)の主な病原菌である、バイオフィルム形成黄色ブドウ球菌を播種した。37°Cにて静置培養後、試験片を回収して観察・評価をし、その表面では細菌付着が99%以上抑制されること、バイオフィルム形成が抑制されることを明らかにした。1. PMPC処理条件の最適化:30年度のタンパク質吸着抑制効果の検討、表面電位の検討、静置環境における感染抑制効果の結果をフィードバックし、細菌付着・バイオフィルム形成を効率的に阻止する至適処理条件を確立する。a)X線光電子分光分析、b)赤外分光光度分析、c)透過型電子顕微鏡による処理層の厚み測定、d)表面の水接触角計測等により評価する。2. In vitro/vivo感染症モデルを用いた細菌付着・バイオフィルム形成抑制効果の検討1) In vitro感染モデルにおける評価: 1.で絞り込んだ処理方法を用い、ステンレス、チタン合金製のディスク表面をPMPC処理する。24穴プレート中に試験片を配置し、細菌を播種する。細菌は手術部位感染(SSI)の主な病原菌である、バイオフィルム形成黄色ブドウ球菌等を使用する。37°Cにて流動培養後、試験片を回収し、以下の検討を行う。a)付着生菌数測定、b)蛍光顕微鏡観察、c)走査型電子顕微鏡観察、d)バイオフィルム厚の評価。また、予め形成させたバイオフィルムに対して流動環境下で抗菌薬を24時間作用させ、PMPC処理によるバイオフィルム形成抑制効果を検討する。2)マウス皮下感染モデルにおける評価:マウスの背部皮下に試験片を挿入後、細菌を接種して縫合する。3日後に試験片を摘出して以下の検討を行う。

医工連携研究により「PMPC処理条件の最適化」、「in vitro/vivo感染症モデルを用いた細菌付着・バイオフィルム形成抑制効果の検討」という2つのサブテーマに取り組み、革新的な骨折治療法を創出し、助成期間終了後に速やかに臨床試験に移行できるように基礎研究を完成させる。今年度は、以下の検討を行った。1. PMPC処理条件の最適化: PMPCによるナノ表面処理について、PMPCの組成、溶液濃度、処理時間等を変化させ、至適条件を検索した。2. In vitro/vivo感染症モデルを用いた細菌付着・バイオフィルム形成抑制効果の検討1)タンパク質吸着抑制効果および処理表面の電荷を計測した。2)「1. PMPC処理条件の最適化」で絞り込んだ処理方法でディスク表面をPMPC処理し、静置環境におけるIn vitro感染モデルに用い、バイオフィルム形成黄色ブドウ球菌等の付着抑制効果・バイオフィルム形成抑制効果を検討した。以上の結果は、革新的な骨折治療法を創出するための基礎検討を推進するための確信を得るに十分な結果であった。1. PMPC処理条件の最適化(達成度100%)ステンレス、チタン合金表面のPMPCによるナノ表面処理について、PMPCの組成、溶液濃度、処理時間等を変化させ、至適条件を検索した。試料表面を、a)X線光電子分光分析、b)赤外分光光度分析で観察し、PMPCユニットの同定および処理率を計測した。さらにc)透過型電子顕微鏡にて処理層の厚みを測定した。また、d)表面の水接触角を測定し親水性を評価した。2. In vitro/vivo感染症モデルを用いた細菌付着・バイオフィルム形成抑制効果の検討(達成度100%)1)タンパク質吸着抑制効果の検討:骨折治療用医療機器表面ではまずタンパク質が吸着し、この吸着層に細菌が付着する。そこで、タンパク質の吸着量をビシンコニン酸法により定量する系用い、PMPC処理によるステンレス、チタン合金表面へタンパク質吸着が抑制されることを確認した。また、表面の電荷を、ゼータ電位測定により評価した。2) In vitro感染モデルにおける評価: PMPCで表面処理したディスク表面に手術部位感染(SSI)の主な病原菌である、バイオフィルム形成黄色ブドウ球菌を播種した。37°Cにて静置培養後、試験片を回収して観察・評価をし、その表面では細菌付着が99%以上抑制されること、バイオフィルム形成が抑制されることを明らかにした。1. PMPC処理条件の最適化:30年度のタンパク質吸着抑制効果の検討、表面電位の検討、静置環境における感染抑制効果の結果をフィードバックし、細菌付着・バイオフィルム形成を効率的に阻止する至適処理条件を確立する。a)X線光電子分光分析、b)赤外分光光度分析、c)透過型電子顕微鏡による処理層の厚み測定、d)表面の水接触角計測等により評価する。2. In vitro/vivo感染症モデルを用いた細菌付着・バイオフィルム形成抑制効果の検討1) In vitro感染モデルにおける評価: 1.で絞り込んだ処理方法を用い、ステンレス、チタン合金製のディスク表面をPMPC処理する。24穴プレート中に試験片を配置し、細菌を播種する。
脊髄損傷患者におけるロボットスーツを用いた超急性期からのリハビリテーション介入

脊随不全麻痺患者に対してロボットスーツHALを用いた超急性期からのシームレスなリハビリテーション介入を行い.その有用性を評価した。対象は4症例である。受傷直後から筋電波形を見ながらの筋力トレーニングの施行と、その後速やかなHALを用いた歩行訓練を行った。4例中3症例はHALを用いたリハビリテーションを導入後2ヶ月以内に下肢歩行機能が改善した。HALを使用したリハビリに対する満足度は、改善があまり認められなかった症例も含めて高いものであった。本研究の限界としては、対象症例が4例と少ないこと、ならびに対照症例がなく、真にHALが有効であったかどうかの比較検討ができなかったことである。対象は4症例である。受傷直後から生体電位センサを用いたトレーニングと手術後早期からのリハビリテーション介入は、脊髄麻痺患者の予後を改善する可能性がある。本研究の目的は、脊随不全麻痺患者に対して自立型ロボットスーツHALを用いた超急性期からのシームレスなリハビリテーション介入を行い.その有用性を明らかにすることである。初年度は、本アプローチの適応の可否、および実行可能性の検証を含め、比較的軽度の歩行障害を主訴にした脊随不全麻痺患者に対して積極的にロボットスーツHALを用いたリハビリテーション介入を試みた。初年度当院にて入院加療した対象症例は4例であった。また1例に対しては生体電位センサを用いたバイオフィードバック・トレーニングをHALを用いたリハビリに移行する前に実施することが出来た。リハビリテーションの詳細を以下に示す。基本的に手術治療にて脊髄圧迫の解除を行った後、生体電位センサを用いたバイオフィードバック・トレーニングを行い、可及的早期にリハビリテーション病院へ転院の上、HALでのリハビリテーションを開始を行うことを目標とした。HAL適応の4例に対しては、HAL装着治療の前後にAmerical Spinal Injury Association Impairment Scale (ASIA),Functional Independence Measurelocomotor (FIM-L),10m歩行速度を用いて評価を行った。評価項目に関しては現在集計し、統計学的に解析中である。また1例に対し、生体電位センサを用いて早期からのリハビリ導入を行った症例に関して、第51回リハビリテーション医学会にて発表予定である。本研究は、今後の新たなリハビリテーション方法の開発に関して、特に脊髄不全麻痺患者で歩行障害を主訴とする患者への福音となることが期待される。歩行障害を主訴にした脊随不全麻痺患者に対して積極的にロボットスーツHALを用いた超急性期からのシームレスなリハビリテーション介入を行った。初年度当院に入院し歩行障害を主訴とする対象症例は4例であった。またHALを用いたリハビリに移行する前に生体電位センサを用いたトレーニングを実施できた症例は1例であった。リハビリの詳細は、基本的に手術にて脊髄圧迫の解除を行った後に、生体電位センサトレーニングを行い、できるだけ早期にリハビリテーション病院へ転院の上、HALでのリハビリを開始した。この4例に対してHALの前と後にAmerical Spinal Injury Association Impairment Scale (ASIA),Functional Independence Measurelocomotor (FIM-L),10m歩行速度を用いて評価を行った。評価内容に関しては現在集計し、解析中である。また1例に対し、生体電位センサを用いて早期からのリハビリ導入を行った症例に関して、第51回リハビリテーション学会にて発表を行った。生体電位を視覚化できるデバイスを用いた早期筋力トレーニングは、患者に筋肉の活動をダイレクトに視覚的に伝えることができ、目標とする筋に対するリハビリを促進する効果が認められた。HALは、下肢に装着するデバイスであり、身長が低い患者(150cmより低い方)には使用できないという、患者の体格への条件もあるが、使用によって歩行バランスの獲得がなされる症例がみられた。本研究は、今後の新たなリハビリテーション方法の開発に関して、特に脊髄不全麻痺患者で歩行障害を主訴とする患者への福音となることを期待している。リハビリテーション1)超急性期リハビリテーション介入。対象患者の内1例に対しては生体電位センサを用いたバイオフィードバック・トレーニングをHALを用いたリハビリに移行する前に実施することが出来た。これは非拘束Bluetoothワイヤレス通信筋電センサ(MWATCH-101、和田製作所、愛知県)およびタブレットPC(CF-AX2,パナソニック社)を用いたバイオフィードバック・リハビリテーションであり、生体電位を視覚化できるデバイスを用いた早期筋力トレーニングは、患者に筋肉の活動をダイレクトに視覚的に伝えることができ、目標とする筋に対するリハビリを促進する効果が認められた。本研究成果については代表者が日本リハビリテーション医学会にその効果について報告予定である(平成26年6月、名古屋市、採択)。2)ロボットスーツHALを用いたリハビリテーションとその適応および実行可能性。当初の計画通り手術治療にて脊髄圧迫の解除を行った後、可及的早期にリハビリテーション病院へ転院の上、HALでのリハビリテーションを開始出来た症例は4例である。

これは申請時の目標症例数よりも少ないが、症例選択と適応に関して(即ちHALが適さない症例)の知見を集積するとともに、実行した4例についても順調にデータを蓄積し得た。現時点で明らかになった課題を以下に示す。1HALは、下肢に装着する制約から、低身長患者(150cm以下)には使用できない。2頚髄損傷での不全麻痺患者では、起立時に低血圧発作が生じて立位を保てない症例が存在した。3上肢の麻痺の程度が重度であればあるほど、安定性を欠き、思うようにリハビリが遂行できない症例が存在した。向後の研究アプローチ。1重度の頚髄損傷患者。重度の頚髄損傷患者は、上肢の筋力低下が大きく、使用時の体幹の安定性を欠くので、ロボットスーツHALの使用が困難であった。従ってこのような頚髄損傷患者に対しては、歩行器ではなく、リフト式の体幹保持器機を併用することで上肢に頼らず立位保持ができるように工夫を行い、ロボットスーツを併用してのリハビリテーションが行える環境を作るように、共同研究施設である奈良県総合リハビリテーションセンター(宮内義純所長、林雅弘部長)と協議・調整を行う。2上肢の筋力低下が軽度でありながら、体幹のバランス不良からの歩行困難な頚髄症の症例。当該症例については手術早期に筋電センサ・バイオフィードバックトレーニングを重点的に行った後に、早期からのロボットスーツ装着の上での歩行訓練をすすめる。3下肢麻痺が中心の胸髄損傷の患者。当該患者については上肢の筋力低下がなく、上肢で体幹の不安定性を補うことができるため、ロボットスーツの使用を積極的に推進する。4腰部脊柱管狭窄症。同様に腰部脊柱管狭窄症による馬尾損傷の症例に関しても、筋力低下からの歩行が困難な症例を多々経験する。脊髄損傷にのみならず、これら腰部脊柱管狭窄症症例に関しても導入をすすめ、より広範な症例を対象にHALを用いたリハビリテーションを推進する。低身長患者への導入については今後の検討を要する。筋電センサを用いたバイオフィードバック・トレーニングは患者に分かりやすく、有用な方法である。初年度の経験から我々の提案する、筋電センサとロボットスーツHALと組み合わせた超急性期からのシームレスなリハビリテーション介入には、重度の脊髄損傷(頚髄、胸髄)患者もふくめた脊髄損傷患者の治療を飛躍的に向上させる、大きな可能性が見受けられた。以上、初年度に類型化した方針・治療選択を元に次年度も本研究を推進する予定である。
多層動的ネットワークによるパンデミック阻止に資するワクチン接種戦略の解明

本研究では,現実社会の多層的なつながり(友人,会社等)やその時間的変化をより正確に反映するため,多層ネットワークにおいて個体が移動するモデルを構築し,計算機シミュレーションにより,災害時など極端にネットワーク構造が変化してしまう状況に有効なワクチン接種戦略を明らかにすることを目的とした.まず,1次元空間での個体群の一方向への移動が感染症の拡大・阻止に与える影響について,エージェントベースモデルのシミュレーションによって調べた.その結果,個体の密度が閾値以下の場合には個体の接触が途絶え,感染が消滅すること,一方で閾値以上の場合には継続的な個体の接触に起因して,感染する個体が常に存在してしまうことが分かった.個体の移動を考慮せず,空間的な混雑効果もない平均場近似による予測と比較することで,移動と空間の混雑効果による感染症の流行が明らかとなった.この結果は,日本物理学会が刊行するJournal of the Physical Society of Japanに掲載された.次に,本年度は生態学のモデルでよく用いられるメタポピュレーションのネットワーク構造を用いて,パッチ(ネットワークのノード)間を個体がランダムに移動する時にネットワーク構造の違いによって感染規模にどのような影響が出るかを数値シミュレーションと数理解析によって調べた.ネットワーク構造は完全グラフ,サイクルグラフ,スターグラフの3種類を考えた.その結果,スターグラフのようなハブを持つ非均質なネットワークの場合,ハブが感染症の供給源となって消滅しないことが明らかとなった.この結果は,数理生物学の伝統的ジャーナルであるJournal of Theoretical Biologyに掲載された.本年度は多層ネットワーク上で個体が移動するとき感染がどのように広がるか,特に個体の特定の方向への移動が感染の拡大にどう寄与するか,またその感染拡大を防ぐにはどのようなワクチン接種戦略が有効になるのかについてエージェントベースモデルを計算機上に構築し,多数のシミュレーション実験を行った.具体的には以下の研究を行い,成果を上げることができた.1次元空間での個体群の一方向への移動が感染症の拡大・阻止に与える影響について,エージェントベースモデルのシミュレーションによって調べた.その結果,個体の密度が閾値以下の場合には個体の接触が途絶え,感染が消滅すること,一方で閾値以上の場合には継続的な個体の接触に起因して,感染する個体が常に存在してしまうことが分かった.個体の移動を考慮せず,空間的な混雑効果もない平均場近似による予測と比較することで,移動と空間の混雑効果による感染症の流行が明らかとなった.この結果は,日本物理学会が刊行するJournal of the Physical Society of Japanに掲載された.個体の移動が感染症の拡大・阻止に与える影響について一定の成果が得られた.個体の移動に関しては,これまでの数理モデルでは移動を明示的に考慮していなかったり,ランダムウォークなどが仮定されていることが多かった.本研究ではそれらとは異なり,個体の特定の方向への移動の感染症への影響を調べた.個体の密度が閾値以下の場合には個体の接触が途絶え,感染が消滅すること,一方で閾値以上の場合には継続的な個体の接触に起因して,感染する個体が常に存在してしまうことを明らかにした.個体の移動を考慮せず,空間的な混雑効果もない平均場近似による予測と比較することで,移動と空間の混雑効果による感染症の流行への影響を明確にした.これらの結果をまとめることで,国際誌に論文が1つ掲載されたので,順調な研究の進展と判断した.本研究では,現実社会の多層的なつながり(友人,会社等)やその時間的変化をより正確に反映するため,多層ネットワークにおいて個体が移動するモデルを構築し,計算機シミュレーションにより,災害時など極端にネットワーク構造が変化してしまう状況に有効なワクチン接種戦略を明らかにすることを目的とした.まず,1次元空間での個体群の一方向への移動が感染症の拡大・阻止に与える影響について,エージェントベースモデルのシミュレーションによって調べた.その結果,個体の密度が閾値以下の場合には個体の接触が途絶え,感染が消滅すること,一方で閾値以上の場合には継続的な個体の接触に起因して,感染する個体が常に存在してしまうことが分かった.個体の移動を考慮せず,空間的な混雑効果もない平均場近似による予測と比較することで,移動と空間の混雑効果による感染症の流行が明らかとなった.この結果は,日本物理学会が刊行するJournal of the Physical Society of Japanに掲載された.次に,本年度は生態学のモデルでよく用いられるメタポピュレーションのネットワーク構造を用いて,パッチ(ネットワークのノード)間を個体がランダムに移動する時にネットワーク構造の違いによって感染規模にどのような影響が出るかを数値シミュレーションと数理解析によって調べた.ネットワーク構造は完全グラフ,サイクルグラフ,スターグラフの3種類を考えた.その結果,スターグラフのようなハブを持つ非均質なネットワークの場合,ハブが感染症の供給源となって消滅しないことが明らかとなった.この結果は,数理生物学の伝統的ジャーナルであるJournal of Theoretical Biologyに掲載された.本年度の成果に基づいて,より現実的な2次元空間での個体の移動にモデルを拡張する予定である.特に病気の個体の移動範囲が制限される場合の感染症の拡大に与える影響について詳細に調べる予定である.具体的には,2次元空間に非感染エージェント多数と少数の感染エージェントを最初ランダムに配置する.各エージェントは空間上を一定方向にバイアスがかかった状態でランダムウォークする.この時,感染エージェントは非感染エージェントに比べて移動する量が小さいと仮定し,この影響を調べる.感染エージェントの移動量をパラメータとすることで,病気により動かないことが感染症の流行に与える効果が明確にわかる.このようなより現実的な設定において自発的ワクチン接種をどのようにネットワーク上の個体群に適用すれば感染症の拡大阻止に効果的かを明らかにする.
マイクロ金型・小型高度機械部品のための細穴内面プラズマコーティング法の開発

本研究により,従来法では困難であった内径がミリメートルサイズの細穴内面へのDLC(Diamond-Like Carbon)成膜が可能となった.また,細穴内を伝搬する電磁波の電磁界分布と電磁波からパワーを吸収することによって生成維持されるプラズマの分布とをSelf-consistentに解析できるシミュレーションコードを開発・運用し,細穴内面の電磁界構造を明らかにするとともに,より長尺の細穴内面で均一にプラズマを生成するための指針を得た.本研究により,従来法では困難であった内径がミリメートルサイズの細穴内面へのDLC(Diamond-Like Carbon)成膜が可能となった.また,細穴内を伝搬する電磁波の電磁界分布と電磁波からパワーを吸収することによって生成維持されるプラズマの分布とをSelf-consistentに解析できるシミュレーションコードを開発・運用し,細穴内面の電磁界構造を明らかにするとともに,より長尺の細穴内面で均一にプラズマを生成するための指針を得た.まず実際の微小口径内面を有する機械部品への適用に先立って,実験室レベルで容易に取り扱える微小口径試験片として1/4ステンレスレス鋼製パイプ(内径4.5mm)内面ヘのDLC成膜技術の確立を目指した.その結果,成膜条件の改良により長さ50mm,つまりアスペクト比が10を超えるパイプに対して全面にDLC成膜ができるようになった.ここで,DLC成膜の確認には,(1)DLCにおいて典型的に見られるID, IGピークを持つブロードなラマンスペクトル,および,(2)押し込み硬さで10GPa以上の硬度が,管軸方向に等間隔な5点において計測されることを基準として用いた.しかしながら全面成膜した管においても,軸方向の膜厚分布には依然大きなばらつきがあり,15分の成膜で最薄部1μm,最厚部7μmであった.成膜ガスを流しながら成膜していたため管内に大きな圧力差ができたことがその大きな要因と考えられ,次年度はガスを封じ切って成膜することで,軸方向の膜厚分布の均一性向上を目指す.また,有限要素法を用いた電磁波伝播解析を行い,パイプ内面に生じるシースと管内高密度プラズマとの境界に沿って表面波が伝播しうることを明らかにした.同シミュレーション上で投入電磁波の周波数を0.56.0 GHzと変化させたところ,プラズマ密度一定という近似下において,低周波ほど管軸方向の電磁波の減衰が少ないという結果が見られた.プラズマの長尺・均一化を目指すにあたって大変重要な知見であり,次年度は電磁界からの投入パワーによってプラズマ密度が変化するSelf-consistentな解析を行い,電磁波周波数が管内プラズマの軸方向均一性に与える影響を検証する.開発方法を用いて1/4インチステンレスレス鋼製パイプ(内径4.4mm,長さ50mm)の内面へのDLC成膜を行った.ガス圧力30Pa程度のAr, TMS, CH_4の混合ガス雰囲気で, 40分間成膜を行ったところ,膜厚は軸方向で3-5μmでばらついており,平均膜厚は3.8μmであった. DLCを成膜したパイプを縦に割り,内面と鋼球(直径1.6mm, SUJ2製)を,垂直荷重2.0N, 2秒間で5mmストロークするという条件で摩擦したところ,摩擦係数は約0.2であった.次に同じ条件で成膜されたパイプに対し,パイプを割らずに鋳鉄のシャフト(摺動部直径4.2mm,長さ10mm, FC250製)を挿入し,シャフトを回転させて摩擦試験を行った.垂直荷重19.6N,回転速度120rpmで総すべり距離100mまで摺動させたところ,成膜時にマイクロ波を投入した開口端から10, 25mmの位置においては比較的短いすべり距離で膜が剥離し,摩擦係数は内面にDLCを成膜していない場合とほぼ変わらない0.4程度となった.一方,開口端から40mmの位置においては,そのような剥離は起きず, 100m摺動時点での摩擦係数は0.17となった.薄膜硬度計でDLC膜の硬度を調べたところ,剥離した個所の硬度は5GPa程度であったのに対し,剥離しなかった個所の硬度は12GPa程度であった.すなわち膜の構造が軸方向に不均一であることが確認された.そのような不均一性を改善するためには,シミュレーションによるマイクロ波投入機構の最適化が必要と考え,パイプ内を伝搬する電磁波と,電磁界からパワーを吸収することによって密度が変化するプラズマとをSelf-consistentに解析できるシミュレーションコードを開発した.実験との比較の結果,電磁周波数がより低いほうがよりプラズマが長く伸びて均一になること,電磁波の単位投入パワーあたりのプラズマの伸び量がパワーの増加とともに低下すること,などの実験事実が定性的に再現されうることが分かった.
海水ウランの効率的吸着採取プロセスの開発

係留固定層ー海流利用システムの完成を目的として,海洋での試験を中心に開発研究を行った.(i)係留式海流利用システムの開発:実機の吸着床ユニットの1/4縮尺模型(直径90cm,厚さ15cm)の円盤状のかごの中に繊維状の吸着剤を充填し,これを海流に相当する2ノットの速度で曳航する吸着実験を行った.ユニット表面の水圧分布を計測し,ユニット内の吸着床を透過する海水の流速を計算した.計算値と実測値とはよく対応していることがわかった.(ii)繊維状吸着剤の係留式採取法への適用:繊維状アミドキシム吸着剤を合成し,最適条件では,最大吸着量620μgーU/g/dayで,かつ充分な強度をもつ繊維が得られた.吸着繊維は糸まり状として充填し,約1m/sの海流と接触させた.装置の総括ウラン吸着量に及ぼす,吸着時間,糸まり体の空間率,繊維の吸着速度の影響を明らかにした.繊維表面と周囲の海水間の物質移動係数を考慮してシミュレ-ションした結果は,実験によって得られたウランの吸着量とほぼ一致した.(iii)球状吸着剤の係留式採取法への適用:吸着剤の長期リサイクル使用による性能変化を調べた.硫酸を溶離剤に用いた場合,リサイクルにより若干吸着性能の低下が認められるけれども,平均ウラン回収量は最も高い値を示した.(iv)中空繊維充填装置ポンプ利用システムの開発:アミドキシム基を有する中空糸状吸着剤を合成し,海水からのウラン吸着システムに適用した.曳航,係留をそれぞれ50,889時間,すなわち39日間にわたり行った.アミドキシム中空繊維を充填した係留吸着装置を1m/sの速度で曳航し,一日あたりのウラン吸着量は21μgーU/gを得た.また,アミドキシム中空繊維吸着剤を放射線グラフト重合法によって,大量にかつ均一に合成するために,放射線前照射気相グラフト重合反応装置を提案した.(v)採取システムの設計と評価:これまでの知見と海洋での試験デ-タをもとに,係留固定層ー海流利用システム採取システムの設計とコスト計算を行った.係留固定層ー海流利用システムの完成を目的として,海洋での試験を中心に開発研究を行った.(i)係留式海流利用システムの開発:実機の吸着床ユニットの1/4縮尺模型(直径90cm,厚さ15cm)の円盤状のかごの中に繊維状の吸着剤を充填し,これを海流に相当する2ノットの速度で曳航する吸着実験を行った.ユニット表面の水圧分布を計測し,ユニット内の吸着床を透過する海水の流速を計算した.計算値と実測値とはよく対応していることがわかった.(ii)繊維状吸着剤の係留式採取法への適用:繊維状アミドキシム吸着剤を合成し,最適条件では,最大吸着量620μgーU/g/dayで,かつ充分な強度をもつ繊維が得られた.吸着繊維は糸まり状として充填し,約1m/sの海流と接触させた.装置の総括ウラン吸着量に及ぼす,吸着時間,糸まり体の空間率,繊維の吸着速度の影響を明らかにした.繊維表面と周囲の海水間の物質移動係数を考慮してシミュレ-ションした結果は,実験によって得られたウランの吸着量とほぼ一致した.(iii)球状吸着剤の係留式採取法への適用:吸着剤の長期リサイクル使用による性能変化を調べた.硫酸を溶離剤に用いた場合,リサイクルにより若干吸着性能の低下が認められるけれども,平均ウラン回収量は最も高い値を示した.(iv)中空繊維充填装置ポンプ利用システムの開発:アミドキシム基を有する中空糸状吸着剤を合成し,海水からのウラン吸着システムに適用した.曳航,係留をそれぞれ50,889時間,すなわち39日間にわたり行った.アミドキシム中空繊維を充填した係留吸着装置を1m/sの速度で曳航し,一日あたりのウラン吸着量は21μgーU/gを得た.また,アミドキシム中空繊維吸着剤を放射線グラフト重合法によって,大量にかつ均一に合成するために,放射線前照射気相グラフト重合反応装置を提案した.(v)採取システムの設計と評価:これまでの知見と海洋での試験デ-タをもとに,係留固定層ー海流利用システム採取システムの設計とコスト計算を行った.