hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
水産加工残滓を利用した生分解性・可食性包装材の開発

水産資源の枯渇が危惧されているとともに地球環境の保全が火急の課題となっている現状を踏まえ、本研究では水産加工の際に廃棄される残滓や品質低下したすり身などの有効利用について検討した.主として研究した課題は、加工場から廃棄されるマグロヒレから抽出したゼラチンの組成と性状、魚類皮から調製したゼラチンを用いた可食性フィルムの性状、可食性すり身フィルムの最適調製法、本フィルムの機械的性状、水蒸気透過性、酸素透過性、抗酸化能をはじめとした各種性状の解明と改善である.水産資源の枯渇が危惧されているとともに地球環境の保全が火急の課題となっている現状を踏まえ、本研究では水産加工の際に廃棄される残滓や品質低下したすり身などの有効利用について検討した.主として研究した課題は、加工場から廃棄されるマグロヒレから抽出したゼラチンの組成と性状、魚類皮から調製したゼラチンを用いた可食性フィルムの性状、可食性すり身フィルムの最適調製法、本フィルムの機械的性状、水蒸気透過性、酸素透過性、抗酸化能をはじめとした各種性状の解明と改善である.水産資源の有効利用および地球環境に優しい包装材の開発を目的に、各種水産加工残滓や魚肉を利用して生分解性・可食性フィルムを調製し、それらの性状改善を試みた。1.廃棄される部分に残るクロカジキ肉を採取し、これらすべてを用いて生分解性フィルムを作成することに成功した。30°Cで貯蔵して鮮度が低下したクロカジキ肉からも透明である程度の引っ張り強度を有するフィルムを作成できた。2.天然抗菌剤であるボリリジンをフィルムに添加することにより、鮮度低下した肉類に存在する各種微生物数を抑制し、微生物学的にも安全なフィルムが作成できることを明らかにした。3.冷凍すり身の新規利用方法として、生分解性・可食性フィルムをスケトウダラすり身を用いて作成することに成功した。フィルム形成溶液のpHを酸性に調整することにより、透明で機械的性質に優れたフィルムが調製できた。4.酸性側でフィルムを作成すると、すり身タンパク質の主要成分であるミオシン重鎖の分解が進み、それに伴ってフィルムの引っ張り強度が低下することが分かったため、ミオシン重鎖の分解要因について検討した。その結果、本分解は、すり身中に内在する酸性プロテアーゼの作用に起因することを証明した。主たる酸性プロテアーゼはカテプシンDとシステインプロテアーゼであることを明らかにした。5.最後に、酸性プロテアーゼ活性を抑えて酸性側でフィルムを作成する方法について検討した。可食性であることを考慮して、プロテアーゼインヒビターの利用は抑え、フィルム形成溶液を加熱する方法を考案した。その結果、70°Cで20分間加熱するのが最適であることを見出した。栄養価に富む水産食品並びに医薬的成分などを含有する海洋資源の需要は、国内外でこの数年確実に増加している。さらに年間1人当り消費する水産物の量は全世界で増加傾向にあり、特に人口が多い開発途上国でその傾向は顕著である。これらのことは水産資源の枯渇を招く可能性が大きいため、資源を維持しながらさらに品質向上を常に認識して研究・開発を進める必要がある。本研究では、マグロ缶詰製造時に廃棄される皮の有効利用とスケトウダラ冷凍すり身の新規利用法に焦点を当てた。以下に主たる成果をまとめる。1.マグロ皮のゼラチン組成と性状:本ゼラチンの機能性を一般組成、アミノ酸組成、各種食品化学的性状の面から検討した。本ゼラチンの加水分解物が脂質酸化を効果的に防止する性質を有していることを見い出した。2.マグロ皮ゼラチンを用いた可食性フィルムの性状:本ゼラチンの利用方法として、環境に優しい包装材の開発の一環として、生分解性・可食性フィルムを調製することに成功した。さらに、本フィルムに各種抗酸化剤を添加することにより、魚肉をはじめとした酸化を受けやすい食品の保存期間延長に利用できることを明らかにした。3.可食性すり身フィルムの性状とその利用法:スケトウダラすり身を用いた可食性フィルムの最適調製法を確立し、その利用方法について検討した。本フィルムは酸素透過性が極めて低く、また紫外線を透過させないため、脂質酸化を防止するのに使用できることが示唆された。さらに、本フィルム調製後の褐色化現象について化学反応的研究を実施した。
曲面上の写像の同期点に対する組みひも不変量とその応用

2次元円板をそれ自身に移す埋め込み写像に対し,その周期点集合の位相的構造について,周期点の位相不変量の一種である組みひも不変量を用いることにより研究を行い,以下に述べるような成果を得た.1.サーストン理論により,位相的に複雑な(即ち,組みひも不変量の分解において擬アノソフ成分が存在する)周期点の存在が無限個の周期点の存在を導くことが知られている.周期がn以下である周期点全体の集合P(n)の位相的複雑さが周期点の個数に与える影響について調べ,P(n)の個数は2n+3個以上であることを示した.2.P(n)が2n+2個以下の元からなる場合,上で示したことにより,その組みひも不変量の成分はすべて単純型であることが分かるが,この事実を用いて,P(n)の組みひも型の取り得る可能なタイプを完全に決定した.3.写像の不動点について,以上の考察とは異なった視点から研究を行い,以下の成果を得た.(1)組みひもの概念を用いて,不動点全体の集合にある種の同値関係を導入することができることを示し,さらに各同値類の組みひも不変量はすべて平面の回転から定まるツイスト型であることを証明した.従って,不動点集合は単純な構造をもつ有限個の部分に分解され,不動点集合の構造を決定する問題は,各同値類の性質を調べる問題,及び同値類相互の配置関係を調べる問題という2つの部分に分けられる事が分かった.(2)同値類の性質を調べる問題を扱い,各同値類の不動点指数は1以下であることを示した.この結果を用いて,不動点の位相的性質と安定性との間の関係を調べ,2個以上の元をもつ同値類は必ず不安定な不動点を含むことを示した.また,不安定不動点をふくむ同値類の個数は,含まない同値類の個数より大きいことを示した.2次元円板をそれ自身に移す埋め込み写像に対し,その周期点集合の位相的構造について,周期点の位相不変量の一種である組みひも不変量を用いることにより研究を行い,以下に述べるような成果を得た.1.サーストン理論により,位相的に複雑な(即ち,組みひも不変量の分解において擬アノソフ成分が存在する)周期点の存在が無限個の周期点の存在を導くことが知られている.周期がn以下である周期点全体の集合P(n)の位相的複雑さが周期点の個数に与える影響について調べ,P(n)の個数は2n+3個以上であることを示した.2.P(n)が2n+2個以下の元からなる場合,上で示したことにより,その組みひも不変量の成分はすべて単純型であることが分かるが,この事実を用いて,P(n)の組みひも型の取り得る可能なタイプを完全に決定した.3.写像の不動点について,以上の考察とは異なった視点から研究を行い,以下の成果を得た.(1)組みひもの概念を用いて,不動点全体の集合にある種の同値関係を導入することができることを示し,さらに各同値類の組みひも不変量はすべて平面の回転から定まるツイスト型であることを証明した.従って,不動点集合は単純な構造をもつ有限個の部分に分解され,不動点集合の構造を決定する問題は,各同値類の性質を調べる問題,及び同値類相互の配置関係を調べる問題という2つの部分に分けられる事が分かった.(2)同値類の性質を調べる問題を扱い,各同値類の不動点指数は1以下であることを示した.この結果を用いて,不動点の位相的性質と安定性との間の関係を調べ,2個以上の元をもつ同値類は必ず不安定な不動点を含むことを示した.また,不安定不動点をふくむ同値類の個数は,含まない同値類の個数より大きいことを示した.2次元円板からそれ自身への同相写像の周期点の位相的構造について研究した。周期点の集まりに対し定義される位相不変量の一つとして、組ひも型がある。周期がn以下である周期点全体の集合をP(n)と表すとき、P(n)の組みひも型について考察し、以下の結果を得た。1.P(n)の組ひも型を既約分解したときに擬アノソフ成分が現れるならば、P(n)の個数は常に2n+3個以上であることを証明した。更に、P(n)が横断的であれば、その個数は3n+6n個以上であることを示した。2.P(n)の個数が、2n+2個以下である場合には、上で示したことにより、その組ひも型の既約成分はすべて周期的であることが分かるが、この事実を用いて、P(n)の組ひも型の取り得る可能なタイプを完全に決定した。また、P(n)の各元が横断的である場合にも同様の決定を行った。これにより、組ひも型の可能なタイプは、自明な組ひも型から、熊手型分岐および周期倍分岐を繰り返して得られるものであることが示された。3.以上の研究を進めていく過程において得られた副産物として、研究分担者の早川は、組みひも型の既約分解アルゴリズムの一つであるFranks-Misiurewiczのアルゴリズムを、一つの基本操作を新たに付け加える事により改良することに成功した。4.今年度の計画としては、以上の1,2の他に、不動点集合の同値類の構造の研究が予定されていたが、十分な成果を得ることが出来なかった。この課題は次年度優先的に取り挙げたい。2次元円板からそれ自身への同相写像の不動点全体の集合の位相的構造について研究し、以下の結果を得た。

1.不動点集合の構造を絡み数(linking number)の概念を用いて調べた。(1)不動点同士の絡み方を表す整数である絡み数の概念を用いて、不動点集合にある種の同値関係を導入することができることを示した。また、各同値類の不動点指数は1以下であることも示した。(2)不動点の位相的特徴は組みひも型を用いて表されるが、Nielsen不動点理論および同相写像のイソトピーによる分類理論であるNielsen-Thurston分類理論を用いることにより、(1)で導入した同値類の組みひも型はすべて平面の回転から定まるfull-twist型であり、従って単純な位相的特徴を持つことを証明した。2.不動点の位相的性質と安定性との間の関係を調べた。(1)同値類が1個の点からなり更に他の不動点との絡み数が同一であるような不動点は、常に不安定であることを証明した。(2)安定不動点でその同値類が1個の点しかもたないものが存在するならば、写像の位相的エントロピーが正となることを示した。この結果は、1において導入された同値関係がカオスの研究において有用な概念であることを示している。3. Nielsen不動点理論を用いて、不安定不動点のねじれ数全体の集合が、不動点の絡み数全体の集合と一致することを示した。2次元円板をそれ自身に移す埋め込み写像の不動点集合の位相的構造について研究し,以下の結果を得た.1.組ひもの概念を用いて,不動点集合にある種の同値関係を導入することができることを示した.2.各同値類の組みひも型は,すべて平面の回転から定まるfull-twist型であることを証明した.これによって,この同値関係を用いることにより,不動点集合を単純な構造をもつ有限個の部分に分解できることが分かる.従って,不動点集合の構造を決定する問題は,各同値類の性質・構造を調べる問題,及び同値類相互の配置関係を調べる問題という2つの部分に分けられる事が分かった。3.2で述べられた問題のうち,前者の同値類の性質を調べる問題を扱い,各同値類の不動点指数は1以下であることを示した.4.上記の結果を用いて,不動点の位相的性質と安定性との間の関係を調べた.まず,2個以上の元をもつ同値類は,必ず不安定な不動点をふくむことを示した.また,不安定不動点をふくむ同値類の個数は,含まない同値類の個数より大きいことを示した.5.以上の結果は,平面状の埋め込み写像場合に,ほとんどそのままの形で拡張できることを示した。
液滴ターゲットを用いたレーザーマイクロプラズマの高効率生成とプラズマ診断

本研究では,(1)ナノ秒二重パルスレーザー生成マイクロプラズマから発生するEUV光の高効率発生および高速イオンのエネルギースペクトル制御の可能性を示した.質量制限型レーザー生成マイクロプラズマを用いて,応用への有効性が高いEUV光源の最適化に関する研究を進めた.EUV光源の高効率化とデブリの抑制を同時に満たすレーザーおよびマイクロプラズマの最適パラメータが明らかになった.ダブルパルス照射時には,高速イオンのイオン種,価数,エネルギー,イオン信号が減少し,Sn^+イオンのみが観測された.最大イオン信号となるエネルギーは3.5keV,イオン信号は1/4に減少した.これは,プラズマの電子密度勾配や電子温度が制御されたことを意味しており,干渉法や分光法によるプラズマ診断の結果とも整合している.超短パルス高強度レーザーの相互作用長を長尺化させるデバイスとしてのキャピラリー放電生成プラズマチャネルを提案し,プラズマ診断を行った.レーザー干渉計により電子密度を計測し,10^<17>cm^<-3>程度のプラズマが生成されることが観測された.また中心軸上で低密度の電子密度分布を生成できた.電子密度計測に加えて,時間分解された電子温度も評価した.このことにより,プラズマチャネルのダイナミクスを明らかにすることができたと考えている.平成18年度は、直径50ミクロンの液体ジェットターゲットおよび液滴ターゲットを用いて、二重パルスレーザーを照射し、EUV光および高速イオンを観測することにより、プラズマ診断を行った。液体ターゲットは真空容器中央に連続的に供給し、EUV光が背景雰囲気ガスにより再吸収されないように、真空容器の圧力を1Pa以下に保った。EUV光は斜入射分光器および較正されたエネルギーメータにより時間積分スペクトルおよびエネルギーを観測した。高速イオンは、ファラデーカップにより総電荷量および角度分布を観測した。また、静電型エネルギー分析器により高速イオンの価数分解エネルギースペクトルを観測した。レーザーマイクロプラズマのEUV光源への適用の観点から、EUV光の変換効率の向上の実験を行った。その結果、二重パルスを照射することにより、二重パルスのパルス間隔(遅延時間)が100150nsのときに変換効率が1.2%となることが観測された。この最適パラメータにおいて、プラズマ診断の観点から、高速イオンの価数分離エネルギースペクトルおよびEUV光放射スペクトルを観測し、プラズマパラメータを診断した。その結果、電子温度は二重パルスを照射することにより電子温度が30eVから20eVに減少することが観測された。この電子温度の減少の機構はまだ明らかになっていない。またレーザー干渉法によるプラズマ密度の計測も実施しており、プラズマの電子温度および電子密度の観測を実施している。これらの計測を平成19年度もこの観測を継続する予定である。本研究では,(1)ナノ秒二重パルスレーザー生成マイクロプラズマから発生するEUV光の高効率発生および高速イオンのエネルギースペクトル制御の可能性を示した.質量制限型レーザー生成マイクロプラズマを用いて,応用への有効性が高いEUV光源の最適化に関する研究を進めた.EUV光源の高効率化とデブリの抑制を同時に満たすレーザーおよびマイクロプラズマの最適パラメータが明らかになった.ダブルパルス照射時には,高速イオンのイオン種,価数,エネルギー,イオン信号が減少し,Sn^+イオンのみが観測された.最大イオン信号となるエネルギーは3.5keV,イオン信号は1/4に減少した.これは,プラズマの電子密度勾配や電子温度が制御されたことを意味しており,干渉法や分光法によるプラズマ診断の結果とも整合している.超短パルス高強度レーザーの相互作用長を長尺化させるデバイスとしてのキャピラリー放電生成プラズマチャネルを提案し,プラズマ診断を行った.レーザー干渉計により電子密度を計測し,10^<17>cm^<-3>程度のプラズマが生成されることが観測された.また中心軸上で低密度の電子密度分布を生成できた.電子密度計測に加えて,時間分解された電子温度も評価した.このことにより,プラズマチャネルのダイナミクスを明らかにすることができたと考えている.
フグ毒結合タンパク質における毒物の競合と分子基盤の確立によるフグ毒化機構の解明

本研究の目的は、トリブチルスズ結合タンパク質(TBT-bps)およびフグ毒結合タンパク質(PSTBP)の分子進化上の関係を明らかにすることで、フグの毒化機構を解明することである。そこで、2011年度は以下の研究を行った。(1)昨年度に引き続き、養殖トラフグTBT-bp1およびPSTBPにおけるTBTおよびテトロドトキシン(TTX)の蓄積・競合特性を解明するための実験を行った。トラフグTBT-bp1およびPSTBPを精製し、各タンパク質におけるTBTおよびTTXを測定した。2010年度の計画では、Native-Pageを経てTBTおよびTTXを測定する予定であったが、検出限界値以下になってしまったため、ゲルろ過クロマトグラフィー後にTBTおよびTTXの測定を行った。結果、トラフグTBT-bp1およびPSTBPにおいて、いずれもTBTは結合したが、TTXとの競合性は明らかにできなかった。(2)TBT-bpsおよびPSTBPの分子基盤の確立のための実験を実施した。ゲノムデータベースが充実しているトラフグを含めた数種フグ目魚類におけるTBTbpsおよびPSTBPのcDNA配列を解読し、系統樹解析およびシンテニー解析を行った。結果、トラフグ、クサフグ、コモンフグ、ショウサイフグにおいてPSTBPが存在することが分かった。系統樹解析では、TBT-bpsは、TBT-bp1グループとTBT-bp2グループに分岐し、PSTBPはTBT-bp2グループに含まれる事が分かった。このことからも、PSTBPはTBT-bp2から分子進化したことが推測されたが、用いた魚種が少なく、どこからPSTBPが存在するようになったのかは明らかにできなかった。また、シンテニー解析により、魚類のTBTbps遺伝子は、免疫関係の遺伝子とセットとなり、シンテニーを保っている事が分かった。これまでの研究で、有毒フグ魚類の血液中において、トリブチルスズ(TBT)が高濃度で蓄積することを解明し、その原因としてTBT結合タンパク質(TBT-bps)およびフグ毒結合タンパク質(PSTBPs)が寄与していることを予測した。両タンパク質は、毒物の吸収あるいは生体外への運搬・排泄を担う重要なタンパク質として注目されている。両タンパク質で一部解析されているアミノ酸配列から、フグは、TBT-bpsを分子進化させることによって、フグ毒と結合できるPSTBPsを有すようになったと推測している。この分子進化上の関係を解明する事に寄って、フグが毒化するに至った道筋を解明することにつながると期待している。そこでまずは、両タンパク質の機能解明のため、2010年度は以下の研究を進めた。(1)TBT-bpsおよびPSTBPsにおけるTBTおよびテトロドトキシン(TTX)の蓄積・競合特性の解明の研究を行った。養殖トラフグを入手し、静置後、TBTおよびTTXを腹腔内投与した。対照区と投与区(TBT単独投与区、TBT+TTX複合投与区)を設けた。血液を遠心分離して、血清を得た。血清は硫安分画後、ゲルろ過クロマトグラフィーとNative-Pageを経て精製した。TBT-bpsおよびPSTBPsにおけるTBT量の測定を進めている。(2)TBT-bpsおよびPSTBPsの分子基盤の確立のための研究を進めた。TBT-bpsおよびPSTBPsを有することが分かっている養殖トラフグを入手した。肝門脈から血液を採取し、ゲノムDNAを抽出した。現在、トラフグPSTBPsの配列の解読を進めている。
原子炉システム安全の高度化に必要な材料照射相関則と材料挙動予測

軽水炉圧力容器の中性子照射脆化は、原子力発電所の寿命を決定するほどの重要な劣化事象のひとつである。本研究では、圧力容器の保全で用いられる既存の脆化予測式よりもさらに厳密な理論に基づく脆化予測について検討した。特に、照射脆化の要因のひとつである銅リッチ析出物の核生成過程のマルチスケールモデリングを行った。そして、シミュレーション結果と既存の予測式および原子炉照射で得られている実測データの整合性を確認した。軽水炉や核融合炉の材料は、放射線の照射によって劣化する。軽水炉保全の高度化や核融合炉材料の開発には、こうした材料劣化を予測する技術が必要になる。材料劣化の予測には、現在、材料試験炉やイオン加速器等、代替の照射場を使った「加速照射」が行わえれているが、果たしてどの程度加速されているのか、しかしながら、他の工学一般で言う、いわゆる「加速係数」が明らかになっていない。本研究では、各種材料シミュレーション手法を使って材料照射損傷のマルチスケールモデリングを行い、材料劣化の加速係数を導出するための検討を行う。今年度は、分子動力学法等を使って導出された欠陥反応のエネルギー論を応用し、反応速度論ベースで照射欠陥蓄積プロセスを定量し、欠陥蓄積過程、特に、スエリングについて調べた。同時に、照射場を特徴づける中性子エネルギースペクトルからはじき出し損傷速度dpa/sを導出し、各照射場の定量化を行った。対象の照射場は、JMTR、HFIR、核融合炉(14MeV中性子)、KUR、JOYO(Outer wall部とFuel area部)である。その結果、加速係数を検討するのに重要な、以下の知見を得た。・核融合炉やJOYO(Outer wall部)を除くと、中性子全フラックス(>0.1MeV)とdpa/sはほぼ1本の直線に乗る。スペクトルの硬い核融合炉やJOYO(Outer wall部)については、その傾向からはずれ、高めのdpa/sになる。・dpa/sや照射温度を変化させて系統的にスエリング量を反応速度論解析により評価したところ、スエリング量は照射温度に対してピークをもち、また、高dpa/sほどスエリングピークは高温側へシフトする傾向がみられた。この傾向は、実験的な評価と定性的に一致する。軽水炉保全や核融合炉材料の開発には,照射下材料劣化を予測する技術が必要になる.材料劣化の予測には,現在,イオン加速器や材料試験炉等の代替照射場を使った「加速試験」が実施される.しかしながら,代替照射場を使った照射試験が果たしてどの程度劣化速度を加速させているのかは自明でない。本研究の目的は、照射損傷プロセスを理論と実験の両面から理解し、他の工学分野一般で使われている「加速係数」なるものを明らかにすることである。これを実施するには、照射場の定量化、マルチスケール性を踏まえた材料照射プロセスのモデル化と理論、さらにはモデルを検証するための実験データの取得が必須となる。本年度は、以下のような成果を得た。(1)材料劣化を引き起こすミクロ構造変化のもとになっている欠陥集合体の核生成プロセスに注目し、モデル・理論考察から、その照射場依存性(特に、フラックス依存性)は核生成プロセスの物理的違いに起因する。すなわち、ボイドや転位ループでは高フラックスほど核生成は促進され、通常析出物では高フラックスほど抑制される。(2)欠陥流束をもとに加速係数を定義する。こうした観点に立つと、たとえば核融合炉照射のHe損傷効果をイオン加速器照射で代替する場合、現状ではHe/dpa比を一致させるように実験が行われるが、こうした条件では核生成が促進されすぎる。1桁半程度低いHe/dpa比でイオン照射実験を実施すべきであることを理論的に明らかにした。照射データはこの理論提案を示唆する結果になっている。(3)He損傷の反応速度論解析を実施したところ、HFIR照射と核融合炉照射では、ほとんどミクロ組織変化に違いは見られない。(4)入射エネルギースペクトルの効果に注目し、反応速度論解析によりミクロ構造変化を評価したところ、カスケードクラスターの存在はシンクとしての効果の発現により、ミクロ組織発達がかなり増幅される。軽水炉保全や核融合炉材料開発においては、照射下で使われる材料の劣化挙動を事前に把握することが重要になる.材料劣化の予測には、現在、イオン加速器や材料試験炉等の代替照射場を使った「加速試験」が行われているが、こうした照射試験の結果から、いかに必要としている照射環境下での材料挙動を正しく予測するか。材料照射相関則構築の問題は、さまざまな時間・空間スケールの現象を内包するマルチスケールな物理の解明であるとともに、原子炉・核融合炉の安全という現実的工学的問題でもある。これを解明するには、照射場の定量化、材料照射プロセスのモデルと理論、実験検証が必須となる。本年度は、以下の成果を得た。(1)軽水炉圧力容器鋼の照射脆化を対象に、主要な脆化種とされる銅クラスターの形成プロセスのマルチスケールモデリングを行い、脆化の照射環境依存性(照射フラックス依存性、温度依存性)を導出した。従来、理論的取り扱いがあいまいであったクラスターの核生成現象については、クラスターの分子動力学解析から得られたエネルギー論と核発生のモンテカルロシミュレーションを組み合わせて実施した。(2)その結果、照射フラックス(dpa/s)が低いほど、dpaあたりの核発生率は高くなり、またクラスター(より正確には、銅-空孔集合体)中の銅割合は高くなることがわかった。

これは既存の実験事実と整合し、ボイドや転位ループで見られるdpa/s依存性(計算値)とは逆になる。その理論的考察も行った。(3)機械システムの安全の議論で使われる確率論的リスク評価(マクロ)の概念を圧力容器鋼照射脆化管理(ミクロ)に応用し、脆化管理の最適化を議論した。リスクの観点からすれば、圧力容器鋼の照射脆化のサーベイランス試験は、運転開始後3040年以降に実施すべきであるとの知見を得た(現在は数年10年程度の間隔で行われている)。軽水炉圧力容器の中性子照射脆化は、原子力発電所の寿命を決定するほどの重要な劣化事象のひとつである。本研究では、圧力容器の保全で用いられる既存の脆化予測式よりもさらに厳密な理論に基づく脆化予測について検討した。特に、照射脆化の要因のひとつである銅リッチ析出物の核生成過程のマルチスケールモデリングを行った。そして、シミュレーション結果と既存の予測式および原子炉照射で得られている実測データの整合性を確認した。加速係数提案に向けての理論・モデル構築のイメージはできあがりつつある。原子力材料本研究のとりまとめの構想は次第にできつつある。これまで従事してきた核生成モデル化研究をもとに、本研究の目的である材料照射相関の構築に次第につながりつつある。反応速度論解析により、ボイドスエリングに関する照射相関則が得られそうであり、順調に成果が得られている。いかに定量化し、加速係数の形に表現していくかについては、今後の理論的検討が必要である。また、系統的な照射データの整備については、順次文献等を使って実施している。系統的な実験データの取得については、生のデータがなかなか入手できない分野であり、実際調査してみたが、今後も相応の困難が予想される。統計的に意味のあるデータをそろえることを目的にするのではなく、本研究の理論評価で得られる相関式もしくは加速係数等の検証に実験データを利用する程度にしておくことが意味のある研究になると思われる。
能力開発型農業ビジネスモデル創造活動支援システムの開発と有効性の実証

ビジネスモデル創造に関わる専門スタッフがいない農業経営の場面で、利用者が単独、複数でも有効に活用できるウェブ型システムを開発した。備え付けた主なツールは、SWOT分析、テキストマイニング、アンケート調査などである。SWOT分析ツールはアイディア発想促し機能を備えたおり、テキストマイニングツールは、研究者のみならず担い手農業者などが普段慣れているウェブサイト上のボタンをクリックするだけで日本語形態素解析に加え、構文解析や統計分析などを順次行うことができる。アンケート調査ツールは、ビジネスモデル創造活動の中で出された問題や意見の重点化を効率的に評価、又は、マーケティング調査に活用できる。(1)支援システムの設計とプロトタイプモデルの開発に関しては、STB法で提案されている手法や一般企業と農企業で採用されているビジネスモデル創造手法・創造プロセスの共通点と特徴を整理しつつ、システム設計とプロトタイプモデルの開発を行った。開発したプロトタイプモデルは、パソコンに加え、来年度の実施計画としていたスマートフォン、タブレットといった多様な媒体からも活用できるユーザビリティが具現でき、モデルの完成度を高めることができた。(2)開発したプロタイプモデルを用い、石川県の農業生産者と普及員、また岩手県の普及員を対象にデモンストレーションとユーザ評価を行った。デモンストレーションの参加者から得られた意見や提案などに基づき、機能の追加や修正を行った。ユーザ評価が非常に高かったことなどから、開発したシステムは全国の普及員を対象に情報共有を目的に運営されているクローズドネットワークのEK-SYSTEMにも紹介された。なお、大学生の演習授業にも活用されており、ユーザ側の試験運用としてのデータ蓄積が可能となっている。(3)(1)と(2)で得られた成果について、岩手大学で開催されたシステム農学会2013年度秋季大会において個別報告を行った(2013.11.2)。また、東京農業大学で開催されるシステム農学会2014年度春季大会において、本研究に関わる成果の発表が確定されている(2014.5.24)。(1)本研究の目玉であるシステム開発の進展度を数字で表すと約9割と言える。本年度は前年度に開発したプロトタイプモデルを実践でも活用できる水準まで完成度を高めることを目標とし、インターフェースや各機能の充実化を図った。システム開発専門企業にも声をかけ、本システムの活用可能性を確認した結果、非常に高い評価を得た。今後も本システムの構築や維持管理などについて専門的な意見を求めることができると期待される。(2)本システムの利用者らが出し合う意見やアイディア、市場調査などから得られる様々なデータに対し、専門的な知識がなくてもワンクリックで分析結果が得られるデータマイニングツールを構築した。独自で考案した単語の出現度数の評価法とワンクリック機能を中心としたテキストマイイングツールは技術論文にまとめて投稿した。(3)また、開発した本システムは、本年度の大学の授業や卒業論文作成のためのツールとして活用された。大学生によるシステムの有効性評価も非常に高かった。(4)特許出願の可能性についても弁理士に助言を求めながら検討している。複数の専門家から、システムの普及にも役立つ手段として特許出願を念頭に置く必要があるとのアドバイスをもらった。なお、上述(2)の独自で考案した評価法とワンクリック機能も特許出願の対象になるが、平成25年度に学会で口頭発表を行ったことが理由で、最初の公表から6ヶ月以内に出願した場合に限る(特許法第30条)という条件を満たせないケースとなった。今後のシステム構築や成果発表方法などに参考したい。本年度の実績として(1)のウェブ型テキストマイニング機能はその意義が大きいといえる。複数参加者による創造活動は自然言語で出し合ったアイディアの分析に基づくことになるからである。(1)備え付け機能であるテキストマイニング機能の完成と成果発表:研究者のみならず担い手農業者などのインターネットユーザが普段慣れているウェブサイト上のボタンをクリックするだけで日本語形態素解析に加え、構文解析やカイ2乗検定・フィッシャーの正確確率検定などを順次行うことができる。なお、繰り返し出現する単語の評価法として独自で考案した1≦Y<2評価法を適用・既存の評価法と比較することで、考察をさらに深められることが明らかになった。(2)システムの拡張可能性:(1)で用いた日本語形態素エンジンのmecabは韓国語にも対応できる可能性が示唆され、本システムの韓国語版開発の必要性と普及可能性を韓国の研究者とNPO関係者に確認した。引き続き本システムの維持管理と拡張を行う予定である。(3)システムの有効性確認:複数の大規模農業生産法人をコンサルタントする専門家にSWOT分析ツールを中心としたシステムの有効性確認を試みた。その結果、対象農業生産法人のニーズに適していることが確認されたが、システムを活用するに当たって、1研究者など部外者参加によるシステムの活用では内部事情洩れに対する負担、2内部関係者のみで行うシステム活用においては情報システムの不慣れが問題点としてあげられた。(4)バランススコアカード機能は完成に至らなかった。多岐にわたる変数によるインターフェースの問題が生じ、修正を行っている。

アンケート調査ツールは、ビジネスモデル創造活動の中で出された問題や意見の重点化を効率的に評価、又は、マーケティング調査に活用できる。初年度におけるプロトタイプモデルの開発が順調に進み、また、農業生産者による一定の評価を得た。さらに、本年度にはシステムの備え付き機能の完成度を高め、実用性の向上が図られた。農業関係者によるユーザテストの実施は予定された農業関係者との日程調整が出来なかったため次年度に見送られたが、予定外であったシステム開発専門企業の専門家によるテストや評価が実施できた。農業情報経営学1開発したシステムの有効性の実証:コンサルタントを交えた7つの農業法人を対象に本システムを用いた実践と実証を行う。5月から実施する予定である。2システムの開発においては、残された機能であるバランススコアカードの実績評価機能を完成する。3マニュアル作成4研究成果のまとめと報告書作成プロトタイプモデルの開発が順調に進んでおり、開発したシステムを用いたユーザ評価の結果、サンプル数は少ないが、システムの使いやすさや利便性、活用性に関する評価が非常に高かったことに依る。本年度に予定していた農業関係者を対象にしたユーザテストが日程調整などの理由で、次年度に見送られた。次年度使用額は主に農業関係者を対象にしたユーザテストにおける謝金と旅費である。1開発した支援システムの妥当性の実証のために農業法人の協力を得て、ユーザテストを繰り返し実施する。そこで得られた評価に基づき、支援システムの整合性向上を図る。農業法人や、パソコン・スマートフォンを使いこなす能力が異なる複数の農家及び普及指導員を対象にユーザテストを実施し、システムの精度向上を図る。2所属大学の大学生を対象に総合テストを実施し、ユーザビリティを修正する。3協力農業法人や協力農家、さらには普及指導員、大学生を対象に試験運用を実施する。また、農業ビジネスモデル創造に関する実践事例データを蓄積して、データベースの内容の充実を図る。その結果、情報システムの活用そのものが果たす教育機能を体系的に生かしたシステムの構築を実現する。4なお、開発・完成した能力開発型農業ビジネスモデル創造活動支援システムに関する研究成果を報告するとともに、マニュアルの作成に務める。次年度に農業関係者を対象にしたユーザテストと実践を行う予定になっており、謝金と旅費として使用する。年度末に行った開発システムを用いた機能テストが予想より短い時間で終わった。その際の人件費の差額である。次年度にも機能テストやユーザテストを実施する予定であり、そのときの人件費として使用する。
レーザー反射鏡薄膜の内部応力評価に関する研究

レーザー反射鏡表面のAg薄膜の残留応力をX線回折方法により実測し、さらにはその残留応力を推定する方法について、検討を行った。得られた主要な結論は以下のとおりである。1.Ag薄膜は真空蒸着やイオンプレーティング等によって作製されるが、Glass基材上の両薄膜について、X線回折法による残留応力測定を行った結果、イオンプレーティング薄膜の回折図形から、試験片面に垂直方向に{111}結晶方位が配向していることが明らかになり、X線による応力測定は不適であると考えられるが、強いて測定する場合には、{311}回折面を用いるべきである。一方、真紅蒸着Ag薄膜の回折図形からは結晶成長方位がランダムであり、{222}回折面および{311}回折面での応力測定が有効であることが明らかになった。そこで、本研究対象をAg蒸着薄膜に絞った。2.各膜厚毎に(1)NaCl基材上の薄膜の残留応力、(2)剥離後の薄膜表面の残留応力、(3)剥離後の薄膜裏面(基材と接触した側)の残留応力を測定した結果、剥離前の圧縮残留応力は、剥離後の薄膜裏面において、約±15MPaの範囲であり、膜厚が2.0μm以下ではほぼゼロであった。これらのことから、残留応力形成理由として次のような事が考えられた。(1)Ag蒸着薄膜の残留応力は蒸着過程での熱応力σ=EαTの反力として基材から受ける拘束応力によるものであり、基材が除去されると、薄膜の表裏面ともに残留応力は解放される。(2)半価幅の図より、薄膜裏面に硬化層=固有歪の層が存在するが、基材剥離後は薄膜全体がこの固有歪によって自由変形をして残留応力は形成されない。3.以上のX線回折法によって測定されたAg蒸着薄膜の残留応力σは、「はり理論」と「固有応力論」を組み合わせ、σ=-Eg(1-β)(1+3β)の式で推定評価できることを提案した。ここで、g:固有歪、β≡h_1/h、h:膜厚、h_1:固有歪発生領域、E:薄膜のヤング率である。(1)Ag薄膜の残留応力測定方法X線回折による応力測定原理に基づき、CrKα線を用いて、格子定数a=0.40856nmのAg薄膜について{311},{222}の両回折線より残留応力を求めた。なお、X線応力係数にはAgバルク材の値を用いたが、今後は薄膜単体の応力係数を測定の予定である。(2)試験片基材には、Glass,多結晶Si,Cu(70,50,30μm),単結晶NaC1を用いた。Ag薄膜は、この基材表面に真空蒸着により作製したが、膜厚を0.153.00μmに変化させた。(3)残留応力に及ぼす基材材質の影響

Ag薄膜が1μm一定の条件で比較すると、基材上のAg薄膜の残留応力はSiで60MPa,Glassで50MPa,Cuは基材板厚依存性があり、70μmの場合30MPa,30μmの場合10MPaであった。回折線ピーク強度はいずれもランダムであり、結晶の配向性はほとんど無い。(4)残留応力に及ぼすAg膜厚の影響Si基材,Glass基材では膜厚の影響はきわめて類似しており、結晶の配向性も無く{222}と{311}での測定結果の差も小さく、膜厚が2.30μm未満では、ほぼ50MPa一定の引張残留応力であり、こりより厚くなると、約80120MPaに増加する。Cu基材では板厚の影響により絶対値が異なるものの同様な傾向が認められた。(5)NaC1基材から剥離前後のAg薄膜の残留応力についてNaC1基材上のAg薄膜の残留応力は、基材との線膨張率の差から0-180MPaの圧縮残留応力となるが、基材から剥離後はいずれもほぼゼロになる。したがって、Ag薄膜の残留応力は、基材による熱変形拘束によって生じたと考えられる。なお、半価幅の測定結果より、薄膜裏面(基材側)に硬化層=固有歪が認められるが、基材剥離後は薄膜全体がこの固有歪によって自由変形をするために、残留応力は形成されないと考えられる。(1)Ag薄膜のX線応力係数の測定X線解析によるAg薄膜の内部応力測定過程において、昨年度まではAgバルグ材のヤング率を用いて応力算定を行っていたが、薄膜のヤング率はバルグ材とは異なるとともに、膜厚依存性があると考えられ、引張荷重下におけるX線回析方法を用いた歪の測定および通常の機械的引張試験方法によって得られる応力-歪曲線の勾配測定より薄膜のヤング率を求めた。その結果、膜厚t≧0.5μmではほぼ30GPa一定であり、バルク材の73.2GPaに比べて半分以下であった。膜厚t≦0.5μmになると、ヤング率Eに膜厚依存性が認められ、E=132.65e^<-2.97t>で近似される。したがって、t≦0.2μmでは薄膜のヤング率はバルグ材のヤング率より大きくなる。本研究で取り扱ったAg薄膜試験片の膜厚は公称膜厚で0.2≦t≦4.0μmであり、t=0.2μmの試験片以外は、昨年度までの残留応力の絶対値を30/73.2≒0.41倍して評価する必要がある。(2)Ag薄膜の残留応力発生機構について潮解性NaCl基材上にAg蒸着薄膜を作製した試験片を用いて、基材と薄膜の剥離前後における残留応力の変化を測定した結果、剥離後の薄膜には残留応力は存在せず、自由変化を生じている事がわかった。この場合、基材と接していた薄膜表面には硬化層が確認され、また、結晶成長方位がランダムであることから、この硬化層=固有歪の存在が、薄膜の残留応力を形成していると考えられる。したがって、弾性論に基づく固有応力論によって残留応力の推定が可能であり、当初予定したいたFEM解析を行う必要性は無いと考えられる。(3)イオンプレーティング膜と真空蒸着膜の内部応力以上は、Agの真空蒸着膜に関する結果であるが、イオンプレーティング膜では基財面垂直方向に{111}面が強く配向しており、膜厚が厚いほどその傾向は顕著である。そのために、残留応力は膜厚t=0.6μmを境にして圧縮から引張へと変化する。その絶対値は真空蒸着膜よりも小さく、Glass基材上の1.0μm程度のイオンプレーティング膜では、残留応力はほぼゼロである。
カンチレバーを用いたベリー位相磁場の力学的検出

本研究課題では、近年物性物理学で注目を集めるトポロジー概念との関係が未だ開拓されていない力学的効果に注目し、電子の波動関数の幾何学的位相(ベリー位相)に由来する力学現象の開拓を目指して研究を行った。本研究課題の遂行の過程で有望な試料と見出された磁性体カンチレバーにおいて幾つかの研究成果を発表した。特筆すべき成果として、スピン流の緩和に誘起されるカンチレバー振動を世界初観測し、学会発表を行い、論文として投稿した。現在論文査読中である。本課題の研究期間内に代表者が二度の異動を行い、研究環境が大きく変化することになった。新天地において新たな研究課題としてベリー位相と関係した機械効果の一種である磁気圧電効果の研究を始めた。磁気圧電効果は、最近理論的に提案された磁性金属における圧電応答であり、通常絶縁体や半導体でしか観測されない圧電効果が、磁性を利用することで金属でも観測されることを特徴とする。物理的には磁性絶縁体の電気磁気効果と類似性があり、トポロジー効果と関係した成分が存在することが理論的に指摘されている。磁性カンチレバーの機械変形計測で培った実験技術を用いて研究期間内において複数の物質試料で計測をトライし、速報として反強磁性金属EuMnBi2における磁気圧電効果の世界初観測について報告した(Phys. Rev. Lett. 122, 127207 (2019))。世界初の観測は画期的な成果ではあるが、その効果はEuMnBi2においては一般的な圧電材料の圧電応答よりも非常に小さく、また低温でしか観測されなかった。トポロジーに関係した成分は外部磁場を印加することで増幅させられると期待されるため、今後さらに研究展開してトポロジーに関する力学効果の開拓を継続して行っていく予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題では、近年物性物理学で注目を集めるトポロジー概念との関係が未だ開拓されていない力学的効果に注目し、電子の波動関数の幾何学的位相(ベリー位相)に由来する新奇力学現象の開拓研究を行っている。今年度の目標は、力学効果を計測するための基本的試料構造となるカンチレバー・金属膜複合デバイス構造の作製手法の確立と、レーザードップラー振動計による力学振動の測定手法の確立であった。まず、カンチレバー・磁性金属膜複合デバイス構造の作製について、プロセスチャートを作成し、EB蒸着法およびEBリソグラフィー法、気相フッ酸エッチング法等を用いてSOI基板を用いてデバイスの作製を行った。何度かの試行の後にデバイス試料の作製に成功したが、作製した試料においてカンチレバー本体部分を構成するシリコンと蒸着した金属膜の熱膨張係数の差に由来すると思われる反り上がりが見られた。作製したデバイスに対し、磁性金属膜に磁場下で電流を流し誘起される力学振動をレーザードップラー振動計で計測したが、計測誤差の範囲内で有意な信号は得られなかった。一方、上記のようにシリコンでカンチレバー構造を作製して上部に磁性金属膜をつけるのではなく、磁性体を直接FIB法によりカンチレバー構造に加工するやり方で同様の実験を行ったところ、磁性に関係する信号が得られた。この成果について結果を報告すべくまとめている段階にある。さらに、11月に異動したことに伴い、レーザードップラー振動計による力学振動の測定手法の確立を兼ねた異動先での新たな研究課題として、ベリー位相と関係した圧電効果の研究も開始した。既に、ある条件下では従来圧電材料に匹敵する大きさの圧電効果を示す物質の開発に成功しており、論文を投稿中である。当初に予定した試料構造における測定は試行した範囲内では良い成果を生み出さなかったが、並行して行った別構造における研究がうまくいっている。また、年度途中で異動することとなったが、異動先での研究課題も積極的に進めることで当初想定していなかった新しい研究の芽も出てきている。以上により、順調に進展していると判断した。

世界初の観測は画期的な成果ではあるが、その効果はEuMnBi2においては一般的な圧電材料の圧電応答よりも非常に小さく、また低温でしか観測されなかった。トポロジーに関係した成分は外部磁場を印加することで増幅させられると期待されるため、今後さらに研究展開してトポロジーに関する力学効果の開拓を継続して行っていく予定である。今後は、今年度に得た成果を論文などで積極的に発表していく。加えて、今年度は比較的典型的な磁性物質における研究であったが、当初の研究計画通りに、第二年度は広く物質展開を行うことで研究成果を発展させる。特に、カンチレバー構造を非自明なトポロジカル物性を示す磁性体物質で作製することにより、さらなる研究発展を狙う。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
創薬にむけたIPF急性増悪の病態研究：ステロイド不応性シグナル伝達経路に着目して

特発性肺線維症(Idiopathic Pulmonary Fibrosis: IPF)は、原因不明で予後不良の難治性肺疾患である。急性増悪はIPFの予後規定因子であるが、確立された治療法がなく、経験的にステロイド大量療法がおこなわれている。また、IPF患者は肺癌の合併も多いが、肺癌治療に使われる放射線照射や抗がん剤投与を契機に急性増悪を起こす可能性が高く、肺癌合併患者では十分な治療が行われていないのが現状である。IPFの病態として、肺胞上皮細胞障害が根本にあると考えられている。そこで、ラットから肺胞上皮細胞および線維芽細胞を分離、培養し、肺胞上皮細胞と線維芽細胞の共培養システムを作成し、IPFの急性増悪の病態を模倣したモデルを作り、1)どのような経路が活性化されるのか?2)またその活性化された経路のうち、ステロイドで抑えられないものは何か?を検討することとした。具体的には細胞内小器官のひとつである小胞体のストレスがIPF患者の肺胞上皮細胞に生じていることが判っており、小胞体ストレスを誘導した肺胞上皮細胞と線維芽細胞を共培養し、そこに、肺癌の治療薬であり肺線維症の急性増悪を起こしうる薬剤であるEGFR-TKIを投与するモデルを作成して検討する。本年度は、新しい研究室に異動してラットの肺胞上皮細胞および線維芽細胞の分離および培養法を確立するために時間を費やした。また、IPF患者が中高年の男性に多いことから、ラットを18カ月から20カ月(人の45歳以上相当)まで飼育し、中高齢ラットから細胞分離を行った。本年度で、細胞の分離培養システムは確立されたため、今後は、上記目的の1)2)につき具体的に検討していく予定であり、新たな急性増悪の治療につながる経路を明らかにしたいと考えている。ラットの肺胞上皮細胞を米国の研究室で日常的に分離、培養していたが、帰国して新しい研究室でゼロから始めてみると、きちんと細胞が分離できるまで、予想以上に時間がかかってしまった。計画当初は、すべての実験を中高齢ラットを用いて行う予定であったが、ラットの購入費、飼育費の費用面、およびラットが高齢化するのを待つ時間の面でも難しいことを実感した。そこで、まずは、通常の若年齢ラットを用いて、共培養システムの実験を遂行後、細胞の刺激条件を確定する。その後、中高齢ラットからの細胞も使用して、加齢が与える影響も含め、IPFの急性増悪の病態を模倣した共培養モデルで、1)どのような経路が活性化されるのか?2)またその活性化された経路のうち、ステロイドで抑えられないものは何か?を検討する予定である。先にも述べたが、細胞の分離培養の系を新たな研究室で確立することに時間がかかり、研究の進行が遅れているために、差額が生じた。

しかし、幸い現在は実験系が確立されたため、スムーズに共培養システムを用いた実験を開始できており、2019年度にその遅れを取り戻すことが可能であると考えられ、2019年度は2018年度の残り分の実験および2019年度予定の実験を施行する予定である。
連続繊維シート材の付着試験方法の開発

本研究においては、コンクリートの直方体ブロックを用いる方法により、シートとコンクリートとの付着性状が適切に測定できるかの検討を行ってきた.そして、シート面にひずみゲージを数多く貼付してひずみを計測することで、付着応力の分布や、荷重の増加にともなって生じる剥離現象を精度よく測定できることが明らかとなった.さらに、シートの種類(炭素繊維、アラミド繊維:主として弾性係数の違い)、接着樹脂の特性、コンクリート強度等をパラメータとして研究を行い、その影響を定量的に評価した.付着破壊である剥離現象は、コンクリート表面が剥ぎ取られることから、コンクリート強度を変化させて試験を実施したが、コンクリートの圧縮強度が24-60kN/mm^2程度の範囲では、コンクリート表面の強度性状はほとんど変わらないようで、付着応力ー相対変位関係はほぼ一定となることが明らかになった.この現象は、繊維の種類が炭素繊維やアラミド繊維でもほぼ同様であって、繊維の弾性係数にもあまり影響されなかった.なお、接着樹脂の弾性係数を小さくすると、付着応力の伝達区間が長くなり、コンクリート表面ではなく、繊維が破断する破壊モードに移ることも明らかになった.これらの付着応力すべり関係を基に、鉄筋コンクリートはり部材のせん断補強として*****から、ここで用いた付着試験方法は、連続繊維シートとコンクリートとの付着性状の検討に十分な結果を与えることが明らかになり、標準試験方法としての可能性が見出された.本研究においては、コンクリートの直方体ブロックを用いる方法により、シートとコンクリートとの付着性状が適切に測定できるかの検討を行ってきた.そして、シート面にひずみゲージを数多く貼付してひずみを計測することで、付着応力の分布や、荷重の増加にともなって生じる剥離現象を精度よく測定できることが明らかとなった.さらに、シートの種類(炭素繊維、アラミド繊維:主として弾性係数の違い)、接着樹脂の特性、コンクリート強度等をパラメータとして研究を行い、その影響を定量的に評価した.付着破壊である剥離現象は、コンクリート表面が剥ぎ取られることから、コンクリート強度を変化させて試験を実施したが、コンクリートの圧縮強度が24-60kN/mm^2程度の範囲では、コンクリート表面の強度性状はほとんど変わらないようで、付着応力ー相対変位関係はほぼ一定となることが明らかになった.この現象は、繊維の種類が炭素繊維やアラミド繊維でもほぼ同様であって、繊維の弾性係数にもあまり影響されなかった.なお、接着樹脂の弾性係数を小さくすると、付着応力の伝達区間が長くなり、コンクリート表面ではなく、繊維が破断する破壊モードに移ることも明らかになった.これらの付着応力すべり関係を基に、鉄筋コンクリートはり部材のせん断補強として*****から、ここで用いた付着試験方法は、連続繊維シートとコンクリートとの付着性状の検討に十分な結果を与えることが明らかになり、標準試験方法としての可能性が見出された.連続繊維シートで既存のコンクリート構造物を補強する場合、特に、曲げ補強やせん断補強の場合には、シートとコンクリートとの付着性状が主要な影響因子となる.その際、シートの種類(炭素繊維、アラミド繊維:主として弾性係数が違う)、接着樹脂の特性、コンクリート強度等の影響を定量的に評価するための付着試験方法を定める必要がある.本年度の研究では、既に提案されているコンクリートの直方体ブロックを用いる方法を採用して、まず、シートとコンクリートとの付着性状が適切に測定できるかを検討した.シート面にひずみゲージを数多く貼付して、ひずみを計測することで、付着応力の分布や、荷重の増加にともなって生じる剥離現象を精度よく測定することが可能となった.この剥離現象は、さらに詳しく観察すると、コンクリート表面が剥ぎ取られることであったことから、コンクリート強度を変化させて、さらに付着試験を実施した.その結果、コンクリートの圧縮強度が24-60kN/mm^2程度の範囲では、コンクリート表面の強度性状はほとんど変わらないようで、付着応力相対変位関係はほぼ一定となることが明らかになった.この現象は、繊維の種類が炭素繊維やアラミド繊維でもほぼ同様であって、繊維の弾性係数にもあまり影響されない.なお、接着樹脂の弾性係数を小さくすると、付着応力の伝達区間が長くなり、コンクリート表面ではなく、繊維が破断する破壊モードに移ることが明らかになった.これらの結果から、ここで用いた付着試験方法は、連続繊維シートとコンクリートとの付着性状の検討に十分な結果を与えることが明らかになり、標準試験方法としての可能性が見出された.本研究においては、コンクリートの直方体ブロックを用いる方法により、シートとコンクリートとの付着性状が適切に測定できるかの検討を行ってきた.そして、シート面にひずみゲージを数多く貼付してひずみを計測することで、付着応力の分布や、荷重の増加にともなって生じる剥離現象を精度よく測定できることが明らかとなった.さらに、シートの種類(炭素繊維、アラミド繊維:主として弾性係数の違い)、接着樹脂の特性、コンクリート強度等をパラメータとして研究を行い、その影響を定量的に評価した.付着破壊である剥離現象は、コンクリート表面が剥き取られることから、コンクリート強度を変化させて試験を実施したが、コンクリートの圧縮強度が24-60kN/mm_2程度の範囲では、コンクリート表面の強度性状はほとんど変わらないようで、付着応力・相対変位関係はほぼ一定となることが明らかになった.この現象は、繊維の種類が炭素繊維やアラミド繊維でもほぼ同様であって、繊維の弾性係数にもあまり影響されなかった.なお、接着樹脂の弾性係数を小さくすると、付着応力の伝達区間が長くなり、コンクリート表面ではなく、繊維が破断する破壊モードに移ることも明らかになった.これらの付着

応力すべり関係を基に、鉄筋コンクリートはり部材のせん断補強として連続繊維シートを巻きつけた場合の、補強効果を定量的に求める解析手法を開発し、実験結果と比較検討して、その有効性を確認した。これらのことから、ここで用いた付着試験方法は、連続繊維シートとコンクリートとの付着性状の検討に十分な結果を与えることが明らかになり、標準試験方法としての可能性が見出された.