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免疫組織化学と元素分析による肺組織解析－職業性肺疾患の正しい病態理解のために－

私たちは生活環境や職業により様々な粉じんを吸入しています。吸入した粉じんは気道を通して一部は肺の奥に到達して、肺の組織内に沈着します。体の中で細胞が粉じんを処理できる能力を超えると、様々な変化をきたします。職業により粉じんを吸入しておこる肺の病気は、「職業性肺疾患」と呼ばれて、石綿(アスベスト)や珪肺のように社会的にも大きな問題になってきました。また災害により発生した粉じんは、地域住民の方にも震災関連の呼吸器疾患をおこしています。吸入した粉じんを元素レベルで分析同定することで、呼吸器疾患の解明に役立つ技術として、元素分析が行われてきました。画像診断で吸入により発症した肺の病気である可能性が指摘されると、その原因を究明する際に、肺の病理組織を検討することがあります。肺の組織を真空状態で特殊な分析機器にかけると、肺のどの部位にどんな元素が存在しているのかが明らかになります。さらに病理組織でどのような細胞が粉じんと関わりを持っているのか、元素と細胞を対比することで、その元素の生体肺組織への影響まで調べることもできます。我々は1990年から肺組織の元素分析を開始して、2010年にはインターネット上に職業性肺疾患の元素分析の依頼を受付ける「元素分析照会用フォーム」を構築して、国内外の一般医療機関・大学から、依頼のあった肺組織の元素分析を行ってきました。2018年度は国内および米国からの依頼のあった10件中9例の分析を終了して、超硬合金肺やインジウム肺など特殊な元素を同定しています。元素分析は臨床に直結する重要な技術であるとともに、各元素の生体への影響も同時に分析することが可能です。2019年度も引き続き分析を継続していく予定です。インターネット上の照会用フォームを通して、職業性肺疾患の元素分析症例が蓄積されています。元素分析は、依頼受け付けから、分析用切片作成、病理組織との対比、元素分析部位の決定、実際の元素分析、分析結果の確認と返信、という一連の作業に時間を要します。丁寧に分析、研究を継続しています。2019年度は最終年度であることから、2017年度から行ってきた肺組織の元素分析を継続するとともに、行った分析の解析を進めていきます。元素分析をインターネット上の元素分析照会用フォームから依頼を受付けて、国内外の医療機関から分析用の検体を受付けてきました。電子線マイクロアナライザーを用いた元素分析は高精度であり、2次元解析により吸入して肺組織内に沈着した元素の局在を詳細に描出することが可能です。この元素解析に免疫組織化学を肺組織で行うことで、元素と各種抗体との関係がより詳細に判明することが予想されます。2017年度は7例の元素分析を受付けて元素解析を行っています。アルミニウムの著しい沈着を認める症例、ジルコニウムなど特殊な元素を検出した症例もふくまれています。2018年度は3例の元素分析を受付けて元素分析を進行しています。特徴的な病理組織所見をみる職業性肺疾患について、より詳細な元素分析を行い免疫組織化学を行う予定です。インターネット上の元素分析依頼を通して、職業性肺疾患の元素分析症例が集積されてきています。元素分析1例にかかる時間は比較的長時間であり、分析結果を得るまでにやや時間がかかっています。2017年度末に元素分析を担当する技官の退職があり、新体制が整うまでに時間を要しました。2018年5月以降はこの状況は解消されており、研究期間を通して、今後は予定通りに進むものと考えられます。

元素分析は、依頼受け付けから、分析用切片作成、病理組織との対比、元素分析部位の決定、実際の元素分析、分析結果の確認と返信、という一連の作業に時間を要します。丁寧に分析、研究を継続しています。2018年度も肺組織の元素分析を受け付けて、特徴的な病理組織所見と元素との関係を詳細に観察する。病理組織に免疫組織化学を組み合わせて、元素の局在と生体反応について対比を行い、職業性肺疾患の研究を行います。2019年度は最終年度であることから、2017年度から行ってきた肺組織の元素分析を継続するとともに、行った分析の解析を進めていきます。当該年度は元素分析の症例を収集することと情報収集と学会発表のため旅費を使用しましたが、元素分析に使用する高純度ガラスカーボンの使用量が少なく、物品費が比較的多くかかりませんでした。次年度はさらなる分析症例の蓄積後に免疫組織化学など抗体購入と元素分析に必要な技官の雇用などに費用がかかる予定です。物品にかかる費用が見込みよりも少なかったため次年度使用額が生じています。翌年分と合わせて元素分析に必要な物品の補充と元素分析に関わる人件費に使用する予定です。
PETマイクロドーズ試験による認知症治療薬としてのイソプロテレノールの用量設定

[11C]イソプロテレノールの合成は、最適化をさらに進めることで、11C標識PET製剤として最大収量2 GBq、比放射能100 GBq/micromol、放射科学純度>99%を達成し、一般的な臨床用PET製剤と同程度の品質での合成が可能となった。健常ラットに[11C]イソプロテレノールを経静脈投与したところ、脳内の放射能はSUV 0.5程度の早いピークと洗い出しを認め、平衡状態における血漿中と脳内の濃度比である分布容積は2 mL/cm3程度であった。脳内放射能の代謝物分析を行ったところ、脳内放射能はおもに未変化体由来であったため、ヒトにおいてもPETを用いてイソプロテレノールの脳移行性が評価可能であると考えられた。しかし、ヒトにおいてイソプロテレノールの経静脈投与は、0.5 microgの投与でも脈拍がわずかに上昇し自覚症状をきたすため、上述の品質のPET製剤の投与においても薬理作用をきたすことが予測された。[11C]イソプロテレノールの合成法の最適化により一般的な臨床用PET製剤と同程度の品質での合成が可能となった。よって[11C]イソプロテレノールを用いたマイクロドーズ試験を行うことができなくなったため、安全性試験の一部や臨床試験の開始が遅れている。11C-イソプロテレノールを用いた臨床試験の安全性に問題があるため、脈拍増加作用が少ない異性体で、ラセミ体と同等のリン酸化タウ凝集阻害作用を認めるD-イソプロテレノールの評価を進めることとした。D-イソプロテレノールの11C標識体について、特定臨床研究として必要な製造・品質管理を行うため、製造プロセスの最適化とバリデーションを行う。また、必要な前臨床安全性試験を行う。その内容について、申請者の所属する研究センターに設置された短寿命放射性薬剤臨床利用委員会の客観的な評価を受け、また、外部の認定臨床研究審査委員会に研究計画を申請し、承認された場合にのみ臨床使用する。11C-イソプロテレノールの合成は、[11C]二酸化炭素(CO2)を放射性前駆体とする[2-11C]アセトンの合成と、ノルエピネフリンと[2-11C]アセトンの還元的アルキル化反応との連続自動合成によって行い、最適な還元剤と酸触媒の組み合わせの選択を進めることで、11C標識PET製剤として臨床使用に十分な収量と、比放射能を達成した。上述の方法を用いて11C-イソプロテレノールを合成し、健常ラットに投与後、小動物用PET-CTカメラ(GAMMA MEDICA-IDEAS社製FX-3200)を用いて頭部のダイナミック撮像を行った。また、同時に持続的に動脈微量採血を行い、血漿中の放射能濃度を測定した。健常ラットにおいて、経静脈投与された11C-イソプロテレノールは、血漿中で速やかに代謝および洗い出しされ、投与後早期にほぼ消失していた。また、脳内の放射能は早いピークと洗い出しを認め、11C-イソプロテレノールもしくは放射性代謝物の脳移行を示唆した。また、PETマイクロドーズ試験の安全性評価として、11C-イソプロテレノールを経静脈投与した時に受ける被曝線量をマウスにおいて評価し、米国核医学会MIRD法に従いヒトにおける単位放射能あたりの実効線量を推定した。ヒトに11C-イソプロテレノール注射液を投与した場合の実効線量は、一般的な11C標識PET薬剤と同程度の被曝をきたす程度と考えられた。本年度の研究実施計画における、製造プロセスの最適化、被曝線量評価、ラットにおける脳移行性測定のバリデーションは実施済みであるため、おおむね順調に進展していると考えられる。

11C-イソプロテレノールを用いたPETマイクロドーズ試験は、臨床研究法に基づく特定臨床研究になるため、特定臨床研究として必要な製造・品質管理を行うため、製造プロセスの最適化とバリデーションを行う。その内容について、申請者の所属する研究センターに設置された短寿命放射性薬剤臨床利用委員会の客観的な評価を受け、また、外部の認定臨床研究審査委員会に研究計画を申請し、承認された場合にのみ臨床使用する。臨床研究計画が承認されたのちに、男性健常ボランティア5名(20歳以上40歳未満)を対象とし、11C-イソプロテレノール注射液を約370MBq投与し、PET-CT装置を用いて全身のダイナミック撮像を約120分間行う。また、PET検査中に、投与した放射性薬剤の動脈血中放射能濃度測定および代謝物分析のための動脈血採血を行う。得られたPET画像より経時的な全身放射能分布の評価を行う。PET画像上に関心領域を設定して局所時間放射能濃度曲線を得る。この時間放射能濃度曲線および動脈血採血により得られた血液中放射性薬剤の時間放射能曲線にコンパートメントモデル解析を適用して分布容積を求める。これにより、ヒトにおける血漿中濃度-組織中濃度関係が明らかになる。11C-イソプロテレノールを用いた臨床試験の安全性に問題があるため、脈拍増加作用が少ない異性体で、ラセミ体と同等のリン酸化タウ凝集阻害作用を認めるD-イソプロテレノールの評価を進めることとした。D-イソプロテレノールの11C標識体について、特定臨床研究として必要な製造・品質管理を行うため、製造プロセスの最適化とバリデーションを行う。また、必要な前臨床安全性試験を行う。
進化論における確率概念の哲学的基礎付け

本研究の目的は、進化論における確率概念の哲学的意義を明らかにし、生命現象の解明に寄与することである。現代の進化論研究では、進化の主要因である自然選択や遺伝的浮動の理論および実証研究が盛んにおこなわれているが、進化モデルにおける確率概念が何を表しているかは明らかになっていない。このような背景のもと、本年度は「なぜ進化論に確率概念が用いられるのか」という問題に取り組んだ。自然選択と遺伝的浮動の数理モデルを綿密に分析することにより、どちらのモデルも集団レベルの現象の変化を表しており、生物や環境についてのすべての情報を含んでいなくても不完全ではない、ということを明らかにした。進化論に確率概念が用いられているのは、集団レベルの現象を説明するためである。部分と全体が異なるように、個体と集団では異なる特徴を示す。生物集団は実際に集団の分離や別の集団との融合を繰り返す。こうした集団レベルの変化は、個体の変化のみを積み重ねても説明しきれない。物理理論に基づく伝統的な世界観は、木を見て森を見ないようなものである。進化論では集団に共通する情報のみを抽出することが重要で、それにより集団レベルの変化を一般化できる。また、私は自然選択モデルと遺伝的浮動モデルを情報理論の手法を用いて導出できることを示した。情報理論は手持ちの情報を合理的に活用するための理論であり、私の成果は進化論はそうした理論であることを示唆している。情報理論の観点から考察すると、進化論は合理的な理論であることが明らかになる。基礎物理理論を模範とした科学観では、全情報に基づいていなければ不完全なモデルとみなされ、進化論はそのように判断されることになる。だが、進化論の理論構築に全情報は不要であり、全情報に基づかない科学理論は不完全というわけでもない。科学理論が完全か不完全かという二極化は、進化論の特徴を捉え損ねている。研究成果については、おおむね申請書通りに進めることができた。申請書の計画と研究成果報告の時期に多少ずれはあるが、2冊の本の出版や国際学会での発表等、研究成果の報告もできた。博士論文がまだ完成していないことは反省点だが、近日中に完成させる予定である。今後は博士論文を完成させることが第一目標である。それと並行して、学会等で口頭発表した研究成果を論文にまとめる作業をおこなう。また、現在「生物学の哲学」の教科書を執筆中であり、これを書き上げることも目標である。これまで生物学のなかでも進化を中心とした哲学的問題に取り組んできたが、今後は発生学、合成生物学などの分野についても哲学的に考察していきたい。さらに今後の研究として、進化生物学以外の分野における確率・統計をめぐる哲学的問題に取り組む予定である。現在、生物学者および心理学者と研究を進めており、その成果をまとめて発表する予定である。現代進化論では、生物進化の主要因は自然選択と遺伝的浮動とされている。自然選択とは、生存と繁殖に有利な生物が集団中に増えていく現象で、一方遺伝的浮動とは、生存と繁殖の有利さとは関係なく生物の頻度が変化する現象である。生物学ではこれらの理論および実証研究が盛んにおこなわれているが、理論に内在する哲学的問題については十分に議論されているわけではない。とくに、進化モデルにおける確率概念が何を表しているかは明らかになっていない。このような背景のもと、本年度は「なぜ浮動モデルに確率概念が用いられるのか」という問題に取り組んだ。従来の議論では、浮動の確率モデルが詳細に分析されていないため、本研究では浮動モデルの数理を徹底的に分析した。浮動モデルでは、遺伝子が次世代に寄与する確率をすべて同じとすることが仮定されている。この等確率の仮定は必ずしも経験的に支持されるものではない。そこで私は、統計物理学者のジェインズの業績を参考に、等確率を仮定せずに浮動モデルを導出した。ジェインズは、情報理論の手法を用いて従来の統計力学モデルを導出した。彼はそのことから、統計力学は情報理論の一分野とみなせることを主張した。私は同様のことが浮動モデルにも当てはまると考え、浮動モデルが情報理論の一部とみなせることを提案した。さらに、ライト・フィッシャーの浮動モデルにおける確率概念を哲学的に検討した。そこでは主に、確率論研究者のゼルナーの研究を参考にした。彼は、確率概念を個人の合理的な信念と解釈する、ベイズ主義者である。ゼルナーは、情報理論において、情報エントロピーを最大にすることから、ベイズの定理を導出した。私はこの業績を参考に、浮動モデルにおける確率概念がベイズ主義的に解釈できることを提示した。現代の進化論研究では、進化の主要因である自然選択や遺伝的浮動の理論および実証研究が盛んにおこなわれているが、それらの理論に内在する哲学的問題については十分に議論されてはいない。このような背景のもと、本年度は「なぜ浮動モデルに確率概念が用いられるのか」という問題に哲学的側面から取り組んだ。まず、遺伝的浮動に関するこれまでの議論を徹底的に分析した。

具体的には、ロバート・ブランドンらとアレックス・ローゼンバーグらの文献を中心に綿密な読解をおこない、以下のことを明らかにした。ブランドンらは非決定論的世界観にもとづいて、一方ローゼンバーグらは進化現象が決定論的であるという想定のもとで、遺伝的浮動を特徴付ける。両者は、量子力学とニュートン力学という物理理論を模範に遺伝的浮動モデルを分析するという点で共通している。だが、こうした模範理論の違いは、決定論と非決定論という両陣営の世界観の違いに繋がり、そのために浮動モデルの理解の違いに至ったのである。そして、遺伝的浮動モデルが情報理論から導出できるという昨年度の成果をもとに、次のような解答を提案した。遺伝的浮動モデルを構築する際に、生物学者は完全な情報ではなく、部分的な情報を取捨選択することにより、集団レベルの進化現象を一般化している。そのため、浮動モデルに確率概念が用いられているのである。ただし、そこでは合理的な情報処理操作がおこなわれ、それにより浮動モデルが導出される。浮動モデルは進化現象が決定論的かどうかという世界観は表していない。しかしそのことは、浮動モデルが不十分であることを意味してはいない。むしろ遺伝的浮動モデルは合理的な情報処理操作の結果という意味で、浮動モデルにおける確率概念はベイズ主義的に解釈できるのである。本研究の目的は、進化論における確率概念の哲学的意義を明らかにし、生命現象の解明に寄与することである。現代の進化論研究では、進化の主要因である自然選択や遺伝的浮動の理論および実証研究が盛んにおこなわれているが、進化モデルにおける確率概念が何を表しているかは明らかになっていない。このような背景のもと、本年度は「なぜ進化論に確率概念が用いられるのか」という問題に取り組んだ。自然選択と遺伝的浮動の数理モデルを綿密に分析することにより、どちらのモデルも集団レベルの現象の変化を表しており、生物や環境についてのすべての情報を含んでいなくても不完全ではない、ということを明らかにした。進化論に確率概念が用いられているのは、集団レベルの現象を説明するためである。部分と全体が異なるように、個体と集団では異なる特徴を示す。生物集団は実際に集団の分離や別の集団との融合を繰り返す。こうした集団レベルの変化は、個体の変化のみを積み重ねても説明しきれない。物理理論に基づく伝統的な世界観は、木を見て森を見ないようなものである。進化論では集団に共通する情報のみを抽出することが重要で、それにより集団レベルの変化を一般化できる。また、私は自然選択モデルと遺伝的浮動モデルを情報理論の手法を用いて導出できることを示した。情報理論は手持ちの情報を合理的に活用するための理論であり、私の成果は進化論はそうした理論であることを示唆している。情報理論の観点から考察すると、進化論は合理的な理論であることが明らかになる。基礎物理理論を模範とした科学観では、全情報に基づいていなければ不完全なモデルとみなされ、進化論はそのように判断されることになる。だが、進化論の理論構築に全情報は不要であり、全情報に基づかない科学理論は不完全というわけでもない。科学理論が完全か不完全かという二極化は、進化論の特徴を捉え損ねている。
タンパク質の細胞内での動きに注目した糖鎖修飾糖種判別法の開発

タンパク質の糖鎖修飾は代表的な翻訳後修飾のひとつであり、糖鎖はタンパク質の機能を制御する重要な分子である。しかしながら、既存の研究では糖鎖修飾がタンパク質の細胞内局在の過程で起こるという一面は考慮されておらず、タンパク質の細胞内での動きに着目した糖種解析が必要不可欠である。本研究ではまず、バイオインフォマティクス技術を用いて、タンパク質細胞内局在経路と糖種との相関を明らかにし、既存の糖鎖修飾情報に加え局在情報を包括した知識ベースの開発を行う。次に、糖種分布を学習データとして、糖鎖修飾糖種判別法を開発し、細胞内の糖タンパク質の局在化経路と糖鎖修飾を可視化するWebツールの開発を目指す。
食品成分による脂溶性栄養機能成分の成体利用性調節に関する研究

カロテノイドを含む脂溶性栄養機能成分は油脂に比べ消化・吸収(生体利用性)が非常に低い。本研究では,植物性食品に含まれるこれらの脂溶性栄養機能成分の生体利用性高める調理・加工法及び食品素材の開発のため,脂溶性栄養機能成分の消化・吸収に対する脂質や食物繊維等の食品成分の影響を解析することを目的とする。単純拡散に従うものと考えられていた小腸上皮細胞へのカロテノイドの取り込みにトランスポーターが介在している可能性が最近報告されてきたため、本年度は,トランスポーターの関与とこれまで得てきた研究結果との関連を中心に検討することにした。1.カロテノイドの小腸上皮細胞への取り込みにトランスポーターが関与する可能性を小腸上皮モデル細胞Caco-2を用いて検討した。細胞表層のタンパク質を分解するため細胞をトリプシンで処理した後,ミセル可溶化β-カロテンの取り込みを調べたが,処理前後で有意な差は認められなかった。トランスポーターに対する特異的抗体を用いてβ-カロテンの取り込みへのトランスポーターの関与を検討したが,適切な実験条件の設定にいたらず,今後の課題として残された。2.疎水性の高い物質を小腸上皮細胞から排泄する他のトランスポーターがカロテノイド取り込みに与える影響を検討するため,Caco-2細胞によるローダミン排泄のP糖タンパク依存性を調べたが,明確なトランスポーターの活性が見出されなかった。ヒト肝臓由来細胞ではローダミン排泄活性が明確に見出されたので,この細胞を用いることによってカロテノイドに対する排泄活性の有無を解析することが期待される。3.Caco-2細胞を用いた透過評価系で,β-カロテンの透過に対するミセルリン脂質の影響を調べた。ホスファチジルコリンは細胞への取り込みに対して抑制的に働くことが分かっていたが,透過に対しては促進的に働くことを見出した。リン脂質は細胞の脂質代謝に影響することによって,透過を促進する可能性が考えられた。脂溶性栄養機能成分であるカロテノイドは,野菜や果実に豊富に含まれるがその生体利用性が非常に低い。同時に摂取される他の食品成分がカロテノイドの溶解・吸収に影響を及ぼすものと考えられる。そこで、カロテノイドの腸管吸収に対する食品成分の影響を調べるため,β-カロテン、ルテイン、ネオキサンチン等の異なった極性のカロテノイドを用いて,これらの吸収に対する脂質や食物繊維の影響をin vitro吸収モデル(Caco-2ヒト結腸がん由来腸管モデル細胞)を用いて解析した。タウロコール酸,モノアシルグリセロール,遊離脂肪酸,リン脂質及びコレステロールから構成される腸管混合ミセルモデルにカロテノイドを可溶化させ,種々の食物繊維やリン脂質を添加し、Caco-2細胞と2時間,37°Cでインキュベートした。細胞へ取り込まれたカロテノイドを抽出しHPLCで分析した。ペクチン、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、アルギン酸を加えて、β-カロテンの取り込みへの影響を調べた。ペクチン以外の食物繊維の存在下で、ミセル溶液粘度とβ-カロテンの取り込みの間に負の相関関係が見出され,食物繊維は粘度を高めミセルの拡散速度を低下させることによってβ-カロテンの取り込みを抑制することが示唆された。リゾホスファチジルコリンによるカロテノイド取り込み促進効果は,β-カロテンで顕著でネオキサンチンでは小さかった。コレステロールが共存するとリゾホスファチジルコリンによる促進効果は顕著に抑制されことが見出され,コレステロールはカロテノイドの腸管吸収に大きく影響することが示唆された。混合ミセルの粒径とカロテノイド取り込みには相関は認められなかった。フィトフルエンを蛍光プローブとして混合ミセルの蛍光偏光を測定した結果,偏光値はミセルによって顕著に異なり,ミセル中のカロテノイドの存在状態に差があることが示唆された。

ホスファチジルコリンは細胞への取り込みに対して抑制的に働くことが分かっていたが,透過に対しては促進的に働くことを見出した。リン脂質は細胞の脂質代謝に影響することによって,透過を促進する可能性が考えられた。
情動と技術の人間学的考察（ドイツ文学の場合）

本研究においては、情動の歴史的変容過程を、ドイツ文学を事例として考察した。とりわけ、メディア技術が情動の変容にいかなる作用を及ぼしたかに研究の力点を置いた。1800年前後の「感情」の奔出には書字メディアの役割が、1900年前後の「気分」のた方向的な迸出には、写真、映画、グラモフォン、タイプライターなどの音声映像技術メディアの役割が大きい。「感情」は個人の内面の形成要因として、「個性」や「主体」を生み出したが、「気分」は個性をむしろ解体する作用として見出された。2000年前後を画期とするデジタル・メディアの時代においては、情動の非持続性への着目が認められる。本年度は、情動と技術に関する思想史・文芸史的考察の開始年度として、情動を歴史的に捉え直そうとした思想的事例を比較対照する研究に従事した。当初の計画においては、1800年前後の情動表現に関する考察をよていしていたが、申請採択後にドイツ・ヴァイマル大学の付属研究施設より急遽フェローとしての招聘を受け、そちらにおける研究プロジェクト「記憶の歴史化」の重点が20世紀以降に置かれていたことを受け、当研究の順序に変更を加え、1900年前後の「情動」と「技術」の問題に焦点を当てた。研究実績として、以下の3点を挙げることができる。第一に、「情動」の個人を超えた集合性と、その表現の定型性を実証しようとした美術史家アビィ・ヴァールブルクに関する論考であり、これは英語による講演(Illness and Memory - The Case of Aby Warburg)の形で発表された。これは、ヴァールブルク自身が体験した「病」を「情動」の極端な表現としてとらえ、その発現から治癒に至る過程に「情動」表現の技術として芸術作品の本質を理解する可能性を探るものであった。第二に、ヴァールブルクと比較されるべき事例として、ヴァルター・ベンヤミンの記憶論を考察した論文「プルーストからベンヤミンへーそしてその先」を挙げる。同じく記憶のイメージ形成において「情動」の果たす役割を重視したベンヤミンがプルーストの繰り出す様々な形象に技術的なものがいかに関わっているかを考察したものである。第三に、192030年代の日本のロマン主義に関する、やはり英語による講演を挙げることができる。これは、情動表現の技術としての文字メディアと日本的情動の「固有性」と呼ばれるもの(例えば「もののあはれ」)との関係を論じた試論である。平成26年度は、プロジェクト二年目として、第一に、一年目に引き続き18世紀後半のドイツ文学の個別作品に関して情動性の発揮の表現容態を具体的に検討する作業を行った。扱った作品はレッシング『エミーリア・ガロッティ』、ゲーテ『若きヴェルターの悩み』、同『タウリスのイフィゲーニエ』である。これらの検討から、ドイツ文学における「白兵戦Nahkampf」的なものを、その重大な要素として剔出し、身体を接近させた対決の場面における個人を超えた情動の発現を詳細に検討した。このことの成果として、論文「白兵戦の倫理」を『研究年報』誌(慶應義塾大学文学部独文専攻編)に発表した。第二に、同じ「白兵戦」的なものの喪失過程を19世紀のドイツ文学に、またその新たな形での復活を20世紀のドイツ文学に探る作業を続行中である。具体的には、H・フォン・クライスト、F・ヘッベル、A・シュティフターら19世紀の作家と、E・ユンガー、R・ムージルら20世紀の作家を扱う予定である。第三に、情動と正義の関係を考察する作業を行い、日本独文学会2014年秋季研究発表会(10月、於京都府立大学)でのシンポジウム「もっと正義を!」にパネリストとして参加、「配分か交換か」と題した発表を行い議論に参加した。本発表は学会誌『ドイツ文学』に論文として投稿する。平成27年度は、研究最終年度として大別三つの研究作業を行った。第一は、「情動」の技術的変容に関わる表現事例を文学作品に求め考察することであり、とりわけゲーテの書簡体小説『若きヴェルターの悩み』を、一方で書字メディアと感情の相互作用という観点から再検討し、他方で、報告者が感情から遊離した客観的地位を徐々に確立する過程に着目した。その成果は、当該作品の翻訳出版というかたちをとり、これに付した解説に上記の論点を詳述した。ゲーテおよび『若きヴェルターの悩み』については、他に幾つかの啓蒙的小論を寄与し、さらに10月17日の「ゲーテ自然科学の集い」例会において、ゲーテとクライストの情動論の差異に関する講演を行った。第二は、正義論における情動の役割に関する論文執筆である。これは日本独文学会機関誌『ドイツ文学』第152号(2016年4月刊行)に「配分か交換か」と題し寄せた論文において詳述した。さらに第三に、7月24日より8月22日まで、ベルリン自由大学に客員教授として研究滞在し、資料収集、研究交流を行うことができた。

「感情」は個人の内面の形成要因として、「個性」や「主体」を生み出したが、「気分」は個性をむしろ解体する作用として見出された。2000年前後を画期とするデジタル・メディアの時代においては、情動の非持続性への着目が認められる。特に1800年前後の情動の発現形態について論文、研究発表などで成果を公表することができ、また、1900年前後におけるその変容に関しても検討し論じるに十分な資料と構想を得たと考えるため。但し、予定されていた海外研究者のワークショップ招聘は、ご本人の家庭の都合で不可能となった。別の形での意見交換の機会を27年度に設けたいと考える。ドイツ文学平成27年度は、研究最終年度として、上記の海外研究者(ハーゲン大学教授ウーヴェ・シュタイナー氏)を訪れ、講演会、ワークショップなど公開の場において現在までの研究成果を報告し意見交換を行う予定である。シュタイナー教授は、18世紀後半の「感情」の前景化や、19世紀後半から20世紀にかけての「情動」の変容とメディア技術の関係についての研究実績があり、本研究プロジェクトの議論を深めるために相応しい協力者である。さらに、3年間の研究のまとめとして、「情動の人間学」をテーマとしたドイツ語による論文集の刊行を計画している。「研究実績の概要」に述べた理由から、半年間をドイツ・ヴァイマルの研究施設で研究に従事することになり、そちらで開催される多様な講演会、シンポジウム、ワークショップに参加し、論文作成のみならず、海外の様々な研究者と議論・意見交換を行えた。上級フェロー研究員としての研究業務にやや時間を取られたことは否定しがたいが、当該プロジェクトを進めるうえで貴重な示唆を受け、新たな方法的知見を得ることができたと考える。海外研究者の招聘が、本人の家庭の事情によって中止となり、その渡航費用とワークショップ開催用の費用が消化できなかったことによる。研究2年目として、2014年度には国際シンポジウムないしワークショップの開催を計画しており、時期としては秋季11月12月を考えている。また、「研究実績の概要」に述べたとおり、研究順序に変更が加わったため、本年度は1800年前後の情動と技術に関して重点的に研究する予定である。具体的には、ゲーテ、シラーら「古典」派の情動論とその変遷と、F・シュレーゲル、ヘルダーリーン、クライストらロマン主義とその周辺における情動論を、当時のメディア技術との関連で考察する。これに加え、「研究実績の概要」に第三として挙げた「日本的情動」とその技術に関する考察を深化させる。また、シンポジウム、ワークショップにおける発表は、研究3年目に論文集として刊行することを計画している。平成27年度には、研究代表者の大宮が渡独し、ハーゲン大学およびマンハイム大学において講演、ワークショップを共催し、当初予定していた海外研究者との議論・意見交換を行う予定である。研究代表者大宮は、当該科研費採択後に、2013年10月よりドイツ・ヴァイマル大学付属研究施設「文化技術研究・メディア哲学研究所(IKKM)」からの招聘を受け、上級フェローとして現地における研究に2014年3月までの半年間従事した。これによって当初の計画に大きな変更が余儀なくされ、とりわけ資料収集のためのドイツ渡航を念頭に旅費として計上した20万円は、招聘にあたり渡航費の支給を受けたため、消化することができなかった。さらに、6か月という滞在期間に鑑み、現地での書物等の購入は滞在中の研究に必要なものにとどめ、結果として2013年度請求額に残余が生じることとなった。
液体ヘリウムを用いたイオントラップの研究

超流動液体ヘリウム中に導入された不純物イオンのまわりに形成されると考えられる氷球粒子(分極ヘリウム原子群)は、高い空間対称性を持ち、イオンの核スピンが長時間保持される可能性が高い。また、液体ヘリウムをイオンまたは中性原子のトラップとして利用することも有望と思われる。そこで、本年度はスピン偏極を飛躍的に大きくする方法の検討、および核分光への広範な応用方法ほ確立すること、を重点的に行った。具体的には、(1)液体ヘリウム中の氷球粒子に対して、レーザー光ポンピングによって核偏極を生成する可能性についの検討したこと、(2)核分光への応用例として、スピン偏極した核のβ遅発中性子崩壊を測定することによって、中間状態のスピン・パリティを決めることが出来ることを実証したこと、の二点である。前者は、トラップされた原子と液体ヘリウムとの相互作用によって光吸収線幅が広がる可能性を調査し、実験装置に必要な仕様を決定した。実際に光ポンピングが可能かどうかを来年度以降実験てはに調査する予定である。後者では、約1%程度にスピン偏極した不安定原子核17Bを高エネルギー重イオン核反応によってつくりだし、1.β崩壊に続いて起こる中性子崩壊の同時計測2.さらに、娘核16Cの励起状態へ崩壊する際に放出されるγ線の同時計測を行った。実験データの詳細な解析から、中間状態である17Cの6つの励起エネルギーを新たに決定した。さらに、偏極核からのβ線の非対称度の測定から、そのうち4つの状態のスピン・パリティを決定することが出来た。そして、殻模型との比較から、このような極端に中性子過剰な核では2つの中性子間に働く対相関相互作用が、安定核のそれよりも30%程度小さいことが示唆された。このように核分光への応用は極めて有効であることが実証されたと言える。超流動液体ヘリウム中に導入された不純物イオンのまわりに形成されると考えされる氷球粒子(分極ヘリウム原子群)中で、イオンの核スピンが保持出来るかどうかは、液体ヘリウムをイオントラップとして利用する際、核分光的研究への広範な応用が期待できる、という意味で極めて重要である。本年度は、1.閉じこめられた不安定核からの放射線(β線、γ線)を検出する検出器系のシミュレーションを行い、プラスチック検出器系(β線検出用)、および沃化ナトリウム結晶(γ線検出用)の最適な形状・配置を決定した。2.核スピンを保持するためおよびスピンの量子化軸を与えるための電磁石系を設計製作した。これは最大磁場500ガウスを発生する事の出来る空芯型の電磁石である。磁場の一様性を実測し、計算どうりの性能が出ていることを確認した。3.核スピンを核磁気共鳴によって反転させるための高周波コイルを製作し、そのテストを行った。共鳴Q値を出来るだけ小さくするため特殊な形状を考案した。4.スピン反転の諸条件を理論的に予測するため、時間に依存するハミルトニアンのもとでのスピンの回転運動方程式を調べた。これには膨大な数値計算が必要であるが、新たに導入したワークステーションによって始めて可能になった。その結果、今まで定性的に議論されていた反転条件を定量的に示すことが出来た。

そこで、本年度はスピン偏極を飛躍的に大きくする方法の検討、および核分光への広範な応用方法を確立すること、を重点的に行った。具体的には、(1)液体ヘリウム中の氷球粒子に対して、レーザー光ポンピングによって核偏極を生成する可能性についの検討したこと、(2)核分光への応用例として、スピン偏極した核のβ遅発中性子崩壊を測定することによって、中間状態のスピン・パリティを決めることが出来ることを実証したこと、の二点である。前者は、トラップされた原子と液体ヘリウムとの相互作用によって光吸収線幅が広がる可能性を調査し、実験装置に必要な仕様を決定した。実際に光ポンピングが可能かどうかを来年度以降実験的に調査する予定である。後者では、約1%程度にスピン偏極した不安定原子核17Bを高エネルギー重イオン核反応によってつくりだし、1.β崩壊に続いて起こる中性子崩壊の同時計測2.さらに、娘核16Cの励起状態へ崩壊する際に放出されるγ線の同時計測を行った。実験データの詳細な解析から、中間状態である17Cの6つの励起状態の励起エネルギーを新たに決定した。さらに、偏極核からのβ線の非対称度の測定から、そのうち4つの状態のスピン・パリティを決定することが出来た。さらに、殻模型との比較から、このような極端に中性子過剰な核では2つの中性子間に働く対相関相互作用が、安定核のそれよりも30%程度小さいことが示唆された。このように核分光への応用は極めて有効であることが実証されたと言える。
学校建築における開口部の熱・光・風環境調整手法に関する総合的研究

開口部は建築の熱・光・空気の環境調整にとって重要な役割をもつ。特に、学校建築の場合、地域の気候特性を充分考慮し、自然の熱・光・風の巧みな制御によって、快適性の確保、エネルギ-の有効利用をはかることが望ましい。しかし、現状の教室の開口部の多くは画一化され、大きな開口面積を有しながら、環境調整のための必要機能に対する配慮が充分になされていないため、さまざまな問題が生じている。本研究は、まず教室の雰囲気等も含め、教室環境に対する使用者の評価をヒヤリングとアンケ-トによって総合的に把握した。また、実測調査によって、教室環境の物理的な尺度による評価との対応を考察した。教室の熱・光環境の不均一性などのほか、特に、夏期の教室の熱環境は、冬期よりも厳しい指摘がみられ、教室の方位、広さ等の設計要素とともに、日射遮蔽、断熱、換気・通風の工夫など、きめの細かい、根本的な検討を要することが確認された。光環境調整については、曇天時よりも晴天時に問題が発生しており、開口部に対する適切な日除けの必要性が認められ、また、その効果予測法の開発を試みた。夏期の熱環境の改善には、通風が効果的であるが、開口部のとり方などとともに、現在画一的に用いられている引き違い形式は、居住域に対する一様の通風、及び日除けとの組合せを考慮すると、上げ下げ形式の方が有効であることが確認された。日射や熱損失の影響の低減と、換気量の確保を意図した「空気通過方窓」について実験とシミュレ-ションによってその性能と適用の可能性について検討し、その有効性を確認した。直接暖房時の換気方法について、換気の有効性と室内気候の観点から検討を行った。以上要するに、今後の教室の設計に当たっては、地域の気候特性を考慮したパッシブ手法の合理的導入が必要であり、そのための開口部のあり方に対し、熱・光・風環境調整の観点から、今後の方向を示した。教室の環境設計には,地域の気候特性を充分に考慮したパッシブ手法の合理的導入が必要である.しかし,現状の教室の多くは画一化され,熱・光・空気環境等,質的に充分な状況とは言い難い.本研究は,教室空間の構成に重要な役割を演じる開口部にかかわる項目を中心に教室環境の実態を把握し,問題点を明らかにするとともに,教室の開口部にかかわる環境調整手法のあり方を提案しようとするもので, .年度として次の研究を行った.1.教室環境の実態把握のため.地域の気候特性も考慮し,東北(仙台市)・関東(川崎市)・沖縄(那覇市)の小・中学校を対象にヒアリング調査を行い,開口部にかかわる熱・光・空気環境に関する共通の問題点,及び地域特有の項目が抽出され,今後のアンケート調査の基礎資料を得た. (全員)2.ヒアリング調査結果をふまえ,多くのバリエーションが含まれると思われる川崎市内の小・中学校を対象に,実態調査を行い,アンケート調査対象校の抽出とともに,開口部の設計要素と熱・光・空気環境との関係を整理し,アンケート用紙の作成を行った. (梅干野)3.仙台市を中心とした暖房方式の異なる小・中学校を対象に冬季の熱・空気環境の実態を詳細に測定した. (吉野)4.暖房方式の異なる学校について実施された暖房環境の実測資料とアンケート調査結果を整理し,教師・生徒の温熱感について分析した.また,大きな開口部のもつ熱的問題の処理方法の一つとして,空気通過型窓の適用性を検討するための実験準備を行った. (射場本)

5.教室の開口部に適応される各種光環境調整手法を評価するための計算プログラムを開発し,既往の研究で得られている実験値と比較検証した. (宿谷)6.教室の開口部にかかわる法的規制,基準等を調査し,現状の問題点,今後の指針等のあり方を検討した.また,暖房と換気との複合的作用による熱環境の評価について予備実験を行った. (須永)前年度に引き続き、アンケート調査、実測調査、実験により、開口部と教室環境について、環状の把握、問題点の抽出を行うとともに、今後に対する開口部による循環調査手法の検討を行った。(1)現在、一般教室では換気装置は殆ど考慮されておらず、休み時間の窓解放による換気で空気浄化を画っているが、そのため熱環境は犠牲にされエネルギーの浪費となっている。この暖房時の換気について、給気口と排気口の位置関係と体感に作用する気流速・温度分布の状態、それによってもたらされる温熱感、ならびに換気効果等を実際の教室で実験的に考察した。(伊藤・須永)(2)光環境については、教室の窓側の照度過剰と奥部の照度不足の改善を画るとともに、AV教育のための暗室化を求めるために特殊ブラインドを開発し、実験を行った(伊藤・須永)(3)夏季、及び冬季の教室の熱・光・空気環境を、開口部の方位・教室タイプ等との関連で実測、及びアンケートによる調査を実施し、解析した。特に、川崎市においては、夏季及び冬季に、それぞれ4000サンプルのデータを得た。(梅千野)(4)暖房方式の異なる学校について、教室開口部の方位等との関連で熱・光・空気環境の不均一性等を実測、及びアンケートにより分析を行った。(伊藤・須永)(5)冬季の熱・空気環境に関係する隙間換気量について、実測調査を行い、現状の把握を試みた。(吉野)(6)熱・光・空気の環境調整機能をすべて包含する窓材の一つの試みとして、ブラインド内蔵空気通過型窓を試作し、実験を行うとともに、教室への適用性の検討、並びに地域・窓タイプによる熱負荷低減効果の予測シミュレーションを行った。(射場本)前年度に引続き、教室環境と開口部について実験、調査資料の分析、及びシミュレ-ションにより解析を行うとともに、本研究の最終年度としてのとりまとめの作業を行った。(1)温暖地域における全公立小学校の教師を対象に、夏期と冬季に実施した教室環境評価と教室の実態に関するアンケ-ト結果をもとに考察し、窓やカ-テンの開閉や暖房運転などの環境調整、及び、教室環境に影響を及ぼすと考えられる設計要素と、物理環境評価との関係を明らかにし、教室環境の実態を把握した。その結果、最近建設された教室では、夏期における熱環境が悪化していることなどを指摘した。[梅干野](2)教室の窓面に設けられる数種の日除けを取り上げ、これらが室内の明るさに及ぼす影響効果について数値シミュレ-ションを行い、その結果のまとめを行った。[宿谷](3)教室の通風に関する既往の文献調査の上、窓の形式が教室内の通風性状にどのような影響を及ぼすかについて、単純なモデル例による実験を行った。その結果、引き違い窓を使用した場合は、窓の陰になる位置で風速が著しく低下することを確認し、上げ下げ窓の方が生徒の居住域内で通風状態が良好であることを明らかにした。[吉野](4)直接暖房時の換気性状に関し、前年度に引続き実験とシミュレ-ションを行い、暖房器の位置を吸・排気口の位置関係による換気効果の違い、室内気候、温熱感等について、実験結果をもとに詳細に検討し、暖房時の教室における換気手法を考察した。[伊藤・須永]
走査型マルチプローブ環境顕微鏡の試作と腐食損傷初生過程のその場観察

本研究では,腐食環境中における腐食損傷・き裂発生過程の腐食電流密度分布のみならず,水素・塩素イオン濃度分布などの複数イオンの局在化分布を,経時的にかつリアルタイムでマッピング測定が可能な走査型マルチプローブ環境顕微鏡を試作した。本システムは,腐食電流密度分布を測定する走査振動電極システムに加え,イオン選択性電極を用いて水素イオン濃度(pH)や塩素イオン濃度分布を測定する複合システムとなっている。とくに,イオンの局在化分布を試料電位の影響を受けずに精密に測定するためには,試料をグランドから完全に浮かせて測定する必要があり,この仕様を満足するようにバイポテンショスタットを特別に試作した。本環境顕微鏡を用いて,腐食電流密度分布が精度良く測定可能であることを示すとともに,塩素イオン濃度が測定可能なμmオーダのAg/AgCl電極を試作し,試料電位によらず試料表面近傍の塩素イオン濃度が測定できること,また,本電極はpHの影響をほとんど受けずに塩素イオン濃度を測定可能であることを示した。さらに,Pt微小電極を用いて,電極を高周波で分極したときに電極に流れる過渡微小電流を測定することにより,同一電極を用いてpHと塩素イオン濃度が同時に測定可能となることを明らかにした。本手法は,先に述べたAg/AgCl電極と比較すると,同一電極により,腐食損傷に大きな影響を与える塩素イオン濃度とpHが測定可能である点,電極反応時間が極めて短い点,さらに,複数の塩素イオン濃度センサーとpHセンサーを使用する手法と比べて,pHや塩素イオンマップの位置補正を必要としない利点があり,複数センサーと比較すると優れたセンサーであることを明らかにした。本年度は,特殊腐食セル,走査型環境顕微鏡の走査機構に関する基本的仕様を決定するとともに,そのシステム製作を鋭意実施した。また,これと平行して計測システム系の基本仕様を決定するとともに,計測・制御用ソフトウェアを開発している。本環境顕微鏡の場合は,水素イオン(pH)や塩素イオン濃度に対応したセンサーの電極電位あるいは電流を試作電位の影響を受けないようにして,精密に測定する必要がある。このためには,試料をグランドから完全に浮かせて測定する必要があることが明らかとなり,現在その仕様を満足するようにポテンショスタット,エレクトロメータの改造が施した。また、本顕微鏡の心臓部は,pH,塩素イオンセンサーの開発にあるが,これについては,Pt線を用いる手法,炭素繊維を用いる手法について検討を加えている。また,同一の電極によりpHと塩素イオンを測定できる,電極を微小時間のあいだ分極させ,その時に電極に流れる電流を計測することにより,塩素イオン濃度とpHを同一の電極で測定できる可能性のある,Chronoamperometric法の開発に着手し,鋭意開発を推進中である。本手法はpH・塩素イオンセンサーに比較すると電極の反応時間が短く,したがって計測時間を短縮できるとともに,複数のpHや塩素イオンセンサーを用いる手法と異なり,pHや塩素イオンマップの位置補正を必要としない利点があり,複数センサーと比較すると優れたセンサーとなることが期待される。本研究では、腐食環境中における腐食損傷・き裂発生過程の腐食電流密度分布のみならず,水素・塩素イオン濃度分布などの複数イオンの局在化分布を,経時的にかつリアルタイムでマッピング測定が可能な走査型マルチプローブ環境顕微鏡を試作した。本システムは,腐食電流密度分布を測定する走査型振動電極システムに加え,イオン選択性電極を用いて水素イオン濃度(pH)や塩素イオン濃度分布を測定する複合システムとなっている。本環境顕微鏡を用いて,腐食電流密度分布が精度良く測定可能でることを示すとともに,塩素イオン濃度が測定可能なμmオーダのAg/AgCl電極を試作し,試料電位によらず試料表面近傍の塩素イオン濃度が測定できること,また,本電極はpHの影響をほとんど受けずに塩素イオン濃度を測定可能であることを示した。

さらに,Pt微小電極を用いて,電極を高周波で分極したときに電極に流れる過渡微小電流を測定することにより,同一電極を用いてpHと塩素イオン濃度が同時に測定可能となることを明らかにした。本手法は,先に述べたAg/AgCl電極と比較すると,同一電極により,腐食損傷に大きな影響を与える塩素イオン濃度とpHが測定可能である点,電極反応時間が極めて短い点,さらに,複数の塩素イオン濃度センサーとpHセンサーを使用する手法と比べて,pHや塩素イオンマップの位置補正を必要としない利点があり,複数センサーと比較すると優れたセンサーであることを明らかにした。
特化した機能を持つ形状記憶・超弾性合金の開発

本研究では以下の4つの機能に特化した形状記憶・超弾性合金の開発とそれに資する基礎研究を実施した.1)加工性,成形性,繰り返し特性をも考慮した低温超弾性Ti-Ni-X系合金.2)マルテンサイト時効やセラミックス粒子分散等の新しい組織制御法によって強化した高信頼性中/高温形状記憶・超弾性IVa(Ti,Zr,Hf)-貴金属(Pd,Pt,Au等)系合金.3)高加工性医療用形状記憶・超弾性β-TiおよびZr系合金.目的1)ではNi過剰Ti-Ni合金で起こる多段階マルテンサイト変態の低温側の変態を利用した低温超弾性の創出を試みたが、目的とする機能の発現には至らなかった.しかしながら多段階変態に及ぼす熱処理条件、合金組成、母相結晶粒径等の材料学的諸因子の影響を系統的に明らかにした.目的2)についてはTi-Pd合金のB2およびB19マルテンサイト相に存在する逆位相状界面の形態及び結晶学的特徴を高角環状暗視野および高分解能観察によって明らかにし、形成機構を考察した.さらにTi-Pt合金のBl9マルテンサイト相の内部欠陥(格子不変変形)の透過電顕観察を行ない、第I種、第II種および複合双晶を同定した.目的3)ではTi-Mo-Sn合金に加工熱処理及び窒素添加を行なうことで様々な機械的性質(見かけの降伏応力、すなわち、マルテンサイト誘起応力)を持つNiフリー医療用形状記憶・超弾性β-Ti合金を開発し、用途に応じた合金の選択が可能にするとともに、低侵襲性医療器具であるガイドワイヤーへの応用を試みた.目的4)については熱弾性マルテンサイト変態と優れた延性の発現するB2型Co-Zr-Ni合金に続いてCo-Zr-Pd合金を開発したが、形状記憶・超弾性特性はTi-Ni合金にはるかに及ばず、Ti-Ni合金の優れた特性を再確認する結果となった.本研究では以下の4つの機能に特化した形状記憶・超弾性合金の開発とそれに資する基礎研究を実施した.1)加工性,成形性,繰り返し特性をも考慮した低温超弾性Ti-Ni-X系合金.2)マルテンサイト時効やセラミックス粒子分散等の新しい組織制御法によって強化した高信頼性中/高温形状記憶・超弾性IVa(Ti,Zr,Hf)-貴金属(Pd,Pt,Au等)系合金.3)高加工性医療用形状記憶・超弾性β-TiおよびZr系合金.目的1)ではNi過剰Ti-Ni合金で起こる多段階マルテンサイト変態の低温側の変態を利用した低温超弾性の創出を試みたが、目的とする機能の発現には至らなかった.しかしながら多段階変態に及ぼす熱処理条件、合金組成、母相結晶粒径等の材料学的諸因子の影響を系統的に明らかにした.目的2)についてはTi-Pd合金のB2およびB19マルテンサイト相に存在する逆位相状界面の形態及び結晶学的特徴を高角環状暗視野および高分解能観察によって明らかにし、形成機構を考察した.さらにTi-Pt合金のBl9マルテンサイト相の内部欠陥(格子不変変形)の透過電顕観察を行ない、第I種、第II種および複合双晶を同定した.目的3)ではTi-Mo-Sn合金に加工熱処理及び窒素添加を行なうことで様々な機械的性質(見かけの降伏応力、すなわち、マルテンサイト誘起応力)を持つNiフリー医療用形状記憶・超弾性β-Ti合金を開発し、用途に応じた合金の選択が可能にするとともに、低侵襲性医療器具であるガイドワイヤーへの応用を試みた.目的4)については熱弾性マルテンサイト変態と優れた延性の発現するB2型Co-Zr-Ni合金に続いてCo-Zr-Pd合金を開発したが、形状記憶・超弾性特性はTi-Ni合金にはるかに及ばず、Ti-Ni合金の優れた特性を再確認する結果となった.本研究では以下の4つの機能に特化した形状記憶・超弾性合金の開発を目的とした.1)加工性,成形性,繰り返し特性をも考慮した低温超弾性Ti-Ni-X系合金.2)マルテンサイト時効やセラミックス粒子分散等の新しい組織制御法によって強化した高信頼性中/高温形状記憶・超弾性IVa(Ti,Zr,Hf)-貴金属(Pd,Pt,Au等)系合金.3)高加工性医療用形状記憶・超弾性β-Ti系合金.目的1)に関してその基礎研究となるNi過剰Ti-Ni合金時効材の多段階R相およびマルテンサイト変態の発現に及ぼす熱処理雰囲気の影響を明らかにした.目的2)についてはTi過剰Ti-Pd合金をマルテンサイト相状態で時効することによりTi_2Pd析出相が変態双晶界面に優先析出することを見出し,一種の超弾性効果である双晶擬弾性が発現することを確認した.目的3)については形状記憶効果による最大回復歪5.3%を示すTi-Mo-Sc系合金および安定して3.0%の超弾性回復歪を示すTi-Mo-Sn, Ti-Mo-Sn-Sc合金を開発した.目的4)に関しては粒界工学の視点からTi-Ni合金の組織制御を試み,マルテンサイト状態で引張変形を行い再結晶させることでΣ29以下の低エネルギー対応粒界頻度が88.7%に達する粒界方位制御組織の創製に成功した.さらにΣ3,Σ9,Σ27<110>対称傾角粒界の高分解能透過電顕観察を行ない,粒界の原子配列を構造ユニットモデルにより解析した.今後,粒界方位を制御した試料について形状記憶・超弾性および繰り返し変形特性の調査を行なう.本研究では以下の4つの機能に特化した形状記憶・超弾性合金の開発を目的とした.

1)加工性,成形性,繰り返し特性をも考慮した低温超弾性Ti-Ni-X系合金.2)マルテンサイト時効やセラミックス粒子分散等の新しい組織制御法によって強化した高信頼性中/高温形状記憶・超弾性IVa(Ti,Zr,Hf)-貴金属(Pd,Pt,Au等)系合金.3)高加工性医療用形状記憶・超弾性β-TiおよびZr系合金.目的1)に関しては17年度に引き続き基礎研究となるNi過剰Ti-Ni合金時効材の多段階R相およびマルテンサイト変態の発現に及ぼす熱処理雰囲気の影響を調べ、変態サイトの特定を行なった.目的2)についてはTi過剰Ti-Pd合金の液体急冷リボンを作製し、Ti-35at%Pd合金が優れた機械的性質を示し、さらに冷却速度と変態温度の関係を調べ冷却速度の増加に伴い母相が安定化されることを見出した.また、リボン中に見られるB2規則相の逆位相界面の微細構造解析を行った.目的3)については17年度に開発したTi-Mo-Sn合金の加工性の改善を目的として結晶粒微細化を試み、希土類元素の添加が有効であることを明らかにした.しかしながら、β-Zr系合金においては形状記憶および超弾性発現の素過程であるα"マルテンサイト変態の存在を確認するには至らなかった.目的4)に関しては17年度に創製に成功した粒界制御合金を用いて、Σ3,Σ9,Σ11,Σ27<110>対称傾角粒界の高分解能透過電顕観察を行ない,粒界の原子配列を構造ユニットモデルにより解析した.また、Co-Zr-Ni合金において熱弾性マルテンサイト変態と優れた延性の発現を確認した.本研究では以下の4つの機能に特化した形状記憶・超弾性合金の開発とそれに資する基礎研究を実施した.1)加工性,成形性,繰り返し特性をも考慮した低温超弾性Ti-Ni-X系合金.2)マルテンサイト時効やセラミックス粒子分散等の新しい組織制御法によって強化した高信頼性中/高温形状記憶・超弾性IVa(Ti,Zr,Hf)-貴金属(Pd,Pt,Au等)系合金.3)高加工性医療用形状記憶・超弾性β-TiおよびZr系合金.目的1)Ni過剰Ti-Ni合金で起こる多段階マルテンサイト変態の低温側の変態を利用した低温超弾性の創出を試みたが、目的とする機能の発現には至らなかった.しかしながら多段階変態に及ぼす母相結晶粒径の影響を系統的に明らかにした.目的2)についてはTi-Pd合金のB19マルテンサイト相に存在する逆位相状界面の形態及び結晶学的特徴を高角環状暗視野および高分解能観察によって明らかにし、形成機構を考察した.さらにTi-Pt合金のB19マルテンサイト相の内部欠陥(格子不変変形)の透過電顕観察を行ない、第I種、第II種および複合双晶を同定した.目的3)については18年度に創製したTi-Mo-Sn-Sc合金に加工熱処理及び窒素添加を行なうことで様々な機械的性質(見かけの降伏応力、すなわち、マルテンサイト誘起応力)を持つNiフリー医療用形状記憶・超弾性β-Tiを開発し、用途に応じた合金の選択が可能となった.目的4)に関しては18年度に開発したCo-Zr-Ni合金に続いてCo-Zr-Pd合金においても熱弾性マルテンサイト変態と優れた延性の発現を確認した.