hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
耳栓装着による騒音下音声明瞭度の改善

本研究では耳栓装着を要するような労働環境において,耳栓を装着することにより騒音成分が低減され,音声明瞭度の改善を図れるのではないかとの観点から研究を進めた。初めに高域周波数成分が優勢な騒音と高域の遮音特性に優れるJIS第2種の耳栓を組み合わせた音声明瞭度試験を実施した。聴取条件は騒音の音圧レベル6585dB,音声の音圧レベルは騒音と同等のレベルから10dB低いレベル(SN比0-10dB)である。この条件における単音節音声明瞭度試験の結果は,「耳栓装着の有無による音声明瞭度に差はない」ということであった。次に,さらにひどい騒音環境を想定して,音圧レベル95dBのホワイトノイズ,音声の音圧レベル90dB(SN比-5dB)の組合せで音声明瞭度試験を実施した。この音圧レベルは耳小骨筋反射を生じ,聴力が低下するレベルである。使用した耳栓は広帯域に遮音するJIS第1種である。この条件における単音節音声明瞭度試験より,「耳栓を装着すると明らかに音声明瞭度が向上する」との結果が得られた。これらの音声明瞭度試験結果をまとめると次のようになる。1.耳小骨筋反射を生じるような高騒音レベルでは,耳栓を装着することにより聴力保護を図られると共に,音声明瞭度は改善される。2.それよりも低い騒音レベルでは,耳栓装着の有無によるよる音声明瞭度の差違は見られない。このことは,聴力保護の観点から耳栓を装着しても音声明瞭度は低下しないことを意味する。以上が本研究の成果である。必要な音声情報が聞き取りにくくなるのではないかとの危惧から,耳栓装着を躊躇していると思われる場があるが,そのような心配はなく,聴力保護具としての耳栓装着を積極的に奨めるべきである。本研究は,「耳栓装着により騒音下での音声聴取状況が改善されるか」,改革されるのであればそれは「どのような環境状況の場合か」について,騒音スペクトル,騒音レベル,音声レベルの観点から,音声明瞭度試験を利用して,実験的に明らかにすることを目的とする.本年度は,主に以下の2項目の研究を実施した.1.騒音スペクトルのモデル化騒音スペクトルのモデル化を行うために,種々の環境騒音の収録を実施した.収集した騒音は,航空旅客機機内騒音,建築作業騒音,工具騒音,草刈機音,スポーツ観戦中の観客音などである.これらの騒音の周波数スペクトルおよび時間包絡を分析し,聴取実験に用いるための擬似騒音のモデル化を進めている.2.耳栓の遮音量の測定耳栓の遮音量は,耳栓を装着しない場合の最小可聴値と耳栓を装着した場合の最小可聴値の差から求める.そこで,耳栓の遮音量を測定するための最小可聴値測定システムを構築した.最小可聴・値の測定法は,一般に耳栓の遮音量を求める際に利用されているベケシー法と,より信頼性高く測定できるブラケット法の両方を構築した.このシステムを用いて10数種類の耳栓の遮音特性の測定を進めている.本研究は,「耳栓装着により騒音下での音声聴取状況が改善されるか」,改善されるのであればそれは「どのような環境状況の場合か」にっいて,騒音スペクトル,騒音レベル,音声レベルの観点から,音声明瞭度試験を利用して,実験的に明らかにすることを目的とする.本年度は,主に以下の3項目の研究を実施した.1.試験用信号の作成明瞭度試験で提示する模擬騒音を作成した.昨年度実施した実騒音のスペクトル分析を参考に,数種類のスペクトル構造を持つ定常騒音をコンピュータにより合成した.また,単音節音声音を試験音CDより取得し,ランダムな順で提示できるようにした.2.耳栓の遮音量の測定

耳栓の遮音量は,耳栓を装着しない場合の最小可聴値と耳栓を装着した場合の最小可聴値の差から求める.昨年度構築したベケシー法による最小可聴値測定システムについて,短時間でできるだけ精度よく最小可聴値を測定するための実験パラメタについて検討した.その結果,刺激音の提示時間間隔を調整することにより,ブラケット法並みの精度で最小可聴値を測定できることが分かった.3.明瞭度試験実験システムの構築明瞭度試験の実験システムを構築した.無響室内に騒音提示用に8個のスピーカ,音声信号提示用に1個のスピーカを設置した.音源は10台のCDプレーヤとした.このシステムに関する各種音響特性の計測を実施した.本研究は,「耳栓装着により騒音下での音声聴取状況が改善されるか」,改善されるのであればそれは「どのような環境状況の場合か」について,音声明瞭度試験を利用して,実験的に明らかにすることを目的とする.昨年度までに,音声明瞭度試験実施の準備が完了したため,本年度は,以下について研究を実施した.1.耳栓の遮音量測定音声明瞭度試験に使用する耳栓2種の遮音量を測定した.平均的にはカタログデータに近い遮音量であったが,個人差が大きいことが分かった.2.音声明瞭度試験主に以下の騒音および耳栓の条件における音声明瞭度試験を実施した.条件1:騒音=高周波数域優勢音,耳栓=高周波数域の遮音特性に優れたJIS第2種準拠のもの条件2:騒音=高音圧レベルのホワイトノイズ,耳栓=遮音量の大きなJIS第1種準拠のものこれらの実験の結果,条件1では耳栓装着の有無による音声明瞭度に差は生じなかったが,条件2では耳栓を装着することにより音声明瞭度が有意に向上した.3.音声明瞭度改善効果の検討前項の実験の結果を以下のように考察した.・高周波数域が優勢な騒音は,音声の周波数領域へのマスキングが少ないため,高周波数域を遮音する耳栓を装着しても,音声明瞭度に変化はない.・高音圧レベル騒音を暴露した場合,耳小骨筋反射,および,聴覚疲労等が生じていることが予想される.そのため,耳栓を装着しそれらの発生を抑えることにより,音声明瞭度が改善される.
昆虫の成虫原基の成長発達を誘導する内分泌メカニズムの解明

本研究では、in vitro培養したカイコガのオス生殖器原基の成長に及ぼす新規インスリン族ペプチド(BIGFLP)と脱皮変態ホルモン(20E)の個別的作用と複合的作用を調べ、さらに、それぞれのホルモンの作用に関与する細胞内シグナル伝達経路を解析した。その結果、20Eが原基の伸長を促進すること、両ホルモンが加算的にタンパク質合成を促進すること、BIGFLPと20Eの作用にはそれぞれインスリン/IGFシグナル伝達経路とMAPK経路が関与することなどが明らかになった。BIGFLP欠失変異体を使った解析では、同ホルモンが卵巣の成長発達に重要な働きをすることが示された。完全変態昆虫の成虫器官は成虫原基が変態期に急速に成長発達して形成される。この過程は20-ヒドロキシエクジソン(20E)により誘導されると考えられてきたが、その分子機構はほとんど分かっていない。一方、我々は最近、カイコガのIGF様ペプチド(BIGFLP)を発見し、これが成虫原基の成長に重要な役割を果たす可能性を示した。そこで本研究では、20EとBIGFLPが成虫原基に対し協調的に働くことで成虫器官が形成されるとの仮説のもと、主に生殖器原基に焦点を当て、成虫器官形成のホルモン調節の全容を解明することを目標としている。27年度は、両ホルモンの作用の特徴と関連、さらにそれぞれのシグナル伝達経路について解析した。主な成果を記す。1.20EとBIGFLPのそれぞれが生殖器原基の成長に及ぼす効果をin vitroで解析した。BIGFLPは主に組織タンパク質量の増加を、20Eは組織タンパク質量の増加および組織の伸長(形態形成)を促進することが明らかとなった。両者を同時に投与すると、タンパク質量の増加が相乗的に増加した。BIGFLPは20Eによる組織の伸長を促進しなかった。2.両ホルモンのシグナル伝達経路を解明するため、シグナル伝達阻害剤をホルモンと組み合わせて投与し、成長促進に対する阻害効果を調べた。BIGFLPの作用はPI3キナーゼ経路の阻害剤により、20Eの作用はMAPキナーゼ経路の阻害剤により阻害され、それぞれの経路の関与が示唆された。これら経路の関与は、BIGFLP投与によりAKTのリン酸化が、20Eの投与によりERKのリン酸化が促進されることにより確認された。3. CRISPR/Cas9法によりBIGFLP遺伝子欠失変異体を作出した。第0世代では特別な表現型の異常は見られなかった。現在、第二世代での表現型解析を目指し、複数の変異体系統を継代飼育中である。当初計画していた実験のほとんどが予定どおり終了した。結果も期待どおり、あるいは想定内のものであり、研究は順調に進んでいると言える。エクジステロイド不活性化酵素の注射実験は時間の都合で手がつけられなかったが、これは28年度早々に始める予定である。本研究では、カイコガの蛹から成虫への発生において、変態誘導ホルモンである20Eと昆虫IGF様ペプチド(BIGFLP)が成虫原基に対し協調的に働くことで成虫器官が形成されるとの仮説のもと、主に生殖器原基に焦点を当て、成虫器官形成のホルモン調節の全容を解明することを目標としている。28年度は、BIGFLPのホルモン作用を解析する目的で前年度に作製したBIGFLP遺伝子欠失変異体の表現型の解析を中心に研究を進めた。主な観察結果を示す。1)BIGFLP欠失変異体の体重変化を調べたところ、雌雄とも終令中期以降に有意な減少が認められた。雄では野生型との差は小さかったが、雌では20-30%の減少であった。変異体では野生型よりも1日早く吐糸期に入り摂食期が短いため、このことが体重減少の一因なのかもしれない。2)変異体の成虫器官のサイズを、前翅の面積、前脚の長さ、触覚の長さについて計測し野生型と比較した結果、一定レベルの減少が見られた。しかし、その程度は体重の減少率とほぼ同じであった。3)卵巣の重量を変異体と野生型で比較したところ、劇的な減少が見られた。この結果より、BIGFLPは卵巣の発達に極めて重要であることが示唆された。また、これまでにカイコガのin vitro実験で得られた結果を、ショウジョウバエを使った遺伝学的解析により検証・補完するための実験系の確立を目指した。目標は成虫原基の成長におよぼすエクジソンシグナルとインスリンシグナルの相互作用の検出である。両シグナルの組織特異的調節に必要な遺伝系統の入手、作製および各種掛け合わせ実験を行った。予備実験として複眼において両シグナルを単独で低下させたところ、インスリンシグナルの低下により眼のサイズの低下が見られ、エクジソンシグナルの低下により致死となった。致死性を回避し蛹期特異的にシグナルを低下させる方策を現在検討中である。昨年度に得られた成果の論文発表に必要なデータの補充に多くの時間を要したため、一部実験の実施が遅れることになった。しかし、BIGFLP欠失変異体の表現型解析から予想外の重要な結果が得られており、これは将来的な発展が期待できる大きな研究成果である。ショウジョウバエを使った実験は計画通り進めているが、エクジソンシグナルの低下が致死をもたらすとの結果は予想外であった。現在はこれがネックとなり、先に進めない状況にある。

本研究は、成虫発生期における成虫原基の成長発達に及ぼすエクジステロイド(20E)とIGF様ペプチド(BIGFLP)の個々の作用、共同的作用、および作用機構を解明するものである。29年度は、作製済みのBIGFLP欠失変異体を使用した解析を進めるとともに、両ホルモンの作用とその機構の更なる検討を行った。主な結果を示す。1)BIGFLP欠失変異体では体重と各種器官のサイズの減少が見られるものの、卵巣発達の著しい低下を除き、その効果は予想よりも小さかった。その原因が脳由来のインスリン様ペプチドの補償的分泌増加による可能性を調べるため、変異個体の脳除去実験を行った。しかし、その効果はほとんど認められなかった。2)BIGFLP欠失変異体のメスでは卵巣重量が野生型個体の約60%に低下し、産卵数も約半分であった。BIGFLP注射によるレスキュー実験では、くり返し注射のストレスが大きく、明瞭な結果は得られなかった。3)BIGFLPは蛹脂肪体だけでなく卵巣でも産生される。BIGFLP欠失変異体での卵巣発達の著しい低下の原因が、脂肪体由来のBIGFLPの欠失によるものか、あるいは卵巣産生BIGFLPの欠失によるものかを明らかにするため、変異体と野生型の個体間で卵巣の移植実験を行なった。その結果、卵巣発達に必要なBIGFLPは主に脂肪体に由来することがわかった。4)生殖器原基の成長発達の基礎となるDNA合成と細胞分裂に及ぼす両ホルモンの作用をin vitroで調べた。20Eは細胞分裂とDNA複製の両方を促進したのに対し、BIGFLPはDNA複製のみを促進した。また、両ホルモンの作用に関わるシグナル伝達経路の解析において、いくつかの新たな知見が得られた。20Eによる細胞増殖促進作用にMAPK経路は関与しないこと、BIGFLPによるタンパク質増加作用にTOR経路が関与することなどである。本研究では、in vitro培養したカイコガのオス生殖器原基の成長に及ぼす新規インスリン族ペプチド(BIGFLP)と脱皮変態ホルモン(20E)の個別的作用と複合的作用を調べ、さらに、それぞれのホルモンの作用に関与する細胞内シグナル伝達経路を解析した。その結果、20Eが原基の伸長を促進すること、両ホルモンが加算的にタンパク質合成を促進すること、BIGFLPと20Eの作用にはそれぞれインスリン/IGFシグナル伝達経路とMAPK経路が関与することなどが明らかになった。BIGFLP欠失変異体を使った解析では、同ホルモンが卵巣の成長発達に重要な働きをすることが示された。27年度に実施できなかった実験を含め当初の計画どおりに研究を進める。28年度はカイコガを使用して以下の1)ー4)を実施するほか、並行して、ショウジョウバエを使った比較研究を行う。1)前年度に作出したBIGFLP遺伝子欠損変異体の表現型解析2)エクジソン不活性化酵素の注射によるエクジソンシグナル抑制と表現型解析3)エクジステロイドとBIGFLPのシグナル伝達経路間のクロストークの解析4)エクジステロイドの作用が膜受容体を介して発現する可能性の検証カイコガを使った研究はおおむね計画どおりに進んでおり、新たな重要な発見もあったことから、その発展も含め、当初計画どおりに進めていく予定である。ショウジョウバエを使った実験については遺伝子操作に伴う致死性がネックとなっており、その克服が課題であるが、現在、克服に向けた手は打っており、当初計画に変更はない。
次世代超高速デバイス実現に向けた新規ディラック原子層材料の開発

本研究ではグラフェンを超えるディラック電子系を有した原子層材料としてホウ素化合物シートを中心にその開発とダイナミクス研究を行うことを目的としている。2018年度では蜂の巣構造のボロフェンを水素化したHB単原子シートについて主に取り組んだ。第一原理とタイトバインディング模型による電子状態計算を行った結果、このHBシートは半金属であることが分かった。そして実際の試料を合成して、X線分光測定による電子状態解析を行ったところ、その確認もできた。本研究ではボロフェンの水素化に伴う電子状態変化を詳細に追跡したため、HBシートの電子構造に対する物質設計の指針を得ることができた。本成果は論文発表した。一方、2018年度では本HBシートについて電気伝導測定も行なっており、上記の電子状態に関する結果を裏付けると共に、本物質特有の輸送特性も観測した。本結果についても論文発表を予定している。2018年度中に準結晶2層グラフェンが発見され、新しいディラック電子系を有していることが報告された。そこで、本研究では高次高調波レーザーを用いた超高速時間分解分光実験を実施し、その超高速キャリアダイナミクスを調べた。その結果、これまでに我々が観測した従来の単層及び2層グラフェンのものとは異なる動的プロセスを観測した。現在新たな高速デバイスとしての可能性を検討している。2018年度では、代表者は単原子シートに関する教科書(洋書)をElsevier社より出版した。ホウ素の自立単原子シートであるHBシートについて、理論計算、分光実験、輸送測定の一連のデータを揃えその電子状態を明らかにした。その成果論文を発表及び投稿ができたと共に電子状態を制御した単原子シートの設計指針を立てることができた。また、新しいディラック物質である準結晶2層グラフェンについて超高速時間分解分光実験を実施し、世界に先駆けてそのキャリアダイナミクスを明らかにすることができた。2018年度に実施したHBシートの電子状態研究では、本物質特有な三中心二電子結合とその配置に対する対称性が電子構造を決定する要因となっていた。そこで、これをもとに本グループで物質設計を行ったところ、ディラックフェルミオンを有した新たなホウ素化合物シートの可能性を見出した。今後はその電子状態を理論的に検証すると共に、本グループが開発した溶液剥離法を実施してシート合成とその評価をX線分光で行う。一方、2018年度中に我々は基板上への原子蒸着による合成法でもディラックフェルミオンを有した新しい単原子シートを見出している。次の段階として、そのキャリアダイナミクスを高輝度放射光及び高次高調波レーザーを用いた時間分解光電子分光測定により明らかにする。そしてこれらを結果を踏まえて、通信技術開発の研究グループと議論を行い、デバイス利用としての展開を図る。
日本近代文学における翻訳と創作の創造的連関

堀辰雄が遺した旧蔵洋書のうち、特にコクトーやプルーストに関する書物に行われた書き込みがどのようなものかを明らかにした。堀が翻訳作品として発表したものと、旧蔵書への書き込み箇所との関連性を考察し、一部については書き込みの時期について推定した。また、こうした書き込みと堀の翻訳行為の関連性、創作との関連性を考察し、堀辰雄が洋書の丹念な読み込み、書き込み、翻訳という過程を経て、創作へと結実させていく過程を解明した。平成26年度には、堀辰雄旧蔵洋書のうち、コクトー関係の旧蔵書の調査が終了した。その成果は「奏」6月号および「奏」12月号に掲載し、発表した。この調査の結果、堀辰雄の旧蔵洋書の中で、コクトー関係のものは堀が初期に翻訳等に利用した原本が残っていることが推測された。また、旧蔵洋書に関する調査を概括し、まとめる形で平成26年1月に東京大学大学院人文社会研究科に博士論文『堀辰雄研究ー翻訳から創作へ』を提出した。特に補論の第九十一章と「補論結論」が当該研究の調査結果をまとめたものである。また、同論文のうち「『風立ちぬ』論」等の章において、堀の翻訳行為と堀の作品における文体生成の関わりについて具体的に論じた。同論文を通して、昭和作家堀辰雄の翻訳行為と創作行為との関わりを分析する方法を提案した。また、堀辰雄旧蔵洋書のうち、プルースト関係のものに着手した。プルースト関係の書物の書き込みは非常に量が多いため、今後はプルースト『失われた時を求めて』を精査し、その書き込みの有りようを具体的に明らかにしていく。「奏」の2015年6月号に研究結果の公開を予定しているが、他にも常葉大学教育学部・外国語学部紀要等への研究結果の掲載を検討しているところである。本年度は、調査を通じて堀辰雄が遺した旧蔵洋書のうち、特に重要なプルーストに関わる書物に行われた書き込みがどのようなものかを明らかにした。成果の一部は「堀辰雄旧蔵洋書の調査(七)プルースト1」、「堀辰雄旧蔵洋書の調査(八)プルースト2」として公開した。なお、旧蔵洋書の書き込み及び翻訳行為と堀の初期作品との関連について分析を行った論考をまとめた。2016年度中には公表される予定である。堀辰雄旧蔵洋書のうち、プルースト関係書物はその書き込みの量が膨大であり、調査やその結果の報告に時間がかかるため。現在、調査の回数を増やすことなどを検討している。また、発表媒体についても勤務校の紀要に発表するなどの方法を検討している。日本近代文学堀辰雄旧蔵洋書のうち、当初の研究計画を変更し、プルーストに絞って今後の調査を進めていく。プルーストに関しては堀辰雄の文学への影響の大きさが指摘されているが、実際に堀がどのように書物を読んで影響を受けたのかは充全に解明されているとは言えない。そこで、プルースト『失われた時を求めて』における書き込みの全容をまずは明らかにし公開することを目指していく。
アカイメネス朝ペルシア帝国支配下の小アジアにおける表象・社会・文化

1、『ペルシア史』の訳注。研究者(阿部)は、小アジア出身のギリシア語史家クテシアスの研究をおこなった。クテシアスの主著は『ペルシア史』と『インド誌』である。クテシアスの著作は多くの断片的言及のかたちで現在にまで伝わっているが、これまで日本においては専門的な訳注が存在しなかった。クテシアス断片史料集の核をなすのは、クテシアスよりはるか後の人、ビザンツ時代の学者フォティオスの手による摘要であるが、研究者は『ペルシア史』にかかわる摘要の後半部(アルタクセルクセス1世からアルタクセルクセス2世の治世まで)に訳注を付し、学会誌に発表した。これは中期ペルシア帝国期にかんする現存するほぼ唯一の同時代ナラティヴ史料であり、広く学界に資するところになると思われる。2、『ペルシア史』の内容にかんする研究。上述のように、クテシアスの『ペルシア史』には、中期ペルシア帝国史にかんする唯一のナラティヴ史料としての価値がある。しかし一方で、叙述内容をめぐっては、王族女性や宮廷宦官の暗躍が必要以上に目立っていることから、フィクショナルな作品として史料価値が低く見られることもある。研究者(阿部)は昨年度の研究から、クテシアスはペルシア宮廷の限られた空間でのみ活動を許されていたと結論した。そして、王女女性や宮廷宦官の頻出は、このような彼の立場から見ればむしろ当然の結果であり、けっしてフィクショナルな作品として退けられるべきではないと結論し、学会誌に発表する予定である。クテシアス断片史料集の核をなすのは、クテシアスよりはるか後の人、ビザンツ時代の学者フォティオスの手による摘要であるが、研究者は『ペルシア史』にかかわる摘要の前半部を訳出し、注釈を付した。2、クテシアスの経歴にかんする研究。クテシアスの経歴にかんしては曖昧な点も多く、特に彼の作家としての本質にかかわる体験、すなわちペルシア宮廷滞在については疑問点が多い。そこで研究者は、彼の経歴にかんする断片史料を洗いなおすことによって、もっとも妥当だと考えられるクテシアスの経歴を再構築し、これを研究論文として発表した。3、『インド誌』にかんする研究。遠い異国について伝える多くの記述がそうであるように、クテシアスの『インド誌』も、現代のわれわれが到底信用できないような情報を多く含む。しかし、一見すると摩訶不思議な記述の中から、クテシアスなりの世界にたいするイメージを読み取ることも不可能ではなかろう。このような視点に立ち、研究者はギリシア語作家たちの世界観や歴史認識について考察した。
原子分解能透過電子顕微鏡観察による有機単分子の絶対立体配置決定

本研究の目的はキラル有機分子の絶対立体配置を原子分解能透過電子顕微鏡(TEM)での一分子直接観察によって決定することである.鍵となるのは,TEMでの二次元像を複数組み合わせることで深さ方向の情報を得る新たな三次元解析法の開発である.観察対象となるキラル分子を修飾カーボンナノホーンに担持させ,孤立化させた上で,TEMでの三次元構造解析によりその絶対立体配置を決定する.本研究の目的はキラル有機分子の絶対立体配置を原子分解能透過電子顕微鏡(TEM)での一分子直接観察によって決定することである.鍵となるのは,TEMでの二次元像を複数組み合わせることで深さ方向の情報を得る新たな三次元解析法の開発である.観察対象となるキラル分子を修飾カーボンナノホーンに担持させ,孤立化させた上で,TEMでの三次元構造解析によりその絶対立体配置を決定する.
タリウムの生体影響に関する研究

[目的]タリウムは毒性が強いので、以前には殺鼠剤、殺虫剤として使われた。最近タリウムは超電導素材、半導体産業の素材として注目されている。そこでタリウムが生体内に摂取された場合の体内分布、また生体内からの消失を観察することを主目的としてマウスを使って実験した。[方法]1.マウス(6週齢、♂)に0.2ppm Tl含飲料水を1週間自由に摂取させ、1、3、7日後にTlの臓器内分布と排泄量を観察した。2.20ppm Tl含飲料水を3週間自由に摂取させる。(1)翌日および3週間後解剖、(2)翌日50μmol Tl/kgの強制経口投与し、その翌日および3週間後に解剖、(3)50μmol Tl/kg 1回強制経口投与し、その翌日および3週間後に解剖。各マウスから骨、肺、腎臓、骨髄細胞、顎下腺、消化管内容物、精巣、筋肉、膵臓、膀胱、消化管、脾臓、心臓、脳、肝臓、RBC、Plasma、Hair、尿、糞の20検体についてTlを分析した。[結果および考察]次のことが明らかとなった。1.経口摂取したTlは測定した全ての臓器に分布していた。2.摂取を中止すると各臓器からのTlの消失は比較的早く低濃度摂取の場合、3日後に約1/2、7日後に約1/10となる。3.連続的に摂取したTlは尿中に1030%、糞中に3560%排泄された。4.臓器中Tl濃度は骨に最も高く、摂取中止後も濃度は下るが長く存在している。5.消化管、精巣、顎下腺は比較的Tlとの親和性の高い臓器である。6.体毛中Tlは摂取総量との相関が高い。[結論]経口的に侵入したTlは殆ど全ての臓器に分布するが、消失は速やかである。Tlの生物学的モニタリングには体毛が有効である。1.目的:タリウム(Tl)は有用な元素であるが毒性が強い.毒性発現機構は不明な点が多いので解明の一歩として次の実験を行った.2.実験計画:実験開始時6週令のマウスに酢酸タリウムを経口的に与える実験を2種行った.(1)10mg Tl/kg体重を1回強制投与し,1,3,7日後に屠殺.(2)0.2μg Tl/ml水溶液を飲料水として与え,1および5週間後に屠殺.結果の項に示す臓器中のTl濃度を測定した.3.実験結果:Tl投与群は対照群と比べ体重,外観(毛並等)に変化は認められなかった.Tl含飲料水を摂取したマウスは平均8.1μきTl/week,37.5μg Tl/5weeksであった.強制投与では280μg/匹であった.臓器中Tlは強制投与1日後では腎が最も高く(36μg/g),骨髄細胞,骨,精巣,顎下腺,膵,筋(太腿部),精巣上体,心筋,肺胸腺,脾,精のう,脳,肝,赤血球,血漿の順であった.

これらの臓器中のTl濃度は3日后に約1/2,7日后に約1/10に低下した.投与1週間までに投与量の56%が尿中に,18%が糞中に排泄された.飲料水からTlを摂取した群では1週間摂取では各臓器中にTlは検出されず,5週間摂取で賢のみで検出された(0.13μg/g).尿,糞中への排泄は明らかでなかった.4.今後の課題:これまでの実験結果から分布臓器,排泄速度等を知り得た.また予備実験的に4種の血中酵素活性(GOT,GPT,Al-P,ALAD)を測定し,Al-Pの上昇を認めている.次年度はこれらの結果を基礎として更に実験を継続し,完成させる.[前年度までの経過]昨年度の実験結果から次のことが明らかとなった;(1)経口的に摂取したタリウム(Tl)はほとんど全ての臓器に分布する、(2)投与を中止すると、各臓器からのTlの消失は比較的速やかであり、1週間後には約1/10程度にまで減少する。以上の結果に基き、今年度は以下の実験を行った。[実験方法]マウス(ICR系、♂、6週令、1群10匹)をAHの8群に分けた。20ppmTlを含む飲料水をA、B、CおよびD群に22日間自由に摂取させた。A群はその翌日に、B群は3週間脱イオン水で飼育してから屠殺した。CおよびD群は含Tl飲料水22日間摂取の翌日さらに50mumol/kgのTlを胃ゾンデを使って1回強制投与を行い、C群はその翌日、D群はその3週間後に屠殺した。EおよびF群は、22日間脱イオン水で通常の飼育をしたのち50mumol/kgのTlを胃ゾンデで1回強制投与し、E群は翌日、F群は3週間後に屠殺した。G群はA、C、E群の対照として第23実験日に、H群はB、D、F群の対照として第45実験日にそれぞれ屠殺した。[考察]結果から明らかなように経口的に摂取したTlは殆ど全ての臓器に分布する。Tlの1回強制経口投与では3週間後には骨にのみTlは検出されるのに対して、総摂取量は異なるが継続的に摂取した場合骨、消化管および精巣からの消失が遅く、また顎下腺もTlと親和性の強い臓器であると考えられる。体毛中Tlは摂取量に応じた値を示した。[結論]Tlは殆ど全ての臓器に分布するが骨が最も親和力が強く次いで精巣である。体毛中TlがBiological monitoringには有効であると考えられる。
国家神道と国体論に関する学際的研究―宗教とナショナリズムをめぐる「知」の再検討―

本共同研究では、近代日本における宗教とナショナリズムをめぐる「知」の実態に関する討議の場を20回に亙って設け、多種多様な研究分野の研究者が集う「学際的アリーナ」の基盤を築いた。近代日本社会における「国家理念」の探究、並びに「神道」と「国体論」が交錯する問題群を検討する中で、個別具体的な実証的歴史研究の積み重ねと包括的比較を通して、その一般性と特殊性を慎重に見出すことの重要性とその戦略的有効性が確認された。本研究課題は、平成27年秋に追加採択されたため、実質的には平成27年度は半年に満たない活動期間しかなかった。それ故、申請時の計画からすれば、研究会の回数こそ減らさざるを得なかったものの、本研究の大きな二つの柱である1「神道的国体論」関係史料の調査蒐集・検討、2学際的アリーナ(討議場)としての全体研究会の開催と研究発信を行うことに努め、下記の如き研究実績が得られた。1については、まず、戦時下の日本社会に関する研究書並びに神道・国学、右翼関係の著作・雑誌、原資料などを購入し、それらの検討を開始した。また、國學院大學所属メンバーを軸とする「国家神道・国体論研究会」は、國學院大學たまプラーザキャンパスにおいて2回開催した。第1回(平成27年12月26日)は、「神道的国体論関係文献目録・解題」の作成に向けた議論と藤田大誠の研究発表「国学的教育機関に関する基礎的考察ー「近代国学と教育」の視座からー」を行った。第2回(平成28年1月31日)は、本科研の前提となる科研共同研究成果として編纂中である小島伸之編『近現代日本の宗教とナショナリズム(仮題)』の検討会を開催した。2については、本科研の全体研究会(公開研究会)「宗教とナショナリズム研究会」の第1回(平成28年2月27、28日於國學院大學たまプラーザキャンパス)を開催した。第1日は藤田大誠の研究発表「国家神道と国体論に関する学際的研究序説」を行い、第2日は、これも本科研の前提となる科研共同研究成果として刊行された藤田大誠・青井哲人・畔上直樹・今泉宜子編『明治神宮以前・以後ー近代神社をめぐる環境形成の構造転換ー』(鹿島出版会、平成27年)の書評会を開催した。かかる研究活動によって、実質的には、当初計画通りの実績を挙げることが出来たものと考えている。なお、今年度における研究成果の一部は研究論文として公表した。本研究課題は、平成27年秋に急遽追加採択されたため、実質的には平成27年度は半年に満たない期間しかなく、申請時計画と比較すると、国家神道・国体論研究会が5回から2回に、宗教とナショナリズム研究会が2回から1回に回数を変更せざるを得なかった。しかしながら、これは追加採択後の修正計画を適切に遂行した結果である。特に国家神道・国体論研究会において小島伸之編『近現代日本の宗教とナショナリズム(仮題)』の検討会を開催し、さらに全体研究会である宗教とナショナリズム研究会において藤田大誠・青井哲人・畔上直樹・今泉宜子編『明治神宮以前・以後ー近代神社をめぐる環境形成の構造転換ー』(鹿島出版会、平成27年)の書評会を開催したことは、本研究課題の前提となる科研共同研究に基づく問題点の洗い出しという、当初計画通りの要件を満たすものであるだけでなく、研究代表者の藤田大誠がパイロット的な研究発表を行うことによって、本研究の方向性に関する議論が深められたことも、本研究の初年度にふさわしい内容であったといえる。また、中央・地方の国学的研究・教育機関や神職団体、神道関係団体の機関誌(紙)や関係書籍、「右翼在野神道」関係雑誌の情報に関する網羅的把握にも努め、リストアップを開始し、各所蔵機関における関係出版物の調査・検討についても着手した。なお、公開研究会以外の研究発信について、当初は研究代表者の藤田が口頭発表もしくは研究論文公表を1回以上行うことを予定していたが、結果的に藤田は今年度中に2本の雑誌論文を公表し、並びに著書(共著、本科研共同研究に参加する藤田大誠、小島伸之、藤本頼生、齊藤智朗、菅浩二、宮本誉士、畔上直樹、河村忠伸が論文執筆)1冊を刊行することが出来た。また、その他メンバーも本科研の関連業績を挙げている。以上のことから、総合的に見れば、おおむね順調に進展しているといえる。本研究の二つの柱である1「神道的国体論」関係史料の調査蒐集・検討、2学際的アリーナとしての全体研究会の開催と研究発信に努め、神道・国学、右翼関係の資料などを購入して検討を加えつつ、國學院大學たまプラーザキャンパスで2種の研究会を運営した。「国家神道・国体論研究会」は5回開催したが、第5回より広く外部からも参加者を募るため公開研究会へと移行した(第37回、平成28年5月28日、7月23日、9月24日、11月26日、平成29年1月21日)。第3、7回は、本科研メンバーで構成した「宗教と社会」学会第24回学術大会テーマセッション「近代日本社会における神道と国体論ー宗教とナショナリズムをめぐる一断面ー」(平成28年6月12日、於上越教育大学)と連関させた内容で行った。第4回は長谷川和美(ワシントン大学歴史学部/ヘンリー・M・ジャクソン国際研究講師)をゲストスピーカーとして招き、第5回は「地域社会の神社・神職と国体論ー

埼玉県に焦点を当ててー」(原田雄斗・半田竜介・髙野裕基)、第6回は「総力戦体制下における神道・宗教と国体論」(上西亘・宮本誉士・江島尚俊・松野智章)をテーマに開催した。全体研究会の「宗教とナショナリズム研究会」は2回開催した。第2回は「近代日本における国体論と神道・宗教の諸相」(平成28年8月29日)、第3回は「帝国日本における神社・学校・身体ー神道史と教育史、体育・スポーツ史を架橋する試みー」(平成29年3月23日)をテーマとして、各々5発表(藤田大誠が2回、三ツ松誠、橋本富太郎、昆野伸幸、金子宗德、井上兼一、樋浦郷子、佐々木浩雄、金誠)を行い、全国から来場した参加者とともに活発に討議した。かかる研究活動によって、当初計画通りの実績を挙げることが出来た。なお、今年度における研究成果の一部は、学会発表や研究論文として公表し、本科研のブログによる研究発信も行った。当初の計画通り、本研究の二つの柱である1「神道的国体論」関係史料の調査蒐集・検討、2学際的アリーナとしての全体研究会の開催と研究発信に取り組んだ。但し、当初構想していた「神道的国体論関係文献目録・解題」は、本科研メンバー各自が最終的に作成する論文にかかる要素を組み込み統合する方針に切り替えることとした。「国家神道・国体論研究会」と全体研究会の「宗教とナショナリズム研究会」は、予定通り前者は5回(第37回)、後者は2回(第2、3回)の研究会を開催した。特に第5回国家神道・国体論研究会より、本科研内部のみで行う性格であったものを広く外部からも参加者を募るため公開研究会へと移行したことは、より学際性を高めることに繋がった。また、「宗教と社会」学会第24回学術大会(平成28年6月12日、於上越教育大学)では、本科研メンバー(畔上直樹・昆野伸幸・菅浩二・藤田大誠・小島伸之・田中悟)で構成したテーマセッション「近代日本社会における神道と国体論ー宗教とナショナリズムをめぐる一断面ー」によって共同研究の成果を問い、さらに第6回国家神道・国体論研究会において同じメンバーが集結し、改めて議論する機会を持った。さらに2回開催した全体研究会「宗教とナショナリズム研究会」においては、当初は2日間予定であったものを1日(終日開催)に集約し、本科研メンバーとゲストスピーカーによる合計10の発表を通して、宗教とナショナリズムに関する学際的な議論を活発に展開した。なお、上記を含め、研究代表者の藤田大誠は9回の口頭発表を行い(本共同研究内部で完結する研究会を除く)、3冊の共著書、4本の雑誌論文等を公表した。また、他の共同研究メンバーも関連業績を多数挙げている。また、本科研の研究成果発信のためブログを開設した。以上のことから、総合的に見れば、おおむね順調に進展しているといえる。最終年度となる平成29年度も、当初計画通り、1「神道的国体論」関係史料の調査蒐集・検討、2「国家神道・国体論研究会」5回と全体研究会(総括研究会)の開催、その他の研究発信(パネル等学会発表、本科研ブログによる研究成果発信、研究成果報告書作成)を軸とする研究推進を行った。「国家神道・国体論研究会」は5回開催した(第812回、平成29年5月27日、7月29日、9月30日、11月25日、平成30年2月14日、於國學院大學たまプラーザキャンパス)。また、本科研共同研究の一環として、日本宗教学会第76回学術大会パネル発表「国体明徴運動下の社会と宗教ー昭和10年前後を中心にー」(パネル代表者:小島伸之、平成29年9月17日、於東京大学本郷キャンパス)を開催した。
情動におけるアストロサイトGPCRシグナルの役割の解明

アストロサイトは多様なG蛋白質共役型受容体(GPCR)を発現し、情動や記憶に関わる神経調節物質群に応答するが、アストロサイトGPCRの生体内機能はほとんど検証されていない。GPCRシグナルを生体内のアストロサイトでダイナミックに活性化するために、光感受型のGq-GPCRをアストロサイト特異的に発現するトランスジェニック(TG)マウスを樹立した。光照射を与えたところ、アストロサイトだけでなく周囲のニューロンの活動も上昇した。自由行動下で前頭野領域を光照射する実験から、TGマウスが野生型マウスと異なる行動を示す結果を得ている。アストロサイトはGq、GsおよびGi/o型のG蛋白質共役型受容体(GPCR)を発現し、情動に関わる神経調節物質に応答する。情動におけるアストロサイトのGPCRシグナルの役割を直接的に検証するために、今年度はアストロサイト特異的にGPCR群を光活性化できる系の確立(1)および行動試験中のアストロサイトGPCRシグナルの光活性化(2)を行った。1.光感受性をもつGs型GPCR(OptoGs)をアストロサイト選択的に発現するトランスジェニック(TG)マウスを3系統樹立した。麻酔下で青色LEDを照射したところ、OptoGs陽性のアストロサイトでCa2+の上昇が観察された。このCa2+上昇のタイミングは、OptoGq TGマウスで光誘発されるCa2+上昇より遅れていることから、それぞれのTGマウスで異なるシグナル経路が活性化されていることが示唆された。また、アストロサイトのGqおよびGsシグナルの光活性化によって、周辺のニューロンの活動が変化することを見出した。現在、薬理学的にアストロサイトGPCRシグナルの下流の分子基盤を探索している。OptoGs TGマウスの繁殖が容易でないことが分かった。現在、異なるコンストラクトを用いて、OptoGsあるいはOptoGi/oの発現を時期・細胞特異的に制御できるTGマウスの作製を進めている。2.自由行動下でOptoGq TGマウスの前頭前皮質を経頭蓋LED照射し、条件付け場所嗜好性試験を行った。照射条件によって場所嗜好性が変化することが示唆された。また、オープンフィールド試験において、OptoGqの光活性化によって行動が変化することが示唆された。同じプロモーターを用いて作製したOptoGq TGマウスと比べて、OptoGs TGマウスの繁殖は容易でなく、大半のファウンダーマウスから子孫が得られなかった。ファウンダーマウスの作製の規模を増やすことで、アストロサイト選択的に発現するTGマウスを3系統樹立した。並行して、時期および細胞種特異的に発現を誘導できる別の系を導入した。アストロサイトはGq、GsおよびGi/o型のG蛋白質共役型受容体(GPCR)を発現し、情動や記憶・学習を制御するノルアドレナリンやアセチルコリンなどの神経調節物質に応答する。しかしながら、これらのGPCR群の多くはニューロンでも発現しており、アストロサイト特異的なGPCRの機能解析はほとんど報告されていない。この課題を解決するために、本研究では光感受性をもつGPCR群をアストロサイトで発現するトランスジェニック(TG)マウスを樹立し、アストロサイト特異的にGPCR群を光活性化できる系を確立した。今年度は光感受性Gq型GPCRのTGマウスの行動実験を主に行った。自由行動下で前頭前皮質を3分おきに経頭蓋LED照射した。新規オープンフィールド試験を行ったところ、TGマウスで移動距離が徐々に短くなることが分かった。また、条件付け場所嗜好性試験において、LED照射を与えた場所に滞在する時間が短くなる傾向があった。これらの結果から、アストロサイトのGq型GPCRシグナルが嫌忌刺激である可能性、あるいは、アストロサイトのGq型GPCRシグナルが場所記憶を促進し、その結果、場所新規性が減少し、滞在時間や移動距離が短くなる可能性が考えられた。そこで、物体記憶を評価する物体認識試験を行ったところ、TGマウスがLED照射時に提示した物体を二週間経っても記憶していることが示唆された。その一方、Y-迷路で評価される作業記憶はTGマウスで変化しなかった。以上の結果は、アストロサイトのGq型GPCRシグナルが記憶の長期化に寄与することを示唆している。アストロサイトのGqあるいはGsシグナルを光活性化できるTGマウスを用いて、in vivoおよびスライス標本から電気生理学実験を行い、各GPCRシグナルの光活性化に伴う神経活動の変化を調べる。各シグナルの下流の分子機構を薬理学的および生化学的に調べ、アストロサイトから細胞外に分泌される分子の同定を目指す。OptoGsあるいはOptoGi/oを時期特異的に発現誘導できるTGマウスの作製も進める。各TGマウス群に対して光遺伝学的行動実験を行い、各シグナルの情動行動に及ぼす影響を調べる。さらに、各シグナルの下流分子機構を薬理学的および遺伝学的に操作して、情動行動への関与を追究する。神経科学

OptoGsTGマウスの繁殖が容易でなく、大半のファウンダーマウスから子孫が得られず、行動実験、電気生理学実験および薬理学実験に遅れが生じた。主に、行動実験機器、電気生理学実験機器および薬剤の購入に使用する。
原子間力顕微鏡を用いた非平衡電位分布測定法の開発と固体電池解析への応用

はじめに原子間力顕微鏡(AFM)を用いた表面電位計測のための検量線を作製した.Au被覆した探針を共振させながらPt表面に接近させ,振幅と位相の変化を測定した.測定値をもとに数値解析し,探針に働く外力のプロファイルを求めた.測定結果は予測した理論と矛盾しない傾向を示し,表面電位を求めるための検量線を作製できた.次に,櫛形電極上にAl2O3およびLiPON薄膜を成膜し,電極間の電位分布を測定した.その結果,Al2O3表面では概ね直線的に変化する電位分布が得られたが,LiPON表面の電位は電極近傍で急峻な変化を示した.空間電荷層の存在によって電極近傍で電位が非線形的な変化を示したと考えられる.本研究は、ケルビンプローブフォース顕微鏡のように探針・試料間に交流電圧を印加せずに、振幅変調型原子間力顕微鏡(AM-AFM)を用いて誘電体表面の電位分布を計測するための手法を確立すること、およびその手法を応用して全固体電池の固体電解質表面の電位分布をその場計測することを目的としている。初年度は測定手法の原理確認を目的とした。測定試料には石英基板にAu層をスパッタした試料を用いた。探針には市販のSi製AFM探針の表面をAuコートしたものを用いた。自由振動における共振周波数で振動させながら探針を試料表面に接近させ、振幅と位相の変化を測定した。自作したシミュレーションプログラムに測定値を入力し、探針と試料間の相互作用力を計算した。探針・試料間にはファンデルワールス(vdW)力が作用する。計算から求めたz方向(試料表面に対し垂直方向)の相互作用力の変化は、期待通りvdW力の形状を示した。購入したポテンショスタットを用いて探針・試料間に任意の電圧を印加しながら、上記と同様の手法で振幅と位相の変化を測定した。このとき、相互作用力はvdW力と静電引力の和になる。求めた相互作用力をzについて積分し、vdW力のポテンシャルエネルギーと静電エネルギーの総和を求めた。探針・試料間の全ポテンシャルエネルギーは距離の逆数に比例する。計算から求めた全ポテンシャルエネルギーを探針・試料間距離の逆数に対してプロットすると直線領域が認められた。この傾きは、探針・試料間に印加した電圧の二乗に比例する。各電圧下で得られた直線の傾きを電圧の二乗に対してプロットした。このときの切片はvdW力の寄与を示す。静電エネルギーの寄与は電圧の二乗に比例して増加する。得られた結果は有限の値の切片を持ち、電圧の二乗に比例して増加した。以上により、初年度は本研究で提案する手法で誘電体試料表面の電位が測定できること実証した。本研究では,探針・試料間への交流電圧の印加を必要としない振幅変調型原子間力顕微鏡(AM-AFM)を利用した試料の表面電位測定法を開発する.また,その手法を応用し固体電池内の電位分布をその場計測する.AM-AFM測定では探針を試料の直上で上下に振動させ,振幅と位相差を出力する.出力される振幅と位相差の変化は,振動中に探針先端に働く外力の平均値を表す.そのため,探針・試料間に働く相互作用力のプロファイルを求めるためには測定値を微分要素に分解する数値解析が必要となる.相互作用力のプロファイルを求めることができれば,静電引力とファンデルワールス(vdW)力を分離することができ,試料表面の電位を知ることができる.初年度では,Auと高配向熱分解黒鉛(HOPG)の導電性基板を用い,探針・試料間の電位差を既知とした状態でプロファイル解析を行った.探針・試料間に与える電位差を変えながら測定し,得られた相互作用力プロファイルの中で電位依存性を示す領域を抽出した.これらの実験から探針・試料間の電位差を求めるための検量線が作成できた.二年目は,既知の比誘電率を持つ試料に対し,比誘電率および表面電位の測定を行った.試料にはBaTiO3,SrTiO3,AgInTe2ナノ粒子(粒子径はそれぞれ5ー20 nm,5ー100 nm,50ー500 nm)およびリン酸リチウムオキシナイトライドガラス(LiPON)電解質薄膜を使用した.まず,HOPG上に分散させたナノ粒子を用いAM-AFM測定を行った.次に,LiPON薄膜を用い,同じく比誘電率および表面電位測定を行った.薄膜であれば報告値に近い比誘電率と期待する表面電位が得られることがわかったが,ナノ粒子の測定では探針・試料間に不均一な電場が発生し測定が困難であることがわかった.本研究で提案する測定手法は,表面が平滑な薄膜試料の測定に有効であることを確認した.二年目は,比誘電率が既知の試料(ナノ粒子,薄膜)の比誘電率および表面電位の測定を行った.(1)【単一ナノ粒子測定】測定試料には粒径がそれぞれ5ー20 nm,5ー100 nm,50ー500 nmのAgInTe2,SrTiO3,BaTiO3のナノ粒子を用いた.これらのナノ粒子をオクタンなどの有機溶媒に分散させ,スピンキャスト法を用いてHOPG上に分散させた.その後,個々のナノ粒子に対しAM-AFMを用いて比誘電率および表面電位を測定した.

探針・ナノ粒子間に働く相互作用力プロファイルを数値解析し,初年度に作成した検量線をもとにナノ粒子の比誘電率および表面電位を求めた.測定から得られた表面電位は期待する電位に比べ高すぎる値を示した.比誘電率は報告値におおむね近い値を示したが,粒径依存性が予想より大きく現れる結果となった.探針と粒子の間に不均一な電場が形成されるため,予想した値と測定値が一致しなかったと推察される.(2)【薄膜測定】Liイオン伝導性の酸化物ガラスであるLiPONをPt基板上に成膜し,(1)と同様に比誘電率および表面電位の測定を行った.LiPONの厚みは30 nmに制御した.測定の結果,LiPONの比誘電率は17を示し,報告値である16ー20に近い値を示した.また測定した表面電位も期待する値を示した.ナノ粒子の場合と異なり,探針・試料間に均一な電場が形成されるため,理論通りの測定が行えたと考えられる.これまでの結果から,本手法は平滑な試料表面の電位分布測定に適していることがわかった.平滑な断面を作ることができれば,固体電池の電解質内の電位分布を測定することが可能であると考えられる.しかし固体電池を用いたその場計測の前に,別の材料で薄膜の測定を行い,さらに測定法の信頼性を検証する.固体電池の測定に間に合わせるためにも,残り一年間は効率的に研究を遂行する必要がある.本研究は大きく三段階に分けて進めた.まず,表面電位計測のための検量線を作製した.Auをスパッタ成膜した石英基板を測定用試料とした.探針にはAu被覆したSi製探針を使用した.原子間力顕微鏡(AFM)装置(S-image,日立ハイテクサイエンス)はAr雰囲気のグローブボックス内(露点:ー70 °C以下)に設置した.共振させた探針をAu表面に接近させた.このときの振動振幅と位相の変化を測定し,それらをもとに探針先端に働く外力のプロファイルを計算機シミュレーションによって求めた.探針・Au間に外部から所定の電位差(ΔV)を与え,同様の測定を繰り返した.その結果,ΔVが大きくなるにつれ,探針に働く引力は試料表面近傍で増加した.静電引力を距離について積分し,静電エネルギー(U)のプロファイルを求めた.理論上,Uは距離の逆数に対し線形に変化し,その直線の傾きはΔVの二乗に比例する.測定結果は上記の理論に一致し,試料の表面電位を測定するための検量線を作製できた.この検量線は同じガス雰囲気中で同一の探針を使用する限り変わらない.次に,本手法を用い,誘電率が既知の試料の誘電率を測定することで測定法の信頼性を確認した.最後に,櫛形電極上にアルミナ薄膜を成膜し,電極間の電位分布を測定した.その結果,電極間で概ね直線的に変化する電位分布を得た.そこで,リン酸リチウムオキシナイトライドガラス電解質(LiPON)薄膜を櫛形電極上に成膜し,同様に電位部分布を測定した.アルミナの場合とは異なり,LiPONは電極近傍で急峻な電位変化を示した.空間電荷層の存在によって電極近傍で電位が急激に変化したためと考えられる.固体電池の正負極間の電位分布をその場測定するという当初の目的を完遂することはできなかったが,外部から交流電圧を印加することなくイオン伝導体表面の電位分布を測定するための手法について原理実証できた.はじめに原子間力顕微鏡(AFM)を用いた表面電位計測のための検量線を作製した.Au被覆した探針を共振させながらPt表面に接近させ,振幅と位相の変化を測定した.測定値をもとに数値解析し,探針に働く外力のプロファイルを求めた.測定結果は予測した理論と矛盾しない傾向を示し,表面電位を求めるための検量線を作製できた.次に,櫛形電極上にAl2O3およびLiPON薄膜を成膜し,電極間の電位分布を測定した.
多重モード強力超音波振動子の革新的デバイスへの応用

本研究では、強力超音波応用として近距離場音響浮揚を取り上げ、単一正弦波駆動に対して、高調波振動を重ね合わせた振動波形とする効果についての検討をした。多重モード超音波振動子を設計、試作し、高周波共振周波数と基本周波数の比を2:1とすることを確認し、基本波と高調波振動モードの位相差が浮上量を変化させることを見出した。この実験結果を説明するため、ギャップ間の空気の非線形体積弾性率に関してポアソンの法則を導入した。その結果、多重モード超音波振動子によって制御された振動波形を用いることで、特にギャップが小さく高負荷状態の場合に浮上量増加に有効であることを明らかにした。強力超音波は、医療における胆石粉砕、機械加工における加工反力の低減、キャビテーションによる化学プロセス促進など、様々な工業分野で応用されている。しかし、従来技術では単一の周波数で駆動される超音波振動を利用するだけであり、単純正弦波に限定されていた。これに対して、本研究で提案する多重モード振動子では、共振周波数比が1:2となる高次モードを持つように設計しているため、2つの単振動を重ね合わせることによって、様々な波形を有する超音波振動を励振することができる。すなわち、二つの位相差や振動振幅比を調整することによって、ノコギリ波や台形波などが強力超音波と得ることが可能となる。本研究では、ランジュバン振動子を段付き構造とし、段付き位置を微調整することができる工夫をして多重モード振動子を試作した。これを用いて、超音波ポンプと近接場音波浮揚機構へと展開応用した。この二つのアプリケーションでは、流体の非線型現象を利用した駆動を基本原理としているために、同一入力パワーでも波形を最適化することにより、より効率的な駆動が可能となることが明らかとなった。具体的には、1次モードと3次モードの振動振幅比は固定しておき、位相を変化させて浮上量を測定した結果、上付き台形波の振動となったときに、最大の浮上量を示すことを確認した。この現象を明らかにするため、近接場音場浮揚機構における浮上力のモデルをポアソンの法則から導かれる非線形性に着目して構築し、実験結果を定性的に明らかにするとともに、提案手法の妥当性を導き出すことに成功した。強力超音波技術は、医療、加工、化学プロセス等の分野で幅広く応用されている。これらの従来技術では、単一モード共振による正弦波の超音波振動が利用されていたが、多くの強力超音波照射効果は非線形現象と強く関連している。従って、振動波形に自由度を加えることにより、新しい効果を見出す可能性が高い。本年度は、本研究を遂行するにあたって重要な多重モード振動子の開発を行った。この振動子は、振動子形状を変化させることにより、基本周波数モードと高次モードの共振周波数比を精密に制御することができる。この結果、共振周波数比を1:2.001にすることができた。基本周波数は20.84kZである。この振動子を用いて、近接場音場浮揚の実験を行った。基本モードは固定しておき、高次モードの位相を変化させながら浮上特性を評価したところ、位相差の変化に伴い、すなわち、振動波形を変化させることによって、浮上特性が大きく変化することが明らかとなった。これは、提案するように、強力超音波技術が非線形現象を利用していることを実証したことになる。実験結果を従来のモデルで説明しようとしたが上手くいかなかったので、空気軸受けで良く用いられるポアソンの法則を導入した。この結果、提案手法で浮上特性が大きく変化することを上手く説明することができた。本研究で重要なデバイスとなる多重モード振動子の設計を行い、共振周波数比を微調整することが可能となった。この振動子を用いることにより、近接音場浮上における波計依存性を明らかにすることができた。この結果は、他の強力超音波応用技術への展開を示唆するものである。今後は、近接場音場浮揚の特性に対する振動波形依存性について、より詳細な実験を行い、それを今回構築した浮揚モデルによって説明することを試み、提案手法の有効性をより確固たるものにする。さらに、他の強力超音波応用技術への展開を試みることで、多重モード振動子の有効性を高める。該当なし