hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
人工現実感と感性工学との結合による評価システムの基礎的研究

感性工学(KES)は自動車・家庭電器・住宅等の産業で感性を取り込んだ製品づくりに利用されてきたが,最近になって感性工学にバーチャルリアリティ技術(VR)を結合させたシステム(VR-KES)の研究が進められ実用化の事例も出現した。VR-KESは顧客からの製品選択意思決定支援として非常に有効であると考えられるが,まだその研究はなく,本研究で初めてVR-KESの意思決定支援としての有効性の評価と,どんな形態が望ましいかを検討した。評価実験は,システムキッチンの製品映像を対象として,(1)ヘルメット(HMD)を用いる没入型VR-KES,(2)非HMDのデスクトップ型のVR-KES,(3)顧客グループによるオブジェクト操作が許されるもの,の3種類である。いずれも感性を入力してシステムキッチンを映像化し,ウォークスルー等の機能を通して映像と目標感性との一致度を評価する。実験結果から,HMDを利用する没入型システムと比較して,デスクトップ型VR-KESが使いやすく意思決定に有効であったこと,またウォークスルーやオブジェクト操作を通したことが意思決定に非常に役立ったことから,VRを利用することがこの種の意思決定に有効であることが,いずれも確認できた。
微小高圧飼育実験装置を用いた、深海生物によるバイオモニタリングシステムの開発

研究の最初の段階で、高圧飼育装置を設計制作し、深海生物例えば線形動物をその中で少なくとも2週間飼育することができた。この高圧飼育装置は、任意の圧力に内部を最大200気圧まで調整することができる。さらに、減圧することなく、飼育海水を交換することも可能である。この装置を使って、深海産線形動物の高濃度炭酸ガス環境における生存率を測定し、浅海種とほぼ同様の感受性を持つことが明らかになった。また溶存酸素濃度に応じて、蛍光を発するプラスチックを利用して、呼吸速度を測定することも試みた。しかし、このプラスチックは圧力に応じて蛍光強度が変化することが明らかになり、実用化のためには、今後さらに研究を継続する必要があることが明らかになった。また線形動物以外に、有孔虫類の飼育も試みた。この動物は炭酸カルシウムの外骨格を持ち、炭酸ガスの影響を受けやすいと予想されたが、高圧条件では通常の海水でも外骨格が溶解してしまうため、炭酸ガスの影響を調べることはできなかった。1997年に研究代表者が瀬戸臨海実験所に異動したため、研究の対象をむしろ浅海生物に変更し、今後到達が予想される炭酸ガス濃度が、海洋生物にどのような影響を与えるかを、低濃度、長期間の実験で明らかにすることを調べた。その結果、2000ppm程度の炭酸ガス濃度でも、浅海の炭酸カルシウム外骨格を持つ動物にとっては、重大な影響があり致死的ですらあることが明らかになった。この結果から、さらに低濃度の炭酸ガスに海洋生物が長期的にさらされた場合、どのような影響があるかを解明する研究を、今後推進する必要があることが明らかになった。本年度の実施計画の目標は、微小高圧深海生物飼育実験装置の開発であった。補助金の交付内定が10月と遅かったため時間的制約が大きかったが、試作機を平成9年1月上旬に完成し、小型底生生物の代表種として、浅海産の線虫類を実験装置内に入れて加圧し、その条件下でデジタルマイクロスコープを用いて動物の様子を観察することが可能となった。またいったん加圧後、その圧力を保ったまま飼育海水を異なるガス成分が溶解しているものと交換する実験も成功した。しかし今後の研究の発展を考えると、行動の観察のみでは異なる海水に対する動物の反応を調べるには不十分であると判断し、飼育海水中の酸素分圧を蛍光センサーを用いて測定し、その分圧の変化から動物の呼吸量を明らかにできるシステムを付け加えたものを新たに設計し、実機とすることとした。この仕様の変更は、動物を飼育するチャンバーの観察窓を試作機のポリカーボネートからサファイアガラスに変更し、かつ上下両面とも観察窓とすることで実現が可能となり、2月中旬に完成した。この新システムも、動物の行動をデジタルマイクロスコープで観察すること、および加圧条件下で減圧せずに海水を交換することが可能で、従来必要と考えていた性能を発揮した。また追加仕様である飼育チャンバー内の海水中の酸素分圧の測定も、センサーについて、現在多少技術的な問題が生じているが、年度内にはその点も解決できる見通しが立った。したがって研究実積として、微小高圧深海生物飼育実験装置を完成したといえる。本年度の研究計画では、深海に生息する底生生物を高圧飼育実験装置内で飼育し、飼育海水中の炭酸ガス濃度を変化させて、その影響を明らかにする予定であった。しかし、本補助金の今年度分の交付が決定した直後に、研究代表者が東京大学海洋研究所から京都大学理学部附属瀬戸臨海実験所に異動したため、高圧飼育実験装置を再度組み立てることから始めねばならず、準備があらかじめ決まった研究調査船の航海計画の日時までに間に合わなかったので、深海に生息する生物を用いて実験を行うことはできなかった。そこで、今年度は、浅海生物を使った実験を、常圧の条件下で、飼育実験装置内で行った。

Symplocostoma,Mesacanthion,Metachromadoraの3属に属する、3種の浅海産線虫類を、pH8.0,7.0,6.2,5.4,5.1の条件で飼育する実験をおこなった。その結果、炭酸ガス濃度が高くなって、飼育海水のpHが低下してくると、pH6を境に、線虫類の生存率が急速に減少することが明らかになった。すなわち、pH6.2以上では、各々の線虫類を、生存率約70%で1週間飼育することができた。しかし、pH5.4以下では、1日後に生存率が50%以下になってしまい、1週間生存する個体はほとんどいなかった。また、飼育と観察が容易な魚類に関して、実験条件を設定するために予備的に行った実験では、pH5.8の条件に暴露すると、暴露後1分ですでに致死的な影響に出ることが明らかになった。この結果から、魚類のような高等な海洋生物は、炭酸ガス濃度上昇の悪影響を受けやすいことが明らかになった。今年度は最終年度として、炭酸ガスの生物影響に関するバイオモニタリング法の確立を目指し、様々な炭酸ガスの条件で、各種の海洋生物を飼育しその影響を明らかにした。ただし、当初の目標の一部であった深海生物の高圧条件の実験条件の設定については、平成10年9月20日に、高圧飼育設備が台風7号により壊滅的な被害を受けた為、完成することができなかった。その代わりに、多様な浅海生物を、ごく低濃度の炭酸ガス条件で、2ヶ月を越える長期にわたって飼育し、その影響を明らかにすることができた。大気中への炭酸ガスの放出が現在のまま行われると、700ppmを越える濃度になると推定されるが、それよりわずかに高濃度の2000ppmの炭酸ガス濃度の空気で、炭酸カルシウムの外骨格をもつマガキガイ(軟体動物)および炭酸カルシウムの内骨格をもらバフンウニ・ツマジロナガウニ(棘皮動物)を飼育した。その結果、どの種においても、かなりの個体が1ヶ月を越えたあたりから、このようなわずかの炭酸ガスの上昇でも死亡し、さらに軟体動物の炭酸カルシウムからできている外骨格は、海水のpHが低下するのにともなって溶解する為、有意に重量が減少することが明らかになった。したがって、今後炭酸ガスの影響に関するバイオモニタリングは、もっとも感受性の高い炭酸カルシウムの外骨格を持つ種を対象とし、2000ppm以下のごく低濃度の炭酸ガスを添加した条件で、数ヶ月以上の長期にわたって実行することが必要であることが明らかになった。
薄板積層法による次世代モールド金型の製作

薄板を積層し拡散接合することにより内部に自在に流路を配置した3次元立体を創成する方法を開発した。平成18年度は、射出成形金型の冷却水流路配置の最適化を行った。また、ダイカスト金型へ応用するためにSKD61の拡散接合を試みた。さらに、銅板を拡散接合することにより、表面の微細噴流穴から加工液を浸み出させることのできる放電加工用電極を開発した。1.射出成形金型の冷却水流路の最適配置肉厚が薄く表面に微細形状パターンの転写が必要な携帯電話の導光板用の射出成形金型を製作した。そして、樹脂の射出時に高温の冷却水を流し、充填後の冷却時間に低温の冷却水を流す、ヒートサイクル制御を行った。その結果、従来の金型では成形が困難であった板厚0.35mm、40mm×50mm角のポリカーボネート製の導光板を、30トンの射出成形機で精度よく成形することができた。また、2mm角の断面をもつ流路を成形面下2mmにピッチ4mmで配置した金型と、相似的に断面、深さ、ピッチを半分に縮小した金型を製作し、成形性に与える影響を調べた。その結果、1mm角の流路では、冷却水の入り口近傍の温度変化の応答性はよいものの、流量が少ないために成形面上の温度分布が均一ではなく、3mm角の場合の解析結果と合わせて2mm角の流路配置が最適であることを明らかにした。2.SKD61金型材の拡散接合ダイカスト金型への応用を目的として、SKD61材の拡散接合について研究した。接合温度1200°C、接合圧8MPa、加圧時間135分の条件で抗析力やシャルピー衝撃値は最も大きい値が得られたが、母材強度の50%を超えることはなく課題を残した。3.微細噴流穴付き放電加工電極の開発表面に微細な溝を形成した銅板を拡散接合することにより、表面に加工液の微細噴流穴を多数持つ放電加工用電極を製作した。その結果、従来は加工賃の排出のために工具電極のジャンプ動作が必要であった加工条件下で、ジャンプ動作無しで加工が行え、加工速度、加工精度の向上が実現できることを明らかにした。積層金型とは型設計CADデータを基に薄板の板厚ごとのスライスデータを求め,それに従って金属薄板をレーザ加工などで切断し,それを積層することによって金型を製作するものである.プレス用積層金型はすでに実用化されていて,コスト削減と納期短縮を実現している.一方,射出成形用積層金型は内部に複雑な冷却水路を成形面近くに配置できる特徴があり,高い冷却性能に基づきハイサイクルでの成形が可能である.また,コアとキャビティを別々の温度で冷却するなど,金型表面温度分布を制御できるので,高精度な成形が可能となる.そこで平成16年度は,鋼板を積層し拡散接合することにより,薄肉深物部品の射出成形金型を製作し,以下のことを明らかにした.(1)鋼板を拡散接合することにより,はんだ付けで製作したときに生じた冷却水漏れや,成形品に接合境界が転写される問題は確認されなかった.また基礎実験において,十分な接合強度が得られることが分かった.

(2)コア,キャビティに冷却水を流すことによって,金型の温度上昇を防ぐことができ,冷却時間を短縮できることから,成形サイクルを短縮できることが分かった.(3)コアにキャビティよりも低い温度の冷却水を流すことによって,成形品に生じるそりを少なくすることができた.このことからそりの原因は角部でのコアとキャビティの表面温度差にあることが考えられる.(4)コア,キャビティに冷却水を流した場合は,成形サイクルを短くしてもそりの増大は顕著ではなかった.(5)離型直後の成形品温度やコア温度を測定した結果,ほぼ冷却水温度と等しかったことから,本方法により金型の温度を高い応答性で制御できることが分かった.積層金型はレーザ切断した薄板を積層することにより金型の成形面を創成する方法である。ラピットプロットタイピングのような製作の迅速さと、量産にも適用できる耐久性を持っている。また、積層板ごとに冷却流路用の穴をレーザにより加工でき、それを積層・結合させて任意の冷却流路を創成できる利点がある。これによって射出成形などの成形サイクルを短縮できるので、高性能な金型が製作できる。1.薄板の拡散接合条件の最適化インキュベータに250mm×250mm×200mmの体積の積層材が拡散接合可能な真空拡散接合炉が導入された。そこで、射出成形金型に多用されるSKD11やステンレス系の金型鋼(STAVAX)の拡散接合試験を行った。接合温度、接合圧力、接合時間などを変え、3点曲げ試験による抗折力や材料の変形に及ぼす影響を調べた。2.薄肉成形品の積層射出成形金型の製作成形面近くに流路を張り巡らせることができるので、樹脂充填時に高温水を、充填後に低温水を循環させるヒートサイクルを有効に働かせることができる。そこで、薄肉のため一般に成形が困難な携帯電話用導光板の成形を試みた。ポリカーボネートを板厚0.3ミリ、面積40ミリ×50ミリの薄板に成形することに成功した。従来の金型に比較して成形サイクルタイムが短く、しかも成形精度の向上を達成できることが分かった。3.積層金型の非破壊検査法の開発積層板は拡散接合によって接合されるが、接合状態は非破壊で検査できることが望ましい。そこで、超音波を入射し、その反射波形から各接合面での接合欠陥を検出する方法を考案した。そして、前述の抗折力との相関を調べ、超音波を用いて積層金型の非破壊検査が可能であることを明らかにした。薄板を積層し拡散接合することにより内部に自在に流路を配置した3次元立体を創成する方法を開発した。平成18年度は、射出成形金型の冷却水流路配置の最適化を行った。また、ダイカスト金型へ応用するためにSKD61の拡散接合を試みた。さらに、銅板を拡散接合することにより、表面の微細噴流穴から加工液を浸み出させることのできる放電加工用電極を開発した。1.射出成形金型の冷却水流路の最適配置肉厚が薄く表面に微細形状パターンの転写が必要な携帯電話の導光板用の射出成形金型を製作した。そして、樹脂の射出時に高温の冷却水を流し、充填後の冷却時間に低温の冷却水を流す、ヒートサイクル制御を行った。その結果、従来の金型では成形が困難であった板厚0.35mm、40mm×50mm角のポリカーボネート製の導光板を、30トンの射出成形機で精度よく成形することができた。また、2mm角の断面をもつ流路を成形面下2mmにピッチ4mmで配置した金型と、相似的に断面、深さ、ピッチを半分に縮小した金型を製作し、成形性に与える影響を調べた。
アメリカ連邦政府による教育財政援助の特質と初中等教育における教育財政援助の展開

本研究では、アメリカ連邦教育省の一組織である「中等後教育改善基金」と「学校及び授業改善・改革基金」を対象として、これらの組織が実施する教育機関や地方政府等への財政支援に関する制度の特質を財政の配分と管理という観点から考察する。また、初等中等教育段階での財政支援を行う「学校及び授業改善・改革基金」が1988年にどのような経緯の下で制度化され、その後どのような展開をたどっていったのかを明らかにする。
高齢者における睡眠覚醒の諸問題と光環境との関連についての検討

【目的】高齢者における睡眠・覚醒障害の実態を把握し、光環境との関連を明らかにする。【対象と方法】平成12年度は札幌市内の老人病院に入院中の高齢者を対象に、一週間連続して調査票による睡眠状態の評価を行った。そのうち、文書による同意を得られた睡眠障害をもつ高齢者について昼食時に8000ルクス1時間の光付加を行った。7月末から10月初旬まで、夏季にあたる9週間を、3週間毎に、日常生活の照度下(1000ルクス以下)で過ごす前光照射条件(前条件)、次に光照射条件(中条件)、再び、日常生活の照度下で過ごす、後光照射条件(後条件)と設定し、10症例に同時にプログラムを行った。いずれの条件でも、毎週月曜日から金曜日までの5日間、午前11時半から12時半の1時間を、被験者は看護者とともに、光療法室で過ごすようにした。睡眠評価尺度、睡眠脳波、活動量、眼科的所見について検討を行った。平成13年度は同上の実験を冬季にあたる10月下旬から12月にかけて行った。【結果】入院高齢者のうち、約9割に中途覚醒をはじめとする睡眠・覚醒の障害が認められた。夏季における光付加の結果は、睡眠尺度によると、入眠、中途覚醒、早朝覚醒、午前の眠気の項目で、中条件では前条件ならびに後条件と比較して、評価点が低下、すなわち改善しており、特に午前中の眠気と入眠については中条件下で統計学的に改善する傾向が認められた。睡眠脳波が検討可能であった4例では、睡眠時間が短縮するとともに、全例で睡眠段階2が増加していた。活動量については、10例中4例で、夜間の活動量が低下する傾向が認められた。冬季における光付加の実験では9症例中3症例において睡眠尺度評価における有意な変化が認められた。その内訳は入眠潜時の短縮1例、午前の眠気2症例であった。睡眠ポリグラフの結果はこれらの所見を裏付けるものであった。実験の前後で行った眼科的検索では、光付加による明らかな変化は認められず、高照度の光付加は高齢者の眼科的昨日に悪影響を及ぼさないことが確認された。【目的】本研究の目的は、高齢者における睡眠・覚醒障害の実態を把握し、光環境との関連を明らかにすることである。【方法】札幌市内の老人病院に入院中の高齢者を対象に、一週間連続して、看護スタッフが睡眠日誌、睡眠調査票の記入を行った。さらに、そのうち、本人ならびに家族から文書による同意を得られた、1週間のうち4日以上、何らかの睡眠障害のある高齢者10名について昼食時に8000ルクス1時間の光付加を行った。7月末から10月初旬まで、夏季にあたる9週間を、各3週間毎に、日常生活の照度下(1000ルクス以下)で過ごす前光照射条件(前条件)、次に光照射条件(中条件)、再び、日常生活の照度下で過ごす、後光照射条件(後条件)と設定し、10症例に同時にプログラムを行った。睡眠評価尺度、睡眠脳波、活動量について検討を行った。睡眠障害を有する高齢者10例について行った光付加に関する検討の結果は次の通りである。睡眠尺度によると、入眠、中途覚醒、早朝覚醒、午前の眠気の項目で、中条件では前条件ならびに後条件と比較して、評価点が低下、すなわち改善しており、特に午前中の眠気と入眠については中条件下で統計学的に改善する傾向が認められた。睡眠脳波が検討可能であった4例では、睡眠時間が短縮するとともに、4例全例で睡眠段階2が増加していた。以上を総合すると、昼食時の高照度の光付加は、入院高齢者の睡眠障害を改善させることが示唆された。

夏季における光付加の結果は、睡眠尺度によると、入眠、中途覚醒、早朝覚醒、午前の眠気の項目で、中条件では前条件ならびに後条件と比較して、評価点が低下、すなわち改善しており、特に午前中の眠気と入眠については中条件下で統計学的に改善する傾向が認められた。睡眠脳波が検討可能であった4例では、睡眠時間が短縮するとともに、全例で睡眠段階2が増加していた。活動量については、10例中4例で、夜間の活動量が低下する傾向が認められた。冬季における光付加の実験では9症例中3症例において睡眠尺度評価における有意な変化が認められた。その内訳は入眠潜時の短縮1例、午前の眠気2症例であった。睡眠ポリグラフの結果はこれらの所見を裏付けるものであった。実験の前後で行った眼科的検索では、光付加による明らかな変化は認められず、高照度の光付加は高齢者の眼科的昨日に悪影響を及ぼさないことが確認された。【目的】高齢者における睡眠・覚醒障害の実態を把握し、光環境との関連を明らかにする。【対象と方法】平成12年度は札幌市内の老人病院に入院中の高齢者を対象に、一週間連続して調査票による睡眠状態の評価を行った。そのうち、文書による同意を得られた睡眠障害をもつ高齢者について昼食時に8000ルクス1時間の光付加を行った。7月末から10月初旬まで、夏季にあたる9週間を、3週間毎に、日常生活の照度下(1000ルクス以下)で過ごす前光照射条件(前条件)、次に光照射条件(中条件)、再び、日常生活の照度下で過ごす、後光照射条件(後条件)と設定し、10症例に同時にプログラムを行った。いずれの条件でも、毎週月曜日から金曜日までの5日間、午前11時半から12時半の1時間を、被験者は看護者とともに、光療法室で過ごすようにした。睡眠評価尺度、睡眠脳波、活動量、眼科的所見について検討を行った。平成13年度は同上の実験を冬季にあたる10月下旬から12月にかけて行った。【結果】1.入院高齢者のうち、約9割に中途覚醒をはじめとする睡眠・覚醒の障害が認められた。2.夏季における光付加の結果は次の通りである。睡眠尺度によると、入眠、中途覚醒、早朝覚醒、午前の眠気の項目で、中条件では前条件ならびに後条件と比較して、評価点が低下、すなわち改善しており、特に午前中の眠気と入眠については中条件下で統計学的に改善する傾向が認められた。3.冬季における光付加の実験では9症例中3症例において睡眠尺度評価における有意な変化が認められた。その内訳は入眠潜時の短縮1例、午前の眠気1症例であった。4.実験の前後で行った眼科的検索では、光付加による明らかな変化は認められず、高照度の光付加は高齢者の眼科的機能に悪影響を及ぼさないことが確認された。
バングラデシュにおける在来家畜及び野生原種の遺伝資源学的・文化人類学的研究

調査対象国における在来家畜およびそれらの野生原種や近縁野生種を対象に、一般外貌形質、経済形質、毛色、管理システム等を調査した他、血液採取を実施し、現地大学において血液からDNAの抽出を行い、一部の家畜については血液蛋白多型や血液型分析を行った。また文化人類学的調査を通じ、在来豚を遊牧させながら生活を維持している人々が保有する独特な家畜飼養文化を調査した。これらの調査・分析を通じ、バングラデシュの在来家畜および野生原種の現状を把握した。調査対象国における在来家畜および野生原種を対象に、一般外貌形質、経済形質、毛色、管理システム等を調査した他、血液採取を実施し、実験室においてDNA試料の抽出を行った。また文化人類学的調査を通じ、在来豚を遊牧させながら生活を維持している人々(カースト)や半野生動物を利用している部族が保有する独特な家畜飼養文化を調査した。具体的な成果は下記のとおりである。1)調査対象動物として、牛、水牛、山羊、豚、鶏等の在来家畜に加えて、野生原種あるいは近縁野生種である野鶏を調査することができた。2)調査は聞き取り調査、質的形質の観察記載、量的形質の測定、血液・組織等の試料採取を実施した。3)形態形質調査としては、毛色、羽装等の外貌上の特徴記載、写真撮影、体型測尺を行った。4)分子遺伝学的調査として、まず血液試料の分離及びDNA抽出を行った。各動物のDNA試料は帰国後各研究分担者の研究室に保管した。調査対象国における在来家畜および野生原種を対象に、一般外貌形質、経済形質、毛色、管理システム等を調査した他、血液採取を実施し、実験室において血液からDNAの抽出を行い、一部家畜については血液蛋白多型や血液型分析を行った。これらの調査・分析を通じ、バングラデシュの在来家畜および野生原種の現状を詳細に把握した。1)調査対象動物として、牛、水牛、山羊、豚、鶏等の在来家畜に加えて、野生原種である野鶏を調査することができた。3)形態形質調査として、毛色、羽装等の外貌上の特徴記載、写真撮影、体型測尺を行った。5)遺伝生化学的調査として、水牛の血清アルブミン蛋白多型および鶏の血液型の分析を実施した。6)解剖学的調査として、鶏頭骨の標本作製を行い、その頭骨の骨計測を実施した。
高速道路の自然渋滞の発生メカニズムと対策に関する実証的研究

まず、初年度においては、阪神高速道路の環状線と守口線の合流部における自然渋滞現象をビデオ撮影し、その再生画像を利用して、対象部分を10mごとに区切った各区間の交通密度と速度のデータを収集した後、単純連続モデル、Payne・モデルおよび明神モデルの3モデルの適合性と最良モデルを用いた自然渋滞防止対策の効果について検討を行った。その結果、モデルとしては単純連続モデルが最も適合性がよいこと、防止対策としては速度制限効果はほとんどないこと、流入制御により交通需要をカットする場合、環状線の交通需要の30%以内での削減は殆んど効果がないこと、これに対して守口線の交通需要削減については、20%削減で効果が現われ始め、30%削減で自然渋滞が解消することなどが判明した。最終年度である本年度は、中央高速道路の上り勾配部とトンネル部における自然渋滞を対象に分析を行った。まず、上り勾配部については、具体的場所として51.5KP付近を選び、前年度と同様の検討を行った。ただし、交通流モデルとしては単純連続モデルとPayneモデルの2つのみとした。また、モデル的に自然渋滞を発生させる方法としては、再生画像の観測等の結果をもとに、上り勾配による影響を受ける区間の速度-密度関係を他の区間と異ならせるという方法を取った。モデルの適合性の検討の結果、やはり単純連続モデルの方が優れていることが判明した。渋滞の防止対策としては速度制限は効果がなく、交通需要の削減であれば10%カットで十分な効果があることがわかった。トンネル部の具体的対象としては小仏トンネルを選び、入力需要のみ実測データとして単純連続モデルで上り勾配部と同様な分析を行ったが、この場合には速度制限が著しい効果をみせた。その他の方策としては、ランプにおける信号制御は効果がなく、人工的ボトルネック、需要削減はかなり有効な手段であることがわかった。
肝実質細胞の最終分化におけるGATA転写因子の役割

本研究は、肝実質細胞の最終分化段階において特異的に発現する。セリン脱水酵素遺伝子の発現は、ラット胎生期肝臓においては、核タンパク質すなわち転写因子によって抑制されている、というこれまでの研究成果に基づき、この転写因子のcDNAクローニングを行い、既知の因子との異同を明確にし、肝実質細胞の最終分化とつながりを知ることを目的として行われた。この核タンパク質は、GATA配列を認識し結合することから、GATA転写因子ファミリーに属する可能性が高いと考えられた。そこで、GATA転写因子ファミリー間で保存されている部分配列をプローブとして、ラット胎生期肝臓cDNAライブラリーをスクリーニングし、cDNAクローンを得た。その塩基配列がマウスGATA-1と98%以上同じであることから、このクローンはラットGATA-1であると同定した。胎生期肝臓は血球系細胞を多く含むが、ノーザンブロット解析は、単離した肝実質細胞がGATA-1を発現していることを示した。次に、クローニングしたラットGATA-1を大腸菌に発現させ、そのDNA結合特性を調べたところ、胎生期肝臓の核タンパク質のそれとほぼ一致していた。肝実質細胞にGATA-1以外にそのファミリーに属する因子も発現していることを否定できないので、GATA転写因子ファミリーの中で、血球系細胞以外の細胞に存在するGATA-4に注目し、その発現をノーザンブロット解析で調べた。GATA-4mRNAは心臓、小腸より量的に少ないが、肝臓にも検出され、その発現は成熟ラット肝臓よりも胎生期肝臓の方が高いこと、また、肝実質細胞において発現が認められることが判明した。今後、GATA-1とGATA-4が肝実質細胞の分化にどのように関わっているのかを明らかにすべく研究を進めている。
高速摩擦によるコーティング層生成技術の開発と木材表面の耐水制御・セラミックス化

本研究は平滑な表面を持つ工具を用いて木材表面を高速摩擦し,木材表面に付与される耐水制御およびセラミックス化について検討した。その結果,木材の表層1mm以下の範囲において,高速摩擦による熱的作用および機械的作用を受けたコーティング層を生成することが生成できた。その表層は,塗装した木材表面と同程度の撥水性を有しており,表層部のみの改質によって,木材表面に新たな機能性が付与できることがわかった。さらに,高速摩擦条件における木材中の温度変化を調べることにより,木材への圧力条件が温度変化に依存しており,その圧力条件を制御することにより,木材中の温度を高温状態まで制御できる可能性があることがわかった。本年度実施した研究成果として,以下のことが明らかとなった。(1)工具形状の木材表面への転写性を検討し,工具表面の算術平均粗さが1μmを下回る条件において,形状の転写性が大きく変化すること(2)木材表面をナノレベルで平滑な工具表面を用いて高速摩擦することで,木材表面の算術平均粗さが1μmを下回る表面を生成することができたこと(3)樹脂製工具を用いて高速摩擦を行った木材表面において,表面の成分分析を行った結果,熱軟化性樹脂以外の樹脂も転写される可能性があることがわかった。上記の研究成果の意義として,(1)の成果に関しては,木材表面へ凹凸形状を転写する際の基礎的データとして意義があると考えられ,より平滑な凹凸形状を転写する際に,木材の組織を考慮した高速摩擦の条件を検討することが重要であることが示唆された。(2)の成果に関しては,本研究の目的の1つである,ナノレベルの組織まで改質したコーティング層の生成技術の開発に関して成果が得られたと考えられえる。木材表面において従来の研削加工では到達しない表面状態に高速摩擦によって到達することが明らかとなった。ナノレベルまで改質された木材表面における機能性の評価に関しては,次年度以降実施する予定である。(3)の成果に関しては,前年度までに得られた成果である熱軟化性樹脂を用いた転写を発展させ,木材表面の高機能化に向けて異物の転写を行うに当たり,意義のある結果が得られたと考えられる。しかし,一方でセラミックス化に用いられるフェノール樹脂の転写に関しては,良好な成果が得られていない。そのため,次年度以降の研究の展開として,高速摩擦前の木材の処理方法を工夫するなどして,セラミックス化に向けてアプローチしていく計画である。(1)マイクロレベルで表面の凹凸形状が異なる工具を用いて,木材表面を高速摩擦することで,凹凸形状を木材表面へ転写することができること(2)マイクロレベルで凹凸が制御された木材表面は,撥水性に関して凹凸の影響を受け,より滑らかな面ほど高い撥水性を示すこと(3)既存の装置を改良し,工具回転数を22000rpmまで上げることが出来る装置を試作したこと(4)様々な樹脂製の工具を用いて,木材表面を高速摩擦することによって,一部の熱軟化性樹脂は木材表面に転写される可能性があること。上記の研究成果の意義として,(1)および(2)の内容に関しては,マイクロレベルの凹凸を高速摩擦によって木材へ転写できることが明らかとなったので,本研究の目的の一つであるナノレベルの組織まで改質されたコーティング層の生成に向けての足掛かりとなった。また,より滑らかな面を持つ木材表面において高い撥水性を示した結果は,ナノレベルの凹凸を転写することにより非常に平滑なコーティング層を木材表面に生成することによって,木材表面の劇的な撥水性の向上につながることが期待できる重要な結果であると考えられる。(3)の成果に関しては,木材表面のセラミックス化に向けて,木材表面を高速摩擦によってより高温にする必要があると考えられる。そのために,高い工具回転数の装置を用いることによって,より高速で木材表面を摩擦することが可能となるため,次年度以降の研究において非常に重要な成果である。(4)の内容は,次年度に行う木材表面のセラミックス化に向けての予備的実験の成果である。この成果から,高速摩擦によって木材表面へコーティング層を生成する際に熱軟化性樹脂を使用することによって樹脂が転写されたコーティング層を生成できることがわかった。本研究は,木材表面を平滑な金属工具を用いて高速摩擦することで,摩擦により発生するエネルギーを用いて,木材表面の耐水制御およびセラミックス化を目指す研究である。最終年度は,当初の計画では高速摩擦による木材表面のセラミックス化を計画していた。しかし,前年度までの実績を考慮し,木材表面の凹凸状態を制御し,耐水制御に関する知見を蓄積することへ計画を変更した。そのため,最終年度に実施した成果として,以下の成果を得た。

(1)工具表面の凹凸形状を木材表面へ転写するに当たっては,工具表面および高速摩擦前の木材表面におけるお互いの凹凸の関係が重要となること。(2)ナノレベルで平滑な工具を用いて高速摩擦を行った,超平滑な木材表面の状態をFE-SEMを用いてナノスケールで観察し,木材表面の状態を把握したこと。(3)マイクロレベルで凹凸が制御された木材表面において,カーボンコーティングを行うことで長期的な撥水性を向上させる可能性があること。(4)高速摩擦条件下の木材温度変化について明らかにし,論文として掲載された。上記の研究成果の意義として,(1)および(2)の内容に関しては,木材表面のより微細な凹凸形状を制御するための基礎的知見としての意義があり,得られて知見を活かして,今後継続して凹凸制御を行っていくことが今後の課題となる。(3)の成果に関しては,本研究で着目した高速摩擦による木材表面処理により与えられる機能性に関する知見を広げ,実用化に向けて課題となる耐久性に関する課題を克服する可能性を有している。(4)の成果に関しては,本事業の期間内で達成できなかった木材表面のセラミックス化に関して,セラミックス化を行う際に重要となる木材表層の温度状態に関して摩擦条件との関係を明らかにした。この知見を基にして,高速摩擦によるセラミックス化に関して検討を行っていくことが今後の課題となる。木材加工学本年度は,当初の計画において実施予定であった,1摩擦による表面組織の構造観察に関してSEMおよびFE-SEMを用いて観察を行い,形状転写された木材表面の状態を把握した。一方で2摩擦した表層のトライボロジー特製の評価,3X線による構造解析については実施していない。その代わりとして,EDXによる元素分析を通して,樹脂の転写の状態を検討することを行った。現在までの成果を考慮すると,本年度の予定していた内容は十分に実施できていないが,研究全体の目的である,ナノレベルの組織まで改質した表層の開発に関しては,一定の成果を挙げている。そのため,当初計画した内容に関しては概ね順調に進展していると判断した。木材表面における熱影響層の生成に関して,1異なる凹凸をもつ回転工具の形状を転写させ,加工面の凹凸を制御する実験を行う,2加工層の評価として,水滴接触角測定実験を行い,親水性および撥水性の評価を行う,3親水・撥水の機構について調査するため,加工転写面の微細組織を観察する,の3点について検討した。1に関しては,凹凸制御がマイクロオーダーの凹凸レベルで可能であること,2に関しては,より平滑な表面で撥水性が向上することを明らかにした。3に関しては,木材の細胞レベルの組織が変質していることは明らかになったが,細胞内のより微細な組織の観察を行うことができなかった。また,既存装置の改良に関しては,(i)既存の装置における回転工具の高速化を行う,(ii)種々の熱硬化性樹脂を含侵させた木材表面による加工を行う,の2点について検討した。(i)については,既存の装置の工具回転数を10000rpmから20000rpmへ上げることができたこと,(ii)については,熱硬化性の樹脂に関しては不明な点が残ったが,熱可塑性樹脂を使用することにより転写が可能であった。以上の成果から,当初計画した内容に関して概ね順調に進展していると判断した。
マイワシの耳石アーカイブを用いた「成長速度に依存した加入量決定仮説」の検証

魚類の耳石に刻まれる輪紋が日単位の成長速度指標となることを鍵として、19802000年代におけるカリフォルニアマイワシの成長速度履歴を個体毎に推定し、資源への新規加入量や環境条件との対応関係を検討した。カリフォルニアマイワシの稚魚初期(孵化後6090日)における成長速度の年変化は、新規加入量および夏期における水温の年変化と正の相関関係にあった。これまで日本周辺海域におけるマイワシについて、発育初期における成長速度の速い年ほど新規加入量が多い「成長速度に依存した加入量決定仮説」が提唱されてきた。本研究成果は、カリフォルニアマイワシについても同じ仮説が適用できることを明らかにし、1990年代におけるカリフォルニアマイワシの資源量の増加は、稚魚初期に経験する水温が上昇したことによって成長速度および生残率が増加し、資源への新規加入量を増加させた結果であることを示唆している。海産魚類の資源量は、数十年周期で起こる気象・海象変動に伴う生態系変化に応答して変動すると認識されつつあるが、資源量変動の生態的過程は未解明である。それは、数十年周期の変動解析に用いることができるデータが漁獲量に限られ、物理・生物環境データと対応させることが可能な資源生物学的データが欠けていたためである。本研究では、魚類の生態履歴が日単位で記録されている耳石情報を鍵とし、1970年代以来保存されてきたカリフォルニア海流域のマイワシの歴史的耳石アーカイブを解析することによって、生物特性の長期データを構築し、環境データ時系列とともに解析することで、カリフォルニアマイワシの資源量変動機構を浮き彫りにすることを目的としている。平成22年度は、生活史初期における成長速度の経年変化を明らかにするために、春から夏に漁獲された01歳の稚魚の耳石を研磨し、ふ化後200日前後までの耳石日輪間隔を光学顕微鏡下で計測した。その結果、カリフォルニアマイワシの稚魚初期における成長速度は、資源量が低位から高位へと変化した19801990年代にかけて増加したことがわかった。また稚魚初期における成長速度は、カリフォルニア海流域における海面水温の上昇と正の相関関係にあった。これらの結果を、2010年11月17日にカナダのビクトリアで開催されたアメリカ・カナダ。メキシコ3国間マイワシ協議会において口頭発表した。次年度は、これらカリフォルニアマイワシの耳石酸素同位対比を解析することによって、19801990年代における水温上昇がマイワシの成長速度に与えた影響を明らかにする。平成23年度は、1986-2006年のカリラォルニア州南部沖における表面水温に加えて春季の動物プランクトン量の経年変化がカリフォルニアマイワシの発育初期における成長速度に与える影響を検討した。その結果、有意な相関はみられなかったが、仔魚期における成長速度は春季の動物プランクトン量と正の相関関係にあった(P=0.08)。また稚魚前期における成長速度は、夏季の表面水温と正の相関関係にあった(P=0.02)。これまでにカリフォルニアマイワシの資源量は、1990年代における表面水温の上昇に伴い増加したことが報告されてきた。資源への新規加入量(0歳魚尾数)は、稚魚前期の成長速度と有意な正の相関関係にあった(P=0.04)ことから、1990年代における水温の上昇が稚魚前期における成長を促進した結果、生残率が増加して加入量が増加し資源が増大したことを示唆している。本研究結果は、発育初期に成長速度の速かった年の新規加入量は多いことを示し、これまで日本周辺海域のイワシ類において提唱されてきた.「成長速度に依存した加入量決定仮説」をカリフォルニア海流域におけるマイワシについても実証した。
QOLを考慮した地方鉄道の駅周辺地区の評価手法の開発

(1)地方鉄道の再生(積雪・過疎地域における地方鉄道の役割)に関する研究研究課題の独自性である地方都市における「地域特性」や「風土」に焦点をあて、テーマを設定し研究をおこなった。従来までの大都市を中心とした計画手法や研究は、一般論的な対応にとどまり、様々な地域特性をもつ地方都市への適用は非常に難しいのが現状である。都市の再生は大都市のみで行なわれるものではなく、日本の大多数を占める地方の小さな都市に対して最も考えていかなければならない課題である。そこで、今年度は、地方鉄道の果たす役割について、客観的な統計データ(利用実態や経営状況)だけではなく、地方都市がもつ「地域特性」や「風土」に考慮し(研究については主に積雪地域に着目)、地方鉄道をもつ地域(全国)を対象に調査をおこなった。上記研究については、レフリー付論文として投稿し採択されている。(2)海外事例研究による地方鉄道の駅周辺地区の再生(スイス・バーゼルにおける事例研究)欧米諸国における「地方鉄道の駅周辺地区におけるまちづくり(都市再生)」について、公共交通の満足度の高いスイス・バーゼルを調査都市として選定し現地調査を行った。あわせてバーゼル市役所の交通部門担当者に対してヒアリング調査を行い、駅周辺地区の再生に至った背景、市民と行政、事業者間のパートナーシップのあり方や具体的な再生手法等の整理をおこなった。上記研究については、口頭発表を終え次年度にレフリー付論文として投稿する予定である。
遠アーベル幾何学を用いた数論的な体の絶対ガロア群の組み合わせ論的特徴付け

平成30年度は、数論的な体の絶対ガロア群の組み合わせ論的特徴付けについて、関連した次の2つの研究成果を得た。1.本来予定していた研究(グロタンディーク・タイヒミュラー群GTの閉部分群として、有理数体の絶対ガロア群G_{Q}を組み合わせ論的に構築する研究)の局所版(p進版)を考察した。具体的には、p進局所体Q_pの絶対ガロア群G_{Q_p}とY.Andre氏によって定義されたp進版グロタンディーク・タイヒミュラー群GT_pの比較であるが、GT_pからG_{Q_p}への自然な全射であって、G_{Q_p}に制限すれば恒等写像になっているものを構築した。このことは、G_{Q}とGTが一致するかを問うグロタンディーク・タイヒミュラー予想の、少なくとも局所版は肯定的に成立することを強く示唆する結果である。論文は執筆、投稿済みで、既にRIMS preprintにて公開している。また、この結果を発表する講演を2回、東京工業大学、広島大学で行った。2.GTの閉部分群として、数論的な体の絶対ガロア群を組み合わせ論的に構築する研究も順調に進んでいる。特に平成30年度は、望月新一氏との議論により、申請書で提案していた(数論的な体の絶対ガロア群の候補である)組み合わせ論的に定義されるGTの部分群BGTの定義を修正し、より精密な定義を与えることに成功した。そしてその修正版においても、BGTからG_{Q}への自然な準同型は存在している。また、BGTからG_{Q}への自然な準同型が単射になるためのBGTに対する組み合わせ論的条件も1組特定している。これらに関する論文は現在執筆中である。当初の計画では、有理数体の絶対ガロア群をグロタンディーク・タイヒミュラー群の中で組み合わせ論的に特徴付けることのみを目的としていた。しかし、平成30年度の研究では、局所的(p進的)な状況における対応する問いに対して、(特徴付け等では無くむしろ)等号成立を強く示唆する当初の予定には無かった有意義な結果を得ることができた。また、大域的な状況での組み合わせ論的な特徴付けに関する研究も順調に進んでいる。大域的な状況での組み合わせ論的特徴付けは既にほぼ完了しているため、点検しつつ、現在執筆中の論文を完成させることを目標とする。また、組み合わせ論的特徴付けは基本的には双曲的曲線、及び、その配置空間に対する組み合わせ論的遠アーベル幾何学の応用である。G_{Q}とGTの比較に関するさらなる研究推進のため、組み合わせ論的遠アーベル幾何学そのものの研究にも取り組みたい。局所版(p進版)では、平成30年度に構築したGT_pからG_{Q_p}への全射が単射であることを示すことを目標としたい。そのためには、緩和基本群に対するより精密な理解が必要になるため、緩和基本群そのものの性質を調べる研究も並行して行う予定である。

また、組み合わせ論的特徴付けは基本的には双曲的曲線、及び、その配置空間に対する組み合わせ論的遠アーベル幾何学の応用である。G_{Q}とGTの比較に関するさらなる研究推進のため、組み合わせ論的遠アーベル幾何学そのものの研究にも取り組みたい。局所版(p進版)では、平成30年度に構築したGT_pからG_{Q_p}への全射が単射であることを示すことを目標としたい。そのためには、緩和基本群に対するより精密な理解が必要になるため、緩和基本群そのものの性質を調べる研究も並行して行う予定である。
重質炭化水素類を対象にした脱アルキル反応の統計動力学的解析の試み

石炭系重質油から付加価値の高い芳香族炭化水素ケミカルズを効率よく得る技術の開発と、脱アルキル反応機構の統計動力学的解析を試みる目的で、石炭モデル化合物および溶剤精製炭(SRC)の脱アルキル反応を行なった。結果を要約すると以下のようになる。1.赤平歴青炭およびWandoan亜歴青炭から得たSRCのキューリーポイントパイロリシス-G.C.-M.S.分析を行なった結果、赤平SRCのヘキサン可溶分(HS)のうち88%、ヘキサン不溶ーベンゼン可溶分(HI-BS)のうち57%が、またWandoan炭SRCのHSの91%、HI-BSの54%がG.C.で分析可能な単純な芳香環骨格を持ち、ナフタレン、ビフェニル、ジベンゾフラン、フルオレン、およびそれらのアルキル置換体であることが判明した。2.SRCの構造解析結果を踏まえ、アルキルナフタレン(2-メチル、2-エチルおよび2,6ージメチル置換体)9ーメチルアントラセンをモデル化合物として選び、オートクレーブ中初期水素圧2.0MPa、反応温度550°Cで反応時間0.5ー3時間脱アルキル反応を行なった。その結果、脱アルキル反応速度に対してアルキル鎖長は大きな寄与をせず、芳香環の縮合度および触媒活性の寄与が大きいことが明らかとなった。反応中に生成する活性ラジカルは水素化により安定化されなければならず、水素化能の高いNi-Mo-Co/SiO_2/Al_2O_3触媒がLewis酸性のCr_2O_3/MgO/Al_2O_3やLa-交換Y型ゼオライト等の触媒よりも好結果を示し、赤平SRCのHSの脱アルキル反応ではそれぞれ12.0、10.1および8.5%のナフタレン収率を与えた。3.メタノール溶媒を用い、常圧水素気流中で赤平SRCの脱アルキルを行なった結果、HSおよびベンゼン可溶分(BS)ともに約12%のナフタレン収率を示し、溶媒からin-situで発生した水素が、活性ラジカルの安定化に効果的に働くことがわかった。石炭系重質炭化水素から付加価値の高い芳香炭化水素族ケミカルズを効率よく得る技術の開発と,脱アルキル反応機構の統計動力学的解析を行う目的で,多種の石炭セデル化合物群から,メチルナフタレン類,および2-メチルキノリンを出発原料として選び,オートクレープ中,初期水素圧20気圧,反応温度550°Cで2時間反応お行った.本研究では,同じクラス(縮合度)の芳香環骨格を有する化合物群はアルキル炭素数に拘らず,同じ速度定数で脱アルキル反応が進行するという考え方に基づき,反応機構の解析を行っている.結果を要約すると以下の様になる.1.反応時間を変化させ, 2, 6-ジメチルナフタレンの脱アルキル反応を行ったところ,分解反応の1次の速度定数はクロミア触媒(Cr_2O_3/MgO/Al_2O_3)を用いた場合(0.29h^<-1>に比べ, La-Y触媒(Y型ゼオライトのNaイオンをLaイオンで交換したもの)では約4倍(1.16h^<-1>)を示し, La-Y触媒が脱アルキル反応に高い活性を有することがわかった.

またこれらに比べ,水素化活性の高いCo-Mo-Ni触媒をもちいると,反応の中間段階で水素化物が多く生成するため,分解生成物が多く生成するなど,分解活性の高い触媒と水素化活性の高い触媒とでは反応機構に大きな違いが現れた.2.クロミア触媒を用いたとき, 2-メチルナフタレンの転化率89%,ナフタリン収率80%に対し, 2-メチルキノリンも同程度の転化率85%を示したが,キノリン収率は33%と低く,窒素を芳香環に含む化合物の反応機構はナフタレン環の様な炭化水素のものとは非常に異なることがわかった.今後種々のアルキル炭素数を持つ,芳香環縮合度の異なる3グループの化合物群の反応を行い,それぞれの反応経路を仮定し,脱アルキル反応の統計動力学的解析を進めて行きたい.本年度はSRCの化学構造をCurie-point・Pyrolysis-GC-MS法で分析し、さらに初年度の石炭モデル化合物の脱アルキル反応に続き、Ni-Mo-Co触媒を加えモデル化合物および赤平炭SRCの脱アルキル反応、およびメタノール溶媒を用いた常圧脱アルキル反応を行なった。結果を要約すると以下のようになる。1.赤平歴青炭およびWandoan亜歴炭から得たSRCのCurie-point Pyrolysis-GC-MS分析を行なった結果、赤平SRCのヘキサン可溶分(HS)のうち88%、ヘキサン不溶ーベンゼン可溶分(HI-BS)のうち99%が、またWandoan炭SRCのHSの91%、HI-BSの54%がG.C.で分析可能な単純な芳香環骨格を持ち、ナフタレン、ビフェニル、ジベンゾフラン、フルオレン、およびそれらのアルキル置換体であることが判明した。2.2-メチルおよび2,6-ジメチルナフタレンおよび9-メチルアントランセンをオートクレーブ中、初期水素圧2.0MPa、反応温度550°Cで0.53時間の脱アルキル反応を行なったところ、クロミアやLa-Y触媒に比べてNi-Mo-Co触媒を用いた場合、水素化芳香族類を経てガスやアルキルべンゼン類などの低分子化合物が多く生成した。3.赤平SRCのHSを同様の条件下で脱アルキルしたところ、3種類の触媒のうちNi-Mo-Co触媒が最も良い結果を示し、ナフタレン収率は12.0%に達した。Ni-Mo-Co触媒を用いることにより、脱アルキル反応中に生成する活性フラグメントの水素化による安定化が、効果的に進んだと考えられた。4.メタノール溶媒を用い、常圧水素気流中で赤平SRCの脱アルキルを行なった結果、HSおよびべンゼン可溶分(BS)ともに約12%のナフタレン収率を示し、溶媒からin-situで発生した水素が、活性ラジカルの安定化に効果的に働くことがわかった。
アモルファス・シリコンの中距離構造の制御と新機能創成

化学アニーリング法(CA)を用い、a-Si:H膜のバンドギャップを広い領域(Eg:1.5eV-2.1eV)で変調することに成功した。これは、異なるシリコン中距離構造が形成されることに起因することと予想される。本研究で得られた結果を要約する:(1)アバランシェ増倍現象のような光電流の非線形現象を実現するためにCA法で作製されたワイドギャップa-Si:H(Eg>1.85eV)を用いSb_2S_3薄膜を電子のランディングサイトとしたビディコン型撮像素子を試作,良好な撮像特性を確認した。しかし、印加電界が10^5V/cmを越えると画像欠陥が目立ち、暗電流の増加が認められた。そこでこのリーク電流の原因を明らかにするため、DCIACモードで評価した。DC測定の結果では、暗電流(J_dA/cm^2)は電界の上昇とともに、指数関数的に増加し、同時に光電流も増加する。しかし、矩形パルス電界印加のAC測定では,高電界(F<5x10^5V/cm)までゲイン=1で飽和しており、光電流に非線形現象は認められなかった。これらの事実から、DC測定での高い光電流ゲインは、Sb_2S_3電極からの注入による二次光電流であることを示唆する。しかし、このデバイス構造を用いACモード測定によって、5x10^5V/cmの高電界印加によっても破壊されないデバイスを作ることができた。今後は、高電界印加時の暗電流増加の原因となるSb_2S_3電極にかわるブロッキング電極を探索し、アバランシェ効巣の実現を図る。(2)CA法で水素原子の替わりに電子励起された希ガス(Ar^*,He^*)で表面処理を行い、高品質/高安定ナローギャップa-Si:H(Eg=1.5eV)の作製に成功した。(3)a-Si:H膜のXRDのスペクトルを比較解析した結果、シリコンの中距離構造とバンドギャップに相関があることを示唆する結果が得られた。
福島県沿岸域から阿武隈山地における地下水の水質形成と地下水流動の解明

2016年(平成28年)より福島県北部沿岸域から阿武隈高地周辺の地域に位置する地下水,自噴井,湧水,河川水,温泉を対象として,現地調査を定期的に実施し,ECやpH,水温の現地測定と採水をおこなった。採取した水試料は,全試料について無機溶存成分(IC),微量元素(ICP-MS),酸素と水素の安定同位体比(CRDS)を測定し,各地点の水質の特徴把握や,水質の季節変化の有無について示した。2018年度の研究では,これまでに蓄積した水質や同位体比のデータを用いて統計解析(階層別クラスター解析,主成分分析等)を行い,グループごとの水質や同位体,地点の位置情報など,具体的な特徴をまとめた。また,標高の異なる4地点で約1年間実施した降水観測の結果を用いて地下水涵養直線を求め,研究対象地域の地下水や湧水の涵養域の推定を行った。さらに,滞留時間の把握のため,3HやCFCs,SF6分析用の採水を行い,依頼分析により滞留時間の推定値を取得した。滞留時間と水質,安定同位体比を併せて検討した結果,安定同位体比が相対的に高い地点では滞留時間が短い場合が多く,沿岸域周辺の台地部で涵養された水であることが予想された。一方で,安定同位体比が相対的に低い地点では滞留時間が長い場合が多く,これらは内陸部に位置する阿武隈山地周辺で涵養された水であること考えられる。前者の水質組成はCa-HCO3型やNa-Cl型,Ca-SO4型を示し,後者の水質組成はNa-HCO3型を示す地点が多く,上記の推定が水質の特徴が示す結果と矛盾がないことも把握できた。今後は,補足的な調査(特に滞留時間の地点追加)を実施し,これまでに得られた結果と併せて考察して,福島県沿岸域の地下水流動について取りまとる。これらの結果を論文として公表し,また,学会発表やHP等を活用して,研究成果の情報公開に努める。これまでの研究において,研究対象地域の地下水や湧水の溶存成分や安定同位体のデータは十分にそろい,沿岸域から内陸部にかけての水質の特徴把握を行うことができた。一方,滞留時間分析用の試料採取もこれまでに複数回実施しているが,採水条件により地点が限られてしまうことに加え,分析に時間を要することから,データ収集について当初の予定よりもやや遅れている。2019年度も補足的な調査を実施し,滞留時間のデータを蓄積する。2019年度は特に滞留時間分析用の補足的な調査・採水を行い,分析を実施して,データを蓄積する。これまでに実施した調査の結果や分析データも含めて結果を取りまとめ,福島県沿岸域の地下水流動について検討する。研究結果について学会発表や論文で公表できるよう,準備を進める。また,今後の研究の発展や結果の活用法についても考え,研究で得られた成果の社会還元に努める。本申請課題の先行研究として,平成2627年度に福島県北部沿岸域で実施した調査の結果から,当該地域には複数の帯水層があり,一部の自噴井や湧水は滞留時間の長い水であることを把握した。こうした沿岸域の地下水の涵養域は阿武隈山地周辺であることが予想されるが,本地域での調査事例が少ないことに加え,研究対象地の地質は双葉断層を境に東西で異なり複雑な構造を示している等の理由から,地下水涵養域については未だ明確には示されていない。一方で,避難地域への住民の帰還に伴い,沿岸域での農業活動等において地下水利用の需要が増えると考えられるため,滞留時間を含む地下水流動系や地下水の涵養域の把握は喫緊の課題である。こうしたことから,本研究では,福島県沿岸域から内陸部まで調査範囲を広げ,それらの地域に分布する地下水や湧水,河川水等の現地調査や採水を実施して,水質やトリチウム等の分析結果を解析し,「地下水の涵養域や広域の地下水流動系および地下水年代について把握し,今後の沿岸域の復興に寄与できるデータベースの構築を目指す」ことを最終的な目標と定め,研究を進めている。平成28年度の調査では,先行研究の結果を参考にして調査地点を選定し,秋季冬季にかけて調査・採水を実施した。既存の調査地点(地下水や湧水)に加え,沿岸域の自噴井(深井戸)も複数追加し,深度別の水質の特徴や涵養域の違いについて把握することができた。併せて,滞留時間(地下水の年代)を推定するための試料採取も実施した。また,年代推定に使用するための涵養標高データを得るために,複数河川を対象とした標高別河川水の採水も実施し,同位体比の高度効果についてより明確に示すことができた。これらの結果,より広範囲の水質特性を把握し,地下水や湧水の涵養域の推定を行うことができた。現在,分析中の年代推定値が定まった後,地下水流動について更に考察を進めてゆく予定である。平成28年度(2016年度)の研究では,12月と3月に現地調査・採水を行ない,無機溶存成分,微量元素および安定同位体の分析を行った。これらの結果を取りまとめて,同位体比の高度効果を明確にし,地下水,湧水の涵養標高の推定を試みた。