hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
フレキシブル基板上への高性能不揮発メモリの実証

採択者は,より高性能なフレキシブル・システムインディスプレイを実現するために,本年度はTFT性能の低下を引き起こす原因の解明に着手した.ホール移動度およびキャリア密度の温度特性を詳細に評価した結果,キャリアの発生には触媒として用いているAuによる深いドナー準位の形成が関係しており,ホール移動度の低下を引き起こす主な要因となっていることが判明した.今後は,Auの総量を減らした新たな試料構造を検討することで,TFT性能の向上が期待される.Ge薄膜の移動度向上に関して,Sn添加による結晶欠陥の低減が有効であるという報告があるため,[Au/Sn]多層構造を用いた新しい層交換成長法からフレキシブル基板上に同様の擬似単結晶Ge薄膜を検討した結果,室温のホール移動度が300 cm2/Vsへと向上した.今後,これらの薄膜を用いた高性能TFTの実証に向けた要素技術開発が重要となることを提案した.最後に,次世代のスピントロニクス技術との融合を視野に,フレキシブル基板上の擬似単結晶Geが(111)配向していることを利用した強磁性ホイスラー合金の作製も検討した.強磁性ホイスラー合金/擬似単結晶Ge界面状態などの課題を抽出し,高品質な強磁性ホイスラー合金のエピタキシャル成長実現の可能性を提示した.今後は,本研究室で開発したエピタキシャル成長界面のFe原子終端による,Ge原子の拡散抑制法が有効であると考えられる.以上の成果の一部は,米国応用物理学雑誌「Journal of Applied Physics」に筆頭著者で論文が掲載されており,国内会議において2件,国際会議1件において報告している.以上のように,研究代表者は低消費電力フレキシブル・システムインディスプレイを実現するための基礎技術を確立し,実現に向けた課題と指針を見出した.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。研究代表者は,フレキシブル基板上への結晶性Ge-TFT作製と、ホイスラー合金を用いた不揮発メモリの作製及びそれらを融合した不揮発メモリ機能搭載型低消費電力フレキシブルTFTの創製を研究目的としている.まずはじめに,Ge粒子の電気特性を理解するための予備検討に着手し,フレキシブル基板上に形成した結晶性Geのホール移動度は190 cm2/Vs,キャリア密度が5.0 ×10の17乗cm-3程度という非常に好ましい結果が得られた.しかし,この結晶性Geを用いてフレキシブルGe-TFTの作製を試みたが,TFTのオフ動作において多大なリーク電流が検出され,十分なオンオフ比が得られないという問題に直面した.この解決策を探るために詳細な物性評価を行ったところ,このオフ動作時のリーク電流を抑制するためには,TFT作製に適した結晶性Geの作製とゲート界面の平坦化が必要であると突き止めた.これを達成するために,TFT加工に適した結晶性Ge作製プロセスの再検討とTFT加工プロセスの改善を行った.今回,Ge層と触媒であるAu層の比率を変調することにより,Ge表面に生じる凹凸の程度が変化することを突き止めた.その結果,Au層に対するGe層の比率を増加させることにより,TFT加工により適した結晶性Geの作製に成功した.この結晶性GeをTFTに加工し,オフ動作時のリーク電流の抑制に成功した.また,TFT加工プロセス時に化学機械研磨による結晶性Geの平坦化と薄膜化を行い,電界効果移動度が21.9 cm2/Vs,オンオフ比が20という結果が得られた.この電界効果移動度の値は,低温で作製したp型の有機物半導体TFTや酸化物半導体TFTに比べて高い値を示しており,不揮発メモリ機能搭載型低消費電力フレキシブルTFTへの応用が期待される重要な成果であると言える.研究代表者は,フレキシブル基板上への結晶性Ge-TFT作製と、ホイスラー合金を用いた不揮発メモリの作製及びそれらを融合した不揮発メモリ機能搭載型低消費電力フレキシブルTFTの創製を目指しており,DC1初年度において基板軟化温度以下におけるフレキシブル結晶性Ge-TFTの動作実証を行った.さらに,現状の課題を指摘し,解決することによりフレキシブルTFTの性能向上を達成した.しかし,高性能不揮発メモリ機能搭載型低消費電力フレキシブルTFTの創製に向けて,さらなるオンオフ比の改善の必要があると考えられる.これに対して,フレキシブルGe-TFTの性能向上に向けた指針は既に得ており,ポストアニールや結晶Geと基板の界面にバッファ層を挿入することによって,Ge薄膜の結晶欠陥及び界面欠陥が低減されることが判明している.したがって,本研究課題の進捗状況は順調に進展していると言える.採択者は,フレキシブル基板上への結晶性Ge-TFT作製と、ホイスラー合金を用いた不揮発メモリの作製及びそれらを融合した不揮発メモリ機能搭載型低消費電力フレキシブルTFTの創製を研究目的としている.これまで採択者は,フレキシブル基板上へ擬似単結晶Geを形成する技術と,それを用いたTFTプロセスを確立した.本研究で作製したフレキシブルGe-TFTの電界効果移動度は,低温で作製したp型の有機物半導体TFTや酸化物半導体TFTに比べて高い値を示したが,これらに比べてオンオフ比が小さいという問題があった.

これを改善するために,DC1採用第2年度はTFTのオンオフ比改善に注力した.採択者が今回の実験で活用したポストアニールには,酸素原子によるGe結晶のダングリングボンドの終端という効果が期待できる.その結果,フレキシブルGe-TFTのオンオフ比を一桁向上させることに成功した.ポストアニール前のTFT特性と比較するとId-Vg特性の点からオン電流の増加とオフ電流の大幅な低減が確認された.この結果は,ソースドレイン間に存在したリーク電流の低減を意味しており,まさに結晶欠陥の低減の効果に他ならない.前年度に作製したフレキシブルGe-TFTのオンオフ比は20程度であったが,ポストアニールによる結晶欠陥の低減により,オンオフ比150という値が得られた.この結果は,不揮発メモリ機能搭載型低消費電力フレキシブルTFTへの応用が期待される重要な成果であると言える.しかし,未だa-IGZOなどに匹敵するオンオフ比は得られていないため,さらなるオンオフ比の改善に着手する予定である.以上の成果は,低消費電力フレキシブル・システムインディスプレイを実現するための極めて重要な成果である.採択者は,フレキシブル基板上への結晶性Ge-TFT作製と,ホイスラー合金を用いた不揮発メモリの作製及びそれらを融合した不揮発メモリ機能搭載型低消費電力フレキシブルTFTの創製を研究課題としている.これは,低消費電力フレキシブル・システムインディスプレイのための重要技術である.DC1採用2年目は主に不揮発メモリを搭載するための結晶性Ge-TFTの性能向上に関する研究に従事した.特に,フレキシブル基板上の結晶性Ge-TFTの性能向上を目指し,Ge結晶の電気特性向上に着手した.作製したGe結晶の抱えている課題を明らかにして,ポストアニールによる結晶欠陥の低減を図ることにより,フレキシブルGe-TFTの性能向上を達成した.これは,低消費電力フレキシブル・システムインディスプレイを実現するための極めて重要な成果の一つであるため,当初の計画どうりに進展していると判断する.採択者は,より高性能なフレキシブル・システムインディスプレイを実現するために,本年度はTFT性能の低下を引き起こす原因の解明に着手した.ホール移動度およびキャリア密度の温度特性を詳細に評価した結果,キャリアの発生には触媒として用いているAuによる深いドナー準位の形成が関係しており,ホール移動度の低下を引き起こす主な要因となっていることが判明した.今後は,Auの総量を減らした新たな試料構造を検討することで,TFT性能の向上が期待される.Ge薄膜の移動度向上に関して,Sn添加による結晶欠陥の低減が有効であるという報告があるため,[Au/Sn]多層構造を用いた新しい層交換成長法からフレキシブル基板上に同様の擬似単結晶Ge薄膜を検討した結果,室温のホール移動度が300 cm2/Vsへと向上した.今後,これらの薄膜を用いた高性能TFTの実証に向けた要素技術開発が重要となることを提案した.最後に,次世代のスピントロニクス技術との融合を視野に,フレキシブル基板上の擬似単結晶Geが(111)配向していることを利用した強磁性ホイスラー合金の作製も検討した.強磁性ホイスラー
骨・軟骨再生における組織線溶系の役割の解明

組織線溶系とそれにより誘導されるタンパク分解酵素系や増殖因子が組織修復過程において重要な役割をはたすことがこれまで示唆されてきた。そこで、私共は骨修復・再生過程における組織線溶系の役割を検討した。マウス大腿骨に骨欠損を作製することにより、骨修復・再生過程を検討できるモデルを確立した。プラスミノゲン欠損マウスを用いて、プラスミノゲンが骨修復過程に必須であることを示した。さらに、組織型プラスミノゲンアクチベーター(tPA)の欠損マウスを用いて、tPAも骨修復に重要で、骨芽細胞にAnexin2やMAPキナーゼを介する機序により働いて、骨芽細胞増殖を促進することを明らかにした。骨・軟骨再生に組織線溶系とそれにより誘導されるタンパク分解酵素系や増殖因子が骨修復過程において重要な役割をはたすことがこれまで示唆されてきた。私共はプラスミノゲン欠損マウスを用いて、組織線溶系の最も重要な因子であるプラスミノゲンが骨修復過程に必須であることを示した。そこで引き続いて、線溶系の阻害因子であるPlasminogen activator inhibitor-1 (PAI-1)の骨代謝・骨修復における役割について、PAI-1欠損マウスを用いて検討した。In vivo, in vitroの検討により、PAI-1欠損により、骨代謝・骨修復はあまり影響を受けなかった。そこで、ストレプトゾトシン(STZ)投与糖尿病モデルの雌性マウスを用いて、糖尿病病態におけるPAI-1の役割を検討した。野生型でSTZ投与により血中PAI-1濃度が増加したが、PAI-1欠損マウスと野生型マウスでは、血糖増加に差はなかった。野生型マウスでは、糖尿病群で骨欠損部の骨形成および骨芽細胞数は減少し、骨修復が遅延した。PAI-1欠損マウスでは、この糖尿病状態による骨形成、骨芽細胞数の減少が阻害されていた。また、PAI-1欠損マウスでは、糖尿病状態による骨分化マーカー減少が阻害された。一方、糖尿病状態による軟骨形成、II型、X型コラーゲン、アグリカンmRNA減少および脂肪分化マーカーの増加については、PAI-1欠損の影響はなかった。今回の結果より、PAI-1は糖尿病による骨修復遅延に寄与することが示唆された。さらに、糖尿病病態の骨修復過程における骨芽細胞数の減少および骨芽細胞分化抑制にPAI-1が関与する可能性が考えられた。同様に、PAI-1が糖尿病マウスにおける骨代謝異常に関与することも示した。骨・軟骨再生は外傷や腫瘍切除により高度に欠損した骨の修復に期待される治療法であるが、その効果的な方法については未だ充分わかっていない。一方、組織線溶系は細胞外基質の分解や組織修復に寄与するが、骨修復過程における組織線溶系の役割は不明である。私共は線溶系の最も重要な因子であるプラスミノゲンの欠損マウスを用いて骨修復におけるプラスミノゲンの役割を検討した。骨修復は大腿骨に骨欠損を作製し、マイクロCTにより骨修復の程度を検討した。異所性骨化はBMP-2(骨形成蛋白)含有コラーゲンスポンジを大腿部筋肉内に植え込むことにより検討した。骨欠損からの骨修復において、軟骨および骨形成はPlg欠損マウスにおいて減少し、骨修復が著明に遅延した。さらに、骨修復部位のマクロファージ集積、TGF-β(Tansforming growth factor)発現、VEGF(血管内皮増殖因子)発現および血管新生がPlg欠損マウスにおいて減少した。骨欠損を与えた大腿骨の骨髄由来マクロファージにおけるTGF-β発現はプラスミノゲン欠損マウスにおいて減少した。一方、異所性骨化はプラスミノゲン欠損マウスにおいて変化がなかった。また、初代骨芽細胞培養の検討で、プラスミノゲンは骨芽細胞、骨髄間質細胞の骨分化能に影響を及ぼさなかった。これらの実験結果より、プラスミノゲンはマクロファージからのTGF-β発現とそれに続くVEGFを介した血管新生を促進することで骨修復に寄与することが示唆された。また、プラスミノゲンは骨髄細胞の存在下での骨化過程に重要な役割を果たす可能性が考えられ、骨髄幹細胞を用いた再生医療において組織線溶系の調節が重要であることが示唆された。プラスミノゲン欠損マウスを用いて、線溶系を担うプラスミンの前駆体であるプラスミノゲンが骨修復過程に必須であることを示した。

その機序として、骨損傷部へのマクロファージの集積とTGF-β発現に引き続く血管内皮増殖因子(VEGF)発現や血管形成が関与していた。さらに、プラスミノゲンをプラスミンに変換する組織型プラスミノゲンアクチベーター(tPA)の欠損マウスを用いて、tPAも骨修復に重要で、骨芽細胞にAnexin2やMAPキナーゼを介する機序により働いて、骨芽細胞増殖を促進することを明らかにした。また、ウロキナーゼ型PA(uPA)もCCL3誘導によりマクロファージ集積を促進することにより、早期骨修復に寄与することを示した。一方では、線溶系を抑制するplasminogen activator inhibitor-1(PAI-1)が糖尿病やステロイド過剰による骨粗鬆症に関与することを示した。1型糖尿病マウスでみられる骨粗鬆症にPAI-1が関与し、その機序として、糖尿病状態により肝臓からのPAI-1産生が誘導されることにより増加した血中PAI-1が骨芽細胞の分化を抑制し、脂肪分化を促進するものと考えられた。さらに、ステロイド過剰マウスの糖代謝異常、骨量低下、筋量減少にもPAI-1が関与することを明らかにした。これらの結果より、組織線溶系に関連する因子は、骨の修復・再生や骨代謝異常の治療標的として、期待できるものと考えられた生理学本研究では、組織修復に重要な役割をはたす線溶系関連因子の骨・軟骨再生における役割を明らかにすることが目標である。すでに線溶系関連因子のうち最終段階のプラスミンの前駆体であるプラスミノゲンの欠損マウスを用いて、プラスミノゲン欠損マウスでは、骨修復が著明に遅延することを明らかにしている。本年度の研究の進展状況では、プラスミノゲン阻害因子のPAI-1が糖尿病病態において、骨代謝および骨修復に関与することを明らかにした。これらのデータは、組織線溶系を調節する体液性因子が、骨代謝および骨・軟骨再生の調節に重要であることを示す新しい知見である。これらの実験結果はすでに論文として、DiabetesおよびPLoS ONEに発表した。線溶系関連因子の骨・軟骨再生における役割のさらなる分子機序の詳細の解明は、今後の検討課題であり、現在、プラスミノーゲンアクチベーター欠損マウスを用いた研究が進展中である。本研究では、組織修復に重要な役割をはたす線溶系関連因子の骨・軟骨再生における役割を明らかにすることが目標である。現在の研究の進展状況では、線溶系関連因子のうちでは最も最終段階のプラスミンの前駆体であるプラスミノーゲンの欠損マウスを用いて、プラスミノーゲン欠損マウスでは、骨修復が著明に遅延するという重要な結果が得られた。しかも、プラスミノーゲン欠損が骨修復を遅延させる機序として、骨再生のみならず軟骨再生も低下し、さらにその機序に血管形成が関わることが明らかにされた。これらのデータは、プラスミノーゲンが骨・軟骨再生に関わる重要な新しい知見を明らかにすることができ、すでに実験結果をまとめた論文としてJournal of Bone and Mineral Researchに受理された。一方、異所性骨化モデルでプラスミノーゲンの欠損マウスと野生型マウスで差がみられなかった理由や他の線溶系関連因子の骨・軟骨再生における役割については今後の検討課題である。これまで、プラミノーゲンおよびPAI-1欠損マウスを用いて、骨・軟骨再生における組織線溶系の役割の詳細を検討してきた。
悪性脳腫瘍に対する新規抗癌標的化ハイブリッドペプチド療法の開発

悪性脳腫瘍細胞で高発現しているIL-13受容体alpha2(IL13Ra2)など重要な役割を担うことが報告されている標的候補に対するペプチドおよび癌細胞選択的な細胞膜崩壊型lyticペプチドを組み合わせた、各種ハイブリッドペプチドを設計し、これら受容体が高発現している癌細胞株に対する殺細胞効果およびin vivoにおける抗腫瘍効果の評価を行った。その結果、IL13Ra2を標的としたハイブリッドペプチドは、効果的な殺細胞効果を発揮すること、また、ヒト悪性脳腫瘍細胞株を用いた担癌モデルにおいて腫瘍内投与において抗腫瘍効果を発揮することが確認された。本研究では、当研究室で生み出された全化学合成可能な革新的分子標的抗癌剤候補であるハイブリッドペプチド技術を用いて、難治性癌の一つである悪性脳腫瘍の新規治療法の可能性を提示することを目的としている。平成26年度は、主に下記の研究内容を行った。(1)T7ランダムペプチドライブラリーを用いてIL13R alpha2タンパク質に特異的に結合するいくつかの陽性クローンを確認した。これら陽性クローンのうち、IL13R alpha1と2の選択性が高く、IL13R alpha2特異性や結合力の強いものをELISA法およびBiacoreを用いたリアルタイム測定法により確認した後、標的部分として最適なペプチドの選択を行った。(2)Hsp90標的化ハイブリッドペプチドおよびHsp70標的化ペプチドとのグリオーマ細胞株に対する殺細胞効果の相乗効果を検討した。(3)相乗効果が確認されたグリオーマ細胞株に対してin vivoにおける抗腫瘍効果の増強が得られるかどうかの検討を行った。平成27年度は、主に下記の研究内容を行った。(1)引き続き平成27年度で選択、最適化されたIL13receptor alpha2(IL13Ra2)標的ペプチドを癌細胞膜崩壊型lyticペプチドとハイブリッド化させたIL13Ra2-lyticペプチドのin vitroにおける殺細胞効果の検討を行った。その結果、IL13Ra2高発現悪性脳腫瘍細胞株において、効果的な殺細胞効果を発揮することが確認された。(2)IL13Ra2標的ペプチドおよびIL13Ra2-lyticペプチド処理による悪性脳腫瘍細胞内のシグナル伝達におよぼす影響を調べた。その結果、Erk1/2のリン酸化、AP-1の活性化に影響を与えることが確認された。(3)IL13Ra2-lyticペプチドの多重(3D)培養下における悪性脳腫瘍細胞に対する殺細胞効果の検討を行った。また、in vitroにおける殺細胞効果の評価にLV200systemによる一細胞レベル発光イメージング技術により評価を行った。H26年度で選択、最適化されたペプチドの評価をH27年度で予定していた研究計画の内容に従い、ここまで評価できているために、おおむね順調に進展していると思われる。本研究では、当研究室で生み出された全化学合成が可能な革新的分子標的抗癌剤候補であるハイブリッドペプチド技術を用いて、難治性癌の一つである悪性脳腫瘍の新規治療法の可能性を提示することを目的としている。平成28年度は、主に下記の研究内容を行った。(1)引き続き、平成27年度で最適化されたIL13 receptor alpha2(IL13Ra2)標的ペプチドに癌細胞膜崩壊型lyticペプチドをハイブリッド化させたIL13Ra2-lyticハイブリッドペプチドの殺細胞効果の確認、検討を2Dおよび3D培養において行った。その結果、IL13Ra2が高発現している悪性脳腫瘍細胞の2Dおよび3D培養において、IL13Ra2-lyticハイブリッドペプチドが効果的な殺細胞効果を発揮することが確認された。また、平成27年度に引き続き、IL13Ra2-lyticハイブリッドペプチド処理時における悪性脳腫瘍細胞内のシグナル伝達におよぼす影響を調べた。さらに、LV200 systemを用いた一細胞レベル発光イメージングによるリアルタイムモニタリング手法により、IL13Ra2-lyticによる殺細胞時の評価を行った。その結果、細胞内の発光強度の急激な変動が確認された。(2)ヌードマウスを用いたヒト悪性脳腫瘍細胞株の担癌モデルによりIL13Ra2-lyticの抗腫瘍効果の評価を行った。その結果、IL13Ra2-lyticの腫瘍内投与において効果的な抗腫瘍効果を発揮することが確認された。また、ハイブリッドペプチドの投与後、主要臓器の病理組織学的解析、血清生化学、血液一般検査等を行い、簡易毒性の評価を行った。さらにハイブリッドペプチドの投与後の体内動態の評価を質量分析(LC/MS/MS)により行った。H26年度の研究計画の内容に関して、予定していたIL13R alpha2標的ペプチドの陽性クローン取得および弾頭部分の候補ペプチドの選定を行うことができた。

また、Hsp90標的およびHsp70標的化ペプチドを用いた、in vitroにおける殺細胞効果の検討もすでに終了しているため、おおむね順調に進展していると思われる。今後は、H27年度でin vitroで殺細胞効果が確認されたハイブリッドペプチドに関して、in vivoにおける評価を行い、選択されたペプチドの有効性を評価する予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。薬剤疫学今後は、H26年度で選択されたIL13R alpha2標的ペプチドを弾頭部分に用いた、各種ハイブリッドペプチドを作成し、グリオーマ細胞株に対する殺細胞効果の検討、ならびに、一細胞発光リアルタイムモニタリングによる殺細胞効果のメカニズム解析および抗腫瘍効果を検討していく予定である。H27年度においてペプチドの選択、最適化がスムーズに行えたことにより、当初予定されていた、ペプチドの合成費用を抑えることができた。さらに、候補ペプチドの数を予定していたよりも抑えたことにより、殺細胞効果等、in vitroでの評価に必要な実験費用を予定していたよりも抑えることができた。H26年度に予定していた標的化ペプチドの選定にかかる実験費用が当初想定していたよりも抑えられたこと、また、殺細胞効果、抗腫瘍効果を行うために必要な細胞培養、および動物実験の購入および保守費用等を抑えることができた。H28年度の研究費の使用としては、主に次の項目で使用予定である。In vivo試験用のハイブリッド合成費用、動物実験のための動物購入、維持費用等、さらには、癌細胞培養時に必要となる培養関連試薬類および、その他、研究成果発表、報告(学会含む)のための費用等を予定している。ハイブリッドペプチド合成費用、グリオーマ細胞に対する殺細胞効果のメカニズム解析に必要となる一細胞発光リアルタイムモニタリング測定を行う際に必要不可欠な発光実験用試薬類、動物実験のための動物購入、保守費用等、さらには、癌細胞培養時に必要となる培養関連試薬類および、その他、研究成果発表、報告(学会含む)のための費用等を予定している。
はめ込み理論の幾何的様相と有限型不変量及び特異点理論との関係

3本の論文をまとめ、うち2本が雑誌に受理された。残りの1本も既に投稿済みである。受理されたうちの1つめの論文では、3次元ホモロジー球面の6次元球面への滑らかな埋め込みに対してそのザイフェルト膜の言葉によって整数値の不変量を定義した。次にこの不変量が与えられた埋め込みのイソトピー類の完全不変量になることを示した。これを用いてこのような埋め込みのホモロジーボルディズム類を完全に記述することに成功した。結果として、3次元ホモロジー球面の6次元球面への二つの滑らかな埋め込みがイソトピックである必要充分条件はそれらがホモロジーボルダントであることを示した。ここで与えた不変量はその記述が、KuperbergとThurstonによるキャッソン不変量の記述に似通っていて、それとの関係も非常に興味深い。二つめの論文では、3次元有向多様体の4次元空間へのはめ込みの有向ボルディズムを特異ザイフェルト膜の言葉で記述した。代数トポロジーの立場から見ると次数3の安定ホモトピー群に新しい解釈を与えていると言える。また微分可能写像の特異点論の立場から見ると、トム多項式の境界付バージョンを得ているとも言える。そのほか、4次元球面の7次元球面への滑らかな埋め込みや余次元が3以上の埋め込みに対するスピニングについて精力的に研究を進めている。主に低(3、4)次元多様体の高(5、6、7)次元多様体への埋め込み・はめ込みを非常に幾何的な手法で研究しており、全体として「中次元トポロジー」とも呼べるような新しい研究分野を開拓しつつある。(6k)-次元球面への(4k-1)-次元球面の埋め込みのイソトピー類を完全に判別する公式を与えた.この公式は与えられた埋め込みに対して,その拡張となる4k-次元多様体のはめ込みを考えそこに付随する4つの"幾何的"量を使って与えられる.この結果については,第50回トポロジーシンポジウム(2003年7月,長野県松本市)において一時間の発表(招待講演)を行った.この研究をまとめた論文"A geometricformula for Haefliger knots"は海外誌Topologyに採録が決定している.また,4-次元球面の7-次元球面への埋め込みに関してもいくつかの考察をした.(4k-1)次元多様体の余次元2のはめ込みの正則ホモトピーを幾何的に読み取る研究に関しても考察した.九州大学大学院の佐伯修氏を始め,国内の研究機関の研究者と多くの研究連絡を行った.特に九州大学大学院への出張ではハンガリーのAndras Szucs氏他海外の研究者との研究連絡が行えて有意義だった.日本数学会や東京大学トポロジー火曜セミナーを始め,国内の研究集会にも積極的に参加した.テロや戦争などの世情を考慮して海外への渡航は控え,多くの外国書籍の購入をし,新しい研究の調査に努めた.論文作成のための計算機環境を整備するため,液晶ディスプレイを購入した.その他,研究環境の整備のため,LANカードなどの計算機周辺機器,CD-Rメディアなどの消耗品,ペンやステイプラーなどの文房具など多く購入した.(6k)-次元球面への(4k-1)-次元球面の埋め込みのイソトピー類を完全に判別する公式を与える論文"A geometricformula for Haefliger knots"がTopology 43巻(2004年)に掲載された.東京大学トポロジー火曜セミナーなど,国内の研究集会に積極的に参加した.前年度は世情を考慮して海外への渡航を控えたので,今年度はカナダ・マクマスター大学で開かれた研究集会"Conference on Geometry and Topology of Manifolds 2004"に参加,また米国・アイオワ大学に長期に出張するなどしたため,旅費が予定を大幅に超過してしまった.このことは全体の予算配分の変更につながってしまったが,トータルで見れば研究には非常にプラスな変更であった.特にアイオワ大学での滞在は,高次元結び目理論の第一人者であるDennis Roseman氏と活発に研究連絡できたことなどの意味で,非常に有意義なものだった.アイオワ大学での滞在中に,3次元球面め6次元空間への埋め込みは任意に与えた整数を符号数に持つようなSeifert膜の境界になることを示し,結果的に3次元球面の5次元空間へのはめ込みが(正則ホモトピーに関して)6次元空間への埋め込みにリフトできるための必要充分条件を与えることに成功した.この結果をまとめた論文は既に投稿済みである.また,アイオワ大学トポロジーセミナーにおいて,"Immersion of 3-manifolds in 5-space"というタイトルで一時間の口頭発表を行った.3本の論文をまとめ、うち2本が雑誌に受理された。

二つめの論文では、3次元有向多様体の4次元空間へのはめ込みの有向ボルディズムを特異ザイフェルト膜の言葉で記述した。代数トポロジーの立場から見ると次数3の安定ホモトピー群に新しい解釈を与えていると言える。また微分可能写像の特異点論の立場から見ると、トム多項式の境界付バージョンを得ているとも言える。そのほか、4次元球面の7次元球面への滑らかな埋め込みや余次元が3以上の埋め込みに対するスピニングについて精力的に研究を進めている。主に低(3、4)次元多様体の高(5、6、7)次元多様体への埋め込み・はめ込みを非常に幾何的な手法で研究しており、全体として「中次元トポロジー」とも呼べるような新しい研究分野を開拓しつつある。
準周期系の超伝導の理論研究

一般に超伝導は磁場によって破壊されるが、正常状態に至る過程は超伝導体のタイプによって異なり、周期系においても異なるいくつかの場合が知られている。準周期系の超伝導体に磁場を掛けた場合にどのような変化が起こるかは未知の問題であり、今年度はこの問題に焦点を当てて研究を行った。また、その結果を論文にまとめ投稿した。以下にその結果について少し詳しく述べる。準周期系超伝導体の模型としてペンローズ構造上の引力ハバード模型を考え、これに磁場の効果を入れたハミルトニアンを平均場近似の範囲で解いた。その結果、低温・強磁場領域において、超伝導秩序変数の符号が空間変化する特異な超伝導状態が出現することを見出した。この超伝導状態は、周期系超伝導体において1960年代に提案されたFulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov(FFLO)状態の準周期版にあたると考えられる。ただし、このような符号変化する超伝導状態が準周期系に現れること自体は非自明である。というのは、準周期ポテンシャルはしばしば電子の運動を乱す働きをする一方で、FFLO状態はそのような乱れに弱いことが知られているからである。つまり、準周期ポテンシャルによって乱されず、むしろそれと上手く整合するような符号構造を電子系が自ら見つけたことで、この特異な超伝導状態が現れたと言える。最近、準結晶の超伝導体が名古屋大学の実験グループによって発見された。また、準周期構造の光学格子の実現については1990年代に既に報告があるが、最近、これにフェルミ原子ガスを載せた研究も報告され始めている。上述の理論研究の結果は、これらの系で実現する超伝導状態に、従来の周期結晶の超伝導体とは異なる性質がある可能性を提示している。準周期系超伝導状態における磁場の効果については、これまで全く理論研究がなかったため、当該年度の研究によって多くの新しい事実を明らかにできたと考えている。まず、超伝導相内において比較的高温の領域では、磁場に対して、通常の周期結晶超伝導体と似た振る舞いを示すことが確認できた。その上で、低温領域では、超伝導臨界磁場直下に、上述のような超伝導秩序変数の符号が空間変化する特異な超伝導状態が存在することを見出した。この磁場下超伝導状態において、磁化の空間パターン等を調べ、この状態が、周期系で提案されていたFulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov状態に対応する状態であることを明らかにした。また、この超伝導状態が、磁場、温度、電子密度、相互作用強度といったパラメータの変化に対してどのように振る舞うか、といった点についても明らかにすることができた。さらに、超伝導秩序変数の符号の空間パターンがそのようなメカニズムによって決まるのか、という問題についても、数値計算を通して一定の回答を与えることができた。その上で、これらの結果を論文の形にまとめ投稿する段階まで運ぶことができたので、「順調に進展している」と判断した。準周期系超伝導体についてはこれまでほとんど理論研究がなく、その性質の多くが未解明である。従来の周期結晶超伝導体の理論の多くは、波数空間での記述に立脚しており、それがうまく定義できない準周期系においてそれらの理論によって導かれた結論が適用できるかは定かでない。そこで、まずは、準周期系超伝導体の基本的な性質を明らかにしていくことが重要である。Bardeen-Cooper-Schriefferによる理論は、従来型超伝導体について、様々なユニバーサルな性質があることを結論し、実際にそのような性質が確認されてきた。今後の研究方針の一つは、このような性質が準周期系超伝導体でも成り立っているか否かを数値計算を用いて理論的に調べることである。具体的には、超伝導転移温度における電子比熱係数の跳びや、超伝導ギャップと転移温度の比などである。これらの値を精度よく見積もるには、扱うクラスターのサイズ依存性にも十分留意する必要があり、その点を検討しながら研究をすすめる。また、準周期系においてはそもそもユニバーサルな値が存在しない可能性も考えられるので、電子数等のパラメータに対する依存性についても調べながら研究を進める。準周期系で超伝導が発現した場合に、周期系の超伝導体と異なるどのような性質が見えるか、という観点から、2次元ペンローズ格子上の引力ハバード模型の超伝導状態を数値計算によって調べた。これまでの研究で、特に引力が比較的弱い場合に、クーパーペアが空間的に広がった超伝導状態があることが分かっているが、並進対称性のない準周期系では運動量空間が定義されないために、このクーパーペアは通常の運動量空間でのペアとは考えられず、新しい超伝導状態として興味深い研究対象である。そこで、弱相関領域において簡便かつよい近似になると考えられるBogoliubov-de Gennes理論に基づいて、超伝導状態を計算するプログラムコードの開発を行った。それにより、これまでの実空間動的平均場理論で扱えていた4181サイトを超えて、11006サイトまで扱えるようになった。この方法を用いて、超伝導体の基本的な性質である超伝導ギャップと転移温度の比を調べたところ、Bardeen-Cooper-Schrieffer理論から導かれるユニバーサルな値よりも小さいことが分かった。また、ごく最近、準結晶超伝導体が実験的に見つかったことを踏まえ、実験で測定可能な量にどのような特徴が見られるか明らかにするという方針のもと、比熱の計算や電流-電圧特性の計算を行った。

更に、準結晶超伝導体が、空間的に非一様な超伝導秩序変数を示すことを踏まえ、磁場下でどのように磁束が侵入するかという問題を考え、その計算を実行するプログラムコードを作成した。また、準周期系と周期系の違いを明らかにする目的で、近似結晶に相当する長周期構造での超伝導状態を計算するプログラムコードも開発した。上に述べたように、準結晶超伝導体の特徴を明らかにするための様々なプログラムコードの開発を行い、それによる数値計算を実行中であるが、システムサイズ依存性などについて慎重に検討する必要がある。空間的に広がった超伝導状態が最も非自明で興味深い研究対象であるが、広がっているがゆえに、系の境界の影響を受けやすく、準結晶超伝導体としての性質を確立する上では注意が必要である。これまでの研究によって、引力が強くなればクーパーペアがより局在することが分かっているが、引力が強すぎる場合は、格子構造よりも局所的な構造によって超伝導状態が決まってしまい準周期系としての特徴が見えなくなってしまう。従って、計算可能なシステムサイズにおいて、境界の影響を無視できる程度に局在しつつも、準周期構造を反映する程度に空間的に広がった超伝導状態を調べられるように引力の強さを選ぶ必要がある。これは実際には、空間的に広がった超伝導を示すことがわかっている引力の比較的弱い領域を調べつつ、計算結果がシステムサイズについて十分収束しているか確認し、準周期系超伝導の特徴を抽出するということである。このように慎重な検討を重ねながら研究を遂行しているため、当初の計画よりも若干遅れが出ている。一般に超伝導は磁場によって破壊されるが、正常状態に至る過程は超伝導体のタイプによって異なり、周期系においても異なるいくつかの場合が知られている。準周期系の超伝導体に磁場を掛けた場合にどのような変化が起こるかは未知の問題であり、今年度はこの問題に焦点を当てて研究を行った。また、その結果を論文にまとめ投稿した。以下にその結果について少し詳しく述べる。準周期系超伝導体の模型としてペンローズ構造上の引力ハバード模型を考え、これに磁場の効果を入れたハミルトニアンを平均場近似の範囲で解いた。その結果、低温・強磁場領域において、超伝導秩序変数の符号が空間変化する特異な超伝導状態が出現することを見出した。この超伝導状態は、周期系超伝導体において1960年代に提案されたFulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov(FFLO)状態の準周期版にあたると考えられる。ただし、このような符号変化する超伝導状態が準周期系に現れること自体は非自明である。というのは、準周期ポテンシャルはしばしば電子の運動を乱す働きをする一方で、FFLO状態はそのような乱れに弱いことが知られているからである。つまり、準周期ポテンシャルによって乱されず、むしろそれと上手く整合するような符号構造を電子系が自ら見つけたことで、この特異な超伝導状態が現れたと言える。最近、準結晶の超伝導体が名古屋大学の実験グループによって発見された。また、準周期構造の光学格子の実現については1990年代に既に報告があるが、最近、これにフェルミ原子ガスを載せた研究も報告され始めている。
初めて親となる夫婦のパートナーシップ促進を支援する情報提供プログラムの開発

初めて親となる夫婦のパートナーシップを促進するための情報提供プログラムの試案を概成させた。テストを開始するために,所属機関における倫理審査の準備中である。研究機関における倫理審査の承認をまだ得られていないため。所属機関と研究対象施設の倫理審査の承認を得て情報提供プログラムのテストを開始する。28年度は、初めて親となる夫婦のパートナーシップ促進に関する取り組みの情報収集、研究論文・書籍に関して国内外の文献収集を行った。また、East Asian Forum of Nursing Scholors、日本看護科学学会、日本助産学会への参加により、研究課題に関連した情報収集を行った。パートナーシップ促進については複数の取り組みがみられるが、エビデンスレベルの高い研究で効果が立証されたものはほとんど見られていない状況にある。参加予定であったBecoming Parents Program (BPP)については、開催日時が決定した際に連絡を受けられるよう主催者に申し込んでいたが、年度内に連絡がなく参加できなかった。そのため、主催者に状況を確認し、29年度に予定を延期した。28年度に予定していたBecoming Parents Program (BPP)について、まだ参加できておらず、文献検討のまとめ作業、試案用冊子作成が中途段階であるため。29年度は、28年度に引き続き文献収集および学会における情報収集を行い、その成果に関する発表準備と並行して情報提供プログラム試案作成作業を行った。文献から読み取れないパートナーシップ促進のための取り組みを知るために、Becoming Parents Program (BPP)に参加予定であったが、ホームページから参加申し込み後、受付済みの返信は来るが開催予定の連絡がなく、主催者とも連絡がとれない状況である。本研究の開始から2年が経過しており、研究プロセス全体が遅れているため、類似プログラムを探しながら本研究の作業を先に進めている。BPPに参加できていないことから、実際的な取り組み上の工夫を知るために、地域において子育て支援の実践経験が豊富な菊原美緒を研究分担者に追加した。菊原の助言を得ながら情報提供プログラム試案を作成中である。情報提供プログラム作成準備においてBecoming Parents Program (BPP)への参加ができていないため。Becoming Parents Program (BPP)類似プログラムに参加し、情報提供プログラム試案(ホームページと冊子)を完成させる。所属学校と研究対象施設の倫理審査の承認を得て、パイロットテストを開始する。その評価内容をもとに情報提供プログラムを完成させる。作業の遅れにより、ホームページ作成のためのパソコン購入や、試案用冊子作製費用を次年度に繰り越す必要が生じたため。(理由)Becoming Parents Program (BPP)への参加ができず、研究プログラム全体に遅れが生じ、旅費や物品費の支出を次年度に繰り越す必要が生じたため。(使用計画)Becoming Parents Program (BPP)の類似プログラムへの参加費用や旅費の使用。情報提供プログラム作成のためのパソコン購入や試案冊子の作成費用。理由:所属機関における倫理審査の承認を得られておらずテストの実施等研究活動が計画より遅れており,物品費等の支出を次年度に繰り越す必要が生じたため。使用計画:情報提供プログラムのためのパソコン購入やホームページ・冊子の作成費用。ホームページ作成のためのパソコン購入や、試案用冊子の作製。
モルフォロジィーを用いた路面画像からの路面要素の認識に関する研究

道路面のメンテナンスにおいて、路面に発生したクラックや、路面の構成要素である白線などを検出することが必要となる。本研究では、目視による路面状態の把握作業に実際使用されている路面画像を用い、クラック、白線、ジョイント、マンホールの領域を抽出することを目指している。路面画像におけるクラック・白線などは路面画像の低コントラスト性や路面の荒れによるかすれなどが抽出を難しくしている。本研究では、まずそれぞれの要素を単独に抽出する方式を提案し、それぞれに要素について十分な正抽出率を得ている。一方、各要素の単独抽出において、例えば、マンホールの周囲にできる溝をクラックとして抽出してしまうなど、他の要素が原因となる誤抽出が生じてしまうことが問題となった。各要素間には制約条件が存在するため、これらをルール化することによりこのような誤抽出を緩和することができる。これらの要素間に成り立つルールを抽出し、各要素間の競合の解消できる方式を構築した。また、大量の新たな路面画像データを路面観測の現場より入手し、それぞれの要素の抽出実験を行った。その結果、新たな画像データにはこれまでの画像データに含まれなかった種類の「しみ」が存在し、ヒビと誤認されて抽出されることが判明しその対策を行った。また、白センターライン・黄センターラインの抽出においても、抽出の基本となるジャンセン・シャノンダイバージェンスによる領域エッジ抽出方式に関してもパラメータの若干の調整が必要であることが判り、その調整作業を実施した。これらにより、新たな画像データに関しても安定した高精度な路面要素の抽出がほぼ可能となり、路面画像からの路面要素抽出はほぼ完成の域に達したと考えられる。1研究実施計画(2)に示した路面画像のデータベースの整備をおこなった。路面要素の種類を表すキーワードには、クラック(C)・白線(W)・黄線(Y)・ジョイント(J)・マンホ-ル(M)があり、それぞれの路面画像データにキーワードを付加した。また、クラックには単数・複数の別、線状・面状の別がありそれらの情報も付加した。2研究実施計画(1)に示した路面要素の認識方式に関しては、本年度はクラックの線状・面状の判定方式に関する基礎的な検討をおこなった。線状クラックは、その名の通り「直線状」の形状をしており、面状クラックは「広がり」を持つ形状を有する。そこで、抽出されたクラック領域の主成分分析をおこない、クラック領域の広がりを示す指標となる第一軸と第二軸の比を用いた線状・面状の判定実験をおこなった。その結果、面状クラックに関しては良好に判定できることがわかった。これに対して線状クラックは、クラック以外のノイズや、微少なクラック成分の影響を受けほぼ半数が正判定とならなかった。来年度以降、線状クラックの誤判定の原因を解析し判定精度を高めていく予定である。具体的には、線状クラックではノイズの影響が大きいため、線状クラックと判定される場合には、クラック抽出過程のパラメータを調整し、ノイズを軽減した上で再判定を実施することを考えている。3研究実施計画(3)に示した並列計算機への実装は、現在、区分バス付きアレイプロセッサの基礎的な考察をおこなっている。4次年度以降、その他の要素との競合の解消などの検討を進める予定である。昨年度までにそれぞれの要素を単独に抽出する方式を提案した。この方式では、例えば、マンホールの周囲にできる溝をクラックとして抽出してしまうなど、他の要素が原因となる誤抽出が生じてしまうことが問題となっていた。実際には、各要素間には制約条件が存在するため、これらをルール化することにより誤抽出を緩和することができる。

各要素間に成り立つルールは以下のようなものである。1「画像内にマンホールが存在する場合、同一画像内にジョイントは存在しない」ジョイントは高架部分のつなぎ目でありマンホールとは共存しない2「切断された白線上の延長上にジョイントが存在する場合は抽出結果から過剰な白線領域を抑制する必要がある」白線抽出方式の特性上、ジョイントとの交差部で白線が過剰抽出される。3「切断された白線の延長上にマンホールが存在する場合は抽出結果から過剰な白線領域を抑制する必要がある」白線抽出方式の特性上、マンホールとの交差部で白線が過剰抽出される。4「抽出されたマンホール領域とある一定幅の周囲内にはクラックは存在しない」マンホールの周囲には溝が存在する。この溝はクラックと区別されなければならない。5「白線の領域内と、白線からある一定幅以内にクラックは存在しない」白線に沿って溝が存在する。これらのルールを適用した結果、競合の解消に関してほぼ初期の目標を達成している。道路面のメンテナンスにおいて、路面に発生したクラックや、路面の構成要素である白線などを検出することが必要となる。本研究では、目視による路面状態の把握作業に実際使用されている路面画像を用い、クラック、白線、ジョイント、マンホールの領域を抽出することを目指している。昨年度までにそれぞれの要素を単独に抽出する方式を提案した。本年度は、主にクラック抽出方式の高精度化と、眼底画像などのカラー画像からの血管領域抽出問題に、これまでに開発したクラック抽出方式の応用に関する研究を進めた。クラック抽出方式の高精度化については、ノイズの抑制に重点をおいている。すなわち、道路面の荒れにより生じた凸凹がクラックと共にノイズとして抽出されてしまう傾向が見受けられた。クラック抽出の一過程である、Top-hatに基づく鞍状点検出画像に対してQ-フィルタを作用させることによりノイズの軽減を図っている。これにより、荒れた路面画像でのノイズの抑制効果が確認されている。カラー画像からの血管領域抽出では、まず、オリジナルのR,G,Bカラー画像をHISなど他の表色系へコンバートし、R,G,B,Y,Iなどの各種のカラーチャネル画像を生成した。これらの各カラーチャネル画像のエントロピーなどを評価し血管抽出問題に適するカラーチャネルの選択法に関する考察をおこなった。また、クラック抽出方式を応用し血管抽出実験をおこない高精度に血管領域が抽出できることを確認した。路面画像におけるクラック・白線などは低コントラスト性や路面の荒れによるかすれなどが抽出を難しくしている。
徳禪寺客殿襖絵の下張り中世文書の古文書学的研究

本研究は、徳禪寺文書を素材として、(1)近年所々で発見の続いている襖内文書についての古文書学的研究と、(2)原本の精査において赤外線ビデオを利用する方法の開発を目指し、(3)直接には、この文書を接続・復元して文書目録を作成することを課題としていた。第一の襖内文書の古文書学については、(1)昭和61年度の襖絵修補にともなう撮影・調査において発見された中世文書の上に断片が付着していること、また既修補分の文書の復元作業においても襖内部で何度かにわたる破壊をうけた痕跡を確認したことなどによって、襖内文書(特に蓑張)は何次にもわたる破壊と再利用を経ている可能性があることを明らかにし、(2)その本来の姿を復元するためには、襖仕立の際に準備される巻紙の全体を復元することが先決であり、蓑の場合と骨の場合の両者についてその復元の諸方法を試みた。また襖内文書は近世文書であることが多いが、史料編纂所所蔵の妙心寺大通院襖内文書は中世文書であり、これについても調査を行い、上記の方式の有効性を確認した。これらについては、文化財保護の観点からも重要であることを京都府の担当者との間で確認したので、すぐに公開の可能な右の大通院文書を素材とした報告を行う予定である。第二の原本の精査については、原本の東京への借用が実現できたことにより、紙質・筆跡・内容などによって接続の復元作業を進めることができた。特に赤外線ビデオによる文書調査は、煤などによる汚損,裏打のある裏書,貼紙・白抹の下の字などについて有効性があることを確認した。今後、照明の方式,フィルターなどについて工夫を進める予定である。第三の文書目録の作成については、コンピューターのワークシートを作成中であり、早急に仕上げたい。作業過程において、本文書が、大徳寺本坊・真珠庵に流入した徳禪寺文書の残りで、その中でも証文的な価値が低いと考えられたものであることが判明した。
日本を起因地とする海洋ごみの北太平洋への影響

太平洋を漂流する海洋ごみの流出地を明らかにするため,2010年4月から黒潮流域の伊豆諸島,小笠原諸島,北太平洋海流流域のミッドウェー環礁,ハワイ諸島,米国西海岸,黒潮上流域の台湾ののべ307海岸等において,14,647本のディスポーザブルライターを採取した。ライターに記載された店舗名等から流出地を判別した結果,伊豆・小笠原諸島,ミッドウェー環礁,ハワイ諸島では,日本の太平洋沿岸を含む東アジアを流出地したものがほとんどを占めたが,台湾では日本からの漂着は見られなかった。国内起因の海洋ごみの太平洋への流出実態を明らかにすることを目的に,日本辺縁部および北西太平洋の島嶼部海岸において,起因地が明らかなディスポーザブルライターを指標漂着物として採集し,その消費製造国および配布地を求めた。H22年度は伊豆諸島(伊豆大島170本,新島992本,人丈島275本),九州南部宮崎県日南海岸,鹿児島県トカラ列島口之島にて採取調査を行った。また各地のビーチコーマーや海岸清掃事業者に,東京都小笠原諸島(父島127本,母島49本),鹿児島県種子島,トカラ列島(諏訪之瀬島,宝島,計94本),沖縄県与那国島(110本),北西ハワイ諸島(ミッドウェー環礁1,402本),台湾(台北,台中,台南,台東,計779本)およびハワイ諸島(523本)でのライターの採取を依頼した。H15年からH23年3月までのべ1,237海岸で採取された55,889本を分類した結果,黒潮流軸上にある伊豆諸島やその渦流域の小笠原諸島では,関東以西の太平洋側を起因地とするものが主に見られたが,太平洋大循環の中央部にあたるミッドウェー環礁では,日本の黒潮流域沿岸(関東以西の太平洋側)だけでなく,太平洋側の北関東・東北地方を起因地とするものも含まれた。一方で,大循環または黒潮反流の影響を受けると考える台湾東岸では,今回採取されたライターの数が57本しかなく,そこからは日本を起因地とするものはほとんど採取されなかった。2003年から採取してきたサンプルを用いて地域別に消費製造国を比較すると,ミッドウェー環礁では小笠原諸島の割合に近く,日本起源のライターが太平洋に大量に漂流していることが明らかになって来た。H23年度は,北西ハワイ諸島(ミッドウェー環礁1,028本),ハワイ諸島(オワフ島13本,マウイ島249本,ハワイ島24本,カホラウェ島237本),茨城県神栖市(矢田部海岸400本)にて採取調査を行った。また全国のビーチコーマー(海岸漂着物収集家)や海岸清掃事業者に依頼し,日本国内海岸からもライターを収集した。特に今年度は,手法比較のため,オーストラリア(ノーザンテリトリー)から565本のライターを得ることができた。さらに実地踏査を行ったミッドウェー環礁では,コアホウドリが洋上で誤食したカキ養殖用パイプ,プラスチックボトルキャップ,ライターを採取し,その密度等を求めた。その結果,ミッドウェー環礁では,海岸部よりもコアホウドリが営巣する内陸部でこれら3品目の密度が高く,海面にこれらが漂流していることがわかった。その構成比率はキャップ:カキ養殖用パイプ:ライター=8:4:1であり,判別できたもののうち日本起源の割合は,すべてが日本を起源とするカキ養殖用パイプを除いて,キャップで4割,ライターで6割となった。一方,ハワイ諸島で採取したライターの流出地(配布地)は,ミッドウェー環礁同様,東アジアが主であり,日本起源のものは太平洋沿岸および太平洋と接続する内湾域であった。これより日本起源の漂流ごみは,ミッドウェー環礁だけでなく,ハワイ諸島へも到達し,影響を与えていることがわかった。一方,オーストラリアノーザンテリトリーで採取されたライターには,日本を流出地とするライターは含まれておらず,赤道を越えてアラフラ海やティモール海に達することは難しいことがわかった。本年度の研究では,昨年に引き続き,日本起因漂流物が漂着すると予想される北太平洋海域において,ディスポーザブルライターを指標漂着物として採集した。米国オレゴン州(2012年8月)1海岸, (2013年2月)3海岸,またハワイ州(2013年1月)4海岸で現地調査を行った。一方,調査範囲が広大なため,これまで同様,現地のビーチコーマー(海岸漂着物収集家)や海岸清掃ボランティアにも採取を依頼した。さらに本年度は,比較のため,オーストラリア北岸に漂着したライター565本についても分類した。この3年間で日本・東アジアを含む北太平洋周辺海岸およびオーストラリア北岸から19,764本のライターを採取した。

そのうち台湾,北太平洋島嶼域および米国西海岸からは,伊豆諸島1,437本,小笠原諸島183本,台湾1,506本,ハワイ諸島938本,ミッドウェー環礁2,511本を採取した。一方,米国西海岸(アラスカ州,ワシントン州,オレゴン州)では,日本周辺やハワイ諸島に比べ漂着量が極めて少なく,7海岸中4海岸から7本のみであった。日本を消費製造国とする割合は,伊豆諸島,小笠原諸島,ミッドウェー環礁でそれぞれ42.4%,48.6%,47.7%であったのに対し,自地域からの漂着も見られたハワイ諸島では27.9%,さらにはオーストラリア北岸,台湾,北米西岸ではそれぞれ9.4%,1.5%,0.0%となった。これより日本から流出した漂流物(ライター)は,北太平洋を東流し,ハワイ諸島にまでは達するが,米国西海岸,台湾,オーストラリアへの漂着は,きわめて希であることがわかった。またライターは,タンクに印字されている店舗等の情報から流出地(消費地)を判別することができる。その結果,北太平洋島嶼域に漂着する日本起因ライターの流出地は,太平洋沿岸および人口が集中する内湾域であることが分かった。直接調査だけでなく,現地のビーチコーマーの協力により,調査対象である北太平洋の北西ハウイ諸島,ハワイ諸島,小笠原諸島,伊豆諸島,台湾のサンプルを得ることができた。また各国の研究協力者によるネットワークを通じて,北太平洋周辺のティモール海,アラフラ海(オーストラリア)からのサンプルを得ることもでき,試料を比較することができるようになった。24年度が最終年度であるため、記入しない。現在,アメリカ大陸西岸,アンダマン海(タイ)でのサンプル採取を依頼している。また本研究開始後,津波による大量のがれきが北太平洋に流出した。本研究は,がれき漂着前のサンプルを用いた日本全国から北太平洋へ流出した漂流ごみの影響に関する調査であり,タイミングとしては最適であった。また本研究の成果から,津波がれきの行方に関する知見も得られ,研究の過程でハワイ大学や環境省との協力による津波がれきの洋上での目視観測へと発展したことは有意義であった。