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マンガンおよび遷移元素を含む鉱物の特性

昭和60年度から昭和62年度の3年間の総合研究の結果, 53編の論文発表と128の学会講演が行なわれ,シンポジウムでは30編の研究成果が発表された.その主なものは次の通りである.1D)鉱物の結晶化学的研究高圧下で合成されたざくろ石Mnsio_3、RbやBaを含む二酸化マンガン鉱、FeやScを含むペロフスカイト、FeやNiを含むカンラン石、パンペリ-石、ベスブ石等の結晶構造解析によるMnや遷移元素のもつ結晶化学的役割、二酸化マンガン鉱の構造不整、トドロキ石の新しい構造モデルの提唱が行なわれた。2)鉱物の同定記載に関する研究テフロ石,ソノ石,アレガニー石,ばら輝石,南部石, Mnヘデン輝石,クリプトメレン,ホランド鉱,ベメント石,アルデン石,ソーサ石, Mnアクチノ閃石,チロド閃石,デーナ石,ヨハンゼン石,アラバンタ鉱,各種二酸化マンカン鉱が記載された.3)鉱物の合成的研究カンラン石,バラ輝石の単結晶育成,種々の遷移元素を含むパイロクロア,ベメント石の熱水下の相変化,ブラウン鉱, Feブラウン鉱, Mnカミングトン閃石,グランダイト,菱マンガン鉱の合成実験が行なわれ,その生成条件を明らかにした.4)鉱物の鉱床学的研究マンガン鉱床の母岩の微量成分,層状マンガン鉱床の生成した地質年代,層状マンガン鉱床の初生鉱石の生成過程,浅熱水性マンガン鉱脈の鉱物共生と生成条件,海洋底堆積物中のマンガンノジュール,酸化鉄マンガン鉱の生成環境が明らかにされた.昭和60年度から昭和62年度の3年間の総合研究の結果, 53編の論文発表と128の学会講演が行なわれ,シンポジウムでは30編の研究成果が発表された.その主なものは次の通りである.1D)鉱物の結晶化学的研究高圧下で合成されたざくろ石Mnsio_3、RbやBaを含む二酸化マンガン鉱、FeやScを含むペロフスカイト、FeやNiを含むカンラン石、パンペリ-石、ベスブ石等の結晶構造解析によるMnや遷移元素のもつ結晶化学的役割、二酸化マンガン鉱の構造不整、トドロキ石の新しい構造モデルの提唱が行なわれた。2)鉱物の同定記載に関する研究テフロ石,ソノ石,アレガニー石,ばら輝石,南部石, Mnヘデン輝石,クリプトメレン,ホランド鉱,ベメント石,アルデン石,ソーサ石, Mnアクチノ閃石,チロド閃石,デーナ石,ヨハンゼン石,アラバンタ鉱,各種二酸化マンカン鉱が記載された.3)鉱物の合成的研究カンラン石,バラ輝石の単結晶育成,種々の遷移元素を含むパイロクロア,ベメント石の熱水下の相変化,ブラウン鉱, Feブラウン鉱, Mnカミングトン閃石,グランダイト,菱マンガン鉱の合成実験が行なわれ,その生成条件を明らかにした.4)鉱物の鉱床学的研究マンガン鉱床の母岩の微量成分,層状マンガン鉱床の生成した地質年代,層状マンガン鉱床の初生鉱石の生成過程,浅熱水性マンガン鉱脈の鉱物共生と生成条件,海洋底堆積物中のマンガンノジュール,酸化鉄マンガン鉱の生成環境が明らかにされた.昭和60年度から61年度にかけて総合研究の結果,次のような成果があった。【I】鉱物の結晶化学的研究高圧下で合成された正方晶系に歪んだざくろ石(MnSi【O_3】の結晶構造,二酸化マンガン鉱の結晶構造,同じく二酸化マンガン鉱に見られる結晶構造の不整,FeやScを含むペロフスカイト等の構造の特徴と、構造中の遷移元素の役割等が明らかになった。【II】鉱物の同定記載に関する研究共存するテフロ石,ソノ石,アレガニー石の化学組成とその相互間の元素の分配の規則性が明らかになった。また北海道のマンガン鉱床に産する多くの硫化物鉱物の化学組成やその鉱物学的特性が分った。さらに、領家帯に産する高温変成作用を受けたマンガン鉱床の鉱物組成,共生関係が福見川鉱山のものについて記載された。【III】鉱物の合成的研究マンガンと鉄を含むカンラン石とばら輝石の単結晶育成が行なわれ,とくに端成分組成だけでなく,固溶体組成についても育成が行なわれ,その合成に成功した。また【R_2】【Mn_2】【O_7】のパイロクロアについて、Rに種々の遷移元素を入れたものを酸化雰囲気下で合成し、その鉱物学的性質とイオンとの関係を明らかにした。またベメント石の熱水処理による変化も分って来た。【IV】鉱物の鉱床学的研究九州の秩父帯に産するマンガン鉱床の生成した地質時代を、放散虫化石によりジュラ紀のものであることを明らかにした。また、浅熱水性鉱床に産するマンガン珪酸塩鉱物の産状と化学組成の関係,海洋底に産するマンガン団塊,マイクロノジュールの化学組成も明らかにされた。
核融合炉構造物の電磁構造連成解析システムの開発

核融合炉炉内構造物の電磁構造連成解析システムの開発と核融合炉体系での電磁応力評価を目的とし、以下の研究を実施した。・薄肉シェル構造物の電磁座屈解析コードを開発した。このコードでは、幾何学的非線形性の他に、電磁構造連成効果として磁気減衰効果、磁気剛性効果の両者を考慮することが可能である。さらに本コードを、実験炉(ITER)規模の真空容器に適用し、プラズマディスラプション時の電磁構造連成解析を実施した。その結果、(1)現在の設計で採用されてる条件下では電磁座屈の可能性は小さいこと、(2)真空容器の板厚が薄い場合は、連成効果によって生じるポロイダル渦電流の影響で座屈が生じる可能性があること、が判明した。・トーラス形状の構造物を対象とした連成振動解析を効率的に実施するために、磁気ベクトルポテンシャル法に基づく連成解析コードに回転対称性を導入した。これを用いて、プラズマディスラプションおよびVDEs時におけるJT-60SU真空容器の連成振動解析を実施した。その結果、JT-60SU体系においても、磁気減衰による応力抑制効果が顕著であることを確認した。・薄板構造物の電磁弾性連成振動に関して、新たな数学モデルを導出し、無次元化により相似則を導いた。ここで得られた無次元パラメータの一つである電磁減衰パラメータは、ディスラプション時の渦電流による加振力と連成効果による制振力の比を表し、連成効果の程度はこのパラメータによって記述できる可能性がある。
異種の生殖器官および生殖細胞をマウスで再生する技術の開発

【目的】生殖細胞の形成に不可欠であるNanos3をKOしたマウスの生殖巣を解析することを目的に、CRISPR/Cas9システムを電気穿孔法で受精卵に導入するTAKE法とGONAD法での変異導入効率の違いを胚盤胞および産仔の生殖巣の解析を行った。【方法】TAKE法:交配後に採取した前核期卵子は、Cas9mRNAとgRNAを満たしたチャンバー内に並べ、電気穿孔を行った。GONAD法:交配後のマウスの卵管に、Cas9とgRNAを卵管内に注入し、卵管全体に対し電気穿孔法を施した。TAKE法およびGONAD法にて得られた産仔の尾または胚盤胞からDNAを抽出し、PCRおよびsquenceにてhomo、hetero、wildに分類した。得られた産仔は10週齢で生殖巣を採取し、生殖巣表現型の差異と組織形態学的解析を行った。【結果】TAKE法の胚盤胞区では、17.6%(homo:2個/ 5.9%, hetero:4個/11.7%)、移植区では18.5%(homo:6匹/ 17.2%, hetero:1匹/ 1.3%)の効率で変異を確認できた。GONAD法では、18.6%の効率で変異が確認でき、全てhomo欠損個体であった。精巣および卵巣は、wild個体とhomo欠損個体でサイズに著しく差が生じていた。H&E染色像を観察した結果、homo欠損個体では、精子を含む生殖細胞は確認されず、セルトリ細胞のみが確認された。卵巣では、H&E染色像を観察した結果、homo欠損個体において卵子および卵胞は確認されなかった。以上、電気穿孔法で受精卵での遺伝子編集により、TAKE法とGONAD法では同程度の効率でNanos3遺伝子への変異を導入することが可能であり、かつ作製したNanos3ノックアウトマウスの生殖巣は、精巣の精細管内には精細胞が形成されず、卵巣内にも卵胞、卵母細胞が形成されないことを明らかにした。平成30年度に計画した、生殖細胞の分化に関連する遺伝子であるとされるNanos3(Nanos zinc finger)に着目し、電気穿孔法で受精卵での遺伝子編集により、TAKE法とGONAD法では同程度の効率でNanos3遺伝子への変異を導入することが可能であり、かつ作製したNanos3ノックアウトマウスの生殖巣は、精巣の精細管内には精細胞が形成されず、卵巣内にも卵胞、卵母細胞が形成されないことを明らかにしたため。令和元年の実験では、生殖系列遺伝するナイーブ化したウシES細胞の樹立を目指す。平成30年度に人件費・謝金費を使用しなかったため。
生理学的および生態学的手法を用いた海洋生活初期のサケ・マス稚幼魚の成長率評価

サケ・マス稚幼魚の生き残りに強く影響すると言われる海洋生活初期の成長率を評価するため、耳石日周輪分析と生理学的指標の開発を行った。耳石からは降海日と日間成長率が推定でき、生理学的手法では血中IGF-I量が成長率の最もよい指標となることが示された。サケのIGF-I量は、河口域に滞泳する稚魚では低く、沖に分布する幼魚ほど高い傾向がみられた。また、カラフトマスのIGF-I量はサケよりも高く、沿岸域で早く成長しながら回遊していくことが示唆された。本研究は、サケ・マス類の生活史の中で、死亡率が最も高いとされる海洋生活初期におけるサケとカラフトマスの成長率を生理学的および生態学的手法を用いて評価し、両種の海洋生活初期の生残機構に関する新たな知見を得ることを目的とする。平成25年度は、網走川の河口および沿岸で5月中旬から7月下旬にかけて旬1回、計6回にわたりサケ・マス稚魚の採集を行い、採集された稚魚の分布と成長、鰓のNa+/K+-ATPase活性、筋肉のRNA/DNA比および血中インスリン様成長因子(IGF)-I量を測定した。この年は例年よりも沿岸水温が低く推移し、5月中はサケ・マス稚魚は河口域にしか分布せず、沿岸で稚魚が見られたのは6月に入ってからであった。7月上旬には水温も上昇し、沿岸でサケ・稚魚は採捕されなくなった。サケ稚魚の鰓のNa+/K+-ATPase活性は6月上旬にピークが見られ、筋肉のRNA/DNA比および血中インスリン様成長因子(IGF)-I量は6月中旬に最も高い値となった。降海直後の稚魚が分布する河口付近で採集された稚魚では調査期間を通じてIGF-Iは低位のままで推移しており、降海直後の稚魚が分布する河口域がサケ・マス稚魚の生き残りに関わる重要な要素であることが示唆された。また、稚魚の耳石の日周輪解析を現在進めている。本研究は、サケ・マス類の生活史の中で死亡率が最も高いとされる海洋生活初期におけるサケとカラフトマスの成長率を生理学的および生態学的手法を用いて評価し、両種の海洋生活初期の生残機構に関する新たな知見を得ることを目的とする。平成25年度および26年度の2ヵ年にわたり、室内実験によりサケ・マス稚魚の成長率の指標(筋肉のRNA/DNA比および血中インスリン様成長因子(IGF)-I量)の有効性を検討した。また、野外では網走川の河口および沿岸で5月中旬から7月上旬にかけて旬1回、計6回にわたりサケ・マス稚魚の採集を行い、採集された稚魚の分布と成長、鰓のNa+/K+-ATPase活性、筋肉のRNA/DNA比および血中IGF-I量を測定した。室内実験では血中IGF-I量が稚魚の成長率を最もよく反映することが確認され、成長率の指標として有効であることが確認された。野外調査ではサケ・マスの稚魚の分布時期と場所は水温の影響を強く受けるとの結果となった。平成25年度は例年よりも沿岸水温が低く推移し、5月中はサケ・マス稚魚は河口域にしか分布せず、沿岸で稚魚がみられたのは6月に入ってからであった。平成26年度の沿岸水温は最近5年間の平均的な水温で推移し、5月下旬以降、沿岸域で多数のサケ・マス稚魚が採捕された。河口域での稚魚の分布時期はカラフトマスがサケより1旬早かった。河口から沖に向かうにつれて、大型の稚魚が分布する傾向がみられた。筋肉のRNA/DNA比および血中IGF-I量も河口から沖に向かうにつれて高くなる傾向があるとともに、時期を追うごとに高くなる傾向がみられた。河口付近で採集された稚魚では調査期間を通じてIGF-Iは低位のままで推移しており、降海直後の河口域がサケ・マス稚魚の生き残りに関わる重要な生息場所であることが示唆されつつある。本研究は、サケ・マス類の生活史の中で死亡率が最も高いとされる海洋生活初期におけるサケとカラフトマスの成長率を生理学的および生態学的手法を用いて評価し、両種の生残機構に関する新たな知見を得ることを目的とした。平成25年度から2ヵ年にわたり、室内実験によりサケ・マス稚魚の成長率の指標(筋肉のRNA/DNA比や血中インスリン様成長因子IGF-I量など)の有効性を検討した。また、野外では網走川の河口および沿岸で5月中旬から7月上旬にかけてサケ・マス稚魚の採集を行い、採集された稚魚の分布と成長、血中IGF-I量を測定した。室内実験では血中IGF-I量がサケおよびカラフトマス稚魚の成長率を最もよく反映することが確認され、成長率の指標として有効であることが確認された。野外調査ではサケ・マスの稚魚の分布は水温の影響を強く受け、低水温(<8°C)時には稚魚は陸寄りに、高水温(>8°C)時には沖合に広く分布する傾向がみられた。採集されたサケおよびカラフトマス稚魚の耳石輪紋分析の結果、サケは5月中下旬、カラフトマスは4月下旬から5月下旬を中心に降海しているものと推定され、この時期は網走川におけるサケやカラフトマスの放流時期と一致した。

また、降海日から採捕日(5月下旬あるいは6月上旬)までの日間成長率を推定することもできた。最終年である平成27年度には、成長率の最もよい指標となる血中IGF-I量を用い、検体数を前年までの1箇所8尾から1箇所30尾に増やして、河川、河口、沿岸で採集した稚魚を分析した。その結果、河川から海に下ったばかりの稚魚のIGF-I量の数値が低い傾向がみられ、沖合に分布する稚魚では数値が高い結果が得られた。これらのことから、降海直後の稚魚は海水適応の際に成長率が一時的に低下しており、この時期がサケ・マス稚魚の生残率に影響する時期である可能性が示唆された。サケ・マス稚幼魚の生き残りに強く影響すると言われる海洋生活初期の成長率を評価するため、耳石日周輪分析と生理学的指標の開発を行った。耳石からは降海日と日間成長率が推定でき、生理学的手法では血中IGF-I量が成長率の最もよい指標となることが示された。サケのIGF-I量は、河口域に滞泳する稚魚では低く、沖に分布する幼魚ほど高い傾向がみられた。また、カラフトマスのIGF-I量はサケよりも高く、沿岸域で早く成長しながら回遊していくことが示唆された。年度計画どおり順調に研究が実施できており、当初の研究目的を達成できると考えられるため水産増殖学、水産資源学計画どおりの進捗が見込まれるため、計画変更を行わず、研究遂行上の課題もない年度計画どおり順調に研究が実施できており、当初の研究目的を達成できると考えられるため平成26年度は概ね計画どおりの研究を実施できたが、天候の影響による調査日程の短縮した日があったことや、採集された稚魚のサンプル数が少なく試薬などが少なく済んだために経費が少なくなった。計画どおりの進捗が見込まれるため、計画変更を行わず、研究遂行上の課題もない平成27年度は計画どおりの研究を実施することに加えて、成果の発表等も積極的に行うことにより研究費を使用することを予定している。ほぼ年次計画通りの研究を実施したが、執行額に若干の端数が出たため翌年度に繰り越して使用する。平成26年度に実施予定の研究において使用する。
放射線抵抗性悪性神経膠腫(グリオーマ)の放射線照射効果発現機構の研究

悪性gliomaが画像(CT,MRI)にて描出される腫瘍像の周囲にどの程度まで細胞浸潤が及んでいるかは、CTでの腫瘍周囲低吸収域およびMRIでのT_2強調像での高信号域に観察される。Glioblastomaでは浸潤領域は辺縁より2-3cmにおよぶとされる。従って放射線治療を行う際には、辺縁3cm程度までを照射野としなければならないが、この浸潤域は正常組織が主体であり、最大照射線量は正常脳組織の耐容線量の60Gyである。しかし60Gyまで照射したglioblastomaの照射後の組織学的検索では、照射効果の主体は虚血性壊死(腫瘍血管の閉塞)であり、細胞に対する直接致死効果に乏しい(放射線抵抗性)。悪性グリオーマ初期治療としての外部照射後、salvage surgeryを行った症例の組織標本より、照射線量と照射終了時から再手術までの期間との相関において、組織学的照射効果とS期細胞数の変化をBUdR染色にて検討した。その結果、悪性グリオーマを制御するには、少なくとも70Gy以上の線量が必要と考えられた。本腫瘍の放射線感受性(抵抗性)についての以上の知見より、70Gy以上の照射を可能とする局所高線量照射法である術中照射(腫瘍部線量は100120Gy)の治療成績は、通常の外部照射群より有意に良好な結果であり、上記のBUdR染色の結果が裏ずけられた。しかし1回20Gyの術中照射においても再発症例のほとんど(96%)が局所に由来する再発であったことである。局所制御が行なえなかったことは、設定したtreatment volumeより、実際の腫瘍浸潤域(辺縁より2cm)のほうが広いためである。局所高線量照射は有効ではあるが、周囲の細胞浸潤域には無力であることもあきらかとなった。今後の問題の1つは細胞浸潤域にいかににして安全に70Gy以上の照射を行うかにある。化学療法にも多くを期待し得ない以上、斬新なideaによるbreak throughが必要である。悪性グリオ-マ照射後摘出組識標本より、照射線量と照射終了時から再手術までの期間との相関において、組識学的照射効果とS期細胞数の変化をBUdR染色にて検討した。glioblastoma初回手術例(照射前)のBUdRLIの平均は8.2%で、照射後手術群の平均LIは3.8%であった。LIが1%未満を示した5例の照射線量は平均65.6Gyであり、1%以上を示した8例の平均57.5Gyと有意の差を示した。照射線量増加につれてLIは低下する傾向を認め、最小の照射線量でLI01%未満を示したのは、外部照射70Gyであった。照射後の病理組識所見を、腫瘍細胞の変化、腫瘍内の血管の方化、各部位でのBUdRLIの状態より検索し、組識学的照射効果とBUdR陽性細胞出現を整理すると以下3型に分類された。(1)内皮細胞増殖を示す血管が閉塞しその周囲が全壊死となる。(2)同血管が部分的に開存し、周囲に細胞質腫大や多核化などの変化を受けた細胞が生残し、一部BUdRの取り込みを認める(LI12%前後)。(3)開存した毛細血管周囲に同じく形態変化を受けた細胞が生残し、その間の小型ないし中型の腫瘍細胞がBUdR LI25%以上を示す。

照射後BUdRLIが平均8.2%から3.8%と低下したことは、照射による影響と考えられた。しかも放射線照射終了時点のBUdRLIが低い例ほど、再発までの時間、および生命予後が良いことが示された。照射後組識のBUdR染色の解析より、生残細胞は内皮細胞増殖のない軽度拡張した毛細血管周囲に観察され、BUdRの取り込みはほとんどみられなかった。従って、照射効果が強く現れた症例では、内皮細胞増殖を示す血管のほとんどが閉塞した結果、周囲の増殖細胞群がそのまま凝固壊死に陥ったものと考えられた。1.放射線照射の組織学的効果の判定:悪性グリオーマ初期治療としての外部照射後、salvage surgeryを行った症例の組織標本より、照射線量と照射終了時から再手術までの期間との相関において、組織学的照射効果とS期細胞数の変化をBUdR染色にて検討した。Glioblastoma初回手術例(照射前)のBUdRLIの平均は8.2%であった。BUdR陽性細胞の数は腫瘍内の部位により異なり、血管内皮細胞増殖を伴う血管の周囲において多い傾向を認めた。放射線照射の影響が残っていると考えられる照射後手術群の平均LIは3.8%であった。LIが1%未満を示した5例の照射線量は平均65.6Gyであり、1%以上を示した8例の平均57.5Gyと有意の差を示した。照射線量増加につれてLIは低下する傾向を認め、最小の照射線量でLI0.1%未満を示したのは、外部照射70Gyであった。以上より、悪性グリオーマを制御するには、少くとも70Gy以上の線量が必要と考えられた。2.局所高線量照射方法(術中照射)の治療成績:大脳半球グリオブラストーマ30例を術中照射にて治療した成績を、通常の外部照射で治療した症例と比較した。後者は手術摘出量により亜全摘群と部分摘出群に分けた。術中照射群30例の術中照射線量は18.3±3.7Gy、外部照射線量は58.5±10.7Gyであった。生存期間中央値(MS)は118.9週であり、2年生存率は61.3%であった。これらは亜全摘群のMS(98.1週)と2年生存率(47.4%)、部分摘出群のMS(42.4週)と2年生存率(10.7%)より有意に良好であった。治療成績の比較では、外部照射群と広範再摘出群との差は可及的広範摘出が延命につながることを示し、広範摘出群と術中照射群の差は、残存腫瘍量がほぼ同じであることから、術中照射の有無の差と考えられた。局所高線量照射方法である術中照射の有効性は明らかである。低分化神経膠腫であるglioblastomaは成人の腫瘍であり、65才以上にも25.0%が発生し、特に高齢者の治療予後の悪いことが強調されている。治療成績の分析が可能だった139例の成人glioblastomaを、65才以上群(27例)と65才未満群(112例)とに分け、治療反応の差を検討した。外部照射による腫瘍縮小率を比較すると、50%以上縮小症例率(有効率)は、65才以上群37.5%、65才未満群25.5%、両者間に有意差はなかった。
成人型アトピー性皮膚炎の集団認知行動療法の開発

本研究はわが国の一般的な皮膚科外来において施行可能な成人型アトピー性皮膚炎(Alopic Dermalitis:以下AD)患者の集団認知行動療法の開発を目的とした。昨年度の調査研究により、皮膚症状の可視度に関係なく、自覚された社会的スキルが低いほど、社会不安のレベルが高いことが明らかになったため、本プログラムの参加者は、皮膚症状の可視度に関わらず募集することとした。そのため従来の研究のように、皮膚科医の判断により心理的介入が必要だと思われる患者に参加を促すだけではなく、ポスターやパンフレット等により幅広く参加を呼びかけた。また院内における患者へのサービス提供の公平性という倫理的な観点から成人型AD患者だけでなく、痒みを伴う慢性皮膚疾患患者を対象とした。その結果、AD患者を含み最大82名の慢性皮膚疾患患者の参加があった。合計4回(リラクゼーション講座、ハビット・リバーサル講座、対人スキル訓練講座、復習会)の心理教育を中心とした認知行動療法プログラムを毎週1時間実施し、プログラム参加前後に各講座に対する「期待度」、「必要度」を5件法にて調査した。その結果、プログラム参加前の「期待度」「必要度」ともに「リラクゼーション講座」が最も高く、参加後においても同様であった。一方、「期待度」「必要度」が最も低かったのは「ハビット・リバーサル講座」で、参加後も同様であった。本研究の結果から、皮膚症状の可視度に関係なく幅広い患者を対象に心理的介入を行う必要性が示唆された。しかし心理教育を中心としたプログラムを施行した場合、海外の先行研究において同じように効果があるとされている講座であっても、本邦の患者の期待度や必要性の理解に関してばらつきがあることが示唆された。そのため、今後AD患者を対象にした集団認知行動療法の開発にあたっては上記の結果を考慮する必要があることが示唆された。本研究はわが国の一般的な皮膚科外来において施行可能な成人型アトピー性皮膚炎(Atopic Dermatitis:以下AD)患者の集団認知行動療法の開発を目的としている。そのために本年度は、わが国1の皮膚科外来において、掻痒があり、皮膚症状が可視部位に出現し、社会不安などの心理的問題を抱えていることが予想される皮膚疾患である蕁麻疹患者と比較して、成人型AD患者の心理的な問題にはどのような特徴があるかを調べる調査を行った。その結果、蕁麻疹患者と成人型AD患者は社会不安のレベルにおいては差がなかった。しかし蕁麻疹患者においては、皮膚症状の可視度が高く、自覚された社会的スキルの程度が低いほど社会不安のレベルが高かったが、AD患者においては、皮膚症状の可視度に関係なく、自覚された社会的スキルが低いほど、社会不安のレベルが高いことが明らかになった(投稿中)。以上の事前調査から、本プログラムの参加者は、皮膚症状の重症度に関わらず募集することが重要であり、内容は以下の2つのタイプの患者群がいる可能性に考慮する必要があると考えられた。すなわち1.皮膚症状の可視度が低いが、社会不安をはじめとする心理的な苦痛が高い患者2.皮膚症状の可視度が高いが、心理的苦痛が低くアレキシシミア傾向があると思われる患者である。次に、県内の皮膚科医を対象に講演を行い、一般の皮膚科で当プログラムを施行する際の問題点を明らかにした。また実際に本プログラムを行う大阪警察病院皮膚科を視察した上で、看護師等に説明を行い、協力を求めた。そして皮膚科医と協議の結果、施行するプログラム内容を修正し、大阪警察病院院長に許可を得た。また、患者に対する公平性などの観点から施行する対象者は掻痒を伴う皮膚疾患患者に広げて行うことで合意し、あらたに案内パンフレット兼調査用紙、各セッションで使用する説明パンフレット兼記録用紙を作成した。
コノドント化石層序に基づく古生代の生物大量絶滅事件の解読

平成19年度の研究計画にもとづき、野外調査、室内作業および学会発表と論文発表を行った。野外調査は平成19年7月と平成20年3月にタイ国において行い、石灰岩および頁岩試料約130個を採取した。当初はタイおよびマレーシア国で1度ずつの調査を予定していたが、1度目の調査によってタイ国北部Li地域より保存良好なコノドントおよびテンタキュライト化石が多産することが明らかになったため、再度同地域において行うこととした。これらの試料の観察と酢酸・フッ酸処理を行ったところ、7属15種のコノドント化石と2属2種のテンタキュライト化石が得られた。コノドント化石は中期オルドビス紀と後期シルル紀前期デボン紀を、テンタキュライト化石は前期デボン紀を示す。またタイ国北部Li地域と西部Thong Pha Phum地域から予察的に採取してあった石灰岩試料の酢酸処理を行ったところ、中期オルドビス紀のコノドント化石を得ることができた。これらの化石と岩相解析に基づき、調査地域における生層序の確立と対比、古生物地理の議論、堆積環境に関する考察を行った。その結果,中期オルドビス紀と後期シルル紀前期デボン紀には北米・ヨーロッパ地域とは異なる東南アジア地域特有の古環境の変動があったことが明らかになった。今回調査を行ったセクションの周辺には未調査の石灰岩、砕屑岩類が分布するため、さらに調査範囲を広げることでオルドビス紀-シルル紀境界層およびFrasnian-Famenian境界層までの岩相および化石層序を確立することが可能であると考えられる。
二枚貝キャッチ筋運動制御の分子機構に関する研究

昨年度までに,二枚貝キャッチ収縮はtwitchinのリン酸化部位D1およびD2のうち主にD2によって制御されていることが明らかとなった。本年度は,D2の機能解析を中心に行った。D2がアクチンとパラミオシンにリン酸化依存的に結合することから,どちらの成分に作用することがキャッチ収縮の制御に重要であるかを調べるために,パラミオシンを含まないニワトリ骨格筋アクトミオシンMg^<2+>-ATPase活性をD2存在下で測定したところ,D2によって活性が約45%阻害された。同様の実験をニワトリ骨格筋から精製したミオシンとアクチンを用いて行った場合でも,D2によって活性が約45%阻害され,これらの値がキャッチ筋アクトミオシンの場合と同じであったことから,D2は主にアクチンに作用して筋収縮を制御している可能性が示唆された。次に,アクチンのD2結合部位の同定を試みた。その結果,アクチンのサブドメイン1に存在するミオシン結合部位と結合することがわかった。この領域はミオシンループ2領域と相互作用し,アクトミオシンのすべり運動に必須な領域であることから,D2によるアクトミオシンMg^<2+>-ATPaseの阻害は,この領域に結合することによっておきていることが分かった。D2と相互作用するタンパク質についてさらに解析を進めたところ,新たにミオシンとリン酸化依存的に結合することが示された。したがって,twitchin D2リン酸化部位は,アクチンとミオシンに同時に結合することによって両者のクロスブリッジ形成に影響を与えている可能性が示唆された。二枚貝キャッチ筋に観察される省エネルギー消費の筋収縮現象であるキャッチ運動は,収縮制御タンパク質twitchinに存在するリン酸化部位D1およびD2のリン酸化・脱リン酸化によって制御されている。本研究では,キャッチ運動の制御機構を分子レベルで明らかにするために,ムラサキイガイ前足牽引筋(ABRM) twitchinのリン酸化部位D1およびD2のリン酸化部位を他のアミノ酸に置換した変異体を大腸菌で発現させ,その機能解析を行なった。まずABRMのMg^<2+>-ATPase活性を変異体存在下で測定した。D1リン酸化部位をアラニンに変異させたTWDIAおよびアスパラギン酸に変異させたTWDID存在下では,活性に変化はみられなかった。一方,D2リン酸化部位をアラニンに変異させたTWD2AはMg^<2+>-ATPase活性を約60%阻害し,アスパラギン酸に変異させたTWD2Dは,活性に変化を及ぼさなかった。次に,リン酸化部位に結合するタンパク質を,ウェストウェスタン法および固相結合実験を行なって探索したところ,脱リン酸化状態のD1には約40kDaのタンパク質が,脱リン酸化状態のD2にはアクチンおよびパラミオシンが結合した。また,変異体がリン酸化すると,それらのタンパク質とは結合しなくなることが分かった。以上の結果から,twitchinはそれらのタンパク質とリン酸化依存的に結合し,リン酸化部位のうち特にD2がキャッチ運動の制御により深く関与していることが示唆された。
EU人権保障の構造-財産権保障および移民問題を中心に

ヨーロッパにおける人権保障の重層的な構造の理解を念頭に置きつつ,特に,(1)財産権保障と(2)移民問題を軸に据え,これらのテーマについて考察を進めながら,(3)国際人権条約と国内法の関係についての研究にも取り組んだ。(2)および(3)については,研究期間中は,特にドイツにおける議論が主たる分析の対象となった。これらの問題領域に共通してみてとれるのは,変動するヨーロッパの政治状勢に呼応するかたちで,法制度および解釈も変革を迫られている点である。(1)ヨーロッパ法における財産権保障特に欧州人権条約における財産権保障を中心に,その保障の構造を分析した。欧州人権条約における財産権保障規定は,人権裁判所により,3つの規範に分けて審査する方法が用いられたが,その手法は問題を有するものでもあった。人権裁判所は,この分野にあっては条約構成国の裁量を広く認める傾向にあったが,東西冷戦終結後は,旧東側諸国の国民の権利回復のために重要な役割を果たすと同時に,3規範を軸とした解釈の仕方にも変化がみられる。(2)EUの移民法とドイツ外国人法ドイツの外国人法は従来,秩序と安全の維持という警察法的性格が強かったが,2005年の移民法により,そうした考え方は大きく変わり,それは何よりも,一定の移民の積極的受入れと,そのドイツ社会への統合をめざすものであった。また,この問題に対するECの権限は,いっそう増大している。現代ヨーロッパにおける移民間題対処に向けての基本的アプローチと,ヨーロッパレベルから国内法レベルにかけての,この問題に対する多面的取組みの一端がみてとれる。(3)欧州人権条約と国内法EC法が構成国の法に優先するのに対し,欧州人権条約の国内法における地位は,構成国によって異なる。ドイツの場合,欧州人権条約は,形式的には「単なる法律」としての地位しか与えられていないが,こうした条約自体も,またそれを解釈する欧州人権裁判所の判決も,ドイツにおいてはその尊重が要請されることが,学説および判例の分析を通じて明らかになった。平成16年度は、EUにおける人権保障の重層的構造を解明するための端緒として、ヨーロッパ法一般、および個別領域としては、財産権保障と移民問題に関する基礎資料の収集と分析を行った。1.ヨーロッパ法の構造分析主としてEC法および欧州人権条約と締約国国内法との関係一般についての議論を整理し、EC法の国内法に対する優位、欧州人権条約と国内法との関係、EC法と欧州人権条約との関係などを、基礎文献をもとに分析した。また、EU憲法の制定をめぐる議論など、新しい動きについても、資料を収集して検討を試みた。2.ヨーロッパにおける財産権保障および移民問題の研究個別領域では、財産権保障と移民問題に焦点を当て、基礎資料をもとに、ヨーロッパ法における保障のあり方と問題点を探った。締約国国内法との関連では、前者については、ドイツ法、後者については、ドイツ法とオーストリア法が主たる研究の対象となったが、それ以外のEU加盟国についても若干の検討を行った。財産権については、財産権の理解の仕方およびその制約法理に関する、欧州司法裁判所、欧州人権裁判所、およびドイツの連邦憲法裁判所を中心とした国内裁判所の判決について、それぞれの特徴と相互の関係についての分析が中心となった。移民問題については、特に退去強制の問題を中心に、ドイツとオーストリアの国内法制および判決の分析・検討を行なったが、ヨーロッパ・レベルでの移民問題も検討し、日本との比較考察も試みた。3.その他上記の研究テーマに関連した研究会等に出席し、情報収集と意見交換を行った。

これらを通じて得られた知見をもとに、さらに研究を発展させ、具体的成果として公表するのが平成17年度の課題である。前年度に引き続き,ヨーロッパ法における人権保障の重層的構造理解を念頭におきつつ,特に財産権保障と移民問題を中心に考察を行った。1.ヨーロッパ法における財産権保障の研究この分野については,EC法と欧州人権条約について資料の収集・分析を継続して行い,特に欧州人権条約における財産権保障の構造については,ある程度ふみこんだ検討ができた。具体的には,同条約で財産権を保障した第一議定書1条の成立が,締約国間の妥協の産物としての性格を有しつつも,ファシズムの経験に根ざしたものであったこと,同条についての欧州人権裁判所の解釈は,締約国の裁量を広く認めつつも,条約違反を認めた事例がいくつかあるが,その際の解釈枠組に理論上問題点があること,また,そうした考え方に近時変化がみられることなどが明らかになった。こうした成果の一部は,現在,所属大学の紀要に掲載中である。2.ヨーロッパ法における移民問題移民および難民に関する規制については,とりわけアムステルダム条約以降,EUの権限がますます増大してきている。そうした動きに留意しつつ,EU諸国の国内法による移民法制の展開も追った。この点,特に,ドイツにおける外国人法制の転機ともいえる,2004年の移民法制定と,それをめぐる議論に注目した。そこには,「外国人法から移民法へ」と言われるように,いかにして有為な外国人を受入れるかといった,従来とは異なる発想がみてとれる。こうした法規定の詳細な定めと問題点を分析した。併せて,他の諸国の動向も概観した。3.以上の作業と並行して,人権というものに対する,EUの理解・アプローチの仕方に関する理論的研究も手がけた。ヨーロッパ法における人権保障の重層的構造理解を念頭におきつつ,特に財産権保障と移民問題を中心に考察を行うと共に,ヨーロッパ人権保障に関する他の問題領域の研究も手がけた。(1)ヨーロッパ法における財産権保障の研究この分野については,EC法と欧州人権条約について資料の収集・分析を継続して行い,特に欧州人権条約における財産権保障に関して,多くの判例を分析・検討した。この分野においては,近時判例理論に変化がみられる。そうした成果の一部は,刊行を予定されているヨーロッパ人権裁判所の判例集に掲載される予定である。また,財産権保障をめぐって,ヨーロッパ人権裁判所とドイツ連邦憲法裁判所の判断の対立がみられた事案の分析を契機として,両裁判所およびEC司法裁判所の関係についての研究も手がけた。(2)ヨーロッパ法における移民問題移民および難民に関する規制については,EU諸国の国内法による移民法制の展開を概観しつつ,ヨーロッパ法レベルでの取り組みと,国内法における問題,および相互関連につき,ドイツの新しい移民法を中心にまとめる作業を継続した。また,ヨーロッパ人権条約における家族の保護等との関係で,退去強制を条約違反と判断するヨーロッパ人権裁判所の判決などにも注目し,分析を手がけた。ここでも,ヨーロッパ人権裁判所と国内裁判所の関係をどう理解するかがひとつの重要な論点となる。
地域の環境特性がヒートアイランドの空間構造に与える影響に関する景観生態的分析

本研究は,景観生態学の原理に基づいて,地域の環境特性をエコマップで表現し,衛星熱画像で捉えた市街地の温度特性をクリママップとし,両者を空間的に比較・解析して,エコトープが都市ヒートアイランド(UHII)の形成に与える影響を解明することを目的とした.研究に先当たっては,まず東京都23区から八王子にかけての地域を10kmごとのリングに区分し,それぞれについて,TM熱画像から推定した輝度温度を土地利用別に評価し,輝度温度UHIIを試算すそ方法を提案した.その結果から衛星熱画像は土地利用間の温度特性の差を捉えることに有効であることが確認された.この知見をもとに,輝度温度UHIIを都市内地域間の温度特性の相違を表す指標として利用する可能性を検証した.横浜市域を対象に地域の景観生態構造を容積密度と土地利用と都市緑地を用いて解析した.そして,ASTER光学画像(2002年8月10日)からNDVIを計算し,緑地パッチを抽出した.さらに,土地利用データから工業地パッチを抽出した.これらの建物パッチ,緑地パッチ,工業地パッチに対して,クラスターへまとめてエコマップとした.そして,解像度90mのASTER熱画像(2003年11月14日22時)に対して,ホットスポット,クールスポット,ヒートアイランド,クールアイランドを抽出し,クラスター化もおこない,クリママップを作成した.以上のことから,クールアイランドのヒートアイランド強度はその面積と強い対数相関があることがわかった.農地などや高密市街にも同様な傾向が見られた.さらに,クールアイランドに,地形条件と関連する移流現象によるクールアイランドの拡大が確認できた.結論として,衛星熱画像から推定した輝度温度を用いて地域間の温度特性を評価することができ,また,その違いは集積の度合,面積の大きさ,土地利用の種類によって影響があることがわかった.本研究は,景観生態学の原理に基づいて,地域の環境特性をエコマップで表現し,衛星熱画像で捉えた市街地の温度特性をクリママップとし,両者を空間的に比較・解析して,エコトープが都市ヒートアイランド(UHII)の形成に与える影響を解明することを目的とした.研究に先当たっては,まず東京都23区から八王子にかけての地域を10kmごとのリングに区分し,それぞれについて,TM熱画像から推定した輝度温度を土地利用別に評価し,輝度温度UHIIを試算すそ方法を提案した.その結果から衛星熱画像は土地利用間の温度特性の差を捉えることに有効であることが確認された.この知見をもとに,輝度温度UHIIを都市内地域間の温度特性の相違を表す指標として利用する可能性を検証した.横浜市域を対象に地域の景観生態構造を容積密度と土地利用と都市緑地を用いて解析した.そして,ASTER光学画像(2002年8月10日)からNDVIを計算し,緑地パッチを抽出した.さらに,土地利用データから工業地パッチを抽出した.これらの建物パッチ,緑地パッチ,工業地パッチに対して,クラスターへまとめてエコマップとした.そして,解像度90mのASTER熱画像(2003年11月14日22時)に対して,ホットスポット,クールスポット,ヒートアイランド,クールアイランドを抽出し,クラスター化もおこない,クリママップを作成した.以上のことから,クールアイランドのヒートアイランド強度はその面積と強い対数相関があることがわかった.農地などや高密市街にも同様な傾向が見られた.さらに,クールアイランドに,地形条件と関連する移流現象によるクールアイランドの拡大が確認できた.結論として,衛星熱画像から推定した輝度温度を用いて地域間の温度特性を評価することができ,また,その違いは集積の度合,面積の大きさ,土地利用の種類によって影響があることがわかった.本研究では,環境条件の同質的な空間領域をエコトープとし,それがモザイクした地図をエコマップという.研究の目的は,都市における様々なエコトープの環境特性が都市の表面温度の空間構造の形成にどのような影響を与えているかを明らかにすることである.そのために,同じ温度分布を示す空間領域をクリマトープ,それがモザイクした地図をクリママップという.今年度はエコトープの区分とエコマップの作成,クリマトープの区分とクリママップの作成に着目し,横浜市を対象に,研究を進めた.エコマップの作成に関しては,地域の規模と必要な精度に応じて,衛星画像データ,地図データ,フィールドデータを利用したマルチスケールの手法を導入し,都市エコマップ,地区エコマップ,街区エコマップを作成した.ASTERという中解像度の衛星画像で作った土地被覆分類図を都市規模のエコマップとした.都市計画基本図に相当する精度の地図を重ね合わせて,地区レベルのエコマップを作成した.高解像度の衛星画像や空中写真とフィールド調査によって,街区レベルのエコマップを作成した.都市レベルでは5種類のエコトープ,地区レベルでは20種類のエコトープ,街区レベルでは異なる地表被覆をもつすべてのパッチをエコトープとして区分した.ランドサットTMからの表面温度とASTERからのNDVIで地区レベルのエコトープの区分の有意性を検証し,良好な結果を得た.一方,ランドサットTMの表面温度データに対して,積算フィルタで平滑化処理を行い,クリマトープに一定の空間的連担性を持たせた.その結果,積算温度については300m以上400m未満のフィルタサイズにおいて,高温域の連担性と低温域の分布との両者を明確に把握できることがわかった.300400mという積算温度フィルタの大きさは都市地域におけるクリマトープの空間スケールの特質を示唆していることが考えられる.

その形成に地域のエコトープの規模や特性や空間構造が影響していると見られる.次年度ではエコトープとクリマトープを空間分布,空間構造,統計関係の側面から検証し,所期の目標を達成させることができる.本研究は,景観生態学の原理に基づいて,地域の環境特性をエコマップで表現し,衛星熱画像で捉えた市街地の温度特性をクリママップとし,両者を空間的に比較・解析して,エコトープが都市ヒートアイランド(UHII)の形成に与える影響を解明することを目的とした.研究に先当たっては,まず東京都23区から八王子にかけての地域を10kmごとのリングに区分し,それぞれについて,TM熱画像から推定した輝度温度を土地利用別に評価し,輝度温度UHIIを試算する方法を提案した.その結果から衛星熱画像は土地利用間の温度特性の差を捉えることに有効であることが確認された.この知見をもとに,輝度温度UHIIを都市内地域間の温度特性の相違を表す指標として利用する可能性を検証した.横浜市域を対象に地域の景観生態構造を容積密度と土地利用と都市緑地を用いて解析した.容積密度は建物階数と底面形状をもとに計算した90mメッシュ内の建物容積である.容積密度の高いメッシュをポリゴンパッチとして抽出した.そして,ASTER光学画像(2002年8月10日)からMDVIを計算し,緑地パッチを抽出した.さらに,土地利用データから工業地パッチを抽出した.これらの建物パッチ,緑地パッチ,工業地パッチに対して,集塊性を評価し,クラスターへまとめてエコマップとした.そして,解像度90mのASTER熱画像(2003年11月14日22時)に対して,ホットスポット,クールスポット,ヒートアイランド,クールアイランドを抽出し,クラスター化もおこない,クリママップを作成した.以上のエコマップとクリママップを比較した結果,両者の間に高い空間相関性が見られた.結論として,衛星熱画像から推定した輝度温度を用いて地域間の温度特性を評価することができ,また,その違いは集積の度合,面積の大きさ,土地利用の種類によって影響があることがわかった.
機能性無機材料の織布化と革新デバイスへの応用

無機材料を繊維化することで、新規なデバイスを開発することを目的とし研究を行った。その結果以下の成果を得た。2酸化チタンを繊維化することで不織布とし、電解液とともに導電性ガラスで挟み込むというシンプルな形態の色素増感太陽電池セルの作製に成功した。ゾルーゲルプロセス由来の表面残存基にリンを導入しイオン交換によりシリカ不織布表面にリン酸銀微粒子を担持させることに成功した。犠牲剤の仕様により可視光下で極めて高い有機物分解効率を得た。ガラス繊維とともに抄紙することで、機械的強度に優れる2酸化チタン含有フィルタを作製し、炭素系PM2.5粒子を捕集、分解しうることを示した。平成25年度においては、二酸化チタン光触媒繊維の紡績ならびに織布化を行い、織布を正極とする色素増感電池の評価を行う予定であった。本研究の最大の特徴は、得られる繊維が柔軟であり相当程度の機械的加工に耐えうるということである。二酸化チタンに10モル%程度の少量のシリカをドープした柔軟性に富む繊維の作製に成功した。本申請課題により,これまで取り組んでこなかった,複数の単繊維を紡績により撚り合わせ強度を増すとともに,その後の織布工程により織物として加工することを目指すしたが、繊維強度を増すために添加したシリカにより表面電位が負となり当初予定していたルテニウム色素を吸着しにくくなるという傾向が見られたため、助剤量を抑制し不織布のままで、太陽電池セルを作製しその性能評価を行うにとどめた。太陽電池セルの作製に当たり、不織布を導電ガラス間に挟むだけと言う簡易な作製プロセスに挑戦した。性能については、ソーラーシミュレータによる光照射時のIV特性をIV-カーブトレーサーにより測定した。得られた発電効率は最高で0.8%程度と決して高くはないものの、簡易なセル作製プロセスによっても太陽電池として動作しうることを確認した。平成25年度については、既報の通り色素増感太陽電池光電極への酸化チタン繊維の適用を試み、性能は決して高くないものの簡易な光電極作製法としての可能性を示すことが出来た。平成26年度については、予定の通り、リン酸銀繊維の作製とその性能評価に取り組んだ。ゾル-ゲル法により紡糸液を調整し繊維を得るプロセスであることに由来し,紡糸直後の繊維に多数の未反応基を含有していることにある。具体的にシリカ繊維を紡糸する課程を例に挙げるならば,シリコン源であり出発原料でもあるテトラエトキシシラン(TEOS)由来のエトキシ基がシリコン元素に対してモル比で約2倍量含まれている。シリカ繊維を作製する場合はこの未反応基は,水蒸気処理等により水酸基で置換し除去するが,この未反応基に更なる末端基を付加させることが可能であり,リン酸により処理することでリン酸基を導入した。導入したリン酸基に対して,銀イオンを付加し,リン酸銀を表面に析出させた。得られた析出物は黄色を呈したが、可視光による有機物分解や水素発生は見られなかった。しかしながら、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸等のカルボン酸を犠牲剤として用いることで可視光照射下での有機色素の分解に成功した。また、カルボン酸の分子量が高いほど分解の効率は高く酪酸が最も優れた犠牲剤であることを確認した。水素の生成については、現時点では確認できておらず、次年度以降の検討課題とした。本申請課題は、高分子助剤を用いない種々の純粋無機系の金属酸化物繊維を作製し、デバイス化を試みることを目的としたものである。当該3年度の成果についてまとめる。平成25年度においては、当初計画に基づき、2酸化チタン光触媒を色素増感太陽電池の光電極として応用することを試みた。2酸化チタンに10モル%程度の少量のシリカをドープした柔軟性に富む繊維の作製に成功した。一方で、表面の電位がマイナスとなりルテニウム色素を吸着しにくくなるという傾向を見出した。そこで、繊維強度を向上する方針を修正し、より助剤濃度を低減化し太陽電池セルを作製し評価を行った。作製したセルは不織布を導電性ガラスに挟むだけで焼き付け処理が不要となる新しい形態であり、極めて新規性の高い成果であるといえる。発電効率についても約1%と決して高くはないもののこのような形態の太陽電池セルでも作動しうることを明らかにした。平成26年度においては、当初計画に基づき、リン酸銀繊維の作製とその性能評価に取り組んだ。ゾルーゲル法に立脚したプロセスであることに由来し、未反応のエトキシ基をリン酸により処理することでリン酸基を導入し、さらに銀イオンと反応させることで、リン酸銀を表面に担持することに成功した。ギ酸、酢酸プロピオンさん、酪酸等のカルボン酸を犠牲剤として用いることで、可視光照射下で有機色素を分解しうることを見出した。平成27年度においては、繊維の脆性に起因する加工の困難さを改善するために、当初計画を大きく変更し、2酸化チタン繊維を強度の高いガラス繊維と混合し、抄紙(紙漉き)することで十分な加工性を有するフィルターを作製し、PM2.5捕集フィルタに捕集物を分解する機能を付与することを試みた。評価の結果、結晶性を有する2酸化チタンの含量が高い繊維では、分解性能を有し、実用化が見込めることを明らかにした。成果は特許出願予定である。

2酸化チタンを繊維化することで不織布とし、電解液とともに導電性ガラスで挟み込むというシンプルな形態の色素増感太陽電池セルの作製に成功した。ゾルーゲルプロセス由来の表面残存基にリンを導入しイオン交換によりシリカ不織布表面にリン酸銀微粒子を担持させることに成功した。犠牲剤の仕様により可視光下で極めて高い有機物分解効率を得た。ガラス繊維とともに抄紙することで、機械的強度に優れる2酸化チタン含有フィルタを作製し、炭素系PM2.5粒子を捕集、分解しうることを示した。平成25年度については、酸化チタン繊維の色素増感太陽電池光電極への応用を目的に研究を行った。既報の通り、助剤として用いるテトラエトキシシランの添加量が多い場合、繊維の質感は向上するものの表面電位が負となりルビジウム系の色素が吸着しなくなり発電効率が極端に低下することが分かった。これを改善するため助剤添加量を極力提言することで、正の表面電位を維持し、効率は低いものの簡易なセル製作法により太陽電池として機能することを示し、一定の成果を挙げることが出来た。平成26年については、開発した手法の特色である未反応のエトキシ基を積極的に利用し、シリカ繊維の表面にリン酸銀を担持させ光触媒として応用することを目的とし研究を行った。ゾルゲル法において未反応の末端基を利用して更なる機能化を図ること自体が新しい試みであり、先駆的な手法開発といえる。結果として、シリカ繊維をリン酸で処理することで、リン酸基を導入することに成功し、さらにイオン交換を行うことでリン酸銀を析出・担持させることに成功したことは大きな意義を持つ。また、得られた繊維の光触媒能を検証した結果、残念ではあるが析出したリン酸銀は単独では可視光照射下で有機色素を分関する能力を有さないことが明らかとなった。ただし、カルボン酸を犠牲剤として用いることでその分解性能は飛躍的に増大し、可視光照射下において現行の光触媒の数倍の分解効率を持つことを明らかにした。このような取り組みはこれまでなく、環境浄化材料ならびに水素発生能についても期待できることからエネルギー関連材料としての大きな可能性を示すことが出来たという点において目標としたスケジュールの達成度として概ね順調に進展していると考える。化学工学、無機材料、界面科学平成27年度においては平成26年度において達成したリン酸銀担持シリカ繊維の可視効果での水素発生効率について検証を行う。必要に応じ犠牲剤を用いその種類や濃度が水素発生量に及ぼす影響を検討する予定である。また、新たな系としてプロトン導電性繊維の作製とその性能評価を行う。リン酸銀担持繊維を開発する段階でテトラエトキシシラン由来の未反応エトキシ基をリン酸により置換しうることを明確に見出した。このような反応過程はリン酸に限るものではないことは明白であり、他の酸でも同様の交換反応が起こるはずである。より具体的には、濃硫酸を用いることで繊維にスルホン酸基を導入し、プロトン伝導材料となりうるかについて検証を行う。濃硫酸がシリカ繊維内に導入されたかについては赤外分光分析により検証を行う予定である。ナフィオンを例とする固体高分子膜は優れたプロトン導電性を有する一方で、高価であることならびに、耐化学特性に難があることが大きな問題として残る。