hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
負性電子親和力表面の電子放出機構と高輝度エミッターの作成

負性電子親和力表面からの電子放出の妨げとなる障壁層が形成されないので、セシウムを吸着したダイヤモンド表面を大気に曝した後も安定した電子放出が得られた。この事は実用面で大変有用な結果である。4)1と同様にCVDダイヤモンド表面に吸着したバリウムの酸化過程を研究した。その酸化過程はシリコン上に吸着したバリウムの酸化と基本的に同じである。バリウム吸着による仕事関数の減少もセシウムの場合とほぼ同じで、負性電子親和力表面として有望である。5)CVDダイヤモンド表面に吸着したバリウムの昇温脱離分光による研究から、バリウム層は約400°Cまで安定であり、電子エミッターとして利用する場合の温度上昇を考えると、これも実用上有用な結果である。6)セシウムを吸着させたダイヤモンド表面の電子エミッションを測定した。エミッションのスレシュホールドは0.8V/μm、エミッション電流は15V/μmで2μA/mm^2が得られ、時間的にも安定で、対電極にITO(導電性ガラス)を用いてその蛍光を確認した。セシウムを吸着させたものは大気に曝した後も僅かの減少はあるがほぼ安定であった。
細胞外マトリックスタンパクとインテグリン相互作用の心血管疾患における機能解析

動脈硬化、心筋梗塞などの心血管疾患において、細胞外マトリックスタンパクとその受容体であるインテグリンが果たす役割を、中和抗体や遺伝子改変マウスを用いて検討することを目標とし研究をすすめている。現在まで、1、心筋梗塞後の組織修復にSyndecan-4やα9インテグリンが役割を担っていること、2、血管障害後の新生内膜形成においてSyndecan-4が役割を担っていること、を明らかにすることができた。1、α9インテグリン心筋梗塞モデルC57BL/6野生型マウスにおける心筋梗塞モデルを確立した。対照群(コントロール抗体投与群)と、治療群(α9インテグリン中和抗体投与群)に分け、各抗体の投与を行い、4週間にわたり生存率を観察すると共に、手術4週間後に心臓超音波検査およびミラーカテーテルによる心機能計測、組織学的検討、生化学的検討を行っている。現在までのところ、α9インテグリンが心筋梗塞後の組織修復に重要な役割を果たしているという結果が得られている。動脈硬化モデル自然発症動脈硬化モデルマウスであるapoE遺伝子欠損マウスへの16週間の高脂血症食投与、または4週間のangiotensinII投与による動脈硬化モデルを確立した。ApoE遺伝子欠損マウスとTN-C遺伝子欠損マウスの二重欠損マウスを作成し、高脂血症食投与、またはangiotensinII投与による動脈硬化の進展におけるTN-Cの役割の検討を行っている。現在までのところ、TN-Cの遺伝子欠損により高脂血症食投与及びangiotensinII投与による動脈硬化の進展が有意に抑制されるという結果が得られている。1、α9インテグリンマウスの心筋梗塞モデルにおけるα9インテグリンの発現を免疫染色法、real-time PCR法などを用いて解析した。これまでに心筋細胞、心筋線維芽細胞などでその発現を確認した。現在、心筋梗塞モデルに中和抗体を投与してその治療効果を確認中であるが、現在までのところ、α9インテグリンが心筋梗塞後の組織修復に重要な役割を果たしているという結果が得られている。α9インテグリンは、現在まで動物モデルで使用可能な抗体がなく、さらに欠損マウスは生後数日で致死になることから、その心血管疾患における働きは全く不明であった。本研究により、これらの病態においてα9インテグリンが役割を持っていることが明らかになれば、新たな治療法につながる可能性があると考えられる。更に、OPNは既にこれらの病態において重要であることが示されているが、その機序として、OPN-α9インテグリンの相互作用が関係しているかどうかということも重要な検討課題であると考えられる。この点に対しても、OPN欠損マウスやOPN中和抗体などを用いることにより明らかにすることが可能であると考えられる。血管障害モデルにおけるSyndecan-4の機能の解析では、Syndecan-4が、障害血管の平滑筋細胞の増殖と遊走の制御に働くのみならず、骨髄に存在する平滑筋前駆細胞の動員にも関与し、新生内膜形成に重要な役割を担っていることが示された。また、心筋梗塞モデルにおけるSyndecan-4の機能の解析では、心臓におけるSyndecan-4の発現をreal time PCRおよび免疫染色により解析した。その結果、Syndecan-4は正常心では発現を認めないが心筋梗塞発症後経時的にその発現が亢進することがわかった。現在Syndecan-4欠損マウスに心筋梗塞を作成し、その疾患に対する直接的な効果を確認中である。近年、Syndecan-4は心臓の修復過程に関与していることが示唆されるがその直接的な役割は不明であり、その役割を明らかにすることにより新たな治療法の確立につながる可能性があると考えられる。
拡張視線インタフェースの研究

拡張視線インタフェースの適用対象(Windows98上のアプリケーションソフト)のユーザインタフェース上で行われる操作を整理し,各操作をより基本的な操作(プリミティブ操作)に分解した.更に,プリミティブ操作のうち視線で操作するものとそれ以外のものを区別した.具体的には,アプリケーションソフトのボタンを選択する操作において,「マウスカーソルの移動(移動操作)は視線で,操作対象であることの確認(確定操作)はマウスのクリックで,それぞれを行う」とした.拡張視線インタフェースの具体例の一つとして,「生物・化学実験向け資料閲覧インタフェース」の設計と実装を行った.生物・化学実験では,実験手順書に従って煩雑な作業を正確に実施する必要がある.文章だけでは説明の難しい作業については,作業の様子を撮影したビデオ(解説ビデオ)が作成される場合もある.しかし,実験中,実験者の両手は塞がっている.設計,実装したインタフェースでは,手順書とビデオ映像は閲覧用ディスプレイに表示される.手順書のページめくり等は,対応するアイコンに視線を向け,フットペダルを踏むことで行う.また,ビデオ映像は視線を向けると再生され,視線をそらすと一時停止する.「アジの解剖実験」を対象として,実装したインタフェースの評価実験を行った.1時間ほどの解剖実験において,実装したインタフェースを使用しなかった5名の被験者(実験者)では,操作ミスが平均6.6回,操作順序ミスが平均1.8回発生した.一方,実装したインタフェースを使用した使った5名の被験者(実験者)では,操作ミスも操作順序ミスも発生しなかった.また,実験後に行った被験者に対するアンケートの結果からは,ディスプレイ表示される手順書にビデオ映像による説明が加わると,解剖実験で行う操作やその順序が非常に理解しやすくなることも確認できた.拡張視線インタフェースの適用対象(Windows98上のアプリケーションソフト)のユーザインタフェース上で行われる操作を整理し,各操作をより基本的な操作(プリミティブ操作)に分解した.更に,プリミティブ操作のうち視線で操作するものとそれ以外のものを区別した.具体的には,アプリケーションソフトのボタンを選択する操作において,「マウスカーソルの移動(移動操作)は視線で,操作対象であることの確認(確定操作)はマウスのクリックで,それぞれを行う」とした.拡張視線インタフェースの具体例の一つとして,「生物・化学実験向け資料閲覧インタフェース」の設計を行った.生物・化学実験では,実験手順書に従って煩雑な作業を正確に実施する必要がある.文章だけでは説明の難しい作業については,作業の様子を撮影したビデオ(解説ビデオ)が作成される場合もある.しかし,実験中,実験者の両手は塞がっている.設計したインタフェースでは,手順書とビデオ映像は閲覧用ディスプレイに表示される.手順書のページめくり等は,対応するアイコンに視線を向け,フットペダルを踏むことで行う.また,ビデオ映像は視線を向けると再生され,視線をそらすと一時停止する.実験者は,手順書を暗記する必要がなく,ビデオ映像も随時閲覧できる.作業ミスを防止出来るだけでなく,実験者教育への応用も期待される.今後は,設計に基づく実装を行い,本学バイオサイエンス研究科の協力を得て評価実験を行う予定である.拡張視線インタフェースの適用対象(Windows98上のアプリケーションソフト)のユーザインタフェース上で行われる操作を整理し,各操作をより基本的な操作(プリミティブ操作)に分解した.更に,プリミティブ操作のうち視線で操作するものとそれ以外のものを区別した.具体的には,アプリケーションソフトのボタンを選択する操作において,「マウスカーソルの移動(移動操作)は視線で,操作対象であることの確認(確定操作)はマウスのクリックで,それぞれを行う」とした.拡張視線インタフェースの具体例の一つとして,「生物・化学実験向け資料閲覧インタフェース」の設計と実装を行った.生物・化学実験では,実験手順書に従って煩雑な作業を正確に実施する必要がある.文章だけでは説明の難しい作業については,作業の様子を撮影したビデオ(解説ビデオ)が作成される場合もある.しかし,実験中,実験者の両手は塞がっている.設計,実装したインタフェースでは,手順書とビデオ映像は閲覧用ディスプレイに表示される.手順書のページめくり等は,対応するアイコンに視線を向け,フットペダルを踏むことで行う.また,ビデオ映像は視線を向けると再生され,視線をそらすと一時停止する.「アジの解剖実験」を対象として,実装したインタフェースの評価実験を行った.1時間ほどの解剖実験において,実装したインタフェースを使用しなかった5名の被験者(実験者)では,操作ミスが平均6.6回,操作順序ミスが平均1.8回発生した.一方,実装したインタフェースを使用した使った5名の被験者(実験者)では,操作ミスも操作順序ミスも発生しなかった.また,実験後に行った被験者に対するアンケートの結果からは,ディスプレイ表示される手順書にビデオ映像による説明が加わると,解剖実験で行う操作やその順序が非常に理解しやすくなることも確認できた.
発がんと免疫の分子疫学コーホート研究

埼玉コーホート研究と原爆被爆者免疫コーホート研究を統合して、免疫、炎症、放射線被曝、発がんの関係を明らかにすることを目的とする。特に、放射線発がんにおける炎症の役割を中心に研究を進めた。GVHD、Poly(I : C)投与の二つのマウス炎症モデルでTNF-αレベルの上昇を伴う小核網状赤血球の頻度増加が観察され、造血系のゲノム不安定性への炎症の関与が示唆された(Mutat Res, in press)。以前に埼玉コーホート研究で末梢血のNK活性が発がんと負の関係を示し(Lancet,2000)、NK活性の遺伝的要因が活性型受容体NKG2D遺伝子のハプロタイプであることを見出したが(Cancer Res,2006)、NKG2Dハプロタイプは原爆被爆HCV感染者のHCVクリアランスに関連することを新たに見出した(未発表データ)。さらに、原爆被爆者コーホートで末梢血CD8TおよびNK細胞のNKG2D細胞表面発現量とNKG2Dハプロタイプに強い関連を見出した(未発表データ)。これらの結果は抗腫瘍・ウイルス免疫応答の個人差にIVKG2Dハプロタイプが関与するという我々の仮説を支持するものである。原爆被爆者コーホートの免疫ゲノム研究から、呼吸器の炎症関連因子であるEGFR遺伝子の第1イントロンCA繰り返し数多型が肺がん相対リスク(特に肺腺がん)と有意に関連すること、肺がんリスクの被ばく線量依存性は遺伝子型により異なることを見出した(Carcinogensis,2009)。免疫ゲノム研究と並行して、原爆被爆者コーホートのがん組織検体を解析した。高線量に被ばくした甲状腺乳頭がん(PTC)ではRERET/PTC再配列をもつ症例が高頻度であることを以前に報告したが(Cancer Res,2008)、遺伝子変異が未同定の被ばくPTC症例の半数にこれまでPTCでは未報告のALK遺伝子再配列を見出した(未発表データ)。埼玉コーホート研究と原爆被爆者免疫コーホート研究を統合して、免疫、炎症、放射線被曝、発がんの関係を明らかにするのが本研究の目標である。原爆被爆者コーホート研究では、放射線被曝が免疫学的老化を促進するという仮説を支持する多くの知見が蓄積されてきた。持続性炎症状態の亢進、T細胞免疫の減弱といった免疫学的老化は、原爆被爆者では被曝線量依存的に観察されてきたが、これらががんなどの疾患リスクと関係するかはまだ明らかではない。そこで、原爆被爆者免疫コーホートを対象として、平成18・19年度に測定系を確立した生体指標(網状赤血球小核頻度による遺伝的不安定性の評価、血漿中の活性酸素代謝産物総量)の測定を平成20年度も進めた。一方、炎症によるゲノム損傷の可能性を移植片対宿主病(GVHD)マウスモデルにより検討し、放射線照射したマウス及び照射しないマウスの双方において、血液細胞の移植により惹起された炎症により網状赤血球小核頻度と血漿TNF-αが顕著に増加することが見出された。この結果は、放射線による長期間にわたる炎症状態の亢進そのものが、ゲノムに損傷を与える可能性を示したものである。一方、免疫ゲノム研究により、炎症関連サイトカインIL-10遺伝子のハプロタイプが放射線関連胃がんのリスク要因であり、特に、びらん型胃がんでは放射線被曝によるリスクの増加の程度がハプロタイプによって異なることが見出された。原爆被爆者の大腸発がんのゲノム解析により、炎症関連サイトカインIL-18遺伝子ハプロタイプが結腸がんのリスクに放射線被曝線量とともに関与していることを見出した。しかし、直腸がんではIL-18ハプロタイプ、放射線のいずれもリスクに影響を与えなかった。これらの知見は原爆被爆者の胃・結腸がんの発生に炎症が関与していることを示すものであり、その発がんリスクに少なくとも宿主の遺伝的炎症関連因子と被曝線量の両者が関与することが見出された。

高線量に被ばくした甲状腺乳頭がん(PTC)ではRERET/PTC再配列をもつ症例が高頻度であることを以前に報告したが(Cancer Res,2008)、遺伝子変異が未同定の被ばくPTC症例の半数にこれまでPTCでは未報告のALK遺伝子再配列を見出した(未発表データ)。
ビスホスホネート関連顎骨壊死(BRONJ)の病態解明と治療法を探る

骨吸収抑制薬ビスホスホネート(BPs)は、その有用性から骨粗鬆症やがんの骨転移に積極的に用いられているが、一部の患者で口腔外科的処置後に予後不良の重篤な顎骨壊死(BRONJ)が発症している。医科と歯科の治療の谷間で苦しんでいる患者に対して、未だに有効な治療法が見出せていない状況にある。本研究は、その病態解明と治療法の確立を目的として開始した。今までの研究成果から、通常は骨芽細胞に障害を与えることのない低濃度のBPsであっても、リン酸水素イオン濃度が増加すると、骨芽細胞のリン酸トランスポーター(Pit-1およびPit-2)の発現が誘導され、BPsがPit-2を介して細胞内取り込みを増加させる(蛍光標識BPsとsiRNA法)ことが明らかとなった。さらに骨芽細胞内で蛍光標識BPsが最終的にリソソームに集積することは判明したものの、細胞内に増加したBPsがどのようなメカニズムで骨芽細胞を細胞死に導くのか不明であった。破骨細胞で提唱されている窒素含有BPsのメカニズム、すなわちメバロン酸経路のファルネシルピロリン酸合成酵素阻害で、小分子Gタンパク質Rhoのゲラニルゲラニル化阻害が起こり、アポトーシスが促進するとの説には疑問が生じてきた。ゲラニルゲラニオール処置でBPsの骨芽細胞障害をキャンセルしたが、メバロン酸経路の上位で阻害するHMG-CoA還元酵素阻害薬(スタチン)に、BPsのような骨芽細胞障害は全く誘導されなかったことから、別のメカニズムの関与を調べた。オートファジー検出試薬DAP(L)Greenを用い、リソソーム阻害薬Bafilomycin A1の細胞内反応がBPsの併用で相乗的となり細胞死を増強したことから、リソソーム以外に作用点があると予想して、BPsが骨芽細胞のマイトファジーを亢進させていること見出した。そしてミトコンドリアの機能障害と同時に量的減少も明らかした。骨吸収抑制薬ビスホスホネート(BPs)投与患者の一部が、口腔外科的処置後に重篤な顎骨壊死(BRONJ)を発症しており、予後不良で未だに病態が解明されておらず、有効な治療法もない状況にある。本研究は医科と歯科の谷間で苦しむこれらの患者の治療法・予防法の確立を目的としている。BPsは破骨細胞の骨吸収機能を阻害する目的のものであるが、BRONJ発症患者では破骨細胞以外の細胞(骨芽細胞や血管内皮細胞など)にも障害作用が起きていると考えられる。この原因究明が極めて重要であるため、まずBPsの骨芽細胞障害がどのような因子によって増強されるのかを解析した。BPsによるマウス骨芽細胞障害作用の強度は、BPsによるBRONJ発症の重篤度と同様に、zoledronate >alendronate > pamidronateの順であった。BPsは最終的に骨芽細胞にアポトーシスを誘導したが、むしろ初期にはミトコンドリアの膜電位を上昇させ、酸化ストレスによる細胞内活性酸素種(ROS)発生応答の低下をもたらしていた。BPsの骨芽細胞障害作用を増強する因子のスクリーニングの過程で、リン酸水素ナトリウム濃度の増加によって、BPsの骨芽細胞障害作用が顕著に増強されることを見出した。リン酸水素カリウムによっても同様の影響が認められた。BPsの細胞障害性の増強作用は、リン酸一水素イオンがリン酸二水素イオンより顕著であった。そこで蛍光標識BPを用いて、この細胞障害の増強作用がBPの細胞内取込みの増加に起因することを明らかにした。さらに、リン酸一水素イオン濃度上昇によって、骨芽細胞のリン酸トランスポーター(Pit-1とPit-2)の発現が顕著に誘導されることを免疫細胞学的に明らかにした。そして、このBPの細胞内取込み増加は、誘導されたリン酸トランスポーターを介して起きていることをRNA干渉法により証明した。BPsの骨芽細胞障害作用を増強する因子として、リン酸水素ナトリウム濃度の上昇が極めて重要な要因になっていることを見出した。これはBPsによる顎骨壊死の本質的な病態解明にとって、非常に重要性が高いと判断されたために、当初研究計画で予定していたBPsの骨芽細胞障害を抑制する因子として見出した高濃度のグルタミン酸やアスパラギン酸の抑制機序を解析するよりも、最優先で解析しなければならない課題であると考えられたからである。その結果、リン酸一水素ナトリウム濃度の上昇が骨芽細胞のリン酸トランスポーター(Pit-1とPit-2)の発現を誘導していることを発見することに繋がった。新たな事実が判明したことから、より病態解明の本質に迫る方向とより最適な治療法と予防法の確立へと解析を進めて行くことができると考えている。骨粗鬆症やがんの骨転移に骨吸収抑制薬ビスホスホネート(BPs)を投与されている患者の一部に、口腔外科的処置後に予後不良の重篤な顎骨壊死(BRONJ)が発症している。この医科と歯科の谷間で苦しむ患者に対して、未だに有効な治療法がないのが現状である。本研究は、その病態解明と治療法の確立を目的としている。BPsの作用機序は破骨細胞の骨吸収機能抑制にあるが、BRONJ発症患者では臨床濃度のBPsでも骨芽細胞に顕著な障害を引き起こさせる特別な要因が関与していると考え、BPsとの併用で骨芽細胞障害を増強させる化合物を広くスクリーニングする中で、リン酸水素イオン濃度の増加がBPsの骨芽細胞障害を顕著に増強することを見出した。

しかも、リン酸二水素イオンよりもリン酸一水素イオンの方が顕著にBPsの骨芽細胞障害を増強することが判明した。そこでその骨芽細胞障害機序を調べたところ、リン酸水素イオン濃度の増加がBPの骨芽細胞内への取り込みを増大させていることが、蛍光標識BPを用いた解析から判明した。さらに、リン酸水素イオン濃度の増加が、骨芽細胞のリン酸トランスポーターPit-1およびPit-2の発現を顕著に誘導することを免疫組織学的に明らかにした。そして、BPの骨芽細胞内への取り込みがPit-1ではなく、主にPit-2を経由していることをsiRNA法によって特定した。また、リン酸水素イオン濃度増加によるBPsの骨芽細胞障害においても、24時間以降48時間程度の時間経過を要することから、BPの骨芽細胞内分布を詳細に解析した。BPsが骨芽細胞のミトコンドリアの膜電位を上昇させ、酸化ストレスによる細胞内活性酸素種(ROS)の発生応答の低下を引き起こしていたことから、BPsのミトコンドリアへの影響を強く疑ったが、細胞内分布はミトコンドリアではなく、リソソームにBPが多く集積することが判明した。研究当初の計画では、高濃度のグルタミン酸やアスパラギン酸によるBPsの骨芽細胞障害抑制作用から、BPsの骨芽細胞障害機序を探索する予定であった。ところが、BPsによる骨芽細胞障害を増強する化合物のスクリーニングの中から、いくつかのリン酸化合物が低濃度のBPsによる骨芽細胞障害を著しく増強することを見出したため、この骨芽細胞の障害増強機序の解明こそが、BPsによる骨壊死のより本質的な病態解明につながると判断して研究を進めることにした。その結果、リン酸化合物の中でも非常に単純なリン酸一水素ナトリウムが最もBPsの骨芽細胞障害を増強する作用が強いことを明らかにした。さらにリン酸一水素カリウムでも同様であったことから、リン酸一水素イオンがBPsの骨芽細胞障害増強に関与していると考えられた。この時のリン酸一水素イオン濃度自体には全く細胞障害が認められないことも確認した。免疫組織学的解析で、リン酸一水素イオン濃度の上昇が骨芽細胞のリン酸トランスポーター(Pit-1とPit-2)の発現を顕著に誘導することを証明した。リン酸一水素イオンが蛍光標識したBPの骨芽細胞内への取り込みを顕著に増大させることも判明した。さらにsiRNA法によって、蛍光標識BPが骨芽細胞のPit-1ではなくてPit-2を介して骨芽細胞内へ取り込まれていることも明らかとなった。BPsが骨芽細胞のミトコンドリア膜電位を上昇させ、酸化ストレスによる細胞内活性酸素種(ROS)の発生応答を低下させたことから、BPの骨芽細胞内分布を解析したところ、予想に反してミトコンドリアではなく、リソソームにBPが多く集積することが判明した。BPsの骨芽細胞障害が顕著となるのは24時間以降48時間程度であり、障害にはある程度の時間経過を要しており、また単純なアポトーシスとは異なるBPs特有の細胞死の機序の可能性が考えられる。骨吸収抑制薬ビスホスホネート(BPs)は、その有用性から骨粗鬆症やがんの骨転移に積極的に用いられているが、一部の患者で口腔外科的処置後に予後不良の重篤な顎骨壊死(BRONJ)が発症している。医科と歯科の治療の谷間で苦しんでいる患者に対して、未だに有効な治療法が見出せていない状況にある。本研究は、その病態解明と治療法の確立を目的として開始した。
マイクロ繊維分散熱可塑母相系複合材料の熱・塑性構成則モデルに関する研究

一般にマイクロ繊維分散複合材料の繊維は微小で、繊維の内部歪み・熱膨張率などの状態を歪みケージで測定する事が困難である。そこで本研究では、複合材料の局所領域の応力分布、損傷分布に関する物理的な現象を数値的に解明するため、大規模な有限要素法解析によるメゾ・メカニックス解析とシミュレーションを実施した。さらに、複合材料内部の微視的で複雑な現象とその影響を考慮し、マイクロ繊維分散複合材料に関して新しい構成則モデルを構築した。最終の目的として検証された新しい構成則モデルを用い、マイクロ繊維分散複合材料とそれによる構造物の熱・弾塑性挙動を解析した。まず従来のモデルを再検討し、従来のモデルの不合理性と適用範囲が限定されている原因を指摘した。平成11年度で構築した局所領域における熱・弾塑性挙動に関する混合モデルを用い、数値計算で複合材料内部、例えば繊維介在相又は母相の平均剛性などを求めた。また実験で得られた結果及びメゾ・メカニックス解析得られた結果と比較し、熱・応力評価における混合モデルの信頼性と適用性を検証した。最終的目標として複合材料の巨視的な熱・弾塑性構成則モデルの構築を完成した。その熱・弾塑性構成則モデルでは以下の内容を取り扱った。(1)従来のモデルが解決できなかった問題、即ち複合材料の局所的な熱・応力分布が繊維分散複合材料の巨視的な熱・弾塑性に及ぼす影響を考慮した。(2)高速度コンピュータによるシミュレーション及び実験結果と比較し、高い精度を持つことを確認した。(3)繊維分散複合材料の微視的で複雑な物理現象と巨視的な熱・弾塑性・損傷挙動を正しく表現できた。この研究の成果を示す手段として、本研究で開発した熱・弾塑性構成則モデルを用い解析した結果を国内外の学会で発表した。最終的には本研究で構築したモデルに基づいて繊維分散複合材料の材料設計者が簡単に使用できるようにプログラミングに作成した。現在、航空・宇宙開発、電気、自動車等の分野で用いるため、高機能性繊維分散複合材料の研究開発が進められている。中でも、マイクロ繊維を分散させた複合材料にかかる期待は大きく、これらの材料の応力緩和性、強度などの向上を図る材料設計において、理論解析モデルは重要不可欠な手段である。国内外で現存の理論の中では平均場理論を用い、繊維強化材料の構成則を構築する手法が最も多い。これらの理論では複合材料内部にあるマイクロ繊維と母相材料の平均熱・弾塑性挙動が単一材料と等しいと考える。それに対して、本研究では、繊維分散複合材料に関する研究を進めて行く上で、複合材料の微視的な構造により複合材料の繊維と母相の平均構成関係が単一材料と大きく異なることを発見した。さらに、理論解析とメゾ解析により複合材料の微視的な構造が複合材料の巨視的熱・弾塑性挙動に大きな影響を与えることも確認した。したがって微視的に複雑な現象が存在する複合材料の繊維と母相の平均構成関係が単一材料と等しいと考える従来のモデルでは、複合材料内部の局所的な干渉をモデル化する事ができず、熱・塑性問題に適用することもできない。そのため、本研究では複合材料内部の微視的複雑な現象を考慮し、新たな構成則モデルを開発した。まず本研究でマイクロ繊維分散複合材料の弾性問題について、適用範囲が著しく限定されている従来のモデルと比べ、繊維の広範な体積分率、また繊維と母相の剛性比の全範囲(0から∞)に亘って、高い精度と広範な適用性を持つSCCモデルを構築した。さらに、繊維分散複合材料の熱塑性問題について、国内外で行った従来の研究が解決できない局所的応力の分布の影響をモデル化した局部剛性法(Local Rigidity Method)と言う新しいモデルを提案した。また本理論モデルを用い、多様で複雑な分布状態を持つ熱膨張率・熱伝導率・弾塑性挙動における分散材料の形状、配向、分布形態などの要素と複合材料の局所的挙動との関連性,及び巨視的挙動に与える影響を検討した。本研究で構築した構成式の計算時間については、最近広がりつつある均質化法などの長い計算時間がかかる手法より格段に迅速であるので、利用価値が高い。

(2)高速度コンピュータによるシミュレーション及び実験結果と比較し、高い精度を持つことを確認した。(3)繊維分散複合材料の微視的で複雑な物理現象と巨視的な熱・弾塑性・損傷挙動を正しく表現できた。この研究の成果を示す手段として、本研究で開発した熱・弾塑性構成則モデルを用い解析した結果を国内外の学会で発表した。最終的には本研究で構築したモデルに基づいて繊維分散複合材料の材料設計者が簡単に使用できるようにプログラミングに作成した。
スーパースピナーへの降着過程の数値的及び解析的研

重力崩壊の最終的なプロダクトはブラックホールであると考えられていて、天文学者はその有力な候補としていくつかの天体候補を発見しました。この推測を確認するために、我々はこれらのオブジェクトの周りの時空の幾何学的形状を検出し、それが一般相対性理論の予測と一致しているか確認する必要があります。私のプロジェクトは、現在および近い将来のサブミリメートル波長光とX線データがどのようにこれらの天体ブラックホール候補の実際の性質をテストするかについての方法を研究しました。今年度の活動内容として、まず一般相対論的流体シミュレーションを行い、高速回転するコンパクト天体まわりの降着流を研究したことが挙げられる。その中で空間2次元および3次元の数値シミュレーションを行い、重力場駆動のアウトフローが生成されることを発見した(Bambi & Yoshida 2010a,b).角運動量が大きいコンパクト天体ほど降着効率が低下し、高速のアウトフローが生じやすい状態となる。外側に向かった流れは主に回転面付近に沿うが、力学的に非常に不安定な状態となることが判明した。さらに、降着流が初期に角運動量を持つ場合には、ガスの角運動量と中心天体の角運動量の向きの違いが降着効率に大きく影響する。このような高速回転天体まわりのアウトフローが実際に実現されるか明らかにするためには、高速回転天体の形成過程を調べなくてはならないと考えた。中心天体が四重極を持つような重力場を有する場合においては、ガス降着の際にその軌道角運動量を取り込んで、超臨界回転天体となり得ることを示した(Bambi arXiv:1101.1364 arXiv:1103.5135).天文観測からは、中心天体の角運動量と重力四重極成分を分離することは困難であるので、これらの量に対する制限を得る方法を提案した。それを実現するためには、活動銀河核の平均放射効率を推定すればよいという結論に至った(Bambi,arXiv:1102.616)。またx線観測による連続光フィット法を適用すれば平均放射効率を求めることができるということを示した(Bambi & Barausse 2011).以上が、今年度に実施した研究成果の概要である。私は一般相対論に代わる重力理論を用いて非Kerrブラックホールの事象地平線の位相の研究を行い、その位相空間がスピン変数の臨界値を越えて変化するだろうと推察した。特に、Kerrタイプより長球状に変形した高速で回転するブラックホールは二つの離れた地平線に発展してそれぞれが2-球体の位相を持つようになり転移スピン変数はa〈1となること、Kerrタイプよりも偏平状に変形した高速で回転するブラックホールはトロイド上位相の地平線を持ち転移スピン変数はa=1になること、である。私はて非Kerr背景における薄い円盤の内側の端を研究し、そこでの諸現象がKerrブラックホールのまわりの場合よりもずっと豊富であることを示した。例えば、赤道面上の円軌道は垂直方向に不安定(Kerrの場合は常に垂直方向に安定)で、もっとも内側の安定軌道(ISCO)上のガスが素早く中心物体に落下出来ないでISCOとコンパクト物体の間に捕獲されるかもしれない。AGN(活性銀河核)が明るい事、そして銀河の中心にある超重量のコンパクト物体を回転させる最も効果的な方法が薄い円盤からの物質の流入である事の二つの事実から、私は銀河核内の超重量ブラックホールのスピン変数の最大値の制限がそれらの特性とは関係なく推測できることを示した。保守的に見積もった制限はa〈1.2である。
超高速レーザー分光によるカーボンナノチューブの新奇光学応答と非線形性巨大化の研究

金属ナノチューブの極微弱な発光の観測に成功し、40fsの寿命をもつ励起子による発光であることを明らかにした。正孔ドープの半導体ナノチューブにおける荷電励起子の生成と緩和ダイナミクスが明らかになった。さらに、金属内包フラーレンを内包したナノチューブにおける電荷移動に伴うキャリヤのドーピング効果と3次の非線形光学応答を観測した。ナノチューブ間の励起子エネルギー移動に対して従来のモデルが適用できないことがわかった。1.半導体/金属ナノチューブの分離合成と試料評価密度勾配遠心分離法を用いて半導体ナノチューブと金属ナノチューブを分離し、金属ナノチューブの純度を上げた試料を作製した。平均直径が1.78nmのカーボンナノチューブ原料を用いた場合、分離精製した半導体チューブ試料に含まれる金属チューブの割合は約8%であるが、金属ナノチューブ試料中の半導体ナノチューブの割合は32%であることがわかった。しかし、金属チューブの励起子遷移エネルギーは、不純物となる半導体チューブのそれとは異なるエネルギー領域にあるので、このような金属ナノチューブ試料を用いて発光を観測することが可能である。2.発光アップコンバージョン測定系の整備と近赤外発光の検出モード同期チタンサファイアレーザーを用いてアップコンバージョン法による発光ダイナミクスを測定するシステムを整備した。減衰曲線のコンボリューション解析により,約10fsの分解能(誤差)で寿命を評価できることがわかった。この測定系を用いて、,分離精製した半導体ナノチューブ試料の発光寿命を測定し、第2バンドに由来する励起子の発光寿命が約40fsであることを明らかにした。3.金属カーボンナノチューブの非線形光学応答の研究フェムト秒ポンプ-プローブ分光によって吸収スペクトルの時間変化を高感度に測定するために、CCD検出器を用いた測定システムを整備した。測定された差分吸収スペクトルは吸取減少とブルーシフトを示し、吸収減少は、光励起されたキャリヤのホットエレクトロン効果のためにバンド間遷移吸収スペクトル(M_<11>バンド)が広がることによることがわかった。また、ブルーシフトはバンド端に緩和した光励起電子、正孔による状態の充填効果よることが示唆された。M_<11>バンドのプロードニングは約100fs、2psの2成分で減衰し、この減衰挙動はホットエレクトロンの冷却過程を反映している。1.金属ナノチューブの励起子発光とそのダイナミクス理論計算と共鳴レーリー散乱の実験などから、金属ナノチューブにおいて励起子状態が存在することが示唆されているが、その確証を与える励起子発光の観測はこれまで行われていない。フェムト秒アップコンバージョン法を用いて金属ナノチューブの極微弱な発光を観測し、そのダイナミクスを明らかにした。金属ナノチューブのバンド間遷移エネルギー領域における発光寿命は約40fsであった。一方、ポンプ-プローブ分光で観測された過渡的な吸収変化は約500fsで回復することがわかった。過渡吸収のダイナミクスは光励起されたキャリヤによってホットになった電子系の冷却過程に対応することがこれまでに知られている。発光寿命はキャリヤの緩和時間に比べて約1桁長いことから、40fsの寿命を持つ発光は、自由な電子と正孔の再結合ではなく、電子と正孔の束縛状態を形成する励起子の再結合に起因することが明らかになった。本研究により、金属電子中に形成された励起子の発光を初めて観測することに成功した。2.金属フラーレンピーポッドの作製と構造評価Gdを内包したC_<82>分子(Gd@C_<82>)をカーボンナノチューブに挿入したGd@C_<82>ピーポッドを作製し、透過電子顕微鏡によりその構造評価を行った。Gd@C_<82>分子がナノチューブ中に一次元的に配列していることが確認された。Gd@C_<82>ピーポッドの吸収スペクトルは同一条件の処理を行った単層カーボンナノチューブに比べて約40meVのレッドシフトを示し、差分吸収スペクトルにはGd@C_<82>分子の吸収成分が観測された。内包されたGd原子のためにフラーレン分子の対称性が変化するので、光学遷移選択則の変化や振動子強度の増強効果が期待される。1)ナノチューブ-金ナノロッド複合系における局所電場分布の計算有限要素法を用いて複合系の局所電場分布を計算し、ナノチューブと金ナノロッドの距離、形状などの関係を明らかにした。金ナノロッドの先端部分において光電場が増強されるが、ロッド表面から約2nm離れると増強効果は約1/5に減少することがわかった。さらに、SiO_2をコア、Auをシェルとするコア・シェル構造の電場分布と吸収スペクトルを計算して、カーボンナノチューブの励起子遷移に対応するスペクトルを与えるコアサイズを検討し、複合系の設計指針を得た。

2)カーボンナノチューブと金ナノ粒子複合系の作製と吸収スペクトルの評価単層ナノチューブ、またはナノチューブバンドルと金ナノロッドの複合系を作製し、吸収スペクトルから金ナノロッドによる光電場の増強効果を評価した。局所電場分布の計算から予測されるように、ナノロッド表面を修飾している界面活性剤層の厚さが数nm以上あるために増強効果が観測されなかった。次に、直径が90nmと170nmの2種類のSiO_2球を用いて、Au/SiO2コア・シェルナノ粒子を作製した。実験と計算のスペクトルの比較から、コア直径が大きくなると四重極子共鳴などの高次モードの寄与が増大することがわかった。3)金属フラーレンピーポッドの光学応答Gdを内包したC_<82>分子をカーボンナノチューブに内包させたGd@C_<82>ピーポッドの吸収スペクトルの解析から、Gd@C_<82>の内包によってナノチューブがn型にドープされることがわかった。これは、GdからC_<82>ケージへ電荷移動が起こり、ケージが負に帯電することによると思われる。さらに、3次非線形感受率の値はC_<84>ピーポッドに比べて約1/3の値になることがわかった。光学応答に対するGd@C_<82>ピの内包効果とドーピング効果が明らかになった。
透析器ハウジング形状が透析液流動に与える影響の検討

本研究では、透析器ハウジング形状に着目し、これが透析液流動に及ぼす影響について検討することで,高性能な透析器の設計についての指針を得ることを目的とした。均一な透析液流入に対して、透析液側出入口部に全周型バッフルを設けることが有効であることが確認された。また、透析液流入部をテーパ構造とすることによって中空糸束内部への透析液流入が促進され流動の均一化できることがわかった。透析性能の向上には、膜だけでなくジャケット形状による透析液流動の改善が重要である。血液透析とは,円筒状のハウジングに収められた約1万本の中空糸膜(内径約200μm、厚さ約45μm)からなる透析器により、腎不全患者の血液中から病因物質を拡散・濾過させることで分離除去するプロセスである。透析器の性能は、膜性能だけでなく血液と透析液の流動状態に大きく依存するため、これを最適化し除去性能を高めるための研究が多くなされてきた。本研究では、透析器ハウジング形状(バッフル、テーパ構造,透析液出入口部位など)に着目し、これが透析液流動に及ぼす影響について検討することで,高性能な透析器の設計についての指針を得ることを目的とする。本年度は、サイズの異なる三種類の透析器に対して、テーパ長さを0、12.5、25.0、50.0mm、テーパ角度を0、2、4、6゚と変化させたハウジング形状を有するモデルを作成し、それぞれについて透析液流速を有限要素法により解析することで、テーパ形状が透析液流動に及ぼす影響を評価した。その詰果、テーパ構造を有する透析器では、テーパ構造のない透析器に比べて透析液が中空糸束中心部にまで均一に流入することが確認できた。しかし、透析液出口付近では、テーパ長さとテーパ角度が大きくなりすぎると、透析液流速に大きく偏りが生じることが分かった。テーパ構造は透析液流れの均一化に有効であるが適切に設計する必要があり、テーパ長さ12.5-25.0mm、テーパ角度2-4゚が最適であると考えられた。血液透析とは、円箇状のハウジングに収められた約1万本の中空糸膜(内径約200μm、厚さ約45μm)からなる透析器を用いて、腎不全患者の血液中から病因物質を拡散・濾過させることで分離除去するプロセスである。透析器の性能は、使用される膜の溶質透過能だけでなく、血液と透析液の接触効率すなわち流動状態に大きく依存する。そのため、これを最適化し除去性能を高めることが重要であり、研究が多くなされてきた。本年度は、透析液流動解析における分布流体抵抗値の算出方法を検討することで、透析液流動と物質移動の解析精度を向上させることを検討した。解析結果の妥当性に関しては、ハウジング形状(テーパ構造)および中空糸充填率の異なる3種類の試作透析器を用いて水系において測定した実測値と比較することにより検証した。その結果、透析液側圧力損失に関する実測値と解析値の誤差は約6%となり、従来のErgun式を用いた手法よりも精度良く解析することができた。このことから、本手法により、中空糸型透析器における透析液流動を精度よく評価できると期待される。現在解析を進めている血液流動の解析結果と合わせて、今後は物質移動に関する解析を進める。血液透析とは、円筒状のハウジングに収められた約1万本の中空糸膜(内径約200μm、厚さ約45μm)からなる透析器を用いて、腎不全患者の血液中から病因物質を拡散・濾過させることで分離除去するプロセスである。そのため、これを最適化し除去性能を高めることが重要である。本年度は物質移動解析を中心に研究を進めた。流動解析には汎用有限体積法解析ソフトを使用した。中空糸充填部は、透析液流路の微小領域モデルを用いて計算した各方向の抵抗比率を算出した値に圧力損失の実測値を考慮することで表現した。物質移動に関しては、流動解析データを用いて計算したビタミンB12のクリアランスにより評価した。解析結果の妥当性を評価するために、ハウジング形状(テーパ構造)および中空糸充填率の異なる3種類の試作透析器を用いて水系において測定した実測値と比較した。その結果、膜充填部位の流体抵抗に実験値を考慮することにより透析液側圧力損失を精度良く推算できた。
離島におけるルーラルナーシングモデルの開発と評価

ルーラルナーシング理論に基づく5つの概念(孤立、役割一致感、匿名性欠如、「身内/よそ者」、専門職自律性)を中心に、離島における看護実践モデルの開発と評価を行った。提供側、需要側の質問紙調査、聞き取り調査により、概念間の関連の一部が明らかになった。住民と看護師のパートナーシップ、更に、当初想定していなかった医師を始め、関連する医療福祉職のネットワークが、看護実践モデルに不可欠な構成要素であることが示された。へき地保健医療対策の推移を振り返り、その中でどのように看護職が位置付けられてきたかを検討した。その成果を踏まえ、ルーラルナーシング理論を援用した研究枠組みにより、どのような看護実践活動が継続可能で質の高いサービス提供が可能な活動として機能するかを決定する環境要因と個人要因の同定を行なうことを、本年度の研究目的とした。環境要因は離島類型,診療所の特性等とし,個人要因は看護師の属性,看護経験の内容と年数,就業理由,さらにはルーラルナーシング理論から5つの概念、つまり、孤立の影響を捉える休暇実態,役割一致感,匿名性欠如感,「身内/よそ者」と「古株/新入り」,専門職自律性(専門職性スケール)を抽出し、個人要因とした。研究対象地域は,離島におけるへき地診療所に属する看護職者を対象とし、自記式調査票を用い郵送法により実施した。研究に先立ち、倫理審査委員会の承認を受けた。調査の結果、地域特性や文化に基づいた離島における看護実践モデルを構築するために、看護師の現状から探索し、看護師の活動は地域特性としての離島類型等の環境要因に規定されるだけでなく、看護師本人の考え方や地域住民との関係性といった個人要因にも規定されることが明らかになった。特に、専門職自律性は、看護活動が多様であること、創造的保健活動や勤務外援助活動に結びつくこと、身内とみなされることで、地域参加が促進され、創造的保健活動がしやすく、勤務外援助活動を求められやすくなっていたこと、が明らかになった。看護実践モデルを構築する時、環境要因にだけ注目することなく、個人要因、「身内/よそ者」、専門職自律性等に着目したモデルの開発が望まれる。尚、需要側調査のための予備調査については、本年度は鹿児島県離島のみ実施した。今年度は需要サイドに焦点を当て,離島住民のヘルスサービス利用およびその満足度を規定する要因,ことに地域住民と看護職者とのパートナーシップから明らかにし、看護実践モデルを発展させることを目的とした。調査受け入れ等の再検討から、当初計画の診療所を単位とする標本抽出はせず、属島離島型離島1離島の20歳以上の全住民1410名を対象とした。対象とした離島30集落のうち6集落で聞き取りによる予備調査を実施した。ヘルスケアサービスの利用やその背景にある考え方も、時代とともに変化してきていること、「素人による相談システム」は重要な機能を有していること、等が明らかとなった。それらを踏まえて、Andersenの行動モデルに基づく研究枠組みを修正した。本調査は、自記式調査票を用い郵送法により実施した。調査内容は,独立変数については,[素因]として性、年齢、同居家族、健康増進意識、介護経験の有無を、[利用促進要因]として経済要因、かかりつけ医の有無、ソーシャルサポートを、[ニード]として主観的健康感、介護サービス必要感、ADL、IADLを、媒介要因としては患者・住民側とらえる地域(患者・住民)一看護師のパートナーシップ、医療受容度をとりあげた。従属変数にはヘルスサービス(医療サービス、介護サービス)の利用をとりあげた。回収数は775名(回収率55.0%)であった。年齢が高く、独り暮らしであり、かかりつけ医がいる人ほど医療サービスを利用していた。介護サービスではソーシャルサポート,殊に配偶者間のサポートの影響が示された。介護サービス利用の意志決定には家族が主要な役割を担っていた。アクセスの悪さにより受診が阻害される傾向が見られたが、「看護師は身近な存在である」と感じている場合は、アクセスを促進していた。昨年の結果同様、需要側からも、「身内/よそ者」は看護実践モデルの重要な要素であることが示された。ルーラルナーシング理論に基づく5つの概念(孤立、役割一致感、匿名性欠如、「身内/よそ者」、専門職自律性)を中心に、互酬性モデル(患者満足と職務満足の互酬性モデル)として看護実践モデルの評価を行い,看護実践の質改善を図れるモデルとして精緻化することを本年度の研究目的とした。予備調査の段階で、へき地診療所勤務の看護師の入れ替わりが多く、パネル調査とするには充分なケース数が確保できないことが判明した。そこで、離島の中でも、群島属島や孤立小型離島での看護実践モデルが求められることから、狭くても深い聞き取り調査に切り替え、看護師の看護実践の形成・変容過程を把握することで、量的調査では明らかに出来なかったへき地診療所看護師の実践形成過程を看護実践モデルに取り入れることが出来ると考えた。看護師、住民だけでなく、医師や行政の立場からも、看護実践を捉えることで、本研究で開発してきた看護実践モデルを評価した。

住民と看護師のパートナーシップがアクセスを促進しているが、そのためには、住民から一定程度「身内」と扱われることが必要で、「よそ者」のまま、専門職自律性は発揮しにくい。しかし、完全に「身内」になると、専門職である前に、住民である故、匿名性が欠如するので、自律性が発揮しにくくなる。医師が非常駐の場合は、医師を始め、関連する医療福祉職のネットワークが機能するかどうかで、「孤立」が看護活動に大きく影響する。ネットワークは公的なものだけでなく、自主的なそれが形成されているところでは、住民からの役割期待が加重になることもない(役割一致感)ことが示唆された。5つの概念間の因果関係についてのモデルである看護実践モデルの事例による実証とモデルの精緻化が可能であった。
体育科における小・中学校一貫を目指した教育課程の研究

小・中学校の体育科教育は、それぞれの役割と責任を自覚し連携して、児童・生徒の発達段階に則しながら、生涯スポーツの主体的実践者を育成するために不可欠な基礎的・基本的教養を養おうとするものでなければならない。この立場から、今回の研究は小学校及び中学校の体育担当教師を対象とし、両学校種における「教育目標・内容・教材」の実態や小学校から中学校への要望、中学校から小学校への要望等についての調査研究とともに、小・中一貫した「教育目標・内容・教材」の配列モデル作成を企図して行った。後者については具体的な提案までには至らなかったが、前者の研究をとおして、(1)体育科教育の指導理念上の課題、(2)実際の指導上の課題、(3)子ども(児童・生徒)の実情からみた課題、(4)小・中学校一貫体育実現のための両校種教師の考え、等の観点から小・中学校一貫体育実現のための条件を引きだすことができた。(1)は、できる・わかる学習過程を中軸としながら意欲・関心の高まりや態度の育成を目指すことに要約される。(2)は運動の技術的特性に子どもが直接にかかわりながら、そのなかでグループ編成や子ども同士の連携を育む学習の組織化に要約される。(3)については、たとえば器械運動やダンスなどの領域とボール運動領域などではその扱いに量的な差別があるため、子どもの技術習得にも格差があることから、各学年で指導すべき内容を明確に定め確実に習得させることを課題として指摘した。(4)については、小・中学校9年間を見通したカリキュラムの策定、両校種教師間の相互理解と連帯意識の重要性が明らかになり、これに関する教師の取り組みを課題として指摘した。平成10年度は、大分県下の小学校及び中学校教員を対象とし質問票による調査を実施した。質問票は主として「体育科教育に対する期待」「体育で目指す子ども像(教育目標)」「教育内容」「評価」「小学校から中学校への要望」「中学校から小学校への要望」等で構成した。調査対象については、小学校は県下396校より学校規模・地域等を勘案して100校を抽出し86校(583名)からの回答を得た。中学校については、県下の全学校(158校)を対象として実施し136校(337名)からの回答を得た。調査結果は、性、校種、担当学年、学校規模別等に統計処理を行った。以上の結果、研究目的である「体育科における小・中学校一貫を目指した教育課程」モデル作成上貴重な示唆を得ることができた。以下にその一部を述べる。体育科教育に期待する内容では、小学校は「他者とのふれあいを広げる」「体力づくり」に50%以上の者が強く期待するとしており、中学校はこれらとともに「集団行動力の育成」「身体や運動についての認識を深める」「安全への理解」「体力・健康づくりの知識や方法の理解」に60%以上の者か強く期待するとしている。また、小から中学校への要望としては、「運動の楽しさを味合わせて欲しい」「個性をみつけ伸ばして欲しい」「他者とふれあう力をつけて欲しい」「進んで活動できる力をつけて欲しい」等があげられ、中から小学校へは「運動の楽しさを味合わせておいて欲しい」「基本的な運動能力を身に付けさせておいて欲しい」「進んで活動できる力をつけおいて欲しい」「ルールを守って行動したり、協力して活動するなどの社会的態度を身につけておいて欲しい」等かあげられた。これらの結果を基に、体育科に固有の課題とその達成を支える条件とを峻別し、児童期から少年期への発達を見越して連続的・一貫的な目標・内容を設定することが必要である。

この立場から、今回の研究は小学校及び中学校の体育担当教師を対象とし、両学校種における「教育目標・内容・教材」の実態や小学校から中学校への要望、中学校から小学校への要望等についての調査研究とともに、小・中一貫した「教育目標・内容・教材」の配列モデル作成を企図して行った。後者については具体的な提案までには至らなかったが、前者の研究をとおして、(1)体育科教育の指導理念上の課題、(2)実際の指導上の課題、(3)子ども(児童・生徒)の実情からみた課題、(4)小・中学校一貫体育実現のための両校種教師の考え、等の観点から小・中学校一貫体育実現のための条件を引きだすことができた。(1)は、できる・わかる学習過程を中軸としながら意欲・関心の高まりや態度の育成を目指すことに要約される。(2)は運動の技術的特性に子どもが直接にかかわりながら、そのなかでグループ編成や子とも同士の連携を育む学習の組織化に要約される。(3)については、たとえば器械運動やダンスなどの領域とボール運動領域などではその扱いに量的な差別があるため、子どもの技術習得にも格差があることから、各学年で指導すべき内容を明確に定め確実に習得させることを課題として指摘した。(4)については、小・中学校9年間を見通したカリキュラムの策定、両校種教師間の相互理解と連帯意識の重要性が明らかになり、これに関する教師の取り組みを課題として指摘した。
混合配位ヘテロポリ酸塩を触媒とする酸素酸化反応

平均組成が(NH_4)_5H_6PV_4Mo_8o_<40>-nH_2O(以後NPVMoと略記)で示すことができる混合配位ヘテロポリ酸塩を触媒として分子状酸素を活性化し,アミンアルコール,フェノールやアルカンの一般性のある常圧酸素酸化ならびにNPVMoを触媒としN-ヒドロキシフタルイミドやキノンをメディーエーターとする新しい間接酸素酸化法を開発することに成功した。得られた成果を示す。1。NPVMoを触媒とする種々の有機基偵の酸素酸化芳香族アミン,ベンジルアルコール,フェノール等の化合物をNPVMoを触媒として常圧酸素雰囲気のもとで酸化すると〓扶的に担当する脱水素化合物であるイミン,ベンズアルデヒド,およびキノンにそれぞれ良好の収率で変換することができた。2。NPVMo触媒とする新しい間接酸素酸化法の開拓NPVMo/O_2系によってヒドロキノンはキノンに良好に脱水素されることが明らかとなったので,この反応とPd触媒を組み合せることにより新しい間接的常圧酸素酸化系をつくることができた。たとえば,シクロヘキセンは酢酸中で本触媒系による酸素酸化で良好に担当するアリル化合物に導くことができ,種々のシクロアルケンを酢酸アリルに変換する一般法として利用できることがわかった。また,アクリル酸エステルやアクリロニトリルはアルコール中で本触媒系によりアセタール化され,それぞれ相当するアセタールを定量的な収率で得られた。3。N-ヒドロキシフタルイミドを用いる酸化反応N-ヒドロキシフタルイミドがNPVMoや他の遷移金属塩の存在下アルコールやアルカンの常圧酸素酸化反応を触媒し,シクヘキサンはシクロヘキサノンとアジピン酸に変換できることがわかった。本触媒は多の種々の有機基偵の酸化を促進した。得られた成果を示す。1。2。3。本年度は一般性のある直接的な酸素酸化反応触媒を開拓することを目的として、混合配位ヘテロポリ酸塩触媒を中心に高活性触媒の調製と探索および新しい間接酸素酸化法について検討した結果以下の点を明らかにした。(1)混合配位ヘテロポリ酸、特にバナジウムを鍵元素とするバナドモリブドリン酸塩が分子状酸素を活性化し、アミンやアルコールの酸化的脱水素反応を促進すること。特に、平均組成が(NH_4)_2H_5PV_6Mo_6O_<40>・nH_2O(以後NPV_6Mo_6と省略)で示すことができる混合配位ヘテロポリ酸塩がトルエン中酸素雰囲気下でベンジルアミンをシッフベースイミンに、イソクロマンをイソクロマノンにそれぞれ良好に酸化することがわかった。NPV_6Mo_6触媒を含浸法により活性炭に担持させた触媒(NPV_6Mo_6/Cと略記)がフェノール類の酸素酸化に優れた活性を示し、相当するキノン類を良好な収率で酸化できることがわかった。また、ベンジルアルコールを酸化するとカルボン酸を生成することなくベンズアルデヒドが選択的に得られた。NPV_6Mo_6/O_2系を用いN-Oやキノンのような化合物をメディエーターとする間接的酸化法がNPV_6Mo_6を触媒としてヒドロキシフタルイミド(NHPI)をメディエーターとして用いることにより達成され、アルコールを分子状酸素で触媒的にケトンに酸化できた。さらにNHPI単独または触媒量のCo塩を共存させることにより、従来酸化が困難であったシクロヘキサンのようなアルカン類や種々の有機基質の酸素酸化が比較的穏和な条件でを達成できることがわかった。平均組成が(NH_4)_5H_6PV_4Mo_8O_<40>・nH_2O(以後NPVMoと省略)で示すことができる