hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
グローバル化時代における人間存在と国際関係論の再構築-実在変容の認識論と実践論

5.研究計画全体について、第1回研究会で中国社会科学院日本研究所呉万虹博士から講評を受けた。6.年間を通じて、各人がそれぞれの研究テーマにもとづき資料収集(文献、インタービュー)を行ない、研究を進めた。7.5人が研究テーマに応じて、海外(オーストラリア、マリ共和国、ロシア、英国、米国)で研究報告、あるいは資料収集、関係者との意見交換を行なった。8.研究全体として、国際関係論と社会学の専門家という、異なる研究領域間での有機的学際的研究体制を推進した。1.研究会(平成19年1月5-7日)で、研究分担者各人がこれまでの研究成果について報告を行い、報告書作成に向けて、全体で最終的課題を確認した。2.研究会(平成19年1月6日)で、研究分担者全員が『留学生向けの国際関係論』日本語上級テキストの原稿の日本語につき、日本語教育の専門家から指導を受けた。3.留学生向けのテキスト『日本で学ぶ国際関係論』を公刊した(発行日平成19年3月20日)。4.研究報告書を作成し、公刊することに取り組んだ(発行予定日平成19年7月31日)5.3人が研究テーマに応じて、海外(オーストリア、カナダ、米国)の学会で研究成果報告をした。6.研究全体として、国際関係論と社会学の専門家という、異なる研究領域間での有機的学際的研究体制を推進した。
不確定因子を考慮した大型コンテナ船の動的縦曲げ最終強度及び信頼性に関する研究

コンテナ船の縦曲モーメントに対する動的応答特性を明らかにするため全船モデルを用いた3次元弾塑性非線形有限要素解析を実施。1最先端のシミュレーション技術を用いて、一発大波に対する船体の崩壊メカニズムを明らかにした。2荷重周期・振幅・解析モデルが船体最終強度の動的構造応答に与える影響を明らかにした。3最終強度推定には、少なくとも全船モデル又は1/2ホールドモデルが必要。4最終強度推定について、3種類の解析手法の推定精度を相互比較検証すると共に、コンテナ船に適用可能な新たな簡易算式を開発しその有効性を検証した。5模型実験の解析検証を実施し、実験時の摩擦影響及び面内応力集中影響を明らかにした。(1)コンテナ船崩壊模型実験:大型コンテナ船のデータを入手し、当該データを元に、コンテナ船の曲げ崩壊実験用の縮尺模型を設計した。適切な実験実施のために、非線形FEM解析を用いて崩壊模型及び治具のFEMモデルを作成し、詳細な事前解析を行い、試験機の最大荷重以下で模型が崩壊するか等検討を行った。解析結果を受けて、設計変更・事前解析を繰り返し、仕様書案を作成した。現在、模型製作に向けて、模型製造業者と調整中である。事前解析による検討結果を、日本船舶海洋工学会春季講演会で講演予定である。また、4点曲げ実験について、FEM解析により、治具と模型の摩擦影響が生ずることが分かった。得られた知見を国際学会で発表する予定である。(2)動的応答現象解明・船体梁モデル:コンテナ船モデルを入手。ロンジがビーム要素でモデル化されていることから、モデルの改造を検討中。モデル改造費用を積算していなかったため、対応検討中。コンテナ船の図面を入手し、Smtih法を用いた解析は終了。FEA解析ができれば、動的・静的な最終強度を比較検討可能。(3)コンテナ重量不確定性・構造信頼性:コンテナ重量のデータを入手し、統計解析を実施中。コンテナの実重量については、計測していないことから、申告重量のみで検討中。申告重量を用いて、40feet及び20feetコンテナそれぞれについて、コンテナ重量分布モデルを構築した。ばらつきが大きく、類型化が必要と考えられる。(1)コンテナ船崩壊模型実験:模型実験はやや遅れているが、非線形FEM及びSmith法による事前解析は先行して複数回実施しており、順調に推移している。(2)動的応答現象解明・船体梁モデル:簡易推定手法の開発:簡易推定手法については、プロトタイプを開発し、矩形断面等簡易な構造に対して(3)と共に適用検証を行っており、順調に推移している。今後は、(1)の結果により妥当性の検証を行う必要がある。(3)コンテナ重量不確定性・構造信頼性:コンテナ船の実データを入手しており、解析途中である。データ量が多く、時間を要知っているが、順調に推移している。(1)箱型鋼製模型の4点曲げ実験結果について、非線形FEMを用いて、詳細析検証を行った。その結果、治具と模型の摩擦影響が崩壊荷重に与える影響があることが分かり、詳細な感度解析等を行い、実験時の摩擦係数を同定した。得られた知見を国際学会で発表を行った。理論の検証のためには、実験による検証が重要であるが、当初焦点としていない詳細な実験条件が実験結果に影響を及ぼすことがある。4点曲げ模型実験において、摩擦係数が結果に大きな影響を与えることが分かり、(2)動的応答現象解明:構造信頼性解析に適用するためのコンテナ船の変断面梁モデルを検討している。梁モデル用いて、船首部にスラミング衝撃荷重を与えるシリーズ解析を行い、動的応答現象の解明を行った。境界条件として、固定端モデル、支持端モデル、海水バネ・重力モデル等複数のモデル化を検討した結果、海水バネ・重力モデルが最も実船に近い結果を与えることが分かり採用することとした。当該モデルを用いて、荷重を一定として、荷重周期の影響を考察した結果、固有周期に近い荷重による共振現象を確認すると共に、荷重周期が大きくなっていくと、準静的荷重に漸近していくことを確認した。得られた知見を2017年6月の国際学会で発表する予定である。また、コンテナ船の全船モデルを用いた同的解析を実施中であり、簡易梁モデル、詳細モデル、簡易解析手法(Smith法)による比較検証を行う。(3)コンテナ重量不確定性・構造信頼性:コンテナ重量の統計解析を実施した。コンテナの実重量については、計測していないことから、申告重量のみで解析実施。40feet及び20feetコンテナそれぞれについて、コンテナ重量分布モデルを構築した。構造信頼性システムのプロトタイプを構築した。(2)の梁モデル及び波浪等の確率モデルを統合する予定。(1)模型実験による妥当性検証:模型実験の解析検証も終了し、非線形FEM及びSmith法の比較検証も終了し、順調に推移している。鋼材価格及び工賃高騰により、コンテナ船の追加実験は実施せず、非線形FEMによりメカニズムの解明を行う。(2)動的応答現象解明・船体梁モデル:変断面梁モデルを用いて、動的現象の場合に、荷重周期が応答に与える影響が明らかになり、順調に推移している。今後は、全船モデルにより、梁モデルの妥当性を検証し、その後は、梁モデルを用いて、構造信頼性を考慮したシリーズ解析を実施する。(3)コンテナ重量不確定性・構造信頼性:コンテナ船の実データを入手し解析済みであり、順調に推移している。

(1)(2)を重点的に実施している。<最終年度成果>(1)動的最終強度に与える影響を明らかにするためコンテナ船の全船モデル、1/2ホールドモデル、1Transモデルの3種類のモデルを用いると共に、全船モデルについては、貨物有無・付加水質量有無を変化させ、計5種類のモデルを用いて、荷重周期及び慣性力等を変化させたシリーズ解析を実施した。(2)Smith法(2種)及び簡易算式、FEAをコンテナ船に適用し、最終強度推定結果を比較し、各ツールの精度の相対的精度を検証し、簡易推定手法について、応力分布モデルを改良した新たな最終強度簡易推定手法を導出した。(3)鋼製模型の実験結果について詳細観察を実施すると共に非線形FEMによる再解析を行い詳細な解析検証を実施した。(4)研究成果を国内外の学会に投稿し発表した。<研究期間全体を通じての研究成果>(1)非線形梁モデル及び全船モデルの双方において、荷重周期が船体固有周期に近接する場合、最終強度の動的構造応答が準静的な場合に比較して増加する現象が明らかとなった。(2)モデルの不確実性については、全船モデル、部分モデルは概ね妥当な結果を与えるが、1Transモデルは相対的に高い(危険側の)最終強度を与えるため、船体最終強度の推定に際しては少なくとも1/2ホールドモデルを用いる必要がある。(3)鋼製模型の4点曲げ実験の解析検証により実験時の摩擦影響及び面内応力集中影響を明らかにした。(4)準静的な船体最終強度の推定に際して、FEA、Smith法、簡易算式の3種類の方法を比較検証すると共に、コンテナ船に適用可能な合理的な簡易推定手法を開発し、その有効性を検証した。(5)縦曲げモーメントの荷重付加方法について、一発大波のホギングモーメントを負荷する際にはスラミング衝撃荷重を含めて精度良く現象を再現できる荷重負荷方法が必要であることが分かった。コンテナ船の縦曲モーメントに対する動的応答特性を明らかにするため全船モデルを用いた3次元弾塑性非線形有限要素解析を実施。1最先端のシミュレーション技術を用いて、一発大波に対する船体の崩壊メカニズムを明らかにした。2荷重周期・振幅・解析モデルが船体最終強度の動的構造応答に与える影響を明らかにした。3最終強度推定には、少なくとも全船モデル又は1/2ホールドモデルが必要。4最終強度推定について、3種類の解析手法の推定精度を相互比較検証すると共に、コンテナ船に適用可能な新たな簡易算式を開発しその有効性を検証した。5模型実験の解析検証を実施し、実験時の摩擦影響及び面内応力集中影響を明らかにした。模型実験を早期に実施し、崩壊メカニズムの解明・数値計算法の妥当性検証を行うことが重要である。模型製作において、コンテナ船の縮尺比で設計すると、狭小により施行が難しいとの問題が顕在化している。実船の縮尺比を斟酌して、施工できる模型寸法等で設計する方向で調整中である。コンテナ船のモデルの修正を早期に行い、動的影響の解明を早期に実施する予定である。コンテナ船モデルが作成できれば、動的影響の解明と共に、簡易解析法の妥当性検証も実施することが可能となる。
電気化学反応における金属の酸化還元電位の密度汎関数法による算出

本課題研究では、電気化学における基本的な量である標準酸化還元電位(Standard Redox Potential ; SRP)を密度汎関数法(DFT)計算から算出することを試みた。[Fe(CN)_6]^<3-> + e^-→[Fe(CN)_6]^<4+>などの錯体の価数の変化におけるSRPの値は、溶媒効果を考慮した計算から求めることができるが、金属のイオン化傾向に対応する、金属から金属イオン(M→ne^- + M^<n+>)へのSRPの値を計算するために、Born-Harberサイクルを用いた方法を考案した。この過程はBorn-Harberサイクルを用いて、(1)固体から原子となる際の昇華または凝集、(2)原子のイオン化、および(3)イオンに水分子が水和された錯体を形成するときの水和エネルギーの3つに分割される。本研究で扱ったイオンはSHEの実験値が増加する順に、Li^+, K^+, Ca^<2+>, Na^+, Mg^<2+>, Al^<3+>, Ti^<2+>, Mn^<2+>, Zn^<2+>, Cr^<3+>, Fe^<2+>, Co^<2+>, Ni^<2+>, Fe^<3+>, Cu^<2+>,Cu^+, Ag^+, Pd^<2+>, Pt^<2+>, Au^<3+>, Au^+の21種類であり、SHEの実験値と計算値のずれを表す標準偏差は0.200.27Vであった。標準酸化還元電位は電気化学における最も基本的な量ではあるが、量子化学計算に基づいた算出は、価数のみ異なる錯体間のような系を除いては行われていない。本課題では、Born-Haberサイクルを組み合わせて、金属中の原子が溶出し、水和イオンと電子に電離する過程としての標準酸化還元電位の算出に成功した。計算方法の概要を記す。理論式で書かれる標準酸化還元電位は(1)金属バルク結晶からの昇華エネルギー、(2)金属原子のイオン化エネルギー、(3)金属イオンの水和エネルギーに分解される。(1)については凝集エネルギーの実験値を用いた。(3)の過程では、溶媒(水)の効果を間接的に扱う連続体近似を用いた。水和錯体の構造は、個々の金属イオンごとに複数のモデルを考え、それぞれのイオンで最安定な構造のエネルギーを採用した。さらに、精密化した計算では、連続体近似と構造最適化を同時に行い、その後、振動数解析を行って自由エネルギーを算出して、実験値との比較を行った。18年度は、水以外の配位子を含む系について、研究する予定である。[Fe(CN)_6]^<3->+e^-→[Fe(CN)_6]^<4+>などの錯体の価数の変化におけるSRPの値は、溶媒効果を考慮した計算から求めることができるが、金属のイオン化傾向に対応する、金属から金属イオン(M→ne^-+M^<n+>)へのSRPの値を計算するために、Born-Harberサイクルを用いた方法を考案した。本研究で扱ったイオンはSHEの実験値が増加する順に、Li^+, K^+, Ca^<2+>, Na^+, Mg^<2+>, Al^<

3+>, Ti^<2+>, Mn^<2+>, Zn^<2+>, Cr^<3+>, Fe^<2+>, Co^<2+>, Ni^<2+>, Fe^<3+>, Cu^<2+>,Cu^+, Ag^+, Pd^<2+>, Pt^<2+>, Au^<3+>, Au^+の21種類であり、SHEの実験値と計算値のずれを表す標準偏差は0.200.27Vであった。
権威的法典籍を利用した外国法の継受・定着ないし変改の歴史像と現代への示唆

新たな法制度が策定される際には、外国の法制度が参照され当該外国法制度の全体の正確な把握と、そのうえでの冷静で主体的な取捨選択ないし合理的な改変とがなされることが予想される。しかし,その具体的なありようはどうか。本研究は,第一に,18世紀末から19世紀前半にかけてのアメリカ合衆国に素材を求め、かつての本国イギリスの「権威的法典籍」がいかに利用されて、アメリカ法への継受・定着、あるいは離脱、さらには変改が行われたのかを実証的に摘出した。第二に、そのような継受・定着と一定の変改を経た英米法が,わが国の近代法制にいかなる現実の影響を及ぼしたかを検討し,もって現代の法制度策定の際における示唆を得た。本研究で言う権威的法典籍の代表的なものとして、18世期イギリスで出版されたブラックストン『イングランド法釈義』について、研究課題にかかる多面的な調査を継続して実施している。その過程で、『イングランド法釈義』が、アメリカ合衆国初期における訴訟手続の変化と、同時期における近代的不法行為概念の形成とに、多大な影響を及ぼした事実が明らかになったので、その具体的な歴史像を描く、昨年発表した論文の続編を執筆中である。これは、これまで実体法と手続法とを別々の専門家が研究し、反面その一体的発展の姿を描くことができなかった従来の研究を批判して、独立後のアメリカにとっては「外国」であるイギリス法に関する権威的法典籍である『イングランド法釈義』を媒介として、近代的不法行為概念と訴訟手続とがアメリカ独自の形で有機的一体をなすものとして発展し始める歴史像を描き出そうとするものであり、大きな学問的意義を持つものと思われる。『イングランド法釈義』の、日本への影響を調査したところ、明治初期に、星亨、石川彝の二人によって、それぞれ部分訳が出ていることがわかった。この二つの翻訳については、これまでその存在が知られていただけであったので、それぞれの底本およびその特徴、訳文比較、ならびにそれぞれの翻訳のねらいを中心にして調査研究した結果を論文にまとめた。同時期の日本にとって急務の国家的課題であった法典編纂に関しては、従来フランス法、ドイツ法の影響は多くが論じられていたが、イギリス法の、しかも『イングランド法釈義』の翻訳の影響については従来全く論じられたことがなかったところから、本論文は日本近代法史にとっても少なからぬ意義を持つものと思われる。これは、後掲のとおり、今年中に公表することが決まっている。本研究で言う権威的法典籍の代表的なものとして、18世期イギリスで出版されたブラックストン『イングランド法釈義』(William Blackstone, Commentaries on the Laws of England, 4 vols., 1st ed., 1765-1769. )について、研究課題にかかる多面的な調査を継続して実施している。その過程で、『イングランド法釈義』の、日本への影響を調査したところ、明治初期に、星亨、石川彝の二人によって、それぞれ部分訳が出ていることがわかった。この二つの翻訳の底本およびその特徴、訳文比較、ならびにそれぞれの翻訳のねらいを中心にして調査研究した。上記の部分的邦訳が『釈義』の第1巻だったところから、差当り同巻に絞り、その内容が、日本語もその一つである「外国」語によってどのように伝えられ、場合によっては「継受」されるのかを実証的に確認する不可欠の作業として、上記の明治期邦訳と対照しつつ、全体を新訳する作業を行い、ほぼ終えた。これをとりまとめるための媒体として、上記の2邦訳者のみならず、「外国」人が『釈義』の全体像を把握するために重用したと考えられる、ブラックストンの『分析』(William Blackstone, An Analysis of the Laws of England. 6th ed., 1771.)に対する調査・紹介に取り組んだ。これにより、特に2邦訳者が『釈義』の全体像をいかに理解しあるいは誤解したのかや、さらにはブラックストン自身がいかなる先人の業績の上に立つことによって、後々まで「権威的法典籍」とされる『釈義』を書きえたのかを、実証的に理解する手掛りが得られたものと考えられるので、これを資料論文として執筆した。これは、後掲のとおり、今年中に公表されることが決定している。本年度の前半は、「権威的法典籍」としてのブラックストン『イングランド法釈義』を参照ないし引用する、法学書・立法資料・議会(委員会)議事録・判例・裁判資料、その他もろもろの法文献に対する、大規模な調査・収集および抽出作業を中心に行った。具体的には、(1)『釈義』以前の「権威的法典籍」と『釈義』との比較対照、(2)『釈義』アメリカ版の収集と、その購読者層の検討とを、Bibliography of early American law / by Morris L. Cohen;Imported eighteenth-century lawtreatises in American libraries,1700-1799 / by Herbert A. Johnson;Catherine S. Eller, The William Blackstone Collection in the Yale Law Libraryなど入手し、分析調査に努めた。その過程で、『イングランド法釈義』が,アメリカ合衆国初期における訴訟手続の変化と、同時期における近代的不法行為概念の形成とに、多大な影響を及ぼした事実が明らかになったので、当初の計画を若干修正して、後掲の論文の一回目を執筆し発表した。

これは、実体法と訴訟手続法とを別個の専門家が別個に研究し、その一体的発展の姿を描くことができなかった従来の研究を批判し、独立後のアメリカにとっては「外国法」であるイギリス法に関する「権威的法典籍」である『イングランド法釈義』を媒介として、実体法と訴訟手続法とが有機的一体をなすものとして発展し始める歴史像を描き出そうとするものとして、大きな学問的意義を持つものと考えられる。本研究で言う権威的法典籍の代表的なものとして、18世期イギリスで出版されたブラックストン『イングランド法釈義』(William Blackstone, Commentaries on the Laws of England, 4 vols., 1st ed., 1765-1769. )について、研究課題にかかる多面的な調査を継続して実施している。先に、星、石川の二人による部分訳を通して、『釈義』の、明治期日本への影響を調査したのを受け、「外国」人が『釈義』の全体像を把握するために重用したと考えられるブラックストンの『分析』(William Blackstone, An Analysis of the Laws of England. 6th ed., 1771.)に対する調査・紹介に取り組み、資料論文を執筆したので、今年度はさらに別の2側面の調査を行い、資料論文を執筆した。第一は、『釈義』第1巻が収める全ての判例および制定法を抽出し、『釈義』の引用表記、その巻頁、表題・通称・内容、当該判例が現在収録されているEnglish Reportsを特定し、一覧表化したものである。ブラックストンの時代には、現在と異なり、「制定法集」も「判例集」も体系的なものとしては存在しなかったことを改めて説き、そのような情況を前提にした彼が法を説明し叙述する営みが、現代の我々が行う「法学」の営みと、どれほど同質なものでありうるかの問題提起とした。第二は、同じく『釈義』第1巻が引用する全ての文献・資料を抽出し、ブラックストン独自の略語表記から、現代の読者が同定し検索することができる書誌情報にまで補充して一覧表化したものである。これは、彼の論拠を学問的に追求するため本来不可欠の基礎作業であり、上の「制定法一覧」「判例一覧」とともに、おそらく世界で初めての成果であると思われる。これまでに研究成果の一部として発表した資料論文が以下の3篇である。すなわち,「明治初期のブラックストン邦訳:星亨と石川彝」;ブラックストン『イングランド法釈義』第1巻分析;ブラックストン『イングランド法釈義』第1巻中の制定法と判例;(いずれも『法学(東北大学)』に掲載)である。これを受け,今年度はさらに次に挙げる2篇の資料論文を執筆し発表した。第一の「ブラックストン『イングランド法釈義』第1巻中の引用文献・資料」は,『釈義』第1巻が引用する全ての文献・資料を抽出し、ブラックストン独自の略語表記から、現代の読者が同定し検索することができる書誌情報にまで補充して一覧表化したものである。これは、ブラックストンの論拠を学問的に追求するため本来不可欠の基礎作業であり、上の「制定法一覧」「判例一覧」とともに、おそらく世界で初めての成果であると思われる。第二の,「ブラックストン『イングランド法釈義』第1巻本文中のラテン文」は,『釈義』第1巻が収めるラテン文(clauses)の全てを抽出し,直訳し,その出典を特定して一覧表化したものである。
触媒及び反応媒体の完全回収・再利用によるゼロエミッション型不斉合成システムの開発

反応溶媒と不斉触媒とを同時かつ完全に回収・再利用しながら実現されるゼロエミッション型の触媒ーイオン液体反応システムの開発を目指し,イオン液体と高い親和性を有し,かつイオン液体中でもキラルなルイス酸触媒として有効に機能する新規キラル二イオン性希土類金属錯体を設計,合成した。反応終了後の生成物や未反応基質等の有機溶媒による抽出・分離操作時においても触媒はイオン液体中に留まり,またこの触媒が固定化されたイオン液体は再利用が可能であることも確かめられた。さらに触媒及びイオン液体と不斉触媒能との構造活性相関を調査し,触媒活性種や触媒安定性など,更なる高機能触媒の開発に繋がる有効な知見を得た。反応溶媒と不斉触媒の同時回収・再利用を実現する精密合成システムの開発を目指し,イオン液体との高い親和性を有する新規なキラル金属錯体の,イオン液体中での不斉触媒としての機能を評価した。これまでに3,3'位にジベンジルメチルアンモニオメチル基を導入した(R)-BINOL誘導体と,これを装着した種々の希土類トリフルオロメタンスルホネート型触媒の合成に成功しており,特にスカンジウム錯体が不斉Diels-Alder反応のルイス酸触媒として目的の光学活性付加体を高収率,高立体選択的に与えることを見出した。一方で構造的な性質から,本触媒はイオン液体中での配位子の分解が見られ,回収・再利用によってエナンチオ選択性が徐々に低下していくことが確かめられた。そこで,この分解機構をとれない新規な配位子として,3,3'位にジベンジルメチルアンモニオエチル基を導入した(R)-BINOL誘導体を合成した。これは光学純品の(R)-BINOLを出発原料とし,6段階,全収率21%で達成した。これをキラル配位子とするスカンジウム錯体は,不斉Diels-Alder反応の触媒として高いエナンチオ選択性の発現には至っていないものの,イオン液体中でも高い安定性を有し,回収・再利用の際に有利であることが確かめられた。また別のタイプのイオン液体固定化型不斉触媒の開発のために,希土類-リン酸ビナフチル錯体のイオン液体中での触媒機能についても調査した。イオン性置換機を有しないキラルなスカンジウム-リン酸ビナフチル錯体をMichael付加反応の触媒として用いたところ,イオン液体中でも高いルイス酸触媒として働くことが確認された。反応溶媒と不斉触媒の同時回収・再利用を実現する環境調和型精密合成システムの開発を目指し,イオン液体との高い親和性を有する新規なキラル金属錯体の設計・合成及び触媒活性能の評価をおこなった。配位子の基本骨格として四級アンモニウム部を導入した(R)-1,1-ビ-2-ナフトール誘導体を用い、これを装着した種々の金属錯体を合成して、不斉反応の触媒として使用した。金属錯体としては希土類金属イオンを中心に検討をおこなった。触媒のリーチング調査から、アンモニウム性置換基がイオン液体との親和性の発現に極めて有効であり、効率的な不斉反応場の構築には置換基のかさ高さと反応点との距離が重要であることもわかった。またイオン液体のみを反応溶媒として検討したが、触媒能がイオン液体の種類に大きく影響されることがわかった。特にアニオン部がかさ高くなるにつれて触媒活性、エナンチオ選択性ともに向上していく顕著な傾向がみられた。これはアニオン部分の塩基性や配位性とはあまり相関がなく、興味深い知見と言える。さらに触媒の対イオンが触媒能に与える影響を調べた結果などから、触媒活性種に関する知見が得られた。これらの結果から触媒、反応溶媒等の種々の条件を検討した結果、不斉Diels-Alder反応を効果的に触媒し、目的の付加体を定量的かつ高立体選択的に得るキラルスカンジウム錯体ーイオン液体システムの開発に成功した。また反応後の有機溶媒による生成物、未反応基質の抽出分離後、触媒を含むイオン液体を再度反応に用いたところ、4回目の使用においても目的の光学活性なDiels-Alder付加体が定量的に得られ、システムの回収・再利用性も確認された。イオン液体に固定化されることで反応後にイオン液体と同時に回収・再利用が可能な新規不斉触媒として,イオン性置換基を導入した(R)-BINOL誘導体を配位子とするキラルな希土類金属錯体の開発をおこなった。配位子の合成は光学純品の(R)-BINOLを出発原料とし,その3,3'位へのジベンジルメチルアンモニオメチル基の導入を5段階,62%収率で達成した。これを塩基性シリカゲルで処理した後,種々の希土類金属のトリフルオロメタンスルホン酸塩と混合することで,目的の希土類金属錯体を得た。

これらをイオン液体のみを反応溶媒とする不斉Diels-Alder反応の触媒として用いたところ,スカンジウム錯体が最も高い活性を示し,その不斉触媒能はイオン液体(特にアニオン部)の種類に大きく影響されることがわかった。反応条件の検討により,目的のDiels-Alder付加体を定量的かつ高立体選択的(エンド-エキソ比94:6,90% ee)に得ることに成功した。また反応後に生成物,未反応基質などをエーテルを用いて抽出分離しても,触媒はイオン液体中に留まることも確認された。この触媒を含むイオン液体を再度反応に用いることで再利用性を調査したところ,立体選択性は幾分低下するものの,4回目の使用においても目的の光学活性なDiels-Alder付加体が定量的に得られた。一方,(R)-BINOLの3,3'位あるいは6,6'位にスルホ基を導入した新規キラルスルホン酸を合成し,これを多方向性配位子とする自己組織化型高分子希土類金属錯体触媒の開発もおこなった。これらをメソエポキシドのアミンによる不斉開環反応の触媒として用いたところ,高いエナンチオ選択性の発現には至っていないものの,無溶媒条件で目的の光学活性なアミノアルコールが定量的に得られ,高いルイス酸触媒能が確認された。イオン液体への固定化と高度に規制化させたキラルな反応場の構築のために,4級アンモニウム性置換基を導入した光学活性な希土類-(R)-BINOL型錯体触媒を合成し,イオン液体のみを反応溶媒とする不斉Diels-Alder反応に用いて機能評価をおこなった。3,3'位にジベンジルメチルアンモニオメチル基を導入した(R)-BINOLを装着したスカンジウム錯体は,光学活性な付加体を定量的かつ高立体選択的に与え,有効なキラルルイス酸触媒として機能することが確かめられた。また3,3'-ジベンジルメチルアンモニオエチルBINOLを有するスカンジウム錯体は,イオン液体中でも高い安定性を示し,回収・再利用時の活性低下に耐える触媒の設計指針を得ることができた。これらは未反応基質などの抽出分離操作後もイオン液体中に留まり,固定化されていることも明らかになった。また当研究室で開発され,これまで低極性有機溶媒中での高い不斉触媒活性が確認されていた希土類-リン酸ビナフチル型触媒についても,イオン液体中で高いルイス酸触媒として機能することが確認された。一方(R)-BINOLをキラル骨格とする新規多方向性スルホン酸配位子を有する自己組織化型高分子希土類金属錯体触媒を合成し,無溶媒条件でのメソエポキシドのアミンによる不斉開環反応の触媒として高いルイス酸触媒能を有することも確認した。イオン液体に固定化するために,4級アンモニウム性置換基を導入した光学活性な希土類-BINOL型錯体触媒を合成した。これらをイオン液体のみを反応溶媒とする不斉Diels-Alder反応の触媒として用い,スカンジウム錯体を用いた系で目的の光学活性な付加体を定量的かつ高立体選択的に得ることができた。またエーテルを用いた生成物,未反応基質などの抽出分離操作後も触媒はイオン液体中に留まり,さらにイオン液体と触媒は再利用が可能であることも明らかにした。これらにより,イオン液体中で高い不斉ルイス酸触媒能を示し,かつイオン液体に固定化されるキラルな希土類金属錯体触媒の開発に成功した。一方(R)-BINOLにスルホ基を導入した新規キラルスルホン酸を合成し,これを多方向性配位子とする自己組織化型高分子希土類金属錯体触媒を合成した。
独自の培養技術を用いた大腸上皮細胞機能解析と臨床応用技術開発

腸管上皮の再生機構を明らかにし、ヒト消化管再生医療に応用することが期待されている。正常な腸管上皮を体外で操作し解析することは技術的に困難とされていたことを背景とし、申請者・渡辺と分担者・中村は、正常マウス大腸由来上皮細胞を長期にわたり無血清培地中で3次元的に培養維持する画期的技術開発に着手し、かつ独自の大腸上皮幹細胞培養技術の応用を図り、「正常上皮細胞機能を解析すること」、「培養大腸上皮細胞の臨床応用技術基盤を確立すること」を目的とした。独自に開発した細胞培養技術を利用して「大腸上皮細胞機能解析」、および「培養大腸上皮の臨床応用技術開発」をおこなうことを目的とした研究を展開した。1)大腸上皮細胞機能解析プロジェクトでは、単離した大腸上皮細胞が、無血清培地を用いる3次元培養で、1年を超えて安定維持可能となる条件をほぼ確立できた(論文投稿中)。本法では、大腸上皮細胞が単層の球状嚢状構造を形成し、その急速な増大を伴いつつ継代操作を経て増殖を繰り返す。ここにはすべての終末分化細胞のみならず増殖細胞が多く含まれ、中でも特にLgr5陽性細胞数が増加し大腸上皮幹細胞が優位に増えること、およびこの幹細胞増加にWnt・Notch・BMPシグナルが主要な役割をもつことを明らかにした。また、Notchシグナル阻害剤の添加でこれら細胞がin vitroにおいて分化誘導可能であることを見いだし、現在この分化機構の詳細を解析中である。2)培養大腸上皮の臨床応用技術開発プロジェクトでもきわめた重要な成果が挙げられた。すなわち、腸炎を惹起したマウスをレシピエントとし、in vitroで大量に培養したドナー大腸上皮細胞を移入する実験系を構築した。これにより、培養大腸上皮がレシピエント大腸に生着し、上皮幹細胞移植が可能であることを世界で初めて明らかにした。今後は、投与方法、時期、細胞量などを詳細に評価し、移植効率の改善を目指して解析をおこなう予定である。さらに、個体レベルでの腸炎改善効果を目指した評価をおこなう予定である。前年度までに、マウス正常大腸上皮細胞を無血清培地で3次元培養することにより、長期にわたって体外培養する技術を確立した。本法を用いるとLgr5分子発現陽性大腸上皮幹細胞が増やしうることが明らかとなった。さらに培養大腸上皮幹細胞を移植すると、再び個体に戻った後にも幹細胞として機能し、正常大腸上皮を再構築することを見いだした。本年度はこれをさらに発展させ、移植した培養細胞が傷害上皮を修復する過程を詳細に検討した。すなわち大腸上皮傷害を惹起したマウスにEGFP陽性培養大腸上皮を移植し、移植後短期におけるドナー細胞の分布を検討した。その結果、体外で培養した上皮細胞が移植数日後に単層細胞としてレシピエント大腸に生着すること、ドナー細胞は大腸傷害部位、すなわち上皮欠損部を被覆するように分布することがわかった。さらに移植後4週では、ドナー細胞はレシピエント内に正常上皮組織を再構築しうることを見いだした。重要なことに、この培養細胞による移植は、たった1個の大腸上皮幹細胞から体外で増やした培養ドナー細胞によっても再現できることも明らかとなった。また培養腸管上皮を用いる臨床応用技術としては、まずその前段階プロジェクトとして、培養小腸上皮を用いて腸管による薬物排泄機能を解析するための基盤システムを構築した。本成果は、培養幹細胞を用いた消化管上皮再生が技術的に可能であることを明らかにした世界で初めてのものであり、世界的にも高い評価をうけることとなった(Nature Medicine 2012)。本研究によって、大腸上皮幹細胞の新しい培養技術を提示できたのみならず、微小な組織片から得た大腸上皮幹細胞による大腸再生治療の技術基盤を示す大きな成果があげられたと考えている。また、小腸上皮による薬物輸送解析システムも成果を上げ(BBRC 2012)、ヒト検体を用いる応用技術開発の進展が期待される。本研究の結果、すでに本法でたった一個の幹細胞から増やした細胞移植で、傷害された腸管上皮が修復・再生可能であることを示すことができ、さらに胎児由来の腸管上皮幹細胞の初代培養及び成体マウス大腸への移植に成功し胎児由来幹細胞の性状を報告した。本研究における「上皮細胞機能解析」でa)幹細胞の単離・培養と性状解析、b)

大腸上皮細胞がもつ生体防御機能解析を進めること、また、「培養大腸上皮細胞の臨床応用技術開発」でa)バイオマテリアルとしての応用技術、b)診断・治療ツールとしての応用技術開発を目指した研究を展開することは、消化管上皮傷害を修復するための再生医療技術の開発に重要な知見を提供すると期待される。また、異なる個人から得る培養細胞を用いて腸管上皮機能を解析することで、個別化診断・治療法へ応用できる可能性をもつものと考える。腸管上皮の再生機構を明らかにし、ヒト消化管再生医療に応用することが期待されている。正常な腸管上皮を体外で操作し解析することは技術的に困難とされていたことを背景とし、申請者・渡辺と分担者・中村は、正常マウス大腸由来上皮細胞を長期にわたり無血清培地中で3次元的に培養維持する画期的技術開発に着手し、かつこの独自の大腸上皮幹細胞培養技術の応用を図り、「正常上皮細胞機能を解析すること」、「培養大腸上皮細胞の臨床応用技術基盤を確立すること」を目的とした。本研究の結果、すでに本法でたった一個の幹細胞から増やした細胞移植で、傷害された腸管上皮が修復・再生可能であることを示すことができた(Yui et al. Nat Med 2012)。また、培養腸管上皮が薬剤輸送機構など、正常な腸管の上皮機能解析に有用であることを示した(Mizutani et al. BBRC 2012)。本研究における「上皮細胞機能解析」でa)幹細胞の単離・培養と性状解析、b)大腸上皮細胞がもつ生体防御機能解析を進めること、また、「培養大腸上皮細胞の臨床応用技術開発」でa)バイオマテリアルとしての応用技術、b)診断・治療ツールとしての応用技術開発を目指した研究を展開することは、消化管上皮傷害を修復するための再生医療技術の開発に重要な知見を提供すると期待される。消化器病学正常大腸上皮細胞の培養技術を、幹細胞を安定して増やす技術として確立した。また、診断ツールとしての応用のため、培養腸管上皮による薬物輸送解析システムを開発し報告した(Mizutani et al.BBRC 2012)。さらに、培養大腸上皮細胞を用いる移植が理論的に実現可能であることを実験的に明確に示し、さらにただ一個の幹細胞から本法で増やした細胞によっても組織修復治療が可能であることを明らかにし、世界的にも高い評価を受けることとなった(Yui et al,Nature Medicine 2012)順調に以下の研究成果が得られた。1.マウス大腸幹細胞培養とこれを用いた移植技術の確立新規大腸上皮培養法を開発し、マウス大腸上皮を無血清培地で3次元的に培養可能であること、および継代操作を経て1年を超す長期培養が可能であることを示した。次に、1個の大腸上皮幹細胞由来の大腸上皮細胞を大腸傷害モデルマウスに移植し生着した結果、全ての分化細胞と増殖細胞を含む正常な大腸上皮を構築することを明らかにした。わずかな数の幹細胞であっても、これを体外で増やし移植することで機能的大腸上皮再生可能な細胞治療が実現可能であることを提示した本成果は、培養組織幹細胞を利用する再生医療の進歩に重要な知見を供与すると考えた。
ドイツ求職者基礎保障１０年の検証

2005年に施行されたドイツ求職者基礎保障(社会法典II)は、施行後2度も違憲判決を受けるなど、制度が安定したとはいえない状況が続いてきた。本研究は、制度施行10年の成果と課題を明らかにすることを目的として、(1)基礎保障の基準額算定、(2)実施体制、(3)就労支援の要としてのケースマネジメントに主な焦点を当て、行政担当者や研究者などのキーパーソンにヒアリングを行い、制度改革の成果と課題を明らかにした。1ヒアリング調査求職者基礎保障成立に関わり、その後も制度の定着・発展に影響を持ってきた研究者7名と、連邦労働社会省、連邦労働エージェンシー(BA)、ノルドラインヴェストファレン州、ヘッセン州、ドイツ都市会議、ドイツ郡会議、ドイツ社会連盟、フランクフルト福祉事務所、ヘキストジョブセンター、NPO2団体(ケルン、ベルリン)において、ヒアリングを行った。また、ドイツ郡会議が主催したオプション自治体の成果報告会に参加し意見交換を行った。2研究成果ヒアリングを通じて、研究のポイントに関わる以下の5点について評価の相違を明らかにすることができた。(1)BAが就労支援サービス機関として大きく改善したとの評価があった。一方、その施策が対象を絞った短期的なものになったことへの批判もあった。(2)改革を推進してきた人の中からも、ハルツ改革は失業を減らしたが不安定就労を増やしたに過ぎないという評価を聞いた。(3)社会法典IIの性格については、研究者の中に大きな認識の違いがあった。背景には、失業扶助の性格を社会保険に付随したものととらえるか、社会扶助と同じ扶助だととらえるかの違いがあることが分かった。(4)オランダ等と比較し、就労支援対象者が拡大したことを積極的に評価する見解を聞いた。(5)自治体の就労支援を側面的就労支援(16a条)に限定せずに労働市場政策として積極的に推進してきた人達が、協同体(ARGE)に見切りをつけオプションを選択したという流れがあった。他方で、自治体が担うのは、原則的に間違っているし、自治体にその能力もインセンティブもないことを強調する意見もあった。これらの点について、研究を深めることが次年度の課題である。なお、今回新たにコンタクトをもてた研究者に、次年度ヒアリングをする約束を取り付けることができた。ドイツ社会法典II(求職者基礎保障)導入によって、どのような労働市場が形づくられてきたか、そこでの移行・モビリティーの実態はどのようなものか、それをどう評価しているかについて、IAB、IAQなどの研究機関、およびDGB,BADなど労使それぞれの団体で、ヒアリングを行った。また、失業者の生活保障面での効果についての評価を、SOVDなど社会保障関連団体でヒアリングした。これらをもって、「フレキシキュリティー」のドイツ的特徴を明らかにすることができた。今回共通していたのは、ハルツIVに陥ることへの不安が、早期再就職を促しているという評価である。就労支援が成果をあげ、長期失業が減ったという評価で共通しているわけではなかった。逆に、長期失業の固定化と、低賃金雇用の増加・Aufstockerの増加を問題視する見解が多かった。また、SOS子供村職業訓練センター、ベルリン清掃公社、ヴェルクシュタットフランクフルト、ジョブボルゼミュールハイムなど、社会的不利を抱えている失業者への就労支援を担っている団体へのヒアリングによって、就労支援の重点が大きく変化し、長期失業者への職業資格付与およびソーシャルワークの予算が削減され、自治体財源に負担が転嫁されてきている様子を把握することができた。BAは労働市場に近い人に支援予算の重点を移し、自治体の役割がかつてのHilfe zur Arbeit時代のように大きくなっていることがわかった。こうした現場の変化を見たことの意味は大きい。あわせてフランクフルトの介護関係施設のヒアリングから、低賃金労働の代表である介護助手職の就業の実態と、正規職員への転換の可能性について、実態を知ることができた。さらに、法定最低賃金導入の動きや、Aufstocker対策をフォローする上で、重要な知見を得ることができた。今年度の成果としては、現地調査を通じて、(1)キーパーソンへのヒアリングとしては、残っていたゴックラー教授(バーデンヴュルテンブルグ専門大学)へのヒアリングを行い、ケースマネジメント(FM)導入の現状と課題について整理することができた。また、バルテルハイマー教授(ゲッティンゲン大学・SOFI)へのヒアリングから、実証研究の成果を得ることができた。(2)就労支援についての新たな動きとしては、フランクフルト市において新たに創設された「ヤング・ジョブセンター」の創設の目的と活動の現状を知ることができた。この中で、ゴックラー教授から、FMは新法の「核」だったが、FMを規定する条項がないというギャップが、現在まで問題を引きずってしまっていること、多様なFMのバリエーションができてしまっているという現状評価を聞いたことの意味は大きい。FMの定義、FMの対象となるべき人、FMで何ができるようになったのかについても、新たな知見を得ることができた。

もうひとつの重要課題である、ドイツにおける最低生活保障基準の決定のあり方については、連邦憲法裁判所の2014年8月の決定について、ミュンダー教授の来日にあわせて研究会を行った。それを通じて、最低生活基準決定をめぐる立法機関と司法との役割、低所得世帯と参照する上での理念と具体的手続きなどに関し、何が論点になっているか、何が課題として浮かび上がってきているかを、明らかにした。社会政策学会129回大会で分科会(「就労可能な生活困窮者への生活保障と就労支援:日独比較の視点から」)を設定し、研究成果の一部を報告した。日本の政策展開について、ドイツ研究の成果にたって評価視点を明示することができた。26年度が最終年度であるため、記入しない。社会福祉26年度が最終年度であるため、記入しない。当初予定したヒアリング対象者へのヒアリングが順調に進み、かつ、新たなキーパーソンの発掘とコンタクトもできた。ヒアリングの成果として、重要なポイントでの評価の違いを明らかにすることができ、研究課題を鮮明にすることができた。(1)キーパーソンへのヒアリングは順調に進んでいる。これまでに主だった者へのヒアリングはほぼ終えた。ヒアリングを必ずしなければならない研究者のうち、残っているのはゴックラー教授だけである。(2)研究成果の中間発表の場を持つことが遅れている。構成員内部の研究会は繰り返し行っており、研究成果のまとめは進んでいる。研究成果を対外的に発表する場がまだもてていない。研究計画に即してヒアリングを当初計画のとおり進める。新たにコンタクトのできた人へのヒアリングも行う。中間成果の発表の場として、学会報告の準備を進める。次年度は以下のように研究を進める。(1)キーパーソンへのヒアリングを続ける。(2)ドイツ国内で新たな研究成果を出している研究グループへのヒアリングを行う。(3)社会政策学会で研究成果を報告し、広く意見交換を行う。(4)11月のミュンダー教授の来日にあわせて、最終報告書に向けたつめの意見交換を行う。(5)成果をまとめ、出版計画をたてる。ドイツ調査に参加する予定だった分担研究者が家庭の事情で参加できず、その旅費分を書籍等の購入にあてたが、残金を次年度に使用することとしたため。(1)研究分担者である武田公子(金沢大学)が体調不良のためドイツ調査に参加できなくなった。今年度のドイツ調査に予定した旅費を次年度の調査にあてることとした。(2)学会報告のための旅費を、次年度に回した。(1)2014年夏の調査旅費として、武田公子が使用する。(2)10月の学会報告時の旅費にあてる。
非線形リアクトルによるダイオードコンバータの力率改善

本研究は,ダイオードコンバータの力率を受動素子である非線形リアクトルを電源側に挿入する事によって改善することを目的としている。本年度は,まず3相ダイオードコンバータの力率改善を非線形リアクトルによっておこなう方式で非線形リアクトルの簡単な解析および設計方法を明らかにした。従来の非線形リアクトルは,直交磁心を用いて構成できるが磁束分布が複雑であるので設計が非常に難しい問題があった。そこで,ヨーク部に部分ギャップを持つ非線形リアクトルの設計方法を確立した。この結果,非線形リアクトルの設計と製作が容易になった。製作した非線形リアクトルを用いると90[%]近くまで力率改善をできることが分かった。次に,力率改善特性を理論的に計算する方法を前年度で明らかにしたが,この方法は近似的方法であり誤差がある。この誤差は,非線形リアクトルの電流が小さい領域のインダクタンスが零でなく電流が大きい領域のイングクタンスが無限大でないことが原因である。そこで,この仮定と異なる場合の理論特性の誤差をコンピュータシミュレーションで明らかにした。この結果,理論特性によるシステム設計における誤差の範囲が明確になりシステム設計の精度が向上した。さらに,非線形リアクトルを使用しない場合におけるダイオードコンバータの力率等の諸特性を理論的に明らかにして非線形リアクトルを用いた力率改善方式の効果を比較出来るようにした。本研究は,ダイオードコンバータの力率を受動素子である非線形交流リアクトルによって改善することを目的としている。本年度は,まず角形ヒステリシス特性を有するコアを使用して電流が小さい領域でのインダクタンスに対して大きい領域のインダクタンスが増加する非線形リアクトルを制作した。この場合のインダクタンスの比は,62.6であった。このリアクトルを,コンデンサ入力形単相整流回路の交流側に挿入して力率改善を行った。力率は,非線形リアクトルを使用しない通常のコンデンサ入力形単相整流回路の力率が実験の結果68.1[%]に対して非線形リアクトルを使用した場合は,81.5[%]に改善された。非線形リアクトルを使用すると交流電流の尖頭値が抑制され電流の通電角が広がり波形が正弦波に近づき力率が改善されることが分かった。特に,低次の高調波である第3調波電流と第5調波電流が著しく減少することが分かった。以上の力率改善効果を理論的に確認するため理論解析とコンピュータシミュレーションを行い次のことを明らかにした。まず,システムの特性を簡潔に表せるパラメータkを明らかにした。このkは,直流出力電圧を負荷抵抗で除した値に比例する量である。kによって直流出力電圧,力率および非線形リアクトルの電流実効値などのコンデンサ入力形単相整流回路の諸特性が簡潔に表せることが分かった。従って,システムの特性と設計が容易になった。この理論解析方法は,コンピュータシミュレーション結果と一致しその妥当性が明らかになった。また,最大力率として,89.4[%]が得られることが分かった。また,システムの設計において,特定の高調波電流を抑制できる事が分かったので,本方式は,単なる力率改善効果のみならず特定高調波電流の抑制方式としても意義があることが分かった。本年度は,まず単相ダイオードコンバータの力率改善を非線形交流リアクトルによっておこなう方式で非線形リアクトルの特性解析と非線形リアクトルを交流側と直流側に使用した場合の力率改善効果を確認した。また,3相ダイオードコンバータの力率改善を非線形交流リアクトルによっておこなった。まず角形ヒステリシス特性を有するコアを使用して電流が小さい領域でのインダクタンスに対して大きい領域のインダクタンスが増加する非線形リアクトルを制作した。このリアクトルを,コンデンサ入力形3相整流回路の交流側に挿入して力率改善を行った。

この結果,力率は非線形リアクトルを使用しない通常のコンデンサ入力形3相整流回路の力率が実験の結果52[%]に対して非線形リアクトルを使用した場合は80[%]に改善された。このことより非線形リアクトルを使用する力率改善の有効性]が実験によって確認できた。また,非線形リアクトルを使用すると,電源電流の尖頭値が約1/4に低減し,直流電圧のリップルが1/7に低減し,直流出力電圧は僅かに1.7[%]に低減するのみであることが実験的にあきらかになった。このことは,本方式が,単なる力率改善のみにとどまらずに整流特性の向上があることを示している。また,交流電流の尖頭値が抑制され電流の通電角が広がり波形が正弦波に近づき力率が改善されることが分かった。以上の力率改善効果を理論的に確認するため理論解析を行った。まず,システムの特性を簡潔に表せるパラメータkを明らかにした。このkは,直流出力電圧を負荷抵抗で除した値に比例する量である。kによって直流出力電圧,力率および非線形リアクトルの電流実効値などのコンデンサ入力形3整流回路の諸特性が簡潔に表せることが分かった。従って,システムの特性と設計が容易になった。また,本方式の最高力率は,93.6[%]まで改善できることが理論的に明確になった。本研究は,ダイオードコンバータの力率を受動素子である非線形リアクトルを電源側に挿入する事によって改善することを目的としている。本年度は,まず3相ダイオードコンバータの力率改善を非線形リアクトルによっておこなう方式で非線形リアクトルの簡単な解析および設計方法を明らかにした。従来の非線形リアクトルは,直交磁心を用いて構成できるが磁束分布が複雑であるので設計が非常に難しい問題があった。そこで,ヨーク部に部分ギャップを持つ非線形リアクトルの設計方法を確立した。この結果,非線形リアクトルの設計と製作が容易になった。製作した非線形リアクトルを用いると90[%]近くまで力率改善をできることが分かった。次に,力率改善特性を理論的に計算する方法を前年度で明らかにしたが,この方法は近似的方法であり誤差がある。この誤差は,非線形リアクトルの電流が小さい領域のインダクタンスが零でなく電流が大きい領域のインダクタンスが無限大でないことが原因である。そこで,この仮定と異なる場合の理論特性の誤差をコンピュータシミュレーションで明らかにした。この結果,理論特性によるシステム設計における誤差の範囲が明確になりシステム設計の精度が向上した。さらに,非線形リアクトルを使用しない場合におけるダイオードコンバータの力率等の諸特性を理論的に明らかにして非線形リアクトルを用いた力率改善方式め効果を比較出来るようにした。
タンパク質と溶媒分子の効果をあらわに取り入れた生体電子伝達系の理論的研究

1)量子力学(QM)で取り扱う領域の電子状態において、古典力学(MM)で扱う周囲のタンパク質・溶媒の影響を高い精度で取り入れる手法の開発I.QM/MM境界に化学結合が存在する場合の、新しいアルゴリズムの開発:QM/MM境界の取り扱いで通常行われるLink Atom法の欠点を克服するため、QM/MM境界領域に疑QM領域(PQM)を導入する新たな方法を考案した。このPQM領域の原子団を局所化されたFrozen Orbitalで置き換えこの部分に対してQMエネルギーとMMエネルギーを論理的に混合するアルゴリズムを考案し、数残基のペプチド分子に対して稼動させて有効性を確認した。2)量子力学で取り扱う領域の電子状態において、古典力学で扱う周囲のタンパク質・溶媒の影響を高い精度で取り入れる手法の開発II.電荷・双極子法とCell Multipole法を組み合わせた遠距離相互作用のQM領域への正確な取り込み:Green関数を用いて、任意の閉局面より外部からの寄与を、その閉局面上のバーチャルな電荷と電気双極子の集合で表されるという手法を利用し、Cell Multipole法と組み合わせて遠距離にある電荷とQM領域との相互作用とを精度良く計算する手法を開発した。テストとして、中心においたベンゼン1分子と水1分子をQM領域としそれを取り巻く水208分子が入った立法体セルの周期境界系(4層)からなる巨大な系のQM/MM連成計算において、cutoffを用いずに高い精度で遠方の水分子からのQM領域への寄与を算出できた。周期的な系を考えた場合、隣のセルからの寄与を計算する場合には、QM領域の原子にESP電荷あるいはRESP電荷を置くことが多いが、この計算では、電子密度から直接閉局面上のバーチャルな電荷と双極子を算出しており、QM/MM間の相互作用エネルギーの精度を高く維持できる。1)量子力学(QM)で取り扱う領域の電子状態計算において、古典力学(MM)で扱う周囲のタンパク質・溶媒の影響を高い精度で取り入れるため、QM/MM境界に対する新しいアルゴリズムを開発した。具体的には、QM/MM領域において共有結合が存在する場合、これまではQM領域端に水素原子等を仮に導入して飽和させたりしていたが、QM領域に不自然かつ余分な自由度を導入する極めて人工的な処理であり、またどの程度の近似となっているかが不明瞭であった。今回提案したアルゴリズムは、QM/MM領域の中間にさらに擬QM空間を導入し、その擬QM空間を局在化軌道(LO)で表して、QM-擬QM間の相互作用はLOによって正確にQM計算で取り扱い、擬QM領域はQMとMMの双方の計算で重みをつけながら実施し、擬QM-MM間とMM領域内部は全てMM計算で行う、というものである。LOはfrozen軌道とするが、LO以外の分子軌道の係数はSCFによって最適化されるので、精度が高い。また、擬QM領域端には飽和させるためのリンク原子が必要だが、この付近の擬QM領域はfrozen軌道で表現されるため起こりうる歪みは少ない。さらに擬QM領域端でMM領域に接する側の飽和には、擬QM領域端を、基底関数として原子価電子の軌道のみを持ちなおかつ全電子計算による電荷(Mulliken)を再現するような原子にすることで、不自然かつ余分な自由度の導入がない様に工夫した。2)上記アルゴリズムを実現させるため、Boysのアルゴリズムを用いて局在化分子軌道計算プログラムを開発し、水分子ダイマーで検証した。3)既に開発が行われている分子軌道法プログラム(AMOSS)および古典力学に基づく分子動力学計算プログラム(prestoX)を融合し、hybrid-QM/MM計算が稼働できるようにした。1)量子力学(QM)で取り扱う領域の電子状態において、古典力学(MM)で扱う周囲のタンパク質・溶媒の影響を高い精度で取り入れる手法の開発