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実装コスト最適化制御系設計への先進的最適化アルゴリズムの導入に関する研究

この研究においては,粒子群最適化を用いて,汎用性が高いハイブリッドシステムによるモデリングを行う手法を開発した.また,その過程において分散型の粒子群最適化アルゴリズムを開発した.これは大規模な並列計算機を用いて粒子群最適化の性能を飛躍的に高めることを可能にする.また,この分散型粒子群最適化アルゴリズムを用いることで安価なDCモータ系に対して適切なモデルが得られることを示した.つづいて「L1最適化に基づいた区分的アフィンシステムの同定」について考察し,対象システムの状態空間における一貫性に着目したアプローチを新たに提案した.このアプローチは汎用性が高く,他分野におけるモデリング問題に対しても適用可能であると考えられる.これらのモデリング技術を用いることで,低コストシステムに対して,より適切で単純なモデルを構築することが可能になる.モデルのこれらの特徴は低コストシステムの制御の実現だけでなく,制御器の単純さにも寄与すると考えられ,この観点からも本研究で得られた成果は低コストシステムの制御において重要である.
上気道虚脱性に及ぼす上気道筋トーヌス及び界面活性の影響

本研究では閉塞型無呼吸の発現機序の一つとして上気道の虚脱性に及ぼす因子について検討し以下の研究成果を得た。(1)麻酔犬における上気道虚脱性に及ぼす筋性因子および界面活性の役割:麻酔犬の頚部気管を喉頭より約5cm下方で切開し、上気道と下部気道を含む肺胸郭系の分離モデルを作製し、上気道のinflation-deflation圧-量曲線を得た。露出切断した舌下神経抹消側断端を種々の周波数で電気刺激したときの圧-量曲線及びその傾き(コンプライアンス)を求め、電気刺激しない時のコントロールの値と比較した。電気刺激時の圧-量曲線の傾きはコントロールに比べ低下した。本実験より上気道筋のトーヌスが増加すると上気道虚脱性は低下し上気道虚脱性に及ぼす筋性因子の重要性が証明された。人工サーファクタント塗布前後における上気道虚脱性は引き続き検討中である。(2)ヒトにおける上気道虚脱性に及ぼす筋性因子の検討:健常人及び閉塞型睡眠時無呼吸患者を対象に、意識的に声帯を閉じた。この時上気道は下部軌道と完全に分離され、段階的に口側から接続したシリンジ内の空気を注入及び吸引することにより上気道の圧-量曲線が得られた。上気道筋のトーヌスはオトガイ下に装着した表面電極を介し電気刺激することにより高めた。動物実験と同様に上気道の圧-量曲線を求めコントロールと比較し、ヒトにおける上気道虚脱性に及ぼす筋性因子の影響を検討した。本実験よりヒトにおいてもオトガイ下電気刺激時に上気道筋のトーヌスは増加し上気道虚脱性は低下した。これらの研究成果は内外の学会や雑誌に発表し注目されている。
局所進行非小細胞肺癌に対するVMATを用いた新規照射法の確立

手術不能な局所進行非小細胞肺癌に対する標準治療は化学放射線療法であるが,5年生存率は20%,局所再発率も40-50%と報告されており,良好な治療成績が得られているとは言えない.本研究では,腫瘍の再発リスクと正常臓器の耐容線量に応じて照射ターゲットを設定し,回転型強度変調放射線療法(VMAT)を用いることにより,正常臓器への線量を従来の線量程度に抑えつつ,腫瘍のみに線量増加が可能な新規照射法の臨床的安全性及び有用性について検証する.まず第I相臨床試験として,新規照射法における推奨線量を決定する試験を実施する.引き続きその推奨線量に基づき第II相臨床試験を行い,新規照射法の臨床上の有効性を検証する.手術不能な局所進行非小細胞肺癌に対する標準治療は化学放射線療法であるが,5年生存率は20%,局所再発率も40-50%と報告されており,良好な治療成績が得られているとは言えない.本研究では,腫瘍の再発リスクと正常臓器の耐容線量に応じて照射ターゲットを設定し,回転型強度変調放射線療法(VMAT)を用いることにより,正常臓器への線量を従来の線量程度に抑えつつ,腫瘍のみに線量増加が可能な新規照射法の臨床的安全性及び有用性について検証する.まず第I相臨床試験として,新規照射法における推奨線量を決定する試験を実施する.引き続きその推奨線量に基づき第II相臨床試験を行い,新規照射法の臨床上の有効性を検証する.
DNA分析技術を利用した熱帯産重要造林樹種の効果的育種手法の開発

平成16年度は、前年度に開発したマイクロサテライトマーカーの質の検証を行うとともに、いくつかの樹種について、育種的利用を試みた。マイクロサテライトマーカーに限らずDNAマーカーの中には、一見、同一遺伝子座にある対立遺伝子に見えるものがある。このようなマーカーはメンデル遺伝をしないため、遺伝育種的利用に問題を及ぼすことになり、あらかじめ排除しておくことが望ましい。そこで、本研究の主要樹種であるアカシア・マンギウムに加え、我が国における重要育種対象樹種であるアカマツ、カラマツの3種について、自然交配家系もしくは人工交配家系を用いて、開発したマイクロサテライトマーカーがメンデル遺伝するかどうか検証した。その結果、アカシアについては、調べた全てのマーカーでメンデル遺伝を示し、ヌルアレルも見られなかった。これに対し、カラマツでは、メンデル遺伝はしていたものの、いくつかのマーカーでヌルアレルの存在が明らかになった。アカマツにおいては、多くのマーカーはメンデル遺伝していたものの、いくつかのメンデル遺伝していないマーカーが検出された。遺伝育種的利用として、カラマツの品種識別法の開発および、アカマツ連鎖地図の作製を行った。カラマツとグイマツの雑種品種は今のところ数品種であるが、その優良性から今後も増加することが予想されており、確実な品種の識別法の開発が望まれている。今回、林木育種センター北海道育種場で開発された品種「北のパイオニア1号」を材料として交配親の特定を行い、この技術が品種識別に有効であることを確認した。アカマツ連鎖地図については、AFLPマーカーによるベースマップを作製し、そこにいくつかのマイクロサテライトマーカーを関連づけた。今後、より多くのマーカーによる連鎖地図を作成し、遺伝育種的利用を試みる。今後、同様の手法を熱帯産樹種に適用することが可能と考えられる。平成15年度は、マイクロサテライトマーカーの開発を主に行った。マイクロサテライトマーカーは共優性で情報量が多い上に実験および解析が簡便であることから、集団遺伝学や生態学などにおいて、最も有用なマーカーとなっている。しかし、マーカー開発には多大な時間、労力およびコストがかかることから、近縁種で報告されたマーカーのなかから利用可能なものを選んで使用するケースが増えている。これにより、本マーカーの一つの特徴である多くの遺伝子座を解析に用いることができるという点が活かされていないといえる。また、他樹種で開発されたマーカーは、プライマーサイトに変異を含む可能性が高くなり、データの質の低下を招く原因ともなっていると考えられる。目的とする樹種について,より迅速にマーカー開発が可能となれば、このような問題が減少すると考えられる。よって、マーカー開発の効率化に重点を置き、研究を進めた。まず、本邦産の重要造林樹種であるアカマツを対象として、既報のエンリッチメント法の細部条件を検討することにより、マーカー開発の効率化を行なった。その結果、短期間に多数のマイクロサテライトマーカーを開発することに成功した。同様に、他のいくつかの樹種についても、マイクロサテライトを含む領域の塩基配列を決定した。このように、迅速に目的樹種のマイクロサテライトマーカーを開発することが可能となった。作成したプロトコールにより、熱帯産早成樹種であるアカシア・マンギウムのマイクロサテライトマーカーの開発を行ない、6種類の利用可能なマーカーを作成した。以前に行なった採取林の交配実態解明研究では既報のマーカーだけでは情報量が不十分であることが示されていた。今回開発したマーカーを加えることにより、今後、交配実態の詳細な解明が可能になると期待される。また、他の熱帯産育種対象樹種についてもマイクロサテライトマーカーの開発に着手しており、インドネシアの研究者と共同で育種事業をサポートするための協議を行なっている。
大強度中性子ビームによるマルチスケールダイナミクス測定の熱電材料研究への適用

中性子散乱によるマルチスケールダイナミクス測定を主な手法として、興味深い熱電特性を示すLa+Mn置換SrTiO3の格子特性を調べた。さらに同様の視点からの研究を関連物質へも発展させる。並行して、こうした中性子散乱実験研究に必要なデータ解析手法の高度化も行なった。前者の代表的な成果として、結晶構造の動的揺らぎを反映する非弾性中性子散乱スペクトルと熱伝導度の間に明瞭な関係があることを見いだした。後者の代表的成果としては、装置分解能の評価方法を確立した。本研究では、新しいn型熱電材料候補であるLa+Mn置換SrTiO3に対して、J-PARCの中性子実験装置の特色を活かしたマルチスケールダイナミクス測定を行い、(1)この物質が示す低熱伝導の起源を調べるとともに、(2)実空間局所二体相関の導出等の新しい解析も試み、J-PARCの非弾性散乱測定の新たな可能性を探ることを目的としている。当該年度は(1)に関しては、これまでに得られている粉末中性子非弾性散乱のデータの解析を進めた結果、低熱伝導を示す試料で見られた低エネルギーフォノンスペクトルの異常はなんらかの局所的かつ動的な格子歪みによることが明らかとなってきた。さらに、このフォノンスペクトルの異常に対応して格子比熱の非調和項が増大することもわかった。これらのことは局所歪みが非調和的な格子振動を生み出し、フォノンの寿命を減少させることで熱伝導の低減をもたらしていることを強く示唆する。以上の内容は論文にまとめ、論文誌へ投稿した。当該年度はさらに詳細な情報を得るために単結晶試料を用いた中性子非弾性散乱実験をJ-PARCで行う予定であったが、施設のトラブルによりその実験は次年度へ延期となった。そこで、その実験に向けて装置デバイスやデータ解析ソフトウェアの改良や分解能計算手法の開発を進めるとともに、当初次年度に予定していた(2)の実空間局所二体相関の導出を先行して実施することとした。その結果、フォノンスペクトルの異常が見られた試料においては、特定の原子間距離の相関に特色あるスペクトルが現れることがわかった。その特定の原子間距離とスペクトルがどのような格子ダイナミクスに対応するのか等の詳細についてはまだ不明な点があり、引き続き解析を進める予定である。当該年度は粉末中性子散乱実験のデータの解析を進め、比熱、熱伝導のデータと併せて論文を投稿できた。当初予定していた単結晶による中性子非弾性散乱実験が実験施設(J-PARC)のトラブルによりできなくなってしまったことは計画外のことであったが、その代わり次年度に予定していた実空間局所二体相関の解析に先行して着手し、一定の成果を得ることができたため、全体としてみれば研究はおおむね順調に進展していると言える。当該年度では、マルチスケールダイナミクス測定をキーワードにJ-PARCの中性子散乱実験装置を主に用いて、興味深い熱電特性を示すLa+Mn置換SrTiO3の格子特性を調べるとともに、サブテーマとして4d電子系物質La5Mo4O16の磁性の研究も行った。さらに、これらの研究に必要な中性子散乱実験法の高度化も行った。La+Mn置換SrTiO3の研究では昨年度の研究により局所的格子歪が熱伝導低下の起源である可能性が示唆されたが、研究をさらに推し進めるため、当該年度は粉末中性子回折実験を行い、実空間局所二体相関を求めることで局所歪の有無を調べた。その結果、Mn周りの局所格子歪を示唆するデータが得られ、速報として国内の研究会・学会にて発表した。また、昨年度は施設のトラブルにより実施できなかった単結晶試料を用いた中性子非弾性散乱実験を、J-PARCに加え英国ISISの類似の実験装置を用いて行うことができた。その結果、La+Mn置換による光学フォノンの変化を明瞭に捉えることにより成功した。この結果はフォノンの非調和性の増加を示唆しており、熱伝導の低下の一因となっている可能性もある。一方、La5Mo4O16については、測定エネルギースケールの異なる2台の中性子非弾性散乱装置と1台の中性子回折装置を用いた実験により、磁気構造とスピン間に働く相互作用を決定することができた。これは複数装置の相補利用によるマルチスケール測定による成果と言えるが、その結果をまとめた論文がまもなく掲載予定である。以上のような実験研究を進めるにあたり、それに必要なデータ解析技術の開発も行った。具体的には、実験データから物理量を抽出するために必要な装置分解能関数の定量的評価法の検討や、より高効率の測定と解析を可能にする単結晶試料解析ソフトウェアの高度化を行った。その結果は国内・国外の研究会で発表し、論文も投稿中である。昨年度投稿した論文を無事に出版することができたことに加え、昨年度の研究を発展させる粉末中性子回折実験を行うことができた。また、昨年度では延期となってしまった単結晶による中性子非弾性散乱実験を、J-PARCだけでなく海外の施設も用いて行うことができた。実験データ解析法の高度化の面でも論文が投稿できるだけの進展が得られた。本研究はマルチスケールダイナミクス測定をキーワードに中性子散乱による物性研究および研究手法の開発・高度化に取り組むものである。本年度は昨年度までに実施した、La+Mn置換SrTiO3の格子特性と熱電特性に関する研究のデータ解析を進めるとともに、サブテーマとして他の熱電材料の研究、二次元磁性体La2NiO4+δの磁性の研究、4d電子系物質La5Mo4O16の磁性の研究を行い、並行して、これらの研究に必要な中性子散乱実験法の高度化等を行った。

La+Mn置換SrTiO3の研究では非弾性中性子散乱実験による格子ダイナミクスの測定結果と熱伝導度の間に明瞭な相関があることを見いだした。この結果と粉末中性子回折実験による構造解析の結果を合わせて論文にまとめ論文誌に投稿した。関連して、別種の熱電材料についても中性子散乱による研究を行い、その結果を論文誌で発表した。一方、La2NiO4+δについては、非弾性中性子散乱装置を用いて磁気励起の研究を行った。これまでの研究では測られていなかった高エネルギーの磁気励起を観測できたことで、これまでにも見られていた低エネルギー領域の磁気励起とは質的に異なる磁気励起が高エネルギー領域に存在する、スピンダイナミクスのマルチスケール性を見いだした。この結果は国際会議プロシーディングスとして論文発表した。さらに、La5Mo4O16については、磁化が磁場に対して階段状に変化する興味深い振る舞いの起源を探るため磁場中中性子回折実験を行った。その結果2種類の磁気Bragg反射強度の磁化に対応した入れ替わりを見いだした。これはエネルギースケールの近い2種類の磁気構造ドメインの体積が磁場によって変化することを示唆しているが、その変化が階段状となるのは不思議であり、今後のさらなる解析が必要である。中性子散乱によるマルチスケールダイナミクス測定を主な手法として、興味深い熱電特性を示すLa+Mn置換SrTiO3の格子特性を調べた。さらに同様の視点からの研究を関連物質へも発展させる。並行して、こうした中性子散乱実験研究に必要なデータ解析手法の高度化も行なった。前者の代表的な成果として、結晶構造の動的揺らぎを反映する非弾性中性子散乱スペクトルと熱伝導度の間に明瞭な関係があることを見いだした。後者の代表的成果としては、装置分解能の評価方法を確立した。当該年度から先行して着手した実空間局所二体相関の解析をさらにすすめ、その結果を反映させた論文の投稿を目指す。また、当該年度は実施できなかった単結晶中性子非弾性散乱実験を行う。後者についてはこれ以上の遅れは問題となるので、万が一J-PARCで実験ができなかったときのために海外の実験施設への利用申請も行う。La+Mn置換SrTiO3の粉末試料に対する中性子散乱実験については、論文にまとめられるだけの実験データは得たと考えており、今後はその解析と論文化を進める。同じく単結晶試料に対する実験に関しては、異なる温度での追加実験を検討中である。その追加実験のデータと合わせて論文化を進める。中性子散乱による物質科学研究本研究ではJ-PARCの中性子実験装置から得られるデータの解析手法の高度化も目指しており、その一環として当該年度ではデータ解析ソフトウェアを動かす環境となるMatlabを購入する予定であった。しかし、先に述べた通り当該年度で予定していた単結晶中性子非弾性散乱実験の予定を延期することとなったため、それに合わせてMatlabの購入も次年度に延伸することとした。また、上記の目的のためには海外におけるデータ解析手法の進展にも注意を払うことも欠かせないが、次年度に中性子データ解析の国際会議が開催されることがわかったため、研究グループの一名がそこに参加することとし、そのための旅費を確保するために当該年度の予算を一部次年度へ延伸することとした。
17世紀イングランド公共圏における信仰と礼節に関する歴史研究

17世紀のイングランドは国政と教会統治における大きな変動を経験した。この過程で、個人の信仰と公的秩序の関係はどのように変化したか、また両者のあるべき関係をめぐってどのような議論が行われたかを、議会史料、神学テクスト、ジャーナリズムなどの調査を通して考察した。とくに、共和国政府と対立し、大逆罪で処刑された長老派牧師クリストファー・ラヴの生涯と、彼の死をめぐる言説を分析し、歴史の中で再構築される政治秩序と信仰のあいだの緊張関係についてケース・スタディを行った。一年目となる平成22年度は、イギリスの各文書館での調査を7月と3月の二回に分けて行い、大規模な史料サーベイに集中した。BritishLibrary、Wellcome Library、Dr Williams's Library、Lambeth Palace Library、Institute of Historical Research(以上ロンドン)およびBodleian Library(オクスフォード)にて、議会・教会関係史料をふくむ様々な17世紀手稿史料の閲覧・撮影を行った。特に、1651年の「ラヴの陰謀事件」にかかわるBodleian Libraryの重要手稿史料群、同時期の長老派ネットワークにかかわるLambeth Palace Libraryの手稿史料群は、本研究課題にとって非常に有益な収穫となった。今年度の調査を通して、教会改革をめぐる長期議会招集前後の討論と、共和制期における宗教政策の連続性が重要であるとの認識に改めて至ったため、平成23年度以降は1630年代後半から40年代前半にかけての議会討論、議員日記などの史料を中心に調査を続ける予定である。本年度も、EEBOをはじめとする電子史料データベースを活用し、またデジタルカメラを用いた史料撮影も多く行った。研究成果を発表する段階には至らなかったが、国内外の研究者との研究討議を経ながら、論文執筆にむけて準備を続けている。今年度の調査の対象は、主に次の三点となる。1.内戦期の宗教政策をめぐる長期議会の審議内容について、既に刊行されている複数の議事記録の内容を整理し、イギリス各地の文書館で集めた各種手稿史料の内容と比較・統合する作業を進めた。2.Westminster Archives Centreにて、セント・マーガレット教会の教区史料を調査し、1630年代から50年代にかけての政治的変動と教会設備や礼拝様式の変化の関係について考察した。セント・マーガレット教会は、議会の会期中は庶民院議員の教区教会の役割を果たしていたため、宗教政策をめぐる議会の動きを地域の視点から捉え直すうえで有意義な調査となった。3.長期議会初期における国教会主教弾劾の過程について、ダラム主教座聖堂の聖職者でのちにダラム主教となるジョン・コジンの事例を中心に調査を開始した。本研究ではこれまでロンドンを中心に調査と考察を進めてきたが、スコットランド国境に近く、一方でロード主義の影響が色濃いダラムへ研究対象を拡大することで、革命期の宗教と公共圏の関係について新たな展望が得られると考えた。平成24年度はダラムでの史料調査を実施する計画である。研究成果の発表としては、2012年に出版予定の編著『複合国家イギリスの宗教と社会』(岩井淳編)に、本研究の成果の一部を反映させた。また、国内の学会や研究会を通して協議や情報交換を行い、専門知識の提供を受けた。7月にロンドンのBritish Library、オクスフォードのBodleian Library、ダラムのDurham UniversityLibraryおよびDurham Cathedral Library、ヨークのBorthwick Instituteにて集中的な史料調査を行った。手稿史料は筆写と撮影を行い、帰国後データの整理を行った。調査の主要な対象は、(1)これまでの調査活動に継続して、イングランド議会を中心とする内戦期の教会政策に関する史料(主にロンドン)、(2)クリストファー・ラヴの長老派陰謀事件に関する史料(ロンドンおよびオクスフォード)、(3)チャールズ1世親政期から内戦期のダラム大聖堂とその参事会にかんする史料(主にダラムおよびヨーク)であった。その成果として、(1)第二次内戦(1648年)以降の長老派ピューリタンとイングランド政府の緊張関係についての理解を深めることができ、また(2)長老派ネットワークにおけるクリストファー・ラヴの位置と、その裁判・処刑をめぐるイングランド各地の反応についての実証的研究を進めることができた。(3)ダラム大聖堂は平成24年度に新たに着手したサブ・トピックであり、今後も調査の継続が必要であるが、162030年代の聖堂参事会議事録の保存状態について確認をし、親政期から内戦期にかけての教会統治の動揺をロンドンではなく北部の辺境地から考察する足がかりを得ることができた。研究成果の発表としては、共著『複合国家イギリスの宗教と社会』に、クリストファー・ラヴとロンドン長老派ネットワークの政治的位置について、スコットランド教会との関わりから詳細に解説を行った。またダラム大聖堂についての調査結果は、2月に一橋大学にて90分ほどの研究報告を行った。現在、研究課題全体の総括となる、クリストファー・ラヴを中心とする論文を準備中である。平成22年度、23年度と続けて豊富な史料や情報を収集することができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。

ロンドン中心ではない、より包括的な歴史像の構築のため、地方文書館での調査へと研究をつなげてゆく必要がある。平成24年度はダラムでの調査を行い、3年間の研究成果のまとめに入りたい。24年度が最終年度であるため、記入しない。
高周波電磁界の近傍曝露時の人体の局所電力吸収分布

人体防護の観点から、人体の共振周波数領域である30-300MH_Zの電磁波の人体曝露は、遠方放射源に対しては厳しく制限される。しかし高周波利用設備等の近傍放射源では、曝露が身体の局所に限られること、吸収の大きいE偏波以外の成分が含まれること、リアクティブな電磁界は吸収が小さいことにより、防護指針に示される電磁界強度の数値より曝露の制限が緩和できると考えられる。本研究では、近傍放射源に対する人体の電力吸収を数値的に解析し、その特性を明らかにした。まず、解析的に解の得られる球モデルにより人体を表わし、数値計算上の誤差によらない定性的な性質を検討した。さらに、より定量的な検討を行うために、人体を計180の要素からなるブロックモデルで表わし、その吸収特性を解析した。解析の結果、近傍におかれた微小電気ダイポールによる人体の全身平均の吸収電力(全身平均SAR〔W/Kg〕)は、人体への入射電界強度の最大値を等しくした場合には、吸収が最大となるE偏波の平面波曝露の場合に比べて概略2桁以上小さく、また放射源との距離が40cm程度以下では吸収の周波数特性の共振によるピークが見られないことが明かとなった。さらに、平面波曝露時と近傍放射源曝露時の全身平均SARを対応づけるには、人体の占める領域での2乗平均入射電界強度を用いることが適切であることが示された。一方、近傍放射源が微小電流ループである場合も同様に、平面波曝露時の入射電界と近傍放射源曝露時の2乗平均入射電界強度が等しい場合に全身平均SARがほぼ等しいことが明かになった。これに対し、微小電流ループ近傍では磁界強度が支配的であるにもかかわらず、磁界強度は評価基準として適当でないことが示された。これらの結果は、近傍放射源の人体曝露評価に有用なものであり、電子情報通信学会大会等で発表され、さらに現在同学会論文誌への投稿準備中である。
能動自成絞りを用いた超精密案内機構の研究

本研究の目的は、超精密工作機械や超精密計測機器などの直動型位置決め装置に使用される空気静圧案内面を"能動自成絞り"と呼ばれる絞りで能動制御することで、高い案内の真直度と無限大の案内面剛性を実現させることである。この目的を達成するために平成7年度においては能動自成絞りを製作し、空気静圧案内面に組み込んで真直度、静剛性の改善に効果のあることを確認した。引き続き本年度は以下の研究を行った。(1)能動自成絞りを組み込んだ静圧案内面のテーブルに摩擦駆動装置を取り付けて位置決め装置とした。その上で駆動装置によりテーブルを駆動し、そのときのテーブル運動の真直度を測定した。その結果、駆動装置取り付けの影響によりテーブル運動の真直度は0.2μm程度に悪化したが、能動自成絞りにより制御を行うことで駆動装置取り付けの影響も補償して、テーブル運動の真直度は10nmオーダにできることがわかった。(2)次に、テーブルに切削装置を取り付けてアルミ素材をダイヤモンド工具により施削し、仕上げ面の品質に対する能動自成絞りの効果を調べた。その結果、制御を行うことで仕上げ面のあらさは1/2になり、仕上げ面の真直度も改善されていることを確かめた。(3)以上により能動自成絞りの実用性が確認され、超精密案内機構が実現できたことがわかった。本研究の目的は、超精密工作機械や超精密計測機器などの直動型位置決め装置に使用される空気静圧案内面を"能動自成絞り"と呼ばれる絞りで能動制御することで、案内の真直度を100mmを越えるストロークにわたって10nmオーダに保つことと、無限大の案内面剛性を実現させることである。このようなことを目的として、平成7年における研究では次のことを実行した。(1)能動自成絞りの製作:能動自成絞りとして使用する圧電素子の中央に1mm程度の貫通穴を設け、その一端に樹脂をコートしたうえで、樹脂面に貫通穴に通じる約0.3mmの給気孔(自成絞りとなる)を設ける。このようにして製作された能動自成絞りユニットを予備も含め、20個準備した。(2)空気静圧案内面の製作:ストローク200mm程度の空気静圧案内面を設計・製作した。案内面を精度良くラップすることで能動制御を行わない状態においても0.1μmオーダの真直度が得られることを確認した。(3)能動自成絞りの組み込み:完成された静圧案内面に能動自成絞りを上下方向4個所、左右方向2個所の合計6組、12個組み込み、一方、直定規を配置して運動の真直度を容量型変位計により検出できるようにした。(4)制御システムの構成:パソコンをコントローラとして、変位計よりの信号を処理して圧電素子駆動電圧を算出させることにより制御システムを構成した。(5)静剛性の測定:能動自成絞りを駆動した状態でテーブルに負荷をおもりなどにより加えて静的変位を容量型変位センサで測定し、制御システムにフィードバックすることで静剛性が無限大となることを確かめた。(6)動特性の測定:能動自成絞りに正弦波状の信号を加え、この時のテーブル振動を容量型変位計により測定することで案内面の動剛性を測定、評価した。(7)真直度の測定:1mm程度の距離であるが、テーブルを移動させたときの運動の真直度を直定規を基準として容量型変位計で測定し、真直度が能動自成絞りを駆動させることで10nmオーダに改善されたことを確認した。

引き続き本年度は以下の研究を行った。(1)能動自成絞りを組み込んだ静圧案内面のテーブルに摩擦駆動装置を取り付けて位置決め装置とした。その上で駆動装置によりテーブルを駆動し、そのときのテーブル運動の真直度を測定した。その結果、駆動装置取り付けの影響によりテーブル運動の真直度は0.2μm程度に悪化したが、能動自成絞りにより制御を行うことで駆動装置取り付けの影響も補償して、テーブル運動の真直度は10nmオーダにできることがわかった。(2)次に、テーブルに切削装置を取り付けてアルミ素材をダイヤモンド工具により施削し、仕上げ面の品質に対する能動自成絞りの効果を調べた。その結果、制御を行うことで仕上げ面のあらさは1/2になり、仕上げ面の真直度も改善されていることを確かめた。(3)以上により能動自成絞りの実用性が確認され、超精密案内機構が実現できたことがわかった。
天然ガスのプラズマ・スチームリフォーミング

今後の水素需要増加にたいし、天然ガスと水蒸気から水素を製造するシステムを構築するため、2種のプラズマ反応器を試作し、その性能を検討した。○誘電体バリヤー放電(DBD)プラズマ反応器の試作:石英管の内部に銅製の内部電極を配置したチューブ式プラズマ反応器を試作した。外部電極は、導電性の銅粘着テープを石英ガラス管外部に巻き付けた。反応物は内部電極と石英管の間隙のプラズマゾーンを通過し、反応した。反応物は純メタンと純アルゴンを質量流量コントローラにより所定量混合し、反応器に導入し、生成物はガスクロで分析した。水蒸気は、水槽中にアルゴンを流通させることにより導入した。○DBDプラズマ反応器の性能試験:メタン-アルゴンプラズマ反応では、メタンの2量化が主反応で、電極上には炭素種が生成した。水蒸気を導入することで、2量化反応は抑制され、メタンの転化率は低下したが、水素生成量は水蒸気無添加の条件に比べ、増加した。○DBDプラズマ反応機構の検討:メタンプラズマ雰囲気を長時間維持すると電極表面に炭素が析出した。この炭素種と水蒸気をプラズマ雰囲気で接触させると、水素と二酸化炭素が生成した。メタンのプラズマスチームリフォーミングの反応生成物は水素と二酸化炭素であり、先の結果から、電極表面の炭素種を経由し、反応が進行すると考えた。○パックドベッド(PB)反応器の試作:内径10mmの石英管の両側から放電電極を挿入し、その間に、粒径が1632メッシュのチタン酸バリウム焼結体を充填した。電極間距離は10mmとした。○PB反応器の性能試験:上述のPB反応器を用い、メタンのスチームリフォーミングを行った。反応条件は、DBDプラズマ反応器と同じとした。PB反応器の定常状態における水素収率は、DBD反応器の5分の1から10分の1となった。○今後の検討事項:PB反応器の試験条件は、まだ最適化されておらず、DBD反応器に比べ性能が劣ったが、最適化できれば、性能向上は必至である。効率よい水分解のため、印加電圧の増大は必要で、電極形状を考慮するなどの対策が必要である。また、触媒効果の観点から、充填剤に炭素生成に有利なニッケル、鉄、パラジウムなどの金属触媒を使うことで、性能向上が期待できる。天然ガスのプラズマスチームリフォーミングに関し、本年度は以下のような成果を得た。○無声放電プラズマ反応器の試作と反応システムの構築:石英管の内部に銅製の内部電極を配置したチューブ式プラズマ反応器を試作した。石英管の両端には、テフロン製のユニオンティーを配し、石英ガラス管と内部電極支持棒の絶縁保持と、反応ガスの流路を確保した。外部電極は、導電性の銅粘着テープをガラス管外部に巻き付けた。反応ガスは純メタンと純アルゴンを質量流量コントローラにより所定量混合し、反応器に導入し、生成物はガスクロで分析した。○メタンの転化率における印加電圧の影響:水蒸気の不在下において、印加電圧を増加させると、メタンの転化率は直線的に増加した。反応開始電圧はアルゴンの励起開始電圧と一致した。

これより、反応開始、反応維持のためにアルゴンの準安定状態が深く関与すると考えた。水蒸気不在下では、主な成生物は水素、エタン、プロパンであった。また、副生成物として固体炭素が電極表面上に析出し反応の物質収支に影響を与えた。水蒸気添加後、電圧の上昇とともにメタンの転化率は増加したが、転化率の値そのものは水蒸気の不在下に比べ、減少した。これは、アルゴンの励起が水蒸気により阻害されている、あるいは、励起種自体が水蒸気分子によりクウェンチされていると考えた。○水蒸気分圧の効果:水蒸気の添加量を変化させた結果、メタン:水蒸気の比が1:1で、良好な水素生成が観察された。水蒸気の過剰な存在は、アルゴンの励起種を消費し、反応速度に影響を与えると考えた。反応生成物を調べてみると、水蒸気存在下では、エタンやプロパンの生成はみられたが、固体炭素種の、電極上への析出は観察されなかった。水蒸気添加は、アルゴンの励起種を消失させる可能性があるが、不要なメタンの二重化や、副反応を抑制し、高い選択性で水素を生成することができた。○反応メカニズムの検討:過渡応答法による、反応メカニズムの検討を行った結果、電極上に存在する炭素種と気相の水上気との反応からは、水素と一酸化炭素、二酸化炭素が生成した。プラズマ反応器の作動状態では、どのような反応物の吸着が起っているか、計り知れないが、メタンの分解物たとえばCHラジカル等が電極表面へ吸着し、そこへ水蒸気がアタックすることで、水素が生成すると考えた。本年度の目的は(1)反応効率の検討、(2)反応機構の検討としたが、この目的にたいし、以下のような成果を得た。(1)反応効率の検討:反応率は印加電圧(電力)に比例し、増加することが昨年度の研究より明らかとなった。本年度は印加電圧以外の電気的パラメータの効果を検討し、水素生成量を検討した。検討したパラメータは波形、周波数であったが、同じ周波数、電圧での波形の変化は、水素生成量にほとんど変化を与えなかった。他方、電圧、波形を一定にした場合の周波数変化は、周波数の増加とともに反応率、水素生成量ともに増加した。他のパラメータを検討した結果、周波数の増加とともに回路中に流れる電流が増加し、結果として、消費電力が増加した。このことから、周波数増加による反応率の増加は消費電力の増加による効果と考えた。前年度の結果では、電圧を増加した場合も、回路中の電流値は増加し、結果として反応率が増加した。以上の結果を総合すると、プラズマ反応の反応率に関与する電気的因子は、回路中に流れる電流値であると考えた。反応率を向上させるためにはこの電流値を増加させる必要がある。そのため、電極の形状を改良し、放電しやすい環境を整える必要があると結論した。他の反応効率向上のためのアプローチとして、電極表面積を増大させ、その表面を利用した触媒反応の相乗効果を期待した。金属アルミニウムは酸化剤が存在する溶液中で陽極酸化すると、微細で規則的な細孔を形成し、表面積を23桁増大させることができる。この手法を用い、電極の表面処理を行い、プラズマ反応に使用した。その結果、陽極酸化電極の顕著な反応率向上は認められなかった。(2)反応機構の検討:メタンプラズマ雰囲気を長時間維持すると電極表面に炭素が析出する。
非ユークリッド的グラフにおける確率モデルの多重相転移

非ユークリッド的グラフ(複雑ネットワーク、nonamenable graph)上に配置された数理モデルは、しばしば(ユークリッド格子系では見られない)新規の相転移を示すことが知られる。本研究では以下のトピックを明らかにし、ネットワークの構造とその上のダイナミクスの関係に関する知見を深めることができた:(1)ボンドパーコレーションにおける臨界相の統計的性質、(2)階層ネットワーク上のサイトパーコレーションにおける秩序相の消失、(3)コンタクトプロセスが示す非平衡多重相転移の特徴、(4)感染症モデルダイナミクスにおける初期状態の影響。1:本研究は非ユークリッド的グラフ(複雑ネットワーク)上の数理モデルの相転移とグラフ構造の間の数理的関係を調べること、特に複雑ネットワーク上のパーコレーションが示す多重相転移の特性とその原因を明らかにすることを目的としている。複雑なグラフの議論を行う前に、まずは単純な設定のもとで多重相転移の性質を詳細に調べておく必要がある。そこで、我々は多重相転移を示す最も単純なグラフであるツリー上のパーコレーションを調べた。無限ツリー上のパーコレーションと有限ツリー(の無限極限)上のパーコレーションのそれぞれについて、母関数による解析を行い、二種類の無限グラフにおける相転移の違いと対応関係を明らかにした。さらに、後者のグラフ(こちらは複雑ネットワークと共通する臨界相を示す)に関して、臨界相中の連結成分の分布関数を解析し、パーコレーションの多重相転移一般に期待されるような統計的性質を明らかにした。2:次年度以降に複雑なネットワーク上の格子確率モデル(感染症モデル)の数値シミュレーション研究を行うため、その準備研究として、複数の感染源を持つ場合の感染症モデルのダイナミクスを調べた。従来の感染症モデル研究では見過ごされかつ数値シミュレーションを行う際に障害となる問題として、「初期感染源の割合をいかに設定するか」がある。本研究では、単純なネットワーク(レギュラーランダムネットワーク)上の感染症モデルについてマスター方程式及び母関数を使った解析と数値シミュレーションを行い、有限割合の感染源からダイナミクスが始まる場合、(従来の感染症モデル研究が想定していた)単一の感染源で始まる場合には見られなかった相転移が新たに起こることを明らかにした。今年度実施した研究は本研究課題を遂行するための準備作業に相当する。得られたツリー上のパーコレーションの知見(多重相転移の統計的性質等)により、次年度以降、複雑な繋がりを持つ非ユークリッド的グラフにおける多重相転移の議論を行うことができるようになった。また、初期感染源の割合が感染症モデルの相転移に与える影響を明確にしたことで、複雑ネットワークの格子確率モデルの数値シミュレーション研究を行う際の障害が取り除かれた。申請時の計画と比較すると、現在の進捗状況はやや遅れているが、今年度の研究成果は次年度以降の研究遂行を促進するものである。(1):昨年度にネットワーク上の格子確率モデル(感染症モデル)研究として、複数の初期感染源を持つ場合にその割合がダイナミクスに及ぼす影響を調べた。そこで採用したのは基本的なsusceptible-infected-removedモデル(SIRモデル)である。今年度はより複雑なsusceptible-weakened-infected-removedモデルにおける初期感染源割合の影響を調べた。このモデルが初期感染源割合がある程度大きい場合は連続転移を起こす一方、割合がある程度小さい場合は不連続転移を起こすことを明らかにした。これはSIRモデルには見られない特徴である。また、SIRモデルのルールに動的な頂点除去(感染症における隔離対策に対応する確率プロセス)を組み込んだ際の相転移を調べた。従来scale-freenetworkでは感染症が伝搬しやすいことが言われていたが、動的な頂点除去により、伝搬を抑えられることを明らかにした。(2)susceptible-infected-susceptibleモデル(SISモデル)は、ネットワークの構造次第でGriffiths相を示す。しかし、Griffiths相を示すとされる具体的なネットワークの種類は多くはない。パーコレーションで臨界相を示すネットワークを用いて、SISモデルのGriffiths相の有無を数値シミュレーションから調べた。数値シミュレーションでは、パーコレーションの臨界相を評価する際に使うフラクタル指数の考えに基づいた指標を用いている。過渡ダイナミクスではスピン模型に見られるようなロバストな臨界性は見られなかったものの、恒常感染源を用いた定常状態の解析を通じてGriffiths相に相当するパラメータ領域を確認することができた。実績の概要(1)に書かれた実績については論文を二本投稿したが、現時点で出版には至っていない。実績の概要(2)に書かれた実績は解決すべきテクニカルな問題が残っているため、現時点では学会発表にとどまる。したがって、現在の進捗状況はやや遅れているとした。1:階層的なネットワーク上のサイトパーコレーションにおいて秩序相が消失する原因に関する研究を行った。階層ネットワークの生成ルールと生成ルール次第で満たされるネットワークの性質に注目し、「階層ネットワークがある特定の性質を満たすとき最大連結成分は常に頂点数のオーダーにはなりえない」ことの自然な結論を与えることができた(研究会発表)。論文化に向けて細部を詰めている。また、複数相転移の例として、クラスター性をできる限り高くしたネットワークのパーコレーションが最近報告された。本研究との関わりから、この問題について調査した。先行研究のネットワークが生成過程において、次数の低い頂点からなるサブグラフが中心から離れたところで形成され、それが相転移の唯一性を失わせていることを明らかにした(学会発表)。

2:昨年度研究したsusceptible-infected-susceptible(SIS)モデルのルールをより複雑にしたsusceptible-weakened-infected-susceptible(SWIS)モデルについて、ネットワーク構造と相転移の関係を調べた。このモデルが不連続転移を示すこと、定常状態に到達できるかどうかの点で初期状態に大きく依存することを微分方程式の計算と数値シミュレーションから明らかにした(学会発表)。3:ネットワークの構造とその上のダイナミクスの関係について知見を得るため、次の2つの補助研究を行った。(i)ランダムウォークモデルの通過経路で重み付けたネットワークの構造がどのようになるかを調べた(学会発表)。(ii)パーコレーション過程において選ぶ頂点に隣接している頂点の方に注目し、隣接頂点のみからなる頂点集合が巨大連結成分を持ちうるかについて調べた。非ユークリッドグラフでは、そのような頂点集合もまた複雑な相転移を示すことを明らかにした(論文を執筆中)。非ユークリッド的グラフ(複雑ネットワーク、nonamenable graph)上に配置された数理モデルは、しばしば(ユークリッド格子系では見られない)新規の相転移を示すことが知られる。本研究では以下のトピックを明らかにし、ネットワークの構造とその上のダイナミクスの関係に関する知見を深めることができた:(1)ボンドパーコレーションにおける臨界相の統計的性質、(2)階層ネットワーク上のサイトパーコレーションにおける秩序相の消失、(3)コンタクトプロセスが示す非平衡多重相転移の特徴、(4)感染症モデルダイナミクスにおける初期状態の影響。申請時に予定していた、サイトパーコレーションの秩序相が消失する原因を特定する研究を行う。また、格子確率モデルの示す多重相転移の数値計算研究を進める。申請時に提案した共同研究体制により、並行して研究を遂行する。最終年度のため、申請時に予定した研究計画を遂行するとともに、ここまでの研究成果を積極的に発表していく。具体的には、実績の概要(2)に関する研究を進め現在の問題を解消して、成果を論文にして発表する。並行して、研究計画通り階層ネットワークのパーコレーションに関する研究を進め、その成果を発表する。統計物理今年度は解析的な研究が主であり、研究に数値シミュレーションの占める比重が大きくなかったため、計算機の購入を次年度に回した。その結果、次年度使用額が生じた。計算機の購入を次年度に回したため、次年度使用額が生じた。次年度より数値シミュレーションによる研究の比重が大きくなるので、計算機を購入する。また、共同研究を促進するために、各共同研究者との打ち合わせの機会を今年度より多く設ける。
介護保険制度のダイナミクス－生成と変化のメカニズム－

(1)1.「介護保険サービスにおける介護労働と賃金:賃金規定要因は分位点により異なるのか」『ソシオロジ』本稿の目的は,介護労働者の賃金規定要因を記述することである.介護労働者の賃金を分析した先行研究の全ては,分布の中心である平均値を予測するものであった.そこで本稿では,分位点回帰を採用して賃金規定要因の分析を行った.その結果,賃金の規定要因は分位点ごとに大きく異なるという先行研究では言及のなかった新たな知見を得た.すなわち,低賃金グループと高賃金グループでは賃金規定要因が異なり,とりわけ,男性/女性、正規/非正規,介護福祉士保有/非保有者間の賃金格差が大きいという知見である.賃金分布の記述から,男女間賃金格差や正規/非正規間賃金格差の是正は,介護労働市場においても喫緊の課題であることが分かる.さらに,分析結果からは,事業所レベルで対応できることとして,介護労働者に対する資格取得の積極的支援等が有効であると考えられる.(2)「介護労働における早期離職率の規定要因:「1年目の壁」はいかにして超えられるか」『福祉社会学研究』本稿の目的は,介護労働における早期離職率の規定要因を明らかにし,さらに,2009年10月より2年半の時限措置として導入された「介護職員処遇改善交付金」が,早期離職率にいかなる影響を与えたのかを検証することである.全国の介護保険サービス事業所を対象とした大規模調査を用いた分析を行った結果,以下の3点が明らかとなった.第1に,正規職と非正規職では早期離職率の規定要因が異なる.第2に,早期離職率と離職率では正規・非正規ともに規定要因が異なる.第3に,介護労働者の離職を防ぎ定着を図る目的で2009年に実施された「介護職員処遇改善交付金」が早期離職率に与えた効果は限定的である.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。福祉国家における幸福度は社会保障支出や税制にいかに規定されているかを検証するために国際比較計量分析を行った.分析結果は,社会保障支出と幸福度は正の関連があり,社会保障支出は逆進税が早期に導入された国ほど多いことが明らかとなった.(b)介護職員の早期離職要因(第12回福祉社会学会にて報告済)介護職員の早期離職要因を分析し以下の3点が明らかになった.第1に,低賃金は離職率を高め,この効果は正規・非正規双方において認められた.第2に,教育・研修状況が離職率に与える影響は,正規・非正規間で異なることが明らかとなった.すなわち,正規職では採用後の継続的な研修が離職率を有意に低下させるのに対し,非正規職では教育・研修状況が離職率を低下させる効果はみられなかった.第3に,2009年に設立された介護職員処遇改善交付金は,使途により離職率への効果が異なっていた.正規職については,介護支援が離職率を低下させる一方,非正規職では全ての項目において離職率を低下させる効果はなかった.(c)介護労働者の賃金決定要因(第59回数理社会学会にて報告済/査読付き学術雑誌に投稿済)介護労働者の賃金決定要因を検証した.従来の期待値を予測する通常の回帰分析では,観測された異常値に影響を受けやすく,分位点ごとに異なる規定要因を考慮できないという問題点があった.この問題を解決するため,本研究では分位点回帰モデルを採用した.訪問介護員と介護職員の双方について分析を行った結果,賃金の決定要因は分位点ごとに大きく異なることが明らかとなった.すなわち,低賃金と高賃金では規定要因が異なり,とりわけ,男性/女性,正規/非正規,介護福祉士保有/非保有者間の賃金格差が大きく,かつ分位点間の差異が大きいことが確認された.本研究課題は,介護保険制度が抱える諸問題の実態を把握し,またその諸問題が生じるメカニズムを明らかにすることであった.その際,因果推論の立場に立脚し,分析ツールとして用いることで,介護保険制度が抱える諸問題とその原因について,因果関係の識別を目的とした.こうした研究目的に応じて,以下の通り,研究報告4本,論文3本の研究成果を得た.論文:(1)因果推論の理論と分析手法(『年報人間科学』に掲載)(2)社会意識と主観的健康(『SSPプロジェクト報告書[基盤研究(S)「現代日本における階層意識と格差の連関変動過程の実証的解明」』(23223002研究代表者:吉川徹)]に掲載)(3)介護労働における就業継続意向の規定要因:"Prisoner of Love"仮設の検証(『フォーラム現代社会学』に掲載決定)計画通りに学会報告・論文投稿を行った.その際,多くのコメントを頂戴したことで,今後の研究計画に多少の変更はあったものの,介護保険という研究対象と因果推論という方法を適切に組み合わせる方向性を見い出した.(1)1.「介護保険サービスにおける介護労働と賃金:賃金規定要因は分位点により異なるのか」『ソシオロジ』本稿の目的は,介護労働者の賃金規定要因を記述することである.介護労働者の賃金を分析した先行研究の全ては,分布の中心である平均値を予測するものであった.そこで本稿では,分位点回帰を採用して賃金規定要因の分析を行った.

その結果,賃金の規定要因は分位点ごとに大きく異なるという先行研究では言及のなかった新たな知見を得た.すなわち,低賃金グループと高賃金グループでは賃金規定要因が異なり,とりわけ,男性/女性、正規/非正規,介護福祉士保有/非保有者間の賃金格差が大きいという知見である.賃金分布の記述から,男女間賃金格差や正規/非正規間賃金格差の是正は,介護労働市場においても喫緊の課題であることが分かる.さらに,分析結果からは,事業所レベルで対応できることとして,介護労働者に対する資格取得の積極的支援等が有効であると考えられる.(2)「介護労働における早期離職率の規定要因:「1年目の壁」はいかにして超えられるか」『福祉社会学研究』本稿の目的は,介護労働における早期離職率の規定要因を明らかにし,さらに,2009年10月より2年半の時限措置として導入された「介護職員処遇改善交付金」が,早期離職率にいかなる影響を与えたのかを検証することである.全国の介護保険サービス事業所を対象とした大規模調査を用いた分析を行った結果,以下の3点が明らかとなった.第1に,正規職と非正規職では早期離職率の規定要因が異なる.第2に,早期離職率と離職率では正規・非正規ともに規定要因が異なる.第3に,介護労働者の離職を防ぎ定着を図る目的で2009年に実施された「介護職員処遇改善交付金」が早期離職率に与えた効果は限定的である.当初の計画より多くの学会報告と論文投稿の準備を実現した.多くのコメントを頂戴したことで,以降の研究計画が明確となり,また研究実績の実現に結びついた.第1に,学会報告を終えた研究については必ず論文投稿する.またその際に,海外の査読付き学術雑誌を検討する.第2に,介護保険の歴史,介護労働についてはある程度の研究成果を挙げたため,介護保険財政や介護提供体制に関する分析に着手する.28年度が最終年度であるため、記入しない。第1に,既に学会報告を行った研究を論文として完成させ,査読付き学術雑誌へ投稿する.第2に,研究課題として挙げながらも昨年度は取り組むことのできなかった課題に注力する.すなわち,介護報酬改定や介護職員処遇改善加算・交付金といった制度変更が,介護労働者の賃金や働き方の意識に与える因果効果を分析する.28年度が最終年度であるため、記入しない。
細胞複製能の階層横断的理解

自己複製は生命に固有の特性であり、複製速度の個体ごとのゆらぎや継承が生存競争と進化の原動力となります。しかし複製能とそのゆらぎが、自己複製を実現する分子反応によってどのように物理化学的に規定され、どのような進化的な帰結や法則につながるかの定量的理解は不十分でです。本研究は細胞の分裂系譜の実験技術と数理理論を組み合わせてこの問題に取り組みます。本研究は、進化理論の物理的検証、進化過程の定量的理解、人工自己複製細胞の設計、細菌や癌細胞の潜在的増殖性や薬剤耐性の推定など広い基礎・応用の問題に貢献することが期待されます。
ゼオライトナノシート凝集体の構造的柔軟性を利用した新規担持触媒の創出

本研究では,独自に開発したゼオライト層状前駆体の層間から構造規定剤(SDA)を抽出除去する手法を発展させ,この手法によって得られた2Dゼオライトナノシート凝集体から,ゼオライト微細孔内にsubーnmサイズの金属微粒子が固定化された担持触媒を合成することを目的としている。本年度は,SDAの抽出方法と金属種の導入方法について検討すること,そして合成した触媒の評価に必要なシステムを構築することを目的に実施した。まず,層状前駆体からSDAを抽出する際に,金属種のアンカー効果を有する物質を共存させることで,SDA抽出と金属種導入を同時に行えることを見出した。この結果により,ゼオライト結晶の特定の位置に金属種を導入できる可能性が示唆された。以前の方法では,SDA抽出によるナノシート凝集体の調製と金属種導入を2段階で行う必要があったが,新しく見出した方法により1段階に簡略化することができる。この検討では,特にアンカー効果を有する物質のアンカー部位の構造を種々変え,それぞれの試料について,アンカーがゼオライトに導入される位置とその量について,固体NMR,熱重量分析,元素分析などの各種分析法を用いて定量評価を行った。その結果,アンカーはもともとカチオン性のSDAが相互作用しているゼオライトの欠陥部位に導入され,それと共に層状前駆体からSDAが抽出されることが分かった。次のステップとして,アンカー効果を有する物質に予めPt錯体を結合させ,これを用いたPt種導入の検討を行った。年度当初の計画で目指していた手法によるゼオライト細孔内への金属種導入を改良し,ワンステップでゼオライト層状前駆体からのSDA抽出と金属種導入を行う方法を見出した。また,合成した触媒の評価に必要となる反応装置,inーsitu IR分析システムを作製し,これらを用いて次年度以降に予定している反応評価,反応雰囲気での触媒分析に取り掛かることができる状況となっている。以上より,おおむね順調に進展していると考えていると判断した。平成30年度は,新手法による触媒合成,得られた触媒の分析を引き続き行う。また,合成した担持Pt触媒等をオレフィンの水素化,H2-D2交換反応などを用いて評価し,ミクロ孔内への金属微粒子包含が触媒性能に与える影響について考察し,基礎的な知見を蓄積する。一方で,より難易度が高く,実用的な面から重要な反応であるCO2の変換反応などの評価も開始する。
故意概念の現代的展開

本研究は、いわゆる違法性の意識・錯誤の問題に関して、従来の学説が違法性の意識固有の領域で処理しようとしてきたのに対して、意味の認識論の深化による、故意概念の再構成を行うことにより、新たな解釈原理を提唱しようとするものであった。この理論を構築するためには、この違法性の意識に関して現在有力な見解とされているいわゆる責任説の理論史的背景を明らかにする必要があると考え、ドイツ近代刑法典成立前段階から故意・違法性の意識の問題がいかに扱われてきたかを明らかにした(論文「ドイツ近代刑法典成立前史における故意・違法性の意識」において公表)。また、ドイツのその後の学説史的発展を、登場以前と以降における故意説の変質に注意することによって責任説の学説史的意義を解明した。そして責任説が戦後のBGHで採用され新総則で実定法的に確認された(西)ドイツにおいて、責任説の判例が結論的には、違法性の錯誤の事例について殆ど免責的効果を与えてこなかった点が明らかになった。この責任説の運用上の問題点は今日のドイツでも認識されるにいたっており、意味の認識論の適用によってその矛盾を解消しようとする動きがあり、それらの見解について検討を加えた。一方、ドイツ以外のスイス・オーストリア・フランス・アメリカ各国の外国文献に基づき、比較法的に、違法性の意識・錯誤の処理について調査を行なった。その上で日本の学説ならびに判例を検討し、必ずしも学説の多数が責任説を採用しているとはいえず、最近の判例も責任説から一定の距離をおこうとしていることを明らかにした。そのうえで自説について再検討を加え、違法性の意識とされてきた問題領域を一つは構成要件関係的な利益侵害性の認識として故意の範疇に、また、いま一つは可罰的評価の認識可能性として責任要件の範疇に解消することを提唱下(以上は、著者「故意概念の再構成」において公表)。