hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナノ多層膜-ヘテロ磁区誘起構造を用いた極低磁場駆動磁歪素子の開発

2.さらに、ヘルムホルツコイル(DC100Hz,最大磁場:500Oe)を購入し、Fe-Pd(3μm)/Al(50μm)/Ni(3μm)およびFe-Ga(3μm)/カプトン膜(125μm)/Ni(3μm)バイモルフ磁歪膜の交番磁場中における変位特性を評価した。前者は50Hz、後者は55Hz付近の交番磁場に共振し、大きな変位を発現した。最大変位は1.31.4mmに達した。これらの結果は、MRS.FALL.MEETING(BOSTON)で発表、現在測定結果を論文投稿中である。これらのバイモルフ磁歪膜を利用した弱磁場で駆動する振動型のマイクロデバイスを考案中である。3.さらに、現有の電子サイクロトロン共鳴プラズマ装置にマグネトロンカソードと蒸着用ターゲットを購入し、現在整備中である。整備終了後、蒸着を開始し、磁性層を絶縁体SiO_2層で1nmの精度で挟んだ多層膜の基礎データを採取したい。1.本年度は、500 Oe以下の低磁場下で、磁気弾性力の強いセンサ・アクチュエータ素子の開発のため、正磁歪を示すFe-Ga合金の急冷凝固薄帯(146μm)に負磁歪金属Ni(14μm)をマグネトロン・スッパター装置を用いて蒸着したバイモルフ磁歪膜を作製し、その特性を調べた。幅5mm,長さ20mmの片もち梁タイプのバイモルフ磁歪膜の先端は、DC磁揚500 Oe下で、420μmの変位を発現した。特に、変位は、200 Oe以下で急激に増加し、軟磁性特性を示した。この結果は、昨年度作製したFe-Ga(3μm)/Al(50μm)/Ni(3μm)多層膜より約3倍の大きな変位を示した。この複合膜の長さを22,20,18,16,14mm短くするにつれ、500 Oe下で到達できる変位は500から300mmに減少する。次に、ヘルムホルツコイル(DC150Hz,最大磁場:500 Oe)を用いて、このFe-Ga/Niバイモルフ磁歪膜の交番磁揚中における変位特性を評価した。機械的共振振動数は、長い順から37、44、54、68、90Hzと変化し、これらの交番磁揚では、試料先端の変位は、大きく上下にふれ、50 Oeの極小磁場で2.0mmに達した。2.現在、これらのバイモルフ磁歪膜をアクチュエータ素子に利用した、弱磁場で駆動できる振動型のマイクロバルブを試作中である。3.さらに、より優れた磁歪多層膜作製の基盤研究のため、電子サイクロトロン共鳴プラズマ法を用い、磁歪合金FeCo/SiO_2およびFeCo/Siを50ナノスケールまで制御したナノ構造多層膜の作製し、膜厚に対する結晶組織と磁気特性の関係を調べた。その結果、基盤材料の違いにより、FeCoの成長は異なり、磁気特性も大きな影響を受けることが判明した。1.本年度は、これまで開発した磁気弾性力の強いセンサ・アクチュエータ素子、正磁歪を示すFe-GaおよびFe-Pd合金の急冷凝固薄帯(120μm)に負磁歪金属Ni(50μm)をシーム溶接したバイモルフ磁歪複合膜を改良し、500Oe以下の低磁場で遠隔操作するマイクロガスバルブに応用した。試作したマイクロガスバルブのサイズは幅40mm、長さ70mm、厚さ25mmである。直径1mmの穴を通過したArガスは、長さ20mmバイモルフ磁歪素子の先端が磁場により変位し、気道を開閉することにより制御される。4種類の素子設定方法を用いることにより、ガスの差圧下518kPaで50cc/minの流量を、500Oe以下の弱磁場で閉鎖することができた。逆に、磁場により気道を開けることにより、0から16cc/minまでガス量が増加し、微小な流量制御が可能となった。気道の開閉は、磁場印加時から0.2sec以内の短時間に行われ、応答性は速い。これらの結果は、2008年6月、Bremenで開催されるACTUATORO8で発表予定である。2.次に、マイクロデバイスに直接、磁歪合金を蒸着させる技術の開発のため、磁気弾性力の強い多層膜の基礎研究を行った。超磁歪Fe-Pd(240nm)と軟磁性Fe-Ga磁歪合金(240nm)を5層重ねた多層膜は、弱磁場200Oeで飽和する軟磁性を示し、Fe-Ga単層膜のより変位が大きく、磁気弾性力の強い磁歪素子となった。また、蒸着したFe-Ga合金の膜厚と磁歪量の関係を調べた結果、1.7μm以上の膜厚では、バルクの80%の磁歪量を発現させることができた。
ポスト震災の復興の象徴としての物質文化

この研究の目的は(1)東北地方におけるこけし生産の全体的な経済的動向の指標として、(こけしを含む)民芸品の収集と製作におけるコレクターと工芸作家の世代間の変化を比較すること、そして(2)東日本大震災後、こけし工人(=こけし作家)による新たな形態のこけし(およびこけし関連商品)がどのような事態をもたらしているのか、参与観察によって明らかにすることであった。2011年の3月以来、被災地に少しでもお金を落とそうとする流れも手伝い、こけし製作と売上は拡大した。しかし幾人かのこけし工人は、新形態のこけしやこけし関連商品を、あくまで現代と将来の地域掲載のためと位置づけ、チャリディではないと述べている。これら製作物のインパクトや購買者の反応、そして実際の経済的な動向を検証した。さらにこの研究を完遂するために、現代の著名なこけし工人と協同した新形態のこけしの製作者と接触し、インタビューと会合を実施した。石巻市に居住する新形態のこけしの製作に取り組む方へのインタビューを実施したが、この接触によって、彼がこれから展開する山形、宮城、福島のこけし工人との協同の機会立ち会うことが可能となり、その詳細について調査することが可能となった。この調査研究の成果は(こけしをはじめとする)郷土産品を地元の人びとの物質的なニーズの一部として、そして震災後の経済復調に一定の役割を果たすものとして、より深い文化的な理解を促したことである。こけし製作における長期的な変化という研究関心は、こけしが製作者であるこけし工人と、コレクターや観光客などの購買者、そして中間取引業者が展開する東北のミクロ経済に、どのような意味とインパクトをもたらし、長期的にはどのような振幅に位置しているのかを明らかにすることが可能となった。27年度が最終年度であるため、記入しない。この研究の目的は1東北地方におけるこけし生産の全体的な経済的動向の指標として、(こけしを含む)民芸品の収集と製作におけるコレクターと工芸作家の世代間の変化を比較すること、そして2東日本大震災後、こけし工人(=こけし作家)による新たな形態のこけし(およびこけし関連商品)がどのような事態をもたらしているのか、引き続き参与観察によって明らかにすることである。しかし幾人かのこけし工人は、新形態のこけしやこけし関連商品を、あくまで現代と将来の地域経済のためと位置づけ、チャリティではないと述べている。さらにこの研究を完遂するために、現代の著名なこけし工人と協同した新形態のこけしの製作者と接触し、インタビューと会合を予定している。すでに石巻市に居住する新形態こけしの製作に取り組む方へのインタビューを実施したが、この接触によって、彼がこれから展開する山形、宮城、福島のこけし工人との協同の機会に、インタビューの実施を約束できた。この調査研究の成果は、(こけしをはじめとする)郷土産品を地元の人びとの物質的なニーズの一部として、そして震災後の経済復調に一定の役割を果たすものとして、より深い文化的な理解を促したことである。わたしの関心はこけし製作における長期的な変化にある。またそれが東北の経済にどのような意味をもつのかである。最近の調査で新たに接触をはじめたこけし工人たちがいる。彼らはいわゆる伝統的な工人からは離れてこけしを製作している。震災後の地域復興の装いのもと、彼らの製作するこけしが現代のこけし文化にどのように貢献しているのかが明らかになりつつある。

また、2015年4月に東京こけし協会に入会してふたつの会合に参加し、現在の協会メンバーに5件のインタビューを行った。そして福島県と宮城県で行われる二つの大きなイベントに出席し、こけし製作と収集についての貴重な経済的データを入手することができた。前年度は、名古屋とワシントンD.C.での人類学系の学会およびサンディエゴでのJapanese Studies Associationで学会発表を行った。いずれの発表機会でもよい反応が得られ、翌年度の大会ではこの大会で出会った研究者たちと日本の民芸と人形に関わる分科会を組織することにつながった。また昨年度は京都、福島、宮城(白石)の主要なこけしフェスティバルにて調査と参与観察を行うことができた。とりわけ白石でのフェスティバルの調査は、販売後もこけしが会期終了日まで展示されることになっていたため、こけしの販売数、価格、そして作家であるこけし工人の販売数ランキングにいたるまで詳細なデータを入手することができた。また、この研究ファンドのおかげで東京での調査費を賄うことができ、こけし協会での会合に継続的に参加することができた。多くの新たなこけしコレクターは関東地方に在住しており、なおかつ仙台のこけし協会には属していない。東京では、こけし文化やメディアでの扱われ方、人形の歴史について、詳細な知見に触れることができた。とりわけ東北地方の外側にいる人々、および彼ら/彼女らがこけし製作や現代のコレクターの動向に与える影響について、データを収集することができたのは大きな収穫であった。27年度が最終年度であるため、記入しない。今年度はとくに宮城県外のこけし工人とコレクターへの聞き取り調査を計画している。県外のこけし工人たちは現在、新しい形態のこけし製作と、これまでにない特徴的な差異化が図られたこけしの製作により、こけし文化に多大な影響を与えつつある。過去六年の間、日本にはこけし収集ブームが生じているが、なるだけ多くの新旧コレクターにインタビューを行い、収集のスタイルの違いや、“石巻こけし"といった新たなこけしが、長いこけし収集の歴史と文脈において、どのように解釈されているのかに注目する予定である。このような新たなデータの開示と論文執筆のために、テープ起こしと翻訳を依頼する予定である。今後も東北と関東の双方で調査研究を継続予定だが、より重きをおきたいのは実質的に民芸品が消費者にどのようなインパクトを与えたのかということ、そしてこけしという郷土玩具(広くは地元産品)が経済復調のツールとしてどのように活用されたのかということである。
遺伝学的解析による分裂酵母をモデル材料としたTORシグナル経路の解明

TORはヒトから酵母まで広く存在するタンパク質キナーゼであり、栄養状況に応じて細胞の増殖と成長を制御する新たなシグナル経路の中心を担う。最近、腫瘍抑制遺伝子の産物(TSC1、TSC2)がTORを制御することがわかり、癌治療の視点からも注目を集めている。分裂酵母は遺伝学が使える上に、TORの上流がヒトと似ているので、TOR経路の制御機構を研究する良いモデル生物である。そこで、分裂酵母をモデル材料に用い遺伝学的手段によりTORシグナル経路の研究を行った。分裂酵母にはTOR1とTOR2があり、TOR1は生育に非必須なのに対し、TOR2は必須である。しかし、TOR2の詳細な機能はまだよく分かっていなかった。そこで、TOR2の温度感受性変異株を取得し、解析した。キナーゼドメインを含むC末領域をmutagenic PCRによって変異させ、TOR2の温度感受性変異株を得た。この株は、許容温度(26°C)では正常に増殖したが、制限温度(36°C)では増殖しなかった。この細胞は丸くて小さく、G1のものが大半であった。36°Cではisp6^+やste11^+など、窒素源飢餓で発現誘導される遺伝子の発現が誘起され、窒素源飢餓特異的に起きる性分化も見られた。これらの性質は窒素源飢餓で表れる特徴と一致し、このことは、TOR2が増殖に必要であり、TOR2の不活性下が窒素源飢餓応答を引き起こすことを示唆した。TOR1破壊株との二重変異株では、許容温度がさらに低下し、このことは、TOR1とTOR2がともに生育に正の働きをすることを示唆した。一方、二重変異株は非許容温度でG1にアレストせず、G2にとどまった。このことは、窒素源飢餓に対する応答には、TOR1が必要であることを意味し、TOR2の働きとは異なることを示唆した。さらに、TOR1破壊株のストレス感受性はTSC1破壊やRHB1の過剰発現により抑圧された。また、免疫沈殿法により、RHB1とTOR2との物理的相互作用も示された。最近、腫瘍抑制遺伝子の産物(TSC1、TSC2)がTORを制御することがわかり、TORは癌治療の視点からも注目を集めている。分裂酵母は遺伝学が使える利点があるだけでなく、TORの上流がヒトと似ていることから、TOR経路の制御機構を研究するための良いモデル生物である。さらに分裂酵母での研究は腫瘍の発生機構の理解と治療法の開発にも貢献しうる。まず、TOR2の温度感受性変異株を取得した。TOR2のC末領域には、キナーゼドメインがあるので、その部分をmutagehic PCRによって増幅して変異の入った断片を得、これを野生型株に導入することでTOR2の温度感受性変異株を得た。この株は、許容温度下では正常に増殖したが、非制限温度下では増殖しなかった。この細胞は丸くて小さな細胞であり、フローサイトメトリー解析よりG1期のものがかなり見られた。これらの性質は窒素源飢餓で表れる細胞の特徴と一致し、このことは、TOR2が増殖に必要でありTOR2の不活性下が窒素源飢餓応答を引き起こすことを示唆した。

実際に、非制限温度下ではisp6やste11など、窒素源飢餓で発現誘導される遺伝子の発現が誘起されていた。また、窒素源飢餓で引き起こされる性分化も非制限湯度下で見られ、これらの結果は上記の考察を支持する。TOR2経路の分子的解析をするため、現在、TOR2温度感受性変異株のハイコピーサプレッサー遺伝子の取得と解析を行っている。TORはヒトから酵母まで広く存在するタンパク質キナーゼであり、栄養状況に応じて細胞の増殖と成長を制御する新たなシグナル経路の中心を担う。最近、腫瘍抑制遺伝子の産物(TSC1、TSC2)がTORを制御することがわかり、癌治療の視点からも注目を集めている。分裂酵母は遺伝学が使える上に、TORの上流がヒトと似ているので、TOR経路の制御機構を研究する良いモデル生物である。そこで、分裂酵母をモデル材料に用い遺伝学的手段によりTORシグナル経路の研究を行った。分裂酵母にはTOR1とTOR2があり、TOR1は生育に非必須なのに対し、TOR2は必須である。しかし、TOR2の詳細な機能はまだよく分かっていなかった。そこで、まず、TOR2の温度感受性変異株を取得し、解析した。キナーゼドメインを含むC末領域をmutagenic PCRによって変異させ、TOR2の温度感受性変異株を得た。この株は、許容温度(26°C)では正常に増殖したが、制限温度(36°C)では増殖しなかった。この細胞は丸くて小さく、G1のものが大半であった。36°Cではisp6^+やste11^+など、窒素源飢餓で発現誘導される遺伝子の発現が誘起され、窒素源飢餓特異的に起きる性分化も見られた。これらの性質は窒素源飢餓で表れる特徴と一致し、このことは、TOR2が増殖に必要であり、TOR2の不活性下が窒素源飢餓応答を引き起こすことを示唆した。次に、TOR1破壊株との二重変異株について調べた。二重変異株では、許容温度がさらに低下し、このことは、TOR1とTOR2がともに生育に正の働きをすることを示唆した。一方、二重変異株は非許容温度でG1にアレストせず、G2にとどまった。このことは、窒素源飢餓に対する応答には、TOR1が必要であることを意味し、TOR2の働きとは異なることを示唆した。そこで、TOR2の温度感受性変異株を取得し、解析した。キナーゼドメインを含むC末領域をmutagenicPCRによって変異させ、TOR2の温度感受性変異株を得た。
合成不斉助剤の創製とそれらの不斉合成への応用

人工光学活性化合物はその構造選択の自由度も大きく,また,2つのエナンチオマーが容易に得られる点など,多くの利点を有する化合物である。しかしながら,これまで光学分割により得られた不斉源としてはビナフチル系の化合物など少数の例が知られているのみであり,その合成化学的検討は十分になされているとはいえない。この様な観点から,新規合成不斉助剤の創製,およびそれらの不斉合成への応用について検討を行なった。先に我々は,cis-2-アミノ-1-アセナフテノールの光学分割,および不斉合成への応用を検討し,これが優れた人工不斉助剤となることを見いだした。今回,このアミノアルコールから誘導されるオキサザボロリジンを触媒として,アリールケトン類のボラン還元を行うと90%e.e.前後の高い光学収率で対応するアルコールが生成することを見出した。さらに,新たな人工不斉源としてcis-2-アミノ-3,3-ジメチル-1-インダノールを設計した。この化合物はアミノ基側に3級のアルキル基が結合している形であるため,より有効な不斉誘起が期待できる。まず合成法を検討した結果,3,3-ジメチル-1-インダノンから4段階の反応で高収率かつ立体選択的に目的の化合物が得られることが分かった。さらに光学分割は,マンデル酸とのジアステレオマ-塩に導き,再結晶により簡便に行うことができた。不斉合成への応用としては,このアミノアルコールから誘導したアシルオキサゾリジンの不斉アルキル化反応を行った。その結果,リチウムジイソプロピルアミドにより調製したエノラートに対して種々のハロゲン化アルキルを作用させることにより,いずれの場合も100:1を越える立体選択性で対応するアルキル化物が得られることを見出した。このようにcis-2-アミノ-3,3-ジメチル-1-インダノールは優れた不斉助剤となることが分かったので,現在さらに種々の不斉合成反応への応用を検討中である。
フランシスコ・ゴヤと18世紀後半のスペイン宮廷美術

18世紀後半のスペイン国王カルロス3世(在位1759-1788)とカルロス4世(在位1788-1808)の治世における宮廷美術の「規範」や「場」を具体的に検証し、その宮廷で公的な画家として制作活動を続けたフランシスコ・ゴヤ(1746-1828)の作品群を再検討した。3年間の夏期の調査でマドリード新王宮、エル・エスコリアル修道院兼宮殿、エル・パルド宮、アランフエス宮を調査し、さらにカルロス4世が建設させた別邸に焦点をあてた。平成15年度はアランフエス宮のカサ・デル・ラブラドール、平成16年度はエル・エスコリアル宮のカシータ・デル・プリンシペ、平成17年度はエル・パルド宮のカシータ・デル・プリンシペを調査し、文献資料収集ならびに写真撮影を実施した。その結果は以下の2点にまとめられる。1.カルロス4世は、きわめて若い王太子時代から美術に対し強い関心を示していた。彼の命による宮殿装飾と美術品収集について関連資料を集め、その資料に基づいて国王の美の嗜好を再構成し、スペイン・ブルボン家の宮廷美術の成熟に合わせて、カルロス4世が優美で洗練された新古典主義の様式を定着させたことを検証した。国王の庇護を受けた建築家フアン・デ・ビリャヌエバや装飾画家のグループの制作活動を諸王宮とその別邸で確認できた。なかでもアラフエス宮の別邸カサ・デル・ラブラドールはカルロス4世の美意識の結実といえる。2.カルロス4世の治世における、ゴヤの1790年代の制作活動を再検討し、「国王のお気に入りの宮廷肖像画家」という通説に対する批判をおこなった。その考察は「プラド美術館展」(東京都美術館、2006年3月25日より開催)のカタログの巻頭論文「スペイン・ブルボン家の宮廷美術の展開とゴヤ」のなかで詳細に論じた。ゴヤについての本研究では、(1)宮廷やアカデミーといった画家が属した社会的制度、(2)諸王宮の絵画装飾と王室美術コレクションというトポス的枠組み、(3)絵画コレクションの複製版画、(4)18世紀後半の美術理論、の4点にテーマを絞っている。本年度は、夏季にマドリードのプラド美術館、国立図書館、高等学術研究所(CSIC)で資料収集をおこない、また近郊にあるアランフエス宮を訪れた。帰国後は収集した資料の分析にあたった。宮廷画家ゴヤが王室絵画コレクションから受けた影響を実証的に論じる前提として、王室財産目録の分析が不可欠であるが、今回は1772年に完成したブエン・レティーロ宮の財産目録を複写した。また王宮とその内部の絵画装飾についてトポス的な視点から研究を続けている、ホセ・ルイス・サンチョの論考を分析した。とくにカルロス3世の宮廷画家であり、美術理論のうえでスペインに大きな影響を残したメングスと、彼が担当した王宮装飾について新知見を得た。またアランフエス宮の小離宮といえるカサ・デル・ラボラドールでは、カルロス4世の時代に支配的となった新古典主義の王宮装飾を確認できた。他方ゴヤは宮廷画家として王宮の絵画装飾では極めて限定的にしか制作していないのである。絵画コレクションの複製版画は、スペインでは18世紀後半になって本格的になり、ゴヤも若い時期に王宮所蔵のベラスケス作品を模写している。しかし一方でゴヤ芸術の本質に関わる創作版画を、彼は新技法を駆使して宮廷画家以外の立場で発表していた。当時の版画制作の実態をつかむため、国立図書館で同時代のアクアティントの作品を分析し、官報であるディアリオ・デ・マドリードから、18世紀末の民衆版画出版の広告記事を収集した。

宮廷画家としてのフランシスコ・ゴヤ(1746-1828)の制作活動と、18世紀後半のスペイン国王カルロス3世とカルロス4世の治世における宮廷美術の「規範」や「制作の場」との関係について考察することが本研究の目的である。今年度もスペインにおける夏期調査において、マドリードおよびその近郊に点在する諸王宮での調査と資料収集を継続し、帰国後に資料整理と分析をおこなった。その結果は次の4点にまとめられる。1.カルロス3世(在位1759-88)はナポリ王時代にイタリア宮廷美術によく通じ、スペイン国王即位後にイタリアからメングスとティエポロを招聘し、完成間際のマドリード王宮の装飾を任せた。この頃から王家と関わるようになった若きゴヤは、王宮に飾られていたベラスケス作品を版画によって模写をしたが、ベラスケスの作品が飾られていた「カルロス3世の前室」の特定を試みた。2.カルロス3世はアランフエス宮とエル・パルド宮の大掛かりな増築工事を行ったが、そのエル・パルド宮とマドリード王宮、さらに王立タピスリー工場を訪ね、ゴヤのタピスリー制作と宮殿内部装飾の実態を推測する知ることができた。3.カルロス4世(在位1788-1808)は、増築の行われた諸王宮に宮廷建築家フアン・デ・ビリャヌエバに諸王宮内に別邸を建設させたが、なかでもエル・エスコリアル宮とエル・パルド宮にそれぞれ「王太子別邸カシータ・デル・プリンシペ」が建てられた。別邸は王族たちの親密な空間であり、カルロス4世と王妃マリア・ルイサの美的嗜好を示す、きわめて優美で繊細な装飾が施されている。当時の宮廷芸術家たちの役割分担を具体的に知ることができた。4.ゴヤの芸術活動における版画について考察するために、実用的な要請と芸術的な本質を併せ持った当時の版画制作について資料収集を続けた。国立図書館でアクワティントの技法について作品調査し、さらにゴヤと同時代のメダル版刻についての研究成果を知ることが出来た。18世紀後半のスペイン国王カルロス3世(在位1759-1788)とカルロス4世(在位1788-1808)の治世における宮廷美術の「規範」や「場」を具体的に検証し、その宮廷で公的な画家として制作活動を続けたフランシスコ・ゴヤ(1746-1828)の作品群を再検討することが本研究の目的である。本年度もマドリードにおいて夏期の調査を行い、とくにカルロス4世の宮廷美術に焦点をあてて、文献資料収集ならびに近郊の離宮で写真撮影を実施し、帰国後に資料整理と分析をおこなった。その結果は以下の3点にまとめられる。1.カルロス4世が、きわめて若い王太子時代から美術に対し強い関心を示したことに注目し、彼の命による宮殿装飾と美術品収集について関連資料を集めた。その資料に基づいて国王の美の嗜好を再構成し、スペイン・ブルボン家の宮廷美術の成熟に合わせて、カルロス4世が優美で洗練された新古典主義の様式を定着させたことを検証した。とくにアラフエス宮の別邸カサ・デル・ラブラドールはその結実といえる。2.カルロス4世が王太子時代に建設されたエル・パルド宮の別邸カシータ・デル・プリンシペは現在修復中で一般に公開されていないが、今回、国有財産(Patrimonio Nacional)に特別許可を得て、写真撮影を実施した。また建築家フアン・デ・ビリャヌエバに対するカルロス王太子の庇護を具体的に知ることができた。3.カルロス4世の治世における、ゴヤの1790年代の制作活動を再検討し、「国王のお気に入りの宮廷肖像画家」という通説に対する批判をおこなった。
農業協同組合の成立基盤と自治村落の関係に関する研究

イギリス、デンマーク、オランダ、アイルランド及び北海道・鹿児島における農業協同組合の成立過程を解明し、農業協同組合の成立基盤を自治村落に求める齋藤仁の見解の有効性を検証することが、課題であった。自治村落の存在しない鹿児島における産業組合の成立や、デンマーク、英連邦諸国における農業協同組合の成立からみると、一定の教育水準を前提に、漁村の結束力ある社会や中農層の分厚い存在も農業協同組合の成立基盤と成り得ており、齋藤説には限界があることが判明した。農業協同組合(農協)の成立要因を自治村落によって説明しようとする齋藤仁氏の主張がある。本研究は、この主張の妥当性について検証することを課題としている。本年度は、アメリカ農業および北海道農業の専門家からのヒアリング、イギリスの農協関係の資料を豊富に所蔵するプランケット・ファウンデーションにおける文献収集、さらにはイングランド、ウェールズ、スコットランドにおける農協の展開事情と村落の関係に関する農協関係者や学者からのヒアリングおよび資料収集を実施した。初年度の成果は次のとおりである。北海道の新開地における協同組合の形成には、都府県で形成された村落の共同性が移植されたことが判明したが、アメリカについてはこの点については引き続き検討を要する課題として残された。アイルランドの農協が中農層を基盤に形成されたことはわかったが、自治村落との関係は不明なままにとどまった。そのほか、スコットランドの農協形成が19世紀半ばと早いこと、ウェールズのような散居型集落ではもともとコミュニティの力が弱かったであろうこと、イングランドの農協発展の不調には、生協の早期的発展、自由貿易国としての英連邦農産物輸出国との連携、第一次大戦後の農業保護廃止による農協運動挫折の精神的影響、1930年代以降の強制加入型のボード形成がもたらした自助精神の弱体化等が関係していること、イギリスにおける村落研究は資料に恵まれたイングランドに集中しており、ウェールズやスコットランドについての知識は充分には蓄積されていないこと、イングランドにおける封建制の弱体化は14世紀頃からと早く、しかも地域によっては三圃制が実施されなかったので、自治村落の形成の議論は複雑になること、などが明らかとなった。農業協同組合(農協)の成立を自治村落によって説明しようとする齋藤仁氏の主張の検証が、本研究の課題である。本年度は、デンマーク、オランダ、アイルランドにおける農協の展開事情と村落の関係に関して研究者からのヒアリング及び現地での資料収集を実施した。次の点が明らかとなった。デンマーク、オランダ、アイルランドは、19世紀末に大消費国イギリスに対する畜産物輸出国になったが、その中でデンマークがアイルランドとの輸出競争に勝利した。遠心分離器という新技術の普及を契機に、デンマークで農協が加工・輸出に成功したためであるが、農協が民間企業にまさったのには、経済学で言うホールドアップ問題が関係している。すなわち、大規模なバター加工施設に投資した企業は、小規模な酪農経営からの原料乳の安定的な調達問題を抱え、取引上不利な面に直面したのであるが、農協はこの問題を回避し得たのである。なお、デンマークではドイツのライファイゼン信用組合運動の影響をまたずに農村において地方信用組合が発展し、これが加工・販売事業をベースとする農協の発展に資金供の面で貢献した。こうしたデンマークにおけるバターの製造・販売を中心とした農協の発展に対して、アイルランドの場合には後れをとった。その背景には、アイルランド農業が小作農場制の下にあり、資金を乳製品工場の建設よりも農地購入に回さざるを得ない事情があった。オランダについては、農協の発展がライフナイゼン信用組合運動の影響を強く受けたこと、新教・旧教という宗教上の違いも絡まって専門農協がきわめて多数存在するようになったこと、農協がデンマークと同様に海外への農産物輸出競争力を存在理由に発展してきたこと、などが明らかとなった。デンマークでは村落を基礎とした信用組合が成立したとは言い難く、その意味では農協の成立と村落との関係は間接的である可能性があり、齋藤説に再考を促す材料となるかもしれない。最終年度の重点的研究課題とすることとした。本年度は、国内の自治村落が欠如した地域における農業協同組合の成立要因について検討するため、繰越旅費を使って鹿児島調査を行った。鹿児島県では、門割制度、外城制度による武士の農村直接支配によって、自治村落の発展が阻害された。そうした鹿児島県で産業組合が発展した理由として、坂根嘉弘は政策的支援による農家小組合の形成を指摘した。他方、鹿児島県では産業組合は漁村から急速に発展を始めており、桐山修平は、漁村から農村への産業組合の普及に注目している。漁村の産業組合は信用組合を中心に発展しており、危険を伴う遠洋漁業における親族、地縁者の運命共同体的性格が、自治村落と同様の機能を果たし、漁村に産業組合を最初に発達させたとする。

明治維新以降の門割制度、外城制度の廃止が、20世紀の鹿児島農村をどのように変化させたのかという問題も検討されなければならないが、農家小組合、漁村における産業組合の発展、そして1914年の桜島大噴火に続く農村復興政策が、産業組合の増大に影響を与えたことは間違いない。前年度までの西欧調査と、北海道・鹿児島県の事例から類推できることは、農業協同組合の基礎となる協同性が、古き共同体である村落の自治性に基づいていることもあれば、商品経済下で発展する小農集団の主体性に基づいていることもあることである。この点は詰め切れていないので、収集した文献を読破し、仮説を論証・実証したいと考えている。そして、西欧の小農集団の主体性は市民社会的・近代的なものであって、自治村落の協同性を上回る力を発揮したのに対して、わが国では自治村落の協同性に強く依存する結果となり、農業協同組合の高い加入率と事業の総合性に帰結したことが考えられる。この点の本格的な実証・論証にも今後取り組んでいきたい。
酵素タグと細胞内抗体導入法を組み合わせた細胞ターゲティングシステムの開発

本研究は酵素タグと細胞内抗体導入法を組み合わせた細胞ターゲティングシステムの開発を目的とした。ここでは酵素タグとして利用するSNAP-tagを分割したsplit SNAP-tagが、融合したタンパク質の分子間相互作用に応じて活性を回復することを見出し、分子間相互作用検出の新たな手法となることを示した。また、分子認識素子としてDNAアプタマーを利用する可能性を考慮し、ファージ由来Gene A*タンパク質を利用したDNA-タンパク質ハイブリッド分子作製法を構築した。酵素タグとして利用するアルキルグアニン-DNAアルキルトランスフェラーゼ変異体(SNAP-tag)において、酵素タグを分割し、両者の近接により酵素活性が回復するかを検討した。分割したSNAP-tag(nSNAP、cSNAP)を大腸菌内で発現させ、精製した後、両者を混合したところ、分割したSNAP-tagの活性が回復していることが示唆された。そこで、分割したSNAP-tagの近接を効率よく行うために、タンパク質間相互作用する分子を融合した分割SNAP-tagを動物細胞内において発現させた。その結果、相互作用に依存して、分割SNAP-tagの明らかな活性回復が認められた。これは、本研究において目的とする細胞ターゲティングの基本原理となる現象である。このことから、本研究の実現が可能であることが示唆された。なお、この結果は分割SNAP-tagを利用した新規イメージング法として専門学会において口頭発表された。また、上記実験と並行して、抗体を用いた分子認識による分割酵素の活性回復が可能であるかを分割ルシフェラーゼを利用して検討した。抗体結合タンパク質と分割ルシフェラーゼの融合タンパク質を作製し、抗体と複合体を形成させた後、抗原存在下で発光測定を行った。その結果、抗原の存在に依存した発光が確認された。このことから、抗体を用いた分割酵素の活性回復が可能であることが示された。この結果は、国際専門誌において発表された。平成22年度の研究において、酵素タグとして利用するアルキルグアニン-DNAアルキルトランスフェラーゼ変異体(SNAP-tag)が、分割後も分割断片の近接により酵素活性を回復することを明らかにした。平成23年度は、この機能について更に詳細な検討を行った。動物細胞内において、分割断片に細胞内での局在を規定するシグナルペプチドを融合し、発現させたところ、酵素タグは細胞局所的に活性を回復することが明らかになった。また、SNAP-tagの変異体であるCLIP-tagにおいても、分割後の近接による活性回復が起こることを見出した。更には、これらの知見を組み合わせて細胞の二重ラべリングが可能であることを示した。この結果は、国際専門誌において発表した。また、上記の研究と並行して細胞ターゲティング素子に関する研究を行った。ここでは分子認識素子としてDNAアプタマーを利用する可能性を考慮し、SNAP-tagタンパク質とDNA分子を簡便に結合させる方法としてファージ由来Gene Aタンパク質に着目した。Gene Aタンパク質は、約20塩基のDNA配列を認識し、その末端と化学結合することが知られている。そこで、GFPとGene Aの融合タンパク質を構築し、融合タンパク質においても、その機能を発揮するかを検討した。その結果、Gene Aタンパク質は、融合後もDNA結合機能を保持し、その反応効率も非常に高いことを明らかにした。更には、これを利用して、新たな高感度アッセイ系を構築した。これらの結果は、国際専門誌において発表した。ここでは酵素タグとしてアルキルグアニントランスフェラーゼの変異体であるSNAP-tagを利用した。昨年度までに分割したSNAP-tag (splitSNAP-tag)が、融合したタンパク質の分子間相互作用に応じて活性を回復することを示した。本年度は、癌化に関わるシグナル分子であるRasタンパク質を標的とし、split SNAP-tagを利用した細胞ターゲティングシステムの構築を行った。Rasタンパク質と相互作用するRaf1およびSur-8の遺伝子をクローニングし、split SNAp-tag断片と融合した。Ras存在下でRaf1とSur-8が相互作用することにより、split SNAP-tagの活性が回復するか否かを、SNAP-tagの蛍光基質を用いて評価した。その結果、Rasの存在に関係なく活性の回復が認められ、Rasタンパク質の検出にまでは至らなかった。また、上記の試みと並行してsplit SNAP-tagについての更なる特性評価を行った。始めに、SNAP-tagの新たな分割位置の探策を行った。SNAP-tagの立体構造を元に、新たに3ヶ所の位置を選定した。これらの分割断片を相互作用タンパク質に融合し、動物細胞内で発現させたところ、いずれの分割箇所においても活性が回復することが示された。更には、split SNAP-tagシステムが既存のタンパク質間相互作用イメージング法では困難であった、タンパク質相互作用後のタンパク質の挙動を追跡することが可能であることを見出した。これらの成果は、国内の学会において口頭発表され、今後、国際専門誌に投稿する予定である。

当初予定に比べ、分割SNAP-tagの活性評価に多くの時間を要した。そのため、申請書に記した当初計画に比べ、大きな遅れが生じた。25年度が最終年度であるため、記入しない。これまでは、細胞外から加えたリガンドを認識することにより分割SNAP-tagが近接するモデルシステムを用いた評価を行ってきた。今後は、細胞内分子を認識して分割SNAP-tagが近接するシステムを構築し、その機能評価を行ってゆく。
高分子混合系の相転移に関する基礎研究

本研究は三つの副研究課題から構成され、各研究課題の研究成果は以下の通りである。1.A/B混合系のスピノ-ダル分解と自己秩序化PB/SBRおよびPP/EPR混合系のスピノ-ダル分解による相分離過程における成分分子の濃度揺らぎ及びドメイン構造(パタ-ン)の時間発展を研究し、スピノ-ダル分解の初期、中期および後期過程のパタ-ン形成の機構、運動を解明した。特に後期過程における界面の形成と運動、動的自己相似成長とパタ-ンの時間発展に関する動的スケ-リング仮説を実証した。また、非臨界組成混合物に対する研究も行なった。2.高分子溶液、高分子A/高分子B/溶媒系の相転移と構造形成に与えるズリ流動の影響本研究は、レオロジ-、相転移、散乱の三大分野にわたり、非平衡統計力学における全く新しい研究課題であるが、我々は単純ズリ流動によって誘起された一相化、定常状態における種々の興味あるパタ-ンを発見した。また高分子混合系は、低分子系に比較して極度に流動場に敏感であることを発見し、これが高分子系の「特性時間」及び「特性距離」が長いことに起因することを明らかにした。3.ブロック共重合体及びブロック共重合体/単一高分子混合系の相転移と自己秩序化二元ブロック共重合体AーB及びア-ム数nの異なる種々の星型ブロック共重合体(AーB)_nの相転移(秩序ー無秩序転移)のn依存性、無秩序状態の散乱式を明らかにした。さらにAーB/A混合系の相転移におけるマクロ相転移とミクロ相伝移の共存と二つの相転移のカップリングが創成するパタ-ンの多様性を明らかにした。さらに同混合系における単一高分子のミクロドメインへの可溶化機構を明らかにした。(1)フォトマルチプライヤーアレー(photomultiplier array.64個の小型光電子増倍管を測角散乱角範囲に並べた光電子増倍管集合体で以下にフォルマルアレーと略す)からなる光散乱フォトメータについて研究・設計・試作を行った。本方法は以下に記す新規で特徴のある方法により未開拓研究分野の研究を可能ならしめるものである。(a)相分離過程に於ける構造の発生・成長の機構を、対応した光散乱強度分布の時間変化を通して解析する。(b)このために64個の素子からなるフォトマルアレーにより光散乱強度分布の変化を最少時間単位で約10ミリ秒のタイム・スケールで迅速測定し追跡する。(c)強度分布のデータ収集(測定時間、測定間隔、測定回数、各フォトマルの利得)はマイクロコンピュータにより制御する。(d)光電子増倍管の使用により初めて微弱な散乱光強度を追跡可能であり、従来の研究では得られなかった系(屈折率の極めて近い高分子混合系)及び、時間スケール(相転移の極初期)での現象を追跡可能とする。(2)典型的な二成分高分子ブレンド系(例えば、ポリブタジエン/ポリスチレン、ポリブタジエン/ポリイソプレン、ポリブタジエン/重水素化ポリブタジエン、ポリプロピレン/エチレンープロピレンランダム共重合体(又はポリエチレン))並びにそれらの共通良溶媒を含む三成分系を研究対象として以下の研究を実施した。a)静的光散乱法、中性子小角散乱法を用いて相図を明らかにし、スピノーダル分解機構に従う相分離の成長速度・成長機構を新規設計・試作・購入したフォトマルアレー光散乱装置により解析した。また成長速度と成長機構と分子パラメータとの関係を明らかにした。b)a)の知見を利用して、相分離の中間構造の制御に関する基礎研究を行い、中間構造を種々調整することに成功した。更にその中間構造の詳細な解析を光散乱、中性子小角散乱を用いて行った。また相構造と物性との相関性に関する研究に着手した。

本年度の業績は以下に示す3項目に分類し記述することができる。1.ブロック共重合体単独系及びブロック共重合体を1成分として含んだ高分子混合系の相転移と構造形成ブロック共重合体A-B/Aホモポリマ-混合系の熱力学安定性を理論的に検討し、二種の相転移(ミクロ及びマクロ相転移)の安定性限界に与える種々の分子パラメ-タ及び熱力学的環境変数、それらの役割を明らかにするとともに、多彩な秩序構造形成過程の可能性が存在することを予言した(研究発表(1))。更にA-B/A、A-B/B混合系の秩序状態の構造(ミクロドメイン構造)に関する実験成果を得るとともに(発表(2)-(4))、ブロック共重合体単独系の秩序-無秩序転移に関する成果を得た(発表(5)、(6))。2.高分子混合系の相転移に伴う秩序構造形成とダイナミックス二元混合系A/Bのスピノ-ダル分解(SD)後期過程に於ける秩序構造形成のダイナミックスを時間分解光散乱法により研究し、得られた結果に対して動的スケ-リング仮設が成立することを明らかにした(発表(7))。更に構造関数の動的スケ-リングの可否を広い波数領域qにわたり研究し、スケ-リング関数が時間tに対して普遍的であるq領域と普遍性が破れるq領域が存在することを発見し、相分離構造界面の時間発展に関して重要な新知見を得た(発表(8)、(9))。また成長しつつある秩序構造の化学反応による固定化の方法を発見(発表(10))するとともに構造成長の自然停止の現象を発見した(発表(11))。3.高分子混合系の相転移と自己組織化構造に及ぼす外場の効果二相相分離状態にある非相溶分子混合系が、ズリ変形下で均一一相化すること(発表(12))、分子混合系のズリ流動により臨界点の低下が、低分子系のそれに比し極めて大きいこと(約一万倍大きい)を発見するとともに((13))、ゲルの変形と相転移、構造形成に関する知見を得た((14))。
韻律中心の英語音声教育の有効性を検証する:音素識別練習からの脱却

[I]データの収集以下の要領で昨年一年間にわたり発話・聴解データを収集し分析を行なった。(1)被験者:早稲田大学教育学部1年次生一般英語選択授業受講者(2)実験グループ:(1)音素教育グループ(2)韻律教育グループ(3)コントロール(各30名ずつ)(3)実験(授業)計画:各グループ共通の教育内容同一教材を使用しリスニング・内容理解・発話練習を半期間行った。(90分X15回)各グループ特有の教育内容(1)音素:日本語音素との対比説明・音素の個別練習・似ている音素の識別練習(2)韻律:強勢リズム・弱形・音変化(同化・連結・脱落など)の説明&発音練習(3)コントロール:音声教育は行わず、比較文化的な観点で教材を解説し、ロールプレイなど実施(4)データ収集:3回にわたり聴解テストと発音テストを実施し、各教育効果を測定する。(テスト実施時期:(1)受講直前(2)受講直後(3)受講から半年後)(5)結果は現在分析中である。これは、年度末までデータの収集が終了しないためである。[研究成果の発表]1)なお、昨年中には科研費の補助を得て一昨年収集したデータの分析結果をボストン大学言語習得学会で口頭発表した。2)また、2004年度に科研費の補助を得て収集したデータを翌2005年に分析を行い、口頭発表を行い、その発表をまとめた論文を、Cascadilla出版より発表した。本研究は、音素(音素識別)中心よりも、韻律レベル(音変化等)を中心とした音声教育が、英語学習者の音声言語の習得を促進させる助けとして有効であるかどうかを検証した。2004年度は、以下のような要領で長期的データ収集を行った。1.大学在学中の日本人英語学習者を調査対象者とし、実際の音声英語教育のカリキュラム内で実施。2.音声言語インプットをコントロールするために同一リスニング教材を使用し、音素識別訓練中心、もしくは韻律中心の実験教育を半年間おこなった。受講前と受講後の学習者の聴解能力と発音能力をクラスごとに測定しその教育効果を比較した。(1)被験者:早稲田大学教育学部1年次生一般英語選択授業受講者(2)実験グループ:(1)音素教育グループ(2)韻律教育グループ(3)コントロール(各13-25名ずつ)(3)実験(授業)計画:各グループ共通の教育内容同一教材を使用しリスニング・内容理解・発話練習を半期(半年)行った。各グループ特有の教育内容(1)音素:日本語音素との対比説明・音素の個別練習・似ている音素の識別練習(2)韻律:強勢リズム・弱形・音変化(同化・連結・脱落)の説明および発音練習(3)コントロール:音声教育は行わず、比較文化的な観点で教材を解説し、発話練習(4)データ収集・分析:-授業の受講直前及び受講直後の2回、同一のリスニング及び発話テストを行った(異なったダミー含)。-リスニングテストは、採点作業をアルバイト2名に委託した。-発音データは、受容度評価およびアクセント度評価を行った。データ分析結果は、11月にボストン大学で行われた言語習得学会で発表するに至った。以上本研究は、音素(音素識別)中心よりも、韻律レベル(音変化等)を中心とした音声教育が、英語学習者の音声言語の習得を促進させる助けとして有効であるかどうかを検証するものである。発音および聴解テストの結果、2年連続して韻律レベルでの音声教育の有用性がデータで裏付けられた。以下のような要領で長期的データ収集を行った。1.大学在学中の日本人英語学習者を調査対象者とし、実際の音声英語教育のカリキュラム内で実施する。2.音声言語インプットをコントロールするために同一リスニング教材を使用し、音素識別訓練中心、もしくは韻律中心の実験教育を半年-1年間おこなう。3.受講前と受講後の学習者の聴解能力と発音能力をクラスごとに測定しその教育効果を比較する。(実験の内容)(1)被験者:早稲田大学教育学部1年次生一般英語選択授業受講者(2)実験グループ:(1)音素教育グループ(2)韻律教育グループ(3)コントロール(各13-25名ずつ)(3)実験(授業)計画:各グループ共通の教育内容同一教材を使用しリスニング・内容理解・発話練習を半期(半年)行う。各グループ特有の教育内容(1)音素:日本語音素との対比説明・音素の個別練習・似ている音素の識別練習(2)韻律:強勢リズム・弱形・音変化(同化・連結・脱落)の説明および発音練習(3)コントロール:音声教育は行わず、比較文化的な観点で教材を解説し、発話練習(4)データ収集・分析:-授業の受講直前及び受講直後の2回、同一のリスニング及び発話テストを行った。-リスニングテストは、採点作業を大学院生アルバイト1名に委託する。-発音データは、まず学生アルバイト1名がデータのランダマイズ作業を行い、英語母語話者3名の協力を得て、受容度評価およびアクセント度評価を行った。(1)被験者:早稲田大学教育学部1年次生一般英語選択授業受講者(2)実験グループ:

(1)音素教育グループ(2)韻律教育グループ(3)コントロール(各30名ずつ)(3)実験(授業)計画:各グループ共通の教育内容同一教材を使用しリスニング・内容理解・発話練習を半期間行った。(90分X15回)各グループ特有の教育内容(1)音素:日本語音素との対比説明・音素の個別練習・似ている音素の識別練習(2)韻律:強勢リズム・弱形・音変化(同化・連結・脱落など)の説明&発音練習(3)コントロール:音声教育は行わず、比較文化的な観点で教材を解説し、ロールプレイなど実施(4)データ収集:3回にわたり聴解テストと発音テストを実施し、各教育効果を測定する。(テスト実施時期:(1)受講直前(2)受講直後(3)受講から半年後)(5)結果は現在分析中である。これは、年度末までデータの収集が終了しないためである。[研究成果の発表]1)なお、昨年中には科研費の補助を得て一昨年収集したデータの分析結果をボストン大学言語習得学会で口頭発表した。2)また、2004年度に科研費の補助を得て収集したデータを翌2005年に分析を行い、口頭発表を行い、その発表をまとめた論文を、Cascadilla出版より発表した。
軟X線によるPEFC多孔質内の液水輸送現象の解明

固体高分子型燃料電池(PEFC)の実用化に向けては,ガス拡散層(GDL)などのミクロ多孔質層における二相流挙動解明が不可欠であり,多孔質構造と液水ネットワークの詳細な理解が求められている.私は低エネルギーX線の利用と高感度検出が可能な軟X線顕微鏡システムを開発し,従来は困難であった軽元素(カーボン・液水)の高空間・時間分解能可視化を実現した.同システムをPEFC内液水の可視化技術として応用し,これまでに多くの知見を得たが,本研究では新規に開発したビームステアリングステレオ撮像技術によりGDL内液水挙動のリアルタイム3次元可視化を実現した.更に,X線CTによる多孔質構造および液水分布の詳細な可視化解析を行うと共に,数値シミュレーションによりこれらの多孔質構造および輸送特性が発電性能に及ぼす影響を評価した.◆ビームステアリングステレオ撮像3次元可視化技術としてCT撮像が用いられているが,同技術は多くの撮像枚数を要するため時間分解能が低い問題を有している.本研究では,電子ビームのスイングによりX線発生位置を変更し,視差角のついた2つの画像から3次元情報を取得するビームステアリングステレオ撮像技術を新規に開発した.同技術によりGDL内液水透過挙動のリアルタイム3次元可視化に成功すると共に,ポア内液水挙動と液水透過圧力の直接評価を実現し,多孔質内液水挙動の理解に役立てた.◆X線CTによる微細構造可視化と数値解析技術の開発(米国コネチカット大学にて実施)多孔質構造と内部液水ネットワークの詳細な理解に向けては,X線CTによる微細構造の詳細な3次元可視化が有効である.ここでは,組付け面圧,PTFEによる撥水処理が多孔質構造ならびに液水分布に及ぼす影響について,可視化結果より評価を行うと共に,得られた輸送特性を数値シミュレーションに用いることでこれらが発電性能に及ぼす影響を明らかにした.固体高分子型燃料電池(PEFC)の実用化にはコスト低減が不可欠であり,高電流密度運転の実現が求められている.しかし,同運転時には多孔質層内に凝縮水が滞留し反応ガスの輸送を阻害するため,セル性能が低下する.求められる運転条件の実現にはPEFCを構成するナノ・ミクロスケール多孔質における液水輸送現象の基礎的解明が不可欠であり,in-situ(その場)可視化技術の重要性は非常に高い.PEFC内液水挙動のin-situ計測技術としては,中性子イメージおよび放射光X線イメージングが報告され,有用な知見が得られている.しかし,これらの技術は時間・空間分解能が十分でない事に加え,中性子源または放射光源として大規模施設を必要とするため,ユーザーのアクセスおよびマシンタイムに制約が生じるという問題点がある.そこで,私は軽元素に対してもコントラストを得られる低エネルギーX線(軟X線)を利用した軟X線顕微鏡システムを開発し,実験室ベースのPEFC内液水挙動可視化技術として応用してきた.本研究では,PEFC内液水の可視化に適したX線源の検討を行い,4.9keVの特性X線エネルギーを有するバナジウムがターゲット材料として適していることを明らかにし,PEFC発電時の液水挙動を世界最高レベルの分解能(空間分解能0.5μm,時間分解能1.0sec/frame)で可視化することに成功した.また,同技術により多孔質構造がPEFCの性能に及ぼす影響について基礎的解明を行い,PEFC多孔質の液水滞留・排出特性が多孔質構造により大きく異なることを示した.更に,PEFC多孔質の微小亀裂(マイクロクラック)において液体水が滞留し,輸送パスとして機能することを初めて実験的に明らかにした.これらの成果は,本手法の高い空間・時間分解能により得られたものであり,今後のPEFCの水分制御をする上で重要な知見であると思われる.固体高分子型燃料電池(PEFC)の実用化に向けては,ガス拡散層(GDL)などのミクロ多孔質層における二相流挙動解明が不可欠であり,多孔質構造と液水ネットワークの詳細な理解が求められている.私は低エネルギーX線の利用と高感度検出が可能な軟X線顕微鏡システムを開発し,従来は困難であった軽元素(カーボン・液水)の高空間・時間分解能可視化を実現した.同システムをPEFC内液水の可視化技術として応用し,これまでに多くの知見を得たが,本研究では新規に開発したビームステアリングステレオ撮像技術によりGDL内液水挙動のリアルタイム3次元可視化を実現した.更に,X線CTによる多孔質構造および液水分布の詳細な可視化解析を行うと共に,数値シミュレーションによりこれらの多孔質構造および輸送特性が発電性能に及ぼす影響を評価した.◆ビームステアリングステレオ撮像3次元可視化技術としてCT撮像が用いられているが,同技術は多くの撮像枚数を要するため時間分解能が低い問題を有している.本研究では,電子ビームのスイングによりX線発生位置を変更し,視差角のついた2つの画像から3次元情報を取得するビームステアリングステレオ撮像技術を新規に開発した.同技術によりGDL内液水透過挙動のリアルタイム3次元可視化に成功すると共に,ポア内液水挙動と液水透過圧力の直接評価を実現し,多孔質内液水挙動の理解に役立てた.◆X線CTによる微細構造可視化と数値解析技術の開発(米国コネチカット大学にて実施)多孔質構造と内部液水ネットワークの詳細な理解に向けては,X線CTによる微細構造の詳細な3次元可視化が有効である.ここでは,組付け面圧,PTFEによる撥水処理が多孔質構造ならびに液水分布に及ぼす影響について,可視化結果より評価を行うと共に,得られた輸送特性を数値シミュレーションに用いることでこれらが発電性能に及ぼす影響を明らかにした.