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ヘム蛋白質と銅蛋白質の活性中心に関する生物無機化学的研究

1.脱窒菌(アルカリジェネスとアクロモバクター)からチトクロムC′を単離,精製し,還元下でNOを作用させた.NO分子はヘム鉄の第六配位座に結合するが,同時に,第五配位座のヒスチジンイミダゾール窒素と鉄の結合が切断されることが,吸収スペクトルシャMCDスペクトルの測定により明らかとなった.この時,プロトポルフィリンIXのNO誘導体を,チトクロムC′のNO誘導体のモデルとして合成し,分光学的に同定を行った.脱窒菌チトクロムC′の第五配位座の配位子の切断現象は新しい知見であり,既に報告のある光合成最近のチトクロムC′のNO誘導体(六配位構造)と異なり,両者のヘム環境が異なるという点で興味深い結果である.2.上記の脱窒菌チトクロムC′にCOやCNイオンを作用させ,それぞれの誘導体を調整した. COやCNはヘム鉄の第六配位座に結合するが, NOの場合と異なり,第五配位座のイミダゾールは切断されず,六配位型のヘム誘導体であることが明らかとなった.この研究でも,既報のヘモグロビンやチトクロム等のCO, CN誘導体の分光学的データと比較検討を行った.3.脱窒菌チトクロムC ́の水溶液に,アセトンや各種アルコール等の有機溶媒や,界面活性剤を添加すると,酸化型ヘム鉄のスピン状態が,中間スピンから低スピンに変化することを見い出した.低スピン状態では,第五配位座は中間スピン状態と同じスチジンイミダゾールであり,第六配位座にはアミノ酸側鎖が新たに結合するわけであるが,この側鎖はイミダゾール,あるいはリジンのアミノ基等が考えられた.4.脱窒菌アクロモバクターサイクロクラステスから,タイプI銅とタイプII銅の2種類の銅を含む亜硝酸還元酵素を単離した.吸収, CD, ERPスペクトルを測定した結果,タイプI銅は対称性の低い, EPRシグナルに異方性を持つ銅であることがわかった.1.脱窒菌(アルカリジェネスとアクロモバクター)からチトクロムC′を単離,精製し,還元下でNOを作用させた.NO分子はヘム鉄の第六配位座に結合するが,同時に,第五配位座のヒスチジンイミダゾール窒素と鉄の結合が切断されることが,吸収スペクトルシャMCDスペクトルの測定により明らかとなった.この時,プロトポルフィリンIXのNO誘導体を,チトクロムC′のNO誘導体のモデルとして合成し,分光学的に同定を行った.脱窒菌チトクロムC′の第五配位座の配位子の切断現象は新しい知見であり,既に報告のある光合成最近のチトクロムC′のNO誘導体(六配位構造)と異なり,両者のヘム環境が異なるという点で興味深い結果である.2.上記の脱窒菌チトクロムC′にCOやCNイオンを作用させ,それぞれの誘導体を調整した. COやCNはヘム鉄の第六配位座に結合するが, NOの場合と異なり,第五配位座のイミダゾールは切断されず,六配位型のヘム誘導体であることが明らかとなった.この研究でも,既報のヘモグロビンやチトクロム等のCO, CN誘導体の分光学的データと比較検討を行った.3.脱窒菌チトクロムC ́の水溶液に,アセトンや各種アルコール等の有機溶媒や,界面活性剤を添加すると,酸化型ヘム鉄のスピン状態が,中間スピンから低スピンに変化することを見い出した.低スピン状態では,第五配位座は中間スピン状態と同じスチジンイミダゾールであり,第六配位座にはアミノ酸側鎖が新たに結合するわけであるが,この側鎖はイミダゾール,あるいはリジンのアミノ基等が考えられた.4.脱窒菌アクロモバクターサイクロクラステスから,タイプI銅とタイプII銅の2種類の銅を含む亜硝酸還元酵素を単離した.吸収, CD, ERPスペクトルを測定した結果,タイプI銅は対称性の低い, EPRシグナルに異方性を持つ銅であることがわかった.
重症熱性血小板減少症候群に特徴的な異形リンパ球と、末梢血単核球の関連性を解明する

重症熱性血小板減少症候群(SFTS)はブニヤウイルス科フレボウイルス属に属するSFTSウイルス(SFTSV)の感染により惹起されるダニ媒介性の新興感染症である。SFTSは人に致死的な症状を引き起こすが、その病態形成機序は依然として未解明であり、効果的な対応策の設立を困難としている。本研究室のこれまでの研究活動により、SFTS患者のリンパ組織及び末梢組織中に特徴的な形質芽細胞様の異型リンパ球が増生・浸潤している事を明らかとした。本研究は、これら異型リンパ球の発現・増生・浸潤機序にヒト末梢血単核球(PBMC)が果たす役割の解明を試みるものである。本研究は、これら異型リンパ球の発現・増生・浸潤機序にヒト末梢血単核球(PBMC)が果たす役割の解明を試みるものであり、2018年度に実施した研究活動により下記の成果を得た。(研究1:健常者の末梢血単核球(PBMC)に含まれるSFTSV感受性細胞の探索とSFTSV感染により惹起される免疫細胞応答の観察)SFTSV感染細胞内に最も多量に発現する事が知られているSFTSV-nucleoprotein(SFTSV-NP)を標的とする遺伝子組換えモノクローナル抗体を作成した。本抗体を用いて、健常者PBMCを用いたSFTSV感染試験系を構築した。さらに、SFTSV感染時及び非感染時におけるPBMCのリンパ球サブセットの解析を実施した結果、SFTSV感染PBMCにおいて特徴的な表現型を有するリンパ球が出現する可能性が示唆された。(研究2:急性期SFTS患者のPBMCに含まれるSFTSV感染細胞及び異形リンパ球の表現型解)SFTS流行地域の病院に勤務する臨床医の協力のもと、急性期SFTS患者のPBMCを分離し、凍結保存細胞1検体を収集した。検体の収集数が想定より少なかった為、2019年度においても引き続き検体収集を実施する予定である。(研究1)SFTSV-NPを標的とする遺伝子組換えモノクローナル抗体の作成、及び健常者PBMCを用いたSFTSV感染試験系の構築に成功した。さらに、SFTSV感染時のPBMC中に特徴的な表現型を有するリンパ球が存在する可能性が示唆された。これら特徴的な表現型を有するリンパ球を詳細に解析する事により、異型リンパ球の出現機序の解明に寄与する知見の獲得が期待される。以上より、2018年度における本研究は当初の計画以上に進展していると考えられる。(研究2)少ない検体数であるが、急性期SFTS患者のPBMC検体を収集する事に成功した。検体収集はやや遅れているが、(研究1)の項に記載したように、各試験系の構築は順調に進展している為、2018年度における本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。総じて、2018年度における本研究の進捗は、おおむね順調であるといえる。(研究1)2018年度に引き続き、SFTSV感染PBMCに特徴的に観察されるリンパ球の表現型を詳細に解析する。また、PBMC中に含まれる各リンパ球サブセット(T細胞、B細胞等)の分離・培養・SFTSV感染試験系を構築し、SFTSV感染PBMC中に観察される特徴的なリンパ球の出現機序の解明を試みる。(研究2)2018年度に引き続き、急性期SFTS患者のPBMC検体を収集する。また、(研究1)により得られた知見を活用し、SFTSV-NP及び各種細胞表面マーカーを指標とするフローサイトメトリー法により、急性期SFTS患者のPBMC中に存在するSFTSV感染細胞及び異型リンパ球の表現型を解析する。

本研究は、これら異型リンパ球の発現・増生・浸潤機序にヒト末梢血単核球(PBMC)が果たす役割の解明を試みるものであり、2018年度に実施した研究活動により下記の成果を得た。(研究1:健常者の末梢血単核球(PBMC)に含まれるSFTSV感受性細胞の探索とSFTSV感染により惹起される免疫細胞応答の観察)SFTSV感染細胞内に最も多量に発現する事が知られているSFTSV-nucleoprotein(SFTSV-NP)を標的とする遺伝子組換えモノクローナル抗体を作成した。本抗体を用いて、健常者PBMCを用いたSFTSV感染試験系を構築した。さらに、SFTSV感染時及び非感染時におけるPBMCのリンパ球サブセットの解析を実施した結果、SFTSV感染PBMCにおいて特徴的な表現型を有するリンパ球が出現する可能性が示唆された。(研究2:急性期SFTS患者のPBMCに含まれるSFTSV感染細胞及び異形リンパ球の表現型解)SFTS流行地域の病院に勤務する臨床医の協力のもと、急性期SFTS患者のPBMCを分離し、凍結保存細胞1検体を収集した。検体の収集数が想定より少なかった為、2019年度においても引き続き検体収集を実施する予定である。(研究1)SFTSV-NPを標的とする遺伝子組換えモノクローナル抗体の作成、及び健常者PBMCを用いたSFTSV感染試験系の構築に成功した。さらに、SFTSV感染時のPBMC中に特徴的な表現型を有するリンパ球が存在する可能性が示唆された。これら特徴的な表現型を有するリンパ球を詳細に解析する事により、異型リンパ球の出現機序の解明に寄与する知見の獲得が期待される。以上より、2018年度における本研究は当初の計画以上に進展していると考えられる。(研究2)少ない検体数であるが、急性期SFTS患者のPBMC検体を収集する事に成功した。検体収集はやや遅れているが、(研究1)の項に記載したように、各試験系の構築は順調に進展している為、2018年度における本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。総じて、2018年度における本研究の進捗は、おおむね順調であるといえる。(研究1)2018年度に引き続き、SFTSV感染PBMCに特徴的に観察されるリンパ球の表現型を詳細に解析する。また、PBMC中に含まれる各リンパ球サブセット(T細胞、B細胞等)の分離・培養・SFTSV感染試験系を構築し、SFTSV感染PBMC中に観察される特徴的なリンパ球の出現機序の解明を試みる。(研究2)2018年度に引き続き、急性期SFTS患者のPBMC検体を収集する。また、(研究1)により得られた知見を活用し、SFTSV-NP及び各種細胞表面マーカーを指標とするフローサイトメトリー法により、急性期SFTS患者のPBMC中に存在するSFTSV感染細胞及び異型リンパ球の表現型を解析する。
表層部コンクリートに着目した簡易品質判定手法の開発に関する研究

1.試験方法および手法の確立コンクリートの品質を表層部の強度と耐久性の2面から評価する簡易品質判定手法を示し、強度については直接強度を評価する2試験(接着引張強度試験、表層強度試験)、耐久性については透気・透水性を評価する3試験(簡易透気性試験、簡易吸水性試験、簡易透水性試験)を提案した。2.試験値に及ぼす影響要因提案する5試験は、配合条件や材令による品質変化を良く反映するが、透気・透水性評価3試験の値は、コンクリートの含水率に大きく影響される。接着引張強度試験は、接着鋼片の直径と骨材最大寸法との関係に注意が必要である。変動係数は、強度評価2試験の場合、最大で20%程度であるが、透気性・透水性評価3試験の場合は、共に最大30%程度と大きく、実用化に向けて更に検討を要する。3.手法の品質管理および維持管理への適用強度評価2試験は、表層部コンクリートの強度特性を敏感に捉え、圧縮強度の推定に極めて有用である。両試験値は、劣化したコンクリートおよび表層部緻密化コンクリートや繊維補強コンクリートなどの表層部の強度変化を良く反映する。特に接着引張強度試験は、任意深さの強度評価が可能で応用性が高い。透気性・透水性評価3試験は、表層部の透気性や透水性を評価するために有用である。また、3試験は、劣化したコンクリートおよび表層部緻密化コンクリートや繊維補強コンクリートなどの表層部の品質変化を捉え得る。3試験は、未だ確立された試験方法とは言い難いが、測定値は評価のための参考値として十分扱えるものである。1.試験方法確立についての検討(1)強度評価2試験および透気・透水性評価3試験について、試験装置の改良や試験手順の改善を行った。(2)強度評価2試験における変動はほぼ満足できるものであるが、透気・透水性評価3試験の場合は変動が大きく更に試験装置の改良や試験手順の改善を行う必要がある。(3)表層強度の被壊機構は、軸対称二次元有限要素法により解析可能である。2.影響要因についての検討(1)配合条件や材令による品質変化は、強度評価2試験の場合良く反映できる。透気・透水性評価3試験のうち、透気性及び吸水性試験は品質変化を反映できるが、透水性試験の場合は、追従性が悪く検討すべき点がある。(2)透気・透水性評価3試験は、コンクリ-トの含水率の影響が大きい。3.品質管理・維持管理のための検討(1)強度評価2試験は、圧縮強度推定のための局部破壊試験として有用である。また、コンクリ-ト表層部を測定対象とする反発度試験や貫入試験等の結果と良好な相関を示す。(2)透水・吸水型枠を用いた場合、表層強度の測定により、表層部の強度改善に有効であることが確認できる。(3)接着引張強度試験においてパイプ状接着鋼片を用いれば、強度劣化の深さが確認できる。また、透気・透水性評価3試験は、劣化程度を耐久的側面から評価できる可能性がある。(4)補修後の性能確認および(5)品質判定のための評価基準に関しては、実験および検討を継続中である。1.試験方法確立についての検討継続1)接着引張強度試験方法を改良したところ、任意深さの引張強度の評価が可能となった。2)強度評価2試験および透気・透水性評価3試験の計5試験について、試験方法における問題点を整理・検討し、改善した。2.影響要因についての検討継続1)

5試験は、配合条件や材令による品質変化を良く反映できることが分った。2)透気・透水性評価3試験は、コンクリ-トの含水率の影響が大きいことが確認できた。3.品質管理・維持管理のための検討1)強度評価2試験における結果は、割裂引張強度と良好な相関を示し、試験は、コンクリ-ト表層部の引張強度を把握するための局部破壊試験として有用であることが分った。2)透水シ-トを用いて表層部の品質改善を行った場合、5試験は、表層部の強度改善および緻密性改善を評価することが可能で、品質管理のための試験として有用であることが分った。3)中性化および凍結融解の劣化促進試験の実施により、5試験は、品質低下を良好にとらえ、維持管理のための試験として有用であることが分った。4)補修後の性能確認および(5)品質判定のための評価基準に関しては、実験および検討を継続中である。1.平成3年度一部課題について検討継続1)簡易透水試験は、透水の理論的解析により品質評価に有効であることを確認したが、試験装置の改良を行なえば、更に信頼性の高い試験値が得られることを示した。2)品質判定のための評価基準は、設計時の品質を基準値とすることにより品質判定が可能であると考えられたが、透気性・透水性評価のためには、含水補正を行なう必要があること、評価値と耐久性能との関連を明らかにする必要があることなど、更に検討を要する事項があることを示した。2.既設構造物による検証および改善既設構造物を対象として簡易品質判定手法を適用し、本手法が品質判定に有効であること、また、前項に示した問題点や改善点があることを確認した。3.簡易品質判定手法の提案現段階で得られた成果をまとめ、強度評価2試験(接着引張強度試験、表層強度試験)および透気性・透水性評価3試験(簡易透気試験、簡易吸水試験、簡易透水試験)の適用によりコンクリートの簡易品質判定手法を示した。4.まとめおよび成果印刷3年間にわたる研究成果をまとめて報告書を印刷した。
同一個体内での骨修復過程を経時的に解析する定量評価実験モデルの確立と応用

骨伝導性生体材料の実験系の一つとして頻用されている動物の頭蓋冠部分欠損モデルを用いてpQCT(末梢骨用定量的CT)による骨欠損修復の定量化について検討し、以下の結論を得た.pQCTによる計測は高い再現性で骨修復の定量的評価が可能であり、従来の計測法では問題であった骨を被覆する軟部組織等の影響を徐外できること、また、X線不透過性を有する燐酸オクタカルシウム(OCP)等の燐酸カルシウム系材料を移植体として埋入した場合、従来の軟X線像による解析では骨修復に伴って形成された新生骨との区別が困難であったがpQCTを用いた計測では新生骨と燐酸カルシウム系移植体との区別が可能であり、新生骨の形成と移植体の動態(吸収)を個別に評価することができると考えられた.そして同一個体内の骨修復過程を経時的に観察することが可能であることや、骨折モデル等の他の骨修復に関連した実験系にもpQCTを用いた定量評価法は応用可能と考えられた.また本研究に関連してラット頭頂骨部分欠損等に埋入したOCPが骨芽細胞やその前駆細胞等に作用し、自ら骨形成の核となって骨修復を促進すること.OCPは生体内で吸収されるとともに新生骨によって置換し、骨修復を促進するが、それらは既存のリン酸カルシウム系材料に比べてより新生骨に置換され易く吸収され易いこと.さらにOCPがある種のサイトカインの担体となり共働的に骨修復を促進うることが示唆された.上記の成果をJournal of Biomedcal Materials Research57巻2号、同59巻1号、Oral Diseases7巻4号および東北大学歯学会雑誌21巻2号に報告した骨伝導性生体材料の実験系の一つとして頻用されている動物の頭蓋冠部分欠損モデルを用いてpQCT(末梢骨用定量的CT)による骨欠損修復の定量化について検討し、以下の結論を得た.pQCTによる計測は高い再現性で骨修復の定量的評価が可能であり、従来の計測法では問題であった骨を被覆する軟部組織等の影響を徐外できること、また、X線不透過性を有する燐酸オクタカルシウム(OCP)等の燐酸カルシウム系材料を移植体として埋入した場合、従来の軟X線像による解析では骨修復に伴って形成された新生骨との区別が困難であったがpQCTを用いた計測では新生骨と燐酸カルシウム系移植体との区別が可能であり、新生骨の形成と移植体の動態(吸収)を個別に評価することができると考えられた.そして同一個体内の骨修復過程を経時的に観察することが可能であることや、骨折モデル等の他の骨修復に関連した実験系にもpQCTを用いた定量評価法は応用可能と考えられた.また本研究に関連してラット頭頂骨部分欠損等に埋入したOCPが骨芽細胞やその前駆細胞等に作用し、自ら骨形成の核となって骨修復を促進すること.OCPは生体内で吸収されるとともに新生骨によって置換し、骨修復を促進するが、それらは既存のリン酸カルシウム系材料に比べてより新生骨に置換され易く吸収され易いこと.さらにOCPがある種のサイトカインの担体となり共働的に骨修復を促進うることが示唆された.上記の成果をJournal of Biomedcal Materials Research57巻2号、同59巻1号、Oral Diseases7巻4号および東北大学歯学会雑誌21巻2号に報告したラット頭蓋冠に規格化された骨欠損を作成し、燐酸オクタカルシウム(OCP)、ヒドロキシアパタイト(HA)、β-三燐酸カルシウム(β-TCP)を埋入試料として用い、それら燐酸カルシウム系移植体の吸収動態を解析し、組織形態計測学的に比較検討したところ、OCPの生体内での吸収性がHAやβ-TPCに比べて優れていることが解明された。また本研究に関連としてラット頭頂骨部分欠損に埋入したOCPが骨修復の核となりうることやOCPにTransforming growthfactor-β_1(TGF-β_1)を吸着させ同欠損に埋入し組織定量学的に検討すると、共働的に骨修復を促進しOCPがある種のサイトカインの担体となりうることが示唆された。上記の成果をJournal of Biomedcal Materials Research57巻2号、同59巻1号およびOral Diseases7巻4号に報告した。次年度以降は、同一個体で経時的な骨修復過程の計測が可能な骨量測定法としての、pQCT(末梢骨用定量的CT)による定量的解析法の確立を目指し、更にそれらを用いて、従来の軟X線像による解析では形成された新生骨との区別が困難であったOCP等の燐酸カルシウム系材料を移植体として埋入し、本モデルで新生骨の形成と移植体の吸収動態を解析し、軟X線法・組織形態計測法との解析結果と比較検討する。

in vivoにおける骨伝導性生体材料の実験系の一つとして頻用されている動物の頭蓋冠部分欠損モデルを用いてpQCT(末梢骨用定量的CT)による骨欠損修復の定量化について検討し、以下の結論を得た.pQCTによる計測は高い再現性で骨修復の定量的評価が可能であり、従来の計測法では問題であった骨を被覆する軟部組織等の影響を除外できること、また、X線不透過性を有する燐酸オクタカルシウム(OCP)等の燐酸カルシウム系材料を移植体として埋入した場合、従来の軟X線像による解析では骨修復に伴って形成された新生骨との区別が困難であったが、pQCTを用いた計測では新生骨と燐酸カルシウム系移植体との区別が可能であり、新生骨の形成と移植体の動態(吸収)を個別に評価することができると考えられた.そして同一個体内の骨修復過程を経時的に観察することが可能であることや、骨折モデル等の他の骨修復に関連した実験系にもpQCTを用いた定量評価法は応用可能と考えられた.また本研究に関連して私たちのこれまでの研究でラット頭頂骨部分欠損等に埋入したOCPが骨芽細胞やその前駆細胞等に作用し、自ら骨形成の核となって骨修復を促進すること.OCPは生体内で吸収されるとともに新生骨によって置換し、骨修復を促進するが、それらは既存のリン酸カルシウム系材料に比べてより新生骨に置換され易く吸収され易いこと.さらにOCPがある種のサイトカインの担体となり共働的に骨修復を促進しうることが示唆され、骨再生治療におけるOCPの骨代用材ならびに担体としての有用性について総説としてまとめ、東北大学歯学会雑誌21巻2号に報告した.
旋回および起伏同時操作を行うトラッククレーンの振動制御に関する研究

トラッククレーンの操作の効率化、容易化および安全性の向上を目的として、旋回・起伏操作を複合的に扱った。トラッククレーンのブームを剛体として解析を行ったが、旋回操作ではつり荷は旋回方向の慣性力と半径方向の遠心力により3次元的な挙動を示し、操作後はつり荷に残留振動が残る。すなわち、つり荷の振れを制御するために、旋回および起伏の複合的な操作が必要であった。ここでは、トラッククレーンの動特性解析を行い、ファジィ制御を適用して複合操作時の振れ止めを行った。研究の概要は以下の通りである。(1)マルチボディダイナミクスを考慮したトラッククレーンのコンピュータプログラム開発。ここでは、ブームの旋回および起伏運動と構造振動を組み合わせた動特性の解析と、旋回および起伏方向を同時に考慮したつり荷の振れを解析するコンピュータプログラムを開発した。(2)複合操作時のつり荷の振れ止め制御法の確立。起伏および旋回方向に振れるつり荷の制御を行うために、同時に2方向に対する複合的な振れ止めの手法をファジィ制御により開発した。(3)模型実験によるコンピュータプログラムの妥当性確認。1および2で作成したプログラムおよび制御手法の妥当性を検証するために、トラッククレーンのモデルを作成し実験により得られたデータと比較を行い、妥当な解が得られた。制御の結果、旋回および起伏同時操作時に生じる半径および旋回方向のつり荷の振れ止めに成功した。また、つり荷の位置決めについてもルールを設けて複合的に制御を組み合わせて、振れ止めと同時に所望の位置までの位置決めを正確に行うことができた。
固体蛍光体の合成ならびに蛍光特性とその分析化学への適用に関する研究

希土類金属(III)イオンと比較的親和的性の高いヒドロキシル基を有するヒドロキシイミノジ酢酸キレート樹脂(HIDA樹脂)を合成し,Eu(III),Tb(III)をキレート交換したEu(III)-HIDA樹脂,Tb(III)-HIDA樹脂の固体蛍光スペクトルを解析し,ペレット法による定量法を開発した。合成したHIDA樹脂のキレート交換容量は1.76meq/gであった。各希土(III)イオンの分配係数Kd及び分離係数を測定したところ,各希土類(III)間の分離係数α及び官能基導入率(43%)も大きいので,各希土類金属イオンの分離及び捕集は良好であった。従って本HIDA樹脂を用い,バッチ法によりEu(III),Tb(III)を樹脂にキレート化させ,固体状態で紫外線照射により蛍光測定する方法を開発した。赤外錠剤形成用油圧機でペレット錠剤として表面を均一化し,分光蛍光光度計の固体ホルダーにセットし励起・蛍光スペクトルを測定する方式を案出した。その結果Eu(III)-HIDA樹脂のスペクトルは^7F→^5Dの各励起エネルギーレベル並びに^5D→^7Fへの発光スペクトルが明瞭に観察できた。この場合,Eu(III)-HIDA樹脂の発光はEm592nm(^5Do→^7F_1)<Em615nm(^5Do→^7F_2)となり,非反転対称構造の固体発光体であることを明らかにした。同様にTb(III)-HIDA樹脂の励起・蛍光スペクトルを測定したところ,Ex302nm,Em545nmの強いスペクトルを観察した。そこで,HIDA樹脂に任意の割合でEu(III),Tb(III)及びその他の希土類(III)イオンをキレート化し,希土類(III)の相互干渉作用を検討した。測定波長をEu(III)は,Ex395nm/Em615nm,Tb(III)はEx302nm/Em545nmとした。Eu(III)はTb(III)により26.2%の負の干渉を受け,Tb(III)はEu(III)により32.6%の正の干渉を受けた。この結果よりEu(III)とTb(III)を分離せずに固体ペレット状で同時定量できる方法を確立した。本法は炭酸塩希土類鉱物中のEu(III),Tb(III)の非破壌分析の可能性を示唆する。
六極不均一磁場により状態選択したNO分子線によるH(D)+NO化学発光の研究

(1)現有の分子線化学発光装置を改造し,六極不均一磁場型fs状態選択装置(内接遠景6m/m,磁極外径186m/m,磁極長350m/m)及び真空チェンバーを試作した.電磁極コイルは,銅パイプ(1/8)を用い一磁極当たり40ターン巻いた.磁極のコイルの冷却は,銅パイプ内をカスケードポンプを用いて強制水冷により行った.電磁場用大電流は,交流三相モータ駆動の直流発電機(最大発電容量150アンペア)を用いた.市よ時の推定磁場強度は約70アンペア通電で6000ガウスである.(2)NO分子線は,約100°Cに加熱した超音速ノズルより,定常流として発生させ,ビームスキマー,ユリメータにより平行ビームにした後,磁場fs状態選択装置に導入し, NO分子の微細状態選択を行った.現在,上記の方法で発生させたNO分子線のキャラクタリゼーションを質量分析管を検出器に用いた飛行時間測定法により行っている.また,六極不均一磁場中におけるNO分子の運動軌道を大型計算機を用いてモンテカルロ計算を行い,六極磁場選択後のfs状態分布のシミュレーションを開始している.(3)fs状態選択したNO分子線を反応室に導き,マイクロ波放電により生成した水素原子(又は重水素原子)を10-310-4Torr圧に充満したがスセル中に透過させ,セル中で反応により生じたA′′状態のHNO(又は, DNO)の化学発売を光電子計数法で観測する予定であり,現在,当目的に最適を考えられるガス・ビーム反応装置に改造している.(1)現有の分子線化学発光装置を改造し,六極不均一磁場型fs状態選択装置(内接遠景6m/m,磁極外径186m/m,磁極長350m/m)及び真空チェンバーを試作した.電磁極コイルは,銅パイプ(1/8)を用い一磁極当たり40ターン巻いた.磁極のコイルの冷却は,銅パイプ内をカスケードポンプを用いて強制水冷により行った.電磁場用大電流は,交流三相モータ駆動の直流発電機(最大発電容量150アンペア)を用いた.市よ時の推定磁場強度は約70アンペア通電で6000ガウスである.(2)NO分子線は,約100°Cに加熱した超音速ノズルより,定常流として発生させ,ビームスキマー,ユリメータにより平行ビームにした後,磁場fs状態選択装置に導入し, NO分子の微細状態選択を行った.現在,上記の方法で発生させたNO分子線のキャラクタリゼーションを質量分析管を検出器に用いた飛行時間測定法により行っている.また,六極不均一磁場中におけるNO分子の運動軌道を大型計算機を用いてモンテカルロ計算を行い,六極磁場選択後のfs状態分布のシミュレーションを開始している.(3)fs状態選択したNO分子線を反応室に導き,マイクロ波放電により生成した水素原子(又は重水素原子)を10-310-4Torr圧に充満したがスセル中に透過させ,セル中で反応により生じたA′′状態のHNO(又は, DNO)の化学発売を光電子計数法で観測する予定であり,現在,当目的に最適を考えられるガス・ビーム反応装置に改造している.
ラオス少数民族間において教育普及格差をもたらす要因の社会経済学的分析

基礎教育の普及は開発途上国の発展にとって必要不可欠な問題である。それは最貧国の一つであるラオスも言える事であるが、ラオスの場合その特徴的な性質として多民族国家であることがあげられる。特に貧困層である少数民族への基礎教育普及は現在も困難を極めており、これがラオスの基礎教育普及にとって大きな問題となっている事が仮定として考えられる。しかし未だ、民族間での教育格差の現状とその要因に関しては把握、解明されぬままである。本研究は現地調査によって、そのような民族間にどのような教育格差・不平等性が生じているか、また少数民族への基礎教育普及停滞の要因を探り、民族間での教育格差をもたらす要因を明らかにするものである。その手段として、通常の定性的分析の他に定量的分析を行うことで、既存研究において解明されなかったラオス教育開発の停滞と社会、民族、文化、経済との関連性、を明らかにする事を試みた。前年までに、初等中等教育段階の就学進展と、所得の向上についての関係性を中心に見てきた。特に今年度は、前年度の研究結果を踏まえ、ラオスの教員養成と現職教員の質の問題が少数民族の就学にどのような影響を及ぼしているのか、教員養成学校の学生、現職教員研修に参加する教員を対象に質問紙調査を実施し、同地域の少数民族の就学状況との因果関係を探った。結果的には、少数民族の就学は、その家庭の所得状況よりも、同地域に何人の民族教員が存在するか、また民族教員を含め、その地域に存在する教員の質により強く影響を受けているということがわかった。これは一地域の結果であるが、ラオスの他の地域でも果たして当てはまるのか、今後の課題としたい。特に、現在ラオスにおいて対応がせまられる貧困とその削減に向け、教育の果たす役割と、そこに少数民族問題がどのように関係しているかについて焦点を当てた。具体的には、ラオス、ヴィエンチャン県カシー郡において、郡教育事務所協力の下、インタビュー、質問紙調査や参与観察を含む定性調査を行い、就学状況決定のメカニズムを分析枠として回帰分析モデルを設定し、就学状況に影響を及ぼす諸変数の相対的重要性を分析した。その結果、教育インフラ不足に代表される教育の供給不足等、教育行政側の問題は住民の収入の低さ、流入人口の急激な増加、人口の過疎などによる財政水準の低さだけでなく、貧困家庭の増加、子供の数が多い世帯、非ラオス語を母族語とする等によっても特徴付けられる。つまり、貧困層である少数民族への教育拡大に向けた戦略が必要となっている事が分かった。特に今年度は、教育が所得の向上とどのような関係性を持つのか分析を行った。具体的には、ラオス、ヴィエンチャン県カシー郡において、郡教育事務所協力の下、インタビュー、質問紙調査や参与観察を含む定性調査を行い、所得向上のメカニズムを分析枠として回帰分析モデルを設定し、所得向上に関係する教育条件とその特色について分析した。その結果、教育段階の中でも前期中等教育の重要性が示され、初等教育だけでなく、政府教育開発計画における前期中等教育開発の整合性が問われることになると考えられる。

本研究は現地調査によって、そのような民族間にどのような教育格差・不平等性が生じているか、また少数民族への基礎教育普及停滞の要因を探り、民族間での教育格差をもたらす要因を明らかにするものである。その手段として、通常の定性的分析の他に定量的分析を行うことで、既存研究において解明されなかったラオス教育開発の停滞と社会、民族、文化、経済との関連性、を明らかにする事を試みた。前年までに、初等中等教育段階の就学進展と、所得の向上についての関係性を中心に見てきた。特に今年度は、前年度の研究結果を踏まえ、ラオスの教員養成と現職教員の質の問題が少数民族の就学にどのような影響を及ぼしているのか、教員養成学校の学生、現職教員研修に参加する教員を対象に質問紙調査を実施し、同地域の少数民族の就学状況との因果関係を探った。結果的には、少数民族の就学は、その家庭の所得状況よりも、同地域に何人の民族教員が存在するか、また民族教員を含め、その地域に存在する教員の質により強く影響を受けているということがわかった。これは一地域の結果であるが、ラオスの他の地域でも果たして当てはまるのか、今後の課題としたい。
STEMによるナノカーボンの構造解析

これまで単層カーボンナノホーン(SWCNH)内に存在する構造欠陥の作用に着目してきた。そこで,メカノケミカルな処理に伴うSWCNHのナノ構造変化の詳細な解明を試みた。ここでは,SWCNHと既存の手法で5員環等の活性部位を取り除いたSWCNH(ox-SWNH)を各々N回(N=2,5,9)圧縮処理した試料を用いた。電子顕微鏡観察より両試料のナノ粒子が圧縮によって連続体を形成するが,特にox-SWCNHでは活性部位が消失しているため,SWCNHより容易に連続体を形成する事が分かった。さらに,分光学的手法及び窒素吸着測定から,圧縮処理がSWCNHでは活性部位の消失後に形成した細孔の再結合をもたらし,ox-SWCNHでは既存の細孔部位における再結合をもたらしている可能性が示唆された。これは,CO2吸着に伴う電気伝導応答性の結果からも妥当であり,本研究によりメカノケミカルな処理がグラフェン内の欠陥部位を介してsp3結合形成をもたらす事が分かった。続いて,制約されたナノ空間中における分子吸着現象及び相転移現象を解明するため,一次元細孔を有するカーボンナノチューブ(CNT)及び二次元細孔を有する活性炭素繊維(ACF:Activated Carbon Fiber)を用いて,細孔内に形成したヨウ化カリウム(KI)結晶の構造解析を行った。窒素吸着測定及び熱重量測定より見積もったKIの導入量と電子顕微鏡観察より,多くのKI結晶は細孔入口近傍に存在している事が会かった。しかしながら,これらの試料に対してLab及びSPring-8でのX線構造回折によって得られた結果を基に,ナノカーボン及び細孔中の物質の構造解析を行ったところ,バルク状のKIのみだけでなく高圧下で形成する結晶構造が存在する可能性が見出された。現在,詳細な結晶構造の同定を行うと共に細孔の次元性との関連を解明しているところである。第一に,単層カーボンナノホーン(SWNH)内に存在する欠陥部位の作用について着目した。これまでのナノカーボン物質中の構造欠陥及び気体吸着に関する研究を基に,電子顕微鏡を用いたSWNHのナノ構造解析や電気伝導度測定による気体吸着に伴うSWNHの電気伝導応答性から,欠陥部位が及ぼす影響の解明を試みた。既存の手法を用いて,5員環等の欠陥部位を取り除いたSWNH(ox-SWNH)を作製し,構造欠陥の存在するSWNHとの比較を行った。電子顕微鏡観察より明瞭なナノ構造の変化が見られた試料に対して,電子受容気体及び電子供与気体を用いて電気伝導度変化を測定したところ,ox-SWNHとSWNHで電気伝導応答性が明らかな変化が得られた。この変化は,欠陥構造の有無に着目すると非常に妥当であり,欠陥部位の効果を電気伝導性から明らかにしつつある。さらに,制約されたナノ空間中における分子吸着現象及び相転移現象を解明するため,二次元細孔を有する活性炭素繊維(ACF : Activated Carbon Fiber)の細孔内へ吸着させたヨウ化カリウム(KI)の構造解析を行っている。まず初めに,ACFの細孔構造決定のために77Kにおける窒素吸着等温線の測定及び透過型電子顕微鏡による構造評価を行った。これらの結果より得られた細孔構造から,KIの吸着量を見積もり充填量が過小量過剰量となる試料を作製した。これらの試料を電子顕微鏡を用いて構造観察を行うと,KI過剰量の試料においてはACF表面に多数のKI結晶が確認できるが,過小量においてはKI結晶がACF表面にほとんど確認されず細孔内のみに存在している可能性が高い事が分かった。現在,これらの試料に対してLab及びSPring-8でのX線構造解析,高エネルギー加速器研究機構でのEXAFSによって得られた結果を基に,ナノカーボン及び細孔中の物質の構造解析を行っているところであるこれまで単層カーボンナノホーン(SWCNH)内に存在する構造欠陥の作用に着目してきた。
コウモリ類の音声モニタリングの汎用化に向けた音声データベースと識別方法の構築

本研究の内容は、コウモリ類の「音声モニタリング調査」の汎用化に向けた、基盤となる参照音声データの集積と、種の識別手法の構築である。そのために、日本産コウモリ類全種の飛翔時音声(エコーロケーションコール)を収集し、データベース化する。さらに、収集した音声を用いて、機械学習アルゴリズムを用いた「音声による種識別方法」を構築する。平成30年度は、当初の研究実施計画に基づき、以下の調査研究を行った。1)沖縄島を調査対象地とし、オキナワコキクガシラコウモリおよびキタクビワコウモリの飛翔音声を録音した。ねぐらとなる洞窟内外での飛翔時音声をTime Expansion式バットディテクタとリニアPCMレコーダーを用いて録音した。また、北海道においてもコウモリの捕獲を行い、上記同様の録音を行った。以上の結果、6種50個体以上の参照音声を収集することができた。前年度までを含むこれまでの収集音声は31種860個体に達した。2)種識別方法の構築:これまでに研究代表者が収集してきた音声ファイルをspectrogram画像に変換し,画像分類問題で性能が高いConvolutional Neural Network (CNN)を用いることで,特徴量を自動抽出し,高精度かつコールの変異性やノイズに頑健な種判別法の開発を目指した。前年度までは一部の種のみを対象としたてきたが、今年度は全種を対象とした。結果,10分割交差検証での評価で平均正答率98.1 %を達成した.入力のspectrogramが多様であったことや対象種数を考慮すると,先行研究と比較しても高精度かつ,コールの変異性やノイズに対しても頑健に種判別が行えたと言える。この結果は現在論文化を進めている。3)音声データベースの構築まだweb上で公表できる段階ではないが、公表に向けた第一歩として、ソフトウェア「FileMaker Pro」を用いて、これまで収集した音声をデータベース化した。理由フィールドワークに関しては、ほぼ当初の予定通りのデータを得ることができた。一方で、前年度からの課題であった東北地方でのサンプリングは研究協力者の事情により見送りになった。しかし、北海道などの他地域でのサンプリングを代わりに進めることができた。また、種識別機の構築に関しても、前年度に構築した高精度の識別器をこれまで収集した全種に対して応用できた。さらに、音声データベースの公開に向け、基本となるデータベース形式による取りまとめが進展した。よって、順調に研究が進展していると判断できる。引き続き、全国各地での参照音声収集を行う。平成31年度は、これまでに収集されていない、あるいはサンプル数が少ない種の音声収集に挑む。種識別器に関しては、サンプル数を増やした上で、引き続き深層学習を用いた識別器を応用していく。同時に、コウモリ類の音声データベース公開に向けた準備を進めていく。平成28年度は、当初の研究実施計画に基づき、以下の調査研究を行った。1)日本産コウモリ類の参照音声の収集多くの対象種が生息する南西諸島(石垣島)と中部地方(長野県乗鞍高原)を調査対象地とし、カグラコウモリ、リュウキュウユビナガコウモリ、ヤエヤマコキクガシラコウモリ、クビワコウモリの飛翔音声を録音した。具体的には、調査地域内の既知のねぐら(洞窟や家屋等)周辺で、出巣個体が飛翔する際の音声をTime Expansion式バットディテクター(Pettersson D240x)とリニアPCMレコーダー(Rolland R-05)を用いて録音した。また、乗鞍高原ではHarp Trapを用いてコウモリ類を捕獲し、捕獲された個体の種同定や計測、標識を行い、放逐後の飛翔時音声を前述の方法で録音した。以上の結果、各種30個体以上の参照音声を収集することができた。2)種識別方法の構築これまでに研究代表者が収集してきた音声ファイルから、これまでに開発してきた種識別器構築プロセスを応用し、第1段階の種識別方法を確立した。具体的には音声解析ソフトウェアSonoBatを用いてエコーロケーションコールが持つ種識別に有用な特徴量76種を半自動的に抽出し、これらの特徴量を属レベル・種レベルを複数の機械学習アルゴリズム(ランダム・フォレスト、サポート・ベクター・マシン等)を組み合わせて段階的に推論する識別器を完成させた。この結果は日本哺乳類学会の和文誌「哺乳類科学」に受理済みである。フィールドワークに関しては、当初の予定通り2地域でのデータを得ることができた。また、種識別機の構築に関しても、過去に得られたデータをもとに基本となる識別機を構築し、学術雑誌に論文として投稿、受理された。平成29年度は、当初の研究実施計画に基づき、以下の調査研究を行った。1)日本産コウモリ類の参照

音声の収集:多くの対象種が生息する南西諸島(奄美大島)を調査対象地とし、ヤンバルホオヒゲコウモリ、リュウキュウテングコウモリの飛翔音声を録音した。Harp Trapを用いてコウモリ類を捕獲し、捕獲された個体の種同定や計測、標識を行い、放逐後の飛翔時音声をTime Expansion式バットディテクターとリニアPCMレコーダーを用いて録音した。また、北海道においても、コウモリの捕獲を行い、上記同様の録音を行った。以上の結果、13種100個体以上の参照音声を収集することができた。2)種識別方法の構築:これまでに研究代表者が収集してきた音声ファイルをspectrogram画像に変換し,画像分類問題で性能が高いConvolutional Neural Network (CNN)を用いることで,特徴量を自動抽出し,高精度かつコールの変異性やノイズに頑健な種判別法の開発を目指した。結果,10分割交差検証での評価で平均正答率98.3 % (S.D. 0.9)を達成した.入力のspectrogramが多様であったことや対象種数を考慮すると,先行研究と比較しても高精度かつ,コールの変異性やノイズに対しても頑健に種判別が行えたと言える。この結果は日本生態学会札幌大会で発表し、現在論文化を進めている。フィールドワークに関しては、ほぼ当初の予定通りのデータを得ることができた。東北地方でのサンプリングを予定していたが、研究協力者の事情により見送りになった。しかし、北海道などの他地域でのサンプリングを代わりに進めることができた。また、種識別機の構築に関しても、前年度に構築した、基本となる識別機をさらに発展させ、高精度の識別器を構築することができた。よって、順調に研究が進展していると判断できる。本研究の内容は、コウモリ類の「音声モニタリング調査」の汎用化に向けた、基盤となる参照音声データの集積と、種の識別手法の構築である。そのために、日本産コウモリ類全種の飛翔時音声(エコーロケーションコール)を収集し、データベース化する。さらに、収集した音声を用いて、機械学習アルゴリズムを用いた「音声による種識別方法」を構築する。平成30年度は、当初の研究実施計画に基づき、以下の調査研究を行った。1)沖縄島を調査対象地とし、オキナワコキクガシラコウモリおよびキタクビワコウモリの飛翔音声を録音した。ねぐらとなる洞窟内外での飛翔時音声をTime Expansion式バットディテクタとリニアPCMレコーダーを用いて録音した。また、北海道においてもコウモリの捕獲を行い、上記同様の録音を行った。以上の結果、6種50個体以上の参照音声を収集することができた。前年度までを含むこれまでの収集音声は31種860個体に達した。
結晶性金属酸化物ナノ粒子を含むゾルの新規創製

金属酸化物、および複合酸化物は現在ガスセンサや環境触媒など様々な分野で応用されており、近年更なる性能向上を目指し、金属酸化物ナノ粒子の調製が活発に研究されている。本研究では、極性有機溶媒中で金属塩とアルカリを反応させることにより、金属酸化物ナノ結晶が得られる新しい調製法について検討した。まず、単独酸化物については、Zn、Mn、Sn、In、Fe、Laの酸化物を検討した。各種金属塩を溶解したトリエチレングリコールとテトラブチルアンモニウムヒドロキシドのトリエチレングリコール溶液を120°Cで混合し、大気中にて250°Cで12時間還流を行い、金属酸化物ナノ粒子を作製した。また、複合酸化物については、ペロブスカイト型酸化物であるLaFeO_3を検討した。LaとFe硝酸塩をトリエチレングリコールに溶解し、N_2流通下でテトラブチルアンモニウムヒドロキシドのトリエチレングリコール溶液と混合し、200°Cで12時間還流することにより、前駆体ゾルを作製した。Zn、Mn、Sn、In、Feについては、それぞれ結晶性酸化物が得られることがわかり、その結晶子径は1.3nm9.1nmと小さく、250°Cにおいて酸化物ナノ結晶が調製できることが確認された。しかし、Laに関してはアモルファスの酸化物として得られることがわかった。また、各酸化物の金属イオンの価数は、多くの場合出発原料の価数が生成物の価数に一致するが、Mnのように多価数を取りうる金属は有機溶媒中でも空気中の酸素との反応が起こることが明らかになった。これら酸化物は、ガスセンサをはじめとする機能材料に応用可能なナノ粒子であると考えられる。さらに複合酸化物では、還流後はアモルファスであったが、300°Cで焼成すると、ペロブスカイト相が生成することがわかった。種々の結晶性金属酸化物ナノ粒子を溶液中で調製できること、さらに複合酸化物を300°Cという低温で作製できた例は少なく、この調製法は酸化物ナノ粒子を得る手法として大いに期待できる。
包絡分析法におけるスケールエコノミー,不可分性及び生産関数に関する研究

本研究において次のような成果が得られた。アダムスミス以来研究されてきた規模の収穫(Returns to Scale=RTS)の概念とエコノミーオブスケール(Economies of Scale=ES)の違いについて厳密に再検討した。その結果前者は生産ユニットにかかわり後者は工場自体に関連する概念であることが分かった。エコノミーオブスケールは次の5つの事項と関連している。(1)規模の収益、(2)生産要素のオーバーヘッドと不可分性、(3)外部および内部経済、(4)企業と関連業者間の契約、(5)組織の効率性を決めるそれらの相互作用。したがってESとRTSは発生源が異なり混用することはできない。さらにプロセス不可分性が生産過程に含まれているためにRTSの測定が困難になることをインドのセメント工場の事例をもとに検証した。従来の生産関数型のアプローチではその測定は困難である。それに対してnonparametricに多入力、多出力系のシステムの効率性を測定するDEA(Data Envelopment Analysis)が有望な代替手法であるが、DEAにおいてもプロセス不可分性を考慮しなければならない。この点DEAの中でもFDH(Free Disposal Hull)モデルが適していることが判明した。この研究結果を元にSEをDEAの枠内で再定義した。同様に入力と出力の間の弾力性を計測する新手法を開発した。この方法によりNTTの経営データを資本、労働、材料の面から効率性を計測した結果、近年、材料(アクセスライン)と労働の生産性が著しく低下していることを検出した。
ハンドル分解を用いた４次元多様体の微分構造の研究

同一の接触3次元多様体の互いにエキゾチックな(即ち同相だが微分同相でない)無限個のStein fillingを構成するアルゴリズムを与えた。また、互いにエキゾチックな4次元多様体の対を表示する枠付き結び目の対の組織的構成法を与えた。応用として結び目コンコーダンスに関するAkbulut-Kirby予想を否定的に解決した。その他にも接触5次元多様体や結び目の最大Thurston-Bennequin数に関する成果を得た。本研究の目的は,主にハンドル分解やその図式を用いることで,4次元多様体の微分構造の様相を探ることである.25年度の成果の中で主要なものは以下のとおりである.エキゾチックなStein fillingの組織的構成.対数変換をモノドロミーの置き換えでとらえる方法を得た.これは26年度に予定していた研究だが25年度に実現できた.この方法を応用しさらに次の成果を得た.ある条件をみたす任意のpositive allowable Lefschetz fibration (PALF)に対し,それを改変して無限個のエキゾチックなPALFを与えるアルゴリズムを与えた.このアルゴリズムにより,2ハンドル体の広いクラスに対してその位相不変量をエキゾチックなStein fillingの位相不変量として実現することができた.また境界の接触構造の観点からも考察を行った.成果は論文にまとめ,arXivに公表し,専門誌に投稿する予定である.このアルゴリズムはまだ様々な応用の可能性があると思われる.26年度以降も引き続き研究する予定である.これらの研究を行うにあたり,6月にはドイツで,8月にはアメリカで,4次元多様体の大規模な国際研究集会に参加した.国内には専門家が少ないが,海外の多くの専門家と情報交換をすることができ,非常に有益であった.また,国内においては研究集会「4次元トポロジー」を鎌田教授(阪市大),松本名誉教授(広島大)と広島大学で共催した.参加者の間で活発な議論が生まれ,非常に有益であった.26年度の主な研究成果は以下の通りである。1.主に前年度に得られた結果である、Stein fillingに関する成果を論文にまとめarXivで公表した。特に、非常に広いクラスの4次元多様体に対し、その位相不変量はエキゾチックなStein fillingの位相不変量として実現できることを示した。また無限個のStein fillingを許容するような接触3次元多様体のサポート種数を初めて決定した。この結果によりサポート種数1であっても無限個のStein fillingを許容しうることがわかった。さらに、無限個のエキゾチックな境界付きLefschetz fibration (PALF)であって、種数1のものを構成した。この結果は種数1の閉Lefschetz fibrationにはエキゾチックなものがないという、古典的な結果と対照的である。3. 4次元Stein fillingをオープンブックのページにもつ接触5次元多様体を研究した(Selman Akbulut氏との共同研究)。特に、同一の接触5次元多様体が互いにエキゾチックなStein fillingをページに持つ無限個のオープンブック分解を持ち得ることを示した。4. 0手術が同じ2つの結び目はコンコーダントであるという、1978年のAkbulut-Kirby予想の初の反例を構成した。平成27年度の主な成果は以下の通りである。(1)互いにエキゾチックな4次元多様体対を表示する枠付結び目の対の例は散発的なものしかなく、また枠が-1の場合に限られていた。私はコルクツイストの新しい表示方法を開発することにより、そのような枠付結び目対を組織的に構成する方法を与えた。応用として、「2つの結び目が0手術で同じ3次元多様体を生むならば、それらはコンコーダントである」という1978年のAkbulut-Kirby予想を否定的に解決した。成果をまとめた論文を専門誌に投稿中である。(2)Stein構造を持たないコンパクト可縮4次元多様体の存在問題は4次元可微分ポアンカレ予想と密接に関連する重要な問題である。ところで、枠付結び目で表示される4次元多様体は、枠が最大Thurston-Bennequin数より小さければ、Stein構造を持つことがよく知られている。私は、「この事実の逆は成立しない」、「Stein構造を持たないコンパクト可縮4次元多様体が存在する」の少なくとも一方の主張は正しいことを示した(J. Symplectic Geom, to appear)。(3) 4次元Steinハンドル体を用いることで、最大Thurston-Bennequin数(結び目の不変量であり低次元トポロジーに様々な応用を持つ)の新しい決定法を与えた。特に既存の方法では決定不可能と思われる多数の例に対し、最大Thurston-Bennequin数を決定した。応用として、「結び目のLegendre手術で得られる3次元多様体は既約である」というLidman-Sivekの予想を否定的に解決した(Compositio Math., to appear)。(4)4次元多様体上のStein構造は5次元オープンブックを経由することで5次元多様体上の接触構造を与える。私はAkbulutとの共同研究で、接触3次元多様体のStein充填の微分構造の違いが5次元多様体上の接触構造に反映されるとは限らないことを示した(主に26年度の研究内容,Math. Res. Lett., to appear)。

また、互いにエキゾチックな4次元多様体の対を表示する枠付き結び目の対の組織的構成法を与えた。応用として結び目コンコーダンスに関するAkbulut-Kirby予想を否定的に解決した。その他にも接触5次元多様体や結び目の最大Thurston-Bennequin数に関する成果を得た。予定していた研究の多くは実行できたが、4次元多様体の微分構造を保つ手術の研究は良い成果が得られなかった。一方、concave fillingを用いたStein fillingの研究、5次元接触構造の研究、結び目コンコーダンスの3つの研究は予定していなかったが、これらに関する重要な成果が得られた。位相幾何学今後も引き続き4次元多様体のコルク構造、4次元多様体のエキゾチック微分構造の構成、4次元多様体の微分構造を保つ手術について多角的に研究を進める。コルクや結び目コンコーダンスに関する26年度の研究成果は27年度の早い段階で論文にまとめたい。また、4次元の他分野への応用にも取り組みたい。25年度はエキゾチックStein fillingの構成法を開発する予定だったが、当初の期待以上の成果が得られた.当初の予定になかった接触構造の観点からの成果も得ることができた.一方,コルクに関する研究も予定していたが,海外で活発に研究されているStein fillingの研究を優先したため,これらについては具体的な進展が得られていない.今後も引き続き,4次元多様体のコルク構造,4次元多様体のエキゾチック微分構造の構成,4次元多様体の微分構造を保つ手術,など4次元多様体の微分構造について多角的に研究を進めていく.特に25年度の成果については早めに論文にまとめ,今後も色々な観点からその応用の研究を進めていきたい.