hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
モンゴルをとりまくエスノスケープとアイデンティティの重層的動態に関する実証的研究

本研究は、グローバル化が進む現代世界におけるモンゴル系諸民族をとりまくエスノスケープとアイデンティティの動態を学際的な社会科学の観点から明らかにしようとするものである。本年度も、昨年度に引きつづき、国際/国内移動や新たな宗教や文化の受容によって「純粋」な「モンゴル」イメージから周辺的・境界的状況にある人々が生み出す「モンゴル」のイメージと、それが生み出す連帯や対立の図式について、各メンバーが現地調査と分析を行い、学術雑誌や学会、公開研究会において発表した。現地調査としては、滝澤が、キリスト教への改宗者における民族的アイデンティティの再構築とそれにもとづく連帯の実態を、5000人ほどのモンゴル人が居住し、モンゴル人へ向けた礼拝を行う7つの教会が所在するスウェーデンにおいて現地調査した。賽漢卓娜は、中国モンゴル族の国内移動によって大都市北京に暮らすモンゴル族第2世代の民族的アイデンティティについて調査し、内モンゴル自治区遊牧地域ではモンゴル小学校、中学校、高校の在校生・教員への聞き取りを通して家族生活の変遷を調査した。荒井は、中国(新疆のオイラート人地域)、キルギスタン(イシックリ湖周辺のサルト=カルムイク人)および、モンゴル国(ホブトのオイラート人地域)においてオイラート人の自己認識と、博物館の展示に見る、諸地域でのオイラート人表象の調査を行った。島村は、モンゴル国においてヒップホップによって生み出される新たな「モンゴル」イメージに関する調査を行った。また、2018年11月19日に公開研究会「モンゴル・ヒップホップをめぐるエスノスケープの現在」を開催し、ヒップホップというモンゴルにおける新たな文化と民族的アイデンティティの関係について議論した。前日の18日には、2人のモンゴル人ラッパーを招いた研究公演も開催した。予定していた米国での集約的調査は調査先との調整ができなかったため実施できなかったが、代わりに前年度の研究を踏まえて、欧州、中国、モンゴル国、ロシアにおける個別調査を進展させ、国際学会等でその成果を公表するとともに、査読付き学術雑誌において複数の論文も発表した。なお、米国での集約的調査については、2019年9月に実施する予定である。また、2017年度の成果を踏まえて実施した研究会では、ヒップホップの実践者を交えて新たな文化における民族的表象に関する有意義な議論を行うことができた。2019年度には、米国を中心にモンゴル国、ロシア、中国、韓国、欧州で現地調査を行い、モンゴル系民族の居住地と移住先で「モンゴル」を巡るエスノスケープがどのように生成され、それがどのように人々を結びつけているかを調査する。また、その結果を公開研究会において議論し、その議論を踏まえた分析結果を年度末までに各自まとめる。2020年度には、補足的な調査を行った上で共同研究全体の成果を出版物として公刊する予定である。2019年度の具体的な調査研究予定としては、滝澤は、宗教を通じて新たに生み出される民族的イメージと、それによって結び付けられるネットワークの実態について米国、韓国、欧州において調査する。また、島村は、モンゴル国および中国(内モンゴル自治区)において音楽や芸能を通して新たに生み出される民族イメージと、それが結びつけるネットワークの実態について調査する。賽漢卓娜は、中国の民族的イベント(ナーダムなど)における民族イメージの生成と、そのイベントを通じて形成されるネットワークについて調査する。また、移住や国際結婚による民族的アイデンティティのゆらぎと、それを契機として捉え直され、表現される民族イメージについて中国および日本において調査する。荒井は、カルムイク人などモンゴル高原以外に暮らすモンゴル系民族とその移民のアイデンティティの実態についてロシアおよび米国において調査する。以上の調査の分析を通じて、モンゴルを取り巻くエスノスケープの全体像を明らかにする。特に初年度である本年度には、改宗者や国際結婚者、国内/国際移動者、あるいは異民族の統治下でマイノリティとして暮らすモンゴル系民族の人々など、「純粋」な「モンゴル」イメージからは周縁的・境界的な状況に立たされた人々が、どのようにして「モンゴル人」としての自己と向き合うようになり、その葛藤のなかからいかに新たな「モンゴル」のイメージを紡ぎ出しつつあるか、その対象と問題の所在をあぶり出すことを目的とした。具体的には、まずインドおよび日本におけるモンゴル系住民や内モンゴルから中国都市部への国内移住者を対象に、「モンゴル」というイメージがどのように自覚され再認識されているかを、宗教行事や祭典等への参与観察調査、移住二世や国際結婚者に対するインタビュー調査などをもとに分析した。それによって、彼らが周縁的・境界的な状況にありながらも、民族性の自覚過程を通して、極めて「民族的」な役割を積極的に担おうとしている事実が明らかになった。また、中国(内モンゴルと新疆)およびロシア連邦(カルムイク共和国)では、そこでモンゴル系民族がどのように自らの民族性とその歴史を表現してきたかを、博物館展示や歴史資料、インタビュー調査にもとづき分析し、その背後にある「民族」をめぐるポリティクスを明らかにした。さらに、新たな「モンゴル」イメージの創造と文化表象との関わりについては、ヒップホップ流行の現状について関連資料の分析とインタビュー調査によって、表象と国境を越えた交流を通して新たな形で生み出される「モンゴル」イメージの動態と地域間の相互作用について明らかにした。以上の研究成果について年度末の公開研究会において発表し、議論を行った。

調査担当地域については、当初調査予定であったドイツおよび韓国において調査対象者との調整の関係から現地調査を実施できなかったが、3年目に調査予定であったロシアに加えて、新たにインドおよび日本において同等の調査を実施しており、全体としての進捗は予定通りとなっている。本研究は、グローバル化が進む現代世界におけるモンゴル系諸民族をとりまくエスノスケープとアイデンティティの動態を学際的な社会科学の観点から明らかにしようとするものである。本年度も、昨年度に引きつづき、国際/国内移動や新たな宗教や文化の受容によって「純粋」な「モンゴル」イメージから周辺的・境界的状況にある人々が生み出す「モンゴル」のイメージと、それが生み出す連帯や対立の図式について、各メンバーが現地調査と分析を行い、学術雑誌や学会、公開研究会において発表した。現地調査としては、滝澤が、キリスト教への改宗者における民族的アイデンティティの再構築とそれにもとづく連帯の実態を、5000人ほどのモンゴル人が居住し、モンゴル人へ向けた礼拝を行う7つの教会が所在するスウェーデンにおいて現地調査した。賽漢卓娜は、中国モンゴル族の国内移動によって大都市北京に暮らすモンゴル族第2世代の民族的アイデンティティについて調査し、内モンゴル自治区遊牧地域ではモンゴル小学校、中学校、高校の在校生・教員への聞き取りを通して家族生活の変遷を調査した。荒井は、中国(新疆のオイラート人地域)、キルギスタン(イシックリ湖周辺のサルト=カルムイク人)および、モンゴル国(ホブトのオイラート人地域)においてオイラート人の自己認識と、博物館の展示に見る、諸地域でのオイラート人表象の調査を行った。島村は、モンゴル国においてヒップホップによって生み出される新たな「モンゴル」イメージに関する調査を行った。また、2018年11月19日に公開研究会「モンゴル・ヒップホップをめぐるエスノスケープの現在」を開催し、ヒップホップというモンゴルにおける新たな文化と民族的アイデンティティの関係について議論した。前日の18日には、2人のモンゴル人ラッパーを招いた研究公演も開催した。予定していた米国での集約的調査は調査先との調整ができなかったため実施できなかったが、代わりに前年度の研究を踏まえて、欧州、中国、モンゴル国、ロシアにおける個別調査を進展させ、国際学会等でその成果を公表するとともに、査読付き学術雑誌において複数の論文も発表した。なお、米国での集約的調査については、2019年9月に実施する予定である。また、2017年度の成果を踏まえて実施した研究会では、ヒップホップの実践者を交えて新たな文化における民族的表象に関する有意義な議論を行うことができた。平成30年度は、特に米国において集約的な調査を行う予定である。2000年以降、モンゴル国から米国への移住者が増加しているが、彼らは新たな土地でマイノリティとして暮らすなかで、自らの民族的アイデンティティの根拠を様々な場所に求めてきた。そこには、モンゴル人コミュニティに関わる様々な組織(モンゴル人協会、スポーツ・クラブ、モンゴル人学校)の他に、仏教寺院やキリスト教会なども含まれる。
イオン液体物性の予測を可能にする第一原理有効フラグメントポテンシャル法の開発

イオン液体は、材料科学・環境科学など種々の分野で電池電解液・CO2吸収液として応用が期待されている。だが、イオン液体の物性を、その合成に先立ち予測するには、第一原理分子動力学計算が不可欠であり、その計算コスト故、従来、イオン液体の溶液物性を実験に先立ち予測することは困難であった。本研究では、この背景下、第一原理のレベルでありながら、古典分子動力学シミュレーションに準ずる計算コストで、イオン液体の溶液物性を予測可能な、第一原理有効フラグメントポテンシャル分子シミュレーション法の確立に挑戦した。研究の結果、当該手法を用いると、イオン液体及び、より一般的に混合溶液の物性が予測可能なことが分かった。一般の分子動力学計算で用いられる古典力場と異なり、有効フラグメントポテンシャル(EFP)法では予め狙った熱力学物性に対して力場パラメーターを最適化する必要はなく、(分子固定近似の範囲内で、)ユーザーの技量に依存しない一般的で第一原理的な力場を作成することができる。本年度は、EXAFSによるカチオンーアニオン間の距離情報、融点、常温常圧時の密度などの基礎物性の実験報告が豊富に存在し、分子固定近似もよく成り立つジメチルイミダゾリウムカチオン([mmim]+)とハロゲンアニオン(X-; X=Cl, Br, I)から構成される純イオン液体についてEFP-MDを実施した。まず、EFPの精度をチェックするため、MP2/6-31G(d)レベルの最適化構造で作成したEFPを二量体[mmim]+...X-について適用することで相互作用エネルギーを求め、そのエネルギー成分を静電・交換反発・分極・分散相互作用に分割した。同モデルについて、CCSD(T)/6-31G(d)レベルの局在化分子軌道エネルギー分割法を適用し、EFPと量子化学計算でエネルギー成分まで対応させることで、EFPの精度を確認した。その結果、EFPは量子化学計算の結果を数kcal/molの範囲内で再現し、量子化学計算の精度を持つ力場となることが分かった。続いて[mmim]+/Cl- 32ペアからなる系について, EFP-MDを実施し、溶液構造を実験結果と比較検討した。具体的には、[mmim]+...X-、[mmim]+...[mmim]+、X-...X-の二体相関関数を算出し、中性子線回折実験および第一原理分子動力学計算(CPMD)の結果と比較した。その結果、EFP-MDは実験結果およびCPMDの結果を定量的に再現すること、その計算コストはCPMDのものに比して100倍以上も低いことが分かった。研究計画書に記載した通りに、研究が推進し、研究成果を論文誌に発表することができた。また、研究計画時にはNVTアンサンブルを適用したMD計算のみをターゲットとして据えていたが、NPTアンサンブルをしようした圧力制御まで行えるようプログラムを拡張することができた。現在、イオン液体の密度まで第一原理的に予測できるかどうか、精査を進めている。イオン液体は高イオン伝導の難揮発性液体であり,物性を化学制御できる。そのため,電池材料としてイオン液体の期待度は高い。イオン液体の能力を最大限引き出すには,その溶液構造の知見が欠かせないが、高精度な理論研究は少ない。例えば、イオン液体の溶液構造は主に古典分子動力学(MD)で論じられ,電荷移動相互作用は無視されてきた。一方,電子状態を露に考慮する第一原理MDでは,計算負荷的にイオン液体の遅い運動を追跡できない。本研究の目的は,イオン液体の熱力学的性質を高効率に予測する理論の開発である。イオン液体の分子間相互作用を簡素に表現する有効フラグメントポテンシャル(EFP)を開発し,その工学応用に挑んだ。平成29年度は,前年度に確立したEFP-MDシミュレーションスキームを応用し,イオン液体および混合液体の熱力学物性の予測に挑戦した。これらの液体中には、いずれも、液体内に複数の化学種が存在する。このような化学種混合系において熱力学物性を再現するには、同種分子間相互作用に加え、異種分子間相互作用を、あらゆるコンフォメーションにおいて精密に見積もる必要がある。古典MDの分野で開発される力場は、ターゲット系について量子化学計算や物性実測データなどの情報を取得しておくことで、それらを再現するように試行錯誤して決定せねばならない。そのため古典MD法では、未知の分子ペアについて分子間相互作用を定量評価することは難しかった。一方、本研究で開発したEFP-MD法では、「分子間相互作用は、相互作用している各分子の性格が色濃く反映されている」ことに着目した。分子間相互作用を予めパラメトライズされた解析ポテンシャルにするのではなく、各分子の波動関数でコンパクトに展開した表式を作っておけば、イオン液体を含む任意の混合液体系について、分子間相互作用を手軽かつ高精度に再現できることが分かった。平成29年度は,28年度に確立したEFP力場作成

・EFP-MDシミュレーションスキームを応用し,より一般的なイオン液体の熱力学的物性の予測設計に挑戦する。本研究では具体的な熱力学的物性として,高性能で安全な二次電池の開発に必須となる「高いLi+拡散特性を有するイオン液体の理論設計」に以下の手順で取り組む。まず,ILThermo@NIST(http://ilthermo.boulder.nist.gov/)等のイオン液体データベースから系統的にイオン種を変えたイオン液体群を選択する。第一原理量子化学計算により選択したイオン液体の構成イオン種およびLi+のEFPを作成する。続いて,先の作業で選択したイオン液体群から数種を任意に絞り込み選択し,Li+拡散に関わる一連のEFP-MDシミュレーションを実施する。EFP-MDの統計解析からLi+の拡散定数および動径分布関数・当該イオン液体の密度等の熱力学的物性値を求め,実測と比較検討する。次に,Li+の拡散定数と各種熱力学物性間の相関を機械学習等の情報科学の手法により分析し,それらの相関関係を探る。得られた相関曲線を,上述の絞り込み選択で選ばなかった残りのイオン液体群の実験データ(又は同様なEFP-MDシミュレーション)と突き合わせ,Li+の拡散定数と各種熱力学物性の相関関係を検証する。最後に,得られた相関関係を外挿することで,高いLi+拡散定数をもつと期待される未知のイオン種の組み合わせから成るイオン液体の候補系を予測する。本研究の推進に関連して、2件の受賞があった。1)第8回日本学術振興会育志賞物理化学シミュレーションと機械学習による機能性混合液体の理論設計, 2018年03月,国内、2)学生優秀発表賞第30回分子シミュレーション討論会, [C2mim]BF4イオン液体中で生成するCo(II)(OH2)4錯体周辺の溶媒和構造とソルバトクロミズムに関する理論的研究, 2016年11月,国内理論化学
集積回路電源の統計的解析手法と最適化に関する研究

半導体プロセスの微細化にともなって電源ノイズが集積回路内外に与える影響が大きくなり、電圧降下や不要電磁放射による回路動作の不具合が報告されている。このような問題を防止するため、電源供給回路の設計や検証において高精度な電源解析が求められている。集積回路の大規模化による解析規模の増大、製造ばらつきや回路の動作状態依存性による解析条件の複雑化等から、電源解析の計算コストは指数関数的に増大している。本研究では、電子機器の電源供給回路設計を効率化するため、状態依存性を考慮した高精度な集積回路電源モデルを実現することを目的としている。本年度はその要素技術として電源間容量のモデル化手法と電流測定手法を確立した。回路の状態に依存して変化する集積回路の電源・グラウンド間容量を高速に計算する手法を既に提案しているが、回路の状態数は入力端子とフリップフロップ数に対して指数関数的に増えるため、考え得る全ての状態の電源間容量を知ることは困難である。そこで複数の回路の電源間容量分布の計算結果を検討した。その結果、大規模回路では状態依存性による電源間容量分布が正規分布でモデル化できること、また分布が多峰型となり得ることを見出した。こうした正確なモデルに基づいて、集積回路の内部状態依存による容量変動量を初めて明らかにした。また、回路の内部状態遷移にともなって流れる電源電流の波形を直接観測する手法を提案した。集積回路の電源・グラウンド間にプローブ針を直接接続することによる回路への影響を見積もり、許容誤差に応じたデカップリング容量を適切に挿入することで、回路への影響と測定誤差を制御できる。シミュレーションにより提案手法の妥当性を確認した。
戦後日本の高度経済成長過程における教育計画策定過程に関する研究

戦前科学技術動員に関する研究から、戦後における文部省と科学技術庁の並立そして2001年より両者合体されて文部科学省となることの意義が明らかにされた。国民所得倍増計画に盛り込まれた人的能力の向上と科学技術の振興ということが、あらたな段階へと進むことになったのである。かつての教育計画の問題もこうした文部省と科学技術庁の時代から文部科学省の時代への変遷のなかでその意義を明らかにしなければならないことが課題となってきた。また政府の教育計画とは違う方向へ国民の教育要求が展開したことをどう把握すべきかも研究課題として出てきた。また、日本については、政府の教育計画を貫徹させない国民の進学行動は、どういう社会的脈絡からくるのかという分析を進めた。日本における中等教育の完成は、教育計画によるものでなく、国民が社会からせまられる教育の論理によるものとわかった。一方で、一通りの整理をした清水義弘元東大教授の手元に集積された高度経済成長下における教育計画策定過程にかかわる審議会配布資料のさらなる分類と整理は今後の課題として残る。さらに、現在高度経済成長下にある中国での国民の教育要求の方向なども日本のかつてのそれと比較すべき興味ある研究課題である。研究最終年度には、比較のために中国の職業教育について研究協力者の援助を得て青島で視察を行なった。中国では進学熱からはずれた学校は料理・ホテル・旅行方面への転換をはかり、その分野での高度化を目指しているようであった。そして、報告書には中国の職業高校生たちの意識調査に基づく研究を組み込むことが出来た。本研究は、「戦後日本の高度経済成長過程における教育計画策定過程に関する研究」というテーマのもとにその初年度の研究計画を推進した。まず昭和35年の「国民所得倍増計画」の策定に取り組んだ経済審議会の専門委員としてその教育計画にかかわる内容を担当した清水義弘(当時東京大学教育学部助教授)のもとに集積されていた当時の配付資料のデータ・ベース化をめざした。配付資料のすべてのタイトルをカードに採録して、それをフロッピーに打ち込んでパソコンでキー・ワード検索できるようにするための準備作業を推進した。この作業はほぼ完了状態に近づけることができた。その解析作業は第2年度目の主要な内容となろう。また産業教育中央振興会の機関誌『産業と教育』や文部省職業教育課の編集する『産業教育』といった雑誌の関連論文の採録も推進した。この作業から総合制を目指した新制高等学校発足の初期から、つまり昭和20年代においてすでに高等学校職業科が普通科と比較して一段低くみられていたことがすでに指摘されていたことが判明した。このことは、高校進学率が100%近くなって一層普通科指向が高まる中でさらに深刻な形であらわになっていった。つまり高度経済成長の過程で高校進学率が高まれば、当然職業科がさらに低くみられるようになると予想されたことではなかっただろうかと思われる。だが当時こうした予想を立てた人は誰もいなかった。だから高度経済成長の下では高校全入とか高校レベルでの普通教育としての技術教育といった学制改革的な発想が必要だったのである。清水義弘が当時打ち出した三つの教育学上の原則はそうした発想に向かう可能性を秘めていた。だがそれは途中で遺いえてしまった。その背景となった事情をさらに追求していきたい。本科学研究費補助金を受けた研究課題「戦後日本の高度経済成長過程における教育計画策定過程に関する研究」に関して第2年度目にあたる平成15年度においては、元東京大学教授で経済審議会専門委員でもあった清水義弘氏の手元に集積されている当時の教育計画策定にかかわる約1千数百アイテムにのぼる配布資料のデータベース化に本格的にとりくんだ。それらは諸資料は、経済企画庁、文部省、労働省、科学技術庁、などの関係省庁ごとに整理をすすめつつある。

また「すべての者に中等教育を」の課題が日本ではどのように推進されたのかの問題意識から、この時代の勤労青少年問題への取り組み、働きながら学ぶ教育機関としての技能連携校についての歴史的文献調査、さらに全国総合開発計画と関連する地域社会の変貌からくる高校進学率の上昇、職業訓練制度の変化、企業内教育の変化、等々といった問題に上記資料を踏まえて研究的に取り組んだ。しかし「すべての者に中等教育を」の課題は、日本では歴史的にはすでに戦時中に提案はされていたのであるが、ある日本教育史的考察によると明治維新期の学制以来の日本の学校制度の作り方から考え直さねばならぬ問題を含んでおり、本研究をどう纏めるかの方向性との関連ではいまだ決着をつきかねる問題として残されているのが現状である。次年度にはこのあたりのことに集中的に考察を加え、なんとかこの時代における「すべての者に中等教育を」の推進状況について評価を加えることに成功できればと考えている。本年度は研究期間の最終年度であり、報告書をまとめなければならない年度となった。一通りの整理をした清水義弘元東大教授の手元に集積された高度経済成長下における教育計画策定過程にかかわる審議会配布資料のさらなる分類と整理は今後の課題として残る。研究代表者大淀による戦前科学技術動員に関する研究から、戦後における文部省と科学技術庁の並立そして2001年より両者合体されて文部科学省となることの意義が明らかにされた。国民所得倍増計画に盛り込まれた人的能力の向上と科学技術の振興ということが、あらたな段階へと進むことになったのである。かつての教育計画の問題もこうした文部省と科学技術庁の時代から文部科学省の時代への変遷のなかでその意義を明らかにしなければならないことが課題となってきた。また政府の教育計画とは違う方向へ国民の教育要求が展開したことをどう把握すべきかも研究課題として出てきた。さらに現在高度経済成長下にある中国での国民の教育要求の方向なども日本のかつてのそれと比較すべき興味ある研究課題である。これらの諸問題が研究成果報告書にまとめられるはずである。
ケーラー多様体上の非線形偏微分方程式の可解性と幾何学的不変式論の関係について

本研究は,ベクトル束における小林・ヒッチン対応が多様体上でも成り立つかという予想をテーマとしている.本年度は,ネーデルによるケーラー・アインシュタイン計量の存在性がマルチプライア・イデアル層の非存在性を導くという結果を定スカラー曲率計量の場合への拡張をするという問題を考えた.この問題が解決されれば,マルチプライア・イデアル層がベクトル束の場合の小林・ヒッチン対応における(ベクトル束の)安定性を崩す層に相当することが言える.ケーラー・アインシュタイン計量の場合,マルチプライア・イデアル層はモンジェ・アンペール方程式に関するコンティニュイティ手法で解がブローアップしたときの特異性を表すものとして構成された.上の拡張問題を考える上で難しい点は,定スカラー曲率計量の場合,ケーラー・アインシュタイン計量の場合と違って,コンティニュイティ手法が知られていない.最近のドナルドソン・満渕氏の研究により,定スカラー曲率計量はバランスト計量の極限であることが示された.これは,バランスト計量を求めるアルゴリズムと収束条件をあわせれば,定スカラー曲率計量を求めるアルゴリズムになることを意味している.このアルゴリズムがコンティニュイティ手法の代用になるのではないかという予想に基づき,本年度はバランスト計量を求めるアルゴリズムを証明した.(この結果はドナルドソンの研究から大きな影響を受けている)さらに,これはチャウ安定性の必要十分条件を与えるものである.この結果は,プレプリントにまとめ,現在査読中である.本研究はベクトル束の小林-ヒッチン対応の多様体版である「幾何学的不変式論とケーラー多様体の標準計量の存在が同値であるか?」という予想の解決をテーマとしている。本年度は、この予想についての研究で満渕氏の論文の中で重要だと指摘されているツァンの論文を通して多様体の安定性として既に良く知られているチャウ安定性とツァンが定義したチャウノルムについての関係を研究した。これは代数幾何的な対象であるチャウ点と複素幾何的な対象である二木不変量を結び付ける意味で大きな役割を果たしている。しかし、彼の結果は代数幾何的でわかりにくかったので、それらをより微分幾何的にわかりやすく書き換えた。その結果を用いて、完全交叉形のチャウ安定性についての必要条件を導きだした。チャウ安定性の判定法はマンフォードによって既に知られているが、この結果は、超平面のときのヒルベルト-マンフォードの判定法の余次元が1より大きいときへの拡張と位置付けられ、マンフォードの結果とは独立した形で示されている。さらにその結果から、チャウ安定とは別の安定性であるヒルベルト安定性とチャウ安定性の関係についても結果を得た。これらの結果はプレプリントにまとめて、現在、海外雑誌に投稿・査読中である。この研究結果をもとに、定スカラー曲率を持つケーラー計量の存在から漸近的チャウ安定性を示したドナルドソンの論文を研究中である。現在、この研究を通して、漸近的チャウ安定性の判定条件、とくに十分条件を見つけたいと思っている。(漸近的チャウ安定性の十分条件については、未だ良く知られていない。)本研究は,ベクトル束における小林・ヒッチン対応が多様体上でも成り立つかという予想をテーマとしている.本年度は,ネーデルによるケーラー・アインシュタイン計量の存在性がマルチプライア・イデアル層の非存在性を導くという結果を定スカラー曲率計量の場合への拡張をするという問題を考えた.この問題が解決されれば,マルチプライア・イデアル層がベクトル束の場合の小林・ヒッチン対応における(ベクトル束の)安定性を崩す層に相当することが言える.ケーラー・アインシュタイン計量の場合,マルチプライア・イデアル層はモンジェ・アンペール方程式に関するコンティニュイティ手法で解がブローアップしたときの特異性を表すものとして構成された.上の拡張問題を考える上で難しい点は,定スカラー曲率計量の場合,ケーラー・アインシュタイン計量の場合と違って,コンティニュイティ手法が知られていない.最近のドナルドソン・満渕氏の研究により,定スカラー曲率計量はバランスト計量の極限であることが示された.これは,バランスト計量を求めるアルゴリズムと収束条件をあわせれば,定スカラー曲率計量を求めるアルゴリズムになることを意味している.このアルゴリズムがコンティニュイティ手法の代用になるのではないかという予想に基づき,本年度はバランスト計量を求めるアルゴリズムを証明した.(この結果はドナルドソンの研究から大きな影響を受けている)さらに,これはチャウ安定性の必要十分条件を与えるものである.この結果は,プレプリントにまとめ,現在査読中である.
血液培養の増殖検知時点で病原体の薬剤耐性・病原性情報を迅速報告する手法の開発

【目的】感染症診療において血液培養は必要不可欠であり,血液培養陽性時の臨床的意義は大きく,検出菌情報を迅速に正確に報告しなければならない。血液培養陽性検出時の迅速診断検査として遺伝子検査が有用であるが,我が国における市中病院においてはあまり実施されていないのが現状である。今回,簡単な前処理と安価なconventional PCR装置を用い,核酸クロマトにてアンプリコンを検出する手法で,血液培養の増殖検知時点におけるMethicillin-resistant Staphylococcus aureus(MRSA)の迅速同定を試みた。【対象と方法】血液培養よりグラム陽性ブドウ状球菌が検出された64件を対象とした。培養液を遠心洗浄法にて前処理し,煮沸法にて核酸を抽出した。核酸増幅のconventional PCRはサーマルサイクラー「クイックバス(ThermoGenTM)を用い, S. aureus (dnaJ)とmecAのカクテルプライマーにてPCR後,核酸クロマトにてアンプリコンを検出した。菌種同定および耐性遺伝子検出結果について培養法と比較した。【結果と考察】培養法との比較は,菌種同定は全て一致した。耐性遺伝子検出はS. aureus 31件全てで一致したが, coagulase-negative staphylococci(CNS)では33件中27件(81.8%)が一致した。不一致であった6件は, MR-CNS 4件, MS-CNS 2件で,遠心集菌後に耐性遺伝子を検出するのに対し,単一コロニーから薬剤感受性検査を実施したことや,核酸抽出時のDNA template量不足などが考えられた。今回実施したconventional PCRと核酸クロマトを用いた菌種同定および耐性遺伝子検出は簡便であり,市中病院においても迅速診断に有用であると考えられた。
グローバルリーダー育成に向けた外国語教育政策の効果検証

本研究の目的は,日本国内において既に実施されている外国語教育政策の「効果」を解明すること,および世界で活躍する日本人を育成するための効果的な外国語教育政策の在り方を模索することである。従来の外国語教育研究では,しばしば政策の効果検証の欠如が指摘される一方で,実証的にその効果検証を試みるものは極めて稀であった。本研究は,政策研究に蓄積のある行政学等の社会科学分野において培われてきたアプローチを応用し,全国の自治体を対象とした調査を行なう。中央地方様々な主体による外国語教育政策の効果を明らかにすることで,将来の外国語教育政策および教育行政研究一般にも貢献することを目指している。
心拍リズムゆらぎの発生とその機能的意義

実験にはニワトリの有精卵を用い,温度38°C,湿度約80%に保った孵卵器内で孵化を行った.孵卵7日目頃にテフロン被覆銀線を卵殻内に刺入し,殻に固定した.この銀線を電極とし,孵卵10日目頃から心電図の記録を開始した.記録した心電図のR波の間隔から心拍周期の時系列信号を求め,FFT法により心拍リズムゆらぎのパワースペクトルを求めた.また孵化直前に雛が殻に開けた穴を利用し,赤外線ガス分析器により雛の肺呼吸に伴う卵殻内のCO_2濃度の変化を記録した.鶏胚の心拍リズムゆらぎのパワースペクトルは,孵卵1012日目頃には0.1Hz以下の低周波数領域で白色雑音様のスペクトル特性を示した.その後,孵卵日数が進むに従ってこの周波数領域のスペクトルの傾きが増していき,孵卵17日目頃には1/f様のスペクトル特性を示した.このスペクトル特性は鶏胚の孵化直前まで維持された.この結果は,成体においては一般に認められる心拍リズムの1/f様のゆらぎが,鶏胚においては発生の初期には認められず,その後の発生段階に依存して出現することを示唆している.さらに,孵卵12日目頃に心拍リズムゆらぎの呼吸性変動が現れ,この成分は孵卵日数が進むに従い徐々に大きくなる傾向が認められた.特にスペクトルの低周波数領域において1/f様のゆらぎが認められるのとほぼ同時期に,呼吸性変動成分が急激に大きくなる傾向が認められた.これらの結果は,発生過程の鶏胚において呼吸リズムと心拍リズム間にcouplingが存在し,発生が進むにしたがってこのcouplingが強化されることを示唆している.実験にはニワトリの有精卵を用い,温度38°C,湿度約80%に保った孵卵器内で孵化を行った.孵卵7日目頃にテフロン被覆銀線を卵殻内に刺入し,殻に固定した.この銀線を電極とし,孵卵10日目頃から心電図の記録を開始した.記録した心電図のR波の間隔から心拍周期の時系列信号を求め,FFT法により心拍リズムゆらぎのパワースペクトルを求めた.また孵化直前に雛が殻に開けた穴を利用し,赤外線ガス分析器により雛の肺呼吸に伴う卵殻内のCO_2濃度の変化を記録した.鶏胚の心拍リズムゆらぎのパワースペクトルは,孵卵1012日目頃には0.1Hz以下の低周波数領域で白色雑音様のスペクトル特性を示した.その後,孵卵日数が進むに従ってこの周波数領域のスペクトルの傾きが増していき,孵卵17日目頃には1/f様のスペクトル特性を示した.このスペクトル特性は鶏胚の孵化直前まで維持された.この結果は,成体においては一般に認められる心拍リズムの1/f様のゆらぎが,鶏胚においては発生の初期には認められず,その後の発生段階に依存して出現することを示唆している.さらに,孵卵12日目頃に心拍リズムゆらぎの呼吸性変動が現れ,この成分は孵卵日数が進むに従い徐々に大きくなる傾向が認められた.特にスペクトルの低周波数領域において1/f様のゆらぎが認められるのとほぼ同時期に,呼吸性変動成分が急激に大きくなる傾向が認められた.これらの結果は,発生過程の鶏胚において呼吸リズムと心拍リズム間にcouplingが存在し,発生が進むにしたがってこのcouplingが強化されることを示唆している.
高血圧発症予測因子としての血清クレアチニン値の意義に関する研究

正常血圧者における血清クレアチニン値の高血圧発症予測因子としての意義を検討するために、職域における成人男女の長期にわたるコホート研究を行った。従業員数約7,000人の某製造業事業所において、1985年に検診を受けた35歳以上60歳以下の男女2802人のうち、1985年、1986年の2年とも血圧が正常であり、かつ、高血圧の治療を受けていない2322人(男1404人、女918人)をコホートに設定した。1985、1986年に身体計測および血清クレアチニン値測定、ほか血球算定、肝機能、血清脂質、血糖など各種血液検査を行い、2年間の平均値をもってベースラインのデータとして設定した。コホート集団には毎年血圧測定を行い、1991年まで5年間追跡し、その間の高血圧の発症を把握した。高血圧発症の定義は、収縮期血圧160mmHg以上、拡張期血圧95mmHg以上の発現、または、2年連続の収縮期血圧140mmHg以上、拡張期血圧90mmHg以上の発現、または、高血圧治療薬の服用の開始をもって行った。各種検査成績の高血圧発症との関連を明らかにするために、各項目4分位における高血圧発症の相対危険度を、多変量生命表法であるCox比例ハザードモデルを用いて算出した。追跡した5年間の高血圧発症率は男で5.7%、女で4.4%であった。単変量解析において有意な高血圧発症予測因子となったものは、男では年齢、肥満度、追跡開始時の血圧値、血清γ-GTP、血糖値、血色素であり、女では肥満度、追跡開始時の血圧値、血清総コレステロール、血清中性脂肪であった。年齢、肥満度を補正した場合、男で有意であったのは血清γ-GTP、血糖値、血色素であり、女では有意なものはなかった。5年間の追跡では血清クレアチニン値は有意な予測因子としては抽出されなかった。1995年までの9年間の追跡データについての同様の解析を今後引き続き行う予定である。
新規農薬開発を目的とした糸状菌におけるHis-Aspリン酸リレー系の分子基盤解析

モデル糸状菌Aspergillusnidulansを対象にして、環境応答情報伝達系であるHis-Aspリン酸リレー系の機能解析を進めている。この情報伝達系は糸状菌特異的な農薬の標的であると考えられており、作用分子機構を明らかにすることで、耐性菌の出現を防ぐ手段および新規薬剤の開発に役立てることを目的としている。以下の2点を本年度の成果とする。(1)His-Aspリン酸リレー系において仲介因子として働くYpdAの発現抑制株の解析(2)応答因子の一つであるSrrAレスポンスレギュレーターのリン酸化部位変異体の機能解析。(1)ypdA遺伝子は遺伝子破壊が不可能であったことから、致死遺伝子であると考えられていた。本研究で、条件的にypdAの発現を抑制可能な株を作製し、YpdAの機能を観察可能にした。ypdA発現抑制株はプレート培養、液体培養ともに生育が阻害されており、菌糸や分生子も異常な形態を示した。His-Aspリン酸リレー系の下流に制御されているHogA MAPKカスケードの活性は、ypdAの発現抑制により上昇することが観察された。一方で、このMAPKカスケードの構成因子であるPbsBの遺伝子欠損を導入しても、ypdAの発現抑制条件下で見られる生育阻害や菌糸の異常が観察された。これらのことから、ypdAの発現抑制に起因する異常な形態の主な原因にはHogA MAPKカスケードではなく、他の経路が関与していると考えられた。(2)YpdAと相互作用してリン酸基転移を行うと考えられているレスポンスレギュレーターSrrAの分子機能解析を行った。リン酸基転移に不可欠なリン酸化部位をアミノ酸置換したSrrAを導入した株を作製し、細胞レベル、転写レベルでの表現型を観察した。この部位置換変異株は野生株と比べて、酸化ストレス応答にはさほど影響を及ぼさないが、浸透圧ストレス応答や農薬応答には影響を及ぼした。これらの結果は、リン酸基転移が上記応答に関与していることを示唆している。モデル糸状菌Aspergillusnidulansを対象にしてHis-Aspリン酸リレー系の体系的な機能解析を進めており、本年度の成果として以下の2点を明らかにした。(1)農薬感受性を指標にした応答ではレスポンスレギュレータであるSskAとSrrAの2つの経路が重要である。(2)農薬に応答する遺伝子発現変動は、主にSskA-HogA MAPKカスケードが機能している。(1)において得られた知見は植物病原菌においても同様のモデルが提唱されており、糸状菌における普遍的な情報伝達メカニズムであることを示している。農薬応答に関与している出力経路が複数機能していることから、複合的な感受性機構の存在可能性を示した。一方でHis-Aspリン酸リレー系が多元的で複雑な情報処理を行い、糸状菌の生理機能として重要な機能を果たしていると考えられる。(2)において、DNAマイクロアレイ解析によりHis-Aspリン酸リレー系に依存的な農薬応答因子を531個同定し、これらの因子の発現制御経路を調べた。その結果ほとんどすべての因子は、SrrA破壊株でもコントロール株と同様に発現変動するがSskA破壊株では農薬に対する発現変動がほぼ消失していた。また、SskAの下流で制御されるHogA MAPK破壊株においても同様に農薬応答が消失した。これらのことから考えると、農薬処理によってSskA-HogA MAPKカスケード経路が活性化していることが示され、今回同定されたこれらの因子は生理的条件によってもHogA MAPKカスケードにより制御される因子であることが予想される。以上の成果より、糸状菌における農薬感受性に関する応答機構とシグナリング経路を明らかにすることができた。農薬感受性に寄与する因子の同定、および新規薬剤標的の選定に役立つと期待される。モデル糸状菌Aspergillusnidulansを対象にして、農薬応答におけるHis-Aspリン酸リレー系の機能解析を進めており、以下の2点を本年度の成果とする。(1)DNAマイクロアレイを用いて、農薬に応答した遺伝子発現解析を行い、His-Aspリン酸リレー系とその下流に制御されるHogA MAPKカスケードの制御因子を同定した。(2)さらに、これらのシグナリング経路の下流でAtfA転写因子が機能している結果が得られた。しかし、AtfAは農薬の感受性には影響を与えないことがわかった。(1)においては、農薬処理により転写応答する因子を同定し、これらの多くかHis-Aspリン酸リレー系とHogA MAPKカスケードにより制御されていることを示した。これらの制御因子の情報を利用して、当該農薬(フルジオキソニル)の作用機作を分子レベルで解明する基盤知識となることが期待される。また、これらの情報伝達系が有している生理機能を理解するための重要な基盤知識となり、糸状菌の生理的な解析に有効な結果が得られた。糸状菌ではこれまでHogA MAPK経路の下流で機能する転写因子について明確にされていなかったが、(2)における結果からAtfA転写因子が機能することが示された。His-Aspリン酸リレー系、HogA MAPKカスケード、そしてAtfA転写因子へと連なる情報伝達経路が、農薬だけでなく浸透圧ストレスに対する転写応答に機能していることが明らかになった。また、この一連の情報伝達経路が胞子のストレス耐性にも深く関与しており、糸状菌の生活環の中で耐久器官である胞子の耐性能にも関与していることは興味深い。

一方で、農薬の感受性にとってAtfAが必須でなかったことから、農薬の作用機作はより複雑であることが予想され、今後さらなる解析が必要である。モデル糸状菌Aspergillusnidulansを対象にして、環境応答情報伝達系であるHis-Aspリン酸リレー系の機能解析を進めている。この情報伝達系は糸状菌特異的な農薬の標的であると考えられており、作用分子機構を明らかにすることで、耐性菌の出現を防ぐ手段および新規薬剤の開発に役立てることを目的としている。以下の2点を本年度の成果とする。(1)His-Aspリン酸リレー系において仲介因子として働くYpdAの発現抑制株の解析(2)応答因子の一つであるSrrAレスポンスレギュレーターのリン酸化部位変異体の機能解析。(1)ypdA遺伝子は遺伝子破壊が不可能であったことから、致死遺伝子であると考えられていた。本研究で、条件的にypdAの発現を抑制可能な株を作製し、YpdAの機能を観察可能にした。ypdA発現抑制株はプレート培養、液体培養ともに生育が阻害されており、菌糸や分生子も異常な形態を示した。His-Aspリン酸リレー系の下流に制御されているHogA MAPKカスケードの活性は、ypdAの発現抑制により上昇することが観察された。一方で、このMAPKカスケードの構成因子であるPbsBの遺伝子欠損を導入しても、ypdAの発現抑制条件下で見られる生育阻害や菌糸の異常が観察された。これらのことから、ypdAの発現抑制に起因する異常な形態の主な原因にはHogA MAPKカスケードではなく、他の経路が関与していると考えられた。(2)YpdAと相互作用してリン酸基転移を行うと考えられているレスポンスレギュレーターSrrAの分子機能解析を行った。リン酸基転移に不可欠なリン酸化部位をアミノ酸置換したSrrAを導入した株を作製し、細胞レベル、転写レベルでの表現型を観察した。この部位置換変異株は野生株と比べて、酸化ストレス応答にはさほど影響を及ぼさないが、浸透圧ストレス応答や農薬応答には影響を及ぼした。これらの結果は、リン酸基転移が上記応答に関与していることを示唆している。
歯髄幹細胞と機能性スキャフォールドを用いた新規歯槽骨再生治療の創生

本研究の結果,歯髄細胞や歯小嚢細胞などの歯由来幹細胞における硬組織形成細胞への分化誘導機構,特にWntシグナルの古典的および非古典的シグナル伝達経路間のフィードバックによる調節機構が明らかになり,両者を制御することによる増殖と分化の人為的制御の可能性が示された。さらに研究に用いた新規チタンメッシュはこれらの細胞に対してもトポグラフィーによる増殖効果を発揮し,ビーグル犬を用いた動物実験の結果でも,細胞を含むグラフトのみならずキャリア単独の場合でも十分な歯槽骨再生効果が認められた。本研究の目的は、未分化な組織幹細胞を含む歯髄幹細胞(DPSC)を用いて、細胞にインタラクティブな人工生体材料併用による大規模歯槽骨造成法を確立しようというものである。研究期間内に、1)歯髄幹細胞(DPSC)に対する新規チタン製バリヤフィルターのbiomimeticsによる作用、2)nano-HAによるDPSCの増殖分化誘導作用、3)ビーグル犬規格骨欠損モデルを用いたnano-HA+DPSCグラフトとバリヤフィルター併用による歯槽骨再生効果について明らかにすることを目指す。本年度については、ビーグル犬歯槽骨欠損モデルを用いて、新規チタンメッシュバリヤーがいかなる歯槽骨再生効果を発揮するかについて、従来型のポリマーあるいはチタンメンブレン(Frios Bone Shield)と比較検討した。その結果、1チタンメッシュはポリマー製メンブレンを上回る4ヶ月間という長期間生体内耐久性を有し、その期間スペースメイキング機能を発揮した、2従来型チタンメンブレンと比べて約3割増の歯槽骨再生効果を示すことを明らかにし、細胞治療併用への有効性を明らかにした。幹細胞の含まれる歯小嚢細胞の増殖応答を小孔のピッチに応じて刺激するという結果が得られ、種々の組織幹細胞の増殖を刺激することが示された。まずCa濃度がDPSCや歯小嚢細胞などの幹細胞に及ぼす影響を検討し、その結果Ca濃度の増加によりBMP-2及びFGF-2の発現を選択的に誘導するという結果が得られた。一方、nano-HAによるヒト歯根膜細胞からのBMP-2産生増強はp38-MAPK経路に依存するという結果が得られており、これを学会発表した。DPSCでもNano-HAのparticleとしての作用がみられるという所見は得ているが、Ca濃度とのシグナル経路の違いについて引き続き検討を行っていく予定である。本研究の目的は未分化な組織幹細胞を含む歯髄由来幹細胞(DPSC)とcell-interactive scaffoldの併用により大規模歯槽骨増生法の基盤を構築しようというものである。研究期間内に1DPSCに対する新規チタンバリアーのbiomimeticな作用,2DPSCの硬組織形成細胞への分化誘導機構,3)ビーグル犬骨欠損モデルに対する併用投与による歯槽骨再生効果を明らかにすることを目指す。本年度は1組織幹細胞からの硬組織形成に対するWntシグナルの調節作用を歯小嚢細胞を用いてまず調べた。Wnt3aを用いてβ-カテニン依存性の古典的経路を介したシグナルを与えると転写因子Osterixの活性化を介してセメント芽細胞への分化が誘導されることをまず明らかにした。一方Wnt5aによる非古典的経路を介したシグナルがWnt3aのシグナルと相補的に働きWnt5aの作用を負に制御することを示した。ついで2ビーグル犬骨欠損モデルにおける歯槽骨再生効果を調べた。ビーグル犬の第4小臼歯を抜歯した顎骨に10x10x5mmのボックス窩洞を形成し,β-TCPを充填後チタンメンブレンをチタンスクリューで固定、歯肉弁を復位縫合した。4ヶ月後にリエントリーしたところ、新規チタンメンブレン直下のβ-TCPはすべて自家骨に置換され、顎骨形状が復元されていたのに対し,従来型では100%の形状回復はみられなかった。従来型チタンメッシュと比べてスペースへの軟組織進入は全くみられず、また軟組織との癒着も生じなかった。我々はWnt5aシグナルが骨芽細胞の分化に対して抑制的に働くことを報告しており,併せて考えるとWnt3aを介した古典的シグナル経路の選択的活性化が骨形成に有効に働くとともに,新規チタンメッシュメンブレンが完全な歯槽骨再生に必要なspace makingを可能にする生体材料であることが本研究で明らかになった。保存治療系歯学DPSCを用いたin vitroでの機能解析にやや遅れがあるものの、in vivoにおけるチタンメッシュメンブレンによるバリヤー機能の検証は予定より進んでいる。またnano-HAあるいはCaイオンによるシグナル伝達経路については情報が集積されたことから、DPSCを用いた解析に当たって概ね方向性が明らかとなった。DPSCにおけるCa濃度及びnano-particleによる増殖応答及びそのシグナル伝達経路について解析を進めた上で、動物実験を進行させる予定である。当初備品として購入予定であった蛍光顕微鏡用カメラについて別予算での購入が可能となったためこの支出を削除したことによる。平成26年度は動物実験を本格的にスタートさせるが、ビーグル犬は高価であったため当初最小限に見積もっていたが、個体数を増加させることが可能になる。
超新星爆発と放射性重元素の起源・銀河の物質進化の解明と宇宙年齢の推定

ノートルダム大学のM.Wiescher教授や彼の学生とともに、r過程元素合成における6Heを含む経路の影響を調べており、この研究は現在も継続中である。彼らが実験で求めた4He->6He->9Be反応率をコードに組こみ、その影響を調べた。現時点ではその影響はほとんど結果には影響していない。元素合成の環境を変えた場合の影響については現在研究中である。(2)球状星団中の中性子捕獲元素について球状星団M15において、[Ba/Fe]の値の分散が報告されている。M15のBaはr過程でできたと考えられているが、r過程元素がII型超新星爆発で生成されるとすると、同じくII型超新星爆発で生成されるFeとの比が一様でないことを説明できない。我々は、単純な球状星団形成モデルにおける化学組成の進化を計算し、もしr過程元素が軽い(比較的長寿命の)超新星爆発においてのみ生成されるとすると、[Ba/Fe]の分散を説明し得ることを示した。この研究の成果の一部を国際会議OMEG03で発表した。(3)球状星団中のMgの同位体組成比について球状星団NGC6752において、Mgの同位体組成比の分散が報告された。Mgの同位体組成比は、星の進化の影響によるものと考えられていたが、この分散と星の温度に相関が見られないことから、primordialなものであることが示唆されている。また、新星爆発以前のMg同位体の起源自体もまだ明らかではない。我々は、第一世代のAGB星からの寄与でこれらの元素組成を説明できる可能性を調べた。(3)と同じモデルを用い、AGB星からの寄与を加えたMgの組成比を計算したが、NGC6752の観測を説明できるほどの大きな分散は得られなかった。この研究の一部を国際会議OMEG03で発表した。いくつかの効果の重ねあわせの可能性もあり、本研究は現在も継続中である。1.r過程元素合成の理論計算の結果が質量公式、ベータ崩壊率にどう依存するかを調べた。同じ環境における異なるベータ崩壊率、異なる質量公式の計算結果を比較することにより、それぞれのピーク間の組成パターンは質量公式には依存せず、ベータ崩壊率(とくにbeta-delayed neutron emission)によりほぼ決まることがわかった。一方,ピークのパターンおよびアクチノイド元素の生成量は質量公式の影響を強く受けることがわかった。これにより、以下の結論が導かれる。(ア)昨年度の研究によりU/Thの生成比はほとんど環境に依存せず、U/Th年代計が有効であることが示されたが、この比はまた質量公式にもあまり依存しないことがわかった。実験においては、質量よりもまずベータ崩壊率の測定が重要である。(イ)アクチノイドの生成量は環境にも強く依存するため、r過程元素の観測データから質量公式に制限をつけるのは困難である。2.超新星爆発の数値計算(Wilson et al. in preparation)に基づいたr過程元素合成の計算を行なった。この数値計算では、94年の計算で指摘されたニュートリノと核子の相互作用も含まれている。また、ニュートリノの軌道に対する一般相対論の効果も考慮した。その結果、第三ピークまでの元素が生成されることが確認できた。一方,第一ピークの過剰生成が未解決の問題として残っている。原因としては元素合成の計算に用いた核物理モデル、元素合成の環境のモデル、r過程元素放出の機構の3つが考えられるが,はじめの2つでは解決できないことがわかった。元素放出の機構については来年度の課題である。
低環境負荷型酸化試剤を用いた高選択的接触酸化反応プロセスシステムの構築

最も酸強度の弱い・型ゼオライトが目的生成物の環状エステルの収率,選択率が高く,比較的弱い酸点が反応に有効であることがわかった。・・・構造とMFI構造を持つ,Alを含まない結晶性シリケートを合成し,細孔構造の影響を検討した。Snを導入した・・・型シリケートの方がSnを導入したMFI型シリケートよりも目的生成物である・-カプロラクトンの生成量が多く,BEA型構造がBV酸化反応に有効であることが強く示唆された。疎水性の高い高Si/Al比のBEAゼオライトを用いて,酸化剤を徐々に反応の進行に従って供給する半回分操作を検討した。半回分操作により,・-カプロラクトンの収率,選択率が向上し,過酸化水素の有効利用率も改善した。Baeyer-Villiger酸化反応は,酸化剤存在下,酸触媒反応で進行する。本年度は,酸触媒としてゼオライトであるβ型ゼオライトを用いて反応を実施した。酸化剤には環境負荷の極めて小さい過酸化水素水を使用した。反応はほぼ室温(300K),常圧下で行った。β型ゼオライトの酸触媒機能と活性選択性との関連を詳細に検討するために,アルカリ金属イオンによるプロトンサイトのイオン交換およびゼオライト合成時の仕込Si/Al比の異なる触媒について検討した。また,他の酸強度分布の異なるゼオライト触媒についても検討した。ゼオライトの種類によって酸強度が変化し,強度の最も強いモルデナイトからZSM-5,Y型ゼオライト,β型ゼオライトの順に減少する。その中で最も酸強度の弱いβ型ゼオライトが目的生成物の環状エステルの収率,選択率が高く,比較的弱い酸点が反応に有効であることがわかった。また,酸を全く含まないシリカや非晶質シリカ・アルミナでも活性が低かった。β型ゼオライトのプロトン量を変化させるとプロトン量に依存して生成物が増加した。一方,過酸化水素は,BV酸化反応に消費されるだけでなく,自己分解も起こす。環状エステル生成に消費された過酸化水素の割合を有効利用率と定義し,酸強度,酸量の影響を調べた。β型ゼオライトの内,Al量の少ないゼオライトで高い過酸化水素利用率が得られた。酸強度が高く,酸量も多い場合は,生成した環状エステル(あるいは脱離前のエステル前駆体)が開環しヒドロキシカルボン酸や重合生成物が生成しやすいと考えられる。過酸化水素を用いる不均一系BV酸化反応には,最適な酸触媒のデザインが必要であることが示された。昨年度,β型ゼオライト触媒がシクロヘキサノンの過酸化水素によるBaeyer-Villiger(BV)酸化反応に高活性を示すことを明らかにした。本年度は,β型ゼオライトの高活性がその酸特性によるものか,あるいは,細孔構造にあるのかを明らかにするために,細孔構造のことなるβ型ゼオライト構造とZSM-5ゼオライトのMFI構造を持つ,Alを全く含まない結晶性シリケートを合成し酸特性と細孔構造の影響を切り分けて検討した。反応は,ガラス製あるいは,ステンレス製回分式反応器を用いて行った。Alを含まないβ型シリケートおよびMFI型シリケート上で反応は全く進行しなかった。この結果は,本反応が,ゼオライト構造のブレンステッド酸点で進行することが確認された。本反応では,Sn^<2+>等のルイス酸点がカルボニル基の活性化に有効であることが報告されている。そこで逐次的にシリケート細孔内にルイス酸点であるSn^<2+>を導入し,細孔構造の影響を検討した。β型シリケートおよびMFI型シリケートに塩化スズエタノール溶液を用いてSnを含浸担持した。ブレンステッド酸点が無いため,活性は低くより高温にすることで活性を比較した。Snを導入したβ型シリケートの方がSnを導入したMFI型シリケートよりも目的生成物であるε-カプロラクトンの生成量が多く,β型シリケート構造がBV酸化反応に有効であることが強く示唆された。酸量の少ないMFI型ゼオライトを用いた実験から,Snを導入したMFI型シリケートより活性が高いことから,細孔内に反応物が進入できないのではなく,β型構造とMFI構造の違いによる影響があることが示された。特にブレンステッド酸性を有するβ型ゼオライトでは,酸化剤である過酸化水素のBV酸化反応への有効利用率が極めて高く,過酸化水素の活性化にブレンステッド酸点が働いていることが示唆される。