hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
環境ストレスの藻類群集に及ぼす影響評価に関する基礎的研究

除草剤としては、河川水中に検出され、藻類に対して最も毒性の高いことが報告されているプレチラクロールとシメトリンを用いた。その結果、藻類の分類群によって除草剤暴露に対する反応が異なることや、除草剤の物性によって藻類の反応が異なることが解ったが、いずれにしても最も毒性の高い除草剤の存在によって、河川中の藻類の生息が制限されていることが示された。前年度までの研究から,緑藻セネデスムスの感受性株と耐性株の増殖は除草剤シメトリン濃度が10-15μg/Lのところを堺にして,それ以下だと感受性株の増殖速度が耐性株を上回るが,それ以上の濃度だと耐性株の増殖速度の方が速いことを示した.除草剤の種類によって毒性が異なるため,この結果を他の除草剤に当てはめるためにこの濃度でどのくらい増殖が抑制されるかを基準とした.セネデスムスのこの値はほぼEC50値(50%増殖を抑制する値)に相当した.次にこれを基準にして河川の除草剤濃度で影響を受ける藻類のグループと影響を受けないグループを予測した.今までに知られている限り,珪藻類は除草剤に耐性が高い.また,緑藻類の内,特にボルボックス目は除草剤に対して高い感受性を有することが知られている.これらのことから,検証に用いた河川では,比較的高濃度の除草剤が検出されるものの,その濃度は高々数μg/L程度なため,影響を受けるのは感受性の高いグループ,つまりボルボックス目だけであろうことが予測された.本年度は調査河川から分離した藻類株の除草剤感受性を,調査河川で最も大きなストレスとなっていると考えられる2つの除草剤,シメトリンとプレチラクロールについて調べた.ボルボックス目のクラミドモナス属や珪藻のキクロテラ属のEC50値が,河川水中の除草剤濃度の増加に伴って増加した.また,これら2分類群のシメトリン耐性の増加はプレチラクロール耐性の増加と相関している思われた.この結果から,自然環境としては除草剤濃度が比較的高い様な調査河川においても,非常に高い感受性を持ったグループのみが耐性に入れ替わるというように,藻類群集は除草剤の弱いインパクトしか受けていないと考えられた.しかし,このような河川の藻類群集は,水田藻類を起源としている可能性もあり,既に高い耐性を持った藻類が生息しているのかもしれない.
芸術教科における若手教師のための授業メンタリングプログラムの開発

本研究では、芸術教科にとって重要な“表現意欲に満ちた学習空間"を支えている教師の発話による働きかけを中心に分析・解釈し、その結果をもとに、若手教師が指導行動の改善策を自ら見つける授業メンタリング・プログラムを開発、その実施により子どもが主体的に取り組む芸術教科の授業を目指す若手教師の力量形成を図った。研究当初は、授業において表現活動を支えるグラウンド・ルールの検討、抽出に取り組んだが、教師の経験年数に関わりなく理解、共有できるものとして最終的に20項目の発話分析項目を抽出・整理し、その分析結果を取り入れたメンタリング・プログラムを4人のメンティに実施しつつ開発、改善を進めた。その結果、「研究目的の共有→授業・分析・感想交換I→学習会I→授業・分析・感想交換II→授業・分析・感想交換III→学習会II→最終インタビュー」というプログラムのかたちを得た。本プログラムの有効性は主に次の3つである。1「行動の指示・促し」の割合が高い教師主導の授業から、「状況・既習の確認」「思考の促し」「受容」等、子どもとの対話による授業に変化したこと。2メンターから寄せられる情報や子どもへの問いかけの試行錯誤によって、メンティの子ども観が変わったこと。メンタリングを通して子どもの見方が広がり、メンティに見える姿、メンティが見とる姿の変化、子ども観のリフレーミングの促進、学習観、授業観のリフレーミングへとつながるものと考えられる。3メンターから示される発話分析結果をメンティが自己解釈することにより、自身の指導行動を分析的にとらえるメタ認知の獲得が促進されたこと。今自分が子どもをどう受けとめ、何を問い返していくか、それらをやりとりの中で同時に並行して考えることは、メンティが自身と子どもとのやりとりを客体化してこそなしうることであり、分析結果の提示がメタ認知の獲得につながるものと考えられる。図画工作科では、子どもの主体的な表現活動を支えるグラウンド・ルール(以下GRとする)のあり方について、熟練教師(北海道教育大学附属旭川小学校渡辺悟史教諭)の授業分析を基に検討を行った。分析方法は実践授業のビデオを対象としたコーディング・スキーマと授業者へのインタビューによる質的分析を用いた。検討の結果、GRに着目して実践を振り返ることにより、授業における教師のメタ認知能力が喚起され、発話の働きがより意識されるといった効果が見出された。また、個別対応や非言語コミュニケーションが指導行動として特徴的であることから、授業メンタリングプログラムのもち方と合わせ、こうした場面でのGRのあり方についてより詳細に検討することとした。音楽科では、4名の協力者、<熟練教師>お茶の水女子大学附属小学校猶原和子教諭、<中堅教師>文京区立小学校A教諭、<若手教師>東京学芸大学附属竹早小学校徳富健治教諭、文京区立小学校B教諭による授業を対象に、図画工作科と同様の方法で分析を行った。その結果、傾聴と自己制御、安心と自己解放、音楽表現とその工夫、他者との関わり、主体者意識等のGRが抽出された。インタビューの中で、若手教師は音楽科の授業特性について同僚の理解を得にくく自分の授業方針に自信が持てないという不安を、中堅教師は自分の授業に大きな混乱はないがこのままでよいのかという不安を抱いていることがわかった。合同研究協議会は、平成27年5月、9月、平成28年1月、3月の計4回を実施し、研究の進捗状況の共有と芸術教科におけるGRの比較検討を行った。この研究は若手教師が自分の授業を見つめ、メタ認知能力を向上や具体的な指導方法の獲得により、自信をもって授業に向かうためのメンタリングプログラムを目指すものである。そのためには今後GRと指導行動との繋がりを若手教師自身にとって意識しやすいものにする必要がある。図画工作科では、初年度に熟練教師の授業分析によるGRの抽出、GRの生成と共有過程及びそれを支える教師の指導行動をについて明らかにしたうえで若手教師の授業分析を実施し、その結果を基にGRの視点を取り入れた授業メンタリングプログラムを試行することとなっていた。これに対し、現在、熟練教師の授業分析から見出された個別対話と非言語コミュニケーションという、教科に特徴的な指導行動に伴うGRのあり方について検討を進めている。子どもの文脈に由来する活動が多くを占める図画工作科の授業においては、こうした指導行動の割合も多く、それに伴うGR概念の検討を行っておくことは今後具体化される授業メンタリングプログラムの効果にも影響すると予想されるためである。研究計画を十分考慮し、研究成果の発表とも合わせ、今後の研究を円滑に進められるよう図りたい。音楽科では、授業の逐語記録からGRを抽出する際に、それが観察者の解釈によって行わていることが現在大きな課題となっている。この解釈は観察者の長年の実践経験に基づいてなされるため、どうしても経験や意識がなければこの教師の発話がGR生成につながると感じられないものとなりやすい。若手教師の力量形成のためのメンタリングプログラムにとっては、より客観的で若手教師から見てもわかりやすいかたちで示される必要があり、GR概念の再検討と授業分析結果の示し方について変更の必要があると考えている。図画工作科では、授業において主要な部分を占める個別対話場面での熟練教師の発話についてGRの働かせ方に焦点を絞った分析を行い、その内容とスタイルから構成される教師の発話分析の指標を抽出した。分析方法は実践授業のビデオを対象としたコーディング・スキーマを用いた。次にこの指標を手がかりに若手教師2名の実践を分析、実践者とメンターによるメンタリング及び音楽科との合同研究協議会・合同学習会(子どもが輝く授業の会)を実施し、授業実践の改善を図った。

その結果、GRの働きかけ方に着目して実践を振り返ることにより、授業におけるメタ認知能力が喚起され、発話の働きを調整した授業実践がなされるようになった。また、協議の結果から子どもの主体性がより発揮されるために、子どもの興味関心や、発想、表現技能に関する視点をメンタリングに加えることが求められるのではないかとの見方が得られた。音楽科では、熟練教師、中堅教師、若手教師各1名を対象とした実践分析を実施した。特に若手教師については28年5月、7月、11月の3回にわたり授業を撮影・録音して図画工作科で抽出された指標をもとに発話分析を実施し、その結果をふまえ指示から対話へと意識を変えていくよう促すメンタリングを行ったところ、「行動の指示・促し」が初回の39%から3回目には22%に減少し、子どもから学習のねらいに結びついたつぶやきが生まれる等、子どもの主体性がより発揮される授業へと変容が見られた。また熟練教師の授業では「行動の指示・促し」の割合が低く「問いかけ」や「受容」の割合が高い等の特徴が表れ、インタビューでは授業中の指導や判断が自身の個人史によって支えられていることも明らかになった。研究協議会は28年度中に5回実施、また新たに図画工作科と音楽科の合同学習会「子どもが輝く授業の会」をたちあげ、平成28年9月と29年2月に3回実施した。平成28年度の研究計画では以下の4点を予定していた。1図画工作科では平成28年6月を目処に個別対話と非言語コミュニケーションに伴うGRについての研究をまとめ、その結果を生かした若手教師の授業実践と分析を兼ねたメンタリングプログラムの試行も含め、延べ4名の若手教師に対して4回実施する。2音楽科では新たな分析方法を定めて前年度の実践記録を再分析したうえで、熟練、中堅、若手教師各1名の授業分析を新たな方法で行う。8月に授業研究会を行い、その後のメンタリングプログラムに反映させる。3メンタリングプログラム実施内容をまとめたものを合同研究協議会に持ち寄り、プログラムの再設定と28年度の研究考察を行う。4研究成果については、研究者の所属する大学、学会の紀要並びに学会誌等で発表する。これに対し以下のような達成状況からおおむね順調と判断している。1図画工作科では個別対話と非言語コミュニケーションについて、まず個別対話の発話分析に焦点を合わせた。これはGRに関わる研究対象として先行研究の状況からも発話を対象とすることが妥当であること、客観性が高く若手教員の理解を助け、実践により還元しやすいことを考慮したためである。メンタリングはそれぞれ2名の若手教師にそれぞれ1回と2回実施した。当初の予定に対して不足はあるが、分析・検討によってその効果と課題を見出すことにつながった。2音楽科では図画工作科が先行的に設定した指標を用いて前年度の実践を再分析した上で、若手教師3回、中堅、熟練教師各1回の授業実践を分析し若手教師のメンタリングを3回行った。その結果熟練性の表れをとらえ、それをふまえて若手教師に対話を促すメンタリングを行うことができた35回の研究協議会、2回の学習会を重ね、プログラム改善が進んだ。また次年度研究計画も具体的に設定できている。
高効率ノイズフィルタ機能を有する新しい極低温セミリジッドケーブルの開発

前年度に引き続き、超伝導検出器と、本助成事業にて開発を行ってきた、高周波フィルタ型のセミリジッドケーブルとを接続した状態で放射線の照射を行い、両者を接続しない場合と比べて検出器の放射線に対するエネルギー分解能が向上するかを見極めるための冷却実験を進めた。研究期間の2年目にその熱伝導特性と高周波特性とを評価した、ステンレス304を用いたセミリジッドケーブルが、ケーブルへの加工過程で磁性を帯びてしまうことにより、良好な高周波フィルタ特性を得ることができないことが明らかとなっため、減衰率はそれよりも小さくなるが、キュプロニッケル合金を超伝導ニオブチタン線にクラッドした中心導体を有する、絶縁体としてPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、外部導体として外径0.86 mmのキュプロニッケル合金を用いた高周波フィルタ型のセミリジッドケーブルを用いることとした。前年度に冷凍機内に導入したヘリウムガスギャップ式のヒートスイッチを、エルビウムをドープしたYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)単結晶からなる2段階の断熱消磁冷凍機の構成要素として用いることで、超伝導検出器の動作温度である0.3 Kの極低温環境を得ることに成功し、第62回宇宙科学技術連合講演会にて報告を行った。その後、ヒートスイッチが破損してしまったため照射実験を続けることが出来なかったが、最終3月に協力研究者が参加したアメリカ物理学会においても海外の研究者、技術者から大きな注目を浴び、セミリジッドケーブルの研究開発は一定の成功をおさめることができたものと考えている。平成27年度は、GM冷凍機と断熱消磁を用いた1ケルビンまでの測定が可能な低温環境を久留米大学医学部放射性同位元素施設に整備した。測定、学会発表、次年度に向けた高フィルタ効率セミリジッドケーブルの設計等を行った。超伝導ニオブチタン線に、常伝導体であるキュプロニッケルをクラッドした中心導体を有する、外径0.86mmのセミリジッドケーブルに対し、熱伝導度および減衰率の測定データの解析を進め、クラッドする常伝導体が薄くなればなるほどカットオフ周波数が高くなることを系統的に確かめた。カットオフ周波数近傍での減衰率変化が当初考えていたものよりも緩やかであり、まだ改良の余地はあるものの、中心導体の表皮深度よりも深い部分にも電流が入り込む効果をモデルに含めることで、従来に比べ周波数と減衰率の関係をより実験結果に近づけることができた。これらの成果を国内外の学会において発表した。中心導体にクラッドを用いることによるセミリジッドケーブルのフィルタ特性を確認できたため、平成28年度に向け、その大きな抵抗率から長さ当たりの減衰率をより大きくできると期待される、ステンレスを中心導体のクラッドに用いたセミリジッドケーブルの設計を行い、中心導体の入手までを完了した。年度当初、断熱消磁冷凍機の断熱構造や真空排気系統に予期せぬトラブルがあり,予定に比べて研究が遅れていたが、協力研究者やメーカと緊密に連絡を取り合うことで、最終的には平成27年度に計画していた実施項目をほぼ全て遂行することができた。研究代表者に研究機関の変更があり,年度当初は実験環境の整備に時間がかかったが,予期せぬトラブルはさほど多くなかったため,当初予定した実施内容まで大きな問題は無く遂行することができたため.平成27年度までのキュプロニッケル(CuNi)セミリジッドケーブルでの測定結果に基づき,これを上回る電気抵抗率を有するステンレス(SUS304)を,中心導体である超伝導ニオブチタン(NbTi)の表面被覆(厚み13ミクロン,外径0.20mm)および外部導体部分に用いた,外径0.86mmの高周波フィルタ機能をもつセミリジッドケーブルを製作した。作製したケーブルを極低温に冷却し,1Kから9K付近での熱伝導度および4K付近での高周波特性を調べた。ケーブルの熱伝導度は,その構成要素であるSUS304,NbTiおよび絶縁体PTFE(polytetrafluoroethylene)それぞれの熱伝導率から予想されるものと概ね一致していたが,高周波特性において減衰率が予想されたものに比べてかなり大きく,ケーブルへの加工の際に中心導体のSUS304にマルテンサイト変態が起こった可能性があると考えられた.この影響を取り除くための熱処理の可能性・方法について研究協力者や近郊の高等教育機関の研究者と意見交換を行った。当初の計画通り,国際会議ASC2016にて報告を行うとともに,フィルターケーブルに関する,主にCuNiフィルタ型セミリジッドケーブルに関するこれまでの成果をIEEE TRANSACTIONS ON APPLIEDSUPERCONDUCTIVITYにまとめ投稿した。次年度にSU304またはCuNiセミリジッドケーブルを超伝導検出器につないで評価測定を行うための冷凍機環境の設計を進めた。ステンレスのクラッドを用いたケーブルの高周波特性が,当初考えていたものよりも大きかったが,高温処理とそれによる変化を確かめるための手段を見出すことができた.また超伝導検出器の冷却実験するための環境の設計に取り組むこともできた.よって概ね計画通りに進展していると判断した.平成29年度は、本研究で開発の高周波ノイズフィルタ機能を有するセミリジッドケーブルの有り/無しにより、超伝導検出器の読み出しにおけるノイズ特性が、どのように変化するかを評価するための低温環境整備を進めた。GM冷凍機と固体結晶GGG(ガリウム・ガドリニウム・ガーネット)とを組み合わせた既存の冷却システムの3Kー1K間の機械式ヒートスイッチ部分をより熱伝導の良い構造材料に改修して、冷却時間の短縮や到達温度のより低温化といった、1Kステージの冷却特性の大幅な改善を図ることができた。

1K以下のより低温領域でも超伝導検出器のノイズ特性や抵抗、放射線に対する応答を評価可能とするために、これまで実験室ではほとんど用いられてこなかった、新しい磁気作業物質(30%ErドープYAG、イットリウム・アルミニウム・ガーネット)を用いた断熱消磁冷凍機を1Kステージに設計・製作し、超伝導検出器を搭載する新たな0.3Kステージおよびジョセフソン電流を抑制するための超伝導コイルを構築した。YAGとGGGの間にはヘリウムガスギャップヒートスイッチを設置した。また平成28年度に開発し、その熱伝導および高周波特性を評価したSUS304(ステンレス)を用いたセミリジッドケーブルの成分分析を行い、分析結果を国際ワークショップ(LTD17)にて報告するとともに論文(Journal of Low Temperature Physics)に投稿した。平成28年度のSUS304を用いた同軸ケーブルの高周波特性が購入した材料により、思わしくなく、成分分析に時間がかかってしまったため。前年度に引き続き、超伝導検出器と、本助成事業にて開発を行ってきた、高周波フィルタ型のセミリジッドケーブルとを接続した状態で放射線の照射を行い、両者を接続しない場合と比べて検出器の放射線に対するエネルギー分解能が向上するかを見極めるための冷却実験を進めた。研究期間の2年目にその熱伝導特性と高周波特性とを評価した、ステンレス304を用いたセミリジッドケーブルが、ケーブルへの加工過程で磁性を帯びてしまうことにより、良好な高周波フィルタ特性を得ることができないことが明らかとなっため、減衰率はそれよりも小さくなるが、キュプロニッケル合金を超伝導ニオブチタン線にクラッドした中心導体を有する、絶縁体としてPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、外部導体として外径0.86 mmのキュプロニッケル合金を用いた高周波フィルタ型のセミリジッドケーブルを用いることとした。前年度に冷凍機内に導入したヘリウムガスギャップ式のヒートスイッチを、エルビウムをドープしたYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)単結晶からなる2段階の断熱消磁冷凍機の構成要素として用いることで、超伝導検出器の動作温度である0.3 Kの極低温環境を得ることに成功し、第62回宇宙科学技術連合講演会にて報告を行った。その後、ヒートスイッチが破損してしまったため照射実験を続けることが出来なかったが、最終3月に協力研究者が参加したアメリカ物理学会においても海外の研究者、技術者から大きな注目を浴び、セミリジッドケーブルの研究開発は一定の成功をおさめることができたものと考えている。ステンレスをクラッドに用いた、セミリジッドケーブルを製作し、測定評価を行い,その存在や利点を世界に向けアピールする。超伝導検出器の開発チームと協力して,実用化に向けた検討を開始する.実際に,低温検出器の読み出しに使用するとともに,よりよいフィルター効率が期待される材料,形状を追及していく.高周波特性が芳しくなかったSUSを用いたセミリジッドケーブルの代わりに、CuNiを用いた高周波フィルタ型のセミリジッドケーブルを用いて,超伝導検出器の読みだし時のノイズ特性の評価、ならびに超伝導検出器の低ノイズ読み出しの実現を目指す。
強磁場下における構造材料の熱衝撃破壊に関する理論的研究

強磁場下における構造材料の熱衝撃破壊挙動解明を目的として、基礎的研究を行った。まず最初に、核融合実験炉、実証炉の第一壁候補材料であるマルテンサイト系ステンレス鋼(HT-9)の磁気破壊力学解析を行った。核融合炉の場合、環境磁場が十数テスラと非常に高いため、磁性材料は磁気的飽和状態となる。また、熱衝撃負荷により生じる曲げ応力を考慮し、板面に垂直な一様磁場内における両端単純支持の貫通き裂を有する磁気的飽和状態のHT-9平板を考え、曲げモーメントが作用する場合の磁気弾性問題を理論解析した。磁場は、HT-9の飽和磁場である1.6テスラとし、数値解析を行い、磁場内における破壊強度を示すパラメータである磁気モーメント拡大係数を求めた。磁場の増大に伴い磁気モーメント拡大係数は磁場が作用しない場合に比べ、き裂長さと板厚の比が5、10の場合それぞれ、12.6%、15.6%増大する。さらに、磁気弾性相互干渉に関する理論解析の妥当性を検証するために、磁場内における平板の曲げ変形実験を行った。磁場発生装置は、東北大学金属材料研究所附属強磁場超伝導材料研究センターの超伝導マグネットSM-3(室温ボア径220mm、最大磁場8テスラ)を用いた。磁場中心において試験片の一端を固定し、他端に負荷を加えた。磁場の増大に伴いたわみは増加し、板長さと板厚の比が大きい程顕著な磁場の影響を受ける。実験結果と理論解析結果を比較したところ、両者は良く一致した。
生体物質由来治療薬としての母乳及び羊水エクソソームの有用性

細胞外小胞顆粒であるエクソソームは、体液中に分泌されることで遠く離れた組織や細胞にまで情報を伝達することができる。妊娠や出産によって一時的に作成される母乳や羊水はいずれも胎児と新生児の健全な発育に不可欠であり、その中に存在するエクソソームが子の発育に重要な役割を担っている可能性は高い。外部環境に対して安定した構造を保つエクソソームは治療薬としての活用が期待されている。申請者は、母乳および羊水中に分泌されるエクソソームの成分解析及び受け手となる細胞との関係性を検証することで、子の発育に関わるエクソソームの存在、生体物質由来治療薬としてのエクソソームの有用性につなげることを本研究の目的とする。
世界最大のゴマ生産国ミャンマーにおけるゴマの線虫害の実態調査と防除法の開発

本研究の目的は、ミャンマー国内の主要なゴマ生産地におけるHeterodera cajani(pigeonpea cyst nematode: PCN)の生息状況を明らかにすること、PCNに対して孵化促進効果を有する植物を選抜し、効果的な線虫密度低減法を開発することである。H29年度は、Yezin地域の主要なゴマ生産地帯から新規に23圃場を選抜し、PCNならびに他の植物寄生性線虫の生息状況を調査した。その結果、約20%に相当する5圃場でPCNが検出され、その密度は47223卵換算/20g土壌であった。H28年度の調査では、Yezin地域では約1割の圃場でPCNが見つかったことから、Yezin地域は1-2割の圃場に汚染が広がっていることになる。州別にみると、最大のゴマ生産地Magway州で約6割が汚染されていたことからもっとも深刻であり、ついでYezin地域においてPCN汚染が広がりつつあると考えられる。PCN以外では、イネネモグリセンチュウ、モロコシネグサレセンチュウ、イシュクセンチュウ、ラセンセンチュウ、ヤリセンチュウなどの生息が確認されたが、ネコブセンチュウは検出されなかった。ゴマとマメ類あるいはイネとの輪作が主要な作付け体系のため、イネではネモグリセンチュウ被害、トウモロコシを作付けした際にはモロコシネグサレセンチュウの被害が危惧されるが、現状の作付け体系では、PCNによるゴマの被害がもっとも重大であると考えられる結果となった。汚染土壌を大量にミャンマーから輸送するのは困難なため、実験室内でゴマあるいはキマメを栽培し、汚染圃場のPCN密度を高めつつある。本年度調査予定であったゴマ播種時の線虫密度とゴマ収量の関係を見ることができなかった。理由は、今年度も昨年度同様、天候不順により、研究者側のスケジュールに併せたゴマの栽培できなかったためである。ミャンマーでも気候変動により例年通り作物栽培ができない状況が広がりつつある。当初の計画通り、線虫生息状況の実態把握と線虫防除法の開発を進める。引き続き、ミャンマーの主要なゴマ生産地における線虫汚染状況を調査することでミャンマーにおける本線虫汚染の実態を明らかにする。また、複数の種類の植物をPCN汚染土壌で栽培し、孵化促進効果ならびにそれに伴う線虫密度低減効果を評価し、種子の価格、発芽率、初期生育、密度低減効果の上で最適な植物種を選抜する。H28年度は、主要なゴマ生産地であるMagway州19圃場、Sagain州14圃場、Mandalay州北部8圃場、Yezin地域19圃場から土壌を採取し、PCNの生息状況を調査した。土壌は圃場全体の任意の5点の表層0-30cmから採取、混合し、各圃場1つのサンプルとした。PCNの生息状況は地域によりまったく異なり、Sagain州とMandalay州北部からは全く検出されなかったのに対し、Yezin地域では約1割、Magway州では約6割の圃場でPCNが検出され、検出された圃場のPCNの平均密度はそれぞれ100±53、36±34卵数/20g土壌であった。Yezin地域の約10aの一筆圃場内に20のプロットを設け、各プロットから5点の土壌を採取・混合し、圃場内の線虫密度のバラツキを見たところ、最大373(卵/20g土壌)、最小7、平均133±89であった。土壌中で休眠状態にあるPCN卵の孵化を促進することによるPCN密度低減を目指し、ササゲ(cowpea)、ゴマ、緑豆、キクを30日間栽培したところ、これらの植物栽培によりPCNの孵化が促進されたことが確認された。また、栽培後植物体を土壌内にすき込み、2週間培養したところ、線虫密度が50%以上低下した。孵化促進効果を有する植物を短期間栽培し土壌にすき込むことによる線虫密度低減法の有用性を確認できた。理由は、天候不順により現地生産者がゴマの栽培を断念したためである。ミャンマーでは気候変動により例年通り作物栽培ができない状況が広がりつつあるようである。

州別にみると、最大のゴマ生産地Magway州で約6割が汚染されていたことからもっとも深刻であり、ついでYezin地域においてPCN汚染が広がりつつあると考えられる。PCN以外では、イネネモグリセンチュウ、モロコシネグサレセンチュウ、イシュクセンチュウ、ラセンセンチュウ、ヤリセンチュウなどの生息が確認されたが、ネコブセンチュウは検出されなかった。ゴマとマメ類あるいはイネとの輪作が主要な作付け体系のため、イネではネモグリセンチュウ被害、トウモロコシを作付けした際にはモロコシネグサレセンチュウの被害が危惧されるが、現状の作付け体系では、PCNによるゴマの被害がもっとも重大であると考えられる結果となった。汚染土壌を大量にミャンマーから輸送するのは困難なため、実験室内でゴマあるいはキマメを栽培し、汚染圃場のPCN密度を高めつつある。本年度調査予定であったゴマ播種時の線虫密度とゴマ収量の関係を見ることができなかった。理由は、今年度も昨年度同様、天候不順により、研究者側のスケジュールに併せたゴマの栽培できなかったためである。ミャンマーでも気候変動により例年通り作物栽培ができない状況が広がりつつある。当初の計画通り、線虫生息状況の実態把握と線虫防除法の開発を進める。引き続き、ミャンマーの主要なゴマ生産地における線虫汚染状況を調査していくとともに、ゴマ播種時の線虫密度とゴマの収量との関係、殺線虫剤を処理することで、どの程度ゴマの収量が改善されるのか評価していくことで、ミャンマーにおける本線虫汚染の実態を明らかにする。また、さらに多くの種類の植物の効果を評価し、種子の価格、発芽率、初期生育、密度低減効果の上で最適な植物種を選抜する。引き続き、ミャンマーの主要なゴマ生産地における線虫汚染状況を調査することでミャンマーにおける本線虫汚染の実態を明らかにする。また、複数の種類の植物をPCN汚染土壌で栽培し、孵化促進効果ならびにそれに伴う線虫密度低減効果を評価し、種子の価格、発芽率、初期生育、密度低減効果の上で最適な植物種を選抜する。
自己幹細胞を用いた人工バイオ骨膜による新規顎骨再生療法の開発

最近の目覚しい再生医学の発展は、幹細胞による自己組織再生誘導と分化した細胞を利用した人工臓器の完成が視野に入るようになり、比較的複雑でない組織に関しては、再生が可能になりつつある。しかし、ES細胞の利用は倫理的に問題があるため臨床応用までの道程は遠いと言わざるを得ない。そこで我々は本研究課題において、成体幹細胞の一種である骨髄由来の間葉系幹細胞を分離培養し、さらにPRP、患者自己血清を用いることで顎骨における骨欠損をアクティブに修復できるのではないかと着想し研究を開始した。我々は昨年度まず患者からの自己幹細胞(mesenchymal stemcell:MSC)の採取方法を確立した。我々はこれまで腸骨ではなく、下顎歯槽骨からの骨髄液の採取を試みており、細胞数は少ないものの、MSCを選択的に集めることが可能であった。その後MSCを骨分化メディウム中で骨芽細胞に分化させ、PLGA製吸収性膜上での培養を行った。細胞数が少ないことが原因として考えられるが、PLGA膜上で長期間培養した場合、細胞増殖にばらつきが多く、細胞の状態によっては分化に移行しないケースも認められた。骨芽細胞に分化させる前の幹細胞の状態で多量に増殖させることにより、さらに確実にPLGA膜上で分化させることができる可能性が示唆された。ビーグル犬の骨欠損部に人工骨膜、e-PTFEをメンブレンとして用い、骨形成比較検討を行ったものの、メンブレンの裂開が生じ、両者を比較検討することは困難であった。人工骨膜を再生医療に応用する為には今後さらに検討する必要があると考えられた。我々はまず患者からの自己幹細胞(mesenchymal stem cell : MSC)の採取方法を確立するため、イヌを用いて検討を行った。我々はこれまで腸骨より骨髄液を採取してMSCの培養を行ってきたものの、歯科領域においては口腔内からの採取が望まれるため、下顎歯槽骨からの骨髄液の採取を試みた。下顎骨に穿孔し注射針で骨髄液を採取した場合、部位により採取量が左右されるものの、充分量(約1ml以上)の骨髄液が採取できれば、腸骨より分離したものより細胞数は少ないものの、MSCは問題なく培養できた。しかしながら、抜歯窩を利用して骨髄液を採取する場合は末梢血の混入を防ぐことが困難である上、充分量の骨髄液を採取することは困難であった。次年度は上記の結果をふまえ、骨芽細胞に分化させた自己間葉系幹細胞をPLGA製吸収性膜上に播種し、人工バイオ骨膜を構築することにより、自己幹細胞による人工骨膜を利用した新しいアクティブ再生療法の開発を目指す予定である。
形容詞の普遍性と多様性に関する認知的・類型論的研究

平成27年度、形容詞の意味構造や意味形成に関わる一般的プロセスとその文化・言語的多様性に関する理論的・実証的研究を行った。特に、前年度までで明らかにしたスケール構造分析を基にし、形容詞によって表現される価値判断(評価性やスケール判断とも言われる、事物に値を付与する心的行為)について認知的・心理学的な研究を行った。まず、価値判断の一般的処理過程について研究を行った。良い/悪い、大きい/小さい、新しい/古い等のように価値判断は形容詞で表現される事に注目し、形容詞の意味分析を軸に価値判断の心的内実を明らかにした。実際に、価値判断を分解・再構築を行い価値判断の心的過程をモデル化した。まず、価値判断を構成し影響を与える要素を明確化した。これによりどのような要素が働いて形容詞ないし価値判断の主観性に関わるかが明らかになった。次に、それらの要素は互いに密接な関係がある為、その相互関係を明らかにした。それによって、互いに競合する要素、連動・対応する要素、因果関係がある要素等が明確となり、価値判断の内部構造が一層明らかになった。最後に、価値判断の基礎的な処理過程と発展的な処理過程に分けて各々明らかにした。基礎的な処理過程が明確化する事で、どのような認知能力(抽象化や視点の投影など)が関連し、価値判断を高度化させるのかが明らかになった。次に、以上の分析を基盤に日米文化・日英語の対照研究を行った。特に、判断基準、基準値、比較対象という要素に焦点を当てて、それらに関わる心理実験を作成しそれぞれの国の被験者に対して行った。結果的に、日本人はアメリカ人と比較して、概念主体の個人的な経験が喚起される場合、その影響を受けやすい事が示された。以上のように、価値判断や形容詞の使用は、文化・言語によって根本的に異なり多様性があり、他言語習得における障害やミスコミュニケーションの原因となっていると考えられる。27年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、結合性、スケール性、時間性という形容詞カテゴリーの意味形成や分類に関わる重要な観点を設定し、言語コーパスの事例観察や内省を通して、それぞれの観点を具体化、深化させた。特に、スケール性に関して、重点化を行った。スケールを形成する「値」という概念を知覚情報として再定義し、外界の情報を獲得する知覚能力や複数の値を識別する比較能力、複数の値をまとめ上げるカテゴリー化の能力、基準の値を形成する能力、値の並べ方を決める解釈の能力というような心理的な認知能力と関連させて、特定の言語の観察を行いつつ、内省を深めて形容詞カテゴリーの意味や概念化に関わる認知的研究をおこなった。また同時に、それらの認知能力と関わるスケール性のパラメターを設定し、具体的に形容詞カテゴリーの意味を分析するための重要な基準を設け、レキシコンの意味を明らかにするべースを構築した。その適用においては、言語コーパスの事例を量的に分析することにより、それぞれの形容詞がレキシコンとしてどのような情報をもっているかを明らかにすることができる。具体的には、日本語形容詞「赤い」「長い」の事例を集中的に収集した。それらに関して、定量的に分析や分類した結果、それぞれのパラメターにて特定のクラスターが形成され、それぞれの語彙の意味や使用の特徴、および形容詞間の意味・用法の違い力明示化された。この研究に関して、学内研究会や研究室発行の「言語科学論集19号」で発表を行った。今年度は、前年度に設定した、形容詞の意味構造に関わる3つの観点「結合性、スケール性、時間性」の内、結合性とスケール性に焦点を当て、内省に基づき深化させつつ、実証研究を行った。まず、結合性に関しては、名詞との結合の際に形容詞が名詞に対して要求を行うという仮説の基、その要求を理論的に推測するために、言語資料を利用して形容詞の共起名詞のカテゴリーを定量的に明らかにした。その結果、形容詞ごとに集中する名詞カテゴリーの重要な偏りがみられ、形容詞ごとの要求が推測されるに十分であることを示した。さらに、形容詞の要求を明らかにすることで、比喩的な拡張関係にある意味を有意義に弁別させることが可能であることがわかり、それを含め、要求からの不一致によって修辞的効果の説明の一部になることを示した。次に、スケール性に関しては、前年度重点化し明らかにした尺度フレームを構成する要素のうち、比較対象と基準(ノーム)に焦点を当てた。前者に関しては、比較対象の種類分け、記述、特徴付けを行った。後者に関しては、心理実験により、基本的基準位置の場所を特定すると共に、どんな要因によりどう変化するのか、またはどんな要因は変化を与えたないのか、を一部明らかにした。形容詞は非常に主観的な要素、つまり、言語に表されない言語主体の心理に関わるため、コーパスの分析からの予測や直接的に心理実験によって意味構造に関わる形容詞の特徴を明らかにすることが求められると考えられ、先行研究においては不十分であることを研究を進めることができ、有意義であったと考える。

良い/悪い、大きい/小さい、新しい/古い等のように価値判断は形容詞で表現される事に注目し、形容詞の意味分析を軸に価値判断の心的内実を明らかにした。実際に、価値判断を分解・再構築を行い価値判断の心的過程をモデル化した。まず、価値判断を構成し影響を与える要素を明確化した。これによりどのような要素が働いて形容詞ないし価値判断の主観性に関わるかが明らかになった。次に、それらの要素は互いに密接な関係がある為、その相互関係を明らかにした。それによって、互いに競合する要素、連動・対応する要素、因果関係がある要素等が明確となり、価値判断の内部構造が一層明らかになった。最後に、価値判断の基礎的な処理過程と発展的な処理過程に分けて各々明らかにした。基礎的な処理過程が明確化する事で、どのような認知能力(抽象化や視点の投影など)が関連し、価値判断を高度化させるのかが明らかになった。次に、以上の分析を基盤に日米文化・日英語の対照研究を行った。特に、判断基準、基準値、比較対象という要素に焦点を当てて、それらに関わる心理実験を作成しそれぞれの国の被験者に対して行った。結果的に、日本人はアメリカ人と比較して、概念主体の個人的な経験が喚起される場合、その影響を受けやすい事が示された。以上のように、価値判断や形容詞の使用は、文化・言語によって根本的に異なり多様性があり、他言語習得における障害やミスコミュニケーションの原因となっていると考えられる。今年度は、形容詞の意味構造の形成に関わる重要な認知的な働きを、データに基づき一部明らかにすることができ、本研究の主要な研究課題を達成できたと考える。一方で、研究対象は日本語が中心であり、他の言語において同様のメカニズムは働いているのか、差異があるのかに関するデータの収集は不十分であると考える。27年度が最終年度であるため、記入しない。今年度に引き続き、個別言語の分析を通して、形容詞の発話を動機づける様々な認知的な働きを実証的に明らかにしつつ、研究対象とする言語を広げ、今まで構築してきた理論との整合性をみながら、随時改訂を加える。本研究は、研究計画に即しておおむね順調に進展していると言える。ただ、スケール性という形容詞カテゴリーの内在的特性に重点を置いたため、他の重要な分析の観点と差がついた。しかし、そのような重点化のために、認知能力との関連性が強ぐ示唆されたため、その点において、計画以上に研究が進んだと言える。本研究課題の今後の推進方策としては、形容詞カテゴリーの他の内在的/外在的特性を重点化させて、内省やコーパス、または心理実験を通して深化させて、認知能力との関連性を見いだす。また同時に、現在までに対象としてこなかった言語の事例の収集を行い、分析に取り入れていき、理論との整合性を調査する。
CSRに基づいた企業の環境配慮行動に関する経済分析

本年度は、主に(1)博士論文の執筆、(2)投稿論文の改訂に重点を置いた。まず博士論文では、企業の環境配慮行動について社会・需要・供給という3つの側面から経済学的な実証分析を行った。社会面について、企業の良い(悪い)環境配慮行動に対する株式市場の反応をイベントスタディによる手法で分析を行なった。その結果、企業の良い(悪い)環境配慮行動は投資家にとって投資材料にはなるため、正(負)の効果があることが示された。次に供給面では、環境配慮行動によって環境経営は効率的になったかを、企業の環境会計を用いたパネルデータによる静学的・動学的な分析を行なった。分析結果より、短期的には環境保全コストのような投資は財務パフォーマンスに負の影響を与えるが、長期的には生産にかかる限界費用を削減する効果があると考えられることがわかった。最後に、需要面の分析では、NPO「ごみじゃぱん」が神戸市で実施したごみ減量を目的とする商品の購入を推進する「減装(へらそう)ショッピング」というキャンペーンを通じて、簡易包装商品に対する需要はどの程度あるのかを、POSデータによるパネル分析を行なった。結果より、長期間のキャンペーンで発信する情報量を適切に操作することによって、簡易包装商品(推奨理由:詰め替え)の購入量を持続的に増加させることができることが示された。全体を通じて、環境パフォーマンスから財務パフォーマンスへの影響は、評価をする対象が誰であるかによって、影響の符号や大きさが異なるが、関係としては概ね正の相関が見られることが示された。次に、投稿論文については、Ecological Economicsに投稿していた『Reexamination of Stock Price Reaction to Environmental Performance:AGARCH Application』およびWaste Managementに投稿していた『An Event Study on the Concealment of the Blending Ratio of Waste Paper』が、改訂の末、掲載されることが決定した。
固体表面の電子物性を用いる新しい医薬品工学の展開

本研究代表者らは医薬品添加物を含むプラズマ照射有機高分子を用いる医薬品工学への新規な応用研究に取り組んでいる。かかる応用研究において重要なことは、生成するプラズマ誘起ラジカルの構造に関する知見を得ることである。本研究では、単糖類、二糖類および多糖類へのプラズマ照射により生成するラジカルについて、ESRスペクトル測定と組織的なシミュレーション解析により詳細なラジカル構造の解明を行った。この一連の研究により、プラズマ誘起ラジカルの構造が明らかになり、ここで得られた知見は新規な薬物送達システム(DDS)構築の基礎的知見として有用であることを明らかにした。また、多糖類のメカノリシス(粉砕)により生成するラジカルの解析にも取り組み、その生成機構を明らかにした。一方、プラズマ表面処理による新規DDS構築の工業化を視野に入れるとき、プラズマ照射装置に依存しないプラズマ照射効果の指標を確立することが必要である。かかる観点より、プラズマ診断プローブとしてイノシトールを用いる簡便な評価法を確立した。これまでのプラズマ照射高分子ラジカルの構造に関する知見を基に、完全ドライプロセスにおけるDDS製造法への応用研究に着手した。すなわち、医薬品を核錠とし、プラズマ照射効果を考慮して選択した高分子を外層に用いた二重錠剤を調製し、そのプラズマ表面処理により徐放性あるいは遅延型速放性のDDS構築が可能であることを明らかにした。また、医薬品とプラズマ照射高分子との混合により機能性複合粉末(モノリティック型DDS)の構築も可能であることを明らかにした。以上、プラズマ表面処理およびメカノリシスにより生成するラジカル構造の解明により、様々な薬物放出特性を有する乾式DDSの製造が可能であり、今後さらに新しい医薬学応用研究への展開が大いに期待できる。高分子医薬品助剤のプラズマ照射効果とその物理化学的特性の両者を考慮した、新たな徐放性DDSの構築を目指すにあたり、高分子医薬品助剤のプラズマ照射により生成するラジカルの構造解明をそのESRスペクトル測定と系統的なシミュレーション解析により実施した。高分子医薬品助剤としては、汎用されているセルロースおよびその誘導体について検討を行った。まず、セルロースの構成単位である単糖類のグルコースへのプラズマ照射により生成するラジカルの解明を行った。その結果、生成ラジカルの主成分は未結合手(DBS)に帰属され、かつ、本ラジカルを空気に曝しても安定に存在することを明らかにした。また、これまでの知見を基に置換セルロース誘導体のプラズマ照射誘基ラジカルの解析の結果、置換え基の特徴により構成ラジカルは大きく異なることを見出し、ここで得られた知見は新規DDS構築の基礎的知見として有用であることを明らかにした。さらに、セルロースのメカノリシスにより生成するラジカルの解析にも取り組み、メカノラジカルの生成構築はプラズマ照射誘基ラジカルの生成機構とは異なるものの、主鎖切断により生じるラジカルは室温において不安定であるため速やかに主鎖上の水素を引き抜く結果、プラズマと類似のESRスペクトルを示すことを明らかにした。一方、プラズマ表面処理による新規DDS構築の工業かを視野に入れるとき、プラズマ照射処置に依存しないプラズマ照射効果の指標を確立することが必要となる。かかる観点より、プラズマ診断プローブとしてイノシトールを用い、プラズマ照射条件と生成ラジカル量との関係について検討した。その結果、プラズマ照射出力、圧力および照射時間と生成ラジカル量との関係が明らかになり、イノシトールはプラズマ診断プローブとして有用であることを見出した。本研究では、前年度までの研究において得られたプラズマ照射高分子ラジカルの構造に関する知見を基に、完全ドライプロセスにおける薬物送達システム(DDS)製造法への応用研究に着手した。まず、医薬品を核錠とし、外層に水溶性で、かつプラズマ架橋性高分子を用いた二重錠剤を調製し、プラズマ表面処理による薬物放出制御を検討した。これまでの研究により得られた高分子構造とプラズマ照射効果との関係に関する知見を基に数種類の高分子医薬品添加物を選択して検討した結果、長時間のラグタイムの後、速やかに薬物を放出する遅延型速放錠の構築が可能であることを明らかにした。

このような遅延型速放錠は、近年その開発が望まれている喘息治療などの時間制御型DDSとして、また、大腸疾患などの臓器特異的DDSとして応用が大いに期待される。また、医薬品添加物の中でセルロース誘導体はメカノリシス(粉砕)により主鎖型ラジカルを生成し、架橋反応が進行することを見出している。そこで、代表例として医薬品添加物として汎用されているエチルセルロース(EC)を選び、ECと医薬品との混合粉砕によるワンステップで、かつ乾式でのモノリティック型DDSの構築についても検討した。その結果、ECと医薬品とを単純に混合した場合は速放性であるのに対し、本方法により得られたものは明らかに徐放性を示し、モノリティック型DDSの構築が可能であることが示唆された。以上の知見より、プラズマ表面処理およびメカノリシスにより生成するラジカル構造の解明を基に、様々な薬物放出特性を有する乾式DDSの製造が可能であり、今後さらに新しい医薬学応用研究への展開が大いに期待できる。
臨界圧域における液体燃料の蒸発と着火

懸垂された燃料液滴を,瞬時に高温電気炉の中に挿入してその着火時間を調べる実験を,高圧容器の中で行った.燃料として,ヘプタン,オクタン,デカン,ヘキサデカン,液滴径は0.3-1.5mm,電気炉温は950K,圧力はそれぞれの液体燃料の臨界圧力を越えるまで行った.液滴の振動を回避するため,炉の方を移動したが,その速度は大きくとも小さくとも誤差が大きく,適度の速度があることが分かり,液滴が炉の入り口に到達して所定の場所に至るまでの時間は,約70msecであった.非揮発性の燃料の場合は,一般的に,液滴径が大きくなるに従い着火時間も大きくなる傾向にある.加熱に要する時間が延びるからと解釈される.しかし,揮発性燃料の場合は,液滴径が小さくなると着火時間は大きくなった.質量流束が大きくなって,反応時間が長く必要になるためである.したがって,条件が整えば,着火時間に最小値ができる場合が生じる.しかし,圧力が増大すると,この傾向はなくなる傾向があり,単調な変化となる.なお,着火前に液滴が蒸発消滅する着火限界は広がる.すなわち限界初期直径は小さくなる傾向になる.各燃料の臨界圧近傍における着火時間の変化を調べたところ,燃焼速度定数のような特異性は現れず,単調な変化となった.臨界圧近傍における種々の物性値の著しい変化に伴って,熱と物質の移動現象の一つとしての燃焼現象が支配されているはずであるが,燃焼の場合と異なり,液滴表面温度は臨界温度よりかなり低い温度であることが予想され,そのため臨界条件から程遠い条件になっているためと考えられる.上記の結果を基に,7個の液滴からなる液滴列の端の液滴に着火し,もう一方の端の液滴までの燃え拡がる速度に関する実験を行った.液滴間隔が大きくなっても小さくなっても,燃え拡がり速度は小さくなり,最大の速度を持つ間隔が存在した.間隔が大きい場合は,火災が届き難いことで説明できるが,小さくなった場合は,火災が次の液滴が近すぎて前の液滴火災を冷却することによると説明した.圧力を上げると,圧力と共に急速に燃え拡がり速度は小さくなり,臨界圧を越えてまで燃え拡がりが存在することがなかった.火災の直径が圧力と共に急速に小さくなることに起因すると結論した.懸垂された燃料液滴を,瞬時に高温電気炉の中に挿入してその着火時間を調べる実験を,高圧容器の中で行った.燃料として,ヘプタン,オクタン,デカン,ヘキサデカン,液滴径は0.3-1.5mm,電気炉温は950K,圧力はそれぞれの液体燃料の臨界圧力を越えるまで行った.液滴の振動を回避するため,炉の方を移動したが,その速度は大きくとも小さくとも誤差が大きく,適度の速度があることが分かり,液滴が炉の入り口に到達して所定の場所に至るまでの時間は,約70msecであった.非揮発性の燃料の場合は,一般的に,液滴径が大きくなるに従い着火時間も大きくなる傾向にある.加熱に要する時間が延びるからと解釈される.しかし,揮発性燃料の場合は,液滴径が小さくなると着火時間は大きくなった.質量流束が大きくなって,反応時間が長く必要になるためである.したがって,条件が整えば,着火時間に最小値ができる場合が生じる.しかし,圧力が増大すると,この傾向はなくなる傾向があり,単調な変化となる.なお,着火前に液滴が蒸発消滅する着火限界は広がる.すなわち限界初期直径は小さくなる傾向になる.各燃料の臨界圧近傍における着火時間の変化を調べたところ,燃焼速度定数のような特異性は現れず,単調な変化となった.臨界圧近傍における種々の物性値の著しい変化に伴って,熱と物質の移動現象の一つとしての燃焼現象が支配されているはずであるが,燃焼の場合と異なり,液滴表面温度は臨界温度よりかなり低い温度であることが予想され,そのため臨界条件から程遠い条件になっているためと考えられる.上記の結果を基に,7個の液滴からなる液滴列の端の液滴に着火し,もう一方の端の液滴までの燃え拡がる速度に関する実験を行った.液滴間隔が大きくなっても小さくなっても,燃え拡がり速度は小さくなり,最大の速度を持つ間隔が存在した.間隔が大きい場合は,火災が届き難いことで説明できるが,小さくなった場合は,火災が次の液滴が近すぎて前の液滴火災を冷却することによると説明した.圧力を上げると,圧力と共に急速に燃え拡がり速度は小さくなり,臨界圧を越えてまで燃え拡がりが存在することがなかった.火災の直径が圧力と共に急速に小さくなることに起因すると結論した.懸垂された燃料液滴を、瞬時に高温電気炉の中に挿入してその着火時間を調べる実験を、高圧容器の中で行った。燃料として、ヘプタン、オクタン、デカン、ヘキサデカン、液滴径は0.3-1.5mm、電気炉温は950K、圧力はそれぞれの液体燃料の臨界圧力を越えるまで行った。液滴の振動を回避するため、炉の方を移動したが、その速度は大きくとも小さくとも誤差が大きく、適度の速度があることが分かり、液滴が炉の入り口に到達して所定の場所に至るまでの時間は、約70msecであった。非発揮性の燃料の場合は、一般的に、液滴径が大きくなるに従い着火時間も大きくなる傾向にある。加熱に要する時間が延びるからと解釈される。

しかし、揮発性燃料の場合は、液滴径が小さくなると着火時間は大きくなった。質量流束が大きくなって、反応時間が長く必要になるためである。したがって、条件が整えば、着火時間に最小値ができる場合が生じる。しかし、圧力が増大すると、この傾向はなくなる傾向があり、単調な変化となる。なお、着火前に液滴が蒸発消滅する着火限界は広がる。すなわち限界初期直径は小さくなる傾向になる。各燃料の臨界圧近傍における着火時間の変化を調べたところ、燃焼速度定数のような特異性は現れず、単調な変化となった。臨界圧近傍における種々の物性値の著しい変化に伴って、熱と物質の移動現象の一つとしての燃焼現象が支配されているはずであるが、燃焼の場合と異なり、液滴表面温度は臨界温度よりかなり低い温度であることが予想され、そのため臨界条件から程遠い条件になっているためと考えられる。懸垂された単一燃料液滴が瞬時に高温電気加熱炉の中に置かれて、蒸発し着火に至る過程を引続いて調べた。特に、高圧における着火時間の変化に着目し、臨界圧近傍における燃焼速度定数のような特異な変化が、着火に関してはどのような振舞いになるか調べてみた。昨年度に、非揮発性(ヘキサデカン)と揮発性(ヘプタン)の両方の燃料について実験を行い、臨界圧周辺の圧力で特異な変化をしないことを明らかにしたが、引続いて、デカンとオクタンを用いて、確認を行うと共に、イメージインテンシファイアによってOHの発光を調べ、高圧においては液滴の極めて表面近くで着火反応が進行していることを明らかにした。上記の結果を基に、7個の液滴からなる液滴列の端の液滴に着火し、もう一方の端の液滴までの燃え拡がる速度に関する実験を行った。7個の液滴を同じ直径に揃えて懸垂させることは困難であるので、疑似液滴を用いた。疑似液滴は、セラミック粉末をアルコールで練り、これを懸垂棒に少量取付け、アルコールを乾燥させて作製した。燃料を、この多孔質球に滲み込ませることによって、揮発性燃料でも短時間内に実験準備が完了できた。ただし、比熱の違い等によって実際の液滴列とは異なった燃え拡がり速度になるが、定性的に問題がないことを確かめて実験を進めた。液滴間隔が大きくなっても小さくなっても、燃え拡がり速度は小さくなり、最大の速度を持つ間隔が存在した。間隔が大きい場合は、火炎が届き難いことで説明できるが、小さくなった場合は、火炎が次の液滴が近すぎて前の液滴火炎を冷却することによると説明した。圧力を上げると、圧力と共に急速に燃え拡がり速度は小さくなり、臨界圧を越えてまで燃え拡がりが存在することがなかった。火炎の直径が圧力と共に急速に小さくなることに起因すると結論した。燃料噴霧の着火から燃焼に至る現象を支配する物性値は,熱伝導率,定圧比熱および拡散係数などであるが、これらは臨界圧域で著しい変化をする.熱移動は速く,物質移動は遅くなる傾向にある.このため蒸発から着火に至る過程が常圧とは異なった特異な変化をすることが予測される.そこで,本研究は,燃料噴霧の着火から燃焼に至るプロセスに対する圧力の影響を把握するため、上圧から超臨界圧までの広い圧力範囲において,燃料噴霧をモデル化した燃料液滴列の燃え拡がり実験を行った。燃料としては、常温での蒸発がほとんどないデカンおよびヘキサデカンを用いた。液滴径は0.5-1.0mm、7個の液滴間隔は1-5mm、雰囲気圧力は0.1-1.6MPaの範囲で変えた。燃え拡がり速度は、液滴直径と液滴間隔によって変わるので、その効果を主に調べ、一定の液滴直径では、ある液滴間隔で燃え拡がり速度が最大値をとることなど新しい知見を得た。