hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
リンパ節における自然－獲得免疫機能連携の時空間制御と組織基盤

免疫応答の誘導過程において、自然免疫と獲得免疫の時空間的な連携は極めて重要であるといえるが未だ不明な点が多い。本研究では、マウスのリンパ節で見出された自然免疫および獲得免疫細胞が混在する深皮質辺縁(DCP)領域とそれを支えるストローマ細胞に注目し、組織の三次元構造・細胞構成・分子発現を理解するとともに、細胞動態・動的相互作用を直接観察し、これまで注目されていなかった髄質を経由する獲得免疫応答誘導や自然-獲得免疫の機能連携について解明を試みた。最終年度は、リンパ節DCP領域との関連が示唆されたケモカインCCL21serおよびCXCL12について、両遺伝子をさまざまな組み合わせで欠損するマウスを作成し詳細な観察を行った。その結果、遺伝子量が減るに従い段階的にDCP領域へのB細胞局在が減少することが明らかになり、この領域に特徴的なストローマ細胞サブセットで、これら2つのケモカインを産生するDCP領域細網細胞(DRC)がB細胞を誘引することで領域形成に寄与してることが明確となった。また、リンパ組織ストローマ細胞特異的にNF-kBシグナルを阻害したマウスCCL19-IkBSRでは、T細胞領域のストローマ細胞分化、CCL21ser発現などが抑えられている一方、濾胞や髄質領域は形成されていた。しかし、明確なDCP領域は存在しないことから、T細胞領域の存在がDCP領域形成に必須であることが示唆される。さらに、蛍光タンパク質を恒常的に発現させたマウスリンパ節転移性乳癌細胞株E0771の皮下移植により近傍表在性リンパ節に転移を誘導し、組織内における転移癌細胞の局在やストローマ細胞との接触、組織構造・免疫細胞局在の変化を詳細に観察することができた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。免疫応答の誘導過程において、自然免疫と獲得免疫の時空間的な連携は極めて重要であるといえるが、未だ不明な点が多い。本研究では、マウスのリンパ節で見出された自然免疫および獲得免疫細胞が混在する髄質・皮質以降領域(MCT)領域とそれを支える新規ストローマ細胞サブセットに注目し、組織の三次元的空間構造・細胞構成・分子発現を理解するとともに、細胞動態・動的相互作用を直接観察、これまで注目されていなかった髄質を経由する早期獲得免疫活性化の機序やこの場で起こる自然ー獲得免疫の機能連携の実証・解明を進める。そして、免疫関連疾患および癌リンパ節転移におけるこの過程の重要性と変容を検証し、時空間的に適切に制御された自然免疫ー獲得免疫連動の意義を明らかにすることを目的としている。初年度は、リンパ節髄質およびMCT領域に関して、共焦点レーザー顕微鏡と二光子励起レーザー顕微鏡を用いた蛍光免疫組織化学法による観察を進め、その三次元微細構造や細胞構成・機能分子の空間配置に関する詳細な情報が得られた。特に、髄質・MCT領域にはそれぞれ、他の部位と異なる特徴的なストローマ細胞サブセットがネットワークを形成し、独特な免疫細胞集団の局在を支持していることが明確になった。したがって、我々の見解ではリンパ節には性質の異なるストローマ細胞サブセットが少なくとも6種類存在することになる。また、生体イメージングを用いた動態観察により、これらの領域に局在しているB細胞が、濾胞などの主要なB細胞領域とは異なる挙動を示すことが明らかになり、自然免疫細胞やストローマ細胞との密接な相互作用が局所的に異なる機能性状を与えていると考えられる。このことは、リンパ節の髄質・MCT領域が免疫応答の過程でこれまでに知られていないユニークな働きを担っている可能性を示唆する。リンパ節髄質・MCT領域の詳細な組織三次元微細構造や細胞構成・機能分子の空間配置、特にストローマ細胞サブセットに関する基礎知見が得られ、その理解が格段に進んだ。また、この領域における独特なリンパ球動態が明らかになり、免疫応答における意義が注目される。したがって、全体として研究計画は予定どおりに進展しているといえる。本研究では、マウスのリンパ節で見出された自然免疫および獲得免疫細胞が混在する髄質-皮質移行領域(MCT、現在はDeep Cortex Periphery:DCPと改称)領域とそれを支える新規ストローマ細胞サブセットに注目し、組織の三次元的空間構造・細胞構成・分子発現を理解するとともに、細胞動態・動的相互作用を直接観察、これまで注目されていなかった髄質を経由する早期の獲得免疫活性化の機序やこの場の自然-獲得免疫の機能連携についての実証・解明を進める。そして、免疫関連疾患および癌リンパ節転移におけるこの過程の重要性を検証し、時空間的に適切に制御された自然免疫と獲得免疫連動の意義を明らかにすることを目的とする。本年度は、リンパ節の髄質およびMCT領域の形成との関連が示唆される遺伝子を改変したいくつかのマウス系統や機能阻害処置について、共焦点レーザー顕微鏡と二光子励起レーザー顕微鏡を用いた蛍光免疫組織化学法による観察を進めた。B細胞を欠損するuMTマウスでは、DCP領域および髄質の構造の発達が不十分であったことから、B細胞がこれらの組織構造の形成に必要であることが示唆される。一方、リンパ組織の発達に重要な役割を担うリンフォトキシンの機能阻害では明確な影響は認められなかった。また、リンパ組織ストローマ細胞において特異にNFkB

シグナルの阻害を誘導するマウス系統CCL19-IkBSRを作成し観察した結果、T細胞領域の発達が選択的に抑えられる表現型が認められ、現在、その免疫機能への影響と髄質・DCP領域との関連を検討している。さらに、マウスリンパ節転移性乳癌細胞株E0771の皮下移植により、近傍表在性リンパ節に転移を誘導し、免疫細胞局在やストローマ細胞構造の乱れや破壊・再編を引き起こしながら転移癌巣が増殖する過程の詳細を捉えつつある。マウスリンパ節の髄質・DCP(MCT)領域の形成に関わる免疫細胞やストローマ細胞サブセット、および分子機構の一端についての理解が進み、免疫応答との関連が注目される。現在、癌リンパ節転移モデルを用いた解析を含め、さまざまな免疫応答における意義の検証を行っている。したがって、全体として研究計画は予定どおりに進展しているといえる。免疫応答の誘導過程において、自然免疫と獲得免疫の時空間的な連携は極めて重要であるといえるが未だ不明な点が多い。本研究では、マウスのリンパ節で見出された自然免疫および獲得免疫細胞が混在する深皮質辺縁(DCP)領域とそれを支えるストローマ細胞に注目し、組織の三次元構造・細胞構成・分子発現を理解するとともに、細胞動態・動的相互作用を直接観察し、これまで注目されていなかった髄質を経由する獲得免疫応答誘導や自然-獲得免疫の機能連携について解明を試みた。最終年度は、リンパ節DCP領域との関連が示唆されたケモカインCCL21serおよびCXCL12について、両遺伝子をさまざまな組み合わせで欠損するマウスを作成し詳細な観察を行った。その結果、遺伝子量が減るに従い段階的にDCP領域へのB細胞局在が減少することが明らかになり、この領域に特徴的なストローマ細胞サブセットで、これら2つのケモカインを産生するDCP領域細網細胞(DRC)がB細胞を誘引することで領域形成に寄与してることが明確となった。また、リンパ組織ストローマ細胞特異的にNF-kBシグナルを阻害したマウスCCL19-IkBSRでは、T細胞領域のストローマ細胞分化、CCL21ser発現などが抑えられている一方、濾胞や髄質領域は形成されていた。しかし、明確なDCP領域は存在しないことから、T細胞領域の存在がDCP領域形成に必須であることが示唆される。さらに、蛍光タンパク質を恒常的に発現させたマウスリンパ節転移性乳癌細胞株E0771の皮下移植により近傍表在性リンパ節に転移を誘導し、組織内における転移癌細胞の局在やストローマ細胞との接触、組織構造・免疫細胞局在の変化を詳細に観察することができた。ストローマ細胞サブセット間の性質の違いに関する詳細な解析に取り掛かり、これらのストローマ細胞を標的とした遺伝子改変マウス系統の樹立を試みる。さらに、免疫応答時の髄質・MCT領域における各免疫細胞の移動、相互作用の可視化を進める。また、癌リンパ節転移に関するモデル実験系の構築を行う。引き続きストローマ細胞サブセットを標的とした遺伝子改変マウス系統の樹立を進め、生体内におけるこれらの細胞の機能的な意義の改名を目指す。癌リンパ節転移モデルやさまざまな免疫応答において髄質・DCP領域の免疫細胞移動、相互作用の解析を進める。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
入力地震動の周波数特性を考慮した液状化判定式に関する研究

本研究では,液状化判定を精密に実施するために,従来のFL式を見直し,特に周波数特性を考慮した液状化判定式を提案することにある.このために,(1)液状化事例の収集と解析,(2)入力地震動の周波数特性のモデル化,(3)砂の液状化強度の周波数依存性の検討,(4)砂の動的構成式の検討,(5)完全液状化の定義,(6)完全液状化後の残留剛性の評価,(7)震動終了後の沈下量の評価,(8)地盤の液状化解析による周波数依存性の検討,(9)判定式に用いるパラメータの選定をおこない,これらの結論を総合して液状化判定式を提案することを目的にしている.本年度の実績は,次のようである.・液状化事例の収集と解析の一環として,2001年3月24日に発生した芸予地震の液状化地点の現地調査を行うとともに,地震観測記録の分析を行った.・液状化した地盤の地震動の大きさを知る目的で芸予地震の震度アンケート調査を実施した.入力地震動の周波数特性のモデル化を目的として,購入した地震計で芸予地震の余震を観測した.・繰り返し中空ねじり試験機により,複数の振動数の正弦波を含む波形によりせん断応力一定の液状化試験を行い,高次振動数のせん断波の影響を把握した.除荷・再載荷の影響を累積損傷度理論との対応から検討した.繰り返し変形特性における着目波数や載荷波について検討した.・苫小牧や大洲などの液状化アレー観測記録を始めとする地震観測記録に基づき,液状化地盤の地震時挙動を分析して,対象とすべき地震動の像を描いた.本研究では,液状化判定を精密に実施するために,従来のFL式を見直し,特に周波数特性を考慮した液状化判定式を提案することにある.このために,(1)液状化事例の収集と解析,(2)入力地震動の周波数特性のモデル化,(3)砂の液状化強度の周波数依存性の検討,(4)砂の動的構成式の検討,(5)完全液状化の定義,(6)完全液状化後の残留剛性の評価,(7)震動終了後の沈下量の評価,(8)地盤の液状化解析による周波数依存性の検討,(9)判定式に用いるパラメータの選定をおこない,これらの結論を総合して液状化判定式を提案することを目的にしている.本年度の実績は,次のようである.・液状化事例の収集と解析の一環として,2001年3月24日に発生した芸予地震の液状化地点の現地調査を行うとともに,地震観測記録の分析を行った.・液状化した地盤の地震動の大きさを知る目的で芸予地震の震度アンケート調査を実施した.入力地震動の周波数特性のモデル化を目的として,購入した地震計で芸予地震の余震を観測した.・繰り返し中空ねじり試験機により,複数の振動数の正弦波を含む波形によりせん断応力一定の液状化試験を行い,高次振動数のせん断波の影響を把握した.除荷・再載荷の影響を累積損傷度理論との対応から検討した.繰り返し変形特性における着目波数や載荷波について検討した.・苫小牧や大洲などの液状化アレー観測記録を始めとする地震観測記録に基づき,液状化地盤の地震時挙動を分析して,対象とすべき地震動の像を描いた.本研究では,液状化判定を精密に実施するために,従来のFL式を見直し,特に周波数特性を考慮した液状化判定式を提案することにある。このために,(1)液状化事例の収集と解析,(2)入力地震動の周波数特性のモデル化,(3)砂の液状化強度の周波数依存性の検討,(4)砂の動的構成式の検討,(5)完全液状化の定義,(6)完全液状化後の残留剛性の評価,(7)震動終了後の沈下量の評価,(8)地盤の液状化解析による周波数依存性の検討,(9)判定式に用いるパラメータの選定をおこない,これらの結論を総合して液状化判定式を提案することを目的にしている。本年度の実績は,次のようである。・過去の主要な被害地震を対象とした液状化事例の収集と解析の一環として,1999年9月21日に発生した台湾集集地震の液状化地点の現地調査を行うとともに,地震観測記録の資料収集を行った。まれに見る高密度の強震観測記録であり,次年度以降の分析が期待される。・アルミ製のせん断土槽を作成し,周波数に依存する地盤の液状化挙動に関する実験を実施した。豊浦砂を用いた模型地盤に対して,5Hzと20Hzの正弦波とこれらの混合波により加振を行い,有効応力経路が破壊線に近づくまでは,2種の正弦波による加振実験の和と混合波加振の結果とが比較的よく一致する傾向が見られた。本年度は実験ケース数が少ないため,次年度以降の実験の継続により,明らかにされる。・繰り返し中空ねじり試験機を作成し,検定のための試験の一部を実施した。・入力地震動の周波数特性のモデル化を目的として,地震計を購入し,地震計特性の検定を行うとともに,地震観測場所の踏査をおこなった。本研究では,液状化判定を精密に実施するために,従来のFL式を見直し,特に周波数特性を考慮した液状化判定式を提案することにある.このために,(1)液状化事例の収集と解析,

(2)入力地震動の周波数特性のモデル化,(3)砂の液状化強度の周波数依存性の検討,(4)砂の動的構成式の検討,(5)完全液状化の定義,(6)完全液状化後の残留剛性の評価,(7)震動終了後の沈下量の評価,(8)地盤の液状化解析による周波数依存性の検討,(9)判定式に用いるパラメータの選定をおこない,これらの結論を総合して液状化判定式を提案することを目的にしている.本年度の実績は,次のようである.・液状化事例の収集と解析の一環として,2000年10月6日に発生した鳥取県西部地震の液状化地点の現地調査を行うとともに,地震観測記録の分析を行った.さらに,液状化した地盤の地震動の大きさを知る目的で震度アンケート調査を実施した.入力地震動の周波数特性のモデル化を目的として,購入した地震計で鳥取県西部地震の余震を観測した.・アルミ製のせん断土槽を作成し,周波数に依存する地盤の液状化挙動に関する実験を実施した.昨年に続き5Hzと20Hzの正弦波とこれらの混合波により加振を行った.・繰り返し中空ねじり試験機により,複数の振動数の正弦波を含む波形によりせん断応力一定の液状化試験を行い,高次振動数のせん断波の影響を把握した.間隙水圧の応答や有効応力経路上の違いを検討した.本研究では,液状化判定を精密に実施するために,従来のFL式を見直し,特に周波数特性を考慮した液状化判定式を提案することにある.このために,(1)液状化事例の収集と解析,(2)入力地震動の周波数特性のモデル化,(3)砂の液状化強度の周波数依存性の検討,(4)砂の動的構成式の検討,(5)完全液状化の定義,(6)完全液状化後の残留剛性の評価,(7)震動終了後の沈下量の評価,(8)地盤の液状化解析による周波数依存性の検討,(9)判定式に用いるパラメータの選定をおこない,これらの結論を総合して液状化判定式を提案することを目的にしている.本年度の実績は,次のようである.・液状化事例の収集と解析の一環として,2001年3月24日に発生した芸予地震の液状化地点の現地調査を行うとともに,地震観測記録の分析を行った.・液状化した地盤の地震動の大きさを知る目的で芸予地震の震度アンケート調査を実施した.入力地震動の周波数特性のモデル化を目的として,購入した地震計で芸予地震の余震を観測した.・繰り返し中空ねじり試験機により,複数の振動数の正弦波を含む波形によりせん断応力一定の液状化試験を行い,高次振動数のせん断波の影響を把握した.除荷・再載荷の影響を累積損傷度理論との対応から検討した.繰り返し変形特性における着目波数や載荷波について検討した.・苫小牧や大洲などの液状化アレー観測記録を始めとする地震観測記録に基づき,液状化地盤の地震時挙動を分析して,対象とすべき地震動の像を描いた.本研究では,液状化判定を精密に実施するために,従来のFL式を見直し,特に周波数特性を考慮した液状化判定式を提案することにある.このために,(1)液状化事例の収集と解析,(2)入力地震動の周波数特性のモデル化,(3)砂の液状化強度の周波数依存性の検討,(4)砂の動的構成式の検討,(5)完全液状化の定義(6)完全液状化後の残留剛性の評価,(7)震動終了後の沈下量の評価,(8)地盤の液状化解析による周波数依存性の検討(9)判定式に用いるパラメータの選定をおこない,これらの結論を総合して液状化判定式を提案することを目的にしている.本年度の実績は,次のようである.
非筋生細胞内ミオシンIIの分子平衡と機能局在の直視的解析

細胞内でのミオシンの単量体と繊維の分子平衡の定量的解析を行った。ミオシンは繊維となることではじめて細胞運動や分裂のモーターとして機能しうる。また、どのように機能的なミオシンが細胞内での分布を厳密に制御されるのかについてもこの分子平衡との関連が重要であると考えられる。本研究では、ミオシン重鎖欠損細胞にGFP標識ミオシンを発現させることで、細胞内のすべてのミオシンをGFP標識できるという細胞性粘菌のメリットを利用して、FRAP, FLIP, micro CALIなどの最新の方法によりミオシンの繊維の分子平衡の定量的解析を行った。その結果、従来ミオシンは収縮環内で安定に存在すると考えられてきたが、本研究により、内質にいるミオシンとハーフタイム7秒程度ですばやく置換していることがわかった。さらに、重鎖リン酸化部位アミノ酸をスレオニンからアラニンに分子生物学的に変換した改変ミオシンを用いることで、ハーフタイム7秒の収縮環の置換にミオシン重鎖のリン酸化が関与することを示すことができた。また、本研究によりはじめて、ミオシンが表層流に乗って細胞分裂面に移行することもあきらかになった。また、ミオシン重鎖キナーゼの1つキナーゼAの細胞内分布についてもあきらかにし、それが細胞内質と表層を行き来していること、これがミオシンの細胞内分布に関与することも明らかになった。以上の結果を踏まえ、細胞分裂期の収縮環形成の分子機構の新たな仮説を提唱するに至った。GFPタグミオシンを発現している細胞性粘菌の細胞に局所的にレーザー照射して退色、その後の蛍光の回復を高感度デジタルカメラによりモニターし、継時的に定量化する。単量体と繊維ではその拡散定数が異なるため区別できる。また、細胞骨格に組み込まれたミオシンとそうでないものもこの方法により区別できる。この方法により、照射した局所領域での単量体と繊維の存在比、単量体と繊維の交換速度など分子平衡の速度論的性質について明らかにしつつある。さらに、動的な平衡が生じている細胞内領域の特定に関しては、細胞表層であることが明らかになった。ミオシン重鎖キナーゼAの抗体による蛍光抗体法やGFPタグ法により、その分布は表層であること、また、仮足などに多いことが分かった。ミオシンの繊維調節に関わるドメインを改変したミオシン遺伝子にGFPタグを付け、ミオシン欠損細胞に発現させ、FRAPを行った結果、ミオシン重鎖のリン酸化部位が動的平衡に重要であることがわかった。
制御可能な自然放射線に対する放射線防護に関する研究

本年度(平成6年度)は最終年度であるので、各分担者に対して今迄の成果を下記目次に従ってとりまとめていただいた。そして研究成果報告書を作成した。1.序説辻本忠2.建屋内外におけるラドン被曝の防護1)はじめに辻本忠2)ラドンの測定法および分布山崎敬三3)ラドンによる被曝の評価下道国4)被曝と防護下道国3.航空機の利用に伴う放射線被曝の防護1)はじめに草間朋子2)高層大気中の宇宙線中島敬行3)航空機の利用と被曝線量中島敬行4)被曝と防護草間朋子4.宇宙飛行に伴う放射線被曝の防護1)はじめに加藤和明2)地球近傍宇宙の宇宙線加藤和明3)宇宙飛行に伴う被曝線量占部逸正4)被曝と防護占部逸正5)まとめ5.微量の放射性物質含有物による放射線被曝の防護1)はじめに滝沢行雄2)産業廃棄物中の放射性同位元素と被曝恵和子3)食品中の放射性同位元素と被曝木村捷二郎4)建材中の放射性同位元素と被曝本田嘉秀5)タバコ中の放射性同位元素と被曝滝沢行雄本年度(平成6年度)は最終年度であるので、各分担者に対して今迄の成果を下記目次に従ってとりまとめていただいた。1.序説辻本忠2.建屋内外におけるラドン被曝の防護1)はじめに辻本忠2)ラドンの測定法および分布山崎敬三3)ラドンによる被曝の評価下道国4)被曝と防護下道国3.航空機の利用に伴う放射線被曝の防護1)はじめに草間朋子2)高層大気中の宇宙線中島敬行3)航空機の利用と被曝線量中島敬行4)被曝と防護草間朋子4.宇宙飛行に伴う放射線被曝の防護1)はじめに加藤和明2)地球近傍宇宙の宇宙線加藤和明3)宇宙飛行に伴う被曝線量占部逸正4)被曝と防護占部逸正5)まとめ5.微量の放射性物質含有物による放射線被曝の防護1)はじめに滝沢行雄2)産業廃棄物中の放射性同位元素と被曝恵和子3)食品中の放射性同位元素と被曝木村捷二郎4)建材中の放射性同位元素と被曝本田嘉秀5)タバコ中の放射性同位元素と被曝滝沢行雄今年は初年度である。そのため、下記項目に分かれて、制御可能な自然放射線の調査を行った。次年度より、それらの内容に対する放射線防護について考察を行う。1.ラドンによる被曝と防護1)日本人の受けているラドンによる被曝とその防護下道国2)建屋内ラドンの変動とその防護山崎敬三3)ラドン濃度の高い地域における被曝とその防護辻本忠2.高高度飛行に伴う被曝とその防護1)高高度飛行に伴う放射線被曝とその防護(1)中島敬行2)高高度飛行に伴う放射線被曝とその防護(2)草間朋子3.宇宙空間における放射線被曝とその防護1)宇宙空間における放射線被曝とその防護(1)加藤和明2)宇宙空間における放射線被曝とその防護(2)占部逸正4.有害な量の放射性物質による放射線被曝とその防護1)産業廃棄物からの自然放射線の防護恵和子2)食品の成分別トリチウム濃度と産地特性木村健二郎3)建材中の自然放射性核種について本田嘉秀木村雄一郎4)たばこの中の放射性物質とその防護小川喜弘5.国民線量とその放射線施護滝沢行雄平成4年度は下記項目について、それぞれ分担して制御可能な自然放射線の調査を行った。平成5年度はこれら制御可能な自然放射線の防護について考察を行った。1.ラドンによる被曝と防護(1)日本人の受けているラドンによる被曝とその規制下道国(2)建屋内ラドンの変動とその防護山崎敬三(3)ラドン濃度の高い地域における被曝とその防護辻本忠2.高高度飛行に伴う被曝とその防護(1)高高度飛行に伴う放射線被曝とその防護(1)中島敬行(2)高高度飛行に伴う放射線被曝とその防護(2)草間朋子3.宇宙空間における放射線被曝とその防護(1)宇宙空間における放射線被曝とその防護(1)加藤和明(2)宇宙空間における放射線被曝とその防護(2)占部逸正4.有害な量の放射性物質による放射線被曝とその防護(1)産業廃棄物からの自然放射線の防護恵和子(2)食品中の放射性物質について木村捷二郎(3)建材中の自然放射性核種について木村雄一郎(4)たばこの中の放射性物質とその防護小川喜弘5.国民線量とその放射線防護滝沢行雄本年度(平成6年度)は最終年度であるので、各分担者に対して今迄の成果を下記目次に従ってとりまとめていただいた。1.序説辻本忠2.建屋内外におけるラドン被爆の防護1)はじめに辻本忠2)ラドンの測定法および分布山崎敬三3)ラドンによる被爆の評価下道国4)被曝と防護下道国3.航空機の利用に伴う放射線被曝の防護1)はじめに草間朋子2)高層大気中の宇宙線中島敬行3)航空機の利用と被曝線量中島敬行4)被曝と防護草間朋子4.宇宙飛行に伴う放射線被曝の防護1)はじめに加藤和明2)地球近傍宇宙の宇宙線加藤和明

3)宇宙飛行に伴う被曝線量占部逸正4)被曝と防護占部逸正5)まとめ占部逸正5.微量の放射線物質含有物による放射線被曝の防護1)はじめに滝沢行雄2)産業廃棄物中の放射線同位元素と被曝恵和子3)食品中の放射線同位元素と被曝木村捷二郎4)建材中の放射線同位元素と被曝本田嘉秀5)タバコ中の放射線同位元素と被曝滝沢行雄
C-S-Hに基づくコンクリートの新しい材料・配合設計体系の構築

昨年度に引き続き,C/S=1.5以上のC-S-Hの合成条件に関する検討を行った.材料として塩化カルシウムまたは硝酸カルシウムとオルトケイ酸ナトリウムを用い,液相pHを高くした共沈法を用いることによって,固相C-S-Hの平均Ca/Si比が最大で1.95程度で,構造内に局所的に存在する微細なCHをも含まないC-S-Hを合成できる可能性を示した.合成温度を変化させたC-S-Hの加圧成型体を作製し,酸素拡散係数および塩化物イオン拡散係数を測定した.その結果,合成温度が高いほど拡散係数が大きくなる傾向が見られ,温度によってC-S-Hの構造が変化し,それがマクロな物質移動抵抗性に影響していることを明らかにした.前置時間,最高温度を変化させた初期高温履歴を与えたセメント系硬化体の相組成および硬化体性能(強度,弾性係数,拡散係数)のデータを取得し,初期高温履歴パターンが相組成および硬化体性能に及ぼす影響を明らかにした.セメント硬化体の炭酸化収縮挙動について検討した.相対湿度が異なる場合,炭酸化によって生成された炭酸化カルシウム量が同程度でも低湿度ほど収縮量が大きくなった.TG-DTAの結果から,高湿度では水和物の中で水酸化カルシウムが他の水和物よりも先行して炭酸化したが,低湿度では水酸化カルシウムと同様にC-S-Hの炭酸化も進行した.また,相平衡計算から湿度の違いによる炭酸化挙動を評価し,炭酸化収縮は炭酸化によって分解するC-S-Hの水分が大きく影響することを示した.高C/S比のC-S-Hを得るための合成方法(共沈法)が明らかとなり,Ca源,Si源,それぞれの液相pH,撹拌温度,撹拌時間等の条件設定を行い,高C/S比を有するC-S-Hの合成が可能となっている.C-S-Hの合成温度がC-S-H加圧成型体の物質移動抵抗性に及ぼす影響を評価し,養生温度がコンクリートの耐久性に影響を及ぼすメカニズムを水和物の構造から明らかにすることができた.代表的な初期高温履歴を与えたセメント系硬化体の相組成および硬化体性能のデータが取得できており,C-S-Hの生成量・構造・物性と硬化体性能を結びつける関係式の定式化に向けた検討を進めるための基礎データが十分に得られている.セメント硬化体の収縮挙動として炭酸化収縮の検討を行い,炭酸化収縮の湿度依存性を水酸化カルシウムとC-S-Hの炭酸化挙動から明らかにし,炭酸化収縮がC-S-Hが保有する水分量によって評価できることを示した.今後は,共沈法以外の高C/S比C-S-Hの合成方法の検討を行う.共沈法による出発物質である高C/S比C-S-Hの合成により,焼成,その後の水和によってCHが共存しない高C/S比C-S-Hの再生が可能となったが,共沈法の特性上,反応系にアルカリを残存させる必要がある.そのため,錯体重合法および高温高圧な(250°C,15気圧程度)オートクレーブ法を利用することによりその実現を試みる.また,得られた水和生成物の原子配置や結晶・凝集体構造の解明を行う.温度変化によるC-S-H構造の違いを考慮した物質移動抵抗性評価式を定式化する.また,合成C-S-Hとセメント系材料の水和で生成するC-S-Hの違いを把握し,実際のコンクリートの物質移動性評価に適用できる手法を構築する.高温履歴がコンクリートの特性に及ぼす影響については,これまでの検討により,初期高温履歴パターンが相組成および硬化体性能に及ぼす影響がある程度明らかとなったが,配合,温度履歴パターンを変化させた硬化体により追加データの取得を行う.さらにはC-S-Hの生成量・構造・物性と硬化体性能を結びつける関係式の定式化に向けた検討行う.炭酸化収縮挙動については,混和材を混和した系で検討を行い,C-S-Hの微細構造の違いに着目した検討を実施する予定である.また,XRD/Rietveld法やFT-IRより,カルサイト,バテライト,アラゴナイトの定性および定量分析を行い,炭酸化収縮の挙動を評価する.一方で,乾燥収縮については,混和材を含む長期材齢の試料の乾燥収縮量のデータが整備されており,今後は水蒸気吸着と窒素吸着の組み合わせからミクロからマクロの構造の定量評価を行う.上記の結果を統合し,要求性能を満足するコンクリートを得るためのC-S-Hの組成を明らかにし,必要とされるC-S-Hの組成と量に基づく材料配合設計法を構築する.高Ca/Si比C-S-Hの合成条件に関する検討を行った.その結果,Si源をオルトケイ酸ナトリウムとし,液相pHを高くした共沈法を用いることで,平均Ca/Si比が最大で1.95程度となる,CHが共存しないC-S-Hを合成できる可能性を示した.また,C-A-S-Hの合成と合成試料の評価を29Siおよび27Al NMRを用いて行った.その結果,4配位のAlが存在していること,A/S比が高くなるほどSi鎖においてAlがbridging siteを形成している割合が多くなっていることを確認した.合成C-S-Hを加圧成型することにより他の水和物を含まない供試体を作製し,その酸素拡散係数を測定することによって,C-S-Hがセメント硬化体の物質移動性に及ぼす影響を検討した.酸素拡散における屈曲度はC-S-Hの表面積と相関を有することが確認された.

次に,合成C-S-Hを炭酸化させた後に加圧成型し酸素拡散屈曲度を算出することで,炭酸化が物質移動性状に及ぼす影響を検討した.その結果,炭酸化によるC-S-Hの表面積の減少により物質移動経路が単純化したことにより,物質移動抵抗性が低下することを明らかにした.乾湿によるセメント硬化体の体積変化に関する検討では,収縮ひずみの回復性と非回復性のひずみに及ぼす養生温度および混和材の影響を評価した.その結果,養生温度が高い試料ほど,乾燥時の収縮ひずみは減少した.一方で,回復性ひずみは養生温度が高い試料ほど増加した.また,フライアッシュセメント硬化体では,無置換の試料と比較して乾燥収縮ひずみは小さいものの非回復性のひずみは大きくなることが明らかとなった.前置時間,最高温度を変化させた初期高温履歴を与えたセメント系硬化体の相組成および硬化体性能のデータを取得し,初期高温履歴パターンが相組成および硬化体性能に及ぼす影響を明らかにした.高C/S比のC-S-Hを得るための合成方法(共沈法)が明らかとなり,Ca源,Si源,それぞれの液相pH,撹拌温度,撹拌時間等の条件設定を行い,ある程度高C/S比を有するC-S-Hの合成が可能となっている.乾燥および飽水時の体積変化における養生温度と混和材の影響について,回復性と非回復性のひずみの影響が明らかとなり,窒素吸着等温線による空隙構造の解析から,これら体積変化挙動にミクロからマクロスケールの空隙構造が影響を及ぼしていることが明らかにした.代表的な初期高温履歴を与えたセメント系硬化体の相組成および硬化体性能のデータが取得でき,C-S-Hの生成量・構造・物性と硬化体性能を結びつける関係式の定式化に向けた検討を進めるための基礎データが十分に得られた.昨年度に引き続き,C/S=1.5以上のC-S-Hの合成条件に関する検討を行った.材料として塩化カルシウムまたは硝酸カルシウムとオルトケイ酸ナトリウムを用い,液相pHを高くした共沈法を用いることによって,固相C-S-Hの平均Ca/Si比が最大で1.95程度で,構造内に局所的に存在する微細なCHをも含まないC-S-Hを合成できる可能性を示した.合成温度を変化させたC-S-Hの加圧成型体を作製し,酸素拡散係数および塩化物イオン拡散係数を測定した.その結果,合成温度が高いほど拡散係数が大きくなる傾向が見られ,温度によってC-S-Hの構造が変化し,それがマクロな物質移動抵抗性に影響していることを明らかにした.前置時間,最高温度を変化させた初期高温履歴を与えたセメント系硬化体の相組成および硬化体性能(強度,弾性係数,拡散係数)のデータを取得し,初期高温履歴パターンが相組成および硬化体性能に及ぼす影響を明らかにした.セメント硬化体の炭酸化収縮挙動について検討した.相対湿度が異なる場合,炭酸化によって生成された炭酸化カルシウム量が同程度でも低湿度ほど収縮量が大きくなった.TG-DTAの結果から,高湿度では水和物の中で水酸化カルシウムが他の水和物よりも先行して炭酸化したが,低湿度では水酸化カルシウムと同様にC-S-Hの炭酸化も進行した.また,相平衡計算から湿度の違いによる炭酸化挙動を評価し,炭酸化収縮は炭酸化によって分解するC-S-Hの水分が大きく影響することを示した.高C/S比のC-S-Hを得るための合成方法(共沈法)が明らかとなり,Ca源,Si源,それぞれの液相pH,撹拌温度,撹拌時間等の条件設定を行い,高C/S比を有するC-S-Hの合成が可能となっている.C-S-Hの合成温度がC-S-H加圧成型体の物質移動抵抗性に及ぼす影響を評価し,養生温度がコンクリートの耐久性に影響を及ぼすメカニズムを水和物の構造から明らかにすることができた.
哺乳類における給餌性リズム形成の分子機構に関する研究

昨年度まで実施してきた時計遺伝子変異マウスを用いたDNAマイクロアレイによる網羅的遺伝子発現解析により、時計遺伝子であるClockが、糖・脂質代謝系を遺伝子の転写レベルで制御している可能性が見出されてきた。本年度は、脂肪酸代謝系の上流に位置しているペルオキシソーム増殖薬活性化受容体α(PPARα)遺伝子の日周発現が、CLOCK/BMAL1という時計分子のヘテロ2量体によって転写制御されている可能性を分子生化学的に検証した。従来は、個体におけるPPARα遺伝子の日周発現は、血中グルココルチコイドの日内変動に伴って制御されていると考えられてきたが、副腎を外科的に除去したマウスや、インスリン欠乏の糖尿病モデルマウスにおいてもPPARα遺伝子の日周発現は全く正常である一方で、時計遺伝子Clockの変異マウスでは、その日周発現が完全に消失していることを明らかにした。PPARα遺伝子の第2イントロンには、CLOCK/BMAL1のターゲット配列であるE-boxが複数個近接して存在している領域があり、in vitroのレポーター解析や、ゲルシフトアッセイ、クロマチン免疫沈降法などにより、この領域を介して時計分子がPPARα遺伝子の日周発現を制御している可能性を示した。末梢時計の給餌性リズム形成には、制限給餌によってその日内変動パターンが変化するグルココルチコイドが重要な役割を担っている可能性が考えられる。そこで、血中グルココルチコイドによってその日周発現が制御されている遺伝子を網羅的にスクリーニングすることを試みた。副腎を摘出したマウスを作成し、副腎摘出に伴ってその日周発現リズムが消失する遺伝子を肝臓でスクリーニングし、現在解析を行っている。その結果、肝臓で日周発現する遺伝子の内の約半数が、血中グルココルチコイドによって転写レベルで制御されている可能性が示され、現在論文投稿中である。制限給餌によって発現パターンが異なってくる遺伝子を網羅的に解析する目的で、DNAマイクロアレイの実験系を立ち上げた。本年度は、DNAマイクロアレイによる目的遣伝子のスクリーニング系の構築を目指し、野生型マウスと時計遺伝子Clockの変異マウスを対象として、肝臓での遺伝子発現の比較を網羅的に行った。その結果、CLOCK分子によって発現制御されている遺伝子のスクリーニングに成功し、論文として発表した。給餌性のリズム形成機構が、光による体内時計のリズム形成機構のように、進化的に保存されているのか否かを検証する目的で、概日時計機構が分子レベルで解明されているショウジョウバエを用いて、ショウジョウバエにおける給餌性リズム形成機構の存在を調べた。光による時計制御機構とは異なり、ショウジョウバエでは、哺乳類で見られる給餌性リズム形成が見られないことを示し、論文として発表した。以前から、哺乳類においても、眼の網膜には、個体と独立した時計機構が存在している可能性が示されてきた。そこで、網膜の時計に支配されていると考えられている、メラトニン合成の律速酵素、NATの日周発現が、制限給餌によって影響を受けるか否かについて検討を行った。ショウジョウバエの場合と同様に、ラット網膜におけるNAT発現も、制限給餌の影響を受けないことが判明し、哺乳類に見られる給餌性のリズム形成機構が、進化的にも最近になって獲得された性質である可能性を論文に発表した。給餌性リズム形成の時刻情報の入力系として、摂食に伴って内分泌されるインスリンである可能性を考えた。そこで、薬剤投与により糖尿病モデルマウスを作成し、給餌性リズム形成に及ぼす影響について検討した。その結果、時計遺伝子発現に対して、部分的な影響は認められたものの、内因性のインスリンが存在しない状態においても給餌性リズムの獲得が認められ、インスリンが必要不可欠な入力シグナルではない可能性を論文に発表した。
自己評価に基づく自施設完成型教育担当者育成プログラムの精錬

我々は、新人看護師教育担当者能力測定ツールを開発することを目的に研究を行った。先行研究で明らかにした教育担当者の能力と資質40項目からツールを作成し、質問紙調査を行った。作成したツールの探索的因子分析(バリマックス回転、主因子法)を行い、4因子・38項目を抽出した。各因子に「OJTの成果をだすための組織マネージメント・セルフマネージメント能力」、「自身の看護実践能力の発展を中核とした教育力」、「実施指導者に対するコンサルテーション能力」、「他者が見る自分の姿を意識した対人関係能力」と命名した。これらの結果から自施設と個人の能力評価に基づいた教育担当者育成支援プログラムの精錬を行った。我々は、平成20年から教育担当者育成のための教育プログラムを開発してきた。平成24年度からは、開発したプログラムの精錬を目的に以下の3点について取り組んできた。1昨年から取り組んでいた、教育担当者の能力がモデルプログラムの活用によって向上したかを評価する、自己評価票の信頼性の検討と妥当性の検討を量的に分析している途中である。2昨年度に引き続き、新たに6施設に、各施設の教育カリキュラムに我々が開発したプログラムを基に自施設独自の教育プログラムを作成して運用しもらっている。3H23年に運用した施設の教育担当者のインタビュー等の分析から、プログラム運用上の課題として、研修企画者である教育責任者向けの支援プログラムが必要であることが明らになった。そこでプログラムの精錬に向けて、プログラムを使用した施設の教育責任者に、「運用上での問題点」について、プログラムの終了後の次年度にインタビュー調査を実施することにした。4上記3で明らかになった問題点を踏まえて、平成24年12月にプログラムを運用した施設の教育責任者に集まっていただき専門家会議を実施し、プログラム運用の問題点についての意見交換を行った。立案したプログラム研修を実施することで、病院側の期待される成果として、教育担当者研修のプログラムをもつ病院では、もともとのプログラムと比較して、教育担当者の能力向上があること。ない病院では、新たなプログラム作成・導入ができること。教育担当者の能力向上の評価をすることが今までの研修ではなかったが、プログラム導入前後で評価ツールによる評価が可能であること。教育責任者が研修を受けて、目標達成することで、教育担当者を育成することができ、新人看護師の能力向上につながる。という3つのことが確認された。今後は教育責任者が企画運営できる能力を育成する研修プログラムも組み込んでいく必要があることが明らかになった。我々は実地指導者であるプリセプターに助言・指導する教育担当者の育成支援プログラムの開発をすすめてきた。今年度は、新人看護師教育担当者能力測定ツールの信頼性・妥当性を検証することを目的に研究を行った。先行研究から明らかになった教育担当者の能力と資質から能力測定ツール40項目・4段階評定を求めた質問紙を作成した。先行研究で協力の得られた全国160施設1030名に郵送法を用い質問紙調査を行った。回収615名(59%)、有効回答は550名(53%)で、内訳は、師長74名、副師長326名、看護師143名、欠損7名で、教育担当者経験年数は3.5年であった。開発した能力測定ツール40項目を、探索的因子分析(バリマックス回転、主因子法)を行った。結果、2項目が因子負荷量が0.4以下となり削除し、最終的に因子構造が妥当と考えられる4因子38項目とした。因子負荷量は0.4030.687で全てが0.4以上であった。第1因子:13項目、第2因子:10項目、第3因子:8項目、第4因子:7項目であった。第1因子「OJTの成果をだすための組織マネジメント・セルフマネジメント能力」、第2因子「自身の看護実践能力の発展を中核とした教育力」、第3因子「実地指導者に対するコンサルテーション能力」、第4因子「他者が見る自分の姿を意識した対人関係能力」と命名した。内的整合性の指標であるCronbackα係数は、全体で0.953であり、第1因子から順に0.900、0.846、0.878、0.839と信頼性は確保していた。安定性は再テスト法を行い、相関係数は全体で0.931であった。教育担当者能力測定ツールは、4因子38項目で構成され、信頼性・安定性を確保していた。これら命名した4因子を元に、先行研究で開発した教育担当者の育成支援プログラムを精錬し、自施設と個人の評価に基づいた教育プログラムの作成を行った。

平成22年4月、新人看護職員の卒後臨床研修が努力義務化となり、各施設でどのように新人看護師を育成するのか、組織的な取り組みに対する教育成果を保証すべく研修の質が問われている(日本看護協会;2010)。臨床現場では、実地指導者を支える教育担当者が、適切な教育支援を展開する能力をどのように培うことができるかが、この臨床研修を成功させる要となっている。しかし、平成21年12月に出された「新人看護職員研修ガイドライン」では、教育担当者に求められる能力や育成のための研修プログラム例は明示されてはいるが、それらの能力を組織的に育んでいく方法については言及されていない。このような背景から、我々は、平成20年度から「自己評価を踏まえた自施設完成型教育担当者育成プログラム」を開発してきた。プログラムは、教育担当者が自らの能力を自己評価するための自己評価票と、評価結果から選択可能な研修のモデルプログラムから構成している。本年度は、開発したプログラムの試行と教育担当者の能力がモデルプログラムの活用によって向上したかどうかを明らかにするために自己評価票の測定ツールの信頼性・妥当性の検討を行った。データ収集方法は、先行研究で調査協力の得られた310施設に本研究の再協力を依頼し、承諾のあった160施設1030名に郵送法を用いて、調査票とGSES(自己効力感)尺度を配布した。さらに評価票の信頼性(再現性)検証のために、8施設100名に、1週間後に評価票の2回目の回答を依頼し、郵送法を用いて実施した。回収率は信頼性:49%(49部)、妥当性:52%(540部)であった。今後、1)因子分析による因子構造の検討、2)信頼性の検討(内的整合性の評価と再現性:再検査信頼性係数の評価、3)妥当性の検討(構成概念妥当性、基準関連妥当性:GSES尺度との相関係数を評価)、の分析を行う予定である。本来の実施計画では、プログラム運用した施設の教育担当者へのインタビューが終了している段階であるが、実際には、前年度にプログラムを運用した2施設のインタビュー分析の段階で、プログラムの企画運営をする立場にある教育責任者向けの研修が必要であることが明らかになり、研究計画の大幅な修正が必要となった。急遽、12月に教育担当者に集まった頂き専門家会議を開催し、今後の方向性を決定した。平成23年度の実施計画は、先行研究で開発したプログラム施行施設への依頼を行い11施設(内4施設は継続)から承諾を得られ、H24年4月から研修プログラムを使用しての研修の企画・実施を行っている段階である。インタビューに関しては、前年度にプログラムを使用してプログラムを実施している3施設は、第1回目のインタビューが終了し、データ入力の段階であるが、その他の施設に関しては3月までに1回行う予定であったが、プログラムを使用する時期がH24年4月からであったため、年度内に行うことができなかった。しかしH24年の78月には、第1回目のインタビューをする予定である。「教育担当者に求められる能力」の自己評価票については、教育担当者の能力がモデルプログラムの活用によって向上したかどうかを明らかにするために自己評価票の測定ツールの信頼性・妥当性の検討を並行して行った。これに関しても看護部長に対して、往復葉書にて協力依頼し、協力承諾施設の担当窓口者へ協力の得られる対象者数分の調査票一式を送付する。施設ごとに各対象者に配布を依頼し、回答は、各自で返送を依頼する2段階の手順を踏んだことにより、配布・回収時期が年度末までかかったが、ほぼ予定通りに進んでいる。
心不全進展過程におけるエンドセリンの病態生理学的意義の解明

心不全進展過程にエンドセリン(ET)-1の病態生理学的意義をみるために、イヌに高頻度右室刺激による心不全を作製して、ET-A受容体拮抗薬(FR139317)、ET-B受容体拮抗薬(RES-701-1)を投与して、心不全で亢進している神経体液因子である血漿ノルエピネフリン(NE)、レニン、アルドステロン、ET-1、心房性ナトリウム利尿ペプチド(ANP)濃度に対する各ET受容体を介するモジュレーションを検討した。その結果ET-A受容体拮抗薬は用量依存性に全身血圧、肺動脈楔入圧を低下、腎血流量、尿量の増加とともに、ANP濃度を低下させたが他の神経体液因子には影響を及ぼさなかった。それに対してET-B受容体拮抗薬は全身血圧、肺動脈楔入圧を増加させ、ET-1濃度を2倍に増加、アルドステロン濃度を低下させたが、ANP,NEには影響がなかった。このことはET-1は副腎からのアルドステロン分泌をET-B受容体を介して刺激していることを示す(Wada A, et al.J Am Coll Cardiol 1997;30:1385-1392)。ET-A受容体拮抗薬が心不全の予後を延長することが報告されているが、ET-A/ET-B受容体拮抗薬(TAK-044)は心不全において亢進しているレニン・アンジオテンシン系を抑制することからET-A受容体より有効である可能性がある。心不全イヌにおいて検討したところ、ET-A受容体拮抗薬もET-A/ET-B受容体拮抗薬とも心内圧を下げ、尿中ナトリウム排泄を増加した。さらにET-A/ET-B受容体拮抗薬はアルドステロン濃度も下げ、漫性心不全には後者の有用性が示された(Ohnishi M,Wada A, et al.Cardiovasc Res to be submitted)。1.in vitroで心房性ナトリウム利尿ペプチド(ANP)がエンドセリン(ET)-1分泌を抑制することは示されているが、心不全下で内因性ANPが実際にET-1の分泌を調節しているか否かは明らかでない。ANP受容体拮抗薬、HS-142-1(HS)を高頻度右室ペーシングによる低心拍出量性重症心不全イヌに投与し、ANPとET-1の関係を調べた。HSはANPのセカンドメッセンジャーである血漿cGMP濃度を有意に低下させた(p<0.001)。それに伴い血漿ET-1濃度は有意上昇した(p<0.05)。その時ET-1とcGMP両者の濃度変化に有意な負の相関(r=-0.64、p<0.01)を認めた。しかし血行動態に有意な変化は無く、またET-1の分泌を刺激するAngiotensin-IIやArginine Vasopressin濃度にも変化を認めなかった。以上より内因性ANPは慢性重症心不全下においてcGMP系を介してET-1分泌調節に関与していることを明らかにした。2.心不全下で増加したETが受容体を介していかに心不全の病態形成に関与しているかは明らかでない。ET-A受容体拮抗薬FR139317、ET-A/ET-B両受容体拮抗薬TAK044を心不全イヌに投与し、血行動態、神経体液性因子及び腎機能の変化を観察し、ET受容体拮抗薬の治療薬としての可能性を検討した。また両受容体を介して尿量-Na調節に関与している。さらにETはET-A受容体を介してANP分泌を、ET-B受容体を介してアルドステロン分泌を調節し血管トーヌス、体液貯留に二次的に関与していることが示唆された。このことからET-A受容体拮抗薬が心不全の急性治療薬として優れていると考えられるが、ET-A/ET-B両受容体拮抗薬の慢性投与は血行動態の改善に加えて、アルドステロン分泌を抑制し体液貯留に拮抗する可能性がある。

心不全イヌにおいて検討したところ、ET-A受容体拮抗薬もET-A/ET-B受容体拮抗薬とも心内圧を下げ、尿中ナトリウム排泄を増加した。さらにET-A/ET-B受容体拮抗薬はアルドステロン濃度も下げ、漫性心不全には後者の有用性が示された(Ohnishi M,Wada A, et al.Cardiovasc Res to be submitted)。
メンテナンスフリー小水力発電のための鞍状板カオス振動発電機の開発

圧電素子内蔵の鞍型薄肉板に流体により動的飛び移りを伴う振動を励振させる発電法の構築のため,モーフィング変形により円筒型初期形状を有する非対称積層CFRP板の流体励振実験を行なった.一辺を固定した曲板を風の流れにより励振し,板のひずみと変位を測定した.風速に応じて適切に風向を設定することで,板に動的飛び移りを伴う振動が生じることを示した.また,風による板の振動応答は固有振動数近傍に振幅比が大きくなるが,動的飛び移りを伴うと,固有振動数近傍の他に,低い振動数域において広い振動数帯で高振幅比となることが確認できた.また,主成分分析より動的飛び移りを生じる際に主体となる振動モード形状を明らかにした.環境への影響が少なく,クリーンかつ再生可能な発電法に小規模河川や用水路を利用した小水力発電がある.従来の小水力発電には,水車を利用した方法があるが,従来の水車は大型であり,用水路等の場所を選ぶという欠点があった.そこで,水流中に圧電素子内蔵の薄肉板を置いて流体励振による発電方法を提案し,この開発を最終目的とする.ここで,長方形板を鞍型にし,動的飛び移りを伴う振動応答を生じさせることで発電効率の向上が期待できる.本研究では,弦拘束された薄肉長方形板の流体励振を行なった.具体的には,送風機により,一辺を固定し,他二隅を弦拘束された長方形板の縦方向から風の流れを生じさせて板を励振した.拘束条件を変化させ,長方形板を鞍型シェル状と円筒シェル状の二つの静的安定平衡点を持つようにし,板と風の角度と風速を変化させ,動的飛び移りを伴う振動応答を生じさせた.また,板にはひずみゲージを取り付けて,励振させた際の板のひずみを求めた.風の角度や風速を変え,流体励振における長方形板の振動挙動を明らかにした.その結果,弦拘束により,動的飛び移りを伴う振動応答において,ひずみの実効値振幅が大きくなることを確認した.また,大振幅の動的飛び移りを伴う振動を生じさせるには,弦に付加する張力および板に対する角度と風速を適切に調整することで可能となることを確認した.さらに,風による励振において,長方形板の振動応答は固有振動数近傍に振幅比が大きくなることが確認できた.さらに,動的飛び移りを伴う振動応答では,固有振動数近傍の他に,低い振動数域において広い振動数帯で高振幅比となることが確認できた.また,最大リャプノフ指数を求めた結果より,風の励振における板の振動応答はカオス振動であることわかり,動的飛び移りを伴うことで,より最大リャプノフ指数が大きくなるカオス振動であることが確認できた.環境への影響が少なく,クリーンかつ再生可能な発電法に小規模河川や用水路を利用した小水力発電がある.従来の小水力発電には,水車を利用した方法があるが,従来の水車は大型であり,用水路等の場所を選ぶという欠点があった.そこで,水流中に圧電素子内蔵の薄肉板を置いて流体励振による発電方法を提案し,この開発を最終目的とする.ここで,長方形板を鞍型にし,動的飛び移りを伴う振動応答を生じさせることで発電効率の向上が期待できる.弦拘束した薄肉長方形板により効果を確認した昨年度に続き,実用上の観点から弦拘束を用いない鞍型板を試作し,流体励振の実験を行った.具体的には,曲板の形状を有する型を作成し,これに加熱したプラスチック板を押し付けて成形することで,双安定性を有する矩形曲板を作成した.試作した矩形曲板の流体励振実験を行なった.具体的には,送風機により,一辺を固定した曲板の縦方向から風の流れを生じさせて板を励振した.板と風の角度と風速を変化させ,動的飛び移りを伴う振動応答を生じさせた.また,板にはひずみゲージを取り付けて,励振させた際の板のひずみを求めた.風の角度や風速を変え,流体励振における曲板の振動挙動を明らかにした.その結果,風速に応じて適切に風向を設定することで,板に動的飛び移りを伴う振動を生じさせることができることを示した.また,風による励振において,長方形板の振動応答は固有振動数近傍に振幅比が大きくなることが確認できた.さらに,動的飛び移りを伴う振動応答では,固有振動数近傍の他に,低い振動数域において広い振動数帯で高振幅比となることが確認できた.また,主成分分析より,風の励振に伴う振動応答は第一次成分が支配的であるが,動的飛び移りを生じると,流れに沿った方向に一本の節をもつ高次モードの寄与が上昇することを確認した.環境への影響が少なく,クリーンかつ再生可能な発電法に小規模河川や用水路を利用した小水力発電がある.従来の小水力発電には,水車を利用した方法があるが,従来の水車は大型であり,用水路等の場所を選ぶという欠点があった.そこで,水流中に圧電素子内蔵の薄肉板を置いて流体励振による発電方法を提案し,この開発を最終目的とする.ここで,長方形板を鞍型にし,動的飛び移りを伴う振動応答を生じさせることで発電効率の向上が期待できる.弦拘束した薄肉長方形板および熱変形により得たプラスチック曲板による予備検討に続き, CFRP複合材料を非対称に積層した,モーフィング変形により円筒型初期形状を有する板を製作し,流体励振実験を行なった.