hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
英国植民地支配期ベンガル農業社会の地域構造に関するデータ・ベースの構築と分析

本研究の目的は、インド東部ベンガル州における英国植民地統治期(18世紀後半から20世紀前半)の農業社会構造とその展開のメカニズムを明らかにするための基礎的作業として、『地籍確定事業報告書』、『ベンガル農業統計(1891-1945)』、『人口センサス(1872-1941)』、『Risley Collection』などの膨大な量的・質的な史・資料に基づいてデータ・ベースを構築し、それに依拠して一定の分析を行うことにあった。具体的なデータベース構築と分析の作業は、べンガル州を構成する27県の内、平成13年度にバカルガンジ県、平成14年度にファリドプル県、平成15年度にダッカ県を対象として行い、それぞれの県の地域諸類型、人口動態、農業生産の展開、土地制度等についてデータの詳細な整理・検討を行い、ベンガル農業社会の地域的多様性の具体的様相を明らかにしようとした。その結果、(1)これら3県は、カースト構成、生態学的環境、人口成長率、農業生産、土地制度などの諸点において、それぞれ明確に区別される24つの地域類型に分かれることが示され、(2)これまで通説により均質な小農民が支配的であるとされてきたベンガル東部諸県においても、広範な郷紳・富農と下層農民の存在が確認され、(3)ベンガル東部農業社会が、19世紀末から20世紀初頭にかけて急速な社会変容を経験したことが人口動態分析により数量的に示され、(4)農業社会変容の推進力として、植民地支配下のジュート生産の急激な拡大が決定的に重要な要因をなしたことが農作物の作付構成の時系列分析により数量的に示された。以上に示された諸点は、いずれも内外の通説をある場合には修正し、他の場合には、これまで以上に詳細かつ明示的に数量化したものであり、今後の植民地支配期ベンガル農業社会研究の1つの基礎を構築したと言えよう。これからのベンガル政治史・社会史の研究は、本研究で示された各県の地域類型を組み込んでなされねばならないだろう。本年度は,主に,植民地期ベンガルの農業統計と国勢調査のデータの入力,及び,県別土地調査事業最終報告書の精査を行った。そして,それらに依拠して,ベンガル州を構成する27県の内,東ベンガルのダッカ地区に属する4県に焦点を絞って分析作業を行った。執筆した論文「植民地期ベンガル農業社会の地域構造(I)」においては,ダッカ地区4県の中で最も最近時に開発が進行したガンジス・デルタ最南端のバカルガンジ県の農業社会構造に関して,農業,カースト,土地制度等々の特徴を把握することを試みた。この論文においては,県北と県南,そして,ガンジス河,ジャムナ河,メグナ河の合流する河口部に出来た県東の巨大な中洲島のそれぞれが,農業構造に関して独自の構造を持ち、同一県内であっても別個に取り扱われなくてはならないことが明確に示された。農業統計、国勢調査等の巨大データ・ベースを利用するにあたって,県単位で集計を行ってしまうことが,県内の重要な差違性を如何に覆い隠してしまうかを具体的に示すことが出来たことは,本プロジェクトの意義を再確認させることになった。やや具体的に県内の差違性を述べるなら,県北は,比較的に安定した陸地の上に,早い時期から定住が進み,人口密度も高く,さらに,社会構造的に見るといわゆる上位カースト層が集中し,かれらに仕えるサービス・カースト,農耕カーストなどのヒンドウ教徒が多い。県南は,逆に,広大な森林の開発が行われてまだ間もない地域であり,当然に,人口密度は低く,農業は粗放で,又,社会的に見てもムスリム人口が多い。県南では,農民は自立性が強く,地主支配は農民の強い反抗によって強く制約されていること等々を指摘することができる。

以上に示された諸点は、いずれも内外の通説をある場合には修正し、他の場合には、これまで以上に詳細かつ明示的に数量化したものであり、今後の植民地支配期ベンガル農業社会研究の1つの基礎を構築したと言えよう。これからのベンガル政治史・社会史の研究は、本研究で示された各県の地域類型を組み込んでなされねばならないだろう。本年度は、夏期休暇を利用して渡英し、英国のBritish Libraryにおて、ベンガル州の地籍確定事業関連史料、イギリス商館史料、地租局審議録、農業局年次報告書、その他の各種報告書類を検索し、本研究に必要な文献を出来る限り網羅的に収集することに努めた.特に、地租局審議録を、1880年から1940年前後まで各巻を逐次検索し、地籍確定事業に関する必要な報告類は、ほぼ網羅的に複写した.また、同時に、ロソドン大学アジア・アフリカ学院のPeter Robb教授と本研究についての討論を行い、意見交換を行った.帰国後は、研究補助を利用しながら、昨年度来のデータ・ベース構築作業を継続し、かつ、本年度に新たに収集した文献・データ群の整理、分析を進めた.そして、これらを基礎にして、本プロジェクトの中間報告的な論文「植民地支配期ベンガル農業社会の地域構造(I)」『一橋大学研究年報経済学研究44』を執筆し、東ベンガルのガンジスデルタ河口域バカルガンジ県に焦点を当てて、人口動態、農業生産に関する長期的な動向を、県内の地域格差に焦点を当てつつ、分析した.その結果、この県には二つの地域が存在し、土壌、人口動態、農業経営、商業余剰、社会構成、地主小作関係に至るまで、それぞれ、区別されるべき特徴をもつことを示すことができた.また、従来、この地方は豊かな新開地であり農民は一般的に豊かな経済状態にあるとされて来たが、収集した史料を精査することにより、この地方の農民の多くは既に20世紀初頭に深刻な農民負債に苦しんでおり、彼等の内部に雇用労働に依存する富農層と自らの犂さえない貧農層が存在することを検出することが出来た.この申請研究の目的は、インド東部ベンガル州における英国植民地統治期(18世紀後半から20世紀前半)の農業社会構造とその展開のメカニズムを明らかにするための基礎的作業としてデータ・ベースを構築し、それに基づいて一定の分析を行うことにあった。その為に、ベンガル州を構成する27県の内、平成13年度にファリドプル県、平成14年度にバカルガンジ県、平成15年度にダッカ県を取り上げ、『地籍確定事業報告書』、『ベンガル農業統計(1891-1945)』、『人口センサス(1872-1941)』、『Risley Collection』などを主たる資料として、それぞれの県の地域諸類型、人口動態、農業生産の展開、土地制度について詳細なデータの整理・検討を行い、ベンガル農業社会の地域的多様性の具体的様相を明らかにした。その結果、(1)これら3県は、カースト構成、生態学的環境、人口成長率、農業生産、土地制度などの諸点において、それぞれ明確に区別される3ないし4つの地域類型に分かれることが示され、(2)これまで通説により均質な小農民が支配的であるとされてきたベンガル東部諸県においても、広範な富農と下層農民の存在が確認され、(3)ベンガル東部農業社会が、19世紀末から20世紀初頭にかけて急速な社会変容を経験したことが人口動態分析により数量的に示され、(4)農業社会変容の推進力として、植民地支配下のジュート生産の急激な拡大が決定的に重要な要因をなしたことが農作物の作付構成の時系列分析により数量的に示された。
高分子の結晶化誘導期における構造形成と最終モルフォロジーの変化

高分子物質のような複雑系での結晶化過程においては中間状態の存在が重要であると考え、結晶化過程における中間状態の存在を明らかにし、より一般的な高分子の結晶化のモデルを提案するために研究を行ってきた。そこで本年度では、ポリブチレン-2,6-ナフタレート(PBN)を用いて以下の実験を行うことで今まで確認されていなかったPBNのメゾ相を発見した。急冷PBN試料について室温で広角X線散乱(WAXD)測定を行うと、結晶相由来のBraggピークは現れなかった。しかし、q=0.44Å^<-1>(d=14.3Å)の位置に鋭いピークが観測された。急冷PBNの延伸試料についてWAXD測定を行うと、その位置でのピークは延伸方向に沿った2点スポットとして観測された(図3)。このピーク位置はα型結晶相の繊維軸方向の長さ(14.36Å)と一致する。このことから、このピークはメゾ相の(001)面に対応するピークであり、急冷により結晶融点以下で液晶的な構造(メゾ相)が生成したと考えられる。また、このメゾ相PBNをアニールすることによるメゾ相の変化を調べた。示差走査熱量(DSC)測定を行うと、48°Cでガラス転移を示したが、さらに70°C付近でもガラス転移温度のようなピークが観測された。また、WAXD測定を行うと48°Cまでは変化がなかったが、48°Cから70°Cへかけてメゾ相が成長していることがわかった。さらに、70°C以上ヘアニールを行うと、メゾ相からα型結晶相への転移が起こることがわかった。DSC測定とWAXD測定の結果から、通常の液体状態のガラス転移温度は48°Cであり、急冷により現れたメゾ相のガラス転移は70°Cであり、メゾ相のガラス転移温度を超えると結晶相への転移が始まる。高分子の結晶構造は金属や低分子の結晶構造と異なり、結晶部分と非晶部分が複雑に混じり合った構造を持つ。そのため、高分子結晶はμm(10^<-6>m)オーダーとnm(10^<-9>m)オーダーの2つの階層構造を持つ複雑な構造を持つ。しかし長い間、この2つの大きさの異なるサイズに対しての統一的な挙動の解明は高分子物理学の未解決問題の1つとされてきた。そこで我々は結晶化の際に結晶の前駆段階に着目し、結晶化機構を解明する手がかりとした。本年度は特にアイソタクチックポリプロピレン(iPP)のメゾ相からの結晶化について、小角X線散乱、広角X線散乱、光学顕微鏡観察により詳しく調べた。このメゾ相は液晶的な構造であり、室温で直径約10nmのノジュール構造と呼ばれるモルフォロジーを持つことが知られている。このメゾ相iPPを種々の結晶化温度でアニールすると、ノジュール構造は自己相似性を保ったまま、あるサイズまで成長し、そのサイズはアニール温度が高いほど大きくなった。また、ノジュールサイズの増大と同時に、ノジュール内ではメゾ相が結晶相に転移することがわかった。さらに長時間アニールすると高温時のみであったが、ノジュール構造が融合し、μmサイズの針状結晶を形成することがわかった。典型的な高分子結晶のモルフォロジーである球晶は、ラメラ構造が積層していくことで形作られていくと考えてられている。しかし、メゾ相からの結晶化の場合、はじめにnmオーダーのノジュール構造が試料全体に存在し、それらの構造が粗大化の後、融合することでμmオーダーの単結晶的な針状結晶モルフォロジーを形成することを見出した。以上のように、iPPのメゾ相を経由する結晶化機構における、様々なサイズでの構造変化を統一的に理解することに成功した。また、高温では単結晶が生成するという結果が得られ、これは物性制御という観点からも非常に興味深い結果である。

さらに、70°C以上ヘアニールを行うと、メゾ相からα型結晶相への転移が起こることがわかった。DSC測定とWAXD測定の結果から、通常の液体状態のガラス転移温度は48°Cであり、急冷により現れたメゾ相のガラス転移は70°Cであり、メゾ相のガラス転移温度を超えると結晶相への転移が始まる。
ワイマール期・ナチズム期ドイツの映画教育に関する思想史的研究

ワイマール期ドイツの映画教育論に関しては、Bildwart誌(1923-35)を中心に調査を行い、教育への映画導入が現代社会における「注意(Aufmerksamkeit, attention)」の問題と深く関連していたことを明らかにした。ナチズム期ドイツの映画教育論に関しては、Film und Bild誌(1935-1944)と当時の授業映画を中心に調査を行い、一見即事的な授業映画が授業の文脈においてはナチズムイデオロギーに利用されていたことを明らかにした。2012年10月1日から13年3月14日まで、フンボルト財団の奨学金を得てベルリン自由大学に研究員として滞在して本科研の研究テーマに集中的に取り組んだ。3.研究成果の一部は以下の分担執筆論文としても公刊した。今井康雄「注意ー教育的介入を亢進させる虚焦点」、森田尚人/森田伸子編著『教育思想史で読む現代教育』勁草書房、2013年3月、330-357頁。この論文は,教育における「注意」の両義的な位置を示す歴史的な事例として191020年代ドイツの映画教育論を主題的に論じている。1.論文「ナチズム下の映画教育論における事物とネディア」をドイツの学術誌Zeitschrift fuer Erziehungswissenschaftに投稿し、受理された。論文は以下に示す同誌の特集号に掲載された。この論文は、ナチズム下ドイツにおける授業映画と映画教育論の特質を、当時の雑誌『フィルムと映像』および当時数多く製作された授業映画の調査に基づいて分析しており、3年間の研究の総まとめと言えるものである。国際レベルの研究成果の達成を目指した本研究の目標が一応達成できたと考えている。2.教育哲学会第56回大会(於:神戸親和女子大学、2013年10月12日・13日)のシンポジウム「「教えること」と「学ぶこと」ー教育的関係の再構築」において、「学習の経験とメディアの物質性ー「示すこと」の教育理論に向けて」と題して、本研究の成果の一部を盛り込む形で報告を行った。この報告は、以下に示す『教育哲学研究』最新号に掲載予定である。今井康雄「学習の経験とメディアの物質性ー「示すこと」の教育理論に向けて」『教育哲学研究』第109号、2014年5月刊行予定、1-7頁。3.本研究の成果を組み込む形で一般向けの著作をまとめることも当初研究計画には盛り込まれていたが、これについても相当の進展を見た。上記「ナチズム下の映画教育論における事物とメディア」を最終章とする単著『メディア・美・教育ー現代ドイツ教育思想史の試み』の原稿(約26万字)を完成させ出版社に提出した。担当編集者からは好意的な返事を得ており、2014年中に東京大学出版会より刊行の予定である。1.本研究の実施において必要となる長期的な海外調査を可能にするために、Alexander von Humboldt財団に研究滞在の申請を行って受理され、2012年10月から3か月間のベリリン自由大学での研究滞在が認められた。2013年1月からは、引き続きさらに3か月間、ベルリン自由大学研究員のポストが認められており、計6か月にわたって、ワイマール期・ナチズム期の映画教育を中心にして現地調査を行い、ベルリン自由大学のChristoph Wulf教授との共同研究を推進する体制を整えることができた。2. 2011年9月20日28日にベルリンの映画資料館で試験的な資料調査を行い、映画資料の所蔵状況を確認した。また、今後の研究の進め方についてWulf教授と研究協議を行った。同資料館のデータベースでは「文化映画」のカテゴリーで多数の教育映画が所蔵されており成果が期待できる。問題は、未修復の映画資料が多く、「閲覧不可」とされている映画が多いことであるが、かなりの映画が複数所蔵されており、そうしたものについては研究目的での特別の閲覧許可を申請することができるのではないか、との感触をWulf教授との研究協議において得ている。3.映像資料と並ぶ本研究の主要な研究対象である雑誌Der Bildwartのマイクロフィルム版を印刷製本し、解読作業に着手した。また、それと並行して、ワイマール期・ナチズム期のメディア史に関する先行研究の調査を進めた。4.教育哲学会第54回大会の課題研究(理事会企画シンポジウム)「教育はどのように問われるべきか」(2011年10月16日、於:上越教育大学)において「教育はどのように問われるべきかー教育と福祉の関係を手がかりにして」と題して報告し、研究成果の一部を発表した。本研究は、当該研究課題について国際レベルでの研究成果をもたらすことを目標として掲げたが、年度後半に集中的にテーマに取り組む機会を得られたこともあって、当初の計画以上の研究の進展を見ることができた。具体的には、(1)ドイツ教育学会の大会で研究成果を発表した。

この発表をもとに作成した論文は大会での成果をまとめた2013年刊行予定の論集に収録される予定である。(2)ドイツの教育学専門誌Zeitschrift fuerErziehungswissenschaftに研究成果を投稿した。この論文は同誌第16巻(2013年)に掲載予定である。さらに、(3)研究成果の一部は13年3月刊行の『教育思想史で読む現代教育』(森田尚人/森田伸子編、勁草書房)収録の論文としても公表した。(論文名等は「研究業績の概要」を参照。)初年度である今年度は、Bildwart誌の調査を開始するとともに先行研究を検討し、またドイツの映画資料館での所蔵状況の調査を行う計画であった。これらの研究計画はほぼ実施することができた。これに加えて、今年度中にHumboldt財団からの資金援助(9150ユーロ)を獲得し、ドイツ現地での長期にわたる資料調査とWulf教授を中心とした海外研究者との共同研究の機会を確保することができた。「現在までの達成度」の項目で述べたとおり、第二年度において計画以上の研究の進展を見ることができた。今年度は、この研究成果をより大きな文脈に位置づけることを試みたい。(1)昨年度解明したヴァイマール期およびナチズム期の映画教育と映画教育論の実態を、現代ドイツ教育思想史というより大きな文脈に組み込むことを試みたい。これは、当初の研究計画において最終的な目論見として掲げていた研究成果の社会還元=一般向け著作物の刊行の実現に向けて一歩を踏みだすことでもある。(2) 13年10月に開催予定の教育哲学会大会(於:神戸親和女子大学)での「「教えること」と「学ぶこと」ー教育的関係の再構築ー」と題するシンポジウムで申請者はパネリストとして報告を行なう予定である。この報告に本研究の成果を盛り込みたい。上述のとおり、今年度は後半6か月をドイツでの現地調査に充てる予定である。日本国内では困難な映画資料の本格的な調査が可能になるものと思われる。あわせて、この滞在期間中にドイツ人研究者との共同研究を推進する予定である。当初計画では2年度目に資料調査のために比較的長期(3週間程度)の海外出張を予定していたが、Humboldt財団等の援助を得て6か月の長期資料調査が可能となった。予定されていた海外出張費は、この長期研究滞在のための渡航費として使用したい。当該年度においては、12年10月から13年3月までドイツにおいて研究を遂行したため、1円単位で研究費を消費しきることが困難であり、94,836円の残額が出た。この残額は最終年度において最終年度の研究費に組み込んで支出する予定である。今年度予定されている6か月の海外滞在中における研究費使用が困難である場合には、基金化のメリットを生かして次年度における有効な使用を考慮したい。
遺伝性能変性疾患の病因の分子生化学的解明

遺伝性脳変性疾患の内,特にKrabbe病の病因に関して,特にサイコシンの神経毒性に関して検討した.サイコシン添加により神経培養細胞(マウス中枢神経細胞並びに後根神経節細胞)の形態的並びに生化学的変化に関して検討したところ,形態的にはミトコンドリアの膨化並びに腫大, Neurofilanent抗体による細胞骨格の障害等,主にミトコンドリアの膜の障害が示唆された.この事はサイコシンが神経毒性の機序として,ミトコンドリアに比較的特異的に障害をおよぼしていることが示唆された.一方14Cアセテート添加によりリン脂質合成並びに14C-ガラクトース添加による糖脂質合成をサイコシン添加並びに無添加郡と比較すると添加郡ではリン脂質の合成の低下を示したことから細胞膜に作用してサイコシンが合成を阻害した可能性が示唆された.次に遺伝性脳変性疾患であるGaucher病の分子遺伝子学的解析に関してβ-グルコシダーゼのC-DNAを用いて日本人のGaucher病の白血球を用いて検討を加えた.正常日本人白血球に於けるpolymorphysimはPVUII KpnIの制限酵素で認められた.Gaucher病患者ではKpnIにて正常と異った所見が認められた.この事から日本人Gaucher病患者にも特有の変異があることが見出された.遺伝性脳変性疾患の内,特にKrabbe病の病因に関して,特にサイコシンの神経毒性に関して検討した.サイコシン添加により神経培養細胞(マウス中枢神経細胞並びに後根神経節細胞)の形態的並びに生化学的変化に関して検討したところ,形態的にはミトコンドリアの膨化並びに腫大, Neurofilanent抗体による細胞骨格の障害等,主にミトコンドリアの膜の障害が示唆された.この事はサイコシンが神経毒性の機序として,ミトコンドリアに比較的特異的に障害をおよぼしていることが示唆された.一方14Cアセテート添加によりリン脂質合成並びに14C-ガラクトース添加による糖脂質合成をサイコシン添加並びに無添加郡と比較すると添加郡ではリン脂質の合成の低下を示したことから細胞膜に作用してサイコシンが合成を阻害した可能性が示唆された.次に遺伝性脳変性疾患であるGaucher病の分子遺伝子学的解析に関してβ-グルコシダーゼのC-DNAを用いて日本人のGaucher病の白血球を用いて検討を加えた.正常日本人白血球に於けるpolymorphysimはPVUII KpnIの制限酵素で認められた.Gaucher病患者ではKpnIにて正常と異った所見が認められた.この事から日本人Gaucher病患者にも特有の変異があることが見出された.異染性脳白質変性症、Krabbe病、AdrenoleuKodysfrophy等の遺伝性脳白質変性症は若明な胱髄を来す。これら疾患の病因並びに病態の解明の為に以下の研究を行った。(1)遺伝的解析=異染性脳白質変性症の病因特に遺伝子レベルでの解明の為にアリルサルファターゼAをヒト肝より精製し家兎で免疫し抗体を作成した。この抗体を用いて現在クローニングC-DNAを行っている。(2)脳変性疾患の一つであるセロイドリポフスチノーシス患者組織に於て本疾患の病因を解析する為プロテアーゼ活性並びに異常蛋白組成を検討しかくとも本症の病因として蛋白代謝異常症は否定的であった。(3)培養神経細胞を用いてKrabbe病の胱髄の病因としてサイコシンが重要な役割を果しており分離した神経細胞に於てよりもグリア細胞に隣寄が著るしいことを明らかにした。(4)Chicleu embryoを用いてのミエリン脂質生合成を【^(14)C】ガラクトースを用いて検討し種々のホルモンがミエリン脂質の合成に重要であることを明らかにした。(5)Krabbe病の動動モデルであるtwitclierマウスを用いて種々の化学組成を持ったりポゾームにβ-ガラクトシダーゼを乞埋して本モデルマウスの治療の試みた。ホラ貝由来のβ-ガラクトシダーゼがセレブロシドを分解することを明らかにした。又蓄積したセレブロシドが分解されることも同時に明らかにした。又脳障害を治療する為にロリポゾームが脳に入ることが必要とされるがマンノース由来のリポゾームが脳内に入ることを明らかにした。
高速点火レーザー核融合の金フォームコーンを用いた最適高速電子発生

コーン付きシェルを用いた高速点火研究(Kodama et al, Nature 412, pp798-802 (2001))においては、超高強度短パルスレーザーをコーンに入射することで高速電子を発生させ、その高速電子によって燃料コアを加熱する。そこで、本研究では高速電子の生成効率を向上させるため、金フォームターゲットを用いてイオン、電子の生成の様子を調べた。フォームターゲットは表面に微細構造を持つため、通常の金属平板に比べ吸収率が向上することが期待される。実験は大阪大学レーザーエネルギー学研究センターの30TW出力GMIIガラスレーザーシステムを用いた。実験の結果、金平板ターゲットに比べ、計測された電子数は1.4倍、イオン数は1.5倍に向上し、フォームターゲットが高速点火研究に有効であることを示した。現在これに関する論文をPhys.Rev.Lett誌に投稿した。またフォームターゲット生成に関連する工業所有権を取得した。また高速点火研究の一環として、電子密度が臨界密度以下から固体密度の10倍までの長スケールレーザー生成プラズマ中でのレーザー伝搬に関する研究を行った。大阪大学レーザーエネルギー学研究センターの激光12号を用いて長いスケール長のプラズマを生成し、その中に超高強度ペタワットレーザーを入射して高速電子を生成することでその伝搬の様子を調べた。その結果、臨界密度以上の高密度プラズマ中にコーン上の単一プラズマチャンネルを生成することを発見した。また超高強度レーザーの集光位置に対して依存性があることから、このチャンネルを生成するメカニズムを相対論的自己収束効果によるものと結論づけることが出来た。また同様の実験配置を用いて3次元粒子シミュレーションを行い、シミュレーション上でもレーザーが高密度プラズマを伝搬することを確認した。レーザー核融合ではレーザーのエネルギーを核融合燃料コアに高い効率で寄与することが重要となる。金コーン付きシェルを用いた高速点火研究(Kodama et al, Nature 412,pp798-802 (2001))においては、超高強度短パルスレーザーをコーンに入射することで高速電子を発生させ、その高速電子によって燃料コアを加熱する。現在これに関する論文を準備中である。また関連する工業所有権を出願した。現在これに関する論文を米国・サイエンス誌に投稿中であり、また2005年1月26日から28日まで名古屋で開かれたJoint JSPF Plasma Science Symposium 2005/The 22^<nd> Symposium on Plasma Processing会議上で発表した。
算数・数学教育における確率カリキュラムの開発に関する研究

本年度は,特別研究員採用前に設定した,今日的な確率的思考の育成に向け,確率の数学的側面と哲学的側面がどのように形成されるかについて,先行研究の知見に基づいて論理的に記述することを目的とした。最初に,確率の数学的側面についてである。これまでの筆者の研究から,数学教育においては条件付き確率(ベイズの定理)の概念形成が目標となる。そこで,条件付き確率に着目し,その形成過程について考察した。研究の方法には,条件付き確率に関する困難性として,関連する概念との混同が指摘されたことから,数学的概念形成の過程をその関連概念との否定関係により特徴づける否定論を採用した(日本数学教育学会『秋期研究大会発表集録』,第51巻に掲載)。また,意思決定という現実の問題状況への活用のためには,数学的概念を知っているだけではなく使えるものとする必要があり,そのためには数学的概念を質的に深めていく必要がある。そこで,確率の数学的概念が質的に深まる過程を構築した(全国数学教育学会『数学教育学研究』,第24巻,第2号に掲載)。次に,確率の哲学的側面についてである。確率の哲学的解釈は歴史的に,既有の確率解釈が適用できない問題状況に直面することによって新たな確率解釈が用いられるという過程で展開してきた。この,既有のパラダイムの適用不可能性を認識して新たなパラダイムを構築するという過程は,先行研究で指摘される確率・統計領域の概念形成の過程と整合的である。さらに,数学史を援用して個の認識を捉える研究は数学教育研究においても少なくなく,確率についてのそれも研究されている。以上の理由から,研究の方法として,確率解釈の史的展開から学習者の確率解釈の形成過程を捉えるという方法を採用し,確率解釈の形成過程を構築した(全国数学教育学会第49回研究発表会で発表)。当初は,確率の数学的側面と哲学的側面のそれぞれの形成過程を明らかにすることが本年度の目的であったが,それに加えて形成過程の具体的な発現となるような授業の計画および実践を行うことができた。それに伴って,授業の分析を当初の計画よりも円滑に実施することができるようになった。さらに,必要に応じて追加の授業実践を現場教諭に行っていただくことができるようにもなった。以上の理由から,当初の計画以上に進展していると考えられる。
明治期における不敬事件の研究II

1本研究は、平成5・6年度科研費研究成果報告書『明治期における不敬事件の研究-111事例の概要と文献および明治期不敬事件史試論-』(平成7年3月、研究代表者小股憲明)の後を承けて、明治期の未知の不敬事件の発掘、および個々の事件の事実関係の調査研究を行ったものである。その結果、新たに81件の事例を加えて、報告書掲載の明治期不敬事件の事例はつごう192件に達した。2本報告書は、上記の成果を踏まえて、第1章「増補明治期における不敬事件の事例概要と文献」、および第2章「補訂明治期不敬事件史試論」から構成されている。3第1章では、192件の不敬事件について、その事例概要と参考文献を掲げた。4第2章では、第1章の事例概要をもとに作成した「明治期不敬事件一覧表」を用いて、明治期の不敬事件全体について、さまざまな角度からの分析を行った。その際、発生した不敬事件の特徴に着目して、明治期を次の4期に時期区分した。(1)民権運動弾圧期:明治初年から明治22年2月帝国憲法発布まで。(2)教育と宗教の衝突期:帝国憲法発布から明治28年4月日清戦争終結まで。(3)忠君と偽忠君の攻防期:日清戦争後から明治40年まで。(4)社会主義弾圧期:明治40年11月から明治末年まで。5帝国統計年鑑を利用して、明治期中に、「皇室に対する罪」(刑法不敬罪該当)によって起訴されたものの判決結果などの一覧表を作成して、第2章に付した。平成7年度においては、以下の作業を行った。1刑事事件としての不敬事件については、帝国統計年鑑の各年度版を用いて、明治期に発生した「皇室に対する罪」(不敬罪)の統計一覧表を作成した。この一覧表により、各年度ごとの不敬罪の発生件数、管轄裁判所、判決などを知ることができる。2刑事事件とはならなかったが、社会的な意味で不敬事件として問題化した事件については、購入した文献の査閲を行うとともに、国立国会図書館、東京大学法学部明治新聞雑誌文庫などに出張して明治期の新聞、雑誌などを閲覧し、未知の事件の発掘に務めた。その結果、新たに37件の不敬事件の存在を確認できた。平成6年度までに確認していた111件と併せて、都合148件の不敬事件リストを得たことになる。3 148件の不敬事件リストの中からいくつかを選んで、事件発生の現地に出張し、県立図書館、資料館、関係機関などにおいて、個々の事件の詳細について調査し、必要な文献の複写などを行った。本研究に対しては、平成8年度においても科学研究費補助金の交付が内約されているので、引き続き平成7年度と同様の作業を継続し、平成8年度末においてその成果を報告書に纏める予定である。1前年度に引き続き平成8年度においても未知の事件の発掘につとめた結果、明治期不敬事件リストは150件の多数に上った。2次の事件の詳細についての調査研究を行った。(1)明治29年日本鉄道の鹵簿侵犯事件(2)明治29年『二十六世紀』、『日本』の宮内大臣論事件(3)明治29年埼玉県入間郡阪戸尋常高等小学校雇教員の御真影毀損事件(4)明治41年県立福島中学校教諭角田柳作事件(5)明治45年久留米市了徳寺住職足利龍春の後亀山天皇後胤僣称事件3帝国統計年鑑を利用して、「皇室に対する罪」(刑法不敬罪該当)によって起訴されたものの判決結果などの一覧表を作成した。4以上の研究成果は、「科学研究費補助金研究成果報告書」にまとめ、公表する予定である。
機能性複合材料の創製のための非水溶媒電気化学プロセスの開発

金属と不活性粒子とを共析させる複合電析は,金属および不活性粒子単独では得られない物性や機能を付加することの出来るプロセスである。本研究では,水溶液を溶媒とする電析では得ることが困難なナノ粒子が均一に分散した電析物を得ることを目的に,非水溶媒として,分子性有機溶媒であるジメチルスルホンを用い金属Alとナノ粒子の複合電析について調べるとともに,新規なイオン性液体として,trimethyl-n-hexylammonium bis((trifluoromethyl)sulfonyl)amide(TMHA-Tf_2N)を開発し,イオン性液対中で金属イオンの酸化還元挙動を詳細に調べ,MgおよびZn-Mg合金電析を試み,イオン性液体の水分含有量と金属電析挙動の関係について検討した。水を含まないジメチルスルホン浴を使用し,水溶液からは分散性良く共析させることが困難なサブミクロンサイズのSiO_2微粒子やAl_O_3微粒子のみならずカーボンナノチューブやナノメートルオーダーのTiO_2粒子も分散性良く共析したアルミニウム複合電析物を得ることに成功した。イオン性液体(TMHA-Tf_2N)を用いることによって,金属Mgの電析が可能であることを確認した。Zn-Mg合金電析に関して,イオン性液体の水分含有量の影響について検討した。その結果,水分含有量が多い電解浴から得られた電析物ではZn, Mgともに酸化物として析出した。脱水処理を施し水分含有量減少させた電解液から電析を行ったところ,金属Znの析出が確認できたが,Mgの含有量は減少し,金属Mgの析出は確認できなかった。本研究で用いたイオン性液体はフッ素を含有し疎水性であるとされているが,わずかな水分含有量が電析物に影響することが明らかになった。以上より,本研究で用いた非水溶媒からの電析により,従来水溶液からの電析では得られなかった金属合金が得られるばかりでなく,ナノ粒子が均一に分散した電析物を得ることができ,今後さまざまな複合材料への本プロセスの適用が期待できる。金属と酸化物や窒化物などの不活性粒子とを共析させる複合電析は、金属材料にユニークで優れた機能性を付与することのできる魅力的なプロセスである。特にナノサイズ粒子の複合電析により分散強化された薄膜は、マイクロマシン作製技術への応用が期待できる。ミクロンサイズ粒子の複合電析は既に工業的に利用されているが、ナノサイズ粒子の複合電析は困難である。この原因として、親水性である粒子の表面に吸着した水分子と、電析金属表面に吸着した水分子との間に働く斥力(solvation force)の影響が指摘されている。この仮説に基づき、水を含まない非水溶媒を使用し、本年度は、SiO_2,SiC,Al_2O_3,TiBおよびBN粒子のアルミニウムとの共析について検討した。溶媒としてジメチルスルホン(DMSO_2)を用いた。この溶媒は、AlCl_3溶解度が高く、また浴中でのAlCl_3の蒸気圧はAlCl_3-NaCl溶融塩に比べ著しく低く、それほど高価でない(約75US$/kg)。用いたSiC,SiO_2,Al_2O_3,TiBおよびBNの平均粒径はそれぞれ、700nm,200nm,50nm,1.9μmおよび4μmである。電解浴組成は2.1mol AlCl_3/kg DMSO_2とした。すべての電析実験は温度110°Cで定電流電解により行った。

分散粒子としてSiO_2,およびAl_2O_3を用いて、電流密度8A/dm^2で電析したところ、緻密で滑らかなアルミニウムの電析が認められ、アルミニウムマトリックスの電析形態は分散粒子によってあまり影響を受けなかった。球形の単分散SiO_2粒子は、その形状から容易にアルミニウムマトリックスと区別でき、マトリックスに取り込まれる異なる段階の粒子が観察できた。また、粒子の凝集はほとんど認められず均一に分散しており、結晶粒界への優先析出も認められない。Al_2O_3粒子はより粒子径が小さいため認識しづらいが、球形の粒子の共析が認められる。他のSiC, TiBおよびBNについても、粒子は分散性良くアルミニウムと共析した。このように、ナノ粒子の金属との複合電析において非水溶媒を用いることは非常に有効な手段であることが明らかとなった。金属と不活性粒子とを共析させる複合電析は、金属および不活性粒子単独では得られない物性や機能を付加することの出来るプロセスである。複合電析のマイクロマシン作製技術への応用を考えた場合、ナノメートルサイズの粒子が均一に分散していることが望まれるが、粒子サイズの減少にともない、共析量の減少・凝集粒子の共析などの問題が生じ、ナノメートルサイズの粒子の複合電析は困難である。昨年までの研究で、水を含まないジメチルスルホン浴を使用し、水溶液からは分散性良く共析させることが困難なサブミクロンサイズのSiO_2微粒子やAl_2O_3微粒子が分散性良く共析したアルミニウム複合めっき膜の電析に成功した。本年度は、ナノメートルオーダーのTiO_2粒子、カーボンナノチューブ(CNT)などの不活性粒子と金属アルミニウムとの複合電析を試み、同様の粒子の水溶液からのニッケルとの複合電析と比較した。不活性粒子として粒径10nmのTiO_2粒子を用い、水溶液からNi複合電析を、非水浴からAl複合電析を行った。水溶液から得られたNi複合電析物は、TiO_2含有率が最大10vol.%であったのに対して、非水浴から得られた電析物は、40vol.%と大きな含有率を示した。TiO_2、粒子懸濁量5g/dm^3の非水浴から電流密度80mA/cm^2で得られた電析物について、Tiの元素マッピングを行ったところ、水溶液からの電析物ではTiO_2の凝集が認められたが、非水浴からはTiO_2が均一に分散して共析した電析物が得られた。不活性粒子としてCNTを用い、CNT懸濁量5g/dm^3の非水浴から電流密度80mA/cm^2でAl複合電析を行ったところ、表面にCNTの共析を確認できた。これらのことより、ナノサイズ粒子の金属複合電析に非水浴を用いることの有用性が示唆された。金属と不活性粒子とを共析させる複合電析は,金属および不活性粒子単独では得られない物性や機能を付加することの出来るプロセスである。複合電析のマイクロマシン作製技術への応用を考えた場合,ナノメートルサイズの粒子が均一に分散していることが望まれるが,粒子サイズの減少にともない共析量の減少,凝集粒子の共析などの問題が生じ,ナノメートルサイズの粒子の複合電析は困難である。昨年までの研究で,水を含まないジメチルスルホン浴を使用し,水溶液からは分散性良く共析させることが困難なサブミクロンサイズのSiO_2微粒子やAl_2O_3微粒子のみならずナノメートルオーダーのTiO_2粒子も分散性良く共析したアルミニウム複合めっき膜の電析に成功した。
ジャコウ腺(脂腺のモデル)の5α-レダクタ-ゼの特徴と精製

ジャコウ腺の可溶性分画に存在する5α-レダクタ-ゼを精製する目的で、以下の実験を行なった。比活性を高くすることと、可溶性分画に共存し高い活性を示す3α-hydroxysteroid oxidoreductase(3α-HSOR)と分離することを目標とした。精製方法について次のような検討を行なった。1)硫アン分画では2040%飽和で最も高い活性が得られた。比活性は45倍上昇し、全活性の6070%が含まれた。しかし、3α-HSOR活性とはほとんど分離できなかった。2)Sephadex G-150カラムでは5α-レダクタ-ゼ活性は大部分void volumeに含まれ、一部は分子量4万付近にも認められた。比活性の上昇は約3倍であった。3α-HSOR活性は約1/5に減少した。3)そこで、2040%飽和硫アン分画をG-150カラムで濾過したところvoid fractionに約20倍高い5α-レダクタ-ゼ活性が得られた。しかし、これでは精製不十分であるので、これと組合せて用いる方法としてセルロ-スイオン交換体について検討中である。まず、pH6.5、10mMのクエン酸バッファ-中でホモジナイズして得た可溶性分画をDE-52カラムに通したところ、大部分の活性は素通りし、比活性の上昇もみられなかった。そこで、現在、バッファ-のpHを5.0から8.5まで色々に変え、バッチ法によりCM52、DE52で処理して5α-レダクタ-ゼが吸着されるか否か検索している。おそらくpH5.0、10mM酢酸バッファ-を用いるとCM52に完全に吸着され、pH7-7.5、10mM Tris-HC1バッファ-ではDE52に3α-HSORは吸着されるが、5α-レダクタ-ゼは吸着されないという結果が得られている。
アジアの教育における「21世紀型スキル」育成のためのICT活用に関する比較研究

ユネスコバンコク事務所との連携のもと,アジア地域において,「21世紀型スキル」の育成のためにICTが教育現場にどの様に活用されているかの国際比較を通じて,共通点・相違点を整理し,その利点と留意点を分析することを目的とした.また,教育現場における聞き取り調査,授業観察を通じた情報収集に努めた.更に,現在ユネスコバンコク事務所で共同開発中の参加型教育政策データベースを活用し,上記の比較分析報告および事例集を含めたコンテンツの積極的な情報発信を目的とした.本研究は,教育の質の向上を目指すSustainable Development Goals(SDGs)4の地域会議に貢献することが期待される.21世紀型スキル」育成のためのICT活用に関する分析を以下の様に実施した1政策レベルでの「21世紀型スキル」の比較分析:ユネスコバンコク事務所との協働のもと、アジアの国々において「21世紀型スキル」の要素が教育政策の一環としてどのように組み込まれているかの国別調査を実施した.国別報告書に基づき,各国が重要としているスキル・能力を分析することで,アジア地域(10カ国)における「21世紀型スキル」の定義化を実施した.更に各国が重要視しているスキル・能力をマッピングすることによりアジア地域における類似性と多様性を明確にした.2教育政策におけるICT導入・活用の国別分析:ユネスコが策定した教育政策分析フレームワークは,教育政策における「21世紀型スキル」を多方面から分析するツールで,具体的には1)戦略的教育政策文献や,2)教育財務計画書,3)教育分野におけるICTの導入・活用状況,4)カリキュラムおよび教科書,5)教授法の多様性,及び6)教員研修計画・内容,7)評価法,に分類された内容を,分析,比較するものである.本国別分析では,1の調査で明らかになった各国が目指す「21世紀型スキル」を促進する教育にICTがどの様に活用されているかを,カリキュラム,及び,教授法の多様性,教員研究計画,の観点から多角的に分析した.ユネスコバンコク事務所教育専門家との連携のもと,アジア太平洋地域10カ国における,21世紀型スキルに関する教育政策,教育の現場での調査が実施された。日本のケースは秋田県湯沢市及び,東成瀬村における現地調査を含む分析を実施した.各国の報告は、平成28年2月に東京工業大学にて地域シンポジウムを開催し,15カ国から50名の参加者が集まった.本研究では,アジア地域において,「21世紀型スキル」の育成のためにICTが教育現場にどの様に導入・活用されているかの国際比較を実施する.共通点・相違点を整理し,各国の専門家との議論のもと,その利点と留意点を分析し,効果的な方法論を実践的に検討することを目的としている.今年度は,「21世紀型スキル」育成のためのICT活用に関する分析を以下のように実施した.ユネスコバンコク事務所との協働のもと,前年のアジアの国々における国別分析をもとに,アジア太平洋地域における「21世紀型スキル」の在り方,教育政策における傾向を地域報告書として分析した。具体的には,ユネスコバンコク事務所の分析フレームワークを活用し,1)戦略的教育政策文献や,2)教育財務計画書,3)教育分野におけるICTの導入・活用状況,4)カリキュラムおよび教科書,5)教授法の多様性,及び6)教員研修計画・内容,7)評価法,に分類された内容を,分析,比較した.地域報告書は,各国の教育専門家,代表者からのフィードバックを反映し,ユネスコのe-publicationとして掲載されている.研究計画の予定通り,前年度の国別調査報告書をもとに,アジア太平洋地域における「21世紀型スキル」の導入に関する分析結果が,地域報告書が完成し,ユネスコのe-publicationとして掲載されている.本研究では,アジア地域において,「21世紀型スキル」の育成のためにICTが教育現場にどの様に導入・活用されているかの国際比較を実施した.共通点・相違点を整理し,各国の専門家との議論のもと,その利点と留意点を分析し,効果的な方法論を実践的に検討した.また,教育現場からの意見を反映させるために学校における聞き取り調査,授業観察を通じて情報を収集した.更に,現在ユネスコバンコク事務所にて共同開発中の参加型教育政策データベースを活用し,上記の比較分析報告および事例集を含めたコンテンツの積極的な情報発信を目指した.アジア太平洋地域の教育開発を網羅するユネスコバンコク事務所の特性を生かし,そのネットワークを活用することで,その成果を広く普及させることを目的とした。具体的には,「21世紀型スキル」育成のためのICT活用に関する分析を,1政策レベルでの「21世紀型スキル」の比較分析,2教育政策におけるICT導入・活用の国別調査,3教育現場における国別調査,の3手法を用い実施した.また,ユネスコバンコク事務所と共同で参加型教育政策データベースを構築・活用し,上記の比較分析報告および事例集を含めたコンテンツの積極的な情報発信を目指した.2017年1月にはモンゴルウランバートルにてモンゴルの基礎教育における情報技術の導入および,21世紀型スキルを促進するための取り組みについて会議を開催した。UNESCOアジア太平洋事務所の教育専門家も出席し,本研究の成果が共有された。ユネスコバンコク事務所との連携のもと,アジア地域において,「21世紀型スキル」の育成のためにICTが教育現場にどの様に活用されているかの国際比較を通じて,共通点・相違点を整理し,その利点と留意点を分析することを目的とした.また,教育現場における聞き取り調査,授業観察を通じた情報収集に努めた.

更に,現在ユネスコバンコク事務所で共同開発中の参加型教育政策データベースを活用し,上記の比較分析報告および事例集を含めたコンテンツの積極的な情報発信を目的とした.本研究は,教育の質の向上を目指すSustainable Development Goals(SDGs)4の地域会議に貢献することが期待される.ユネスコの専門家会議では情報収集・共有の必要性が繰り返し指摘された.ユネスコバンコク事務所では教育政策情報ポータルを構築しているが,現在のところ文献アーカイブに留まっている.聞き取り調査では,活発に利用されていない理由として,情報の分類方法が複雑であり,検索が困難である点が挙げられた.有用な情報が活用され,容易に更新が可能なシステムを構築し,技術的にも内容的にもユーザーフレンドリーなデータベースの実現を目指す.データベース上の情報は非定型であると考えられるため,カテゴリー分けではなく,検索用タグを活用して,管理者・利用者双方の利便性を図る.また,持続可能なデータベース構築のため,利用者が新たな情報を追加することができるシステムの開発を目指す.また,このデータベースはユネスコ地域事務所の情報ポータルに統合され,ユネスコ地域事務所担当者によって維持管理される.また,本データベースは本調査の結果だけでなくユネスコバンコク事務所が現在実施中の関連プロジェクトの成果なども統合され,幅広い活用が期待される.前年度同様,ユネスコバンコク事務所で構築している教育政策情報ポータルの活用の拡大を目指し,テクニカルアシスタンスを提供する.活発に利用されていない理由としては,情報の分類方法が複雑であり,検索が困難である点が挙げられており,技術的にも内容的にもユーザーフレンドリーなデータベースの実現を目指す.また,持続可能なデータベース構築のため,利用者が新たな情報を追加することができるシステムの開発を目指す.また,このデータベースはユネスコ地域事務所の情報ポータルに統合され,ユネスコ地域事務所担当者によって維持管理される.また,本データベースは本調査の結果だけでなくユネスコバンコク事務所が現在実施中の関連プロジェクトの成果なども統合され,幅広い活用が期待される.2017年1月時点で427名の教育専門家が登録し,データベースへの登録文献数は255となっている.教育と情報通信技術当初2016年2月に予定していたUNESCOバンコク事務所への出張が,2016年4月以降に変更となった.これからのデータ収集に関する協力の可能性を議論するための出張費として繰り越す。2016年9月にUNESCOバンコク事務所を訪問,アジアの教育における「21世紀型スキル」育成のためのICT活用に関する比較研究について進捗状況の報告と,今後の打ち合わせを行う予定である.アジア太平洋地域における21世紀型スキルの教育政策への在り方に関して、他地域の研究機関が興味を示しているため、将来的に、地域を拡大した協働計画がユネスコで進んでいる。データ収集に関する協力の可能性を議論するための出張費に活用する予定。
１次元・２次元ハイブリッドナノ材料による大気中水分の無動力捕集デバイスの創製

人口増加や生活水準の向上による世界規模の真水不足は深刻な問題であり、先行研究として蒸留・逆浸透などによる海水の脱塩が挙げられる。しかし、高い燃料コストやプロセスでの高圧力が必要であり、発展途上国では上述の脱塩を行うことが困難である。そこで本研究では、ナノワイヤ構造体を用いた大気中の水滴を無動力で捕集可能なデバイスの創製を着想した。大気中の水滴をターゲットとすることで水源の運搬設備を必要としない、持続的な水滴捕集法の構築を目指す。本デバイスでは、水分捕集のための微小空間の創出と回収水分を水滴として回収するための機構構築が必要である。本年度では、水滴回収に向けた、表面の濡れ性制御を行った。水滴の回収は、表面の親水性(接触角< 90度)・疎水性(接触角> 90度)を制御することで、表面自由エネルギーに基づいて水滴を移動させることで達成する。これまでに、二酸化チタンを成膜したナノワイヤ構造体を作製することで、360日以上親水性を持続可能な表面を創製した。本年度では、リン酸基を有する有機分子を二酸化チタン修飾ナノワイヤ構造体上に修飾することで、疎水性表面を開発した。ナノワイヤ構造体を有する表面は高いラフネスを有しており、Wenzel式に基づいて表面の濡れ性を強調することが可能である。このため、疎水性の有機分子をナノワイヤ構造体上に修飾することで、高い接触角を示す疎水性表面を作製することができ、本年度では疎水性表面の創製を目指した。本年度では、リン酸基を有する有機分子をナノワイヤ構造体上に修飾することで、疎水性表面を開発した。水熱合成により酸化亜鉛ナノワイヤを作製し、原子レベルで膜厚制御して二酸化チタンを成膜した。続いて、二酸化チタン成膜ナノワイヤ表面上にリン酸基を有する有機分子を修飾することで、疎水性表面を作製した。親水性・疎水性の評価を水への接触角によって行ったところ、有機分子修飾により大幅に接触角が増大し、表面は疎水性を示した。以上より、有機分子をナノワイヤ構造体に修飾することで、疎水性表面の創製を達成した。有機分子修飾条件の最適化により、更なる高疎水性表面の作製を目指す。また、表面の濡れ性(親水性・疎水性)を制御することで、表面自由エネルギーに基づいて液滴回収が可能な表面の創製を進める。そこで本研究では、大気中の水滴をターゲットとした大気中水分の無動力捕集機構を有するデバイスの創製を着想した。大気中の水分をターゲットとすることで水源の運搬設備を必要としない、持続的な水分捕集を行う。本デバイスは表面に微小空間を有するナノワイヤ構造を利用することで、小型のデバイスでの水分捕集機構の構築を行う。微小空間では、Kelvinの式から水滴凝結が起こりやすいことを用いて、ナノワイヤ表面の微小空間への水分子の捕集を行う。捕集した水分子を電圧印加によるエネルギー勾配を用いることで、微小空間から水滴として取り出し、水滴の回収を行う。常温(15-25°C)では湿度(95%)下でなくとも、20 nm以下の空間において水滴凝結が起こるため、20 nm以下の微小空間をナノワイヤ上に作製することを目指す。本年度では、水熱合成による酸化亜鉛ナノワイヤ上への微小空間の作製検討を行った。まず、酸化亜鉛ナノワイヤを加熱処理し、水熱合成することでナノワイヤ表面上へ微小空間を作製した。本年度は、水熱合成の条件検討を行い、酸化亜鉛ナノワイヤ上に微小空間を作製可能かどうか確認した。電子顕微鏡観察から、作製したナノワイヤがコア(酸化亜鉛)/シェル(微小空間)構造であることを確認した。なお、シェル構造の厚みは10 nm程度であった。また、フーリエ変換赤外分光光度計からナノワイヤ上への微小空間の組成確認を行ったところ、微小空間を構成する物質由来のピークを確認したため、ナノワイヤ上への微小空間の作製に成功したことが示唆された。当初目標としていた、親水性・撥水性表面によるヤヌスナノワイヤの作製は、安定な撥水性表面の作製が難しいことから、断念することとした。このため計画を変更し、微小空間で水分が凝縮しやすい性質を利用した、ナノワイヤデバイスの創製を行うこととした。本デバイスでは、ナノワイヤ表面に微小空間を作製し、大気中の水分を捕集する。捕集した水分子は電圧印加によるエネルギー勾配により微小空間から水滴として取り出し、回収を行う。本年度では、微小空間の作製検討を行い、ナノワイヤ上への修飾ができていることが示唆された。来年度では、詳細な確認を行うとともに、微小空間修飾の詳細検討を行う。

そこで本研究では、ナノワイヤ構造体を用いた大気中の水滴を無動力で捕集可能なデバイスの創製を着想した。大気中の水滴をターゲットとすることで水源の運搬設備を必要としない、持続的な水滴捕集法の構築を目指す。本デバイスでは、水分捕集のための微小空間の創出と回収水分を水滴として回収するための機構構築が必要である。本年度では、水滴回収に向けた、表面の濡れ性制御を行った。水滴の回収は、表面の親水性(接触角< 90度)・疎水性(接触角> 90度)を制御することで、表面自由エネルギーに基づいて水滴を移動させることで達成する。これまでに、二酸化チタンを成膜したナノワイヤ構造体を作製することで、360日以上親水性を持続可能な表面を創製した。本年度では、リン酸基を有する有機分子を二酸化チタン修飾ナノワイヤ構造体上に修飾することで、疎水性表面を開発した。ナノワイヤ構造体を有する表面は高いラフネスを有しており、Wenzel式に基づいて表面の濡れ性を強調することが可能である。このため、疎水性の有機分子をナノワイヤ構造体上に修飾することで、高い接触角を示す疎水性表面を作製することができ、本年度では疎水性表面の創製を目指した。本年度では、リン酸基を有する有機分子をナノワイヤ構造体上に修飾することで、疎水性表面を開発した。水熱合成により酸化亜鉛ナノワイヤを作製し、原子レベルで膜厚制御して二酸化チタンを成膜した。続いて、二酸化チタン成膜ナノワイヤ表面上にリン酸基を有する有機分子を修飾することで、疎水性表面を作製した。親水性・疎水性の評価を水への接触角によって行ったところ、有機分子修飾により大幅に接触角が増大し、表面は疎水性を示した。以上より、有機分子をナノワイヤ構造体に修飾することで、疎水性表面の創製を達成した。X線により微小空間の結晶構造を評価することで、微小空間の制御を行うとともに、フーリエ変換赤外分光光度計により水分子由来のピークを確認することで、本微小空間中に水分子を捕捉可能であることを確認する予定である。有機分子修飾条件の最適化により、更なる高疎水性表面の作製を目指す。また、表面の濡れ性(親水性・疎水性)を制御することで、表面自由エネルギーに基づいて液滴回収が可能な表面の創製を進める。