hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
コンクリートを充填した鋼構造部材の低サイクル疲労破壊特性の解明

コンクリートを充填した鋼製部材の低サイクル疲労実験を行い,低サイクル疲労破壊メカニズムを解明するとともに,低サイクル疲労破壊を防止するための疲労強度向上法を検討した.三角リブ部を有するコンクリート充填柱では最大耐荷力に到達する前に低サイクル疲労き裂が発生し,それを起点とする脆性破壊が生じる可能性があることを明らかにした.また,低サイクル疲労破壊を防止する手法として止端処理の効果を確認した.コンクリートを充填した鋼製部材の低サイクル疲労実験を行い,低サイクル疲労破壊メカニズムを解明するとともに,低サイクル疲労破壊を防止するための疲労強度向上法を検討した.三角リブ部を有するコンクリート充填柱では最大耐荷力に到達する前に低サイクル疲労き裂が発生し,それを起点とする脆性破壊が生じる可能性があることを明らかにした.また,低サイクル疲労破壊を防止する手法として止端処理の効果を確認した.東日本大震災の発生により,従来想定していた以上の超巨大地震が生じる可能性が明らかになり,東海・東南海・南海地震に対する対策の見直しが迫られている.局部座屈に対する補強法としてコンクリートを内部に充填した鋼構造部材では,超巨大地震による大変形の繰り返しにより低サイクル疲労破壊が生じる可能性がある.そこで本研究はコンクリート充填柱に対する低サイクル疲労照査法を開発する.まずコンクリートを充填した鋼製橋脚を模擬した試験体を製作した.試験体基部には三角リブを配置しているが,これは阪神淡路大震災での損傷事例および実橋での適用実績を勘案して採用したものである.試験体に繰り返し大変形を与え,三角リブ溶接部からの低サイクル疲労き裂の再現およびその発生メカニズムを解明していく.また申請者の過去の研究により,鋼材の低サイクル疲労強度はき裂発生点の局部的なひずみと密接な関係があることが示されている.局部ひずみ場を求めるためには弾塑性有限要素解析が有効である.解析によりき裂発生点である溶接部近傍の局部ひずみ場を求める場合,その周辺を0.01mmオーダーに細かくメッシュ分割する必要があるが,数mから数十mオーダーの実構造物全体をこのようにモデル化するのは,計算時間が膨大となり現実的ではない.そこで本研究では,比較的大型の鋼部材を対象として,溶接部近傍の局部ひずみ場を求める解析手法を検討した.今回はズーミング手法を採用して局部ひずみ場を求め,実験結果と比較することによりその妥当性を検証した.解析により得られた局部ひずみを用いて整理した実験結果は,過去に申請者が提案した材料レベルの強度曲線と同じ領域に分布しており,本解析による局部ひずみの精度は十分であること,さらに局部ひずみ場を求めるために本解析手法を適用可能であることが示された.コンクリート充填部材に対する低サイクル疲労設計法の確立を目指して,本研究ではコンクリート充填柱の低サイクル疲労実験を行い,低サイクル疲労破壊メカニズムを明らかにした.本研究の成果を以下にまとめる.・柱基部に三角リブを配置した矩形断面柱にコンクリートを充填し,それに対して繰り返し大変形下での低サイクル疲労実験を行った.本試験体は阪神淡路大震災での損傷事例および実橋での適用実績を勘案して採用したものである.荷重は漸増変位振幅で与え,鉛直荷重は降伏軸力の10%と20%とした.コンクリート充填柱に加え,充填しないものも比較として実験を行った.・コンクリートを充填していない試験体では局部座屈と同時期に三角リブ溶接部に低サイクル疲労き裂が生じたが,座屈部の変形が支配的となり,三角リブのき裂はほとんど進展しなかった.最終的には,局部座屈位置の角溶接部に縦方向の割れが生じ,急激に耐荷力が低下して破壊に至った.・コンクリート充填柱での破壊性状は次のとおりである.まず三角リブ止端部に低サイクル疲労き裂が発生し,その後,基部周辺のフランジ面で局部座屈が生じた.荷重の繰り返しとともに局部座屈部に変形が集中するようになると三角リブ部のき裂進展は遅くなるが,その代わりに局部座屈位置に角溶接割れが発生し,急激に進展して破断した.・コンクリート充填柱での三角リブ部のき裂は最大耐荷力に到達する前に発生した.これは,コンクリート充填柱においては,局部座屈および角割れが生じる前に低サイクル疲労き裂を起点とした脆性破壊が生じる可能性があることを示唆している.・低サイクル疲労き裂の発生寿命に関して,鉛直荷重の大きさの違いは影響を与えない.つまり,き裂発生寿命に対して平均ひずみはほとんど影響しないといえる.
鋼管立体トラス分岐継手の剛性・終局挙動の研究

立体分岐継手の中で最も代表的なダブルK継手に関して、対称荷重を受ける場合の耐力式として、変動係数が0.06程度の極めて精度の高い式を、また、精度を若干犠牲にして単純化した変動係数が0.1程度の式を導くことができた。逆対称荷重を受ける場合の耐力式としても精度の高い式を導くことができた。これらの式は、主として本研究課題に基づくものであるが、University College Swanseaとの共同研究の成果も取り入れることができた。なお、同大学の有限要素解析の結果から疑問が投げかけられていた極厚鋼管継手に対する危険側の誤差については、問題のないことが明らかになった。さらに、有限要素解析の結果と実験結果とを組み合わせて継手耐力の評価を行う方法についても、確証が得られた。以上の研究から、立体分岐継手の終局挙動が解明できたので、これらの継手の一般的な設計体系を確立するべく努力を傾けており、具体的な提案も試みている。このために、現在、2000セット以上の鋼管分岐継手の実験と有限要素解析の結果をデータベース化して、解析を進めている。トラスの挙動とトラスに含まれる継手の挙動の相関に関しては、1)継手破壊が最初に生じる場合にはこれまでに開発した継手耐力推定式によって継手耐力を精度良く予測することができる、2)部材座屈後は応力の再配分により継手耐力推定式より低い荷重で継手破壊が生じる、3)部材座屈後の応力の再配分を考慮してトラスの終局挙動を解析によって再現できるが、実用設計には複雑すぎる。しかし、継手に25%程度の耐力の余裕を与えて設計すれば、座屈後強度を取り入れて耐震性を評価した設計が可能である、などの結論が得られた。立体分岐継手の中で最も代表的なダブルK継手について、これまでに考案した耐力推定式の改良を行った。その結果、変動係数が0.06程度の極めて精度の高い予測が可能となった。この研究成果は本年度公表した。さらに、精度を若干犠牲にして耐力推定式の単純化を計り、変動係数が0.1程度の式を工夫することができた。後者の耐力推定式は実用設計式として発展させる予定であり、本年度5月に行うシンポジウムで中間報告する。立体分岐継手の耐力問題について英国スオンジー大学の研究者と共同研究を始めた。スオンジー大学での一連の数値解析の結果と我われのデータとを総合的に検討した結果、上記の耐力推定式は、実験の範囲内では正確に実挙動を反映しているが、厚肉鋼管を用いた場合に危険側の誤差を生じるなどいくつかの問題点が見出された。これらの検討を基に実験計画を立案し、供試体の製作をすませ、現在実験を開始したところである。トラスの挙動とトラスに含まれる継手の挙動の相関に関しては、1)継手破壊が最初に生じる場合には継手耐力推定式によって継手耐力を精度よく予測することができる、2)部材座屈後は応力の再配分により継手耐力推定式より低い荷重で継手破壊が生じる、3)部材座屈後の応力再配分を考慮してトラスの挙動を計算で再現できるが、実用設計には複雑すぎる。しかし、継手に25%程度の耐力の余裕を与えて設計すれば安全性を確保できる、などの結論がこれまでの実験データの解析から明らかになった。これらの成果については本年度公表した。円形鋼管立体トラスに地震力や風荷重がトラスのスパン方向と直交して作用することを想定した9体の逆対称載荷の接合部実験を行い、次のことを明らかにするとともに耐力推定式を提案した。(1)逆対称載荷KK継手における局部変形形状は、圧縮支管間において主管管壁の対角線方向に生じる凸状の変形以外は平面K継手に似ている。

(2)亀裂位置は横断する両支管間の角度φ、または、g_t(管周方向の支管間間隔)とD(主管管径)の比g_t/Dよって異なる。φ_lが60°より小さいとき、または、g_t/Dがおよそ0.2より小さいとき、亀裂は主管管周方向の面内溶接止端部に生じる。φ_lが90°より大きいとき、または、g_t/Dがおよそ0.2より大きいとき、亀裂は平面K継手のように主管管軸方向面内溶接止端部に生じる。耐力推定式を誘導する際に、実験データが不足している部分は、共同研究を行っている英国スウォンジ-大学の数値解析結果を利用した。耐力推定式は、平面K継手の耐力推定式を基本にして、亀裂発生位置の違いによる2つの低減係数の形で表した。さらに、厚肉鋼管を用いた場合、既存の接合部耐力式は危険側の耐力推定することが指摘されていることに伴い、厚肉鋼管KK継手の実験を行った。この結果、AWS(アメリカ溶接協会)式は指摘通りの傾向があるが、本研究者らの耐力推定式には厚肉による偏りはないことが明らかになった。
貧困に対する子どものコンピテンシーをはぐくむ福祉・教育プログラム開発

1)子どもの貧困は機会の剥奪と捉えるのが適当であり、貧困家庭の子どもたちは自己肯定感が低い。2)「貧困/不利/困難」を抱えることの多い児童養護施設の出身者に対しても、自己肯定感を高めることが有用である。3)母子寡婦福祉法が時代遅れになっている。母子の閉じられた関係を避けるために「二者関係を超える他者や居場所」が必要である。4)就労自立に困難を抱える若者に関して、相談者自身の「成長」を確かめ合う「プロセス」が重要である。2011年度は全体研究会を計11回開催し、また、4つのグループもそれぞれ研究会をもつなど活発な研究活動を行った。各グループの具体的な実績は以下のとおりである。A班:大阪市内小・中学生に対するアンケート調査(案)を作成B班:京都市ユースサービス協会の協力を得て進路不安定新卒者に対するアンケート調査を実施。現在インタビュー調査を実施中C班:旅館「加賀屋」の現地調査を実施、現在、母子家庭の母親に対するインタビュー調査を企画中D班:児童養護施設の職員、子どもに対するインタビュー調査の実施に向け、理論的な問題の検討中科研調査研究では自前のデータを得ることが重要であり、上の各グループはそれに向けて鋭意努力中である。全体研究会では、イギリスのシュアスタート、大津市内の生活保護世帯および母子家庭の中学3年生を対象とした学習支援のボランティア活動、大阪市西成区の学校現場における子ども支援、京都のユースサービス、スクールソーシャルワーク、解放教育についてゲストスピーカーを招き、関連する領域についての知見を深めた。また、貧困に対する子どものコンピテンシーやレジリエンス、子どもの貧困と親の貧困との関係、今回の科研調査の趣旨とそれぞれのグループの研究内容との関係についてのけ科研ンバーによる報告などを行った。海外調査では、香港、韓国、フィンランド、イギリスにおける「困難を抱える子ども」への支援活動の現状と直面する課題を学んだ。本年度は科研プロジェクトの最終年度であり、4つある研究グループのそれぞれが、2013年度の前半までに実施した調査(アンケート調査およびインタビュー調査)のとりまとめを行なった。A班は、大阪市教育委員会事務局の協力を得て、大阪市内の小学校5年生と中学校2年生の児童・生徒とその保護者に対する大規模アンケート調査を実施した。B班は京都市ユースサービス協会スタッフとの共同研究を実施した。C班は、加賀屋の事業所内保育施設であるカンガルーハウスへのインタビュー調査や全国母子寡婦福祉団体協議会へのアンケート調査、母子生活支援施設や母子家庭へのインタビュー調査を行なった。D班は、全国の児童養護施設へのアンケート調査、施設職員へのインタビュー調査、施設退所者へのインタビュー調査などを行なった。ほぼ月1回のペースで開催した全体研究会では、これらの調査結果をめぐって討議を重ねた。2014年3月には3分冊からなる報告書を作成した(PDF版)。2012年度には全体研究会を計9回開催し、また、4つのサブグループもそれぞれ研究会をもつなど活発な研究活動を行った。全体研究会では、1)あったかサポート2)豊中市、3)京都市ユースサービス協会、4)国立保健医療科学院の各スタッフをゲストスピーカーに招いて話を伺った。A班は、大阪市教育委員会事務局の協力を得て、小学生4000人、中学生4000人へのアンケート調査を行った(それぞれの保護者への調査も同時に実施、回収率は小学生76%、中学生71%)。現在集計作業中。B班は、京都市ユースサービス協会との共同委託研究事業の体制が整いつつあり(委託契約書の作成、締結など)、2013年度春から本格的な調査活動に乗り出す。C班は、2011年度の加賀屋調査、母子家庭の母親を雇用している企業へのインタビュー調査に引き続き、母子寡婦福祉団体へのアンケート調査、母子家庭の母親へのインタビュー調査などを行い、現在、その結果の分析中。D班は、児童養護施設の卒園者へのインタビュー、児童養護施設へのアンケート調査を実施(全国589施設の送付、回収数213、回収率36.2%)。今後、卒園者へのインタビューの継続と施設担当者へのインタビュー調査を行う予定。韓国における施設へのアンケート調査(日本と同一質問項目による調査)とインタビュー調査を企画中。上記の4サブグループとも調査の実施にあたってあらかじめ同志社大学の研究倫理審査委員会の承認を受けた。そのほか、2012年度には、就労支援事業や子どもの学習支援、居場所づくりなどでユニークな活動を行っている釧路への視察、北海道大学の研究者グループとの交流などを行った(5名が参加)。各グループが独自調査を企画し、実施途上にあることは高く評価される。また、ゲストスピーカーを招いての研究会や海外調査も実り多いものであった。ただし、これまでのところ、先行研究の本格的検討とその中から期待される本科研プロジェクトの独自性の明確化にはまだ至っていない。また、「貧困に対する子どものコンピテンシーをはぐくむ福祉・教育プログラム開発」という本科研の全体テーマと各グループの研究内容とりわけ調査とのすり合わせがまだ不十分である。

25年度が最終年度であるため、記入しない。(1)基盤研究(B)のような比較的規模の大きい研究プロジェクトでは、テーマに即した自前のデータ、資料を得、それに基づく分析によって新しいオリジナルな知見を得るということが肝要である。この点、私たちのプロジェクトは十分その重要性を認識し、4つのサブグループのそれぞれが自前の調査を実施呈していることは高く評価されるであろう。(2)また、すでに記したように本研究ではお互いに密接に関連するがやや対象者を異にする4つの研究サブグループを設けている(A大阪市内の一般小中学生とその保護者、B母子家庭の母親、C若年就職困難層、D児童養護施設出身者と施設担当者)。これらは、子どもの貧困にアプローチするためには必要不可欠であり、こうした多角的なアプローチによる成果が期待される。上の2点は私たちの研究の特長であるが、その実現は容易なものではない。(1)に関しては、調査の実施に時間がかかること、(2)に関しては、4つのサブグループ間の調整と意思疎通が必要である。基本的に研究計画の変更はなく、また、2011年度のプロジェクトの方向性を継続する。2012年度は各グループの調査を進捗させることが基本的な課題である。と同時に、上の「11.現在までの達成度」でふれたような先行研究の検討を精力的に行い、本科研プロジェクトの基本的コンセプトと各グループの調査との有機的な関連性の明確化に努める。理論的な問題についての推進方策としては、First step●概念の明確化(作業仮説の設定=コンピテンシーの中身についての仮説)、Second step⇒●調査による検証もしくは仮説の探索、具体化(コンピテンシーの内容、構造、関連などの確定)、Third step⇒●コンピテンシーを育むための条件整備や対策、プログラムの提案という形を踏襲することを考えている。とりわけこの手順に従って、グループAとグループDの調査を実施する予定である。現時点での問題点は、以下の3点にある。1)調査の実施と分析がほぼ3ヶ月ほど当初の予定より遅れていること。⇒この点は、調査対象者のスケジュール上の都合もあり、また、委託研究の契約書作成や倫理審査に時間がかかったということも理由であり、私たちが怠慢であったわけではけっしてないが、ともかくも今後、迅速な調査の実施とその分析に取り掛かる必要がある。2)前年度にも指摘したことであるが、本研究のタイトルにもある「コンピテンシー」の理論化と具体化という視点が弱いこと。⇒この点は、今後2013年度に予定している各グループおよび個人の報告とそれをめぐる議論などで補強していく予定である。3)同じく本研究のタイトルにある「福祉・教育プログラム開発」に関して、プログラム開発に至る理論的な検討や実証的裏づけが弱いこと。これに関連して4つのサブグループを通しての問題意識の統一化と共通化を図っていく必要がある。⇒この点も、今後の各グループおよび個人の報告などを通して補強していく予定である。
従来の高分子構造解析結果の真偽?高性能電子線回析システム開発を通じた追求

高分子結晶の構造をX線回析データを基に精度高く解析し、定量的な物性の議論に耐え得るデータを得ることは今なお極めて困難である。我々は、高感度で、かつ定量性の高いイメージングプレートを利用したX線構造解析システムを開発し、できる限り高精度の構造情報を得るための努力をしている。この試みをサポートする手だてとして、本研究では、電子線回析データに焦点を向けた。すなわち、高分子の稀薄溶液から成長してくる、いわゆる高分子単結晶は、せいぜいサブミクロンサイズしかなく、とり扱いは極めて困難であるが、その電子線回析像はバルク試料について撮影されたX線回析像の数倍から数十倍もの数の、かつ極めてシャープな反射を与える。この反射の位置および強度を、もしも十分な精度でもって定量評価することが出来るならば、極めて精度の高い構造が得られるはずであり、X線構造解析に対する相補的な手段となり得る。しかし、その技術は、現時点では必ずしも十分に定量的な段階にまで及んではいない。我々が目的としたのは、このシステムを新たに開発することであった。電子顕微鏡を導入し、そこにイメージングプレートを装着した。そして、このシステムで測定したデータについて、反射の位置および積分強度を精度高く評価するコンピュータソフトを開発した。実際にアルカン単結晶などについてチェックしたところ、低分子結晶構造解析で使われている直接法によって原子位置を抽出、構造を精密化することに成功した。今後は、ソフトの改良などを含め、システムの性能アップを目指したいと考えている。高分子結晶の構造をX線回折データを基に精度高く解析し,定量的な物性の議論に耐え得るデータを得ることは今なお極めて困難である.しかし,ここで高分子の希薄溶液から成長してくる,いわゆる高分子単結晶に着目する必要がある.この単結晶は,せいぜいサブミクロンサイズしかなく,とり扱いは極めて困難であるが,その電子線回折像はバルク試料について撮影されたX線回折像の数倍から数十倍もの数の,かつ極めてシャープな反射を与える.この反射の位置および強度を,もしも十分な精度でもって定量評価することが出来るならば,極めて精度の高い構造が得られるはずであるが,現時点では必ずしも十分に定量的な構造解析にまで及んではいない.我々が目的とするのは,そのシステムを新たに開発することである.今年度は電子顕微鏡システムを導入し、そのシステムの、高分子単結晶に対する基本的性能を確かめることを焦点に研究を行った。低分子および高分子単結晶を用いて2次元電子線回折像を測定し、本システムが十分に高分子単結晶の電子線回折データを基にした構造解析に利用できることを確認した。高分子結晶の構造をX線回折データを基に精度高く解析し、定量的な物性の議論に耐え得るデータを得ることは今なお極めて困難である。しかし、ここで高分子の稀薄溶液から成長してくる、いわゆる高分子単結晶に着目する必要がある。この単結晶は、せいぜいサブミクロンサイズしかなく、とり扱いは極めて困難であるが、その電子線回折像はバルク試料について撮影されたX線回折像の数倍から数十倍もの数の、かつ極めてシャープな反射を与える。この反射の位置および強度を、もしも十分な精度でもって定量評価することが出来るならば、極めて精度の高い構造が得られるはずであるが、現時点では必ずしも十分に定量的な構造解析にまで及んではいない。我々が目的としたのは、そのシステムを新たに開発することであった。今年度は、我々の構築したシステムの高分子単結晶に対する基本的性能を確かめることを焦点に研究を行った。すなわち、イメージングプレートで測定したデータを用いて、反射の位置および積分強度を精度高く評価するソフトを開発した。そして、アルカン単結晶などについて測定した電子線回折データに対して適用し、最終的に、低分子結晶構造解析で使われている直接法によって原子位置を抽出、構造を精密化することに成功した。今後は種々の試料について本システムの有用性をチェックしていく予定である。
インプラント上部構造の破折・咬耗に関する客観的検査法の開発

これまでブラキシズムとインプラント上部構造の破損や咬耗についての研究はあるが,それに伴う咬合面の経時的な形態変化については調査されていない.インプラント上部構造の形態変化を客観的に観察することにより,上部構造に起こる咬耗の詳細を解析することである.3か月間の咬耗量に関しては,材質による差は見られなかったことから,適切に咬合調整されたジルコニアを用いたインプラント上部構造は対合歯の過度な咬耗を引き起こすことなく,インプラント上部構造の材料として有用であることが示唆された.本研究はこれまで臨床において術後のトラブルとして最も多く発生するインプラント上部構造の咬耗、破損という事象に対して咬合面の変化を正確に測定することができる口腔内デジタルスキャナーとブラキシズムなどの日常生活中の筋活動を継続的に測定できる小型筋電計を用いて研究することが特色といえる。これまで、インプラント上部構造のトラブルに関する研究については診療録や問診ベースに行われた研究は数多くあるものの、データの信頼性に欠けるものも散見され、必ずしもエビデンスの高い研究とは言い難いものであった。インプラント上部構造の咬合面形態を詳細に観察し、経時的に変化を追跡することで咬耗の様相を経時的に三次元的に観察することができ、これまでに存在しないデータを得ることが可能となる。咬合面データとともにブラキシズムの状態や咬合状態、対合歯の状態を同時に記録しておくことで、咬耗や破損に関係する寄与因子として何が強く関わるのかリスク因子として同定することが可能となる。当該年度においては準備段階として、模型を用いて歯の咬耗をデジタルスキャンを行い、機器の制度について検証を行った。また、同時に携帯型筋電計を用いて被験者のベースラインデータとなるブラキシズムの動態を調査し、今後追跡調査を行う被験者の適格基準に合うかどうかについて検証を行った。今後は適格基準に見合う被験者について、インプラント上部構造を装着後に追跡調査を行っていく予定である。口腔インプラント患者の上部構造の破損について前向き研究を行うために被験者の選出をまず行った.口腔インプラント外来の受診患者の中から本研究に同意が得られた患者を選び,インプラント埋入前のデータの採得を行った.インプラント埋入前のデータとしては,咀嚼筋筋電図,咬合状態,歯列の光学印象,バイトアイによる咬合検査などを行った.また,咬合力検査も同時に行った.機器については,筋電図については携帯型の小型筋電計を咬筋中央部に貼付して,終日の筋電図記録を行った.筋電図は専用ソフトにて分析を行い,食事や会話などの機能運動とブラキシズムなどの非機能運動に分類した.また,光学印象によnる歯列の計測では光学印象を上下の全歯列に対して行い,術後と重ね合わせが可能なように準備を行った.バイトアイによる咬合検査では,ブルーシリコーンによって咬合接触時の咬合状態を詳細に記録した.これら以外にも,問診によるブラキシズムの有無や,全身状態,口腔内の状態などをプロトコールに従って記録を行った.初診時の記録が終了した被験者に対しては,その後のインプラント埋入,プロビジョナルレストレーション,上部構造装着とステップごとに同様のデータを記録していき,前向き研究として今後も進めていく予定である.現在は,初診時に集まったデータについて,ベースラインのデータとして分析を行っているところであり,今後,各ステップごとのデータを追跡していく必要がある,また,今後さらに被験者数を増やす必要もある.インプラント埋入患者数が当初の予定よりも少なく,初診時のデータ数として現在のところ十分には集まっていない.また,機器の仕様に十分に習熟しておらず,計測のミス等も進行の遅れの原因として挙げられる.口腔インプラント治療は近年,高い成功率を期待できるようになった.一方で,臨床上のトラブルとして数多く認められるのが,インプラント上部構造の破損や咬耗である.この主な原因としてブラキシズムなどの強い咬合力が考えられるインプラント上部構造の経時的な変化についてオーラルスキャナーを用いて引き続き観察を行った.被験者数についてはフルジルコニアクラウン(モノリシックジルコニア)が10名,ハイブリッドセラミック(強化型コンポジットレジン)が10名の合計20名となった.重ね合わせについてはSTLファイルを専用の重ね合わせソフトを用いて重ね合わせを行い,初診時から,3か月経過時,6か月経過時と引き続き咬合面の変化について観察を行った.重ねあわせデータからインプラント上部構造および対合歯の第一大臼歯機能咬頭の咬耗量を算出した.算出したデータからハイブリッドセラミックスおよびジルコニアの咬耗量を比較し,統計解析ソフトを使用してマンホイットニーのU検定で解析を行った.また,対合歯の咬耗量についても同様に解析を行った.インプラント上部構造の咬耗量は平均0.12mm,対合歯の咬耗量は平均0.09mmであった.ハイブリッドセラミックスの咬耗量は平均0.12mm,フルジルコニアの咬耗量は平均0.08mmであった.両者に統計学的有意な差はみられなかった.また,ハイブリッドセラミックスの対合歯は平均0.12mm,フルジルコニアの対合歯は平均0.10mmの咬耗がみられた.両者に統計学的有意な差はみられなかった.今回,3か月間の咬耗量に関しては,材質による差は見られなかったことから,適切に咬合調整されたフルジルコニア製インプラント上部構造は対合歯の過度な咬耗を引き起こすことなく,インプラント上部構造の材料として有用であることが示唆された.

これまでブラキシズムとインプラント上部構造の破損や咬耗についての研究はあるが,それに伴う咬合面の経時的な形態変化については調査されていない.インプラント上部構造の形態変化を客観的に観察することにより,上部構造に起こる咬耗の詳細を解析することである.3か月間の咬耗量に関しては,材質による差は見られなかったことから,適切に咬合調整されたジルコニアを用いたインプラント上部構造は対合歯の過度な咬耗を引き起こすことなく,インプラント上部構造の材料として有用であることが示唆された.研究の達成度としては、機器の検証や準備等のためにやや遅れている。また、被験者数の不足も遅れている原因の一つと考えられる。初診時の記録が終了した被験者に対しては,その後のインプラント埋入,プロビジョナルレストレーション,上部構造装着とステップごとに同様のデータを記録していき,前向き研究として今後も進めていく予定である.現在は,初診時に集まったデータについて,ベースラインのデータとして分析を行っているところであり,今後,各ステップごとのデータを追跡していく必要がある,また,今後さらに被験者数を増やす必要もある.積極的に被験者を募集して研究を進める予定である.歯科補綴学現在、インプラント上部構造を装着する患者数は比較的いるものの、説明と同意が得られている患者数は少ないうのが現状と言える。そのため、今後は研究協力者らとも連携し、本研究の趣旨に同意を得てもらい、研究への参加を推進するようにしていきたい。分析用に購入を計画していた統計分析ソフトが,年度明けに新しいバージョンが出ることが分かったため,次年度の予算として使用することを計画した.物品費として研究に使用する携帯型筋電図など購入を予定していたが、予定よりもやや研究計画に遅れが生じており、次年度の使用とすることとした。新年度に新たに購入計画を立案し,前年度に購入できなかった統計解析ソフトについて購入する予定である.前年度の使用計画と合わせて、機器の購入費として使用する予定である。研究計画を予定通り進行させて、機器を購入する予定である。
イヌ摘出交叉潅流心を用いた麻酔薬の心力学及びエネルギー学的影響の解析

ヒトの心臓手術時や血行動態的に予備能力が乏しい場合に汎用されるフェンタニールが、イヌ摘出交叉潅流心に及ぼす作用を菅らが提唱したEmax(収縮性の指標)-Vo_2(1拍当たりの心筋酸素消費量)-PVA(収縮期圧容積面積)関係を用いて心力学的及びエネルギー学的に解析した。【方法】イヌ摘出交叉潅流心を一定の心拍数でペーシングして等容性収縮下にて以下の計測を行った。(1)左室容積(前負荷)を生理的範囲にて広く変化させ、Emax及びVo_2-PVA関係を測定した(control volume run)。(2)左室容積を一定に維持し、摘出潅流心の冠動脈に生理的浸透圧に調製したフェンタニール(20μg/mL)を冠動脈の血中濃度が20、40、240ng/mLとなるように冠血流量をモニタリングしながら調節して持続投与し、各々Emax及びVo_2-PVA関係を測定した(fentanyl Emax run)。(3)冠動脈のフェンタニール血中濃度を240ng/mLとし、再び左室容積を変化させEmax及びVo_2-PVA関係を測定した(fentanyl volume run)。volume runで得られたVo_2-PVA関係はANCOVA、その他のデータはpaired-t testにて検定した。【結論】フェンタニールは、major surgeryに耐えうる有効血中濃度においてもイヌ摘出交叉潅流心の左室収縮性や1拍当たりの心筋酸素消費量に影響を与えない。尚、この要旨は、平成9年2月末現在、Anesthesiologyに2回目の投稿中である。
農業生産インパクト低減のためのグランドカバー植物の導入

農業では土地を利用して動植物の生産がなされるため、地球へのインパクトをゼロにするのではなく、いかに低減するかが課題となる。本研究では除草作業を取り上げ、インパクト低減のための生動的除草(雑草抑制)方法のひとつとして、「生産対象作物の畦間に秋まき性のムギ類をグランドカバー植物として栽培し、地表面を遮光して雑草生長を抑制する」方式を課題として設定し、ムギ類を秋まきと春まきした場合の雑草抑制について検討した。1.秋まき間作ムギの敷ワラマルチによる雑草抑制1993年10月にオオムギ(品種ミノリムギ)と緑肥用コムギをスイカの畦間に播種し、1994年6月8日に出穂した麦稈を刈り倒して敷ワラマルチとして、地表面での遮光程度を麦稈下の光量子密度を測定して評価した。麦稈による地表面の遮光はコムギの方が持続し、穂発芽した新葉による遮光程度はオオムギで大きかった。雑草量は無被覆に比べ、オオムギ麦稈マルチで約1/4に減少し、緑肥用コムギ麦稈マルチで1/10以下に減少した。麦稈の量やその分解の早晩、発生した新葉の大きさ等がムギ種により異なることが明らかとなった。2.ムギ類の春播きによる雑草抑制1994年4月7日に緑肥用コムギを春まきしたところ、播種量8kg/10a以上で雑草量は低下したが、前述の麦稈マルチ程の効果は認められず、雑草抑制率は無被覆の約60%であった。緑肥用コムギの茎葉による土壌被覆能力を光透過や画像を利用して測定すると、地表面への光透過が25%に減衰するのに播種後2か月を要し、雑草抑制能力が小さいのは初期生長が遅いためであった。20系統のオオムギを春まきすると、緑肥用コムギより栄養生長が旺盛な系統も存在し、生物マルチとしての可能性、すなわち、土壌攪拌や防除の削減の可能性が示された。
産業機械の空気式フィードバック制御に関する教材開発

空気圧制御技術は、空気を動力源として機器を自動化する技術で、あらゆる産業・業種の自動化に大きく貢献している。産業機械の空気圧制御に携わる生産技術者育成のニーズが高まる中、既存の空気圧制御の教材は、シーケンス制御による簡単な空気圧回路に関するものがほとんどであり、産業機械の空気圧制御に関する職業教育が十分に行われていない。空気圧機器の構造と特性を理解した上で、空気圧制御システムが設計できるような生産技術者を育成するためには、空気圧機器の構造と特性、制御法の理解に適しているフィードバック制御の教材を利用した教育が不可欠である。そこで本研究では、空気圧機器のフィードバック制御に関する技術・知識を習得させる教材を開発するとともに、得られた研究成果の空気圧制御機器への応用を目指している。平成30年度は、これまでに開発した機器、およびこれまでに確立した解析・設計手法をもとに、空気圧制御機器の高性能化・高機能化を目指すとともに、生産技術者の教育への適用を目指し、研究を推進した。まず、空気圧制御システムのモデル化とシミュレーションの方法について整理し、論文として発表した。つぎに、空気式フィードバック制御の応用として、空気圧制御ロボットの試作機を設計・製作し、ロボットの位置決め制御が可能であることを確認した。さらに、本研究における空気圧制御システムの開発プロセスを基に、空気圧技術者に求められる技能・技術を整理するとともに、空気圧制御分野の職業訓練に必要な教育内容を検討、教材を提案した。提案する教育内容と教材の妥当性を検証するために、その一部を職業訓練に適用し、教育訓練効果が得られることを確認した。平成28年度は、空気式フィードバック制御システムの一例として空気圧シリンダの位置決め装置を設計、製作した。試作装置において目標位置を圧力信号として入力すると、目標に応じたメカニカルな制御によりシリンダが動作し、位置決めが行えることを確認した。さらに空気式フィードバックと電子式フィードバックの特性の違いを総合的に評価するため、制御システムの特性測定を行った。これらの制御技術に関する研究に加え、職業訓練の教育カリキュラムを調査し、空気圧制御技術の教育の現状を明らかにした。職業訓練においては、空気圧機器の概要や空気圧機器のシーケンス制御、空気圧機器を組み込んだ自動化システムの取り扱いに関するカリキュラムが設定されているが、空気圧制御の詳細な理論や設計技術が含まれておらず、空気圧制御システムの設計・製作に必要な教育が不足している。空気圧制御システムに精通した生産技術者育成に必要な教育要素を含めた、新たな教育カリキュラムを提案した。空気圧制御システムの教育の現状について調査し、新たな教育カリキュラムを提案した。空気式フィードバック制御系の実験装置については、一度に全て製作せず、必要最小限の機能から段階的に製作することとした。装置は8割程度完成しているが、一部に設計変更と改良が必要であることがわかっている。しかし、ほぼ当初の計画に沿って特性測定を行うことができている。研究成果の発表は、学会発表が1件であり若干の遅れがある。平成29年度に実施予定であったフィードバック制御系のモデル化とシミュレーションについては、前倒しして一部を平成28年度から実施している。以上のことから、本研究は全体として概ね順調に進展している。平成29年度は、空気式フィードバック制御システムについて、設計技術の体系化と最適化を行うために、実際の装置の特性測定法と、シミュレーションによる特性評価法を確立した。具体的には、前年度に空気式フィードバック制御システムの一例として設計・製作した空気圧シリンダの位置決め装置を対象として、位置決め装置と特性測定装置の両方を改良し、周波数特性や過渡応答の実用的な測定法を開発した。さらに、対象とする装置のモデル化を行い、シミュレーションと実験によりモデルの妥当性を確認し、シミュレーションを利用した特性の評価を行った。また、これらの研究成果を踏まえ、空気圧制御に関する効果的な教育訓練を行うために、訓練教材および指導法の検討を行った。平成28年度は、空気圧制御システムの教育の現状について調査し、新たな教育カリキュラムを提案した。空気式フィードバック制御系の実験装置については、必要となる部分から段階的に製作し、8割程度まで完成させた。

ほぼ当初の計画に沿って特性測定を行うことができたが、装置に一部修正が必要な状態であった。一方で、フィードバック制御系のモデル化とシミュレーションについて、計画を前倒しして着手した。平成29年度は、空気式フィードバック制御系の実験装置について、一部の設計変更と改良を行い、当初の計画通りの機能を実装することができた。さらに、フィードバック制御系のモデル化とシミュレーションを進め、実機とシミュレーションの双方による特性評価を行い、モデル化とシミュレーションの妥当性も確認できている。平成28年度と29年度で、当初計画に対して実施順序が若干前後した部分があるが、平成29年度までに予定していた成果が得られている。これまで得られた研究成果は学会発表を行っており、現在論文投稿のための準備を行っている。以上のことから、本研究は全体として概ね順調に進展している。空気圧制御技術は、空気を動力源として機器を自動化する技術で、あらゆる産業・業種の自動化に大きく貢献している。産業機械の空気圧制御に携わる生産技術者育成のニーズが高まる中、既存の空気圧制御の教材は、シーケンス制御による簡単な空気圧回路に関するものがほとんどであり、産業機械の空気圧制御に関する職業教育が十分に行われていない。空気圧機器の構造と特性を理解した上で、空気圧制御システムが設計できるような生産技術者を育成するためには、空気圧機器の構造と特性、制御法の理解に適しているフィードバック制御の教材を利用した教育が不可欠である。そこで本研究では、空気圧機器のフィードバック制御に関する技術・知識を習得させる教材を開発するとともに、得られた研究成果の空気圧制御機器への応用を目指している。平成30年度は、これまでに開発した機器、およびこれまでに確立した解析・設計手法をもとに、空気圧制御機器の高性能化・高機能化を目指すとともに、生産技術者の教育への適用を目指し、研究を推進した。まず、空気圧制御システムのモデル化とシミュレーションの方法について整理し、論文として発表した。つぎに、空気式フィードバック制御の応用として、空気圧制御ロボットの試作機を設計・製作し、ロボットの位置決め制御が可能であることを確認した。さらに、本研究における空気圧制御システムの開発プロセスを基に、空気圧技術者に求められる技能・技術を整理するとともに、空気圧制御分野の職業訓練に必要な教育内容を検討、教材を提案した。提案する教育内容と教材の妥当性を検証するために、その一部を職業訓練に適用し、教育訓練効果が得られることを確認した。平成29年度は、平成28年度の進捗状況を踏まえ、まず実験装置の一部について設計変更と改良を行うとともに、必要な機能を段階的に加えていく予定である。これまでに得られた研究成果の学会発表も予定している。
ポストゲノム時代における良性脳腫瘍のエピジェネティクス・バイオマーカーの開発

ポストシークエンス時代をむかえ、髄膜腫のエピジェネティクス異常を網羅的に解析した。ゲノムワイドの6157遺伝子、15173CpGのメチル化を解析できるマイクロアレイを用いて、WHO Grade 1の20例とGrade 2の10例を解析した結果、WHO gradeに関係なく2つのグループに分類され、浸潤性の強い髄膜腫と再発を来たした髄膜腫がグループ2に分類された。DNAメチル化によるエピジェネティックな変化は、形態を基にするWHO分類とは別に、浸潤や再発など腫瘍の動的な現象を反映することが示唆された。本研究ではポストシークエンスを向かえた現在、ゲノム解析を踏まえ、良性脳腫瘍、特に髄膜腫における包括的なエピジェネティクス解析をおこない、腫瘍の本質的な解明に結びつけることが目的である。本年度は、下記の研究をおこなった。1.髄膜腫には進行が緩徐で病理学的にWHO分類Grade 1と、進行が早く再発を来しやすいWHO分類Grade 2,3の悪性髄膜腫がある。過去に当施設で手術摘出されてバンク化されているデータセットで性別、年齢、発生部位をマッチさせた良性髄膜腫5例と悪性髄膜腫5例を選び、DNA, RNAを抽出した。2.これまで十分習熟しているmethylation-specific PCR法により、エピジェネティクスの変化が起こっていることを認めた。がん抑制遺伝子のひとつであるp73の遺伝子プロモーターのメチル化の異常を悪性髄膜腫に多く認め、p73の発現が不活化されていることがわかった。3. DNAメチル化に代表されるエピジェネティクス変化が遺伝子発現に関与するかどうかを検討するため、DNAをバイサルファイトで処理をし、網羅的なエピジェネティクスアレイの解析準備を行った。4.これまで髄膜腫の動物モデルを確立させた報告例は少なく、悪性髄膜腫の細胞株を入手し、ヌードマウス硬膜下に髄膜腫細胞を移植し、モデルを作成した。5.脳腫瘍において、エピジェネティクスの機構にはDNAメチル化とヒストン修飾の両者が重要であり、それぞれを制御する薬剤、5-aza-deoxycytidineとバルプロ酸を併用するとエピジェネティクスにより不活化されている遺伝子の再発現が相乗的に起こる。これらの成果により、髄膜腫の起源を解明することが期待され、さらには新しい治療法を展開できる意義深いものになると思われる。本研究は、良性脳腫瘍、特に髄膜腫における包括的なエピジェネティクス解析をおこない、腫瘍の本質解明に結びつけることが目的である。本年度は下記の研究を行った。2.過メチル化と判定された遺伝子はgrade 1で250/6157 gene (4.06%) 445/15137 loci (2.94%)、grade 2で323/6157 gene (5.25%) 567/15137 loci (3.75%)であった。3.両群間の差の大きい14遺伝子を抽出しpyrosequencingを行った。6. 2例でcontrolより高発現、2例でcontrolと同程度の発現、25例および細胞株2系統では著明な発現低下がみられた。7.細胞株にメチル化阻害剤である5-Aza-2'-deoxycytidineを添加したところ、HIF3Aの発現が回復することが確認された。本研究ではDNAメチル化によりHIF3A発現が抑制されていることが示された。HIF3Aは低酸素誘導因子の発現を抑制する可能性が示唆されており、HIF3Aの強制発現が腫瘍増大や血管新生等に与える影響についてさらに検討する予定である。本研究は、脳腫瘍のうち最も頻度の高い髄膜腫の包括的エピジェネティクス解析からバイオマーカーを抽出し腫瘍の本質解明に結びつけることが目的である。本年度は下記研究を行った。2.microarrayデータはbisulfite pyrosequencing法にて検証し、global metbylation statusの指標であるLINE-1遺伝子のメチル化についても定量化した。4.MCAMの結果、3群のクラスター形成がみられ、クラスター1に対して2,3では高メチル化遺伝子の集積が認められた(165 vs 323,345 genes, P<0.001)。5.再発群、非再発群、コントロールのLINE-1メチル化平均値は61.8%,65.5%,70.0%であり、腫瘍ではやや低く、再発群ではさらに低下する傾向を認めた6.クラスター1を低メチル化群、クラスター2,3を高メチル化群と再分類すると、高メチル化群には男性の全例と再発症例の90%が含まれた。7.両群間でメチル化差の大きい遺伝子を抽出し定量化を行い、5遺伝子で群間の差を確認した。8.このうち、3遺伝子以上にメチル化を認める群では有意に高い再発率を示した。

9.得られた遺伝子の免疫染色では、臨床腫瘍検体での発現の違いは未だ確認できていない。髄膜腫はDNAプロモータ領域のメチル化状態により組織型と独立してsubgroupを形成し、高メチル化群では高い再発率を示す。複数遺伝子のメチル化状態、LINE-1メチル化レベル評価が、再発リスクの予測マーカーとなりうると考えられる。
酸化タングステン薄膜の構造制御エピタキシャル成膜と超高感度バイオセンサへの応用

本研究は、結晶構造と面方位を制御してWO3薄膜を作製する成膜技術を開発し、酵素反応で生成するプロトンの注入による導電率変調で溶液中の特定化学物質を検出するバイオセンサや、吸着ガスとの電荷移動にともなう導電率変調で大気中の特定化学物質を検出するガスセンサへ応用することを目的としており、補助事業期間内に以下の研究成果を得た。1.分線エピタキシ法でr面サファイアを基板としたmonoclinic構造のWO3単結晶薄膜を成長させ、プロトン注入量の変化に伴う結晶構造と光学的・電気的特性変化の関係を系統的に調べた。また、LSATを基板としたcubic構造のWO3単結晶薄膜を成長させ、格子定数近接系におけるエピタキシャル成長膜の格子緩和過程の詳細を明らかにした。2.低コストで量産性に優れた溶液塗布熱分解法でorthorhombic構造のWO3多結晶薄膜を作製する技術を開発し、その特性が蒸着法やスパッタリング法で成膜された薄膜に劣らないことを確認した。さらに、当該薄膜をガスセンサに加工してガス検出特性の測定とその解析を行い、窒素酸化物ガスに対して特異的に高い感度を有することを明らかにした。3.WO3薄膜の表面に酵素を高密度に固定化し、かつ水溶液中での脱離を防ぐ方法として、シルクフィブロイン膜に包括固定化する方法と、長鎖アミノシランカップリング剤を用いて結合する方法を開発した。また、拡張ゲート電界効果型グルコースセンサの作製に両方法を適用し、いずれの方法においても従来技術をはるかに凌ぐ感度と繰り返し使用の耐久性を有することを確認した。4.その他、バイオセンサ用の絶縁性ゲート酸化膜として、溶液塗布熱分解法によるHf0.5Zr0.5O2薄膜の作製方法を開発した。本研究の目的は、結晶構造と面方位を制御して酸化タングステン単結晶薄膜を作製するエピタキシャル成長技術を開発し、プロトンの注入・注出にともなう電気伝導率の変調の最大化によって、酵素反応で生成するプロトンの注入による、電界効果トランジスタ型超高感度バイオセンサを実現することである。平成28年度は次の研究を実施した。1.酸化タングステンのチャンク結晶と酸素ラジカルをソースとした分子線エピタキシャル成長法でr面サファイア基板に薄膜成長を行い、当該薄膜について原子間力顕微鏡による表面モホロジー観察、X線回折(2θ/ωスキャン、Φスキャン、極点図、逆格子マッピング)による結晶構造解析、ラマン分光測定による原子結合解析を実施した。その結果、初期成長層のみを高温成膜する2段階成膜法で、c軸配向のモノクリニック構造単結晶薄膜を得ることに成功した。2.上記の単結晶薄膜を溶液ゲート型エレクトロクロミック素子に加工し、希薄硫酸水溶液を電解液としたプロトンの注入・注出に伴う結晶学的、光学的、電気的特性の変化を調べ、アモルファス酸化タングステン膜を用いた素子と比較した。その結果、アモルファス素子では正バイアス印加でプロトンが注入されタングステンブロンズ(WO3:H)を形成し、負バイアス印加で全量が注出される可逆的なバイアス応答を示した。一方、単結晶素子では正バイアスで注入されたプロトンがタングステンブロンズと配位水(WO3:nH2O)を形成し、負バイアスの印加でタングステンブロンズのプロトンは注出されるが配位水のプロトンは結晶中に留まった。タングステンブロンズは主として可視光の長波長領域に吸収を生じ配位水は近赤外領域に反射を生じ、配位水を生じた状態は高密度のp型フリーキャリアを有し室温乾燥空気中で1か月以上安定であるが100°C10分の熱処理で元のモノクリニック構造に戻ることを明らかにした。立案した研究計画に沿って実施が進んでおり、研究成果もおおむね順調に得られている。平成28年度のプロトンの注入・注出実験は主としてr面サファイアを基板とした酸化タングステン膜を用いて行ったが、並行して、格子定数がより近いアルミニウムタンタル酸ランタンストロンチウム基板を用いた酸化タングステンのエピタキシャル成長にも着手することができた。本研究の目的は、結晶構造と面方位を制御して酸化タングステン薄膜を作製する成膜技術を開発し、酵素反応で生成するプロトンの注入による導電率変調で溶液中の特定化学物質を検出するバイオセンサや、吸着ガスとの電荷移動にともなう導電率変調で大気中の特定化学物質を検出するガスセンサを実現する事である。平成29年度は次の研究項目を実施した。1.結晶構造と面方位を制御した酸化タングステン薄膜の作製に関しては、酸化タングステンのチャンク結晶と酸素ラジカルをソースとした分線エピタキシャル成長で、r面サファイアを基板として(001)配向monoclinic構造膜を、LSATを基板として(100)配向orthorhombic構造膜を得ることができた。2.r面サファイア基板上の(001)配向monoclinic構造酸化タングステン膜について、希薄硫酸水溶液を用いたエレクトロクロミック特性を調べ、プロトンの注入・注出にともなう光学特性、電気特性の変化を、結晶構造の変化と関連付けて系統的に明らかにした。3.酸化物半導体表面に酵素を高密度かつ水溶液中で脱離しないように固定化する方法として、シルクフィブロイン膜に包摂固定化する方法と、長鎖アミノシランカップリング剤を用いて結合する方法を新たに開発し、その有効性を確認した。

4.低コストで量産性に優れたゾル・ゲル法で(100)配向orthorombic構造酸化タングステン多結晶膜を作製する技術を開発し、ガスセンサとしての特性評価に着手した。なお、当項目は当初計画には無かったが課題達成のため追加した。研究計画に沿って研究が進んでおり、成果も順調に得られている。基板結晶の選択で酸化タングステンエピタキシャル膜の結晶構造と配向性を制御できることを実証し、格子不整合率の小さなLSAT基板を用いれば、格子緩和が始まる前の極薄膜でバルク結晶の10倍を超えるキャリア移動度が得られることを見出した。酸化タングステン膜のエレクトロクロミック特性を解析し、プロトンの注入・注出による結晶構造変化と光学的・電気的特性の関係を明らかにした。また、バイオセンサに不可欠な酵素固定化技術の高度化を図り、高密度の酵素を強固に固定化する方法を開発した。さらに、ゾル・ゲル法で多結晶酸化タングステン膜を作製し、ガスセンサとしての特性評価に着手した。本研究は、結晶構造と面方位を制御してWO3薄膜を作製する成膜技術を開発し、酵素反応で生成するプロトンの注入による導電率変調で溶液中の特定化学物質を検出するバイオセンサや、吸着ガスとの電荷移動にともなう導電率変調で大気中の特定化学物質を検出するガスセンサへ応用することを目的としており、補助事業期間内に以下の研究成果を得た。1.分線エピタキシ法でr面サファイアを基板としたmonoclinic構造のWO3単結晶薄膜を成長させ、プロトン注入量の変化に伴う結晶構造と光学的・電気的特性変化の関係を系統的に調べた。また、LSATを基板としたcubic構造のWO3単結晶薄膜を成長させ、格子定数近接系におけるエピタキシャル成長膜の格子緩和過程の詳細を明らかにした。2.低コストで量産性に優れた溶液塗布熱分解法でorthorhombic構造のWO3多結晶薄膜を作製する技術を開発し、その特性が蒸着法やスパッタリング法で成膜された薄膜に劣らないことを確認した。さらに、当該薄膜をガスセンサに加工してガス検出特性の測定とその解析を行い、窒素酸化物ガスに対して特異的に高い感度を有することを明らかにした。3.WO3薄膜の表面に酵素を高密度に固定化し、かつ水溶液中での脱離を防ぐ方法として、シルクフィブロイン膜に包括固定化する方法と、長鎖アミノシランカップリング剤を用いて結合する方法を開発した。また、拡張ゲート電界効果型グルコースセンサの作製に両方法を適用し、いずれの方法においても従来技術をはるかに凌ぐ感度と繰り返し使用の耐久性を有することを確認した。4.その他、バイオセンサ用の絶縁性ゲート酸化膜として、溶液塗布熱分解法によるHf0.5Zr0.5O2薄膜の作製方法を開発した。平成28年度に得られた成果を基に、酸化タングステン薄膜成膜技術の精密化と、タングステンブロンズならびに配位水を有する酸化タングステンの構造解析を進める。平成29年度に得た成果を基に、酸化タングステン薄膜作製技術の精密化を図って結晶構造と方位を制御した高品位薄膜を実現するとともに、酵素を固定化したバイオセンサとしての実験を実施する。併せてガスセンサとしての特性評価も行い、酸化タングステン膜のセンサ応用に関する研究を加速させる。次年度が研究の最終年度となるため、これまでの研究成果をまとめて、学会発表や論文発表として積極的に公開する。当初予算額と執行額の差異が出た主たる要因は物品費である。