hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
界面活性剤分子の自己集合によるトムズ効果メカニズムの分子論的解明

さらに管内壁面の化学的相互作用を変化させた時,親水的な壁面の場合,界面活性剤の濃度にかかわらず流れの速度が速くなるにつれて粘度の減少が見られたが,疎水的な壁面の場合,濃度が低いときにはニュートン流体のような振る舞い,濃度が高いときには粘度増加が観察された.この原因はミセルの破壊と弾性乱流の発生に伴うものだと示唆された.また現実により近く,妥当性のある結果を得るためには巨大な系と長時間のシミュレーションを行い,十分な統計量を得ることが必要である.OpenMPやFDPSを使用した高速化コードの開発は引き続き取り組んでいる.当初予定していた研究計画通りに進めることができた.トムズ効果のメカニズムを調べるために,まずは2つのパラメータについて詳細に検討できた.さらに結果は投稿論文で発表することができたため,順調に進展している,とした.プログラムコードの開発,特にFDPSフレームワークを導入した高速化は引き続き行う予定である.これまでに管内流れを分子シミュレーションで再現することが可能となったため,これをもとに,トムズ効果発現の分子論的な原因を明らかにする.具体的には,過去の研究を参考にして,壁面の化学的な相互作用,界面活性剤のサイズ,流速等の原因となることが予想されるパラメータを変えたシミュレーションを行い,抵抗低減率を測定する.ミセルのサイズや形状,棒状ミセルの配向性や伸び,界面活性剤分子の親水性の違いを軸とした抵抗低減率の相図を描き,どの因子が影響しているのかを明らかにする.また,集合体だけでなく円管の方にも着目し,円管の半径や化学的な相互作用なども検討することを予定している.シミュレーションの高速化に関するプログラムコードの開発,特にFDPSフレームワークの導入は引き続き行う予定である.いくつかのパラメータについて,管内流れ下における界面活性剤水溶液の挙動を再現し,粘度挙動を詳細に検討することがが可能となったため,これを踏まえ,抵抗低減に関する検討を行い,トムズ効果発現の分子論的な原因を特定する.そのためには,高レイノルズ数における流れを再現する必要がある.現在,計算の効率化のため円管半径を小さく抑えたため,レイノルズ数が小さくなってしまっている.半径をより大きくした大規模なシミュレーションを行い,抵抗低減率を測定し,それとミセルのサイズや形状,棒状ミセルの配向性や伸び,界面活性剤分子の親水性・円管の半径や化学的な相互作用とどのような関係性が見られるかについて検討することを予定している.旅費や謝金(主に英文校正を予定していた)については,ある程度の成果が得られたものの,代表者が取り組んでいるその他の研究と同時に発表や研究討議を行ったため,そちらで獲得している予算から支出した.研究相談や発表,論文発表は当初の予定通りであったが,結果として使用額に差異が生じた.謝金(主に英文校正を予定していた)については,ある程度の成果が得られたものの,代表者が取り組んでいるその他の研究と同時に発表や研究討議を行ったため,そちらで獲得している予算からも支出を行った.
新しい単球、マクロファージに発現する脂質受容体に関する分子生物学的研究

高中性脂肪や食餌由来TGリッチリポ蛋白は心血管疾患の新しい危険要因である。本研究ではヒトマクロファージに発現する、apoB48を介する受容体の単離を行った。その結果、3744bpからなる全く新しい蛋白であることが明らかになった。この受容体はマクロファージや強制発現させたCHO細胞をin vitroで泡沫化させることが明らかになった。部分長cDNAを用い大腸菌蛋白発現系を用い、組み換えアポB受容体蛋白を作製した。これをウサギを用いて抗体を作製したところ10,000倍希釈でウエスタンブロッチングにてバンドが検出でき、非常に特異性の高い抗体を作製することができた。これを用いてヒト動脈硬化巣(冠動脈、腕頭動脈アテローマ)の泡沫細胞での発現を検討したが、本受容体が泡沫細胞ならびにマクロファージに特異的に強く発現していることが分かった。加えて他の部位(脾臓、胸腺、りんぱ節、骨髄など)での単球ならびにマクロファージでの発現を検討したところ強い発現を認めた。次にマウスcDNAを用い、クローニングを行ったところ、ヒトアポB受容体と相同性の高いクローンを単離した。更にゲムノDNAを用い、遺伝子構造を解析したところ、ヒト遺伝子とほぼ同様な構造をしていることがわかった。これらの結果は、進化上非常に保存されており、脂質代謝の重要な役割に関与していることを示唆するものと考える。本研究はアポB受容体の構造ならびに機能を分子生物学的に解析することを目的とする。現在このヒトのアポB受容体遺伝子をコードするcDNAをヒト単球由来cDNAライブラリーよりクローニングした。現在これを用いてヒト動脈硬化巣(冠動脈、腕頭動脈アテローマ)の泡沫細胞での発現を検討したが、本受容体が泡沫細胞ならびにマクロファージに特異的に強く発現していることが分かった。部分cDNA断片を用い大腸菌のシステムを用いて組み換えアポB蛋白を作製しウサギを用いポリクローナル抗体を作製したところ、本抗体は我々が精製した受容体を特異的に認識したため、我々が単離しつつあるcDNAはアポB受容体をコードするcDNAであることが分かった。次にマウスcDNAを用い、クローニングを行ったところ、ヒトアポB受容体と非常に騒動性の高いクローンを単離した。更にゲノムDNAを用い、遺伝子構造を解析したところ、ヒト遺伝子とほぼ同様な構造をしていることがわかった。
南島におけるキリスト教ネットワークの形成とその展開に関する交流史的研究

「南島」には、キリスト教徒が多く、独特の信仰がある。本研究では、その原因が、戦後、沖縄各群島の米軍占領にあることを解明した。また、19世紀末に開始した南島キリスト教伝道は、旧植民地や帝国日本の周辺地域との信仰上のネットワーク形成や、越境と交流の繰り返しで「周縁的伝道知」が蓄積し、「民衆キリスト教の弧」が形成されたことを立証した。あわせて、この信仰のあり方が戦後も継承されていることを明らかにした。本年度初頭に奄美群島の喜界島でフィールドワークを行った。この調査により、同島における2教派によるプロテスタント伝道にともなう教会形成と相互交流を解明する2つの重要な史料を入手した。これらの一次史料により、喜界島でのプロテスタント伝道は本土からの伝道者の応援だけではなく、旧植民地の台湾や朝鮮半島での生活体験のあり信徒や伝道者が教会を形成していく原動力になっていったことが判明した。このように、戦前において、旧植民地とのキリスト教信仰の交流により教会が形成されていく喜界島のあり方は、沖縄の石垣島との類似性が見られる。沖縄島を中心・中核とする南島の周縁・辺境部の共通性に着目し、キリスト教交流史の視点から戦前の南島伝道を以下のように構造化した。(1)中心・中核としての沖縄島、(2)半周縁としての徳之島(奄美群島)と宮古島、(3)辺境・周縁としての喜界島・石垣島、そして、(4)それらの3要素が混在した奄美大島。そして、その南島とその外縁部とのキリスト教の交流の実態を以下の3つに図式化した。(1)貫流:日本本土から南島地域を貫流して台湾にいたる流れ。(2)循環:旧植民地、南洋群島、中国の一部を循環する流れ。(3)越流:ハワイや米国本土に越境していく流れ。本年度は、この「南島キリスト教交流史の史的システム」の理論化に努めた。また、近代以降の南島の貧困や差別、抑圧の歴史的経験がその地域で共通のキリスト教信仰を形成していったのではないかという仮説をたてた。その信仰は、本土の主流の神学とは明らかに違い、「民衆」が難儀や苦闘からの救済を切に願った福音主義的な傾向をもつ信仰で、「民衆キリスト教」(池上良正)とも呼べるものであった。そして、その信仰が奄美から沖縄、先島、台湾に歴史的に形成されたという実態をふまえて、本年度は、南島から台湾にかけて「民衆キリスト教の弧」が形成されたという着想を得た。はじめに、2012年度初め実施予定の南島地域の全教会へのアンケート調査は中止した。理由は、各教会が所属する教派・教団と充分な意思の疎通を図ってからのほうがより大きな成果を得られると判断したからである。この全教会調査は本研究の中間総括に当たる、2014年度までに行うものとする。次に、フィールドワークについて、以下に述べる。まず、沖縄島に関するものは以下の通りである。12年11月に横浜市で、當山正堅(民政府文化部長・キリスト聯盟理事長)の関係者から聞き取り調査を行った。また、13年2月に志喜屋孝信(民政府知事)の関係者宅で同氏の手記等を閲覧した。次に、宮古群島に関するもの通りである。12年11月に埼玉県入間市で戦後の教会形成にかかわった人物から聞き取りを行い、東京都杉並区高円寺の馬橋キリスト教会において戦後に宮古島に伝道した牧師と宣教師についての調査を依頼した。最後に、奄美群島に関しては以下の通りである。12年11月と13年2月の沖縄島調査で奄美群島に関する予備調査を行った。また、13年2月には鹿児島市内の公共図書館とザビエル教会で文献調査と聞き取り調査を行った。これをふまえて、13年3月に奄美大島の奄美市名瀬・笠利、瀬戸市町古仁屋のカトリックとプロテスタント教会・関連施設においてフィールドワークを行った。これらの調査をふまえて、以下の研究発表を行った。まず、「交流史の結節点としての《琉球=沖縄》とキリスト教ー日本キリスト教史研究の新たな地平へー」(恵泉女学園大学シンポジウム「東アジアキリスト教交流の未来への展望」(恵泉女学園大キリスト教文化研究所主催)、12年10月27日、恵泉女学園大学)。次に、「米軍占領下における沖縄人キリスト者の忍従と抵抗」(「関西大学3研究所合同シンポジウム」(東西学術研究所、経済・政治研究所、法学研究所主催)、12年11月17日、於関西大学)。2014年度は、本研究のちょうど中間年にあたった。それで、まず、実地調査については、以下の3回行った。2014年7月に福岡市の日本基督教団九州教区事務所内にある奄美群島のプロテスタント教会関係文献(大島、喜界島、徳之島の各個教会史等)を閲覧し、関係者から聞き取り調査を行った。次に、89月に沖縄県の公文書館、県立図書館で文献調査を行い、戦前期の教会形成と関係者の人的交流・越境についての成果があった。また、沖縄キリスト教学院では、戦後の占領軍と教会に関係について関係者からの聞き取り調査を行った。最後に、11月には、奄美大島で行われた九州教区の集会に参加し、戦後、奄美地域で教会形成に関わった当事者から有益な話をうかがい、本研究の今後について意見交換し、協力をお願いした。

以上のような成果をふまえて、本年度は、以下の2回、学会で研究発表を行った。まず、日本基督教学会第62回学術大会(9月10日)において「東アジアのキリスト教についての交流史的研究・試論ー帝国周縁部における日本教会の伝道圏形成と喜界島を事例にー」、次に、キリスト教史学会第65回大会(9月19日)において、「沖縄宣教開始後におけるキリスト教信仰の深化と越境ー伊波普猷・伊波月城・比嘉静観らをめぐってー」という題目で研究発表を行った。これらの成果をふまえて、10月から『福音と世界』(新教出版社)に「南島キリスト教史入門ー奄美・沖縄・宮古・八重山の近代とキリスト教ー」の連載をはじめた。これは、これまでの研究成果の集大成への準備である。また、本年度は、南島をキーポイントに近代以降の信徒や伝道者の越境と交流の実態を東アジア地域やハワイ・米国本土、そして、南洋群島などに視野をひろげながら明らかにしていくことで、研究のさらなる飛躍と拡大を準備した一年であった。2015年度は、本研究の総括への準備期であった。それで、まず、実地調査については、以下の4回行った。2015年8月に沖縄県の公文書館、県立図書館等で文献調査を行い、戦前期の沖縄や八重山地域の教会形成と関係者の人的交流・越境についての成果があった。次に、12月、群馬県高崎で以下の聞き取りを行った。対象者は戦後、沖縄の諸教会が日本基督教団と再合同する際の日本側の当事者であった岩井健作牧師で、当時の状況や沖縄のキリスト者との交流について話をうかがった。また、2016年2、3月に再び沖縄島で8月と同様の調査を行った。以上のような成果をふまえて、本年度は、以下の3回、学会で研究発表を行った。まず、日本基督教学会第63回学術大会(9月19日)において「1930年代以降における南島の軍事化とキリスト教」、次に、キリスト教史学会第66回大会(9月19日)において、「「戦責告白」と沖縄ー「周縁」的地域からみた日本基督教団の戦後70年ー」、最後に、東アジアキリスト教交流史研究会「第7回ワークショップin ROKKO」(1月29日)において、「沖縄伝道における「植村人脈」の展開とその意義ー日本、沖縄、石垣島、台湾を貫流する伝道者たちー」という題目で研究発表を行った。これらの成果をふまえて、昨年度から引き続いて、『福音と世界』(新教出版社)に「南島キリスト教史入門ー奄美・沖縄・宮古・八重山の近代とキリスト教ー」の連載を行った。奄美群島の調査については、他に研究分担者として参加している科研での調査とも関連して、調査がほぼ予定通りに進行している。また、新たに奄美研究についての協力者や助言者を得て、いくつかの文献史料を発見することができた。それらの成果をもとにして、学会発表を行い、徳之島と喜界島の教会形成と展開について文章化した。また、近代以降の南島キリスト教交流史についての史料の発見と整理についても前年度に引き続き、順調に行われている。それに加えて、戦後の日本本土と沖縄のキリスト教交流史についての聞き取り調査を本土でも行うことができた。この研究は、沖縄県や沖縄島に限定せず、奄美群島を含めた南島地域の戦前・戦中・戦後にわたる100数十年を視野にすすめられており、そのことによる相乗効果が順調に表れている。また、東アジアや太平洋地域、米国本土などとの交流の実態を探究することで、本研究の順調に広がりと深まりの手応えが感じられる。本年度は補助事業期間の最終年にあたるので、研究のまとめを中心に行った。調査地・期間、調査の概要については、以下の通りである。
傾斜地の気象特性とその活用に関する研究(環境共生住宅の計画・設計から)

本研究は傾斜地を対象に気象特性を正しく把握し、このような地に建てる環境共生住宅に関する計画・設計の要件を明らかにすることを目的としている。本研究では以下に示す成果を得た。1)複雑な地形を有する丘陵地域における屋外温熱環境の成因複雑地形を有する丘陵地域における屋外熱環境設計上の基礎的資料を得ることを目的として、気温分布に関する実測調査を行い、局所的な風環境や地形特性が気温分布に及ぼす影響について検討した。2)複雑地形上の風環境実測と風洞実験による考察地形因子と風環境変化の関係に関する基礎的資料を得ることを目的として、実測調査と風洞実験の両面からの検討を行った。3)斜面冷気流の特性と住宅地計画への活用可能性斜面冷気流が有する気候資源としての価値に着目し、主として都市熱環境の緩和を目的とした都市計画への可能性について検討した。まず始めに、冷気流の発生構造の把握と住宅地への影響範囲の特定を目的とした実測調査を行った。さらには数値計算により冷気流をモデル化し、冷気流の基本的な特性や周辺住宅地に与える影響を再現した。4)丘陵地域の屋外温熱環境が居住者の心理・生活面に及ぼす影響丘陵地域とその近傍の市街地域を対象として地域の熱環境特性を実測調査によって詳細に把握するとともに、地域の熱環境特性が居住者の心理・生活面(環境認識やエネルギー消費量)に及ぼす影響についてアンケート調査を行った。5)気候環境資源の活用推進システムに関する検討都市・建築計画に対して気候面の配慮を進展させることを目的として、現状の気候アセスメントの課題を明確化するとともに気候情報活用フレームの提案を行った。6)気候情報の作成とその活用方法に関する検討気候アセスメントの手順を踏まえ『地区レベル』の詳細な気候情報の収集から解析、計画指針図の作成までに至る一連の過程を実行した。1.現地の環境調査(1)定点観測:対象地区(北雲雀が丘地区)に5本のポールを設置し、地上6m(1個所20mも)の風向・風速および地上1.5mの気温の連続自動測定(1年継続)を行った。(2)移動観測:対象地区内の地上1.5mの気温と風向・風速を徒歩・バイクなどで詳細に測定(24時間測定)した。夏期、中間期、冬期の代表日(各数日)を選んで、機構の奥町を把握した。(3)対象地の気候の特徴:地区内にかなり大きな気温分布のあること、夜間よりも日中の気温分布が大きいことなどが明らかになった。これらは、都市内部で観測した傾向と大きく異なる。地区内の風向風速分布は、地形の影響を受けて複雑であるが、夜間の山からの冷気流の存在が認められた。2.気温分布の解析周辺土地利用と気温分布の相関解析を行った。市街地などでは夜間に相関が高くなるが、対象地では夜間の相関があまり高くないことがわかった。解析の結果、大局的な風の場が影響すること、山からの冷気流の存在が大きく影響することが明らかになった。丘陵地ではこれらに注意して、気温の分布を考える必要があることを明らかにできた。3.風洞実験対象地の模型を製作し、大形風洞で気流の模型実験を行った。風向・風速の実験値と観測値は概ね一致したが、夜間の傾斜地下の台地などでは風洞実験と実測値は乖離する。これは、山からの冷気の下降流の存在に対する有力な証拠である。また、対象地に高層住宅を建設したときの風場の変化も調べ、計画案により周辺風場がかなり変わることを具体的に明らかにできた。4.夜間冷気流モデルの検討

既往研究を文献調査し、Deardolfの緑地熱収支モデルを傾斜値に拡張するモデルを基本とする解析モデルの概念を決定した。1.気温分布の発生機構に関する考察昨年度に引き続き、地形の変化を有する地域の気温分布とその成因に関する考察を行った。(1)日夜各々の最高・最低気温の発生域には、季節に依存しない地域特性がある。(2)夜間の最低気温発生地域では、冷気流が気温低下に貢献する。冷気流の影響範囲は300m500mと推測される。(3)自然地域の境界では、風況の変化で気温分布形状に変化を生じるが、傾斜地域では大局場の風に加え密度差流も影響を及ぼす。(4)平坦地域と異なる気温分布の形成要因として、地形による日射環境の変化や、冷気流の存在、局所風が重回帰分析から抽出された。2.夜間斜面冷気流の発生機構上述の冷気流観測地域において定点観測を行い、冷気流の構造や発生機構について考察した。(1)冷気流は夕刻日没以前から安定して発生し、日の出を迎えるまで終息しない。(2)冷気流の流れと気温の低下は同期している。(3)冷気流の風速は最大で1.0m/s程度の微風である。(4)観測は斜面上の草地帯で行ったが、周辺の植生は冷気の生成に関与しておらず、熱源は斜面上方の森林帯と推測される。3.周辺住民の環境知覚と生活の変化調査対象地域の環境知覚と生活への影響に関して、周辺住民に対するアンケート調査を行った。また、比較のために隣接市街地でも調査を行った。(1)調査対象地域(以下丘陵地域)と市街地間で冷房用エネルギー消費量(対ベース消費量比)を比較すると、丘陵地域は有意に少ない。(2)丘陵地域の気候については、「都心との温度差」や「朝夕の涼しさ」、「特徴的な風」を感じる人が多く、肯定的意見が多数を占める。(3)屋外環境の快適構造を検討した結果、丘陵地域と市街地域では影響因子が異なる。(4)丘陵地域と市街地域間には物理環境と環境知覚の両方に相違があるが、丘陵地域内では物理環境に環境知覚が対応しない。1.斜面冷気流再現モデルの開発前年度までの、夜間の斜面地帯で発生する冷気流に関する実測調査で得られた知見を基にして、自然対流を考慮した斜面冷気流の再現モデルを開発した。その結果、冷気温や流速の再現性が確認され、上空温度や斜面形状、土地利用から発生する冷気流の特性を予測することが可能となった。2.住民の環境知覚と環境資源の活用状況に関する検討前年度に引き続き、屋外熱環境が居住者の環境知覚や生活面に対する影響の把握を目的としてアンケート調査を行った。その結果、丘陵地域と市街地域間のマクロスケールにおける地域差に加え、500m程度の地区・街区スケールにおいても居住者の環境知覚やエネルギー消費量に違いが認められた。一方で、同じ地区・街区内においても居住者意識・資源活用状況は様々であり、熱環境情報の提供によるさらなる気候調和型生活の可能性を有することが示された。3.都市・建築計画への適用を目的とした気候情報活用システムの検討自治体や開発者に対して気候環境資源に関する意識調査を行うことによって、現状の都市計面や建築計画における気候環境資源活用上の問題点を抽出した。それらの課題を踏まえ、情報作成・管理など運営上の実情を念頭に置いた気候情報活用システムの提案を行った。
熱帯モンスーン林における天然林から人工林への転換が流域水資源量に及ぼす影響の評価

熱帯モンスーン気候下において、天然樹種と外来樹種の蒸散量と蒸散特性、さらに成長と水消費の関係を明らかにし、天然林から人工林への転換がその周辺水環境に与える影響を検討することを目的とした。今年度は調査地であるカンボジアで天然樹種2種と外来樹種2種の蒸散量とその季節変化、その年変動を把握することを目標とし、物理環境計測に加えて国内で構築した樹液流計測システムを用いた長期観測を継続した。併せて、より詳細な樹木の水利用について解明を進めるために葉の水ポテンシャル計測を行った。さらに、対象地のバイオマス把握のため、1haの植生調査及びバイオマス調査を行った。調査地の降水量は乾季(2008年12月-2009年4月)は378mmとなり昨年乾季よりも少なく、乾燥の強い乾季であった。外来種であるA.auriculiformisでは、乾燥期間で蒸散量の減少が見られたが、S.roxburghli, E. camadilansis, D. obtusifoliusの3樹種では乾季後半においても高い蒸散量を維持していた。したがって、A. auriculiformisでは飽差が増大するにつれて気孔応答が敏感に反応していることが明らかとなった。他の3種では、飽差が増大しても気孔を閉じることなく蒸散(光合成)を行っていると考えられた。この地域では降雨がほとんど見られなかった2010年乾季においても地下水位が3m付近である。A. aurlculiformisに比べると、その他の3樹種は、根系を発達させて乾季でも地下水へのアクセスを可能にしており、水分供給を行えていることが示唆された。今年度は調査地であるカンボジアで天然樹種2種と外来樹種2種の蒸散量とその季節変化を把握することを目標とし、物理環境計測に加えて国内で構築した樹液流計測システムを用いた長期観測を行った。さらに、各樹種の葉面積やバイオマスを把握するため、伐倒調査によるアロメトリー測定を行った。調査地の降水量は乾季(2008年12月-2009年4月)は378mm、雨季(2008年5月-11月)は1605mmで、比較的降水量が多い乾季となり、4月後半に小雨季が存在した。またこの乾季は湿度が高く、乾季の間の日中飽差ば雨季に比べても低かった。したがって、今年の乾季は例年に比べ弱い乾燥の年であったと考えられる。2009年9月には、地下水位が地下30cm付近にまで上昇していることが確認された。対応して土壌体積含水率も9月から11月にかけて湿潤であったがその後減少し、2009年1月には60cm深の値が0.2m^3m^<-3>を下回った。観測開始日より1年間のA.auriculiformis及びS.roxburghiiの単木蒸散量を比較した。雨季後半に比べると、乾季の後半にA.auriculiformisで蒸散量の減少がみられた。しかし、在来樹種であるS.roxburghiiはこの期間、蒸散量の減少は観察されず、土壌水分の減少後(2月以降)も高い蒸散量を維持していた。したがってS.roxburghiiはA.auriculiformisに比べ乾季でも安定して吸水していることが推測される。一方、雨季の蒸散量は樹種間でのばらつきはほとんどなく、本調査地での雨季における外来樹種の蒸散量は天然樹種の水消費量とほぼ同程度であることが分かった。

A. aurlculiformisに比べると、その他の3樹種は、根系を発達させて乾季でも地下水へのアクセスを可能にしており、水分供給を行えていることが示唆された。
化学の基礎を直感的に理解するための組立式３Dクラフト教材の開発と効果検証

高校化学の教科書では,本文の複雑さを補うために多数の図表が用いられているが,図表の読み取りや図表と本文の関連付けが苦手な学習者も多く,教科書理解が深まらないケースが少なくない。本研究では,図表の読み取りを強化して化学の本質的理解を促進するための教材開発を目的として,『化学の基礎を直感的に理解するための組立式3Dクラフト教材の開発と効果検証』を実施する。当面は,より広範囲な元素の電子配置模型,イオン化エネルギー,電子親和力,電気陰性度を対象とし,製作した教材を学習者に組立・観察してもらうことにより,化学の基礎の本質的理解を目指す。教育効果の検証として,リーディングスキルテストを実施する。
子宮内膜間質細胞の脱落膜化によって活性化されるグルコース代謝の生物学的意義の解明

子宮内膜の脱落膜化は胚の着床、妊娠の成立に必須の現象である。脱落膜化により子宮内膜間質細胞はグルコースの取り込みが増加する。本研究においては、グルコースが転写因子FOXO1と脱落膜化マーカーであるPRLおよびIGFBP-1のプロモーター領域の転写活性化ヒストン修飾を増加させることによって脱落膜化に促進的に貢献している生理活性物質であるメカニズムを示した。脱落膜化過程で起こる多くの遺伝子の発現変化は、ヒストン修飾というエピジェネティックな側面からも制御を受けている。次世代シークエンサーを用いたゲノムワイド解析により、脱落膜化でヒストン修飾の変化を伴い発現が上昇する遺伝子群の中にインスリンシグナル関連遺伝子群が存在している。本研究では、インスリンシグナル遺伝子群の活性化が脱落膜化にどのように関与しているのかを解明する。RNA-sequenceの結果より、ヒストン修飾の増加を伴い発現が上昇したインスリンシグナル関連遺伝子群(INSR, IRS, MAPK10, AKT3)は、バリデーションのためにH3K27ac抗体によるChIP-qPCRとrealtime RT-PCRを行った。その結果、これらの遺伝子は、脱落膜化によりヒストン修飾が増加し、発現が上昇していることを確認した。また、グルコースの取り込み能が上昇していた。インスリンシグナルの機能のひとつであるグルコースの取り込みに注目し、脱落膜化でのグルコースの役割について検討した。ESCを通常培養よりも低濃度のグルコース含有の培養液下で脱落膜化を誘導すると、脱落膜化マーカーであるIGFBP-1、PRL遺伝子発現の上昇が抑制された。また、IGFBP-1とPRL発現に関与する転写因子FOXO1の発現の上昇も抑制された。FOXO1の脱落膜化マーカー発現への関与を確認するためにFOXO1をノックダウンしたESCについて、脱落膜化を誘導したところ、IGFBP-1とPRLの発現の上昇が抑制された。以上より、脱落膜化で上昇するESCグルコースの取り込みは、IGFBP-1とPRLの転写因子であるFOXO1の発現上昇に寄与していることが明らかとなっている。脱落膜化における子宮内膜間質細胞のインスリンシグナル活性化とインスリンシグナルにより取り込まれたグルコースの役割を明らかにするために1ChIP-sequenceとRNA-sequenceの結果のバリデーションをとる。2脱落膜化にはグルコースが不可欠であることを明らかにする。3グルコースによる脱落膜化の分子メカニズムを明らかにする。以上の計画を立てた。現在、1、2まで進んでおり、1ChIP-sequenceとRNA-sequenceの結果を受けて、脱落膜化でインスリンシグナル遺伝子群がヒストン修飾の増加を伴い発現が上昇しているのかバリデーションをとった。また、2低グルコース培養下での脱落膜化誘導実験により、脱落膜化にはグルコースが必要であることを調べた。以上より、研究はおおむね順調に進展しているといえる。ヒト子宮内膜間質細胞の脱落膜化(分化)は着床のために必須の現象である。この脱落膜化過程では、多くの遺伝子において、発現の劇的な変化が起る。遺伝子発現は、転写因子のみで調節されるのではなく、転写因子の受け手側であるDNAのヒストン修飾等のエピジェネティックな調節機構によっても制御されている。ゲノムワイド解析により、脱落膜化過程ではインスリンシグナル関連遺伝子群がヒストン修飾の増加を伴って発現が上昇することが分かっている。また、脱落膜化により子宮内膜間質細胞はグルコースの取り込みが増加する。本研究では、脱落膜化過程におけるグルコースの積極的な取り込みの必要性を探求し、グルコース代謝のメカニズムおよびグルコースによる遺伝子発現調節について遺伝子レベル・分子レベルで解明し、グルコースの役割について解明を行った。低グルコース環境で脱落膜化を誘導すると脱落膜化マーカーであるPRLおよびIGFBP-1遺伝子の発現が抑制され、脱落膜化にはグルコースが必須であることが示唆された。同時に、脱落膜化過程での重要な転写因子のひとつであるFOXO1の発現も抑制された。通常グルコース濃度で脱落膜化を誘導すると、PRLおよびIGFBP-1遺伝子のプロモーター領域のH3K27acは増加するが、低グルコース環境ではその増加が抑制された。FOXO1のプロモーター領域のH3K27acも脱落膜化によって増加したが、この増加も低グルコース環境により抑制された。本研究においては、グルコースが転写因子FOXO1のエピジェネティクスを変化させることによって発現を上昇させているだけでなく、PRLおよびIGFBP-1のプロモーター領域のヒストン修飾を変化させることにより、子宮内膜間質細胞の脱落膜化に促進的に貢献している重要な生理活性物質であることを示した。今後、研究計画3のインスリンシグナルの活性化により取り込まれたグルコースが脱落膜化にどのように貢献しているのか分子メカニズムを明らかにしていく。そのために、低グルコース培養下で培養したESCについてH3K27acによるChIPを行い、低グルコース培養下で発現の上昇が抑制されたFOXO1のChIP-qPCRを行う。この実験により、脱落膜化におけるグルコースとFOXO1の発現上昇との関連性を調べ、グルコースが担う脱落膜化の分子メカニズムを明らかにしていく。

生殖内分泌予備実験が完了していたので、グルコースの取り込み実験に使用する高価なキットを節約することができた。PCRやウェスタンブロットの試薬を節約することができたため。グルコースのFOXO1発現への分子メカニズムを調べるために、FOXO1のChIP実験を行う予定である。平成28年度には、FOXO1抗体が必要となってくる。FOXO1のChIP実験の条件検討はこれからである。この実験の最適化を行うために十分な抗体量を確保したい。これらの実験を行う購入費に充当する。
電着法による強度と熱的安定性が卓越したナノ粒子分散型バルクナノ金属の創成

昨年度は、電解液にWO3粒子を懸濁させた電析共析法により、粒径が約40nmの母相ナノ結晶ニッケル中に10nm以下のWO3粒子が分散したナノ粒子分散ナノ結晶ニッケルを合成することに成功した。結晶粒径が同程度のナノ結晶組織を有する純ニッケルよりもビッカース硬度にて100HV程度硬化していたが、析出強化機構(オロワン機構)から推定される硬度上昇には至らなかった。この結果を受けて,今年度は分散粒子径や分散量、母相結晶粒径を系統的に変化させて強化機構を明らかにする予定であったが,分散粒子の凝集や偏在の問題が解決できなかった.そこで、析出反応系であるNiーP合金を用いて、時効強化による研究を行った。電解液を種々検討することにより、Ni3P析出量を制御しつつ母相ニッケル結晶粒径を10ミクロン程度から100nm以下まで系統的に変化させることが可能になった。その結果は同レベルP含有量について結晶粒径がナノオーダーまで微細化すると析出強化による硬化量がミクロンオーダーの結晶粒径を有する場合に比較して低下することが明らかになった。すなわち、ナノ結晶材料では粒界関与型の変形機構に変化するため、いわゆる転位阻止型の析出機構は有効に作用しないと考えられる。24年度が最終年度であるため、記入しない。本公募研究班の目的は、電着法により母相の結晶粒径よりもさらに微細な分散粒子を含むバルクナノメタルを作製し、強度や変形機構に及ぼす分散粒子の影響を明らかにするとともに、ナノ結晶材料の分散強化の可能性や、熱的安定性向上の可能性を明らかにすることを目的とする。平成23年度は、これまでの予備試験結果をもとに酸化物としてWO_3に焦点をあてて、電解条件とWO_3析出量、分散粒子径、母相結晶粒径等の関係を明らかにした。電流密度やWO_3懸濁量等を変化させて実験を進めたが、申請書にも記載したように、WO_3粒子は電析過程で10ナノメートル以下に微粒子化されて、母相Ni電着板に取り込まれていることを確認した。現在は厚さが0.1ミリが限界であるため、機械的性質として硬度試験を行い、結晶粒径が同程度のナノ結晶純ニッケルよりも100HV程度、増加していることを確認した。しかし、オロワン機構から推定される硬度上昇には至らなかった。原因としては、ナノ結晶材の変形機構(たとえば粒界すべりなど)に起因する本質的な現象なのか、あるいはWO_3の分散性や微粒子化していない粒子による実質的なWO_3減少かは明らかにできていない。今後の課題である。次年度は、公募班研究の最終年度となる。まずは本年度の課題として残った以下の項目ついて検討を行う。(1)WO_3粒子の分散性の向上、(2)WO_3析出量の増加。いずれも電解液の調整が重要となるが、現在の構成員では難しい課題でもあり、さらに専門の研究者との連携を考えて研究を進める。そして、分散微粒子がナノ結晶金属の機械的性質に及ぼす影響を検討し、その変形機構の解明に寄与するとともに、分散強化や熱的安定性の可能性を明らかにしていく。当初の計画どおりに、おおむね順調に進展している。研究計画の変更は予定していない。次年度は最終年度となるため、データを整備し、論文発表につなげる。
代理意思決定者の意思決定過程と心理・社会的影響および医師の認識・態度に関する研究

主に3つの大きな成果があった。第一に本邦の医療現場で行われている代理意思決定の背景、実態、代理意思決断前後の心理状態について現状を把握し、今後の代理意思決定における課題や対策を探索することを目的に、半構造化面接による探索的個人インタビューを15名の一般人に対して行った。その結果を『うえの式質的分析法』を用いて質的な分析を実施した。インタビューで得られたデータを逐語録にしたのち、以下の手順で分析を行った。生データの文章は全て分析の対象とし、分析者全員が各自全ての文章を読み込んだ。同一の内容に関する文章あるいは文章の途中でも区切りをつけ、その塊をコードとした。コーディングの時点では簡潔な表現にすることはしなかった。そのため今回の分析結果で示すコードは、インタビュー参加者の語りがそのまま表記された形となった。その後、内容の類似したコードをまとめ、サブカテゴリーとし、共通する内容を表すようにネーミングを行った。類似したサブカテゴリーをさらに抽象度を上げ、カテゴリー、コアカテゴリーとしてまとめた。分析の信頼性・妥当性確保するために調査者5名で分析を行い、分類やコードなどが一致するまで議論をして確認した。現在、当該結果をもとに論文作成中であり、2019年度中に学術雑誌に投稿予定である。第二に前述のインタビューの質的分析をもとに全国横断調査用の質問票案を作成した。現在本邦における代理意思決定に関わる約40の質問案を作成しており最終版が完成次第、倫理審査委員会に審査を申請する予定である。承認が下りたのちWEB調査を実施する。第三に代理意思決定を含む医療に関する諸問題についての調査を、全国の大学病院神経内科通院中に約100名の患者を対象に、WEB調査で実施する。本調査については質問票が完成し、現在倫理審査委員会に申請を提出している状況である。質的な半構造的インタビューの解析が完了し、論文草稿が執筆中である。また、同インタビューでの知見を基にした量的研究のための質問票も完成しつつあり、2019年度内には調査が実施できると予想される。さらに新たな全国大学病院神経内科受診患者を対象したWEB調査も倫理委員会の承認が得られ次第実施できる状況となっている。定期的な研究ミーティングを行い論文および質問票を完成させる。倫理委員会の修正要請には迅速に対応し遅滞なく承認を得る。WEB調査会社の選定は完了しているので、倫理承認後はすばやく調査委託を行う。入手した調査結果は研究目的に合わせて適切に統計解析を行う。平成30年度に予定通り、探索的質的個人インタビューを実施した。その解析に質的研究の専門家にも参画してもらい厳密に実施したために当初より時間を要し、研究打ち合わせや予定していた学会発表などが遅れたため次年度使用額が生じた。また想定していたよりも委託業者への支払額を低く抑えることができた。

当該インタービューの結果を用いた本研究計画の主たる調査である全国横断量的調査は、現時点で調査の準備がかなり進んでいるため、2019年度中に問題なく実施できる予定である。
器官再生における各組織幹細胞の普遍的活性化機構の解析

アフリカツメガエル幼生(オタマジャクシ)尾の再生は、切断した際に脊髄・脊索・筋を含む尾を再生するという高い再生能を示す。幼生尾再生は、各組織中に存在する組織幹細胞が尾の切断により各々活性化され、(細胞運命が拘束された)未分化細胞を生み出し、これらが分化して各々の組織を再形成する様式であるとされる。本研究は、尾再生時における各組織幹細胞の活性化もしくは活性化状態の維持に、組織の種類を問わない普遍的な機構があるとの作業仮説をたて、また当研究室で同定された尾再生時の再生芽(その後再生尾を形成する増殖細胞集団)の増殖細胞に選択的に発現しているinterleukin-11(il-11)がこの機構に関わると考え研究を行っている。本研究期間では、(1)尾再生においてil-11が複数組織の未分化細胞の誘導・維持に必要十分であることを示した内容の論文をNature Communications誌にて発表した。幼生尾再生において複数種の未分化細胞の誘導・維持を単一の因子が担うことを示すもので、未分化細胞の誘導・維持の機構が各組織で共通であることを意味するものと考えている。(2)尾切断時のIL-11シグナリングの下流に位置すると考えられる遺伝子群について、これらの再生過程での発現量変動が再生の進行とよく相関することを見出した。本研究の最終年度では、(2)で得られた因子のうち一つについて機能阻害時に尾再生が阻害されることを見出し、この因子がIL-11シグナリングの担う未分化細胞の誘導・維持という機能に関わる実働因子ではないかと考えている。幼生尾再生は、各組織中に存在する組織幹細胞が尾の切断により各々活性化され、(細胞運命が拘束された)未分化細胞を生み出し、これらが分化して各々の組織を再形成する様式であるとされている。本研究期間では、Crispr/Cas9法を用いてil-11モザイクノックアウト個体(以降、il-11ノックダウン(KD)個体)を作出しil-11の尾再生への関与を解析した。現在までに、il-11をKDすると尾再生が阻害されること、これは複数組織の未分化細胞の誘導・維持の障害に因ること、またil-11を強制発現させると複数組織の未分化細胞が誘導されることを見出した。幼生尾再生において複数種の組織幹細胞がil-11というたった1種類の因子により活性化と未分化状態の維持がなされることを強く示唆する結果であり、先に述べた作業仮説が証明されつつある。本結果を含む内容の論文をNature Comm.誌に投稿したところ査読者より高い評価を得て、現在リバイス中である。また、関連論文が1報Dev. Growth Differ.に受理されている。アフリカツメガエル幼生尾再生において再生芽増殖細胞にて選択的に発現するil-11の再生への関与について解析を行った。これまでに以下のような結果を得ている。il-11 KDにより尾の再生が阻害されること、このときil-11を強制発現させるとこの表現型がレスキューされることからil-11が尾再生に必要であることを示した。次に、il-11が再生のどの過程に関わるかを探るため、野生型個体とil-11 KD個体とで尾切断後の発現遺伝子の違いをRNA-seqで解析したところ、il-11 KD個体では脊髄・脊索・筋の未分化細胞マーカー遺伝子の発現低下が見られ、これよりil-11は再生が進行する際にその後再生組織を形成することになる未分化細胞集団の維持に関与することが考えられた。さらに、尾切断時の未分化細胞の誘導にも関わるかを調べるため、尾を切断していない個体においてil-11を強制発現させたところ、前述の未分化細胞マーカー遺伝子の発現誘導が見られた。これは尾切断により誘導される他の因子なしにil-11単独で各組織の未分化細胞が誘導されることを示し、再生の最初期過程の人為的再現に成功したことを意味する。これらの点を踏まえ、当初の計画以上に進展していると判断した。当該年度では、(1)尾再生においてil-11が複数組織の未分化細胞の誘導・維持に必要十分であることを示した内容の論文をNature Communications誌にて発表した。

幼生尾再生において複数種の未分化細胞の誘導・維持を単一の因子が担うことを示すもので、未分化細胞の誘導・維持の機構が各組織で共通であることを意味するものと考えている。この結果を受け、尾再生におけるIL-11シグナリングの作用点の解析を行った。まず、(2)尾切断時のIL-11シグナリングの下流に位置すると考えられる遺伝子群について、これらの再生過程での発現量変動が再生の進行とよく相関することを見出した。この遺伝子リストは未分化細胞の維持に関わる実働分子の探索に有用であると考えられる。また、(3)IL-11受容体α鎖をコードする遺伝子(il-11ra)をノックダウンしたところ、il-11ノックダウン時と同様の尾再生阻害が観察されたがよりシビアな表現型であった。今後のIL-11シグナリングの解析にil-11raノックダウンの系も有用であると考えられる。アフリカツメガエル幼生尾再生において再生芽増殖細胞にて選択的に発現するil-11の再生への関与について解析を行った。当該年度では、(1)尾再生においてil-11が複数組織の未分化細胞の誘導・維持に必要十分であることを示した内容の論文をNature Commun.誌にて発表した。(2)我々の先行研究で、il-11ノックダウン個体と野生型個体とで尾切断後の発現遺伝子の比較により、尾再生時のIL-11シグナリングの下流遺伝子群が得られていた。これらの遺伝子群のうち特に発現変動の大きいもの10個について尾切断後の再生過程における経時的な発現量変動を定量RT-PCRにより解析したところ、全ての遺伝子が尾切断とともに発現誘導され、再生芽が顕著となる切断3日後までに発現量のピークを迎え、再生が収束へ向かう5日後までにその発現量が低下するという、再生の進行とよく相関する発現量変動を示した。またそのうち5つについて再生尾での発現部位をin situ hybridizationにより解析したところ、再生中の組織での顕著な発現が観察された。再生におけるIL-11シグナリング下流で、未分化細胞の維持機構に関わる実働分子である可能性を検討している。(3)また、IL-11を受容する細胞の再生尾形成への寄与を解析する目的で、IL-11受容体モザイクノックアウト個体における再生尾組織中のIL-11受容体欠損細胞の存在率の検討を計画した。これに先立ち、CRISPR/Cas9法によるIL-11受容体α鎖遺伝子(il-11ra)のモザイクノックアウト個体作出を行ったところ、この個体はil-11ノックダウン個体と同様(であるがよりシビアな)の尾再生阻害を示した。これよりil-11raモザイクノックアウト作出系の構築が為された。アフリカツメガエル幼生(オタマジャクシ)尾の再生は、切断した際に脊髄・脊索・筋を含む尾を再生するという高い再生能を示す。幼生尾再生は、各組織中に存在する組織幹細胞が尾の切断により各々活性化され、(細胞運命が拘束された)未分化細胞を生み出し、これらが分化して各々の組織を再形成する様式であるとされる。
フェルガナ渓谷の環境リスクとヒューマン・インセキュリティ-水資源を中心に-

ウズベキスタン、キルギス、タジキスタンにまたがり、中央アジアで最も人口密度が高く、最も肥沃な農業地帯で、かつ天然資源が豊富なフェルガナ渓谷は、現在ソ連邦時代からの遺物である環境破壊、とくに産業廃棄物による土壌・水汚染と水欠乏が著しい地域である。このような環境破壊は人間と人間社会のセキュリティを著しく歪め、さらに資源獲得競争と人口圧力と相俟って、フェルガナおよびその周辺地域の政治的社会的不安定をもたらしている。この研究では、まず当該地域の水資源と産業廃棄物からもたらされている環境リスクの内容を分析し、次にこの環境リスクがフェルガナおよびその周辺地域・国の経済・社会・政治的構成に与えている影響とそのメカニズムを解明することを目的とした。19年度は、現地調査を含め前半部分の研究を実施した。研究はウズベキスタンとキルギスの現地研究者と共同で実施された。そのうち、今回は3名の研究をまとめた。研究代表者は、フェルガナ渓谷の環境リスクの実態を、産業廃棄物、水資源、農地、自然災害などに分類し、これらがヒューマン・セキュリティを以下に阻害しているかのメカニズムを明らかにした。ウズベキスタンの海外共同研究者(タシケント国立経済大学准教授マハマトジョン・カシモフ)は、中央アジアの独立以降フェルガナ渓谷の農村地帯で起こっている社会経済的な変化を農地所有の自由化と農地経営の多様性に焦点を合わせて実態調査した。そこでは新に企業家的な経営を確立できた農民とこれに預かれない農民との経済格差がますます拡大している実態が解明された。キルギスの海外共同研究者(キルギス・アカデミーの社会学者アイヌール・エルバエヴァ)は、独立以後のキルギス共和国で起こっている人口問題を、エスニシティ、労働、移民という視点から分析し、これに対する国家の法的対応と個人レベルの生活の安全保障を論じた。
RNAに特異的に作用する新規人工核酸(アンチセンス)の合成と抗エイズ作用

抗エイズ作用を有する新規人工核酸(アンチセンス)の開発を目的として、各種oligodeoxynucleotide(ODN)の合成及び機能性について検討した。まず最初に、5′位のメチレン基を欠いた、各々のnucleoside間が一メチレン鎖短い安定な人工核酸、炭素環5′-NOR ODNを合成した。特に、deoxyadenosine(dA)及びthymidine(T)のHomo-ODNを合成し、UVスペクトルで詳細に分析した結果、RNAと特異的に安定なcomplexを形成する事が判明した。また、各種核酸分解酵素に対して、phosphorothioate型ODN(S-ODN)と比較しても非常に安定であるODNを見い出した。そこで残りの核酸塩基である炭素環5′-NOR deoxyguanosine誘導体の合成について検討し、S-ODNで抗エイズ活性を有するアンチセンスの塩基配列を有する、炭素環5′-NOR ODNの合成について検討を行っている。更に、一部を炭素環5′-NOR dAで置換したアンチセンスODNを合成し、現在抗エイズ作用について検討を行っている。また、先程とは逆に天然型のDNAに比べて更に1メチレン基追加した構造をもつ、新規な人工核酸3′-O-Phosphonylmethyl(PM)-ODNの合成について検討した。現在、dA及びTのMonomerを既に合成し、そのODNの合成について検討を行っている。更に、先程の炭素環5′-NOR-nucleoside誘導体を用いて、α側に存在する、酵素ーリン結合間にメチレン基を導入した誘導体、即ち、3′-O-PM-及び2′-O-PM-炭素環5′-NOR-ODNの合成について検討した。現在、dA及びTのMonomerの合成を行い、そのODNの合成について検討を行っている。
溶融高炉スラグからの高度熱回収プロセス

高炉式製鉄法では、スラグは1500°C程度の高温溶融状態で排出される。本研究では、流動層を用いた溶融スラグ熱回収プロセスを提案した。コールドモデル実験では、低温で溶融する模擬スラグを流動層内に滴下して、固化物への流動媒体取り込み量を評価し、模擬スラグ物性との関係を調べた。1400°C程度で溶融した実際のスラグを600800°Cの固化スラグ粒子流動層に滴下し、固化物の形態に及ぼす流動層温度の影響を調べた。日本で溶融高炉スラグの排出に伴って排出される熱は、日本全体の石炭使用量の約2%に相当するが、溶融スラグからの熱回収は行われていない。溶融高炉スラグからの熱回収プロセスとして、流動層へ溶融スラグを滴下して層内で固化させ、そのときに発生する熱を流動媒体へ移動し、流動媒体から層内伝熱管へ導き、その伝熱管から高温高圧蒸気として熱回収をすることを提案した。このプロセスを実用化するための基盤研究として、模擬スラグ(溶融ワックス、溶融ブドウ糖)と流動媒体を流動層に連続供給し、固化模擬スラグを底部から連続排出するコールドモデル実験装置を作成した。流動層コールドモデルに模擬スラグを連続的に滴下し、装置底部から連続的に固化模擬スラグを抜き出した。層壁面から周囲への総括伝熱係数を実測し、模擬スラグ持ち込み熱、層壁面からの熱ロス、流動媒体排出で排出される熱、ガスの持出熱を考慮した熱収支計算から、模擬スラグ中の熱は固化の過程で流動層へ円滑に移動することがわかった。模擬スラグ固化物への粒子取り込み量を測定した。スラグへの粒子取り込み量は模擬スラグと流動媒体の組み合わせで異なるが、スラグ供給速度にはあまり影響されなかった。炉内の圧力変動の周波数解析を行い、固化物が流動層内に蓄積したときと良好な流動状態との圧力変動周波数ピークの違いから、固化物炉内蓄積を検出することができた。また、模擬スラグ固化物への粒子取り込み量に影響すると考えられるスラグ物性値として、液体の表面張力を測定する実験方法について、標準物質として水とエタノールを用いて実験を行い、文献値との一致を見た。このプロセスを実用化するための基盤研究として、模擬スラグ(溶融ワックス等)と流動媒体を流動層に連続供給し、固化模擬スラグを底部から連続排出するコールドモデル実験を行った。本年度は模擬スラグの物性値として粘性が模擬スラグ固化物への粒子取り込み量に及ぼす影響を評価した。各種模擬スラグを用いて実験を行ったところ、同一の模擬スラグならば粘性が高いほど粒子取り込み量が低下することがわかった。しかし、実用化を考えると粘性を高くすることはすなわち溶融スラグを予備的に冷却する必要があることであり、これは熱回収にとって不利な状況である。また溶融スラグ粘性が低くて取り込み量が多いほど塊が大きくなり排出が円滑にできなくなる懸念がある。そこで、本年度では、スラグ液滴の粒径を制御するための新しい方法として、流動媒体を一部抜き出して高速の気流中に分散させて、スラグ液に吹き付けることで、そのせん断力をつかって液滴を小さくすることを提案し、実験装置を改造してコールドモデル実験を行った。スラグ液に流動媒体含有高速気流を吹き付けることで生成する塊の大きさを小さく制御できることがわかった。このプロセスを実用化するための基盤研究として、模擬スラグ(熔融ワックス等)と流動媒体を流動層に連続供給し、固化模擬スラグを底部から連続排出するコールドモデル実験を行った。本年度は模擬スラグの物性値として表面張力が模擬スラグ固化物への粒子取り込み量に及ぼす影響を評価した。各種模擬スラグを用いて実験を行ったところ、同一の模擬スラグならば表面張力が高いほど粒子取り込み量が低下することがわかった。

昨年度行った粘性が粒子取り込み量に及ぼす影響と比較したが、両者とも単独では異なった模擬スラグ間の粒子取り込み量の違いを説明することはできず、さらに温度低下モデル計算などが必要であると考えられる。さらに、本年度は、実際に1400°Cの高温でスラグを溶融して、高温の固化スラグ粒子を流動化させた流動層に滴下する実験を行った。生成した固化物の形状は流動層の温度によって影響され、温度が高いと扁平な形状になったが温度が低いと楕円体形状になった。また固化物内部構造も流動層温度の影響を受けることがわかった。また、流動媒体である固化スラグ粒子粉砕物を高温で流動化させると、内部の結晶化の度合いが変化することがあることもわかり、本プロセスにおける副産物である固化スラグの品質調整のための手段として流動層温度は重要な役割を果たすことがわかった。投入した溶融スラグの質量と生成した固化物の質量から、流動媒体取り込み割合を評価することができた。