hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
プラントワイド制御システムのモデリングとシミュレーション

プラントワイド制御システムは連続制御システムおよびシーケンス制御システムから構成される。さらに通常はプラントオペレータがこの制御システムを使って監視操作を行っている。このような性質の異なる制御要素を含む運転制御システムを設計する際にはダイナミックシミュレーションによる特性評価が必要になる。このため平成9年度は、連続プロセス、離散事象、シーケンス制御を含むプラント全体のシミュレーションを実行するための系統的な方法について検討した。モデリングの基本的な考え方をまとめたあと、混合系のための汎用シミュレーションプログラムを開発した。平成10年度には、プラントワイドの制御システムの代表例として、パイプレスバッチプラントにおけるシステムの運用について考察した。各操作タスクを実行するステーションへ容器(槽)を移動させることによって、製品製造の各工程を順次実行するこの方式の運用(制御)のモデル化を行った。つづいて各設備の台数やレイアウト、移動槽の移動ルール、ジョブのスケジューリングなどの設計要素とプラントのパフォーマンスの関係を調べた。静的および動的要因が複雑に絡んだパイプレスバッチプラントの設計問題はプラントワイドの制御(運用)システムの設計でもある。このような設計問題に対して、設計案の提案とシミュレーションによる設計評価をくりかえす実用的なプラント設計手法を提案し、具体的にモデリング部、シミュレーション部、評価部から構成された設計支援システムを開発した。このシステムではいろいろな要素の代替案を簡単にシミュレーションで評価することができる。プラントワイド制御システムは連続制御システムおよびシーケンス制御システムから構成されている。このような性格の異なる制御要素を含む運転制御システムを設計する際にはダイナミックシミュレーションによる特性評価が必要になる。このため本研究では、連続プロセス、離散事象、シーケンス制御を含むプラント全体のシミュレーションを実行するための系統的な方法を開発した。本手法の特徴は、連続系をブロック化した上で、これらのブロックを離散系の事象から自由に稼働・停止できるようにしたことである。また離散系と連続系やシーケンス制御系との結合のためには従来の離散系シミュレーションで使われてきたスケジュール表を拡張した結合表を新たに導入した。シーケンス制御系については実際に使われているシーケンス制御システムの記述方法になじむように、ポインタを用いて制御プログラムのステップを進ませるようにした。これらのモデリングの基本的な考え方をまとめたあと、混合系のための汎用シミュレーションプログラムを開発した。本プログラムでは各要素について基本的なモデルを用意している。プログラムの有効性を検証するため、オペレータが介在するバッチ反応器と連続プロセスが結合した化学プラントの運転制御シミュレーションに適用した。このシミュレーションは制御系設計の評価に役立つばかりでなく、モデル予測制御の考え方を応用したプラント運転支援システムの一部としても利用できることがわかった。今後移動槽をもちいるパイプレスバッチプラントの運転シミュレーション等を行い本プログラムの有用性をさらに調べる予定である。プラントワイドの制御システムの代表例としてパイプレスバッチプラントにおけるシステムの運用について考察した。パイプレスバッチプラントでは、各操作タスクを実行するステーションへ容器(槽)を移動させることによって、製品製造の各工程を順次実行する。まずこの方式の運用(制御)についてその基本概念とシステム要素について整理した。つづいて各設備の台数やレイアウト、移動槽の移動ルール、ジョブのスケジューリングなどの設計要素とプラントのパフォーマンスの関係を調べるシステム解析の方法について考察した。各システム要素のモデリングを行い、具体的に設計案が与えられた場合にシミュレーションを行える環境を構築した。パイプレスバッチプラントは、設備の能力とともにその運用方法によって生産性が大きく影響を受ける。それゆえプラントの設計にあたっては、各設備の静的な特性とともに動的な運用方法をも考慮にいれて設計する必要がある。このように静的および動的要因が複雑に絡んだパイプレスバッチプラントの設計問題はプラントワイドの制御(運用)システムの設計とみなすことができる。このような設計問題に対して、設計案の提案とシミュレーションによる設計評価をくりかえす実用的なプラント設計手法を提案し、具体的にモデリング部、シミュレーション部、評価部から構成されたパイプレスバッチプラントの設計支援システムを開発した。
生きた脳の三次元イメージングを可能にする多光子励起化合物の開発

多光子励起蛍光顕微鏡は、生体を動的かつ三次元的に高い空間分解能で可視化する装置として普及が進んでいるが、「生きた」脳の多光子励起蛍光顕微鏡観察は未だ深さ数百μm程度までしか実現してしない。本研究では、このボトルネックを解消するために、生体に対する光透過性が高い波長で高効率な多光子励起・発光が可能、脳にダメージを与える有機溶媒を用いる必要がない高い水溶性、血液脳関門(Blood-Brain-Barrier, BBB)をクリアし脳内を自由に往来できる低分子量、アルツハイマー病やALSなどの神経変性疾患の原因物質とされるタンパク質凝集体に局在、の4つの条件をすべて満たす蛍光プローブを開発する。
ライブセルイメージングによる卵胞基底膜形成過程の可視化と機構解明

次世代を生産する生殖現象では、その担い手である雌動物の生殖細胞である卵子が生体内で生産される機構を解明することは動物生産あるいはヒト生殖医療において現在、重要な課題となっている。本研究では、哺乳類の卵巣内における卵母細胞と卵母細胞の発育をサポートする卵胞の発育機構および選抜過程のメカニズムを解明し、どのような資質をもつ卵母細胞・卵胞が発育を開始するのか明らかにすることを目的とする。哺乳類の卵巣内では未発育な卵母細胞が袋状の構造をとる卵胞に1個ずつ囲まれて数万から数十万個存在し、卵母細胞は卵胞から発育に必要な因子を受け取りながら卵胞とともに発育することが知られている。そこで、卵巣内において卵胞構造の維持に必須と考えられている卵胞基底膜の構成成分である細胞外マトリックスに焦点を当て、細胞外マトリックスの合成・分解機構と発育因子の卵胞内部への流入過程、そして卵胞発育への詳細なメカニズムおよびこれらの関連性を卵巣の体外培養技術を用いて明らかにすることで卵母細胞および卵胞の発育・選抜機構の解明をめざす。平成30年度は、新生子マウス卵巣をもちい、卵胞形成時および初期の卵胞発育期において卵胞基底膜の構成成分である細胞外マトリックスがどのように分解・再合成が行われるかについて研究を進めた。卵巣を体外培養する過程で、細胞外マトリックスを分解を調整する試薬を培養培地に導入し、卵胞形成にどのような影響を与えるか解析を行った。平成30年度の研究では、細胞外マトリックスの分解を調整する試薬を導入した培地で新生子マウス卵巣を培養した結果、卵胞形成不全が観察され細胞外マトリックスの再合成が正常に起こっていないことが明らかになった。このことから、当初の実験計画に加え、細胞外マトリックス分解後に再合成を生じる体外培養システムに改良する実験が必要となったため。平成30年度の研究から得られた結果をもとに、今後はマウス卵巣の体外培養システムの改良に重点を置き、細胞外マトリックスの分解・再合成過程を体外で再現するシステムの構築を行う。また構築された培養システムを利用し、細胞外マトリックスのマーカーを用いて蛍光顕微鏡下で経時的に観察を行い細胞外マトリックスの合成過程を明らかにする。
長時間-短時間露光青色光を用いた青錐体系感度曲線の研究:糖尿病網膜症への応用

近年、糖尿病罹患者数の増加に伴い、糖尿病網膜症による失明者も急増し、その予防、治療に関する基礎的、臨床的側面からの研究の重要性が叫ばれている。糖尿病網膜症は初期より青錐体系が障害され、後天的に色覚異常を示す網膜疾患として、これまで種々の臨床色覚検査を用いた報告がなされてきたが、さらに詳細な分析が期待される光学系を用いた視機能測定についての報告は少なかった。前年度、われわれは青色点滅背景光上の増分閾値測定による青錐体系感度曲線の測定をまず正常者に対して行い、加齢変化の検討を行った。今回は、この正常者の閾値曲線をもとに糖尿病者で得られる閾値曲線のパターンと網膜症の進行程度の関係を検討することが主な目的であった。そのために、中間透光体に混濁がなく、屈折異常がないか、あっても軽度で裸眼もしくは矯正視力1.0以上の糖尿病者38例に対して、検眼鏡的に網膜症の認められないもの(I群20例)、単純網膜症群(II群11例)、前増殖糖尿病網膜症群(III群7例)の3群に分けて同様の検査を行った。糖尿病者の結果は正常者と同様に点滅背景光の輝度の上昇にともない検査光閾値は急激な上昇を示したが、正常者に比較して曲線の立ち上がりはなだらかであった。また、網膜症の病期の進行にともない閾値曲線は全体的に上方へ偏位する傾向を示した。I群に関しては、さらに年齢別に30歳未満の群(7例)、40歳以上50歳未満の群(7例)、50歳以上の群(6例)の3群に分けて検討を行った。30歳未満の群はすべてインスリン依存性糖尿病(IDDM)で、40歳以上はすべてインスリン非依存性糖尿病(NIDDM)であったが、IDDM群では40歳代のNIDDM群に比べ閾値曲線は上方へ偏位し、曲線の立ち上がりも急峻で、正常者で得られた年齢別のパターンと異なった結果を示した。II、III群のIDDMでもこの傾向を示すものがあり、IDDMでは、早期に青錐体系の機能に変化が現れることが示唆された。
教職員の生涯生活設計に関する実証的研究

1992年度末に実査を行ない、93年度に集計分析を実施した郵送調査(岩手、新潟、神奈川、愛知、兵庫、福岡在勤の公立小中学校教員対象。有効回収数:退職男性854人、退職女性554人、現職男性552人、現職女性302人)のうち、面接調査への協力を了承した者にたいして94年7月9月調査を行なった。対象者は新潟、神奈川、愛知に居住する退職者33人(男性19人、女性14人)、現職者30人(男性14人、女性16人)である・面接調査では、教師になってから現在までのライフコースにそって、その間に直面した困難とその解決策、定年後の生活設計、定年後生活、老後観や教師観などについて、出来るだけ詳しく聞き取りを行なった。結果の要約は以下の通りである。1)定年後や老後の生活について経済的な不安をあげる者は少なく、健康への不安(寝たきりや痴呆になること、介護問題)をあげる問題のが圧倒的多数を占める。2)教員共働きが63人中32人を占めるにもかかわらず、男性の家庭参加はほとんどなく、家事育児介護はもっぱら妻が担っている。3)男性では教師になった直後と50代前半に辞職を考えた問題のが多く、前者は教師としての資質への疑問が後者は管理職としての悩みが大きい。それにたいして女性では第2子が誕生して育児の負担が増す30歳前後と体力の衰えや介護負担が増す50代前半に辞職を考える者が多い。4)学制改革が行なわれて半世紀近くなるにもかかわらず、旧制師範学校以来の学閥が存在しており、教育系大学以外の出身者の管理職への道は今なお厳しい。5)退職後の社会活動への参加は概ね活発であり、とりわけ管理職であった者にはその機会が多い。しかし、在職者では時間や機会がないために、参加意思はあっても実現できない者もみられる。なお3年間の調査研究の結果は報告書にまとめられ、95年3月に刊行の予定である。既存文献の検討および専門家からのヒヤリングを通して、教師の特性や退職後生活の特徴をとらえ、それに基づいて現職および退職教師を対象に郵送調査を実施した。仮説として、教師には企業に勤めるサラリーマンとは違った特性があり、それが退職後の生活を規定すると考え、そのように調査票を設計した。調査対象は、岩手、神奈川、新潟、愛知、兵庫、福岡在住の男女小中学教師であり、退職前男性教師、退職前女性教師、退職後男性教師、退職後女性教師それぞれ1000人である。調査頃目は以下の通りである。1.基本属性:性、年齢、居住地、配偶関係、世帯人員、世帯構成、世帯収入、結婚年齢、長子誕生年齢、末子誕生年齢、孫誕生年齢など。2.退職要因:退職年齢、込職理由、退職意識、退職不安。定年時扶養必要者、退職前準備、退職後の生活設計など。3.教師特性:就職理由、得意科目、最終地位、役割特性、性格特性、交際範囲、教師という職業の評価など。4.退職後要因:退職後生活、定年後大切なこと、再就職、現在の生活費、望ましい老後生活、生活満足、自由時間、地域活動、趣味・活動とその開始時期など。実査は2月を予定していたが、会計事務の大幅な遅れのため3月にずれ込み、現在のところ回収を終わっていない。平成5年3月19日時点での回収率は、退職前は約4割、退職後は約6割だが、最終的には前者5割、後者7割を目指している。岩手、新潟、神奈川、愛知、兵庫、福岡在勤の公立小中学校教員を対象に郵送調査を実施し、分析を行なった。主な結果は以下の通りである。(1)対象者数は退職男性854人、退職女性554人。現職男性552人、現職女性302人。平均年齢は退職男性64歳、女性59歳。現職男性59歳、女性54歳。(2)教員どうしの共働き率は、退職現職とも男性では3分の1、女性は3分の2を占める。共働き率の高さを反映して、対象者の世帯年収は同一年齢層を上回る。(3)退職を意識した年は男女とも実際に退職をする約3年前であるが、現職退職とも男性は約3割、女性は約5割がこれまでに辞めようと思ったことがある。その理由は男性では、「教師としての資質」と「職場の人間関係」であるが、女性では「家庭との両立」が圧倒的に多い。(4)退職についての不安は、退職現職とも健康、生計維持、生きがいが上位を占めるが、現職者では健康への不安が高い。(5)「退職準備なし」は、退職男性の26%、女性の35%。その理由としては「必要性なし」が最も多いが「仕事が忙しい」がそれについでいる。(6)退職後の生活設計のために最も有効な手段として「先輩の話を聞く」が1位を占め、「退職準備のための講習会に出る」がそれにつぐ。退職準備教育については、「あれば利用する」が退職者で6割、現職者で7割を占める。(7)退職者のうち社会活動に参加している者は男性63%、女性49%。同一年齢層に比べて参加率は高い。管理職経験者および居住地の規模が小さい程参加率が高い。しかし「仕事なし・活動なし」が男性2割、女性4割を占める。以上より、退職準備教育へのニーズはきわめて高く、とくに大都市居住者や女性に対する配慮の必要性および退職準備をするための十分な時間のゆとりの必要性を痛感させられた。

1992年度末に実査を行ない、93年度に集計分析を実施した郵送調査(岩手、新潟、神奈川、愛知、兵庫、福岡在勤の公立小中学校教員対象。有効回収数:退職男性854人、退職女性554人、現職男性552人、現職女性302人)のうち、面接調査への協力を了承した者にたいして94年7月9月調査を行なった。対象者は新潟、神奈川、愛知に居住する退職者33人(男性19人、女性14人)、現職者30人(男性14人、女性16人)である・面接調査では、教師になってから現在までのライフコースにそって、その間に直面した困難とその解決策、定年後の生活設計、定年後生活、老後観や教師観などについて、出来るだけ詳しく聞き取りを行なった。結果の要約は以下の通りである。1)定年後や老後の生活について経済的な不安をあげる者は少なく、健康への不安(寝たきりや痴呆になること、介護問題)をあげる問題のが圧倒的多数を占める。2)教員共働きが63人中32人を占めるにもかかわらず、男性の家庭参加はほとんどなく、家事育児介護はもっぱら妻が担っている。3)男性では教師になった直後と50代前半に辞職を考えた問題のが多く、前者は教師としての資質への疑問が後者は管理職としての悩みが大きい。それにたいして女性では第2子が誕生して育児の負担が増す30歳前後と体力の衰えや介護負担が増す50代前半に辞職を考える者が多い。4)学制改革が行なわれて半世紀近くなるにもかかわらず、旧制師範学校以来の学閥が存在しており、教育系大学以外の出身者の管理職への道は今なお厳しい。5)退職後の社会活動への参加は概ね活発であり、とりわけ管理職であった者にはその機会が多い。しかし、在職者では時間や機会がないために、参加意思はあっても実現できない者もみられる。なお3年間の調査研究の結果は報告書にまとめられ、95年3月に刊行の予定である。
局所スペクトロスコピー19F-NMR・MRIによるPEFC電解質膜劣化機構の解明

燃料電池に用いられる電解質膜について、劣化挙動を解析する手法として、局所スペクトロスコピーMRI計測を開発した。ここで、局所スペクトロスコピーMRIとは、まず計測サンプルのMRI計測を実施し、その画像上の特定の部位からのNMRスペクトルを取得する計測手法である。本研究課題では、キャスト製膜したナフィオン膜について、開回路保持により電解質膜の劣化加速実験を行い、電解質膜断面の^1H-MRI計測を実施し、得ちれた画像上において、アノード側からカソード側の膜内各領域からの^1H-NMRスペクトルを取得した。この結果、カソード側について、^1H-NMRスペクトルのピーク位置のシフトが顕著であることが示された。さらに、19F-NMRスペクトル計測から、劣化電解質膜においては、高分子側鎖の選択的な脱離が生じていることが示され、開回路保持により、カソード側電解質膜の劣化がより進行することが明らかになった。固体高分子形燃料電池(PEFC)は,現在,研究開発が進められているが,長期運転時における電解質の劣化,特に「膜やせ」と呼ばれる電解質膜の薄膜化現象の抑制が技術的課題の一つとなっている.これまでの既往の研究により,PEFC発電時に副生成物として過酸化水素が生成し,高分子電解質膜の主要構成元素であるフッ素(F)などと化学反応をすることで高分子構造が破壊され,膜厚が減少していくことが考えられている.そこで,本研究課題では,このようなPEFC電解質膜劣化現象の発生部位に関して,高分子鎖中での劣化現象の発生部位の解明を行い,その上で燃料電池システムのアノード側またはカソード側のどちらから電解質膜の劣化現象が進行するのかを解明し,劣化部位の特定とともに,そのメカニズム解明をはかっている.研究開発初年度は,PEFC電解質膜に対応する局所スペクトロスコピー19F(フッ素)-NMR・MRI計測法の開発を実施した.さらに,十分な信号対雑音比(SN比)の獲得を目的に,より高いSN比を実現可能なNMR・MRI計測パルスシーケンスとして,Single Point Imaging法の一種であるConstant time imaging法について検討を行った.加えて,コイル径の減少による検出感度の向上など,ハードウェアとソフトウェアの両面における改良を視野に入れた研究開発を実施した.燃料電池に用いられる電解質膜について、劣化挙動を解析する手法として、局所スペクトロスコピーMRI計測を開発した。
G蛋白質の迅速な活性化手法の開発

Gタンパク質は多彩な細胞内シグナルを制御するスイッチ分子であり、結合するグアニンヌクレオチド(GDPまたはGTP)によってその機能が制御されている。一般的にGタンパク質はGTPが結合することによって活性化型となり、下流エフェクター分子と相互作用してシグナルを伝達する。我々は前年度の研究において、NWASP-CRIB(Cdc42結合ドメイン)の両端にFKBP12およびmTOR-FRBを付加した分子が細胞内で活性化型Cdc42と結合すること、またその結合がラパマイシンの添加によって制御できることを見いだした。本年度の研究では、まずCdc42およびサプレッサー分子の精製リコンビナントタンパク質を用いて、両者間の結合をin vitroで詳細に解析する実験系を構築した。そしてサプレッサーの各ドメイン(NWASP-CRIB、FKBP12、mTOR-FRB)間のリンカー配列の至適化(長さ、フレキシビリティー)を行い、より効率的にCdc42に結合するサプレッサー分子を開発した。さらに、Cdc42の活性化によって惹起される細胞レベルでの表現型として、Erk1/2のリン酸化(MCF-7細胞)、Aktのリン酸化(MCF-7細胞)、フィロポディア形成(NIH3T3細胞)などを用い、サプレッサーの作用(ラパマイシン応答性のCdc42下流シグナルの活性化)を評価するモデル系を構築した。また、Cdc42以外の低分子量Gタンパク質に関しても、RalAに対するサプレッサー分子(Sec5-RBDの両端にFKBP12およびmTOR-FRBを付加した分子)を開発し、RalAの活性化によって引き起こされる4E-BP1のリン酸化(PC-3細胞およびMCF-7細胞)を指標として、その作用を評価するモデル系を構築した。本研究では、活性化型Gタンパク質に対するサプレッサーを細胞内に発現させ、薬剤によってサプレッサーの活性を制御してGタンパク質の「OFF→ON」を制御する手法の開発を目的とする。本年度の研究では、これまで活性の制御が困難と考えられてきた低分子量Gタンパク質を題材として採り上げ、Gタンパク質としてRalA、Ras、Cdc42を、サプレッサーとして(それぞれのGタンパク質に対して)Sec5、Raf1、NWASPのGタンパク質結合ドメインを用いてモデル実験系の構築を試みた。その結果、免疫沈降法を用いた解析から、NWASP-CRIB(Cdc42結合ドメイン)の両端にFKBP12およびmTOR-FRBを付加した分子が細胞内で活性化型Cdc42と結合すること、またその結合がラパマイシンの添加によって制御できることを見いだした。さらにCdc42に対するサプレッサーの結合がラパマイシン添加後数分で変化することから、迅速な活性制御応答へと応用できる可能性が示された。今後この実験系を基としてさらに応答性の優れた活性制御系を開発することにより、Cdc42下流シグナルを高い時間分解能で解析することが可能となると考えられる。
国際バカロレアに関する理論的・実証的研究―「知の理論」を中心に―

TOKは,Petersonが有していた大学入学前段階の教育に関する理念から生み出された。Petersonは,教科同士を関連させながら,各教科に固有の方法論を学び,且つそれを実社会の状況に応用できるようになることを,大学入学前段階にある生徒にとっての最優先事項であると考えた。それゆえ,TOKはIBのディプロマ・プログラム(DP)において「知的な接着剤」(van Oord 2007)としての役割を果たしていると評価されてきた。しかし,TOKの発展過程を振り返ることにより,以下の課題が見えてきた。すなわち,教師の自律性に多くを委ねることにより,TOKの実践には,常にその質の不確かさをめぐる問題が付随してきた。さらに,TOKが多様な学力層の生徒を対象に広く機能する科目か否かに関しては,疑念が残る。また,本年度は,上記に関連して,日本の高大接続におけるIBの位置づけに関して,定性的調査を継続的に実施した。具体的には,IBを活用した入試を実施している大学のアドミッション・オフィスへの訪問調査,ならびに日本の大学に在学しているIB修了生へのインタビュー調査を実施した。さらに,米国フロリダ州の高大接続におけるIBの位置づけに関して,訪米調査を実施した。本研究の初年度に当たる本年度は,国際バカロレアの「知の理論」の理論的根拠について,主に文献調査の手法を用いて明らかにすることを試みた。そして,それに加えて,国際バカロレアの汎用性について,定性的調査の手法を用いて検証することを試みた。国際バカロレアは,その組織としての性格上,必ずしも十分に資料を入手することが簡単ではないが,多くの当事者としての教員,生徒,学生等にアプローチをすることにより,一定程度,国際バカロレアを理論的に,また実証的に検証することが,達成されたと考える。特に米国フロリダ州での調査では,同州の大学のアドミッション・オフィス,大学生などを対象に高大接続におけるIBの位置づけ,意義等に関するインタビューを行い,貴重なデータを収集することができた。これにより,次年度以降,この領域での研究の進展も期待される。今後の研究の推進方策として,2019年度以降は,以下4つの研究課題に取り組む。第一に,日本におけるIBに関する政策文書,ならびにステークホルダーへのインタビュー調査を通じて,日本でIBが教育政策に位置づけられ,その政策が遂行されていく過程を描く。第二に,日本の大学に在学しているIB修了生へのインタビュー調査を実施し,彼らが大学準備プログラムとしてのIBをいかに評価しているかを明らかにする。第三に,米国におけるIBに関する政策文書,ならびにステークホルダーへのインタビュー調査を通じて,米国でIBが教育政策に位置づけられ,その政策が遂行されていく過程を描く。その際,IBの普及が進むカリフォルニア州とフロリダ州に焦点を絞る。第四に,米国の大学に在学しているIB修了生へのインタビュー調査を実施し,彼らが大学準備プログラムとしてのIBをいかに評価しているかを明らかにする。左記の課題を達成するための海外調査として,本年度は,2度の訪米を計画している。具体的には,米国カリフォルニア州,及びフロリダ州の州教育委員会,学区教育委員会,IB修了生を受け入れている大学,IBを実施しているハイスクールを訪問し,一次資料としての政策文書等を収集するとともに,IBを選択している高校生やその親,IBを経験した大学生,ハイスクール校長と教員,大学教職員,及び教育委員会職員等を対象にインタビュー調査を実施する計画である。

第一に,日本におけるIBに関する政策文書,ならびにステークホルダーへのインタビュー調査を通じて,日本でIBが教育政策に位置づけられ,その政策が遂行されていく過程を描く。第二に,日本の大学に在学しているIB修了生へのインタビュー調査を実施し,彼らが大学準備プログラムとしてのIBをいかに評価しているかを明らかにする。第三に,米国におけるIBに関する政策文書,ならびにステークホルダーへのインタビュー調査を通じて,米国でIBが教育政策に位置づけられ,その政策が遂行されていく過程を描く。その際,IBの普及が進むカリフォルニア州とフロリダ州に焦点を絞る。第四に,米国の大学に在学しているIB修了生へのインタビュー調査を実施し,彼らが大学準備プログラムとしてのIBをいかに評価しているかを明らかにする。左記の課題を達成するための海外調査として,本年度は,2度の訪米を計画している。具体的には,米国カリフォルニア州,及びフロリダ州の州教育委員会,学区教育委員会,IB修了生を受け入れている大学,IBを実施しているハイスクールを訪問し,一次資料としての政策文書等を収集するとともに,IBを選択している高校生やその親,IBを経験した大学生,ハイスクール校長と教員,大学教職員,及び教育委員会職員等を対象にインタビュー調査を実施する計画である。
複素多様体の境界に現れるオープンブック分解と接触構造に関する研究

複素2次元ベクトル空間内で、原点からの距離が1である点の集合は3次元球面となる。この3次元球面S上の点xにおける接平面Hを複素構造Jを使って回転させたものをJHとすると、HとJHの共通部分はSの接平面内の2次元平面となる。点xをS上で動かして得られるこのような平面の集まり(つまり平面場)を3次元球面の標準的接触構造という。本研究ではこの接触構造が低次元トポロジーにおけるquasipositive曲面という特別な曲面により特徴付けられることを示し、またその具体例として実解析的特異点の特別なクラスについて考察した。本年度は3次元球面のオープンブック分解の特別な例として、多項式写像f\bar{g}が定めるオープンブック分解と両立する接触構造についての研究を行った.3次元多様体のオープンブック分解と両立する接触構造という概念はW.P.ThurstonとH.Winkelnkemperにより導入され, Y. EliashbergやE. Girouxらの研究を経て,オープンブック分解の研究における一つの道具として定着した.3次元多様体の接触構造は大きくtightとovertwistedの2つに分けられる.複素特異点と接触構造の間には自然な関係があり,特に平面曲線特異点の場合には,それが構成する3次元球面内のオープンブック分解(ミルナー束)は3次元球面上のtightな接触構造と両立することが知られている.2変数の複素解析的写像fとgについて,実解析的写像f\bar{g}を考える.f\bar{g}が構成する実解析的特異点の研究はJ.SeadeやA-Pichonにより進められ,それが3次元球面内にオープンブック分解を定めるための必要十分条件などが知られている.本年度の研究では, f(x, y)=x^p+y^a, g(x, y)=x^r+y^sという特別な場合について,f\bar{g}が構成する3次元球面内のオープンブック分解がovertwistedな接触構造と両立することを証明した.3次元ホモロジー球面内のファイバー性をもつザイフェルトリンクについて、そのオープンブック分解から定まる接触構造を具体的に構成し、多くの場合について、その接触構造がtightであるかovertwistedであるかを決定した。接触構造がovertwistedであると、それは複素多様体の境界としては得られず、またモノドロミーのデーン捻り表示は必ず負のデーン捻りを含むことなど、様々な帰結が得られる。接触構造はザイフェルト多様体のファイバーと接触構造のReebベクトル場がほとんどの場所で平行になるように構成される。さらに、この結果を任意の3次元多様体内のファイバーリンクに沿ったケーブリング操作に応用することで、ケーブリングして得られたファイバーリンクの接触構造を具体的に構成し、さらにそれがtightになるかどうかをほとんどの場合について決定した。これはHeddenにより3次元球面内のファイバー結び目に沿ったケーブリングに関する結果の一般化になっている。また、David Futer氏(テンプル大学)、蒲谷祐一氏(東工大)、下川航也氏(埼玉大)、Thomas Mattman氏(カリフォルニア州立大)とプレッツェル結び目のデーン手術についての共同研究を行い、(-2, 3, 7)および(-2, 3, 9)以外のプレッツェル結び目からは基本群が有限群となる3次元多様体は得られないことを示した。この結果はAgolとLackenbyの6-theoremを使って有限群が現れる可能性を絞り込み、最後はCuller-Shalen理論におけるideal pointの計算を具体的に行うことで証明される。前年度に続き、3次元ホモロジー球面内のファイバー性をもつザイフェルトリンクと両立する接触構造に関する研究を行った。両立する接触構造がtightであるかovertwistedであるかを決定することが前年度の研究目的であったが、今年度は3次元球面内のザイフェルトリンクについて、ファイバー性という条件を除き、tightという条件をstrongly quasipositiveという条件に書き直して考察を進め、strongly quasipositivityをもつための必要十分条件を求めた。他にも、3次元ホモロジー球面内のグラフリンクへの拡張などを試みた。Sebastian Baader氏(チューリッヒ工科大学)との共同研究ではThurston-Bennequin polyhedronという概念を導入し、成分数2のリンクの最大Thurston-Bennequin不変量の挙動についての研究を行った。ここでThurston-Bennequin polyhedronとは、成分数2のリンクのルジャンドル表示の各成分のThurston-Bennequin不変量の対(a,b)を平面上にプロットし、それらの点の凸包をとることで定まる平面上のnon-compactなpolyhedronである。研究では、2橋結び目のpolyhedronの形を決定し、さらにpolyhedron内の格子点を実現するルジャンドル表示が必ず存在することを示した。
植物水チャネルとCa^<2+>輸送システムの細胞・器官特異性と多細胞系構築

(1)液胞膜Ca^<2+>/H^+対向輸送体と液胞膜Ca^<2+>結合タンパク質の器官特異性液胞へのCa^<2+>集積は植物細胞普遍的な現象と考えられるが、この機能を支える分子のいくつかは明瞭な器官特異性を示すことが明らかになった。今年度、液胞膜Ca^<2+>/H^+対向輸送体を対象に、イネから3種のcDNA(OsCAX1、OsCAX2、OsCX3)を単離し、Ca^<2+>輸送活性を酵母発現系で確認した。このうちCa^<2+>選択性の高いOsCAX1についてイネの根と葉でタンパク質量を比べると、葉で顕著に多く、しかも光照射で酵素量が減少した。液胞へのCa^<2+>集積システムが器官により異なるものと推定している。一方、ダイコンでは、液胞のCa^<2+>結合タンパク質(RVCaB45)の解析を進めた。このタンパク質は1分子あたり19個のCa^<2+>を結合する。ダイコンをCa^<2+>十分な条件で生育するとRVCaB45発現量が抑制され、Ca^<2+>を欠く条件では発現が著しく誘導されることを見出した。RVCaB45は根、塊根での発現量が多く、葉ではほとんど検出されない。このことも液胞へのCa^<2+>集積機構が器官により異なることを示している。(2)液胞膜、細胞膜水チャネルの植物ホルモン応答性水チャネルの役割は、組織生長時にみられる細胞内、液胞内への水の取込み、浸透圧調節に関わる自由な水の輸送、細胞を横断する組織全体での水の流れの確保である。対象としているダイコンには細胞膜水チャネルとして2グループ(PAQ1型、PAQ2型)があり、水チャネル蓄積の細胞特異性(細胞膜水チャネルでは、実生根の中心柱と内皮、生長塊根では篩部で高発現)と水ストレスおよび植物ホルモンへの応答性(PAQ2型分子種のみが変動)を明らかにした。液胞膜型はとちらかといえば、恒常的にどの組織でも一定レベル以上発現した。以上のように水チャネルが、構成的発現グループと、環境応答型グループに2分されることを見出した。
カナダ政党政治の研究-政党システムと地域主義-

前年度に引き続き、最終年度である平成19年度は本研究の取りまとめに全力を注いだ。平成19年四月から七月までは、現地での調査のため、トロント大学政治学部にて研究活動にあたった。また、カナダ滞在中に、オタワにある国立公文書館でも資料の調査を行い一定の成果を得た。オタワでは、カナダの各政党の一次資料を閲覧することができ、とりわけ社会民主主義政党である新民主党(NDP)の1960年代後半の党内資料を閲覧することができたのは幸いだった。このとき入手した資料をもとに、研究を今後も継続していく予定である。また、カナダのマクマスター大学におけるNDP関連資料を調査することもできたので、今後はこれらの資料を整理し、研究に生かしていくことが必要となる。本研究最終年度中に、何らかの成果を上げることを目標としていたもののかなわず、平成20年九月をめどに本研究の内容を論文のかたちで公表する予定である。また、平成19年10月に行った日本カナダ学会大会での研究報告は、本研究全体の見取り図を提示することを目的としたものであり、一定の成果が得られた。この報告は、カナダにおける社民政党NDPについて集めた資料を材料として行ったものであり、質疑応答から得られるものも多かったと感じている。また、2007年度カナダ政治学会大会(サスカチュワン大学、カナダ)に参加し、報告を行うとともに関連分野のパネルに積極的に参加して研鑽を積んだ。カナダの人文社会科学系の学会に参加できたことは、これからの研究生活にとっては重要なステップとなったと感じている。この二年間の科学研究費補助金の交付によって、日本においては入手が不可能な書籍・一次資料の確保が可能となった。今後はこれらの資料を用いつつ、博士論文の完成に向けて努力をつづけていくつもりである。専門がカナダ現代政治、比較政治ということもあり、平成18年度は現地カナダでの聞き取り調査などを行った。具体的には、カナダのブリティッシュ・コロンビア大学とトロント大学、オタワの連邦政府公文書館において集中的に調査を行い、これまでの研究において不足していた史料等を収集することにつとめた。また、カナダ政治関係の書籍を精力的に収集した。これは大学院修士課程以来集中して取り組んできた1993年のカナダ政党システム変動を巡る研究に、より実証的な側面を付加する必要があり、現地調査を行ったものである。また、平成18年度中に二つの学会報告(カナダと日本でそれぞれ一本ずつ)にアプライし双方とも受理された。平成19年度夏までに報告を行うことになっているが、今後の研究の序論をかねるような報告を行う予定である。具体的には、カナダ政治文化、特にカナダ政党システムにおける社会主義政党である新民主党NDPのイデオロギー的特徴について分析を行い、その独自性について言及したほか、アメリカ社会主義との比較を行った。また現在、カナダ保守党についての小論をまとめつつあり、出来次第公表することにしている。これも、アメリカ政治との比較をしつつ、カナダ保守主義の特徴を指摘し、その新自由主義的な方向への変容について分析したものである。あわせて社会民主主義政党であるカナダ新民主党についても、学会報告を踏まえて論文を執筆する予定である。具体的には、NDPのイデオロギー的特徴を中心に分析を行っており、この論点についても出来次第公表する予定である。これらの研究を踏まえて、将来的には政党制、イデオロギー、政治文化等に関連した博士論文を執筆する予定である。
情動調律に関する発達心理学的研究-祖母・母親・子どもの相互情動性を中心に-

実験1祖母、母親、および母、子(孫)の情動調律(affectional attenuate)の相互情動性について実験を行なった。22組の三世代(祖母、母、子(孫))同居家族を対象とした。各世帯の母親、祖母、子(孫)に対し実験室でロールシャッハテストを施行し、その評定の客観的測度から三者の情動(感情)の調律が取れたのかどうかを三者間ならびに母と子、祖母と孫、母と祖母について行動分析を行なった。このほか、子(孫)の同じ標本を対象に美的感情の抱き方についても検討した。結果は三世代家族においても、祖母が実母であるか姑であるかによって、祖母のアドバイスに対する母親の反応が異なることを示した。実験2本研究は情動調律の問題をさらに深く検討した。情動調律とは個人と個人の間の情動的な調律がされていることをいう。この問題を、二世代家族と三世代同居家族の子どもを対象にして、幼児および乳児の泣き声や笑い声に対する反応を調べることを通じて検討した。被験児は二世代家族の子ども17名(男児9名、女児8名)、三世代家族の子ども12名(男児5名、女児7名)であった。年齢範囲は4歳5ヶ月-6歳3ヶ月であった。幼児の泣き、幼児の笑い、乳児の泣き、乳児の笑いの4種類の音声刺激を、実験室のスピーカーから流し、その際の子どもの反応を調べた。結果は、三世代家族の女児は、刺激が泣き声の場合にはなだめる反応が多く、二世代家族の女児は、とくに幼児の声に対しては話しかけ反応が少なかった。祖母、母親、及び母、子(孫)の情動調律(affectional attenuate)の相互情動性について実験を行った。被験者:50組の三世代(祖母、母、子(孫))同居家族を対象に行った。方法:各世帯の母親、祖母、子(孫)に対し実験室でロールシャッハテストを施行し、その評定の客観的測度から三者の情動(感情)の調律がとれたのかどうかを三者間ならびに母と子、祖母と孫、母と祖母について行動分析を行った。結果:三者の情動調律ができている家庭は非常に円満であることが分かった。これらの結果の一部は関連学会において本年度に報告したが、次年度以降も多角的に実験の実施ならびに分析を進めていく。本研究は情動調律の問題を検討した。被験児は京都市内の私立幼稚園に通う二世代家族の子ども17名(男児9名、女児8名)、三世代家族の子ども12名(男児5名、女児7名)であった。年齢範囲は4歳5カ月-6歳3カ月であった。その際実験者は次のような教示をした。「実験室の下の部屋に他の子どもが来ていて、その子どもの声が、スピーカーから聞こえてきます。カメラに向かって話をすると、あなたの声が下の部屋にいる子どもに聞こえ、顔が見えるようになっています。声を聞きたくないときは、ボタンを押すと聞こえなくなり、もう一度押すとまた聞こえるようになります。」被験児は4種類全ての音声刺激の提示を受けた。乳児の笑い声は必ず最後に提示された。分析は幼児の泣き声、乳児の笑い声、乳児の泣き声に対する被験児の反応を対象とした。

その結果、三世代家族の女児は、刺激が泣き声の場合にはなだめる反応が多かった。一方、二世代家族の女児は、とくに幼児の声に対して話しかけることが少なかった。以上のように子どもの情動調律に関して、家族形態や性別による違いが示唆された。
シリコン基板上化合物半導体の結晶成長初期過程

MOCVD法を用いてSi基板上にGaAs,GaP,AlAsの化合物半導体をV/III比、成長速度、基板のオフ角度などを変えて結晶成長を行い、どの様な機構で核形成が起こり、成長が進むか調べた。Si基板上にはすべての化合物半導体は成長初期に3次元島状成長した。AlAsはSi上に連続した島を形成するのに対し、GaAsとGaPは島同志が離れている。これはSiとGaやAlとの結合の違いによるものだと考えられる。即ち、AlはSiとの結合力が強いためにAlAsは平坦になりやすいが、GaはSiとの結合力が弱いために島を形成した方がエネルギ-的に安定であり、3次元成長しやすいと考えられる。次に、Siにほぼ格子整合がとれているGaPに対して、成長条件を変えて島の密度がどの様に変化するか調べた。島の密度は成長速度に比例して増加した。V/III比を増加すると島の密度は増加し、V/III比が600では連続した膜が形成され、800では平坦な膜になった。島の密度はオフ角度を変化しても変化がなかった。MOCVD法によるホモ成形では原料は気相中で分解され、境界層を拡散し、基板表面をマイグレ-ションしてステップに取り込まれて2次元成長する。Si基板上の場合、原料の分解と境界層の拡散はホモ成長と大きな違いはなく、基板上のマイグレ-ション長がホモ成長の場合より長いと考えられる。即ち、原料は基板上をマイグレ-ションしている間に分子は徐々に大きくなり、分子はクラスタ-を形成し、分子の大きさがある大きさ以上になり、マイグレ-ションしにくくなるとクラスタ-は基板に堆積し、島を形成する。島の密度はGa、Pの濃度に比例することからクラスタ-はGa_xP_yの形をしていると考えられる。
旋回流と循環流を用いた喫煙・非喫煙空間の分離空調の開発

タバコ煙は、発癌物質を含む有害物質であり、受動喫煙の危険性は既に医学分野で広く議論されている。室内において非喫煙者をタバコ煙から守るため、環境計画において分煙対策が当面の有効な手段となっている。本研究では、物質的な空間分離によらず、空調設計技術により高度な分煙空間を実現する空調手法の開発を目的としている。[実験]1)様々な換気性状を再現することが可能である居室を対象とした精密室内模型を設計・作成した。この精密室内模型を用い、室内に障害物や発熱体などを設置し、あらゆるケースにおいて平均風速及び各種乱流統計量を詳細に測定し、循環流の室内換気への有効性を詳細に解析した。2)サーマルマネキンを用い、人体生理発熱による人体周辺微気象内における温度や平均風速を測定した。また、極細の熱電対を用い、人体表面における温度勾配を測定し、対流熱伝達率を直接に算定した。これは、人体と周囲環境との相互熱放散性状を明らかにするだけでなく、人体モデルを組み込んだ数値シミュレーションの検証にも役立つ高精度のものである。[数値シミュレーション]1) LES及び標準k-εモデルを用い、上記精密模型を対象としたシミュレーションを行った。LESによる解析結果は実験と非常に良く一致し、スロット吹出の天井面への付着生、ライン吸い込みの勢力範囲、及び旋回流・循環流の有無を詳細に検討する手法として十分な精度を持つことが示された。また、標準k-εモデルによる解析においても十分な解析精度が得られ、様々なケースを検討する手法としての有効性が確認された。2)上記、サーマルマネキンによる実験により精度が検証された、数値サーマルマネキンにより室内における受動喫煙性状のシミュレーションを行った。(1)室内換気方式、(2)人体配置、及び(3)タバコ煙の吹出風速等を変化させ、様々な環境で人体周りにおけるタバコ煙がどの様な拡散性状を持つかを詳細に解析した。[実験]居室を対象とした精密室内模型を設計・制作した。精密模型のスロット型吹出口・吸込口は、設置位置を自由に変更することが可能であり、様々な換気性状を再現することが可能である。この精密模型を用い、(1)吹出・吸込口位置を変化、(2)室内に障害物(Partition)を設置、(3)室内に発熱体を設置し、温度差による浮力の影響がある場合、の各ケースにおいて平均風速及び各種乱流統計量を詳細に測定し、循環流の有無・強度を詳細に解析した。風速の測定にはLDV(Laser Doppler Velocimetry)システムを用いた。この測定により得られたデータは、吹出口・吸込口の能力及び、循環流の独立性の検証に用いられるだけでなく、数値シミュレーションの検証にも役立つ高精度なものである。[数値シミュレーション]LES及び標準k-εモデルを用い、上記精密模型実験を対象としたシミュレーションを行った。LESによる解析結果は実験と非常によく一致し、スロット吹出の天井面に対する付着性、ライン吸込の影響範囲、及び施回・循環流の有無を詳細に検討する手法として十分な制度を持つことが示された。また標準k-εモデルによる解析結果においても十分な精度で流れ場を再現し、室条件を系統的に変化させ、拡散解析を行うための手法として妥当であることが確認された。

本研究では、物質的な空間分離によらず、空調設計技術により高度な分煙空間を実現する空調手法の開発を目的としている。[実験]1)様々な換気性状を再現することが可能である居室を対象とした精密室内模型を設計・作成した。この精密室内模型を用い、室内に障害物や発熱体などを設置し、あらゆるケースにおいて平均風速及び各種乱流統計量を詳細に測定し、循環流の室内換気への有効性を詳細に解析した。2)サーマルマネキンを用い、人体生理発熱による人体周辺微気象内における温度や平均風速を測定した。また、極細の熱電対を用い、人体表面における温度勾配を測定し、対流熱伝達率を直接に算定した。これは、人体と周囲環境との相互熱放散性状を明らかにするだけでなく、人体モデルを組み込んだ数値シミュレーションの検証にも役立つ高精度のものである。[数値シミュレーション]1) LES及び標準k-εモデルを用い、上記精密模型を対象としたシミュレーションを行った。LESによる解析結果は実験と非常に良く一致し、スロット吹出の天井面への付着生、ライン吸い込みの勢力範囲、及び旋回流・循環流の有無を詳細に検討する手法として十分な精度を持つことが示された。また、標準k-εモデルによる解析においても十分な解析精度が得られ、様々なケースを検討する手法としての有効性が確認された。2)上記、サーマルマネキンによる実験により精度が検証された、数値サーマルマネキンにより室内における受動喫煙性状のシミュレーションを行った。(1)室内換気方式、(2)人体配置、及び(3)タバコ煙の吹出風速等を変化させ、様々な環境で人体周りにおけるタバコ煙がどの様な拡散性状を持つかを詳細に解析した。
次世代糖鎖連結光感受性物質を用いた新規光線力学的医療の開発

超高齢化社会を迎える本邦では、低侵襲癌治療として光線力学的療法(PDT)の開発が期待されている。既存PDTの抗腫瘍効果および腫瘍集積性を高めるべく、究極の生体適合分子である「糖」が癌細胞へ高効率に取り込まれる性質を応用し糖鎖連結光感受性物質を開発してきた。グルコース、マンノース、マルトトリオースなどの単糖・多糖結合光感受性物質による優れた抗腫瘍効果、抗腫瘍免疫誘導能および蛍光腫瘍イメージング効果を報告してきた。さらに改良を加え、不安定であった糖鎖部分をアセチル基で保護することにより、より安定した抗腫瘍効果を発揮しうる新規糖鎖連結光感受性物質の開発(Aクロリン)に成功した。平成30年度では新規開発光感受性物質を用いて下記実験を行い評価した。平成30年度は次項の2点を予定実験内容と設定した。1新規光感受性物質(PS)の腫瘍細胞内への取り込み能の評価および取り込まれた細胞内での局在の評価、2新規PSを用いたPDTの殺細胞効果を既存のPSであるタラポルフィンPDTとの比較検討。上記2項目は平成30年度で達成可能であったため「概ね順調に進展している」と評価した。研究実験計画に則り、下記の実験を予定する。Xenograft皮下移植腫瘍モデルを作成し、光感受性物質を尾静脈より投与しPDT効果を検討する。実験に用いるレーザー照射には赤色半導体レーザー照射装置(PDレーザーKOYO-PDL664、ディカルSG社製)(完備)を使用する。PDTによる腫瘍血管shut down効果を解析する。上記PDT施行前より血流測定器(OMEGAZONE, OMEGAWAVE社製) (完備)を使用し、腫瘍血管内の血流の評価を経時的に行い、腫瘍血管shut down効果が既知のTalaporfinと比較検討する。in vivoモデルを使用して各薬剤によるPDD応用の可能性を解明する。現行の糖鎖連結光感受性物質の骨格であるクロリンの励起に最適とされる405-420nmの青色光線照射により、630-680nmの赤色蛍光が腫瘍細胞から惹起される(高感度蛍光腫瘍イメージング)。至適励起波長を選定し、薬剤投与量、投与から撮影までの時間、フィルターの選定などPDDに最適なパラメータを検討する。最適条件が解明されれば保険適応薬である5-ALAとの比較検討を行う。さらに新規光感受性物質の高い殺細胞効果を検証するため活性酸素種(ROS)の測定を、Singlet Oxygen Sensor Greenを用いて660nmのLED照射後にプレートリーダーで測定する。殺細胞効果検証および細胞内への取り込み実験において、複数回の実験で再現性を確保する予定としていたが、想定よりも少ない回数で結果が確認されたため使用する試薬が想定よりも少量となったため。購入費用、細胞培養、実験試薬や実験器具(プラスティック器具など)マウスの購入、および飼育などを中心とした消耗品費を予定した。研究成果は国内外の学会で発表予定であり、海外発表を視野に入れて経費を予定する。
ストレートポア高分子コンポジット膜の作製とナノレベルのイオン伝導マッピング

燃料電池に使用される含フッ素固体高分子電解質は,ランダムな親水ドメインを有する相分離構造のため,プロトン伝導率は10^<-1>10^<-2>Scm^<-1>止まりとなっている。我々は,プロトン酸基を有する高分子,電気絶縁性基体高分子,コンパチビライザーの三元ブレンド系をキャスト製膜する際に外部電場を印加することで,イオン伝導性が向上することを見いだした。前年度は,プロトン酸基を有する高分子にポリアクリル酸を使用し,本年度はポリスチレンスルホン酸を用いる系を研究した。電気絶縁性基体高分子としてフッ素系グラフトポリマーを用いたところ,コンパチビライザーとしてポリビニルブチラールを使用すると電界配向の効果は見られないが,ポリビニルピロリドンを用いると電界の有無により3.5倍の高イオン伝導率を示した。この膜表面のモルフォロジーをレーザ共焦点顕微鏡で観察したところ,10μmからサブミクロンオーダーの凹凸が認められた。この表面に水を滴下すると,表面の形状が平滑化して凹部が隆起することが分かる。類似の現象は,前年ポリアクリル酸系ブレンド膜に対してAFMを用いた観察からも認識されている。すなわちマイクロからナノオーダーのイオン伝導ドメイン相分離構造を有していることが分かる。三元高分子膜の熱特性をDSCにて研究したところ,電界を印加しない単純ブレンド系はポリスチレンスルホン酸とポリビニルピロリドンが相溶した系がフッ素系グラフトポリマーと相分離しているが,外部電界下で製膜するとポリビニルピロリドンがフッ素系グラフトポリマーと相溶し,ポリスチレンスルホン酸と分離したかたちに変化することが分かった。この現象は,電気乳化の一種と考えられる。以上のように,ミクロンオーダーの構造変化と分子レベルの相溶状態の変化が膜のイオン伝導を支配していることが明らかになった。燃料電池に使用される固体高分子電解質(例えばNafion^<【○!R】>)の構造はランダムな親水ドメインを有する海島構造であるため,プロトン伝導率は10^<-1>10^<-2>Scm^<-1>止まりでありこれが実用化の障壁になっている。研究代表者らは,予備実験からポリマーブレンド法を用いた固体高分子電解質において,親水チャンネル構造を制御する方法を見いだした。本研究の第一の目的は、電界配向という新規膜構造制御技術に基づき作製されるイオン伝導性ポリマーコンポジットの学術的基礎を確立することにある。また第二の目的は,電界配向により形成される直貫細孔部(ストレートポア)の極微領域伝導率計測法を確立することにある。今年度の主要な研究実績は,以下の通りである。まずポリマーブレンドプロトン伝導体の組成の研究を行った。その結果,プロトン酸基を有する高分子と,基体となるフッ素系ポリマーの他にコンパチビライザーとなる第三成分の添加が,高イオン伝導の発現に不可欠であることが分かった。また,高イオン伝導を示すポリマーは,明瞭な相分離構造を示すことも分かった。次に,ポリアクリル酸を含むポリマーブレンドをキャスト製膜する際に電界配向を行った。その結果,2-4kV/cmの直流電界印加のもとで乾燥製膜した膜の伝導度が電界を印可しないものに比べて数倍の値を示すことを明らかにした。この傾向は,三元系の全組成に共通するが,絶対値は組成に依存することも明らかになった。一方,微小レベルの伝導度測定を行うために,電気化学AFMを立ち上げ,その基本動作特性の確認を終えた。以上のように,初年度の研究は,おおむね計画に沿って遂行された。