hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
浸炭処理および超微粒子ピーニングによるハイブリッド表面改質材の信頼性評価

近年,従来から行われている表面改質に対して,複数の表面改質処理を組合せる,いわゆるハイブリッド表面改質による更なる強度向上が注目されはじめた.ここで挙げるハイブリッド表面改質には,無限の組合せが存在するわけではない.すなわち,表面改質の大部分は熱処理の一種であり,熱処理同士の組合せを行った場合,第一段階で行う処理効果が消滅もしくは減少する恐れがある.したがって,ハイブリッド表面改質の第二段階の処理としては微粒子ピーニングやコーティングなどが有力である.微粒子ピーニングの原理は,従来のショットピーニングと同様であるが,極めて微細な粒子を用いることにより,ショットピーニングとは異なる特性を示す.すなわち,種々の微細な粒子の組合せ,処理法の相違などにより従来法では考えられない現象が報告されてはじめている.微粒子ピーニングに関する報告例はいくつかみられるが,微粒子ピーニングと他の表面改質法の組合せによる,ハイブリッド表面改質材の疲労強度特性に関する研究報告は極めて少ない.以上の観点より,平成10年度平成12年度の3年間にわたり,文部省科学研究費補助金(基盤研究(C)(2),課題番号10650103)の交付を受けて実施した,研究課題「浸炭処理および超微粒子ピーニングによるハイブリッド表面改質材の信頼性評価」に関する研究を行った.本研究課題の3年間の研究内容は,種々のハイブリッド表面改質材の信頼性評価を,機械的性質,材料分析,X線応力測定,疲労強度特性,き裂発生寿命およびき裂進展挙動から詳細に検討した.さらに,この種の研究および実用の際に極めて重要と考えられる,超微粒子の速度およびワーク表面に衝突した際の材料表面近傍の温度分布など,超微粒子の挙動を簡便な手法により数値解析できることを提案した.その概要を以下に示す.機械構造用クロムモリブデン鋼に,真空浸炭,浸炭窒化,微粒子ピーニングおよびこれらを組合せたハイブリッド表面改質処理を施して,これらの表面改質効果を引張疲労強度特性あるいは三点曲げ疲労強度特性および疲労き裂進展挙動などから詳細に検討し,ハイブリッド表面改質材の信頼性評価に関する検討を行った.その結果,ハイブリッド表面改質材の疲労強度は従来の単一処理による表面改質材と比較して著しく向上することを明らかにした.また,ハイブリッド表面改質材の疲労によるき裂発生寿命も顕著な向上を示すことから,今後,この種の表面改質処理が繰返し荷重の作用する機械・構造物への適用が進むものと考えられる.さらに,微粒子ピーニング処理を行う際に重要な点は微粒子の速度やワーク表面に衝突する際の温度である.本研究の一環として,微粒子ピーニング時の微細な粒子の速度,および,この粒子が材料表面に衝突した際の材料表面近傍における温度分布などについて数値解析を行い,微粒子の速度およびワーク表面に衝突後の表面およびその近傍の温度分布を明らかにした.得られた研究成果は,関係学・協会の講演会および学術論文に発表を行った.また,新しい分野でもあり,関係協会誌で解説により広く紹介も行った.近年,従来から行われている表面改質に対して,複数の表面改質処理を組合せる,いわゆるハイブリッド表面改質による更なる強度向上が注目されはじめた.ここで挙げるハイブリッド表面改質には,無限の組合せが存在するわけではない.すなわち,表面改質の大部分は熱処理の一種であり,熱処理同士の組合せを行った場合,第一段階で行う処理効果が消滅もしくは減少する恐れがある.したがって,ハイブリッド表面改質の第二段階の処理としては微粒子ピーニングやコーティングなどが有力である.微粒子ピーニングの原理は,従来のショットピーニングと同様であるが,極めて微細な粒子を用いることにより,ショットピーニングとは異なる特性を示す.すなわち,種々の微細な粒子の組合せ,処理法の相違などにより従来法では考えられない現象が報告されてはじめている.微粒子ピーニングに関する報告例はいくつかみられるが,微粒子ピーニングと他の表面改質法の組合せによる,ハイブリッド表面改質材の疲労強度特性に関する研究報告は極めて少ない.以上の観点より,平成10年度平成12年度の3年間にわたり,文部省科学研究費補助金(基盤研究(C)(2),課題番号10650103)の交付を受けて実施した,研究課題「浸炭処理および超微粒子ピーニングによるハイブリッド表面改質材の信頼性評価」に関する研究を行った.本研究課題の3年間の研究内容は,種々のハイブリッド表面改質材の信頼性評価を,機械的性質,材料分析,X線応力測定,疲労強度特性,き裂発生寿命およびき裂進展挙動から詳細に検討した.さらに,この種の研究および実用の際に極めて重要と考えられる,超微粒子の速度およびワーク表面に衝突した際の材料表面近傍の温度分布など,超微粒子の挙動を簡便な手法により数値解析できることを提案した.その概要を以下に示す.機械構造用クロムモリブデン鋼に,真空浸炭,浸炭窒化,微粒子ピーニングおよびこれらを組合せたハイブリッド表面改質処理を施して,これらの表面改質効果を引張疲労強度特性あるいは三点曲げ疲労強度特性および疲労き裂進展挙動などから詳細に検討し,ハイブリッド表面改質材の信頼性評価に関する検討を行った.その結果,ハイブリッド表面改質材の疲労強度は従来の単一処理による表面改質材と比較して著しく向上することを明らかにした.また,ハイブリッド表面改質材の疲労によるき裂発生寿命も顕著な向上を示すことから,今後,この種の表面改質処理が繰返し荷重の作用する機械・構造物への適用が進むものと考えられる.さらに,微粒子ピーニング処理を行う際に重要な点は微粒子の速度やワーク表面に衝突する際の温度である.

本研究の一環として,微粒子ピーニング時の微細な粒子の速度,および,この粒子が材料表面に衝突した際の材料表面近傍における温度分布などについて数値解析を行い,微粒子の速度およびワーク表面に衝突後の表面およびその近傍の温度分布を明らかにした.得られた研究成果は,関係学・協会の講演会および学術論文に発表を行った.また,新しい分野でもあり,関係協会誌で解説により広く紹介も行った.資源,コスト低減,性質向上および環境調和などの観点から,材料の表面改質に関する研究は窒化,浸炭,高周波焼き入れなど,古くから取り組まれている.近年では,CVD,PVDなどによる表即コーテイングやイオン注入など,種々の目的にあわせた新技術が多方面で実用化されている.一方,各種材料は使用条件の多様化にともない,高性能が要求されるようになってきたが,材料の開発には限度がある.そこで,材料表面をより高性質を有する状態に創製することが要求されるようになってきた.本研究ではその要求を満たす一つとして,ハイブリッド表面改質を提案し,その詳細について研究を展開する.初年度はハイブリッド表面改質法として,真空浸炭処理を施したSCM415材表面に,超微粒子ピーニングを行う方法を採用し,表面改質後の疲労強度,き裂発生寿命,き裂進展寿命などから表面改質後の信頼性を評価することを目的とした.初年度に実施した研究で得られた主な結果を以下に要約する.(1)真空浸炭処理後,超微粒子ピーニングを施したSCM415表面層には,厚さ約10μmの腐食されにくい組織変化層が観察され,この層の硬度はHV1250,圧縮残留応力は-2850MPaであった.また,超微粒子ピーニングを施すことにより,引張強さは10%程度向上し,疲労限度は調質材(500MPa)と比較して1.6倍(800MPa)の上昇,真空浸炭処理材(600MPa)と比較しても約1.4倍の上昇が認められた.なお,真空浸炭処理後,超微粒子ピーニングを施した場合の破壊はすべてフイシュアイ型であった.(2)疲労き裂進展試験の結果,超微粒子ピーニングは主にき裂発生寿命の向上に効果的であり,真空浸炭処理は疲労き裂進展速度を低減させることが明らかとなった.(3)破損寿命としては,真空浸炭処理後,超微粒子ピーニングを施した場合,最も長寿命となる.(4)その他,応力拡大係数幅ΔK,有効応力拡大係数幅ΔK_<eff>とき裂進展速度da/dNの関係などについて明らかにした.資源,コスト低減,性質向上および環境調和などの観点から,材料の表面改質に関する研究は近年活発に取り組まれている.さらに最近は従来の表面改質処理に他の処理を施す複合処理,いわゆるハイブリッド表面改質法が注目されるようになってきた.そこで本研究ではその要求を満たす一つとして,ハイブリッド表面改質材の強度特性から材料の信頼性を検討することを目的とした.初年度はハイブリッド表面改質法として,真空浸炭処理材表面に,超微粒子ピーニングを行う方法を採用し,表面改質後の疲労強度,き裂発生寿命,き裂進展寿命などから表面改質後の信頼性を評価した.この結果は現在,日本機械学会論文集に投稿中である.本年度は初年度とは異なる処理法を採用した.すなわち,浸炭窒化処理を施したSCM415材に超微粒子ピーニングを施し曲げを受けるハイブリッド材の疲労強度,き裂進展挙動などからその信頼性を評価した.
集合知によるマンガ要約テストの確立と、その評価基準を用いたマンガ要約ソフトの開発

筆者らの過去の実験結果から「nコマのストーリー・マンガをkコマに要約するときは、上位kコマを、他の多数の人が選んだ選択率の高い順に選ぶほど要約能力が高い」という指標が有効であるとわかっているため、マンガ要約能力を100点満点で測定することもできる。そこで本年度は、要約に残したいコマだけをクリックすると要約能力を点数化して示す、Web上で動作するマンガ要約テストを完成させ、日本マンガ学会で発表した。また教育テスト研究センター年報で「マンガのセリフを英語にすると,要約時に過大・過小評価されるコマの特徴」というタイトルで発表した。これは2017年に日本語で、2018年に同じマンガの英語版を、5コマ以上20コマ以下に要約させる実験をほぼ同一条件で行ったことの比較である。マンガを英語で読み要約するのは日本人の大学生には困難であると思われるが、英語版の時も、選択率の高いコマだけを抜き出すと,おおむね良い要約になった。つまりマンガの要約に集合知は、英語で読ませたときでさえ機能したが、要約の質は少し落ちた。そこで本研究では、英語版で過小視,過大視されたコマを考察した。主人公が大きく描かれているコマや依頼者が説明中に回想しているレストランが描かれたコマが過大評価されていた。また過小評価されやすいのは,依頼人が主人公に,なぜ昔食べたハンバーガーを探しているのか、それを探すのがなぜ難しいのか、そのハンバーガーを探し当てたらどうして欲しいのかなど、絵柄は地味でも重要な依頼を長い英文で説明しているコマだった。秋には採点結果を表示するサイトのユーザビリティを検証する実験を行った。その結果「目が疲れない」「画面が正しく表示される」「文章の要約より、マンガの要約のほうが楽しい」「文章の要約より、マンガの要約のほうが簡単だ」と回答していたことがわかった。この結果は2019年に国際学会で発表予定である。おおむね計画通りに進んでいる。申請時の予定では、平成30年度までに(1)要約能力測定テストの、Web上で動作するシステムを完成させること、(2)(1)のシステムを用いて実験すること、(3)遺伝的アルゴリズムを用いたマンガ要約システムを開発しα版をつくること、を予定していた。現時点で、いずれも完了しており、(1)(2)の成果については学会発表や教育テスト研究センター年報への速報という形で投稿も行っている。(3)についても発表済みである。(1)については、すでに完成しておりバグもなく動作しているので順調である。(2)については、システムのユーザビリティ検証のための実験を行ったが、おおむね良好な結果であり、ユーザからの不満な点も改善したので、良好な進行具合である。ただし、学会誌への執筆と投稿がまだなので、完璧ではないと考えている。(3)についてはα版は完成させ、システムの動作としては良好である。ただし、マンガを遺伝的アルゴリズムを用いて得られた要約については、人間に比べるとはるかに劣っているため、β版作成時に改善の余地があると考えている。2018年度は主に遺伝的アルゴリズムによる要約システムに関する開発と実験を行う。「本日のバーガー」第2話以外のマンガを用いて、第2話と同じ基準による要約で良好な要約が得られるかを検証する。また実験と論文投稿を予定している。2018年度の秋に行った実験の詳しい結果分析と学会発表は、2019年度6月下旬に、国際学会Ed-Mediaで学会発表をする予定である。また秋実験の結果、やや画質を落としても素早く表示されることをユーザが望むことが分かったので、すでに対応済みである。また2019年度も秋に大学生60名程度に参加いただいて実験を行う。2019年度はマンガの要約と文章の要約能力に相関があるか、といった点に興味があり、検証するための実験を行う予定である。本研究は、受験者の要約能力を測定する方法として、ストーリーマンガを与え、よい要約とするのに必要なコマを選択させ、「集合知に近ければ近いほど良い」という前提で計測すると提案したものである。その評価法に基づき、Web上で動作するテストのシステムを開発したり、その有効性を検証したり、遺伝的アルゴリズムを用いてマンガの自動要約システムの作成を試みる、というのが本研究の概要である。当該年度は初年度であり、主にマンガ要約テスト実験の実施と分析、Web上のマンガ要約テスト・システムの開発を行った。実験は2017年10月に、60名の学生を対象に、英語のマンガを要約してもらう実験を行った。実験の結果、非常に興味深い結果が得られた。平均的な(偏差値50前後の大学に通う)日本の大学生に、ストーリーマンガの全セリフを「英語に翻訳して」読ませたときでさえ、単純に実験参加者の間で選択率の高かった上位nコマを選ぶだけで、nがいくつであっても、良いマンガの要約になった。つまりマンガの要約において、集合知は非常に強力であると、改めて確認できた。またシステムの開発については、マンガを、要約に必要ないコマをクリックすると白く薄くなり、「採点」ボタンを押すとその場で要約能力を100点満点で表示するシステムを完成させた。本年度に外部に発表した成果としては、[1]今までの研究を元に年報を1編、投稿し掲載された。また最新の実験の結果を、前回の実験結果と比較し分析し、[2]海外で学会発表を2回、[3]国内での研究会発表を1回、行った。また[4]マンガ要約テストのシステムを完成させ、その内容は6月のマンガ学会の研究会で報告予定である。

また[5]遺伝的アルゴリズムによるマンガ要約システムについても、R言語によるプロトタイプ版を作成し、動作している。当初の計画書通り、マンガの要約システムを完成させ、学会発表した。また予定通り、学生60名を対象に、マンガの英語版を読んでもらい要約してもらう実験を行い、前回の日本語版のマンガを要約させたときの結果と比較した。その結果、英語のマンガを要約させたときでさえ、集合知としては、非常に良いマンガの要約になることを確認できた。年報を1編、国際学会に2回、国内研究会に1回、発表した。また遺伝的アルゴリズムによるマンガ要約システムについても、プロトタイプ版は作成している。当初の計画を十分達成できている。筆者らの過去の実験結果から「nコマのストーリー・マンガをkコマに要約するときは、上位kコマを、他の多数の人が選んだ選択率の高い順に選ぶほど要約能力が高い」という指標が有効であるとわかっているため、マンガ要約能力を100点満点で測定することもできる。そこで本年度は、要約に残したいコマだけをクリックすると要約能力を点数化して示す、Web上で動作するマンガ要約テストを完成させ、日本マンガ学会で発表した。また教育テスト研究センター年報で「マンガのセリフを英語にすると,要約時に過大・過小評価されるコマの特徴」というタイトルで発表した。これは2017年に日本語で、2018年に同じマンガの英語版を、5コマ以上20コマ以下に要約させる実験をほぼ同一条件で行ったことの比較である。マンガを英語で読み要約するのは日本人の大学生には困難であると思われるが、英語版の時も、選択率の高いコマだけを抜き出すと,おおむね良い要約になった。つまりマンガの要約に集合知は、英語で読ませたときでさえ機能したが、要約の質は少し落ちた。そこで本研究では、英語版で過小視,過大視されたコマを考察した。主人公が大きく描かれているコマや依頼者が説明中に回想しているレストランが描かれたコマが過大評価されていた。また過小評価されやすいのは,依頼人が主人公に,なぜ昔食べたハンバーガーを探しているのか、それを探すのがなぜ難しいのか、そのハンバーガーを探し当てたらどうして欲しいのかなど、絵柄は地味でも重要な依頼を長い英文で説明しているコマだった。秋には採点結果を表示するサイトのユーザビリティを検証する実験を行った。その結果「目が疲れない」「画面が正しく表示される」「文章の要約より、マンガの要約のほうが楽しい」「文章の要約より、マンガの要約のほうが簡単だ」と回答していたことがわかった。この結果は2019年に国際学会で発表予定である。おおむね計画通りに進んでいる。申請時の予定では、平成30年度までに(1)要約能力測定テストの、Web上で動作するシステムを完成させること、(2)(1)のシステムを用いて実験すること、(3)遺伝的アルゴリズムを用いたマンガ要約システムを開発しα版をつくること、を予定していた。現時点で、いずれも完了しており、(1)(2)の成果については学会発表や教育テスト研究センター年報への速報という形で投稿も行っている。(3)についても発表済みである。(1)については、すでに完成しておりバグもなく動作しているので順調である。
自己免疫現象に基づいたRNAエキソソームによる植物免疫制御機構の解明

矮性や、病原体感染無しに細胞死及び活性酸素種の蓄積などの防御反応が常に活性化する自己免疫は、植物免疫の緻密な制御バランスが、遺伝子の変異等により崩れることで生じる。申請者は自己免疫を示すシロイヌナズナ変異体表現型を抑制するに変異体の原因遺伝子として、SMN2を同定した。SMN2は核内RNA品質管理機構で重要な因子であるが、植物免疫における機能は不明だった。本研究では、smn2変異体の病害抵抗性や網羅的な発現遺伝子発現解析により、SMN2の植物免疫における役割を明らかにする事で、「RNAエキソソームによるRNA分解を介した植物免疫関連遺伝子の発現」という新たな制御段階を浮き彫りにする。
掌蹠膿疱症患者におけるTNF遺伝子の多型性についての検討

掌蹠膿疱(PPP)は手掌、足蹠に無菌性膿疱を繰り返し発症する炎症性皮膚疾患である。病変部の皮膚は好中球浸潤が特徴的であることから、好中球遊走因子であるTNFに注目し、本症とTNF遺伝子との関連について検討した。その結果、平成10年度にTNFB遺伝子NcoI(TNFB/NcoI)多型と本症が関連していることを報告した。しかしTNFB/NcoIが遺伝子として機能している部位とは考えにくいことから、近隣に存在すると考えられるPPP責任遺伝子との連鎖が観察されたものと考えた。そのため今回は、TNFB遺伝子に隣接するTNFA遺伝子プロモーター領域の多型について、塩基配列決定法にて検索した。この領域の多型は、TNF蛋白の産生量を調節しており、その個体差により疾患感受性が存在すると考えられたからである。対象はPPP患者80名である。末梢血よりDNAを抽出後、PCR法にてTNFAプロモーター領域-1107から-66位を増幅し、塩基配列を自動塩基配列決定機にて決定し、多型を検出した。TNFA遺伝子プロモーター領域の多型はすでに報告されているTNFA/-1031、TNFA/-862、TNFA/-856、TNFA/-307、TNFA/-237の5つの多型部位について検索した。(Higuchi etal,Tissue Antriens 1998 ; 51 ; 605-612)その結果、本疾患に特異的な多型がなく、また正常コントロール群と比較して、有意に頻度が高い多型も見出すことができなかった。このことによりPPPとTNFA遺伝子との関連性がないことが明らかとなった。従ってTNFB遺伝子よりも染色体上テロメア側の領域にPPP関連遺伝子の存在が示唆された。今後はPPPにおける臨床的パラメーターの設定と多型診断による病因的に診断ができるかどうかについてさらに検討する予定である。掌蹠膿疱症(PPP)は病変部皮膚への好中球浸潤が特徴とされる疾患である。現在までその病因は不明であるが、病変部の病理組織像が乾癬のそれと似ていることから、乾癬との関連性が疑われている。乾癬はHLA-Cw6およびDR7との関連や、TNFA遺伝子との関連性がすでに報告されている。PPPにおいてもHLA-B、-DRとの関連が報告されるに至った。これは両遺伝子が連鎖していることによると解釈されているが、さらにこれらと連鎖している近隣の遺伝子が一次的に相関している可能性も考えられる。以上の事実から好中球遊走因子であるTNF-αがPPPの発症に関与している可能性が示唆され、今回検討を行った。対象はPPP患者49名および正常人コントロール44名である。末梢血よりDNAを抽出し、HLA-DR9,TNFA/-308,TNF/N∞IのタイピングをPCR-RFLP法にて行った(Niizeki et al.,Cabrera et al.)。TNFについてはN∞Iで切断されるallele,TNFBについてはN∞Iで切断されないalleleとし、それぞれその逆のalleleをallele2とした。HLA-DR9については、PPPとの関連性は確認できなかった。TNFA遺伝子多型性では、日本人に非常に希なallele2ではPPP群で6.1%に対しコントロール群4.5%であり、有意差は認められなかった。

TNFB遺伝子多型性では、allele2の頻度はPPP群の方がコントロール群より有意に多く認められた(p<0.005)。またHLA-DR9陽性者におけるTNFB2の頻度では,PPP群においては、DR9+およびDR9一群間で有意差が認められた(P<0.005)。これに対しコントロール群では有意差は認められなかった。以上の結果よりPPPにおいては、TNFB2が関連しており、またコントロールと比較してDR9-TNFB2というハブロタイプの頻度が多いことが示唆された。PPPと一次的に相関を示す遺伝子がHLAであるかTNFであるかは現在のところ不明であるが、今後さらに周辺の遺伝子多型を検索する必要性があると考えられた。掌蹠膿疱(PPP)は手掌、足蹠に無菌性膿疱を繰り返し発症する炎症性皮膚疾患である。病変部の皮膚では好中球浸潤が特徴的であることから、好中球遊走因子であるTNFに注目し、本症とTNF遺伝子との関連について検討した。その結果、平成10年度にTNFB遺伝子NcoI(TNFB/NcoI)多型と本症が関連していることを報告した。しかしTNFB/NcoIが遺伝子として機能している部位とは考えにくいことから、近隣に存在すると考えられるPPP責任遺伝子との連鎖が観察されたものと考えた。そのため今回は、TNFB遺伝子に隣接するTNFA遺伝子プロモーター領域の多型について、塩基配列決定法にて検索した。この領域の多型は、TNF蛋白の産生量を調節しており、その個体差により疾患感受性が存在すると考えられたからである。対象はPPP患者80名である。末梢血よりDNAを抽出後、PCR法にてTNFAプロモーター領域-1107から-66位を増幅し、塩基配列を自動塩基配列決定機にて決定し、多型を検出した。TNFA遺伝子プロモーター領域の多型はすでに報告されているTNFA/-1031,TNFA/-862,TNFA/-856,TNFA/-307,TNFA/-237の5つの多型部位について検索した。(Higuchi et al., Tissue Antigens 1998 ; 51 ; 605-612)その結果、本疾患に特異的な多型がなく、また正常コントロール群と比較して、有意に頻度が高い多型も見いだすことができなかった。このことよりPPPとTNFA遺伝子との関係性がないことが明らかとなった。従ってTNFB遺伝子よりも染色体上テロメア側の領域にPPP関連遺伝子の存在が示唆された。今後はPPPにおける臨床的パラメーターの設定と多型診断による病因的に診断ができるかどうかについてさらに検討する予定である。
導電性高分子電極とイオン伝導型有機薄膜を用いる光二次電池の開発

本研究では、太陽電池の光電変換機能と電池のエネルギー貯蔵機能を併せ持つ、光二次電池の開発を目的としている。既に我々は、電子供与体と電子受容体の二層膜に光を照射すると、電位発生・充電状態を数日間保持できる、全く新しいタイプの光二次電池となりうることを報告しているが、現段階では、発生電位、放電電流や蓄えられるエネルギー密度が低い。この問題の解決のために、1)フェロセン置換ピロール誘導体の合成と電解重合、2)色素増感太陽電池との組合わせについて検討した。まず、電子供与体(フェロセン)の電子受容体(ビオロゲン)層への拡散を防ぐために、フェロセン置換ピロール誘導体を合成し、これを電解重合により電極上に修飾し正極とした。フェロセンの導入により、期待したポリピロール膜の導電性の向上は、認められたが、光電荷分離状態の保持には逆効果となり、充電状態が不安定化した。2)については、酸化亜鉛一酸化スズ系半導体を用いる高効率の色素増感型太陽電池に関して、二つの酸化物半導体を複合することにより、色素の光励起状態から生じる電荷分離過程を促進し、電荷の再結合を抑制することで高効率化をもたらすメカニズムを明らかにした。さらに、高導電性の酸化スズに対して絶縁体に近い酸化マグネシウムや酸化アルミニウムを複合することによっても,太陽電池の高効率化が実現できることを示した。また、色素増感太陽電池固体化の研究の中で、安定性に問題があったヨウ化銅を正孔輸送層とする色素増感太陽電池について、ヨウ化銅溶液にチオシアン酸塩を微量添加することにより、析出する結晶を微細化することができ、安定性も大幅に向上できることを見いだした。・以上の観点からまとめを行い、ヨウ化銅を中心に、種々の導電性高分子をはじめとする有機薄膜および酸化チタン光陽極との組合せによる,これまでにない光二次電池系を提案した。この問題の解決のために1)フェロセン置換ピロール誘導体の合成と電解重合、2)色素増感太陽電池との組合わせについて検討した。まず、電子供与体(フェロセン)の電子受容体(ビオロゲン)層への拡散を防ぐために、フェロセンをピロールモノマーにアルキル鎖を介して直接結合させたフェロセン置換ピロール誘導体を合成し、これを電解重合により電極上に修飾し正極とした。次に、光電池としての基本性能の向上を図る試みとして、高い光電変換効率が報告されている色素増感太陽電池との組合わせについて検討した。これまでのイオン伝導型有機薄膜の代わりに、多孔性n-型半導体に色素を吸着させて光陽極とし、これにp-型導電性高分子であるポリピロールを、光電解重合法を用いて積層させ太陽電池を作成したところ、効率が大幅に向上し、光エネルギー変換効率約1%を達成することができた。さらなる高効率化を図る試みとして、光陽極にエオシン色素を吸着させた酸化亜鉛/酸化スズ混合系電極を用いた湿式色素増感太陽電池が、従来の酸化チタン電極に比べて2倍近くの変換効率を示すことを新たに見いだし、その結果をChemistry Letters誌に発表した。

今後は、新たに見いだされた酸化亜鉛/酸化スズ混合系電極を用いて、光電変換効率の向上を図ると共に光二次電池への応用を検討する予定である。本研究では、太陽電池の光電変換機能と電池のエネルギー貯蔵機能を併せ持つ、光二次電池の開発を目的としている。既に我々は、電子供与体と電子受容体の二層膜に光を照射すると、電位発生・充電状態を数日間保持できる、全く新しいタイプの光二次電池となりうることを報告しているが、現段階では、発生電位、放電電流や蓄えられるエネルギー密度が低い。この問題の解決のためにこれまで、1)フェロセン置換ピロール誘導体の合成と電解重合、2)色素増感太陽電池との組合わせについて検討してきた。今年度は、特に2)について色素増感太陽電池の性能向上を中心に検討した。まず、酸化亜鉛一酸化スズ系半導体を用いることにより太陽光エネルギー変換効率約8%を達成し、これまで知られている酸化チタン系半導体(変換効率:約9%)に限らず、高効率の色素色素増感型太陽電池を構築できることを見いだした。さらに粒子径の異なる酸化亜鉛一酸化スズ系が、色素の光励起状態から生じる電荷分離過程を促進し、電荷の再結合を抑制するという結果に基づき、高効率化をもたらすメカニズムを提案した。一方、色素増感太陽電池固体化の研究の中で、無機型電子供与体層としてヨウ化銅、チオシアン酸銅等のp-型半導体が、安定で効率の良い正孔輸送層として機能することが知られている。この太陽電池には安定性に欠けるという問題があったが、ヨウ化銅溶液にチオシアン酸塩を微量添加することにより、析出する結晶を微細化することができ、安定性も大幅に向上できることを見いだした。今後は、本研究によりp-型半導体層(電子供与体層)として有効にはたらくことが見いだされているヨウ化銅を中心に、種々の有機薄膜との比較の観点からまとめを行い、さらに効率向上が期待できるハイブリッド化した系について光二次電池への応用を検討する予定である。この間題の解決のためにこれまで、1)フェロセン置換ピロール誘導体の合成と電解重合、2)色素増感太陽電池との組合わせについて検討してきた。今年度は昨年度に引き続き,2)について色素増感太陽電池の性能向上を中心に検討した。まず、昨年度に見出した酸化亜鉛一酸化スズ系半導体を用いる高効率の色素色素増感型太陽電池に関して,そのメカニズムを検討した。その結果,二つの酸化物半導体を複合することにより,色素の光励起状態から生じる電荷分離過程を促進し、電荷の再結合を抑制することで、高効率化をもたらすメカニズムを明らかにした。さらにこの研究を進展させ,高導電性の酸化スズに対して絶縁体に近い酸化マグネシウムや酸化アルミニウムを複合することによっても,太陽電池の高効率化が実現できることを示した。
固液界面における光触媒プロセスの研究

〔研究テーマ〕TiO_2/SiO_2系ナノファイバー光触媒の研究TiO_2/SiO_2系ナノコンポジットファイバーは高い光触媒特性と熱安定性および低熱膨張特性が期待できる優れた材料である。従来の手法で作製される同ファイバーはTiO_2の結晶性が低いため十分な光触媒特性が出ない、またファイバーの機械的強度が弱いなどの問題があった。そこで、これらの問題を改善すべくTiO_2源として日本エアロジル製P-25とSiO_2源としてTEOS(Tetraethoxysilane)の複合ゾルを用いて、エレクトロスピニング法によるTiO_2/SiO_2ナノコンポジットファイバーについて研究を行った。エレクトロスピニング法は特に極細径のポリマーファイバーの作製法として用いられており、無機系化合物のナノファイバー作製などにも応用されている。TiO_2ナノ粒子およびPVP(polyvinylpyrolidone)をエタノールに分散させ、またSiO_2源としてTEOSとPDMS(polydimethylsiloxane)のエタノール溶液を作成し、Ti:Siの比が1:2になるように混合し、エレクトロスピニング用溶液とした。その溶液を用いてエレクトロスピニング法により20KVの電圧を印加しナノファイバーを作製した。その結果、高い機械的強度を有するSi-O-Si結合鎖で構成されるSiO_2ファイバーにTiO_2ナノ粒子が埋め込まれた構造を持つ径500nm700nmのSiO_2/TiO_2ナノコンポジットファイバーが得られた。得られたファイバーについて硝酸銀による光触媒活性評価およびアセトアルデヒドの光分解による光触媒活性評価試験の結果、優れた光触媒活性を有することが解った。特にアセトアルデヒドの光分解反応においては、ファイバー形状にすることで、同様の手法で作製されたフィルムと比較して、約15倍の光触媒活性向上があることが解った。この技術の応用として、可視光応答化を図るため銀ドープTiO_2ベースナノファイバーについて研究を進めた。Ag:Ti比を1:50とし、同様にエレクトロスピニング法により銀ドープTiO_2ナノファイバーを作製した。得られた銀ドーブナノファイバーにUV照射と可視光照射を繰り返すことによりAg←→Ag_2Oの可逆反応が生じるという興味ある結果が得られた。天然ゴムは広く一般的に使用されているが、その欠点として劣化の問題がある。その劣化の主要因は紫外線によるものであり、そのゴム表面に酸化チタン光触媒をコーティングすることにより、ゴムの劣化を抑制し、また光触媒の機能であるセルフクリーニング性を付与することが本研究の目的である。TiO_2光触媒を直接ゴム表面にコーティングすると、逆に光触媒の酸化分解機能によりゴムを劣化させてしまうことになる。従って、ゴム表面へのコーティング構造としては、ゴム表面にまずSiO_2薄膜を形成し、その上にTiO_2薄膜を形成させた構造体とした。当構造体の作製方法として、まずゴム表面にオゾン5ppmを含む紫外線(UV/O_3)を照射し表面を清浄化および高親水性化し、TEOS(テトラエトキシシラン)を用いて80°CでCVD法によりコーティングした。更にUV/O_3を照射しTEOSを光酸化させてSiO_2の薄膜を作製した。次に0.1Mのアンモニウムヘキサフルルチタネートおよび0.3Mのホウ酸の水溶液中、pH2.8の条件下で混合(液相堆積法)することにより、TiO_2をゴム表面に堆積コーティングした。得られたSiO_2-TiO_2コーティング膜はSEM、XRD分析およびXPS分析により、TiO_2粒子7080nmおよびアナターゼ型TiO_2であることが確認された。また、UV-可視分光スペクトル分析により、可視光領域ではTiO_2による反射が増大することが見られ、UV領域ではTiO_2の吸収により反射は減少していることが解った。また、得られたSiO_2-TiO_2コーティング膜の光触媒機能の評価について、メチレンブルーの光分解法で664nmの吸収バンドでの定量分析により、光触媒機能は十分発揮できていることが解った。しかし、劣化についての評価については、キセノンウェザオメーターを使用して促進耐候試験を行い、引張り試験によるゴムの伸び率を測定することによってゴムの劣化状態を評価した結果、ゴム単体の場合と比較してSiO_2-TiO_2コーティングゴムは若干の劣化に対する改善は見られたが、実用レベルには至らず、今後更なる研究が必要である。

その溶液を用いてエレクトロスピニング法により20KVの電圧を印加しナノファイバーを作製した。その結果、高い機械的強度を有するSi-O-Si結合鎖で構成されるSiO_2ファイバーにTiO_2ナノ粒子が埋め込まれた構造を持つ径500nm700nmのSiO_2/TiO_2ナノコンポジットファイバーが得られた。得られたファイバーについて硝酸銀による光触媒活性評価およびアセトアルデヒドの光分解による光触媒活性評価試験の結果、優れた光触媒活性を有することが解った。特にアセトアルデヒドの光分解反応においては、ファイバー形状にすることで、同様の手法で作製されたフィルムと比較して、約15倍の光触媒活性向上があることが解った。この技術の応用として、可視光応答化を図るため銀ドープTiO_2ベースナノファイバーについて研究を進めた。Ag:Ti比を1:50とし、同様にエレクトロスピニング法により銀ドープTiO_2ナノファイバーを作製した。得られた銀ドーブナノファイバーにUV照射と可視光照射を繰り返すことによりAg←→Ag_2Oの可逆反応が生じるという興味ある結果が得られた。
ヒックス厚生経済学の形成と展開--神戸商科大学所蔵「ヒックス文庫」を手がかりに

J.R.Hicksの厚生経済学の形成過程をめぐっては、現在まで経済学史プロパーの有意味な研究はほとんど存在しなかった。本研究は旧神戸商科大学(現兵庫県立大学)の所蔵する「ヒックス文庫」中に含まれる未公開草稿に着目しながら、ヒックス厚生経済学の形成史的な解明を目指したものである。平成16年度と17年度前半は、所蔵大学において資料の複写が認められなかったため草稿の転記に忙殺され、顕著な成果は得られなかった。しかし平成17年度の途中に、資料の複写を認められたことにより、ようやく「ヒックス文庫」の内容の検討に取り掛かることができた。Another Shot at Welfare Economics(ASWEと略記)と題する未公開のタイプ打ち原稿(それは講義ノートとして準備されたようである)を発見し、その内容を「ケンブリッジ学派の経済学研究会」(於一橋大学:H18.7.2)において口頭発表し、またその原稿の前半部分を『経済学史研究』誌上に発表した。ASWEは、効用の和としての厚生概念に依拠せず、社会全体の好ましさを「富」と(集計量ではない)「効用」により測定することを企図したもので、『価値と資本』(1939)に代表される、効用の集計に依拠した前期ヒックス厚生経済学からの変質を示唆するものであると思われる。またarchivistの助けを借り、厚生経済学に関係する多くのヒックス自筆草稿を解読した。時間的に内容の精査にまではたどり着けなかったが、このたび入手できた資料を基に以後さらに研究を継続し、中期から後期(ヒックスはHicks(1974)において自らの思想的変遷を3期に分けている)に至るヒックスのconversionを明らかにしていきたいと考える。兵庫県立大学所蔵「ヒックス文庫」の調査及びヒックスの関連既刊書の検討を行った。同文庫は当初、資料複写が可能であると聞いていたが(実際、以前は複写が許されていたが)、研究開始時になって、所蔵図書館より著作権保護のため未刊資料についてはあらゆる複写を許可できない旨が伝えられた。そのため、急遽、現地で作業者を雇用しながら、資料内容をパソコンにより転記する作業を中心に行わなければならなくなり、今年度中にはその資料内容の十分な解明まで至らなかった。今年度の作業経過は以下の通りである。前年度に引き続き、ヒックスの厚生経済学・経済理論に関連する未公刊資料を中心に、解読、考察を行った。年度途中に兵庫県立大学より「利用規程を改正したので資料の複写各1部を認める」との連絡が入ったため、急遽、考察対象の資料のマイクロ化を業者に依頼し、複写各1部を入手、勤務地にて作業をすることが可能になった。ヒックスの筆跡は解読困難であり、作業は難航している。現状では、数年の作業で全体像をつかむことは困難であると思われ、むしろ、当面の研究の方向性に沿って対象を絞りつつ進めていくことが妥当であると考えている。次年度はより専門的な解読能力を持つ業者の協力も仰ぎながら、研究速度を早めたい。現時点での研究関心・到達点(仮説)は以下の通りである。ヒックスは一般に高く評価されている(ノーベル賞受賞理由でもある)自身の前期の消費者余剰論、厚生経済学に対し、(「ヒックス文庫」中の未公刊資料を含む)著作の随所で不満を述べており、そのことからも、それら前期の成果とは異なる、代替的なアプローチに基づく厚生経済学(「社会的生産物」を測定物とした理論?)を構築しようとしていたことが窺える。もし、その厚生経済学に関する代替的アプローチを模索する過程・結果が明らかになれば、通説的なヒックス評価すなわち前期の厚生経済学などを中心とする評価とは異なったヒックス像が抽出できる可能性がある。さらに残り1年間の研究期間において検証したい。

時間的に内容の精査にまではたどり着けなかったが、このたび入手できた資料を基に以後さらに研究を継続し、中期から後期(ヒックスはHicks(1974)において自らの思想的変遷を3期に分けている)に至るヒックスのconversionを明らかにしていきたいと考える。
フレキシブル透明回路を実装した三層積層式色分離型イメージセンサの創成

積層型イメージセンサーの実現には、有機光電変換膜とIn-Ga-Zn-O薄膜トランジスタ(IGZO TFT)透明信号読み出し回路からなるセルを三層積層する必要がある。有機光電変換膜の性能を維持しつつ多層積層セルを実現するには、IGZO透明信号読み出し回路を有機光電変換膜の耐熱温度(≦150°C)以下で作製する必要がある。IGZOはスパッタ法にて室温で製膜可能であり、低温形成TFTのチャネル材料として期待されている。しかしながら、スパッタ成膜中に導入される欠陥の修復に350°C程度の熱処理が必要である。今年度はIGZOスパッタ膜中の欠陥修復プロセスの低温化を重点的に検討し、欠陥修復プロセスがTFT特性・信頼性に及ぼす影響に関しても検討を行った。これまでの研究からもIGZO膜中に存在し電気的に活性な主たる欠陥は酸素欠損であることが知られており、成膜中の酸化反応を促進させることで欠陥低減を行う試みがなされてきた。まず先行研究同様に、アルゴンと酸素の混合ガスの酸素分圧制御の結果、酸素欠損の低減に伴うキャリア濃度低減は得られたものの、良好な特性、特にTFT特性のヒステリシス低減に必要な熱処理温度に変化は見られなかった。この結果を受け、これまでとは異なる添加ガスの導入を検討した。知的財産権申請の関係上詳細は明らかにできないものの、添加ガス導入によりこれまで300°C以上が必要であった熱処理温度を150°Cに低減できることを見いだした。今回開発した作製プロセスにてIGZO TFTを作製したところ、熱処理温度150°Cにおいて、TFT特性のヒステリシスを従来の11Vから0.6Vまで劇的に低減できることを確認した。本手法は低温プロセスIGZOTFTにおいて大きなインパクトを与えるものと考えており、重要な成果である。また初期的な評価において、バイアス信頼性改善効果も確認できている。本年度計画のひとつとして二層積層素子の原理実証があげられた。これは下層の光電変換効率に及ぼすTFT作製プロセスの影響を見極めることが主目的であり、これに関しては協力研究機関にて動作実証が完了している。このため我々の研究グループは、低温(≦150°C)プロセスによるIGZO TFTの特性および信頼性制御を重点に研究を推進した。これまではIGZO薄膜の主たる欠陥である酸素欠損補償を目的に酸化促進処理が多く研究されてきた。代表的なものとして水蒸気雰囲気での熱処理があげられるが、特性や信頼性改善効果は大きいものの、低温化への効果は充分でなく、300400°C程度の熱処理が必要である。近年、紫外光照射下における熱処理、高圧ガスアニール、電界印加アニール、がIGZO TFTの低温活性化に有効であると報告されている。我々はこれまで報告されていない新たな手法により、最高温度150°CにてIGZO薄膜中の欠陥を大幅に低減した高品質IGZO薄膜の形成に成功した。本手法は、初期膜に意図的に酸素欠損とその補償元素を導入したのち低温アニールを行うことで、構造緩和と欠陥補償を同時に実現するものである。本手法を用いて最高プロセス温度150°Cで作製したTFTのヒステリシスを従来スパッタ法による11Vから0.6Vにまで劇的に低減できることを示した。以上のように、今年度の研究成果は独自性も有し、かつ今回の提案のみならずフレキシブルデバイス全般に大きなインパクトを与えうる技術であると考えており、“計画以上に進展している"と判断できる。最終年度は三層積層イメージセンサーの動作原理実証と今後の高画素化に向けた微細素子の課題抽出を実施する計画である。低温プロセスによるIGZO TFTの特性向上に関しては今年度大きな進捗を得たため、高輝度放射光によるX線光電子分光を用いた欠陥低減メカニズムに関する検討を進める計画である。また添加ガス量の最適化を図りつつ、更なる特性向上を図る。一方で、電気的ストレス信頼性の現状は目標値ギリギリであり、信頼性劣化要因解明と対策に更に注力する計画である。TFTは各種薄膜の積層構造にて作製されるため、その信頼性も隣接する薄膜やその界面の影響を強く受け、劣化要因の特定が難しい。代表的な劣化メカニズムとして、1)IGZO薄膜中の欠陥準位、2)ゲート絶縁膜とIGZO界面における電子トラップ、3)低温形成したゲート絶縁膜中での電子トラップ、4)大気成分の吸脱着によるIGZO電子密度の変化、等があげられるが、TFTの信頼性試験だけでは要因分離が難しい。信頼性劣化メカニズムの特定に向け、要因分離のための実験手法を開発し、シンプルな系での実験を通じて劣化メカニズムの解明と対策に繋げていく。また、高品質ゲート絶縁膜の低温形成もTFT特性・信頼性に重要である。初年度は有機材料からなるゲート絶縁膜を用いることで最高プロセス温度150°Cを実現したが、大気安定性や信頼性に課題を残している。このため、陽極酸化による高品質ゲート絶縁膜の低温形成に関する研究もスタートさせ、絶縁膜による信頼性影響を明らかにし、目標達成に向けた取り組みを加速する。加えて、最終年度はこれまでの科研費成果の論文化、国際会議での発表を通じた若手人材育成、等の成果公表にも積極的に取り組む。本年度は有機ゲート絶縁膜を用いた自己整合型InGaZnO薄膜トランジスタ(IGZO TFT)をプラスチック基板が使用可能な最高温度150°Cにて実現するプロセス構築を行った。特に、チャネル保護膜材料の選定、ならびに電圧ストレス信頼性の課題抽出に注力した。以下に研究実績の概要を示す。

1)チャネル保護膜の特性・信頼性影響チャネル上の保護膜として1)有機絶縁膜と2)原子層堆積(ALD)法による低温形成酸化アルミニウム(Al2O3)の2種類に関して比較検討を実施した。その結果、150200°Cのプロセス温度においては、有機絶縁膜を保護膜に用いた方が優れた特性を示すことを確認し、特性面での目標を達成できるメドを得た。一方で、ALD法は膜中水素量の低減や酸化プラズマダメージの低減が課題であることを明らにしたが、無機材料によるチャネル保護膜は素子信頼性の観点から必要な技術と考えており、次年度以降もこれら課題を踏まえ、更なる成膜法の検討を進める。2)トランジスタ信頼性の課題抽出と対策チャネル保護膜とゲート絶縁膜双方に有機絶縁膜を用いた場合、優れた特性を得られるものの大気環境下での電圧ストレス試験にて水分起因の特性劣化が確認された。これに対し、水分透過性の低い有機絶縁膜を層間絶縁膜に用いることで大気環境下での電圧ストレス信頼性を大幅に改善できることを示した。本年度目標は、1)150°Cの低温プロセスにてフレキシブルな透明チャネル酸化物トランジスタを実現し、有機絶縁膜と酸化物IGZOチャネルからなる自己整合型トランジスタの特性・信頼性制御に取り組むこと、2)低温プロセス最大の課題である素子信頼性に関し、バイアスストレス印加でのしきい値電圧変動3V以下を実現する、ことの2点であった。目標1)に関しては、研究実績に記載のように、チャネル保護膜として有機および無機絶縁膜を比較検討した結果、特性面での目標を達成できるメドを得た。目標2)に関しては、目標であるバイアスストレス印加でのしきい値電圧変動3V以下に対し、素子ばらつきを考慮して33.5Vが得られている。現状ベストデータでは目標を達成できているものの、素子ばらつきを考慮した平均値でも目標を達成すべく次年度取り組みを加速させる。積層型イメージセンサーの実現には、有機光電変換膜とIn-Ga-Zn-O薄膜トランジスタ(IGZO TFT)透明信号読み出し回路からなるセルを三層積層する必要がある。有機光電変換膜の性能を維持しつつ多層積層セルを実現するには、IGZO透明信号読み出し回路を有機光電変換膜の耐熱温度(≦150°C)以下で作製する必要がある。IGZOはスパッタ法にて室温で製膜可能であり、低温形成TFTのチャネル材料として期待されている。しかしながら、スパッタ成膜中に導入される欠陥の修復に350°C程度の熱処理が必要である。今年度はIGZOスパッタ膜中の欠陥修復プロセスの低温化を重点的に検討し、欠陥修復プロセスがTFT特性・信頼性に及ぼす影響に関しても検討を行った。これまでの研究からもIGZO膜中に存在し電気的に活性な主たる欠陥は酸素欠損であることが知られており、成膜中の酸化反応を促進させることで欠陥低減を行う試みがなされてきた。まず先行研究同様に、アルゴンと酸素の混合ガスの酸素分圧制御の結果、酸素欠損の低減に伴うキャリア濃度低減は得られたものの、良好な特性、特にTFT特性のヒステリシス低減に必要な熱処理温度に変化は見られなかった。この結果を受け、これまでとは異なる添加ガスの導入を検討した。
コンテクスト情報に基づく情報管理と3次元情報アクセス空間の構築に関する研究

本研究で扱うコンテクストは、オブジェクトの集合とみなせ、各オブジェクトには、オブジェクトが属するコンテクストに依存した名前と、関連するコンテクストへの参照が付随する。平成14年度と15年度の前半は、コンテクスト・モデルに基づく情報空間の設計・構築を行った。任意の情報は、3次元メディア・オブジェクトとして視覚化され、それらの関係を独立した複数の空間の連結で表現した。これにより、ユーザは、連結された空間を移動することで、コンテクスト・モデルに従い、情報アクセスすることが可能となった。つまり、空間周遊により情報収集を行うことができる。これらの成果は、国際会議EJC'03,IV03,SCI2003において発表した。平成15年度の後半は、ユーザが明示的に定義したコンテクスト情報ベースの中から、暗に存在する、オブジェクト間の関係を発見するためのフレームワークについて研究を行った。独立した情報・オブジェクトだけを提示するのではなく、そのオブジェクトから繋がる各種の関係を提示することにより、ユーザは、より広く、より深く、得られた情報を理解することができる。この成果に関しては、3月にDagstuhlにて行われる国際会議(The Dagstuhl Workshop on Intuitive Human Interface for Organizing and Accessing Intellectual Assets)にて発表予定である。コンテクスト情報に基づく情報アクセス空間は、ユーザの情報アクセス活動を支援するための3次元仮想空間である。コンテクストは、独立した仮想空間として3次元オブジェクトとして実体化される。ユーザは、外部からコンテクスト空間の中を覗いて見たり、内部に入り詳細・関連情報へのリンクを辿れる。このような情報アクセス空間を実現するために、(1)空間管理機構(空間の埋込、空間移動)と(2)情報空間自動生成機構により、データベースに格納されているコンテクスト情報とユーザの位置に基づき、必要な情報空間を自動生成するための機構を構築した。これにより、ユーザの情報アクセス活動(ナビゲーション、パスQuery言語による情報探索など)に応じて、動的に情報空間を生成することを可能とした。この成果は、第12回European-Japanese Conferenceにおいて発表した。また、提案したフレームワークを応用し、ギリシャ国立研究所で開発されたSISに基づく博物館情報管理システムCLIOにおいても、同じフレームワークを用いて情報空間を構築できることを示した。コンテクストの関係を表現するための、コンテクスト空間の空間配置に関しては、多摩美術大学・須永教授等の研究チームと共に、物語をコンテクストとしてとらえ、筆者の想定したストーリを展開するコンテクスト、読者の理解過程を表現するコンテクストなど、同一対象を異なるコンテクストで表現することについて検討した。これに関しては、日本デザイン学会第49回研究発表大会において発表した。
果実成熟および生理障害発生にかかわるエチレン信号伝達機構の解明と分子制御

果実成熟や生理障害を制御するエチレンの機作を明らかにするため、脱渋後の急速な軟化が問題となっているカキ果実数品種を用い研究を行なった。脱渋処理した'蓮台寺'果実はエチレン作用阻害剤1-MCP処理でβガラクトシダーゼ等細胞壁分解酵素活性が低下し軟化が抑制された。一方、'西条'果実では軟化時にβガラクトシダーゼとキシログルカンendo型転移酵素/加水分解酵素遺伝子発現(DKB-gal、DKXTH1)が増加し、1-MCP処理果実で発現が抑制されることが明らかになった。エチレン生成系については、'西条'幼果ではACC合成酵素遺伝子DK40S2が、成熟果ではDKACS1が主働的であり、ACC酸化酵素遺伝子は、DKACO1とDKACO2がいずれも恒常的に働いていたが、DKACO1は強く発現した。アルコール処理試験から、成熟果はACS、ACOともにエチレンから正のフィードバックが、未熟果はいずれかもしくは両方が負のフィードバック制御を受けることを示唆した。アルコール処理未熟果では軟化過程においてDKXTH1がエチレンによって誘導された。また、子房や幼果を混合したcDNAライブラリーを作製するEST解析から、脱渋処理後の軟化中に発現が高まるDKARF1(xylosidase/arabinofuranosidase)と、別の遺伝子のDKARF2が見いだされた。以上より、カキ'西条'にはglycosidase family 3に属するxylosidase/arabino-furaumsidaseの遺伝子が2種存在し、各々異なる発現制御を受けることを明らかにした。'蓮台寺'幼果では、DKACS1及びDKACS2はほとんど発現が認められず、その強い発現からDKACS3による制御が示唆された。一方、追熟時の果実ではDKACO1、DKA CO2、DKACS1、DKACS2が強く発現誘導され、DKACS3はほとんど誘導されておらず、エチレン生成の制御は幼果期と成熟期とでは異なっていることが示された。また、脱渋後の1-MCP処理の結果、追熟果ではDKACS1やDKACS2、DKACO1、DKACO2などの白己触媒的エチレン生成に関与する遺伝子発現が誘導されることにより、追熟が急速に進行することを示唆した。エチレン受容体遺伝子に関して、'平核無'果実から既知のERT-1サブファミリーと高い相同性をもつDKERS1を初めて単離した。さらにカキのエチレン受容体遺伝子ホモログとして報告されている遺伝子断片ETR1,ETR3の3'非翻訳領域をプローブに、発育中の果実より抽出したRNAを用いてノーザン解析を行い、ETR1,ETR3の発現は果実発育と関連がなくDKERS1の発現が果実の発育・成熟の各段階のエチレン発生と一致し、カキ果実の発育・追熟に関連するエチレン受容体遺伝子であると推定した。そこで、DKERS1タンパクに対する特異抗体を定法に従って作成し、発育中の果実におけるDKERS1の発現を調べた結果、追熟期の果実では、予想される大きさのバンドに加えて、短い分子量のバンドが特異的に検出された。この点をさらに解析することで、カキ果実の追熟制御におけるエチレン受容体の役割が明らかになるものと期待される。