hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
強磁場下でのプラズマ・液体金属相互作用

今年度の成果をまとめると以下の通りである。1)W材溶融層の挙動と微粒子放出・損耗量評価:ミリ秒レーザー照射中の表面溶融層挙動を高速カメラで撮影し、溶融層安定性のパルス波形依存性を明らかにした。また放出される微粒子を石英板で採取することに成功し、ディスラプションやELMなどの過渡的熱負荷による溶融金属の模擬環境における損耗観測系を整備した。熱負荷によるW材料の損耗量測定手法を構築し、パルス波形に対する損耗量の依存性を明らかにした。さらに、溶融層の挙動をCIP法を用いて評価し、温度勾配により生じるマランゴニ対流の影響について評価した。2)真空中強磁場中溶融挙動:真空中強磁場発生装置については製作したが、コイルに高い電圧を印加した際の寄生放電を避けるための電極形状の適正化等を行っているところであり、本格的な実験は来年度に予定している。3)蒸気遮蔽効果のモデリングとシミュレーション:蒸気遮蔽シミュレーション用PICコードを使用し、ITERや原型炉における過渡熱負荷による壁、W壁の損耗予測を行った。特にBe壁で顕著な蒸気遮蔽によって壁面の損耗が低減されることを示した。それに対して、W壁の場合には、熱負荷の低減は少ない。このことから、Be保護膜の被覆で、特にITERにおいてW壁の損耗が大きく低減される可能性を示した。4)レーザーアブレーション分光法によるW材料中の微量粒子の検出:ナノ秒レーザー照射によるアブレーションプラズマを融点や性質の異なるW対向材W, W-Re, W-Taの場合でも生成することに成功し、分光測定による微量Re、Taの濃度測定に成功した。この成果により、Wの核変換によって生成するReやTaをLIBS法によって遠隔で測定することが可能となった。溶融層挙動の詳細な研究については、ミリ秒レーザーによる熱パルス波形やパワーなどを変化させて場合の表面状態の変化を詳細に得ることができた。この結果、パルス波形が溶融層の挙動に及ぼす影響の理解が深まり、基本的には、表面温度により溶融層挙動の特性がほぼ決定されることがわかった。また、粒子放出については、沸点近傍でミクロンオーダーの微粒子の放出が認められるが、ほとんどの粒子放出は蒸発によるもの(原子または数原子程度のクラスタ)と理解される。さらに溶融層のシミュレーションについては、マランゴニ対流の効果を取り入れて新たな評価を行い、内部の複雑な対流構造が溶融層挙動に影響を及ぼすことが明らかになった。蒸気遮蔽効果のシミュレーションについては、Wの評価も可能となり、Beでの評価との比較やBe堆積層の影響評価を行った。これらに加えて、レーザーアブレーションによるWプラズマの分光測定を応用して、W中の微量元素(主に核変換で生じるReやTa)を測定できることも示した。強磁場環境における試験装置については、装置の運転において、高電圧印加の際の安定性を確保することが必要であり、この点でさらに調整が必要な状態である。上記の状況を鑑み、課題ごとでは当初の予定よりも進んだ部分もあるが、全体としてみた場合は、上記のような進捗状況と判断した。今後の研究の推進方策は以下の通りである。1)強磁場中のW材溶融層の挙動と微粒子放出・損耗量評価:パルス強磁場装置を用いて溶融Wの挙動観察、放出粒子のサイズ・組成解析を電子顕微鏡で行う。溶融金属の挙動に対する高磁場の影響を明らかにする。具体的には、高磁場下での溶融Wの高速カメラによる挙動解析、粒子捕捉実験と電子顕微鏡による分析を行う。溶融Wへの磁場影響を明らかにし、その成果をまとめる。溶融層シミュレーションへの磁場導入について検討を行う。2)蒸気遮蔽効果のモデリングとシミュレーション:2019年度は、線形装置における蒸気遮蔽実験との整合性を更に検証するため、非接地状態のLi試料に対する過渡負荷についてシミュレーションを行う。非接地状態の試料を扱えるようにコードの改良を行い、計算を実施し、実験結果との整合性を検証する。また、壁近傍からコアプラズマ領域を含んだシミュレーションのため、流体法とPIC法のハイブリッドコード開発を進める。3)レーザーアブレーション分光法によるWのスペクトル:Wの真空紫外領域におけるアブレーションプラズマの分光測定を行う。VUV測定用の分光器の整備・校正を行った後、W,Re,Taについて真空紫外アブレーション分光を行う。得られた結果を原子構造計算に基づく原子分子データベース(ADAS,NISTなど)に示されたデータと比較する。3)蒸気遮蔽効果のモデリングとシミュレーション:

蒸気遮蔽シミュレーション用PICコードを使用し、ITERや原型炉における過渡熱負荷による壁、W壁の損耗予測を行った。特にBe壁で顕著な蒸気遮蔽によって壁面の損耗が低減されることを示した。それに対して、W壁の場合には、熱負荷の低減は少ない。このことから、Be保護膜の被覆で、特にITERにおいてW壁の損耗が大きく低減される可能性を示した。4)レーザーアブレーション分光法によるW材料中の微量粒子の検出:ナノ秒レーザー照射によるアブレーションプラズマを融点や性質の異なるW対向材W, W-Re, W-Taの場合でも生成することに成功し、分光測定による微量Re、Taの濃度測定に成功した。この成果により、Wの核変換によって生成するReやTaをLIBS法によって遠隔で測定することが可能となった。溶融層挙動の詳細な研究については、ミリ秒レーザーによる熱パルス波形やパワーなどを変化させて場合の表面状態の変化を詳細に得ることができた。この結果、パルス波形が溶融層の挙動に及ぼす影響の理解が深まり、基本的には、表面温度により溶融層挙動の特性がほぼ決定されることがわかった。また、粒子放出については、沸点近傍でミクロンオーダーの微粒子の放出が認められるが、ほとんどの粒子放出は蒸発によるもの(原子または数原子程度のクラスタ)と理解される。さらに溶融層のシミュレーションについては、マランゴニ対流の効果を取り入れて新たな評価を行い、内部の複雑な対流構造が溶融層挙動に影響を及ぼすことが明らかになった。蒸気遮蔽効果のシミュレーションについては、Wの評価も可能となり、Beでの評価との比較やBe堆積層の影響評価を行った。これらに加えて、レーザーアブレーションによるWプラズマの分光測定を応用して、W中の微量元素(主に核変換で生じるReやTa)を測定できることも示した。強磁場環境における試験装置については、装置の運転において、高電圧印加の際の安定性を確保することが必要であり、この点でさらに調整が必要な状態である。上記の状況を鑑み、課題ごとでは当初の予定よりも進んだ部分もあるが、全体としてみた場合は、上記のような進捗状況と判断した。強磁場下でのタングステン(W)材料の高熱負荷による溶融・粒子放出挙動、蒸気遮蔽効果の基礎データ取得、およびそのシミュレーションに関する研究課題について、平成29年度(繰り越し分含む)の研究実績は以下の通りである。1)ディスラプションやELMなどのパルス的な高熱負荷による溶融金属の模擬環境を整備した。W材溶融層挙動と粒子放出(原子、微粒子)・凝集現象の評価を行うための準備として、ミリ秒レーザー照射中の表面溶融層の動的挙動を2方向からの高速カメラ撮影により評価する手法の開発を進めるとともに、放出されるW粒子の挙動を、粒子捕集法とシュリーレン法を用いて観察する手法を開発した。2)5Tのパルスマグネットとそれを内蔵できる真空容器を製作した。3)蒸気遮蔽効果において、エネルギー散逸挙動の理解のために必要となる、低価数Wからの放射分光測定データの取得を、ナノ秒レーザー照射によるWアブレーションプラズマの分光測定により行い、分光試験の性能妥当性を検証した。4)パルス熱負荷に対する表面保護層影響を調べるため、種々の表面保護層(Al,SuS,Cr)を形成したWについて表面損耗抑制効果の試験を行い、比較した。
「マケドニア」意識の多義性と「民族」形成における国際関係要因

申請者は本研究において、「マケドニア」における民族意識の形成過程を、歴史的状況や地域的特殊状況を踏まえつつ、人々の意識(個人的アイデンティティの次元)バルカン半島における「国民国家」形成次元、そしてそれらを取り巻く国際関係の次元、それぞれの相互関係性に着目して、実証的に明らかにすることを目的とした。考察に際しては、検討時期を第一次世界大戦直後から1924年までに限定し、かつ検討対象をマケドニア運動の動向に絞った。本研究報告書は、以下の三点を研究成果として確認した。1.第一次世界大戦直後の国民国家体系において、「マケドニア問題」は、領土問題から少数民族問題へと本質的に転換した。その後、マケドニア運動は、国境線によって分断されたマケドニア地域の統一を志向して国民国家体系に異議申し立てを行うとともに、その中で多様なマケドニア意識に基づいた多様な運動が展開したことを確認した。2.マケドニア運動の主な担い手のひとつであった「内部マケドニア革命組織(英語の略称IMRO=イムロで知られているが、本研究はBMPO=ヴムロと略。)」は、ブルガリア政治と結びつく一方で、いわゆる国民国家体系の基盤となる自決権の主体としての「民族」とは別のあり方の可能性を、バルカンにおける連邦主義と結びついて、示唆していた。申請者は、外部からの影響力すなわち国際関係要因だけでなくマケドニア内部からの葛藤や矛盾が交錯する多様なマケドニア意識の模索の中にこそ、1920年代前半のマケドニア運動の特徴と、そこで使用されていたnarod概念の可能性があったことを確認した。3.ただし、その可能性は、1924年のBMPOとコミンテルンとのやり取りの中で、地域的な概念としての「マケドニア」が、やがて民族的な意味を含有する「マケドニア人」へと変容する過程に吸収されていった。このとき改めて「民族」としてのnacija概念が使用されていくことを、「五月宣言」の成立とその公開をめぐる一連の経緯の中で、確認した。本課題について、科研費採択の通知を受けた2003年11月から2004年3月までの5ヶ月間の研究実績は、(1)関連文献の収集、(2)一次資料の整理、のそれぞれの分野において、以下の通りである。(1)関連文献の収集本課題については、とくに1920年代および1930年代の南東欧情勢が重要な研究対象となっているが、WEBCATによる検索結果に明らかなとおり、日本で所蔵されている文献には、本課題に関連した基本文献および同時代文献ともに、明らかな限界がある。したがって、初年度にあたる今年度は、20世紀初頭から1920年代にかけて出版された「マケドニア」関連文献の収集に重点をおいた。成果としては、英語、ドイツ語、フランス語、ブルガリア語による古書の購入があげられる。そのなかには、現地研究者でも十分な検討が行われていないもの、欧米研究者が駆使していながら日本ではこれまで所蔵が確認されていないもの等が含まれている。また、理論的考察のために、英語および日本語文献の体系的購入をおこなった。(2)一次資料の整理主たる分析対象となるディミタル・ヴラホフの著作、署名・無署名記事、回想録などの整理を開始した。本課題について、平成16年度の研究実績は、(1)関連文献の収集、(2)研究史の整理、(3)研究成果の中間報告、のそれぞれの分野において、以下の通りである。(1)関連文献の収集平成16年度は、とくに第一次世界大戦直後、1923年から1925年におけるブルガリア情勢の分析に焦点をあてて研究活動を行ったため、この分野での関連資料・文献の収集を行った。

当該時期のバルカン情勢に関する研究書のほか、1920年代にBMPO(内部マケドニア革命組織)が国内外で出した資料数点を収集した。(2)研究史の整理とくにブルガリアでは、1990年代に入って、BMPO関連の研究が多数発表されているため、平成16年度には、過去10年間にブルガリアで発表された研究論文を体系的に収集し、かつその分析を行った。この作業の成果を平成17年度中に中間的に公表するために、論文執筆にとりかかった。(3)研究成果の中間報告平成16年度には、「マケドニア」意識にとって重要な要因となる「地域」概念に関連して、現在の欧州統合過程における「下位地域協力」に関する論文を発表した。本課題について、平成17年度の研究実績は、(1)関連文献の収集、(2)研究成果の中間報告において、以下の通りである。(1)関連文献の収集平成17年度は、第一次世界大戦後1923年6月9日にブルガリアで発生したクーデタ前後の国際情勢の分析に焦点をあてて研究活動を行ったため、この分野での関連資料・文献の収集を行った。また、1920年代のバルカン情勢に関しては、1990年代後半以降にブルガリアおよびマケドニア共和国で出版された史料集や研究文献の収集に成果があった。とくにスコピエの国民史研究所の協力を受け、体系的な文献収集を行うことができた。(2)研究成果の中間報告第一次世界大戦後のマケドニア運動の全体像を確認し、1923年6月9日にブルガリアで発生したクーデタ前後の詳細な事例研究において、マケドニア運動がブルガリア国内政治およびイギリス、フランス、ソ連などの列強による国際政治との関連の中で台頭する過程を考察した。考察にあたっては、一次史料の精査を試み、このテーマによる論文を査読付き学術雑誌に発表した(裏面に記載)。申請最終年度にあたる平成18年度においては、以下の研究実績を上げた。(1)旧ユーゴスラヴィアマケドニア共和国のスコピエ大学歴史研究所にて1920年代のバルカン情勢に関する現地研究者による最新の研究成果の収集に努めるとともに、マケドニア共和国公文書館において、一次史料の収集および分析を行った。(2)第一次世界大戦後のマケドニア運動内部の多様な勢力を統一しようとする1924年の試みについて、一次史料と現地研究者の研究成果に基づいた分析を行い、その成果を査読付きの学術雑誌に公表した。具体的な分析テーマは、1924年4月から8月にかけてマケドニア運動がソ連(コミンテルン)との関係をめぐって公表した「宣言」の形成過程とその後の影響についてである。(3)年度末に、研究報告書を作成した。論題は、第一次世界大戦後の国民国家体系の成立とマケドニア運動の関わりを主軸に、マケドニア問題が領土問題から少数民族問題へと転化する過程を跡付け、その中でマケドニア運動がいかに多様な思想的潮流を含みつつ展開したかを分析した。なお、一連の研究において申請者独自の視点からキーパーソンの一人と位置付けてきたディミタル・ヴラホフの活動を総括した。
心筋組織における内在性アドレナリン作動性細胞の同定とその機能的意義の解析

本研究の目的は、最近心筋組織内にその存在が示唆されている、カテコラミンを産生ずる細胞(内在性心アドレナリン作動性[intrinsic cardiac adrenergic:ICA]細胞)の発生学的由来を同定し、機能的意義を明らかにすることであった。1.二ワトリ胚由来培養心室筋細胞及び新生仔ラット由来培養心室筋細胞におけるICA細胞の同定:10日目のニワトリ胚あるいは生直後の新生仔ラットより心室筋細胞を単離・培養し、RT-PCR法を用いてtyrosine hydroxylase(TH)およびneuron-specific enolase (NSE)の発現について検討を加えた。その結果、ニワトリ胚および新生仔ラットの両者由来の培養心室筋細胞において、脳に比肩するTHの発現が認められた。それに対しNSEに関しては、ラットでは脳と心室筋の両者において発現が認められたが、ニワトリ胚では心室筋細胞における発現レベルは低かった。以上のデータは、これらの培養心室筋細胞においては非心筋細胞の混入が非常に少ない(<5%)というわれわれの研究室の以前のデータを考えると興味深く、ICA細胞の存在を強く示唆するものであると考える。今後は、ICA細胞を分離・同定するために、磁気ビーズによる単離ないしは免疫細胞化学的検討を行う予定である。2.心筋細胞機能の調節におけるICA細胞の役割:培養心室筋細胞の細胞内Ca^<2+>動態(蛍光色素indo-1)および細胞収縮(video motion detector)に対するβ遮断薬(timolol,10μM)の効果を見た。その結果、成動物由来の単離心室筋細胞と異なり、培養心室筋細胞(ニワトリ胚、新生仔ラットの両者)においては、timololは細胞収縮および細胞内Ca^<2+>濃度を低下させ、培養細胞中にカテコラミン産生細胞(ICA細胞)が存在する可能性が機能的側面からも示唆された。
国民文化と異文化経営の関連性：日本における中国企業を事例に

本年度は、主に過去2年の研究成果をまとめ、それを発展させた。まず、国民文化と異文化経営は、従業員から見る原産国のイメージと関連していることがわかった。インタビューした在日中国系企業で勤める日本人従業員は、中立もしくは否定的なイメージを持っているケースが多かった。しかし、一部の日本人従業員は、日々中国人従業員と接することで、ある程度彼らの慣習や文化的ロジックに関する理解を深めているということもわかった。次に、国民文化以外に、企業文化による異文化経営への影響も確認された。過去に行ったインタビューでは、原産国イメージ(企業の出身国)から影響されることはあるが、企業文化といった独自の風土からの影響も過小評価すべきでないという結論に至った。例えば、異なる原産国イメージをもって企業に入った後、評価制度や給与体制といった様々なより「実質的」な要因がより大きく従業員の考えに影響していることもあった。最後に、中国人経営者が持つアイデンティティの複雑性も異文化経営に影響していることがわかった。例えば、インタビューした在日中国系企業では、転職者の日本人を雇うことが多く、新卒は中国人従業員であることが多い。そのため、経営者は中国人であるが、経歴が長く、職位が高いのは日本人が多いという構造になる(家族経営の場合は、中国人の親戚がトップであることが多い)。このような構造以外に、中国人経営者がより日本人従業員を中国人従業員より「信頼」していることがわかった。この背景には、日本人が培った「時間厳守」、「忠誠心」、「真面目さ」といった点が働いているだけでなく、中国人としての「誇り」がある一方、同民族への「不信任感」もあったことから、中国人経営者の中には、中国と日本に関する帰属感やアイデンティティ上の葛藤があるのではないかと結論づけた。本研究は、国民文化が如何に1.異文化経営に影響を与え、2.現地文化と相互作用しているのかについて考察することを目的としている。ここでの国民文化とは、「原産国(country-of-origin)」文化と規定し、特にそのイメージに焦点を当てる。調査対象は、日本で事業を展開する中国系の旅行会社、飲食店である。これまでの研究で明らかになったことは、以下の点である:(1)在日中国系企業の多様化:まず、3部類ある(華僑による事業、中国から来日し起業、中国企業の日本法人)。次に、企業形態によって制度等が異なる。最後に、日本人の多くが転職組で、中国人は新卒が多い。(2)異文化経営への影響(人的資源管理)としては、企業幹部が中国人と日本人に対して態度を変えていることが多い事が分かった。また、営業職は、日本人をメインに活用している。最後に、日本人はトップになるのが難しいということも判明した。(3)現地文化との相互作用の面で、多くの日本人従業員が企業外部(日本社会)からの「偏見」を感じているということが分かった。その一方で、企業内部では、日本人側が中国人の「慣習」に適応しようとしている現象も多々見られた。つまり、企業内部と外部では異なる作用が発生していることが分かった。現段階での考察としては、まず、「原産国」イメージは、消費購買行動だけではなく、従業員の考えや行動に影響するが、とある企業に入社後、その企業風土にも大いに影響を受けることがある。次に、これまで研究を行った企業に限定すると、日系企業がある程度一貫した企業慣習を持つことに比べ、より多様化していると考える。その背景には、中国の社会文化的な背景だけではなく、企業の形態、経営者の素質など多くの要因が想定される。今後とも、「原産国」文化を定義するには、各企業の特徴、その企業がどのように現地の文化と相互作用しているのか、包括的に考察する必要があると考える。1年目の研究では、主に以下の作業を行った:1.現地調査:日本の2都市において、中国系企業で働いている人たちにインタビューを行った。そのデータを整理し、まとめた。2.学会発表:2016年は、国内・国外両方の学会で発表することができた。どちらの学会においても、研究者から有意義な意見を頂くことができた。3.出版:出版は、主に学術誌への英文論文を投稿し、発表した。本研究は、国民文化が如何に異文化経営に影響を与え、現地文化と相互作用しているのかについて考察することを目的としている。前年度の研究実績(1)(4)を踏まえ、今年度の研究では、主にその背景を考察し、新に(5)と(6)を追加した。前年度:(1)「原産国イメージ」は、消費購買行動だけではなく、従業員の考えや行動、その周りの人たちのマインドセットにも影響する。(2)しかし、企業に入社後、より影響されるのは原産国の文化的イメージではなく、その企業の風土である。(3)これまで研究を行った企業に限定すると、日本のある程度一貫した企業風土に比べ、より多様化している。その背景には、企業の形態、経営者の素質など多くの要因がある。(4)原産国イメージを定義するには、各企業の特徴、その企業がどのように現地の文化と相互作用しているのか、包括的に考察する必要がある。今年度:

(5)日中における政治・社会環境の変容による、企業文化への影響:新移民として来日している一部の中国人従業員は、中産階級の背景や国際化への意識増加が特徴として挙げられる。一方、多くの日本人従業員は、現代日本における中国への複雑な感情による「中国企業」というラベルへの信頼感が低下している環境が逆風だと感じている。(6)経営陣の複雑な「中国人意識」:これまで他国の技術や知識を積極的に取り入れ、時には模倣するという事も多々ある中国の商業界であるが、日本という国に長期滞在する経営者の考えは、より一層、中国の善と悪について批判的な態度を取り、愛国心と嫌悪感両面が共存しているケースが多くあった。2年目の研究では、主に以下の作業を行った:1.現地調査:日本の1都市において、長期的な現地調査を行った。日々の参与観察とインタビューのまとめを行った。2.学会発表:2017年は、合計3回行い、そのうち1回は国際会議で行った。学会では、中国研究だけではなく、異文化経営管理を研究する学者から有意義な意見を頂いた。3.出版:2017年度の出版2本のうち、いずれも英文であった。本年度は、主に過去2年の研究成果をまとめ、それを発展させた。まず、国民文化と異文化経営は、従業員から見る原産国のイメージと関連していることがわかった。インタビューした在日中国系企業で勤める日本人従業員は、中立もしくは否定的なイメージを持っているケースが多かった。しかし、一部の日本人従業員は、日々中国人従業員と接することで、ある程度彼らの慣習や文化的ロジックに関する理解を深めているということもわかった。次に、国民文化以外に、企業文化による異文化経営への影響も確認された。過去に行ったインタビューでは、原産国イメージ(企業の出身国)から影響されることはあるが、企業文化といった独自の風土からの影響も過小評価すべきでないという結論に至った。例えば、異なる原産国イメージをもって企業に入った後、評価制度や給与体制といった様々なより「実質的」な要因がより大きく従業員の考えに影響していることもあった。最後に、中国人経営者が持つアイデンティティの複雑性も異文化経営に影響していることがわかった。例えば、インタビューした在日中国系企業では、転職者の日本人を雇うことが多く、新卒は中国人従業員であることが多い。そのため、経営者は中国人であるが、経歴が長く、職位が高いのは日本人が多いという構造になる(家族経営の場合は、中国人の親戚がトップであることが多い)。このような構造以外に、中国人経営者がより日本人従業員を中国人従業員より「信頼」していることがわかった。この背景には、日本人が培った「時間厳守」、「忠誠心」、「真面目さ」といった点が働いているだけでなく、中国人としての「誇り」がある一方、同民族への「不信任感」もあったことから、中国人経営者の中には、中国と日本に関する帰属感やアイデンティティ上の葛藤があるのではないかと結論づけた。今後の研究としては、以下の通り行っていく:1.異文化経営への影響に関するデータをより多く収集し、分析する(1)現段階では、ある程度人的資源管理に関するデータを入手しているが、その多くは、なぜそのような現象がみられるのか、その背景が明らかではないことが多い。そのため、データの表面ではなく、内部にどのような構造があるのか、深く考察していくことが必要である。
数百万年にわたる海底下微生物の進化動態を追う

平成30年度においては、平成29年度の結果を踏まえ海底下堆積物に生息する微生物叢の多様性とそれを支配する環境因子についての理解を深めるべく解析を行った。世界各地40の海底掘削サイトから得られた300の海底下微生物群集の多様性と環境因子との相関分析を行ったところ、溶存酸素の有無や有機物濃度、硫酸イオン濃度等が、微生物群集構造をコントロールしていることが明らかとなった。また、海水中や土壌表層といった地球表層のエネルギーに満ちた環境における微生物多様性と比較したところ、地球全体における微生物の多様性は、エネルギーに乏しい海底下環境においても表層環境に匹敵することがわかった。深部方向における微生物多様性の減少は、嫌気環境において好気環境よりも大きく、酸化還元電位が大きく変化する嫌気堆積物において選択圧が大きいことが示唆された。また、平成29年度の結果から堆積物が成層しており浅部から深部にわたって微生物叢が安定しているサイトとして下北半島沖のサイトを選定した。微生物叢解析では16S rRNA遺伝子アンプリコンシーケンスを行ったが、メタゲノム解析を行うためにはより大量かつ高度に精製されたDNAが必要である。そこで平成30年度は、大量のサンプルからDNAを抽出、高度に生成し、ライブラリを作成する一連のプロトコールを開発した。開発したプロトコールを用いて前述の下北半島沖堆積物深度200mまでのサンプルについてのシーケンスデータを得ることに成功した。当初懸念していた、海底下深部の低バイオマスサンプルからのライブラリ作成について、DNA抽出・精製方法を工夫することにより、滞りなく行うことができており、メタゲノム解析の結果も得られている。令和元年度は、まず下北半島沖のさらに深く低バイオマスである海底下320mまでの堆積物試料からのメタゲノム解析を行っていく。シーケンスのデータが出揃い次第、バイオインフォマティクスに着手し、深度方向においてどのような遺伝子群が欠落もしくは獲得されているのかを明らかにし、海底下の極低エネルギー環境における微生物の進化動態を解明する。国際深海科学掘削計画(IODP)による航海をはじめとした科学掘削航海により採取された海底下堆積物から抽出したDNAサンプルから、バクテリアおよびアーキアをターゲットとしたプライマーセットを用いて16S rRNA遺伝子を増幅し、次世代シーケンサーによりシーケンシングを行なった。得られたシーケンスライブラリを用いて、堆積物に生息する微生物群衆構造の比較解析を行うとともに堆積物深度や間隙水の化学組成などの物理・化学メタデータとの相関も合わせて解析し、海底下堆積物中の微生物群衆構造を規定する因子について考察した。海底下の微生物群衆構造は、沿岸部と外洋部において大きく異なることがわかった。この差異は、海洋表層の一時生産量や海底面への有機物供給フラックスあるいは堆積物中の酸化還元状態の違いにより生み出されていると思われるが、より詳細な解析が必要である。また、海底表層付近と海底下深部の堆積物の微生物群衆構造の比較解析により、海底表層の堆積物で優占化している微生物種のいくつかが深部に渡っても普遍的に存在していることがわかった。また、海底下堆積物から抽出されたDNAは微量であるため、それらの微量DNAからメタゲノム解析を行うためのプロトコルの解析に着手し、現在実験条件を詰める作業を行なっている。平成30年度以降のメタゲノム解析では、今年度に見出された深度に関わらず普遍的に存在する微生物種をターゲットに解析を行うことにより、海底下深部生命の進化・適応プロセスについて明らかにしていきたい。当初計画通り海底下堆積物中の微生物群衆構造を網羅的に解析し、平成30年度以降の研究に資するデータを得ることができている。今後は、まず堆積物から得られた微量DNAからのメタゲノム解析プロトコルを確立を行う。引き続いて、平成29年度に得られた微生物群衆構造データに基づき、研究対象とする堆積物を絞りメタゲノム解析を実施する。

令和元年度は、まず下北半島沖のさらに深く低バイオマスである海底下320mまでの堆積物試料からのメタゲノム解析を行っていく。シーケンスのデータが出揃い次第、バイオインフォマティクスに着手し、深度方向においてどのような遺伝子群が欠落もしくは獲得されているのかを明らかにし、海底下の極低エネルギー環境における微生物の進化動態を解明する。
抗体遺伝子再編成におけるPax-5の機能解析

抗体遺伝子再構成は自然界に存在する様々な抗原に反応するために、B細胞分化にとって最も重要なイベントである。この仕組みは利根川博士の功績以来、in vitroの段階ではかなりの部分まで明らかにされたが、細胞内における制御はほとんど明らかにされてはいない。最近、我々はPax-5欠損プレB細胞において、in vitro分化系を用いた分化誘導を行った時、組換え酵素RAGが発現しているもののκ鎖再構成を誘導することができないことを見い出した。この現象はPax-5がκ鎖再構成への関与を示唆することから、そのメカニズムについて解析した。まず、κ鎖領域の染色体構造がオープンになっているかどうかを調べるために、非翻訳RNAのκsterile transcriptの発現を調べた。その結果、Pax-5欠損プレB細胞ではκsterile transcriptの発現が全く検出されなかった。ところが、この細胞にPax-5を戻すとκsterile transcriptの発現は回復した。さらに、FISH法でκ鎖領域の局在を調べてみるとPax-5欠損プレB細胞では転写活性が低い核膜周辺に存在し、この細胞にPax-5を戻すと核中央部に局在を移行した。以上のことから、Pax-5はκ鎖領域の染色体構造をオープンにしているものと示唆された。次に、この制御がPax-5によって直接的に行われているのかどうかを調べるために、エストロジェンでPax-5の局在を細胞質から核へ移行させるシステムを用いた。タンパク質合成阻害剤であるシクロヘキシミドを添加してからエストロジェンを添加した時、僅か4時間程でκsterile transcriptの発現が誘導された。従って、Pax-5は転写を介さず、直接的にκ鎖領域の構造をオープンにしており、このことでκ鎖再構成を開始させていると考えられた。最近、我々はPax-5欠損プレB細胞においてμ鎖やRagの発現がみられるが、in vitro分化系を用いて分化誘導を行ってもκ鎖再構成を誘導することができないことを見い出した。このことはPax-5がκ鎖再構成への関与を示唆するものであるが、そのメカニズムの解明には至っていなかった。そこでまず、Pax-5欠損プレB細胞がκ鎖再構成を誘導できない原因を調べてみると、Jκ領域のaccessibilityが低下しているためであると考えられた。さらに、この仮説を検証するためにκsterile transcriptの発現と抗ヒストンアセチル化抗体を用いたクロマチン免疫沈降法によってJκ領域のヒストンアセチル化を詳細に調べた。その結果、Pax-5欠損プレB細胞ではκsterile transcriptの発現が全く検出されないこと、そして抗ヒストンアセチル化抗体の免疫沈降物にはJκ領域のDNAがほとんど含まれていなかったことからJκ領域のアセチル化の低下していることが判った。このことはPax-5欠損プレB細胞においてκ鎖領域のaccessibilityが低下していることを示唆している。また、この、accessibilityの回復にはPax-5のC末端に存在する転写活性化ドメインが必須であった。以上の結果より、Pax-5はκ鎖再構成のイニシエーターとして機能していることが考えられる。今後はPax-5によって誘導される新規標的遺伝子を解析することでκ鎖再構成の制御機構の解明に繋がるものと期待している。
高次機能を有する機械に対する人間の認知構造の検討

高次機能を有する機械(ロボット)に対する認知構造を検討することを目的として,平成14年度に続き,意味微分法(semantic differential method : SD法)を用いた印象評定調査を実施した.評定の対象物には,家庭用および産業用ロボットに加え,両親,友人,赤ちゃん,ペット動物,人形,漫画や映画のキャラクター,家電製品,コンピュータ,自動車などを選定した.SD法の形容詞対には,前年度に実施した調査において抽出された3種類の因子(親近感,社会的評価,強靭性)ごとに,最も高い負荷を示した5形容詞対(計15対)を用い,各対象物に対する印象を形容詞対ごとに7段階尺度(例:非常に・かなり・やや明るい,やや・かなり・非常に暗い,どちらとも言えない)で評定することを求めた.調査データに対するクラスター分析の結果,人物および漫画のキャラクターなどに対する親近感は相対的に高いのに対して,ロボットや人形に対する親近感は相対的に低く,これらは異なるクラスターを構成することが確認された.このことは,75種類の形容詞対を用いて実施した昨年度の調査結果と整合的であり,より少数の形容詞対を用いた今回の調査結果が妥当であることを示し,より広範な対象物に対する印象評価調査への展開を理論的および実際的に可能とする.なお,平成14年度に実施した調査結果については,日本認知科学会第20回大会,および名古屋大学大学院教育発達科学研究科紀要(心理発達科学)にて報告した.高次機能を有する機械(ロボット)に対する認知構造を検討することを目的として,平成14年度には,意味微分法(semantic differential method : SD法)を用いた印象評定調査を実施した.評定の対象物には,ロボット(AIBO 2種類とASIMO)に加えて,両親,最も親密な同性の友人,最も親密な赤ちゃん,最も親密なペット動物,人形(2種類),漫画のキャラクター(4種類),映画のロボット・キャラクター(2種類)を選定した.SD法の形容詞対には,従来の対人認知研究に用いられてきた75対を使用し,各評定対象物に対する印象を形容詞対ごとに7段階尺度(例:非常に・かなり・やや明るい,どちらとも言えない,やや・かなり・非常に暗い)で評定することを求めた.評定結果に対して,主因子法による因子分析を実施した結果,妥当な因子数として3因子が抽出された.第I因子に高い負荷量を示した形容詞対は,親しみやすい-親しみにくい,暖かい-冷たい,愉快な-不愉快な,などの38種類であった.したがって,この因子は親和性・温厚性・快活性に関する評価を表していると考えられる.第II因子に高い負荷量を示した形容詞対は,まじめな-ふまじめな,責任感のある-無責任な,理性的な-感情的な,などの22種類であり,この因子は誠実性・信頼性・理知性に関する評価を表している.第III因子に高い負荷量を示した形容詞対は,勇敢な-臆病な,積極的な-消極的な,自信のある-自信のない,などの15種類であり,この因子は,強靭性・意欲性に関する評価を表している.これら3因子はそれぞれ,対人認知構造の基本次元と考えられてきた,好感次元(個人的親しみやすさ),尊敬次元(社会的望ましさ),および活動性と極めて類似している.このことは,ロボットを認知する際に,対人認知の際と同様の枠組みが利用されていることを示す.高次機能を有する機械(ロボット)に対する認知構造を検討することを目的として,平成14年度に続き,意味微分法(semantic differential method : SD法)を用いた印象評定調査を実施した.評定の対象物には,家庭用および産業用ロボットに加え,両親,友人,赤ちゃん,ペット動物,人形,漫画や映画のキャラクター,家電製品,コンピュータ,自動車などを選定した.SD法の形容詞対には,前年度に実施した調査において抽出された3種類の因子(親近感,社会的評価,強靭性)ごとに,最も高い負荷を示した5形容詞対(計15対)を用い,各対象物に対する印象を形容詞対ごとに7段階尺度(例:非常に・かなり・やや明るい,やや・かなり・非常に暗い,どちらとも言えない)で評定することを求めた.調査データに対するクラスター分析の結果,人物および漫画のキャラクターなどに対する親近感は相対的に高いのに対して,ロボットや人形に対する親近感は相対的に低く,これらは異なるクラスターを構成することが確認された.このことは,75種類の形容詞対を用いて実施した昨年度の調査結果と整合的であり,より少数の形容詞対を用いた今回の調査結果が妥当であることを示し,より広範な対象物に対する印象評価調査への展開を理論的および実際的に可能とする.なお,平成14年度に実施した調査結果については,日本認知科学会第20回大会,および名古屋大学大学院教育発達科学研究科紀要(心理発達科学)にて報告した.
フィードフォワードニューラルネットワーク手法を用いた短期気候予測の研究

ニューラルネットワークを用いて観測データからその背後にある力学系の時間発展方程式を推定する新しい手法を開発し、実際の気候予測に応用した。ここで開発した手法(残差最小化訓練法)は、気候系などの力学系からサンプルされた不完全かつノイズを含む多変量時系列からそのマクロな振る舞いを支配する微分方程式を再構成するものである。これまでの方法と異なり、まず階層的ニューラルネットワークにより多変量時系列を近似し、さらにその結果を用いて系の振る舞いを支配する連立非線型微分方程式を構築する。構築された手法は系の振る舞いの予測に用いることができる。開発した手法をローレンツ力学系に適用して予測を行い、統計的手法やニューラルネットワークを用いた従来の時系列予測手法と比較したところ、有効な予測時間が5倍以上に改善されるという著しい結果を得た。また、再構築した力学系を用いた比較的短期間の予測だけでなく、長期間の積分も行ってみたが、元の力学系のアトラクターをよく再現できている。このことは、実際の気候系データ等に応用した場合、50年程度と短い観測データ期間からでもシステムのより長期の振舞いを推定することに今回の方法が使える可能性を示すものである。実際の系からのデータへ応用する際、ノイズレベルが高いとき、長期予測において予測結果が発散する傾向が時折見られた。力学系の構築に際して分割した訓練期間のつなぎ目の扱いをより適切に行うことでこれを回避した。この結果を踏まえて、開発した方法をエルニーニョ現象の半年以上の予測問題に適用した。大規模物理モデルを用いた手法と同程度の予測精度が得られることがわかった。エルニーニョ監視領域の海面水温スカラー時系列データのみを用いる方法としては十分なものと考えられるが、さらにスカラー時系列処理に埋め込み法を用いた多変量化を施すことによってさらに精度を上げることができる見込みがある。
Web応用システムのための静的意味検査システムの研究

現在Webでは、情報検索、申請手続、物品購入などさまざまな目的用の人間向けアプリケーションとしてWebアプリケーションが広く利用されている。Webアプリケーションは、通常のスタンドアローン方式プログラムや一般のサーバ・クライアント方式プログラムと大きく異なり、一貫性の保証や安全性の保証がきわめて困難であることが知られている。本研究では、Webアプリケーションの一貫性や安全性を高めるために必要となる方法を開発した。すなわちWebアプリケーションの可能な動作列全体を算出することにより、Webアプリケーションプログラム中の着目する値の定義と使用の順序関係などの静的意味検査を行う方法を提示した。我々の方法の手順は次の通りである。まずWebアプリケーションをWebページテンプレート、プログラムテンプレート、データベース、保存領域を節点とし、ハイパーリンク線とデータフロー線を有向線として持つ有向グラフで表現する。そしてWebアプリケーション中のWebページから可能な動作列全体を算出する。具体的にはページとプログラムからなる可能な経路の全体をまず求め、次に注目動作をマッピングすることにより、可能な動作列の全体を得る。そしてこの可能な動作列の全体を用いて、着目する値の定義と使用の順序関係や隠しフィールドの値の継続関係などの静的意味検査を実施する。Webアプリケーションにおいてはデータフローの制御が問題となる。Webブラウザの「戻る」ボタンによって、ユーザは自由に過去に訪れたページに戻り、そこから作業を再開することができる。そのため、Webアプリケーションの処理が期待する順序通りに行われない可能性があるからである。我々はWeb遷移図というWebアプリケーションの動作を表す図からWebアプリケーションを生成するシステムを提案してきたが、そのシステムが生成するWebアプリケーションも同様な問題を持っている。その問題に対する1つの解決法はWebブラウザの履歴情報の使用を禁止することであるが、この方法はWebアプリケーションの利便性を著しく低下させる。そこで我々は、セッション図という図とその構成法を提案した。セッション図は、Webアプリケーションを構成する処理プログラムの可能な動作列を記述した状態遷移図である。この図によって、処理プログラムの実行回数について、1回のみ、1回以上、高々1回、条件が達成するまで、といった指定が可能となった。さらに我々が提案してきたWebアプリケーション生成系とセッション図を連携させることにより、Web遷移図とセッション図が表す振る舞いをするWebアプリケーションを自動生成できるようにした。以上により、ユーザにとっての利便性を失わず、Webアプリケーションを正しく動作させることが可能となった。現在Web上では、情報検索、申請手続、物品購入などさまざまな目的用の人間向けアプリケーションとしてWebアプリケーションが広く利用されている。そしてWebアプリケーション中のWebページから可能な動作列全体と算出する。
統合失調症者の生活のしづらさに関する研究

平成30(2018)年度は、引き続き精神障害者(統合失調症者)の生活・訪問看護等で行われている具体的な看護援助内容・他職種も含めた必要としている援助内容等に関する文献検討や、地域で生活する精神障害者が活用している社会資源等について厚生労働省のホームページなどにより現状把握を行った。それらと並行して、近畿圏内の就労移行支援事業所および就労継続支援A型事業所の施設長に本研究の趣旨等について文書を用いて説明し、対象者の紹介を依頼した。その後、施設長より紹介していただいた方に対して本研究の趣旨等について文書を用いて説明し、研究参加への承諾を得た9名にインタビュー調査を行った。インタビューの内容は、1現在の生活状況、2これまでの生活を振り返りながら実際に体験している生活のしづらさについて、3国や都道府県(市町村)の制度・政策から生じる生活のしづらさについて、4生活のしづらさへの対処方法、5対象者が求める支援内容とした。対象者は現在精神状態が安定している方を対象にインタビューを行ったが、対象者の体調に配慮するとともに、施設長(不在時は担当職員)にインタビューの前・中・後の状況(様子)を報告する等、連携しながら対象者にとって万全な体制で実施した。その結果、日々の生活におけるしづらさだけでなく、制度・政策や、過去に体験した一般就労に基づいたしづらさなど、様々な観点から語りを聴取することができた。平成30(2018)年度は、引き続き本研究に関する文献検討や、地域で生活する精神障害者が活用している社会資源等についての現状把握を行った。また近畿圏内の就労移行支援事業所および就労継続支援A型事業所に通所している精神障害者(統合失調症)9名にインタビュー調査を実施し、予定していた対象者数に達したことからも、当初の研究計画に沿っておおむね順調に本研究が進展していると考えている。2019年度は、データの文脈を重視し対象者の視点がデータの解釈に反映することが可能な木下(2007)による修正版グラウンデッド・セオリー・アプローチを参考とし、データ分析を行う。その際、分析過程において妥当性を保証するために、精神保健医療福祉の専門職(精神科医師・保健師・精神科看護師・精神保健福祉士)や質的研究の経験のある研究者によるスーパービジョンを受けながら進めて行く。平成29(2017)年度は、精神障害者(統合失調症者)の生活・訪問看護等で行われている具体的な看護援助内容・他職種も含めた必要としている援助内容等に関する文献検討や、地域で生活する精神障害者が活用している社会資源等について厚生労働省のホームページなどにより現状把握を行った。それらと並行して、近畿圏内の就労移行支援事業所の施設長に本研究の趣旨等について文書を用いて説明し、対象者の紹介を依頼した。その後、施設長より紹介していただいた方に対して本研究の趣旨等について文書を用いて説明し、研究参加への承諾を得た後、主治医に本研究協力への許可を得た4名にインタビュー調査を行った。対象者は現在精神状態が安定し主治医の許可を得たうえでインタビューを行ったが、対象者の体調に配慮するとともに、施設長(不在時は担当職員)にインタビューの前・中・後の状況(様子)を報告する等、連携しながら対象者にとって万全な体制で実施した。平成29(2017)年度は、本研究に関する文献検討や、地域で生活する精神障害者が活用している社会資源等についての現状把握を行った。また近畿圏内の就労移行支援事業所に通所している精神障害者(統合失調症)4名にインタビュー調査を実施したことからも、当初の研究計画に沿って研究が進められていると思われる。さらに対象者4名のインタビュー調査の結果ではあるが、準備された質問紙に回答するのとは異なり、日々の生活におけるしづらさだけでなく、制度・政策や就労など対象者のこれまでの経験に基づいたしづらさなど、様々な観点から語りを聴取することができていることからも、おおむね順調に本研究が進展していると考えている。

対象者は現在精神状態が安定している方を対象にインタビューを行ったが、対象者の体調に配慮するとともに、施設長(不在時は担当職員)にインタビューの前・中・後の状況(様子)を報告する等、連携しながら対象者にとって万全な体制で実施した。その結果、日々の生活におけるしづらさだけでなく、制度・政策や、過去に体験した一般就労に基づいたしづらさなど、様々な観点から語りを聴取することができた。平成30(2018)年度は、引き続き本研究に関する文献検討や、地域で生活する精神障害者が活用している社会資源等についての現状把握を行った。また近畿圏内の就労移行支援事業所および就労継続支援A型事業所に通所している精神障害者(統合失調症)9名にインタビュー調査を実施し、予定していた対象者数に達したことからも、当初の研究計画に沿っておおむね順調に本研究が進展していると考えている。平成30(2018)年度においても、近畿圏内の就労移行支援事業所および就労継続支援A・B型事業所に通所している精神障害者(統合失調症)にインタビュー調査を行っていく。インタビュー終了後には、逐語録の作成を行う。またデータの文脈を重視し、対象者の視点がデータの解釈に反映することが可能な木下(2007)による修正版グラウンデッド・セオリー・アプローチを参考とし、データ分析を行う予定である。その際、分析過程において妥当性を保証するために、精神保健医療福祉の専門職(精神科医師・保健師・精神科看護師・精神保健福祉士)によるスーパービジョンを受けながら進めて行く予定である。2019年度は、データの文脈を重視し対象者の視点がデータの解釈に反映することが可能な木下(2007)による修正版グラウンデッド・セオリー・アプローチを参考とし、データ分析を行う。その際、分析過程において妥当性を保証するために、精神保健医療福祉の専門職(精神科医師・保健師・精神科看護師・精神保健福祉士)や質的研究の経験のある研究者によるスーパービジョンを受けながら進めて行く。平成29(2017)年度は4名にインタビュー調査を実施したが、研究者が所属する大学から対象者が通所している就労移行支援事業所が近かったこともあり、交通費等があまりかからなかった。また本研究に関する学会や研究会に業務(授業や実習等)によりあまり参加できなかったことも、要因として考えられる。次年度は、近畿圏内の様々な地域において、対象者810名のインタビュー調査を予定している。またインタビューで聴取したデータを分析する等に使用するパソコン等を購入予定である。さらに本研究に関する学会や研究会等に参加し、精神保健医療福祉の専門職(精神科医師・保健師・精神科看護師・精神保健福祉士等)と意見交換を行い、分析や論文作成に活かしていきたいと考えている。平成30(2018)年度は9名にインタビューを実施したが、遠方であってもできるだけ調査は日帰りとし、在来線を使用するなど経費節減に努めた。2019年度は本研究に関する学会や研究会等に参加し、精神保健医療福祉の専門職(精神科医師・保健師・精神科看護師・精神保健福祉士等)と意見交換を行うことや、質的研究者からスーパーバイズを受け、学会発表や論文作成する。
IL-33とIL-33受容体の機能解析

IL-33の受容体はST2とIL-1RAcPのヘテロダイマーからなる。ある種の免疫応答において、IL-33遺伝子欠損マウスの表現型とST2遺伝子欠損マウスの表現型が異なるため、IL-33にはST2以外の受容体、もしくは、ST2にはIL-33以外のリガンドが存在する可能性が示唆されている。本研究では、IL-33にはST2以外の受容体が存在するという仮説をもとに、新規IL-33結合分子の探索を試みた。IL-33はIL-1やIL-18とともにIL-1ファミリーに属する炎症誘導性サイトカインである。IL-33の受容体は、ST2とIL-1RAcPのヘテロダイマーからなる。ある種の免疫応答において、IL-33遺伝子欠損マウスの表現型とST2遺伝子欠損マウスの表現型が異なることがわかっている。そのため、IL-33にはST2以外の受容体、もしくは、ST2にはIL-33以外のリガンドが存在する可能性が示唆されている。本研究では、IL-33にはST2以外の受容体が存在するという仮説を基に、新規IL-33受容体分子の同定を目的とした。IL-33に結合しうる分子を探索させるプローブとして、His付きのリコンビナントIL-33を作成を試みた。全長IL-33タンパク質を発現するベクターを作成し、哺乳動物細胞株に形質導入して、トランスフェクタントを樹立し、そのトランスフェクタントより、His付きのリコンビナントIL-33を大量に回収することを計画した。形質導入した哺乳動物細胞株の培養上清中のリコンビナントIL-33を精製するために、カラムに吸着させ、溶出を行ったところ、リコンビナントIL-33は凝集してしまい、可溶化させることができなかった。そこで、代替法として、大腸菌で発現させ、リコンビナントIL-33を大量調整する方法を進めている。
擬似体液中での腐食摩耗特性に優れた生体用チタン合金のイオン注入法による開発

高齢化社会を迎えたわが国において、医療用材料の研究・開発が必要不可欠となっている。なかでも生体内に長期間安全に埋入できる生体用インプラント材の需要は高く、現在利用されている純チタン,Ti-6Al-4V-ELI合金以上の生態適合性に優れたチタン合金の開発が進められている。ただし、材料開発だけではその要望を満たすことが困難であるため、表面改質が求められている.そこで本研究では,Vを含有しない生体用チタン合金,Ti-6Al-2Nb-1Ta, Ti-15Zr-,Ti-15Mo-に窒素イオンを注入することによって擬似体液中での腐食摩耗特性の改善を図り、またその窒化層のミクロ組織との関係を調べた.窒素イオン注入はコッククロフト・ウォルトン型の注入装置を用い,室温で行った.加速電圧は150kV,ドーズを1x10^<16>1x10^<17> N_2^+/cm^2と変化させた.注入前後の試料表面を薄膜X線回折によって相同定した.これらの試料を透過型電子顕微鏡(TEM)で観察した.薄膜X線回折によってドーズの少ない場合はT_<12>Nが同定され,またドーズが多くなるとともに徐々にTiNが増加することが明らかになった.また窒素のマトリックス中への固溶によって,α相およびβ相どちらの回折ピークも低角度側にシフトしていた.そのシフト量より窒素注入によるα相およびβ相の格子定数の変化を明らかにした.これらの窒化物をTEM観察した結果,数10nmの大きさの窒化物がマトリックス中に均一に分散生成していることが明らかとなった.またTiNの高分解能TEM像の撮影に成功した.α相およびβ相中での窒化物の分散状態に大きな違いは認められなかった.これらの窒素固溶およびTiNの生成によって生体用新チタン合金の体摩耗性,耐食性および耐腐食摩耗特性のいずれも向上することが明らかになった.21世紀の高齢化社会を迎えた現在,医療用の研究・開発が必要不可欠となっている.なかでも生体内に長期間安全に埋入できるインプラント材の需要は高く,現在利用されている純チタン,Ti-6Al-4VELI以上の生体適合性を有したチタン合金の開発が急がれている.本研究においては,Vを含有しない生体用チタン合金であるTi-6Al-2Nb-1Taを主に用いて,窒素イオン注入法によって擬似体液中での腐食摩耗特性の改善を図った.窒素イオン注入はコッククロフト・ウォルトン型の注入装置を用い、室温で注入を行った.注入に際しては,通常の注入方法とあわせて,段階的に加速電圧を変化させて注入する多重注入も行った.分極試験の結果,ドーズが2x10^<17>N_2^+/cm^2の場合に不動態保持電流密度が減少し,耐食性の向上が図られた.ドーズがこれ以上になると,逆に不動態保持電流密度は増加し,耐食性は劣化した.通常の注入法とドーズが同じでも多重注入法を適用することによって,さらなる耐食性の向上が認められた.耐食性の向上には,TiNの析出,照射損傷効果,またチタン上の酸化皮膜の変化などが関与していることが明らかになった.擬似体液中での摩耗試験においても注入材は未注入材に比べて被摩耗量が減少した.しかしながら,乾式の摩耗試験の場合と比べると,被摩耗量は増加した.これは摩耗痕と酸化皮膜との間に形成される局部電池が原因であると考えられる.注入材を透過型電子顕微鏡で観察した結果,数10nmの大きさのTiNが均一に分散析出していた.これらはチタンマトリックスと方位関係を有することが明らかになった.高齢化社会を迎えたわが国において、医療用材料の研究・開発が必要不可欠となっている。ただし、材料開発だけではその要望を満たすことが困難であるため、表面改質が求められている.そこで本研究では,Vを含有しない生体用チタン合金,Ti-6Al-2Nb-1Ta, Ti-15Zr-,Ti-15Mo-に窒素イオンを注入することによって擬似体液中での腐食摩耗特性の改善を図り、またその窒化層のミクロ組織との関係を調べた.窒素イオン注入はコッククロフト・ウォルトン型の注入装置を用い,室温で行った.加速電圧は150kV,ドーズを1x10^<16>1x10^<17> N_2^+/cm^2と変化させた.注入前後の試料表面を薄膜X線回折によって相同定した.これらの試料を透過型電子顕微鏡(TEM)で観察した.薄膜X線回折によってドーズの少ない場合はT_<12>Nが同定され,またドーズが多くなるとともに徐々にTiNが増加することが明らかになった.また窒素のマトリックス中への固溶によって,α相およびβ相どちらの回折ピークも低角度側にシフトしていた.そのシフト量より窒素注入によるα相およびβ相の格子定数の変化を明らかにした.これらの窒化物をTEM観察した結果,数10nmの大きさの窒化物がマトリックス中に均一に分散生成していることが明らかとなった.またTiNの高分解能TEM像の撮影に成功した.α相およびβ相中での窒化物の分散状態に大きな違いは認められなかった.

これらの窒素固溶およびTiNの生成によって生体用新チタン合金の体摩耗性,耐食性および耐腐食摩耗特性のいずれも向上することが明らかになった.