hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
垂直配向ナノチューブ電極を用いた微小気泡発生源の創成と機能開拓

配向カーボンナノチューブ(CNT)を電気分解電極に活用し、液中でμmnmサイズの微小気泡を選択的位置かつサイズ制御しながら発生・保持させられる機構の創成に取り組んだ。作製したCNT-樹脂複合シートを用いたナノバブルのサイズ制御法が確立され、気泡1個レベルのピンニング現象観測など基礎特性解明に繋がる成果を得た。パターニングCNTを電極に用いた結果、10200μmの厳密にサイズ制御したマイクロバブルを発生・配列させ,従来の10倍以上長時間保持できることを実証した。また、CNTの濡れ性について実験により詳細に解明した他、微小気泡発生機構の応用としてヤモリテープの水中利用の可能性を拓く成果を得た。H26年度は、CNT電極シートの作製工程の見通しを付け、実際に気泡発生を確認する計画であった。以下に予定していた各実施項目についての実施内容の概要を示す。1. CNT電極シートの作製:基板上に成長した垂直配向CNTへPDMS樹脂を流し込んで硬化させた後基板を除去することにより,表面に無数にCNT先端が突出した複合樹脂電極を作製する条件をおおむね確立した。作製した樹脂表面では、硬化時のPDMS収縮に伴いCNT存在部は高さ数nm100nmオーダーの突起状になることが示唆された。また、H27年度の計画としていたがパターニングCNTを用いた電極の作製にも取り組んだ。2.観測・評価方法の確立:当初は蛍光・暗視野観察系の導入を検討していたが、交付金額が申請額より減額されたことに伴い,計画を変更して,既有の光学顕微鏡の照射系を改良した。結果として、最小で直径1マイクロメートルの気泡の発生を捉えられることができたが、この観察系ではワーキングディスタンスが5mmしかないため、電極配線の配置や,電気分解時の電解質溶液のはねによるレンズ汚損などが次年度以降の問題として残っている。さらに、より小さいナノバブルを観察するために、原子間力顕微鏡を用いて電気分解中の電極表面の液中観察も試み、上述のような電極表面に存在する突起状の部分でナノメートルオーダーの気泡発生を示す高さ変化を検出できることを確認した。3.微小気泡発生条件の探索および最適化:5%水酸化ナトリウム水溶液中で作製したCNT電極シートによる電気分解を行い微小気泡の発生・制御が可能な電圧域を決定した。この電圧域では秒単位で気泡成長が制御可能なことを電極表面観察により確かめた。また、パターニング電極を用いると,当初の計画にはない形態でマイクロメートルレベルで均一なサイズの気泡を基板上に発生・配列させられることも明らかにした。平成27年度は、1.カーボンナノチューブ(CNT)電極シートの最適形状探索を含めた作製方法の検討、2.気泡配列構造の制御方法の検討、3.作製した微小発生源の機能開拓および活用法探索を行う計画であった。1. CNT電極シートの改良:昨年度からCNTをPDMS樹脂に埋め込む構造を採用していたが、発生させた個々の気泡の原子間力顕微鏡(AFM)観察を詳細に行うにつれ、PDMS固化時の収縮によりCNT周辺が突起状の起伏を有することが、均一サイズの気泡保持を困難にする一因となったり、気泡の保持位置が突起の形状によって発生位置からずれることが確かめられた。このことからCNTが突出している部分周辺がより平坦になる作製法の再検討を行い、CNT埋め込みに用いる樹脂をPDMSに変更することとした結果、目的とするレベルの表面構造を得た。この見直しに伴い電極接続方法などの改良が必要となったものの、当初の計画時に想定していた形状の電極シートが完成できる見通しを得た。2.気泡配列制御:ストライプ状にパターニングした触媒を用いたパターニングCNT合成などを実施し、次年度のパターニング電極作製の準備を整えた。3.微小発生源の機能開拓および活用法探索:当初は微小流路内の流れ制御などを計画していたが、フラットなシート表面を作製できる準備が十分整ってから来年度検討することとした。一方、研究成果の外部発表において議論を重ねながら、気泡-水界面の情報、気泡発生サイトとなるCNTが1本レベルで水に対しどのように濡れるか、気泡1個がどれほどの力で発生した基板に吸着しているか、などをナノスケールで調べるために本研究で開発しているデバイスは有用であるとの確信を得たことから、作製した電極シートのAFM観察や気泡1個レベルの力計測、CNT1本レベルの濡れ観測などを行い、これらに関する基礎的な知見を得た。気泡配列制御については、当初の計画では昨年度得られた知見をもとに電極シート開発などと並行して行う予定であったが、研究を進めていくに従い、この項目を遂行するためにもCNTが突出している電極表面ができるだけフラットであることが望ましいという結論となった。そのため、作製方法の見直しををまず重点的に取り組んだ後、安定したデバイス作製工程に基づいて取り組んでいく方が、研究期間全体の流れを考えれば最も現実的かつ有益であると判断し、この項目を次年度に持ち越して取り組むこととした。ただし、今年度のうちに基礎技術の準備は終了している。また、電極改良に当初の計画より時間を要したものの、Siウェハ表面をそのまま反映したレベルの平坦な表面を有する電極シートが作製できるにいたり、次年度予定するデバイス作製にとっては結果として近道になったと言える。また、実施概要の項目3においては、当初は今年度よりアプリケーション開発を想定していたが、作製した電極シートを活用して気泡1個の物性を詳細に調べることに軸足を置いた。

これによって、微小な気泡1個レベルの、もしくはナノメートルレベルの濡れに関する科学を実験により詳細に理解していくためのアプローチに本研究の微小気泡発生機構が有用であることが示され、より学術的に意義深い成果が見込まれる。また、これらの情報は、次年度行うこととした、電極表面の選択的位置に保持できる気泡の活用法を探索するにあたっては基盤的な役割を果たす。気泡を担持した表面の機能開拓を見据えた基礎知見の蓄積を主体とし、昨年度までに作製法を確立したボトムアップ式微細気泡発生源に関して下記項目に取り組んだ。1.気泡1個レベルの特性計測:固体表面に存在するナノバブル(表面ナノバブル)の示す、長寿命、大きな接触角などの独特な性質に関して、固気液三相接触線のピンニングに基づくモデルが議論されているが未解明な点も多い。本研究ではカーボンナノチューブ(CNT)ー樹脂複合電極シートを用いて特定の箇所に気泡を繰り返し発生させ,その成長・収縮過程を原子間力顕微鏡(AFM)によりリアルタイム観察することによって、気泡1個レベルで接触線ピンニングを捉えることに成功した。ピンニングに要する力の大きさおよび気泡サイズとの相関が実験により示されたことで、ピンニング現象のメカニズムや表面ナノバブルの性質についてより詳細な理解が進むと期待できる。2.マイクロバブル保持性能評価:H27年度作製法を確立したホールパターニングCNT電極を用いるとサイズの均一なマイクロバブルが従来のデバイスに比べて10倍以上長時間保持できることを実証した。3.気泡1個レベルの凝着力を活かした応用開拓:CNTにおける気泡の凝着を理解するために、昨年度明らかにしたCNTの直径に依存した独特な濡れについて、分子動力学計算を用いた解析を行った。また、実際に配向CNTを用いたヤモリテープの水中利用の可能性を調べた。通常ヤモリテープの接着機構はファンデルワールス力が支配的であり、その寄与が劇的に低減する水中での利用は本来難しい。しかしながら、本研究において、水中で高配向CNT表面の気泡保持状態を制御したときの接着力をAFM計測した結果からは、微細気泡の存在により大気中と同等の接着力が生じることが示唆された。本成果は水中でもクリーンに使えるという粘着テープの新たな用途開拓に繋がるといえる。配向カーボンナノチューブ(CNT)を電気分解電極に活用し、液中でμmnmサイズの微小気泡を選択的位置かつサイズ制御しながら発生・保持させられる機構の創成に取り組んだ。作製したCNT-樹脂複合シートを用いたナノバブルのサイズ制御法が確立され、気泡1個レベルのピンニング現象観測など基礎特性解明に繋がる成果を得た。パターニングCNTを電極に用いた結果、10200μmの厳密にサイズ制御したマイクロバブルを発生・配列させ,従来の10倍以上長時間保持できることを実証した。また、CNTの濡れ性について実験により詳細に解明した他、微小気泡発生機構の応用としてヤモリテープの水中利用の可能性を拓く成果を得た。H26年度の研究実施内容は、交付申請書に記載した研究目的の主要3項目のうち、1電極の最適構造を明らかにする2微小気泡発生の実証および気泡発生・制御条件を明らかにする、に関わるものである。交付金額の減額による調達機材の変更を除けば計画通りに進捗しているといえる。
珪藻植物の精子の微細構造と近縁藻群との類縁の解析

本年度は以下の3点を研究目標として研究を進めた。(1)新たな珪藻の培養株の確立とそれらの株からの精子の人工誘導を試み、得られた精子を固定し、定法に従って電子顕微鏡観察を行う。(2)昨年度中の研究で精子の人工的誘導と固定に成功したThalassiosira lacustrisについては、その細胞構造の一層の解析に努める。(3)電子顕微鏡観察で得られた結果に基づき、他の黄色植物の藻類と比較し、系統的解析を行う。(1)については、汽水産のMelosira moniliformisと淡水産のActinocyclus sp.で培養株の確立に成功し、精子の人工誘導に成功した。しかし、Melosira moniliformisでは、固定状態が悪く電子顕微鏡観察を行ったが、解析可能なデータが得られなかった。Actinocyclus sp.では、電子顕微鏡観察に十分なだけの精子の量が得られず、固定に至らなかった。(2)については、一層の観察を進め、昨年得られた結果を補強することができた。また、いくつかの新たな知見を得た。特に、核を取り囲むように鞭毛基部から後方に伸びる微小管の束のいくつかは、核膜に近接して存在する小毛形成小胞を半分だけ囲むように配置してことが明らかになった。(3)については、現在解析を進行中であるが、これまでの結果から珪藻の精子の鞭毛構造は、近縁の他の藻類群には見られないような特異なものであることが明確となり、黄色植物の中でもやや特異な系統的位置を占めることを示唆する結果となった。本年度は既存の培養株からの精子の人工的誘導を試みた.これまでに淡水産珪藻Thalassiosira lacustrisで誘導に成功した。この試料を直ちに常法に従い固定・包理し,連続切片を作り,電子顕微鏡で観察した.精子細胞の固定が非常に良好であったため,鞭毛装置構造に関して以下のような新知見が得られた.【.encircled1.】鞭毛基部の微小管は,ほとんどの鞭毛細胞に見られるような3連管構造ではなく,2連管構造であった.【.encircled2.】鞭毛基部から細胞後方に向かって放射状に伸びる複数の微小管束があり,そのいくつかの微小管束は核の外膜に沿って走っている.【.encircled3.】鞭毛基部下部には,隣接する2連管の間に9個の電子密度の高い板状構造がある.【.encircled4.】近縁の藻群に見られるような鞭毛根が全く見られない.これらの知見は近縁藻群の鞭毛細胞と比較し,珪藻の精子細胞の鞭毛構造がかなり特異的であることが示唆している.そして,これで他の黄色植物の鞭毛装置との比較が可能となり,本研究の目的とする珪藻植物の系統を解析する上で大きな手がかりが得られた.また,新たに確立された培養株においても,精子誘導の予備実験に成功しており,上述の新知見が他の種類の珪藻精子でも共通したものかどうかを確かめる見通しが得られている.今後さらに多くの種類の培養株の確立と,多くの種類での人工的精子誘導を試み,複数種での鞭毛装置構造の解明ができるなら,珪藻精子細胞の特殊性と共通性が明らかになり,黄色植物中での珪藻の位置づけを考える大きな手がかりとなると思われる。
輻輳眼球運動の中枢制御と運動学習のメカニズム

滑動性眼球運動や輻輳眼球運動のような遅い眼球運動の研究はサッカードに比べて乏しい。本研究では、これらの遅い眼球運動の性質を可塑的機構を視点の中心に据えて生理心理学的実験・脳イメージシグ研究を行った。健常ボランティア被験者に大型のスクリーン、あるいはソニー社製立体視ヘッドマウントディスプレィ(HMD)を用いて立体視覚刺激を提示した。眼球運動は赤外線リンバストラッカーを用いて記録した。1)duouble step paradigmを用いた実験により輻輳運動・滑活動性眼球運動に共通の可塑的変化(運動学習)を起こした。2)中心視野での立体視視標により引き起こした輻輳運動に対する背景の奥行き運動の影響を空間的・時間的に分析した。これらの実験により、輻輳運動のダイナミックな性質を明らかにするとともに、滑動性眼球運動および輻輳眼球運動に共通の可塑的変化(運動学習)がみられることを示した。これらの研究結果の多くは出版したか印刷中である(Takagiら,Invest.Ophthalm.Vis.Sci.,2001;Takagiら,Vis.Res.,2001;Takagiら,Invest.Ophthalm.Vis.Sci,2001。3)PET法で輻輳運動を、f MRIでサツカードと滑動性眼球運動について、賦活領域の検索を行った(Takagiら,NeuroImage,1999)。これらの結果から、適応的変化が視覚処理系から運動系への信号の強さの変化ではなく、運動系での運動信号生成の過程での変化で起こることが示唆された。(1)スクリーン投影型立体視覚刺激システムを用いた輻輳眼球運動実験系の確立:本システムを用いてhuman studyを積み重ね、輻輳眼球運動を駆動する視覚入力の特性を検討した。第一に、両眼視差にはその絶対的な視角を問題にする絶対視差と、ある距離的基準点を元にして算出される相対視差があるが、この基準点を与えると輻輳を起こしやすくなる被検者と逆に起こしにくくなる被検者を見出した。前者では基準点の面積を拡大するなどその心理学的刺激量を大きくするとさらに輻輳は大きく誘発され、後者では逆に減弱した。前者の特性を持つ被検者は相対視差を主として用い、後者は絶対視差を主として用いて輻輳運動を起こしているのではないかと考えた。輻輳・調節などの近見反応を起こすときに被検者により主として用いる視覚的cueが異なることが知られているが、両眼視差というcue一つをとってもその中にその性質の違いに対する依存性の違いがあることが興味深い。第二に、中心視差と周辺視差が輻輳運動に与える役割を検討した。中心視差の接近運動に同期して周辺視差の接近運動を与えると、輻輳の応答速度が速くなる傾向が見られた。また、周辺視差の運動が短時間先行すると輻輳運動の潜時の短縮効果が見られた。(2)functional MRIを用いて輻輳眼球運動の学習制御と小脳との関連を解明すべく、第一段階として衝動性眼球運動時に活動する脳領域を検討したところ、小脳の後部虫部に活性化が認めれられた。この領域は衝動性眼球運動や滑動性眼球運動の学習制御に関わることが知られているので、今後輻輳眼球運動を含めた学習のパラダイムを用いた実験への発展を検討している。(1)心理物理実験:本年度はスクリーン投影型立体視覚刺激システムによる輻輳眼球運動の実験をさらに発展させた。

第一に、既に確立した両眼視差のダブルステップパラダイムを用いて誘発される輻輳眼球運動の動的適応的変化の詳細を検討した。その結果、速度・振幅関係の主系列曲線にも変化が現れ適応的変化が脳幹のダイナミクス生成過程を含む系で行われていること、増加的適応は加速度の持続の延長・減少的適応は加速度の振幅の低下により起こることを推定した。第二に、中心視差と周辺視差が輻輳運動に与える役割を継続して検討し、さらに周辺視差が輻輳運動の初期の開ループ成分に特に増強的効果を持つこと、中心視差が存在すると周辺視差誘導性輻輳運動の潜時に0.1秒の無駄時間が生じること、周辺視差が与える心理的な印象と実際の運動のパラーメータとは一致せず高次で立体認識を生み出す部分と運動のダイナミクスに関わる部分は解離していることを推定した。(2)脳機能画像実験:今年はさらに引き続いて滑動性眼球運動に関わる脳領域をfMRIを用いて検討し、衝動性眼球運動とほぼ同様の小脳虫部第6・7葉付近に7例の正常被検者全てに活性化が認められることを見出した。この領域は動物実験からの類推でヒトにおいて運動学習に深く関わる領域と推定される。なお大脳の活性化部位は過去の報告に一致していた。1昨年の研究により3次元大型スクリーンリアプロジェクションシステムによる立体刺激系(2台の液晶プロジェクターに偏光フィルターをかけてスクリーンに投影し被検者は偏光眼鏡を用いて視覚刺激を見る)および眼球運動記録系を確立し、心理物理学的実験を進めたが、本年はさらに心理物理実験を進め、広い画面の視差刺激を用いることにより短潜時反射型の輻輳眼球運動の誘発とその特性の解析、および視差視標-背景視標干渉の問題の総括に取り組んだ。さらに、輻輳運動には3次元的位置誘導型と速度誘導型の二つの運動の特性が異なり、後者の方が潜時がやや短いことを明らかにした。また、輻輳運動適応のダイナミクスの詳細を検討し、加速度の変化パターンは増加的適応は加速度の持続の延長・減少的適応は加速度の振幅の低下により起こり、衝動性眼球運動や滑動性眼球運動の学習による変化と類似していることを考察した。また、国立犀潟療養所の機能的磁気共鳴画像(f MRI)装置による脳機能画像的研究に取り組んだ。運動学習に関連が深いと考えられる小脳の衝動性眼球運動領域を既に明らかにしたが、今回さらに滑動性眼球運動の領域の同様に小脳の虫部第VII葉に全ての被検者に活性化が認められた。この限局した領域は小脳核の輻輳運動領域との関連から輻較運動に関わる皮質領域と想定され、眼球運動の適応制御に関わる部位であることが動物実験で証明されており、この部位が人間においても同様に適応制御に関わる可能性を考察した。
主値積分を含む非線形方程式の精度保証付き数値計算

工学における様々な現象を体系的にとらえるために,その本質を表す数学モデルが導かれている.しかし,そのようにして定式化された数学の問題のほとんどは厳密解を求めることが難しく,計算機を用いた数値計算に頼らざるをえない.数値計算の目的は,厳密解にできるだけ近い近似解を求めることであるが,その誤差(厳密解と近似解の差)の評価は一般には容易ではない.工学的に興味のある現象,たとえば非線形現象の分岐点付近では,数値計算が困難になる場合が多いので,その誤差評価は非常に重要である.本研究のテーマである精度保証つき数値計算は,数値計算で得られた近倶解の誤差を計算機を用いて厳密に評価する手法である.本研究では,まず,弾性体理論,流体力学,音響学,電磁気学などでよく現れる主値積分を含む周期的な非線形積分方程式の精度保証方法を考えた.基本的なアイディアは,方程式を不動点形式に変形し,適当な関数空間を設定して,Schauderの不動点定理を応用することである.その際,主値積分の性質と周期性より,解はFourier展開により表現し,関数空間としては周期的なSobolev空間を用いた.最終的な目的は,近似解の近傍における真の解の存在を示すことであるが,近似解の近傍は有限次元の部分と打ち切り項の部分の積として表した.具体的な問題としては,水波の形状を与えるNekrasov積分方程式を考えた.波の高さが中程度やあれば,上記の方法により精度保証が可能であることがわかった.しかし,波の高さがかなり大きくなると,計算量の問題により,実用的な計算時間では精度保証できなかった.計算量の問題は今後の課題として残されている.また,工学的応用上重要な問題として分岐点,特に二重折り返し点の精度保証についても,上記と同じ枠組みで考えた.従来未解決であった,精度保証のための分岐点の条件を明らかにすることができた.工学における様々な現象を体系的にとらえるために,その本質を表す数学モデルが導かれている.しかし,そのようにして定式化された数学の問題のほとんどは厳密解を求めることが難しく,計算機を用いた数値計算に頼らざるをえない.数値計算の目的は,厳密解にできるだけ近い近似解を求めることであるが,その誤差(厳密解と近似解の差)の評価は一般には容易ではない.工学的に興味のある現象,たとえば非線形現象の分岐点付近では,数値計算が困難になる場合が多いので,その誤差評価は非常に重要である.本研究のテーマである精度保証つき数値計算は,数値計算で得られた近倶解の誤差を計算機を用いて厳密に評価する手法である.本研究では,まず,弾性体理論,流体力学,音響学,電磁気学などでよく現れる主値積分を含む周期的な非線形積分方程式の精度保証方法を考えた.基本的なアイディアは,方程式を不動点形式に変形し,適当な関数空間を設定して,Schauderの不動点定理を応用することである.その際,主値積分の性質と周期性より,解はFourier展開により表現し,関数空間としては周期的なSobolev空間を用いた.最終的な目的は,近似解の近傍における真の解の存在を示すことであるが,近似解の近傍は有限次元の部分と打ち切り項の部分の積として表した.具体的な問題としては,水波の形状を与えるNekrasov積分方程式を考えた.波の高さが中程度やあれば,上記の方法により精度保証が可能であることがわかった.しかし,波の高さがかなり大きくなると,計算量の問題により,実用的な計算時間では精度保証できなかった.計算量の問題は今後の課題として残されている.また,工学的応用上重要な問題として分岐点,特に二重折り返し点の精度保証についても,上記と同じ枠組みで考えた.従来未解決であった,精度保証のための分岐点の条件を明らかにすることができた.弾性体理論,流体力学,音響学,電磁気学など工学における様々な問題で,主値積分を含む積分方程式が現れることはよく知られている.また,そのような積分方程式の近似解を得るための数値計算法も提案され,その誤差解析も試みられている.その結果,主値積分の被積分関数の不連続性が大きな誤差につながる可能性があることがわかっている.そこで,本研究では,工学で現れる主値積分方程式に対する精度保証付き数値計算を考えている.精度保証付き数値計算とは,数値計算で得られた近似解の誤差を計算機を用いて厳密に評価する手法である.基本的なアイディアは,対象としている方程式と等価な不動点形式を導き,それに対して不動点定理を適用することである.そうすることにより,近似解の近傍に真の解が存在するか否かを判定することができる.また,実際には,ディジタル計算機では実数は有限桁の浮動小数点数で近似されるので,厳密に誤差を評価するためには丸め誤差を考慮に入れた工夫が必要である.本研究では,具体的な方程式として,水の波の形状を与えるNekrasov積分方程式の精度保証付き数値計算を試みた.この方程式は対数特異核を含む特異積分方程式で,その精度保証には幾つか工夫が必要であることがわかった.まず,この問題の難しさは特異積分の評価にあるが,三角多項式に対しては厳密に評価できるという性質がある.

そこで,近似解とその近傍は三角多項式を用いて表現し,関数空間は周期的Sobolev空間を用いると,実用的な計算時間で精度保証が行えることがわかった.今後の課題としては,不動点定理の条件を計算機を用いて評価するための効率的な手法,具体的には集合値関数の包含関係の数値的評価法の開発を考えている.工学における様々な現象を体系的にとらえるために,その本質を表す数学モデルが導かれている.しかし,そのようにして定式化された数学の問題のほとんどは厳密解を求めることが難しく,計算機を用いた数値計算に頼らざるをえない.数値計算の目的は,厳密解にできるだけ近い近似解を求めることであるが,その誤差(厳密解と近似解の差)の評価は一般には容易ではない.工学的に興味のある現象,たとえば非線形現象の分岐点付近では,数値計算が困難になる場合が多いので,その誤差評価は非常に重要である.本研究のテーマである精度保証つき数値計算は,数値計算で得られた近似解の誤差を計算機を用いて厳密に評価する手法である.本研究では,まず,弾性体理論,流体力学,音響学,電磁気学などでよく現れる主値積分を含む周期的な非線形積分方程式の精度保証方法を考えた.基本的なアイディアは,方程式を不動点形式に変形し,適当な関数空間を設定して,Schauderの不動点定理を応用することである.その際,主値積分の性質と周期性より,解はFourier展開により表現し,関数空間としては周期的なSobolev空間を用いた.最終的な目的は,近似解の近傍における真の解の存在を示すことであるが,近似解の近傍は有限次元の部分と打ち切り項の部分の積として表した.具体的な問題としては,水波の形状を与えるNekrasov積分方程式を考えた.波の高さが中程度であれば,上記の方法により精度保証が可能であることがわかった.しかし,波の高さがかなり大きくなると,計算量の問題により,実用的な計算時間では精度保証できなかった.計算量の問題は今後の課題として残されている.また,工学的応用上重要な問題として分岐点,特に二重折り返し点の精度保証についても,上記と同じ枠組みで考えた.従来未解決であった,精度保証のための分岐点の条件を明らかにすることができた.
新奇ファラデー波の数値研究を通じた流体力学の新展開

船のタンクやロケットエンジンの燃料タンクなどにおいて、予想外の大きな波が生じて(スロッシング現象)事故に至るケースがある。このような現象を解明するため、一般的な外力が加わった際の流体界面の応答を予測することが工学的に重要である。しかし、垂直加振に限定し簡略化した流体界面の研究においても、1831年から現在に至るまで実験的には多彩な多角形や星型パターンの形成が観測される一方、理論的には未だに縞や四角形などの基本パターンの生成・維持メカニズムしか解明できていない。本研究では、数値計算による垂直加振下における流体界面の複雑なパターンの再現と解明を目標としている。近年報告されている新奇ファラデー波の中でも、Oscillonと呼ばれる特殊なパターンが観測された2周波数加振のファラデー波に対象を絞って、数値計算による再現とメカニズムの解明に取り組んだ。具体的には以下のことを行った。(1)ファラデー波の高精度数値計算手法の開発(2)開発した手法の妥当性、有用性の確認(3) rhomboidパターンを再現した計算結果と弱非線形解析結果の比較妥当性確認については、まず計算結果と線形安定性解析結果との比較を行なった。この比較では、定量的に一致する結果が得られた。次に非線形領域の妥当性の確認のために、古典的なファラデー波のパターンである四角形と六角形パターンの再現を試みた。ここでは、実験と同じ物性値(密度、粘性等)を用い、四角形、六角形パターンを再現することに成功した。次に2周波数加振特有であり、より複雑なパターンであるrhomboidパターンの再現を試み、実験と同じ物性値で再現することに成功した。この再現は本研究が初めてである。最後に再現した計算結果と弱非線形解析との比較を行なった。この比較により弱非線形解析で課された仮定が妥当ではないことを確認し、この解析が不十分であることを示した。26年度が最終年度であるため、記入しない。■目標・目的本研究では、数値シミュレーションによる垂直加振下における流体界面の複雑なパターンの再現と解明を目標としている。昨年度は、近年報告されている新奇ファラデー波の中でも、Oscillonに対象を絞って、数値計算による再現とメカニズムの解明に取り組んだ。■問題数値計算による再現の際に、問題となったのは以下の2点である。ー最適な界面モデルが不明だったことー複雑なファラデー波の数値計算による再現には長時間を要すること■アプローチ・結果ファラデー波では、表面張力と加振による外力のバランスが支配的であると考えられているので、その特徴とそれぞれの解析手法の長所、短所を照らし合わせ、界面モデルを選択した。具体的には、表面張力を任意精度で評価できるLevel-Set法を採用した。このモデルの妥当性を確認するために、線形理論との比較を行ない、定量的な一致を得た。さらに、非線形領域における妥当性の確認のために、単純な四角形や六角形パターンの数値計算による再現と、実験結果を比較し、定量的な一致を得た。計算時間を短縮するために、ボトルネックとなっていた大規模連立方程式のソルバーを変更した。具体的には、ライブラリを用いていたが、現在の系に特化し、最適化したアルゴリズムを用いた自作の物に変更した。その結果、計算時間を1/31/5倍に短縮した。これにより、複雑なパターンのシミュレーションが現実的な時間で行うことが可能となった。Oscillonが観測されている実験では、Oscillon以外にも、新奇ファラデー波として挙げられるRhomboidパターンや多重格子パターンが観測されている。本研究では、前述したシミュレーションプログラムを用いて、この実験の再現を試み、新奇ファラデー波のひとつであるRhomboidパターンの再現に初めて成功した。

この再現は本研究が初めてである。最後に再現した計算結果と弱非線形解析との比較を行なった。この比較により弱非線形解析で課された仮定が妥当ではないことを確認し、この解析が不十分であることを示した。26年度が最終年度であるため、記入しない。おおむね順調に進んでいるが、以下の3つの当初予定になかった問題解決のため若干遅れている。(1)当初予定に無かった数値計算プログラムの高速化を行なったため(2)始めは数値計算結果と実験結果が大きく異なっており、その原因がlevel set法であることを特定するのに時間が掛かったため(3)そのlevel set法の改良を行なったため再現に成功したRhomboidパターンの解析に取り組むと共に、再現を試みている実験で報告された他の複雑なパターンの再現に試みる。また、蛇状構造の再現に向けた数値シミュレーションプログラムの開発に取り組む。
好酸球性副鼻腔炎における新規治療指針の検討ー病理所見からのフェノタイプ解析ー

これまでの我々の研究では、本疾患で下鼻甲介より篩骨洞粘膜でIgEが多量に検出されかつ産生されている事が示唆された。好酸球性副鼻腔炎には様々なフェノタイプがあり、我々はこれを解明することにより将来的には治療法を開発することを目標としている。本研究では、まず好酸球性副鼻腔炎症例における副鼻腔局所粘膜でのIgE産生の証明、免疫組織化学によるIgE産生B細胞及びリンパ濾胞形成、濾胞樹状細胞、濾胞型ヘルパーT細胞などの検討、局所におけるIL-4, IL-21,TSLP, IL-33, IL-17など種のサイトカイン産生の検討を行う。それに基にフェノタイプ亜分類の確立を目指す。
高階関数を用いたプログラム検証および変換技術の高度化に関する研究

単純型付き項書き換えシステムの停止性検証手法の高度化を以下の点について試みた。(1)依存対手法における引数フィルタリングおよび使用可能規則を高階の場合への拡張を行った。(2)実験システムについての検討を進めた。特に、効率的な実装を実現するためのSAT検証器を用いた実装法についての検討を行い、その基本となる経路順序の符号化法について改良を行った。また停止性にもとづく帰納的定理の自動証明法である書き換え帰納法についての検討を進めた。特に反証付き書き換え帰納法に適した補題自動導入法について検討を行った。発散鑑定法を改良し、健全性を持つ発散鑑定法を提案した。実験システムを実装するとともに証明システムのベンチマークとなる例題集を抽出し、他の書き換え帰納法に基づく定理証明器との比較実験を行った。また、反証付き書き換え帰納法を利用するために必要な合流性を保障する方法について検討を進めた。停止性の検証器は多数提案されているのに対して、合流性の検証器の提案はあまりなされていないため、合流性の自動検証法について実験システムを構築し検討を行った。合流性の十分条件を満たさない項書き換えシステムについて分解手法を用いる判定法を利用することの検討を行い、分解手法を利用した合流性検証器の提案を行った。変換パターンに基づくプログラム変換のための変換パターンの抽出法について検討をすすめた。2階の一般化アルゴリズムを提案し、それに基づいて具体的なプログラム変換から変換パターンを抽出する実験を行った。変換に利用可能なパターンの抽出を容易にするためのヒューリスティクスについて検討を行い、いくつかの変換パターンの抽出に成功した。第一階項書き換えシステムの停止性に対する強力な自動証明法として依存対法が知られている.この手法を拡張し,単純型付き項書き換えシステムの停止性を自動証明するための方法を考案した.このために,まず,依存対や推定依存グラフなど,依存対法の基本的な概念を単純型付き項書き換えシステムにおいて定式化した.また,広川ら(RTA,2004)による部分項条件による停止性証明を適用するために,頭部具体化法を考案した.これにより高階関数がある単純型付き項書き換えシステムの停止性証明が取り扱い可能となる。この新手法により単純型付き項書き換えシステムの停止性を自動証明するプロトタイプシステムの開発・実装を行なった.最後に,単純型付き項書き換えシステムの停止性証明法を評価するために,サンプル集を作成し,新手法と従来の第一階項書き換えシステムへの変換を経由する停止性証明法との比較を行った。一方,ラムダ計算に基づくプログラム変換の理論を項書き換えシステムに導入するため,Huet(1978)によるパターンに基づくプログラム変換を項書き換えシステムの枠組みを用いて定式化した.そして,項書き換えシステムをベースにした枠組みでは,項書き換えシステムの帰納的等価性を応用することにより,プログラム変換の正当性の検証が可能となることを明らかにした.次にプログラム変換パターンについて発展的という概念を導入し,発展的変換パターンに基づくプログラム変換について,その正当性の自動検証法を考案した.これには,項書き換えシステムの帰納的定理証明法および十分完全性や合流性等の性質の自動検証法を応用する.最後に,この手法に基づくプログラム変換およびその正当性の自動検証を行うプロトタイプシステムを開発・実装し,プログラム自動変換の実験を行なった.以上の結果は査読付きの国際会議録において採録され、報告を行っている.自然数やリストなど,データ構造に基づくプログラムの性質の自動証明法として,項書き換えシステムの書き換え帰納法が知られている.この書き換え帰納法による証明手続きの正しさは,抽象原理に基づいて証明することが出来る.従来知られていた原理を拡張し,より強力な書き換え帰納法の証明手続きを提案した.この新しい証明手続きでは従来知られていたよりも一般的な単純化のための推論規則を備えている.また,順序付け不能な等式を扱うための新たな証明手続きの提案を行った.これらの改良により,より簡略な証明による自動証明の効率化や補題発見法と組み合わせによる新たな自動証明の成功などが期待される.順序付け不能な等式を扱うための証明手続きについては,項書き換えの国際会議にて報告を行った.プログラム効率化のためのプログラム変換手法の1つとして,パターンによるプログラム変換が知られている.項書き換えに基づくパターンによるプログラム変換では、変換前後の操作的意味の不変性を項書き換えシステムの自動証明法を用いて保障することが出来る.この枠組みを実現した実験システムRAPTの実装を行い,RAPTを用いたプログラム自動変換実験を行った.基本的なプログラム変換およびその正当性について動作確認を行い,本手法の有効性を確認した.プログラム変換パターンの蓄積やプログラム変換例の一般化による変換パターンの抽出などが今後の課題として確認された.以上の,実験システムRAPTおよびにRAPTを用いたプログラム変換実験関する報告を書き換えシステムの国際会議において行った.項書き換えシステムの基づくプログラム変換の理論とその実験をとりまとめ,学術雑誌にて発表を行った.単純型付き項書き換えシステムの停止性検証手法の高度化を以下の点について試みた。

実験システムを実装するとともに証明システムのベンチマークとなる例題集を抽出し、他の書き換え帰納法に基づく定理証明器との比較実験を行った。また、反証付き書き換え帰納法を利用するために必要な合流性を保障する方法について検討を進めた。停止性の検証器は多数提案されているのに対して、合流性の検証器の提案はあまりなされていないため、合流性の自動検証法について実験システムを構築し検討を行った。合流性の十分条件を満たさない項書き換えシステムについて分解手法を用いる判定法を利用することの検討を行い、分解手法を利用した合流性検証器の提案を行った。変換パターンに基づくプログラム変換のための変換パターンの抽出法について検討をすすめた。2階の一般化アルゴリズムを提案し、それに基づいて具体的なプログラム変換から変換パターンを抽出する実験を行った。変換に利用可能なパターンの抽出を容易にするためのヒューリスティクスについて検討を行い、いくつかの変換パターンの抽出に成功した。
新しいベクトル磁気特性から見た磁性材料の改善に関する研究

1.二次元(ベクトル)磁気特性:磁界強度と磁速密度ベクトルの関係を基礎とする二次元磁気特性の概念を明確にし,二方向励磁下での磁気諸量のベクトル測定法を開発した。また,この二次元磁気特性の数値モデリングとしてE&Sモデルを提案し,有限要素法とE&Sモデルを結合させて,三相変圧器鉄心及び単相・三相誘導電動機モデルの磁界解析を行い,従来法では得られなかった材料の異方性が磁気諸量分布に与える影響を明らかにした。2.局所磁気特性分布:局所磁気特性分布の測定を可能とするセンサーを開発し,磁束密度ベクトルと磁界強度ベクトルが結晶粒形並びに磁区構造から受ける影響を実験的に明らかにした。また,磁性部と非磁性部の存在する材料にも適用してその磁気特性を明らかにした。さらに三相変圧器鉄心及び三相誘導電動機モデルの磁気測定を行い,局所的磁束密度と磁界強度ベクトル分布を明らかにし,解析結果と比較して良好であることも示した。3.二次元磁気ひずみ:磁気ひずみテンソルの概念とその測定法を明確にした。また,交番磁気ひずみ測定用のストレイン・ゲージを開発し,これを用いて交番磁気ひずみと回転磁界下での磁気ひずみの相違を明らかにした。さらにケイ素鋼板の板厚方向のひずみ(三次元磁気ひずみ)の測定を行い,その振る舞いを明らかにした。4.回転バルクハウゼン信号:回転磁界下で発生するバルクハウゼンノイズの測定を行い,その特徴を明らかにした。この回転バルクハウゼンノイズの分析を行い,カオス的現象を内在していることを示した。本研究の遂行で得られた結果の概要を以下に要約する。1.簡易2次元磁気測定装置の開発我々が開発してきた2次元磁気測定装置は、材料中の磁気現象をベクトル的に測定できるものであるが、その測定法の複雑さから実用面での検討が必要であると要望されてきた。そこで今回、多少の精度を犠牲にしても簡便に2次元磁気特性が測定できる装置として、簡易2次元磁気測定装置を開発した。また本装置の基本的特性を明らかにし、その有用性を国際学会にて報告した。2.方向性けい素鋼板の局所2次元磁気測定装置の開発2次元磁気センサーを用いて、方向性けい素鋼板の局所的な磁気特性分布を明らかにした。その結果、結晶粒形、異方性の影響により、1枚の鋼板内においても、鉄損分布が一様でないことが明らかになった。従来までは1枚の鋼板では、その全鉄損を測定するのみであったので、この結果を基づき方向性けい素鋼板を用いている変圧器等の電気機器の効率改善が期待できる。3.2次元磁気特性を考慮した新しい有限要素磁界解析手法の開発2次元磁気測定装置で測定を行った磁気特性を有用に活用するために、2次元磁気特性を考慮した有限要素法の開発を行った。本年度は、変圧器実験モデルで従来法との比較を行い、3相変圧器モデルに適用した。その結果、変圧器実験モデルではコーナ部で、磁束密度Bと磁界強度Hとの関係が従来法とは大きく異なることが分かった。3相変圧器では回転磁束が発生している主脚部において、従来まで対称と考えられていたBとHの分布が非対称であり、従来法ではこの部分の損失を少なく評価していることを明らかにした。1.二次元(ベクトル)磁気特性:磁界強度と磁束密度ベクトルの関係を基礎とする二次元磁気特性の既念を明確にし,二方向励磁下での磁気諸量のベクトル測定法を開発した。また,この二次元磁気特性の数値モデリングとしてE&Sモデルを提案し,有限要素法とE&Sモデルを結合させて,三相変圧器鉄心及び単相・三相誘導電動機モデルの磁界解析を行い,従来法では得ちれなかった材料の異方性が磁気諸量分布に与える影響を明らかにした。

2.局所磁気特性分布:局所磁気特性分布の測定を可能とするセンサーを開発し,磁束密度ベクトルと磁界強度ベクトルが結晶粒形並びに磁区構造かも受ける影響を実験的に明らかにした。また,磁性部と非磁性部の存在する材料にも適用してその磁気特性を明らかにした。さらに三相変圧器鉄心及び三相誘導電動磯モデルの磁気測定を行い,局所的磁束密度と磁界強度もベクトル分布を明らかにし,解析結果と比較して良好であることも示した。3.二次元磁気ひずみ:磁気ひずみテンソルの概念とその測定法を明確にした。また,交番磁気ひずみ測定用のストレイン・ゲージを開発し,これを用いて交番磁気ひずみと回転磁界下での磁気ひずみの相違を明らかにした。さらにケイ素鋼板の板厚方向のひずみ(三次元磁気ひずみ)の測定を行い,その振る舞いを明らかにした。4.回転バルクハウゼン信号:回転磁界下で発生するバルクハウゼンノイズの測定を行い,その特徴を明らかにした。この回転バルクハウゼンノイズの分析を行い,カオス的現象を内在していることを示した。
契約理論によるガバナンスの分析

「ガバナンス」の概念を、プレーヤー問、アクター問に存在する様々な外部性(externality)を内部化し解決する仕組みの総称と捉えるという共通理解の上に立ち、民間、政府、超国家の3領域での「分権vs.集権」の問題を詳細に分析し比較するのが本研究の目的である。まず、民間の企業統治問題では、「企業間の合併・統合」vs.「非統合」という「企業の境界問題」や企業内の「分権化・集権化」の問題について、「外部性の内部化」と「私的便益の考慮」のトレードオフに着目し、企業内「権限配分」の点も取り入れて比較理論分析を行った。「企業内の明示的+関係的契約」の論文では、プリンシパル=エージェント双方のモラルハザードの設定で、1回ゲーム、繰り返しゲームの分析を行い、企業統治への含意を提示した。また、ホールドアップの動学モデルを構築して単調性分析を行い、「契約の不完備性」の基礎付け等への新たな知見を得た。次に、「地方分権問題」を取り上げ、住民移動が存在する場合の地方自治体の費用削減のインセンティブについて理論分析をした。この場合、人口分布に過疎・過密地域が生じうるが、その際、費用削減のインセンティブが過密地域の自治体に必ず生じるとは限らないことが分かった。これは、過密地域では、費用削減により個人効用が上昇するために人口流入を招き、混雑現象を悪化させ、かえって余剰を引き下げる効果が強く働くことによる。このとき費用削減を強制すると人口分布の歪みを悪化させ、社会的余剰を悪化させることが分かった。最後に、超国家機構セクターでは、EU委員会を安定成長協定(SGP)の執行者とし、ユーロ加盟国を同協定の遵守者とする安定成長協定のガバナンス問題を考察した。2002年1月から03年11月の期間を中心に、ユーロ価値維持のために、欧州連合(EU)が安定成長協定を通じてユーロ圏の財政ガバナンスを図る過程を、政治的側面を中心に分析した。次に、フランスによる財政ルール違反に対し、欧州委員会の制裁を視野に入れた勧告が、財務相理事会での投票の結果、不採択となり挫折した過程を、「不完備情報下のコーディネーションゲーム」を援用して考察した。「ガバナンス」の概念を、(企業内・企業間の)経済主体間、民間・公共セクター間、国家間に存在する様々な外部性(externality)を内部化し解決する仕組みの総称と捉えるという共通理解の上に立ち、民間、政府、超国家の3つの領域での「分権vs.集権」の問題を詳細に分析し、有機的な連関を保つ形で比較するのが本研究の目的である。第1に、民間セクターの企業統治問題(鈴木担当)では、「企業間の合併・統合」vs.「非統合」という「企業の境界の決定」問題や、企業内部の「分権化・集権化」の問題を、「外部性の内部化」と「私的便益の考慮」のトレードオフに着眼して分析し、また、企業内の分権化・集権化の分析には特に「権限の配分」が重要になるため、その視点も取り入れて研究論文にまとめた。その他、本研究の「ガバナンス分析」に関連する研究、具体的には、「企業内・企業間における関係的契約」の契約理論的分析や、関連ある基礎的分析手法に関する研究を進めた。

第2に、政府セクター内の地方政府-中央政府関係を、「地方分権問題」を焦点として扱い、地方政府の政策立案インセンティブへの「分権化」の影響などを考察した(小林担当)。ここでも中央と地方の間の「権限の配分」が重要であるが、政府セクター特有の先発・後発の利益・不利益の問題も出現することを理論的に分析した。第3に、超国家機構セクター(貫担当)では、EU委員会を安定成長協定(SGP)の執行者(集権)とし、ユーロ加盟国を同協定の遵守者(分権)とする、安定成長協定(SGP)のガバナンス問題を理論的実証的に考察した。本年度は関連文献のサーベイと資料収集を進め、上記分析枠組みの提示とその現実整合性についての検討を論文にまとめた。以上の各領域には、集権的、分権的なガバナンスの方式が存在し、そのより精緻な比較研究に向けての第一段階が今年度の個別研究で達成されたと言える。(鈴木)1.「企業間の合併・統合」vs.「非統合」という「企業の境界問題」や、企業内の「分権化・集権化」の問題について、「外部性の内部化」と「私的便益の考慮」のトレードオフに着目し、また企業内「権限配分」の視点も取り入れて比較理論分析を行った。2.「企業内の明示的+関係的契約」の論文では、プリンシパル・エージェント双方のモラルハザードの設定で、1回ゲーム、繰り返しゲームの分析を行い、企業統治への含意を提示した。3.「中国国有企業の民営化問題」および「垂直統合型多国籍企業の出現」について、「国内資産の移転・再配分」を鍵として、「資産所有アプローチ」の視点で分析した。4.ホールドアップの動学モデルを構築して単調性分析を行い、「契約の不完備1生」の基礎付け等への新たな知見を得た。(小林)1.住民移動が存在する場合の地方自治体の漸進的な費用削減のインセンティブについて理論分析をした。この場合、人口分布に過疎・過密地域が生じうるが、その際、費用削減のインセンティブが過密地域の自治体に必ず生じるとは限らないことが分かった。これは、過密地域では、費用削減により個人効用が上昇するために人口流入を招き、混雑現象を悪化させ、かえって余剰を引き下げる効果が強く働くことによる。このとき費用削減を強制すると人口分布の歪みを悪化させ、社会的余剰を悪化させることが分かった。(貫)1.「ユーロ圏における対仏財政ガバナンス過程の分析:2003年1月11月」において、フランスによる財政ルール違反(財政赤字の上限をGDP比3%とする安定成長協定ルールに3年連続で違反)に対し、欧州委員会の制裁を視野に入れた勧告が、ユーロ圏財務相理事会での投票の結果、不採択となり挫折した過程を、「不完備情報下のコーディネーションゲーム」を援用して考察した。以上のもとで、民間、政府、超国家の3領域の「ガバナンス」「分権vs.集権」のメカニズムを比較分析し、また「ガバナンス」の一般的概念にっいて理論的に考察整理した。
表面上水素の超高深さ分解能測定に関する研究

本研究では、表面上に存在する水素により半導体表面上での金属薄膜形成過程が清浄表面上の場合と比較してどのように変化するかを明かにすることを目的として、表面上の水素の高い深さ分解能での検出を試みた。まず表面上での水素の存在により金属薄膜形成過程がどのように変化するかを、深さ方向に高分解能を有する中エネルギーイオン散乱法により観測した。具体的な測定系としてはSi(111)表面上でのCuを選び測定を行った。その結果基板温度が室温の場合は水素の影響があまり顕著でないが、基板温度が高温になると洗浄表面上とはかなり異なる成長様式を示すことを明かにした。次に本研究本来の目的である水素の検出が中エネルギー領域の1次イオンを用いて可能であるかどうかについて、予備的な実験を行った。この測定では静電型エネルギー分析器を用いて反跳イオンの検出を行った。その結果若干強度的に問題があるものの、水素の検出が可能であることがわかった。しかし高エネルギー分解能を有する静電型エネルギー分析器を用いても、予想以上のエネルギーの広がりが観測された。そこで実際に高い深さ方向分解能が得られるかどうかについて、いくつかのエネルギーの広がりを与える要因を含めて、シミュレーションを行った。その結果では充分な深さ分解能が得られるいう結果が得られた。したがって実験結果を充分に説明できるまでには至らなかった。また表面付近での反跳イオンの中性化の問題もあり、金属薄膜形成過程における水素の役割を充分に解明するには、今後さらに実験条件を検討し、いくつかの残された問題点を解決する必要があると思われる。
高温障害による土壌病害の激発化プロセスの究明と克服シーズの創出

本研究では、まず、熱帯アジア土壌病害調査として、ベトナム北部紅河流域やミャンマー中山間地区の病害調査を行い、熱帯地区をモデルとした土壌病害発生シミュレーションの基礎データを収集した。また、高温障害の植物根圏に及ぼす影響解析では、九州大学ファイトトロン(人工気象装置)において擬似的な熱帯環境を構築し、熱帯の水田環境におけるイネ紋枯病の発生様相についてのモニタリングに成功した。さらに、香草植物や薬用植物の抗菌・殺菌成分を素抽出し、土壌燻蒸による土壌病害の生物的防除への利用可能性について検討した結果、極めて殺菌・抗菌作用の高い植物成分として、オイゲノールや精油成分の抽出に成功した。本研究は、高温気象による転換畑作物の被害の激発化および蔓延化激の要因を究明し、環境に優しい熱帯性土壌病害の克服技術を創生することを目的としている。平成24年度に実施した研究は以下の通りである。【課題1】熱帯アジア土壌病害調査平成24年度では、研究分担者の九州大学農学部植物病理学研究室土屋健一教授らとともに、ミャンマー国への調査研究を行う。ミャンマー国への訪問の目的は、近年、ミャンマーは市場開放に伴い、農林水産業に関する経済発展が見込まれ、さらに我が国とミャンマー国2国間の経済的連携がさらに重要性を増している。そこで、本年度において稲作および野菜・花卉類に発生する植物病害の被害調査および病害サンプルの収集を行うのが目的である。現地において、イエジン農業大学を訪問し、植物病理学研究室Seint San Aye博士との研究打合せおよび病害調査を行う。【課題2】熱帯病害のモデリング解析平成24年度では、熱帯環境における稲作病害発生のモデリングを確立するために、フトトロン人口気象装置を利用したモデリング解析に必要な基礎データの収集および病害発生のモデリングに不可欠なパラメーターの設定のためのファクターを検討する。本年度では、熱帯・亜熱帯地域で発生するイネいもち病菌の発生生態のメカニズムを解明するため、ミャンマー産イネいもち病菌のレース検定およびいもち病抵抗性遺伝子の特定を行うための試験を行った。【課題3】植物由来の生物的防除資材の探索香草・ハーブ類の植物からの抗菌・殺菌成分を抽出し、土壌伝染性植物病害防除に有効な抗菌・殺菌成分の検討を継続して行った。また、ミャンマー国内で広く入手が可能な香草・ハーブ類植物の調査・サンプル収集を行う。平成25年度に実施した研究は以下の通りである。【課題1】熱帯アジア土壌病害調査:平成25年度では、研究分担者の所属する九州大学農学部植物病理学研究室古屋成人准教授らとともに、平成25年12月にミンマー国のマンダレーへの調査研究を行う。本研究でミャンマー国を訪れるのは2回目目であり、前回、水田稲作の病害の被害状況の調査と、問題となる病原菌類の収集が目的であるか、今回は、中山間地区の畑作圃場における土壌伝染性病害の被害実態の把握と、効果的な防除法の開発ための基礎調査を行う。現地において、イエジン農業大学を訪問し、植物病理学研究室Myo Zaw博士らとの研究打合せおよび病害調査を行う。【課題2】熱帯病害のモデリング解析:平成25年度では、熱帯環境における稲作収穫後の転換畑作病害の発生のモデリングを確立するために、病害発生のモデリングに不可欠なパラメーターの設定のためのファクターを検討する。本年度では、熱帯・亜熱帯地域で発生するイネいもち病菌の発生生態のメカニズムを解明するため、ミャンマー産イネいもち病菌とジャガイモ疫病のレース検定およびこれらの病抵抗性遺伝子の特定を行うための試験を行った。【課題3】植物由来の生物的防除資材の探索植物ベイトとラップ法を応用した耕種的防除法を開発するために、香草・ハーブ類の植物からの抗菌・殺菌成分を抽出し、土壌伝染性植物病害防除に有効な抗菌・殺菌成分の検討を継続して行った。平成23年度に実施した研究は以下の通りである。【課題1】熱帯アジア土壌病害調査ベトナム北部紅河流域の転換畑作物(ダイズおよびトウモロコシ)の苗腐敗症(フザリウム属菌)と苗立枯病(リゾクトニア属菌)について、原因菌の発生分布・頻度、発病度調査および気象観測を行い、熱帯地区をモデルとした土壌病害発生シミュレーション解析に不可欠な基礎データの収集に成功した。