hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生物機能の時空間制御を目指した有機無機複合体の開発

黒田は有機無機複合体によるDNAの分子認識の新たな方法を開発した。後藤は白金(II)錯体における芳香環-芳香環相互作用を解明した。北島は非ヘム鉄を含む蛋白質の活性点、特に酸素中間体の低分子量モデルの開発を目指し、種々の配位不飽和鉄(II)錯体の合成を行い、酸素との反応性を検討した。桜井は硫黄を配位原子にもつバナジウム(IV)錯体を合成し、糖尿病ラットに投与し、血糖値を正常化させることを見いだした。中井は光学活性ビナフトールと(i-PrO)_4Tiからえられるチタン錯体が優れた不斉触媒となることを見いだした。長野はsuperoxideを不均化して消去するsuperoxide dismutase活性を有する鉄錯体を合成し活性と構造の相関を検討した。西田は鉄-ntaおよび類似キレート錯体の構造と発ガン作用との関連性を明らかにした。廣瀬はDNAに結合した抗癌性白金錯体の立体構造を認識するモノクロナール抗体の作成を行った。千喜良と藤井は芳香環をもつ種々の銅(II)錯体が結合したDNAファイバーの錯体配位平面の配向性とESRを用いて錯体構造との関連を検討した。山村は生体適合性錯体の設計を目指して亜鉛および水銀オリゴペプチド錯体の構造を解明した。本年度は昨年度からの研究を引き続いて行うとともに各班員により次の様な研究を展開した。矢野、加藤はD-グルコサミンN(II)配糖錯体が病原性酵母Candida albicansの成育を有効に阻止することを明らかにした。青山は水素結合や金属配位結合を利用することにより結晶構造を規制した。大倉はスルホ基数の異なる亜鉛フタロシアニンを合成し、光化学療法における有用性を検討した。大塚はピリジンとヒスチジンからなる人口配位子を合成し、DNAのκB配列に特異的に結合する蛋白質NF-κBおよびHIV-EP1の活性化やDNAとの結合の阻害を明らかにした。小谷は水素液中で金属錯体が関与した弱い相互作用の強さとその構造依存性を調べた。後藤は白金(II)錯体における配位子間相互作用を調べた。桜井はセレン及びバナジル錯体による血糖値制御を議論した。谷口は金属タンパク質の速い電子移動の制御を生体機能の解明に関連して行った。千喜良はDNAファイバーESRにより、過酸化水素存在下でのDNA切断反応は解離した銅(II)イオンによることを推定した。中井はEu(III)錯体を触媒とする不斉アルドール反応では、「分子認識に基づく触媒的立体化学制御」が効果的に達成されることを明らかにした。長野はsuperoxide dismutase活性を有する鉄錯体(Fe・TPENとその類縁体)を合成し、活性と構造の相関を検討し反応機構の解析を行った。西田は各種鉄キレートを動物に注射し、その効果を細胞死と発ガン作用との関連性から検討した。廣瀬はPt(1R,2R-diaminocyclohexane)-DNA化合物に対するモノクローナル抗体を調製した。藤井は5位にトリアルキルアンモニウムメチル基を導入したカチオン性salen型シッフ塩基を配位子とする錯体を合成し、DNAとの結合定数を求めた。一方、DNA切断の観点から、亜鉛(II)-トリアミン錯体の燐酸エステル加水分解能について検討した。
高齢者の尊厳ある死を目指す訪問看護師のターニングポイントの判断と実践の明確化

本研究の目標は、高齢者のエンド・オブ・ライフ期(以下、EOL期)における訪問看護師のターニングポイントの判断と実践の可視化、および実践のアウトカムである自分らしい人生の全うというQOLへの効果を検証することである。まず、初年度である今年度はSTEP1『EOL期のターニングポイントの判断の可視化』を目的として、1)EOLケアの実践経験を有する認定看護師6名を対象にターニングポイントをどのように判断しているかについてインタビュー調査を実施し、質的記述的方法で分析した。また、2)『価値観を尊重することについての明確化』を目的として概念分析を実施した。1)インタビューについては現時点においては一次分析の結果であるが、EOL期、特に終末期にある事例におけるターニングポイントについてその特徴が明確となった。看護師はターニングポイントの判断として、予後予測に基づいてトラジェクトリーを描き病態変化のポイントを見極めていた。しかしながら生物体としての変化のポイントが生じる前に、人生の物語りとしてのターニングポイントが生じていたことに着眼していた。そのポイントを判断するためには看護師が事例にとっての価値観を理解し、人生の物語りを共有していたことが必要であることが明確となった。2)『価値観を尊重することについての明確化』概念分析については、国内文献86文献を対象に分析中である。インタビュー調査は、当初計画では専門看護師と認定看護師に10名を対象に実施予定であり、現在、継続比較分析を実施しているところである。また、概念分析は分析途中であり、計画に比較してやや進捗としては遅れている状況である。今後は文献検討を進めると共に、インタビュー調査について継続比較分析を進めながら対象人数を確保しながら進める。それらの結果を基に量的調査実施の準備として研究枠組みを設定する。研究推進のため、EOLケアの臨床実践の専門家及び研究方法に関するスーパーバイズを受けながら研究協力者と分担者で計画調整しながら計画的に推進する予定である。今年度、当初計画よりインタビュー調査の実施が遅延したことから、それに係る旅費等の支出分が予算より減じた。次年度は、次年度計画内容に加え今年度予定していたインタビュー調査も実施することから翌年度分と当該年度の次年度使用額として併せて計上し計画的に進めたいと考える。
介護家族のヘルスプロモーションと看護に関する研究

本研究は、在宅療養者を介護する家族への援助方法を構築するために、介護者が介護体験を通して何かを得ることを促す援助を探求した。その方法として、研究者が介護者の介護体験の内容と認識の肯定的側面を捉え、その現状をもとに援助を担当する看護職者と共に援助を検討する機会を持った。まず、これまでの研究成果ならびに文献から介護体験の内容と認識の肯定的側面を捉える視点を作成した。面接調査は、介護者18人を対象に約6ヶ月の期間をおいて3回行い、その都度先述の視点をもとに得ている内容を複数の研究者で検討した。分析は、事例毎に2次および3次調査における介護体験の内容と認識の肯定的側面の変化を抽出し、介護者が介護体験を通して得ているものの内容の変化とその変化に影響していると考えられること、得るものを促進する援助を考察した。介護対象者の死亡や長期施設入所の理由により3回の面接を実施できたのは12人。そのうち11人に変化を認めた。変化の要因として、他の家族員による介護協力を信頼し期待している、介護者が他の家族員から理解されていると感じられている、介護者の困難事項の解決や介護者の気持ちを受けとめる支援者がいる、介護者が介護以外に打ち込めるものがあることなどが挙げられた。援助としては、先述の視点をもつことにより介護者と介護対象者を含む家族生活の全体像を理解することができる。そして、介護者の援助ニーズを見出し支援することによって介護者の信頼を得ることにつながる。事例検討会に参加した看護職者を対象に面接調査を行ない、気づいたことや参加後に援助に活かしていること等を調べた。その結果、家族に対する自分自身の対応を振り返り、介護者の援助ニーズに対応する必要性を認識し、その気づきを参加以降の援助において実践していた。援助を検討する機会は、得るものを促す援助実践の方策として有効であることを確認した。1.介護家族の肯定的な介護意識を高める援助指針の検討これまでに取り組んだ研究成果を整理するとともに、介護家族に対する看護援助に関する文献を調べて、援助指針を検討した。まず、「介護者が介護体験を通して得るもの」の内容を11項目に整理した。すなわち「介護対象者の理解が深まる」「介護対象者に合った介護方法・技術の習得」「自分自身の理解が深まる」「介護対象者との相互理解の深まり」「人間理解を深める」「自分自身を肯定する気持ちが強くなる」「自身の生活行動の変化」「自身の生き方に関する考えの深まり」「家族員からの支援を得る」「家族以外の相談者・理解者を得る」「社会の価値観や施策への関心の高まり」である。さらに、介護体験を通して何かを得ることを促すための「援助のねらい」を10項目作成し、その具体的方法として、「家族への援助(10項目)」、「本人への援助」に加えて、「他の援助者と援助を通して実感したことを話し合う」方法を加えたものを作成した。2.介護家族の体験内容と認識に関する調査ならびに介護体験を通して得るものを促す援助の検討と介入介護家族9世帯の主介護者9名(長野2名、岐阜7名)に対して、介護体験内容とその認識を調べ、介護体験から得ているものの内容の現状を把握した。調査は、介護体験内容とその認識を把握するために、(1)介護対象者との係わり(食事・排泄・清潔等の介護方法の現状と介護開始時からの変化のプロセス、大変だったことの内容と対処等)、(2)家族・親族との係わり、(3)外部支援者・サービスとの係わり、

(4)介護対象者ならびに介護することの受容の4つの側面から捉え、上記1.で作成した「介護者が介護体験を通して得るものの内容」に沿って調査対象介護者の認識の現状を整理した。これらの結果について援助を担当する看護職者らと共有して今後の援助を検討する会議を行った。介護家族が介護体験を通して何かを得ることを促す援助を検討することを目的として、1.主に介護を担当する家族員の介護体験の内容と肯定的認識に関する縦断的な調査と2.看護職者との事例検討を行った。1では、15年度に事例を追加して、15世帯18人(調査開始時の介護期間2ヶ月から8年)を調査対象者とした。調査方法は、現在の介護内容と経過、介護開始以降大変だったことの内容と対処、現在大変なことの内容と対処、家族員の協力状況とそれに対する認識、介護対象者の受容状況、介護することの受容状況を質問項目とする半構成的面接を行った。分析方法は、「介護体験を通して得るものの内容(14年度作成)」を視点として用いて、1事例毎に意味や意図が確認できる介護方法や肯定的な認識を整理し集約する。調査期間は約1ヵ年とし、その間数ヶ月の期間を置いて調査を行い現在面接調査は継続中である。1次調査における介護者の介護体験の内容と認識を整理した結果、7項目に整理できた。すなわち、「介護対象者に合った介護方法を習得する」「家族・親族からの協力を得る」「介護対象者の理解が深まる」「介護者自身の意識・行動」「家族・親族以外の支援者の支援を得る」「介護対象者との人間関係・相互理解が深まる」「介護や医療・福祉への関心が高まる」であり、介護期間の長短に係わらず直接的ケアに意図を込める、他の家族員の支援に感謝し関係を再確認する、介護や医療・福祉に対する意見を持つ等を確認した。2では、1の面接調査の実施毎に事例検討を行った。事例検討の参加職種は、ケアマネージャー、訪問看護師、ホームヘルパー、作業療法上等であり、研究者と援助提供者とで、介護家族が介護体験を通して何かを得る方向性での援助について意見交換を行った。現在は調査の途中であり、今後1ヵ年追跡して把握した得ているものの内容の変化を分析し、その変化を促した援助を考察する計画である。1)介護者が介護体験を通して得ているものの内容の変化とその要因の分析調査協力の承諾を得た15世帯17人の介護者のうち、介護対象者の死亡や長期に渡る施設入所の例を除いて、数ヶ月6ヶ月おきに3回面接調査を実施できたのは10世帯12人であった。介護状況とその認識を聞き取り、介護体験を通して得るものの内容(14年度作成)を分析視点として用いて、得ているものの内容の変化を抽出し、何らかの変化を確認できたのは11人であった。その要因として、家族内で介護対象者のことを話し合っていること、家族員から理解されていると実感できる体験があること、介護以外に打ち込める活動をしていること、介護者が信頼できる理解者が存在していることなどが考えられた。また、2次調査に得ていることの変化を確認しても、3次調査では新たに確認できない例では、介護者の健康状態がすぐれないことや家族員のサポート感が得られないことが要因として推測された。2)事例検討に参加した看護職者等の認識に関する調査1)で行った調査の結果をもとに、調査世帯を担当する看護職者等と事例検討を行い、延べ28回実施した。事例検討に参加した看護職者等のうち、研究協力の承諾の得られた10人を対象とした。
加工Si基板上(1-101)及び(11-22)GaNへのInGaNヘテロ成長

昨年度は低In組成領域のInGaNにおいて、(1-101)、(11-22)、(0001)各面でのIn取り込み効率の検討を行った。本年度はこれに加えて緑赤色程度までの高組成領域で検討を試みた。(1-101)面においては、Inの取り込み効率が高く、特に低V/III比の条件下で顕著な差がみられた。(0001)、(11-22)面では低In組成領域では同様なIn取り込み効率であった。そこで、Inの供給量を変化してPLピークよりIn取り込み効率を考察した。(11-22)面においては、In供給量に対応して発光ピークがレッドシフトしており、黄色領域の発光まで変化することが可能であった。一方(0001)面では、In供給量が70%程度を超えるあたりで、発光ピーク波長が飽和しており、温度による組成制御が必要であった。この結果から、(11-22)面では高温において高組成InのInGaN成長が可能であり、InGaN結晶品質の向上が期待される。さらに、PLの励起強度依存性を調べた結果、半極性面においてはピークシフトがほとんど見られず、発光強度も線形に変化していた。(0001)面ではQCSEにより励起強度を下げるに従って、レッドシフトと発光強度の著しい減少がみられた。このことから、半極性GaN上へのInGaN結晶を成長することで(1)高品質結晶を得られる可能性があること、(2)ピエゾ電界の影響を大幅に抑制可能であることが明らかとなった。(0001)、(11-22)、(1-101)GaN各面にInGaNのヘテロ成長を同条件の元で行い、In組成について考察を行った。V/III比を変化した時に、NH_3ガスが過剰な条件において(1-101)面でのInの取り込みが多いことが明らかとなった。また、NH_3を減らしていくとInの取り込みは極端に小さくなり(1-101)面ではNの供給が高組成InGaNを作製する場合に重要であることが分かった。これらの結果は、(1-101)がN面であるために、成長のモードが大きく違うことを示唆している。また、(1-101)面では、高温において高組成のInGaNが得られることになり、InGaN結晶品質の向上において重要な結果であると考えられる。更なる成長条件の最適化により、In組成の向上を行い、その優位性を明らかにしていく必要がある。次に、得られた結晶を低温にて時間分解PL測定を行うことでキャリアダイナミクスを測定した。その結果、(1-101)、(11-22)面においてはキャリア寿命が200psと短く(0001)面では1000ps程度と非常に長いことが明らかになった。これは、c面においてピエゾ電界によってキャリアの輻射再結合確率が下がっているのに対し、他の面においては電界が低減されてキャリア寿命が短くなることを示している。(1-101)面及び(11-22)面の差はほとんど見られず、いずれの面も発光デバイスへの応用した場合に大きな発光効率の向上が期待される結果を示した。以上の結果から、InGaNを作製する場合、N面である(1-101)面において高組成Inを得られる可能性があり、また半極性面の利用は発光効率は飛躍的に向上に寄与すると期待される。
ウズラの体重大小系統における選抜限界に関する研究

前年度に引続き、日本ウズラの体重大系統(LL)、LLの選抜緩和集団(LR)及び対照閉鎖集団(RR)をそれぞれ3世代進めた。各集団の選抜環境は43-46世代の場合と異なり、体重形質発現にとってやや不利な条件を設定して実施した。また、選抜51世代目では、照明を24時間と14時間とし、高蛋白質飼料条件下で育成した。その結果、雄の6週齢体重において選抜環境変更後の47世代以降でLL及びRRは大きく、LRでは世代が進むにつれて小さくなった。4750世代における雄の6週齢体重の実現遺伝率は0.13と低く、LLの遺伝的固定度は高いと考えられた。一方、雌におけるLLとRRの6週齢体重は選抜環境変更後小さくなり、LRでは17gも小さくなった。51世代目におけるLLの6週齢体重は、雌雄とも本研究の開始時である43世代に比較して大きくなり、LRとの差は雄:34g、雌:42gも認められた。このことから、体重大系統にはかなり大きい遺伝変異が存在していたと考えられる。さらに、51世代においても有意な家系変異が認められたことから、この系統は選抜限界に達していないと思われる。高蛋白質飼料条件下で選抜を継続している体重小系統(SS)における47世代の6週齢体重は、同一条件で育成したRRとの差が雄:37g、雌:49gとなり、世代が進むに従ってSSの体重は小さくなる傾向を認めた。SSの6週齢体重の遺伝率は0.5程度と推定されたことから、LLと同様選抜効果が今後も期待できると考えられた。つぎに、これら3系統の血球及び血清あるいは膵臓の抽出物を材料として、薄層寒天及びでん粉ゲル電気泳動法により9個の遺伝子座の遺伝子頻度を求めた。その結果、LL、SS及びRRのHeterozygosityはそれぞれ37、36、40%となり、大きな系統間差を認めることができなかった。また、3系統間の遺伝的距離はLLとRRで1.2%、LLとSSでは3.0%と評価された。日本ウズラの6週齢体重を指標として体重大方向へ42世代選抜を続けた体重大系統を材料として、選抜を引き続き継続する区(LL)と選抜を一時中止して系統内交配を行う区(LR)および対照閉鎖集団(RR)をそれぞれ4世代進めて、LLの選抜反応と間接選抜反応を追究した結果は以下の通りであった。LLの雄ではさらに選抜効果が認められたが、雌では世代間の変動が大きく、一定した傾向が得られなかった。LLにおける6週齢体重の実現遺伝率は0.28であり、RRの遺伝率に比較してかなり低く、LLの遺伝的固定度はかなり高いと考えられた。間接選抜反応と考えられるLLのふ化率及び受精率はかなり低下し、とくに受精率の低下が著しかった。LLの産卵形質のうち平均卵重の世代間差は小さく、初産日齢及び100日齢までの産卵数はRRに比較してやや劣ったが、100日齢までの総卵重は平均卵重が大きいためにすぐれる結果となった。照明時間と飼料中蛋白含量を変更して育成した場合の1世代のみの結果では、3集団とも雄は大きくなったが、雌では3集団とも小さくなっており興味ある反応が認められているのでさらに2世代進める予定である。選抜42世代における体重小系統(SS)の受精率は低下し、系統の維持が困難となった。そこで対交配から種雄を毎日交替させる交配法に切り換えての選抜実験を行った。SSの発育はRRに比較して異なる増体パターンを示した。42-46世代の6週齢体重は各世代の雄、雌とも一定しており、SSの遺伝的固定度はかなり高いと考えられた。交配方法を変更した後の受精率及びふ化率は急速に回復し、46世代ではRRとほぼ同じ水準となった。しかし、初産日齢は遅れ、100日齢までの産卵数と総卵重も劣った。次に3系統(LL、RR、SS)の筋肉蛋白代謝回転測度を3週齢及び6週齢で測定したところ、統計間で大きく変化しており、とくに合成速度においてLLが大きく、SSが小さかった。

高蛋白質飼料条件下で選抜を継続している体重小系統(SS)における47世代の6週齢体重は、同一条件で育成したRRとの差が雄:37g、雌:49gとなり、世代が進むに従ってSSの体重は小さくなる傾向を認めた。SSの6週齢体重の遺伝率は0.5程度と推定されたことから、LLと同様選抜効果が今後も期待できると考えられた。つぎに、これら3系統の血球及び血清あるいは膵臓の抽出物を材料として、薄層寒天及びでん粉ゲル電気泳動法により9個の遺伝子座の遺伝子頻度を求めた。その結果、LL、SS及びRRのHeterozygosityはそれぞれ37、36、40%となり、大きな系統間差を認めることができなかった。また、3系統間の遺伝的距離はLLとRRで1.2%、LLとSSでは3.0%と評価された。
高速・熱中性子結合炉心の炉物理的研究

高速・熱中性子結合炉心は高速炉心に熱中性子を発生する領域が分散配置された高速炉心である。高速・熱中性子結合炉心の核的な特性を原子炉物理学の観点から明らかにするとともに水冷却高速炉の高増殖性について研究した。まず、高速・熱中性子結合炉心は炉心の非均質性が高いため、隣接する集合体間の核的非均質性の影響をセル均質化マクロ断面積に反映させた炉心解析法を開発した。次に、燃料棒を密に束ねた新燃料集合体を考案し、軽水冷却高速炉で、複合システム増倍時間が40年程度にできることを核的に世界で初めて明らかにした。熱水力設計を含む炉の成立性は今後の課題である。水冷却の高速炉心に水素化ジルコニウム層を含むブランケットを配置した高速・熱中性子結合炉心を対象にSRACコードにより3次元炉心燃焼解析を行った。水冷却による高増殖炉心の研究は単なる炉物理解析ではなく、炉心としての現実的な設計条件を定め、それを満たす条件下で実施する必要がある負の冷却材ボイド係数、反応度や適切な燃焼度など、成立性があり、現実的に意味のある炉心で高増殖がどこまで可能かを追求した。炉心設計の制約条件としては線出力密度、負の冷却材ボイド反応度係数を採用した。具体的には水素化ジルコニウム層を2層含むブランケットがシート燃料を取り囲むように置いた対称な高速-熱中性子結合炉心構成について計算を行った。ブランケット部とシード部の中性子スペクトルや核分裂性プルトニウム残存率、中性子倍増率などを燃料棒径やブランケット集合体数をパラメータとして計算した。プルトニウム残存率はブランケットが1層より2層とした構成の方が高く、また燃料棒径が太いほど高くなった。ブランケットの中性子スペクトルにおける熱中性子の割合は冷却水密度が高いか低いかでかなり大きく変動する。水素化ジルコニウム層のブランケット中の配置位置は冷却材ボイド反応度にはあまり影響しないが、中性子倍増率は大きく変化し、高速・熱中性子結合の程度が水素化ジルコニウム層の配置によって大きく変化することがわかった。次年度は今年度の結果をもとに燃料体積比をさらに増加した燃料集合体を対象にさらに解析をすすめる。本研究は高速・熱中性子結合炉心の核的な特性を原子炉物理学の観点から明らかにするとともに、従来無理と考えられていた水冷却高速炉による高増殖の可能性について研究することを目的としている。本研究の高速・熱中性子結合炉心は高速炉心に水素化物層を含む熱中性子領域があり、中性子のエネルギーが高速中性子から熱中性子領域にまで分布した、これまで炉物理的に未経験の炉心である。核計算の面でも未経験でその計算精度を知る必要がある。この炉心の冷却水ボイド反応度係数や出力分布などを指標として、核設計計算精度の検証のため、連続エネルギーモンテカルロ計算をリファレンスとして核設計計算コードSRACの結果を比較し、検討している。燃料棒を間隔なく束ね、冷却は燃料棒間の流路で行う新燃料集合体を考案した。これにより燃料棒の密封性を損なうことなく冷却水対燃料体積比を大幅に低減することができた。この新燃料集合体を用いて水冷却による高増殖炉心を3次元炉心燃料解析法で設計し、検討した。高速中性子と熱中性子領域間の核的結合がプルトニウムの蓄積によって燃焼とともに強くなり、燃料の核的損耗を補うので、中性子実効増倍率が長期間(30年間)1を上回ることも示され、核不拡散の観点で検討されている炉の寿命中燃料交換不要原子炉を水冷却で実現できる可能性も明らかになった。スーパー高速炉(超臨界圧軽水冷却高速炉)の核設計ではボイド反応度を低減するために水素化ジルコニウム(ZrH1.7)層を含むブランケット集合体を分散配置した炉心が用いられている。炉心設計はSRACコードで行われているが、ZrH1.7層周辺で発生した熱中性子が高速炉心に空間的に分布して存在するという従来にはない特徴がある。高速・熱中性子結合炉心をSRACで核設計する場合の計算精度についてMVPコードを参照解として検討し、その結果を元に断面積作成方法の改良を行った。次に周囲の燃料集合体の影響を考慮したセル均質化マクロ断面積の再構成手法の検討を行った。まずZrH1.7付ブランケット集合体は集合体単位で断面積を作成し、ZrH1.7は層体系ではなく棒状体系に近似して計算する必要があると分かった。ZrH1.7付ブランケット集合体数が異なる4種類の炉心について炉心計算を行った。実効増倍率は炉心内ZrH1.7の量に関わらず常に過小評価しており、ボイド反応度はZrH1.7付ブランケットの少ない炉心では過大評価、ZrH1.7付ブランケットが多い炉心では過小評価している事が分かった。

高速・熱中性子結合炉心は炉心の非均質性が高いため、集合体断面積を作成する際に周囲の集合体の影響を取り入れる必要がある。集合体無限セル計算と集合体無限セル計算で作成した断面積を用いた炉心解析結果を組み合わせて、隣接する集合体間の核的非均質性の影響をセル均質化マクロ断面積に反映させた炉心解析を開発した。この手法はSRACで作成する断面積は炉心の形状に関係なく、無限格子計算を一度行うだけで良いため、汎用性があり計算が容易である。精度の良い断面積を再構成する事が出来ることがわかった。新燃料集合体を考案し、世界で初めて水増殖による高い増殖比を達成できる可能性を示した。水冷却による高速増殖炉の可能性は世界の多くの原子力研究者が原子力の開発利用開始以来挑戦してきた課題であり、本研究によりその可能性が示された。特許も申請済みである。論文も投稿済みである。高速・熱中性子結合炉心の炉物理、核計算精度の課題も、連続エネルギーモンテカルロ計算と核設計計算コードの比較計算が順調に進行している。24年度が最終年度であるため、記入しない。水冷却高速増殖炉の可能性ついては、この科研費の研究課題は原子炉物理学・核設計の課題であるので、その範囲では目的は達成されているが、今後は伝熱流動設計など、原子炉物理学以外の原子炉設計の課題を別途検討する必要がある。加圧水型軽水炉、沸騰水型軽水炉、超臨界圧軽水冷却炉それぞれで熱流動設計の制約条件が異なるので、これらそれぞれの原子炉について熱流動も含めた原子炉設計をまず検討する必要がある。なお新燃料集合体は冷却水流路が狭いので炉心の圧力損失が増加するが、超臨界圧軽水冷却炉は炉心流量が少なく、高圧ポンプを持つ貫流型なので炉心圧力損失増加はそれほど大きい制約ではない。ナトリウム冷却高速増殖炉と比べるのは必ずしも適当ではないが、水冷却による高速増殖炉の研究を推進する必要がある。
混合状態における量子計算アルゴリズムの理論的、数値的研究

今年度は、混合状態にある物理系で量子計算を実施するために不可欠とされる非古典的相関とその緩和の抑制について研究を行った。量子多体系が、構成する部分系の間に非古典的な相関を持つことで計算の量子性を担保することができる。何を持って非古典的な相関というかは諸説あるが、本研究ではOppenheim-Horodeckiの理論を踏まえて、系を表す密度行列の固有基底が局所的な系の固有基底の直積の形に書けないとき、系は非古典的な相関を持つという定義を採用した。(もちろん、非古典的相関の定義の中ではエンタングルメントが主流である。)この定義に基づいて非古典相関量の測度を幾つか提案し、理論及び数値計算で典型的な密度行列に対して値を求めた[1,2,3]。そのような測度は、(i)直積で表される固有基底を持つ密度行列に対してはゼロであり、(ii)値が局所的な基底の取り方に依らず、(iii)加法性を満たすことが要求される。まず、アンサンブル平均値測定を熱平衡下で利用したオラクル解探索について研究した論文[SK06-1]を発表した。この分野では、n量子ビット入力のオラクルが解を一つしか持たないときにこれを0(n)クエリーで見つけるというBruschweiler探索アルゴリズムが知られている。(ただし指数的に精密な観測が要求される。)私はこれを拡張し、解がr個あるときに、0(n×r)クエリーで全て発見するアルゴリズムを作成した。SK06-1ではさらにこのアルゴリズムを行列積状態展開(要するに密度行列繰り込み群)を利用したVidal法でシミュレートする手法も解説した。なお、このシミュレートされた拡張Bruschweiler探索を使って厳密3集合打問題(∈NP完全)を解くとインスタンスと計算資源の間にどのような関係があるかを現在調査中である[SK06-2]。次に、NMR測定に適したエンタングルメント検出のための観測量の分解法[RSNK07]を研究し、発表した。この研究では、NMRで観測しやすいように、エンタングルメントウィットネス呼ばれる量を、各量子ビットの偏極演算子の線形結合の非局所的ユニタリー変換で表す方法を述べた。また、エンタングルメント検出に使われる不完全正値写像(PnCP写像)の一つである占有数減衰写像を定義し、数理解析した[SR06]。
発電エネルギーの貯蔵機能を合わせ持つ新規光発電素子開発に関する研究

本研究では、エレクトロクロミズムと、フォトクロミズムを有機的に組み合わせる事により、1つの物質で、光エネルギーから化学エネルギー(蓄積)へ、さらに電気エネルギーへという機能を持った素子についてタングステン酸ゲルを試料として検討を行った。まず初年度はセルの基本構成についての検討を行った。セルは透明電極の下に有機分子配合試料を、さらにその下には、プロトン等陽イオンを出入りさせるために電解質を置く。一番下の相には電子を取り出すための電極を取り付ける。着色によってタングステンブロンズが生成されるフォトクロミズムの過程においてH^+イオンを電解質から吸収する。電解質は、H^+イオンをとられることにより電気的中性を維持するために下部電極に電子を放出する。退色過程では、上式の逆反応が進行すると考えられるので、電子の流れが逆向きになり、原理的には着色と消色の過程で電気エネルギーが取り出せることになる。設計を検討する段階において、フォトクロミズムの変換効率が、膜の構造や物性に支配されることを考慮したものにする必要性が生じた。そこで、フォトクロミズム・エレクトロクロミズム複合系セルの試作には、まず有機分子配合試料で薄膜を作成する手法を確立することにした。成膜にはゾルゲル法を用いる予定であり、2年度(最終年度)は膜の特性を維持するための乾燥ガラス化法について研究を行った。その結果からタングステン酸ゲル単独では薄膜作製時に膜に亀裂を生じさせ安いという問題点が明らかになった。そこで、タングステン酸に添加する高分子の量によって薄膜の力学物性を調整する必要性が示唆された。高分子のタングステン酸への添加はフォトクロミズムやエレクトロクロミズムの増感をもたらすが、力学物性の調節との兼ね合いで実際の製膜には最適値がある。また、乾燥時における構造の変化を調ベガラス状態への移行に関する基礎的な知見を蓄積した。そしてイオン交換膜を用いる等の複合系セルの基本構造の設計を行った。しかし、現時点では実用性を議論できるような特性は得られていない。今後、より高効率化するための構造を検討する必要がある。本年度は、セル試作に備えた基礎物性の研究を重点的に行なった。また来年度のセル試作に向けてセルの構造を検討した。詳細は以下の通りである。フォトクロミズム・エレクトロクロミズム複合系セルの試作にはまず有機分子配合試料で薄膜を作成する手法を確立する必要がある。そのためにはゾルゲル法を用いる予定であり、その力学特性について調べた。ゾルゲル過程を表面波測定で評価した結果、タングステン酸ではゲル化点近傍において表面波速度が不連続な変化を示し、一般的なゲルであるゼラチン等とは異なる特性を示した。この特徴は、タングステン酸では微粒子が比較的均一に凝集することにより、ゲル化点近傍において一度にマクロなゲルが形成され、大きな弾性変化が生じることを示しており、この結果からタングステン酸ゲル単独では薄膜作製時に膜に亀裂を生じさせ安いという問題点が明らかになった。高分子のタングステン酸への添加はフォトクロミズムやエレクトロクロミズムの増感をもたらすが、力学物性の調節との兼ね合いで実際の製膜には最適値があることが分かった。

また、ゾルゲル法では乾燥ガラス化による非加熱プロセスを用いるためにゲルの乾燥時における構造の変化を調べガラス状態への移行に関する基礎的な知見を蓄積した。以上の知見を基に、複合系セルの試作を行なうためのセル構造の検討を行った。基本的には透明電極の下に有機分子配合試料を、さらにその下には、プロトン等陽イオンを出入りさせるために電解質置き、一番下に電子を取り出すための電極を取り付けるという構造を取る。しかし、実用化のためには高効率化が不可欠であり,そのために燃料電池で用いられているイオン交換膜を応用することを検討中である。本研究では、エレクトロクロミズムと、フォトクロミズムを有機的に組み合わせる事により、1つの物質で、光エネルギーから化学エネルギー(蓄積)へ、さらに電気エネルギーへという機能を持った素子についてタングステン酸ゲルを試料として検討を行った。セルは透明電極の下に有機分子配合試料を、さらにその下には、プロトン等陽イオンを出入りさせるために電解質を置く。一番下の相には電子を取り出すための電極を取り付ける。着色によってタングステンブロンズが生成されるフォトクロミズムの過程においてH^+イオンを電解質から吸収する。電解質は、H^+イオンをとられることにより電気的中性を維持するために下部電極に電子を放出する。退色過程では、上式の逆反応が進行すると考えられるので、電子の流れが逆向きになり、原理的には着色と消色の過程で電気エネルギーが取り出せることになる。これまでの研究によって、フォトクロミズムの変換効率は、膜の構造や物性に支配されることが分かっており、フォトクロミズム・エレクトロクロミズム複合系セルの試作には、まず有機分子配合試料で薄膜を作成する手法を確立する必要がある。そのためにはゾルゲル法を用いる予定であり、膜の特性を維持するための乾燥ガラス化法について研究を行った。その結果からタングステン酸ゲル単独では薄膜作製時に膜に亀裂を生じさせ安いという問題点が明らかになった。そこで、タングステン酸に添加する高分子の量によって薄膜の力学物性を調整する必要性が示唆された。高分子のタングステン酸への添加はフォトクロミズムやエレクトロクロミズムの増感をもたらすが、力学物性の調節との兼ね合いで実際の製膜には最適値があることが分かった。また、乾燥時における構造の変化を調べガラス状態への移行に関する基礎的な知見を蓄積した。複合系セルを行なうためには透明電極の下に有機分子配合試料を、さらにその下には、イオン交換膜に続いてプロトン等陽イオンを出入りさせるために電解質を置き、一番下に電子を取り出すための電極を取り付けるという基本構造の設計を行った。しかし、現時点では実用性を議論できるような特性は得られていない。今後、より高効率化するための構造を検討する必要がある。
社会的文脈による視聴覚統合の変調メカニズム:鳥類とヒトの比較研究

本年度は、鳥類のNucleus Taeniae(Tn:哺乳類の扁桃核に相当する脳部位)の機能を調べるためにキンカチョウを用い、トレーシング実験と行動実験を行った。トレーシング実験では、逆行性トレーサーであるRITCをTnに注入し、Tnと神経細胞1個で連絡している脳領域の分布について調べた。その結果、先行研究において報告されていた聴覚領域や海馬などの脳領域とのTn間の連絡を確認しただけでなく、Tnが視覚領域(Rt)、小脳内核・小脳中核などの領域とも連絡があることを発見した。この結果は、鳥のTnは哺乳類の扁桃核同様に聴覚のみならず視覚領域とも直接の投射があること、つまり、視聴覚情報がTnに直接入出力されることを意味している。また、Tnと連絡のある領域の多くがステロイドホルモンやセロトニンのレセプター分布域と重なっていることにも気づいた。このことは、Tnが性行動やその他の社会行動を制御する回路の中心を担っている可能性を示唆している。行動実験ではオスの両側のTnをイボテン酸を注入して破壊した。そして、Tnを破壊したオスとコントロールオスをメスに提示し、メスがつがい相手をとしてどちらのオスを選ぶかを調べた。この方法により、社会性に関わる脳部位の破壊による影響を他個体が気づくか否かについて検証ができる。その結果、メスはコントロールオスをつがい相手として選ぶこと、コントロールオスもTnを破壊されたオスの行動の変化に気づくらしいことが明らかになった。その一方で、Tn破壊によってオスでは歌行動の発現頻度が低くなること、いくつかの性行動が通常では見られない文脈で出現することが確認されたものの、結果としてどの行動の変化がメスの選択に影響を与えたのかについて特定することはできなかった。このことは、Tn破壊が社会行動に影響を与えること、また、同種他個体の社会行動に対する厳しい審査の目を各個体が持っていることを意味している。以上の結果をもとに、現在、これらのデータについて論文準備中である。本年度は、鳥類において哺乳類の扁桃核に相当すると考えられている神経核、Nucleus Taeniaの機能を調べるための手術技術開発を行った。先行研究を参考にしてキンカチョウのNucleus Taeniaに逆行性トレーサーRITC(Nucleus Taeniaと他の脳領域のコネクションを調べるため)やイボテン酸(Nucleus Taenia破壊のため)の注入を試みた結果、この試みは成功し、Nucleus Taeniaに薬剤を注入する技術を獲得した。来年度はこの技術を用いて電気生理実験やNucleus Taenia破壊個体を用いた行動実験を行う予定である。これと並行して、キンカチョウヒナが孵化してから巣立つまでの間の親子間のインターラクションについても観察を行った。実験計画の段階では、キンカチョウの巣の中が暗いため、親子間のインターラクションは聴覚依存であると予測していたのであるが、聴覚よりもむしろ視覚優位ではないかと思われる行動を多々観察した。特に、ヒナの目が開き、機能をはじめてから(1012日齢)巣立つまで(16日齢)のほんの数日の間にヒナが視聴覚統合を行う様になり、社会性を身につけるようなそぶりを見せていたことは興味深かった。来年度は更に厳密な観察を行い、いくつかの点において実験・検証することでヒナや親子間における視聴覚統合のメカニズムの変化や生物学的な効果・意義について考察を行う。2002年12月にはHunter Collegeにて行われたThe Behavioral Neurobiology of Bird Songシンポジウムに招待され、キンカチョウのつがい形成前後に見られる迅速な社会関係の変化についてのデータを発表した。

このことは、Tn破壊が社会行動に影響を与えること、また、同種他個体の社会行動に対する厳しい審査の目を各個体が持っていることを意味している。以上の結果をもとに、現在、これらのデータについて論文準備中である。
高CO_2濃度下におけるC_3型植物の光合成の制御と適応

イネ、コムギおよびエンドウを材料に35Paと70PaのCO_2濃度の栽培区を作り、両CO_2濃度区にそれぞれ窒素濃度を変えた区をつくり水耕栽培し、高CO_2(70Pa CO_2)区に適応した植物の光合成の特性を明らかにすべく、以下に述べる単葉の光合成の律速因子について調べた。まず、in-vitro実験について行った。各区の完全展開時の若い葉身を材料に葉身窒素含量あたりのRubisco量、カーボニックアンヒドラーゼ活性、クロロフィル量およびwhole-chainの電子伝達活性を調べたところ、これらの間には何の差も認められず、栽培CO_2濃度の違いによる影響はみられなかった。次に、in vivo実験を行った。同化箱ガス交換装置を用いて、葉内CO_2分圧の低いCO_2分圧での光合成速度(Rubiscoに律速される光合成)に対するCO_2飽和での光合成速度(電子伝達または糖合成に伴うPiの再生産利用により律速される光合成)の比について調べたところ、高CO_2分圧下で育った植物では前者に対する後者の比は明らかに高くなっていることが認められた。これは、一見、高CO_2分圧下で育った植物ではRubiscoに対する電子伝達活性または糖合成能が上がっていることを示唆する結果であった。しかし、同じRubiscoあたりの光合成速度についてみると、高CO_2処理に伴い低CO_2分圧での光合成速度が特に低下していることに起因していることがわかった。すなわち、これは、高CO_2区の植物では、葉内のCO_2拡散伝導度が低下していることを示唆するものであった。イネ,コムギおよびエンドウを材料に35Paと70PaのCO_2濃度の栽培区をつくり,両CO_2濃度区にそれぞれ窒素濃度を変えた区をつくり水耕栽培し,高CO_2(70PaCO_2)区に適応した植物の光合成の特性を明かにすべく,次に単葉の光合成の律速因子について調べた。まず,in-vitro実験について行なった。各区の完全展開時の若い葉身を材料に葉身窒素含量あたりのRubisco量,カーボニックアンヒドラーゼ活性,クロロフィル量およびwhoLe-chainの電子伝達活性を調べたところ,これらの間には何の差も認められず,栽培CO_2濃度の違いによる影響はみられなかった。次に,in-vivo実験を行なった。同化箱ガス交換装置を用いて,葉内CO_2分圧の低いCO_2分圧での光合成速度(Rubiscoに律速される光合成)に対するCO_2飽和での光合成速度(電子伝達または糖合成に伴うPiの再利用により律速される光合成)の比について調べたところ,高CO_2分圧下で育った植物では前者に対する後者の比は明らかに高くなっていることが認められた。これは、高CO_2分圧下で育った植物では見かけ上Rubiscoに対する電子伝達活性または糖合成能に対するRubisco活性が低くなっていることを示唆する。このように,in-vivoの結果は見かけ上先に述べたin-vitroの結果と相反するものであった。そこで,次年度はこの相反する両者の結果の違いの原因について,液相でのCO_2拡散伝導度の差に注目し解析をする予定である。イネ、コムギおよびエンドウを材料に35Paと70PaのCO_2濃度の栽培区を作り、両CO_2濃度区にそれぞれ窒素濃度を変えた区をつくり水耕栽培し、高CO_2(70Pa CO_2)区に適応した植物の光合成の特性を明らかにすべく、以下に述べる単葉の光合成の律速因子について調べたところ、各区の完全展開時の若い葉身を材料に葉身窒素含量あたりのRubisco量、カーボニックアンヒドラーゼ活性、クロロフィル量およびwhole-chainの電子伝達活性を調べたところ、これらの間には何の差も認められず、栽培CO_2濃度の違いによる影響はみられなかった。そこで当該年度では、in-vivo実験を行った。

同化箱ガス交換装置を用いて、葉内CO_2分圧の低いCO_2分圧での光合成速度(Rubiscoに律速される光合成)に対するCO_2飽和での光合成速度(電子伝達または糖合成に伴うPiの再生産利用により律速される光合成)の比について調べた。その結果、高CO_2分圧下で育った植物では前者に対する後者の比は明らかに高くなっていることが認められた。これは、一見、高CO_2分圧下で育った植物ではRubiscoに対する電子伝達活性または糖合成能が上がっていることを示唆する結果であった。しかし、同じRubiscoあたりの光合成速度についてみると、高CO_2処理に伴い低CO_2分圧での光合成速度が特に低下していることに起因していることがわかった。すなわち、これは、高CO_2区の植物では、葉内のCO_2拡散伝導度が低下していることを示唆するものであった。
ホソヘリカメムシ－Burkholderia共生系における共生成立機構の解明

Omics解析で明らかになった「共生器官に高発現する遺伝子」が、必ずしも共生成立において重要な役割を果たしているとは限らない。共生関連遺伝子の同定のためには、機能解析を行い検証する必要がある。本研究では、ホソヘリカメムシ-Burkholderiaモデル共生系を対象に、共生器官で発現する遺伝子を網羅的に調査し、発現遺伝子のRNAiスクリーニングおよび総合的な機能解析を行い、宿主ー共生細菌間相互作用に関わる宿主側の重要遺伝子を網羅的に同定することを目標に研究を行った。前年度はホソヘリカメムシ共生器官において高発現している新規分泌タンパク質(システインリッチタンパク質)をターゲットに絞り、その発現パターンの調査やRNAi、組み換えタンパク質を用いたin vitro条件における機能解析を行った。今年度は主要なシステインリッチタンパク質や共生器官で高発現する消化酵素(カテプシン等)についてRNAiを試みたが明確な影響を検出することはできなかった。前年度までの研究によってin vitroとin vivoにおけるBurkholderia共生細菌の形状が異なる(共生時に菌体サイズが縮小し球状になる)ことが明らかとなっていたことから、本年はこれまでに得られていた共生細菌のRNAseqデータを精査し、共生細菌の形態に関わると考えられる遺伝子の抽出を行った。その結果、共生細菌はin vivo条件において細胞分裂関連の遺伝子(ftsZ, ftsI, dnaA, recAなど)が亢進していた一方、細胞壁合成に関わる遺伝子群(mreB, mrdA, mrdBなど)が大幅に発現抑制されていることが明らかとなった。これらの遺伝子の発現動態は、今後宿主の“共生細菌コントロール"因子をRNAiにより解明するための良い指標になると考えられる。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究ではホソヘリカメムシ-Burkholderiaモデル共生系を対象に、共生器官の大規模トランスクリプトーム解析およびRNAiスクリーニング、発現遺伝子の機能解析を行い、共生成立に関わる宿主昆虫側の分子基盤を網羅的に明らかにすることを目的とする。本年は、(1)共生器官のトランスクリプトームデータの精査による共生関連遺伝子の発現パターン解明、(2)in vivoおよびin vitroにおける共生細菌の形態変化と遺伝子発現変化の調査、(3)共生関連タンパク質のRNAiを行った。(1)については共生細菌が感染する過程で発現変動する遺伝子についてRNAseqを用いて網羅的に明らかにし、90種類以上のシステインリッチタンパク質が共生細菌の定着に伴って大きく発現亢進することが明らかとなった。これらシステインリッチタンパク質はディフェンシン様の構造をしていることから、それら抗菌ペプチドのように細菌細胞に直接作用する可能性が示唆された。そこで、それらタンパク質の機能を解析する前提として、(2)共生細菌が共生時にどのような変化を起こすのか調査を行った。その結果、共生細菌は宿主への感染に伴って細胞形態が小型化し、DNA量が減少し、細胞分裂関連の遺伝子が活性化されることが明らかとなった。これら形態変化や分裂活性化の意義についてはまだ不明であるが、システインリッチタンパク質遺伝子のRNAiがin vivoの共生細菌に及ぼす影響を検証する際に重要な情報になる。そこで、(3)1で明らかになったタンパク質のうち特に発現量の高い4つの遺伝子を対象にRNAiを行ったところ、遺伝子発現の抑制が確認されRNAiが高効率で作用していることが確認できたが、共生細菌の形態やDNA量への影響は確認することができなかった。上述のようにシステインリッチタンパク質は90種類以上が知られているため、各タンパク質間で補償が行われている可能性が考えられる。本研究の目的は昆虫ー細菌共生系に関わる宿主昆虫側の分子基盤について、トランスクリプトーム解析およびRNAiによって網羅的に明らかにすることを目的としている。今年度はRNAiや菌体観察を詳細に行い、共生器官内で菌体にどのような変化が起き、その変化をどのような宿主側の遺伝子が引き起こしているのかについて結果を得ることができた。

これにより、宿主側の遺伝子の機能に関しては来年度へ向けて課題も明確になった。加えて、論文発表・学会発表もコンスタントに行っている。27年度が最終年度であるため、記入しない。これまでの研究により共生器官で特異的かつ高発現する遺伝子としてシステインリッチタンパク質を発見し、解析を進めている。1種類のシステインリッチタンパク質の発現をRNAiで抑制しただけでは明確な効果が見られなかったことから、多種類の遺伝子を一度にターゲットにするカクテルRNAiを試みる。また、その他の共生関連遺伝子候補についても同様に解析を進める。
曲線複体の細密な性質を用いた３次元多様体のヘンペル距離の研究

Hempel距離は3次元多様体の複雑さをよく反映することが,多くの研究により示され,強力な証明手法として活用されている概念である.これまでの研究成果として,小林毅氏、張娟姫氏との共同研究でkeenなHeegaard分解と呼ばれる概念を定義し,任意のg(>2)と任意の自然数n(>2)に対して、距離がちょうどnとなるような種数gのHeegaard分解でkeenであるようなものが存在することを示した。この結果をもとに,今年度は,keenの概念を結び目の橋分解に拡張し,そのような性質をもつ絡み目の橋分解の詳細な性質に関する考察を推し進めた.また,本研究の目的の1つである既存のHempel距離の評価の改善に関して,Johnson[J]の論文では,申請者と小林毅氏,張娟姫氏のこれまでの共同研究における測地線の構成方法から着想を得て「flexpath」と呼ばれる性質を持った測地線を構成し,圧縮不可能曲面をもつ3次元多様体のHempel距離の既存の評価が最良であると示していることが分かった.この結果は正式な出版がされていないため,証明の十分な吟味が必要ではあるが,この事実は,曲線複体の測地線の構成がHempel距離の評価の改善において非常に有効な手法となることを裏付けている.今年度は,これまでに取り扱ってきた曲面の曲線複体の局所的な構造に関する研究を踏まえて,Johnson[J]の論文における手法を分析し,その手法を精密化することを推し進めた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成27年度は、3次元多様体のヘンペル距離や曲線複体に関して、以下の様な研究を行った。奈良女子大学の小林毅氏、張娟姫氏との共同研究により、3次元多様体のヘンペル距離を実現するための曲線複体上の測地線が一意に定まるようなHeegaard分解が存在することを示した。また,そのようなヘンペル距離を定める測地線の各頂点に対応する本質的閉曲線は非分離的である事がわかった。この結果は論文にまとめ,現在投稿中である。ヘンペル距離を実現するようなHeegaard分解を構成するために必要な曲線複体の測地線の性質が分かったことで、具体例や測地線の構成方法への応用が期待できる。平成29年度は、3次元多様体のヘンペル距離や曲線複体に関して、以下の研究を行った。(1)これまでの研究において,与えられたヘンペル距離(3以上の自然数)を実現するHeegaard分解に対して,その曲線複体上の測地線が一意に定まるという性質を「keen」と定義し,このようなHeegaard分解が存在することを奈良女子大学の小林毅氏,張娟姫氏との共同研究で示したが,今年度は,この結果をまとめた論文がAdvance Studies in Pure Mathematics (ASPM), Mathematical Society of JAPANに掲載されることが決定した.(2)曲線複体の性質(測地線,円盤複体などの部分複体)を細密な幾何学(Fine geometry)の観点からさらに追求すると共に,これまでの測地線の構成方法を利用して,絡み目の橋分解に対して「keen」の概念を拡張し,そのような性質をもつ絡み目の橋分解の構成に着手した.具体的には,奈良女子大学の小林毅氏,張娟姫氏との共同研究において,曲線複体上の測地線が一意に定まるHeegaard分解に対しては,非分離的単純閉曲線を用いて測地線を構成するが,絡み目の橋分解に対しては曲面上の非分離的単純閉曲線,分離的単純閉曲線のどちらを用いても構成することが可能であるということを確かめ,現在,keenな絡み目の橋分解の存在についてまとめた論文の執筆を進めている.曲線複体の測地線の具体的な構成方法と、それによって得られた測地線の性質は,ヘンペル距離を実現するようなHeegaard分解の特徴づけや具体的構成への応用が期待できる.Hempel距離は3次元多様体の複雑さをよく反映することが,多くの研究により示され,強力な証明手法として活用されている概念である.これまでの研究成果として,小林毅氏、張娟姫氏との共同研究でkeenなHeegaard分解と呼ばれる概念を定義し,任意のg(>2)と任意の自然数n(>2)に対して、距離がちょうどnとなるような種数gのHeegaard分解でkeenであるようなものが存在することを示した。

平成27年度の研究で得られた成果を踏まえて、曲線複体の測地線の細密な性質をさらに追求し,ヘンペル距離を実現するようなHeegaard分解のより具体的な構成に取り組む。これまでに得られた曲線複体の測地線に関する結果を踏まえて,曲線複体の測地線と部分複体の細密な性質をさらに追求し,ヘンペル距離を実現するようなHeegaard分解のより具体的な構成に取り組む.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
セメント使用型人工股関節におけるセメント―金属界面の強化

本年度は、研究に必要な人工関節モデル(コバルト-クローム合金製)の外寸、表面処理を決めるため、いくつかの先行実験、先行論文抄読を行い、最終的に仕様を決定した。計画通り、表面処理は2種類(matte finish, polished finish)を使用し、実際の人工関節の先端部を模した人工関節モデルをデザインし、ナカシマメディカル(製造元)とのミーティングの末、40本の実験用人工関節モデルを作成した。実験に使用する骨セメント、およびミキシング機器を販売元に注文し、調達した。作成したモデルの表面処理については、表面粗さ計測器によって計測中であるが、若干の修正をする必要も考えられる。実験プロトコルはほぼ確定しており、予備実験の準備中である。