hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
全球凍結からカンブリア爆発へ：地球環境変動と生態系進化のリンケージ解明に向けて

モンゴル西部ズーン・アツのエディアカラ系より藻類化石を発見し、その特徴的な保存状態に関して化学分析と考察を行った結果、バージェス頁岩タイプの堆積岩であることが判明した。またバヤンゴル渓谷のエディアカラ系より垂直構造を持つ生痕化石を発見した。これは海底下4cmまで潜りU字状の形態をもった生痕で、おそらく前後に伸びた体制と深く底質を掘り込むことが可能な筋肉組織をもった左右相称動物によって形成されたもので、また捕食動物の存在も示唆される。このようにカンブリア紀より前に深く潜る生痕化石を報告し、左右相称動物と捕食動物の存在を示唆する成果が得られたことは、従来の学説を大きく変えるものとなった。モンゴル西部ゴビ・アルタイ地域およびザブハン地域のエディアカラ系、カンブリア系の地質調査と古生物調査を行い、下記の新たな発見を行った。1.ザブハン地域ズーンアツのエディアカラ系から藻類化石の発見:エディアカラ系からの藻類化石は中国、アメリカ等から報告されているが、モンゴルからは発の発見である。この藻類が含まれている堆積岩は、「バージェス頁岩タイプの堆積岩」、すなわち通常保存されにくい生物の軟組織が保存される堆積岩であることがわかった。「バージェス頁岩タイプの堆積岩」はカンブリア系には良く見つかっているが、エディアカラ系からは珍しく、今後この堆積岩から動物体化石の発見が期待される。この結果はScientific Reports誌に共同で発表した。2.ゴビ・アルタイ地域バヤンゴル渓谷のエディアカラ系からの生痕化石の発見:今までわれわれの研究グループによって発見された生痕化石の層序的分布を広く確認し、また生痕自体の構造を立体的に把握することができた。その結果、生痕の大半は垂直方向のシャフトから成ること、一部がU字状の構造を持つこと、その分布は底質の硬さに依存していた可能性のあること(おそらくバクテリアマットなどの固い底質が生痕の成長を寄生していた可能性のあること)、これらの生痕の形成者は左右相称動物である可能性が非常に高いことなどが明らかになった。この結果は投稿準備中である。モンゴル西部の2地域での調査、研究が順調に進行しており、予想以上の結果が得られている。なかでもザブハン地域での新たな藻類化石の発見と、生物軟組織が保存される「バージェス頁岩タイプの堆積岩」の発見は、2015年度調査の大きな成果であり、この結果を国際誌に発表した。またゴビアルタイ地域バヤンゴル渓谷の生痕化石の研究も大きく進んでおり、同じくエディアカラ系に左右相称動物が存在した強い証拠を見出したことになる。この結果も近く投稿できる見込みである。モンゴル西部のズーンアツに分布するエディアカラ系上部の調査を行い、2016年初頭に学術誌で発表した藻類化石の追加標本を採集するとともに、多細胞動物の痕跡を探るためにバイオマーカー分析用資料の採取を行った。またこの地域のエディアカラ系を他地域と対比するため、炭酸塩資料を多数採集し、高精度の炭素同位体比変動プロファイルを得た。この結果を中国やモロッコのセクションの炭素同位体比と対比した結果、ズーンアツのセクションがエディアカラ系の最上部に対比されることが明らかになった。またこのセクションの一部の炭素同位体比が系統的にプラスにずれる現象が観察され、このことから少なくとも一時期は、閉ざされた海洋環境で生物活動が活発化したことが示唆された。今までの調査によってモンゴル西部のバヤンゴル渓谷のエディアカラ系上部から発見された、垂直構造を持つ生痕化石についてさらなる形態解析を進め、3次元の解析から、これが海底表面から深さ4cm程度まで潜る構造を持つこと、基本的にU字型の形態を持つこと、一部が横方向につながったネットワーク構造を持つことなどが明らかになった。このような構造を持つ生痕は従来カンブリア紀以前の生痕には知られておらず、極めて重要な発見となる。この結果の一部は現在国際誌に投稿中である。モンゴル西部のフフダバにおけるエディアカラ系上部の地質調査を行い、この地域のエディアカラ系が他地域と比較して浅海環境にあること、そのためにストロマトライト以外の化石や生痕化石の産出が極めて少ないことが理解された。2016年度にズーンアツのエディアカラ系での藻類化石の発見(2015年度後半に報告)以降、バイオマーカーを含む分析を進めており、今後の結果が期待される。またバヤンゴルで行っているエディアカラ系の生痕化石の分析から当時複雑な生痕を形成する動物の存在が示され、生痕化石から左右相称動物の存在を強く示唆する結果が得られた。これらの重要な成果は、研究が順調の進行していることを示している。今年度は従来通りフィールドに基づく研究を継続すると共に、当研究のまとめの期間として、今までの成果を公表すると共にこれからの研究の方向性と進展を検討することを主とした。我々が発見した、エディアカラ紀の地層からの深く潜る大型生痕化石の発見をRoyal Society Open Science誌に発表した。これは内外のマスコミを含め、大きな反響を得ることができた。この化石の発見により、従来エディアカラ紀には存在しないと考えられてきた、深く潜る動物の存在、このような行動を行うことのできる左右相称動物の存在、そして深く潜る巣穴を掘り身を隠す動物の存在から推察される捕食動物の存在、を考察することができた。

これらはすべてエディアカラ紀には確認されていなかったもので、従来の考えを大きく変えるものである。さらに今年度はエディアカラ紀の地層に含まれる小型有殻動物やそのほかの微化石の抽出に努め、当時の動物の痕跡を見出すことに成功した。具体的には今後一層の研究と検討を必要とするが、予察的には多細胞動物の部分的な化石である可能性が高い。モンゴル西部のエディアカラ系から、他の地域に見られない多細胞動物のいち早い出現が確認されたことから、当時の世界全体の古地理を考察し、当時の熱帯地域に存在したモンゴルがより早い動物進化をもたらした可能性を考察した。この結果は従来我々がカナダ、南中国、モンゴル西部で調査した生痕化石の多様度、活動度、サイズ分布の比較から示された、モンゴルでの早い進化の結果と整合的である。これらの結果を踏まえて、今後モンゴル国内・外に分布するエディアカラ系、カンブリア系を検討する必要が示された。モンゴル北部のフブスグル湖周辺のエディアカラ系・カンブリア系を中心に調査を行う必要がある。モンゴル西部ズーン・アツのエディアカラ系より藻類化石を発見し、その特徴的な保存状態に関して化学分析と考察を行った結果、バージェス頁岩タイプの堆積岩であることが判明した。またバヤンゴル渓谷のエディアカラ系より垂直構造を持つ生痕化石を発見した。これは海底下4cmまで潜りU字状の形態をもった生痕で、おそらく前後に伸びた体制と深く底質を掘り込むことが可能な筋肉組織をもった左右相称動物によって形成されたもので、また捕食動物の存在も示唆される。このようにカンブリア紀より前に深く潜る生痕化石を報告し、左右相称動物と捕食動物の存在を示唆する成果が得られたことは、従来の学説を大きく変えるものとなった。昨年度発見したズーンアツの「バージェス頁岩タイプの堆積岩」を再度訪問、調査し、さらなる多様な生物の軟組織を含んだ化石の発見に努める。またエディアカラ系とカンブリア系の新たな分布地として、ゴビ・アルタイ地域西部のクク・ダヴァを初めて訪れ、地質調査と古生物調査を開始する予定である。この地域から新たに生痕化石や藻類化石の発見に努める。これらの調査研究を通じ、エディアカラ系後期にモンゴルで観察される生命進化の実態を実証的に明らかにしていく予定である。今後炭酸塩岩に含まれている小型有殻化石群の抽出と分析を進め、これらの生層序の確立している中国との対比を進める予定である。また小型有殻化石自体の微細な観察を通じて、これらの生物がどのような分類群に含まれるのか、その実態を明らかにしたい。また更なるエディアカラ系の生物痕跡を求め、特に頁岩部に含まれる微細な化石の発見を進めたい。29年度が最終年度であるため、記入しない。古生物学29年度が最終年度であるため、記入しない。
書籍のアクセシビリティ向上のための対話とルールに関する研究

国内の電子書籍のアクセシビリティに関する状況は、2015年に販売され売り上げ上位を占める電子書籍の9割近くが、アクセシブルなフォーマットで販売されている。また、対応するアクセシビリティ機能を購入前に判断することができる。一方、電子書籍ビューアーは、課題が残されている。このため、出版関係者と議論し、ビューアーの対応が求められる最優先項目9点を導出した。電子書籍のアクセシビリティについては、著作権法と障害者差別解消法が頻繁に参照される。著作権法を参照する場合、アクセシビリティを支えるビジネスモデルの確立に向けた語りではなく、福祉的取り組みとしての語りが採用され、旧来の状況を再構築している。本研究では、活字での読書が困難な人々が利用する書籍データを作成・収蔵・流通させる機構、その効率的運用の仕組みを整備することを最終目標に、次にあげる3点の研究を実施する。1.「盲人、視覚障害者及び読字障害者の出版物へのアクセス促進のためのマラケシュ条約」(以後、マラケシュ条約)成立を受け、条約批准に向けた国内外における著作権者と読書障害者による議論の動向を確認する。2.国内における著作権者と読書障害者との対話の場を構築し、合意しうるアクセシビリティ向上のためのルールを作る。3.著作権と読書障害者の読書に関する法社会学的検討このうち平成26年度は、各国における図書館、教育機関、著作権者団体、障害者団体による議論の動向について文献調査をした。また、現在進行形で進展している電子書籍やそのデバイスに関するアクセシビリティ機能の検証や、著作権者の意識調査を実施した。さらに、平成26年度に日本において出版された電子書籍上位タイトルのアクセシビリティ実態調査を実施した。電子書籍のアクセシビリティに関する国際的文脈における議論は、EPUB3の標準化から、標準規格の普及へと位相が変わった。また、電子書籍のアクセシビリティに関する国内の状況をみると、2015年に販売され、売り上げランキング上位を占める電子書籍の9割が、アクセシビリティ対応可能なフォーマットで販売されていることが明らかになった。また、電子書籍のフォーマットに関する情報をストアが掲載し始めたことに加え、試し読みを可能にするサービスを提供するストアが増えたことにより、対応しているアクセシビリティ機能を購入前に判断できるようになった。一方、電子書籍を閲覧するビューアーに関しては、音声読み上げ機能に関する対応について前進が見られないままであった。そこで、出版社、ビューアー開発者、電子書籍ストア、読書障害者とが相互に議論した結果、ビューアーに実装が求められる最優先項目として、以下の9点が導きだれた。1.文字サイズを調整することができる、2.文字や背景の色を選択することができる、3.輝度を調整できる、4.音声読み上げ機能を有効化できる、5.音声読み上げ機能を用いて、ストアに行き本を購入することができる、6.音声読み上げ機能を用いて、書棚を開き、書籍を選択できる、7.音声読み上げ機能を用いて、表示されている順序で読むことができる、8.音声読み上げ機能を用いて、文字ごとに読み進めることができる、9.指定した箇所から、音声読み上げ機能を用いて読み進めることができる電子書籍のアクセシビリティについては、著作権法と障害者差別解消法が多く参照される。それにより、電子書籍のアクセシビリティがどのように枠づけられ、再帰的に構成されていくのかが影響されている。例えば、著作権法を参照する場合、アクセシビリティを支えるビジネスモデルの確立に向けた語りが棄却され、福祉的取り組みであるとする語りが補強される。平成26年度は本務先の変更により、当初予定していた海外調査の実施が難しい状況になった。このため、調査の焦点を国内調査に絞り調査を実施した。平成26年度に実施した調査のうち、平成26年度に日本において出版された電子書籍上位タイトルのアクセシビリティ実態調査を実施した調査結果は、「2014年電子書籍フォーマットのアクセシビリティ対応状況に関する実態調査」として生存学創生拠点HP(http://www.arsvi.com/2010/1502ac.htm)において公開した。なお、この調査結果ページは公開後10日間で1500件を超えるアクセスがあった他、国立国会図書館のポータルサイトにて紹介されるなどのインパクトがみられた。新聞での紹介障害学平成27年度は、日本における著作権者と読書障害者とが対話し、合意しうるアクセシビリティ向上のためのルールについて議論する場を設ける予定である。このための事前調査として、平成26年度に続き、平成27年度に日本において出版された電子書籍上位タイトルのアクセシビリティ実態調査を実施する他、日本を含む各国における図書館、教育機関、著作権者団体、障害者団体による議論の動向について文献調査をする。

平成26年度は、平成25年度に成立したマラケシュ条約の影響のみならず、同年批准された障害者権利条約、平成27年度より施行予定の障害者差別解消法の影響により、国内のあちらこちらで障害者の読書の問題や、電子書籍のアクセシビリティに関する議論が展開された年であった。このため、これら2つの国際条約及び1つの国内法に関する情報や関係者による議論の同行に関する情報を把握し、的確なタイミングで議論の場の設置を試みたい。平成26年度は本務先の変更により、当初予定していた海外調査の実施が難しい状況になった。このため、調査の焦点を国内調査に絞り調査を実施したところである。加えて、本務先の変更により、旅費の起点が京都から東京に変更になった。このため、国内調査旅費にも大幅な変更が生じた。1.平成27年度に日本において出版された電子書籍上位タイトルのアクセシビリティ実態調査に際し、関係者に聞き取りを実施する際の旅費等2.著作権者と読書障害者とが対話し、合意しうるアクセシビリティ向上のためのルールについて議論する場を設けるに際し、必要となる諸経費の他、関係者間の調整や会場の手配等における協力者に対する謝金3.上記調査の過程における議論を通し、著作権法を人間の相互行為という観点からとらえなおし、著作権問題と視覚障害者の読書の問題にある関係の非対称性について検討するための参考文献
非線形可積分方程式の探求およびその工学への展開

本研究代表者と分担研究者が提案した非線形可積分方程式の探求およびその工学への展開について次のような研究成果を得た。1)本研究代表者と分担研究者が提案した可積分方程式IKKシステムは、二つのヒエラルキーを含む。漸化式を使うと二つのヒエラルキーを統合した別の大きな一つのヒエラルキーを持つ系をつくれることを示すと共に、それに伴う新しい可積分方程式を見いだした。良く知られているmodified Korteveg-de Vriesを含むヒエラルキーとsine-Gordon方程式を含むヒエラルキーを含む系が、やはりIKKシステムと同様、一つの大きなヒエラルキーを作っていることが示された。この様な可積分方程式について新しい見地を見いだした。2)IKKシステムを変形するとストリングが外場と相互作用する系を記述することが出来る。そこでのソリトンはループ状の形態を持ち角運動量により区別され、角運動量を持たない2次元平面内を運動する解と、角運動量を持ち回転する解が存在することが調べられている。2ソリトン解を求め、運動量の大きさによるソリトン間の相互作用の違い、位相変化など詳しい解析を行った。工学への応用のために実験的に調べるための提案を行った。3)2)で述べたループ状のストリングは長さが一定でなく伸び縮みをする性質を持つ。解の安定性の性質をその伸縮という観点から見直した。方程式での非線形性を構成する外場は二種類ある。その二種類の非線形項をそれぞれについて調べ、一つはループを伸ばす働きを、他方はループを縮める働きをしていることが数値的に分かり、その二つの項の競合の結果ループソリトンが安定に伝搬することが分かった。ソリトンの安定性をストリングの伸縮性を用いて議論する初めての論文を書いた。4)渦糸方程式に伸縮を伴う項を摂動として加え、渦糸の初期値問題を数値計算した。その結果、初期に伸縮をしている場所は移動せずに一定の場所に固定されるフリージングの現象を見いだした。さらに、ある初期については伸縮性のため渦糸ソリトンが動かないピンイング現象も見いだした。その他、シェアー流を考慮した渦糸の伸びを計算し、興味ある結果を得た。本研究代表者と分担者が提案した可積分な非線形方程式IKKシステムの性質を詳しく議論した。1).IKKシステムは二つのヒエラルキーを持つ系である。それぞれのヒエラルキーを構成する方程式間を関係付ける漸化式を見いだした。しかし、二つのヒエラルキーは、互いにこの漸化式では結びつけられないことが見いだされた。(Phys.Letters.A 286(2001)47-54)この論文をもとに二つのヒエラルキーの間の関係を議論する次の論文が生まれた。2).1).の成果を基に二つのヒエラルキーを結びつける条件を求めた。その条件を満たす新たな可積分方程式を見いだした。(Reports on Mathematical Physics(2002))この方程式は、二つのヒエラルキーを融合させ大きな一つのヒエラルキーとした可積分系でその存在を示すことができた。しかし、その可積分方程式系がどのような構造を持ち、その解がどのような性質を持つかはこれからの課題である。

本研究代表者と分担研究者が提案した可積分方程式の性質とそれに関連する事項について次のような研究をした。1)本研究代表者と分担研究者が提案した可積分方程式IKKシステムは、二つのヒエラルキーを含む。しかし、漸化式を使うと二つのヒエラルキーを統合した大きな一つのヒエラルキーを持つ系をつくれることを咋年度示した。今年、良く知られているmKdVとsine-Gordon方程式を含む二つのヒエラルキーの系が、やはりIKKシステムと同様、一つの大きなヒエラルキーを作っていることを示した。(J. Phys. Soc. Japan 72 (20O3) No.3)2)IKKシステムを変形するとストリングが外場と相互作用する系を記述することが出来る。そこでのソリトンはループ状の形態を持ち角運動量により区別され、角運動量を持たない2次元平面内を運動する解と、角運動量を持ち回転する解が存在することが調べられている。2ソリトン解を求め、運動量の大きさによるソリトン間の相互作用の違い、位相変化など詳しい解析を行った。(Theor. Math. Phys. 133 (2002) 1673)4)渦糸方程式に伸縮を伴う項を摂動として加え、渦糸の初期値問題を数値計算した。その結果、初期に伸縮をしている場所は移動せずに一定の場所に固定されていることを見いだした。伸縮性のため渦糸ソリトンが動かない現象も見いだした。その他、シェアー流を考慮した渦糸の伸びを計算し、興味ある結果を得た。(Nonlinear Physics : Theory and Experiment. IIの国際会議で発表)
マイクロカプセル化重合法による水素製造用光触媒

地球温暖化を回避し,環境汚染物質が排出されない,クリーンな新しいエネルギー源として水素が注目されているが,その応用研究に比べて水素製造技術研究は著しく遅れている。二酸化チタンに紫外線を照射すると水分解によって水素が発生することを本田,藤島が報告して以来,多くの研究者がなされてきたが,いずれの方法でも水素発生効率が低く,触媒が劣化すること,可視光が利用できないことなど問題点が多く,これまで十分な成果は得られていない。本研究は硫化カドミウム,酸化第一銅,酸化ガリウム等の半導体粒子表面を研究代表者が確立したマイクロカプセル化重合法,コロイド滴定法等によりポリマーで薄く,均一に被覆することによって光溶解が起こらず,エネルギー効率が高く,可視光応答型の水素製造用光触媒を創製し,その実用化を図るものである。各種半導体粒子表面をポリメタクリル酸メチル,ポリアクリル酸ブチル,コロイド滴定ポリマー,ゼラチン・アラビアゴム,その他のポリマーで薄くマイクロカプセル化した後,水に分散させた状態で500Wキセノンランプ光を照射した結果,ポリマー膜が極めて薄い場合に水素の発生が認められ,被覆処理をしない粒子に比べて水素発生量も増大した。半導体粒子では可視光も利用できる硫化カドミウム,酸化第一銅,酸化ガリウムなどのカプセル化物で水素発生量が多かった。また,カプセル化方法,ポリマーの種類,カプセル化状態などが光触媒機能に大きな影響をおよぼすことが明らかになった。このように半導体粒子表面をポリマーで薄くマイクロカプセル化することによって,全く新しい水素製造用光触媒の合成が可能であることが判明し,水素を安価,大量に製造できる見通しを得た。化石燃料による二酸化炭素の排出を削除して地球温暖化を回避するため,新しいクリーンエネルギーとして水素が注目されているが,水素の利用,応用研究に比べて水素製造技術の開発は著しく遅れている。酸化チタンなどの半導体粒子を水中に懸濁して光照射し,水分解によって水素を製造する光触媒法は一時,最も注目されたが,量子効率が低いこと,触媒が光溶解すること,太陽光のほとんどを占める可視光が利用できないことなど難点が多く,実用化の目処は全く立っていない。本年度の研究では硫化カドミウム,硫化亜鉛,硫化鉛,酸化亜鉛,酸化タングステン,セレン化亜鉛などを可視光および赤外線領域の半導体粒子として選び,これらを水に分散させた状態で,メタクリル酸およびアクリル酸のメチル,エチル,ブチルエステル,スチレン,ヒドロキシエチルメタクリレートなどのビニルモノマーの重合、共重合反応を行い,これらのポリマー,コポリマーで半導体粒子を1個1個,ナノメートル単位の厚さで均一にマイクロカプセル化させた。これらの複合化粒子を水に分散させてキセノン光を照射した結果,膜厚が厚い場合にはほとんどの半導体複合粒子で水分解による水素発生は観察されなかったが,膜厚が薄い場合には水素発生量は元の半導体よりも多く,ポリマーの種類あるいはカプセル化状態によって水素発生量に差が認められた。さらに,ポリマーによる被覆状態を複合コアセルベーション法,コロイド滴定法と比較し,水素発生量との関係についても検討した。本年度の研究で,マイクロカプセル化重合法によって光溶解が起こらず,効率が高く,可視光の利用が可能な,新しい光触媒を合成でき,これによって水素を安価,大量に製造できる見通しが得られた。

本研究は硫化カドミウム,酸化第一銅,酸化ガリウム等の半導体粒子表面を研究代表者が確立したマイクロカプセル化重合法,コロイド滴定法等によりポリマーで薄く,均一に被覆することによって光溶解が起こらず,エネルギー効率が高く,可視光応答型の水素製造用光触媒を創製し,その実用化を図るものである。各種半導体粒子表面をポリメタクリル酸メチル,ポリアクリル酸ブチル,コロイド滴定ポリマー,ゼラチン・アラビアゴム,その他のポリマーで薄くマイクロカプセル化した後,水に分散させた状態で500Wキセノンランプ光を照射した結果,ポリマー膜が極めて薄い場合に水素の発生が認められ,被覆処理をしない粒子に比べて水素発生量も増大した。半導体粒子では可視光も利用できる硫化カドミウム,酸化第一銅,酸化ガリウムなどのカプセル化物で水素発生量が多かった。また,カプセル化方法,ポリマーの種類,カプセル化状態などが光触媒機能に大きな影響をおよぼすことが明らかになった。このように半導体粒子表面をポリマーで薄くマイクロカプセル化することによって,全く新しい水素製造用光触媒の合成が可能であることが判明し,水素を安価,大量に製造できる見通しを得た。
短期留学コースのための英語による基礎教科科目の開発(文科系科目を中心として)

平成11年度は、これまで3年間にわたって進めてきた研究の締めくくりの年度であったため、この年度は研究成果のとりまとめと成果発表、そして今後の研究発展に向けての下準備をおこなった。その中で特筆すべきは平成11年6月に開催されたモデル授業を中心とする中間まとめのための会合である。これは研究開始後2年間の成果を集約して、各共同研究者の手になる、現実に授業をする場合のメソッドを、抽象的な方法論のみならず、現実の授業の形で、共同研究メンバーが臨席する中、留学生を前にして実践し、すなわちモデル授業を行い、その後にそれについて共同研究メンバーと討議してメソッドについての意見交換を行う、という形の会合であった。これはおそらく我が国ではほとんど例のない形の、教育メソッドの研究会であったといい得るように思われる。そこでなされた議論をふまえ、各共同メンバーがそれぞれの専門分野について、開発した教育メソッドを一般に広く共有することを可能とすべく、そのメソッドをティーチングマニュアルの形でまとめて提出した。今回成果として提出するのはこれをとりまとめたものである。なお日本人メンバーも提出していることとスタイルの最小限の統一のため、編集作業をバウリング・ケンブリッジ大学教授とピニントン・アリゾナ大学助教授に依頼した。これは日米両国で出版して、開発されたメソッドをよりよくすべく世に問う予定である。またこれを土台に、今度は日本人学生と留学生の相互教育を、国際教育の形で展開するための基礎として生かしたいと考えている。欧州相手先大学視察九州大学短期留学プログラムJapan in Today's Worldに学生に派遣してきている交流協定提携大学、及び交流協定を結ぶ準備をしている大学を訪れ、文化系基礎教育科目の教育実態調査を行った。ケンブリッジ会議暫定統一カリキュラム開発の下案作りを九州大学とケンブリッジ大学でおこなうことにし、予備会議をケンブリッジ大学で行った。そして日本で行う短期留学プログラム向けの文化系基礎教育科目のシラバス、リーディングリスト、教授法、及び評価法について検討した。プリンストン会議研究協力者にプリンストン大学に集まってもらい、ケンブリッジ会議で検討した内容を基に暫定統一カリキュラム開発に向けての基本方針を確認した。また、暫定統一カリキュラムのための教材開発に向けて各研究協力者の役割について討議し、その責任分担(案)を決定した。試行授業とワークショップ現在九州大学に在籍する短期留学プログラム参加生を対象に研究協力者であるライス大学の教授2名に実際に授業を行ってもらい、短期留学プログラムに特有の問題点を改めて確認する作業を行った。ついでに九州大学で短期留学プログラムの授業を担当する教授を交えてワークショップを開き、授業方法や評価法について意見交換を行った。本年度は、前年度に引き続き、アメリカ、オーストラリア、ドイツ、イタリア、連合王国における留学生教育とそのメソッドを実態調査した。またベルギー、アメリカ、イギリスから九州大学に来学してもらい、本学における留学生教育実態を調査してもらった。その過程で、文科系科目についての留学生教育に使える教授法マニュアルを作成し、さらにそれを活字にする作業は着々と進行中である。その意味で研究経過は順調であると言える。具体的には、日本語教授法、日本宗教、日本歴史、日本文学、日本人と性差、日本美術、日本人と法、日本政治についての教授マニュアルが完成しつつある。ただ項目によっては、いくつかの小項目に分かれていて、それぞれの小項目が相当な分量になっているものと、小項目の数も全体のボリュームも少ないものとが混在している。これを統一するか否かについて、何度か検討したが、討議の結果、これは執筆者各自のスタイルを反映したものとしてあえて統一することは当面はしないことにした。ところで次は、このマニュアルを実際に使用して実験授業を行い、手直しを経た上で完成させる必要がある。その第一ステップとして、来年度6月には、モデル授業をした上で研究メンバーおよび他大学からの参加者も含めて、公開パネルディスカッションをする。そしてその際に、全体集会を九州大学で開催してさらに細部をつめる予定である。現在はそれに向けての調整がすすめられているところである。

平成11年度は、これまで3年間にわたって進めてきた研究の締めくくりの年度であったため、この年度は研究成果のとりまとめと成果発表、そして今後の研究発展に向けての下準備をおこなった。その中で特筆すべきは平成11年6月に開催されたモデル授業を中心とする中間まとめのための会合である。これは研究開始後2年間の成果を集約して、各共同研究者の手になる、現実に授業をする場合のメソッドを、抽象的な方法論のみならず、現実の授業の形で、共同研究メンバーが臨席する中、留学生を前にして実践し、すなわちモデル授業を行い、その後それについて共同研究メンバーと討議してメソッドについての意見交換を行う、という形の会合であった。これはおそらく我が国ではほとんど例のない形の、教育メソッドの研究会であったといい得るように思われる。そこでなされた議論をふまえ、各共同メンバーがそれぞれの専門分野について、開発した教育メソッドを一般に広く共有することを可能とすべく、そのメソッドをティーチングマニュアルの形でまとめて提出した。今回成果として提出するのはこれをとりまとめたものである。なお日本人メンバーも提出していることとスタイルの最小限の統一のため、編集作業をバウリング・ケンブリッジ大学教授とピニントン・アリゾナ大学助教授に依頼した。これは日米両国で出版して、開発されたメソッドをよりよくすべく世に問う予定である。またこれを土台に、今度は日本人学生と留学生の相互教育を、国際教育の形で展開するための基礎として生かしたいと考えている。
カルシウム感受性のあるミオシン分子のモ-タ-・ドメインの機能的発現の試み

本研究はCa^<2+>結合性があるフィザルム・ミオシン重鎖の「モーター・ドメイン」(「制御ドメイン」を含む)を組換体発現蛋白質として得て、軽鎖を組み込ませS1を再構成しようとするものである。1)「制御ドメイン」はCa^<2+>結合性を有する(但し、Ca^<2+>の作用は逆である)ホタテ貝ミオシンの成功例にならい、私どもは大腸菌で発現させることに成功した。軽鎖を組み込んだ上で、結晶化を試み、重電子置換→X線解析により高分解能で立体構造を決定できる途が開かれることになる。結晶化はCa^<2+>存在かで行われるので、ホタテ貝では「on」の状態で結晶化されている。フィザルムでは「off」の情報を与えることになる。2)「モーター・ドメイン」をメチロトローフ酵母の系を用い分離蛋白質として大量に得る。軽鎖を組み込んだ上、Motility assayにより機能を検定する。特に、ホタテ貝ミオシン軽鎖とのhybridによるCa^<2+>の作用の変化を検出する点に重点をおく。本年度の成果は「制御ドメイン」の大腸菌内の発現については以下の成果が得られた。1)昨年まで得られたフィザルム・ミオシンcDNAのうち、制御ドメインを構成する(28K)ドメインのcDNAをPCR法により増幅した。2)PCR産物を強力なT7プロモーターを有するプラスミド:pET21に組み込んだ。3)必須軽鎖cDNAの14のドメインに変位をかけたconstructを作成した。4)制御軽鎖cDNA及び1)を合わせて、大腸菌(BL21株)に導入した。5)このようにして必須軽鎖のミュータントを含む制御ドメインができた。6)大量培養により5)を精製した。7)流動透析法によりCa^<2+>結合を測定した。8)以上より必須軽鎖のうちドメイン1がCa^<2+>結合に重要であると判明した。
英語学習者の音声単語認知における統語情報および音韻情報の処理

本研究は英語学習者の言語理解における統語情報(品詞)と音韻情報(語強勢)の役割を音声単語認知という観点から検証しようとしたものである。時間制限付きの品詞判断課題による実験の結果、日本語を第一言語とする英語学習者であっても英語母語話者と同様に品詞と強勢型を利用して単語認知の効率化を行うことが可能であることが改めて確認された。ただし、これはいまのところ語単独での聴き取りの場合に限ることを付言する。英語学習者の音声単語認知における統語情報と音韻情報の役割を検証し、音声単語認知の理論と教育への示唆を得ることを目的として進行中の本研究課題の初年度は、研究の方法論の問題に取り組むことから研究を開始した。実験課題としては予定通り時間制限付き品詞判断課題を用いることとし、まずは予備実験の準備に取り掛かった。具体的には、まず必要な設備(コンピュータ、マイク、ヘッドフォンなど)を整え、そのうえでデータ収集のために必要な実験プログラムの作成を行った。また、それと並行して、予備実験で使用される実験刺激の選定、音声の吹込みと録音、編集作業も行った。準備が整ったところで、予備実験の実施してデータの収集が行われ、その後は実験結果の分析に時間を費やした。この予備実験はデータの収集方法、分析方法が本研究の目的にかなうものであるかどうかを改めて確認し、今後の研究の実行可能性の再検討も含め、最終的に扱う本実験の細かな方針を決定するために必要なものであった。予備実験が予想よりも順調に進んだため、予定よりも早く予備実験の結果の分析と検討も行うことができた。分析の結果としては、申請時の予測にほぼ沿うものとなっており、時間制限付き品詞判断課題は英語学習者の音声単語認知における語強勢の典型性効果を検証するうえで適切な課題の一つであることが確認された。そのため計画通りに研究課題を進行していく方針が決まった。また本実験のデータ収集にも一部取り掛かることができた。残りの本実験を完了させることが2年目の第一の課題となる。申請時に予定していた通り、予備実験を完了させることができた。また2年目に行う予定であった予備実験の分析や、本実験にも一部取り掛かることができた。発表や論文執筆に向けた準備に取り掛かるところまでは達しなかったが、おおむね当初の計画通りに進んでいる。本研究は英語学習者の言語理解における統語情報と音韻情報の役割を音声単語認知という観点から検証しようとしたものである。申請時までの先行研究と申請者自身の研究の結果から次のことがわかっていた。英語学習者も英語母語話者と同様に品詞と強勢型という語の統語情報と音韻情報を利用して単語認知の効率化できる。それは日本語のような英語と大きく異なるアクセント体系を持つ言語をL1とする学習者であっても可能である。学習者の聴解力が向上すると語強勢の典型性を利用した単語認知の効率化は促進される。しかしながら、これらのことは、ゲーティング法という単一の実験手法によってのみ検証されてきていたが、実験手法の性質上、実験が長時間に渡ることや実験刺激にダミー刺激を導入できないなどの問題があり、別の実験課題による研究の実施も視野に入れる必要があった。具体的には、ダミー刺激の導入がしやすく、実験参加者への負担が相対的に少ないと考えられる時間制限付き品詞判断課題を両耳分離聴法で新たな実験を行った。結果としては、時間制限付き品詞判断課題を両耳聴条件で実施したときには、先行研究と同様に、語強勢の典型性を利用した単語認知の効率化が確認された。これによって日本人英語学習者であっても英語母語話者と同様に、品詞と強勢型を利用して単語認知の効率化できるようになることが改めて確認された。しかし、両耳分離聴法条件での実験では、そのような結果が得られなかった。これは、聴き手の韻律処理を支援するはずの両耳分離聴が、日常英語の聞き取りを日常行っていない日本在住の英語学習者には両耳分離聴がむしろ妨げになってしまったためではないかと考えられる。2年目の計画としては、まず残りの本実験の詳細なスケジュールを作成し、実験協力者を募り、完了させることが第一の課題となる。その後は国際学会での発表や論文執筆の準備に取り掛かる。本実験の進捗状況によっては、年度末に行うことを予定していた学会発表や論文の執筆を前倒しして行うことも選択肢の一つである。現在のところ、実験協力者が思うように集まらないという可能性は低いと考えているが、もしそのような状況に陥った場合には、国内の他の大学に遠征して実験協力者を得て、実験を行うことを検討する。応用言語学次年度使用額が生じた理由の主なものは、実験協力者の募集が予想よりも順調に進んだことである。現在の所属先で実験協力者の募集を行うのが初めてであったことから、どの程度募集ができるか見通すことができず、国内他大学への様々な対策の必要性を見込んでいたが、そのような必要性はなかった。

また、実験の実施も順調に進んだため、実験補助員を雇用する必要性も生じなかった。前年度からの繰越金については、学会参加のための旅費や論文の英文校閲費用が、見積りよりも多くなる可能性にも備えるための予算とする。
ナノ材料工学と組織工学の融合による細胞型バイオ燃料電池の創製研究

導電性に優れるカーボンナノチューブCNTを生体ポリマーcollagenに分散させ多孔質化したCNT/collagen多孔体に酵素を分散させることで,酵素型バイオ燃料電池用の新規電極材料の開発に成功した.しかし,構造安定性に問題があるため,collagenに架橋反応を導入した構造安定型性CNT/collagen電極材料を開発した.さらに,セルロース膜で電極全体を覆うことで酵素の流出を制御した新電極材料を開発し,安定した発電特性を持つバイオ燃料電池の開発に成功した.導電性に優れるカーボンナノチューブCNTを生体ポリマーcollagenに分散させ多孔質化したCNT/collagen多孔体に酵素を分散させることで,酵素型バイオ燃料電池用の新規電極材料の開発に成功した.しかし,構造安定性に問題があるため,collagenに架橋反応を導入した構造安定型性CNT/collagen電極材料を開発した.さらに,セルロース膜で電極全体を覆うことで酵素の流出を制御した新電極材料を開発し,安定した発電特性を持つバイオ燃料電池の開発に成功した.近年,グルコースの分解時に放出される電子を利用したバイオ燃料電池が注目を集めており,様々な研究が行われている.バイオ燃料電池は一般的な燃料電池と異なり,糖類を燃料とし,触媒には生体触媒を用いるため,安全かつ循環型社会に相応しい発電デバイスであるといえる.またセパレータを必要としないため構造が単純で小型化しやすい点も魅力である.このような理由から,バイオ燃料電池は生体内埋め込み型電源として人工心臓などの医療デバイスへの利用が検討されている.しかし,現状のバイオ燃料電池では発電出力は一般的な燃料電池と比べて非常に小さい.さらに,現在一般的な酵素電極では耐久性に大きな課題を抱えており,それゆえ発電効率かつ耐久性に優れる高機能な電極材料の作製が必要とされている.本研究では,広範囲な表面積が得られる連通多孔質構造と,優れた導電特性と比表面積をもつカーボンナノチューブ(CNT)に着目し,メディエータを必要としない電極材料としてCNTを分散させたコラーゲン多孔体を作製した.FE-SEMによる微視構造観察を行い,多孔質構造やCNTの分散状態について検討した.また,基本的なバイオ燃料電池を作製し発電性能を測定し,多孔体の電極としての可能性について検討した.酵素とCNTを分散させたコラーゲン多孔体を作製し,それらを電極として用いたバイオ燃料電池の基本的発電特性を評価した.未架橋のCNT/コラーゲン複合系多孔体は大きな電圧が確認されたものの,構造的に非常に不安定であり,燃料電池用電極としては問題があった.一方,CNT/架橋コラーゲン多孔体は,発電量は小さいが構造的に安定であり電池寿命も長い.酵素量や配分を改善することで発電量の向上が期待される.近年,グルコースの分解時に放出される電子を利用したバイオ燃料電池が注目を集めており,様々な研究が行われている.バイオ燃料電池は,一般的な燃料電池と異なり,糖類を燃料とし,触媒には生体触媒を用いるために,安全かつ循環型社会に相応しい発電デバイスであるといえる.また,セパレータを必要としないため構造が単純で小型化しやすい点も魅力である.このような理由から,バイオ燃料電池は生体内埋め込み型電源として,人工心臓などの医療デバイスへの利用が検討されている.しかし,現状のバイオ燃料電池では発電出力は一般的な燃料電池と比べて非常に小さい.さらに,現在一般的な酵素電極では,耐久性に大きな課題を抱えており,それゆえ発電効率かつ耐久性に優れる高機能な電極材料の作製が必要とされている.本研究では,広範囲な表面積が得られる連通多孔質材料と,優れた導電特性と比表面積をもつカーボンナノテューブ(CNT)に着目し,メディエータを必要としない電極材料としてCNTを分散させたコラーゲン多孔体を作製した.FEM-SEMによる微視構造観察を行い,多孔質構造やCNTの分散状態について検討した.さらに,CNT分散コラーゲン複合多孔体に酵素を分散させた複合系電極材料と作製し,それらを電極として基本的なバイオ燃料電池を作製した.基本的発電特性を測定したところ,発電特性は確認できたが,構造が不安定だった.そこで,コラーゲンに架橋構造を導入することで構造安定性を獲得し,さらに電池の長寿命を達成した.また,細胞を用いた電極材料開発の基礎として,マクロファージ前駆細胞の培養を行い,マクロファージへの分化を確認した.さらに,電極用材料として導電性金属をコーティングしたガラス材料の作製を行い,コーティング材の耐久性を評価した.今後の計画としては,開発した電極用材料にマクロファージを播種,培養し,細胞燃料電池の電極を構築する予定である.生体材料学初年度の目的は,バイオポリマー多孔体を母材として,カーボンナノチューブと酵素を分散させた複合材料を作製し,バイオ燃料電池の電極材料としての可能性を探ることであった.当初はバイオポリマーとしてポリ乳酸を選択したが,圧電性のために不安定な発電特性を示した.そこで,コラーゲンを母材として選択し,カーボンナノチューブと酵素を分散させた多孔質構造体を開発し,これらを電極用材料として用いた簡単なバイオ燃料電池の実験系を開発した.その結果,最大0.1V程度の発電を確認した.このことは,本研究計画で提案した生体適合性に優れるバイオマテリアルがバイオ燃料電池の電極として使用可能であることを示す重要な研究成果であり,次年度の発展研究へと続く重要な結果である.本研究で開発したコラーゲン多孔体電極材料は,再生医療における組織再生のための足場材料としても利用可能であり,さらに,細胞と多孔体を組み合わせたハイブリッド材料は,細胞を用いたバイオ燃料電池へと発展が可能である.

第2年度では,コラーゲン多孔体およびコラーゲン/CNT複合系多孔体と細胞を組み合わせたハイブリッド材料を作製し,細胞の増殖性能,細胞外マトリックス形成の状態等について詳細に調べ,細胞を用いたバイオ燃料電池の開発研究を進める.最終的には,細胞と多孔体を組み合わせたバイオ燃料電池の実験モデルを開発し,発電特性を調査することを目的とする.
主双対スパース最適化モデルの構築とその効率的な解法の開発

本研究の目的は,大規模な最適化問題に対して主問題と双対問題のそれぞれが疎な解(0が多い解)をもつ数理最適化モデルを構築し,そのモデルの特性を利用した効率のよい解法を開発,さらにそれらをビッグデータの解析などに応用することである.本年度の目的は,L1ノルムを一般化した関数(凸関数とは限らない)を含む数理最適化モデルの双対性の解明と,主双対モデルの汎用的な解法を開発することであった.その目的に対して以下の成果を得た.・ノルム空間上で定義されたゲージ最適化問題を考え,その双対問題を提案した.さらに,双対問題の性質および主問題と双対問題の関係を調べた.ゲージ最適化問題とは,ノルムを一般化したゲージ関数と一次関数によって構成された最適化問題である.本研究では,まず,ノルム空間上で定義された問題とその双対問題において強双対性が成り立つ条件を与えた.その結果,従来よりも複雑な不確実性集合をもつロバスト最適化問題を数値的に扱えるようになった.・主双対スパースモデルに対して,実行可能領域外から近づく有効制約法を考案した.ここでの主スパースモデルの損失関数は凸関数であればよく,L1-L2最適化問題に限らない一般的な問題にも適用できる汎用性が高いアルゴリズムである.・多目的最適化の主スパースモデルに対して,近接勾配法を開発し,その収束性および計算量を解明した.多目的最適化問題は目的関数を複数持つ最適化問題であり,複数の目的のトレードオフの関係を考慮したパレート最適解とよばれる解を求める.単目的な最適化の手法である近接勾配法を多目的最適化に拡張した.その結果,スパースなパレート最適解を求めることを可能になった.本年度の研究目的は,主双対スパースモデルの一般的なモデルを構築し,そのモデルに対する汎用的なアルゴリズムを構築することにあった.その目的はおおむね達成された.しかしながら,まだ,そのアルゴリズムの収束性の解明には至っていない.今後は,収束性を理論的に解明するとともに,数値実験を通して,より効率的な解法のスパース性の開発を行う.一方,次年度以降の研究課題としていた非凸な最適化問題の双対性の関しては,予定以上の成果が得られている.総合的に見ると研究はおおむね順調に進展している.次年度以降では,まず,これまでに開発した主双対モデルの解法の理論的な性質を解明する.さらに,数値実験を通して,より効率的な実装方法を考案する.一方で,双対問題の基礎的研究として実施してきたゲージ最適化問題の理論を応用することを考える.特にその双対性を利用したロバスト最適化モデルを機械学習や金融工学などへ適用することを検討する.本研究の目的は,大規模な最適化問題に対して主問題と双対問題のそれぞれが疎な解(0が多い解)をもつ数理最適化モデルを構築し,そのモデルの特性を利用した効率のよい解法を開発,さらにそれらをビッグデータの解析などに応用することである.本年度の目的は,主双対スパースモデルの基礎的なモデルを構築し,その性質を数値実験によって明らかにすることであった.その目的に対して以下の成果を得た.・双対スパースモデルであるサポートベクターマシン(SVM)およびサポートベクター回帰(SVR)に対して,L1正則化項を加えた主双対スパースモデルを提案した.さらに,非ゼロと推定した変数だけで構成された小規模な問題を繰り返す解くアルゴリズムを提案した.提案手法を用いた数値実験から,SVMに基づいたモデルでは,主変数,双対変数ともスパースな解が得られることがわかった.しかしながら,SVRに基づくモデルでは,パラメータの設定によっては,期待したスパースな解が得られなかった.・主スパースモデルに対して,有効制約法を提案した.ここでの主スパースモデルは,制約条件に損失関数を含むものであり,基底追跡ノイズ除去とよばれる問題を含むモデルである.数値実験結果から,最適解がスパースな場合,既存手法よりも高速に高精度な解が求まることがわかった.・ゲージ最適化の双対問題を提案し,その性質を解明した.ゲージ最適化問題とは,ゲージ関数と一次関数によって構成された最適化問題である.ゲージ関数はノルムを一般化した関数であり,機械学習の正則化などに用いられる.本研究では,極関数が陽に計算できるゲージ関数で構成されたゲージ最適化問題の双対問題は,その極関数を用いて陽に表せることを示した.さらに,双対問題の最適解から,元のゲージ最適化問題の最適解が導出できる十分条件を与えた.本年度の研究目的は,主双対スパースモデルの基礎的なモデルを構築し,その性質を数値実験によって明らかにすることであった.その目的はおおむね達成された.しかしながら,その実験結果から,回帰問題における主双対スパースモデルでは,当初の予想よりもスパースな双対解が得られないことが判明した.この現象は提案モデルの基にしているサポートベクター回帰(双対スパースモデル)においてもみられる現象である.今後は,よりスパース性の高いモデルの考案を目指す.一方,次年度以降の研究課題としていたゲージ最適化問題の双対性の関しては,予定以上の成果が得られている.総合的に見ると研究はおおむね順調に進展している.

本研究の目的は,大規模な最適化問題に対して主問題と双対問題のそれぞれが疎な解(0が多い解)をもつ数理最適化モデルを構築し,そのモデルの特性を利用した効率のよい解法を開発,さらにそれらをビッグデータの解析などに応用することである.本年度の目的は,L1ノルムを一般化した関数(凸関数とは限らない)を含む数理最適化モデルの双対性の解明と,主双対モデルの汎用的な解法を開発することであった.その目的に対して以下の成果を得た.・ノルム空間上で定義されたゲージ最適化問題を考え,その双対問題を提案した.さらに,双対問題の性質および主問題と双対問題の関係を調べた.ゲージ最適化問題とは,ノルムを一般化したゲージ関数と一次関数によって構成された最適化問題である.本研究では,まず,ノルム空間上で定義された問題とその双対問題において強双対性が成り立つ条件を与えた.その結果,従来よりも複雑な不確実性集合をもつロバスト最適化問題を数値的に扱えるようになった.・主双対スパースモデルに対して,実行可能領域外から近づく有効制約法を考案した.ここでの主スパースモデルの損失関数は凸関数であればよく,L1-L2最適化問題に限らない一般的な問題にも適用できる汎用性が高いアルゴリズムである.・多目的最適化の主スパースモデルに対して,近接勾配法を開発し,その収束性および計算量を解明した.多目的最適化問題は目的関数を複数持つ最適化問題であり,複数の目的のトレードオフの関係を考慮したパレート最適解とよばれる解を求める.単目的な最適化の手法である近接勾配法を多目的最適化に拡張した.その結果,スパースなパレート最適解を求めることを可能になった.本年度の研究目的は,主双対スパースモデルの一般的なモデルを構築し,そのモデルに対する汎用的なアルゴリズムを構築することにあった.その目的はおおむね達成された.しかしながら,まだ,そのアルゴリズムの収束性の解明には至っていない.今後は,収束性を理論的に解明するとともに,数値実験を通して,より効率的な解法のスパース性の開発を行う.一方,次年度以降の研究課題としていた非凸な最適化問題の双対性の関しては,予定以上の成果が得られている.総合的に見ると研究はおおむね順調に進展している.次年度以降では,まず,基礎的な主双対モデルを一般化し,より汎用性の高いモデルを構築する.さらに,そのモデルの解法として,主変数と双対変数,両方を考慮した有効制約法を考案し,その理論的な性質を解明する.また,双対問題の基礎的研究として,ゲージ最適化を一般化した問題を考え,その双対性を調べる.さらに,機械学習,金融工学などの応用分野において,主双対スパースモデルの適用を検討する.次年度以降では,まず,これまでに開発した主双対モデルの解法の理論的な性質を解明する.さらに,数値実験を通して,より効率的な実装方法を考案する.一方で,双対問題の基礎的研究として実施してきたゲージ最適化問題の理論を応用することを考える.特にその双対性を利用したロバスト最適化モデルを機械学習や金融工学などへ適用することを検討する.当該年度では数値実験を担当する学生向けに高性能パソコンを購入することを予定していた.しかしながら,当該年度では高度な数値実験が必要とならず,また,次年度に入学する博士課程の学生がいたため,次年度に高性能パソコンを購入することとした.繰り越した次年度使用額を用いて,年度初めに高性能パソコンを購入する.本年度において良好な研究成果が複数得られた.また,次年度に数理最適化の重要な国際会議がある.そこで,それらの研究成果をその国際会議で発表するために,助成金の使用を次年度に回している.
表面反射スペクトルから探る太陽系氷天体の海の進化

木星探査機ガリレオに搭載された近赤外線マッピング分光計は、氷衛星エウロパの表面に、硫酸の存在する可能性を示した。ナトリウム・マグネシウム硫酸塩が地下から溶け込んだ水の噴出によりエウロパの地表に到達して、その後激しい放射場によって変化して硫酸を生成させたという地下海洋説が提唱された。ハワイ大学のMcCordらは、硫酸塩水和物もしくは炭酸塩水和物の反射スペクトルが近赤外スペクトルを説明しうることを示した。地表における塩類水和物や硫酸の存在は地下海洋の証拠と考えられている。本年度の研究では、昨年度に国立天文台水沢地区に導入した反射スペクトル装置に導入した、塩類の反射スペクトルを幅広い温度領域で測定して氷天体での存在を議論できるように、近赤外の反射スペクトル測定のための波長拡大ユニットを導入した。これにより、2500nmまでの二方向反射スペクトル測定が可能になった。また、検出器の切り替えによる反射スペクトルのギャップを無くすために、検出器ごとにデータを保存して、波長をオーバーラップさせる機能を付加した。これまでエプソマイト、ナトロンなどの、氷衛星表面に噴出して存在すると考えられる、硫酸塩、炭酸塩の塩類鉱物の反射スペクトルの測定を行い、氷天体の反射スペクトルの制約を目指した。これらの塩類鉱物は透明度が高いために反射率測定で容器の影響を受けやすい。粉体反射スペクトル測定のために、これまでのものより深さのあるサンプルホルダーを導入した。木星探査機ガリレオに搭載された近赤外線マッピング分光計は、氷衛星エウロバの表面に、硫酸の存在する可能性を示した。ナトリウム・マグネシウム硫酸塩が地下から溶け込んだ水の噴出によりエウロバの地表に到達して、その後激しい放射場によって変化して硫酸を生成させたという地下海洋説が提唱された。現在では、地表における塩類水和物や硫酸の存在は地下海洋の証拠と考えられている。本研究では、塩類(および水和物)の反射スペクトルが測定できるように、分光測定装置を新たに導入する。別予算で、反射スペクトル測定のために、近紫外・可視から近赤外域の領域の二方向反射率を入射・反射方向可変で取得できる装置を導入した。特注でステージ設置部を拡大して、さらに入射角・反射角を3次元的に変化できる装置を新規開発して国立天文台水沢地区に設置した。本研究では、塩類の反射スペクトルを幅広い温度領域で測定して氷天体での存在を議論できるように、近赤外の反射スペクトル測定のための波長拡大ユニットを導入した。これにより、2600nmまでの二方向反射スペクトルを、連続スキャン、ステップスキャンの両方の波長掃引方法で測定することが可能になった。Epsomiteなど氷天体の内部海から噴出して表面に蓄積した可能性のある塩類の反射スペクトルを確認した。
インプラントの歯根膜形成にキチン・キトサン膜を用いる実験的研究

本研究の目的は高分子電解質錯体膜(PEC:キチン・キトサン膜)を用いて、インプラント体に歯根膜を形成することにある。そこでインプラント体へPECをコーティングし、その膜へ歯根膜細胞を接着増殖させ歯根膜をインプラント体へ形成する基礎的研究として、高分子電解質水溶液の配合を変えることによりPECの表面荷電を変え、インプラント体への細胞接着性及び増殖性の向上を試みた。1)高分子電解質錯体膜(PEC:キチン・キトサン膜)の細胞接着試験及び増殖実験。高分子電解質水溶液キチン(ポリアニオン):キトサン(ホリカチオン)の配合を1:1に混ぜることによりNeutral chargeになるが、キチン:キトサンの配合を2:1に混ぜることによりMinus chargeに、また1:2に混ぜることによりPlus chargeになる。ポリアニオンとしてs-キチン,P-キチン,CM-キチン70,CM-キチン100の4種類、ポリカチオンとしてキトサン70,キトサン100の2種類を組み合わせたPECを培地として線維芽細胞を培養しその接着性及び増殖性の比較検討を行った。その結果Minus chargeではキトサン70とs-キチン、キトサン100とP-キチン,CM-キチン70,CM-キチン100の組み合わせにおいて細胞増殖性に向上がみられ、Neutral chargeではキトサン70とP-キチン,CM-キチン70、キトサン100とs-キチン,CM-キチン100の組み合わせにおいて細胞接着性に、キトサン70とCM-キチン70の組み合わせにおいて細胞増殖性に向上が見られた。2)PECコート人工歯根の生体内植立実験。PECコート人工歯根を成犬生体内に植立し、線維芽細胞の接着試験及び増殖実験を試みたが、人工歯根埋入時にPECコートの剥離が見られ実験は成功しなかった。現在PECコーティングの方法を検討中である。