hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
緩和ケアの感覚的経験に関する人類学的研究

本研究は、東京の病院の緩和ケア病棟、および岡山の診療所とその周辺地域におけるフィールドワークに基づき、緩和ケアを受けている患者とその家族およびケア提供者の経験を、身体感覚に焦点を当てて明らかにすることを目的とした。その結果、緩和ケアを受ける人の尊厳の維持がその人の身体感覚的経験と深く関係していること、そしてその感覚的経験はその人のおかれた社会文化的文脈に埋め込まれていることが示唆された。また、緩和ケアの現場では、多様な行為者が患者とその家族の感覚に多面的に訴えるべく、様々な方法でケアの環境と状況をつくり出していることが明らかになった。25年度は文献研究・フィールドワーク・研究会を継続しておこなった。1.文献研究:緩和ケア、医療人類学、現象学等に関する文献の検討を続けた。2.フィールドワーク:昨年度に引き続き、飯田は岡山県のA診療所で、松岡は東京のB病院で、各々合計50日程度のフィールドワークをおこなった。昨年度得られた現場の包括的理解をふまえ、今年度は死に臨む人と看取る人の苦悩、ケアの際の相互行為の感覚的経験、社会的環境との関係などの事柄に焦点を絞って観察や聞き取りを行った。飯田はボランティアとして参与観察を続ける他、看護師、リハ職、介護士等の専門職に同行し、それら専門職と患者およびその家族との相互行為を観察した。松岡は緩和ケア病棟におけるケア場面の観察、医療従事者間のコミュニケーションの観察、資料の閲覧、各種会議・勉強会・さまざまな催し物への参加等々を可能な範囲で行う他、患者やケア提供者に対してインタビューをおこなった。また、松岡は飯田の、飯田は松岡の調査施設の見学をおこない、比較することにより、それぞれの調査施設を相対化し、その特徴を明確化するヒントを得た。さらに、飯田はA診療所が長年にわたって影響を受けてきたイギリスのホスピスの見学をおこなった。こうしたフィールドワークと並行して、データの整理や分析を順次おこなった。3.研究会:今年度は研究会を合計3回行い、各段階での結果について討議した。1回目は2013年6月22日に大阪で開催した。松岡・飯田が個別に中間報告を行い、その内容について池田とともに意見交換を行った。2・3回目は松岡と飯田がお互いの施設見学をおこなった前後に経過報告と今後の打ち合わせをおこなった。1.文献研究:緩和ケア、医療人類学等に関する先行研究の再検討を行い、(1)フィールドワークに基づくエスノグラフィ・人類学的研究の蓄積が少ないこと、(2)特に日本をフィールドとした研究は萌芽的に見られるのみであること、(3)患者と治療者の苦悩やケア、相互行為の身体的経験を扱ったものは少ないことを確認した。2.倫理審査:飯田は2012年9月14日に岡山県のA診療所で倫理審査を受け、本研究についての承認を得た。松岡は東京のB病院ですでに承認された研究の継続として本研究を行うことを認められている。3フィールドワーク:上記施設においてフィールドワークを開始した。本年度は参与観察を通して、緩和ケアの現場をできる限り包括的に理解することに努めた。松岡は緩和ケア病棟におけるケアの場面の観察、医療従事者間のコミュニケーションの観察、資料の閲覧、各種会議・勉強会・さまざまな催し物への参加等々を可能な範囲で行った。飯田は上記施設でボランティア養成講座を受講後、ボランティアの一人として週1回程度同施設に通い、病棟ラウンジでのお茶会をはじめ、多彩なボランティア活動に参加し、感覚的刺激を伴う活動の心理・社会的効果や、感覚的刺激の受容のされ方の固有性とその背景などに関する知見を得た。4研究会:合計3回の研究会を開催した。1回目は2012年5月12日に東京で実施した。飯田が「問題設定と研究の射程」というタイトルで発表を行い、今後の方向性について議論した。2回目は2012年11月3日に大阪で、第40回臨床実践の現象学研究会と合同で開催した。松岡が「よき死(Good Death):緩和ケア病棟のエスノグラフィーから」というタイトルで発表を行った。3回目は2013年3月2日に大阪で、第43回臨床実践の現象学研究会と合同で実施した。飯田が「緩和ケアの感覚的経験に関する人類学的研究」というタイトルで発表した。26年度は調査を継続するとともに、研究会および成果発表をおこなった。1.調査:飯田は岡山県のA診療所で、松岡は東京のB病院で調査を継続した。飯田はボランティアとしての参与観察と並行して、25年度に開始できなかったインタビューをおこない、職員とボランティアのインタビューはおおむね終了した。松岡は緩和ケア病棟におけるチーム医療の中で感覚がどのように扱われているかという点に着目してフィールドワークを続行した。調査で集めたデータは順次整理・分析をおこなっている。2.研究会:2015年2月2日に大阪大学にて研究会をおこなった。飯田は26年度に診療所で主に関わった「絵手紙の会」というボランティア活動と、その主催者で遺族の女性の作品に着目して調査報告をおこなった。松岡は緩和ケア病棟におけるチーム医療の中で感覚がどのように取り扱われているかを、(1)苦悩の感覚的経験、(2)ケアの際の相互行為の感覚的経験、(3)緩和ケアにおける心地よさや喜び・楽しさ等の感覚的経験に分けて考察した。これらの報告に対し、池田も含めて議論が行われた。

3.成果発表:飯田は国際人類学民族学連合(IUAES)中間会議で「苦悩と癒しの感覚的経験」(Sensory experience of suffering and healing)というパネルを組織し、その中で飯田と松岡は本研究の成果の一部を発表するとともに、国内外で類似の関心をもつ研究者と意見交換をすることができた。また、松岡はその他にも「研究発表」の欄に記した学術雑誌や学会で本研究の成果発表をおこなった。平成27年度は調査を完了し、データ分析および理論的考察をするとともに研究成果の発表をおこなった。1.調査:飯田は岡山県のA診療所で、前年度までに十分収集できなかった患者およびその家族のインタビューを主におこなった。松岡は東京のB病院で補足調査をおこなった。2.分析・考察:飯田は主に、A診療所がホスピスだったころ半年間泊まり込んで夫を看取った女性がその過程でかいた絵手紙と、それにつけたコメント・記録、そしてそれらを15年後にふり返った語りの分析をおこなった。その結果、この女性や周囲の人々が「感覚的に豊かな社会空間」(sensorially rich social space)を積極的につくり出していたことにより、意識をほとんど失いながらも人格と固有性を維持した患者の身体のあり方が明らかになった。この他の調査結果についても分析を進めている。松岡は、緩和ケア病棟の入院患者に死が迫ってきて身体的能力が低下してきた際、どのような身体感覚を重視するかは患者によって異なっていることを明らかにした。歩行を重視する患者にとっては、歩行できるという機能と、歩行の身体感覚のいずれもが重要と考えられ、そうした患者にとっては緩和ケア病棟の医療従事者のなかでも理学療法士が行なうリハビリテーションが重要であることが理解された。3.成果発表:飯田は上記の分析の途中経過を川崎医療福祉大学質的研究勉強会で発表した。また、さらに分析・考察を進めた結果を日本文化人類学会第50回研究大会(28年5月28日)で発表予定である。松岡は上記の知見を『死生学年報2016』に「死に抗ってー死をまぢかに控えた人間はなぜリハビリテーションをするのか」という論文として発表した。本研究は、東京の病院の緩和ケア病棟、および岡山の診療所とその周辺地域におけるフィールドワークに基づき、緩和ケアを受けている患者とその家族およびケア提供者の経験を、身体感覚に焦点を当てて明らかにすることを目的とした。その結果、緩和ケアを受ける人の尊厳の維持がその人の身体感覚的経験と深く関係していること、そしてその感覚的経験はその人のおかれた社会文化的文脈に埋め込まれていることが示唆された。また、緩和ケアの現場では、多様な行為者が患者とその家族の感覚に多面的に訴えるべく、様々な方法でケアの環境と状況をつくり出していることが明らかになった。死を前にした患者およびその家族へのインタビューに際し、協力者の確保が予想以上に困難であったため。文化人類学1年間研究期間を延長し、無理のない範囲でインタビューを進める。また、飯田は個人支援という新たな形でのボランティア活動を始めることにより、個別の事例を深める方途を探っている。最終年度のため調査の仕上げをおこない、データ分析と考察を進め、論文を執筆する。調査施設でも成果を発表し、成果を現場に還元するとともに、現場の人々からの意見や批判を仰ぐ。
水環境下にある道路橋RC床版の耐久性向上のための防水工の研究

これまで報告された実橋床版の陥没事例のほとんどは水の浸透による疲労破壊であることが、本研究の調査で明らかになった。床版上面に水を張って疲労実験を行うと、中立軸より上のコンクリ-トが骨材化し、実橋の破壊状況が再現できた。このような破壊機構の観察から、床版の疲労耐久性を向上させるには、床版に雨水が侵入することを防止することが基本であり、防水工の設置が不可欠と言える。これまでわが国で開発されてきた防水材料は主に建築の屋根防水のためのものであり、静的荷重下、あるいは、無載荷状態で、湿度、雨、紫外線、オゾン、熱に対して抵抗性を満足してきた。しかし、道路橋床版に適用するには橋軸直角方向に発生しているひびわれの動き、および、高い局部面圧に対して耐久性が要求される。この観点から、これまで材料学的に満足する防水工を選定し、輪荷重走行試験機による疲労実験を系統的に行い、道路橋床版に適用可能な防水工の模索を行った。本研究によって得られた主な成果は以下のとおりである。(1)水の浸透は床版上面の橋軸直角方向のひびわれに原因している。(2)現在慣用しているアスファルト舗装には全く防水効果はない。(3)エポキシ樹脂系塗膜防水工、ゴム化アスファルトシ-トの防水工が現在床版に用いられているが、エポキシ樹脂系は伸びが少なくひびわれの動きに対して追従性が乏しい。ゴム化アスファルトシ-トには防水効果は期待できる。ただし、床版あるいはアスファルト舗装との接着性が悪い場合には局部的な塗装のハクリ、流動を助長させる。(4)アクリル樹脂系塗膜防水工は厚さ3mm以上にすると防水効果は大きい。(5)アクリルゴム系塗膜防水工は現在の組成では防水性は期待できない。(6)アクリルコンクリ-トは防水性とともに増厚効果が期待できる。(7)今後は施工性の調査研究が必要である。本研究代表者の基礎実験から、道路橋RC床版の早期ひびわれ劣化は雨水の浸透によって大きく加速され、舗装との間に防水工を施工すべきであると言える。しかし、現在開発された防水工の疲労耐久性に関しては研究は皆無である。本研究によって道路橋床版に適用できる防水工を見い出し、耐久性を向上させる解決策を見い出す。本年度の主な成果は以下の通りである。(1)研究代表者と大阪大学の研究分担者の大谷は、実物大および小型の供試体で水張り状態下で輪荷重走行試験機およびホイールトラッキング試験機で疲労実験を行った。試験種類は(イ)乾燥下のRC床版のみ、(ロ)RC床版のみの水張り状態、(ハ)RC床版+防水工の水張り状態、ただし、防水工としてはエポキシ樹脂系塗布型、ゴム化アスファルトシート型、アクリル樹脂系塗布型の3種である。(2)研究分担者の園田は小型供試体で同様の実験を分担するが、本年度は、小型供試体の静的強度、舗装つきRC床版の疲労実験を行った。(3)研究分担者の福本は現在開発されている防水工に関する研究文献を収集し、既往の手法による防水工選択基準を整理した。以上から、次の諸点が明らかとなった。(a)走行荷重によってひびわれは早期に発生する。特に、ねじりモーメントによって床版上面にもひびわれが発生する。(b)そのため、水の浸透がおこり、寿命は大巾(約1/1001/400)に低下する。やはり防水工の必要性が確認できた。(c)

エポキシ樹脂系はひびわれ追従性が劣り、防水効果は期待できない。(d)シート系、アクリル樹脂系は耐久性があり、防水効果は高い。(e)しかし、シート系、アクリルは舗装との付着性に若干問題がある。次年度も疲労実験を続行し、結論を得る。評価方法も確立したい。これまで報告された実橋の陥没事例はほとんどが水の浸透による疲労破壊であることが、本研究の調査で明らかになった。床版上面に水を張って疲労実験を行うと、中立軸より上のコンクリ-トが骨材化し、実橋の破壊状況が再現できた。このような破壊機構の観察から、床版の疲労耐久性を向上させるには、床版に雨水が浸入することを防止することが基本であり、防水工の設置が不可欠と言える。これまでわが国で開発されてきた防水材料はおもに建築の屋根防水のためのものであり、静的荷重下において、湿度、紫外線、オゾン、および、熱に対する抵抗性によって良否が判定されている。しかし、道路橋床版に適用する場合には橋軸直角方向のひびわれの動きに対して耐久性を持たせなければならない。また、輪荷重の面圧に対しても抵抗性が大でなければならない。以上のような観点から、本研究が計画実施された。種々の防水材料を床版に施工し、輪荷重走行試験機による疲労実験を行い、疲労寿命、破壊状況を調査観察し、道路橋床版に適用可能な防水工の模索を行った。本研究の主な成果は以下のとおりである。(1)水の浸透は床版上面の橋軸直角方向のひびわれに原因している。(2)現在慣用しているアスファルト舗装には防水性は全く期待できない。(3)エポキシ樹脂系塗膜防水工、ゴム化アスファルトのシ-ト系防水工が現在床版防水工として主流であるが、エポキシ樹脂系は伸びが少なく、ひびわれの動きに対して追従性が乏しい。ゴム化アスファルトシ-トは防水性は期待できる。ただし、アスファルトとの接着性が悪い場合には舗装のわだち変形を助長させる。(4)アクリル樹脂の塗膜防水工は厚さ3mm以上にすると防水工としての効果が期待できる。(5)今後は施工性の調査研究が必要である。
2型糖尿病患者のアディポネクチン遺伝子多型と歯周病の病態の関連性について

本研究では、アディポネクチン遺伝子多型(SNP276,SNP94)の保持の有無と歯周病の病態について明らかにすることを目的とした。アディポネクチンSNP276GGまたはSNP94TTタイプを保持する群と両方を保持しない群において、多型を持つ群のアディポネクチン濃度が低く(p=0.034)、Pd≧4mm・6mm、AL≧4mm部位率・BOPが高かったが、有意差は認められなかった。従って、アディポネクチン遺伝子多型は歯周病病態と関連する可能性が示唆された。本研究目的は2型糖尿病患者における2型糖尿病感受性遺伝子(アディポネクチン遺伝子G276T・T45G、β3アドレナリン受容体遺伝子Trp64Arg、UCP-1遺伝子A-3826G)の遺伝子多型の相違と歯周炎発症および重症度について疫学的に解明することである。本年度は初年度として、以下を遂行した。1、「研究対象者抽出」新潟大学医歯学総合病院糖尿病外来受診中の2型糖尿病患者のうち、内科的・歯科的基準(内科的基準:研究前3ヶ月以内は抗生物質を服用していない、歯科的基準:残存歯10本以上、研究前3ヶ月以内に歯周病治療を受けていない。)を満たす39名(男性23名、女性16名、平均年齢62.3歳)を抽出し、対象者とした。2、「研究対象者の採血」採血(25ml)を実施(血清:アディポネクチン、レプチン、高感度CRP、TNF-α、他血液生化学一般の濃度分析を株式会社BMLに依頼。全血:アディポネクチン遺伝子G276T・T45G、β3アドレナリン受容体遺伝子Trp64Arg、UCP-1遺伝子A-3826Gの遺伝子多型の解析を株式会社サインポストに依頼)。3、「研究対象者の歯周組織診査」歯周ポケット、アタッチメントロス、BOP(1歯あたり、頬・舌側の近心、中央、遠心の6点計測)および歯の動揺度を測定。またすべてのデータはエクセルシートにまとめてパスワード設定のもと厳重に管理されている。なお、対象者の抽出を22年度前半も行うため、最終分析は22年度後半に実施する。本研究目的は2型糖尿病患者における2型糖尿病感受性遺伝子(アディポネクチン遺伝子G276T・T94G、β3アドレナリン受容体遺伝子Trp64Arg、UCP-1遺伝子A-3826G)の遺伝子多型の相違と歯周炎発症および重症度について疫学的に解明することである。本年度は最終年度として、以下を遂行した。)を満たす4名(男性3名、女性1名・平均年齢53.0±15.5歳)を追加。全血:アディポネクチン遺伝子G276T・T94G、β3アドレナリン受容体遺伝子Trp64Arg、UCP-1遺伝子A-3826Gの遺伝子多型の解析を株式会社サインポストに依頼)。3、「データ解析」全ての研究データを、Excelソフトのシートに集積しデータセットを作成。アディポネクチン遺伝子G276T・T94G、β3アドレナリン受容体遺伝子Trp64Arg、UCP-1遺伝子A-3826Gの遺伝子多型のタイプ別に分類し、歯周組織の状態ならびに各血清マーカー濃度について群間比較・分析を実施。
会話速度達続音声の音素的セグメンテ-ショント認識

平成2年度の研究実施計画に沿って研究実績を記述する。(1)パタ-ンマッチングにおける標準パタ-ンの予備選択法の検討は......音素の認識の前処理として音素的単位セグメンテ-ションを行う場合には、各音素に対応する複数のテンプレ-トを用意することになるが、標準パタ-ン全体のデ-タ量は比較小さくパタ-ンマッチングのための処理量もそれ程多くはないので、特定話者対象の場合にはとくに問題はないことが確かめられた。不特定話者対応とする場合にま母音と出現頻度の多い音素についてはテンプレ-トの選択を行い、標準パタ-ンの数を減らすことがシステムの簡単化と処理の高速化に有効であることが確かめられた。母音等の音素標準パタ-ンの数を従来のマルチテンプレ-トの方法に比べ約十分の一にする方法を提案した。(2)今話速度連続音声認識システケの実現と評価......本格的システム構成の準備として、大語彙単語音声認識システムを本研究の方式によって構成し、認識実験を行った。ヤグメンテ-ションに基づいて音素認識を行い、それによって得た音素ラティスと辞書による音素記号別とのマッチングにより単語認識を行うものであるが、1642語の単語辞書に対し、第一候補認識率は96.8%であり、第三候補に正解を含む形の認識率は98.5%である。現在、文章レベルの連続音声中の単語あるいは文節の認識システムを構成し、認識実験を行っている。従来の単語スポッティングと異なり、大語彙の場合にもかなり高い認識率を得ており、しかも処理量が従来の方法に比べ著しく小さい。文章レベルの連続音声に対しては大語彙の基本単語のスポッティングを初めに行い、次に語尾や付属語の認識を行うようにしている。平成1年度の研究実施計画に沿って研究実績を記述する。(1)会話速度連続音声認識のための音素的単位セグメンテ-ションの方法の検討.........連続音声に対する音素的単位セグメンテ-ションシステムを既に得ているので、これを会話速度連続音声の認識の前処理に利用する場合の問題を明らかにし、システムの改良を行った。検討の結果、本システムは不特定話者の連続音声に対し有効であることが確かめられた。発声速度が比較的遅い朗読速度の連続音声は勿論、非常に速い会話速度の連続音声にも対応できることを確かめた。日本語音声に対しては本システムの性能は十分であると考えられるが、子音連鎖の多い英語などヨ-ロッパ言語に対応できるよう無声音区間のセグメンテ-ションの性能を向上させた。(2)セグメンテ-ションシステムを利用する音声デ-タベ-スの半自動作成.........音声デ-タベ-ス作成においては、セグメンテ-ションとラベリングが作成者にとって極めて負担の大きな作業であるが、多少のエラ-を許容すればこの部分の作業を自動化することができる。セグメンテ-ションとラベリングを一応自動的に行い、結果を人間が修正し確認する形の音声デ-タベ-ス作成のソフトウェアを開発した。(3)標準パタ-ンの半自動作成法の検討.........音素的単位セグメンテ-ションを利用して、標準パタ-ンセットの自動作成が一応可能になったが、やはり最終チェックは人間が行う必要がある。数多くの複数標準パタ-ンの数の圧縮の方法の確立が重要な課題となった。(4)連続単語音声認識システムの実現と評価.........セグメンテ-ションと音素認識に基づく単語認識システムを構成して、極めてよい結果を得た。

セグメンテ-ションシステムから得られる音素記号別を辞書の単語の音素記号列と照合する方式で大語彙単語認識に拡張できる。平成2年度の研究実施計画に沿って研究実績を記述する.(1)パタ-ンマッチングにおける標準パタ-ンの予備選択法の検討......音素の認識の前処理として音素的単位セグメンテ-ションを行う場合には,各音素に対応する複数のテンプレ-トを用意することになるが,標準パタ-ン全体のデ-タ量は比較小さくパタ-ンマッチングのための処理量もそれ程多くはないので,特定話者対象の場合にはとくに問題はないことが確かめられた.不特定話者対応とする場合には母音と出現頻度の多い音素についてはテンプレ-トの選択を行い,標準パタ-ンの数を減らすことがシステムの簡単化と処理の高速化に有効であることが確かめられた.母音等の音素標準パタ-ンの数を従来のマルチテンプレ-トの方法に比べ約十分の一にする方法を提案した.(2)今話速度連続音声認識システムの実現と評価......本格的システム構成の準備として,大語彙単語音声認識システムを本研究の方式によって構成し,認識実験を行った.セグメンテ-ションに基づいて音素認識を行い,それによって得た音素ラティスと辞書による音素記号別とのマッチングにより単語認識を行うものであるが,1642語の単語辞書に対し,第一修補認識率は96.8%であり,第三修補に正解を含む形の認識率は98.5%である.現在,文章レベルの連続音声中の単語あるいは文節の認識システムを構成し,認識実験を行っている.従来の単語スポッティングと異なり,大語彙の場合にもかなり高い認識率を得ており,しかも処理量が従来の方法に比べ著しく小さい。文章レベルの連続音声に対しては大語彙の基本単語のスポッティングを初めに行い,次に語尾や付属語の認識を行うようにしている.
マルチ酵素機能抗酸化キャリアによるミトコンドリア標的治療

本研究では、細胞内活性酸素の消去、特にミトコンドリア内で発生する活性酸素に効率的に作用する新規抗酸化機能物質を合成した。さらに、ミトコンドリアが関与する疾患の中で拡張型心筋症に焦点を絞り、その予防と治療に関わる『ミトコンドリア標的治療』の創成を目指し、マルチ酵素活性を有する新規抗酸化機能物質の合成とMn-SOD欠損マウスを用いた新規抗酸化剤のin vivo評価を行った。さらに、ミトコンドリアが関与する疾患の中で老化と脳神経疾患に焦点を絞り、その予防と治療に関わる『ミトコンドリア標的治療』の創成を目指した。特に以下の課題を検討した。(1)ミトコンドリア外膜あるいは内膜まで選択的に輸送でき、O_2^-を無害な水まで3電子還元するSOD・カタラーゼ活性と活性窒素種(ONOO^-)も消去できる新規抗酸化機能物質を合成した。具体的には、Mnポルフィリンダイマーを設計、合成し、その抗酸化酵素活性を評価、水溶液中でのカタラーゼ酵素活性の証明に(2)新規抗酸化機能物質を細胞内へ高効率で輸送するキャリアを合成した。Mnポルフィリンダイマーのリポソームを用いたナノキャリア化に成功した。(3)Mn-SOD欠損マウスを用いた新規抗酸化剤のin vivo評価を行った。H22年度選定されたMnポルフィリンダイマーを骨格筋特異的Mn-SOD欠損モデルマウスに投与し、その抗酸化効果をin vivoで評価した。その結果、その効果が明らかとなった。本年度の成果を下記に示す。(1)マルチ酵素活性を有する新規抗酸化機能物質を合成した。具体的には、両親媒性新規金属キレート能を有するMnポルフィリンダイマーを合成、その金属キレート能を確認し、水溶液中でのカタラーゼ酵素活性を含めたマルチ酵素活性(SOD活性、ONOO-消去活性)も明らかにした。従来にない新しい抗酸化剤の合成に成功し、今後、アルツハイマー病治療等への展開を図る。(2)新規抗酸化機能物質を細胞内へ高効率で輸送するキャリアを合成した。Mnポルフィリンダイマーをリポソーム表面に修飾したナノキャリアの合成に成功、血中安定性等の評価を行い、十分にin vivo系に応用展開できることを確認した。H22年度に合成したMnポルフィリンダイマーを骨格筋特異的Mn-SOD欠損モデルマウスに投与し、その抗酸化効果をin vivoで評価した。その結果、Mnポルフィリンダイマー投与群では、マウスの走行距離や速度に改善が見られ、十分な効果が確認された。(1)マルチ酵素活性を有する新規抗酸化機能物質を合成した:昨年度に続き、両親媒性新規金属キレート能を有するMnポルフィリンダイマーを合成、その金属キレート能、活性酸素消去能(水溶液中でのカタラーゼ酵素活性、SOD活性、ONOO-消去活性)も明らかにした。さらに、アルツハイマー病へ治療効果を検証するため、細胞実験を行い評価した。必ずしも十分な効果ではなく、さらに化合物の構造最適化が必要である。(2)新規抗酸化機能物質を細胞内へ高効率で輸送するキャリアを合成した:Mnポルフィリンダイマーをリポソーム表面に修飾したナノキャリアの合成に成功、血中安定性等の評価を行った。特に今年度は動物での体内動態の評価を詳細に行い、in vivo系においても血中滞留時間の増加を確認した。(3)Mn-SOD欠損マウスを用いた新規抗酸化剤のin vivo評価を行った:H22年度に合成したMnポルフィリンダイマーを骨格筋特異的Mn-SOD欠損モデルマウスに投与し、その抗酸化効果をin vivoで評価した。その結果、Mnポルフィリンダイマー投与群では、マウスの走行距離や速度に改善が見られ、十分な効果が確認されたが、さらにそのMnポルフィリンの臓器特性を評価し、作用機序を検討した。ミトコンドリア指向性を有するマルチ酵素機能抗酸化剤の合成に成功し、また、リポソーム表面へのその修飾による新規ナノキャリアの合成にも成功した。骨格

筋特異的Mn-SOD欠損モデルマウスへの投与による薬理効果も確認でき、特にミトコンドリア内で有効に作用しているか可能性を示唆する結果も得られている。24年度が最終年度であるため、記入しない。近年、アルツハイマー治療として検討されてきたAβを標的とした治療薬が臨床研究で悉く失敗、新しい治療戦略の立案が求められている。平成23年度に合成に成功した金属キレート能を有するマルチ酵素機能抗酸化剤は、脳内に蓄積した金属除去とフリーラジカル消去を同時に実現できる新しい化合物であるため、アルツハイマー病の発病に関与するフリーラジカルと蓄積金属を共に除去できる、全く新しい概念によるアルツハイマー治療剤への可能性を秘めている。脳内への物質輸送を可能とするキャリア合成が今後の課題の1つである。
感覚と行動への介入装置を用いた生物の匂い源探索行動に対する適応システム解析

本研究では,昆虫のように神経系が小規模な生き物でも適応的な振る舞いが可能となる行動アルゴリズムについて,ロボットが苦手とする匂い源探索行動に的を絞って解析を行う.これによって,屋内等における危険物質捜索や狭隘領域での被災者探索を可能とするロボットシステム構築に資する成果を得るとともに,自然が持つ知的機能の解明に貢献する.具体的には,行動中の生物に対し感覚入力と行動出力の双方に介入可能な実験系を構築し,情報エントロピを定量的な手掛かりとして,不確定な環境で適応的な行動を選択する生物アルゴリズムを同定する.これに基づいて,小型ロボットをベースに化学物質源探索システムを実装し,その性能を検証する.本研究では,昆虫のように神経系が小規模な生き物でも適応的な振る舞いが可能となる行動アルゴリズムについて,ロボットが苦手とする匂い源探索行動に的を絞って解析を行う.これによって,屋内等における危険物質捜索や狭隘領域での被災者探索を可能とするロボットシステム構築に資する成果を得るとともに,自然が持つ知的機能の解明に貢献する.具体的には,行動中の生物に対し感覚入力と行動出力の双方に介入可能な実験系を構築し,情報エントロピを定量的な手掛かりとして,不確定な環境で適応的な行動を選択する生物アルゴリズムを同定する.これに基づいて,小型ロボットをベースに化学物質源探索システムを実装し,その性能を検証する.
電位依存性K^+チャネルの神経発生における細胞分裂制御機構の解明

神経前駆細胞の分裂回数は脳の形成に大きな影響を与えるため、厳密に制御されていると考えられている。培養下で分裂中の小脳顆粒細胞前駆体には電位依存性K^+電流が発現しており、K^+チャネル阻害剤TEAにより抑制することで細胞分裂が著しく抑制される。このような現象は近年、他の細胞系(T細胞、グリア細胞、ガン細胞)でも観察されており、膜の電気的興奮性が細胞分裂と密接に関わっている可能性が示唆されている。本研究では、このK^+電流を担うチャネルの同定をこころみた。神経細胞前駆体の細胞分裂を観察するために、初代培養した小脳顆粒細胞に強力なmitogenであるsonichedgehogを加えて分裂を維持し、これを用いて実験をおこなった。この系ではTEA添加36時間後にK^+電流が約50%抑制され、分裂細胞数はcontrolの約30%に抑制される。この条件ではアポトーシスによる細胞死はおこっていなかった。この細胞分裂抑制に関わるチャネルを明らかにするために、RT-PCR法によるチャネル遺伝子の発現の検討と、各種の阻害剤による電流成分の同定を試みた。多量に発現しているKv3.1以外にも高感度のRT-PCRによりKv1.1Kv1.4、Kv2.2、Kv3.3、Kv4の発現が認められた。一方、阻害剤による検討では、Dendrotoxin-I、Margatoxin-I、Apamin、Charybdotoxin、Paxillineはいずれも細胞分裂に影響しなった。また、これらの阻害剤はパッチクランプ法による電流測定でもK^+電流を抑制しなかった。したがって、Kv1サブファミリー、BKの関与の可能性は低いと考えられた。以上の結果から、Kv3.1以外にKv2.2、Kv3.3も候補と考えられるが、さらに個々の細胞レベルでの発現確認が必要である。
分子内シャペロン(プロペプチド)によるタンパク質の機能発現自助作用の分子機構解析

細胞内での品質管理としてタンパク質分解を担うプロテアーゼの多くは、合成・輸送過程でのタンパク質分解作用を抑制しておく必要から不活性な前駆体酵素として合成される。多くの前駆体のプロペプチドはその活性阻害の役割の他に、分子内シャペロンとして機能し、正しいフォールディングを導き、個々の機能を有した成熟体酵素の立体構造の形成を促す。研究代表者はパン酵母液胞局在カルボキシペプチダーゼYとその前駆体をモデルとして生化学的な手法による構造安定性、変性過程の違いから、本酵素の前駆体のプロペプチドも分子内シャペロンとして機能していることを結論付けた。本研究では、プロペプチドのどの領域と成熟体のどの領域が相互作用し、また、どの領域が核となってフォールディングしていくのを調べるため、従来当分野にはなかった"酵母分子ディスプレイ法"を導入した。本年度は、フォールディングに関わるプロペプチドのKey領域あるいはKey残基を明らかにするため、まず(1)断片化プロペプチドと成熟体CPYの共発現プラスミドの作製を行った。次に(2)共発現プラスミドによる酵母の形質転換を行ったところ、プロペプチドを共発現しない場合は成熟体CPYは表層に発現されず、共発現させた場合のみ成熟体CPYは表層で活性型として発現することが分かった。これは、プロペプチドが成熟体CPYの構造形成に関り、本解析にこの共発現システムが適用できることを示している。さらに(3)プロペプチドのdeletion変異体を各種作製し、これと成熟体CPYを共発現させたところ、プロペプチドの特定の領域を欠損させると成熟体CPYの活性は見られず、成熟体CPYのフォールディングに大きく関わるプロペプチドの領域を推定することが出来た。現在は、他の手法により、本領域の重要性を検討している。
二個体神経活動の同期性に基づく共感性発現の解析

視床下部で分泌される神経ペプチドは、動物の社会性に大きく影響する。オキシトシンは線虫からヒトまで幅広く進化的に保存されている神経ペプチドであり、哺乳類においては、つがい形成や母子関係の構築といった社会行動に幅広く関与している。興味深いことに、オキシトシンの効果は社会的関係を築く二個体の間でポジティブフィードバックが働く。しかし、共感をはじめとする社会行動では二個体間の相互作用が重要であるにも関わらず、オキシトシン神経活動の二個体間のパターン類似性がどのように行動に影響を及ぼすのかについては全く分かっていなかった。本課題では、オキシトシン神経が同期して活動することで社会的な絆が形成されるという仮説を検証することを目的とした。平成29年度の研究実績としては、領域内の他班との共同研究の成果として2報の論文が掲載に至った(Nasanbuyan, 2018-Endocrinology; Kikusui, 2018-Behav Brain Res)。本課題では遺伝子発現の制御をするために自作のアデノ随伴ウイルスベクターを用いており、領域内の関連する班に技術提供を行った成果である。具体的にはオキシトシン神経特異的に細胞膜移行型GFPを発現させることによる投射先のトレーシング、および投射経路選択的な遺伝子発現とDREADDシステムによる神経活動制御について担当した。また、過年度においてオレキシン神経において達成したファイバーフォトメトリーによる神経活動の記録を、平成29年度はオキシトシン神経に導入した。現在進行中の二個体間の同期性解析やその他の共同研究プロジェクトに関しても近いうちに成果発表につなげたい。29年度が最終年度であるため、記入しない。オキシトシンは線虫からヒトまで幅広く進化的に保存されている神経ペプチドであり、つがい形成や母子関係の構築といった社会行動一般に幅広く関与している。本研究では、オキシトシン神経が同期して活動することで社会的な絆が形成されるという仮説を検証することを目的としている。平成28年度の研究実績としては、ファイバーフォトメトリーを用いた視床下部オレキシン神経の活動記録達成が挙げられる(Inutsuka, 2016-Sci Rep)。これにより、二個体神経活動の同期性を解析する前提となる自由行動下における脳深部の特定回路活動記録の方法を確立したといえる。現在、二個体同時に活動記録を可能な実験系に拡張中である。また、オキシトシン神経を対象とした遺伝子発現制御の面においても、Cre-FLEXシステム、オキシトシン神経特異的プロモーターによる発現制御、GFP-dependent Cre(Cre-DOG: Tang, 2015-Nat Neurosci参照)など複数のアプローチで進捗をみた。共同研究の成果としては、ノンレム睡眠時の投射経路選択的な活動操作による記憶固定への影響をみた(Miyamoto, 2016-Science)が挙げられる。平成28年度は、本研究の核となる研究手法であるファイバーフォトメトリーについて筆頭著者として論文を掲載することができた。異動直後であり、実験動物の準備や装置のセットアップに時間を必要としたが、おおむね予想の範囲内で実験は進行している。平成29年度の推進方策としては、以下のような実験を予定している。[光遺伝学的手法・薬理遺伝学的手法を用いたオキシトシン神経の活動操作]オキシトシン神経特異的に光駆動性イオンチャネル・イオンポンプを発現させたマウス・ラットにおいて、光ファイバーを留置し、LED(Plexon社のPlexBright)を用いて光照射することで、オキシトシン神経の活動操作を行う。

活性化させる場合には光電流が大きく、高頻度刺激が可能なChR2(E128T/T159C)を青色光で、活動抑制を行う場合にはアーキロドプシンTを黄緑色光で駆動する。具体的な方法については連携研究者である山中章弘教授とともにMCH神経について同様の手法を適用した(Tsunematsu et al., 2014-J Neurosci)に準じて行う。申請者がLucir社と共同開発したファイバーフォトメトリーのシステムは構成上オプトジェネティクスとの同時使用が可能であり、ミリ秒単位での活動操作・活動記録同時達成に向けたデバイスの拡張も行う。上記の実験によってオキシトシン神経の神経活動と社会行動との相関関係を確認すると同時に、その因果関係を調べる。具体的には、社会行動において二個体が相互作用している最中にオキシトシン神経の光遺伝学的手法による活動操作を行い、ホームケージあるいは新奇環境下での社会行動における影響を確認する。その際、二個体における活性化の同期度合いがその後の二個体の社会的関係性にどのような影響を及ぼすのか解析を行う。29年度が最終年度であるため、記入しない。
マルチSPMDプログラム実行環境における耐障害アプリケーションの実現

本研究においては,アプリケーションプログラマの負担を最小限に抑えた耐故障性実現のために,マルチSPMDプログラミング開発実行環境において耐故障性をサポートした.この開発実行環境では,ワークフローにおけるタスクを分散並列/共有メモリモデルとすることで,ワークフローモデルと分散並列/共有メモリモデルを適切に組み合わせて利用し,大規模システムにおいても高いスケーラビリティを実現した.さらに,障害が起こったタスクをハードビートにより検出して自動的に再実行することで,障害発生下でもアプリケーションを完遂可能な仕組みを実装した.本研究の目的は,アプリケーションプログラマの負担を最小限に抑えた耐故障性実現のために,マルチSPMDプログラミング開発実行環境において耐故障性をサポートすることである.マルチSPMDプログラミング開発実行環境においては,巨大かつ階層的な将来の計算機システムを効率的に利用するために,ワークフローにおけるタスクを分散並列/共有メモリモデルにより開発することで,ワークフローモデルと分散並列/共有メモリモデルが組み合わせて利用する.2014年度においては,マルチSPMDプログラミング開発実行環境におけるミドルウエアを拡張し,故障検知を実装した.拡張されたミドルウエアの性能を評価し,低オーバーヘッドでの故障検知が可能であることを確認した.故障から回復するためのワークフロースケジューラのスケジューリング手法を検討し,拡張ミドルウエアを導入して,耐故障性マルチSPMDプログラミング開発環境プロトタイプを作成した.実験により,故障からの回復能力,故障検知オーバーヘッド,回復ためのオーバーヘッドなどを評価した.これにより,ワークフロースケジューラがミドルウエアを介して故障を検知し,故障から回復して正しい結果を出力することが確認された.また,ワークフローのタスク数やタスクに割り当てられる計算ノード数が適切であれば,実行中に故障が発生した場合でも,総実行時間の増加は数パーセント程度で済むことを確認した.計算機システムの大規模化にともない計算機全体の平均故障間隔が短縮しつつあることから,アプリケーション開発においては故障対策が課題になっている.本研究の目的は,アプリケーション開発におけるの負担を最小限に抑えた耐故障性実現のために,マルチSPMDプログラミング開発実行環境において耐故障性をサポートすることである.マルチSPMDプログラミング開発実行環境においては,巨大かつ階層的な将来の計算機システムを効率的に利用するために,ワークフローのタスクを分散並列/共有メモリモデルとして実行することで,ワークフローモデルと分散並列/共有メモリモデルを組み合わせて利用する.2015年度においては,2014年度に開発したマルチSPMDプログラミング開発実行環境におけるミドルウエアを用いて耐故障性をサポートするマルチSPMDプログラミング開発実行環境を開発した.中大規模な計算機において開発した環境を実際に使用し,耐故障性およびオーバーヘッドなどを調査した.これらをの結果をExtreme Scale Programming Models and Middleware Workshopで発表し,議論した.また,The 6th AICS International Symposiumにおいて,マルチSPMDプログラミング開発実行環境およびその耐故障性について講演した.本研究の目的である耐故障性マルチSPMDプログラミング開発実行環境の開発および性能評価について,開発はほぼ完了することができた.また,性能評価については,中大規模な環境における評価は完了し,以上をまとめて査読付国際会議で発表した.ただし,大規模のシステム性能評価については,2016年度まで継続予定である.本研究の目的は,アプリケーションプログラマの負担を最小限に抑えた耐故障性実現のために,マルチSPMDプログラミング開発実行環境において耐故障性をサポートすることである.この開発実行環境では,ワークフローにおけるタスクを分散並列/共有メモリモデルとすることで,ワークフローモデルと分散並列/共有メモリモデルを適切に組み合わせて利用し,大規模システムにおいても高いスケーラビリティを実現した.さらに,障害が起こったタスクをハードビートにより検出して自動的に再実行することで,障害発生下でもアプリケーションを完遂可能な仕組みを実装した.平成28年度においては,これまでに実装した耐故障性を考慮したマルチSPMDプログラミング開発実行環境を,大規模システムである京コンピュータに向けて拡張し,性能評価を行った.予備実験の結果,タスクへのデータ入出力時に故障検知のためのハートビートが適切に送られないことがあることがわかり,対策を検討した.本実装におけるタスクへのデータ入出力はMPI-IOにより行われている.京において,ワーカからMPI-IO時と計算時にそれぞれ一定間隔でハートビートをマスタへ送信する単純なマスタワーカ型プログラムを実行し,MPI-IO性能を評価したところ,MPI-IOとオーバーラップするハートビートはしばしば間隔が不規則になることがわかった.また,京におけるMPI-IOの実行時間を調査したところ,同一サイズのデータ,プロセス数を用いた複数の試行において,実行時間にばらつきが出ることがわかった.これらの理由により,ハートビートの受信間隔が長くなることが,マスタが動作中のワーカーを故障と誤判定する原因であることから,タスクへのデータ入出の前のハートビートに「出力中」の状態を示すフラグを追加し,この誤判定を防ぐ実装を行った.本研究においては,アプリケーションプログラマの負担を最小限に抑えた耐故障性実現のために,マルチSPMDプログラミング開発実行環境において耐故障性をサポートした.この開発実行環境では,ワークフローにおけるタスクを分散並列/共有メモリモデルとすることで,ワークフローモデルと分散並列/共有メモリモデルを適切に組み合わせて利用し,大規模システムにおいても高いスケーラビリティを実現した.さらに,障害が起こったタスクをハードビートにより検出して自動的に再実行することで,障害発生下でもアプリケーションを完遂可能な仕組みを実装した.研究計画において示した故障検知手法(ミドルウエア)の実装を完了し,中規模な計算機クラスタを用いた計算機実験によって性能を評価した.ハートビート(あるプログラムが正常動作していることをマスタープログラムに示す通信)による故障検知能力およびオーバーヘッドを測定した.また,ミドルウエアをSPMDプログラミング開発実行環境に組み込み,スケジューラを改良を行った.これらにより,自動的な故障検知回復を可能にした.同様に中規模クラスタによる計算機実験によって性能を評価した.

実験対象となるアプリケーションの種類や実験環境である計算機の規模が限定されたものの,申請書に記載した計画をほぼ達成したため,おおむね順調に進展していると考える.2016年度は,京コンピュータをはじめとする超大規模システムにおける性能評価を行う.このよう大規模システム独自の課題を明らかにし,解決にむけて取り組む.高性能計算本年度においては,2014年度に構築した耐故障マルチSPMDプログラミング開発実行環境のプロトタイプを大規模な計算機環境で検証し,より効率的かつ安定的な環境構築を目指す.また,複数のアプリケーションにおいて計算機実験を行い,構築した耐故障マルチSPMDプログラミング開発実行環境の妥当性を示す.さらに,実行環境にあわせたマルチSPMDプログラミング開発実行環境の使用方法を検証する.故障発生の可能性の下においては,ワークフローにおけるタスクの総数,規模および同寺実行可能数などの計算資源配分に関るパラメータは,システムによって異なると考えられることから,適切な資源配分方法について検討する.当初,有料のスーパーコンピュータを利用する予定であったが,無料のものでより多くの実験をできるめどがたった.このためのスーパーコンピュータ用のコード準備,およびその使用(他のジョブとの兼ね合いからの実行開始待ちなど)に時間を要する.経費はこの結果をまとめた論文の英文校閲料,最終的な打ち合わせなどのために繰り越し.計算機使用料を計上したが,所属機関のクラスタなどで必要な実験がカバーできたため.成果投稿料,英文校閲料および打ち合わせ旅費成果発表(国内会議2回程度,国際会議12回程度)および雑誌掲載料,国際会議や国際雑誌投稿時の英文校閲などに使用する計画である.
W/Oエマルションを反応場とした球状多孔質ほうけい酸ガラスの合成

1.球状ほうけい酸塩粒子の合成:メチルシリケート(TMOS)、トリエチルボレート、共通溶媒及び酢酸ナトリウムあるいはクエン酸ナトリウム水溶液よりゾル溶液を調整した。W/O型エマルション内でゲル化を行わせ、球状粒子を得た。加水分解時の水の量は[H_2O]/[TMOS]=20が最適であり、未反応のアルコキシ基がほとんどない粒子を得ることができた。出発溶液の組成は、それぞれの加水分解速度が異なるため、及びそれぞれの溶液の水相あるいは油相への溶解度が異なるためNa_2O:B_2O_3:SiO_2の重量比に換算して5.8:26.2:68.0になるようにした。これにより、分相領域の組成の球状ほうけい酸塩粒子が合成できた。2.多孔質化:1で得られた粒子を熱処理することにより、シリカリッチな相とナトリウム及びホウ素リッチな相とに分相させ、0.5MH_2SO_4に可溶なナトリウム及びホウ素リッチな相を溶出して多孔質化した。たとえば680°Cで熱処理した場合100Aの細孔径を有する粒子が得られ、730°Cでは500Aであった。3.共通溶媒の効果:ゲル化の段階でメタノールより大きな一次粒子を形成するジメチルホルムアミドを用いた場合、粒子全体にわたって分相が均一に進んでおり、多孔質化に適していた。この手法により得られたガラス粒子は耐アルカリ性であり、シリカゲルではできなかったpH-領域でもHPLCの充填剤として利用でき、さらに高分子量の物質分離担体としての利用も期待できる。
極微小液滴の特性とそれに及ぼす材料表面の影響に関する研究

大気中の水分が湿度78%RH前後で金属表面に付着し始め,大気有機物とともにナノスケールの付着膜として表面に現れることは原子間力顕微鏡(AFM)によって確認された.また,有機付着物の多くは紫外線照射によって除去できた.一方,AFMのプローブを用いてミクロな硫酸液滴を特定の表面領域まで運び,そこでの局所腐食速度を測定できた.また,金属表面にミクロな潤滑油滴が付着され場合,ミクロな摩擦係数は増加することが判明した.大気中の水分が湿度78%RH前後で金属表面に付着し始め,大気有機物とともにナノスケールの付着膜として表面に現れることは原子間力顕微鏡(AFM)によって確認された.また,有機付着物の多くは紫外線照射によって除去できた.一方,AFMのプローブを用いてミクロな硫酸液滴を特定の表面領域まで運び,そこでの局所腐食速度を測定できた.また,金属表面にミクロな潤滑油滴が付着され場合,ミクロな摩擦係数は増加することが判明した.(1)極微小液滴を置こうとする固体表面の様相は、原子間力顕微鏡(AFM)を用いてナノレベルまで調べた。その結果、HOPG、純銅、純クロム、純亜鉛およびSUS304鋼などの材料種類に関係がなく、厚さ約1.22.4nmの液膜状付着物がそれぞれの表面に現れることはAFMのACノンコンタクトモード、コンタクトモードおよび弾性/粘性モードによって確認された。このような液膜状付着物は、大気中で吸着された凝着水および有機汚染物である。(2)固体基板上の汚染物を除去するため、紫外線・オゾン照射を行ってからAFM、XPSおよびマクロな水濡れ法によって表面清浄程度を調査・評価した。その結果、アセトン中での超音波洗浄によって除去できない金属表面汚染物は、紫外線・オゾン照射によってその大部分を除去できることがわかった。(3)極微小な硫酸液滴の特性およびそれによる純鉄板の腐食挙動を調べるため、まずAFMのカンチレバーを用いてあらかじめ決めておいた材料表面に直径110μmのミクロな硫酸液滴を付着させる方法を開発し、さらにAFMのACノンコンタクトモードおよびコンタクトモードを併用し,液滴による材料表面の腐食挙動を調べた.その結果、極微小硫酸液滴による純鉄の腐食速度は水溶液中によるそれより大きく、しかも極微小液滴の体積が小さい程その腐食速度が小さくなることがわかった.さらに、大気湿度5070%RHの場合に比べて湿度2530%RHの場合では,腐食反応の生成によって液滴が早めに固まることがわかった。1.紫外線・オゾン照射によって作られた清浄な金属表面に、マクロな水滴およびミクロな水滴の濡れ接触角をデジタルマイクロスコープおよび原子間力顕微鏡のACノンコンタクトモードによって調べた。その結果、清浄程度が最もよい表面では水滴の寸法変化による濡れ接触角の差がほとんど見られなかった。このことは、紫外線・オゾン照射しなかった表面にミクロな水滴の濡れ接触角度はマクロなそれより小さいこととは異なり、紫外線・オゾン照射しなかった表面に付着した有機汚染物が不均一であることがわかる。2.マイクロマシンの動作効率を大きく影響する微小接触の場合の摩擦力を把握するため、SUS304ステンレス鋼表面のミクロな摩擦特性は原子間力顕微鏡の摩擦力モード(LFMモード)を用いて測定を行った。その結果、曲率半径約20nmの窒化珪素と擦るSUS304鋼表面の摩擦係数は、10nN50nNの垂直荷重の場合では約5であるが、10nN以下になると急激に上昇する。また、その摩擦係数は測定環境の湿度変化(4080%RH)による影響は見られない。一方、ミクロな潤滑油滴(高さ:約130nm)を測定箇所に置く場合、潤滑油がない場合に比べて摩擦係数は垂直荷重が小さいうち(<10nN)では大きいが、垂直荷重が高くなると(10nN50nN)潤滑油の有無に関係がなく両者がほとんど同じである。また、潤滑油の量が多くなると(厚さ:約200nN)粘性力により摩擦係数は増加する。1.前年度に引き続き、紫外線・オゾン照射による清浄なステンレス鋼および純クロム表面を作製し、さらにAFMによる清浄度の評価を行った。その結果、照射時間が長いほど金属表面の清浄度が高くなるが、表面が一部酸化されることがわかった。一方、その表面酸化現象を利用してステンレス鋼の耐食性をある程度上昇させることが実現できる。2.近年橋等の金属製建築物や建造物には、100年以上の長期寿命が求められており、大気腐食の観点から防食対策が必要である。しかし、金属の大気腐食は液滴付着による影響が大きく、特に環境湿度が低くても金属表面の温度が低下すれば、表面湿度が高くなり液滴が付着して腐食が起こる。理論的には表面湿度100%RHで液滴が出るとされるが、超微小液滴はそれになる前に発生する可能性がある。これらが、大気腐食の腐食挙動に関連しており、解明することによって大気腐食のメカニズムへの理解を深めることができる。そこで本研究では、各種湿度下における金属表面での微小液滴の付着挙動および時間経過による水濡れ性の変化について検討するため純鉄の表面湿度を変化させ、表面の変化および濡れ性をマイクロスコープおよび原子間力顕微鏡(AFM)等を用いて調べ、以下の結果が得られた。(1)肉眼で液滴を確認するには、およそ表面湿度100%RHが必要であるが、表面湿度が78%RH前後で既に肉眼では確認できない超微小な液滴が、金属表面に現われていた。

(2)液滴凝着のメカニズムは、いくつかの過程のサイクルであり、液滴の成長には金属表面の濡れ特性が重要である。(3)濡れ性に影響するものとして、曝露時間が短い場合は有機汚染物(C-C)の存在が大きいが、曝露時間が長い場合では、腐食生成物の影響が強い。