hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナノフィラーによってアシストするセルロースの高速紡糸と再生繊維の高性能化

これらの問題は、紡糸液濃度の調整、紡糸温度の制御などによりおおむね解決することができた。セルロース選定を含めた紡糸液調製については、おおむね計画通りに進捗した。特に紡糸液調製法を見直すことで、再現性・生産性を大幅に改善することができた。その結果、試験回数を大幅に増やすことができたことから、さまざまな条件下で試験を実施した点は有意義であったと評価している。セルロース源の選定を含めた紡糸液調製については、おおむね計画通りに進捗した。新規に導入した高速巻取りを可能とする紡糸装置については、設計の練り直しが必要となり、発注が遅れてしまった(縦型凝固槽は液安定性に難があり、一方、横型凝固浴でも高速巻取りが十分可能であることが実験より判明したため、装置の仕様を変更した。ただし高速巻取りが第一目的であることには変わりはない)。そのため、導入が年度末ギリギリとなってしまい、十分な紡糸試験の時間を確保することができなかった。研究の基本的な推進方針に変更はない。平成24年度はおおむね順調に研究を進捗させることができた。特に紡糸液調製法の改善等により、より短時間に紡糸性良好な均一溶液が得られるようになったことから、さらに実験回数を重ねることで高強度・高弾性率化の条件の最適化へ向けて実験を押し進めていく。また、実用化を念頭に置き、可能な限り多量のサンプルが得られるようにスケールアップしていく予定である。NMMO溶液の水和数を変えた時に得られる繊維の物性・構造についても合わせて検討を行い、紡糸速度の更なる高速化を行い。I型結晶セルロースが得られるかということについても検討する。装置の導入時期が遅くなったため、予定よりやや進捗は遅れてはいるものの、リヨセル法を基本とする紡糸溶液の調製方法や高速巻取り紡糸装置を用いた紡糸法は当初の予定通りに進めていく予定であり、研究の推進方策に変更はない。実験環境が整った状態にあるので、鋭意実験を押し進めていく。該当なし。当初計画した通りに研究を進めていくので、研究費の使用は基本的に申請時の計画に大きな変更はない。ただし高分子関係のもっとも大きな国際会議で研究成果を公表する予定であるが、次年度は日本で開催される予定であるため外国旅費を圧縮し、その分をセルロース溶剤の購入量を増やし、より多くの実験データを蓄積するために試料作製のスケールアップを図る方向にしていく予定である。
袖壁と腰壁が付帯する鉄筋コンクリート柱部材の耐震性能に関する研究

本研究では、柱幅壁厚比の異なる鉄筋コンクリ-ト造袖壁付き柱試験体2体および袖壁と腰壁付き柱試験体2体の合計4体について実験的研究および解析的研究を行い、強度と剛性、損傷と変形の関係を実験的に明らかにした。既往の曲げ終局強度算定式、せん断強度式(分割累加式)、せん断剛性低下率を適用した場合に、薄い腰壁が付帯した試験体では降伏点剛性および強度剛域が部材全幅の約2割程度伸展しており、柱幅壁厚比により部材剛域に変化が生じることを実験的に明らかにした。鉄筋コンクリート造そで壁付柱部材にさらに腰壁と垂れ壁がつく場合の曲げ変形性能について実験的検討を行った。また、実験結果や計算結果との比較から剛域長さやヒンジ領域長さに関する検討を行った。試験体は鉄筋コンクリート造両側そで壁付柱およびそで壁および腰壁付き柱2体とし、正負交番繰り返し載荷を実施した。各試験体は1/2スケール縮小モデルであり、腰壁の有無および壁厚を設計パラメータとしている。各試験体は計算上ではいずれも終局曲げ耐力と終局せん断耐力はほぼ等しいが、そで壁脚部で曲げ破壊が生じており,変断面部材のせん断強度算定式がせん断耐力を安全側に評価していることを確認した。また,平面保持仮定に基づく終局曲げ強度式はいずれの試験体の最大耐力も精度良く評価した。壁厚の小さい試験体では腰壁がついた場合に最大耐力が小さくなり、部材全せいの約0.2倍程度の腰壁部分の可撓長さが認められた。壁厚の大きい試験体では腰壁の有無によらず概ね等しい最大耐力を示し,壁厚さにより腰壁つき柱部材の耐力剛域が変化しうることを示した。そで壁付柱部材における剛性低下率は修正菅野式を用いることで評価可能であった。腰壁がついた場合の降伏点剛性は実験結果が計算結果の80%程度であり、降伏点変形における腰壁部分の可撓長さは部材全せいの約0.2倍であることを明らかにした。本実験の可撓長さは既往の研究で提案されている腰壁部分の可撓長さよりも明らかに小さな値となった。限界変形角の検討において危険断面の曲げ断面解析結果と壁厚3倍相当のヒンジ領域を仮定して計算される塑性回転角は実験結果における終局限界変形を安全側に評価することを示した。平成23年度は当初の計画通り、鉄筋コンクリートそで壁および腰壁つき柱試験体の静的繰返し載荷実験を実施した。静的載荷実験は腰壁およびそで壁が柱両側面に付帯する柱部材を1/2スケールに縮小した試験体4体について行った。試験体は既存低層鉄筋コンクリート建物に包含される部材を想定して、普通コンクリート、鉄筋を使用して製作し、建築研究所強度試験棟に搬入した。反力床に基礎スタブを固定し、建研式加力装置を用いて正負交番繰り返し載荷実験を行った。試験体は腰壁およびそで壁つき柱試験体2体および腰壁つき柱試験体2体とし、壁厚は柱幅の1/4または1/3とした。腰壁およびそで壁はダブル配筋とした。各試験体の終局せん断耐力については壁谷澤らが提案する分割累加式、曲げせん断耐力については耐震診断基準に示される全塑性理論に基づいて精算し、腰壁を完全剛域とした仮定した場合には曲げ破壊が計算上やや先行するように設計した。試験体の上部スタブには両端部には水平ジャッキ2台、載荷装置の鉄骨梁には鉛直ジャッキ2台が接続することで、試験体を水平方向および鉛直方向に加力した。反曲点高さはそで壁つき柱内法高さの中央になるように左右の鉛直ジャッキによって付加モーメントを調整した。軸力は柱中心位置に作用させる固定軸力とし、軸力比はそで壁部分を除く柱コンクリート断面に対して0.2とした。実験時には基礎スタブからアルミアングルで製作した計測フレームを設置し、各柱の水平・鉛直絶対変形のほか、柱、そで壁、腰壁部分において曲率およびせん断変形を計測した。また、主筋およびせん断補強筋にひずみゲージを添付して鉄筋降伏状況と試験体のひびわれ損傷状況の比較を行った。各サイクルの荷重ピークおよび除荷時にひび割れ幅の計測を行った。なお、繰返し載荷による腰壁端部の圧縮破壊を防ぐため各変形ピークにおける載荷サイクルは1回とした。平成23年度までの研究では静的漸増載荷実験を実施し、本研究目的である腰壁およびそで壁つき柱部材の可撓長さを検討するためのデータ(試験体4体)を取得することができた。試験体は曲げ破壊型であり、試験体設計時の想定の通り、(1)腰壁が付帯したことによる部材耐力・終局変形角の変化、(1)壁厚さにより剛域可撓長さが変化することが実験的に検証できた。

これにより、研究目的における平成23年度の1)および平成24年度の1)が達成されており、当初の研究計画よりも研究状況は進んでいる。(研究計画を一部変更して平成23年度に前払支払請求書を提出しているため、試験体パラメータについては変更されている)。取得した実験データに関しては荷重-変形関係のみ整理されているため、当初の研究計画の通り、平成24年度に損傷過程(ひび割れ伸展過程)、鉄筋ひずみ、曲率等の詳細なデータについて整理し、剛域(可撓長さ)について検討する予定である。また、実験結果についての理論的な解釈についても当初の研究計画の通り、解析的検討を通じて腰壁およびそで壁つき柱の可撓長さの算定方法に壁厚さ壁補強筋比の影響を考慮した式を提案する。本年度は前年度実施した静的載荷実験結果について実験データを取りまとめるとともに、断面解析および有限要素モデルを用いた解析的検討を実施する。平成24年度1)実験結果の解析的考察については試験体の荷重ー変形関係のみならず、(1)残留ひび割れ幅と変形角の関係、(2)部材曲率と終局変形角の関係、(3)鉄筋降伏状況等について整理する。また、平面保持を仮定した断面解析を実施し、腰壁およびそで壁つき柱部材の等価な可撓長さについて検討する。コンクリートの修正圧縮応力場理論に基づいたAxial Shear Flexural Interaction Modelにより各柱部材の終局限界変形が推定可能であるか検討する。平成24年度の2)柱剛域に与える影響についての理論的解釈の部分については有限要素法に基づいた解析的検討を実施する。試験体はコンクリートおよび鉄筋材料試験の荷重変形関係を用いて適切にモデル化し、荷重変形関係および鉄筋降伏状況よりその妥当性を検証する。また、パラメトリック解析を実施し、壁厚や境界条件が剛域(可撓長さ)に与える影響について検討する。平成23年度に当初計画していた目的(そで壁および腰壁つき柱部材の剛域長さの検討)を達成しうる静的漸増載荷実験データを取得することができたため、平成24年度予算は試験体製作作業等に使用せず、解析的検討のために使用する。特に採用時の研究計画には無かった有限要素法を用いたパラメトリック解析による検討を追加しているため、主にこれらを実施するための消耗品等予算(PCまたは解析プログラム等購入費用)として使用する。また、研究成果について発表するため、当初の予算項目として計上している国内研究発表および第15回世界地震工学会議の出席・論文発表のための旅費として使用する。
Planck時代におけるインフレーション模型およびその再加熱過程の精査

宇宙初期にインフレーションと呼ばれる加速膨張の時期があったことが観測的に明らかになっている。その一方で、インフレーション期の後に続く「再加熱期」については理論的にも観測的にも不明な部分が多かった。特に私はこの再加熱期の解析を精力的に行い、これまで考えられていなかった豊かな現象の発見に成功した。代表的な例として、再加熱期におけるヒッグス真空の崩壊や、爆発的な粒子生成現象、重力の効果による再加熱など、いずれもインフレーション宇宙の新たな検証方法へ向けた重要な結果を導いた。1.2014年3月に、BICEP2実験により宇宙背景放射のBモード偏光の観測が報告された。これを受けて、観測された強度のBモードを説明すようなインフレーション模型を構築した。標準模型のヒッグス場、超対称模型の右巻きスカラーニュートリノをインフラトンと童貞することができることを示した。また、Z2対称性を持った、摂動的に安定なスカラー場が初期宇宙のインフレーションを引き起こし、かつインフラトン自身が現在の暗黒物質となるような模型を提案した。2.宇宙の原始密度揺らぎを説明する有力な模型の一つであるカーバトン模型のダイナミクスを詳細に解析し、高温プラズマ中での崩壊・散逸過程を明らかにした。また、カーバトン模型における密度揺らぎの非ガウス性の大きさを再解析し、従来考えられていたよりも大幅に非ガウス性を抑制できることを示した。3.Peccei-Quinn対称性がインフレーション後に破れる場合のPeccei-Quinn場のダイナミクスを解析し、熱浴との相互作用によってアクシオン暗黒輻射の過剰生成問題を回避できることを示した。4.インフラトン振動期における、重力的相互作用による粒子生成の効果を評価し、重い暗黒物質の生成機構として有望であることを示した。1.インフレーション終了後の再加熱初期における重力的粒子生成の効果を評価し、これによる暗黒物質生成機構を提唱した。またこの効果を一般の拡張重力模型で評価する簡便な手法を開発し、多くの拡張重力模型ではアインシュタイン重力に比べて粒子生成が顕著になることを指摘し、その宇宙論的影響を調べた。さらにある種の拡張重力模型では、再加熱期にインフラトンの短波長ゆらぎに不安定性が現れることを指摘した。2. AMS-02衛星が宇宙線反陽子フラックスの超過成分を報告したことを受け、暗黒物質の崩壊・対消滅によりこの超過成分を説明するシナリオを考案した。特に、超対称模型におけるウィーノ暗黒物質がそのよい候補であることを示した。3.最新のPlanck衛星による宇宙背景放射の観測結果を用いて、暗黒物質の対消滅断面積に対する厳しい上限を導いた。4.ヒッグスインフレーション模型において、アクシオン等曲率揺らぎが自然に抑制されることを示した。また、ヒッグス場が電弱スケールより遥かに高いスケールで相転移した可能性があることを指摘し、このときに発生する重力波の強度を見積もった。5.超重力カオティックインフレーション模型から自然にシーソー機構を通して、軽いニュートリノ質量が導かれることを示した。この模型においてニュートリノ質量差や混合角などの実験データが再現されること、再加熱およびレプトン数生成機構がうまく働くことを示した。当初計画の主目的であるインフレーション後の再加熱期の理解に大きな進展があった。これまでの再加熱の解析はインフラトンと標準模型粒子の間の相互作用(ゲージおよび湯川相互作用など)を仮定したものであったが、我々は普遍的な重力相互作用のみによる粒子生成・再加熱の効果を詳細に評価することに成功し、重力的粒子生成が宇宙論的に重要な役割を果たすことを明らかにした。(1)LHCで発見されたヒッグス粒子の質量から、電弱真空は準安定であることが示唆されている。現在の宇宙では、電弱真空の寿命は宇宙年齢より長いためこれは大きな問題ではないが、初期宇宙から現在に至るまで真空の(準)安定性が保たれているかどうかは非自明である。実際、我々はインフレーション終了後の再加熱期にパラメーター共鳴と呼ばれる現象によりヒッグス場の揺らぎが増幅し、真空が崩壊する可能性があることを指摘した。さらにそれを回避するための条件を詳細に調べた。これは素粒子標準模型における宇宙の進化を記述する上で重要な指標となる。(2)超重力理論においてはグラビティーノがしばしば宇宙論的問題を引き起こすことが知られている(グラビティーノ問題)。一方、カオティックインフレーションのような高スケールインフレーション模型における非熱的グラビティーノ生成量の評価は、摂動論的な計算が使えないためにこれまで成されていなかった。我々は非摂動的な解析を用いて、より一般のクラスのインフレーション模型におけるグラビティーノ生成量の評価を行い、様々な模型への新たな制限を得た。(3)ヒッグスインフレーションに代表される、インフラトンが重力との結合を持つような模型における再加熱期の粒子生成の解析を行った。その結果、これまで考えられていたよりも遥かに効率的な粒子生成が起こることを発見し、この種の模型での再加熱の標準的な理解に変更が必要であることを示した。(4)素粒子標準模型の理論的問題(強いCP問題およびフレーバー階層性の問題)を同時に解決し、かつ暗黒物質、ニュートリノ質量、バリオン非対称性、インフレーションといった現象を全て説明する単純かつ統一的な模型を提案し、フレーバー物理への示唆を調べた。

インフレーション後の粒子生成、特にヒッグスインフレーションの解析において、計画段階では全く予期していなかった新たな現象を発見したことにより、その後の発展にさらなる広がりを見せた。またグラビティーノ生成の解析は技術的な困難が予想されたが、解析的な評価を得ることに成功した。(1)LHCでのヒッグス粒子の発見以降、真空の安定性について活発な議論がなされている。一方で初期宇宙におけるヒッグス場のダイナミクスについては、まだ十分な研究がされているとは言えない。我々はインフレーション後の再加熱の時期においてヒッグス場のゆらぎが急激に成長し、電弱真空の崩壊という深刻な事態を導く可能性があることを、詳細な格子シミュレーションを用いて示した。特に、インフレーションのエネルギースケールが非常に低い場合においてさえ、電弱真空の崩壊を避けるにはヒッグス場とインフラトン場の結合に対して厳しい制限がつけられることを示した。(2)超重力理論では、インフーレション後にグラビティーノが熱的・非熱的に生成され宇宙論的問題を引き起こす場合があることが知られている(グラビティーノ問題)。我々は再加熱期における非熱的グラビティーノの生成量を再解析し、最近提唱された幾何的インフレーション模型では、従来の見積もりよりも遥かに大量のグラビティーノが生成され、宇宙論的に深刻な問題を引き起こすことを指摘した。(3)超対称性理論において右巻きスカラーニュートリノがインフラトンの役割を担うシンプルな模型を提案した。この模型では右巻きニュートリノの数が2つ、ニュートリノ湯川結合の値がインフラトンのダイナミクスから制限されるなどの特徴があり、ニュートリノ振動実験によって検証・制限される可能性がある。この模型におけるニュートリノ混合角およびニュートリノCP位相の詳細な解析を行い、CP位相について予言を導くことに成功した。宇宙初期にインフレーションと呼ばれる加速膨張の時期があったことが観測的に明らかになっている。その一方で、インフレーション期の後に続く「再加熱期」については理論的にも観測的にも不明な部分が多かった。特に私はこの再加熱期の解析を精力的に行い、これまで考えられていなかった豊かな現象の発見に成功した。代表的な例として、再加熱期におけるヒッグス真空の崩壊や、爆発的な粒子生成現象、重力の効果による再加熱など、いずれもインフレーション宇宙の新たな検証方法へ向けた重要な結果を導いた。BICEP2実験がBモード偏光を観測し、高エネルギースケールのインフレーションが実証されたということで大きな話題を呼び、大きな話題を呼んだ。これはまさに当研究課題の中心を担う観測結果であり、これに関連して数本の論文を執筆した。その後、Planck衛星によって否定的な観測結果が得られたものの、理論的には高エネルギースケールインフレーション模型の研究において予想を遥かに上回る進展があったといえる。また、当初からの目的でもある、スカラー場の熱浴中でのダイナミクスの研究にも着実な進展があり、カーバトン模型やアクシオン模型における現象論的な応用を研究する段階に至った。インフレーション後の再加熱の物理はまだ発展途上であり、特に標準模型ヒッグス場の再加熱期での安定性について調べたい。
アナログ・ディジタル混載回路設計実習のための教材開発と実習環境の構築

1.目的アナログ・ディジタル混載回路の設計には、システムレベル及び回路ブロックレベルでの設計が必須である。しかし、大学では時間の制約上、アナログ回路、ディジタル回路のいずれか一部の教育にとどまっているところが多く、これらすべてを網羅した教育を行っているところは極めて少ない。特にアナログ回路ブロックでは、Verilog-Aを用いたモデリングを行う必要があるが、これに関する日本語文献もかなり少ない。そこで、本取組みでは、学生がアナログ・ディジタル混載回路の設計を自学自習できるよう、特にアナログ回路のモデリングに重点をおいた設計実習教材の作成及び環境構築を行うことを目的とした。2.方法(1)シミュレーション環境構築と使用法のマニュアル作成Linux及びWindowsでシミュレーションができるよう、2つの設計ツールのインストールを行い、Verilog-Aのシミュレーション実行方法手順をまとめたマニュアルを作成した。(2)アナログ回路のモデリングに重点をおいた設計実習教材の作成アナログ回路をモデリングする際に使う文法、アナログ・ディジタル混載回路で用いられるアナログ回路のVerilog-Aを用いた記述例をまとめたマニュアルを作成した。(3)実習教材を利用したICの試作と実験環境の構築(2)の一部について、CMOSプロセスにて設計・マスクレイアウトを行い、ICを試作した。さらに、このICとFPGA評価ボードを直接接続可能な評価基板も製作した。3.成果本取り組みにより、特に情報が少ないアナログ回路のVerilog-Aを用いた動作モデリングを学生が自学自習できる環境は整った。2016年3月に開催された実験・実習技術研究会in西京において、本取り組みの発表を行った。今後は、作成したマニュアル及び実験環境を用いて、簡単なアナログ・ディジタル混載回路を用いた実習テキストを作成する予定である。
グラフェンpn接合における負の屈折率の実証

電気測定の結果、全体的には負の屈折をしている傾向が見えたがフェルミ波長に相当する周期で正負のパターンが交互に現れたため、結論として負の屈折を確定することはできなかった。この干渉パターンのようなトップゲートおよびバックゲート電圧依存性は弾道電子(ホール)波がエッジで反射されて干渉パターンが生じている可能性があるこれまでグラフェンのpn接合界面における電子(正孔)波の屈折、反射に関する実験をおこなってきた。電子波が接合界面に垂直に入射する場合、接合界面のポテンシャルが十分に急峻名場合に理論的な予測と一致する共振が観測された。入射波が界面に対して斜めに入射する場合は、特定の角度の方向に屈折した電子波(正孔波)のみが高い透過率を持つことが理論的に予測されているが実験的な実証がなされていなかった。このことを単一原子層のグラフェンで電気的に実証するためにトップゲートとバックゲートを使い分けて用意したpn接合の片側から細い線路を弾道的に電子(あるいは正孔)を入射させ、屈折後の弾道正孔(電子)の方位に応じて蓄積電荷を微細なコレクタ端子電圧として検知する方法で蓄積電荷分布を観測した。その結果負の屈折を示唆する電荷蓄積信号に加えて多重反射に起因すると思われる振動モードが重なる結果が得られた。これらの実験は比較的大面積の単一原子層グラフェンを必要とするためSiC基板上に形成したエピタキシャルグラフェンを用いて行ったが、SiC基板上のエピタキシャルグラフェンはバッファー層の影響で移動度がある程度制限されたものとなっている。そのためバリスティック長程度に制限されたデバイスサイズに多数の電極を詰め込まざるを得ない構造が不必要な多重反射を生じさせ、実験の解像度に影響を与えていたと思われる。今後このような不確定さを除外するため(1)移動度のより高いMgO上の剥離グラフェンを用いて同様な実験をおこなうか(2)多数のコレクタ電極への帯電効果を観測するかわりに屈折後の正孔波(電子波)を単電子プローブを用いて直接観測することにより明確な実証が得られるものと予測している。この干渉パターンのようなトップゲートおよびバックゲート電圧依存性は弾道電子(ホール)波がエッジで反射されて干渉パターンが生じている可能性がある本研究は、トップゲートおよびバックゲートにより形成されたグラフェンpn接合を横断して弾道的に伝導するキャリアの特異な屈折現象を実験的に検証することを目的としている。本年度は以下の手順でデバイスを作製し、負の屈折率の検証を試みた。(1)単層グラフェンを用いてトップゲートとバックゲートの組み合わせでpn接合を作製する。(2)そのサイズが平均自由行程程度のサイズで負の屈折率を検証するデバイスを設計する。(3)定常状態でキャリアーの偏りを検知することで負の屈折率が成立する散乱条件を調べる。(4)負の屈折率の検証。トップゲートの下に溜まった電荷にアクセスすることは簡単にはできないので電流端子の電極を1次元ナノリボンの電子領域にコンタクトさせるようにした。電子からホールへの変換は拡散的になされることで実現するためグラフェンナノリボンの導波路の長さは平均自由行程よりも長くした。逆に、屈折後のキャリアーは弾道的伝導をさせて電圧モニター端子でのキャリアーの蓄積を行うことで屈折方向を確認するため注入口からモニター端子までの距離は平均自由行程以下になるように設計しなければならない。またpn接合界面において急峻にポテンシャルを変化させる必要があるためトップゲート下に用いる絶縁体薄膜の厚さをできるだけ薄く、誘電率の高い材料を用いる方法でpn接合界面のボケを最低限におさえて界面領域での断熱的にホールから電子へ変化させる工夫を施した。この干渉パターンのようなトップゲートおよびバックゲート電圧依存性は弾道電子(ホール)波がエッジで反射されて干渉パターンが生じている可能性がある。予想される問題点を克服してデバイス作製に成功した。pn接合で負の屈折をするという理論予想を決定的に証明することはできなかったが、かなりの見通しを得ることができた。電子波の反射による干渉を押さえたパターンで再実験することと電子波(ホール波)の直接観測を計画している。電極材料などの消耗品の購入や学会発表のための旅費を計画している。次年度の繰越額135,485円のうち134,820円については,3月に納品等があった為,4月末に支払われているものである。また,残高665円については小額であるため翌年に持ち越し消耗品購入費に加えて使用する計画である。
北海道津軽海峡域マコガレイ稚魚の摂餌に関する研究

マコガレイPleuronectesyokohamaeの生息北限にあたる北海道津軽海峡沿岸域において,仔稚魚の分布,餌生物環境,摂餌戦略,成長様式,被食を明らかにし,初期生残戦略の概要を解明した。1.浮遊仔魚は,函館湾湾口部の産卵場から沿岸の成育場に,季節風によって生じる吹送流の底層補償流によって輸送される。眼球移動仔魚は水深3-15mの海底に着底し,稚魚は水深5m前後まで接岸する。2.仔魚は主に有鐘繊毛虫類とワムシ類を,その後発育に伴ってかいあし類ノープリウスを捕食した。仔魚の捕食の成否は,餌密度よりも低水温による影響のほうが大きく,7.5°Cは本種の再生産の北限を規定する水温と推定した。海底付近に分布する眼球移動仔魚は枝角目から底生性かいあし類ハルパクチクス目へと転換した。眼球移動中には,急速な形態変化に伴って捕食能力が低下した。3.稚魚は,交尾のために活発に動き回り目立ちやすいハルパクチクス目の雄を偏食した。標準体長30mmを超える稚魚は,ヨコエビ亜目,クーマ目,タナイス目などの小型底生性甲殻類や,多毛類を捕食した。4.仔稚魚は着底直後にエビジャコCrangon uritaiによって被食され,水温によって駆動される両者の時空間分布の重複が生残率の年変動に関与しているものと考えられる。5.エビジャコは主に夜間に稚魚を捕食し,稚魚よりも餌料価値の高いアミ目の密度によって,稚魚に対する捕食圧が大きく変化することが予想された。6.仔稚魚の扁平石と礫石の輪紋が日周輪であることを確認した。比較的流速の速い当海域で,マコガレイの生物量が高い理由は,沈性粘着卵,小型での変態の完了,津軽暖流による高水温にあると結論付けた。マコガレイの初期減耗要因は多様であり、いずれの要因が強く働くのか、今後とも継続して検討する必要がある。1.マコガレイ稚魚の分布:函館湾におけるマコガレイ稚魚は4月上旬以降に出現し、5月下旬までは水深15m以浅で多く採集された。その後69月では10m以浅で採集され、分布の中心は水深5m付近であった。2.マコガレイ稚魚の食性解析:マコガレイ稚魚の主要餌生物は、変態直後から標準体長30mmまでは底生性かいあし類のハルパクチクス目であったが、30mmを超えるとより大型の底生性甲殻類のクーマ類、ヨコエビ類、タナイス類、多毛類への転換がみられた。3.バンドン採水器により採集されたハルパクチクス目の分布:マコガレイの着底期にあたる4月、5月の函館湾内水深320mでは、ハルパクチクスはほとんどが海底直上で採集された。また推進115m位浅でもっとも個体数密度が高かった。4.マクロベントスの分布:函館湾内水深10m以深では泥含有率が最大46%と高く、多毛類の個体数密度は比較的高いが、ヨコエビ類は非常に少なかった。これに対し、函館湾湾口部から木古内湾までは泥含有率が8%以下と低く沿岸はヨコエビ類が多く、沖合になるほど多毛類が多く分布することが明らかとなった。5.エビジャコの食性解析:エビジャコはマコガレイ、マハゼ、チカ、ワカサギなどの仔稚魚、ヨコエビ類、アミ類、貝形虫、二枚貝や巻貝の稚貝、多毛類など環境中の様々な小型動物を餌として利用していることが判った。

6.仔稚魚の扁平石と礫石の輪紋が日周輪であることを確認した。比較的流速の速い当海域で,マコガレイの生物量が高い理由は,沈性粘着卵,小型での変態の完了,津軽暖流による高水温にあると結論付けた。マコガレイの初期減耗要因は多様であり、いずれの要因が強く働くのか、今後とも継続して検討する必要がある。1.マコガレイ稚魚のハルパクチス目の捕食:5月から7月まで,函館湾七重浜沖水深5m前後と福島町岩部漁港内に生息するマコガレイ稚魚はハルパクチス目を主食としていた。ハルパクチス目の属組成は水域によって異なり,七重浜沖ではHalectinosoma sp.が,岩部漁港ではHarpacticus sp.が主に捕食されていた。いずれも雄に偏った捕食がみられたが,ハルパクチス目の雄成体が交尾のために雌を探して活発に動き回り目立ちやすいためと考えられた。2.ハルパクチス目の空間分布:七重浜においてハルパクチス目は水深10m以浅の海底直上で豊度が高く,マコガレイ稚魚が餌として利用する5-6月に豊度のピークがみられた。従って,マコガレイ稚魚とハルパクチス目の分布は時空間的にほぼ一致していた。3.エビジャコによる被食:七重浜沖において,エビジャコはマコガレイ稚魚を捕食していた。飼育実験の結果,エビジャコは主に夜間に稚魚を捕食すること,稚魚のみを餌として与えた場合,一晩で20個体以上を捕食することが明らかになった。また,3種類の餌を与えた場合,エビジャコは大型で目立ちやすく逃避速度が遅いアミ類Nipponomysis sp.を多く捕食し,次にマコガレイを捕食し,小型で捕食に時間がかかるナミノリソコエビHaustorioides japonicusはあまり捕食しなかった。従って,エビジャコによるマコガレイの捕食量は,環境中のアミ類などエビジャコにとって餌料価値の高い餌の豊度によって大きく変化することが予想された。1.津軽海峡に隣接する函館湾において,2-5月に採集されたマコガレイ仔魚は,卵黄吸収中から捕食を開始し,主に有鐘繊毛虫類とワムシ類を捕食した。その後仔魚は発育に伴い主要餌生物をかいあし類ノープリウスへと転換し,大型個体ほど大型餌生物の捕食が可能であった。仔魚1個体あたりの平均捕食個体数は同じ体長グループ内でも採集年によって異なり,3月下旬以降低水温であった1999年は他の年に比べてこれらの餌の捕食個体数が少なかった。環境中におけるノープリウスの個体数密度は3月には低く4月以降増加し,年による差が小さかった。このことから仔魚の摂餌強度の低下は,環境中の餌の個体数密度よりも低水温による影響が大きいものと判断された。眼球移動中の仔魚は枝角類,眼球移動を完了した稚魚ではかいあし類ハルパクチクス目へと餌を転換し,急速な形態変化が生じる眼球移動期には,一時的に捕食活動が低下することが明らかとなった。2.マコガレイ仔稚魚の耳石輪紋が日周輪であることを確認した。孵化後25日齢までの扁平石上の輪紋数と日齢との関係は,輪紋数=0.95×日齢-4.57(r^2=0.99)で表された。この直線の傾きは1と有意な差はみられなかったことから(P=0.054),仔魚期の扁平石上の輪紋は日周輪と判断された。また,孵化後約5日目に摂餌を開始すると,日周輪も形成され始めた。しかし,扁平石には左眼が背縁に移動した段階で,二次核成長部位が形成され始めるために,その後の輪紋の判読が困難になった。一方,稚魚の礫石上には3本の太い輪紋(チェック)が形成され,アリザリン・コンプレキソンで薬浴処理した結果,眼球移動期を示す3本目の太い輪紋以降,1日に1本の輪紋形成が確認できた。以上よりマコガレイは,仔魚期の日周輪解析には扁平石を用い,眼球移動期以降は礫石上の日周輪を用いて成長解析を行なうことが可能となった。
新旧居延漢簡の総合的研究

1、新旧居延漢簡を總合して成果を得ようとする研究は、関西大学において毎簡写真と照合しながら釈文検討会を行い、全簡を終了し、簡文もコンピューターに登録し終えた。又簡牘研究に関する文献目録を作成、報告書に公表する。公文書の形式の分類、漢の暦法の実状調査なども成果を得て、報告書に掲載する。簡文の輪読を終えて以降は、『漢書』百官公卿表、『続漢書』百官志、『晋書』職官志、『宋書』百官志の同一官職を連関して輪講する研究会を行っている。2、中国内で出土した各種木簡の内、敦煌懸泉置漢簡は出版準備を終えたが甘粛省文物考古研究所の内部事情で作業が中断している。尹湾漢簡は報告書が出版され、輪読を終えた。長沙において発見された三国、呉の簡牘は、北京中国文物研究所が中心になって、第一次報告書を作成中である。3、国出土の簡牘の研究を概括的にいえば、現在研究できる図版の刊行は一段落し、今後新しい報告書が公刊されるまでは休止状態に入らざるを得まい。研究代表者大庭の主催した研究会は、1992年の「漢簡研究の現状と展望」国際シンポジウム、1993年の漢簡の展観、1995年の『居延漢簡索引』の公刊と、本研究の報告書をもって一応の完成を見たものと言える。1,新旧居延漢簡を總合して成果を得ようとする研究は、関西大学東西学術研究所において毎週行われる輪読会において毎簡新刊行写真版による釈読を行い、釈文の正確なものを確定する作業と共に、その結果の簡文をコンピュータにインプットしてデータを蓄積中である。招へい研究者もこの研究会に出席し、日本の研究法を経験すると共に、彼等の知見を提供し、共同作業の成果をあげている。2,中国内で出土した各種木簡の内、敦煌懸泉置出土木簡については、釈文の初稿が出来たので、甘粛省文物考古研究所の特別の要請に応じ、9月14日より28日まで代表者大庭と研究協力者陳波が当初遼陽へ趣き調査するとした予定の行先を変更してこれに当たり、代表的木簡の釈文について意見を提出した。また、広州・長沙での調査で、江蘇省連雲港尹湾漢簡と、長沙王妃墓出土の漢簡とを見て、その情況を理解し、近い将来での研究の準備を行った。3,ローマ木簡については代表者大庭はバースその地で実見し、11月10日けい義田と共にシンポジウム「漢とローマ」を行った。2,中国で出土した木簡の内、尹湾出土漢簡について報告書が出版されたので、平成10年初よりこの共同研究も開始した。次年度には下級官僚につき多少の成果を得る見込みである。3,招聘研究者李均明・劉軍は、新旧居延漢簡及び尹湾漢簡の釈読につき意見の交換を行えたほか、新発見の長沙の呉簡について新しい情報を提供し、日本側研究者に新知見を与えた。張羽新は日本の木簡保存処理方法について新知見を得た。4,吉村・鵜飼・門田の三名は始めてスタイン将来漢簡を実見し、簡の形態・文字等についていくつかの疑問を解決できた。1)関西大学において毎週一回輪読会を行った。居延漢簡は全簡を読了し、ついで新出尹湾漢簡の輪読も終了。その後、漢書百官公卿表をはじめ官制関係史料を用い、漢簡に見える官職との比較を行った。

2)継続してきた各漢簡文のコンピューターソフト化は終了し、運用している。3) 1995年までの簡牘研究文献目録を作成し、公表する。4)文書の形式と効用、現実の記載にもとづく漢代暦法の復原、日本に存在する漢代印章の調査結果などの基礎的な研究成果に、(3)の文献目録を加え、『漢簡の基礎的研究』と題する研究書を思文閣出版より刊行する。5)今後の課題として中国で簡牘類の釈文の発表が時間がかかる事実に対し、日本の漢簡研究者はどう対処するかという問題が出てきた。発掘資料を利用する研究であるから中国側の発表を待つより他に方法はない。その間で新しい研究者の育成をせざるを得ぬのではないか。
再保険ネットワークのリスク管理と保険システムの救済問題に関する研究

(A)2企業間のシステミックリスク問題に関して,内生的クリアリングを行うモデルを提案した.従来のシステミックモデルとの大きな違いは,事象の発生を内生化し,しかも,動的なクリアリングモデルを提案したことである.これにより,負債の持合は,企業の状態が良いときは,分散投資効果および回収率の上昇に伴うクレジットリスクの低下をもたらすが,企業の状態が悪くなると,持合の増強は逐次倒産のリスクを急上昇させ,システミックリスクの要因たりえることがわかった.他にも,デフォルトコスト,無リスク金利,事業リスクの相関からの影響について,従前では得られなかった結果を得ることに成功した.その多くは,債務の持合がもらたす,逐次倒産確率の上昇は予想よりも大きいことに起因する.またそのメカニズムについても納得的な記述に成功した.ここまでに,数値計算および計算結果の精査,執筆ともに終了し,投稿の最終準備中である.(B)多企業間のシステミックリスクに関する基礎モデルとして,企業の利得が負債の大きさに対して,単調増加にならない場合の静的モデルの研究を提案した.従来の結果を拡張して,単純な債務,株式に加えて,それらの派生証券を持ち合う場合についても,クリアリング達成の条件を示した.債務や株式に対するオプションを扱うことができる拡張になっており,応用性に優れる研究成果である.数値計算は終了し,現在,投稿のための修正を行っている.研究の概要(A)で述べた成果は,基礎理論の拡張であり,優れた成果であると自負している.また,研究の概要(B)で述べた成果は,保険契約の売買を記述する上で必要な成果である.この成果の延長上に,再保険ネットワークのリスク管理があるため,研究は順調に進んでいるといえる.研究の概要(A)で述べた成果は,いくつかの点で拡張が可能で有り,優れた基礎モデルである.ひとつは,クレジットデフォルトスワップ,ひとつは,内生モデルをあえて外生化することで,二次元モデルから多次元モデルへと拡張することである.研究の概要(B)で述べた成果は静的なモデルを用いている.これを保険契約を記述するための動的モデルへと拡張する.保険は突発事故を補填するものであるから,ポアソン過程による資産過程の記述が標準的である.ポアソン過程と構造モデルの融合には,経験および先行研究があり,まずは標準的な拡張を進める.(A)2企業間のシステミックリスク問題に関して,内生的クリアリングを行うモデルを提案した.従来のシステミックモデルとの大きな違いは,事象の発生を内生化し,しかも,動的なクリアリングモデルを提案したことである.これにより,負債の持合は,企業の状態が良いときは,分散投資効果および回収率の上昇に伴うクレジットリスクの低下をもたらすが,企業の状態が悪くなると,持合の増強は逐次倒産のリスクを急上昇させ,システミックリスクの要因たりえることがわかった.他にも,デフォルトコスト,無リスク金利,事業リスクの相関からの影響について,従前では得られなかった結果を得ることに成功した.その多くは,債務の持合がもらたす,逐次倒産確率の上昇は予想よりも大きいことに起因する.またそのメカニズムについても納得的な記述に成功した.ここまでに,数値計算および計算結果の精査,執筆ともに終了し,投稿の最終準備中である.(B)多企業間のシステミックリスクに関する基礎モデルとして,企業の利得が負債の大きさに対して,単調増加にならない場合の静的モデルの研究を提案した.従来の結果を拡張して,単純な債務,株式に加えて,それらの派生証券を持ち合う場合についても,クリアリング達成の条件を示した.債務や株式に対するオプションを扱うことができる拡張になっており,応用性に優れる研究成果である.数値計算は終了し,現在,投稿のための修正を行っている.研究の概要(A)で述べた成果は,基礎理論の拡張であり,優れた成果であると自負している.また,研究の概要(B)で述べた成果は,保険契約の売買を記述する上で必要な成果である.この成果の延長上に,再保険ネットワークのリスク管理があるため,研究は順調に進んでいるといえる.研究の概要(A)で述べた成果は,いくつかの点で拡張が可能で有り,優れた基礎モデルである.ひとつは,クレジットデフォルトスワップ,ひとつは,内生モデルをあえて外生化することで,二次元モデルから多次元モデルへと拡張することである.研究の概要(B)で述べた成果は静的なモデルを用いている.これを保険契約を記述するための動的モデルへと拡張する.保険は突発事故を補填するものであるから,ポアソン過程による資産過程の記述が標準的である.ポアソン過程と構造モデルの融合には,経験および先行研究があり,まずは標準的な拡張を進める.
イムノバインド法によるマイコプラズマ抗原の迅速検出の基礎研究

目的:動物のマイコプラズマ(以下M)感染症の診断や、細菌叢の一つとしてのMの検出は、通常分離・同定による方法が最も確実な手段であるが、Mは発育が遅いため、これらの実施には少くとも数日を要するのが難点である。そこで、イムノバインド法(IB法)を用いてM抗原の迅速検出を行うための基礎実験を行った。方法:Mの寄生率が極めて高いハトの口腔ぬぐい液を検体とした。ぬぐい液の原液または10100倍希釈液の0.1ないし0.4mlを、あらかじめDurapore膜をセットしたドットプレ-トで吸引濾過後、膜を乾燥・固定し、1%オキシド-ル加TBSで処理し、常法によりブロッキングを行った。この膜を家兎抗血清及びペロキシダ-ゼ標識抗家兎IgG山羊血清と反応させ、発色液で鮮明なドットが出現した場合を抗原陽性と判定した。同時に、常法によりぬぐい液からMの分離を行い、発育集落をコロニ-ブロット法で同定して、IB法の結果との一致率やIB法によるMの検出限界を検討した。成績及び考察:合計60羽のハトの口腔ぬぐい液のすべてから、2.5ないし5.9logCFU/mlのMが分離された。コロニ-ブロット法による同定の結果、いずれの検体にもM.colum6inumとM.colum60raleの両種が存在することが証明された。IB反応は、前者の抗血清では陽性57例、疑陽性1例、陰性2例で、検出率は95%であった。また、後者の抗血清を用いたIB反応は、陽性56例、疑陽性3例、陰性1例で、検出率は93.3%であった。LogCFU/mlが3以上の検体については、両血清とも検出率は100%を示し、IB法によるMの検出限界は4×10^2/ml以上と考えられる。本法はMの簡便かつ迅速な検出法として実用性をもつものと考察した。
乳癌の個別化医療実現のための遺伝子異常の探索

次世代シークエンス技術を用いて乳癌の遺伝子異常を探索し、個別化医療実現のための新規治療標的分子または診断マーカーの開発を目指す目的で研究を行なった。乳癌6症例のペア12サンプル(原発腫瘍、非癌乳腺組織)と14症例のトリオ42サンプル(原発腫瘍、転移リンパ節腫瘍、非癌リンパ節)の全エクソンシークエンスを解析し、アミノ酸置換やスプライシング異常を生じる一塩基配列変異を抽出した。乳癌においてリンパ節転移の有無は予後不良とよく相関する。特にリンパ節転移を解析対象に含めたトリオ比較解析に重点を置き、原発腫瘍、転移リンパ節腫瘍それぞれにおける遺伝子変異の特徴を調べた。各症例における突然変異数(原発腫瘍+転移リンパ節腫瘍)は多いもの(1710個)から少ないもの(34個)まで様々であった。原発腫瘍と転移リンパ節腫瘍間で突然変異の多く(89%)を共有する症例は1症例のみで、他症例では30%以下であった。統計学的解析から、乳癌原発腫瘍の発生に重要と考えられる遺伝子132個、リンパ節転移に重要と考えられる遺伝子189個をそれぞれ絞り込んだ。これらの遺伝子は乳癌の治療標的候補であるとともに、早期に乳癌の悪性度を予測または悪性化を予防する医薬品開発に繋がる可能性がある。〔検討内容〕次世代シークエンス技術を用い乳癌の遺伝子異常を探索する目的で、本年度はまずゲノムコピー数と遺伝子発現の解析結果から乳癌を大まかに5分類し、シークエンス解析する症例の選択を行った。3検体を選び、DNAのエクソンキャプチャーライブラリー調製とシークエンス解析のパイロット実験を行った。原発腫瘍とその乳腺非腫瘍部、およびリンパ節転移腫瘍のDNAを3検体ずつと、正常リンパ節DNA1検体の計10サンプルを選択した。原発腫瘍と乳腺非腫瘍部のDNAは凍結検体から、リンパ節転移腫瘍と正常リンパ節のDNAはメタノール固定パラフィン包埋切片から抽出した微量DNAを用いた。エクソンキャプチャー法の最適化とシークエンスデータの適切な情報処理方法を検討した。〔結果〕一塩基配列変化(SNV : single nucleotide variation)の候補リストを作成した。原発腫瘍3検体においてアミノ酸置換を生じる遺伝子塩基置換またはスプライシング部位における塩基置換を56遺伝子に、リンパ節転移腫瘍3検体においては107遺伝子に検出した。サンガー法によるキャピラリーシークエンスを行い、それら候補SNVについての検証実験を実施するとともに、個別の乳癌の性質決定に重要と考えられる変異遺伝子候補の調査を実施中である。〔意義〕技術的な検討項目として微量アーカイブDNA試料を用いてのエクソンシークエンスを行った。全ゲノムシークエンスの情報処理方法を参考にしながらエクソンシークエンスに適した情報処理解析手法の検討を行った。〔重要性〕貴重な臨床材料を用いたシークエンス解析は今後シークエンスコストの低下に伴って必要性が増す技術であり、微量検体を用いての試験は重要な検討事項である。[検討内容]次世代シークエンス技術を用いて乳癌の遺伝子異常を探索し、個別化医療実現のための新規治療標的分子または診断マーカーの開発を目指す目的で、前年度に乳癌3症例トリオ(原発腫瘍、転移リンパ節腫瘍、非癌リンパ節)の全エクソンシークエンス(ターゲット領域38Mb)を実施した。スプライシング異常やアミノ酸置換を生じる塩基配列変化を、原発腫瘍において56遺伝子に、リンパ節転移腫瘍において107遺伝子に予測した。平成23年度はこれら候補塩基配列変化について、サンガーシークエンス法による検証実験と変異遺伝子の重要性に関する評価を行った。[結果]アミノ酸変化がタンパク質構造に与える影響を予測するプログラム(PolyPhen,Panther)を使用し、74変異が遺伝子に大きなダメージを与えると予測された。サンガー法によって25遺伝子変異を確認したが、59遺伝子変異は確認されなかった。パイロット実験のためシークエンス読み取り数深度が不足しているために予測精度は低いが、11年経過後メタノール固定パラフィン包埋標本をDNAソースとして用いても次世代シークエンス技術に適用可能であることを確認した。また原発腫瘍特異的遺伝子変異7個、リンパ節転移腫瘍特異的遺伝子変異4個、両者に共通する遺伝子変異4個を同定した。[意義と重要性]リンパ節転移は乳癌の予後不良と強く相関する。リンパ節転移腫瘍

特異的遺伝子変異について、多検体を用いた頻度観測を部分的に実施し(32検体)、recurrentに変異を検出する遺伝子を見出した。微量アーカイブDNA試料を用いてのエクソンシークエンスに実績を得たので、リンパ節転移に関わる遺伝子変異の特異性や共通性を詳細解析する目的で、平成24年度には追加12症例トリオのエクソンシークエンス解析を行なう計画である。次世代シークエンス技術を用いて乳癌の遺伝子異常を探索し、個別化医療実現のための新規治療標的分子または診断マーカーの開発を目指す目的で、平成24年度に乳癌11症例トリオ(原発腫瘍、転移リンパ節腫瘍、非癌リンパ節)の全エクソンシークエンス(ターゲット領域50 Mb)を実施した。前年度までの成果により塩基配列変異予測プログラムを改良し予測精度を高めた解析手法を適用して、乳癌全14症例のスプライシング異常やアミノ酸置換を生じる塩基配列変異を抽出した。原発腫瘍、転移リンパ節腫瘍各々における遺伝子変異の特徴を調べ、乳癌のリンパ節転移に重要な遺伝子候補の絞り込みを行なった。予測変異数は症例によって大きく異なり、症例当り最少34最多1710(原発+転移リンパ節)であった。変異数中央値は、原発46 (26676)、転移リンパ節37 (81034)、両者の共通変異数は7 (1604)であった。共通変異保持率が高かったのは1症例のみ(原発腫瘍変異の89%を転移リンパ節で保持)であり、その他の症例では330%であった。この結果は乳癌腫瘍細胞の不均一性と転移能獲得における進展機構の多様性を示すものと考える。遺伝子サイズとランダムな突然変異出現率を考慮して、原発腫瘍と転移リンパ節腫瘍それぞれに特異的かつ重要と考えられるrecurrentな変異遺伝子を各々132個と189個ランキングした。リンパ節転移は乳癌の予後不良と強く相関する。同一症例における原発腫瘍と転移リンパ節腫瘍の遺伝子変異比較はリンパ節転移機構の解明に重要であるとともに、早期に乳癌の悪性度を予測または悪性化を予防する医薬品開発に繋がる可能性がある。転移リンパ節腫瘍特異的に検出された重要性の高い変異遺伝子について、多検体(50検体を準備)を用いた頻度観測を実施し、新規治療標的分子として同定を進める研究に発展させる計画である。乳癌の個別化医療実現のための遺伝子変異解析対象として、計画当初トリプルネガティブ乳癌や抗癌剤の奏効性に違いがある乳癌を含めて考えていた。トリプルネガティブ乳癌については3症例ペアのエクソンシークエンスを実施済みであるが、シークエンスデータの解析が終了していない。また、・リンパ節転移症例の解析によって乳癌のリンパ節転移能獲得に関する新しい知見が得られつつあるために、現在こちらの解析研究に注力しており、抗癌剤の奏効性に違いがある乳癌症例の解析は未実施である。
切除不能・再発膵癌に対するミセル化ナノ粒子を用いた膵動注療法の開発

膵腫瘍モデルの作成を、家兎からラットに変更した。ラットはSprague Dawley Rat(SD rat)の雄を使用し、腫瘍N1-S1を投与量(5×106cells or 1x107/100μl)で開腹下あるいは超音波で経皮的に膵内へ、注入して全身麻酔下で移植を行う。1-2週間後に開腹して膵腫瘍の生育を確認した。経皮的には7匹行い、全例で膵腫瘍の生着は確認できなかった。開腹下で15匹に行い5匹で結節形成を確認した。2結節を組織学的に確認し、膵内に発生した腫瘍と確認された。他の結節のうち、2結節で1週間後に再開腹したが結節の自然消失が認められた。膵臓への血行動態に関してはSD ratに左頸動脈を20Gのサーフロー針で穿刺しアクセスルートを確保、続いてX線透視下に1.7Fr-マイクロカテーテルと0.014-inchのマイクロガイドワイヤーを用いて腹腔動脈、上腸間膜動脈を選択、開腹下で上記血管から色素(ジアグノグリーン)を注入し、膵への血流分布を確認した。肝動脈、胃十二指腸動脈閉塞(spasm)下では膵への主となる血行分布は脾動脈が関与していた。上腸間膜動脈からの膵への分布は確認されなかった。膵腫瘍モデルの作成は、参考にできる文献がほとんどなく、難航している。同時に動物の膵の血流動態の解明を進めているが、こちらも十分に解明できていない。膵腫瘍モデルの作成を継続する。まずはラット膵癌株を購入し、ラット膵に移植する予定である。血行動態は血管造影下CTおよび色素注入で解明していく計画である膵腫瘍モデルの作成を、家兎からラットに変更した。血行動態は血管造影下CTおよび色素注入で解明していく計画である腫瘍モデル作成に難航しており、計画よりやや進行が遅れているため。
エネルギーデバイスの交流インピーダンス診断機能をもつDC-DCコンバータの開発

本研究では,本手法に置ける精度向上を狙いとし,我々の行ってきたインピーダンス診断が可能なDCーDCコンバータによるインピーダンス診断にウェーブレット変換を導入し,時間変化するインピーダンスの取得,さらに時間周波数解析法である短時間フーリエ変換の結果との比較検討を目的とした。次に我々がこれまで提案してきた種々のエネルギーデバイスへの応用や大容量化に対して追加の検討として燃料電池スタックを構成するセルごとの測定の実現と,リチウムイオン電池の充放電サイクル回数とSoCとインピーダンスの関係を調査した。今年度は(a)交流インピーダンス測定の測定精度の向上の検討と(b)時間変化するインピーダンスの測定の検討までを行った。(a)提案手法では,同時に複数の周波数でのインピーダンスを測定するために,異なる周波数をもつ複数の正弦波を重ねあわせた印加波形を用いている。この印加波形はあらかじめ演算しておき,回路を制御をするマイクロコントローラのメモリ内にあらかじめ格納しておく。本研究では,印加波形のサンプル数をこれまでよりも増加させることで,インピーダンスの測定精度の向上が確認できた。(b)時間変化するインピーダンスの測定については,固体高分子形燃料電池(PEFC)に応用する際に求められる。(PEFC)は湿度や温度,ガス流量などで固体高分子膜の含水量が数秒単位で変化し,オーミックな抵抗に影響する。これに伴い発電性能が変化するため,これを検知する必要がある。本研究ではウェーブレット変換を導入し,時間変化するインピーダンスの取得,および短時間フーリエ変換を適応した場合と比較した。その結果,数値シミュレーション,模擬的な時間変化するインピーダンスを用いた場合,両方でウェーブレット変換の効果が確認でき,特に低周波域では顕著な差が見られた。平成27年度は(a)交流インピーダンス測定の測定精度の向上の検討と(b)時間変化するインピーダンスの測定の2項目について検討する予定であったが,(a)についてはまだ改善の余地がある。この項目については平成28年度に引き続き実施する。今年度は,本研究の残りの研究項目である(c)様々なトポロジーのDC-DCコンバータへの適用および(d)大容量のDC-DCコンバータを用いた実証試験の2点について検討を行った。(c)様々なトポロジーのDC-DCコンバータへの適用:我々はこれまで昇圧型のDC-DCコンバータに対してのみ交流インピーダンス機能の実装を行ってきたが,本研究では降圧型のDC-DCコンバータへの適用を検討した。例えば太陽光発電では太陽電池モジュール直列に接続するため電圧が高くなる傾向にあるため,降圧型への適用も検討する必要がある。昇圧型ではスイッチング素子のデューティ比の変化に対してエネルギーデバイスの電圧変化が線形であったのに対し,降圧型では非線形となる。現在までのところ,降圧型回路の試作まで完了している。(d)大容量のDC-DCコンバータを用いた実証試験:エネルギーデバイスを直列接続した場合のインピーダンス診断について,各エネルギーデバイスのインピーダンスの測定が可能であるか検証を行った。直列接続の場合は電流が共通しているためそれぞれのエネルギーデバイスの電圧を測定するための回路を設ける必要がある。本研究ではその一例として実際の固体高分子形燃料電池スタックを用いてインピーダンス診断が可能であるか実証した。個々の燃料電池セルの電圧測定はマルチプレクサ回路を用いることで実現し,すべてのセルに対してインピーダンス測定器とほぼ同等の測定ができることが確認できた。さらに使用した燃料電池のセルバランスの変化も追うことができた。(c)様々なトポロジーのDC-DCコンバータへの適応これまでは昇圧チョッパのみによる検討であったが,様々なトポロジーを比較・評価する。この研究においてはDC-DCコンバータの各機能をモジュール化することで研究の効率化を図る。代表的なトポロジーの回路の試作する。現在のところ,非絶縁型・絶縁型それぞれ数種類制作し,それぞれ本技術が適用可能であるか確認するとともに,性能を比較・評価する。評価項目は交流インピーダンスの周波数帯ごとの誤差や,測定時の安定性などを予定している。DC-DCコンバータの容量を拡大し,これまでにで得られた成果を導入して燃料電池や太陽電池を例として実証試験を行う。定格は1 kWを目標とする。燃料電池に関しては,すでに定格1.2 kWの固体高分子形燃料電池を所持しており,これを用いて動作検証を行う。太陽電池についてはモジュールを数枚直列接続してストリングとして検証する。さらに電圧センシングを個別に行うことで,各セルのそれぞれのインピーダンスの測定を実現する。時間に余裕があれば,他の適用可能なエネルギーデバイスの可能性を探る。最後に得られた成果をまとめる。エネルギー工学項目(a)交流インピーダンスの精度向上の検討で若干の計画遅れがあったため。項目(a)交流インピーダンスの精度向上の検討を平成28年度に持ち越して実施する。