hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新素材複合材料の力学的特性推定システムの構築と材料最適化に関する研究

本研究においては繊維強化複合材料に代表される新素材複合材料の力学的材料特性推定システムの構築と材料最適化に関する研究を実施した.特にここではFRPプリプレグシートやフィラメントワインディングにより成形される一方向繊維強化複合材料を研究の対象とし,初年度である昨年度はこれらの複合材料の弾性定数をニューラルネットワークにより推定するシステムの構築を試みた.そこで今年度は一方向繊維強化複合材料から成形される積層平板の自由振動問題に着目し,その固有振動数最大化に及ぼす材料特性推定精度の影響を検討した.具体的には複合材料を構成する繊維と母材のミクロな材料定数から複合材料としてのマクロな材料特性をいくつかの複合側を用いて算出した.次に求められた材料定数を用いて,積層形態の異なる積層平板の固有振動数を古典積層理論に基づいた数値計算により求めた.なお,ここでは理論解析の簡単化のためクロスプライ積層された周辺単純支持板を考えた.そして,計算に用いた複合則の違いによって生じる材料特性や振動数の違いを比較検討した結果,実質的と考えられる繊維体積含有率の範囲において,特に繊維に直角方向の縦弾性係数に数10%以上の大きな違いが生じるものの,単層,3層積層板に代表される対称積層板の振動数評価にはあまり大きな影響は生じなかった.一方,2層積層板のような非対称積層板の振動数には対称積層の場合に比べてかなり大きな差が生じた.したがって,今後,構造の最適化が見込まれる新素材複合材料の最適設計においては,マクロな材料特性の評価を高精度に実施することの重要性が明らかとなった.なお,これらの研究成果については今後日本機械学会の講演発表会等において公表する予定で準備を進めている.本研究では繊維強化複合材料等に代表される新素材複合材料の力学的材料特性推定システムの構築と材料最適化に関する研究を実施する.特にここではFRPプリプレグやフィラメントワインディングにより成形される一方向繊維強化複合材料を研究の対象とし,初年度である平成10年度はこれらの複合材料の弾性定数を推定するシステムの構築を試みた.具体的にはこれらの複合材料を構成する繊維や母材の弾性定数や繊維の繊維含有率等から,構造計算に用いる複合材料のマクロな弾性定数を推定するシステムをニューラルネットワークにより構築した.ネットワーク構築においては一般的に関数再現性を有する階層型ネットワークを用いて,バックプロパゲーション法を用いてネットワークの学習を行った.なお,このネットワーク学習に用いる教師データには,実際の試験片を用いた引張実験等により教師データを作成して適用する予定であるが,ここではネットワークの有効性を検討することを第一に考えて,これまでに提案されてきている繊維強化材料に関する複合則を用いて教師データを作成した.そして,数値計算によりネットワークの有効性を検討した結果,入出力間には強い非線形性があるものの,ニューラルネットワークを用いることにより工学的に十分な範囲で材料特性の推定が可能であることがわかった.今後はニューラルネットワークを用いた場合と応答曲面を用いた場合の比較・評価,ならびに材料特性の最適化を含めた構造最適化について研究を継続する予定である.なお,これらの研究成果の一部については今後日本機械学会の講演発表会等において公表する予定で準備を進めている.本研究においては繊維強化複合材料に代表される新素材複合材料の力学的材料特性推定システムの構築と材料最適化に関する研究を実施した.特にここではFRPプリプレグシートやフィラメントワインディングにより成形される一方向繊維強化複合材料を研究の対象とし,初年度である昨年度はこれらの複合材料の弾性定数をニューラルネットワークにより推定するシステムの構築を試みた.そこで今年度は一方向繊維強化複合材料から成形される積層平板の自由振動問題に着目し,その固有振動数最大化に及ぼす材料特性推定精度の影響を検討した.具体的には複合材料を構成する繊維と母材のミクロな材料定数から複合材料としてのマクロな材料特性をいくつかの複合側を用いて算出した.次に求められた材料定数を用いて,積層形態の異なる積層平板の固有振動数を古典積層理論に基づいた数値計算により求めた.なお,ここでは理論解析の簡単化のためクロスプライ積層された周辺単純支持板を考えた.そして,計算に用いた複合則の違いによって生じる材料特性や振動数の違いを比較検討した結果,実質的と考えられる繊維体積含有率の範囲において,特に繊維に直角方向の縦弾性係数に数10%以上の大きな違いが生じるものの,単層,3層積層板に代表される対称積層板の振動数評価にはあまり大きな影響は生じなかった.一方,2層積層板のような非対称積層板の振動数には対称積層の場合に比べてかなり大きな差が生じた.したがって,今後,構造の最適化が見込まれる新素材複合材料の最適設計においては,マクロな材料特性の評価を高精度に実施することの重要性が明らかとなった.なお,これらの研究成果については今後日本機械学会の講演発表会等において公表する予定で準備を進めている.
次世代拡散・磁化率・形態MRI解析による筋萎縮性側索硬化症の早期診断法の確立

筋萎縮性側索硬化症(ALS)の画像診断は、病初期においては特徴的な神経学的徴候を欠く場合が多く、病態や進行も多様であるため、早期診断に対する画像診断・解析技術は未だ十分確立していない。そこで我々は、独自に開発した次世代MRI解析法である拡散尖度イメージング(DKI)と定量的磁化率マッピング(QSM)を用いて、ALSにおける脳微細変化を検討し、その障害を最も鋭敏に検出可能な指標を明らかにすることで、高精度早期診断技術の確立を目指している。これまでに本学附属病院神経内科に通院・入院したALS患者35名と健常者ボランティア22名の撮像を実施した。独自に開発したソフトウェアを用いて、DKI/DTIより拡散指標マップ(MK, FA, MD)とQSMより磁化率指標マップ(MS)を算出し、早期に器質的変化をきたす錐体路と一次運動野を対象に、JHU大学の公開アトラスを用いて自動計測による定量解析を行った。健常者群に比し、ALS群の錐体路のMK値は有意に低下し、MD値は有意に上昇したが、FA値には有意差は認めなかった。一方、一次運動野のMS値は有意に上昇した。ROC解析による診断能について、単独指標による感度・特異度は、MK(DKI)が96%/75%、FA(DTI)が54%/88%、MD(DTI)が50%/94%、MS(QSM)が83%/81%であった。一方、DKI/DTIとQSMの両指標の組み合わせでは、MK/MSが83%/88%、FA/MSが88%/81%、MD・MSが83%/88%であり、いずれの指標でも80%以上と高く、優れた鑑別能を有している可能性が示唆された。DKI/DTIおよびQSMの定量的自動解析によって、ALS患者における錐体路と運動野に有意な変化を検出することができた。特に、両者の組合せは高い感度・特異度でALSを鑑別することができ、画像診断指標の一つとして有望である。筋萎縮性側索硬化症(ALS)の画像診断は近年急速に進捗しているが、病初期においては特徴的な神経学的徴候を欠く場合が多く、病態や進行も多様であるため、早期診断に対する画像診断・解析技術は未だ十分確立していない。現時点でALSの有効な治療法は確立されていないが、近年の病態機序の解明に伴い、遺伝子治療や疾患修飾薬による早期治療介入が現実のものになりつつあり、簡便性・汎用性・定量性を有する高精度早期診断バイオマーカーの確立が急務である。そこで我々は、独自に開発した次世代MRI解析法(拡散尖度イメージング[diffusion kurtosis imaging, DKI]、定量的磁化率マッピング[quantitative susceptibility mapping ,QSM])を用いて、筋萎縮性側索硬化症における脳微細変化を検討し、その障害を最も鋭敏に検出可能な指標を明らかにすることで、高精度早期診断技術の確立を目指している。当初の計画通り、ALS患者・健常者ボランティアのリクルートおよびMRI撮像は順調に進んでおり、DKI・QSMより拡散・磁化率指標マップを算出して錐体路と運動野の自動定量解析を行い、ALSの診断指標を見出すことができた。一方、皮質延髄路のアトラス構築およびそれを用いたサブグループ解析は行うことができなかった。筋萎縮性側索硬化症(Amyotrophic lateral sclerosis, ALS)の画像診断は、病初期においては特徴的な神経学的徴候を欠く場合が多く、病態や進行も多様であるため、早期診断に対する画像診断・解析技術は未だ十分確立していない。そこで我々は、独自に開発した次世代MRI解析法である拡散尖度イメージング(diffusion kurtosis imaging, DKI)と定量的磁化率マッピング(quantitative susceptibility mapping, QSM)を用いて、筋萎縮性側索硬化症における脳微細変化を検討し、その障害を最も鋭敏に検出可能な指標を明らかにすることで、高精度早期診断技術の確立を目指している。これまでに岩手医科大学附属病院神経内科に通院・入院したALS患者26名と健常者ボランティア22名の撮像を実施した。独自に開発したソフトウェアを用いて、DKIより拡散指標マップ(mean kurtosis [MK], fractional anisotropy [FA], mean diffusivity [MD])とQSMより磁化率指標マップ(mean susceptibility, MS)を算出し、早期に器質的変化をきたす錐体路と運動野を対象に、現在Johns Hopkins大学の公開アトラスを用いて自動計測による定量解析を行っている。また、DKIとQSMの次世代解析法を運動失調症(PD/MSA-C/MSA-P/PSPS)の鑑別診断に応用し、脳幹や小脳脚の軽微な変化を検出することができ、高い感度と特異度(80%以上)で鑑別できることから早期診断の一つとして有望であると示唆された。当初の計画通り、ALS患者・健常者ボランティアのリクルートおよびMRI撮像は順調に進んでいる。DKIとQSMの元データより拡散指標マップと磁化率指標マップを算出し、錐体路と運動野の自動定量解析を行い、ALSの診断指標評価を行っている。

筋萎縮性側索硬化症(ALS)の画像診断は、病初期においては特徴的な神経学的徴候を欠く場合が多く、病態や進行も多様であるため、早期診断に対する画像診断・解析技術は未だ十分確立していない。そこで我々は、独自に開発した次世代MRI解析法である拡散尖度イメージング(DKI)と定量的磁化率マッピング(QSM)を用いて、ALSにおける脳微細変化を検討し、その障害を最も鋭敏に検出可能な指標を明らかにすることで、高精度早期診断技術の確立を目指している。これまでに本学附属病院神経内科に通院・入院したALS患者35名と健常者ボランティア22名の撮像を実施した。独自に開発したソフトウェアを用いて、DKI/DTIより拡散指標マップ(MK, FA, MD)とQSMより磁化率指標マップ(MS)を算出し、早期に器質的変化をきたす錐体路と一次運動野を対象に、JHU大学の公開アトラスを用いて自動計測による定量解析を行った。健常者群に比し、ALS群の錐体路のMK値は有意に低下し、MD値は有意に上昇したが、FA値には有意差は認めなかった。一方、一次運動野のMS値は有意に上昇した。ROC解析による診断能について、単独指標による感度・特異度は、MK(DKI)が96%/75%、FA(DTI)が54%/88%、MD(DTI)が50%/94%、MS(QSM)が83%/81%であった。一方、DKI/DTIとQSMの両指標の組み合わせでは、MK/MSが83%/88%、FA/MSが88%/81%、MD・MSが83%/88%であり、いずれの指標でも80%以上と高く、優れた鑑別能を有している可能性が示唆された。DKI/DTIおよびQSMの定量的自動解析によって、ALS患者における錐体路と運動野に有意な変化を検出することができた。特に、両者の組合せは高い感度・特異度でALSを鑑別することができ、画像診断指標の一つとして有望である。ALS患者の撮像および画像解析は極めて順調に進捗しており、次年度はALS患者の追加撮像および現在構築中のアトラスを用いたサブグループ解析を進め、他の画像所見や臨床評価指標との比較を加えることで、ALSの高精度診断指標の意義を明らかにする。ALS患者のリクルート、撮像および画像解析は極めて順調に進捗しており、最終年度ではALS患者の画像所見や臨床評価も加え、ALSの高精度診断指標の意義を明らかにする。サブグループ解析を行い学会にて発表する予定であったが、その準備に時間を要しており、英文校閲料・学会出張費などの未使用額が生じた。データ保存用消耗品などの購入経費の節約や学会出張費が不要になり未使用額が生じた。英文校閲料や学会出張費などの経費に充てる。データ保存用消耗品、英文校閲料、学会出張費などの経費に充てる。
持続可能な地域社会の復興を目的とした博物館教育システムの開発

本研究は、東日本大震災の被災地博物館が持続可能な地域社会の構築に資する人材育成の一部を担うことが可能となるシステムを作ることを目指した挑戦的な試みである。初年度にあたる2018年度は、以前の研究で開発した博物館教育プログラムの精査を行い、人材育成用研修プログラムへの活用法を検討すると共に、小中学校教員を対象としたワークショップを実施し課題等を探った。また、「持続可能な開発のための教育」という視点で復興に関連するプログラム作成を行うため、陸前高田市の小友浦で実施した生物環境調査のデータ等を精査した。ワークショップは、大船渡市立博物館において開催された「教員のための博物館の日in気仙」のプログラムの一つとして、これまでに作成したワークシートを用いたイカの解剖と観察およびイカスミアート作りを行った。参加者は校長、副校長、教諭など15名で、小学校教員が主であった。アンケート結果からは、このワークショップが指導者研修に十分利用可能であることや場所を選ばずに比較的簡易に実施可能であることが示された。震災により干拓堤防が破壊されて半分近くが浸水域となった小友浦では、アサリの幼生が震災年より加入・着底しているが、データ等を解析した結果、他の地点のアサリと比較して成長が悪いことが明らかとなった。これは、小友浦の底質がアサリの成育にやや適していないことや、復興工事による濁水の影響によるものと考えられた。市は干拓地の1/3を干潟に戻すことを計画しているが、干拓以前の小友浦ではアサリ漁が盛んであったことから、アサリに対する市民の関心も高い。また、復興工事が終了すれば濁水等の影響も減じると考えられる。このことから、アサリの成長調査を題材としたプログラムを開発すれば学習者の意欲を喚起でき、博物館の教育普及事業にも取り入れることが可能と考えられる。人材育成用学習プログラムの開発では、地域文化の原点でもある自然環境を活用したプログラムに関してのみ進捗が見られたが、他の文化財を活用したプログラムに関しては市の活用計画とのマッチングが遅れており、今後の課題となっている。開発済みのプログラムを人材育成用研修プログラムに活用するための実証試験は、小中学校教員を対象としたワークショップにより実施でき、そこから得られた情報や課題等を開発等に活用可能となった。2019年度は学習プログラムの開発を進め、自然環境を活用したプログラムに関しては指導者向けのティーチャーズガイドを作成する。他の文化財を活用したものについては開発と市の活用計画とのマッチングを進める。実証試験を通じたプログラム開発では、博物館の教育普及事業等と連携して、有用な成果を得ることを目標とする。博物館における活動用の旅費が当初より少なくて済んだことや、実証試験に使用するワークシート等の増刷を見送って改訂版や新版を次年度に印刷することにしたことなどにより、次年度使用額が生じた。次年度使用額は、ワークシート等の印刷費用や博物館との活動および各種調査に用いる旅費の他、実証試験用物品等の購入に充てる予定である。
NMRによる強相関有機Dirac電子系の量子極限相図の解明

ゼロ質量のディラック電子系を有する圧力下有機導体において低エネルギースピン励起およびスピン相関特性の試料依存性を調べた。ディラック電子系における励起や相関の性質は高エネルギー域においては既によく知られているが、ディラック点近傍の低エネルギー域に関しては、特に微視的な観点から検証された事例は極めて少ない。研究代表者の平田は炭素の同位体(C-13)での核磁気共鳴測定を用いて同物質の低エネルギー域におけるスピン励起と相関を微視的に検証し、低温域におけるスピンダイナミクスの特性に大きな試料依存性が存在することを見出した。通常、核スピン格子緩和率の温度依存性には電子スピンの励起や相関の特性を反映した振る舞いが現れ、相関のないディラック電子系の場合は緩和率が単調に減少し続けることが知られている。しかし本物質では最低温域で緩和率が急峻な反転増大を示し、これが強い電子間相互作用に由来するエキシトニックなスピンゆらぎの発達に起因することが前年度の代表者らの研究を通じ明らかになっている。この特性に注目し、低温域でのゆらぎの性質を複数の試料で検証したところ、大枠で反転増大を示す試料と示さない試料に大別できることが判明した。名大の小林氏とともに有効模型を用いた数値計算との比較を行い、この試料依存性はごく微小な格子欠損に伴う電子の自己ドープ効果と関係した電子ホール対称性の僅かな破れが引き起こす現象と考えられることを突き止めた。大きなフェルミ面をもつ通常の電子系では僅かな自己ドープの効果は物性にほとんど寄与しないが、平田らの本年度の研究を通してフェルミ点しか存在しないディラック電子系においてはその影響が劇的に大きく現れることが示された。これはエキシトニック揺らぎの基礎的理解を確立する上で大きな成果であり、ドープ量の系統的な制御を通じたエキシトニック転移の探索と性質解明に向けた重要な一歩と期待される。本研究の目的は、圧力と磁場によって電子相関を自在に制御できる有機導体のディラック電子系で、準粒子励起と相関の磁気的特性を検証し、電子相図の全貌を解明することである。そのために、層状分子性固体a-(ET)2I3において核磁気共鳴(NMR)測定を駆使し、ディラックコーン内とコーン間での励起と相関を精査する。本年度は伝導面平行な磁場下における帯磁率、スピン格子緩和率の測定に加え、高精度な理論モデルに基づく理論解析を重点的に行った。まずこの系では、単純な金属で成立するコリンガ則が劇的に破綻することが分かった。コリンガ則からのズレの程度を表すコリンガ比は、同則が破綻する従来の強相関物質と比較して2桁大きく、前例のない巨大さである。協力関係にある名古屋大の小林准教授と進めた理論解析を通じ、長距離クーロン相互作用を考慮したくりこみ群に基づくモデル計算によって本現象が見事に再現できることを実証した。この現象は、銅酸化物系でよく知られる反強磁性揺らぎに由来したコリンガ比の増大とは対照的に、コーン内励起に対応する一様帯磁率のみが劇的に抑制される、ディラック電子系固有の全く新しい相関効果である。この新しいメカニズム解明に繋がる重要な実験例を世界で初めて報告できた点で、本成果の意義は極めて大きい。次に緩和率の挙動を複数の試料で検証し、その多くでヘリウム温度域に緩和率の急増現象が現れることを確認した。線形化ギャップ方程式を用いた理論解析の結果、長距離クーロン相互作用によるエキシトニック不安定性によって、横スピン、コーン間での電子ホール励起が急激に発達し、緩和率の増大が生じることを突き止めた。電子間での強い相互作用による自発的質量獲得機構としてのエキシトン転移の前兆を、世界に先駆けて捉えた画期的な成果と言える。これらの成果は、本年度に総合誌のレター論文や国際会議で発表し、内外で高い評価を受けている。今年度は、全容解明を目指すa-(ET)2I3電子相図の理解において特に重要になる理論モデルの検討とパラメタの絞込み、およびそれらの妥当性検証のための試料依存性の評価と磁場依存性の検証を行った。この結果、本物質のディラック電子系における励起特性を記述するための最適な基礎モデルの構築に成功した。そしてこのモデルに基づいた実験結果への詳細なフィッティング解析を通じ、相関強度を表すパラメタの値を実験的に決定する事に成功した。これにより、現在進行している圧力をパラメタとした実験において、結果の解釈を進める上での重要な指針を得ることができた。本研究計画に照らして、これらの成果は課題の解決と目標達成に向け、着実に研究が進行していることを意味し、今後も順調な課題進捗が可能と判断する。

しかし本物質では最低温域で緩和率が急峻な反転増大を示し、これが強い電子間相互作用に由来するエキシトニックなスピンゆらぎの発達に起因することが前年度の代表者らの研究を通じ明らかになっている。この特性に注目し、低温域でのゆらぎの性質を複数の試料で検証したところ、大枠で反転増大を示す試料と示さない試料に大別できることが判明した。名大の小林氏とともに有効模型を用いた数値計算との比較を行い、この試料依存性はごく微小な格子欠損に伴う電子の自己ドープ効果と関係した電子ホール対称性の僅かな破れが引き起こす現象と考えられることを突き止めた。大きなフェルミ面をもつ通常の電子系では僅かな自己ドープの効果は物性にほとんど寄与しないが、平田らの本年度の研究を通してフェルミ点しか存在しないディラック電子系においてはその影響が劇的に大きく現れることが示された。これはエキシトニック揺らぎの基礎的理解を確立する上で大きな成果であり、ドープ量の系統的な制御を通じたエキシトニック転移の探索と性質解明に向けた重要な一歩と期待される。30年度はまず、進行中の圧力掃印実験を推し進め、圧力による相関制御の励起特性への影響を緩和率測定から詳細に調べ、理論モデルとの比較検討を行う。また、面直磁場下での実験と、対応する理論モデルの構築にも新たに着手し、前年度に確立した理論解析の知見を総動員して、相関の強まる量子極限状態における電子相関効果の全容解明を目指す。測定に用いる13C同位体試料が不足することも予想されるが、適宜12C体試料でも測定が可能な1H-NMR測定を併用し、ディラックコーン交点近傍での低エネルギー励起と磁性をより多角的に検証する。29年度の課題遂行を通じ、試料へ圧力を印加する際に用いる圧力セルの破損トラブルがあった。このため、予定していた他装置の購入を一部断念し、計画推進に不可欠な圧力セルの追加購入予算を30年度に残す事とした。残額はこのための予算であり、他の予定物品と合わせて追加でセルを購入することで、計画に支障がでないように研究を推し進める予定である。
機能性膜を利用した膜耕による園芸作物栽培の実用化

園芸作物の栽培では品質管理のため養水分の供給制御(吸収制限)が重要である。既存の栽培装置では、極めて不正確にしか管理できない(土耕)か、全く管理できない(水耕)かどちらかであった。筆者が発明した膜耕では理論的には正確にできるはずである。これまでの研究で、養水分の制御の内、水分のコントロールが可能であることが確認された。植物の多量必須元素の内、NおよびKはこの膜では、通過抵抗が少なすぎ制御しにくいことがわかった。しかしP、Caでは比較的容易に制御できそうであった。これについては現在方法を改善、考慮中である。膜耕で膜の分離機能でより有害成分を除去する場合、A1 100ppmを含む培養液では効果的にアルミニウムは除去し、植物は正常に生育できることが示された。このことを利用し、組織培養においてアルミニウムイオンで静菌したショ糖を含む培養液を、膜経由で無菌の培養器内へ導き、菌及びアルミニウムイオンを取り除くことにより、ホルモン組成の変更を含む、培養液の無継代操作を含まない連続更新に成功した。また、定植時に、膜上に硫酸カルシウムを施すことにより、今まで膜耕では活着が不良で、育成させることが困難であった植物も、そろって育成させ得ることができるようになり、ほとんどの草本性園芸作物に膜耕は適用可能になった。膜上で育苗した植物を通常土壌に移植した場合も通常の土壌栽培で育苗したものと変わらずに路地圃場へ定植可能な方法を確立した。また、膜上で育苗時に膜を通常の防根シートに変更すると通常のセル整形トレイ育苗と比較して、簡易安価、かつ取り扱いやすい育苗法として使えることを示した膜耕の作物が低光量下で生存が延長されるが、これの主要原因は、根圏にほとんど液体としての水が存在しないことによって根の活性が低下しないことが確認された。またこの時膜耕のヒメコリウスでは、葉内クロロフィル量、アントシアニン含量が維持されるが、水耕では低光量条件にした後これらが維持しきれずに枯死することが判明した。本年度は養分の吸収制御ができるかどうか実験を行ったが、植物の多量必須元素の内、NおよびKはこの膜では、通過抵抗が少なすぎ制御しにくいことがわかった。現在はアルミニウム同様多価値イオンで存在する、CrやCdを用い、膜耕ではこれらを含む培養液で、植物が正常に生育できるかどうかを確認している。また、定植時に、膜上に硫酸カルシウムを施すことにより、今まで膜耕では活着が不良で、生育させることが困難であった植物も、そろって生育させ得ることができるようになり、ほとんどの草本性園芸作物に膜耕は適用可能になった。

および耕膜の作物が低光量下で生存が延長されることの主要原因は、根圏にほとんど液体としての水が存在しないことによって根の活性が低下しないことか主要原因であることが確認された。またこの時膜耕のヒメコリウスでは、葉内クロロフィル量、アントシアニン含量が維持されるが、水耕では低光量条件にした後これらが維持しきれずに枯死することが判明した。園芸作物の栽培では品質管理のため養水分の供給制御(吸収制限)が重要である。既存の栽培装置では、極めて不正確にしか管理できない(土耕)か、全く管理できない(水耕)かどちらかであった。筆者が発明した膜耕では理論的には正確にできるはずである。これまでの研究で、養水分の制御の内、水分のコントロールが可能であることが確認された。植物の多量必須元素の内、NおよびKはこの膜では、通過抵抗が少なすぎ制御しにくいことがわかった。しかしP、Caでは比較的容易に制御できそうであった。これについては現在方法を改善、考慮中である。膜耕で膜の分離機能でより有害成分を除去する場合、Al 100ppmを含む培養液では効果的にアルミニウムは除去し、植物は正常に生育できることが示された。このことを利用し、組織培養においてアルミニウムイオンで静菌したショ糖を含む培養液を、膜経由で無菌の培養器内へ導き、菌及びアルミニウムイオンを取り除くことにより、ホルモン組成の変更を含む、培養液の継代操作を含まない連続更新に成功した。また、定植時に、膜上に硫酸カルシウムを施すことにより、今まで膜耕では活着が不良で、生育させることが困難であった植物も、そろって生育させ得ることができるようになり、ほとんどの草本性園芸作物に膜耕は適用可能になった。膜上で育苗した植物を通常土壌に移植した場合も通常の土壌栽培で育苗したものと変わらずに路地圃場へ定植可能な方法を確立した。また、膜上で育苗時に膜を通常の防根シートに変更すると通常のセル整形トレイ育苗と比較して、簡易安価、かつ取り扱いやすい育苗法として使えることを示した。膜耕の作物が低光量下で生存が延長されるが、これの主要原因は、根圏にほとんど液体としての水が存在しないことによって根の活性が低下しないことが確認された。
シアノ架橋型金属錯体における電子密度レベルでの光誘起準安定構造解明

「シアノ架橋型金属錯体RbMn[Fe(CN)_6]における光誘起準安定相の電子レベルでの構造を決定し、光誘起磁性の機構を明らかにすること」を目的として、準安定相の高精度データを用いて、MEM/Rietveld法により電子密度レベルでの構造解析を行った。また、光励起及び緩和過程のデータをリートベルト解析し、格子定数や原子間距離の時間発展を明らかにした。今後は、すでに得られている高温相と低温相の電子密度分布と比較検討することにより、準安定相形成の機構、特徴を明らかにする予定である。一方で、本研究で養ったノウハウを生かして、スピンクロスオーバー錯体の光励起下での構造解析を電子密度レベルで行った。スピンクロスオーバー錯体Fe(phen)_2(NCS)_2は、30K程度で緑色光を照射すると、鉄のイオン状態が低スピンから高スピンに転移し、その状態が凍結されていることが知られていた。本研究の過程で、このLIESSTと呼ばれる現象が起きない液体窒素温度程度で光励起HS相が存在することを見出し、その相は光を切ると瞬時に元の低スピン状態にもどることを発見した。その光励起相の結晶構造を、放射光を用いて電子密度レベルで解明した。その結果、光励起状態での鉄と窒素との結合の弱さが、LIESSTとは異なる現象を誘起していることが明らかになった。本研究の成果は、Applied Physics Lettersに掲載されるとともに、新聞報道もされた。本研究の目的は、「シアノ架橋型金属錯体RbMn[Fe(CN)_6]における光誘起準安定相の電子レベルでの構造を決定し、光誘起磁性の機構を明らかにすること」、である。具体的には、これまで実験で得られている高温相と低温相の電子密度分布と比較し、光誘起準安定相において1.同じ電子配置(Mn II-Nc-Fe III)をとる高温相との結晶構造の違いを、結合電子レベルで明らかにする。2.MnI I-Fe IIIの交換相互作用の符号・大きさ及び、準安定になる理由を電子論的に考察する。さらに、これらの実験・解析で得られた知見を活かして、他の金属錯体における光誘起準安定構造の精密構造解析を行い、光誘起磁性の機構解明を目指す。その中で、本年度は以下の研究を行った。・RbMn[Fe(CN)_6]の光誘起準安定相のデータ測定-SPring-8のBL02B2の大型デバイシェラーカメラを用いて、放射光粉末回折法により30K程度で光照射を行った後、検出器であるイメージングプレートのダイナミックレンジをフルに活用して、出来る限り統計精度の高いデータを測定した。・RbMn[Fe(CN)_6]の準安定相の時間発展測定-光照射を開始した直後から数分間隔で粉末データの測定を開始し、準安定相の光励起過程のデータを測定した。また、光照射を止めた直後から同様の測定を行い、光緩和過程のデータを測定した。・精密構造解析と考察-準安定相の高精度データを用いて、MEM/Rietveld法により電子密度レベルでの構造解析を行った。今後は、すでに得られている高温相と低温相の電子密度分布と比較検討することにより、準安定相形成の機構、特徴を明らかにする。
ナメクジウオを用いた内分泌かく乱化学物質の作用に関する研究

本研究は、内分泌かく乱化学物質の作用機構を、脊椎動物の直近の祖先であるナメクジウオを用いて調べることを目的とする。エストロゲンなどの性ステロイドは脊椎動物の生殖に必須のステロイドであるが、内分泌かく乱化学物質のひとつであり、微量で生体に影響を及ぼす。無脊椎動物はアンドロゲンやエストロゲンといった性ステロイドをもたないが、ナメクジウオは無脊椎動物の中で唯一これらの性ステロイドおよびその合成系が存在することを、最近代表者のグループで明らかにした。本研究では、昨年に続き,以下の実験を行なった。1)昨年は性ステロイド代謝系に5αデハイドロテストステロン(DHT)が含まれていることがわかったが,本年は,さらに4種の5α還元型ステロイドを同定した(投稿中).2)プロゲステロンの代謝物が致死的作用をもつことを実験で確認した.作用は鰓への直接作用と考えられ,性ステロイド受容体の局在も検討した(論文準備中).3)5α還元酵素,3β-HSD,CYP17の局在を免疫組織化学の手法で調べた.卵巣,神経索の細胞に局在がみられた.昨年のCYP19の結果と合わせ,ナメクジウオの性ステロイド代謝が卵母細胞とその周囲のろ胞層で分担していることがわかった(論文準備中).2年間の研究から,ナメクジウオは,脊椎動物型の性ステロイド代謝系のうち両生類や魚類で産卵に重要な作用をもつ5α還元型ステロイドを利用していることを明らかとした.さらに,ステロイド受容体の転写調節因子をクローニングし,その局在と作用を韓国との共同研究で行うこととなり,その卵巣での発現を明らかとした.本研究は、内分泌かく乱化学物質の作用機構を、脊椎動物の直近の祖先であるナメクジウオを用いて調べることを目的とする。本研究では、次の3つの実験を行なった。1)性ステロイド合成系の詳細を検証するために、HPLC卵巣の性ステロイドの分離同定を試みたところ、新たに5αデハイドロテストステロン(DHT)が含まれていることがわかった。5α-DHT量はすでに同定していた他の性ステロイドよりも多く、主たる性ステロイドの可能性が高い。2)生殖腺が未発達な非繁殖期と生殖腺が発達中の繁殖期前の雌雄のナメクジウオを性ステロイド入りの海水で飼育し、生体への影響を調べた。非繁殖期の個体では、エストロゲンに卵成熟の促進が見られ、作用は濃度依存的であった。発達中の生殖腺では、17α-ヒドロキシプロゲステロンが発達を阻害することがわかった。他の性ステロイドの生殖腺発達への影響は、組織学的には見られなかった。3)免疫組織化学の結果、CYP19は生殖腺には検出できなかったが、神経索腹側の神経細胞に陽性反応が見られた。エストロゲン受容体は生殖腺にも神経索にも検出できず、鰓細胞に存在が確認された。ここで用いた試料は2)の個体からのものであったが、今のところCYP19とエストロゲン受容体は、生殖との関連が不明である。今後は、さらに性ステロイドの分離同定を進め、5α性ステロイドの同定とその作用を明らかにし、最終成熟や産卵行動の誘発を引き起こす性ステロイドを決定したいと考えている。1)昨年は性ステロイド代謝系に5αデハイドロテストステロン(DHT)が含まれていることがわかったが,本年は,さらに4種の5α還元型ステロイドを同定した(投稿中).2)プロゲステロンの代謝物が致死的作用をもつことを実験で確認した.作用は鰓への直接作用と考えられ,性ステロイド受容体の局在も検討した(論文準備中).3)5α還元酵素,3β-HSD,CYP17の局在を免疫組織化学の手法で調べた.卵巣,神経索の細胞に局在がみられた.昨年のCYP19の結果と合わせ,ナメクジウオの性ステロイド代謝が卵母細胞とその周囲のろ胞層で分担していることがわかった(論文準備中).2年間の研究から,ナメクジウオは,脊椎動物型の性ステロイド代謝系のうち両生類や魚類で産卵に重要な作用をもつ5α還元型ステロイドを利用していることを明らかとした.さらに,ステロイド受容体の転写調節因子をクローニングし,その局在と作用を韓国との共同研究で行うこととなり,その卵巣での発現を明らかとした.
化学イメージセンサと光イメージセンサを併せた機能融合イメージデバイスの研究

本研究において最も一般的なイメージセンサである光イメージセンサと、医学、生物、食品、などの分野で酵素、微生物の観察への要求が高いイオンイメージセンサを融合した光・イオン融合イメージセンサを提案する。この融合イメージセンサは、1つのセンシング部で光とpH値を検知可能であり、かつ相互干渉せずにセンシングが行える。このため、微少部分の光とイオン情報の相互関係を明らかにでき、微生物、医療分野への応用が期待できる。提案デバイスはセンシング部、光電荷蓄積部、信号転送用のCCD(Charge Couple Device)から構成されている。センシング部と蓄積部の間のセパレートGateをONにした状態で、センシング部に光が入射することで発生した光電子は光電荷蓄積部に蓄えられる。次にセパレートGateをOFFした状態で水素イオン(H^+)によるセンシング部の界面ポテンシャル変化分の電荷をInput-Diodeより入力し、それぞれの信号電荷をCCDで転送した後Floating Diffusion amplifier(FDA)を用いて出力する。昨年度はCAD設計、マスク製作を行い、疑似電極を用いて、光とイオン(pH)を単一センシング部で相互に干渉することなしにセンシングが可能であることをみいだした.本年度は、昨年度作ったデバイスの耐水性の検討と高感度化の検討・実験を行った.チップの信頼性を確かめるために耐水性材料を検討したところ、プラズマ窒化膜が適していることがわかった.さらにセンサの高感度化のために、センサ部の工夫を行い,累積型のセンシングを提案した.その結果、従来の方法に比べ、約100倍の信号対雑音比でセンシング可能なことがわかった.本研究において最も一般的なイメージセンサである光イメージセンサと、医学、生物、食品、などの分野で酵素、微生物の観察への要求が高いイオンイメージセンサを融合した光・イオン融合イメージセンサを提案する。次にセパレートGateをOFFにした状態で水素イオン(H^+)によるセンシング部の界面ポテンシャル変化分の電荷をInput-Diodeより入力し、それぞれの信号電荷をCCDで転送した後Floating Diffusion amplifier(FDA)を用いて出力する。CAD設計、マスク製作を行い、2層Poly-Si、1層アルミ工程のCCDプロセスを確立した。センシング部サイズは100μm×80μm、CCDサイズは50μm×50μmである。なお今回、pHの入力はNernstの式に従うセンシング部への界面ポテンシャル変化を疑似電極を用いて行った。本デバイスにより光の入力に対して線形出が得られており、光出力はpH変化に影響されなかった。入射光を変化させた時のイオンセンシングの出力の測定により,pH値の変化に対して線形出力が得られており、イオン出力は光強度の変化に影響されなかった。以上より、光とイオン(pH)を単一センシング部で相互に干渉することなしにセンシングが可能であった。よって光・イオン融合イメージセンサ実現に向けて見通しがたった。昨年度はCAD設計、マスク製作を行い、疑似電極を用いて、光とイオン(pH)を単一センシング部で相互に干渉することなしにセンシングが可能であることをみいだした.本年度は、昨年度作ったデバイスの耐水性の検討と高感度化の検討・実験を行った.チップの信頼性を確かめるために耐水性材料を検討したところ、プラズマ窒化膜が適していることがわかった.さらにセンサの高感度化のために、センサ部の工夫を行い,累積型のセンシングを提案した.その結果、従来の方法に比べ、約100倍の信号対雑音比でセンシング可能なことがわかった.
カルポニン発現誘導を介する糖尿病性腎症進展抑制の研究

中性カルポニン(Calponin-h2, CN2)は塩基性カルポニン(Calponin-h1)に比し、腎への関わりは不明であるが、強力な平滑筋細胞の遊走抑制作用を示す。我々はCN2が糖尿病性腎症の進展に関与する可能性を検討した。はじめにCN2のトランスジェニックマウスを作成した(CN2-Tg)。作成に際してはCRE-loxP site-specific recombination systemを導入し、CN2発現はcadmiumsulfate投与下においてのみCN2発現が導入されるように行った。糖尿病はストレプトゾシンにて惹起した。糖尿病惹起後8.30日の腎組織を検討した。間質の細胞増殖(Ki-67陽性細胞数)は8目後において、マクロファージ浸潤は8,30日後の両日において、CN2-Tgにおいて有意に抑制されていた。血圧は両群で差はなかった。このように、CN2-Tgにおいては、糖尿病を惹起した早期から間質の細胞増殖とマクロファージ浸潤がCN2の過剰発現において抑制かのうであった。以上の結果より、CN2の抗炎症作用による早期の作用は、糖尿病による腎臓の間質障害を制御することが示唆された。間質障害はすべての腎障害の進行において、最も重要な所見の1つである。ヒトの糖尿病性腎症においても、その進行を考える上で間質障害は最も重要な変化の1つであり、CN2による間質障害の制御は、今後の治療法の開発に有用な基礎データとなりうると思われる。本年度における研究の目標はカルポニントランスジェニックマウス(CN-Tg)の作成と、CN-Tgに糖尿病の惹起させ腎の組織学的検討を行い、カルポニン発現誘導が糖尿病による糸球体病変の進行を抑制しうかどうかを確認することにあった。CN-Tgの作成は以前、私達がラットにおいて行った方法と同様の方法において施行したが、この樹立が種々の困難さに直面し、予想以上に時間がかかることになった。紆余曲折の後に、ようやく平成19年1月から起動に乗りはじめ近日中に糖尿病を誘導できることとなった。CN-Tgの作成に手間取っている間に、対照群となる糖尿病マウスの作成とその腎糸球体障害像の評価の確立は並行的に進めることができた。予定している腎組織における新生血管の組織内局在の評価のための血管内皮細胞マーカー(トロンボモジュリン、トロンボスポンディン、RECA-1)に対するモノクロナール抗体を用いた免疫染色についてもその染色法を確立できた。ストレプトゾトシンの少量頻回投与法によって高度の糖尿病の作成法を確立できた。また高血糖の管理法としてのインスリンの投与などについても問題なく施行可能となった。これらの基礎的なテクニックの確立によって、作成が遅れたCN-Tgへの糖尿病の惹起おとびその評価は今後、急速に進めることが可能と考えられる。昨年度において作成に成功したカルポニン不ランスジェニック(CN-Tg)マウスおよびその野生型マウスに対してストレプトゾトシンの投与によって糖尿病を惹起した。経過中の血圧、腎機能、尿蛋白量、組織学的検討による腎の障害度について両群を比較検討した。CN-Tgマウスにおいては野生型に比し、腎組織の障害程度の軽減化が認められた。カルポニンの過剰発現は糖尿病における腎障害を軽減する可能性が考えられたが、現在その詳細な機序を明らかにすべく研究を継続している。
液中AFM・STMによる金属不働態皮膜の成長・破壊過程の追跡と局部過程励起の試み

本研究では、電気化学AFM/STMを電気化学的分極状態下における金属不働態皮膜の生成初期過程、成長過程、および破壊過程等に関してサブミクロン以下のスケールでの新しい知見を得るとともに、AFM/STMの探針を用いて局所過程を励起すると同時に観察する手法の可能性を追求することを目的として、以下の研究課題を遂行した。(1)電気化学AFMを用いて、石英基板上にスパッタリング・コーティングしたチタン薄膜電極、鏡面研摩したチタン板電極、およびアルミニウム電極の表面観察を行い、アノード酸化皮膜の成長過程、およびブレークダウン過程における表面不働態皮膜の構造ならびに表面形態変化を追跡し、皮膜成長およびBreakdownの機構を検討した。チタンでは、皮膜に印加される高電場のために、皮膜の微結晶化が進行するとともに、表面粗度が増加することがわかった。(2)電気化学STMを応用した水溶液中トンネル分光測定を不働態化した鉄およびチタン電極に適用し、不働体皮膜の半導体的性質およびトンネルバリアの解析を行うとともに、水溶液中でのトンネル分光における探針電場の影響を評価した。(3)中性炭酸塩水溶液中における炭素鋼の腐食形態変化をAFM観察し、走査型電子顕微鏡、共焦点型レーザー顕微鏡の観察結果との比較を行った。特に炭素鋼表面の腐食進行過程とパ-ライト組織との関連を検討した。(4)AFM探針を用いてアルミニウム電極表面に局所的な「加工」を行い、不働皮膜の局所的成長や破壊を引き起こすことを試みた。しかし、探針を加工に用いると、探針先端が破損してその後の測定が劣化することがあるため、より合理的な手法の開発が必要と思われる。本研究では、電気化学AFM/STMを用いて分極状態下における金属不働態皮膜の生成・成長・破壊過程に関してサブミクロン以下での新しい知見を得ること、局所過程を励起しながら観察する手法を開発することを目的としている。本年度は主に、チタン板および石英基板上にスパッタリングで製膜したチタン薄膜のアノード酸化過程およびブレークダウン過程における皮膜の形態変化の追跡を試みた。AFMでは画像が数値データとして処理されるため、高さ方向を極端に拡大することにより通常のSEM観察では見られない表面像を得ることが出来る。チタン薄膜のAFM像より、薄膜表面は粒子状に成長・製膜ていることがわかった。これをアノード酸化すると、酸化物下形成による体積膨張により個々の粒子が電極表面から突出し、さらに酸化されてゆく様子が見られた。電位をさらにアノード側にすると、皮膜のブレークダウンに係わるものと思われるサブμmオーダーのうねりが表面に生じる様子が見られた。同様な測定を機械研磨したチタン板について行ったところ、初期の表面では機械研磨跡が見られたが、分極電位2Vで研摩跡が不働態皮膜で覆われ、6V付近ではTiO2微結晶の形成に伴う直径2300nm程度、高さ数数10nm程度の突出部が形成されるようになり、9Vでは全面がこのような突出物で覆われた。この突出部はチタン薄膜で見られたうねりと同程度のサイズであった。従来の研究より、チタン不働態皮膜がブレークダウンにより表面粗度が増加することは知られていたが、その実体がこのような特異な形態を持つことは、皮膜の生成・成長機構を知る上での新しい知見となる。本研究では、液中測定セルに付けられた対極白金線が小さく試料電極の分極が充分にできないこと、液量が少なく気泡発生の影響もあることがわかった。これらの問題を順次解決しながら研究を継続する予定である。

本研究では、電気化学AFM/STMを電気化学的分極状態下における金属不働態皮膜の生成初期過程、成長過程、および破壊過程等に関してサブミクロン以下のスケールでの新しい知見を得るとともに、AFM/STMの探針を用いて局所過程を励起すると同時に観察する手法の可能性を追求することを目的として、以下の研究課題を遂行した。(1)電気化学AFMを用いて、石英基板上にスパッタリング・コーティングしたチタン薄膜電極、鏡面研摩したチタン板電極、およびアルミニウム電極の表面観察を行い、アノード酸化皮膜の成長過程、およびブレークダウン過程における表面不働態皮膜の構造ならびに表面形態変化を追跡し、皮膜成長およびBreakdownの機構を検討した。チタンでは、皮膜に印加される高電場のために、皮膜の微結晶化が進行するとともに、表面粗度が増加することがわかった。(2)電気化学STMを応用した水溶液中トンネル分光測定を不働態化した鉄およびチタン電極に適用し、不働態皮膜の半導体的性質およびトンネルバリアの解析を行うとともに、水溶液中でのトンネル分光における探針電場の影響を評価した。(3)中性炭酸塩水溶液中における炭素鋼の腐食形態変化をAFM観察し、走査型電子顕微鏡、共焦点型レーザー顕微鏡の観察結果との比較を行った。特に炭素鋼表面の腐食進行過程とパ-ライト組織との関連を検討した。(4)AFM探針を用いてアルミニウム電極表面に局所的な「加工」を行い、不働態皮膜の局所的成長や破壊を引き起こすことを試みた。しかし、探針を加工に用いると、探針先端が破損してその後の測定が劣化することがあるため、より合理的な手法の開発が必要と思われる。
う蝕用ペプチドワクチンの開発:万人に有効なペプチド抗原は存在するか?

本研究の最終目標はう蝕用ペプチドワクチンを開発することであり、その一環としての本研究課題の目的は、抗原ペプチドにヒトの主要組織適合抗原(MHC)の遺伝子型による拘束性が存在するか否か、もし存在するならば共通性の高い抗原ペプチドはどれか、その解答を得ることであった。そこでう蝕用コンポネートワクチンの抗原として最近特に注目を集めているStreptococcus mutansの菌体表層蛋白質抗原(PAc,分子量19万)に着目し、エピトープ・スキャンニング・キットによりこの分子のアミノ酸配列のN末からC末までをカバーする153種類のデカペプチドを合成した。また、特に抗原性が強い領域(アミノ酸番号196-484)については、この領域全体をカバーするオーバーラッピング・ペプチド(重複アミノ酸残基数4、アミノ酸全残基数19)19種類を合成し、これらのペプチドとヒト血清中に含まれるPAcに対する自然抗体の反応性をELISA法により調べた。その結果、非常に多数(50以上)のペプチドが抗体と反応することが判明し、PAc分子上に多数の抗原エピトープの存在が示唆された。また、それらペプチドのアミノ酸配列の比較から、強い抗原エピトープとして約10種特定され、さらに、10数人の結果ではあるが、抗原エピトープにおけるMHC・DR遺伝子の拘束性の存在も示唆された。現在、残り80名の血清につき解析中であるが、比較的共通性の高い(拘束性の低い)ペプチドとして、AALTAENTAIK、NAXAKA、YQAXL、等がクローズアップされてきた。最後に、消耗品費の大幅な赤字を謝金の残で補充している理由が、合成依頼予定のペプチドをマルチペプチド合成機利用により、自分で合成できるようになったためであることを附記する。
多自由度模型を用いた励起子絶縁体の光操作と高次高調波発生の理論研究

遷移金属カルゲナイト系において近年様々な興味深い光誘起現象が報告されている。これらの現象の解明には電子相関を介した多軌道、多フォノンが織りなす非平衡ダイナミクスの理解が鍵となる。しかし、従来の相関電子系の非平衡理論研究では、手法の制限からHubbard模型などの物質の詳細を十分に考慮しない基本模型が主な研究対象であった。本研究では、多自由度模型の非平衡状態の解析を可能にする非平衡グリーン関数法を用いた新手法を開発し、物質の詳細を反映した模型に適用することで、実験的に報告されている特異な励起子絶縁体のダイナミクスと高次高調波発生のメカニズムの解明および新たな実験提案を目指す。
初期の胚発生過程において染色体分配異常の頻度が変化する原因の解明

卵母細胞や初期胚では染色体分配異常の頻度が高いことが知られているが,特に初期胚においては,その原因は分かっていない。卵母細胞や受精卵は体細胞に比べて非常に大きな細胞質を持ちます。受精卵は,胚発生過程において卵割に伴って細胞質量を減らしていく。そこで,本研究では,この細胞質量の変化が染色体分配異常の頻度を変化させていると考え,紡錘体を主に構成している微小管に着目して研究を行う。まず,卵母細胞と顕微操作を用いた人工的な方法で,細胞質量による微小管の安定性の変化とその要素の解明を行う。さらに,質量分析法を用いたスクリーニングにより微小管安定化因子の特定および,そのメカニズムの解明を行う。
植民地インドにおける商業カーストの邸宅建築に関する基礎的研究

イギリス統治下のインドで植民地経済への参与で大きな成功をおさめた2つの商業カースト、マールワーリーとチェッティヤールは、故郷の集落に大邸宅を競うように建てた。本研究はその様式的変遷を通して、植民地インドのアイデンティティ変容を実体的に把握することを目指した。その結果、1920年代に反英運動が盛り上がるにつれ、イギリス製顔料や建材をボイコットして日本製品を積極的に消費して商家建築が建てられていたことがわかった。つまり、インド独立運動の活発化には、イギリス製品排斥運動とそれに連動した日本製品を消費する商業カーストの行動があると結論づけることができる。今年度は研究課題実施初年度にあたり、当初計画どおり北インド・ラージャスターン州シェーカーワーティー地域におけるフィールドワークに加えて、イギリスにおける関連資料の調査を実施した。平成26年8月20日9月4日にかけて実施した資料調査は、スコットランド国立図書館(エジンバラ)と大英図書館(ロンドン)において、本研究課題の調査対象である植民地インドの商家建築に関する同時代の言説を把握するため、都市計画や公衆衛生に関する報告書などの一次資料を網羅的に閲覧調査した。この資料調査によって得られた知見をもとに、フィールドワークの実施地域として当初計画のシェーカーワーティー地域に加えて、当該地域の商家建築の施主が経済活動を展開し、同様の建造物を建てていた旧英領インド首都のカルカッタも含めることとし、平成27年2月12日3月4日にかけて現地調査を行った。具体的な調査内容は、シェーカーワーティー地域の複数の集落において、植民地期の商家建築(ハヴェーリー)について集落内分布図を作成すること、構造的・様式的特徴に基づく造営年代の比定を行うこと、写真と概略平面図およびスケッチによる基礎資料を作成することであり、順調に調査計画を遂行することができた。またカルカッタにおいても、シェーカーワーティー地域出身商人(マールワーリー)が造営した商家建築や寺院について、同様の方法論を用いて基礎資料を作成した。さらに調査成果をエジンバラ大学南アジアセミナー(平成26年10月)、日印共同シンポジウム(平成26年12月)といった国際学術会議のほか、国内の複数の研究会においても発表した。前年度(平成26年度)に実施したカルカッタの商家建築に関する予備調査を踏まえて、これらの建築が一般開放される10月下旬の大祭の機会に実地調査を行い、建物内部の構造や装飾形式に関する詳細な記録を作成した。また、カルカッタの商家建築と都市発展の流れを包括的に把握するために、8月下旬から9月上旬までイギリスにおいて植民地政府が作成した都市計画に関する文書群を調査した。さらに、植民地インドの商家と都市の関係をより広くアジアのイギリス植民地との比較を通して相対的に理解することをめざし、平成28年3月にはシンガポールにおいて植民地政府の都市計画関係文書を調査するとともに、現存するインド系商業集団の建造物群の実地調査を実施した。平成26年度末にたてた平成27年度の研究計画案のうち、南インドの商家建築に関するフィールドワークは、調査を予定していた平成28年1月から2月にかけての洪水被害のため、実施することができなかった。しかしそれを除けば、祭礼の機会に調査時期を設定して行ったカルカッタ実地調査、シンガポールにおけるフィールドワークともに研究計画を順調に実行することができ、充実した調査成果を得ることができた。本研究は、イギリス統治下にあった19世紀半ばから20世紀前半のインドにおいて、植民地経済への参与で大きな成功を収めた2つの商業カースト、すなわち北インド出身のマールワーリーと南インド出身のチェッティヤールの邸宅建築群について比較考察を行うものであった。いずれのコミュニティも、経済活動で得た富を財源として、故郷の集落に大規模な邸宅を造営する慣行をもち、その室内調度や壁・天井への彩色装飾には、当時の流行や施主の経済力の変化が反映されている。本研究においては、「家」という個のアイデンティティの起点における視覚表象の変化をたどることで、イギリス支配がインドの人々に与えた自己認識の変化を明らかにすることを目指した。最終年度は、研究成果の国際発信を課題に掲げ、3つの国際学会で口頭発表するとともに、英文査読誌への投稿を行った。発表した国際学会は、第45回アジア研究学会南西支部会(アメリカ・テキサス州サンアントニオ)、第45回アメリカ南アジア学会(アメリカ・ウィスコンシン州マディソン)、消費文化史学会(東京・学習院大学)である。インドの植民地美術について、アジア全体、南アジア、消費文化という異なる切り口から発表を行ったことで、本研究終了後の発展的課題を見出すことができた。それは、インドと他地域との比較を行い、グローバルな近代化において、インドの人々の自己認識の変化の普遍性と特殊性を明らかにすることである。この課題は、平成29年度に研究代表者として新規採択された科学研究費(若手研究B)「植民地期インドの商家建築壁画にみる近代性と民族主義の形成過程」において取り組む予定である。