hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
遺伝子欠損マウスを用いたゲノム情報維持の分子機構に基づく変異原性の評価系の開発

6.ヒトのPNPに対する抗体を調製し、細胞に酸化ストレスを引き起こす過酸化水素水やメナジオンの処理により、薬剤処理後に細胞内で急速にPNPが消失することを観察した。酸化的DNA損傷に対する生体防御機構を基盤に、高感度の変異原性評価系を確立することを目的として解析を進めている。1.酸化ストレスとしてのX線の間接作用に注目して、6週齢の野生型並びにOgg1遺伝子欠損マウスにX線4Gyを全身照射し、2週間後に脾臓からDNAを抽出して突然変異を解析した。その結果、X線照射されたOgg1遺伝子欠損マウスでは、G:C→T:A型トランスバージョン変異が有意に上昇していた。2.Mutyh遺伝子欠損マウスでの自然突然変異の解析で、G:C→T:A型トランスバージョン変異が有意に上昇していたことを踏まえ、酸化剤である臭素酸カリウムを飲水投与したマウスの小腸での突然変異解析を行った。その結果、対象群と比較して、酸化ストレスを誘発したMutyh遺伝子欠損マウスでG:C→T:A型変異の有意な増加を認めた。自然及び酸化ストレス誘発突然変異の解析の結果、Mutyhは内因性、外因性の酸化ストレスにより生じた8-oxoG等の酸化的DNA損傷に起因する変異を抑制していると考えられる。3.酸化的RNA損傷に対する生体防御機構に関与していると考えられる大腸菌PNPのヒトホモログPNPT1のcDNAをGST融合タンパク質(GST-PNPT1)として大腸菌で発現・精製し、GST-PNPT1が大腸菌のPNPと同様にpolynucleotide phosphorylase活性を有し、酸化RNAに結合することを見出した。さらに特異的抗体とRNAiを用いてHeLa細胞内の蛋白質を同定し、免疫沈降法によりPNPT1をHeLa細胞から部分精製して酵素活性を確認した。PNPT1は細胞が酸化ストレス下で急激に減少すること、またこの減少は酸化ストレスに特異的であることを見出した。以上のことからPNPT1蛋白質は動物細胞内で酸化ストレスに反応し、損傷RNAの感知と除去に働いている可能性が示唆された。酸化的DNA損傷に対する生体防御機構を基盤に、高感度の変異原性評価系を確立することを目的として取組んできた。その結果、酸化的DNA損傷に対する修復・防御系の遺伝子欠損マウスを用いることで、これまで野生型マウス等では検出されていなかった酸化ストレスに起因する変異について、詳細に解析できる系が確立できた。1.酸化ストレスとしてのX線の間接作用に注目して、6週齢の野生型並びにMth1遺伝子欠損マウスにX線4Gyを全身照射し、2週間後に脾臓からDNAを抽出して突然変異を解析した。その結果、X線照射されたMth1遺伝子欠損マウスでは、A:T→G:C型トランジション変異が有意に上昇していた。この変異の原因の一つとして、X線照射によりヌクレオチドプール中に生じた8-oxo-dATPが候補になると考えられる。2.DNA中に存在する酸化型グアニンである8-オキソグアン(8-oxoG)とシトシンの対合から、8-oxoGを切り出す活性を有するOgg1(8-oxoG DNAグリコシラーゼ)について、上記と同様な解析を行った。
変形量子化作用素環の非可換幾何的研究

変形量子化によって現れる作用素環,特に量子群の関数環の構造と,関連する圏論的構造について研究した。研究成果として量子群の作用と加群圏の間の双対性の理論を発展させることができ,それをもとにして新たな量子群の例を構成したり量子群の分類を得ることができた。これらは対称性を持ったランダムウォークと量子群の作用との間の関係や,テンソル圏上のランダムウォークに関する無限遠境界の概念など,組み合わせ論や確率論と量子群・テンソル圏の理論の間の興味深い関係を示唆している。K. DeCommerおよびA. Freslonとの共同研究により、自由量子群と呼ばれる一連の系列の量子群に対して弱従順性およびHaagerupの性質というふたつのよい近似的性質が必ず成り立つことを示した。離散群との類似がよく成り立つKac型の場合にはBrannan, Freslonによる先行研究によって知られていたが、一般的な場合にはどちらの方法も不十分であり、新しい手段を開発する方法があった。我々の証明で重要な役割を果たすのは、自由直交群とSUq(2)量子群との間の表現圏の同値と、離散量子群に関する中心的乗法子の概念である。SUq(2)の場合の作用素環的構造に関する知識を活用することで、中心的乗法子の正則な族による近似列を構成することができた。弱従順性の証明にはこの正則性が決定的な役割を果たす。S. Neshveyevとの共同研究により、コンパクト量子群の表現圏の一般論、およびq-変形量子群やそのコサイクル捻り型量子群に対して一連の成果が得られた。具体的には、まず、Kazhdan-Wenzlによって分類されていたSL(n)型のテンソル圏に対して量子群としての実現を与えた。さらに、一般的な量子群に対して、組紐的可換Yetter-Drinfeld環の圏が量子群の表現圏からのテンソル関手の圏と同値であることを示した。また、Poisson境界の理論をC*-テンソル圏に対して構築した。これらを組み合わせることで、Woronowiczによって提起されていた、SU(n)と同じ表現の組み合わせ構造を持つようなコンパクト量子群の分類問題を非Kac型の場合に完成させることができた。量子群の分類問題についてS. Neshveyev (Oslo)と共同研究を行い,SUq(n)以外のq変形コンパクト量子群の表現圏の構造についての結果を得た。特に,中心のPontrjagin双対上の3コホモロジーが非自明ならば,誘導される表現圏のひねりは必ず非自明になることがわかった。また,この3コホモロジーが極大トーラスのPontrjagin双対上で自明になるということが,ひねられた圏がファイバー関手を持つことと同値であることもわかった。これにより,コンパクトLie群と同様のfusion dataを持つようなコンパクト量子群の分類問題は,与えられた分岐則を持つテンソル圏の分類を残すのみとなった。より一般的なテンソル圏に関する量子調和解析の問題についてもS. Neshveyevと共同研究を行い,従順性を越える概念についての結果を得た。まずこれらの諸問題を理解する基礎として,テンソル圏のDrinfeld centerの概念をC*テンソル圏の枠組みで整理した。さらに,ユニタリhalf braidingに対して,テンソル圏のfusion環のユニタリ表現を構成し,これに基づいてテンソル圏の性質(T)を,部分因子環や量子群の理論において知られていたものを拡張する形で定めることができた。また,これらの構成により量子群と部分因子環の調和解析的性質の関連についての指導的原理も与えられる。次数付き量子群やテンソル圏のひねりの問題についてJ. Bichon (Clermont-Ferrand)及びS. Neshvyev (Oslo)と共同研究を行った。その結果,自由ユニタリ量子群を自由直交群の自由積のひねりとして実現するという新しい構成方法を見出すことができた。また,この構成方法と圏論的Poisson境界の間の関係を調べることにより,コンパクトLie群のq変形を,その中心のPontrjagin双対上の3コサイクルに関してひねったものがいつ量子群として実現可能かという問題にも完全な解を与えることができた。さらに,コンパクト群をこの方法でひねった時に現れる部分量子群を,中心による非自明な群作用の情報を用いて分類することができた。さらに,S. Neshveyevとの共同研究により,テンソル圏のtube algebraと様々な森田同値の概念との関係について調べた。その結果,量子群の表現圏の場合にはDrinfeld doubleと強森田同値な環が得られること,弱森田同値なテンソル圏のtube algebraたちは互いに強森田同値になっていることなどがわかった。これらを用いて,Temperley-Lieb圏のtube algebraの構造を完全に決定することができた。これは古典的な複素半単純群のユニタリ表現の理論との間の強い関連を示している。また,弱森田同値な関係にあるテンソル圏の近似的性質がどのように遺伝するか,という問題についても統一的な理解を与えることができた。

SUq(n)以外のq変形コンパクト量子群の構造は,Poisson-Lie群構造の変形量子化として理解される事柄を除けばあまり理解が進んでいなかった。本研究により,Tuba-Wenzlによる部分的な成果を補う形でq変形量子群の表現圏の構造や分類問題についてSUq(n)の場合との類似が良い形で成り立つことがわかった。また,D型や半単純の場合など,中心が巡回群でない場合にどのような現象が発生するかについても大きく理解が進んだ。調和解析に関する結果は,性質(T)を持つ部分因子環の新たな例などに直接の応用があった。特に,量子群の表現の理論と部分因子環の近似的性質の理論の間の対応が,テンソル圏の理論を通じて確立できた。さらに,fusion圏でないC*テンソル圏についてDrinfeld centerやテンソル圏の弱森田同値に関する理論を整備できたことも今後の発展のために意義があると思う。作用素環論今までq変形量子群について研究してきたひねりの構成はより一般的な枠組みでも行うことができる。特に,Hopf環が離散群による次数付けと,それに整合的な作用を持つ場合にはクロス積の構成を元にしたひねりの構成が可能になる。この構成がeasy quantum groupやコンパクト群の変形に対してどのような結果を導くかを調べたい。Poisson境界の理論はC*-テンソル圏上のランダムウォークに関する性質をとらえるものである。このような解析的な理論がWoronowiczの問題のような代数的な問題に応用できるということは当初予想していなかった進展であった。また、テンソル関手と組紐的可換Yetter-Drinfeld環の間の対応を通じて、量子群に関する泉の非可換Poisson境界と、テンソル圏に関するLongo-Roberts,林-山上理論との間に圏のPoisson境界を経由した密接な関係があることが分かった。このように、既知の様々な理論の間の関係が量子群作用の圏論的双対性に示唆を得た考察から分かったということも予想していなかった進展だった。自由量子群の弱従順性に関する結果は、磯野によるPopa-Vaes理論のIII型化を通じて量子群の可測関数環の構造に直接の応用があった。また、Haagerupの性質に関する問題は、当初の我々の想像を超え、様々な研究者による成果が当年度内に得られたという活発な研究対象となった。まず、q-変形量子群のコサイクル捻りに関する圏論的構造について調べる。SUq(n)型の量子群の場合にはKazhdan-Wenzlの結果があるが、他の型の場合には類似の結果はあまり知られていない。少なくとも、群が単純な場合にはSUq(n)型の場合と同様の現象が成り立っていることが期待される。実際にこの問題を解決するためには、表現のテンソル積の分解に関するより詳しい情報をえるための計算をする必要がある。また、半単純な場合にKazhdan-Wenzlの結果とどのような差が出てくるかという問題についても調べたい。
エネルギーに関する総括的研究

「総合総括班」はエネルギー特別研究(エネルギー)を総括するとともに、「運営委員会」,「研究計画委員会」,「問題検討委員会」および「評価委員会」を置き、研究の企画・運営・評価を行ってきた。その成果は次の通りである。1.「総合総括班」(1)4回の総合総括班会議を開催し、総合総括班の組織の検討、各研究班の研究計画および研究のまとめ方の審議、英文報告書執筆要項および総合シンポジウム開催についての検討などを行った。(2)「昭和61年度研究計画概要」および「昭和61年度研究成果概要」を出版した。(3)情報メディアNewsvol.7No.14を発行した。(4)第7回エネルギー講演会を開催した。2.「研究計画委員会」12の研究計画班の代表者が属し、以下の研究計画を検討した。(1)エネルギーに関する社会的・経済的諸問題の検討(代表者:森口親司,茅陽一,吉沢正),(2)石炭(重質炭素資源を含む)の変換利用の研究(玉井康勝),(3)化学エネルギーの研究(高橋正雄),(4)太陽光による光合成の研究(本多健一),(5)生物エネルギーの利用と開発(田口久治),(6)自然エネルギーの研究(浦野良美),(7)トリウム燃料に関する総合的研究(柴田俊一),(8)海水ウラン採取に関する基礎的研究(菅野昌義),(9)熱エネルギーの高効率利用に関する研究(岐美格),(10)電気エネルギーの有効利用に関する研究(林宗明),(11)生物資源にかかわるエネルギー利用の高効率化に関する研究(川村登),(12)化学プロセスにおけるエネルギーの有効利用(高松武一郎)3.「問題検討委員会」情報班(代表者:水科篤郎)が問題検討を行った。4.「評価委員会」9名の評価委員が研究課題の選定、計画の立案、達成度などをチェックした。
高齢者の医療事故を自動予測する電子カルテシステムの開発-ディープラーニングの応用

超高齢社会を迎え、病院内では、フレイルやせん妄等を背景とした医療事故が多発している。これらによる身体状況の悪化は時として深刻な転帰をとり、骨折は寝たきりの最大の要因である。一方、医療事故を精度高く予測することはできないため、本研究では、電子カルテに含まれる患者情報を解析し、高精度の自動予測システムを開発する。具体的には、名古屋市立大学病院の電子カルテに蓄積されたデータを用いて、ディープラーニングによる医療事故予測モデルの構築・検証を行い、予測アルゴリズムを作成する。その後、本アルゴリズムを用いて、新規に入院した高齢者を対象とした前向き観察研究を行い、医療事故の予測精度を検証する。
野菜接木苗における水の動態と形成層発達過程の解明およびその最適養生条件の検討

野菜苗木接合部の水の動態と新たな形成層の発達過程との関係について研究を行った.その結果トマト台木とおよび穂木が未活着のときは茎の水移動はきわめて遅く,未活着部分が水移動に与える抵抗は大きいことが予測された.そこで,活着不良である接ぎ木不親和による水の動態の変化がトマトの光合成代謝産物に与える影響について検討した.穂木と台木の不親和を起こすトマトとナスの接ぎ木では,接ぎ木不親和の程度を示す穂木と台木の茎径差が大きくなることに伴い,通導抵抗も増加した.さらに茎径差は,トマト葉のBrix値と相関があり,接ぎ木不親和による通導抵抗で引き起こされる水ストレスでトマト葉の糖度が増加することが示唆された.野菜苗木接合部の水の動態と新たな形成層の発達過程との関係について研究を行った.その結果トマト台木とおよび穂木が未活着のときは茎の水移動はきわめて遅く,未活着部分が水移動に与える抵抗は大きいことが予測された.そこで,活着不良である接ぎ木不親和による水の動態の変化がトマトの光合成代謝産物に与える影響について検討した.穂木と台木の不親和を起こすトマトとナスの接ぎ木では,接ぎ木不親和の程度を示す穂木と台木の茎径差が大きくなることに伴い,通導抵抗も増加した.さらに茎径差は,トマト葉のBrix値と相関があり,接ぎ木不親和による通導抵抗で引き起こされる水ストレスでトマト葉の糖度が増加することが示唆された.本研究の目的は次の通りである.(1)苗木観察に適した効率よいイメージング手法の開発を行う,(2)苗木接合部の水の動態と形成層の発達過程の観察をすすめる, (3)より適した接木苗養生の環境条件を検討する.20年度は(1)を中心に研究を進めた.(1)-a :中性子ラジオグラフィおよび重水トレーサを用いた苗木内蒸散流の可視化トマト接木苗の台木にはカゲムシャを,穂木にはモモタロウを用い,斜め接ぎの苗木を育成した.冷中性子ラジオグラフィ装置にはドイツ, HZB研究所のCONRADを用いた.本イメージングに適した台木,穂木の支え方法について検討したところ,中性子ビームを比較的透過するシリコンチューブが適することが明らかになった.また,接木作業から3日から5日経過しても台木と穂木が未活着のときはD_2Oトレーサの移動が遅く,未活着部分が水移動に与える抵抗が大きいことが予測された.(1)-b :シンクロトロンX線およびX線マイクロCTを用いた接木部位の組織観察まず,ドイツ, HZB研究所, BAM-LineのシンクロトロンX線CT装置を用い,植物茎のCTを再構築したところ,アーチファクトのため細胞間の境界が明確にならなかった,そこで, Phase retrievalアルゴリズムを用い画像を改善したところ個々の細胞が識別でき,接木部位の組織観察に適用できることが明らかになった。また, X線マイクロCTを用いた接木部位の組織観察を行ったところ,各組織のX線に対する透過度がほぼ同じで,組織の状態を可視化することはできなかった.しかし,画像分解能は10μm程度と組織観察には十分であると考えられることから,今後銀系の染色試薬などを用い組織観察を試みる.研究の目的は次の通りである.(1)苗木観察に適した効率よいイメージング手法の開発を行う,(2)苗木接合部の水の動態と形成層の発達過程の観察をすすめる,(3)より適した接木苗養生の環境条件を検討する.20年度は(1)および(2)を中心に研究を進めた.(1):蛍光試薬および重水トレーサを用いた苗木内蒸散流の可視化トマト接木苗の台木にはフレンドシップを,穂木にはハウス桃太郎および麗容を用い,斜め接ぎ,および,ピン接ぎの苗木を育成した.根の上部で切断した苗に蛍光プローブを与えたところ接ぎ木部位における水の流れを可視化可能であることが明らかになった.また,植物試料に重水トレーサを与えることで,分光光度計で茎部における水の流れを可視化することが可能であった.この方法によって,トマト苗に根が付いた状態での苗木内蒸散流の可視化への可能性が広がった.そこで,今後2つの方法を用いて接ぎ木接合部の水の動態をさらに詳しく調査する予定である.(2):斜め接ぎおよびピン接ぎにおける接木部位の組織観察斜め接ぎおよびピン接ぎにおける接ぎ木部位の観察を行ったところ,ピン接ぎで認められた組織癒合部の肥大は,斜め接ぎでは現れなかった.また,ピン接ぎにおいては組織癒合部上部にアントシアニンによると考えられる紫色の発色が認められたが,斜め接ぎでは見られなかった.アントシアニンはストレス反応によって発現することが多いため,ピン接ぎは斜め接ぎより水ストレスのかかる程度が高いと推察された.そこで,今後各接ぎ方と水ストレスの程度およびアントシアニンの発現について検討する予定である.最終年度は,トマトの接ぎ木不親和を用いた高糖度トマト栽培法の確立を最終的な目的とし,不親和の程度がトマトの生長および葉の糖度に及ぼす影響について検討した。(1)苗木接合部の水の動態と形成層の発達過程

ナス台木に接ぎ木したトマト(ナス台トマト),トマト台木に接ぎ木したトマト(共台トマト),接ぎ木をしないトマト(自根トマト)の接ぎ木部分の通水抵抗と,形成層上部および下部の発達の程度を示す茎径比を比較した.その結果,茎径比の値が高いほど通水抵抗値も高い傾向にあり,特にナス台トマトで顕著であった。接ぎ木不親和の程度が増すことで,通水抵抗も増加すると推察された。(2)接ぎ木不親和とBrix糖度の関係不親和の起こりやすいナス台木とトマト穂木に実ったトマト果実では,糖含量が上昇し甘い果実が収穫できる.ナス台トマトの茎径比は共台トマトの約1.5倍以上の値となり,また,茎径比の値が高いほどBrix値も高くなる傾向がみられた。一方,接ぎ木部における通水性の低下により水ストレスがかかりやすい.すなわち,茎径比は接ぎ木不親和の程度を表し,不親和の程度が大きいほど糖度が増加すると推定された。通水抵抗は植物にかかる水ストレスと関係が深いことから,まず接ぎ木接合部の不親和による通水抵抗の増加によってナス台トマトに水ストレスがかかり,その結果Brix値が上昇したと考えられた。また,地上部の乾物重と根の乾物重の比であるs/r比は,Brix糖度および通水抵抗と相関が見られた.すなわち,根の生長も接ぎ木不親和によって抑制されることが明らかになった.
運動トレーニングによる血管内皮機能改善効果が熱ストレスへの順応能力に及ぼす影響

高齢者の熱中症予防は社会的・医学的な緊急課題である。高齢者における熱中症発症のリスクとして,活動性の低下が指摘されており,寝たきりでは発症リスクが8倍に上昇する一方,活動性の高い高齢者の発症リスクは低いことが報告されている。本研究の目的は高齢者に運動トレーニングを行い、熱ストレスへの順応性や血管内皮機能が改善するか否かを評価し、高齢者の熱中症予防目的としての運動負荷トレーニングの有用性を検討することである。研究の具体的な内容としては、高血圧や心疾患などの慢性疾患を有さない健康な高齢者を対象に、運動負荷前に心臓超音波検査を用いて心拍出量・左室/右室容量・左室/右室駆出率・左房/右房容量・左室拡張機能、上腕動脈における血管内皮機能を計測する。また、採血検査を行い、一般血液・生化学検査・熱ショック蛋白72 / 90,高感度CRP、Malondialdehyde (MDA)、尿中8-hydroxy-2'-deoxyguanosine(8-OHdG)を計測する。エルゴメータなどを用いた有酸素運動もしくは床上での筋力増強運動負荷時の収縮期血圧/拡張期血圧・脈拍数・深部体温・発汗量を計測する。その後、8週間の継続的な運動トレーニングを行った後、運動トレーニング前に行った検査(心機能、血管内皮機能、発汗量計測)を行い、運動負荷トレーニング実施前との変化を調べる。登録が進まないことと、登録後の被験者の研究中断があり、症例が集まらない。健常な高齢者を探すのが困難であるため、少し若い年齢層まで対象を広げることを考慮してみる。現在12例の登録が完了しており、順次、運動負荷トレーニングを開始している。健康な高齢者の被検者の登録が進んでいない。8週間の運動トレーニングを自己判断で中断する例がある。引き続き、症例の登録を行っていく予定である。登録患者数が予定数に達さなかったため、延期となった。使用計画:本年度は登録症例を積極的に増やし、運動トレーニング前後の発汗量と血管内皮機能の計測を行っていく予定である。研究がやや遅れており、次年度に研究費を使用する必要がある。
西南暖地における極早生水稲品種の不時出穂の発生要因とその防止技術に関する研究

良食味米生産の産地間競合が激化する中で,沖縄県を除く国内で最も早い収穫,出荷を目指して,高知県では早期栽培用極早生品種とさぴか(多収性,良食味)を育成した.しかし,普及を開始した1998年に,農家水田において異常(不時)出穂が多発し,収量,品質が不安定となったため普及面積が伸び悩んでいる.本研究では,極早生品種とさぴかに発生した異常(不時)出穂現象を取り上げて,その発生要因と発生防止のための栽培技術的な方策を明らかにしようとした.得られた結果は以下のように要約される.1.とさぴかは北海道育成品種に比べ,最終主稈葉数が少ないため,早晩性を示す播種から止葉展開までの有効積算温度(基準温度10°C)が低く,播種からの有効積算温度が301348°C日で幼穂形成期(平均幼穂長1mm)に達することが明かとなった.また,とさぴかは感光性・感温性および基本栄養生長性程度も比較的小さく,これらの特性は交配母本の高育27号と類似していた..2.とさぴかの幼穂分化苗を移植して,不時出穂(主稈)が発生すると,収量は,不時出穂の発生しなかった幼穂未分化苗区に比べ915%少なかった.これは,m^2当たり穂数は多いが,分げつ穂の発育が劣り,1穂籾数が少なく,m^2当たり籾数が減少したことと,発育停止籾割合が高く,登熟歩合が低くなったためであった.また,玄米品質も青米の増加により低下した.3.不時出穂を防止・軽減するために,育苗期間中での幼穂の分化,発育を遅らせるには,播種から200°C日(3.5齢)以上では窒素追肥は行わず,箱当たり播種量を多くして,地上部乾物重/草丈比を低くする管理が必要であると考えられた.また,育苗時の基肥窒素の増施や育苗期間中の剪葉処理も効果的であることが明らかとなった.良食味米生産の産地間競合が激化する中で,沖縄県を除く国内で最も早い収穫,出荷を目指して,高知県では早期栽培用極早生品種とさぴか(多収性,良食味)を育成した.しかし,普及を開始した1998年に,農家水田において異常(不時)出穂が多発し,収量,品質が不安定となったため普及面積が伸び悩んでいる.本研究では,極早生品種とさぴかに発生した異常(不時)出穂現象を取り上げて,その発生要因と発生防止のための栽培技術的な方策を明らかにしようとした.得られた結果は以下のように要約される.1.とさぴかは北海道育成品種に比べ,最終主稈葉数が少ないため,早晩性を示す播種から止葉展開までの有効積算温度(基準温度10°C)が低く,播種からの有効積算温度が301348°C日で幼穂形成期(平均幼穂長1mm)に達することが明かとなった.また,とさぴかは感光性・感温性および基本栄養生長性程度も比較的小さく,これらの特性は交配母本の高育27号と類似していた..2.とさぴかの幼穂分化苗を移植して,不時出穂(主稈)が発生すると,収量は,不時出穂の発生しなかった幼穂未分化苗区に比べ915%少なかった.これは,m^2当たり穂数は多いが,分げつ穂の発育が劣り,1穂籾数が少なく,m^2当たり籾数が減少したことと,発育停止籾割合が高く,登熟歩合が低くなったためであった.また,玄米品質も青米の増加により低下した.3.不時出穂を防止・軽減するために,育苗期間中での幼穂の分化,発育を遅らせるには,播種から200°C日(3.5齢)以上では窒素追肥は行わず,箱当たり播種量を多くして,地上部乾物重/草丈比を低くする管理が必要であると考えられた.また,育苗時の基肥窒素の増施や育苗期間中の剪葉処理も効果的であることが明らかとなった.1998年に高知県内の早期栽培圃場で異常(不時)出穂が確認された極早生水稲品種とさぴかの出穂特性を明らかにするため,交配親,高知県育成品種ならびに北海道から九州地域で育成された品種など,計50品種・系統を供試し,早期栽培で一般的な育苗期間にあたる3月4月の自然日長下において,温度に対する出穂反応を比較検討した.3月10日に1粒播した株まきポットを出芽後,窒素成分で1.5,3.0gm^<-2>施用した水田土壌入りコンテナに密着設置し,昼夜温をそれぞれ12時間,30°C/20°C,25°C/25°Cおよび25°C/15°Cに設定した自然光型ファイトトロン内へ搬入して,播種からの日平均気温の積算値が1300°C日(以下播種から1300°C日)に達するまで温度処理を行った。播種からまでに出穂した品種・系統割合は,温度区間では25°C/25°C区,窒素施肥量区間では1.5gm^<-2>区で高く,北海道育成品種ではこれらの区で出穂が早まる傾向がみられた.

これに対し,品種とさぴかは温度,窒素施肥量区間で大きな出穂変動はみられず,播種から1000°C日以上に達すると出穂し,播種から1300°C日までに出穂した品種・系統の中でも,播種から止葉展開までの積算温度が低く,早く出穂した.これは最終主稈葉数が少なく,平均出葉積算温度(播種から止葉展開までの積算温度/最終主稈葉数,°C日葉^<-1>)も低かったためで,品種とさぴかはこれら2要素に対する温度や窒素施肥量の影響は比較的小さく,主稈の出穂時期は播種からの積算温度によって推定できることが示唆された.また,品種とさぴかについて、上記と同様のポット苗の育苗日数(葉齢)、育苗途中の窒素追肥の有無、硬化期の温度、移植時の苗への断根処理の有無、移植後の土壌還元処理の有無および移植後の温度条件(戸外とガラス室内)が主稈出穂迄日数に疎ぼす影響について検討した結果、苗の葉齢、窒素追肥、移植後の温度条件によって主稈出穂まで日数が有意に異なることが明らかとなった。1998年に高知県の極早生水稲品種とさぴかに発生した不時出穂の原因を明らかにするために,日長,播種量,育苗時の温度と施肥量,苗の種類,移植時期などと出穂との関係を検討した.実験(1)全国各地から収集した48品種・系統から,播種後,日平均気温の積算値が1300°Cまでに出穂した19品種を選び,夏至近くの長日と秋分以降の短日条件下で,温度(昼/夜温:30/20°C,25/25°C)と窒素施肥量(ポット育苗箱の置床;3.0,1.5g/m^2)を異にして生育させた.その結果,主稈葉数が少なく,平均出葉温度の低い品種・系統ほど出穂が早く,一部の品種を除き,短日,25/25°C条件下で出穂は早まったが,窒素施肥量に対する反応はみられなかった.とさぴかでは,日長,温度条件を異にしても出穂関連形質の変動が小さく,日平均積算温度が1000°C以上に到達すると到穂する温度感応度の大きい品種であることが明らかとなった.実験(2)苗の種類(乳苗,稚苗,中苗,ポット中苗)と移植時期を異にした場合のとさぴかの出穂特性を播種からの有効積算温度(基準温度:10°C,以下同じ)との関係で検討した.その結果,とさぴかでは,苗の種類移植,時期を異にしても有効積算温度が800°C日に達すれば到穂する品種であることが明らかとなった.また,育苗期の有効積算温度が250°C日以上であった箱育苗区では,500°C日前後で不時出穂が発生し,その後出現する正常穂の出穂が不揃いとなった.実験(3)箱当たり播種量,基肥窒素施用量がとさぴかの幼穂の分化,発育程度および主稈出穂日に及ぼす影響について検討した.その結果,播種量が少なく,地上部乾物重が重く地上部乾物重/草丈比の高い苗において,幼穂の発育速度が早まる傾向がみられた.また,主稈葉数を多くして,主稈出穂を遅らせるには,基肥に窒素を2g施用し,播種量を多くして養成した苗を有効積算温度が200°C日までに移植する必要があると考えられた.極早生水稲品種とさぴかの不時出穂の発生を防止するための栽培技術的方策を検討するとともに,幼穂の分化程度を異にするとさぴかの苗を移植して,移植後の本田の生育と収量・玄米品質への影響について検討した.実験(1)播種からの有効積算温度(基準温度10°C)が150°C日,200°C日,250°C日に達した苗を地際から高さ67cmで勇葉処理を行い,播種から300°C日における苗の生育と幼穂の発育程度を調査した.その結果,剪葉処理により300°C日における苗の幼穂分化は防止できなかったが,無処理区と比較すると,播種から150°C日,200°C日時に剪葉した区では,幼穂長が短くなり,幼穂の分化・発育をある程度抑制できることが明らかとなった.実験(2)株播きポットで育苗したとさぴかとキタアケの中苗と成苗を本田に移植し,移植後の生育,出穂期,収量,収量構成要素および玄米品質について調査した.その結果,両品種の成苗では幼穂が分化しており,移植後3032日目に主桿が出穂し,主桿出穂から分げつ出穂までの日数が約20日間と長くなった.また,移植時に幼穂が分化していなかった中苗に比べて穂数は多くなるが,1穂籾数が減少して面積当たり籾数が少なく,さらに登熟歩合が低下し,減収すること,青米が増加して玄米品質も劣ることも明らかとなった.実験(3)不時出穂が発生しやすいと推定される
ポスト「原発依存」社会に向けた地域公共圏の構築についての研究

柏崎刈羽原発立地地域(柏﨑市・刈羽村)、周辺地域(長岡市、新潟市)の住民意識調査、立地地域のリーダーへのインタビュー調査を行い、生活意識、生活構造、社会構造の変容とそれを基底とする地域公共圏の構築可能性の考察を行ってきたが、依然として原発再稼働による地域経済の活性化を期待しつつ、脱「原発依存」への模索に苦悩する地域像が明らかとなった。これに対して周辺地域住民は約8割が脱原発を志向しつつも、5割近くは立地地域の脱「原発依存」へのソフトランディングを支持するものであった。今後同地域が「3.11原発事故以前」の状態に戻ることは想定しにくいが、本研究を踏まえて今後も定点観測を続けていく必要がある。「ポスト福一調査」(立地地域として柏崎市・刈羽村有権者、周辺地域として長岡市有権者への意識調査)の検討を行い、事故後の原発問題への認識に大きな変化が見られること、地域間に原発再稼働をめぐる意識の格差があり、立地自治体では隣接地域より賛成意見が多いが、その内容は安全性の問題や雇用・経済問題だけでなく、地域の住民感情、アイデンティティとも関係しており、原発政策の見直しがコミュニティの再構築の問題と直接的に結びついていることが明らかとなった。さらに、住民リーダーの認識を明らかにするために、2002年の同原発のトラブル隠しをきっかけに推進派・反対派を含めた討論の場として設立された他の立地地域に類例のない「地域の会」の委員(推進派、反対派、中間派リーダー)及び行政関係者に対する聴き取り調査を行い、以下のことを明らかにした。福島第一原発事故は住民の立ち位置の自明性を暴露する上では非常に重要な契機となったが、多くの場合、柏崎市の経済状況が原発に依存する側面が極めて大きいとの認識によって、現在の原発についての立場を変更する契機にはなり得ていないこと=原発再稼働を求める議論が多数であること、ただし、将来構想については「脱原発」と「脱原発依存」、「現状維持」に分かれるが、「現状維持」派でも過度な原発への依存を脱却する必要を説くこと、その意味では「脱原発依存」との距離が近いこと、「脱原発」「脱原発依存」もその地点への到達にどの程度のタイムスパンを考えるかで態度として重なりうることを把握した。彼らがほぼ共通して、多様な立場の市民が柏崎市の現状を見据えた上で討論を交わせる場の存在の重要性と、将来を構想しうる可能性をどのように高めていくかという認識に至っていることは注目すべきである。福島第一原発事故を受け止めつつ、地域社会の持続的可能性を現実化するための展望が一定程度開かれていると見ることが出来る。1.本年度は、周辺自治体として新潟市有権者に対して、生活意識、コミュニティ意識・行動、政治意識・行動、原発問題に関する態度等々について郵送調査を行い、「ポストフクイチ調査」(立地地域として柏崎市・刈羽村有権者、周辺地域として長岡市有権者への意識調査)との比較検討を行った。原発を容認する意見とリスクを重視し再稼働に反対する意見と個人の属性(年齢、性別、職業、学歴、年収、居住年数)との関連をみたところ、年齢による差異(この高年層より若年層で、また女性より男性で原発支持が強いという傾向)が見られた。これはポストフクイチ調査で見られた、立地地域(柏崎市・刈羽村)、周辺地域(長岡市)にかかわらず確認できた傾向と同様であった。ただ、新潟市においては高齢層(60代以上)にとどまらず、40代、50代の中年層女性の原発再稼働についての慎重な姿勢が目立った。さらに、注目すべきは原発再稼働に必要な地元合意の範囲をどのように捉えるかという点がある。長岡市、新潟市とも「地元」の範囲を立地地域としての柏崎市・刈羽村に限定することなく、より広く捉えている。長岡市民は同市を含めた30キロ圏内が最も多く(42.6%)、次いで新潟県全体(23.5%)、新潟市民は新潟県全体とする者が最も多く(37.0%)、次いで同市を含む50キロ圏内(32.2%)としており、地元認識はやや異なるが、少なくとも原発問題の当事者としての意識が高まってきていることが伺え、柏崎刈羽原発の再稼働問題において新潟県民の世論の動向が無視できない状況となっている。2.福島県からの避難者の定着・移動等について、特に新潟市における当事者グループに着目して聴き取り調査を行い、地域社会において一定程度のソーシャルキャピタルの構築が図られていることが確認できた。3.韓国での全羅北道扶安郡の収集資料、聴き取り調査結果を検討し、モノグラフとして整理した。本研究は、国、地域社会が「脱原発」「原発維持」に様々揺れ動き、エネルギー政策、原発政策が変容しつつある過程のなかで、ポスト「原発依存」社会に向けた地域公共圏構築の可能性を検討することにある。そのために、第一にエネルギー政策の変容過程に規定されつつ、他方でそうした政策に影響を与える住民の生活意識、また今後の地域開発の在り方、コミュニティ意識などの変化を明らかにし、第2にそれらを基底とする地域公共圏の場として機能する具体的可能態における討議過程を詳細に検討する。前者の点については「ポスト福一調査」及び、本年度の新潟市調査でのファインディングスで明らかにしつつあり、これに規定されつつ裏づけられた具体的可能態としての存立条件(可能性)の検討を進める。本調査研究では「地域の会」を事例として考察している。

1.本年度は学務上の諸用件と地域の会の会義開催等が重なったために、「地域の会」への十分な聴き取り調査・参与観察を行うことが出来なかったので、参照モデルとして3.11後に誕生した再生可能エネルギーによる地域社会構築事例について資料を収集するとともに関係者への聴き取り調査を行った(南会津地域(会津電力)、新潟市(おらって新潟市民エネルギー協議会))。2.全羅北道扶安郡、「脱核・エネルギー転換のための首長の会」自治体への事例調査(行政関係者、地域リーダー、環境運動関係者への聴き取り調査)を継続して行うことを予定していたが、学務上の都合で十分な時間が確保できず、現地調査を次年度に延期することにした。「ポスト福島第一原発事故における地域コミュニティの持続的『発展』『再生』の可能性」(トヨタ財団2012年度研究助成プログラム)、そして本研究で、立地地域としての柏﨑市・刈羽村、周辺地域として長岡市、新潟市の住民意識調査、及び柏﨑・刈羽地域のリーダーへのインタビュー調査を行い、生活意識、生活構造、社会構造の変容とそれを基底とする地域公共圏の構築可能性の考察を行ってきた(渡邊、2017)。そこでは、依然として原発再稼働による地域経済の活性化を期待しつつも(原発停止による経済への影響は限定的であっても、マイナス効果が実態以上に評価される)脱「原発依存」への模索に苦悩する地域像が明らかとなった。そして、これに対する周辺地域住民の意識は約8割が脱原発を志向するが、5割近くは立地地域の脱「原発依存」へのソフトランディングを支持するものであった。以上の結果から、今後同地域の短期的な方向性を予測することは困難ではあるが「3.11原発事故以前」の状態に戻ることは想定しにくい。本調査研究を踏まえて、今後も定点観測を続けていくことが必要である。さらに、日本と同様に従来から積極的な原発推進路線をとる韓国を対象とし、原発立地地域・建設予定地域等に焦点をあて、地域社会の住民の生活意識・生活構造、社会構造の「揺らぎ」を考察して日本の事例を相対化しつつ、地域コミュニティの持続的な「発展」「再生」という視点から、課題解決のモデルを提示するために、従来から調査研究を行ってきた、放射性廃棄物処理場建設反対運動を自主管理の住民投票で白紙撤回させ、その後独自の地域づくりを展開しつつあった全羅北道扶安郡等の地域を対象として、行政関係者、地域リーダーへの聴き取り調査を行い、同計画に対する賛成・反対で産み出された地域社会のコンフリクト(亀裂状況、内部分裂過程)及び、その困難な克服途上を明らかにすることが出来た。研究実績の概要で述べた現段階での成果として、『「核」と向き合う地域社会』リベルタ出版、2017年を出版した。本課題研究では、研究成果として、『「核」と対峙する地域社会』(リベルタ出版、2017年)の出版を企画して、その出版費用として800,000円を予定し、年度内の支払い完了を目指したが、出版日程が少々遅れ、次年度(本年4月)に支払いが延びる可能性が生じたこと、また、それに従って成果報告を調査協力者、関連研究者に寄贈するための支払いも同様に次年度に伸びることになった。本年度は当初の予定通り、繰り越し金を本調査出版費用と成果報告費用として使用した。柏崎刈羽原発立地地域(柏﨑市・刈羽村)、周辺地域(長岡市、新潟市)の住民意識調査、立地地域のリーダーへのインタビュー調査を行い、生活意識、生活構造、社会構造の変容とそれを基底とする地域公共圏の構築可能性の考察を行ってきたが、依然として原発再稼働による地域経済の活性化を期待しつつ、脱「原発依存」への模索に苦悩する地域像が明らかとなった。
看護ケア専門病棟の必要性に関する研究-地域中核の医科大学付属病院における検討を通して-

本研究は新設の看護学科が将来付属病院を中心としてどのような看護を開発してゆく必要があるかについて考える資料にするために、当該病院を利用している入院患者の実態を知るとともに看護婦の独自な機能役割の一つとして将来とも重要な終末期の看護について大学病院という従来、先端医療を掲げてきた場所で殆ど重点が置かれて来なかった領域を実際にこれに携わってきた看護婦の意見を通じて考察することである。今年度はこの後半の目的のために、当該病院に3年以上勤務している看護婦を対象としてアンケート調査を行った。質問紙の内容構成は看護婦個人の臨床経験歴および終末期看護についての関心度、実際に自分が経験したターミナルケアの中で評価できると考える看護事例の内容とその理由、もしあれば逆に評価できない事例の内容とその理由を記述する、そして現実にターミナルケアを行う上で当院で困難があると考える問題は何か、それらを総合して大学の付属病院で終末期看護を進めることが望ましいと考えるか否かについて意見を求めた。約100名の看護婦から回答が得られた。半数以上の看護婦が5年以上当該病院での経験者であった。43名の看護婦が良い看護ができたと評価できる事例を記述しており、34名が良くなかったという事例を記述していた。回答した大部分の看護婦は終末期看護については積極的に取り組みたいとしているが、最終的に当該病院もその一つである大学付属病院で終末期看護を行うことについては意見があい半ばした。この理由を明らかにするために調査の記述についての分析をもう一歩深めることが必要と考えている。地域中核の医科大学附属病院の看護職が果たすべき役割を明らかにするために入院記録を基に患者の状況を調べた。平成6年度当院に入院した患者の延べ数は約2万人であり総合病院の診療領域の巾の広さのため患者の受けた医療は多岐に亘っていた。対象患者の年齢分布は小児を含めた若年者が5%,壮年者40%,老年者55%であった。看護活動の中で将来次第に需要が増加すると予測され,ケアの質を高める必要がある終末期ケアの状況を知るため平成6年度に当院で死亡退院した人々のケアの内容を看護記録を中心として調べた。対象の全数は220名であり,大多数が悪性腫瘍によって終末期を迎えた。死亡前の在院期間が1ケ月以上に亘った者はほぼ半数の128名,そのうち2か月以上は77名,3か月以上在院した終末期を当院で過ごした患者は51名であった。患者の年齢は4名が30歳未満であり30歳から64歳が21名,予想されるように65歳以上の高齢者が24名と半数以上であった。これらの人々の死亡1週間前の看護の状況を見ると大多数の患者が臥床しており頻回の観察を必要とする看護度A1に属した。これらの中には死亡1カ月前2カ月前さらに3カ月前もA1であった患者もありケアを提供する看護婦に多くの活動が要求されていることが明らかである。中でも疾患による疼痛を含む各種症状,薬剤による副作用,死を免れないのではないかという不安,気管切開など治療に伴う身体への侵襲によるコミュニケーション障害,自分の家に戻りたいという願い等は多くの患者に共通の問題であり,それに対応して巾広い看護活動が行われていた。しかし個々の患者について看護記録を詳細に調べると患者にとっては提供されたケアが必ずしも満足な結果のみでないことを伺わせた。ケアの質も保障できる方策を考えて行くために患者を直接にケアした看護婦を対象として次年度の研究を進める予定である。前年度当大学病院で年間に終末期のケアを受けた患者の数は入院患者の3.2%にあたりそのうちの1/4は3か月以上在院した癌末期の患者であった。当院で終末期ケアにあたった看護婦の実践記録を基にこのような患者が自ら主体的に生の時間を過ごせる様な援助を高めていく可能性を探りながら何を改善して行けばよいか検討するため、いくつかの問題点を取り出した。若い看護婦が積極的に終末期ケアに係わりその体験を基に次のケアに望もうとしている様子が窺えた。多くの患者が病名の告知、再発・転移の告知を受けておらずそれらの患者や家族のケアにあたり看護婦が苦心している事例が多かった。大学病院ゆえにより専門的に診療するにあたって病棟、担当医の変更がありいわゆる転科に伴う患者への充分な説明の必要はもとよりケアの継続性にたいする配慮が必要なことがあげられる。症状特に疼痛のコントロールについては時に充分な対応がなされておらず、患者の側からみれば最後まで納得できない肉体的な苦痛を持ったまま終末を過ごした事例もあった。経験の浅い看護婦に対しては看護スタッフの教育的係わりがなされており看護婦間のチームアプローチという点では配慮されている場合が多かった。病院という特殊な環境の中で患者が家族との親密な時間を過ごせるように不満足ながら工夫されていた。終末期の患者に一時的にせよ在宅療養を実現させるために看護婦が積極的に役場の保健婦と連携をとり病人を抱える不安にたいして援助の手をさしのべて成功している事例もあった。又重症患者が強く入浴を希望しているのに対して担当医の再三の不同意にも拘わらず看護婦の努力の結果その医師と共に何回かの入浴を実施できた報告もみられた。以上実際の事例から今後取り組むべき問題が浮かび上がってきた。

これを基に構成された質問紙の作成、調査を行い病院看護婦の総意として終末期ケアに対応するための方策を考えて行きたい。本研究は新設の看護学科が将来付属病院を中心としてどのような看護を開発してゆく必要があるかについて考える資料にするために、当該病院を利用している入院患者の実態を知るとともに看護婦の独自な機能役割の一つとして将来とも重要な終末期の看護について大学病院という従来、先端医療を掲げてきた場所で殆ど重点が置かれて来なかった領域を実際にこれに携わってきた看護婦の意見を通じて考察することである。今年度はこの後半の目的のために、当該病院に3年以上勤務している看護婦を対象としてアンケート調査を行った。質問紙の内容構成は看護婦個人の臨床経験歴および終末期看護についての関心度、実際に自分が経験したターミナルケアの中で評価できると考える看護事例の内容とその理由、もしあれば逆に評価できない事例の内容とその理由を記述する、そして現実にターミナルケアを行う上で当院で困難があると考える問題は何か、それらを総合して大学の付属病院で終末期看護を進めることが望ましいと考えるか否かについて意見を求めた。約100名の看護婦から回答が得られた。半数以上の看護婦が5年以上当該病院での経験者であった。43名の看護婦が良い看護ができたと評価できる事例を記述しており、34名が良くなかったという事例を記述していた。回答した大部分の看護婦は終末期看護については積極的に取り組みたいとしているが、最終的に当該病院もその一つである大学付属病院で終末期看護を行うことについては意見があい半ばした。この理由を明らかにするために調査の記述についての分析をもう一歩深めることが必要と考えている。
多孔質電極の熱力学

我々は炭素材料などの多孔質電極の熱力学的性質について計算科学的手法を用いて調べた。その中で、多孔質電極の細孔径が電解質イオンの直径と同程度まで小さい場合には、細孔径や印加電圧のわずかな違いによって、蓄電量、イオン種ごとの吸着量、細孔内の圧力などが大きく変化することを明らかにした。これらの性質は、高機能な電気化学キャパシタの設計や海水からのさまざまなイオンの選択的回収などの技術に応用できる可能性がある。一定電圧グランドカノニカルアンサンブルのモンテカルロ・シミュレーションを用いて、多孔質電極における蓄電量、発生圧力、分子構造などを、さまざまなモデルおよび条件において調べた。まずは前年度に引き続き、電解質にはプリミティブモデルを、電極には剛体板を組み合わせたものを用いて、さまざまなイオン径、細孔径、印加電圧に対するイオンや電極の応答を計算した。その結果、電極表面でのイオンの構造や印加電圧に対する蓄電量の振る舞いが近年発表された論文に見られる実験の結果とつじつまが合うことがわかった。特に二成分系におけるキャパシタンスの電圧依存性は、ニ成分系に特徴的な電極表面における分子構造の電圧依存性を反映しているものと考えられる。さらには、多孔質電極に電圧を印加した際の電解質の熱力学を解析するためのモンテカルロ法のプログラムを、ファンデアワールス相互作用の計算が可能なものに拡張し、テスト計算を重ねた。この拡張により、より現実的なモデルの計算が可能となった。ファンデアワールス相互作用を含むモデルは、電圧を印加しなくても電極表面へ著しく吸着するため、プリミティブモデルの場合とは大きく異なる分子構造を示すことがわかった。特に、多孔質性吸着材によるガス吸着において知られている毛細管現象と同様に、電解質の系についても電極表面とイオンとのファンデアワールス相互作用に起因した細孔内のイオン密度の細孔系依存性が観測され、毛細管現象が多孔質電極の熱力学においても特徴的なものであることが明らかになった。またこの過程で、プログラムのアルゴリズムを並列計算の効率を上げるなどの改良を行い、計算速度の向上を図った。一定電圧グランドカノニカルアンサンブルのモンテカルロ・シミュレーションを用いて、多孔質電極の蓄電量や圧力などの熱力学的な一般的性質を印加電圧や細孔径の関数として計算した。電解質にはプリミティブ・モデルを用い、電極には表面電荷を持つことができる剛体板を組み合わせて用いた。多孔質電極に電圧を印加すると、電極表面に誘起電荷が蓄えられるとともにその電極の細孔内にカウンターイオンが充填されるが、このときコイオンも同時に充填されることなど、電圧印加に伴う細孔内のイオンの構造の変化が明らかになった。また、電圧印加に伴って、細孔内には圧力が発生し、これは正にも負にもなり、大きさは大気圧より桁違いに大きくなりうることもわかった。さらに、この圧力は電圧のみならず細孔径の関数として大きく変化し、例えば細孔径がイオン径の十分の一変化するだけで大きく変化することもわかった。次に、二成分の電解質が扱えるようにシミュレーションのプログラムを開発し、これを用いて、アニオンの径が異なる二成分のプリミティブ・モデルについて、多孔質電極の熱力学的物理量を計算した。蓄電量の電圧依存性などは、一成分の場合とあまり変わらないことがわかった。しかし、細孔内のイオンの構造には、二成分系の特徴が現れた。特に、印加電圧の大きさによって多く充填される成分が異なることなど、イオンの電極への選択的吸着が見られた。多孔質電極における熱力学的挙動について、今年度は特にファンデアワールス相互作用の影響について調べた。電極内におけるイオンと電極との間においては、相互作用の強さにおいては静電相互作用が支配的である。このため、熱力学的振る舞いにおいて、その強さにおいては静電相互作用よりも一桁小さいファンデアワールス相互作用の影響は小さいと予測することもできる。ところが、モンテカルロ法で熱力学的振る舞いを計算したところ、ファンデアワールス相互作用の存在は熱力学的振る舞いに大きく影響することがわかった。特に、細孔径の小さい多孔質電極において、印加電圧が低いときのカウンターイオンおよびコイオンの吸着量が大きいことや、電圧と蓄電量の関係における相転移においてヒステレシスが見られる点などは、ファンデアワールス相互作用を考慮しない場合と比べて本質的な違いである。上記のヒステレシスは、よく知られた磁場と磁化率の関係におけるヒステレシスと対比することができる。また、ファンデアワールス相互作用を含む二成分電解質における熱力学的振る舞いについても、その影響を調べた。前年度までに調べたファンデアワールス相互作用を含まない二成分電解質の特徴は、今年度に研究を行ったファンデアワールス相互作用を含む二成分電解質においても同じように見られた。すなわち、低電圧においては大きいカウンターイオンが電極に支配的に吸着するが、高電圧においては逆に小さいカウンターイオンが電極に支配的に吸着し、これに伴ってキャパシタンスが急激に上昇した。

このことは、イオン間の相互作用とイオンと電極の間の相互作用の相対的な強さが、印加電圧の大小によって変化することを示している。分子シミュレーションを用いた機能材料の統計熱力学的解析ファンデアワールス相互作用の計算が可能なプログラムを開発するに際して、いくつかの技術的な問題が明らかになり、それらを解決するのに予想した以上に時間がかかった。当初の計画において、多孔質電極の熱力学的物理量の計算と、これの二成分系への拡張を挙げたが、これらを予定通り進めることができている。ファンデアワールス相互作用の計算が可能なプログラムの開発によって、より現実的なモデルを扱うことが可能になった。今年度は、イオン液体などをモデル化し、電極にグラファイトのモデルを用いて、実験との対応がつけやすい条件で多孔質電極の熱力学を解析する。電解質には一成分および二成分のものを用いて、イオン種に依存する選択的吸着についても調べる。さらには、溶媒を含む系を計算するプログラムを開発し、溶媒の存在が熱力学に与える影響についても調べる。多孔質電極の熱力学について、これまではイオンのポテンシャル・モデルとしてプリミティブ・モデルを用いてきた。これにファンデルワールス力を加えたモデルについても計算をし、ファンデルワールス力の効果について明らかにする。また、溶媒を持つ電解質のモデルを立て、溶媒の効果についても議論する。これらの目的のためには、新たにプログラムを開発する必要がある。最終的には、現実の分子に近いモデルを用いた計算を行い、実験との対照をよりしやすくしていく。外部の大型計算機の使用料および学会発表のための旅費が当初の予定よりも少なくて済んだ。初年度に購入した並列計算機へのデータを格納するためのディスクの増設、外部の大型計算機の使用料、学会発表の旅費等に使用する。初年度に購入した並列計算機とともに、外部の大型計算機の利用を計画しており、これに予算の一部を使用する。また、研究成果を学会などで発表するための旅費にも予算を当てる。