hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
膜を主分離プロセスとする用廃水処理システムの構成法

1)中空糸MF膜バンドルを沈殿池に浸漬し、水位差を利用したサイフォンにより50kPa程度で吸引するタイプの膜処理プラントの実験によって、MF膜の後にNF膜を付加すれば有機物をほぼ完全に除去できるということを明らかにした。2)回転平膜モジュールを用いて生物膜・分離膜一体化リアクターを開発し、従来の生物膜処理では対応が困難であった低濃度アンモニアの酸化を効率化した。3)中空糸MF膜の空気泡揺動洗浄と逆洗について理論的に考察した。その結果、空気泡洗浄が逆洗より効果が高いのは、逆洗が膜の長さ及び目詰まりとともに洗浄動力が急激に低下し、しかも膜先端と末端との洗浄動力の差が大きいのに対して、空気泡洗浄では目詰まりや膜長さによる洗浄効果の低下がないことにあることを明らかにした。4)膜処理によりSS成分の除去と同時に微生物の濃縮も生ずる。これにより微生物による溶解成分の分解除去も期待できる。しかし、反応タンクに蓄積される諸物質は溶出するので、タンク内泥のブロ-の方法に問題が残った。2-MIBとアンモニアの除去についてのpHとMg/Caによって適正条件を設定した。5)膜洗浄Fluxは粒子の径と濃度に影響され、分画分子量の大きい膜ほど影響を受けやすい。凝集により処理水質は良くなるが、Fluxは低下する傾向がある。6)中空糸有機膜にらる活性汚泥のろ過Fluxの低下は、粘性と微生物付着によるファウリング抵抗による。7)廃水処理へセラミック膜による膜分離活性汚泥法を適用して、一定期間ごとに膜洗浄を行うことにより、有機物と窒素の同時除去が可能であった。1)自然河川水、湖水を原水とする浄水過程に膜プロセスを用いる場合、種々の材質の膜がどの様な除去性とフラックスを示すかは経時的な実験により検討した(丹保、亀井、藤田、湯浅)。無薬注で操作すると孔径が0.1μm以上のUF膜では初期フラックスは大きいが、急速に減少してしまうのに対して孔径のより小さな0.03u程度にまでなると1000時間近くもゆっくりとフラックス減少が進むのみであり、薬品洗浄(アルカリ・酸洗浄)による実用に十分な回復が期待できる。親水性膜の方がフラックス維持能力がやや優れている。限外濾過膜の分離限界5,000100,000程度のものがUF膜としてこの様な水に用いて有効である。凝集剤をALT比で0.10.05程度加えることによりフラックスは23倍に増し、化学薬品による洗浄間隔も大幅に延びる。また薬品洗浄による回復も確かである。SS、粗コロイドは殆ど完全に除かれる。またDead End処理が回収率から有効である。2)膜分離の一次側で微生物作用を積極的に用いる膜・バイオリアクタ法について検討した(住友、山本)。住友は湖水中の臭気・アンモニアを外式セラミックMF膜システム一次側の環境条件を制御することによって除去に有効なDOとpHの適切な条件を明らかにしつつある。山本は有機中空糸MF膜を用いた人工有機廃水の活性汚泥処理プロセスを検討し、微小フロックのままで操作のできる膜法の有利さを示した。3)カオリン懸濁液を用い、MF、UF膜の適切な運転条件の選択を、フラックスの変化と洗浄により回復を主眼に検討した(後藤、湯浅)。4)埋立地浸出水、泥炭地水等の有機質を主成分とする水が、UF、NMなどでどのように構成成分を分離するかを除去分子量分布計測をするなどして検討した(丹保、亀井、尾崎)。1.自然河川水・湖沼水を原水とする浄水処理に膜プロセスを用いる場合、膜孔径・排除限界分子量や、膜の親疎

水性等によってどのように除去性とフラックスが変化するかを経時的実験により検討した。(丹保、藤田、中村、湯浅、亀井)2.UF膜がMF膜に比して無薬注操作に際して有効であり、分離限界が10,000100,000程度のUF膜が固液分離用としてほぼ実用し得ることを明らかにした。親水性の強い膜の方が、フラックス保持能力が優れており、1,000時間を越える運転でほぼ一様のフラックスを保持し続ける。また、短期的に高濁色度の流出によってフラックスが低下しても、逆洗操作を繰り返して運転を継続することによって親水性膜はフラックスをゆっくりと回復する。比較的親水性の弱い膜であってもフミン質類の吸着により親水化が進み、フラックスの経時変化は極めて僅かなものとなる。膜の評価方法について化学的な薬品の使用の機序(丹保)や、空気・水使用洗浄における洗浄機構とその相似率(藤田)の研究を進め、適切な条件を提案した。3.膜分離の一次側で、微生物を積極的に用いるバイオリアクター法について検討した。(住友、山本)一次側における微生物によるアンモニアと2-MIBの同時除去について検討し、pH制御によってその両立を可能にし得ることを明らかにした。(住友)膜法による微生物は標準活性汚泥法に比べて粒径が小さくてよく、硝化活性等を大きく保てることを明らかにした。(山本)4.埋立地や泥炭地水のように有機質を主成分とする水に対するUF、ルーズRO膜等のプロセスにより除去される成分を計測し、分子量を計測することによってその挙動を明らかにした。(丹保、亀井、尾崎)5.濾過の抵抗を形成するケーキ膜細孔構造について、粘土系、フミン質系等を対象に検討を行い、その機構と抵抗の相対的な分布等を明らかにし、その低減化のための基礎を提示した。(丹保、中村、亀井、後藤)6.凝集を行った系についての膜による分離がどのように還元されるか、発生汚泥の量とともに評価した。(丹保、中村、湯浅)1原水中の色度成分やけん濁成分濃度、さらにそれらが凝集されたことによる色度粒径分布が変化した場合の膜Fluxへの影響を定圧中空糸膜(孔径0.03μ)処理装置、外圧式セラミック膜(孔径0.5μ)処理装置、及びクロスフロー型平膜(分画分子量1×10^4-3×10^2)により検討した(丹保・亀井・中村)。2無機膜(セラミック膜:孔径0.2,1.0,5.0μ)と低圧逆浸透膜の多成分系廃水(模擬下水、埋立地浸出水)への適用性、膜分離法を主とする組み合わせプロセスについて実験的に検討した(尾崎)。3琵琶湖水を原水として内圧クロスフロー型の中空糸UF膜ろ過パイロットプラントの運転を長期間行い、前凝集を行わない単独のUF膜ろ過プロセスと粉末活性炭注入を併用したUF膜ろ過プロセスにおける有機物の除去と膜透過性能について検討した(湯浅)。4膜分離技術で最も大きな問題になる目詰まりを抑制するために、中空糸MF膜の空気泡揺動洗浄と逆洗についての理論的研究を行った(藤田)。5生物反応を含む膜系の挙動について研究した。中空糸有機膜を用いた槽浸漬型膜分離活性汚泥法の場合で、特に透水性低下に及ぼす水温の影響について検討した(山本)。琵琶湖水に所定の水質物質を添加し、1時間程度の滞留容量の反応タンクに通水し、それをセラミック膜でろ過し、反応タンクでの微生物分解を期待する実験を行った(住友)。
黄体機能および着床現象における血管作動性生理活性物質の分子生物学的調節機構の解析

本研究では、黄体機能調節や着床期の子宮内環境に及ぼす一酸化窒素(NO)/NO合成酵素(NOS)系と一酸化炭素(CO)/ヘムオキシゲナーゼ(HO)系の影響について分子生物学的、免疫組織学的に検討した。黄体機能に及ぼす影響については、ブタ顆粒膜細胞(PGC)にはNO/NOS系が存在し、NOはPGCの性ステロイド産生能に対し抑制的に作用し、E2の抑制にはNOのアロマターゼ活性抑制作用が直接的に作用することが証明された。またHOは、PGCの黄体および血管内皮細胞に局在することが証明され、壁側PGCのアポトーシス細胞はHO donor(hemin)により有意に増加し、HO inhibitor(ZnPP、IX)により抑制された。また壁側PGCで発現したFas ligandは、heminにより有意に増加し、ZnPP IXにより抑制された。従って、HOはFas ligandを増加させautocrine/paracrineに顆粒膜細胞のアポトーシスを誘導すること、そしてHOは顆粒膜細胞の性steroid産生を抑制することより、卵胞退縮に関与している可能性が強く示唆された。正常周期黄体期のヒト子宮内膜組織において、NO/NOS系ではiNOSの役割は少なくeNOSが子宮内膜細胞の分化に重要な役割を果たしている結果が得られた。一方着床期では、脱落膜組織にはiNOSmRNAやiNOS蛋白の発現が上昇し、この増加したiNOSを含む多量のNOが、妊娠維持を調節していることが強く示唆された。CO/HO系については、HO-1・HO-2のmRNA発現がヒト子宮内膜に認められた。HO-1の発現は月経周期により差はなかったが、HO-2の発現は増殖期よりも分泌期に上昇した。子宮内膜組織での免疫染色では、HO-1蛋白は上皮にその局在が認められ、組織中のマクロファージにもHO-1が発現していた。一方、HO-2蛋白は血管内皮と血管平滑筋にその局在が認められた。また、ヒト初期絨毛においても、NOSやHOの蛋白発現が認められた。以上の結果より、排卵後卵巣に形成される黄体の機能調節と、妊娠が成立し着床期に至る子宮内環境の調節には、NO/NOS系とともにCO/HO系も重要な役割を果たしていることが証明された。正常周期特に黄体期から着床に至る期間での子宮内環境に及ぼす一酸化炭素(CO)の影響を探究する目的で、Heme oxygenase(HO)の黄体期および着床期子宮内環境における発現の有無について検討した。同意のもとに採取した正常月経各周期のヒト子宮内膜組織、そして妊娠初期ヒト脱落膜および絨毛組織より抽出したRNAに対し、ヒトHO-1、HO-2のmRNA発現をRT-PCR法にて解析した。次に抗ヒトHOポリクローナル抗体を用いABC法による免疫組織染色を行った。さらに同組織を用い、ウエスタンブロット法にてHOの蛋白発現の有無を検討した。結果として、全ての周期のヒト子宮内膜組織において、HO-1・HO-2のmRNA発現が認められ、HO-1の発現は周期により差はなかったが、HO-2の発現は増殖期よりも分泌期に上昇した。

ウエスタンブロット法でも、ヒトHO-1とHO-2の蛋白分子量に一致する位置にbandが出現し、そのHO蛋白の発現様式はmRNAと同じ傾向を示した。子宮内膜組織での免疫染色では・HO-1蛋白は上皮にその局在が認められ、組織中のマクロファージにもHO-1が発現していることが判明した。一方HO-2蛋白はHO-1蛋白とは異なり、血管内皮と血管平滑筋にその局在が認められた。次に妊娠初期絨毛での検討では、HO-1・HO-2ともにmRNAおよび蛋白発現が証明され、免疫染色法では、HO-1蛋白はtrophoblastに局在しており特にsyncytiotrophoblastは強く染色された。HO-2は絨毛の血管内皮および平滑筋にのみ発現がみられ、trophoblastにはその発現はみられなかった。以上の結果により、黄体期後期から着床期におけるヒト子宮内膜および絨毛にはHOが存在し、その作用の1つとしてCOが各組織内での血管の拡張と血流の維持に関与している可能性が強く示唆された。黄体機能および着床現象における、血管作動性物質である一酸化炭素(CO)の影響を探究する目的で研究を進めており、平成14年度は黄体期から着床に至る期間での子宮内環境に及ぼす一酸化炭素(CO)の影響を探究し興味深い成績が得られた。平成15年度は妊娠の成立に重要な役割を果たす卵巣機能や黄体機能に及ぼすCOとHeme oxygenase(HO)の影響について検討した。成績:1)ブタ卵巣におけるHO-1、HO-2の発現と局在を免疫組織染色法により検討すると、HO-1は顆粒膜細胞と退縮卵胞に、HO-2は顆粒膜細胞・黄体および血管内皮細胞に発現が認められた。2)ブタ顆粒膜細胞(PGC)を分離し、RT-PCR法、ウェスタンブロット(WB)法、flow cytometry法を用いることにより、PGCにおけるHOの発現を確認した。3)PGCを分離培養し、HO donor (hemin)およびHO inhibitor(ZnPP IX)添加時のアポトシス細胞の割合を壁側と管腔側に分け、subG1法により測定した。その結果、壁側PGCのアポトーシス細胞の割合は時間経過とともに増加し、heminの刺激により有意に増加しZnPP IXの添加により抑制された。4)アポトーシス誘導作用を有するFas ligandのPGCにおける発現の変化をWB法とflow cytometry法で検討すると、壁側PGCで発現したFas ligandは、heminにより有意に増加しZnPP IXにより抑制された。5)PGCのステロイド産生能に及ぼすHOの影響について細胞培養系で検討したところ、HO inhibitorによりestradiolとprogesteroneの産生は有意に増加した。以上の結果により、ブタ卵巣に局在するHOは、Fas ligandを増加させautocnne/paracrineに顆粒膜細胞のアポトーシスを誘導すること、そしてHOは顆粒膜細胞の性steroid産生を抑制することより、卵胞退縮に関与している可能性が強く示唆された。本研究では一酸化炭素(CO)とCOを産生する酵素であるヘムオキシゲナーゼ(HO)に焦点を当て、一酸化窒素(NO)/NO合成酵素(NOS)系とCO/HO系が排卵後の黄体機能調節、さらに着床期の子宮内環境に及ぼす影響について分子生物学的、免疫組織学的に検討した。正常周期黄体期から着床期でのヒト子宮内膜組織において、HO-1・HO-2のmRNA発現が認められた。
生活習慣病リスクに対する体力の影響：より重要なのは体力の高低かそれとも増減か？

現在、「体力が高いことは生活習慣病の予防につながる」という考えは国民に広く受け入れられているが、はたして“体力が高いこと"と“体力が増加すること"のどちらがより強く生活習慣病の予防に寄与するのだろうか?本研究では、2つの研究集団を対象に多点観測された体力データを利用した縦断的な観察研究を行い、生活習慣病の発症リスクに対する体力レベルと経時変化の影響を比較することを目的としている。
マイクロエマルジョンの構造相転移のダイナミクス

本研究は、マイクロエマルジョンのセミマクロ構造の形成要因を、特に構造相転移とそのダイナミクスに着目して明らかにすることを目的とする。そのため試料として、水、n-decane、イオン性界面活性剤AOTを混合した系(WDA)と、水、n-octaneと非イオン性界面活性剤のC_<12>E_5を混合した系(WOC)を用いた。どちらの場合も、主にbicontinuous構造とカメラ構造の間の相転移を調べるため、水と油の体積比をほぼ同じものとした。1)WDAについて、bicontinuous構造とラメラ構造の出現条件とその特徴について調べた。これまで、NaClを入れない場合はwater-in-oil droplet構造で、NaClを加えるとbicontinuous構造になると言われていたので、これを確認するためX線小角散乱により構造変化を調べた。その結果、塩濃度の増大により水の領域と油の領域の繰り返し周期が小さくなることが分かったが、秩序度に変化は見られずbicontinuous相とdroplet相の違いは見られなかった。また塩により温度上昇で現れるラメラ相の出現が抑えられることが分かった。更に、室温、無塩のdroplet構造の系に対する圧力効果を中性子小角散乱により調べた。この結果、圧力によってラメラ相へ相転移が起きることが初めて分かった。その後、本補助金により購入した圧力セルを用いてX線小角散乱実験により、中性子散乱の実験結果を確認した。2)WOCについて、bicontinuous構造とラメラ構造の系の中性子小角散乱実験と中性子スピンエコー実験を行い、その構造とダイナミクスについて調べた。これにより、bicontinuous相の拡散係数が0.3<Q<1.3(nm^<-1>)ではQに依存しないほぼ一定の値(3×10^<-7>cm^2/s)であったのに対し、ラメラ相では0.3<Q<0.7(nm^<-1>)でQの増大とともに拡散係数の値が8×^<-7>cm^2/sまで急激に減少していることが分かった。この結果の解釈については現在検討中である。また、TOF法によるこの系の中性子準弾性散乱実験を現在準備中であり、膜のミクロな運動状態とセミマクロ構造との関係についても調べる予定である。
イオン交換膜・電極複合体を用いた酸素センサ-の開発

検出電極、透過膜を結合させるイオン交換膜として化学的、熱的に安定なナフィオンを選び、この表面に多孔性の白金を吸着還元成長法による無電解めっきで電極として接合させてSPE電極を作製した。このSPE電極の電極表面に酵素透過層を被覆た。透過層には化学的安定性の高いペルフルオロ系のポリマ-とポリエチレン膜を用いた。ナフィオン膜の上に多孔質白金を析出させた上に暑さ1030μmのポリエチレン膜を熱圧着してセンサ-を作製した。このセンサ-は気相で酵素分圧0.5atmまで酵素分圧に比例した酵素の還元電流を示した。このセンサ-は2000時間以上に亘って安定した性能を示した。ナフィオン粒子を用い、この表面に白金を析出させた後、ペルフルオロ系のポリマ-で被覆した。被覆層の作製にはプラズマ重合法を採用した。プラズマ重合にはヘキサフルオロプロピレンをモノマ-として用いた。RF電力1050W、圧力0.5Torr,モノマ-流量25m1/minの範囲で良好な透過膜が得られた。この場合基板はプラズマ電極から約2cm離れたアフタ-グロ-領域に置くことが望ましい。この方法によってセンサ-部分の直径約1.2mmのセンサ-を作製することができた。このセンサ-もNafion膜を用いたセンサ-と同様の性能を示した。この結果からこの方法によってさらに小型化したマイクロセンサ-を作製できることが確認された。膜型センサ-を用いて溶存酵素を検出する場合のセンサ-の応答速度を過渡電流法によって測定した。その結果、90%応答時間は約2.5分となり、理論から予想される23秒よりも著しく長くなった。このセンサ-を溶液中で使用するとの境界層の生成に注意する必要がある。このSPE電極の電極表面に酸素透過層を被覆した。被覆層の作製にはプラズマ重合の手法を採用し、安定性の高い透過膜となるペルフルオロ系の膜を作製した。ヘキサフルオロプロピレンをモノマーとして用いた。膜生成のためのプラズマパラメーターの影響を詳細に検討した。その結果、RF電力1050W、圧力0.5Torr、モノマー流量25ml/minの範囲で良好な膜が析出することが判った。この場合基板はプラズマ電極から約2cm離れたアフターグロー領域に置くことが望ましい。この方法によってセンサー部分の直径約1.2mmのセンサーを作製することができた。このセンサーを用いて酸素の還元電流を測定したところ、前年度のNafion膜を用いたセンサーと同様の測定結果を得た。この結果からこの方法によってさらに小型化したマイクロセンサーを作製できることが確認された。前年度と同様の膜型センサーを作製し、溶存酸素を検出する場合のセンサーの応答速度を過渡電流法によって測定した。その原因については現在検討中である。このセンサーを溶液中で使用するとの境界層の生成に注意する必要がある。白金を結合させたSPE電極に厚さ1030μmのポリエチレンまたはポリプロピレンの膜を熱圧着によって結合させて膜型のセンサーを作製した。この膜を用いて気相中の酸素の検出を行った。その結果、050%の酸素分圧の範囲で検出電流が分圧に比例した。このセンサーの安定性を調べたところ、室温で2000時間以上に亘って安定に作動した。

前年度までの研究成果に基づき、ナフィオンとポリエチレン薄膜を用いて検出電極、透過膜、電界質一体化センサ-を作製した。このセンサ-の性能に対する環境の影響を調べた。その結果、室温付近では2、000時間を越す安定性があることが判った。しかし、高温の条件で作動させるとポリエチレンの溶融温度より低い70°C以下で十分な性能を得られなかった。電位ステップ法によってセンサ-の応答時間を調べた。その結果、ボイド、クラックやピンホ-ルなどの透過膜欠陥が応答速度を低下させていることが判った。酸素透過膜の上にグルコ-スオキシダ-ゼを乗せてグルコ-スセンサ-とすることを目指したが、酸素の固定のためのポリマ-に適当なものが得られなかった。透過膜との密着性も含めて、固定化するためのポリマ-を開発する必要がある。ナフィオン粒子を外径11.3mmのガラス管中に固定し、これに検出電極と透過膜を結合させて微小酸素センサ-を作製することができた。このセンサ-は前年度までに開発したセンサ-と同様に、酸素濃度に比例する電流応答を示した。さらに小型の酸素センサ-の作製を目指してナフィオンに代わるイオン伝導性の薄膜をプラズマ重合法によって作製することを目指した。その結果、カルボキシル基を持った均一な薄膜を作製することができた。この膜の導電率は低いが、今後条件を選ぶことによってイオン伝導性の高い膜を得る可能性を見出した。一方、電解質として使用するナフィオンはその選択透過性が低く、また、多価イオンを取り込み易い。センサ-の使用環境から多価イオンを取り込むとイオン伝導性の低下をきたし、センサ-の寿命を低下させる。そこで、プラズマプロセスによりナフィオンの表面改質を行い、一価イオンの選択透過性を上げることができた。
ナノ構造化DLCコーティング膜の力学特性とそのMEMS応用

PVDと電子ビーム照射によりナノカラム構造化DLC膜を作成し、そのナノ構造と異常な力学特性を明らかにした。AFMによる詳細な解析により、ナノカラム特性を調査し、それが表面接触角変化に与える影響を見出した。H22年度は初年度であり、「ナノ構造化によるナノ表面テクスチュア創成と表面力学特性制御」を目標に、1)ナノカラム構造化のプロセス・パラメータ最適化、2)ナノカラム構造化へのドーピングの影響、3)鉄イオン注入DLCサンプルの作成とEBによるナノ構造化の研究を進め、その中で、「研究実施計画」に盛り込んだAFMの測定系の検討、表面状態の定量評価法の検討を進めた。以下に、上記3つの研究内容について説明する。1)出発DLCコーティング条件、EB照射条件などをパラメータとして変化させ、その実験的に吟味し、ナノカラム構造化の特徴(ラマン測定・TEM観察・In-lens-SEM測定・ナノインデンテーション測定で明瞭な特徴)を示すパラメータ領域を求めた。これにより、ナノカラム構造の再現性と用途に応じた最適化が可能となる。2)高温での耐久性の向上、すなわちナノカラム構造を保持しつつ、硬度・強度、耐剥離靭性に優れるナノカラム構造化DLC膜を得るために、金属種をドーピングしたサンプル作成を行った。その結果、酸化物ガラス(BK7)の100回連続高温成形実験に耐え得るナノカラム構造化LDC膜の作成に成功した。今後、この再現性と他の金属種の影響も合わせて検討する。3)鉄イオンを出発DLC膜に注入し、EBにより注入鉄原子の凝集にともなうナノカラム構造化を目標に、日本原子力機構、産業総合技術研究所と連携を開始し、予備実験にて、サンプル準備の最適化を行った。今後、本格的なEB照射による鉄原子の凝集挙動、ならびにそれに伴うアモルファスカーボンの規則化現象を、実験的に記述していく考えである。本年度は当該研究の2年次にあたり、H22年度の成果を踏まえて、以下の3つの方向で研究を進めた。なお、実験設備に関しては、既存のRFスパッタリング装置を用いて、シリコン基材上に出発となるアモルファス・カーボン膜を作製し、既設のEB装置を用いてナノカラム構造化を進めた。H22年度から研究に参画している、芝浦工業大学・大学院・後期課程学生・Foo Jin Hoe君および前期課程学生・湯川聖君が、すでに系統的な実験で、ナノカラム成立条件などを明らかにしており、本年度はこの成果をベースに研究を進めた。第1は、AFM/SPMによるナノカラム力学特性に関する系統的な研究であり、プロセスパラメータ依存性にも留意して実験を行った。その結果、ナノカラムDLC構造のナノ表面として、ナノカラム径を周期とした表面パターンが得られることがわかった。この表面構造もナノカラムDLCのゴム状弾性応答と関連している。第2は、金属ドーピングによるナノカラム構造化膜の安定性も調査し、高温でのナノカラム構造化の特性も合わせて検討した。特にCuドープすることで、膜厚の10%までの完全弾性回復が実現するとともに、ドープ量の依存性も明らかにした。鉄イオン注入とEBによるアモルファスカーボンの規則化に関する研究は、震災の影響で、日本原子力機構ならびに産業総合技術研究所のイオン注入装置の使用が難しいために、本年度は中止し、ナノカラム構造化DLC膜のマイクロパターン化に関する研究を進めた。具体的には、既設の高密度酸素プラズマエッチング装置を用い、Si基材上にコーティングしたDLC膜をサンプルとし、ナノプリント技術で標準マスキングパターンを作成し、非マスク部のDLC膜をエッチングすることで、ナノカラムDLCのナノパターンを創成した。インレンズSEMでの測定結果から、ナノプリント・マスクパターンに対応して、DLC上に均一なパターンが創成できたことがわかった。DLC(ダイヤモンドライクカーボン)膜あるいはアモルファスカーボン膜の発見から60年、これまでの研究では、水素濃度の影響、ドーピングする金属元素の影響などが主に検討されてきた。特に工具あるいは各種部品へのDLC膜コーティングでは、それらが主流である。本研究は、それに対して、アモルファス膜の3次元成長機構に着目し、PVDで作成するアモルファス膜が、境界が低密度となるカラム構造を呈することに利用し、これに電子ビーム照射し、カラム間の炭素ー炭素間の結合が増加(電子密度増加)すること、カラム間の原子密度が増加することで、カラム間のみがグラファイトリッチ相(sp2リッチ相)になる自己組織化することを見出した。このグラファイト化を伴う自己組織化により、カラム内部よりもカラム間が高密度化するナノカラム構造化が達成できることを実証した。この基礎的発見に基づいて、カラム間のみに金属元素をドーピングさせることに成功し、特定のドーピング濃度を有するナノカラム構造化アモルファスカーボン膜が、異常な弾性回復を示し、膜厚の10%以上の超弾性を示すことを見出した。一方、自己組織化に影響する因子として膜厚などの形状パラメータ、プラズマ圧力などのプロセスパラメータの効果を系統的に調査し、AFMによる測定などにより、ナノカラム径と膜厚との関係が、PVD下での成長メカニズムに支配されていること、プラ図間圧力の増加に伴う密度低下とナノカラム構造化とに、ナノ構造特性関係があることを見出した。

応用研究はなお限定的であるが、表面濡れ性に関して、通常のDLCと比較して、ナノカラム構造化DLCは、大きな接触変化が得られ、親水性から撥水性までの範囲で接触角度を制御できることを見出した。これにより、バイオ活性化コーティングで必要な、弾性膜特性+表面特性制御性をナノカラム構造化膜で満足でき、医療分野への展開が期待される。ナノカラム構造の解明および金属ドープによるナノカラム構造制御に関しては、23年度に成果を国際ワークショップで公表したことに加え、本学の紀要で公表するなど、一定の成果を明らかにしている。また最終年度には、Overview論文(欧文誌)、国際会議での発表も予定している。24年度が最終年度であるため、記入しない。24年度は、ナノカラム構造化による表面特性の制御と、バイオアクティブコーディングへの展開、ナノシール効果の発現証明などを中心に研究をまとめたい。前者に関しては、すでにAFMで明らかにしている表面規則化形状パターンの濡れ角制御の可能性を基盤に、文献サーベイの結果と合わせて、バイオアクティブネスとの関係を論じたい。後者に関しては、ナノカラムDLCコーティング同志での、弾性接触範囲での摩擦特性を実験的に調査し、高面圧でのトライボロジーを議論する考えである。
大気中の分子で治癒する高分子系ナノコンポジットの創出

自己修復ポリマーは、樹脂の高耐久性・長寿命化・高機能化を可能とすることから、近年世界中で精力的に研究が進められている。従来の自己修復には、損傷部に露出した官能基間の化学反応で接着させる方法や、モノマーを含む微小カプセルが破壊することで、空隙に流出し、固化する方法などがある。しかし、化学的・力学的な力を印加せずに微小空隙を自発的に穴埋めできる自己修復機構はこれまで提案されていない。本研究では、従来の自己修復ポリマーでは実現していない空間を自動的に充填し、力学特性・機械特性が回復する高分子系ナノコンポジットを創出することを目的とした。その結果、水蒸気に反応し、自己修復する高分子の開発に成功した。本研究では、従来の自己修復ポリマーの未踏課題である「亀裂で生じた空隙を自動的に充填し、機能回復する自己治癒型高分子系ナノコンポジット」を創出する。特に最重要課題となる下記2点を解決し、高分子系ナノコンポジット材料の高信頼性・長寿命・高強度化を革新的に向上させることが本研究の目的である。本年度は、亀裂発生に伴い空間充填するナノフィラ群を独自に創成する。具体的なターゲットとして、水蒸気や酸素と反応することで体積膨張と表面活性化が起こるシリコン(Si)などの無機系および鉄(Fe)などの金属系ナノ材料や、吸水性層状化合物を重点的に検討した。本提案をきっかけとして、様々なカチオンによって自己修復する材料開発に着手している。また、インフラ構造物の修復にも応用可能な材料群も見出しつつある。亀裂を補修できる自己修復ポリマーは、樹脂の高耐久性・長寿命化・高機能化を可能とすることから、近年世界中で精力的に研究が進められている。従来の自己修復には、損傷部に露出した官能基間の化学反応で接着させる方法や、モノマーを含む微小カプセルが破壊されることで空隙に流出し固化する方法などがある。いずれの場合も、裂傷部の物理的距離を埋めることが修復の必須条件である。一方、樹脂の劣化・破壊では、ウィークボンドやミクロドメイン、ボイドといったナノスケールの空隙・裂傷が根本的な原因と目されるようになってきた。すなわち、微細な空隙を充填しながら自己修復する手法が開発できれば、樹脂の寿命・強度・機能を飛躍的に向上させることできる。しかし、化学的・力学的な力を印加せずに微小空隙を自発的に穴埋めする自己修復機構はこれまで提案されていない。本研究では従来の自己修復ポリマーでは実現していない「空隙を自動的充填し、力学特性・機械特性などを回復する自己治癒型高分子系ナノコンポジット」を創出することを目的とした。その結果、水蒸気等の湿度に反応して自己修復を示す高分子の合成に成功した。昨年度までの予備検討を受け、本年度は自己修復の原理解明や実用化材料への応用についても検討を行う。特に、空間充填したナノフィラと樹脂表面を高効率・短時間で架橋する条件を確立し、樹脂の力学特性・機械特性を自発的に回復する自己治癒型高分子系ナノコンポジットを創成する。高分子科学当初予定していた博士研究員が帰国により不在となり、未使用となった。本年度に研究を加速するため、未使用分を人件費に充当する。人件費(研究補助員雇用費)として使用する。
古領家帯の復元―九州の地体構造の解明

今回,九州東部大野川層群中の花崗岩礫と,その北側の朝地帯に分布する山中花崗閃緑岩,および九州西部肥後帯ペルム系水越層中のトーナル岩礫のK-Ar年代測定ならびに全岩化学分析,さらに肥後変成岩から抽出したモナザイトとジルコンのCHIME年代測定を実施した.その結果は下記の通り.1.大野川層群中の花崗岩礫4試料中の角閃石と黒雲母のK-Ar年代は103-108Maに集中した.また,山中花崗閃緑岩の角閃石,黒雲母,カリ長石のK-Ar年代は各々103,104,75.1Maであった.したがって,大野川層群中の花崗岩礫の供給源として,朝地変成岩周辺の花崗岩類に対比することは可能であるが,朝地地域の花崗岩類が領家帯に属するか否かは残された課題である.2.水越層中のトーナル岩礫の角閃石K-Ar年代は260±13Maであった.この年代値に基づき,Sr同位体比初生値を計算すると,1試料を除き0.70370.7053となった.比較的新鮮な2試について全岩化学組成分析を実施した結果,本岩はK2Oに乏しいMタイプに近似した性格を有し,Nb-Y,Rb-(Y+Nb)図において火山弧型花崗岩の特徴を有することが明らかになった.この結果は,いずれも南部北上帯黒瀬川帯のペルム系中の薄衣型花崗岩礫と共通する特徴であり,かつ古領家帯を構成するペルム紀花崗岩類とも共通している.以上から,水越層の礫を供給したペルム紀の後背地には,1000kmオーダーの細長く未成熟な島弧(古領家古陸)があり,Mタイプに近い花崗岩が地表に露出していたことが判明した.3.肥後片麻岩のCHIMEモナザイト年代は約120Maである.一方,肥後片麻岩の変形のピークとして約250Maであるという説があるが,今回ジルコンのCHIME年代を検討した結果,250Ma前後の年代が主体をなすことがわかった.ただし,その年代は砕屑性ジルコンが保存していたInherited ageであり,変成作用の時期を示してはいないことが明らかされた.今回,九州東部大野川層群中の花崗岩礫と,その北側の朝地帯に分布する山中花崗閃緑岩,および九州西部肥後帯ペルム系水越層中のトーナル岩礫のK-Ar年代測定ならびに全岩化学分析,さらに肥後変成岩から抽出したモナザイトとジルコンのCHIME年代測定を実施した.その結果は下記の通り.1.大野川層群中の花崗岩礫4試料中の角閃石と黒雲母のK-Ar年代は103-108Maに集中した.また,山中花崗閃緑岩の角閃石,黒雲母,カリ長石のK-Ar年代は各々103,104,75.1Maであった.したがって,大野川層群中の花崗岩礫の供給源として,朝地変成岩周辺の花崗岩類に対比することは可能であるが,朝地地域の花崗岩類が領家帯に属するか否かは残された課題である.2.水越層中のトーナル岩礫の角閃石K-Ar年代は260±13Maであった.この年代値に基づき,Sr同位体比初生値を計算すると,1試料を除き0.70370.7053となった.比較的新鮮な2試について全岩化学組成分析を実施した結果,本岩はK2Oに乏しいMタイプに近似した性格を有し,Nb-Y,Rb-(Y+Nb)図において火山弧型花崗岩の特徴を有することが明らかになった.この結果は,いずれも南部北上帯黒瀬川帯のペルム系中の薄衣型花崗岩礫と共通する特徴であり,かつ古領家帯を構成するペルム紀花崗岩類とも共通している.以上から,水越層の礫を供給したペルム紀の後背地には,1000kmオーダーの細長く未成熟な島弧(古領家古陸)があり,Mタイプに近い花崗岩が地表に露出していたことが判明した.3.肥後片麻岩のCHIMEモナザイト年代は約120Maである.一方,肥後片麻岩の変形のピークとして約250Maであるという説があるが,今回ジルコンのCHIME年代を検討した結果,250Ma前後の年代が主体をなすことがわかった.ただし,その年代は砕屑性ジルコンが保存していたInherited ageであり,変成作用の時期を示してはいないことが明らかされた.1997年度は,研究代表者である高木が,当初予定していた熊本県肥後帯の花崗岩類についてCHIME年代測定用にモナザイトの抽出を試みたが,それが含まれておらず,CHIME年代測定は諦めざるを得なかった.そこで予定を変更し,大分市南方の大野川層群中の花崗岩礫について,その岩石学的諸性質を明らかにするとともに鉱物分離を行い,4岩石試料についてK-Ar年代を決定した.また,併せて四国西部三波川帯にナップをなす唐崎マイロナイト中の角閃石についても,同様にK-Ar年代測定を行った.その結果,下記のことが明らかとなった.1.大野川層群霊山層中の花崗岩礫はチタン鉄鉱系列の花崗岩に属し,ト-ナル岩,花崗閃緑岩,花崗岩に属する.

組成的には,Srの量が350ppm前後と比較的高く,Y-Nb図,Rb-(Y+Nb)図においては,火山弧起源のテクトニックセッティングを示す.2.K-Ar年代は,角閃石4試料,黒雲母1試料ともよく一致し,103108Maの値が得られた.3.岩石学的性質と年代値だけからみると,この花崗岩礫の供給源として,領家帯と肥後帯(古領家帯)のどちらかを限定することは難しく,1998年度はさらに隣接した領家帯の花崗岩類についても詳しく検討する.4.唐崎マイロナイト中の角閃石のK-Ar年代は119Maと122Maとなり,大島変成岩や寄居変成岩などの古領家帯のメンバーの年代と一致する結果が得られた.1998年度は,1997年度に引き続きすでに分担研究者(鈴木)によって試料が採取されている肥後変成岩類のCHIME年代を決定するとともに,古領家帯構成要素と考えられる熊本県御船町のペルム系水越層中の花崗岩礫の年代測定を実施する予定である.また,上記の結果は随時論文として発表する予定である.平成10年度は,九州肥後帯ペルム系水越層中の花崗岩礫の鉱物分離とK-Ar年代測定および全岩化学分析を実施した.ただし,有為な年代が得られた試料はわずかに1個のみであった.この礫に関する今回の検討結果は次の通りである.1.トーナル岩礫の角閃石K-Ar年代は260±13Maであった.この値は花崗岩が約500°Cに冷却した年代を示し,本岩が浅所貫入型の組織を有することから,本花崗岩の貫入・固結年代もペルム紀であることが明らかとなった.2.この年代値に基づき,従来報告されているRb,Sr同位体組成をもとにSr同位体比初生値を計算すると,1試料を除き0.70370.7053となった.3.年代測定を行った試料と,もう1つ比較的新鮮な試料について全岩化学組成分析を実施した.その結果,本岩はK20に乏しいMタイプに近似した性格を有し,Nb-Y,Rb-(Y+Nb)図において火山弧型花崗岩の特徴を有することが明らかとなった.上記の3つの結果は,いずれも南部北上帯黒瀬川帯のペルム系中の薄衣型花崗岩礫と共通する特徴であり,かつ古領家帯を構成するペルム紀花崗岩類とも共通している.以上から,九州肥後帯水越層の礫を供給したペルム紀の後背地には,1000kmオーダーの細長く未成熟な島弧があり,Mタイプに近い花崗岩が地表に露出していたことが判明した.なお,10年度はそのほか九州東部大野川層群分布域北部に存在する山中花崗閃緑岩について,同じ試料中の角閃石,黒雲母,カリ長石のK-Ar年代測定を実施した.その結果は各々103±5,104±5,75.1±3.8Maという結果となった.角閃石と黒雲母の結果は,平成9年度に実施した大野川層群中のトーナル岩礫の角閃石の年代(103-108Ma)と一致した.
日仏の事例分析による土木遺産を基盤とした持続可能な農村観光支援システムの開発

本研究は,高齢化・過疎化の著しい中山間地の農村を対象に,歴史的構造物や文化的景観を含む土木遺産を基盤とした,地域コミュニティと基礎自治体の協働による持続可能な観光支援システムを構築することを目的とする.そのために,地方分権により既存の道路ネットワークと農村の持つ利点を活かした観光支援政策,事業の先進地であるフランスに範を求め,同地と地理的・歴史的に共通点を多く有する熊本県,鹿児島県の中山間地域の農村を事例として,日仏の事例分析を行う.さらに,フランスにおける現地事例調査,国内における実践的地域づくり活動を通して,農村観光支援のための政策,人材育成,道路ネットワークの活用手法を提案する.本研究の研究対象地は,全て農業を主産業として発展してきており,道路や橋梁,運河,水利施設などを社会的資産としてストックしてきている.フランスにおける先進事例分析として文化的景観保全調査を行い,観光支援に繋がる社会的資産を分析,評価する.さらに,自立した農村観光を成功させている基礎自治体の政策立案・実施システムについて調査する.国内では,文化的景観保全調査及び,先進事例分析を受けて,日本でも実施可能な政策としていくための,地域コミュニティと基礎自治体の協働による地域づくりとして実践する.さらに,このシステム開発に有用と考えられる,研究者,行政担当者,実務者の交流を行う.研究の成果として,フランスの文化的景観制度ともいえるシット制度について,策定手法,住民参加の意味合い,歴史・景観の価値共有手法を整理した.この文化的景観保全地域の現地踏査を行うとともに,海外事例との比較調査を実施し,さらにフランスにおける景域保全計画策定への地域住民参画について整理した.日本においては,各地において,着地型観光の担い手となる観光ボランティアガイド導入の支援を行い,農業や各地の生活・生業の持続可能性に着目した地域内外の交流促進に資する視点・手法の提供を行った.本研究は,高齢化・過疎化の著しい中山間地の農村を対象に,歴史的構造物や文化的景観を含む土木遺産を基盤とした,地域コミュニティと基礎自治体の協働による持続可能な観光支援システムを構築することを目的とする.そのために,地方分権により既存の道路ネットワークと農村の持つ利点を活かした観光支援政策,事業の先進地であるフランスに範を求め,同地と地理的・歴史的に共通点を多く有する熊本県,鹿児島県の中山間地域の農村を事例として,日仏の事例分析を行う.さらに,フランスにおける現地事例調査,国内における実践的地域づくり活動を通して,農村観光支援のための政策,人材育成,道路ネットワークの活用手法を提案する.本研究の研究対象地は,全て農業を主産業として発展してきており,道路や橋梁,運河,水利施設などを社会的資産としてストックしてきている.フランスにおける先進事例分析として文化的景観保全調査を行い,観光支援に繋がる社会的資産を分析,評価する.さらに,自立した農村観光を成功させている基礎自治体の政策立案・実施システムについて調査する.国内では,文化的景観保全調査及び,先進事例分析を受けて,日本でも実施可能な政策としていくための,地域コミュニティと基礎自治体の協働による地域づくりとして実践する.さらに,このシステム開発に有用と考えられる,研究者,行政担当者,実務者の交流を行う.研究の成果として,フランスの文化的景観制度ともいえるシット制度について,策定手法,住民参加の意味合い,歴史・景観の価値共有手法を整理した.この文化的景観保全地域の現地踏査を行うとともに,海外事例との比較調査を実施し,さらにフランスにおける景域保全計画策定への地域住民参画について整理した.日本においては,各地において,着地型観光の担い手となる観光ボランティアガイド導入の支援を行い,農業や各地の生活・生業の持続可能性に着目した地域内外の交流促進に資する視点・手法の提供を行った.本研究は,高齢化・過疎化の著しい中山間地の農村を対象に,歴史的構造物や文化的景観を含む土木遺産を基盤とした,地域コミュニティと基礎自治体の協働による持続可能な観光支援システムを構築することを目的とする.そのために,地方分権により既存の道路ネットワークと農村の持つ利点を活かした観光支援政策,事業の先進地であるフランスはオーベルニュ地方に範を求め,同地と地理的・歴史的に共通点を多く有する国内の中山間地域の農村を事例として,日仏の事例分析を行う.さらに,フランスにおける現地事例調査,国内における実践的地域づくり活動を通して,農村観光支援のための政策,人材育成,道路ネットワークの活用手法を提案する平成22年度は,先進事分析として、フランスの文化的景観制度ともいえるシット制度について,ル・ピュイ・アン・ヴレイ市におけるシットの見直し事業を対象に,その策定手法,住民参加の意味合い,歴史・景観の価値共有手法について考察を行った.国内では,中山間地の農村である熊本県下益城郡山都町の文化的景観保全調査の基礎調査を行うとともに、平成22年7月『白糸台地の自治とその風景を考える』ワークショップ(WS)を開催,国内外の講師を招聘し,行政職員・コンサルタント・研究者・学生らと.文化的景観の保全と活用について議論を行った。当WSの成果は,報告書を作成・配布するとともに,平成22年11月に名古屋大学にて開催された(社)日本都市計画学会WS「持続可能な中山間地農村観光を考える-日仏の比較を通して-」にて報告等を行った。さらに中山間地域の自治体が所管する土木遺産の活用検討事例を取り上げ,活用事業運営や管理体制について分析を行った.以上の成果は,国内の学術会議や国際会議にて公表した.これと並行して,フランスではオーベルニュ地方にて,国内では熊本県・鹿児島県の中山間地域にて現地調査および聞き取り調査,資料収集等を行った.

平成23年度はこれらの調査成果を第31回土木史研究発表会等で公表するとともに,文化的景観や土木遺産を基盤とした観光施策について,事例研究を進める予定である本研究は,高齢化・過疎化の著しい中山間地の農村を対象に,歴史的構造物や文化的景観を含む土木遺産を基盤とした,地域コミュニティと基礎自治体め協働による持続可能な観光支援システムを構築することを目的とする.そのために,地方分権により既存の道路ネットワークと農村の持つ利点を活かした観光支援政策,事業の先進地であるフランスはオーベルニュ地方に範を求め,同地と地理的・歴史的に共通点を多く有する国内の中山間地域の農村を事例として,日仏の事例分析を行う.さらに,フランスにおける現地事例調査,国内における実践的地域づくり活動を通して,農村観光支援のための政策,人材育成,道路ネットワークの活用手法を提案する.平成23年度は,フランス,熊本県山都町,鹿児島県伊佐市において,研究の進展を図った.まずフランスからAndre GUILLERM氏を招き,熊本県下における文化的景観保全地域の現地踏査を行うとともに,海外事例との比較調査を実施した.さらにフランスにおける景域保全計画策定への地域住民参画について,Cyrille MARLIN氏らとの共同研究体制のもと,新たに調査・分析した.またヒアリングや現地踏査により,シット制度に関する補足調査も行った.熊本県山都町においては,GUILLBRM氏,行政,地域住民らとともに国内外の文化的景観保全を考えるワークショップを開催し,当該地域の人々に対する意識啓発や保全の在り方を議論した.また熊本県下の他の文化的景観保全の取り組みも含め,文化的景観と地域マネジメントとの関係を問うシンポジウムを開催し,行政職員・コンサルタント・研究者・学生らとの議論を深めた.鹿児島県伊佐市では,行政・住民らに対し,土木遺産や地域資源を活用した地域内交流の支援を行うことにより,曽木の滝を中心とした農村観光の実践的検討(ウォーキングイベント試行)を行った.さらに当該地域で観光ボランティアガイド導入の支援を行い,地域内外の交流促進に資する視点・手法の提供を行うとともに,引き続き導入後の動向を観察している段階である.以上の成果は適宜,国内の学術会議にて公表した.最終年度となる平成24年度はこれらの調査・分析成果を国内の学術会議等で公表するとともに,パリで開催される国際会議(4th International Congress on Construction History)での公表も予定している.またこれまでの事例収集,調査・分析内容を受け,日仏の農村が抱える共通の問題点を洗い出すとともに,観光まちづくりの進展に寄与する観光支援システムの考案を試みる.本研究は,高齢化・過疎化の著しい中山間地の農村を対象に,歴史的構造物や文化的景観を含む土木遺産を基盤とした,地域コミュニティと基礎自治体の協働による持続可能な観光支援システムを構築することを目的とする.事業の先進地であるフランスに範を求め,同地と地理的・歴史的に共通点を多く有する国内の中山間地域の農村を事例として,日仏の事例分析を行う.フランスにおける現地調査,国内における実践的地域づくり活動を通して,農村観光支援のための政策,人材育成,道路ネットワークの活用手法を提案する.
協力行動の適応的基盤と維持システムの解明

我々人間が如何にして協力的な社会を生み出すことが可能なのかを解明するために、人間を取り囲む社会的な環境と心の性質との間の相互規定関係に着目して3つのプロジェクトを実施した。本研究の成果は、以下の通りである。1)人々は、他者が協力するか非協力するかを正しく判断することが可能であり、それはターゲットが騙す誘因を持っている場合でもある程度正確である。2)他者一般を信頼する人は、単なるお人好しではなく、用心深さも併せ持ち、他者が信頼できないという情報に敏感に反応する。3)協力を引き出す最も重要な要因は、互酬性の期待である。以上を一連の実験にて組織的に検討した。本研究の目的は、協力関係の形成維持メカニズムを探るため、1、フリーライダーを罰する人が利益を享受可能な状況をネットワーク型行動実験によって検討すること、2、互恵性を成立させるために重要な他者からのポジティブな評判形成の仕組みを検討することの2点である。初年度である22年度は研究体制を整えるためのインフラ整備(実験参加者プールの作成、実験スペースの確保、実験用コンピュータのセットアップ、実験用プログラムの開発)と平行して、実験実施に向けて具体的な作業を開始した。第一の目的である行動実験を実施するためのスペース確保は未だ目処がついていないが、予定通りネットワーク型実験用のコンピュータのセットアップおよびプログラムの開発を開始した。第二の目的に関しては、これまで予備実験で収集してきた人物動画の編集、加工、解析作業を進めるのと同時に、既に使用可能な刺激を用いた判断課題実験をシリーズで実施し、他者の人間性を判断する際に必要な条件の検討を開始した。また、本研究では、実験を実施するにあたって、同一参加者に繰り返し実験参加を依頼する手法を用いることで、個人データの蓄積を行った。これにより、個人特性と他者評価のパターン、および他者の信頼性判断能力との関連が実験を超えて系統的に分析可能となった。予備的な分析において、いくつかの個人特性と他者からの評定との間に相関が認められたため、現在はさらに詳しい分析を行っている最中である。また、22年度は新たな刺激動画の撮影も併せて行った。今後は異なる状況下において撮影された動画刺激を用いて、これまで得られた結果の再現生、状況依存的な影響の可能性についてもさらに検討する予定である。本研究の目的は、協力関係形成維持メカニズムを探ることである。とりわけ、1、秩序維持に重要な役割を果たすとされるフリーライダーを罰する人が利益を享受する状況をネットワーク型行動実験によって検討すること、2、協力関係形成維持に重要な他者からの評判形成の仕組みを検討することの2点を中心としている。計画当初の予定では、平成23年度には固定した実験室確保などのインフラ整備を終える予定であったが、未曾有の震災の影響により、キャンパス再配置が遅れ、その結果、未だに固定の実験スペースが確保できないため、複数名をネットワークPCで接続する実験は実現できていない。この点に関しては、大学側と交渉を続けており、早急に研究インフラの整備を目指す予定である。そのため、平成23年度は、場所を移動しても実施可能な小規模の個人課題実験を中心に、本研究の2番目の目的である評判形成の仕組み解明により重点をあてて研究を進めてきた。また目的1を別の環境下で検討するための試験的な試みとして、大教室において対面式大集団実験をペーパー&ペンシル型で実施し、集団状況下における他者に対する期待を操作した上で、想定相互作用法を用いた意思決定を行わせた。大規模な人工的集団において、どのような秩序形成が人々の間で暗黙知として自生するのか、その鍵となりうる要因に着目した分析を現在は進めている。当初予定していた手法ではないものの、多人数が実在する匿名状況下で、規範が存在しない状況から、いくつかの変数を操作することを通して、実際に規範の生成と他者行動予測を行わせるという別の角度からの検討が可能となり、本研究の新たな展開へとつながる可能性が示唆された。最終年度に念願の実験室整備も終わり、最終的な検討に入ることが可能となった。本研究の課題である1)秩序維持に重要な役割を果たすとされるフリーライダーを罰する人が利益を享受する状況がどの程度発生するかを行動実験によって検討すること、2)協力関係形成維持に重要な他者からの評判形成の仕組みを検討することの2点を中心に、個別実験および対面型の大人数実験の両方を実施して多角的に検討を行った。まず、1に関しては、比較的大規模な集団で繰り返しのある公共財ゲームを実施し、毎回結果をフィードバックした上で各成員に罰の機会を与えることで、フィードバックと罰への投資の関係を検討した。その結果、集団の協力率は徐々に低下すると同時に、初期段階では出現した罰行使者が次第に姿を消し、結果として、集団全体が共貧状態に収束した。

罰行使者の利益は最終的にはフリーライダーよりも低くなり、各成員間に地位や役割による格差が存在しない場合には、利他罰そのものの行使による利益の享受は難しい可能性が示唆された。このことは、社会規範の維持において、個人的なコストを負担して利他的に行動する成員にのみ依存した形では全体的な協力率の向上は難しいこと、他の成員の行動のフィードバックがあることでかえって協力の達成が困難になる可能性を示唆しており、理論研究で想定される強い互恵性による規範維持の妥当性の再考をせまるものであろう。また、2で検討する評判形成の仕組みについても上記の実験で同時に測定しており、現在データ解析を進めている段階である。さらに、2に関しては、実験室実験を用いて評判情報に対する敏感さを検討する実験をシリーズで実施しており、全ての成果に関して、現在、解析と共に論文を執筆中である。本研究全体として当初の計画および検討目的は十分遂行できたといえる。本研究の目的は、協力関係形成維持メカニズムを探ることである。とりわけ、1)秩序維持に重要な役割を果たすとされるフリーライダーを罰する人が利益を享受する状況をネットワーク型行動実験によって検討すること、2)協力関係形成維持に重要な他者からの評判形成の仕組みを検討することの2点が検討課題の中心である。ただし、計画当初の予定では、平成24年度までには固定した集団実験室を確保し、インフラ整備を終える予定であったが、震災の影響でキャンパス再配置が遅れ、24年度末までに固定の実験スペースが確保できなかった。そのため、目的1に関しては、実験計画の精緻化およびプログラムの開発を中心に行い、主として目的の2番目である評判形成の仕組みに焦点を当てた協力性判断実験を進めてきた。実験室の問題に関しては、平成25年度にようやく固定集団実験スペースの確保が可能となったため、計画通り実験を実施する予定である。ただし、目的1に関して、当初予定していた実験状況とは異なるものの、前年度に引き続き、大教室における対面式大規模集団実験をクリッカー端末を用いて実施することで多角的に検討可能な実験を実施した。ペーパー&ペンシル型の実験とは異なり、クリッカーによって意思決定を同時に行わせることで、参加者間のリアリティを増すことに成功し、集団状況下における協力行動の生成、規範に対する期待、他者の行動予測についての暗黙知について検討する実験を実施した。得られた知見は平成25年度から使用可能である実験室実験の計画に大きく反映させることが可能であり、進行そのものは順調である。また、目的2に関してはシリーズで実験を重ね、今後はデータ解析を中心に進める予定である。得られた知見は、最終的には英文雑誌に論文として投稿を予定している。震災の影響もあって、キャンパス再配置が遅れており、未だに固定した実験室の確保ができないため、ネットワーク型の実験が実施ができない点、および、場所確保が不安定なため、長期的に参加者募集が継続出来ない点で計画が少し遅れている。ただし、その問題点を克服するために別の手法開発などを行っている。平成24年度中にインフラの完備ができれば、当初の目的通りの研究実施が可能となるため、この遅れは最終年度までには回復する予定である。25年度が最終年度であるため、記入しない。