hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
PNプロセスによる高強度Nb基超合金の開発と組織制御

現在,ガスタービンや航空機用エンジンタービンなどの高温用構造材料として,Ni基超合金が主として用いられているが,環境問題となっているNOXの発生の抑制や,燃焼効率の上昇を目指し,より高温度域で使用可能な材料が求められている.本研究では,Ni基超合金と比重がほぼ同等で,しかも融点がより高いNb基合金に着目し、室温ならびに高温での機械的特性に優れたNb基超合金の開発とその組織制御を目的として,MA法,PREP法の2種類のPM(粉末冶金)プロセスによりNb-Al,Nb-Si系合金の作製を試みた.さらに,得られた粉末および焼結体について,組織ならびに種々の温度における機械的性質について検討を行った.一般に,金属間化合物は,通常の金属材料と比較して酸素,窒素および炭素等の不純物の影響を受けやすいといわれている.本研究では,Nb合金に炭素を積極的に添加することでNb炭化物による分散強化をはかった.得られた結果は以下の通りである.(1)ヘプタン(CH_3(CH_2)_5CH_3)を添加することにより,炭素量が組織に与える影響について検討した.その結果,Nb-AlのNb,Nb_3Alの二相領域のMAにおいてはヘプタン添加量によって,MA粉末のアモルファス化傾向に違いが見られ,焼結体ではNb_2Cの分散が観察され,硬度に影響を及ぼした.(2)Nb-SiのNb,Nb_5Si_3の二相領域のMAにおいてはSi量によって,MA粉末のアモルファス化傾向に違いが見られ,焼結体では,熱処理によってNb_5Si_3の生成と成長が起こり,強化することが確認された.(3)PREP用のNb-Al系合金電極棒作製過程において酸素含有量の増加や,融点の違いによる溶解中のAlの蒸発を避けるため,CIP-疑似HIP-SHS法による電極棒作製を試み,PREPに使用可能な電極棒を作製することが出来た.さらに,この方法によりPREP粉末を作製することに成功した.現在,ガスタービンや航空機用エンジンタービンなどの高温用構造材料として,Ni基超合金が主として用いられているが,環境問題となっているNOXの発生の抑制や,燃焼効率の上昇を目指し,より高温度域で使用可能な材料が求められている.本研究では,Ni基超合金と比重がほぼ同等で,しかも融点がより高いNb基合金に着目し、室温ならびに高温での機械的特性に優れたNb基超合金の開発とその組織制御を目的として,MA法,PREP法の2種類のPM(粉末冶金)プロセスによりNb-Al,Nb-Si系合金の作製を試みた.さらに,得られた粉末および焼結体について,組織ならびに種々の温度における機械的性質について検討を行った.一般に,金属間化合物は,通常の金属材料と比較して酸素,窒素および炭素等の不純物の影響を受けやすいといわれている.本研究では,Nb合金に炭素を積極的に添加することでNb炭化物による分散強化をはかった.得られた結果は以下の通りである.(1)ヘプタン(CH_3(CH_2)_5CH_3)を添加することにより,炭素量が組織に与える影響について検討した.その結果,Nb-AlのNb,Nb_3Alの二相領域のMAにおいてはヘプタン添加量によって,MA粉末のアモルファス化傾向に違いが見られ,焼結体ではNb_2Cの分散が観察され,硬度に影響を及ぼした.(2)Nb-SiのNb,Nb_5Si_3の二相領域のMAにおいてはSi量によって,MA粉末のアモルファス化傾向に違いが見られ,焼結体では,熱処理によってNb_5Si_3の生成と成長が起こり,強化することが確認された.(3)PREP用のNb-Al系合金電極棒作製過程において酸素含有量の増加や,融点の違いによる溶解中のAlの蒸発を避けるため,CIP-疑似HIP-SHS法による電極棒作製を試み,PREPに使用可能な電極棒を作製することが出来た.さらに,この方法によりPREP粉末を作製することに成功した.1.実験方法今年度は,PM法によるNb基合金を作製するための基礎データを得ることを目的とし,(Nb-rich)Al,Si系について実験を行った。試料の作製は,焼結することで非平衡な微細等軸粒組織が得られるメカニカルアロイング(MA)法を用いて行った.Nb-Al系においては,Nb固溶体とNb_3Alの二相組織となるNb-10,16mol%Alの組成で,また,Nb-Si系においては,常温においてNb固溶体とNb_5Si_3の二相であるNb-10,16,20mol%Alの組成でMA処理した.特に,Nb-Al系においては,Nb_2C分散による高強度化の効果について調べるために,10,16mol%Alの組成で,それぞれにヘプタン1mlを添加したものについても検討した.得られたMA粉末は,真空ホットプレス(VHP)法により焼結体とし,さらに1400°C,90minの熱処理を施したものについて組織および機械的性質を検討した.2.結果(1)Nb-Al系:焼結材,熱処理材ともに微細等軸粒組織が得られた.10Al材ではNb固溶体にNb_3Alが900°C)の結果,Nb_3Alの体積率が大きい16Al材が10Al材よりも高強度を示したが,延性能は10Al材の方が優れていた.圧縮試験後の試料をTEMにより観察した結果,Nb固溶体がひずみのほとんどを担っていることが明らかとなった.

また,Nb_2Cが分散した材料については,10Al材では強度の上昇が確認され,16Al材では若干の延性能の改善が認められた.これらの原因については,今後検討する.(2)Nb-Si系:MA処理とともに,アモルファス化することが確認された.今後,アモルファスおよび固溶体粉末からの焼結体の違いについて検討する.また,プラズマ溶解炉による溶解材とMA材の違いについても比較検討を行う.現在,ガスタービンや航空機用エンジンタービンなどの高温用構造材料として,Ni基超合金が主として用いられているが,環境問題となっているNO_Xの発生の抑制や,燃焼効率の上昇を目指し,より高温度域で使用可能な材料が求められている.本研究では,Ni基超合金と比重がほぼ同等で,しかも融点がより高いNb基合金に着目し、室温ならびに高温での機械的特性に優れたNb基超合金の開発とその組織制御を目的として、MA法,PREP法の2種類のPM(粉末治金)プロセスによりNb-Al, Nb-Si系合金の作製を試みた.さらに,得られた粉末および焼結体について、組織ならびに種々の温度における機械的性質について検討を行った.一般に,金属間化合物は,通常の金属材料と比較して酸素,窒素および炭素等の不純物の影響を受けやすいといわれている.本研究では,Nb合金に炭素を積極的に添加することでNb炭化物による分散強度をはかった.得られた結果は以下の通りである.(1)ヘプタン(CH_3(CH_2)_5CH_3)を添加することにより,炭素量が組織に与える影響について検討した.その結果,Nb-AlのNb, Nb_3Alの二相領域のMAにおいてはヘプタン添加量によって,MA粉末のアモルファス化傾向に違いが見られ,焼結体ではNb_2Cの分散が観察され,硬度に影響を及ぼした.(2)Nb-SiのNb, Nb_5Si_3の二相領域のMAにおいてはSi量によって,MA粉末のアモルファス化傾向に違いが見られ,焼結体では,熱処理によってNb_5Si_3の生成と成長が起こり,強化することが堪忍された.(3)PREP用のNb-Al系合金電極棒作製過程において酸素含有量の増加や,融点の違いによる溶解中のAlの蒸発を避けるため,CIP-疑似HIP-SHS法による電極棒作製を試み,PREPに使用可能な電極棒を作製することが出来た.
宇宙の階層構造の重力レンズ効果による暗黒物質と暗黒エネルギーの性質の探求

本研究は、現存の観測データあるいは計画中の宇宙論的観測計画を念頭に置きながら、宇宙の質量の大部分を占める暗黒エネルギーと暗黒物質の性質を実証的に解明することを最終目的とする。特に、すばる望遠鏡の観測データを用い、宇宙の階層構造による重力レンズ効果を測定することで、暗黒エネルギー及び暗黒物質の性質を制限する方法に着目している。この観点から、本年度は主に以下の研究成果を発表している。すばる望遠鏡に次世代広視野カメラ・多天体分光器を搭載し、数1000平方度にわたる領域の銀河サーベイを行うことで、暗黒エネルギーの性質を今までにない精度で探求するための計画が検討されている。我々は、この銀河サーベイの観測量を用いることにより、暗黒エネルギーのみならずビックバン背景ニュートリノの質量に厳しい制限を加えることができることを示した。特に、ニュートリノと冷たい暗黒物質が混合する宇宙モデルに対して、構造形成の進化過程を弱非線形段階まで記述できる解析的理論モデルを構築し、この分野で注目を集めている。この理論モデルと上記の計画されているサーベイから得られる精密な観測量を比較することで、ニュートリノの質量に上限ではなく、実際の測定を可能にすることを指摘した。また、ニュートリノ質量の制限と同時に暗黒エネルギーの性質を制限できる、つまり暗黒エネルギーの制限がニュートリノ質量の不定性により劣化されないことも定量的に示している。1.ハッブル宇宙望遠鏡の高解像度データとすばる望遠鏡の広視野カメラによるデータを組みあわせることでA1689銀河団の重力レンズ効果を精密測定することにより、銀河団の質量分布を約10pcから2Mpcに渡る領域で再構築することに成功した。得られた質量分布の動径プロファイルの形状は、冷たい暗黒物質モデルに基づく構造形成シナリオで期待される理論予言と一致することを定量的に示したが、質量分布の中心集中度が理論モデルの予言とは単純には一致しないことを発見した。このような宇宙望遠鏡と地上のデータを組み合わせることで(あるいは、銀河団による強い重力レンズ効果と弱い重力レンズ効果を組み合わせることで)、銀河団の質量分布を詳細に再構築できることを示した初めての結果であることは特筆すべきである。2.重力レンズ効果は、銀河団の質量分布を視線方向に積分した量にしか敏感でない。(1)で発見されたA1689銀河団の質量分布の異常は、銀河団の質量分布に球対称性を仮定して導かれたものである。そこで、我々はA1689銀河団の質量分布が、冷たい暗黒物質モデルが予言する非球対称ハローモデルで説明できるか定量的に調べた。冷たい暗黒物質の有力候補は重力でしか相互作用しない測度分散が小さい素粒子であるが、この場合銀河団のハローの形状は非球対称であることが自然である。我々は、A1689の質量分布と非球対祢ハローモデルとの比較から、質量分布の異常の発見は若干緩和されることを定量的に示した。多数の銀河団にこの方法を適用し、さらなる統計的研究が望まれることを指摘した。3.すばる望遠鏡に次世代広視野カメラ・多天体分光器を搭載し、数1000半方度にわたる領域の銀河サーベイを行うことで、暗黒エネルギーの性質を今までにない精度で探求するための計画が検討されている。ニュートリノ振動の地上実験はニュートリノの質量に下限を与えているが、上記の銀河サーベイはニュートリノの質量に上限ではなく、実際の測定を可能にすることを指摘した。本研究は、現存の観測データあるいは計画中の宇宙論的観測計画を念等に置きながら、宇宙の質量の大部分を占める暗黒エネルギーと暗黒物質の性質を実証的に解明することを最終目的とする。1.すばる望遠鏡に次世代視野カメラ・多天体分光器を登載し、数1000平方度にわたる領域の銀河サーベイを行うことで、暗黒エネルギーの性質を今までにない制度で探求するための計画が検討されている。ニュートリノ震動の地上実験はニュートリノの質量に下限を与えているが、上記の銀河サーベイはニュートリノの質量に上限ではなく、実際の測定を可能にすることを指摘した。2.一般の暗黒エネルギーの性質として、そのエネルギー密度が時間進化するということのみならず、空間的な揺らぎ成分を持つことが予想される。これらの2つの情報は相補的であり、両者の観測的制限によって、詳しい暗黒エネルギーの性質に迫ることができると考えられている。我々は1で述べた大規模銀河サーベイを用いて、銀河分布のクラスタリング測定から暗黒エネルギーの空間的揺らぎ成分を抽出する観測可能性について詳しく調べた、この結果によって、ある種の暗黒エネルギーモデルに対して、銀河サーベイが厳しい制限を与えることができることを初めて指摘した。

本研究は、現存の観測データあるいは計画中の宇宙論的観測計画を念頭に置きながら、宇宙の質量の大部分を占める暗黒エネルギーと暗黒物質の性質を実証的に解明することを最終目的とする。特に、すばる望遠鏡の観測データを用い、宇宙の階層構造による重力レンズ効果を測定することで、暗黒エネルギー及び暗黒物質の性質を制限する方法に着目している。この観点から、本年度は主に以下の研究成果を発表している。すばる望遠鏡に次世代広視野カメラ・多天体分光器を搭載し、数1000平方度にわたる領域の銀河サーベイを行うことで、暗黒エネルギーの性質を今までにない精度で探求するための計画が検討されている。我々は、この銀河サーベイの観測量を用いることにより、暗黒エネルギーのみならずビックバン背景ニュートリノの質量に厳しい制限を加えることができることを示した。特に、ニュートリノと冷たい暗黒物質が混合する宇宙モデルに対して、構造形成の進化過程を弱非線形段階まで記述できる解析的理論モデルを構築し、この分野で注目を集めている。この理論モデルと上記の計画されているサーベイから得られる精密な観測量を比較することで、ニュートリノの質量に上限ではなく、実際の測定を可能にすることを指摘した。また、ニュートリノ質量の制限と同時に暗黒エネルギーの性質を制限できる、つまり暗黒エネルギーの制限がニュートリノ質量の不定性により劣化されないことも定量的に示している。
ヒストン修飾の超解像ライブイメージング法開発による細胞分化・初期化機構の解明

本研究は光活性化位置推定顕微鏡法(PALM法)とFRETを融合させた機能的超解像法を確立し、細胞分化・リプログラミングでの核内のヒストン修飾と位置情報を同時に取得するものである。ヒストン修飾は、細胞状態の遷移に関与することが知られ、細胞分化・リプログラミングにおいてもその重要性が強く示唆されている。本研究課題は、ヒストン修飾と位置情報を実時間・実空間で獲得することを目指した。本研究は、光活性化位置推定顕微鏡法(PALM法)とFRETを融合させた機能的超解像法を確立し、未分化細胞からの分化過程・および分化細胞からのリプログラミング過程での核内ヒストンの修飾と位置情報を同時に取得し、修飾の増減および空間分布変化を計測することを目的としている。分化とリプログラミングはまるで、ビデオの正流(再生)と逆流(逆再生)のような振る舞いなのか。細胞分化・リプログラミングのランドマークとなりえる、ヒストン修飾を指標とし、この問題を明らかにする。ヒストン修飾は近傍にあるクロマチン構造の変化をもたらし、その結果としてグローバルな遺伝子発現が変化すると考えられている。新規開発技術によって、ヒストン修飾とヒストンそのものの核内空間情報を、同時に獲得することができる。ヒストン修飾は、上述の細胞分化・リプログラミングのみならず、がん化を含む病態への関与が明らかであるが、そのダイナミクスは未だ不明なままである。そのため、本研究で開発する機能的超解像法は多くの生命現象解明の糸口として使用可能な技術となりえる。本研究では、ヒストンH4K5アセチル化検出プローブHistac(Sasaki et al., 2009)を、PALM法に適応することで、30 nm程度の精度の空間情報の取得を可能にする。またヒストン修飾とクロマチンの空間的不均一性の相関を可視化し、上述の問題を明らかにしようとするものである。平成27年度は、手法の確立を予定通りに達成できており、平成28年度は、ES細胞およびiPS細胞等を使用し、分化・リプログラミング過程での計測を行う予定である。申請者は、平成27年度にFRETプローブHistacを、光活性型GFPと蛍光色素の組み合わせにより、PALM法に適応することに成功している。しかしながら、当初の計画であった、二波長分岐でのFRET効率の計測は、モデル細胞内に取り込まれた遊離蛍光色素の漏れ込みが多かったため、代替としてブリンキングの激しい有機蛍光色素を使用することによって、光活性型GFPの蛍光強度のみを計測する一波長FRET計測によって、手法をほぼ確立することができた。本研究は超解像顕微技術(PALM)とFRETを融合させて、機能的超解像技術法の確立と、細胞分化・リプログラミングの過程でダイナミックに変化するヒストン修飾を、ヒストンごとに検出し、ヒストン修飾レベルを示す核内マップを作製することを目指した。この機能的超解像法によって、細胞分化・リプログラミングの過程で、核内のヒストン修飾が行われる領域の時空間変化を検出することを最終目的としている。1年目に引き続き、ヒストンH4アセチル化検出プローブHistacを改変した、FRETプローブを用いた計測系の確立を行った。調書の通り、有機色素結合型FRETプローブに改変し、有機色素のブリンキングを用いた、one-channel FRET法での実現を試みた。加えて、新たに開発された、他のヒストン修飾を検出するFRETプローブに関しても同様の改変を行った。これらプローブを一過性発現させた複数種の哺乳類細胞において、FRET効率を確かめた。計画では、これらプローブの恒常性発現ES株を作製予定であったが、作製には至らなかった。これはプローブの性質によるものと考えられる。よって全ての実験は、プローブを一過性発現させることによって行った。プラスミド導入による一過性発現とin vitroにて合成したmRNAを導入する2通りの手法によって、S/Nの良い画像データの取得を試みた。これら、全ての試行により、機能的超解像技術の確立は、おおむね成功している。また、プローブの特性によって、恒常発現株の作製を断念せざるを得なかったが、発現効率は決して良くないものの、一過性発現法によって、実験計画を遂行した。これまでモデル細胞(HeLa細胞)などを使用し、PALM-FRET手法の確立としてきた。平成28年度はES細胞およびiPS細胞等を使用し、分化・リプログラミング過程での計測を行う。また現在計測に使用しているプローブ以外の修飾検出プローブも使用し、同様の計測を行う予定である。細胞生物学細胞培養にかかる人件費・謝金を支出する必要が無かったため。また未分化細胞等、複数種類の細胞の同時使用を考えていたが、結果として培養しやすい細胞種2種のみの使用となったため。未分化細胞の培養にかかる、人件費・謝金および培地等の物品費を多く支出する予定である。
新奇磁性分子性導体の開発

磁性分子性導体の多くはπ電子ドナーと遷移金属磁性アニオンからなる伝導体であり、伝導電子と局在スピンとの間の磁気的相互作用は結晶構造に大きく依存しているため、π電子ドナー分子の設計からその磁気的相互作用を予測することができないのが現状である。そこで(1)π電子ドナーに安定有機ラジカルを結合させることにより、分子内での磁気的相互作用が期待される磁性分子性導体の開発(2)局在スピンとして鉄スピンクロスオーバーイオンを有する外場応答型磁性分子性導体の開発という二通りのアプローチで新奇磁性伝導体の開発を行ってきた。本年度は(1)昨年度開発した安定有機ラジカルPROXYL縮環π電子ドナーPROXYL-STFのπ共役系を拡張したPROXYL-DS-TTP誘導体の合成とキャラクタリゼーションに成功した。電解酸化により得られたカチオンラジカル塩(PROXYL-DS-TTP)BF_4・PhCIの結晶構造解析からPROXYLラジカルの存在が示唆され、この系において今後安定有機ラジカルを有するドナーからなる分子性金属への展開が期待される。(2)昨年度報告した光応答型スピンクロスオーバー伝導体[Fe^<III>(qsal)_2][Ni(dmit)_2]_3-CH_3CN-H_2Oの類縁体[Fe^<III>(qnal)_2][Pd(dmit)_2]_5-acetoneがM(dmit)_2錯体として二例目となるスピンクロスオーバー伝導体であり、その低温相と高温相の結晶構造解析からスピンクロスオーバーによるカチオンの構造変化ばかりではなく、スピンクロスオーバーカチオン間の強い分子間相互作用による協同的な一軸格子変調が伝導性の変化を誘起しているというメカニズムを明らかにすることができた。このような分子間相互作用による協同効果が双安定状態の実現に対して重要であり、今後伝導性以外の電子物性制御への展開が期待される結果である。磁性分子性導体はπ電子ドナーと孤立した遷移金属磁性アニオンからなる伝導体がほとんどであるが、このような従来のものとは異なる新しいタイプの磁性伝導体の可能性を検討するため、分子内での磁気的相互作用が期待される安定有機ラジカルを共有結合させたπ電子ドナーによる磁性分子性導体の開発を検討した。本研究では安定有機ラジカルPROXYLラジカルをπ電子ドナーに縮環させることで立体障害の小さく剛直なPROXYL-STF誘導体を分子設計し、その合成法を確立した。安定有機ラジカルを有するπ電子ドナーからなるカチオンラジカル塩や電荷移動錯体は一般に結晶性が悪く、結晶構造の明らかな錯体の例は非常に少ない。PROXYL-ET-STFはTCNQF_4との電荷移動錯体を形成し、安定有機ラジカルを持つドナーの電荷移動錯体として初めて結晶構造解析に成功した。これはPROXYL-STF誘導体による結晶性磁性伝導体の可能性を期待させる結果である。局在スピンとして鉄スピンクロスオーバーイオンを有する外場応答型磁性分子性導体の開発を検討した。協同的なスピン転移を示す鉄錯体[Fe^<III>(qsal)_2][Ni(dmit)_2]・2CH_3CNを電解酸化することで得られた伝導性錯体[Fe^<III>(qsal)_2][Ni(dmit)_2]_3・CH_3CN・H_2Oは磁気測定と抵抗率測定の温度変化において同じ温度領域にヒステリシスが観測された。これはスピンクロスオーバーによる構造変化による化学圧変化により伝導性の双安定状態が実現されたことを示唆している。また、この伝導性錯体は極低温で光誘起スピン転移現象を示した。これらの結果は外場による伝導性の制御をスピンクロスオーバー現象により初めて達成できた例であり、今後分子性固体の物性制御に対して双安定物質を導入が有効な手段であることを明らかにできた。(2)昨年度報告した光応答型スピンクロスオーバー伝導体[Fe^<III>(qsal)_2][Ni(dmit)_2]_3-CH_3CN-H_2Oの類縁体[Fe^<III>(qnal)_2][Pd(dmit)_2]_5-acetoneがM(dmit)_

2錯体として二例目となるスピンクロスオーバー伝導体であり、その低温相と高温相の結晶構造解析からスピンクロスオーバーによるカチオンの構造変化ばかりではなく、スピンクロスオーバーカチオン間の強い分子間相互作用による協同的な一軸格子変調が伝導性の変化を誘起しているというメカニズムを明らかにすることができた。このような分子間相互作用による協同効果が双安定状態の実現に対して重要であり、今後伝導性以外の電子物性制御への展開が期待される結果である。
せん断流動誘起によるシリカサスペンションの凝集構造転移とそのレオロジー特性

ヘキサデカンで表面修飾したヒュームドシリカ粒子の凝集構造を制御するために、1)極性の異なる分散媒たシリカ粒子を懸濁させた場合と2)分散媒に高分子を溶解した溶液にシリカ粒子を懸濁させた場合のサスペンションについて、せん断流動誘起によるシリカ粒子の凝集構造の転移とそのレオロジー挙動を解明することを研究の目的とする。但し、1)では分散媒とシリカ粒子の相互作用を、2)では高分子の枯渇作用を利用したものである。分散媒にはジオキサン(D)トルエン(T)を、高分子には分子量の異なるポリスチレン(PS)を用い、シリカ濃度を変化させた。Dに分散したサスペンションの定常流見かけ粘度とせん断速度のプロットはシア・シックニングを示し、これはシリカ粒子の凝集構造がせん断によって部分的な崩壊・再構築を繰り返しているためであることを中性子散乱測定からも確認できた。Tに分散した場合には、明確なシア・シックニングは観察されなかった。また、PSを添加しても定常流見かけ粘度とせん断速度のプロットは殆ど変化しなかった。これは、枯渇作用が弱い相互作用であるためである。シリカサスペンション中の凝集構造を壊さずに、線形応答を示す低いひずみ領域を含む応力-ひずみ曲線と動的粘弾性のひずみ依存性を測定した。ここでは、広いひずみ領域をカバーできる応力-ひずみ曲線に着目して述べる。Tに分散したサスペンションは広いシリカ濃度に亘り安定であるために、Dに分散した場合に比べ特異な応力-ひずみ曲線が観察された。シリカ濃度の増加に伴い、プレゲル状態の応力-ひずみ曲線には降伏応力が一つ、ゲル状態には二つの降伏応力が観察された。さらに、二つの降伏応力の値は共にシリカ濃度の増加に伴い大きくなることが分かった。ゲル状態を凝集構造が繋がった会合構造と考えるならば、低い降伏応力で会合構造の一部が崩壊し、高い降伏応力では凝集構造単位まで壊れるものと予想される。枯渇作用によって応力-ひずみ曲線の降伏応力の値が大きくなり、その変化量は同じPS濃度において低分子量のPSのほうが高いことが明らかになった。このことは、枯渇作用が低分子量ほど大きいことに対応している。ヘキサデカンで表面修飾したヒュームドシリカをジオキサンに分散したシリカサスペンションが、あるせん断領域においてせん断応力が不規則で持続的に振動し続ける現象は、シリカ粒子の形成する凝集構造がせん断流動によって誘起される構造転移によって生じるものと考えられる。そこで、1)分散媒の種類を変化したり、混合方法を変えたり、さらには高分子添加による枯渇作用を利用したりして、凝集構造の制御を行う、2)その凝集構造の解析とレオロジーと光散乱実験を同時測定(流動光散乱測定)などから構造転移とそのダイナミクスとの関連性を明らかにする、3)振動がレオカオスであるか否かを既に提案されている解析法を駆使して判定する、4)レオカオスであるか否かに関わらず、振動を生むのに必要な粒子の凝集構造は何であるのか、せん断流動誘起前後における粒子の凝集構造の関連性などを明らかにすることを目的で検討した。本年度は、1)の高分子添加による影響および3)について検討した。1)高分子には標準試料であるポリスチレン(PS)の分子量を変え、分子量に関わらずPS濃度を一定にして調製したシリカサスペンションの場合にも不規則で持続的な振動がせん断応力に観察されたが、高分子の添加効果は殆んど観察されなかった。一方、線形領域での動的粘弾性には枯渇作用によるシリカ粒子の凝集構造の補強効果を示唆するような貯蔵弾性率の増加と線形領域が広くなることが観察された。3)せん断応力の不規則で持続的な振動がレオカオスであるか否かをPS無添加のシリカサスペンションの場合について、カオスの判定に良く用いられるポアンカレ断面図を描いて検討したところ、せん断応力に関係なくそれぞれの断面図の終点はある点に収斂していくように見えるが、その様子はらせん状の軌跡で漸近してものばかりではなく、レオカオスであるとの断定は困難である。

Tに分散したサスペンションは広いシリカ濃度に亘り安定であるために、Dに分散した場合に比べ特異な応力-ひずみ曲線が観察された。シリカ濃度の増加に伴い、プレゲル状態の応力-ひずみ曲線には降伏応力が一つ、ゲル状態には二つの降伏応力が観察された。さらに、二つの降伏応力の値は共にシリカ濃度の増加に伴い大きくなることが分かった。ゲル状態を凝集構造が繋がった会合構造と考えるならば、低い降伏応力で会合構造の一部が崩壊し、高い降伏応力では凝集構造単位まで壊れるものと予想される。枯渇作用によって応力-ひずみ曲線の降伏応力の値が大きくなり、その変化量は同じPS濃度において低分子量のPSのほうが高いことが明らかになった。このことは、枯渇作用が低分子量ほど大きいことに対応している。
熱ほふく流を考慮した分子気体潤滑理論に基づくナノメータ浮上メカニズムの提案と解析

本研究では、超微小すきまを介して対抗する平行平板や任意形状局面に温度分布が存在し、境界面における分子の反射の性質を決まるパラメータである「適応係数」が任意の場合を対象に、新たに気体温度のみを自由分子流の温度と仮定する「準自由分子流t-MGL方程式」を提案し、その理論解析・数値計算によって、温度分布や適応係数の影響、あらには周囲気体(空気、ヘリウム)の影響を明らかにした。特に、「準自由分子流t-MGL方程式」の静的および動的特性の数値解析手法を確立した。これらの研究成果は、近年開発が盛んな熱援用記録方式(HAMR)などの特性解析に有用である。平成28年度では,超微小すきまを介して対向する平行平板や傾斜平面に温度分布が存在し,境界面における分子の反射の性質を決めるパラメータである「適応係数」が任意の場合を対象に,自由分子流領域における気体発生圧力を与える分子気体潤滑方程式(自由分子流t-MGL方程式)を用いて,以下の研究を推進した。(1)超微小すきまに発生する静的圧力に及ぼす適応係数の影響自由分子流t-MGL方程式を用いて、気体膜の静特性を線形解析する手法を確立した.具体的には,スライダの傾きβおよび印加温度τwを微小とした線形解析を行い,特に,上下面を拡散反射とした従来の場合(基準状態)と比べ,上下面の適応係数によって与えられる等価適応係数γによって与えられることをを定量的に明らかにした.(2)超微小すきまに発生する動的圧力に及ぼす適応係数の影響自由分子流t-MGL方程式に対して、超微小すきまの極限であるベアリング数無限大近似を適用し、動的発生圧力の解析を行った。具体的には、任意の印加温度τwを有しスライダ面が微小な振幅で並進運動(スクイズ運動)する時に生じる動的圧力が進行波状となることを示し、その移流速度および波長が、静的圧力の場合(1)と同様に、等価適応係数γに依存することを明らかにした。上記(1), (2)の結果は、超微小すきまに特有な流れに及ぼす境界面の分子の反射形態(適応係数)の影響の基本特性を与えるものである。また、これらの成果は、国際会議発表1件、国内大会発表2件を行うことにより、研究成果の公表に努めた。潤滑領域の基本流れである圧力流れ(ポアズイユ流れ)およびせん断流れ(クエット流れ)のみならず、超微小すきまに特有な流れである、熱ほふく流を考慮した分子気体潤滑方程式において、境界面の温度分布の影響に着目し理論解析を進めた。特に、自由分子流領域における流れと「適応係数」の影響に重点化して研究を進めており、静的および動的圧力の結果が概ね予想通りに得られており、研究は順調に推移していると考えている。平成29年度には、平成28年度の研究を高度化し、超微小すきまを介して対向する平行平板や任意形状曲面に温度分布が存在し、境界面における分子の反射の性質を決めるパラメータである「適応係数」が任意の場合を対象に、新たに「準自由分子流t-MGL方程式」を提案し、それによって温度分布、適応係数の影響、さらには周囲気体(空気、ヘリウム)の影響を明らかにした。(I)分子気体力学に基づく境界面温度と適応係数を考慮した潤滑理論の再検証:<I-1>t-MGL方程式の再検証とデータベースの整備:ボルツマン方程式に基づいて、逆クヌッセン数と境界面の適応係数を規定した場合の速度プロフィールを数値的に求め、さらに流量係数およびせん断応力係数を高精度に求めることにより、それぞれのデータベースを整備した。<I-2>数数十nmのすきまを対象に、気体温度のみを自由分子流の温度と仮定する、「準自由分子流t-MGL方程式」を構築・提案し、それによる特性解析を進めた。(II)境界面の温度と適応係数を考慮した分子気体潤滑(t-MGL)方程式の数理的考察:任意の温度分布形状を有する微小な印加温度に対して、まず点温度印加に対する発生圧力を求め(グリーン関数)、つぎに畳み込み積分により全体の発生圧力を得る手法を新たに開発した(グリーン関数法)。(III)準自由分子流t-MGL方程式を用いた静的および動的浮上特性の数値解析:上記(II)に述べた、超微小すきまに対してより汎用的に用いることができる「準自由分子流t-MGL方程式」を用いて、静的および動的特性解析の数値解析手法を確立し、適応係数の影響、周囲気体(空気、ヘリウム)を明らかにした。これらの研究成果は、近年研究開発が盛んな熱援用記録方式(HAMR)や熱援用浮上すきま制御方式(TFC)の特性解析および設計に、非常に有益である。平成28年度では、基本特性を明らかにするため、簡易モデルを対象に理論解析を行い、結果を得た。実際には境界面形状およびそこに分布する印加温度は任意の景況であるため、数値シミュレーションを要する。

現在、任意の適応係数を考慮した分子気体潤滑方程式を数値的に解く手法を開拓中である。研究を加速して、数値解析による様々なパラメータによる影響を精力的に求めていく。気体潤滑理論平成28年度は、ナノメートル程度の超微小すきまに発生する静的および動的圧力に及ぼす適応係数の影響において、新奇な特性が解析的に得られたため、既存の科学技術計算ツールによる理論解析を加速した。また、研究成果の速やかな発表を重視し、平成28年度の研究費については学会発表のための旅費が大半となった。具体的には、米国機械学会(ASME)の国際会議(於米国サンタクララ)1件および日本機械学会年次大会(於九大)2件である。平成28年度の助成金は、30万円弱を残しており、次年度に繰り延べる。平成29年度(最終年度)には、平成28年度の残りの30万円弱と平成29年度分の50万円の計80万円を使用予定である。具体的には、理論解析および解析結果のグラフィック化を加速するため、コンピュータ周辺機器の購入を行う。また、成果の学会発表のための旅費も計画している。
実践力のある体育教師養成のためのデータベース構築に関する研究

研究目的は、保健体育科における授業実践のデータベースを構築することによって、実践力のある体育教師を養成する方法について検証することにあった。その結果、1.自らの授業を振り返ることができる撮影アングルとビデオ再生形態についてのモデルを提示した。2.授業の単元全体をビデオ共有システムに蓄積することによって、一時間のみの授業研究とは異なる授業研究の可能性について実証した。3.ビデオ共有システムを使うことによる、教科専門家から体育教師への支援について検証した。本年度は、まず体育教師の授業実践を映像として残し、そのビデオ映像を本人に見せることによって「反省的」に物語るためのビデオ映像をデータベース化すること、およびそのビデオを共有サーバーに蓄積することによって、任意の時間、場所にて、授業実践者がWEB上でアクセスするための基盤整備を行った。またこの際、映像に映し出される児童・生徒の肖像権保護を含めた撮影方法(具体的には、カメラアングルあるいはズームの方法等)についても検討を行った。次に、この研究の基盤となる授業研究についての理論的考察も行った。まず授業研究再考の議論を取り上げ、次に反省的実践家としての教師とはいかなるものかを明らかにした。教師養成が目指すのは、反省的実践家としての教師である。実践家であるためには、簡便なマニュアルを求めてしまう欲望を放棄し、よりよい実践を求めて地道に実践を繰り返すことを引き受ける意志が、まずは必要であること。その自覚と意欲のもとで、反省・省察のための意味生成能力の育成がなされねばならないことが明らかにされた。またこの研究の理論的背景の骨格をなすアクション・リサーチをめぐる議論を整理し考察を行った。「実践としての授業」論から導かれるように、授業研究の新しい方向性は、まずは、「事例研究を基本としたアプローチ」だと言うことができるだろう。これまでのような実験群と対照群を設定して指導法の有効性を有意差などの数値によって検証するといった授業研究ではなく、個々の授業を事例として観察、記録、分析、解釈、報告、討議するといった方向性である。そのための一つの方法として、アクション・リサーチが位置づけられることが明らかになった。本年度は、昨年までの授業撮影の方法とその編集方法およびデーターベース化のためのサーバーへのアップの仕方およびその書き込み分析方法を用いて、これまでは、一時間ごとの細切れ授業だけでなく、一つの単元全体をデーターベース化することのメリット・デメリットについて検証することにあった。そのため、1)単元全体を撮影する。2)映像編集を行う。3)ビデオ映像ファイルをビデオ共有システムのサーバーにアップする。4)共同研究者がそれぞれビデオ映像を視聴しながら、コメントを書き込む。5)ビデオ映像をもとに「授業者の発言」を活字化する。6)単元全体について、共同研究者間で意見交換を行う、というものである。研究結果としては、授業者の「仕掛け」をきっかけにしながら子どもたちが育っていくまでの時間はそれぞれであり、「仕掛け」に即応して育ちを見せる者もいれば、当然、時間がかかる者もいる。だからこそ、授業者は、授業において「仕掛け」続け、時には別の「仕掛け」を用意するのである。従って、授業における「仕掛け」とその反応や効果といった検証は、1時間という授業内で可能なものばかりではない。1時間の授業内で結果を求めることが拙速であることも大いに考えられる。従来の「点」の授業研究に加え、「線」の授業研究の可能性を探る理由はここにもあることが明らかにされた。また、海外の教員養成事情を探るために、8月から9月にかけて、オーストリアのグラーツ、およびイギリスのカーディフを訪問し、教員養成そのものについての日本の考え方の違いを明確にすることができた。授業における実践力は、1時間の授業構想に留まるものではなく、単元全体の、あるいは学期、年間の構想において練り上げられる必要がある。そしてそれを具体的な教師の能力として実現するための新たな研修方法が提案されねばならないと考えられる。体育教師の授業実践を映像として残し、その映像を本人が見ることによって、自ら「反省的」に授業を物語る。そうした「物語り」入りの映像をデータベース化することによって、近似的課題を抱えた別の体育教師によって、あるいは、大学における体育教師養成の教材として活用できるならば、これまでとは異なった「体育教師養成」がなされると考えられる。また、体育教師として、自己の授業実践を見つめ「反省的記述」が行えるようになることによって、やがては教師自らの「実践力」を高めることのできる自己展開力をもった体育教師の自己研修が可能になると言えるであろう。そのために、研究最終年度のまとめとして、体育教師として着任当初から、自己の授業実践を見つめるまなざし、すなわち「反省的記述」が行えるとともに、それを継続する中で、教師自らの「実践力」を高めることのできる体育教師の養成を目指すためのデータベースの構築をさらに進めるとともに、その有効活用の方法について明らかにした。具体的には、これまでに蓄積された授業映像を基にし、教員養成のための講義において利活用するとともに、その効果についての検証を行った。

またビデオ共有システムを使うことによって可能となる、大学と遠く離れた小学校における表現運動の授業実践について、授業実践者と大学教員が直接に会って合同研究会を持つことなく、必要なアドバイスを受けることの可能性とその有効性についても検証を行った。一時間ごとの授業実践の映像化とそのデーターベース化から、単元全体の授業実践の映像化とそのデーターベース化について、そのメリット・デメリットについて明らかにすることができ、それによって、保健体育教師としての実践力を向上させるための方法論とそのための映像活用の方法が明らかにされつつある。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究の最終年度として、これまでに蓄積された授業映像を基にし、教員養成のための講義を実践するとともに、その実際の利用状況から得ることのできた映像撮影の仕方等について工夫を加えて、さらに多くの授業撮影を実施するとともに、そのアーカイブ化を行なう。また、昨年度実施した、単元全体のアーカイブ化をさらに拡大し、中学校の授業においても、それを試みる(新保、高根)。以上のデータをもとに、研究最終年度のまとめとして、体育教師として着任当初から、自己の授業実践を見つめるまなざし、すなわち「反省的記述」が行えるとともに、それを継続する中で、教師自らの「実践力」を高めることのできる「自己展開的」な体育教師養成の方法について理論化を試みる(樋口、新保)。
新生児における体温変動の測定と管理の基準化に関する研究

1.目的:断続的測定が主である新生児体温を、連続測定と同時にdata保存・解析を可能とする体温計測管理systemを開発した。本systemの開発目的は、transitionalperiodにおける正常成熟新生児の体温変動を、直腸温、深部温、皮膚温の3温より基準化し、各変動の特徴に基づいた管理方法を確立するためである。2.方法〈1〉hardsystem:体温と室温・湿度計測に深部温計とサーミスタセンサ集録装置を、全dataの集録・処理装置兼monitorとしてFM16βにより構成した。〈2〉基礎実験:開発したsystemと寒天を使用して模擬装置にて(1)寒天上下の温度差、(2)中央部の温度変化、(3)深部温計probeの測定深度と温度変化追従性を検討した。〈3〉臨床実験:出生直後の新生児10例を対象に、体温計測部位8点、室温・湿度6点、sampling・recording time10秒の24時間連続測定を行い、体温計測管理systemの実用性を検討した。3.結果:開発したsystemを用いることにより、以下の点が可能となる。〈1〉新生児体温と、体温変動に大きな影響を及ぼす環境温の同時計測により、従来の上下限値設定という単一的警報機能から、危険徴候パターンを始めとする監視的役割を持った警報機能が可能である。〈2〉新生児個々の健康レベル、すなわち正常例から異常例にまで対応した、長期間の連続計測が可能である。〈3〉on-line用softwearの機能として、(1)体温の種類と計測部位数の選択、(2)環境温の選択、(3)sampling・recording timeの設定、(4)計測値の数値とgraphicの同時画面表示、(5)計測開始及び経過時間の表示、(6)看護care時のmarkerによる書き込み等がある。又、off-line用解析soft-wearには、(1)data表示法の多様化、(2)基本統計処理等がある。
バイオマス利用ヒートポンプ複合コージェネレーションシステムの研究

本研究では、木質バイオマスを燃料として、その直接燃焼によりエンジンを駆動することが唯一可能なスターリングエンジンを開発し、コージェネレーション利用するシステムの性能試験および検討を行ってきた。本年度の研究では、構築したシステムの性能試験結果から、システム全体のエネルギーフローを明らかにした。性能試験結果は、以前に行ったシミュレーション結果とも良い一致が見られた。さらに本年度は、システムの高効率化のため、温水として得られるエネルギーの効率的な利用を目指して水熱源ヒートポンプを導入し、ヒートポンプを複合した新しいコージェネレーションシステムを提案し、完成させた。エンジン冷却水を熱源としてこの複合システムの性能試験を行い、エンジン冷却水から回収される温水エネルギーの全てを有効利用できることを明らかにしている。ヒートポンプ導入により十分に温度が下がった冷水は再びエンジンに循環することが可能で、エンジンそのものの出力も増大させることができるようになった。また、本研究課題で完成させたエンジンは、NEDO共同研究「廃食用油・木屑両用発電実証試験事業」(JFE電制)、および平成19年秋オープン予定の「日高港新工ネルギーパーク」(御坊市)にも採用されており、実証試験が展開されている。なお、本課題における一連の研究は、「平成18年度日本機械学会東北支部技術研究賞」を受賞した。本研究の最終目的は、林業県である岩手県の地域特性を生かして、余剰となっている木質バイオマスを燃料としたスターリングエンジンによる新しい分散型電源システムを構築し、コージェネレーションシステムとしての実用可能性について明らかにしていくことにある。本年度は木質バイオマス燃料に最適なスターリングエンジンを設計し、実用スターリングエンジンを製作することを目標としてきた。設計・製作においては、特に加熱器と冷却器、および再生器の伝熱性能の向上に努めた。平成17年2月には、実用型スターリングエンジンの国産1号機を、産学官連携の取り組みで完成させた。エンジンは大きさ450×450×1200mm、重さ200kgで、5馬力(650rpm)の軸出力が得られた。作動ガスに空気を使用しているため取り扱いも容易で、ピストンリングにも特殊な材質を採用して無潤滑運転を可能とし、長期メンテナンスフリーを実現した。現在、発電機を接続して発電を行ないつつ、冷却水による熱回収も行うコージェネレーションシステムを構築して、性能試験を繰り返している。現在のところ発電端出力で約2.8kW、温水の回収で約13kWの実験結果が得られており、総合エネルギー効率で約50%に相当する。この開発で製作が可能となった実用スターリングエンジンは、エネルギー消費の低減ばかりではなく、その応用範囲が大きいために地域の新産業の創出に繋がることが期待されている。すでに、八ヶ岳赤岳鉱泉の山小屋の廃棄物処理への利用も計画されて、生ごみ等残渣の小型ガス化燃焼炉とスターリングエンジンの組合せによるコージェネレーションシステムが実験段階に入っている。本年度は、スターリングエンジンとの組合せが最適なチップボイラーやペレットボイラーの開発、組合せを検討し、さらに総合エネルギーの向上を図っていく計画である。本研究の最終目的は、エネルギー資源の乏しい日本国内においても国内採取量が比較的多く、地球温暖化の要因の一つとされている二酸化炭素の排出量を軽減し、代替燃料として利用することにより化石燃料消費の低減が期待されている木質バイオマスを燃料として、スターリングエンジンによる新しいコージェネレーションシステムを提案し、その実用可能性を明らかにしていくことにある。昨年度は木質バイオマス燃料に最適なスターリングエンジンを設計し、平成17年2月に実用型スターリングエンジンの国産1号機を、本学を中心とする産学官連携の取り組みで完成させた。本年度は、岩手県で開発されたペレットストーブをベースにして薪および木質ペレットを燃料とする燃焼器を設計・試作し、エンジンの試運転を行なって基本データを構築した。この燃焼器は電源を一切必要としないうえストーブの機能も残しているため、暖房、湯沸および調理も可能な高機能である。一方、おが屑や籾殻などを燃料とすることが可能な高性能の燃焼器も新たに設計・開発した。

この燃焼器は、システムで発電する電力の一部を利用してファンや燃料供給装置を動かしているものの、高出力が得られている。さらに、本年度は水熱源ヒートポンプをあわせたシステムを構築し、エンジン冷却水を熱源とした複合システムを完成させている。本システムでは総合エネルギー効率の向上が期待でき、来年度までに構築した新しい複合システムの性能試験を行って、成果を発表する予定である。本研究では、国内採取量が比較的多く、二酸化炭素排出量の軽減および化石燃料消費の低減が期待されている木質バイオマスを燃料として、実用スターリングエンジンによる新しいコージェネレーションシステムを構築し、その実用可能性を明らかにした。平成16年度は木質バイオマス燃料に最適なスターリングエンジンを設計し、平成17年2月に実用型スターリングエンジンの国産1号機を、本学を中心とする産学官連携の取り組みで完成させた。平成17年度は、岩手県内企業のペレットストーブをベースにした薪および木質ペレットを燃料とする燃焼器を産学連携により設計・試作し、エンジンの試運転を行なって基本データを構築した。一方、おが屑や籾殻などを燃料とすることが可能な高性能の燃焼器も新たに設計・開発し、高出力を得ている。平成18年度は、前年度までに完成したシステムに、さらに水熱源ヒートポンプをあわせたシステムを構築し、エンジン冷却水を熱源とした複合システムを完成させている。最終的なヒートポンプ複合システムによって、エンジン冷却水により回収される温水エネルギーの全てを有効利用できる事を明らかにした。ヒートポンプ導入により、十分に温度が下がった冷水を再びエンジンに循環させることが可能となり、エンジンそのものの出力も増大させることができるようになった。なお、本課題による一連の研究は、「平成18年度日本機械学会東北支部技術研究賞」を受賞した。
ビスフェノールAの周産期曝露が老化ラットの運動機能におよぼす影響についての研究

ビスフェノールAは日用品の素材として使用されているが,内分泌かく乱作用が指摘されている.そこで,周産期でのビスフェノールA曝露が動物の機能にどのような影響を与えるのかについて老化を考慮に入れて実験動物で調べた.ビスフェノールAの周産期曝露により甲状腺ホルモン量と生殖腺ホルモン量に変化があらわれた.また,乳腺腫瘍の発生頻度も上昇し,免疫系との関連も示唆された.オープンフィールドテストの結果は曝露群と対照群との間には差は確認できず,また,小脳の形態学的解析でも両者間の違いは認められず,小脳を介した運動機能に影響を与えないことが示された.さらに,ビスフェノールA曝露による寿命への影響の実験は継続中であるが,雌雄ともに曝露群が若干短寿命の傾向を示している.ビスフェノールAは日用品の素材として使用されているが,内分泌かく乱作用が指摘されている.そこで,周産期でのビスフェノールA曝露が動物の機能にどのような影響を与えるのかについて老化を考慮に入れて実験動物で調べた.ビスフェノールAの周産期曝露により甲状腺ホルモン量と生殖腺ホルモン量に変化があらわれた.また,乳腺腫瘍の発生頻度も上昇し,免疫系との関連も示唆された.オープンフィールドテストの結果は曝露群と対照群との間には差は確認できず,また,小脳の形態学的解析でも両者間の違いは認められず,小脳を介した運動機能に影響を与えないことが示された.さらに,ビスフェノールA曝露による寿命への影響の実験は継続中であるが,雌雄ともに曝露群が若干短寿命の傾向を示している.胎児期でのビスフェノールA曝露の影響がそのまま継続し,中年期や高齢期に至ったときの運動機能への関与が懸念されている.そこで,実験動物を用い,周産期でのビスフェノールA曝露と中齢・老齢期になったラットの運動機能との関係について,動物の行動学的解析と小脳の形態学的解析の結果を対比しながら検討し,運動の制御・調節の変化と小脳の構造変異の関係を明らかにすることを主目的として研究を継続中である.さらに,得られた結果をもとに,加齢に伴うヒトの運動機能障害とビスフェノールA曝露との関連について討議する予定である.実験にはWistarラットを用いている.すべての実験動物は,東京都健康長寿医療センター研究所実験動物施設のSPF環境にて,厳密に管理された条件下で飼育した.ビスフェノールAを曝露した仔ラットを作成するために,母ラットとして3ヶ月齢の雌ラットをもちい,ビスフェノールAを1週間経口投与した後,交尾・妊娠させ,さらに継続して出産から授乳,離乳期まで母ラットにビスフェノールAの投与を続けた.ビスフェノールAは0(対照),0.1(低用量),100(高用量)mg/kg/dayの3段階に分けて投与した.これにより,小脳形成に最も重要な時期(胎児期-新生児期)にビスフェノールA曝露された仔ラットできたと考える.上記の処理により低用量処理ラット(雄15匹,雌14匹),高用量処理ラット(雄14匹,雌21匹),無処理ラット(雄8匹,雌15匹)を得ることができた.これらの仔ラットは,中齢期(10-12ヶ月齢)および老齢期(20-24ヶ月齢)に達した時に今後のビスフェノールAの実験にもちいるために,通常条件下で飼育中である.なお,生後4週齢を経過したラットの体重は,雌雄ともに処理群と無処理群との間に有意な差は認められず,ビスフェノールAの急性的な影響はないと考えられる.ビスフェノールA(BPA)はエストロゲン様作用を持つ化学物質であることが知られているが,同時に甲状腺ホルモン様作用を持つことも報告されている.この甲状腺ホルモンは形態形成を制御する重要なホルモンであり,動物の発生・成長には不可欠である。ところで,内分泌撹乱作用のあるビスフェノールAのヒトの胎児期や新生児期での曝露が,その後の中年齢者や高齢者へのどのような影響があるのかについては,いまだ不明である.そこで,実験動物としてラットを用い,周産期でのビスフェノールA曝露が中齢期,老齢期になったラットの機能にどのような影響を与えるのかについて,形態学的ならびに生理学的に解析することを主目的として研究を継続している.さらに,得られた結果をもとに,加齢に伴うヒトの機能障害とBPA曝露との関連について検討する.実験にはWistarラットを用いている.すべての実験動物(<1>BPA低用量曝露群,<2>BPA高用量曝露群,<3>対照群)は,東京都健康長寿医療センター・東京都老人総合研究所・実験動物施設のSPF環境にて厳密に管理された条件下で飼育し,現在も継続中である.今回は低用量曝露,高用量曝露,無処理の中齢期(12-13ヶ月齢)ラットを,雄雌各6匹ずつ使用し,体重,甲状腺ホルモン,生殖腺ホルモンについて検討した.体重は曝露群と無処理群との間では変化は認められなかった.しかし,雌の曝露群で乳腺腫瘍の発生増加が認められ,これが体重に影響を与えている可能性も考えられる,甲状腺ホルモン量は,曝露群の雄では増加傾向であったのに対し,雌では逆に減少傾向を示した.この雌雄間での違いについては検討中である.血中テストステロンとエストロゲンはともに減少傾向がみられ,BPAの周産期曝露による生殖機能への影響が示唆される.

今後,BPA曝露による老齢ラットの変化についての解析を進め,それらを基にヒトへの影響について考察する.ビスフェノールA(BPA)はエストロゲン様作用と甲状腺ホルモン様作用とを併せ持つ内分泌かく乱物質である.BPAは日用品の素材として広く使用されているが,食器等を通して体内に吸収される可能性が指摘されてきた.ヒトの場合,特に胎児期や新生児期での吸収が懸念され,それを想定した動物実験がおこなわれている.しかし,その後の中・高齢者への影響については,いまだ不明である.そこで,実験動物を用いて周産期でのBPA曝露が中・老齢期になった動物の機能にどのような影響を与えるのかについて研究した.さらに,得られた結果をもとに,加齢に伴うヒトの機能障害とBPA曝露との関連について検討した.実験にはWistarラットを用いた.すべての実験動物(<1>BPA低用量曝露群,<2>BPA高用量曝露群,<3>対照群)は,東京都健康長寿医療センター東京都老人総合研究所実験動物施設のSPF環境下で飼育した.今回<1>,<2>,<3>の3群の雄雌の中齢期(12-13ヶ月齢)ラットについて,前年度よりデータを増やして体重および甲状腺ホルモン,生殖腺ホルモン量について検討した.また,実験動物の寿命曲線の作成をおこない,BPAの影響について調べた.体重はデータを増加した結果でも曝露群と無処理群との間では変化は認められなかった.甲状腺ホルモン量は曝露群の雄ではT3が増加傾向であったが,雌では変動は認められなかった.この雌雄間での違いについては検討中である.テストステロンとエストロゲン量はともに曝露による減少傾向がみられ,特に雄で顕著であった.周産期のBPA露による生殖機能への影響が中齢期になっても存続していると考えられる.動物の寿命に関してはまだ生存中のラットが残っており,全てが死亡した時点で解析を進める予定である,そして,それらを全ての実験結果を基にBPAのヒトへの影響について総合的に考察する.