hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
加齢に伴う顎骨骨塩量の変化と咀嚼機能との関連性に関する研究

加齢と共に骨密度が減少することは、高齢者に必発する生理的現象であるが、咬合力の支持を主に顎骨に求める総義歯装着者の加齢変化については組織学を中心とした形態計測学的報告は数多いが、顎骨の質的な加齢変化についての解明は未だ少ない。総義歯装着者の下顎骨は、咀嚼運動、咬合圧等の外力を直接顎骨内部に受け、様々な方向へ作用する筋の付着があることから、他の長管骨とは異なった環境下のもとで骨構造を絶えず改築されている。そこで今回、機能的に予後良好な総義歯装着者を対象に、顎骨組織における質的な加齢変化と咀嚼機能との関連を明らかにすることを目的に、非侵襲的に顎骨骨塩量と体幹骨骨塩量を測定し以下の結果を得た。1.下顎骨骨塩量測定にあたっては、下顎骨がスキャン方向に対し常に一定の位置を保つよう顔面正中矢状面がスキャンテーブルに約20度となる固定装置を作製した。2.Dual Energy X-ray Absorptiometry(DEXA)による下顎骨の骨塩量の定量にあたり、成人乾燥頭蓋骨の計測を行ない変動係数を求め、規格再現性が確認された。また正常有歯顎者を対象とした顎骨骨塩量の測定から頭部規格装置の実用性が確認された。健常成人において、腰椎と踵骨の骨塩量は、加齢、年齢、性別による変化により違いを示した。下顎骨骨塩量は60代以降加齢に伴い減少する傾向が認められたが、咀嚼機能との関連性は認められなかった。下顎骨と体幹骨の骨塩量には相関を示す結果は得られず、今後、骨構造を考慮した測定部位の設定が必要と考えられた。
日本古典籍資料の組織化のための書誌記述規則の考察と実証システムの構築

和古書を主な対象とした総合日録データベース構築を構想することを目的に研究を進め,以下の成果を得た。1)和古書総合目録の構築方法の考察国内外において,図書館等の所蔵資料を対象にいくつかの方法で総合日録の構築が行われてきた。和古書総合日録を構築するに当たって,現在の日録作成の動向,今後対象となる資料の扱いと所蔵機関を考慮すれば,協同分担目録作業による構築が最も適していると考えている。2)和古書の書誌記述規則体系と図書館日録としての書誌記述の考察和古書日録は,個々の所蔵館がそれぞれ独自の記述規則に基づいて作成されてきた。西洋古書も同様だが,対象資料が和古書であるということの特殊性から標準的な記述規則の制定はほとんど考慮されてこなかった。むしろ,標準的な記述規則を制定することが憚られてきた資料群であるとも言える。しかし,総合目録構築の前提としたとき,広く利用される記述規則は必須である。その際,用いられるべき規則体系について,和古書の資料特性も考慮し,また可能な限り対象となる資料の情報収集することにも配慮すれば,現行図書館界で広く用いられているISBD準拠の記述体系を採用することが最も適切であると考えている。3)和古書の個別資料識別を促進するための書誌記述の検討和古書と近現代刊行資料とを対象資料として比較すると,それぞれの製作方法や流通方法は異なっている。その上で日録がもつ識別機能を考えると,近現代資料と同様の書誌記述では和古書日録としては不充分であると考えている。主たる利用者である研究者と対象資料の所蔵機関職員の識別レベルを考えたとき,書誌記述項目として著作典拠コントロールの必須化と,書誌記述の一つとして記述の情報源のイメージ・データ添付を提案した。以上の点を中心に研究を進め,現代の情報環境における和古書総合日録構築を進めるために必要な全体的な枠組みを提示することができた。今年度は,データ入力のための方式および書誌記述規則について検討と,並行して古典籍資料のデータベース化に適したデータベース・システムの検討を行った。データ入力の方式および書誌記述規則に関して,国内外で刊行された和漢古典籍の目録を比較し,どのような書誌情報が利用者にとって必要と考えられてきたかを集約し,そのうち中心となる「記述の単位および書名」についてまとめた。また,欧米を中心に,西洋古典籍での標準的な書誌記述目録としてのShort tilte catalogueおよびデータベース化されたEnglish short title catalogue,英語圏以外の西洋古典籍を中心とした,Hand press book databaseの歴史ならびに現況,将来計画についても,和漢古典籍との比較において検討を進め,そのまとめを本年5月刊行の学術誌に掲載予定である。これらの検討を通し,データベース構築方法として,協同分担目録方式による方法の優位であることを結論づけるとともに書誌作成単位と書名に関し,再度確認を行った。データベース化に関し,国内のNACSIS-CATおよび古典籍総合目録データベースのコーディング規則等の比較検討を進めた。また海外での状況把握と協力依頼のために,北米および英国の大学図書館を中心に日本古典籍所蔵機関守訪問した。海外の機関においても,今後和漢古典籍をどのように組織化を行うかについては未定の機関が多く,加えて,コンピュータでの文字の問題や,レファレンスツールの不備,古典籍を組織化する上での専門的な知識の不足が大きな問題であると指摘された。本学附属天理図書館や国立情報学研究所,国文学研究資料館の担当者・研究者および,海外所蔵機関の担当者・研究者とも連絡を取り合い,来年度は,組織化のためのフォーマット,記述規則等について,さらに検討を進め,プロトタイプの構築を進める所存である。

本研究は,日本古典籍に関する総合目録データベース構築を目的として進めている。今年度は,次の3点において研究を行った。1)日本古典籍を対象とした際の書誌記述について考察2つの側面から考察した。一つは日本古典籍目録の書誌記述として必要な項目な何であるか,その情報を記述することに関しての問題は何であるかについて,殊にshared cataloguing環境下での目録データベース構築とのかかわりにおいて研究した。その成果は2005年度『日本図書館情報学会年報』に掲載が予定されている。もう一つは,「NACSIS-CAT」に既にデータが蓄積されている和漢古典籍レコード約23,000件の分析を行った。NACSIS-CATに和漢古典籍を入力するための基準は2003年6月に公表されている。その基準を考察することも含めた分析であり,分析の一部は2003年9月EAJRS : European Association of Japanese Resource ProfessionalsのConferenceにおいて公表し,その後の分析も含めて来年度発表予定である。なお,EAJRSで,海外に所在する資料のデータ収集を依頼した。2)資料の刊行・収集・組織化の東西文化面からの比較書誌記述に必要な項目,東西文化圏での違いを考える上で,資料をめぐる製作から読まれ方までの一連の流れの東西文化を比較,検討した。ことに印刷時代以降の書写資料の作成,流通,組織化などを中心に文献を収集し,また研究者(主として英国在住)との意見交換を行った。3)日本古典籍の主題アクセス主題アクセスをするための方法,について,検討をはじめている。分類とジャンル,名辞と概念などを中心に当時から現代に至る変遷も見ながら研究を進めている。本研究は,和古書を主な対象とした総合目録データベース構築に関する問題を考察することを目的に進めている。今年度は,書誌データの採録を通して実際上の問題を中心に次の点について考察した。1)和古書を対象とした際の必要な書誌記述項目について和古書所蔵機関の協力のもと,実際に現物から書誌情報の採録実験を行った。殊に刊本における識別をある程度可能にするための書誌事項は何かを念頭に記述の情報源に注目しながら採録した。結果として,資料の分野や成立(製作)の時代によって,記録を要する項目や内容が多様であることが確認できた。従って,全体に共通する記録内容をベースに,より柔軟な内容を記録し,必要に応じて所蔵機関間で協調できるシステムが求められると考えている。2)記述の情報源の提示記述の情報源を書誌情報利用者に提供する意義は大きいが,再現性には限界がある。それを補う意味で,記述情報源となった箇所のイメージ・データの提示を提案した。和古書に限らず古典籍資料の書誌情報においては,書誌項目の一つとして捉えて利用者に提供することで,識別機能が格段に補強されると考えている。採録実験においても,すべての資料のイメージ・データを採録した。
生体リズムを基盤とした抗リウマチ薬の至適投与設計の構築

臨床研究では、メトトレキサートによって治療を受けている関節リウマチ(RA)患者を対象に、多施設無作為割付二重盲検比較試験を行っている。中間解析では、既存治療群と比較して時間治療群において治療成績が高い傾向を示した。基礎研究では、RAモデル動物を対象に炎症反応の日周リズムを評価した結果、RA発症前では認められなかったが、RA発症後に血中SAA(炎症の指標)やTNF-alphaに明瞭な日周リズムがあることが明らかとなった。今後、この機序解明を実施することで、個別化治療に向けた投薬マーカーの同定が期待できる。平成25年度では、継続してメトトレキサート(MTX)の時間治療に関する多施設無作為割付二重盲検比較試験を実施した。本年度は、8例の新たな被験者がエントリーした。内訳は、富山大学病院が5例、砺波総合病院が3例であった。このうち、3例が脱落例となり、2例が試験終了し、3例が試験中である。試験全体として37例のエントリーが終了している。予定エントリー数は、70例であるため、より早期に試験が終了できるようにするために、4月に再スクリーニングを実施すると共に、試験施設の拡充を行う予定である。これまでの試験期間において、重篤な副作用の発生は見られていない。基礎研究では、夜行性であるラットに対して9:0017:00にのみ給餌するといった時間制限摂食を行った。時間制限摂食環境下で飼育したCIAラットに対して、MTXを投薬したところ、5:00投薬群と比較し、17:00投薬群で有意に関節炎増加抑制効果を示すことが明らかとなった。通常飼育環境下では、抗リウマチ効果は17:00投薬群と比較し、5:00投薬群で有意に高いことから、時間制限摂食と通常飼育では最適な薬理効果を示す時刻が反転することが明らかになった。本研究を通して、臨床研究では、MTXの時間治療の有用性が期待できる成果を得た。今後、慎重に試験を進めると共に、試験終了に向けて試験環境の整備に努めたい。また、個別化治療に向けた取り組みでは、活動パターンの変化により高い治療効果が得られる時刻が変化することがわかった。今後、この飼育環境下において、日周性を維持したまま位相の変化がひきおこる生体成分を同定する。この因子とMTXの作用機構との関連性を把握することで、関節リウマチに対してMTXを適切な投薬タイミングに投薬することができる個別化時間薬物療法を実現できるものと考える。臨床研究では、多施設無作為化二重盲検比較試験を実施した。関節リウマチ患者を対象に、既存の投与方法を遵守する既存型群と投薬時刻を寝る前に変更した時間治療型群の2群に無作為割り付けを行った。これまでに29例のエントリーが終了し、時間治療型群で7例、既存型群で8例の被験者が解析対象となった。本試験では、被験者を無作為割り付けを行う前に、服薬コンプライアンスやリウマチ症状などの状況を約12か月間かけて観察している。そのため、無作為割り付けの対象とならない被験者が予想よりも多く出ている。これについては、現在改善策を講じ、被験者エントリーのためのスクリーニングを慎重に行っている。現在試験が終了している被験者を対象に、中間解析を行った結果、平均年齢では時間治療型群で高かったが、性別比や投与量では両群間に有意な差異は認められなかった。治療効果の指標であるEULAR改善基準の中等度以上となった被験者は、既存型群で37.5%、時間治療型群で71.4%であり、約2倍の有用性が時間治療によってみられている。基礎研究では、通常飼育と、時間制限摂食、恒明環境条件下で飼育したラットを対象に、ウシII型コラーゲン感作による関節炎スコアの評価を行った。その結果、恒明環境条件下で飼育したラットでは、他の飼育環境群と比較し、関節炎増悪の程度が緩徐になることが明らかとなった。光刺激によって生体内での分泌や生合成が変化し、その量に日周性が認められるものには、複数の生体内成分が挙げられる。このうち炎症などの制御にかかわるものが、恒明環境条件下のラットにおける関節炎の重症化の低減に関与していると考えられる。このような観点より、数種の生体内成分を選定した。次年度、これらの因子と関節炎の重症化との関連及び日周リズムと関節炎との関連性を明らかにしていきたい。二重盲検比較試験による臨床研究では、中間解析を実施し、統計学的な有意性は示されていないものの、時間治療において有用性が高いことが見られている。次年度以降に、エントリー症例の拡充を行い、抗リウマチの時間治療に関する有用性を示せるものと期待している。基礎研究による生体リズム診断法では、関節リウマチ治療の時間治療において重要なターゲット因子を複数選定した。

これらをより詳細に検証することで、個別化時間薬物療法の開発が期待できるものと考えられる。臨床研究では、多施設無作為化二重盲検比較試験の進捗を促進させるために富山大学病院における診療科の追加と、富山県下において関節リウマチ治療を行っている医療施設での試験実施に向けた取り組みを検討している。平成25年度に、被験者のエントリーが終了できるようにしたいと考えている。基礎研究では、現在選定している関節炎影響因子と関節炎の日周リズムとの関連性を解明し、これらの実験より関節リウマチにおける炎症の日周リズム形成にかかる生体成分を生体リズムマーカーとする。また、得られた生体リズムマーカーが、臨床において採取が困難である場合は、代替生体リズムマーカーの探索を行う。得られた生体リズムマーカーもしくは代替生体リズムマーカーを用いて、抗リウマチ薬の投薬タイミングの設定が可能か否か確認するために、以下の実験を行う。関節炎モデル動物を対象に、種々の生体リズム操作を行い、多様な生活リズム環境にある各実験動物の生体リズムをマーカーにて同定し、同定された周期から個々に最適と考えられる投薬時刻を選定する。そして、個々に決定した投薬時刻に抗リウマチ薬メトトレキサートを投薬し、治療効果の有無を評価する。<臨床研究>RA患者を対象に、無作為に既存の投薬方法群と時間治療群の2群に分け、時間治療の有効性及び安全性を比較検討する。本年度は、40症例のエントリーを目標に臨床研究を実施する。主要評価項目の有効性にはDAS28とEULAR改善基準及びmHAQなどを、有害事象では白血球減少及びKL-6などを評価する。副次的項目としては、血清サイトカイン、IgG-RF、抗CCP抗体などを測定する。<基礎研究>以下の活動リズム操作動物を用いて、平成24年度に生体リズムマーカーの関節リウマチ症状の日周リズムと当該マーカーの周期性の相動性・頑強性を評価する。活動リズム操作動物は、通常飼育群:明暗周期(12hr: 12hr)環境下、自由摂食飲水と、時間制限摂食群:明暗周期(12hr: 12hr)環境下、自由飲水、時間制限摂食(給餌の時刻を様々に設定することで、多種多様な活動リズムを有するモデルを作成できる。)、恒明環境群:恒明環境下、時間制限摂食、自由飲水(生体リズム形成に重要な役割を有するメラトニンの分泌を消失させたモデルを作成できる。)とする。また、定期的な投薬マーカーの採取は、採取部位によって、ときに臨床的に困難である可能性が考えられる。そのため、比較的採取が容易であり患者に対する侵襲が少ない口腔粘膜細胞や採血で得られる白血球数、副腎皮質ホルモン濃度等や体温、血圧の日周リズムを測定し、投薬マーカーの代替として応用可能か否かを検討する。検証方法としては、通常飼育群や時間制限摂食群など活動リズム操作動物を用いて、薬物の標的生体内成分とその他種々の生体成分の概日リズムをモニタリングし、標的成分と相同性のある生体成分を抽出する。ここで得られた代替マーカーのモニタリングによって、薬物の至適投薬タイミングの選定が可能か否か評価することで、開発した生体リズム診断法の適応性や有用性を明らかにする。
哺乳類の横隔膜獲得プロセスに関する進化発生学的研究

本研究では横隔膜の獲得機構の解明をめざし、横隔膜を持つマウスと横隔膜を持たないニワトリを用いて比較を行った。その結果、マウス胚とニワトリ胚の体節細胞は共に横中隔に移動していた。しかしながら、マウス胚ではこの細胞は筋芽細胞に分化するのに対しニワトリ胚では分化していないことが明らかとなった。この結果より、哺乳類が進化の過程で体節細胞を筋細胞へと分化できる機構を独自に獲得した可能性があることが明らかとなった。哺乳類がいかにして横隔膜を獲得したのかは、祖先である哺乳類型爬虫類がすべて絶滅した現在では軟部組織である横隔膜は化石に残らないためまったくわかっていない。現存する爬虫類、鳥類では胸腔と腹腔を隔てる非常に薄い膜と、肺周囲の膜とを併せたものが哺乳類の横隔膜に相同だと考えられている。この事から研究代表者は鳥類などで肺の周囲に移動する筋芽細胞が哺乳類では進化の過程で胸腔腹腔の膜領域に移動するよう変化したことにより横隔膜の獲得に至ったのではないかという仮説を立てた。そこで本研究では哺乳類のモデル実験動物であるマウス胚とニワトリ胚を用いて筋芽細胞の移動過程を追跡し、種間における筋芽細胞の特徴の違いがどのようにして生まれたかを形態学、進化発生学、分子学的に明らかにする事を目的とした。この目的を達成するために、横隔膜に移動する筋芽細胞がGFP蛍光タンパク質で標識されるようなマウスの作成を計画し、それに該当しそうなエンハンサー候補であるHoxa5MESエンハンサーの解析を行った。その結果、このエンハンサーは当初期待していた2-5体節で特異的に発現しないことが確認された。そこでこの実験を行うためにPax3-CreとCAG-CAT-EGFPを持つマウスを使用し、体節の細胞を標識して解析をするような実験系に変更した。現在は、研究に使用可能な匹数を準備しているところである。また同時期に行っていた、ニワトリ胚の体節標識実験では肺周囲に移動すると考えていた筋芽細胞が横中隔領域に移動していることが明らかとなった。この移動は哺乳類の横隔膜形成過程と同様で、哺乳類では移動する筋芽細胞が筋細胞への分化できるようになったことが横隔膜獲得への重要なイベントであった可能性が示唆されるような結果が得られた。我々はPax3-CreマウスとCag-Cat-GFPマウスを掛け合わせて得られた体節細胞が標識された胚の切片を作製し観察を行った。その結果、2-5体節体節由来の筋芽細胞はE10.5から横隔膜の領域に移動を開始し、E14.5には筋芽細胞が横隔膜全域に広がっている様子が観察された。また今回の観察結果より、前肢後方部の8-12体節領域の細胞も側方向から横隔膜に移動している様な組織像が認められた。これらの結果より、横隔膜を形成する筋芽細胞は2つの領域の体節(頸部と腹部)より横隔膜に移動している事が明らかになった。先天性疾患である横隔膜ヘルニアには側方部の欠損、背側中央部の欠損などがある事が知られており、今回明らかになった2カ所からの筋芽細胞の移動がこの疾患のタイプの違いに関連している可能性が考えられた。我々は更にこのGFP標識されたマウスの体節をニワトリ胚に移植し、両種間における体節の移動の違いを検証した。その結果、移植された体節の細胞はニワトリ胚の中で生着し、昨年明らかになったニワトリ胚の体節標識実験と同様な移動経路をたどり、心臓と肝臓の間に向かう様子が観察された。この結果から、マウスの体節の移動経路とニワトリの体節の移動経路にはほとんど差が無く、両種間で保存された機構である事が考えられた。これらの結果より、横隔膜を持つ哺乳類の体節細胞は筋肉へと分化を行うが、ニワトリでは起こらないため哺乳類が独自に横隔膜領域で体節由来の細胞を筋肉に分化させる機構を獲得したことが、横隔膜獲得に繋がったのではないかと考えられた。
ヘリウム3温度における低次元磁性体のESR

低次元磁性体の研究においてESRは大変有用な手段であるが、ヘリウム3温度での測定はこれまでほとんどなかった。本研究では、THzのサブミリ波領域ならびに40Tの強磁場をカバーし、かつヘリウム3温度で使用可能な装置を製作し研究を行った。具体的にはスピンパイエルス物質CuGeO_3にSiを04-2%ドープした系について初めて反強磁性共鳴を測定し、格子系の乱れによりスピンパイエルス転移が抑制されて、新しく形成される3次元の磁気秩序をESRにより研究した。特に低濃度の試料では磁気転移点が1K以下であり、今回開発した装置がその研究に必要不可欠であった。ESRの研究により、低温で出現する磁気秩序は系全体がコヒーレンスを持った新しい相であり、不純物の濃度分布により出来た相分離ではないことが結論された。また磁場温度相図において、従来見つけられていなかった新しい相を発見した。この事より、低温の新しい相を理解するためには、強磁場中で現れる非整合相のように単純な周期性をもった磁気秩序状態ではなく、より高次の秩序変数を考えなければならない事を示唆した。また、不純物をいれないCuGeO_3の強磁場中の磁気相についてサブミリ波ESR測定を行い、磁気相に固有の新しいモードを強磁場まで測定した。このモードの線幅の温度変化の測定より、これは鎖間方向にも強く結合した3次元的モードであり、磁気相のモデルとしてはスピンソリトン描像よりも非整合相の描像のほうが適していることを明らかにした。
一斉授業への利用を想定した情報交換・共有機構を有する電子黒板と電子ノートシステム

本研究では,一斉授業での利用を想定した電子黒板と電子ノートシステムへの要求分析を行い,特に重要なシステム形態として,同一教室内での一斉授業用のシステムと,遠隔地で一斉授業に参加するためのシステムの二種類を取り上げ,設計,試作,評価を行った.前者は,教師が電子黒板に書いた板書情報を生徒の端末に送信し電子ノート上に貼り付けることができる機能,電子ノート上に書いた筆記情報を電子黒板に送信し表示を可能にする機能を特徴としたシステムである.また,筆記情報だけでなく,電子黒板上に表示し操作することが可能な,対話的な振る舞いをする電子教材を含めて,電子黒板と電子ノート間で送受信を可能とすることで,より効果的な授業を行う可能性を広げることを試みた.後者は,教室で行われている授業に遠隔地から参加できるようにするために,教室での先生の立ち位置と電子黒板への入力を遠隔地の生徒側端末に送信し,先生の姿と電子黒板への板書を再現する機能,遠隔地の生徒が教室内の電子黒板への板書を可能とする機能を特徴とするシステムである.両者の試作によって,情報交換・共有機構を有する電子黒板と電子ノートシステムの実現性を示した.また,評価から,両者が特徴とする機能の有効性を示すことができた.また,電子ノートに関する要素研究として,ペンとマウスを平行して使用できる機構の設計と試作を行い,あらたなペン入力デバイスの利用法を提案した.さらに,電子黒板と電子ノートに関する要素研究として,ペン入力指向の図形整形インタフェースの図形教育ソフトへの実装を通して,新たな電子黒板を用いた図形の性質を教える授業形態を提案した.本年度は,一斉授業での利用を想定した電子黒板と電子ノートシステムヘの要求分析を行い,特に重要なシステム形態として,同一教室内での一斉授業用のシステムと,遠隔地で一斉授業に参加するためのシステムの二種類を取り上げ,設計,試作,予備評価を行った.前者は,教師が電子黒板に書いた板書情報を生徒の端末に送信し電子ノート上に貼り付けることができる機能,電子ノート上に書いた筆記情報を電子黒板に送信し表示を可能にする機能を特徴としたシステムである.後者は,教室で行われている授業に遠隔地で参加できるようにするために,教室での先生の立ち位置と電子黒板への入力を遠隔地の生徒側端末に送信し,先生の姿と電子黒板への板書を再現する機能,生徒側から先生側へ理解度を送信する機能を特徴とするシステムである.両者の試作によって,情報交換・共有機構を有する電子黒板と電子ノートシステムの実現性を示した.また,予備評価から,両者が特徴とする機能の有効性を示すことができた.より詳細な評価,特に,実際の授業での有効性を検証することが来年度の研究課題である.また,電子ノートに関する要素研究として,ペンとマウスを平行して使用できる機構の設計と試作を行い,あらたなペン入力デバイスの利用法を提案した.さらに,電子黒板と電子ノートに関する要素研究として,ペン入力指向の図形整形インタフェースの図形教育ソフトヘの実装を通して,新たな電子黒板を用いた図形の性質を教える授業形態を提案した.本研究では,一斉授業での利用を想定した電子黒板と電子ノートシステムへの要求分析を行い,特に重要なシステム形態として,同一教室内での一斉授業用のシステムと,遠隔地で一斉授業に参加するためのシステムの二種類を取り上げ,設計,試作,評価を行った.前者は,教師が電子黒板に書いた板書情報を生徒の端末に送信し電子ノート上に貼り付けることができる機能,電子ノート上に書いた筆記情報を電子黒板に送信し表示を可能にする機能を特徴としたシステムである.また,筆記情報だけでなく,電子黒板上に表示し操作することが可能な,対話的な振る舞いをする電子教材を含めて,電子黒板と電子ノート間で送受信を可能とすることで,より効果的な授業を行う可能性を広げることを試みた.後者は,教室で行われている授業に遠隔地から参加できるようにするために,教室での先生の立ち位置と電子黒板への入力を遠隔地の生徒側端末に送信し,先生の姿と電子黒板への板書を再現する機能,遠隔地の生徒が教室内の電子黒板への板書を可能とする機能を特徴とするシステムである.両者の試作によって,情報交換・共有機構を有する電子黒板と電子ノートシステムの実現性を示した.また,評価から,両者が特徴とする機能の有効性を示すことができた.また,電子ノートに関する要素研究として,ペンとマウスを平行して使用できる機構の設計と試作を行い,あらたなペン入力デバイスの利用法を提案した.さらに,電子黒板と電子ノートに関する要素研究として,ペン入力指向の図形整形インタフェースの図形教育ソフトへの実装を通して,新たな電子黒板を用いた図形の性質を教える授業形態を提案した.
OPTN-E50K変異性正常眼圧緑内障の遺伝子治療に向けた検討

多機能性タンパクであるオプチニューリン(OPTN)のE50K変異は、重篤な正常眼圧緑内障を発症させることで知られており、代表者の先行研究からE50K変異による他分子との強結合性獲得による疎水化が病態発症の根底にあると考えられた。近年、OPTNの別変異により筋萎縮性側索硬化症(ALS)が惹起されるなど、OPTNの神経での生理機能と変性疾患との関連も次いで報告され、生理機能解析の重要性に加え、変異配列をターゲットとした遺伝子治療の可能性が示唆されている。本研究では、疾患特異的遺伝子配列をターゲットとした遺伝子治療の基盤確立のため、OPTN内在プロモーター下でのE50K変異導入モデルマウスの作製をZFNとCRISPRのゲノム編集によるOPTNモデルマウスの作製を行い、E50K緑内障変異を有するモデルマウスと併せALS様ノックアウト変異を有するマウスラインを確立した。またすでに確立済みの各種E50K緑内障患者由来iPS内でのタンパク動態と、新規緑内障関連分子の探索をプロテオミクス解析により行うべく、E50K特異抗体の作製を試みた。網膜におけるウィルスベクターを用いた遺伝子治療標的細胞の同定はin situ hybridization法を用い、Optnの網膜内での発現について検討を行った。本研究により、今後E50K緑内障の遺伝子治療実験のために必須である研究材料基盤が確立できたと考える。
金属イオンドープ高分子フィルム上での多孔性有機金属錯体形成プロセスの開発

多孔性有機金属錯体(MOF)の構成要素である金属イオンをあらかじめ高分子フィルムにドープし、そのフィルムをMOF前駆体ならびに結晶支持基板として用いてMOF形成を行った。その結果、高分子フィルム上に選択的にMOFを形成することに成功した。また本アプローチの汎用性について評価したところ、カルボン酸をベースとした様々なMOFに適用可能であり、さらには複数の金属イオンからなる金属固溶型MOFの形成にも成功した。本結果より、MOFの自己組織化プロセスに関する知見を得ることに成功するとともに、MOF膜作製の新たな手法の開発に成功した。本研究では、金属イオンドープ高分子基板上にて選択的にMOFを形成させる手法の開発を目的としている。平成27年度はその第一歩として、AlをベースとしたMOFを対象にMOF形成条件の検討を行った。具体的には、高分子内への金属イオンドープ量、反応有機リガンド濃度、反応温度など種々の条件を変化させ、その際のMOF形成状態、経時変化などを観察した。その結果、金属イオンドープ量、有機リガンド濃度が、高分子フィルム内からの金属イオン溶出速度に影響を与えており、それらを調整することにより、高分子基板上にて選択的にMOFを形成することに成功した。さらに検討を行うことにより、その金属イオン溶出が本アプローチによるMOF形成の律速段階であることを明らかにしたCryst. Growth Des. 2016, DOI: 10.1021/acs.cgd.6b00007)。さらに研究実施二年目(平成28年度)に予定していた本手法の他のMOFへの適用についても検討を行ったところ、有機リガンドとしてカルボン酸を用いるMOFにおいて選択的MOF形成に成功した。またカルボン酸に加えてアミン分子もリガンドとして用いる複雑な系においても本手法の適用が可能であり、そのリガンド濃度を調整することにより得られるMOF結晶の形態を制御できることを明らかにした。また、高分子基板上にレジストパターンを作製し、MOF形成反応を行ったところ位置選択的にMOFが形成し、MOFパターンの作製に成功した。この知見は他の複雑構造体、例えばフォトニック結晶などとの複合化を目指すにおいて非常に重要であり、最終年度に向けて非常に重要な成果が得られた。本研究課題は3つの課題に分類されており、課題(1)基板上での選択的MOF成長制御、課題(2)MOF薄膜形成手法の汎用化、課題(3)センサーの構築を指向したフォトニック結晶・MOF複合薄膜の作製のパートがある。昨年度の研究遂行により、課題(1)については成功しており、論文採択が決定している状況にある(Cryst. Growth Des. 2016, DOI: 10.1021/acs.cgd.6b00007)。また課題(2)についても複数種のMOFにおいて基板上での選択的作製に成功しており、現在のところ当初の計画以上に進展していると考えられる。平成28年度では、前年度に得られた知見を基に成長メカニズム解析ならびに結晶形態制御について検討した。テトラゴナルの結晶系かつ二種の有機リガンドからなるMOFを対象とし、それらのリガンド濃度を制御することで、立方晶の結晶をアミンリガンドの軸方向に伸張した立方晶の結晶を得ることに成功した(Langmuir 2016, 32, 6068)。さらに、高分子基板上にレジストを作製し、レジストによる成長抑制について検討したところ、位置選択的にMOFが形成し、数マイクロオーダーでのMOFパターン形成にも成功した(RSC Adv. 2016, 6, 77297)。本研究課題は3つの課題に分類されており、前年度および平成28年度における課題である金属イオンドープ高分子基板上での選択的MOF形成およびその手法の汎用化については順調で、既に4報の論文が掲載されている状況下にあり、現在のところ当初の計画通りの進捗状況にあると考えられる。平成29年度では、これまでの成果により得られた知見を基に複数の金属種からなるMOFの作製、基板上でのMOF結晶配向制御、ならびに合成したMOF結晶を前駆体とした異なるMOFへの結晶変換について検討した。実際に特異な発光特性を示すTb3+およびEu3+イオンからなるmixed-lanthanideMOFの作製に成功し、結晶内における金属イオン配座とそのエネルギー移動効率に相関があることを明らかにした(J. SolidState Chem. 2017, 253,43-46)。次に、ターゲットMOFとしてピラードレイヤー構造を有する[Cu2(ndc)2(dabco)]n (ndc = 1,4-naphtalendicarboxylate, dabco = 1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane)を選択し、合成条件を変化させMOF結晶の配向を調べたところMOFのレイヤーを構成するndcのナフタレン環と基板であるポリイミドとのπスタッキングにより結晶の成長が[001]方向になることを明らかにした(Cryst. Growth Des. 2018, 18, 402-408)。最後に、[Cu2(ndc)2(dabco)]nと[Cu3(btc)2]n (btc = 1,3,5-benzenetricarboxylate)結晶間での結晶変換を試みたところ、可逆的に結晶が変換させることが明らかとなった(J. Cryst. Growth 2018,487, 1-7)。

以上の様に、高分子基板上での選択的MOF形成において非常に重要な知見が得られた。多孔性有機金属錯体(MOF)の構成要素である金属イオンをあらかじめ高分子フィルムにドープし、そのフィルムをMOF前駆体ならびに結晶支持基板として用いてMOF形成を行った。その結果、高分子フィルム上に選択的にMOFを形成することに成功した。また本アプローチの汎用性について評価したところ、カルボン酸をベースとした様々なMOFに適用可能であり、さらには複数の金属イオンからなる金属固溶型MOFの形成にも成功した。本結果より、MOFの自己組織化プロセスに関する知見を得ることに成功するとともに、MOF膜作製の新たな手法の開発に成功した。現在、課題(2)を中心に研究を遂行している状況にあるが、MOFの種類によって基板上での選択的成長過程に違いがあることを確認している。その違いがどのようなファクターに起因しているのかを明らかにし、手法の汎用化を目指す。また、従来MOF成長過程は熱力学的支配であるが、基板内にドープした金属イオンの反応溶液への溶出を速度論的に制御できることが本アプローチの特徴で有り、溶出速度を制御することにより基板上ので分子自己組織化過程の解明へと発展させていく予定である。また、課題(3)においては、基板上にレジストを形成すると部位選択的なMOF析出を実現できることを既に確認している。この課題(3)においては基板上でのフォトニック結晶作製が大きな鍵を握っていると考えられる。しかしながら基板の親水性がフォトニック結晶作製には不十分であるため、親水化処理を施し、基板上でのフォトニック結晶作製条件について検討を進める。現在は、課題(3)のセンサーの構築についての検討を中心に遂行しているが、基板上でのフォトニック結晶の安定性に関して問題が発生しており、MOF形成時に如何にフォトニック結晶の規則性を保持するか、が課題となっている。これについての対応に加えて、新たな形でのセンシングシステム開発にも取り組んでおり、希土類含有MOFの形成および溶媒・温度センシングについて検討している。既にMOF形成には成功しており、これについても検討を進める。また、研究計画にはなかったが、基板上でのMOF形成においては結晶の配向が重要なケースがあり、特異条件下においてMOF結晶の配向が揃うことを新たに見出しており、これについても同時に検討を進める。ナノ材料化学平成27年度の研究遂行において、さまざまなMOFに対応する試薬を購入するため初年度に消耗品に必要な額を多く申請していたが、ファーストトライにて提案していた手法戦略通りの結果が得られたため、予定より消耗品の購入が少なくなった。これまでの研究遂行において、当初の計画よりもスムーズに進行したため、消耗品など物品の購入費用が予定より少なくなっていることが理由として挙げられる。平成27年度の研究遂行が計画以上に進行したため、本年度より提案手法の汎用化を中心に研究を遂行する予定である。そのため非常に多くの消耗品を購入する必要があり、本年度の従来予定使用額に助成金を加えて、さらに研究を遂行する予定にしている。
観客論的視座からの近世初期英国のインタルード研究

今年度は、前年度の研究成果を応用・発展させ、劇作家・インタルーダー(interluder)とパトロン(王侯・貴族)のあいだに循環する演劇的ダイナミックスに焦点を合わせながら、近世初期英国のインタルード(interlude)を観客論的視座から分析した。具体的な研究実績は以下のとおりである。1.16世紀後半に発布されたロンドン市議会の法令--特別行政区における公の場での演劇上演規制を述べたもの--に規定された、貴族邸で演じられるインタルードと公の場で上演される演劇との境界線が、テューダー(Tudor)朝からステュアート(Stuart)朝に移行するにしたがって暖昧になっていく過程および原因を解明した--(1)忠誠、奉仕、歓待などの封建的観念が社会から薄れていくにしたがって、インタルードを媒介にした、劇作家とパトロンのあいだを循環する演劇的ダイナミックスが、その基盤を失っていったこと、(2)インタルード上演という奉仕に対して支給される貨幣そのものが、忠誠などの封建的観念の土台を崩し、さらに上記の境界線を侵犯していったこと、(3)シェイクスピア(Shakespeare)の劇作品に具体化されているように、インタルードの構造および諸特性が、公衆劇場で上演される演劇に吸収されていったこと。2.従来の研究では、ステュアート朝の宮廷仮面劇(court masque)が醸成する宮廷と舞台の理想的関係は遠近法を駆使した舞台装置により形成されたと指摘されてきたが、本研究はそうした理想的関係こそ、パトロンとインタルーダーのあいだに成立する関係の反復であることを解明した。また、インタルードに特徴的な演劇空間の位相--象徴的・再現的な劇空間である「座」(locus)と、非再現的な劇空間である「場」(platea)--が、公衆劇場では消失していく傾向があったのに対し、逆に宮廷仮面劇では積極的に活用されていたことを明らかにした。今年度は、近世初期英国のインタルード(interlude)を、シェイクスピア(Shakespeare)の演劇において表象されるインタルードをも研究の射程に入れて、観客論の視座から分析した。従来、インタルードに関しては、「アレゴリーを用いた道徳劇(moralities)とは類を異にする、ジョン・ヘイウッド(John Heywood)のThe Four PPに代表される躍動感あふれるリアリスティックなファルス(farce)」といった曖昧な定義しかなされてこなかったが、本研究は近世初期の演劇とパトロンとの関係を軸に考察を進め、インタルード・役者・パトロンの間に生成される次のような演劇的ダイナミックスを解明した。1. 1574年に公布された、特別行政区“Liberties"における公衆劇場での上演規制を述べたロンドン市議会の法令においては、公衆劇場で演じられる演劇と、貴族邸で演じられるインタルードは峻別されているが、16世紀末の英国においては、両者を区別する境界線が不分明になっていく傾向があったこと。パトロンによる役者・インタルードの庇護、公衆劇場で集められる木戸銭、劇の上演される空間が、インタルードと公衆劇場で演じられる劇とを峻別する指標だったのであるが、劇自体がインタルードの構造を備えると同時に、インタルードを劇中劇として内に含むシェイクスピアのA Midsummer Nght's Dreamにおいては、そうした指標が両者の劇を峻別する指標として機能していないことを検証した。2.ロベルト・ヴァイマン(Robert Weimann)がShakesperare und dieTradition des Volkstheaters(1967)で提起した、インタルードに特徴的な演劇空間の位相--特徴的・再現的な劇空間である「座」と、非再現的な劇空間である「場」--の境界が16世紀末から17世紀にかけて破砕されていく傾向があったこと。

また、インタルードに特徴的な演劇空間の位相--象徴的・再現的な劇空間である「座」(locus)と、非再現的な劇空間である「場」(platea)--が、公衆劇場では消失していく傾向があったのに対し、逆に宮廷仮面劇では積極的に活用されていたことを明らかにした。
リチウムイオン二次電池電極材料の緩和解析

リチウムイオン二次電池電極材料からグラファイト、LiNiO2、LiNi0.5Mn1.5O4およびメカノケミカル処理を施したLiMn2O4を取り上げ、電気化学的にリチウムを挿入あるいは脱離した後の経時変化をX線リートベルト解析により調べた。速度論的に有利な充放電時の構造から熱力学的平衡状態へと至る構造緩和を明らかにし、サイクル特性などの電池性能について議論した。またγ-Fe2O3については、これまでのX線回折に加え、XAFS、磁化率測定、およびNMRにより緩和挙動を包括的に調べ、充放電および緩和挙動の詳細を明らかにした。緩和解析が、充放電機構や電極性能の評価に、極めて有効であった。リチウム二次電池電極材料において、リチウムを挿入あるいは脱離後に回路を遮断すると、熱力学的平衡論に向かって電極の構造は変化する。申請者はこの状態変化を経時的に解析することにより、充放電による動的な状態から平衡論的状態に向かう構造緩和過程を明らかにできることを世界に先駆けて見いだし、「緩和解析」と名付けた。平成24および25年度の挑戦的萌芽研究「電極材料の緩和解析」では、γ-Fe2O3、LiMn2O4、LiFePO4、Li-Ni-Co-Al-O系についてX線回折とリートベルト解析を組み合わせ、リチウム挿入・脱離後の緩和挙動を明らかにした。本課題ではこれに引き続いて、グラファイトやLiNiO2、あるいは5V級のLi(Ni,Mn)O4などについてX線リートベルト解析による緩和解析を行った。グラファイトは様々な条件で電気化学的にリチウムを挿入・脱離し、リチウム層とグラフェン層の積層の異なるステージ1およびステージ2の2相共存状態での緩和解析を行った。挿入過程では、拡散に有利な欠陥を含んだステージ1が最初多く生成し、緩和時間に伴って欠陥のないステージ1とステージ2へと分離し、ステージ2は2種類のグラフェン層間距離の変化から、リチウム量の異なる2種類の積層構造から1層おきにリチウムが挿入された理想的な構造に変化することがわかった。この挙動は電流密度が大きいほど顕著に表れることも明らかになった。リチウムの挿入後に脱離する緩和過程でもステージ1は減少し、ステージ2は対称的なステージ2から理想的なステージ2に変化するという、「最安定」な方向に緩和が進行することを示した。LiNiO2やLiNi0.5 Mn1.5O4でもそれぞれ緩和過程においてLi-rich相とLi-lean相の分率が変化することがわかった。現在さらなる解析を行っている。申請者はこの状態変化を経時的に解析することにより、充放電による動的な状態から平衡論的状態に向かう構造緩和過程を明らかにできることを世界に先駆けて見いだして「緩和解析」と名付け、種々のリチウム二次電池電極材料の挙動を解析している。26年度において、リチウム挿入グラファイトの緩和解析を行い、リチウム挿入時に、リチウム濃度の異なる2つの層間を持つステージ2がまず生成し、これが緩和時間において、リチウムを含む層間とリチウムを含まない層間を持つステージ2に移行することを明らかにしてきた。27年度において、コンピュータシミュレーションにより、格子エネルギー計算を行った。その結果、リチウム量の異なる2つの層間を持つステージ2よりも、リチウムを含む層間とリチウムを含まない層間を持つ理想的なステージ2の方が、エネルギー的に安定であることが示された。ステージ2が、緩和により、前者から後者に移行することが、理論的に証明された。Li1.5Fe2O3の組成までγ-Fe2O3にリチウムを電気化学的に挿入し、挿入後15 h、38 h and 2967 hの3種類の試料につき、固体NMRを用いて、リチウムの状態を直接観測し、緩和解析を行った。NMRには、いずれの試料においても、8aサイトと16cサイトのリチウムに帰属できる2本のピークが観察された。緩和時間の増加に伴い、8aサイトのピーク強度が減少し、16cサイトのピーク強度が増加した。結果は、X線リートベルト構造解析を用いた緩和解析結果と一致するものであった。LiNiO2やLiNi0.5 Mn1.5O4でもそれぞれ緩和過程においてLi-rich相とLi-lean相の分率が変化することを明らかにし、詳細な解析を継続している。本課題は平成24および25年度の挑戦的萌芽研究「電極材料の緩和解析」(課題番号24656581)をさらに継続・発展させ、種々の電極材料においてリチウムの拡散に関して速度論的状態から平衡論的状態に緩和する挙動を明らかにすることを目的としている。さらにこれらの実験から得られた知見から材料設計へのフィードバックも目指している。27年度は、種々のリチウムイオン2次電池電極材料を合成し、これらについて充放電(リチウム挿入脱離)を行い、局部電池反応を避けるため速やかにセルを解体して電極材を取り出しAr雰囲気下でX線回折測定によるリートベルト解析、さらには、磁化率測定、NMR,コンピュータシミュレーション等により、緩和現象を詳細に解析する計画であった。リートベルト結晶構造解析から、LiNi0.5Mn1.5O4ならびにLix(Ni0.933Co0.031Al0.036)O2の緩和現象を見いだし、詳しく解析した。リチウムを挿入したグラファイトについては、コンピュータシミュレーションにより、格子エネルギー計算を行った。

その結果、リチウム量の異なる2つの層間を持つステージ2よりも、リチウムを含む層間とリチウムを含まない層間を持つ理想的なステージ2の方が、エネルギー的に安定であることが示され、緩和解析の結果を理論的に証明できた。またLi1.5Fe2O3の組成までγ-Fe2O3にリチウムを電気化学的に挿入し、挿入後15 h、38 h and 2967 hの3種類の試料につき、固体NMRを用いて、リチウムの状態を直接観測し、緩和解析を行い、リチウムの挙動を直接観察し、X線リートベルト構造解析を用いた緩和解析結果と一致することを示した。リチウム二次電池電極材料において、リチウムを挿入あるいは脱離後に電気回路を遮断すると、熱力学的平衡に向かって電極材料の状態が変化する。申請者はこの状態変化を経時的に解析することにより、電極材料の充放電による動的な状態から平衡論的状態に向かう構造緩和過程を明らかにできることを世界に先駆けて見いだし、「緩和解析」と名付け、種々のリチウム二次電池電極材料を解析している。γ-Fe2O3については、X線リートベルト法を用いた緩和解析により、リチウム挿入により8aサイトのFeが16cサイトに移動し、これが緩和時間の経過に従い、8aサイトに戻ることをすでに議論している。平成28年度において、磁化率、XAFS、中性子回折を用いて緩和解析を行い、詳細に解析した。γ-Fe2O3にLiを挿入後、磁化率は60時間程度かけて緩やかに変化した。Feのサイト占有率の変化により説明できる。Li挿入直後の試料と緩和後の試料のXAFS測定を行った結果、緩和により四面体サイトのFe3+が増加することが確認された。Li挿入直後のγ-Fe2O3と緩和後のγ-Fe2O3の中性子回折では、回折ピークの相対強度に違いがみられ、リチウムイオンの移動を含めて占有率を解析した。5 V級LiNi0.5Mn1.5O4のMnの一部をTiで置換すると電池性能が向上することが知られている。LiNi0.5Mn1.3Ti0.2O4について緩和解析を行ったところ、緩和の傾向は以前に明らかにしたLiNi0.5Mn1.5O4と類似していたが、より速やかに緩和することがわかり、緩和と電池性能向上の関連が明らかになった。LiMn2O4にメカノケミカル処理を施して合成すると優れたサイクル特性を示す。この物質に緩和解析を適用したところ、Li脱離後の緩和時に、Li-richおよびLi-leanの2相のモル分率や格子定数の変化が少ないことがわかった。リチウムイオン二次電池電極材料からグラファイト、LiNiO2、LiNi0.5Mn1.5O4およびメカノケミカル処理を施したLiMn2O4を取り上げ、電気化学的にリチウムを挿入あるいは脱離した後の経時変化をX線リートベルト解析により調べた。速度論的に有利な充放電時の構造から熱力学的平衡状態へと至る構造緩和を明らかにし、サイクル特性などの電池性能について議論した。またγ-Fe2O3については、これまでのX線回折に加え、XAFS、磁化率測定、およびNMRにより緩和挙動を包括的に調べ、充放電および緩和挙動の詳細を明らかにした。緩和解析が、充放電機構や電極性能の評価に、極めて有効であった。
数学理論を用いた財務諸表エラーの測定とグループ企業間の取引構造がそれに与える影響

本研究の目的は、ベンフォードの法則(Benford's law)を用いて日本企業の財務諸表エラーを測定し、そのエラーにどのような要因が影響を与えるかを分析することである。本年度は、1983年度から2015年度までの長期サンプルを用いて、上場企業の利益の切り上げ行動と財務諸表エラーに影響を与える要因を分析した。分析の結果、日本企業の利益の切り上げ行動が観察されたが、その傾向は連結利益よりは単体利益、赤字企業よりは黒字企業において顕著であった。また、会計ビッグバン後の期間において利益の切り上げ行動が低下した可能性があるが、その傾向は単体利益において顕著であることもわかった。続いて、分析サンプルの94.5%程度がベンフォードの法則に従った財務諸表を作っていることがわかった。これは、5.5%の企業においては財務諸表エラーが観察されることを意味する。そして、この財務諸表エラーに影響を与える要因は次の通りであった。子会社数が多く、海外子会社が存在するほど連結財務諸表のエラーが大きかったが、非支配株主持分が多いほど連結財務諸表のエラーは小さかった。一方で、内部取引が多いほど単体財務諸表のエラーが大きかった。併せて利益調整を行なっている企業ほど、そして損失を出している企業ほど財務諸表のエラーが大きいこともわかった。最後に、会計ビッグバン後に連結損益計算書のエラーが増加した可能性も示された。これらの結果は、利益調整が財務諸表エラーを増やし、会計ビッグバンによりその利益調整が単体利益から連結利益に移った可能性を示す。また、グループ構造が財務諸表エラーに影響を与えることを示唆する。今年度はベンフォードの法則を用いて日本企業の財務諸表エラーを測定した。そして、2つの論文を執筆し、ベンフォードの法則の活用可能性と課題について認識することができた。したがって、当初予定した計画通り研究が進んでいると評価できる。本年度の分析から、企業のグループ構造が財務諸表エラーに影響を与える可能性がわかった。今後は、グループ企業間の取引などのグループ構造に注目する。グループ企業の構造やグループ企業間の取引内容の詳細を勘案しながら、どのような取引やグループ構造が財務諸表エラーを高めるか(あるいは低めるか)を分析していきたい。グループ構造に関するデータ収集作業に時間がかかっているため、次年度使用額が生じている。この金額はデータ収集作業に費やす予定である。
放射性ステンレス微粒子を含む原発汚染水の浄化をねらう磁気分離技術の研究

放射性汚染水あるいはその周辺の環境水に対する浄水技術を開発することを目的とし、すでに大量処理された希薄な汚染水の、少量かつ清浄度の高い浄化をねらい研究開発を行った。従来の浄水処理には凝集剤が用いられるが、添加物によって放射性物質が増える欠点があり、添加物を使わない磁気分離は有効な手段である。ステンレスには環境基準がなく水中での存在は安全上の問題はないが、粒子には吸着するセシウムやステンレスに含まれるクロムの放射化は問題となる。ステンレスの多くは非磁性とされ、通常の永久磁石での回収は困難だが、歪や欠陥が導入された粒子は弱く磁性を帯びるため、強磁場によれば効率的に吸着分離ができる。東京電力福島第1原発内や周辺の環境水の放射性ステンレス微粒子に対して高度な浄水技術を開発する。既存技術で大量処理された汚染水をさらに清浄化して、飲料用に再利用可能な高度な浄水を目的とし、初年度の基礎的研究を実施した。汚染水は制御棒や燃料棒など配管類の金属成分やその錆を含む混合水であり、鉄やニッケルを含む金属片や粒子は放射化された可能性がある。通常のステンレスや鉄分は環境や人体に悪影響を及ぼさないため廃棄に問題はなく排水基準はない。しかし、ここで、放射化した鉄の半減期は3年、ニッケルは90年であって、放射化されれば低濃度であっても人体に内部被ばくをもたらす可能性がある。本研究の初年度である平成26年度の取組では、ニッケルを含有する種々のステンレス微細粉末を試料として3種類のステンレス粉末を用意し、その一部を熱処理して磁性を変化させ、その初期ならびに加工・環境履歴によって変動する磁気特性を実験的に把握した性質を評価した。次いでこれらが簡便な磁気分離装置によって磁気分離法による吸着分離・除去の可能性について評価した。実験の結果、磁性をもつ材料はそれぞれ異なった磁気特性をもち、SUS430で最も強い飽和磁化と透磁率をもち、粉末状態に加工されたSUS304がこれにほぼ匹敵する強い飽和磁化を示した。オーステナイトの安定なSUS316では熱処理の有無によって飽和磁化は分散したが、ほぼ上記2つの試料の1/3程度の弱い飽和磁化をもつことが確かめられた。磁気分離実験については、流量が低く処理速度の遅い領域においては、解放勾配磁気分離OGMSに対する高勾配磁気分離HGMSの優位性が明確となったが、SUS304で84.0%、SUS430では98.9%の、いずれも高い分離性能が示された。とくにHGMSでの5分間の実験ですでに99%以上の飽和現象がみられた。放射性汚染水あるいはその周辺の環境水に対する浄水技術を開発することを目的とし、すでに大量処理された希薄な汚染水の、少量かつ清浄度の高い浄化をねらい、萌芽的な研究テーマとして基礎的な研究開発を行った。研究では様々な環境履歴の錆水や表面浮遊性微粒子など、ステンレスの様々な磁化の状態に応じてその有効性を評価する必要がある。ステンレスの種類や形状によってその弱い磁性にも変化があり、通常の非磁性ステンレスと、より高温で利用され、原発でも使われる316系の2種類の材料の磁気特性を粉末の状態で検証した。一般に微粒子のステンレスは弱く磁性をもち、粉末あるいは粒状に水中で分散するステンレス微粉末はすでにバルク材のそれと大きく異なる。特許となった移動式磁気配管を用い、さらに磁性ステンレスフィルタを用いて分離実験を行ってその分離性能を評価したところ、100ppmのステンレス濃度では最大99.74%、500ppmでは99.93%の分離率を達成した。このことにより、高分離率で継続運転可能なことが明らかとなった。なお、本研究に関連して出願された特許が第5846536号として平成27年に権利化された。1年半にわたる検討結果を今後は新たなステンレスの分離法として広く公表していく。2年計画の当初からの初年度項目に計画どおりの成果が得られている。初年度は1各種ステンレス微細粉末の磁気特性の把握と、2磁極吸着現象の簡便な評価という2項目を行った。ステンレス粉末の諸性質を明確にするための実験的評価を実施した。