hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
動的環境変動に対する進化型適応アルゴリズムの開発

本研究では動的に変動する環境に進化的手法を用いて適応するアルゴリズムの開発を行っている.環境変動への適応は知的なシステムの構成を目指す上で重要なテーマである.本研究では静的な最適化問題に高い有効性を示している遺伝アルゴリズムが個体群の多様性を維持しながら探索を進めることに注目し,同アルゴリズムによる環境変動への適応を検討している.遺伝アルゴリズムの環境変動への適応問題への応用を考える場合,変動した環境に適合した解を探索,発見するためには個体群の多様性を恒常的に維持することが必要である.本研究では多様性の維持に優れた遺伝アルゴリズムの構成法として代表者らが開発を進めてきた熱力学的遺伝アルゴリズム(Thermodynamical Genetic Algorithms, TDGA)の適用を検討した.TDGAでは個体群の多様性をエントロピーとして明示的に評価し,個体群を自由エネルギーが最小となるように選択する.一定の探索能力を恒常的に保証するため,エントロピーを一定とするように温度を調整する方策を検討し,これを温度のフィードバック制御により実現する方法で実装した.本年度はこの手法について,従来手法との比較など詳細な数値実験を行った.その結果,本研究で提案した手法は温度を一定とするTDGA,ランダムな個体を個体群に供給するrandom immigrant法,環境変化に応じて突然変異確率を調整するhyper mutation法などの従来手法に比べ,調整が容易で探索性能が高いアルゴリズムとなっていることが示された.本研究では動的に変動する環境に進化的手法を用いて適応するアルゴリズムの開発を行っている.環境変動への適応は知的なシステムの構成を目指す上で重要なテーマである.本研究では静的な最適化問題に高い有効性を示している遺伝アルゴリズムが固体群の多様性を維持しながら探索を進めることに注目し,同アルゴリズムによる環境変動への適応を検討している.遺伝アルゴリズムの環境変動への適応問題への応用を考える場合,変動した環境に適合した解を探索,発見するためには個体群の多様性を恒常的に維持するけことが必要である.本研究では多様性の維持に優れた遺伝アルゴリズムの構成法として代表者らが開発を進めてきた熱力学的遺伝アルゴリズム(Thermodynamical Genetic Algorithms,TDGA)の適用を検討した.TDGAでは個体群の多様性をエントロピーとして明示的に評価し,個体群を自由エネルギーが最小となるように選択する.したがって,自由エネルギーにおけるエントロピーの重要度を調整するパラメータである温度を正に保つことにより個体群の多様性を恒常的に維持することができる.本年度はこのような手法において温度を調整する方策について検討した.個体群の多様性はTDGAではエントロピーとして評価され,その大きさは目的関数(エネルギー関数)値との兼ね合いで温度をパラメータとして調整される.しかしながら温度を一定とする方策では目的関数値が急激に変化する場合には十分な適応性能が得られない.そこで一定の探索能力を保証するため,エントロピーを一定とする方策を検討し,これを温度のフィードバック制御により実現する方法で実装した.簡単な数値実験の結果,本研究で提案した手法が良好に動作することが確認できた.本研究では動的に変動する環境に進化的手法を用いて適応するアルゴリズムの開発を行っている.環境変動への適応は知的なシステムの構成を目指す上で重要なテーマである.本研究では静的な最適化問題に高い有効性を示している遺伝アルゴリズムが個体群の多様性を維持しながら探索を進めることに注目し,同アルゴリズムによる環境変動への適応を検討している.遺伝アルゴリズムの環境変動への適応問題への応用を考える場合,変動した環境に適合した解を探索,発見するためには個体群の多様性を恒常的に維持することが必要である.本研究では多様性の維持に優れた遺伝アルゴリズムの構成法として代表者らが開発を進めてきた熱力学的遺伝アルゴリズム(Thermodynamical Genetic Algorithms, TDGA)の適用を検討した.TDGAでは個体群の多様性をエントロピーとして明示的に評価し,個体群を自由エネルギーが最小となるように選択する.一定の探索能力を恒常的に保証するため,エントロピーを一定とするように温度を調整する方策を検討し,これを温度のフィードバック制御により実現する方法で実装した.本年度はこの手法について,従来手法との比較など詳細な数値実験を行った.その結果,本研究で提案した手法は温度を一定とするTDGA,ランダムな個体を個体群に供給するrandom immigrant法,環境変化に応じて突然変異確率を調整するhyper mutation法などの従来手法に比べ,調整が容易で探索性能が高いアルゴリズムとなっていることが示された.
病的歯槽骨吸収の原因遺伝子およびその遺伝子多型の同定

本申請研究では,環境要因のみでは説明することができない病的な歯槽骨吸収という難病の原因を明らかにすることを目的にした。また,下記の基準から,当大学から約20名程度の患者をリストアップできることを確認してきた。基準:病的歯槽骨吸収患者は,無歯顎・多数歯欠損患者で,1)パノラマX線写真にて,下顎骨頂から下歯槽管上縁までの距離が3mm以下の患者,2)義歯使用時の神経痛症状の存在等,臨床的にオトガイ孔まで歯槽骨吸収が進行していると判断できる患者,ならびに3)上顎臼歯部歯槽骨頂から上顎洞底までの距離が1mm以下の患者とする.対照群は,1)パノラマX線写真にて,下顎骨頂から下歯槽管上縁までの距離が8mm以上の患者,2)上顎臼歯部歯槽骨頂から上顎洞底までの距離が6mm抽出患者に対してSNP解析を試みたが,歯槽骨の病的骨吸収はパノラマエックス線画像の顎堤高さといった外的評価から抽出せざるを得ず,骨密度や骨代謝状況といった生物学的要因を加味した診断基準がないため,抽出患者の妥当性に課題が見つかった。そこで,デンタルエックス線画像から歯槽骨の骨密度を定量的に評価できる「歯槽骨骨密度評価ソフトウェア」を用いる研究を現在立案している。このソフトウェアは,指定した測定領域の歯槽骨骨密度(al-BMD値)を算出することが可能で,高齢者には歯槽骨減少状態の患者が多いことが明らかになり,臨床的な骨吸収量のみでなく,骨の質からも病的歯槽骨減少を評価できる可能性がある。歯槽骨の骨密度低下含む,より精度の高い「病的歯槽骨吸収」の診断を行うことで,それに基づいた原因遺伝子の探索が必要であるとの考えに至ることができた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本申請研究では,環境要因のみでは説明することができない病的な歯槽骨吸収という難病の原因を明らかにすることを目的にしている.ヒトゲノム解析を実施するため,今年度は倫理委員会の書類を準備行ってきた.また,下記の基準から,当大学から約20名程度の患者をリストアップできることを確認してきた.基準:病的歯槽骨吸収患者は,無歯顎・多数歯欠損患者で,1)パノラマX線写真にて,下顎骨頂から下歯槽管上縁までの距離が3mm以下の患者,2)義歯使用時の神経痛症状の存在等,臨床的にオトガイ孔まで歯槽骨吸収が進行していると判断できる患者,ならびに3)上顎臼歯部歯槽骨頂から上顎洞底までの距離が1mm以下の患者とする.対照群は,1)パノラマX線写真にて,下顎骨頂から下歯槽管上縁までの距離が8mm以上の患者,2)上顎臼歯部歯槽骨頂から上顎洞底までの距離が6mm.採択直後の9月から,本研究を開始しており,倫理書類の準備,患者な抽出等を実施しており,概ね順調に進展していると考える.本申請研究では,環境要因のみでは説明することができない病的な歯槽骨吸収という難病の原因を明らかにすることを目的にした。平成29年度に抽出した患者から同意を得た上で,血液からDNAを採取し,NGSを用いたSNP解析を実施する予定である.また,これまでに病的歯槽骨吸収や骨粗鬆症と関連性が報告されてきたALDH2やFGFR1OP2/wit3.0のSNPをTaq-Man PCR法にて解析する予定である.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
大脳皮質体性感覚野における痛覚情報処理機構の解明

大脳皮質体性感覚野における痛覚情報処理機構を明らかにするため、深層の錐体細胞からin vivoパッチクランプ記録を行い、皮膚への機械的および温度刺激を加えた時の応答を正常と慢性炎症ラットを用いて解析した。Burstingの頻度と活動電位の発生頻度には正常と炎症ラットで変化がなかったが、機械的痛みと熱および冷刺激を加えると、炎症ラットで活動電位を発生する細胞数が明らかに増加した。これはburstingの振幅が増大したか、細胞の興奮性が増加した可能性を示唆する。末梢からの痛みの情報は、脊髄後角で他の非侵害性感覚情報や下行性の痛覚抑制系によって修飾・統合を受けた後、視床を介して大脳皮質の第一次感覚野に運ばれ情報処理をされる。脊髄後角における痛覚情報の処理機構についてはある程度基礎的なデータの蓄積が得られつつあるが、大脳皮質のおける処理機構については未だ明らかではない。そこで、ラット大脳皮質体性感覚野からパッチクランプ記録を行い、皮膚刺激によって誘起されるシナプス応答と病態時における可塑的変化の解析を目的とした。Urethane麻酔したラットの頭皮を切開し、頭蓋に記録用のチェンバーを装置した。歯科用のドリルを用いて頭蓋に約2mmの穴を開け、チェンバーを38度Cに加温したKrebs液で灌流した。硬膜に切開を加えた後、パッチクランプ電極をクモ膜を通して皮質に刺入した。第IV層からV層に存在するpyramidal細胞を対象に記録を行うため、強い陽圧を加え、IV/V層に達したところで、圧を減じ細胞膜にシールを行った後、ホールセルクランプ記録を行った。記録した細胞の同定は電極内にneurobiotinを加え、記録細胞に注入し、記録終了後に染色して細胞の存在部位と形態的特徴から行った。IV/V層の細胞のほとんどはoscillationを示した。このoscillationは固定膜電位を深くするに従って増大したが、その頻度には変化がみられなかった。また、皮質表面からグルタミン酸受容体のCNQXを投与することによって可逆的にブロックされることから外因性のシナプス入力と判断した。この状態で皮膚に鈎付きのピンセットを用いて刺激を加えると、oscillationに重畳してEPSCのburstingが観察された。同じ細胞で触刺激を加えた時にも同様のEPSCが誘起され、振幅や頻度には有意差はみられなかった。今後、oscillationをキャンセルした状態で痛み応答を解析していく。ラット第一次体性感覚野から記録を行ったほとんど全ての錐体細胞でburstingが観察された。その頻度は0.24Hzであった。このburstingはCNQXで抑制されること、その頻度は膜電位に非依存性であることから外部からの同期したグルタミン酸入力によるものと判断された。このburstingと共にEEGの同時記録を行い相関関係を検討した。その結果、同側のみならず反対側から記録したEEGと非常に強い相関を示した。また、興奮性のburstingに続いて抑制性のburstingが殆ど全ての細胞で観察された。この抑制性burstingは常に興奮性のそれに対して数10msの遅れを示し、その立ち上がりは興奮性のそれと比較して速かった。以前の観察からburstingは視床からの同期した入力によって惹起されている可能性が高い。かつ、その同期にはGABAergicな細胞の関与が考えられた。今回の実験から興奮性のみならず抑制性のburstingも同期して錐体細胞に入力しており、その起源として視床または皮質内回路の関与が示唆された。また、EEGとの関連から観察されたシナプス応答はEEGの起源となっている可能性が高く、かつ、麻酔下では反対側の感覚野、さらに運動野でも同様の同期がみられたことから、興奮性、抑制性共に視床が密接に関与していることが示唆された。次に反対側後肢刺激によるシナプス応答の解析を行った。皮膚の非侵害性刺激、例えば触刺激にはブラシまたはガラスピペットから空気を吹き付けて行い、機械的痛み刺激は鈎付きのペンセットを用いて行った。記録した多くの細胞では、触および痛み刺激によってburstingに重畳してEPSCの頻度が増加した。しかし、それぞれの刺激によって誘起される応答の頻度、振幅には著明な相違は見られなかった。今後、burstingを抑制することが知られているbarbiturate系またはbenzodiazepine系の麻酔薬を用いて記録を行い、大脳皮質における痛覚情報伝達処理機序を明らかにしていく。痛覚情報は末梢から脊髄後角に入力し、修飾、統合を受けた後、視床を介して第一次体性感覚野に投射される。今までの研究から大脳皮質を欠損していても痛みを感じることが出来ることから視床のレベルで処理されていると考えられてきたが、PETやfMRIなどのイメージング技術の発達によってSIやSIIも痛み情報の処理に関与していることが明らかにされている。そこで、in vivoラット標本を用い、SIからパッチクランプ記録を行い末梢皮膚刺激によって誘起された応答がどのような処理を受けるかを解析した。

記録を行った殆どの細胞でEPSCの重畳によるburstingが観察され、その頻度はEEGの頻度と一致した。このburstingはCNQXで抑制されること、視床にGABA_A受容体作動薬を投与することによって可逆的に抑制されることから、視床におけるGABAニューロンの発火が視床-大脳皮質投射ニューロンの同期化をコントロニルしていることが示唆された。皮膚に非侵害性の触刺激を加えるとburstingに重畳してEPSCの群発が観察された。機械的痛み刺激を加えた時にも同様にEPSCの重畳が見られた。しかしながらそれらのEPSCの振幅は活動電位を発生するには十分ではなかった。また、その頻度も低かった。脊髄後角細胞からのパッチクランプ記録では十分な振幅のEPSCが観察され、current clamp条件下では活動電位を惹起した。これらの事から、痛覚情報は脊髄から視床、大脳皮質と伝達されるにつれ、より要素的なものに変換され大脳皮質に伝えられている可能性が考えられた。また、麻酔薬の濃度を下げるとその頻度および振幅が増大することから麻酔薬による抑制作用も否定できず、今後無麻酔条件下での解析が必要と考えられる。大脳皮質体性感覚野における痛覚情報処理機構を明らかにするため、shamラットと慢性炎症ラットを用い、in vivoパッチクランプ記録法によって後肢皮膚へ加えた機械的および侵害性温度刺激誘起のシナプス応答を解析した。体性感覚野深層の錐体細胞から記録を行うと、記録を行なった全ての細胞は自発性のbursting活動を示し、高振幅のburstingには活動電位が重畳していた。Burstingの発生頻度および振幅、また、活動電位の振幅や持続時間にはshamと炎症ラットで有意差はみられなかった。次に触刺激による応答を解析したが、burstingおよび活動電位の発生頻度には変化がなかった。そこで、鈎付きのピンセットを用い、皮膚への機械的侵害刺激に対する応答を解析した。記録細胞の受容野に痛み刺激を加えると、shamラットでは30%の細胞で活動電位の発生頻度が増加したが、炎症ラットでは約60%に増加した。また、shamと比較し炎症ラットでは活動電位の発生頻度が高く、膜の脱分極を伴っていた。活動電位の発生頻度はshamに比べ有意に炎症ラットで高かった。膜の脱分極は刺激後には元に戻り緩徐なシナプス応答は観察されなかった。この結果から、膜の脱分極はEPSPまたはburstingによる加重のためと考えられた。次に、熱刺激を加えたときの活動電位の頻度の変化を解析した。皮膚に50°Cの熱刺激を加えると、活動電位の発生頻度が上昇する細胞が観察された。Shamラットでは約30%の細胞で、炎症ラットでは約60%の細胞で観察され、shamラットと比較して有意差があった。熱と同様、アセトンによって冷刺激を加えると、shamでは約20%の細胞で活動電位の頻度が増加したが、炎症ラットでは55%と有意に頻度が増加した。
学歴社会における大衆青少年雑誌にみる不良少年像の構築に関する歴史社会学的研究

本年度は、明治から昭和にかけて広く読まれた雑誌である『日本少年』(実業之日本社)を取り上げ、大衆青少年雑誌における不良少年像を検証した。『日本少年』を検証するに際して、二つの理由から、ジャンル小説に注目することにした。第一の理由は、青少年像が典型的に表現されていることが予想されるからである。第二の理由は、「物語」という形式が読者に対する青少年像の伝達を補助していると考えられるからである。そこで、『日本少年』におけるジャンル小説を検証したところ、「立志小説」(「悲哀小説」を含む)・「冒険小説」・「探偵小説」・「滑稽小説」の四つのジャンルにおいて、青少年像の傾向に違いが認められた。とりわけ、上述のジャンル小説のうち、「立志小説」(「悲哀小説」を含む)と「探偵小説」において、本研究の目的である「学歴社会から疎外された青少年像」が提示されていることが判明した。「立志小説」(「悲哀小説」を含む)においては、苦学型の立身出世が描かれる傾向にあった。とりわけ、有本芳水の「悲哀小説」では、主人公の置かれた境遇が学歴社会から疎外された者の悲哀として強調されていたことからもうかがえるように、明治中期までのような楽観的な立身出世物語からの変容を指摘することができる。「探偵小説」においては、犯罪者が成人として描かれることが多いことに加えて、未成年者が犯罪者集団に含まれる場合には外国人として描かれていたことから、日本人の不良少年を描くことに消極的であったことが指摘することができる。今年度は、『冒険世界』ならびに『武侠世界』を中心に、大衆青少年雑誌における不良少年像の検証を試みた。当初の計画では、「探偵小説」などの創作を中心に検討を加える予定であったが、不良少年問題が直截に問われているトピックとして「野球害毒論争」が見出されたため、計画の変更を行った。「野球害毒論争」を事例として取り上げたことに伴い、両誌以外の新聞・雑誌等のメディアと比較検討することを研究計画に新たに加えた。上記の手続き上の変更を経て検討を加えた結果、次のような知見を得ることができた。1.両誌における青少年類型が不良少年問題を前提に構築されていることが判明した。(1)両誌の青少年類型の一つであるバンカラ学生については、硬派不良少年問題に抵触するような稚児争い等の男色問題を批判する傾向が認められた。(2)両誌の青少年類型の一つであるハイカラ学生については、軟派不良少年予備軍として積極的に排除する傾向が認めちれた。2.両誌以外のメディアとの比較検討により、両誌に固有の不良少年像が判明した。(1)硬派不良少年予備軍として一般に語られるバンカラ学生については、言説操作を加えられ、望ましい少国民として語り直されている。(2)軟派不良少年予備軍として一般に語られるハイカラ学生については、従来のパターンを踏襲している。しかしながら、私立学生、とりわけ早稲田大学の学生に対する世間のハイカラ学生批判については、反論を試みており、学歴社会における官立と私立の対立関係の影響が顕著に認められた。
ヘリコバクター・ピロリ感染による萎縮性胃炎発症機序の解明

近年、胃十二指腸潰瘍や胃炎の原因としてHelocobacter pylori(以下Hp)は世界的に大きな注目を集めているが、特に抗生物質による除菌治療が従来の難治性潰瘍をも治癒せしめる事実などから、胃十二指腸疾患の疾患概念は大きな変貌を遂げた。一方、胃癌との関連についても、本年WHOがHpを胃癌に対する「definite carcinogen」であると認定したように、欧米では既に胃癌の発症にHp感染が関連していることは確実とされている。また申請者は国立がんセンター中央病院において胃癌診断と同時期に得られた約1300例の保存血清を用いたケースコントロール研究を行い、胃癌の前癌状態としての萎縮性胃炎の重要性をHpとの関連において再認識したが、萎縮が本当にHp感染によって生じているのか否か、またその発生機序については現在なお明らかにされていない。萎縮性胃炎では、胃固有腺細胞が選択的に減少または消失するが、腺窩上皮の粘膜細胞や腺底部の内分泌細胞は減少せずむしろ過形成を示すことも多い。Hp感染とその胃粘膜障害性についてはウレアーゼによるアンモニア生成、空砲化毒素による直接障害や、好中球や単核球による細胞性免疫の関与等、種々の因子の存在が明らかとなり、潰瘍の成因論に関してはかなり研究が進んでいるが、萎縮性胃炎を説明し得るようなHpの腺細胞に対する選択的障害性に関する報告は未だ見られない。そこで、本研究ではHp感染による萎縮性胃炎の発症機序を解明することを目的とした。マウス正常胃粘膜細胞を用いて細胞レベルの実験を行った。EGF, E. coli培養上清、E. coliのLipopolysaccaride (LPS)、Helicobacter pylori培養上清を用いて細胞を刺激したところ、IL-1αをはじめとする炎症性サイトカインのmRNA増加を認めた。現在その追試をすると共にHelicobacter感染マウス胃及びヒト胃手術材料を用いてIn situバイブリダイゼーションによる検討を行っているところである。
ナノ粒子バイポーラス構造体によるスーパークーリング技術の原理実証と完全制御

本研究では、ナノ粒子の集積によって発現する極めて強い毛細管現象と濡れ性、ならびにマイクロスケールの気孔による積極的蒸気排出、の2つの機能を兼備するナノ粒子バイポーラス構造体を伝熱面に施工することで沸騰伝熱促進を図る。高温面上での液滴の蒸発時間と動的挙動について評価し、ナノ粒子バイポーラス構造体の沸騰伝熱特性が飛躍的に向上することを明らかにした。具体的には、限界熱流束の飛躍的向上と核沸騰域における熱伝達の向上に大きく寄与することを実証した。加熱されたナノ粒子施工面上に注射針を使って直径2mm程度の液滴を落下させ、液滴の動的挙動と液滴が蒸発し消滅するまでの生存時間を評価した。使用したナノ粒子は酸化チタン、酸化銅、酸化亜鉛、酸化アルミニウムの4種類であり、アルコール分散および水分散で濃度調整された合計32種類のナノ粒子構造体について評価した。まず、施工面について光学顕微鏡とSEMによる観察を実施し、ナノ粒子施工膜にナノスケールの粒子の集積構造とマイクロスケールの構造が共存する、所謂、ナノ粒子バイポーラス構造体として存在してことを明らかにした。特にマイクロスケールの構造については蒸気の吹き抜けによって形成されるため、施工壁面温度によってマイクロスケール孔の数密度が変化する。パラメータの多さから施工壁面温度を固定し、液滴の蒸発時間と動的挙動について評価した。先ず、ナノ粒子の種類に関らず、ナノ粒子バイポーラス構造体の沸騰伝熱特性が飛躍的に向上することを明らかにした。具体的には、濡れ限界温度が非施工面のものと比較して劇的に上昇し、更に、濡れ限界温度以上の高温域での蒸発時間が、施工無しと比較して1/10以下に向上した。この事実は、ナノ粒子バイポーラス構造体が、限界熱流束の飛躍的向上に大きく影響することを示唆する。また、特定のナノ粒子については濡れ限界温度以下の低温域においても蒸発時間が短くなっており、沸騰熱伝達率も向上することが予想される。ナノ粒子濃度が蒸発時間に与える影響について確認することは出来なかったが、これはマイクロスケール孔による蒸気の吹き抜けが伝熱促進の主要因子であることを示唆するものである。更にナノ粒子の種類が沸騰伝熱に与える影響について明確な差を確認することはできなかったが、ナノ粒子種によっては液滴の強い引き込み現象を確認しており、粒子種がナノスケールレベルでの毛細管現象や濡れ性に影響する可能性がある。本研究は、ナノ粒子の集積によって発現する極めて強い毛細管現象とマイクロスケールの気孔による積極的蒸気排出の2つの機能を兼備するナノ粒子バイポーラス構造体を伝熱面に設置することで沸騰伝熱促進を図るものである。研究開始となる平成23年度では、先ず液滴蒸発時における試験体温度の低下を防ぐため、ナノ粒子が施工される試験体のボリュームを増し熱容量を大きくした。これに伴い加熱方法も一新した。更に、現有の高速度カメラおよび購入した動き解析マイクロスコープで撮影可能な可視化体系を確立し、更に、伝熱体の酸化を極力抑制するためArパージ系を導入してAr雰囲気での実験実施を可能とした。これらの装置および可視化体系の改修により、加熱されたナノ加工面上に注射針を使って直径2mm程度の液滴を落下させ、液滴の動的挙動と液滴が蒸発し消滅するまでの生存時間を評価することが出来るようになった。そこで平成23年度では、先ずレファレンスデータを取得するため、ナノ粒子の施工がないBare面での液的挙動を撮影し、動的挙動と蒸発時間について詳細に評価した。今後、各ナノ粒子バイポーラス構造体に対する壁面過熱度と生存時間の関係、すなわち蒸発曲線から濡れ限界温度とライデンフロスト温度を評価し、沸騰伝熱促進に適したナノ粒子バイポーラス構造体を特定する。一方、研究開始当初に予定していた沸騰付着法によるナノ粒子バイポーラス膜の作製に加え、現在、バイポーラス構造を人工的に制御可能なコロイダルプレス法とスキージ法によるポーラス膜の作製についても評価している。購入したメンブランスフィルターとアスピレーターはコロイダルプレス法で使用する物品である。これは、沸騰付着法で問題となる高温時の膜の剥離を防ぐため、事前に制御されたナノ粒子バイポーラス膜を生成して伝熱面に施工することを目的としている。沸騰付着法によって作製されたポーラス膜の剥離を防ぐため、現在、コロイダルプレス法やスキージ法の導入など、研究開始当初に予定されていなかった手法についても併せて評価しているため。なお、新しい膜生成法の導入については本学・応用化学科の教員のサポートを受け実施している。可視化を含む実験体系については平成23年度において概ね確立できた。今後、新たに検討しているナノ粒子バイポーラス構造膜の作製法について引き続き検討し、まず、沸騰伝熱促進に適したナノ粒子バイポーラス構造体を特定する。更に平成24年度に予定していた応用実験へ移行し、ナノ粒子バイポーラス構造の工学応用について明らかにする予定である。

具体的には、研究室現有のプール沸騰可視化装置に本研究で得られるナノ粒子バイポーラス膜を施工して、沸騰伝熱の向上について議論する。平成24年度は研究最終年度であり、その殆どは消耗品と成果発表として使用される。・ナノ粒子(酸化チタン): \100000・プール沸騰試験片: \200000(5セット)・熱電対: \50000・ヒータ等の消耗品: \50000・学会参加旅費: \200000(熱工学コンファレンス等の参加を予定)
複素トーラスから対称空間への調和写像の研究

2次元トーラスから対称空間への調和写像の構成法について、非共形的調和写像の場合に、Burstall-Ferus-Pedit-Pinkall(Ann.of Math.)の結果があり、ある常微分方程式系を解くことにより構成可能であることが知られている。これを“有限型"の調和写像と呼んでいる。一方、共形的調和写像(この族には、極小部分多様体の族も含まれる)については、最近、Bolton-Pedit-WoodwardやBurstall等により、値域が球面または複素射影空間の場合に、2次元トーラスからの調和写像は、あるtwistor空間(一般化された旗多様体)への“primltive"写像(これも調和写像)からtwistor fibrationにより得られ、このprimitive写像は有限型であることが示された。我々は、これらの結集の拡張を試み成功した。具体的には、2次元トーラスから複素グラスマン多様体への調和写像の構成法について考えるわけであるが、与えられた調和写像から定義される“調和列"の第1リターン写像の固有値がすべて0でなく互いに異なっていれば、やはりあるtwistor空間への有限型primitive調和写像からtwistor fibrationにより得られることがわかった。この結果の系として、2次元トーラスからG_2(〓^<>)へのsuperminimalでない弱共形的調和写像は、3次元複素射影空間への調和写像から“extension"という方法で構成されるか、あるいは、すべてそれ自身、有限型であることがわかる。また、G_2(〓^<2n>)に対しても同様の結論が得られる。
分子生物学的手法による肝類洞壁細胞機能の解析と臨床応用

Adenovirus vectorを用いた肝臓への遺伝子導入と類洞壁細胞の機能の制御:IL2、IL12を組み込んだAdenovirus Vectorを用いた肝臓指向性の遺伝子導入により大腸癌転移モデルを用いて大腸癌転移に対する抑止効果を、in vitroおよびin vivoの研究から明かにした。これらCytokine遺伝子の導入とCytokine Diaminasegeneを組み込んだAdenovirus vectorとの同時投与により、より強カな抗腫瘍効果をもたらすことを、in vitroおよびin vivoで確認した。さらに、ONIYXのアデノウイルス系を作成して腫瘍細胞での殺細胞効果の検討、p53やBad、Baxなどのアポトージスに関与する遺伝子を組み込みんだアデノウイルスベクターなどを作成してその臨床応用を明かにした。肝線維化における伊東細胞の制御機構:in vivoでの肝線維化においてcollagenに及ぼす類洞壁細胞からの各種cytokineと細胞内シグナル伝達系のNF-kB、AP-1の関与を明らかにした。3次元培養下での細胞外マトリックスによる培養伊東細胞の増殖、コラーゲン産生の制御機構を増殖に関連するcyclineやcollagengeneの発現レベルに係わる細胞内シグナル伝達系の検討をcis、transの系を用いて明かにした。さらに、in vivoでの肝線維化においてcollagenに及ぼす類洞壁細胞内におけるシグナル伝達系の関与を明らかにし、肝内におけるcollagen産生の制御機構を解明している。肝類洞内皮細胞のangiogenesis、癌細胞生着機構の解明:3次元細胞培養を用いてangiogenesis類似modelをVEGF、PKCの活性化と関連することを明かにし、この際の肝類洞内皮細胞の増殖機構の解明での細胞内シグナル伝達系のRaf、MAPKKの関与を明かにした。この3次元培養内皮細胞を用いて癌細胞の肝転移における類洞内皮細胞の接着因子発現機構を細胞内シグナル伝達系のNF-kBの関与をも明かにした。このangiogenesis類似modelで、肝類洞内皮細胞の増殖機構の解明を細胞内シグナル伝達系から解明している。培養癌細胞を用いて癌細胞の肝転移に於ける際のangiogenesisを3次元培養モデルで解析し、肝転移の初期におけるangiogenesisの促進機構とその制御機構を細胞内のシグナル伝達の面から明らかにしている。本年度、LacZgeneを組み込んだAdenovirusvector(肝細胞への指向性の確認のため)、IL-2gene、IL12(p35、p40)genesを組み込んだAdenovirusvector (肝類洞壁細胞のPit細胞-臓器付属性NK細胞-の活性化を促進させるため)、Cytokine Diaminaseを組み込んだAdenovirusvector(肝臓の局所におけるCD活性を高め、肝内での5-FCから5-FUの転換を促進させ肝臓内での抗腫瘍薬である5-FUの濃度を高める)などの各種遺伝子を組み込んだAdenovirus vectorを作成した。尾静脈からの全身投与により肝臓への遺伝子導入の確立をIn Situ Hybridizationおよび免疫染色で確認。IL-2gene、IL12(p35、p40)genesを組み込んだAdenovirusvectorの投与のより肝内のPit細胞-臓器付属性NK細胞-の活性化を立証し、in vitroでの腫瘍細胞障害効果を明らかにした。以前に作成した肝内の大腸癌転移モデルを用いて大腸癌肝転移に対する抑止効果が示された。各種細胞外マトリックスをいれたゲル内での肝細胞や各種類洞壁細胞の培養にすでに成功しており、現在、ゲルの薄層化も可能になってきている。

このような細胞培養下における以下のような各種細胞の機能を遺伝子発現、transcriptionのレベルが異なることを明らかにした。また、これらのゲルに異なった細胞を実際の肝臓のプレートのように肝細胞、伊東細胞、内皮細胞、Kupffer細胞を順次のせ生体に近い状態での培養法を検討し、その各種の細胞機能を遺伝子発現レベルで解明している。ついで、培養癌細胞を用いて癌細胞の肝転移に於ける際のangiogenesisを3次元培養モデルで解析し、肝転移の初期におけるangiogenesisの促進機構を解明している。IL2、IL12を組み込んだAdenovirus Vectorを用いた肝臓指向性の遺伝子導入により大腸癌転移モデルを用いて大腸癌肝転移に対する抑止効果を、in vitroおよびin vivoの研究からあきらかにした。また、これらCytokine遺伝子の導入とCycokine Diaminase geneを組み込んだAdenovirus vector(肝臓の局所におけるCD活性を高め、肝内での5-FCから5-FUの転換を促進させ肝臓内での抗腫瘍薬である5-FUの濃度を高める)との同時投与により、より強力な抗腫瘍効果をもたらすことを、in vitroおよびin vivoで確認した。現在、転移モデルを用いて臨床応用を検討している。3次元培養細胞の確立と人工肝臓モデルに向けての検討(肝線維化における伊東細胞の制御機構)3次元培養下での細胞外マトリックスによる培養伊東細胞の増殖、コラーゲン産生の制御機構を増殖に関連するcyclineやcollagen geneの発現レベルで検討し伊東細胞の形質変換における特有の遺伝子の発現に細胞内シグナル伝達系を解析している。さらに、in vivoでの肝線維化においてcollagenに及ぼす類洞壁細胞からの各種cytokineと細胞内シグナル伝達系のNF-kB、AP-1の関与を明らかにした。肝類洞内皮細胞の増殖機構の解明とangiogenesis、癌細胞生着機構の解明3次元細胞培養を用いてangiogenesis類似modelをVEGF、PKCの活性化と関連することを明かにし、細胞培養系を確立し、この際の肝類洞内皮細胞の増殖機構の解明での細胞内シグナル伝達系のRaf、MAPKKの関与を明かにした。この3次元培養内皮細胞を用いて癌細胞の肝転移における類洞内皮細胞の接着因子発現機構を細胞内シグナル伝達系のNF-kBの関与をも明かにした。現在、in vitroで癌細胞との接着と転移機構の解明のためのモデル作成を急いでいる。
細胞間マトリックスにおけるフィブロネクチンとフィブロネクチン分解酵素の役割

細胞表面や細胞間マトリックスにおける主要蛋白質の一種であるフィブロネクチン(FN)は細胞の接着性に関与すると考えられている。私達は、ラットの上皮性培養細胞BRLをラウス肉腫ウィルスで形質転換すると、BRLの細胞表面に多量に存在するFNがほぼ完全に消失すること、また、形質転換細胞(RSV-BRL)は基質として反応溶液に加えたFNを強く分解するプロテアーゼ(FN分解酵素)を細胞外に分泌することをすでに明らかにした。本年度は、このFN分解酵素の性質と作用についてさらに検討を加えた。RSV-BRLを培養した無血清培養液中のFN分解酵素活性はEDTAによって阻害され、逆にチオールプロテアーゼ阻害剤であるp-クロロマーキュリ安息香酸(PCMB)によって強く活性化された。したがって、本酵素はコラゲナーゼ用の金属プロテアーゼであると考えられる。一方、本酵素の濃縮液をBRL細胞の培養液に添加すると、BRLの細胞表面FN量が低下するとともに、BRLの細胞間接着力が低下し、RSV-BRL様の細胞形態を禾した。これらの結果から、FN分解酵素の大部分は不活性な状態でRSV-BRLから分泌され、また、本酵素はRSV-BRLにおける細胞表面FNの消失や細胞間接着力の低下に関係すると考えられる。(【^3H】)-diisopropyl fluoro phosphate(DFP)を用いた標識実験によって、RSV-BRLは多量のセリンプロテアーゼ(分子量12万)を分泌することが明らかになった。けれども、このセリンプロテアーゼはRSV-BRLが同時に分泌するプロテアーゼ阻害物質の作用によって不活性な状態にあることが分った。最近、コラゲナーゼ前駆体がセリンプロテアーゼによって活性化されることが報告されている。したがって、FN分解酵素の活性が上記のセリンプロテアーゼおよびプロテアーゼ阻害物質によって直接的あるいは間接的に調節されている可能性が考えられる。
情報保障を考慮した聴覚障害者の拡張現実感技術に対する基礎特性に関する研究

本研究では、健聴者と聴覚障害者の視覚刺激に対する反応の違いを生理的レベルで捕らえ、新たな視覚刺激チャネルの発見を含め、聴覚障害者を対象としたAR技術応用のための基礎データを提供することを目的している。前年度までの実験環境の基本的な整備終了を受け、限定条件下での聴覚障害者の視線の変化を捉える方法についての検討を行い、予備的な実験を行った。基本的には、前年度予算で購入した眼球運動計測装置により、ヘッドマウントディスプレイで提示した視覚刺激による注視点の移動を計測するものであるが、刺激提示ディスプレイと計測装置が物理的に干渉するため、視覚刺激は左眼に提示し、眼球運動計測装置は右眼を観測するという形を取った。前提となる作業環境としては、日常生活における単純作業を想定し、被験者正面に提示した一桁の数の足し算を連続して行うこととした。視野に刺激を提示する出力デバイスには、前年度に導入した、光学的に透過ではない単眼形ヘッドマウントディスプレイを用いた。実際に提示したものは、矢印やアルファベットなどの単純な文字から、ひらがな・カタカナ・漢字を含む210文字程度の単語とした。刺激の提示に気づいた際に注視点を移動するように被験者に指示を行った後、5分間に7回の刺激提示を行い、刺激から反応までの所要時間を計測するものとした。また、計算機による障害者支援に関する国際会議ICCHP2004に参加し、昨年度までの研究成果を発表すると同時に、この分野の研究者と意見交換を行った。このために、まずは限定条件下での聴覚障害者の視線の変化を捉える方法について検討し、今年度はそのための実験環境の基本的な整備を行った。具体的には、今年度予算で購入した眼球運動計測装置による視線追跡を行うための動作環境の調整を行った。これには提示情報の光量の微調整、計測誤差を少なくするための装置のキャリブレーション方法の確立、動画像である実験データの、画像解析時の効率を考慮した保存方法の検討、および画像解析後のデータの分析基準の検討などが含まれる。同時に、出力デバイスについても検討を加えた。当初計画では光学シースルーヘッドマウントディスプレイを用いることになっていたが、光学的に透過ではない単眼形ヘッドマウントディスプレイについても評価を行うこととした。透過型ではない単眼形ヘッドマウントディスプレイには、現実世界の映像と拡張された情報の重ね合わせに際して若干の困難が予想されているが、近年の著しい低価格化により、提示情報の密度・解像度に制限を加えることで、十分実用的と思われる範囲内に入ってきたためである。この知見に基づき、評価用の単眼形ヘッドマウントディスプレイの手配・設定・実験計画への組み込みを行った。
形成過程から探る低温度星周りの短周期スーパーアースの大気および内部組成の起源

研究課題「形成過程から探る低温度星周りのスーパーアースの大気および内部組成の起源」に沿って、最終年度は初年度に引き続き、惑星同士の衝突に関する3次元数値シミュレーションを実施した。それらの結果をもとに、論文発表ならびに国際・国内会議での講演に取り組んだ初年度ならびに最終年度に実施した、惑星同士の衝突に関する3次元流体計算から、惑星の大気散逸過程および内部の熱的・物質的状態を調べた。その結果、惑星が高速度衝突を経験する場合、衝撃波伝播で圧縮ならびに加熱された大気は、惑星の重力圏以遠にまで拡がり、大部分の大気は惑星から流失する。それと同時に、惑星内部は高温且つ一様に混合された状態になることがわかった。一方、低速度衝突の場合には、惑星の重力圏に滞留する大気量は多く、また、惑星内部は非一様な組成分布となる。組成分布の存在は非効率な熱輸送機構が発達する可能性が高いため、高速度衝突と低速度衝突では惑星のその後の熱進化に対して、大きな影響を及ぼし得ることがわかった。これらのことは、形成後期に惑星が経験する天体衝突が惑星の全体組成の多様性を生み出す一つの要因となることを示唆している。27年度が最終年度であるため、記入しない。研究課題「形成過程から探る低温度星周りの短周期スーパーアースの大気および内部組成の起源」に沿って、1年目は巨大衝突現象に伴う大気流失および惑星内部の物質混合を3次元流体計算で調べた。質量および半径の関係から、短周期低質量惑星(1ー10倍の地球質量)の多くは適度な大気(全質量の10%以下)を持つ可能性が示唆されている。しかし、中心星近傍では、惑星大気は中心星からの強烈なX線、紫外線照射に晒され、加熱された上層大気から質量散逸を経験する。それと同時に、太陽系の地球型惑星と同様に、天体同士の衝突も過去に経験しているはずである。しかし、両過程によって、最終的に損失する大気量は明らかになっていない。そこで、3次元流体計算から天体同士の衝突に伴う大気散逸過程を調べた。巨大衝突で生じる衝撃波伝播で圧縮ならびに加熱された大気は、惑星の重力圏以遠にまで拡がるため、大部分の大気は惑星から流失した。天体衝突イベントが数日の力学現象に対して、大気の放射冷却時間は数年以上と長く、膨張した大気の状態が長期間継続されるために、天体衝突を経験した惑星と経験していない惑星とでは、初期に同程度の大気を有していても、最終的な大気量には顕著な違いが生じ得る。天体衝突条件による影響をより定量的に評価するべき、追加のシミューレションを実施中である。しかし、1つのシミュレーションにスーパーコンピュータ(例.150個のCPUを駆使した並列計算)を利用して、2週間から1ヶ月程度、要するため、まとめった研究成果の発表は次年度、後半を予定している。初年度は天体同士の巨大衝突および物質混合を取り扱える3次元流体計算コードの実装およびテスト計算を実施を計画していた。これらの目標は初年度中に達成されており、また、継続したシミュレーションに向けて、次年度のスーパーコンピュータの利用申請も採択済みである。以上の理由から、当初の計画に対して、概ね順調に進展していると考える。次年度では、初年度に開発した3次元流体計算コードを用いて、様々な天体衝突条件(衝突速度、衝突角度、天体の質量比)および天体の組成比(鉄、シリケイト、水、水素/ヘリウム大気)を変えて、天体衝突に伴う短周期スーパーアースの大気および内部組成の変化をパラメータスタディで調べていく。当初の計画に対して、一部変更を予定している。当初は3次元流体計算ではSPH法のみを想定していた。SPH法では、カーネル関数を元にした粒子の密度分布で流体を表現する性質上、低密度領域での流体の振る舞いの取り扱いは依然、問題とある。とりわけ、粒子数は、巨大衝突時に起きる物質の剥ぎ取り/混合および周惑星系円盤の形成に影響を及ぼす。これらの物理過程は、最終的に形成される衛星や惑星の質量、組成、熱収支を大きく左右する。同時に、惑星形成後の物質分化や熱史に対しても、衝突後の内部の組成分布や温度・圧力分布は初期条件の決定に重要となる。

原理的には、現在10万-100万個のSPH粒子数をさらに増加させる改善策があるが、どの程度の粒子数以上で(流体力学的にも数値的にも)収束した結果が得られるか、また現実的な計算量でそれが可能であるかは自明ではない。さらに、巨大衝突で励起されるRayleigh-Taylor不安定を記述できるSPH法であっても、衝突後の天体内部の物質混合/攪拌率が衝撃波強度を左右する任意変数(ξ=[0,1])に依存する問題を抱える。そこで、研究課題の遂行で得られる研究成果を保証すべく、SPH法だけではなく、格子法による直接的な流体計算もSPH法と並行して行う予定である。27年度が最終年度であるため、記入しない。
高熱伝導性を有する鉄系複合材料の創製

高熱伝導性を有する鉄系複合材料の創製を念頭に、鉄及び鋼とカーボンファイバー(CF),カーボンナノチューブ(CNT),銅の焼結体を作製した。浸炭を抑制するために銅を拡散障壁とした複合材料の熱拡散率は母相の1.3倍に向上した。さらに、CFが二次元配向した複合材料の熱伝導率は母材の2.5倍を示した。この材料の硬度は母材と比較して高いが、一方で強度の低下が観られ、母相/CF界面の脆弱性が露見した。また、CF及びCNTの結晶構造の照射下安定性は照射温度に強く依存し、低温ほど層間隔の増加とグラフェン層の非晶質化が観られたことから、CNT及びCF結晶構造の照射下安定性には閾温度が存在することが示唆された。鉄系材料を加工成型し、接合表面粗さの異なる2種類の試料を用意した。高熱伝導性物質として多層カーボンナノチューブ(MWCNT)を上記2種類の接合面へ塗布した試料について真空ホットプレス(VHP)を用いて接合させた結果、ある条件において良好な接合体を作製できた。また、鋼ブロックとMWCNT、純鉄粉とMWCNTを出発材料として用い、固相拡散接合、粉末混合、圧粉体作製のプロセスによって鉄系-MWCNT複合材を作製した場合も接合界面、焼結組織は良好であった。この接合体についてレーザーフラッシュ法を用いて熱伝導率測定を行ったが、熱伝導率に変化は観られなかった。これは、接合面に塗布したMWCNTの量が不十分でありかつMWCNTの配向性および連結性に問題があるためである。また、接合界面は比較的平滑であったが、析出物(炭化物)が存在しており、接合時の熱によりMWCNTの一部が炭化物に変化し高熱伝導性が失われた可能性がある。これにより、MWCNTから鉄系材料への浸炭を抑制する拡散障壁が必要となったため、鉄とMWCNTの間に炭素を固溶しない銅を挟み、鉄-銅-CNTの複合材の開発を念頭に、鉄系-銅複合材を作製した。銅を接合面に配置しVHPで作製した複合材は良好な接合界面を有し、接合過程における鉄中への銅の拡散は1 μm以下だった。この試料の熱拡散率は1.3倍に上昇した。また、鉄系-MWCNT複合材を作製し鉄への浸炭を調査した結果、炭素の鉄中への拡散は1 μm程度だった。さらに、銅-MWCNT材では銅中の炭素の拡散距離は3 μm以内であった。銅の800°Cにおける炭素の固溶限は0.04 at.%であることを考慮し、実際の炭素の銅への拡散距離はナノスケールであると推察される。以上より、CNTと鋼の間に炭素の拡散障壁として3 μm程度の銅層を導入することで、鉄中への浸炭を抑制できると結論した。購入(純鉄),作製(Fe-8Cr,ODS),日本原子力開発機構から提供(F82H)された接合用各鉄系試料を加工成型し、接合表面の洗浄・研磨・鏡面出しした後、接合部の組織観察(光学顕微鏡)を行い、各試料の粒径および析出物の有無を確認した。続いて、試料の一部(純鉄)を10mmx5mmx5mmに加工成形し、再び接合面を洗浄・研磨した後、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いてさらに高倍率で微細組織を観察し、微細析出物の有無を確認した。加えて、表面状態(粗さ)が接合性に及ぼす影響を調査するため、サンドペーパーを用いてある一定の方向に溝を付けた表面と滑らかな表面の2種類を用意した。高熱伝導性物質として多層カーボンナノチューブ(MWCNT:10nm-20nmφ)を製造・調達し、エタノールその他で洗浄した後、事前に用意した2種類の接合面へ塗布した。ここで再びSEMによる組織観察を行い、試料表面の溝におけるMWCNTの充填率を算出した。MWCNT充填率の違う試料を数種類用意し、真空ホットプレス(VHP)を用いて接合させた結果、ある条件において良好な接合体を作製することができた。しかしながら、この接合体をディスク(10mmφ)に加工した後レーザーフラッシュ法を用いて熱伝導率測定を行ったが、接合体の熱伝導率に大きな変化は観られなかった。この理由としては、接合面に塗布したMWCNTの量が十分でないことに加え、MWCNTの配向性および連結性に問題があると推察された。また、接合界面は比較的滑らかであったが、炭化物と思われる析出物が所々存在しており、接合時の熱によりMWCNTの一部が炭化物に変化し、CNTの高熱伝導性が失われた可能性は否定できない。

MWCNTを適切に配向させたフィラー材の製造技術開発について各方面に出向いて調査し、高精度に配向させたCNTを提供を受ける確証を得た。接合体として純鉄及び低放射化フェライト・マルテンサイト鋼(F82H)を用意し、多層カーボンナノチューブ(MWCNT)を接合面へ塗布し真空ホットプレス(VHP)で接合させた。接合方法や条件による熱伝導率の変化は観られず、接合面におけるMWCNTの量と配向性の制御が課題となった。また、接合界面に炭化物が散見され、MWCNTから鉄系材料への浸炭を抑制する拡散障壁が必要となったため、鉄とMWCNTとの間に銅を挟んだ鉄-銅-CNTの複合材の開発を目標に設定した。銅を接合面に配置しVHPで作製した複合材料は良好な接合界面を有し、熱拡散率は1.3倍に向上した。また、鉄系MWCNT複合材料及び銅-MWCNT材料における母相への浸炭は最大3ミクロンであり、CNTと銅の間に3ミクロン程度の銅層を導入することで、鉄中への浸炭を抑制できる。複合材料の熱伝導率が母材の35倍となる基本組成を複合側により算出し、Fe-30%CF-0.2%CNTを得た。この複合材料をCFが圧力方向と垂直な面に二次元配向するよう焼結したところ、鉄及びF82H複合材料の熱伝導率はそれぞれ母材の2.8倍、1.7倍となった。この鉄複合材料は焼結中の浸炭により純鉄と比較して高い硬度を示したが、引張特性については僅かな伸びの増加と強度低下が観られ、組織観察結果と併せて母相/CF界面の脆弱性が明らかとなった。作製した複合材料に対し電子線照射実験を行い、CF及びCNTの照射下安定性について評価した。CF及びCNTの結晶構造は照射温度に強く依存し、低温電子線照射下で急速な層間隔の増加とグラフェン層の非晶質化が観られた。一方、高温電子線照射の場合、CNTの結晶構造は300°C以上で、CFの結晶構造は400°Cで比較的安定であり、照射によるフレンケル対の生成速度が消滅速度を下回る閾温度の存在を示した。核融合炉工学平成25年度研究計画の進捗状況についてまとめると、第1四半期:高熱伝導性材料であるCu,CNT及びCNFを接合面に適切に配置し、第2四半期:各試料を真空ホットプレス(VHP),熱間等方圧加圧(HIP)あるいは放電プラズマ焼結(SPS)にて接合または接合に最適な接合条件を取得した。なお、接合はすべて北海道大学にある既存の施設を使用して行った。第3-4四半期:接合体をディスク加工し、レーザーフラッシュ法で熱伝導率測定、さらに、必要に応じて接合界面を加工あるいは集束イオンビーム(FIB)装置により切り出し、電子顕微鏡を用いて組織観察を行った。電子顕微鏡観察には、主に走査型電子顕微鏡(SEM)と透過型電子顕微鏡(TEM)を用い、前者では界面の表面観察および界面近傍における原子の濃度分布の調査、後者では界面近傍における析出物や介在物の解析と微細組織の精査を行った。以上より、平成25年度の業務は大凡計画通り進んだと言える。また、これによって得られた知見は、国内会議(日本原子力学会2013年秋の年会、日本金属学会北海道支部講演会)および国際会議(Materials Research Society: MRS, Boston, USA)で発表された。平成24年度研究計画の進捗状況についてまとめると、第1四半期:接合部材の製作および調達,第2四半期:一部の接合部材(Fe)を表面処理後、組織観察,第3-4四半期:高熱伝導物質の調達(AlN, Cu)・製造(MWCNT,CNF)および接合用フィラー材の調達まで、大凡計画通り進んだと言える。さらに、一部の試料(Fe)については接合実験を実施し、適切な接合条件の精査および接合体の作製も行うことができ、次年度の研究計画に資するデータが取れたことは意義深い。
消滅危惧土壌を含めた土壌型に関するデータベース化とモノリス作成に関する基礎的研究

本研究は、種々な土壌型に関する立地関係の情報の収集、特に消滅の危機にある低地の土壌型に関する情報の収集、つまりレッドデータブックの作成。土壌モノリスの作成に関する情報の収集、消滅の危機にある土壌を中心に各種の土壌型の土壌モノリスの収集、展示技術を収集し展示の可能性をさぐること。以上の基礎的な面の研究を目的とする。ペドロジスト学会会員、大学および農水省や県の農業・林業の試験場等の土壌担当者など約800カ所にアンケートを送り各種の土壌型が置かれている状況の情報を集め、193種の消滅の危機におかれている土壌に対する情報が集まった。これらの粗データを、データベース化した。これらの情報は、ペドロジスト懇談会編の土壌分類、林野土壌分類、農耕地土壌分類それに昔ながらの土壌型など様々な段階と種類が混ざり、その地点や消滅危惧の理由も様々であった。断面モノリスの採取、それに採取法の検討を行った。その結果、断面モノリスの採取には固化剤のトマックNS10と不織布の組合わせた薄層土壌モノリスが最も適していることが分かった。この方法で各地の土壌断面モノリスを採取した。アンケート結果は、沖縄県、鹿児島県それに北海道からのデータが最も多く、土壌型では、赤・黄色土と黒ボク土で報告の約半数であった。赤・黄色土は、西南日本の島諸部や西日本の低丘陵地に分布し開発の危機に瀕している。黒ボク土は、北海道や関東に多くこれらも農業構造改善事業などで自然のテフラが残らない状態である。全国的には低湿地のグライ土や黒泥土などがやはり消滅の危機に陥っている。ただ、アンケートに無回答の県が11もあった。非常に危機的状況に陥っていることが今回の調査研究で明らかになった。緊急に対策が心要だ。緊急に対策が心要だ。土壌モノリスの作成に関する情報の収集、消滅の危機にある土壌を中心に各種の土壌型の土壌モノリスの収集。展示技術を収集し展示の可能性をさぐること。以上の基礎的面の研究を目的とする。今年度は各種の土壌型が置かれている状況の情報を集めるために、ペドロジスト学会会員、大学および農水省や県の農業・林業の試験場等の土壌担当者など約800カ所にアンケートを送った。その結果、144種の消滅の危機におかれている土壌に対する情報が集まった。これらの粗データを、データベース化した(新規購入のパソコンを使用)。これらの情報は、ペドロジスト懇談会編の土壌分類、林野土壌分類、農耕地土壌分類それに昔ながらの土壌型など様々な段階と種類が混ざり、その地点や消滅危惧の理由も様々である。沖縄県から報告のあった消滅の危機にある土壌で、島尻マージ(泥灰岩を母材とした塩基性埴質未熟土)、フェイチシャ(表層グライ化赤・黄色土)の消滅危惧の現状調査と断面モノリスの採取それにに採取法の検討を行った。その結果、断面モノリスの採取には固化剤のトマックNS10と不織布の組合わせが最も適していることが分かった。その結果を踏まえて、さらに熊本県阿蘇外輪山の厚層多腐植質黒ボク土(含姶良パミス)の断面モノリスの採取と消滅危惧の現状調査を行った。それと同時に微細形態用および理化学分析用試料の採取も行った(調査旅費)。来年度は、上記の諸問題に検討を加えて、必要なら再度アンケートを発送し、各種のデータに整合性を与え整理し、消滅危惧土壌を中心とするデータベースを完成させる。また、現地調査と断面モノリスの採取を行う予定である。