hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
リアプノフ直接法を用いた磁気軸受フライホイールの非線形ゼロパワー制御

本研究は「非線形制御を適用して電力をほとんど必要としない,損失のほとんど無い全く新しいタイプの磁気軸受で支持されたフライホイールの研究開発」を実施した.小容量フライホイールの開発は総合的な技術力を必要とする総合的な研究で広範囲な分野をカバーするが,本研究では電流をほとんど流さない新方式の磁気軸受を実現することで,本来のフライホイールのエネルギー効率を格段に向上しようとするものである.そして,以下に述べる視点から焦点を絞った研究を行った。すなわち,(1)バイアス電流を必要としない電磁石のみの全く新しい非線形ゼロパワー磁気軸受の実現と動特性の解明,(2)この画期的な制御アルゴリズムで実現される超低損失フライホイールのエネルギ貯蔵効率についての検討,(3)フライホイール・常電導磁気軸受の最適設計とその性能の解明,(4)フライホイール・磁気軸受系の剛体モード危険速度通過応答と運動安定性の解明,(5)一般産業用・商業用フライホール,とくに、クリーンエネルギーへ大きな期待がかかっているハイブリッド自動車、電気自動車への実現化可能性についての基礎研究を行った。まず,(1)に関して,電磁石のみを用いてバイアス電流をほとんど流さないゼロパワー制御を実験的に実現した.著者らはすでに基礎研究においてこの技術を完成させており,本基盤研究ではエネルギ貯蔵用のフライホイールシステムへの適用をターゲットにして,縦型4軸ラジアル制御を8入力の非線形制御系として実現した.その際,閉ループ系の安定性はリアプノフ安定理論により大域的漸近安定性は保証された.本研究では,ジャイロ効果の影響や非干渉非線形ゼロパワー制御や分散型と集中型非線形ゼロパワー制御などについて研究し、実験的にいくつかの新しい知見を得た.(2)はバイアス電流を全く必要としないことから,渦電流損失が激減し、超低損失フライホイールの実現できることを実験的に検証した.(3)は常電導磁気軸受とフライホイールの同時最適化に関する研究できわめて重要な課題であるが、今後の課題としたい.(4)は超高速回転時のフライホイールが剛体モードの危険速度を通過する際の振動制御の性能に関する問題で、振動制御に関しては別途、新しいアルゴリズムが必要であることが明らかとなった.本研究は「非線形制御を適用して電力をほとんど必要としない,損失のほとんど無い全く新しいタイプの磁気軸受で支持されたフライホイールの研究開発」を実施した.小容量フライホイールの開発は総合的な技術力を必要とする総合的な研究で広範囲な分野をカバーするが,本研究では電流をほとんど流さない新方式の磁気軸受を実現することで,本来のフライホイールのエネルギー効率を格段に向上しようとするものである.そして,以下に述べる視点から焦点を絞った研究を行った。まず,(1)に関して,電磁石のみを用いてバイアス電流をほとんど流さないゼロパワー制御を実験的に実現した.著者らはすでに基礎研究においてこの技術を完成させており,本基盤研究ではエネルギ貯蔵用のフライホイールシステムへの適用をターゲットにして,縦型4軸ラジアル制御を8入力の非線形制御系として実現した.その際,閉ループ系の安定性はリアプノフ安定理論により大域的漸近安定性は保証された.本研究では,ジャイロ効果の影響や非干渉非線形ゼロパワー制御や分散型と集中型非線形ゼロパワー制御などについて研究し、実験的にいくつかの新しい知見を得た.(2)はバイアス電流を全く必要としないことから,渦電流損失が激減し、超低損失フライホイールの実現できることを実験的に検証した.(3)は常電導磁気軸受とフライホイールの同時最適化に関する研究できわめて重要な課題であるが、今後の課題としたい.(4)は超高速回転時のフライホイールが剛体モードの危険速度を通過する際の振動制御の性能に関する問題で、振動制御に関しては別途、新しいアルゴリズムが必要であることが明らかとなった.本研究は「非線形制御を適用して電力をほとんど必要としない,損失のほとんど無い全く新しいタイプの磁気軸受で支持されたフライホイールの研究開発」を実施した.小容量フライホイールの開発は総合的な技術力を必要とする総合的な研究であるが,本研究では電流をほとんど流さない新方式の磁気軸受を実現することで,本来のフライホイールのエネルギー効率を格段に向上しようとするものである.そして,以下に述べる視点から焦点を絞った研究を行った.すなわち,(1)バイアス電流を必要としない電磁石のみの全く新しい非線形ゼロパワー磁気軸受の実現と動特性の解明,(2)この画期的な制御アルゴリズムで実現される超低損失フライホイールのエネルギ貯蔵効率についての検討,(3)フライホイール・常電導磁気軸受の最適設計とその性能の解明,(4)フライホイール・磁気軸受系の剛体モード危険速度通過応答と運動安定性の解明,(5)一般産業用・商業用フライホールの実現化可能性について研究を行った.まず,(1)に関して,電磁石のみを用いてバイアス電流を一切流さないゼロパワー制御を実現した.

著者らはすでに基礎研究においてこの技術を完成させており,本基盤研究ではエネルギ貯蔵用のフライホイールシステムへの適用をターゲットにして,縦型4軸ラジアル制御を8入力の非線形制御系として実現した.その際,閉ループ系の安定性はリアプノフ安定理論により大域的漸近安定性は保証される.すでに,著者らは基礎研究において安定性の証明を終えている.本研究では,ジャイロ効果の影響や非干渉非線形ゼロパワー制御や分散型と集中型非線形ゼロパワー制御などについて研究した.(2)はバイアス電流を全く必要としないことから,渦電流損失が激減し超低損失フライホイールが実現できる.本研究では,どの程度の回転損失を有するか,またエネルギ貯蔵効率はいくらかを定量的に研究した.(3)は常電導磁気軸受とフライホイールの同時最適化に関する研究できわめて重要な課題である.(4)は超高速回転時のフライホイールが剛体モードの危険速度を通過する際の振動制御の性能に関するものと,フライホイールの弾性体として発生する振動,すなわち,異なる種々のシェル構造の共振をいかに磁気軸受で抑制するかという問題である.この問題がクリアされない限り,超高速回転は到底実現できない.(5)については,エネルギ貯蔵効率と経済効率そしてコストに関する研究で実用化を意識した研究である.得られた成果は裏面記載のようになった.本研究は「非線形制御を適用して電力をほとんど必要としない,損失のほとんど無い全く新しいタイプの磁気軸受で支持されたフライホイールの研究開発」を実施した.小容量フライホイールの開発は総合的な技術力を必要とする総合的な研究で広範囲な分野をカバーするが,本研究では電流をほとんど流さない新方式の磁気軸受を実現することで,本来のフライホイールのエネルギー効率を格段に向上しようとするものである.そして,以下に述べる視点から焦点を絞った研究を行った.すなわち,(1)バイアス電流を必要としない電磁石のみの全く新しい非線形ゼロパワー磁気軸受の実現と動特性の解明,(2)この画期的な制御アルゴリズムで実現される超低損失フライホイールのエネルギ貯蔵効率についての検討,(3)フライホイール・常電導磁気軸受の最適設計とその性能の解明,(4)フライホイール・磁気軸受系の剛体モード危険速度通過応答と運動安定性の解明,(5)一般産業用・商業用フライホール,とくに、クリーンエネルギーへ大きな期待がかかっているハイブリッド自動車、電気自動車への実現化可能性について基礎研究を行った.まず,(1)に関して,電磁石のみを用いてバイアス電流をほとんど流さないゼロパワー制御を実験的に実現した.著者らはすでに基礎研究においてこの技術を完成させており,本基盤研究ではエネルギ貯蔵用のフライホイールシステムへの適用をターゲットにして,縦型4軸ラジアル制御を8入力の非線形制御系として実現した.その際,閉ループ系の安定性はリアプノフ安定理論により大域的漸近安定性は保証された.
好冷微生物の低温環境適応を可能にする分子基盤の解明

Shewanella livingstonensis Ac10の低温適応機構を解析した。低温誘導性タンパク質の同定と機能解析を行い、細胞膜ストレス応答に関わるPspAや細胞分裂に関わるMreBが低温適応に関与することを見いだした。一方、エイコサペンタエン酸含有リン脂質が種々の膜タンパク質と相互作用し、それらの構造形成や機能発現を介助することによって、低温環境における正常な膜機能の発現に重要な役割を担っていることを見いだした。海洋性好冷微生物Shewnanella livingstonensis Ac10は低温誘導的にエイコサペンタエン酸(EPA)を生産する。EPAはリン脂質のアシル鎖成分として生体膜に存在する。EPA生合成遺伝子の破壊で得られたEPA欠損株は、本菌にとって比較的高い温度である18°Cでは野生株と同様に生育したが、4°Cでは著しく生育が阻害されていた。低温では、EPA欠損株の細胞分裂阻害や、細胞内での異常な膜形成が見られた。EPA含有リン脂質は一般に生体膜の流動性保持に重要であると考えられているが、蛍光物質ピレンを用いて測定した流動性についてはEPA欠損株と野生株で顕著な差が見られなかった。一方、sn-2位にEPAおよびそのアナログを含むホスファチジルエタノールアミン(PE)を化学合成してEPA欠損株に添加し、低温での生育におよぼす効果を調べた。アナログとしては、炭素数20で二重結合数を変えたもの、炭素数18で二重結合数および位置を変えたもの、およびドコサヘキサエン酸(DHA)の11種を用いた。その結果、EPAまたはDHAを含むPEのみが生育を野生株のレベルまで回復させた。その他のアナログを添加した場合の生育特性の比較から、EPAは膜流動性保持以外の機能をもつことが示唆された。本菌の細胞膜全体の流動性に関してはEPA以外の高濃度で存在する不飽和脂肪酸を含有するリン脂質などの寄与が大きく、全脂肪酸に占める割合が5%に過ぎないEPAの寄与は小さいものと考えられた。一方、EPAの欠損によって特異的に量が変動する膜タンパク質が見いだされ、また、特定の膜タンパク質を強制的に高生産することによってEPA欠損株の生育が回復することも見いだした。これらの結果は、生体膜に含まれるEPA含有リン脂質が特定の膜タンパク質の機能発現に重要であることを示しており、それらの間に特異的な相互作用のあることが強く示唆された。1.低温菌Shewanellalivingstonensis Ac10の低温適応機構を明らかにするため、本菌が低温誘導的に生産する膜タンパク質を解析した。その結果、外膜タンパク質のフォールディングや輸送に関わる内膜タンパク質(DegP)、外部環境や細胞膜ストレスに関わるタンパク質(PspA、AtoS)、細胞分裂に関わるタンパク質(MreB)の生産量が、低温で増加していることがわかった。さらに、PspAの欠損によって低温での生育速度が低下することが示され、本タンパク質が本菌の低温での生育に重要であることが明らかとなった。2.S.livingstonensis Ac10は低温誘導的にエイコサペンタエン酸(EPA)含有リン脂質を生産する。EPA生合成遺伝子を破壊すると4°Cでの生育速度が低下し、膜タンパク質組成が変化したことから、EPA含有リン脂質が、低温で機能する膜タンパク質の生産、局在、機能に重要な役割を担っていると考えられた。大腸菌の0mpAのホモログであり、低温誘導的に生産される外膜タンパク質0mp74の立体構造形成におけるEPA含有リン脂質の機能を解析した。その結果、EPA含有リン脂質は低温での0mp74の膜への組み込み、および立体構造形成を促進し、C末端側の構造変化を誘導することが示された。深海由来の好圧好冷細菌Shewanella violaceaDSS12におけるEPA含有リン脂質の機能を調べた。EPA生合成遺伝子を破壊したところ、常圧(0.1MPa)での生育には影響が見られなかったが、高圧(30MPa)での生育速度は著しく低下し、細胞が異常に伸長する様子が観察された。細胞分裂サイトで環状構造(Z-ring)を形成するFtsZに対する抗体、およびDNAを染色するDAPIを用いて免疫蛍光顕微鏡観察を行った結果、高圧で培養したEPA欠損株の細胞中には複数の核様体が存在し、また複数のZ-ringが不規則な間隔で形成されることが示された。EPA含有リン脂質は本菌の細胞分裂後期に重要な役割を担っているものと考えられた。1.S.livingstonensis Ac10の低温環境適応における低温誘導性内膜タンパク質(Ald、AtoS、DegP、FtsY、MreB、PspA、SdhA、SurA)の生理的役割を解析するために、それぞれの遺伝子破壊株を作製し、4°Cと18°Cでの生育速度への影響を解析した。その結果、ftsY遺伝子破壊株とsdhA遺伝子破壊株は培養温度に関係なく生育速度が低下することが見いだされた。

一方、pspA遺伝子破壊株とmreB遺伝子破壊株は、低温での生育能が低下したことから、PspAによる細胞膜の安定化、およびMreBの関与する細胞分裂、細胞骨格形成が、本菌の低温での生育に重要であることが示唆された。2.S.livingstonensis Ac10は、高度不飽和脂肪酸の1種であるエイコサペンタエン酸(EPA)を低温誘導的に生産する。EPAは全脂肪酸の約5%を占める。EPA生合成遺伝子を破壊したとき、低温での生育速度が顕著に低下し、異常に伸長した菌体が形成されたことから、低温での生育や細胞分裂にEPAが重要な役割を担っていると考えられる。低温誘導性内膜タンパク質として同定されたPspAとMreBについて、EPAとの相互作用を解析した。各遺伝子を高発現するベクター(pJRDpspA、pJRDmreB)をEPA欠損株に導入することで、EPA欠損株の低温での生育障害におよぼす影響について解析した。その結果、pspA高発現プラスミドを導入することでEPA欠損株の低温での生育速度が向上し伸長した菌体の形成が抑制されることがわかった。以上の結果から、EPAの欠損は、PspAの生産量、もしくは細胞膜における安定性などの機能発現に影響しているものと考えられた。
近赤外分光法を用いた中枢神経系虚血の定量的評価に関する研究

本研究の目的は「手術による中枢神経系の虚血を迅速かつ正確に把握し、虚血による組織障害を回避する。」事であり、この目的に従い以下の二つの実験計画を遂行した。(1):中枢神経系(特に脊髄)の術中虚血を迅速、かつ正確に把握するための、近赤外分光法を用いた脊髄虚血モニターの開発。(2):(1)で開発した脊髄虚血モニターの定量性を検証するため、薬剤投与による脊髄虚血保護モデルの作成。【(1)近赤外分光法を用いた脊髄虚血モニターの開発】(1)ウサギ脊髄虚血モデルを用いて近赤外分光法にて脊髄組織酸素動態を計測した。(2)近赤外分光法による脊髄組織酸素動態計測用の硬膜外腔ファイバーを開発した。(3)硬膜外腔用ファイバーは、2束の送受光用プラスティックファイバーを被覆し、直径を最大2Frとし、硬膜外腔穿刺針を容易に通過可能なものとした。(4)イヌ脊髄虚血モデルを用いて脊髄組織単独の酸素動態を計測した。【(2)薬剤投与による脊髄虚血保護モデルの作成】(1)で開発した装置のfeasibilityの確認と同時に、脊髄虚血保護実験の虚血モニターとしての利用価値を評価すべく、脊髄虚血保護実験モデルを作成した。(1)ウサギの腹部大動脈を遮断し、脊髄虚血による対麻痺の発生を確認(3)病理学的に本薬剤の保護効果を判定し有効性を証明した(4)以上の実験で制作した、脊髄虚血保護実験モデルを用い、前記モニター装置で大動脈遮断中の脊髄虚血の均一性を、現在実験中である。「脊髄虚血の定量的評価」を主テーマとして、本年度は以下の二つの研究を実施した。1.近赤外分光法により脊髄組織酸素動態計測用の硬膜外腔ファイバーと近赤外光発生装置を開発した。これらの特徴は下記の通り。(1)805nmと685nmの2波長の近赤外光を交互にパルス点灯し、組織照射用ファイバーを1系列とすることができた。(2)波長安定化回路を内蔵し、計測中の波長のズレを防止した。(3)近赤外光発生装置は光送出口を汎用のものとし、他の生体組織等の計測も可能となるよう工夫した。Blood Laser AnalyZERを略しBLAZERと命名した。(4)硬膜外腔用ファイバーは、2束の送受光用プラスティックファイバーを被覆し各々約60度の導入出角を有するように先端を加工した。(5)硬膜外腔用ファイバーの直径を最大0.84mmとし、臨床で使用される硬膜外腔カテーテルよりも細径となった。2.上記BLAZERと硬膜外腔用ファイバーを2頭のイヌを用いて実験使用した。(1)硬膜外腔用ファイバーは経皮穿刺法で容易に硬膜外腔へ挿入できることが確認された。(2)挿入後の送受光部の向きや位置を調節することは困難であった。(3)低換気によるイヌの全身の低酸素状態によく追従し、組織中の還元型ヘモグロビンの上昇が観察された。(4)胸部下行大動脈遮断でも脊髄組織中の還元型ヘモグロビンの上昇が観察された。(5)BLAZERは、脊髄に刺入した組織酸素分圧モニターの計測値と平行して変動した。1.近赤外分光法による脊髄組織酸素動態計測用の硬膜外腔ファイバーの新型を開発した。(1)広く臨床応用され,市販されている肺動脈内血液酸素飽和度測定装置に接続可能な,脊髄組織酸素動態計測用の硬膜外腔ファイバーの新型を開発した。(2)硬膜外腔用ファイバーは.2束の送受光用プラスティックファイバーを被覆し各々約45度の導入

出角を有するように先端を加工した。(3)硬膜外腔用ファイバーの直径を最大2Fr(直径約0.7mm)とし、臨床で使用される硬膜外腔カテーテルよりも細径となった。(4)近赤外光発生装置は光送出口を汎用のものとし、他の生体組織等の計測も可能となるよう工夫した。(5)水中での市販の肺動脈内血液酸素飽和度測定装置のレーザー光の深達度は0.5cm以上に達する事を実験で確認した.次に,本研究で開発した装置のfeasibilityの確認と同時に,脊髄虚血保護実験の虚血モニターとしての利用価値を評価すべく,脊髄虚血保護実験モデルを作成した.具体的には,(1)ウサギの腹部大動脈を遮断し,脊髄虚血による対麻痺の発生を確認(3)病理学的に本薬剤の保護効果を判定し有効性を証明した(4)以上の実験で制作した,脊髄虚血保護実験モデルを用い,前記モニター装置で大動脈遮断中の脊髄虚血の均一性を,現在実験中である.
発生における、細胞系譜の成立と系譜間相互作用の意義

個体発生の研究をもとに、生命現象の仕組みを理解することは、それ自体重要であると同時に、生命科学の進展と、延いては人類の福祉に大きく寄与することが期待される。そのためには、新たな発想に基づく研究対象の選定と、適した研究組織による統合された取組みが必要である。本課題は、動物の発生理解の根抵にある「細胞系譜」の派生と、その維持機構を対象とし、始原生殖細胞,血球母細胞,神経堤細胞等の"移動能"に着目し、研究推進を図る。調査研究の経過:昭和61年7月10日(名古屋)、第1回幹事会。本課題に関する国内・外の研究状況を調査。細胞系譜という概念の新しさ故に当該研究の希少を確認。昭和61年7月11日(名古屋)、当班の医科系研究者による連絡会議。昭和61年89月、持回り幹事会。全体会議へ向けた方針の取りまとめ。昭和61年9月17日(熊本)、第1次全体会議。細胞系譜の派生・維持の機構を第一義的に研究する体制を組織するには、現在の国内の研究状況では少し時期尚早、との修正意見が賛同を集め、これを検討課題とした。昭和61年12月62年1月、持回り幹事会。將来計画の一部見直しと、研究メンバー再編の必要性とを連絡・確認。新構成員による全体会議開催決定。昭和62年2月28日(熊本)、第2次全体会議。新構成員の意見も徴し、胚期に移動する細胞群を研究対象として選ぶべきことを確認。これより前、昭和62年2月6日に、代表者が高知医科大学へ赴き調査。細胞表面機能と細胞運動との関連についての研究強化を、内海耕慥教授と打合わせた。以上の一連の活動の結果、統一的研究主題を、移住、ないし引越しをする細胞の細胞系譜の派生・維持の機構と、移住特性、との解明におき、柔軟,堅実で強力な研究組織づくりを進め、重点領域研究の策定を行なうこととした。(註:別途に本・記録を作成)。
長寿命固体酸化物燃料電池作製のためのケイ素フリー耐熱性ガスシール技術開発

酸化ジルコニウムを分散させたアルミニウム中間層を用いた液相酸化接合によって、固体酸化物燃料電池構成部材のイットリア安定化ジルコニアとステンレス合金の間に酸化アルミニウムと酸化ジルコニウムの複合層を生成させることで,高い酸素ガスシール性と優れた耐熱サイクル性を有するシールを形成することに成功した。また、酸化ニッケルを分散させたアルミニウム中間層を用いた液相酸化接合によっても接合部の耐熱サイクル性を向上させた。本研究では,固体酸化物燃料電池(SOFC)の耐久性を向上させるために,ケイ素を含むガラスシールに代わる,ケイ素フリーの新しい高温用ガスシール技術を提供することを目的としている。SOFCの構成部材にケイ素を含む材料を用いると,構成部材から揮発する極微量のSi(OH)_4(g)などが燃料極に輸送され,燃料極でSiO_2(s)を形成し,これによりSOFCの性能が低下することが指摘された。そこで,本研究では,ケイ素フリーの新しい高温用ガスシール技術として,我々が開発したアルミニウムの酸化を利用した液相酸化接合技術をSOFC構成部材の接合に適用し,接合部のガスシール性評価と耐熱性評価を行う。YSZ焼結体(円盤状)両端にPt電極を付け,YSZ焼結体上面の縁にAlを蒸着した。赤外線イメージ炉を用いた加熱により,YSZ焼結体と耐熱合金パイプ(一端閉管)を液相酸化接合し,ガスシールを行った。さらに,YSZ焼結体両端に付けたPt電極に電圧をかけることにより,耐熱合金パイプ内の酸素を取り除いた。このときにYSZ焼結体を流れる電流の定常値より,酸素ガスシール性を評価した。本年度の研究により、従来研究代表者が行っていた1200°Cよりも低温の1000°Cの接合条件においても,酸素ガスシール性に優れたガスシール部の形成に成功した。また、接合部への酸素供給は界面に垂直な方向にではなく,界面に沿ってなされることを実験的に証明した。本研究は,固体酸化物燃料電池(SOFC)の耐久性を向上させるために,ケイ素を含むガラスシールに代わる,ケイ素フリーの新しい高温用ガスシール技術を提供することを目的としている。そこで,本研究では,ケイ素フリーの新しい高温用ガスシール技術として,我々が開発したアルミニウムの酸化を利用した液相酸化接合技術をSOFC構成部材の接合に適用し,接合部のガスシール性評価と耐熱性評価を行った。アルミニウム中間層を用いた液相酸化接合では、SOFC構成部材のイットリア安定化ジルコニア(YSZ)とステンレス合金の間に酸化アルミニウムからなる接合部を生成させることで,高い酸素ガスシール性と耐酸化性を有するシールができることを明らかにした。また、酸化ジルコニウムを分散させたアルミニウム中間層を用いた液相酸化接合でも、高い酸素ガスシール性を有するシールができることを明らかにした。この接合で形成される中間層は酸化アルミニウム中に酸化ジルコニウムが分散されているため、熱膨張率の不一致が緩和されていることが期待される。さらに、酸化ニッケルを分散させたアルミニウム中間層を用いた液相酸化接合も行った。この接合で形成される中間層は酸化アルミニウム中に熱膨張率の高いニッケルが分散していると考えられる。本研究では,固体酸化物燃料電池(SOFC)の耐久性を向上させるために,ケイ素を含むガラスシールに代わる,ケイ素フリーの新しい高温用ガスシール技術を提供した。一般に高温用ガスシールにはガラスや雲母などケイ素を含むものが用いられる。しかし,SOFCの構成部材にケイ素を含む材料を用いると,構成部材から揮発する極微量のSi(OH)4(g)などが燃料極に輸送され,燃料極でSiO2(s)を形成し,これによりSOFCの性能が低下することが指摘された。そこで,ケイ素フリーの新しい高温用ガスシール技術として,我々が開発したアルミニウムの酸化を利用した液相酸化接合技術をSOFC構成部材の接合に適用し,接合部のガスシール性評価と耐熱性評価を行った。酸化ジルコニウムを分散させたアルミニウム中間層を用いた液相酸化接合によって、SOFC構成部材のイットリア安定化ジルコニア(YSZ)とステンレス合金の間に酸化アルミニウムと酸化ジルコニウムからなる接合部を生成させることで,高い酸素ガスシール性と高温耐酸化性に加え,耐熱サイクル性を有するシールを形成することに成功した。また、酸化ニッケルを分散させたアルミニウム中間層を用いた液相酸化接合によっても、接合部の耐熱サイクル性を向上させた。これらは,第2相を分散されることによって,酸化アルミニウムで構成される接合部とYSZやステンレス合金との熱膨張率の不一致を緩和したためであると考えられる。当初の目的通りに、ケイ素フリーの新しい高温用ガスシール技術として,我々が開発したアルミニウムの酸化を利用した液相酸化接合技術をSOFC構成部材の接合に適用し,接合部のガスシール性評価と耐熱性評価を行った。

まず、アルミニウム中間層により、SOFC構成部材のイットリア安定化ジルコニア(YSZ)とステンレス合金を接合することにより、高い酸素ガスシール性と耐酸化性を有するシールができることを明らかにした。次に、酸化アルミニウムで構成される接合部とYSZやステンレス合金との熱膨張率の不一致を緩和するために、酸化ジルコニウムを分散させたアルミニウム中間層による接合も行い、この接合が高い酸素ガスシール性を有していることを明らかにした。さらには、接合部と構成部材との熱膨張率を一致させることを目的に、酸化ニッケルを分散させたアルミニウム中間層による接合も行い、接合過程における酸化ニッケルの還元とアルミニウムの酸化により、ニッケルを分散させた酸化アルミニウムからなる接合部を形成させることにも取り組んでいる。したがって、当初の計画通りに順調に進展していると言える。24年度が最終年度であるため、記入しない。接合部と構成部材との熱膨張率の不一致を抑制するために、酸化ジルコニウムを分散させたアルミニウム中間層によるイットリア安定化ジルコニア(YSZ)とステンレス合金の液相酸化接合も行い、この接合に対する耐熱サイクル性の評価を行う。また、接合部と構成部材との熱膨張率を一致させることを目的に、酸化ニッケルを分散させたアルミニウム中間層によるYSZとステンレス合金の液相酸化接合も行い、熱膨張率の高いニッケルを分散させた酸化アルミニウムからなる接合部を形成させることも行う。
新規量子スピン系物質の開発研究

新規量子スピン系物質の開発研究として、平成19年度は以下のような成果があった。(2)ハニカム構造を持つβ-Mn_2V_2O_7の良質単結晶育成に成功。育成した単結晶を用いて、この物質が広い温度履歴を持つα-β構造相転移を示すこと、低温α相は20Kで反強磁性転移を示し、Mn^<2+>スピンはハニカム層内で[110]方向を向いていることを明らかにした。(3)マリチフェロイクスで注目されているNi_3V_2O_8の単結晶をフラックス法で育成し、開放系と閉じた系での育成では結晶の形態が異なることを明らかにした。(4)β-Cu_2V_2O_7の単結晶を育成し、この物質がネール温度26Kの擬1次元反強磁性体であること、Cu^<2+>のスピンは1次元鎖に垂直なc軸方向を向いていること、常磁性状態でも大きな磁気異方性を持つことなどを明らかにした。(1)擬1次元磁性体SrCo_2V_2O_8における二つの磁気相転移の発見。擬1次元磁性体SrCo_2V_2O_8の単結晶を育成し、磁化率、磁化、比熱の測定により、この物質はキャントスピン構造を持つ反強磁性体で、5Kと3Kで磁気相転移を示すことを見出した。このスピン構造は対称中心のない結晶構造に由来し、5Kでジャロシンスキー・守谷相互作用によるキャントスピン構造を持つ反強磁性転移を示し、3Kでは異なるキャント角を持った反強磁性転移を示す。このことは、同じ構造を持つが対称中心があるBaCo_2V_20_8の磁性との違いをよく説明する。両物質とも、磁場誘起磁気秩序-無秩序転移を示す。(2)新擬1次元磁性体BaMn_2V_2O_8の発見。スピン5/2の擬1次元磁性体BaMn_2V_2O_8を新たに合成し、その磁性を調べた結果、この物質は、35Kという関連物質では相対的に高い温度で、キャントスピン構造を持つ反強磁性転移を示す。一連の関連物質AM_2V_2O_8(A=Ba, M=Cu, Co, Mn)の性質について検討し、スピン量子数が大きくなるとスピン揺動が抑えられ、より高い温度で長距離磁気秩序を示すようになることを明らかにした。3元系PbO-CoO-V_2O_5の相図の研究から、新しい物質PbCo_2V_2O_8を見出し、その結晶構造は正方晶で、c軸方向に回転スピン鎖を持つ量子スピン系物質であることを明らかにした。磁化および比熱測定から、この物質がネール温度4Kのキャントスピン構造を持つ反強磁性体で、磁場下では、通常のスピンフロップ現象ではなく、磁場誘起磁気秩序-無秩序転移を示すことを見出した。この現象は、同構造を持つBaCo_2V_2O_8やSrCo_2V_2O_8においても観測されていて、一般式ACo_2V_2O_8を持つスピン3/2の擬1次元磁性体に共通の性質であることを明らかにした。
拮抗筋条件収縮における筋出力発揮増強の効果

本研究は,ヒトにおいて効果的な筋出力増強の手段として,拮抗筋条件収縮のメカニズム及び臨床への応用の検討を目的とした.健常者において,拮抗筋条件収縮により,主動筋の筋出力や力の発揮勾配,筋活動電位の立ち上がりが向上することが明らかとなった.また,神経的要因が拮抗筋条件収縮後の主動筋活動増強に影響を与えていることがH波や筋電図から示唆された.そして,健常者において立位での拮抗筋条件収縮による筋出力増強が見られた.本研究は、ヒトにおいて効果的な筋出力増強の手段として拮抗筋条件収縮のメカニズム及び臨床への応用の検討を目的としている.平成24年度は,健常者における拮抗筋条件収縮を用いた筋出力増強に関する臨床的検証を行った.立位での底屈動作において,拮抗筋条件収縮を行わせた場合,ジャンプ動作,コントロールの3つを比較した結果,ジャンプ動作だけでなく拮抗筋条件収縮を行うことにより,底屈時の腓腹筋の神経的な要因の増加が認められた.また,伸張反射を伴うジャンプ動作との比較から,拮抗筋条件収縮による神経的な要因の増強は伸張反射とは異なる要因による可能性が示唆された.また,立位において加重状態での増強が認められたことから,臨床的応用への基礎的な資料になりうると考えられる.本研究は、ヒトにおいて効果的な筋出力増強の手段として,拮抗筋条件収縮のメカニズム及び臨床への応用の検討を目的としてきた.平成25年度は,健常者における拮抗筋条件収縮を用いた筋出力増強に関する臨床的検証の結果を,18th European College of Sport Scienceにおいて「Potentiation of electromyographic activities of the plantar flexor by antagonist conditioningcontraction and jump」というタイトルで口頭発表した.また,臨床研究の結果は日本スポーツリハビリテーション学会誌に「拮抗筋条件収縮および跳躍動作における足関節底屈時の筋活動の増強」というタイトルで掲載された.そして,平成23年度からこれまでの研究発表や実験データをまとめ,複数の論文作成を行なっており,様々な学会誌に投稿予定である.しかしながら,所属大学の変更等により,マヒ患者などに対する実験データの採取が難しい状況となった.これまでの研究から,拮抗筋条件収縮による神経的要因の促通により,主動筋の筋出力や力の発揮勾配が向上することを明らかにしてきた.また,誘発筋電図によりヒラメ筋H波の振幅の増加が見られたことからも,神経的要因が拮抗筋条件収縮後の主動筋活動増強に影響を与えていることが示唆された.そして,その神経的要因は伸張反射とは異なる要因であることが本研究から示唆された.つまり,拮抗筋条件収縮の主動筋促通は,先行研究などで言われているゴルジ腱器官の影響によるものであることが考えられた.今後は筋出力増強の神経的要因の解明を行い,拮抗筋条件収縮の促通メカニズムの解明を行うとともに,さらなる臨床的研究を行い,リハビリテーションやスポーツ場面での応用に向けていく予定である.本研究は,ヒトにおいて効果的な筋出力増強の手段として,拮抗筋条件収縮のメカニズム及び臨床への応用の検討を目的とした.健常者において,拮抗筋条件収縮により,主動筋の筋出力や力の発揮勾配,筋活動電位の立ち上がりが向上することが明らかとなった.また,神経的要因が拮抗筋条件収縮後の主動筋活動増強に影響を与えていることがH波や筋電図から示唆された.そして,健常者において立位での拮抗筋条件収縮による筋出力増強が見られた.本研究は、ヒトにおいて効果的な筋出力増強の手段として拮抗筋条件収縮のメカニズム及びそのプロトコルの開発を行い、マヒ患者へのリハビリテーションの効果に関して明らかにすることを目的としている.平成23年度は研究計画に従い,健常者における拮抗筋条件収縮での筋出力増強に関する神経生理学的検証を行った.その結果,拮抗筋条件収縮における筋出力,特に力の立ち上がりの増加は神経的要因の影響によることが示唆された.また,誘発筋電図を用いてH波の測定を行ったところ,ヒラメ筋H波の振幅の増加が見られ,このことからも拮抗筋条件収縮後の主動筋活動増強に神経的要因が影響を与えていることが示唆された.これまで,拮抗筋収縮後の主動筋活動増強は筋の弾性エネルギーの影響などが主動筋活動増強の根拠として考えられてきた.また一方で,マヒ患者等への促通手技としても拮抗筋条件収縮は行われ,神経生理学的な観点から筋出力の増強があると考えられてきた.本研究の結果から,反動動作を用いずに拮抗筋条件収縮を行った場合でも主動筋活動増強の効果が得られたことから,リハビリテーション等でのマヒ患者の筋力回復や筋の再学習のために有効な基礎的資料となり得ると考えられた.また,神経的要因による増強を明らかにしたことの意義は大きいと思われる.平成23年度の研究結果は,「拮抗筋条件収縮による主動筋活動増強」という題目で第24回日本トレーニング科学学会において発表を行った.また,平成24年7月に17th European College of Sport Scienceにおいて「Potentiation of agonist muscleactivitiesby antagonist conditioning contraction」という題目で発表する予定である.現在論文作成を行いながら,7月の発表の後,学会誌に投稿予定である.本研究の目的は,拮抗筋条件収縮のメカニズムの解明,健常者およびマヒ患者での効果の検証,リハビリテーションやスポーツ選手のパフォーマンス向上など臨床への応用である.平成23年度は足関節底背屈動作において筋出力,筋活動電位,誘発筋電図によるH波の解析を行った.

その結果から,健常者での誘発筋電図の波形パターンや神経的要因の促通動態を観察することができた.また,健常者での神経的要因の観察も行うことができ,健常者における拮抗筋条件収縮パターンの文献的考察による構築も含め達成度はおおむね順調である.平成24年度は拮抗筋条件収縮の臨床への応用を目的としたデータ測定を行い,健常者における立位動作による拮抗筋条件収縮の効果を神経学的観点から解析した.その結果,拮抗筋条件収縮での神経的要因での増強が示唆され,臨床への応用の可能性を示すことができ,実験計画における達成度は満たしていると考えられる.平成25年度はマヒ患者での測定を行い,拮抗筋条件収縮による促通効果の検討やリハビリへの応用を検討していくとともに,スポーツ選手での測定を行い,パフォーマンスの向上や動きの変化,神経的要因の改善や向上に関するデータを取る予定である.現在までのところ,健常者での臨床的データまで検証することが出来ており,研究の進捗状況は概ね順調であると考えられる.研究計画では,平成23年度は健常者における拮抗筋条件収縮パターンの構築であった.しかしながら文献調査等を進めていくうちに,神経生理学的観点から最大努力での拮抗筋収縮を行うこと,拮抗筋収縮を伸筋で行うこと,ゴルジ腱器官のIb抑制を考えて,拮抗筋収縮は1秒までが効果的であることが明らかとなった.そのため,拮抗筋条件収縮の構築は,拮抗筋収縮は伸筋が行うこと,拮抗筋収縮は最大努力で行うこと,拮抗筋収縮は1秒までとすることの3つがより効果的に主動筋活動増強を導く拮抗筋収縮パターンであると考えられた.上記の内容をふまえた実験計画において,足関節底背屈動作において筋出力,筋活動電位,誘発筋電図によるH波の解析を行った.その結果から,健常者での誘発筋電図の波形パターンや神経的要因の促通動態を観察することができた.また,平成24年度分の計画であった健常者での神経的要因の観察も行うことができ,健常者における拮抗筋条件収縮パターンの文献的考察による構築も含め達成度はおおむね順調であると考えられる.平成23年度では健常者における拮抗筋条件収縮による主動筋活動増強の神経的要因の一端を明らかにしてきた.平成24年度は拮抗筋条件収縮の臨床的効果を神経的要因から検討した.平成24年度から勤務校が変わったため,マヒ患者確保の困難や実験設備の不足から,研究計画を変更し健常者における拮抗筋条件収縮の臨床での応用を一般人やスポーツ選手を中心に行なう予定である.前任校と連絡を取り合い,マヒ患者での測定も行えるように調整していく予定である.一般の健常者の臨床的データは採取できたため,今後はスポーツ選手を対象とした拮抗筋収縮による筋出力増強の即時的効果を,ウエイトトレーニングなど通じて行なっていく予定である.被験者は他の共同研究先の国士舘大学の体育会系学生を対象とする.それらの結果を国内外の学会で発表するとともに,論文作成を行い海外の学会誌に投稿していく予定である.
石炭火力発電所および自動車からの廃材の建設材料としての再利用

産業副産物は環境汚染の元になる場合が多い。これらからフライアッシュ,シンダーアッシュや高炉スラグおよびタイヤ廃材を選び,コンクリート用の置換材としての利用可能性を検討した。実験・研究は次の4つからなる。1)乾燥地に使われるフライアッシュコンクリートに及ぼす高塩分水の影響ここではFAを用いたコンクリートの耐硫酸塩性を力学的特性から検討した。供試体形状が実験結果に影響すること,FAコンクリートは普通コンクリートより著しく耐硫酸塩性に優れていること,長期強度から見てFA30%置換率が最適であること,塩水中でポゾラン反応が増幅されることが分かった。2)セメント置換材としての微粉砕シンダーアッシュのポゾラン反応の評価未分級シンダーアッシュを微粉砕すると,ポゾラン反応が大きく改善され,長期強度が大きくなる。この場合のCA最適置換率は20%である。3)セメント置換材としてのフライアッシュと微粉砕高炉スラグの最適使用量FAと微粉砕BFSを一種にコンクリート混和材として用いたとき,各種混合割合を検討し,強度発現とXDTおよびSEMで水和生成物を同定してみた。普通セメント50%,FA25%,BFS25%が強度発現から見ると最適混合割合であることが分かった。FAは曲げ強度に,BFSは圧縮強度に効果がある。BFSのポゾラン反応はFAよりも早期に発揮され,微粉砕したBFSはFAよりもコンシステンシーによい効果を持ち緻密なコンクリートにすることが分かった。4)細骨材用置換材としてのタイヤチップを用いたコンクリートの特性ここではタイヤチップを細骨材としてコンクリートに10,20,30%混入した場合の耐久性,衝撃抵抗性,耐火性および力学特性を検討した。3つの混入率のコンクリートともすぐれた耐火性,衝撃抵抗性を示したが,最適混入率は10%であることが分かった。理由は混入率が高くなると高温時にガスを多く発生して膨脹し強度低下を示すと共に,より多くの空隙を形成するため十分な強度が得られないことが分かった。
ロシア・旧ソ連文化におけるメロドラマ的想像力の総合的研究

本研究は、ロマン主義文学以降現在までのロシア・旧ソ連文化におけるジャンルを横断した包括的・総合的なメロドラマ研究を行う。ジャンル班(文学)/ジャンル班(文学以外)/テーマ班の三班に大きくわかれ、相互に協力しながら研究を進める。ジャンル班(文学)はロシア・旧ソ連文学におけるメロドラマ的想像力を時代区分に従って研究する。ジャンル班(文学以外)は演劇、バレエ、オペラ・オペレッタ、映画、商業文化からなり、専門の研究者が19世紀から現代までカバーする。以上に加えてジャンル横断的に研究するテーマ班(「革命とメロドラマ」「ソ連期から現代のメロドラマ」)を設け、多角的に分析する。
都市環境パラダイムの構築と市民参加

I企業城下町ないしそれと共通する特性をもつ地域社会を事例としてとり上げ、企業=行政=住民=環境の相互関係を具体的に記述し、各地域での問題解決への努力を通じて、都市と環境との望ましい関係のあり方を探求しようと考えているが、現在未完結の階段における中間考察を試みたい。II事例=対象地域社会としたのは、企業城下町4市(室蘭・釜石・北九州・水俣)と、巨大施設基地2地域(六ケ所村、嘉平納町)である。企業城下町4市中、3市は新日鉄の鉄鋼都市だが、水俣市とチッソとの関係は、例えば釜石や北九州の場合とは大きく異る。水俣市については20年前に、市民意識調査を実施したことがあり、それと比較するために、再度、意識調査を試みた。III企業城下町はすべて深刻な公害問題を経験した。その反省の上に、再生の道を歩み出しているが、(1)公害のきびしさが反省のきびしさ、広がりを規定し、市民参加方式による環境モデル都市づくりが現実化している。(2)釜石の事例は、かつて8000人の製鉄従業が、実質300人にまで減少、市人口も10万が5万になるという変動の中で、日本的経営のメリットを活かして地域社会へのダメジを最小限に抑えることに成功している。(3)六ケ所、嘉平納では立地機関が国家・国際的スケールで市民参加の手に余り、マスメディアを含む対応の再構築が不可避、(4)最近企業レベルで普及中の「ISO」実用化の、自治体版を早速に構築すべきである。平成7年度は研究費が第2次配分で年末近くに交付決定を見たので、時間のゆとりがなかったが、おゝむね当初予定の通りに目的を達したと考えている。(1)各分担研究者によるボーリング的調査としては、予定通り6地域を対象としてとり上げた。それは室蘭市、六ケ所村、釜石市、北九州市、水俣市、嘉手納町である。これらはいずれも現代日本の地域社会のあり方の問題性を、それぞれに集約して体現している典型的な市町村であり、その予備的なサーベイによって、多くの理論的かつ実践的な知見を得ることができた。(2)期せずして室蘭、釜石、北九州は、新日鉄工場が立地していた、いわゆる企業域下町であって、その中核企業が弱体化するに対応して、地域社会がどうその運命に取り組むか、という問題がテーマであり、そこからは企業の社会的責任のあり方が問われている。3都市それぞれに、実に真剣な取り組みが見られ、高い評価が与えられてよい。(3)他の3地域では、核燃施設、水俣病、基地と、地域社会の最大の問題をめぐって生活過程が展開している。これらの打開なくして、日本の都市的様式は安全たりえない。特殊現代的なア-バニズムの焦点があることが認識される。15EA05:(4)年度末に全点研究会をもち、8年度のスケジュールについて一応合意に達したが、具体的には新年度をまってつめて参りたい。企業城下町ないし、それと共通する特性をもつ地域社会を例として、地域社会と環境との関係を具体的に記述し、各地域での問題解決への努力を通じて、都市と環境との望ましい関係のあり方を探求しようと、研究を続けてきたが、まだ完結していない現時点での中間総括を試みたい。具体的に対象としたのは、いわゆる企業城下町4市(室蘭・釜石・北九州・水俣)と巨大施設基地=地域(六ヶ所村・嘉手納町)であり、4市中では期せずして3市が新日鉄の鉄鋼都市であった。水俣市は20年前に別途市民意識調査を実施したので、同一質問を多用して、変化をたどることを目指した。以上の研究経過から集約されてきた論点を4点にしぼって摘記しておこう。(1)企業城下町はすべてきびしい公害問題を経験してきた。それぞれ、その反省の上に再生の道を歩もうとしているが、公害のきびしさが反省のきびしさ・広がりを規定し、北九州でも水俣でも市民参加による環境モデル都市づくりが現実化している。

(2)釜石の事例は、かって8千を数えた製鉄所従業員が実賃3百に減少し、市人口も10万から5万に半減するなかで、日本的経営のメリットが生かされ、地域経済へのダメジを最小限に抑えることに成功している。(3)しかし六ヶ所・嘉手納では立地機関が国家的国際的スケールで、市民参加の手に負えず、マス・メディアを含む対応の再構築が不可避である。(4)最近急速に普及しているISO実用化は、21世紀には企業だけでなく家庭や諸機関を含め、自治体にかんしても同じ発想で普及されるべきである。
アンビエントイオン化イオンモビリティ法によるカビ発生早期検知技術の新展開

大気圧DARTイオン化質量分析法による真菌(カビ)の揮発性代謝物質のオンサイト分析法を確立した。Penicillium paneum、Fusarium solani等の古墳で見つかった4種のカビの分生子を土壌に似た貧栄養培地でin vitroで培養し、pptppbの低濃度の揮発性カビ代謝物質を固相マイクロ抽出DART高分解能質量分析法により同定した。P. paneumの揮発性代謝成分の質量スペクトルには、特徴的なcaryophyllene等のプロトン付加分子及びヒドリドイオン脱離分子が観測された。本研究により、DARTイオン化法がカビ代謝物質のオンサイト検出に有効であることがわかった。古墳などの文化財が微生物の繁殖によって損傷していることが問題となっている。本研究では、カビから発生するニオイ物質を、大気圧条件下で処理無し、または簡便な前処理だけで計測し、カビの存在を早期に探知できるシステムを開発する。アンビエントイオン化技術とイオンモビリティ技術を組み合わせて、新規な可搬型カビ臭検出の技術の確立を目指す。平成27年度は計画通り、アンビエントイオン化法の一つであるDART(Direct Analysis in Real Time)法を、カビ試料に適用する方法を次の点から検討した。DARTは、大気圧条件下でガス、液体および固体表面物質を即座にイオン化する大気圧イオン源である。まず、DARTのイオン化効率を、2種の土壌由来カビ種,Penicillium paneumおよびFusarium solaniの代謝物質のDART質量スペクトル測定により検討した。その結果、pptオーダーの微量のカビ臭物質は、DARTイオン化では強度が十分でないため、コロナ放電をアシストしたDARTイオン化法を用いるのがよいことが分かった。次に、カビの培養条件として、液体培地と寒天培地の2種を検討した。液体培地培養では、専ら、培地成分である糖分子由来のイオンを多量に生成するためスペクトル解析が難しく、寒天培地の方が適することが分かった。カビ代謝物質導入には、固相マイクロ抽出(SPME)法を検討した結果、この方法は、従来法であるペレットを用いた方法より揮発性化合物を安定して供給できることがわかった。さらにカビ種判別を行うため、多変量解析を行って検出した代謝物質とカビ種情報との相関を調査した。カビの揮発性代謝物にDARTを適用した例は今までにほとんど報告されていないが、今回の実験の結果、コロナ放電支援DARTイオン化法とイオン移動度測定装置を連結させることにより、大気圧において前処理なしでカビを検出できるということを確認できた。平成27年度は、予定どおり「極微量の分析技術開発」を行った。アンビエントイオン化法の一つであるDART(Direct Analysis in Real Time)法を、カビ試料に適用する方法を次の点から検討した。DARTは、大気圧条件下でガス、液体および固体表面物質を即座にイオン化する大気圧イオン源であり、サンプル前処理を必要としない開放系におけるイオン化技術の一つである。カビの揮発性代謝物にDARTを適用した例は今までにほとんど報告されていないが、今回の実験の結果、コロナ放電支援DARTイオン化法とイオン移動度測定装置を連結させることにより、大気圧において前処理なしでカビ種を期待したとおり確認できる条件を確立した。古墳のような一般環境中にある文化財は、カビの繁殖による損傷のおそれがある。遺跡にある文化財の損傷を防ぐためには、カビが繁殖すると直ちに対策を講じることが求められている。我々はカビが発生するニオイ物質に着目し、ニオイ物質の高感度計測ができれば、たとえ見えないところでカビが発生しても早期発見が可能であると考えている。このような発想に基づいて、大気圧において前処理なしで操作できるアンビエントイオン化技術とイオンモビリティ技術を利用した文化財保全のためのポータブルで簡易なカビ臭検出器の開発を目指す。本挑戦的萌芽研究では、イオン移動度とアンビエントイオン源とのインターフェースのための基礎技術と、カビ臭物質のスペクトルデータからカビ種を同定するソフトウェアの構築を目的としている。平成27年度に試験したDirect Analysis in Real Time(DART)質量スペクトル装置では、感度がよくなかったこと、また、感度を向上させるためにコロナ放電をアシストさせたためスペクトルに多くの分解イオンが出現したことから、ニオイ物質を特定解析が困難であった。さらに、培養培地由来ピークが大きかったため対象とした真菌Penicillium paneumの小さなニオイ物質ピークを隠してしまうという問題点もあった。そこで平成28年度は、より感度のよい検出器と連結したDART Orbitrapシステムを構築し、土壌由来真菌の代謝物質の計測、ニオイ物質の同定に成功した。

4種の真菌の培養は、培地由来物質の影響をさけるため液体培養ではなく、寒天培地を用いたものに変えた。従来SPME-GCMS測定で検出された代謝物質だけでなく、新たに有機酸も検出することができた。さらに分子イオンの精密質量測定とMS/MS測定を行うことによりニオイ物質同定の確度を著しく向上できた。大気圧イオン化MSMS測定は奈良女子大学既設のイオントラップ型MS装置を用いた。1.アンビエントイオン化IMSであるDART-IMSのインターフェースを作成した。2.ニオイ分子の収集装置を作成した。3.DART-Orbitrapによるカビ臭データベースを作成した。研究計画書に書かれた4種の真菌のカビ臭データベースを作成できた。微生物による文化財の劣化が問題となっている。本科研費研究では、大気中で測定可能で前処理を必要としないDirect Analysis in Real Timeイオン化質量分析法(DART MS法)を適用し、カビ(真菌)の揮発性代謝物質のオンサイト分析のための新しい分析方法を開発した。古墳で検出されたカビ種、Penicillium paneumおよびFusarium solaniを分析対象とした。これらのカビの分生胞子を、土壌に似た貧栄養培地である変形型Czapek-Dox培地を液体培地または寒天培地の2種類の形体で用い、28°Cで5日間培養した。のカビ試料を用い、DARTイオン化効率に対する培地の影響を検討した。pptppbの低濃度の揮発性カビ代謝物を固相マイクロ抽出法により濃縮抽出した。イオン化効率を上げるため、DART質量スペクトル測定には、コロナ放電を備えた大気圧直接イオンソースAMR社DART-OSイオン源も用い、コロナ放電が無い場合と比較した。参照物質として市販のlimonene、geraniolおよびnerolのDART質量スペクトルも測定し、カビ試料のスペクトルと比較した。寒天培地を用いたP.paneum試料の揮発性成分の正イオンモード質量スペクトルには、m/z 203.1808とm/z 205.1963に大きなピークが観測され、これらはそれぞれプロトン付加分子[caryophyllene+H]+とヒドリドイオン脱離分子[caryophyllene-H]+によるピークであると帰属された。[Glc+Na]+もm/z 203であるが、精密質量測定のスペクトル結果より[Glc+Na]+の可能性は否定された。このことは、DART MSスペクトルには、ナトリウム付加分子が出現しないという今までの報告と一致していた。以上より、簡便なDART法を適用した分析法の開発により、caryophylleneなどのカビ代謝物質を分析できることがわかった。大気圧DARTイオン化質量分析法による真菌(カビ)の揮発性代謝物質のオンサイト分析法を確立した。
幼児・児童誘拐防止の教育プログラムの開発

本研究は1988年から1989年にかけて、首都圏で発生した幼女連続誘拐殺人事件に動機づけられ、幼児や児童の誘拐防止のための対策を講じるために企画されたものである。誘拐先進国のアメリカでは1980年前後から、従来の身代金要求を目的とする営利誘拐から子どもの性的加害・虐待を伴う誘拐・殺害へと変化しているが、上述の幼女連続誘拐殺人事件はアメリカでの状況と極めて類似している。しかも子どもの誘拐問題に関する研究がわが国で全く存在していない今日、子どもの生命を救うための防止が緊急の課題である。そこで幼児及び小学校低学年児を対象とする実践的なプログラムを開発し、作成することが研究の主な目的である。われわれは主にアメリかの研究文献ならびにわが国の誘拐事件の特質を調査・検討した結果、アニメ-ション・ビデオを作成し、誘拐の典型例を抽出し、それへの対応の仕方を学ばせることが防止の上で必要であると判断した。アニメ-ション・ビデオによる防止法はわが国ではじめての作品であり、外国でもあまり例がない。幸い、このアイデアの実現を民間企業の協力により具体化することができた。その結果、多くの幼稚園.保育所.小学校.家庭等で視聴され、防止教材として活用されている。さらに学術用、研究用として大学での講義や講演会等で使用するための研究用ビデオも作成した。この中では誘拐の手口、特徴、防止の方法、配慮等について、主に教師、親、一般人向けに平易な解説を加えたビデオが作成された。なお本研究の目的の一つに、ビデオ視聴前と後で子どもにどのような行動の変化が生起するか、に関する問題は、現在、実験を継続中であり、論文としてまとめられていない。しかし本研究を進める中で、小学校中・高学年用のアニメ-ション・ビデオの作成の必要性を痛感した。