hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナノアブレージョンによる硬脆材料の超精密仕上げ加工に関する研究

本研究は,硬脆材料の超精密加工における加工精度を格段に向上させるために,最終的な修正仕上げの加工法として考案した,微細砥粒を水に混合した加工液を加工面に高速噴射させてnmオーダの極微小加工を行う,「ナノアブレージョン」の基本的特性を明らかにするとともに,修正仕上げ加工への適用の可能性を検討することを目的として行った.加工装置は,加工チャンバ内でワークをNC制御X-Yテーブル上に保持し,加工液をスクリューポンプにより加圧し,ノズルよりワーク面に噴射するものである.ワーク材料は光学ガラスとシリコン単結晶を用いた.砥粒としてWA微細砥粒とシリカ超微粒子を用いた.まず,ノズルを静止させた状態で,各種条件を変化させて加工実験を行った.単位時間加工痕の外形は,噴射角が90°の場合は円形であるが,その他の場合は噴射方向に長径をもつ楕円形であった.加工痕の長軸方向断面形状は,左右非対称なV型をしており,一方,短軸方向断面形状は,左右対称なV形とW形の2種類があった.加工痕深さおよび表面粗さは砥粒径および噴射圧力の増大とともに増加する傾向にあったが,低噴射圧力もしくは微細砥粒では,1時間当りの加工深さが数μm以下で,表面粗さ数nmの鏡面が得られ,超精密仕上げ加工の可能性が見出された.次に,形状修正加工への適用の可能性を検討した.形状修正加工に適用するには,加工領域が円形となる噴射角90°がよいのだが,加工痕断面形状がW形となり問題であった.そこで,これを解決するために,ワークを円運動させて加工する方法を考案した.まず,シミュレーションにより円運動の最適半径を求め,それに基づいて実験を行ったところ,ほぼ軸対称のUV形の断面形状が得られることが分かった.以上のことから,本加工法が硬脆材料の超精密加工面の修正仕上げ加工に適用できるものと考えられる.本研究は,硬脆材料の超精密加工における加工精度を格段に向上させるために,最終的な修正仕上げの加工法として考案した,微細砥粒を水に混合した加工液を加工面に高速噴射させてnmオーダの極微小加工を行う,「ナノアブレージョン」の基本的特性を明らかにするとともに,修正仕上げ加工への適用の可能性を検討することを目的として行った.加工装置は,加工チャンバ内でワークをNC制御X-Yテーブル上に保持し,加工液をスクリューポンプにより加圧し,ノズルよりワーク面に噴射するものである.ワーク材料は光学ガラスとシリコン単結晶を用いた.砥粒としてWA微細砥粒とシリカ超微粒子を用いた.まず,ノズルを静止させた状態で,各種条件を変化させて加工実験を行った.単位時間加工痕の外形は,噴射角が90°の場合は円形であるが,その他の場合は噴射方向に長径をもつ楕円形であった.加工痕の長軸方向断面形状は,左右非対称なV型をしており,一方,短軸方向断面形状は,左右対称なV形とW形の2種類があった.加工痕深さおよび表面粗さは砥粒径および噴射圧力の増大とともに増加する傾向にあったが,低噴射圧力もしくは微細砥粒では,1時間当りの加工深さが数μm以下で,表面粗さ数nmの鏡面が得られ,超精密仕上げ加工の可能性が見出された.次に,形状修正加工への適用の可能性を検討した.形状修正加工に適用するには,加工領域が円形となる噴射角90°がよいのだが,加工痕断面形状がW形となり問題であった.そこで,これを解決するために,ワークを円運動させて加工する方法を考案した.まず,シミュレーションにより円運動の最適半径を求め,それに基づいて実験を行ったところ,ほぼ軸対称のUV形の断面形状が得られることが分かった.以上のことから,本加工法が硬脆材料の超精密加工面の修正仕上げ加工に適用できるものと考えられる.(1)ナノアブレージョンの基礎実験(堀内宰,池野順一共同担当)前年度に引続き,ナノアブレージョンの基礎実験を行い,基本的な加工特性を調べた.工作物材料として,BK7,石英ガラス,単結晶Siを採用した.前年度製作完成した噴射加工装置を用いて,各種条件のもとで噴射加工実験を行い,加工痕形状,材料除去速度とその分布,および仕上げ面粗さなどについて調べた.砥粒はWA砥粒の微粒(#4000#30000)および超微粒コロイダルシリカ(粒径1020nm)を用いた.今回は,加工痕内の材料除去速度分布や仕上げ面粗さを明らかにすることに主眼をおき,工作物の走査は行わなかった.実験条件として,噴射圧力,噴射角度,噴射時間を変化させた.得られた主な結果は,噴射角が90°でない場合,加工痕形状が長円形であり材料除去速度分布が不均一で幅方向で放物線形またはW形,長手方向で逆不等辺三角形となること,噴射角が90°の場合の加工痕が軸対称円形で,断面がW形になること,砥粒径が大きく噴射圧力が高いほど材料除去速度および仕上げ面粗さが大きいこと,材料除去量は噴射時間に比例すること,材料除去速度が工作物材質,砥粒材種,噴射圧力,噴射角度などによって変化すること,などである.(2)修正仕上げ加工への適用のためのシミュレーションと予備実験(堀内宰,池野順一共同担当)修正仕上げ加工に適用するとき,噴射角が90°でない場合の非軸対称の加工痕形状では,良好な結果を得ることが困難である.そこで,噴射角90°の場合のW形

断面形状から,UV形の断面形状を得る方法について検討した.その方法として,工作物を円運動させることを考え,そのときに得られる加工痕断面形状を,コンピュータシミュレーションによって推定した.その結果、円運動の半径を適当に設定することによって,所要のUV形断面形状が得られることがわかった.実際の噴射加工実験を行ったところ同様の結果が得られ,修正仕上げ加工では,工作物またはノズルを円運動させながら走査することにより,実現できると考えられる.本研究は,硬脆材料の超精密加工における加工精度を格段に向上させるために,最終的な修正仕上げの加工法として考案した,微細砥粒を水に混合した加工液を加工面に高速噴射させてnmオーダの極微小加工を行う,「ナノアブレージョン」の基本的特性を明らかにするとともに,修正仕上げ加工への適用の可能性を検討することを目的として行った.加工装置は,加工チャンバ内でワークをNC制御X-Yテーブル上に保持し,加工液をスクリューポンプにより加圧し,ノズルよりワーク面に噴射するものである.ワーク材料は光学ガラスとシリコン単結晶を用いた.砥粒としてWA微細砥粒とシリカ超微粒子を用いた.まず,ノズルを静止させた状態で,各種条件を変化させて加工実験を行った.単位時間加工痕の外形は,噴射角が90゚の場合は円形であるが,その他の場合は噴射方向に長径をもつ楕円形であった.加工痕の長軸方向断面形状は,左右非対称なV型をしており,一方,短軸方向断面形状は,左右対称なV形とW形の2種類があった.加工痕深さおよび表面粗さは砥粒径および噴射圧力の増大とともに増加する傾向にあったが,低噴射圧力もしくは微細砥粒では,1時間当りの加工深さが数μm以下で,表面粗さ数nmの鏡面が得られ,超精密仕上げ加工の可能性が見出された.次に,形状修正加工への適用の可能性を検討した.形状修正加工に適用するには,加工領域が円形となる噴射角90゚がよいのだが,加工痕断面形状がW形となり問題であった.そこで,これを解決するために,ワークを円運動させて加工する方法を考案した.まず,シミュレーションにより円運動の最適半径を求め,それに基づいて実験を行ったところ,ほぼ軸対称のUV形の断面形状が得られることが分かった.以上のことから,本加工法が硬脆材料の超精密加工面の修正仕上げ加工に適用できるものと考えられる.
β-アルキルピロール類の実用的な革新的1段階合成法の開発

インジウム触媒の存在下,カルボニル化合物とピロール類および各種求核剤(ヒドロシラン,シリルシアニド,芳香族複素環化合物,アリールアルケン)を反応させることで,ピロール環のβ-位に様々な置換様式のアルキル基を持つβ-アルキルピロールの一段階合成の開発に成功した。本研究では当初,求電子剤に対してα-配向性を示すピロール類のβ-位に多様なアルキル基を位置選択的に1段階で導入するための実用的な新しい手法を開発することを目的とした。まず,インジウムトリフリルアミド[In(NTf_2)_3,Tf=SO_2CF_3]を触媒に用いて2-デカノンとN-メチルピロールおよびトリエチルシランを反応させたところ,N-メチルピロールのβ-位の位置選択的な2-デシル化が進行し,目的のβ-アルキル体が収率92%で得られた。ここでは,対応するα-アルキル体は全く生成しない。この実験結果を基に,基質の適用範囲について詳細に調べたところ,多様なカルボニル化合物およびピロール誘導体が利用できることがわかった。研究代表者は,この研究に先立って,カルボニル化合物の代わりにアルキンをアルキル基供給源とするピロール類のβ-アルキル化を実現していたが,カルボニル化合物の反応には,アルキンの反応では導入不可能なアルキル基をピロール環に導入できる利点があり,極めて実用的であえると言える。また,トリエチルシランのようなヒドリド求核剤の他には,シアノトリメチルシラン・2,3-ジメチルチオフェン・4-ビニルアニソールといった炭素求核剤も利用可能であり,本反応は,多種多様なアルキルユニットを持つβ-アルキルピロールの合成を可能にする。最終的に,本研究開発を通して,ピロール環のβ-位に第1級・第2級・第3級全てのタイプのアルキル基を完全な位置選択性で導入することに成功した。この反応は,アルキンをアルキル基供給源とする反応よりも遥かに使い勝手がよいと言える。本研究では当初,求電子剤に対してα-配向性を示すピロール類のβ位に多様なアルキル基を位置選択的に1段階で導入するための実用的な新しい手法を開発することを目的とした。本研究課題の実現に先立って我々は,アルキンをアルキル基供給源とする反応開発を実現していたが,本研究では,アルキンの替わりにカルボニル化合物を用いる反応の実現を目指した。種々検討した結果,触媒にIn(NTf_2)_3(Tf=SO_2CF_3)かIn(ONf)_3(Nf=SO_2C_4F_9),溶媒に1,4-ジオキサンを用いた加熱反応条件下において,アルキンの反応でも導入が可能なアルキル基から,同反応では導入が困難あるいは不可能なアルキル基に至るまで,様々なアルキル基をN-置換ピロールのβ位に完全な選択性で導入することができる反応を開発することに成功した。基本的な反応において用いる基質は,カルボニル化合物(ケトン・アルデヒドの利用が可)・N-置換ピロール・トリエチルシラン(ヒドリド求核剤として)の3成分であるが,トリエチルシランの代わりに炭素求核剤を用いれば,ピロール環のβ位に第三級アルキル基の導入が可能となる。以上の研究成果については現在,速報論文として受理されている。現在,カルボニル化合物に非対称なジアリールケトンを,炭素求核剤に芳香族複素環化合物を用いる反応に取り組んでおり,この反応で全て異なる(ヘテロ)アリール基を持つテトラアリールメタンの合成が可能であることを見つけている。現在は,このテトラアリールメタン合成においての基質の適用範囲について検討しており,本研究成果については本年度内の論文投稿を目指している。本研究での研究開始時における研究目的は,求電子剤に対してα-配向性を示すピロール類のβ位に多様なアルキル基を位置選択的に1段階で導入するための実用的な新しい手法を開発することであった。本研究課題の実現に先立って我々は,アルキンをアルキル基供給源とする反応開発を実現していたが,本研究では,平成22年度において,アルキンの替わりにカルボニル化合物を用いる反応を実現することができた。この,我々の研究室で開発した,ピロール類の触媒的な1段階β-アルキル化反応については,使い勝手の良さから極めて反響が大きく,Chemistry A European Journal誌の編集者からConcept Articleの執筆依頼を受けた。そこで,アルキンあるいはカルボニル化合物をアルキル基供給源とする,ピロール類の還元的β-アルキル化反応の研究成果を一つにまとめて,依頼論文を引き受けて発表した。この研究成果に続いて我々は,ピロールの代わりにインドールを用いると,アルキンをアルキル基供給源とする反応において,インドールの還元的アルキル化が同様に高収率で進行することを見つけることができた。ここでの研究成果も速報論文として投稿し,アメリカ化学会のOrganic Lettersに速報論文として受理されている。以上の一連の研究成果については,有機合成化学協会誌の総合論文の一部としても記載し,発表した。

なお,インドールの還元的アルキル化反応においては,アルキンの替わりにカルボニル化合物が利用できることも明らかにした。また,カルボニル化合物をアルキル基供給源とするピロール類の還元的β-アルキル化反応において,触媒として,あらかじめの調製が不要で,市販品として安価に入手容易な,トリフルオロメタンスルホンイミドの利用が可能であることも明らかにした。これら二つの研究成果については,日本化学会弟92春季年会において発表した。
在学女性のライフスタイルに適した犯罪被害予防:受容される防犯教育促進のために

本研究は、高等教育機関等に在学する女性の多様なライフスタイルに適する形で安全確保を実現するために、学際的共同研究を通じて、実証的な知見、実践的な知見を得ることを目的としている。本研究は、1)若年女性の性犯罪被害や防犯行動に影響する要因の実証的な解明、2)若年女性の危険認識と危険回避行動の質的分析、3)若年女性の危険回避行動や防犯行動を促進する防犯教育プログラムの策定を行う。
非受容体型チロシンキナーゼＢｔｋ／Ｂｔｋ２９Ａによる幹細胞制御機構の解明

これまでの実験により、Btk29Aにより転写が制御されている因子に依存してエスコート細胞から何らかのリガンドが生成され、その作用を受けて二次生殖幹細胞CBは分化を開始すると推測した。そこでこの未知のリガンドの探索を試みた。よりBtk29A依存的な下流因子のスクリーニングを実現する目的で、まずは常時活性型Btk29Aの優性表現型をハプロイドで抑制する欠失染色体をゲノムワイドにスクリーニングすることとした。そして、抑制効果の見られた欠失中に存在する全ての遺伝子についてUAS-RNAiによるノックダウンを行い、欠失染色体での効果を再現するノックダウン遺伝子を探索する計画を立てた。この計画を実行する為には、まずは常時活性型Btk29Aを発現させることのできる新たな系統が必要となる。しかし現時点でBtk29Aの常時活性化作成に必要となるアミノ酸サイトも置換残基も明らかになっていない。そこで、ヒトBtkの異常により引き起されるヒト遺伝性免疫不全症XLAの罹患者が持つBtk変異のBtk29A相同部位に変異を入れた系統を複数作成し、活性の変化を観察することとした。この実験に際し、活性の変化による表現型が軽易に評価できるのは複眼であることから、まずは常時活性型Btk29Aの候補を複眼で発現させ、rough-eye表現型になるか否かを観察することとした。実験の結果、候補の1つを発現させた複眼で非常に重度のrough-eye表現型が観察された。続いて、この活性型候補をエスコート細胞に強制発現させ、生殖細胞への影響の有無を検討した。すると、この活性型候補を発現させた卵巣では、殆どのgermariumでCBの増加が見られた。これらの結果から、本実験により得られた活性型候補をBtk29Aの常時活性型として今後のスクリーニングに用いることとした。前述の未知のリガンドを探索する手法として、当初の計画ではc587-Gal4を用いてUAS-RNAiトランスジーンを系統的にエスコート細胞に発現させ、ノックダウンの効果により生殖細胞の過剰増殖を引き起こす遺伝子を網羅的にスクリーニングするという計画を立てていた。しかし今回の実験で、UAS-RNAiを用いたスクリーニングに先立ち常時活性型Btk29Aの系統確立に成功したことにより、よりBtk29A依存的なシグナル因子のスクリーニングが可能となった。またこの新規に作成された常時活性型Btk29Aを卵巣のニッチに強制発現させる実験により、生殖幹細胞ならびにシストブラストの形成異常を引き起こすことが明らかとなった。このことは、Btk29A機能喪失型変異体を用いたこれまでの実験で導かれた仮説“Btk29Aによる生殖細胞の制御は、ニッチを介して行われる"が支持されたといえよう。上記の2点から、当初の計画以上に進展していると判断した。Btk29A常時活性化変異を持つ系統を確立できたことから、まずはその優性表現型を修飾する遺伝子を染色体欠失を用いた網羅的スクリーニングによって分離する。またこれまでの実験により、チロシンキナーゼであるヒトBtkおよびショウジョウバエBtk29Aの直接の基質が、ヒトβカテニン/ショウジョウバエArmであることが明らかとなっている。そしてこのBtk/Btk29Aによるβカテニン/Armのリン酸化標的サイトがチロシン142番(ヒト)/150番(ショウジョウバエ)およびチロシン654番(ヒト)/667番(ショウジョウバエ)であることが見出された。更にこれらの配列は、ヒトからショウジョウバエに至るまで100%保存されていることがわかった。そこで、チロシン142番/150番および654番/667番近傍の配列と類似した配列をもつタンパク質を検索し、Btk/Btk29Aが作用する新たな因子の探索にも挑戦したい。

すると、この活性型候補を発現させた卵巣では、殆どのgermariumでCBの増加が見られた。これらの結果から、本実験により得られた活性型候補をBtk29Aの常時活性型として今後のスクリーニングに用いることとした。前述の未知のリガンドを探索する手法として、当初の計画ではc587-Gal4を用いてUAS-RNAiトランスジーンを系統的にエスコート細胞に発現させ、ノックダウンの効果により生殖細胞の過剰増殖を引き起こす遺伝子を網羅的にスクリーニングするという計画を立てていた。しかし今回の実験で、UAS-RNAiを用いたスクリーニングに先立ち常時活性型Btk29Aの系統確立に成功したことにより、よりBtk29A依存的なシグナル因子のスクリーニングが可能となった。またこの新規に作成された常時活性型Btk29Aを卵巣のニッチに強制発現させる実験により、生殖幹細胞ならびにシストブラストの形成異常を引き起こすことが明らかとなった。このことは、Btk29A機能喪失型変異体を用いたこれまでの実験で導かれた仮説“Btk29Aによる生殖細胞の制御は、ニッチを介して行われる"が支持されたといえよう。上記の2点から、当初の計画以上に進展していると判断した。Btk29A常時活性化変異を持つ系統を確立できたことから、まずはその優性表現型を修飾する遺伝子を染色体欠失を用いた網羅的スクリーニングによって分離する。またこれまでの実験により、チロシンキナーゼであるヒトBtkおよびショウジョウバエBtk29Aの直接の基質が、ヒトβカテニン/ショウジョウバエArmであることが明らかとなっている。そしてこのBtk/Btk29Aによるβカテニン/Armのリン酸化標的サイトがチロシン142番(ヒト)/150番(ショウジョウバエ)およびチロシン654番(ヒト)/667番(ショウジョウバエ)であることが見出された。更にこれらの配列は、ヒトからショウジョウバエに至るまで100%保存されていることがわかった。そこで、チロシン142番/150番および654番/667番近傍の配列と類似した配列をもつタンパク質を検索し、Btk/Btk29Aが作用する新たな因子の探索にも挑戦したい。
大学生競技者の生活支援マニュアルの開発：スポーツ・ライフ・バランスの実現に向けて

本研究では、大学生競技者のスポーツ・ライフ・バランスに対する貢献を目指して、以下の3つの目的を設定する。競技の満足度と生活の満足度との関連を検討する(研究I)。競技の満足度・生活の満足度と関連する要因を検討する(研究II)。スポーツ・ライフ・バランス支援プログラムの効果を検討する(研究III)。本研究によって、「アスリートライフスタイル」の重要性が明らかとなったこと、メンタリングが競技者の満足度に関連するということ、本研究で開発されたプログラムは、スポーツ・ライフ・バランスを促進させる可能性があることが明らかとなった。本年度は、研究計画に従って、2つの実態調査を実施した。1つは、インタビュー調査である。対象者は、関東圏にある複数の四年制私立大学の体育会運動部に所属した経験のある8名を対象に、インタビューを実施した。8名のうち、選手だった者は7名で(うち2名はコーチの経験もある)、トレーナーであった者が1名であった。一人あたり60分程度の半構造化面接を行った。複数の大学体育会関係者から対象者を招集した。対象者の属性、競技に関する情報、競技以外の生活に関する情報、競技生活と競技以外の生活との両立などのデータを収集した。データの分析については、平成27年度に入って実施中である。もう1つは、質問紙調査である。質問紙調査の対象者は、四・六年制大学の1ー3年生、短期大学の1年生で、運動部(いわゆるサークルは除く)に所属しているスポーツ競技者で、研究参加に同意した者とした。本研究では、(1)大学または短期大学に所属している、(2)大学または短期大学で体育会運動部に所属している競技者に所属している競技者(マネージャーやスタッフを除く)、(3) 26歳以上の者は除外という抽出条件を設定した。対象者の人口統計学的データは、本研究の対象者は206名であり、四・六年制大学生が205名、短期大学生が1名であった。平均年齢(±標準偏差)は19.78±1.03歳であった。性別の内訳は、男子87名・女子119名であった。学年の内訳は、1年生89名、2年生55名、3年生61名であった。データの詳細な分析については、平成27年度に入って実施中である。本年度は、研究計画に従って、2つの実態調査の結果を詳細に解析した。そして、スポーツ・ライフ・バランスの支援プログラムを試行した。実態調査の結果は、詳細に解析され、3つの学会大会において研究発表された。具体的には、「メンターがいる大学生競技者は多く、関連要因との関係は、メンタリングの要素によって異なる。具体的には、メンタリングは、進路選択セルフ・エフィカシー得点と関連しておらず、男子において、メンタリングの1つであるキャリア的支援得点が、部への適応感得点と関連する」「部外にメンターがいる方が、主観的幸福度得点は高く、学業低下意欲得点および大学意欲低下得点は低い」「特定の交際相手がいる方が、主観的幸福度得点、協調的幸福感得点、部への適応感得点が高い」ことなどが明らかとなった。この結果を踏まえて、大学生競技者を対象として、スポーツ・ライフ・バランスの支援プログラムを試行し、自由記述による質的なデータを得ることができた。とりわけ、グループディスカッションに関するデータを収集できたことは、支援プログラムを広く膾炙する上で、非常に有益であったと考えられる。平成28年度は、上記の成果を論文化して広く公表することを目指す。そして、不足している部分の根拠を得るための調査を追加し、その成果として得られた根拠を踏まえた上で、スポーツ・ライフ・バランスの支援プログラムを実施する。それらの成果を総括した上で、スポーツ・ライフ・バランスの支援マニュアルを作成する。交付申請書に記載した平成27年度計画どおり、スポーツ・ライフ・バランスの支援プログラムを試行できたため。本年度は、1)過年度に行ってきた実態調査の結果を精査して、論文化し、英文誌に投稿した。その成果に基づいて、2)スポーツ・ライフ・バランスの支援プログラムを実施した。これらの成果を総括した上で、3)スポーツ・ライフ・バランスの支援マニュアルを作成に着手した。1)の論文化については、大学生アスリートを対象としたメンタリングに関するデータをJournal of Physical Education Researchにおいて公表した。さらに、アスリートの恋愛に関するデータを論文化し、英文誌に投稿している(平成28年度末の時点では、採択に至っていない)。2)のスポーツ・ライフ・バランスの支援プログラムとして、キャリアに関する基礎知識を学んだ上で、自己分析を行い、その後、就労に関する最新のトピック(女性活躍推進やハラスメントなど)、ワークライフバランス、結婚や恋愛、アスリートのキャリアトランジションやメンタリングを考えるワークなどで構成されるプログラムを実施した。対象者は、これらの内容について、ペアワークやグループワークと言ったアクティブラーニングを通して学んでいる。プログラムは、平成28年度末に終了した直後であり、欠損値のなかった30名を対象として予備的な分析を行っている段階である。これらの成果を踏まえて、3)スポーツ・ライフ・バランスの支援マニュアルを作成に着手している。現在は、研究成果に基づいた資料案を作成しつつ、その資料案について現場のコーチやアスリートから意見を聴取している段階である。この資料については、完成後に、所属先のホームページ(法政心理ネット→http://www.hosei-shinri.jp/psychology/)にアップロードする予定である。

競技の満足度・生活の満足度と関連する要因を検討する(研究II)。スポーツ・ライフ・バランス支援プログラムの効果を検討する(研究III)。本研究によって、「アスリートライフスタイル」の重要性が明らかとなったこと、メンタリングが競技者の満足度に関連するということ、本研究で開発されたプログラムは、スポーツ・ライフ・バランスを促進させる可能性があることが明らかとなった。交付申請書に記載した平成26年度計画どおり、2つの実態調査を実施できたため。当初の予定どおり、今後は、これまでに行った研究結果をより詳細に解析し、さらに、スポーツ・ライフ・バランスの支援プログラムを試行した上で、スポーツ・ライフ・バランスの支援マニュアルを作成する。スポーツ心理学今後は、昨年度に行った2つの実態調査の結果を分析し、介入研究のための支援プログラムを試作する。その後、プログラムを試行する。以上は、当初の計画どおりである。当初の研究目的とこれまでに得た研究成果に鑑みて、平成28年度に研究を追加して行うため。情報収集のために参加を予定していた学会(日本体育学会第65回大会)に参加できなくなってしまったため。(連名にて発表のため〔学会発表〕欄に記載)平成27年度予算と平成28年度予算を合算して、追加の調査研究(大学生競技者対象)・実践研究(改善した支援プログラムの実施と評価)を行うことで、研究成果をより重厚にし、より根拠に基づいた支援マニュアルを作成する。昨年度参加できなかった学会に参加することを予定している。具体的には、日本体育学会第66回大会に参加する予定である。
内因性脂質メディエーターに注目した眼表面疾患の制御

我々は、脂質メディエーターと眼表面疾患(角膜創傷治癒やアレルギー性結膜炎)について研究してきた。平成30年度はアレルギー性結膜炎の研究を中心に行った。ブタクサ花粉を免役したマウスに、ブタクサ花粉を点眼用投与し、マウスアレルギー性結膜炎モデルを作成した。その際にレゾルビンを抗原と同時に点眼し、コントロール点眼群と比較すると、レゾルビン点眼群では、マウスの結膜充血や眼脂、まぶたの腫脹などのクリニカルスコアが有意に低かった。また、結膜組織中の好酸球数においてもレゾルビン点眼群は有意に低い結果となった。我々は、そのメカニズムがTh2型サイトカインを介した機序と仮説を立て、インターロイキン(IL)-4、IL5、IL13や好酸球の浸潤に関与するCCL5(Rantes)、CCL11(Eotaxin)の発現量を定量PCRで評価した。予想に反し、サイトカインはいずれにおいてもコントロール群と有意差は認めなかった。この結果は、レゾルビンによるアレルギー性結膜炎の抑制効果がTh2型サイトカインを介さない機序で働いている可能性を示唆するものである。臨床業務を行いながら研究を進めているため、当初の予定よりやや遅れている状況である。レゾルビンによるアレルギー性結膜炎の抑制効果のメカニズム解明のため、レゾルビン点眼群とコントロール群の結膜を採取し、マイクロアレイ法で網羅的に遺伝子解析を行う予定である。また、2群の結膜を用いて脂質の一斉定量を行うことで、レゾルビンによる炎症性脂質の抑制効果などを定量する。当該年度は研究が当初の予定より進まず、計画していたマイクロアレイ法による網羅的な解析ができなかった。次年度はまずマイクロアレイ法による解析から始める予定である。レゾルビン点眼群とコントロール群で3検体ずつサンプルを提出する予定である。1サンプル辺り約10万円の費用がかかるため、約60万円の費用がかかる見込みである。また、脂質の一斉定量や定量PCRなども試行予定である。国内外の学会参加などは当初の予定通り参加予定である。
牛肝臓プロテアソーム活性化因子PA28の高分解能X線結晶構造解析

真核生物におけるプロテアソームは、細胞内で不要になったタンパク質を速やかに分解し、細胞機能を安定に保ち細胞周期の調節を担う分子量75万の巨大な非リソソーム系細胞内プロテアーゼである。また、プロテアソーム活性化因子PA28が結合し複合体を形成することによりタンパク質を特異的に認識・選別し、ペプチド生成による抗原提示機構をも併せて持つ免疫応答系の超分子集合体として機能する。本研究ではこの超分子系の中でタンパク分解を担当するプロテアソームとその免疫系でのPA28の認識・選別および複合体形成機構を3次元立体構造から明らかにすることを目的とした。牛肝臓から抽出したプロテアソームをMPDを沈殿剤として結晶化を行い、SPring-8大型放射光施設で回折実験を行った。以前得られていた結(Y.Morimoto,J.B.(1995))とは異なる晶系の結晶が得られ、同じ精製方法、結晶化であるにもかかわらず異なる晶系、格子長の変化は、プロテアソームの分子状態が異なるものと考えられた(Y.Tomisugi,J.B.(2000))。この結晶は比較的分解能が高い(3Å)の回折データを与え、酵母プロテアソームをモデルとした分子置換法により2.5分解能での構造を決定した。牛肝臓プロテアソームに特有と見られる粒子内の塩基性アミノ酸残基の分布などが見られた。また溶液中でのプロテアソームとPA28結合様式をさぐるためX線溶液散乱法による解析を行った。これによりPA28は溶液中では2量体を形成しているものの、プロテアソームとの複合体形成ではそれが解離してプロテアソームの片側だけに結合することが示唆された。上記結晶構造の結果をふまえ結合能力、機構の解明を行っている。真核生物におけるプロテアソームは、細胞内で不要になったタンパク質を速やかに分解し、これにより細胞機能を安定に保ち細胞周期の調節を担う分子量75万の巨大な非リソソーム系細胞内プロテアーゼである。またこのタンパク分解は、プロテアソーム活性化因子PA28が結合し複合体を形成することによりタンパク質を特異的に認識・選別し、ペプチド生成による抗原提示機構をも併せて持つ免疫応答系の超分子集合体として機能する。牛肝臓から抽出したプロテアソームはMPDを沈殿剤として結晶化を行い、SPring-8大型放射光施設で回折実験を行った。プロテアソームは分子量が非常に大きく結晶の損傷も激しいことから未だ高分解能の完全な回折データセットは得られていない。しかし低分解能ながらバクテリアプロテアソームをモデルとした分子置換法により解析を行い、現在モデル修正、精密化を行っている。また活性化因子PA28については、肝臓からの抽出量が少なく良好な結晶は得られていない。元来、免疫誘導がかかって発現されるものであるから、大量精製のために臓器の変更も含め、細胞培養による発現などを模索中である。これらの実験と並行して溶液中でのプロテアソームとPA28結合様式をさぐるため、X線溶液散乱法による解析を行った。それぞれの慣性半径、最大長を得ることができた。これによりPA28は溶液中では2量体を形成しているものの、プロテアソームとの複合体形成では、それが解離してプロテアソームの片側だけに結合することが示唆された。当初、プロテアソームの両端に結合するもめと考えていたが、興味深い結論を得た。

片側だけに結合する意味、ペプチドを厳密に認識しそれを提示する生化学的な機構を明らかにする駆動力になると考えている。真核生物におけるプロテアソームは、細胞内で不要になったタンパク質を速やかに分解し、これにより細胞機能を安定に保ち細胞周期の調節を担う分子量75万の巨大な非リソソーム系細胞内プロテアーゼである。またこのタンパク分解は、プロテアソーム活性化因子PA28が結合し複合体を形成することによりタンパタ質を特異的に認識・選別し、ペプチド生成による抗原提示機構をも併せて持つ免疫応答系の超分子集合体として機能する。本研究ではこの超分子系の中でタンパク分解を担当するプロテアソームとその免疫系でのPA28の認識・選別および複合体形成機構を3次元立体構造から明らかにすることを目的とした。牛肝臓から抽出したプロテアソームはMPDを沈殿剤として結晶化を行い、SPring-8大型放射光施設で回折実験を行った。酵母プロテアソームをモデルとした分子置換法により解析を行い、現在モデル構築、修正、精密化を行っている。また活性化因子PA28については、肝臓からの抽出量が少なく良好な結晶は得られていない。元来、免疫誘導がかかって発現されるものであるから、大量精製のために臓器の変更も含め、細胞培養による発現などを模索中である。これらの実験と並行して溶液中でのプロテアソームとPA28結合様式をさぐるため、X線溶液散乱法による解析を行った。これによりPA28は溶液中では2量体を形成しているものの、プロテアソームとの複合体形成では、それが解離してプロテアソームの片側だけに結合することが示唆された。片側だけに結合する意味、ペプチドを厳密に認織しそれを提示する生化学的な機構を明らかにする駆動力になると考えている。真核生物におけるプロテアソームは、細胞内で不要になったタンパク質を速やかに分解し、細胞機能を安定に保ち細胞周期の調節を担う分子量75万の巨大な非リソソーム系細胞内プロテアーゼである。また、プロテアソーム活性化因子PA28が結合し複合体を形成することによりタンパク質を特異的に認識・選別し、ペプチド生成による抗原提示機構をも併せて持つ免疫応答系の超分子集合体として機能する。牛肝臓から抽出したプロテアソームをMPDを沈殿剤として結晶化を行い、SPring-8大型放射光施設で回折実験を行った。以前得られていた結(Y.Morimoto,J.B.(1995))とは異なる晶系の結晶が得られ、同じ精製方法、結晶化であるにも関わらず異なる晶系、格子長の変化は、プロテアソームの分子状態が異なるものと考えられた(Y.Tomisugi,J.B.(2000))。この結晶は比較的分解能が高い(3Å)の回折データを与え、酵母プロテアソームをモデルとした分子置換法により2.5分解能での構造を決定した。牛肝臓プロテアソームに特有と見られる粒子内の塩基性アミノ酸残基の分布などが見られた。また溶液中でのプロテアソームとPA28結合様式をさぐるためX線溶液散乱法による解析を行った。これによりPA28は溶液中では2量体を形成しているものの、プロテアソームとの複合体形成ではそれが解離してプロテアソームの片側だけに結合することが示唆された。上記結晶構造の結果をふまえ結合能力、機構の解明を行っている。
ツングース諸語の記述的研究

ナーナイ語、ウルチャ語、エウェン語、ソロン語、満州語などのツングース諸語について、現地調査を行い、民話や自由会話などを録音し、これを書き起こした。媒介言語によってエリシテーションも行い、文法的な情報を含む例文も多く収集した。これらはこれらそのものが危機言語に関する一次資料として極めて貴重なものである。さらにこれらのデータに基づき、音声、文法、語彙の諸点にわたり分析し、研究結果を論文にまとめ発表した。1.海外実地調査およびコンサルタント招聘による資料収集夏休みの期間を利用して、サハリン、沿海州・アムール地域での実地調査を行った。対象となった言語はナーナイ語、ウイルタ語であり、これまでの採集資料の分析確認とあらたな資料の採集を行った。ナーナイ語に関しては、異なる方言を示す村を回り、まだ記述されていない方言の記録・調査・分析を行った。具体的には、8月6日より8月19日まで、ロシア共和国サハリン北部のウイルタのトナカイ・キャンプにて、ウイルタ語を調査した。8月30日より9月13日まで、アチャン、ジュユン、ベルフニイィ・ネルゲンの各村をまわって、ナーナイ語の諸方言を行った。ウイルタ語の調査と、ベルフニィ・ネルゲンの調査は当研究者にとってはじめての試みであった。11月には1週間、ナーナイの協力者を招聘し、ナーナイ語の分析にあたった。資料の収集に際しては、民族学的に重要と思われる諸テーマについて、コンサルタントから多くの情報を得られるよう、留意した。そのような文化的事物の理解や記録のため、写真やビデオなどの映像データも多く収集した。録音はデジタルのICレコーダーで行った。2.研究成果の発表、刊行と現地還元6月の言語学会でナーナイ語の条件表現について発表した。12月には国立国語研究所で行われた研究会において、ナーナイ語の複文についての発表を行った。下記の論文、ならびにソロン語の語彙集を刊行した。この『ソロン語基礎語彙』は、豊富な例文からなり、英語及び日本語から引ける索引も付いている。郵送により発送し、語り手とと現地教育機関等に配布する予定である。国内の研究所機関ならびに記述言語学に携わる諸研究者にも発送の予定である。1.海外実地調査による資料収集春休みの期間を利用して、中国・満洲での実地調査を行った。対象となった言語は満洲語であり、全く新しい資料の採集を行うことができた。資料の収集に際しては、基礎語彙、基礎例文、モノローグによるテキストを収集することができた。基礎語彙に関しては、話し手によるパロールの次元での違いを考慮し、数人からの調査を行った。写真やビデオなどの映像データも多く収集した。2.研究成果の発表、刊行と現地還元12月の札幌での研究会において先人のツングース諸語研究に関する発表を行った。下記の論文、ならびにナーナイ語のテキスト集を2冊、刊行した。このテキスト集には貴重な録音に基づくものや、話の筋から見て日本の民話との関連から非常に興味深いものなどを含んでいる。音声DVDがつけられていて、元の音源をたどれる点も重要な成果である。ツングース諸語の研究はこれまで多くがロシアで行なわれてきたが、最近ではロシアでの困難な経済情勢からその研究自体も危機的状況に立たされている。ツングース諸語の母語話者がますます減りつづけ、言語の滅亡の危機がせまっている今、できるだけ早く詳細かつ正確な言語学的記録を行うことが急務である。資料の収集は緊急を要しており、収集と整理・刊行にあたる必要性がある。1.海外実地調査による資料収集:夏休みおよび春休み期間を利用して、ロシア・アムール地域ならびに中国内蒙古自治区での実地調査を行った。対象となった言語はナーナイ語、満州語、ソロン語であり、これまでの採集資料の分析確認とあらたな資料の採集を行った。具体的には、まず2013年8月420日、中国内蒙古自治区鄂温克族自治旗にて、ソロン語を調査した。次に8月24日9月7日、ロシア沿海州クラースヌイ・ヤール村にてウデヘ語、ハバロフスク州のウリカ・ナツィオナーリノエ村にてナーナイ語クル・ウルミ方言を調査した。11月2027日には、ナーナイ語のコンサルタントであるL. T.キレ氏を招聘し、ナーナイ語の資料整理および翻訳を行った。2010年3月1222日には、中国内蒙古自治区ハイラルおよび南屯にてソロン語を調査した。3.研究成果:今年度は文法的な問題に関しての論文を発表した。11月には話者・共同研究者を招聘し、ナーナイ語のデータの整理を進めることができた。3月には春休みの期間を利用して、中国・満州で満州語の調査を行った。

対象となった言語は満州語であり、全く新しい資料の採集を行うことができた。基礎語彙に関しては数人から調査を行った。写真やビデオなどの映像データも多く収集した。エウェン語とナーナイ語のテキストを刊行することができた。エウェン語のものは、『エウェンの民話』で40以上ものテキストを含んでいる。民話の内容も民俗学的に極めて重要なものである。ナーナイ語のものは、『ナーナイ語の諸方言の研究2』である。ジュユン村、アチャン村など、これまであまり研究結果の発表されていない村の方言のテキストであり、きわめて貴重である。どちらの書にも附属に音声CDをつけてあり、元の録音音声を聞くことができる。郵送により発送し、語り手と現地教育機関等に配布する予定である。国内の研究所機関ならびに記述言語学に携わる諸研究者にも発送の予定である。ツングース諸語の研究はこれまで多くがロシアで行なわれてきたが、最近ではロシアでの困難な経済情勢からその研究自体も危機的状況に立たされている。ツングース諸語の母語話者がますます減りつづけ、言語の滅亡の危機がせまっている今、できるだけ早く詳細かつ正確な言語学的記録を行うことが急務である。資料の収集は緊急を要しており、収集と整理・刊行にあたる必要性がある。今年度も現地調査により、きわめて貴重な資料を多く収集することができた。今年度も既に2冊の成果を刊行することができた。25年度が最終年度であるため、記入しない。着実に論文ならびにテキスト集(科研報告書)として研究成果を刊行しており、学会発表や研究会での発表も行っている。80%の達成度として状況を判断することができよう。これまでと同様に、夏期・春期の授業休業期間を利用して、現地調査を行う。具体的にはハバロフスク州のナーナイ語諸方言、および同州ウリチ地区のウルチャ語を研究する。さらに中国領内蒙古自治区のソロン語を研究する。わずかながらまだ物語を語ることのできる貴重な話者がいらっしゃるので、その録音を優先しつつ、これまでに蓄積してある録音の書きおこしをすすめる。現地では言語学的資料のみならず、言語の解釈にも重要な民族的事物の写真や映像の記録も行う。今後はまだ未整理のソロン語ならびに満州語のデータを整理し刊行することがまず第一に必要である。その後は辞書の作成にかかる。
青果物流通の短期的な出荷調整モデルの開発

現在,青果物需給は多様化・少量買いを反映し全般的に需給緩和基調にあり,産地の出荷体制も不安定な状況にある.そこで本報告では合理的な市場間出荷調整を図って価格安定を実現するため,事前に適切な情報を得る短期的な市場出荷調整モデルの作成を試みたものである.元来卸売市場価格の変動は日次単位を基本に生じており,出荷調整も日次単位で要請される.しかしながら一般的な公表データが月次単位であることから,日次単位まで遡った解析はほとんど試みられていなかった.本報告では,生鮮食品流通情報システム(農林水産省)の日別データを利用して,卸売市場間の相互関連性,気象条件の市場価格への影響等を明らかにし,さらに日次時系解析を試み,超短期の週間変動及び周期を1年以下とする短期循環変動等を抽出した.その結果,各卸売市場では卸売価格を媒介に相互に強い影響を及ぼし合っていること,とくに地方卸売市場の場合は前日の大都市中央卸売市場の影響を強く受けていることが判明した.また気象条件は,入荷量及び需要量など需給の両面から複雑に作用し,価格形成上重要な要因になっていること.さらに超短期の週間変動については,入荷量は週明け週末に荷動きが活発で,週中にやや鈍くなる傾向が見られたこと.また日次単位の時系列解析によっては,主要野菜はおよそ120日前後を周期に短期循環変動をしていること等が明らかとなり.それらの分析結果は次のように計量モデルとしてまとめた.地方卸売市場価格=f(産地別・規格別当該市場入荷量,前日の大都市中央卸売市場価格,前日日照量,季節トレンド,週間曜日ダミー,天気概況ダミー,その他行事ダミー)しかしこうした日次単位データの計量モデルへの利用は緒についたばかりであり,今後への改良が望まれる.現在,青果物需給は多様化・少量買いを反映し全般的に需給緩和基調にあり,産地の出荷体制も不安定な状況にある.そこで本報告では合理的な市場間出荷調整を図って価格安定を実現するため,事前に適切な情報を得る短期的な市場出荷調整モデルの作成を試みたものである.元来卸売市場価格の変動は日次単位を基本に生じており,出荷調整も日次単位で要請される.しかしながら一般的な公表データが月次単位であることから,日次単位まで遡った解析はほとんど試みられていなかった.本報告では,生鮮食品流通情報システム(農林水産省)の日別データを利用して,卸売市場間の相互関連性,気象条件の市場価格への影響等を明らかにし,さらに日次時系解析を試み,超短期の週間変動及び周期を1年以下とする短期循環変動等を抽出した.その結果,各卸売市場では卸売価格を媒介に相互に強い影響を及ぼし合っていること,とくに地方卸売市場の場合は前日の大都市中央卸売市場の影響を強く受けていることが判明した.また気象条件は,入荷量及び需要量など需給の両面から複雑に作用し,価格形成上重要な要因になっていること.さらに超短期の週間変動については,入荷量は週明け週末に荷動きが活発で,週中にやや鈍くなる傾向が見られたこと.また日次単位の時系列解析によっては,主要野菜はおよそ120日前後を周期に短期循環変動をしていること等が明らかとなり.それらの分析結果は次のように計量モデルとしてまとめた.地方卸売市場価格=f(産地別・規格別当該市場入荷量,前日の大都市中央卸売市場価格,前日日照量,季節トレンド,週間曜日ダミー,天気概況ダミー,その他行事ダミー)しかしこうした日次単位データの計量モデルへの利用は緒についたばかりであり,今後への改良が望まれる.本研究は、青果物の市場出荷に際し、迅速に適切な情報を提供し、流通の合理化を図るための短期的な出荷調整モデルを作成をすることを目的とする。そのため、初年度ではまずモデル作成に必要な基礎分析を通じて、青果物流通における価格形成メカニズムの解明を行い、さらに、季節的生産物の価格変動の分析に必要な時系列解析を試み、価格変動諸関係を明らかにした。その結果季節変動については、入荷量,卸売価格とも、固定型のみならず、可変型で促えることが必要であること、さらに変動パターンとしては、単峰型,複峰型,不明瞭型のタイプのあることが判明した。傾向変動については各種傾向線の中から、3次多項式曲線のフイットが勝れていることが確められた。また循環変動分析では、ラグ打ち切り数に有益な手掛りとなるコヒグラムの改良型の開発を行った。これによって適確なラグ打ち切り数の確定が可能となり、循環変動の分離抽出に一層の効果が期待できる。一方、価格形成モデルに欠かすことができない価格と需要の相互依存関係の分析については、季節的生産物という特異変量を季節ダミー変数として取り扱い、それによって季節的生産物固有の需要関数を推計した。その結果、青果物については全般的に自己価格弾力性が0.20.4の範囲にあり、所得弾力性については大きいものでも0.25程度で、今後の所得拡大に伴う需要増は、それほど期待できないことなどが判明した。なお、時系列変動相互間を解明するコヒーレンス分析については現在作業中である。こうした青果物の市場入荷量と市場価格形成ならびに変動の実証的基礎分析を踏えて、価格変動の安定化を狙った市場間出荷調整モデルの精緻化を図るために、第2年度では、初年度の基礎分析の上に、主要卸売市場の日次データをモデルに導入し、全体のシミュレーション計量モデルとしての完成を目指す計画である。
高品質球殻の連続生成技術における相転移流動に関する研究

新機能性材料として様々な工業分野における応用が期待されているmmオーダ粒径の固体球殻に着目し,気-液-液系の界面流動現象および相転移流動を利用する方法を用い,高品質固体球殻の経済的な大量生産技術に関する基礎データの蓄積を目的とし研究を行った.また,固体球殻の生成頻度向上技術に関し,固体球殻の生成実験および数値解析の両面から球殻生成装置の設計に関する有用な資料を蓄積した.さらに,金属を用いた固体球殻の連続生成実験を初めて行い,金属球殻生成技術に関する有用な資料の蓄積を図った.まず,詳細に実験観察を行い金属球殻の生成に成功するとともに生成に関する特徴を明らかにした.以下に得たる知見を要約して示す.(1)新しい固体球殻生成装置を設計試作し,生成頻度を従来のものより著しく向上させることに成功した.(2)液体の物性値に関する各種無次元パラメータが不混和上下二液層の自然対流におよぼす影響について数値解析を行い,その影響を定量的に明らかにした.一般に下層液体のグラスホフ数が大きいほど,上層液体のグラスホフ数およびプラントル数が小さいほど上層液体中で大きな温度差を持ち,固体球殻の生成に好適であることがわかった.(3)対流制御板が不混和上下二液層の自然対流におよぼす影響について数値解析を行った.対流抑制板を挿入することが装置内の流動が弱まり,内部の温度分布は熱伝導状態に漸近する事が明らかになった.また,対流抑制板の挿入により,装置内部において任意かつ精密な温度分布の実現が可能となることを示唆した.(4)熱流動場解析に基づき,固体球殻生成に好適な装置の縦横比等の設計指針を提示した.(5)金属を用いた固体球殻の生成実験を行い,気-液-液系生成装置を用いた金属球殻の連続生成が可能であることを初めて明らかにした.(6)実験観察を詳細に行い,金属の複合噴流,中空液滴形成および生成された固体球殻の特徴を明らかにし,その分類を行った.(7)連続生成された固体球殻の平均径,変形率,肉厚および生成頻度を測定し,実験式を提示した.新機能性材料として様々な工業分野における応用が期待されているmmオーダ粒径の固体球殻に着目し,気-液-液系の界面流動現象および相転移流動を利用する方法を用い,高品質固体球殻の経済的な大量生産技術に関する基礎データの蓄積を目的とし研究を行った.また,固体球殻の生成頻度向上技術に関し,固体球殻の生成実験および数値解析の両面から球殻生成装置の設計に関する有用な資料を蓄積した.さらに,金属を用いた固体球殻の連続生成実験を初めて行い,金属球殻生成技術に関する有用な資料の蓄積を図った.まず,詳細に実験観察を行い金属球殻の生成に成功するとともに生成に関する特徴を明らかにした.以下に得たる知見を要約して示す.(1)新しい固体球殻生成装置を設計試作し,生成頻度を従来のものより著しく向上させることに成功した.(2)液体の物性値に関する各種無次元パラメータが不混和上下二液層の自然対流におよぼす影響について数値解析を行い,その影響を定量的に明らかにした.一般に下層液体のグラスホフ数が大きいほど,上層液体のグラスホフ数およびプラントル数が小さいほど上層液体中で大きな温度差を持ち,固体球殻の生成に好適であることがわかった.(3)対流制御板が不混和上下二液層の自然対流におよぼす影響について数値解析を行った.対流抑制板を挿入することが装置内の流動が弱まり,内部の温度分布は熱伝導状態に漸近する事が明らかになった.また,対流抑制板の挿入により,装置内部において任意かつ精密な温度分布の実現が可能となることを示唆した.(4)熱流動場解析に基づき,固体球殻生成に好適な装置の縦横比等の設計指針を提示した.(5)金属を用いた固体球殻の生成実験を行い,気-液-液系生成装置を用いた金属球殻の連続生成が可能であることを初めて明らかにした.(6)実験観察を詳細に行い,金属の複合噴流,中空液滴形成および生成された固体球殻の特徴を明らかにし,その分類を行った.(7)連続生成された固体球殻の平均径,変形率,肉厚および生成頻度を測定し,実験式を提示した.本研究は,相移転流動制御による高品質固体球殻の連続生成に関する研究である。すなわち,スーパーコンピュータを用いた数値解析と種々の液体材料を用いた実験を行い,その連続生成に及ぼす制御パラメータの影響を定量的に明らかにすることにより,実現が困難であった,数ミリ直径の固体球殻の連続生成が可能にするとともに,従来不明であった相移転を伴う固液共存溶融体の熱流動現象の解明に直接寄与するものである。とくに,本年度は,申請者らの発明した気-液-液系固体球殻連続生成装置(液槽内に満たされた不混和二液層の底部から気体を噴出し,下層液体から成る中空液滴を連続生成して,その上昇運動中に凝固させて,固体球殻を得る装置)の内部液層の熱対流運動を数値解析と実験の両面から明らかにし,装置内液層温度を精密制御することに成功した。その研究成果を基に,低融点はんだを用いた金属球殻の連続生成に初めて成功するとともに,装置内部の熱流動状態と固体球殻の粒径,粒径分布,球形度.肉厚分布ならびに製造頻度などとの関係を確立統計的に分析・評価し,実用に供する基礎設計資料を蓄積した。

また,生成装置内部を上昇する中空液滴の局所速度および界面波動を予測する理論モデルを構築し,スーパーコンピュータを用いた具体的な数値解析と種々の液体材料を用いた実験との比較からこれらの有用性を確認した。これらによって,個々の中空液滴の挙動およびその界面波動が装置性能全般に及ぼす影響を詳細に検討することが可能となった。近い将来,さらなる装置の高性能化および小型化に向けて,これまでの研究成果を考慮した装置の設計法を再構築する予定である。また,固体球殻の幾何形状と直接関連する中空液滴界面の移動境界問題の数値解法の開発にも既に着手しており,中空液滴界面の流動特性をさらに明確にして,高品質な固体球殻の連続生成に応用したいと考えている。新機能性材料として様々な工業分野における応用が期待されているmmオーダ粒径の固体球殻に着目し,気-液-液系の界面流動現象および相転移流動を利用する方法を用い,高品質固体球殻の経済的な大量生産技術に関する基礎データの蓄積を目的とし研究を行った.まず,固体球殻の生成頻度向上技術に関し,固体球殻の生成実験および数値解析の両面から球殻生成装置の設計に関する有用な資料を蓄積した.さらに,金属を用いた固体球殻の連続生成実験を初めて行い,金属球殻生成技術に関する有用な資料の蓄積を図った.また,詳細に実験観察を行い金属球殻の生成に成功するとともに生成に関する特徴をあ明らかにした.以下に得たる知見を要約して示す.(1)新しい固体球殻生成装置を設計試作し,生成頻度を従来のものより著しく向上させることに成功した.(2)液体の物性値に関する各種無次元パラメータが不混和上下二液層の自然対流におよぼす影響について数値解析を行い,その影響を定量的に明らかにした.一般に下層液体のグラスホフ数が大きいほど,上層液体のグラスホフ数およびプラントル数が小さいほど上層液体中で大きな温度差を持ち,固体球殻の生成に好適であることがわかった.(3)対流抑制板が不混和上下二液層の自然対流におよぼす影響について数値解析を行った.対流抑制板を挿入することで装置内の流動が弱まり,内部の温度分布は熱伝導状態に漸近する事が明らかになった.また,対流抑制板の挿入により,装置内部において任意かつ精密な温度分布の実現が可能となることを示唆した.(4)熱流動場解析に基づき,固体球殻生成に好適な装置の縦横比等の設計指針を提示した.(5)金属を用いた固体球殻の生成実験を行い,気-液-液系生成装置を用いた金属球殻の連続生成が可能であることを初めて明らかにした.(6)実験観察を詳細に行い,金属の複合噴流,中空液滴形成および生成された固体球殻の特徴を明らかにし,その分類を行った.(7)連続生成された固体球殻の平均径,変形率,肉厚および生成頻度を測定し,実験式を提示した.