hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
２４時間の脂肪酸化に及ぼす運動の影響：運動後の代謝亢進を考慮した間接熱量測定

社会生活基本調査では、有業者が平日にスポーツを行う時間帯のピークは午後8時頃となっているが、朝食前に運動している者もいる。本研究は「いつ運動すると効果的か」について、ヒューマン・カロリメータを用いた間接熱量測定で検討した。運動を朝食前、朝食後、昼食後、夕食後に行う、あるいは運動しない試行間で24時間の脂肪酸化量を比較した。早朝空腹時に行った運動は他の時間帯に行った運動に比べて24時間の脂肪酸化量が多く、運動を行わなかった試行に比べて24時間の脂肪酸酸化を増大させたのも朝食前に運動を行った試行のみであった。運動後のグリコーゲン枯渇が転写因子の細胞内分布を変えることがその機序として示唆された。運動を行うタイミングが24時間のエネルギー代謝に及ぼす影響を明らかにすることを目的として、1早朝空腹時の運動は他の時間帯に行う運動に比べ、24時間の脂質酸化を増大させる、2早朝空腹時の運動は非運動日と比べ24時間の脂質酸化を増大させるという仮説を立て、健常男性11名を対象として検討した。被験者は最大酸素摂取量の50%強度で60分間の自転車運動を朝(6:30)、午後(14:30)あるいは夜(20:30)に行い、運動を行わない試行と合わせた4条件下での24時間の脂肪酸化をヒューマン・カロリメータを用いてエネルギー代謝を測定した。食事は推定エネルギー消費量と同量の食事量を提供した。運動中及び24時間のエネルギー消費量は運動を負荷した3試行間で同程度であった。運動中及び24時間の脂質酸化量は朝運動試行で有意に高かった(朝:719±60、午後:446±57、夜:432±44、非運動:456±61 kcal/24h)。基質酸化の経時変化と食事から摂取する栄養素から、体内エネルギーや体内基質貯蔵量バランスの経時変化を推定した。4試行とも24時間のエネルギーバランスは釣り合うように食事摂取量が調整されていたが、朝食前に行う運動は他の運動条件に比べて一過性にエネルギーバランスを負傾けることが示された。エネルギーガランスが一過性に負となる時間帯に脂肪酸化が亢進すると共に、24時間の脂肪酸化亢進を持続させる機序も作動すると考えている。その候補としては、1)負のエネルギーバランスはグリコーゲンの枯渇を伴うが、運動後は食事由来の炭水化物がグリコーゲン再補充に優先的に用いられるため、炭水化物酸化の抑制とそれを補う脂肪酸化の亢進が持続する。2)グリコーゲンに結合していたAMPキナーゼなどの代謝調節因子がグリコーゲンの枯渇と共に細胞内分布を変え遺伝子発現が変化し、脂肪酸化関連の酵素活性が上昇する。運動の脂肪燃焼効果は運動後に続く代謝亢進を含めて検討する必要がある。エネルギーの摂取と消費のバランスが釣り合った条件下では「運動は1日の脂肪酸化量を増やさない」との結果で一致している。しかし、これまでに24時間の脂肪酸化について検討した研究では、運動する時間帯が食事の後に限定して設定されていた。本研究では朝食前の運動も含めて、運動が24時間の脂肪酸化に及ぼす影響について重層的な実験デザイン(運動の強度、持続時間、実施時間帯及び被験者の性別)から明らかにすることにある。これまでの本研究の成果から、成人男性では朝食前に運動すると24時間の脂肪酸化が増大するが、朝食後、昼食後あるいは夕食後に同じ運動をしても24時間の脂肪酸化が増大しないことを多様な運動条件(最大酸素摂取量の強度50%65%、60分100分)明らかにした。また朝食前の運動のみがなぜ24時間の脂肪酸化を亢進するのかについての機序の一端も明らかにすることができた。体内の貯蔵エネルギーは最も長い絶食期間となる睡眠を終えた朝食前の時間帯で最低となるが、この時間帯に更に運動でエネルギーを消費することで一過性に体内の貯蔵エネルギー(特に炭水化物貯蔵量)の大きな減少をもたらす。間接熱量測定を連続することによりこの一過性の体内貯蔵エネルギーの減少を捉えることが可能だが、これが24時間の脂肪酸化と強い相関関係にあることを見出した。運動時の代謝・内分泌反応は、運動する時間帯の違いにより大きく異なる。生活習慣の多様化に伴い、運動をする時間帯には大きな個人差がある。総務省の統計によると、有職者が週日に運動する時間帯のピークは午後8時頃だが、午前6時頃にも小さなピークがあり、就業前に運動する者と就業後に運動する者が混在している。また、運動後も代謝・内分泌機能への影響が続くので、運動が代謝に及ぼす影響はこれも含めて評価する必要がある。例えば、運動時の代謝測定に基づいて「体脂肪のエネルギー酸化には低強度運動が適している」と考えられているが、運動後の代謝応答を含めた24時間の脂肪酸化で評価すると「運動強度の違いは脂肪酸化量には影響しない」と結論が異なってくる。本研究は、運動する時間帯の違いが24時間の脂肪酸化に及ぼす影響についてヒューマン・カロリメータを用いた連続間接熱量測定から検討した。健康な若年成人男性を対象とした。実験1:最大酸素摂取量の50%強度で60分間の運動を朝食前か朝食後に行った。実験2:同様の運動を朝食前、昼食後、夕食後に行うか、非運動試行。実験3: 65%強度で100分間の運動を朝食前か昼食後に行った。

24時間のエネルギーの摂取と消費のバランスが釣り合った条件下では、運動を行わなかった試行に比べて24時間の脂肪酸酸化を増大させたのは朝食前に運動を行った試行のみであった。エネルギー消費や炭水化物酸化の経時変化と食事の摂取時刻からエネルギーや炭水化物の体内貯蔵量の経時変化を解析すると、朝食前に運動を行うことで貯蔵エネルギーや貯蔵炭水化物(グリコーゲン量)が著しく減少することが明らかになった。この貯蔵エネルギーや貯蔵炭水化物の減少の程度は24時間の脂肪酸化と負の相関があり。体内グリコーゲンの枯渇が24時間の脂肪酸化量増大の機序の一部であることが示唆された。社会生活基本調査では、有業者が平日にスポーツを行う時間帯のピークは午後8時頃となっているが、朝食前に運動している者もいる。本研究は「いつ運動すると効果的か」について、ヒューマン・カロリメータを用いた間接熱量測定で検討した。運動を朝食前、朝食後、昼食後、夕食後に行う、あるいは運動しない試行間で24時間の脂肪酸化量を比較した。早朝空腹時に行った運動は他の時間帯に行った運動に比べて24時間の脂肪酸化量が多く、運動を行わなかった試行に比べて24時間の脂肪酸酸化を増大させたのも朝食前に運動を行った試行のみであった。運動後のグリコーゲン枯渇が転写因子の細胞内分布を変えることがその機序として示唆された。持久的な運動を行う時間帯の違いにより24時間の脂肪酸化量が異なることを、運動の強度と量を変えて行った2セットの実験から示すことが出来た。朝食前の運動は、朝食後、昼食後あるいは夕食後に同じ運動を行った場合に比べて24時間の脂肪酸化を増大させることを見いだしている。これまでのところ、予想とおおむね一致した結果を得て研究が進んでいる。27年度が最終年度であるため、記入しない。運動栄養学計画に従って、女性を被験者とした検討をすすめる。運動時に限定したエネルギー代謝測定からは、女性は運動により脂肪を燃焼し易い体質であると報告されている一方で、運動による介入では体脂肪が減り難いことも知られている。この先行研究間に見られる結果の矛盾は運動後の脂肪酸化を測定することで解決できると予想している。当初予想していた「朝食前の運動は24時間の脂肪酸化量を増大させる」という仮説に沿った結果を男性被験者で得ており、英文誌への投稿を準備している。従って、この現象が女性被験者においても観察できるか否かという次年度の研究も有意義な研究課題ととなっていると考えている。カロリメータの分析機の補修としての予定より部品交換が少なかったため。平成25年度には男性を被験者として、運動を行うタイミングが24時間のエネルギー代謝に及ぼす影響を検討した。予想したように、1早朝空腹時の運動は他の時間帯に行う運動に比べ、24時間の脂質酸化を増大させる、2早朝空腹時の運動は非運動日と比べ24時間の脂質酸化を増大させるということを示す事ができた。平成26年度は女性を被験者として検討する。先行研究においては女性は男性に比べて、1)同じ相対強度運動では脂肪酸化量が多い、2)運動介入による体脂肪減量の効果は小さいということが報告されている。従って、運動後の脂肪酸化亢進が女性では少ない可能性が指摘されていた。健常女性10名を対象として、最大酸素摂取量の50%強度で60分間の自転車運動を朝(6:30)行う場合と運動を行わない2条件下での24時間の脂肪酸化をヒューマン・カロリメータを用いてエネルギー代謝を測定する。
日本住血吸虫卵性肉芽腫形成の機序に関する研究

本研究の主眼は日住虫卵性肝肉芽腫形成のモデルを作成することである.今回は第1に3種の虫卵,即ち虫体からの産出虫卵,感染動物組織から分離した生虫卵,その凍結乾燥虫卵の肉芽腫形成能を比較した.産出虫卵と分離生虫卵は同程度の肉芽腫形成能であるのに対し,凍結乾燥虫卵では有意に低かった.組織学的に, 3者間の細胞浸潤の内容に差がなく,上記の差異は虫卵内抗原含有量によるものと結論した.第2に3系統マウス間における肉芽腫形成能について比較した.その結果, C57BL/6で明らかに組織反応が強く, C3H/Hlで一番小さかった.BACB/Cでは線維化が早期で,且つ長期に続く傾向を認めた.第3に感作マウスにおける肉芽腫形成について検討した.初めに感作後の虫卵注入時期を調べた.C57BL/6へ分離生虫卵を10000コ皮下感作後, 18週後凍結乾燥虫卵を注入し, 1週後の肉芽腫を観察した.感作後2週より有意に強い組織反応を認め,それは8週まで持続した.次に感作虫卵数を200020000コの間で検討した.感作後3週に凍結乾燥虫卵を注入し, 1週後に剖検した.その結果, 5000コ以上の感作群で有意に強い反応を認めた. C3H/Hlでも同様のことを確認した.以上の結果,日本住血吸虫虫卵性肉芽腫形成は明らかに免疫学的機序に基づいた組織反応であり,凍結乾燥虫卵の使用は今後実験的に肉芽腫形成モデルを作成する上で有用な方法であることを示している.本実験の目的は日本住血吸虫性虫卵肉芽腫モデルを実験的に確立し、その形成に関与する因子について組織学的、体液性および細胞性免疫学的に解析することである。実験がスタートしてから本年は2年目に当る。初年度は虫卵注入法に種々の問題点を残しておりマウスの生存率は5080%とばらつきが多かった。ある程度の結論を引き出し得たが、基礎的データとしては不十分であろう。今回、虫卵注入法が確立し、マウスの生存率が95%以上に上昇したこと、および種々の虫卵を種々の系統のマウスに注入した実験概要について述べるに止め、結果の解析についてはもう少し時間を要する。注入法、無菌処理した虫卵浮遊液を盲腸部静脈により0.10.2ml注入し、トロンビンを1000単位、数滴に分けてふりかけると15秒以内に止血した。今回の安定した生存率の上昇は腸管への機械的刺激を極力避けたことによると思われる。その後、無菌生塩水を約1ml腹腔内に入れ、臓器の癒着を避けた。虫卵は感染8週経過したウサギ肝、腸よりトリプシン消化によって得た。1,虫卵を生きたまま入れたもの、生虫卵(1000コ)注入群はday22頭、C3H/He 26頭、C57BL/6 22頭、BALB/C 19頭である。2,上記虫卵を凍結乾燥虫卵(1000コ)として注入した群はddy20頭である。3,虫体をRFMI1640にて2日間培養して得た産卵虫卵(100コ)を注入した群はddY26頭である。これらは注入後1週目より8週にかけ24頭づつ各週に剖検し、血清と肝臓、脾臓を得た。組織学的および免疫血清学的結果は最終報告にゆずる。本研究の主眼は日住虫卵性肝肉芽腫形成のモデルを作成することである.今回は第1に3種の虫卵,即ち虫体からの産出虫卵,感染動物組織から分離した生虫卵,その凍結乾燥虫卵の肉芽腫形成能を比較した.産出虫卵と分離生虫卵は同程度の肉芽腫形成能であるのに対し,凍結乾燥虫卵では有意に低かった.組織学的に, 3者間の細胞浸潤の内容に差がなく,上記の差異は虫卵内抗原含有量によるものと結論した.第2に3系統マウス間における肉芽腫形成能について比較した.その結果, C57BL/6で明らかに組織反応が強く, C3H/Hlで一番小さかった.BACB/Cでは線維化が早期で,且つ長期に続く傾向を認めた.第3に感作マウスにおける肉芽腫形成について検討した.初めに感作後の虫卵注入時期を調べた.C57BL/6へ分離生虫卵を10000コ皮下感作後, 18週後凍結乾燥虫卵を注入し, 1週後の肉芽腫を観察した.感作後2週より有意に強い組織反応を認め,それは8週まで持続した.次に感作虫卵数を200020000コの間で検討した.感作後3週に凍結乾燥虫卵を注入し, 1週後に剖検した.その結果, 5000コ以上の感作群で有意に強い反応を認めた. C3H/Hlでも同様のことを確認した.以上の結果,日本住血吸虫虫卵性肉芽腫形成は明らかに免疫学的機序に基づいた組織反応であり,凍結乾燥虫卵の使用は今後実験的に肉芽腫形成モデルを作成する上で有用な方法であることを示している.
ＦＴＡと技術協力－マレーシア自動車産業におけるトヨタ生産方式の移転と定着

マレーシアの自動車部品メーカーに対するトヨタ生産方式の導入を日本人専門家からマレーシア側に順次移行するプログラムが2011年から開始された。通産省傘下のマレーシア自動車研究所(MAI)がその中心となり、プロトン社、プロドゥア社と協力しながらこれを行ったが、モデル企業と協力しながら行われたMAIによる移転は日本人専門家の減少とともに先細りの状況にある。一方、プロトン社、プロドゥア社によるトヨタ生産方式のベンダーへの移転は一定の成果をみせたが、それぞれの企業のベンダー育成プログラムと必ずしも一致しない部分があることも明らかとなった。本年度は主にトヨタ生産方式の移転を担う機関の移行に重点を置いた研究を進めた。具体的にはこれまで日本政府が派遣した専門員により地場企業に対して実施していたトヨタ生産方式の移転がマレーシアの政府系機関であるマレーシア自動車研究所と地場のセットメーカー2社に移行するプロセスをマレーシア側の関係者とその移行プロセスに関与した日本人専門員の双方から詳細な情報を入手し、検討を加えた。また、過去に日本人専門員の指導を受け、トヨタ生産方式の導入に成功した、いわゆるモデル企業と呼ばれる地場部品メーカーにおいて、日本の技術協力として実施されたトヨタ生産方式の移転について受け手の側からみた実態についてもつぶさに検討を加えた。これらからは実施機関の日本からマレーシアの移行という実験的な試みに中で、両国の関係者が戸惑いつつも地場部品メーカーの競争力強化に向けた最善の策を見いだそうとする努力の跡がみられた。今後、引き続き、日本人専門員の仕事を段階的にマレーシアの専門員に置き換えるが、実施機関の移行伴うスキルの移転と維持が重要になると思われる。この回のケースはFTAの締結に伴い、比較劣位にある地場企業の競争力強化を政府間協定に基づく技術協力により高めようとするものであり、ソフトの移転という実験的なものである。さらに、5年間という政府間協定の期限の後、日本側からマレーシア側に実施機関を移行し、さらにトヨタ生産方式の普及を目指すという試みである。これまでの経緯と今後の動向を見極めることは我が国のソフト面の経済協力のあり方を考える際の試金石になりうる。本年度も引き続きトヨタ生産方式の移転を実際に行うマレーシア自動車研究所、プロトン社、プロドゥア社で地場部品メーカーへのトヨタ生産方式の移転を担当する部署においてプログラムの実態について詳細なヒアリングを行った。マレーシア自動車研究所ではマレーシアの自動車産業全般にわたる政策の見直しも行っており、2014年1月に発表された国家自動車政策の改訂版について、情報収集と全体像の把握、さらにはその中でのトヨタ生産方式の位置付けについても検討を加えた。新たな国家自動車政策のもとでは6つの項目について工程表が提示されているが、トヨタ生産方式はその中のサプライチェーンの発展に関連し、地場サプライヤーの競争力強化の中に含まれている。さらに、マレーシア自動車研究所によるトヨタ生産方式のモデル企業から同業他社へのトヨタ生産方式の移転はスムーズに実施されておらず、参加企業の増大は進んでいなかった。これは競合する企業への経営資源の移転の限界でもある。国民車メーカーでもあるプロトン社やプロドゥア社ではそれぞれ独自のサプライヤー育成のための施策を持っており、必ずしもトヨタ生産方式のみに固執することなく、より広範な地場企業育成を行っていた。しかし、国の政策としてトヨタ生産方式の導入が進められているため、各社とも担当者が地場企業へのトヨタ生産方式の移転を進めていた。ただし、貿易の自由化に伴い、国内市場での競争が激しさを増す中、地場サプライヤーの選別は一層厳しさを増しており、育成のコストに対する考え方も厳しさ増していた。また、プロトン社が地場のDRBハイコム社の傘下に入ったため、同じ傘下にあるホンダとの協力関係構築の可能性が浮上したため、ホンダにおいても今後の協力や現時点でのホンダの工場内での生産方式について現地調査を実施した。本年度はまずトヨタ生産方式の移転を実際に行うマレーシア自動車研究所、プロトン社、プロドゥア社で地場部品メーカーへのトヨタ生産方式の移転を担当する部署においてプログラムの実態について詳細なヒアリングを行った。特に、昨年度から重点的にヒアリングを行ってきたマレーシア自動車研究所では実際に同研究所内で実施された企業向け研修も見学した。また、同研究所のプログラムに参加し、既にレベル4(5段階中)に達したいわゆるモデル企業と呼ばれる部品メーカーにおいて、継続的な自社内でのトヨタ生産方式の実践とこれまでの経験を踏まえた独自の改善や生産部署以外への展開などの新たな取り組みを現地調査により明らかにした。さらに、上記のモデル企業は同業他社へのトヨタ生産方式の移転を実施することが期待されていたが、現時点では、子会社や同一グループ内の企業への移転を進めている段階であった。人的交流などが比較的スムーズに行われるこれらの企業への移転は拡大する傾向にあるが、同業他社への広がりには限界があり、今後、どのように参加企業を増大させるかという問題点が浮かび上がってきた。これに対し、企業が実施するトヨタ生産方式の移転はセットメーカーから部品メーカーへの移転であるため、セットメーカーの主体的な行動により、その拡大は比較的容易であるといえる。

しかし、実際にはセットメーカーはこれまでにも様々な支援を地場の部品メーカーに対して行ってきた経緯があり、他の支援との境界線が曖昧となる面や地場部品メーカーの受け手としての能力を疑問視する意見も聞かれた。現在、マレーシアでは国家自動車政策の見直しが進められており、国内外の競争環境の変化により、自動車政策が大きく変わる可能性もある。それにより、セットメーカーによる地場部品メーカーの選別が強化されるなど、今後のトヨタ生産方式の移転自体に影響が出ることも予想される。平成26年度もマレーシア自動車研究所のみならず、同研究所の活動を補完し、トヨタ生産方式の部品メーカーへの移転に協力している国民車メーカーのうち、プロトン社においても詳細なヒアリングを行った。さらに、地場企業、研究機関、マラヤ大学、モナシュ大学マレーシア校においてヒアリングを行った。一方、統計局、生産性本部、マレーシア投資開発局、中小企業公社などで自動車産業に関するデータの収集を行った。ヒアリング等から、トヨタ生産方式の移転の対象となる地場企業の蓄積は自動車部品産業全体の底上げに一定の貢献をしたと考えられるが、実施主体の段階的なマレーシア側への移行は日本人専門家の減少を伴うものであり、マレーシア自動車研究所の担当人員の数が増加していない現状では今後の本プログラムの遂行に充分な専門家の確保が課題となりつつあった。また、国民車メーカーの協力は本プログラム遂行上、不可欠であるが、個別企業のベンダー育成計画とトヨタ生産方式の移転との間の整合性を維持することがプログラムの継続期間の経過とともに必ずしも両立しない可能性が指摘された。また、2014年1月に新たな自動車政策が打ち出され、これに関連してマレーシア自動車研究所から工程表も出され、ベンダーの育成もその中に盛り込まれた。今後、さらに部品メーカーのレベルアップが図られることになるが、数値目標通りに進むか否かは予断を許さない。最終年である本年は、予定通り、マレーシア(モナシュ大学)及び日本(小樽商科大学)においてワークショップを開催し、トヨタ生産方式の移転と実施主体の移行についてこれまでの研究の成果の還元に努めた。26年度が最終年度であるため、記入しない。経済政策26年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は過去5年間の我が国の技術協力の実績についての評価とトヨタ生産方式を地場自動車部品メーカーに移転する実施機関の日本からマレーシアへの移行を中心に調査を進めてきた。これらについては日本側、マレーシア側双方から情報を入手することができた。特にモデル企業と呼ばれる地場部品メーカーにおいて詳細なヒアリングを行うことにより、トヨタ生産方式の移転について実践に則した知見を得ることが出来た。
維持管理を軽減するための結露の抑制と簡易評価に関する研究

本研究の目的は,断熱塗料を利用することで特に冬の早朝に鋼桁のウェブや下フランジで生じる結露を抑制することにより,桁の腐食環境の改善を行うための技術開発を行うことである.そこで,断熱塗料を用いた鋼桁を模擬した模型(鋼板)の結露に関する数値解析ならびに小型環境試験器を用いた実験を行った.さらに,実際の橋梁への適用を検討するために,実際の橋梁において結露に関する調査と検討を行った.その結果,断熱塗料を使用することで桁の温度低下が抑えられ,温度低下によって生じる結露を抑制できることができることが明らかになった.これらの研究成果により,鋼桁に生ずる結露を抑制するための基本技術を開発することができた.本研究の目的は,日中の太陽熱や断熱塗料を利用することで特に冬の早朝に鋼桁のウェブや下フランジで生じる結露を抑制することにより,桁の腐食環境の改善を行うための技術開発を行うことである.そこで,断熱塗料と蓄熱材を用いた鋼桁を模擬した模型(鋼板)の結露に関する数値解析ならびに小型環境試験器を用いた実験を行った.数値解析では断熱塗料の効果を確認する目的で汎用熱流体解析プログラムSTAR-CDを用いた解析を行い,冬の朝方に結露を引き起こしている原因と考えられる鋼板の温度低下に与える影響について検討した.小型環境試験器を用いた実験では,温度と湿度を制御しながら結露が発生する条件を与え,断熱塗料と蓄熱材によって結露を発生させる原因になっている鋼板の温度低下と結露の発生に着目した実験を行った.さらに,実際の橋梁への適用を検討するために,実際の橋梁において結露に関する調査と検討を行った.その結果,蓄熱材と断熱塗料を使用することで桁の温度低下が抑えられ,温度低下によって生じる結露を抑制できることができることが明らかになった.このことにより,鋼桁に生ずる結露を抑制するための基本技術を開発することができた.また,実際の桁は上部に比べ下部が冷えやすく結露しやすい構造であることも明らかになった.今後は,本技術を実際の橋梁に適用するために桁の温度低下をさらに抑制し持続させるための断熱塗料や蓄熱材から鋼板への効率的な熱の誘導や桁の温度分布特性を考慮した研究や検討を行う予定である.昨年度得られた断熱塗料の結露抑制効果を明らかにするために,小型環境試験機を用いた実験と汎用熱流体解析プログラムSTAR-CDによる解析を行い,次の結論を得た.1)断熱塗料は熱伝導率が低いため,塗料の表面から鋼板への熱移動を抑え内部の鋼板温度を下がりにくくする効果と内部の鋼板が冷えたとしても鋼板から塗料の表面への熱移動を抑え,表面温度を下がりにくくする効果があり,その結果,表面温度と外気温の温度差を小さくできることが分かった.実験と解析から,膜厚1mmの場合では裸鋼板よりも00.5°C,1.5mmの場合では0.51.0°C高くなる結果を得た.2)実験と解析から,フッ素樹脂塗料では,断熱効果を得られず,逆に温度変化が緩慢となり温度差が大きくなる結果となった.3)実験から,板厚が厚いと濡れ時間が長くなる結果を得た.したがって,I桁おいては,ウェブ部よりフランジ部の方が腐食程度が高いと推測できる.さらに,簡易に橋梁の腐食環境を把握することを目的として,腐食原因の一つである結露の発生状況に着目し,本研究では,WRFを用いた気象解析から愛知県内の気温と相対湿度から露点温度を求めて,結露が発生しやすい環境の評価を行い,以下の結論を得た.1)結露の発生しやすいのは冬季であり,夏季には10回以上結露の発生を確認出来なかった.2)相対湿度は,冬季と比較して夏季の方が高いが,露点温度も高くなることから結露の発生しにくい要因になると考えられる.3)愛知県内において南部でほぼ結露が発生することがなく,北部に多く結露が発生する.4)愛知県内において南部は北部と比較し,結露が発生しにくいのは露点温度が高くなることが要因と考えられる.本年度はこれまでに効果が確認された結露抑制効果を実際の桁に適用するために,膜厚や板厚,桁形状に関する詳細な検討を行った.得られた結果を以下に示す.膜厚の差異について,断熱塗料を膜厚1.0mmと膜厚1.5mmで塗布した鋼板の比較を行った.膜厚が厚くなると断熱効果が増し,気温との温度差をより小さくすることができてことがわかった.各試験体の表面温度から気温を引いた温度差については断熱塗料の膜厚1.5mmでは膜厚1.0mmと比べて,全体的に温度差を小さくすることができ,最大で0.4°Cほど表面温度を高く保つことができていた.膜厚1.5mmの場合は結露センサの反応を0.2V程度に抑えることができ確実に結露を抑制できていることがわかった.このことから,適切な膜厚を確保することで現場において結露の抑制が可能であるといえる.板厚の差異について,板厚を10mm,20mm,30mmの鋼板の比較を行った.板厚が増加するにつれて,温度変化が緩慢となり,温度差が時間経過とともに生じやすくなることがわかった.各試験体の表面温度から気温を引いた温度差から板厚が異なると温度差が解消されるまでの時間が異なること,板厚が厚くなるほどこの時間が長くなることがわかった.また,結露センサの計測結果から板厚が増加するにつれて温度差が解消されるまでの時間が長くなり,これに伴って濡れ時間が長くなっていることがわかった.

このことから現場においては一般的にウェブよりもフランジの方が板厚が厚くなることから本手法において結露を抑制するには断熱塗料の膜厚を厚くするなどの対策が必要となることが明らかとなった.本研究の目的は,断熱塗料を利用することで特に冬の早朝に鋼桁のウェブや下フランジで生じる結露を抑制することにより,桁の腐食環境の改善を行うための技術開発を行うことである.そこで,断熱塗料を用いた鋼桁を模擬した模型(鋼板)の結露に関する数値解析ならびに小型環境試験器を用いた実験を行った.さらに,実際の橋梁への適用を検討するために,実際の橋梁において結露に関する調査と検討を行った.その結果,断熱塗料を使用することで桁の温度低下が抑えられ,温度低下によって生じる結露を抑制できることができることが明らかになった.これらの研究成果により,鋼桁に生ずる結露を抑制するための基本技術を開発することができた.断熱塗料の結露抑制効果を明らかにするために,小型環境試験機を用いた実験と汎用熱流体解析プログラムSTAR-CDによる解析を行い,現場への適用性について検討できたため,およびWRFを用いた結露環境の評価手法を構築できたため.構造工学桁形状や河川などを考慮した蓄熱材・断熱塗料の適切な設置等に関する検討を行う.研究目的を達成するよう桁形状,大気の温度・湿度,風,河川からの熱量・水蒸気量を考慮した解析・検討を行い,効果的な結露抑制方法と本技術の適応環境について多角的に検討を行い,本技術を完成させる.橋梁の結露発生メカニズムを明らかにできたこと,蓄熱材と断熱塗料を使用することで桁の温度低下が抑えられ,温度低下によって生じる結露を抑制できることができることが明らかにできことから上記のように評価を行った.熱・流体解析ソフトウェアを当初の見込みより安く使用したことから次年度使用額が生じた.今後は,本技術を実際の橋梁に適用するために桁の温度低下をさらに抑制し持続させるための断熱塗料や蓄熱材から鋼板への効率的な熱の誘導や桁の温度分布特性を考慮した研究や検討を行う予定である.桁形状や河川などを考慮した断熱塗料の適切な設置等に関する検討および大気の温度・湿度,風,河川からの熱量・水蒸気量を考慮した解析・検討に使用する予定である.実験の一部を次年度に実施することにしたため.翌年度分と合わせて結露開発技術に関わる実験を行う.
着床前遺伝子診断を受ける夫婦(カップル)の意思決定を支える看護についての研究

本研究において、以下を明らかにした。(1)着床前遺伝子診断に関しては、各国の社会・倫理的背景を中心として、優生学的問題、遺伝情報管理の問題、知る権利・知らされない権利の問題等がある。(2)遺伝情報の血縁者への告知に関してWHO及びHUGOは、遺伝情報は血縁者に共通していることから血縁者には知る権利があることを明示しているが、日本のガイドラインでは、本人の同意を必要とする。日本における遺伝という現象の知識、認識の不足が予測される。(3)発症前診断や保因者診断をめぐる意思決定については、頻度の高い遺伝性疾患に対する保因者スクリーニングを受けた一般の人や、発病の危険を抱えた人々を中心にした調査が、欧米を中心に実施されている。発症前診断を受けたいという人、または実際に受ける人の数が予想に比べて少ない。(4)日本の着床前遺伝子診断に対するイメージ構造と意思決定、態度変化と意思決定に関する調査では、遺伝子治療、診断に対する態度は全体的に肯定的であったが、知識が不十分であり、情報の有無が態度を慎重な方向に向ける傾向がある。(5)日本においては、胚生命を如何に捉え、如何に扱うかの議論が不十分なままに、生殖医療の範疇で問題が論議されている。しかし、この問題は遺伝医療と胚生命の道徳的地位の両側面から論議されるべきである。(6)健康な子どもを得たいという夫婦(カップル)の願望が社会的に是認され得るかについてのコンセンサスを得る手続きが必要である。(7)日本の現状においてはカウンセリングの制度が不十分である。以上より、日本において着床前遺伝子診断を容認し、夫婦(カップル)の意思決定を支えていく上で必要なことは、生殖医療を含めて、胚生命の道徳的議論を徹底させること、遺伝及び生殖医療に関する正しい知識を一般に普及すること、診療情報としての遺伝情報の特殊性を明確にし、その取り扱いを明確にするとともに医療の中でカウンセリング体制を整備すること、当診断法を必要とする夫婦(カップル)の現状を明らかにすることである。研究筆頭者は、現在までに(1)現在までに報告されている、主に欧米における着床前遺伝子診断についての倫理的問題を取り上げた先行研究、関連文献を分析し、欧米の生命倫理的視点から当診断技術に対する多様の見解と基本的視座を検討した。(2)日本において、着床前遺伝子診断が容認されるまでの経緯をまとめた。(3)諸外国と日本における生殖に関する自己決定を行うにあたっての意識、社会的背景の格差について検討した。(4)当診断を必要とする保因者夫婦の心理的諸問題とカウンセリングの方法に関する諸外国の先行研究、関連文献を検討した。(5)発症前診断、保因者診断等に内在する問題について検討をした。以上の文献検討により、着床前遺伝子診断に関しては、各国の社会・倫理的背景を中心として、優生学的問題、遺伝情報管理の問題、知る権利・知らされない権利の問題等があることが明らかになった。さらに、発症前診断や保因者診断をめぐる意思決定については、頻度の高い遺伝性疾患に対する保因者スクリーニングを受けた一般の人や、発病の危険を抱えた人々を中心にした調査が、欧米を中心に実施されている。ここで明らかになったのは、発症前診断を受けたいという人、または実際に受ける人の数が予想に比べて少ないことである。日本においては、着床前遺伝子診断に対するイメージ構造と意思決定、態度変化と意思決定に関する調査がされている。遺伝子治療、診断に対する態度は全体的に肯定的であったが、知識が不十分であり、情報の有無が態度を慎重な方向に向ける傾向があることが明らかになった。
レーザピーニングによる薄膜金属材料の局所改質

レーザピーニング(LP)は機械特性向上のための表面処理機能である.従来,バルク材に適用されてきたLPを,薄膜金属材料の特性向上の新しい手法として適用することを本研究の目的とする.従来のLPはプラズマの拡散を閉じ込める媒質として水が用いられてきたが,薄膜材料を水中に設置することはデメリットが多い.そこで,まず固体媒質を用いたドライLPの検討を行い,ガラスを媒質とすることで従来法と同等の効果を達成した.次に,固体媒質で問題となる媒質の試料形状への追従性についても0.1mm以下の媒質ー試料間ギャップでLPの効果を確認した.最後に,本手法を銅薄膜へ適用し,硬さの向上を確認した.本年度は,薄膜金属材料へのレーザピーニング(LP)適用に向け,ドライ環境LPの実現,試料ー媒質間のギャップの影響,そして実際の薄膜への適用の三点について研究を実施した.従来,LPは水中での実施が主流であった.これは,水を媒質とすることで試料の形状追従性やコスト面で優位なためであるが,一方で薄膜プロセス中では水の利用は真空に対応できないこと,汚染や洗浄の問題,乾燥時のスティッキング等問題が多い.また,薄膜の応用先は平面的な構造が中心であるため,従来のバルク材料のような形状追従性について制限が少ない.そこで,水の代わりにレーザ光に対し透明の固体材料を媒質とした,ドライ環境LPを提案した.その効果をガラス,サファイア,PETで比較したところ,ガラス自体にクラックが入らない範囲で,従来の水中LPを超える銅板の硬さ向上が見られた.レーザ照射部に圧縮の内部応力の発生も確認し,ガラスを媒質としたドライ環境LPを実現した.次に,上述のドライ環境LPで問題となる,試料と媒質(ガラス)間のギャップがLP効果に及ぼす影響について検討した.試料ー媒質間に空気層を設け,LPを実施し硬さの変化を測定した.その結果,20マイクロメートル程度のギャップでは水中LP以上の効果が得られ,さらに100マイクロメートル程度のギャップでも硬さの向上が見られた.MEMS等の応用先を想定する上で,数十マイクロメートルのギャップの克服は,固体媒質の欠点である形状追従性の問題の克服と言える.最後に,これまでの結果を踏まえ,銅薄膜にガラスを媒質としてLPを実施した.薄膜でも,硬さの向上が得られることをナノインデンテーション法により確認した.一方,衝撃または内部応力による膜の剥離が一部で観察され,この解決が今後の課題である.レーザピーニング(LP)は機械特性向上のための表面処理機能である.従来,バルク材に適用されてきたLPを,薄膜金属材料の特性向上の新しい手法として適用することを本研究の目的とする.従来のLPはプラズマの拡散を閉じ込める媒質として水が用いられてきたが,薄膜材料を水中に設置することはデメリットが多い.そこで,まず固体媒質を用いたドライLPの検討を行い,ガラスを媒質とすることで従来法と同等の効果を達成した.次に,固体媒質で問題となる媒質の試料形状への追従性についても0.1mm以下の媒質ー試料間ギャップでLPの効果を確認した.最後に,本手法を銅薄膜へ適用し,硬さの向上を確認した.本研究課題は,薄膜金属の機械強度の改善や組織制御をレーザピーニング法を適用することで達成することを目標としている.本年度は,基本的な薄膜金属へのレーザピーニングの適用可能性およびその効果の調査を行った.薄膜金属へのレーザピーニングの実施条件は,従来のバルク材料へのレーザピーニングに関する先行研究を参考に行った.レーザピーニングは,レーザを試料表面に照射しアブレーションにより発生したプラズマのエネルギを材料中に衝撃波として与えることで実施される.本年度は,プラズマの拡散を防ぐ目的で,試料をガラスセル内に満たした水中に設置した.レーザは水中での透過率が高い,Nd:YAGレーザの第二高調波(532nm)を使用した.レーザのパルス幅は9ns,スポット径は12.8マイクロメートル,繰返し周波数は10Hzである.また,バルクの場合は試料表面の照射痕は機械的な除去も可能であるため,大きな問題とはならないが,薄膜の場合は照射痕の存在は致命的である.そこで,照射痕なしに衝撃波のみを薄膜へ伝えるため,試料表面に保護膜を設けることとした.試料はシリコン基板上にスパッタ法により成膜した銅(膜厚2マイクロメートル)とし,保護膜として市販のアルミ箔をシリコングリースで接着した.レーザの走査速度は10mm/sとした.レーザピーニングの効果は,処理後の内部応力,硬さ,密着性により評価した.応力は基板の反りから評価し,ピーニングにより圧縮の残留応力が発生することを確認した.また,レーザ出力を50から150mWまで変化させ評価し,出力の増加に対応して圧縮応力が大きくなることを明らかにした.次に,ナノインデンター硬さ試験の結果,ピーニングの処理によって硬さも向上していることを明らかにした.最後にテープテストにより密着性を評価したが,ピーニング処理後,密着性の低下が発生することが明らかとなった.現在までに,薄膜金属材料へレーザピーニングの実施を実現し,その効果を評価するに至っている.

また,薄膜へレーザピーニングを適用する際に,バルクと最も異なる,表面形状への影響についても,保護膜を使用することで解決した.これらの点について,目標は達成しているが,計画当初に挙げていたアイデアのすべての検討には至っておらず,よりよい表面の保護について,次年度も検討を続ける予定である.また,レーザピーニングの効果の評価についても,応力,硬さ,密着性といった基本的なものは実施したが,組織の観察の評価が今後に残されている課題である.さらに,密着性については評価を行った結果,当初の仮定と異なり密着性が低下することが明らかになっている.また,次年度以降の発展への準備として,薄膜形成装置の準備を進めた.機能性薄膜合金の成膜を目指し,アークプラズマ蒸着法による二元合金成膜装置の準備を完了している.基本的な薄膜金属材料へのレーザピーニング適用を実施および評価する環境が整った.次の段階として以下の検討を行う.これらの検討項目は当初の研究目的に加え,これまでの研究結果から新たに発生した問題やアイデアについて検討するものを含む.(1)組織制御の評価:レーザピーニング前後での組織の変化をX線回折法により評価する.また,ピーニングの条件によって組織制御を試みる.(2)ドライ環境下でのレーザピーニングの実現:レーザピーニングは通常,水中で実施されるが,マイクロマシン技術への適用を考えると水中への浸漬は望ましくない.そこで,レーザ光を透過する有機フィルムを表面に貼付し,完全にドライな環境でピーニングの効果を得ることを試みる.(3)機能性薄膜への適用:これまでの成果を基に,薄膜へのレーザピーニング処理を実施し,機械強度や機能性の向上を実現する.単一金属のみでなく,アークプラズマ蒸着法により得られる薄膜合金や,薄膜ナノコンポジットに対する適用も試みる.該当なし
表面への吸着反応スピン依存性の起源解明

不対電子を持つ原子・分子が関与する化学反応を議論する際、電荷移動におけるパウリ排他原理の制約、化学種間の交換相互作用、三重項一重項変換等の非断熱遷移など、電子スピン由来の効果を考慮する必要がある。これは化学反応全般に関わる普遍的な問題であるが、実験事実の欠如のため、化学反応におけるスピンの効果は良く理解されていない。本研究は水素原子のスピン偏極ビームを作製し、これを用いたスピン依存吸着実験を行い、すでに報告したO2吸着スピン依存性と比較することにより、スピン依存性の起源理解を目的とする。本年度は、偏極ビーム実験に使用する(1)六極磁子型検出器の開発、および(2)原子状水素ビームの開発を行った。(1)六極磁子型検出器の開発:負(正)の磁気モーメントを持つ粒子は六極磁子中において収束(発散)することを利用してビーム偏極を評価する方式のスピン検出器を開発し、スピン偏極Heビームを用いて性能試験した。従来のStern-Gerlach実験では狭いスリットを通過した一部のビームしかスピン計測に利用出来ないが、本方式では全流束をスピン検出に利用出来るため検出感度が原理的に高い。既存のチャンバーを改造して本方式の検出器を作製し、正常動作する点と高い検出感度を確認した。(2)原子状水素源の開発:久保らの先行研究に従い、2.45GHzマイクロ波放電による原子状水素源を製作し、水素ビーム生成まで確認することができた。当初の予定では、六極磁子型検出器の開発と性能試験を今年度の目標に設定していたが、予想以上に高感度なスピン検出器を開発できたことに加え、原子状水素ビームの立ち上げまで進めることができた。原子状水素のスピン偏極ビーム生成と六極磁子型検出器による偏極評価をできるだけ早期に行う。現在、偏極水素ビームを表面に照射し、表面反応確率スピン依存性を計測するための超高真空分析室、試料作製室の立ち上げも進めている。スピン偏極ヘリウムビームによる表面磁性計測も同時に行えるシステムを整備する予定である。装置完成次第、強磁性表面への水素吸着スピン依存性検出実験を進める予定である。ビームのスピン偏極測定と表面反応計測実験を本年度進める予定であるが、これに必要なチャンバー、蒸着部品、試料ホルダ部品製作等に使用予定である。本年度作製した六極磁子型スピン検出器は、既存真空容器を改造し、これに既存の排気系と質量分析計を組み合わせることにより構成することができた。水素源については、放電管は当機構工作室の製作品を利用でき、また微動機構の構造を工夫し製作コストを削減できたため、次年度使用額を生じた。
Contextual Chinese-English Dictionary of the Thirteen Classics

研究の期間、研究代表は儒教の「十三経」のうち四経(『論語』、『孝経』、『孟子』、および『書経』)の中に含まれるの単漢字と熟語のすべてのオンライン『漢日韓越-英辞典』に入力を終了した。さらに、『老子』、『荘子』、および『淮南子』に含まれたすべての単語が加えられた。最終的に、中国の古典に含まれた『Mathew's Chinese-English Dictionary』の最初の100ページからの単漢字と熟語をすべてが加えられた。このデータの包含のため、それは中国古典文学の研究のための最も包括的なオンライン・リファレンスリソースになった。H25年度の研究の期間、研究代表は完全に機能的にオンラインウェブ辞典サービスの作業を終了した。このウェブ辞典サービスで、ユーザは漢字と複合語の意味を捜し求めることができる。現在のところ、それはWWWで最も高度なアカデミックな漢・英辞典である。今年、研究代表者は「論語」、「孟子」、と「海南子」と言う古典に含めている單漢字と熟語を辞典に加えた。合計で1万1073の単漢字、および3万7582の語彙を含んでいる。URL: http://www.buddhism-dict.net/dealt研究の期間、研究代表は儒教の「十三経」のうち四経(『論語』、『孝経』、『孟子』、および『書経』)の中に含まれるの単漢字と熟語のすべてのオンライン『漢日韓越-英辞典』に入力を終了した。東洋思想史「13經」の内、一番大事な「孟子」、「海南子」と「論語」の語彙が入力できましたので、残っている古典の中の言葉が段々少なくなります。今年度では、「易經」と「書經」と「詩經」の単語を加える予定である。
イデオフォンにおける段階性と文法的統合性に関する研究

本研究の目的は、スケールを用いて「グラグラ、クタクタ」といったイデオフォン(擬音語・擬声語・擬態語)における段階性(gradability)を分析・記述することを通して、その核となる意味を明らかにすることである。特に、「huge、fantastic」といった極限(extreme)形容詞に観察される意味の強さと比較して分析することで、イデオフォンが持つ感覚的イメージの一部を明示的にする。また、段階性と関連する比較構文や程度構文などの文法的統合性の問題について考察し、意味の強さが最大限の基準として内在化された場合、意味的余剰性の削減のため文法的統合性が弱くなり、比較構文や程度構文といった複雑な構文が作れなくなると主張する。本研究を通して、これまでほとんど議論されることがなかったイデオフォンの段階性と漠然と捉えられていた意味の強さが明示的になり、通言語的な分析が可能になる。また、文法的統合性の議論を通して、言語構造が単純化していくプロセスの一つが明らかになる。2018年度は、BLS44に論文を発表し、また11月にUCLAで行われたJapanese/Korean Linguistics 26においてイデオフォンの意味論・語用論分析を発表し、その論文も完成させた。なお、この論文はCSLIよりオープンアクセスの形で出版される予定である。本研究課題採用前にBerkeley Linguistic Society 44で口頭発表した内容を、2018年度中に論文の形で出版させることができた。また、11月にUCLAで行われたJapanese/Korean Linguistics 26で学会発表も行うことができ、その成果を論文の形でまとめることもできた。当初の予定は順調に消化できている。本研究課題の成果の一部を盛り込んだ単著『英語の諸相』が2019年4月に出版された。これは現在、大学の講義で活用している。また、新学術領域研究とも合わせ、イデオフォン(本研究課題)と間投詞(新学術領域研究)の共通特性を文法的統合性、及び言語進化という観点からどれだけ研究を進めていくことができるかが今後の課題である。また、新学術領域研究のおかげで自閉症スペクトラムの幼児の言語データやウィリアムズ症候群の人たちの言語データも収集することができそうであり、本研究課題期間中に当初の予定より研究が進む見込みもでてきた。新学術領域研究の代表でもあり、その分、多少の余裕ができた。繰り越し分は2019年度以降の研究に使用する。
シリカ膜マイクロカプセルを用いた自己修復性炭素繊維強化ポリマーの開発

本研究は、シリカ膜マイクロカプセルと開繊炭素繊維ストランドを組み合わせた、自己修復性を有する炭素繊維強化ポリマー(CFRP)積層材料の開発を目指したものである。シリカ中空粒子を用いたシリカ膜マイクロカプセルの試作では、コーティング処理で修復剤の放出速度が遅くなった。また、シリカ中空粒子用いた自己修復CFRP積層材料の層間せん断試験では、粒子質量分率の増大に伴い見掛けの層間せん断強度は低下するが、ポリマー膜マイクロカプセルの場合に比べて低下の程度が小さくなった。さらに、ポリマー膜マイクロカプセルを用いた自己修復CFRP積層材料と超音波印加したグラフェンを複合した場合、修復率が増大した。本研究は、修復剤を内包した耐熱性の高いシリカ膜マイクロカプセルと、炭素繊維ストランドを空気で広げてポリマーの含浸性を改善した開繊炭素繊維ストランドを組み合わせることで、強化繊維の間隙にシリカ膜マイクロカプセルが均一配置する微視構造を形成した、自己修復性を有する炭素繊維強化ポリマー(CFRP)積層材料の開発を目指した研究を行うものである。本年度に得られた結果を要約すると以下の通りである。(1)シリカ膜マイクロカプセルの合成試作を行った。合成時の撹拌速度を制御することにより、平均粒径35μm程度と平均粒径1535μm程度のシリカ膜マイクロカプセルを得ることができた。また、得られた平均粒径20μm程度のシリカ膜マイクロカプセルと修復剤(ジシクロペンタジエン)を混合し、真空中に放置すると、修復剤がシリカ膜マイクロカプセルに吸収されることを確認した。(2)ポリマー膜マイクロカプセルを用いた自己修復CFRP積層材料の見掛けの層間せん断強度と修復率に及ぼすマイクロカプセルの質量分率・粒径の影響を検討した。平均粒径50μmのマイクロカプセルを用いた積層材料の見掛けの層間せん断強度と修復率は、平均粒径120μmのマイクロカプセルの場合に比べて増大した。また、マイクロカプセル質量分率の増大に伴い、積層材料の見掛けの層間せん断強度は低下するが、修復率は増大した。(3)ポリマー膜マイクロカプセルを用いた自己修復CFRP積層材料の見掛けの層間せん断強度と修復率に及ぼすカーボンナノチューブ(CNT)・グラフェン(GE)添加の影響を検討した。マトリックス中に遊星式ミキサーを用いてCNT・GEを添加した場合、CNT・GEの凝集体が起点となる局所的なき裂が多数発生したため、見掛けの層間せん断強度および修復率が低下する傾向を示した。今年度は、シリカ膜マイクロカプセルの合成試作を行い、合成時の撹拌速度とマイクロカプセル粒径の相関を見出すことができた。また、合成したシリカ膜マイクロカプセルが真空中で修復剤を吸収していることも確認できたため、このマイクロカプセルを用いて自己修復CFRP積層材料を作製し、層間せん断強度・修復率を評価する準備が整った。一方、ポリマー膜マイクロカプセルを用いた自己修復CFRP積層材料を対象に、ショートビームせん断試験を実施し、層間せん断強度・修復率に及ぼすマイクロカプセルの粒径・質量分率およびナノ材料添加の影響も一部評価が完了しており、シリカ膜マイクロカプセルを用いた自己修復CFRP積層材料へ得られた知見を展開することが可能となった。(1)シリカ中空粒子を用いたシリカ膜マイクロカプセルの試作を行った。シラン系カップリング剤を用いて修復剤を吸収したシリカ中空粒子のコーティング処理方法について検討した結果、時間当たりの修復剤の放出は少なくなり、マイクロカプセル化に対する重要な結果が得られたが、放出を完全に阻止することはできなかった。(2)シリカ中空粒子用いた自己修復CFRP積層材料の見掛けの層間せん断強度に及ぼす粒径と粒子質量分率の影響を検討した。粒子質量分率の増大に伴い見掛けの層間せん断強度は低下するが、ポリマー膜マイクロカプセルの場合に比べて低下の程度が小さくなった。また、シリカ中空粒子の積層材料の破壊挙動は、ポリマー膜マイクロカプセルの場合に比べて、脆性的になった。さらに、シリカ中空粒子の積層材料に発生するき裂は、繊維間で斜めに進展したが、ポリマー膜マイクロカプセルの場合は繊維に沿って進展し、膜素材の違いで、き裂進展挙動に相違が生じることが明らかとなった。(3)ポリマー膜マイクロカプセルを用いた自己修復CFRP積層材料の見掛けの層間せん断強度と修復率に及ぼすグラフェン(GE)・セルロースナノファイバー(CNF)添加の影響を検討した。マトリックス中に超音波印加によりGE・CNFを添加した場合、GE・CNFが起点となって小さなき裂が多数発生し、見掛けの層間せん断強度は変化しないが、修復率が増大するといった新たな知見を得た。今年度は、シリカ中空粒子を用いたシリカ膜マイクロカプセルの試作を行い、シラン系カップリング剤が修復剤放出阻止に有効であることを見出したが、マイクロカプセル化技術は確立できなかった。さらなるコーティング処理方法の検討を行い、早期にシリカ膜マイクロカプセルを実現する予定である。

また、シリカ中空粒子を用いたCFRP積層材料の層間せん断強度に及ぼす粒径・質量分率の影響を明らかにし、シリカ膜マイクロカプセルの優位性を確認することができた。しかし、シリカ膜マイクロカプセルを用いた自己修復CFRP積層材料に関しては未着手の状況である。さらに、ポリマー膜マイクロカプセルを用いた自己修復CFRP積層材料の修復率がGE・CNF等のナノ材料添加で増大する結果が得られ、新しい知見を得ることができた。一方、自己修復CFRP積層材料の衝撃後圧縮試験も一部実施し、興味深い結果を得ている。本研究は、シリカ膜マイクロカプセルと開繊炭素繊維ストランドを組み合わせた、自己修復性を有する炭素繊維強化ポリマー(CFRP)積層材料の開発を目指した研究を行うものである。本年度に得られた結果および研究期間全体を通じて得られた結果を要約すると以下の通りである。(1)シリカ膜マイクロカプセルの合成試作を行い、平均粒径35μm程度と平均粒径1535μm程度のシリカ膜マイクロカプセルを得ることができた。また、シリカ中空粒子を用いたシリカ膜マイクロカプセルの試作を行い、シラン系カップリング剤を用いたコーティング処理で修復剤の放出速度を遅くすることができた。今後金属コーティング処理を実施する予定である。(2)シリカ中空粒子用いた自己修復CFRP積層材料の見掛けの層間せん断強度に及ぼす粒径と粒子質量分率の影響を検討し、粒子質量分率の増大に伴い見掛けの層間せん断強度は低下するが、ポリマー膜マイクロカプセルの場合に比べて低下の程度が小さくなることを明らかにした。また、シリカ中空粒子の積層材料の破壊挙動は、ポリマー膜マイクロカプセルの場合に比べて、脆性的となった。(3)ポリマー膜マイクロカプセルを用いた自己修復CFRP積層材料の見掛けの層間せん断強度と修復率に及ぼすナノ材料添加の影響を検討した。マトリックス中にナノ材料を分散した場合、見掛けの層間せん断強度は変化しないが、修復率が増大した。(4)ポリマー膜マイクロカプセルを用いた自己修復CFRP積層材料の衝撃後圧縮試試験を行い、修復後の圧縮強度の回復を確認できた。(5)自己修復CFRP積層材料の代表体積要素モデルを用いて弾性特性に関する有限要素解析を行い、層間にマイクロカプセルが凝集すると弾性特性が低下することを明らかにした。本研究は、シリカ膜マイクロカプセルと開繊炭素繊維ストランドを組み合わせた、自己修復性を有する炭素繊維強化ポリマー(CFRP)積層材料の開発を目指したものである。シリカ中空粒子を用いたシリカ膜マイクロカプセルの試作では、コーティング処理で修復剤の放出速度が遅くなった。また、シリカ中空粒子用いた自己修復CFRP積層材料の層間せん断試験では、粒子質量分率の増大に伴い見掛けの層間せん断強度は低下するが、ポリマー膜マイクロカプセルの場合に比べて低下の程度が小さくなった。さらに、ポリマー膜マイクロカプセルを用いた自己修復CFRP積層材料と超音波印加したグラフェンを複合した場合、修復率が増大した。今後の研究は、今年度に得られた結果と明確になった課題を鑑み、以下の方策で推進する。