hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
離散スペクトル吸光光度法による光ファイバ型超高分解能多成分変動濃度プローブの開発

また,保存スカラーにより条件つけた条件付統計量の分布も調べ,従来得られていない貴重なデータを得ることができた.今年度の目標は2成分物質に対して高分解能の光ファイバ型多成分変動濃度同時計測システムおよび測定用プローブの開発であった.当初の計画では,光源として半導体レーザーダイオード(LD)使用する予定であったが,慎重に計測システムを設計した結果,LDを使用しなくても,より安価で取り扱いが容易な高輝度LEDにより,目標であるマイクロメートルオーダーの分解能の達成が可能であることがわかったので,最終的に2つの高輝度LED(波長520nmにピークを持つ緑色LEDと波長628nmにピークを持つ赤色LED)により2成分の濃度測定システムを設計・製作した.また,光ファイバプローブについても,検査部で少なくとも100μmの直径の分解能を有するように設計できている.なお,光ファイバプローブについては,発注済みであり,納入され次第,その性能の試験をする予定である.一方,化学反応を伴う乱流混合過程の解明に有効なデータの取得については,従来の測定システムを使用してはいるが,二次元乱流噴流での二次の化学反応場の実験が順調に進み,基本的な統計量である各成分濃度の平均値,変動濃度r.m.s.値,自己相関係数,スペクトル分布について貴重な知見を得ることができた.また,従来測定が非常に困難とされていた保存スカラー量で条件付けした条件付き統計量についても,解析が進んでいる.今後は,今年度開発された新型多成分変動濃度システムと高分解能光ファイバープローブを使用し,さらに速度場にX型ホットフィルムプローブと組み合わせることにより,変動速度2成分と反応に関与するすべての物質濃度場を同時に測定する予定であり,その準備がほぼ終了した段階である.以上のように,測定システム,高分解能光ファイバープローブ,化学反応実験のいずれにおいても,多少の遅れはあるが当初の計画通りにおおむね順調に進展していると評価できる.(1)超高分解能の光ファイバ型多成分変動濃度同時測定用プローブおよび計測システムの開発(3成分への拡張):平成24年度には,可能であれば,さらに1波長分として,新たにLEDモジュール(青色)を追加することにより,3成分の濃度を同時測定可能なシステムにバージョンアップを行う予定である.(2)二次の反応を伴う二次元乱流噴流の追加実験と微小スケール統計量解析:まず,今年度(平成23年度)に開発された新型2成分変動濃度計測システムと新型光ファイバープローブを使用して,単一の二次の化学反応A + B →Rを対象とした実験を再度実行する.その際,速度場についてはX型ホットフィルムプローブを使用することにより,速度2成分も同時に測定する.このような反応濃度場で多成分変動濃度と2成分変動速度の測定は世界でも例はなく,本研究が世界で初めての実験となりきわめて貴重なデータが得られるものと期待される.また,得られた実測結果から,従来の乱流モデルや分子拡散モデルと比較検討することにより,それらの検証と改良,あるいは新規の乱流モデルや分子拡散モデルの開発を行う予定である.また,得られた成果を取り纏め,国際会議や論文として世界に発信する.実験に最低限必要は備品はほぼ平成23年度に購入済みである.したがって,次年度の研究費は,主に消耗品,特に光ファイバープローブの制作費や今後実験装置に付随的に必要となる電子部品や光学製品,各種薬品の購入のために使用する予定である.また,研究成果の発表のための学会参加費や論文執筆にともなう掲載費用などに使用予定である.
T*系高温超伝導体の磁気励起

銅酸化物の高温超伝導発現機構や常伝導相で見られる異常物性にはこの系の大きな磁気揺らぎが重要な役割を果たしている。我々は、この磁気励起に対する"stripe"もしくはその揺らぎの影響を調べた。ここで"stripe"とは正孔の一次元的秩序と考えられているもので、それが超伝導の発現に関与するとの説があるからである。その説が正しいか否かを知る目的で、YBa_2Cu_3O_y(YBCO)とLa214系の磁気励起スペクトルχ"(q,ω)(波数ベクトルq、エネルギーω)を測定し、"stripe"がこれらの系に共通に存在するかどうかまで含めて詳しく解析した。スピン帯磁率χ(q,ω)=χo(q,ω)/{1+J(q)χo(q,ω)}(χo(q,ω)は相互作用の無い系の一般化帯磁率、J(q)はCu-Cu間に働く交換相互作用)を計算し、バンドパラメータ等、現実に即した物質パラメータを用いて観測されたスペクトルにフィットしながら解析を行ってきた。グループによるこれまでの研究では、YBCOのχ"(q,ω)が"stripe"の影響なしに計算で再現されるのに対し、La_<2-x>Sr_xCuO_4(LSCO)系やLa_<1.6-x>Nd_<0.4>Sr_xCuO_4(LNSCO)系のいわゆるLa214系では、x0.12で"stripe"秩序(LNSCOのx1/8の低温域で存在する)または揺らぎのために、秩序がまだ形成されていない高温域でも、χ"(q,ω)の観測データと計算結果とに低エネルギー域で差異が見られている。計算をさらに高エネルギー領域まで拡張し、YBCOやLa214系の一つであるLa_<2-x>Ba_xCuO_4(x1/8)に対して最近報告された磁気励起スペクトルと比較し"stripe"の影響の有無を調べた。YBCO系ではχ"(q,ω)にcommensurate peakが現れるエネルギー(ω_r)を通り越してωを増加させたとき、逆格子空間の点(π/a,π/a)を基点にして眺めたincommensurate (IC)peakの位置が45°回転して観測されるが、上記のモデルでもその特徴がよく再現される。すなわち、ω_rを超える高エネルギー領域でも"stripe"の影響は見られない。この結果は、バンド描像を基盤にした当モデルの妥当性を示すとともに、"stripe"が銅酸化物系に共通に存在し、超伝導発現機構に重要な役割を果たすとする考え方に否定的であるように見える。La214系の一つであるLa_<2-x>Ba_xCuO_4の高エネルギー領域では"stripe"の影響がはっきりと識別できるほどの振舞いは同定できない。"stripe"の影響は主に低エネルギー領域でのIC peakのsharpeningとして観測される。銅酸化物高温超伝導体に代表される、磁性と伝導が強く結合するような系においては様々な興味深い物性が現れる。そのひとつとして、強磁性体金属の異常ホール効果があげられる。それに関する研究は数多く行われているが、メカニズムは未解決な問題として残っている。我々のグループでは、この異常ホール効果にnon-trivialな磁気構造が何らかの影響を与えているという実験結果を様々な系において観測している。そのなかでスピネル型化合物Cu_<1-x>Zn_xCr_2Se_4の系を用いてその寄与の仕方について調べた。この系は、磁気的な性質をCrの磁気モーメントのみが担うという点でnon-trivialな磁気構造の影響が観測しやすいと考えられる。ホール抵抗測定、磁化測定、中性子回折実験、NMR測定を行い詳しく調べた。この系の多結晶試料を用いた実験結果をもとに、0.2<x≦0.8の試料で実現するconicalな磁気構造と異常ホール係数の符号反転に対応関係がみられることを明らかにした。また、non-trivialな磁気構造、すなわちスピンカイラリティーχ(≡S_1・(S_2×S_3))の秩序化が異常ホール効果に寄与するという興味深い提案もあり、多結晶試料の結果は一部この理論と対応するようにも見える。それに加えて単結晶試料を用いた磁気構造解析を行った。単結晶試料を用いることにより、ホール抵抗の磁場方向依存性や粉末試料では明らかにすることができなかった磁気構造の詳細な情報を得ることができた。単結晶試料の中性子回折実験でincommensurateな超格子反射を含む、磁気反射を測定した。その結果よりこの系はχが有限の値を持つ磁気構造をとっているものと思われる。我々のグループでは同様の単結晶試料を用いたホール抵抗の測定、さらに不純物効果の観測も行っており、この系の異常ホール効果に対して、詳しい磁気構造の情報をもとにnon-trivialな磁気構造がホール抵抗に与える影響、さらにはスピンカイラルオーダーメカニズムとの対応を今後さらに明らかにしていきたい。銅酸化物高温超伝導体La_<1.6-x>Nd_<0.4>Sr_xCuO_4の単結晶試料を用いて磁気励起スペクトル_<X">(q,ω)(q,ωはそれぞれ波数ベクトルとエネルギー)を中性子非弾性散乱を手段として調べている。この系では超伝導転移温度T_cが電荷の一次元的な秩序(いわゆる"stripe"秩序)によって抑制される。

この系の_<X">(q,ω)が"stripe"秩序、もしくはその揺らぎにどう影響されるかを調べた。銅酸化物高温超伝導体の超伝導発現機構には、磁気励起が密接に関与していることが知られているが、我々のグループでは主にYBa_2Cu_3O_yの磁気励起スペクトル_<X">(q,ω)を詳しく調べてきた。動的帯磁率_X(q,ω)=_<Xo>(q,ω)/(1+J_<qXo>(q,ω)をeffectiveなband parameterを使って求めた_<Xo>(q,ω)とCu-Cu間に働く反強磁性相互作用J_qとを用いて計算すると、実験から得られたスペクトルのq-,ω-,T-依存性が自然に説明される。このとき実験値と計算値を定量的に比較するには準粒子の大きなbroadening Γを考慮することが重要であった。YBa_2Cu_3O_yの_<X">(q,ω)に対して、"stripe"の揺らぎの影響を指摘するグループもあるが、この解析結果を見ると"stripe"の影響を考慮する必要がない。さらに進んで、実際に低温で"stripe"秩序を起こすLa_<1.6-x>Nd_<0.4>Sr_xCuO_4の_<X">(q,ω)を測定し、"stripe"徽序、またはその揺らぎがどのような影響を与えるのか調べてみた。La_<1.6-x>Nd_<0.4>Sr_xCuO_4のx=0.12ではLTO相からLTT相への構造相転移、電荷秩序、磁気秩序がT_e69Kでおこる。これに対しω<12 meVのエネルギー領域で_<X">(q,ω)の測定を行った。T_eより高温から温度降下とともに徐々に線幅が小さくなり、T_e付近で急激に減少する振る舞いが観測された。上述したモデル計算によるfittingを行うと、T_e以上のスペクトルの場合でもΓの値を2meVという異常に小さな値を用いてもスペクトルを完全には再現しない。このようなT_eより上でもsharpな線幅に"stripe"の揺らぎが影響を与えていると考えられる。x=0.18の試料は、構造相転移が80K,磁気秩序がT_m20K、電荷秩序に対応する超格子ピークが観測されない試料である。この系に対し11K<T<200K,2.5meV<ω<1OmeVの範囲で。_<X">(q,ω)の測定を行った。スペクトルのpeak構造はx=0.12に比べbroadであった。T_m以上のT=65Kで3meV<ω<10meVの_<X">(q,ω)についてモデル計算によるfittingを行うと、Γ40meVという値で実験データを再現することが分かった。x=0.18では"stripe"の揺らぎが_<X">(q,ω)に与える影響が弱<なり、線幅がbroadになっているように見える。銅酸化物の高温超伝導発現機構や常伝導相で見られる異常物性にはこの系の大きな磁気揺らぎが重要な役割を果たしている。我々は、この磁気励起に対する"stripe"もしくはその揺らぎの影響を調べた。ここで"stripe"とは正孔の一次元的秩序と考えられているもので、それが超伝導の発現に関与するとの説があるからである。その説が正しいか否かを知る目的で、YBa_2Cu_3O_y(YBCO)とLa214系の磁気励起スペクトルχ"(q,ω)(波数ベクトルq、エネルギーω)を測定し、"stripe"がこれらの系に共通に存在するかどうかまで含めて詳しく解析した。
GATA-1転写因子による白血病の分子機構

本研究は、GATA1の変異による白血病発症の仕組みを分子レベルで明らかにするために研究を進め、以下の研究成果が得られた。1.変異GATA1と正常GATA1の転写制御の差異を明らかにするために、正常GATA1とエストロゲンレセプター(ER)のキメラ蛋白発現ベクターを作成し、変異GATA1のみが発現しているSCF依存性DS-AMKL細砲株KPAM1に遺伝子導入した。タモキシフェンで正常GATA1を活性化した結果、細胞増殖抑制とKITの発現低下を認めた。2.TMDでは全ての症例で、KITが高発現していた。SCF存在下に液体培養したところ、SCFに反応して著しく増殖し、imatinibでKITの活性を抑制すると、TMDの増殖が完全に抑制された。次に、KITの下流のシグナル伝達系を明らかにするために、SCF依存性DS-AMKL細胞を用いて解析を加えた。SCF添加により、RAS/MAPKとPI3K/AKTシグナル伝達系が活性化し、アポトーシスに促進的に働くBIMの抑制とアポトーシスを抑制するMCL1の誘導が引き起こされた。以上の結果より、SCF/KITシグナル伝達系はTMDやDS-AMKL細胞の生存に重要な働きをしていることが示唆された。3.21番染色体上のTMD責任候補遺伝子の一つであるRUNX1転写因子に注目し、解析を行った。その結果、GATA1がそのzincfingerドメインを介してRUNX1と結合することを見出した。患者特異的GATA1変異体はそのzincfingerドメインを介してRUNX1と結合し、GATA1とRUNX1の結合配列を持つ巨核球特異的なGP1bαプロモータ一を相乗的に活性化した。この結果より、DS-AMKLの原因は、GATA1とRUNX1の相互作用の喪失のためではないことが明らかとなった。本研究の目的は、GATA-1の変異による白血病発症の仕組みを分子レベルで明らかにすることである。具体的には、以下の3点に焦点を絞り研究を進め、以下の点を明らかにした。1.GATA-1遺伝子がダウン症のTMDとAMKLで高頻度に遺伝子変異を起こす仕組みを解明。ヒト21番染色体を持つダウン症モデルマウス(鳥取大学医学部押村光雄教授との共同研究)で脾腫を発生したマウスの脾臓からRNAを抽出し、GATA1の遺伝子変異を解析した。しかし、これまでのところ、GATA1の遺伝子変異は見られていない。2.変異GATA-1が、巨核球の分化を障害し、白血病を発症させる仕組みを解明。ダウン症のAMKL細胞株CMK(細胞は変異GATA-1のみが発現している。これに正常GATA-1遺伝子を過剰発現させた細胞株と親株における遺伝子発現量の差を、DNAマイクロアレー法で解析し、いくつかの発現量に有意差のある遺伝子を同定した。1.変異したGATA-1と協同して白血病発症の過程で働く21番染色体上の遺伝子を同定。最近、Elagib等はAML1(RUNX1)がGATA-1のN末端転写活性化ドメインで結合し、ダウン症のAMKLで発現している変異GATA1がRUNX1と結合しないことを示唆した。これを検証するとめに、我々は、FLAGでtagしたAML1b発現ベクターと完全長のGATA-1およびN末端転写活性化ドメインを欠くGATA-1発現ベクターをCOS-7細胞に遺伝子導入し、共免疫沈降法で解析した。その結果、意外にも変異GATA1はRUNX1とZinc fingerドメインを介して、結合することが明らかとなった。

従って、GATA1sがAML1と結合できないというこれまでの説を否定することができた。GATA1の変異による白血病発症の仕組みを分子レベルで明らかにするために、本年度は以下の研究を進めた。1.21番染色体上のTMD責任候補遺伝子の一つであるRUNX1転写因子に注目し、解析を行った。その結果、GATA1がそのzincfingerドメインを介してRUNX1と結合することを見出した。患者特異的GATA1変異体はそのzincfingerドメインを介してRUNX1と結合し、GATA1とRUNX1の結合配列を持つ巨核球特異的なGP1bαプロモーターを相乗的に活性化した。この結果より、DS-AMKLの原因は、GATA1とRUNX1の相互作用の喪失のためではないことが明らかとなった。2.白血病細胞で欠落するGATA-1のN末端転写活性化ドメインに結合する分子を見出すために以下の2つの方法でスクリーニングを行なった。ヒトGATA-1のN末端転写活性化ドメインをBaitとして、Matchmaker two hybride systemでヒト赤白血病(K562)cDNAライブラリーをスクリーニングした。得られた陽性クローンをシグナルの強いものから30クローン以上遺伝子配列を決定したが、これまでのところ特異的にGATA1と結合する候補遺伝子は得られていない。His-Xpress tag付きのGATA1をDS-AMKL細胞株CMKに遺伝子導入し、死細胞を取り除いてから、各タンパクを抽出し、各種抗体が結合しているmenbraneと核タンパクをincubateし、抗Xpress抗体でwestern blotを施行した。陽性分子を特異的な抗体で検証したが、最終的にすべて陰性であった。1.変異GATA1と正常GATA1の転写制御の差異を明らかにするために、以下の実験を行なった。正常GATA1とエストロゲンレセプター(ER)のキメラ蛋白発現ベクター(レトロウイルスベクター)を作成し、変異GATA1のみが発現しているSCF依存性DS-AMKL細胞株KPAM1に遺伝子導入し、亜株を樹立した。タモキシフェンで正常GATA1を活性化し、細胞増殖と赤血球・巨核球分化について詳細に観察した。その結果、意外なことに変異GATA1も正常GATA1と同様に過剰発現すると細胞増殖を抑制するが、巨核球分化の促進は認められなかった。2.変異GATA-1によるKITの発現制御:我々は、real time PCRを用いて、13例のTMD、5例のDS一AMKL、17例のAMLおよび5例のALL臨床検体でのKITの発現を検討した。その結果、TMDでKITが均一に高発現していることを見出した。また、KITのリガンドであるSCF存在下に液体培養で解析したところ、5例のTMD細胞全てがSCFに反応して著しく増殖した。チロシンキナーゼ阻害剤imatinibでKITの活性を抑制すると、TMDの増殖が完全に抑制された。次に、KITの下流のシグナル伝達系を明らかにするために、SCF依存性DS一AMKL細胞を用いて解析を加えた。SCFを培養液から除くとアポトーシスが誘導された。
ポスト冷戦期における「レジーム」機能の再検討:核不拡散を事例として

平成19年度における研究は、核不拡散レジームという共通テーマの下で個々人が研究を継続するとともに、6月には2日間の合宿を実施し、11月には米国モントレー国際大学不拡散研究センターの人々と2日間のワークショップを開催し、平成20年2月には外務省と意見交換を行った。核不拡散レジームに含まれる個々の問題、すなわちNPT再検討プロセス、核軍縮の進展、北朝鮮問題、イラン問題、米印原子力協力協定、輸出管理の規制、原子力平和利用の制限などの研究を進めることにより、核不拡散体制がポスト冷戦期において大きく変化していること、法的規範のみならず、政治的な合意にもとづく規範が作られ、さらに一方的なさまざまな措置がとられていることが明らかになった。さらにこれらの研究を基礎として、それらの諸措置を合法性、正当性、実効性の側面から検討し、レジームの普遍性への影響、それによるレジームによる規範力の強化と弱体化などを検討した。その結果、合法性および正当性を維持する措置はレジームの規範的な力を増大し、レジームの強化に有益であるが、短期の実効性のみを追求し、合法性や正当性を十分もたない措置は、普遍性の側面からも大きな問題があり、レジームの強化に悪影響を与えるという傾向が明白になっており、実効性のみならず、合法性か正当性を担保する必要があることが明らかにされている。1、研究プロジェクトに関する問題意識と目的意識の共有のため、5月に研究会を開催し、論点の共通理解の促進を行い、研究の分担を明確にした。2、その後メンバーは個々の研究を推し進め、11月の研究会では、メンバー全員がそれぞれの分野での研究の中間報告を行い、議論を行った。その結果、ポスト冷戦期におけるレジームとしての核不拡散体制は大きな変化を遂げており、核不拡散条約(NPT)のみでは対応できず、それを補完する意味でのさまざまな措置が取られていることが明らかになり、また唯一の大国となった米国の政策が大きな影響力をもっていること、しかし実効性に重点が置かれているために、正当性の面では懸念が発生していることなどが明らかになった。また新たな措置として、IAEA保障措置の強化、輸出管理の強化、拡散防止構想(PSI)の実施、国連安保理決議1540の採択、濃縮・再処理活動への制限、G8グローバル・パートナーシップの実施、核セキュリティの強化などが取られているが、これらが規範を中心とするレジーム形成にどのように寄与しうるのか、あるいはレジーム形成を妨げるものであるのかが議論された。3、2月から3月にかけて米国ワシントンD.C.で行われた米国専門家との会議および意見交換においては、主として北朝鮮やイランなど地域的な問題、NPT再検討プロセスでの問題点などが議論され、研究の一層の進展となった。
分子内水素結合エネルギーとプロトン移動の理論計算

プロトン付加したエチレングリコール,エチレンジアミンについて,非経験的分子軌道法を用いて,その最適構造,分子内水素結合エネルギーを決定した.次の三つの配置について6-31G*基底関数を用いて, Hartree-Fockレベルで構造の最適化を行った.これらの最適化構造を用いて, muer-Plessetの三次の摂動法(mp3法)により最終エネルギーを計算した.用いた基低関数はDunning-Huzinagaのsplit-valence基低に分極関数を加えたもの(D9.5V**)である.Hartree-Fockレベルの計算において,三つの配置の安定の順序はb>a>cとなり, G2v対照性をもつc構造は分子内水素結合による安定化を示さない. mp3法により電子相関を考慮すると, c構造, b構造が安定し,その順序はb>c>aとなる.電子相関を取り込むことによって, c構造が著しく安定化し,分子内水素結合エネルギーを持つようになるが,依然としてb構造が最も安定な配置である.mp3法によるb構造の分子内水素結合エネルギー(a構造からの安定化)は,プロトン付加したエチレングリコールで12kcal/mol,プロトン付加したエチレンジアミンで10kcal/molである.エチレンジアミンの10kcal/molという値は,これ迄行われた二つの実験値(6.7と12.6kcal/mol)の中間に位置し,いずれの実験が正しいかを決定するには至らなかった.電子相関を取り込むことによって, c構造が著しく安定になる原因について,大規模Configuration Interaction計算を行い,解析した.プロトン付加したエチレングリコール,エチレンジアミンについて,非経験的分子軌道法を用いて,その最適構造,分子内水素結合エネルギーを決定した.次の三つの配置について6-31G*基底関数を用いて, Hartree-Fockレベルで構造の最適化を行った.これらの最適化構造を用いて, muer-Plessetの三次の摂動法(mp3法)により最終エネルギーを計算した.用いた基低関数はDunning-Huzinagaのsplit-valence基低に分極関数を加えたもの(D9.5V**)である.Hartree-Fockレベルの計算において,三つの配置の安定の順序はb>a>cとなり, G2v対照性をもつc構造は分子内水素結合による安定化を示さない. mp3法により電子相関を考慮すると, c構造, b構造が安定し,その順序はb>c>aとなる.電子相関を取り込むことによって, c構造が著しく安定化し,分子内水素結合エネルギーを持つようになるが,依然としてb構造が最も安定な配置である.mp3法によるb構造の分子内水素結合エネルギー(a構造からの安定化)は,プロトン付加したエチレングリコールで12kcal/mol,プロトン付加したエチレンジアミンで10kcal/molである.エチレンジアミンの10kcal/molという値は,これ迄行われた二つの実験値(6.7と12.6kcal/mol)の中間に位置し,いずれの実験が正しいかを決定するには至らなかった.電子相関を取り込むことによって, c構造が著しく安定になる原因について,大規模Configuration Interaction計算を行い,解析した.
多孔質シリコンへの導電性高分子膜の電解重合によるマイクロタスの作成

多孔質シリコンを電極として導電性高分子を電解重合により充填することにより、ポリピロールのナノファイバー、マイクロチューブの作製に成功した。シリコンの多孔質化と孔内へのポリピロールの電解重合を繰り返すことで、ポリピロール被服多孔質シリコンの多層膜作製に成功した。多孔質シリコン中に作製したポリピロール微細構造を電位印加により駆動するには裸の多孔質シリコン電極を金属で被覆する必要があることが分かり、水溶液中で比較的安定なCu, Pt, Au, Pdの電析を多孔質シリコン電極に行った。孔の形状や電解液の種類、印加電位等により析出する金属の形態を制御できることが明らかになった。Auで被覆した多孔質シリコンにグルコースオキシダーゼを固定化し、活性を測定すると平坦なAu電極上での応答に比べて3倍近い感度を示すことを明らかにした。多孔質シリコンへの導電性高分子、特にポリピロールの電解重合について検討した。フッ酸溶液中でシリコンを電気化学的に溶解すると多孔質化する。この多孔質構造はシリコンから成るため、電極としてそのまま使用できる。シリコンの多孔質化条件を変えることで、2nm,20nm,5μmの孔径を有する多孔質シリコンを作製し、電解重合の電極とした。これらの多孔質シリコンヘポリピロールを電気化学的に充填すると、どの孔径の多孔質構造においても孔底部から連続的に充填されることを明らかにした。多孔質シリコン内にポリピロールを充填した後、鋳型の多孔質シリコンを化学溶解により選択除去するとポリピロールのマイクロあるいはナノファイバーが配列して得られることを示した。配列ファイバーは直径1cmの電極全面に得られることも確認した。多孔質シリコンを作製する際に、電解電流を制御し、直線状の孔や樹枝状の孔を得た。これらの孔にポリピロールを電気化学的に充填すると、孔の形態を転写したスムースな表面あるいはラフな表面を有するポリピロールファイバーが得られ、比表面積の異なる配列ポリピロールナノファイーバーが得られることを示した。一般に、多孔質シリコンへ電気化学的に物質を充填すると多孔質シリコンの開口部で析出し、充填が困難である。ポリピロールが容易に多孔質シリコンへ充填できる機構について、電解重合中に高分子膜内に電解液や支持電解質が取り込まれたことに起因すると考えられることを示した。シリコンをフッ酸溶液中で陽極酸化することで得られる多孔質シリコンを電極とした導電性高分子の電解重合による酵素の固定化について取り組んだ。1.中間孔径を有する多孔質シリコンの作製多孔質シリコンを電極として導電性高分子の電解重合時に酵素を膜に固定化するには、酵素の大きさと拮抗する100nm程度の孔径が最も効果的であると考えられる。電解液としてフッ酸にKMnO4を添加することで中間孔が得られることが明らかとなった。孔径が100nm程度に拡大するメカニズムについて検討し、酸化剤添加によるエッチングの異方性が重要であることを明らかにした。2.多孔質シリコン/酵素担持ポリピロール膜の酵素反応中間体検出のための貴金属触媒付与多孔質シリコン/グルコースオキシダーゼ(GOD)担持ポリピロール膜の酵素反応活性は中間体である過酸化水素を電気化学的に検出することで簡便に評価できる。多孔質シリコンを電極とした場合は、シリコンは過酸化水素の還元に対する触媒能が小さいことから、孔内に貴金属を充填することで触媒核を付与することを目指した。電解条件やめっき液の組成により貴金属の充填挙動が異なり、そのメカニズムについて考察した。Auを多孔質シリコンの孔壁に筒状に製膜した電極を用いて,GOD担持ポリピロール膜の活性を評価すると,平板のAu電極に比べて3倍以上の感度で酵素活性を評価できることが分かった。
分光観測を深化させた太陽観測システムの科学教育への導入

現在、太陽分光観測を深化させるため、基礎的な実験を行う施設として「天体観測用望遠鏡格納庫」を昨年度導入した。その格納庫で分光器の実験や設計を行っている。前課題であった太陽自作分光器の改良で培ったもの応用し、専用分光器の製作のため、基礎的な実験が行えるよう光学定盤の上で分光実験を今年度は中心に実施した。国立天文台の先端技術センターや太陽研究者と議論を行ない、分光器の基本部分から製作、光路の確認等を行った。これにより次年度の専用分光器への道筋ができた。また太陽観測において、大気の擾乱を測定する必要があり、この擾乱を数値的に評価することも行い、観測で得たデータの質的な指標となるパラメーターの導出も行った。これについては、共同研究として自然科学機構の乗鞍観測所や京大飛騨天文台での観測を行い、研究会や学会等で報告も行った。同時に太陽の多波長観測である電波での観測も行い、発生したフレアの解析も進めるため、e-callistoという全世界規模の太陽電波観測ネットワークから提供された受信機を用いて、受信設備を構築し、年間を通してデータの供給を行うことができた。コロナ観測に関しては、自然科学機構の共同利用で乗鞍観測所で観測を行うことができたが、散乱光とコロナとの分離を進めているところである。そして、観測を無人化する研究について、arduinoマイコンやRaspberry Piなどを用いて、試作を行っている。以上、本年度は中心である分光器を含め、順調に進めることができた。現状の分光器の基本理解のため、光学定盤上で太陽分光器の製作を行った。太陽導入するための装置の工夫による長時間の観測では、熱による分光器の伸縮や光路の曲がりなど、また焦点のズレなどの問題が新たに分かった。また、この基礎的な実験を行う施設として「天体観測用望遠鏡格納庫」を昨年度に導入し、その格納庫で分光器の実験や設計を行うことができた。これにより次年度に専用分光器の製作ができる目処が立った。また共同研究者として国立天文台の分担者を新たに加えることにより、製作や加工の議論だけでなく、実際の観測も共同で行うことができ、専用分光器の作成への道筋がついた。今年度に行った基礎的な分光器の製作により、専用分光器の作成への道筋ができた。実際の太陽観測は専用分光器が主になるため、上に挙げた調整機構の導入、軽量化、熱膨張や焦点のズレなどの対策は、製作後のバーツで行う必要がある。このため、分担者となった国立天文台の研究者との共同研究の遂行により、上記の対策を講じたパーツの設計の改良を進めることができる。また観測を無人化する研究も並行して行っていく。この専用分光器もできるだけ無人化して稼働できるようなシステム構築を外部の研究者と議論を行う予定である。また、光学観測だけでなく、電波観測や、観測状況の把握のための地球大気のモニター観測なども行う予定である。現状の太陽自作分光器の改良を中心に進めた。しかし、細かく調整すべき箇所が多く、新しく設計をする必要がわかった。そこで、新しい自作分光器のCADによる設計では、現状のものに比べて、重量が増すことがわかった。そこで、新たな発想からの自作分光器が必要だと考え、その基礎的な実験を行う施設として「天体観測用望遠鏡格納庫」を導入し、その格納庫で分光器の実験や設計を行うこととした。これにより、次年度以降に専用分光器の製作ができる目処が立った。そこで、国立天文台の先端技術センターに共同利用の申請を行い、設計を行った分光器の製作を行う予定である。同時に太陽の多波長観測である電波での観測も行い、発生したフレアの解析も進めることができた。これについては、e-callistoという全世界規模の太陽電波観測ネットワークから提供された受信機を用いて、受信設備を構築してきた。特に今年度に入った途端の太陽フレア爆発を受信することができた。また9月に発生した大フレアの観測も行うことができた。以上、本年度は中心である分光器以外は順調に進めることができた。現状の分光器の改良:概要にも書いたが、新たに設計を見直すこととなった。現状のものは調整すべき箇所を盛り込む必要があり、これを組み込むと現状のものに比べて、重量が増すことがわかった。また長時間の観測による、熱による分光器の伸縮や光路の曲がりなど、また焦点のズレなどの問題が新たに分かった。また共同研究者として国立天文台の分担者を新たに加えることにより、製作や加工の議論が可能となり、またこれからの専用分光器の作成への道筋がついた。

その格納庫で分光器の実験や設計を行っている。前課題であった太陽自作分光器の改良で培ったもの応用し、専用分光器の製作のため、基礎的な実験が行えるよう光学定盤の上で分光実験を今年度は中心に実施した。国立天文台の先端技術センターや太陽研究者と議論を行ない、分光器の基本部分から製作、光路の確認等を行った。これにより次年度の専用分光器への道筋ができた。また太陽観測において、大気の擾乱を測定する必要があり、この擾乱を数値的に評価することも行い、観測で得たデータの質的な指標となるパラメーターの導出も行った。これについては、共同研究として自然科学機構の乗鞍観測所や京大飛騨天文台での観測を行い、研究会や学会等で報告も行った。同時に太陽の多波長観測である電波での観測も行い、発生したフレアの解析も進めるため、e-callistoという全世界規模の太陽電波観測ネットワークから提供された受信機を用いて、受信設備を構築し、年間を通してデータの供給を行うことができた。コロナ観測に関しては、自然科学機構の共同利用で乗鞍観測所で観測を行うことができたが、散乱光とコロナとの分離を進めているところである。そして、観測を無人化する研究について、arduinoマイコンやRaspberry Piなどを用いて、試作を行っている。以上、本年度は中心である分光器を含め、順調に進めることができた。現状の分光器の基本理解のため、光学定盤上で太陽分光器の製作を行った。太陽導入するための装置の工夫による長時間の観測では、熱による分光器の伸縮や光路の曲がりなど、また焦点のズレなどの問題が新たに分かった。また、この基礎的な実験を行う施設として「天体観測用望遠鏡格納庫」を昨年度に導入し、その格納庫で分光器の実験や設計を行うことができた。これにより次年度に専用分光器の製作ができる目処が立った。また共同研究者として国立天文台の分担者を新たに加えることにより、製作や加工の議論だけでなく、実際の観測も共同で行うことができ、専用分光器の作成への道筋がついた。現状の分光器の改良よりは、専用分光器の製作に注力を注ぐことを第一の目的とする。実際の太陽観測は専用分光器が主になるため、上に挙げた調整機構の導入、軽量化、熱膨張や焦点のズレなどの対策は、製作後のバーツで行う必要がある。このため、分担者となった国立天文台の研究者との共同研究の遂行により、上記の対策を講じたパーツの設計の改良を進めることができる。また観測を無人化する研究も並行して行っており、この専用分光器もできるだけ無人化して稼働できるようなシステム構築を外部の研究者と議論を行う予定である。これからは、新型の専用分光器で常時太陽観測が可能となるようなシステム作りを目指す。今年度に行った基礎的な分光器の製作により、専用分光器の作成への道筋ができた。また観測を無人化する研究も並行して行っていく。この専用分光器もできるだけ無人化して稼働できるようなシステム構築を外部の研究者と議論を行う予定である。また、光学観測だけでなく、電波観測や、観測状況の把握のための地球大気のモニター観測なども行う予定である。
ソフトマターの自発運動と外部駆動のダイナミクスについて

本研究課題では、ソフトマターの自発運動と外部からの駆動について、理論的な視点から研究を行った。本年度は、大きく分けて以下の3つの課題に取り組んだ。まず、ドイツ・デュッセルドルフ大学のH. Loewen教授のグループとの共同で、アクティブソフトマターの流れ場中でのダイナミクスについての研究を行った。今回は昨年度までに導出した一般の流れに対するモデルを用い、とくに渦巻き流中でのダイナミクスについての研究を遂行し、特に流れによるアクティブマターの散乱について理論的に考察を行った。本研究で得られた成果はすでに学術論文に掲載した。また、アクティブソフトマターの往復運動に関して理論的に研究を行なった。自己推進粒子は容器や壁、ポテンシャルなどの周囲の影響のないときでも、自発的に往復運動を示すことが実験で観測されている。我々は粒子の変形の自由度に着目することで、動いていた粒子が止まり、元来た方向に戻っていくという往復運動を自発的に示すことを理論的に予言し、数値的に確認した。得られた研究成果は学術雑誌での公表に向け、現在論文を執筆中である。最後に、昨年度からH. Loewen教授のグループとの共同研究として始めた磁性ゲルの理論研究では、平衡状態への緩和の固有モードに対する、磁化の配向方向の記憶、個性粒子の分布、外部からの磁場の3つの影響について理論的に考察した。本研究に関してこれまでに得られた研究成果をすでに学術雑誌に論文として公表した。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題では、微生物などのように変形を伴って自発的に運動する粒子の運動についての理論研究を、一般的な視点から行っている。本年度は、おもに自発的に自転運動を示す系について研究を行い、得られた結果を論文にまとめ公表した。この研究を進めていくなかで、われわれはこのような自転運動には2種類あることに気がついた。ひとつは角運動量が定義されるような系であり、もう一方は界面を伝搬する波が結果として自転運動として現れているようなケースである。この2種類の自転運動は、それを示唆するような実験結果もあり、そのような実験とわれわれの理論研究を比べていくことは、自発運動粒子の研究の発展にとって非常に重要である。また、われわれは流れの中での運動についての研究も行っている。このような系は実験が発展しており、より実験と対比しやすく、系の非平衡性の理解がよりはっきりとしてくると期待される。さらに、現実の生物により忠実な理論研究の一つとして、カエルの精子をモデル化しその運動を数値的に調べるという研究も、本年度、進めて来た。この研究は、一般的視点から行っている上述の2つの研究課題とは異なり、実際の実験結果に対してその運動を再現し、そこから普遍的な法則性などを導くことが目標である。帰納的な研究だけではなく、このような帰納的な視点からも研究を進めていくことは、対象としている自発運動粒子のダイナミクスをより深く理解する上で非常に重要である。本研究課題では、ソフトマターの自発運動と外部からの駆動について、理論的な視点から研究を行っている。本年度は、大きく分けて以下の4つの課題に取り組んだ。まず、アクティブソフトマターの自転運動に関して、粒子が変形の自由度を持つとき、少なくとも2種類の自転運動があることを明確にした。つまり、ひとつには粒子全体が重心の周りに回転する、剛体回転に対応する自転運動であり、もうひとつは粒子の変形が粒子界面上を伝わる、粒子界面上の変形の伝搬波が、粒子の運動としては自転運動として現れるというものである。前者についてはすでに昨年度に成果の一部を論文に公表したが、今年度もその一部と、後者に関する研究成果を論文にまとめ学術雑誌に公表した。また、アクティブソフトマターの流れの中での運動についての研究も行った。これはドイツ・デュッセルドルフ大学のH. Löwen教授のグループとの共同研究であり、一般の流れに対するアクティブソフトマターのモデリングと最も簡単な線形剪断流中での運動の解析を行い、その成果を学術雑誌に論文として公表した。また別の例として、円形の流れに中での運動についても研究し、特にアクティブマターの枠組みで理論的に散乱実験を行った。さらに、実際の生物の系との関連として、カエルの精子の運動を計算機シミュレーションにより研究している。この研究は、物性研の野口准教授との共同研究であるが、現段階では計算結果が実際の実験の結果とうまくあわず、生物の系を扱う難しさを感じている。しかし、さらに遂行することで成果を得られると感じている。最後に磁性ゲルに関する研究も始めた。本研究もH. Löwen教授のグループとの共同研究であり、磁性ゲルの動的不安定性についての固有モード解析を行った。

自己推進粒子は容器や壁、ポテンシャルなどの周囲の影響のないときでも、自発的に往復運動を示すことが実験で観測されている。我々は粒子の変形の自由度に着目することで、動いていた粒子が止まり、元来た方向に戻っていくという往復運動を自発的に示すことを理論的に予言し、数値的に確認した。得られた研究成果は学術雑誌での公表に向け、現在論文を執筆中である。最後に、昨年度からH. Loewen教授のグループとの共同研究として始めた磁性ゲルの理論研究では、平衡状態への緩和の固有モードに対する、磁化の配向方向の記憶、個性粒子の分布、外部からの磁場の3つの影響について理論的に考察した。本研究に関してこれまでに得られた研究成果をすでに学術雑誌に論文として公表した。26年度が最終年度であるため、記入しない。自発運動を示す粒子の運動の研究に関して、今年度は当初、外力中の運動、自転運動、ノイズのある場合の3種類の系の解析を計画していた。そのうち、前の2つについてはすでに結果がまとまっており、論文に公表した。最後の一つの課題については、完成していないが、一方で次年度に計画していた、ある種のカエルの精子の運動をモデル化し、数値的に解析するという研究課題が、モデルが完成し、数値的にも解析が進んでいる。また、当初計画していなかった、流体中の自己推進粒子の運動に関する研究もすでに始めており、その意味でも計画通り順調に研究が進んでいる。アクティブマターに関する研究に関しては、それぞれの課題について研究成果も順次発表できており、おおむね順調に進んでいると言ってよいだろう。実際の生物の系に関するシミュレーションによる研究は、難航しているが、生物の系を扱う難しさであると思われる。これについてはさらに遂行することが必要である。最後に、磁性ゲルに関する研究も始めたが、研究の幅を広げる意味では非常に重要である。今年度は、まず当初の計画にはなかったが、昨年度から開始した流れの中での自己推進粒子の運動の解析を遂行し、結果をまとめ公表したい。また、当初の計画にもあった通り、すでに始めている精子の運動の数値的解析もさらにすすめ、結果を公表に向けてまとめていきたい。また、当初本年度の計画に書かれていた、流体中の相互作用のある状況下での運動の解析も初めていきたい。最後に、ノイズのある場合の自己推進粒子の運動の解析は、すでに別のグループが研究を行っており、われわれはどのように行うか再度慎重に検討しなければならない。次年度は本研究課題の最終年度であるので、研究計画にある課題について積極的に研究を行い、成果を発表していきたい。また、実際の生物の系に関する研究は難航しているものの、いまの問題点を解決することで新しいステップに進めると確信を持ち始めているので、さらに遂行し、できれば本研究課題終了までに成果を出せるように努力する。さらにすでに新しい系に関する研究も徐々に始まっており、それについても成果を発表できればよいと考えている。
衛星形成理論と地上観測に基づいた巨大ガス惑星まわりの衛星化学組成の解明

従来の探査や観測によって、木星・土星まわりの氷衛星における詳細な化学組成の情報が明らかになりつつある。衛星がどのような化学組成をもっているかは、それら衛星自体の形成環境を反映する重要な指標となる。その一方で、現在の観測事実を裏付ける衛星形成理論研究はあまり行われてこなかった。本研究では、衛星形成の物理モデル計算から温度・圧力といった環境の情報を得て、それを元に衛星での化学進化を予測する。その結果から、現在の観測事実と整合的な衛星形成モデルの解明と化学進化過程に対する示唆を得る。
配列、分岐構造および末端構造を高度に制御したポリシラン

今年度は、マスクしたジシレンのアニオン重合によるポリシランと炭素系ポリマー、特に親水性炭化水素系ポリマーである(ポリ(2-ヒドロキシエチルメタクリレート)(PHEMA)とのブロック共重合体の合成を行い、その自己会合体の形成について検討した。ブロック共重合体は、マスクしたジシレンのアニオン重合の後、2-トリメチルシロキシエチルメタクリレートを加え、その後希塩酸を加えることにより、重合の停止とともに脱保護させた。反応後、分別再沈殿によりポリシラン-PHEMAブロック共重合体を得た。得られたブロック共重合体は、メタノール溶液中で光散乱法により、ポリシラン鎖がミセルの内部の疎水的環境で凝集し、溶媒との相互作用のない固体状態(全-トランス構造)で存在しており、PHEMAがそれを保護するような回転楕円体型の粒径約50nmの高分子ミセルを形成していることがわかった。またメタノール溶液中におけるブロック共重合体のUVスペクトルの濃度依存性について測定したところ、あるポリマー濃度以下で吸収スペクトルの劇的な変化が観測された。このようなUVスペクトルの濃度依存性は、ポリシランミセルのいわゆる臨界ミセル濃度(cmc)に対応し、ミセル形成にともないポリシラン主鎖のコンホメーションが大きく変化するためと考えられる。また溶媒組成を変えることによっても、ミセルから単分子また逆ミセルへの形態変化に応じた吸収スペクトルの変化が観測された。このような高分子ミセルの形成はこれまで報告はあるが、ポリマー自体に吸収があり、そのナノ組織化の過程を追跡出来るのは非常に興味深い。このような高分子ミセルなどの自己会合体の形成に関する研究は、ナノメーターサイズの大きさを持つ物質を構築することでユニークな物性を持たせようとする超分子化学として注目を集めており、現代化学の中でも重要な一分野を形成している。ポリシラン鎖を含む完全なミセル形成が高分子ナノ組織体としての新たな物性の発現にが期待される。
廃瓦骨材の内部養生による高炉B種マスコンクリート構造部材の性能向上

最高70°Cの高温履歴を受ける高炉セメントB種を用いたコンクリートおよびRCはりの力学特性に対する廃瓦骨材(PCA)の内部養生効果を検討した.その結果、1高温履歴の影響で15%低下した圧縮強度は内部養生により10%程度回復した、2内部養生の有無によらず温度上昇域で生じた自己収縮とそれによる鉄筋ひずみは、温度の下降域で大きく減少した。3最大ひび割れ幅は高温履歴、内部養生の影響はほとんど受けず、土木学会式の値より小さかった。4高温履歴無置換のRCはりのせん断耐力(Vc)は、常温無置換に比べて約5%低下したが、廃瓦細骨材の内部養生により常温無置換のVcより大きくなった本研究は、水和熱による温度上昇下で自己収縮が増大する高炉セメントB種を用いたマスコンクリートに産業廃棄物である廃瓦から製造した骨材を内部養生材として活用し、自己収縮低減およびRCはりの構造性能向上を図ることを目的とした。平成25年度の研究実績の概要は以下のようである。(1)セメント:高炉セメントB種、コンクリートのW/C=0.5、0.4、廃瓦粗骨材(PCCA)の容積置換率:10%40%、廃瓦細骨材(PCFA)置換率:12%14%、養生条件:封緘、材齢7日まで封緘その後乾燥暴露、養生温度:マスコンクリートを想定した高温履歴、20°Cを要因としコンクリートの特性に及ぼす内部養生効果を検討した。その結果、1圧縮強度およびヤング係数に及ぼす内部養生効果は、封緘の場合には高温履歴下ではほとんど認められないが、割裂引張強度は高温履歴で増大する傾向が認められた。2常温における強度に対する内部養生効果は封緘ー乾燥が封緘より大きく、また破壊エネルギーは封緘ー乾燥、封緘のいずれの養生条件でも置換率10%が最も大きい、3自己収縮および収縮による鉄筋拘束応力に対する内部養生効果は高温履歴が大きいことが明らかになった。(2)RCはりの最大曲げひび割れ幅はW/C=0.5の場合、粗骨材置換10%、細骨材置換12%で、またw/C=0.35では骨材置換20%、30%置換ともに内部養生により有意にに小さくなった。(3)RCはりのせん断耐力はW/C=0.5の場合、粗骨材置換10%、細骨材置換12%で増大したが、粗骨材20%置換では若干低下した。(4)マスコンクリートを想定した温度履歴下の自己収縮を正確に測定するために、打込み直後からのコンクリートと同等の骨材量を有するモルタル供試体の長さ変化を測定し、熱膨張係数の経時変化を求める装置を開発した。これにより得られた熱膨張係数を用いて高精度の自己収縮ひずみを求めうることを確認した。本研究は水和熱による温度上昇下で自己収縮が増大する高炉セメントB種(BB)を用いたマスコンクリートに、産業廃棄物である廃瓦から製造した骨材を内部養生材として活用し、自己収縮低減およびRCはりの構造性能向上を図ることを目的としている。本年度はBBを用いたW/C=0.5のコンクリートにおいて、廃瓦骨材の置換を、無置換、廃瓦粗骨材(PCCA)10%置換の2条件、養生を高温履歴(最高温度70°C)養生および屋内常温養生の2水準とし、コンクリートの強度、自己収縮および鉄筋コンクリート(RC)はりの鉄筋ひずみ、最大ひび割れ幅、せん断耐力に及ぼす内部養生効果を検討した。平成26年度の研究実績の概要は以下のようである。(1)有効材齢でみた圧縮強度および割裂引張強度は温度履歴によらず内部養生効果は認められなかったが、ヤング係数は温度履歴によらず廃瓦置換により10%程度低下した。(2)自己収縮は、高温履歴の影響によりPCCA無置換で材齢100日において70%増大した(-130μ→-220μ)が、PCCA10%置換で有意に低減し(-220μ→0μ)、高い内部養生効果を確認した。(3)自己収縮によるRC中の鉄筋ひずみは、高温履歴の影響によりPCCA無置換で材齢100日において70%増大した(-65μ→-110μ)が、PCCA10%置換で有意に低減し(-110μ→10μ)、高い内部養生効果を確認した。(4)鉄筋応力度が300N/mm2における最大ひび割れ幅は、常温下の場合PCCA置換により30%程度小さくなり、高温履歴を受けた場合は常温PCCA無置換に比べPCCA置換の有無に拘わらず同程度小さくなった。(5)高温履歴を受けるPCCA無置換はりのせん断強度は常温の場合と比べ8%低下したが、PCCA10%置換のそれは高温履歴を受けても常温無置換と同一であった。また常温下のPCCA10%置換の場合は常温無置換と比べ14%増大した。(6)測定した若材齢から変化するコンクリートの熱膨張係数を用いて、鉄筋ひずみに対する収縮および温度変化の影響度を分離する方法を提案した。W/Cは0.5,0.35,廃瓦粗骨材の容積置換率は共に10%(G10),細骨材のそれは12%(S12),15%(S15)を要因・水準とし、高温履歴を受ける高炉セメントB種を用いた場合のコンクリート強度、自己収縮およびRCはりのせん断耐力に対する廃瓦骨材の内部養生効果を検討した.得られた研究実績の概要は以下のようである。

(1)廃瓦骨材無置換の圧縮強度は、有効材齢150日において、高温履歴によりW/C=0.50で18%,W/C=0.35で16%低下しが、廃瓦骨材置換によりそれぞれ最大5%,11%程度回復した.(2)高温履歴下の自己収縮ひずみは、廃瓦置換の有無に拘らず、温度上昇域で収縮増加後温度降下域で大きく減少し、常温に達した材齢7日で常温の場合より小さくなった.常温到達以降も収縮は進行し、有効材齢170日で、W/C=0.5でs12の場合、高温履歴の影響によらず廃瓦で内部養生しても常温無置換より大きくなった.しかし、W/C=0.35の場合には、18%増大した自己収縮ひずみは特に細骨材置換で低減され、常温無置換より小さく高い内部養生効果を示した.(3)RCプリズムの自己収縮による鉄筋ひずみも高温履歴により自己収縮と同様の挙動を示した.しかし、有効材齢100日におけるW/C=0.5の鉄筋ひずみは、高温履歴により内部養生の有無によらず、低下した.W/C=0.35の場合、内部養生効果は高温履歴の有無によらず認められたが、そのひずみは高温履歴無置換よりは大きかった.自己収縮と鉄筋ひずみの傾向は必ずしも整合しなかった.(4)高温履歴無置換のRCはりのせん断耐力は、W/C=0.5,0.35どちらの場合も、常温無置換に比べて5,6%低下した。しかし、廃瓦粗・細骨材置換によりそのせん断耐力の低下率は2ー3%に低減し,さらにW/C=0.35の廃瓦細骨材置換の場合のせん断耐力は常温無置換よ6%大きかった.このせん断耐力の傾向は圧縮強度のそれと概ね対応したが一部では逆の傾向も見られた.最高70°Cの高温履歴を受ける高炉セメントB種を用いたコンクリートおよびRCはりの力学特性に対する廃瓦骨材(PCA)の内部養生効果を検討した.その結果、1高温履歴の影響で15%低下した圧縮強度は内部養生により10%程度回復した、2内部養生の有無によらず温度上昇域で生じた自己収縮とそれによる鉄筋ひずみは、温度の下降域で大きく減少した。3最大ひび割れ幅は高温履歴、内部養生の影響はほとんど受けず、土木学会式の値より小さかった。4高温履歴無置換のRCはりのせん断耐力(Vc)は、常温無置換に比べて約5%低下したが、廃瓦細骨材の内部養生により常温無置換のVcより大きくなった高温履歴履歴を受ける高炉セメントB種コンクリートの同一有効材齢における強度、ヤング係数に対してはPCCA10%置換による内部養生効果はほとんど認められないこと、高温履歴で増大する自己収縮および自己収縮による鉄筋拘束ひずみを内部養生で抑制出来ること、最大ひび割れ幅に及ぼす高温履歴とPCCA10%置換による内部養生の影響を明らかにしたこと、高温履歴で低下するRCはりのせん断強度を内部養生で回復できること、などを明らかにし、また若材齢時から経時変化する熱膨張係数を実測し、これを用いて鉄筋ひずみに及ぼす収縮および温度変化の影響度を分離する方法を確認した。これらはいずれも有用な結果と思われることから「おおむね順調」と評価した。コンクリート工学今後は無筋コンクリートおよび鉄筋コンクリートの性能に対する廃瓦細骨材置換の効果を高温履歴下および常温下で検討する。またW/C=0.35についてもこれまでと同様の要因と水準で検討する。以上を総括し、高炉セメントB種を用いたマスコンクリートの構造部材の性能に対する廃瓦骨材の内部養生効果を評価し、総括する。マスコンクリートを想定した温度履歴下の高炉セメントB種コンクリートの諸特性に及ぼす内部養生効果(PCFA置換率15%)は、特に自己収縮、鉄筋拘束応力に対しては顕著であることを明らかにした。