hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ウランカルコゲナイドにおける巨大磁気応答する電子状態の微視的研究

ウランカルコゲナイドβ-US2は、常圧下で常磁性体であるが、大きな磁気抵抗効果を示す。この電子状態を微視的に調べる目的で、核磁気共鳴(NMR)敏感核である33S核を50%濃縮したβ-US2の単結晶を化学輸送法により育成した。外部磁場下で33S核NMRを行ない、NMRスペクトルの各Sサイトへの帰属を行ない、NMR緩和率測定を行なった。関連化合物であるUPSやUPSeの単結晶育成も行った。ウランカルコゲナイドである二硫化ウランは常圧下で狭いギャップを持つ常磁性半導体であり、外部磁場、圧力によって電気伝導率が極端に応答するが、起源は不明のままである。共有結合性の強いカルコゲン化合物に特有の強いp-f混成効果によってもたらされた磁気異方性の大きな電子状態と強磁性磁気揺らぎが機構解明の鍵と考える。この二硫化ウランにおける巨大磁気抵抗効果の微視的起源を調べることを目的に、平成26年度においては、核磁気共鳴(NMR)敏感核であるS同位体を50%濃縮した二硫化ウランの単結晶を育成した。NMR敏感S核は自然存在比が0.36%と低く、通常NMR研究が行われることは少ないが、NMRは微視的磁気情報を得ることが出来るため、本系の総合理解には不可欠と考える。極端な価格上昇のために、当初予算はほとんど同位体原料調達のみに用いた。この高価な同位体原料を用いた同位体濃縮のために、反応系となる石英管を通常よりも細いものに変更し、電気炉の温度勾配等の最適化に時間をかけた結果、濃縮度50%の数mm角オーダーのバルクの単結晶育成に成功できた。X線ラウエ回折法、電子線マイクロアナライザにより、二硫化ウラン単結晶であることを確認した。また、比較対象としてリン・硫化ウランについても、単結晶育成を行い、バルクの単結晶を得ることができた。今後、化学的組成・構造評価、電気抵抗率、比熱、磁化測定等を用いて試料評価を行った後、本格的にS核NMR観測に取り掛かる。そのためのNMRプローブの調整も行った。ウランカルコゲナイドである二硫化ウランβ-US2は常圧下で常磁性半導体であり、外部磁場、圧力によって電気伝導率が極端に応答するが起源は不明のままである。この二硫化ウランにおける巨大磁気抵抗効果の微視的起源を調べることを目的に、微視的測定である核磁気共鳴(NMR)実験を行っている。目的核は33S核であり、NMR敏感核であるが自然存在比が0.36%と極端に低いため、平成26年度にこれを50%に濃縮したβ-US2の単結晶育成に成功した。今年度は、33S核NMR実験を実際に行い、温度100 Kにおいて12本のNMR信号観測に成功した。33S核は、核スピン3/2の原子核であり、局所対称性が立方対称性よりも低い場合核四重極相互作用により、外部磁場中で磁気的に区別できる一つのサイトに対して、中心遷移線、2本の側遷移線の計3遷移が観測される。β-US2には結晶学的に2つのサイトS1サイトとS2サイトが存在し、どちらも局所的に斜方晶の対称性を有している。また、外部磁場方向に対して各S1、S2サイトの電場勾配の主軸となす角が異なる2つに分別できるため、計12本のNMRスペクトルが観測された。これは、目的の単結晶が出来ている傍証にもなっている上、観測されたNMR線幅が充分狭い、という事実から、純良な単結晶であることを示している。また、磁場を単結晶のa軸からc軸へb軸中心に回す角度回転を行い、スペクトルの角度依存性を解析した結果、電場勾配の最大主軸がa-c面内にあること、各S1、S2サイトの局所電場勾配パラメータを決定した。このようにNMRスペクトルの帰属に成功した。これは、動的磁気応答を確認するために必要な、核磁気共鳴緩和率測定に欠かせない情報であり、今後詳細な測定に進むことが出来る。NMR敏感S核を50%濃縮した二硫化ウラン単結晶において、初めてNMR観測に成功し、実際にNMR研究が可能であり、有効であることが示せた。また、比較対象となるウランカルコゲナイドUPSやUPSeなどの単結晶育成にも成功している。ウランカルコゲナイドである二硫化ウランβ-US2は、常圧下低温で常磁性半導体であり、外部磁場、圧力によって電気伝導率が極端に応答するが起源は不明のままである。この二硫化ウランにおける巨大磁気抵抗効果の微視的起源を調べることを目的に、微視的測定である核磁気共鳴(NMR)実験を行なっている。目的核は安定同位体33S核であり、NMR敏感核であるが自然存在比が0.36%と極端に低いが、平成26年度にこれを50%に濃縮したβ-US2の単結晶育成に成功した。平成27年度以来、この単結晶を使用して、33S核NMR実験を行なっている。33S核は、核スピン3/2の原子核であり、局所対称性が立方対称性よりも低い場合、核四重極相互作用により、外部磁場中で磁気的に区別できる一つのサイトに対して、中心遷移線、2本の側遷移線の計3遷移が観測される。β-US2には、二つのS1サイト、S2サイトが存在する。

外部磁場中で、それぞれのサイトが電場勾配の主軸となす角が異なる二つに分別できるため、計12本のNMRスペクトルが観測される。磁場角度依存性から、各S1、S2サイトの局所電場勾配パラメータを決定した。平成28年度は、核磁気緩和率測定に取り組んだ。6Tの外部磁場下において、核磁気緩和時間は高温100 Kにおいて0.01秒程度であるが、低温10Kでは20秒と極端に長くなっており、これは、電気抵抗が半導体的に振る舞うことと合致している。興味深いことに、緩和率はある温度以下で急激に減少する。この外部磁場依存性を継続して測定を行なっており、それが完了次第、外部発表を行う予定である。また、外部磁場応答する電子状態についてさらなる知見を得るために、国際共同研究加速基金の採択を受けて、強磁場下NMRを米国において展開する予定である。二硫化ウランβ-US2は、極低温強磁場30T以上で金属化することが知られており、本NMR研究により、微視的な電子状態を明らかにする。ウランカルコゲナイドβ-US2は、常圧下で常磁性体であるが、大きな磁気抵抗効果を示す。この電子状態を微視的に調べる目的で、核磁気共鳴(NMR)敏感核である33S核を50%濃縮したβ-US2の単結晶を化学輸送法により育成した。外部磁場下で33S核NMRを行ない、NMRスペクトルの各Sサイトへの帰属を行ない、NMR緩和率測定を行なった。関連化合物であるUPSやUPSeの単結晶育成も行った。NMRを行うためのNMR敏感S核を50%濃縮した二硫化ウラン単結晶育成に成功した。比較対象として、リン・硫化ウランについても単結晶を得ることが出来ている。二硫化ウランの磁気応答を微視的に研究するため、スペクトルの帰属に成功したため、NMRシフトやNMR緩和率の温度依存性、磁場依存性を詳細に測定する。これらは、学会等で研究成果発表を行い、原著論文として纏める。また、他のウランカルコゲナイド化合物について、電気抵抗率や磁化率等の測定を行う。本研究課題を基課題として、国際共同研究加速基金を得て、平成29年度平成31年度に、米国において強磁場NMR研究を展開する予定である。固体物性学S核NMRの測定を、NMR敏感S核50%濃縮二硫化ウラン単結晶を用いて開始する。また、リン・硫化ウランについても単結晶NMR測定を開始する。得られた成果については、学会等で発表を行い、原著論文として纏める。また、他のウランカルコゲナイド化合物についても、単結晶育成に着手する。
時計遺伝子サーカディアン・リズムの数理モデル構築と分岐解析

生物時計によるサーカディアン(概日)リズムの発生機構が分子遺伝学的手法により近年活発に研究されている.哺乳類においては視交叉上核(SCN)に体内時計が存在することが明らかとなり,負帰還機構に基づく時計発振遺伝子の転写制御が発振の原理であることなどが明らかになりつつある.本研究期間において,非線形力学系の定性的分岐理論に基づいた解析により,生体リズムの本質的機構を解明することが目的である.研究実績の概要は次の通りであり,申請時において設定した目標を達成させることができた.1.時計遺伝子によるタンパク質の合成・分解のサイクルをモデル化した自律系常微分方程式系の解析を行った.。系に含まれるパラメータを変化させたとき,安定な平衡点と安定なリミットサイクルのそれぞれの存在領域には重なりが存在する.すなわち,遺伝子リズムを発現する分子に光刺激を単発的に注入したとき,発振状態が停止する可能性を示している.独自に開発した「定性的分岐理論を適用した分岐集合計算アルゴリズム」を利用して,この硬い発振がみられる現象を詳細に解析し,発生メカニズムを解明した.2.時計遺伝子モデルに光刺激として周期的矩形波外力を印加し,サーカディアン・リズムの同期問題を検討した.従来までの解析では,光刺激のモデルとして正弦波や矩形波を仮定したシミュレーションが行われており,両者に違いはないと考えられてきた.解析により,矩形波を印加した系においては周期倍分岐が特徴的にみられ,カオス解が比較的容易に観察されることなどの性質が明らかとなった.外力の振幅が振動解の性質に与える影響について生理実験との対応を検討した.3.明暗サイクルとして矩形波列と正弦波の2種類の周期的外力を注入した時計遺伝子モデル系を対象とし,解析により,明暗サイクルに引き込まれるパラメータ領域や,2つの系にみられる振動現象の性質の違いが明らかとなった.概日システムへ与える光の効果がアカパンカビとショウジョウバエに対して異なる可能性を示唆する新しい結果が得られた.すなわち,アカパンカビや哺乳類の概日システムにおいて,光は遺伝子の転写を促進する効果があるが,ショウジョウバエにおいてはタンパク質の分解を促進する効果をもつことが数理的に例証された.生物時計によるサーカディアン(概日)リズムの発生機構が分子遺伝学的手法により近年活発に研究されている.哺乳類においては視交叉上核(SCN)に体内時計が存在することが明らかとなり,負帰還機構に基づく時計発振遺伝子の転写制御が発振の原理であることなどが明らかになりつつある.本研究期間において,非線形力学系の定性的分岐理論に基づいた解析により,生体リズムの本質的機構を解明することが目的である.研究実績の概要は次の通りであり,申請時において設定した目標を達成させることができた.1.時計遺伝子によるタンパク質の合成・分解のサイクルをモデル化した自律系常微分方程式系の解析を行った.。系に含まれるパラメータを変化させたとき,安定な平衡点と安定なリミットサイクルのそれぞれの存在領域には重なりが存在する.すなわち,遺伝子リズムを発現する分子に光刺激を単発的に注入したとき,発振状態が停止する可能性を示している.独自に開発した「定性的分岐理論を適用した分岐集合計算アルゴリズム」を利用して,この硬い発振がみられる現象を詳細に解析し,発生メカニズムを解明した.2.時計遺伝子モデルに光刺激として周期的矩形波外力を印加し,サーカディアン・リズムの同期問題を検討した.従来までの解析では,光刺激のモデルとして正弦波や矩形波を仮定したシミュレーションが行われており,両者に違いはないと考えられてきた.解析により,矩形波を印加した系においては周期倍分岐が特徴的にみられ,カオス解が比較的容易に観察されることなどの性質が明らかとなった.外力の振幅が振動解の性質に与える影響について生理実験との対応を検討した.3.明暗サイクルとして矩形波列と正弦波の2種類の周期的外力を注入した時計遺伝子モデル系を対象とし,解析により,明暗サイクルに引き込まれるパラメータ領域や,2つの系にみられる振動現象の性質の違いが明らかとなった.概日システムへ与える光の効果がアカパンカビとショウジョウバエに対して異なる可能性を示唆する新しい結果が得られた.すなわち,アカパンカビや哺乳類の概日システムにおいて,光は遺伝子の転写を促進する効果があるが,ショウジョウバエにおいてはタンパク質の分解を促進する効果をもつことが数理的に例証された.生物時計によるサーカディアン(概日)リズムの発生機構が分子遺伝学的手法により近年活発に研究されている.哺乳類においては視交叉上核(SCN)に体内時計が存在することが明らかとなり,負帰還機構に基づく時計発振遺伝子の転写制御が発振の原理であることなどが明らかになりつつある.非線形力学系の定性的分岐理論に基づいた解析により,生体リズムの本質的機構を解明することが本研究の目的である.今年度の研究実績の概要は次の通り.1.時計遺伝子によるタンパク質の合成・分解のサイクルをモデル化した自律系常微分方程式系の解析を行った.系に含まれるパラメータを変化させたとき,安定な平衡点と安定なリミットサイクルのそれぞれの存在領域には重なりが存在する.すなわち,遺伝子リズムを発現する分子に光刺激を単発的に注入したとき,発振状態が停止する可能性を示している.

独自に開発した「定性的分岐理論を適用した分岐集合計算アルゴリズム」を利用して,この硬い発振がみられる現象を詳細に解析し,発生メカニズムを解明した.2.時計遺伝子モデルに光刺激として周期的矩形波外力を印加し,サーカディアン・リズムの同期問題を検討した.従来までの解析では,光刺激のモデルとして正弦波や矩形波を仮定したシミュレーションが行われており,両者に違いはないと考えられてきた.解析により,矩形波を印加した系においては周期倍分岐が特徴的にみられ,カオス解が比較的容易に観察されることなどの性質が明らかとなった.外力の振幅が振動解の性質に与える影響について生理実験との対応を検討した.以上の通り,申請時において設定した今年度の目標を達成させることができた.生物時計の発生機構解明を目的として,時計振動体遺伝子のフィードバック機構に基づく数理モデルが遺伝子学的手法により提案されている.本研究では,時計遺伝子モデルを分岐理論に基づいて解析し,生体リズムの発現に対する本質的機構の深い理解を目指す.今年度の研究実績の概要は次の通り.1.周期的矩形波が印加された一般的な非自律系にみられる分岐現象の解析手法を提案した.これは,従来の他の先行研究のような近似手法を使わずに直接に分岐集合を得ることが可能となる利点がある.2.時計遺伝子によるタンパク質の合成・分解のサイクルをモデル化した常微分方程式系の解析を行った.Leloup, Goldbeter等が示したショウジョウバエの時計遺伝子モデルへ上述の提案手法を適用して解析を行なった.明暗サイクルの影響のない場合においては,振動の二重安定性やカオス振動応答の発生機構を解明した.3.明暗サイクルとして矩形波列と正弦波の2種類の周期的外力を注入した時計遺伝子モデル系を対象とし,解析により,明暗サイクルに引き込まれるパラメータ領域や,2つの系にみられる振動現象の性質の違いが明らかとなった.概日システムへ与える光の効果がアカパンカビとショウジョウバエに対して異なる可能性を示唆する新しい結果が得られた.すなわち,アカパンカビや哺乳類の概日システムにおいて,光は遺伝子の転写を促進する効果があるが,ショウジョウバエにおいてはタンパク質の分解を促進する効果をもつことが数理的に例証された.以上の通り,申請時において設定した今年度の目標を達成させることができた.成果の一部を国際ジャーナルや国際会議等で発表した.
青年・成人期知的障害者の人格発達に関する研究

本研究は、労働と生活に分化した日常生活パターンをもつ青年・成人期知的障害者の人格発達に関して、能力発達に先行する価値意識の発達の諸相を明らかにし、知的障害のある人たちの自己決定の支援に向けた基礎資料を得ることを目的とする。埼玉県内の知的障害者援護施設を利用する2032歳の男女計10名に協力を得て、WAIS-R、WISK-RおよびK式発達検査を行った上で、労働場面と生活場面に区別された自己認知、対人認知および友人関係概念(Friendship Conception)の面接聞き取り検査を実施した。本研究の結果と考察は次のとおりである。(1)20歳台後半以降に、自己認知、対人認知、FCのすべてに高いレベルの発達が認められ、これらが能力発達に先行する程度は、一般児童との比較では12段階である。この知見は、青年・成人期にふさわしい労働と生活に分化した生活経験の保障と、児童とは異なる視点をもつ支援の重要性を明らかにしている。(2)自己認知は労働場面優位の発達が、対人認知は生活場面優位の発達がそれぞれ認められ、これらは、一定の価値軸と役割で枠づけられた対人関係と自己の役割遂行への集中という労働場面の特質を、多様な価値に開かれた他者とのかかわりを基本とする生活場面の特質を、それぞれ反映したものと考える。(3)FCの発達では、FCを構成する6領域(形成・親密・信頼・嫉妬・葛藤とその解決・終結)における水平的なずれと「葛藤とその解決」の山が認められた。各領域の視点間の統合が行われず、領域ごとの解決ストラテジーに終始してしまうことによって、人間関係にトラブルを招きやすい状態にあることを意味している。(4)FCの発達に関連する実際の労働・生活場面では、「嫉妬」や「葛藤とその解決」というネガティヴな感情を伴う経験が抑圧される傾向にあることが認められた。すでに「大人」であるとして「嫉妬」「葛藤」の表現を抑圧せず、それらを「じっくりと噛みしめる」ことを支援するような、価値意識の発達そのものを保障することの重要性を示唆している。1.埼玉県内の知的障害者援護施設を利用する、2032歳の男女計15名に協力を得て、K式発達検査および労働場面・生活場面それぞれの自己認知・対人認知の聞き取り検査を実施した。発達年齢は28歳台にまたがったため、3歳台以上の者10名に自己認知・対人認知の聞き取り対象を限定した。この結果については、以下のとおり。(1)20歳台前半までの者は、発達年齢のいかんにかかわらず自己認知・対人認知が事実認識のレベルにとどまり、労働場面と生活場面における分化もなく未熟さが目立つ。自分や他者との関わりについての理解は、家庭や学校・施設等の身近な空間に限って、ある程度の客観性をもつが紋切り型の漠然性にとどまる。(2)20歳台後半の者は、自己認知・対人認知が自分の尺度にもとづく価評から一般的な尺度にもとづく評価の段階にまで達しており、生活場面の自己認知・対人認知において多価的認知が優位であった。対人経験の理解は、社会的な広がりを見せ、自己客観視や将来展望が形成されつつある。

(3)以上のことは、(1)に発達年齢の相対的に高い者が多いことから、生活経験の質と援助内容によって左右されることを示唆し、(4)労働場面は共通の価値実現の場として、生活場面は多用な価値実現の場として、対人関係が組み立てられていることを反映すると考えられる。2.友人関係概念の検査を実施した結果については、前述と同様に、生活場面の方で優位な傾向が認められ、形成・親密・信頼・嫉妬・葛藤・終結の内訳では、信頼に高い一般的傾向があることと、嫉妬・葛藤についての著しい個人差が認められた。嫉妬・葛藤のレベルの高いものは20歳台後半の者に限られ、実生活においても特定の友人をもつ、それ以外の者は特定の友人をもたなかった。前年度に引き続き、埼玉県内の知的障害者援護施設の利用者に協力を得て、友人関係概念(Friendship Conception)の発達に関する3種類の聞き取り検査を実施した。聞き取りは、発達年齢3歳台以上の者(K式発達検査による)10名にしたが、有効な回答は9名から得られた。この聞き取り検査の内容と結果の概略については、以下のとおり。(1)友人関係における葛藤場面を含む物語を聞かせて質問するという平良洋子(1985)の方法を、青年期の知的障害者に判り易くアレンジしたFCテストを実施した。その結果、20歳台前半までの者は発達年齢のいかんにかかわらずFCレベルが低いが、20歳台後半になると相対的に高いFCレベルの獲得が確認され、前年度に明らかにした自己認知・対人認知における諸結果にいう「生活年齢効果」とほぼ同様の傾向が認められた。領域別では、「親密」が低く、「葛藤とその解決」が高い。(2)生活場面において親密な特定の人物を回答してもらい、その人物に関する親密性のレベルを形成・親密・信頼・嫉妬・葛藤・終結の6点において質問し、聞き取りを実施した。その結果、形成・親密・信頼の3領域において獲得レベルが高い傾向にあり、嫉妬・葛藤・終結の3領域に著しい低さが認められる。ない養生の特徴としては、前者3領域において年上で身の回りの世話をみてくれるような依存可能な人物が特定されている場合が多いこと、後者3領域においては、喧嘩にたいして即「ゴメン」と誤ってしまうような葛藤回避傾向の強さが示された。これらの諸結果は、青年期以降に培われた知的障害者の「生活の知恵」的な性質であることも推測できる。(3)労働場面における親密性のレベルを前述した生活場面と同様の方法で聞き取りを実施した。全体に、親密性の獲得レベルは生活場面よりも低いこと、信頼領域においての格差が著しく、信頼領域にレベルの高さのある者は、FCテストにおいてもレベルの高かった生活年齢の高い者であった。労働場面にいては、対人関係が物との間柄に閉じられた傾向の強いことが示された。
港湾構造物における減災・防災対策のための数値設計法の革新

従来の設計基準では想定されていない超巨大台風直下での高潮氾濫発生時には,極値的高波浪による越流に加えて堤体地盤の洗掘や吸い出し現象等,従来よりも複雑な被災プロセスが伴う.しかし,こうした各現象間でのスケール問題を解決するための数値波動水槽におけるマルチフィジクスへの展開は進んでいない.本研究では,激流の高精度計算に不可欠な高精度粒子法を基礎とする複雑な移動境界条件に対応する解像度可変型固液混相流モデルの開発を進めた.本研究成果は,各分野での固液混相現象の詳細な機構の理解に資するものと考えられる.本研究では,解像度可変型スキームを適用した高精度固液混相流モデルの開発から,粒子法によるマルチフィジクスへの展開を目標としている.初年度では,研究計画の通り,1)高精度固液混相流モデルの開発および既往実験との比較検討,2)解像度可変型スキームのベンチマークテストための大型水理実験の実施に加え,H28年度実施予定であった,3)解像度可変型スキームの開発を一部前倒しする形で進めた.1)スケールの小さい現象(漂流砂間の流体挙動など)を追跡するため,固相粒子よりも細かい液相粒子を用いて,申請者が開発した高精度自由表面境界条件モデル(SPPスキーム)の適用から固相粒子間の空隙における運動の自由度を確保した新たな固液混相流モデルを構築した.まず,扇状地における土石流の流動・堆積過程を対象に数値シミュレーションを実施し,既往の実験結果との比較からモデルの再現性を検討した.2)(国立研究開発法人)海上・港湾・航空技術研究所港湾空港技術研究所所有の大規模波動地盤総合水路を用いて,孤立波の構造物への衝突問題を対象に大型水理実験を実施した.実験では,構造物周囲の波高および流速を計測しており,それら計測結果を次年度に開発予定の解像度可変型スキームのベンチマークテストに利用する予定である.3)高精度自由表面境界条件モデル(SPP)を用いて,従来では対応が困難であった異粒径粒子間に生じる不規則な空隙の配列すなわち離散点の欠落を解消するための混合粒径モデルを構築した.その後,粒子径を任意の断面で動的かつ安定的に変更させるため,自粒子の密度ポテンシャルを新たに考慮し直した高解像度化スキームを構築した.これら成果は,国内外でのジャーナル投稿や学会発表などを通じて対外発信を行うとともに,モデルの妥当性について有識者らと意見交換を行った.H27年度の研究計画では,固液混相流モデルの高精度化および大型水理実験を予定していたが,両課題ともに予定通り研究を進めた.ただし,固液混相流モデルの高精度化は,固液の位相境界面をよりシャープに捉えるためのモデル開発を次年度も進めたいと考えている.H28年度に予定していた解像度可変型スキームについては,H27年度内で前倒しの形で研究を進め,従来と比較してより高精度かつ安定的なモデルの枠組みを開発済みである.これについては,計算の動的低解像度化のためのスキームとモデルの更なる高精度化をH28年度に引き続き進める予定である.H27年度では,(a)高精度固液混相流モデルの開発および既往実験との比較検討,(b)解像度可変型スキームのベンチマークテストのための水理模型実験の実施,(c)解像度可変型スキームの開発を進めた.これらの研究を進める中で,以下の2点が重要課題として新たに浮上した.1)移動境界条件に対する流体挙動の再現性の向上,2)移動境界条件モデルの高精度化.H27年度は,この2点に加え,前年度の計画に則り,3)固液混相流モデルの高精度化および洗掘実験の再現計算を通したベンチマークテストを実施した.1)H27年度に導入していたSPPスキームは,MPSの従来型カーネル関数にのみ対応する形式でモデルが構築されていた.そこでH28年度では,SPPスキームを高次型カーネル関数(Wendland kernel)にも対応した汎用型スキームとして改良を施し,移動境界条件に対する圧力擾乱の改善を図った.提案モデルの再現性の向上については,スロッシング現象を対象とするベンチマークを通して確認を行った.2)先に導入済みの高精度自由表面境界条件モデルの応用から,移動・固定両境界条件に対応する高精度壁面境界条件モデル(WPPスキーム)を新たに構築した.本モデルを用いて,土石流の流動・堆積過程やダムブレイクを対象とした数値シミュレーションを実施し,WPPスキームによって圧力擾乱の抑制とともに計算コストが大きく改善をされることを既往の境界条件モデルとの比較から確認した.3)津波に代表される構造物背後の越流水塊による局所洗掘を対象とする水理模型実験を実施し,併せて,開発した固液混相流モデルを用いた再現計算を実施した.本ベンチマークテストでは,実際の砂粒径に依存した洗掘現象の相似則が計算粒子径に対しても擬似的に適用可能であることを確認し,開発モデルの実務計算への適用に際しての基礎的な検討を進めた.従来の設計基準では想定されていない超巨大台風直下での高潮氾濫発生時には,極値的高波浪による越流に加えて堤体地盤の洗掘や吸い出し現象等,従来よりも複雑な被災プロセスが伴う.しかし,こうした各現象間でのスケール問題を解決するための数値波動水槽におけるマルチフィジクスへの展開は進んでいない.本研究では,激流の高精度計算に不可欠な高精度粒子法を基礎とする複雑な移動境界条件に対応する解像度可変型固液混相流モデルの開発を進めた.

本研究成果は,各分野での固液混相現象の詳細な機構の理解に資するものと考えられる.H27年度に,解像度可変型スキームの開発を前倒しで進めたため,当初の研究計画で立てていた解像度可変型スキームの構築にかかる期間分の一部を,固液混相流モデルの高精度化に当てる予定である.水理模型実験では大型水理実験に加え,津波に代表される構造物背後の越流水塊による局所洗掘を対象に水理実験および数値シミュレーションを実施し,モデルの再現性の検討と高精度化に取り組む予定である.海岸工学
免疫不全を伴う補体産生異常の遺伝子機構

ヒト補体欠損症のうち、重篤な免疫不全症状を呈するC3先天性欠損症および種々の悪性血液疾患に伴うHRF(CD59)欠損症の遺伝子機構を追究した。また、多様な遺伝性補体欠損症のモデルとして、マウスC4,Sex limited protein(Slp)の産生異常の分子機序を解析した。1)ヒトC3欠損症の患者白血球(鹿児島大学佐野博士より分与)から、RNA,高分子DNAを分離し、さらにC3遺伝子を単離し、構造を解析した。C3遺伝子5'上流の転写活性は、psvoを用いたCATアツセイによって判定した。これらの結果は、C3欠損が転写以降一翻訳以前のレベルでの異常であることを強く示唆した。HRF遺伝子は、正常ヒト遺伝子ライブラリ-から単離し、構造解析を進めている。2)Hー2^kハプロタイプのマウス系統に特有の補体C4低産生が、これまで全く未知の遺伝子機構によって惹起されていることを、初めて明らかにした。即ち、単離したC4遺伝子やC4mRNAの分析によって、マウスB2反復配列がC4遺伝子第13イントロン中央部にレトロトランスポゾン様機構によって挿入され、その結果、mRNAへのプロセシングに異常が生じたことを証明したのである。C4低産生マウスの肝臓C4mRNAには、例外なくB2反復配列を含むイントロン配列の一部が検出される。Slpの異常産生(構成的発現)を示す野生マウス由来系統からC4,Slp遺伝子を分離し構造を解析し、さらにmRNAを分析することにより、Slpの構成的発現と長い間信じられていたものが、実は、C4とSlpの両遺伝子から由来するハイブリッド遺伝子産物であったことを証明した。補体の遺伝機構の重要問題に結着をつけることができた。(1)ヒト補体第3成分(C3)欠損患者からの末梢白血球から分離したポリA(+)RNAをノザンブロット法,PCRによって分析した結果、C3前駆体に対応するmRNAは検出されなかった。C3欠損症のあるものが、転写翻訳以前のレベルでの遺伝子発現異常であることが明らかとなった。(2)補体調節蛋白HRFー20は、種々の白血病患者の血液細胞に発現されず、発作性夜間血色素尿症などの病因となっている。HRFー20遺伝子の調節機構を明らかにする目的で、ヒト遺伝子ライブラリ-からHRFー20遺伝子の分離を試みた。得られた最長クロ-ンは約8.5kbで、5'末端と3'末端を欠いていた。これまでの成績からHRFー20遺伝子は10kb以上のサイズを持つものと考えられる。(3)マウス補体第4成分(C4)は、Hー2の第3領域(S領域)によって支配され、S^kのマウス系統ではC4産生の著しい低下がみられる。これまでの研究によって、S^kマウスの低産生は、肝臓におけるC4前駆体mRNAの低い恒常状態によるものであり、転写以降の段階に起因することを明らかにした。本年度の研究によって、さらに、preーmRNAのプロセシングの異常によるものであることを証明した。C4低産生系マウス4系統、高産生系マウス10系統の肝mRNAの分析によって低産生系マウスのC4mRNAには、B2RNA配列を含む異常挿入配列が存在する。低産生マウスC3H/HeJの遺伝子ライブラリ-(コスミド)から、C4遺伝子を分離して配列を調べたところ、13イントロンにはB2配列が存在し、2の配列を含むイントロン構造が、mRNAに挿入されていることが証明されたのである。ヒト補体欠損症のうち、重篤な免疫不全症状を呈するC3先天性欠損症および種々の悪性血液疾患に伴うHRF(CD59)欠損症の遺伝子桟構を追求した。

また,多様な遺伝性補体欠損症のモデルとして、マウスのC4,Sex limited protein(Slp)の産生異常の分子機序を解析した。1)ヒトC3欠損症の患者白血球(鹿児島大学佐野博士より分与)からRNA,高分子DNAを分離し、さらにC3遺伝子DNAを分離し、構造を解析した。C3遺伝子上流領域の転写活性はpSVOを用いるCATアツセイによって測定した。これらの結果は、C3欠損が転写以降一翻訳以前のレベルでの異常によることを強く示唆した。HRF遺伝子は、正常にヒト遺伝子ライブラリ-から単離し、構造解析を進めている。2)Hー2^hハプロタイプのマウス系統に特有の補体C4低産生が、これまで全く未知の遺伝子機構によって惹起されていることを、初めて明らかにした。既ち、遺伝子の分析、mRNAの解析によって、マウスB2反復配列がC4遺伝子第13イントロン中央部にレトロトランスポゾン様機構によって挿入され、そのためにmRNAへのプロセッシングに異常が生じたことが示されたのである。C4低産生マウスの肝細胞のC4mRNAには、B2反復配列とイントロン配列の一部が存在していた。Slpの異常産生(構成的発現)を呈する野生マウス由来Slp遺伝子が実はC4とSlpの両遺伝子のハイブリッド遺伝子であること、その発現が,5'末側のC4遺伝子由来調節領域によって支配されていることを証明し、補体遺伝学の長い間の問題に結着をつけたことも大きい成果である。
超微細粒軟磁性薄膜材料及び磁気素子の開発

最終年度の本年は、これまでの総仕上げとして以下の研究を行い多くの成果を挙げた。1)鉄系ナノ結晶材料の軟磁性:これまでに、FeHfC単層膜、FeHfC/Fe多層膜の合成と磁気特性を調べ、これらは高飽和磁束密度、高周波高透磁率、熱安定性を有する優れた軟磁性薄膜材料であることを明らかにした。本年は、熱安定性について詳しい研究を行った。その結果、アモルファスを熱処理して得られた超微細粒結晶状態は、ナノメーターのBCCFeとHfC化合物の分散したもので、HfC化合物がBCCFe結晶粒界をピン止めしてFe結晶粒の成長を阻止していることが分った。このピン止め効果によって、状態がきわめて安定であり、結果的に磁気特性の熱安定が得られているとの結論を得た。これは初めての知見である。2)Co-Fe/Cu及びCo-X/Cu系多層膜(人工格子)の巨大磁気抵抗:これらの系を詳しく研究し、とくに、Co-Fe/Cu系では約10%のFeをCoに添加するとスピンによる伝導電子の散乱が増大して、磁気抵抗がこれまで報告されているCo/Cu系よりも大きくなることを見い出した。さらに、Co-Fe/Cu/Co-Fe系では磁場が小さい領域で巨大磁気抵抗を示すことを見い出した。これは、巨大磁気抵抗効果のセンサー等の応用への手掛りを得たものとして注目される。3)遷移金属と希土類金属から成るアモルファス合金及び非平衡合金の磁歪:FeTbB及びFeSmB系スパッタアモルファス合金で、今までの報告にはない弱磁場における巨大磁歪を得ることに成功した。また、飽和磁化の大きいFe(70)Co(30)合金に数%のSmを添加することによって磁歪を零に出来ることを見い出した。これは、磁化の大きい新しい軟磁性材料の可能性を示唆するものとして注目される。Fe基2元合金とFeの磁性層間に中間層として非磁性体を挿入し、保磁力差による巨大磁気抵抗効果出現の可能性を検討した。我々は、既にFe-Zr、Fe-Hf系薄膜において高飽和磁束密度を有しかつ優れた軟磁気特性が得られることを見いだしていたので、上記系とFeとの多層化を行い、さらなる高飽和磁束密度化と柱状粒分断効果(結晶粒の微細化)による軟磁気特性が改善されることも示した。また、最近、磁気的に独立した2種類の保磁力を持つNi(-Fe)/Cu/Co/Cu人工格子ではスピン・バルブ効果による巨大磁気抵抗効果が観測されているので、新しい軟磁性材料である本系に於いても非磁性体を中間層としてFe-Hf、Fe層間に挿入し、2つの磁性層の保磁力差による巨大磁気抵抗が得られるか否かを検討した。さらに、新たな巨大磁気抵抗の得られる系を探査するためにCo-Z/Cu系人工格子の作成及び計測を行った。以下に今年度の結果を列記すると、X=Cr層を中間層として挿入すると、Cr層厚70Aまででは0.2%程度の異方性磁気抵抗のみが観測された。X=Cu層を中間層として挿入すると、スピン・バルブ効果による磁気抵抗が観測されたが、磁気抵抗の大きさは高々0.2%程度であった。このため、巨大磁気抵抗の得られる可能性の高いCoとの合金について主に探査を行った結果、Z=Feの場合の磁気抵抗は広い組成範囲にわたりCo/Cuよりも磁気抵抗が大きくなっていることが判明し、今後以上の成果を組み合わせることにより優れた磁気素子が創製出来るものと考えている。

最終年度の本年は,これまでの総仕上げとして以下の研究を行い多くの成果を挙げた。1)鉄系ナノ結晶材料の軟磁性:これまでに,FeHfC単層膜,FeHfC/Fe多層膜の合成と磁気特性を調べ,これらは高飽和磁束密度,高周波高透磁率,熱安定性を有する優れた軟磁性薄膜材料であることを明らかにした。本年は,熱安定性について詳しい研究を行った。その結果,アモルファスを熱処理して得られた超微細粒結晶状態は,ナノメーターのBCCFeをHfC化合物の分散したもので,HfC化合物がBCCFe結晶粒界をピン止めしてFe結晶粒の成長を阻止していることが分った。このピン止め効果によって,状態がきわめて安定であり,結果的に磁気特性の熱安定が得られているとの結論を得た。これは初めての知見である。2)Co-Fe/Cu及びCo-X/Cu系多層膜(人工格子)の巨大磁気抵抗:これらの系を詳しく研究し,とくに,Co-Fe/Cu系では約10%のFeをCoに添加するとスピンによる伝導電子の散乱が増大して,磁気抵抗がこれまで報告されているCo/Cu系よりも大きくなることを見い出した。さらに,Co-Fe/Cu/Co-Fe系では磁場が小さい領域で巨大磁気抵抗を示すことを見い出した。これは,巨大磁気抵抗効果のセンサー等の応用への手掛りを得たものとして注目される。3)遷移金属と希土類金属から成るアモルファス合金及び非平衡合金の磁歪:FeTbB及びFeSmB系スパッタアモルファス合金で,今までの報告にはない弱磁場における巨大磁歪を得ることに成功した。また,飽和磁化の大きいFe(70)Co(30)合金に数%のSmを添加することによって磁歪を零に出来ることを見い出した。これは,磁化の大きい新しい軟磁性材料の可能性を示唆するものとして注目される。
母親の育児不安軽減のための小児科外来における看護介入のあり方に関する研究

本研究は子どもに健康問題が生じた際、母親が不安を抱く誘因となる母親の持つ『母親役割』意識と『子ども観』について分析し、母親の行動特性との関連を解明することにより、効果的な看護介入のあり方を検討することを目的としたものである。今年度は研究計画書に基づき、『母親役割』および『子ども観』についての文献検討を実施し、調査方法についての具体的検討および調査の準備を行い、以下の結果を得た。1.文献検討の結果、母親役割については、母性意識、女性的役割意識、母性的役割の役割獲得に関する研究が行われているが、周囲の母親役割期待に焦点を当てた研究は少なく、中でも健康問題との関連に焦点が当てられたものは見あたらなかった。病者役割に関する概念を用いて母子関係を踏まえた概念化が検討課題であると考えられた。2.子ども観については、子どものイメージや愛着行動との関連について研究が行われているが、育児期での子どもの存在感に焦点を当てたものは見あたらなかった。育児期の母親が捉える子どもという存在と母親のもつ子どもの病気観を明らかにすることが課題であると考えられた。3.1.2を踏まえた調査の視点は、社会文化的条件、家庭的条件、母親自身の条件、子どもの個人的条件の4側面が適当であると考えられた。4.子どもに健康問題が生じた際の乳児を持つ母親のそれらの変容と母親の行動を縦断的に調査することとし、1.2.3をもとにした半構成的な面接調査票を作成した。5.研究計画書を作成し小児科医院への調査依頼を行い、協力が得られることとなった。現在は対象選定について同病院と調整中である。パイロットスタディを得て本研究に入る。
北方防御性集落の総合的研究

本研究では,近年ようやく事例が豊富になりつつある,北東北以北からサハリン(樺太)にかけて発見された防御性集落について,それが北方古代中世史にとってどのような意味を持つのかを検討するための基礎資料の収集に努めた。そしてそれらをすべてデータベース化して,分析の便をはかることができた。現地踏査を繰り返したり,これまでの発掘調査報告書を再点検し,さらに航空写真での探査を繰り返した結果,従来中世の城館跡と誤認されていたものなどのなかにも事例が多数見つけることができ,確かなものだけでもその数は50を越えるものと思われる。しかもその地域的偏りから,これらの事例は「もう一つの日本」と目される北方世界の特有の現象であり,日常的に戦闘が繰り返されていた特殊な社会を想定することが可能であると思われる。集落を取り囲む堀の形態から,これらの集落を宗教的な結界と考える学者も現れてきたが,しかし日常的に繰り返し掘り下げて堀を維持している事例があることから,その説はとらず,あくまで社会的戦闘との関係でとらえるべきだと思われる。またその背景には,10世紀以降の中央政府による,地方政治への対処の仕方が密接に関わるものと思われる。この時代には,それまでの律令政治とは大きく異なって地方政治の自立(中央政府の不介入)が顕著になるが,そのために求心力を失った北方世界では,それまでの中央政府との対決という在り方から,北方世界内部での覇権争いという状態に変化していくようになったと分析できる。今後はこうした中央での国家史レベルでの問題との関連についてもさらに分析を深めながら,北方世界独自の歴史を明らかにしていくように努めたい。文献史料が極めて少ない当該世界の歴史の解明には,この防御性集落の分析はきわめて有効な素材となるものと思われる。1近年ようやく注目されはじめた北日本に特有と思われる防御性集落の実態を解明するために,北海道や青森・秋田・岩手の各県の関連遺跡の現地踏査とデジタル撮影を実施した。また銀版写真についてはフィルムスキャナーでデジタル化して資料の集積を進めた。さらに立地条件を検討するために,昭和20年代に撮影された米軍の空中写真をも利用した。その結果,こうした特異な集落の立地には大きくわけて,低平台地の先端部を利用して空堀で区画するパターンと,高地上を利用して空堀で区画するパターンの二つがある可能性が高くなった。これは弥生時代の戦乱期に誕生した高地性集落との関連を示唆しているものと現在のところ理解している。2各地の遺跡の年代観の検討を進めたが,おおむね10世紀から11世紀の間に収まるもののように思われる。3防御性集落自体についても遺物の分析を開始したが,鉄などの生産遺構が目立つように思われる。ただ内部には農業生産の痕跡がないので,空堀の外側に存在したものと思われる農地との関連をも明らかにしていかなければならないと考えている。4こうした特異な集落がなぜ北方世界のこの時期に誕生したのかについて,仮説的に種々の原因を挙げてみたが,これについてはさらに東北南部の政治情勢との関係をも考察していく必要があるものと思われる。1前年に引続いて,近年ようやく注目されはじめた北日本に特有と思われる防御性集落の実態を解明するための基礎作業として,青森県・岩手県の関連遺跡の現地踏査とデジタル撮影を実施した。また銀版出版についても、引き続き,フィルムスキャナーでデジタル化して資料の集積を進めた。さらに立地条件を検討するために,昭和20年代に撮影された米軍の空中写真を追加購入した。その結果,従来,蝦夷の居館と言われていた遺跡の多くが,新たに防御性集落の類型と見做された。こうした特異な集落の立地は,低平台地の先端部を利用して空掘で区画するパターンと、高地上を利用して空掘で区悪するパターンの二つがあることはまず確実となった。これは弥生時代の戦乱期に誕生した高地性集落との関連を示唆しているものと理解してよいようである。2各地の遺跡の年代観の検討を進めたが,おおむね10世紀から11世紀の間に収まるとしてよさそうである。ただ内部には農業生産の痕跡がないので,空掘の外側に存在したものと思われる農地との関係をも明らかにしていかなければならない。外部の農地との関わる遺跡は青森県津軽地方に多いようである。4こうした特異な集落がなぜ北方世界のこの時期に誕生したのかについて,なお仮説の域を出ていない。これについてはさらに東北南部の政治情勢との関係を,引続き検討していきたい。おそらく律令国家の中華思想との接触が重要な契機となっている。5さらにサハリン地方での方形居館の存在についても気がついた。これが北海道とどう関わるか,あるいは別系統なのか,最終年次に検討してみたい。

しかもその地域的偏りから,これらの事例は「もう一つの日本」と目される北方世界の特有の現象であり,日常的に戦闘が繰り返されていた特殊な社会を想定することが可能であると思われる。集落を取り囲む堀の形態から,これらの集落を宗教的な結界と考える学者も現れてきたが,しかし日常的に繰り返し掘り下げて堀を維持している事例があることから,その説はとらず,あくまで社会的戦闘との関係でとらえるべきだと思われる。またその背景には,10世紀以降の中央政府による,地方政治への対処の仕方が密接に関わるものと思われる。この時代には,それまでの律令政治とは大きく異なって地方政治の自立(中央政府の不介入)が顕著になるが,そのために求心力を失った北方世界では,それまでの中央政府との対決という在り方から,北方世界内部での覇権争いという状態に変化していくようになったと分析できる。今後はこうした中央での国家史レベルでの問題との関連についてもさらに分析を深めながら,北方世界独自の歴史を明らかにしていくように努めたい。文献史料が極めて少ない当該世界の歴史の解明には,この防御性集落の分析はきわめて有効な素材となるものと思われる。
我が国におけるインクルーシブ保育の定義と実践モデルの開発

1インクルーシブ保育を実践している園の実態を調査し、「インクルーシブ保育モデル」にプロットすることで、当該園におけるインクルーシブの傾向を明らかにする。2我が国及びNZにおける教諭の障害に対する考えや障害児への配慮の内容を調査し、教諭のインクルーシブ保育に対する考え方の枠組みを明らかにする。3我が国及びNZにおける合理的配慮に対する教諭の意識を明らかにする。4実践事例から収集したインクルーシブ保育の定義を整理し、我が国の園現場におけるインクルーシブ保育の定義を明らかにする。
固体高分子形燃料電池用セパレータとしてのステンレス鋼の耐食性評価

固体高分子形燃料電池用セパレータ材料としてのステンレス鋼の適用性を主として腐食の立場から検討し、適切な材料を選択するとともに、発電後のステンレス鋼の表面分析結果に基づき、発電中にステンレス鋼が置かれた環境を推定した。さらにステンレス鋼の不動態皮膜に起因する接触抵抗の問題を解決するために、窒化チタンナノ粒子をスチレンブタジエンゴムと複合化させ、ステンレス鋼表面に泳動電着させる方法を提案した。その結果、グラファイト並の発電性能を示すステンレス鋼製セパレータを得ることができた。固体高分子形燃料電池(PEFC)用セパレータ候補材料として期待される各種ステンレス鋼について、模擬環境における電気化学的試験と発電試験とにより、耐食性の観点から評価した。SUS304ステンレス鋼製セパレータは、カソード側で腐食したが、SUS310Sステンレス鋼は1000時間発電後も腐食しなかった。発電後のセパレータ表面の不動態被膜を分析した結果、Fe/Cr比に特徴的な挙動がみられた。すなわち、カソードガス(空気)入り口付近で生成した皮膜はFeの割合が高いのに対し、出口付近ではCrの割合が高かった。pHを変化させた模擬溶液中における分極試験によって生成する不動態被膜と比較して考察した結果、入り口付近ではpHが4以上であるのに対し、出口付近ではそれ以下に低下していることが示唆された。SUS310Sステンレス鋼のほかにも、Crを22%以上含むステンレス鋼では概ね耐食性が良好であり、特に窒素を固溶したステンレス鋼は高い耐食性を有し、発電電圧の降下率が小さかった。しかし、いずれのステンレス鋼も炭素製ガス拡散層(GDL)との接触抵抗は目標値(10mΩ-cm^2)よりかなり大きく、グラファイト製セパレータを用いたセルに比べて発電電圧が小さかった。この問題を解決するため、ステンレス鋼表面に、TiN-SBR(スチレンブタジエンゴム)の複合層を泳動電着により形成させる方法を考案した。この処理によってステンレス鋼製セパレータとGDLとの接触抵抗はほぼ目標値まで低下した。PEFC環境中におけるTiN粒子の安定性も十分高いことが示された。このように、Crを32%以上含むステンレス鋼を上記表面処理することで、PEFC用セパレータに要求される条件がほぼ満足されることを明らかにした。粒径50nm程度の導電性TiNをスチレシ-ブタジエンゴム(SBR)に吸着させた複合体をSUS304ステンレス鋼製セパレータに泳動電着させることにより、カーボン拡散層(CDL)との接触抵抗低下とステンレス鋼の腐食軽減を図った。表面処理したステンレス鋼は,模擬燃料電池環境中において未処理ステンレス鋼より小さなアノード電流密度を示した。未処理のステンレス鋼をアノード分極するとCDLとの接触抵抗が1000mΩcm^2程度まで増加したのに対し、処理した場合は分極後も15mΩcm^2程度で実用レベルであった。硬いTiNを弾性のあるSBRの周囲に固定したTiN-SBR複合体は、CDLとステンレス鋼表面との間に介在し、適当に変形して隙間を埋めるとともに、硬いTiNがステンレス鋼の不動態被膜を貫通して良好な導通を与えるものと考えられる。SUS304ステンレス鋼を用いてサーペンタイン型のセパレータを試作し、本表面処理を施したうえで発電試験を行った。発電電圧は未処理ステンレス鋼製セパレータを用いた場合より約100mV高く、グラファイト製セパレータを用いた場合とほぼ同じであった。未処理ステンレス鋼製セパレータの場合、1000時間発電後の膜電極接合体(MEA)中の鉄量が明らかに増加したのに対し、表面処理したセパレータの場合は増加が認められなかった。TiN粒子の化学状態をXPSで調べた結果、発電前後でほとんど酸化が進行していないことが示された。本処理を行ったセパレータ表面は水との接触角が増加していたことから、水の排出が促進されるとともに、CDLとの界面に水が滞留しにくくなり、腐食が抑制されたものと推定された。このように安価なSUS304ステンレス鋼に対してTiN-SBR複合体を電着することにより、実用レベルのセパレータを容易に調製できることが明らかとなった。成果1.ステンレス鋼製セパレータのコスト低減とプロトン導電膜のニッケルイオンによる汚染回避を図るため、ニッケルを含まない高純度フェライト系ステンレス鋼に注目してその耐食性を評価した。19Cr-2Mo鋼と22Cr-2Moを比較した結果、19Cr-2Mo鋼で試作したセパレータではセル電圧の降下が大きく、発電試験後に腐食痕が認められた。一方、22Cr-2Mo鋼は電圧降下速度が小さく、腐食は認められなかった。また模擬環境中における電気化学試験の結果、22Cr-2Mo鋼の耐食性はオーステナイトステンレス鋼であるSUS316鋼と同等以上であることがわかった。このことから、22Cr-2Moの高純度フェライトステンレス鋼が有望なセパレータ候補材料であることが示された。成果

2.発電試験中の燃料電池セルの劣化度合いをその場評価する手段として交流インピーダンス法が期待されているが、セパレータの腐食がセルインピーダンスに対してどのように反映されるかについてこれまで報告されていなかった。そこで、比較的腐食しやすいSUS430ステンレス鋼をセパレータ材料として選び、発電に伴うインピーダンス変化を調査した。セルインピーダンスは典型的にふたつの緩和過程からなり、それぞれカソード反応抵抗と物質移動抵抗に対応すると推定された。セパレータの腐食は後者の抵抗を増加させたことから、腐食生成物がガス拡散層内の反応ガスまたは生成水の移動を抑制していると推定された。これらの結果、交流インピーダンス測定が燃料電池セルにおけるセパレータの腐食評価に有効である可能性が示された。
金属錯体-芳香環系における弱い相互作用と自己組織化

1.本研究は、分子組織体の構成要素として分子内および分子間相互作用を可能にする基を導入した二元および三元金属錯体を新たに開発し、極性基間の水素結合や金属-芳香環、芳香環-芳香環などの弱い相互作用を明らかにすると共に、芳香環スタッキングと水素結合の組み合せによる錯体分子の組織化と性質の解明を目指した。このため、各種金属錯体の合成ならびに錯体分子間および錯体と非配位分子との会合体形成を詳細に検討した。また、水素結合による金属タンパク質とペプチドとの結合についても明らかにした。2.分子認識の原動力は官能基間の弱い相互作用であることから、相互作用可能な基を有する錯体を用い、分子間相互作用の存在と様式解明を目指した。構造的に安定な錯体としてPt(DA)(AA)(DA=2,2'-ビピリジン(bpy)など;AA=L-アルギニン(Arg)、L-リシン(Lys)など)を合成し、芳香族カルボン酸、ヌクレオチドなどのゲスト分子との会合体形成をスペクトル法により検討し、平衡定数Kを決定した。これによりArg、Lys側鎖基による水素結合が選択的会合体形成に寄与することが示された。3.金属タンパク質分子間の水素結合および分子組織体形成の基本情報を得るため、側鎖に荷電基を有するアスパラギン酸ペプチド(Aspptd)およびリシンペプチド(Lysptd)をタンパク質モデルとして用い、金属タンパク質(プラストシアニン(Cu含有)、シトクロムcおよびf(ヘム鉄含有))との相互作用および[Fe(CN)_6]^<4->と負電荷を有するプラストシアニン(正電荷を有するシトクロムc)との相互作用に及ぼす上記ペプチドの効果を電子移動速度により調べた。この結果、金属タンパク質とペプチドが水素結合により会合体を形成することが判明した。