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エマスンの知的宇宙と彼の時代-アメリカ・ロマン主義の文化史的考察

今年度は月例の研究会において、エマスンのエッセイに加えて、後半は詩のテキストの精読を行うとともに、エマスンに繰り返し現れる表現や、各研究分担者が担当する同時代文学者の表現との共通性、影響関係を中心に、「エマスンの知的宇宙」の見取り図の構成要素を突きつめていくことに努めた。反対に、エマスンのコンテクストから、それぞれの作家の作品を読み直す作業も同時に行った。また、研究成果の出版のために、これまでのエマスン批評の動向をたどることで、自分たちのスタイルについての議論を始めた。Pattersonは毎月の研究会に参考文献の紹介、コメントなどを通して参加しているが、直接に会い、互いの研究の進み具合を報告しあうのは、刺激に満ちた時間でその後の研究の推進力になった。最終年度である今年度は、昨年度に引き続き月例の研究会において、秋まではエマスンの詩の精読を行った。その過程で、詩とエッセイとの関係のなかに、エマスンにとって、またエマスンが同時代に与えた影響にとって本質的な問題があることを、有機的全体性の観念、ギリシア的自然思想のルネサンス、引用の観念などを中心に理解していった。また、後半は成果報告書をまとめるために、共同研究者間の研究報告を行い、これまでの論点の整理を試みた。海外協同研究者のボストン大学Anita Pattersonとは、常にメールで議論をやり取りする他、12月には小田がボストンを訪れ、普段の議論を補足するとともに、ホイットマンのエマスン批評に関する成果報告について打合せを行った。この間の成果の公表については、研究代表者の小田は、ホーソーンとエマスンの同時代性について、"My Kinsman, Major Molineux"論をまとめたが、その英文発表は来年7月にアメリカのホーソーン、エマスン、ポーの3学会が合同で開催する学会に採択された。武田は伝記的資料からディキンスンとエマスンとの関係を跡付ける論文の他、自身のディキンスン研究をまとめたIn Search of Emily-Journeysfrom Japan to Amherst(2005)を出版し、それに関する内外での講演で、エマスンの影響の重要性を指摘した。藤田は論文のほかにも、日本ソロー学会全国大会のシンポジアム「アメリカ・ルネッサンス-科学と文学」の司会・講師を務め、エマスンの科学思想の影響を論じた。
バイオマトリクスを用いた軟骨細胞の三次元培養

関節軟骨は、一旦損傷すると再生が難しいため、軟骨組織を補うために生体適合性ポリマーや外科的に損傷部を補う方法が用いられているが、拒絶反応や素材の摩耗を考えると、生体内の組織を一部取り出して軟骨組織を生体外で再生させる技術(自家移植)の開発が有望視されている。軟骨細胞が組織を形成するためには、組織特異的なII型コラーゲンやアグリカンの発現型(フェノタイプ)が大きく関与している。組織から分離した細胞を従来の空気存在下で継代培養すると、II型からI型へのコラーゲンの変化やアグリカンの発現の消滅(フェノタイプの消失)が知られている。関節軟骨は7.653mmHgの低い酸素分圧にさらされていることから、フェノタイプの発現には酸素分圧が大きな因子として働くと考えられる。ゲルで包括固定した軟骨細胞は、フェノタイプの再発現に有効なことが知られているが、ゲル内での酸素の供給律速がその要因と考えられる。本研究では自家移植を目指して、細胞を多量に準備するために必要な情報である継代培養に伴う細胞の増殖特性を検討するとともに、細胞増殖とコラーゲン代謝に及ぼす酸素分圧の影響を検討した。その結果、継代培養に伴う比増殖速度の変化は観察されなかったが、誘導期の短縮・消滅が認められた。また、低酸素分圧下の培養ではII型コラーゲンが再発現し、低酸素分圧の有効性が示唆された。さらに、ゲル培養を行ったところ、ゲルに包括固定しない細胞増殖(コントロール)に対してゲル培養では2/3程度に増殖速度は低下したが、適度な増殖因子(FGF)の添加によってコントロールと同等の増殖速度が得られたことから、三次元培養においても増殖因子の添加により細胞増殖速度を向上できることが示された。関節軟骨は、運動によって生じる衝撃に常にさらされている組織で、一旦損傷すると生体内で再生が難しい。軟骨組織を補うために生体適合性の代替ポリマーや物理的に損傷部を補う技術の開発が行われているが、免疫反応の危険性を考えると、自家移植することが安全な技術であり、生体内の組織を一部取り出して必要量の軟骨組織を生体外で再生させる技術の開発が期待されている。軟骨細胞が組織を形成するためには、コラーゲンやアグリカンコアタンパク質の発現型(フェノタイプ)が大きく関与する。生体内の軟骨細胞はコラーゲンのII型のみを発現するが、組織から分離した細胞を従来の空気存在下で継代培養すると、コラーゲンタイプのII型からI型への変化やアグリカンコアタンパク質の発現の消滅、などフェノタイプの急速な消失が知られている。関節軟骨への栄養や酸素は関節液から供給され、その酸素分圧は7.653mmHgであることから、軟骨細胞のフェノタイプの発現には酸素分圧が大きな因子として働くと考えられる。本年度では細胞を多量に準備するために必要な情報である継代培養に伴う細胞の増殖特性を検討するとともに、酸素分圧を制御できる実験装置を用いて細胞の増殖とコラーゲン代謝におよぼす溶存酸素分圧の影響を検討した。また、低酸素分圧下の軟骨細胞の培養ではII型コラーゲンが再発現し、酸素分圧がフェノタイプに大きく関与することが示唆された。
動脈血酸素飽和度を用いた至適な低酸素トレーニングプログラムの開発

低酸素環境下において高強度(スプリント)運動を実施する「低酸素トレーニング」は、通常酸素環境下で実施する同様のトレーニングと比較して無酸素性能力を改善することが報告されている。しかし、低酸素環境下における動脈血酸素飽和度(SpO2)の低下の程度には個人差が大きく、一律の酸素濃度を用いた場合では実際の低酸素負荷(相対的負荷)が個人間で異なることが予想される。したがって、本研究では、SpO2を考慮した低酸素環境下における運動・トレーニングが無酸素性能力の改善に及ぼす効果を明らかにし、SpO2を用いた至適な低酸素トレーニングプログラムを新たに提案することを目的とする。
被爆体験は認知症発症に影響を与えるか。-高齢化する被爆者のメンタルヘルス-

長崎市とその近郊に住む被爆者と非被爆者を対象に、倫理委員会にて承認を受け認知機能・精神健康調査を行った。第1段階スクリーニングにおいて、MoCA26点未満は被爆者85人に対し、非被爆者は47人、GHQ-12が4点以上は被爆者24人、非被爆者6人であった。第2段階に進んだ被爆者(90人)非被爆者(48人)においては、MMSE24点未満は被爆者7人、非被爆者6人、GHQ-30が4点以上は被爆者24人、非被爆者は9人であった。しかし、第1段階、第2段階とも被爆者群と非被爆者群の間に統計学的有意差は認められなかった。今後より詳細な解析を行う必要があると考えられた。被爆より70年が経過し、被爆者健康手帳を持つ人が、2013年末に20万人を割り、ピーク時のほぼ半数となっている。高齢化する被爆者の心身健康の実態を明らかにすることは喫緊の課題である。被爆の長期リスクを考える上でも本研究の位置づけは重要である。このため本研究の目的は、高齢化する被爆者における認知症有病率および心身健康について実態を把握すること、および追跡調査のためのデータベース構築である。本研究の対象者は、長崎市とその近郊に在住の被爆者手帳を有する被爆者(被爆者群)および69歳以上の高齢非被爆者(非被爆者群)である。調査の内容は、第1段階スクリーニングで、社会経済的背景、MoCA、GHQ-12、DAS2.0を実施し、MoCA:26点未満、あるいはGHQ-12:4点以上の場合に、第2段階精神神経詳細評価に進む。第2段階では、GHQ-30、SGDS、MMSE、WHOQOL26を行う。第3段階は原則希望者に血液検査、MRI画像検査を実施する。本研究27年度は、プロトコールの確定、調査票の作成等を経て、倫理審査申請し、H27年10月13日に長崎大学医学系倫理委員会にて承認(承認番号:15092553)を受けた。その後、被爆者群の調査実施について公益財団法人長崎原子爆弾被爆者対策協議会等の関係機関との調整も順調に進んだ。H27年12月より予備調査を行い、H28年1月より本調査を開始している。対象者は、被爆者群として長崎市ハートセンターにて実施される被爆者健診に参加される被爆者である。調査は第1段階(スクリーニング)、第2段階(精神神経詳細評価)、第3段階(画像・血液検査)から構成されている。第3段階の対象は希望者であるため、対象者の負担軽減を考え、これまでの血液検査等での評価を中心に行っている。H27年度末まで、被爆者を対象とした調査を実施し、約100名の協力を得られた。平成27年度は、まずプロトコールの確定、調査票の作成等を行った。調査票は、第1段階、第2段階、第3段階から構成されている。第1段階はスクリーニングであり、基本属性に加え、MoCA、GHQ-12、DAS2.0などを含む。第2段階は、より詳細な心身健康に関する情報収集のため、MMSE、GHQ-30、SGDS、WHOQOL26からなっている。第3段階は、画像・血液検査であるが、希望者に実施することとしている。第1段階から第2段階へ進むには、MoCA:26点未満、GHQ-12:4点以上をカットオフ値に設定している。前述の調査研究計画を作成し、長崎大学医学系倫理委員会に申請後、H27年10月13日に承認(承認番号:15092553)を受けた。その後、被爆者群の調査実施について公益財団法人長崎原子爆弾被爆者対策協議会、長崎赤十字原爆病院等の関係機関との調整も順調に進んだ。施設および血液データの利用等については、長崎市へも申請を行い許可を得て行っている。調査実施前には、調査員に対して評価票に関する教育・トレーニングを行った。H27年度末まで、被爆者を対象とした調査を実施し、100名超の協力を得られている。本研究は、初年度に「高齢化する被爆者のメンタルヘルスに関する臨床研究」について長崎大学の倫理委員会にて承認(許可番号15092553)を受け、調査実施関係機関との連携構築と調査指標の選定を行った。本年度の主な研究実績としては、高齢化する被爆者のメンタルヘルスに関する臨床研究を行ったことである。被爆者群は、公益財団法人長崎原子爆弾被爆者対策協議会のハートセンターの健診者を対象に、H27年12月からH28年5月まで実施した。非被爆者群は、野母崎地区高齢者を対象に、H28年8月からH29年2月まで実施した。その結果、調査協力者は、被爆者群137例、非被爆者群80例であった。現在のところ、データクレンジング後に単純集計を行い、第1段階にて、MoCAで26点未満被爆者群83人(60.1%)、非被爆者群49人(61.3%)、GHQ-12で4点以上被爆者群22人(16.1%)、非被爆者群8人(10.0%)であった。

第2段階のMMSEまで完遂できた被爆者群57人中24点未満7人(12.3%)、非被爆者群28人中24点未満6人(21.4%)であった。先行研究では、MCIの有病率は、本邦においては朝田ら(2016年)は約13%、島田ら(2013年)19%であり、認知症の有病率は65歳以上地域住民では15%(朝田ら2013年)と報告されている。今後、本研究で得られた調査結果について、被爆者群と非被爆者群の比較について、さらに詳細な統計学的検討を行う予定である。また、5年後、10年後の調査のためのフォローアップ・データベースを確立する。被爆者、非被爆者への聞き取り調査(高齢化する被爆者のメンタルヘルスに関する臨床研究許可番号15092553)について、被爆者群は、公益財団法人長崎原子爆弾被爆者対策協議会のハートセンターの健診者を対象に、H27年12月からH28年5月まで、非被爆者群は、野母崎地区高齢者を対象に、H28年8月からH29年2月まで実施した。以上の通り、期間内に終了し計画通りに進んでいると言える。本研究は、初年度に「高齢化する被爆者のメンタルヘルスに関する臨床研究」について長崎大学の倫理委員会にて承認(許可番号15092553)を受け、調査実施関係機関との連携構築と調査指標の選定を行った。次年度の主な研究実績としては、高齢化する被爆者のメンタルヘルスに関する臨床研究を行った。被爆者群145人は、公益財団法人長崎原子爆弾被爆者対策協議会のハートセンターの健診者を対象に、H27年12月からH28年5月まで実施した。非被爆者群70人は、野母崎地区高齢者を対象に、H28年8月からH29年2月まで実施した。本年度は、得られた結果の解析と、フォローアップ調査のためのデータベース構築を行った。第1段階スクリーニングのMoCAおよびGHQ-12において、被爆者においてMoCA26点未満85人に対し、非被爆者は47人、さらにGHQ-12が4点以上は被爆者24人、非被爆者は6人であった。認知機能症状は、被爆者よりも非被爆者の方が出現率が高い傾向を認める一方、一般的精神症状は、被爆者の方が非被爆者よりも出現率が高い傾向を認めた。さらに第2段階に進んだ被爆者(90人)非被爆者(48人)におけるMMSEおよびGHQ-30については、MMSE24点未満は被爆者で7人、非被爆者で6人、さらにGHQ-30が4点以上は被爆者24人、非被爆者は9人であった。第2段階では、認知症状、一般的精神症状ともに被爆者の方が、対照群よりも出現頻度が低い傾向がみられた。平均年齢の違い、身体疾患の個数などが関連する可能性がある。MMSE24点で、低得点群、高得点群に分けて調べたところ心的外傷ストレスにより、認知機能症状が生じるリスク因子として、年齢や教育年数があることが示唆された。以上の結果については、今後より詳細な解析を行う必要があると考えられた。長崎市とその近郊に住む被爆者と非被爆者を対象に、倫理委員会にて承認を受け認知機能・精神健康調査を行った。第1段階スクリーニングにおいて、MoCA26点未満は被爆者85人に対し、非被爆者は47人、GHQ-12が4点以上は被爆者24人、非被爆者6人であった。第2段階に進んだ被爆者(90人)非被爆者(48人)においては、MMSE24点未満は被爆者7人、非被爆者6人、GHQ-30が4点以上は被爆者24人、非被爆者は9人であった。しかし、第1段階、第2段階とも被爆者群と非被爆者群の間に統計学的有意差は認められなかった。今後より詳細な解析を行う必要があると考えられた。H28年4月末まで、被爆者を対象とした調査を終え、5月以降は非被爆者を対象とした調査に移る予定である。非被爆者群については、公民館、健康教室等への参加者を対象と考えており、長崎県・長崎市に協力を依頼することを研究分担者とともに検討している。
繰返し制御系における非周期外乱の新しい抑制法-外乱曲率モデルによるアプローチ-

実際のプロセス制御系では,繰返し作業を行う際,非周期外乱もしばしば存在する.このような非周期外乱に対して,従来の繰返し制御系では外乱を除去することは困難であった.本研究では,任意の非周期外乱に対しても,その影響が抑制できるという新しい繰返し制御系の設計法を提案する.具体的には,可変構造制御手法が外乱に強いという特徴に注目し,繰返し制御と可変構造制御とを融合し,可変構造繰返し制御系の設計法を新たに提案した.さらに,外乱曲率モデルという新しい非線形低次元な外乱モデルの構築法を導入した.これによって,これまでの外乱除去法で用いられていた事前情報を必要としないだけでなく,外乱の推定を高速かつ高精度に行えるという利点を有することになり,これをもちいて従来の繰返し制御では実現できなかった非周期外乱の除去が可能となった.平成12年度では,まず,外乱の曲率モデルの構築とその有効性の検証,可変構造繰返し制御という新しい枠組みの構築を理論面から検討し,シミュレーションによりその有効性を確認した.平成13年度では,引き続き,理論と実験の両面から研究を行った.まず,理論の面において,可変構造繰返し制御系の設計法,および曲率モデルによる外乱推定を融合した制御系の構造についての検討を行った.次に,実験による検証を行った.実験装置としてワンアームロボットを自作し,ロボットに周期的な位置決めをさせながら,非周期外乱を系に加えたとき,本研究で提案する外乱の曲率モデルは外乱を非常に高い精度(サンプリング周期の2乗に比例する)で再現し,これを用いた繰返し制御では,従来の繰返し制御手法に比べて,制御精度は1桁以上高いことが明らかになった.実際のプロセス制御系では,繰返し作業を行う際,非周期外乱もしばしば存在する.このような非周期外乱に対して,従来の繰返し制御系では外乱を除去することは困難であった.本研究では,任意の非周期外乱に対しても,その影響が抑制できるという新しい繰返し制御系の設計法を提案する.具体的には,可変構造制御手法が外乱に強いという特徴に注目し,繰返し制御と可変構造制御とを融合し,可変構造繰返し制御系の設計法を新たに提案した.さらに,外乱曲率モデルという新しい非線形低次元な外乱モデルの構築法を導入した.これによって,これまでの外乱除去法で用いられていた事前情報を必要としないだけでなく,外乱の推定を高速かつ高精度に行えるという利点を有することになり,これをもちいて従来の繰返し制御では実現できなかった非周期外乱の除去が可能となった.平成12年度では,まず,外乱の曲率モデルの構築とその有効性の検証,可変構造繰返し制御という新しい枠組みの構築を理論面から検討し,シミュレーションによりその有効性を確認した.平成13年度では,引き続き,理論と実験の両面から研究を行った.まず,理論の面において,可変構造繰返し制御系の設計法,および曲率モデルによる外乱推定を融合した制御系の構造についての検討を行った.次に,実験による検証を行った.実験装置としてワンアームロボットを自作し,ロボットに周期的な位置決めをさせながら,非周期外乱を系に加えたとき,本研究で提案する外乱の曲率モデルは外乱を非常に高い精度(サンプリング周期の2乗に比例する)で再現し,これを用いた繰返し制御では,従来の繰返し制御手法に比べて,制御精度は1桁以上高いことが明らかになった.本研究者が提案した繰返し制御は周期的な目標信号の追従に対して非常に有効であることがよく知られているが,繰返し作業を行う際,非周期外乱もしばしば存在し,系の性能と制御精度に悪影響を与える.このような非周期外乱に対して,これまで提案されてきた繰返し制御系の設計法ではこの種の外乱を除去することは困難であった.本研究では,周期的な目標信号に対しては高精度追従性能を保ちながら,任意の非周期外乱に対してその影響を除去する,という新しい繰返し制御系の設計法を提案する.初年度の平成12年度では,まず,不変スライディングセクターを持つ離散時間可変構造制御システムによる繰返し制御系の新しい設計法を提案した.具体的には,最初に繰返し制御の内部モデルを含んだ拡大系を構築し,次に,その拡大系に対して,スライディングモードを設計し,スライディングセクターを定義した.つぎに,状態が有限時間内にスライディングセクター内に入り,その後そのスライディングセクター内に拘束されるような可変構造制御則を構築することができた.本制御則の特徴として,全状態空間において,あるリアプノフ関数の単調減少性を保証するため,系は常に漸近安定であるという利点を有している。実際のプロセス制御系では,繰返し作業を行う際,非周期外乱もしばしば存在する.このような非周期外乱に対して,従来の繰返し制御系では外乱を除去することは困難であった.本研究では,任意の非周期外乱に対しても,その影響が抑制できるという新しい繰返し制御系の設計法を提案する.具体的には,可変構造制御手法が外乱に強いという特徴に注目し,繰返し制御と可変構造制御とを融合し,可変構造繰返し制御系の設計法を新たに提案した.さらに,外乱曲率モデルという新しい非線形低次元な外乱モデルの構築法を導入した.これによって,これまでの外乱除去法で用いられていた事前情報を必要としないだけでなく,外乱の推定を高速かつ高精度に行えるという利点を有することになり,これをもちいて従来の繰返し制御では実現できなかった非周期外乱の除去が可能となった.

平成12年度では,まず,外乱の曲率モデルの構築とその有効性の検証,可変構造繰返し制御という新しい枠組みの構築を理論面から検討し,シミュレーションによりその有効性を確認した.平成13年度では,引き続き,理論と実験の両面から研究を行った.まず,理論の面において,可変構造繰返し制御系の設計法,および曲率モデルによる外乱推定を融合した制御系の構造についての検討を行った.次に,実験による検証を行った.実験装置としてワンアームロボットを自作し,ロボットに周期的な位置決めをさせながら,非周期外乱を系に加えたとき,本研究で提案する外乱の曲率モデルは外乱を非常に高い精度(サンプリング周期の2乗に比例する)で再現し,これを用いた繰返し制御では,従来の繰返し制御手法に比べて,制御精度は1桁以上高いことが明らかになった.
アルカリアクティベイテッドセメント系新規汎用建設材料の開発

低炭素社会を実現するために、建設産業からの二酸化炭素排出量を削減することが急務であり、現在汎用的に使用されている普通ポルトランドセメントを全く使用せず、二酸化炭素排出量を大きく低減できるフライアッシュや高炉水砕スラグを利用したアルカリアクティベイテッドセメントが注目されている。本研究では、アルカリアクティベイテッドセメントの反応メカニズムおよび反応生成物を解明する。さらに、反応生成物が硬化体の中性化抵抗性、凍結融解抵抗性、耐高温抵抗性など耐久性に及ぼす影響について検討を行う。以上の成果を統合して現在の普通セメントの代替材料として使用可能な汎用性を有するアルカリアクティベイテッドセメントの材料設計を進めることを目的とする。2018年度は、粉体材料としてフライアッシュおよび高炉水砕スラグ、アルカリ溶液として水酸化ナトリウムを使用しジオポリマー硬化体を作製し、膨張材を併用した際の化学的反応性およびイオン交換能を検討した。ジオポリマーに膨張材を使用すると、セメントに膨張材を使用した場合と違い高pH環境下であるため、エトリンガイトが生成しにくく、カルシウムアルミネート層状化合物AFm(Na)が主に生成した。AFmは陰イオン交換能を有するため、陰イオンである重金属の酸素酸イオンや塩化物イオンを固定できることが期待できる。また、高炉スラグの反応生成物にもAFmが存在することから、陰イオン固定能が期待された。さらに、フライアッシュの反応性生成物としては陽イオン交換能を有するゼオライト様の生成物が確認され、陽イオンの固定も期待できることが明らかとなった。2016年度は、アルカリアクティベイテッドセメントの反応メカニズムおよび反応生成物について詳細に検討を加えた。フライアッシュを主原料とした場合、X線回折では明確なピークは得られず、反応生成物は非晶質物質であった。一方、フライアッシュと高炉水砕スラグを併用したハイブリッド型では非晶質の反応生成物以外にカルシウムシリケート水和物の存在が確認された。このカルシウムシリケート水和物は反応初期から生成しているものと考えられ、フライアッシュに高炉水砕スラグを併用することで、アルカリアクティベイテッドセメントの初期強度を増進させることが可能であることが明らかとなった。また、フライアッシュを用いたアルカリアクティベイテッドセメントでは耐酸性が非常に優れることも明らかとなり、これは反応生成物が非晶質物質であり酸に溶解しにくいためであると考えられる。研究申請時に記載した今年度の研究計画内容については、検討を終了できたことから、研究はおおむね順調に進展していると判断できる。2017年度は、粉体材料としてフライアッシュおよび高炉水砕スラグ、アルカリ溶液として水酸化ナトリウムを使用しジオポリマー硬化体を作製し、耐久性向上を目的とし膨張材を併用した際の硬化体物性および化学的反応性を検討した。ジオポリマーに膨張材を使用すると、セメントに添加した際と同等以上の膨張を導入することができ収縮抵抗性を改善することに効果的であることが明らかとなった。また、ジオポリマーに膨張材を使用した際には,セメントに膨張材を使用した場合と違い高pH環境下であるため、エトリンガイトが生成しにくく、カルシウムアルミネート層状化合物AFm(Na)が主に生成した。AFm(Na)は膨張への寄与は小さく、ジオポリマーの膨張ではCHが特に膨張に寄与するものと考えられた。

2018年度は、粉体材料としてフライアッシュおよび高炉水砕スラグ、アルカリ溶液として水酸化ナトリウムを使用しジオポリマー硬化体を作製し、膨張材を併用した際の化学的反応性およびイオン交換能を検討した。ジオポリマーに膨張材を使用すると、セメントに膨張材を使用した場合と違い高pH環境下であるため、エトリンガイトが生成しにくく、カルシウムアルミネート層状化合物AFm(Na)が主に生成した。AFmは陰イオン交換能を有するため、陰イオンである重金属の酸素酸イオンや塩化物イオンを固定できることが期待できる。また、高炉スラグの反応生成物にもAFmが存在することから、陰イオン固定能が期待された。さらに、フライアッシュの反応性生成物としては陽イオン交換能を有するゼオライト様の生成物が確認され、陽イオンの固定も期待できることが明らかとなった。2017年度以降は、反応生成物が硬化体の中性化抵抗性、凍結融解抵抗性、耐高温特性など耐久性に及ぼす影響について明確にするため、促進中性化試験による炭酸化メカニズムの解明、凍結融解抵抗性試験による耐久性評価について検討する。さらに、アルカリアクティベイテッドセメントの特徴である5)耐高温抵抗性について化学的観点から解明を進める。最終年度である2018年度は、反応生成物が硬化体の中性化抵抗性、耐高温特性など耐久性に及ぼす影響について明確にするため、促進中性化試験による炭酸化メカニズムの解明、耐高温抵抗性について化学的観点から解明を進める。また、これまでの研究成果を取りまとめる。
ゼブラフィッシュ視覚系を用いた成体脳におけるニューロン新生メカニズムの解析

ゼブラフィッシュ成魚脳視蓋に分布する増殖細胞が神経上皮様の特徴を有する神経幹細胞であることを明らかにした。この幹細胞の増殖は、視神経の視蓋への投射に依存し、activity-dependentな増殖の制御が行われている可能性を示した。片側眼球を除去後4日目の視蓋後端部における遺伝子発現の変化をZebrafish Genome Array(Affymetrix)を用いて調べ、眼球除去に伴い発現が変動する遺伝子群455個を同定した。(1)ゼブラフィッシュ成魚脳視蓋の分裂細胞は、神経上皮様の神経幹細胞である。ゼブラフィッシュ成魚脳視蓋に分布する分裂細胞が神経幹細胞であることの証明を行った。哺乳類成体脳において神経幹細胞はグリア様の性質を示す。ところが、ゼブラフィッシュ成魚脳視蓋に存在する分裂細胞群ではGFAP,S100β,Fabp7a(BLBP)等のグリアマーカーの発現が認められなかった。これら分裂細胞群のなかでも脳室に接している細胞ではZ01,γtubulin, aPKCがapical面に集積し、強い細胞極性を持っていることが明らかになり、神経上皮様の性質を持っていることが示唆された。BrdUパルスラペルによる細胞系譜の解析よりこれら分裂細胞が、グルタミン作動性およびGABA作動性のニューロン、放射状グリア、オリゴデンドロサイトを産み出す多分化能を有していることが示された。以上の結果から、ゼブラフィッシュ成魚脳視蓋に分布する分裂細胞は、神経上皮様の特徴を有する神経幹細胞であることが明らかになった。これらの結果をDevelopmental Biology誌に発表した(Ito et al., 2010,in press)。(2)神経上皮様の視蓋神経幹細胞の増殖は視神経の投射に依存する。視蓋は網膜から視神経が投射され、視覚情報の入力を受ける。眼球を除去し、視神経の投射を遮断した状況下において上述の神経上皮様神経幹細胞の増殖の変化を調べたとこる、眼球除去後2日目より分裂細胞が減り始め、眼球除去後4日までにコントロールに比べて70%減少した。この結果は、成魚脳視蓋において視神経の持続的な投射(あるいは視覚情報の入力)が神経幹細胞の増殖の維持に不可欠であり、activity-dependentな増殖の制御が行われていることを示唆している。現在分子機構の解明を目指してGene Chipを用いた発現解析を行っている。前年度の研究において、ゼブラフィッシュ成魚脳視蓋に分布する分裂細胞は神経上皮様の特徴を有する神経幹細胞であることを明らかにした(Ito et al.,(2010))。今年度、activity・dependentな神経幹細胞/前駆細胞の増殖の制御の分子機構を解明するため、眼球除去後の視蓋における遺伝子発現の変化を調べた。左側眼球を除去し、網膜から視蓋への視神経の投射を遮断した状況下において視蓋神経幹細胞/前駆細胞の増殖の変化を調べたところ、眼球除去後4日までに右側視蓋の増殖細胞数は左側視蓋に比べて80%減少した。この結果は視神経の持続的な投射が視蓋神経幹細胞/前駆細胞の増殖の維持に不可欠であることを示唆している。さらに、片方の眼球除去後4日目の成魚脳視蓋の中でも特にBrdU陽性増殖細胞数の低下が認められた後端部よりトータルRNAを抽出し、コントロールとの間の遺伝子発現の変化を、Zebrafish Genome array(Affymetrix)を用いて検討した。全プローブセット(15617遺伝子)の内、発現が認められた遺伝子は、8560(54.8%)であった。このうち、眼球除去に伴い、発現が上がったもの、下がったもの、それぞれの境界にあるもの、変化が認められなかったものの内訳は、320(2.0%),89(0.60%),41(0.30%),5(0.03%),15162(97.1%)であった。これまでに変化のあった遺伝子群455個のアノテーションを完了した。また、成魚視蓋神経幹細胞/前駆細胞において任意の遺伝子を誘導できるトランスジェニック系統(Tg(ccnbl:GAL4FF))を作成し、in vivoにおける候補遺伝子の機能解析の基盤を作った。
多様体上に束縛された確率過程への収束の研究

以上の結果は昨年度の奨励研究(A)課題番号(06740155)で得られたC-Levy過程の場合の結果の一般化である。さらに、semimartingaleがquasi-left continuousの場合、canonical SDEの解のinverseflowはbackwardのcanonical SDEの解として表現できるという結果も得られたが、一般的な場合も含めると未だ完成には至っておらず来年度以降の課題として残った。以上の研究結果により,canonical SDEは“Stratonovich型確率微分方程式"と呼ぶにふさわしいことの根拠が昨年度の結果より強化された。従って、多様体上の飛躍を持つ確率過程をnonlinear integratorに基づく確率微分方程式によって構成し、さらにこのような確率過程の極限定理へ応用する道は開かれたといえる。
二成分混合液の管内沸騰熱伝達の機構

1.垂直管内の強制対流沸騰熱伝達の実験に関連し、管外面に、接した熱電対に重畳される加熱用直流電圧成分の補正法の確立と妥当性の確認、混合媒体のバルク温度の算定に必要なエンタルピの修正BWR状態方程式に基づく計算プログラムの作成と収束性の検討、及び液体単相流熱伝達の実験による実験装置と方法の妥当性を確認した。2.フロン系冷媒R11とR113の各純液、及びR11のモル濃度が25、50、75%の混合媒体を試験液体として、系圧力が0.2と0.4MPa、質量速度が1501500kg/m^2S、熱流束が0.5100kW/m^2の範囲で、サブクール沸騰から二相強制対流域までの範囲で、局所の熱伝達特性を明らかにした。3.管入口の状態が高サブクールの場合、バルク液温は非沸騰域では直線的に変化し、管内面温度もバルク液温とほぼ平行に増加する。しかし沸騰が開始すると管内面温度は急速に低下し、これに対応して熱伝達係数は液体単相流のレベルから急上昇する。4.伝熱特性を沸騰曲線表示した場合に質量速度の影響が無くなる十分発達した核沸騰域のデータについて、濃度依存性を検討した結果によれば、純成分液の熱伝達係数あるいは伝熱面過熱度を基にして濃度の重みを付けて合成した結果に比較すると、伝熱特性は劣る。また伝熱過熱度の増加割合はプール核沸騰に対する予測式とも傾向が異なる。5.高クオリティの二相強制対流域の熱伝達係数は、クオリティに対して比較的緩慢な変化を示す。また熱伝達係数の濃度依存性も核沸騰の場合に比較すると弱くなっている。6.伝熱特性の詳細な検討には混合媒体の相平衡図、状態方程式、熱力学的性質、輸送的性質などの情報が不可欠であり、これらのデータの充足と推算法の確立が急務である。(1)垂直管内の強制対流沸騰熱伝達の実験ループを製作し,実験装置及び実験方法の妥当性を検討するため,非沸騰の液体単相流体の強制対流熱伝達の実験を行い, Dittus-Boelterの整理式による予測値と比較することにより精度を確認した.(2)フロン系冷媒R11とR113の純液及びR11のモル分率が25, 50, 75%の混合媒体を試験流体として, 0.2MPaの系圧力について,質量速度と熱流束を変えてサブクール沸騰から飽和核沸騰域の範囲で管軸に沿う局所の熱伝達係数の測定を行った.その結果,沸騰を開始すると熱伝達係数の上昇がみられた.また管軸方向のバルク温度の上昇は圧力損失に伴う沸点の低下に相殺されて殆んどみられなかった.(3)沸騰曲線上で流速の影響が現われなくなる十分発達した核沸騰域について熱伝達係数の濃度依存性を検討した.その結果,純液の熱伝達係数あるいは伝熱面過熱度と混合媒体の濃度から合成した熱伝達係数は,いずれの濃度の場合も測定値より低い4をとることが明らかになった.(4)局所の熱伝達係数の測定には混合媒体のバルク温度の管軸方向変化の情報が必要であるが,修正BWR状態方程式に基づく混合媒体のエンタルピの計算プログラムを作成し,十分な精度で収束することを確認した.(5)水-エチレングリコール混合媒体を用いて強制対流沸騰系の十分発達した核沸騰域に対応する状態での実験をプール沸騰の条件下で行った.熱伝達係数の測定値を4種類の異なる方法による予測値と比較したところ,いずれの方法も熱伝達係数の濃度依存性に関し満足な結果を与えないことがわかった.

1.垂直に配置した内径10mm、外径13mm、加熱長2mのステンレス鋼管に直流を直接通電して一様熱流束で加熱し、管内を垂直上向きに流れるフロン系冷媒R11とR13の純液、及びR11のモル分率が0.25、0.50、0.75の混合媒体への熱伝達の実験を、管入口の状態をサブクール液から湿り蒸気まで変化させることにより、液体単相域から低クオリティの核沸騰域、さらに高クオリティの二相強制対流域について行った。2.加熱管外面に溶接した熱電対に重畳される加熱用直流電圧に基づく成分の補正法として、同一流量で熱流束が異なる場合の一組の液体単相流の熱的に発達状態のデータをベースに行う方法を開発し、この方法は簡便で、十分な精度を有することを確かめた。3.低クオリティの核沸騰域の熱伝達係数は実験を行った質量速度1501500kg/m^2Sの範囲では質量速度の影響を受けない。混合媒体の熱伝達係数はプール核沸騰の場合と同様に、R11とR113の純液の熱伝達係数を基にして濃度の重み付き平均操作により算出した熱伝達係数より低下する。一方、伝熱面加熱度は増加する。伝熱面過熱度はStephanとKornerの予測式とは一致せず、熱流束の影響が認められる。4.高クオリティの二相強制対流域の熱伝達係数は、クオリティに対して比較的緩慢な変化を示す。また熱伝導係数の濃度依存性も核沸騰の場合に比較すると弱くなっている。5.混合媒体の管内強制対流沸騰熱伝達の特性は基本的には純成分液の特性と類似したものと考えてよい。ただし、詳細な検討を行うには、混合媒体の状態方程式をはじめ、熱力学的状態量、及び熱伝導率をはじめとして種々の輸送的性質、さらに混合媒体間の拡散係数に関する情報が不可欠であり、これらのデータの充足と推算法の確立が大いに期待される。
振動流中の非一様壁面付近の剥離泡剥脱過程のモデル化

剥離した渦構造をもつ流れは理工学の随所に現れるが、レイノルズ数がたかだか数百という中程度の層流でさえも十分理解できていない。本研究では比較的単純な振動流について少数自由度モデルを導くことを試み、渦が生じ剥脱する素過程についての基本的な疑問を理論的に調べた。具体的には、振動流中の底面の変形が比較的緩やかで、レイノルズ数も大きくない場合について、剥離泡の生成と離脱を定性的に記述できる単純な方程式をナビエストークス式の縮約式として導くことを目標とした。本年度は、昨年完成しなかった計算、即ち、振動流での剥離渦生成と剥脱を完全なNavier-Stokes方程式に基づいて数値計算し、モデル化する際の比較対象となる「厳密解」を得ることから始めた。多重格子と共役勾配法を用いたI.J.Sobeyのコードを修正し、この目的を達せた。続いて、完全なナビエストークス方程式をあるクラスに限定した速度分布を仮定し、その下で平均化した簡易な式を導き、この縮約モデルを厳密解と比較したが、特に渦が壁面付近でつぶれ、速度分布が仮定したものと大きく異なる場合に、未だ満足できる一致は得られていない。速度分布の関数形を外的に仮定するのではなく自動的に導き出す方法として、中心多様体理論を用いた縮約がA.J.Robertsにより、斜面を流れる薄膜流れの場合に開発されており、これを本問題にも適用できないか、再検討している。その間、本研究の振動流を調べる端緒となった定常流の場合についてはJournal of Fluid Mechanicsに発表できた。本研究では比較的単純な振動流について少数自由度モデルを導くことを試み、渦が生じ剥脱する素過程についての基本的な疑問を理論的に調べている。具体的には、振動流中の底面の変形が比較的緩やかで、レイノルズ数も大きくない場合について、剥離泡の生成と離脱を定性的に記述できる単純な方程式をナビエストークス式の縮約式として導くことを目標としている。本年度は初年度であり、まず振動流での剥雑渦生成と剥脱を完全なNavier-Stokes方程式に基づいて数値計算し、モデル化する際の比較対象となる「厳密解」を得ることを第一の目標とした。中程度のレイノルズ数の流れに対する数値計算はごく標準的であるが、分岐点や定性的な面だけでなく、渦の長さなども定量的に再現する必要がある。この点、既成のパッケージソフトウェアは不都合であることがわかっており、自作コードを得るよう努力したが、やはり定量的に満足できる一致はまだ得られておらず、定性的な再現のみにとどまっているので、来年度早い段階で、これを解決したい。来年度はこれとともに、研究の核心であるモデル縮約の部分に移り、完全なナビエストークス方程式をあるクラスに限定した速度分布を仮定し、その下で平均化した簡易な式で、かつ観察される渦構造とその運動を表現できるものを得て、パラメタを変更したときの厳密解との比較を行いたい。
作用素環と非可換解析学

ユークリッド空間の一般化であるヒルベルト空間Hと、その上の作用素は、解析学や量子物理学において基本的な役割を果たす。ヒルベルト空間の有界線型作用素全体B(H)は、線型演算、積、共役演算に関して閉じており、作用素環と呼ばれるものの典型例である。本研究では、作用素環の構造の解析を行った。特に、B(H)の準同型からなる1パラメーター半群の構造を研究し、その分類不変量や新たな例の構成法を得た。可分無限次元ヒルベルト空間Hの有界作用素全体B(H)は最も簡単なフォン・ノイマン環である。B(H)の単位元を保つ自己準同型からなる連続1径数半群をEO半群と呼ぶ。EO半群の組織的研究は1980年代後半にPowersにより始められたが、Arvesonはそのコサイクル共役類とproduct systemと呼ばれるヒルベルト空間のある種の連続テンソル積分解の間に一対一の対応が存在することを示した。このArvesonの結果は、EO半群の多くの観点からの研究を可能にし、最近では確率論や調和解析を使った研究も行われている。EO半群はI型、II型、III型に分類されるが、II型とIII型のEO半群の構造は謎に包まれている。今世紀に入り、確率論の研究者Tsirelsonはoff white noiseを用いて非加算無限個のIII型EO半群の構成を行ったが、その構成は難解なものであった。申請者は、半直線上の2乗可積分関数の空間に作用するずらし半群の摂動問題を完全に解き、その第二量子化としてTsirelsonの例が構成されることを示した。さらにSrinivasanと共同で、off white noiseのスペクトル密度関数が無限遠で定数に収束する場合にも、非加算無限個のIII型EO半群が構成されることを示した。これらの例はTsirelsonの導入した不変量では区別されないものであり、これらを区別するためにIII型因子環を用いた。この結果によりTsirelsonのIII型EO半群の構造の理解が著しく進展した。Hilbert空間Hの有界自己共役作用素全体B(H)の部分代数で、共役演算と適当な位相に関して閉じたものを作用素環と呼ぶ。特に、ノルム位相について閉じたものをC*-環、弱位相について閉じたものをvon Neumann環と呼び、これらが作用素環論の中心的研究対象である。1990年代前半のG.Elliottの研究以来、C*-環のK-理論による分類の研究は大きな発展を遂げた。特に、Kirchberg環はK-群により完全に分類されることが知られている。しかし、von Neumann環の場合に比べ、C*-環への群作用の研究は大きく後れを取っている。千葉大学理学部の松井宏樹氏と共同で、Kirchberg環への群Z^2の作用の研究を、KasparovのKK-理論を使って行った。B(H)の単位元を保つ準同型からなる1径数半群をE_0-半群と呼ぶ。E_0-半群のコサイクル共役類と、product systemと呼ばれるHilbert空間のある種の連続テンソル積分解の間に、一対一対応があることが知られている。E_0-半群はI型、II型、III型に分類され、I型E_0-半群はその指数により完全に分類されるが、II型、III型のE_0-半群については、知られていないことが多い。BhatとSrinivasanは、sum systemの概念を導入して、divisibleなsum systemから得られるproduct systemは常にIII型であることを示した。一方、Srinivasanと研究代表者は、Generalized CCR flowの概念を導入して、そのproduct systemがsum systemから構成されることを示した。この対応を利用して、すべてのsum systemはdivisibleであるという予想の研究に取り組んだ。Hilbert空間B(H)の単位元を保つ準同型からなる1径数半群をE_0-半群と呼ぶ。E_0-半群のコサイクル共役類と、product systemと呼ばれるHilbert空間のある種の連続テンソル積分解の間に、一対一対応があることが知ちれている。E_0-半群はI型、III型に分類され、I型E_0-半群はその指数により完全に分類ざれるが、II型、III型のE_0-半群については、知られていないことが多い。BhatとSrinivasanは、sum systemの概念を導入して、divisibleたsum systemから得られるproduct systemは常にIII型であることを示した。この対応を利用して、すべてのsum systemはdivisibleでめるという専門家の予想に反した事実を証明した。Powersは1987年の論文で、正準反交換関係の表現を使って最初のIII型E0半群の例を構成した。Powersの構成法は一般的なものであり、ある種のToeplitz作用素とその構成法との関係がArivesonにより指摘されていた。

Srinivasanと共同で、このように構成されるE_0半群(Toeplitz CAR flows)の多くの性質を、Toeplitz作用素の表象の性質により特徴付けた。特にこのように構成されるE_0-群がI型になる必要十分条件を与えることによりArvesonの問題を解決した。また新しい不変量を導入することにより、Toeplitz CAR flowsが非可算無限個のIII型E_0-半群を含むことを示し、Powersの問題を解決した。
構成クラスタ相互作用の解析に立脚したMg基LPSO形成原理解明と新規材料への展開

本研究は長周期積層秩序を形成する実用上の代表合金であるMgYZn合金の相転移過程が示す階層的相転移過程の本質を明らかにし、その知見を基盤に同じくLPSOを形成することが知られている周辺物質群をクラスターの安定性と動力学と言うメゾレベル階層で整理することを目的とした。初年度のアモルファスからのMg85Y9Zn6組成のLPSO形成の知見と2年度目のTM=ZnおよびCuによる元素置換効果の検討をふまえ、今年度は熱力学的にはZn,Cuの中間的な性格を持つと想定されているNiの振舞いを中心に調べるとともに、クラスター構造として分子量で規定されるサイズを形成するブロック共重合体の薄膜構造についても有限厚さに拘束された薄膜内での秩序形成の影響をX線ならびに中性子を利用した散乱法による評価をすすめた。基準合金系として評価しているMgYZn系ではこれまでL12クラスターを単位とする階層的相形成を示す合金系としての特徴を放射光を利用したその場そくていによって示してきたが、これらを熱力学的にモデル系として取り扱う正当性を示す実験的根拠としてXAFSをベースとした実験手法によりL12クラスターが分子的な振舞いをすることによって擬似的な「クラスター固溶体」と呼ぶべき構造を示していることを明らかにした。すなわち、XAFSによる局所構造評価により、緩和L12構造(Y8Zn6-bcMg構造)をとる場合にのみ特徴的に現れる局所原子配置が2次元系としてのクラスターの面内密度の異なる状態間で完全に一致していることが示され、第一原理計算による再安定構造と一致することが示された。積層欠陥が導入された後の擬2次元系としてのクラスター固溶体の概念と、積層欠陥が導入されるときのキネティクスについての相変態機構を今年度解明した。ただ、本成果の最初の投稿論文査読が半年以上動いておらず、関連続報2編とも凍結状態にある。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。LPSOを形成する既知の合金系(Mg-TM-RE)の液体急冷材を利用した相転移初期キネティクスの実験的解明を放射光を用いて進める。組成および合金元素の効果を調べることにより、クラスター形成と高次クラスター配列秩序(LPSO)形成の関係の一般則の観点からの理解を試みた。」1)放射光その場散乱回折測定法の高度化Mg85Y9Zn6合金(18Rストイキオメトリー)合金で成果が得られた本方法を、試料の温度履歴制御、雰囲気制御などをより高度化して14H10H構造ストイキオメトリーの組成範囲でのキネティクス、MgY-TM系でTMをZnから他の3d遷移元素に置換した試料でのクラスタリングと配列秩序化の関係について定量解析を進める。このような相転移シーケンスがZnを別の3d遷移元素(Cu,Ni)で置換した場合の変化を検証する。また、共同研究者との議論により、クラスター間相互作用エネルギーの違いによりキネティクスが説明可能であるかを検討する。このため、MgGdZn,MgYZnの組成の異なる試料についてのInsitu解析をおこなった。2)後期(LPSO)形成領域とその前段階における透過XAFS測定によるクラスタ内部構造の検討LPSOの構造情報のうち、L12クラスタの中心位置(格子間位置)に余分な原子が存在しているか否か、という点について申請者が興味を持っている初期クラスタ生成の安定性の議論にとっても重要な意味を持っている。そこでH28年度にはまずLPSOが形成された時点(比較的安定したXAFS信号取得可能)でのXAFS信号評価をMgYーTM系で行い、これらの系統的データを次年度の元素の違いによる振る舞いの解析のための基盤データとした。まずはMgYZnの69組成についてのEXAFS解析をおこない、その局所構造についてのZn環境の特徴を明らかにした。検出器の納入タイミングが放射光運転期間の急な変更に対応できなかったため、WAXS部分のその場測定開始が半年遅れたが、ほぼ計画通りの成果が得られている。本研究は長周期積層秩序(LPSO構造を形成する実用上の代表合金であるMgYZn合金の相転移過程が示す階層的相転移過程の本質を明らかにし、その知見を基盤に同じくLPSOを形成することが知られている周辺物質群をクラスターの安定性と動力学と言うメゾレベル階層で整理することを目的として。初年度のアモルファスからの標準(基準)試料であるMg85Y9Zn6組成の結晶化=LPSO形成の知見に基づき、今年度はMgRETM系のうち、ZnおよびCu、Gdに注目して、アモルファスからの初期構造変化からLPSOへの分岐過程への遷移の特徴を調べた。特にクラスター密度が比較的近いと期待される試料間での比較を目的に、Mg85RE9TM6,いわゆる69組成をもつMgー(Y,Gd)-(Zn,Cu)における結晶化からLPSOへの変化を放射光による小角および高角のその場同時計測手法によってすすめた。また、相転移過程の駆動力に関する定性的な説明には有効であった定速昇温過程に加え、キネティクスの解析に有効な等温過程のその場計測も試みた。ただし定速昇温では全過程が比較的短時間にサーベイできるが等温過程では各温度での過程を観測する必要から、条件を絞りながらも多くのビームタイムが必要となり、当初希望していたすべての条件での計測には至らなかった。

しかし今年度の主要な成果として、MgGdZnにおける組織形成においてもMgYZnと同様のhcp-クラスタリングから積層欠陥(LPSO)化という過程をとるものの、LPSO化をトリガーするものがクラスターサイズではない(臨界半径機構ではない)ことが示された。これは積層欠陥導入のキネティクスの解析がLPSO化の機構解明に重要であることを示す結果であり、現在この観点からの実験計画を進めている。第一の計画項目、相転移における構造相転移とクラスターの変化の対応関係をより厳密に計測することの重要性が前年度に確認されたことに鑑み、昨年度導入した高角用検出器を活用して放射光の同時測定を進める。とくにクラスターの発達過程と構造相転移の関係に着目し、Isothermalをふくめた広い熱処理条件での応答を調べる。に関しては、上述のようにビームタイムを予想以上に必要とする実験になった(予想よりはるかに低い温度での等温過程においてもLPSO形成につながる構造相変態のゆっくりとした神鋼が観察されたため、低温長時間でのその場測定が必要になったため)ので、投稿するにはもう少し補充測定が必要な段階であるものの、MgYZn系については広い温度範囲で単一律速機構として理解できる変態であることを示す結果が得られたことから、懸案であったクラスタリングから構造相転移へのトリガーとなる機構についての基本的な理解が得られたと考えられ、この問題に対する本年度の戦略であるIsothermalを主眼とした小角高角同時その場測定の精密化という研究計画は成功したと考えている。現在元素置換によってこのような変化がどのように影響されるかを明らかにするための前段階として、元素置換試料における等速昇温過程の変化の解析を進めているところである。これは、多元高濃度のアモルファス結晶化により過飽和固溶体をつくるというわれわれの戦略が、このような複雑な構造を形成する合金系の場合類似準安定相や安定化合物などを遷移過程として形成する可能性もあるため、標記のMgYZnでの解析結果と比較できる変態過程を経ていることを確認、あるいはそのような熱処理条件などを明らかにしておくことが第一段階として必要であるためである。以上のように多少の補充測定が望ましいものの、ほぼ計画通りの進行状況である。本研究は長周期積層秩序を形成する実用上の代表合金であるMgYZn合金の相転移過程が示す階層的相転移過程の本質を明らかにし、その知見を基盤に同じくLPSOを形成することが知られている周辺物質群をクラスターの安定性と動力学と言うメゾレベル階層で整理することを目的とした。初年度のアモルファスからのMg85Y9Zn6組成のLPSO形成の知見と2年度目のTM=ZnおよびCuによる元素置換効果の検討をふまえ、今年度は熱力学的にはZn,Cuの中間的な性格を持つと想定されているNiの振舞いを中心に調べるとともに、クラスター構造として分子量で規定されるサイズを形成するブロック共重合体の薄膜構造についても有限厚さに拘束された薄膜内での秩序形成の影響をX線ならびに中性子を利用した散乱法による評価をすすめた。基準合金系として評価しているMgYZn系ではこれまでL12クラスターを単位とする階層的相形成を示す合金系としての特徴を放射光を利用したその場そくていによって示してきたが、これらを熱力学的にモデル系として取り扱う正当性を示す実験的根拠としてXAFSをベースとした実験手法によりL12クラスターが分子的な振舞いをすることによって擬似的な「クラスター固溶体」と呼ぶべき構造を示していることを明らかにした。