hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
極低温推進系の多用途化に関わる気液相変化と熱流動現象の解明および予測技術の確立

また、実験結果からは、加振に伴って、気液間熱伝達と相変化を桁違いに増幅され、熱的非平衡状態から平衡状態へ至る変化が大幅に加速され、結果として大きな圧力降下が生じることが確認された。同時に、飛沫や砕波の発生など、加振に対する液面の非線形応答と圧力降下との定量的な相関を得ることができた。沸騰二相流実験については、地上重力環境において、透明でやや複雑な形状を有する流路内部に、液体窒素による少流量の沸騰流を実現し、流動様式が気体単相流から、気液二相流を経て、液単相流に至る沸騰遷移を観察する実験を実施し、流動現象を可視化観察するとともに、重力を印加する方向と流路冷却特性の相関を確認した。並行して、実験に対応して、相変化を考慮した自由表面流の数値解析手法の改良を進めた。乱流モデルを実装するとともに、多数の計算領域を接続した複雑形状を扱えるよう、計算プログラムの高度化を行うとともに、高速な線形行列解法を導入した。宇宙航空研究開発機構と協力し、本研究課題で構築された数値流体解法により、大型液体ロケット上段推進系内部の熱流動、ならびに、再使用観測ロケットの液体推進薬タンク内流動の予測に取り組んだ。26年度が最終年度であるため、記入しない。工学26年度が最終年度であるため、記入しない。実験では、常温ならびに極低温流体を用いたスロッシング実験により、線型応答範囲および強非線形性を呈する両方の場合について、液面変形と界面熱伝達・相変化が連成する現象を再現性良く実現できる見通しを得た。また、数値解析でも、数値流体解析を安定に行える相変化モデルを考案できた。実験では、常温流体を用いたスロッシング実験により、線型応答範囲および強非線形性を呈する両方の場合について、液面変形と界面熱伝達・相変化が連成する現象を再現性良く実現できる見通しを得た。極低温流体を用いたスロッシング試験装置もほぼ完成している。界面張力卓越環境における液面観察実験についても所期のデータを取得できた。験数値解析でも、数値流体解析を安定に行える相変化モデルを考案できた。当初研究計画の通り極低温スロッシング実験を着実に進める。併せて、落下塔を用いた微小重力環境での沸騰現象観察実験の準備を行うとともに、他の研究者と連携した微小重力実験への協力を模索する。併せて、研究協力者と共に微小重力実験で取得される沸騰二相流動現象のデータ解析に協力する。また、界面張力卓越環境における液面観察実験については、研究協力者が実施する落下塔実験に対応した数値解析を実施する。当初研究計画では、研究代表者所属機関の落下塔を用いた実験を実施するとしていたが、より長秒時の落下時間を獲得できる設備を使った計画へ変更する。数値解析手法については、適切な汎用ライブラリを導入して数値解法の高速化を進めるとともに、複雑形状流路内部の熱流動現象解析への適用を可能とするため、多領域接続への拡張を行う。当初研究計画のうち、数値解析手法の開発に有用な高速行列解法について、より詳細な比較検討が必要と判断された。次年度は、適切な汎用ライブラリを導入して数値解法の高速化を進める予定である。高荷重電動アクチュエータの試運転が当初予定より若干遅れたことにより、試運転の後に導入を予定していた任意波形入力モジュールの調達が次年度にずれ込んだため。
錯形成波長シフタ-による超微量テクネチウム分布のレーザー光音響検出

本研究においては、環境中に分布する超微量の長寿命放射性核種^<99>Tcの検出を目指し、レーザー光音響法をそれに適用するためのシステム構築及び基礎特性の検討と共に、簡便な操作で溶液中のテクネチウムを定量的かつ高感度に検出するための錯化剤の検討も行った。レーザー光音響システムは、レーザー光源部、音響検出部、データ畜積・解析部の3つからなり、特に音響検出部については腐食性溶液について適用可能なように通常の石英セルを用いて測定できるように工夫をこらした。またデータ解析についてはその音響成分解析に高速フーリエ変換法を導入することによって複雑な音響シグナルを数値化し、定量的な高感度テクネチウム検出を可能とした。テクネチウムの錯化剤としてはチオウレア(tu)およびチオシアン酸(SCN^-)を選び、それぞれ[Tc(III)(tu)_6]^<3+>、[Tc(IV)(NCS)_6]^<2->錯イオンの生成反応を基礎的に調べ、レーザー光音響法の適用を行った。レーザー光強度の効率的に得られる500nm付近にこれらの錯イオンは比較的強い吸収を持ち、前者の場合は10^<-8>M、後者においては10^<-9>Mの濃度のテクネチウムを定量的に検出することに成功した。この際、テクネチウムの検出感度はナノグラム領域まで達し、感度のよい放射化分析法に匹敵する手法となりうることが本研究によって示された。通常の吸光分析法に比較すると1001000倍の検出感度を示すだけでなく、幅広い濃度範囲にわたって定量的なシグナルを与える。また、溶液中の化学種に対する情報が得られるという大きな特徴をもっており、環境中のテクネチウムの化学状態分析への適用が期待される。本年度は試験研究の初年度として光音響検出システムの構築をめざした。その装置の選別であるが、レ-ザ-システムとしては、出力の安定性、必要な出力特性およびランニングコストを考慮にいれ窒素ガスレ-ザ-をポンピング出力とし、色素レ-ザ-により最終的に得られるレ-ザ-波長を可視領域において可変とするようにした。まず、その出力を確認する作業としてポンピングに用いる窒素レ-ザ-の窒素ガス圧力依存性、パルス繰り返し数による出力変化を検討し、最適な駆動条件を調べた。また色素レ-ザ-の出力特性をいくつかの色素を用い確認した。これによりレ-ザ-装置の取り扱いに経験を積み、その最適条件設定を行なった。光音響検出部は、最終的に溶液セルからの音響を捕えるようにデザインし製作した。検出部におけるPZT素子は、その応答特性にどの程度の周波数特性のものを用いたら最適か判断しかねたため、PZTを交換可能なようにした。まず最初に光音響シグナルが、製作したシステムで得られるかどうか1MHzのPZTを用いてテストした。デ-タ収集装置としてはボックスカ-アベレ-ジャ-を設け、外部出力によりレ-ザ-と共に同期させるようにした。これにより最大1msecまでの範囲で、かつ任意のゲ-ト幅を設け音響シグナルが測定可能である。デ-タ処理システムとしては、ボックスカ-アベレ-ジャ-と手持ちのパ-ソナルコンピュ-タを接続し、サンプル側とリファレンス側のデ-タを同時に取れるようにした。この2つの出力デ-タの収集と同時にレ-ザ-出力デ-タに対する補正をしなければならないが、この処理システムについては現在開発中である。このシステムを用いたときの光音響シグナルを確認するために、テストとして溶液中のコバルトイオンの濃度を変化させたときのものを測り、その濃度に対応してシグナル強度が変化していることが確かめられた。本年度は、昨年度に製作した光音響検出システムの改良を進めると共に、光音響シグナルの特性を調べ、テクネチウム錯イオンについてその適用性を調べた。

溶液試料をふくむ1cm角の石英セルを用い、レーザービーム照射位置変化に対するシグナル特性を調べた。その結果、横方向の照射位置に対してはあまりシグナルに大きな影響は認められなかったが、縦方向の変化では周期的にその強度の変化することが認められ、溶液内で発生した音響の反射等が影響することが分かった。また、ビーム位置とPZT検出器の相対的な距離を変えると、シグナルの発生する時間に遅れが観測され、溶液中における音速の確認がなされた。これは、ビーム位置において発生した音響をPZT検出器がとらえていることを示している。テクネチウムの適用では、Tc(III)のチオウレア(tu)錯体を対象とした。過テクネチウム酸とチオウレアは酸溶液中で定量的に反応し、Tc(tu)^<3+>_6を与えることが分かっており、レーザー出力としても効率のよい波長帯に吸収ピークが存在する。この錯体の濃度を変え、本法を適用した結果、10^<-6>10^<-8>Mという3オーダーにわたる幅広い濃度範囲で定量的にシグナルの現われることが確認できた。通常の吸光光度法と比較すると約3オーダーほど検出感度が向上する結果を得た。今後さらに装置の低バックグラウンド化を目指すと共に、他のテクネチウム化合物に対しても適用し、検出感度の向上に努める予定である。昨年度はテクネチウムのチオウレア錯体イオンを対象として、レーザー光音響法によるテクネチウムの検出感度を検討し、10^<-8>M程度のテクネチウムの検出に成功した。また、その定量可能な濃度領域は10^<-6>10^<-8>Mと幅広く、通常の吸光光度法に比較してより感度良く、また広範な濃度領域にわたる適用性が示された。本年度は以上のことをふまえてより検出感度の向上を目指し、テクネチウム4価のイソチオシアナト錯体イオンを測定対象とした。この錯イオンは、レーザー光強度の比較的強い500nm付近に約50000というモル吸光係数を持つため、より効率的な検出が期待された。この錯体は、酸性条件下においてチオシアン酸溶液に過テクネチウム酸を混合するだけで定量的に生成する。ただし、そのまま放置するとさらに還元が進み、4価の錯体から3価の錯体へと反応が進行する。アセトン存在下においてはそれが抑えられ、長時間4価錯体のままで安定に留まる。これらの基礎的な化学反応の諸特性を調べた後に、レーザー光音響法による検出を試みた。その結果、10^<-7>10^<-9>Mの濃度範囲において定量的なシグナルを得ることに成功した。現在のところ、本装置を用いたテクネチウムの検出感度はナノグラム程度に達しているが、この値は非常に感度の良い放射化分析法に匹敵するものである。レーザー光音響法の検出感度の優れていることは本研究によって十分に実証されたが、今後は溶液中の化学種同定への適用がさらに期待される。
下肢虚血再灌流障害におけるDAMPs(ヒストン、HMGB1)の動向

サンプリングした筋、肺をHE染色、免疫染色を行なった。HE染色においてはsham(12時間虚血のみ)群と虚血再灌流(12時間虚血+30分再灌流)群で筋細胞の円形化、核の膨化を認め、組織間の細胞浸潤、浮腫、出血を認めた。抗HMGB1抗体、抗Histone H3抗体を用いて免疫染色を施行した。normal群では、HIstone H3は核内にのみ分布し、HMGB1は核に優位に分布しており、細胞質にも少量分布していた。sham群では、HIstone H3の分布はnormal群と著変なかったが、HMGB1の染色については、一部の細胞の核は退色しており、血管内に濃染部位を認めた。虚血再灌流群においては、HIstone H3の分布はnormal群と著変なかった。HMGB1の染色については、sham群と同様に一部の細胞の核は退色していたが、血管内に関しては濃染部位を認めるものの、sham群よりは退色していた。以上より、虚血組織においては、HMGB1が細胞外へ流出し、血管内へ拡散し、再灌流早期のフェーズにおいて、血行性に全身へ散布されることが示唆された。一方、Histone H3は虚血再灌流の早期のフェーズにおいては、核内に留まり、細胞外に分布しづらい傾向があることが示唆された。肺組織においては、sham群についてはnormal群と比し、著変なかった。虚血再灌流群においては、肺胞内や、間質への細動浸潤を認めた。培養骨格筋細胞で、低酸素状態下において、DAMPsが放出されるかどうか解析中である。Histone H3染色、HMGB1染色の条件設定の調整に時間を要した。ヒストンとHMGB1の病的意義を検証するため、それぞれの中和抗体を投与することによって、臓器障害ならびに死亡率が減少するかどうか検討する。骨格筋細胞を低酸素状態で培養し、培養液中に放出されるヒストン、HMGB1を計測する。骨格筋細胞の虚血再灌流障害マウス(両側大腿部ゴムで駆血)を作成し、normal群、sham群(12時間駆血のみ)、虚血再灌流群(12時間駆血し、30分間開放する)に分けて、ヒストン、HMGB1の測定、血液生化学検査を施行した。下大静脈より採血を行った。normal群ではヒストン、HMGB1の測定、血液生化学検査のいずれもほぼ正常値を示した。sham群においては、CK、LDの上昇が見られ、HMGB1も上昇していたが、ヒストンの上昇は認められなかった。虚血再灌流群においては、sham群と同様にCK、LDの上昇が見られ、HMGB1も上昇していたが、ヒストンの上昇は認められなかった。sham群と虚血再灌流群ではいずれもCKやHMGB1の上昇が見られ、虚血再灌流群においてHMGB1が優位に上昇していた。腓腹筋をサンプリングした。HE染色においては、sham群と虚血再灌流群では筋細胞の円形化、核の膨化を認め、組織間に細胞浸潤を認めた。抗HMGB1抗体、抗Histone3抗体を用いて免疫染色を施行し、現在解析中である。概ね順調に進んでいる。免疫染色の解析を進める。他病態との比較のため、敗血症モデルマウス、虚血再灌流+敗血症モデルマウスを作成する。下肢虚血再灌流の際と同様に、生化学検査、ヒストン、HMGB1の測定を行い、比較検討を行う。

学会参加予定であったが、スケジュール上参加困難であり、次年度参加予定です。参加予定であった学会への参加中止と研究遅延のため。次年度に学会参加予定である。細胞培養を用いた実験および、中和抗体を用いた実験に使用する予定である。
かな文字の特殊表記の習得機序の解明と習得支援法の開発

子どもの濁音文字(「が」など)、拗音表記(「きゃ」など)の読み習得の支援法を検討した。具体的には、濁音文字については、清濁の対比的関係を強調した歌、拗音表記については、前部音と後部音が混成されることを盛り込んだ歌を作成し、これらを子どもの歌の活動に取り入れ、読み習得促進効果が得られるかを検討した。濁音については3-4歳児を対象に、拗音については4-5歳児を対象に、約半年間、2週間に一度程度これらの歌の活動を行ったが、事後においては特殊表記習得への効果は検出されなかった。かな文字の濁点は無声音の有声化という規則を表示している(e.g.,か(/ka/)→が(/ga/))。また,拗音表記においては,い段文字の音韻を/Ci/,や行文字の音韻を/yV/とするならば"/Ci/+/yV/→/CyV/"となる「混成規則」がある。これらの符号,表記によって表示される音節は日本語の半数を占め,かな文字の習得においてこれらの規則の習得は,極めて重要だといえる。本研究では,これらの規則習得のメカニズムの解明,およびその応用を目的とする。本年度はこの研究の基盤となるこれまでの実験データ・論文のまとめ,および研究の関係先との折衝を行った。前者に関しては,「教育心理学研究」誌に「幼児のかな識字能力の認知的規定因」と題した論文が掲載された。後者に関しては,本学附属の幼稚園で週1回の文字習得に関する介入教育の機会を得ることとなった。これは具体的には,この幼稚園で希望者を対象に週1度行われている歌・リズム体操のセッションにおいて,濁音・拗音の音に関する自覚を促す言葉あそびを取り入れるというものである。この介入セッションが22年度6月より開始されることになっている。まず,セッションの開始前に,濁音文字・拗音表記の読み書き能力検査を行い,未習得児であることを確認する。このセッションを半年ほど続けた後に,22年度12月頃に,濁音,拗音の読み書き検査を実施する。セッションを行わなかった群(統制群)との比較により,介入の効果を検証する。これらの符号,表記によって表示される音節は日本語の半数を占め,かな文宇の習得においてこれらの規則の習得は,極めて重要だといえる。22年度は、本学附属の幼稚園で文字習得に関する介入教育を行った。これは,実験を行った幼稚園で希望者を対象に隔週1度行われている歌・リズム体操のセッションにおいて,濁音・拗音の音に関する自覚を促す言葉あそびを取り入れるというものである。具体的には、濁音においては清音から濁音への変化を「太鼓がトントン、ドンドン」のような擬音語を用いた歌、拗音においては「ニヤニヤニヤニヤ、ニャー」のように混成による音の変化をテーマにした歌詞を用いた歌を歌わせるというものである。まず,セッションの開始前に,濁音文字・拗音表記の読み書き能力検査を行った。このセッションを半年程度続けた後に,22年度12月頃に,濁音,拗音の読み書き検査を実施した。セッションを行わなかった群(統制群)との比較により,介入の効果を検証したが、濁音文字、拗音表記両方に関して介入の効果が検出されなかった。今後、規模を拡大しても効果が見られないがを検証する必要がある。
近世武家住宅における唐紙の用例に関する研究

近世武家住宅における柱間と天井の装飾方法のうち、唐紙による装飾の用例について遺構および史料調査から明らかにした。遺構調査からは、唐紙の用例を桃山期の都久夫須麻神社本殿天井絵まで遡れること、類似する用例が寛永期の名古屋城本丸御殿上洛殿と湯殿書院の天井絵に見られる事が分かった。史料調査からは、金沢城の御殿では江戸と地元の唐紙とが併用されていることを確認した。また、江戸城について、西丸御殿において唐紙が最初に使われる事例は慶安期の大奥であること、弘化期の本丸御殿において金砂子で加飾した唐紙が用いられたことを確認した。近世武家住宅の室内意匠において、最も重要な要素は柱間装飾と天井の仕上げである。本研究は、近世武家住宅の唐紙による柱間と天井の装飾用例について検討するものである。本研究の研究方法として、前年度は、近世文書および図面などから唐紙の用例を探し出す史料調査と近世武家住宅遺構の調査の2つの方法を取ってきた。今年度は、唐紙の用例に関する史料調査に重点を置いて行った。今年度行った史料調査は、1幕府関係、2大名家の2つに分類することができる。1幕府関係幕府作事方大棟梁甲良家文書調査:徳川幕府作事方の大棟梁甲良家が江戸城をはじめとする幕府の建築物を建てる際の積算のために記した本途帳が30点近く東京都立中央図書館特別文庫に所蔵されている。そこで、これら本途帳から唐紙に関する記述を探し出した。内閣文庫多門櫓文書:徳川幕府の勘定方が残した幕府が購入あるいは注文した様々な物品の出納帳が国立公文書館に所蔵されている。そこで、これら出納帳より唐紙に関する記述を探し出した。2大名家真田家文書調査:松代にある真田御殿は現存する近世武家住宅で、唐紙が用いられていたことが分かっている建物である。この真田御殿の作事に関する記録が、国文学資料館と松代真田宝物館にある。今年度は、まず、国文学資料館に所蔵されている真田家文書より唐紙に関する記録を探し出した。来年度は、真田宝物館に所蔵されている真田家文書を調査する予定である。今治城本丸御殿:今治城に関する図面資料を収集した。当初の計画では、今年度中に唐紙に関する記載があることが分かっている本丸御殿の図面を調査する予定であったが、その所在が分からなくなってしまったため、来年度に調査することとした。3そのほか前年度に引き続き、「京からかみ」「江戸からかみ」に関する文献資料を収集するとともに、関係者へのヒアリングを行った。近世住宅の室内意匠において最も重要な要素は柱間装飾と天井の仕上げである。これまで近世住宅の柱間装飾と天井の仕上げに関する研究は障壁画に関するものが主であった。しかし、近世に入って時を経ると、障壁画にかわり唐紙が私的空間に限らず公的空間においても重要な装飾要素の位置を占めるようになるにも関わらず、唐紙の使われ方についてはあまり明らかになっていない。そこで、本研究は近世住宅のうち武家住宅における唐紙の使われ方を近世文書および図面等による史料調査と近世住宅遺構の調査とから明らかにすることを目的としている。史料調査は、1近世武家住宅に用いられた唐紙に関する記録文書、2近世に刷られた唐紙について行った。1近世武家住宅に用いられた唐紙に関する記録文書については、これまでに報告者が調査済みであった金沢城二の丸御殿関連史料と報告者が継続的に研究している江戸城本丸・西の丸御殿関連史料について再調査した。金沢城二の丸御殿については、本研究に直接的には関係しないが二の丸御殿の座敷飾りに関する新史料を閲覧する機会にも恵まれた。2近世に刷られた唐紙については、加賀藩の五代藩主であった前田綱紀が、様々な工芸品や美術品をコレクションした『百工比照』に収められている唐紙の写真帳を閲覧し写真資料を入手した。また、「京からかみ」「江戸からかみ」に関する文献資料を収集した。近世住宅遺構の調査は、石川県、京都府の遺構において行った。石川県における調査では、唐紙を用いている事例を見出すことはできなかったが、報告者が想定していなかった柱間装飾の格付けを見出すことができた。京都府の遺構調査では、玄関のみに唐紙を用いられているものを見出した。これら石川県・京都府における近世住宅遺構の調査は、全ての遺構を調査したわけではない。次年度以降も、他の都道府県も含め引き続き調査をする予定である。本研究は、近世武家住宅における唐紙による柱間と天井の装飾の用例について明らかにすることを目的としている。研究方法は、唐紙の用例に関する近世文書および図面などの史料分析と唐紙が用いられている近世武家住宅の遺構調査による分析の2方法をとった。最終年度は、当初、史料分析を中心とする予定であった。

しかし、研究の過程で、これまで、唐紙が用いられていることについて指摘されていなかった桃山期の武家に関わる建物の遺構があることが分かったため、遺構調査を中心に行うこととした。遺構調査は、滋賀県長浜市にある都久夫須麻神社本殿と愛知県名古屋市にある名古屋城本丸御殿について行った。都久夫須麻神社本殿は豊臣秀吉を奉った豊国廟の御亭であった可能性があることから、武家に関わる遺構であると考えられる。同本殿の調査にあたっては、文化財調査・修復の専門家に協力を依頼し、専門的知識を提供して頂いた。また、当代の唐紙師からは、同本殿に用いられた唐紙の価値判断や摺り方などの技法の分析に関し専門的知識を提供していただいた。この都久夫須麻神社の調査の結果、名古屋城本丸御殿においても都久夫須麻神社神社と似た用法で唐紙が用いられていることが分かった。このため、名古屋城本丸御殿についても分析を進めた。本研究期間全体をみると、唐紙が用いられたことが明らかな武家住宅は近世末期のものが殆どであったが、最終年度の2件の遺構調査から用例を桃山期・近世初期まで遡ることができた。近世武家住宅における唐紙は、住宅の使用歴の中でしばしば張り替えられるため、住宅が竣工した当初の唐紙が残されている例は少ない。こうした中で、桃山期・近世初期の武家住宅における唐紙の実物とその用例を見い出すことができたことは、大きな成果であった。日本住宅史全体的に文書調査は順調に進んだが、今治城本丸御殿のように史料所蔵先が当初把握していたところから変わっていたために計画通りに進まないこともあった。平成24年度は、熊本城二の丸御殿、金沢城二の丸御殿、小松城本丸御殿、江戸城本丸御殿・西の丸御殿における唐紙の用例について史料調査する予定であった。このうち、金沢城、江戸城については、論文を執筆するのに十分な史料を揃えることができた。しかし、熊本城については、その史料の多くを所蔵する熊本大学図書館が平成25年9月いっぱいまで耐震補強工事により閉館しているため、史料を調査することができなかった。このため、熊本への調査費用が次年度への繰り越しとなった。来年度は最終年度にあたるので、躊躇せず積極的に史料調査へ出向く時間を確保したい。今年度は、本研究の研究成果を学内の研究発表会で発表するに留まってしまったが、次年度は外へ成果を発信することができるよう、できるだけ研究に充てる時間を増やせるよう努力したい。また、遠方への調査出張は本務との兼ね合いで自由に行くことはできないが、短期間であってもタイミングを見計らいすぎず積極的に行くようにしたい。今年度、史料調査へ行く予定であった熊本県熊本市・愛媛県今治市での調査が実行できなかったため。これまでに史料調査へ行く予定であった熊本県熊本市・愛媛県今治市・長野県松代市への調査を最終年度に行う予定である。次年度は、前年度に史料調査する予定であった熊本城本丸御殿に関する史料調査を10月以降に行う予定である。(今年度に史料調査する予定であったが、史料を所蔵している熊本大学図書館が耐震補強工事のため閲覧することができなかった。)また、当初の計画通り、真田城新御殿と今治城本丸御殿の調査を行う予定である。このために、調査旅費を支出する。
TSAb・TSBAb・TBII同時測定超高感度TSHレセプター抗体測定法の開発

(2)特色・背景甲状腺自己免疫疾患にはバセドウ病と橋本病がある。バセドウ病は甲状腺機能亢進症、橋本病は甲状腺機能低下の原因である。甲状腺刺激抗体TSAbは甲状腺を刺激し、バセドウ病の原因になる。甲状腺阻害抗体TSBAbはブロッキング抗体で、甲状腺機能低下症の原因になる。橋本病のなかにはTSBAbが陽性になあるものがある。TSAbとTSBAbはTSHレセプター抗体(TRAb)である。またTBIIはreceptor assayであり、TSH受容体レベルで測定する。TBIIはTSAbとTSBAbを反映する。TSAbは刺激抗体であり、cAMP産生量を測定する。TSBAbは抑制抗体であり、TSH刺激によるcAMP産生増加をどの程度抑制するかをみる。TBIIはTSAbとTSBAbをTRAbとして測定するが、抗体の機能を反映しない。TBIIは刺激抗体TSAbと抑制抗体TSBAbを識別しない。TSAbとTSBAbは混在する。TSAbとTSBAbは測定するとき、互いに干渉する。このためTSAb存在下ではTSBAbは正確には測定できない。TSBAb存在下ではTSAbは正確には測定できない。またTBIIでは、これら抗体の合計として測ることしかできず、実際のTSAb、TSBAb、TBII測定は不可能である。今回これら抗体をハイブリドーマにてモノクローナルに作製し、さらに特異的なリコンビナントのヒトTSHレセプターを作製することにより、各々の抗体測定可能なassayを作る。(3)方法、結果と意義TSAb・TSBAb・TBIIを同時測定するTSHレセプター抗体(TRAb)超高感度測定法の開発をする。現在、TSAb、TSBAb、TRAb各々の抗体を独立して測定することはできない。今回TSAb、TSBAb、TRAb抗体をハイブリドーマにてモノクローナルに作製し、さらに特異的なリコンビナントのヒトTSHレセプターを作製することにより、各々の抗体を測定できるassayを作る。高感度TSAb測定系を開発した。高感度TSBAb測定系も開発中である。TSAb・TSBAb・TBIIを同時測定するTSHレセプター抗体(TRAb)超高感度測定法の開発中である。[特色]甲状腺自己免疫疾患にはバセドウ病と橋本病がある。甲状腺刺激抗体TSAbはバセドウ病の原因物質、甲状腺阻害抗体TSBAbは甲状腺機能低下症の原因物質である。橋本病にはTSBAbが陽性になるものがある。TSAbとTSBAbはTSHレセプター抗体である。またTBIIはreceptor assayである。TSAbは刺激抗体でcAMP産生量を、TSBAbは抑制抗体でTSH刺激cAMP産生増加の抑制をみる。TBIIはTSAbとTSBAbを識別しない。

TSAbとTSBAbは混在し干渉する。TSAb存在下ではTSBAbを、TSBAb存在下ではTSAbを測定できない。またTBIIはTSAbとTSBAbの合計を測定する。TSAb、TSBAb、TBII抗体をハイブリドーマにてモノクローナルに作製し、さらに特異的なリコンビナントのヒトTSHレセプターを作製することにより、各々の抗体測定可能な系を作る。[結果]超高感度TSAb測定法を完成した(Takasu N 2004)。TSAb・TSBAb・TBIIを同時測定するTRAb高感度測定法の開発をする。TSAb、TSBAb、TBII抗体をハイブリドーマにてモノクローナルに作製し、さらに特異的なリコンビナントのヒトTSHレセプターを作製することにより、各抗体を測定する。(1)何をどこまで明らかにするか(2)特色・背景甲状腺自己免疫疾患にはバセドウ病と橋本病がある。バセドウ病は甲状腺機能亢進症、橋本病は甲状腺機能低下の原因である。甲状腺刺激抗体TSAbは甲状腺を刺激し、バセドウ病の原因になる。甲状腺阻害抗体TSBAbはブロッキング抗体で、甲状腺機能低下症の原因になる。橋本病のなかにはTSBAbが陽性になあるものがある。TSAbとTSBAbはTSHレセプター抗体(TRAb)である。またTBIIはreceptor assayであり、TSH受容体レベルて測定する。TBIIはTSAbとTSBAbを反映する。TSAbは刺激抗体であり、cAMP産生量を測定する。TSBAbは抑制抗体であり、TSH刺激によるcAMP産生増加をどの程度抑制するかをみる。TBIIはTSAbとTSBAbをTRAbとして測定するが、抗体の機能を反映しない。TBIIは刺激抗体TSAbと抑制抗体TSBAbを識別しない。TSAbとTSBAbは混在する。TSAb、TSBAbは測定するとき、互いに干渉する。このためTSAb存在下ではTSBAbは正確には測定できない。TSBAb存在下ではTSAbは正確には測定できない。またTBIIでは、これら抗体の合計として測ることしかできず、実際のTSAb、TSBAb、TBII測定は不可能である。今回これら抗体をハイブリドーマにてモノクローナルに作製し、さらに特異的なリコンビナントのヒトTSHレセプターを作製することにより、各々の抗体測定可能なassayを作る。(3)方法、結果と意義
自己組織化的手法を用いた高密度垂直磁気記録媒体の開発

エピタキシャル型垂直磁気記録媒体において,Ru中間層とFeCo軟磁性裏打ち層の膜厚を従来よりも大きく薄くしても媒体としての性能を維持できた.記録層のCoPtの粒径は5nm程度と小さく,ナノ粒子的な下地膜の導入により,記録層の面内構造を制御した.媒体ノイズをすべての記録密度で大幅に低減し,高い記録感度と再生出力が得られることを示した.ナノ粒子の規則的配列制御によるポーラス構造体の作製の基礎が確立された.エピタキシャル型垂直磁気記録媒体において,Ru中間層とFeCo軟磁性裏打ち層の膜厚を従来よりも大きく薄くしても媒体としての性能を維持できた.記録層のCoPtの粒径は5nm程度と小さく,ナノ粒子的な下地膜の導入により,記録層の面内構造を制御した.媒体ノイズをすべての記録密度で大幅に低減し,高い記録感度と再生出力が得られることを示した.ナノ粒子の規則的配列制御によるポーラス構造体の作製の基礎が確立された.高配向裏打ち層を用いたグラニュラー垂直磁気記録媒体は特異な面内構造を有する高度に制御された3次元ナノ構造体である.この特徴を活かして,記録密度1Tbit/in2以上を目標として,微小な粒子がクラスター状に集まった特異な記録層の構造をどこまで制御可能かを検証する,特に,ボトムアップ型パターン媒体への発展を目指すために,クラスター内の粒子の分離を抑制して,ドット形状となる条件を見出す.最終的には,自己組織化的に作製できる配向制御層を導入し,工業的な生産性を考慮したパターン媒体の作製法の確立を目標とする.軟磁性裏打ち層の材料として,Bs=2.45TのFeCo合金を選択し,交換結合による磁気異方性の制御と,新たなTa配向制御層の導入により,膜全体を高配向化したグラニュラー垂直磁気記録媒体は,CoPt-TiO2記録層の磁気特性を確保しながら,Ru中間層の膜厚を1nm程度まで低減できることを示した.記録層のCoPtの粒径は5nm程度と小さく,高密度化の条件を十分に満たしている.さらに,製膜条件と膜厚を変えることで,10nm程度のナノ粒子的な表面構造を有するTa下地膜を準備し,配向制御層として導入した.ガス圧を低くし,膜厚を薄くすることで,平坦で微細な表面を得ることができた.より小さなナノ粒子的な下地膜により,磁気的かつ構造的特性が向上した.さらに,単磁極ヘッドにより測定した記録再生特性において,媒体ノイズが大幅に減少した.ナノ粒子的な下地膜の導入は,記録層の面内構造を制御し,媒体ノイズを低減できる可能性を示した.高配向裏打ち層を用いたエピタキシャル型グラニュラー垂直磁気記録媒体は特異な面内構造を有する高度に制御された3次元ナノ構造体である.この特徴を活かして,記録密度1Tbit/in2以上を目標として,微小な粒子がクラスター状に集まった特異な記録層の構造をどこまで制御可能かを検証する.特に,ボトムアップ型パターン媒体への発展を目指すために,クラスター内の粒子の分離を抑制して,ドット形状となる条件を見出す.最終的には,自己組織化的に作製できる配向制御層を導入し,工業的な生産性を考慮したパターン媒体の作製法の確立を目標とする.本年度は以下の知見を得た.1)提案しているエピタキシャル型垂直磁気記録媒体で中間層と裏打ち層の膜厚を従来よりも大きく薄くしても媒体としての性能を維持できること,2)粒界の均一なCoPt粒が形成され,サイズも5nm前後と小さく,保磁力も最大となること,3)媒体ノイズをすべての記録密度で大幅に低減できること,4)高い記録感度と再生出力が得られること,5)いくつかの市販媒体と比べると,媒体ノイズはまだ大きいものの,再生出力が大きいため,S/Nでは比較できるレベルまでに達しているものと思われること,6)このエピタキシャル型垂直磁気記録媒体における中間層/裏打ち層は,1Tbit/in2の記録密度を越え,2Tbit/in2を目指す連続媒体やパターン媒体の進展に寄与できること,7)現行技術の延長上にあるため,製造技術の変更の必要がなく,開発に要する時間とコストを大幅に削減することが可能となること.これらの知見をもとに,電子線リソグラフィによる人工的に配列した構造を有する配向制御層の作製,および,自己組織化を利用したナノ粒子の規則的配列制御によるポーラス構造体の作製に取り組んでいる.高配向裏打ち層を用いたエピタキシャル型グラニュラー垂直磁気記録媒体は特異な面内構造を有する高度に制御された3次元ナノ構造体である.この特徴を活かして,記録密度1Tbit/in2以上を目標として,微小な粒子がクラスター状に集まった特異な記録層の構造をどこまで制御可能かを検証する.特に,ボトムアップ型パターン媒体への発展を目指すために,クラスター内の粒子の分離を抑制して,ドット形状となる条件を見出す.最終的には,自己組織化的に作製できる配向制御層を導入し,工業的な生産性を考慮したパターン媒体の作製法の確立を目標とする.本年度は以下の知見を得た.(1)軟磁性裏打ち層の材料として,B_8=2.45TのFeCo合金を選択し,交換結合による磁気異方性の制御と,新たなTa配向制御層の導入により,膜全体を高配向化したグラニュラー垂直磁気記録媒体は,CoPt-TiO_2記録層の磁気特性を確保しながら,Ru中間層の膜厚を1nm程度まで低減できることを示した.

また,記録層のCoPtの粒径は57nm程度と小さく,高密度化の条件を十分に満たしていた.(2)このようなエピタキシャル型垂直磁気記録媒体では,中間層と同時に裏打ち層の膜厚を従来よりも大きく薄くしても媒体としての性能を維持でき,むしろ,さらに粒界の均一なCoPt粒が形成され,サイズも5nm前後と小さく,保磁力も最大となることを示した.媒体ノイズもすべての記録密度で大幅に低減し,高い記録感度と再生出力が得られることを示した.(3)いくつかの市販媒体と比べると,媒体ノイズはやや大きいものの,再生出力が大きいため,S/Nでは比較できるレベルまでに達しているものと思われる.このエピタキシャル型垂直磁気記録媒体における中間層/裏打ち層は,1Tbit/in^2の記録密度を越え,2Tbit/in^2を目指す連続媒体やパターン媒体の進展に寄与できることを示した
モンガラカワハギ科仔稚魚の系統分類学的研究

1.インド太平洋に出現するモンガラカワハギ科魚類には11属が含まれている.これらの仔稚魚は背鰭条数,臀鰭条数,胸鰭条数,縦列鱗数,頬部鱗列数などの計数的形質や頭部や鰓孔上部の鱗の配列状態,色彩などの組み合わせによって属レベルの分類が可能であることが明らかになった.アカモンガラカ属とソロイモンガラ属は背鰭条数が31本以上あるのに対して他の属では30本以下である.さらにアカモンガラ属とソロイモンガラ属は縦列鱗数の差によって識別できる.(2)上記2属以外の9属においては,ツバサモンガラ属は胸鰭下方に大きな突起をもつので容易に識別できる.なお,この突起は成長によって退縮し,成魚になると目だたなくなる.(3)他の8属においては眼の前方にある溝の有無,鰓孔上部の肥大鱗の有無,頬の鱗の配列状態,尾柄の形,色彩などを組み合わせることによって各属を識別できることが明らかになった.(4)他方,属内の種レベルの分類は仔魚では困難であった.2.これら外部形態及び内部形態を検討した結果,11属の系統関係について以下の結論を得た.ツバサモンガラ属は他のすべての属と姉妹群関係にある.他の10属の中では,アミモンガラ属が最初に分岐し,次にナメモンガラ属が分岐したと考えられる.さらにムラサメモンガラ属,クマドリ属がこれに続いて分岐し,残りの6属と姉妹群関係を形成する.6属の中ではソロイモンガラ属とキヘリモンガラ属が他の5属と姉妹群関係を形成する.そして,ツマジロモンガラ属とモンガラカワハギ属が分岐し,次にアカモンガラ属,そして最後にオキハギ属が分岐したと考えられる.1.インド太平洋に出現するモンガラカワハギ科魚類には11属が含まれている.これらの仔稚魚は背鰭条数,臀鰭条数,胸鰭条数,縦列鱗数,頬部鱗列数などの計数的形質や頭部や鰓孔上部の鱗の配列状態,色彩などの組み合わせによって属レベルの分類が可能であることが明らかになった.アカモンガラカ属とソロイモンガラ属は背鰭条数が31本以上あるのに対して他の属では30本以下である.さらにアカモンガラ属とソロイモンガラ属は縦列鱗数の差によって識別できる.(2)上記2属以外の9属においては,ツバサモンガラ属は胸鰭下方に大きな突起をもつので容易に識別できる.なお,この突起は成長によって退縮し,成魚になると目だたなくなる.(3)他の8属においては眼の前方にある溝の有無,鰓孔上部の肥大鱗の有無,頬の鱗の配列状態,尾柄の形,色彩などを組み合わせることによって各属を識別できることが明らかになった.(4)他方,属内の種レベルの分類は仔魚では困難であった.2.これら外部形態及び内部形態を検討した結果,11属の系統関係について以下の結論を得た.ツバサモンガラ属は他のすべての属と姉妹群関係にある.他の10属の中では,アミモンガラ属が最初に分岐し,次にナメモンガラ属が分岐したと考えられる.さらにムラサメモンガラ属,クマドリ属がこれに続いて分岐し,残りの6属と姉妹群関係を形成する.6属の中ではソロイモンガラ属とキヘリモンガラ属が他の5属と姉妹群関係を形成する.そして,ツマジロモンガラ属とモンガラカワハギ属が分岐し,次にアカモンガラ属,そして最後にオキハギ属が分岐したと考えられる.1.国立科学博物館、遠洋水産研究所および南西水産研究所に保存されている標本とオーストラリア博物館から借用したモンガラカワハギ科仔稚魚の属レベルの同定に使用できる形質を明らかにするため、計数形質、計量形質、燐の分布・形態、色彩などを詳細に調査した。2.その結果、他の魚類と同様、モンガラカワハギ科においても稚魚では頭部が大きく、眼径が大きいことが明らかになった。稚魚は成魚に比べると分類に使用できる形質が少ないが、逆に稚魚特有の識別形質が存在することも明らかになった。例えば、ツバサモンガラ属の稚魚では胸鰭下方の体側が大きく外側へ膨出する。この特徴はツバサモンガラ属の稚魚にのみ見られ、成魚では膨出部は非常に小さい。この顕著な体側の膨出部によってツバサモンガラ属の稚魚は他のモンガラカワハギ科の稚魚から容易に識別できる。3.また、稚魚特有の色彩パターンをもつ属があることも判明した。メガネハギ属では体背方が暗褐色で腹方が白い。このような色彩パターンは本属の稚魚に特有に現れる。アミモンガラ属では暗色の体に多数の小白色点が散在し、この形質によって本属魚類は他の稚魚から識別できる。キヘリモンガラ属とモンガラカワハギ属は体に特有の黒色点があり、この特徴によって識別可能である。ソロイモンガラ属の稚魚では成魚には見られない眼の周囲の放射状模様がある。この特徴は本属稚魚だけに見られる。オキハギ属の稚魚は背中に3個の大きな白斑がある。これは成魚になっても残るが、稚魚に比べると不明瞭である。アカモンガラ属の稚魚は犬歯が発達しているので、他の属からの識別は容易である。

1.インド太平洋に出現するモンガラカワハギ科魚類には11属が含まれている.これらの仔稚魚は背鰭条数,臀鰭条数,胸鰭条数,縦列鱗数,頬部鱗列数などの計数的形質や頭部や鰓孔上部の鱗の配列状態,色彩などの組み合わせによって属レベルの分類が可能であることが明らかになった.(1)アカモンガラカ属とソロイモンガラ属は背鰭条数が31本以上あるのに対して他の属では30本以上である.さらにアカモンガラ属とソロイモンガラ属は縦列鱗数の差によって識別できる.(2)上記2属以外の9属においては,ツバサモンガラ属は胸鰭下方に大きな突起をもつので容易に識別できる.なお,この突起は成長によって退縮し,成魚になると目だたなくなる.(3)他の8属においては眼の前方にある溝の有無,鰓孔上部の肥大鱗の有無,頬の鱗の配列状態,尾柄の形,色彩などを組み合わせることによって各属を識別できることが明らかになった.(4)他方,属内の種レベルの分類は仔魚では困難であった.2.これら外部形態及び内部形態を検討した結果,11属の系統関係について以下の結論を得た.ツバサモンガラ属は他のすべての属と姉妹群関係にある.他の10属の中では,アミモンガラ属が最初に分岐し,次にナメモンガラ属が分岐したと考えられる.さらにムラサメモンガラ属,クマドリ属がこれに続いて分岐し,残りの6属と姉妹群関係を形成する.6属の中ではソロイモンガラ属とキヘリモンガラ属が他の5属と姉妹群関係を形成する.そして,ツマジロモンガラ属とモンガラカワハギ属が分岐し,次にアカモンガラ属,そして最後にオキハギ属が分岐したと考えられる.
室内音響評価のための波動音場解析技術の適用性向上に関する研究

建築音響分野における波動数値解析技術をさらに発展させることを目的に、本研究では聴感評価に耐えうる程度のインパルス応答を計算可能な音場予測方法の確立を目指して検討した。[1]計算手法の改善・改良申請者はこれまでに建築音場に応用するためのFDTD法による音場解析手法を開発してきた。特に、多点差分を用いた差分スキームの高精度化について、適用上の留意点を含めて検討し、Acoustical Science and Technology誌に原著論文として発表した。[2]壁面境界条件の設定方法に関する検討, [3]座席列等複雑形状・複合材料のモデリングに関する検討に関して、前年度は、施行状態の部位に直接インピーダンスチューブ法を適用したが、その方法では特に低周波数領域で大きな誤差が発生する結果となった。そこで、今年度は実ホールにおいて用いられた種々の材料の音響インピーダンスを実測し、FDTDアルゴリズムに反映させる方法として機械系置換による方法を適用した。座席列については、音場を細かく離散化し、部位別の音響インピーダンスを計測・反映させる方法をとって、インパルス応答の数値解析を行った。その結果を実物ホールにおける実測結果と比較し、インパルス応答波形および聴感物理量の比較を行った。研究成果はAcoustical Science and Technology誌に原著論文として発表した。建築音響分野における波動数値解析技術をさらに発展させるため、室内音場の最終的な評価に用いられる聴感評価にも耐えうる程度のインパルス応答を計算可能な音場予測方法の確立を目指して研究を行っている。本年度はその基礎的段階として下記の検討を行った。[1]計算手法の改善・改良(1.1)計算アルゴリズムの高精度化多点差分を用いた差分スキームを採用することにより計算精度を向上させる方法を定式化し、精度評価を行った。この方法により、計算機容量を増加させることなく、より高い周波数成分を含む応答を計算できる。(1.2)境界面インピーダンスの計算法境界面を機械系にモデル化・置換して音響インピーダンスの周波数特性を反映させる方法を検討し、現場実測および縮尺模型実験結果との対応を調べることによりその有効性と問題点を明らかにした。[2]縮尺模型実験による音響的境界条件の影響評価境界条件に関する検討として、複数の吸音壁面・吸音性床面、座席列をもつ小ホールを想定した縮尺模型を作成し、FDTD解析における吸音境界条件の計算方法の妥当性について検討した。今年度の検討では吸音境界については多孔質材料のみに関する検討にとどまったが、音響インピーダンスを適切に計算に考慮することにより、残響時間、エネルギーの時間推移について高い精度で計算することができることを確認した。[3]実物ホールの実測結果との対応[1][2]を踏まえ、実物ホールの境界面インピーダンスを実測して数値計算に反映させ、計算結果と実測結果を比較することにより、その適用性を検討した。検討結果は昨年度開催の国際会議にて成果発表し、今年度論文として投稿することを予定している。
Dockファミリーの分子間相互作用が神経炎症に与える影響の解明

本研究ではDock3と呼ばれるタンパクが、神経炎症を引き起こす多発性硬化症などの脱髄疾患に与える影響について検討を行なった。Dock3は網膜において神経保護効果を示すことは明らかとなっていたが、髄鞘を形成するオリゴデンドロサイトの保護効果については不明であった。そこで、Dock3過剰発現(Dock3 Tg)マウスを活用して薬剤誘発急性脱髄モデルを作製したところ、野生型マウスと比較して脱髄症状が緩和されていることが確認された。この結果は、Dock3によるオリゴデンドロサイトの保護を示唆しており、今後は神経炎症による脱髄への治療応用に興味がもたれる。これまでに樹状細胞におけるDock8に機能解析を行ってきた。トリ卵白アルブミン(OVA)特異的T細胞受容体トランスジェニックマウス(OT-IIマウス)由来のリンパ球と、OVAを取り込ませたWTまたはDock8 KO/Tgマウス由来の樹状細胞との共培養による抗原提示実験を行い、Dock8が抗原提示能に与える影響を検討した。その結果、Dock8 KOマウス由来の樹状細胞では抗原提示能が低下していることが明らかとなった。一方、Dock8 Tg由来の樹状細胞においては、抗原提示能の顕著な変化は認められなかった。以上の結果よりDock8はT細胞の分化・増殖だけでなく、樹状細胞の機能にも重要な役割を持つことが示された。近年に新たなGEFとして発見されたDockファミリー分子は様々な臓器や細胞に発現しており喘息、がん、アルツハイマー病、注意欠陥・多動性障害など、多様な疾患に関与する。本研究ではDockファミリー分子であるDock3やDock8が脱髄疾患に与える影響について検討を行なった。Dock3は神経保護や視神経再生の促進に寄与することが明らかとなっているが、髄鞘を形成するオリゴデンドログリアにおける機能は不明であった。申請者らは初めてDock3がオリゴデンドログリアに発現していることを見出しており、Dock3によるオリゴデンドログリア保護効果の可能性について解析を行なった。Dock3を過剰発現するマウス(Dock3 Tg)に、銅キレート剤であるcuprizoneを用いて脱髄を誘発した後、残存する髄鞘の量を測定し野生型マウスと比較検討した。その結果、Dock3 Tgマウスでは、脱髄障害が軽減しており髄鞘がより多く残存していることが判明した。Dock3 Tgマウスのオリゴデンドロサイトでは、Dock3の活性化因子であるElmoの発現が増強されていることがwestern blotや免疫組織染色により判明している。さらに、MAPキナーゼであるERKの活性が野生型マウスに比べて増大していることが明らかとなった(Namekata et al. Cell Death and Disease 2014, 28;5:e1395.)。これらのことからDock3の過剰発現はERK活性を介して髄鞘の保護に関与する可能性が示された。一方、これまでの解析からDock8も脱髄疾患モデルであるExperimental autoimmune encephalomyelitis (EAE)の軽減に関与することを見出しており、今後はDockファミリー分子を利用した脱髄疾患の治療応用に期待したい。抗てんかん薬から緑内障治療へバルプロ酸の神経保護作用メカニズムの解明神経科学樹状細胞おけるDock8の機能解析が順調に進行しているため。また、複数の遺伝子改変動物の飼育繁殖にも特に問題はなく、これらの動物を用いた実験も順調に進行しているため。現在の方針で予定通り実験を継続する。今後の研究費は実験遂行に必要な物品費として活用するとともに、研究成果の発表に向けた国内外の学会参加,また国際雑誌への投稿のための英文校閲等として活用する予定である。実験等に使用する消耗品の共有化などにより経費削減に努めたため。消耗品等の使用に予定。
地震等の動的外力に着目したデコルマの形成メカニズムに関する研究

平成28年度では、プレート境界断層浅部の初期形成時の基礎的な力学特性を理解する第一歩として、前年度に引き続き室内要素試験と数値実験を実施した。室内要素試験では、前年度に得られた知見を基に、試料の整形手法の確立から静的・動的載荷試験および内部組織観察までの試験手順を提案し、その妥当性を紀伊半島沖で採取されたプロトデコルマ層準と推定される試料を用いて検証した。なかでも、K0条件下での定ひずみ速度圧密試験と地震等を想定した動的載荷試験を実施し、試料の巨視的変形特性と微視的構造特性に着目した。その結果、プロトデコルマは半遠洋性堆積物からなる細粒分が極端に多い試料であり、初期状態はランダム組織かつ構造・セメンテーションを有している可能性が高いことを明らかにした。また、プロトデコルマに地震等を再現した動的外力が作用すると、一部の試験ケースでは振動載荷中に圧縮速度が上昇する現象を示し、室戸半島沖の天然のデコルマゾーンから見出された物性変化と類似した結果を示すことが分かった。数値実験では、先述の室内要素試験と物理試験で得られた新たな材料パラメータを適用し、200年に一度の地震等の動的外力と継続的な海洋プレートの沈み込み過程を時系列に沿って再現することで、プロトデコルマの長期的な力学特性を数値解析的に検討した。その結果、プレート沈み込み過程で連続的に発生する静的外力は、デコルマの初期形成要因から排除できることを改めて示し、前年度に得られた解析結果の妥当性を確認した。また、プレート境界断層の熱力学特性を考慮した数値解析を実施する前段階として、地盤材料は他材料と同様に加温により膨張する性質を持つとした熱弾粘塑性構成式の妥当性を検証するために、代表的な等方加熱試験を数値実験で再現した。その結果、材料の膨張を意味する熱膨張係数のみで温度上昇に伴う圧縮・膨張などの熱力学特性を評価できることを示した。28年度が最終年度であるため、記入しない。プレート境界断層浅部の初期形成時の基礎的な力学特性を理解する第一歩として、平成27年度では、室内要素試験と数値実験を実施した。室内要素試験では、陸起源の海洋堆積物を模擬した再構成の藤森粘土を用いて、K0条件下での静的・動的載荷試験を実施した。なかでも、南海トラフのデコルマ(高密度化+ランダム組織)の初期形成に最も影響を与える外力を割り出すために、動的荷重を受ける藤森粘土の変形特性と載荷前後の粒子配列および内部組織の変化に着目した。その結果、動的荷重の振幅が大きく振動回数が多いほど、大圧縮を引き起こす可能性が高いことが分かった。一方、内部組織に着目すると、粘土鉱物自体の定向配列は認められるものの、砂粒子同士の間隙にそれらが入り込み、全体としてはランダムな配列傾向にある可能性が示唆された。また、当初の研究計画に加えて、三重県産の自然堆積粘土を用いて、K0および等方応力条件下で同様の載荷試験を実施した。その結果、自然堆積粘土は等方応力条件下で動的載荷を受けると、塑性変形を生じるが、載荷前後において粒子配列はほとんど変化しないことが明らかとなった。数値実験では、南海トラフの海底岩盤をモデル化し、弾塑性構成則に基づく二次元有限変形FEM解析を用いて、地震等の動的外力とプレート沈み込み運動に伴う海底岩盤のせん断および圧縮変形を時系列に沿って再現した。この数値実験により、室内要素試験のみでは解釈しきれないデコルマの初期形成メカニズムの解明を試みた。その結果、動的荷重が海底岩盤に作用すると、プロトデコルマは粒子配列を維持したまま大圧縮する挙動を示し、デコルマ初期形成の主因として、地震等の瞬間的な動的荷重がその一つである可能性を示した。陸起源の海洋堆積物を模擬した藤森粘土を用いた静的・動的載荷試験の結果より、プレート境界断層であるデコルマの初期形成には、地震等の動的外力の中でも振幅と振動回数が影響を与えることを明らかにした。また、当初の研究計画に加えて、三重県産の自然堆積粘土を用いた載荷試験も実施し、上記の載荷試験から得られた結果の信頼性を客観的に高めただけでなく、等方応力条件下での動的荷重もデコルマの形成要因である可能性を示した。デコルマの特性を統一的に解釈するには、室内要素試験のみの議論では不充分であり、数百年から数万年の期間における海洋プレートの沈み込み過程で発生する応力・水圧の変動と有限変形を境界値問題として考慮する必要がある。そこで、デコルマの形成メカニズムを数値実験で検討した。その結果、地震等の瞬間的な動的荷重がデコルマの初期形成要因である可能性を示し、プレート沈み込み運動で発生する静的荷重は排除できることを明らかにした。

その結果、プロトデコルマは半遠洋性堆積物からなる細粒分が極端に多い試料であり、初期状態はランダム組織かつ構造・セメンテーションを有している可能性が高いことを明らかにした。また、プロトデコルマに地震等を再現した動的外力が作用すると、一部の試験ケースでは振動載荷中に圧縮速度が上昇する現象を示し、室戸半島沖の天然のデコルマゾーンから見出された物性変化と類似した結果を示すことが分かった。数値実験では、先述の室内要素試験と物理試験で得られた新たな材料パラメータを適用し、200年に一度の地震等の動的外力と継続的な海洋プレートの沈み込み過程を時系列に沿って再現することで、プロトデコルマの長期的な力学特性を数値解析的に検討した。その結果、プレート沈み込み過程で連続的に発生する静的外力は、デコルマの初期形成要因から排除できることを改めて示し、前年度に得られた解析結果の妥当性を確認した。また、プレート境界断層の熱力学特性を考慮した数値解析を実施する前段階として、地盤材料は他材料と同様に加温により膨張する性質を持つとした熱弾粘塑性構成式の妥当性を検証するために、代表的な等方加熱試験を数値実験で再現した。その結果、材料の膨張を意味する熱膨張係数のみで温度上昇に伴う圧縮・膨張などの熱力学特性を評価できることを示した。これまでの成果を基に、既に入手している海洋堆積物サンプルを用いた室内要素試験を実施し、種々の外力を与えることでデコルマの形成要因を調査する。すなわち、デコルマの基礎的な力学特性を把握し、その形成に最も影響を与える外力の特性(例えば、初期圧密応力、振幅、周波数、振動回数)を巨視的力学特性と微視的内部組織の両面から定量的・定性的に評価する。数値実験では、プロトデコルマについて仮想的な材料パラメータを用いていることに加え、海底岩盤の材料特性である不飽和の影響や温度・化学特性を考慮していない。そこで、プレート境界断層浅部の材料特性、特に温度、飽和・不飽和の影響を要素レベルで緻密に評価できる構成則の提案とFEM解析への導入を目指し、より定量的にデコルマ形成メカニズムの解明を試みる。28年度が最終年度であるため、記入しない。