hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
断層至近距離における高周波強震動発生機構のモデル化に関する実験的研究

既存断層面をもつ岩石試料を用いて固着-すべり(スティック・スリップ)を発生せしめ,それによって励起される高周波弾性波動を断層至近距離で測定し,解析した.得られた主な結果は:1)断層至近距離における高周波強震動継続時間は、局所的破壊時間に比例する.2)実験で得られた最大すべり加速度は数十km/s^2という,きわめて大きな値であるが,周波数の違いおよび規模の違いを考慮すると,地震の場合の1000gal程度に相当する.3)地震の場合の上限周波数は,破壊伝播速度を破損信行領域の長さで除した値にほぼ等しいとう理論があるが,実験の場合にはこの予測よりはるかに高い周波数の強震動が測定される.岩石試料のすべり運動を以下のようにモデル化した.すなわち,円形状のアスペリティを断層面上に分布させ,巨視的な破壊のフロントが通過した後にこれらが確率的に破壊する.ここで「確率的」とは,フンロト通過からアスペリティの破壊までの時間がある確率密度分布に従う,という意味である.このモデルにより,測定された強震動の特徴をよく再現する理論波形が得られた.結果は,既存断層で発生する不安定すべりに伴う高周波震動が断層面上のアスペリティの脆性破壊に起因することを意味する。これが正しければ,断層面上で安定すべりが発生するときにも,アスペリティの脆性破壊による微小破壊振動が観測されるはずである.このことを検証する目的で,安定すべりに伴って発生する微小破壊振動の実験を行った.その結果,断層面上に震源をもち,アスペリティの脆性破壊によるものと考えられる微小破壊振動が確かに観測された.巨視的すべり速度の増大とともに,1)単位すべり量当たりの微小破壊の発生数は減少し,2)微小破壊の規模の平均値は減少した.これらはともに,巨視的すべり速度の増大によりアスペリティの強度回復のための時間が減少するためと考えられる。これまでの実験的及び理論的研究から,既存断層で発生する不安定すべりに伴う高周波震動は断層面上のアスペリティの脆性破壊によるものと推測される.この考えが正しければ,断層上で安定すべりが発生するときにも,アスペリティの脆性破壊による微小破壊振動が観測されるはずである.本年度は,我々の高周波強震動発生モデルの妥当性を検証する目的で,断層の安定すべりに伴って発生する微小破壊振動の性質について重点的に調べた.岩石すべり実験は,既存断層をもつ花崗岩を試料として用い,微小破壊振動を捉えてその震源決定をする目的で多数の圧電素子を試料表面に配置して,試料を2軸圧縮して行った.岩石実験の結果によると,断層面上に震源をもち,アスペリティの脆性破壊によるものと考えられる微小破壊振動が確かに観測された.巨視的すべり速度の増大とともに,(1)単位すべり量当たりの微小破壊の発生数は減少し,(2)微小破壊の規模の平均値は減少した.これらはともに,巨視的すべり速度の増大によりアスペリティの強度回復のための時間が減少するためと考えられる.この考えは,既知の脆性岩石の破壊・摩擦特性の時間依存性と調和する.実際に,実験結果の一部は,岩石力学で広く用いられている時間依存性を考慮した摩擦構成則により説明可能であることが明らかになった.不安定すべりの発生時は,アスペリティの強度回復のための時間は非常に長いため,アスペリティの脆性破壊による高周波振動は非常に激しいものになると考えられる.既存断層面をもつ岩石試料を用いて固着-すべり(スティック・スリップ)を発生せしめ,それによって励起される高周波弾性波動を断層至近距離で測定した.

この波形解析から得られた主な結果は次の通りである:1)断層至近距離における高周波強震動継続時間は,局所的破損時間に比例する.2)実験で得られた最大すべり加速度は数十km/s^2という,きわめて大きな値であるが,周波数の違いおよび規模の違いを考慮すると,地震の場合の1000gal程度に相当する.3)地震の場合の上限周波数は,破壊伝播速度を破損進行領域の長さで除した値にほぼ等しいという理論があるが,実験の場合にはこの予測よりはるかに高い周波数の強震動が測定される.このような岩石試料のすべり運動のモデル化を試みた.すなわち,断層面上のアスペリティー(突起部)をシミュレイトするように,円形状のアスペリティーを断層面上に分布させ,巨視的な破壊のフロントが通過した後に,これらが確率的に破壊する,というモデルである.なお,「確率的」とは,フロント通過からアスペリティーの破壊までの時間がある確率密度分布にしたがう,という意味である.このモデルで円形アスペリティーの平均半径を1.7mmとすると,測定された強震動の特徴をよく再現する理論波形が得られた.一方,レーザドップラー振動計による岩石中の弾性波を計測する手法を開発した.予備的な実験研究として,人為的な振動源により励起された波動を用いて,岩石中を伝播する波動の散乱特性等を調べた.なお,自然のAE波形を計測するためには,S/Nの改善が必要である.
東南アジア熱帯林の栄養塩および炭素固定能の評価と保全

東南アジアの明確な乾季のある低地熱帯季節林では、似た降水量や降雨の季節パターンを持つにも関わらず、落葉樹林も常緑樹林も見られた。タイでの落葉樹林や常緑樹林の成因は、土壌の水分保持力やpH、栄養塩濃度によっていた。それぞれの森林タイプによって、葉の生理機能、森林の炭素獲得能や貯蔵量、生態系の栄養塩サイクル特性は異なっていた。将来の温暖化等による降雨量の変化や人の土壌利用の変化は、森林のタイプを変え、森林機能に重大な変化が生じさせるおそれが高いことが示唆された。タイ熱帯季節林の常緑樹林と落葉樹林において、樹木や森林の持つ機能の季節・年変化と立地条件との違いを測定することによる、植物・土壌・気象要因の相互作用を明らかにし、東南アジアの熱帯季節林の生態系の構造と機能を総合的に理解する。タイは11月から3月にかけてほとんど雨の降らない、明確な乾季が見られる。乾季に落葉する落葉樹林は、樹木は葉から多くの水を失いやすいため、その葉を落とすことによって乾燥をしのいでいると考えられる。しかしタイでは、強い乾季がある場所であっても、常緑樹林も乾季落葉樹林も見られる。年間を通じて葉を維持している常緑樹では、乾季でいかに水を利用しているのか、また気孔が開けないために起こりうる光阻害に対し、どのように順応しているかといった仕組みはよくわかっていない。そこで常緑樹林も乾季落葉樹林との間で、土壌の栄養塩や粒子分布といった立地特性を比較するとともに、雨季から乾季にかけて、どのように葉のガス交換機能が変化するか、またガス交換機能が低下する乾季に、どのように水分利用特性や光阻害耐性機能が変わるかを比較した。土壌の栄養塩濃度は、乾季落葉樹林で常緑樹林よりも高く、特にサケラートで落葉樹林でより砂質土壌であった。12月の乾季前半、落葉樹でもまだ多くの葉を樹冠に着けていた。12月、落葉樹の葉では光合成速度は雨季の約半分に低下していたが、日最大気孔コンダクタンスは雨季と差がなかった。一方常緑樹の葉では、12月、光合成速度も日最大気孔コンダクタンスとも、雨季よりもかなり低下していた。また乾季の常緑樹の葉では、光阻害耐性として知られているキサントフィルサイクル色素の上昇が見られ、光阻害を回避するために多くのコストをはらっていると予想された。さらに乾燥がすすみ2月に入ると(乾季後半)、落葉樹では葉を落としていたが、一部の樹種では新葉や花芽の展開の開始が、降雨以前にも関わらず見られた。今後さらに立地条件の調査を進めるとともに、雨季直後から雨季中盤にかけての、光合成や水利用特性の季節変化を調べていく。タイでは11月から3月にかけてほとんど雨の降らない、明確な乾季がある。乾季に落葉する落葉樹林は、樹木は葉から多くの水を失いやすいため、その葉を落として乾季の脱水を回避していると考えられる。乾季でも葉を維持している常緑樹では、気孔が開けないために起こる光阻害に対してどのように適応しているか、また落葉樹では乾燥によるキャビテーションが乾季の落葉に繋がっているのか、わかっていない。そこで雨季から乾季に向かってどのように葉のガス交換機能が変化するか、またガス交換機能が低下する乾季にどのように水分利用特性や光阻害耐性機能が変わるかを、常緑樹と乾季落葉樹の間で比較した。群落上部に自動カメラシステムを設置し、正午に毎日林冠の撮影を行い、葉のフェノロジーの観察を行った。12月の乾季前半には、落葉樹でもまだ多くの葉を着けていたが、12月下旬から1月上旬にかけ多くの葉が落ちた。しかしまだ雨が降る前の2月から、新葉の展開が見られた。また落葉樹の枝部では、乾季に木部のキャビテーション(水切れ)は進まず、逆に乾季途中でキャビテーションが解消され新葉が展開していた。一方常緑樹に枝では、乾季に一定もしくはキャビテーションがより進む傾向が見られた。これらのことから、落葉や新葉の展開は、乾季による乾燥というよりは、日長によって制御されていると考えられた。葉の浸透ポテンシャルの季節変化は、常緑樹葉樹の葉では乾季に低下が見られたが、落葉樹の葉では季節変化は乏しかった。しかし落葉樹でも葉が枯死する1ケ月前で浸透ポテンシャルが低下している樹種もあった。タイでは11月から3月にかけて明瞭な乾季がある。乾季に落葉する落葉樹林は、その葉を落として乾燥をしのいでいると考えられる。乾季には気孔が開けないために、光合成速度が低下する。葉が吸収した光エネルギーのうち、光合成で使われなかった過度の光エネルギーは、活性酸素を生み出し、葉に光阻害を起こさせる可能性がある。

そこで雨季から乾季に向かって、どのように葉のガス交換能が季節的に変化するか、またガス交換機能が低下する乾季にどのように水分利用特性や光阻害耐性機能が変わるかを、常緑樹と乾季落葉樹の間で比較した。その結果、常緑樹の葉では、乾季に過度の光エネルギーが増加するにつれて、葉内のキサントフィルサイクル色素の増加が見られ、また過度のエネルギーを熱として放散させる能力も増加していた。一方、落葉樹の葉では、乾季に過度の光エネルギーが増加するにつれて、光呼吸を高めることによって過度のエネルギーを消費していた。葉内細胞で二酸化炭素を最初に取り込む酵素であるルビスコは、温度や二酸化炭素/酸素濃度比によって、同じ酵素が酸素と二酸化炭素の固定速度を決めていることが知られている。従って乾季後半には葉を枯らしてしまう落葉樹では、多くのコストをかけずに乾季前半のみ光阻害をしのいでいた。逆に葉寿命の長い常緑樹の葉は、キサントフィルサイクル色素を作ることによって、よりコストをかけてより安全なメカニズムで光阻害を回避していた。これらの結果から、乾季に光阻害を防ぐ生理的なメカニズムは、葉のフエノロジーの違いに依存して異なっていることがわかった。また落葉樹でも常緑樹でも、乾季に木部道管の水切れ(木部キャビテーション)は見られなかったことから、キャビテーションは落葉とは関連していなかった。しかし森林への火入れ実験の結果、木部キャビテーションによって樹木や枝の枯死を引き起こすことが明らかになった。東南アジアの明確な乾季のある低地熱帯季節林では、似た降水量や降雨の季節パターンを持つにも関わらず、落葉樹林も常緑樹林も見られる。温帯の落葉樹では、葉の無い冬季に木部道管の水切れ(キャビテーション)が生じていることが知られている。しかしタイの常緑樹や落葉樹では、乾季に木部キャビテーションが進行し、枝や葉の通水性が乾季に低下するという証拠は得られなかった。常緑樹や落葉樹は、雨季の始まる前の最も厳しい乾燥が起こる乾季に新葉が展開していた。この乾季の新葉展開は、木部キャビテーションが乾季に進行しないことから、可能になってと考えられた。また乾季の間に生じる旧葉の落葉時期や新葉の展開の時期は樹種によって大きく異なり、落葉期間も樹種によって異なっていた。その為宇宙空間から見るリモートセンシング法では、落葉樹では乾季でもNDVI(植生指数)の低下は乏しく、落葉樹でできている森林にも関わらず、常緑樹林帯として誤認されていた。葉の生理的には、落葉樹の方が常緑樹よりも気孔開度は高かったが、葉や枝の通水性や、葉の水ポテンシャルといったその他の水利用特性は、常緑樹と落葉樹の間に差がある訳ではなく、樹種に依存した性質であった。乾季は、気孔開度が低下するため、光阻害とよばれる、強い光によって葉生理機能の低下もたらす危険が増大する。一方この光阻害を回避する生理メカニズムは、常緑樹と落葉樹の間で分かれていた。すなわち常緑樹の葉では乾季にキサントフィルサイクル色素を増やし、過度の光エネルギーを熱として放散させていた。また落葉樹の葉では、乾季に光呼吸の割合を増大させることが、光阻害回避の主要な生理メカニズムであった。
コンクリート構造物の耐久性設計による機能保証と要求性能

コンクリート構造物の耐久性設計による機能保証を明確に行うには、構造物に対する要求性能を、種種の作用のもとで明らかにしなければならない。ここでは、本研究の主要な成果の一部として、既往のコンクリート構造物のリハビリテーションを行う際に必要な下記の項目を記す。1.構造物の性能評価本項目では、塩害環境におかれたコンクリート構造物を対象として、その劣化予測モデルの構築を試みた。モデル構築にあたっては、構成材料の劣化予測モデルをベースして、構造物レベルの劣化予測モデルを有機的に構築しようとした。2.材料の性能評価本項目では、補修・補強材料を対象として、ひび割れ注入材、表面被覆材、断面修復材を中心に、各材料に要求される性能を明らかにし、その性能を照査することによる補修・補強材料の選定手法を明らかにしようと試みた。3.工法の性能評価本項目では、補修・補強工法を対象として、コンクリート構造物の性能低下を考慮した工法選択システムの構築を試みた。また、工法の選択においては、劣化状況ごとの各補修・補強工法のコストパフォーマンスの比較を行った。以上の項目は本研究の成果の一部であるが、材料レベルから設計、施工、供用時の維持管理および解体・再利用にわたる時間軸を考慮したコンクリート構造物の耐久性設計手法の構築に大きく寄与したものと考えている。
ムチン16の常在細菌と点眼防腐剤に対する眼表面炎症制御での役割の解明

(a)または(b)を行った。(a)摘出眼球を4%パラフォルムアルデヒド固定、パラフィン包埋してパラフィン連続切片を作成した。IL-6、NF-κBリン酸化RelA、リン酸化Stat3の免疫組織学的局在をMuc16-KOマウスと野生型マウスの両群で比較、検討した。LPS点眼では、Muc16-KOマウスと野生型マウスの両群で、結膜、角膜においてIL-6、NF-κBリン酸化RelA、リン酸化Stat3の染色性をわずかに認めた。PGN点眼でもMuc16-KOマウスと野生型マウスの両群で、結膜、角膜においてIL-6、NF-κBリン酸化RelA、リン酸化Stat3の染色性をわずかに認めた。Muc16ノックアウトマウスの繁殖状況より使用可能な匹数が限定される。Muc16ノックダウンヒト角膜上皮細胞にTLRが認識する菌体成分を暴露した時の炎症性反応の状態を検討する。Muc16-欠損(KO)マウスと野生型マウスに塩化ベンザルコニウム(BAC)を点眼し、眼表面の炎症性反応の状態を検討した。点眼薬防腐剤成分である0.02%BAC 5 μlを1日1回、2週間点眼した。2週間後に以下を検討した。1)眼表面をフルオレセインで染色し実体顕微鏡で観察した。フルオレセインの染色状態から、角膜および結膜の上皮障害の程度を確認し、両群で比較、検討した。両群とも角膜および結膜びらんが散在しており、差はみられなかった。2)屠殺、眼球摘出、4%パラフォルムアルデヒド固定によるパラフィン包埋を行いパラフィン連続切片を作成し、炎症性シグナル伝達因子リン酸化Stat3の免疫組織学的局在を両群で比較、検討した。両群とも結膜組織にリン酸化Stat3が認められたが、Muc16-KOマウスでは、より免疫染色性が強かった。3)屠殺、眼球摘出、結膜組織および角膜組織を摘出し、Westernblot法でリン酸化Stat3の発現について、両群で比較、検討した。野生型マウスで発現が多く認められた。免疫組織学的手法、Westernblot法で、結果の乖離がみられた。免疫組織学的手法において、パラフィンブロックではなく新鮮凍結ブロックで免疫染色を行うことを検討する。そのために、Muc16-KOマウスを確保できしだい、再度、両群にBAC点眼し、新鮮凍結ブロックを作成する予定である。Muc16ノックアウトマウスと野生型マウスで、防腐剤成分である0.02%塩化ベンザルコニウム(BAC) 5μlを1日2回、2週間点眼し、屠殺・眼球摘出した。新鮮凍結ブロックを作成し、炎症性シグナル伝達因子Stat3の免疫染色を行ったが、陽性所見はみられなかった。結膜組織、角膜組織を摘出。mRNAを抽出し、Muc1、Muc4、Muc5ACのmRNAの発現量をTaqMan real-time RT-PCRで測定した。Muc16欠失マウスと野生型マウスで、Muc1、Muc4、Muc5ACのmRNAの発現量に有意差はみられなかった。培養初代ヒト角膜上皮細胞およびSV40不死化培養ヒト角膜上皮細胞(Araki-Sasakiヒト角膜上皮株)において、0.02% BAC添加群と非添加群を作成し、48時間後に、MUC16、MUC1、MUC4のmRNAの発現に差がみられるか、TaqMan real-time RT-PCRで検討した。培養初代ヒト角膜上皮細胞およびSV40不死化培養ヒト角膜上皮細胞(Araki-Sasakiヒト角膜上皮株)のどちらも、0.02% BAC添加群では非添加群よりもMUC16、MUC1、MUC4のmRNAの発現量はやや少ないが、有意差はみられなかった。Muc16ノックアウトマウスの繁殖状況より、使用可能な匹数が限定されるためまずマウス眼表面におけるToll Like Receptorの発現について調べた。Muc16-KOマウスと野生型マウスを屠殺、眼球摘出し、4%パラフォルムアルデヒドで固定、パラフィン包埋した。パラフィン連続切片を作成し、結膜および角膜上皮細胞におけるToll Like Receptorの発現および局在を免疫組織化学的手法で検討した。Muc16-KOマウスと野生型マウスの両群とも、結膜および角膜上皮にToll Like Receptor 2、Toll Like Receptor 5の発現がみられた。

PGN点眼でもMuc16-KOマウスと野生型マウスの両群で、結膜、角膜においてIL-6、NF-κBリン酸化RelA、リン酸化Stat3の染色性をわずかに認めた。Muc16ノックアウトマウスの繁殖状況より使用可能な匹数が限定される。培養細胞におけるBAC点眼のムチン発現に対する影響について検討するMuc16-KOマウスと野生型マウスにLPS(1000 ng/ml、5 μl)またはPGN(1000 ng/ml、5 μl)を1日2回点眼投与し、1週間後にと殺、眼球摘出し、(a)4%パラフォルムアルデヒド固定によるパラフィン包埋するか、(b)real-time RT-PCRに供する。(a)パラフィン連続切片を作成しIL-6などの炎症性液性因子と炎症性シグナル伝達因子の免疫組織学的局在を両群で比較、検討する。(b)結膜組織、角膜組織を摘出する。mRNAを抽出し、IL-6、TNFαの発現をTaqMan Real-time RT-PCRで測定し両群で比較する。Muc16ノックダウンヒト角膜上皮細胞にTLRが認識する菌体成分を暴露した時の炎症性反応の状態を検討する。納入期限が間に合わなかったため物品購入費用として使用予定
会社法における取締役会の在り方――実証分析を中心に

本研究は、主に日本の上場会社を対象とする実証分析を通して、会社法における取締役会の在り方に関して日本法が抱える課題を明らかにしようとするものであり、特に1上場会社の取締役会の在り方を会社法が強行法としてどこまで規定すべきか、2平成26年会社法改正によって導入された新たな機関設計である監査等委員会設置会社をどのように評価することができるか、3日本法の下での経営者報酬および取締役の責任の在り方をそれぞれどのように評価することができるか、等を検討する予定である。
認知科学的アプローチによる中間言語の談話処理過程の解明とモデル化の試み

1.研究概要本研究は中間言語(第二言語としての日本語)の談話処理に関する研究である。物語文の談話構造(全体構造、局所構造)の発達過程を第一言語の発達過程と比較して考察した。特に言語知識と認知能力の発達の関係に着目し、第一言語と第二言語の談話処理の過程の相違点を明らかにした。2.研究成果本研究は文字のない絵本(Frog, Where Are You?; Mayer,1969)を見て同じ物語を語った、次の3種類の言語資料を分析して進めた。1)日本語学習者の中間言語(日本語)による発話資料、2)日本語学習者の母語(英語)による発話資料、3)日本人による日本語発話資料。第一言語発達の分野では、日本人の子供3歳から11歳までの発話資料について、物語文の談話生成能力の発達過程を認知と言語発達の観点から調査した。その結果、日本語を母語とする子供の発達過程において、英語を母語とする子供と類似した発達段階が認められることが明らかになった。また、第一言語と第二言語の談話処理過程を比較した結果、第一言語発達においては、ボトムアップ処理から、トップダウン処理で行われるが、第二言語発達では、その反対であることが分かった。これらの知見は、以下の3編の論文に収められている。3.研究論文1.研究概要本研究は中間言語(第二言語としての日本語)の談話処理に関する研究である。3.研究論文1.研究概要本研究は、中間言語(ここでは第二言語としての日本語)の談話処理過程の解明とそのモデル化を目的としている。研究は認知科学研究、及び、認知言語学の分野における理論や方法論を応用した認知科学的アプローチを用いて進める。研究の対象領域は、事象の認知から概念化、概念の言語化、談話生成に至るまでの全過程で、これらを実証的に解明し、談話処理モデルとして体系的に提示し、第二言語習得に関する新しい理論の構築をめざしている。2.研究経過今年度重点的に進めた作業及び成果は以下のとおりである。(1)言語資料のデータベースの整備・充実本研究は同じ物語を語った、次の3種類の言語資料を分析して進めている。本年度は、追加調査、録音資料の文字化等を中心にデータベースを構築した。(2)談話処理モデルの基本構想の作成談話処理モデルの基本構想の作成に着手した。新たな視点として、学習者が第二言語を生成する際に利用する知識ベース(資源)を学習者の第二言語の知識、第一言語の知識、談話に関する知識、社会的・文化的知識等の枠組みでとらえ、学習者が母語習得の過程で形成した認知形態、概念形成が第二言語の生成にどのように関わるのかという点も射程に入れて考察できるように考案した。(3)文献研究本研究は認知科学、認知言語学、言語学、心理学等に関わり、学際的な特色を持つので、広範囲に渡り文献の研究を行なった。3.平成12年度の課題と計画言語資料のデータベースのさらなる充実及び、物語の談話構造をさらに深く分析し、論文としてまとめる。1.研究概要本研究は中間言語(第二言語としての日本語)の談話処理過程の解明とそのモデル化を目的としている。研究は認知科学研究、及び認知言語学の分野における理論や方法論を応用した認知科学的アプローチを用いて進める。研究の対象領域は事象の認知から概念化、概念の言語化、談話生成に至るまでの全過程で、これらを実証的に解明し、談話処理モデルとして体系的に提示し第二言語習得に関する新しい理論の構築をめざしている。2.研究経過(1)第一言語(母語)の談話処理過程の解明本研究は文字のない絵本を見て同じ物語を語った、次の3種類の言語資料を分析して進めている。特に今年度は、日本人の子供3歳から11歳までの発話資料について、物語文の談話生成能力の発達過程を認知と言語発達の観点から調査した。これは中間言語(第二言語としての日本語)の研究の土台となる。

(2)文献研究認知科学、認知言語学、言語学、心理学等広範囲に渡り文献の研究を行なった。(3)研究結果の中間発表及び執筆物これまでの研究成果は以下の研究発表、及び、論文としてまとめた。日本認知科学会第17回大会(2000年6月、於静岡文化芸術大学)愛知教育大学研究報告・人文社会科学編第50号(2001.3)1.研究概要本研究は中間言語(第二言語としての日本語)の談話処理に関する研究である。物語文の談話構造(全体構造、局所構造)の発達過程を第一言語の発達過程と比較して考察した。特に言語知識と認知能力の発達の関係に着目し、第一言語と第二言語の談話処理の過程の相違点を明らかにした。2.研究成果本研究は文字のない絵本(Frog,Where Are you?;Mayer,1969)を見て同じ物語を語った、次の3種類の言語資料を分析して進めた。1)日本語学習者の中間言語(日本語)による発話資料、2)日本語学習者の母語(英語)による発話資料、3)日本人による日本語発話資料。第一言語発達の分野では、日本入の子供3歳から11歳までの発話資料について、物語文の談話生成能力の発達過程を認知と言語発達の観点から調査した。その結果、日本語を母語とする子供の発達過程において、英語を母語とする子供と類似した発達段階が認められることが明らかになった。また、第一言語と第二言語の談話処理過程を比較した結果、第一言語発達においては、ボトムアップ処理から、トップダウン処理で行われるが、第二言語発達では、その反対であることが分かった。これらの知見は、以下の3編の論文に収められている。3.研究論文愛知教育大学研究報告・人文社会科学編第48号(1999.3)愛知教育大学研究報告・人文社会科学編第49号(2000.3)愛知教育大学研究報告・人文社会科学編第50号(2001.3)
頭頸部癌モデル動物の樹立と抗腫瘍ウイルスHF10の治療効果に関する分子機構の解明

近年、悪性腫瘍の新規治療法としてウイルスを癌細胞に感染・増殖させ腫瘍を破壊する「腫瘍溶解ウイルス療法」の開発が期待されている。我々は名古屋大学で分離した抗腫瘍単純ヘルペスウイルスHF10の様々な癌における抗腫瘍効果をモデルマウス等を用いて明らかにしてきた。本研究では発癌作用を持つ薬剤4-ニトロキノリン-1-オキシドに着目し、新たな頭頚部癌モデルマウスを樹立し、HF10の抗腫瘍効果を検討する。さらに遠隔転移モデルを作成し、HF10を原発巣に投与することにより誘導された全身性の抗腫瘍免疫活性による遠隔転移病巣への抗腫瘍効果も検討する。
FeS2/H2O/O3反応系における難分解有機化合物の酸化分解

本課題は、芳香族化合物の汚染サイトに対し、二硫化鉄を酸化剤として用いた化学的酸化分解能を評価し、現地で用いることの反応阻害要因および安全性評価の実施を目的としている。原位置で本手法を用いた場合、汚染物質は分解するものの土壌の酸性化が生じる懸念がある。本年度は浄化処理後の土壌環境影響を評価するため、懸念される複数の元素項目について、生態系への負影響の有無、さらに土壌緩衝能、微生物修復機能を計算モデルにより評価し、以下の事を明らかにした。・二硫化鉄を用いた方法では、土壌の緩衝作用、微生物による硫酸還元反応により、石灰による中和処理を行わなくても、十分に自然修復可能な酸性化反応領域で分解反応が生じることが推察された。・還元剤投与による短時間での中和処理でも土壌環境を修復することは可能であるが、二硫化鉄による反応では、蓄積された中間生成物を利用した継続的な浄化サイクルを構築可能であり、中和剤を用いた処理は向かないと判断された。・多硫酸塩による浄化処理では、硫酸還元反応や緩衝作用による自然修復が困難であり、従来通り、化学的中和処理が最適である。ただ、透水性の高い土壌サイトを処理する際は、修復処理範囲を狭めるため、浄化処理前の時点で酸性化領域を限定するよう周辺に中和剤を施工するなど、環境修復まで見込んだ施工の必要性が明らかとなった。以上から、多硫酸塩による手法は反応性が高く、短期的に浄化が可能ではあるが、汚染物質の浄化のみでなく、最終的な生態系も加味した土壌環境修復を加味すると二硫化鉄を用いた手法が原位置浄化には適していることが検証された。当初の計画では、本年度微生物試験を実施し、最終年度に数値計算により本手法による現場適用時のリスク評価を実施する予定だったが、適当な微生物検体の入手に遅延があり、既存の研究結果より予測した数値計算モデルにより現場のリスク評価を実施し、最終年度に微生物試験を実施して実挙動の検証を行うこととした。全体的な進捗としては概ね順調に推進している。次年度は最終年度として、計算数値モデルと同様の結果が得られるか、酸性化処理後の土壌緩衝作用、微生物による中和能について検証を行う。本課題は、二硫化鉄を酸化剤として用いて芳香族化合物の化学的酸化分解能を評価し、分解機構の解明、現地で用いることの反応阻害要因および安全性評価の実施を目的としている。本年度は、本手法で対象汚染物質を分解する際、その中間生成物として蓄積の見込まれるベンゼンおよび酢酸を含む低分子有機酸を用い、分解機構の解明を進めた。また、酸化促進剤を用いた場合の分解機構の変化についても検討を進め、以下の知見を得た。・二硫化鉄/水のみの反応系において一週間で9割以上のベンゼンが分解し、そのうち55%は二酸化炭素まで完全分解した。さらに酸化促進剤を加えた反応系ではオゾン、過酸化水素いずれを使用した場合も99%以上のベンゼンが分解し、過酸化水素では70-75%、オゾンでは98%とCO2までの完全分解率が上昇した。・本手法によるベンゼンの酸化分解は、オレフィン化合物を介して、主にグリオキシル酸、シュウ酸、ギ酸を経由する経路とマロン酸、酢酸を経由する経路に分かれ、両経路を経てCO2まで完全分解する機構で進行することが明らかとなった。・酸化材を添加した反応系では、シュウ酸を経由する経路が優勢となり、特に過酸化水素を用いた反応系ではシュウ酸の蓄積量が無添加時よりも増加することが明らかとなった。また、促進剤効果による反応促進経路の変化は熱力学的な計算結果に裏付けられることを検証した。・ベンゼン分解速度の全容は、検出された有機酸の反応速度を用いた数値計算結果と大凡合致した。また、二硫化鉄表面で汚染物質の酸化分解に寄与するラジカル発生種を特定し、その定量に成功した。本課題の実施に必要な実験・分析環境の立ち上げが滞りなく進み、今年度予定した中間生成物の分解機構の解明に着手し、結果を出すことができた。特に、汚染物質として有機塩素化合物や有機フッ素化合物に比べて更に高い乖離エネルギーを要する芳香族化合物、カルボニル基を有する有機酸に対して、天然に広く分布する二硫化鉄が分解能を有すると実証できたことは大きな進展である。本成果は環境中での汚染物質拡散防止、汚染物質の滞留時間を評価する上で重要であり、次年度以降の研究成果により、更に明確な検証ができると予定している。また、年度後半には、ターゲットとする芳香族系化合物の実験を開始し、分解機構の解明に必要なラジカル種の特定を開始するなど、概ね順調に進行した。本課題は、二硫化鉄を酸化剤として用い、芳香族化合物の化学的酸化分解能を評価し、分解機構を解明すると共に、現地で用いることの反応阻害要因および安全性評価の実施を目的としている。本年度は、汚染事例の多い油汚染土を想定し、ガソリンの主要成分であるBTEX(ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン)複合汚染に対する適用評価を中心に実施し、以下の事を明らかにした。また、以下の結果は、本反応系が実汚染土壌においてもターゲットとする芳香族化合物の浄化が可能であり、実用可能性が極めて高いことを示している。・毒性のある主要芳香族化合物BTEXは、反応速度に差はあるものの二硫化鉄/水反応系において1週間後に9割の分解、最も分解速度の遅いトルエンにおいても2週間後に同様の分解率を示した。

・反応速度は反応初期に過酸化水素を添加することでトルエンの分解が著しく加速し、オゾンはエチルベンゼンの分解速度促進に効果的であることが明らかになった。・実汚染土壌へ適用した場合、二硫化鉄/水系のみでは土壌量の増加によってBTEXの分解量の減少が確認されたが、さらに系内に促進剤(過酸化水素およびオゾン)添加した場合、この分解反応は土壌中有機物および溶解量の増加するアルミニウムによる阻害を受けず、これら成分によって反応は促進する機構を示した。また、この促進反応要因は溶存イオン種によるラジカル反応の促進効果によることが明らかとなった。・発生ラジカル種の同定・定量結果から、二硫化鉄と過硫酸塩を用いた場合の反応機構の差異を確認した。今年度の当初計画では、同反応系におけるBTEX複合条件での分解特性の評価、実汚染土壌中での評価、さらに、ラジカル種の同定による反応機構の解明を行う予定であった。これら3件のサブテーマに関する研究は概ね順調に進展し、学会発表、論文投稿を進めた。本課題は、芳香族化合物の汚染サイトに対し、二硫化鉄を酸化剤として用いた化学的酸化分解能を評価し、現地で用いることの反応阻害要因および安全性評価の実施を目的としている。原位置で本手法を用いた場合、汚染物質は分解するものの土壌の酸性化が生じる懸念がある。本年度は浄化処理後の土壌環境影響を評価するため、懸念される複数の元素項目について、生態系への負影響の有無、さらに土壌緩衝能、微生物修復機能を計算モデルにより評価し、以下の事を明らかにした。・二硫化鉄を用いた方法では、土壌の緩衝作用、微生物による硫酸還元反応により、石灰による中和処理を行わなくても、十分に自然修復可能な酸性化反応領域で分解反応が生じることが推察された。・還元剤投与による短時間での中和処理でも土壌環境を修復することは可能であるが、二硫化鉄による反応では、蓄積された中間生成物を利用した継続的な浄化サイクルを構築可能であり、中和剤を用いた処理は向かないと判断された。・多硫酸塩による浄化処理では、硫酸還元反応や緩衝作用による自然修復が困難であり、従来通り、化学的中和処理が最適である。ただ、透水性の高い土壌サイトを処理する際は、修復処理範囲を狭めるため、浄化処理前の時点で酸性化領域を限定するよう周辺に中和剤を施工するなど、環境修復まで見込んだ施工の必要性が明らかとなった。以上から、多硫酸塩による手法は反応性が高く、短期的に浄化が可能ではあるが、汚染物質の浄化のみでなく、最終的な生態系も加味した土壌環境修復を加味すると二硫化鉄を用いた手法が原位置浄化には適していることが検証された。当初の計画では、本年度微生物試験を実施し、最終年度に数値計算により本手法による現場適用時のリスク評価を実施する予定だったが、適当な微生物検体の入手に遅延があり、既存の研究結果より予測した数値計算モデルにより現場のリスク評価を実施し、最終年度に微生物試験を実施して実挙動の検証を行うこととした。全体的な進捗としては概ね順調に推進している。次年度に計画した芳香族化合物の分解機構の解明を進めると共に、現位置浄化時における環境阻害要因の検討を進める。また、本年度の研究により、実験条件の違いによる系内の酸化剤分散状態の違いが顕著であることが明らかとなっており、反応による酸化材自体の状態変化およびフロック現象について検討を進め、実環境での透水性変化への影響評価を新たに進める必要があると予定している。
分子集合体におけるフラクタル構造の形成と光励起ダイナミクス

本研究は、複数個の分子が集合して作る分子凝集体のモルフォロジー(形態学)と光励起エネルギー緩和の問題に関して、分子の空間的な分散には一定の規則性(フラクタル構造)が存在し、この分散が励起分子ダイナミクスとどのように関連しているかについて解明することが目的である。研究成果は次のように要約される。(1)LB膜におけるフラクタル構造LB膜中のゲスト分子の分散について、ピコ秒蛍光減衰曲線の解析、時間分解スペクトルの解析に基づいて調べ、シアニン系およびロ-ダミン系色素分子のLB膜では、フラクタル次元1.81.9を与え、非常に強い凝集が起こり島状構造をとるが、フルオレン、ナフタレン、ピレン、アセトラセンなどの芳香族炭化水素のLB膜ではフラクタル次元1.1-1.3を与え、均一分散に近い構造をとり、カチオン性色素であるシアニンなどでは強い分子間相互作用が働いていることがわかった。(2)フラクタル分散構造における励起エネルギー緩和フラクタル分散系では、時間分析蛍光スペクトルはピコ秒時間スケールで蛍光帯が赤方シフトしていき、励起エネルギー緩和は次々と分子会合体へホッピング移動しながら進むことがわかった。(2)高分子ミクロ凝集体におけるフラクタル構造ピレンおよびナフタレンでレベル化した疎水性高分子ポリイソブロピルアミドの水溶液について、エネルギー移動の実験からフラクタル次元を求め、その結果この高分子構造においては相転移に伴って、フラクタル次元が1次元から2次元へジャンプすることがわかり、高分子構造とフラクタル次元の間の相関が明かとなった。本研究では、高分子ミクロ凝集体、LB膜、ベシクルなどをとりあげ、分子の形状とフラクタル分散との相関の問題を系統的に調べることに成功し、「フラクタル構造」が科学においてひろく存在し、基本的かつ一般的な現象であることを確立するとともに、とくに分子組織体においては、このフラクタル構造が励起エネルギー緩和と密接に関わっていることが示された。近年、物理化学における課題のひとつに、複数個の分子が集合して作られる分子凝集体のモルフォロジ-(形態学)と光励起エネルギ-緩和の問題がある。分子の空間的な分散には一定の規則性(フラクタル構造)が存在し、これが励起分子ダイナミクスにおける特異的なふるまいに関連している。本研究課題では、化学における「フラクタル構造」を確立するとともに、これが光励起エネルギ-緩和と如何に密接に関わっていることを示すことが目的である。本年度の成果は次のように要約される。(1)ピコ秒レ-ザ-蛍光分光装置の改良を完成蛍光の検出器として従来の光電子増倍管から冷却型CCDストリ-クカメラへ変更し、蛍光減衰曲線の測定においてフェムト秒時間分解能を達成させ、フラクタル構造・フラクタル次元について高い精度で測定できるようにした。(2)単分子膜中のフラクタル構造分子の形状とフラクタル分散との相関、LB単分子膜の中に取り込まれる発色団分子として、各種の色素分子とともに、各種の芳香族炭化水素とくに長鎖アルキル基を有するフルオレン、フェナントレン、ジヒドロフェナントレンを新たに合成し、これらのLB膜を作製することができた。次いで、これらのLB膜について蛍光減衰曲線および時間分解蛍光スペクトルを測定し、エネルギ-緩和の経路と速度について検討し、それぞれのフラクタル構造と関連させることができた。(3)疎水性高分子におけるミクロ凝集体におけるコロイド粒子内部における有機分子のフラクタル構造疎水性高分子ヒドロキシプロピルセルロ-スは水溶液中でコロイドをつくり、発色団分子としてのピレンはその中で一定の秩序構造を形成する。

この様子を相転移との関連において明かにすることができた。すなわち温度を0Cから50Cまで変化させることにより、コロイド中でのエキシマ-形成がいちじるしく変化し、相転移が起こり、それとともに蛍光減衰曲線が変化し、相転移にともなってフラクタル構造が変わることを明かにした。この研究成果はJ.Phys.Chem.誌に印刷公表された。本研究課題では、複数個の分子が集合して作られる分子凝集体のモルフォロジー(形態学)と光励起エネルギー緩和の問題に関して、表面吸着体、ラングミュア・ブロジェット(LB)膜、高分子鎖中のミクロ凝集体をとりあげ、分子の空間的な分散における「フラクタル構造」が化学において基本的かつ一般的な現象であることを確立するとともに、フラクタル構造が光励起エネルギー緩和と如何に密接に関わっていることを示すことが目的である。本年度の成果は次のように要約される。(1)アルミナ・シリカゲル表面に吸着された、ピレン、ローダミンB、シアニンなどの色素分子(分子吸着現象におけるフラクタル構造)、(2)LB単分子膜の中に取り込まれたフルオレン、ピレン、アントラセンなどの芳香族炭化水素および各種のシアニン系色素分子(分子の形状とフラクタル分散との相関、単分子膜中のフラクタル構造)、(3)種々のゲスト分子を組み入れた1層-20層にわたるLB多層膜(色素分子の分布が2次元から3次元移行するときのフラクタル構造)、(4)ピレンおよびナフタレンなどでラベル化した疎水性高分子(高分子ミクロ凝集体におけるフラクタル構造)をとりあげ、蛍光減衰曲線の形式を分類し、ピコ秒時間分解スペクトルからエネルギー緩和の経路と速度について検討し、分子集合体におけるフラクタル構造の概念を確立することができた。本年度はとくに、実験的に得られた各種の物質系におけるフラクタル構造について、コンピューターグラフィクスによってその構造パターンをシュミレーションし視覚化することができた。本年度の研究成果は次ぎのように要約される。(1)LB単分子膜の中に取り込まれたフルオレン、ナフタレン、ピレン、アントラセンなどの芳香族炭化水素(分子の形状とフラクタル分散との相関、単分子膜中のフラクタル構造)、フルオレン、ナフタレン、アントラセンをLB膜に取り込むために、これらの分子に長鎖脂肪酸基をつけた化合物を合成し、LB膜を作成した。次いでピコ秒蛍光減衰曲線の解析、時間分解スペクトルの解析より、これらの芳香族分子の膜中の分散を調べ、フラクタル次元が1.81.9を与え、均一分散に近いことが明らかとなった。これは従来のシアニン、ローダミン系色素分子の次元1.3とは大きく異なることがわかった。(2)種々のゲスト分子を組み入れた1層-20層にわたるLB多層膜(色素分子の分布が2次元から3次元移行するときのフラクタル構造)、クリスタルバイオレットとローダミンBの間で起こるエネルギー移動を、ピコ秒蛍光分光によって調べ、その結果、層数が増えるにしたがって、フラクタル次元が2次元から3次元へ連続的に変化することがわかり、フラクタル構造の化学系における有用性について確証された。(3)ピレンおよびナフタレンでラベル化した疎水性高分子(高分子ミクロ凝集体におけるフラクタル構造)。
認知神経科学的アプローチによる音楽の認知症予防・進行抑制作用の解明

音楽伴奏が体操に付くことによる認知機能と脳容積への影響を調べた。対象は健常高齢者で、週1回各1時間の介入を1年間行った。音楽伴奏が体操に付くことで、健常高齢者の認知機能の改善とともに、前頭葉容積を維持・増加させることが明らかとなった。アルツハイマー型認知症(AD)患者が、ミッシングファンダメンタル現象(MFP)の障害を有するかを知覚実験と脳形態計測を用いて調べた。AD患者が健常高齢者に比しMFTの正答率が有意に低かったことを示した。正答率は島、側頭極、下前頭回、嗅内皮質、小脳と有意な正の相関があった。この結果は、AD患者のMFPの障害が、聴覚に関わる脳領域の変性の兆候であることを示唆した。認知症患者数は、現在日本で220万人を超え、2050年には全世界で1億人を突破すると予測されており世界的な問題となっている。音楽は妄想や興奮状態などの認知症の心理症状の緩和に対する非薬物療法として、特養老人ホームやデイサービスなどで頻繁に使用されている。症状改善に関する症例報告は多数発表されているが、その機序はほとんどわかっておらず、医学的に妥当な方法を用いて音楽の有効性を明らかすることは、認知症患者数が増大している現在において急務となっている。本研究の目的は、認知症患者を対象に音楽による中核症状の他に妄想や興奮状態などのBPSD(認知症が原因で現れる行動・心理症状)の緩和と、健常高齢者を対象に音楽による認知症の予防効果の機序を経時データから示すことである。今年度は、音楽療法介入群として神経内科、精神科、脳外科で認知症の治療をしている患者、コントロール群としては認知症の診断がつき、当院物忘れ外来に受診している患者を対象に研究をおこなった。その結果、欧米で最も頻繁に用いられている、介護負担を測定する尺度であるZarit介護負担尺度の経時的変化がみられた。つまり、音楽療法介入群のみで音楽療法介入開始時から数値が3ヶ月後の評価時で上がり、6ヶ月後の評価時で下がった。この間、患者のBPSDには有意な変化がなかったことから、患者の症状が悪くなり、介護者の負担が増えたわけではない。そのため、患者には変化はなかったが、介護者自身に変化があったことが考えられ、音楽療法が患者のみならず介護者負担にも影響を与えることが示唆された。現在、日本の認知症患者数は約462万人と推定されており、2050年には全世界で1億人を突破すると予測され、世界的な問題となっている。音楽は妄想や興奮状態などの認知症の心理症状の緩和に対する非薬物療法として、特養老人ホームやデイサービスなどで頻繁に使われている。症状改善に関する症例報告は多数発表されているが、その機序はほとんどわかっておらず、医学的に妥当な方法を用いて音楽の有効性を明らかにすることは、認知症患者数が増大している現在において急務となっている。今年度も、音楽療法介入群として神経内科、精神科、脳外科で認知症の治療をしている患者、コントロール群として認知症の診断がつき、当院物忘れ外来を受診している患者を対象に研究をおこなった。認知症の症状が進んだとしても音楽的能力は衰えない原因を探るべく、単純な非音楽的刺激とミッシングファンダメンタル現象に基づいて作成した音楽的刺激を使用して聴取実験をおこなった。その結果、再認と楽曲選択を遂行することが可能であった。この結果は認知症の症状進行に音楽的能力が影響をうけないことを示唆する。ただし音楽療法介入の効果の影響など、今後も対象人数を増やしながら長期的にフォローしていく必要がある。また、健常高齢者を対象に、音楽的介入の効果を検証した。現在、解析を進めている最中ではあるが、知的機能と視空間機能の維持とともに、前頭前野背外側部、聴覚野、補足運動野の容積が維持される結果が得られている。今後も解析をすすめ、音楽的介入の効果を脳形態の観点から明らかにしていく。認知症は、現在日本に約462万人いると推定され、さらに2050年には全世界で1億人を突破すると予測されている、世界的な問題のひとつである。本研究の目的は、認知症患者を対象に音楽による中核症状とBPSD(認知症が原因で現れる行動・心理症状)の緩和、健常高齢者を対象に音楽による認知症の予防効果の機序を経時データから示すことである。今年度も認知症患者を対象に音楽的介入を行い、その前後で神経心理検査と脳イメージングを施行し、現在解析中である。健常高齢者を対象とした音楽的介入に関しては、学会シンポジウム等で発表を行い、現在論文投稿中である。また、認知症の症状が進んだとしても音楽的能力が衰えない原因を探るべく始めている基礎的な聴力に関する聴取実験は、対象人数を増やしながら現在も実験中である。当初の予定通り、認知症患者及び高齢健常者に対して音楽的介入をおこない、神経心理検査と脳イメージングを施行できているため。

本研究の目的は認知症患者を対象に進行抑制作用、健常高齢者を対象に認知症予防をもたらす音楽の影響を神経心理検査と脳イメージングのデータから示すことである。音楽的介入の結果、神経心理検査の前後比較では、視空間認知に有意な改善がみられた。また脳容積では、両側の海馬傍回と上前頭回、右上前頭回の容積に増加がみられた。現在、論文投稿中である。音楽的介入による認知機能の改善に、帯状回前部の容積が重要な役割を担うことが示唆される結果を得ることができた。現在、さらなる解析を行っている。認知症患者のピッチ知覚に、島、側頭極、下前頭回などの容積が重要な役割を担うことが示唆される結果を得ることができた。当初の予定通り、認知症患者及び高齢健常者に対して音楽的介入ができているため。認知症は、現在日本に約462万人いると推定され、さらに2050年には全世界で1億人を突破すると予測されている、世界的な問題のひとつである。介入前後もしくは1年間隔で2回、神経心理検査と脳MRI検査を行った。結果として、音楽体操群は、コントロール群よりも視空間認知機能が向上し、音楽体操群>体操群>コントロール群の順に前頭葉容積の維持・増加が見られた。音楽体操は、健常高齢者の認知機能の改善とともに、前頭葉容積を維持・増加させることが示唆された。研究成果は論文に掲載された。認知症患者が健常高齢者に比し、ミッシングファンダメンタルの正答率が有意に低かったことを示した。また、正答率は島、側頭極、下前頭回、嗅内皮質、小脳と有意な正の相関があった。この結果は、認知症患者のミッシングファンダメンタルの障害が、脳領域の変性の兆候であることを示唆した。音楽伴奏が体操に付くことによる認知機能と脳容積への影響を調べた。対象は健常高齢者で、週1回各1時間の介入を1年間行った。音楽伴奏が体操に付くことで、健常高齢者の認知機能の改善とともに、前頭葉容積を維持・増加させることが明らかとなった。アルツハイマー型認知症(AD)患者が、ミッシングファンダメンタル現象(MFP)の障害を有するかを知覚実験と脳形態計測を用いて調べた。AD患者が健常高齢者に比しMFTの正答率が有意に低かったことを示した。正答率は島、側頭極、下前頭回、嗅内皮質、小脳と有意な正の相関があった。この結果は、AD患者のMFPの障害が、聴覚に関わる脳領域の変性の兆候であることを示唆した。当初の予定の通り、認知症患者および高齢健常者に対して音楽的介入ができている点。神経心理検査とともに脳イメージングも施行できている点。さらに対象人数を増やしながら、認知症患者と高齢健常者を対象に音楽的介入を進めるとともに、本研究の特色である神経心理検査と脳イメージングを施行していく。論文投稿中であり、できるだけ早くacceptされるようにしていく。認知神経科学さらに対象人数を増やしながら、当初の予定通り、認知症患者、高齢健常者を対象に音楽的介入を進めるとともに、本研究の特色である神経心理検査と脳イメージングを施行していく。本研究の独自性である、音楽療法大学病院内で実施し,臨床医の協力のもと医学的に妥当な方法論を用いて音楽の有効性を検討することができている。
超積層材料の構造と力学的性質

2種類の金属箔を交互に積層し、拡散接合とメカニカルな加工プロセスである圧延によりメゾスコピックあるいはナノメータ周期の超積層材料を作製する方法を開発した。また、この方法を用いて、Cu/Ni,Ag/Ni,Cu/Co及びAl/Tiの超積層材料を作製し、その層構造と力学的性質について研究した。その結果、次のような結論が得られた。1)圧延法により作製された積層構造はかなり均質であり、ナノメータオーダの層間隔までこの方法で作製できることが明らかになった。2)Cu/NiとAg/Ni超積層材料の引張強さを評価した結果、降伏強さあるいは最大引張強さは層間隔の逆数に比例して増加し、1000MPaを越す高強度の材料になる。この材料の組織は熱的に300°Cまでは安定であり、その強度低下も少ない。しかし、300°C以上の高温では合金化や組織変化が生じて材料の強さは急激に低下する。3)Cu/Co系では銅箔にコバルトを電析させ、Cu/Co箔を作製し、この箔を積層することにより超積層材料を作製した。電析によるCo相はFCC構造を有し、圧延を可能にしている。このCu/Co超積層材料は磁性材料として有望である。4)Cu/Ni系の積層において、銅とニッケルの箔の厚みを変化させることによって、表面から銅とニッケルの量的割合を変化させ、かつナノメータ周期の濃度変化を持つ、傾斜機能材料を作製する方法が考案された。この材料は傾斜機能材料であり、また高強度材料でもある。5)Al/Ti系超積層材料において、熱処理を加えることによって、金属間化合物相を含む多層積層材料を作製することができた。この材料は軽量高強度耐熱材料として可能性のある材料である。2種類以上の金属原子をナノメータオーダーの周期の層状に積層した積層材料は従来の材料と異なる新しい物性と機能性が発現する可能性を有している。本研究では厚さ数ミクロンの2種類の金属箔を積層して、あるいは金属箔に他の金属をメッキした箔を積層し、拡散接合と圧延のプロセスを組み合わせることにより、ナノメータ周期の超積層材料を作製した。このようにメカニカルに作製された超積層材料の構造と機械的な特性について検討した。本年度はCu/Ni、Ag/Ni、Cu/Coの積層材料を作製し、その構造と組織をX線回折、SEM、TEMを用いて解析と観察を行い、その強度特性を引張試験を行うことによって評価した。また、Cu/Coの積層材料では磁気特性についても検討した。最小層間隔12nmの材料を作ることに成功し、この材料の組織をTEMで観察した結果、高転位密度の2相層状組織であり界面は拡散により合金化していた。引張強度は層間隔の逆数にほぼ比例し、層間隔12nmで1300MPaの高強度材料が作製された。Cu-Ni系合金は全率固溶するため、この積層材料を熱処理することによって周期的な濃度変化を持つ材料を作製できる。CuとNiの箔の厚さを種々変化させて、接合と圧延及び熱処理の組み合わせで、表面から濃度勾配をもつ傾斜機能積層材料を作製することに成功した。この材料は高強度で、耐食性のある材料である。Ag-Ni系合金は二相分離型の状態図を持ち、二相の界面は合金化せず、Ag相とNi相に分離した層状組織が得られ、この材料の強度は1000MPaを超え、Ag/Ni積層材料で考えられる、従来の理論強度よりも高い値を示した。このことより、今後超積層材料の強度に関するモデルの見直しをする必要がある。

また、高温で長時間アニールすることにより層状組織は崩壊し、微細な二相混合組織が形成される。Cu/Co超積層材料Cu箔にCoをメッキし、そのメッキ箔を積層し、接合と圧延によって超積層材料を作製した。Coの塑性変形能が悪いため、圧延によりCo相が破断しCuの層状構造の間に円盤状のCo相が存在する組織となった。この組織の材料は高強度であり、またこの材料は磁性材料としても注目されているので磁気抵抗について測定を行い、検討する予定である。厚さ数ミクロンの2種類の金属箔、あるいは金属箔に他の金属をメッキした箔を積層させ、拡散接合と繰り返し圧延を用いてナノ・メゾ構造の超積層材料を作成した。本年度はAl/Ti積層材料を作製し、その熱処理による化合物の形成過程と力学的性質について検討した。また、昨年度に続いてCu/Ni、Ag/Ni、Cu/Co積層材料について力学的性質と積層構造の関係について検討した。その結果は次の通りである。層間隔600nmのAl/Ti積層材料を作製し、アニーリングすることによりAlとTiの金属間化合物を生成させ、Al/Al_3Ti/TiおよびAl/Al_3Ti/Al_2Ti/Ti積層材料を作製することに成功した。これらの積層材料の積層構造をSEM、X線回折によって調べた結果、金属間化合物層は純金属層に挾まれ、各層を構成する結晶は配向性を持を持っていることが分かった。また、結晶の配向性は各金属箔の圧延集合組織に依存するので、集合組織を制御することによって配向性を制御することが可能である。この材料の力学的性質は高強度であるが、延性に欠ける。今後の改良により十分な延性が得られば、耐熱性の軽量高強度材として有望である。昨年度に引き続きCu/Ni,Ag/Ni,Cu/Co超積層材料について最小層間隔として2nmの層間隔を持つ超積層材料を作製し、その力学的性質を調べるとともに、理論強度との比較検討を行った。その結果、積層間隔の減少に伴う強度増加を説明するために、オロ-ワン型の強度モデルが適当であると考えた。