hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
太陽全面高精度ベクトル磁場観測で探る太陽磁気活動の起原

本研究では、太陽表面で絶えず生成消滅を繰り返す磁気活動の起源を探るために、狭帯域フィルタを用いた高精度磁場観測装置を開発した。これにより空間的に、対流構造を表す10^3kmから太陽全体にわたる10^5kmにわたる様々な磁気構造の、数秒から年の時間におよぶ変動を高精度で測定できるようになった。本研究は、日本の科学衛星「ひので」により見出された、太陽表面上のいたる箇所に存在する、水平方向を向き、磁場強度10ガウス程度の「弱い磁束管」の起源をさぐることを目的とする。これらは太陽黒点の残骸磁束管ではなく、これまで知られていなかった表面乱流のダイナモに起因すると考えられつつある。この微弱磁場の発見は、太陽表面下のプラズマ乱流や対流層構造の全体像を一新する可能性を秘めている。本研究では、京都大学飛騨天文台の太陽磁場活動望遠鏡(Solar Magnedc Activity Research Telescope : SMART)の偏光計測装置の高精度化をはかり、この「弱い磁束管」のhouryearにわたるさまざまな時間スケールのデータ解析からその起源および、太陽表面乱流での磁場生成過程を探るものである。SMART望遠鏡の偏光観測モジュールである第4鏡筒(T4)に設置されている偏光データ取得システムは、偏光モジュレーションを与えるための回転波長板、Fe I 6302吸収線観測用ファブリペロー式狭帯域フィルター、偏光ビームスプリッタと2台の大フォーマットCCDカメラから成る。昨20年度は、2台のカメラを高速読み出し可能なものに交換し、従来の適宜での画像読み出し速度(5s)を、毎秒30フレーム読み出し可能なシステムに更新を実施した。さらにファブリペローフィルターおよび、回転波長板の制御装置ソフトウエアの開発を行った。これにより、数秒の観測時間で、シーイング誤差を抑えつつ高精度偏光計測を実施するシステムの大枠が構築された。観測時間は従来の10倍以上短縮できる見込みであり、大幅なデータ品質の向上が期待できる。本研究は、京都大学飛騨天文台の太陽磁場活動望遠鏡(Solar Magnetic Activity Research Telescope : SMART)の偏光計測装置の高精度化をはかり、太陽表面に生成すさまざまなスケールの磁場活動のhouryearにわたるさまざまな時間スケールのデータ解析からその起源および、太陽表面乱流での磁場生成過程を探るものである。当該年度は、偏光解析装置の機械システムの設計製作と、撮像システムの開発、さらに狭帯域フィルターの性能評価を実施した。機械システムは、撮像装置前に設置された像縮小レンズと狭帯域フィルターを保持するものであり、フィルターとカメラまでを一体として望遠鏡に組み込む準備が整った。撮像装置は毎秒30枚で2台のCCDカメラを同時に撮像するものであり、汎用のコンピュータを使用してソフトウエアを開発した。偏光変調装置は回転波長板からなるが、CCDカメラの撮像タイミングと同期してその回転角度を読み取る必要がある。このために、CCDカメラの撮像信号を回転波長板制御システムで取り込むインターフェース装置とソフトウエアの開発を実施した。狭帯域フィルタは、60mmの口径のふぁぶりペローフィルターである。この口径にわたっての透過率、透過幅の一様性が観測結果に影響を与えるために、正確な評価が必要とされる。このために、観測波長の6302Aと近いHe-Neレーザー光源を用いた、透過率試験を実施した。太陽表面では、黒点に代表される太陽直径程度(700万km)の距離スケールの巨大な磁場とともに、太陽表面の対流現象のスケール(1000km)での微細な磁場構造もあり、それぞれの生成消滅が観測されている。これらは太陽内部のプラズマと磁場の相互作用により、大きさや磁場強度、時間尺度の異なる様々な特徴的磁場構造の発達、消滅過程を表してると考えられるが、その詳細は分かっていない。本計画は、京都大学飛騨天文台設置の太陽磁場活動望遠鏡の偏光解析装置を改良し、これらの磁気活動の起源を探るものである。最終年度となる当該年度には、実験室での観測システムを実施し、望遠鏡に設置する前に、30フレーム毎秒で偏光変調された、2系統の1600x1200ピクセルの画像データを、連続的に取得するシステムの調整を行った。飛騨天文台ドームレス望遠鏡に装置を取り付けて試験を実施し、新機構が動作することを確認した。その後、実機への取付けを行い、既存の光学系との軸合わせなどを実施し、結像性能を確認した。さらに、望遠鏡を含む装置全体での偏光特性評価の準備を行った。これにより、実機でのデータの取得が可能となり、データの取得を開始した。太陽活動の上昇により、黒点が多数出現するようになってきており、取得された黒点などのデータの評価をすすめ、まざまなスケールの磁気活動の起源についての考察を行っている。
生体活性金属イオンの長期徐放を可能にする分解制御型合金デバイスの開発

生体内分解性のマグネシウム合金の生体内分解挙動のメカニズム解明とマグネシウムの骨形成への効果を検討するため、動物の皮下および骨内に移植して組織学的に観察を行った結果、合金の組成の違いにより分解挙動が異なると同時に、治癒との関連付けられる周囲の組織反応の器質化への速度に違いが生じることが明らかになった。また骨内では分解と同時に合金周囲に骨形成がみられた。新生骨形成量は分解挙動で異なり、分解の遅いものはゆっくりと骨を形成するが、分解の速いものは比較的早期に形成されるが一定期間を過ぎると減少した。また合金と新生骨は、高い接触率を示したことから、マグネシウム合金が高い骨神話背を有していると思われた。本研究は、マグネシウム合金を用いた骨形成用デバイスの開発であり、マグネシウム合金について、治療に耐えうる機械的強度、特性と骨形成に作用する金属イオンの徐放と骨形成促進効果の検討が主目的となる。本年度は、カルシウム系マグネシウム合金の試作に取りかかり、単純な円錐形先端構造を有するピンを作製して、実際に固定処理を行わないブタ下顎骨に専用デバイスを用いて打ち込んだ。実験には、臨床ですでに様々な材料の使用経験を有する今井准教授により実際に打ち込み試験を行った。結果としてブタ下顎骨はヒトに比べて硬いものの槌打による打ち込みで皮質骨内に先端を壊すことなく埋植できた。通常はガイドとなる穴をつくって挿入するデバイスであることから少なくとも破損することなく埋入できると思われた。また動物実験については、本年度は、ウサギの脛骨に直径2mmの円柱状マグネシウム合金を移植する実験を行った。しかし長期観察が必要なため本年度中に屠殺を行うことができず、現在経過観察中である。埋植部は、肉眼的に炎症や腫れなどの病的変化はみられず経過良好である。組織的には前述した動物実験モデルの予備実験サンプルの樹脂包埋標本を作製して、組織学的に骨形成についての再検討を行った。マグネシウム合金のあるタイプは、マイクロCTによる観察で6ヶ月以内にほぼ分解され、原形をとどめていないが、組織学的には腐食生成物と思われる非染色性の無構造な塊状物が組織内に散見された。一方で実際に吸収された合金の存在部位およびその周囲に骨細胞を有する骨組織の形成が樹脂包埋標本によって確認できた。本年度は、円柱状インプラント型のマグネシウム合金をラット脛骨に移植したモデルに関して、研磨標本を作製し、組織学的な各種携帯計測により、分解挙動、骨形成に関する評価を行った。用いたインプラントは、純マグネシウムに加え、カルシウム、亜鉛を含む2元型、3元型の合金を使用した。観察期間は、最長で32週経過までで、過剰麻酔にて屠殺後、樹脂包埋して研磨標本を作製した。合金の分解量は、組成によって異なるが、ある元素を高濃度に含有させると8週までに消失した。一方で、組成の微量な違いは、分解挙動に大きな影響を示さなかった。腐食生成物量は基本的には分解挙動に一致するが、合金によっては腐食生成物を経過とともに多く生成するものもみられた。腐食生成物は、時間経過とともに減少傾向は示したが、分解の早い合金でも32週まで残留していた。新生骨はいずれの合金にも認められた。特にインプラント周囲に接触する形で観察されたことから、骨との親和性の高い合金であることが確認された。分解量との関連付けを必要とするが、骨への置換とみることができると思われた。一方、分解の早い合金では廃用性萎縮と思われる骨量の減少も認められた。新生骨は基本的にはマグネシウム合金をほぼ全周性に取り囲む形で形成されたが、組織学的には腐食生成物の介在がみられ、腐食生成物が重要な役割を果たしていると思われた。また問題となるガス発生については、これまでの報告にもあるように分解挙動と一致して発生、吸収挙動を示した。しかしガス発生による極端な骨形成阻害はみられなかったが、ガス等の接触による既存骨の吸収像が確認され、ガス発生の制御による骨形成、骨吸収への悪影響がないことの確認の必要性を示唆した。本年度は、骨形成と同時に臨床応用において重要な課題となるマグネシウム合金の生体安全性評価を評価に注目し、動物実験により、ガス吸収、腐食生成物に対する組織反応を検討した。生体内でのマグネシウム合金の分解挙動とそれに対する組織反応を検討するため、ラットの皮下に移植した純マグネシウム、既存の工業用マグネシウム合金、開発合金について病理組織学的に観察した。皮下の実験群とも、移植後の体重の減少、血液および尿中マグネシウム濃度に異常な上昇はみられなかった。皮下に移植した分解速度の速い合金と遅い合金では、分解速度が速い合金で、移植後、早期にガス貯留、腐食生成物の形成が著明にみられた。組織学的観察より、合金および空孔を囲む組織は、血管を多く含む肉芽組織がみられた。

一方、分解の遅い合金は、ガス貯留が軽度で、合金周囲および空孔周囲の組織は早い段階で器質化し、薄く結果の少ない線維性組織による被膜がみられた。マグネシウム合金から離れた空孔周囲の組織内に腐食生成物が含まれており、腐食生成物の形成、肉芽組織の付着、剥離などが分解に関与すると思われた。マグネシウム合金は、金属の組成や結晶構造の制御により、機械的特性や分解挙動を調整することが可能である。開発するマグネシウム合金に対して、マグネシウム合金の分解、発生ガス吸収のメカニズムの解明には、組織学的検討が必要であると思われた。臨床応用ではガス発生について、長く大量に貯留させないためにも、材料の組成から急激な発生を抑制することを検討することが必要であると同時に貯留したガスを速やかに吸収する方法の検討も重要である。それらを理解するための所見を得ることができた。震災により動物実験が進められず、埋植するに留まってしまった。また同様の理由によりマグネシウム合金の試作品を実際に確認するためのスケジュールが合わず、実際に臨床的予備実験が行うのが遅い時期となり、設計等へのフィードバックが遅れてしまった。25年度が最終年度であるため、記入しない。概ね順調であるが、骨形成については樹脂包埋標本の研磨に時間がかかり、また使用を予定していた装置が年度末に入ったため組織内の元素分析がなかなか思うように進まずやや遅れがでた。本年度は、継続して動物実験モデルを用いたin vivo実験を行い、徐々に組織標本をふやしていき、特に骨形成効果について科学的な検証を行いたい。また実機に近い形状を付与して、同様に骨への挿入が可能であるかどうかの検討を行う。そのためにできる限り打合せ時間を作って作製の立場と臨床の立場での接点をもたせながら改良をすすめていきたいと考えている。マグネシウム合金の骨形成能については一定の所見がでており、新生骨形成については、樹脂包埋標本を用いた元素分析により、骨形成促進への効果について解析を進めたいと考えている。特にマグネシウムが新生骨にどのように取り込まれて、形成そのものにどのような影響を与えているか早急に検討したい。
生産基盤としての運輸整備・効率化、情報化進展、エネルギー効率化の経済分析・政策

新世紀の生産支援部門における最重要課題である運輸整備・効率化、情報化進展、エネルギー効率化が日本経済にもたらすインパクトを分析し、運輸経済政策、情報化経済政策、エネルギー経済政策のそれぞれ及びそれら相互の関係に重要な示唆を得る。というのは、波及効果の大きい新製品やベンチャー企業が期待薄な今、従来の社会資本・公共投資の定義を越えたこれら生産支援部門が企業効率化や経済成長の鍵を握るのである。低調な日本経済が運輸・情報・エネルギーのうち何を整備あるいは効率化・進展化させることによって、どういうメカニズムで最も再成長するかを、環境保全も考慮に入れて検証する。本研究における経済分析は、一般均衡のフレームで展開する。規制・介入あるいは規制緩和・自由化など、プロジェクト・レベルを超えて経済の様々な部門に複雑なインパクトを及ぼす経済政策の評価の最有力手法として、CGEモデル(Computable General Equilibrium Model)が近年非常に注目を浴びている。従来、CGEモデルは貿易、金融・財政などのマクロ分野政策インパクト検証に用いられることが多かったが、本研究では申請者の既存研究成果をベースにしてCGEモデルを運輸・情報・エネルギーの具体的生産支援部門に適用する。そして、その全産業部門それぞれの需給価格・量や労働・資金などの配分あるいは付加価値、さらには経済全体のGDPもしくはGNPに対するインパクトを視野広くかつ具体的に政策評価するものである。また、国・地域経済の集計的な生産関数を求める単調な従来の社会資本の分析アプローチを離れて、個別生産支援部門の生産関数、DEA、VAR分析などを多様に組み合わせる。これにより従来のデータ制約が大幅に緩和され今まで利用できなかった豊富なデータを活用でき、分析手法間の整合性をチェックして生産性などの結論を総合的に求めることができ、さらに事業形態、ネットワークなど関連政策の示唆が可能となる。また、マクロだけでなく地域経済の視点にもたって評価することと、関連政策優先度・政策整合性や協調政策立案も議論する。はたして、生産基盤を支援するこれらの部門には、広範囲に渡る経済的効果が確認され、総合的な評価を行った。さらに、運輸効率化・情報化などが与えるインパクトは大きいだけでなでなく、エネルギー、環境面を含めた整合性ある協調政策の必要性を強く認識した。本研究の目的は、新世紀の生産支援部門における最重要課題である運輸整備・効率化、情報化進展、エネルギー効率化が日本経済にもたらすインパクトを分析し、これらそれぞれ及び相互の関係に重要な政策示唆を与えることである。第二は、上の個別分析の進捗も参考にしながら、既に開発した日本のCGEモデルを静学の範囲内で評価対象政策の拡大・深化を図ることと高度化・改良である。現在開発したCGEモデルはGAMSのMPCGEアルゴリズムで一般均衡を求めるもので、比較的オーソドックスな仕様のモデルとなっている。これに改良を加えていくこととし、モデル技術的に動学化への準備としてGTAPソフトウェアに切り替え、また貯蓄・投資などを内生化するなどの準備が必要である。このために必要なソフトウェアGEMPACKなどを入手し、来年度の本格的改良作業へ下準備を進めた。本研究の目的としては、新世紀の生産支援部門における最重要課題である運輸整備

・効率化、情報化進展、エネルギー効率化が日本経済にもたらすインパクトを分析し、運輸経済政策、情報化経済政策、エネルギー経済政策のそれぞれ及びそれら相互の関係に重要な示唆を与える。CGEモデルなど各種の計量経済学的手法を駆使し、経済的インパクトとしてGDPや部門別の生産額・要素所得、そして国内消費や輸出入の構造、また環境保全も考慮に入れて分析する。2年目は、(1)分析方法的には1年目に改良した静学的CGEモデルの、生産要素成長をコントロールした動学モデルの開発を予備的に行った。同時にこの動学化手法は、生産要素成長についての経済予測機能を付加したモデル構造のものであり、政策間の経済効果の比較や協調政策の評価など、今後の政策評価の枠組を多様化させる。(2)分析内容的には、情報化や情報化交通システムなどの、新しくまた協調的な政策評価を行って論文出版した。そして、港湾整備・効率化の経済効果の分析としては、論文を出版したほか、集大成として『港湾と地域の経済学』という教科書・参考書を出版した。特に、一般均衡枠組で構造的な地域経済効果を及ぼす港湾の整備・効率化を分析する手法を解説し、政策示唆を体系的に提示した。そして、(3)日本のエネルギー・環境に配慮した交通モーダルシフト政策などが地域経済に与える経済インパクトの評価を行うための、データ構築や予備的分析を準備することに進捗を得た。本研究の目的としては、新世紀の生産支援部門における最重要課題である運輸整備・効率化、情報化進展、エネルギー効率化が日本経済にもたらすインパクトを分析し、運輸経済政策、情報化経済政策、エネルギー経済政策のそれぞれ及びそれら相互の関係に重要な示唆を与える。波及効果の大きい新製品やベンチャー企業が期待薄な今、従来の社会資本・公共投資の定義を越えたこれら生産支援部門が企業効率化や経済成長の鍵を握る。分析対象あるいは政策評価指標となる経済的インパクトとして第一に重要なのはGDPや部門別の生産額・要素所得であり、この他に国内消費や輸出入の構造に関心があり、また環境保全も考慮に入れる。こうした指標を基準として、CGEモデルなど各種の計量経済学的手法を駆使し、低調な日本経済が運輸・情報・エネルギーのうち何を整備あるいは効率化・進展化させることによって、どういうメカニズムで最も再成長するかを検証する。逆にいうと、どれに投資ないしは効率化が進んでも、あまり経済効果が期待できないのかを議論する。また、運輸・情報・エネルギー三部門の協調経済政策の複合経済効果を評価し、政策整合性についても指摘する。3年目かつ最終年度としてまず分析内容的には、1、2年目に運輸整備・効率化や情報化進展の個別政策評価を中心に進めて出版してきたのに対して、交通と情報化との関係(インテリジェント交通システム)や運輸エネルギーと環境との関係(CO_2削減を炭素税で実現するか運輸効率化か)などの複合政策の評価に発展させ論文発表やmimeo作成した。
諸外国語と日本語の対照的記述に関する方法論的研究

本研究では、1.体系性の志向、2.類型論からの脱皮、3.認知言語学的知見の批判的発展という3点を軸に日本語と諸言語の対照研究を推進した。体系性の志向とは、個別の現象の相違を観察するだけにとどまらず、体系性(固有性,一般性,歴史性の考察)を志向した研究である。東アジア言語(中国語、韓国語、日本語)、ヨーロッパ言語(ロマンス語、ゲルマン語)を中心に語彙、文法、談話レベルにおいて日本語との比較対象を行った。類型論からの脱皮という観点からは、二言語の対照的記述にとどまらず,類型的に異なる様々な言語の対照から提出されるテーマを総合し,それに体系性を与える本格的な研究を確立することを試みた。ベルト・ハイネ教授(ドイツ)の講演「文法化の諸問題」、ダニエル・ルポー教授(フランス)の講演「願望と願望表現」、彭広陸教授(中国)「中国語の新語辞典に見られる日本語語彙の受容」は、類型論を越えたところに対照研究を位置づけようという試みである。認知言語学的知見の批判的発展というアプローチは、言語が認知的基盤の上に成り立つという仮説を受け入れた上で、さらに歴史性(語彙の意味変化),社会性(対人の表象,自己の規定等)がとのように原理的に関わるかなどを韓国語、中国語、ドイツ語、フランス語、英語を中心に論じた。従来の記述と理論の言語研究を脱皮して、認知基盤、文化・歴史的背景、統語と意味の相互干渉、談話と文法のダイナミズムなど多角的な面から多言語の研究が展開した。本年度の活動は,本研究チームの組織する対照プロジェクトセミナー,外部の講師を招いての講演会,特定のテーマに関するワークショップの三つを軸とした。対照プロジェクトセミナーは,本研究組織のメンバーによる話題提供と関心をもつ教員,大学院生との議論が中心となった。(1)青木三郎「真実と事実の表現系」(H15.9),(2)廣瀬幸生「話者指示の領域と視点階層」(H15.10),(3)森芳樹「認知言語学と意味論」(H15.11),(4)砂川有里子「談話と文法の接点」(H15.12)以上4回の定例セミナーを行い,フランス語,英語,ドイツ語と日本語の対照的研究について論じた。ワークショップは,(1)「日中対照語彙交流について」(H15.6),(2)「談話と文法」(H15.9),(3)「言語,との特別なるもの,特異なるもの」(H15.11)の3件が行われた。以上の活動を通じて,諸言語と日本語が様々な諸相において対照的に分析され,記述と理解を深めることができた。本年度の活動も前年度に引き続き,対照プロジェクトセミナー,特定のテーマに関するワークショップ・シンポジウムへの参加を軸とした。(2)大島弘子(パリ第7大学準教授)「仏人日本語学習者の誤用・誤解例から-視点と発話理論の問題」(H16.6.23)(3)イレーヌ・タンバ(パリ社会科学高等学院教授)「前置詞と多義性」(H16.10.5),(4)鷹木恵子(桜美林大学教授)「北アフリカ諸国の言語」(H16.11.18)(5)渡邊淳也(玉川大学講師)「フランス語の証拠性」(H17.1.29)以上5回の対照プロジェクトセミナーを行い,フランス語,英語,ドイツ語さらにアラビア語と日本語の対照的研究について論じた。ワークショップは、(1)第1回日本・チュニジア文化・科学技術学術シンポジウムの言語文化部門(チュニジア共和国スファックス大学6月)(2)国際シンポジウム「交差するアジア・北アフリカ文化・科学技術研究」の第IIIセッション「北アフリカの多言語・多文化状況」(筑波大学北アフリカ研究センター・人文社会科学研究科主催、H17.3.17)に参加した。

以上の活動を通じて,諸言語と日本語が様々な諸相において対照的な記述と理解をさらに深めることができた。本年度の活動は前年度に引き続き、対照プロジェクトセミナー、シンポジウムへの参加を軸にして行った。対照プロジェクトセミナーは、専門的研究者を招待して、主にフランス語圏の言語文化を中心に行った。(1)喜田浩平(慶応義塾大学文学部助教授)「フランス語と日本語の副詞・接続詞に関する対照研究」(H17.5.9)(2)渡邊淳也(玉川大学文学部助教授)「フランス語と日本語の時制の対照研究に関する研究」(H.17.5.19)(3)國枝孝弘(慶応義塾大学総合政策学部助教授)「人道に関する罪と証言性の関する言語的問題」(H17.5.23)(4)ドルヌ・フランス(青山学院大学文学部教授)「フランス語と日本語の評価副詞に関する対照研究」(H17,6.23)(5)モハメド・ブリ(沖縄県立芸術大学大学院芸術文化学研究科2年次在学)「アラビア語(チュニジア方言)の語彙と慣用句に関する研究」(H17.10.21)以上5回の招待セミナーを行い、対照的研究の記述的・理論的問題に関して議論を深めた。特にフランス語、アラビア語の母語話者との対照研究は研究の可能性と発展性が期待できる領域である。シンポジウムは、(1)国際学術シンポジウム「韓日語対照研究の理論と方法」(韓国全北大学校、H17.6.17)(2)第2回日本・チュニジア文化・科学技術学術シンポジウム言語文化部門(チュニジア共和国スース大学人文学部、H.17.11)を共同主催し、対照研究の理論と方法に関して国際的視野からの理解を深めた。なお個々の研究分担者の研究活動成果は、学術雑誌掲載の論文、単著により公表されている。3年間の研究成果を公刊し、新たな発展を期するためのシンポジウムを開いた。研究成果の公刊は、『談話と文法の接点』(平成18年6月)、および最終年度研究成果報告書の二つである。『談話と文法』では、平成15年度9月22日に開催した「ワークショップ:談話と文法」を土台にして、話し手と聞き手の相互作用や談話展開といった言語運用レベルの観点から文法を捉え直す試みを行った。ワークショップでの議論とそれ以降の研究成果を踏まえたポリー・ザトラウスキー氏「談話から文法を考える」、渡辺文生氏「ストーリーを語る談話における『は』の使われ方について」、柴崎礼士郎氏「ジャンル別に見た談話と情報構造-Preferred Argument Structureをめぐって-」の論文に、筑波大学の教員と院生による8本の論文を加えて1冊にまとめたものである。日本語学習者の談話データと母語話者の談話データの比較やドイツ語と日本語の対照研究などの比較を通じて日本語の談話と文法の関わりが論じられた。身ぶりと他動の関係、人称代名詞の文法化、母語話者と非母語話者の接触場面における予測など、談話という観点から改めて文法を捉え直し、これまでの文法研究では記述しきれなかった問題を考察した。最終年度研究成果報告書では、対照言語学的アプローチによる日本語・韓国語の語順研究、複合辞の日韓対照、形容詞等位接続詞に現れる日本語のテ形と韓国語の対応形の比較、取り立て詞「でも」をめぐる考察、日英語の比較構文の対照的研究、ドイツ語の前時性・後時性時間接続詞の多義性とモダリティの問題、古語の助動詞ケリの分析に基づく日本語の時間論理と言語現象の多様性の問題を扱った。
コラーゲン分解酵素阻害剤と再石灰化作用を持つ”自己強化型接着システムの開発”

保存液(脱イオン水と人工唾液)によって、レジンコーティングの有無による象牙質透過性の経時的変化を評価した。コーティングなしの場合、脱イオン水保存群では30日後まで象牙質透過性が増加した後、一定に達したが、人工唾液保存群では、30日後まで象牙質透過性が低下した後に一定に達した。象牙質表面にレジンコーティングを施した場合、1日後では象牙質透過性が著しく低下した。走査電子顕微鏡観察では、人工唾液保存群においてのみ象牙質表層に沈着物の存在が確認された。脱イオン水と人工唾液では、象牙質に対する反応が異なるため、in vitroの実験における保存液として人工唾液を用いることが推奨される。本研究の目的は、コラーゲン分解酵素阻害剤と象牙質再石灰化作用を併せ持つ、自己強化型接着システムの開発である。レジンー象牙質接合界面の劣化を引き起こす象牙質コラーゲンの加水分解を防ぐだけでなく、象牙質の再石灰化を促進させる微量元素に着目し象牙質接合界面に徐放することによって、従来弱点であった接合界面を積極的に再石灰化し強化することにより、長期安定性のある高い機械的強度を持つ象牙質レジン複合体となると考えられる。まずは象牙質よりも無機質成分に富むエナメル質に対して、ハイドロキシアパタイト懸濁液とハイドロキシアパタイト混合物を塗布することとした。試薬には、(1)ナノハイドロキシアパタイト懸濁液(44.4 wt %)、(2)ハイドロキシアパタイトナノクリスタルズ(44.1 wt %、(3)第3リン酸カルシウム(39.3 wt %)を用いた。牛歯エナメル質研削面に対して、各試薬を塗布した後、走査型電子顕微鏡にて表層の観察を行なった。すべての試料において結晶体の生成が認められた。試料の精製に時間を費やしてしまったことにより、研究の達成度にやや遅れが見られるが、今後、ハイドロキシアパタイト懸濁液とハイドロキシアパタイト混合物の配合を変え最適な配合量を検討する予定である。さらに、エナメル質に加えて、象牙質、う蝕影響象牙質に対してのハイドロキシアパタイト懸濁液とハイドロキシアパタイト混合物の反応を検討する予定である。本研究ではコラーゲン分解酵素阻害剤と象牙質再石灰化作用を併せ持つ、自己強化型接着システムの開発を目的としている。従来から接着システムを使用する際に弱点であった接合界面を強化することにより、長期安定性があり高い機械的強度を持つ象牙質レジン複合体を生成していきたい。接合界面を劣化させる要因としては、接着システム自体の吸水、接着界面の劣化、象牙質透過性の問題があげられる。象牙質は65-70%が無機質(ハイドロキシアパタイトの結晶の大きさはエナメル質と比べてはるかに小さい)、18%程度が有機質、12%が水分という組成であり、有機質が90%以上のエナメル質に比べると接着がはるかに難しいといえる。今年度は、接着システムを象牙質に塗布した場合の象牙質透過性の経時的変化を測定した。さらに、in vitroの実験であるが口腔内環境により近づけるために、保存液についての検討を行った。保存液についての検討は、当初の実施計画にはなかったが、蒸留水と人工唾液の間では大きさ差異があることがわかり、今後の研究に多いに役立つ知見が得られた。また、象牙質透過性の変化を測定する際、基準となる象牙質透過性の測定に、従来多く行われてきたリン酸などの酸を用いる手法ではスメア層が完全に除去されてしまい、接着条件が臨床での状況と大きく異なってしまう。最適な表面処理方法の検討に時間を割くことになり、測定手技の確立に時間がかかった。接着システムを象牙質に塗布した場合の象牙質透過性の経時的変化を測定、またin vitroにおける保存液についての検討を行なった。これまでのin vitroの研究では、試料の保存液として脱イオン水が使用されており、口腔内環境とは大きく異なっていたと考えられる。本研究では、保存液(脱イオン水と人工唾液)によって、レジンコーティング(Clearfil SE Bondのみ、あるいはClearfil SE BondとClearfil Protect Liner F)の有無による象牙質透過性の経時的変化を1、30、90日後に評価し、さらに走査電子顕微鏡にて観察した。その後、脱イオン水保存群では1日後に比べて90日後では象牙質透過性が上昇した。一方、人工唾液保存群においては、1、30、90日後で象牙質透過性に変化は認められなかった。さらにレジンコーティングを行う材料の違いによって象牙質透過性に違いが生じ、Clearfil SE BondとClearfil Protect Liner Fを併用することにより、Clearfil SE Bond単独使用よりもさらに象牙質透過性が低下した。走査電子顕微鏡観察の結果は、人工唾液保存群においてのみ象牙質表層に沈着物の存在が確認された。

再石灰化作用を持つ接着システムについて検討していた過程において、surface pre-reacted glass ionomer fillerは各種イオン除放能を有しており、酸性条件下においても接着システム周囲歯質に脱灰抑制能があることが判明した。歯科治療では修復物周囲に生じる二次う蝕の発生頻度は非常に高い。一度治療した歯の再修復の理由としては、二次う蝕が最も高頻度であり、効果的に二次う蝕の発生を抑制し、脱灰した部分には再石灰化をさせる材料が必要である。歯科治療では硬組織の画像診断は主にエックス線にて行なわれるが、解像度に限界があり初期う蝕は検知されづらいことや、被爆の問題から頻回に撮影できないのが現状である。光干渉断層計(Optical Coherence Tomography,以降OCT)は、近赤外光を光源に利用し、非破壊にて組織の断層画像を病理組織切片に近い精度でリアルタイムで観察できる断層画像装置である。OCTを用いて、エックス線では難しかった、エナメル質表層下のミネラル密度の測定が可能であることが明らかにされている。本研究では、材料からフッ素やストロンチウムなどのイオンが放出されるフィラーや、に着目し、その抗う蝕作用や再石灰化についてOCTを用いて検討した。牛歯エナメル質のブロックをSiCペーパー# 2000で調整した後、直径1.5 mm、深さ0.5 mmに窩洞を形成した。窩洞内をフッ素非含有Palfique Light Sealant、フッ素含有Teethmate F-1 2.0、S-PRG含有BeautiSealantにて充填した。脱灰液(pH=4.5)に5日間浸漬前後で、材料周囲の脱灰の程度について検討した。フッ素含有材料とS-PRG含有材料では材料周囲の脱灰抑制が認められた。さらには、材料からの距離によってミネラル密度に差が認められた。保存液(脱イオン水と人工唾液)によって、レジンコーティングの有無による象牙質透過性の経時的変化を評価した。コーティングなしの場合、脱イオン水保存群では30日後まで象牙質透過性が増加した後、一定に達したが、人工唾液保存群では、30日後まで象牙質透過性が低下した後に一定に達した。象牙質表面にレジンコーティングを施した場合、1日後では象牙質透過性が著しく低下した。走査電子顕微鏡観察では、人工唾液保存群においてのみ象牙質表層に沈着物の存在が確認された。脱イオン水と人工唾液では、象牙質に対する反応が異なるため、in vitroの実験における保存液として人工唾液を用いることが推奨される。象牙質透過性の変化を測定する際、基準となる象牙質透過性の測定に、従来多く行われてきたリン酸などの酸を用いる手法ではスメア層が完全に除去されてしまい、接着条件が臨床での状況と大きく異なってしまう。最適な表面処理方法の検討に時間を割くことになり、測定手技の確立に時間がかかった。この現象の経時的変化を波長掃引型光干渉断層計を用いて解析を行なっている。保存修復学象牙質の再石灰化を促進させる微量元素としては、これまでにF, Ca, P, Mg, SiおよびAlが判明している。すでに再石灰化に有効なハイドロキシアパタイト(HAp)をランタン系列元素に見いだしており、ボンディングシステムに不可欠な酸性モノマーとの配合により、長期安定性のある高い機械的強度を持ったレジンー象牙質複合体を生成しうると考えられる。
財政的制約下における義務教育教員人件費政策の過程と帰結に関する実証的研究

本研究は、都道府県の教員人件費配分政策の実証的解明を企図したものである。2000年代に地方政治の俎上に上った教員人件費政策の都道府県レベルの多様性に着目し、それらを包括的に把握するとともに、その政治過程の事例分析とパネルデータによる分析から多様性をもたらす要因を明らかにし、民主的統制の所在を考察した。また、教員給与水準引き下げや非正規雇用多用といった政策が教員供給に与える影響を潜在的教職参入層の学生に対する調査データの計量分析から明らかにし、教員人件費政策の最適戦略のための方針を得た。平成25年度の研究成果として、教育財政に関する理論的・実証的論文を3篇発表した。2篇は教育財政の効率性に関する理論的・実証的研究であり、そのうちの1篇は24年度に行った学会発表を発展させた上で論文化したものである(『日本教育行政学会年報』39号掲載論文)。教育政策・行財政研究における効率性を概念および測定手法の史的展開の面から考察し、日本の教育財政へ含意を明らかにした。一方、紀要論文(『北海道教育大学紀要』64巻1号掲載論文)では、日本の教育財政における効率性の実証分析を行った。特に、地方教育行財政における効率性に関して、行政・経営規模(基礎自治体規模および学校経営規模)の観点から考察を行った。他方の論考(『北海道教育大学紀要』64巻2号掲載論文)では、教育財政をめぐる政策過程について実証分析を行った。地方教育財政の政策過程の分析のための基礎的考察として、権力の集中分散に関わる政治・行政制度が教育分野への一般政府支出に与える影響について、鳥瞰的な視点から計量的実証を試みた。政治制度が、教育財政支出水準のみならず漸増・漸減主義および政治アクターの政策選好の反映度にどのような影響を与えるのかという点を分析し、その含意として、1990年代以降日本において進行した2つの中央における統治機構改革および地方分権改革が教育財政に及ぼした(及ぼしうる)影響を析出した。これらの論文による成果発表と並行して、教員養成大学学生に対して進路選択に関する質問紙調査を行い、2000年代以降の教育財政に関わる制度改変が教員供給に与えうる影響についての分析・考察のためのデータの収集・整理を行った。本年度は、2000年代の義務教育財政における政策分析・政策過程分析のための基礎的作業・研究として、以下の3点を実施した。第1は、各都道府県の教員人件費配分に関わる基礎データ収集である。具体的には、2000年度以降の任期付・非常勤採用および現員教諭の給与水準の趨勢についてデータセットの構築である。現時点で作業は未完であり、25年度も継続して取り組む予定である。第2は、教員人件費を含む教育財政における効率性の理論的考察である。具体的には米欧の教育財政関係の理論的・実証的文献の検討を通じて、統計学・オペレーションズリサーチ等で確立・発展したFarrell効率性の教育政策・財政分野の適応可能性、および効率性を規定する地方教育行財政・政策的要因について吟味を行い、教育財政における効率性に関する理論的・実証的分析の方向性を示した。その成果発表は学会口頭発表(2012年10月日本教育行政学会)によって行われ、現在論文化の途上にある。第3は、教育財政の政策過程における民主性に関する検討である。地方教育財政の政治化以前の時期における初等中等教育の教員人件費関連の政策の政策過程を分析し、中央・地方教育財政に通底する民主的統制のための条件の考察を行った。その成果は論文として発表された(橋野2012,2013)。今年度は研究課題に関わる2つの実証分析を行った。まず、第1に、2000年以降の地方政治の文脈における教員人件費をめぐる政策過程の分析を行った。都道府県知事選挙における少人数学級・指導および行政改革の争点化、公約実行手段についてパネルデータを作成した上で計量分析を行うとともに、各県の議会・行政ドキュメントの分析、北海道および岡山県教育委員会に対するヒアリング調査を実施し、教員人件費をめぐる地方教育政策過程の全体像を明らかにし、地方教育財政に関わる民主的統制の所在について考察を行った。これらの政策過程分析の一部を論文(『北海道教育大学紀要.教育科学編』65巻2号)として発表した。第2に、教員養成大学および一般大学の教職課程受講学生に対して質問紙調査を行い、2000年以降の地方教育行財政の動向が教職選択に与えた影響を分析した。人材確保法による給与水準上の優遇措置、超過勤務とその実態から乖離した教職調整額という教員労働条件法制の特質に加えて、非正規雇用の増加、今後予定されている政令市への教員給与負担移管といった政策・制度的変容に着目し、それらの要因が潜在的な教職参入層である学生の教職選択にどの程度影響を与えているのかという点について多項選択モデルなどを用いて統計分析を行った。現時点ではその実証分析の成果を論文化する途上にあり、教育行政・政策関連学会の学術誌に投稿の上で研究成果を公表する予定である。

これらをふまえて3年間の研究の総括を行った。教育行政学研究成果発表に関しては、査読付き学会誌論文を含めて3篇の論文を発表することができ、比較的順調に進んだと評価できる。一方で、25年度中に実施する予定であった2自治体への教員人件費政策に関するヒアリング調査については、日程調整がうまくいかず、調査実施が26年度へずれ込んだため、26年度早々に調査を実施する予定である。実証分析に先立つ理論的検討については、概ね予定通り進捗しており、学会口頭発表と論文によって成果発表がなされている。一方で、地方教育財政におけるデータ収集に関しては、当初の予定と比較してやや遅れが見られると評価する。当初予定では、各都道府県の任期付・非常勤採用および現員教諭の給与水準の趨勢についてデータセットを構築することとしていたが、後者の給与水準については平均値のような集計指標のみならず、より詳細なレベルで自治体間比較が可能なデータセットの構築を企図したため、データ収集・整理に時間を要することとなっている。今後の研究推進方策の主な内容は次の3点である。まず第1は、自治体に対するヒアリング調査を完遂させ、その成果を論文化することである。特に、長期的な行政改革の一環として、教員定数・給与の見直しを行ってきた自治体を中心にヒアリング調査を行い、公務員人件費総額の抑制・削減という地方政府の分野横断的な政策課題が存在する中で、首長ら選出部門が教員人件費配分に係る方針策定にどこまで関与したのか、この意思決定について有権者から政治家(首長、議員)への委任関係が成立していたのか、長期的な戦略として教員の「質」と「量」をどのように確保しているのか、という点を明らかにする。第2は、25年度に引き続き、学生に対して進路選択に関する質問紙調査を実施し、2000年代以降の教育財政に関わる制度改変が教員供給に与えた影響について、データ収集およびデータ分析を行うことである。教員採用の動向に関連した仮想の質問と進路選択との関係を多変量解析によって分析し、どのような層が採用方針の変更に反応するのかという点を明らかにする。そして第3は、この3年間の研究の総括であり、民主性と効率性という観点から、財政的制約下における教員人件費政策の最適戦略を提示する。25年度に行う作業は以下の2点である。第1は、24年度に引き続き、都道府県レベルの教員人件費政策に関するデータベース作成とそのデータ分析である。2000年代の各都道府県の任期付・非常勤採用および現員教諭の給与水準の趨勢に関するデータセットを完成させる。特に、現員の教諭の給与水準に関しては、教員基本調査で公表されている平均値のようなアグリゲイトされた情報ではなく、各自治体の給与表レベルに遡ってミクロなレベルで自治体間比較が可能な情報を収集する。データ分析については、時系列横断面データに関する統計分析の手法を用いながら、政治的要因に焦点を当てて考察を行う予定である。第2は、教員人件費政策をめぐる政策過程の事例分析である。東京と北海道をはじめとする地方交付税交付団体に絞り込んでドキュメント分析およびヒアリング調査を行い、三位一体改革・総額裁量制以後の教員人件費に関わる政策変容を跡付ける。
習熟度と難易度とのマッチングを考慮した学習者適応型コンテンツ推薦手法

コンテンツ推薦システムのベースとなるウェブ学習の習慣化支援システムを構築した。また,学習者の習熟度と学習コンテンツの難易度の推定アルゴリズムの精度向上に向けて試行錯誤を行った。開発した難易度推定アルゴリズムをクックパッドのレシピに適用する等の結果から,本アルゴリズムは,汎用的であるが学習者の学習目的に結果が大きく影響されることが確認できた。本研究の実施により,学習コンテンツの推薦には,難易度の尺度だけでなく,理解しやすさを示す尺度の重要性に気づくことができ,新たな推定アルゴリズムの開発に関する研究へと発展させることができた。本研究は,学習者の習熟度と学習コンテンツの難易度のマッチングを考慮に入れたコンテンツ推薦手法を開発し,学習コンテンツ推薦システムの構築を目指すものである。本研究は学習の習慣化支援への応用を目的としており,自学自習を継続し習慣付けたい学習者に対し,動機付け(モチベーション)を与え,維持させることが期待できる。例えば,学習者に学習のきっかけを与える目的で学習コンテンツの推薦を行う際,学習者の嗜好にあった内容であることはもちろんのこと,その分野に関する学習者の習熟度にマッチした難易度のコンテンツを推薦することにより,学習者の学習意欲を向上させる。今年度は読んだコンテンツの順序情報を取り入れた学習者習熟度と学習コンテンツ難易度の推定アルゴリズムの開発と,テストデータを用いた推定アルゴリズムの動作検証を主に行った。特に推定アルゴリズム評価用正解データの作成において,以前は評価者による推定に基づいて正解データを作成していたのに対し,学習者の自己評価に基づいて正解データを作成したことにより,以前より信頼性の高い正解データを作成することに成功した。また,作成した正解データを用いて推定アルゴリズムを評価したところ,読んだコンテンツの順序情報を取り入れたことにより学習コンテンツの難易度の推定精度が向上したことを確認することができた。これらの成果をまとめ,電子情報通信学会の教育工学研究会等にて発表を行った。本研究は,学習者の習熟度と学習コンテンツの難易度のマッチングを考慮に入れたコンテンツ推薦システムの構築を目指すものである。本研究は学習の習慣化支援への応用を目的としており,自学自習を継続し習慣づけたい学習者に対し,モチベーションを与え,維持させることが期待できる。例えば,学習者に学習のきっかけを与える目的で学習コンテンツの推薦を行う際,学習者の嗜好にあった内容でかつ,その分野に関する学習者の習熟度にマッチした難易度のコンテンツを推薦することにより,学習者の学習意欲を向上させる。このような学習コンテンツ推薦を行うため,学習者習熟度と学習コンテンツ難易度の推定を行う必要があるが,本研究では協調フィルタリングのように学習者とコンテンツ間の履歴情報のみから推定するアルゴリズムの開発を行っている。今年度はコンテンツ推薦システムのベースとなる学習習慣化支援システムの開発を主に進めた。また学習者習熟度と学習コンテンツ難易度の推定アルゴリズムの精度向上に向けた試行錯誤と情報収集を行った。学習習慣化支援システムの開発については,ウェブデザインを専門とする業者とともにユーザインタフェースの試作を重ね,学習者の嗜好と学習順序を含んだ学習履歴情報を収集するためのウェブアプリケーションの設計が完成した。推定アルゴリズムの精度向上については,関連研究論文から新たな推定手法のアイデアを得ることができた。研究成果は,教育工学系の国際会議(ICCE2014)や人工知能学会全国大会にて発表を行った。このような学習コンテンツの推薦を行うため,学習者の習熟度と学習コンテンツの難易度を推定する必要がある。今年度は,これまで開発した学習コンテンツ難易度推定アルゴリズムをクックパッドのレシピに適用する試みを行ってみた。これまではソーシャルブックマークのデータを用いていたが,クックパッドはユーザの利用目的がソーシャルブックマークと大きく異なることが影響し,予想に反する興味深い結果を得ることができた。また,推定精度の比較のため,内容に基づくレシピの難易度推定手法の開発も行った。さらに,学習コンテンツ推薦システムのベースとなるWeb学習習慣化支援システムの開発を進めることができた。研究成果は,教育工学系の国際会議(ICCE2015)や研究会,人工知能学会全国大会などで発表し,貴重なアドバイスを受けることができた。当初の研究計画の通りにおおむね進めることができている。コンテンツ推薦機能の設計開発とシステムへの組み込み実装に少し遅れが出ているが,ベースとなるシステムの作り込みに時間をかけたためである。

本研究の成果として,コンテンツ推薦システムのベースとなるWeb学習の習慣化支援システムを構築した。このシステムは,学習者の嗜好と学習順序を含んだ学習履歴情報を収集することができる。また,学習者の習熟度と学習コンテンツの難易度の推定アルゴリズムの精度向上に向けて試行錯誤を行った。開発した難易度推定アルゴリズムをクックパッドのレシピに適用する等の結果から,本アルゴリズムはユーザの学習目的に結果が大きく影響されることが確認できた。本アルゴリズムの特徴は内容を用いない読者ネットワークに基づいた手法であるが,推定精度の比較のため,内容に基づく難易度推定手法の開発も行った。本研究の実施により,学習コンテンツの推薦には,難易度の尺度だけでなく理解しやすさを表す尺度の重要性に気づくことができ,同等の難易度の学習コンテンツにおける理解しやすさの差を推定するアルゴリズムの開発に関する研究へと発展させることができた。コンテンツ推薦システムのベースとなるウェブ学習の習慣化支援システムを構築した。開発した難易度推定アルゴリズムをクックパッドのレシピに適用する等の結果から,本アルゴリズムは,汎用的であるが学習者の学習目的に結果が大きく影響されることが確認できた。本研究の実施により,学習コンテンツの推薦には,難易度の尺度だけでなく,理解しやすさを示す尺度の重要性に気づくことができ,新たな推定アルゴリズムの開発に関する研究へと発展させることができた。当初の研究計画の通りにおおむね進めることができている。ウェブ調べ学習環境への組み込みをH27年度からの予定として計画していたが,より学習習慣化支援システムとしての性格を強めたウェブ調べ学習環境への設計改良を優先し,前倒して本年度から取り組んだ。従ってコンテンツ推薦実装のベースを整えることができたが,コンテンツ推薦機能の設計開発自体は後に回すこととなった。少し遅れが生じている開発に力を入れるとともに,研究成果の発表に重点を置いて研究を遂行する。アルゴリズムの精度向上に向けた試行錯誤においても,アルゴリズムが複雑になりすぎてきたところがあるため,少しシンプルなモデルを提案しなおしてみることも検討したい。教育工学新たなテスト用データを入手することができたが,現在開発中の習熟度・難易度推定アルゴリズムでは期待した精度が出ないことが判明したため,アルゴリズムの改良を進めたい。その他については基本的に研究計画通りに遂行する予定である。平成25年度の研究計画に記載した内容の通りに実施することができた。特にテストデータの正解データ作成が順調に進展したことに満足している。年度末に予定していた出張が旅程を変更せざるを得なくなるなどして旅費が少なくなった。
森林土壌が有する濁算浄化機能に関する水理学的研究

濁水が森林地帯に流入すると落葉層を含む森林土壌に濁算が捕捉され、浄化される。本研究ではこの森林土壌層の有する濁水捕捉・浄化機能を定量化する数理モデルを構築した。以下にモデル化の要点について記す。土壌層表面に存在する落葉層は、濁水が流入することにより生じる、土壌孔〓の目詰りを防止する効果があることが実験的に示された。濁水が土壌層内を浸透することにより濾過されるプロセス、すなわち土壌層の濁算捕捉率を、土壌層のDF試験の結果から推定するモデルを提案した。この濁水捕捉モデルを二次元木館和浸透流計算に組み込み、土壌層に流入した濁水が清澄化される過程を数値的に再現した。得られて結果は実験結果を比較的良い一致を示した。沖縄の赤土流出問題をケーススタディに取り上げ、水域一陸域を統合した衛星画像モニタリングシステムを開発した。ここでは、陸域情報と水域情報を併せてデータ解析することにより、精度の高い流出水(濁算種類、流出範囲、推定等)解析が可能となった。本システムの有効性は種々の観測結果から確認した。
グラフォエピタキシーによる有機薄膜の面内配向制御と電界効果トランジスタへの応用

本年度は、前年度に見出したグラフォエピタキシーによる有機半導体薄膜の面内配向制御技術を実際の電界効果トランジスタ(FET)に応用する試みを行った。有機半導体材料にはα-sexithiophene(6T)を用い、電子線リソグラフィーによって人工周期溝構造を形成した熱酸化シリコン基板表面に6Tを真空蒸着法によって成膜した。蒸着前に基板表面をUV/オゾン処理(親水化)ならびにHMDS処理(疎水化)して表面状態を変えることにより、6Tの結晶格子のb軸が人工溝に対して平行になる場合と垂直になる場合を作り分ける、すなわち面内配向を制御し、それによって面内の選択配向方位が90°異なる2種類のFETデバイスを作製した。グラフォエピタキシーによって面内配向制御した6TのFETデバイスはどちらも高ドレイン電圧において飽和領域が現れる一般的な出力特性を示し、このようにして作製した有機FETが正常に動作することを実証した。しかしながら、平坦基板を用いた6TのFET(薄膜の面内方位はランダム)のFET特性と比較すると移動度が小さく、これはグラフォエピタキシャル成長した薄膜ではグレインが存在しない未被覆の部分が多く、電気伝導経路の連結性が悪いためであることが判明した。これに対し、グラフォエピタキシーによって方位が揃って連結した6Tグレインの1次元鎖中の電気伝導特性を導電性カンチレバーを用いた接触型原子間力顕微鏡で測定したところ、鎖状連結構造中では伝導特性が良好であった。これは方位の揃ったグレイン間の粒界抵抗が小さいことを意味する。したがって、グラフォエピタキシャル成長した薄膜の基板被覆率を高め、それぞれ孤立してしまう傾向にあるグレイン連結構造同士を更に連結できれば、FET特性を改善できることが示唆された。平成18年度は有機薄膜におけるグラフォエピタキシーのメカニズム解明に取り組んだ。無機材料のグラフォエピタキシーでは、人工周期溝のエッジにおける核形成時に方位が定まる場合と、成長過程で結晶が回転し方向が定まる場合があり、2つのメカニズムが知られている。本研究ではまずこの1点を明らかにするために、材料としては有機半導体α-sexithiophene(6T)を用い、(1)熱酸化シリコン基板表面にリソグラフィーによって形成する人工周期構造(溝)のピッチ、および、(2)基板表面の化学状態を変化させ、これら2つの要因がグラフォエピタキシーに及ぼす影響を解析することによって、そのメカニズムを考察した。(1)の実験においては人工周期溝のピッチを広げるとエピタキシー成分が減少したことから、基板に吸着した分子が直接、あるいは基板表面を拡散してエッジまで到達する確率が高いほど方位が揃いやすい、すなわちエッジで核形成が有機グラフォエピタキシーのメカニズムに関与していることが示唆された。また更に(2)の実験において、基板表面の化学状態によって溝方向に対する6Tのエピタシキー方位が変化するという現象を新たに見出した。この現象は、エッジにおける核形成の際に、エッジ壁面の化学種との相互作用によって方位が定まる(変化しうる)ことを強く示唆しており、エッジでの核形成がメカニズムとして重要であるという基礎的知見が得られたのみならず、簡単な基板表面処理によって薄膜方位を積極的に制御できるという、応用面での重要性も示している。
児童期における関数概念の理解とその促進に関する発達的研究-コンピュータ・シミュレーションによる概念理解の解明と促進可能性の検討-

本研究では,算数・数学教育において重要な内容であるが,理解の難しい関数概念について,小学生の児童がどのように理解しているかについて,水と濃縮ジュースの混合という日常的状況を題材とした個別実験により検討を行った。その際,水とジュースの混合場面は,ノート型コンピュータの画面上で,水量の変化,色の変化などをシミュレートして呈示し,また画面上で児童に操作を行わせることを試みた。小学校4年生32名および5年生34名に対して,等濃度条件のもとで水量の変化にともなう濃縮ジュースの量の変化を予測させる関数課題をコンピュータの画面上で3場面実施した。各場面について,児童の予測後に濃度を画面上の色でフィードバックし,再予測を求めた。その結果,(1)比例や単位あたり量など関数に関係する単元を学習する以前の4,5年生であっても,日常的題材であれば,量の変化が非整数倍である場合を含めた適切な予測と理由づけが可能であること(4年生の4%,5年生の71%),(1)各場面を経験することにより,単位あたりに依拠した適切な推理が普遍化され,関数概念の理解が促進されることなどが認められた。また,関数概念の理解を子ども自身が行う図的表現から明らかにするために,水量とジュースの量の共変にともなう濃度の変化や同一性を図示させる課題を,小学校3年生33名に対して個別に実施した。その結果,言語的説明は不十分であるが,正比例関数からの逸脱や,正比例関数と1次関数との相違などを図として表現できる児童がみられることなどが示された。