hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ピストンスラップによるライナーキャビテーションの実構造における予測法の開発

実機運転状態での水圧変動を予測するためガス爆発力,ピストンスラップ力,燃料噴射圧力,動弁系開閉力がエンジン構造に作用する状態でエンジン構造と冷却水音場の連成振動応答計算を行った.その結果,冷却水圧力変動の最大値はピストンスラップに支配されていることを明らかにした.また,冷却水内の気泡含有率に対応して水中音速が変化すると,冷却水内の圧力変動ピーク値が大きく変化することが明らかになった.エンジン構造振動と冷却水内圧力変動の固有振動数が接近すると水圧変動が大きくなり,更にスラップ力が作用する位置の振動モードが大きくなると当該シリンダー接水面にキャビテーションが発生しやすくなることが判明した本研究の前提条件となる構造振動によるキャビテーション発生条件を音響的な方法で検証した.箱形モデルの底面を大きな衝撃力で加振した場合,振動水圧が飽和蒸気圧以下に達するとキャビテーションが発生し,その気泡の崩壊とみられる高周波の水圧変動が発生することをハイドロホンによる計測で確認した.更に,微小な気泡含有量で水中の音速が変化することを音響管を用いた試験で確認し,水圧変動予測には音速の変化を考慮することが必要であることが明らかになった.構造物に加振力が作用した場合の水圧変動を予測するには,密度が大きい水媒質音場と構造の連成振動特性を精度良く求めておく必要がある.有限要素法/境界要素法とモード解析法を用いた流体ー構造連成振動解析法を開発し,箱形モデルを用いた加振試験でその妥当性を確認した.重い水媒質音場が構造振動に与える影響が大きく,また構造の接水面の動剛性(振動特性)によって音場の固有振動特性も大きく変化することを明らかにした.音場の固有振動特性が変化すると構造振動による水圧変動応答が変化することを計算で検討した.音場の固有振動数が構造の振動数に近接すると,構造に同じ加振力が作用した場合の水圧変動が増大することを箱形モデルに対する解析で確認した.複雑な形状を有する実機エンジンの冷却水室の音響解析のために,エンジンブロック鋳型を製作する場合の砂型モデルを参考にして有限要素モデルを作成した.更に,空気媒質でのエンジン構造の加振試験を行い,音場の音響特性が正確に再現できることを確認した.さらに実機エンジン構造と冷却水音場の連成振動特性を求め,ピストンスラップ力が作用した場合の水圧変動波形の解析を行ったところ,構造と音場の連成振動特性の影響で,特定のシリンダーで水圧変動が増大する結果が得られた.エンジンの構造振動特性と冷却水内音場の振動特性は有限要素法で求め,モード解析法を用いて両者の連成振動特性を求める計算法を前年度までの研究で開発した.本年度はクランク軸や歯車軸系等の回転軸系が装着されたエンジン構造に筒内圧(ガス爆発力),ピストンスラップ力を作用させて,実機運転状態でのエンジン各部の振動応答波形と冷却水内圧力変動波形の時刻歴応答解析法を開発した.水中の音速は気泡含有量によって敏感に変化するので,水中音速をパラメーターとして,エンジン構造と冷却水内音場の連成振動応答計算を実施し,ライナー接水面での圧力変動を評価した.その結果,特定のシリンダーで圧力振幅が最大になり,その値も特定の音速でピーク値を取ることが明らかになった.ライナーが大きく振動するモードと冷却水内音場の圧力変動が前後方向に変化するモードの固有振動数が近接すると水圧変動が増大し,ピストンとライナーのクリアランス増大などでピストンスラップ力が大きくなると,圧力変動が飽和蒸気圧を下回るキャビテーション発生条件に到達することを確認した.これらの計算結果は特定のシリンダーでキャビテーションエロージョンが発生する事象と対応しているが,詳細は実機の運転状態での圧力変動計測で確認する必要がある.また,ライナー振動と冷却水内圧力変動波形のピーク値は,殆どピストンスラップ力で決定されることを,エンジンの全起振力を作用させた場合とピストンスラップを除いた起振力を作用させた場合の水圧変動の計算結果を比較することで明らかにした.構造の固有振動特性を有限要素法で求め,冷却水内音場の固有音響特性を有限要素法や境界要素法で求めて,両者の連成振動応答をモード解析法で簡単に計算できる方法を提案し,箱形モデルでの加振試験でその妥当性を検証した.水音場は構造振動に対して付加水質量効果だけでなく,付加剛性効果も有していることを実験と計算で確認した.また水中音速が微小な泡の混入で大きく変化することを確認し,水圧変動予測計算では水中音速を変化させたパラメータ計算が必要であることを明らかにした.また,箱形モデル試験で加振力を大きくしていくと,負側の水圧変動が飽和蒸気圧を下回るようになることを実験と計算で確認した.キャビテーション発生状態では気泡の崩壊による高周波数域の水中音が発生することが報告されているが,本研究の実験でもキャビテーションに対応すると考えられる高周波の水中音が観測され,本研究で用いているキャビテーション発生のクライテリアが有効であることを確認できた.実機でのライナーキャビテーションは特定のシリンダーで発生することが多く,その原因が不明であった.本研究では実機エンジンの構造振動特性と冷却水音場の音響特性を有限要素法や境界要素法で求めて,両者が連成した状態での運転時の水圧変動波形の計算を可能とした.計算された水圧変動波形は各シリンダーで異なり,特定のシリンダーで水圧変動の最大値が発生することが明らかになった.

また水圧変動の最大値は水中音速で変化し,音場と構造の特定の振動モードの固有振動数の近接度が大きく影響していることを明らかにした.これまでの研究で,水を内蔵した箱型モデルにおける加振試験で,水圧変動が飽和蒸気圧以下に低下するとキャビテーション発生に対応する高周波の圧力変動が発生することを確認した.本研究ではエンジン運転中の冷却水内圧力変動を予測するために,水媒質音場と構造の連成振動特性解析技術を開発し,実機構造に適用した.ピストンスラップ力を模擬した衝撃加振力を作用させた場合の冷却水内圧力変動の実測結果は,冷却水内の気泡含有率の影響を大きく受けることが判明したので,冷却水室を加圧して気泡を消滅できるデバイスを追加して実験を行った.その結果,衝撃加振による構造振動と水圧変動の計測結果は計算結果とほぼ一致した.次に実機運転状態での水圧変動を予測するため,ガス爆発力,ピストンスラップ力,燃料噴射圧力,動弁系開閉力がエンジン構造に作用する状態でのエンジン構造と冷却水音場の連成振動応答計算を実施した.その結果,冷却水内圧力変動の最大値はピストンスラップに支配されていることが明らかになった.また,冷却水内の気泡含有率に対応して水中の音速が変化すると,ピストンスラップによる冷却水内圧力変動のピーク値が大きく変化することが明らかとなった.これは連成しやすいエンジン構造振動モードと冷却水内圧力変動モードの固有振動が接近することが主原因であり,更にピストンスラップが作用する位置の振動モードが大きくなると当該シリンダーの接水面にキャビテーションが発生し易くなることが判明した.以上のことより,エンジン運転状態におけるキャビテーション発生を予測できる技術は開発できたので,今後はピストンスラップの低減や水圧変動を軽減できるエンジン構造/冷却水音場の実現に本解析法を適用していくことが期待される.実機運転状態での水圧変動を予測するためガス爆発力,ピストンスラップ力,燃料噴射圧力,動弁系開閉力がエンジン構造に作用する状態でエンジン構造と冷却水音場の連成振動応答計算を行った.その結果,冷却水圧力変動の最大値はピストンスラップに支配されていることを明らかにした.また,冷却水内の気泡含有率に対応して水中音速が変化すると,冷却水内の圧力変動ピーク値が大きく変化することが明らかになった.エンジン構造振動と冷却水内圧力変動の固有振動数が接近すると水圧変動が大きくなり,更にスラップ力が作用する位置の振動モードが大きくなると当該シリンダー接水面にキャビテーションが発生しやすくなることが判明した構造振動によるキャビテーション発生条件を音響的な方法で検証した.箱形モデルの底面を大きな衝撃力で加振した場合,振動水圧が飽和蒸気圧以下に達するとキャビテーションが発生し,その気泡の崩壊とみられる高周波の水圧変動が発生することを確認した.光学的な方法での確認も今後必要である.流体ー構造連成振動解析法を開発し,箱形モデル試験でその有効性を確認した.構造の振動特性を有限要素法を用いて定式化し,水音場の音響特性を有限要素法や境界要素法で表わし,モード解析法を用いて両者の連成振動応答特性を求める手法を開発した.箱形モデル試験で底面加振時の水圧変動のピーク値/ピーク周波数の実測結果は計算結果と良く一致した.実機エンジン構造の解析モデルを有限要素法/境界要素法で作成し,その妥当性を冷却水を入れない空気媒質試験で確認した.エンジン構造や冷却水通路内
日本人向けの糖尿病足病変予防のための看護プログラムの作成とその有用性の検証

研究テーマに関する着眼点として、これまでの糖尿病に関する研究の中で、フットケアの研究は少なく、そのほとんどが事例研究であった。したがって、これまでの研究は一般論として検証化され、実際の看護ケアに発展させることが困難であったと考える。本研究では、この課題の解決に向けて、看護師の観点から日本人の糖尿病患者に適したフットケア・プログラムを作成し、有用性を検証することを目的とした。研究テーマに関する着眼点として,これまでの糖尿病に関ずる研究の中で,フットケアの研究は少なくそのほとんどが局部的な事例研究であった。したがって,これまでの研究は一般論として検証化され,実際の看護ケアに発展させることができないと考える。本研究では,この課題の鰍に向けて,看護師の観点から日本人の患者と看護師に適したフットケア・プログラムを作成することを酌とした。平成19年度の取り組みとして,本研究では,病院現場を対象に量的かつ質的な調査研究を実施することとした。量的な調査としては,フットケア外来を有する総合病院の現場の看護師の知識面・意識および患者の病識や心理面などを統計的に観察するために,患者と看護師を対象にアンケートを考案・作成を行った。質的な調査では,看護師の知識面・意識および患者の病識や心理面などについて丹念なヒアリングを行なうための予備調査を実施した。上記により,今後,量的な調査によるアンケート調査を実施および質的な調査によるヒアリングを実施する。そのうえで看護師,患者の意見に基づいた理論の生成、調性に応じたフットケア・プログラムを作成する予定である。特に,技術的ケアと心理的ケアの両面を考慮する看護プログラムの作成は,これまでにない新しい挑戦であるため,糖尿病足病変やフットケアを専門とする糖尿病専門医,専門看護師に助言をいただく予定である。研究テーマに関する着眼点として、これまでの糖尿病に関する研究の中で、フットケアの研究は少なくそのほとんどが局部的な事例研究であった。したがって、これまでの研究は一般論として検証化され、実際の看護ケアに発展させることができないと考える。本研究では、この課題の解決に向けて、看護師の観点から日本人の患者と看護師に適したフットケア・プログラムを作成することを目的とした。平成19年度の取り組みとして、本研究では、病院現場を対象に量的かつ質的な調査研究を実施することとした。量的な調査としては、フットケア外来を有する総合病院の現場の看護師の知識面・意識および患者の病識や心理面などを統計的に観察するために、患者と看護師を対象にアンケートを考案・作成を行った。質的な調査では、看護師の知識面・意識および患者の病識や心理面などについて丹念なヒアリングを行なうための予備調査を実施した。上記により、今後、量的な調査によるアンケート調査を実施および質的な調査によるヒアリングを実施する。そのうえで看護師、患者の意見に基づいた理論の生成、個性に応じたフットケア・プログラムを作成する予定である。特に、技術的ケアと心理的ケアの両面を考慮する看護プログラムの作成は、これまでにない新しい挑戦であるため、糖尿病足病変やフットケアを専門とする糖尿病専門医、専門看護師に助言をいただく予定である。平成19年度から21年度までの取り組みとして、本研究では、病院現場を対象に量的かつ質的な調査研究を実施した。上記により、量的な調査によるアンケート調査を実施および質的な調査によるヒアリングを実施した。そのうえで看護師、患者の意見に基づいた理論の生成、個性に応じたフットケア・プログラムを作成している段階である。特に、技術的ケアと心理的ケアの両面を考慮する看護プログラムの作成は、これまでにない新しい挑戦であるため、糖尿病足病変やフットケアを專門とする糖尿病専門医、専門看護師に助言を頂いている段階である。
心筋前駆細胞のトランスクリプトーム解析による分化転換ＲＮＡ分子の探索

心筋細胞は終末分化細胞であり、心臓の再生能力には限りがある。近年、転写因子の導入により、繊維芽細胞を直接心筋様細胞にリプログラミングするという報告がなされているが、その効率はまだ低い。一方、低分子RNAであるマイクロRNA(miRNA)も、遺伝子発現を制御することよって細胞の分化運命を変更できるのではないかと注目されている。今回我々は、マウスES細胞由来細胞を用いて、心筋前駆細胞で発現するmiRNAを同定した。さらに、心臓繊維芽細胞にこれらのmiRNAを組み合わせて導入することによって、心筋の遺伝子を誘導することができた。以上の知見は、心臓再生のための新たな治療法の開発につながると考えられる。細胞の分化状態は不可逆的なものであり、分化状態を変えることは極めて難しいものであると考えられてきた。しかしながら、iPS細胞の登場以来、複数の転写因子の「組み合わせ」による分化制御への道が開け、この分野における新たなパラダイムとなっている。一方、マイクロRNA (miRNA)も転写因子同様、遺伝子発現調節を通して細胞分化や機能維持に重要であり、miRNAの導入によっても細胞の運命を制御することが可能となりつつある。本研究は、心筋分化誘導の重要な鍵となるmiRNA分子群を同定することによって分化の道筋を解明し、繊維芽細胞のような非心筋細胞を心筋細胞に分化転換させることを目指すものである。miRNAの模倣分子あるいはインヒビターのような低分子RNAの導入はタンパク質やDNAの導入に比べると容易であり、新しい心臓再生療法を開発するために、このような機能性RNA分子を探索することは極めて意義のあることと思われる。平成24年度では前年度のトランスクリプトーム解析をもとに選んだ複数のmiRNAについて、LNAオリゴを用いたリアルタイムRT-PCRによる発現解析を行った。その結果、マウスES細胞由来の胚様体の分化に伴い発現が上昇し、心筋分化促進条件で発現が減少しないという基準を満たしたmiRNAの中には心筋や平滑筋で発現・機能していることが知られるmiRNAが含まれていることが確認できた。一方、一部の心筋特異的miRNAについては、胚様体サンプルにおける発現が極めて低いことがわかった。このことは胚様体由来心筋前駆細胞が分化途上にあり、心筋と平滑筋の両方に分化しうる段階の細胞であったこと、分化の進んだ心筋に特徴的な遺伝子をまだ十分に強く発現していないことという、以前の報告に合致するものであった。細胞は発生にともない不可逆的に分化し、その分化状態を変えることは長い間不可能であるとされてきた。しかしながら、近年、数種類の転写因子やマイクロRNA(miRNA)を組み合わせて導入することによる様々な細胞への分化転換が報告されている。一方、心臓には多くの心臓繊維芽細胞が存在し、これを利用することで心臓再生に役立てる取り組みが始まっている。昨年度までは心筋細胞へ効率よく分化する胚葉体由来細胞を用いて、心筋前駆細胞にどのようなmiRNAが発現しているかを探索し、分化転換に用いる候補として5つのmiRNAを絞り込んだ。本研究開始後に、Jayawardenaらのグループによって、4種のmiRNAによる心筋様細胞への分化転換が報告された。そこで、本年度は我々が新たに同定した5種のmiRNA群(miRNAs-H5)による効果を既報のmiRNA群(miRNAs-J4)による効果と比較検討しながら、心臓繊維芽細胞への分化転換実験を行った。心臓繊維芽細胞に対してmiRNAをトランスフェクションし、1週間目で網羅的に発現mRNAを解析し、変動のあるものについてGO Term解析を行ったところ、miRNAs-J4およびmiRNAs-H5を導入したものでは有意に心臓関連の遺伝子群が動いることがわかった。定量的RT-PCRではミオシン重鎖遺伝子や心筋トロポニン遺伝子がコントロールに比べ高いことが確認できた。しかしながら、発現誘導の効率は高いとはいえず、細胞は紡錘形に変化して見えるものの、心筋収縮を確認することはできなかった。胚葉体より同定したmiRNA群は既報のmiRNA群と同様に心臓繊維芽細胞に対して心筋関連遺伝子を誘導することがわかった。このことはmiRNAによる心筋様細胞への分化転換には複数の道筋がありうることを示唆する。今後はさらに詳細な解析を行い、分化転換の効率化に取り組みたい。遺伝子の発現調節は細胞の分化や運命の鍵を握るものとして重要であり、なかでも発現の第一段階を調節する転写因子は特に重要である。例えば、転写因子の導入で未分化な細胞への転換に成功したのがiPS細胞であり、他にも、さまざまな細胞種で分化転換が報告されている。一方、マイクロRNA (miRNA)と呼ばれる低分子RNAが転写後の発現調節を通して細胞分化や機能維持に重要であることがわかってきており、miRNAの導入によっても細胞運命を制御することが可能となりつつある。

本研究は、心筋分化の鍵となるmiRNA分子を同定することによって分化の道筋を解明し、非心筋細胞を心筋細胞に分化転換させることを目指すものである。近年、核酸医薬の開発が盛んに行われているが、低分子RNAの導入はタンパク質やDNAの導入に比べると容易であり、新しい心臓再生療法を開発するために、分化を制御する機能性RNA分子を探索することは極めて意義のあることと思われる。平成23年度ではマウスES細胞より形成させた胚様体のトランスクリプトーム解析を行った。胚葉体は細胞塊を作らせることによって得られるものであるが、この中には心筋細胞のほかにさまざまな系譜の細胞が存在する。そこで、いくつかの異なった状態のサンプル(培養条件・分化日数が異なる胚様体)を準備し、発現遺伝子群を網羅的に調べ相互比較することによって、分化関連候補miRNAを絞り込むことを試みた。サンプル間の分化状態の差異を知るため、mRNAの網羅的解析も同時に行った。この結果、データベース上で心臓発生や疾患に関連づけられた多くのmRNAの発現が確認でき、心臓で重要と言われているmiRNA群も発現していることが確認できた。以上のことから、同様なパターンで発現している機能未知のmiRNAの中に、何らかの形で心筋分化に重要な役割を果たすものが含まれていることが示唆された。本年度の主たる目標は、胚様体トランスクリプトーム解析および発現に関する既知のデータ(文献情報および公開データベース)に基づく候補遺伝子の抽出とこれらの発現のリアルタイムRT-PCRによる確認、および分化転換実験におけるトランスフェクションの条件検討であった。発現については、一部において期待通りのデータを得ることができたものの、発現レベルが低いためか、選んだ候補の全てにおいて確認することはできなかった。非心筋細胞を用いたトランスフェクション実験については、残念ながら当初の計画より遅れている。胎児由来繊維芽細胞と心筋由来繊維芽細胞とではmiRNAの働きが違うという報告があり、細胞の選択および準備の段階から検討しなおす必要があると考えている。本年度の主たる目標は胚葉体由来細胞のトランスクリプトーム解析であった。当初は心筋前駆細胞を表面マーカーで単離する予定であったが、得られる細胞数が十分ではなく、培養条件の異なる胚葉体の発現比較解析に切り替えることによって、網羅的発現解析を行うことができた。本年度はトランスフェクションに関する予備実験が進んでおらず、次年度以降行う予定である。昨年度に引き続き、複数のグループにより転写遺伝子群やmiRNA群の「組み合わせ」による心筋への分化転換に関する報告がなされており、心筋分化制御法の開発にむけて徐々に新たな道が開けようとしている。しかしながら、その効率は依然として十分に高いとは言えず、研究グループによってもばらつきがある。既存の因子群に新たな因子を追加することで、さらなる分化効率や再現性の上昇を期待したいと考えている。
振動誘起流れを用いた細胞スフェロイドの大量生産・品質評価

本研究では,細胞スフェロイド産業の実用化を目指し,細胞スフェロイドの大量生産技術とスフェロイドの品質評価技術の確立を目的として研究を行う.近年,創薬産業や再生医療の分野において,培養細胞よりも生体に近い特性を持つ細胞凝集塊(スフェロイド)を用いて薬効評価や,移植用の臓器作製を行う研究が注目を集めている.本研究ではまず申請者独自の微小流体制御技術を用いて1スフェロイドを高速・並列に作製する大量生産方法を提案する.さらに,作製したスフェロイドの三次元回転操作・観察を行い,2スフェロイドの三次元形態情報から,スフェロイドの品質を評価する方法を確立する.本研究では,細胞スフェロイド産業の実用化を目指し,細胞スフェロイドの大量生産技術とスフェロイドの品質評価技術の確立を目的として研究を行う.近年,創薬産業や再生医療の分野において,培養細胞よりも生体に近い特性を持つ細胞凝集塊(スフェロイド)を用いて薬効評価や,移植用の臓器作製を行う研究が注目を集めている.本研究ではまず申請者独自の微小流体制御技術を用いて1スフェロイドを高速・並列に作製する大量生産方法を提案する.さらに,作製したスフェロイドの三次元回転操作・観察を行い,2スフェロイドの三次元形態情報から,スフェロイドの品質を評価する方法を確立する.
湖沼－流域系に基づく東アジアの現在の地表プロセスと歴史的環境変動の解明

1)中国東北部の湖沼ー流域系の調査とコア試料分析から、後期完新世以降(約2800年前)の乾燥・寒冷化と約1000年前以降の人為的環境変動が明らかにされた。2)台灣中央部の日月潭の湖沼堆積物の分析結果とその流域の調査から、後期完新世以降(約2500年前)の乾燥・寒冷化と約100年前のダム化による環境変動が明らかにされた。3)北海道渡島大沼の湖沼ー流域系の調査とコア試料分析から、1640年の大噴火以降の環境変動、そして戦後の人為的環境変動が明らかにできた。4)金沢での池沼ー流域系では観測資料およびセディメントトラップ試料の分析により、自然と人為による環境変動が識別できることが明らかになった。本研究では偏西風や東アジアモンスーンの影響を強く受け、亜寒帯から亜熱帯、乾燥地帯から湿潤地帯まで含む東北アジア地域において、観測時代から歴史時代の自然環境の変動、特に寒冷ー温暖、温暖ー寒冷等の大きな移行期における変動と人間活動が環境に及ぼす影響(自然災害等を含む)を明らかにし,今世末に予想されている大きな温暖化等を含む今後百年から千年の環境変動と人間活動との調和の手がかりを得ることを目的とする。そのために、観測により現在のプロセスの理解が得られるばかりではなく、これまでの自然変動や人為的な活動に関する情報が堆積物に記録され、プロセスの理解に基づいて観測時代の記録と過去の記録(代替記録)が接続可能となる湖沼ー流域系という“測定システム"を利用して観測および“観測の限界"を超えた環境資料の接続・整備・確立を試みる。平成24年度に進められた繰り越し分の具体的な作業は、1)対象地の調査および試料の採取・分析と資料の入手、2)調査・観測・分析結果の中間検討会の開催であった。対象となる中国東北部の調査では、牡丹江流域での調査およびコア試料や関連資料の入手、そしてウスリー江流域の興凱湖でのコア試料や関連資料の入手を行った。興凱湖のコア試料に関しては分析および年代測定が進められているが、東北アジア沿海域における更新世末期から現在までの水文環境の変動が明らかになりそうである。分析結果の検討は、日本(函館)と中国(南京)で行われた。そのために、これまでの自然変動や人為的な活動に関する情報が記録され、プロセスの理解に基づいて観測時代の記録と過去の記録(代替記録)が接続可能となる湖沼ー流域系という“測定システム"を利用して過去から現在までの環境変動資料の整備・確立を試みる。平成24年度に実施した会議および調査は以下の通りである。会議:調査・観測・分析結果の中間報告会(国際会議・神戸、国内会議・金沢)を開催した。調査:1)日本での調査;渡島大沼湖沼-流域系;ロングコア試料とショートコア試料の採取・分析および採水・分析.池沼ー流域系(滝谷池、泥鰌池)での観測資試料の入手と分析、2)中国東北部での調査:興凱湖でのコア試料の採取と分析(南京地理湖沼研究所と共同)、3)韓国での調査:調査池沼-流域系(義林池)での観測.義林池堆積物試料の分析結果と比較検討(韓国地質資源研究院との共同調査)、4)台湾での調査:調査湖沼-流域系(日月潭)の調査.堆積物(コア試料;日月潭)の分析(台湾大との共同調査)、5)モンゴルでの調査:調査湖沼-流域系(テルヒンツァガン・ウッギ)で地形調査と堆積物(コア試料:テルヒンツァガン・ウッギ)の採取・分析の予定であったが、調査中の豪雨に会い、一部(特にテルヒンツァガン)の調査および試料採取が不十分なものになった。これは次年度に順調に遂行できた(モンゴル科学アカデミー地理研究所との共同調査)。本研究では偏西風や東アジアモンスーンの影響を強く受け、亜寒帯から亜熱帯、乾燥地帯から湿潤地帯まで含む東北アジア地域において、観測時代から歴史時代の自然環境の変動、特に寒冷/温暖等の大きな環境移行期における変動と人間活動が環境に及ぼす影響を明らかにし,今後百年から千年の環境変動と人間活動との調和の手がかりを得ることを目的とする。

そのために、これまでの自然変動や人為的な活動に関する情報が記録され、プロセスの理解に基づいて観測時代の記録と過去の記録(代替記録)が接続可能となる湖沼ー流域系という“測定システム"を利用して過去から現在までの環境変動資料の整備・確立を試みる。本研究で得られた試資料、成果は以下の通りである。1)日本での調査:渡島大沼湖沼ー流域系の調査では、コア試料の採取・分析および採水・分析が進められた.コア試料より1640年の大噴火以降の環境変動、そして戦後の人為的環境変動が明らかにできた。金沢での池沼ー流域系(滝谷池)では観測資料およびセディメントトラップ試料の分析により、自然と人為による環境変動が識別されるようになった。2)中国東北部での調査:興凱湖でのコア試料の採取と分析より完新世の環境および近年の人為的環境変動が明らかになった(南京地理湖沼研究所と共同)、3)韓国での調査:義林池池沼ー流域系での観測と堆積物試料の分析が進められた(韓国地質資源研究院との共同調査)、4)台湾での調査:日月潭湖沼ー流域系の調査および堆積物(コア試料)の分析より後期更新世、完新世そして近年における人為的な環境変動が明らかになった(國立台湾大との共同調査)、5)モンゴルでの調査:調査湖沼ー流域系(テルヒンツァガン・ウッギ)で地形調査と堆積物(コア試料;テルヒンツァガン・ウッギ)の採取・分析より近過去における乾期と湿潤期の存在が示唆された(モンゴル科学アカデミー地理研究所との共同調査)。26年度が最終年度であるため、記入しない。陸水地形学26年度が最終年度であるため、記入しない。一部の調査では、交通事情により多少の遅延が発生したが、調査日程・調査地の再調整等を行い、全般的には、ほぼ予定通り計画は進行している。一部の地域では予期せぬ豪雨のため調査を翌年にも繰り越さなければならない事態が発生したが、その他の地域では予想以上に調査研究が進展しており、繰り越した調査も翌年に実行されたので全般的には概ね順調に進展しているといえるであろう。おおむね予定された調査および試資料の入手・分析は達成できる見通しであるが、今後の変動に資するための試資料の有効活用に関する方法論(モデルの作成)を検討しながら、調査対象地における試資料には精度や多少にはばらつきがあるので、比較可能な資料としてまとめ、解析の対象とするためには各種結果を系統的な処理が必要がある。調査が不十分であったモンゴル地域については、現地の気象予報やその前後の状況が的確に把握できない状況にはあるが、現地の研究者とも事前打ち合わせを綿密に進め、他地域の試料と遜色がないものにする。また東アジア全調査地における資料の精度をある一定レベル以上のものとし、各地との比較を容易にする。
蛍光イメージングを利用した小児の歯髄炎の概日リズム判定

体温やホルモン分泌、唾液分泌など体の機能の多くには約24時間周期の概日リズムがある。夜型や不規則な生活習慣は概日リズムを乱し、肥満や生活習慣病の原因となることが過去の研究で明らかになっている。本研究は概日リズムの乱れが虫歯など口腔疾患にも影響するかどうかを調べるために行う。特に小児期は概日リズムが未発達であり、概日リズムが乱れやすいため、小児期の虫歯を想定した動物実験を行う。
アミロイド線維形成をもたらす生体分子環境および線維沈着による細胞傷害機構の解明

本研究では、アルツハイマー病Aβアミロイドーシス、及び長期血液透析患者に発症するβ2-ミクログロブリン(β2-m)アミロイドーシスをモデル疾患に選び、(1)種々の生体分子がアミロイド線維形成を促進・阻害する分子機構を、複雑な生体分子間相互作用の精密な解析を通して疾病発症機構の観点から明らかにすること、及び(2)アミロイド線維による細胞傷害機構を明らかにすることを目指す。本年度の成果:(1)細胞外分子シャペロンのβ2-mアミロイド線維形成抑制機構解析;細胞外蛋白質品質管理機構の中心を担う細胞外分子シャペロンと考えられているα2-マクログロブリンおよびハプトグロビンを、既に確立したβ2-m線維の中性伸長反応系に添加すると、線維形成過程を阻害することが判明した。分光蛍光法、核磁気共鳴法などの多様な物理化学的分析法を用いて、その阻害機構の解析を行った。(2) β2-mアミロイド線維の細胞毒性評価;β2-mアミロイドーシスの主症状である関節炎の病態を踏まえβ2-mアミロイド線維の毒性を評価する準備を行っている。ウサギ由来滑膜線維芽細胞株を用いて培養条件を探索し、そこにアミロイド線維を作用させて、細胞の生存率の変化などの測定を行っている。(3) Aβアミロイド線維形成反応系の再検討;Aβ(1-40)ペプチドの試験管内線維重合反応では、一般的に10-100μMの濃度で行われているが、脳脊髄液のAβ濃度より高い。そこで、Aβペプチドを低濃度にすると、5μM以下では反応容器の気液界面または疎水性表面で重合核を形成することを見いだした。この結果から、Aβペプチド濃度を5μM以下とし気液界面を無くすことで、生体内のAβアミロイド線維形成をより正確に模倣しうる反応系を構築した。これを用いて、線維形成に影響を及ぼす生体内因子や薬剤の探索する予定である。われわれは、アルツハイマー病患者脳に認められるAβアミロイドーシス、及び長期血液透析患者に発症するβ2-ミクログロブリン(β2-m)アミロイドーシスをモデル疾患に選び、アミロイド線維形成過程を説明する重合核依存性重合モデル、及び線維伸長過程を説明する一次反応速度論モデルを構築、様々な生体分子および有機化合物の線維形成過程に及ぼす影響を解析して来た。本研究では上記研究をさらに発展させ、種々の生体分子がアミロイド線維形成を促進・阻害する分子機構を、複雑な生体分子間相互作用の精密な解析を通して疾病発症機構(医学)の観点から明らかにすること、及びアミロイド線維による細胞傷害機構を明らかにすることを目指した。本年度は、リゾフォスファチジン酸(LPA)など一部のリゾリン脂質、各種遊離脂肪酸(NEFAs)等、陰性荷電を有する生体界面活性分子が、生理条件下におけるβ2-mアミロイド線維の試験管内伸長反応を促進すること、その分子機構として、LPAおよびNEFAがβ2-mの天然構造を部分的にアンフォールド(不安定化)させると共に、LPAがアミロイド線維表面に結合し、線維構造を安定化させることにより脱重合を阻害することを明らかにした。来年度は、細胞外分子シャペロンのβ2-mアミロイド線維形成抑制機構解析、及びβ2-mアミロイド線維の細胞毒性評価を重点的に実施する。本研究によりアミロイドーシス発症機構に対する新たなモデルの確立が期待できる。
小型地上局クラスタによる新方式VLBI軌道決定システムの基礎実験

本課題では,申請者が特許申請した新方式VLBI(超長基線電波干渉計)軌道決定手法を用いて,既存の低高度地球周回衛星を複数のクラスタ型小規模地上局で観測するシステムを提案し,実現に向けた基礎研究を実施する。まず既存の電波干渉計を利用して軌道上衛星を観測し,データ収集・解析の効率化を検討する。次に,クラスタ型小規模地上局を製作し,単独局による電波受信能力および解析結果を示す。これらの作業を通して、将来の観測ネットワークに向けた基礎技術を確立する。本課題では,申請者が特許申請した新方式VLBI(超長基線電波干渉計)軌道決定手法を用いて,既存の低高度地球周回衛星を3局によるクラスタ型小規模地上局で観測する。軌道決定精度を評価し,受信・データ解析に必要な装置,および処理アルゴリズムの効率化を検討する。決定精度の目標値は, 1m未満に設定する。本研究を発展することで,月・火星探査衛星の新方式軌道決定システムの実用化が期待できる。惑星表面に受信機ユニットを2機以上投下し,地球からの観測を介さずに,惑星表面上のみで軌道決定観測系を構築する。技術課題は「構成装置・データ処理の単純化」であり,本研究課題の成果を応用できる。平成20年度は,研究代表者が所属する東北大学において, VLBIシミュレータを構築した。このシミュレータは, 2台の電波干渉計受信局で構成するVLBI観測系を模擬するものであり, 1台は実際の受信機を利用し,もう1台はコンピュータで模擬する。1台の受信機は実際に人工衛星を観測するため,観測誤差の原因特定やその除去対策など,実用に則した軌道決定アルゴリズムの改善が実施できる。もう1台の受信機観測値をコンピュータで疑似生成することで,数100km離れた場所の受信局を仮定することが可能になる。また,電波干渉計シミュレータを用いて測定するデータの収集および解析に関して効率化を検討した。これまで,研究代表者は軌道決定ソフトウェアODEFを開発している。本課題では2局以上の観測局からネットワーク経由で得られるデータを基に「位相差観測値」を算出するが,大容量データになるためデータ収集および解析の効率化が欠かせない。決定精度の目標値は,1m未満に設定する。平成21年度は、既設地上局と連携した3局体制で、VLBI観測系を構成する計画を進めた。しかしながら技術的理由により3局による同時受信までは実現に至らなかった。当初予定していたスペクトラムアナライザによる受信電波の簡易解析手法では、アンテナの受信能力が十分に高くないと受信ノイズの影響で解析出来ないことが判明したためである。本課題では最終的に構成装置の単純化をめざしているため、簡易的な受信システムで目標とする軌道決定を実現することを優先に考えている。そのため、平成21年度は受信系機器の構成を見直すことに専念し、スペクトラムアナライザ以外の測定機器で解析する手法に関して実験を行った。成果として、小型移動式の受信アンテナ装置を開発し、複数の観測地における受信試験で衛星電波を正常に受信できることを確認した。またスペクトラムアナライザを使用しない電波解析システムを構築し、観測値を取得して評価した。今後の研究において、複数拠点で同システムを同時使用することで、軌道決定が実現できることが期待できる。
オープンサイエンス時代の学術コミュニケーション変容に関する総合的研究

研究プロセスがデジタル化し,研究成果とデータの共有を目指すオープンサイエンスの時代に,学術コミュニケーションの将来を考えることは重要な課題である。本研究は,1オープンサイエンスで提案されてきた政策等の分析,2学術雑誌論文と研究データのオープン化のマクロな動向の把握,3個別の研究プロセスと研究データのミクロな調査の3つのアプローチから,学術コミュニケーション全体の生態系を具体的な根拠に基づき明らかにする。
ウイルスベクターを用いた遺伝子発現制御による無花粉スギの開発

植物ウイルスベクターは、植物へ感染するウイルスを遺伝子の運搬体(ベクター)として用い、目的遺伝子を植物体内で発現制御できる系として、遺伝子の機能解析や形質の改変等に利用されている。本ベクターの利点は組織培養技術を必要とせず、宿主植物のゲノムを遺伝子組換えすることなく形質を改変できる点にある。本研究では、リンゴ小球形潜在ウイルス(ALSV)ベクターを用いて花器官形成に関与する遺伝子を制御することで、スギを効率的かつ迅速に無花粉化させる技術の確立を目指す。スギにおける遺伝子発現抑制(ノックダウン)について、RNA二次構造アルゴリズムを用いて標的遺伝子RNAのトリガーに適した領域を推定し、その領域断片をベクターへ用いることで、ALSVベクターによる遺伝子ノックダウンの効率化に成功した。また、人工気象器内で長日条件下での培養を6ヶ月、段階的に低温にした短日条件下での培養を6ヶ月行うことで無菌的に雄花を成熟させることに成功し、季節によらず稔性調査可能な培養系を確立した。一方、スギ雄花のマイクロアレイ解析と雌花のRNA-seq解析から雄花で特異的に発現し、花粉形成に関与すると推定される遺伝子を17個単離した。これらを標的とするALSVベクターを感染させたスギの獲得と雄花の着生に成功し、また、一部の標的遺伝子で雄花における遺伝子ノックダウンを確認した。得られたノックダウン系統のうち、雄花が成熟した系統について花粉形成の調査を行なった結果、2つの標的遺伝子について正常な花粉粒が観察されず、異形な細胞が蓄積する傾向が確認された。しかしながら、着花の培養条件においては多くの系統で育成中にウイルスが脱落し、花粉形成までにノックダウンを維持させることが困難であった。今後はスギにおけるALSVベクターの安定性を考慮した培養条件を検討する必要がある。本ベクターの最大の利点は遺伝子組換え植物を作製する工程が不要な点にあるが、針葉樹等の林木におけるウイルスベクターの報告例はこれまでに無い。これまでリンゴ小球形潜在ウイルス(ALSV)が、スギおよびクロマツへ潜在感染すること、また、色素合成に関与する遺伝子を組み込んだALSVベクターを接種することで本葉がアルビノ様に白化することを確認している。これらの結果は、ALSVベクターの接種によって誘導される遺伝子発現抑制機構により、目的遺伝子をノックダウンすることで遺伝子の機能解析や形質改変が可能であることを示唆するものである。本研究ではALSVベクターを用いて花器官形成に関与する遺伝子を制御することで、スギを効率的かつ迅速に無花粉化させる技術の確立を目指す。初年度はスギ雄花のマイクロアレイ解析と雌花のRNA-seq解析から雄花で特異的に発現し、花粉形成に関与すると推定される遺伝子をALSVベクターによるノックダウンの標的として決定した。次に、標的遺伝子に対するALSVベクターを作製し、スギ不定胚へ接種後、不定胚を発芽させた。現在、幼植物体の培養を行なっている。また、スギにおける遺伝子ノックダウンについて標的RNAの二次構造アルゴリズムからアクセシビリティの高い領域を標的領域とすることで、ノックダウン効率を大きく向上させることに成功した。予定どおりALSVベクターの作製と接種を行った。スギでは当初からALSVベクターによるノックダウンの効率が低い問題があったが、標的RNAの二次構造を推定するソフトウェアを利用し、アクセシビリティの高い領域を標的領域とすることでノックダウン効率を向上させることに成功したため、スギでも問題なくALSVベクターを作製・利用することが可能となった。雄花で特異的に発現し花粉形成に関与すると推定される遺伝子8種について、ノックダウンを目的とした組換えALSVベクターを作製し、スギ不定胚へ接種後発芽させた。RT-PCR法により、接種した9割以上の個体にALSVの感染が確認された。感染個体についてジベレリン溶液へ浸漬処理し、培養ビン内で育成したところ、無菌的に雄花を着生させることに成功した。さらに、野生型のALSV感染個体の雄花は低温処理することによって少なくとも小胞子期まで発達することを確認した。また、定量RT-PCR法によって雄花で発現し花粉形成に関与すると推定される遺伝子を新たに9種同定することに成功し、これらを標的とした組換えALSVベクターの作製とスギへの接種を行った。予定どおりALSV接種個体の育成を行い、雄花の着花に成功した。低温処理により小胞子期までの発達を確認できたため、標的遺伝子のノックダウン個体の雄性不稔性解析が可能となった。植物

ウイルスベクターは、植物へ感染するウイルスを遺伝子の運搬体(ベクター)として用い、目的遺伝子を植物体内で発現制御できる系として、遺伝子の機能解析や形質の改変等に利用されている。本ベクターの利点は組織培養技術を必要とせず、宿主植物のゲノムを遺伝子組換えすることなく形質を改変できる点にある。本研究では、リンゴ小球形潜在ウイルス(ALSV)ベクターを用いて花器官形成に関与する遺伝子を制御することで、スギを効率的かつ迅速に無花粉化させる技術の確立を目指す。スギにおける遺伝子発現抑制(ノックダウン)について、RNA二次構造アルゴリズムを用いて標的遺伝子RNAのトリガーに適した領域を推定し、その領域断片をベクターへ用いることで、ALSVベクターによる遺伝子ノックダウンの効率化に成功した。また、人工気象器内で長日条件下での培養を6ヶ月、段階的に低温にした短日条件下での培養を6ヶ月行うことで無菌的に雄花を成熟させることに成功し、季節によらず稔性調査可能な培養系を確立した。一方、スギ雄花のマイクロアレイ解析と雌花のRNA-seq解析から雄花で特異的に発現し、花粉形成に関与すると推定される遺伝子を17個単離した。これらを標的とするALSVベクターを感染させたスギの獲得と雄花の着生に成功し、また、一部の標的遺伝子で雄花における遺伝子ノックダウンを確認した。得られたノックダウン系統のうち、雄花が成熟した系統について花粉形成の調査を行なった結果、2つの標的遺伝子について正常な花粉粒が観察されず、異形な細胞が蓄積する傾向が確認された。しかしながら、着花の培養条件においては多くの系統で育成中にウイルスが脱落し、花粉形成までにノックダウンを維持させることが困難であった。今後はスギにおけるALSVベクターの安定性を考慮した培養条件を検討する必要がある。ALSVベクターを接種したスギについて培養を継続し、着花誘導を行う。また、ノックダウンされた標的領域のDNAメチル化についても解析を行う。標的遺伝子のノックダウン個体の雄性不稔性を確認する。また、今年度接種した個体については同様に着花誘導を行う。ALSVベクターを作製する際のオリゴDNA合成が計画よりも短鎖で合成できたため、残額が生じた。次年度、ALSV検出用のオリゴDNAを合成する計画のため、差額分はオリゴDNA合成費用に充てる。次年度もALSVベクターを作製する計画のため、差額分はオリゴDNA合成費用に充てる。
太陽電池用シリコン製造法のイノベーション

溶融塩として主にCaCl2(850°C)を使用し、シリカ電解還元による低リン・低ホウ素シリコン製造法の開発を行った。高純度化検討については、得られたシリコン中の不純物濃度をICP-MSおよびGD-Mにより分析した。その結果、ホウ素については0.5 ppm以下、リンについては0.4 ppm以下を達成した。連続化プロセスの検討として、カソードに液体Zn-Si系を用いる検討を行った。SEM/EDX分析により、シリカからシリコンへの還元を確認した。さらに、液体Zn-Si合金からのSi回収についても初期検討を行い、結晶性Siの回収に成功した。1.高温(800-1000°C)溶融塩中におけるシリカ電解還元による低リン・低ホウ素シリコン製造法1-1.高純度化従来の電解方式および電解セル(内径約10cm、溶融塩量300ml、SiO2量数g)でのさらなる高純度化を追求した。安価に精製された高純度シリカ(B<0.05ppm,P<0.05ppm)とシリコンの混合粉末をペレット状に成型した後に電解還元する方法において、ペレットの準備方法(成型法、焼結法等)、溶融塩の高純度化(再結晶、予備電解、Ca添加等)、装置材料の最適化、電解条件の最適化等を検討した。還元前のシリカペレットおよび得られたシリコンの全元素微量分析をGD-MSにより行ったところ、ペレットの段階においてホウ素およびリンが増加していることが明らかとなった。また、電解還元後は、カルシウム、塩素、酸素、炭素の増加が観察され、溶融塩の除去不足、還元不足および対極からの炭素混入が行っていることが分かった。1-2.プロセスの連続化850°Cにおいて生成シリコンを粒状になるように工夫することで、溶融塩と生成シリコン粒からなるスラリーが形成可能であることが分かった。得られたシリコンの純度をGD-MSで分析したところ、従来の電解法と比較して純度は低いことが明らかとなった。2.低温(200-400°C)溶融塩中におけるシリカ電解還元による高純度シリコン製造法溶融LiCl-KCl-CaCl2を用いて、シリカ電解還元を検討した。還元電流は観測されたものの、電流値は高温系と比較して小さかった。電解還元生成物は、結晶性の低いシリコンであった。1.高温(800-1000°C)溶融塩中におけるシリカ電解還元による低リン・低ホウ素シリコン製造法(高純度化およびプロセス連続化)1-1.高純度化昨年度に引き続き、小型電解セルを使用してさらなる高純度化を検討した。不純物混入メカニズムを考察するために、反応途中のサンプルについても準備して分析した。一度の実験で多数のサンプルを作成するために、直径1-2 cmのカーボン製もしくはアルミナ製るつぼ内にシリカを装填し、これを電解セル内に浸漬するタイプの電極を使用した。得られたサンプルをICP-MS、GD-MSにより分析さたところ、4N-5Nの純度を確認した。ただし、BとPの不純物濃度は目標値より高かった。これらの不純物はるつぼ材からもしくは洗浄過程で混入することが明らかとなった。1-2.プロセスの連続化本年度は、800-1000°Cにおいてシリコンと液体合金を形成する物質として、亜鉛を選定して検討を行った。液体亜鉛電極上でシリカが電解還元されることを確認した。2.低温(200-400°C)溶融塩中におけるシリカ電解還元による高純度シリコン製造法昨年度に引き続き、溶融LiCl-KCl-CaCl2(融点332°C)系を主に用いて検討した。低温においても電解還元反応は進行するものの、反応速度が小さいことが課題となることが分かった。一方、高純度シリコンの生成ではなく、リチウム二次電池用負極活物質の合成法としての応用が期待できることが明らかになった。特に、シリカーカーボンコンポジットを電解還元すると、アモルファスシリコンーカーボンコンポジット材料を形成することができた。今後はさらに電解条件等を最適化し、実際に負極特性を測定する予定である。1.高温溶融塩中におけるシリカ電解還元による低リン・低ホウ素シリコン製造法1-1.高純度化昨年度に引き続き、小型電解セルでのさらなる高純度化を追求した。高純度シリカ粉末(B<0.05 ppm, P<0.05 ppm)をペレット状に成型した後に電解還元する方法において、電解条件の最適化等を検討した。さらに電解還元により得られたシリコン粉末を用い、ゾーンメルティング装置によって結晶シリコン棒を作成した。GD-MSにより分析したところ、どちらも4N-5Nレベルが達成されていることが分かった。1-2.プロセスの連続化連続化プロセスの初期的検討として、電解セルの底部に設置したシリコン板上でのシリカ粒の還元を検討した。粒径を変化させて還元速度を検討した結果、粒径1.0-2.0 mm程度が最適であることが分かった。得られたシリコンの純度をGD-MSで分析したところ、従来の電解法と比較して純度は低かった。また、反応途中のサンプルを得るために、小型カーボンるつぼの内部にアルミナチューブを挿入し、底面のみ露出させた状態の容器に高純度シリカ粉末を装填した。

これを電解セル内で溶融塩中に浸漬させ、任意の電解後に取出し、小型カーボンるつぼごと切断した。その結果、底面のカーボン部分から還元が進行する様子が観察できた。還元メカニズム解明および還元速度向上に資することが期待できる。2.低温溶融塩中におけるシリカ電解還元による高純度シリコン製造法昨年度に引き続き、溶融LiCl-KCl-CaCl2を用いてシリカ電解還元を検討した。還元速度向上の試みとして、ポーラス構造を有するシリカの還元を試みた。その結果、還元は進行するものの、還元速度は緻密なシリカよりも小さいことが示唆された。一方、このようにして得られたアモルファスシリコンーシリカ混合物質はリチウム二次電池の負極として活用可能であることが期待される。1.高温(800-1000°C)溶融塩中におけるシリカ電解還元による低リン・低ホウ素シリコン製造法(高純度化およびプロセス連続化)1-1.高純度化検討については、前年度までの結果にもとづき、同様の手法でサンプルを作成し、得られたシリコン中の不純物濃度をICP-MSおよびGD-Mにより分析した。その結果、ホウ素については1 ppm以下、リンについては0.5 ppm以下を達成した。今後はさらなる不純物低減を行うため、サンプル量を増やした実験を行う予定である。1-2.連続化プロセスの検討として、前年度に引き続き、液体Zn-Si系を検討した。アルミナ保護管の底部に液体Znを配置し、そのすぐ上部に窓を空けて溶融塩と接触する構造の電極を開発した。シリカの有無によりサイクリックボルタモグラムの形状の変化を観察したところ、シリカが存在する場合にカソード電流が増加することを確認した。その結果に基づき、0.9 V vs. Ca2+/Caの定電位電解でサンプルを作成した。SEM/EDX分析により、シリコンへの還元を確認した。さらに、液体Zn-Si合金からのSi回収についても初期検討を行い、降温速度を小さくすることでSi結晶粒が大きく成長することを明らかにした。2.低温(200-400°C)溶融塩中におけるシリカ電解還元による高純度シリコン製造法前年度に引き続き、溶融LiCl-KCl-CaCl2(融点332°C)中での電解還元を検討した。温度を350、400、450、500、550、600°Cとして変化させて実験を行い、還元生成したシリコンの純度、形態、結晶性等を、ICP-AES、XRD、SEM/EDXを用いて分析した。その結果、温度が高い方が好ましいことが示され、200-400°Cという低温溶融塩中での電解還元は課題が多いことが分かった。一方、出発物質としてシリカ-カーボンコンポジットを用いて電解還元を行うと、アモルファスシリコン-カーボンコンポジットを得ることができ、リチウム二次電池用負極として有望であることが分かった。1.高温(800-1000°C)溶融塩中におけるシリカ電解還元による低リン・低ホウ素シリコン製造法(高純度化およびプロセス連続化)1-1.高純度化検討については、シリコンルツボ(内径約10 cm、溶融塩量500 g、SiO2量20-30 g)を用いて実験を行った。これまでの検討により、溶融塩の純度と電解後のサンプル洗浄方法が重要であることが分かっていたが、さらに、Ag+/Ag参照極を構成するムライト管がホウ素の汚染源になることが明らかとなった。そこで、参照極を使わない2電極式セルで電解を行った。