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ベトナムの尺度及び建築設計技術に関する陸域・海域の両ネットワークによる伝播と受容

漢喃文献の書誌学・文献学的研究として、カディエールとペリオ、ガスパルドンを嚆矢として、松本信広、山本達郎ら日本人研究者によって各所蔵機関の所蔵書目が整理されているが、第一次インドシナ戦争と、続くベトナム戦争の戦禍および混乱によって、失われたものも少なくない。残った史料についても、ベトナム国内外のさまざまな機関に分散所蔵されていることが確認されている。その一つに、フランス・パリにあるフランス極東学院図書室があり、在仏越僑チュォン・ディン・ホエによる目録にて、確認および検索が可能となっている。本年度は、昨年度行った、フランス植民統治下、インドシナ半島をはじめとした東南アジア全域で調査研究を行ったフランス極東学院の史資料群を所蔵する同学院図書室への調査によって得られた、阮朝期における重要史料のうち唯一内容を確認できていなかった『大南會典事例続編後次』の読解を行った。これにより、『大南會典事例續編後次』について、『大南會典事例』や『大南會典事例續編』との関連および編纂の経緯を明らかにし、さらに、ほかの欽定漢喃文献に無い、建築史学的に重要な記述の存在を明らかにした。また、日本建築学会の[若手奨励]特別研究委員会「西洋文明圏外の古代・中世における建築書と建築理論の文献調査・研究」に委員として参画し共同研究を進めた。さらに、以上の結果を、ベトナムを訪問し、ベトナム人研究協力者と直接、情報共有・意見交換を行った。また、日本建築学会の[若手奨励]特別研究委員会「西洋文明圏外の古代・中世における建築書と建築理論の文献調査・研究」に委員として参画し共同研究を進めたなかで、なぜベトナムに、建築理論書あるい建築技術書がないかということについての原因について考察したことにより、当該研究の意義を相対的に確認し、かつ研究の方向性についての意見交換が行えた。以上により、以降の調査研究を円滑に進める方法の検討など含めて、おおむね順調に進展していると考えられる。ベトナムの博物館等機関への史資料調査を行う。本研究の対象地であるベトナム社会主義共和国では、国立公文書館や研究院等の機関において、外国人による史資料の閲覧や複写等の利用に制限がかかることが少なくない。申請者は、すでに、国立第一公文書館(ハノイ)、漢喃研究院(ハノイ)、国立第四公文書館(ダラット)、ホーチミン市社会科学図書館(ホーチミン)に、研究協力者であるレ・ヴィン・アン氏とともに訪問し、司書に面会、研究主旨の説明を行い、一定の理解(一部機関では許可証)を得ている。上記機関での史料調査については容易かつ確実であり、かつ同様の方法をとれば、他の所蔵機関での史料調査についても十分期待できる。また、史資料調査で訪問する都市の古書店から、特にフランス植民統治下での出版物の購入・収集も想定しており、ベトナムにおける古書流通の傾向把握を副次的成果とする。また、一昨年度行った、フランス極東学院の史資料群を所蔵する同学院図書室への調査を計画している。さらに、最終年度には、本研究の成果をとりまとめ、日本語・ベトナム語・英語を併記した小冊子を作成し、成果の積極的な公開を行いたい。これは、関連研究分野から、成果の援用だけでなく、成果の還元を企図している。本年度は、阮朝期における重要史料のうち唯一内容を確認できていない『大南會典事例続編後次』や、フランス植民統治下、インドシナ半島をはじめとした東南アジア全域で調査研究を行ったフランス極東学院の史資料群を所蔵する同学院図書室への調査を行った。また、同じく往時の写真資料など多くの史料を所蔵する、エクス=アン=プロヴァンスの海外公文書館での調査で、デジタル化されていないカード型の目録について、当該研究に関係するものの撮影、デジタル化を行った。また、国内においては、本研究に関連すると考えられる、「港市国家」論および海域アジア研究等の周辺研究の把握および関連成果の収集・整理を行い、本研究の方向を確定させた。さらに、以上の結果を、国内外の研究協力者と情報共有・意見交換を行い、ベトナム人研究協力者には、関連史資料の所在についての事前調査を要請した。

また、同じく往時の写真資料など多くの史料を所蔵する、エクス=アン=プロヴァンスの海外公文書館での調査で、デジタル化されていないカード型の目録について、当該研究に関係するものの撮影、デジタル化を行った。また、国内においては、本研究に関連すると考えられる、「港市国家」論および海域アジア研究等の周辺研究の把握および関連成果の収集・整理を行い、本研究の方向を確定させた。さらに、以上の結果を、国内外の研究協力者と情報共有・意見交換を行い、ベトナム人研究協力者には、関連史資料の所在についての事前調査を要請した。これらは、当初に計画した通りであり、各資料所蔵機関の状況の把握や、以降の調査研究を円滑に進める方法の検討など含めて、おおむね順調に進展していると考えられる。漢喃文献の書誌学・文献学的研究として、カディエールとペリオ、ガスパルドンを嚆矢として、松本信広、山本達郎ら日本人研究者によって各所蔵機関の所蔵書目が整理されているが、第一次インドシナ戦争と、続くベトナム戦争の戦禍および混乱によって、失われたものも少なくない。残った史料についても、ベトナム国内外のさまざまな機関に分散所蔵されていることが確認されている。その一つに、フランス・パリにあるフランス極東学院図書室があり、在仏越僑チュォン・ディン・ホエによる目録にて、確認および検索が可能となっている。本年度は、昨年度行った、フランス植民統治下、インドシナ半島をはじめとした東南アジア全域で調査研究を行ったフランス極東学院の史資料群を所蔵する同学院図書室への調査によって得られた、阮朝期における重要史料のうち唯一内容を確認できていなかった『大南會典事例続編後次』の読解を行った。これにより、『大南會典事例續編後次』について、『大南會典事例』や『大南會典事例續編』との関連および編纂の経緯を明らかにし、さらに、ほかの欽定漢喃文献に無い、建築史学的に重要な記述の存在を明らかにした。また、日本建築学会の[若手奨励]特別研究委員会「西洋文明圏外の古代・中世における建築書と建築理論の文献調査・研究」に委員として参画し共同研究を進めた。さらに、以上の結果を、ベトナムを訪問し、ベトナム人研究協力者と直接、情報共有・意見交換を行った。また、日本建築学会の[若手奨励]特別研究委員会「西洋文明圏外の古代・中世における建築書と建築理論の文献調査・研究」に委員として参画し共同研究を進めたなかで、なぜベトナムに、建築理論書あるい建築技術書がないかということについての原因について考察したことにより、当該研究の意義を相対的に確認し、かつ研究の方向性についての意見交換が行えた。以上により、以降の調査研究を円滑に進める方法の検討など含めて、おおむね順調に進展していると考えられる。ベトナムの博物館等機関への史資料調査を行う。
鉄族金属間化合物におけるエキゾチック超伝導の研究

本研究では複数の鉄族化合物について、エキゾチック超伝導および幾何学的フラストレーション効果の研究を行った。その結果、鉄珪化物Lu_2Fe_3Si_5におけるエキゾチック超伝導の研究、およびコバルトスピネルGeCo_2O_4における幾何学的フラストレーション効果の研究において、特に顕著な研究成果を得た。Lu_2Fe_3Si_5は、3次元的なフェルミ面で構成されるマルチバンドの電子状態を有し、いわゆる鉄砒素系とは一線を画すユニークなマルチバンド超伝導体である。本研究では、Lu_2Fe_3Si_5における超伝導への非磁性不純物効果の研究、および磁場中熱伝導率測定を行い、符号反転マルチギャップ超伝導を強く示唆する研究成果を得た。GeCo_2O_4は、軌道自由度を有する幾何学的フラストレート磁性体であり、強磁性相関が支配的であるにも関わらず反強磁性転移を示す。本研究では、非弾性中性子散乱実験を行い、代表的な幾何学的フラストレーション効果であるスピン分子励起の観測に成功した。また、本研究では超音波音速測定を行い、スピン分子励起由来の弾性異常の観測、および磁揚誘起の軌道秩序間転移を強く示唆する弾性異常の観測に成功した。本研究課題は、鉄族元素を含有する金属間化合物における超伝導ギャップ対称性の研究、新奇な量子化磁束状態の研究、および新エキゾチック超伝導体の探索を行うものである。平成21年度の研究実績は以下の通りである。超伝導ギャップ対称性の研究は、鉄珪化物Lu_2Fe_3Si_5とホウ炭化物DyNi_2B_2Cについて行った。Lu_2Fe_3Si_5はFeを含みながらT_c=6Kという高い超伝導転移温度を示し、最近の研究からマルチギャップ超伝導の可能性が指摘されている。本研究ではLu_2Fe_3Si_5の超伝導への不純物効果を研究し、異方的超伝導を示唆する知見を得た。またLu_2Fe_3Si_5の極低温熱伝導率測定を行い、マルチギャップ超伝導を示唆する結果を得た。DyNi_2B_2Cは反強磁性秩序下で超伝導転移する(T_c=6K、T_N=11K)非常に珍しい物質で、反強磁性が誘起する異方的超伝導の発現が期待される。本研究ではDyNi_2B_2Cの超伝導への不純物効果を研究し、異方的超伝導を示唆する知見を得た。量子化磁束状態の研究は、ホウ炭化物TmNi_2B_2Cについて行った。TmNi_2B_2Cは、低温で常磁性と超伝導が共存/競合する物質で、常磁性効果による新奇な量子化磁束状態の形成が期待される。本研究では、TmNi_2B_2Cについて磁場中超音波音速測定を行い、量子化磁束の磁束弾性特性を調べた。その結果、常磁性効果と思われる特異な磁束弾性の増強を観測した。新エキゾチック超伝導体の探索はホウ窒化物La_3Ni_2B_2N_3について行った。La_3Ni_2B_2N_3はT_c=12Kの超伝導体として1994年に発見されたが、これまで詳細な物性研究は行われていなかった。本研究では、物性研究の第1歩としてLa_3Ni_2B_2N_3の試料合成法の確立を試みた。その結果、T_c=18Kという高い超伝導転移温度を示すLa_3Ni_2B_2N_3試料の合成に成功した。本研究課題は、鉄族金属間化合物における超伝導ギャップ対称性の研究、新奇な量子化磁束状態の研究、および新奇な強相関電子物性の探索を行うものである。平成22年度の研究実績は以下の通りである。鉄珪化物Lu_2Fe_3Si_5について、超伝導ギャップ対称性の研究を行った。Lu_2Fe_3Si_5はFeを含みながらT_c=6 Kという高い超伝導転移温度を示し、最近の研究からマルチギャップ超伝導の可能性が指摘されている。

本研究ではLu_2Fe_3Si_5について、精密構造解析による結晶中の電荷密度分布マッピングを行い、Fe-Siネットワークを舞台に超伝導が発現していることを示唆する結果を得た。またLu_2Fe_3Si_5の極低温熱伝導率測定を行い、強い電子相関とマルチギャップ超伝導を示唆する知見を得些。以上の結果と前年度に行った不純物効果の研究結果を総合して、Lu_2Fe_3Si_5ではFe-Siの3次元的ネットワークを舞台に符合反転s波対称性超伝導が発現しているとの結論を得た。ホウ炭化物YNi_2B_2Cについて、磁場中超音波音速測定による量子化磁束状態の研究を行った。YNi_2B_2Cは、超伝導ギャップおよびフェルミ面の異方性を反映し超伝導相内で多彩な量子化磁束格子構造をとる。本研究では、超音波測定により量子化磁束の弾性特性を調べるという新しい研究手法をYNi_2B_2Cに適用し、磁束格子の構造相転移に伴う弾性異常の検出に成功した。擬一次元鎖炭化物YCoCについて、キャリア制御による新奇物性探索を行った。YCoCは、バンド計算から反強磁性スピン揺らぎと弱強磁性不安定性の競合が指摘されている興味深い物質であるが、これまでに詳細な物性研究は行われていない。本研究では、Y(Co_<1-x>M_x)C(M=Fe,Ni)の電気、磁気特性を調べ、Fe置換試料においてホールドープに伴う電子相関効果の増強と量子臨界性の発現を示唆する結果を得た。本研究課題では、平成21、22年度は鉄族化合物におけるエキゾチック超伝導の研究を遂行したが、最終年度の平成23年度は少し趣向を変えて鉄族スピネル酸化物における軌道自由度が絡んだ幾何学的フラストレーション効果の研究を重点的に行った。近年精力的に研究が行われている鉄砒素系高温超伝導体においては、エキゾチック超伝導の発現に軌道揺らぎが重要な役割を担っていると指摘されているが、軌道揺らぎはエキゾチック超伝導に限らず様々な新奇物性を創出することが期待できる。本研究課題の平成23年度は、軌道揺らぎが絡んだフラストレーション効果の探索を行うべく、軌道縮退系ゲルマニウムスピネルGeMT_2O_4(M=CO,Fe)に注目して研究を行った。以下に、平成23年度の本研究課題の研究実績を記す。GeMT_2O_4は、ワイス温度がθw=+81Kと強磁性的でありながらT_N=21Kで反強磁性転移を示す。過去の研究からは、BサイトのCO_2+イオン間に強い軌道相関が働いているにもかかわらず軌道秩序転移できない、幾何学的軌道フラストレーションとよべる状況が生じている可能性が指摘されている。本研究では、GeMT_2O_4について純良単結晶を用いた非弾性中性子散乱実験を行い、常磁性相だけでなく反強磁性相においても新奇なフラストレーション効果であるスピン分子励起の観測に成功した。これは、反強磁性相においてフラストレーションが十分に解消されず残存していることを強く示唆するものである。また本研究では、GeMT_2O_4の反強磁性相での磁場中超音波音速測定を行い、スピン分子励起に由来する弾性異常、および磁場誘起軌道秩序転移を示唆する弾性異常の観測に成功した。この結果は、反強磁性相におけるフラストレーションの残存と、それに由来する軌道自由度が絡んだ新奇物性発現の可能性を強く示唆するものである。GeFe_2O_4は、強磁性相関が支配的でありながら低温でスピングラス的な振舞いを示し、GeMT_2O_4とは異なる軌道縮退フラストレート系と期待される物質である。本研究では、混晶系Ge(Fe_<1-X>CO_X)_2O_4の単相多結晶作製と磁化測定を行い、Co置換量に依存しない特異なスピングラス的振舞いを確認した。これは、Ge(Fe_<1-X>CO_X)_2O_4のスピングラス相がフラストレーションの影響を強く受けていることを期待させる結果である。
間葉系幹細胞分泌エクソソームの骨分化・骨再生への役割

エクソソームの分離:マウスから骨髄由来間葉系幹細胞を採取し通常培地で培養後、培養上清を回収して超遠心法でエクソソームの分離を行った。骨髄由来間葉系幹細胞の採取に際してはMouse Mesenchymal Stem/progenitor Cell Enrichment Kit(STEMCELL社)でCD45陰性の細胞群を磁気ビーズで抽出する方法で実施して、その後培養を行ったが当初はうまく細胞が成長せず、細胞培養条件を決定するのに数ヶ月を要し、超遠心によるエクソソーム回収においても手技が安定するまでに時間を費やした。分離したエクソソームを透過型電子顕微鏡およびウエスタンブロッティング(CD63)で確認したところエクソソーム粒子、CD63の発現が確認できた。microRNA発現解析:マウスから骨髄由来間葉系幹細胞を採取し骨分化前、骨分化後のそれぞれの培養上清からエクソソームを回収しmicroRNA発現解析をマイクロアレイで行った。その結果、骨分化前後で2倍以上発現上昇がみられたもの、半分以下に発現低下したもののうち発表されている論文と照らしあわせて実験に用いる遺伝子を選定することとして現在検討中である。骨粗鬆症モデルマウスの確立:SHAM(卵巣摘出偽手術)群、OVX(卵巣摘出)群を作製して術後2週間でμCTによる骨密度、骨量解析を行ったところOVX群で減少が見られた。エクソソームの分離に時間を要し、mciroRNAの発現解析を行うにあたり精度をあげるのにもかなりの時間を要した。初年度の計画ではin vitroにおいて骨粗鬆症モデルマウス由来間葉系幹細胞へのエクソソームの添加実験を行う予定であったがやや遅れが生じている。in vitroにおいて骨粗鬆症モデルマウス由来間葉系幹細胞へのエクソソームの添加実験を行う。それと同時に骨粗鬆症モデルマウス尾静脈からエクソソームを投与して骨形成への影響を組織切片、μCT、遺伝子発現で確認を行う。また、microRNA発現解析から得られた結果から数種類のmicroRNAを選定する。選定されたmicroRNAをプラスミドベクターへ搭載して細胞内へ遺伝子導入を行い、骨分化への影響を骨分化マーカーの遺伝子発現などを確認する。マウス骨髄間葉系幹細胞の培養安定性、尾静脈投与が困難な場合はラットへ変更する予定である。細胞の安定した培養、エクソソームの回収に時間を要したためmicroRNA解析(microRNAマイクロアレイ委託にあてる予定)に移行し解析を実施する予定が遅延したため、予算の執行がすべて使用できずに次年度使用となった。
酸化物半導体トンネル接合電極導入によるAlGaN系UVC-LED高効率化の研究

AlGaN系UVC-LED用のp-GaNコンタクト層の代替えである酸化物半導体を用いたトンネル接合電極開発のためにAlを5%ドープしたAZOターゲットを用いたn型透明酸化物半導体ZnOのRFスパッタ法による成膜実験を行い、その試料のホール測定による抵抗率と移動度の評価にて、このZnOが透明酸化物電極として使用可能であることが確認できた。そしてZnOとAlGaNとの接触抵抗の測定のために、CTML法のフォトマスク作成、測定準備が完了した。これに伴い、窒化物半導体側の抵抗値の制御の必要性が生じ、p-AlGaNのアクセプタの高活性化を目的とするUV光照射によるアニール実験を行い、これらの結果を国際会議にて発表を行なった。またトンネル接合電極開発においてAlGaN /GaNヘテロ接合の物性精査は必須であり、これよりMOVPE法により作成したAlGaNトンネル層を有するGaNショットキーダイオードのトンネル特性をFowler-Nordheim (FN)トンネルプロットを用いて行い、FNトンネリングを引き起こすことで立ち上がり電圧を低下させ、また正孔をブロックすることでリーク電流を低下させる影響があることが再確認できた。しかしながら、良好なトンネル特性にはAlGaNのキャリア濃度のコントロールが必須であり、また解決しなければならない問題でもあり、更なる結晶成長実験が必要である。一方でレーザーリフトオフ(LLO)による縦構造UVC-LEDの結晶成長、発光特性及び熱特性に関する研究は、次年度以降の課題とした。3年間の本研究の初年度の計画の中で、新ターゲットを用いたZnOスパッタ実験およびAlGaN有機金属結晶成長に遅延が生じており、これより酸化物半導体とAlGaN間の接触抵抗測定が完了していない。ただし当初より、この接触抵抗測定およびその発展のトンネル接合の研究とレーザーリフトオフによる縦型UVC-LEDの研究は、令和元年(平成31年度)までの完了を目論んでいたことより、現在の判断では"おおむね順調に進展している"と言う判断をした。今後は初年度の未完部分であるp-AlGaNとZnOの接触抵抗測定実験を行い、トンネル接合の完成を急ぐ。そしてこの結果を踏まえて、当初よりの令和元年(平成31年度)以降の実験計画である、トンネル接合型pコンタクト層を有する縦型構造UVC-LEDの研究に移行する。実験用消耗品の購入に物品費を使用し、その端数がこの金額として残となった。この残は引き続き翌年度の物品購入に充当する計画である。
新規Ni酵素による水素活性化機構の解明とその利用

本研究では,新規のNAD+還元4量体ヒドロゲナーゼをもつ水素酸化菌の培養法とそのヒドロゲナーゼ酵素の精製法および活性測定方法を開発し,また,酸素耐性をもつ膜結合性ヒドロゲナーゼ(MBH)については,その空気酸化型,水素還元型および酸化剤を用いた超酸化型のX線結晶解析に成功した.MBHの全体構造やNi-Fe活性部位の配位子構造は,いわゆる酸素耐性をもたない標準型の[NiFe]ヒドロゲナーゼとほとんど差異が無かった.しかし, Ni-Fe活性部位のもっとも近くに位置する鉄-硫黄クラスターが,従来まで知られていた[4Fe-4S]-4Cys型ではなく,新規の[4Fe-3S]-6Cys型の構造をもつことを見出した.また,MBHは,O_2にさらされたとき,この[4Fe-3S]-6Cys型の鉄-硫黄クラスターが特徴的な構造変化を起こすことを見出し,この構造変化こそが本酵素の酸素耐性の本質であることを提案し,それを2011年のNature誌に発表した.本研究では,新規のNAD+還元4量体ヒドロゲナーゼをもつ水素酸化菌の培養法とそのヒドロゲナーゼ酵素の精製法および活性測定方法を開発し,また,酸素耐性をもつ膜結合性ヒドロゲナーゼ(MBH)については,その空気酸化型,水素還元型および酸化剤を用いた超酸化型のX線結晶解析に成功した.MBHの全体構造やNi-Fe活性部位の配位子構造は,いわゆる酸素耐性をもたない標準型の[NiFe]ヒドロゲナーゼとほとんど差異が無かった.しかし, Ni-Fe活性部位のもっとも近くに位置する鉄-硫黄クラスターが,従来まで知られていた[4Fe-4S]-4Cys型ではなく,新規の[4Fe-3S]-6Cys型の構造をもつことを見出した.また,MBHは,O_2にさらされたとき,この[4Fe-3S]-6Cys型の鉄-硫黄クラスターが特徴的な構造変化を起こすことを見出し,この構造変化こそが本酵素の酸素耐性の本質であることを提案し,それを2011年のNature誌に発表した.本研究では,最近新たに見つかった酸素耐性NAD^+還元4量体ヒドロゲナーゼや,膜結合性シトクロムb含有6量体ヒドロゲナーゼの高分解能X線結晶解析を行うとともに,従来型酵素で未だ得られていない2つの「活性型(Ni-SIa型とNi-R型)」の構造を明らかにし,Niの関わる生体内水素活性化触媒反応機構(プロトン・ヒドリド・電子の生成)の全容を理解することを目的とした.その結果,平成22年度は,水素酸化菌Hydrogenophilus themoluteolus TH-1(HtTH-1)の培養法と本菌体由来の新規のNAD^+還元型[NiFe]ヒドロゲナーゼの精製法を確立した.培養では,一般的な栄養培地である,2x-Yeast-Trypton(2x-YT)培地を用いた20L規模の従属栄養的培養で500gの菌体を得ることに成功した.得られた菌体のNAD^+還元活性を測定したところ,従来の独立栄養的な培養から得られた菌体の酵素活性とほぼ同程度であった.次に,好気的条件下での効率的な精製法の確立を目指した.まず,培養菌体破砕上清に活性画分を得た後,溶液のpHを変化さないように硫安分画することで多くの夾雑タンパク質を除去し,かつ高活性画分を得ることに成功した.その後,陰イオン交換クロマトグラフィー(2回)とゲル濾過クロマトグラフィーを行うことで,SDSおよびNative電気泳動で,4本および単一のバンドを示す最終精製標品を得た.SDS電気泳動で得られた4本のバンド試料のN末端部分のアミノ酸配列分析で,本試料がHtTH-1由来のNAD^+還元型[NiFe]ヒドロゲナーゼであることを確認した。膜結合性シトクロムb含有6量体ヒドロゲナーゼについては,結晶化に成功した.本研究では,最近新たに見つかった酸素耐性NAD^+還元4量体ヒドロゲナーゼや,膜結合性シトクロムb含有ヒドロゲナーゼの高分解能X線結晶解析を行うことを目的とした.平成22年度は,水素酸化菌Hydrogenophilus thermoluteolus TH-1 (HtTH-1)の培養法と本菌体由来の新規のNAD^+還元型[NiFe]ヒドロゲナーゼの精製法を確立した.平成23年度は,本ヒドロゲナーゼのNAD^+還元活性測定方法において,測定溶液に終濃度0.1mg/mLのBSAを添加することで,酵素活性を安定して測定できることを見出した.結晶化スクリーニングを行った結果,10%(w/v)PEG3350, 0.1M Tris-HCl pH8.5, 0.2M MgCl_2,4°Cの条件で単結晶の調製に成功した.膜結合性シトクロムb含有6量体ヒドロゲナーゼについては,高分解能X線結晶解析に成功した.その結果,分子が3個もつ鉄-硫黄クラスターのうち触媒反応中心であるNi-Fe活性部位のもっとも近くに位置する鉄-硫黄クラスターが,従来まで知られていた[4Fe-4S]-4Cys型ではなく,新規の構造である[4Fe-3S]-6Cys型であることがわかった.

これまでに研究されていた標準型ヒドロゲナーゼは酸素条件におかれるとO_2が活性部位に結合しその活性が失われることが知られていた.構造解析の結果,酸素耐性能をもつ膜結合型ヒドロゲナーゼは,O_2にさらされたとき,[4Fe-3S]-6Cys型の鉄-硫黄クラスターにおいて特徴的な構造変化が起こることを見出した.さらに,この構造変化により鉄-硫黄クラスターはNi-Fe活性部位に電子を1個余分にあたえ,酸素による不活性化をまぬがれていることを明らかにした.本結果は,2011年のNature誌に掲載された.本研究では,最近新たに見つかった酸素耐性NAD+還元4量体ヒドロゲナーゼや,膜結合性シトクロムb含有ヒドロゲナーゼの高分解能X線結晶解析を行うことを目的とした.昨年度までに新規のNAD+還元4量体ヒドロゲナーゼをもつ水素酸化菌の培養法とそのヒドロゲナーゼ酵素の精製法および活性測定方法を開発した.膜結合性シトクロムb含有6量体ヒドロゲナーゼについてはX線結晶解析に成功し,分子が3個もつ鉄-硫黄クラスターのうち触媒反応中心であるNi-Fe活性部位のもっとも近くに位置する鉄-硫黄クラスターが,従来まで知られていた[4Fe-4S]-4Cys型ではなく,新規の構造である[4Fe-3S]-6Cys型であることを見出した.また,本膜結合型ヒドロゲナーゼは,O2にさらされたとき,この新規の[4Fe-3S]-6Cys型の鉄-硫黄クラスターが特徴的な構造変化を起こすことを見出し,この構造変化こそが本酵素の酸素耐性の本質であることを提案し,それを2011年のNature誌に発表した.平成24年度は,酸素耐性をもつ膜結合性シトクロムb含有6量体ヒドロゲナーゼの結晶解析をさらに詳細に進めた.昨年度までに,酸素にさらされたときには,[4Fe-3S]-6Cys型の鉄-硫黄クラスターのうちの1個の鉄原子が位置を変化させ,近くのアミノ窒素による配位結合を受けることを明らかにしていたが,それに加えてさらに,近くのグルタミン酸側鎖のカルボキシ酸素も同じ鉄原子に配位した部分構造も認められることがわかった.どちらの構造が酸素耐性により大きく寄与しているかを調べるためにさらに詳細に構造解析を進めている.NAD+還元4量体ヒドロゲナーゼについては,3 Å分解能の結晶構造を解析し,金属原子の空間配置をほぼ決定した.さらに分解能を上げて全構造の解明を目指している.膜結合性シトクロムb含有ヒドロゲナーゼの高分解能X線結晶解析を完了し,この酵素の酸素耐性機構の構造基盤が新規の鉄-硫黄クラスターにあることを世界で初めて見いだすことに成功した.また,その結果をNature誌に発表することができた.24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は,酸素耐性NAD^+還元4量体ヒドロゲナーゼの結晶解析を進展させ,ヒドロゲナーゼがもつ酸素耐性機構の全貌を解明し,新規燃料電池の開発や水素合成触媒の開発への基礎科学的データを提供していく.24年度が最終年度であるため、記入しない。
ゲノム多型の解析を中心とする血栓性疾患の発症に関わる遺伝的要因の解明

これまでの研究で、欧米白人では血漿抗血栓性因子のプロテインCやプロテインSなどの遺伝子異常、血管内皮抗血栓性因子のトロンボモジュリン(TM)や血管内皮プロテインCレセプター(EPCR)などの遺伝子異常に起因する血栓塞栓性疾患患者が多数報告されている。これらの患者の多くは希有な部位での一塩基置換を主な原因とするが、これらとは別に比較的高頻度にみられる一塩基多型(single nucleotide polymorphism:SNP)に起因する患者も多々報告されている。しかし、日本人についてはこの種の研究は遅れており、詳細な解析は殆ど行われていない。本研究では、日本人における血栓性疾患の発症に関与すると推定される遺伝子群の塩基変異や遺伝子多型を解析し、日本人を含むモンゴル系人種に固有な血栓性素因を解明することを目的とするものである。本年度は、血管内皮細胞上の抗血栓性因子であるTMおよびEPCRのゲノム多型について、変異プライマーを用いたポリメラーゼ鎖伸長反応(PCR)後の制限酵素切断断片長多型(RFLP)解析法およびPCR-ダイレクトシークエンス法を用いて、それぞれ検討した。その結果、TM遺伝子については、日本人の冠動脈疾患患者ではその転写調節領域にG-33A多型を見い出した。一方、EPCR遺伝子については、第4エクソン上にA4678G(Ser219Gly)多型を見出したが、欧米人に報告されている第3エクソン中の23塩基の挿入変異はみられなかった。以上の結果は、TM遺伝子上のG-33A多型やEPCR遺伝子上のSer219Gly多型が血栓症発症に関与する可能性を示唆するものである。現在、血栓性疾患患者の母集団を増すとともに正常人に関しても同様の解析を行い、これらのSNPと血栓症発症との関係を検討中である。
アジア途上国の水衛生環境改善シナリオ作成

本研究では,アジア地域での水衛生環境改善の代替シナリオ作成の方法論の提案を目的とした。7都市のプロファイリング,5都市での水利用・排水特性調査,3都市での水・物質フロー構築,1都市での水収支構築,およびし尿汚泥処理技術・システムのデータベース作成を行った。これらより,ハノイでは腐敗槽の活用とインターセプト型下水道の整備を代替シナリオとして策定し,その効果と課題を明らかにした。バングラデシュではスラム地域向けに,下痢症リスク情報を用いた参加型ワークショップを開発し,行動変化を促進し,かつリスク削減効果の高いシナリオを選定・導入する手順を実証した。以上,本研究で構築した方法論の有効性を示した。本研究は,アジア途上国都市で適用可能な,適切な水利用・排水システム評価手順を提案するもので,そのため(1)水衛生環境に関わる基礎情報・解析,(2)重点都市での詳細水環境調査,(3)水環境シナリオ評価モデルの構築と検証・利用,の3課題に分けて研究を展開する。当該年度,(1)では,引き続きハノイ,ダナン,フエ,クルナ,バンコクの5都市で,研究協力者との研究推進の調整を行い,現地訪問・踏査等の基礎調査を実施した。また,公的データベースを活用することで,多数のアジア諸国での水衛生基礎情報の整理および比較を開始した。(2)では,ハノイでの詳細な水・物質フロー図の作成を継続した。特に,郊外農村集落にて詳細フローの解析を進めた。これより,水域への汚濁の直接流出を防ぐ重要な役割をため池がはたしていることが示唆された。合わせて,集落内の多様な環境媒体の糞便汚染実態を大腸菌・大腸菌群を指標として調査した。ダナン,フエ,バンコク,クルナ(スラム地区)においても詳細な水環境調査を実施し,水・物質フローの構築を進めた。クルナでは,合わせて生活水の糞便汚染の実態把握も行った。(3)では,水環境改善シナリオ構築のツール開発に向けた汚水・汚泥処理技術の選択アルゴリズムにおいて,特に汚泥処理システム選択アルゴリズム構築に向けた情報の整理・収集を進めた。合わせて,水環境シナリオ評価モデルの構築に向け,タンクモデルを利用した水量モデルを予備的に構築し,ハノイ市Nhue川を対象として適用し,一定の再現性・妥当性を確認した。さらに,水環境シナリオ評価モデルにおける健康リスク評価サブモデルとして,途上国農村部向けの日常生活上の多様な曝露経路を考慮した糞便由来健康リスク評価モデルを予備的に構築し,ハノイ市農村集落およびクルナ市スラムにて予備的なリスク解析を行い,主要なリスク要因を同定した。本研究では,適切な代替水利用・排水システムシナリオを提案・評価するモデルの開発を目指す。そのため(1)水衛生環境に関わる基礎情報・解析,(2)重点都市での詳細水環境調査,(3)水環境シナリオ評価モデルの構築と検証・利用,の3課題に分けて研究を展開する。当該年度,(1)では,ハノイ,ダナン,フエ,クルナ,バンコクの5都市で,研究協力者との研究推進の調整を行い,現地訪問・踏査等の基礎調査を実施した。(2)では,次年度以降の詳細調査計画を調整するとともに,ハノイではNhue-Day川流域の物質フロー(N・P)収支の構築を開始したとともに,Nhue川の水・汚濁収支の構築を進めた。結果,下水道が未整備な都市部のみならず,郊外農村部も水環境への汚濁負荷源となっていることが示唆された。また,同市における廃棄物フローの構築のため,インフォーマルセクターが回収・再資源化している有価物に着目し,特にプラスチック類の再資源化が労働集約的に行われているハノイ市内の地域において再資源化工程の物質フローを明らかにした。クルナにおいては,スラム地区での調査より,家庭レベルの水収支構築を開始したとともに,公衆トイレ利用実態,水源選択・貯留方法,および水源・貯留水の水質に関する予備調査を行った。その結果,貯留水の糞便汚染が深刻であり,共同トイレでは糞便水洗が励行されておらず,その一因には当地の水利用形態があることが示唆された。さらに,ダナンでは家庭系水需要予測,フエにおいては家庭レベルの水利用・健康リスク解析に向けた予備調査を行った。(3)では,環境改善シナリオ構築のツール開発に向けた汚水処理技術の選択アルゴリズムと合わせ,汚泥処理システム選択アルゴリズム構築の基本フレームを作成した。汚泥収集技術や安定池,酸化池,人工湿地などの汚泥処理技術,コンポスト化や埋立等の処分技術について整理を進めた。本研究は,アジア途上国都市で適用可能な,適切な水利用・排水システム評価手順を提案するもので,(1)水衛生環境にかかわる基礎情報収集・解析,(2)重点都市での詳細水環境調査,(3)水衛生環境シナリオ評価モデルの構築と検証・利用,の3課題に分かれる。(1)では,新たにフィリピン国の2都市(パシグおよびカランバ)で現地踏査等を実施し,トイレ排水ストリームおよびし尿管理サービスプロファイリングを行った。(2)では,ハノイ,フエ,およびクルナにて,水利用・排水濃度変動特性調査,水・物質動態解析,健康リスク解析,および衛生リスク回避行動調査,バイオガス共同トイレモニタリングを行った。これよりハノイにおいて,排水に関する原単位情報を集積すると共に,都市域では生活排水の直接的な汚濁管理,郊外域では農業・畜産由来の汚濁管理が河川に大きな影響を与えることが示された。

また,クルナおよびハノイ共に,地域住民の健康リスク低減には,飲料水経由のみならず,汚染された表流水・土壌との接触を減らし,非意図的微生物曝露を減らすことが重要であることが示された。さらにクルナにて,バイオガス共同トイレの機能性が確認され,代替システムとしての可能性が示唆された。新たな調査都市であるフエでは,旧市街を対象とした生活排水ストリームおよび窒素・リンのマテリアルフロー解析より,汚濁負荷の約6割は合流式下水道由来であることが推計された。(3)では,水衛生環境改善シナリオの提案・評価に向けて,ISO/TC224(飲料水供給および下水システム)も参考にしつつ,汚泥の収集・処理・処分の3つの区分で技術データベース構築を継続した。合わせて,シナリオ提案・評価に活用すべく,ハノイ周辺地域での水・物質動態のモデル化を進めた。加えて,代替シナリオにおける都市廃棄物管理システムに起因する温室効果ガス排出量の削減効果算定ツールの開発に着手した。本研究は,アジア途上国都市で適用可能で適切な水利用・排水システム評価手順を提案するもので,1)水衛生環境に関わる基礎情報・解析,2)重点都市での詳細水環境調査,3)水環境シナリオ評価モデルの構築と検証・利用の3課題に分けて研究を展開した。1)では,衛生サービスチェーンに沿ったし尿管理フローの作成および衛生サービススコアカードに基づく衛生サービス管理状態の比較・評価の方法論を構築した。これを7都市に適用し,各都市の特徴を体系的に理解する上での有効性を示した。さらに,地下水についての3都市での調査からは,衛生サービスの改善を通じた地下水水質の保全が安全な飲料水確保に重要であることなどを示した。2)では, 3都市にて物質収支モデルを構築し,各都市の水・物質動態の解析を行った。農業活動が一定程度盛んなハノイ郊外では,人由来よりも農業由来の物質フローが域内の物質動態に大きな影響を与えること,ため池が汚濁物質の一時貯留場所としての役割を担っていることを示すとともに,その他の2都市では,生活排水が地域の水・物質動態に大きな影響を与えていることを示した。3)では,し尿汚泥の収集・処理・処分に注目し,この3段階に応じて衛生関連技術の整理,技術的制約条件について技術データベースを構築した。廃棄物に関しては,生ごみの排出源分別を導入した場合のごみ質の変化について,三成分(水分、可燃分、灰分)を用いて可視化するツールを開発した。さらに,物質収支モデルと定量的微生物リスクモデルを統合した水環境評価シナリオモデルを構築し,ベトナムのハノイ郊外およびバングラデシュのクルナ市スラム地区にこれを適用した。これより,現行の水衛生管理シナリオおよび代替シナリオの評価・比較を行い,モデルの有効性を示すとともに,各地域における代替シナリオとその改善効果を示すことができた。本研究では,アジア地域での水衛生環境改善の代替シナリオ作成の方法論の提案を目的とした。7都市のプロファイリング,5都市での水利用・排水特性調査,3都市での水・物質フロー構築,1都市での水収支構築,およびし尿汚泥処理技術・システムのデータベース作成を行った。これらより,ハノイでは腐敗槽の活用とインターセプト型下水道の整備を代替シナリオとして策定し,その効果と課題を明らかにした。
東洋学研究における大規模史料のインターネットによる多角的提供方式に関する研究

本研究は、大規模史料のインターネットによる提供方式についての実用化研究(展開研究)を行うもので、以下に示す成果を挙げた。(a)沖縄・琉球関係に関連した諸史料のデータベース化では、つぎのデータベースを開発した。・『歴代宝案』第一集、第二集約1,600文書(テキスト)・『琉球産業制度資料』約2,200文書(テキスト)・『琉球産業制度資料計算機総辞索引』(試用版)全8巻、約630万行・『琉球家譜』約3,000文書(画像及びテキスト)・『琉球評定所文書』約8,000文書(画像及びテキスト)(b)近世日本に関連した史料のデータベース化は、つぎのデータベースを開発した。・『大坂町触』約4,700件(触、達、補を含むSGML化テキスト)・『宗門改帳』等人口分析システム約50,000件、約1,800画像(数値データを含む)・『日本経済史資料』約630点(約20,000画像)のうち、約10,000画像(c)外字フォントの定義方式、検索手法、WWW上での提供方式の研究を行い、e-漢字を採用したWeb上での外字検索・入力方式を『琉球家譜』、『琉球評定所文書』のデータベースで実現した。また、外字、異体字を含むテキスト検索システム「電字眼Htext」を開発した。(d)大規模史料のテキスト/画像情報の提供方式に関する研究では、マイクロフィルム版琉球史料集成のインターネットによる提供のため、画像ビュワーHviewを開発した。(e)古文書認識のための文字切出し、及び漢数字に関する研究を行った。本研究による平成9年度の主な研究実績の概要は、つぎのととおりである。(1)史料群の電子化・データベース化-研究目的で列挙した諸史料のうち「歴代宝案」第一集に対するテキスト補訂の完了、琉球産業制度史料のデータベース化、及びテキスト校正を進めた。また、大阪市史から変体かなを多量に含む近世文書「御触文書」のテキスト入力を行った。(2)マイクロフィルムの提供・デジタル化方式-目録情報とコマのデータベース改良及びコマ連続の検索機能を付加し、インターネットにより琉球関連史料(建仁寺、以酊庵史料、我部コレクション)をウインドウズ95環境で検索できるシステムを開発した。(3)文字セットに関する研究-ネットワーク上で異体字・外字を排除したテキスト構成法(環東シナ海史料)と研究者固有の利用環境における異体字・正字を含む検索機能(歴代宝案)の開発を進めた。また、外字記号対照一覧表の整備(歴代宝案、中琉関係档案史料)を進めた。(4)古文書認識に関する基礎的研究-2値化レベルを自動的に制御する方式により、文字セグメンテーションの実験を行った。本研究による平成10年度の主な研究実績の概要は、つぎのとおりである。また、平成9年度に進めた大阪市史から変体かなを多量に含む近世文書「御触文書」のテキスト入力を引き続き行って、全体の約1/8について完了した。本テキストのSGML/XML化を行い、全文検索エンジンOpenText V5.1を用いてWWW版検索システムのプロトタイプを実現した。

(3)文字セットに関する研究-ネットワーク上で異体字・外字を排除したテキスト構成法(環東シナ海史料)と研究者固有の利用環境における異体字・正字を含む検索機能(歴代宝案)の開発を進めた。また、外字記号対照一覧表の整備(歴代宝案、中琉関係档案史料)を進めた。(4)古文書認識に関する基礎的研究-2値化レベルを自動的に制御する方式により、文字セグメンテーションの実験を行った。また、各種の切出し方式について、比較検討した。本研究は、大規模史料のインターネットによる提供方式についての実用化研究(展開研究)を行うもので、以下に示す成果を拳げた。(a)沖縄・琉球関係に関連した諸史科のデータベース化では、つぎのデータベースを開発した。・『歴代宝案』第一集、第二集約1,600文書(テキスト)・『琉球産業制度資料』約2,200文書(テキスト)・『琉球産業制度資科計算機総辞索引』(試用版)全8巻、約630万行・『琉球家譜』約3,000文書(画像及びテキスト)・『琉球評定所文書』約8,000文書(画像及びテキスト)(b)近世日本に関連した史料のデータベース化は、つぎのデータベースを開発した。・『大坂町触』約4,700件(触、達、補を含むSGML化テキスト)・『宗門改帳』等人口分析システム約50,000件、約1,800画像(数値データを含む)・『日本経済史資科』約630点(約20,000画像)のうち、約10,000画像(c)外字フォントの定義方式、検索手法、WWW上での提供方式の研究を行い、e-漢字を採用したWeb上での外字検索・入力方式を『琉球家譜』、『琉球評定所文書』のデータベースで実現した。また、外字、異体字を含むテキスト検索システム「電字眼Htext」を開発した。(c)大規模史料のテキスト/画像情報の提供方式に関する研究では、マイクロフィルム版琉球史科集成のインターネットによる提供のため、画像ビュワーHviewを開発した。(d)古文書認識のための文字切出し、及び漢数字に関する研究を行った。
造血幹細胞移植の合併症克服を目指したCD26による分子標的療法に関する基礎的研究

CD26分子は110kDaの膜糖蛋白でヒトCD4+メモリーT細胞に選択的に発現され、T細胞受容体(TCR)からのシグナル伝達を補助的に増強する共刺激分子の一つで、T細胞活性増殖に重要である。例えば、CD26陽性T細胞は非常に遊走能が強く、関節リウマチなどの患者末梢血や罹患関節等の局所炎症部位で増加している。組み換え可溶性CD26分子(sCD26)は、in vitroでメモリー抗原である破傷風トキソイド(TT)に対する抗原特異的T細胞増殖反応を亢進させ、この反応にはDPPIV酵素活性を必要とすることが報告されているが、このメカニズムとして、sCD26がメモリー抗原とともに抗原提示細胞(APC)に取り込まれ、CD28共刺激分子のリガンドであるCD86の発現を亢進させることを明らかにした。さらに、CD26がAPC上のcaveolin-1と結合してリン酸化し、APCのCD86の発現上昇を誘導すること、このときcaveolin-1の82-101アミノ酸残基がCD26のDPPIV酵素活性中心との結合に関与することを明らかにした。すなわち、T細胞のCD26とメモリー抗原に暴露されたAPCのcaveolin-1が互いに接触してimmunological synapseを形成してメモリー抗原に対するT細胞の増殖反応がもたらされることが示された。これらの研究実績をもとに、CD26によって誘導されるcaveolin-1下流のシグナル伝達機構を明らかにする研究を行った。まず網羅的解析を行うため、CD26刺激後のMφ細胞溶解液を2次元電気泳動で展開し、スポット解析を行ったところ、CD26刺激後に変化するタンパクとしてTollipとIRAK-1が同定された。さらに、欠失変異体組換えタンパクを用いた共沈実験により、caveolin-1のscaffolding domainとTollipのC2domainが結合し、TollipのCUE domainが結合し、caveolin-1/Tollip/IRAK-1が複合体を形成するることが判明した。すなわち、CD26刺激によって、ACPのcaveolin-1がリン酸化し、TollipとIRAK-1を解離し、IRAK-1のリン酸化からNF-κBが活性化してCD86の発現増強がもたらされることが明らかとなり、CD26/caveolin-1という新たな免疫活性化機構が見いだされた。これらの成果は、Mot.Cell.Biol.2005;25:7743、及び、Mod Rheumatol.2006;16:3-13に発表した。これらの研究実績をもとに、本年度は、CD26によって誘導されるcaveolin-1下流のシグナル伝達機構を明らかにする研究を行った。さらに、欠失変異体組換えタンパクを用いた共沈実験により、caveolin-1のscaffolding domainとTollipのC2domainが結合し、TollipのCUE domainが結合し、caveolin-1/Tollip/IRAK-1が複合体を形成することが判明した。組み換え可溶性CD26分子(sCD26)は、in vitroでメモリー抗原である破傷風トキソイド(TT)に対する抗原

特異的T細胞増殖反応を亢進させ、この反応にはDPPIV酵素活性を必要とすることが報告されているが、このメカニズムとして、sCD26がメモリー抗原とともに抗原提示細胞(APC)に取り込まれ、CD28共刺激分子のリガンドであるCD86の発現を亢進させることを明らかにした。さらに、CD26がAPC上のcaveolin-1と結合してリン酸化し、APCのCD86の発現上昇を誘導すること、このときcaveolin-1の82-101アミノ酸残基がCD26のDPPIV酵素活性中心との結合に関与することを明らかにした。すなわち、T細胞のCD26とメモリー抗原に暴露されたAPCのcaveolin-1が互いに接触してimmunological synapseを形成してメモリー抗原に対するT細胞の増殖反応がもたらされることが示された。これらの研究実績をもとに、CD26によって誘導されるcaveolin-1下流のシグナル伝達機構を明らかにする研究を行った。まず網羅的解析を行うため、CD26刺激後のMφ細胞溶解液を2次元電気泳動で展開し、スポット解析を行ったところ、CD26刺激後に変化するタンパクとしてTollipとIRAK-1が同定された。さらに、欠失変異体組換えタンパクを用いた共沈実験により、caveolin-1のscaffolding domainとTollipのC2domainが結合し、TollipのCUE domainが結合し、caveolin-1/Tollip/IRAK-1が複合体を形成するることが判明した。すなわち、CD26刺激によって、ACPのcaveolin-1がリン酸化し、TollipとIRAK-1を解離し、IRAK-1のリン酸化からNF-κBが活性化してCD86の発現増強がもたらされることが明らかとなり、CD26/caveolin-1という新たな免疫活性化機構が見いだされた。これらの成果は、Mot.Cell.Biol.2005;25:7743、及び、Mod Rheumatol.2006;16:3-13に発表した。
エンジン用複雑系混相燃焼物理の構築　～高空再着火時低圧燃焼から定常高圧燃焼まで～

航空エンジンの高空再着火時の広範な圧力範囲における噴霧の燃え広がりや群燃焼発生特性の理解を深めるために液滴群要素の燃え広がりとランダム分散液滴群の燃え広がりの微小重力実験行った.実験の結果,燃え広がりに与える液滴直径比の影響,局所液滴干渉の影響,圧力の影響が明らかとなった.これらの実験から,起点となる液滴まわりに形成される火炎からの熱伝導の影響が明確となり,その液滴の燃焼寿命が燃え広がり限界を律していることも明らかとなった.1.5MPa以上の高圧条件では燃料蒸気吹き出しによる特異な燃え広がり,ランダム分散液滴群の群燃焼発生限界付近でも特異な燃え広がりが観察されており,今後の解明が必要である.5m級落下実験施設を利用して,1/4気圧から2気圧までの周囲気体圧力において不等間隔液滴列の燃え広がり微小重力実験を行った.燃え広がり速度,燃え広がり限界を求め,それらに与える圧力効果,液滴干渉効果について調べた.液滴干渉効果は高圧ほど小さくなることが明らかになったが,燃え広がり限界液滴間隔に及ぼす干渉効果を異なる周囲気体圧力の場合について正規化する手法について考察を行った.高速燃え広がり挙動の詳細観察を行うために,小型高感度高速度カメラを導入し,落下実験装置への搭載を行った.大型落下実験施設における落下実験装置へも高速度カメラを組み入れ,2気圧までの周囲気体圧力において不等間隔液滴列の燃え広がり微小重力実験を行った.局所の液滴干渉効果により次液滴に燃え広がる限界付近の燃え広がり挙動の高速度映像を取得でき,液滴着火前後の発光挙動を詳細に捉えることができた.ランダム分散液滴群の燃え広がりのパーコレーションモデルにおいて,低圧から高圧における燃え広がり限界距離を考慮し,臨界平均液滴間隔に与える圧力の効果を2次元液滴配置および3次元液滴配置の液滴群に対して調べた.臨界平均液滴間隔の格子サイズ依存性を異なる周囲気体圧力の場合について正規化する手法についても考察を行った.さらに,多分散噴霧へのモデルの拡張のために,径違い液滴列を用いた燃え広がり実験の結果の詳細解析を行い,燃え広がり前後の液滴の役割について考察を進めた.小型高感度高速度カメラを導入し,大型落下塔で不等間隔液滴列燃え広がりの高速撮影を実現できた.また,2気圧までの高圧実験も先行して行うことができた.5m級落下実験施設を利用して,2気圧までの周囲気体圧力において液滴群要素の燃え広がり微小重力実験を行った.燃え広がり速度,燃え広がり限界,高温領域分布を求め,それらに与える圧力効果,液滴干渉効果について調べた.干渉2液滴を含む軸に対して垂直方向の燃え広がり限界液滴間隔は高圧でも干渉2液滴の影響を受けやすいことが明らかになった.また,干渉2液滴を含む軸方向の燃え広がり限界距離は干渉の影響が現れにくいが,火炎近傍の温度場には干渉の影響がより強く現れることも明らかになった.小型の高圧容器の設計および容器内外への液滴群生成装置,燃料供給装置,点火装置,観察装置,等の配置の設計を行い,高圧容器の製作を行った.高圧容器の寸法および重量,容器外の装置配置を考慮し,落下実験装置全般の再設計も実施した.多分散噴霧へのモデルの拡張のために,径違い液滴列を用いた燃え広がり実験の結果の詳細解析を行い,燃え広がり前後の液滴の役割について考察を前年に引き続き進めた.径違い不等間隔液滴列を用いることで,干渉2液滴の直径比の影響についても調べた.その結果,燃え広がり限界は干渉2液滴の直径比の影響も受け変化することが明らかとなった.国際宇宙ステーションの「きぼう」実験棟での液滴群要素および液滴群の燃え広がり実験が開始され,高圧実験結果の比較対象となる基準データの取得も開始した.また,宇宙実験結果との比較により,これまでの落下実験結果の検証についても実施した.高圧容器の設計・製作に予想以上に時間がかかった点は遅れ気味であるが,国際宇宙ステーションの「きぼう」実験棟での実験も開始し,比較データに幅が出てきたため.5m級落下実験施設を利用して,30気圧までの周囲気体圧力において正デカンを燃料として用い液滴列の燃え広がり微小重力実験を行った.燃え広がり速度,燃え広がり限界を求め,それらに与える圧力効果について調べた.高圧において液滴から燃料蒸気の吹き出しを伴う燃え広がりが観察され,蒸気吹き出しの燃焼による火炎と未燃液滴との関係により,燃え広がり速度および燃え広がり限界がばらつくことが明らかになった.多分散噴霧へのモデルの拡張のために,径違い液滴列を用いた燃え広がり実験の結果の詳細解析を行い,燃え広がり前後の液滴の役割について考察を進めた.その結果,燃え広がり時間における熱伝導時間と未燃液滴加熱時間の比は液滴間隔に依存せず,直径比に依存すること,燃え広がり限界は起点となる液滴の燃焼寿命に大きく依存して決まることなどが明らかになった.国際宇宙ステーションの「きぼう」実験棟での液滴群要素およびランダム分散液滴群の燃え広がり実験が実施され,液滴群要素の燃え広がりデータ,ランダム分散液滴群の燃え広がりデータが得られ,これまでの落下実験結果の検証,パーコレーションモデルとの比較についても実施した.航空エンジンの高空再着火時の広範な圧力範囲における噴霧の燃え広がりや群燃焼発生特性の理解を深めるために液滴群要素の燃え広がりとランダム分散液滴群の燃え広がりの微小重力実験行った.実験の結果,燃え広がりに与える液滴直径比の影響,局所液滴干渉の影響,圧力の影響が明らかとなった.

これらの実験から,起点となる液滴まわりに形成される火炎からの熱伝導の影響が明確となり,その液滴の燃焼寿命が燃え広がり限界を律していることも明らかとなった.1.5MPa以上の高圧条件では燃料蒸気吹き出しによる特異な燃え広がり,ランダム分散液滴群の群燃焼発生限界付近でも特異な燃え広がりが観察されており,今後の解明が必要である.高圧容器の製作を行い,その中に液滴群生成装置を組み入れ,微小重力実験データの取得を行う.パーコレーションモデルの改良も引き続き行う.高圧容器内への装置の組み入れおよび高圧実験の実施を加速して行う.29年度が最終年度であるため、記入しない。燃焼学29年度が最終年度であるため、記入しない。