hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大規模居室における内装の燃焼拡大性状の予測と火災規模の局限化に関する研究

(1)天井の燃焼性を制御した大規模居室における壁内装の入射熱予測モデルの構築入射熱予測モデル構築に適した壁面入射熱データを、平成29年度実験より大規模な室の燃焼実験で測定できる機会を得た。本課題で前年度までに得たデータと併せて、壁内装上部で水平火炎伝播が起こる程度の煙層温度となった段階で、煙層に暴露される内装の表面熱伝達率に関する無次元解析を行った。その結果、火源から離れた部分では、表面熱伝達率を、室の規模によらず、煙層の厚さ、煙層の温度上昇をパラメータとして予測できることが明らかになった。(2)主要な内装材料の着火・火炎伝播予測データの測定木材(スギ)及び防火材料とならない壁紙について、火炎伝播時の入射熱レベルを加熱条件とする燃焼発熱試験を行い、水平火炎伝搬限界予測に必要なデータを測定した。(3)壁内装表面上の水平火炎伝播の有無の予測モデルの検証平成29年度に実施した室火災実験の煙層温度データに(1)で得た表面熱伝達率を代入して壁表面入射熱分布・履歴を再現し、(2)に基づく火炎伝播限界と比較したところ、平成29年度実験における内装の水平火炎伝播によるフラッシュオーバーの有無を説明できることを確認した。これにより、これまで室レベルでは妥当性が検証されていなかった水平火炎伝播モデルの妥当性も検証できたことになる。(4))壁内装表面で水平火炎伝播した場合の煙層の温度上昇限界の予測モデルの開発水平火炎伝播が生じた場合の内装からの燃焼発熱を(2)の時系列データを畳み込み積分で算定してゾーンモデルに代入して、煙層温度上昇に対する内装の火炎伝播の影響を評価できるようにした。室の寸法などをパラメータとして煙層温度を計算し、下方の避難者の受ける受熱量が許容値に達しないように煙制御の計画、内装の燃焼性の調整などを行うことにより、避難安全検証が可能となる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。小型実験及びゾーンモデルによる数値シミュレーションにより、本課題の核心である可燃天井・壁内装の煙層による入射熱予測及び着火・火炎伝播予測の基礎となる成果を得た。実験については、天井面及び壁面上部が火災初期の煙層に曝露されて着火・火炎伝播に至る加熱条件を小型実験で再現できるようにするための模型試験体を設計・製作した。拡散型バーナーを火源として煙層温度及び内装の煙層曝露時間をパラメータとする実験を、不燃内装に木材をマーカーとして貼付けて試行錯誤的に行い、内装への入射熱履歴、着火の有無、着火する場合の着火時間、火炎伝播速度を測定した。これにより、以下の成果を得ることができ、2年度目に計画している大型居室火災実験の試験体設計及び実験条件の設定に必要な基本データを整備することができた。(1)ゾーンモデルでは従来、危険側想定がされていた煙層・周壁間の表面熱伝達係数を実験的に定式化し、煙層温度は実験と計算でほぼ一致するようになった。これにより、表面入射熱の予測モデルも構築できた。(2)煙層により酸素濃度が低下し、分解ガスが蓄積する条件での木材の引火温度を把握できた。本手法を他の内装材料に適用すれば、各種内総材料が煙層に曝露される条件での引火温度を把握できることがわかった。(3)木質壁面上部での水平方向火炎伝播速度を、煙層温度、引火前の木材表面温度を変えて実測した。この条件での火炎伝播モデルを構築するための基本となる成果である。更に、木材の高温物性、分解特性を測定し、雰囲気条件が着火温度に及ぼす影響予測に必要な基本的データを得ることができた。本課題の重要な目標は、一般に内装制限の対象となる大規模居室に木材等の可燃内装を使用する場合の避難安全検証を工学的に行えるようにする基盤として、ゾーンモデルで内装の急激な火炎伝播が発生する条件を予測できるようにすることである。その最大の課題は、煙層から内装への熱伝達の予測法の確立と、分解ガスが蓄積し、酸素濃度が低下する煙層に曝露される内装の引火温度の把握である。ゾーンモデルは従来、ほとんど煙流動予測に利用されており、煙層の熱損失は煙流動性状からみて危険側の高温になるように過小に設定され、実証的な研究は皆無に近かった。28年度は、模型規模とはいえ、煙層から内装への熱伝達を高い精度で再現できるようになった。その結果、煙層温度も煙層に曝露された状態での可燃内装の引火温度を把握できたことも過去にほとんど例のない成果である。着火・火炎伝播予測に必要な内装材料の高温物性は、木材については予定通り、把握することができた。当該年度の中心的な研究として、大規模居室の試験体を製作し、天井を不燃化したうえで、壁内装を、(1)不燃、(2)木材、(3)壁紙の3段階として、プロパンバーナーを火源とする一連の室火災実験を行った。(1)不燃内装実験では、床上の火源により壁面上部で木材などの水平火炎伝播が起こり得る火源発熱速度を把握のうえ、壁面上部の入射熱を、煙層からの熱伝達、周囲壁面からの放射熱、火源からの放射熱から予測できるようにするための各種測定を行った。

(2)木質内装実験では、(1)で設定した火源条件のもとで、壁面上部の木材で水平火炎伝播が起こるようにし、その時の火炎伝播状況、壁面入射熱、木材表面温度等を測定した。(3)壁紙仕上げ実験では、防火材料に位置づけられない壁紙について、火炎伝播性状を観測し、入射熱の推移を把握した。以上に基づき、(a)ゾーンモデルによる煙層温度及び煙層に曝される壁面の入射熱の予測可能性の検証、(b)可燃内装での表面火炎伝播時の火炎から予熱域への入射熱の把握、(c)天井面下の壁面における木材・壁紙の水平火炎伝播限界入射熱の把握を行った。この結果、木材、壁紙内装とした場合に水平方向に加速的な火炎伝播が生じる限界の表面温度及び入射熱の値を特定できた。内装表面で火炎伝播が起こる前の段階での入射熱については、煙層からの表面熱伝達以外は、加熱源の代表温度を与えれば古典的な伝熱モデルで実験結果と良い一致を示したが、煙層からの表面熱伝達については一般的に使われている表面熱伝達では過小評価になることがわかった。これについては、第3年度に引き続き、検討することとした。以上により、天井を不燃化した場合の木質壁については、フラッシュオーバーの発生の有無の予測の見通しがつけられた。また、加熱される木材の温度変化の予測に必要な諸物性の測定を行った。天井を不燃化した大規模居室において、壁面を可燃材料で仕上げた場合の水平火炎伝播によるフラッシュオーバーの発生の有無、発生時間について、それらの直接の支配要員である壁面入射熱の予測法を基本的に構築でき、可燃内装材料を壁面に用いた場合のフラッシュオーバーの発生の有無、発生条件の予測に関して残す主な課題は、煙層からの表面熱伝達に関するパラメータ同定(表面熱伝達係数等)、壁体内非定常熱貫流予測と、内装材料の性能把握の実用的方法の構築のみとなった。壁体内非定常熱貫流予測は、温度が高いことを除くと環境工学において確立されており、本課題では100°C以上で壁体内での水分・結晶水の蒸発等を考慮する必要がある以外は、既存モデルの延長上でモデル化が可能である。これらの課題については、第3年度に十分、解決可能である。(1)天井の燃焼性を制御した大規模居室における壁内装の入射熱予測モデルの構築入射熱予測モデル構築に適した壁面入射熱データを、平成29年度実験より大規模な室の燃焼実験で測定できる機会を得た。本課題で前年度までに得たデータと併せて、壁内装上部で水平火炎伝播が起こる程度の煙層温度となった段階で、煙層に暴露される内装の表面熱伝達率に関する無次元解析を行った。その結果、火源から離れた部分では、表面熱伝達率を、室の規模によらず、煙層の厚さ、煙層の温度上昇をパラメータとして予測できることが明らかになった。(2)主要な内装材料の着火・火炎伝播予測データの測定木材(スギ)及び防火材料とならない壁紙について、火炎伝播時の入射熱レベルを加熱条件とする燃焼発熱試験を行い、水平火炎伝搬限界予測に必要なデータを測定した。(3)壁内装表面上の水平火炎伝播の有無の予測モデルの検証平成29年度に実施した室火災実験の煙層温度データに(1)で得た表面熱伝達率を代入して壁表面入射熱分布・履歴を再現し、(2)に基づく火炎伝播限界と比較したところ、平成29年度実験における内装の水平火炎伝播によるフラッシュオーバーの有無を説明できることを確認した。これにより、これまで室レベルでは妥当性が検証されていなかった水平火炎伝播モデルの妥当性も検証できたことになる。(4))壁内装表面で水平火炎伝播した場合の煙層の温度上昇限界の予測モデルの開発
哺乳動物脳神経系における領域特異化の分子機構の解明

神経系の発生過程では、神経幹細胞の領域特異化がおこり、これに従って特定の性質をもった細胞が規則正しく分化する。一方、種々の神経疾患は特定のニューロンの変性、脱落がその原因となっている。従って神経幹細胞の特異性決定に関する研究は、発生・再生の両分野における重要課題である。本研究では、成体に存在する神経前駆細胞の領域特異性とその再生能について解析した。まず、発生期海馬ニューロンの起源となる神経幹細胞・前駆細胞に特異的に発現する種々の転写因子(Pax6,Emx2,Mash1等)が、成体海馬近傍の脳室周囲組織に存在する少数の細胞に発現していることを見出した。同部位からneurosphere法を用いて培養した神経幹細胞にも、これらの転写因子の発現が確認された。さらに、脳内に増殖因子を投与すると各転写因子を発現する細胞が増加し、一方分裂細胞を選択的に除去するcytosine arabinosideを投与すると消失することから、これらの細胞は、成体脳内に残存する神経幹細胞・前駆細胞と考えられ、それらは分子レベルで特異性を保持していることが推定された。次に、ラット一過性全脳虚血モデルを用いて、成体前駆細胞の挙動を解析した。転写因子発現細胞は、虚血負荷等の損傷後に一過的に分裂することが明らかになった。そこで、全脳虚血により選択的に細胞死に陥る海馬CA1領域の錐体ニューロンの可能性を検討した。その結果、虚血後特定の時期に脳室内に増殖因子を投与すると、内在前駆細胞の増殖が促進され、さらにCA1ニューロンの著明な再生が観察された。この再生ニューロンはシナプス形成を介して既存の神経回路に組み込まれることを、電気生理学的、形態学的な解析により確認した。また、増殖因子投与によって、虚血によって傷害される海馬依存的な空間学習・記憶機能が部分的に回復することを、モリスの水迷路テストにより明らかにした。以上の結果は、成体の神経組織の持つ潜在的な再生能力を高めることで脳機能の回復が可能であることを世界で初めて明らかにした、重要な成果である。神経系の初期発生においては、ニューロン・グリアの共通の前駆細胞である神経幹細胞の領域特異化おこり、これに従って特定の部位に特定の性質をもったニューロン・グリアが規則正しく分化する。一方、遺伝性神経変性疾患をはじめとする種々の脳神経疾患においては、しばしば特定のニューロンの特異的な変性、脱落が原因となっている。従ってニューロンの特異性決定の機構の解析は、本特定領域研究班の重要な課題のひとつである。しかしながら、この領域特異的な細胞分化を制御する分子機構の詳細は未だ多くの点が不明のままである。本研究では、Basic helix-loop-helix(bHLH)型転写因子であるOlig2,Neurogenin2(Ngn2)に着目し、幹細胞の領域特異的分化における機能を明らかにすることを目的とした。Olig2,Ngn2は、ラット後脳・脊髄神経管の腹側において胎生10.5日(E10.5)に発現を開始し、E12.5では背腹軸に沿った特定の前駆細胞ドメインに発現していた。運動ニューロンの分化に関与するとされるLim3/4、Islet1/2、HB9と比較したところ、Olig2は運動ニューロンの前駆細胞と考えられる細胞群に特異的に発現していた。また、Ngn2は運動ニューロンおよび腹側介在ニューロン群の前駆細胞において発現が認められた。そこで、電気穿孔法を用いてニワトリ胚神経管における両因子の異所発現を試みた。その結果、Olig2およびNgn2の異所的な発現によって、神経管背側に異所的な運動ニューロンマーカーを発現した細胞が誘導された。このことは、特定のbHLH因子群の組み合わせによって特定の種類のニューロンの発生が制御されていることを示唆している。現在、種々のbHLH因子を組み合わせた異所発現によって他のタイプのニューロン分化にどのような影響が見られるかを詳細に解析している。さらにこの知見をもとに、胎生期あるいは成体神経組織内に残存する神経幹細胞を遺伝子操作することによって、特定の性質を持つニューロンを試験家内で誘導する技術の開発を進めている。

転写因子発現細胞は、虚血負荷等の損傷後に一過的に分裂することが明らかになった。そこで、全脳虚血により選択的に細胞死に陥る海馬CA1領域の錐体ニューロンの可能性を検討した。その結果、虚血後特定の時期に脳室内に増殖因子を投与すると、内在前駆細胞の増殖が促進され、さらにCA1ニューロンの著明な再生が観察された。この再生ニューロンはシナプス形成を介して既存の神経回路に組み込まれることを、電気生理学的、形態学的な解析により確認した。また、増殖因子投与によって、虚血によって傷害される海馬依存的な空間学習・記憶機能が部分的に回復することを、モリスの水迷路テストにより明らかにした。以上の結果は、成体の神経組織の持つ潜在的な再生能力を高めることで脳機能の回復が可能であることを世界で初めて明らかにした、重要な成果である。神経系の発生過程では、ニューロン・グリアの共通の前駆細胞である神経幹細胞の領域特異化がおこり、これに従って特定の性質をもったニューロン・グリアが規則正しく分化する。一方、種々の脳神経疾患においては、しばしば特定のニューロンの特異的な変性、脱落がその原因となっている。従ってニューロンの特異性決定の機構の解析は、本特定領域研究班の重要な課題のひとつである。本研究では、試験管内培養系ならびに損傷組織内での挙動の解析を通じて、成体脊髄および海馬に存在する神経前駆細胞の分子レベルでの特異性とその再生能について解析した。まず、神経前駆細胞が成体脊髄実質部に広範に存在することを明らかにした。さらに、胸髄完全切断モデルを用いた解析から、神経前駆細胞が損傷に応答して組織内で増殖し、その特異性を反映すると考えられる特異的な転写制御因子を発現することを見出した。また、損傷組織内では前駆細胞からのニューロン新生が制限されており、この過程にNotchシグナル伝達系が.関与することを明らかにした。また、成体脳内の神経前駆細胞の特異的な再生能を明らかにするため、一過性全脳虚血ラットをモデルとした解析をおこなった。虚血損傷に応答して脳内の神経前駆細胞は増殖、移動、分化し、特に海馬領域ではCA1錐体ニューロンを一部再生することを見出した。これらの前駆細胞は、脊髄と同様に特異的な転写制御因子を発現し、特異的なニューロンへと分化する能力を保持していた。さらに、虚血後に前駆細胞により再生されたニューロンはシナプス形成を介して既存の神経回路に組み込まれ、虚血によって傷害される海馬依存的な空間学習・記憶機能の回復に貢献していることを明らかにした。神経系の発生過程では、神経幹細胞の領域特異化がおこり、これに従って特定の性質をもった細胞が規則正しく分化する。一方、種々の神経疾患は特定のニューロンの変性、脱落がその原因となっている。従って神経幹細胞の特異性決定に関する研究は、発生・再生の両分野における重要課題である。本研究では、成体に存在する神経前駆細胞の領域特異性とその再生能について解析した。まず、発生期海馬ニューロンの起源となる神経幹細胞・前駆細胞に特異的に発現する種々の転写因子(Pax6, Emx2, Mash1等)が、成体海馬近傍の脳室周囲組織に存在する少数の細胞に発現していることを見出した。同部位からneurrosphere法を用いて培養した神経幹細胞にも、これらの転写因子の発現が確認された。
細胞内イメージングに向けた超高感度核酸プローブの開発

近年、生体内において様々な機能を持つRNAが発見され非常に注目されている。我々はこれまでにRNAを高感度に検出可能な新たな核酸プローブであるインステムモレキュラービーコン(ISMB)の開発に成功している。本研究では更に高感度なプローブを開発することによって細胞内におけるRNAの蛍光イメージングを目指している。昨年度までの成果により、Cy3を複数導入したインステムモレキュラービーコンの開発に成功した。今年度はこれまでの設計とは異なりステム構造不要な新たなリニアープローブの開発を目指した。具体的にはCy3と消光色素であるアゾ系色素との自発的会合を利用することによって、プローブ単独ではCy3の発光が消光することを期待した。それに対し、標的RNA存在下では色素ペアが解離することによってCy3の発光が観察されると期待される。実際にリニアープローブを合成し機能評価を行ったところ、プローブ単独ではCy3と消光色素が会合することによって蛍光が強く消光した。それに対し、標的RNAを添加したところCy3の強い発光が観察された。その結果、ターゲットの添加に伴う発光強度比は180倍となることが明らかとなった。また、このプローブの細胞内における機能評価を行った。28S rRNAをターゲットとしたプローブを合成し、固定化細胞に添加して共焦点レーザー顕微鏡で観察を行ったところ、細胞質及び核小体から強い発光が観察された。このことは開発したプローブが洗浄操作不要なFISH(Fluorescence in situ hybridization)プローブとして機能することを示している。以上のように、従来の設計とは全く異なる新たなRNA検出プローブの開発に成功した。27年度が最終年度であるため、記入しない。RNAが持つ生体機能が次々に明らかになりつつあることから、近年細胞におけるRNAの動態解析が注目されている。我々はこれまでにRNAを高感度に検出可能な新たな蛍光性核酸プローブであるインステムモレキュラービーコン(ISMB)の開発に成功している。本研究では更に高感度かつ酵素耐性を持つISMBを開発し、これを用いた細胞内におけるRNAの蛍光イメージングを目指している。昨年度までの成果によりペリレンやCy3を複数分子導入したISMBの開発に成功している。今年度はこのCy3複数導入ISMBを用いた細胞内におけるRNAイメージングについて検討を行った。ターゲットとして細胞内に比較的多く存在していることが知られているβーアクチンmRNAを選択し、これをターゲットとしたISMBを合成した。このISMBを固定化細胞に導入し、共焦点レーザー顕微鏡で観察したところ強い発光が観察された。それに対し、スクランブル配列を持つコントロールISMBでは発光がほとんど観察されなかったことから、設計どおりISMBを用いることによって固定化細胞のβーアクチンmRNAを検出可能であることが明らかとなった。また、このISMBは従来のFISHプローブと異なり洗浄操作無しでもバックグラウンド発光がほとんど観察されなかった。以上のことから、このISMBは洗浄操作不要なFISH(Fluorescence in situ hybridization)プローブとして機能することが分かった。本研究では細胞内で機能する高感度核酸プローブの開発及びそれを用いた細胞内RNAイメージングを目指している。本年度の成果により、固定化した細胞内におけるRNAをイメージングできることが明らかとなった。本手法は従来法で必要不可欠である洗浄操作を必要としないことから、汎用性の高いRNA検出法としての応用が期待できる。また、開発した核酸プローブが細胞内で機能することが実証できた点からも本研究はおおむね計画通りに進展しているといえる。次年度はより長波長で励起・発光する蛍光色素を導入したISMBを開発する。

これまではペリレンやCy3といった比較的短波長で発光する蛍光色素を用いてきたが、細胞が発する自家蛍光によって検出が阻害される可能性があった。そこで、新たにCy5を導入したISMBを開発することにより、バックグラウンド発光の影響を抑制することを目指す。その結果、細胞内においても高いシグナル・バックグラウンド比の実現が期待できる。27年度が最終年度であるため、記入しない。
ガス拡散電極を用いる常温常圧下での窒素固定

安定窒素分子を活性化する場としてガス拡散電極の最適な電極構造および触媒について検討し、本電解用ガス拡散電極の高性能で再現性のある製造法を確率した。触媒として窒素源を持たない金属触媒を選び、塩化物を塗布、還元することで担持した。多種の金属触媒を担持したガス拡散電極を用いて実験した結果、Pd-Ru合金触媒のみがアンモニアを生成することが明らかとなった。触媒組成を検討した結果、Pd : Ru=(1 : 1)電極はアンモニア生成量が最大でありPd、Ru単独ではアンモニアは生成しなかった。電解前後での触媒量を蛍光X線分析するとPd、Ru量の変化はないことが明らかとなった。XPS測定では表面吸着窒素原紙の量は確認できなかった。現状ではこれらの触媒を用いても室温でのアンモニ生成効率が1%以下で、生成量の減衰が大きいという問題点がある。鉄触媒を担持したガス拡散電極でアンモニア生成量が多いことをみいだした。検討の結果、この電極は大気中のアンモニアを吸着し、電解時に放出する。窒素中に保管するとアンモニア中間体が表面に生成し、-1.5Vで還元され、アンモニアになること。窒素分子の直接還元でアンモニアが生成するがPd:Ru=(1 : 1)担持ガス拡散電極に比べ活性は1/2程度である。また活性化処理でコンスタントにアンモニア生成が起こることが分かった。次に、Pd-Ru系触媒の反応性を気相反応で確認した。水素吸蔵Pdの表面にそれぞれPd-Ruをブラック状に析出させた試料とPd-Ruブラックを付けた試料を純窒素中に放置し、精密天秤で放置時間と重量変化を測定した。吸蔵水素と窒素分子が反応すれば試料の重量が大きく変化する。Pd-Ruブラックを付けた試料は他の試料に比べ重量減が大きくアンモニア生成反応が進行していることが分かった。安定な窒素分子を活性化する場としてガス拡散電極の構造と触媒は最重要である。本年度は主に最適な電極構造について検討した。電解液と窒素と触媒が近接する場を出来るだけ大きくとることで効率良く窒素を活性化出来るとの考えを基に、電極の反応層構造は触媒を担持された親水部と疎水部の混在構造とした。電解液が浸透する親水部には触媒付き親水性カーボンブラックとPTFE、窒素の供給部には疎水性カーボンブラックとPRFEを用い三相体界面の増大に努めた。作製方法は以下の方法が最適であった。反応層粉末とガス拡散層粉末をソルベントナフサで餅状にして、これらをロール機(本年度購入品)でシート状にし、二枚を重ねて380°Cでホットプレスした。触媒は窒素源を持たないPt-Ruとし、塩化物を塗布、還元する事で合金触媒とした。これらの電極を用いることで明らかに分子状窒素がアンモニアに還元されていることが確認できた。触媒組成を検討した結果、Pt: Ru=(1:1)を担持した電極はアンモニア生成量が最大であった。恒温槽中にセルを入れ、電解効率の温度依存性を測定した結果、10°Cが最もが良いことが明らかとなった。現状では室温でのアンモニア生成効率が1%以下である。今後も電極構造と触媒担持方法を改良することでアンモニア生成効率を高める必要がある。安定な窒素分子を活性化する場としてガス拡散電極の最適な電極構造および触媒について検討した。

本電解用ガス拡散電極の製造法を確立した。窒素源を持たない金属触媒は塩化物を塗布、還元することで担持した。多種の金属触媒を担持したガス拡散電極を用いて実験した結果、Pd-Ru合金触媒のみがアンモニアを生成することが明らかとなった。触媒組成を検討した結果、Pd:Ru=(1:1)電極はアンモニア生成量が最大でありPd、Ru単独ではアンモニアは生成しなかった。電解前後での触媒量を蛍光X線分析するとPd-Ru量の変化はないことが明らかとなった。鉄フタロシアニン触媒も同様に電解前後で触媒量の変化はなかった。XPS測定では表面吸着窒素原子の量は確認できなかった。現状ではこれらの触媒を用いても室温でのアンモニア生成効率が1%以下で、生成量の減衰が大きいという問題点がある。Pd-Ru系触媒の反応性を気相反応で確認することにした。水素吸蔵Pdの表面にそれぞれPd、Ruをブラック状に析出させた試料とPd-Ruブラックを付けた試料を純窒素中に放置し、精密天秤で放置時間と重量変化を測定した。吸蔵水素と窒素分子が反応すれば試料の重量減が大きく変化する。Pd-Ruブラックを付けた試料は他の試料に比べ重量減が大きくアンモニア生成反応が進行していることが分かった。今後これらの電極を用いることで明らかに分子状窒素がアンモニアに還元されているかは窒素同位体を用いて検討する必要がある。
ラット音響外傷モデルを用いた難聴のメカニズムの薬理学的解析と治療法の開発

強大音響負荷による難聴の発生のメカニズムには、内耳感覚神経上皮に対する機械的障害と代謝的障害の2種類の機序が考えられている。そのメカニズムにはグルタミン酸が重要な役割を演じているとの報告は有るが、未だ詳細な機序は不明である。そこで今回、ラットの音響外傷モデルを作成し、種々の薬剤の難聴に対する抑制効果または増強効果をみることにより、音響外傷の成立機序を解明することを目的として実験を開始した。まず、ラットに自由音場下に音響負荷を与える装置を完成させ、ラットをこの装置の中に入れて音響負荷を行った。各種の音圧、各種の暴露時間でラットの聴力閾値の変化を、聴性脳幹反応を測定することによって経時的に調べ、一過性に聴力閾値上昇を生じる負荷条件と、永続的に聴力閾値上昇を生じる負荷条件とを模索した。その結果、110dB5時間の暴露で一過性に聴力閾値上昇を生じ、115dB5時間の暴露で永続的に聴力閾値上昇を生じることが分かった。110dB5時間の一過性に聴力閾値上昇を生じる音響負荷後の聴力閾値の経時的変化を、薬剤非投与群をコントロールとして、薬剤投与群と比較検討した。その結果、ATP投与群の投与耳では、非投与耳、生理食塩水投与耳と比較して、聴力閾値の回復に要する時間が短い傾向にあった。内耳におけるグルタミン酸の濃度は、ATP投与群では、コントロール群に比較して低下しているけいこうにあった。このことから、ATPは内耳のグルタミン酸の濃度を低下させることにより、音響負荷後の聴力閾値の上昇を抑制する可能性が推測される。今後、更に詳細なメカニズムの解明のために、各種薬剤が音響負荷後の聴力閾値の経時的変化に及ぼす影響を比較検討していく。これらの音響負荷後の聴力閾値の経時的変化の結果を、薬剤非投与のコントロールとして、次に、ラットに薬剤を投与した場合に同様な実験を施行して、聴力閾値がコントロールと比較して、経時的にどのように変化するかを調べている。これにより、各薬剤の音響外傷に対する効果の有無、程度を調べる。今後は、更に多く種類の薬剤を負荷した時の聴力閾値の経時的変化をみることにより、また、その変化がどの薬剤で増強あるいは抑制されるかを調べることにより、音響外傷を生じるメカニズムを薬理学的に解明してゆく予定である。
13世紀の教皇庁とイベリア半島諸国におけるムスリム認識

研究課題である、イベリア諸国や教皇庁のイスラーム観への研究を深めるため、引き続き教皇文書集や関連研究の収集と読解を進めた。その一方で、イスラーム側についての研究を深めることを意図し、特に中世盛期のイスラーム・スペインの中心的な王朝であったムラービト朝や、イベリア半島でキリスト教諸国の支配下に置かれたイスラーム教徒であるムデハル、中世後期のイスラーム奴隷など、多角的なテーマについて研究文献を収集し、読解に努めた。その成果として、まず、国内学会で教皇庁とムワッヒド朝についての報告1回を行うことが出来た。また、9ー10世紀のイスラーム・スペインの政治経済状況を扱ったスペイン語論文1点、中世後期のバルセロナのイスラーム奴隷を扱ったカタルーニャ語の論文2点を日本語に翻訳し、刊行することが出来た。また、「レコンキスタ」の研究史について、共著の一章を執筆することが出来た。現在も、1980年代以降、活況を呈しているムデハル研究についての研究動向論文の執筆中であり、近日中に学術雑誌への投稿を行う予定である。スペイン現地の研究者とも研究協力を進めており、日本にアラゴン連合王国についての国際的な最新の知見・研究状況を紹介するため、スペインのアラゴン連合王国史研究の第一人者であるリェイダ大学のフロセル・サバテ氏の翻訳論文集を出版することを企画し、現在、刊行の準備作業を進めている。また、3月にはスペインにおいて、サバテ氏やバルセロナ自治大学の教員と将来的な共同研究の可能性について協議することが出来た。国内外の研究者と連携を深めつつ、史資料の収集と読解を継続し、かつその範囲をイスラーム側、すなわちムワッヒド朝やムデハルの研究にまで広げることが出来た。また、その成果を13世紀教皇庁とムワッヒド朝についての学会報告や、レコンキスタ研究史、またムデハル研究史などについての執筆といった形で具体化している。インプットとアウプットの双方において、一定の成果を上げ、2019年度の研究の出発点を築くことが出来た。最終年度であるため、研究成果の活字化とアウトプットを積極的に進める。具体的には、本年度中に、ムデハルについての研究動向論文の投稿、日本語での中世地中海に関する共著の学術書1冊の執筆、アラゴン連合王国に関する翻訳論文集刊行のため監修・編集・翻訳・部分的な執筆、またスペインの学術雑誌への学術論文投稿を行う予定である。2017年度は、「教皇庁の政策」「中世イベリア半島の貨幣」「ムデハルについての研究史の整理」という3つの領域で研究を進めた。その成果は、それぞれ学会報告を行って公表することが出来た。2017年8月23日、同志社大学で開催された西ユーラシア貨幣史研究会では、「中世イベリア半島の貨幣史研究状況について」というタイトルで、イスラーム貨幣も踏まえ、中世イベリア半島の貨幣の変遷について報告を行った。10月15日には、東京外国語大学本郷サテライトキャンパスで開催された第3回国際コロキウム「異なる視野から見たヨーロッパ中世」において、"Las politicas del Papado en los reinos hispanicosen la primeramitad del siglo XIII(13世紀前半のイベリア(ヒスパニア)諸王国における教皇庁の政策)"というタイトルで報告を行った。また、10月29日には慶應義塾大学日吉キャンパスで開催されたスペイン史学会第39回大会において、「文献史学におけるムデハル研究の現状と課題」というタイトルで報告を行った。このように、1年目は多様な側面から研究課題についての分析を進め、2年目以降の研究の基盤を形作ることが出来た。またこの過程で、マドリッド自治大学のアルベルト・カント教授、新リスボン大学のアリシア・ミゲレス教授、カタルーニャ国立博物館のアルベルト・エストラーダ研究主任らとコンタクトを持ち、今後の国際的共同研究につながりうる人脈を築くことが出来た。また、史料となる教皇文書の収集も並行して進めている。多様な側面から研究課題についての分析を進め、かつそれを研究会の場でたびたび報告し、質疑を通じて理解を一層深めることが出来、2年目以降の研究の基盤を形作ることが出来た。

また、3月にはスペインにおいて、サバテ氏やバルセロナ自治大学の教員と将来的な共同研究の可能性について協議することが出来た。国内外の研究者と連携を深めつつ、史資料の収集と読解を継続し、かつその範囲をイスラーム側、すなわちムワッヒド朝やムデハルの研究にまで広げることが出来た。また、その成果を13世紀教皇庁とムワッヒド朝についての学会報告や、レコンキスタ研究史、またムデハル研究史などについての執筆といった形で具体化している。インプットとアウプットの双方において、一定の成果を上げ、2019年度の研究の出発点を築くことが出来た。1年目は「教皇庁の政策」「ムデハルについての研究動向」「中世イベリア半島の貨幣」について研究を進め、複数の学会報告を行うことが出来た。2年目はこれらの研究の精度を上げ、活字化していきたい。そのうえで、3年目には研究を一層深めることと、海外へ発信することを目指したい。最終年度であるため、研究成果の活字化とアウトプットを積極的に進める。具体的には、本年度中に、ムデハルについての研究動向論文の投稿、日本語での中世地中海に関する共著の学術書1冊の執筆、アラゴン連合王国に関する翻訳論文集刊行のため監修・編集・翻訳・部分的な執筆、またスペインの学術雑誌への学術論文投稿を行う予定である。
リポ酸結合による酵素のホロ化機構の研究

脊椎動物にはリポ酸を補欠分子族として持つ蛋白として4種類の蛋白が知られている。それらはグリシン開裂酵素系のH蛋白及び3種類のα-ケト酸脱水素酵素複合体のアシル基転移酵素成分(E2)である。今回,ウシH蛋白を用いて,そのリポ酸化の機構について研究し,以下の成果を得た。1.H蛋白と各種のE2とアミノ酸配列を比較すると,H蛋白のリポ酸結合部位(Lysー59)周辺にはお互いよく保存されているアミノ酸が見出だされた(Glyー43,Gluー56,Gluー63,Glyー70)。これらのアミノ酸を部位特異的変異法によって置換し,その置換がリポ酸結合に及ぼす影響について調べた。その結果,これらのアミノ酸のうち,特にGluー56とGlyー70を置換した場合にリポ酸結合の効率が著しく低下し,リポ酸結合におけるこれらのアミノ酸の重要性が示唆された。2.リポ酸結合の機構を詳しく調べるには,まずリポ受容体となるアポH蛋白を得る必要がある。我々は先にウシH蛋白の前駆体の全遺伝情報を含むcDNAを単離しているので,これから成熟型H蛋白を合成するプラスミドベクタ-を構築し,それを大腸菌に挿入して大量発現させた。大腸菌をリポ酸を添加した培養液中で成育させたときH蛋白はリポ酸の結合していないアポH蛋白(80%),リポ酸の結合したホロH蛋白(10%),それにオクタン酸が結合した異常型(10%)の3タイプが合成されていた。一方,リポ酸を結合したホロH蛋白(10%),それにオクタン酸が結合した異常型(10%)の3タイプのH蛋白をそれぞれ単一に精製し,ペプチドマッピングによってLysー59の修飾を確認した。今後,このアポH蛋白をリポ酸の受容体として用いて,リポ酸転移酵素を精製し,その反応機構を解明する。
大規模マイクロ波ラインプラズマの生成技術に関する研究

次世代大型ディスプレイパネル対応の大面積プロセスや太陽電池薄膜CVD用大面積プラズマ源の実現を目的に、大規模マイクロ波ラインプラズマ生成技術の研究を行い、最長2mのラインプラズマ生成に成功した。プラズマ電子密度の軸方向一様性は長さ2mにわたって4%以内、電子密度は最大7x1011cm-3の高密度であり、電子密度の値がマイクロ波カットオフ密度より十分に高い密度となる条件が軸方向一様性を決めていることを明らかにした。本研究課題では、第8世代大型パネルプロセス対応の大面積プロセスプラズマ源を実現するために大規模ラインプラズマ生成技術の開発を目的とし、平成20年度は長さ2メータの一様性の高いマイクロ波ラインプラズマ生成装置の試作ならびに生成技術の確立を試みた。その成果とし、導波管幅61,5mmの条件で長さ2mのラインプラズマをチャンバー内に生成することに成功した。またチャンバー内に生成されたプラズマをプローブ法で測定し、プラズマ電子密度の3次元分布を調べた結果、長さ方向には2mにわたって5%以内のバラツキで一様性の高いプラズマが生成されていることを明にした。また、電子密度の値は最大5x10^<11>cm^<-3>の高密度であり、マイクロ波のカットオフ密度を充分に超えていることが明らかとなった。さらに、これらのプラズマを制御するために導波管端に取り付けたショートプランジャーによりマイクロ波位相の調整を行った結果、それによるプラズマ電子密度のプロファイルは定在波と同様な形を示すことが明らかとなり、ショートプランジャーの設置によりプラズマの長さ方向分布の制御が可能であることが判明し、プラズマ制御技術に関しても一部成果を得ることが出来た。一方、プラズマの断面内のプロファイルではスロット直下で電子密度が最大となるものの、両裾野で肩を持つ分布形状を示し、この特異な形状はラインプラズマ生成のメカニズムと関連すると考えられることから、次年度の研究課題として残った。本研究課題の継続的遂行により、G8、G10クラスのフラットパネルプロセス要素技術の提供が可能であり、さらに各種フィルムの大面積処理、大規模水処理紫外光源、耐バイオハザード対応処理装置などの開発にもつながることから、各種産業分野ヘインパクトの大きい技術の提供が出来るものと考える。本研究課題では、次世代大型ディスプレイパネル対応の大面積プロセスや太陽電池薄膜CVD用の大面積プラズマ源を実現するめに大規模ラインプラズマ生成技術の開発を目的とし、平成21年度は長さ2メータのラインプラズマ生成装置におけるプラズマの均一性の向上ならびにECRラインプラズマの生成実験を中心に検討を行った。その成果とし、導波管幅61,5mmの条件で長さ2mの一様性の高いラインプラズマをチャンバー内に生成することに成功した。プラズマ電子密度の軸方向均一性は長さ2mにわたって3%以内であり、一様性の高いプラズマ生成が可能であることを証明した。また、電子密度の値は最大7×10^<11>cm^<-3>の高密度であり、マイクロ波のカットオフ密度を充分に超えていることが明らかとなった。電子密度の値がマイクロ波カットオフ密度より十分に高い密度となる条件が軸方向の均一性を決めていることも同時に明らかにした。一方、導波管端に取り付けたショートプランジャーは導波管内に定在波を作り、そのマイクロ波定在波の位相制御の機能を有していることも判明した。これらの事実はラインプラズマのさらなる大規模化に有用なスケーリグ則を与えるものであり、極めて重要な知見と考えられ、国内有数の英文論文誌であるApplied Physics Expressにその成果を公表した。一方、磁界を印加したECRラインプラズマの生成では、長さが40cmと未だ小規模なラインではあるが、プラズマ電子密度が2×10^<12>cm^<-3>を越える高密度プラズマが得られており、イオン注入装置やアニール装置への応用などが視野に入ってきた。ECRラインプラズマでは長さ方向のプラズマの均一性が未だ充分でなく、プラズマの生成機構の解明を含めて次年度への研究課題として残った。本研究課題の継続的遂行により、次世代フラットパネルプロセスや太陽電池薄膜CVD等の要素技術の提供が可能であり、さらに各種フィルムの大面積処理装置などの開発にもつながることから、各種産業分野ヘインパクトの大きい技術の提供が出来るものと考える。本研究課題では、次世代大型ディスプレイパネル対応の大面積プロセスや太陽電池薄膜CVD用の大面積プラズマ源を実現するために大規模マイクロ波ラインプラズマ生成技術の開発を目的とし、最長2メータのラインプラズマ生成装置における高均一プラズマの生成技術ならびに高密度ECRラインプラズマの生成技術を中心に検討を行った。プラズマ電子密度の軸方向均一性は長さ2mにわたって3%以内であり、一様性の高いプラズマ生成が可能であることを示した。また、電子密度の値は最大7x10^<11>cm^<-3>の高密度であり、マイクロ波のカットオフ密度を充分に超えていることが明らかとなった。

電子密度の値がマイクロ波カットオフ密度より十分に高い密度となる条件が軸方向の均一性を決めていることも同時に明らかにした。一方、導波管端に取り付けたショートプランジャーは導波管内に定在波を作り、そのマイクロ波定在波の位相制御の機能を有していることも判明した。さらに、ショートプラジャーにより生成された定在波半波長に比べてスロット長が長い条件が均一なラインプラズマ生成に必要であることも明らかにした。これらの事実はラインプラズマのさらなる大規模化に有用なスケーリグ則を与えるものであり、極めて重要な知見として国内有数の英文論文誌であるApplied Physics Expressやプラズマ核融合学会誌にその成果を公表した。また、磁界を印加したECRラインプラズマの生成では、長さが40cmと未だ小規模なラインではあるが、プラズマ電子密度が2x10^<12>cm^<-3>を越える高密度プラズマが得られており、イオン注入装置やアニール装置等への応用に道を拓いた。本研究の成果は次世代フラットパネルプロセスや太陽電池薄膜CVD等の主要技術を提供するものであり、さらに各種フィルムの大面積処理装置の開発等にもつながることから、各種産業分野に与えるインパクトは大きいものと考える。
Wilms腫瘍に対する生物学的予後因子により層別化した新規治療プロトコールの開発

小児腎腫瘍に対するわが国の臨床試験(日本ウィルムス腫瘍研究JWiTS)の治療成績を国際比較したところ、欧米の大規模臨床試験と遜色ない結果が得られたが、腎ラブドイド腫瘍(RTK)や腎芽腫再発例、両側性腎芽腫の治療成績は満足すべきもので無く、新しい集学的治療法を開発が必要と考えられた。そこでRTK及び両側性腎芽腫に対する新規治療プロトコール及び開発し、近々本邦でも臨床試験として全国の施設で開始する予定である。(1)まず過去に日本ウィルムス腫瘍スタディ(JWiTS)グループに登録された腎腫瘍の予後を調査するために、1996年から2005年までに日本ウィルムス腫瘍スタディ(JWiTS)-1に登録された307例のうち、中央病理診断が確定し追跡調査が可能であった210例に関する追跡調査を行った。最終的に87.6%の症例で回答が得られ、中央病理診断用標本送付率は74.6%であった。組織別の5年生存率は、Wilms腫瘍(N=152)が90%、CCSK(N=15)が71%、RTK(N=18)が22%であった。wilms腫瘍FH症例の病期別の5年生存率は、StageI(N=55)、II(N=42), III(N=11), IV(N=15), V(N=8)がそれぞれ89、91、91、87、60%であった。Stage V(両側性)に関しては症例数が少なく充分な検討はできなかったが、追跡可能であった11例中2例が死亡、2例が担癌生存であり、生存例のうち2例が腎不全に陥っていた。(2)腎芽腫の治療成績は良好であり、腎明細胞肉腫の治療成績も比較的良好で現行のプロトコールを標準治療とすることが可能と考えられたが、腎ラブドイド腫瘍の治療成績は極めて不良であった。また両側性症例に関しては、腎実質温存を目的とした加療が必要であると考えられた。そこで現在RTKと両側性腎芽腫に対して新しいプロトコールを作成中であり、来年度以降に新たなプロトコールによる臨床試験を開始する予定である。(3)治療を層別化するための生物学的予後因子の研究に関しては、JWiTSに集積された腎腫瘍の検体を用いて、研究分担者の金子がIGFII遺伝子のインプリンティング、RASSFIA遺伝子のメチル化の検討を、大喜多がWT1遺伝子の変異の検討を行っており、現在臨床データとの関連を検索中である。(1) 1996年から2005年までに日本ウィルムス腫瘍スタディ(JWiTS)-1に登録された腎腫瘍の予後を調査し、結果を学会に発表して日本語及び英語論文に投稿した。腎芽腫、CCSK、RTKの5年生存率はそれぞれ91.1%、72.9%、22.2%であり、RTKは腎芽腫、CCSKに比して有意に予後不良であった。StageV(両側性)に関しては症例数が少なく充分な検討はできなかったが、追跡可能であった11例中2例が死亡、2例が担癌生存であり、生存例のうち2例が腎不全に陥っていた。腎芽腫、CCSKの治療成績は良好であり現行のプロトコルを標準治療とすることが可能と考えられたが、RTKの治療成績は極めて不良であった。そこで現在RTKと両側性腎芽腫に対して新しいプロトコルを作成中であり、来年度以降に新たなプロトコルによる臨床試験を開始する予定である。(2)治療による合併症の把握し新たなプロトコルに反映させるため、JWiTS-1における晩期障害調査を開始した。(3)治療を層別化するための生物学的予後因子の研究に関しては、JWiTSに集積された腎腫瘍の検体を用いて、研究分担者の金子がIGFII遺伝子のインプリンティング、RASSFIA遺伝子のメチル化、APC遺伝子変異の検討を、大喜多がWT1遺伝子の変異の検討を行っており、Wilms腫瘍の7p21ホモ欠失領域から候補腫瘍抑制遺伝子としてMEOX2とSOSTDC1を同定した。現在臨床データとの関連を検索中である。1) 1996年から2005年までに日本ウィルムス腫瘍スタディ(JWiTS)-1に登録された腎腫瘍の予後を調査し、その結果腎芽腫、CCSKの治療成績は良好であり現行のプロトコルを標準治療とすることが可能と考えられたが、RTKの治療成績は極めて不良であった。(2) RTKに対してVincristine, Doxorubicin、Cyclophosphamideを用いたVDC療法と、Ifosfamaide、etoposideを用いたIE療法を主体とした新たな治療プロトコールを作成した。

(3)両側性腎芽腫に対するプロトコールを独立させ、化学療法を先行し、腎温存を主眼としたあらたなプロトコールの原案を作成した。また、化学療法の効果判定のための中央画像評価システムを構築した。(4)治療による合併症の把握し新たなプロトコルに反映させるため、JWiTS-1における晩期障害調査を行い、結果を解析した。(5)治療を層別化するための生物学的予後因子の研究に関しては、JWiTSに集積された腎腫瘍の検体を用いて、研究分担者の金子がIGFII遺伝子のインプリンティング、RASSFIA遺伝子のメチル化、APC遺伝子変異の検討を、大喜多がWT1遺伝子の変異の検討を行っており、Wilms腫瘍の7p21ホモ欠失領域から候補腫瘍抑制遺伝子としてMEOX2とSOSTDC1を同定し、予後との相関を明らかにした。
生活・産業廃棄物の建設材料へのリサイクルに関する研究

1空缶の軽量盛土材としてのリサイクル(1)プラスティツク製で、上下フレームによる嵌め込み式の空缶ユニットがその効率化と量産化に有効と判断され、試作品を製作し、実大空缶軽量盛土を築造、走行試験を行い、空缶9本のユニットならD交通(12tの輪荷重)にも十分耐えられることを確認した。(2)空缶の耐腐食試験の結果から、耐腐食対策を施さない空缶ユニットでも5年程度の仮設の軽量道路盛土材として用いることは十分に可能であると判断された。2石炭灰、火山灰および廃棄発泡スチロール(EPS)の建設材料としてのリサイクル(1)石炭灰-木節粘土タイルの曲げ強度は、同じ配合条件の火山灰-木節粘土タイルのほぼ2倍近い値を示す。また、石炭灰-桜島火山灰-木節粘土の3成分系で配合すると、さらに優れた建設材料や窯業製品を開発することが可能であることを示した。(2)石炭灰を主材とし、廃棄EPS、セメント、水を混合した改良材(廃棄EPSアッシュと呼称)を開発した。セメント石炭灰質量比(C/F)、EPS石炭灰質量比(ESP/F)を種々変化させた供試体を作製し、q_u、貫入抵抗比(CBR値に相当)、r_tとC/F、EPS/Fとの相関から、EPSアッシュの建設素材としての適合配合条件はC/F≧17%、EPS/F≧0.5%であること、そのときのCBRあたいは8以上、q_uは14kgf/cm^2以上が確保されることを明らかにした。(3)C/F=20%、EPS/F=0.5%に調製した廃棄EPSアッシュによる表層置換軟弱地盤のフーチング模型実験を行った。粘土層圧D=50cm、フーチング幅10cm、改良幅B=20cmの場合、無処理地盤と比較しての支持力増は改良深度層圧比Df/D=0.044で2.4倍に、Df/D=0.11で3倍となり、EPSアッシュの改良材としての有効性を確認した。(4)フーチング模型実験結果の弾粘塑性FEMによる予測を行い、廃棄EPSアッシュ置換地盤の変位、降伏応力の実測値を妥当に予測しうるモデルを構築した。(5)廃棄EPSアッシュを軽量盛土材として利用する基礎資料として、三軸のCD試験から、廃棄ESPアッシュの強度定数(c_d=10tf/m^2、φ_d=5゚)を求めた。また、不飽和浸透特性の測定を行い、平均流量の経時変化、サクション、不飽和透水係数相互の相関を明かにした。1空缶の軽量盛土材としての有効利用(1)空缶の収集方法の検討・・・

行政がメーカー側に収集を義務づける機運が高まっており、この問題はほぼ解決している。(2)空缶ユニット製作の効率化と量産化の検討・・・プラスティック製で、上下フレームによる嵌め込み式がその効率化と量産化に有効と判断され、試作品を製作した。H6年度に、実大空缶軽量盛土を築造、走行試験を行う予定である。(3)空缶ユニットの耐腐食被覆法の開発・・・電気亜鉛メッキ、ビニール被覆、無対策の3ケースのユニットの塩水浸漬試験を行い、赤錆の発生時間とq_uの低下率を把持する。現在、供試体を作製中で、H6年度に上記試験を実施する予定。2石炭灰および廃棄発泡スチロール(EPS)の有効利用(1)石炭灰を主材とし、EPS、セメント、水を混合した改良材(EPSアッシュと呼称)を開発した。セメント石炭灰質量比(C/F)、EPS石炭灰質量比(EPS/F)を種々変化させた供試体を作製し、q_u、貫入抵抗比(CBR値に相当)、gamma_tとC/F、EPS/Fとの相関から、EPSアッシュの建設素材としての最適配合条件はC/F=20/100、EPS/F=0.5/100であることを明らかにした。(2)最適配合に調製したEPSアッシュによる表層改良軟弱地盤のフーチング模型実験を行った。粘土層厚D=50cn、フーチング幅10cm、改良幅B=20cmの場合、無処理地盤と比較しての支持力増は改良深度層厚比Df/D=0.044で2.4倍に、Df/D=0.11で3倍となり、EPSアッシュの改良材としての有効性を確認した。改良寸法を種々変えて、H6年度も継続予定。(3)加圧式の不飽和透水係数測定装置を恒温室内に配置して、石炭灰の不飽和浸透特性の測定を行い、平均流量の経時変化、サクション、不飽和透水係数相互の相関を明らかにした。1.空缶の軽量盛土材としての有効利用(1)ブリキ製340ml缶(一軸圧縮強度380kgf/本)を使用したユニット(40cm×80cm)により試験道路を制作し、2.1tのフォークリフトを走行させる実大実験を実施した。実験後の空缶の耐力を変形、強度の両面から測定した結果、缶の変形量は少なく、強度低下もみられなかった。これらの実験により、空缶の軽量盛土材への適用性は十分有していることが判明した。(2)空缶ユニットの腐食に対する検討を行うに際し、当初促進試験を行う予定であったが、促進状態と自然状態との比較データがなく、促進試験を行うことが適当でないと判断された。また、空缶に電気めっきを施すことが、非常に困難であることが判明し、現在、ビニール被覆および無対策の空缶ユニットについて、自然状態における強度の時間的な変化を把握している。2.石炭灰および廃棄発泡スチロール(EPS)の建設素材としての有効利用(1)石炭灰、発泡スチロール(EPS)、セメント、水を混合した改良材について、今回はEPSに廃棄EPS(破砕片)を用いた廃棄EPSアッシュを作成し、前年度(EPSビーズアッシュ)との物性を比較した。その結果、EPSビーズアッシュの方が貫入抵抗比で約40%、一軸圧縮強さで約10%大きいことがわかった。しかし、均一性、経済性を考慮すれば、軽量表層置換材として十分適用できると判断される。また、浅層置換材としての廃棄EPSアッシュの最適配合条件は、EPS/F≦0.5(%)、C/F≧17(%)であることがわかった。(2)最適配合に調整した廃棄EPSアッシュによる表層改良地盤のフーチング模型実験を行った。その結果、置換幅、置換深度の増加により、無処理地盤の1.52.5倍の支持力を発揮することがわかった。石炭灰とEPSを用いた軽量表層改良地盤材に対し、不飽和浸透試験と土質学試験を行った結果、不飽和浸透特性と土質力学的性質がほぼ明らかになった。
リンマクロサイクル金属錯体の合成法の開発及び性質の解明

本研究では、すでに14員環のリンマクロサイクル配位子をもつPd^<2+>とpt^<2+>錯体を単離しその性質を明らかにしている。そこで、本年度は環を拡張した16員環錯体を取り上げた。2座のリン配位子MeP(H)CH_2CH_2P(H)Meを2つもつPd^<2+>またはpt^<2+>平面4配位錯体を合成し、次いで、塩基でリン上のプロトンを引き抜き、ジハロゲン化されたC_4の炭素鎖と反応させて環化を行った。C_4の炭素鎖には、フレキシブルなアルカンを避け、オレフィンあるいは芳香環によってcis型に固定された、1,4ジハロゲノ-2-アルケンあるいはジハロゲノ-o-キシレンを用いた。さらにo-キシレンを環化試剤とした場合には、ベンゼン環の電子的効果を変えるために、ベンゼン環の2,3,4,5位をテトラメチル化あるいはテトラフルオロ化したしたものについても合成を行った。何れの場合にも、リンのNMRスペクトルより、目的の大環状錯体が生成していることが確認できた。さらに、1,4-ジクロロ-2-ブテンで環化した錯体1については、cis型とtrans型の両異性体のX線構造を何れも決定した。また、2,3,4,5-テトラメチル-ジブロモ-o-キシレンで環化した錯体2については、trans型のX線構造を決定できた。合成したこれら一連の16員環テトラホスファマクロサイクル錯体を用いて、平面4配位錯体の空いたアキシャル配位座へのCl^-およびCN^-の配位挙動を調べた。その結果、1に比べて2は、ベンゼン上の置換基のいかんに関わらず、遥かに高いアニオン受容能をもつことが判った。P-H結合をもつ2座のリン配位子MeP(H)CH_2CH_2P(H)Meを出発配位子として、大環状化する方法を検討した。まず、この配位子を2つPd^<2+>またはPt^<2+>に配位させた平面4配位錯体を合成し、次いで、塩基でプロトンをリンから引き抜き、環化試剤であるジハロゲン化アルキルと反応させた。その結果、14員環および16員環の大環状リン配位子をもつ錯体が得られた。14員環では収率が10%程度と低かった。そこで、環化試剤としてシスアルケン(cis-ClCH_2CH=CH-CH_2Cl)を用いて16員環化合物を合成すると収率は50%まで向上した。合成した錯体のX線構造解析を行った結果、14員環のリンマクロサイクルのホールサイズはPd^<2+>やPt^<2+>のイオン半径よりもやや小さく、そのため錯体形成により環が外側に押し広げられていることが判った。16員環ホスファマクロサイクルでは、そのような歪みは観測されなかった。従って、16員環ホスファマクロサイクルは、これらのイオンを収容するのに適したホールサイズをもっていることが判った。また、16員環化合物では、16員環キレートが、シスおよびトランスに配向した2種の異性体の構造をいずれも決定できた。その結果トランス体では平面4配位構造の中心に位置しているのに対し、シス体では4つのリンのなす平面から0.15Å浮き上がっていることが判った。