hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
可視光による固体状態の高効率光誘起電荷分離

可視光による光誘導起電子移動過程の分子制御をめざして,本年度は, 4,4'-ビピリジニウムのイオン対電荷移動(CT)錯体のCT励起による定常的可逆的電荷分離を検討した. N,N'-位に種々の置換基(2個のCH_3, C_9F_<13>C_2H_4とC_3H_7など)を有する4,4'-ビピリジニウムを合成し,対イオンとしてテトラキス3,5-ビス(トリフルオロメチル)フェニル1ボレート(TFPB^-)テトラフェニルボレート(TPB^-),ハライド(Br^-, I^-)等を用いて塩を調整した.これらは, I,2-ジメトキシエタンやメタノールなどの有機溶媒中でそれぞれの構成成分にないイオン対電荷移動相互作用による新しい吸収を示した. TFPB^-塩の場合, CTバンドの吸光度は数十時間で平衡値に達した.平衡状態の吸光度のJobプロットから, MV^<2+>とTFPB^-はメタノール中で1:1の錯体を形成していることがわかった.吸光度の時間変化は1:1錯体の生成と解離を考えた速度式で説明された.遅い時間変化は極めて小さい頻度因子に起因することがわかった. TFPB^-の著しい嵩高さのためと思われる.溶液中でCTバンドのみを光励起するとTFPB^-塩とTPB^-塩では淡黄色から青色に変色し, UV/VIS及びESRスペクトルから4,4'-ビピリジニウムカチオンラジカルの生成が確認された.ハライド塩では全く変化しなかった.生成4,4'-ビピリジニウムカチオンラジカルはTPB^-では全く減衰しなかったが, TFPB^-塩では20°Cで約25分の寿命で消失し光照射により再び生成した. TFPB^-の嵩高さと化学的安定性のため電荷分離種が準安定状態になるためと思われる. TFPB^-塩でのラジカル生成と減衰は何度でも繰り返し可能であった.TFPB^-塩微結晶中でも同様に定常的可逆的電荷分離がおこり,寿命は約47時間に増加した.分子運動の束縛のため電荷分離種間の反応がさらに遅くなったためである.本研究成果は,光誘起電荷分離の新しい展開に寄与すると期待され,さらに検討を進める予定である.可視光による光誘導起電子移動過程の分子制御をめざして,本年度は, 4,4'-ビピリジニウムのイオン対電荷移動(CT)錯体のCT励起による定常的可逆的電荷分離を検討した. N,N'-位に種々の置換基(2個のCH_3, C_9F_<13>C_2H_4とC_3H_7など)を有する4,4'-ビピリジニウムを合成し,対イオンとしてテトラキス3,5-ビス(トリフルオロメチル)フェニル1ボレート(TFPB^-)テトラフェニルボレート(TPB^-),ハライド(Br^-, I^-)等を用いて塩を調整した.これらは, I,2-ジメトキシエタンやメタノールなどの有機溶媒中でそれぞれの構成成分にないイオン対電荷移動相互作用による新しい吸収を示した. TFPB^-塩の場合, CTバンドの吸光度は数十時間で平衡値に達した.平衡状態の吸光度のJobプロットから, MV^<2+>とTFPB^-はメタノール中で1:1の錯体を形成していることがわかった.吸光度の時間変化は1:1錯体の生成と解離を考えた速度式で説明された.遅い時間変化は極めて小さい頻度因子に起因することがわかった. TFPB^-の著しい嵩高さのためと思われる.溶液中でCTバンドのみを光励起するとTFPB^-塩とTPB^-塩では淡黄色から青色に変色し, UV/VIS及びESRスペクトルから4,4'-ビピリジニウムカチオンラジカルの生成が確認された.ハライド塩では全く変化しなかった.生成4,4'-ビピリジニウムカチオンラジカルはTPB^-では全く減衰しなかったが, TFPB^-塩では20°Cで約25分の寿命で消失し光照射により再び生成した. TFPB^-の嵩高さと化学的安定性のため電荷分離種が準安定状態になるためと思われる. TFPB^-塩でのラジカル生成と減衰は何度でも繰り返し可能であった.TFPB^-塩微結晶中でも同様に定常的可逆的電荷分離がおこり,寿命は約47時間に増加した.分子運動の束縛のため電荷分離種間の反応がさらに遅くなったためである.本研究成果は,光誘起電荷分離の新しい展開に寄与すると期待され,さらに検討を進める予定である.
時期特異的カルシニューリン活性制御による統合失調症様表現型の探索

前脳特異的なカルシニューリン欠損マウスは、顕著な作業記憶の障害、活動量の亢進などの統合失調症様の表現型異常を示すことから、妥当性の高い統合失調症モデルマウスであると考えられる。本研究では、カルシニューリン機能の低下がどの時期にどの程度の期間続くことが種々の統合失調症様の表現型異常を引き起こすのかを明らかにするため、カルシニューリン活性を発達期まで低下させ、その後活性を変化させ行動解析を行った。検討の結果、活動量の変化は、発達期後のカルシニューリン活性と関連がある可能性が示唆された。前脳特異的なカルシニューリン欠損マウスは、顕著な作業記憶の障害、活動量の亢進などの統合失調症様の表現型異常を示す。このことから前脳特異的カルシニューリン欠損マウスは妥当性の高い統合失調症モデルマウスであると考えられる。しかしながら、カルシニューリン機能の低下が「いつ、どのくらいの期間続く」ことが、種々の統合失調症様の表現型異常を引き起こすのかは不明である。本計画では、内在性のカルシニューリンインヒビターの一つであるZaki4に着目し、doxycycline投与により任意の時期にZaki4の発現を抑制することが可能な、カルシニューリン活性を時期特異的にコントロールできるマウス(tTA/Zaki4ダブルトランスジェニックマウス)を使用した。平成27年度は、行動解析用のtTA/Zaki4ダブルトランスジェニックマウスを大量に繁殖させるための掛け合わせを行っており、平成28年度も引き続き行う予定である。tTA/Zaki4ダブルトランスジェニックマウスは、doxycyclineを与えない限りZaki4が発現するため、カルシニューリン活性が抑制された状態にある。このマウスを用いて以下の行動テストを行った。8方向放射状迷路テストでは作業記憶の減弱が観察され、高架式十字迷路テストやポーソルト強制水泳テストでは活動量の増加が観察された。これらの結果は、前脳特異的なカルシニューリン欠損マウスの表現型と整合性の高いものであった。聴覚性驚愕反応・プレパルス抑制テストでは、驚愕反応の減弱が観察され、プレパルス抑制に差はなかった。この結果を解釈するにあたり、驚愕反応の大きさとプレパルス抑制の相関を考慮する必要があるが、未だに議論のあるところである。この相関に関しては、当研究室のおおよそ180系統のマウスに対して網羅的行動バッテリーを行った結果を用いて、現在メタ解析を進行中である。tTA/Zaki4ダブルトランスジェニックマウスは、doxycyclineを与えない限り内在性のカルシニューリンインヒビターであるZaki4が発現するため、カルシニューリン活性が抑制された状態である。現在のところ、doxycyclineを与えない時のマウスの行動表現型が、前脳特異的なカルシニューリン欠損マウスの表現型と整合性の高い結果が得られている。この結果は、今後の時期特異的にdoxycyclineを与えてZaki4の発現を落とし、カルシニューリンの活性を制御したマウスを用いて実験する際の適切なコントロールとなるものである。現在、実験に必要な数のtTA/Zaki4ダブルトランスジェニックマウスの繁殖を進めており、研究はおおむね順調に進行している。本計画では、内在性のカルシニューリンインヒビターの一つであるZaki4に着目し、doxycycline(Dox)投与により任意の時期にZaki4の発現を抑制することでカルシニューリン活性を時期特異的にコントロールすることが可能なマウス(tTA/Zaki4ダブルトランスジェニックマウス)を使用した。tTA/Zaki4ダブルトランスジェニックマウスは、Doxを与えない限りZaki4が発現するため、カルシニューリン活性が抑制された状態にある。カルシニューリン活性が発達段階でどのような影響を及ぼすのかを調べるため、8週齢以降のtTA/Zaki4ダブルトランスジェニックマウスにDoxを含んだ餌を与え、カルシニューリン活性をベースに戻した状態で行動解析を行った。オープンフィールドテストやホームケージテストにおいて、行動量に関するプレリミナリーな結果を得た。また、次の行動解析に用いるためのtTA/Zaki4ダブルトランスジェニックマウスを確保するために掛け合わせを継続して行った。8週齢以降のtTA/Zaki4ダブルトランスジェニックマウスにDoxを与え、カルシニューリン活性をベースに戻した状態で行動テストを実施し、プレリミナリーな結果を得ている。また、次の行動解析用のtTA/Zaki4ダブルトランスジェニックマウスを繁殖させ、十分量の個体数を確保することができた。

本計画では、内在性のカルシニューリンインヒビターの一つであるZaki4に着目し、doxycycline投与により任意の時期にZaki4の発現を抑制することが可能な、カルシニューリン活性を時期特異的にコントロールできるマウス(tTA/Zaki4ダブルトランスジェニックマウス)を使用した。tTA/Zaki4ダブルトランスジェニックマウスは、doxycyclineを与えない限りZaki4が発現するため、カルシニューリン活性が抑制された状態にある。前年度までに繁殖させたマウス群を用いて、カルシニューリン活性を約8週齢まで低下させた後に、doxycyclineの投与の有無によりカルシニューリン活性を変化させ網羅的行動解析を行った。オープンフィールドテストや高架式十字迷路テストにおける活動量の増加は、8週齢以降のカルシニューリン活性と関連がある可能性を示唆するデータを得た。しかしながら、今回の実験においては、カルシニューリンの活性変化以外の、性差やdoxycyclineの有無等に起因すると考えらるデータのバラツキにより、作業記憶等については明確な傾向を得る事は出来なかった。前脳特異的なカルシニューリン欠損マウスは、顕著な作業記憶の障害、活動量の亢進などの統合失調症様の表現型異常を示すことから、妥当性の高い統合失調症モデルマウスであると考えられる。本研究では、カルシニューリン機能の低下がどの時期にどの程度の期間続くことが種々の統合失調症様の表現型異常を引き起こすのかを明らかにするため、カルシニューリン活性を発達期まで低下させ、その後活性を変化させ行動解析を行った。検討の結果、活動量の変化は、発達期後のカルシニューリン活性と関連がある可能性が示唆された。平成28年度は、繁殖を進めているtTA/Zaki4ダブルトランスジェニックマウスにdoxycyclineを与えてZaki4の発現を落とし、時期特異的にカルシニューリンの活性を制御しながら行動解析を行う。同時に、doxycyclineによってカルシニューリン機能がどの程度制御されているのかを明らかにするために、カルシニューリン活性の測定を予定している。カルシニューリンの前脳特異的ノックアウトマウスにおいて、精神疾患の有望な中間表現型の候補である海馬歯状回の神経細胞が擬似的な未成熟状態にある「未成熟歯状回」が観察されていることから、時期特異的にカルシニューリン活性を制御したマウスの歯状回の成熟度についても今後検討を進めていく予定である。加えて、前脳特異的なカルシニューリン欠損マウスの海馬歯状回において、リン酸化されたCREBの発現が変化していることも明らかになりつつあるので、これに着目したウイルス等を用いるレスキュー実験も計画中である。繁殖させたtTA/Zaki4ダブルトランスジェニックマウスにDoxを含む餌を与えてZaki4の発現を落とし、時期特異的にカルシニューリンの活性を制御しながら行動解析を行う予定である。神経科学現在tTA/Zaki4ダブルトランスジェニックマウスの繁殖を行っているため。本計画では、カルシニューリン抑制因子のZaki4の時期及び前脳特異的発現により、カルシニューリンの活性を制御したマウスを用いている。
日本の将来社会像の定量的検討－企業経済社会から持続可能社会へ

2050年までの日本の環境負荷削減可能性を定量的に評価するために社会、経済、生活、国土利用等の姿を定量的に表記する作業を行った。持続可能性の視点から県別人口と地方人口維持、食糧需給、農作物と飼料の国内生産、農地利用とくとうもろこし輸入削減について考察した。社会資本としての都市、建築について不動産制度、関連税制を含め根本的に再考した。環境優良木造住宅整備とその国産木材需要を通じた林業復興と人口林の法正林化、それによる国土保全のような総合的な持続可能社会への移行についても論じた。長期的に真の持続可能社会を実現するため主として太陽エネルギーに依存する“Sunstainable"の概念を提示した。2050年までの日本の環境負荷削減可能性を定量的に評価するために社会、経済、生活、国土利用等の姿を定量的に表記する作業を行って来た。2050年の県別人口想定を始め、食料需給、家畜飼料需給と輸入、作付面積、農地面積を定量評価した。建築、都市基盤施設の存在量と新設、既存除却について不動産の所有、貸借、管理のあり方をその税制とともに将来像を詳細描写した関連する諸制度の変革についても考察している。また建築構法、素材について転換し、セメント消費量を削減、国産木材使用を増大させるが部材を長寿命使用する方針で国産木材の需給と林業生産、森林資源量、森林面積を長期的に展望し200年先までの法正林化と木材需給量の整合化を確認推計している。巨大都市部(都区部等)、地方中核都市部(県庁所在地)、農村部、中山間地に分けて地域像、地域生活像とそこでの滞留人口維持策を記述し、その実現への政策素案も提示した。これらの将来日本像と並行してアジア、世界全体の社会、経済、生活像についても同様に定量的な見通しを概算したいが、現在時点では未着手。世界全体一市場の貨幣経済ビジネス社会が今後どうなるか、など関連する諸事項についても断片的記述と予備的考察を行っている段階であるが、世界情勢の変化や世界規模の天変地異に乱されない(Resilient)日本国土生活を維持できる地域自立社会経済の仕組みを具体的に描写記述することも本研究の目的であり、それに向けての諸提案を順次提出できるよう準備している。気候変動対策や持続可能な社会への移行について環境対策、環境政策的な側面から日本の将来シナリオを描くに当たって、その基礎となる経済、社会、技術、国土利用、国際関係の姿を具体的に想定しないと定量的な分析ができない。そこで、日本の社会像とその将来を分析するため生活に関する経年データを分析し、コーホート解析などの手法でモデル化し将来(基礎動向)予測を行っている。その基礎となる社会、経済の方向性、国際的な経済情勢と歴史動向について定性的な検討を行い、東京と地方、都市と農山村、中心市街地と郊外、人口的土地利用と山林、自然の関係、住宅、非住宅の建築のあり方等、国土利用の構造について多角的に検討している。経済社会像の想定のもと、人口、世帯数、住宅様式、生活需要物資消費量、産業生産の原材料投入、建築物と都市基盤施設の資本形成等に必要な物資量と、その誘発需要を産業連関表を用いて推計し、鉄鋼、セメント、木材等の将来生産需要も推計している。また再生可能エネルギー導入を含むエネルギー需給についても検討している。民間私有資産としての建築物も都市の構成物としてその経済価値や資源消費が国民経済を通じて社会資本的な意味も持つものとして捕らえ直し、長期的な都市構築のあり方を再検討する研究会を日本建築学会内の特別研究として立ち上げたが、そこでの議論は本研究の定性的な検討に役立っている。平行して実施してきた気候変動対策評価指標の基礎として市区町村別CO2排出実態データの整備を行って来たが、その経年動向から将来社会像を定量的に予測するための基礎解析を行っている。また環境NGOと日本の温室効果ガス排出削減のシナリオ分析を開始したが、その検討の基礎としても本研究の中間成果を応用している。2050年の県別人口を想定し巨大都市部(都区部等)、地方中核都市部(県庁所在地)、農村部、中山間地に分けて地域像、地域生活像とそこでの滞留人口維持策をとその実現への政策素案も提示した。食料需給、家畜飼料需給と輸入、作付面積、農地面積を定量評価した。社会資本としての建築、都市基盤施設の持続可能な長期的整備の視点から建築と都市のあり方を考察(成果は建築学会報告)、不動産の所有、貸借、管理のあり方をその税制とともに将来像を構想し関連する諸制度の変革についても考察した。

また住宅について建築構法、素材の転換と基礎構法の変革によりセメント消費量を削減、国産木材使用を増大させるが部材を長寿命使用する方針で林業作業を含む建築LCAを行った。日本国土において持続可能な生活の基盤として国土の保全とその基礎としての森林整備を、望ましい環境優良な木造住宅整備を上記の不動産諸制度改革から始め、建築用国産材木材需要から誘発する林業、林産業の復興から日本社会全体の持続可能社会化を具現化する手法、現行経済の仕組みの中で実現できる手法を提示した。その効果を定量評価するため国産木材の需給と林業生産、森林資源量、森林面積を長期的に展望し200年先までの法正林化と木材需給量の整合化を確認推計した。これらの将来社会像を基礎に2050年に日本の温室効果ガス排出量を実質ゼロにする排出削減シナリオを作成した。持続可能化への継続的な社会経済変革により生活、生産の資源需要を削減、技術革新による省エネと再生可能エネルギー積極導入、石炭火力廃止等の燃料転換によりそれが実現可能であることを定量的に提示した。この成果を政府の約束草案に反映させるため国の関連委員会に意見提出し記者発表した。新しい論文と講演記録からDL可能環境政策課題対象が多岐にわたり、まず定性的に分析し、さらに多項目について定量分析を試行しているが、それぞれに各種統計を分析し判断を伴う作業を要するので自分で行う他なく研究作業が時間的に追いつかない。大学院の改組、耐震工事に伴う研究室の仮移転など学内事情により想定外の時間を取られていることも遅れの一因である。課題が難しい。政府統計が簡略化されたり、データ保存様式が変更されたりして効率的なデータ整備の障害になっているため定量分析のデータ整備作業が遅れがちである。研究時間を優先確保する。雇用者と学生を活用する。詳細検討を後回しにして全体像の描写を優先作業する。経費を要しない研究作業は研究期間終了後に補足的に実施する。定性的な検討結果の記述と、経年動向の定量的な分析をもとに将来社会経済動向をできるだけ具体的にシナリオ分析を行う。平行して各エネルギー需要部門別のエネルギー需要データとエネルギー利用技術動向と再生可能エネルギーの技術と普及の動向もシナリオ分析し、日本のエネルギー政策のあり方も同時に検討する。研究作業が遅れたが最終まとめ作業の費用を残すように支出してきた。最終まとめ作業のうち雇用者に支払う人件費として支出する。定量データ解析の基礎データ整備にあたり、データ処理手法に長けた研究員の長時間作業が必要で、予想以上にその人件費がかかりそうなので、他の支出を抑制しつつ、データ整備作業を優先して作業を進める。
細胞接着の異常と発がん・転移機構

第1プロジェクトTJの接着分子として同定されたオクルディンとクローディン分子群についての解析を中心に行った。(1)一昨年までにオクルディンのノックアウトマウスを作製することに成功しており、予備的な解析の結果、慢性の胃炎を引き起こし、前癌状態ともいえる状態にまで至ることが分かっていた。このマウスを徹底的に解析し、細胞癌化とTJの関係について調べた。(2)クローディンは現在のところ16種類存在することが分かってきたが、それぞれの遺伝子を破壊したマウスの作製に着手した。第2プロジェクトAJとTJの新たな裏打ち蛋白質の同定と、これまでに同定された裏打ち蛋白質の機能解析を目指した。(1)βカテニンの分解が細胞癌化にとって重要な役割を果たしていることは、最近広く認められるところであるが、αカテニンの分解については解析されていない。αカテニンの分解も精密に制御されていることが、予備的解析により明らかになっていたので、その分子機構を探った。(2)ERM蛋白質の機能解析の一環としてノックアウトマウスの作製を行っていた。すでに、モエシンノックアウトマウスの解析は終了していた。現在、ラディキシンノックアウトマウスが生まれてきたところであり、このマウスの解析を進めている。(3)TJの裏打ち蛋白質ZO-1、-2、-3の機能解析のためにノックアウトマウスの作製を開始した。本研究では、細胞間接着分子カドヘリンを介した細胞間接着の情報伝達機構と制御機構を明らかにすることを目的とした。具体的には、まず第1のプロジェクトとして、これまで通り単離AJを用いて、カドヘリンを裏打ちする蛋白質、さらには、カドヘリンと相互作用する膜蛋白質を単離同定し、その特異抗体やcDNAを単離した。そして、これらの蛋白質と細胞増殖との関係を調べた。第2のプロジェクトとして、これまでに同定し、癌抑制遺伝子との関係が示唆されている蛋白質については、ES細胞を用いた遺伝子破壊法により、細胞癌化や転移との関係を細胞レベル、個体レベルで解析した。第1プロジェクト:我々の研究室では、すでに、AJの単離法、AJの解体法、AJに対するモノクローナル抗体の作製法とそのスクリーニング法などが、完全に独自の形で確立している。しかし、AJの構成成分は、まだまだ未同定の構成成分が多い。モノクローナル抗体作製により、新しいAJ構成成分の探求をつづけた。特に、内在性膜蛋白質にも注目した。さらに、新しく得られた蛋白質の発現や異常について、共同研究で、ヒト癌組織を用いて解析を進めた。第2プロジェクト:これまでAJの裏打ち蛋白質として我々が解析を進めてきたのは、カテニン、ERM(エズリン・ラディキシン・モエシン)、ZO-1の3種である。最近、これらが癌抑制遺伝子と深い関係があることが示された。本研究では、これらの蛋白質について主にES細胞を用いたシステムで解析を進めた。本研究では、細胞間接着分子カドヘリンを介した細胞間接着の情報伝達機構と制御機構を明らかにすることを目的として始めた。大きく以下の2つのプロジェクトに分けた。第1プロジェクト(担当:月田承一郎):単離AJを用いた未知の蛋白質の同定第2プロジェクト(担当:共同研究者2名):カテニン、ERM、ZO-1の解析第1プロジェクト(担当:月田承一郎):我々の研究室では、すでにAJの単離法、AJの解体法、AJに対するモノクローナル抗体の作製法とそのスクリーニング法などが、完全に独自の形で確立していた。しかし、AJの構成成分は、まだまだ未同定の構成成分が多かった。モノクローナル抗体作製により、新しいAJ構成成分の探求を続けた。AJに局在するが、カドヘリンではない膜蛋白質の存在を示唆する興味深いデータが、得られた。本研究ではこれらの蛋白質について主にES細胞を用いたシステムで解析を進めた。第1プロジェクト(担当:月田承一郎):AJの構成成分は、まだまだ未同定の構成成分が多い。モノクローナル抗体作製により、新しいAJ構成成分の探球をつづけた。特に、内在性膜蛋白質に注目し、AJに局在するいくつかの新しい成分を明らかにした。カテニンの解析(担当:永渕昭良):癌研の野田らが作製したAPCのノックアウトマウスの中でのαカテニンのノックアウトを試みつつある。ERMの解析(担当:月田早智子):エズリンとラディキシンをダブリノックアウトしたES細胞を作製しつつある。ZO-1の解析(担当:伊藤雅彦):ZO-1遺伝子をダブルノックアウトしたES細胞を作製しつつある。

細胞間接着の情報により,細胞の増殖や分化が制御されていることはよく知られているが,その分子構造は明らかではない.細胞間の接着は本来細胞の増殖に抑制的に働くので,この分子機構にかかわる分子群をコードする遺伝子は,がん抑制遺伝子としての性格を持つことが期待される.一方,がん転移において,がん細胞が原発巣を離れて浸潤するとき,細胞間の接着が抑制される必要がある.したがって細胞間接着の情報伝達機構及びその制御機構の理解は,細胞の発がん転移機構を理解する上できわめて重要な課題である.我々は、これまで単離した細胞間接着装置を利用して,主に,がん抑制遺伝子産物と関係の深い3種類の細胞膜裏打ち蛋白質の同定及び解析を進めてきたが,本年度は,以下に述べるようにこれらの蛋白質の機能に関する理解が一段と深まった.1.αカテニン遺伝子を破壊したF9細胞の作製に成功し、αカテニンのがん転移における役割を調べる系を確立した。2.ERM蛋白質がRhoの直接のターゲットであるRhoキナーゼによって直接リン酸化されその活性が制御されることが明らかになった。3.タイトジャンクションに局在し、ZO-1と結合する膜蛋白質として同定したオクルディンの遺伝子をES細胞で破壊することに成功し、オクルディン以外の膜蛋白質の存在が示唆された。以上の成果により,発がん及び転移機構と細胞間接着の関係に関する我々の理解が深まったと同時に、がんの治療(薬剤投与)への貢献が期待できるようになった.本年度の研究計画を、大きく以下の2つのプロジェクトに分けた。第1プロジェクト:単離AJ・TJを用いた未知の蛋白質の同定とその解析第2プロジェクト:カテニン、ERM、ZO-1の解析第1プロジェクト:AJ・TJの構成成分は、まだまだ未同定の構成成分が多いので、モノクローナル抗体作製により、新しいAJ・TJ構成成分の探求をつづけた。特に、内在性膜蛋白質に注目し、新しいTJ膜蛋白質クローディンを発見した。また、このクローディンはこれまで知られていなかった大きな遺伝子ファミリーを形成していることを明らかにし、すでに15種類のクローディンファミリーのメンバーを同定した。第2プロジェクト:カテニンの解析としては、カドヘリン結合蛋白質として知られているα、βカテニンの詳細な機能を調べた.。特に本年度は、昨年得られたF9細胞でのαカテニンのノックアウト細胞を用いαカテニンの転移浸潤における役割を明らかにした。また、βカテニンのノックアウトも試みた。ERMの解析としては、一昨年に得たモエシンのノックアウトES細胞を詳細に調べた。また、モエシンノックアウトマウスを作製し、そのフェノタイプを詳細に調べた。また、ラディキシンのノックアウトの作製も始めた。ZO-1の解析としては、こZO-1の細胞増殖への関与を解析するために、ZO-1遺伝子をダブルノックアウトしたES細胞を作製し、その増殖能を詳細に検討した。さらに、ZO-1が結合する膜蛋白質の解析も行った。第1プロジェクトTJの接着分子として同定されたオクルディンとクローディン分子群についての解析を中心に行った。(1)一昨年までにオクルディンのノックアウトマウスを作製することに成功しており、予備的な解析の結果、慢性の胃炎を引き起こし、前癌状態ともいえる状態にまで至ることが分かっていた。このマウスを徹底的に解析し、細胞癌化とTJの関係について調べた。(2)クローディンは現在のところ16種類存在することが分かってきたが、それぞれの遺伝子を破壊したマウスの作製に着手した。
集団的位相転移をモチベーションとする光機能物質の開発

今年度はLIESST錯体の起こる機構の解明と、液晶性でスピンクロスオーバーを示す錯体、LIESST錯体、包摂認識によるスピンクロスオーバー錯体の合成を目指した。2.[Fe(C16-3)_2(NCS)_2](7)と液晶転移により誘起されスピン転移する化合物[Fe(C16-terpy)_2](BF_4)_2(8)を創生することに成功した。7,8は液晶性を示す事が明らかになった。さらに5KでLIESST現象が観測された。8は液晶転移温度付近(470K)で液晶転移とスピンクロスオーバー現象がほぼ同時に起こった。今年度は、光スピン転移を起こす化合物として、水素結合やπ-πスタッキングなど分子間相互作用を利用して、スピン転移温度を高温側にシフトさせる要因を内蔵する錯体として[Co(pyterpy)_2](ClO_4)_2(1)、[Co(pyterpy)(NCS)_2(2),[Fe(pha)2(NCS)2](3)、[Fe(ipa)_2(NCS)_2](4)、[Fe(pha)_2(NCSe)_2](5)などの数十種類の錯体を合成した。これらの錯体の磁気的性質、吸収スペクトル、メスバウアースペクトルを測定し、これらの内いくつかはスピン転移を起こすことが分かった。さらに、これらの単体の錯体をさらにAgなど他の金属で結合し、1,2次元のポリマー錯体を合成した。これらの錯体に5Kで光照射する事により光誘起スピン転移を起こさせることに成功したが、約50Kでもとの低スピン錯体へ脱励起した。また、配位子のメチレン鎖を長くすることにより磁気的性質が変わっていくことを見いだした。このことは特定の温度でスピン転移する錯体の合成への指針を与える貴重な結果である。さらに配位子にイソプロピル基などπ-πスタッキングを有しない場合には単分子状態でのスピン転移が起こることが分かった。今後はこれらの結果を検討し、さらに分子を設計して、励起高スピン状態が300Kでも保持される錯体を開発する。低温装置が稼働するようになったので、低温での光照射とメスバウアースペクトルを駆逐して、脱励起過程を調べてLIEEST現象の機構解明に取り組む。今年度はスピン転移を起こして光機能を持つ錯体として、スピン転移化合物をビルディングブロツクとして組み込んだ超分子化合物に照準を定めて設計した。配位子としてトリアゾールを有する配位子pbtrzおよび4'-(4'''-Pyridyl)-2,2':6',2''-terpyridibe(pyterpy)とTetra-2-pyridinylpyrazine(tpypz)を新規合成した。これらを基に、錯体[Fe(pbtrz)_3](ClO_4)_2・2MeOH・1.5H_2O、[Fe(pyterpy)_2](ClO_4)_2(1),[AgFe(pyterpy)_2](ClO_4)_3(2),[Fe_2(pyterpy)_2(NCS)_4](3),[Co(pyterpy)_2](ClO_4)_2(4),[FeCo(pyterpy)_2(NCS)_4](5),[Fe(tpypz)_2](ClO_4)_2(6),[Fe(tpypz)_2][Fe(NCS)_4](7)を合成した。これらの錯体の単結晶構造解析と磁化率、メスバウアースペクトルにより磁気特性を研究した。[Fe(pbtrz)_3](ClO_4)_2・2MeOH・1.5H_2Oのメスバウアースペクトル及びSQUIDを用いた磁化率の測定を行った。錯体[Fe(Pyterpy)_2](ClO_4)_2は298Kでのメスバウアースペクトルの面積強度比はHS : LS=79%:21%、80KでHS : LS=15%:85%でありスピンクロスオーバーが観測された。(1),(2),(3)は低スピン錯体であった。(4)および(5)はスピンクロスオーバー錯体で、(6)および(7)は低スピン錯体であった。(4)及び(5)は一次元の錯体で、分子間に空孔を有するので、この空孔内にゲスト分子を挿入して、ゲスト分子のあるなしでスピン転移が起こる錯体の合成に挑戦している。さらに昨年から合成しているスピンクロスオーバ錯体[Co(pyterpy)_2](ClO_4)_2、[Co(pyterpy)(NCS)_2,及び今年度合成した錯体に光照射してLIESST現象を観測するのに成功した。

現在、光照射によるLIESST現象の測定と転移温度の上昇を目指した研究を続行している。今年度はLIESST錯体の起こる機構の解明と、液晶性でスピンクロスオーバーを示す錯体、LIESST錯体、包摂認識によるスピンクロスオーバー錯体の合成を目指した。2.2.Fe(C16-3)_2(NCS)_2](7)と液晶転移により誘起されスピン転移する化合物[Fe(C16-terpy)_2](BF_4)_2(8)を創生することに成功した。7,8は液晶性を示す事が明らかになった。さらに5KでLIESST現象が観測された。8は液晶転移温度付近(470K)で液晶転移とスピンクロスオーバー現象がほぼ同時に起こった。
マイクロサテライト配列を利用した微小欠失領域の迅速同定法の確立

前年度、本研究の結果として典型的な欠失領域の両端であるLCR22-2とLCR22-4周辺及び欠失領域から、多型が見込まれる20塩基対程度のマイクロサテライト領域を36箇所抽出し、これらのPCR産物を蛍光標識・多型同定する高速ジェノタイピング解析法を確立した。その結果、多型が認められる24箇所のマーカーを選別した。本年度は、患者由来の培養細胞を用いて本解析法の妥当性を確認した。22q11.2微小欠失が確認されているDGS患者より樹立された細胞株(GMO7939B、GMO5876、GM13325、GM10382A、GMO3479、GMO7215)からゲノムDNAを抽出し、この設計されたプライマー群を用いて微小欠失領域に対するジェノタイピング解析を行った。また、実際に欠失領域を検出する際に問題となるのは、ゲノムDNAの精製法である。現在はFISH法による診断法のため血液採取が必要となるが、本方法では少量のゲノムDNAのみで解析可能である。そこで口腔粘膜からのゲノムDNA採取法を検討し、歯間ブラシで軽く10回こする程度で、本解析に必要とする十分量のDNAを採取できることを確認した。・マイクロサテライト配列の抽出及びプライマーの設計マイクロサテライト多型を利用したDGS/CAFS/VCFS患者における微小欠失領域同定を行うために、典型的な欠失領域の両端であるLCR22-2とLCR22-4周辺及び欠失領域からマイクロサテライトマーカーの抽出を行った。多型が見込まれるCA、GAなどの2塩基反復配列や、CCAなどの3塩基反復配列を含む領域を抽出するために、RepeatMasker2プログラムを用いて22番染色体のゲノムシーケンスの解析を行い、これらの反復配列を含む20塩基対程度のマイクロサテライト領域を36箇所抽出した。次に、抽出した領域を含むPCR産物が300500塩基対になるようにPCRプライマーを設計し、培養細胞から抽出したヒトゲノムDNAを鋳型としてPCRを行った。増幅されたPCR産物の塩基配列を確認し、対象領域が増幅されていることを確認した。・PCR産物の多型解析法の確立次に、PCR産物のサイズによるマイクロサテライト多型同定法の確立を行った。まず、PCRプライマーの末端を片方のプライマーにはCTTを、もう片方のプライマーにGTTの配列を付加することによりPCR産物の末端塩基を統一した。このPCR産物末端塩基に対して、クレノー断片の末端塩基交換活性を利用して、蛍光修飾dCTPを用いた蛍光標識を行った。この標識産物とサイズマーカーを混合後、ABI3730xlシーケンサで解析を行い、PCR産物のサイズを同定する高速ジェノタイピング解析法を確立した。この方法を用いて設計したプライマーの多型性を複数のヒト培養細胞由来DNAで評価したところ、多型解析に用いることが出来る24箇所のマーカーをが選別できた。以上の結果から、これらのプライマーを用いて患者由来の培養細胞を用いて欠失領域の検出を試みている。
Projecting discharge from the Greenland ice sheet using climatic forcings derived from atmosphere-ocean models

最新のグリーンランド基盤標高モデル、氷床底面水文モデル、さらに改良された氷流動力学モデルをSICOPOLISに導入した(Calov+ 2018)。改良後のモデルを使用して、グリーンランド氷床のスピンアップ実験を行った。この実験では、氷コアの解析結果を現在の観測データに適用して構築した、過去の氷床表面温度と降水量を条件として与えている。北東グリーンランド氷流の流動状態はこれまでよりも良く再現されたが、さらなる改善の努力が必要である。ISMIP6コミュニティーと協力して、2016年度に実施した氷床モデル比較プロジェクトInitMIP-Greenlandの解析を進めた。その結果、将来の気候変動に対する氷床の反応はスピンアップ実験、特に氷床の初期形状に影響を受けることが明らかになった(Goelzer+ 2018)。グリーンランド北部のNEEM掘削孔では、氷の変形特性と酸素同位体組成に強い相関関係が示されている。すなわち、同位体組成から当時温暖であったと推定される時代の氷は流動性が高い。この関係はダンスガード・オシュガーイベントに代表される1000年スケールの変動について、掘削孔収縮とせん断ひずみ両方について成り立つ。そこで氷の流動促進係数と酸素同位体との関係を与える区分線形関数を決定した。この関係式導入によって、グリーンランド氷床モデリングの精度が向上する。ArCSプロジェクトと連携して、グリーンランド北西部カナック地域の氷河氷床変動の解析を継続した(Tsutaki+ 2017, Sakakibara+ 2018)。ボードイン氷河にElmer/Iceモデルを適用して数値実験を実施した結果、現在この氷河はカービング端付近の基盤突起に影響を受けて比較的安定な状態にあるが、氷厚の減少が進めば不安定化する可能性が示された(Jouvet+ 2017)。本プロジェクトで雇用する博士研究員の決定が遅れていたが、2017年12月にチェンバース・クリストファー博士が採用されて、低温科学研究所のグレーベ・ラルフおよび杉山慎の研究グループで研究活動を開始した。チェンバース氏は数値モデリングに長い経験を持っているが、これまでは気象学的な研究分野で活動を行ってきた。従って、氷床モデリングに慣れるために時間が必要である。彼の主な任務は、底面水文過程と氷流動力学の導入によって、北東グリーンランド氷流の流動状態をより良く再現することである。これまでの研究活動によってある程度の改善が見られたが、観測されている氷床流動状態と十分に一致する実験結果を得るためには、引き続きの努力が必要である。グリーンランド氷床底面の地殻熱流量は、氷床底面の温度環境をコントロールするパラメータとして、氷の流動に重要な役割を果たす。地球規模の地殻熱流量分布と、グリーンランドの氷コア掘削サイト(GRIP、Camp Century、Dye 3、NGRIP、NEEM)で測定された値を組み合わせて、グリーンランド全域をカバーする地殻熱流量分布の更新・改良に取り組む。その結果は、様々な解像度を持った格子データとして整備する。氷床の底面滑りは、特に氷流や溢流氷河のように速い流れを示す地域で、氷の流動に重要な役目を果たす。そこで、ひとつの氷期・間氷期サイクルにわたるスピンアップ実験を行い、現在観測されている表面流動速度を再現するよう底面流動則を最適化する。特に、新しいEGRIP氷コアの掘削地である北東グリーンランド氷流(NEGIS)に着目した解析を実施する。2015年にCOP21会合で議論されたパリ協定は、今後の気温上昇を産業革命以前との比較で2.0°C、もし可能であれば1.5°C以下に抑えることを目標としている。この問題に絡めて、様々な気候変動下における2300年までのグリーンランド氷床変動を、2つの氷床数値モデルを用いて計算する。ここで検討する5つの模式的な気候変動シナリオは、気候を一定とした標準実験条件、一時的な過剰昇温を含むまたは含まない1.5°Cおよび2.5°Cの気温上昇条件である。ISMIPのメンバーと連携して、最近の過去から将来までの詳細な気候シナリオを構築する。これらのシナリオはMIROCAOGCMと他のAOGCMの出力から抽出するもので、グリーンランド氷床を取り巻く大気と海洋気候の状態を含むものである。新しい表面標高モデルを氷床モデルに導入し、サブグリッドスケールで氷流出を計算するためのパラメータ化を行った。このモデルを用いて、氷期間氷期サイクルに渡るスピンアップ実験を実施した。また将来100年に渡って、(1)気候を一定とした基準実験、(2)極端に温暖化した条件下での質量収支を単純化して与えた実験、を実施した。その結果、初期化条件の違いが大きく異なる結果を導くことが明らかとなった(Greve et al., 2017)。この成果は氷床モデル比較プロジェクトISMIP6のサブプロジェクトInitMIP-Greenlandに提出済みで、プロジェクトによる論文化が進んでいる。ISMIP6コミュニティーにおいては、その実験条件の検討に貢献した(Nowicki et al. 2016)。この検討は気候モデル比較プロジェクトCMIP6に基づいており、CMIPでは初めて氷床・気候結合モデルおよび氷床単独モデルを含むものである。最終的に整えられたCMIP6の実験条件は、気候モデルの出力値、その他多様な将来気候シナリオデータに基づいて、氷床単独モデルで実施されるものである。ArCS北極域研究推進プロジェクトと連携して、グリーンランド北西部カナック地域において氷床流動・変動を解析した。

その結果、この地域の広い範囲において、表面融解と動力学的プロセスに駆動された氷質量損失が示された(Tsutaki et al. 2016)。研究対象のひとつとなった海洋性カービング氷河であるボードイン氷河では、潮汐と降水イベントに起因した流動変化が明らかになった。当初2016年10月に氷床モデリングに実績を持つ博士研究員を雇用する予定であった。しかしながらその条件を満たす海外からの候補者は、家族的な理由が原因で採用することができなかった。そこでこの候補者を、2017年13月の二か月に限って招聘することとした。その結果、浅層・氷流・棚氷の流動をハイブリッド形式で含む氷流動力学の導入に遅れが生じた。実際には、グリーンランド氷床の数値実験を浅層近似モデルで実施するにとどまった。実質的にはハイブリッドモデルの数値解法は開発済みであるが(Bernales et al. 2017)、未だに数値的な問題が残っており、完成までには更なる作業が必要である。最新のグリーンランド基盤標高モデル、氷床底面水文モデル、さらに改良された氷流動力学モデルをSICOPOLISに導入した(Calov+ 2018)。改良後のモデルを使用して、グリーンランド氷床のスピンアップ実験を行った。この実験では、氷コアの解析結果を現在の観測データに適用して構築した、過去の氷床表面温度と降水量を条件として与えている。北東グリーンランド氷流の流動状態はこれまでよりも良く再現されたが、さらなる改善の努力が必要である。ISMIP6コミュニティーと協力して、2016年度に実施した氷床モデル比較プロジェクトInitMIP-Greenlandの解析を進めた。その結果、将来の気候変動に対する氷床の反応はスピンアップ実験、特に氷床の初期形状に影響を受けることが明らかになった(Goelzer+ 2018)。グリーンランド北部のNEEM掘削孔では、氷の変形特性と酸素同位体組成に強い相関関係が示されている。すなわち、同位体組成から当時温暖であったと推定される時代の氷は流動性が高い。この関係はダンスガード・オシュガーイベントに代表される1000年スケールの変動について、掘削孔収縮とせん断ひずみ両方について成り立つ。そこで氷の流動促進係数と酸素同位体との関係を与える区分線形関数を決定した。この関係式導入によって、グリーンランド氷床モデリングの精度が向上する。ArCSプロジェクトと連携して、グリーンランド北西部カナック地域の氷河氷床変動の解析を継続した(Tsutaki+ 2017, Sakakibara+ 2018)。ボードイン氷河にElmer/Iceモデルを適用して数値実験を実施した結果、現在この氷河はカービング端付近の基盤突起に影響を受けて比較的安定な状態にあるが、氷厚の減少が進めば不安定化する可能性が示された(Jouvet+ 2017)。本プロジェクトで雇用する博士研究員の決定が遅れていたが、2017年12月にチェンバース・クリストファー博士が採用されて、低温科学研究所のグレーベ・ラルフおよび杉山慎の研究グループで研究活動を開始した。
学習者の観点からみた算数・数学科授業に関する比較文化的研究

本研究は,国外の研究者との連携の下推進してきた研究プロジェクト・「学習者の観点からみた授業研究」(Learner's Perspective Study)で開発した研究方法を用いて,「文化的営み」としての授業の本性を探り,よりよい授業に向けての授業改善の指針を得ようとするものである。小学校算数科における一連の系列における授業の特質を,授業データ,インタビューデータの分析を通して学習者の立場から探り,経験豊かな教師による授業の特徴を解明した。授業は単一の型(パターン)に収まるものではなく,ここの授業事象が学習者にとって様々な意味をもつことが明らかになった。本研究課題では,国外の研究者との連携の下,推進してきた研究プロジェクト・「学習者の観点からみた授業研究」(Learner's Perspective Study)において開発してきた研究方法論を用いて,「文化的営み」としての授業の本性を探り,よりよい授業に向けての改善の指針を得ようとするものである。そのために,小学校段階での算数科における一連の授業系列(例えば10単位時間以上継続して実施されている「単元」)のなかでの学習者である児童の立場からみた授業の分析を,授業データ,インタビューデータの分析を通して行うことを目的としている。4年間の研究計画の第1年次にあたる本年度は,小学校児童を対象とした算数科授業データ収録の方法に関する理論的・実証的検討と具体的手法の整備に焦点を当てて研究を推進した。具体的には,先行するプロジェクト(The Learners' Perspective Study)でこれまでに開発してきた研究方法を援用して,小学校児童の学習に焦点化した授業分析のための研究枠組みの検討,およびデータ収集の対象と方法,分析単位の理論的検討を行った。特に,これまでと同様の3台のビデオカメラによるデータ収録について,児童の学習における操作的活動や記述を十分に視野に入れて行うための具体的手法を導出したマニュアルを作成した。また,この方法の適切性,妥当性の実証的検討のためのトライアウトを,1名の教師による授業系列の算数科授業と各授業後のインタビューを対象として行った。以上の実施のために,研究分担者による国内会議を(平成19年11月)開催し,データ収録方法の検討,次年度の調査対象校の選定,データ分析方法の検討,及び研究の実施全般について討議を行った。また,研究代表者が,東アジア数学教育国際会議(EARCOME2007,平成19年6月,マレーシア),第31回数学教育に関する心理学国際研究会(PME31,平成19年7月,ソウル),第12回欧州教授学習学会(EARLI12,平成19年89月),全米教育学会2008年会(AERA2008,平成20年3月,ニューヨーク)に参加し,データ収録の方法に関わる検討について資料収集を行うとともに,海外の共同研究者との研究討議を行った。4年間の研究計画の第2年次にあたる本年度は,小学校児童を対象とした算数科授業データ収録の方法に関する実証的検討と具体的手法の整備に焦点を当てて研究を推進した。具体的には,先行するプロジェクト(TheLearner' Perspective Study)でこれまでに開発してきた研究方法を援用して,小学校算数科における授業について,栃木県宇都宮市内の公立小学校第6学年の教室において,「比例」の単元の授業を連続10単位時間分収録するとともに,授業者と抽出児童を対象として授業後のインタビューを行った。その際,従来の研究と同様の3台のビデオカメラによるデータ収録について,児童の学習における操作的活動や記述行為を十分に視野に入れて行うための具体的手法として,ハンディカメラによるデータ収録を試みた。以上の通り収録したデータは,授業者と学習者の両者の視野からの授業の特徴付けを行うために,順次詳細に分析する予定である。以上の実施のために,研究分担者による国内会議を(平成20年11月)開催し,データ分析方法の検討及び研究の実施全般について討議を行った。また,研究代表者が,研究協力者とともに第11回数学教育世界会議(ICME11,平成20年7月,モンテレイ,メキシコ),及び第32回数学教育に関する心理学国際研究会(PME31,平成20年7月,モレリア,メキシコ)に参加し,データ収録の方法に関わる検討について資料収集を行うとともに, D. Clarkeメルボルン大学教授, F. Leung香港大学教授ら海外の共同研究者との研究討議を行った。4年間の研究計画の第3年次にあたる本年度は,小学校児童を対象とした算数科授業データ収録の方法に関する実証的検討と具体的手法の整備に焦点を当てて研究を推進した。具体的には,昨年度収録した,栃木県宇都宮市内の公立小学校第6学年の教室における「比例」の単元の連続10単位時間分の授業,及び授業者と抽出児童を対象とした授業後のインタビューデータの第一次分析を行った。また,次年度東京地区で予定しているデータ収録の設計を,先行する研究プロジェクトLearner's Perspective Studyの研究方法論に基づいて行った。

さらに,これまでの研究成果について,和文英分2冊の著書(『授業を科学する-数学科授業の研究への新しいアプローチ』,Mathematical Tasks in Classrooms around the World)の形で出版するための編集作業を進めた。この2冊の書籍は,平成22年度の早い時期に刊行の予定である。以上の実施のために,研究分担者による国内会議を(平成21年11月)開催し,データ分析方法の検討及び研究の実施全般について討議を行った。また,研究代表者が,研究協力者とともに第33回数学教育に関する心理学国際研究会(PME33,平成21年7月,テッサロニキ,ギリシア)に参加し,研究発表及び資料収集を行うとともに,D.Clarkeメルボルン大学教授ら海外の共同研究者との研究討議を行った。研究計画の最終年度にあたる本年度は,小学校児童を対象とした算数科授業データについて,さらに収録と分析を進めるとともに,研究全体のまとめを行い,研究成果を学会における論文発表や書籍の刊行の形で公表した。具体的には,都内の国立大学教育学部附属小学校において第5学年の「分数の加減」の授業データを新規に収録するとともに,昨年度収録した栃木県宇都宮市内の公立小学校第6学年の教室における「比例」の授業と併せ,授業の展開及び授業者と抽出児童による授業の知覚を授業後のインタビューデータから分析した。その結果,算数科授業の展開の分析,授業者・学習者に対するインタビューデータの分析結果,及び本研究がこれまでに行ってきた中学校数学科授業の分析結果との比較を通して,算数科における教師と児童の相互作用の様相が明らかになるとともに,児童を対象とする再生刺激インタビュー法についての研究方法論上の課題が指摘された。本年度は,4年間に得られた研究成果についてのまとめを行い,冊子体の最終報告書,及びデータを整理した資料集を作成した。さらに,和文,英文各1冊の著書(『授業を科学する:数学科授業の研究への新しいアプローチ』,Matbematical Tasks in Classrooms around the World)を出版した。また,研究代表者が,研究協力者とともに第34回数学教育に関する心理学国際研究会(PME34,平成22年7月,ベロオリゾンチ,ブラジル)に参加し,研究発表を行うとともに,D.Clarkeメルボルン大学教授ら海外の共同研究者と今後の研究の展望について討議した。本研究課題は最終年度を迎えたが,今後他国の授業との比較研究をさらに展開することが合意された。
プラズマを用いた革新的流体アクチュエータの開発とそれを用いた剥離流の制御

本研究では航空機の空力舵や高揚力装置への応用を目的とし,プラズマを用いた新しい流体アクチュエータ(プラズマアクチュエータ)の開発を行った.この結果剥離流を制御するのに十分な空気制御力を発揮するアクチュエータの製作に成功した.これを大迎角剥離流の流体制御デバイスとして適用しその実用可能性を検証した.このとき,多パラメータに依存するプラズマアクチュエータの空気力制御性能をパラメータ設計法を用い最適化し空力性能を劇的に変化することに成功した.これらの成果は論文にまとめられ,現在投稿・執筆中である.本研究では航空機の空力舵や高揚力装置への応用を目的とし,プラズマを用いた新しい流体アクチュエータ(プラズマアクチュエータ)の開発を行った.この結果剥離流を制御するのに十分な空気制御力を発揮するアクチュエータの製作に成功した.これを大迎角剥離流の流体制御デバイスとして適用しその実用可能性を検証した.このとき,多パラメータに依存するプラズマアクチュエータの空気力制御性能をパラメータ設計法を用い最適化し空力性能を劇的に変化することに成功した.これらの成果は論文にまとめられ,現在投稿・執筆中である.本プロジェクトは航空機の空力舵や高揚力装置への応用を貝指し、プラズマを用いた新しい流体アクチュエータ(プラズマアクチュエータ)を開発することを目的とする。その中で、本研究課題は大迎角剥離流の流体制御デバイスとしてプラズマアクチュエータを開発・適用し、この問題に対する実用可能性を明らかにすることを目標とした。これに関して、本年度はプラズマアクチュエータ試験装置のセットアップを行った後、(a)出力効率の高いプラズマアクチュエータ本体の駆動法・構造の開発(b)プラズマアクチュエータの剥離流に対する有効性の実証の二つのテーマについて研究・開発を実施した。出力効率の高いプラズマアクチュエータ本体の駆動法・構造の開発については、アクチュエータから発生する空気力を測定した。これによって大気圧バリア放電を効率的に発生するために効果的な誘電体の性状を解析し、個々の誘電体形状に対する最適な駆動電力の推算を行った。プラズマアクチュエータの剥離流に対する有効性の実証については、大剥離を生じる基本形状模型として二次元円柱を選択し、これにプラズマアクチュエータを設置・駆動することによって、低速一様流中で発生する円柱後流での剥離を抑制できることを流れの可視化および後流計測実験によって確認し、流体制御の実現性を実証した。また設置したプラズマアクチュエータに対し非定常な電力供給を行うことによって、後流の流体場を多様に変化うることを確認した。これによって本プロジェクトの中核的な技術の有効性が実証されたため、次年度以降の研究計画の妥当性が確認できた。剥離流への適用は次年度もその応用研究を行う計画となっており、次年度初頭に流れ場の詳細と物体に加わる空気力の制御特性に関する解析を行い、これらの知見を三次元剥離流制御に応用する予定である。本プロジュクトは航空機の空力舵や高揚力装置への応用を目指し,プラズマを用いた新しい流体アクチュエータ(ブラズマアクチュエータ)を開発することを目的とした。大迎角剥離流の流体制御デバイスとしてプラズマアクチュエータを開発・適用しその実用可能性を検証した。平成20年度は三次元剥離流への応用を進めるとともに,プラズマアクチュエータで生じている物理現象を応用し,より効率の高いプラズマアクチュエータの駆動法・構造の開発に着手した。三次元剥離流への応用に関しては、大剥離を伴う航空機胴体等を模擬した基本形状模型を対象とし,プラズマアクチュエータの空力制御性能を解析した。その結果、プラズマアクチュエータの駆動によって生じる渦の移動の周波数依存性と、それに伴う空力特性の変化の関係を明らかにした。これにより、周囲の流れとアクチュエーをの駆動を適切な駆動周波数を用いて干渉させることにより大幅な空力特性の改善が可能であることを示した。プラズマアクチュエータの駆動法・構造の高効率化に関しては、前年度に引き続き、アクチュエータから発生する空気力の測定を行い、投入電力に対する効率向上や空力制御時に必要ときれる空気力の見積に必要となるデータを取得した。プラズマアクチュエータへの投入電圧、素子の誘電体性状を最適化することにより、航空機等の実用速度域において必須である大きな空気力を生成可能なプラズマアクチュエータシステムを開発し、その制御力特性を明らかにした。