hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高レイノルズ数流れ場の可視化のための低温風洞試験技術の確立に関する研究

本研究では低温風洞における空力計測および可視化法の確立にむけ,空力計測手法の確立,後流測定法およびフォーカシングシュリーレンPIV法の検討を進めた.その結果,本研究で提案する校正法により低温風洞用天秤の校正と空力計測が可能となった.また,超音速複葉翼機の後流測定では翼端板の効果を明らかにした.さらに,フォーカシングシュリーレンPIV法による実験では,本研究で提案する格子型のソースグリッドにより流れ場の速度ベクトルを求めることが可能である.平成26年度は,はじめに従来研究の継続より高レイノルズ数流れ場の検証を進めるためCFD解析について実験との比較検討を行った.プログラムにはオープンソースであるOpenFOAMを用いた.本研究では高亜音速流中の翼型流れにOpenFOAMを適用し,低温風洞(高レイノルズ数風洞)によるNACA 64A 010まわりの流れを検証した.マッハ数は0.277と0.596,そのときのレイノルズ数は360,000と3,800,000である.その結果のOpenFOAMの一つであるSonicFOAMにより得られた翼面圧力係数の計算結果は,実験結果と良く一致し高レイノルズ数流れの実験により得られる流れ場の比較検討に有効であることを示した.また,低温風洞(高レイノルズ数風洞)による後流測定と後流積分法による空力特性の推算にむけ測定システムの構築を行い,最初の一歩として低速風洞に本測定システムを適用し供試模型の後流測定を行った.その結果,本システムにより得られたデータを後流積分法により解析することで,従来不明であった模型幅方向の揚力分布など空力特性を明らかにすることがで,低温風洞(高レイノルズ風洞)への利用にむけて一定の知見を得た.さらに,低温風洞(高レイノルズ数風洞)は-160°Cと極めて低い温度で運転されるので,測定部に設置した風洞天秤の材料収縮にともない発生する出力を明らかにするため,既存3分力天秤のゼロ点シフトの検討を行った.その結果,気流温度低下にともない,揚力は天秤と風路内の温度差に,抵抗とピッチングモーメントは天秤内の温度変化に対応するなど,気流温度により各分力のゼロ点が変化することが示された.平成27年度は,昨年度から継続している低温風洞用天秤の校正方法について検討を行った.また,低温風洞による超音速複葉翼機に空力特性の実験を行う前段階として,後流測定による低速風洞実験,および超音速風洞による複葉翼を持つ低ソニックブーム超音速機の基礎実験を進めた.主な業績は以下の通りである.風洞天秤校正法について,低温風洞用半裁模型の空気力を測定するための風洞天秤の校正にむけ,回転盤を用いた校正治具による天秤校正装置を提案し新たに設計製作し実験を試みた.本試みは従来の校正方法とは異なり,風洞中で気流が発生した状態で校正ができるもので,本実験によりその有効性が明らかになった.また,後流測定法による航空機の空力特性解明について,VG (Vortex Generator)の基本特性解明に本手法を用いた.その結果,過去に標準模型として用いられた航空機模型において,本実験の範囲では迎え角4°および8°の揚力係数は,VGを取り付けることで若干高い傾向示すなど知見を得た.さらに,CFDで検討された低ソニックブーム超音速機の一形態として有効と考えられる複葉翼とSears-Haack Bodyを用いた形態について,低温風洞での実験を行うための予備実験として,超音速流中での流れ場特性を明らかにするため,新たに模型を製作し風洞実験を試みた.その結果,模型まわりの流れ場は単胴Sears-Haack Bodyと単胴Baseで大きな違いは確認できなかった.一方,抵抗係数は若干ではあるが,単胴Sears-Haack Bodyが単胴Baseより小さい値を示した.また,本実験により複葉翼の翼間流れにおいて閉塞現象により生じる強い衝撃波が確認された.1.後流測定を用いた風洞実験では,本システムを用いVGの基本特性解明を行い,本実験の範囲において迎え角4°および8°の揚力係数は,VGを取り付けることで若干高い傾向示すことを明らかにした.2.低温風洞(高レイノルズ数風洞)で用いる天秤の校正方法を提案し,本風洞に対して有用であることを明らかにした.3.低ソニックブーム超音速機の一つとして期待される複葉翼とSears-Haack Bodyを用いた形態について,模型まわりの流れ場の可視化により複葉翼間での閉塞現象を明らかにした.4.同形態について空力測定を行い,本研究の範囲において迎え角0°の抵抗係数は,若干ではあるが,単胴Sears-Haack Bodyが単胴Base形態より小さい値を示すことが明らかになった.以上のように,複葉翼とSears-Haack Bodyを用いた超音速機について,流れ場の基本特性を明らからにした.また,天秤による空気力測定のため,高レイノルズ数風洞(低温風洞)で用いることができる校正装置を新たに提案した.平成28年度は,主に風洞実験へのフォーカシングシュリーレンPIV法の適用により,流れに平行な任意断面の速度ベクトルを求めるための実験を実施した.実験ではLEDを光源とするフォーカシングシュリーレンPIV法の光源装置を製作しその特性を明らかにした.

その結果,本実験で製作した4個のLEDから構成される光源により,PIV解析に必要な遅れ時間を持った2枚の画像を撮影することが可能となった.また,得られた画像を,PIV解析ソフトを用いて解析することで,乱流渦構造により生じる画像の濃淡の移動量から速度ベクトルを求められることを示した.さらに,ピトー管による実験データとPIV解析結果の比較検討行い,両者が定量的によく一致することを明らかにした.このように,フォーカシングシュリーレンPIV法により流れ場の任意断面の速度ベクトルを定量的に求めることが可能である.このとき,フォーカシングシュリーレンPIV法により,流れ場の時間平均的な速度ベクトルを求めるためには,積算画像を一般的なPIV法と同じ200組程度とすることで比較的良い結果を得ることが明らかになった.また,低温風洞による空力計測について,本研究で提案している風洞天秤校正法により低温での校正を実施した.その結果,本実験で用いる風洞天秤は,運転温度である-160°C前後の低温でも線形性があることが明らかになった.また,この結果により低温での校正直線を求めることが可能となった.さらに,風洞試験で用いる模型製作技術の向上を目指し3 Dプリンターにより製作された風洞模型による実験を試み,模型製作精度や得られる空力特性について検討した.本研究では低温風洞における空力計測および可視化法の確立にむけ,空力計測手法の確立,後流測定法およびフォーカシングシュリーレンPIV法の検討を進めた.その結果,本研究で提案する校正法により低温風洞用天秤の校正と空力計測が可能となった.また,超音速複葉翼機の後流測定では翼端板の効果を明らかにした.さらに,フォーカシングシュリーレンPIV法による実験では,本研究で提案する格子型のソースグリッドにより流れ場の速度ベクトルを求めることが可能である.1.得られた実験データを検証するため実験とCFDの比較検討を行い,本研究で用いるOpenFOAMによる計算は,本低温風洞(高レイノルズ数風洞)の実験結果と良く一致する.2.低温風洞(高レイノルズ数風洞)での後流測定にむけた測定システムの構築とデータ解析プログラムの改良により,トラバース装置を連続的に移動しデータを取得できるシステムを構築した.また,同システムを低速風洞に適用し,従来のシステムより実験時間の短縮を可能とした.3.供試模型として設計製作されたBWB(Blended-Wing-Body)について,後流測定により模型幅方向の揚力,抵抗の分布や,誘導抵抗と形状抵抗を個別に求めることを可能とした.このとき,BWBは胴体中央部でも揚力を発生していること,また,本実験では迎え角8°と10°で誘導抵抗に2つのピークが存在することが明らかになった.4.後流測定による測定間隔の影響について,本実験では測定間隔5 mmと20 mmで揚力係数への大きな違いはなく天秤による測定結果と良く一致した.5.低温風洞(高レイノルズ数風洞)用の風洞天秤について低温でのゼロ点シフトを検討し,気流温度低下にともない,揚力は天秤と風路内の温度差に,抵抗とピッチングモーメントは天秤内の温度変化に対応するなど,気流温度により各分力のゼロ点が変化することを明らかにした.以上のように,高レイノルズ風洞における後流測定を可能とするシステムの構築を進めた.一方,フォーカシングシュリーレン法による低温風洞(高レイノルズ数風洞)の可視化については,焦点深度を10 mm前後となるように設計を行った.本年度は,低ソニックブーム超音速複葉翼機の空力特性解明について比較的良好に進んだ.一方,可視化実験は,基本的な流れ場特性の解明が行われた.
遺伝子レベルでの発現制御による細胞膜スフィンゴ脂質の生物学的機能解析

スフィンゴ糖脂質(糖脂質)は、細胞膜上に存在し300種以上の分子種から成る一群の物質である。これらの糖脂質は、その大半がグルコシルセラミドを経て合成される。しかしながら細胞膜上における糖脂質の生物学的機能は現在に至るまでほとんど明かにされていない。本研究は、糖脂質の発現を遺伝子レベルで制御し、解析することによりその機能を明かにすることを目的としている。本年度は、ヒトのグルコシルセラミド合成酵素遺伝子のクローニングに成功し、現在解析を行なっている。又、昨年度クローニングしたマウスグルコシルセラミド合成酵素遺伝子の詳細な解析を修了した。本酵素の遺伝子は、9個のエクソンと8個のイントロンから構成される32kbの遺伝子を有していた。この遺伝子のプロモターは、TATABoxやCAATBoxを持たず転写因子であるSplによって恒常的に転写されていることを明かにした。また細胞内のセラミド濃度が上昇する、様々な現象でプロモーターが活性化することを明かにし、セラミドのグルコシル化反応が、セカンドメッセンジャーでもある基質セラミドの、細胞内濃度調節に関与している可能性を示した。さらに様々な種類の細胞に分化し得るES細胞の、本酵素遺伝子を相同組み換え法によって破壊することに成功した。この細胞株を用いることにより、様々な種類の正常細胞で本酵素の役割を研究することが出来るようになると期待される。しかしながら細胞膜上における糖脂質の生物学的機能は殆ど明かにされていない。本研究は、これらの糖脂質の発現を遺伝子レベルで制御し、解析することによりその機能を明かにすることを目的としている。本年度は、マウスグルコシルセラミド合成酵素遺伝子のクローニングを行なった。既に私はグルコシルセラミド合成酵素のcDNAクローニングに成功している。この配列情報をもとにしてハイブリダイゼーション法によりその遺伝子を単離した。マウスグルコシルセラミド合成酵素は、9個のエクソンと8個のイントロンから構成される20kbの遺伝子を有していた。又、5^1上流域には、700kb程度のG+Cに富んだ領域が、存在しておりTATABoxやCAAT Boxを持たない典型的な、ハウスキーピング遺伝子のプロモタ-構造を有していた。プロモーター領域内には、転写因子であるSp1(GC box)、NFkB/c-Rel、AhR、AP2等の結合し得る配列が存在しており、これらの因子が転写に寄与している事が推測された。又この遺伝子はFISH法によりマウスでは4番ヒトでは9番の染色体上に存在していることが明かとなった。現在は、様々な外来因子によってどのように転写が調節されているか、検討を行なっている。
バングラデシュ村落部における地下水中ヒ素除去装置の開発と普及に関する実証的研究

バングラデシュ人民共和国では地下水の多くが自然由来のヒ素に深刻に汚染されている。しかし村落部では、飲料や調理等に地下水が使用されているため2008年には24,000から38,000人のヒ素中毒疾患者が存在するとされている。この問題を解決するため、現地で入手可能な材料を使用してヒ素・鉄を除去する装置を研究費で施工・設置した。この装置は砂を用いて鉄フロックに取り込まれたヒ素をろ過/除去するものであり、現地で入手可能なコンクリートリングで建設したものである。この装置のパフォーマンスのモニタリングを行い、普及に関する実証的研究を行った。ヒ素除去装置施工・設置に伴う経済効果、支払意思額の分析等を行い、AIRPの経済的妥当性や商業化の可能性を明らかにした。地下水中のヒ素による健康被害が深刻なバングラデシュ村落部においてヒ素除去対策装置を普及させるための方策を技術的・開発学的視点から検討し、健康改善方策を示す。研究対象地域は首都ダッカ近郊のManiganj県を選定し、低コストのヒ素・鉄同時除去装置のを設置し、課題と改善点を把握する。また装置普及活動のモデル化を行い、産業振興と健康増進方策を提案する。本研究の目的は、バングラデシュ村落部において地下水中ヒ素除去装置を普及させる手法を考察することである。その目的の実施のため、平成20年度は2回の現地調査を行い実証プラントの設置場所の確定、事業費算定のための工事費概算見積もり等を行った。また住民に対して水使用に関する意識調査を行った。これらの成果は2008年に刊行された著書「国際共生社会学」(朝倉書店)の「第1章水との共生-バングラデシュの事例-」及び同じく2008年に発表された東洋大学博士論文「バングラデシュにおける地下水砒素汚染の現状と対策に関する研究」(王博)にも活かされている。平成20年度の調査の主な成果は以下の通りである。(1)ヒ素・鉄同時除去装置(AIRP)の本体、台座、手押しポンプ等の設置価格が明らかになり実証プラントの概算費用算定が可能になった。(2)現地で各種AIRPの構造の調査を行い、実証プラントで採用する方式が決定できた。(3)住民の水使用形態に関する調査から住民はAIRPにより鉄が除去されることによるメリットを大きく感じていることが明らかになった。平成20年度の成果は、実証プラントを設置する平成21年度の作業計画を立案する上で必須なものであり、研究初年度の成果としては意義のあるものと考えられる。平成21年度は、バングラデシュに2回調査団を派遣し、調査研究を行った。各調査では現地においてカウンターパートであるバングラデシュ工科大学との研究調整、調査対象地域における住民へのヒアリング、水質分析等をルーチンワークとして行い、昨年度に引き続きヒ素問題に関するデータを蓄積した。平成21年度の第一回の現地調査は平成21年8月に行い、調査対象村であるBaikanthapur村においてヒ素・鉄同時除去装置の設置と住民に対する水使用形態の調査とを行った。その結果現地において実際にヒ素を除去する時前の装置を持つことができ、継続したデータの取得が可能になった。またヒアリングの結果住民の水使用意識として鉄分を含む地下水が鉄分が多いため調理用の水として住民の使用意思が低いことが明らかになった。また平成21年12月に第二回の現地調査を行い、第一回調査時に設置した装置の稼働状況に関するヒアリングと装置のメンテナンス・修理とを行った。また現地調査終了後もカウンターパートにより平成21年度中に継続して地下水中ヒ素の除去効率の変化を測定し、除去率が時間経過とともに低下する様子をモニタリングした。このような研究を踏まえ、論文発表としては国際開発学会春季大会において住民の水使用形態に関する調査に関して発表した。またヒ素除去装置の商業化に関する部分の研究成果は同学会全国大会において発表することを得た。さらにこれまでの成果を踏まえてインドの学術誌に地下水中のヒ素濃度と鉄濃度との相関関係をまとめ、発行した。その目的の実施のため、平成22年度は2回の現地調査を行い、前年度に設置した実証プラントの使用状況の調査を行った。また平成22年度は、調査対象地域の住民の健康問題に関する調査を行った。すなわち体重等の住民の体格調査、市場における摂取可能な食材や栄養状況の調査等を行い、ビタミン摂取によるヒ素の体外への排出に関する研究も行った。さらに貧困層に対して日青除去装置を普及させる際の考え方としてBOPビジネス(Bottom of the pyramid business)に関する研究に着手した。

その一環として統計資料等による家計支出額の算定、可処分所得に対する水供給への支出可能額の概算などを考慮することにより、どのような水供給技術が現地において経済的に利用可能かなどを算出することを目指した。さらにヒ素により汚染されている比較的浅い管井戸の代替水源としての深井戸の建設の可能性を調査するため、すでに建設されている深井戸の使用状況についての調査を行った。なおバングラデシュでは水がめとして最近プラスチック製の40L容器の普及が著しく、それを利用した水の保管状況の調査も行った。さらにその水の処理(凝集・殺菌)を行うための薬品類の市場での調達の難易度や価格の調査も行い、代替水源の処理による安全な飲み水供給の可能性も調査した。平成22年度はこのように前年度までのAIRP(鉄・ヒ素同時除去装置)の商業化だけではなく代替水源や、表流水等の処理と、そのためのBOPビジネスまで研究の幅を広げて作業を行った。本研究の目的は、バングラデシュ村落部において地下水中ヒ素除去装置を普及させる手法を考察することである。その目的の実施のため、平成23年度は2回の現地調査を行い、前々年度に設置した実証プラントの使用状況の再調査を行った。また平成23年度は、前年度に引き続き調査対象地域の住民の健康問題に関する調査を行った。すなわち体重等の住民の体格調査、市場における摂取可能な食材や栄養状況の調査等を行い、ビタミン摂取によるヒ素の体外への排出に関する研究も引き続き行った。さらに貧困層に対してヒ素除去装置を普及させる際の考え方としてBOPビジネス(Bottom of the pyramid business)に関する研究も継続して行った。その一環として統計資料等による家計支出額の算定、可処分所得に対する水供給への支出可能額の概算などを考慮することにより、どのような水供給技術が現地において経済的に利用可能かなどを算出した。なお、バングラデシュでは水瓶として最近プラスチック製の40L容器の普及が著しく、それを利用した水の保管状況の調査も行った。平成23年度はこのように前年度までのAIRP(鉄・ヒ素同時除去装置)の商業化だけではなく代替水源や、表流水等の処理と、そのためのBOPビジネスまで研究の幅を広げて作業を行った。本研究の目的は、バングラデシュ村落部において地下水中ヒ素による健康被害を軽減させる手法を考察することである。その目的のため、平成24年度は9月及び12月にそれぞれ現地調査を行いさまざまなヒ素対策手法の普及に関する調査を試みた。すなわち平成24年度は、過年度に行ってきたヒ素除去装置の普及手法の検討に加え代替水源として表流水や雨水等を消毒して飲料水として用いることができる紫外線殺菌装置の普及に関する研究も行った。
聖書イディオムの生成と翻案の通時的研究

現代英語における聖書からの翻案を分析するにあたり、従来はあまり注目されてこなかった「翻案先の言語のスキーマとの整合」について、英語の論理的表現・ことわざを代表とする定型表現、社会的意識変化に照らした男女に関する表現の観点からも分析を進めた。コーパス等でデータを検索すると、翻案表現が見つかるものがある一方で、ヒットしない表現があることも確認された。ただ、それは今後生じうる「翻案先の言語のスキーマ」に整合しているものなのか、あるいは、整合していないために原理的に生じえないものなのか、またレトリック効果という観点から「翻案先の言語のスキーマ」から逸脱が許容される範囲内の翻案なのか、あるいはそうではないのか、等の基礎調査を遂行した。その成果の一部を、分担者の八木橋宏勇が、日本文体論学会第111回大会で「冗長性の文体的要因ー母語話者の内省とコーパスデータでは、なぜ容認度判断に乖離が生じるのかー」を口頭発表し、さらに、ことわざ学会第94回例会では「認知言語学とことわざ研究」を口頭発表した。また、学会誌では、『ことわざ』第8号で「〈ことわざらしさ〉と新奇性」や『杏林医学会雑誌』で「言語学は女性と男性をどう見てきたかーダイバーシティ推進に切り込むコミュニケーション論」を公表した。付加ではあるが、研究代表者は平成30年5月19日開催の日本英文学会第90回大会でシンポジュウム『聖書の英語一その特異性と普遍性』の講師を務め、申請課題の成果の一部を「聖書関連言語と文化の融合」の題名でで公表することに」なっている。平成29年度の予定は「成果のとりまとめ及び公表」のうち、(1)「成果の発表」については、はおおむね順調であるが(2)「本申請課題の研究成果をまとめて出版をする準備をする」については、研究代表者に重篤な病気が見つかり、その治療に多大な時間を費やされたと同時に、所属機関の図書館長として、キャンパス移転に伴う図書館業務にも追われたために、やや遅れている。平成30年度は申請研究課題の研究成果を内外の学会で公表するともに、本申請課題の研究成果をとりまとめる作業を行い、一冊の本として出版をする準備をする。小説の題名、映画のタイトル、新聞等の見出しにおける聖書表現の翻案例を収集しながら、これらに対応する聖書ヘブライ語表現を文献学的に比較・対照し、各時代の英訳聖書における翻案の方法を部分的にではあるが観察した。平行して、聖書ヘブライ語表現が、間接的にあるいは直接的に、古英語、中英語、近代英語に翻訳される過程で、どのように変容するかを数詞表現を利用して検証を試みた。その結果、数詞表現においても、表現方法が時代や文化に応じて変容していることが判明した。これらのデーターや検証結果は以下のように公表した。1.「英語における数詞表現の変遷について」『英文學研究』日本英文学会支部統合号.聖書表現から派生したと考えられる翻案表現を収集し、対応する原典のヘブライ語聖書の表現とつきあわせ、翻案の元になったヘブライ語表現を確定するという、文献学的作業を行ってきた。この作業では、翻案表現と聖書ヘブライ語表現との間の対応関係に曖昧性を伴う場合があることが判明した。そのために、平行して、翻訳表現において大きなずれが起こらないと考えられる数詞に着目し、聖書ヘブライ語の数詞表現をそのラテン語訳や英語訳と比較・対照し、翻訳表現の違いについて検証を試みた。その結果、数詞表現においても、翻訳言語により表現方法に差が出ることが判明した。この検証結果は学会を通じて公表した。[調査したこと]1.収集した聖書起源と思われる翻案表現を以下の各聖書と比較・対照した。古英語訳聖書、中英語訳聖書、近代英語訳聖書、現代英語訳聖書、ヘブライ語聖書翻案表現の出所を確定するために、以下の(1)ー(3)の作業を行った。(1)翻案の基になったと推定される表現を、古英語訳聖書、中英語訳聖書、近代英語訳聖書、現代英語訳聖書および原典のヘブライ語聖書の各聖書ごとに表現形式と構造の異同を比較・分析した。(2)翻案された表現と対応する古英語訳聖書、中英語訳聖書、近代英語訳聖書、現代英語訳聖書および原典のヘブライ語聖書ごとにそれぞれの言語表現と意味の異同を分析した。(3)翻案表現の出所(書名・章・節)が確定した翻案表現を、さらに、古英語訳聖書、中英語訳聖書、近代英語訳聖書、現代英語訳聖書および原典のヘブライ語聖書のどの聖書からの翻案であるかについて分析し、考察した。2.出所が確定した翻案表現の中で、原典の表現・構造からあまり変形していない例をサンプルとして取り上げ、原典のヘブライ語聖書あるいは英訳聖書の表現から翻案表現が生成される過程の分析を試み、その特徴を考察した。3.聖書を起源としない英語イディオムの生成過程をも参考にしながら、翻案からイディオムが生成される条件について考察した。4.以上の文献学的調査について、分担者が聖書イディオムの生成過程を考察した。5.以上の考察の一部は学会等で公表した。収集した翻案資料をヘブライ語聖書、ラテン語訳聖書、古英語訳聖書、中英語訳、近代英語訳聖書、現代英語訳聖書と比較・対象をする作業を慎重に行っている。この作業には8種類もの異なる聖書を比較・対照しなければならないために、は予定よりも時間が掛かっている。

この遅延は、早急に取り戻し、29年度の「まとめ」に遅延が出ないように努力したい。現代英語における聖書からの翻案を分析するにあたり、従来はあまり注目されてこなかった「翻案先の言語のスキーマとの整合」について、英語の論理的表現・ことわざを代表とする定型表現、社会的意識変化に照らした男女に関する表現の観点からも分析を進めた。コーパス等でデータを検索すると、翻案表現が見つかるものがある一方で、ヒットしない表現があることも確認された。ただ、それは今後生じうる「翻案先の言語のスキーマ」に整合しているものなのか、あるいは、整合していないために原理的に生じえないものなのか、またレトリック効果という観点から「翻案先の言語のスキーマ」から逸脱が許容される範囲内の翻案なのか、あるいはそうではないのか、等の基礎調査を遂行した。その成果の一部を、分担者の八木橋宏勇が、日本文体論学会第111回大会で「冗長性の文体的要因ー母語話者の内省とコーパスデータでは、なぜ容認度判断に乖離が生じるのかー」を口頭発表し、さらに、ことわざ学会第94回例会では「認知言語学とことわざ研究」を口頭発表した。また、学会誌では、『ことわざ』第8号で「〈ことわざらしさ〉と新奇性」や『杏林医学会雑誌』で「言語学は女性と男性をどう見てきたかーダイバーシティ推進に切り込むコミュニケーション論」を公表した。付加ではあるが、研究代表者は平成30年5月19日開催の日本英文学会第90回大会でシンポジュウム『聖書の英語一その特異性と普遍性』の講師を務め、申請課題の成果の一部を「聖書関連言語と文化の融合」の題名でで公表することに」なっている。平成29年度の予定は「成果のとりまとめ及び公表」のうち、(1)「成果の発表」については、はおおむね順調であるが(2)「本申請課題の研究成果をまとめて出版をする準備をする」については、研究代表者に重篤な病気が見つかり、その治療に多大な時間を費やされたと同時に、所属機関の図書館長として、キャンパス移転に伴う図書館業務にも追われたために、やや遅れている。聖書ヘブライ語表現の翻案について、データの文献学的な調査研究を行ってきた。この調査を行う過程で、近年研究成果が著しい認知意味論研究の観点からの分析を加えるとにより、研究成果の有用性が増加することに気づき、平成28年度から認知意味論の研究者である杏林大学准教授八木橋宏勇氏(研究者番号40453526)を分担者に加えることを申請した。この度、その許可が得られたので、今後は、翻案の文献学的分析に加え、認知意味論の観点からの分析も同時に行う。平成28年度に文献学的に収集・分類・調査した資料の公表と、それを基に聖書の翻案表現からイディオムが生成される過程の解明を試み、成果を出版し、公表する。平成30年度は申請研究課題の研究成果を内外の学会で公表するともに、本申請課題の研究成果をとりまとめる作業を行い、一冊の本として出版をする準備をする。重篤な病気になり、一時的に入院・加療の必用が発生したたために、予定の研究機関へ出張し、資料収集等の活動ができなくなり、旅費を消化できませんでした。13,862円の次年度使用額が発生したのは、物品代金の端数処理の調整が困難であったため。平成29年度は重篤な病気治療に多くの時間が割かれ、十分な研究活動ができなかった。翌年度の使用計画は以下はです。1)関連分野の最新の研究図書の購入費、2)他大学での資料収集旅費、データー収集ソフトウエアーの購入、学会での研究発表の旅費。
機能性トライボ分子膜のナノ流動の観測と特性解析に関する研究

磁気ディスク表面に塗布されている高分子液体潤滑膜の流動現象の測定を目的に,潤滑膜の境界近傍にマイケルソン干渉縞を形成し,その干渉縞をリニーク型の顕微鏡を用いて画像測定し,画像処理により干渉縞の尾根線を抽出して,潤滑膜の断面形状を二次元画像として測定する方法を開発した.画像ノイズを抑圧するために,干渉縞を画面上に固定するフリンジフォローイング,および階調ノイズを測定画像から差し引く方法などにより,画像ノイズの大幅な圧縮を実現した.さらに,厚さ較正曲線の求め方を定式化するとともに,前面反射を利用する場合には大幅に感度が低下するが,透明ディスクの背面反射を利用すれば,感度の低下がほとんど生じないDLC膜の厚さが存在することを見い出した.磁気ディスクを用いた前面反射,および透明ディスクを用いた背面反射を利用し,潤滑膜の表面流動特性を実測して,前面反射利用の場合には厚さ8nm,背面反射利用の場合には,厚さ2nm程度まで測定可能であることを確認した.二次元計測法をさらに発展させ,位相シフト法を適用することによって,潤滑膜の流動現象を三次元的に計測する方法を実現した.リニーク型マイケルソン干渉系を用い,コンピュータ制御により参照ミラーを微小駆動することにより,位相シフトが可能な高倍率のマイケルソン干渉測定系を構成した.位相シフト法として,測定系の振動に起因する測定誤差を効果的に抑圧できる7バケット法を採用し,ノイズに頑健な振幅・位相変換プログラムを作成し,その有効性を確認した.最後に,実用されている磁気ディスクを用いた前面反射,透明ディスクを用いた背面反射,および溝状テクスチャ付CD-RWディスクの表面反射を利用し,それぞれのディスク上に滴下した潤滑液膜の特徴的な流動現象を観測して,本手法により三次元測定が可能であることを確認した.磁気ディスク表面に塗布されている高分子液体潤滑膜の流動現象の測定を目的に,潤滑膜の境界近傍にマイケルソン干渉縞を形成し,その干渉縞をリニーク型の顕微鏡を用いて画像測定し,画像処理により干渉縞の尾根線を抽出して,潤滑膜の断面形状を二次元画像として測定する方法を開発した.画像ノイズを抑圧するために,干渉縞を画面上に固定するフリンジフォローイング,および階調ノイズを測定画像から差し引く方法などにより,画像ノイズの大幅な圧縮を実現した.さらに,厚さ較正曲線の求め方を定式化するとともに,前面反射を利用する場合には大幅に感度が低下するが,透明ディスクの背面反射を利用すれば,感度の低下がほとんど生じないDLC膜の厚さが存在することを見い出した.磁気ディスクを用いた前面反射,および透明ディスクを用いた背面反射を利用し,潤滑膜の表面流動特性を実測して,前面反射利用の場合には厚さ8nm,背面反射利用の場合には,厚さ2nm程度まで測定可能であることを確認した.二次元計測法をさらに発展させ,位相シフト法を適用することによって,潤滑膜の流動現象を三次元的に計測する方法を実現した.リニーク型マイケルソン干渉系を用い,コンピュータ制御により参照ミラーを微小駆動することにより,位相シフトが可能な高倍率のマイケルソン干渉測定系を構成した.位相シフト法として,測定系の振動に起因する測定誤差を効果的に抑圧できる7バケット法を採用し,ノイズに頑健な振幅・位相変換プログラムを作成し,その有効性を確認した.最後に,実用されている磁気ディスクを用いた前面反射,透明ディスクを用いた背面反射,および溝状テクスチャ付CD-RWディスクの表面反射を利用し,それぞれのディスク上に滴下した潤滑液膜の特徴的な流動現象を観測して,本手法により三次元測定が可能であることを確認した.磁気ディスク表面に塗布されている高分子液体潤滑膜の流動現象の測定を目的に,潤滑膜の境界近傍の所定の面積にわたってマイケルソン干渉縞を形成し,その干渉縞をリニーク型の顕微鏡を用いて画像測定し,画像処理により干渉縞の尾根線を抽出して,潤滑膜の断面形状を二次元画像として測定する方法を開発した.得られた結果を要約すると以下のようになる.(1)測定面側と参照面側に同一仕様の対物レンズを配置したリニーク型顕微鏡を用いて,マイケルソン干渉系を構成し,CCDにより干渉縞を撮影して,尾根線検出により潤滑膜の表面形状を測定する光学系を構成した.(2)分割した干渉光を利用して,PSDにより干渉縞の位置を検出し,その出力を増幅して参照面を取り付けたピエゾを駆動することにより,干渉縞を画面上に固定するフリンジフォローイングを導入し,表面形状を直接可視化する方法を実現した.(3)画面に固定された階調ノイズを擬似的な面粗さと等価とみなして,フリンジフォローイングとPSDを微小送りする機構とを併用して,階調ノイズのマップ(エラーマップ)を作成しておき,これを測定画像の階調から差し引く方法を導入することにより,画像ノイズの大幅な圧縮を実現した.(4)観測された潤滑膜厚さから実際の厚さを換算するための較正曲線を定式化するとともに,前面反射を利用する場合には大幅に感度が低下するが,透明ディスクの背面反射を利用すれば,感度の低下がほとんど生じないDLC膜の厚さが存在することを見い出した.(5)実用されている磁気ディスクを用いた前面反射,および透明ディスクを用いた背面反射を利用し,潤滑膜の表面流動特性を実測して,前面反射利用の場合には厚さ8nm,背面反射利用の場合には,厚さ2nm程度まで測定可能であることを確認した.

ディスク表面における高分子液体潤滑膜の流動現象を三次元的に測定するため,前期において開発したリニーク型マイケルソン顕微干渉法による二次元画像計測をさらに発展させ,位相シフト法を導入することによって縞画像を位相画像に変換して,潤滑膜の表面形状を三次元画像として測定する方法を開発した.また,平滑なDLC表面,多数の溝群をもつポリカーボネート表面において,滴状微小流液膜の表面流動特性を実測し,本方法により三次元流動計測が可能であることを確認した.得られた結果を要約すると以下のようになる.1)リニーク型マイケルソン干渉系において,高精度のピエゾアクチュエータに参照ミラーを搭載して,コンピュータ制御により参照ミラーを微小駆動することにより,位相を高精度にシフトさせる測定系を構成した.2)位相シフト法として,外界振動に起因する測定誤差を効果的に抑圧できる7バケット法を採用し,2πごとに位相の連続接続するためのアンラッピング処理において,Regularized phase tracking(RPT)法を適用して,位相画像への変換プログラムを作成した.またシミュレーションによりRPT法が位相画像に含まれるノイズに対して頑健(robust)であることを実証した.3)実用されている磁気ディスクを用いた前面反射,透明ディスクを用いた背面反射,および溝状テクスチャ付CD-RWディスクの表面反射を利用し,それぞれのディスク上に滴下した潤滑液膜の特徴的な流動現象を観測して,本手法により三次元測定が可能であることを確認した.4)微小液滴のナノ流動においては,希釈液により微小液滴を形成した場合には,直後にはクレータ状に周辺が盛り上がり,スプレッディングの進展とともに平坦化される現象を観測した.クレータの形成は,急速な溶媒の蒸発に起因する瞬間的な外殻濃度の急上昇と考えられる.
合成二分子膜センサーとニューラルネットによる室内臭気評価システムの開発

本研究の目的は、生体でのニオイの受容構造に着目してつくられた合成二分子膜センサーと嗅覚の知覚構造に類似したニューラルネットにより新しい室内臭気評価システムを開発することにある。本年度初期の合成二分子膜センサーを評価に用いるにあたって、基本特性を明らかにするため、水蒸気を含む5種類8条件の無臭気体を用いて検討を行った。その結果、1)一般に無臭気体に対するセンサーの応答は低いが、相対的に高い応答を示すものも存在する。2)センサーに対する日常生活の空気の組成変動の影響は無視しうる。3)センサーは水蒸気に対して高い応答性を示した。4)湿度に対するセンサーの応答は、2次曲線で近似が可能である。5)この曲線を用い、水蒸気のセンサー指示値の補正が可能であり、かつその必要性が認められた。後期には、室内臭気評価システムの実現に向けて、15種の合成二分子膜センサーを用いて、28種の主要ニオイ物質への反応実験を行った。また、主観評価実験を行い、結果をニューラルネットで学習させた。その結果、1)28種のニオイ物質を用いた総計84の反応実験を行い、15種のセンサー膜の反応パターンを明らかにした。2)得られたデータに対し主成分分析を行い、15種のセンサーを6種に集約できることを示した。3)一般室内空気を対象とした12回の主観評価実験を行った。4)その結果を用いてニューラルネットに学習させた結果、臭気強度、快不快性および認容性予測のための結合荷重強度表を得た。
先進マイクロ・ナノ粒子複雑流動プロセスのマルチスケール解析による最適化

マイクロ・ナノ粒子超音速ジェット加工(Cold Gas Dynamic Spray)に対して,微粒子超音速流動モデルと皮膜形成モデルから構成される統合モデルを構築した。衝撃波発生下でも微粒子静電加速により成膜効率が向上することや孔充填加工のための最適孔形状が数値計算により示され,先進的な研究成果が得られるとともに,本皮膜形成法の最先端応用ための基礎資料を提供した。マイクロオーダーの粒子,または表面活性化されたナノ粒子をその融点よりも低い超音速流中に注入し,加速された粒子が溶融することなく被加工物表面に高速で衝突することにより皮膜を形成する「マイクロ・ナノ粒子超音速ジェット加工(Cold Gas Dynamic Spray)」に対して,粒子と衝撃波との複雑干渉および粒子と基板との衝突を考慮し,微粒子超音速流動モデルと皮膜形成モデルから構成される統合モデルを構築した。また,本モデルに基づいてナノ・マイクロ粒子超音速流動成膜の全プロセスを実時間数値実験することに成功した。さらに,実機による皮膜形成実験および数値実験を統合した評価により,本成膜法による微小空間でのキャビティー充填加工に関して最適なキャビティー形状を提案した。これにより,最先端歯科治療応用,構造物の欠陥補修,非熱接合などの本プロセスの革新的応用展開に拍車がかかった。本研究により,従来の高速流との運動量交換のみの粒子加速に加え,静電気力を用いて省電力で帯電粒子を積極的に加速制御することにより,ナノ粒子高速輸送を可能とするとともに,粒子付着効率(成膜効率)が著しく向上する先進的な研究成果が得られ,これらの研究成果は,日本機械学会年次大会や日本混相流学会年会講演会,日本流体力学会年会等の国内会議やアメリカ機械学会主催のInternational Mechanical Engineering Congress & Exposition,国際プラズマ物理会議において発表された。また,一連の研究成果を総括した論文は, Powder TechnologyやASME Journal of Fluids Engineeringの論文誌に掲載された。本研究により,本成膜法を活用した欠損歯質の歯科治療や静電気力による環境汚染浮遊微粒子状物質の効率的捕集などの分野にも展開可能な新たな知見が得られた。最終年度である平成21年度においては,マイクロ・ナノ粒子超音速ジェット加工の先進応用を目指し,キャビティーを有する基板へのキャビティー充填加工に対して,統合モデルに基づく非定常二次元数値計算を行い,キャビティーを有する基板に衝突する超音速流中の微粒子と衝撃波との複雑干渉を解明するとともに,高速微粒子流の衝突過程を明らかにした。さらに,計算・実験の統合解析を行い,キャビティー形状が皮膜形成に与える影響を明らかにした上で最適キャビティー形状を示すことにより,高性能コールドスプレーの先進応用ための基礎資料を提供した。本研究により,キャビティー径がジェット径の1.5倍程度の頂角90度の円錐形キャビティーを用いることにより,キャビティー側壁近傍における逆流は抑制され,キャビティーは完全に充填されることが明らかとなった。本研究により得られた成果は世界的にも類を見ない大変独創的なものであり,本研究成果により,最先端歯科治療応用,構造物の欠陥補修,非熱接合などの本プロセスの革新的応用展開に拍車がかかった。以上より,本研究成果は学術のみならず産業界にも大きく貢献するものと考えられる。
細胞融合菌入による家畜の粗繊維利用性向上に関する研究

鶏ヒナに高繊維肝飼料を給与して、通常及び無菌環境下で飼育したところ、これまで飼料中の不消化物と考えられていた繊維の一部をエネルギ-源として、特に飼料中にエネルギ-が不足する際、成長のために有効に利用できることが判明した。外来繊維分解細菌の消化管への定着性を調査するため、無菌鶏へ高セルロ-ス分解能を有するRuminococcus albus(RA)を導入し、ノ-トバイオ-ト鶏の作出を試みた。その際、未同定の共生菌(Staphylococcus warneri、SW)も同時に導入され、SWのみが定着した。SWが定着したノ-トバイオ-ト鶏及び無菌鶏、通常鶏による栄養代謝試験を行い、成長並びに窒素、エネルギ-及び繊維利用性を比較した。ノ-トバイオ-ト鶏と無菌鶏の成積には上記の項目に差がみられず、定着したSWは宿主鶏の栄養素利用性に影響を与えないことが判明した。両菌株接種後の試験期間を7週間とし通常環境でブロイラ-の成長試験を行い、より実用的な条判下での細菌接種の効果を調査した。その結果、成長ならびら飼料摂取量が細菌接種によって約20%ものな大幅な上昇を示した。通常鶏を用いて繊維分解酸素の飼料添加による成長促進作用を検討しところ、酸素添加レベルが500ppmで成長が改善され、飼料効率ならびに繊維消化率向上の傾向がみられた。さらにより実用的なブロイラ-による試験を行なったところ、繊維分解酵素添加が成長促進につながることが判明した。飼料繊維源としてのセルロ-ス(C)とコ-ンダイエタリ-ファイバ-(CDF)を比転したところ、CDFは20%までの配合であれば、同レべルのCと同等な栄養価を持つことが明らかになった。高セルロ-ス分解能を有するRAからセルロ-ス依存性でかつペニシリン耐性を示すプラスドを単離することに成功した。1.鶏ヒナに高繊維飼料を給与して、通常及び無菌環境下で飼育したところ、適エネルギーレベルでのヒナの成長は無菌環境の方が優れていたが、低エネルギーレベルでは逆に通常環境で優れた成長を示した。2.高繊維飼料給与時の飼料の代謝エネルギー値にみられる無菌と通常環境の差は、可消化エネルギー値の差をそのまま反映し、このうち大部分が腸内細菌による繊維消化由来のエネルギーで説明された。3.これらの事実から、鶏ヒナは腸内細菌の助けをかりて、飼料中の不消化物と考えられていた繊維の一部をエネルギー源として利用し、特に飼料中にエネルギーが不足する時に、成長のために有効に利用できることが示された。4.繊維分析法のうちでも、動物の飼養試験における消化率測定の目的には、NDF定量が適しているものと考えられた。5.非結晶性セルロース分解能の高いRuminococcus albusと結晶性セルロース分解能を持つClostridium josuiとを細胞融合させるため、まず両者をプロトプラスト化した。次いでポリビニルアルコール存在下で細胞融合させた。融合株の単離を急いでいる。6.セルロース分解能の高いR.albusを無菌ヒナへ導入してノートバイオート鶏を作出し、その消化管内定着性を検討した。R.albusは鶏ヒナのそのう及び盲腸に導入12日後にも数多く検出され、同菌株定着の可能性の高いことが示された。しかしながら、消化

管内から採集された菌株からはセルロース分解能が消失しており、細菌の性質が変化したことが推察された。1.外来繊維分解細菌の消化管への定着性を調査するため、無菌鶏へRuminococcus albusと未同定の共生菌を導入したところ、良好な定着性を示したのは未同定の共生菌のみであることが判明した。2.この未同定菌はグラム陽性球菌で、カタラ-ゼ陽性やDNAハイブリダイゼ-ションなどにより、Staphyrococcus warneriと同定した。3.S.warneriはセルロ-ス資化能を有していないため、セルロ-ス分解能付与を試みたところ、単離されたプラスミドはセルロ-ス依存性のものであることが示された。4.高繊維飼料を給与した無菌鶏、細菌導入によって作出したノ-トバイオ-ト鶏並びに通常鶏の繊維利用性を比較したところ、中性デタ-ジェント繊維消化率、可消化エネルギ-値や成長には細菌導入による影響は認められなかった。5.上記のノ-トバイオ-ト鶏を用いた飼養試験は3週間と、短期間であったため、試験期間を7週間とし通常環境で飼育したブロイラ-へ細菌を導入した。その結果、成長ならびに飼料摂取量は約20%もの大幅な上昇を示した。しかしながら、尿エネルギ-排泄量、可消化エネルギ-値、中性デタ-ジェント繊維消化率には変化がみられず、成長促進効果の裏付けとなる証拠は得られなかった。6.通常鶏を用いて繊維分解酵素添加による成長促進作用に関する検討を行ったところ、酵素添加レベルが500ppmでは成長促進、飼料効率改善並びに中性デタ-ジェント繊維消化率向上の傾向がみられることが判明した。鶏ヒナに高繊維飼料を給与して、通常及び無菌環境下で飼育したところ、これまで飼料中の不消化物と考えられていた繊維の一部をエネルギ-源として、特に飼料中にエネルギ-が不足する際、成長のために有効に利用できることが判明した。外来繊維分解細菌の消化管への定着性を調査するため、無菌鶏へ高セルロ-ス分解能を有する<Ruminococcus albus>___ー(RA)を導入し、ノ-トバイオ-ト鶏の作出を試みた。その際、未同定の共生菌(<Staphylococcus warneri>___ー、SW)も同時に導入され、SWのみが定着した。SWが定着したノ-トバイオ-ト鶏及び無菌鶏、通常鶏による栄養代謝試験を行い、成長並びに窒素、エネルギ-及び繊維利用性を比較した。ノ-トバイオ-ト鶏と無菌鶏の成績には上記の項目に差がみられず、定着したSWは宿主鶏の栄養素利用性に影響を与えないことが判明した。両菌株接種後の試験期間を7週間とし通常環境でブロイラ-の成長試験を行い、より実用的な条件下での細菌接種の効果を調査した。その結果、成長ならびに飼料摂取量が細菌接種によって約20%もの大幅な上昇を示した。通常鶏を用いて繊維分解酵素の飼料添加による成長促進作用を検討したところ、酵素添加レベルが500ppmで成長が改善され、飼料効率ならびに繊維消化率向上の傾向がみられた。さらにより実用的なブロイラ-による試験を行ったところ、繊維分解酵素添加が成長促進につながることが判明した。飼料繊維源としてのセルロ-ス(C)とコ-ンダイエタリ-ファイバ-(CDF)を比較したところ、CDFは20%までの配合であれば、同レベルのCと同等な栄養価を持つことが明らかになった。高セルロ-ス分解能を有するRAからセルロ-ス
クロモフォア間相互作用による安定なスピン非局在電子系の構築と特異な光機能

本年度は主に、クロモフォア間の電子的相互作用によるスピン非局在化により、可視および近赤外域で超高速応答する材料が開発された。二つのニトロスチリルピリジニウム基を異なる数(n=3,4,6)のメチレン鎖で連結した化合物を新しく合成し、対イオンをテトラフェニルホウ酸に交換した。これらを脱気下、アセトニトリル中で定常光照射した。イオン対間光誘起電子移動に基づくスチリルピリジニルラジカル生成による可視域の吸収変化がいずれの場合も観測された。n=3の場合には極めて特異的で、948nmの吸収が非常に大きく、また1742nmにピークをもつブロードな吸収が2600nm付近まで観測された[1]。n=4の場合には、1400nm以下にのみ吸収が則され、ピークは995と1145nmであり、非連結化合物とほとんど同じで、重なりの異なる2種の分子間ダイマーラジカルカチオンに帰属された。その安定化エネルギーはそれぞれ61及び51kJ/moleであった。n=3の連結化合物でのみ観測されたこのようなスペクトルは、スチリルピリジニルラジカルとスチリルピリジニウムとの分子内ダイマーラジカルカチオンの電荷共鳴相互作用によると結論された。948nmの吸収がサンドイッチ型に、1742nmの吸収が部分重なり型に対応すると考えられる。ダイマーラジカルカチオンの安定化エネルギーは、サンドインチ型が64kJ/mole,部分重なり型が34kJ/moleと求められた。これは分子内電荷共鳴吸収を示す初めての安定ダイマーラジカルカチオンである。
ＩＣＴ活用による態度育成と評価のための外国語活動のティーチングリソース開発

本研究では、ICTの活用について更なる工夫を試み、児童が真のコミュニケーションを体得できる授業開発を試みた。具体的にはこれまでSKYPEを用いて行ってきた交流をより複眼的・多面的にするために2回線を用いて行い、自分と相手だけでなく交流全体の様子をとらえながら行えるようにした。実際には、外国語活動において、本校(富浦小)と台湾の台中市立清水国民小学の6学年の児童が、お互いの国の文化や年中行事、学校生活について紹介し合い、交流する内容となった。延べ2回の授業においては、目の前の大型テレビモニターを用いて相手に向かって話し、別のスクリーンに交流の様子を映して見合うことにより、児童自身が客観的に活動の様子をとらえることができ、発表や交流の際の「積極的な態度」につなげていくことができた。特に、相手の教室全体の様子や友達のコミュニケーションの様子を別の角度からとらえることができ、より相手意識を高めながら交流することができた。また、ワークシートも工夫し、通常、授業後にまとめて行っていた振り返りを即自的・客観的に行うことができた。それにより、自分の発表に自信をもち、友達のよさを認める姿勢が育ち、次の活動への「態度の積み上げ効果」を見ることができた。ただ、本市の学校のコンピュータ接続システムの状況により、接続の速度が安定しないこともあり、2回線を用いることに難しさがあることも分かった。相手の話すことが聞きとれない時の聞き返し方やSKYPEの接続が難しくなった際の教員の支援や補助の仕方を考えていく必要もあることが分かった。台中市の小学生とそれぞれの文化や自分たちの地域について英語を使って紹介し合い、即時的に交流を図ることにより、児童は英語を話すことでコミュニケーションできる喜びを体感していた。今後は、交流校の開発やSKYPEの活用の工夫とともに児童の英語活用力を含めて、より幅広い活動ができるように研究を進めていきたい。
2軸ゴニオメータ付き低温用電子スピン共鳴装置の開発

平成19年度に作製した2軸ゴニオメータ付き低温用電子スピン共鳴装置を用いて,主に量子スピン系における電子・スピン状態の詳細な解析に成功した。特に結晶構造の対称性が低い物質に関しては,X線構造解析と同等に結晶軸を同定するとともに,単結晶の質も同時に評価することに成功した。本研究の目的は低温用電子ピン共鳴装置に装着して、全空間領域を自由に観測できる2軸ゴニオメータの開発・作製である。24GHzのマイクロ波の定在波が立っている共振器の中に2軸ゴニオメータを挿入するため、マイクロ波の波長(1cm弱)よりも十分に小さい、直径4mmの中に最低でも2個のギヤが必要となり、また非金属で、熱収縮が小さく、誘電損失も小さく、ppmオーダーで磁性不純物を含まで,また格子欠陥等のない電子スピン共鳴に適した高純度な材質を開発する必要性があった。今年度は1年間かけて,巧電社(従業員11名)と中台製作所(従業員3名)との連携によって,どの様な形状の共振器にでも感度をほとんど落とすことなく,不純物の信号も全く出ず,また加工性にも優れた新材料の作製に成功した。本新材料は今後,電子スピン共鳴に限らず核磁気共鳴の装置にも適用できると見込まれる事から,巧電社ではその製品化を検討しているようである。本研究ではその新材料を用いて,中台製作所で2軸ゴニオメータが装着できる1m程度のトップローディング型の液体ヘリウム温度用試料共振器を作製した。実際にその共振器を用いて,本申請者がすでに報告しているIPA-CuCl_3の電子スピン共鳴測定を室温で行った。その結果,現在の2軸ゴニオメータではギヤの遊びが大きいため,23度程度の回転誤差が生じ,実験データの再現性に若干の問題点があることが分かった。この原因は低温時の熱収縮によるギヤの損傷を防ぐために必要不可欠なギヤの遊びである。来年度は標準試料を用いた低温での測定ととともに,ギヤの遊びをより小さくした2軸ゴニオメータの再検討を行う予定である。特に結晶構造の対称性が低い物質に関しては, X線構造解析と同等に結晶軸を同定するとともに,単結晶の質も同時に評価することに成功した。本装置を利用して主に3つの研究成果が得られた。1、二本足梯子系IPA-Cu (Cl_xBr_<1-x>)_3の磁気状態を詳細に調べることによって,これまでは液体ヘリウムで議論されていたボースグラス相が磁気状態においても実現することを世界で初めて明らかにした。さらにボースグラス相はx値を変えることによって現在までに3種類,存在することも分かった。2、透明強磁性体KNi_xZn_<1-x>F_3の電子スピン共鳴を行い,可視光領域でも透明でありながら25K程度で強磁性体へと変化する様子を明らかにした。さらに2軸ゴニオメータを用いることによって, 1回の試料セッティングであらゆる方向に磁場を掛けることが可能となったため,磁気異方性の情報を正確に知ることが出来た。3、通常ではピコ秒程度の寿命を持つエキシトンが2量体化することでその寿命がほぼ無限大のエキシトンが実現するZn薄膜の電子スピン共鳴より,内殻ホール状態と最外殻電子状態を同時に観測し,エキシトン状態が安定構造になっていることを確認した。本装置の開発によって,これまでは外部磁場と結晶軸との関係に大きな制限があったため,分からなかった物性が, 2軸ゴニオメータを用いることにより,その制限が取り払われ,新奇な物性現象の発見につながった。
ICAM-1の動態に着目した糖尿病関連歯周炎の病態機序の解明と診断システムの確立

糖尿病患者の歯周病は重症化する。糖尿病患者の歯肉溝滲出液(GCF)中にはグリコアルブミンレベルが高いレベルで存在し,最終糖化産物(AGEs)が歯肉繊維芽細胞のIL6発現を上昇させる。申請者らは,IL6がsIL-6R存在下にて歯肉繊維芽細胞におけるICAM-1発現を上昇させる新知見を見出したが,糖尿病関連歯周炎の病態形成におけるICAM1発現の意義は不明である。そこで本研究では,1AGEsが歯肉繊維芽細胞におけるIL6およびICAM-1発現に与える影響とその発現機序について明らかにすること(基礎研究),2糖尿病関連歯周炎患者のGCF中sICAM-1およびsIL-6Rレベルを測定し,その新規バイオマーカーとしての可能性を探ること(臨床研究)を目的とした。1に関して、歯肉繊維芽細胞にAGEsを添加し,IL6,ICAM1,RAGE発現を定量PCR法やELISA法にて検討したところ,発現は上昇した。RAGE si RNAによりAGEs誘導性IL6およびICAM1発現は抑制され,IL6 siRNAによりAGEs誘導性ICAM1発現は抑制された。AGEs誘導性IL6、ICAM-1の産生を制御する細胞内シグナル系について調べるために,各種シグナル系阻害剤(MAPKs,NF-κB)にて前処理し,定量PCR法, ELISA法にて検討したところ,IL6,ICAM1産生は抑制された。また,WB法にて各種シグナル系(MAPKs,NF-κB)のAGEs刺激時シグナル亢進を確認した。2に関して,歯周炎患者および糖尿病患者のGCFを採取し,sIL-6R,sICAM-1,Calprotectinなどの発現をELISA法にて検討した。その結果,糖尿病関連歯周炎患者のGCF中にsIL-6RおよびCalprotectinレベルを多く認めたが,sICAM-1やsVCAM-1は認めなかった。