hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
QOD評価による地域の看取り

本研究では少子高齢化が進行する地域においてフィールドワークを行い、地域の看取り方について考察を深め、地域の撤退戦略について検討を行う。具体的には、各種統計解析やフィールドワークを実施し、地域の看取り方を検討すべき地域の可視化を行うことを研究期間内の目的とする。京都府与謝野町内の食料品小売店立地、バス停留所立地、高齢化率より買物困難地域の可視化を行った。山口県全域の旧自治体(2000年時点)を対象に地域類型を行い、県内全域の特別養護老人ホームを対象に悉皆踏査調査を実施し3施設が閉鎖している実態を明らかにし、介護難民発生危険地域の可視化を行った。研究実施計画において平成25年度の研究目標を(1)文献調査、(2)評価手法の検討、(3)買物難民発生危険地域の可視化を行うと記載した。調査対象地域を京都府の日本海側に位置する典型的な地方都市である与謝野町を調査対象に食料品小売店へのフィールド調査を実施し、小売店の立地場所、食料品の取り扱い品目数、外観の写真撮影を行った。それと同時に、与謝野町内を走る路線バス停留所、コミュニティバス停留所の位置情報についても住宅地図より場所を特定し緯度・経度という位置情報を入手した。GISを利用し作成した与謝野町の高齢化率を500メートルメッシュに5段階で評価した地図に、上記調査データを反映させることにより買物難民危険地域の可視化を行った。本研究ではコンビニエンスストアと同程度の品揃えの食料品小売店舗が500メートルメッシュ内に存在しない地域及び路線バス停留所が500メートルメッシュ内に無い地域の両者を満たす地域を買物難民危険地域と定義し、特に与謝野町にはそうした500メートルメッシュが多数並ぶ地域が6か所存在することを明らかにした。今回明らかになった6か所の地域の中でも特に高齢化率が40%を超える地域は、現時点においても多数の買物難民が発生している可能性があり、今後そうした地域を対象に買物実態を把握するためのアンケート調査などを実施していきたいと考えている。こうした地域を今後どうすべきかという評価手法の検討を行うため、既往研究及び最新研究の動向を把握するため文献調査を進めており評価手法の検討についても一定の成果を得た。調査結果は日本建築学会大会において速報として発表した。研究実施計画においては、本年度は高齢者の外出活動の実態を把握し、購買活動を中心に分析を行う予定であった。しかし、健康状態を維持している一般の高齢者の外出行動を精緻に把握することが困難であるため、生活支援サービスを受けている要支援・軽度要介護高齢者に調査範囲を限定し、生活支援サービスを提供するデイサービス施設の協力を受け、要支援・軽度要介護高齢者の外出行動の実態について調査を実施した。施設関係者へのインタビュー調査や施設への送迎ルートを分析することにより、施設の利用圏を明らかにし、そこから高齢者の日常生活における行動範囲について情報を整理した。自力移動可能な軽度な要介護高齢者や要支援高齢者が住み慣れた自宅の近くのデイサービス施設に通所する割合が多く、自力移動が困難な中・重度の要介護高齢者ほど距離が離れていても介護設備が充実しているデイサービス施設に通所する割合が多い実態が明らかになった。自動車を運転できる程度に健康を維持している一般の高齢者の外出活動圏は、地域内の日用品小売店の消滅などで相当広域であることが類推されるが、自力移動が可能ではあるが生活支援サービスを受ける要支援高齢者になると外出活動圏は大きく縮小し、自力移動が困難で移動に介助が必要な要介護高齢者になると介助による移動で外出活動圏は再び大きくなると考察することができた。要支援高齢者のデイサービス施設利用は概ね週23回程度であり、それ以外は自宅近くの比較的狭い外出活動圏で日常生活を過ごすこととなる。この外出活動圏と、昨年度作成した小売店位置情報、公共交通機関停留所情報などを反映した地図を比較することにより、看取りを考慮すべき地域を特定する一つの指標となるものと考える。本来の研究計画では、初年度に買物難民発生危険地域の可視化を行い、その後、高齢者を中心とした買物難民発生危険地域の居住者の生活実態について調査を行う予定であった。しかし、一般の高齢者と地域住民の外出行動などの生活実態を把握することが困難であったため、特別養護老人ホームの施設立地などを山口県において調査し、施設立地と地域類型の関係を考察し、より精緻に地域の撤退戦略を検討すべき地域について考察を行った。まず、山口県内にある平成の大合併前の旧自治体について、1高齢化率、2高齢者人口密度、3高齢者人口増減率、4農業地域類型区分の指標を用い地域類型を行い、都市型から山間型までの5類型に分類し、類型ごとの特別養護老人ホームの分布を調査した。また、各施設の市町村役場までの距離を計測し、旧自治体の中心部と施設の距離について分析を行い、都市型になるにつれて中心部から施設が離れている実態を明らかにした。県が公表してる131施設の悉皆踏査調査を行った結果、比較的新しく開設(2008年以降)された小規模特別養護老人ホーム3施設が既に閉鎖されている実態を明らかにした。特別養護老人ホームの入居待ち待機者は全国で50万人を超えている中で、施設が維持できず特別養護老人ホームが閉鎖された地域があることは注目に値する事実であると考える。撤退戦略を具体的に検討すべき地域を特定する時、地域内で必要とされる施設を維持できるかどうかは重要な指標になることは明らかであり、そうした重要な事実を明らかにできたため、地域の看取り(撤退戦略)を具体化するための貴重な情報を入手できた。

本研究では少子高齢化が進行する地域においてフィールドワークを行い、地域の看取り方について考察を深め、地域の撤退戦略について検討を行う。具体的には、各種統計解析やフィールドワークを実施し、地域の看取り方を検討すべき地域の可視化を行うことを研究期間内の目的とする。京都府与謝野町内の食料品小売店立地、バス停留所立地、高齢化率より買物困難地域の可視化を行った。山口県全域の旧自治体(2000年時点)を対象に地域類型を行い、県内全域の特別養護老人ホームを対象に悉皆踏査調査を実施し3施設が閉鎖している実態を明らかにし、介護難民発生危険地域の可視化を行った。本研究の最大の目的は、人口減少社会の中で全ての集落や地域を維持することは困難であるという前提に立ち、高齢過疎化が進行する中山間地域においてフィールドワークを実施することにより、具体的事例に基づく地域の撤退戦略を構築・提案することにある。昨年度及び本年度のフィールドワークより、中山間地域において集落や地域を維持することが困難になりつつある実態については一定のデータが集まりつつある。しかし、厳しい実態に基づき、具体的な撤退戦略を提案する段階には到達できていない。撤退も含めた集落や地域の撤退像をいかに描き、そうした住民にとっては不利益となる(長期的視点に立てば住民にとっても利益は大きいと考えるのであるが)案に関し、どのように合意形成を図っていくのかという点については大きな問題を抱えている。具体的な撤退戦略の構築・提案には課題が残るものの、中山間地域において集落や地域の持続可能性が棄損していることを示すデータは集まっており一定の成果を得たことから達成度については(3)やや遅れていると判断した。建築計画・地域計画達成度の評価でも記載したが、中山間地域などの高齢過疎化が進行する地域において、地域を維持することが困難になりつつある実態については一定のデータが集まりつつある。そこで、集まったデータを基に看取りを行う地域(撤退する地域)とそうでない地域をどう選定するのか、すなわち持続可能性が低いと判断するための評価基準を検討することが今後の本研究の研究課題となる。研究実施計画において平成25年度の研究目標を(1)文献調査、(2)評価手法の検討、(3)買物難民発生危険地域の可視化を行うと記載した。まだ検討の余地は残るが買物難民危険地域の可視化には一定の成果を得ており、評価手法を検討するための文献調査も進んでいるため達成度については(2)おおむね順調に進展していると判断した。論文投稿費用として計上していた予算が、論文投稿できず次年度使用額が発生した。高齢化率、食料品小売店の位置情報、公共交通機関へのアクセスを表記した地図を作成したことにより買物難民危険地域の可視化については一定の成果を得た。平成26年度以降はこの可視化された買物難民危険地域の中から調査対象を選定し、買物難民危険地域と地図上で表記された地域の住民の実際の買い物動向を把握することにある。実際の買い物動向を把握し、多数の買物難民の発生が確認された場合は地域の看取りを検討する際の評価指標として買物難民危険地域を可視化することは有用であり、作成した地図を基に縮小型社会モデルについての検討を行う。
アリストテレス『分析論後書』の翻訳と註解

本研究はアリストテレスの「分析論後書」の翻訳と註解からなる。この書物の詳しい説明は『序文』に譲るが、J.バーンズの印象的な表現を借りるなら、「この書物は、いかなる理由にせよ、哲学の歴史のなかで最も優れた、独創的で影響力のある作品のうちのひとつである。それは科学哲学のコースを--また或る程度科学そのもののコースを--千年間にわたり決定した」と形容されるものである。(J.Barnes,Aristotle Posterior Analytics,xiv,Clarendon Press Oxford 1994)今日は科学技術の時代であると言ってよく、生活のすみずみにいたるまで、その恩恵と制約のもとにある。科学そして科学的知識というものが、その起源において、いかなるものとして理解されたかを知ることは、今日の状況を作り上げているものをその源泉から理解し、省察することを促うように思われる。本研究においては「分析論後書」の全翻訳を提示し、註解としては私の「分析論後書」について研究である"Aristotle on Explanation ; Demonstrative Science and Scientific Inquiry Part I,II"(北海道大学文学部紀要72号、pp.1-110、73号、pp.1-95)の関連箇所を指示する。詳細な註解の執筆は今後の課題としたい。平成7年度は主にアリストテレスの「分析論後書」B巻の探求論の理解に取り組んできた。科学的探求のプロセスは第一段階で、探求対象の語の意味表示するものの把握、そして第二段階でその意味表示されたものが存在するかどうかの把握、さらには第三段階でその本質の把握に向かう。今年度は存在を含意しない意味論的に浅いとされるアリストテレスの語の意味論をめぐって、B10章の注解との関連で現代言語哲学の知見の修得に心がけてきた。さらに、B4-7章との関連で本質を開示するとされる定義と存在を確定するとされる論証の関係を研究した。新たに得た知見としてはB4-7章といういわゆるアポリアの諸章を解明する手法としてアリストテレスは「一性条件」(即ち定義を把握するさいには、被定義項としての自然種はその基本的な特徴故にそれが所有する特性を必然的に持つということを示すことによりそれが一性をもつという主張を正当化できるものでなければならないという条件)、さらには「認識条件」(即ち定義を知る適切な方法は或る特性は説明上対象の基本的な特徴であるという信念そしてこれらの特徴はなぜ種が一性を持つかを説明するという信念のよき根拠を提供するものでなければならないという条件)を課していたことが判明した。本研究はアリストテレスの『分析論後書』の翻訳と註解からなる。この書物の詳しい説明は『序文』に譲るが、J.バーンズの印象的な表現を借りるなら、「この書物は、いかなる理由にせよ、哲学の歴史の中で最も優れた、独創的で影響力のある作品のうちのひとつである。それは科学哲学のコースを--また或る程度科学そのもののコースを--二千年間にわたり決定した」と形容されるものである。(J. Barnes, Aristotle Posterior Analytics, xiv, Clarendon Press Oxford 1994)今日は科学技術の時代であると言ってよく、生活のすみずみにいたるまで、その恩恵と制約のもとにある。科学そして科学的知識というものが、その起源において、いかなるものとして理解されたかを知ることは、今日の状況を作り上げているものをその源泉から理解し、省察することを促すように思われる。本研究においては「分析論後書」の全翻訳を提示し、註解としては私の「分析論後書」についての研究である“Aristotle on Explanation ; Demonstrative Science and Scientific Inquiry Part I, II"(北海道大学文学部紀要72号、pp.1-110、73号、pp.1-95)の関連箇所を指示する。
表面の熱ふく射現象と表面のミクロ性状のスペクトル分光診断法の展開

工業装置の実環境下にある表面は,実験室の清浄な光学鏡面とは異なり,ミクロにあらくなんらかの被膜で覆われている.また,表面加工プロセスでは,積極的に表面にミクロ形状を実現し被膜を成長させる.すなわち,表面性状は,プロセスの実環境下で時々刻々にも変化する.本研究は,分光学的なハード・ソフト手法によって,このような表面の熱ふく射特性を伝熱評価のために明らかにし,また,熱ふく射を用いる表面のミクロ性状診断法を開発することをめざすものである.平成13年度には,本研究の主たる実験装置である広波長域高速ふく射スペクトル測定装置を完成した.その装置は,波長0.311μmの近紫外赤外域の93波長点からなる表面の放射・反射スペクトルを2sのサイクル時間で同時にくり返し測定する.その装置の表面ふく射特性研究における有効性を示した.平成14年度には,この装置を基礎として,時々刻々に測定される表面の放射と反射のスペクトルを解析して,時々刻々の表面の温度・あらさ・被膜厚さなどを診断する方法のアルゴリズムを提案し,検証実験を行ってその性能を例証した.そのアルゴリズムでは,温度が,表面状態の変化にともなう放射率変動の知見なしに推定される.また,ふく射の散乱反射性表面における平方根平均2乗あらさが,自己相関長さとは独立に推定される.この本研究の方法は,表面の温度・ミクロ性状の非接触インプロセス診断の強力な手法となりうる.本研究では,さらに,薄膜系では,その系から放射される熱ふく射にも干渉挙動が現れることを確認した.この点に注目すると,特定の方向に特定の波長のふく射を放射する機能をもつふく射エネルギー源の開発の可能性が示唆される.工業装置の実環境下にある表面は,実験室の清浄な光学鏡面とは異なり,ミクロにあらくなんらかの被膜で覆われている.また,表面加工プロセスでは,積極的に表面にミクロ形状を実現し被膜を成長させる.すなわち,表面性状は,プロセスの実環境下で時々刻々にも変化する.本研究は,分光学的なハード・ソフト手法によって,このような表面の熱ふく射特性を伝熱評価のために明らかにし,また,熱ふく射を用いる表面のミクロ性状診断法を開発することをめざすものである.平成13年度には,本研究の主たる実験装置である広波長域高速ふく射スペクトル測定装置を完成した.その装置は,波長0.311μmの近紫外赤外域の93波長点からなる表面の放射・反射スペクトルを2sのサイクル時間で同時にくり返し測定する.その装置の表面ふく射特性研究における有効性を示した.平成14年度には,この装置を基礎として,時々刻々に測定される表面の放射と反射のスペクトルを解析して,時々刻々の表面の温度・あらさ・被膜厚さなどを診断する方法のアルゴリズムを提案し,検証実験を行ってその性能を例証した.そのアルゴリズムでは,温度が,表面状態の変化にともなう放射率変動の知見なしに推定される.また,ふく射の散乱反射性表面における平方根平均2乗あらさが,自己相関長さとは独立に推定される.この本研究の方法は,表面の温度・ミクロ性状の非接触インプロセス診断の強力な手法となりうる.本研究では,さらに,薄膜系では,その系から放射される熱ふく射にも干渉挙動が現れることを確認した.この点に注目すると,特定の方向に特定の波長のふく射を放射する機能をもつふく射エネルギー源の開発の可能性が示唆される.工業装置や自然界の実環境下にある実在表面は,実験室の清浄な光学鏡面とは著しく異なり,表面にはミクロなあらさがあり,その表面はなんらかの被膜で覆われているのがふつうである.加えて,その表面状態は実環境下で時々刻々にも変化する.また,積極的に表面状態を変化させる表面の物理・化学プロセスも実用化されている.このような実在表面について,その熱ふく射特性を伝熱の評価のために明らかにし,あるいは,ふく射を応用する表面状態診断法を確立するには,分光学的な手法を検討するのが望ましい.本年度には,本研究の主たる実験装置である広波長域高速ふく射スペクトル測定装置の開発を進め,ほぼ完成するに至った.装置は,波長0.311μmの近紫外赤外域の93波長点からなる表面の放射・反射スペクトルを2sのサイクル時間で同時にくり返し測定できる。第2に,この装置を用いて,高温大気酸化過程にある金属(Fe, Cr, Ni, SUS304)表面の時々刻々に変化する表面の反射・放射スペクトルの推移を調べる実験を行った.その結果,ふく射の干渉・回折挙動が,規則的で再現性のよいものであり,また多くの金属に一般的なものであることがわかった.第3に,そのような実在表面の温度・性状を時々刻々に診断する表面状態のインプロセス診断アルゴリズムを改良することを試みた.そこでは,測定されたスペクトルの反転解析に耐える簡明な実在表面のふく射反射・放射のモデルを示した.検証実験を行い,そのすぐれた性能を例証した.工業装置の実環境下にある表面は,実験室の清浄な光学鏡面とは異なり,ミクロにあらくなんらかの被膜で覆われている.また,表面加工プロセスでは,積極的に表面にミクロ形状を実現し被膜を成長させる.すなわち,表面性状は,実環境下であるいはプロセス下で時々刻々にも変化する.本研究は,分光学的なハード・ソフト手法によって,このような表面の熱ふく射特性を伝熱評価のために明らかにし,また,熱ふく射を用いる表面のミクロ性状診断法を開発することをめざすものである.

平成13年度には,本研究の主たる実験装置である広波長域高速ふく射スペクトル測定装置を完成し,その表面ふく射特性研究における有効性を示した.平成14年度には,この装置を基礎として,時々刻々に測定される表面の放射と反射のスペクトルを解析して,時々刻々の表面の温度・あらさ・被膜厚さなどを診断する方法のアルゴリズムを提案し,検証実験を行ってその性能を例証した.そのアルゴリズムの温度診断部は,表面状態の変化にともなう放射率変動の知見なしに温度を推定する強力なものである.また,表面のミクロ形状診断部は,鏡面反射に注目するとふく射の散乱反射性表面におけるrmsあらさが自己相関長さとは独立に推定できるというアイディアに基づくものである.この本研究の方法は,表面の温度・ミクロ性状の非接触インプロセス診断の強力な手法となりうる.本研究では,さらに,薄膜系では,その系から放射される熱ふく射にも干渉挙動が現れることを確認した.この点に注目すると,放射スペクトルの測定を通じて表面のミクロ性状が診断される可能性,あるいは特定の方向に特定の波長のふく射を放射する機能をもつふく射エネルギー源が開発される可能性が示唆される.
アンチセンス医薬を志向した革新的人工核酸コンジュゲートの創成研究

採用3年度目である平成26年度は、「核酸塩基の回転角」がオリゴヌクレオチドのRNA結合親和性へ与える効果を詳細に調べるとともに、どの位置に塩基を配置すればより高いRNA結合親和性を獲得できるのか解明するべく研究を行った。塩基部の回転角がRNAに近い舟型ピラノース核酸誘導体を2種類設計し、L-マンノースからそれぞれ9工程、14工程で目的のヌクレオシドの合成を達成した。得られたヌクレオシドをホスホロアミダイト体へと誘導し、DNA自動合成機を用いてオリゴヌクレオチドへと導入し、その相補鎖結合親和性をTm値を指標として評価した所、どちらの類縁体も初代舟型ピラノース核酸と比較して、高いRNA結合力を示した。このことから、核酸塩基の回転角が二重鎖結合親和性に影響を及ぼす重要な因子であるということがより明確となった。また、今回合成した類縁体の内、リン酸ジエステル結合部を基準とした「核酸塩基の傾き」が非常に大きい類縁体はRNA結合力がやや低下する結果となったことから、核酸塩基とリン酸ジエステル結合部との相対配置がRNAに近いことがRNAとの安定な二重鎖形成に重要であることが明らかになった。一方で、舟型ピラノース核酸類の糖部は天然のDNAやRNAと全く異なる構造であるにも関わらず高い相補鎖結合親和性を有していることを考えると、人工核酸の設計指針として糖部がフラノース環と全く異なる構造であっても、リン酸ジエステル結合部と核酸塩基の相対配置が適切であれば、安定な二重鎖を形成する可能性が高いと考えられる。今後、この設計指針を基にすることで、斬新な構造を有する人工核酸が創出されることが期待される。26年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は、1塩基部の倒れ込み」という新しい概念を導入した次世代人工核酸の創製及びそれがRNA結合親和性へ与える効果の検証を中心に研究を進めた。塩基部の倒れ込みを強調するようピラノース環を基本骨格とする人工核酸(BsNA)を設計し、D-グルコースから18工程で目的のBsNAヌクレオシドの合成を達成した。BsNAヌクレオシドをホスホロアミダイト体へと誘導し、DNA自動合成機を用いてオリゴヌクレオチドへと導入し、その相補鎖結合親和性をTm値を指標として評価した所、予想に反してBsNAは結合親和性が低いことが明らかとなった。そこで、BsNAヌクレオシドのX線結晶構造解析を行い、その構造を詳細に精査すると、天然のRNAあるいは他の人工核酸と比較して塩基の回転角が大きく異なっていることが判明した。また、BsNAの糖部3'β位の水素原子がオリゴヌクレオチド中で塩基間のスタッキング相互作用を阻害している可能性や、塩基部の倒れ込みを強調しすぎた結果、相補鎖結合親和性が低下したことも考えられる。現在それぞれの問題点を克服するよう設計した各BsNA類縁体の合成を進めており、考え得る要因のうちのどれが相補鎖結合親和性を低下させた原因なのか、追究を試みている。平成25年度は、採用初年度において新たに見出された課題の解決に向けた研究を中心として行った。即ち、核酸の糖部に舟型ピラノース環を有する人工核酸BsNAを合成したが、その相補鎖結合親和性が予想に反し、非常に低いということが判明し、その原因として天然のRNAあるいは他の人工核酸と比較してBsBAの塩基の回転角が大きく異なっていることが考えられた。そこで、「核酸塩基の回転角」に着目して研究を進め、この新しい設計概念を導入した次世代人手核酸の創製及びそれがRNA結合親和性へ与える効果の検証を行った。塩基部の回転角を調整したBsNA誘導体を設計し、D-グルコースから20工程で目的のヌクレオシドの合成を達成した。得られたヌクレオシドをホスホロアミダイト体へと誘導し、DNA自動合成機を用いてオリゴヌクレオチドへと導入し、その相補鎖結合親和性を評価した所、塩基部の回転角を調整したBsNA誘導体は結合親和性が改善し、天然の核酸よりも高いRNA結合力を有していることを明らかとした。ヌクレオシドX線結晶構造解析を行い、その構造を詳細に精査したところ、核酸塩基の回転角が調整されていることが確認でき、核酸塩基の回転角が二重鎖結合親和性に影響を及ぼす重要な因子であるということが明らかとなった。一方で、今回合成した人工核酸はオリゴ配列中に連続して導入した場合には、相補鎖結合親和性が低下するという性質があり、現在、この欠点を克服すべく新たな人工核酸を設計し、より良いアンチセンス医薬シーズの創成を目指している。また、以上の内容に関して計2つの学会(第39回反応と合成の進歩シンポジウム、The 40th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry)にて発表を行い、多くの研究者達とディスカッションを行った。

得られたヌクレオシドをホスホロアミダイト体へと誘導し、DNA自動合成機を用いてオリゴヌクレオチドへと導入し、その相補鎖結合親和性をTm値を指標として評価した所、どちらの類縁体も初代舟型ピラノース核酸と比較して、高いRNA結合力を示した。このことから、核酸塩基の回転角が二重鎖結合親和性に影響を及ぼす重要な因子であるということがより明確となった。また、今回合成した類縁体の内、リン酸ジエステル結合部を基準とした「核酸塩基の傾き」が非常に大きい類縁体はRNA結合力がやや低下する結果となったことから、核酸塩基とリン酸ジエステル結合部との相対配置がRNAに近いことがRNAとの安定な二重鎖形成に重要であることが明らかになった。一方で、舟型ピラノース核酸類の糖部は天然のDNAやRNAと全く異なる構造であるにも関わらず高い相補鎖結合親和性を有していることを考えると、人工核酸の設計指針として糖部がフラノース環と全く異なる構造であっても、リン酸ジエステル結合部と核酸塩基の相対配置が適切であれば、安定な二重鎖を形成する可能性が高いと考えられる。今後、この設計指針を基にすることで、斬新な構造を有する人工核酸が創出されることが期待される。26年度が最終年度であるため、記入しない。予定通りBsNAの合成を達成したものの、予想に反してBsNAを導入したオリゴヌクレオチドが相補鎖結合親和性に乏しく、現状、その原因追及を行っている段階であるため。平成25年度の目的であった「塩基部の回転角が核酸の相補鎖結合親和性へ与える効果の検証」を行い、予定していた通りBsNAの相補鎖結合親和性を改善させた類縁体の開発に成功したため。BsNA類を導入したオリゴヌクレオチドの相補鎖RNAに対する結合親和性が低い原因としてBsNAの核酸塩基の回転角が他の人工核酸と比較して大きく異なっていることが考えられた。そこで今後は核酸塩基の回転角を調整したBsNA類縁体を新たに設計・合成し、それをDNA自動合成機を用いてオリゴヌクレオチドへと導入する。BsNA類縁体を導入したオリゴヌクレオチドの相補鎖RNAに対する結合親和性をTm値を指標に評価し、BsNAのRNA結合親和性が低下した原因が塩基の回転角であるのか検証する。今回合成したBsNA誘導体は相補鎖結合親和性を改善することには成功したが、オリゴ配列中に連続して導入した場合には、相補鎖結合親和性が低下するという性質があることが判明した。そこで今後はこの欠点を克服すべく新たな人工核酸を設計・合成し、糖部に舟型ピラノース環を有する人工核酸のアンチセンス核酸としての最適構造を探索する。
外科矯正例における容量結合法(微小電流刺激)の応用

高度な骨格性反対咬合を有する患者の下顎は、一般的にきゃしゃで下顎枝の前後径が小さく外科手術を行う際、骨の離断面の接触面積の点より制約を受ける場合が多い。また下顎骨の左右非対称を外科手術で治療する場合は、左右で離断面が緊密に接しておらず骨形成が遅れ、顎間固定期間が長くなり、術後の後戻りの可能性も多いと考えられる。以上の点より骨形成を促進する方法の開発が必要と思われる。今まで我々は、電気刺激が骨のリモデリングに与える影響について研究してきた。今回は一歩進めて非侵襲的電気刺激法である容量結合法を応用して骨の離断面に電場をかけ、骨の形成を促進し、顎間固定の期間の短縮及び術後の後戻りを最小限に抑えるための基礎的実験を行った。すなわち電場の変化及び骨の変形によって引きおこされる骨表面の電位変化を調べることにより、骨の電気的性質を明らかにした。実験には取り扱いが容易な兎の脛骨を使用した。その結果、(1)電位変化の大きさは、骨内に発生する応用分布と関連があった。(2)荷重負荷時、除荷時に対応して一過性の電位変化を示し、荷重状態が一定になると、数秒でもとに戻った。(3)発生する電位の大きさは、荷重の大きさ及びその増加速度に影響された。(4)骨表面を液体窒素で凍結し、電位変化を測定した結果、凍結直後電位のピーク値は減少したが、常温にしばらく放置するともとに戻る傾向を示した。(5)骨を循環する血流は、荷重時の電位発生に何ら影響しなかった。荷重及び電場変化によって骨表面及び骨内に生じる電位変化が骨のリモデリングに大きな影響を与える直接的局所要因の一つであることが、示唆された。
レジオネラ属細菌が細胞内増殖中に新しく産生するタンパク質遺伝子のクローニング

L. pneumophilaがモルモットのマクロファージ(MΦ)内で増殖中に大量に産生する24kDタンパク質がレジオネラ属菌や他の菌種にどのように分布しているかをプローブを作製し、Southern hybridizationで検索した。その結果、L. pneumophilaのみが24kDタンパク質遺伝子を保有しており、Serpgroup 1が15株中9株、他のSerogroupは約10%が保有していた。他のレジオネラ属7菌種23株と結核菌、BCGは保有していなかった。次に24kDタンパク質遺伝子をallelic exchange法により破壊したL. pneumophila株(変異株)を作成し、病原性を調べた。その結果、変異株は親株と同様にモルモットMΦ内では増殖するが、モルモット致死量は親株の5-10倍となり変異株の病原性は低下していた。24kDタンパク質が病原性の最も強いL. pneumophilaに多く分布しており、病原因子である可能性が示唆された。ヒトに劇症肺炎をひきおこすL. dumoffiiが他のレジオネラ属菌に比べ、Vero細胞への感染率が約420倍高く、細胞内増殖も速いことを見い出した。L. dumoffiiのVero細胞内侵入にはreceptor mediated endocytosisが関与し、N-acetylgucosamineにより阻害されることが明らかになった。電顕による観察では、L. pneumophilaSG1がエンドソーム内で増殖しているのに対し、L. dumoffiiは、感染早期にエンドソームからエスケープして細胞質内で増殖しており、L. pneumophila SG1とは異なった増殖様式をとっていた。L.pneumophilaがモルモットのマクロファージ(MΦ)内で増殖中に大量に産生する24kDタンパク質がレジオネラ属菌や他の菌種にどのように分布しているかをプローブを作製し、Southern hybridizationで検索した。その結果、L.pneumophilaのみが24kDタンパク質遺伝子を保有しており、serogroup1が15株中9株、他のserogroupは約10%が保有していた。次にallelic exchange法により24kDタンパク質遺伝子を破壊したL.pneumophila変異株を作成し、病原性を調べた。24kDタンパク質が病原性の最も強いL.pneumophilaに多く分布していること、さらに本菌の病原性に関与していることを示唆するデータが本年度の研究により得られた。また、MΦ内で増殖中の菌を材料とし、MΦ内で新たに産生されるタンパク質の機能を解析する本研究の過程において、申請者らは、L.pneumophilaはMΦに貪食されることで、耐熱性を獲得することを見いだしたので報告した(MICROBIOLOGY and IMMUNOLOGY,投稿中)。ヒトに劇症肺炎をひきおこすL. dumoffiiが他のレジオネラ属菌に比べ、Vero細胞への感染率が約420倍高く、細胞内増殖も約10100倍速いことを見い出した(第48回日本細菌学会九州支部総会、発表)。そこで、これらの役割を担うL. dumoffiiの菌体タンパク質を同定するため、Vero細胞内で増殖中のL. dumoffiiの菌体タンパク質プロフィールを調べたが、Vero細胞内でのみ特異的に発現量の増加しているタンパク質はなく、恒常的に本菌が発現しているタンパク質がこれらの機能を持っていることが推測された。しかし、L. dumoffiiがL. pneumophila

SGIと異なり、積極的にVero細胞内に侵入している可能性が示唆されたため、L. dumoffiiのVero細胞内侵入の機序とその後の増殖様式について生化学的、形態学的に調べた。その結果、L. dumoffiiのVero細胞内侵入にはmannose receptorやmicrofilament-dependent phagocytosisが関与しておらず、また、本菌のVero細胞内侵入はN-acetylglucosamineにより阻害されることが明らかになった。電顕による観察では、L. pneumophila SGIがエンドソーム内で増殖しているのに対し、L. dumoffiiは、感染早期にエンドソームからエスケープして細胞質内で増殖しており、L. pneumophila SGIとは異なった増殖様式をとっていた。また、L. pneumophilaのマウスマクロファージ内増殖を支配し、マウスの13番染色体上に位置するLgnl遺伝子は、L. dumoffiiのマウスマクロファージ内増殖を支配せず(Infection and Immunity 64(5), in press, 1996)、マクロファージ内での増殖様式もVero細胞内での増殖と同様にL. dumoffiiとL. pneumophilaで異なっていることをあきらかにした。L. dumoffii、Vero細胞、およびマウスマクロファージを使用した本年度の研究により、レジオネラ属細菌の細胞内増殖様式の多様性を示すことができた。
分解不要での多体構造系コンポーネントの質量特性同定

研究目的は「多体構造系である機械の“自然体"での高精度・短時間での質量特性計測が可能であることを本研究で理論的および基礎実証試験的に明らかにする.すなわち,多体構造系とみなせる各種の機械を主要コンポーネント毎に分解せずに,個々の主要コンポーネントの質量特性(質量の値,質量中心位置,主慣性モーメントの値,慣性主軸の向き)を高精度かつ短時間で同時に同定できる革新的同定法(計測法)を開発し,具体的な同定システムを試作してこの同定法(計測法)を基礎実証することである.」3年間の研究により開発した手法が,多体系全体の静的な状態での計測で得られる全体系の質量特性値と,計測に容易な寸法データ,および多体系の疑似周辺自由境界条件での運動量保存側に基づく運動挙動計測データにより3次元構造体としての最小力学パラメータまでは従来の第三者研究結果より格段に良い実用的精度で求めることができることを検証した.なお,もう一種ある別の観点での計測を行うことで完全に個々のコンポーネントの質量特性パラメータすべてを同定することを目指したが,その完成までには至っていない.これはさらに今後の課題のひとつとして独自研究として継続する.さらに,人体の計測への展開や装置の改良を当面のテーマとする.成果は,次のようにまとめている.なお,Journal論文については現在原稿執筆中.1)日本機械学会の研究講演会にて口頭発表:本間貴大,大熊政明,「多体系の慣性特性同定法の開発」,日本機械学会東海支部第68期総会・講演会(岐阜), March 7-8, 2019.2)特許申請:発明者:大熊政明,本間貴大,発明の名称:「多体系の最小力学パラメータ同定装置,方法及びプログラム」,特願2019-034164本年度は,多体構造系の構成要素,すなわち部品間の結合部分(対偶)に注目して学術的にそれを分類整理し,それぞれの種類の対偶で結合される二体系について非分解で部品の剛体特性パラメータのすべてを同定できるように理論確立の研究を行った.対偶種類は直動対偶,回転対偶,ハイブリッド対偶.対偶駆動として受動的対偶と能動的対偶.その結果,従来は不可能とさえ言われてきた回転対偶での多体構造系についてもそれを構成するすべての部品の剛体特性パラメータすべてを、新たに本研究で考案している計測方法によれば理論的に同定できることを証明できた。その理論の基礎は,多体構造系が周辺自由境界条件下で,対偶を挟んで相対的に部品を動かし,その挙動を測定することで可能であることを見出した点である.ここでの詳細記述は省略し,おそらく来年には学術論文および計測システム化も含めた特許を取得する構想である(なお,本同定方法の発見・構築は科学研究補助金を直接使うことなく行えたものと考える).この理論に至るには,その前段階としての静的計測に基づく同定など,数々のアイデアからの理論について地道に考究し,ある段階では,確かに従来は“原理的に非分解で部品毎の剛体特性を同定することは不可能"と言われていたことがまんざら容易な誤りではなかったと思われる考察も行うことができた.実際の計測からの同定精度について,基礎供試体として二体系供試体(図)を製作して試験した.今年度の基礎研究段階は本研究の成否の核となるところであり,来年度はまず平面問題(平面的動作を行う二体系供試体とその特性を同定するための計測システムの設計と製作について実際の計測から同定するシステム化の考案を行い、その成果に基づき三次元の一般汎用計測のシステム化に挑む。工学研究としては非常に独自性・唯一性に富んだ成果になると考えている.本研究の同定法構築は現実的に可能である方法の考案がほぼ完成し、その方法の妥当性を理論的に厳密に証明でき、かつ数値シミュレーションで具体的な適用事例解析(平面問題)で確認することができた点は順調で満足する基礎的成果だと自己評価している。しかし、当初の計画では平面問題に対する計測システムのプロトタイプの設計まで到達すると計画していたことからは遅れていると判断する。新方法の概念的研究と明確な理論化を完全に行えた点は、むしろ先走って貴重な研究費を使って不完全なシステム開発をするよりは完全に良い研究の進め方と考えるので焦り無く研究を進めている状況である。下記の2項目の研究活動を行っている。1)同定法の理論完成化への理論的考究2)本研究で開発する同定理論および実際の同定手法の妥当性と精度検証を行うための計測装置(実験装置)の設計・製作・同定計測の試行まず、第1項目については、質点系リンクとみなせる対象物については理論と同定方法が明確化でき、論文化に向けた原稿記述も完了した。慣性モーメントが大きな剛体リンク系については考究しなければならない課題が明らかとなり、その点に関して理論展開の研究を継続している。実用的な計測上の条件も含めて高精度な同定を開発すべく、計測装置の改良も含めて多角的観点で理論を検討している。第2項目の計測装置については、独自の設計により完成させた。なお、計測対象物となる試験体リンク機構の動きを計測する装置部分については、検討の結果、市販されているステレオ視カメラに基づく市販の画像計測装置を組み込むこととした。平成29年度は基本的に下記の2項目の研究活動を行った。1)本研究で開発する同定理論および実際の同定手法の妥当性と精度検証を行うための計測装置(実験装置)の設計・製作・同定計測の試行2)同定法の理論完成化への理論的考究

まず、第1項目の計測装置については、独自の設計により完成させた。なお、計測対象物となる試験体リンク機構の動きを計測する装置部分については、検討の結果、市販されているステレオ視カメラに基づく市販の画像計測装置を組み込むこととした。第2項目については、質点系リンクとみなせる対象物については理論と同定方法が明確化でき、論文化に向けた原稿記述も完了した。しかし、慣性モーメントが大きな剛体リンク系については考究しなければならない課題が明らかとなり、その点に関して理論展開の研究を継続している。実用的な計測に基づく高精度な同定を開発すべく、計測装置の改良も含めて多角的観点で理論を検討している。研究目的は「多体構造系である機械の“自然体"での高精度・短時間での質量特性計測が可能であることを本研究で理論的および基礎実証試験的に明らかにする.すなわち,多体構造系とみなせる各種の機械を主要コンポーネント毎に分解せずに,個々の主要コンポーネントの質量特性(質量の値,質量中心位置,主慣性モーメントの値,慣性主軸の向き)を高精度かつ短時間で同時に同定できる革新的同定法(計測法)を開発し,具体的な同定システムを試作してこの同定法(計測法)を基礎実証することである.」3年間の研究により開発した手法が,多体系全体の静的な状態での計測で得られる全体系の質量特性値と,計測に容易な寸法データ,および多体系の疑似周辺自由境界条件での運動量保存側に基づく運動挙動計測データにより3次元構造体としての最小力学パラメータまでは従来の第三者研究結果より格段に良い実用的精度で求めることができることを検証した.なお,もう一種ある別の観点での計測を行うことで完全に個々のコンポーネントの質量特性パラメータすべてを同定することを目指したが,その完成までには至っていない.これはさらに今後の課題のひとつとして独自研究として継続する.さらに,人体の計測への展開や装置の改良を当面のテーマとする.成果は,次のようにまとめている.なお,Journal論文については現在原稿執筆中.1)日本機械学会の研究講演会にて口頭発表:本間貴大,大熊政明,「多体系の慣性特性同定法の開発」,日本機械学会東海支部第68期総会・講演会(岐阜), March 7-8, 2019.2)特許申請:発明者:大熊政明,本間貴大,発明の名称:「多体系の最小力学パラメータ同定装置,方法及びプログラム」,特願2019-034164平成29年度は、平面運動系の二体構成の多体構造系供試体、およびその同定を行うことができるプロトタイプシステムの設計・製作を行い、実測データからの同定を多数行い、同定精度の考察、システムの改良すべき点の追及を行っていく。システム製作は、世の中で市販されている多目的の装置や部品の一部応用利用を考慮に入れながら考えて、できるだけコストと設計製作時間と労力の縮小をめざしたいと構想している。理論の考究と同定手法と装置開発および検証実験の2つの観点からの研究を引き続き進め、研究成果の整理・考察・発表の計画を立てる。もっとも重要な今後の研究ポイントは、上記の「現在までの進捗状況」に記したとおり、理論の完成化であり、その方策のひとつとしては、ある新規性ある計測上の工夫をうることで同定法理論の完成化をめざす。実験計測による研究活動としては、供試体の種類を増やして実験を実施して、同定法の現実的実現性と精度検証を行う。以上の理論面と実験面でのデータ・同定結果などを整理・分析・考察して論文として発表する。
ＩＳ法と光触媒反応からなる熱－光化学ハイブリッド水素製造プロセスの開発

近年、エネルギー問題を解決するため、水分解による水素製造が精力的に研究されている。熱化学水素製造法の一つであるIS法は、三つの化学反応を組み合わせて水を分解するプロセスであり、反応速度の向上が課題である。本研究では、IS法の熱反応の一つであるヨウ化水素(HI)分解に高い活性を示す光触媒を探索するとともに、HIの光分解活性を支配する因子の解明を目指した。その結果、Ta系複合酸化物の一つであるKTaO3がHI光分解に高い活性を示し、Pt等の助触媒を担持することでI-の酸化反応が促進され、活性が大きく向上することが明らかとなった。本研究の目的は、熱化学水素製造法として知られるIS法と光触媒反応や光電極反応を組み合わせて、太陽光エネルギーを利用して効率よく水を分解する熱-光化学水素製造プロセスの開発であり、今年度はヨウ化水素水溶液からの水素生成反応に高い活性を示す光触媒系の探索を中心に研究を進めた。これまでの光触媒による水分解の研究の主流は一段階励起の直接分解であり、ヨウ化水素水溶液からの水素生成反応(2HI→H2+I2)に関する報告はそう多くないことから、様々な光触媒のこの反応に対する活性を調べた。まず生成する水素とヨウ素の定量法について様々な分析方法を検討し、生成した水素はガスクロマトグラフで、ヨウ素は吸光光度法で分析することとした。光触媒については水の直接分解反応に対して高い活性を示した触媒を中心に検討し、ワイドバンドギャップ半導体であるZr添加KTaO3や可視光応答性を有するGaN:ZnO、SnS、SiCなどを検討し、中でもZr添加KTaO3がこの反応に対して高い光触媒活性を示すことを見出した。さらに、光触媒活性の向上を目的として、GaN:ZnOやC3N4に対してPt助触媒の担持効果を検討したところ、最も活性が向上したもので水素生成速度が約3倍に達することがわかった。さらに、非回触媒活性に与える反応溶液温度の影響について検討したところ、反応溶液温度が上がるにつれて活性は向上することが明らかとなった。以上の結果から、ヨウ化水素水溶液からの水素生成反応に対してZr添加KTaO3が高い光触媒活性を示すことが明らかとなり、水の光分解反応と同様に、Pt等の助触媒による気体生成過電圧の低減や反応溶液温度の加熱が活性向上に有効であることを見出した。本研究の目的は、熱化学水素製造法として知られるIS法と光触媒反応や光電極反応を組み合わせて、太陽光エネルギーを利用して効率よく水を分解する熱ー光化学水素製造プロセスの開発であり、今年度はヨウ化水素水溶液からの水素生成反応に高い活性を示す光触媒系の探索を中心に研究を進めた。前年度に引き続き、ヨウ化水素の光分解反応(2HI→H2+I2)に高い活性を示す触媒を探索した。その結果、可視光応答性を有する光触媒よりもワイドバンドギャップ半導体である複合金属酸化物の方が活性は高く、特にTa系酸化物が高活性であった。現在のところ理由は不明だが、Ta系酸化物の中でもKTaO3がこの反応に対して特異的に高い光触媒活性を示し、反応溶液中のHI濃度を上げることで反応管内にI2の析出が確認された。また、生成ガスと反応溶液中のイオン量の経時変化を調べたところ、水素は光照射直後から一定の速度で生成するのに対し、I-量は速やかに減少することが明らかとなった。減少したI-はI3-に変化した後I2として析出するが、IO3-等は生成しなかった。さらに、反応溶液中のカチオンを分析したところ、K+量がわずかながら時間経過とともに増加したことから、反応中にKTaO3からK+が少しずつ溶出することが明らかとなった。一方、Pt助触媒については反応前にHI溶液への溶出が確認されたものの、反応後1時間からPtの担持状態に大きな変化は観察されなかった。これは、Ptが溶液中に溶解しても光触媒反応によってKTaO3上に再担持された結果を示唆している。以上の結果から、ヨウ化水素の光分解反応に対してKTaO3が高い光触媒活性を示すことが明らかとなった。Pt助触媒の反応中の変化は観測されなかったが、KTaO3中のK+の溶出が確認されたことから、触媒の活性向上とともに耐久性の向上も今後の重要課題であることが明確になった。本研究の目的は、熱化学水素製造法として知られるIS法と光触媒反応や光電極反応を組み合わせて、太陽光エネルギーを利用して効率よく水を分解する熱ー光化学水素製造プロセスの開発である。今年度はヨウ化水素水溶液からの水素生成反応に高い活性を示すKTaO3光触媒の高活性化と、硫酸分解反応に活性を示す光触媒の探索を中心に研究を進めた。

従来の検討でTa系酸化物が高い活性を示したことから、CsSr2Ta3O10等の層状Ta酸化物を触媒に用いたところ、KTaO3には及ばなかったものの比較的高い活性を示した。また、KTaO3の高活性化を目的として助触媒の探索を行った。貴金属を中心に助触媒効果を検討したところ、Pt以外にもPdやNiが良好な助触媒効果を示すことを見出した。さらに反応後の触媒のXPS分析から、ヨウ素吸着量とI2およびI3-生成量に正の相関があり、助触媒表面へのI-の吸着がHIの光分解反応において重要であることを見出した。一方、硫酸分解反応についても様々な無機半導体光触媒を検討したものの、今回の検討で硫酸中の硫黄を還元して二酸化硫黄と酸素を生成させ得る触媒を見出すことは出来なかった。これは、硫酸イオンの還元反応と亜硫酸イオンの酸化反応は後者の方が圧倒的に進行しやすいことに起因しており、硫酸の熱分解による亜硫酸の生成過程が不可欠であることを示唆している。以上の結果から、ヨウ化水素の光分解反応に対してPt/KTaO3が高い光触媒活性を示すことが明らかとなった。本反応では、助触媒表面へのI-の吸着が重要であり、効率よくI2の生成が起きることを見出した。Pt助触媒の反応中の変化は観測されなかったが、触媒のさらなる活性と耐久性の向上が今後の課題であるといえる。26年度が最終年度であるため、記入しない。触媒化学、光化学26年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画ではヨウ化水素水溶液からの水素生成反応に高い活性を示す光触媒を探索し、反応温度の影響について検討する予定であり、光触媒としてZr添加KTaO3を、反応温度は高い方が高効率で反応が進行することをそれぞれ見出したため。研究計画ではヨウ化水素水溶液からの水素生成反応に高い活性を示す光触媒を探索する予定であり、Pt担持KTaO3が特異的に高活性であること見出すことができた。今後の研究期間で硫酸分解反応についても検討し、計画通りに研究を遂行する予定である。今後の方針として、引き続きヨウ素水溶液から高効率に水素を生成する光触媒を探索するとともに、その触媒に対する異種金属添加や表面修飾などによる活性の向上を検討する。また、ISプロセスにおける硫酸分解反応に対する光アシスト効果の検討や、耐酸性・耐腐食性を有する助触媒による水素生成反応過電圧の低減を試みる。今後の方針として、ヨウ化水素の光分解反応の反応条件を最適化するとともに、光触媒に対する異種金属の添加や助触媒の最適化などを行い、活性の向上を検討する。硫酸分解反応に対して高活性な触媒の探索を引き続き行い、光アシスト効果の検討や耐酸性・耐腐食性を有する助触媒による水素生成反応過電圧の低減を試みる。得られた研究成果を総括する。次年度の硫酸分解反応に対する光アシスト効果の検討には、反応系を高温にする必要があることから、電気炉を新たに購入する予定である。また、電気炉以外にも光触媒の調製や表面修飾に必要な試薬やガス類の購入、実験に必要なガラス器具等の消耗品などが主な研究費の用途となる予定である。研究計画では今年度に実施する予定だった硫酸分解反応の検討がやや遅れてしまい、それに伴い高温中での硫酸分解反応活性を調べるために必要となる電気炉などの高温ユニットの購入が遅れてしまったため。
ジオテキスタイルを用いた畑地土壌内の物質移動制御法

多孔性のジオテキスタイル層を表土下に敷設することで、土壌水分と溶質の移動を制御する可能性を検討した。また、畑地土壌内の水分移動のパターンを類型化し、それぞれの場合に対するジオテキスタイル層の効果を、数値シミュレーションと解析的な手法で考察した。具体的な成果は次の通り。1.カラム実験により、ジオキテスタイル層の不飽和時の透水性や吸水性を求める方法を示した。飽和時の高透水性とは逆に、不飽和透水係数は土壌の1/1000程度に低下し、これが蒸発条件下の表層の強乾燥状態をもたらすことを明らかにした。2.地表付近の乾燥土壌内を除くと、溶質フラックスは水分フラックスにほぼ比例し、移流効果の割合が大きく、溶質移動の制御には液状水移動の制御が重要であることを認めた。3.一般的な畑地で普遍的にみられる条件について数値シミュレーションを行い、水分フラックスが時間の関数と深さの関数の積からなる近似式で表される割合が多いこと示した。4.ジオテキスタイル層が存在する場合についても水分フラックスを求め、下方の条件によってその分布形に著しい差が出ることを指摘した。また、ジオテキスタイルの厚さや透水性、敷設深と、その層を横切って上方に移動する水分量や溶質量との関係を予測する方法を考察した。5.圃場での地表付近の塩類濃度測定値は、シミュレーションによる変動と傾向的に一致したが、測定値のバラツキが大きかった。これは、土壌の不均一性や土壌構造の影響のほかに、測定法にも問題があると思われ、今後改良を行いつつ、実証試験を続ける予定である。高分子多孔質膜からなるジオテキスタイルを土中に敷設することにより、作物根群域内の土壌水分と塩類濃度を制御する可能性を検討した。今年度の成果は以下のとおり。1。膜を挟んだ土壌力ラムの水分変化を基に、膜の不飽和透水係数kを迅速に求める方法を開発した。kは、飽和状態では砂質土壌の1000倍(1cm/s)程度、負圧10cmでは逆に1/1000(10^<-8>cm/s)程度となり、不飽和での減少割合が急激だった。2。土壌内とジオテキスタイル層内の溶質分散係数D_sを求めた。土壌と膜とのD_s水分量θの関係には大きな差は無かった。3.求めたkやD_sを利用して数値シミュレーションを行い、実測値がほぼ再現できることを確かめた。4.負圧領域での膜のkが急激に減少するため、膜の埋設深さによる溶質移動の調節効果は少ないことが、シミュレーションにより推測された。5。室内および圃場での蒸発実験では、膜のkが小さいため膜下方からの液状水移動が制限され、表層土壌の乾燥が箸しく進む現象が観察された。そのとき、下層から表層への塩類移動量は著しく減少したが、植物が下方の水分を有効に利用できない問題点が明白になった。6.ドリップ潅漑等、潅漑方式の工夫や、根群下の膜に孔ををあげるといった敷設方法による解決策が考えられ、平成7年の屋外試験と二次元的な移動を扱う数値シミュレーションによる検討が必要である。昨年度に引き続き、高分子多孔質膜からなるジオテキスタイルを土中に敷設することで、作物根群域内の土壌水分と溶質の移動を制御する可能性を検討した。今年度の主な成果は次のとおり。1.カラム実験によると、地表付近の乾燥土壌内を除き、溶質フラックスは水分フラックスにほぼ比例し、しかも移流効果による割合が大きく、溶質移動の制御には液状水移動の制御が重要であることを認めた。

2.一般的な畑地で普遍的にみられる気象条件および地下水条件を類型化し、数値シミュレーションにより水分フラックスを求め、かなりの部分が時間の関数と深さの関数の積からなる近似式で表されることを示した。3.ジオテキスタイル層が存在する場合についても、2と同じ手法で土壌水分変化を求める近似式を誘導し、シミュレーションやカラム実験の結果と比較して適合性を確かめた。この近似式に基づけば、ジオテキスタイルの厚さや透水性、敷設深と、蒸発時にその層を横切って上方に移動する溶質量との関係を予測できる。4.実際の圃場の地表付近での塩類濃度測定値は、シミュレーションによる変動と傾向的に一致したが、測定値のバラツキも大きかった。これは、土壌の不均一性や土壌構造の影響のほかに、TDRケーブルテスターによる水分量と溶質濃度の同時測定の習熟度の不足によると思われる。今後、センサー部の改良を含めて、更に実証試験を続ける予定である。5.温度勾配下の水分・溶質移動や、土壌のイオン交換の影響等については個別に検討を重ねたが、ジオテキスタイルによる土層改良に生かすには未解決の問題も多く、今後の課題とせざるを得なかった。