hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
三次元水素結合ネットワークに基づくナノプロトニクス材料の創製

本研究では、種々の硫酸水素塩とリンタングステン酸(WAP)やケイタングステン酸(WSiA)を遊星型ボールミルを用いて複合化し、複合体の導電率の温度・組成依存性を系統的に調べた。CsHSO_4-WPA系と同様、KHSO_4-WAP系とNH_4HSO_4-WPA系では、硫酸水素塩含量が90mol%付近で導電率の極大が認められた。ミリング処理によって、WPAのプロトンの一部が一価カチオンによって置換され、ヘテロポリ酸の面間隔が小さくなっていることや、硫酸水素アニオンとヘテロポリ酸の間に新たな水素結合が形成されていることがわかった。導電率の対数値とH^^1 MAS NMRスペクトルのケミカルシフトから求めた水素結合距離の間に良好な相関を確認した。また50H_4SiW_12O_40・50CsHSO_4複合体をポリベンズイミダゾール(PBI)に混合することでPBI-50Si50Cs系コンポジット膜を作製した。シングルセル発電試験(無加湿160°C)の結果、コンポジット膜は非常に優れた発電特性を示した。これは無機固体酸複合体が分散することで、プロトンのホッピングが容易になったためと考えられる。(1)メカノケミカル処理による種々のオキソ酸-ヘテロポリ酸系複合体の合成硫酸塩とヘテロポリ酸をメカノケミカル処理して得られる複合体の導電率の温度・組成依存性を系統的に調べて、基礎データを収集した。CsHSO_<4->WPA系と同様、KHSO_<4->WAP系とNH4HSO_<4->WPA系では、硫酸水素塩含量が90mol%付近で導電率の極大が認められた。一方、CsHSO_<4->WPA系では、組成に対する導電率の極大は認められなかった。また、最適組成においてCsHSO_<4->WSiA系は、CsHSO_<4->WPA系よりも高い導電率を示すことなどがわかった。(2)分光法による三次元元水素結合ネットワーク解析メカノケミカル処理によって誘起されるオキソ酸-ヘテロポリ酸系複合体の熱的性質や構造の変化を詳細に調べた。ミリング処理によって、WPAやWSiAのプロトンの一部が一価カチオンによって置換され、ヘテロポリ酸の面間隔が小さくなっていることや、硫酸水素アニオンとヘテロポリ酸(W-O-W結合)間に新たな水素結合が形成されていることがわかった。特に、^1H MASNMRスペクトルのケミカルシフトから算出される水素結合距離と導電率の関係について詳細な検討を行った結果、ミリング複合体について、導電率の対数値と^1HMASNMRスペクトルの最も低磁場側のピークのケミカルシフトから求めた水素結合距離の間に負の相関関係が成り立つことを確認した。(3)^1HNMRのスピン-格子緩和時間測定によるプロトンダイナミックス解析^1Hのスピン-格子緩和時間(T_1)を調べ、プロトンのホッピング距離に相当するナノメートル領域におけるプロトンダイナミックスについて検討を行った。その結果、プロトンの運動性を表す重要パラメータである相関時間τ_0と活性化エネルギーをΔEをCsHSO_<4->WPA系やKHSO_<4->WPA系複合体に対して求めることができた。(1)オキソ酸-ヘテロポリ酸系複合体を含むPBIコンポジット膜の作製と燃料電池発電特性メカノケミカル処理によって50H_4SiW_<12>O_<40>・50CsHSO_4複合体(50Si50Cs)を調製し、ポリベンズイミダゾール(PBI)と混合することでPBI-50Si50Cs系コンポジット膜を作製した。シングルセル発電試験(160°C,乾燥H_2/O_2)の結果、50Si50Cs無機固体酸複合体を添加したコンポジット膜は約265mWcm^<-2>の最大電力密度とともに、シングルセル運転の際には0.2cm^<-2>の低い面抵抗を示し、純粋なPBI電解質膜と比べて性能が大きく向上した。

これはリン酸の間で移動していたプロトンの経路に無機固体酸複合体が分散することで、プロトンのホッピングが容易になり、電解質膜の抵抗が低下したためと考えられる。(2)メカノケミカル処理による硫酸水素塩-アゾール系無機有機複合体の合成MHAO_4型無機固体酸としてKHSO_4、NH_4HSO_4およびCsHSO_4を用い、アゾールとしてトリアゾール(C_2H_3N_3;Tz)を用いてMHSO_4-Tz(M=K,NH_4,Cs)無機有機複合体をメカノケミカル合成することに成功した。いずれの無機固体酸も120°C以下の温度領域において10^<-5>以下の低い導電率を示すのに対して、アゾールを導入した複合体では、M^+イオンの種類によらず、低温領域から無機固体酸単体よりも2桁以上高い導電率を示し、測定温度領域全域で10^<-3>Scm^<-1>以上の非常に高い導電率を示した。これは無機固体酸とアゾールの複合化により、両者の間に水素結合などが新たに形成され、水素結合を介したプロトンホッピングとアゾール成分によるプロトンの自己拡散が同時に行われることで、無加湿中・低温領域においても高い導電率を示したと推察される。本研究では、メカノケミカル処理によって異種固体界面に形成される三次元水素結合ネットワークに着目して、室温200°Cの温度領域において、無加湿条件下でも高い導電率を維持する新規ナノプロトニクス材料の合成を行った。また、固体中におけるプロトンダイナミックスを水素核磁気共鳴分光法(1HNMR)に基づいて解析し、燃料電池の電解質として応用して中温無加湿条件での作動を実証した。本年度は特に、メカノケミカル合成した無機有機複合体に関し、以下の重要な研究成果が得られた。リン酸二水素セシウム(CDP)とグアニン(Gn)を出発物質として用い、メカノケミカル法によりxCDP(100-x)幻Gn(x=9050mol%)複合体を合成した。80CDP20Gn複合体は、CDPの相転移温度より低い温度から2桁程度高い導電率を示し、さらに、水蒸気分圧(PH20)が0.6atmになった場合、その高い導電率が降温過程でも安定して維持していることがわかった。CDPとGn異性体の間の相互作用により、低温でも高い導電率が達成できたと考えられる。種々の硫酸水素塩KHSO_4、NH_4HSO_4およびCsHSO_4とトリアゾール(C_2H_3N_3;Tz)からMHSO4-Tz(M=K:,NH_4,Cs)複合体を作製した。得られた複合体は低温領域から無機固体酸単体よりも2桁以上高い導電率を示し、測定温度領域全域で10^<-3>Scm^<-1>以上の非常に高い導電率を示した。これは無機固体酸とアゾールの複合化により、両者の間に水素結合などが新たに形成され、水素結合を介したプロトンホッピングとアゾール成分によるプロトンの自己拡散が同時に行わおれることで、無加湿中・低温領域にわいても高い導電率を示したと考えられる。
新しいIKKキナーゼNAKに結合するNAKBPのクローニングと分子機能の解析

【結果】NAP1cDNAは392アミノ酸をコードしており,既存のタンパク質ではTANKと約30%の相同性を有した.NAP1mRNAはユビキタスに発現しており,特に,肝臓,膵臓,精巣に高い発現を認めた.内因性NAP1の局在はNAKと同様細胞質であった.NAP1タンパク質はin vitro, in vivoで高率にNAKと結合しており,結合部位は158から270のアミノ酸であった.NAP1の強発現でNF-κBの活性は上昇した.また細胞外からの刺激では,TNF-α,PMAによる刺激で上昇したNF-κBの活性を増強した.NAKノックアウトマウスの解析から,NAKのNF-κBに対する直接作用が示唆されたため,NAK/NAP1複合体によるNF-κBのリン酸化を検討した.NAKはNF-κBのサブユニットであるp65を強くリン酸化し,そのリン酸化部位は転写活性に必須であるTAドメイン内にある536番目のセリン残基であった.NAP1の発現抑制により生理的作用を検討した.NAP1を発現抑制した群ではTNF-α,PMAによるNF-κBの活性が抑制された.さらに,TNF-α刺激によるアポトーシスが増強した.【結論】NAP1の新規同定と機能解析を行った.NAP1はNAKと複合体を形成しTNF-α,PMAによるNF-κBの活性化に必須の制御因子であると考えられた.特にNF-κBの抗アポトーシス効果に重要であると考えられた.【結果】NAP1cDNAは392アミノ酸をコードしており,既存のタンパク質ではTANKと約30%の相同性を有した.NAP1mRNAはユビキタスに発現しており,特に,肝臓,膵臓,精巣に高い発現を認めた.内因性NAP1の局在はNAKと同様細胞質であった.NAP1タンパク質はin vitro, in vivoで高率にNAKと結合しており,結合部位は158から270のアミノ酸であった.NAP1の強発現でNF-κBの活性は上昇した.また細胞外からの刺激では,TNF-α,PMAによる刺激で上昇したNF-κBの活性を増強した.NAKノックアウトマウスの解析から,NAKのNF-κBに対する直接作用が示唆されたため,NAK/NAP1複合体によるNF-κBのリン酸化を検討した.NAKはNF-κBのサブユニットであるp65を強くリン酸化し,そのリン酸化部位は転写活性に必須であるTAドメイン内にある536番目のセリン残基であった.NAP1の発現抑制により生理的作用を検討した.NAP1を発現抑制した群ではTNF-α,PMAによるNF-κBの活性が抑制された.さらに,TNF-α刺激によるアポトーシスが増強した.【結論】NAP1の新規同定と機能解析を行った.NAP1はNAKと複合体を形成しTNF-α,PMAによるNF-κBの活性化に必須の制御因子であると考えられた.特にNF-κBの抗アポトーシス効果に重要であると考えられた.昨年度作成したNAKBP抗体を用いて内因性のタンパク質の解析を行った.NAKBPタンパク質は主に細胞質に局在しており,NAKと局在が一致した.また,Hela細胞の細胞破砕液をNAKBP抗体を用いて免疫沈降すると,NAKタンパクが共沈してくることが確認された.この結合はTNF-α,IL-1β,PMAなどの刺激によっては変化せず,常にNAK-NAKBPは細胞質で複合体を形成していることが判明した.この複合体はPMA刺激により活性化されIKKβをリン酸化するのみならず,TNF-α,刺激によっても活性化されることを見いだした.さらにTNF-αによるアポトーシスに対する影響をTUNEL法を用いて検討したところ,NAKBPをRNAiを用いて発現抑制させるとアポトーシスが高率に誘導されることが明らかとなりTNF-αによるNF-κBの転写活性化に必須だとするNAK(T2K)のノックアウトマウスの結果と一致した.以上の結果は現在投稿準備中である.次にNAKBP遺伝子を個体に投与するためpAdeno-Xベクターを用いてアデノウィルスを作成した.このウィルスは培養細胞中では非常に高率にNAKBPタンパクを発現することがウェスタンブロット法で確認され,現在炎症性腸疾患マウス,慢性膵炎ラットモデルへの投与方法を検討中である.今後,様々な消化器病疾患でのNAKBP-NAK複合体の発現,活性を検討し,特に炎症疾患における病態の解明を行う予定である.【結果】NAP1cDNAは392アミノ酸をコードしており,既存のタンパク質ではTANKと約30%の相同性を有した.NAP1mRNAはユビキタスに発現しており,特に,肝臓,膵臓,精巣に高い発現を認めた.内因性NAP1の局在はNAKと同様細胞質であった.NAP1タンパク質はin vitro, in vivoで高率にNAKと結合しており,結合部位は158から270のアミノ酸であった.NAP1の強発現でNF-κBの活性は上昇した.また細胞外からの刺激では,TNF-α,PMAによる刺激で上昇したNF-κBの活性を増強した.NAKノックアウトマウスの解析から,NAKのNF-κBに対する直接作用が示唆されたため,NAK/NAP1複合体によるNF-κBのリン酸化を検討した。NAKはNF-κBのサブユニットであるp65を強くリン酸化し,そのリン酸化部位は転写活性に必須であるTAドメイン内にある536番目のセリン残基であった.NAP1の発現抑制により生理的作用を検討した.

NAP1を発現抑制した群ではTNF-α,PMAによるNF-κBの活性が抑制された.さらに,TNF-α刺激によるアポトーシスが増強した.【結論】NAP1の新規同定と機能解析を行った.NAP1はNAKと複合体を形成しTNF-α,PMAによるNF-κBの活性化に必須の制御因子であると考えられた.特にNF-κBの抗アポトーシス効果に重要な役割を演じていると考えられた.
ヒトiPS細胞への転写因子Msx2導入による骨芽細胞への分化・骨形成に関する研究

歯科矯正治療分野において不可欠である骨組織のリモデリングや再生を担う骨芽細胞の分化調節機構に関与すると考えられている転写因子Msx2の役割については、これまで殆んど明らかにされていない。そこで本研究ではiPS細胞を用いて、骨芽細胞への分化や骨形成におけるMsx2の役割について検討を行うことにした。Msx2遺伝子を導入したiPS細胞とフィーダー細胞を共存培養し、その分化能や骨形成能についての検討を行うため、細胞分化関連遺伝子のmRNA発現やALP活性、さらには石灰化能等について調べた。これらの結果、転写因子Msx2はiPS細胞から骨芽細胞への細胞分化に対して重要な役割を担うことが示唆された。本研究の研究概要としては、歯を移動させることによって治療を行っていく歯科矯正治療において、歯を移動させる際に口腔内における歯根周囲の歯槽骨組織での骨のリモデリング(骨改造)がとても重要であり、同様に骨欠損部位などにおける骨組織の再生もまた重要な要素の1つである。このことから、骨代謝において骨形成の担い手として重要な役割を果たす骨芽細胞に対し、骨芽細胞の細胞分化における骨芽細胞特異的転写因子による細胞分化制御調整機構に関するそのメカニズムの詳細には未だ不明な点が数多く存在しているこの領域における本研究の意義は極めて重要であると考えられる。本研究では近年、骨芽細胞の細胞分化の調節機構に関与しているとして考えられているホメオボックスタンパク質に属する転写因子Msh homeobox 2が、骨芽細胞の細胞分化の調整機構にどのように関わっているのかを解明するために、特異的な転写因子であるMsh homeobox 2を細胞内へ導入し、骨芽細胞の標的遺伝子の発現や骨形成を実現する分子機構について検討することとし、そのためまず初めにパイロットスタディとしてマウスの人工多能性幹細胞を用いて研究を進めた。その結果、骨芽細胞への分化を誘導し、またその過程において最終的に骨の形成を実現させることができた。今後、マウスとヒトの人工多能性幹細胞では培養細胞の扱い方に違いがあるため、実験を繰り返し行い、さらにより臨床に役立つ成果へ繋げるべく、次の段階へと研究を進めているところである。本継続研究の概要は歯を移動させることによって歯科治療をすすめていく歯科矯正治療において、歯を移動させる際の口腔内での歯根膜とその周辺の歯槽骨組織における骨のリモデリング(骨組織改造)が極めて重要であり、同様に骨組織の欠損部位などにおける骨組織自体の再生もまた非常に重要な要素の1つである。このことから、骨組織の代謝において骨組織形成の担い手として中心的存在であり、重要な役割を果たす骨芽細胞に対し、骨芽細胞の細胞分化における骨芽細胞に特異的な転写因子による細胞分化制御調節機構に関するそのメカニズムの詳細については未だに不明な点が数多く存在し、そのためこの領域における本研究の意義は極めて重要であると考えられている。本研究では近年において骨芽細胞の細胞分化の調節機構に関与しているとして考えられているホメオボックスタンパク質に属する転写因子Msh homeobox 2が骨芽細胞の細胞分化の調節機構にどのように関わっているのかを解明するために、骨芽細胞特異的な転写因子であるMsh homeobox 2を細胞内へ導入し、骨芽細胞の標的遺伝子の発現や骨組織の形成を実現する分子機構について検討することとし、そのためまず初めにマウスの人工多能性幹細胞を用いて研究を進めてきた。その結果、骨芽細胞への細胞分化の促進を誘導し、またその過程において最終的に骨様組織の形成を実現させることができた。さらに、骨欠損部における骨組織再生の研究のための実験動物モデルを作製し、この成果については学術大会にて報告を行った。今後、マウスとヒトの人工多能性幹細胞では細胞の培養方法などに大きな違いがあるため、最適な細胞培養条件を確立するための実験を繰り返し、このことにより実際の臨床に役立つ成果へと繋げるべく次のステップへ研究内容を進めているところである。本研究では当初立案した研究計画書に従って研究を進めており、大きな障害となる問題は生じていないものの、研究全体から見た進捗状況としてはやや遅れている。その理由として、細胞培養の各種条件の確認であったり、動物実験モデルにおける口腔内装置の破損などが原因と考えられる。本研究内容として歯科治療において歯を移動させることにより治療を進めていく歯科矯正治療では口腔内で歯を移動させる際の歯根膜やその周囲に存在する歯槽骨組織における骨組織の改造(骨リモデリング)が極めて重要であり、それと同様に骨組織の欠損部位などにおける骨組織の再生もまた重要な1つと考えられる。このことより骨組織の代謝において骨組織形成の担い手として中心的な存在であり、また他にも重要な役割を果たすと考えられている骨芽細胞の細胞分化における骨芽細胞特異的な転写因子による細胞分化の制御調節機構に関する骨芽細胞内でのメカニズムの詳細については未だ不明な点が多く、そのためこの研究領域における本研究の意義は極めて重要であると考えられる。そこで本研究では近年、骨芽細胞の細胞分化調整機構に深く関与していると考えられているホメオボックスタンパク質に属する転写因子Msh homeobox 2(Msx2)が骨芽細胞の細胞分化に対し、どのような調整機構を介して関わっているのかを解明するために骨芽細胞特異的な転写因子であるMsx2を多分化能を有する細胞内へ導入し、骨芽細胞の標的遺伝子の発現や骨組織の形成を実現するまでの分子機構について検討を行うこととし、そのためにまずマウス人工多能性幹細胞を用いて研究を進めてきた。その結果、人工多能性幹細胞の骨芽細胞への細胞分化過程においては促進的な作用を誘導し、最終的に骨様組織の形成を実現した。

また同時に骨欠損部における骨組織再生について検討するための動物実験モデルを用いた研究成果については前回学術大会にて報告を行った。現在、マウス胚性幹細胞との比較研究結果について発表準備中であり、今後は細胞培養条件が大きく異なるヒトの細胞についても検討を進め、実際の臨床により近い成果へ繋げるべく研究を進めている。本研究は当初立案された研究計画書に従って研究を進めており大きな問題もなく進行しているが、研究全体の進捗状況から考えるとやや遅れている。その理由としては細胞培養における再現性の確保や次のステップに進む際の最適条件の確認等に時間を費やすためではないかと考えている。本研究は歯を移動させることにより歯科治療を進めていく歯科矯正治療において、口腔内で歯を移動させる際に極めて重要な1つに歯根膜やその周囲に存在する歯槽骨組織における骨組織の改造としての骨のリモデリングがあるが、またそれと同様に骨組織の欠損部位などにおいて重要と考えられる骨組織の再生に注目して進められた。これら一連の骨組織の代謝において、骨組織形成の担い手として中心的な存在であり、また他にも重要な役割を果たすと考えられている骨芽細胞の細胞分化における骨芽細胞特異的な転写因子による細胞分化の制御調節機構に関する骨芽細胞内での様々なメカニズムの詳細については未だに不明な点が多く、そのためこの研究領域における本研究内容の意義は極めて重要であると考えられる。そこで本研究では、近年骨芽細胞の細胞分化調節機構に深く関与していると考えられているホメオボックスタンパク質に属する転写因子Msh homeobox 2(Msx2)が骨芽細胞の細胞分化に対し、どのような調節機構を介して関わっているのかを解明するために骨芽細胞特異的な転写因子であるMsx2を多分化能を有する細胞内へ導入し、骨芽細胞の標的遺伝子の発現や骨組織の形成を実現するに至るまでの分子機構についての検討を行うため、まずマウス人工多能性幹細胞を用いて研究を進めてきた。その結果、人工多能性幹細胞の骨芽細胞への細胞分化過程において促進的な作用を誘導し、最終的にはIn vitroでの骨様組織形成の増加を実現した。またさらに骨組織欠損部位における骨組織の再生について検討するための動物実験モデルを用いた研究成果および胚性幹細胞との比較研究結果についても学会等で発表し、異なる細胞培養条件などについての検討を進めてきた。歯科矯正治療分野において不可欠である骨組織のリモデリングや再生を担う骨芽細胞の分化調節機構に関与すると考えられている転写因子Msx2の役割については、これまで殆んど明らかにされていない。そこで本研究ではiPS細胞を用いて、骨芽細胞への分化や骨形成におけるMsx2の役割について検討を行うことにした。Msx2遺伝子を導入したiPS細胞とフィーダー細胞を共存培養し、その分化能や骨形成能についての検討を行うため、細胞分化関連遺伝子のmRNA発現やALP活性、さらには石灰化能等について調べた。これらの結果、転写因子Msx2はiPS細胞から骨芽細胞への細胞分化に対して重要な役割を担うことが示唆された。
近世日本の歴史人口データベースを利用した比較地域分析

本研究の目的は、江戸時代の人口行動パターンの地域差を明らかにするため、史料を収集解読し、データベース化し、分析を行うことである。こうしたデータベースはこれまでにも、いくつか作成されてきたが、特別なプログラムと技術を必要とするため汎用性に欠け、広く普及するには至らなかった。そこで、本プロジェクトでは、検索言語SQLの標準的プログラムの1つであるPostgreSQLを利用したデータベースを完成し、実際の運用を開始した。このプログラムはインターネット上に無料で公開されており誰でも自由にダウンロードすることができるので、今後の歴史人口データの共有基盤となることが期待される。また、こうしたデータの共有基盤をいかすべく、歴史人口データの入力作業も平行して行った。濃尾地方では、美濃国多芸郡有尾新田、同安八郡中須村のデータ入力を進めた。また、東北地方の新しいデータとして、陸奥国安達郡荒井村の入力作業を実施した。さらに対象地域を広げるべく、播磨国加古郡高砂の入力作業も行った。この他、長崎・桶屋町の宗門改帳解読作業を進めた。本プロジェクト以前のものを含めると、これまで収集された歴史人口データはきわめて膨大な分量となる。今回、麗澤大学の支援を受け、同大学図書館内に「歴史人口学・家族史アーカイブ」を設置することができた。このアーカイブを拠点とすることで、歴史人口学における比較地域研究はさらなる進展が期待できるだろう。日本の歴史人口学研究は、江戸時代の人口パターンが地域によって大きくことなることを明らかにしてきた。しかし、その違いがことなる行動様式に基づくものなのか、あるいは単にことなる環境へ適応したための違いであるのかという点は必ずしも明確でない。本研究はこの問題に接近するため、濃尾地方と東北地方という人口行動の上では対照的な2つの地域の比較研究を行うことを目標としている。本年度の研究は、これまでの研究において蓄積されてきた歴史人口データを共同研究に適したデータベースとして整備すること、また新たなデータを収集し追加することに取り組んだ。具体的には次の作業を行った。1、研究分担者の研究室(甲南大学文学部中里研究室)にサーバマシンを設置し、既存のデータを蓄積した。また、検索言語SQLの標準的プログラムの1つであるPostgreSQLをインストールし、各分担者がインターネットを介してデータの抽出を行うことを可能にした。これにより、特別なトレーニングを受けた者以外でも、またそれぞれの研究拠点からでも、データを操作することが可能となった。2、濃尾地方の新しい史料として安八郡中須村の史料を紙媒体の史料からコンピュータに入力した。その結果、濃尾地方のサンプル数が増え、分析の信頼度向上が期待できるようになった。こうしたデータベースの整備作業と平行して、従来のデータにもとづく研究も継続した。その結果は、事前打ち合わせを含めて6回にわたる共同研究会で随時報告され、その一部は雑誌論文、または単行書の一部として発表した。次年度は、構築したデータベースのクリーニング作業を継続するとともに、数ヵ村からなる地域データベースを構築する予定である。こうしたデータにもとづく実証分析もさらに継続したい。本研究は、江戸時代の人口行動パターンの地域差を明らかにするため、濃尾地方と東北地方という2つの地域を中心に比較研究を行うことを目的としている。2年目となる今年度は、データベースの整備、および蓄積されたデータを利用した研究活動をさらに継続して行った。まず、データベースの整備に関しては、濃州安八郡中須村の宗門改帳データのクリーニング作業を継続中である。なお、この村の宗門改帳に関しては別系統の史料が名古屋女子大学収蔵文書の中にあることが判明し、6月に同大学において筆写作業を行い、データの追加入力を実施している。また、分担者の1人は、濃州多芸郡有尾新田の素データを元に分析用データベースを構築する作業を継続中であり、データ上のイベント重複などのクリーニングの問題に取り組んでいる。こうした作業は、予想以上に時間を要することが明らかになったが、将来のデータベース利用促進のため不可欠な作業であり、次年度も継続しながら精度を高める努力をしていきたい。

また、本研究では速水融氏が長年にわたって収集した史料を主として利用しているが、その史料群が分担者の1人が勤務する麗澤大学に寄付され、共同利用の継続が可能となった。なお、こうした利用に必要な史料の目録化および、配架作業には本研究の資金も一部充当している。こうした史料の整備作業と平行して、研究報告活動も継続した。その結果は、まず事前打ち合わせを含めて5回にわたる研究集会で随時報告され、その一部は雑誌論文などとして発表された。また、12月16日には麗澤大学経済社会総合研究センターにおいて「史料が語る日本の人口・家族・社会」と題する公開シンポジウムを開催し、広く一般市民にも成果を還元することができた。さらに、分担者の2名は11月にアメリカ・ミネアポリスで開催された社会科学史学会においても成果の一部を発表した。本研究は、江戸時代の人口行動パターンの地域差を明らかにするため、濃尾地方と東北地方という2つの地域を中心に比較研究を行うことを目的としている。3年目となる最終年度は、データベースの整備、および蓄積されたデータを利用した研究活動をさらに継続し、国内外の学会および学術雑誌などで発表した。データベースの整備では、濃尾地方に関して美濃国多芸郡有尾新田の整備作業を続けるとともに、安八郡中須村のデータについてもデータのクリーニング作業を継続した。また東北地方の新しいデータとして、陸奥国安達郡荒井村の入力作業を実施している。さらに対象地域を広げるべく、播磨国加古郡高砂の入力作業も行った。この他、マイクロフィルムからの焼付を専門業者に依頼し、長崎・桶屋町の宗門改帳解読作業を進めた。さらに前年度に完成した「麗澤大学歴史人口学・家族史アーカイブ」の整理作業は今年度も継続した。このアーカイブに納められた資料は様々な研究プロジェクトで長期にわたって収集されてきたものであり、全体を統一するファイリングシステムはなかった。そこで、今後史料を保存し活用してゆくためPC上で利用可能な目録を作成した。本研究プロジェクトの最大の成果は、こうした膨大な歴史人口史料を処理するデータベースを完成したことである。このデータベースでは検索言語SQLの標準的プログラムの1つであるPostgre SQLを利用している。このプログラムはインターネット上に無料で公開されており研究者は誰でも自由にダウンロードすることができる。このように、データを共有する基盤ができたことで、歴史人口学における比較地域研究はさらなる進展が期待できるだろう。
ディープラーニングを活用した打音検査ハンマーの振動判別技術の開発と効果の検証

打音検査は極めて利便性の高い検査手法である反面,検査基準が客観性に欠けるという問題を有している。その一方で,熟練の打音検査員は,ハンマーの打撃音だけでなく,ハンマーを介して手に伝わる振動からも検査対象物の異常を検出できると言われている。本研究では,ハンマーの振動状態やその他の関連データに着目し,それらを人工知能技術のひとつであるディープラーニングを用いて解析することで,検査対象物の異常を検出することを目指す。
高齢者用食品の創製を目的とした混合ゲルの相分離構造制御

1.目的非相溶性素材からなる複合材料は相分離を起こし様々な海島構造を形成するため、その物性は、組成のみならず相分離構造にも依存することが知られている。本研究においては、調製条件を変えることによって同一組成であっても相分離構造の異なる混合ゲルを調製し、その物性と相分離構造との関連を明らかにするとともに、得られた知見を基に高齢者が咀嚼・嚥下しやすいゲル食品を創製することを目的とした。2.方法口どけが良くのどごしが良いが扱いにくいゼラチンゲルと扱いやすいが口どけのやや悪い寒天ゲルとからなる混合ゲルを試料として選定した。寒天、ゼラチンそれぞれ単独ゲルの破断強度が同じになるように濃度を定め、混合割合は寒天:ゼラチンを75:25、50:50、25:75とした。混合時の温度は60°Cと40°Cにし、また冷却してゲル化させる際の温度を10°C、30°Cで3時間保持後10°C、40°Cで3時間保持後10°Cの3段階に設定した。得られたゲルの破断特性値を測定し、物性と相分離構造との関連を検討した。3.結果混合温度が60°Cの場合、寒天:ゼラチンが75:25、50:50の試料は単独ゲルに比べ破断強度が低下した。いずれの混合割合においても30°Cあるいは40°Cで3時間保持後10°Cでゲル化させた試料は、10°Cでゲル化させたものに比べ破断強度が低下した。混合温度が40°Cの試料については、混合割合によりかなり相分離構造の異なるゲルが得られ、寒天:ゼラチンが75:25の試料は、非常に軟らかいペースト状のゲルとなり、高齢者にとって咀嚼・嚥下しやすいと考えられた。以上の結果より、調製条件を変えることによって同一組成であっても相分離構造の異なる混合ゲルを調製することができた。冷却してゲル化させる際の冷却速度が極めて速いときには相分離の程度が小さな構造が形成され、遅い場合には相分離が進行し海島構造が卓越した構造が形成されることが明らかとなった。
縞状鉄鉱床から視た大気・海洋・地殻・生物の進化史

研究協力者であるペンシルヴァニア州立大学の大本洋教授は,「地球上の種々の現象は種々のフィードバック機構により制御され、過去35億年間基本的には大きく変化して来なかった」との新説を提唱した.従来の地球科学及び生物科学を支配してきた概念「地球は常に変化し続けてきた」に対する重大な問題提起である。本研究の目的はこの検証である。すなわち,太古代・原生代に生成した大規模な縞状鉄鉱床の物理的、化学的及び生物学的生成環境とプロセスを解明することにより、地殻・大気・海洋・生物の正確な進化史及びフィードバック機構を解明し、新しい地球観を創成することを目的として,2年間にわたって南アフリカ,ナミビア,オーストラリアの35億年前から6億年前までの,縞状鉄鉱層のみならず各種の岩石を調査すし,採集された試料の岩石学的・鉱物学的および種々の地球化学的性質を明らかにした。その結果,我々の作業仮説が正しかったことを裏づける結果が多数でてきた。28億年前のMt.Roe古土壌から鉄が溶脱しているので原始大気に酸素がなかったと言われていたが今回の調査でこれは還元的熱水による粘土帯であることが明らかになった。また南アフリカやカナダの太古代の砕屑性黄鉄鉱と閃ウラン鉱の存在が還元大気の証拠とされていた点についても,むしろ酸化環境の証拠とさえなりうることを示した。同様のことが太古代の頁岩中の硫黄同位体や微量元素,海底噴出の枕状溶岩の酸化状態,縞状鉄鉱層の地球化学から証明した。また南部アフリカには広く酸化した古土壌が広く分布していることも発見した。これらの結果は世界各地(直接にはフランスとオーストラリア)で発表し,討論した。「地球は変化し続ける」という従来の地球科学及び生物科学の概念をくつがえし,大本洋(平成38年)が提唱した「地球上の種々の現象は種々のフィードバック機構により制御され,過去35億年間基本的には大きく変化して来なかった」との新説を検証することが本研究の目的である。すなわち,原生代に生成した大規模な縞状鉄鉱床をはじめ,原生代の古土壌,ウラン鉱床,および30億6億年前の海洋堆積物の物理的,化学的及び生物学的環境とプロセスを解明することにより,地殼・大気・海洋・生物の正確な進化史及びフィードバック機構を解明し,新しい地球観を創成することが本研究の課題である。本年度はナミビア・ウインドフック地域及び南アフリカ・クルマン・及びバーバートン地域の地質調査および岩石試料の採集を行った。また南アフリカ・ケープタウン大学で研究討論と資料収集を行った。地質調査は2730億年前のウィットウオタースランド型金・ウラン鉱床から6億年前の縞状鉄鉱層を挟む炭酸塩岩・頁岩の地層を対象とし,各地層の堆積状態(岩相,層厚,構成鉱物)の時空的変化の調査に重点をおきテクトニックス環境,堆積環境,大成活動環境の変遷の概略を考察した。岩石試料は各地域において多種の岩石層について広範囲から系統的に地表サンプルおよびボーリングコアからの岩石試料を合計1200個,約1トンを採集した。採集された岩石試料は日本及びアメリカに持ち帰り,岩石学的鉱物学的及び種々の地球化学的性質を明らかにするため,薄片を作成すると共に化学分析を行った。現在,顕微鏡観察を行うと共に,化学分析結果を検討中である。なお,現地調査の終了後,フランスのトウルーズで開かれたV.M/Goldschmit国際会議に参加し,当研究以前に出した一連の研究結果7件の発表を行い世界各地の研究者と討論した。従来の地球科学及び生物科学を支配してきた概念「地球は変化し続ける」に対し、当研究では「地球上の種々の現象は種々のフィードバック機構により制御さねり週去35億年問

基本的には大きく変化して果なかった」との新しい概念を提唱し検証することが目標である。本年度は米国,オーストラリアの研究協力者と共同で,大古代・原生代の地層の発達する北西オーストラリア,ピルバラ地域及びハマスレー地域の地質調査および岩石試料の採集を行った。地質調査はハマスレー縞状鉄鉱層をはじめ、原始地球の炭酸ガス固定の証拠とされるドロマイト層を採集し、炭素と酸素の同位体から炭酸ガス固定の生物の役割を考察した。Mt.McRea shaleの硫黄同位体比を測定し26億年前の海洋は既に酸化的になっており、硫酸還元バクテリアが酸化的な海水から硫酸イオンを摂取し黄鉄鉱をつくっていたことを明らかにすると共に、バクテリアの種類の特定のために炭素化合物の有機化学的性質を明らかにした。また27億年前のMt.Roe玄武岩層に発達した古土壌とされる粘土化帯を調査した。野外および室内実験の結果は還元的な熱水変質帯でこの地層から27億年前は還元的な大気であるとする従来の説が間違えであることを指摘した。North Poleでは海底熱水活動を調べ当時の海水の組成を推定した。豪州滞在中2日間を費やし西オーストラリア大学において太古代の鉱床と原始地球と題するコロキウムを開催した。オーストラリア各地からの集まった地質学者達あわせて70名と当研究の成果について討論した。
数理科学としての乱流の研究

本年度は最終年度にあたり、これまでの研究を総括し、成果を発表して次ぎのステップへすすめる準備を行った。研究内容としてはこれまでの回転成層乱流との比較の意味を込めて2次元乱流の問題を中心に研究をおこなった。具体的には、以下の通りである。1.2次元乱流のエネルギー伝達における自己相似性乱流の非線形性を最もよく特徴づけるものは異なるスケール間のエネルギー伝達であると言える。このエネルギー伝達がある意味で定常であるような波数領域の存在がKolmogorov理論の本質をなしている。乱流が定常でなくエネルギーが時間とともに減衰するような場合にはより複雑な状況をつくりだしている。非定常減衰乱流のほうが定常乱流より非線形性はより重要であると言える。本研究ではこの減衰乱流におけるエネルギー伝達の問題を二次元乱流のスペクトルにおける自己相似性の観点から議論した。結果として二次元乱流における自己相似性は各種の完結性のモデルにおいてエネルギー強散逸領域の非一様性(集中性)を示唆することがわかった。これらはそれらのモデルにおいて強渦度領域の情報を与えることにより、より良い近似ができることを示している。2.2次元乱流中の非一様楕円渦における軸対称化過程2次元乱流の大きな特徴はエネルギーが逆カスケード(高波数から低波数側にエネルギーが流れる)し、エンストロフィー(渦度の大きさの2乗)がカスケードすることである。現象で言えば非円形渦が円形化(軸対称化)する一方、細い渦を自分の外に放出することに対応している。この現象を非一様な渦度をもつ楕円渦の非定常運動を数値的に調べることにより考察した。また乱流の統計理論で重要な役割をする渦度勾配の大きさの2乗(パリンストロフィー)とその生成項を楕円渦について計算すると、楕円内部で常に生成項が4重極の構造を持つことがわかった。そして4重極のうちプラスの部分が渦放出に直接的に関与していることがわかった。今年度は研究期間の初年度にあたるため、全体像をとらえた上での研究環境の整備を念頭に置き、的確な問題設定を通して来年度以降の本格的研究開始に備えた。具体的には乱流の大型数値計算を行うためのワークステーションを購入し、シミュレーションコードの調整を始めたことが最も重要な事であった。具体的な研究実績としては次の事柄が揚げられる。1.安定密度盛層乱流中の拡散の問題大気や海洋中では流体は安定な密度成層を構成しており、そういった環境下で粒子がどのように拡散して行くかは理論的にも応用的にも非常に重要な問題である。特に成層の方向(鉛直方向)へは拡散が抑制されることが最も顕著な現象として揚げられる。本研究では成層の強さによる拡散の様相の変化をシミュレーションを通して調べ、それについての統計モデル方程式を提案し結果の比較を行った。2.2次元点渦方程式のシンプレクティック解法2次元の点渦方程式はハミルトン力学系として記述でき、その数値解法としてはシンプレクティック構造を保存するように積分することが望ましい。そこでoperator splittingの方法を用いて陽的なシンプレクティック解法を点渦の方程式に対し導出した。3.乱流中のランダムネスの研究乱流は本質的にランダムな現象であり、そのランダムネスを理解することが肝腎な問題であると言える。本研究ではホワイトノイズを使っての圧力分布のモデルを使って乱流信号とホワイトノイズとの類似性及び差異を明らかにする努力をしている。

今年度は第2年度にあたり、昨年度に引き続き研究環境の整備を進める一方、以下にあげる項目について理論および数値実験を通して理解を深め、結果を導きだした。設備としては初年度に購入した乱流の大型数値計算を行うためのワークステーションについて並列処理のための増設用CPUを導入したことが最も重要な事であったといえる。具体的な研究実績としては次の事柄が揚げられる。1.安定密度成層乱流中の拡散の問題初年度に引き続き、大気や海洋中における安定な密度成層内での粒子拡散について数値実験と理論を併用し多くの知見を得た。特に本年度は成層に加え回転の影響を取り入れ、鉛直および水平方向の拡散現象について詳細に調べ、統計モデル方程式との比較を行った。2.2次元定曲率局面上の渦運動これまで2次元渦運動は平面あるいは球面について展開されていたに止まっていたが、これを定曲率曲面上の運動に拡張し、初めて負曲率曲面上の渦運動を定式化した。応用として渦対とその極限である渦二重極の運動を考察し、平面、球面、あるいはポアンカレ曲面いずれの場合もその運動は測地線に沿ったものであることを数学的に証明した。3.2次元点渦方程式のシンプレクティック解法2次元の点渦方程式はハミルトン力学系として記述でき、その数値解法としてはシンプレクティック構造を保存するように積分することが望ましい。前年度に引き続き、陽的なシンプレクティック解法について考察を進める一方、陰的なシンプレクティック解法との比較を行った。今年度は第3年度にあたり、昨年度に引き続き研究環境の整備を進める一方、以下にあげる項目について理論および数値実験を通して理解を深め、結果を導きだした。1.安定密度成層乱流中の拡散の問題:初年度に引き続き、大気や海洋中における安定な密度成層内での粒子拡散について数値実験と理論を併用し多くの知見を得た。2. 2次元定曲率曲面上の渦運動:これまで2次元渦運動は平面あるいは球面について展開されていたに止まっていたが、これを定曲率曲面上の運動に拡張し、初めて負曲率曲面上の渦運動を定式化した。3. 2次元非一様楕円渦の非定常運動:非一様な渦度をもつ楕円渦は非定常運動のもとで渦度を放出し円形化することが知られている。この円形化のプロセスを渦度の勾配の大きさを指標にして解析し、それが2次元乱流の特徴的な物理過程のひとつであることを示した。以上の研究実績に加え木村は6月に国際理論応用力学連合(IUTAM)と国際地球および測地学連合(IUGG)が主催したシンポジウム「地球乱流における発展」(米国立大気研究所コロラド州、ボールダー)を共同で組織し、国際的な学術交流に努めた。本年度は最終年度にあたり、これまでの研究を総括し、成果を発表して次ぎのステップへすすめる準備を行った。研究内容としてはこれまでの回転成層乱流との比較の意味を込めて2次元乱流の問題を中心に研究をおこなった。具体的には,以下のとおりである.
コンポーネント指向ソフトウェア開発統合化環境の実現に関する研究

ソフトウェア部品の組合せ開発を中心とするコンポーネント技術が,開発期間の短縮と開発コストの削減を目的として注目されている.コンポーネントはあるサービスを提供する,独立して交換可能なソフトウェア構成単位である.近年,コンポーネントを開発・運用するためのコンポーネントアーキテクチャ体系が成熟しつつあるのに対して,既存のコンポーネントを適切に再利用する仕組み・方法論は未成熟である。従って,コンポーネントの再利用は限定的な種類・利用法に留まってしまっている.本研究は,このような状況において,コンポーネントの積極的な利用を促進するための,手法・ツールを実現することを目的とする。具体的には,現時点では,以下の諸機能を実現し,これらを複合的に利用する環境を用意することにより,コンポーネントの幅広い利用を促進する。(1)効率的なコンポーネントを提供する手法(2)作成したコンポーネントをテストする手法(3)作成したコンポーネントの品質を計測する手法(4)ライブラリからのコンポーネント検索手法(2)のコンポーネントのテスト手法については,細粒度コンポーネントの状態観測性の高さを利用した条件テスト手法を提案した。その設計においては,条件テストスクリプトと本体コードの分離,および条件テストスクリプトと条件記述の分離を実現した.。(3)のコンポーネントの品質を計測する手法については,コンポーネントの再利用性を導く要素として,利用容易性,テスト容易性,可搬性の3要素に着目し、これらの視点を活かしたメトリクスを提案し,その計測法と評価データを用いたその合理性の確認を試みた.。(4)のコンポーネント検索手法においては,コンポーネント間の差異を測定する指標として有向置換性距離を提案し,コンポーネント間の有向置換性距離を利用して,ユーザの視点に沿った柔軟な検索を可能とするコンポーネント検索システムの実現を行ったソフトウェア部品の組合せ開発を中心とするコンポーネント技術が,開発期間の短縮と開発コストの削減を目的として注目されている.コンポーネントはあるサービスを提供する,独立して交換可能なソフトウェア構成単位である.近年,コンポーネントを開発・運用するためのコンポーネントアーキテクチャ体系が成熟しつつあるのに対して,既存のコンポーネントを適切に再利用する仕組み・方法論は未成熟である。(4)のコンポーネント検索手法においては,コンポーネント間の差異を測定する指標として有向置換性距離を提案し,コンポーネント間の有向置換性距離を利用して,ユーザの視点に沿った柔軟な検索を可能とするコンポーネント検索システムの実現を行った
活断層破砕帯の特性と断層活動性との関係の解明

本研究では、野島断層・有馬ー高槻構造線活断層系の活動性と断層破砕帯構造について野外調査と微細構造の解析を行った。その結果、1)断層破砕帯物質が地震時の断層摩擦熱による熱圧化と流体化作用によりネットワーク状の脈状断層岩が形成されること、2)両活断層破砕帯の岩盤が粉状に破砕されたこと、3)野島断層の大地震の再来周期は約9001000年であること、4)有馬ー高槻構造線活断層帯については、1596年慶長ー伏見地震断層は有馬温泉周辺域までに現れた可能性が高いことなどが、明らかになった。また、2016年M7.3熊本地震の現地により地表地震断層が既存の活断層沿いにあわられたことが明らかになった。本年度、研究申請者がこれまで行ってきた活断層破砕帯とそれに関連した脈状断層岩の研究成果・資料を系統的に整理・レビューした.本年度では、以下の調査研究を行った。1)活断層破砕帯の調査のターゲットとして,横ずれ断層である有馬ー高槻構造線六甲断層、1995年兵庫県南部地震の震源断層である野島断層および花折断層の野外調査を行い,断層構造と断層地形及び断層破砕帯の組織構造を解析するため、基盤岩断層破砕帯のトレンチ掘削調査を行った.2)断層破砕帯における割れ目に充填した炭酸塩脈と主断層面に発達した断層ガウジの組織構造を観察して,定方位サンプルを採集した.3)採集した定方位のサンプルの大型研磨面の作成を行った.4)異色の層状断層ガウジの層を分離して,それぞれの色層に対して化学組成の分析・粉末X線解析用のサンプル分離を行った.5)比較するため、2008年発生した中国四川大地震の震源断層である龍門山断層帯のボーリングコアから、炭酸塩脈のサンプルを採集して、分析準備を進めた.6)これまでに行った関連の研究成果をまとめて,計6編の論文を国際学術雑誌に公表した.初年度の計画とおり、調査研究が進められており、予定とおりの研究成果が得られている.次年度の解析と分析のためのサンプルが採集され、予定とおりの解析・分析作業ができるようになっている。本年度、研究申請者がこれまで行ってきた活断層破砕帯とそれに関連した脈状断層岩の研究成果・資料を系統的に整理、レビューした.本年度では、以下の調査研究を行った.1)活断層破砕帯の調査のターゲットとして、横ずれ断層である有馬ー高槻構造線六甲断層、1995年兵庫県南部地震の震源断層である野島断層および花折断層の野外調査を行い、断層構造と断層地形及び断層破砕帯の組織構造を解析するため、基盤岩男装破砕帯のトレンチ掘削調査を行った。2)断層破砕帯における割れ目に充填した炭酸塩脈と主断層面に発達した断層ガウジの組織構造を観察して、定方位サンプルを採集した.3)採集した定方位サンプルの大型研磨面の作成を行った.4)異色の層状断層ガウジの層を分離して、それぞれの色層に対して化学組成の分析・粉末X線解析用のサンプル分離を行った.5)一部の断層ガウジのマイクロX線CTスキャンを行って、断層破砕帯の内部構造を明らかにした.6)比較するため、2008年発生した中国四川大地震の震源断層である龍門山断層帯のボーリングコアから、炭酸塩脈のサンプルを採集して、分析準備を始めた.7)野島断層破砕帯の断層ガウジに対して、微量元素分析を行った.8)本研究の進行と並行して行った熊本地震関連の研究成果をまとめて、計4編の論文を国際学術雑誌に公表した.初年度の計画とおり、調査研究が進められており、予定とおりの研究成果が得られている.次年度の解析と分析のためのサンプルが採集され、定方位サンプルの研磨面や薄片が作成されつつあり、予定とおりの解析・分析作業ができるようになっている.本申請研究の目的は,活断層における破砕帯のマクロとミクロ組織構造と活動年代との関係及びそれに関連した震源断層岩の物性を調べ,活断層破砕帯の構造特性・地震断層の破壊メカニズムと断層の活動性との関連性を解明することと,活断層破砕帯による地震ハザードの評価と原子力発電所のような重要施設の敷地の地震安全性評価などに科学的な根拠を提供する.本研究では、野島断層・有馬ー高槻構造線活断層系の活動性と断層破砕帯構造について、トレンチ及び露頭スケールの調査と微細構造の解析を行った。その結果、1)断層破砕帯物質が地震時の断層摩擦熱による熱圧化と流体化作用によりネットワーク状の脈状断層岩が形成されること、2)野島断層については、断層破砕帯の岩盤が粉状に破砕されたこと、3)その変位速度は、約2mm/年に達することと、大地震の再来周期は約9001000年であること、4)有馬ー高槻構造線活断層帯については、1596年慶長ー伏見地震により断層帯の西側の有馬温泉周辺域までに地表地震断層が現れた可能性が高いことなどが、明らかになった。また、本研究期間中に、2016年マグニチュード7.3熊本地震では、本研究の主旨である活断層破砕帯と断層活動性の解明と密接に関連しているため、現地で地震断層と活断層との関連性の調査を行った。その結果、地震断層が既存の活断層沿いにあわられたことが明らかになった。今年度において、関連した7編の論文を国際学術雑誌公表している。現在、一部の成果を取りまとめて、国際雑誌への投稿準備をしている。

本研究では、野島断層・有馬ー高槻構造線活断層系の活動性と断層破砕帯構造について野外調査と微細構造の解析を行った。その結果、1)断層破砕帯物質が地震時の断層摩擦熱による熱圧化と流体化作用によりネットワーク状の脈状断層岩が形成されること、2)両活断層破砕帯の岩盤が粉状に破砕されたこと、3)野島断層の大地震の再来周期は約9001000年であること、4)有馬ー高槻構造線活断層帯については、1596年慶長ー伏見地震断層は有馬温泉周辺域までに現れた可能性が高いことなどが、明らかになった。また、2016年M7.3熊本地震の現地により地表地震断層が既存の活断層沿いにあわられたことが明らかになった。次年度、研究を推進するため、以下の作業を行う予定である.1)基盤岩破砕帯トレンチから採集した定方位サンプルの薄片作成を行う.2)作成した薄片を用いて、微細組織構造の観察・解析を行う.3)採集した断層がガウジと脈状断層岩サンプルの分析を行う.4)昨年度行った野外調査研究の成果をまとめて、国内外の学会に発表するとともに、国際雑誌に投稿する準備をする.5)2年間で行って来た成果をまとめるとともに、問題点を検討して、最後の年度の課題として解決する.次年度、研究を推進するため、以下の作業を行う予定である.1)基盤岩破砕帯トレンチから採集した定方位サンプルの薄片作成を行う.2)一部の断層岩のマイクロX戦CTスキャンを行う.3)作成した薄片を用いて、微細組織構造の観察、微量元素の分析を行う.4)採集した断層ガウジと脈状断層岩サンプルの分析を行う.5)昨年度行った野外調査研究の成果をまとめて、国内外の学会に発表するとともに、国際学術雑誌に投稿する準備をする.6)2年間で行って来た成果をまとめるとともに、問題点を検討して、最後の年度の課題として解決する.地震地質学
超臨界流体ジェットを利用した生体関連物質の電子運動量分光

電子運動量分光(EMS)による実験結果を理論計算と比較する際、衝突エネルギー等の実験条件によっていろいろな近似が利用されているが、それらがどんな場合に正しいか否かについては未だ明確に検討されてはいない。ただ、高い衝突エネルギーを利用した場合、結合エネルギーの小さな電子に関して実験するほどより簡単な近似が大きな移行運動量まで利用できると一般的に云われているにすぎない。また、それを検証すべく、軌道放射光の利用により広いエネルギー領域にわたって実験が可能になった光電子分光と比較できるほどの範囲で実験した例は全くない。今回、2.1keVという高い衝突エネルギーを用いてXeについてこれまで例をみない0-220eVという広いエネルギー範囲で電子運動量分光の実験を行い、光電子スペクトル(PES)との比較を行ったところ、以下の結果を得た。1.120eV付近にPESでは全くないブロードな、強い信号がある。2.この信号は試料濃度に依存しないので、2回衝突のような副次的な効果によるものではない。3.120eV付近以外では分解能の違いを考慮するとPESとEMS結合エネルギースペクトルは同一の結果を与える。4.衝突エネルギー1.5-2.1keVの範囲では結果に殆ど違いはない。この結果は、Xe4d電子の所謂「巨大共鳴」を考慮にいれた衝突電子の4d電子との2次の相互作用によって理解できる。詳細については次ページに引用するPhys.Rev.Lett.誌に発表した。以上はより分子量の大きな生体関連物質に関する研究の基礎をなすものである。本計画の可否は試料室と検出器の差動排気を効率よく行えるか否かにかかっている。差動排気に手持ちの1500L/sのターボ分子ポンプを流用する予定であったが多少手を入れる必要があることが判明し、磁気ベアリングなど部品を購入してオーバーホールを行った。現在超臨界流体を真空チェンバーに導入するための設計を行い、チェンバーの改造に手をつけかけている状態である。電子運動量分光による実験結果を理論計算と比較する際、実験条件によっていろいろな近似が利用できるか否かについては未だ明確に検討されてはおらず、高い衝突エネルギーで結合エネルギーの小さな電子に関して実験するほどより簡単な近似が大きな移行運動量まで利用できると一般的に云われているにすぎない。そこで、水素分子、Ar, Kr, Xeなど素性のよく知れた原子・分子をターゲットとして電子運動量分光測定を衝突エネルギー2keVとこれまで以上の高エネルギーとし、またこれまでに例のないほど大きな移行運動量(3.5au)にまで範囲を拡げて測定を行うとともに、平面波近似、歪曲波近似、ボルン近似、インパルス近似等を適用した理論計算を行い、それぞれの妥当性について検討した。その結果、衝突エネルギー2keVではAr3p, Kr4p, Xe5pなど最外殻電子については移行運動量1.8au程度まで平面波近似でよいがそれ以上では歪曲波近似が必要であること、内殻のAr3s, Kr4s, Xe5sなどについてはその境が1au程度になることが判った。ボルン近似とインパルス近似の差はあまりない。この結果はPhysical Chemistry and Chemical Physics誌に投稿中である。