hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
あらゆる薄膜のナノ単位の強度評価を表面から内部まで連続で可能にするＭＳＥ法の確立

MSE(マイクロスラリージェットエロージョン)法の確立を目的として、エロージョン量の自動計測が可能なMSE試験装置の製作、種々の薄膜と超硬合金の表面特性とエロージョン率(評価パラメータ)の関係の解明、エロージョン(表面微小破壊)のメカニズムの解明について研究した。その結果、VC膜、AlCrSiN傾斜膜の膜質の違いや特徴を明瞭にできたこと、DLC膜のエロージョン率が水素含有率と高い相関性があること、超硬合金ではエロージョン粉の解析により投射粒子の大きさにより破壊形態が遷移すること、また数値シミュレーションによる損傷メカニズムと影響因子の考察結果を示した。以上を総括してMSE法の有用性を示した。1) MSE装置に表面形状測定器を搭載して自動計測が可能な全自動MSE装置を完成させ、各種材料の試験を行いデータ収集と装置の改善を図った。2)異なる成膜方法・成膜条件で作製されたDLC膜を対象にMSE試験を行い,ほぼ同じ硬さであっても摩耗率が異なるDLC膜が存在し、損傷面の観察やラマン分光分析の結果等から、水素含有率に起因する膜構造の違いによることが示唆され、MSE法はDLC膜の表面強度の評価において有用であることがわかった。また、超高速成膜と従来のSi-DLC膜との間で硬さやSi/C比が揃ったDLC膜の成膜条件と膜組成の関係を明らかにした。3)切削工具用セラミックス膜のMSE試験を行い、PVD法で作製されたTiCN系被膜では、成膜装置内の設置場所により違いがあることを識別できた。また、2種類の成膜方法で作製されたVC膜に対して、アルミナ粒子(粒径1.2μm)と球形ジルコニア粒子(40μm)を用いたMSE試験を行い、後者では成膜方法により摩耗率に違いが現われた。AIP法とUBMS法の2種類の成膜法により高速度工具鋼に被覆されたTiAlN膜についてMSE法で推定される膜強度は、膜の残留応力と硬さよりも化学組成に影響されることがわかった。4)燃料電池用電解質膜のMSE試験結果は有効な劣化指標となる可能性が示唆された。多様な密着状態を持った試料についての基礎的研究として、XPSおよびAESにより表面、界面(断面)の化学結合状態に関する情報収集と解析、また、SEM、TEMによる形態や元素分布観察を行い、基材と皮膜間の密着メカニズムについて考察した。5)MSE法における影響因子を解明するため,硬さの異なる基材に単一粒子が衝突する場合の有限要素法によるシミュレーションを行い、圧痕形状が基材降伏応力に依存することが明らかになった。(1)申請設備の最新型触針式形状測定機を購入し、MSE摩耗量をオフラインで精密計測を可能にした。(2)各種硬質薄膜(TiN系、DLC等)と超硬合金について、140μmのアルミナ粒子を投射するMSE試験を実施して、摩耗率のデータを集積した。TiN系の薄膜の摩耗率と硬さや結晶サイズとの間に相関性があること、摩耗率が皮膜厚さと中間層の厚さの違いによっても変わらないこと、摩耗率とすべり摩耗試験での皮膜の優劣は定性的に同じ傾向を示すことがわかった。(3) UBMS法で成膜されたDLC膜のMSE試験では、摩耗率は水素含有率の増加に伴い大きくなるが、そのメカニズムはラマン分光分析により膜質の違いによることが示唆された。PVD法とPCVD法で作製したDLC膜をアルゴン中で加熱して膜の特性を調べた結果、硬さは500°C以上で低下するが摩耗率は500°Cまであまり変化しないこと、また硬度20GPaの水素含有DLC膜に鋼球粒子を投射すると、30nm程度の押し込みで膜極表面の硬さの増加がみられることがわかった。(4)MSE法における粒子衝突による表面の変形と損傷の離散要素法(DEM)において、一個の粒子を八角形のリング状に改良し単一鋼球の投射による銅表面にできる圧痕を数値シミュレーションし高精度で解析できることがわかった。(5)過酸化水素水への浸漬により劣化させた電解質膜では、劣化指標として膜の引張強度や硬さはばらつきが大きく不適であったが、MSE法による強度評価は有効な劣化指標となり得ることが示唆された。また酸化物層厚膜付きSiウェハを基板とし高密着性ニッケルめっき皮膜(軟質膜)形成プロセスを試行し、それらの薄膜を次年度以降MSE評価の試行対象軟質膜とすることにした。(1)プラズマイオン注入・成膜(PBII&D)法による3種類の厚膜のDLC膜について、MSE法により表面から深さ方向の内部の強度変化が評価できることを明らかにした。水素フリーDLC膜工具による被削材のフライス加工面の粗さは水素含有DLC膜よりも良好であり、MSE試験のエロージョン率が小さいこととの相関がみられた。またDLC膜とアルミナ板の間の摩擦係数とMSE法のエロージョン率の間に強い相関があること、摩擦係数が大きいほどDLC膜のエロージョン率が大きくなることを明らかにした。(2)PVD法とTD処理で成膜されたVC膜に対して、アルミナ粒子(粒径1.2μm)と球形ジルコニア粒子(3050μm)を用いたMSE試験を行い、膜の破壊あるいは基材からの剥離に対する強度など評価項目に応じた最適なMSE試験条件が存在することを明らかにした。

UBMS法により金型鋼材に被覆された複数のTiAlN膜について、従来の硬度、残留応力では被膜の差異を判別できないが、MSE法では被膜の違いを明確にできたことから、MSE法が被膜の品質評価に有効であることを明らかにした。(3)MSE試験における粒子衝突による平板の塑性変形挙動について、改良された離散要素法や有限要素法による数値シミュレーションを行い、MSEによる金属表面変形メカニズムとそれらに及ぼす影響因子を考察した。(4)MSE試験と他の摺動摩耗試験との相関を調べる一環として、TRD-VCやCVD-TiCNのスガ式摩耗試験、DLC膜の潤滑下での摩擦試験、またMSE試験によるテクスチャリング加工面の潤滑下での摩擦試験を行い、各種データを収集した。(5)ナノめっき及びフッ素ガスを用いた種々の材料表面を作製し、力学特性や摺動性の評価及び化学状態分析、表面近傍の精密断面分析及びデータ解析を行い、表面加工状態と断面状態の相関性についての情報を蓄積した。(1)金型等に使用されるWC-Co合金に対して不定形アルミナ粒子(粒径41μm)を用いてMSE試験を行い、脱落粉の解析と損傷面や断面の観察により、損傷機構が粒界破壊によること、Co含有率の増加に伴い脱落粉がWCの小破砕片からWCとCoが複合した大きな破砕片に遷移することを明らかにした。また金型鋼材のSKD11と粗大炭化物を低減させたSKD11改良材のMSE試験を行い、MSE結果は静的強度と疲労強度のいずれとも相関があることがわかった。(2)VC膜に対して、不定形アルミナ粒子(1.2μm)およびジルコン粒子(1030μm)を用いたMSE試験と往復摩耗試験を行い、膜の破壊や基材からの剥離に対する強度などの評価では最適なMSE試験条件が存在することを明らかにした。(3)DLC膜のMSE試験のエロージョン率はDLC膜をサファイア単結晶と摩擦した時の摩耗率との間に明確な相関が現れなかったが、DLC膜と金属の摩擦係数ではエロージョン率と相関がみられた。(4)MSE法の表面破壊メカニズムにおける影響因子を明らかにするために、有限要素法による粒子衝突時のシミュレーションを行った。その結果粒子衝突時の破壊形態に対して粒子と基材間の硬さ比が影響していることを明らかにした。また改良された離散要素法を用いて数値シミュレーションを行い、衝突粒子による金属表面の塑性変形と計算精度を向上させる因子を明らかにした。(5)ナノめっきとフッ素ガスを用いてSiやSiC等半導体基板材料やチタン系酸化物セラミックス皮膜を施したガラス材料等の表面改質材料を作製し、その力学特性や摺動性の評価およびXPSやAESによる化学状態分析、SEMやTEMによる表面近傍の断面観察を行い、高耐久性表面改質手法創出のための指針を作成した。また、高機能な薄膜作製のためスパッタやCVD法を開発した。MSE(マイクロスラリージェットエロージョン)法の確立を目的として、エロージョン量の自動計測が可能なMSE試験装置の製作、種々の薄膜と超硬合金の表面特性とエロージョン率(評価パラメータ)の関係の解明、エロージョン(表面微小破壊)のメカニズムの解明について研究した。その結果、VC膜、AlCrSiN傾斜膜の膜質の違いや特徴を明瞭にできたこと、DLC膜のエロージョン率が水素含有率と高い相関性があること、超硬合金ではエロージョン粉の解析により投射粒子の大きさにより破壊形態が遷移すること、また数値シミュレーションによる損傷メカニズムと影響因子の考察結果を示した。以上を総括してMSE法の有用性を示した。(1)先端的な被膜として注目度が高いDLC膜を対象とした研究が進展した。
水素吸蔵材料高機能化に及ぼす量子ビーム照射による欠陥デザイン

量子ビーム(イオン・電子・レーザー)照射による水素吸蔵材料の表面改質・表面活性化等を施す事で水素吸蔵材料高機能化(例として自動車のバッテリーや乾電池など)を図るため、水素吸蔵測定系は電気化学的充放電測定装置を構築し、水素吸蔵初期反応速度を測定できる系を構築した。また、種々の量子ビーム照射を実施した結果、未照射に比べ、照射による水素吸蔵機能性は向上することが判明した。それぞれの照射によって表面構造がランダムな状態(乱れ)になる事がわかり、表面層に対して、欠陥導入、希土類酸化膜の形成、非熱加工効果や衝撃波による構造の乱れさせることが吸蔵機能を向上させる因子であることを突き止めた。量子ビーム(イオン・電子・レーザー)照射による水素吸蔵材料の表面改質・表面活性化等を施す事で水素吸蔵材料高機能化(例として自動車のバッテリーや乾電池など)を図り、照射による欠陥デザインの開発、その際の材料表面に与える影響について材料のミクロな構造変化とマクロな水素吸蔵能変化の相関を調べ、構造変化による水素吸蔵のメカニズムについて調べることを目的として、初年度は水素吸蔵材料について酸素イオン照射したサンプルについて調べた。水素吸蔵実験の測定系では、電気化学的充放電測定装置を構築し、水素吸蔵初期反応速度測定を実施した。その結果、イオン照射エネルギーの依存性が確認できた。エネルギーが低い(より表面層で生成される欠陥が多い)ほど、水素吸蔵初期反応速度(蓄電池でいうと急速充電)が速くなる傾向を見いだした。これら結果についてIBMM2014国際会議(イオンビームによる表面改質の国際会議:ルーベン/ベルギー)にて成果報告をした。短パルスレーザー照射実験については、照射によるフルエンス(単位面積当りのレーザー照射エネルギー量)の違いと水素吸蔵初期反応速度との相関について調べ、照射前後と水素吸蔵前後のサンプルについて、高強度X線を用いたひずみ測定(回折実験)を実施した。本測定では特にレーザー照射したサンプルを中心に測定をしたが、表面界面においてレーザー照射による歪みが生じており、それが局所構造の乱れの原因となっていることが分かって来た。照射による衝撃波によるものと推測される。これらの照射による成果も次年度(H27年度)の5月26-29日開催のLAMP2015にて成果発表し、広く成果を公開する。本研究2年目はレーザー照射について、ナノ秒、フェムト秒といった短パルスレーザー照射を施し、各フルエンス(単位面積当たりのレーザー照射エネルギー量)とその水素吸蔵能変化について、水素吸蔵初期反応速度測定を実施した。また複数回サイクルの水素吸放出実験についても実施し、SPring-8(BL22XU)のX線回折やXPS(X線光電子分光分析法)を用いて、サンプル表面構造変化について歪み測定や表面状態分析を通して、レーザー照射と水素吸蔵能変化の相関を調べた。結果、レーザー照射により材料表面を乱すことで、水素吸蔵初期反応が速くなるということが放射光の歪み測定により判明した。ナノ秒とフェムト秒レーザー照射では、そのパルス幅の違いにより、後者は非熱加工が可能であり、照射によって表層部にGPaという超高圧波が発生し、表面モホロジーが大きく変化しランダムな表面状態が表面積増加となり、水素吸蔵初期反応が速くなるということが放射光の歪み測定により判明した。一方、電子線照射による水素吸蔵能変化についても調べた。照射エネルギーは1MeVと2MeVに別けて照射エネルギー依存性と、更に電子線照射環境(大気、真空、不活性ガス雰囲気)の違いによる水素吸蔵能変化についても調べた。結果として、1MeVにおける大気中照射が明らかに吸蔵能向上に寄与していることが水素吸蔵初期反応速度測定により分かり、SEM(走査型電子顕微鏡)測定で合金表面層にナノワイヤが生成していることが判明した。これらナノワイヤの一つ一つの表面積が水素吸蔵能を向上させるのに寄与してるものと考えられる。以上より、レーザー照射に関する成果は、2015年5月開催のLAMP2015と2016年3月の応用物理学会にて発表した。また電子線照射に関する成果は、2016年8月開催の水素吸蔵の国際会議(MH2016)にて発表することで、広く成果を公開する。初年度でイオン照射、レーザー照射(予察実験)を施すことで水素吸蔵材料表面改質を起こさせ、水素吸蔵を向上させる研究を実施し、吸蔵材料の高機能化となる、水素吸蔵初期反応速度(蓄電池として利用される水素吸蔵材料にとっては充電の速さに相当)が速くなる結果が得られた。2年目では初年度に続き、レーザー照射を様々な条件で水素吸蔵能の分析ができた。初年度は予察実験、今年度は、種々のレーザー照射条件の規格化を図るために"フルエンス"を定義し、ナノ秒、フェムト秒レーザー照射により各フルエンスとその水素吸蔵能の変化について、水素吸蔵初期反応速度測定を通して調べた。更にSPringー8(BL22XUライン)を利用し、材料表面の歪み測定や表面状態分析としてXPSを用いて、合金表面構造変化についてレーザー照射と水素吸蔵能変化の相関を調べた。更に、電子線照射による水素吸蔵能変化について、電子線照射環境の違い(大気、真空、不活性ガス雰囲気)とそのそれぞれの環境において、照射エネルギー1MeVと2MeVにそれぞれ別けて調べた。結果、1MeVにおける大気中照射が明らかに吸蔵能向上に寄与していることが分かり、SEM(走査型電子顕微鏡)測定で合金表面層にナノワイヤが生成していることが判明した。これらナノワイヤの一つ一つの表面積が結果として水素吸蔵能を向上させるのに寄与してることがわかった。

今年度までに、当初研究計画である測定系の構築、各量子ビームにおける水素吸蔵量の測定、複数回の水素級放出による吸蔵能変化についての測定実施できている。使用済み合金についての再活性化について、レーザー照射実験が予想以上の照射条件の必要性があったため、遅れてしまっているのはあるが、その他については計画通り遂行できていると判断した。水素吸蔵材料の高機能化を目指す研究として量子ビーム(イオン・電子線・レーザーなど)照射を利用した材料表面改質を欠陥デザインさせることにより水素吸蔵の吸蔵能向上を図り、かつそれら水素吸蔵と材料表面に与える影響を調べることを目的とした。初年度は、電気化学的充放電測定による水素吸蔵初期反応速度測定装置を構築した。この測定装置を利用し、酸素イオンビーム照射前後の水素吸蔵、未吸蔵の水素吸蔵初期反応速度(以後、反応速度)測定を実施し、イオン照射エネルギー依存性が確認できた。これら成果については学会発表3件(国際会議2件)にて報告した。2年目において、短パルス(ナノ秒、フェムト秒)レーザー照射による各フルエンス(単位面積当たりのレーザー照射エネルギー量)とその水素吸蔵能変化について調べた。また複数回の水素吸放出を繰り返した水素吸放出実験も実施し、それらSPring-8(BL22XU)のX線回折やXPS(X線光電子分光分析法)を用いてサンプル表面構造変化について歪み測定や表面状態分析を通して、レーザー照射と水素吸蔵能変化の相関を調べた。ナノ秒とフェムト秒レーザー照射では、そのパルス幅の違いにより吸蔵能変化を得ることができた。この変化は格子間において歪みが生じ、吸蔵能変化に与えた影響と考えられる。研究成果は査読付雑誌論文3件、学会発表7件(うち招待講演3件、うち国際会議3件)にて報告した。最終年度では、MeVエネルギーの電子線照射による水素吸蔵能変化について調べ、併せて、従来手法の化学処理も実施することで、相乗効果についても調べた。その結果、表面仕事関数が未照射に比べ負側にシフトしていることから希土類酸化物間での電子の授受が容易になり、水分子の解離が促進され、結果反応速度が向上したと考えられる。研究成果は学会発表3件(うち国際会議1件)にて報告した。量子ビーム(イオン・電子・レーザー)照射による水素吸蔵材料の表面改質・表面活性化等を施す事で水素吸蔵材料高機能化(例として自動車のバッテリーや乾電池など)を図るため、水素吸蔵測定系は電気化学的充放電測定装置を構築し、水素吸蔵初期反応速度を測定できる系を構築した。また、種々の量子ビーム照射を実施した結果、未照射に比べ、照射による水素吸蔵機能性は向上することが判明した。それぞれの照射によって表面構造がランダムな状態(乱れ)になる事がわかり、表面層に対して、欠陥導入、希土類酸化膜の形成、非熱加工効果や衝撃波による構造の乱れさせることが吸蔵機能を向上させる因子であることを突き止めた。本研究初年度において、水素吸蔵材料の高機能化を目指す研究で種々の量子ビーム(イオン・電子線・レーザー)を照射することで、材料表面改質をおこさせ、水素吸蔵能を向上させる研究を実施した。
日本の住宅における適応モデルの提案

本研究では,関東の住宅のリビングと寝室における温熱環境の実測と,居住者の熱的主観申告調査を行い,快適温度の解明と適応モデルの提案を行った。調査住戸数は121軒,調査人数は男性119人、女性124人である。申告数は32,468以上である。FR(非冷暖房時)モードで最も多く申告されたのは「4.暑くも寒くもない」であり,居住者は温熱環境に満足しているといえる。快適温度はFRモードで24.1°C,CL(冷房時)モードで27.0°C,HT(暖房時)モードで20.2°Cである。FRモードの冬と夏の快適温度を比較すると,9.0°Cの季節差がある。適応モデルを用いることで外気温度が分かれば,室内快適温度を予測できる。本研究では,関東の住宅のリビングと寝室における温熱環境の実測と,居住者の熱的主観申告調査を行い,快適温度の季節差,適応モデルの提案を行っている。調査対象地域は神奈川県、東京都、埼玉県と千葉県である。得られた申告数は32,468以上である。1.冷暖房未使用時に最も多く申告されたのは「4.暑くも寒くもない」であり,居住者は温熱環境に満足しているといえる。2.Griffiths法で予測した快適温度は冷暖房未使用時で24.1°C,冷房使用時で27.0°C,暖房使用時で20.2°Cである。冷暖房未使用時における冬と夏の快適温度を比較すると,9.0°Cの季節差がある。3.適応モデルを用いることで外気温度が分かれば,室内快適温度を予測することができる。4.住宅とオフィスビルの適応モデルを比較すると,外気温が高い場合は類似しているが,外気温が低い場合は異なっている。2011年3月11日に起きた東日本大震災が露わにしたように住宅や学校・事務所などの多くの建物で暖房や冷房を,化石燃料(や核燃料)にできる限り頼らずに行なうことは,今後ますます重要になると考えられるが,そのためには,熱的快適性の目安(指標)を改めて考え直す必要があり,地域の屋外気候と室内気候とを関係付ける「適応モデル」の重要性が増すと考えられる。日本では建物に必要なエネルギーとそれによる化石燃料使用量の削減を目指し,日本の設定温度は冬に20°C,夏に28°Cと推奨されているが,この値には特に科学的な根拠がないと言われている。最近,それを検証するために人工気候室で被験者実験が行われているが,実験室実験と現場研究の結果は異なるため,実際の住宅で人々がどのように適応し快適に感じているかについて,現場研究を行う必要がある。本研究では関東地域の住宅における温熱環境の実測と熱的主観申告調査を行い,快適温度を明らかにし,適応モデルを検討している。調査は2012年7月から実施している。対象となる住宅数は30戸で,調査人数は52人である。リビングの温度,相対湿度,グローブ温度を10分間隔で測定した。測定機器は日射の当たらない場所に設置し,1日数回,寒暑感申告は7段階尺度を用いて行い,得られた申告数は計3991個である。夏季のデータ分析から下記の結果が得られた。1.平均寒暑感申告はNVモード(自然換気時)で4.7,ACモード(冷房時)で4.3であり,快適範囲の割合はNVモードで84.2%,ACモードで96.6%である。2.居住者の快適な室温と快適なグローブ温度はNVモードで27.6°C,ACモードで27.3°Cであり,両者の差が小さい。3.本研究の快適温度を適応モデルと比較すると,NVモードはCEN基準の許容範囲内にある。ACモードはCIBSEガイドより高くなっている。居住者は広範囲に適応している。今年度は自然換気時や冷房使用時のリビングにおける夏季の快適温度を求め,居住者が暑い環境にどのように適応しているかを,主として行動的適応に着目して考察した。1.本調査で求められた快適温度は自然換気時・冷房時ともに27.5±2°Cであった。この値は環境省が推奨してきた設定温度とほぼ同様であった。

2.冷房が「嫌い」な人と「好む」人の快適温度の差は,自然換気時・冷房時ともに約1°Cあり,有意に差があった。冷房を「好む」と申告した居住者は「嫌い」と申告した居住者よりも快適温度が低かった。このことから冷房の好みは快適温度に影響していると思われる。3.本研究の快適温度を適応モデルの基準(CEN基準)と比較すると,自然換気時はCENの許容範囲内にあり,冷房時はCIBSEの許容範囲よりわずかに上方に位置し,本研究で対象とした居住者は広範囲に適応していたと考えられる。4.行動的適応として検討した窓開閉率・扇風機使用率・冷房使用率は,室温や外気温度が上がるにつれて上がり,着衣量は外気温が上がるとわずかに下がる傾向がみられた。発汗感は室温が上がるにつれ上がる傾向がみられた。建築環境工学本研究では関東地域の住宅における温熱環境の実測と居住者の熱的主観申告に関する現場調査を行い,データ収集,データ入力,データ分析,論文発表などが順調に進んでいる。もう既に国内外の学会で数多くの論文発表を行い,「研究実績の概要」でも述べたように,居住者の適応的快適性のメカニズム,快適温度の地域差や季節差,適応モデルの検討に関する有意義な成果を得ており,達成度が非常に高い。建物に必要なエネルギーとそれによる化石燃料使用量の削減を目指し,日本の設定温度は冬に20°C,夏に28°Cと推奨されているが,この値には特に科学的な根拠がないことから,本研究の成果は基準作成などに大いに活用できると思われる。本研究のデータ収集,データ入力,データ分析が順調に進んでいる。しかし、年間の無償での申告調査であるため,家庭によって申告数にバラツキがみられる。夏季のデータを分析して日本建築学会関東支部に4編の論文を発表し,日本建築学会大会に5編の論文を投稿している。まず、適応モデルの提案を行うために,快適温度と外気温度の関係についてさらに分析する。ASHRAEの適応モデルの基準では月平均外気温,CEN基準では移動平均外気温度を用いているが,それらについて詳細に検討する。既往研究と比較して,本研究の結果や結論の妥当性を検討する。特に,温冷感と気温・湿度などの重回帰分析を行い,それぞれの変数が快適温度に与える影響について検討し,高温多湿気候でも利用可能な適応モデルを提案する。さらに、本研究の成果を社会に広く発信するために,英国のHumphreys教授又はNicol教授を日本に招待してシンポジウムを開催する。本研究の実測調査と申告調査は2013年6月までに実施する予定である。調査終了後にデータ入力,データ整理を行う。また,2013年夏季の研究成果をまとめて国際会議(PLEA 2013)に論文投稿しており,2013年の9月に発表する予定である。今後,年間のデータを分析して論文発表を行う予定である。消耗品に関する支出を抑えることができたため。データ分析用のパソコンを購入する予定である。2013年度の研究費は申請時の計画通りに使用する。主な内容はパソコンの購入費,調査旅費,学会発表旅費,データ分析の謝金などである。なお,2012年度の残金は専門知識の提供等に伴う謝金に使用する。
中華民国期における伝統都市の近代的再編に関する研究

本研究は、中国の伝統的都市空間が中華民国期において如何なる過程と内容で近代的再編をみたのか、(1)伝統都市(蘇州)(2)租界都市(上海)(3)中華民国期の首都(南京)を主な対象として、現地調査と史料調査をもとに解明するものである。中華民国期の都市再編は当該都市の市政府が方針を決めており、新市街地を形成する方針と、旧市街を改善する方針がみられ、上海では両者の方針が、南京や蘇州では後者の方針がとられていた本研究は、中国の伝統的都市空間が中華民国期において如何なる過程と内容で近代的再編をみたのか、(1)伝統都市(蘇州)(2)租界都市(上海)(3)中華民国期の首都(南京)を主な対象として、現地調査と史料調査をもとに解明するものである。中華民国期の都市再編は当該都市の市政府が方針を決めており、新市街地を形成する方針と、旧市街を改善する方針がみられ、上海では両者の方針が、南京や蘇州では後者の方針がとられていた本研究は、中国の伝統的都市空間が中華民国期において如何なる過程と内容で近代的再編をみたのかについて解明することを目的として、(1)伝統都市(2)近代都市(3)首都の再編内容を比較検討することで、中国近代都市史の全体像解明への足掛かりを目指そうとするものである。平成22年度は、蘇州・杭州・上海・武漢・南京を対象として現地調査と史料調査を敢行した。現地調査としては、各都市の旧城内において中華民国期の建築物と街区構造の遺構を調査した。特に、再開発が急速に進む上海において旧城内をくまなく事前調査したところ、かなりの遺構を発見することができたことは1つの成果であった。上海については、中華民国期の街区構造や土地利用を示す資料を入手することができたため、現在この分析を進めており、得られた結果をもとに平成23年度ではさらに詳細な調査を行う予定である。史料調査としては、各都市の档案館を中心に訪問し、史料の所蔵状況と閲覧状況を確認した。貴重な史料の所蔵状況が分かったものの、閲覧にはかなりの困難もともなうことが分かった。これを補うために、台湾に所蔵される史料の収集を推進し、とりわけ本年度は中華民国の首都であった南京に関する史料を収集することができた。台湾には中華民国に関する史料がかなりまとまった分量で所蔵されており、また公開閲覧状況も非常に良いため、今後も台湾で集中的に史料収集する予定である。一方で、日本国内にも大陸の史料は所蔵されており、平成22年度は日本の外務省や領事館に関する外交文書を中心に収集した。研究深化の可能性を探るために、複数の都市において現地調査と史料調査を行った結果、(1)蘇州(2)上海(3)南京に対象を絞って検討することで成果を得られる目処を立てることができた。本研究は、中国の伝統的都市空間が中華民国期において如何なる過程と内容で近代的再編をみたのかについて解明することを目的としている。平成23年度は、(1)蘇州(2)上海(3)南京における旧城内の近代的再編について、集中的に取り組むことを目標とした。(1)蘇州については、収集済みの史料をもとに分析を進め、研究発表を行った。清末から中華民国期に実施された都市改造計画に直面した際に、民間の人々がどのように対峙したのか、商人を統括する組織である蘇州商会に着目し、「清末民初の蘇州商会と社会公共事業」を発表した。また、蘇州の都市再編について、これまでの成果を「中華民国期の国家形成と蘇州の都市再編」に整理し発表した。(2)上海については、前年度の成果を受けて、旧城内の全範囲について街区および近代建築の残存状況を調査し、全貌を把握した。上海は急速に再開発が進んできたが未だ残存状況が良く、本調査によって清代と中華民国期の都市構造を復原的に考察することが可能となった。また、上海については史料収集も順調に進み、中華民国期の上海市工務局が実施した都市再編・都市改造に関する史料を収集することができた。現在、現地調査結果の整理・分析、収集史料の読解を進めている段階であり、興味深い結果が得られているため、最終年度での論文発表の準備を進めている。(3)南京については、台湾の国史館にて南京首都計画に関する史料を収集し、検討を行った。また、中華民国期の国家形成と都市再編の方針について検討を行った。他に、平成23年度は、近代都市・租界都市として上海の比較対象に想定していた天津の調査を実施した。しかし、天津の旧城内は全範囲において開発されており、清代および中華民国期の復原的考察が難しいことが判明したため、今後の分析は史料に頼らざるをえない見込みである。以上のように、平成23年度も実施計画を達成することができた。平成24年度は、前年度までの結果から(1)蘇州(2)上海(3)南京の3都市について集中的に研究分析を行うことを念頭に置き、これまで実施してきた遺構調査と史料調査の補足調査を行い、各検討項目について分析と考察を進めてきた。

(1)蘇州については、前年度までの成果により近代的再編に関する解明の目処がついたため、今年度は伝統的都市空間がどのような空間であったのかを改めて考察し、「蘇州洞庭東山にみる清代における土地建物の売買契約」を日本建築学会にて発表した。本稿は蘇州郊外の集落を対象とするものであるが、同種の史料を用いて蘇州城内についても解読と分析を進めており成果をまとめつつある。(2)上海については、前年度に実施した上海旧城内の全範囲における街区および近代建築の残存状況の調査結果をまとめ、「Historical Heritage and Sustainable Habitat in Walled City of Shanghai」を上海の同済大学にて発表することができた。発表後は、史料調査により収集が完了した上海市工務局の史料および当時発行されていた新聞『申報』の解読を進めており、現地調査結果と相互に分析した結果を発表する予定である。(3)南京については、前年度に台湾の国史館で収集した南京首都計画に関する史料をもとに、中華民国期の行政施設を中心に現地調査を行った。以上のように、本研究の3年間で予定していた遺構調査と史料調査については実施計画を達成することができた。史料を豊富に収集することができたため引き続き解読と分析を行い、現地調査で得られた結果とともに研究成果をまとめ、順次学術発表を行っていくものとする。研究対象地として想定していた全都市の調査が終了し、集中的に研究を推進する都市を浮き彫りにすることができた。さらに、研究推進都市における現地調査および史料収集も順調に進んでおり、研究成果の帰着点が見えつつある。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は最終年度にあたるため、今後は現地調査および史料収集の補足調査を実施する。また、現地中国側の研究者を訪問して意見交換の機会を持ち、研究成果の内容を議論するとともに今後の研究発展について意見交換を行う。これらの推進方策によって、これまでの調査結果を整理・分析し、論文発表や学会発表において精度の高い研究成果を発表することを目標とする。
高調波を抑制する電力変換機器の開発

スイッチングデバイスを用いた電子機器への入力電流の高調波抑制の回路技術については様々な方法が提案されている。本研究では、照明用機器に対するIEC規格のクラスCを満足する電子安定器を開発し、その回路動作の解析や実験を行なうことで一般の電源回路への応用可能性を探ることを目的とした。計画期間の初年度においては、プッシュプル型インバータにチャージポンプ機能を回路に付加することで、高調波規制をクリアできる電子安定器を開発した。これは回路内の定電流インダクタにおいて発生する高周波電圧を入力電源と並列に配置した2個の小容量コンデンサーの中点に印加することにより、2個のコンデンサーに充放電を繰り返させ、入力電源電圧が低い場合においても、回路内へ電流を取り込むことを可能にしたものである。2年目は、高調波を抑制する新たな回路方式の電子安定器を開発した。これは、従来筆者らが提案している中性点形昇圧コンバータを1)降圧型や2)昇降圧型に改良し、これらを利用した照明用電子安定器を開発したものである。これは、昇圧型に比較し、より耐圧が低い回路素子を利用でき、低コスト化ができた。入力電流の高調波はIEC規格を満足し、出力波形のリップルも小さく、高力率であることも実験的確認できた。これらの結果は、国際学会でも発表した。さらに、前年度開発したチャージポンプ機能を付加したプッシュプル型インバータ回路の動作解析を行い、プッシュプル型電源回路へ応用することの可能性も検討した。これは、店舗の棚照明などの一箇所に複数個設置されているランプに対して、一括した電子安定器を作ろうとしたものである。一応の成果が得られたが、発表すべく実験中である。スイッチングデバイスを用いた電子機器への入力電流の高調波抑制の回路技術については様々な方法が提案されているが、本研究では、プッシュプル型のインバータに、チャージポンプ機能を付加することによって、照明用機器に対するIEC規格のクラスCを満足する電子安定器を開発し、その回路動作の解析と実験を行った。チャージポンプ機能を付加するため、プッシュプル型インバータで使用されている定電流インダクタで発生する高周波電圧に着目した。この高周波電圧を入力電源と並列に配置した2個の小容量コンデンサーの中点に印加することにより、2個のコンデンサーは充放電を繰り返し、そのため入力電源電圧が低い場合においても、回路内へ電流を取り込むことが可能となる。いくつかの容量のコンデンサーに対し実験を実施し、入力電流に含まれる高調波含有率をIECの規制値以下に抑えることが実証できた。一方、このチャージポンプは入力電源電圧の全期間にわたって機能していろことから、電源電圧が高い期間においては必要以上の電流が回路内に取り込まれ、結果的に電子安定器全体回路の効率低下につながる現象も発生した。そこで、チャージポンプ機能を電源電圧の高低に応じて制御することにより、高調波電流抑制と同時に高効率なインバータを開発することを目指した。回路内の平滑コンデンサーの印加電圧が入力電源に対応して脈動していることに注目し、この電圧をPWM制御回路への信号として取り込み、チャージポンプ機能の制御を図った。開発した回路について実験を行い、一応の成果が得られたので学会でも発表した。その他、補助金により購入した安定化電源を用いることにより、回路構成は異なるが高調波低減に有効な別タイプの電子安定器の実験を実施することが出来たため、その成果も学会発表することが出来た。本研究では、照明用機器に対するIEC規格のクラスCを満足する電子安定器を開発し、その回路動作の解析や実験を行なうことで一般の電源回路への応用可能性を探ることを目的としている。

計画期間の初年度においては、プッシュプル型インバータにチャージポンプ機能を回路に付加することで、高調波規制をクリアできる電子安定器を開発した。これは回路内の定電流インダクタにおいて発生する高周波電圧を入力電源と並列に配置した2個の小容量コンデンサーの中点に印加することにより、2個のコンデンサーに充放電を繰り返させ、入力電源電圧が低い場合においても、回路内へ電流を取り込むことを可能にしたものである。2年目は、高調波を抑制する新たな回路方式の電子安定器を開発した。これは、従来筆者らが提案している中性点形昇圧コンバータを1)降圧型や2)昇降圧型に改良し、これらを利用した照明用電子安定器を開発したものである。これは、昇圧型に比較し、より耐圧が低い回路素子を利用でき、低コスト化ができた。入力電流の高調波はIEC規格を満足し、出力波形のリップルも小さく、高力率であることも実験的確認できた。これらの結果は、国際学会でも発表した。また、前年のチャージポンプ機能を付加したプッシュプル型インバータ回路の動作解析を行い、プッシュプル型電源回路へ応用すること可能性も検討した。これは、店舗の棚照明などの一箇所に複数個設置されているランプに対して、一括した電子安定器を作ろうとしたものである。一応の成果が得られたが、発表すべく実験中である。
多点損傷センシングおよびワイヤレス化に対応した小型ひずみ計測センサの開発

CMOSインバータ発振回路を組込んだ小型センサを用い,ひずみ計測用ゲージとダミーゲージの出力差分を求めることで,ブリッジ回路と同程度のひずみ計測が可能となることを示した.続いて,この小型センサのひずみ計測値をワイヤレスでデジタル出力できる形式に発展させた.また,高サンプリング周波数で計測可能なレシプロカル法を採用した発振回路ひずみセンサを開発した.そして,これらの発振回路ひずみセンサにより,繰返し荷重を受ける試験部材の損傷状況の検出が可能であることを示した.さらに,発振回路ひずみセンサによる,静ひずみ,動ひずみの適切な計測手法を導いた.平成26年度は,研究項目(1):静ひずみ計測における誤差原因の検討と計測信頼性の向上を実施した.今年度試作した,ひずみ測定用と補正用の二つの発振回路を組み込んだ第1段階の小型センサおよび,一つの発振回路を持つ小型センサ(2個)を用いて,回路出力(ひずみ出力)の計測検証試験を行った.これらの検証試験より,発振回路を用いたひずみ計測では,抵抗値の高い350Ω以上のひずみゲージを用いた方が計測精度は向上することを確認した.センサが低抵抗であることは,ディジタル計測システムに組み込む際,消費電力等が問題となることが多いが,高抵抗向けの本方法は将来的には組み込みシステムとしての発展も期待できる.さらに,小型センサにおいても,ダミーゲージを用い,その出力とひずみ計測用のゲージの出力の差分を計測することにより,ひずみによる抵抗変化以外の影響(回路素子の温度変化、環境温度,ノイズなど)を除去でき,出力を安定させることが可能であった.小型センサでは,ダミーゲージで測定された,ひずみによる抵抗変化以外の影響は比較的小さく,発振周波数の一次関数近似の補正法によるひずみは,ブリッジ回路とほぼ同程度の精度で計測が可能であった.ダミーゲージ用の補正回路は,ひずみ計測用のものと同じ環境下に置く(近くに設置する)方がより精度よい計測が可能となった.これらの結果を考慮して,同一センサ内にひずみ計測用に加えダミーゲージ用の回路を有し,またマイコンチップを搭載しデジタル化した出力が可能となる第2段階の小型センサの試作を行った.本小型センサは,マイコンによりひずみのサンプリング時間平均を出力するため,ひずみ出力の周波数を低くできるためワイヤレス化にも適用しやすいと考えられる.平成27年度は,研究項目(2):ワイヤレス化したセンサによる“その場",“継続・定期的"損傷センシング技術の構築を実施した.はじめに,昨年度作製した,構成素子,補正法を修正し,かつマイコンチップを搭載してデジタル出力が可能となった試作小型センサのひずみ計測試験を行った.本試験より,試作小型センサによって,通常のブリッジ回路と同程度の精度でひずみの計測が可能であることを確認した.その後,損傷センシング試験に用いる試験片の設計および製作を行った.今年度は,この試験片を用いて,試作小型センサによるひずみ計測を塑性領域まで拡張して実施した.試験では,き裂発生の観察および画像取込みもあわせて試みた.本試験より,塑性ひずみに対しても通常のブリッジ回路と同程度の精度で計測可能であることを確認できた.(なお,これらの試験において,小型センサの計測値が安定しない場合が現れたため,その原因の検討を継続して行うこととなった.)さらに,サンプリング時間(周波数)の向上のため,ひずみの計測法としてレシプロカルカウント法を用いた場合の,ひずみ計測のサンプリング周波数と計測精度について検討を行った.その結果,サンプリング周波数は120 Hzまで向上できる可能性のあることがわかった.以上の検討結果を考慮し,今年度の小型センサにワイヤレス化を施した第2段階の小型センサの設計・再試作へと展開することができた.また,研究目的(3):広い周波数帯域成分を持つ変動荷重下での動ひずみ計測における信頼性の検証において実施予定の試験システムを“多軸振動非接触自動計測システム(Multi-axis Vibration Evaluating System: MaVES)"を用いて構築可能であることを確認した.今年度計画した事項について,以下の結果を得ることができた.(1)デジタル出力を可能にした試作小型センサを用いたひずみ計測試験を行い,ブリッジ回路とほぼ同程度の精度でひずみ計測が可能となることを確認できた.(2)レシプロカルカウント法によるひずみ計測では,120 Hz程度までのサンプリング周波数で計測が可能となることがわかった.(3)ひずみ計測試験をもとに,ワイヤレス化した第2段階の小型センサの設計とおよび再試作を行うことができた.計画していた損傷センシング試験については,試験実施のため導入予定であった“油圧掴み具"の設置が年度末まで遅れたため実施が不可能となった.これは,今年度,研究代表者の所属が変更となり,本試験に使用する疲労試験機の移設を検討する期間が必要となったことが原因である.“油圧掴み具"設置は完了したので,試験は次年度行う予定である.なお,損傷センシング試験にかえて,塑性領域まで拡張したひずみ計測試験を,試作小型センサを用いて行い,塑性ひずみについても通常のブリッジ回路と同程度の精度で計測可能であることが確認できた.

平成28年度は,昨年度に引き続き,研究項目(2):ワイヤレス化したセンサによる“その場",“継続・定期的"損傷センシング技術の構築と研究目的(3):広い周波数帯域成分を持つ変動荷重下での動ひずみ計測における信頼性の検証を行った.はじめに,ワイヤレス化を施した第2段階の試作小型センサの静引張り荷重下のひずみ計測試験を行い,ワイヤレス計測の正確さ(精度)を検証した.本試験より,試作小型センサによって,通常のブリッジ回路と同程度の精度でひずみの計測が可能であることを確認した.また,この試作小型センサおよびレシプロカルカウント法を用いたひずみ計測センサを用いた疲労き裂進展試験を実施し,き裂進展に伴うひずみ計測値の変化とき裂進展量の関係を調査した.その結果,これらのセンサで測定されるひずみの変化に基づいて,き裂の進展状況を検出可能であることを示した.さらに,構築した加振試験システムを用い,試作小型センサおよびレシプロカルカウント法を用いたひずみ計測センサに対して,広範囲に振動周波数を変化させた動ひずみの計測試験を行った.これらの疲労・加振試験の結果より,現状のセンサでは,静ひずみなど低周波数のひずみ測定には試作小型センサを,十数Hzまでの周波数の動ひずみの計測にはレシプロカルカウント法を用いたセンサを適用する計測法が有効となることが確認された.以上の試作小型ひずみセンサによる計測において,ひずみ測定値の一部に,発振回路における貫通電流の影響が出ていることがわかった.第3段階(最終形)として,その対策を施したワイヤレス・デジタル出力小型センサの試作を行った.今後,最終形小型センサによるひずみ計測の信頼性(出力の正確さ,ばらつき)に関する検討を行う予定である.CMOSインバータ発振回路を組込んだ小型センサを用い,ひずみ計測用ゲージとダミーゲージの出力差分を求めることで,ブリッジ回路と同程度のひずみ計測が可能となることを示した.続いて,この小型センサのひずみ計測値をワイヤレスでデジタル出力できる形式に発展させた.また,高サンプリング周波数で計測可能なレシプロカル法を採用した発振回路ひずみセンサを開発した.そして,これらの発振回路ひずみセンサにより,繰返し荷重を受ける試験部材の損傷状況の検出が可能であることを示した.さらに,発振回路ひずみセンサによる,静ひずみ,動ひずみの適切な計測手法を導いた.本研究で,今年度計画した事項について,以下の結果を得ることができた.(1)試作センサを用いたひずみ計測検証試験を行い,回路素子の温度変化,環境温度,ノイズなどの影響を明らかにできた.(2)ひずみ計測用のゲージに加えてダミーゲージを用いることで,ひずみ出力が安定させることができた.(3)ひずみゲージ抵抗値の補正関数について検討し,発振周波数の一次関数近似の補正法でブリッジ回路とほぼ同程度の精度でひずみ計測が可能となることを確認できた.(4)ひずみ計測検証試験をもとに,同一センサ内にひずみ計測用に加えダミーゲージ用の回路を有し,デジタル化した出力が可能となる第2段階の小型センサを試作することができた.ワイヤレス化を施した第2段階試作センサのひずみ計測試験を行い,ワイヤレスによる計測の正確さ(精度)を検証する.また,試作センサを,き裂進展下の損傷センシング試験に適用し,ひずみゲージ出力の時間的変化とき裂進展状況の関係を調査する.その結果をもとに,本センサによって検出可能な損傷レベルを明らかにする.さらに,“多軸振動非接触自動計測システム(Multi-axis Vibration Evaluating System: MaVES"を用いて構築した試験システムにより,第2段階試作センサに対して広範囲に振動周波数を変化させた動ひずみの計測試験を行う.
タンパク質の機能とモジュールシャッフリング

タンパク質の機能は全体構造に担われているわけではなく、(1)むしろ局所構造としてのモジュールが機能を担うこと、(2)モジュールを部品として生物が進化の過程で行ってきたタンパク質デザインの実体を明らかとする目的で本研究を開始した。結果として、タンパク質の各種の機能は局所的であり、ほとんどの機能はモジュールにアサインできることがわかった。例えば、(1)ファミリー10キシラナーゼの触媒ドメインにおいて、機能部位はモジュー・ルに局在し、(2)金属イオンの配位子は多くの場合1個または2個のモジュールに局在していた。しかも、構造も機能も全く異なるタンパク質に、立体構造が類似で同様の機能を持つモジュールが頻繁に存在することから、シャッフルされたモジュールである可能性が示された。(3)タンパク質間相互作用が共通のモジュールによって担われているケースも発見した。(4)ヘモグロビンのサブユニット間相互作用は、サブユニット当たり主に2個のモジュールが関わっているに過ぎない。この局在性が、様々な系統におけるヘモグロビンのサブユニット構成の多様性を生む1つの要因であると考えられる。さらに、実験によりモジュールはシャッフリングが可能なユニットであることを示した。例えば、(1)RNasbの一種であるバルナーゼからモジュールM2を欠失させても、天然構造に近い立体構造を形成し、また天然タンパク質に特有の2状態転移を示した。(2)ファミリー10に属する2種のキシラナーゼ間でモジュールM10を交換したキメラ・キシラナーゼにおいて、酵素活性は10分の1に下がったものの、構造と機能が維持されていた。本研究により、モジュールに基づくタンパク質デザインの基本原理の一端を、計算科学と実験科学の両側面から明らかにすることができた。立体構造既知のタンパク質のすべてをモジュールに分解し、モジュールを部品としたタンパク質の機能進化の様式を解明する事を目的に研究の1年目をスタートした。今年度はDNAとの相互作用、金属イオン結合、基質糖の認識などの機能部位がモジュールにどのように分担されているのかを解析し、モジュールに機能をアサインした。さらに、これらの機能性モジュールがどのようなタンパク質にシャッフルされているのかを明らかにするための研究を開始した。申請者らが開発したモジュール自動同定法プログラムにより、立体構造が既知のすべてのタンパク質をモジュールに分解し、モジュールの立体構造と機能によりモジュールを分類し、以下の成果が得られた。(1)立体構造が有意に類似しているリン酸基結合HTHモジュール(pbHTHモジュール)が数種の異なるDNA結合・修復酵素に存在しており、しかも類似のDNA結合様式をもっていることから、これらのモジュールは遺伝子間でシャッフルされたと考えられた。(2)モジュールの立体構造と機能の類似性はモジュールのアミノ酸配列に一定のパターンを与えていることを明らかにし、3Dキーノートの概念を提唱した。(3)ファミリー10に属するキシラナーゼの触媒ドメインは22個のモジュールにわかれたが、機能部位はモジュールに局在しており、モジュールの機能的な意味が示された。8種の真菌のキシラナーゼ遺伝子で、触媒ドメイン内のイントロンの位置はモジュール境界と統計的に有意な相関を示した。(4)ファミリー10に属する2種のキシラナーゼ間で、モジュールM10を交換したキメラ・キシラナーゼを作成したところ、酵素活性は10分の1に下がったものの、構造と機能は維持された。さらにM10にアミノ酸置換を施したが、活性は維持されており、モジュールM10が構造的に柔軟であることが示された。球状タンパク質はコンパクトな部品モジュールに分解できる。モジュールは15残基程度の短いセグメントであり、タンパク質の機能をも担うケースが知られている。立体構造既知のタンパク質のすべてをモジュールに分解し、立体構造と機能からモジュールを分類し、モジュールを部品としたタンパク質の機能と構築の様式をしらべることにより、各種タンパク質の構築原理と機能部品の進化的由来を明らかにすることを目的として研究を進めた。

今年度は金属結合、タンパク質間相互作用、DNAやRNAとの相互作用、ATPやGTP結合などの機能部位がモジュールにどのように分担されているのかを主に解析した。Mg,Ca、Znなどの金属イオンの配位子は多くの場合1個または2個のモジュールに局在していることがわかった。金属イオンの結合に関わらず、結果的にわかったことは、タンパク質の各種の機能は局所的であり、ほとんどの機能はモジュールにアサインできることがわかった。しかも、3次構造も機能も全く異なるタンパク質に、立体構造が類似で同様の機能を持つモジュールが存在していたことから、これらはシャッフリングされたモジュールである可能性がある。その一例は、タンパク質相互作用が共通のモジュールによって担われているケースである。共通なモジュールが、光合成における集光装置であるフィコシアニンと、光合成で得られたエネルギーを利用して炭素を固定する代謝経路の酵素、ピルビン酸、正リン酸ジキナーゼに見られた。また、モジュール1個取り除いたミニバルナーゼが、天然タンパク質に特有の2状態転移をしめすことから、モジュールはタンパク質設計の際に、付け加えたり、取り外したりができる部品であること、すなわちシャッフリングが可能なユニットであることを実験的に示すことができた。モジュールはタンパク質のコンパクトな構造単位として同定され、多くの場合機能の単位でもある。平均して15アミノ酸残基程度の短い部分構造である。ゲノム上のイントロン位置とモジュール境界との相関に関して、ゲノム情報に基づく大規模な解析を行ったところ、イントロンの数が増えるに従って、統計的に有意な相関が一層明確になった。モジュールが規格化されている可能性を考えて、モジュールの立体構造に基づく分類を行った。非相同なタンパク質に共通に見られるモジュールが数多く見つかった。イントロン位置とモジュール境界の間には、統計的な有意相関がなりたつことから、これらのモジュールはシャッフルされた可能性が高い。高い頻度でシャッフルされたと考えられるモジュールとそうでないものが存在することは興味深い。相同タンパク質の進化の過程で、モジュールが付け加わったり失われたりしていることを、真核生物だけでなく原核生物にも存在しているヘモグロビンを用いて解析した。ヘモグロビンのN端側では、モジュールがつけ加わるあるいは欠失することが起きている。モジュールの欠失・添加があるかないかを含めて、このことの機能的な役割は明らかでない。一般に、タンパク質の複合体のモジュール解析を行うと、サブユニット間の相互作用をになう接触部品として働いているモジュールが存在することから、サブユニット間やタンパク質間の相互作用にはモジュール程度の短いセグメントで十分であることもわかった。「タンパク質の機能とモジュールシャッフリング」研究により、以下のことを明らかにすることができた。