hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナラ枯れとシカ食害の二重被害後の森林の再生過程の解明

ナラ枯れ被害の跡地では、先駆樹種(森林の回復過程でまずはじめに定着する樹種)の定着確率が増加した。シカの影響については、剥皮は限定的であるが、採食は、調査した森林の下層植生および森林の再生に大きく影響していると考えられた。先駆樹種であり、シカの不嗜好性樹種であるナンキンハゼおよびクロバイはナラ枯れ跡地においてよく成長しており、ナラ枯れとシカ採食が複合したことはこうした樹種に有利に働いている。シカ採食の影響下にあるナラ枯れ跡地においても、森林の再生は進行しているとみられるが、その過程は通常とは異なったものになっていると考えられる。ナラ枯れとシカ食害の両方の被害を受けている森林の更新過程を解明するため、銀閣寺山国有林(京都市左京区)の広葉樹二次林において、2005年まで調査がおこなわれていた調査区(1.05ha)を復活させた。この調査区において毎木調査(胸高直径3cm以上の幹を対象)および下層木(1年生以上の実生胸高直径3cm未満)の出現頻度の調査を実施し、2005年以前の結果と比較した。毎木調査の結果からは、ナラ枯れ被害にともなうコナラの優占度の減少が確認された。その一方、アラカシ・サカキ・ヒサカキなどの常緑広葉樹の増加は、ナラ枯れ・シカ食害被害の発生以前から継続していた。アラカシには樹皮剥ぎ被害が多発していたが、それにより枯死したものは少数であった。下層木の調査からは、アラカシ・サカキ・ヒサカキなど、ナラ枯れ・シカ食害被害の発生以前から出現頻度が継続的に高い樹種があった。とくにナラ枯れ跡などではクロバイや外来種のナンキンハゼなど、シカ不嗜好性樹種が増加していた。また、ナラ枯れ跡には、イワヒメワラビやレモンエゴマが優占する箇所もあることが確認された。その一方で、アオキ・イヌツゲなど、シカの嗜好性の高い種が著しく減少していた。これらのことから、シカの食害のあるナラ枯れ跡地においては、もともと数の多い樹種か、あるいはシカ不嗜好性樹種しか更新していないことが示唆された。現状ではシカの影響は林冠木の種構成などには影響していないと考えられたが、将来的には林冠構成樹種の減少や、外来種であるナンキンハゼの増加といった状態を招く可能性が考えられる。志賀試験地(滋賀県大津市)においては調査地の位置を確認した。シカによる採食がナラ枯れ後の広葉樹林の更新に及ぼす影響を解明するため、銀閣寺山国有林試験地(京都市左京区)において2014年度に実施した、下層の木本樹種の消長の現地調査の結果を統計モデルにより解析した。具体的には、5m×5m方形区200カ所における、1992年の各樹種のあり/なしと、2014年のあり/なしの結果から、各樹種ごと方形区ごとの絶滅確率・定着確率などの具体的な個体群パラメーターを推定する階層ベイズモデルを作成した。このとき、方形区がナラ枯れ跡のギャップであるか否かという説明変数も加え、これに対する係数に樹種ごとのランダム効果が働くと仮定した。このモデルによる解析からは、ギャップの方形区ではヤブムラサキやカラスザンショウ・クロバイ・ナンキンハゼといったパイオニア樹種の定着確率が高いことが推定された。一方、アオキ、シャシャンボなどの絶滅確率が高いと推定された。2015年度には、銀閣寺山国有林試験地のナラ枯れ跡ギャップに設置されたシカの柵の内外に1m×1m方形区をそれぞれ12カ所に設置し、樹木の実生・稚樹の調査をおこなった。また、シカ柵外のギャップとシカ柵内とに15m×15m方形区をそれぞれ1カ所設置して胸高以上の木本すべてについて毎木調査をおこなった。実生・稚樹の調査では、シカ柵外では柵内よりも実生・稚樹の密度が著しく小さく、また最大樹高も低かった。毎木調査の結果では、シカ柵内ではカラスザンショウやアカメガシワといったパイオニア樹種が更新している一方、シカ柵外では新規に更新してきたと考えられる樹種はクロバイおよびナンキンハゼの2種のみであることがわかった。こられらはいずれもシカの採食の影響であると推定された。このほか、志賀試験地(滋賀県大津市)に下層植生調査のための2m×2m方形区を18カ所に設定した。志賀試験地における調査は当初計画より遅れているが、銀閣寺山国有林試験地の調査結果をもとに階層ベイズモデルを作成し、各樹種ごとの絶滅確率・定着確率などのパラメータを推定することに既に成功している。志賀試験地における調査は2016年度に実施することとしており、これらを総合的に判断すると、おおむね順調に進捗していると判断される。銀閣寺山国有林(京都市左京区)の、ナラ枯れ被害を受けた、ニホンジカの採食圧下にある広葉樹二次林において、ナラ枯れ跡の森林の再生状況を調査し、森林内の上層木については、ナラ枯れにともないコナラが減少していた一方、アラカシの優占度が増加していた。アラカシはナラ枯れの影響をあまり受けず、またシカによる剥皮も受けていたが、それにより枯死することは少なかった。下層木について、ナラ枯れ・シカ増加の前後での各樹種の残存確率および新規定着確率を推定したところ、アオキなどの樹種の残存確率がとくに低い一方、ナラ枯れ跡のギャップでは、カラスザンショウなどの先駆種のほか、シカの不嗜好性樹種であるクロバイやナンキンハゼの定着確率が高かった。

さらに、シカ柵内外で森林の再生状況を比較した。シカ柵内では、カラスザンショウやアカメガシワなどの先駆種に加えて、アラカシ・ウワミズザクラなども萌芽により更新していた一方、シカ柵外では、ギャップ形成後に樹高1.3mにまで更新したと考えられる樹種はクロバイおよびナンキンハゼのみであった。以上の結果から、ニホンジカの多いナラ枯れ跡のギャップ内ですみやかな更新をはかるためには、シカ柵設置などの対策が必要であると考えられた。また、滋賀県大津市においても同様の森林において、下層植生に出現する維管束植物を調査した。その結果、ナラ枯れ発生・ニホンジカ増加の前の2001年の結果と比較すると、2001年にもっともよく出現していたイヌツゲでは、広域的な出現しやすさには明確な減少は認められなかったものの、出現確率自体は減少していると考えられた。この結果は、ニホンジカの採食の影響などにより、イヌツゲの個体密度が減少している可能性を示唆するものであり、森林の構成樹種を変化させていることが示唆された。ナラ枯れ被害の跡地では、先駆樹種(森林の回復過程でまずはじめに定着する樹種)の定着確率が増加した。シカの影響については、剥皮は限定的であるが、採食は、調査した森林の下層植生および森林の再生に大きく影響していると考えられた。先駆樹種であり、シカの不嗜好性樹種であるナンキンハゼおよびクロバイはナラ枯れ跡地においてよく成長しており、ナラ枯れとシカ採食が複合したことはこうした樹種に有利に働いている。シカ採食の影響下にあるナラ枯れ跡地においても、森林の再生は進行しているとみられるが、その過程は通常とは異なったものになっていると考えられる。志賀試験地で予定していた毎木調査をおこなわず、銀閣寺山国有林での下層植生の調査を先行させた。環境条件に対する各樹種の反応の統計モデリングの構築にも着手しており、総体的にはおおむね順調に進展していると考えられる志賀試験地において下層植生の調査を実施する。過去の調査記録と比較して、ナラ枯れ・シカ増加の前後で植物相にどのような変化があったのかを解明する。可能であれば、シカの利用頻度との関係について検討する。銀閣寺山国有林試験地においては、下層植生の状況をモニタリングする。さらに2015年度のシカ柵内外での調査結果を使用して、統計モデルを作成し、ナラ枯れ跡においてシカが増加した場合の森林の更新動態について予測をおこなう。森林生態学志賀試験地ではシカ食害がないことを想定していたが、実際にはあることが確認された。このためシカ食害のない環境条件については、銀閣寺山国有林のシカ防護柵内での調査をあてることにする。志賀試験地の結果は、銀閣寺山国有林での結果を補完・補強するものとして扱うこととする。研究補助員の雇用を予定していたが、雇用を行わずに研究をおこなったためである。調査地から離れた場所に勤務することとなったので、旅費の使用が増える見込みである。このほか、論文作成にともない、英文校閲料金、論文掲載料金が発生する見込みである。
鉄ジチオレン錯体を基盤としたヒドロゲナーゼモデルの創製、及び水素生成触媒への応用

ジチオレン金属錯体を基盤とした高活性水素生成触媒の創製を目的とし、ビス(ピラジンジチオラト)金属錯体(M=Ni(II)(1),Pd(II)(2),Pt(II)(3))の水素生成触媒機能に関する研究を行った。金属錯体を触媒とした水からの水素生成では、水からのプロトン引き抜き、金属中心へのプロトン供給、金属中心での水素生成反応という反応が起こる。錯体1-3を用いることにより、(i)ピラジン部位による水からのプロトン引き抜き、(ii)ケトエノール互変異性化による活性点へのプロトン供給、(iii)電子で満たされたd_z^2軌道での水素生成反応が非常に効率よく進行し、水素生成触媒サイクルの加速が期待される。錯体1-3の水素生成触媒機能は電気化学的手法により評価した。錯体1-3のメタノール溶液をグラッシーカーボン(GC)電極表面に滴下し、風乾させることで錯体修飾電極を作成した。その修飾電極を作用電極として酢酸緩衝溶液中(pH5)でリニアースウィープボルタンメトリー(LSV)を測定したところ、Ni錯体(1)及びPd錯体(2)の場合、-1000mV vs. SCE付近から水素生成に伴う触媒電流が観測された。Pt錯体(3)の場合、触媒電流は観測されなかった。バルクの金属を触媒としたとき、ニッケルの水素生成触媒活性は白金に比べ格段に低いことが知られている。しかし本研究では、ビス(ピラジンジチオラト)金属錯体を用いることにより、白金を超える触媒活性をニッケルに付与することに成功した。さらに、発生水素ガスの定量にも成功し、Ni錯体の触媒回転数が18000回、Pd錯体の触媒回転数が21000回(5時間当たり)であることも明らかとなった。酢酸緩衝溶液のpHを変化させてLSVを測定し、触媒能のpH依存性を調査した。その結果、錯体1,2はpH5以下では触媒能を示したが、pH6以上では触媒能を示さなかった。なお、錯体3は全pH領域で触媒活性を示さなかった。錯体1-3のpK_aは56であり、そのpK_aより小さいpH領域でのみ触媒活性が発現している。すなわち、錯体による水からのプロトン引き抜きが触媒活性を発現する上で非常に重要な鍵であることが明らかとなった。
白血球による糖ヌクレオチド解析を基盤としたCOPD 発症機構の解明

白血球の機能異常がCOPD発症の一因である事が示唆されている。タバコ煙で曝露により、マクロファージはBisecting GlcNAc修飾されたタンパクの増加が認められた。また、酸化ストレスを軽減する事が知られている抗炎症性脂質メディエーターレゾルビンE1(RvE1)の添加により、マクロファージ内での活性酸素種の産生が抑制され、その結果機能が改善された。以上の結果より、RvE1は今後臨床の現場においても、新たな治療法につながる可能性が示唆された。ヒト好中球、マウスマクロファージ細胞株(RAW264.7)を用いたタバコ煙抽出液(CSE)、アクロレインによる糖鎖修飾変化の解析、及び抗酸化酵素(スーパーオキサイドジスムターゼ(SOD-1))欠損マウスマクロファージを用いた糖鎖修飾解析を中心に行った。E_4-PHAによるレクチンプロットより、CSEやアクロレインを添加したRAW264.7細胞では、bisecting GlcNAc修飾された多数のタンパクの増加が認められ、この変化はわずか30分で起こっていた。また、ヒト好中球を用いた実験においてもCSEの添加によりBisecting GlcNAc修飾されたタンパクの増加が認められた。また、他の糖鎖修飾についても検討を行ったところ、AOLによるレクチンプロットにおいても、CSEやアクロレインの添加によりcore fucoseをもったタンパクの増加が認められた。一方、SSAやL_4PHAにレクチンプロットにより、α-2, 6-sialic acidやβ-1, 6-GlcNAcには顕著な変化は認められなかった。次に慢性的な酸化ストレスに対する糖鎖修飾の変化を検討するためSOD-1欠損マウスを用いた実験を行った。腹腔マクロファージを採取し、糖鎖修飾変化をレクチンプロットにより解析を行なった。SOD-1欠損マウス腹腔マクロファージでは、CSEを添加したマクロファージと同様に野生型に比べてbisecting GlcNAcやcore fucose修飾されたタンパクの増加が認められた。また、マウス肺組織全体においても、野生型に比べてSOD-1欠損マウスでは、Bisecting GlcNAc修飾されたタンパクの増加が認められたが、β-1,4-N-アセチルグルコサミン糖転移酵素(GnTIII)の酵素活性は、野生型と比べ有意な差は認められなかった。前年度の検討より、慢性的な酸化ストレスを起こしている銅、亜鉛-スーパーオキサイドジスムターゼ(SOD-1)欠損マウス腹腔マクロファージでは、タバコ抽出液を添加したマクロファージと同様に、bisecting GlcNAcやcore fucose修飾されたタンパクの増加が認められた。そこで、糖鎖修飾の変化による、マクロファージ機能への影響について解析を行なった。内毒素(LPS)を添加すると、マクロファージは、活性化され、細胞骨格(アクチン)が変化する事は良く知られている。そこで、LPS刺激によるアクチン骨格変化について検討を行なった。SOD-1欠損マウスマクロファージでは、LPS刺激をしても、アクチン骨格に変化が認められなかった。そして次に、マクロファージの機能に影響が起きているか検討をおこなうため、マクロファージ貧食能に着目し、大腸菌(E-Coli)の取り込みについて検討を行った。その結果、sOD-1欠損マウスマクロファージでは、E-Coliの取り込みが野生型のおよそ、半分にまで低下していた。また、一方で、SOD-1欠損マウスマクロファージでは、種々の酸化ストレスにより誘導される事が知られている、ヘムオキシゲナーゼ(HO)-1の発現が亢進していた。これらの結果は、SOD-1欠損マウスマクロファージでは、酸化ストレスがかかり、それにより細胞機能に異常を齎していることが分かった。来年度は、糖鎖機能の変化とこの異常が関係するのか、また酸化ストレスの軽減により、機能を回復させる事が出来るかという事について研究を行って行きたい。抗炎症性脂質メディエーター、レゾルビンE1(RvE1)がタバコ煙曝露によるマクロファージ機能低下に効果があるか検討を行い、COPDの新規治療薬としての可能性について検討を行う事を目的とした。マクロファージ細胞株(RAW264.7)にタバコ抽出液(CSE)、及びタバコ煙成分の一つで、非常に反応性の高いジカルボニル化合物であるアクロレイン(ACR)を添加した後、ファロイジンで染色による細胞化学的検討より、アクチン染色を行った。CSEやACRの添加により、細胞突起が短くなり、縮小している細胞が多数認められたが、RvE1(10 nM)の前処置により、この骨格変化は改善された。次に貪食能について、CSEおよびACRで処理したRAW264.7細胞に、FITC標識した大腸菌を添加し検討を行なった。CSEおよびACRで処理によりRAW264.7細胞の貪食能は通常の50%まで低下していたが、RvE1(10-100nM)の前処理により、貪食能が改善された。

CSEの添加は、NADPH-oxidase(NOX)2を介したマクロファージ内の活性酸素種の産生を亢進する事が知られているが、RvE1の前処理により、NOX2による活性酸素種の亢進が抑制され、細胞内の活性酸素種の産生も改善された。また、CSE曝露により引き起こされるマクロファージの細胞死もRvE1の添加により抑制された。以上の結果よりRvE1は、タバコ煙曝露によるマクロファージ内の活性酸素の産生を抑制する事により、マクロファージの機能を回復させ、COPDのこれまでにない新しいタイプの創薬となる可能性が考えられる。慢性的な酸化ストレスによる糖鎖付加の異常から、マクロファージの機能異常につなげられた事は評価できると思う。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後、タバコ煙やSOD1欠損による酸化ストレスの軽減により、機能が回復するか、糖鎖付加への影響が改善されるかということについて、検討を行って行く予定である。
有酸素運動トレーニングとVEGF,機能性食品に関する研究

血管内皮細胞増殖因子(Vascular Endothelial Growth Factor : VEGF)は,血管内皮細胞の維持,増殖に重要であり血管構造形成に重要な物質である。VEGFは,血管壁の平滑筋細胞やマクロファージなどの正常細胞で産生されるほか,さまざまな癌細胞で産生され血管内皮細胞に特異的に作用し血管新生を誘導する。血管新生は,既存の血管から新しい血管網が形成される現象で,個体の発生,成長,黄体形成,創傷治癒などの生理的過程や腫瘍,糖尿病性網膜症,閉塞性血管障害といった病的状態の進展や修復の過程で重要な役割を果たす。これらの生理的・病的状態では,当該組織細胞内における局所的なhypoxiaが細小血管の増生の主要因と考えられてきているが,その機構に関してはなお不明な点が多い。また,以前より,有酸素運動によって骨格筋の毛細血管数が増加することが知られており,その機序についてのさまざまな検討が行われている。そこで,本研究では,動物(ラット)を用いて,VEGF発現に及ぼす有酸素運動の影響について検討した。トレーニングにより,長指伸筋およびひらめ筋において毛細血管数の増加が観察された。また局所的な一過性のVEGF発現の上昇が,有酸素運動時の毛細血管数増加に関与している可能性を明らかにした。また機能性食品であるエイコサペンタエン酸(EPA)のようなシス配置の多価不飽和脂肪酸は,魚油の主要な脂肪酸成分であるが,これらは細胞膜に作用し様々な生理学的影響を与える。本研究では,これら多価不飽和脂肪酸がヒト臍帯血管内皮細胞(HUVECs)においてエンドセリン-1(ET-1)産生にどのような作用を及ぼすかを検討することを目的とした。さらに,インスリン添加時での多価不飽和脂肪酸のET-1産生に及ぼす作用についても検討を加えたEPAは,インスリン添加時,非添加時いずれにおいてもHUVECsのET-1産生を抑制するが,これは,EPAによる亢進したNO産生によるフィードバック機構ではなく,EPAによるET-1 mRNAの発現抑制による直接作用であることがわかった。我々ヒトを含む脊椎動物は閉鎖血管系を持ち、各組織は実質細胞と血管系との密接な関係の上に成り立っている。血管系には、多くの興味深い生物学的な現象があるが、その中でも注目を集めているものの1つは"血管新生"である。正常な血管新生以外に、炎症、糖尿病性網膜症、固形腫瘍の増殖などに病的血管新生が認められ、疾患の進展に深く関与している。これまでに、生理的、あるいは病的血管新生にどのような因子群が関与するかについて多くの研究が行われた結果、血管内皮増殖因子(VEGF)などの重要なタンパク質因子が明らかにされてきた。これらは全て、血管内皮細胞膜上に受容体を持ち、それらは各々特異的な分子であるが、構造的にはチロシンキナーゼ型受容体ファミリーに属する。VEGFの血管内皮細胞増殖に関するシグナル伝達もまだ解析が始まった段階である。この血管新生を制御する機構の1つとしてVEGF(vascular endothelial growth factor)とその受容体であるFlt-1およびKDR/Flk-1が重要な役割を果たしており、このことについて研究をした。有酸素運動時に運動器として重要である関節の病気である慢性関節リウマチ(RA)の病気の主座である滑膜において、病初期から著しい血管新生が認められ、新生血管がその後に続く慢性経過の基礎となるため、初期から抗血管新生効果のある治療を十分に行う必要がある。そして、関節軟骨の保護を図ることがその後の治療をよりよい状態へと導くものと考えられる。本研究にて我々は抗VEGF抗体を用いて、実際にRAに治療効果があることを世界で初めて証明し論文発表した。また、有酸素運動において上昇する成長ホルモン(GH)の糖・ケトン体代謝への影響についても初めて証明し論文発表した。更に生活習慣病の一つとして重要である糖尿病のインスリンのシグナル機構についても研究し論文発表した。我々ヒトを含む脊構動物は閉鎖血管系を持ち、各組織は実質細胞と血管系との密接な関係の上に成り立っている。正常な血管新生以外に、炎症、糖尿病性網膜症、固形腫瘍の増殖などに病的血管新生が認められ、痴患の進展に深く関与している。この血管新生を制御する機構の1つとしてVEGF(vascular endothelial growth factor)その受容体であるFlt-1およびKDR/Flk-1が重要な役割を果たしており、このことについて研究をした。本研究にて我々は抗VEGF抗体を用いて実際にRAに治療効果があることを世界で初めて証明し論文発表した。

また、有酸素運動において上昇する成長ホルモン(GH)の糖・ケトン体代謝への影響についても初めて証明し論文発表した。更に生活習慣病の一つとして重要である糖尿病のインスリンのシグナル機構についても研究し論文発表した。また、細胞内の脂肪酸が肥満関連遺伝子発現を脂肪細胞内で低下させることなども明らかにし、国際誌に発表した。血管内皮細胞増殖因子(Vascular Endothelial Growth Factor : VEGF)は,血管内皮細胞の維持,増殖に重要であり血管構造形成に重要な物質である。VEGFは,血管壁の平滑筋細胞やマクロファージなどの正常細胞で産生されるほか,さまざまな癌細胞で産生され血管内皮細胞に特異的に作用し血管新生を誘導する。血管新生は,既存の血管から新しい血管網が形成される現象で,個体の発生,成長,黄体形成,創傷治癒などの生理的過程や腫瘍,糖尿病性網膜症,閉塞性血管障害といった病的状態の進展や修復の過程で重要な役割を果たす。これらの生理的・病的状態では,当該組織細胞内における局所的なhypoxiaが細小血管の増生の主要因と考えられてきているが,その機構に関してはなお不明な点が多い。また,以前より,有酸素運動によって骨格筋の毛細血管数が増加することが知られており,その機序についてのさまざまな検討が行われている。そこで,本研究では,動物(ラット)を用いて,VEGF発現に及ぼす有酸素運動の影響について検討した。トレーニングにより,長指伸筋およびひらめ筋において毛細血管数の増加が観察された。また局所的な一過性のVEGF発現の上昇が,有酸素運動時の毛細血管数増加に関与している可能性を明らかにした。また機能性食品であるエイコサペンタエン酸(EPA)のようなシス配置の多価不飽和脂肪酸は,魚油の主要な脂肪酸成分であるが,これらは細胞膜に作用し様々な生理学的影響を与える。本研究では,これら多価不飽和脂肪酸がヒト臍帯血管内皮細胞(HUVECs)においてエンドセリン-1(ET-1)産生にどのような作用を及ぼすかを検討することを目的とした。さらに,インスリン添加時での多価不飽和脂肪酸のET-1産生に及ぼす作用についても検討を加えたEPAは,インスリン添加時,非添加時いずれにおいてもHUVECsのET-1産生を抑制するが,これは,EPAによる亢進したNO産生によるフィードバック機構ではなく,EPAによるET-1 mRNAの発現抑制による直接作用であることがわかった。
緊急被ばく医療におけるサーベイメータアラーム音と防護服の改良に関する研究

GMサーベイメータアラーム音はブザー音よりも不安・緊張感は強くないものの、防護服を着用すると不安・緊張感が増強すること、防護服から受けるイメージは一般的な医療者の服装よりも否定的感情状態が高かった。また、GMサーベイメータアラーム音から受けるイメージには性差が認められ、放射性物質の付着が少ない音の場合は不安感が少ないものの、女性の不安感が強かった。今後は作業者の活動性や機能性等を考慮し、放射線防護服については色やデザイン、GMサーベイメータについては被験者に緊張や不安感を与えない音の改良が必要である。1.防護服に対するイメージ看護学生106名および看護師59名を対象とし、防護服に対するイメージ調査を行った。服装から受けるイメージの測定には防護服、ゴーグル、マスク等を着用した検査者の写真を提示し、服装によって生起する多面的感情状態を測定した。比較対照として、一般的な医療者の服装を提示した。両群とも一般的な医療者の服装に対しては肯定的感情状態の得点が有意に高く、防護服に対しては否定的感情状態の得点が有意に高く、特に「圧迫と緊張」には大差が認められた。一般的な医療者の服装に対しては看護学生の肯定的感情状態「快活と爽快」「充実」の得点が看護師より有意に高かった。防護服に対するイメージは2群間に有意差はなかった。一般的な医療者の服装に比較し、防護服、ゴーグル、マスク等を着用した服装から受けるイメージは否定的感情が強く、多様な服装を見なれている看護師や看護学生でも、防護服から緊張感を受けることが明らかとなった。2.防護服の機能性についてA大学で開催した被ばく医療に関する研修会の受講者20名、および大学教員11名を対象に防護服等を着用した上での作業時の機能性について調査した。防護服等の快適性や活動性などの評価は「非常に良い」から「非常に悪い」の5段階とし、着脱の不都合や希望する改良点について調査した。演習場所の気温は約30.0度、湿度4250%、平均総演習時間は約90分間であった。防護服等の快適性や活動性などの評価では「視野の広さ」には支障がなかったが、「快適さ」や「細かい手先の作業」「息苦しさ」「活動性」において評価得点が低かった。役割による比較では「患者の処置・除染・看護」の実施者がその他の役割の者に比較して「活動性」の得点が有意に低かった。着脱の不都合や希望する改良点では、ゴム手袋の「2枚目の着用時の難さ」や防護服着用による「暑い・蒸す」等の不快感が多かった。1.目的:GMサーベイメータアラーム音と放射線防護服の改良に関する基礎資料を得る。2.対象:A大学の教員で、緊急被ばく医療教育を担当している専門家20名。3.方法:対象者56名で1グループを編成し、インタビューガイドを基に半構成的面接調査を実施し、インタビュー内容は対象者の同意を得てICレコーダーで録音した。インタビュー内容は1防護服、ゴム手袋等の改良点、2GMサーベイメータアラーム音の改良点とした。また、被検査者が子どもの場合についても意見を求めた。4.結果:1防護服、手袋等の改良:全体では防護服41コード、手袋47コード、タイベックスーツ7コード、アンダーウエア6コード、養生テープ5コード、子どもを対象とする時の改善点は34コードであった。防護服に関するカテゴリーは、「通気性」、「活動性」、「暑さ」等9カテゴリーが抽出された。手袋に関しては「他の方法」、「手袋自体の改良」、「着脱方法の工夫」等の5カテゴリーであった。被検査者が子どもの場合には「模様の工夫」、「色の工夫」等の5カテゴリーが抽出された。2GMサーベイメータの改良:a.大人用:「消音と作業効率の両立」、「音に工夫」、「リスク認知へ活用できる」、「現状維持」、「軽量化」、「新規機器の開発」、「データの一元管理」の7カテゴリーが導かれた。b.子ども用:「音の工夫」、「機器のデザイン」、「音を変えるデメリット」、「対象に合わせた検査精度」、「機器が異常なしを伝える」、「検査前の説明の充実」、「大人への配慮が子どもへの配慮となる」の7カテゴリが導かれた。5.考察:上記結果を踏まえ、放射線レベル・作業環境に応じた防護服等のデザイン等を工夫すること、サーベイメータに関しては検査者のニーズも把握した上で、子どもには不安を与えないようにキャラクター等を用いた工夫が必要である。アラーム音に関してはさらなる検討が必要である。原子力災害発生時においては放射線による汚染の有無を判定するためにGMサーベイメータを用いて測定するが、特徴的なアラーム音が生じる。また、検査者は放射線防御の立場から防護服等を着用する。

そのために被検査者は強い緊張と不安を感じる。この点に着目してGMサーベイメータのアラーム音が人間の心理状態に与える影響を明らかにした。H大学の学生で協力の得られた178名を対象とし、GMサーベイメータ200cpmと2,000cpm、比較対照としてブザー断続音、ピューピュー音の合計4種類を提示した。データに欠損値のない150名を分析した結果は以下の通りである。防護服を着用した検査者の有無に関わらず、不安・緊張の強度はピューピュー音>ブザー断続音>GM2,000cpm>GM200cpmの順であった。防護服着用により不安・緊張感が増強したのはGM200cpmとGM2,000cpmであった。GM200cpmとGM2,000cpmに対するイメージは、ブザー断続音とピューピュー音に比較し、全体的にネガティブなイメージは少なかった。GM200cpmはややかたく、鋭く、金属性で甲高いイメージがあった。GM2,000cpmはやや澄んだ金属性のイメージがあった。防具服着用によりGM200cpmは汚く、濁って、不快な、迫力のある、好ましくないイメージがやや増強した。GM2,000cpmは強く、迫力があり、好ましくないイメージがやや強くなった。以上のことからGMサーベイメータのアラーム音はブザー音、ピューピュー音よりも不安・緊張感は強くないものの、防護服を着用すると不安・緊張感が増強し、ネガティブなイメージに変化することが明らかとなった。したがって、放射性物質による汚染の有無を測定する際にはこれらの点を考慮する必要がある。1.放射線防護服イメージの改善に向けた試み防護服に対するイメージ「圧迫と緊張」を軽減するためのデザインについて提案することを目的とした。A大学デザイン専門家に放射線防護服改良の趣旨を説明し、同大学教育学部美術教育専攻学生2名を選抜、防護服イメージ改善のポイントを説明し、新規防護服の提案を募集した。その結果、デザインとアクセント、色、模様についての提案がされた。2.性別にみたGMサーベイメータアラーム音に対するイメージGMサーベイメータアラーム音に対する性差を明らかにすることを目的とした。音源はGMサーベイメータのアラーム音として放射性物質が少し付着している場合(約200cpm:以下A音とする)とかなり付着している場合(約2,000cpm:以下B音とする)の2種類とした。音源に対する不安や恐怖を感じる強度についてはVAS法(10cm)を用いて測定した。音に対するイメージは難波ら(1991)が環境音のイメージ測定に用いた14対の形容詞を使用した。その結果、GMサーベイメータアラーム音に対するイメージには性差が認められ、放射性物質の付着が少ない音の場合は不安感が少ないものの、性差は顕著であった。基礎看護学防護服に対するイメージは看護学生、看護師等を対象に調査を行い、また防護服の機能性に関する調査では被ばく医療研修会に参加した現職看護師、診療放射線技師等を対象に、実際に防護服等を着用した状態で調査を行い、その結果が明らかとなった。
局所ドーピング構造半導体による量子相関光子の生成および制御

原子層ドーピングを利用して、窒素原子およびエルビウム原子局所ドーピング構造半導体を作製し、量子情報通信において重要な役割を担う完全ランダム偏光かつ優れた波長再現性を有する単一光子および量子もつれ光子対の高効率生成を目指した。窒素原子局所ドーピング構造半導体を用いて、量子もつれ光子対生成に応用できるランダム偏光の励起子分子および励起子発光の観測に成功した。エピタキシャル成長中のエルビウム原子の表面偏析の温度依存性を定量的に調べることによって、原子層ドーピング構造半導体を作製するための条件として低温成長が必須であることを明らかにした。エピタキシャル成長、原子層ドーピングおよび微細加工技術を利用して、窒素原子あるいはエルビウム原子局所ドーピング構造半導体を作製し、量子情報通信において重要な役割を担う、高純度、完全ランダム偏光、かつ優れた波長再現性を有する単一光子および量子もつれ光子対の高効率生成を目指して研究を進めている。今年度の研究実績は以下の通りである。1.単一光子の高純度化および励起子分子による量子もつれ光子対の生成を目指して、エピタキシャル成長および原子層ドーピングの条件を検討した。窒素原子局所ドーピング構造半導体に関しては、研究分担者グループがフーリエ変換赤外分光を用いて、試料中の残留キャリア濃度を非破壊的に評価することによってエピタキシャル成長条件にフィードバックさせ、バックグランド発光がほとんど存在しない試料を作製することができた。エルビウム原子ドーピングに関しては、成長条件の検討によってエルビウム濃度3.7%のErGaAs混晶の作製に成功した。2.バックグランド発光がほとんど存在しない窒素原子局所ドーピング構造半導体を用いることによって空間的に孤立した単一の窒素原子対からの励起子分子発光を明瞭に観測することができた。励起子発光、励起子分子発光ともに量子暗号通信への応用に適したランダム偏光であることを明らかにした。3.単一光子および量子もつれ光子対の生成効率の向上を図るために、GaAs/AlAs多層膜からなる分布ブラッグ反射構造を作製した。分布ブラッグ反射構造を用いることによって、単一光子発生にとって妨げとなる基板からの発光を抑制できるという効果が得られることがわかった。1.光子発生効率を向上させることを目的として、窒素原子層ドーピング構造半導体に関して、配列の異なる様々な窒素原子対からの発光の励起強度依存性を測定することによって、窒素原子対の種類による光子発生効率の違いについて検討を行った。2.昨年度に引き続いてエルビウム原子のドーピング条件について研究を行い、分子線エピタキシャル成長中のエルビウム原子の表面偏析を定量的に検討するとともに、単一光子発生に不可欠となる原子層ドーピングを行うための条件を確立することができた。3.エルビウム原子局所ドーピング構造半導体とGaAs/AlAs多層膜からなる分布ブラッグ反射構造とを組み合わせることによって、エルビウム原子からの発光強度を増加させることができた。4.極低窒素濃度のGaAsN混晶についてのフォトリフレクタンス分光による研究から、単一光子発生に用いる窒素原子対による局在準位発光とバンド端発光の共存状態について明らかにすることができた。また、第一原理計算によって極低窒素濃度のGaAsN混晶の伝導帯の電子状態を明らかにすることができた。エピタキシャル成長、原子層ドーピングおよび微細加工技術を利用して、窒素原子あるいはエルビウム原子局所ドーピング構造半導体を作製し、量子情報通信において重要な役割を担う、高純度、完全ランダム偏光、かつ優れた波長再現性を有する単一光子および量子もつれ光子対の高効率生成を目指して研究を進めた。1.昨年度に引き続いて、局所ドーピング構造半導体の作製を行う上で必要となるエルビウムの原子層ドーピング条件について研究を行った。分子線エピタキシャル成長中におけるエルビウム原子の表面偏析がどのように成長温度に依存するのかを定量的に調べるとともに、原子層ドーピング構造半導体を作製するための条件として300°C以下の低温でエピタキシャル成長を行うことが必須であることを明らかにした。2.窒素原子局所ドーピングドーピング構造半導体とGaAs/AlAs多層膜からなる分布ブラッグ反射構造とを組み合わせることによって、窒素原子対からの発光の取り出し効率を向上させることと、発光に必要な励起強度を低減させることが可能となった。3.窒素原子局所ドーピング構造半導体の励起条件について検討を行うためにGaAsN/GaAs多重量子井戸からの発光を用いて励起強度依存性および励起波長依存性を調べた。4.単一光子生成に利用することのできる新たな局所ドーピング構造半導体材料系を探索するために、InAsN混晶の伝導帯の伝導帯の電子状態について第一原理計算によって検討を行った。26年度が最終年度であるため、記入しない。

応用物理学結晶工学応用物性26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の計画通りにエピタキシャル成長および原子層ドーピングの条件をほぼ確立することができたことと、単一の窒素原子対からの励起子分子発光を明瞭に観測することに成功し、励起子発光、励起子分子発光ともに量子暗号通信への応用に適したランダム偏光であることを示すことができたことから、現在までの達成度はおおむね順調であると評価できる。単一光子発生に不可欠となるエルビウム原子層ドーピング構造半導体の作製条件を確立することができたこと、エルビウム原子からの発光を測定するに至ったこと、GaAs/AlGaAs多層膜からなる分布ブラッグ反射構造との組み合わせによって発光強度の増加に成功したことなどから、現在までの達成度はおおむね順調であると評価できる。26年度が最終年度であるため、記入しない。引き続き窒素原子局所ドーピング構造半導体の作製を行う。また、初年度に作製した分布ブラッグ反射共振器構造の光子発生効率への影響について調べるとともにマイクロピラー構造の作製に取り組む。エルビウム原子局所ドーピング構造半導体の作製に関しては、初年度、エルビウム原子をドーピングする条件について検討してきたので、その結果を活用して進めていく。成長条件の検討によって結晶性の向上を図り、単一のエルビウム原子からの発光を観測することを目指す。また、窒素原子局所ドーピング構造半導体と分布ブラッグ反射共振器構造とを組み合わせて光子発生効率への影響について調べる。購入したミニ分光器が当初の見込み金額よりも低くなったために当該助成金が生じた。次年度は、主に試料作製にかかる物品費に充てることによって有効活用する計画である。
バイオマスを効率よく加水分解するスーパー麹の育種

セルロース性物質は地球上で最も大量に存在する有機物質資源であり、これをアルコールなどの有用物質に転換する研究が重要である。これらを利用するためには、まず加水分解して単糖にまでしなければならない。このために、セルラーゼが重要である。セルラーゼは複合酵素であり、1種類では分解力を示さないが、複数の酵素を混合すると相乗効果が現れ、強い活性を示す。著者らはバイオマスを効率良く単糖にまで分解する酵素生産菌Aspergillus aculeateusを分離して、生産される多種類のセルラーゼ、ヘミセルラーゼの研究を続けている。この結果、草本植物繊維の完全糖化法を確立し、さらにセルロース分解に必須な新規酵素群を発見した。また、これらの酵素群の遺伝子のクローニングにも成功した。本研究はこれらの基礎にたち、酵素遺伝子群を麹菌に導入して、バイオマスの効率分解をめざしている。糸状菌A.aculeatusのセルラーゼ成分の中で最も大量に分泌生産されるエンドグルカナーゼの一つであるFI-カルボキシメチルセルラーゼ(FI-CMCase)をコードする遺伝子(cmc1)を麹菌A.oryzaeに導入し大量発現させることを目的とした.既に取得されたcmc1ゲノムクローンを鋳型としPCRで増幅し,niaD遺伝子を選択マーカとして持つ糸状菌用高発現ベクターpNAN8142中のプロモータP-No.8142の下流に挿入し,発現ベクターを構築した.P-No.8142はA.oryzaeのα-アミラーゼ遺伝子で見出された正の制御に関与するシスエレメントであるRegion IIIを12コピー連続して導入することによって炭素源によらない高発現を可能にした改良プロモータである.構築したプラスミドをプロトプラスト-PEG法にてA.oryzae nia D300株に導入し,1%CMCを含む培地でコンゴーレッド染色によりコロニー周辺にハロが確認できた形質転換株をCMC1株とした.CMC1株を4%グルコースを炭素源とする液体培地にて培養し,培養上清の活性を測定した結果,約700mg/1以上の生産量であった.セルロース性物質は地球上で最も大量に存在する有機物質資源であり、これをアルコールなどの有用物質に転換する研究が重要である。著者らはバイオマスを効率良く単糖にまで分解する酵素生産菌Aspergillus aculeateus分離して、生産される多種類のセルラーゼ、ヘミセルラーゼの研究を続けている。A. aculeatusの分泌するβ-マンノシダーゼ遺伝子manBを麹菌A. oryzaeに導入して高発現させることを目的として、niaDを選択マーカーとする糸状菌用高発現ベクターpNAN8142にmanBを挿入し、これをA. oryzae niaD300に導入してMANBの高発現システムを構築した。このベクターは、A. oryzaeのα-アミラーゼ遺伝子のプロモーターにおいて正の制御に関与するシスエレメントであるRegion IIIを12コピー連続して導入したことにより、高発現を可能とした改良プロモーターを利用している。構築プラスミドをプロトプラスト-PEG法にてA. oryzaeに導入、BMN1株を得た。BMN1株を1%グルコースを炭素源とする液体培地にて培養し、上清のMANB活性を測定した結果、9日目で活性が最大となり、MANBの比活性より計算したところ、元菌の約60倍に相当する約270mg/lの生産性が見られた。manBは染色体のniaD部位にて組込まれたこともPCR法で確認した。これで、マンノースの安価な供給が可能となることが期待される。糸状菌A.aculeatusのセルラーゼ成分の中で最も大量に分泌生産されるエンドグルカナーゼの一つであるFI-カルボキシメチルセルラーゼ(FI-CMCase)をコードする遺伝子(cmc1)を麹菌A.oryzaeに導入し大量発現させることを目的とした.既に取得されたcmc

1ゲノムクローンを鋳型としPCRで増幅し,niaD遺伝子を選択マーカとして持つ糸状菌用高発現ベクターpNAN8142中のプロモータP-No.8142の下流に挿入し,発現ベクターを構築した.P-No.8142はA.oryzaeのα-アミラーゼ遺伝子で見出された正の制御に関与するシスエレメントであるRegion IIIを12コピー連続して導入することによって炭素源によらない高発現を可能にした改良プロモータである.構築したプラスミドをプロトプラスト-PEG法にてA.oryzae nia D300株に導入し,1%CMCを含む培地でコンゴーレッド染色によりコロニー周辺にハロが確認できた形質転換株をCMC1株とした.CMC1株を4%グルコースを炭素源とする液体培地にて培養し,培養上清の活性を測定した結果,約700mg/1以上の生産量であった.
実験観察重視の科学技術教育のカリキュラム整備と教材データベースの実用化研究

今日,科学に対する生徒の興味・関心の低下が指摘されてきているが,この問題は化学的知識を生徒に教授する際のハンズ・オンの実験や自然現象の直接的な観察の欠如をも反映しているものである。本研究は,学校教育において現在実施されている科学教育カリキュラムを,生徒にとって魅力ある教育とは何か,という観点からレビューし,科学に対する興味・関心を高める内容依存型の科学教育の特性を明らかにしようとしたものである。探求,問題解決等のプロセスを重視した科学教育は,科学教育研究者によってその重要性が多く指摘されてきているにもかかわらず,学校教育における科学教育が固定化し,それらの要求に応えるものでないことは,改めて指摘するまでもないであろう。言うまでもなく,実験・観察は科学教育における鍵概念となるものである。科学の教師は,生徒が科学実験や直接観察を経験できる機会を積極的に採用すべきであり,より多くの実験教材観察の機会,およびそれらにかける十分な時間を確保せねばならない。我々は,以上のような観点から,現在の科学教育カリキュラムにおいて問題となる論点を分類し,実用的なデータベースを構築するための問題点を明確化した。より具体的には,物理,化学,生物,地学,数学,情報科学,それぞれの分野の内容特性および認識論の議論をベースにしつつ,特徴的な素材をもとにした実験観察教材の開発を行い,さらに,これまでに蓄積されてきた実験・観察教材のデータの具体的な分類作業を通して,データベース構築における問題点を指摘した。平成6年度は、日本科学教育学会の物理、化学、生物、地学、数学の5分野からの研究参加者によつてそれぞれの分野での実験観察についての考え方についての情報交換ならびに基本的方針について検討し、相互理解を図った。たとえば物理と生物では実験や観察の考え方にかなりの違いがあり、また、発達段階における扱いも異なっている。そこで日本科学教育学会第18回年会において課題研究「新世紀科学教育における実験・観察・課題研究のための遺産の継承と今後の研究課題を探る」というテーマでそれぞれが発表した。化学分野については伊藤眞人が現在の時点でのデータベースの状況を紹介した。化学の分野ではすでにいろいろなデータベースが作成されており、それぞれが独自の役割を果たしていることが紹介された。物理分野については小倉康が子どもの認識にみられる日常知と学校知との関連を構造主義の立場から検討し、とくに実験における「観察の理論負荷性」の問題を取り上げながら、見える現象と見えない物理理論の問題を検討した。小林辰至は生物分野での観察・実験においての発達段階との関連を検討して、小学校低学年における原体験の重要性と学年進行にともなう実験・観察の発展と多様性との観点から検討した。地学分野については下野洋が野外学習の必要性と教室内での学習とのつながりを検討した。数学分野については、原田耕平が幾何の問題解決をコンピュータを利用して実施するときの問題を検討した。以上が本年度の学会活動であったが、その後も実験・観察・課題研究にともなう基本的問題についての討議を継続した。さらにパソコンネットワークの現状についての認識を深め、平成7年度における活動につなげる準備をした。研究最終年度にあたる本年度は,前年度に明らかになった次の2点について重点的に研究を遂行した。1.物理・化学・生物・地学・数学の各科目における実験・観察の意義と教材開発上記の各分野では,それぞれの科学観あるいは学習観などの哲学があり,実験・観察で一括りにすることは困難である。そこで,各分野における基本的な認識論の議論を通し,同異を明確化することを通して実験・観察の意義を明らかにした。地学における歴史学との類似性,化学における粒子概念などは各分野を支える基本的認識論として重要なことが明確化された。また,各分野ともに強調されるべきなのは,科学的活動の結果としての抽象的な世界を教授するのではなく,それぞれの分野の知識が児童・生徒にとって「身近にあること」,すなわち生活世界とのかかわりを重視した実験観察の重要性であることが明らかになった。

生活世界と科学的世界との関係を重視した実験・観察教材の具体的な教材案が各分野より提案されたが,近年の科学哲学においても話題となっている点でもあり,統一的な見解については今後の課題となった。教材データベースの実用化データベース構築におけるインデックスの分類について作業を推進した。これまでの教材データベースは教科内容の構成に基づいて分類されてきているが,容易に検索できる一方,実践面の特徴が埋没している。そこで,第一階層の分類として,実験教材を進めていく際の児童・生徒の推論の質に注目した分類,第二階層として教材の開発におけるオリジナリティを表現するための「工夫点」とその工夫の効果による分類を提案した。
抵抗低減剤で被覆されたリブレットの乱流抵抗低減効果

直鎖状高分子は機械的劣化が生じやすいものの、数ppm程度のわずかな量で乱流抵抗を低減する。その効果は壁近傍の狭い遷移領域においてのみ発揮されるが、抵抗低減量は数10%に達する。従って、高分子添加剤を適切に壁面に被覆することによって内部流や外部流に対する乱流抵抗の低減が期待できる。また、抵抗低減化のためにはリブレットも有効であることが知られているが、有効な流速範囲を超えると一般の粗面のようにむしろ抵抗増となってしまう。このリブレットと添加剤の被覆とを組み合わせることによって、各々の効果を加えあわせた以上の抵抗低減効果が得られることも期待できる。このような観点から本研究では高分子添加剤とリブレットとの複合効果を調べるとともに、添加剤を壁面に適切に被覆する方法について検討を行った。その結果、複合効果について、(1)リブレットは添加剤の抵抗低減の始まる臨界ずり応力を低下させ、より低い流速まで添加剤の抵抗低減の範囲を拡張する、(2)添加剤は高い流速でのリブレットの粗面としての抵抗増を抑制する、などの各々抵抗低減にプラスの複合効果が生ずることがわかった。これらの効果について、モデル化した乱流速度分布式に基づいてその複合効果の解析を行い、実験結果との比較検討を行った。一方、添加剤の被覆については、つなぎとして高分子化合物のPolyvinyl Alcoholを用いることにより、添加剤の微細な海島構造を形成させ、良好な被覆状態が得られることがわかった。この被覆方法を用いることにより、これまでのところ56%程度の抵抗低減効果を得ている。また、被覆する壁面をリブレットにした場合、抵抗低減率がは20%以上に増加し、抵抗低減効果の生ずるRe数範囲も、約10000から約20000へ広がり、その効果が滑面の場合よりも大きいことがわかった。抵抗低減剤の被覆の効果について調べるため、チャンネル流路(断面10mm×100mm)に対して実験を行った。抵抗低減剤としては、高分子添加剤と界面活性剤を用いた。高分子添加剤は被覆を厚くすると流体中に均一に溶解せず、その皮膜が壁面からはがれてしまうため十分長時間に渡る計測ができなかった。高分子添加剤の被覆方法については次年度に引き続いて検討を続ける。界面活性剤についてはつなぎに澱粉糊などを加えることにより比較的長時間抵抗低減効果を持続させることができた。このときの低減率は実験開始時の2030%をピークにその後徐々に数%程度まで減少した。被覆した抵抗低減剤の流体中への溶解度を調べるため交流偏調させたHe-Neレーザービームを透明アクリル製のチャンネル壁面を貫通させ、そのビーム光量から壁面に残存する被覆抵抗低減剤の量を測定した。その結果、この抵抗低減剤の壁面残存量が減少する経時変化は抵抗低減率が減少する経時変化とほぼ一致することがわかった。測定された抵抗低減は被覆抵抗低減剤の流体中への溶解によって生ずると推測されるが、用いた界面活性剤を溶液として使用したときには、低濃度の場合でも60%以上の極めて高い抵抗低減率を示すことから、被覆・溶解によって達成される抵抗低減は均一な溶液による抵抗低減とは異なる機構によって生じている可能性もある。この点については次年度に更に検討を続ける計画である。リブレットについては溝間隔0.2mmの60°三角溝からなるリブレットを試作し、単独使用時に78%の抵抗低減率が得られた。リブレットの試作が遅れたため、リブレットと被覆抵抗低減剤との複合効果についてはまだ報告すべき結果が得られておらず、現在その実験を行っている。内部流の次に、外部流における抵抗低減剤の被覆及びリブレットとの複合効果を調べるため、予定を繰り上げてアクリル製平板モデル(400mm×1800mm)を試作した。

次年度にはこのモデルを用いて外部流への応用も研究する計画である。直鎖状高分子は機械的劣化が生じやすいものの、数ppm程度のわずかな量で乱流抵抗を低減する。その効果は壁近傍の狭い遷移領域においてのみ発揮されるが、抵抗低減量は数10%に達する。従って、高分子添加剤を適切に壁面に被覆することによって内部流や外部流に対する乱流抵抗の低減が期待できる。また、抵抗低減化のためにはリブレットも有効であることが知られているが、有効な流速範囲を超えると一般の粗面のようにむしろ抵抗増となってしまう。このリブレットと添加剤の被覆とを組み合わせることによって、各々の効果を加えあわせた以上の抵抗低減効果が得られることも期待できる。このような観点から本研究では高分子添加剤とリブレットとの複合効果を調べるとともに、添加剤を壁面に適切に被覆する方法について検討を行った。その結果、複合効果について、(1)リブレットは添加剤の抵抗低減の始まる臨界ずり応力を低下させ、より低い流速まで添加剤の抵抗低減の範囲を拡張する、(2)添加剤は高い流速でのリブレットの粗面としての抵抗増を抑制する、などの各々抵抗低減にプラスの複合効果が生ずることがわかった。これらの効果について、モデル化した乱流速度分布式に基づいてその複合効果の解析を行い、実験結果との比較検討を行った。一方、添加剤の被覆については、つなぎとして高分子化合物を用いることにより、添加剤の微細な海島構造を形成させ、良好な被覆状態が得られることがわかった。この被覆方法を用いることにより、これまでのところ56%程度の抵抗低減効果を得ている。