hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
熱電交換材料として有望な正20面体準結晶・近似結晶の陽電子消滅法を用いた評価

本研究課題の主たる目的である、熱電変換材料に有望な「Al系準結晶及び近似結晶の陽電子消滅法を用いた原子空孔及び結合性の評価法の確立」を行う上で、前年度はAl元素からなる正20面体クラスターの中心がRe元素で占有されていて構造型原子空孔のない1/0-Al_<12>Re近似結晶とAl元素からなる正20面体クラスターの中心が空孔の1/1-AlReSi近似結晶に対して陽電子消滅寿命測定を行い、得られた陽電子寿命を純金属・半導体・金属間化合物の陽電子寿命と比較検討した結果、平均価電子濃度が増加するにつれて、空孔のないバルク寿命値及び単原子空孔寿命値ともに減少する傾向を示した。これにより、これまで不明瞭であった準結晶や近似結晶の陽電子寿命の絶対値の違いを議論することが可能になった。本年度は前年度の研究を発展させ、陽電子消滅法を用いた、Al系準結晶及び近似結晶における結合性の評価法の確立を目指し、様々なAl系準結晶・近似結晶の陽電子消滅寿命測定を行い、構造型原子空孔の存在を確かめると同時に、新たに、この構造型原子空孔内の価電子数密度と電気伝導率との相関関係を検討した。その結果、陽電子消滅法を用いることにより、周期性を有さない準結晶における結合性評価の可能性を示す結果が得られた。得られた結果から共有結合性の強いAl-Pd-Mn及びAl-Pd-Re準結晶に着目し、Al-Pd-Re準結晶に関しては、ポーラスな組織を改善することにより、無次元熱電性能指数を0.05から0.15まで約3倍向上させることができた。さらなる熱電性能向上の為のベース合金として、組織改善する必要が無く性能指数の大きかったAl-Pd-Mn準結晶を選定し、クラスター間の結合強度を弱めることをねらい、Al-Ga元素置換により無次元熱電性能指数を0.18から0.26まで約1.4倍向上させることに成功した。Al系準結晶の代表的な近似結晶は、基本クラスターがAl正20面体クラスターで構成されており、基本クラスターの中心原子の有無といった僅かな構造的な変化により、原子間結合性が変化する「金属結合-共有結合転換」の発現がMEM/Rietveld解析により実験的に明らかになっている。Al以外の元素からなる基本クラスターの場合に、また、中心原子が存在する場合とそうでない場合の原子問結合性にどのような変化が生じているかが興味深い。そこで初めに、基本クラスターが上記と異なる構造を有する、1/1-AlPdMnSi及び2/1-AlPdMnSi近似結晶の単相試料の作製を試みた。比較のために、i-Al-Pd-Mn準結晶、1/0-Al_<12>Re近似結晶の単相試料の作製を行い、電気物性測定及び陽電子消滅寿命測定を行った。電気物性測定の結果、以下の傾向が見られた。(ii)Seebeck係数:Seebeck係数の絶対値及び温度依存性ともに、近似度が高くなるにつれて絶対値も温度依存性も準結晶に近づいた。また、1/1-AlPdMnSi近似結晶はおよそ600K付近でpn転換を起こす。これは2/1-AlPdMnSi近似結晶及び準結晶では見られない傾向であり興味深い。以上の結果から、近似度が高くなるにつれて準結晶に近づいているという従来の見解に近い傾向が得られたが、個々のクラスターに着目し原子問結合性を正確に評価することが、電気物性のさらなる理解に不可欠である。解析に必要なデータをSPring-8で取得し、現在、MEM/Rietveld解析が進行中であり、新たな知見が得られることが期待される。陽電子消滅寿命測定の結果、クラスター中心の空孔がない1/0-Al_<12>Re近似結晶では、単一成分の純金属に近い(bulk)寿命値が得られたのに対し、(1/1,2/1-)AlPdMnSi近似結晶及びi-Al-Pd-Mn準結晶では半導体よりも40ps程度長い、単空孔サイズの欠陥成分が単一寿命で得られた。このことは、電子線照射などにより生じた不安定な原子空孔とは本質的に異なり、構造的に安定な空孔がi-Al-Pd-Mn準結晶及びその近似結晶に存在することを示している。以上の結果を2007日本物理学会春期大会で発表した。また、i-Al-Pd-ReにRe-Ru置換をしたi-Al-Pd-Re-Ru準結晶に対して陽電子消滅寿命測定を行った。そめ結果、電気抵抗と陽電子捕獲率のRe-Ru置換依存性が類似しており、構造的な安定性をもった空孔がbulk電気物性に影響を与える可能性が示唆された。以上の結果を、陽電子国際会議にてPosterによる発表を行った。また、Physica Status Solidiに投稿し、採録された。i-Al-Pd-Mn準結晶及び(1/1,2/1-)AIPdMnSi近似結晶に対して,単相試料の作製,熱電物性測定及び陽電子寿命測定により試料の評価を行った.熱電変換材料への応用を考えた場合,近似結晶相よりも準結晶相の方が高い性能指数を示したことから,i-Al-Pd-Mn準結晶の熱電物性の組成依性を検討した.その結果,Al_<71>Pd_<20>Mn_9という仕込み組成にて作製した試料が最も高い性能指数(ZT=0.18)を示した.

この値はi-Al-Pd-Re系準結晶の値(ZT=0.08-0.10)を上回るものである.さらなる性能向上のために,「Weakly Bonded Rigid Heavy Clusters(WBRHCs)」の材料設計指針の下,クラスター内結合を強め,クラスター間の結合を弱めるために,III族元素めAl-Ga置換を行い,熱電物性を評価した.粉末X線回折測定の結果,Gaは4at.%まで置換可能であることが判明した.またA1-Ga元素置換により,有意に熱伝導率が減少し,結果として熱電性能指数は置換前の約1.4倍のZT=0.26を示した.この値は,準結晶・近似結晶の中で最も高い性能指数である.以上の結果を,日本熱電学会及び日本金属学会にて発表を行い,Applied Physics Lettersに投稿予定である.陽電子寿命はこれまで多くの安定準結晶・近似結晶に対して行ってきたが,陽電子寿命の絶対値に関しては議論が難しかった.そこで,正20面体クラスターの中心がReで占有されていて構造型原子空孔のない1/0-Al_<12>Re近似結晶を作製し,陽電子寿命を測定した結果,正20面体クラスターの中心が空孔の1/1-AIReSi近似結晶と比較して約30ps短い寿命値を取った.得られた陽電子寿命,過去の測定結果及び純金属・半導体・金属間化合物の陽電子寿命を比較検討した結果,平均価電子濃度に対して良い依存性を示した.これにより,これまで不明瞭であった陽電子寿命の絶対値の違いを議論できるようになった.以上の結果を,Philosophical Magazineに投稿し,採録された.本研究課題の主たる目的である、熱電変換材料に有望な「Al系準結晶及び近似結晶の陽電子消滅法を用いた原子空孔及び結合性の評価法の確立」を行う上で、前年度はAl元素からなる正20面体クラスターの中心がRe元素で占有されていて構造型原子空孔のない1/0-Al_<12>Re近似結晶とAl元素からなる正20面体クラスターの中心が空孔の1/1-AlReSi近似結晶に対して陽電子消滅寿命測定を行い、得られた陽電子寿命を純金属・半導体・金属間化合物の陽電子寿命と比較検討した結果、平均価電子濃度が増加するにつれて、空孔のないバルク寿命値及び単原子空孔寿命値ともに減少する傾向を示した。これにより、これまで不明瞭であった準結晶や近似結晶の陽電子寿命の絶対値の違いを議論することが可能になった。本年度は前年度の研究を発展させ、陽電子消滅法を用いた、Al系準結晶及び近似結晶における結合性の評価法の確立を目指し、様々なAl系準結晶・近似結晶の陽電子消滅寿命測定を行い、構造型原子空孔の存在を確かめると同時に、新たに、この構造型原子空孔内の価電子数密度と電気伝導率との相関関係を検討した。その結果、陽電子消滅法を用いることにより、周期性を有さない準結晶における結合性評価の可能性を示す結果が得られた。得られた結果から共有結合性の強いAl-Pd-Mn及びAl-Pd-Re準結晶に着目し、Al-Pd-Re準結晶に関しては、ポーラスな組織を改善することにより、無次元熱電性能指数を0.05から0.15まで約3倍向上させることができた。さらなる熱電性能向上の為のベース合金として、組織改善する必要が無く性能指数の大きかったAl-Pd-Mn準結晶を選定し、クラスター間の結合強度を弱めることをねらい、Al-Ga元素置換により無次元熱電性能指数を0.18から0.26まで約1.4倍向上させることに成功した。
耳管と中耳病態

ネコでの実験により,耳管からの中耳貯留液の排泄は,液が少量あるいは粘稠な場合は線毛機能により,液が大量あるいは粘稠度が低い場合は主として口蓋帆張筋の作用によって行なわれ,中枢あるいは末梢で口蓋帆張筋の作用を廃絶した場合,中耳に約-200mmH_2Oの陰圧が形成される事がわかった.しかし,陰圧のみで中耳に滲出液産生を見るには,より高度の陰圧の長時間の持続が必要で,滲出法中耳炎の発生には耳管の動的換気能障害に加えて炎症による液体産生が必要で,この液体が耳管から筋性および線毛性に排出される事により中耳の陰圧化が進行し,遷延し滲出性中耳炎の病態が形成される事がわかった.またこの時形成された中耳の陰圧,鼓膜の陥凹は中耳のみでなく内耳にも影響を及ぼし,一過性の感音性難聴や平衡機能障害をきたし得る事も明らかになった.中耳疾患による内耳障害については今後さらに研究が必要と考えられる.耳管機能検査に関しては,従来の音響耳管検査に加えて中耳圧負荷を行ない,耳管の閉鎖障害としう病態を客観的に把える事が可能になり,またこの病態が中耳真珠腫や口蓋裂例に多く見られる事が判明した.滲出性中耳炎,慢性中耳炎,真珠腫などの中耳疾患の多くでは従来の予想に反して耳管の器質的閉鎖,狭窄は少なく,むしろ燕下による耳管の動的換気能の障害が高率に見られる事がわかった.治療に関しては,耳管機能,特に中耳に負荷された陽圧を燕下で解除できるかという,いわゆる陽圧テスト良例では慢性中耳炎手術の不成功の率が多く,この様な症例の手術には細心の注意を要する事がわかった.滲出性中耳炎に対するアデノイド切除の有効性が再確認され,新しい治療法として薬剤の経鼓膜的イオン浸透法の有用性を確認した.ネコでの実験により,耳管からの中耳貯留液の排泄は,液が少量あるいは粘稠な場合は線毛機能により,液が大量あるいは粘稠度が低い場合は主として口蓋帆張筋の作用によって行なわれ,中枢あるいは末梢で口蓋帆張筋の作用を廃絶した場合,中耳に約-200mmH_2Oの陰圧が形成される事がわかった.しかし,陰圧のみで中耳に滲出液産生を見るには,より高度の陰圧の長時間の持続が必要で,滲出法中耳炎の発生には耳管の動的換気能障害に加えて炎症による液体産生が必要で,この液体が耳管から筋性および線毛性に排出される事により中耳の陰圧化が進行し,遷延し滲出性中耳炎の病態が形成される事がわかった.またこの時形成された中耳の陰圧,鼓膜の陥凹は中耳のみでなく内耳にも影響を及ぼし,一過性の感音性難聴や平衡機能障害をきたし得る事も明らかになった.中耳疾患による内耳障害については今後さらに研究が必要と考えられる.耳管機能検査に関しては,従来の音響耳管検査に加えて中耳圧負荷を行ない,耳管の閉鎖障害としう病態を客観的に把える事が可能になり,またこの病態が中耳真珠腫や口蓋裂例に多く見られる事が判明した.滲出性中耳炎,慢性中耳炎,真珠腫などの中耳疾患の多くでは従来の予想に反して耳管の器質的閉鎖,狭窄は少なく,むしろ燕下による耳管の動的換気能の障害が高率に見られる事がわかった.治療に関しては,耳管機能,特に中耳に負荷された陽圧を燕下で解除できるかという,いわゆる陽圧テスト良例では慢性中耳炎手術の不成功の率が多く,この様な症例の手術には細心の注意を要する事がわかった.滲出性中耳炎に対するアデノイド切除の有効性が再確認され,新しい治療法として薬剤の経鼓膜的イオン浸透法の有用性を確認した.ネコでの実験により、中耳貯留液が少量の場合、ないしは粘稠度が高い場合は線毛機能により排泄され、大量ないしは粘稠度が低い場合は筋性排泄機能が働くことがわかった。また中耳が陰圧の場合は筋性排泄能が働きにくくなることもわかった。ネコでの実験により、耳管開大筋である口蓋帆張筋の中枢での核の所在は三叉神経核の腹側に存在することがわかった。また耳管開大を補助する口蓋帆挙筋の核は脳幹部疑核付近に点在することがわかった。その結果、中枢性に核を破壊することにより、耳管に侵襲を与えずに耳管機能障害を実験的に作製することができた。従来より臨床応用されていた音響耳管検査に、中耳圧負荷を加えられる装置をつけることにより、耳管の閉鎖障害という病態を客観的にとらえることができるようになった。またこの病態が中耳真珠腫や、口蓋裂例に多くみられることもわかった。滲出性中耳炎、慢性中耳炎、真珠腫などの中耳疾患多数例で耳管機能を調べた結果、共通していずれも耳管の器質的狭窄、閉塞はごく少数であることがわかり、むしろ燕下などの際にみられる能動的な耳管換気能が高率に障害されていることがわかった。さらに滲出性中耳炎では、治癒期でも能動的換気能が悪いことから、この能動的換気能障害が二次的なものでなく一次的なものであることがわかった。
障害者権利条約の国内実施における国内人権機関の役割

本研究は、障害者権利条約の国内実施における国内人権機関の役割を解明することを目的とする。本年度は、(1)条約実施機関による締約国の国家報告に対する最終所見の研究、ならびに(2)オーストリアおよびハンガリーにおける国際比較現地調査・研究を実施した。(1)に関しては,主に文献調査を引き続き実施した。その結果、各国の国内人権機関は発足後の時間経過に伴い、機能が強化されたものがある一方、政府との関係で独立性が低下したものがあることが判明した。なお、(2)のオーストリア調査では、同国のオンブズマン(国内人権機関)は政府からの独立性が実質的に高いにもかかわらず、委員構成が特定の政党に偏っているという形式的な理由から、独立性に関し国際的認証機関から低く評価されているとの強い不満が示された。(2)については、9月にハンガリーとオーストリアを訪問し、両国の独立監視委員会等の国内実施機関やNGOを訪問し、担当者から両国における同条約の国内実施状況等の聞き取り調査を実施した。聞き取り対象はいずれも専門家であり、両国における同条約の国内実施にかかる根拠法令、実施体制、国内人権機関と市民社会との連携・協働等々に関する情報を入手し、専門的な議論を交わした。その結果、公的文書等の文献のみではうかがい知れない両国における同条約の運用実態が明らかになり、有益であった。なお、日本における同条約の国内実施体制について情報提供し、これにもとづき意見交換出来たことも収穫であった。1.初年度の研究が11月に開始されたため、概ね半年ほど研究が遅れている。2.しかし、昨年度にハンガリーとオーストリアを訪問し、関係機関の専門家から情報提供を受け、また踏み込んだ意見交換を行った結果、文献のみでは把握できない障害者権利条約の国際実施状況全般を概ね把握できた。1.研究期間の1年延長が認められたので、今年度は9月に障害者権利条約の国内実施において優れた実績をあげていると思われるドイツを訪問し、専門家からのヒアリングと意見交換を行う。2.1.の成果を、オーストリアとハンガリーで実施した調査・研究成果と比較し、3国における同条約の国内実施における国内人権機関の役割を分析する。3.文献研究ならびに3国における調査・研究成果を踏まえ、研究報告書を作成する。1.科研費採択が2016年10月下旬であったため、当初予定していたドイツにおける見地調査・研究は実施できなかった。ドイツ調査はオーストリア調査と併せ、2017年9月頃に実施する予定である。2.昨年度は文献調査を中心に研究を進めた。このため、関係する書籍・文献の収集に注力した。3.諸国の国内人権機関による障害者権利条約の国内実施に関し、引き続き情報を収集・分析した。4.ドイツ・オーストリア調査に向け、調査対象機関等を選定し、質問項目の原案を作成した。科研費採択が2016年10月下旬であったため、初年度の研究期間は年度末の繁忙期を含む5か月に限定された。この影響で、当初予定していたドイツにおける現地調査・研究は実施できなかった。このため初年度は、基本文献の収集・分析等を重点的に行った、なお、ドイツ調査はオーストリア調査と併せ、2017年9月頃に実施する予定である。本年度は、(1)条約実施機関による締約国の国家報告に対する最終所見の研究、および(2)オーストリアにおける国際比較現地調査・研究の実施を予定していた。しかし、(2)は予定通り実施したが、(1)については最終年度の課題とし、(1)の研究のいわば前提をなす「人権条約機関の活動における国内人権機関の役割」に関する研究に取り組み、次の知見を得た。すなわち、1GANHRIという国内人権機関の国際的連合体が諸国の国内人権機関を束ねる形で極めて活発な活動を展開している。2GANHRIの条約機関や人権理事会の諸活動への積極的参画は、条約設置機関と公的な色彩を帯びた国家機関の国際的連合体との協働という国際社会で活動する機関間の新たな連携関係である。3条約機関の活動への国内人権機関の関与方法には、GANHRIが国内人権機関の連合体として関わる方法と各国の国内人権機関が個別に関わる方法が見られる。4条約機関はそれぞれの関与方法を指定しているが、いずれについても国内人権機関の積極的関与を歓迎し、奨励している。5条約メカニズムをいっそう省力化・効率化し、人権条約が設定した国際人権基準を締約国内で実効的に実施するため、国内人権機関の関与はますます重要となる。(2)については、9月にオーストリアを訪問し、同国厚生労働省ならびに独立監視委員会等の障害者権利条約国内実施機関を訪問し、担当者から同国における同条約の国内実施状況等の聞き取り調査を実施した。聞き取り対象はいずれも専門家であり、同国における同条約の国内実施にかかる根拠法令、実施体制、国内人権機関や市民社会との連携・協働等々に関する情報を入手し、また踏み込んだ有益な議論を交わした。その際、日本における同条約の国内実施体制について情報提供し、感謝された。1.初年度の10月に採択が決定したため、初年度予定していたドイツ調査を実施できず、また「条約実施機関による締約国の国家報告に対する最終所見の研究」にもほとんど着手できなかったため、文献収集の作業に集中した。2.上記「研究実績の概要」に期したように、本年度は、上記の研究のいわば前提をなす「人権条約機関の活動における国内人権機関の役割」に関する研究に取り組み、一定の知見を得た。

3.なお、オーストリア現地調査・研究は予定通り実施し、所期の目的を達成した。本研究は、障害者権利条約の国内実施における国内人権機関の役割を解明することを目的とする。本年度は、(1)条約実施機関による締約国の国家報告に対する最終所見の研究、ならびに(2)オーストリアおよびハンガリーにおける国際比較現地調査・研究を実施した。(1)に関しては,主に文献調査を引き続き実施した。その結果、各国の国内人権機関は発足後の時間経過に伴い、機能が強化されたものがある一方、政府との関係で独立性が低下したものがあることが判明した。なお、(2)のオーストリア調査では、同国のオンブズマン(国内人権機関)は政府からの独立性が実質的に高いにもかかわらず、委員構成が特定の政党に偏っているという形式的な理由から、独立性に関し国際的認証機関から低く評価されているとの強い不満が示された。(2)については、9月にハンガリーとオーストリアを訪問し、両国の独立監視委員会等の国内実施機関やNGOを訪問し、担当者から両国における同条約の国内実施状況等の聞き取り調査を実施した。聞き取り対象はいずれも専門家であり、両国における同条約の国内実施にかかる根拠法令、実施体制、国内人権機関と市民社会との連携・協働等々に関する情報を入手し、専門的な議論を交わした。その結果、公的文書等の文献のみではうかがい知れない両国における同条約の運用実態が明らかになり、有益であった。なお、日本における同条約の国内実施体制について情報提供し、これにもとづき意見交換出来たことも収穫であった。1.初年度の研究が11月に開始されたため、概ね半年ほど研究が遅れている。2.しかし、昨年度にハンガリーとオーストリアを訪問し、関係機関の専門家から情報提供を受け、また踏み込んだ意見交換を行った結果、文献のみでは把握できない障害者権利条約の国際実施状況全般を概ね把握できた。今年度は、ドイツ調査とオーストリア調査を実施し、これを踏まえ、当初予定した2年度目の研究を実施する。3年度目には、研究計画書記載の通り研究を進める予定である。1.「条約実施機関による締約国の国家報告に対する最終所見の研究」を実施する。2.ハンガリー現地調査・研究およびオーストリア補充調査・研究を実施する。3.3年度の研究を総括し、研究報告書を作成する。1.研究期間の1年延長が認められたので、今年度は9月に障害者権利条約の国内実施において優れた実績をあげていると思われるドイツを訪問し、専門家からのヒアリングと意見交換を行う。2.1.の成果を、オーストリアとハンガリーで実施した調査・研究成果と比較し、3国における同条約の国内実施における国内人権機関の役割を分析する。3.文献研究ならびに3国における調査・研究成果を踏まえ、研究報告書を作成する。科研費採択が2016年10月であったため、昨年度は予定していた国外調査・研究を実施できなかった。このため、次年度使用額が生じた。初年度における研究着手時期が11月であり、ドイツ調査・研究を実施できなかったため、次年度繰越金額が生じ、この影響で2年度目の研究においても、次年度繰越金が生じた。
高性能防寒用被服材料設計のための材料の伝熱機構の解析

防寒的にみて高性能な被服材料は、厚くて軽いすなわち材料内で占める繊維の体積分率が小さいことが特徴である。このような低密度の被服材料の伝熱機構を理解するには、輻射による熱輸送の寄与が大きいこと、さらに材料周辺に速度場が励起された場合空気の移動に伴う熱輸送効果が大きいことなど特有の熱輸送の特性を数量的に把握、解明することがきわめて重要である。平成2年度に行なった研究において、輻射は、繊維直径の変化に伴う散乱や吸収面の面積変化の影響をうけ、さらに放射率は温度に強く依存するが、材料の中で、温度分布は、伝導と輻射の双方が関与するため線形的ではなくなることが分かった。これらの基礎的資料を中心に、被服材料の熱輸送特性の理解に必要な知見を、輻射による熱輸送について、材料のファクタ-を光学的厚さで規定して、その違いによる輻射熱流束の変化を理論的に計算し、実験結果と照合した。さらに繊維集合体の通気性に関する文献調査から、低密度材料では、通気に伴う熱輸送の数量的評価がきわめて重要であり、それにあたって半理論式を導入できる可能性を見いだした。平成3年度は、空気の流動にともなう熱輸送について、空気層の違いや通気にともなう熱輸送を繊維集合体について明らかにした。さらに、実用上の保温性評価を考慮した熱移動および通気のシミュレ-ション実験を、厚手毛糸類セ-タ-地を試料として行い、前半で得られた研究成果を土台にした適用を試み、多くの防寒用被服材料の熱輸送機構を理解し、評価できる基礎を得、本研究課題の目標達成をみた。1.現有Thermolab II型を使用し、平板間に置かれた繊維集合体の定常状態での有効熱伝導率の測定を行なった。条件としては、金属板の放射率、繊維種、直径を変化させた実験を行い、有効伝導率の違いを調べた。2.輻射の影響を受けない方法である非定常熱線法により被服材料の有効熱伝導率を測定し、1.の結果と照合することにより、防寒用被服材料の利用される繊維密度領域(体積分率が10%以下)において、材料内で輻射による熱輸送が支配的になることを定量的に捉えた。3.伝導と輻射双方を考慮し、材料の光学的厚さの関数とした輻射熱輸送式を解いて理論解析を行い、材料内部での温度、輻射熱流束の分布モデルを計算した。さらに実験結果と照合した結果、繊維集合体内の低密度領域で分散乱、吸収の効果、繊維太さの効果、繊維集合体両側の放射率の及ぼす熱輸送効果について数量的評価がなされた。ここでは、伝導と輻射の双方の寄与の分離も行なった。4.空気の流動にともなう熱輸送は低密度被服材料の保温性評価にとってきわめて重要であるので、上記の繊維集合体を用いて、材料を空気が通過することによる効果の評価を行なった。現有Thermolabo II型の大型熱板を利用し、下方加熱(空気層+試料)での熱輸送率を測定するとともに、通気性試験機により通気性を測定した。5.4.の実験結果について、通気性評価式を導出するとともに、通気性が熱輸送に及ぼす効果を考察した。以上の成果1、2、3については、成果(研究発表)論文(1)および(3)で、4、5については(2)、(4)で、その一部を公表している。繊維集合体の通気特性を、繊維の体積分率0.01ー0.1の範囲において調べた。ウ-ル、ポリエステルスライバ-およびトップについて実験を行い、Kozeny式を用いて評価できる可能性を示した。

また繊維は円筒形で通気孔が開いた構造になるため、低体積分率の繊維集合体では、構成繊維の表面積当りの粘性抵抗が増加することが知らているが、本研究では等間隔格子状の配列モデルを仮定して、この効果を表わす評価式を導き、実験結果と比較した。さらに、空気層ー繊維集合体の系の熱輸送率を測定し、通気性の熱輸送に及ぼす影響について考察した。これらの研究において、繊維集合体の詳細な通気性評価法を提案するとともに、通気の効果と熱輸送効果の関係を明確にした。次に、実用上の保温性評価を考慮し、毛糸類セ-タ-地を用いた熱移動および通気のシミュレ-ション実験を行い、本研究課題の本年度の目標達成をみた。セ-タ-地は、その構造的特徴から、保温、通気性双方から性能を捉えることが重要であると考え、素材、構成糸太さ、編密度の違いを加味した手編セ-タ-地について、保温性および通気性を調べ、その構造的要因が及ぼす影響を調べた。その結果、熱物性については、編密度が近似している場合、熱コンダクタンスは厚さの増加に伴って減少すること、同一糸からなる編地では繊維の体積分率が大きいほど熱コンダクタンスは大きいことなどが確かめられ、また厚さー熱伝導率の関係直線が明らかにされた。通気性については、繊維集合体の通気性を表わす半理論式を本実験の結果に適用して、セ-タ-地の体積分率と通気性の関係を数量的に明確にした。その上で、代表的な織布の通気性と比較し、通気の機構に及ぼす組織の効果について考察した。さらに、材料下に空気層のある場合の熱輸送率に及ぼす空気の流動、通気に伴う影響を考察することができた。
酸性微小環境とのクロストークを介した癌のリンパ節転移メカニズムの解明

癌のリンパ節転移における腫瘍微小環境の効果を明らかにするため、アシドーシスによるリンパ管内皮細胞(HDLEC)の機能変化を検討した。pH6.4の培養液で刺激するとHDLECの増殖や運動性、管腔形成能が増加した。また、酸刺激はVEGF-C、VEGF-D、IL-8などのリンパ管新生因子の発現を誘導することが確認された。酸刺激による管腔形成や運動性の亢進は、IL-8ノックダウンにより抑制された。これらの効果は、HDLEC上に発現している酸感受性受容体Trpv1を介して引き起こされており、その経路にはNF-kBシグナルが関与していることが明らかとなった。癌組織は周囲の正常組織に比べ酸性に傾いている。この酸性環境は癌細胞に作用して増殖を促進させることや、細胞外基質の融解酵素であるMMPの活性化を引き起こすことで、浸潤・転移といった癌の悪性形質の発現に関与することが報告されている。本研究では、癌組織の酸性環境がリンパ節転移にどのように関与しているのかを明らかにするため、プロトンとリンパ管内皮細胞(HDLEC)との相互作用に着目した。HDLECを酸性環境下(pH6.4)で培養すると、コントロールに比較して細胞増殖の促進が認められた。また、通常培養では、HDLECは多角形で敷石状の増殖パターンを示したが、酸性条件下では突起を有する紡錘形細胞へと形態変化を生じた。細胞形態の変化は、遊走能や浸潤性の変化を示唆するものと考えられる。そこで、トランスウェルを用いたinvasion assayを行ったところ、酸性環境下において浸潤能の亢進が認められた。以上のような細胞機能の変化をもたらすメカニズムを検討する目的で、リンパ管新生に関与する分子の発現をリアルタイムPCRにて検討した。その結果、VEGF-C、VEGF-D、IL-1b、IL-8、CXCL1のmRNA発現は、酸刺激により促進されることが明らかとなった。特にIL-8の発現増加は顕著であり、タンパクレベルでの産生増加もELISA法により確認された。HDLECはIL-8レセプターであるCXCR1/CXCR2を発現していたことから、酸刺激により誘導されたIL-8は、HDLECにおいてオートクライン的な作用を有する可能性が示唆された。ほぼ、研究計画どおりに進んでいる。現在までに得られた成果をもとに、論文投稿中である。癌組織において形成される酸性環境が、癌のリンパ節転移にどのように影響するかを明らかにするため、前年度に引き続き、プロトンとリンパ管内皮細胞(HDLEC)との相互作用について検討を行った。HDLECは酸性環境下で培養すると紡錘形へと形態が変化した。ファロイジン染色により、細胞突起の伸長が認められたことから、接着分子の発現に変化が生じている可能性が示唆された。酸刺激により産生が誘導されたIL-8は、HDLECの増殖に直接関与していることが明らかとなった。さらに、酸刺激によりHDLECのtube formationならびにmigrationが促進されたが、siRNAによりIL-8発現をノックダウンさせると、これらの効果は有意に減少した。また、酸感受性受容体TRPV1の関与について検討したところ、酸刺激により誘導されるIL-8発現の増加は、TRPV1アンタゴニストであるIRTX処置により有意に抑制されることが分かった。さらに、酸刺激はHDLECにおいてp65のリン酸化を増加させ、この効果もIRTXならびにNF-kB経路インヒビターであるBAY11-7082により抑制された。これらの結果から、HDLECでは、TRPV1活性化に伴うNF-kB経路の活性化を介して、細胞形態や機能の変化を起こしていることが推察された。HDLECにより産生されるIL-8は、オートクライン的に作用する他に癌細胞へも影響を及ぼしていることが推測できる。そこで現在、乳癌細胞株MDA-MB-231を用い、IL-8の発現とその効果、ならびに酸刺激に伴う細胞機能の変化について検討中である。これまでに得られた成果をまとめ、Exp Cell Res (2016)に発表した。酸性微小環境が、癌のリンパ節転移にどのように影響するかを明らかにするため、前年度に引き続き、アシドーシスとリンパ管内皮細胞(HDLEC)との相互作用について検討を行った。HDLECを用いたマイクロアレイ解析の結果、pH6.4の酸性環境下では接着因子やケモカインなどの発現が上昇することが示された。そこで、接着因子の1つであるE-selectinに着目し、酸性環境との関連性を検討した。培養液をpH6.4に置換すると、3時間後をピークにE-selectin mRNAの発現が増加し、24時間後においてもその効果が持続して認められた。これまでの実験において、酸刺激は酸感受性受容体TRPV1を介してIL-8の発現を増加させる結果が得られていたため、E-selectin発現におけるTRPV1の関与を考えた。しかしながら、TRPV1アンタゴニストであるIRTXを処置してもE-selectin mRNAの発現誘導を抑制できなかったことから、E-selectin発現にはTRPV1以外の受容体の関与が示唆された。現在、HDLECにおいて高発現が認められた受容体の1つであるGPR4について検討中である。リンパ管内皮細胞におけるE-selectinの発現増加は、癌細胞との接着の機会を増加させ、転移に促進的に働いている可能性が考えられる。

そこで、HDLECの単層培養に対し、GFPを組み込んだヒト乳癌細胞株MDA-MB-231を播種し、細胞接着を観察した。その結果、酸刺激を行ったHDLECでは、MDA-MB-231の接着数が増加する傾向が観察された。MDA-MB-231に対する酸刺激の効果も同様に検討したところ、pH6.4の環境下ではIL-8の発現が有意に上昇し、細胞の運動性や浸潤能が有意に増加する結果が得られた。癌のリンパ節転移における腫瘍微小環境の効果を明らかにするため、アシドーシスによるリンパ管内皮細胞(HDLEC)の機能変化を検討した。pH6.4の培養液で刺激するとHDLECの増殖や運動性、管腔形成能が増加した。また、酸刺激はVEGF-C、VEGF-D、IL-8などのリンパ管新生因子の発現を誘導することが確認された。酸刺激による管腔形成や運動性の亢進は、IL-8ノックダウンにより抑制された。これらの効果は、HDLEC上に発現している酸感受性受容体Trpv1を介して引き起こされており、その経路にはNF-kBシグナルが関与していることが明らかとなった。これまでの研究から、IL-8の発現変化が重要である可能性が示唆された。そこで今後は、HDLECにおけるIL-8の機能解析を中心に、添加実験あるいは発現抑制系を用いた検討を予定している。また予備実験において、HDLECでは数種の酸感受性受容体の発現が確認されている。したがって今後はHDLECの機能変化に寄与する主要な受容体の同定をおこない、細胞内シグナル伝達経路についても検討する。本研究計画の後半部分である、酸性微小環境と癌細胞との関連性について検討を進める。これまでの研究から明らかになった、酸刺激とIL-8発現の関係に着目し、乳癌細胞株MDA-MB-231における酸感受性受容体の発現ならびに機能変化を検討する。これらの結果に基づき、癌組織でのリンパ管内皮細胞と癌細胞との相互作用を追究することで、微小環境を介したリンパ節転移メカニズムの解明を目指す。実験病理学ほぼ予定通りの使用であり、小額が端数として残っている。ほぼ予定通りの使用であり、小額が端数として残っている。平成28年度の使用予定額と合わせて、主として実験試薬や器具などの購入に充てる。平成29年度の使用予定額と合わせて、主として実験試薬や器具などの購入に充てる。
Toll様受容体に着目した硬化性骨病変発症機構の解明

感染による骨硬化病変の発症機構を明らかにする目的で本研究を行った。マウス骨芽細胞様MC3T3-E1(E1)細胞にはToll様受容体(TLR)1、3、4、5、6および7、マウスストローマ細胞であるST2細胞にはTLR-17、ヒト骨肉腫由来骨芽細胞様MG-63細胞にはTLR-3、6および7の発現が認められた。これらの3種の細胞に共通して発現し、最も発現量の多いのはTLR-3であった。そこでこれらの細胞をコンフルエントまで培養し、TLR-3のリガンドであるpoly I:Cを作用させると約2週間で石灰化結節の形成が認められ、MC3T3-E1においては対照群と比較してより早期に石灰化結節が出現し、その数の増加傾向も認められた。また、アルカリホスファターゼ遺伝子プロモーター領域あるいは転写因子Cbfa1結合配列をタンデムに結合したオリゴヌクレオチドをルシフェラーゼ遺伝子に結合してMG-63細胞に遺伝子導入し、poly I:Cを作用させるといずれの転写活性も増加傾向を示した。さらに、poly I:C処理E1細胞のmRNAをDNAマイクロアレイを用いて分析の結果、線維芽細胞増殖因子2(FGF-2)の発現増加が認められた。また、FGF-2の転写制御に関与する転写因子Egr-1のタンパク質発現も経時的に増加した。以上の結果からウイルスが何らかの原因で骨組織に進入すると骨芽細胞や間質細胞の自然免疫系が機能して石灰化が亢進し、この機構にFGF-2産生増加によるCbfa1の活性化が関与する可能性があることが示唆された。今後はFGF-2の転写活性増加に関与する細胞内シグナル伝達経路に関して詳細に検討する予定である。硬化性骨疾患の一つである硬化性骨髄炎は長期に及ぶ炎症が軽快または消失した骨髄部に多量の骨が形成される病態を示す疾患である。その発症は細菌やウイルスによるものであると推測されているが、その発症機構の詳細は未だ明らかにされていない。一方、自然免疫系においては微生物の表層抗原を認識する受容体としてToll-like receptor(TLR)群が発見され、それぞれ特異的な微生物の成分と結合してそのシグナルを伝達していることが広く知られている。本研究は病変部位に存在するウイルスや細菌が骨芽細胞のTLRを介して細胞外基質などの分泌に対して影響を及ぼし、石灰化現象に変化を生じさせるものと推測し、本研究を行った。マウス頭蓋冠由来骨芽細胞様細胞株MC3T3-E1細胞(E1細胞)ではTLR-1、3、4、5、6、7、ヒト骨肉腫細胞株MG-63ではTLR-3、7、6 mRNAの発現が認められた。TLR-3のリガンドである二本鎖RNAであるpoly IC(100ng/ml)を添加してE1細胞を通法に従い培養すると培養開始10日目より石灰化結節を生じ、対照群と比較して結節の数、大きさともに増大傾向を示した。また、100ng/ml poly ICでE1細胞を12時間刺激すると線維芽細胞増殖因子2(FGF-2)mRNAの発現が2倍、cbfa1 mRNAでは1.6倍の増加が認められた。さらに、10mg/kg poly ICをC57/B16マウスに投与すると有意な体重減少とともに皮質骨の肥厚が軟X線写真により観察された。以上の結果より、ウイルス二本鎖RNAを骨芽細胞のTLRが認識し、骨の石灰化を亢進させるシグナルを伝達させる可能性が示唆された。

マウス骨芽細胞様MC3T3-E1(E1)細胞にはToll様受容体(TLR)1、3、4、5、6および7、マウスストローマ細胞であるST2細胞にはTLR-17、ヒト骨肉腫由来骨芽細胞様MG-63細胞にはTLR-3、6および7の発現が認められた。これらの3種の細胞に共通して発現し、最も発現量の多いのはTLR-3であった。そこでこれらの細胞をコンフルエントまで培養し、TLR-3のリガンドであるpoly I:Cを作用させると約2週間で石灰化結節の形成が認められ、MC3T3-E1においては対照群と比較してより早期に石灰化結節が出現し、その数の増加傾向も認められた。また、アルカリホスファターゼ遺伝子プロモーター領域あるいは転写因子Cbfa1結合配列をタンデムに結合したオリゴヌクレオチドをルシフェラーゼ遺伝子に結合してMG-63細胞に遺伝子導入し、poly I:Cを作用させるといずれの転写活性も増加傾向を示した。さらに、poly I:C処理E1細胞のmRNAをDNAマイクロアレイを用いて分析の結果、線維芽細胞増殖因子2(FGF-2)の発現増加が認められた。また、FGF-2の転写制御に関与する転写因子Egr-1のタンパク質発現も経時的に増加した。以上の結果からウイルスが何らかの原因で骨組織に進入すると骨芽細胞や間質細胞の自然免疫系が機能して石灰化が亢進し、この機構にFGF-2産生増加によるCbfa1の活性化が関与する可能性があることが示唆された。今後はFGF-2の転写活性増加に関与する細胞内シグナル伝達経路に関して詳細に検討する予定である。
“ハブ教員”による美術館の伝統文化コレクション教材化支援にむけての実践的研究

岡山県立美術館では2010度「美術館と学校の連携委員会」を組織し、同館の伝統文化コレクション普及のため、学習素材のポータブル化と拠点校への配備を進めてきた。本研究費を受けた成果は、以下の4点でこの事業を発展させたことにある。すなわち、(1)「トランク」のヴァージョンアップ、(2)「トランク」の普及促進、(3)教員の教材研究支援と教員ネットワークの強化、(4)「トランク」を活用したわが国の伝統文化の海外普及である。岡山県立美術館では平成22年度「美術館と学校の連携委員会」を組織し、同館の伝統文化コレクション普及のため、水墨画・備前焼を中心とする学習素材のポータブル化(アートトラベリングトランク、以下「トランク」と略称)と拠点校への配備を進めてきた。本研究費を受け、平成24年度は、(1)「トランク」のヴァージョンアップ、(2)「トランク」配備校の中核教員(=ハブ教員)の教材研究支援、(3)岡山県教育センターでの研修を通じた教員ネットワークの構築の3点にわたり実績を残し、これらについては日本美術教育学会および美術科教育学会にて成果を報告した。また本年度開始の課題である、わが国の伝統文化の海外普及の可能性の検証については、アメリカ合衆国のJapan SocietyおよびGreenwich Country Day Schoolを訪問し、25年度のワークショップ実施に向けた準備を進めた。本研究費を受け、平成24年度までに、(1)「トランク」のヴァージョンアップ、(2)「トランク」の普及促進にむけた補助教材(リーフレット)の作成、(3)「トランク」配備校の中核教員(=ハブ教員)の教材研究支援、(4)岡山県教育センターでの研修を通じた教員ネットワークの構築の4点にわたり実績を残し、その成果については、平成24年度に、日本美術教育学会および美術科教育学会にて報告を行った。助成完結年度である平成25年度には「わが国の伝統文化の海外普及の可能性の検証」に集中的に従事した。これは科学研究費補助金交付申請書に掲げた最後の研究課題である。美術館コンテンツのポータブル化をつうじて第一に得られる成果は地理的アクセス問題の解消である。今回の研究プロジェクトの出発点は、岡山県立美術館のコレクションを、来館が地理的に難しい県内の学校でも活用できるようにすることであったが、いったん地理的アクセス問題が解消されれば、その到達可能範囲は県はもちろん、国をも越えて拡大しうる。さらに、われわれがトランクの設計段階で高品質の現物教材をパッケージ化しえたことも重要である。教材の質が高ければ、視覚的アピールはさらに強くなり、「言語の壁」は相対的に低くなる。9月に中国省浙江省の杭州師範大学にて、3月に台湾花蓮市と高雄市の公立小学校にて、トランクを持ち込んでの日本の伝統文化セミナーを実施した。前者は教員志望学生を、後者は現職教員を対象とするものである。いずれも好意的な評価を受け、今後、海外教員とのさらなる共同研究へと発展しうる関係基盤が構築しえた。本研究費を受け、平成23年度は、(1)「トランク」のヴァージョンアップ、(2)「トランク」の普及促進にむけた補助教材(リーフレット)の作成、(3)「トランク」配備校の中核教員(=ハブ教員)の教材研究支援、(4)岡山県教育センターでの研修を通じた教員ネットワークの構築の4点にわたり実績を残すことができた。(2)「トランク」配備校の中核教員(=ハブ教員)の教材研究、および(3)教員ネットワークの構築については、夏季休業期間に実施した研修および配備校での校内研修等の機会に利用し、支援体制を整えた。またその成果報告として最終年度にむけて準備していた学会発表を前倒しで実施することができた。以下、「研究実績の概要」欄で示した4点について、個別に評価を行う。(1)「トランク」のヴァージョンアップについては、観賞用備前焼(細工物)、特別支援教育での鑑賞補助教材等を揃えることとなり、トランクの教材としての充実度を高めることができた。(2)「トランク」の普及促進にむけた補助教材(リーフレット)については、岡山県下の全小中学校に配備する準備が整った(実際の配備は平成24年4月)。(3)「トランク」配備校の中核教員(=ハブ教員)の教材研究、および(4)教員ネットワークの構築については、夏季休業期間に実施した研修および配備校での校内研修等の機会に利用し、支援体制を整えた。平成25年度の研究の方向性については、大きく二つに分かれる。第一は、23、24年度と継続してきた課題の最終確認である。

(1)「トランク」のヴァージョンアップ、(2)「トランク」配備校の中核教員(=ハブ教員)の教材研究支援、および(3)教員ネットワークの構築がこれに相当する。完成年度である25年度は、26度以降の継続性をいかに確保するのかという問題を中心として、総括を試みる。第二に相当するのが、「トランク」を活用したわが国の伝統文化の海外普及の可能性の検証である。これが本研究の当初設定した課題のうちで、唯一残されたものである。本年度構築した研究協力体制を前提に、海外ワークショップの企画・実施・検証を進める。平成24年度の研究の方向性は、おおむねのところ前年度の継続発展である。すなわち(1)「トランク」のヴァージョンアップについては、現職教員の声を踏まえて、さらなる改良を試みる。(3)「トランク」配備校の中核教員(=ハブ教員)の教材研究、および(4)教員ネットワークの構築については、「ハブ教員」の人数面での強化を試みる。(2)「トランク」活用リーフレットについては、教室学習での児童生徒向けの補助教材としても発展させる可能性が見えている。関係教員とも協議しながら、その改良を試みる。これは当初の計画では予定していなかったことであるが当研究課題の趣旨からして、ありうべき発展の方向性であるといえる。これらに加え、本年度より開始する予定であった、(5)「トランク」を活用したわが国の伝統文化の海外普及の可能性の検証について、研究協力体制を整える。「今後の研究の推進方策」で示したとおり、当初設定した課題のうちで残されたのが、わが国の伝統文化の海外普及の可能性の検証である。本年度の研究費の使用は、多くがこの課題にかかわるものとなろう。より具体的に述べれば、海外ワークショップの実施およびその事前折衝に向けた海外渡航費を多く計上する予定である。昨年度の研究費の使用状況をまず確認する。年度末の時点では10数万の未執行額となっているが、これはリーフレット印刷が当初計画より2ヶ月ずれこみ、決済が年度をまたぐ形となったためであり、実質的には計画通りの執行と考えている。平成24年度も、交付申請書で掲げた当初の研究計画に沿っての執行を進める。ただし、平成23年度に実施した「トランク改良」の評判がよいことを勘案して、さらなる「トランク改良」に当初計画より重点的に経費を配分することも検討している。
染色体17P13領域に存在する巨核芽球性白血病関連遺伝子のクローニング

我々が樹立した巨核球系細胞株4種全てに17番染色体異常が認められた。CMKおよびCMYは17P13転座又は17番染色体欠失、CMSは17P13転座、CTSは17番染色体欠失が認められ、17番染色体特に17P13領域に何らかの発癌(特に巨核球系)に関連した遺伝子の存在が推定された。特にCMYについては、樹立前の細胞(患者芽球)には17番染色体異常は認められず、その後治療抵抗性を示す中で増加してきた芽球中にCMYと同様の17番染色体異常を示すクローンが増加してきた。すなわち樹立時には検出不可能のレベルのマイナークローンとして存在した細胞からCMYが樹立し、その後そのクローンが治療抵抗性を示して患者の中で増殖した事が推察された。これにより17P13上に、治療抵抗性、細胞株の樹立と関係した遺伝子の存在が示された。17P13上には癌抑制遺伝子であるP53遺伝子の局在が知られている。そこで、CMYおよび培養前の芽球についてP53の発現をSSCP法にて解析したところ、CMYではP53遺伝子のExon 5に異常を認めたが、培養前の芽球においては異常は認められず、P53遺伝子の異常は株化によって発生した付加的な異常であり、患者芽球における17Pの異常には関係しないことが明らかになった。我々は、我々が経験した10数例の巨核芽球性白血病細胞全てを培養し、その内4例において株化に成功した(CMK,CMY,CMS,CTS)。株化した4例全てに17番染色体異常を伴っており、予後不良で全員が早期に原病死した。CMYについては、樹立時の患者血中には17P13転座を有する芽球は認められなかったが、その後、17P13を有する芽球が再発として出現してきた。すなわち、樹立時にわずかに存在した芽球に,より細胞株が樹立し、かつその芽球が化学療法に反応しないで再発してきたことが確認された。CMYはSSCr法にてP53遺伝子には異常を認めておらず17P13の異常はP53とは異なることが示された。CMKにおける17P13異常は患者における唯一の染色体異常であり、CMSにおける17P13異常は患者において数種認められた染色体異常の中で唯一全ての細胞に認められており、共に17P13異常の転座が巨核芽球性白血病の発症と深く関わっている可能性が強い。これら3種の細胞株、およびこれら細胞株の培養開始前の骨髄細胞を培養することにより得られた骨髄線維芽細胞からDNA,RNAを抽出・精製した。それぞれについて、骨髄線維芽細胞(正常細胞)と細胞株双方のRNAについて、RT-PCR法を用いたdiffercntial display法を行い、細胞株にはないが、正常組織にはあるmRNAのcDNAを作成中である。今後、骨髄線維芽細胞(正常細胞)と細胞株双方のDNAを利用したrepresentational difference analysis(RDA)法により細胞株にはないが、正常組織にはあるDNA断片を増幅し、両者をhyblidyzeすることにり、共通したDNAを検出し、染色体17P13に存在する巨核芽球性白血病に関連した遺伝子のクローニングをめざす。すなわち樹立時には検出不可能のレベルのマイナークローンとして存在した細胞からCMYが樹立し、その後そのクローンが治療低抗性を示して患者の中で増殖した事が推察された。

これにより17P13上に、治療低抗性、細胞株の樹立と関係した遺伝子の存在が示された。17P13上には癌抑制遺伝子であるP53遺伝子の局在が知られている。そこで、CMYおよび培養前の芽球についてP53の発現をSSCP法にて解析したところ、CMYではP53遺伝子のExon5に異常を認めたが、培養前の芽球においては異常は認められず、P53遺伝子の異常は株化によって発生した付加的な異常であり、患者芽球における17Pの異常には関係しないことが明らかになった。
里山林野のレクリェーション利用形態の研究

1.余暇利用の仕方を、山形盆地内および筑波研究学園都市内の中学校でアンケートし、その結果をドイツ・フランスおよび日本の諸都市のものと比較した。「スポーツ・散歩」は1割程度で、都市部での方が農村部においてよりも好まれている。西ヨーロッパでは「森の中の散歩」が最も好まれる余暇利用形態の一つであるのは、都市内および周辺に散策できる森があるからである。日本の神社仏閣の名刹は多くは深山幽谷にあり、そこへの参詣は今日的な意味での森林レクリエーションを兼ねていたと考えられる。2.1960年代高度経済成長期以降、政府省庁が建設した各種レクリエーション施設を整理した。3.国有林野を管理する林野庁は、森林の公益性にかんがみ、国有林の中に自然休養林・自然観察教育林・野外スポーツ林・風景林を指定し、国民のレクリエーションに供してきた。その分布図を作成してみると、野外スポーツ林と自然休養林は上信越国境山地を中心に、中央日本に集中している。生活環境保全林もほぼ同じ趣旨で林野庁治山費で整備されてきた。県レベルでも県民の森・いこいの森などの名称レクリエーションの森が整備されている。4.平地にあっては、筑波研究学園都市のように、都市公園に植樹することによって、森林レクリエーション地を造成しようとしている。5.集落に近い里山や平地林では、薪炭材供給地としての機能は中止され、山形県温海町では焼畑によって赤カブが栽培されたり、尾花沢のようにスイカが栽培されたりして、農業的に利用されているところもある。
荒砥沢地すべりの圧密されたシルト岩における超低勾配・長距離すべりの機構解明

国内最大級の荒砥沢地すべりで認められた、4度以下の超低勾配すべり面を300mもの長距離運動したすべり機構の解明を目指し、低温走査型電子顕微鏡(Cryo-SEM)を用いた土粒子構造調査を実施した。その結果、すべり面を形成したシルト岩中には円筒状や格子形状の粒子が多数確認された。一方、その上位に位置した凝灰岩には、これらは見当たらなかった。せん断に伴って特異な形状の粒子が破砕されることにより間隙圧が上昇し、地すべり長距離運動が生じる可能性を示唆する結果を得た。平成20年の岩手・宮城内陸地震で生じた国内最大級の荒砥沢地すべりで認められた超低勾配・長距離すべりの機構の解明を目指し、低温走査電子顕微鏡(クライオーSEM)を用いた微細な土粒子骨格構造調査を行った。荒砥沢地すべりは、そのすべり面深度が100mと深いことのほかに、その勾配が4度程度以下とほぼ水平であるにもかかわらず、300m超もの長距離を運動したことが大きな特徴である。この特徴は、地すべり研究者にとっても驚愕の事実であり、土粒子骨格構造の調査、検討を加えてメカニズムの一端でも解明することが必要不可欠であった。地すべり地内外で実施されたボーリングコアの不撹乱試料に対し、液体窒素を用いて凍結させた供試体を対象に、低温走査電子顕微鏡を用いて微細な土粒子骨格構造を調査した。その結果、地すべりのすべり面を形成したと考えられているシルト岩では、円筒状や格子形状の粒子が多数確認できた。一方、シルト岩の上位に位置した凝灰岩については、そのような形状の粒子の確認はできなかった。従来、細粒の土粒子が堆積してできたシルト岩では、地すべりが低勾配の斜面を長距離運動することは想定しづらいとされてきた。しかし、低温走査電子顕微鏡による観察調査によりシルト岩中に認められた円筒状や格子形状の粒子が、地震動に伴うせん断を受けて破砕・粉砕されることにより構造が変化し、内部の間隙圧が上昇するようなことが生じればすべり面近傍で液状化現象に近い状態が再現され、低勾配斜面を長距離運動する可能性があることを示した。岩手・宮城内陸地震により発生した荒砥沢地すべりは、相当の高応力で圧密された細粒のシルト岩において、傾斜が推定で4度以下のすべり面を300m以上運動した。この超低勾配・長距離運動は、通常の地すべりの運動としては解釈が困難であり、土質力学的に詳細な検討を加えてメカニズムの解明を目指す。荒砥沢地すべりのすべり面近傍より採取されたボーリングコア試料は、地下100m程度の深さに存在したとは想像すらできないほど脆弱な構造を有し、指で触れただけでぼろぼろと破壊してしまうことがわかった。この試料を対象にした土質せん断試験を実施するにあたり部位の選定を行った他、液体窒素により凍結させて実験室に持ち帰るための手法を完成させた。また、地すべりの滑落崖の背後で採取されたボーリングコア試料は、地すべりが発生した地層と同じ材料を含み、かつ、運動が生じていないものと推定されることから、こちらに関してもせん断試験対象箇所を絞った。研究代表者の所属する研究所に既存の一面せん断型直接せん断試験機は、供試体に載荷可能な垂直応力が500kPaと小さく、また、供試体は方形に作成する必要があった。一方、荒砥沢地すべりのすべり面は深さが100m程度と深いため垂直応力は1.6MPa程度が必要となる。また、すべり面からサンプリングしたボーリングコア試料は円柱状であることから、円柱状の供試体をせん断可能とするせん断装置が必要となる。そこで、円柱状の供試体(直径0.05m)を対象としたせん断装置に改造した。また拘束応力については、供試体の垂直応力載荷面積を小さくすることにより1.6MPaの高垂直応力載荷を可能とした。岩手・宮城内陸地震により生じた荒砥沢地すべりは、長さ1.3km、幅が0.9km、すべり面の深さが約0.1kmと国内最大級であり、研究対象としては多くの困難を伴う。深さ0.1km程度のすべり面に存在し高応力下であったにも関わらず手で触れるだけでぼろぼろと破壊するようなボーリングコア試料を対象に、また、地すべりの滑落崖の背後における同等の試料を対象に、試験用の供試体を選定した。高応力下(1.6MPa)での直接せん断が可能となる一面せん断試験機を改造し、また、凍結試料の構造を観察・把握可能なクライオーSEMを稼働させており、研究はおおむね順調に進展している。荒砥沢地すべり地内に保存されているボーリングコア試料を対象に、液体窒素を用いて凍結サンプリングする。研究所に持ち帰り適宜トリミングなどの処理を行った後、一面せん断型の直接せん断試験機に供し力学的な挙動を詳細に追跡する。