hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
固相反応プロセスによる高機能マグネシウムシリサイド系熱電材料の開発

本年度は,Mg_2Si熱電材料の酸化実験を行い,その酸化機構を解明することにより,有効な耐酸化膜の設計指針を得ることに成功した。また,Mg_Si上への耐酸化膜の開発を目的として,ゾルゲル法や塗布法によるガラス膜の被覆やスパッタリング法によるβ-FeSi_2膜の作製を行い,Mg_2Si熱電材料の酸化抑制効果について調べた。また,固相反応プロセスによる低温合成技術を用いてAlとSnを共ドープしたA1ドープMg_2Si_<1-x>Snx(X≦0.1)熱電材料を作製し,その熱電特性について詳細に検討を行った。これらの主な研究成果は,下記の通りである。1.Mg_2si熱電材料は673K以上の温度域で,Mg_2si+0_2→2MgO+Siの反応が顕著に起こることが分かった。また,Johnson-Meh1-Avrami(JMA)速度式を用いてMg_2Si熱電材料の酸化の温度依存性,時間依存性を詳細に調べたところ,酸素の拡散過程が律速であることが分かった。ガラス膜についてはMg_2Siとガラスの構成元素成分である酸素との間で反応が起こり,MgOとSiがMg_2Si焼結体表面に生成し,耐酸化膜としては十分機能しないことが分かった。一方,β-FeSi_2膜をスパッタしたMg_2Si焼結体は,大気中での熱処理による酸化は大幅に抑制されており,耐酸化膜として有効であることが分かった。2.300KのA1ドープMg_2Si_<1-x>Snx(X≦0.1)の電子濃度は,0.0≦x≦0.1の範囲内ではSnの置換量に依存せず,最大5.3×10^<19>cm^<-3>の値を示した。Sn無添加のMg_2SiにA1ドープした系では,熱電無次元性能指数(ZT)の最大値は867Kで0.50であった。一方,A1ドープMg_2Si_<0.9>Sn_<0.1>では,ZT最大値は864Kで0.68であり,Sn無添加の系よりも36%高い値を示すことが分かった。本年度は、固相反応プロセスによる低温合成技術を用いて組成の制御されたマグネシウムシリサイド系熱電材料を作製し、ドープする不純物元素の種類と量の最適化を行った。また、第一原理計算より不純物元素の形成エネルギーを評価することで、マグネシウムシリサイド系熱電材料に効果的にドープ可能な不純物元素を理論的に明らかにした。また、熱電物性に大きな影響を及ぼす格子振動についても詳細に検討を行った。その主な研究成果は下記の通りである。1.真空封入法やパルス通電焼結法などの固相反応プロセスにより、PドープMg_2Siの作製に成功し、その熱電特性を初めて明らかにした。また、SbドープMg_2Siの熱電特性のSbドープ濃度依存性を詳細に検討したところ、その熱電特性は作製プロセスによって異なり、Sbドープ濃度だけでなく、Mg_2Si中に不純物として僅かに含まれるMgOの量や焼結体の結晶粒径や粒界などの影響を受けることが明らかとなった。2.Ca、Sr、Baなどのアルカリ土類金属、Laなどの希土類元素、Clなどのハロゲン元素をドープしたMg_2Siは全てn型半導体であった。これらの不純物元素をドープすることにより、未ドープのMg_2Siよりも約1桁キャリア濃度が上昇するものの、その固溶限界値は低く、熱伝導率には顕著な影響を及ぼさなかった。3.第一原理計算からMg_2Si中への27元素の不純物元素の形成エネルギーを評価したところ、Vb族のP、As、Sb、BiをSiサイトにドープした時の形成エネルギーは負となり、これらの不純物元素はn型の良好なドーパントになることを理論的に明らかにした。また、Mg_2SiとMg_2Geの格子振動計算の結果、SiとGeの質量の違いが振動数に影響を与えていることが分かった。また、これらの比熱、エントロピー、デバイ温度などの熱力学パラメータの計算値は実験値と良く一致することが分かった。

また,Johnson-Meh1-Avrami(JMA)速度式を用いてMg_2Si熱電材料の酸化の温度依存性,時間依存性を詳細に調べたところ,酸素の拡散過程が律速であることが分かった。ガラス膜についてはMg_2Siとガラスの構成元素成分である酸素との間で反応が起こり,MgOとSiがMg_2Si焼結体表面に生成し,耐酸化膜としては十分機能しないことが分かった。一方,β-FeSi_2膜をスパッタしたMg_2Si焼結体は,大気中での熱処理による酸化は大幅に抑制されており,耐酸化膜として有効であることが分かった。2.300KのA1ドープMg_2Si_<1-x>Snx(X≦0.1)の電子濃度は,0.0≦x≦0.1の範囲内ではSnの置換量に依存せず,最大5.3×10^<19>cm^<-3>の値を示した。Sn無添加のMg_2SiにA1ドープした系では,熱電無次元性能指数(ZT)の最大値は867Kで0.50であった。一方,A1ドープMg_2Si_<0.9>Sn_<0.1>では,ZT最大値は864Kで0.68であり,Sn無添加の系よりも36%高い値を示すことが分かった。
土壌還元消毒に伴う酸化還元電位および一酸化二窒素発生予測モデルの開発

土壌還元消毒は化学物質を使わない防除技術として期待されている.しかし一方で,同消毒過程では酸化還元電位の低下に伴う一酸化二窒素(N2O)の多量発生を引き起こすことが懸念される.本研究では,N2O発生量を増加させない土壌還元消毒条件を検討するため,水・熱移動,有機物分解,酸化還元電位(Eh),N2O発生など一連のプロセスを観測に基づいてモデル化する.2年目までに,土壌還元消毒前に緑肥を栽培し,それを有機物資材として利用することが有効であることがわかった.また,脱窒のみならず,硝化由来のN2O発生が無視できないことが示唆された.そこで3年目(平成30年度)は,緑肥混合土壌におけるN2O発生機構のモデル化を目的に,硝化,脱窒に関連する機能性遺伝子の増減を調べた.緑肥として,27日間栽培したトウモロコシを用いた.また最近は,緑肥からのエネルギー回収が一部で検討されており,トウモロコシ灰についても検討した.水分条件が異なる畑地土壌(灰色低地土,表層10 cm)にNH4-N(100 mg kg-1)とトウモロコシ(CC)またはトウモロコシ灰(CC灰)(重量比0.1%)を混合し,最大保水量(WHC)60%,75%,90%条件において25°Cで15日間培養した.比較対照としてトウモロコシ無添加処理を作成した.その結果,0.1%程度の添加量では,CC,CC灰の混和がNH4-N添加土壌からのN2O放出に与える影響は認められなかった.一方,NH4-Nを添加した条件にもかかわらず,どの処理においても高水分条件でN2O放出量は増加した.機能性遺伝子解析によって,硝化に続く,脱窒活性の増大がN2O放出量の増加につながったこと等が明らかとなった.土壌還元消毒は化学物質を使わない防除技術として期待されている.しかし一方で,同消毒過程では酸化還元電位の低下に伴う一酸化二窒素(N2O)の多量発生を引き起こすことが懸念される.本研究では,N2O発生量を増加させない土壌還元消毒条件を検討するため,水・熱移動,有機物分解,酸化還元電位,N2O発生など一連のプロセスを観測に基づいてモデル化する.はじめに,高水分,高温,マルチ被覆下において,灌漑,マルチ,施用有機物などが土壌還元の進行速度,範囲,継続時間に及ぼす影響を実験的に調査解析する.特に,有機物の易分解性画分の評価方法を詳細に検討する.次いで,観測結果に基づいて,土壌の酸化還元電位およびN2O発生予測モデルを開発し,N2O発生量の少ない各処理条件を検討する.初年度(平成28年度)は,不飽和土壌における酸化還元電位を測定するため,塩橋を用いた方法を検討し,寒天およびKCl濃度,塩橋形状が測定結果などに及ぼす影響を調べた.その結果,寒天濃度4%,KCl濃度10%,シリンジを用いた縦型の塩橋を用いることで不飽和土壌でも酸化還元電位がすみやかに測定できることがわかった.また,黒ボク土に飼料用トウモロコシを混合し,土壌還元消毒を模した条件において初期NO3-N含有量が土壌酸化還元電位およびN2O放出量の推移を調べた.その結果,初期NO3-N含有量が高い場合,酸化還元電位が比較的高く推移するため,N2O放出が長時間継続することがわかった.よって,土壌中に残存するNO3-Nをなるべく低くしてから,土壌還元消毒を行った方がよいといえる.これまで困難であった不飽和土壌中での酸化還元電位の測定ができるようになるなどほぼ予定通り研究が進んでいる.土壌還元消毒は化学物質を使わない防除技術として期待されている.しかし一方で,同消毒過程では酸化還元電位の低下に伴う一酸化二窒素(N2O)の多量発生を引き起こすことが懸念される.本研究では,N2O発生量を増加させない土壌還元消毒条件を検討するため,水・熱移動,有機物分解,酸化還元電位(Eh),N2O発生など一連のプロセスを観測に基づいてモデル化する.2年目(平成29年度)は,土壌還元消毒を模した室内カラム実験を行い,土壌水分が変化する条件下で有機物の施用が土壌Ehの変化やN2O発生に及ぼす影響を調べた.土壌カラムに灰色低地土を充填し,50°Cに設定した.表層10 cmにNO3-N(100 mg kg-1)とトウモロコシ(0.2%または無)を混合し,24時間で150 mmを灌漑した.その後,表面をマルチフィルム(塩ビ,0.05 mm)で被覆した.なお,Ehの計測には初年度に開発した塩橋法を採用した.有機物施用土壌の深さ10 cmのEhは2時間後に約-200 mVまで低下した.一方,無施用では終始150300 mVと高く,硝化の痕跡が認められた.土壌表面N2Oフラックスは24時間までに第1ピーク,160時間後により大きな第2ピークがみられた.第1ピークは初期のEh低下と対応していることから脱窒由来と思われた.一方,第2ピークは深さ10 cmのEhが高く維持された有機物無施用でより大きかったことから,無機化に続く硝化由来と考えられる.以上より,N2O放出を抑制するのには有機物の施用条件を明らかにするとともに,硝化由来のN2O発生抑制技術の検討が必要であることがわかった.昨年度開発した酸化還元電位測定法を用いてカラム試験を行ったところ,硝化由来のN2O発生の寄与が大きいことが新たに発見されるなど,ほぼ予定通り研究が進んでいる.

土壌還元消毒は化学物質を使わない防除技術として期待されている.しかし一方で,同消毒過程では酸化還元電位の低下に伴う一酸化二窒素(N2O)の多量発生を引き起こすことが懸念される.本研究では,N2O発生量を増加させない土壌還元消毒条件を検討するため,水・熱移動,有機物分解,酸化還元電位(Eh),N2O発生など一連のプロセスを観測に基づいてモデル化する.2年目までに,土壌還元消毒前に緑肥を栽培し,それを有機物資材として利用することが有効であることがわかった.また,脱窒のみならず,硝化由来のN2O発生が無視できないことが示唆された.そこで3年目(平成30年度)は,緑肥混合土壌におけるN2O発生機構のモデル化を目的に,硝化,脱窒に関連する機能性遺伝子の増減を調べた.緑肥として,27日間栽培したトウモロコシを用いた.また最近は,緑肥からのエネルギー回収が一部で検討されており,トウモロコシ灰についても検討した.水分条件が異なる畑地土壌(灰色低地土,表層10 cm)にNH4-N(100 mg kg-1)とトウモロコシ(CC)またはトウモロコシ灰(CC灰)(重量比0.1%)を混合し,最大保水量(WHC)60%,75%,90%条件において25°Cで15日間培養した.比較対照としてトウモロコシ無添加処理を作成した.その結果,0.1%程度の添加量では,CC,CC灰の混和がNH4-N添加土壌からのN2O放出に与える影響は認められなかった.一方,NH4-Nを添加した条件にもかかわらず,どの処理においても高水分条件でN2O放出量は増加した.機能性遺伝子解析によって,硝化に続く,脱窒活性の増大がN2O放出量の増加につながったこと等が明らかとなった.本年度開発した酸化還元電位測定法を用いて,平成29年度,30年度は,次の4項目の研究を実施する.1)各種条件が還元進行速度,還元範囲・継続期間に及ぼす影響の解明岡山県笠岡湾干拓地内のナス栽培農家などにおいて土壌還元消毒を行い,土壌深度毎の水分,酸化還元電位の推移をモニタリングする.また,マルチ表面から放出するN2Oフラックス,土壌表面ーマルチ間でのN2O濃度などを測定する.2)有機物の易分解特性評価法の検討有機物として,コメヌカ,モミガラ,飼料用トウモロコシ,家畜ふん堆肥などを用いる.これらを土壌に施用し,分解産物である二酸化炭素(CO2)発生量およびN2O発生量を測定する.また,各有機物の易分解特性を測定し,CO2発生量と比較する.3)温度および材質がマルチ遮蔽性に及ぼす影響の評価温度,マルチフィルムの材質および厚さがマルチのN2O遮蔽性に及ぼす影響を明らかにする.4)酸化還元電位およびN2O発生予測モデルの開発土壌中で水・熱移動,有機物分解,酸化還元電位の推移などを解析するため,有限要素法などによるプログラミングを行う.平成30年度は,有機物の易分解性画分の評価方法を詳細に検討する.次いで,観測結果に基づいて,土壌の酸化還元電位およびN2O発生予測モデルを開発し,N2O発生量の少ない各処理条件を検討する.1)有機物の易分解特性評価法の検討有機物として,コメヌカ,モミガラ,飼料用トウモロコシ,家畜ふん堆肥などを用いる.これらを土壌に施用し,分解産物である二酸化炭素(CO2)発生量およびN2O発生量を測定する.また,各有機物の易分解特性を測定し,CO2発生量と比較する.2)温度および材質がマルチ遮蔽性に及ぼす影響の評価温度,マルチフィルムの材質および厚さがマルチのN2O遮蔽性に及ぼす影響を明らかにする.3)酸化還元電位およびN2O発生予測モデルの開発
SNSを活用した加工地Webページの生成による地域活性

前年度の研究を踏まえ、Twitterから日本語および英語のストリーミングデータをモデル地域を指定して抽出した。これらのデータ群にたいして、日本語、英語別にトピック抽出を行いそれぞれから抽出されたトピックの比較を行った。また、トピックを抽出する際にはモデル地域にある有名観光スポットやイベント等で形態素解析辞書に登録されていないものを中心に作成したオリジナルの辞書も使用した。また、これらの辞書は日本語と英語別に作成し、略称も記載している。トピック抽出では、日本語と英語のデータそれぞれに対して、次の2種類の抽出と比較を行った。(1)1日ごとに収集したデータに対してトピック抽出処理を行い、その変遷をたどり、日本語、英語の違いを比較する。(2)前日に抽出したトピックの中で、トピック割合の高いものを選び、当日収集したデータに混合したデータに対してトピック抽出処理を行い、その変遷をたどり、日本語、英語の違いを比較する。抽出されたトピック中に現れる内容の特徴として、(1)の方法では数時間1日程度の期間で実施されるイベント等に関連するものが多く、(2)では1週間数か月程度の期間で実施されるイベント等に関連するものが多くあった。また、日本語ではゲームや鉄道関連のイベント、飲食関連の内容が多く、英語ではファッションやカルチャー的な内容が多かったが、一般的な日本人が外国人が興味を示すだろうと思っている場所やイベントとは異なるものが多かった。これらについて、パーソナルコンピュータ利用技術学会全国大会、日本データベース学会等で発表を行った。パーソナルコンピュータ利用技術学会全国大会では最優秀研究発表賞を受賞。1年目に提案手法を用いたシステムを作成し、2年目にモデル地域での情報収集とその解析を行う予定となっていた。2年目である2018年度は、主に都心3区と呼ばれる東京都港区、千代田区、中央区を中心とした地域を指定しての日本語、英語別データ収集とトピック抽出を行い、抽出されたトピックを比較することで、注目されている分野や場所の傾向を掴むことができた。2年目で検証したデータをもとに、より欲しい内容のデータ(ある場所のリアルタイム情報や今後の動向など)の抽出ができるように、抽出手法の調整作業を中心に実施する予定である。また、抽出したデータをWebページに掲載すべき情報として提供できる形に整形するシステムの構築とその検証を目指す。本研究は3年で実施する計画であり、1年目である平成29年度は研究を発展させ、迅速に進めるための基礎的な研究を中心に行った。具体的には、Twitterで発信された情報からツイート本文などのサンプル(全体の1%程度)の抽出を行う。次にツイート本文を解析し、その時点における話題を抽出する。話題の抽出方法はTwitterのツイート本文を形態素解析し、タームに分解する。そしてタームの頻出度(TF)を求め、出現頻度の高い名詞句を中心としたターム群から、Twitter上に流れている話題を求める。このとき、システムでは形態素解析を行い、各タームの出現頻度と同時に出現する確率の高いターム群、特定分野(ある観光地や野球のようなスポーツなど)に関連度の高いターム群を求め、Twitter上に存在するいくつかの話題をLDA法で抽出する。また、手法ではドキュメント群から何個の話題を抽出するのか、その話題数を指定する必要がある。今回の研究では、抽出された話題の類似度をお互いに比較し、その値が最小となる話題数を設定した。さらに、抽出時間短縮のため、ネット独自に使われる記号(例:笑を意味する「ww」など)を事前に取り除く処理、ネットスラングや最近誕生した新語の登録、特に話題を抽出したい分野に関する単語10000件程度の辞書登録処理も加えてのトピック抽出を行った。サーバ機設置予定大学でのサーバPC購入・設置・設定依頼等の処理に若干の遅れが出ているため、日本語Webページと英語Webページの内容差異の調査等に若干の遅れがでているものの、全体としてはおおむね順調に進んでいるものと考えている。ここまでの成果と今後の課題、計画についてフィンランドで行われたICTR2018にて報告した。今年度の予定であった、LDA法を用いた潜在的トピック抽出を応用し、特定分野(ある観光地、あるスポーツなど)に関する話題を上位トピックにあげる手法について、形態素解析時に使用する辞書とプログラムを作成し、抽出検証を行った。初めは特定分野に関する単語を中心とした辞書を元々あったプログラムに組み込んで、トピック抽出を行なった。さらに、このトピック抽出で得られたターム群に含まれる単語に対して、次のトピック抽出時に重みを与える処理を繰り返し、抽出順位にどのような変化があるのか検証を行い、タームに与えるべき重み値の算出を行った。また、トピック抽出時に指定する抽出トピック数の決定方法についても検証を行い、日本語1日分のツイートストリーミングデータであれば、おおよそ80という値を求めることができた。当初計画には入っていなかったが、抽出したトピックについて、実際に発信したユーザが存在するのか、何人程度いるのかを検証するため、抽出したトピックから元の発言者(ある話題について発信したユーザ)を探す手法の提案を行い、プログラムの作成と検証を行った。特定には、抽出されたトピック群から任意の1トピックを選び、このトピックとツイート群に含まれるツイートの類似度を使用した。また、抽出トピックは単語群で構成されているため、ツイート群も形態素解析を行い、単語群の形に変換した。このように抽出されたある話題に興味を持っているユーザを特定することは、このユーザに対して、関連する情報を提供することにも使用できると考える。サーバ機の設置予定大学での遅れているため、プログラムをサーバ機に入れての動作確認はできていないが、開発に用いているPC上では動作しているので、大きな問題はないと考えている。

前年度の研究を踏まえ、Twitterから日本語および英語のストリーミングデータをモデル地域を指定して抽出した。これらのデータ群にたいして、日本語、英語別にトピック抽出を行いそれぞれから抽出されたトピックの比較を行った。また、トピックを抽出する際にはモデル地域にある有名観光スポットやイベント等で形態素解析辞書に登録されていないものを中心に作成したオリジナルの辞書も使用した。また、これらの辞書は日本語と英語別に作成し、略称も記載している。トピック抽出では、日本語と英語のデータそれぞれに対して、次の2種類の抽出と比較を行った。(1)1日ごとに収集したデータに対してトピック抽出処理を行い、その変遷をたどり、日本語、英語の違いを比較する。(2)前日に抽出したトピックの中で、トピック割合の高いものを選び、当日収集したデータに混合したデータに対してトピック抽出処理を行い、その変遷をたどり、日本語、英語の違いを比較する。抽出されたトピック中に現れる内容の特徴として、(1)の方法では数時間1日程度の期間で実施されるイベント等に関連するものが多く、(2)では1週間数か月程度の期間で実施されるイベント等に関連するものが多くあった。また、日本語ではゲームや鉄道関連のイベント、飲食関連の内容が多く、英語ではファッションやカルチャー的な内容が多かったが、一般的な日本人が外国人が興味を示すだろうと思っている場所やイベントとは異なるものが多かった。これらについて、パーソナルコンピュータ利用技術学会全国大会、日本データベース学会等で発表を行った。パーソナルコンピュータ利用技術学会全国大会では最優秀研究発表賞を受賞。1年目に提案手法を用いたシステムを作成し、2年目にモデル地域での情報収集とその解析を行う予定となっていた。2年目である2018年度は、主に都心3区と呼ばれる東京都港区、千代田区、中央区を中心とした地域を指定しての日本語、英語別データ収集とトピック抽出を行い、抽出されたトピックを比較することで、注目されている分野や場所の傾向を掴むことができた。サーバマシン購入が済み、設置の準備が整ったので、ネットワーク等の設定を行い、そちらでも動作確認できる環境を構築する。並行して、モデル地域から発信されたTwitter情報を中心に日本語ツイート、英語ツイート別に収集し、抽出トピック数の決定とトピック抽出を行う。ある日のデータ群から抽出されたトピックに含まれるターム群を翌日のトピック抽出時のデータ群に組み込むことで、日々の流行の変遷を追うことができるのか、検証も行う。この作業のためには大容量の記憶装置とドキュメント指向型のデータベースが必要となるため、新たなハードディスクまたはシリコンディスクの設置とデータベース構築を予定している。これらの作業を通して抽出されたトピックについて、日本人観光客と外国人観光客(英語での発信者)の間の違いを異文化の観点からの比較も行う。
民法・商法の研究基盤融合による立法沿革の解明

民法と商法の規定について、統一して民法に取り込む、あるいは、民法の一部として取り込むことが、世界的にも大きな流れとして存在し、民法と商法を関連付けて研究していくことが必要となる。民法・商法ともに、その沿革は、明治時代までさかのぼる。民法については、明治期の立法沿革に関して、これまでに多くの研究が存在し、立法資料の利用環境も充実している。これに対して、商法は、明治期の立法沿革に関する研究が十分にされておらず、立法資料も未解明の部分が多い。これらの顕著な差をデジタル化によって一気に埋め、民法と商法を横断的に接続し、有機的に連携させて、種々の規定の成立プロセスの解明をおこなう。
新規抗腫瘍性ヌクレオシドDMDCおよびCNDACの作用機序の解明

1)ヒト固形癌細胞を用いてこれらのヌクレオシドがどのリン酸化酵素により活性化され5^1-モノリン酸になるかを検討したところ,これらは2^1-deoxycytidineの添加によりその細胞毒性が著しく減弱された.一方,cytidineや他のヌクレオシド類を添加しても細胞毒性が減弱しなかった。したがって,これらの制癌性ヌクレオシドは細胞のデオキシシチジンキナーゼにより第一段階目の活性化を受けていることが推察された.2)次に同じ細胞を用いてどの高分子の合成阻害が起きているかを調べたところ両者ともDNAの合成阻害が起きていることが明らかになった.3)DMDCおよびCNDACの5^1-トリリン酸体を化学的に合成しcalf thymus由来のDNApolαに対する作用を検討した.両者ともdCTPと競合的にDNApolαを阻害した.またその阻害は取り込み型であった.4)シチジンデアミナーゼはara-Cを良い基質として認識しara-Uに分解する.しかし,DMDCは本酵素の基質にはならないことが明かになった.CNDACは基質になるもののara-Cの分解速度の数十分の一であった.1)ヒト固形癌細胞を用いてこれらのヌクレオシドがどのリン酸化酵素により活性化され5^1-モノリン酸になるかを検討したところ,これらは2^1-deoxycytidineの添加によりその細胞毒性が著しく減弱された.一方,cytidineや他のヌクレオシド類を添加しても細胞毒性が減弱しなかった。したがって,これらの制癌性ヌクレオシドは細胞のデオキシシチジンキナーゼにより第一段階目の活性化を受けていることが推察された.2)次に同じ細胞を用いてどの高分子の合成阻害が起きているかを調べたところ両者ともDNAの合成阻害が起きていることが明らかになった.3)DMDCおよびCNDACの5^1-トリリン酸体を化学的に合成しcalf thymus由来のDNApolαに対する作用を検討した.両者ともdCTPと競合的にDNApolαを阻害した.またその阻害は取り込み型であった.4)シチジンデアミナーゼはara-Cを良い基質として認識しara-Uに分解する.しかし,DMDCは本酵素の基質にはならないことが明かになった.CNDACは基質になるもののara-Cの分解速度の数十分の一であった.
パーソナリティ及びストレスとがん患者の予後に関する前向きコーホート研究

本研究の目的は、宮城県の地域住民を対象として1990年に開始した前向きコーホート研究の資料を活用して、追跡期間中に新たにがんに罹患した患者について、病前に測定したパーソナリティおよびストレスと、その後の生存率との関連を検討することである。二年間の研究の最終年度にあたる本年度は、初年度に作成したデータセットを用いて、パーソナリティ及びストレスと生存率との解析を行った。1990年にベースライン調査として、生活習慣に関する質問票とパーソナリティ質問票(Eysenck Personality Questionnaire Revised)による調査を行い、41,442人が双方に回答した。宮城県地域がん登録との記録照合による追跡調査を1997年末まで行い、1993-1997年の期間に罹患したがん新規罹患症例890例を対象とした。これに先立つ1990-1992年の期間の罹患例については、病変の進展度に関する情報が欠損していたため除外した。890例の対象者をさらに2001年3月まで追跡したところ(3,331人年)、356例の全死因死亡を確認した。パーソナリティ尺度の最小四分位群を基準とする最大四分位群の全死因死亡に関する多変量補正相対危険度(95%信頼区間)は、extraversion、neuroticism、psychoticism、lieで、それぞれ1.0(0.8-1.4; Trend P=0.73)、1.1(0.8-1.6; Trend P=0.24)、1.2(0.9-1.6; Trend P=0.29)、1.0(0.7-1.5;Trend P=0.90)だった。すなわち、いずれの尺度も、生存率との有意な関連を認めなかった。ストレスに関する質問の回答についても同様の検討を行ったが、生存率との有意な関連を認めなかった。二年間の研究の初年度にあたる本年度は、解析に必要なデータセットの作成を行なった。1990年のベースライン調査で、生活習慣に関する質問票とパーソナリティ質問票(Eysenck Personality Questionnaire Revised)の双方に回答した29,606人に対して、宮城県地域がん登録との記録照合による追跡調査を1997年末まで行い、986例のがん罹患を確認した。宮城県地域がん登録では、最も重要な予後因子である腫瘍の臨床進行度に関する情報を組織的に収集しているのは、1993年以後の罹患例だったため、1990-92年の罹患例321例を除外した。残りの665例に対して、生存・死亡・転出状況に関する追跡調査を、2001年3月まで行った。1993-97年に罹患した665例のがん症例の平均年齢(SD)は55.8(6.8)歳だった。男性は394例(59.3%)、女性は271例(40.8%)だった。部位別の内訳は、胃(137)、大腸(132)、肺(75)、乳房(57)、肝臓(30)、その他(234)だった。臨床進行度の内訳は、上皮内(53)、臓器限局(190)、所属リンパ節転移(68)、隣接臓器浸潤(68)、遠隔転移(75)、不明(211)だった。このうち263例が死亡し、11例が調査地区から転出していた。

今回作成したデータセットを用いて、ストレス及びパーソナリティと生存率との関連について、次年度に解析を実施する予定である。本研究の目的は、宮城県の地域住民を対象として1990年に開始した前向きコーホート研究の資料を活用して、追跡期間中に新たにがんに罹患した患者について、病前に測定したパーソナリティおよびストレスと、その後の生存率との関連を検討することである。二年間の研究の最終年度にあたる本年度は、初年度に作成したデータセットを用いて、パーソナリティ及びストレスと生存率との解析を行った。1990年にベースライン調査として、生活習慣に関する質問票とパーソナリティ質問票(Eysenck Personality Questionnaire Revised)による調査を行い、41,442人が双方に回答した。宮城県地域がん登録との記録照合による追跡調査を1997年末まで行い、1993-1997年の期間に罹患したがん新規罹患症例890例を対象とした。これに先立つ1990-1992年の期間の罹患例については、病変の進展度に関する情報が欠損していたため除外した。890例の対象者をさらに2001年3月まで追跡したところ(3,331人年)、356例の全死因死亡を確認した。パーソナリテイ尺度の最小四分位群を基準とする最大四分位群の全死因死亡に関する多変量補正相対危険度(95%信頼区間)は、extraversion、neuroticism、psychoticism、lieで、それぞれ1.0(0.8-1.4;Trend P=0.73)、1.1(0.8-1.6;Trend P=0.24)、1.2(0.9-1.6;Trend P=0.29)、1.0(0.7-1.5;Trend P=0.90)だった。すなわち、いずれの尺度も、生存率との有意な関連を認めなかった。ストレスに関する質問の回答についても同様の検討を行ったが、生存率との有意な関連を認めなかった。
炎症性メディエーターが引き起こす細胞死を不飽和脂肪酸が抑制する機構を解明する

炎症性サイトカインによって惹起される炎症性細胞死がどのような長鎖不飽和脂肪酸で抑制されるかを検討し、オメガ3系、オメガ6系に関わらず、広く二重結合を持つことが細胞保護作用に関連していることを確認した。また、リポキシゲナーゼやシクロキシゲナーゼがこの系で細胞保護的に作用せず、一方アスピリンが細胞保護作用を示すことも確認した。以上の知見は、アラキドン酸カスケードの活性化が炎症の増幅に重要であるという従来の考え方に一石を投じるものとして脂質バイオロジーにおいて極めて興味深いと考えられる。1.ヒト肺胞上皮由来A549細胞を用いて、炎症性サイトカインによる細胞障害がどのような長鎖不飽和脂肪酸で抑制されるかを検討した。2. ω系、ω6系に関わらず、不飽和脂肪酸であることが脂肪酸の細胞保護作用に関連していた。3.上記所見と合致して、アラキドン酸カスケードを抑制するcox2阻害剤や5-Lox阻害剤は細胞保護作用を示さなかったが、一方、アスピリンは細胞保護作用を有し、その分子機構に関してはさらなる検討が必要と思われた。4.ラット近位尿細管由来細胞においても検討したが、この系では不飽和脂肪酸は炎症性細胞障害を抑制せず、細胞保護作用に関しては細胞種に依存していた。5.不飽和脂肪酸単独ではMAP kinaseをはじめとした細胞内シグナルを動かしている所見は得られておらず、不飽和脂肪酸の細胞保護作用が細胞膜上の特異的受容体を介するという知見はまだ得られていない。2.オメガ3系、オメガ6系にかかわらず、不飽和脂肪酸であることが脂肪酸の細胞保護作用に関連していた。3.細胞保護作用が強いとされるオメガ3系のDHA、EPAはたしかに細胞保護用を示したが、30microMを超える濃度ではむしろ細胞障害作用を示し、安全域は狭いことが判明した4.不飽和脂肪酸の細胞保護作用は、ラット近位尿細管細胞(IRPTC)やラット心筋筋芽細胞では認められず、細胞特異性があることが判明した5.アスピリンはアラキドン酸カスケードの抑制以外の機構で細胞保護作用を呈する可能性が示された。1.ヒト肺胞上皮細胞由来A549細胞を用いて、炎症性サイトカインによる細胞障害がどのような長鎖不飽和脂肪酸で抑制されるかを検討し、オメガ3系、オメガ6系にかかわらず、不飽和脂肪酸であることが脂肪酸の細胞保護作用に関連していることを見いだした。2.細胞保護作用が強いとされるオメガ3系のEPA、DHAも30microMを超えると細胞毒性を示すことがわかった。3.一方、不飽和脂肪酸の細胞保護作用は、A549以外の細胞系では今のところ見いだされておらず、細胞特異性の根拠は不明のままである。4.一方、平行して進めている抗炎症誠薬剤の細胞保護作用に関して、デキサメサゾンやラパマイシンで相乗的な細胞保護作用があることが見いだされた。5.また、細胞実験のみならず、今後、抗炎症薬の臓器保護作用を検討するin vivo敗血症モデルとして、LPS皮下注モデルを作成し、その有効性を検討した。不飽和脂肪酸の細胞保護作用に関して、複数の細胞系でまだ確認されていないため、どのような条件で細胞保護作用が発現するかの手がかりが未だ得られていない。1.炎症性サイトカインによって惹起される炎症性細胞死がどのような長鎖不飽和脂肪酸で抑制されるかを検討し、オメガ3系、オメガ6系に関わらず、広く二重結合を持つことが細胞保護作用に関連していることを確認した。2.ヒト肺胞上皮細胞由来A549における不飽和脂肪酸の細胞保護作用については高い再現性をもって確認でき、さらに、適応できる濃度が極めて広範囲であるという(毒性が少ない)点で、臨床的に最も期待できる脂肪酸としてはオレイン酸と決定することができた。一方DHAやEPAは同様の細胞保護作用を発揮するも安全な濃度範囲は狭く、サプリメント等を介しての安易な摂取は好ましくない可能性も示唆された。3.不飽和脂肪酸の細胞保護機構については未知のG蛋白共役型受容体(GPCR)を仮定して検討を行ったが、結論としてはGPCRに由来するシグナルの動きは確認できなかった。4.一方A549細胞以外の培養細胞で不飽和脂肪酸の細胞保護作用を検討し、マクロファージ系の細胞でも同様の細胞保護作用を見いだした。5.ただし、不飽和脂肪酸単剤では炎症性サイトカインによる細胞死のレスキュー効果は必ずしも十分とは言えなかった。そこで、不飽和脂肪酸との共投与によって細胞保護効果を増強しうる薬剤を検討した。最終的に、不飽和脂肪酸との組み合わせではなく、デキサメサゾンとラパマイシンのみの共投与で、それぞれの単剤としての効果を遙かに凌駕する細胞保護作用を持つことを見いだした。

また、リポキシゲナーゼやシクロキシゲナーゼがこの系で細胞保護的に作用せず、一方アスピリンが細胞保護作用を示すことも確認した。以上の知見は、アラキドン酸カスケードの活性化が炎症の増幅に重要であるという従来の考え方に一石を投じるものとして脂質バイオロジーにおいて極めて興味深いと考えられる。不飽和脂肪酸の細胞保護作用に細胞特異性があることが判明したが、それが細胞のどのような特性によるのかが判明しておらず、そのためin vivoの実験系に進めていない。EPA, DHA以外に、最近注目されている脂質化合物があるので、それらにまで手を広げて、炎症性細胞死における細胞保護作用の有無を検討する予定である。また広範な文献検索を行い、不飽和脂肪酸が細胞保護作用を発揮しそうな培養細胞を数種特定したので現在入手努力中である。さらに、刺激となる炎症の指標も細胞死のみならず、炎症マーカーの変化等も検討している。加えて、上記炎症性細胞死においては、不飽和脂肪酸以外にデキサメザゾンやラパマイシンが単独でもまたさらに相乗的に細胞保護作用を呈することがわかったので、そのデータを確かなものにしながら、これら抗炎症薬と上記脂質との相乗的な細胞保護作用の有無についても検討する予定である。麻酔・集中治療医学A549細胞以外に、どのような細胞で不飽和脂肪酸が保護作用を呈するかをまず検討する。その知見を得て、in vivoの系で不飽和脂肪酸がどのような臓器系に対して保護作用があるかを検討する。一方、A549での知見はそれを平行して検討して(1)炎症性サイトカイン以外にどのような細胞障害性刺激に対して、不飽和脂肪酸が細胞保護作用を呈するかを検討する(2)アスピリンの細胞保護作用の機構を、アラキドン酸カスケードの抑制以外の観点から検討し、新たな薬効の可能性を探る。長鎖不飽和脂肪酸の細胞保護作用に関して、アラキドン酸カスケードの関与が乏しい知見が得られたことから、不飽和であることが重要であることが確認された。一方、細胞種により保護作用が左右されること、また不飽和脂肪酸自体がMAP kinaseを動かさないことなどは、作用が特定の細胞膜受容体を介するかどうかに関しての手がかりを与えるものである。また脂肪代謝に介入する薬剤の中でアスピリンが特異的に効くという知見は大変興味深く、新たな展開の可能性も包含する。細胞保護作用を検討する脂質の化合物及び検討する培養細胞についてもより広範に検討することとした。それらの入手および検討に時間がかかりそうなので、研究期間を延長することにし、そのために次年度使用額を残すことになった年度末に研究会への参加が予定されていたこと、また年度末間際の急な実験用消耗品の購入のために少額の予算をあらかじめ残してあったために生じた。検討脂質については、オメガ3系脂質のEPAやDHAの代謝物で最近注目されている脂質化合物(レゾルピンやプロテクチン等)や腸内細菌由来新規脂質を購入または貸与を受け、その細胞保護作用を検討する予定である。培養細胞についてはこれまでのA549やIRPTC、CaCO2以外に、BV-1、H9c2、HUVEC等でも検討予定である。今後は細胞種ごとの効果をさらに検討し、最終的にはin vivoの系で不飽和脂肪酸がどのような臓器系に関して保護作用があるかどうかを検討していく必要がある。繰越額は42637円であり、次年度の研究開始に伴い、実験用物品の購入により速やかに使用する予定である。
ベトナム人小児のビタミンD不足がToll様受容体を介した自然免疫反応に与える影響

本研究は、ベトナムで行われた出生コホート研究の検体と追跡データを用いて、小児のビタミンD血中濃度と感染症疾患やアレルギー疾患との関連、またビタミンD欠乏の理由を明らかにするものである。また、ビタミンDとToll様レセプターを介した自然免疫との関連も示唆されており、小児の血液検体を用いて、ビタミンD血中濃度とToll様レセプター刺激後のサイトカイン発現の関係を明らかにする。ビタミンDの血中濃度が感染症やアレルギー疾患と関連があることをコホート研究で明らかにすることができれば、小児へのビタミンD投与による感染症やアレルギー疾患の予防につながることが期待される。小児のビタミンD欠乏症は、低中所得国で多く見られることがわかっているが、ベトナムにおけるデータが少ないことから、まず初期に出生コホートに登録された小児360名を対象に、ビタミンD血中濃度の測定を行なった。測定の結果、ビタミンD欠乏もしくは、不十分な血中濃度の小児が多く見られた。しかし、ビタミンD欠乏と明らかに関連のある社会的要因や生活要因等は認められなかった。また、2歳時までの感染症による入院との関連はなかった。この出生コホート研究では、B型肝炎ワクチンの抗体価を調べていることから、ワクチンの反応との関連を解析したところ、抗体価とビタミンD欠乏に関連が見られた。この関連をより確かなものにするべく、B型肝炎ワクチンの応答能が低い群とワクチン交代価が十分な群とを選びだし、追加でビタミンD血中濃度の測定と、Toll様レセプター刺激後のサイトカイン発現量も両郡で比較する。更に、6歳までの追跡データを入手し、ビタミンD血中濃度とアレルギー疾患との関連を解析することとしている。別事業による長期海外出張のため、国内での実験や論文や解析結果の学会発表ができず、課題の延長を申請した。コホート研究の中で収集している6歳までの追跡データを整理し、6歳までに発症した感染症とアレルギー疾患が、ビタミンD血中濃度やToll様レセプター刺激後のRNA発現量と関連があるかを解析し、論文を執筆する予定である。また、これまでにタイピングした免疫に関連したSNPとの関連も解析し、感染症発症やアレルギー疾患発症に関連するSNPを同定する予定である。Toll様レセプター刺激培養後のRNA発現量の測定が初期の360名までしか行えず、関連性を明らかにするには測定検体数が不十分な可能性があることが課題であるが、出生から6歳までの臨床データを持っている優位性を生かし、様々な免疫関連疾患との関わりを解析していく。また本研究での解析結果を今後積極的に学会で発表していく予定である。ベトナム人小児の死亡また入院疾患の原因の80%が感染症であり、中でも呼吸器感染症による入院割合が最も高い。これまでの研究からビタミンD不足は自然免疫応答能を抑制し易感染性をもたらす要因ではないかと推測されており、呼吸器感染症発症との関連が注目されている。ベトナム人小児の約半数がビタミンD不足であると報告されていることから、ビタミンD不足がもたらす小児の健康への影響を知ることは重要である。本研究は2歳時のベトナム人小児を対象に、ビタミンD不足と自然免疫反応や感染症発症との関連を検討することを目的としている。本研究は2009年からベトナム、ニャチャン県で行われたベトナム人小児を対象とした出生コホートの一部として実施された。2017年にベトナム国立衛生研究所の共同研究者から研究同意を得て、ベトナム出生コホート研究に登録した360名のベトナム人小児の2歳時点での血清検体を用いて、ELISA法で血中ビタミンD値を測定した。これまでの報告同様、およそ半数の小児がビタミンD不足であることが確認された。ビタミンD不足をもたらす原因となる社会環境要因との関連を解析した結果、母親の年齢や小児の性別との関連が明らかとなった。今後、同時期に採取した血液検体を用いて行った免疫応答能実験による血中サイトカインmRNA量測定結果と併せて、ビタミンD不足と自然免疫反応との関連を統計学的に解析していく予定である。さらに、ビタミンD不足が感染症への易罹患性やワクチン応答能に関連があるという報告があることから、これまでの感染症既往との関連性や、B型肝炎ワクチンへの応答能との関連を解析していく予定としている。2017年に実施予定であったビタミンD測定実験は終了しており、現在結果を解析中である。2018年度に解析結果を学術論文として発表することを目標としており、予定通り研究は進捗している。

しかし、ビタミンD欠乏と明らかに関連のある社会的要因や生活要因等は認められなかった。また、2歳時までの感染症による入院との関連はなかった。この出生コホート研究では、B型肝炎ワクチンの抗体価を調べていることから、ワクチンの反応との関連を解析したところ、抗体価とビタミンD欠乏に関連が見られた。この関連をより確かなものにするべく、B型肝炎ワクチンの応答能が低い群とワクチン交代価が十分な群とを選びだし、追加でビタミンD血中濃度の測定と、Toll様レセプター刺激後のサイトカイン発現量も両郡で比較する。更に、6歳までの追跡データを入手し、ビタミンD血中濃度とアレルギー疾患との関連を解析することとしている。別事業による長期海外出張のため、国内での実験や論文や解析結果の学会発表ができず、課題の延長を申請した。現在360名分の血中ビタミンD値の測定が終了したが、これまでの解析結果からワクチンへの応答能との関連や、環境因子がビタミンD値に与える影響が示唆される結果を得た。より結果を強固に裏付けるためにも、検体数を増やす必要があり、全出生コホート研究参加者(1300名)を対象に血中ビタミンDの測定が必要であると思われる。実施のため予算の追加確保を考慮している。また、2016年までに対象小児を6歳までフォローアップしてることから、2歳時点での血中ビタミンD値がその後の感染症やアレルギーによる通院や入院歴にどのように関連してくるかを、これらの追加臨床データと併せて解析を行う予定である。コホート研究の中で収集している6歳までの追跡データを整理し、6歳までに発症した感染症とアレルギー疾患が、ビタミンD血中濃度やToll様レセプター刺激後のRNA発現量と関連があるかを解析し、論文を執筆する予定である。また、これまでにタイピングした免疫に関連したSNPとの関連も解析し、感染症発症やアレルギー疾患発症に関連するSNPを同定する予定である。Toll様レセプター刺激培養後のRNA発現量の測定が初期の360名までしか行えず、関連性を明らかにするには測定検体数が不十分な可能性があることが課題であるが、出生から6歳までの臨床データを持っている優位性を生かし、様々な免疫関連疾患との関わりを解析していく。また本研究での解析結果を今後積極的に学会で発表していく予定である。当初予定していたmRNAの追加測定実験を行わなかったため物品費の購入金額が計画よりも少なくなった。次年度にビタミンD測定実験の検体数を増やして追加で行う予定のため、物品費として次年度に使用する予定である。他事業のため長期海外出張しており、国内での研究が行えず、解析に遅れが出たため課題の延長申請を願い出た。次年度は、主に実験で得た測定結果を臨床データとの関連を解析し、学会や論文執筆を行う予定である。次年度の予算は、解析のために必要な追加のソフトウェアの購入と、学会参加のための旅費や論文の英文校正費用に使用する予定である。
空中超音波による木材の乾燥応力の非破壊イメージング解析システムの開発

近年,構造材を室内に露出させて,木組みを見せる現し工法の木造住宅や公共施設が多く見られる。現しの梁・柱材の多くは心持ち材を利用する。しかし,心持ち材は乾燥過程で乾燥応力の発生により表面割れが起こる。表面割れを防止するためには,リアルタイムで乾燥応力を非破壊測定することが望ましい。本研究課題の最終目標である空中超音波を利用した木材の乾燥応力の非破壊測イメージング解析システムの開発に向けて,本年度は木材表面を伝搬させた表面波伝搬速度に及ぼす応力の影響を明らかにした。樹種は針葉樹2種,広葉樹3種を用意した。空中超音波は初年度に決定した入射角で木材表面に入射させた。表面波の伝搬方向は繊維および接線方向とした。引張試験は縦引張および横引張とし,十分に弾性範囲内で試験を行った。表面波は引張応力軸と平行に伝搬させて,その伝搬速度を測定した。表面波の伝搬速度は引張応力に対して直線的に変化した。また,応力に対する伝搬速度変化率(初期音速に対する相対変化)は応力と比例関係を示し,その傾きである音弾性定数を得ることができた。音弾性定数は表面波の伝搬方向(繊維あるいは接線方向)や樹種により異なるものの,文献値(ただし接触法)と同程度であることが明らかになった。このように木材の表面波音弾性現象を実験的に確認することが出来た。以上の研究成果の一部は30年度に国内外の学会で発表を行った。また,研究成果全体をとりまとめて,31年度に木材関連の国際学会にて発表することが決定している。現在,木材の表面波の音弾性現象の含水率依存性の検討を行っている段階である。設定する含水率を当初の計画より増やして実験を行うこと,含水率の段階的な調整に時間を費やしたため,含水率依存性に関する音弾性実験の進行に遅れが生じた。実験及びデータ解析を精力的に行うことで,木材の表面波の音弾性現象に及ぼす含水率の影響を明らかにする予定である。今後は木材の表面波の音弾性現象の含水率依存性について明らかにした後,実大材での音弾性測定に取り組む。これまでの伝搬速度測定手法を実大材測定用に改良する。また,乾燥中に発生する割れの影響を確認するためにX線CT装置により,内部構造の確認を行うことで,表面波の伝搬挙動に与える表面割れの影響も検討する。最後に表面波音弾性法による乾燥応力測定のモデル実験を試みる。乾燥過程においてリアルタイムで表面波伝搬速度を計測し,前年度までに決定した音弾性定数を利用して乾燥応力の推定を試みる予定である。本研究課題の最終目標である空中超音波を利用した木材の乾燥応力の非破壊測イメージング解析システムの開発に向けて,初年度は,まず木材の表面波の超音波伝搬特性を明らかにした。空中超音波を木材表面に入射し,表面波を発生させた。空中超音波センサーを回転させる治具を作成し,センサーを回転させることで空中超音波の入射角を変化させながら,表面波の測定を行った。受信波形や最大振幅などを指標として,空中超音波の最適な入射角を検討した。入射角は入射方向(繊維・接線方向)や樹種により異なることが明らかになった。また,底面からの反射波の影響もあり,適切な木材の厚さが必要あること,節の影響も考慮すべきであることも確認できた。得られた表面波の伝搬速度は文献値(ただし接触法)とも概ね一致した。さらに木材の表面波の伝搬速度および最大振幅を分布図としてマッピングすることができた。このマッピングは乾燥応力のイメージング解析手法において非常に重要であり,今後の研究に大いに役立つものと考える。以上の研究成果は30年度に非破壊評価関連の国際学会にて発表することが決定している。本研究の対象樹種を増やし,汎用性を高めることを試みたところ,表面波測定の最適条件が樹種により異なる問題が判明した。問題解決のために情報収集とデータ解析に時間を費やしたため,木材の表面波の音弾性実験の取りかかりに遅れが生じた。現在,表面波音弾性現象の把握に向けて実験・データ解析と進行中である。

表面波の伝搬速度は引張応力に対して直線的に変化した。また,応力に対する伝搬速度変化率(初期音速に対する相対変化)は応力と比例関係を示し,その傾きである音弾性定数を得ることができた。音弾性定数は表面波の伝搬方向(繊維あるいは接線方向)や樹種により異なるものの,文献値(ただし接触法)と同程度であることが明らかになった。このように木材の表面波音弾性現象を実験的に確認することが出来た。以上の研究成果の一部は30年度に国内外の学会で発表を行った。また,研究成果全体をとりまとめて,31年度に木材関連の国際学会にて発表することが決定している。現在,木材の表面波の音弾性現象の含水率依存性の検討を行っている段階である。設定する含水率を当初の計画より増やして実験を行うこと,含水率の段階的な調整に時間を費やしたため,含水率依存性に関する音弾性実験の進行に遅れが生じた。実験及びデータ解析を精力的に行うことで,木材の表面波の音弾性現象に及ぼす含水率の影響を明らかにする予定である。今後は木材表面を伝搬した表面波伝搬速度に及ぼす応力の影響の実験的に把握する。実験条件は超音波の伝搬方向,応力の種類および方向の組み合わせを変えて行う。また,木材の表面波の音弾性現象の含水率依存性も検討する予定である。含水率を段階的に調整した同一の木材試験体に対して,表面波の音弾性実験を行う。各含水率において,繰り返して表面波伝搬速度を測定し,木材の表面波の音弾性現象に及ぼす含水率の影響を明らかにする予定である。今後は木材の表面波の音弾性現象の含水率依存性について明らかにした後,実大材での音弾性測定に取り組む。これまでの伝搬速度測定手法を実大材測定用に改良する。また,乾燥中に発生する割れの影響を確認するためにX線CT装置により,内部構造の確認を行うことで,表面波の伝搬挙動に与える表面割れの影響も検討する。最後に表面波音弾性法による乾燥応力測定のモデル実験を試みる。乾燥過程においてリアルタイムで表面波伝搬速度を計測し,前年度までに決定した音弾性定数を利用して乾燥応力の推定を試みる予定である。進捗状況で記述したように,当初の研究計画より少し遅れているため,次年度使用額が生じた。研究計画が遅れた問題も解決し,30年度に精力的に研究を進めること,当初計画していなかった海外で開催される国際学会での成果発表に関わる経費として使用する予定である。研究計画が遅れた問題を解決し,前年度に購入予定であった恒温乾燥機の導入に当てる予定である。
炭素超高密度構造の直接観察

ハイパワーレーザーを用いた動的圧縮、X線自由電子レーザーを用いた超高速X線回折計測、高透光性ナノ多結晶ダイヤモンド合成、という独自技術により、炭素の極超高圧・超高密度相ポストダイヤモンドの構造を直接的に明らかにする。ダイヤモンドを唯一高圧縮可能なハイパワーレーザーの方法により、未踏超高密度の新たな炭素多形の存在を世界で初めて実証する。これまで第一原理計算によってのみ検討されてきた物質の新しい姿・複雑性を、実験によって直接的に明らかにすることは、量子力学に基づく物質の記述を高密度高温の世界に大きく拡張しようとすることに相当する。炭素の新たな超高密度の形態の証拠を世界に提示することに挑戦する。