hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
北方地域のランドスケープ素材としてのエンレイソウ属2種の発芽要求と生育地との関連

北海道のランドスケープ素材として有望な北海道に分布するオオバナノエンレイソウと九州の山地から東北・北海道に分布するエンレイソウの種子を同じ条件で発芽実験を実施した。両種子とも形態的生理的休眠を有していた。しかし,札幌市の温度ではエンレイソウは播種した年の夏に約半数の種子が発根して翌春に出芽した。残りの種子は冬を経過後に発根した。一方,オオバナノエンレイソウの種子は冬を経過しなければ発根しなかった。このことは,エンレイソウはオオバナノエンレイソウよりも発根のための低温要求が少ないことを意味している。これが,エンレイソウの分布がオオバナノエンレイソウよりも南方に広がっている理由の一つと考えられる。自生地からの種子採取:種子の熟期を確認するために自生地を数回訪れ,エンレイソウは7月上旬に,オオバナノエンレイソウは7月下旬に採種した。野外実験における胚成長,発根および出芽のフェノロジー:種子の採取後,直ちにミクロトームを用いて種子の切片を作成し,マイクロメータを装着した光学顕微鏡で胚の長さを測定した。残りの種子は不織布に入れて植木鉢に埋土し,毎月種子を堀りあげて胚長を測定している。発根時期の調査では不織布に種子を入れたものを24セット準備して,毎月1セットずつ堀りあげて発根率を調査している。エンレイソウでは,10月までに約50%の種子が発根し(初年度発根),残りの種子は未発根であった。しかし,オオバナノエンレイソウでは,年内に発根した種子はなく,胚も生長しなかった。エンレイソウでは,初年度に発根した種子を植木鉢に播種して,翌春の出芽時期を調査している。エンレイソウの未発根種子とオオバナノエンレイソウの種子では,発根した種子の出芽する時期を明らかにするために,種子を育苗箱に埋土して,今年の夏頃の発根を待っている。また,温度と胚成長,発根および出芽時期との関連を検討するために,地表面の温度をデータロガーを用いて記録している。室内実験での発根:それぞれの種の発根に必要な温度条件を明らかにするため,温度勾配恒温器を用いた室内実験を実施した。プラスチックシャーレに濾紙を敷いた播種床に播種した後,シャーレを2重のアルミ箔に包んで光を遮断した暗条件とし,パラフィルムで密封して水分の蒸発を防いだ。温度条件は,温度勾配恒温器と低温恒温器を用いて,エンレイソウとオオバナノエンレイソウが共に分布している北海道札幌市とエンレイソウのみが分布している茨城県笠間市の,それぞれ7月以降と8月以降の季節を再現した温度処理区を設けた。発根率の調査は毎月実施し,同時に水分を補給している。【野外実験における胚成長,発根および出芽のフェノロジー】胚の生長過程を知るための調査では,まず,採種後の胚の長さを測定し,その後一定量の種子をビニルポットに埋土し,毎月堀りあげて胚長を測定した。胚生長の実験とは別にビニルポットに埋土した種子を毎月堀りあげて発根率を調査した。エンレイソウでは,播種した年内に約50%の種子の胚が成長して発根し,残りの種子は冬を経た2015年の6月から8月にかけて胚が生長して発根した。2014年に初年度発根した種子は, 2015年4月には97%が出芽した。一方,オオバナノエンレイソウでは,播種した2014年のうちに胚が成長した種子はなく,播種後に冬を経た2015年9月に胚が成長して94%の発根率を示した。2015年に発根した種子はその年のうちには出芽しなかった。【室内実験における温度と発根との関連】発根に必要な温度条件を明らかにするため,温度と光を組み合わせた発芽実験を実施した。暗条件として,エンレイソウとオオバナノエンレイソウが共に分布している北海道札幌市と,エンレイソウのみが分布している茨城県笠間市(札幌市より5°C高く設定)の季節を再現した温度区で発芽実験を行った。エンレイソウ,オオバナノエンレイソウともに札幌市における結実・種子散布の時期(エンレイソウでは7月,オオバナノエンレイソウでは8月)以降の季節を再現した温度では,野外の実験とほぼ同様の発根経過を示した。すなわち,エンレイソウでは,結実した年に50%程度発根して冬の温度を経過した後の初夏に残りの種子が発根した。一方,オオバナノエンレイソウでは結実した年には全く発根せず,冬の温度を経過した初夏のみに発根が見られた。しかし,笠間市の温度を再現した温度では,エンレイソウでは結実した年に50%以上発根したものの,オオバナノエンレイソウでは,結実した年に20%程度発根したにとどまった。初年目である2014年では,種子採取および【野外実験における胚成長,発根および出芽のフェノロジー】は,順調に進展し,満足できる結果が得られた。しかし,【室内実験における温度と発根との関連】における,オオバナノエンレイソウの室内実験では,笠間市の7月の温度を再現した温度処理区で,設定を間違えたため,2015年に再度種子を採種して追試を行っている。その実験は,2016年の秋に完了する。

オオバナノエンレイソウは主に北海道に分布し,エンレイソウは九州の山地から東北・北海道にかけて分布する。本研究では,同じ条件の下で両種の発芽実験を実施し,発芽特性の違いを明確にすることを目的とした。また,発芽特性の違いと分布域の違いとの関連について考察した。エンレイソウもオオバナノエンレイソウも種子の散布時には胚が小さく,胚成長,発根,子葉の出現(発芽)それぞれの段階で,異なる温度を必要とする形態生理的休眠(Morphophysiological dormancy; MPD)を有する種子であった。札幌市の温度を再現した条件下では,エンレイソウは播種した年の内に,つまり,冬の低温なしに約50%の種子が発根し翌年に発芽した。残りの種子は低温経過後に発根した。一方,オオバナノエンレイソウは,低温が無ければ発根せず,低温経過後の夏に80%近く発根した。したがって,エンレイソウはオオバナノエンレイソウよりも発根のための低温要求が少ないと考えられる。このことは,エンレイソウの分布がオオバナノエンレイソウよりも南方に広がっていることと関連していると思われる。一方,札幌市よりも5°C高く設定した茨城県笠間市の温度では,エンレイソウの年内の発根率は60-70%に高まり,札幌市の温度では年内に発根しなかったオオバナノエンレイソウでも20%の種子が年内に発根し,低温経過後には80%程度が発根した。このことは,オオバナノエンレイソウでも気温が高い地域では年内に発根でき,年内に発根できなくとも翌年には発根できることを意味している。つまり,オオバナノエンレイソウのMPDは,与えられる温度によって変わり得ることを示している。また,オオバナノエンレイソウが笠間市の温度で発根できるにも関わらず,実際には生育していないことの理由は,温度が発芽に不適切なのではなくその後の実生の生育に不適切であることを示唆している。北海道のランドスケープ素材として有望な北海道に分布するオオバナノエンレイソウと九州の山地から東北・北海道に分布するエンレイソウの種子を同じ条件で発芽実験を実施した。両種子とも形態的生理的休眠を有していた。しかし,札幌市の温度ではエンレイソウは播種した年の夏に約半数の種子が発根して翌春に出芽した。残りの種子は冬を経過後に発根した。一方,オオバナノエンレイソウの種子は冬を経過しなければ発根しなかった。このことは,エンレイソウはオオバナノエンレイソウよりも発根のための低温要求が少ないことを意味している。これが,エンレイソウの分布がオオバナノエンレイソウよりも南方に広がっている理由の一つと考えられる。今年度は初年目であるため,自生地からの種子の採種と予定された実験のセッティングが主な仕事となった。これまでの予備調査で自生地を確認しておいたため,エンレイソウおよびオオバナノエンレイソウの種子ともに十分な数の種子を採取できたため,予定通りの実験を実施できた。しかし,エンレイソウの室内実験では,季節の温度を再現した一つの処理区で,温度設定を間違えたため,今年度に追試を行わなければならなくなった。次年度2016年度は,科学研究費助成事業の最終年度である。次年度は,本年度2015年に発根したオオバナノエンレイソウの種子が初夏に出芽を開始すると推測される。また,2014年の室内実験の追試は,2016年の10月に完了する予定である。すでに一部のDATAをまとめつつあるが,できるだけ速やかにDATAの整理を完了し,論文投稿の準備を進める。札幌市で生育しているオオバナノエンレイソウは,例年の温度では種子が散布された年には発根しないが,例えば,笠間市のように温度が高い地域では,数十%は種子が散布されたその年に発根することが実験によって明確に示された。
非シナプス型細胞外腔一酸化窒素・ドパミン系神経伝達から解析した麻酔作用機序の解明

要約:全身麻酔薬の古典的代表ともいえるペントバルビタールやケタミンなどの静脈麻酔薬は脳内神経伝達物質の放出に影響を与える。今回、マイクロダイアリシス法を用いて、アセチルコリン作動性神経の関与を調べた。ペントバルビタールがアセチルコリン作動性神経の作用を介して一酸化窒素放出を減少させるのに対し、ケタミンは直接一酸化窒素放出を増加させる機序の存在が示された。今回の調査の予備実験として施行した各種研究の成果からは、麻酔薬がより多くの非シナプス型細胞外腔神経伝達に関与しており、従来から知られるGABA受容体に対しても、GABA_Aのみならず、GABA_B受容体への作用の存在する可能性が、一酸化窒素放出の変化から推測された。ラットの線条体に於いて、in vivoマイクロダイアリシス法による脳内一酸化窒素(NO)代謝産物測定の技術を確立し、0.1pmol 1^<-1>程度の検出感度でNOの変化を高精度で追及できるようになった他、今年度は、特に安定した測定が可能となった。また、無麻酔自由行動下の実験モデル動物に対して、臨床において一般に用いられるプロポフォール、セボフルランの細胞外NO濃度に及ぼす影響に関する研究を開始し、プロポフォールがNOを減少させる一方、NOドナーであるニトログリセリン、ニトロプスシド投与によるNO放出を、より増加させる作用のある事を発見した。また、全身麻酔の就眠に関する作用機序のキーポイントはGABAA受容体とされてきたが、NOのレギュレーションに関してはGABABも関与している可能性を発見した。以上の所見は未だ現象論の域を出ないが、本研究に於いて初めて明らかにされた事象であり、麻酔薬の作用機序解明の手掛かりになると考えられる。また、各種の薬剤の脳保護作用、神経毒性作用の解明にも役立つであろう。成果の一部は常に国際学会で発表しており、既に論文発表の準備をおおよそ終了している。23年度中には最初の成果に引き続いて、新しい知見が国際的学術誌に掲載されると予想する。ラットの線条体に於いて、in vivoマイクロダイアリシス法による脳内一酸化窒素(NO)代謝産物測定の技術を確立し、極めて安定した状態を維持しながら0.1pmol l^<-1>程度の検出感度でNOの変化を高精度で追及できるようになった。これまでの実験から多大なデータが蓄積され、日常の麻酔の臨床現場で用いられるプロポフォール、セボフルランの細胞外NO濃度に及ぼす影響に関して、測定結果として得られたクロマトグラフの再解析を複数の計算機によって並列的に処理し、これまでのNOの酸化物質の総和のみならず、硝酸塩、亜硝酸塩としてそれぞれの変化を追跡出来るようになった。従来、全身麻酔の就眠に関する作用機序のキーポイントはGABAA受容体とされてきたが、NOのレギュレーションに関してはGABABも関与している可能性を発見し、これまでに報告されているドパミン、NMDA系を含めた脳内神経伝達系の統合的なフィードバックシステムについて、NOの果たす役割が徐々に明らかとなりつつある。特にドパミン系に関しては、麻酔薬による就眠、覚醒に関して、海外の研究者が新しい知見を発表しており、NOが神経細胞のドパミン輸送体を制御している関係からも、従来の研究成果と合わせて興味深い結果が得られている。また、各種の薬剤の脳保護作用、神経毒性作用の解明の他、各種受容体からのシグナルが同じ神経細胞に対して相乗的に作用するメカニズムの探求にも役立つであろう。成果の一部は常に国際学会で発表しており、既に一部の研究結果は英文論文として発表を開始した。24年度中には最初の成果に引き続いて、実験結果の再解析から得られる新しい知見が国際的学術誌に順次掲載されると予想する。in vivoマイクロダイアリシス法を用い、全身麻酔薬が脳内非シナプス性細胞外腔伝達情報系における一酸化窒素の放出、調整機序に及ぼす影響について、研究を遂行した。一酸化窒素(NO)は血管内皮由来の平滑筋弛緩作用の他、中枢神経系、あるいは末梢神経系において神経伝達、神経保護などの多彩な作用を担っていることが近年示されており、幾つかの研究は、覚醒時及び麻酔時の鎮痛、鎮静の機序にNOが関与する可能性を報告している。NOはシナプス結合に関わらず速やかに拡散する特性があるため、より広い範囲で緩徐な変化をもたらしていると考えられる。細胞外腔のスペースは特定のシナプス間隙に比較して相対的にはるかに大きな空間を持つため、麻酔薬はこの部位に変化を生じさせ、脳全体にその効果を及ぼして麻酔作用を発揮している可能性がある。

今回の一連の研究は、上記知見を新しい実験系から証明し、全身麻酔薬の作用発現が、単一のシナプス性神経伝達変化、或いは単純な受容体刺激・遮断型の薬理学的変化によるものでは無く、より広範な神経系への作用の結果として生じる機序の存在を示した。近年、遺伝子学的な実験手法が長足の進歩を遂げており、クローニングによる受容体の機能解析、メッセンジャーRNAの発現を軸としたタンパク合成の研究、細胞内情報伝達系の機能解析が進んでいるが、細胞間の具体的な神経伝達機序の解明に際して、細胞外腔の神経伝達物質濃度測定は欠かす事の出来ない課題であり、本研究の意義は極めて高いものと考えられる。多くの国際学会へ定期的な発表を行う事によって、学術的な基礎を確立した他、逐次英文論文として報告を行っており、本邦に於ける有意義な研究活動としての実績が蓄積された。本来の研究の目的である一酸化窒素による神経伝達と麻酔の影響の測定に関して、初期の実験結果の英文論文が掲載確定(印刷中)となった他、麻酔薬の影響を検討する予備実験に関しても、麻酔薬自身の相乗作用に関して新しい知見を得る事が出来、英文論文がほぼ同時に掲載されるに至った。研究者が過去に扱ったドパミンに関する研究結果についても、麻酔作用との新しい知見が国際的に発表される様になり、以前の実験結果も更に学術的重要性が高まりつつあると考えられる。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題の今後の推進方策について大きな変更点は無い。これまで、臨床的に用いられる代表的な吸入麻酔薬、静脈麻酔薬を対象として取り組んできたが、研究の最終目的は、麻酔薬、投薬とよる差異ではなく、それらを超えて普遍的に発現する麻酔作用に関して、共通的な変化を探求する事にある。他方、複数の薬剤によってもたらされる相乗的な相互作用に関して、その一元的なアウトカム(例えば就眠、覚醒)に関して、これまでのデータを再度解析しながら、共通の因子を探索し、麻酔作用の発現に普遍的に作用する可能性のある機序を追及する。
組込みシステム開発研修のための脳波でコントロール可能な小型ロボット教材の開発

【研究目的】本校で行っている社会人向け組込みシステム技術者研修では、基礎的な開発技術修得に加え、地域企業の新分野開拓のきっかけとなることを期待し、様々な研修課題を提案している。この新分野開拓のきっかけとなる研修課題のひとつとして、脳波によってコントロール可能な小型ロボット教材の開発を行った。【研究方法】1.脳波測定システムの特性調査脳波の測定にはEmotiv社のEmotiv EPOC SDK Education Editionを使用した。これは、脳波測定用のヘッドセットとソフトウェア開発キットのセットである。測定用アプリケーションの開発にはMicrosoft Visual C# 2010 Expressを使用した。数名に協力してもらい、平常状態、歯噛み状態、まばたき状態で、脳波にどのような変化があるか測定を行った。2.状態判別と通信プログラムの作成測定した脳波信号から、現在の状態(平常、歯噛み、まばたき)を判別する機能を測定用アプリケーションに追加した。状態の判別は、取得した脳波信号に対して128点FFTを行い、平常時と歯噛み時で大きくスペクトルが変化する周波数のスペクトルが、ある閾値を超えた場合に歯噛みを行ったと判断した。まばたきの検出も同様の方法で行った。小型ロボットとの通信にはZigBeeを用い、状態に応じたシリアル信号("1"など)を送信するようにした。3.小型ロボットのプログラミング小型ロボットには株式会社北斗電子のDONKEYを使用した。DONKEYはMPUとCPLDを搭載し、DCモータによる走行が可能となっている。DONKEYが信号"1"を受信した場合"前進または停止"、"2"を受信した場合"旋回または停止"を行うようにした。【研究成果】「状態の検出」、「制御信号の送信」、「制御信号を受信して動作」という基礎となる部分の開発が終了し、研修で自由課題のひとつとして本教材を紹介した。この時は課題として採用するグループは無かったが、多くの受講生に脳波を使った組込みシステムというものに興味を持ってもらうことが出来た。
持続的な都市の形成に向けた新たな農の概念とその計画

本研究では、都市住民による新たな「都市の農」に着目し、(1)既存の農的活動の実施状況の解明、(2)「都市の農」の運営スキームの解明、(3)「都市の農」の地方都市での展開可能性の検討の3課題を実施した。その結果、(1)住民による空閑地での農作物栽培等の既存の農的活動は限定的であること、(2)「新たな農」としての株式会社マイファームの分析によると、地権者・利用者間の仲介や、農家と企業との農園の共同運営のためのスキームがみられ、農的活動を広範に展開させうること、(3)地方都市では、都市住民の居住地近辺に農的活動の場を確保することが活動の展開に向け有効であること、等が明らかとなった。今年度は、「都市の農」の先進事例である株式会社マイファームの調査と、「都市の農」を運営するにあたり鍵になる「公共性」概念の分析を中心に進め、当初目的どおり、「都市の農」の運営スキームの解明に取り組んだ。さらに、一般性を高めるため、マイファームが立地する大都市圏のみならず、地方都市の事例についても調査した。その結果、以下の3点の成果を得た。1)株式会社マイファームの協力のもと、農園利用者1015名に対してアンケートを行った。回収標本数は677であり、統計処理を行うにあたり十分な回答を得た。アンケートでは、農園のサービスに対する評価等の運営スキームの改善に役立つ知見が得られ、さらに、農園の利用状況・利用目的・利用者の就労観などの個人属性についても、詳細に明らかにされた。また、アンケート結果を地理情報と関連付けて解析するための分析基盤データの整備も行った。2)地域住民によって運営されるコミュニティガーデン「自由広場」を対象に、その公共性の変化を、空間および運営方式の変遷から読み取り、新たな公共空間としての「都市の農」のあり方を分析した。3)地方都市の住居系市街地における「農」を活かした先進事例の把握を行った。具体的には、愛媛県松山市にあるグリーンヒルズ湯の山の暫定空閑地を用いて開設されていた貸菜園の当時の状況と現況を把握した。なお、これらの検討によって得られた成果と、これまでの研究及び事例分析によって得られている成果を併せて、「農」を活かしたまちを形成するための方法論を検討し、試論として論文にまとめた。今後、「都市の農」に関して更なる検討を重ねることにより、都市の計画・経営に貢献する農のあり方を、明確かつ具体的に提示していく。今年度の研究実績は以下の3点である。1)昨年度に実施したマイファーム利用者に対するアンケート調査の分析を進めた。具体的には、マイファーム利用者の特徴を明瞭にするために、一般的な市民農園において活動する都市住民2,600名を対象としたウェブアンケートを実施し、両者を比較した。その結果、マイファーム利用者は、市民農園利用者と比べて、農に対して明るいイメージを持つ、労働観に関しても独立志向が高い等、異なった傾向をもつ可能性が明らかとなった。次年度は、さらに分析を深め、両者の違いを構造的に明らかにする。2)有機性廃棄物利用システムを内包した「都市の農」の事例として、東京都日野市S農園を取り上げ、有機性廃棄物の利用における利用者の寄与等について分析を行った。その結果、円滑な運営に向けて、利用者の属性や農園への関与の強さに応じて的確な作業分担が行われていた。これらの知見からは、「都市の農」の特徴の一つである多様な都市住民の関与を実現させる、多数小労働(労働機会が限られた多くの人の関与)により成立する運営スキームの展開可能性が示唆された。3)「都市の農」が着目される背景のひとつである農のあるライフスタイルへの希求について分析した。具体的には、日本人の近年の就労観の変化に伴い、「半農半X」のような新たなライフスタイルへの希求が発生していることを、関連著書・論文の分析により整理した。それらを学術的に論じるためには、鬼頭秀一の「遊び仕事」等の概念を現代的に解釈、発展させる重要性を指摘した。また、農のあるライフスタイルが都市近郊地域に定着する可能性を、先行研究の整理により検討した。その結果、先のライフスタイルを都市近郊地域に定着させるためには、「空間・主体・制度」の3つの観点からの研究の深化と統合が必要なことを指摘した。本年度は、住民が自発的に行う農的活動の実態把握と、各地で実施される萌芽的な「都市の農」の事例調査を完遂し、3年間の成果をとりまとめ、学会誌および国際学会、国際ワークショップなどで成果の発信を行った。大都市圏では、首都圏の郊外都市である千葉県柏市、茨城県牛久市を対象に農的活動の実態把握を行い、その展開可能性を議論した。柏市では、住宅地内の空閑地を介した小規模物質循環圏の構築の点から、牛久市では、立地適正化計画によるコンパクトシティへの誘導の点から、それぞれ農的活動の拡大可能性とそのための方策を考察し、それぞれ査読付論文として出版した。また、「都市の農」の先進事例である株式会社マイファームについては、同社が運営する農園の利用者を被験者とするアンケート調査の結果を分析し、国際学会で発表した。また、同社が運営する農業家育成のための教育組織「アグリイノベーション大学校」の受講生を被験者としてアンケート調査を実施し、受講生は、卒業後、半農半X・週末農業で野菜・果物を栽培している他、独立就農をしている人が多いことを解明した。

一方、地方の事例としては、長崎県長崎市を対象として、地方中核都市における「都市の農」に対する需要と立地条件を明らかにすべく、都市住民による農作物栽培の特性を明らかにした。その結果、「都市の農」に対する需要は、市街地密度が高い地域において一定数潜在することが明らかとなり、成果を査読付論文として出版した。以上のように、大都市圏と地方それぞれに対して、既存の農的活動を踏まえ、萌芽的な「都市の農」に関する実態と可能性を議論し、その実践方法を提示した。これにより、本研究の目的を達成した。本研究では、都市住民による新たな「都市の農」に着目し、(1)既存の農的活動の実施状況の解明、(2)「都市の農」の運営スキームの解明、(3)「都市の農」の地方都市での展開可能性の検討の3課題を実施した。その結果、(1)住民による空閑地での農作物栽培等の既存の農的活動は限定的であること、(2)「新たな農」としての株式会社マイファームの分析によると、地権者・利用者間の仲介や、農家と企業との農園の共同運営のためのスキームがみられ、農的活動を広範に展開させうること、(3)地方都市では、都市住民の居住地近辺に農的活動の場を確保することが活動の展開に向け有効であること、等が明らかとなった。本年度の検討の中心項目は「都市の農」に関する運営スキームの解明とその展開先に関する検討であった。東京都日野市S農園の分析により、「都市の農」の特徴のひとつとも言える多数少労働の運営スキームが明らかにされたほか、マイファームの利用者分析等を通じて、主要な展開先である都市近郊地域の特性も明瞭になってきているため、研究はおおむね順調に進展していると言える。27年度が最終年度であるため、記入しない。ランドスケープ計画、都市計画来年度はこれまで一貫して行ってきたマイファームの調査を完了させ、その他の先進事例の成果も統合することにより、「都市の農」の運営スキームの一般化と、その展開先の空間特性の解明を行う。さらには、制度面での隘路や改定の方向性を検討し、施策の検討につながる実践的な解を得ることを目標とする。本年度の検討の中心項目は「都市の農」に関する運営スキームの解明であった。マイファーム利用者を対象とした大規模アンケートにより、利用者からみた運営上の課題が明らかにされ、さらに、コミュニティガーデン運営をめぐる公共性の変化が、自由広場のケーススタディから明らかにされたことにより、当初の目的はほぼ達成されたものと考えている。マイファーム利用者を対象としたアンケートでは、利用者の居住地等の地理情報も把握しており、そのデータを用いた空間分析も既に一部始めている。来年度はアンケートの結果と地理情報を関連させた解析を行い、運営スキームと空間との両面を検討するという本研究の最終目的に近づけていく。今年度は、東京都日野市S農園のように国内の先進事例分析が多くなり、海外事例の調査用に確保した予算を余らせることとなった。来年度は、今年度行ったマイファーム利用者に対するアンケートを詳細に分析する。具体的には、運営スキームと空間との両面を検討するため、利用者の農園運営に対する評価と、地理情報とを関連づけた分析等を行う。さらに、マイファームの運営者を対象としたインタビューも実施し、運営スキームを構造的に整理するとともに、運営側からみた課題についても明らかにする。
レーザ・マテリアル・プロセシングのための超小型高出力レーザに関する実験研究

本研究の研究実績として以下のように概要をまとめる。当該研究の具体的研究項目は超小型炭酸ガスレーザのプロトタイプ試作装置を完成させ、その諸特性を明かにすることにあった。研究の結果、基礎研究を遂行するにあたり十分な性能を有する試作装置を完成させることができた。また、その装置を用いて、混合ガス圧力、混合比、入力電力、共振器条件等に対するレーザ出力および効率の依存性、高周波放電プラズマへの入力電力の限界値、ビームの質について、これらを決定づける要素を実験的に明らかにすることができた。以下に得られた結果の概要をまとめる。1.種々のレーザ出力依存性をあきらかにし、その結果、最大レーザ出力210W(効率10.5%)を達成した。また、最大変換効率として13%(出力130W)を得た。2.スラブ型炭酸ガスレーザに必要な共振器鏡の構造、冷却方法、製作方法を確立した。3.出力ビームはほぼ回析限界に近く、ビーム拡がりは安定共振器方向でθ=5.16mrad、不安定共振器方向でθ=1.37mradであった。これらの結果は、スラブ導波路構造の高周波励起方式とハイブリッド不安定共振器という2つの画期的技術を併用して、今までにない超小型炭酸ガスレーザを開発するための基礎研究として、今後実用プロトタイプレーザ装置を設計、試作するのに十分な実験的根拠を示したと言える。本レーザ装置は超小型、かつ封じきり動作(ガスの交換もしくは循環を必要としない)と言う点で大きな特長を有する。今後、封じきり動作において長寿命に動作するための技術構築を目指した研究の展開が望まれる。以上本研究の研究実績として以下のように概要をまとめる。以上
骨形成蛋白質吸着ハイドロキシアパタイトセラミックの骨膜下移植

1.牛骨由来骨形成因子(BMP)の部分精製牛脱灰骨から、2種類の方法によって骨形成因子活性画分(crude-BMP,Gu-ex.)を部分精製し、ラット頭頂部骨膜下移植および背筋内移植による活性検定を行った。2.BMPの高速液体クロマトグラフィ-(HPLC)による精製上記両画分をHPLCによって分析し、特に、Gu-ex.画分に関じては、分子量を基準に分集し、同様に各画分の活性検定およびSDS電気泳動による分子量の推定を行った。1.2.の結果:1)活性画分(crude-BMP,Gu-ex)を骨膜下に移植すると、2,3週後に軟骨,骨形成がみられた。2)HPLCにより分集した14Kと18Kの画分は混合して脱イオン水に透析すると沈澱(14K+18K)として得られた。3)14K+18Kの画分を骨膜下に移植すると、2週後に旺盛な軟骨,骨形成が、3週後に著明な骨形成がみられた。4)14K+18Kの画分を背筋内に移植すると、3週後に骨形成がみられた。5)HPLC分析所見、活性検定所見および電気泳動所見より、BMPの分子量は約18000と推定された。3.部分精製界分(14K+18K)吸着ハイドロキシアパタイトセラミック(HA)の骨膜下移植14K+18Kの画分を4M塩酸グアニジンに再溶解し、HAをこの溶液に24時間浸漬することによって、BMP活性画分をHAに吸着させて骨膜下移植による活性検定を行った。しかし、結果として、BMP活性は僅かしか認められず、この方法では14K+18Kの画分を充分にHAに吸着させることは出来なかった。この2年間で、臨床にすぐ応用できるBMP吸着HAの開発には到らなかったが、本研究により精度の高いBMPの精製法が確立されたことは非常に意義深いことである。
人工現実感を用いた複数人間複腕協調作業スキルの動的形成の解析に関する研究

本年度は昨年度の成果を踏まえ引続き以下の項目において研究を行ない,有益な知見および一定の成果を得られた.・項目1:冗長ロボットマニピュレータのタスク指向的な作業計画・制御のための一方法として作業技能の動的形成を再考し,人間の筋骨格系と同様な粘弾性構造を有するマニピュレータと仮定してその関節インピーダンスのパターンを求めた.・項目2:引続き複数ロボットによる対象物の協調的操りにおける自律分散的な一制御法としてPassive Velocity FieldControlの適用を試み,複数マニピュレータシステム,複数車輪型移動ロボットなどにおいて,分散制御による実現を試みた.・項目3:バッティングで代表される,器用な制御を必要とする動的マニピュレーションをロボットマニピュレータシステムに実現させることを検討し,フィードフォーワードを中心とした制御系の一構成法に最適制御アルゴリズムとニューラルネットによる学習法を取り入れシミュレーションおよび実機実験による検証を行なった.・人工現実感技術を利用して仮想の負荷空間を作り,人間上腕のリーチング動作において未知な作業空間に対する学習・汎化能力についての検討を始め一定の知見を得られている.本年度は以下の項目において研究を行ない,有益な知見および一定の成果を得られた.・項目1:バッティングで代表される,器用な制御を必要とする動的マニピュレーションをロボットマニピュレータシステムに実現させることを試み,人間の同種タスクの遂行法を手本にフィードフォーワードを中心とした制御系の一構成法を与え,シミュレーションによってその有効性を示した.・項目2:冗長ロボットマニピュレータの作業計画に際し,人間の筋骨格系と同様な粘弾性構造を有すると仮定しその関節インピーダンスの動的形式を作業機能として捉えて,タスク指向的に行なった.・項目3:人間の間隔運動制御機能の一モデルとして,視覚入力から運動指令までの制御系をマップで表現し自己組織的に構成する方法について再孝し,ロボットマニピュレータの実機への適用を行なった.・項目4:複数ロボットによる対象物の協調的繰りにおける自律分散的な一制御法としてPassive Velocity FieldControlの適用を試み,複数マニピュレータシステム,複数車輪型移動ロボットなどでの実現を行なった.・項目5:複数ロボットマニピュレータをインタフェースに用いた仮想物体の動的操作感提示法において,回転関節で連結された複数物体の場合について検討しその一実現法を与え,実機によりその有効性を示した.本年度は昨年度の成果を踏まえ引続き以下の項目において研究を行ない,有益な知見および一定の成果を得られた.・項目1:冗長ロボットマニピュレータのタスク指向的な作業計画・制御のための一方法として作業技能の動的形成を再考し,人間の筋骨格系と同様な粘弾性構造を有するマニピュレータと仮定してその関節インピーダンスのパターンを求めた.・項目2:引続き複数ロボットによる対象物の協調的操りにおける自律分散的な一制御法としてPassive Velocity FieldControlの適用を試み,複数マニピュレータシステム,複数車輪型移動ロボットなどにおいて,分散制御による実現を試みた.・項目3:バッティングで代表される,器用な制御を必要とする動的マニピュレーションをロボットマニピュレータシステムに実現させることを検討し,フィードフォーワードを中心とした制御系の一構成法に最適制御アルゴリズムとニューラルネットによる学習法を取り入れシミュレーションおよび実機実験による検証を行なった.・人工現実感技術を利用して仮想の負荷空間を作り,人間上腕のリーチング動作において未知な作業空間に対する学習・汎化能力についての検討を始め一定の知見を得られている.
学校評価システムの展開に関する実証的研究

本研究の主眼は、自己評価・学校関係者評価・第三者評価という三つの評価による効果を、教育の質の保証という観点から検証していくことにある。本研究では、日本の特徴的な自治体における学校評価システムの展開過程と、イングランド、ニュージーランド、アメリカ、ドイツなどの諸外国における学校評価システムの展開過程を分析し、各地域や国における学校評価システムが有効に機能するため促進要因と阻害要因を検討した。その中で、特に学校評価システムの運用における「支援機能」に着目しつつ研究を進めた。本研究では、(1)日本の各自治体、およびイギリス、ニュージーランド、ドイツ、アメリカといった各国における自己評価と第三者評価(外部評価)の実施実態、並びに評価の実施に伴い必要とされる諸施策(学校支援制度や評価者養成制度の構築、等)の特質や構造、機能等を明らかにし、そこから(2)学校評価システムの導入による効果と、その効果を最適化していくためのサポートシステムを「教育の質の保証」という観点から分析し、(3)日本の公教育システムを再構築するための課題を析出することを目的としている。本研究の主眼は、自己評価・学校関係者評価(外部評価)・第三者評価という3つの評価による効果を、教育の質の保証という観点から検証していくことにある。そのためには、(1)この3つの評価がどのように連動するのか、(2)各評価から出された評価結果をどのように次への改善に向けたアクションに結びつけていくのか、(3)この3つの評価が連動した評価システムを効果的に機能させるために必要な条件整備とはどのようなものか、といった日本の各学校や教育委員会が抱える現実的課題に、理論的実証的に取り組んでいく必要がある。これまでの研究成果により、イギリス、ニュージーランド、ドイツ、フランスといった各国における自己評価と外部評価、第三者評価の実施実態、並びに評価の実施に伴い必要とされる諸施策(学校改善支援システムの構築、評価者表制等)の特質や構造、機能については明らかにしてきた。これらの研究結果をもとに、評価システムの導入による効果とその効果を最適化していくためのサポートシステムを教育の質の保証という観点から分析し、日本の公教育システムを再構築するための課題を析出することを本研究の目的とする。平成19年度においては、第一に国内外の学校評価に関する理論研究を整理した。第二に、先進的に第三者評価システムを導入し、実態との齟齬やトラブルを経験しながら10年以上にわたってシステム修正を重ねてきたニュージーランドに焦点を当て、その改善モデルがいかなる効果を上げてきたのかという点について質問紙調査を実施すべく、ニュージーランド教育研究所主任研究官のCathy Wylie博士の指導助言を仰ぎつつ、質問紙案の作成を行った。これまでの研究成果により、各国における自己評価と外部評価(第三者評価)の実施実態、並びに評価の実施に伴い必要とされる諸施策(学校改善支援システムの構築、評価者表制等)の特質や構造、機能については明らかにしてきた。これらの研究結果をもとに、本研究では評価システムの導入による効果とその効果を最適化していくためのサポートシステムを教育の質の保証という観点から分析し、日本の公教育システムを再構築するための課題を析出することを目的としている。平成20年度においては、第一に国内の学校評価に関する理論研究として、新旧「学校評価ガイドライン」の検討を行った。第二に、国内のいくつかの自治体を取り上げ、各自治体の施策内容及び学校自己評価、関係者評価、第三者評価の取組事例から、それらにみられる成果と課題について分析した。第三に、昨年度に引き続きニュージーランド教育研究所主任研究官のCathy Wylie博士、およびニュージーランド全国学校理事会協会のRay Newport氏・Colin Davis氏の指導助言を仰ぎつつ、ニュージーランドの学校評価システムの効果要因分析のための質問紙調査の開発を行った。第四に、イギリス・ドイツについて、学校評価システム(主として第三者評価)の展開過程についての現地調査を行った。平成21年度においては、第一に日本の各自治体(埼玉県杉戸町、広島市、三重県、大阪府、長崎県西海市、岡山県矢掛町、福岡県、京都市、品川区、横浜市、新潟県胎内市、愛知県高浜市)を対象に、(1)各自治体における学校評価政策、(2)自己評価・学校関係者評価・第三者評価の実施実態を整理し、そこから(3)(2)を有効に機能させるための条件・要件、もしくは阻害要因となるものを分析・抽出した。とくに横浜市については、「学校に対する支援」の確立・展開を視野に入れた学校評価システムへの改善が取り組まれており、その動向分析を行った。第二に、イギリス・ドイツ・ニュージーランドの学校評価システムの展開過程について、おおよそ2005年以降の現状についての情報収集および整理を行った。

第三に、アメリカにおける認証評価システムに関して、主としてカリフォルニア州サンフランシスコ市のWASC (Western Association Schools and Colleges)およびサンフランシスコ統合学区および公立学校における認証評価について現地調査を行った。平成22年度は4年間の本研究の総まとめとして、日本や諸外国における学校評価システムの展開過程を、学校評価システムが有効に機能するための促進要件と阻害要件の析出の観点から再分析した。その結果、日本の特徴的な自治体における学校評価システムの展開過程として、それらの一つの到達状況を福岡県の事例に見ることができた。さらに、学校評価システムが今後克服すべき課題に対して積極的に取り組んでいる事例として、横浜市(自己評価:計画と評価の一体化の推進)、長崎県西海市(学校関係者評価:協同的な学校評価づくり)、品川区(第三者評価:専門的評価を組み込んだシステム設計)の事例から、学校がなすべき自助努力や外部との連携・協力と、教育委員会によるシステムづくりや講じるべき支援方策について、有効な促進要件をつかむことができた。さらに、イングランド、ニュージーランド、アメリカ、ドイツなどの諸外国における学校評価システムの展開過程については、特に学校評価システムの運用における「支援機能」に着目しつつ研究を進めた。各国の学校評価システムの展開過程にみられた促進要因と阻害要因を析出する中で、イギリス・ニュージーランドについては両国の学校評価システムの分析枠組みを整理・精緻化し、クロス表を作成した。そこから、自己評価をベースとした学校評価システムの構築と学校支援システムの連動強化という共通の指向性が見られたことは、今後の日本における学校評価システムと学校支援の連動の在り方に大きな示唆となる。
壁体材料の温度勾配による水分拡散係数の温度依存性に関する研究

建築壁体材料の、温度勾配による水分拡散係数の温度依存性を定量的に把握することを目的とする。そのため、温度勾配による水分拡散係数の測定実験を、同じ温度差で異なる温度帯を持つ2つの材料に対して行い、次に測定された拡散係数を用いて、結露再蒸発過程にある材料内の水分挙動の数値解析を行なった。建築壁体として用いられる多孔質材料を対象として、一定含水率を持つこれら試料を全面断湿した後、10°C40°Cと40°C70°Cという2種類の温度差を設けた。それぞれの実験において試料内部の含水率分布と温度分布の経時変化を測定した。含水率・温度分布が動的平衡状態になった時点の含水率・温度勾配測定値から温度勾配係数を算出し、2つの実験に対する温度勾配による水分拡散係数を求め、比較検討した。これら測定された水分拡散係数を用いて、それぞれの場合について、結露再蒸発過程にある試料の内部水分挙動を計算した。今回の実験では、平均温度が高い場合と低い場合に対する温度勾配による水分拡散係数の間の分布傾向には有意な差は見られず、従って水分拡散係数の温度による影響は少ないと思われる結果となった。そして、それから得られた水分拡散係数を用いた壁体内部水分挙動解析計算の結果も有意な差は見られなかった。しかし、今回の実験は、ある温度差における特定の状況下におけるものであり、他の温度差ではどういう結果になるか分からない。今後、今回の実験とは異なる温度差を付けた同様の実験を行い、今回の結果と比較検討することによってさらに温度依存性について検討していく必要がある。今回の結果のみを信用すれば、壁体内の水分挙動解析計算には、温度の絶対値の影響は考慮する必要がなく、それゆえ計算も簡略化でき、速く且つ正確な計算が出来ると言うことが出来る。
ワイドギャップII-VI族およびI-III-VI_2族化合物反動体の伝導特性の制御

1.Znseのドーピングと評価減圧気相成長系の圧力を水素ガス0.1Torrに固定し,ドナー不純物としてIn,アクセプタ不純物としてNのドーピングを行った.Inは金属Inを原料にして抵抗加熱方式で蒸気を供給した. Nは, NH_3ガスを原料にしてH_2ガスで希釈して成長系内に導入した.In蒸発源温度T_<In>を350550°Cの範囲で変化させることにより, ZnSeエピタキシアル結晶の室温におけるキャリア密度を10^610^<18>cm^<-3>の範囲で制御できた.成長温度は280°C,成長層の厚みは1.8μmである.アンドープの試料は高抵抗であるが, T_<In>が400°C以上で抵抗率の低下が認められ, 550°Cでn=1.3×10^<18>cm^<-3>, ζ=2.4×10^<-2>Ω・cmが得られた. T_<In>>500°Cの場合はキャリヤ密度,移動度の温度依存性が小さく,縮退半導体の特徴を示す.一方, NH_3混合ガス中で成長した試料には, 2.793eVに浅いアクセプタに束縛された励起子の発光が, 2.70eVにドナーアクセプタ対発光が現れ, NH_3濃度とともに強度が増加する.ホトルミネセンスの温度依存性の解析から, NH_3を導入すると100meV程度のアクセプタ準位が発生することがわかった.2.CuGaS_2の気相成長と評価化合物半導体の3構成元素すなわちCu, Ga, Sの供給量を独立制御しながら結晶成長を行うために,塩化銅(CuCl),塩化ガリウム(CaCl_3),単体のイオウ(S)を原料として採用した.キャリヤガスとしてN_2ガスを用いた.各原料の蒸気圧が10Torr程度になるように原料部温度を設定し,成長部温度は600700°C,反応管内圧力は1気圧とした,カルコパイライト構造のCuGaS_2が合成されることをX線回折法で確認した.GaAs基板上に成長丘パターンを示す成長層が得られ, 4.2Kで2.299eVにピークをもつドナーアクセプタ対発光が観測された.1.Znseのドーピングと評価減圧気相成長系の圧力を水素ガス0.1Torrに固定し,ドナー不純物としてIn,アクセプタ不純物としてNのドーピングを行った.Inは金属Inを原料にして抵抗加熱方式で蒸気を供給した. Nは, NH_3ガスを原料にしてH_2ガスで希釈して成長系内に導入した.In蒸発源温度T_<In>を350550°Cの範囲で変化させることにより, ZnSeエピタキシアル結晶の室温におけるキャリア密度を10^610^<18>cm^<-3>の範囲で制御できた.成長温度は280°C,成長層の厚みは1.8μmである.アンドープの試料は高抵抗であるが, T_<In>が400°C以上で抵抗率の低下が認められ, 550°Cでn=1.3×10^<18>cm^<-3>, ζ=2.4×10^<-2>Ω・cmが得られた. T_<In>>500°Cの場合はキャリヤ密度,移動度の温度依存性が小さく,縮退半導体の特徴を示す.一方, NH_3混合ガス中で成長した試料には, 2.793eVに浅いアクセプタに束縛された励起子の発光が, 2.70eVにドナーアクセプタ対発光が現れ, NH_3濃度とともに強度が増加する.ホトルミネセンスの温度依存性の解析から, NH_3を導入すると100meV程度のアクセプタ準位が発生することがわかった.2.CuGaS_2の気相成長と評価化合物半導体の3構成元素すなわちCu, Ga, Sの供給量を独立制御しながら結晶成長を行うために,塩化銅(CuCl),塩化ガリウム(CaCl_3),単体のイオウ(S)を原料として採用した.キャリヤガスとしてN_2ガスを用いた.各原料の蒸気圧が10Torr程度になるように原料部温度を設定し,成長部温度は600700°C,反応管内圧力は1気圧とした,カルコパイライト構造のCuGaS_2が合成されることをX線回折法で確認した.GaAs基板上に成長丘パターンを示す成長層が得られ, 4.2Kで2.299eVにピークをもつドナーアクセプタ対発光が観測された.
昆虫脱皮におけるキチン分解酵素活性化機構の研究

1,エンド型キチン分解酵素の前駆体の単離・精製(1)まず、昆虫脱皮における表皮キチン分解機構が同じ鱗翅目である蚕とタバコスズメガにおいて共通であるかを調べるため、キチン分解酵素の比較を電気泳動(discーPAGE,SDSーPAGE)後イムノブロッティング及び活性染色により行った。イムノブロッティングでは蚕のエンド型キチン分解酵素に対する抗体を用いた。活性染色は我々が開発した方法を用いた。その結果、両昆虫でエンド型エキソ型のキチン分解酵素がそれぞれ抗原性が類似していること、さらにエンド酵素の前駆体が存在していることが分かった。(Insect Biochem.に投稿予定)(2)つぎに、エンド型キチン分解酵素前駆体の単離・精製を、5齢幼虫蚕の繭作成開始1日目の表皮を用いて行った。ホモジナイズ後、硫安分画、Sephacryl Sー200によるゲル濾過により分子量約200kDaの前駆体を得た。2,前駆体の活性化因子の単離・精製蚕5齢幼虫の繭作成開始3日目の表皮から、1で精製した前駆体を活性化する因子を検索した。硫安分画、DEAEーCellulofine、Cellulofine GCLー2000ーmにより分量約100kDaでプロテア-ゼ活性を持つ活性化因子を得た。3,前駆体活性化反応の解析2で精製した活性化因子を用いて1で精製した前駆体の活性化反応を行った。前駆体の活性化反応は、SDSーPAGEとゲル濾過による分子量変化と活性測定及びイムノブロッティングにより追跡した。その結果、分子量の低下にともないエンド型キチン分解酵素の活性出現が見られた。また、活性化因子の代わりに牛トリプシンを用いたとき同様に前駆体の活性化が見られた。(Agric.Biol.Chem.に投稿予定)1,エンド型キチン分解酵素の前駆体の単離・精製(1)まず、昆虫脱皮における表皮キチン分解機構が同じ鱗翅目である蚕とタバコスズメガにおいて共通であるかを調べるため、キチン分解酵素の比較を電気泳動(discーPAGE,SDSーPAGE)後イムノブロッティング及び活性染色により行った。(Agric.Biol.Chem.に投稿予定)
表面改質から潤滑膜固定まで連続したナノ表面処理システムの開発

ナノスケールの有機分子膜はナノインプリント、MEMS,磁気ディスクドライブなどのマイクロ・ナノシステムにおいて、摩擦摩耗特性、耐食性、離型性などを改善するために用いられている.有機分子保護膜を用いてマイクロ・ナノシステムを長寿命化するためには、有機分子と固体表面とで強い吸着性が必要である.有機分子と固体表面との吸着特性は、固体表面における吸着サイトの面密度に依存しており、固体表面の制御が重要因子である。一方、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)膜は、高硬度、低摩擦、耐摩耗性、耐薬品性を有する材料であり、磁気ディスクドライブの保護膜、工具や金型の表面処理等に実用化されている。本研究では、固体保護膜としてDLC膜上に有機分子を高密度かつ強く吸着させることで、高耐久性ナノスケール保護膜システムを開発することを目標にする。固体表面は以下の二つの観点で制御した。ひとつは、表面改質から潤滑膜固定まで連続したナノ表面処理システムを開発することでDLC表面を清潔に保った状態で有機分子を固定する方法である。真空中一環プロセスでDLC膜の作成と有機分子の吸着を行うことで、空気中の有機汚染物により、DLC表面の吸着サイトがターミネートされることがなくなり、より_0多くの分子がDLC表面に吸着できる。もうひとつは、DLC膜の組成を制御することでDLC膜表面上における吸着サイトの面密度を上げる方法である。DLC膜は作成時、炭化水素ガスを原料として用いるが、原料ガス中に窒素、シリコンなどを含むガスを混合することで様々な組成を有するDLC膜の作成が可能である。DLC膜中に種々の元素を添加することで、その表面組成も変化し、吸着サイトの面密度を制御することが可能になる。本研究では、表面改質から潤滑膜固定まで連続したナノ表面処理システムを開発することで潤滑分子の高い吸着性を実現した。また、様々な組成を有するDLC膜の表面に有機分子を吸着させることで、DLC膜の組成の違いによる潤滑分子の吸着特性を明らかにした。機械要素の微小化に伴い、また精確な動作制御の必要性から、厚さ数ナノメータの薄い潤滑膜が求められるようになってきた。しかし,潤滑膜には固体の耐久性を高める役割を果たす固定分子層,および固体間の摩擦を低減させる役割を果たす流動分子層のいずれも重要であり,これらを望ましい組合せで塗布しなくてはならない。本研究では、潤滑剤固定に最適な表面改質方法を開発し,さらに連続して固定分子層および流動分子層の最適塗布方法を開発することを目的とする。表面改質のため,PVD(Physical vapor deposition)装置を導入した。この装置の基本部分は,DLCイオン源を有し,固体表面に強固で緻密なDLC成膜ができるように設計した。この装置の成膜機構を確認し,到達真空度,温度安定性,資料回転速度が設計どおりであることを確認した。また,予備実験としてDLC成膜を行ったが,成膜速度も十分満足のいくものであった。また,自己組織化単分子膜(Self Assembled Monolayer,SAM)を用いたナノ潤滑膜の開発に関しては,固体資料にDLCを蒸着したもの,窒素含有DLCを蒸着したもの,シリコン含有DLCを蒸着したものに,有機単分子(CF_3(CF2)_8CH_2OH)を,浸漬法および真空蒸着法で固定したところ,有機単分子の吸着量は,真空蒸着による方法が浸漬法より倍以上多かった。また,シリコン含有DLC>窒素含有DLC>DLCの順に,有機単分子の吸着量は多かった。これにより,連続表面処理の方針がある程度明らかになった。また,アコスティックエミッション法による評価システムはアナログ処理システムを構築中である。また,分子動力学法による吸着シミュレーションは骨格部分が完成した。

機械要素の微小化に伴い、また精確な動作制御の必要性から、厚さ数ナノメータの薄い潤滑膜が求められるようになってきた。しかし,潤滑膜には固体の耐久性を高める役割を果たす固定分子層,および固体間の摩擦を低減させる役割を果たす流動分子層のいずれも重要であり,これらを望ましい組合せで塗布しなくてはならない。本研究では、潤滑剤固定に最適な表面改質方法を開発し,さらに連続して固定分子層および流動分子層の最適塗布方法を開発することを目的とする。昨年度は、表面改質のためにPVD(Physical vapor deposition)装置を導入したが、本年度はさらに密着強度を高めるためにPSII電源を導入し、また表面膜を複合化するためにスパッタシステムを導入した。これにより、鉄系基材の表面にシリコンと高強度DLC膜の複合化ができた。この装置を用いて複合膜を作成し、XPS装置による成分分析、ナノインデンターによる硬さ試験、スクラッチ試験機による剥離強度試験を行った。そして、成膜時のアノード電流、バイアス電圧の変化による膜のトライボロジー特性を評価した。また、成膜速度も十分満足のいくものであった。また,自己組織化単分子膜(Self Assembled Monolayer, SAM)を用いたナノ潤滑膜の開発に関しては,昨年度に続いて、固体資料にDLCを蒸着したもの,窒素含有DLCを蒸着したもの,シリコン含有DLCを蒸着したものに,有機単分子(CF_3(CF2)_8CH_2OH)を,浸漬法および真空蒸着法で固定したものの評価を行ってきた。また、分子動力学法を用いたシミュレーションでは、より精度の高いシミュレーションを目指して、Brener報によるポテンシャル作成を行ってきた。現在さらに精度を高めるために、sp2.sp3結合の割合まで予測できるポテンシャルを作成中である。機械要素の微小化に伴い,また精確な動作制御の必要性から,厚さ数ナノメータの薄い潤滑膜が求められるようになってきた。本研究では,潤滑剤固定に最適な表面改質方法を開発し,さらに連続して固定分子層および流動分子層の最適塗布方法を開発することを目的とする。固体薄膜と潤滑分子との強い結合性を達成することで理想的潤滑システムを開発するためには,固体薄膜の硬度,組成の制御が不可欠である本年度はシリコン,窒素,水素をそれぞれ添加したダイヤモンドライクカーボン膜を作成し,その摩擦特性,潤滑剤分子との吸着特性を調べた。ダイヤモンドライクカーボン膜中にシリコンを添加することで摩擦係数を0.04まで低下させることができた。また,窒素添加,水素添加ダイヤモンドライクカーボン膜とコンピュータハードディスクの潤滑剤として用いられるパーフルオロポリーエテル分子との吸着特性を,開発した真空蒸着装置を用いて調べた。