hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
断線を自ら診断し自己修復する金属配線

昨年度までは、自己修復機能のメカニズムの理解や、電極に応力が印加されたときにクラックが生じるメカニズムなど、基礎的な特性評価を行った。これに対し本年度は、自己修復配線をデバイスに実装を行うとともに、ナノ粒子の不揮発性溶媒への分散を検討するなど、実用性の観点からデバイス作製に挑戦した.デバイス実装としては、LEDチップと自己修復配線を集積化したデバイスおいて、交流を印加してLEDの点灯および延伸・断線・自己修復後にLEDの再点灯を確認した。一例としては、交流電圧を印加してLEDが点灯しているデバイスに応力を印加して27%伸縮させたところ、配線が破断し、LEDが一時的に消灯するとともにインピーダンスは10倍以上増大した。その3.4秒後に、自己修復機能により導通が回復して、LEDが再点灯するとともに、インピーダンスは低下した。また、自己修復は一度だけではなく、50回以上の繰り返し修復可能であることも確認できた。一連の、状況において、印加している交流電圧は一定であるため、正常時にはLEDの点灯に電力が消費され、配線破断時には自己修復に電力が消費されているという、電力消費箇所の自動スイッチングが行われていることも大きな特徴であるといえる。このように自己修復配線の電子素子への応用を実現でき、自己修復エレクトロニクスを確立できた。本研究を通じて、ナノ粒子分散溶液による自己修復機能のメカニズムを理解するとともに、実際にデバイスを作製して、自己修復機能を確認できた。自己修復配線の基礎的・学術的な研究を行った。具体的な検討項目としては、材料・液体封止の、修復電圧・修復領域の拡張などの検討を行った。材料・液体封止の検討に関しては、まずアガロースゲルを用いたゲル化とシリコーンオイルを用いた不揮発性溶媒化の2つを検討した。いくつかの条件(例えば、直径5nm金ナノ粒子分散水溶液を0.1%アガロースゲルでゲル化したもの)では修復が確認されたものの、修復時間が長くなる、修復する・しないが安定しないなどの問題点があった。また、これまで用いてきた金ナノ粒子分散水溶液に関しては、シリコーンゴムで封止する手法を確立した。また、修復電圧・修復領域の拡張に関しては、これまで、修復可能なき裂が幅4μmまでに限定されていたことの原因を解明し、幅30μm程度の大きなき裂も修復できるようになった。これは、電圧印可により、ナノ粒子がき裂を架橋し修復した後に、修復部に生じるジュール熱によってナノ粒子の架橋が破壊されるためであった。修復後に架橋部に流れる電流が過度にならないように工夫をすることで、ジュール熱による再破断が起こることなく30μm程度の大きな幅のき裂が修復可能となった。原理的には、さらに大きなき裂幅も修復可能であると見込めるが、フレキシブルデバイスにおいて伸展時に生じる自然に生じるき裂が幅10μm程度であることから、30μm程度のき裂が修復できることは十分な修復能を有していると言える。当初の計画の検討項目を行うことができた。具体的な結果としては、ゲル化や不揮発性溶媒化は問題点も多く利用は難しいという知見が得られた一方で、修復条件の精査により幅30μm程度の大きなき裂が修復可能になった。これまでの幅4μm程度まで修復可能であったということに対して、7.5倍拡張したという"量的"な進展ともとれるが、これ以上に「フレキシブルデバイスにおいて伸展時に生じる自然に生じるき裂の幅10μm程度」を超えたという"質的"な進展が非常に大きな意味を持っている。これまではフレキシブルデバイスの伸展により配線が破断した後、伸展を戻さないと修復ができなかったものが、伸展による破断後すぐに修復が可能となるという大きな違いを有する。昨年度は、修復可能なき裂幅が4μm程度に限定されていたことの原因を解明し、幅30μm程度の大きなき裂も修復できるようになるという自己修復能の拡張を行った。これに対し、本年度はフレキシブルデバイスにおける配線き裂の発生形態の要因を明らかにすることで、配線き裂の発生形態の制御を実現した。具体的には、フレキシブルデバイス上の直線状の金属配線を伸展させたときには、幅の小さな多数のき裂が発生する形態(複数き裂発生形態)と幅の大きな単一のき裂が発生する形態(単一き裂成長形態)に分類した。これを理論的に解析し、フレキシブル基板と金属配線の伸び剛性比によって説明できることを明らかにした。また、金属配線の厚みを変えることにより、伸び剛性比を変化させたフレキシブルデバイスを製作し、き裂の発生形態を観察・評価した結果、伸び剛性比がき裂の発生形態の指標となることを示した。この指標は従来の文献のき裂と照合しても、き裂の発生形態を説明できるものであり、指標として有用性が高いものである。一方、フレキシブルデバイス上の波状の金属配線を伸展させたときには、曲がり部に単一き裂発生形態が観察された。これは、直線状の金属配線のモデルとは異なり、波状の配線がフレキシブル基板から剥離するような変形によりき裂が発生するものと考えられる。以上のように、フレキシブル基板上の直線状および波状の金属配線に関して、どのような形態のき裂が発生するかの設計を可能とするを実現した。これまで、金属配線のき裂がどのように発生するかは事前にはわからず、自己修復することが可能かを設計段階で考えることができなかったのに対し、き裂の幅や数を予測できることで自己修復機能を有するフレキシブルデバイスの設計のし易さが格段に向上した。

昨年度までは、自己修復機能のメカニズムの理解や、電極に応力が印加されたときにクラックが生じるメカニズムなど、基礎的な特性評価を行った。これに対し本年度は、自己修復配線をデバイスに実装を行うとともに、ナノ粒子の不揮発性溶媒への分散を検討するなど、実用性の観点からデバイス作製に挑戦した.デバイス実装としては、LEDチップと自己修復配線を集積化したデバイスおいて、交流を印加してLEDの点灯および延伸・断線・自己修復後にLEDの再点灯を確認した。一例としては、交流電圧を印加してLEDが点灯しているデバイスに応力を印加して27%伸縮させたところ、配線が破断し、LEDが一時的に消灯するとともにインピーダンスは10倍以上増大した。その3.4秒後に、自己修復機能により導通が回復して、LEDが再点灯するとともに、インピーダンスは低下した。また、自己修復は一度だけではなく、50回以上の繰り返し修復可能であることも確認できた。一連の、状況において、印加している交流電圧は一定であるため、正常時にはLEDの点灯に電力が消費され、配線破断時には自己修復に電力が消費されているという、電力消費箇所の自動スイッチングが行われていることも大きな特徴であるといえる。このように自己修復配線の電子素子への応用を実現でき、自己修復エレクトロニクスを確立できた。本研究を通じて、ナノ粒子分散溶液による自己修復機能のメカニズムを理解するとともに、実際にデバイスを作製して、自己修復機能を確認できた。本年度、フレキシブルデバイス化を進めるにあたり大きな進展が得られたため、自己修復配線を用いたフレキシブルデバイスの実証を進める。一方で、基礎的・学術的な研究も重要であると捉えているため、本年度行ったような検討も引き続き継続してゆく予定である。基礎的・学術的な検討も引き続き行うとともに、自己修復配線を用いたフレキシブルデバイスの実証を進める。学会発表に関して、当該年度を予定していたものが、次年度となったものがあったため。学会発表および学術論文発表に関して、当該年度を予定していたものが、次年度となったものがあったためであり、学会発表および学術論文発表等、研究遂行に必要な費用に用いる。学会発表等、研究遂行に必要な費用に用いる。
多金属骨格の特性に基づく機能性分子の創製

3d金属である鉄は酸化還元活性であり,特に四鉄骨格は,酸化還元に応答して,その骨格を四面体構造,バタフライ形構造,ヒンジ部位に金属-金属結合を持たないバタフライ形構造間で相互変換できる。本研究では,この四鉄骨格の酸化還元特性に基づき,不活性炭素資源の高効率変換反応への応用を最終目的として,実験的検討を行った。鉄はクラーク数の大きい金属であり,このような試みは元素戦略的観点からも重要である。代表者はこれまでに[(η^5-C_5H_4Me)_4Fe_4(CO)_4]とLiAlH_4との反応により,一酸化炭素の還元的カップリングにより,[(η^5-C_5H_4Me)_4Fe_4(HCCH)_2]が生成することを見出だし,さらにNBSとの反応により,[(η^5-C_5H_4Me)_4Fe_4(HCCH)(HCCBr)】^+を得ることに成功している。本研究ではこの四鉄クラスターに,第一級アミンNH_2^tBu,酸化剤,および塩基をこの順で反応させることで,プロモアセチレンをメチン(CH)とイソシアニド(^tBuNC)へ四鉄上で変換させることに成功した。メチンおよびイソシアニドが架橋配位したクラスター[(η^5-C_5H_4Me)_4Fe_4(HCCH)(μ_3-CH)(μ_3-CN^tBu))]^+については,その構造を単結晶X線構造解析により明らかにした。その結果,一連の反応の過程で,四鉄骨格ではヒンジ部位の結合が新たに生成し,炭素-炭素結合の開裂反応において,重要な役割を担っていることが明らかとなった。今後,不活性炭素資源を基質として用いた,触媒反応への応用が期待される。当初予定した,四鉄骨格とタンパク質との複合化により機能性分子を創製する試みは,四鉄部位の水に対する溶解性の問題から,複合化段階で十分な成果が得られなかった。また,四鉄骨格を含有するポリマー合成では,有機溶媒に対する溶解性が問題となった。これまで単核錯体、特に2つのシクロペンタジエニル配位子を上下に有するメタロセン類を用いて、その酸化還元特性に基づき機能性分子の構築がなされてきた。一方、遷移金属クラスターは3つ以上の遷移金属が架橋配位子に応じて最適な配置をとり、金属-金属結合を有する。このような特色から、多金属骨格は多段階酸化還元過程、金属-金属結合の切断および生成を伴った柔軟な骨格構造変化など、単核錯体では発現しえない興味深い性質を示す。金属を含む機能性分子を構築する上で、従来用いられてきた単核錯体を金属クラスターで置き換えることで、これまでに類を見ない機能性分子の構築ができると考え、実験を行った。単離した[Cp4Fe4(HCCR)2](PF6)(R=-C≡CSiMe3)を重アセトニトリルに溶解すると、室温で異性化し[Cp4Fe4(HCCH)(RCCR)](PF6)を与えた。この異性化は平衡反応であり、Eyringプロットにより活性化パラメータを見積もったところ、活性化エントロピーはほぼゼロであることがわかった。このことから、異性化反応は分子内で進行し、協奏的な鉄-鉄結合および炭素-炭素結合の再分配によることがわかった。また、[Cp4Fe4(HCCR)2](PF6)を[Cp2Fe](PF6)で一電子酸化したところ、1本の鉄-鉄結合の生成と1本の炭素-炭素結合の切断を伴い、四鉄骨格がバタフライ型構造をとる、[Cp4Fe4(HCCH)(μ3-CR)2](PF6)2が定量的に得られ、その構造を単結晶X線構造解析により明らかにした。この二電子酸化体をコバルトセンにより二電子還元すると、1本の鉄-鉄結合の切断と炭素-炭素結合の生成を伴い、[Cp4Fe4(HCCH)(RCCR)]が得られた。現在、この[4Fe-4C]骨格の特性に基づき、機能性分子の創製に取り組んでいる。4つの遷移金属と4つの硫黄がサイコロの頂点の位置を占めるキュバン型クラスターは、ニトロゲナーゼに代表されるとおり、生体内において重要な役割を担っている化学種である。一方、その炭素類縁体の合成例は多くなく、そのほとんどがカルボニル配位子を含む系である。本研究課題では、機能性分子における機能発現部位として期待できる、イソニトリルを含む新規キュバン型四鉄クラスターの合成に取り組んだ。前駆体としては、[(C5H4Me)4Fe4(HCCH)2](PF6)と2当量のNBS(N-ブロモコハク酸イミド)との反応により合成される[(C5H4Me)4Fe4(HCCH)(BrCCBr)](PF6)と[(C5H4Me)4Fe4(HCCBr)2](PF6)の混合物を用いた。この混合物と過剰量のアニリンとの反応を行い、さらに酸化剤として[Cp2Fe](PF6)を添加することで、2つのメチンと2つのイソニトリルを含む2価陽イオンキュバン型四鉄クラスターの合成に成功した。また、単結晶X線構造解析により、そのキュバン型構造を明らかにした。キュバン型クラスターのアセトニトリル溶液を調整し、サイクリックボルタモグラム(CV)を測定することで、電気化学的挙動を明らかにし、多段階で酸化および還元を受けることがわかった。

現在、電気化学の測定結果を踏まえて、酸化体および還元体を化学反応あるいはバルク電解により合成を試みている。3d金属である鉄は酸化還元活性であり,特に四鉄骨格は,酸化還元に応答して,その骨格を四面体構造,バタフライ形構造,ヒンジ部位に金属-金属結合を持たないバタフライ形構造間で相互変換できる。本研究では,この四鉄骨格の酸化還元特性に基づき,不活性炭素資源の高効率変換反応への応用を最終目的として,実験的検討を行った。鉄はクラーク数の大きい金属であり,このような試みは元素戦略的観点からも重要である。代表者はこれまでに[(η^5-C_5H_4Me)_4Fe_4(CO)_4]とLiAlH_4との反応により,一酸化炭素の還元的カップリングにより,[(η^5-C_5H_4Me)_4Fe_4(HCCH)_2]が生成することを見出だし,さらにNBSとの反応により,[(η^5-C_5H_4Me)_4Fe_4(HCCH)(HCCBr)】^+を得ることに成功している。本研究ではこの四鉄クラスターに,第一級アミンNH_2^tBu,酸化剤,および塩基をこの順で反応させることで,プロモアセチレンをメチン(CH)とイソシアニド(^tBuNC)へ四鉄上で変換させることに成功した。メチンおよびイソシアニドが架橋配位したクラスター[(η^5-C_5H_4Me)_4Fe_4(HCCH)(μ_3-CH)(μ_3-CN^tBu))]^+については,その構造を単結晶X線構造解析により明らかにした。その結果,一連の反応の過程で,四鉄骨格ではヒンジ部位の結合が新たに生成し,炭素-炭素結合の開裂反応において,重要な役割を担っていることが明らかとなった。今後,不活性炭素資源を基質として用いた,触媒反応への応用が期待される。当初予定した,四鉄骨格とタンパク質との複合化により機能性分子を創製する試みは,四鉄部位の水に対する溶解性の問題から,複合化段階で十分な成果が得られなかった。また,四鉄骨格を含有するポリマー合成では,有機溶媒に対する溶解性が問題となった。
デジタルカメラを用いた簡易水質分析法の新展開

本研究は,学校教育現場での水質分析の高度化を図るため,デジタルカメラを分光検出器として活用する新たな簡易水質分析法の開発に取り組んだ.本研究により,溶媒抽出を併用した微量金属の比色定量法,炎色反応による原子発光分析,CODの比色定量法について,簡便な操作で高精度・高感度な分析法を開発することができた.これらの方法を用い,学校教育現場での水質分析の質の改善や新たな可能性を広げることができる.本研究の目的は,デジタルカメラを分光検出器として活用することにより,学校教育現場での水質分析の質の改善や新たな可能性を広げる実験法の開発を行うことである.平成25年度は,全体計画中の「課題(1)環境にやさしく簡便な新規比色抽出分析法の開発と水質分析への応用(以下新規比色抽出分析法の開発)」および「課題(2)炎色反応を利用した金属イオン分析法の確立」に取り組んだ.具体的な内容と成果は以下の通りである.1.「(1)新規比色抽出分析法の開発」は,一滴の有機溶媒で目的成分を抽出した後に,その有機相のデジタル写真を撮影し,有機相部分の色情報(RGB値)から比色分析を行うものである.目的成分の高濃縮が可能でsub-ppb数ppb程度の微量成分の定量分析を目標としている.平成25年度は銅イオンの定量を目的に,抽出反応系と試薬濃度,抽出操作,デジタルカメラによる測定条件について種々検討を行った.その結果,それぞれの最適条件を確定した.同条件において,水相(10 mL)に対し微少量の有機相(100 μL)を用い(100倍濃縮),銅イオンを完全に抽出することが可能となった.抽出後の有機相をそのままデジタルカメラで測定することにより,0ー100 ppbの銅イオンについて大変良好な検量線を得ることができた.本法により,簡便・高精度に数十ppb程度の銅イオンを分析することができる.2.「(2)炎色反応を利用した金属イオン分析法の確立」は,炎色反応を利用した原子発光分析の簡易分析法の確立を目的としている.平成25年度は対象元素をLiとして検討を行った.その結果,再現性良く測定できる測定条件を決め,同条件において0ー1000 ppbのリチウムの良好な検量線を得ることができた.数百ppbのリチウムの分析に応用できる.本研究の目的は,デジタルカメラを分光検出器として活用することにより,学校教育現場での水質分析の質の改善や新たな可能性を広げる実験法の開発を行うことである.平成26年度は平成25年度に引き続き,全体計画中の「課題(1)環境にやさしく簡便な新規比色抽出分析法の開発と水質分析への応用(以下新規比色抽出分析法の開発)」と「課題(2)炎色反応を利用した金属イオン分析法の確立」に取り組んだ.具体的な内容と成果は以下の通りである.1.「課題(1)新規比色抽出分析法の開発」は,一滴の有機溶媒で目的成分を抽出した後に,その有機相のデジタル写真を撮影し,有機相部分の色情報(RGB値)から比色分析を行うものである.平成25年度にはCuイオンの分析法について検討している.平成26年度はFeイオンの分析法を検討した.その結果,水相10 mLから有機相100 μL中にFeを抽出する抽出条件やデジタルカメラによる測定条件等の最適条件を決定した.最適条件によりFe濃度0ー100 ppbの範囲で良好な検量線が得られ,数十ppbのFeを高精度に分析できる方法を確立した.本法を河川水の分析に応用し良好な結果を得た.2.上記,課題(1)の展開研究として,有機溶媒の代わりにアルギン酸カプセル(人工イクラ)を用いる方法についても検討した.その結果,楽しみながら水質分析を行う方法として,人工イクラの色を比色するFeの簡易分析法を開発することができた.3.「課題(2)炎色反応を利用した金属イオン分析法の確立」では,Liを分析対象として高感度化に取り組んだ.測定条件の見直し,光学フィルターの活用などの検討を重ねた結果,共存金属の影響なしに数十ppbレベルのLiを高精度に測定する方法を確立した.本法を温泉水や河川水の分析に応用し良好な結果を得た.本研究の目的は,デジタルカメラを分光検出器として活用することにより,学校教育現場での水質分析の質の改善や新たな可能性を広げる実験法の開発を行うことである.平成27年度は,全体計画中の「課題(1)環境にやさしく簡便な新規比色抽出分析法の開発と水質分析への応用(以下新規比色抽出分析法の開発)」と「課題(3)COD(化学的酸素要求量)の簡易分析法の高精度化」に取り組んだ.具体的な内容と成果は以下の通りである.1.「課題(1)新規比色抽出分析法の開発」は,少量の有機溶媒で目的成分を抽出した後に,その有機相のデジタル写真を撮影し,有機相部分の色情報(RGB値)から比色分析を行うものである.平成27年度はCuイオンの分析法について検討を進める中で,第四級アンモニウム塩と少量の有機溶媒の限定された混合比において新たな抽出相が発現することを発見した.そこで,この抽出相へCuイオンを抽出する条件やデジタルカメラによる測定条件等の最適条件を決定した.

この新たな抽出相の発現とそこへの抽出は,計画段階では想定していなかった発見であり,溶媒抽出法の新たな手法を提示するものである.2.「課題(3)COD(化学的酸素要求量)の簡易分析法の高精度化」では,過マンガン酸カリウムーアルカリ性法によるCODの比色分析について検討した.グルコースを基準物質として用い,反応の条件とデジタルカメラによる測定条件等を種々検討し,最適条件を決定した.本法を河川水等の分析に応用し良好な結果を得た.本研究により,簡便な操作で高感度かつ高精度にCOD測定ができる方法を開発することができた.本研究では研究目的の達成のために具体的な3つの課題を設定し,それぞれの分析法の開発を行うことを予定している.平成27年度は,「課題(1)新規比色抽出分析法の開発」および「課題(3)COD(化学的酸素要求量)の簡易分析法の高精度化」について研究を進める予定であった.これらについて検討を重ね,種々の成果を挙げることができた.また「課題(1)」の検討を進める中では新たな発見があり,溶媒抽出法の新たな手法を提示することができた.全体的には,本研究はほぼ計画通りに順調に進展している.本研究の目的は,デジタルカメラを分光検出器として活用することにより,学校教育現場での水質分析の質の改善や新たな可能性を広げる実験法の開発を行うことである.具体的には「課題(1)新規比色抽出分析法の開発(一滴法)」,「課題(2)炎色反応を利用した金属イオン分析法の確立」および「課題(3) CODの簡易分析法の高精度化」に取り組んだ.それぞれの成果は以下の通りである.1.課題(1)は,平成25年度に簡便に数十ppbの銅イオンを分析する方法を開発している.平成28年度はさらに高感度化を図った.その結果,精度の改善など今後の課題もあるが,1000倍濃縮により数ppbの銅イオンを分析する方法の可能性を見出した.なお,平成26年度には鉄イオンの微量分析法を開発している.平成27年度には計画段階には想定しなかった新たな抽出相を発見し,その抽出法について検討した.一滴法の今後の進展とともに,平成27年度に発見した抽出法については今後の大変興味深い研究課題である.2.課題(2)は,平成25,26年度にLiを分析対象として高感度分析法の開発に取り組んだ.測定条件の最適化,光学フィルターの活用などの検討を重ねた結果,共存金属の影響なしに数十ppbのLiを高精度に測定する方法を確立した.本法は原子発光に基づく簡易微量分析法として新規の貴重な研究成果である.3.課題(3)は,平成27年度に高感度な簡便法を開発している.平成28年度はこれを教材化し学生実験に適応したところ改善点が生じたため,さらに検討を行い,誰でもが安定に測定できる方法に改良した.COD測定は教育分野におけるニーズが高いため,今後の本法の活用が大いに期待される.また平成28年度は有機物の分解率測定にも取り組み,種々の糖類の分解率について新たな知見を得ることができた.本研究は,学校教育現場での水質分析の高度化を図るため,デジタルカメラを分光検出器として活用する新たな簡易水質分析法の開発に取り組んだ.本研究により,溶媒抽出を併用した微量金属の比色定量法,炎色反応による原子発光分析,CODの比色定量法について,簡便な操作で高精度・高感度な分析法を開発することができた.
近赤外分光法を用いた脳および重要臓器のオートレギュレーション評価

本研究は血管収縮薬や血管拡張薬を用いて血圧変動を起こさせ、これに対する重要臓器の酸素化の変化を近赤外分光法で測定し以下を明らかにしていく。・腎、肝、脊髄には脳と比較してどのようなオートレギュレーションがみられるか。・低循環血液量、血液希釈状態でもそのオートレギュレーションが温存されるか・各臓器にとって最も大きなストレスは何か(低血圧か低循環血液量か急性貧血か)・薬剤のボーラス投与で報告されている「脳の酸素化が血圧と逆に変化する反応」は他の臓器でもみられるか。またそれは臓器の酸素化維持のために有益な反応か。
声質の認知に及ぼす発話スタイルの影響と声質情報処理モデルの検討

声質及び発話スタイルに関する複数の実験を行った。主なものは、1日本語母語話者と中国語母語話者を被験者とし感情音声の認知を調べるためのマルチモーダルな認知実験、2中国語以外の4言語を用いた1と同様の実験、3ランダム・スプライシングや逆再生法などの音声マスキングによる認知実験、4声質の記憶に関する実験などである。これらの実験結果から、日本語母語話者と中国語母語話者は、音声の感情認知において異なる傾向を示すことなどいくつかの新しい知見が得られた。さらに、日本語母語話者は言葉の感情と音声の感情を統合した結果に基づき知覚結果を調整するとの考えを提案した。研究の最終目的である「声質の情報処理モデル」を構築するため、感情音声や発話リズムなどの発話スタイルを変数とした実験を行ってきた。2013(平成25)年度にはいくつかの実験を行った。主要な3つの実験の概要を以下に述べる。一つは、前年度から引き続いて日本語母語話者と中国語母語話者の音声による感情認知について実験を行い、その結果を以前に行った日米の感情認知実験の結果と比較し、文化間(in-group, out-group間)比較を中心にして考察した。この結果については、国際誌に投稿し掲載された(2013.9)。二つ目は、発話者と聴取者の母語が異なる場合、言語的背景の差異は聴取者の感情認知にどのような影響を及ぼすかについて検討したものである。この研究はこれまでほとんど行われておらず、いくつかの新しい事実が得られた。この結果については、学会誌に投稿し、掲載予定となっている(2014.7に掲載予定)。この研究については、次年度も引き続き行う。三つ目は、声質の同定と弁別に関する実験であり、次年度も継続して実験する予定である。このほか、ランダムスプライシング(日本語短文を読み上げた音声をランダムに切り出してランダムに並べ直す)実験も行った。また、マルチモーダル実験についても平成24年度とは異なる条件で引き続いて行った。この実験ではこれまで視覚提示(表情)の場合にはin-group効果が認められるのに対して、聴覚提示(感情音声)の場合には認められないという結果が得られており、この点についてさらに実験してデータを収集したが、分析はまだ途中段階であり、次年度に引き続き行う。以上の実験成果から、最終的に声質がどのように情報処理されているのか、そのプロセスを解明していくための基礎的なデータを得ることができたと考えている。本研究の目的は「声質の情報処理モデル」を構築することである。そのために、感情音声や発話リズムなどの発話スタイルを変数とした実験を行い、その結果をもとに声質の認知メカニズムを明らかにすることを目指す。平成24年度は研究の第1年目であり、研究の道筋をつけるための数種類の予備実験を繰り返し行った。その結果を参考にして、声質の情報処理に及ぼす感情音声の役割を主に検討することとし、本実験を行った。本実験は、1ランダムスプライシング実験2音声の感情に関する認知実験を行った。1では日本語で読み上げた文章をランダムスプライシング(短文を読み上げた音声をランダムに切り出してランダムに並べ直す)を施して刺激音声を作成し、聴取実験を行った。結果については、分析中である。2では感情音声を用いて、話者と被験者が日本語を母語とする場合と中国語を母語とする場合について、3つのマルチモーダル実験(視覚のみ提示、聴覚のみ提示、視聴覚提示)を行い、実験結果を日中間で比較した。その結果、日本語母語話者である日本人被験者と中国語母語話者である中国人被験者は、視覚のみ提示実験と視聴覚提示実験ではほぼ同じ傾向の結果を示したが、視覚のみ提示実験では日本人被験者と中国人被験者のあいだに量的な差異が認められた。また、聴覚のみ実験では話者が日本語母語話者か中国語母語話者かによって、それぞれの被験者の判断が逆転することがわかった。以上の結果についてはまだ分析の途中であるが、文化及び言語の類似性と相違性から考察を行った。また、これらの実験結果を以前に行った日米の感情認知実験の結果と比較し、文化間(in-group, out-group間)比較の考察を行った。2014(平成26)年度はいくつかの実験と論文作成を行った。一つは、発話者と聴取者の母語が異なる場合、言語的背景の差異は聴取者の感情認知にどのような影響を及ぼすかについて検討したものである。この研究は前年度に行いいくつかの新しい知見が得られたが、新しい問題点も見つかったため、実験内容をさらに発展させて、視覚のみ条件とAV条件によるマルチモーダル実験を実施した。このテーマに関するこのような刺激提示条件による実験はこれまでほとんど行われておらず、いくつかの新しい事実が得られた。これらの結果については、その一部を国際学会誌に投稿し現在審査中の段階である。またその一部は、次年度の学会にて発表することを予定している。二つ目は、パラ言語による感情認知や他のパラメーターについての認知に関する実験であり、2種類の実験を行った。これらの結果については、現在結果を分析中であり、次年度中に論文投稿の予定である。3つ目は、前年度から行っていた声質の同定と弁別に関する実験であり、今年度はこれまでのデータで不足している部分についての追加実験を行った。

分析を終わり、国際学会誌に投稿するため、現在論文を執筆中である。以上の実験成果から、最終的に声質がどのように情報処理されているのか、そのプロセスを解明していくための基礎的なデータを得ることができたと考えている。本研究の目的は、感情や発話リズムなどの発話スタイルを変数とした実験を行い、その結果をもとに声質の認知メカニズムを検討することであった。2012ー2014年度に複数の実験を行った。主なものは、1日本語母語話者と中国語母語話者を被験者として、感情を表出した母語・非母語音声に対する認知を調べるためのマルチモーダルな認知実験、2中国語以外の4言語を用いた1と同様の実験、3ランダム・スプライシングを用いた音声マスキングによる認知実験、4逆再生法を用いた音声マスキングによる認知実験、5日本語を用いた1と同様の実験、6声質の記憶に関する実験などである。これらの実験結果から、日本語母語話者と中国語母語話者は、視覚のみ実験と視聴覚実験ではほぼ同じ傾向を示したが、聴覚のみ実験では異なる傾向を示したこと、声質の認知に及ぼす音声の感情による影響が大きいこと、などいくつかの新しい知見を得た。2015年度は以上の成果をもとにして音声情報の処理プロセスについての仮説を提案して英語論文2本にまとめ、研究を終了した。その一つは、話者の言語と聴取者の言語の関係(母語・非母語)が感情音声の認知に及ぼす影響についての研究であった。他の一つは文脈効果についての研究であり、日本語音声聴取におけるトップダウン処理の役割を示した研究であった。いずれの論文も日本語の特徴を中心に考察した。本課題の研究により、声質情報が処理されるプロセスにおいて、言語の意味情報と音声の感情情報が大きくかかわることを明らかにすることができた。声質及び発話スタイルに関する複数の実験を行った。主なものは、1日本語母語話者と中国語母語話者を被験者とし感情音声の認知を調べるためのマルチモーダルな認知実験、2中国語以外の4言語を用いた1と同様の実験、3ランダム・スプライシングや逆再生法などの音声マスキングによる認知実験、4声質の記憶に関する実験などである。これらの実験結果から、日本語母語話者と中国語母語話者は、音声の感情認知において異なる傾向を示すことなどいくつかの新しい知見が得られた。さらに、日本語母語話者は言葉の感情と音声の感情を統合した結果に基づき知覚結果を調整するとの考えを提案した。現在まで、研究はほぼ順調に進行しており、研究成果は順次論文にして学会誌に投稿し、掲載されてきた。現在、審査中の論文もある。さらに、残りのデータについて論文を作成中であるが、追加実験の必要も生じることが考えられる、という状況である。本研究の目的は声質の知覚・認知メカニズムを明らかにすることである。平成26年度は研究3年目であり、新たな予備実験を行うとともに前年度の研究で得られた成果をもとにした本実験を複数行った。感情認知の文化間比較に関しては、話者側の感情状態が感情表出に及ぼす影響という異なる視点から、スウェーデン人、ロシア人、ウクライナ人、ブラジル人を話者に用いて実験を行った。
極めて短い外部共振長を有する半導体レーザの発振メカニズムの解明

外部共振作用を用いた半導体レーザは,可変波長半導体レーザ,超小型光ヘッド,光振動子センサなどへの利用を目的に世界中で精力的な開発研究が行われている.本研究では,主として実験的な制約から検討が不十分であった外部共振長が極めて短い場合の半導体レーザの発振メカニズムの解明を目的とした.現時点では完全なメカニズムの解明にいたっていないが,以下の2点により,ある程度の発振メカニズムを理解・前進できたと考えている.1.実験解析では,半導体レーザを浮上スライダーに搭載し半透明ディスク(外部共振器)との間に,極めて短い外部共振長を高精度で再現性よく設定した.その結果,・光出力,波長,波長変化幅は,外部共振器長に対し半波長周期で変化する,・外部共振器長に対し波長が直線的に変化する範囲は極めて短い(0.2μm程度).この区間が共振モードによる,湾曲区間がキャリア密度や利得スペクトラムによる波長変化と推定される.2.理論解析では,外部共振系の構成と発振モード,発振波長,光出力などの関係を解明するため,共振モードやキャリア密度や利得スペクトラムの形状変化による発振条件(波長変化)をレート方程式により解析した.その結果,・光出力や波長が共振器長に対し周期的に変化する,・波長変化幅は,短い共振器長,小さいレーザ端面反射率,大きい外部共振器反射率で増加することがわかった.なお,本研究のデバイスは,信号のSN比が高いほか,最近のマイクロマシニング技術の進歩により外部ミラーを半導体レーザに集積できるようになったため,特に重要な構成と考えられる.外部共振作用を用いた半導体レーザは,可変波長半導体レーザ,超小型光ヘッド,光振動子センサなどへの利用を目的に世界中で精力的な開発研究が行われている.本研究では,主として実験的な制約から検討が不十分であった外部共振長が極めて短い場合の半導体レーザの発振メカニズムの解明を目的とした.現時点では完全なメカニズムの解明にいたっていないが,以下の2点により,ある程度の発振メカニズムを理解・前進できたと考えている.1.実験解析では,半導体レーザを浮上スライダーに搭載し半透明ディスク(外部共振器)との間に,極めて短い外部共振長を高精度で再現性よく設定した.その結果,・光出力,波長,波長変化幅は,外部共振器長に対し半波長周期で変化する,・外部共振器長に対し波長が直線的に変化する範囲は極めて短い(0.2μm程度).この区間が共振モードによる,湾曲区間がキャリア密度や利得スペクトラムによる波長変化と推定される.2.理論解析では,外部共振系の構成と発振モード,発振波長,光出力などの関係を解明するため,共振モードやキャリア密度や利得スペクトラムの形状変化による発振条件(波長変化)をレート方程式により解析した.その結果,・光出力や波長が共振器長に対し周期的に変化する,・波長変化幅は,短い共振器長,小さいレーザ端面反射率,大きい外部共振器反射率で増加することがわかった.なお,本研究のデバイスは,信号のSN比が高いほか,最近のマイクロマシニング技術の進歩により外部ミラーを半導体レーザに集積できるようになったため,特に重要な構成と考えられる.今年度の実験解析としては,(1)外部共振器長依存性,(2)半導体レーザの駆動電流依存性,(3)反射率変化領域で出現する極短の光パルス生成条件を明らかにすることを目的としたが,実験の都合で,次年度予定の「外部共振ミラーの反射率依存性」を追加し,(3)は次年度解析することにした.また,理論解析を予定通り進めた.以下に結果を要約する.1.実験解析:半導体レーザをスライダーに搭載し,媒体走行速度により外部共振器長を精密に変化させ(数μm),下記の3種の反射率を有する外部共振器(光ディスク)に対し,半導体レーザの出力,波長,波長変化幅,スペクトルなどを測定した.その結果,出力,波長,波長変化幅などは,(1)外部共振器長に対し半波長周期で変化,(2)駆動電流とともに増加,などが明らかになった.また,この傾向は実効反射率の概念により統一的に解釈できることがわかった.なお,本研究の応用として,波長可変半導体レーザを構成する集積型微少梁に関する論文を発表した.2.理論解析:外部共振器の共振器長,反射率,半導体レーザ端面の反射率,帰還光の結合効率が半導体レーザの出力,波長に与える影響をレート方程式により,キャリア密度の観点から解析した.その結果,実験と同様,半導体レーザの出力や波長が共振器長に対し周期的に変化することが明らかになった.また,波長変化幅は,短い共振器長,小さいレーザ端面反射率,大きい外部共振器反射率で増加することがわかった.これらはいずれも光結合効率の増加によるものである.今後は実験との定量比較を行う予定である.本研究は,主として実験的な制約から検討が不十分であった外部共振長が極めて短い場合の,半導体レーザの発振メカニズムを総合的に解明することを目的としている.今年度は,特徴がもっとも顕著に現れると考えられる光帰還量が大きい場合の発振波長や発振モードを集中的に実験解析した.また,複合共振系の発振メカニズムのシミュレーションを進めた.1.実験解析:強光帰還とするため,半導体レーザー端面に反射防止膜を付与し(反射率R_2=1%),光ディスク反射率を50%に高め,外部共振器長(スライダー浮上量)を極小(数μm)にして,半導体レーザの出力,スペクトル,波長,波長変化幅などを測定した.

その結果,シングルモードで外部共振器長に対して波長が直線的に変化する範囲は極めて短い(0.2μm程度)ことが判明した.この直線区間が帰還光の共振モードによる波長変化部分,直線からはずれた湾曲区間が帰還光によるキャリア密度や利得スペクトラム変化による波長変化部分と推定される.2.理論解析:外部共振器長,外部共振器反射率,レーザ端面反射率などによる帰還光の振幅と位相を多重反射理論により解析し,実効反射率として表現した.この実効反射率を半導体レーザーのレート方程式に代入し,共振系の発振条件を求めた.現在,共振モードによる波長変化,キャリア密度や利得スペクトラムの形状変化による発振条件(波長変化)をシミュレーション中である.本研究の外部共振作用を用いた半導体レーザは,可変波長レーザ,光ヘッド,光振動子などへの応用が期待されている.しかし戻り光による発振には,多くの要因が複雑にからむためそのメカニズムの全容が不明であった.本研究では,浮上スライダーに搭載した半導体レーザによる実験とレート方程式による解析により総合的な動作解明を目指し,ある程度の理解が得られた.一方,実験過程で新現象を発見したので本年度その生成条件を明らかにする実験解析を進めた.また,発振波長に対するキャリア密度や利得スペクトラムの形状変化の影響を理論解析した.1.実験解析:実験過程で下記の新現象を発見した.(1)外部共振器長による光出力変化と波長変化には位相ずれが発生する,(2)上記位相ずれが発生する外部共振器長の区間で,反射率の変化部位に対応して極短の光パルスが発生する.このため,まず位相ずれ量と外部共振器長,実効反射率の関係を実験検討し,前者に対しては比例関係,後者に対しては反比例関係にあることを明らかにした.2.理論解析:外部共振系の構成と半導体レーザの発振モード,発振波長,光出力などの挙動を解明するため,共振モードによる波長変化,キャリア密度や利得スペクトラムの形状変化による発振条件(波長変化)のシミュレーションを進め,成果をOptical Review誌に発表した.
カルパインの初期発生過程における動態と機能解析

細胞分裂や細胞分化の過程における細胞形態の変化は、細胞表層付近のアクチンを中心とした細胞骨格系に主として依存している。この細胞骨格系の構成を不可逆的に、かつ、外界からのシグナルに応じて変化させる因子であるカルシウム依存性中性プロテアーゼ(以下、カルパイン)がある。カルパインは、多細胞動物界に普遍的に、しかも、これを構成するほとんどあらゆる細胞に分布する。本研究では、対象をショウジョウバエ初期胚に置き、発生生化学的解析を行うことにより、カルパインのシグナル伝達系と細胞骨格再構成過程を結びつけ、カルパインの生理機能を明らかにする研究を行った。具体的には、(1)抗カルパイン抗体および抗アクチン抗体を用いたショウジョウバエ初期胚における免疫組織化学的解析、(2)カルパインの基質となる可能性があるアクチン調節タンパク質のcDNAの取得と、大腸菌における発現、さらに、活性あるカルパインの発現系の確立に基づいた。カルパインの作用機構の試験管内での解析、(3)これらの結果を基にしたカルパインの作用を示すプローブ(切断部位を認識する抗体)の作成、(4)これらのプローブを利用した、カルパインとその基質の動態の観察、すなわち、カルパインの作用の生きたショウジョウバエ初期胚(発生過程)における機能発現の観察を、行った。その結果、カルパインは、初期胚の擬分裂溝におけるアクチン系細胞骨格の動態に大きく関わっていることを示す結果を得た。ショウジョウバエの第2のカルパインに対して特異的な抗体を作製し、既に得ている第1のカルパインに対する抗体と併せて、ショウジョウバエ初期胚を免疫科学的に染色した。その結果、第2のカルパインは、比較的広い分布を示し、第1のカルパインが胚端と予定細胞膜領域に局在するのと対照的であった。したがって、ショウジョウバエ初期胚において、2種類のカルパインは、それぞれ異なる機能が担っていると思われる。さらに、カルパインの機能を明確にするためには、その基質を明らかにすることが必要である。この際、ショウジョウバネからカルパインを得ることは、含量の少なさと他のプロテアーゼの混入によって困難であるため、大腸菌発現系を用いることとし、様々なベクターと培養条件などを検討した。その結果、可溶性画分に活性を有する2種類のカルパインを得ることに成功した。そこで、既に様々な状況証拠から、カルパインの基質となることが有望視されていたアクチン結合タンパク質について、カルパイン感受性をin vitroの実験で検討し、いくつかのそれらに属するタンパク質がカルパインによる切断を受けることを明らかにした。現在、カルパインの接続を受けるこれらのタンパク質の最終的な同定を進めており、同時にその切断部位を特定しつつある。これらの情報を基に、カルパインのタンパク分解を直接モニターできる基質側の特異的抗体を得て、カルパインがショウジョウバエ初期発生過程で果たしている機能を明らかにしようとしている。具体的には、(1)抗カルパイン抗体および抗アクチン抗体を用いたショウジョウバエ初期胚における免疫組織化学的解析、(2)カルパインの基質となる可能性があるアクチン調節タンパク質のcDNAの取得と、大腸菌における発現、さらに、活性あるカルパインの発現系の確立に基づいた、カルパインの作用機構の試験管内での解析、(3)これらの結果を基にしたカルパインの作用を示すプローブ(切断部位を認識する抗体)の作成、(4)これらのプローブを利用した、カルパインとその基質の動態の観察、すなわち、カルパインの作用の生きたショウジョウバエ初期胚(発生過程)における機能発現の観察を、行った。
石炭のガス化とガスの精製

酸で脱灰した17種類の石炭のガス化反応性を検討し、炭種による反応性の相違が主としてCa,Naの触媒作用に由来することを示した。また、低温で水蒸気を吸着したチャーの昇温脱離で測定した脱離酸素量とガス化速度が比例することを示した(京大・橋本)。褐炭の水蒸気ガス化において、TPD法によりガス化反応機構、特に鉱物質の果たす役割を明らかにした。また、分散度良く担持すれば安価なCa【(OH)_2】なども活性を示した。Ni触媒による加圧流動層ガス化で、一段で36%の【CH_4】を含むガスを製造した(東北大・富田、玉井)。ガス化触媒として活性の高いNi-Ca系の作用機構を吟味し、Ni-C間の相互作用の促進がCaの主な役割であると結論した。また、鉄塩の気相からの効果的な添加方法を検討した(東北大・西山)。Fe-Na二元触媒が【CO_2】ガス化にも高い活性を示すことを明らかにした。また、Fe-Ca二元触媒も【H_2】Oおよび【CO_2】ガス化に対し高い触媒活性を有することを見い出した(京大・渡部)。Kによる活性炭のガス化経路の究明を進展させた。KはC表面のOHと反応してOKとなり水蒸気で分解する。還元されたKは容易にC-K錯体をつくり、再び水蒸気と反応する。一方、アルカリ土類触媒はいずれも析出炭素を中間体とすることを明らかにした(早大・森田)。石炭ガス化時の灰分溶融性に関する基礎研究として、CaO,【Fe_2】【O_3】添加時の融点降下は酸化時よりも還元時に著しく、灰分溶融時のチャ-表面は溶融灰分の微粒子でおおわれ、反応性に著しく影響を与える、等を明らかにした(東農工大・平戸)。乾留一部分燃焼の組合せも可能な滞留時間制御用溢流管付き単塔型粒子循環流動層を設計・製作し、試運転を行った。基礎研究として、チャーのガス化速度に及ぼす乾留条件の影響を検討し、原炭物性のみから流動層内ガス化速度を予測する式を提出した(東大・古沢)。
破砕性砂および粒度の異なる非破砕性砂が示す弾塑性挙動の統一的記述

土を連続体として近似するマクロな立場から、破砕性材料および粒度の異なる非破砕性材料の弾塑性力学挙動について研究を行った。はじめに、系統的な実験から粒子破砕が生じることで、限界状態線が低下することや、顕著な塑性変形が生じることを明らかにした。続いて、これらの実験結果をもとに、粒子破砕の影響を考慮することができる弾塑性構成式を開発し、その適用性の高さを示した。粒子破砕に関する既往の研究は、そのほとんどが粒子個々の破砕に着目するミクロな視点で行われたもので、これらミクロな視点に立った実験の成果は個別要素法などに利用されてきた。これに対し本研究では、現象が例えミクロであってもあくまでも土を連続体として近似するマクロな視点で実験を行い、破砕性を有する砂の弾塑性構成式を開発することを目指している。そのような立場に立って、平成20年度は粒子破砕が土の弾塑性挙動にどのような影響を与えるか、三軸試験装置を用いて実験的に調べた。実験の主な着眼点として、どのような状態の土がどのような状態で破砕を生じやすいか調べることや、破砕が生じると土の弾塑性挙動にどのような影響が表れるか調べることを挙げた。また、粒子破砕を生じない構成式にとって、限界状態は非常に重要な意味を持つため、粒子破砕が生じると、限界状態がどのような影響を受けるのかについても調べた。本年度行った実験で得られた成果のうち、主要なものを以下に列挙する。(1)等方圧縮試験時はゆるい砂ほど顕著に破砕が生じるのに対し、非排水せん断時は密な砂ほど顕著に破砕が生じる。また、排水せん断時には、初期の密度によらず破砕量は等しくなる。このようにどのような状態にある土で破砕が生じやすいかは、条件によって異なる。(2)破砕性砂には非破砕性砂と同様に限界状態が存在する。また、途中の有効応力経路によらず、限界状態での破砕量は等しくなる。(3)粒子破砕が生じると、間隙比-平均有効応力平面上において限界状態線が低下する。骨格構造概念に基づき、粒子破砕の影響を表現可能な弾塑性構成式の構築を目指して系統的な三軸試験を試みた。一連の三軸試験を通して、破砕性地盤材料の力学的特徴として以下のことを明らかにした。(1)破砕性砂に過圧密履歴を加えると、排水条件・非排水条件のどちらにおいても明確な降伏点が現れる。(2)過圧密履歴の有無に関わらず、排水せん断中では拘束圧が高いほど顕著に破砕が生じるのに対し、非排水せん断中では拘束圧が低いほど顕著に粒子破砕が生じる。(3)拘束圧の低い状態では排水せん断中に比べ非排水せん断中に顕著に破砕が生じるのに対し、拘束圧が高い状態では非排水せん断中よりも排水せん断中に顕著に破砕が生じている。(4)せん断前に顕著な粒子破砕を生じさせておいた場合においても、せん断中に生じる破砕量はそのような過圧密履歴を受けていない場合と比べて明らかに小さくなるわけではない。(5)同一の限界状態に達した場合には破砕量にも差が現れない。また、粒子破砕時に生じるこれらの諸特徴を再現するための弾塑性構成式を開発した。弾塑性構成式の基礎としたのはSYS Cam-clay modelである。このモデルに破砕を考慮するための新たな負荷面を導入することで、粒子破砕時に生じる上記の諸特徴を再現することに成功した。また、このモデルが、初期値の設定の仕方によっては、SYS Cam-clay modelに帰着することを確認した。すなわち、粒子破砕の顕著に生じる材料と粒子破砕のほとんど生じない材料を統一的な枠組みの中で記述することに成功した。
雲仙水無川における土石流の現地計測と流出規模の予測

雲仙普賢岳は相変わらず活発な活動を続け、その周辺には約1億5,000万m^3もの土砂を堆積させている。その結果水無川ではわずかな降雨でも土石流が発生し、下流の住宅密集地では氾濫・堆積を繰り返している。そのため、土石流の特性や規模を明らかにし、河道改修など早急な対策を行う必要がある。本研究は、以上のような観点から、水無川において土石流の現地計測を行い、土石流の特性を明らかにし、さらに流出規模の予測法を開発したものである。1993年6月、国道57号線の水無川橋において、超音波水位計、電波流速計、データレコーダ、データロガーからなる計測システムを設置し、流下してくる土石流をキャッチすることを試みた。その結果、6月12日から13日において発生した土石流を実測することに成功した。測定された土石流は、ピーク雨量r=30mm/h,総雨量SIGMAr=297mmの降雨に対して、最大流速u_s=832cm/s、最高水位H=487cm、ピーク雨量Q=164m^3/sを示した。この土石流の総流出量はVt=477,000m^3、平均的な流砂濃度C_T=0.431,流出係数f=0.19であった。さらに、流速係数を調べると、バラツキが大きいが、120の範囲の値を示し、水深が大きくなるに従い、流速係数は小さくなっている。これは規模が大きくなるに従い、流砂の濃度やその粒径が大きくなったいるためである。最後に、測定された土石流のハイドログラフと雲仙岳測候所の降雨データをニューラルネットに与えて学習させた。その結果ネットワーク間の重みが決定され、土石流の規模の予測法を提案した。
日本における外国人労働者の地域的分布の分析-地域社会への浸透形態の類型化のための予備的研究

本年度は昨年度の先行研究、収集した資料を基に理論的枠組みを準備した上で、三つの地方都市の現地調査を行った。まず、移民現象の多様化を分析する枠組みとして国際的に注目されている「編入様式」mode of incorporation概念を、外国人の地域的な浸透過程という空間的次元に応用し、地域的包摂様式へと再構成した。これに基づいて、1)大都市圏の中核部に隣接するインナーシティのサービス部門におけるアジア系留学生、就学生の雇用、2)東京西南部に代表される高度な加工技術をもった中小企業が集積する地域におけるアジア系不法就労者の雇用、3)組み立て加工型の地方工業都市における特に大手アセンブラ-や中堅的一次下請け企業による合法的な日系ブラジル人・ペル-人の正規の雇用、という外国人に関係する地域的労働市場の3つの類型が構成される。現在進行中の外国人の地域的分散化という趨勢を考える際、特に重要なのが第三の類型の検討である。実証研究においては、関東周辺の日立、東海地方の沼津、そして中京地域周辺の一宮の三都市を事例として、現地における聴き取り調査を、地域の中核企業、人材斡旋会社、外国人支援団体、外国人関連施設を中心に行った。調査においては、外国人の居住と職歴の通時的な変動を中心に情報を収集した。この結果、現在までのところ、1)住居費等の削減、よりよい住居環境の選好、そして公共交通機関等の利用の学習等の要因で、滞在が長期化するにつれ地域内での分散化が確実に進行中であること、2)合法化された日系人の場合、特に広域的な労働市場が形成され、この間での賃金・労働条件に関する情報がエスニック・ネットワークを通じて広がっていること、3)弱電等が中心の関東圏から自動車関連の比重の強い東海・中京圏への地域圏間での労働力の移動も進行しつつあること、といった外国人の分布と移動に関する趨勢が明らかになって来た。本年度は、日本における外国人労働者に関する既存資料を網羅的に収集し、整理・分析した。また、これに加えて、移民現象を空間的に分析する方法を論じた日本語・外国語文献を収集し、日本における外国人の地理的分布形態について、理論的にまた国際比較の視点から考察する予備作業を行った。これらの作業をとうして以下のような中間的結論が引き出された。外国人労働者の急激な拡大位相が終焉する一方で、国内的な移動あるいは地域的な分布の変動が徐徐に進行しつつある。一貫して首都圏、特に東京都へのニューカマ-外国人の集中は持続しているが、その一方で着実に外国人の地方分散が進行していることが統計的に裏付けられる。しかし、それは単純な拡散ではなく、異なった質をもった外国人集団が、特定の地域に引き付けられ、特徴的な地域社会との関係を形成しつつある。例えば、ブラジル系日系人たちは、神奈川県川崎市、群馬県大田市、愛知県豊田市といった代表的工業地帯に集中する傾向がある。彼らは、合法的地位を利用して大企業を含む製造業のより有利な労働市場に浸透しつつ、母国の日系コミュニティとの強い結びつきを維持し、二国にまたがるトランスナショナルなコミュニティを形成しつつある。これと対照的に中国人たちは、サービス業を中心として浸透し都心に地歩を築きつつあり、また華橋のアジアからアメリカにまたがる国際的なネットワークの上で柔軟な上昇戦略を展開している。このように、外国人の地域への浸透の実相は実に多様なタイプをもっている。本研究は、地域の経済構造、コミュニティの編成、エスニック集団の相互作用を分析する地域的編入様式(regional mode of incorporation)という概念の導入により、地域的な多様性の分析をさらに進めていく。1998年度は、北関東(群馬、茨城を)中心に現地調査を行い、実証的分析を行うことを予定している。

この結果、現在までのところ、1)住居費等の削減、よりよい住居環境の選好、そして公共交通機関等の利用の学習等の要因で、滞在が長期化するにつれ地域内での分散化が確実に進行中であること、2)合法化された日系人の場合、特に広域的な労働市場が形成され、この間での賃金・労働条件に関する情報がエスニック・ネットワークを通じて広がっていること、3)弱電等が中心の関東圏から自動車関連の比重の強い東海・中京圏への地域圏間での労働力の移動も進行しつつあること、といった外国人の分布と移動に関する趨勢が明らかになって来た。
心房性ナトリウム利尿ホルモンのソーティング分子機構

心房性ナトリウム利尿ホルモン(ANP)のソーティング機構を研究するために、研究計画調書に記載したように(1)ANPと複合体を作る蛋白質の検索及び(2)分泌顆粒の膜に結合している蛋白質の分析同定を行なった。(1)培養心房筋細胞を〔^<35>S〕メチオニンでラベルした後、抗ANP抗体でANPと共に沈降してくる蛋白質をSDS-PAGE/フルオログラフィーにて分析した。その結果、いくつかの蛋白質がANPと共に沈降してきたが、超微量の為それらの蛋白質を同定するまでには至らなかった。(2)ラット心耳よりパーコール密度勾配超遠心法により分泌顆粒の分画を得、分泌顆粒の膜にassociateしている蛋白質の検索を行なった。電気流動によって蛋白を分離後ニトロセルロース膜に転写し、GTPのoverlayアッセイを行なった。その結果、分泌顆粒の膜に結合していると思われる4種類のGTP結合蛋白質が見い出された。これらの蛋白の分子量は2530KDaであるので、低分子量GTP結合蛋白(small G)であると思われる。分泌顆粒や分泌小胞に結合しているsmall Gはrab蛋白質と呼ばれ、小胞の輸送やターゲッティングに関与している可能性がある。RT-PCR/ノザン解析及び抗パプチド抗体を用いた免疫化学的手法によって分泌顆粒に結合しているrab蛋白質の同定を現在行なっている。