hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
失敗しない栽培学習のための支援ソフトウエア群の開発と公開

本研究は、小中学校で行われている栽培学習に役立つソフトウエアや教材植物の情報を提供することを目的とした。ソフトウエアの開発では、草花の名称や野菜の形態を覚えるためのクイズ、長期にわたる植物成長を記録・整理するシステム、作物の適正栽植間隔を理解するためのソフトウエア、などを開発した。教材情報では、多様な特徴を有する教材植物の画像や、植物の動きや成長に伴う形態変化を記録した映像などを作成した。これらは、近日中にweb公開する予定である。平成19年度は、学習支援ソフトウエアを作成するための基礎データの収集、および開発済みのソフトウエアの修正・改良を行った。1.草花の名前を覚えるソフトウエア:草花の葉・花器・植物体の画像数を増やすとともに、草花クイズ・ソフトウエアの改良を行った。2.多様なイネ品種の特徴を知るデータベース:栽培学習用として適当なイネ画像約300枚について、データベースソフトFile Makerを用いて品種特性・画像・栽培技術などを整理した。3.多様な栽培学習のための植物教材情報の提供システム:少ない授業数で栽培学習が行える教材として、ハツカダイコン8品種の画像と栽培上の特徴を収集した。4.エダマメの収穫適期予測システム:東北地方各都市の気象データを集め、開発済みの早生・中生エダマメ品種用収穫適期予測ソフトウエアを用いて播種期・収穫期の関係を計算した。5.花壇の時期別3D構造予測システム:作成済みのものを含め、チューリップ・スイセン・パンジー・ヤグルマギクの三次元植物形生長モデルを作成・改良した。6.イネの適正な植え付け間隔を指示するソフトウエア:既に得られている品種データに加え、コシヒカリ・あきたこまち・タカナリの3品種についても三次元植物体構造を計測した。これら、日本の代表的品種と特徴あるイネ:計6品種について、受光シミュレータ(計算上の仮想空間に植物体を並べ、太陽光利用効率を推測するためのソフトウエア)を用いて、受光態勢の特徴を計算した。7.画像解析法を利用した植物形記録システム:栽培実験を行ったイネ・トマトを含む多様な植物を対象に、画像解析法による植物形記録システムの実用性を検証し、多様な教材植物について、本ソフトウエアが適用可能であることを実証した。また、ネットワークカメラを用いた教材植物のリアルタイム記録システムについても研究を行い、機器の能力比較と解析ソフトウエアの作成を行った。前年度に引き続き、栽培学習に役立つ画像・映像データの収集と整理、および学習ソフトウエアの開発を行った。以下、主な研究結果を項目別に示す。1.教材植物の形状を学習するソフトウエア:昨年の草花クイズソフトウエアに引き続き、野菜の幼植物・栄養生長期・収穫期の写真から名称を答えさせるクイズを作成し、大学生を対象に試行した。2.多様な栽培学習のための植物教材情報の提供システム:短期間に栽培可能な植物教材であるハツカダイコンについて、品種特性・施肥量反応・花芽形成制御・整枝・誘引・水耕栽培・無菌培養など、多様な栽培学習における利用法を紹介する数値データ・画像・映像を収集した。また、生長点を回転させながら芽が伸長する様子など、特に植物の動きに着目した微速度撮影映像を公開用に作成した。3.イネの適正な植え付け間隔ソフトウエア:より精度の高い適正栽植間隔計算を行うために、空間葉配置の計測について、三次元デジタイザで計測した葉の中肋軌跡に、葉形モデル(止葉とそれ以外の葉を区別した形状モデルを作成)を適用する手法に改良した。本科研費で購入したロング光量子計で実測したコシヒカリとタカナリの水田内光状態は、出穂期では個体葉配置の特徴をよく反映していたが、登熟期では穂の遮光が無視できないことが見いだされた。4.成果のWeb公開:本研究で収集・作成した映像・画像・ソフトウエアを公開するWebページ試行版を学内限定で公開した。現在、コンテンツの拡充とソフトウエアのセキュリティ対策のために公開を停止しているが、試行版への意見を反映させた正式版を近日中に公開する予定である。
虚弱高齢者の介護環境の評価基準と要介護者・介護者のQOLに関する研究

平成14年度における本研究は、「介護環境の評価と日常生活に関する調査」をもとに、介護の主要な要素である「もの」、「ひと」を中心とする介護とQOLを研究の中心とした。「もの」は在宅介護環境としての住居や設備などの居住環境、「ひと」は介護者、要介護者の両側面から「介護の質」と「生活の質」を分析研究した。特に「介護の質」を論じる場合は、要介護者の生活の質あるいは生命の質、それに伴う介護者の負担、介護ストレスなどが問われることが多い。さらに在宅介護の介護者の負担は、いかなる居住環境であるか、社会的介護など資源の取り込み方と利用度のバランスがその負担度を規定する。佐賀県という高齢化率がすでに20%を超えている少子高齢・小人口過疎地方で、わが国が今後向かおうとする典型的な「地方における老老在宅介護」の実態を捉え、介護環境の評価基準を考えると、その要素としては、(1)要介護者の身体的QOLと介護者の健康度、(2)地域社会とのつながり、(3)日常生活(不安・ストレス)のあり方、(4)住環境、(5)福祉サービス、(6)介護行動であり、そのバランスの主観的評価である。特に介護者の生活の質が介護に影響を及ぼす。本研究により介護環境とQOLは、介護者が高齢期をすでに迎えている場合は、高齢期の生活に介護という要素が加わることによって介護者の健康度と日常生活の質が低下するという実態が浮き彫りにされた。その日常生活には、きわめてジェンダー色の強さが影響しており、女性は介護という要素が高齢期の生活に介入しても若年期から育児・家事を担い地域との交流も行ってきているために、それが継続されるという傾向が見られ、一方、家事にかかわりを持ってこなかった男性は、介護の要素が加わると、介護中心の生活になり、自分自身の生活ができにくくなり、したがって生活の質の低下を招くというこれまでに明らかにされていなかった側面が、本研究により成果として明確になった。佐賀県全域における在宅要介護高齢者のおよび介護者の生活実態調査・介護者の介護負担調査により、本年度における本研究の所期の目的である長期ケアの介護負担と生活の全貌を捉えた。これまでの介護老人施設における介護と生活の質の調査研究を基に、在宅要介護高齢者の介護満足度と生活実態、および女性に偏りがちな在宅介護と介護負担を、介護をしている介護負担度と健康度、生活意識からとらえるために、調査を佐賀県全域・49市町村において実施した。生活の質はすなわち介護の質である。調査結果から、要介護高齢者は、後期高齢期、介護の担い手は中高年の女性である。有職者(フルタイム)で介護の中心というケースは少数派であり、要介護に重点を置けば、パートタイムか無業とならざるを得ず、介護者を重視すれば、介護不足に陥るという介護者の選択と介護の質との不均衡状態にあることが顕著にみられた。この質的な把握のために、要介護高齢者の現在の健康状態、介護状況、住環境、終末医療意識を重点的に、介護者の介護負担状況、健康状態・健康意識、介護者自身の生活の確保の各部面について調査を実施し分析した。施設の要介護高齢者と在宅の要介護高齢者の生活比較では、生活満足状況はほぼ同様であるが、質的側面では、定期的に外出を行うプログラム介護の施設と比較すると、在宅の場合は外出が少ない。その要因分析から、家族介護を「家庭内介護負担」と、「外出介護負担」に区分する必要があることが分かった。

2重の介護負担により、要介護高齢者の生活の質は自立時と比較すると、低下傾向にあるといえる。介護者は介護期間の長期化と共に「介護慣れ」がみられ、自己の外出や趣味活動など介護以外の活動の時間は確保されている。家族介護は介護保険により介護負担は軽減され、経済的な負担も深刻ではない。要介護高齢者の生活の質は低下、介護者の生活の質は確保という成果を調査によって得た。現在適応と評価基準についての研究を続行中である。平成14年度における本研究は、「介護環境の評価と日常生活に関する調査」をもとに、介護の主要な要素である「もの」、「ひと」を中心とする介護とQOLを研究の中心とした。「もの」は在宅介護環境としての住居や設備などの居住環境、「ひと」は介護者、要介護者の両側面から「介護の質」と「生活の質」を分析研究した。特に「介護の質」を論じる場合は、要介護者の生活の質あるいは生命の質、それに伴う介護者の負担、介護ストレスなどが問われることが多い。さらに在宅介護の介護者の負担は、いかなる居住環境であるか、社会的介護など資源の取り込み方と利用度のバランスがその負担度を規定する。佐賀県という高齢化率がすでに20%を超えている少子高齢・小人口過疎地方で、わが国が今後向かおうとする典型的な「地方における老老在宅介護」の実態を捉え、介護環境の評価基準を考えると、その要素としては、(1)要介護者の身体的QOLと介護者の健康度、(2)地域社会とのつながり、(3)日常生活(不安・ストレス)のあり方、(4)住環境、(5)福祉サービス、(6)介護行動であり、そのバランスの主観的評価である。特に介護者の生活の質が介護に影響を及ぼす。本研究により介護環境とQOLは、介護者が高齢期をすでに迎えている場合は、高齢期の生活に介護という要素が加わることによって介護者の健康度と日常生活の質が低下するという実態が浮き彫りにされた。その日常生活には、きわめてジェンダー色の強さが影響しており、女性は介護という要素が高齢期の生活に介入しても若年期から育児・家事を担い地域との交流も行ってきているために、それが継続されるという傾向が見られ、一方、家事にかかわりを持ってこなかった男性は、介護の要素が加わると、介護中心の生活になり、自分自身の生活ができにくくなり、したがって生活の質の低下を招くというこれまでに明らかにされていなかった側面が、本研究により成果として明確になった。
球状インプラント材の３次元デジタル画像化の基礎研究

広視野レーザ顕微鏡を用いて,球面のデジタル画像化を実現する装置を開発している.本研究では,直径20mmの鋼球の全面の表面観察を行った.さらに,球形のシリコーンゴム製人工心臓弁を観察した.表面には多数ののマイクロポアが観察された.人工心臓弁は長年人体で使用されているので,表面画像以外にもその摩耗状態を調べなければならない.そこで,レーザ変位形で人工心臓弁の形状を計測した.この計測データを球面形状に反映させて表示したところ,摩耗状態と表面画像を関連させて認識することができた.球形の機械要素の代表は,転がり軸受の転動体であるが,その他にも人工心臓弁や人工股関節などが球状の機械要素(インプラント)として使用され,血液の漏洩防止や関節の摩擦低減に大きく貢献している.これらのインプラントは複雑な3次元形状をとるので,表面全体を歪みなく画像化するのは特に難しく,インプラントの機能改善を阻む大きな要因の一つとなっている.トライボロジー的な解析では,表面画像を得るだけでは不十分であり,摩耗量を評価するためにその形状も正確に把握する必要がある.これまでは,ズーム顕微鏡や真円度測定機など別々の測定機を使用する必要があり,球面の測定は解像度と時間の点で不十分であった.本研究では,非接触で球表面の画像と形状を同時に測定できる方法を他に先駆けて開発することに挑戦する.本研究では,初期の人工心臓弁である球形弁の表面形状を計測した.この人工心臓弁は,人体の中で長く使用されたものである.治具の関係もあり,球全面を観察する場合,一度治具を付け替える必要があったが,球全面を観察することができた.画像はメルカトル展開図で表示することができた.また,自作のプログラムでコンピュータ画面上に3次元画像として表示することができた.次に球の形状を計測した.計測手法としては,共焦点レーザ顕微鏡を利用する手法と,別のレーザ変位計で計測する手法がある.本研究では計測時間を短縮できる前者の方法を採用した.球形の人工心臓弁の形状を計測したところ,部分的に摩耗量が異なり,完全な球形状から逸脱している様子が観察された.これらの摩耗状況は,3次元表示をすることができるので,これまでの表示方法に比べて,視覚的に理解しやすいことが確認できた.広視野レーザ顕微鏡を用いて,球面のデジタル画像化を実現する装置を開発している.本研究では,直径20mmの鋼球の全面の表面観察を行った.さらに,球形のシリコーンゴム製人工心臓弁を観察した.表面には多数ののマイクロポアが観察された.人工心臓弁は長年人体で使用されているので,表面画像以外にもその摩耗状態を調べなければならない.そこで,レーザ変位形で人工心臓弁の形状を計測した.この計測データを球面形状に反映させて表示したところ,摩耗状態と表面画像を関連させて認識することができた.球の形をした機械要素の代表は,転がり軸受の転動体であるが,その他にも人工心臓弁や人工股関節などが球状の機械要素(インプラント)として使用され,血液の漏洩防止や関節の摩擦低減に大きく貢献している.これらのインプラントは複雑な3次元形状をとるので,表面全体を歪みなく画像化するのは特に難しく,インプラントの機能改善を阻む大きな要因の一つとなっている.トライボロジー的な解析を行う上では,表面画像を得るだけでは不十分であり,摩耗量を評価するためにその形状も正確に把握する必要がある.これまでは,ズーム顕微鏡や真円度測定機など別々の測定機を使用する必要があり,解像度と時間の点で不十分であった.本研究では,非接触で球表面の画像と形状を同時に測定できる方法を世界に先駆けて開発することに挑戦する.本年度は,球形インプラントとして人工心臓弁であるシリコンボールを観察した.2個の回転ステージを使用して,円筒ジグにシリコンボールを接着により取り付けた.この状態で観察できるエリアは半球部分となるので,シリコンボールの反対を接着し直して,残りの半球部分を観察した.この際に,ジグにシリコンボールを接着し直し,さらに円筒ジグを回転ステージに設置し直すことになり,これが原因で球面のつなぎ部分で画像の位置ずれが生じた.今後はこの点を改善してゆきたい.得られた画像は円筒図法(メルカルト)の展開図となり,そのままでは球面の相関がイメージしがたいので,3次元空間の球に取得画像を貼り付けた.このようにすることで,球面上の傷等の位置関係が直感的に理解できるようになる.画像の取得はできたが,形状の取得は次年度の課題となった.上記の通り,若干の積み残しの課題があるが,これまでのところ研究はほぼ計画通りに進んでいると言える.本研究の目的は,広視野レーザ顕微鏡技術を用いて柔らかいインプラント材料の画像取得と形状を求めることである.平成24年度の計画では,光学系とステージ送りの改良を行って,球インプラントの画像を取得することとなっていた.そのために,これまでの装置の光学系の調整と電動ステージの送りソフトを改良した.その結果,当初予定の球表面全面に亘り観察画像を取得することができた.さらに,取得画像を3次元空間で球表面に貼り付けて表示することにより,計測結果を直感的に理解できる提示方法を開発した.これらのことより,研究はおおむね順調に進展していると判断した.上記の通り,研究はおおむね順調に進んでいる.次年度は今年度若干積み残したことを解決すると共に,計画通りに研究を進める予定である.当初の計画通り遂行する予定である.
フラットパネルディテクタを応用した次世代の二重ベータ崩壊検出器

医療用X線撮像デバイスとして普及しているフラットパネル検出器(FPD)は有感層にアモルファスセレン(A-Se)を用いており、二重ベータ崩壊測定試料として有望な82Seを含むため次世代の二重ベータ崩壊実験への応用が期待される。通常のFPDではA-Se膜を支持するガラス板が不感領域となるため、支持層を半導体検出器に置き換えたする構造を考案した。A-Seの成膜には蒸着法が用いられているが、高温下では半導体検出器の損傷が懸念された。そこで、高温を要しない還元法によるA-Se製法の開発を行なった。その結果、普及品よりも純度が高く、かつ漏れ電流の少ないA-Seの製法が確立した。本研究は、粒子線の通過位置およびエネルギー賦与の両方に対して感度を持つフラットパネル検出器(以下FPD)を次世代の二重ベータ崩壊測定実験のための中核デバイスとして利用するため、製作方法を確立し基本性能を実証することを目的とする。デジタルX線診断装置の基本デバイスとして既に普及しているFPDは有感層にアモルファスセレン(以下A-Se)を用いており、セレンの同位体82Seは二重ベータ崩壊試料核としてもすぐれた候補であるため、高性能な二重ベータ崩壊測定装置に応用できる可能性がある。通常のFPDではA-Se層の厚さが1mmであり、単層ではベータ線の全エネルギー賦与を測定できないため多層化が必須である。ところが通常のFPDでは生成電荷を読み出しにTFTパネルを用いているため、TFT自体のガラス基板が不感層となってしまう。この問題の解決策として、当初TFT層をシリコンストリップ検出器(SSD)に置き換えることを想定していたが、その場合でもSSD自体は試料核としては機能せず、容積率の点で理想的とは言えない。そこで構造についてさらに検討した結果、A-Se表面に厚さ数十nmのパッド状の電極層を形成し、厚い基板を省くことを思いついた。この方法は同時に、通常のFPDにおける主要なノイズ源であるTFT回路のスイッチングノイズをも排除可能である。また、市販品では真空蒸着によってA-Seを成膜しているが、より効率的な手段として化学反応を用いた手法を採用した。実際にA-Se膜の形成が可能であることをテスト実験によって確認し、現在、検出感度の一様性に直結するA-Se膜厚の均一さを検査中である。FPDを実際の大型二重ベータ崩壊測定装置の中核デバイスに転用する上で必要となる構造上の変更および製法について、FPDの主要供給元である島津製作所基盤技術研究所からの助言に基づいて検討を行い、実現可能な案を策定した。研究計画の中でもっとも重要な課題であるA-Seの成膜方法について、化学的手法に取り組み、90%以上の収率での成膜に目処をつけることができた。またベータ線に対するエネルギー分解能を確保する上で重要なA-Se膜の均一性について、133Ba標準ガンマ線源からの81keVガンマ線の透過率測定による検査方法を開発した。この方法ではA-Se試料を透過した81keVガンマ線を、カスケードγ崩壊で放出される356keVおよび302keVガンマ線と同時計数で検出することにより、極めて高いSN比を達成した。実際のA-Se膜に要求される膜厚の非一様性の上限は約1%であるため、それ以上の精度での膜厚測定に向けて、測定精度を検証中である。本研究は、粒子線の通過およびエネルギーの両方に対して感度を持つフラットパネル検出器(FPD)を次世代の二重ベータ崩壊測定実験に応用するため、製作方法を確立し基本性能を実証することを目的とする。医療用ディジタルX線撮像デバイスとして普及している通常型のFPDは有感層にアモルファスセレン(A-Se)を用いており、セレンの同位体82Seは遷移確率および崩壊Q値の点で二重ベータ崩壊測定試料としても優れた候補であるため、高性能な二重ベータ崩壊測定装置に応用できると考えられる。ただし通常型のFPDではA-Se層を支持するガラス層が不感領域となってしまうため、読み出し部を兼ねた支持層として半導体検出器の利用を検討した。通常、A-Seの成膜には蒸着法が用いられているが、高温下では半導体検出器の機能が損なわれる恐れが懸念された。そこで、高温を要しない還元法によるA-Seの製法の開発を行なった。当初は濃硝酸と過塩素酸による酸化の後、L-アスコルビン酸による還元を経てA-Se層の形成を行なったが、平成28年度には反応条件を最適化することにより濃硝酸のみでの酸化が可能となり、より迅速かつ安全な成膜が可能となった。また、蒸着法で得られるセレン層が黒褐色であるのに対して本研究の方法では赤褐色のセレンが得られ、より純度の高いA-Seが得られることがわかった。これは、A-Seのガラス転移点が約40°Cと低いため、より低温での成膜が可能な本方法が有利だったと解釈できる。現在、厚さ1mm以上のA-Se層を試作中であり、半導体検出器の表面に成膜した試験モジュールの動作確認を予定している。

A-Seの成膜には蒸着法が用いられているが、高温下では半導体検出器の損傷が懸念された。そこで、高温を要しない還元法によるA-Se製法の開発を行なった。その結果、普及品よりも純度が高く、かつ漏れ電流の少ないA-Seの製法が確立した。平成28年度は、以下の順序に沿って研究を進める。(1)化学的手法によるA-Se成膜において溶液の温度管理と収率の関係を調査し、再現性を確立する。(2)膜厚の非一様性を測定し、要求される精度(1%)を満たさない場合、成膜用フレームの水平度を向上させる等の対策を図る。(3)メッキ法または真空蒸着により5mm四方程度のパッド状電極を付加し、電気伝導度等の直流特性、およびショットノイズ波形等のパルス特性を測定する。漏れ電流やショットノイズが大きい場合、電極とA-Se層の間に酸化セリウム等の薄膜層を追加し、バリアを形成することによってそれらの低減を図る。(4) 241Am線源からのアルファ線を入射させ、放射線に対するパルス特性を調査する。以上の結果から、FPDの放射線検出器としての基本性能を評価する。実際のベータ線測定に向けては、できるだけノイズを抑制するためにパッド状電極の大きさをベータ線のエネルギー賦与に関与する領域の広がりと同程度に小さくする必要があると予想される。そこで2mm四方乃至1mm四方のパッド状電極での試作を行ない、性能評価を行う。宇宙核物理学申請時に予定していた真空蒸着法によるセレン成膜の実施が業者側の事情により研究期間内には難しい状況となったため、代替の方法として化学的手法を考案し、そのテストを行った。このためもっとも経費のかかるフラットパネルディテクタ本体の開発を平成28年度に実施することになり、その分平成27年度分の使用額が予定額よりも下回った。新しく考案した化学的手法によりアモルファスセレンの成膜が可能であることまでは確認できており、平成28年度中に電極膜の付加および放射線検出器としての性能試験を行う。このため多数の試作品を製作する必要があり、平成27年度の残額と平成28年度の交付決定額を合わせた経費が必要になるものと見込まれる。
2次元結像分光法による電位閉じ込めプラズマ中不純物輸送の研究

大型磁場閉じ込めプラズマ装置における不純物イオンと軟X線放射の空間分布の測定のために,2次元結象型軟X線分光器の分光素子としての多層膜反射鏡(W/Si及びMo/Si)を設計,製作し2結晶分光系を構成した。軟x線管を用いた調整を行った後に,本分光器を本学プラズマ研究センターの複合ミラープラズマ実験装置「ガンマ10」の主要閉じ込め部であるセントラル部に接続した。2次元軟X線分光像は2次元検出器であるマイクロチャンネルプレート(MCP)で検出・増幅の後,螢光面によって可視光像に変換される。2次元分光像の動的観測の為にCCDカメラを用いた画像計測システムを完成させた。このシステムは高速シャッター付きCCDカメラ,ビデオデッキ,ビデオ入力ボード及び画像処理用パーソナル計算機から成る。この方式によって露光時間1ms以下の画像を約16ms間隔で記録し,2次元数値データとして画像解析することができるようになった。このカメラシステムを螢光面付きMCPが使われている空間分解真空紫外分光器の分光出力像の記録に適用したところ十分な感度で記録できることが確認できた。今後は,2次元結像軟X線分光器によるプラズマの分光計測データを蓄積し,画像解析を行いプラズマのスペクトル強度空間分布を明らかにする。他の計測系により測定された電子密度,温度,プラズマ電位の結果を参照して不純物イオンの空間分布の時間変化との相関を調べ,タンデムミラー装置における不純物輸送の研究を行っていく予定である。
１８世紀フランスにおいてリベルタン文学と版画が果たした役割についての研究

リベルタン文学の重要な作品であるサドの『閨房哲学』を翻訳し、人文書院から出版した。拙訳では、フランス国立図書館所蔵の初版本Enfer 535・536を底本とし、プレイヤッド版などを参照しながら、必要と思われる箇所に注を付けた。また、「訳者解説」で本研究の目的であるリベルタン文学とは何か、リベルタン文学の典型である本書はどのような思想やリベルタン文学の影響を受けているのか、またその後どのような影響を与えたのかを明らかにした。2015年2月26-28日にジュネーヴ大学で開催された国際学会「サドの言語」に招待され、この翻訳をもとに『閨房哲学』の翻訳の難しさ、サドの作品の文学的意義について発表した。サドの『閨房哲学』の翻訳を完成させた。本書はリベルタン文学がたどり着いた集大成とも言うべき作品であり、これまでにも多くの訳書が出ている。しかし、その多くは抄訳であり、また全訳にしても注や解説がない。そこで、拙訳ではこれまでフランスで出版された『閨房哲学』の批評版を参考にしながら、詳細な注を付け、解説を付すことにした。この翻訳は水声社の『サド全集』第1巻に収録されることになっているが、『閨房哲学』とともに第1巻に掲載される『ソドム120日』の翻訳が遅れているために、出版までにもう少し時間がかかる。論文「サドの『閨房哲学』の思想系譜とリベルタン文学としての位置」を関西学院大学法学部、外国語研究室発行の『外国語外国文化研究』XVIに発表した。本論は『閨房哲学』に見られる思想系譜をテクストの分析から調べるとともに、この作品がリベルタン文学のなかでどのような位置を占めるのかを明らかにしようとしたものである。『閨房哲学』には著者の名前を明示しながら言及される思想と名前を伏せたまま引用される思想とがあり、本論ではこれらを分けて分析した。また、リベルタン文学とはどのような文学を指すのかについて「リベルタン」という語の意味の変遷に注目して考えた。「性」と「哲学」がなぜ結びつくのか、その結び付きの普遍性についても考察した。本論はリベルタン文学がなぜ「性」と結びつくのか、「性」の果たした役割は18世紀においてどのようなものだったのかを考えたものであり、研究課題の一つの成果である。2013年の秋から冬にかけて、イギリスの大英博物館で春画展が開かれた。年末にロンドンに行き、博物館が所蔵する貴重な作品を見ることができた。フランス18世紀のリベルタン版画と日本の江戸時代の春画の比較はまだ緒に就いたばかりだが、面白いテーマだと考えている。具体的内容サドの『閨房哲学』の翻訳に取り組んだ。この作品はこれまでにも4人の翻訳があるが、その翻訳の多くが抄訳であり、最近のサド研究を踏まえた注を付したものはない。ドゥプランがプレイヤッド版で詳細な注を付けて、『閨房哲学』のテクストにどのような思想が入り込んでいるのかを明らかにしようとしたが、それをもとに注を付して全訳を試みた。また、訳者解説でより詳細な影響関係を明らかにするつもりである(現在執筆中)。とりわけ『閨房哲学』の中には「フランス人よ、共和主義者になりたければあと一息だ」というフランス革命当時のパンフレットが含まれている。サドはこのテクストを革命の進行中に書いており、リベルタン文学とフランス革命との結びつきをよく示している。したがって、このテクストを翻訳すると同時に、テクストの背景にある革命当時の状況とリベルタン思想の結びつきを資料を集めながら分析した。本翻訳は『サド全集』(水声社)から出版される予定である。意義・重要性このような翻訳とテクスト分析から、リベルタン思想を表わしたサドの文学テクストがフランス革命からどのような影響を受けて生成されていったのかを明らかにすることは、進行中の革命とリベルタン思想の形成という点で面白い問題を提起している。また、『閨房哲学』はこうした政治的パンフレットを含むリベルタン思想を表わしているだけでなく、それが性と結びついている。この点でも研究課題に対してこの作品の分析は重要である。リベルタン文学のなかでもっとも重要な作品の一つであるマルキ・ド・サドの『閨房哲学』を翻訳し、人文書院から出版した。『閨房哲学』はすでに訳は存在するが、多くが抄訳であり、全訳されているものも注は一切なく、サドの思想系譜や他のリベルタン文学との関連には何ら触れられていない。

また、既訳では多くがポヴェール版を底本としている。そこで拙訳では、フランス国立図書館所蔵の初版本Enfer 535および536を底本とし、もっとも精緻な注が付されているプレイヤッド版を参照するとともに、フランスで出版されているLa Philosophie dans le boudoirのさまざまな校訂版を比較し、注を参照しながら必要と思われる箇所に注を付けた。また、「訳者解説」で本研究の目的であるリベルタン文学とは何か、リベルタン文学の典型である『閨房哲学』はどのような思想やリベルタン文学の影響を受けているのか、またその後どのような影響を与えたのかを明らかにした。2015年2月26日-28日にジュネーヴ大学で開催された国際学会「サドの言語」に招待され、この翻訳をもとに『閨房哲学』の翻訳の難しさ、サドの作品の文学的意義について発表した。PhilippeRogerとMartin Rueffが中心となって開催されたこの学会の成果はまもなく一冊の本となって出版される予定である。また、ジュネーヴの後リヨンに立ち寄り、リヨン第二大学のDenis Reynaud、Michael O'Dea、リヨンIUFMのAnne-Marie Mercier、グルノーブル第三大学のChristophe Caveと会って、リベルタン文学が当時の18世紀社会のなかで果たした役割について意見交換し、今後の研究についても協力を依頼した。仏文学課題であった『閨房哲学』の翻訳を完成させることができた。これは目的であったリベルタン文学の紹介に資することになるであろう。またフランス革命前の混沌とした時代に「性」が果たした役割を論文で示すことができた。しかしながら、リベルタン文学の全体に視野を広げるまでには至っていないので、今後それが課題になる。2012年度はサドの『閨房哲学』の翻訳に時間をとられてしまった。この翻訳は研究課題と結びついているが、それ以外のリベルタン文学についての総括的な研究は遅れている。まずは翻訳の完成を目指すが、それ以外のリベルタン文学の全体像についての研究に今後シフトしていきたい。1リベルタン文学の流れを正確に把握するために、対象作品を広げながら、全体像を把握することに努める。2反宗教的なリベルタン思想との関連性をより詳細に調べる。3リベルタン文学がフランス革命を導く意識変革にどのように関わったのかを、「性」の果たした役割からさらに検討する。4集めたリベルタン版画と春画を比較検討して、これらの版画が果たした役割を明らかにする。2013年度はまず『閨房哲学』の訳者解説を完成させ、それとともに同書の「フランス人よ、共和主義者になりたければあと一息だ」のパンフレットの分析を進めたい。それと並行して現在やや遅れているリベルタン文学の全体像を明らかにするために、資料をさらに集めて分析する。版画資料についても、サドの図書については集めているが、それ以外のリベルタン版画についてもさらに資料を集めて分析を始める予定である。今年度の図書購入価格が予定よりも安かったため。本年度の図書購入費用にあてる。2013年度の研究費は主に資料の収集、とりわけリベルタン文学をより多く集めたい。またリベルタン文学関係についての図書も集めることができる限り集めたい。また、フランス人研究者とも打ち合わせを行うために渡仏する予定である。
膜細孔内吸着物質の直接測定に基づくMBR用膜素材と親水化コーティング処理の評価

高い親水性やタンパク質吸着抑制能をもつMPCポリマーとPEGポリマーをPVDF膜に加工した.ポリマー加工膜と未加工のPVDF膜を浸漬型MBRにより長期運転し,ポリマー加工によるファウリング抑制効果を検討した.また,膜からの連続吸引と間欠吸引による運転による効果の違いについても検討した.MLSS濃度とポリマー加工の効果との関係を検討した結果,MPCポリマーの方がPEGポリマーよりもファウリング抑制効果が高く,連続吸引よりも間欠吸引での運転の方がポリマー加工の効果が高くなった.また,ある条件まではMLSS濃度が高いほどポリマー加工膜のファウリング抑制効果が高くなることがわかった.MBRにおける膜ファウリング抑制策として膜にポリマー加工を施す方法に注目した.親水性及びタンパク質吸着抑制効果を持つMPCをPVDF膜に加工をすることによって浸漬型膜分離活性汚泥法により長期運転を行うことで膜ファウリング抑制効果について検討した.本研究ではPVDF膜にMPCポリマーよりも安価かつ類似した性質を持つPVAとMPCポリマーの混合ポリマー加工膜を作製した.その混合ポリマー加工膜と未加工膜のPVDF膜を浸漬型膜分離活性汚泥法により長期運転を行い,膜ファウリングを起こすまでの運転日数,親水性,DOC,E260から混合ポリマー加工膜におけるろ過性能の効果について検討した.それによりMPC加工膜がタンパク質などの膜ファウリング物質を透過することにより膜ファウリングを抑制できることが示唆された.具体的には、以下の成果を得た。1.膜の親水性が高いほど処理水中の有機物濃度が低くなることが示唆された.2.各ポリマー加工膜の運転日数の平均値をPVDF膜の運転日数の平均値で除したものと薬液洗浄後各ポリマー加工膜のDOC除去率をPVDF膜のDOC除去率で除したものとの関係より、薬液洗浄後の処理水中DOC除去率の低下とともに運転日数が増加する傾向が確認できた.3.各ポリマー加工膜の運転日数の平均値をPVDF膜の運転日数の平均値で除したものと薬液洗浄後各ポリマー加工膜の処理水のE260平均値をPVDF膜のE260平均値で除したものの関係より、MPC加工100膜において薬液洗浄後の処理水中E260の低下とともに運転持続日数が増加する傾向が確認できた.また、PVAを含むポリマー加工膜も薬液洗浄後の処理水中E260の低下とともに運転日数が増加する傾向が確認できた.MPCポリマーとPEGポリマーをそれぞれPVDF膜に加工し,浸漬型MBRにより長期運転を行い、ポリマー未加工の膜のろ過性能と比較することによりポリマー加工によるファウリング抑制効果について検討した.膜モジュールは,縦300 mm横170 mm厚さ8 mmであり、ポリマー加工は,加工液に膜全体を浸漬させることにより行った.加工は2回行っており,1回目の加工時間は42時間であり,膜を容器に入れ蓋をした状態で空気中に一晩放置した後,運転を開始した.再加工の加工時間は90時間であり,水道水に一日浸漬させた後,運転を開始した.汚泥反応漕にはMPCポリマー加工膜,PEGポリマー加工膜,未加工膜を各2枚浸漬させ、フラックスは0.23 m3/(m2・day)0.28 m3/(m2・day)で変化させた.曝気は,9本の散気管から合計54 L/minで送風されるように設定した.ポリマー加工膜のファウリング抑制効果を確認するために,膜洗浄後に運転を開始してから次に膜洗浄を行うまでの運転日数に,フラックスの平均を乗じた値である、ろ過距離を用いて評価した結果、再加工前後の全期間の平均値では、MPC加工膜,PEG加工膜ともに再加工前は未加工膜とあまり差がなかったが,MPC加工膜は再加工によってろ過距離が長くなり,ファウリング抑制効果がみられた.また、汚泥粘度が高いほどポリマー加工の効果が大きくなる結果が示され、ファウリング物質の濃度が高いときにポリマー加工によるファウリング物質の吸着を抑える効果が顕著に表れたと考えられた。実際にポリマー加工の有無の膜を用いて室内実験を行い、ポリマー加工の効果を確認することができた。ポリマー加工の効果は、ファウリング物質の膜への吸着を抑制し、膜透過側に流出させることによって発現するというメカニズムもおおむね明らかになった。また、ファウリング物質の吸着抑制効果と汚泥の粘性係数との関係もおおむね明らかになり、ファウリング物質が混合液内に高濃度に蓄積している系で、ファウリング抑制効果も大きくなると推定される実験結果もえられている。また、ポリマーコーティングの効果をより高くするためにコーティング手法についてもノウハウを蓄積しつつあり、実際の系においてポリマーコーティングを行う実践的手法の提案についても、準備ができつつある。しかしながら、ポリマーコーティングのファウリング抑制効果については、定性的な知見が得られているのみで、ファウリング物質の吸着抑制をより定量的に評価する手法の開発と実験結果の蓄積が必要であり、これらは今年度の実験によって実証する予定である。膜分離活性汚泥法において膜にあらかじめポリマー加工を施すことによるファウリング抑制方法について着目し、MPCポリマー加工膜及びPEGポリマー加工膜を浸漬型MBRによって運転し,ファウリング抑制効果と汚泥状態指標の一つであるMLSS濃度の関係について検討した。

また、各膜のPVDF膜の膜間差圧の上昇傾向について、膜ファウラント(菌体が生成するEPS)が膜表面において堆積および剥離する過程、さらにはファウラントが膜表面から吸引圧力によって膜細孔部に押し込まれる過程をモデル化し、特に膜表面に堆積するファウラントの剥離速度に注目し,膜の性質によって値の異なるパラメータの数値比較を行った.実験条件においては、ファウラントの堆積および剥離の効果を明確にする目的で、連続吸引および間欠吸引の条件を設定した。実験結果より、MPCポリマー加工膜の方がPEGポリマー加工膜よりもファウリング抑制効果が高く,連続吸引よりも間欠吸引による運転の方がポリマー加工の効果が高まることが示唆された.これは、吸引のリラクゼーションの時間内に堆積した膜が剥離する過程において、膜表面の改質の影響がより明確に表れたためと思われた。また,MLSS濃度が高いほどポリマー加工膜のファウリング抑制効果が高くなるが,未加工膜と比較したポリマー加工の効果には上限があり,それ以上MLSS濃度を上げても効果は変わらないと推定された.MLSS濃度が増加するとポリマー加工によるファウラントの吸着を抑える効果が顕著に表れたため,ポリマー加工の効果が大きくなったものと示唆された。高い親水性やタンパク質吸着抑制能をもつMPCポリマーとPEGポリマーをPVDF膜に加工した.ポリマー加工膜と未加工のPVDF膜を浸漬型MBRにより長期運転し,ポリマー加工によるファウリング抑制効果を検討した.また,膜からの連続吸引と間欠吸引による運転による効果の違いについても検討した.MLSS濃度とポリマー加工の効果との関係を検討した結果,MPCポリマーの方がPEGポリマーよりもファウリング抑制効果が高く,連続吸引よりも間欠吸引での運転の方がポリマー加工の効果が高くなった.また,ある条件まではMLSS濃度が高いほどポリマー加工膜のファウリング抑制効果が高くなることがわかった.MPCおよびPVAのポリマーによってコーティングしたPVDF膜の作成手法を確立し、コーティングの効果を確かめるためのMBR実験装置の作成をおこなった。また、実際に長期間の実験を実施し、ポリマーコーティングがファウリング抑制の効果があること、その理由が、コーティングによって膜へのファウリング物質の吸着を抑えることによることを確認することができ、ポリマーコーティングによる浸水化処理の効果のメカニズムを明確にすることができた。今年度は、汚泥条件を制御しながらファウリング抑制効果を定量的に評価するよう実験系を組み、さらにデータの蓄積を行う。具体的には、MLSS濃度、汚泥粘性係数を制御しながら、ファウリング進行(膜間差圧の上昇)、コーティングによる膜の親水化の定量評価と実験継続に伴う親水度の低下速度の測定、膜ファウリングモデルを用いることによる、コーティング効果の定量的評価を行う予定である。当初の予定では、PTFE,PESなどのPVDF以外の膜を用いてコーティング効果を調査することになっていたが、PVDF膜に対するファウリング抑制効果の定量評価に課題が残っているため、PVDF膜のみを用いて、コーティングによるファウリング抑制効果について定量評価を行うものとする。また、ファウリングした膜のFTIRおよびXRFによる分析手法をすでに確立しているので、長期のMBR実験後の膜を切り出して、これらの分析手法により、ファウリング物質の吸着抑制がどの程度なされているかの定量評価も実施する予定である。
ヒルベルト空間値確率変数列の中心極限定理の精密化と対称統計量の漸近理論への応用

これまで対称統計量の漸近理論は主に独立同分布確率変数列に対して研究が行われてきた。しかし数理ファイナンスにおける金融データ解析のように確率微分方程式や線形時系列モデルによってモデリングされる場合にはデータの従属性を仮定する必要があるが、本研究によって対称統計量の漸近理論を従属確率変数列の場合に拡張することある程度できた。また退化型対称統計量のエッジワース展開についてV.Bentkus, F.Gotze(1999)の結果を拡張し、2次項の誤差オーダーまで広義の中心極限定理の精密化が行えることを示した。さらに本研究において、任意の誤差オーダーに対する補正項を求めることができた。時系列データ解析において推定、検定のために有効な統計量である対称統計量の漸近理論、特にエッジワース展開の研究を行った。研究分担者である前園宣彦氏、税所康正氏との研究連絡を行い上記の研究について共同研究を行った。さらに北垣客員教授と連携研究者として数値実験の立場から、共同研究を行った。漸近理論を従属確率変数列に拡張するためにこれまで多くの手法が提案されてきた。この時従属確率変数列を独立確率変数列で近似しその誤差項を評価する方法が使われたが、本研究でも吉原健一氏との研究によって、対称統計量に関する漸近理論を従属確率変数列の場合に拡張した。また退化型だけでなく非退化型対称統計量についても従属確率変数列の場合への拡張を行った。国内連携研究者である吉原健一氏との共同研究によって、対称統計量の代表的な統計量であるU-統計量と形が近く、U-統計量に関するエッジワース展開に応用できることを示した。さらにこのような研究のために開発した対称統計量の解析手法を時系列データにおける変化点解析に応用について考察した。本研究によって従来取り扱いが困難であった対称統計量の核関数が退化している場合についてその漸近理論について研究を行った。研究分担者である前園宣彦氏、税所康正氏との研究打ち合わせを行った。また本学所属の北垣客員教授と漸近理論について計算機シミュレーションによる研究を行った。本研究の応用としてDarkhovskh型変化点推定量の分析を行った。この研究から、観測されたn個の時系列データと適切に選ばれた核関数に対して、統計量に最大値あるいは最小値を与える時点を対称統計量の代表的な統計量であるU-統計量を用いて推定できることを示した。この研究については国内研究協力者である吉原健一氏と毎週1回程度の研究打ち合わせを行った。さらに日本大学高橋弘氏、山梨大学西郷達彦氏を国内研究協力者として研究打ち合わせを行った。さらに研究室に所属する大学院生と共に対称統計量の応用としての数値実験を行い、株価などのファイナンスデータから大きなジャンプ点の推定について研究を行った。本研究は平成27年度中に理論応用力学講演会英文論文集“Theoretical and Applied MechanicsJapan, vol.63"に掲載されることが決まった。対称統計量の漸近理論、特にエッジワース展開、大偏差理論とその応用について研究した。研究分担者である前園宣彦教授、税所康正准教授との研究連絡を行い上記の研究について共同研究を行った。さらに北垣客員教授、知沢清之客員教授と連携研究者として数値実験や超準解析の立場から共同研究を行った。研究成果として以下の論文を発表した。対称統計量は様々な推定量に応用されるが、本研究では特に数理ファイナンスへの応用に重点を置いた。数理ファイナンスではGARCHモデルのような各種の線形時系列モデルが用いられるが、それらはいずれも従属性を持つので、従来から研究されてきた独立確率変数列に関する対称統計量の理論を従属確率変数列の場合に拡張する必要がある。横浜国立大学吉原健一名誉教授との共同研究はこのような従属確率変数列への拡張に関するものである。現在対称統計量の漸近展開について最終的な計算を行っている。本論文ではある種のヒルベルト空間に値をとる確率変数列の単純和によって対称統計量を表現する手法を用いている。ヒルベルト空間値確率変数列の単純和の収束に関してまだ十分に解明されていない点があり、現在その解決手法を探っている。しかしながら、その分析もほぼ解決できる目処が最近たつようになり、平成28年度中に論文が完成すると期待される。理論の応用については順調に推移し、研究実績の概要のようにいくつかの研究成果を発表している。対称統計量、特にU-統計量とV-統計量について、それらの核関数が退化している場合について考察した。核関数が非退化の場合はH-分解と呼ばれるマルチンゲールを用いた解析が可能であり、漸近展開などの詳しい理論が知られてる。一方、Cramer-Von Mises統計量のように核関数が退化している対称統計量の場合はH-分解が適用できないために非退化型のような精密な解析が困難であった。退化型対称統計量に対してStoch. Proc. Appl., Vol. 49 (1994)において、ある種のヒルベルト空間に値を取る確率変数列の単純和の漸近挙動と対称統計量の関係について示している。この結果を改良して対称統計量をヒルベルト空間に値を取る確率変数列の単純和によって表現し、次にヒルベルト空間値確率変数列の和に関する漸近性を調べるという2段構えの手法を取ることで問題を解析した。勿論,このような考え方は従来の研究には全くなかったものである。

対称統計量をヒルベルト空間値確率変数列の無限和に変形した場合に、それが二乗積分(期待値)の意味で収束することは古くから知られていたが、各点収束するかが問題であった。この問題についてH. Sato, J. Theoritical Probab., 5 (1992), 349-353の結果を用いれば線形作用素のnuclearityを調べることで解決することがわかり、これらをまとめて対称統計量の漸近展開に関する論文がほぼでき上がった。対称統計量をヒルベルト空間値確率変数列の無限和に変形した場合に、それが各点収束するかが問題であった。これについてH. Sato, J. Theoritical Probab., 5 (1992)の結果から用いれば線形作用素のnuclearityを調べることで解決することがわかり長年の問題が解決し、これらをまとめて対称統計量の漸近展開に関する論文がほぼでき上がった。これまで対称統計量の漸近理論は主に独立同分布確率変数列に対して研究が行われてきた。しかし数理ファイナンスにおける金融データ解析のように確率微分方程式や線形時系列モデルによってモデリングされる場合にはデータの従属性を仮定する必要があるが、本研究によって対称統計量の漸近理論を従属確率変数列の場合に拡張することある程度できた。また退化型対称統計量のエッジワース展開についてV.Bentkus, F.Gotze, Ann. Prob.(1999)の結果を拡張し、2次項の誤差オーダーまで広義の中心極限定理の精密化が行えることを示した。さらに本研究において、任意の誤差オーダーに対する補正項を求めることができた。代表的な退化型対称統計量であるCramer-Von Mises統計量については上記のように任意の誤差オーダーに対する補正項を既に求めることが出来た。この結果について現在論文を準備中である。しかし、より一般的な退化型対称統計量に対しては、従来から研究されてきたヒルベルト空間値確率変数列の和に関するエッジワース展開のいくつかの結果を修正する必要があり、現在の研究主題として取り組み、僅かではあるがある程度の進展が見られた。漸近理論を従属確率変数列に拡張するためにこれまで多くの手法が提案されてきた。国内連携研究者の吉原健一氏は1976年に混合性を持つ従属確率変数列に対するU-統計量の漸近正規性を初めて示した。この時従属確率変数列を独立確率変数列で近似しその誤差項を評価する方法が使われたが、本研究でも吉原健一氏との研究によって、対称統計量に関する漸近理論を従属確率変数列の場合に拡張することが出来た。また退化型だけでなく非退化型対称統計量についても従属確率変数列の場合への拡張を行った。
初期世代星の観測から探る宇宙初期の元素合成と構造形成

宇宙物理学における大きな問題の一つとして、ビッグバン元素合成で作られるリチウム量の理論予測と、宇宙初期世代星(重元素量が少ないため低金属量星として観測される)におけるリチウム組成の観測結果が一致しない、「リチウム問題」がある。一方、近年はこれまで研究対象とされていた天体よりもさらに重元素量の少ない超低金属量星の観測的研究が進展し、このような超低金属量星では従来のプラトー値よりもさらに低いリチウム組成が報告されており、リチウム問題を究明する手掛かりとして注目を集めている。我々は、近年の先行研究よりもさらに重元素量の少ない天体についてリチウム組成のふるまいを明らかにすることを目的とし、研究を進めた。22年度は、すばる望遠鏡を用いて取得した超低金属量星9天体(すべてSDSS/SEGUEサーベイによって新たに発見された天体)の高分散スペクトルを解析し、リチウム組成を求めた。やはり従来のプラトー値よりも低いリチウム組成が得られ、これまでの先行研究で示された傾向を支持する結果となった。また、「リチウム問題」の解決策として注目されている、恒星内部のプロセスによってリチウム量が減少する理論モデルとも、矛盾しない結果が得られた。
リチウム吸蔵合金を用いた新規水素貯蔵材料の創製

リチウムを多量に吸蔵可能な合金に着目し,水素化・脱水素化反応を利用して,合金からのリチウム脱離及び合金へのリチウム挿入反応による新しい水素貯蔵材料のシステムを創製した。特に,リチウムイオン電池の負極材料として注目される,シリコン系合金において,水素吸蔵放出反応における熱力学特性と,二次電池反応における電気化学特性の相関性を明らかにした。また,シリコン系合金とのアナロジーから,ゲルマニウムへも同様の考察を適用し,新たな水素貯蔵材料系を確立したリチウムを多量に吸蔵可能な合金に着目し,水素化・脱水素化反応を利用して,合金からのリチウム脱離及び合金へのリチウム挿入反応による新しい水素貯蔵材料のシステムを創製した。また,シリコン系合金とのアナロジーから,ゲルマニウムへも同様の考察を適用し,新たな水素貯蔵材料系を確立したリチウムイオン二次電池において負極材料として研究がすすめられているリチウム吸蔵合金を水素貯蔵材料としてとらえ,水素貯蔵技術の新たなカテゴリーを創出することを目的として研究を進めている。平成21年度はその第一歩として,リチウムを高容量に含むシリコンに注目して研究を行った。合金の作製方法としてメカニカルアロイング法を採用し,Li4Siを合成してその水素吸蔵放出特性を評価した。結果として,水素化にともなって一相の固相が二相に不均化し,シリコンとリチウムが取り得る合金組成(Li12Si7, Li7Si3, Li13Si4, Li22Si5)のそれぞれの間で異なる熱力学特性を示すことを明らかにした。一方,電気化学的手法も用いて,金属中のリチウムを吸蔵放出させることにも成功した。結果として,リチウムを吸蔵した金属を中心に,電気化学反応では,より不安定なリチウムイオンの形で抜き出すこと,水素化をともなう熱力学反応では,より安定な水素化リチウムの形で抜き出すことが可能となり,双方でコンシステントな結果を得ることができた。水素貯蔵特性に目を向けた場合,反応温度は500°Cと高いが,5%以上の水素を吸蔵放出させるこが可能であることが明らかとなった。水素化リチウムが持つ水素を吸蔵放出するためには,通常は700°C以上の温度でのみ制御可能であったが,本研究により,リチウム水素化物中に含まれるこの安定かつ多量の水素を,リチウム吸蔵合金を媒介とすることで容易に水素を吸蔵放出させることができることを明らかにした。このように,リチウム吸蔵合金を用いた新たな機構の水素貯蔵反応系を提案できたため,今後この新たなカテゴリーに含まれる水素貯蔵材料を系統的に研究していきたい。リチウムイオン二次電池において負極材料として研究がすすめられているリチウム吸蔵合金を水素貯蔵材料としてとらえ,水素貯蔵技術の新たなカテゴリーを創出することを目的として研究を進めている。平成22年度は,平成21年度に明らかにしたシリコン-リチウム系材料の熱力学特性と,この材料をリチウムイオン電池の負極材料として用いた際の電気化学特性との相関性を明らかにした。またシリコン系材料に加えて,リチウムと合金化することが知られているアルミニウムおよびゲルマニウムについても同様に水素貯蔵特性を評価した。結果として,アルミニウム-リチウム系においては,Li_3Al_2+3/2H_2⇔3LiH+2Alの反応が進行することが明らかとなり,リチウムの吸蔵・放出にともなって,3.8質量%の水素が可逆に出入りすることが明らかとなった。一方,ゲルマニウム-リチウム系においても,3質量%程度の水素が可逆に出入りすることが明らかとなったが,X線回折の結果から相同定には至らなかったものの,Li_<22>Ge_5+x/2H_2⇔Li_<(22-x)>Ge_5+xLiHの反応が進行し,Liの吸蔵・放出がみられたと思われる。さらに,第三元素を添加した効果もシリコン-リチウム系材料に,微量のスズ,炭素,アルミニウム,ニッケル,ランタンを添加し,水素吸蔵放出特性の評価を行った。これらの結果を精密に解析することにより,水素貯蔵材料としての熱力学特性制御,およびリチウムイオン二次電池の負極材料としての電池特性制御技術に関する指針に結び付けて行きたい。平成23年度は,種々の混合比におけるLiSi合金の生成条件について整理するとともに,Siと同族のGeに注目して,Li-Ge合金の水素吸蔵放出特性に注目し,詳細な調査を行った。原子比でLi:si=4:1程度に秤量してメカニカルアロイング処理を施した場合,Li:si=3.75:1相が生成されることが明らかとなった。また,Li量がそれより少ない場合も同様にLi:Si=3.75:1相が生成し,Siが残存する結果となることが明らかとなった。Li-si系の二元相図からは,Li:si=4.4:1が安定状態として,生成されると予測されたが,メカニカルアロイング処理では准安定相としてLi:Si=3.75:1相が生成することが明らかとなった。一方,メカニカルアロイング処理として,、容器体積を10倍程度とした場合,等価な条件でミリング処理を施したにもかかわらず,安定相としてLi:Si=4.4:1の相が現れることも明らかとなり,メカニカルミリング処理の新たな可能性を示唆するものであると考えられる。

一方,Li-Ge合金の場合,同様にLi:Ge=3.75:1が准安定相として現れるが,容器に関する条件を変化させても,Li:Ge=4.4:1の相は現れないことが明らかとなった。また,水素化にともなって,水素化リチウムを生成しながら,二段階のプロセスでLi:Ge=2.35:1の相と,その後に,Li:Ge=2:1の相が得られることが明らかとなり,Li-Siの系と同様に,水素化リチウム中の水素を,比較的低温で取り出すための指針を得ることができた。