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共役系高分子材料と金属水素化物からなる新規水素吸蔵材料の創製

軽金属の水素化物は高い水素貯蔵容量を持つことから、水素貯蔵媒体として注目される材料でる。しかし、水素吸放出の条件が過酷であることが実用化の妨げとなってきた。本研究では、ポリアセチレンやポリパラフェニレン、ポリアニリンといった共役系炭素材料と水素化リチウムを複合化することで、金属水素化物単独よりも水素放出温度を大幅に低温化させることに成功した。さらに、各種分析の結果から、これらの材料における低温での水素放出メカニズムを明らかとした。申請者らは、先行研究においてLiH/ポリアセチレン複合材料(以下、LiH/PA)が、LiH単独時の800°C以上という温度に比べてはるかに低温の300°Cという温度で水素を放出することから、水素吸蔵材料として有用な材料となることを明らかにしてきた。昨年度の研究において、LiH/PAにおける水素放出機構について、ラマン分光法、電気伝導度測定、同位体実験等の結果を総合して検討したところ、当初の予測通り、LiHのヒドリド上の電子がPAの共役鎖上に移動することで水素放出が進行することを明らかとした。この結果をまとめたものは、Chem. Mater.誌に受理され、既に公開されている。さらに、ポリアセチレン同様の共役系炭化水素ポリマーである、ポリパラフェニレンやポリジフェニルアセチレンをLiHの複合体を合成し、LiH/PA同様に水素吸放出特性を検討したところ、ポリパラフェニレンとLiHの複合体が他の複合体よりも著しく高い水素吸放出繰り返し特性を示すことを明らかとした。熱的、化学的安定性が高い芳香環が単結合で連結されたポリパラフェニレンは、耐熱性が極めて高い高分子であることが知られていることから、水素吸放出時のポリマー熱分解と熱分解物とLiHの反応による不活性化が十分に抑制されたことが高い水素吸放出繰り返し耐性の発現につながったものと推測される。この結果は、J. Phys. Chem. C誌に受理され、既に掲載されている。当初の計画では、様々な構造のポリマーとLiHを複合化させることで、より低温で水素を放出する材料を開発することを目標としていたが、昨年度比較検討した3種の材料は、いずれも水素放出に300°C程度の温度が必要であり、ポリマー鎖の構造と水素放出温度の相関関係は見いだされなかった。しかしながら、繰り返し特性についてはポリマー鎖の構造に大きく依存することが明らかとなった。申請者らは、本研究課題実施の初年度(2014年度)の研究において、LiH/ポリアセチレン複合材料がLiH単独時の800°C以上という温度に比べてはるかに低温の300°Cで水素を吸放出することを見い出した。さらに、熱的、化学的安定性が高い芳香環が連結されたポリパラフェニレン(以下PPP)を使用した場合に、アセチレン系高分子を使用した時に比べて良好な水素吸放出サイクル耐性を示すことを明らかとした。この結果に基づき、今年度(2015年度)はPPPよりも高い水素吸放出促進効果を持つフェニレン系の共役系高分子の探索を行った。フェニレン鎖が3次元網目状に連結されたPP-CMP (Polyphenylene-based conjugated microporous polymerの略)は、1000 m2/g以上もの極めて高い表面積を有することから、LiHと複合化した際に大きな気固界面が形成され、高い水素吸放出特性を示すものと有望視された。従来、高分子材料とLiHの複合化においては遊星式ボールミルを使用していたが、このような強力な粉砕法ではなく、粉末の混合における常法であるメノウ乳鉢による粉砕混合により複合体を調製し、水素吸放出特性の比較を行った。その結果、LiHとPP-CMPの複合体(以下LiH-CMP)は、300°CのHe気流中においてLiHとPPPの複合体(以下LiH-PPP)よりも1.3倍の水素放出量を示した。5サイクルの水素吸放出サイクル実験における水素放出量も同様に増大した。PP-CMPは1000 m2/gもの高い表面積を持つことから広大な気固界面が形成され、また、メノウ乳鉢を使用した簡易な混合法であってもLiHとの良好な接触を確保することができ、これが水素放出特性の向上につながったものと考えられる。2014年度の研究結果により、LiHと共役系高分子との複合化による水素放出低温化機構をおおよそ明らかとすることに至った。さらに、その後の研究で、当初アセチレン系の共役系高分子において見いだされた水素放出促進作用を、熱的化学的安定性の高いフェニレン系の高分子も発現することを明らかとした。この発見は、著しく高い表面積を持ったフェニレン系共役系高分子PP-CMPの適用による水素吸放出特性の性能向上につながった。本研究では、ポリマー構造や金属水素化物の種類を変えることで、水素放出温度や水素吸蔵速度の支配因子を検討することを一つの目標として掲げており、ポリマー側の材料探索は体系的かつ成功裏に進んでいると言える。一方で、金属水素化物側の材料探索は、限定的な範囲にとどまっているのが現状である。重量当たりの水素吸蔵密度の観点からは、リチウム、マグネシウム、アルミニウムといった軽元素の水素化物の適用が望まれているが、このうち、LiHとMgH2については共役系高分子との複合体を調製し、その水素吸放出特性の検討を行うことができたが、AlH3やその他の三成分系の水素化物等の材料との複合化は行えていないのが現状である。

また、MgH2と共役系高分子の複合体においては、触媒量の高分子の添加で水素放出特性が大幅に改善されることを見い出してはいるが、その機構等についての詳細な検討は行えてはいない。今後は、これらの点について重点的に検討を行っていく。申請者らは、本研究によりLiHと共役系炭化水素高分子の複合材料がLiH単独時の800°C以上に比べてはるかに低温の300°Cで水素を吸放出することを見い出した。特に、熱的、化学的安定性が高いポリフェニレン系の構造を持つポリマーを使用した場合に、良好な水素吸放出サイクル耐性を示すことを明らかとした。今年度は、さらに水素放出温度の低温化を実現すべく、LiHと共役系高分子材料の複合化法の検討を行った。本複合材料での水素放出反応は、LiHと共役系高分子材料の固-固界面で反応が進行することから、これら二種の材料の接触性を改善することができれば、水素吸放出をさらに促進することができるものと推測された。具体的には、昨年度までの実験では遊星ボールミルによるLiHと共役系高分子を粉砕混合により得た複合材料を使用していたが、この方法ではLiHの微細化に限界があったことから(結晶子径40 nm程度)、今年度は液相含浸法によるLiHと共役系高分子の複合体の調製を行い、その水素吸放出特性の検討を行った。溶解性に乏しく液相含浸の困難なLiHの代わりに、低級アルカンに溶解し、かつH2気流中での熱分解によりLiHを与えるアルキルリチウムを前駆体としてLiHの液相含浸を試みたところ、シェラーの式により結晶子径が1015 nm程度の微細なLiHナノ粒子を共役系高分子上に生成させることに成功した。得られた試料の水素放出特性をHe気流中での昇温脱離測定により評価したところ、共役系高分子としてポリパラフェニレンを使用した場合に、ミリング法に比べて液相含浸法で合成した試料では水素放出温度が30°C低温化することが見い出された。以上のことから、液相含浸によるLiHと共役系高分子の複合化により、機械的なミリング法よりも微細なLiH種を高分子上に生成させられること、さらにそれに伴う水素放出温度の低温化が可能となることが明らかとなった。軽金属の水素化物は高い水素貯蔵容量を持つことから、水素貯蔵媒体として注目される材料でる。しかし、水素吸放出の条件が過酷であることが実用化の妨げとなってきた。本研究では、ポリアセチレンやポリパラフェニレン、ポリアニリンといった共役系炭素材料と水素化リチウムを複合化することで、金属水素化物単独よりも水素放出温度を大幅に低温化させることに成功した。さらに、各種分析の結果から、これらの材料における低温での水素放出メカニズムを明らかとした。昨年度の研究結果により、本研究を開始する契機となったLiH/PA複合材料における水素吸放出現象について、その反応機構をおおよそ明らかとすることに至った。共役系高分子材料と金属水素化物の複合材料における水素吸放出機構の解明は本研究の目標の一つであるが、上述の成果は、このうち、水素放出側の機構を明らかにするもので、目標の一部が達成されたと考えることができる。また、ポリマー構造や金属水素化物の種類を変えることで、水素放出温度や水素吸蔵速度の支配因子を検討することを本研究のもう一つの目標として掲げている。
ウイルス免疫回避分子によるメンブレントラフィック制御機構の解析

カポジ肉腫関連ヘルペスウイルス(KSHV)K3蛋白をテトラサイクリンにて誘導的発現できる細胞株,Trex-K3細胞を樹立した。この細胞では、テトラサイクリン添加後、約6時間後にK3の発現がpeakに達し、その後、興味ある事には減少し、約24時間後にプラトーに達する。MHC class Iのユビキチン化の状況を検討すると、約12時間後に顕著なユビキチン化が観察されるようになる。細胞表面における発現は12時間後より減少が認められ、21時間後にはその発現は約1/10程度まで減少する。このシステムを用いて、エンドサイトーシスのpathwayを抑制剤にて検討した。その結果、細胞表面の抑制にはアクチン、クラスリンが関与している可能性が示唆された。さらに、MHC class Iの変異体を用いて検討したところ、細胞内領域に存在する3つのリジン残基のうちの一つのリジン残基がユビキチン化される重要な部位であり、その部位の変異体はエンドサイトーシスを受けず、さらに、発現の抑制を受けなくなる。このように、MHC class Iの細胞内領域の一つのリジン残基がユビキチン化を受け、それがシグナルとなりエンドサイトーシスが誘起されると考えられた。さらに、K3の変異体がテトラサイクリンにて誘導的に発現する細胞を作成し検討したところ、K3のいくつかの領域がユビキチン化、細胞表面における抑制に関与する事が明らかとなった。現在、ユビキチン化によるエンドサイトーシスの分子機構、K3の機能領域の詳細な解析を行っている。KSHV K3,K5によるMHC class Iの抑制機構を解明する目的にて、それぞれの機能的結合分子の探索を行っている。その結果、p50,p34,TBL,200,13568等の分子を同定した。このうち、p50,p34は機能を持つK3あるいはK5に特異的に結合する、あるいは強く結合する事が明らかとなった。さらに、p50の機能を抑制する事により、MHC class Iの細胞内輸送が抑制される事を見い出した。現在、p50への結合のK3機能における意義を追求している。また、それぞれの細胞内局在を観察すると、すべての分子は膜結合分子である事も明らかとなった。現在、それぞれの分子をsiRNAにてknock downし機能への関与の詳細を検討中である。さらに、K3の機能変異体によるMHC class Iのユビキチン化を検討している過程で、ユビキチン化機能を保持しているがMHC class Iのエンドサイトーシスを誘導出来ない変異体を見出した。この結果は、ユビキチン化はMHC class Iのエンドサイトーシスには必須であるが十分でない可能性を示唆しており、さらに詳細な検証を行っている。先に述べた結合分子はそのほとんどが機能未知であるが、一部興味深い細胞内局在を示すものを見出しており、それらの分子の分子、機能同定も進めている。このように、p50等の解析により、トラフィック制御機構において新たな概念を打ち出せる可能性があると考えている。
サイドチャネル情報を用いた認証システムの構築と安全性評価

暗号システムから漏洩する電力や電磁波といった物理情報(サイドチャネル情報)を用いた既存研究は,サイドチャネル情報の一部を解析し,秘密鍵を取得する攻撃のケーススタディが主であった.これに対して本研究課題では,サイドチャネル情報に対する考え方を転換し,サイドチャネル情報の全てを有効に利用する研究フレームワークを設定した.アプリケーションとして,サイドチャネル情報を用いた認証システム,測距装置,および侵入検出装置といった新たな暗号システムを提案・構築し,安全性の向上を実証した.本研究課題に対する一連の取り組みにより,サイドチャネル解析研究の発展に寄与することができた.本年度は、AES暗号化回路を用いてサイドチャネル情報の一方向性をケーススタディにより確認した。つまり、秘密鍵が既知の場合、暗号回路を搭載した被認証装置から漏洩する物理情報の真正性の確認は容易であるが、逆に物理情報から秘密鍵を導出することが困難であるという実験結果を得ることができた。より具体的には、AES暗号を実装したFPGAを被認証装置として用い、秘密鍵を知る認証者、秘密鍵を知らない攻撃者のそれぞれの立場から、非接触で取得可能な漏洩電磁波に対してサイドチャネル解析を行った。秘密鍵の復元ができる最少のサイドチャネル情報Laと、正しく認証に成功するのに最低限必要となるサイドチャネル情報量Lnを実験により明らかにし、適切なサイドチャネル認証における情報量L(Ln < L < La)を導出した。攻撃や認証に必要となるサイドチャネル情報量は、処理したAES暗号の総ラウンド数を基準とした。また、今回は被認証装置の固有性を調べるために、複数の被認証装置に異なる秘密鍵を設定し、その装置から発生するサイドチャネル情報のエントロピー、つまり識別可能な被認証装置数を明らかにした。また、この結果を応用して、被認証装置数が膨大な場合においても、識別可能な被認証装置数の見積もりが可能となる被認証装置数の一般的導出手法を提案した。最後に、サイドチャネル認証に必要となる新たな解析手法の構築を行うべく、最も効率が良いとされるサイドチャネル攻撃技術に倣い、認証時のサイドチャネル解析の高精度化を図った。具体的には、複数のバイト演算からのサイドチャネル情報を有効に活用するサイドチャネル情報モデルの導入と、そのモデルに最適な解析技術の構築が完了した。これにより、正規の認証者が攻撃者と比べてさらに大きなアドバンテージを持つ状況で認証できるようになった。サイドチャネル認証に必要となる実験環境を構築し、新たな解析手法を提案した。これにより、サイドチャネル情報の持つ情報量を定量的に評価する手法を提案することができ、国内研究会等でその成果を発表した。また、国際会議論文の採択が決まった。本研究の目的である「サイドチャネル認証システムの構築」について、計画通りの成果が得られたと考える。本年度は、平成27年度の実験を継続し、AES暗号化回路を用いたサイドチャネル認証の性能向上と攻撃耐性のさらなる評価に取り組んだ。被認証装置の設計情報がサイドチャネル認証に与える影響を調べ、異なるデバイスで必要となるサイドチャネル情報と認証装置が必要とする計算量を明らかにした。サイドチャネル情報を事前にプロファイリングすることで、異なるデバイスで作製した被認証装置の複製品を検知できることが分かった。次に、メインチャネル情報を有効に利用したサイドチャネル認証システムを構築し、認証システムのコスト削減を実現した。具体的には、ユースケースで求められる安全性と照らし合わせ、誤認証率が十分低くなるようなID数を決定し、必要となるサイドチャネルの通信量と認証システムにおける演算量を評価した。結果として、認証成功率やメインチャネル/サイドチャネルの通信量と演算量を指標としてサイドチャネル認証プロトコルを提案することができた。さらに、サイドチャネル情報のキャリアとして、電磁波だけでなく光にも挑戦した。被認証装置に接続したLEDの発光を用いた場合、従来の漏洩電磁波を用いた場合と比べて、通信距離を伸ばせるといったメリットが見出せた。来年度以降のさらなる研究の発展につながる新しい評価環境が構築できた。得られた研究成果は、国際会議(2件)と国内研究会等(3件)で発表した。IEEEの国際会議ICoICT'16では、Best Presenter賞を受賞した。ユースケースを想定したサイドチャネル認証システムを構築した。これにより、認証成功率やメインチャネル/サイドチャネルの通信量と演算量を指標としたサイドチャネル認証プロトコルを提案を提案することができ、国際会議や国内研究会等でその成果を発表した。また、計画にはなかった光を用いたサイドチャネル認証に挑戦しており、本研究の目的である「サイドチャネル認証システムの構築」について、当初の計画以上に進展していると考える。本年度は、平成28年度の実験を継続し、AES暗号化回路を用いたサイドチャネル認証の性能向上と攻撃耐性のさらなる評価に取り組んだ。特に、サイドチャネル情報をより有効に使うための研究に取り組んだ。認証システムを用いた実験の結果、提案手法を導入することで、従来手法よりも短時間で高精度に認証できることが確認できた。サイドチャネル情報を無駄なく認証に利用できたという点で、学術的に興味深い知見をえることができた。また、サイドチャネル情報のキャリアとして光を用いる新たな研究として、LED光やレーザー光を用いたサイドチャネル認証システムの構築に取り組んだ。平成28年度の実験では、被認証装置に接続したLED光を用いて、サイドチャネル情報の通信距離を伸ばしたが、本年度ではレーザー光を用いてさらに通信距離を伸ばした。光を用いたサイドチャネル認証の応用研究として、認証機能付きの測距システムを構築した。

具体的には、サイドチャネル情報を持つレーザー光を物体に照射し、そのときに生じる反射光を解析することで、受信光の真正性の確認と物体の位置情報取得を同時に行うことができる装置を開発した。真正性を確認することで、距離を偽装する攻撃を検知することができる。自動車などに用いられるレーザーLiDAR(Light Detection And Ranging)の信頼性向上につながる技術と考える。研究成果は、国際会議(1件)と国内研究会等(4件)で発表した。また、国内シンポジウムにおいて、SCIS論文賞を受賞した。暗号システムから漏洩する電力や電磁波といった物理情報(サイドチャネル情報)を用いた既存研究は,サイドチャネル情報の一部を解析し,秘密鍵を取得する攻撃のケーススタディが主であった.これに対して本研究課題では,サイドチャネル情報に対する考え方を転換し,サイドチャネル情報の全てを有効に利用する研究フレームワークを設定した.アプリケーションとして,サイドチャネル情報を用いた認証システム,測距装置,および侵入検出装置といった新たな暗号システムを提案・構築し,安全性の向上を実証した.本研究課題に対する一連の取り組みにより,サイドチャネル解析研究の発展に寄与することができた.これまでに得られた研究成果を国際会議に投稿する計画である。研究計画の大きな変更はないが、研究を加速する目的で、他研究機関の保有するデータセットや一般に公開されているデータセットを積極的に利用することを検討する。LEDやレーザーを構築したサイドチャネル認証システムに利用することを検討する。また、認証以外のアプリケーションについても検討する。情報学2015年3月で発表を予定していた国際会議で論文が採択されず,代わりに2016年5月に開催される国際会議での発表となったため.物品費が予定よりも若干少なかったため.2016年5月に開催される国際会議の発表に必要な旅費と参加費等に用いる.サイドチャネル認証実験に必要となる物品の購入に使用する.
球間象牙質に関する免疫・遺伝子組織化学的研究

本研究は、ラットの臼歯を用いて、歯冠における球間象牙質が何時どの部位に形成されるか、また球間象牙質形成時の象牙芽細胞を免疫・遺伝子組織化学的に検索して歯冠部球間象牙質の形成機構を明らかにすることを本研究の主たる目的としている。実験動物および実験方法:実験動物には生後1、2、3、4、6、10週齢のウィスター系雄性ラットを用いた。ペントバルビタール麻酔下で、ラットをグルタールアルデヒド含有4%パラフォルムアルデヒドにより環流し、上顎を摘出し、その後EDTAによる低温脱灰の後、パラフィンに包埋した。薄切は、水平断の連続切片とし、その一部についてヘマトキシリン・エオジン染色を施し、また他の切片を冷蔵庫に保管して遺伝子組織化学的染色に備えた。これらの連続切片についてI型コラーゲン,オステオカルシン,オステオネクチン,オステオポンチン,デコリンのデゴキシゲニン標識RNAプローベを用いた遺伝子組織化学(in situ hybridization)により象牙芽細胞におけるmRNAの発現を検索した.観察結果:結果象牙芽細胞はI型コラーゲン,オステオカルシン,オステオネクチン,オステオポンチンを発現し、それらの発現強度は歯の形成過程で異なり象牙質形成の初期に強く、象牙質形成がほぼ完了する生後6,10週のラットでは弱い発現を認めた。しかし、免疫組織化学的に検出されるこれら基質蛋白の球間象牙質における局在とmRNAの発現強度との関係については必ずしも一致せず、球間象牙質の形成機構の解明には今後の検討が望まれた。研究目的;本研究の目的は、ラット臼歯を用いて、球間象牙質の発生および組織構造を免疫・遺伝子組織化学的に検索して、球間象牙質の機能的役割を明らかにすることにある。実験動物および方法;生後1、2、3、4、6、10週齢のウィスター系雄性ラットを用いた。ペントバルビタール麻酔下で、ラットを4%パラフォルムアルデヒドにより環流固定、上顎を摘出した。その後、同固定液により浸潤固定、EDTAによる低温脱灰の後、パラフィンに包埋し、連続切片を作製して一部をヘマトキシリン・エオジン(HE)染色を施し、その隣接切片について免疫組織化学的染色を施し観察した。結果;生後1週ラットにおける球間象牙質はエナメルフリー域に近接して形成され、生後2週ラットでは歯頚近接部をのぞく歯冠象牙質で形成され、生後3週ラットでは歯頚近接部を含む歯冠象牙質全域で形成されていた。免疫組織化学的に球間象牙質はオステオカルシンに弱陽性を示し、一方球間区以外の象牙質は陰性反応を示した。骨シアロ蛋白およびオステオポンチンに対する免疫組織化学では、球間象牙質を含むすべての象牙質で陰性であった。
ラクトフェリンによる難治性細菌性腟炎改善効果および早産予防効果の検証

ラクトフェリン:Lactoferrin(LF)はヒト乳汁中や好中球に多量に含有される糖蛋白で、人体内に存在するプレバイオティックス(Natural Antibiotics)の一つである。今回、今までの研究結果を踏まえて、難治性細菌性腟炎や感染性の流早産既往を有する患者、または新生代シークエンスを用いたmicrobiome解析結果によって難治性腟炎、頸管炎と診断された患者に対してLFをヒトに経口使用し、細菌性腟炎の改善、免疫力向上ならびに補正を介して早産の予防への応用できる可能性、安全性を検討・検証する。
2, 3, 4個のベンゼン環で構成される室温で安定なヘセリンの開発と高次構造体構築

ベンゼン環2個からなるヘリセンとして1, 8-ジ(1-アダマンチル)ナフタレンを合成し、3, 6-位に種々の官能基を導入して誘導体を合成した。CD測定により見積もったラセミ化障壁は約30 kcal/molであった。本法を応用し、ベンゼン環3個からなるキラルフェナントレンの合成にも成功した。ベンゼン環4個からなるヘリセンのオリゴマーをAu-S結合を介して金基板上に担持し、SAM形成にも成功した。本年度において、ねじれたπ平面を有する新規芳香族化合物の合成を目的に研究を行った。まず、新規ヘリセンの合成として、既に合成に成功している室温で安定なキラリティを有する1,8-ジ(1-アダマンチル)ナフタレンの誘導化を行い、3,6-位にブロモ基、ホルミル基を導入した。4位水酸基はメチル、ベンジル、アセチル保護体を合成した。各キラルナフタレン誘導体の加熱によるCD強度減衰からラセミ化障壁を見積もり、3,6-位に置換基を導入すると1kcal/molラセミ化障壁が上昇し、約30kcal/molであった。ナフタレンペリ位のアダマンチル基1つをtBu基に換えるとラセミ化障壁は25kcal/molであった。室温で安定なキラルナフタレン合成にはペリ位に二つのアダマンチル基を導入する必要がある。次に、本法が芳香族キラル化の一般的手法になることを示す目的でペリ位にアダマンチル基を導入したフェナントレンを1,8-ジ(1-アダマンチル)ナフタレンから誘導したベンザインとフランとのDiels-Alder反応により合成した。このフェナントレンは室温で安定なキラリティを有し、ラセミ化の活性化エネルギーは30kcal/molであった。この結果はペリ位への2つのアダマンチル基導入が芳香族キラル化の一般的手法になることを示す。本結果は、平面芳香族を似て非なる三次元構造を有するキラル非平面芳香族へと変えることで物質多様性を増し、会合力の調節等にも応用可能という意義がある。ねじれたπ平面を有する新規芳香族化合物の合成なかでも誘導体化を目的に研究を行った。まず、1,8-ジ(1-アダマンチル)ナフタレンの3,6-位にブロモ基、ホルミル基を導入した後に、次亜塩素酸酸化によってジカルボン酸を合成した。次に、ジホルミル化合物をビス(アミノメチル)体に変換した。アンモニアによって直接変換する方法は良い結果を与えなかったので、段階的方法を検討した。ラセミ体1,8-ジ(1-アダマンチル)ナフタレンジアルデヒドにヒドロキシアミンの塩酸塩を作用させると、ジオキシムを収率よく与えた。この脱水を検討した結果、塩化チオニルよりもトリクロロイソシアヌル酸を用いると収率よくジニトリルを与えた。酸性条件下で、パラジウム触媒存在下で水素化を行うことによって、ビス(アミノメチル)体二塩酸塩を結晶として得た。同様の方法で光学活性体を合成した。ジカルボン酸およびジアミン塩酸塩いずれもラセミ体と光学活性体で200°C以上の融点を与えたことから、結晶中での分子間相互作用が極めて強いことがわかった。これは溶液中でも同じような結果を与えると考えられる。カルボン酸とアミンを水溶液中で混合して会合体を形成し、不斉認識現象を観測する試みは成功しなかった。前年に合成した1,10-ジ(1-アダマンチル)フェナントレンについて光学活性体を合成した。予想通りに室温では全くラセミ化しないことを確認した。従来のヘリセン化合物はオルト縮環化合物のオルト芳香環の立体障害を利用したものであったのに対し、今回の合成はオルト縮環でないねじれたキラル芳香族化合物を与える一般的な手法になる。
超希薄・高圧燃焼における衝撃波と自着火の相互作用

本研究では,高圧場において,自着火と衝撃波の相互作用によって強い燃焼圧力振動を伴う急激な燃焼が発生するメカニズムを明らかにするために,強い燃焼室内圧力振動の発生挙動を可視化可能な可視化エンジンを用いた実現象の再現と,その際の自着火及び燃焼挙動の光速度撮影を行った.前年度までに,局所的に発生した自着火が成長する過程において,未燃ガスが大量に存在する条件にて音速と対応する速度まで自着火が成長することで,自着火がより急速に成長しつつ,高輝度な自着火領域が形成され,それが超音速で進行することを,実際の内燃機関燃焼室内の実測結果から明らかにした.いわゆる,ディべロッピングデトネーション現象の発生を実測した.つまり,自着火と圧力波の相互作用によって超音速の自着火燃焼に発展することで,非常に強い燃焼室内圧力振動が生まれることを明らかにした.これらの知見によって,局所での自着火の成長をコントロールすることで,自着火と衝撃波の相互作用を防ぎ,強い燃焼室内圧力振動の発生を抑制できることが分かった.最終年度は,具体的な方策の一つとして,燃焼室内に温度分布を形成することで,自着火の発生・成長過程がどのようになり,その結果圧力振動がどのようになるかを調査した.燃焼室内に冷却水経路を設け,冷却経路の違いが圧力振動に及ぼす影響を調べたところ,自着火が発生する末端ガス側から冷却水を流すことで,圧力振動が低減した.この時,自着火の時期も変化してしまうため,それらの影響を分離して検証することが今後の課題であることも明らかとなった.なお,これらの一連の研究成果の一部を掲載した書籍を発刊し,社会に発信した.燃焼によるエネルギー変換を行う実用的な熱機関(内燃機関)の高熱効率化に向けて,さらなる高圧化・超希薄燃焼化(燃料と空気の混合気中に占める空気の割合を高くすること)が求められるが,特異現象として,衝撃波と自着火がカップリングして強い燃焼振動を伴う急激燃焼が起こり,運転が不能になる.この現象は極めて高温・高圧下でかつ高速非定常に起こるため,そのメカニズムが不明である.そこで本研究では,上記の急激燃焼を起こしながら連続燃焼運転ができる可視化エンジンを用いて,そのメカニズムを高速度光学観察などで調べた.その結果,以下の事項が明らかになった.1.強い圧力振動が生じる条件では,最初に生じた自着火が成長する過程で,燃焼室内の局所で強い圧力波が形成され,未燃を含む周囲に伝播する.その結果,圧力波によって未燃部分がより短期間で急激に自着火を起こす.2.圧力振動の周波数は,円筒形燃焼室内をボア方向に往来する(1,0)Modeが基本であるが,強いノッキングが生じる条件では,(2,0)Modeなどの別の圧力波の振動も観測される.燃焼室内の高速可視化観察の結果から,このような条件では燃焼室内で生じた圧力波がシリンダの周方向にも進行していることが分かった.つまり,強い圧力波が形成された時点での,圧力波の位置と未燃ガスの位置の関係でその後の圧力波の進行と成長過程が決まり,その結果圧力振動のモードが変化することを明らかにした.3.強いノッキングが生じる条件では,局所的に高輝度の領域が形成されそれが未燃部を高速で進行しつつ,未燃部が次々に自着火していく.この時の自着火の見かけの伝播速度は音速以上と見積もられる.つまり,強い圧力波と圧力振動が生じる条件では,圧力波面と反応領域が相互作用しつつ高速で燃焼が行われる,デトネーション遷移過程にあると推察される.平成28年度の計画は,「衝撃波及び強い圧力振動が発生するプロセスを明確にする」ことである.実際に,可視化エンジンを用いて超希薄予混合気の自着火燃焼実験を行い,その際に生じる衝撃波及び強い圧力振動発生時の自着火の発生とその成長過程を解析し,強い圧力振動が起こるプロセスが明確になった.また,その際の自着火燃焼過程が,圧力波と反応面がカップリングして超音速で進行するデトネーションに遷移していることを実験的に明確にするなど,当該プロセスを十分に明確化したうえで,その学術的な重要性にも言及した.よって,学術的な観点からは当初の計画以上の結果を得ていると判断する.一方で,計画書に記載していた分光測定データとの突合せは不十分である.以上の総合的に判断し,計画以上に進んだこととと計画通りに進んでいないことの双方があるため,総じておおむね順調に進展していると考える.世界のエネルギー消費の多くを占める,燃焼を利用したエネルギー変換機器の高効率化が喫緊の課題である.特に,乗用車,トラック・バス,船舶,二輪車,その他小型機器に多く使用されている内燃機関の飛躍的な高熱効率化のために,熱力学サイクル論などの原理に基づき,さらなる高圧縮比化,高比熱比化が必要である.つまり,より高圧・超希薄な混合気で燃焼を成立させる必要がある.このような条件では,燃焼室内で圧力振動が発生することが知られている.特に,衝撃波と自着火がカップリングすることで,デトネーション遷移過程に基づき強い圧力振動を生む可能性が指摘されている.

しかし,実際のエンジン内でこのような現象が発生するのか否かは不明であり,実機で測定された詳細な実測データもほとんど存在しない.つまり,これらの現象を明らかにすることが,燃焼によるエネルギー変換機器の抜本的な高効率設計を実現する上でブレークスルーになると考えられる.本研究では,強い圧力振動を伴う運転をしつつ,その燃焼室内部を可視化できるエンジンなどを用い,高圧・超希薄予混合気における衝撃波と自着火との相互作用に基づく強い圧力振動の発生メカニズムを調べた.その結果,以下の事項を明らかにした.1.強い圧力波が発生する前の段階で,局所で自着火が発生したのち,それが成長する.その途中過程で局所的に強い圧力波が形成され,超音速で進行することで,強烈な圧力振動に遷移する.つまり,自着火と圧力波の相互作用で超音速で進行するデトネーション遷移形態が生じていると考えられる.実際に,それらの進行速度が1500 m/s程度以上であることを高速燃焼撮影で明らかにした.2.実機にて,強い圧力振動の特性を実測し,実際のエンジンで起こる現象と上記「1.」で示した基礎現象との対応を確認した.本研究では,高圧場において,自着火と衝撃波の相互作用によって強い燃焼圧力振動を伴う急激な燃焼が発生するメカニズムを明らかにするために,強い燃焼室内圧力振動の発生挙動を可視化可能な可視化エンジンを用いた実現象の再現と,その際の自着火及び燃焼挙動の光速度撮影を行った.前年度までに,局所的に発生した自着火が成長する過程において,未燃ガスが大量に存在する条件にて音速と対応する速度まで自着火が成長することで,自着火がより急速に成長しつつ,高輝度な自着火領域が形成され,それが超音速で進行することを,実際の内燃機関燃焼室内の実測結果から明らかにした.いわゆる,ディべロッピングデトネーション現象の発生を実測した.つまり,自着火と圧力波の相互作用によって超音速の自着火燃焼に発展することで,非常に強い燃焼室内圧力振動が生まれることを明らかにした.これらの知見によって,局所での自着火の成長をコントロールすることで,自着火と衝撃波の相互作用を防ぎ,強い燃焼室内圧力振動の発生を抑制できることが分かった.最終年度は,具体的な方策の一つとして,燃焼室内に温度分布を形成することで,自着火の発生・成長過程がどのようになり,その結果圧力振動がどのようになるかを調査した.燃焼室内に冷却水経路を設け,冷却経路の違いが圧力振動に及ぼす影響を調べたところ,自着火が発生する末端ガス側から冷却水を流すことで,圧力振動が低減した.この時,自着火の時期も変化してしまうため,それらの影響を分離して検証することが今後の課題であることも明らかとなった.なお,これらの一連の研究成果の一部を掲載した書籍を発刊し,社会に発信した.平成28年度の研究によって,高圧・超希薄予混合燃焼における衝撃波と自着火の相互作用によって,実用的な内燃機関内においてもデトネーションが発生することを示した.今後は,そのメカニズムを解明すべく,圧力波の多点計測,分光測定などによる解析を行う.例えば,デトネーションに至る場合とそうでない場合とで,自着火と圧力波の形態にどのような特徴があるのかについて,「圧力波通過前後の圧力変化量」,「発光スペクトル分布」などによって明らかにする.平成30年度は,以下の2点を中心に推進する.1.これまでの研究で明らかにしてきた,実機内燃機関の燃焼室内で生じうる「デトネーション遷移形態」のサイエンスを明らかにする研究を継続する.具体的には,超音速自着火燃焼のさらなるメカニズム(圧力上昇率,発光スペクトル解析など)解明2.申請書に記載した当初計画の通り,「より高負荷な条件での燃焼として,機械式圧縮機を使用した高過給条件での燃焼実験を行い,過給圧(圧縮前の加圧状況),当量比,作動ガス組成が衝撃波及び圧力振動に及ぼす影響を明らかにする.」を実施する.
プログラミングを用いた協調学習支援手法の開発

本研究の目的は,協調学習における表現手段としてプログラミングを活用することで,協調学習の中で学習者が理解を深めるメカニズムとしての「建設的相互作用」の発現可能性を高めることを検証することである.その中でも本研究では,2020年から実施される次期学習指導要領の一部としてプログラミング教育が開始されることを踏まえ,小学生程度の学習者を対象とする.2018年度は研究期間の2年目として,当初の計画の通り(1)教育課程内での実施を志向した主体的・対話的で深い学びを促すためのプログラミングを用いた理科と算数の授業案各1案の作成と実践,及び(2)(1)の実践評価を行った.また,2017年度の研究成果から得られた,抽象度の高さによるプログラムの理解の困難さを考慮に含めて,実践で取り扱う課題の難易度を調整した.これらの研究活動に付随して,3つの小学校でのプログラミング教育に携わった.さらに,プログラミング教育に関するシンポジウムを実施し,地域の関係者との議論を深めた.これらをまとめて,ジャーナル論文1件,国際会議での口頭発表2件ほかを通じて成果発表を行った.新学習指導要領で例示されたプログラミング教育の具体的な指導案を提案したこと,論文によってその成果を報告したことは今年度の成果である一方で,指導の中でプログラミングが他の教具にないどのような特徴を持っているのかを明らかにする必要性が見えてきた.2019年度はこの点に注目して,2018年度に取得されたデータを用いた評価を推進したいと考える.また,評価の際には,現場の複雑なデータを整理していくための観点そのものを設定することが必要であり,これには海外の先行研究を参考にした方法論の導出が求められる.研究実績の概要で述べたとおり,研究開始当時の計画に沿っておおむね問題なく進展している.プログラミングが他の教具にないどのような特徴を持っているのかを明らかにする必要性が見えてきたことから,2019年度は,2018年度に取得されたデータを用いた評価を推進したいと考える.また,評価の際には,現場の複雑なデータを整理していくための観点そのものを設定することが必要であるため,海外の先行研究を参考にした方法論を導出する作業が求められる.そこで最終年度である2019年度は,海外文献のレビューを中心として研究を推進する.2018年度までに蓄積したデータを用いて,研究成果をわかりやすい形へまとめていく.本研究の目的は,協調学習における表現手段としてプログラミングを活用することで,協調学習の中で学習者が理解を深めるメカニズムとしての「建設的相互作用」の発現可能性を高めることを検証することである.その中でも本研究では,2020年から実施される次期学習指導要領の一部としてプログラミング教育が開始されることを踏まえ,小学生程度の学習者を対象とする.研究期間の1年目となる今年度は,当初の計画の通り1子ども向けプログラミング教育や協調学習の国内外の先行事例を対象とした調査研究,及び2小学校での教育課程内での実施を志向した主体的・対話的で深い学びを促すためのプログラミング教育の実践開発を行った.1については,プログラミング教育を含むICTを用いた教育をテーマとした国際会議での発表や情報収集,アジア諸国でのプログラミング教育の調査結果をまとめた国内学会での発表や情報収集,協調学習の基本的なメカニズムを整理した論文の発表等を行った.これらを踏まえ,2については小学校教員等と連携しながら,次期学習指導要領に準拠した協調的なプログラミング教育の実践例を3種類開発した.これらを通じて,プログラミングにおいては学習者の考えが外化され,それらの考えの違いを議論し合うことによってプログラムのデバッグが促されたり,プログラムの操作対象としての算数についての児童の考えが深まったりする可能性が見えてきた.一方で,外化物としてのプログラムは抽象度が高いため,それだけでは建設的相互作用の発現可能性を高めることが困難である可能性も見えてきた.研究開始当時の計画に沿っておおむね問題なく進展している.当初の計画の通り,1子ども向けプログラミング教育や協調学習の国内外の先行事例を対象とした調査研究では,プログラミング教育を含むICTを用いた教育をテーマとした国際会議での発表や情報収集,アジア諸国でのプログラミング教育の調査結果をまとめた国内学会での発表や情報収集,協調学習の基本的なメカニズムを整理した論文の発表等を行った.ただし,研究開始段階という状況に応じて研究課題について整理を進めるため,協調学習2関する基本的な研究と,プログラミング教育の研究とをそれぞれ分けてまとめていく部分もあった.2小学校での教育課程内での実施を志向した主体的・対話的で深い学びを促すためのプログラミング教育の実践開発を行った.2については小学校教員等と連携しながら,次期学習指導要領に準拠した協調的なプログラミング教育の実践例を3種類開発した.中でも,算数の正多角形に関するプログラミング教育の教材は授業の中で完結することを目指してテーマや演習をしぼりこんだものを作成した.ただし,次期学習指導要領で算数と同様にプログラミング教育の導入が予定されている理科については取り組むことができなかった.今後の研究期間においては,1年目の研究遂行では到達できなかった上記の1,2それぞれについて対応していくことが求められる.本研究の目的は,協調学習における表現手段としてプログラミングを活用することで,協調学習の中で学習者が理解を深めるメカニズムとしての「建設的相互作用」の発現可能性を高めることを検証することである.その中でも本研究では,2020年から実施される次期学習指導要領の一部としてプログラミング教育が開始されることを踏まえ,小学生程度の学習者を対象とする.2018年度は研究期間の2年目として,当初の計画の通り(1)教育課程内での実施を志向した主体的・対話的で深い学びを促すためのプログラミングを用いた理科と算数の授業案

各1案の作成と実践,及び(2)(1)の実践評価を行った.また,2017年度の研究成果から得られた,抽象度の高さによるプログラムの理解の困難さを考慮に含めて,実践で取り扱う課題の難易度を調整した.これらの研究活動に付随して,3つの小学校でのプログラミング教育に携わった.さらに,プログラミング教育に関するシンポジウムを実施し,地域の関係者との議論を深めた.これらをまとめて,ジャーナル論文1件,国際会議での口頭発表2件ほかを通じて成果発表を行った.新学習指導要領で例示されたプログラミング教育の具体的な指導案を提案したこと,論文によってその成果を報告したことは今年度の成果である一方で,指導の中でプログラミングが他の教具にないどのような特徴を持っているのかを明らかにする必要性が見えてきた.2019年度はこの点に注目して,2018年度に取得されたデータを用いた評価を推進したいと考える.また,評価の際には,現場の複雑なデータを整理していくための観点そのものを設定することが必要であり,これには海外の先行研究を参考にした方法論の導出が求められる.研究実績の概要で述べたとおり,研究開始当時の計画に沿っておおむね問題なく進展している.これまでの研究から,外化物としてのプログラムは抽象度が高いため,児童が言語的にプログラムを説明することが想定以上に困難である可能性が見えてきた.建設的相互作用の発現には,学習者の一定以上の気づきやそれらを外化することが必要になると考えられるため,今後は1児童がプログラムを説明するための支援を加える,2大学生など一定の言語運用能力を有することが期待される学習者を対象とした検証を行う,といった対応が考えられる.今後は,2年目についての当初の計画を踏まえて,1年目の成果を踏まえながら1の点について小学校教員等と改善を行うための勉強会を行う.また,改善された実践例を用いて小学校教員を対象としたプログラミング教育のための講習会を開催する.さらに,勉強会等を通じてプログラミング教育の実践例を互いに交流する機会を設け,プログラミングが協調学習と互恵的に作用する場合の特徴を抽出することを目指す.プログラミングが他の教具にないどのような特徴を持っているのかを明らかにする必要性が見えてきたことから,2019年度は,2018年度に取得されたデータを用いた評価を推進したいと考える.また,評価の際には,現場の複雑なデータを整理していくための観点そのものを設定することが必要であるため,海外の先行研究を参考にした方法論を導出する作業が求められる.そこで最終年度である2019年度は,海外文献のレビューを中心として研究を推進する.2018年度までに蓄積したデータを用いて,研究成果をわかりやすい形へまとめていく.
学校現場における小児生活習慣病の予防に関する横断的追跡研究

本研究は、小学校高学年児童(男児17名、女児16名)を対象に平成9年10月から平成10年10月まで継続的な追跡調査を行い、身体活動、食事を中心とした生活習慣と生活習慣病の危険因子である肥満度(形態・身体組成)との関連性を検討し、以下の結果を得た。1、体脂肪率は、測定方法の異なる複数の指標で夏期に比べ冬季で高くなる傾向が伺われたことから肥満の指標となる形態・身体組成の測定値には季節の要因が関係していると考えられた。2.対象児童は発育発達途上にあるにもかかわらず、夏休みをはさみ体力指数は低下していた。また、通学期と比べ夏休みの身体活動量は減少しており、このことが、体力の低下を引き起こしている要因である可能性が示唆された。3.歩数計による身体活動量の年間の平均値を基準にして、平均値よりも歩数が多い群(EL群)と平均値よりも歩数が少ない群(BS群)で分類し比較したところ、肥満度の指標はすべての時期を通してB群に比べEL群で低い値を示した。また、体力指数は平成9年10月ではEL群がES群より低かったが、平成10年10月ではEL群がES群より高い値を示すという逆転現象が観察された。このことから身体活動量が多いものほど全身持久力が高くなることが長期間の観察から示唆された。また、総カロリー摂取量と脂肪エネルギー比がES群に比べEL群で高い値を示したことから、身体活動の要因に加え、食事の要因も肥満度(形態・身体組成)に関係していると考えられた。本研究は、学齢期の児童・生徒を対象に生活習慣病の主な誘因と考えられる日常生活習慣における食習慣、身体活動量や体力と、生活習慣病発症の危険因子についての基礎調査を行った。対象は、本人と保護者の同意を得た、小学生の高学年と中学生の子ども、732名である。調査項目は、小児成人病の危険因子(肥満度、血圧と動脈硬化の指標である加速度脈波等)と日常生活習慣(食生活調査、運動状況調査、体力調査等)であった。対象者の中で、肥満と判定(体脂肪率を基準)された子どもは男子8.2%、女子7.8%であった。血圧(SBP/DBP)が高く、高血圧または境界域高血圧と判定された子どもの割合は男子2.3%、女子1.8%であった。食生活調査については、朝食を全く食べない子が全体の5%、栄養素ではカルシウム摂取量が栄養所要量の約80%であった。また、運動習慣については、定期的な運動習慣を持つ子どもは約50%であり、そうでない子どもはで週当たりの運動時間が150分未満の者が全体の80%以上であった。これらの小児成人病危険因子と食生活調査の結果の間には、男女とも、単回帰・重回帰分析において統計的に有意な関係は見いだせなかった。一方、小児成人病危険因子と体力・運動状況調査の結果の間には、男女とも有意な関係がみられた。変数増減法による重回帰分析において、肥満と体力因子の間に有意な負の相関関係が認められ,説明要因として筋力、全身持久力の項目が抽出された。以上から、週当たりの運動時間が少なく筋力や全身持久力(有酸素作業能力)が低い生徒に肥満や血圧が高い者が多い傾向が観察された。
空間計量経済手法を用いた都市・環境政策の経済分析に関する理論的・実証的研究

空間計量経済学やセミパラメトリック手法を含む計量経済学手法を用いて、地域や個人における相互関係や多様性を考慮した新たな統計分析手法および計算アルゴリズムの研究・開発を行った。選好の多様性の推定地点により係数値が異なることを許容する「可変係数モデル」と東京都の土地取引データ用いて、都市公園整備の経済評価を行い、その結果をワーキングペーパーとしてまとめ、国際学術誌へ投稿した。また、可変係数モデルを二肢選択プロビットモデルへ拡張した新たな推定方法を提案し、兵庫県六甲山地の防砂ダムの修景に関する仮想評価分析を実施し、回答者の選好が環境意識の高さに応じて複雑に変化することを明らかにした。この結果は国際学術誌Empirical Economicsへ投稿され、現在二次査読中である。さらに、誤差項の分布を特定化せずに可変係数を含む二肢選択モデルを推定する方法についても研究を行った。特に新たに提案した推定方法の一致性を証明し、国際学会Asian Meeting of Econometric Societyで報告した。空間的自己相関を有する可変係数モデルの分位点回帰空間計量経済学で通常「空間ラグモデル」と呼ばれるモデルをセミパラメトリックに拡張した新たなモデルを考察した。特にこのモデルに分位点回帰法を適用することで、不均一分散や極値に対して頑健な推定が可能であり、さらにある変数に関する多様性だけでなく被説明変数の水準に応じた多様性も同時に分析可能となることを示した。本論文では推定方法として二段階一般化モーメント法を提案し、その一致性や漸近正規性などを証明した。この結果は国際学会World Conference of Spatial Econometric Associationにおいて報告された。特に、これまでの空間計量経済学に関する研究は、主に空間的自己相関のモデル化やその推定方法に関するもので、空間的多様性のモデル化に関する理論的研究は進んでおらず、また、空間的自己相関と空間的多様性を同時に考慮したモデルの研究は未だ行われていない。そこで、空間計量経済学で通常「空間ラグモデル」と呼ばれるモデルを「可変係数モデル」に拡張した新たなモデルを開発し、その推定方法と漸近的性質を理論的に分析した。可変係数モデルとはある変数によって係数値がノンパラメトリックに異なることを許容する、セミパラメトリックモデルの一つである。また、実証研究としては、可変係数モデルと東京都の土地取引データ用いて都市公園整備の経済評価を行った。その結果、都市公園に関する居住者の多様な選好の存在を確認した。さらに可変係数モデルの二肢選択プロビットモデルへ拡張する研究にも取り組んだ。特に推定方法として繰返し最小二乗推定法を適用することで、尤度関数に関する数値的最適化問題が回避され、安定的な推定が実施できることを示した。また、実証研究として兵庫県六甲山地の防砂ダムの修景に関する仮想評価分析を実施したところ、回答者の選好が環境意識の高さに応じて複雑に変化することが明らかになった。
衛星データによる、紀伊半島全域の熱収支モデルの開発

地球上にふりそそがれた太陽エネルギーが地球上でどのように使用されているかという地表面熱エネルギー収支は地表面が森林であるのか市街域であるのかといった土地被覆の状態や人間活動と密接にかかわっている。本研究では、紀伊半島全域での熱エネルギー収支のメカニズムの解明と人間活動との関係に関するモデル構築を最終目標としている。ここでは特に人間活動との関係を明らかにするために行った研究に関して報告する。紀伊半島を1つのモデル地域として、森林地帯として奈良県、三重県、和歌山県を人間活動の活発な地域として大阪府と設定した。特に人間活動の指標をモデルに組みこんでいくために、まずは人間活動の1つの指標として、エネルギー消量、水消費量をとりあげて解析を行った。各県別のエネルギー消費量、水消費量を調べた。年間各地域が受ける太陽エネルギー量を各県毎に算出した。森林地帯である奈良県では、年間受ける太陽エネルギーの約0.2%しかエネルギー消費をしていないが、大阪府では約8%のエネルギーを消費していることが明らかとなった。また衛星データからは各県別の植被率と、植生による二酸化炭素吸収量を推定した。衛星データからの植生による二酸化炭素吸収量推定には50%から100%の誤差を含んでいると考えられる。現在この誤差の推定及び、精度を高める努力をしているところである。相対値は悪くないと判断し、エネルギー消費、水消費による二酸化炭素排出量と、森林による二酸化炭素吸収量を比較した。森林地帯である奈良県では、森林による吸収量の約10%程度の放出量であっが、大阪府では紀伊半島全域の森林による吸収量の約半分を放出していることが明らかとなった。今後生態系からの二酸化炭素放出量も併せて推定する必要がある。本研究の結果は今後グリーン税導入などの基礎資料となることが期待でき、現在進めている紀伊半島全域のモデルに早急に本結果を組み込んでいきたい。本年度は、衛星データと気象データを用いて気象データ観測点(AMeDAS)での1日における地表面熱エネルギー収支を紀伊半島の夏について求めた。1日における地表面が吸収されるエネルギー量を求めるために衛星データを用いた地表面アルベド推定方法を地上での太陽光スペクトル測定、シュミレーション等を行なうことにより確立し、その方法を衛星に適用した。上記方法を用いて地表面が吸収するエネルギー量を求め、さらに地表面に吸収されるエネルギーがどのように使われるかというエネルギー配分を衛星データと気象データ(AMeDAS)を用いることによって求めた。地表面で吸収されたエネルギーの約70%が地表面から放出され、蒸発は、森林域、土壌域、市街域の順で減少していくという結果が得られた。森林域などに関しては詳細には検討すべき点、及び本解析の推定誤差に関して今後検討を行なう。また、本年度は、AMeDAS観測点での解析を行なったのでこれらの点での誤差等が確定した上で、面的に広げていくことも検討したい。
オセアニア植民地時代における人種間関係の歴史人類学-ニュージランド統治下サモアを中心に

植民地支配の中で人種政策が必須であるのは、もとからいる被支配民とともに、よそからやってくる支配者、入植者、連れてこられる奴隷、または年季契約労働者等々の異なる人種/エスニック集団の形成する社会を、分断して支配する必要があるからである。宗主国出身の役人たちは、少人数なのに治安の維持まで行わなければならないのである。労働現場でもしばしば人種別の仕事集団が形成されて、階層制が存在していたことが多く観察されている。西サモア(現サモア独立国)の場合、ドイツ領時代・ニュージーランド時代と一貫して外来者(白人、欧米人)とネイティヴ(サモア人以外にも近隣の太平洋諸島人を含む)という2つの身分制が存在し、経済/政治/生活の場をそれぞれ異にし、全く別のコミュニティを形成していた。その間で多数のハーフ(混血)をどのように区分するかは大きな課題であった。父の国籍を受け継ぎ、全く欧米的暮らしを営む実業家もいれば、土地もなく外国語もできない無産者のハーフもいた。植民地政府は、英語の読み書き等の試験に合格するハーフには、欧米人の登録を許した。一方後年になって、一定のハーフにはサモア人登録をすることも可とした。ニュージーランド統治の終了直前は、この身分制は人々の身体の外見とは必ずしも一致しなくなっていた。また、国籍も相当混乱していた。そのような人種区分は、他の社会では独立して国民国家を形成する障碍となることが多く、今日にも尾をひくことがままあるが、西サモアでは独立に向けた統合過程で、ほとんど難なく垣根を取り払うことができた。その要因としては、1)異人種間結婚が多く、既に多くの、さまざまな比率の混血が存在していたこと、2)サモア人には伝統的土地所有や称号制度があり、被支配民でありながらメリットも多くもっていたこと。3)サモア人が主役となり、サモアの伝統的制度に基づく独立が達成できたことなどをあげることができるだろう。19世紀の開始前後に、植民地化が開始される。太平洋全体の動きは既に『オセアニア史』編集とともに把握しているが、植民地下サモアでの詳細を研究中である。既にいくつかの論文を発表しているが、地域研究企画交流センターの誘いで、英国議会資料のサモア編の編纂を行い、19世紀サモア史の概要を解題として執筆した。また、既に研究が行われている19世紀およびドイツ時代植民地時代(1900年1914年)の人種カテゴリーを巡る研究をまとめる作業を、大阪大学文学部藤川隆男氏の進めている『白人の構造』という論集の1章として執筆し脱稿した。来年度中に完成の予定である。太平洋関係の植民地時代の人種間関係図書は、現象としての人種間関係の問題は存在するはずだが、それをターゲットとした研究はサモアを除いてあまり見つけることができず難渋している。ニュージーランド、ハワイ、フィジーなどの基礎史料文献から事象を探すべきなのだろう。一方、世界中に目を広げてみると、アメリカ合州国やラテンアメリカでの人種区分の研究が多く見られ、また、近年「白人性」の研究や、混血(mixed race)の研究が盛んになってきているので、こうした書籍も購入した。パラオ共和国への出張は7日間(2004年7月20日26日)行われた。太平洋芸術祭のシンポジウムに出席し、各地区での人種間関係の経験について、事情聴取を行った。植民地支配については忘れがたいルサンチマンとなっていることが伺えた。ニュージーランドの首都ウェリントンにも11日間の出張(2005年3月7日17日)を行い、国立図書館内ターンブル図書館、国立古文書館、ヴィクトリア大学法学部図書館にて資料閲覧。