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「司法改革」実現のための基盤整備に関する公法学的アプローチ

司法改革を真に実効あらしめるためには、現在のわが国社会における市民の法的側面における民度を飛躍的に高めなければならない。さもなければ、いつまでも根回しや真実とは異なる全員一致の慣行が通用し続ける。いかに、日本で法を機能させるために法教育を、とりわけ公法学に即して実践していくか、その模範を探る作業がこの2年間の科研費による研究の課題であった。この間、2度、ドイツを訪問し、複数の州でドイツの職業訓練学校を訪問して、実際の法教育の教室を見学し、また、州の法教育担当者、その他多くの関係者と面談した。さらに、ギムナジウムの法教育を行っている副校長等と面談したり、研究者と市民社会、学校・大学における法教育の現状と課題について意見交換と今後の研究方針を打ち合わせた。本研究における一連の取材と国内における調査や中・高校での教科書分析によって、わが国の法教育が時間的にも内容的にもきわめて不充分であること、しかし、同時に、法教育の改革方向についての見通しもある程度は解明できたと考えている。さらに、法教育自体を文書において位置づけていることを実証するために、ドイツの各州で使用されている政府の法教育指針や各種資料も多数入手した。ただ、わが国では「ゆとり教育」の観点から、教育時間が削減され、また大学やロー・スクールにおける教育においても実務教育ないし実地教育が適切に取り入れられるかどうか、大きな危惧がある。例えば、一般の大学で使用されている法学テキストによる例えば行政法教育は、きわめて実用性に欠ける。この点を、テキスト面、カリキュラム編成面、講師陣の側面などで、どう対処していくかが今後の大きな課題となる。本研究テーマそのものに極めて近い問題意識をもった雑誌の特集号が、『月刊司法改革』2000年12月号、『自由と正義』(日本弁護士連合会)2001年2月号において、法教育に関する特集という形で組まれた。このことは、私の本研究における問題意識に照らして、決して偶然ではない。わが国の司法改革が実現する上で、社会の現状はあまりにも法的思考や法的行動から遠いところにあるのであることが、次第に多くの人に認識されるに至ったからといえよう。私のこの1年間の研究は、転勤に伴い自らの研究環境が完全に変わったことから予定通りには進行しておらず、研究計画にあった海外調査は、時間がないため本年度末に実施するしかなくなった。その意味では、最新の情報に基づく成果の報告はできないが、この間の動向は次のように整理できる。これまで大学法学部での法学教育あるいは教養課程での法学教育については、近時、ロー・スクール設置問題との関わりも含めて、比較的議論が多いが、それより以下の学校教育や市民教育の場面での法的素養のあり方について、わが国社会の現状と絡めての論述は皆無に近い状態であった。やっと、高校の段階での法的教育について、議論や実践が始まったところである。日本法教育ネットワークの発足も2000年秋であった。ただ、上記の両特集記事も、高校での実践記録などの紹介、高校教科書での司法の記述のあり方などが中心であって、法的思考の土壌の分析、今後のあるべき方向性についての本格的な検討は行われていない。本年度は、こうした最新情報を具体的に当事者から収集するとともに、司法改革の各現場における審議、論議の過程を正確にフォローし、最終年度に具体的で包括的な報告ができるような準備体制を整備するにとどまっている。2001年には、2000年度の科研費で3月下旬に約1週間、2つの州でドイツの職業訓練学校を訪問して、実際の法教育の教室を見学し、また、州の法教育担当者、その他多くの関係者と面談した。さらに、2001年度の研究として12月に再度2つの州を訪れ、ギムナジウムの法教育を行っている副校長等と面談したり、研究者と市民社会、学校・大学における法教育の現状と課題について意見交換と今後の研究方針を打ち合わせた。

今回の一連の取材と国内における調査や中・高校での教科書分析によって、時間的にも内容的にも明らかとなり法教育の不充分さそのものは比較的簡単に解明できたと考えている。また、成人教育ないし生涯教育における法の扱いにも接してきた。さらに、法的観点から、法教育自体を位置づけていることを明らかにするために、ドイツの各州で使用されている政府の法教育指針や各種資料が役立っている。この間、わが国でもロー・スクールの開設に伴う実務教育ないし実地教育の必要が言われ、さらに従来、司法試験からいったんは排除された行政法が教育・試験科目に入ることになったが、その場合に、どのような内容の教育が行われるべきかは慎重に吟味しなければならない。現状の一般の大学で使用されている法学テキストによる教育では、きわめて実用性に欠ける。その問題点はすでにロー・スクールのカリキュラム作成過程の中で認識されてはいるので、それへの貢献が可能になる。
「秋田県鉱山マップ(今昔版)」の作成

○研究目的全国屈指の鉱山県であった秋田には、かつて数多くの金属鉱山が存在した。しかし、昭和40・50年代に資源の枯渇と円高から相次いで閉山し、ついに平成6年大館市にある松峰・深沢鉱山の閉山をもって県内から鉱山が消えた。県内の鉱山跡地は時間の経過によって風化したり、環境面が指摘され埋め立てられたところもある。そのため、現在は跡地に行っても、何も残っていない場合もある。また、地域によっては鉱山跡地を近代化産業遺産やジオパークに登録しようと活動しているところもある。いずれの場合も、現在の状況をまとめ、過去の状況と比較して、現在の姿を記録しておく必要がある。本研究は鉱山のあった位置を地形図に残し、現存する当時の鉱山資料に現在の鉱山跡地の様子を写真で加え、教育用資料として活用することを目的とする。○研究方法本研究を実施するにあたり、まず鉱山文献資料を調査し、秋田県内に存在した鉱山のリストを作成した。また、マップ作成のため正確な位置が求められるため、国土地理院発行の2万5千分の1地形図を使用した。鉱山跡地においては採掘跡やなんらかの建造物等が残っていないか調査した。そして、周辺地域に資料館等が存在した場合、当時の関係資料を展示、保管していないかを調べた。○研究成果文献調査した県内鉱山126箇所のうち、場所が特定できた主要鉱山52箇所を調査した。その結果、坑道、露天掘、選鉱場、製錬所、記念碑、説明看板、鉱石の排出場などを残している鉱山跡地37箇所を確認し、記録した。これまでに、これら鉱山跡地の現在の様子をまとめた資料はなく、今回の調査結果は、秋田県内の産業遺産および鉱山史を知るための教育用資料として活用できると考えている。
貧困・不平等問題と公共政策

本研究においては,不平等や貧困に関連した社会的評価の構成方法と公共政策の分析を行った.第一に,公理的な枠組みにおいて,情報的基礎を広げる可能性を検討した.第二に,不平等・貧困の検討において,中核となる「共通部分アプローチ」を理論的に検討し,拡張した.第三に,アーサー・ピグーの厚生経済学を再検討することにより,厚生経済学の本質に不平等・貧困削減という問題があることを論じた.第四に,産業政策や労働政策による資源配分の改善について検討した.平成26年度においては、関連研究のサーベイと不平等・貧困の指標についての基礎理論の構築に従事した。まず、研究会および学会に参加することを通じて、情報収集を行った。社会的選択理論、不平等の経済学、労働経済学、経済思想などの分野の研究者と交流を行い、さまざまな研究に関連した情報を得た。また、学内で手に入りにくい研究書を収集し、これに基づいて検討を重ねた。特に、多次元的不平等および多次元的貧困の既存研究をとりまとめ理論的整理を行った。また、日本の所得に関するデータを整理し、データの厳密な取り扱いに基づいた不平等・貧困の評価についての基礎的分析を進めた。さらに、厚生経済学の研究の思想的基盤となるアーサー・セシル・ピグー『厚生経済学』に関する論文を書いた。そこでは、ピグーの「旧厚生経済学」における分析的アプローチがどのように現代の厚生経済学理論と関わるのかについて論じている。これに加えて、多次元的指標の基礎として、複数の判断から全体的な社会的判断を形成するためのルールに関する論文を書いた。全体的判断に関する可能性と不可能性を示した。また、産業政策によってどのように経済厚生を改善するかについての論文を書き上げた。そこでは、特に民営化や関税政策を検討した。論文は英文で書いたため、英文校正が必要となった。そこで、英文校正を専門とする外部業者に依頼した。論文は改訂を重ねて、海外の査読誌に投稿を行った。平成27年度は、貧困指標と不平等指標の基礎研究を発展させるとともに、その応用を検討した。まず、基礎的分析として、社会厚生の測度に関する研究を進めた。具体的には、社会的評価方法に対して、規範的に満たすべき条件(公理)を課すことで、社会厚生をいかにして測るかという問題を分析した。特に、安定的な社会厚生の定式化について分析を行った。また、衡平性の概念に焦点を絞り、より詳細な分析を行った。規範的に弱く広く認められやすい衡平性の概念がどのような含意を持つかを検討した。特に、安定性と衡平性の補完性に注目した。さらに、貧困問題・不平等問題の理論のサーベイを行い、社会厚生・衡平性の公理的分析に基づき、貧困問題・不平等問題の理論的検討を行った。特に、貧困層の特定化と不平等指標との論理的関係について、検討を重ねた。また、応用分析としては、労働政策・産業政策を通じた厚生改善・不平等是正について検討を重ねた。本研究の成果として、研究論文、エッセイ、書評を書き上げ、学会誌・紀要等に投稿した。中でも、今年度は衡平性に関する研究、社会厚生に関する研究、労働問題・産業政策に関する論文およびエッセイを出版した。また、国内研究会および海外での研究会に参加し、本研究に関係した情報を入手し、意見交換を行った。また、海外国際学会で研究成果の報告を行い、本研究の内容を伝えるとともに、海外の研究者との意見を通じて、さらなる発展への検討を行った。以下の理由でおおむね順調に進展していると考えた。第一に、海外における学会・研究会への参加を通じて、研究に関連したアイディアと知識を得ることができた。第二に、研究交流と新たに得た書籍等により、来年以降の発展的分析の基礎を築くことができた。第三に、社会厚生、衡平性、不平等、関税政策に関する論文および書評を書き上げ、一部は出版された。平成28年度は、前年度までの研究を前提にし、不平等や貧困問題の基礎的研究を進めながら、それらと公共政策を明らかにしていった。不平等や貧困は、従来の所得という一元的な視角によって評価されるべきものではない。たとえば、教育や健康といったさまざまな要因を考慮に入れる必要がある。しかし、多次元的評価を考えるためには、ひとびとの互いに異なる選好を前提として集計しなければならない。本研究では、選好集計の問題から基礎づけるかたちで分析を進めた。「福祉」という観点から広く考えれば、不平等や貧困は時間を通じた問題でもある。近年、不平等や貧困の深刻化への懸念が広がっているが、多角的視野と時間的視野を取り入れた社会的評価が重要となる。幅広い情報を取り入れた選好の集計(そして不平等・貧困指標の構築)には、一定の困難性が存在することが分かったが、同時に、規範的条件を適切に弱めることで建設的な評価、指標の構築が可能であることも分かった。ひとびとの合理性は、自由や福祉のために本質的に重要であり、衡平性の基礎ともなりえることが分かった。公共政策にはさまざまな手段が考えられるが、不平等・貧困の背後にある問題を考えるうえでは、税制・産業政策といったものは基本となるものである。国際間の資本移動は資本蓄積を考えるうえで重要な役割を持つと言えるが、関税などの役割も考える必要がある。こうした点は、ピグーの『厚生経済学』以来の重要な課題であり、歴史的文脈においても意義を持つが、本研究では厚生経済学史的な文脈と今日的な文脈の両者において、公共政策の意味を検討した。

研究成果として、研究論文、エッセイ、書評などを、学会誌・国際的研究雑誌・紀要に出版した。研究モノグラフも出版するとともに、国際学会で研究報告を行った。本研究においては,不平等や貧困に関連した社会的評価の構成方法と公共政策の分析を行った.第一に,公理的な枠組みにおいて,情報的基礎を広げる可能性を検討した.第二に,不平等・貧困の検討において,中核となる「共通部分アプローチ」を理論的に検討し,拡張した.第三に,アーサー・ピグーの厚生経済学を再検討することにより,厚生経済学の本質に不平等・貧困削減という問題があることを論じた.第四に,産業政策や労働政策による資源配分の改善について検討した.以下の理由で研究はおおむね順調に進んでいると判断した。第1に、研究会と学会においてさまざまな研究者と交流を図り、研究に関連した情報・知識を得た。第2に、購入した図書をもとに来年度以降の研究を進めていく上で基礎となる新たな知識・技術を身に付けた。第3に、当初書き上げる予定だった論文は2本だったが、それ以上の論文を書くことができた。基礎理論の発展を進めるとともに、労働政策・課税政策を中心に応用分析をさらに進める。学会等での報告を通じて、本研究を研究者に伝えるとともに研究交流を重ねて、研究をさらに進めることにしたい。厚生経済学まず、不平等指標や貧困指標に関する理論研究を完成させるとともに、産業政策や労働政策といった応用的課題への展開を進める。また、歴史的考察や国際比較を行うことによって、現実社会への指標の適用を行う。さらに、研究会や国際会議などへの参加などによって、海外の多次元的指標の専門家との意見交換を通じてさらなる発展を試みる。当初の予定と異なり、米国に長期的に滞在することとなり、予定していた人件費を必要としなくなった。購入予定だった書籍が出版されなかったために、次年度使用額が生じた。研究を推進するための学会参加費および英文校正費として利用する。購入予定だった書籍の購入に利用する。
知的障害者等の取調べに対する法的規制～イギリス法に基づく立会い制度論の構築

本研究では、未だイギリスにおいても、(1)知的障害等の障害の判定が警察官にとって困難であること、及び(2)障害があるとされた場合でも、被疑者取調べへの立会いのための人的資源(特に障害者支援のスキルを持つ者)の確保が困難だという、2つの運用上の課題を解決しえていないことを明らかにした。これらの運用上の課題は、今後日本において取調べへの第三者立会いの試行を発展的に拡大させていくうえでも避けて通ることができない重要な課題であり、新たな法制度として具体的に制度設計していくためには、今後も引き続きイギリスの動向と取組みを注視していく必要がある。本研究の目的は、知的障害や発達障害を持つ者などを被疑者として取調べる場合には、彼(女)らの供述特性に配慮し虚偽自白を防止するために、彼(女)らの者に心理的・福祉的支援を提供する第三者を立会わせるべきことを、イギリス(本研究ではイングランド及びウェールズを指す)の「適切な大人(Appropriate Adult:以下AAと略す)」制度を参考にして検討し、制度モデルの構築を図るという点にあった。そこで、研究の初年度にあたる平成26年度は、今後3年間の足がかりをしっかりと固めるために、1現在の日本法に関する現状と課題を明らかにするとともに、2AA制度に関する文献をリストアップし、その収集及び検討に努めることを目標としていた。1に関する研究実績としては、各種研究会における研究発表が中心となった。主要なものとして、2014年12月5日に第15回・被疑者取調べ録画研究会(於:京都弁護士会館)において「知的障害者等の取調べと可視化問題」とのタイトルで研究報告をしたことや、2014年12月26日に刑法読書会において「別件逮捕・勾留をめぐる近時の動向」とのタイトルで研究報告したことなどが挙げられる。他方、2文献収集に関しては、2015年2月に、最終年度に向けての予備的な海外調査を行ったことにより、イギリスでしか入手できない文献の存在を含め、日本では容易に知り得なかった文献の存在を多数知り得た点に大きな収穫があった。また、その際、ポーツマス大学・刑事司法研究所のスタッフにインタビュー調査を行ったことにより、AA制度をめぐる現在のイギリスの問題状況を知り得たことも大きな収穫であった。本研究の目的は,知的障害や発達障害を持つ者などを被疑者として捜査機関が取調べを行う場合には,彼(女)らの供述特性に配慮し虚偽自白を防止するために,これらの者に心理的・福祉的支援を提供する第三者を立会わせるべきことを,イギリスの「適切な大人(Appropriate Adult:以下AAと略す)」制度を参考にして検討し,日本での制度モデルの構築を図るという点にあった。研究の2年目にあたる平成27年度は,1.前年度に引き続き文献・資料の入手に鋭意努めるとともに、入手した資料を整理・検討したうえで、2.本研究の理論的な深化を図ることを目標としていた。そして、これらの目標については、幸い本務校からイギリス・ポーツマス大学での1年間の在外研究期間を与えられたこともあり,概ね順調に達成できていると考えられる。まず、1.については、留学先であるポーツマス大学の大学図書館を利用することにより,AA制度に関する学位論文の閲覧をはじめ,新旧様々な図書及び雑誌文献を調査することができた。もちろん,書店やアマゾンUKなどのオンラインショップを通じて,洋書を比較的容易に購入できたことも非常に有意義であった。次に,2.についても,留学先であるポーツマス大学・刑事司法研究所(ICJS)の研究者スタッフに適宜インタビュー調査を行うことができたほか,現地の裁判実務家にもインタビュー調査を行ったことにより,理論と実務の両面から幅広い視野をもってイギリス刑事・少年司法制度の全体像を俯瞰したうえで,AA制度についても理解を深めることができ,非常に有意義な成果が得られた。なお,平成27年度に公表された研究成果として,京明(単著)「別件逮捕・勾留:実体喪失説の有力化と本件基準説の課題」川崎英明・白取祐司(編著)『刑事訴訟法理論の探究』(日本評論社,2015年5月)48-62頁(査読無し)がある。平成27年度については,前記のとおり,1.前年度に引き続き文献・資料の入手に鋭意取り組むとともに、入手した資料を整理・検討したうえで、2.本研究の理論的な深化を図ることを目標とし,これについても,1年間のイギリス留学というメリットを活かし,概ね順調に達成できている。なお,当初予期していなかった事態等は,現時点においては特に起こっていない。(1)最終年度に実施した研究の成果最終年度である平成28年度においては、研究実施計画に即し、前年度以前からの文献調査及び国内の取調べ立会い試行に関する実施状況等の調査をふまえつつ、これにさらに平成27年度におけるイギリスでの在外研究の成果も加えて、主に以下のような研究活動を行った。まず、第25回刑事司法研究会(2016年7月10日、龍谷大学)において「イギリス刑事司法の現代的展開」とのタイトルで、主にイギリス刑事司法の最新状況を紹介する研究発表を行った。次いで、第3回比較刑事訴訟法研究会(2017年2月24日、関西学院大学・梅田キャンパス)において「要支援被疑者の供述の自由留学以降の成果もふまえて」とのタイトルで、主にイギリス法から日本法への示唆を検討する研究発表を行った。

さらに、2017年3月7日13日にわたってイギリスでの現地調査を実施し、理論と実務の両面からイギリスでの問題状況について認識を深めることができた。なお、最終年度における学会発表及び公表論文等の詳細については、後掲のとおりである。(2)研究期間全体を通じて実施した研究の成果研究期間全体を通じては、イギリス法が従来から抱えていた二つの運用上の問題点、すなわち、(1)障害の有無の判定が困難だという問題、及び(2)取調べ立会いのための人的資源の確保という問題について、後者(2)についてはボランティアの活用によりかなりの程度解消し得ているものの、さらに次の課題として援助の質の確保という問題に直面していること、他方、前者(1)については未だ問題を十分に解決し得ていないことを明らかにすることが出来た。これらは、今後日本において立会いの試行を発展的に拡大させていくうえでも避けて通ることができない重要な課題であり、具体的・実践的な立会い制度論を構築していく上できわめて有益な示唆が得られた。本研究では、未だイギリスにおいても、(1)知的障害等の障害の判定が警察官にとって困難であること、及び(2)障害があるとされた場合でも、被疑者取調べへの立会いのための人的資源(特に障害者支援のスキルを持つ者)の確保が困難だという、2つの運用上の課題を解決しえていないことを明らかにした。これらの運用上の課題は、今後日本において取調べへの第三者立会いの試行を発展的に拡大させていくうえでも避けて通ることができない重要な課題であり、新たな法制度として具体的に制度設計していくためには、今後も引き続きイギリスの動向と取組みを注視していく必要がある。前述のとおり、研究の初年度にあたる平成26年度は、今後3年間の足がかりをしっかりと固めるために、1現在の日本法に関する現状と課題を明らかにするとともに、2AA制度に関する文献をリストアップし、その収集及び検討に努めることを目標としていた。そして、それらの初年度の目標については、概ね順調に達成できていると考えられる。その理由は、以下のとおりである。まず、1については、国内調査の充実、つまり、国内での学会及び各種研究会への出席並びに研究会での研究発表を充実させたことにより、日本国内の問題状況を十分に明らかにできたという点が大きい。また、前述「研究実績の概要」で取りあげた研究報告のほかにも、2014年5月10日に刑事立法研究会(於:龍谷大学)において「統合失調症、てんかん、睡眠障害等を有する運転手における危険運転致死傷の立証に関して考えられる問題点訴訟法の観点からの問題提起」とのタイトルで研究報告したこと、2014年9月19日に第19回・一橋大学刑事判例研究会(於:一橋大学)において「別件逮捕・勾留に関する近時の裁判例の検討」とのタイトルで研究報告したこと、2015年2月9日に第4回刑事訴訟法理論研究会(於:鹿児島大学)において「松尾刑訴法理論の紹介・検討証拠法編」とのタイトルで研究報告したことも、平成26年度の到達目標を達成するうえで非常に有意義であった。さらに2についても、前述のとおり、2015年2月にイギリス調査を行い、イギリスでしか入手できない文献の存在を含め、日本では容易に知り得なかった文献の存在を多数知り得たこと、また、その際、ポーツマス大学・刑事司法研究所のスタッフにインタビュー調査を行ったことにより、AA制度をめぐる現在のイギリスの問題状況を知り得たことなども、平成26年度の到達目標を達成するうえで非常に有意義であった。
結晶格子変調はイオン伝導性固体の新規物質探索手法となりうるか？

イオン伝導性固体の結晶格子を外部から変調させることにより導電特性を制御可能か,そしてその方法が物質探索手法として意味のあるものかを酸素イオンやプロトン導電体を例に検討した。外部から固体に熱膨張係数の差から生じる熱応力を印可し,結晶格子を変調させ同時にその導電特性を計測した。その結果,外部から応力を加え結晶格子が大きくなるように変調させた場合,導電特性が向上し,小さくなると低下するという結果が得られ,結晶格子変調を用いた新規物質探索への可能性が示された。本研究ではイオン伝導性固体を構成する結晶格子に対して外部より変調をかけ,電気化学的特性を制御することが新規物質探索手法として成立するか検討することを目的としている。今年度は,酸素イオン伝導性固体であるイットリア安定化ジルコニア(YSZ)をモデル電解質として用い,格子変調により電気化学的特性が有意に変化するかについて実験的な検証を行った。YSZに対して外部より変調をかける手法としてYSZの薄膜化とそれに伴い基板との熱膨張係数の差から導入される熱ひずみを用いた。YSZ薄膜をパルスレーザ堆積法を用いて熱膨張係数の異なるアルミナや石英ガラス基板上に基板温度を変え製膜すると,ある状態における薄膜内部の熱ひずみは製膜温度との温度差,基板とYSZ薄膜の熱膨張係数差により規定される。アルミナの熱膨張係数はYSZとほぼ同等であり,石英ガラスの熱膨張係数はYSZより小さいので石英ガラス上に製膜したYSZ薄膜には製膜温度以下では面内方向に対して引張側の熱ひずみが印加され,結晶格子が変調される。実際に製膜時の基板温度を900°Cから675°Cまで変化させて製膜したYSZ薄膜内部のひずみは常温で0.05%から0.15%まで変化した試料の作製に成功した。作製した試料の面内方向導電率を測定したところ測定温度700°Cにおいてひずみが0.05%の試料と0.15%の試料では測定誤差を超え,導電率とその活性化エネルギーが変化した。YSZの導電率における活性化エネルギーは酸素イオンが結晶格子内をホッピングする際に要するエネルギーであるので,この変化は熱ひずみにより結晶格子が変調した結果であると考えられる。今年度の成果は平成24年秋にハワイで行われる電気化学系の国際学会Prime2012において発表する予定である。異なる熱膨張係数を持つ基板上に多結晶薄膜を形成し,熱応力を制御することで結晶格子を変調させた場合,それぞれの結晶粒内部の結晶格子は異なる方向を向いているため,結晶格子の変調方向と大きさが異なるという欠点があった。しかし,熱応力を利用すると最大で1%近く,結晶格子を変調可能であり,単純な機械試験法よりも優れている点もあった。そこで今年度はイオン伝導性固体の単結晶基板を,異なる熱膨張係数を持つリングに精密機械加工を用いてはめ込み,昇温によりイオン伝導性固体に圧縮性の熱応力を印可し,結晶格子を変調,その影響を調査検討した。イットリア安定化ジルコニア単結晶をイオン伝導性固体に,アルミナ,窒化珪素をリングに用いた場合,常温での隙間を1ミクロン程度とすると試験温度400度でそれぞれ230MPa,600MPaの圧縮応力が印可されることになる。また試験温度を800度まで上げれば1GPaを超える応力を印可可能である。これは薄膜と基板間の熱応力で制御するよりは小さいが0.5%程度まで結晶格子を変調できるものである。さらに結晶格子の変調方向や電気的特性の計測方向を変更可能であるという利点もある。単結晶(100),(111)を用い面内圧縮応力に対して垂直方向に電気的特性を計測した結果,いずれの方向においても200度を基準にした場合,300度程度から徐々に導電率が低下しはじめ,さらに500度を超えたあたりから導電率が大きく低下しはじめ,600度においては最大で1桁程度の低下が観察された。これらの結果は,結晶格子変調のイオン伝導性への影響が線形的なものではないことを示唆するものであった。今年度は熱応力を用い異なる格子変調状態の固体電解質材料を得るために,酸素イオン導電体であるイットリア安定化ジルコニア(YSZ)を,石英ガラス,アルミナ,窒化アルミなどの各種基板上にPLD法を用いて薄膜化し,その格子変調と導電特性の関係について検討を行った。XRD側傾法,高温XRD,基板変形量からの導出など様々な方法を用いて室温から800°C程度までの格子変調の程度を比較した結果,石英ガラス基板においては高温でガラス基板の軟化によると思われる応力の緩和が観測され,想定通りに格子変調がされなかったが,アルミナ基板上においてはYSZと基板の熱膨張係数差から考えられる熱応力に応じた格子変調が高温時においても導入されていることが明らかになった。この格子変調の度合いは応力換算で数百MPaに匹敵し,しかも基板の種類を変える事で制御できるものであった。

作製した格子変調が導入された薄膜の導電特性を交流インピーダンス法とファンデルポー法を用いて評価した。格子変調の程度と文献値から考えると,測定における誤差を超えた有意な差が観測されるはずであったが,作製した薄膜の導電特性には格子変調と関連付けられるような有意な差は観察されなかった。文献における格子変調による導電特性の変化は単結晶を用いて得られたものであり,本研究に用いた薄膜は多結晶である。イオン伝導体においてキャリアであるイオンは結晶構造内で強い異方性を持ち伝導するものであり,多結晶のようにイオン伝導方向に複数の結晶方位が配列するような場合においては,格子変調の影響が正負で現れる可能性があり,その結果平均的な特性としてほとんど導電特性が変化しなかったと思われる。このように格子変調を材料開発に用いる場合には多結晶性が大きな障害となることが示唆された。当初の研究計画では電気的特性と結晶格子変調を同時に計測,評価可能なハイブリッド計測手法を開発する予定であったが,前述した実験的な検証がパルスレーザ堆積法による製膜装置が震災からの復旧に時間を要したため完了していない。次年度早々には装置を完成させ,YSZ薄膜の実際の結晶格子変調を測定しつつ電気的特性の変化を評価することとしたい。25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究においてはイオン伝導性固体内における格子変調を用いる事で新たな材料開発が可能かを検討し,それを取り入れた材料開発手法を考案,実証することを目的としている。研究実績でも述べたように,格子変調させた酸素イオン導電体の多結晶薄膜は数百MPaに相当する格子変調度合の差が存在するものの,有意な導電特性の差を示さなかった。その原因として,多結晶性の薄膜であることが示唆された。この結果は格子変調を材料開発に用いる際の適用範囲についての知見であり,有意義なものであると考えている。しかし当初の想定では多結晶体においても一定の差は観察できると考え,その結果を受けて実際の材料開発に適用する手法を考案し,実証を試みることを考えていたため,その観点からは現在の進行状況はやや遅れているといえる。下記に示す研究の推進方針に従い,最終年度において研究目的を達成できるよう努力する。次年度はハイブリッド計測手法を用いYSZ薄膜が結晶格子変調によりどのようにその電気的特性を変えるかについて評価する,またYSZ薄膜内のひずみ状態を有限要素法などを用いて評価し,その結果を第一原理計算などと組み合わせ理論的な裏付けを得ることを考えている。前年度までの結果を受けて今年度は下記の2項目を重点的に行う。一つ目は多結晶性により格子変調の結果が打ち消されているのかを確認することである。初めに基本に戻り,単結晶薄膜や単結晶試料を用い,想定された格子変調度合で導電特性が変化することを改めて確認する。また酸素イオン導電体のようにイオン伝導のパスが異方性を持っているものと異方性が弱いものなどを比較し,多結晶体においても格子変調を利用する方法がないかを模索する。もう一つは多結晶体内における2相分離現象などを利用することで外部応力ではなく内部から励起される応力による格子変調を利用することができないかを検討することである。例えばYSZ系においてはイットリウムの飽和度の温度依存性によりエイジングすることで結晶内の特性の方向,異なる結晶方位を持った相が析出することが良く知られている。
Bub1キナーゼの動原体局在化機構

Bub1は、分裂期において動原体に局在し、正確な染色体分配に必要なキナーゼである。Bub1がその機能を果たすためには、動原体へと局在化することが必須であるが、その動原体局在化機構は不明な点が多かった。本研究によって、Mps1と呼ばれる進化的に保存されたキナーゼが、動原体の構成タンパク質であるSpc7をリン酸化し、そのリン酸化がBub1とSpc7との相互作用を促進することで、Bub1が動原体へと局在するということが明らかになった。Bub1は、分裂期において動原体に局在し、正確な染色体分配に重要な役割を果たす進化的に保存されたキナーゼである。これまでの知見として、Bub1と複合体を形成するBub3、動原体の構成因子であるKNL1、そして、進化的に保存されたキナーゼであるMps1がBub1の動原体局在に必要であることが分かっていた。本研究では、分裂酵母を用いてBub1の動原体局在の分子機構を解析した。その結果、分裂酵母のMps1ホモログMph1は、分裂期特異的に動原体へと局在化し、KNL1のホモログSpc7をリン酸化することが分かった。とくに、Spc7のT257については、リン酸化特異的抗体を用いることで、実際にin vivoで分裂期特異的にリン酸化を受けていることを明らかにした。これらのリン酸化部位を非リン酸化型にした変異型Spc7を発現する細胞では、Bub1が正常に動原体に局在できず、染色体分配に異常をきたした。また、in vitroのプルダウンアッセイによって、Spc7のMph1によるリン酸化が、Bub1-Bub3複合体とSpc7の結合を促進する働きがあることを明らかにした。これらの結果は、Bub1の動原体局在を制御する分子機構を明らかにするのみならず、進化的に保存されたキナーゼであるMps1の、これまで未同定であった基質を明らかにしたという点に置いて、重要である。
量子干渉効果を利用した励起子共鳴領域での光パルス伝播

本研究の目的は固体中の励起子準位においてフェムト秒パルスのEITを実現させ、励起子共鳴での吸収の低下と非線形効果の増大を目指すことにある。3準位系として、基底状態|g〉、励起子状態|ex〉、励起子分子状態|bi〉を選んだ。物質としては、不均一広がりがないことと、種々の物性パラメーターが既知であるという理由から、CuClを用いた。具体的には以下の研究を行った。1.励起子共鳴領域での非線形伝播特性の研究:EIT効果を調べるためには、まずその効果がない場合での伝播特性を調べておかなければならない。強度の強いフェムト秒パルスの伝播なので、非線形効果が生じる。制御されたパルスと波形測定系を用いて、非線形伝播特性を系統的に調べ、ポラリトンビート、ソリトン的伝搬、プリカーサーなどを確認した。EIT効果は確認されなかったが、励起子分子の非線形分散を利用したソリトン的伝搬など、励起子・励起子分子系のコヒーレントな相互作用による興味深い現象を確認した。また、励起子共鳴領域ではビートの数が30個以上にも及ぶきれいなポラリトンビートが観測された。これによって、励起子の振動子強度や位相緩和などを正確に見積もることが可能となった。また、用いたパルスが低エネルギー側に裾を引いていたため、プリカーサーを分離することに成功した。可視光領域でのポラリトンパルスとプリカーサーの分離は初めてであり、興味深い伝搬現象を確認することができた。2. Superluminalパルスの研究:昨年度の研究で励起子共鳴領域において真空中の光速よりも速く進むsuperluminal伝播が確認された。これのメカニズムを解明し、EITとの関連について研究を行ったが、詳細な解明には至らなかった。3準位系として、基底状態|g〉、励起子状態|ex〉、励起子分子状態|bi〉を選ぶ。本年度は、波形制御・波形測定系の構築と励起子共鳴領域での非線形伝播特性の研究をおこなった。現有のフェムト秒波長可変レーザーより得られる200fsのパルスを、CuClの励起子共鳴領域にエネルギーを設定し、数ミクロンの厚さのサンプルを透過したときの波形を測定した。波形測定には差周波数混合による相関法とカーゲート法を用いた。また、カーゲート法によって得られるパルスのスペクトルを分解することで、スペクトル分解の波形測定法が可能となった。励起子共鳴領域の伝播では、次の3つの物理現象を確認した。1)上肢ポラリトンと下肢ポラリトンのビートを観測し、そのビートが強度を上げると消失することがわかった。これは、励起子の多体効果による位相の乱れに起因すると思われる。2)スペクトルの低エネルギー成分によるプリカーサーが観測された。メインのポラリトンパルスからはっきりと分離しており、通常のプリカーサーとは性質が異なる。これは励起子分子2光子共鳴による効果であると考えているが、現在のところ確認には至っていない。3)見かけ上真空の光速度よりも速く伝播するスーパールミナル伝播が確認された。この伝播は試料依存が大きいため、励起子のコヒーレンスが悪くなってポラリトン的でなくなると生じるのではないかと考えている。以上の3つの現象について実験的に確認された段階であり、そのメカニズムについてはまだ明らかでない。次年度はこのメカニズムの解明と、量子干渉効果の確認を目指す。
骨格筋新規侵害受容器の同定と痛覚過敏への関与の解明

「非活動性侵害受容器」は正常時では機械刺激に対して反応性を持たず、病態時にはじめて反応性を持つ受容器であると定義されている。しかし、骨格筋支配神経においてその存在は証明されていない。本研究では、in vivo単一細径神経記録法によりC線維を記録し、正常ラット骨格筋の「非活動性侵害受容器」の軸索特性と侵害刺激に対する反応、感作物質筋注による反応性獲得の有無を調べた。その結果、「非活動性侵害受容器」と推測される神経は機械非感受性受容器58本のうち7本であり、皮膚と分布割合が異なっていた。機械非感受性受容器のうち1本において感作物質による機械感受性の出現が確認された。骨格筋に由来する痛み(肩こり、腰痛等)は、我が国において罹患率が極めて高く、医学的・社会的に重要度が高い。「非活動性侵害受容器」は炎症等の病態時にはじめて活性化する特徴を持ち、骨格筋の痛みの末梢神経機構に重要であると考えられている。しかし、骨格筋においてその存在は実証されておらず、病態時の役割や活性化機構も明らかになっていない。本研究の目的は、骨格筋における「非活動性侵害受容器」の存在の実証とその活性化機構の解明である。今年度(平成26年度)は、実験機器の整備や長時間にわたって安定した動物管理をうまく行うことができない等の問題があり、本格的なデータを取り始めるのが遅れてしまったが、同時により安定的に実験を進められるよう実験機器の整備・改善に取り組み、実験成果が得られ始めた。具体的には、正常動物において、骨格筋侵害受容器の電気刺激による軸索伝導特性と痛み刺激に対する反応特性を解析し、「非活動性侵害受容器」が占める割合を調べた(H26計画の実験1)。その結果、ADCCV(活動依存的伝導速度変化)から以下3タイプに大別された((1) ADCCV0%:約半数、(2)ADCCV510%遅延:約3割、(3)ADCCV1520%遅延:約1割)。よって、割合は低いものの「非活動性侵害受容器」と判定可能な神経が存在することが判明した。ただし、まだ検討数が十分とは言えず、平成27年度は同計画を引き続き進めるとともに、感作候補物質の投与や病態動物での検討を早急に開始する予定である。骨格筋に由来する痛み(肩こり、腰痛等)は、我が国において罹患率が極めて高く、医学的にも社会的にも重要性が極めて高い。「非活動性侵害受容器」は炎症等の病態時にはじめて活性化する特徴を持ち、骨格筋の痛みの末梢神経機構に重要な役割を果たしていると考えられている。しかし、骨格筋において存在は実証されておらず、病態時の役割や活性化機構も明らかになっていない。本研究の目的は、骨格筋における「非活動性侵害受容器」の存在実証とその活性化機構の解明である。今年度(平成27年度)は昨年度から引き続き、正常動物において骨格筋侵害受容器の電気刺激による軸索伝導特性と痛み刺激に対する反応特性を解析し、「非活動性侵害受容器」が占める割合を調べた。その結果、昨年度までのデータと合わせ、ADCCV(活動依存的伝導速度変化)から以下3タイプに大別された。((1)ADCCV0%:約半数、(2)ADCCV510%遅延:約3割、(3)ADCCV1520%遅延:約2割)。また、ADCCV遅延の大きかった神経に対し感作候補物質として炎症スープを筋注したところ、7例のうち2例で機械刺激応答が新たに見られた。よって、数は少ないが「非活動性侵害受容器」と判定され感作により新たに活性化する線維の存在が判明した。しかし、記録に成功した神経数は少なく、当初の予定よりも遅れている。最終年度は実験を速やかに進め、サンプル数を増やす予定である。セットアップはおおむね揃い定常的に実験を進めているが、骨格筋を支配する神経幹において、侵害受容線維の数は少なく線維自体も脆く壊れやすいため、神経記録に一定の技術を要し、当初計画した予定よりも遅れている。骨格筋に由来する痛み(肩こり、腰痛等)の罹患率は我が国において極めて高く、医学的・社会的に重要度が高い。「非活動性侵害受容器」は炎症等の病態時にはじめて活性化する特徴を持ち、骨格筋の痛みの末梢神経機構に重要であると考えられてきた。今年度(平成28年度)は、昨年度に引き続き正常ラット腓腹筋における神経特性の分布を調べた。腓腹筋への機械刺激に対する反応の有無で分類した結果、68例中10例が機械刺激に反応し、残り58例は機械刺激に反応しなかった(前者を機械感受性受容器、後者を機械非感受性受容器と呼ぶこととする)。過去の報告と比較したところ、他組織と骨格筋とで神経特性の分布が大きく異なっている可能性が示唆された。次に、機械非感受性受容器について、反復電気刺激による軸索伝導速度の初期変化度に応じて、交感神経(Type1)と「非活動性侵害受容器」(Type2)とに分類した。この分類により、機械非感受性受容器58例のうち51例がType1と推測され、残る7例はType2である可能性が考えられた。

さらに、腓腹筋への炎症スープ投与によって新たに機械刺激反応性を獲得した例が1例認められ、軸索伝導速度によりType2に分類された。「非活動性侵害受容器」に関する報告は他組織においてなされているが、骨格筋において確認したのは今回初めてである。「非活動性侵害受容器」は正常時では機械刺激に対して反応性を持たず、病態時にはじめて反応性を持つ受容器であると定義されている。しかし、骨格筋支配神経においてその存在は証明されていない。本研究では、in vivo単一細径神経記録法によりC線維を記録し、正常ラット骨格筋の「非活動性侵害受容器」の軸索特性と侵害刺激に対する反応、感作物質筋注による反応性獲得の有無を調べた。その結果、「非活動性侵害受容器」と推測される神経は機械非感受性受容器58本のうち7本であり、皮膚と分布割合が異なっていた。機械非感受性受容器のうち1本において感作物質による機械感受性の出現が確認された。今年度(平成26年度)は、本実験において最も重要となる記録波形の弁別装置が老朽化により満足に使用できなくなり、新たに記録系装置を購入した。その他、生体管理に必要不可欠となるポリアンプに不備が見つかりその整備に時間を要したため、本格的なデータがとれるようになるまでに時間がかかった。(1)正常動物における全細径神経中の「非活動性侵害受容器」の割合を引き続き調べ、「非活動性侵害受容器」と判定された神経に対し感作物質を投与し、新たに活動性を獲得する神経の割合を調べる。(2)病態モデルとして完全フロイントアジュバント(CFA)モデルを用いて、(1)と同様に「非活動性侵害受容器」の割合を調べる。環境生理学(含体力医学・栄養生理学)研究室のセットアップは整い、実験データを定常的に記録できるようになった。今後は以下の方法で実験を進める。(1)正常動物における全細径神経中における「非活動性侵害受容器」の割合を引き続き調べ、「非活動性侵害受容器」と判定された神経については感作物質を投与し、新たに活動性を獲得する神経の割合を調べる。(2)病態モデルとして完全フロイントアジュバント(CFA)モデルにおいて、(1)と同様に「非活動性侵害受容器」の割合を調べる。併せて同神経の活動性を惹起させる感作物質の阻害物質を投与し、活動性が消失するか調べる。平成27年度は、その他財団の基金を使用したことと、新たな大型機材の購入の必要がなかったため、購入額が低く抑えられた。今年度(平成26年度)は、その他財団の基金に採用され、実験用動物や旅費はそちらから支出した。また、電気生理用小型パーツや微細手術器具は、本学の別研究者から譲渡されることとなり、購入額を当初予定から削減した。平成28年度の実験動物購入と試薬購入に充てる予定である。次年度は、実験用動物と定期的に使用が必要となる電気生理実験用薬品類の購入に充てる予定である。
海洋ウイルス遺伝資源化計画：海洋RNAウイルスの探索手法確立と多様性・機能の解明

本研究では新たな網羅的RNAウイルス探索手法を確立し、海洋環境中のRNAウイルス組成調査を行った。当該手法は病徴の有無に依存せず、従来手法と比較して高効率かつ高感度に、対象試料中の全ての非レトロRNAウイルスを同定可能である。本手法を用いて、従来手法では実質的に探査不可能だった潮溜り中の珪藻コロニーより多数の新規RNAウイルスを検出した。本結果から、海洋環境には従来の想定以上に多様な未知RNAウイルスが存在することが示唆された。本研究は、海洋に存在する膨大かつ多様なウイルスを新たな遺伝資源として利用することを目指したものである。平成26年度は、海洋環境サンプルからの効率的なRNAウイルス探索手法の検討と、確立した手法を用いた海洋試料からのRNAウイルス探索の実施を目標とした。長鎖の2本鎖RNA(以下dsRNA)はウイルスのみが有する核酸種であり、本分子を指標とすることでウイルスの効率的な探索が可能となる。しかし、既報の手法はdsRNA分子の全長配列を決定できないものや、特定鎖長以下のdsRNA分子のみを対象としたものであった。そこで、本研究では全てのdsRNA分子の全長配列を取得可能な手法を確立した。本手法の有用性を確かめるため、既知のdsRNAウイルスを含む生物試料より全核酸を抽出後、dsRNAを精製し、新たに開発した手法を用いてcDNAライブラリーを作製した。Miseqを用いて当該ライブラリー中のウイルス配列を解析した結果、ウイルスの全長ゲノム配列が得られることが明らかになった。また、9割以上の配列がウイルスに由来することも明らかになり、ウイルス由来配列が3割以下であった従来手法と比較して、高いdsRNA特異性を有することも明らかになった。実際に本手法を用い、海洋試料よりRNAウイルスを探索した。その結果、複数の全長RNAウイルス配列が得られた。今後、得られたRNAウイルスに関して系統解析等を行い、海洋環境に存在するRNAウイルスの概要を明らかにしたい。本研究は、海洋に存在すると予想される膨大かつ多様なRNAウイルスを新たな遺伝資源として利用することを目指したものである。平成27年度は、海洋環境試料に含まれるRNAウイルス配列を解析することで、海洋性RNAウイルスの特徴や機能の推定を目標とした。具体的には、平成26年度に確立した網羅的RNAウイルス探索手法を用い、珪藻コロニー中のRNAウイルス組成を調査した。本解析では21種の新規RNAウイルス全長ゲノムが同定され、身近な生物試料中にも、従来想定されていなかった多様なRNAウイルスが存在することが明らかになった。また、21種中2種は動物病原ウイルスのグループに属する可能性が示唆された。これら2種のウイルスが現在動物に感染するとは考えられないが、動物病原ウイルスの進化や起源を考える上で重要な知見となることが予想される。本研究成果は査読付国際誌に投稿、受理されている。海水中の微生物を対象にしたRNAウイルス探索では、少なくとも100種以上の新規RNAウイルスが検出されており、上記結果とあわせ、海洋環境は多様なRNAウイルスを保持している新たなフロンティアであると考えられる。本研究で用いた網羅的RNAウイルス探索手法には、「多様なRNAウイルス遺伝子の特異的な濃縮」という側面もあり、今回の研究において「海洋RNAウイルスの遺伝資源化」に向けた最低限の科学的知見と技術基盤の構築が達成されたと考えられる。平成26年度の研究目標としたRNAウイルス探索技術の確立及び海洋試料からのRNAウイルス探索を達成したため、概ね順調と評価した。27年度が最終年度であるため、記入しない。ウイルス学今後は海洋試料より得られたRNAウイルスの解析を行い、それらRNAウイルスがどのような環境で、どの程度存在するのかといった基礎的な情報を得たい。ここで得た情報を基に、有用遺伝子探索系の構築を目指す。
ヒト腎細胞癌の腫瘍血管に関する基礎的研究

フマジリン誘導体であるAGM1470は、本邦で合成された血管新生阻害剤で、正常血管内皮細胞の増殖を阻害することが知られている。我々は本剤のヒト泌尿器癌に対するin vivoでの腫瘍増殖抑制効果をヌードマウスを用い検討した。さらに本剤の移植腫瘍に対する効果を病理組織学的にも検討した。6週齢のBalb/c雄性ヌードマウスの背部皮下に、ホルモン非依存性前立腺癌培養細胞株(PC-3,DU-145)5x10^6個および、当教室で樹立し、ヌードマウス継代中の膀胱癌株(BL-4)、腎癌株(Re-9)を移植した。移植後3日目以降AGM1470投与群では、25mg/kgを隔日皮下に注射した。コントロール群では同様に生食を皮下に投与した。3ないし4日毎にマウスの体重、腫瘍の長径及び短径を測定、腫瘍推定重量をL×W^2×0.5として算出、相対腫瘍重量の比(T/C)を経時的に求め、実験終了時にT/Cが42%以下の場合、本剤による抗腫瘍効果と判定した。さらに、摘出腫瘍の組織切片をヘマトキシリン-エオジンにて染色し、観察した。腫瘍細胞移植後30日前後のホルモン非依存性前立腺癌細胞株、PC-3、DU-145のT/Cは、それぞれ29%、41%でこれらの腫瘍に対する本剤の抗腫瘍効果が認められた。同様にヌードマウス継代膀胱癌株BL-4、同腎癌株Re-9の腫瘍片移植後30日前後のT/Cは47%、39%で、腎癌株で本剤による腫瘍増殖抑制効果を認めた。PC-3移植腫瘍に対するAGM1470の効果を組織学的に検討した結果、核のpykinosis、intracytoplasmic vacuolaeを認めた。副作用では、AGM1470投与群で腫瘍移植後30日前後において生食を投与したコントロール群に比べ、13%程度のマウスの体重減少を認めたが、出血傾向等の副作用は認めなかった。本研究課題により、腫瘍血管の形態学的、生物学的特性、血管新生阻害剤によるヒト泌尿生殖器癌に対する有効性が確認され、これらの腫瘍における新しい治療法の可能性が示唆された。
イオン液体静電噴霧と反応性プラズマを重畳した先進大気環境浄化法の確立と実証

本研究は,ナノ秒パルス放電による高活性化学種生成とイオン液体静電噴霧法を融合した,革新的大気浄化法を確立することを目的としたものである。平成30年度においては,電場により帯電液滴に作用する静電気力および帯電液滴間の相互作用力を考慮して個々の液滴挙動を解析することに成功し,作動条件に対するイオン液体静電噴霧における噴霧形状を明らかにした。その結果,帯電液滴は静電気力によって軸方向に加速され、液滴間の相互作用力によって半径方向に広がりを持つことが分かった。本結果より,できるだけ低印加電圧の下で液滴を微細化することにより噴霧角が増加することが明らかとなった。さらに,イオン液体の二酸化炭素吸収過程を考慮した物理モデルを構築し,二酸化炭素濃度分布の経時変化を明らかにすることで,印加電圧に対する二酸化炭素吸収特性を解明した。液滴が粘性抵抗力により減速されると,相互作用力によって上流の液滴も減速するため、液滴分布内部で局所的に液滴数が増加し、分布内部で最も二酸化炭素吸収量が高くなることが分かった。また,本数値シミュレーション結果を基に,アクリル容器内においてイオン液体静電噴霧を行い,二酸化炭素吸収特性を明らかにした。本実験では,低濃度の二酸化炭素・窒素混合気を導入し,アクリル容器下流における二酸化炭素濃度を計測することでイオン液体静電噴霧による二酸化炭素吸収量を定量的に評価した。その結果,二酸化炭素吸収量は,無電場時に比べて最大で約3.2倍高くなり,反応速度係数が約10倍となることこから,静電噴霧による微細化により二酸化炭素分離吸収が促進されることが明らかとなった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は,ナノ秒パルス放電による高活性化学種生成とイオン液体静電噴霧法とを融合した,革新的高度大気環境浄化法を創出することを目的としたものである。本研究で提案する方式により,VOCの酸化分解及び二酸化炭素の分離・回収,環境汚染微粒子の静電集塵・液滴吸収を同時に達成することが可能となる。本年度においては,まず,直流高電圧を印加した際のイオン液体静電噴霧形成過程に対する物理モデルを構築し,数値シミュレーションにより,液体界面の帯電,静電気力によるテイラーコーン形成および分裂による液滴形成過程を明らかにすることに成功した。さらに,イオン液体静電噴霧には,大きく分けて2つの噴霧形態が存在し,それらの遷移は,無次元数であるウェーバー数とボンド数により議論することができることが分かった。実験的研究においては,圧力チャンバーに二酸化炭素ガスを充てんし,イオン液体静電噴霧を行った際のチャンバー内の圧力変化から二酸化炭素吸収量を求めた。その結果,チャンバー内にイオン液体を静置した場合よりも,イオン液体静電噴霧を行った場合の方が,イオン液体体積当たりの二酸化炭素吸収量が大幅に向上することが示された。また,印加電圧を直流パルス電圧とすることで,噴霧の収束性が著しく改善し,噴霧液滴径分布がより一様となることが明らかとなった。静電気力と表面張力の作用する系に対して流体モデルを構築し,テイラーコーン内の液体の固有振動数を求めた結果,液体の固有振動数と印加電圧の周波数がほぼ一致した際に,噴霧特性が向上することが明らかとなった。イオン液体静電噴霧現象に対し,物理モデルを構築し,静電噴霧形成過程を数値シミュレーションにより明らかにすることに成功した。数値シミュレーションにより,様々な条件下における液滴生成特性を明らかにすることが可能となり,さらには,実用の上で問題となる,複数のノズルを用いた際の干渉効果についても明らかにすることが可能となる。実験においては,イオン液体静電噴霧生成装置および圧力チャンバーからなるCO2吸収計測システムを構築した。本システムにより,イオン液体静電噴霧による二酸化炭素吸収量の定量的計測が可能となり,二酸化炭素吸収特性に関する予備的な実験結果を蓄積することができた。さらに,印加電圧を直流パルスとし,液体の固有振動数と同期させた周波数で電圧を印加することにより,噴霧の収束性が改善し,単一径の液滴径の生成量が著しく向上するという新たな知見が得られた。以上の結果より,本研究課題に対し,おおむね順調に進展していると判断される。本研究は,ナノ秒パルス放電による高活性化学種生成とイオン液体静電噴霧法を融合した,革新的大気環境浄化法を確立することを目的としたものである。平成29年度においては,まず,VOF法による数値シミュレーションにより,電圧印加時におけるテイラーコーンの生成およびテイラーコーン先端からの液糸の生成と分裂過程を明らかにすることに成功した。本研究をまとめた一連の成果は,日本混相流学会論文誌「混相流」に掲載された(2018年3月)。イオン液体として二酸化炭素吸収特性に優れた1-エチル-3-メチルイミダゾリウムアセテートを用いた静電噴霧発生装置を構築し,高速度カメラによる可視化解析およびエアロゾルメータを用いた動的光散乱法による生成液滴径分布計測により,印加電圧およびイオン液体供給流量に対する静電噴霧の流体力学的特性を明らかにした。その結果,本装置においてはイオン液体流量および印加電圧,電極間距離により,平均生成液滴径を260 nmから520 nmの範囲で制御することができ,電極距離を一定とした場合では,低流量側で微細化が促進されることが明らかとなった。また,分裂過程は静電気力と表面張力の比であるボンド数と粘性力と表面張力の比であるオーネゾルゲ数により分類することができることが示された。