hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ｐ調和写像流の大域存在と退化特異放物型作用素の正則性評価

p調和写像は,二つの滑らかなコンパクト多様体間の写像の一階導関数のp乗積分汎関数の臨界点として定義され,そのEuler Lagrange方程式の解である. Euler Lagrange方程式は,p調和型の2階退化特異楕円型偏微分方程式である.本研究では,とくにその時間発展, p調和写像熱流,の存在と正則性を研究した.主要な結果は以下である:p調和写像熱流の像の小さい解の正則性を証明した.とくに,正則性条件を,幾何学的に自然な条件によって与えた.応用として,空間次元mに対してm調和写像熱流の小さい解の正則性と存在,および定常解, m調和写像型の解,への収束を証明した.p調和写像熱流の正則性条件について研究した. 1.像の小さい弱解がヘルダー連続であるための条件,正則性条件,構築した(業績表参照).この正則性条件は,幾何学的に自然なものであり,実際, p=2の古典的な結果を含む.また,同条件のもとさらに空間一階導関数もヘルダー連続である.この正則性条件によって,p=mの場合に,m調和写像熱流の像の小さい弱解が空間一階導関数とともにヘルダー連続であること,および,高次元定平均曲率曲面の熱流の像の小さい弱解が空間一階導関数とともにヘルダー連続であることを証明した. 2. p調和写像熱流のなめらかな解に対する先験的評価を研究した.とくに,p調和写像熱流に対して,あるスケールエネルギーのスケール変数に関する単調性公式を証明し,ある新しい正則性条件を構築した(論文投稿中). 3.月一回土曜日,熊本大学応用解析セミナーに関連研究者を招き,研究打ち合わせおよび情報交換を行った.当セミナーでの講演を報告集にまとめた.平成24年度分を印刷し関係研究機関に配布した.また,京都数理解析研究所,早稲田大学,東北大学,山口大学において関連研究者と研究打ち合わせを行った.とくに,「微分方程式の総合的研究」(於東京大学数理科学研究科)において,総合講演(survey講演)を行った.4. Sweden,Uppsala大学における国際研究集会に招聘され,研究発表と関連研究者との研究打ち合わせを行った.5. p調和作用素の正則性評価に関連して,Juha Kinnunen教授,Tuomo Kussi准教授との研究打ち合わせを行った(Aalto UiversityへのJuha教授による招聘).とくに, p-Yamabe flowに関係する, p調和作用素を含む二重非線形作用素の正則性評価について共同研究を行った(論文作成中).p調和写像は,二つの滑らかなコンパクト多様体間の写像の一階導関数のp乗積分汎関数の臨界点として定義され,そのEuler Lagrange方程式の解である. Euler Lagrange方程式は,p調和型の2階退化特異楕円型偏微分方程式である.本研究では,とくにその時間発展, p調和写像熱流,の存在と正則性を研究した.主要な結果は以下である:p調和写像熱流の像の小さい解の正則性を証明した.とくに,正則性条件を,幾何学的に自然な条件によって与えた.応用として,空間次元mに対してm調和写像熱流の小さい解の正則性と存在,および定常解, m調和写像型の解,への収束を証明した.p調和写像流の正則性条件について研究した. 1.像の小さい弱解がヘルダー連続であるためのある条件,正則性条件,を証明した(preprint).この正則性条件は, p調和写像流方程式を不変に保つスケール変換に関するスケールエネルギーがある閾値より小さい,という条件である.したがって,このスケールエネルギーは幾何学的に自然なものである.実際, p=2の古典的な結果を含んでいる.また,同じ条件のもとさらに空間一階導関数もヘルダー連続である. 2. 1の正則性条件を用いて, p=mの場合に, m調和写像流の像の小さい弱解が空間一階導関数とともにヘルダー連続であることを証明した.3.高次元空間内の定平均曲率曲面の熱流の像の小さい弱解が空間一階導関数とともにヘルダー連続であることを証明した.結果, p=mの場合には目的とする, p調和写像流に対する正則性評価を証明できた.4.月一回土曜日,熊本大学応用解析セミナーに関連研究者を招き,研究打ち合わせおよび情報交換を行った.当セミナーでの講演は報告集にまとめられている.平成23年度分を印刷し関係研究機関に配布した.また,京都数理解析研究所,九州大学,東京理科大学,早稲田大学,大阪大学において関連研究者と研究打ち合わせを行った.5.イタリア・ナポリ大学数学科のNicola Fusco教授主催のPisa国際研究集会に招聘され,研究打ち合わせを行った.6. p調和作用素の正則性評価に関連して, Juha Kinnunen教授との研究打ち合わせを行った(Aalto UniversityへのJuha教授による招聘).彼のお弟子さんである同大学数学科Tuomo Kussi准教授を日本へ招聘, p調和作用素を含む二重非線形作用素の正則性評価について共同研究を開始した.p調和写像熱流の正則性条件を証明した. 1.特異1 < p < 2の場合に最良のデータの条件のもとp調和型退化特異放物型作用素のヘルダー評価を証明した(業績表参照). 2.さらに解の空間一階導関数のヘルダー評価を証明した(論文投稿中). 3. p調和写像熱流の像の小さい弱解が空間一階導関数とともにヘルダー連続であるための正則性条件を証明した.この条件は解のあるスケールエネルギーで与えられ,幾何学的には自然な条件である(業績表参照)

. 4. p調和写像熱流の滑らかな解に対する先験的評価を研究した.とくに, p調和写像熱流に対して,あるスケールエネルギーの単調性評価を証明し,ある新しい正則性条件を構築した(論文準備中). 5.月一回土曜日,熊本大学応用解析セミナーに関連研究者を招き,研究発表,研究打ち合わせおよび情報交換を行った.当セミナーの報告集を出版準備中.また,函館未来大学,奈良女子大学,秋田大学,京都大学数理解析研究所,大阪大学,広島大学,京都大学において関連研究者と研究打ち合わせを行った.6.台湾成功大学開催の関数微分方程式分科会において,招待講演を行った.7. Aalto大学(Finland, Helsinki)のJuhaKinnunen教授, Tuomo Kuusi教授らHelsinkiのPDE研究グループとの共同研究を行った.SwedenにあるMittag-Leffler研究所での招聘研究, Uppsala大学での招待講演を行い,ドイツ,イタリア,アメリカ,スエーデン、フィンランドの関係研究者と研究打ち合わせ,情報交換を行った.偏微分方程式p調和写像熱流の正則性条件について, p=mの場合,目的としていた, m調和写像熱流の正則性を達成した.一般のp調和写像熱流に対しては,解が小さいという条件のもと,幾何学的に自然なスケールエネルギーによって正則性条件を構築した.一方で,このスケールエネルギーが小さいという条件を解の像の小ささによって与える問題は,昨年度以来未解決のままである.一方, p調和写像熱流に対するスケールエネルギーの単調性公式,およびそれによる,ある正則性条件を構築した.p調和写像流の正則性条件の改良とその応用の研究について, p=mの場合m調和写像流に対してはおおむね目的とする結果を得ている.一般のp調和写像流に対しては,解が小さいという条件のもと,幾何学的に自然なスケールエネルギーによって正則性条件を証明した一方で,このスケールエネルギーが小さいという条件を解の小ささによって満たせるか,についてはほとんど未解決のままである.来年度への課題となる.p調和写像熱流に対するスケールエネルギーのスケール変数に関する単調性公式を本年度構築したが,この局所化評価を新年度計算する.この評価にもとづいて,大きな初期値に対して,弱解の時間大域存在とその正則性について研究する.また, p調和作用素に対するHarnack型不等式,およびBarenblatt基本解の応用を研究して,一般のp調和写像およびその熱流の像の小さい解の正則性を研究する.本年度はまた, p調和写像流のスケールエネルギーのスケール変数に関する単調性を計算した.以前得られたものと比べてかなりよい形の評価となっている.この評価にもとづいて,一般のp調和写像流の弱解に対して,像の大きさに制限なしで,解の正則性条件を与えられると期待している.また,大きな初期値に対して,弱解の時間大域存在とその正則性について研究する.さらに,このスケールエネルギーの単調性とHarnack型不等式を使って,一般のp調和写像の像の小さい解の正則性を研究する.研究打ち合わせのための旅費が,年度末になり不足した.
パターン投影と深層学習を利用した頑健で高精度な３次元内視鏡システム

2018年度には、「(1)消化管内部の環境への対応」「(2)対象の色情報と距離情報の同時取得」「(3)形状解像度、距離精度の向上」「(5)実際の人体内部の計測の実現」の研究を推進する予定であった(課題の番号は計画調書に基づく)。(1)の課題については、内視鏡先端部に、3Dプリンタを利用して、内視鏡先端部においてレンズの洗浄を行う水流で、投光器を洗浄する治具を試作した。また、試作した治具を利用して、豚の胃袋の内部の3次元計測を行った(この実験を実験Aとする)。結果として、実験Aにおいては、明確にパターンが投影された画像を得ることができた。(2)の課題については、(2a)パターン照明と通常白色照明を同時に点灯して撮影を行い、投影パターンと組織のテクスチャ画像が写った画像からそれぞれの信号を深層学習ネットワークで分離する手法と、(2b)パターン照明と通常白色照明を交互に点灯して撮影を行うことで、投影パターンが写った画像と組織のテクスチャ画像が写った画像をそれぞれ撮影する手法の2種類の手法の研究を実施した。実験Aでは2bの手法を利用し、有効性を確認した。(2a),(2b)のそれぞれの結果について、論文を投稿し、発表が決定している。(3)の課題については、複数のフレームにわたって形状計測を行い、それらの形状が整合するようにつなぎ合わせることで、計測精度を高める手法を開発した。この成果により、従来研究で問題であった、投光器の校正誤差による形状の歪みが、改善することを確認した。この成果を利用して、実験Aにおいて、豚の胃袋の内部の広い範囲の形状を復元することに成功した。この成果について、論文を投稿中である。(5)の課題は、最終年度までの実施を見込む、最終目標である。今年度は、実験Aにおいて、粘液などの影響のある生体の内部の形状計測に成功したことが前進的成果である。本研究の課題としては「(1)消化管内部の環境への対応」「(2)対象の色情報と距離情報の同時取得」「(3)形状解像度、距離精度の向上」「(4)非常に複雑な対象形状への対応」「(5)実際の人体内部の計測の実現」が実施予定であり、2018年度には、これらのうち(4)を除く4課題で成果が得られた。特に、課題(3)について、複数フレームにわたってパターン投影をして画像系列を撮影し、それらのフレーム間で整合性が成立するように、内視鏡カメラと投光器の校正パラメータを最適化するアルゴリズムを実装し、形状の精度の改善に成功したことは、本研究の実用性を高める上で重要な成果である。さらに、その成果を利用して、豚の切除済み胃袋の内部の計測(実験A)に成功したことも、本研究の有効性を示すうえで重要な成果である。ただし、実験Aにおいては、パターン投影画像と白色点光源とを交互に照射することを実現するために、パターン投影画像を内視鏡の鉗子項に挿入し、パターン光源と逆位相で同期した白色点光源は内視鏡の外部に付加した。このような計測は、ヒトなどに適用するには被験者の負担が大きいことから、これらの2系統の光源を、一つのパターン投光器として実現可能かどうか、次年度以降に試みる必要がある。また、2018年度には、大腸など、ひだの多い器官における形状計測については、研究を進めていなかったため、次年度以降に、(4)の課題についての研究を進める必要がある。全体としては、各課題について成果が得られていることから、自己評価区分としては「おおむね順調に進展している」を選択した。【現在までの進捗状況】の欄で述べたように、2019年度には、交互に点灯可能なパターン投影用光源と白色点光源とを両方備えた、鉗子項に挿入可能な超小型パターン投光器が開発可能かどうか検討する。このような投光器を開発できれば、対象となる組織の表面の模様と、パターン投影画像を交互に計測でき、実用的な3次元内視鏡システムの実現に大きく近づくことができる。このために、2019年度には、超小型パターン投光器の試作費用を計上する予定である。また、2019年度には、「(4)非常に複雑な対象形状への対応」の課題を進めていく必要がある。この課題の主な想定対象は、大腸である。このために、2018年度には、大腸用内視鏡を購入した。これを利用して、大腸の医療用モデルなどを利用して、実際にひだの連なった形状の実験用データを取得し、大腸を対象とした計測での問題点を検討する予定である。2018年度に実施した、豚の胃の形状においては、形状の不連続性はあまり問題にならなかったが、大腸のようにひだが連なっている場合、CNNによるパターン検出に問題が生じる恐れがある。このような場合、大腸に似た構造でのパターン投影画像のデータを大量に集め、学習を行うことで問題の解決を試みる。さらに、2019年度に行う試みとして、投影されたパターンの動きと、テクスチャ画像のoptical flowを両方利用した形状計測手法の開発を試みる予定である。これが実現すれば、既に実現しているAcitve stereo法による形状計測手法とは違った状況での形状計測が実現できる可能性がある。2018年度には、「(1)消化管内部の環境への対応」「(2)対象の色情報と距離情報の同時取得」「(3)形状解像度、距離精度の向上」

「(5)実際の人体内部の計測の実現」の研究を推進する予定であった(課題の番号は計画調書に基づく)。(1)の課題については、内視鏡先端部に、3Dプリンタを利用して、内視鏡先端部においてレンズの洗浄を行う水流で、投光器を洗浄する治具を試作した。また、試作した治具を利用して、豚の胃袋の内部の3次元計測を行った(この実験を実験Aとする)。結果として、実験Aにおいては、明確にパターンが投影された画像を得ることができた。(2)の課題については、(2a)パターン照明と通常白色照明を同時に点灯して撮影を行い、投影パターンと組織のテクスチャ画像が写った画像からそれぞれの信号を深層学習ネットワークで分離する手法と、(2b)パターン照明と通常白色照明を交互に点灯して撮影を行うことで、投影パターンが写った画像と組織のテクスチャ画像が写った画像をそれぞれ撮影する手法の2種類の手法の研究を実施した。実験Aでは2bの手法を利用し、有効性を確認した。(2a),(2b)のそれぞれの結果について、論文を投稿し、発表が決定している。(3)の課題については、複数のフレームにわたって形状計測を行い、それらの形状が整合するようにつなぎ合わせることで、計測精度を高める手法を開発した。この成果により、従来研究で問題であった、投光器の校正誤差による形状の歪みが、改善することを確認した。この成果を利用して、実験Aにおいて、豚の胃袋の内部の広い範囲の形状を復元することに成功した。この成果について、論文を投稿中である。(5)の課題は、最終年度までの実施を見込む、最終目標である。今年度は、実験Aにおいて、粘液などの影響のある生体の内部の形状計測に成功したことが前進的成果である。本研究の課題としては「(1)消化管内部の環境への対応」「(2)対象の色情報と距離情報の同時取得」「(3)形状解像度、距離精度の向上」「(4)非常に複雑な対象形状への対応」「(5)実際の人体内部の計測の実現」が実施予定であり、2018年度には、これらのうち(4)を除く4課題で成果が得られた。特に、課題(3)について、複数フレームにわたってパターン投影をして画像系列を撮影し、それらのフレーム間で整合性が成立するように、内視鏡カメラと投光器の校正パラメータを最適化するアルゴリズムを実装し、形状の精度の改善に成功したことは、本研究の実用性を高める上で重要な成果である。さらに、その成果を利用して、豚の切除済み胃袋の内部の計測(実験A)に成功したことも、本研究の有効性を示すうえで重要な成果である。ただし、実験Aにおいては、パターン投影画像と白色点光源とを交互に照射することを実現するために、パターン投影画像を内視鏡の鉗子項に挿入し、パターン光源と逆位相で同期した白色点光源は内視鏡の外部に付加した。このような計測は、ヒトなどに適用するには被験者の負担が大きいことから、これらの2系統の光源を、一つのパターン投光器として実現可能かどうか、次年度以降に試みる必要がある。また、2018年度には、大腸など、ひだの多い器官における形状計測については、研究を進めていなかったため、次年度以降に、(4)の課題についての研究を進める必要がある。全体としては、各課題について成果が得られていることから、自己評価区分としては「おおむね順調に進展している」を選択した。
農薬・化学肥料を使わない天然素材を用いた作物育成促進技術の確立

近年、健康や環境に対する意識の高まりとともに、化学肥料や農薬を使わない、環境負荷の小さい栽培技術が求められるようになった。そこで、圃場に広く自生するイタドリ、ヤブガラシ、ツユクサの抽出液が発芽後の生育に及ぼす効果に関する散布量・散布回数、そしてくん炭などの効果の表れやすい混合土についても検討した。栽培作物には水菜とレタス、キャベツを、植物抽出液の材料には、イタドリ、ヤブガラシ、ツユクサを供試した。また、抽出液は、材料を採取・乾燥・粉砕した試料10gに水1000mlを加え攪拌したものを散布した。栽培方法は、育苗実験では播種用培土とくん炭混合土を用いセルトレーで栽培し、露地栽培は畝を作り、すべてビニルハウス内で行った。くん炭混合土は、くん炭を添加したことによる化学性の変化を事前に調査したが、吸着性など判断できなかったため、播種用培土:くん炭の体積比1:1のものを用いた。抽出液の散布量は1回あたり10mlとし、散布回数は1回、2回あるいは3回散布する3処理区をもうけた。本葉が出現してから、週1回の間隔で最大葉身長、1株あたりの生重量、乾物重、およびSPAD値を調査した。露地栽培は抽出液を散布した影響はみられなかったが、育苗時におけるヤブガラシ抽出液の散布は、レタスと水菜、キャベツの生育を促進し、特に週2回、1回あたり10mlの散布が効果的であることが明らかになった。また、ヤブガラシ散布区の収穫時のSPAD値が高いことから、アレロパシーの効果だけでなく、抽出液に含まれる窒素分の効果についても示唆された。また、くん炭混合土における抽出液の散布は効果的で、くん炭を添加は生育促進には有効であり、なんらかの緩衝能・吸着能がの働きがあったのではないかと考えられた。
粒状半導体薄膜の電気的光学的性質とその電子デバイスへの応用

本研究では、まずイオンビ-ムスパッタ法を利用した多層薄膜の形成によって絶縁体中に半導体を分散させた構造を実現することを試み、SiやGeの微粒子をSiO_2中に緻密に分散できることを見出した。ただし、この方法では結晶化した半導体微粒子を得ることはできなかった。そこで本研究の後半では、ア-ク放電法および真空蒸発法で結晶性の良いSi微粒子の形成を試みた。このようにして形成されたSi微粒子は、ラマン分光およびX線回折によって、結晶化していることが確かめられ、また、Arイオンレ-ザによる励起によって強いホトルミネッセンスを生じることが分かった。発光スペクトルのピ-クは約0.8eV付近のサブバンドギャップ領域にあり、微粒子によって高濃度化した表面準位を介した発光であることを示している。一方、このようなSi微粒子を酸化処理すると表面層が約50A程度の均一な酸化膜で覆われることが電子顕微鏡観察によって確認された。酸化膜を有するSi微粒子からのホトルミネッセンスのピ-クは、約1.4eVと、高エネルギ側に大きくシフトし、量子サイズ効果の存在を示唆している。スペクトルの微細構造は励起量子準位間の遷移を考慮することによって説明できることが分かった。今後の展望としては、3年間にわたる本研究によってSi超微粒子を再現性良く、しかも粒径のそろった状態で製作出来る方法が確立されたので、この系を電子的、光学的デバイスの新素材として応用していく研究をスタ-トさせていきたい。まず第一段階として、非線形光学効果が半導体微粒子で極めて強くなることが知られているので、その測定に取掛かっている。また、溶液中に半導体微粒子を懸濁させた系の光電気化学的性質の測定も始める予定である。いずれにしても、本研究の最終目標が達成された時の学術上の意義は極めて大きいと思われるので、今後数年間にわたって精力的に本研究を進めていきたいと考えている。粒状半導体薄膜の製作と評価に関して、本年度は2種類の方法を試みた。第1は、2成分系ターゲットによる同時スパッタリングで、絶縁体としてSiO_2、半導体としてSiからなるコンポジットターゲットから同時スパッタする方法を試みたが、Si含有量の少ない領域で成膜条件の製御が困難であることが明らかになった。第2の方法として、交互スパッタリング法を試みた。この方法は、2種類のターゲットから交互にスパッタすることによって、半導体微粒子を得ようという試みで、ここではイオンビームスパッタ法によって、Si/SiO_2の繰り返し多層膜を製作し、Si膜厚を薄くしていくことによって微粒子化を試みた。作成された多層膜の組成分布はオージエ電子分光法によって測定した。Si/SiO_2界面における組成の遷移領域は、測定装置のイオンエッチの分解能である30AxD40D4よりも薄く、相互拡散の効果は無視できることが確かめられた。ラマン分光の結果によれば、Siは非晶質ないしは超微結晶状態であった。SiO_2/Si/SiO_2積層膜についての光透過の実験から、膜厚が薄くなるにつれてSiの吸収端が短波長側にシフトすること、および、そのシフト量から計算されたバンドギャップE_Gの増加分が膜厚の2乗に逆比例する結果が得られた。3次元にとじこめられた電子系に対する量子サイズ効果の計算結果によってバンドギャップのシフト量が定量的に説明できることが明らかになった。現在、粒状半導体の第3の製法して、アーク放電法によるSi微粒子の製作に取りかかっている所である。

粒状半導体薄膜の製作と評価に関して、本年度新たに2種類の方法を試みて、その両方で半導体単結晶微粒子の形成を確認できた。第一の方法は、絶縁体としてSiO_2、半導体としてGeからなるコンポジットタ-ゲットから同時スパッタするものである。成膜条件を最適化し、スパッタ後500°Cで熱処理を行うことによって、約80Å径程度のGe単結晶微粒子が形成されることが明らかになった。光学吸収の測定結果からも、量子サイズ効果にもとづく吸収端のシフトが観測され、微粒子の存在が確認された。第二の方法は、ア-ク放電法によるSi微粒子の製作である。減圧N_2下でSi多結晶ロッドを用いてア-ク放電を行って形成された膜について、X線解析、ラマン分光、フォトルミネッセンスの測定を行った。X線回折によれば、Si単結晶によると思われる2θ=28°の鋭いピ-クが観測された。ラマン分光の結果は、ラマンシフト約520cm^<-1>にピ-クが見られ、そのライン幅は単結晶Siのものの約2倍程度の広がりを持ち、ピ-ク位置もわずかに低エネルギ-側にシフトしていた。これらの結果は、SI単結晶が微粒子化していると考えることによって説明できる。また、この膜のフォトルミネッセンスを測定したところ、1.3μm付近にピ-クを持つ強い発光が見られた。この発光はバルクの単結晶Siでは全く見られないものであるから、微粒子化によって生じた新しい現象ではないかと考え、現在実験を継続中である。また、新たに減圧不活性ガス中での蒸着によって半導体微粒子を製作する実験もスタ-トさせている。昨年度に引き続き、ア-ク放電法及びガス中蒸発法によって半導体微粒子の製作を行い、主としてフォトルミネッセンスにより量子サイズ効果や表面効果の評価を行った。ア-ク放電法で形成されたSi微粒子は粒径の分布がやや大きく、またアルゴンのみでは安定にア-ク放電が起らないため窒素を混入する必要があったため、赤外分光の結果からSiーNの結合の存在が認められた。これらの理由から、以下の実験は主としてガス中蒸発法で形成されたSi微粒子を用いて行った。i)電子顕微鏡による観察によれば、Si微粒子は約300A^^°の粒径を持つ球状であった。ii)X線回折、ラマン分光分析により、Siが結晶化していることが確認できた。iii)フォトルミネッセンス測定によれば、波長1.31.4μmにピ-クを持つブロ-ドな発光スペクトルを示し、その強度は単結晶Siウェ-ハからの発光の数千倍に達するものがあった。iv)Si微粒子を酸化処理すると、約50A^^°程度の表面層がSiO_2となったシエル状構造になることが電子顕微鏡観察により確認された。また、この酸化処理されたSi微粒子からのフォトルミネッセンスは、長波長成分からなる表面準位の関与した発光がおさえられ、約1.4eVにピ-クを持ち、可視光領域の2eV付近まですそを引いたスペクトルが観測された。1.levのバンドギャップを持つSiから可視光領域を含むルミネッセンスが観測されたことは、量子サイズ効果の発現の強い証拠である。Siウェ-ハにみられるピ-クからのエネルギ-シフトをもとに粒径を計算した結果、約50A^^°という値が得られた。現在、Si微粒子の非線型光学定数の測定を準備中である。
STM-STS法による半導体表面における吸着水素原子の表面変性効果に関する研究

超微細構造半導体素子の作成プロセスと関係して、水素など軽元素の振る舞いの研究がたいへん重要になってきている。そこで本研究では、STM-STS装置を主に用いて半導体表面の表面構造及び局所電子状態を調べることによって、半導体表面の吸着水素の振る舞いや水素終端面上に成長させた金属薄膜の成長様式に及ぼす水素の影響などを明らかにしてきた。以下に得られた知見や今後の予定を示す。1.水素終端シリコン面上の銀薄膜形成に及ぼす水素の影響本研究代表者は、シリコン表面に予め水素を飽和吸着させておくと、その上での金属(銀)薄膜の成長様式が清浄表面の場合と大きく異なり、エピタキシャル成長が著しく促進されることを以前に発見した(Surf.Sci.242(1991)151)。この現象に対しSTM-STS装置を用いて微視的観察をおこなった結果、シリコン清浄表面に水素を吸着させたときに生成されるシリコンハイドライドクラスタは、その上に銀を蒸着させた場合表面からほとんど脱離し、比較的小さなクラスタだけが銀クラスタ間に存在することがわかった。さらに表面から水素が熱脱離した際には銀クラスタ分解され、そのときにシリコンハイドライド中のシリコン原子を取り込んで2次元層(√3×√3構造)が形成されることを示す結果が得られた。2.ガリウムリン表面に及ぼす水素の影響シリコンなどと比べ、原子スケールでの研究が遅れている化合物半導体(ガリウムリン(GaP)など)に着目し、水素吸着過程やその上での金属薄膜成長過程を調べることを次の実験課題に設定した。そこで、まず最初にGaP(001)清浄表面の作成・表面構造解析を行った。今後は、GaP表面における水素吸着過程、さらに水素終端させた上での金属薄膜形成過程の観察を行う予定である。
単細胞生物クラミドモナスのmiRNAによる生殖制御・環境適応制御の分子機構解明

mRNA-seqを実施し、接合子特異的に発現が誘導される遺伝子群、即ち葉緑体DNAの片親遺伝制御に関わる可能性の高い遺伝子に注目して、野生型株とAGO3変異株の間で発現量が有意に異なる遺伝子を探索した。その結果、接合型+株の核ゲノム上の性決定領域にコードされる機能未知遺伝子EZY2の発現誘導がAGO3変異株で抑えられている事が分かった。立体構造モデルからその機能を予測した結果、DNase活性を持つ可能性が示された。クラミドモナスmiRNAの発現は栄養環境の変化によって激変する事が知られていた。しかしながらそういった環境下においてmiRNA変異株の増殖速度に変化は見られず、そういった観光への適応においてmiRNAの役割は限定的であることを発表した。一方、miRNAの直接の標的をAGO3に結合するmRNAの網羅的解析を行ったところ、光合成における二酸化炭素の固定で重要な働きをするCASの翻訳がmiRNAによって抑制されていることが見いだされた。クラミドモナス葉緑体の母性遺伝制御は、遺伝しない側の葉緑体DNAの不安定化が主な原因であると考えられている。こうした点から、DNase活性をもつ可能性のあるEZY2遺伝子がAGO3変異株において発現が抑えられている点は、このEZY2が葉緑体DNAの不安定化に大きく寄与していることを予測させる結果であり、miRNAを介した母性遺伝制御の分子メカニズム解明に迫る大きな発見であった。また、窒素欠乏、硫黄欠乏環境への適応においてmiRNAの役割は限定的であることを論文発表した一方で、当初計画通り行ったRIP-seqにより、CASを含めたいくつかの遺伝子がAGO3によって翻訳制御されている可能性が示され、クラミドモナスにおけるmiRNAの新たな役割の一端が見えてきた。平成28年度は研究計画通り、野生型株とmiRNA変異株を用いたmRNA-seq解析、sRNA-seq解析を行った。まずAGO3/miRNA複合体によって切断されるmRNAの検出するために、栄養細胞、配偶子細胞、接合後に設定した、クラミドモナスの生活環の中の7つの特徴的な場面において、野生型株とAGO3変異株からのRNA抽出した。このRNAからmRNA-seqに供するライブラリー作製し、次世代シークエンサー(Hiseq1500)を使ってリードを獲得した。獲得したリードを適切に処理し、edgeRによる統計解析を行った。その結果AGO3変異株で有意に発現量の高い遺伝子を24見出した。この中には性決定領域にコードされる遺伝子も含まれていた。また、野生型株と複数のmiRNA変異株の栄養細胞からRNAを抽出し、アクリルアミドゲルで小分子RNA分画を得たのち、それを用いてsmall RNAライブラリーを作製し、次世代シークエンサー解析を行ってリードを得た。リードを適切に処理し、miRAプログラムやCLCゲノミックワークベンチを用いてmiRNAの発現量解析した。またゲノム配列へのマッピング結果と野生型株とmiRNA変異株の比較解析によって新規miRNAを同定した。平成29年度に計画しているRNA immunoprecipitaion-seqを確立させた。この方法は、AGO3によって翻訳が阻害されるmRNA、つまり発現抑制を受けているが野生型株とAGO3変異株ではその蓄積量に差が見られないものを網羅的に探索するための手法である。FLAGタグを付加したAGO3を発現するAGO3変異相補株を使い、細胞の破砕条件、FLAGビーズとの院キューベーション条件、洗浄条件、RNA溶出条件、次世代シークエンサー用ライブラリー作製条件を総合的に検討し、AGO3によって翻訳が抑制されるmRNAを検出できるRIP-seq法を開発した。平成28年度は、実施計画通りmRNA-seqとsmall RNA-seqを行った。その結果、接合後にAGO3変異株でのみ発現が上昇する、つまりAGO3によって発現が抑制できなくなってしまった遺伝子群を24見出すことに成功し、またその中には性決定領域にコードされる遺伝子が含まれていたことから、28年度の大きな目標は達成された。またsRNA-seqの解析から、思いがけず未同定のmiRNA、miRNA前駆体が同定され論文発表できた。さらに平成29年度に向けてRIP-seq法の開発を成功させており、次年度に向けた準備も順調に進んだ。こういったことから、本研究はおおむね順調に進展していると判断した。平成28年度に取得したmRNA-seqデータを詳細に解析した。野生型株において接合子特異的に発現が誘導される遺伝子群、即ち葉緑体DNAの片親遺伝制御に関わる可能性の高い遺伝子に注目し、野生型株とAGO3変異株の間で発現量が有意に異なる遺伝子を探索した。その結果、接合型+株の核ゲノム上の性決定領域にコードされ、接合直後に発現が上昇する機能未知遺伝子EZY2の発現誘導がAGO3変異株で抑えられている事が分かった。立体構造モデルからその機能を予測した結果(SWISS-MODEL)、DNase活性を持つ可能性が示された。クラミドモナスmiRNAの発現プロファイルは、窒素欠乏や硫黄欠乏による栄養環境の変化によって激変する事が知られていた。しかしながらそういった環境下においてmiRNA変異株の増殖速度に変化は見られず、窒素欠乏、硫黄欠乏環境への適応においてmiRNAの役割は限定的であることを発表した(アメリカの研究グループとの共同研究Voshall et al., Sci Rep. 2017)。

一方、AGO3の主要作用モードは翻訳阻害であることから、miRNAの直接の標的をAGO3のRNA immunoprecipitation-seq(AGO3に結合するmRNAの網羅的解析)で解析したところ、光化学系IとIIのステート遷移で重要な働きをするLHCB4の翻訳がmiRNAによって抑制されていることが見いだされた。LHCB4タンパクはmiRNA変異株において増加しており、またそのmRNAのポリA鎖長はmiRNA変異株において短くなっていた。こうしたことから、クラミドモナスにおけるmiRNAを介した翻訳阻害に動物で見られるようなポリAの短鎖化は伴わず、むしろmRNAの安定化や貯蔵に寄与している可能性が示された。クラミドモナス葉緑体の母性遺伝制御は、遺伝しない側の葉緑体DNAの不安定化が主な原因であると考えられている。こうした点から、DNase活性をもつ可能性のあるEZY2遺伝子がAGO3変異株において発現が抑えられている点は、このEZY2が葉緑体DNAの不安定化に大きく寄与していることを予測させる結果であり、miRNAを介した母性遺伝制御の分子メカニズム解明に迫る大きな発見であった。また、窒素欠乏、硫黄欠乏環境への適応においてmiRNAの役割は限定的であることを論文発表した一方で、当初計画通り行ったRIP-seqにより、LHCB4を含めたいくつかの遺伝子がAGO3によって翻訳制御されている可能性が示され、クラミドモナスにおけるmiRNAの新たな役割の一端が見えてきた。こうしたことから、本研究は現在までおおむね順調に進展していると判断した。mRNA-seqを実施し、接合子特異的に発現が誘導される遺伝子群、即ち葉緑体DNAの片親遺伝制御に関わる可能性の高い遺伝子に注目して、野生型株とAGO3変異株の間で発現量が有意に異なる遺伝子を探索した。その結果、接合型+株の核ゲノム上の性決定領域にコードされる機能未知遺伝子EZY2の発現誘導がAGO3変異株で抑えられている事が分かった。立体構造モデルからその機能を予測した結果、DNase活性を持つ可能性が示された。クラミドモナスmiRNAの発現は栄養環境の変化によって激変する事が知られていた。しかしながらそういった環境下においてmiRNA変異株の増殖速度に変化は見られず、そういった観光への適応においてmiRNAの役割は限定的であることを発表した。一方、miRNAの直接の標的をAGO3に結合するmRNAの網羅的解析を行ったところ、光合成における二酸化炭素の固定で重要な働きをするCASの翻訳がmiRNAによって抑制されていることが見いだされた。また、窒素欠乏、硫黄欠乏環境への適応においてmiRNAの役割は限定的であることを論文発表した一方で、当初計画通り行ったRIP-
個別化医療に向けた機能的ｒＳＮＰの同定とデータベースの公開

代表者が開発した改良型Y1H法(Methods in Molecular Biology Volume 977, 2013, pp 125-136)は、転写因子結合部位を系統的に同定するのにコストや効率面で非常に有用である。この手法を用いて、生理的に特に重要な3つの核内受容体(PGR、MR、CAR)のヒトゲノム内の結合部位を同定し、遺伝子多型についても解析するとこで、遺伝子診断に役立つデータの収集と公開を目的として本研究を行った。1年目として、女性の生殖機能の確立や乳がんなどに関係するPGRと男性の生殖機能の確立や前立腺癌などに関係するARのヒトゲノム内の結合部位を合計で64ヶ所同定した。PGR結合配列の近傍には、PGR標的遺伝子として報告があるLIFR遺伝子の下流約50kbの配列が含まれていた。また、AR結合配列近傍には既知のAR標的遺伝子や、GRやPGRの既知標的遺伝子も含まれていた。2年目は、ARやPGRとそれぞれの同定した各結合配列との相互作用の検証を試みたが、実験系の確立が困難であった。しかし、生体外異物代謝に関与するCARに関しては、ほぼ順調に研究を進めることができた。ヒトゲノム内にCARの結合部位を414ヶ所同定した。そして、少なくとも108ヶ所のヒトゲノム配列について、CARと直接的に結合することを確認した。さらに、世界最大のSNPデータベースであるdbSNPとの照合によって、CAR結合配列中に遺伝子多型を見いだし、CARの応答性の個人差を生み出すと考えられるrSNPを17個同定した。代表者が開発した改良型yeast one-hybrid法は、ヒトゲノムに存在する転写因子結合部位を系統的に同定するのにコストや効率面で非常に有用であり、これまでに4つの核内受容体結合部位を各300ヶ所以上ヒトゲノム内に同定してきた。この手法を用いて、生理的に特に重要な3つの核内受容体(PGR、MR、CAR)のヒトゲノム内の結合部位を同定する。同定した結合配列と各核内受容体との相互作用をin vitroとin vivoの独自のハイスループットな実験系で確認し、データベース化する。この情報を世界最大のSNPデータベースであるdbSNPと照合し、転写調節領域上のSNPを同定して、核内受容体に対する応答の個人差を生み出すrSNPを同定する。さらに、Functional rSNP DataBaseとしてWeb上で公開し、テーラーメイド医療の実現に貢献することを本研究の目的とした。酵母を使った実験系は、生細胞の核内という意味では動物細胞と同じであるものの、動物細胞種ごとの特徴的なクロマチン修飾を受けておらず、「転写因子が全ヒトゲノム断片にアクセス可能な状態」と考えられ、細胞種の違いを超えた転写因子の結合配列の探索に適している。そこで、代表者が開発した改良型yeast one-hybrid法を用いて、全ヒトゲノムから核内受容体結合配列を系統的にクローニングする。コロニーダイレクトPCRによってヒトゲノム断片を回収し、得られた配列をシークエンスして染色体上にマッピングする。平成25年度は、主にホモダイマーを形成するPGRとMRについて解析を進め、ヒドゲノム上の結合配列を数十箇所同定することに成功した。当初の目標である「主にホモダイマーを形成するPGRとMRについて解析を進める」という目的を達成しており、ヒドゲノム上の結合配列を数十箇所同定することに成功しているため。2年目は、主にヘテロダイマーを形成するCARについて改良型yeast one-hybrid法を用いて、全ヒトゲノムから結合配列を系統的にクローニングする。ポジティブコロニーについて、コロニーダイレクトPCRにてヒトゲノム断片を回収し、得られた配列をシークエンスして染色体上での位置をマッピングする。また、1年目に同定したPGRとMRの結合配列について、ハイスループットな転写因子-DNA間の結合強度の測定を可能にする独自の実験系(特注の電気泳動槽を用いた96ウェルゲルシフト法と384ウェル1分子蛍光分析法)で、各核内受容体の生化学的な結合強度をin vitroで測定する。

さらに、ヒト細胞株を用いたレポーターアッセイや、PCRで回収したゲノム断片をスポットした低コストなオリジナル・マイクロアレイを用いたクロマチン免疫沈降法によって生細胞内での相互作用を解析する。
山地流域における雨量計により捕捉されない降雨量の推定手法の開発

本研究の目的は、実際の降雨量と雨量計によって捕捉された降雨量との差異を、山岳地帯で測定することである。上空が開け風向が比較的一定の斜面では、風速と雨量計の捕捉率は、3mm以上の降雨で反比例していた。雨量計の降雨捕捉率は降雨の真値に近い雨量検定装置の約6-8割であった。更に平均風速が5mを超えると、降雨捕捉率は約5割まで低下した。森林内外の降雨を比較すると、森林外の降雨捕捉率が低かった。これは、森林外で風速が強く、風向のばらつきが大きいためであると考えられる。以上より、強風下で測定された雨量には捕捉損失が多いことが示された。そのため、風速を含めた雨量評価の必要性がある。本研究の目的は、雨量計の雨滴捕捉率を低下させる要因を明らかにし、その影響を定量評価することである。そのため、初年度および次年度で以下の2課題を実施する。1.降雨捕捉率に影響する要因の現地観測体制を整える。2.観測データを解析し、それらが降雨捕捉率に与える影響を定量的に評価する。初年度となる平成26年度は、主として上記課題1を行った。具体的には、(1)神奈川県丹沢山地堂平地区周辺の上空が開空した場所で、谷斜面と平坦地に雨量計、風向風速計および温湿度計を設置しデータを取得した。雨量計近傍に開口部面積0.8m2の雨量検定装置を設置し雨量データを取得した。また、落葉・着葉により樹冠の開空率が季節変化する壮齢ブナ林内にプロットを作成し、雨量計25個を均等に配置し樹冠通過雨のデータを取得した。ブナ林内プロットに風向風速計および温湿度計を設置しデータを取得するとともに、林内雨把握のため主要なブナの樹幹流量を測定した。雨量計では捕捉しにくい霧状の林内雨の観測体制を整えた。(2)大学構内の上空が開空した平坦地に雨量計、風向風速計および温湿度計を設置しデータを取得した。雨量計近傍に開口部面積0.8m2の雨量検定装置を設置し、降雨量を測定した。(1),(2)の観測機器は5月から10月にかけて順次設置し月24回の頻度で現地観測を行った。観測値の解析から、V字谷斜面では1降雨が3mm以下のときに検定装置と比べて雨量計への降雨捕捉率が低下した。またV字谷斜面で観測された雨量は近傍のブナ林や標高の高い平地で観測された雨量に比べ少なく、谷斜面における地形や風速分布の影響が考えられた。そのため、初年度および本次年度で以下の2課題を実施した。平成27年度は上記課題1を継続しつつ課題2を行った。具体的には、(1)神奈川県丹沢山地堂平地区周辺の上空が開空した場所で、谷斜面と平坦地に設置した雨量計、風向風速計および温湿度計のデータを取得した。雨量計近傍に設置した開口部面積0.8m2の雨量検定装置のデータを取得した。また、落葉・着葉により樹冠の開空率が季節変化する壮齢ブナ林内のプロットに雨量計25個を均等に配置し、樹冠通過雨のデータを取得した。ブナ林内プロットに設置した風向風速計および温湿度計のデータを取得するとともに、林内雨把握のため主要なブナの樹幹流量を測定した。雨量計では捕捉しにくい霧状の林内雨量を観測した。(2)東京都大島町の年間を通して風が強く、上空が開空した斜面にて、雨量計、風向風速計および温湿度計を新たに設置しデータを取得した。雨量計近傍に開口部面積0.8m2の雨量検定装置を新たに設置し、降雨量を測定した。(1)では4月から12月にかけて月24回の頻度で現地観測した。また(2)では通年で毎月1度の頻度で現地観測した。各観測値を降雨イベント毎に解析した結果、谷斜面では降雨5mm以下風速2m未満および5m以上で、雨量検定装置の値が雨量計より大きくなる傾向を示した。強風下斜面では、雨量計の値は雨量検定装置の70-75%であった。ブナ林内および林外の雨量計はほぼ等しい値を示し、林外雨量の過小評価が示唆された。雨量計に捕捉されない降雨が一定量存在し、そのため森林の水収支、特に樹冠遮断を把握する際には風速を含めた解析が重要であると考えた。調査プロットの作成および観測機器の設置は平成27年度中に完了した。強風によるプロットの破損や観測機器の不調により一部のデータが取得できなかったが、研究はおおむね順調に進んだ。本研究の目的は、一般的な気象観測用の雨量計を用いて降雨の捕捉率を低下させる要因を明らかにし、その影響を定量評価することである。そのため、以下の2課題を実施した。平成28年度は上記課題1を継続しつつ課題2を行った。具体的には

(1)神奈川県丹沢山地堂平地区の上空が開空した谷斜面および平坦地に雨量計、雨量検定装置(受雨面積が雨量計の約40倍)、風向風速計および温湿度計を設置しデータを取得した。壮齢ブナ林内のプロットに雨量計25個を均等配置し、樹冠通過雨量のデータを取得するとともに風向風速計、温湿度計、林内雨の分配を把握するためにブナの樹幹流量を測定した。(2)東京都大島町の上空が開空した斜面に雨量計、雨量検定装置(受雨面積が雨量計の約40倍)、風向風速計および温湿度計を設置しデータを取得した。現地調査は丹沢山地では月24回の頻度で4月から12月にかけて、伊豆大島ではおよそ月に1回の頻度を通年でおこなった。各観測値を降雨イベント毎に解析した結果、谷斜面では降雨5mm以下風速2m未満および5m以上で、雨量検定装置の値が雨量計より大きくなる傾向を示した。降雨捕捉率のばらつきは大きく、降雨時の風向変化の影響が示唆された。ブナ林内外の雨量は林外がやや大きいものの、樹幹通過雨量および遮断による損失を考えると林外雨量の過小評価が示された。強風下で風向のばらつきが少ない斜面では、雨量計の降雨捕捉率は雨量検定装置の約6-8割であり、3mm以上のまとまった降雨に対し風速と雨量計の捕捉率は反比例した。平均風速が5mを超えると雨量計の捕捉率は約5割まで低下した。その結果、山岳地帯等、風の強い地域で観測される雨量には捕捉損失が多く含まれ、雨量が過小評価されていることが示された。調査プロットの作成および観測機器の設置は完了したが、落雷による観測機器の破損や不調、強風によるプロットの破損によりデータが一部取得できなかった。そのため、連続データの解析が遅れている。本研究の目的は、一般的な気象観測用の雨量計を用いて降雨の捕捉率を低下させる要因を明らかにし、その影響を定量評価することである。今年度は以下の2課題を実施した。1.降雨捕捉率に影響する要因の現地観測体制を整え、継続的なデータを取得する。2.観測データを解析し、それらが降雨捕捉率に与える影響を定量的に評価する。平成29年度は課題1を継続しつつ課題2を行なった。具体的には、(1)東京都大島町の上空が開空した斜面に設置した雨量計、雨量検定装置(受雨面積が雨量計の約40倍)、風向風速計および温湿度計から気象データ(降雨量、斜面傾斜、風向、風速、温度、湿度、真値に近い降雨量)を取得し解析した。現地調査は通年で、3ヶ月に1回の頻度で行なった。(2)神奈川県丹沢山地堂平地区周辺の上空が開空した谷斜面および森林内の平坦地に設置した雨量計、風向風速計および温湿度計から2014-2016年(3年間)で取得したデータを用い、森林内外での降雨および風速データを降雨イベント別に解析した。その結果、森林内外の雨量は直線回帰式で近似され、林内雨量は林外雨量の約9割を示した。しかし降雨が一定量(3mm以上)の降雨イベントでは森林内外の捕捉雨量はばらつき、森林内の雨量が森林外よりも大きい現象が見られた。風速が大きくなると(最大瞬間風速5m以上)林内外の降雨はおよそ1:1に収束した。丹沢山地の谷斜面では風向の変化が大きく、風速は森林内よりも森林外で強い傾向があるため、風によって降雨捕捉率が低下し、森林外における雨量が過小評価されたと考えた。丹沢山地に比べて風向の変化が少なく、通年で強風下にある伊豆大島斜面での観測と合わせると、山地や海沿い斜面などの風の強い地域で観測される雨量には捕捉損失量が多く含まれると考えられる。これらの地域における観測雨量は実際の雨量よりも過小評価されている可能性が示された。本研究の目的は、実際の降雨量と雨量計によって捕捉された降雨量との差異を、山岳地帯で測定することである。
ヒトプリオン病に対する構造ベースに基づくコンビネーションセラピーの確立

プリオン病は発症すると確実に死に至る感染性の神経変性疾患です。現在、治療薬および治療法はありません。これまでに開発された治療薬は臨床試験まで進んだものの治療効果が十分得られず、副作用が問題となりました。本研究の目的は多剤併用により相乗効果をねらい、投与量を抑えた副作用の少ないコンビネーションセラピーの確立です。これまでの一次スクリーニングにおいて見逃されていたプロテアーゼ感受性感染性オリゴマーを高感度検出法であるRT-QUIC法を応用することにより検出を行うことで、真に有効な治療方法を開発します。
機能性食品包材の分子設計とその評価に関する研究

1.完全収着理論式の誘導:食品包材フィルムの種類を限定することなく香気成分の該当フィルムに対する収着挙動を適切に把握するために、まず収着に直接的に影響を及ぼすポリマー物性因子の特定化を図った。すなわち、物性因子としてフイルムの結晶化度、フレキシビリティーを選択し、両パラメーターの収着に対する影響度を測定した。その結果、結晶化度の異なる3種のポリエチレンフィルム(高密度、中密度、低密度ポリエチレン)に対する収着量と収着時に働くエネルギー変化量(Vv[δv^2-δc^2]/RT)の間には比例関係が存在し、結晶化度は収着エネルギーに対して約4.2%の負の抑制効果を示すことを明らかにした。さらに、フレキシビリティーの指標であるTgと収着量の関係をEVOH(32mol%エチレン含量)フィルムを用いて検討した結果、水分吸着に伴うTgの低下(68°Cから-9°Cへと低下)に従って香気成分の収着量は増大したが、Tgが一定の場合には吸着量は測定温度依存的に減少することが判明した。従って、フィルムのTgが一定とみなされる条件では実際温度とTgとの温度差と収着量との間には何らかの相関関係が成立するものと考察された。2.低分子ガスの透過性を良好に反映することが可能なPermachor値を用いてγとの関係を明らかにした。Parmachor値は次式で示されるようにフィルムの凝集エネルギーと自由体積から算出される。その結果、気相系におけるγとPermachor値との間には相関係数0.993の良好な比例関係が成立した。このことは、香気成分の吸着挙動を予測する上でフィルムの結晶性は極めて重要であることを示唆しており、気相系における吸着式を次のように誘導した。以上、本研究によって気相系での香気成分の収着を予測し得る吸着理論式を誘導し得た。これにより、固体食品において香りの損失が最少となる包材の選択、設計が初めて可能となった。なお、水溶液系においてはPermachor値の補正のみでは理論式の設定は不可能であった。これは、前述したように水溶液系では水分吸着によるTgの変化など、より多くの因子が関与しているためであると推察された。すなわち、物性因子としてフィルムの結晶化度、フレキシビリティーを選択し、両パラメーターの収着に対する影響度を測定した。その結果、結晶化度の異なる3種のポリエチレンフィルム(高密度、中密度、低密度ポリエチレン)に対する収着量と収着時に働くエネルギー変化量(Vv[dv^2-dc^2]/RT)の間には比例関係が存在し、結晶化度は収着エネルギーに対して約42%の負の抑制効果を示すことを明らかにした。さらに、フレキシビリティーの指標であるTgと収着量の関係をEVOH(32mol%エチレン含量)フィルムを用いて検討した結果、水分吸着に伴うTgの低下(68°Cから-9°Cへと低下)に従って香気成分の収着量は増大したが、Tgが一定の場合には収着量は測定温度依存的に減少することが判明した。

従って、フィルムのTgが一定とみなされる条件では実際温度とTgとの温度差と収着量との間には何らかの相関関係が成立するものと考察された。2.表面極性の異なるフィルムの作製:ポリマー特性を変えず、表面極性のみの異なるフィルムを作製することは本研究を遂行する上で重要な課題である。そこで、EVAフィルムに対してメタノールとのエステル交換反応によりOH基を表面限定導入した。その結果、香気成分の収着挙動は表面OH基導入量の増大とともに減少し、リモネンで約60%の低下(OH基量3.46mol%)となった。1.完全収着理論式の誘導:食品包材フィルムの種類を限定することなく香気成分の該当フィルムに対する収着挙動を適切に把握するために、まず収着に直接的に影響を及ぼすポリマー物性因子の特定化を図った。すなわち、物性因子としてフィルムの結晶化度、フレキシビリティーを選択し、両パラメーターの収着に対する影響度を測定した。その結果、結晶化度の異なる3種のポリエチレンフィルム(高密度、中密度、低密度ポリエチレン)に対する収着量と収着時に働くエネルギー変化量(Vv[δv^2-δc^2]/RT)の間には比例関係が存在し、結晶化度は収着エネルギーに対して約4.2%の負の抑制効果を示すことを明らかにした。さらに、フレキシビリティーの指標であるTgと収着量の関係をEVOH(32mol%エチレン含量)フィルムを用いて検討した結果、水分吸着に伴うTgの低下(68°Cから-9°Cへと低下)に従って香気成分の収着量は増大したが、Tgが一定の場合には収着量は測定温度依存的に減少することが判明した。2.低分子ガスの透過佐を良好に反映することが可能なPermachor値を用いてγとの関係を明らかにした。Permachor値は次式で示されるようにフィルムの凝集エネルギーと自由体積から算出される。その結果、気相系におけるγとPermachor値との間には相関関係0.993の良好な比例関係が成立した。このことは、香気成分の収着挙動を予測する上でフィルムの結晶性は極めて重要であることを示唆しており、気相系における収着式を次のように誘導した。S=So exp πVv(δv^2-δc^2)RT=So exp 71 ln[(δ^2/fv)-5.7]Vv(δv^2-δc^2)/RT以上、本研究によって気相系での香気成分の収着を予測し得る収着理論式を誘導し得た。これにより、固体食品において香りの損失が最少となる包材の選択、設計が初めて可能となった。なお、水溶液系においてはPermachor値の補正のみでは理論式の設定は不可能であった。これは、前述したように水溶液系では水分収着によるTgの変化などより多くの因子が関与しているためであると推察された。
感化院・少年教護院における実践思想の系譜とその展開

児童自立支援施設は「不良行為をなし、又はなすおそれのある児童」等を対象に「自立を支援」すること等を目的とした施設である。この施設は、感化法にもとづく感化院に始まり、少年教護法にもとづく少年教護院、児童福祉法にもとづく教護院、児童福祉法第50次改正で児童自立支援施設へと名称等を変え、今日に至っている。本研究は、感化院長らが児童の鑑別等を課題として感化法改正・少年教護法制定を求めた1920年代後半から少年教護法の施行を経て総力戦体制への参加が求められた1940年代はじめの時期、感化院・少年教護院の実践とそれを主導した思想の展開を、児童自立支援施設所蔵資料等の検討によって明らかにするものである。