hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
GISとLCAの結合による都市構造の多次元的評価

GIS(地理情報システム)の上で地域を対象としたLCA(ライフサイクルアセスメント)を行い,都市の空間構造を環境負荷のみならず,建設・運用コスト等の視点からも多次元的に評価し,低負荷型の都市構造へと誘導するための手法を検討した。温熱需要量の多寡や充足率の多寡がLCAの結果に与える影響を考察するため,4つのフィールドを対象に結果の比較を行った。中野区中央1丁目付近における温熱需要量は20Gcal/時程度であるのに対し,足立区島根2丁目付近のそれは10Gcal/時程度に過ぎないが,充足率はともに100%である。いずれも住宅の床面積のウェイトが高い地域であるが,前者が高層が多いのに対し後者は低層が多く,この温熱需要の差につながっている。LCE(ライフサイクルエネルギー),LCCO_2(ライフサイクルCO_2)及びLCcost(ライフサイクルコスト)が逆転するまでの時間(ペイバックタイム)の比もほぼ1:2程度である。LCcostは建設段階のウェイトが高いため,逆転までにとりわけ長い期間を要する。建設段階におけるLCE,LCCO_2,LCcostは地域暖房プラントの建設,ヒートポンプへの取水設備の建設,地域配管によるものの和で与えられる。しかしいずれのフィールドにおいても0.8PJ,20Kt-C,202億円であった。これらの値は地域配管のみの値にほぼ等しいことから,建設段階における3つの値はピーク負荷の規模によらず地域配管のみで決まってしまうことが明らかになった。このように細密地理情報を活用し,LCAの手法を地域・街区に適用することが可能である。また,温熱需要が大きいということは,地域熱供給システムの導入にとってLCAの面から見ても有利である。
がん指向性ナノバブルを利用した低侵襲的早期超音波がん診断・治療システムの構築

がん組織内の血管内皮細胞をターゲティングし、がんの早期診断や超音波治療に適用可能なバブルの開発を試みた。この目的を達成するためには、血中安定性に優れたバブルを開発する必要がある。そこで本研究では、バブルの殻組成を最適化し、血中安定性が高く、がん組織内の新生血管内皮細胞に結合するペプチドを修飾したバブルの開発に成功した。今回の研究で開発したバブルを利用することで、効果的ながんの早期超音波診断や超音波治療につながると期待される。本研究の目的は、がん組織内の新生血管内皮ターゲティング型バブルと診断用超音波を利用した早期がん診断法の開発および治療用超音波を利用したがん組織血管傷害療法と免疫療法の併用によるがん治療効果の増強である。本年度は、新生血管内皮細胞のターゲティング可能なバブルの開発に着手した。今回は、がん組織の新生血管内皮細胞に選択的に結合するcyclic RGD (cRGD)ペプチドを修飾したマイクロバブルを調製した。そして、このバブルを担がんマウスに投与し、その集積性を超音波造影装置で確認した。なお、今回の検討ではがん組織内を流れているバブル由来の超音波造影シグナルを検出するため、バブル投与10分後にがん組織に向けバブルを崩壊できる音圧の超音波(フラッシュエコー)照射を行い、フラッシュエコー照射前後の造影輝度の差分を指標にがん組織へのバブルの集積性を評価した。その結果、コントロールペプチド(cyclic RAD)を修飾したバブルではフラッシュエコー照射前後で造影輝度に大きな差は認められなかった。一方、cRGD修飾バブルでは、フラッシュエコー照射後に造影輝度の減弱が認められた。このことよりcRGDペプチド修飾によりがん組織にバブルが集積していることが明らかとなった。さらに、cRGDペプチド以外の配列のペプチドによるがん組織ターゲティング能を評価した。今回の検討ではファージディスプレイ法で見出されているペプチド配列であるCGKRKを修飾したバブルを調製し、そのがん組織集積性を評価した。その結果、CGKRKペプチド修飾バブルは、コントロールペプチド(CKGRK)ペプチド修飾バブルに比べ、がん組織に効率よく集積することを発見した。このように本年度は、がん組織にターゲティング可能なバブルを見出すことができた。本研究では、がん組織血管内皮細胞ターゲティング型バブルと超音波を利用した早期がん診断法の開発および治療用超音波を利用したがん組織血管傷害療法の開発である。平成27年度の検討においてがんの新生血管に集積するcyclic RGD (cRGD)ペプチド修飾バブルの開発を行った。平成28年度はcRGDペプチド修飾バブルを投与後に治療用超音波照射を行い、がん組織の傷害性を評価した。しかし、がん組織の傷害はほとんど認められなかった。これはがん組織に十分量のバブルが集積しなかったためであると考えられた。そこで、バブルのがんへの集積性の向上を目的に、バブルの血中安定性を改善し、がん組織への集積後も安定に存在しうるバブルの開発を試みた。バブルの安定性には、気泡表面を覆っている殻の成分が大きく影響する。そこで、気泡の殻組成を変え、その安定性をin vitroの系で検討した。その結果、ジステアロイルフォスファチジルグリセロール(DSPG)を添加することでバブルの安定性が向上することが明らかとなった。次に、DSPG含有バブルの血中安定性について超音波造影輝度を指標に検討したところ、DSPGの添加により血中安定性が向上した。そこで、血中安定性が向上したバブルにcRGDペプチドを修飾し、in vitroにおいて血管内皮細胞への接着性を検討した。その結果、cRGD修飾により効率よく血管内皮細胞にDSPG含有バブルが結合することが明らかとなった。本研究では、血中安定性の高いバブルにがん新生血管へのターゲティングに必要なcRGDペプチドを修飾した新たなタイプのバブルの開発を行い、培養した血管内皮細胞に効率よく結合することを見出した。このことから、本バブルのがん組織の早期超音波診断および治療用超音波との併用による治療への応用が期待される。本年度の計画では、がん組織ターゲティング可能なバブルの開発を行うこととしていた。実際に、今回の検討では2種類のがん組織ターゲティング可能なバブルを見出すことができた。一方で、本年度予定していたペプチド修飾量の最適化や治療用超音波照射との併用による殺細胞効果の評価を行うことはできなかった。薬物送達学がん組織ターゲティング型バブルのがん組織集積性を超音波造影で確認できたため、治療用超音波照射との併用による新生血管傷害療法に向けたバブルの最適化を行う。実際には、がん組織への集積効率を高めるため、バブル表面に修飾するペプチド量の最適化やバブルの血中安定性の評価を行う予定である。そして、最適化したバブルと治療用超音波照射の併用による新生血管傷害療法によるがん治療効果について検討する。また、がん治療効果が認められる条件が得られた段階で、養子免疫療法や抗体療法などの免疫療法との併用を行い超音波がん治療と免疫療法のがん治療効果の相乗効果について評価する予定である。

当該年度において、ターゲティングバブルを調製後にその最適化や安定性評価、治療用超音波照射との併用による細胞傷害性評価を行う予定であった。しかし、バブルの調製のみで当該年度が終了してしまったため、次年度使用額が生じた。当該年度に行う予定であった検討項目が次年度に移行したため、その検討項目の検討に使用する予定である。
自己組織的ナノ・マイクロ構造化ITO代替フレキシブル透明電極

本研究ではレアメタル資源の枯渇問題を解決するため、ITOを使用しない透明導伝膜の作製方法の開発およびその機能評価を行った。我々は自己組織化現象を利用した高分子のネットワーク構造作製を報告してきた。本研究ではその技術を応用し、金微粒子溶液のディウェッティングによる金ラインアンドスペースパターンの作製を行い、その機能性を評価した。その結果、可視光の透過率が80%程度で導電性もITO透明導伝膜に匹敵するほど有している、さらにフレキシブルな基板上への作製が可能なことが明らかとなり、ITO代替材料としての応用が期待される結果が得られた。連続したネットワーク構造であるハニカム様多孔質高分子フィルムとdewettingで形成されたメッシュならびにシェルピンスキー・ガスケット構造の作製に関して、そのサイズ制御に重要であると考えられる界面活性剤の合成および金属ナノ粒子の合成を行った。界面活性剤として用いる両親媒性高分子の親水部と疎水部の割合を変えて系統的に合成した。合成した両親媒性高分子を用いてハニカムフィルムを作製し、光学顕微鏡および走査型電子顕微鏡を用いて構造観察を行った。その結果、小孔径のハニカムフィルムの作製条件が明らかになった。両親媒性ブロックコポリマーを疎水性溶媒に溶解させ、逆ミセルを形成させた後、金属塩を加えることで、ミセルのコアに金属塩を導入した。その後、還元剤を添加することにより疎水ポリマーで被覆された金属ナノ粒子を合成した。金属塩濃度や還元剤の量を変化させ同様に金属ナノ粒子を作製した。得られた金属ナノ粒子を透過型電気顕微鏡により観察した結果、210nm直径の金属ナノ粒子の周囲をポリマーが被覆していることがわかった。連続したネットワーク構造であるハニカム様多孔質高分子フィルムのフォトクロミズムを利用した選択的金属化に関して検討を行った。透明導伝膜として使用するにあたり、必要な部位にのみ導電性を付与することは、パッシブ型のタッチパネル等に用いられる異方性透明導伝膜の作製において非常に重要になる。そこで紫外線照射により双性イオンを生み出す、スピロピランを側鎖に有する界面活性剤をラジカル共重合により合成した。この界面活性剤を用いて高湿度下で塗布・製膜することでハニカム様多孔質高分子フィルムの作製に成功した。また、合成した界面活性剤のスピロピラン側鎖は紫外線を照射することで正電荷と負電荷を生み出し、この負電荷に触媒作用を有するパラジウムイオンを錯化させ、ヒドラジンを用いて還元、その後無電解メッキにより銀を析出させることで、紫外線を照射した部位にのみ銀に由来する導電性を付与することができ、実際に作製したハニカム様多孔質高分子フィルムの選択的メッキにも成功した。また、鋳型となったハニカム様多孔質高分子フィルムは、無電解メッキにより析出させた銀の微細構造を残したままクロロホルム等の溶媒により溶出することが可能であり、溶出させた界面活性剤は繰り返しハニカム様多孔質高分子フィルムの作製に利用が可能であると考えられる。本年度合成した界面活性剤を利用し、小孔径ハニカム様多孔質高分子フィルムを作製することで、任意のパターンに簡単に加工可能な透明導伝膜の作製が可能であると示唆された。本年度はDewettingを利用した異方性透明導伝膜の作製に関して集中して検討を行った。金イオンを相関移動触媒およびアルキルチオール存在下、水素化ホウ素ナトリウムで還元することで、平均粒径3nmの金ナノ粒子を合成した。合成した金ナノ粒子をクロロホルムに分散させ、Dewettingによりラインアンドスペース状に金ナノ粒子を並べた。このとき、金ナノ粒子分散液の濃度や、作製条件を変えることで、ライン幅やそのスペース、ライン上に有する金ナノ粒子の量を制御することができた。その後200°Cで2時間焼成することで金ナノ粒子を溶融させ、金のラインアンドスペース構造を作製した。作製した金ラインアンドスペース構造の導電性を測定したところ、3.82×10^3S/cmというITOに匹敵する高い導電性を有しており、また、透過率を測定したところ350nm-800nmの可視光領域において80%を超えていることが明らかとなり、異方性透明導伝膜の作製に成功した。この手法は200°Cと言う比較的低温での金ナノ粒子の焼結を可能としており、実際にフレキシブルプラスチック基板上にも作製可能であり、500nmの波長において75%を超える透明性を有するフレキシブル異方性透明導伝膜の作製に成功した。本手法は金ナノ粒子分散液を塗布、焼結するだけで作製可能なため、非常に簡便かつ省エネルギープロセスであり、装置を大型化することで簡便に大面積作製することができる。本手法で作製した異方性透明導伝膜はパッシブ型のタッチパネルに応用可能であり、様々な用途での使用が期待される。
課題発見解決型フィールドワーク教育の多面的評価方法の構築

課題発見・解決思考力に対する科学教育、フィールドワーク教育の効果分析前年度に引き続き、自然科学、社会科学の専門基礎的な科学教育とフィールド教育を実施し、これまでで開発した評価システムを使って評価を行った。愛媛県は平成30年7月豪雨災害に見舞われ、愛媛大学社会共創学部ではボランティア活動などの準正課教育、フィールドワーク実習などの正課教育も含めて実践的活動を行った。その成果をこれまで開発してきたeポートフォリオシステムを用いて振り返り活動を行うことで学習成果を確認することができた。なかでも災害復旧活動に取り組んだ学生は、学習意欲が高まると同時に愛大コンピテンシーの形成も見られることを定性的かつ定量的に示すことができた。また、1年生からフィールドワーク実習など実践型教育を積み重ねてきた3年生に対して、ワークショップを持ちいた学習振り返り活動をアクティブラーニングを用いて実践した結果、実践型教育が社会人基礎力の形成にも資することがテキスト分析から明らかになった。フィールドワーク教育の評価システムの見直しこれまでのフィールドワーク学習の評価をeポートフォリオを用いて蓄積したデータを用いてこれまでの活動の中で特徴的なものをディプロマポリシーに沿って棚おろしするディプロマサプリメントシステムを開発し、eポートフォリオシステムに組み込んだ。課題発見・解決型フィールドワーク教育パッケージの提案これまでのフィールドワーク実習の実績から観光、地域活性化、産業振興など多様な課題発見・解決型フィールドワーク教育パッケージを作成した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。課題発見・解決思考力を育む科学教育とフィールドワーク教育の連携のために、国内、海外の大学において実践されているフィールドワーク教育と導入教育のカリキュラム事例と効果を収集し、導入教育で取り入れられている自然科学、社会科学とフィールド教育の教育目標等に着目して、関係性を分類し、科学教育とフィールドワーク教育の連携に関する課題を把握した。また、愛媛大学社会共創学部の授業カリキュラムにおいて、課題発見、解決思考力を育成するために、自然科学と社会科学の基礎的な専門講義科目とフィールドワーク科目を組み合わせた学習プランを検討した。また、フィールドワーク教育のルーブリック評価法を開発するために、地域のステークホルダーから収集したナラティブの活用方法を検討した。あわせて、フィールドワーク教育の評価として、自己評価、チーム内の他学生による評価、教員による評価、地域ステークホルダーからの多様な主体による方法を検討し、評価シートを作成した。これは、評価項目の自覚、評価対象としての意識、自己評価と他者評価のギャップからの気づきをもたらすことが期待されるさらに、eポートフォリオ(ecrip)を作成し、1年次のフィールドワーク基礎実習も含めたポートフォリオ活動を実践した。ポートフォリオシステムに記入されたテキストを用いて共起分析を行い、フィールドワーク基礎実習の教育目標の達成に関する課題を明らかにした。フィールド地域における地域づくり活動の把握については、フィールドワークの対象地における地域づくり活動を把握した。多様なフィールドワークの実践地域を対象に、フィールドの自然環境条件、人口等の社会経済的条件、歴史的な背景や風俗・文化、自治会等の地縁組織やNPO等の組織による地域づくり活動のこれまでの実施状況等を把握した。フィールドワーク教育と自然科学、社会科学の基礎的知識を連携した授業カリキュラムを作成するとともにecripと称するeポートフォリオシステムを構築するなど、2年次以降の本格的なフィールドワークに対する準備が予定通り行うことができたため。課題発見・解決思考力に対する科学教育、フィールドワーク教育の実践と効果分析自然科学、社会科学の専門基礎的な科学教育と愛媛県内の東予、中予、南予の地域特性に応じた多様な地域においてフィールド教育を実施した。フィールドは愛媛県内の都市から農山漁村にわたり、テーマもものづくり、地域づくり、産業づくり等多様なテーマを取り扱う。具体的には、紙産業が集積している四国中央市におけるものづくりに関するフィールドワーク、観光資源を活かした松山道後地区でのフィールドワーク、南海トラフや集中豪雨時を想定した防災まちづくり、高齢化が進んだ地方部での健康づくりを目指したフィールドワークなどのフィールドワークの実践事例を蓄積することができた。各フィールドでは地域のステークホルダーに対してヒアリングなど調査だけではなく、報告会を行うなどコミュニケーションを密にとりあって、ステークホルダーからも高い教育効果があるとの評価をもらうことができた。また、課題発見、解決思考力に対しては、28年度に作成したポートフォリオのシステムを使って、科学教育とフィールドワーク教育の効果について傾向を分析した。フィールドワーク教育の評価システムの見直しフィールドワーク学習の評価をeポートフォリオを用いて蓄積する。その際には経験学習の枠組みを用いて、フィールドワーク中の具体的な経験と自らの学びを内省化させることによって、次の経験に活かせるように学びを概念化させることができた。自然科学、社会科学の専門基礎的な科学教育と愛媛県内の東予、中予、南予の地域特性に応じた多様な地域においてフィールド教育を実施できた。フィールドは愛媛県内の都市から農山漁村にわたり、テーマもものづくり、地域づくり、産業づくり等多様なテーマを取り扱うことができた。課題発見、解決思考力に対しては、ポートフォリオのデータを活用しながら傾向を把握することができた。また、フィールドワーク教育の評価システムの見直しについては経験学習の枠組みを取り入れることによってより学びを明確にすることができた。

その成果をこれまで開発してきたeポートフォリオシステムを用いて振り返り活動を行うことで学習成果を確認することができた。なかでも災害復旧活動に取り組んだ学生は、学習意欲が高まると同時に愛大コンピテンシーの形成も見られることを定性的かつ定量的に示すことができた。また、1年生からフィールドワーク実習など実践型教育を積み重ねてきた3年生に対して、ワークショップを持ちいた学習振り返り活動をアクティブラーニングを用いて実践した結果、実践型教育が社会人基礎力の形成にも資することがテキスト分析から明らかになった。フィールドワーク教育の評価システムの見直しこれまでのフィールドワーク学習の評価をeポートフォリオを用いて蓄積したデータを用いてこれまでの活動の中で特徴的なものをディプロマポリシーに沿って棚おろしするディプロマサプリメントシステムを開発し、eポートフォリオシステムに組み込んだ。課題発見・解決型フィールドワーク教育パッケージの提案これまでのフィールドワーク実習の実績から観光、地域活性化、産業振興など多様な課題発見・解決型フィールドワーク教育パッケージを作成した。2年次以降、地域のステークホルダーと密接に関わるフィールドワーク教育が始まるため、ecrip(eポートフォリオシステム)を活用して教育効果の時系列的な分析を行っていく。さらに地域のステークホルダーの態度、行動変容についてあわせてデータを蓄積していくことを予定している。過去2年間のフィールドワーク教育では経験学習理論を踏まえたラーニングログを作成してきた。このラーニングログをもとにしてフィールドワーク教育のどのような活動が学びに繋がり、学生自身の成長として内省化されたのかを明らかにする。また、フィールドワーク教育の学びを深める科学教育の連携度を明らかにするためにスキルの活用度等のデータを用いる。それらの結果を踏まえて、フィールドワーク教育の評価ツールとして、学習プロセスを効果的、効率的に記録、蓄積できるeポートフォリオによる評価システムに改良を試みる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
置換クロマトグラフィ-・イオン交換法によるリチウム同位体分離の検討

核融合炉ブランケットの設計にあたっては、トリチウムの増殖比を増加させるために、Liー6を濃縮したリチウムを採用する必要がある。イオン交換法でLiー6を濃縮すると、その濃縮費が核融合炉に投入するエネルギ-の大半を占める、という評価もあるが、同位体分離のコストを評価するための工学的基礎デ-タは不足している。本年度は、前年度に構成した実験装置に、更に液移送ポンプを1台追加し、長距離展開が可能となるように改造し、デ-タを取得した。前年度の予備試験で明らかになったように、スチレン系強酸性イオン交換樹脂SKー116を用いて、酢酸リチウム,酢酸ナトリウム,塩酸で構成する系では、Liー6を濃縮するLiー吸着帯は目で見えない。Liー吸着帯を検出することは、長期間の連続分離実験に必須の技術なので、本年度も昨年度に引き続き、吸着帯の界面検出と、それに付随する問題に重点をおいて検討した。その結果、1、微量通過型pHメ-タを流路内に組み込めば、Liー吸着帯の前端は検出可能である。後端は検出不能であるが、置換クロマトグラフィ-が維持されていれば、前端からの距離が変わらないので予測可能。2、pHメ-タを組み込むと、Li吸着帯内部のLiー6同位体比の分布に異常が生じる。すなわち、吸着帯後端で濃縮されたLiー6の濃度が、最後端で減少する。3、上記のLiー6同位体濃度の落ち込み現象は、pHメ-タ内の緩衝溶液(KCl)がわずかに流路に混入することが原因であることを、pHメ-タをはずした〓にKClを混入させる実験で現象を再現して確認した。4、展開剤を酢酸ナトリウムから酢酸カリウムに変更しても、置換クロマトグラフィ-は維持でき、Liー6同位体分離も可能である。などが、わかった。核融合炉ブランケットの設計にあたっては、トリチウムの増殖比を増加させるために、Li-6を濃縮したリチウムを採用する必要があるが、イオン交換法によりLi-6濃縮すると、その濃縮費が核融合炉に投入するエネルギ-の大半を占める、という評価もあり、その採用が現実的になり得るかは、十分検討されていない。このように、Li同位体分離のコストは、ブランケットの概念や経済性に大きく影響するが、評価のための工学的デ-タが不足している。本研究は、この基本デ-タの取得を目的とするものである。本年度は、今後の実験結果との比較の基準とする意味で、前述の評価の基礎となったLi-6濃縮実験(藤根ら、JAERI-M9735,1981)と類似のシステムを構成した。すなわち、スチレン系強酸性イオン交換樹脂SK-116を用いて、リチウム原液は酢酸リチウム、展開剤は酢酸ナトリウム、再生液は塩酸である。Li-6濃縮するためには、イオン交換樹脂カラム中を、Li-吸着帯を長距離移動させる必要があるが、高さ1mのカラムを数基直列に結合するだけでは不足で、何度も繰り返し循環させなければならない。本年度購入した液体クロマトグラフ流距制御装置は、そのために用いられ、恒温循環水槽は、カラム温度を長期間一定に保つために使用される。予備実験を行ったところ、Li-吸着帯は、目で見ただけでは、どこに存在するか、わからなかった。Li-吸着帯の界面検出は、長期間の連続分離実験に必須となるので、本年度は、吸着帯の界面検出に重点をおいて検討した。すなわち、インラインでpHメ-タ-、分光光度計、オフラインで原子吸光計を用いて調べた。その結果、分光光度計では前後端とも不検出、pHメ-タでは前端のみ検出、原子吸光計によるリチウム測定は、オフラインではあるが、前後端ともよく検出できることがわかった。今後は、後端界面をインラインで検出できる方法を開発して、実験を続けたい。3、上記のLiー

6同位体濃度の落ち込み現象は、pHメ-タ内の緩衝溶液(KCl)がわずかに流路に混入することが原因であることを、pHメ-タをはずした〓にKClを混入させる実験で現象を再現して確認した。4、展開剤を酢酸ナトリウムから酢酸カリウムに変更しても、置換クロマトグラフィ-は維持でき、Liー6同位体分離も可能である。などが、わかった。
湿り材料の各種伝熱特性値同時測定システムの開発

本研究は、模擬太陽装置をもつ風洞内に湿リ材料を設置して、材料内部の含水条件、材料表面の気流および放射条件を制御することにより任意の外界気象に応じた伝熱現象を再現し、非定常状態における各種伝熱特性値を迅速に計測するシステムの開発を行うものである。研究成果は以下のとおりである。1.湿り材料の伝熱解析モデルとして、熱・水分同時移動方程式に基づく詳細な計算モデル(精算法)と、熱・水分移動現象を各計算区間毎に等価な熱定数に置き換えて、この熱定数を逐次状態遷移式による定数系の熱伝導式に導入する簡易計算モデル(簡易法)を取り上げ、それぞれのモデルに対する伝熱特性値の測定・同定方法を整理検討した。本システムで測定する伝熱特性値としては、複数の伝熱特性値を同時に且つ迅速に計測することが可能な、簡易法に即した伝熱特性値を選び、この同定アルゴリズムを作成した。2.簡易法に基づく各種伝熱特性値の計測装置を作製した。この装置は試料への給水と送風の設備を有し、試料表面に模疑太陽光の照射が可能である。3.本計測装置内に保水した試料(ALC板)を設置して、非定常状態の試料上面・底面温度,試料底面熱流,試料重量,試料上部の風速と空気温湿度を測定した。これらのデ-タより、各時刻の比熱,熱伝導率,熱拡散率等を求め、さらに、含水率をパラメ-タとして各伝熱特性値を整理した。4.鉛直外壁を対象に、精算法と簡易法による期間貫流熱負荷を比較した。簡易法による期間貫流熱負荷は、精算法によるものと大差ない。吸放湿量が少ない普通コンクリ-ト壁体などにおいては、簡易法と精算法の期間貫流熱負荷はほぼ等しい値となる。本研究は、人口気候実験室内に模擬太陽光源をもつ風洞装置を設置して湿り材料内部の含水条件、材料表面の気流および放射条件を制御することにより任意の外界気象に応じた伝熱現象を再現し、非定常状態における複数の伝熱特性値を同時に且つ迅速に計測するシステムの開発を行うものである。本年度は、測定装置および計測システムの設計・製作、風洞実験による湿り材料表面の熱・水分伝達に関する検討、湿り材料内部の熱・水分同時移動現象に関する基礎研究を行った。具体的な研究成果は以下の通りである。1.模擬太陽光源を持つ風洞装置の製作を完了し、試料面の放射量分布および風洞内風速分布を測定した。風洞装置を設置した人工気候実験室の温湿度制御特性についても明らかにした。2.風洞装置を用いて、水平試料下面を加熱した場合や、試料表面を放射加熱した場合、飽水化した試料からの水分蒸発を考慮した場合など、伝熱現象の違いが対流熱伝達に及ぼす影響や、熱・水分伝達連成現象下における対流熱伝達と物質伝達の関係について検討し、自然対流と強制対流の共存対流熱伝達および共存対流物質伝達を近似する新たな整理式を提示した。この整理式は試料表面熱収支の解析プログラム作成に有用である。3.湿り材料内部の熱と水分の同時移動現象を解析するための手法として熱・水分同時移動方程式を取り上げ、解析に必要な各種物性値を測定した。さらに、風洞装置による乾燥実験結果と熱・水分同時移動方程式を用いた計算結果の照合を行った。なお、湿り材料には硅酸カルシウムゾノトライト板を用いた。4.熱・水分同時移動方程式を用いた数値計算により、外界気象条件下における建築外壁の熱と水分の同時移動について解析した。

本研究は、模擬太陽装置をもつ風洞内に湿り材料を設置して、材料内部の含水条件、材料表面の気流および放射条件を制御することにより任意の外界気象に応じた伝熱現象を再現し、非定常状態における各種伝熱特性値を迅速に計測するシステムの開発を行うものである。本年度の研究実績は以下のとおりである。1.湿り材料の伝熱解析モデルおよび伝熱特性値同定方法に関する検討熱・水分同時移動方程式に基づく詳細な計算モデル(モデル(1))と、熱・水分移動現象を各計算区間毎に等価な熱定数に置き換えて、この熱定数を逐次状態遷移式による定数系の熱伝導式に導入する簡易計算モデル(モデル(2))を取り上げ、それぞれのモデルに対する伝熱特性値の測定・同定方法を整理検討した。本システムで測定する伝熱特性値としては、複数の伝熱特性値を同時に且つ迅速に計測することが可能な、モデル(2)に即した伝熱特性値を選び、この同定アルゴリズムを作成した。2.伝熱特性値の測定と整理模擬太陽装置をもつ風洞内に、保水した試料(ALC板)を設置して非定常状態の試料上面・底面温度,試料底面熱流,試料重量,試料上部の風速と空気温湿度を測定した。これらのデ-タより、各時刻の比熱,熱伝導率,熱拡散率,蒸発比を求め、さらに、含水率をパラメ-タとして各伝熱特性値を整理した。また、試料上の空気温湿度および気流速度を変えて実験を行い、再現性に関する検討も行った。3.伝熱特性値同時測定システムの実用性の検討および研究全体の総括ALC板を対象にして、解析モデル(2)による計算結果(上記の伝熱特性値を使用)、解析モデル(1)による計算結果、および実測値を比較し、モデル(2)と伝熱特性値の妥当性を検討した。最後に、本測定システムの問題点および今後の課題を明らかにした。
実時間複製反応モニタリングによる小型並列高速DNAシーケンサーの開発

進化分子工学実験から生ずる多種の変異体のDNAシーケンシングや、SNP解析のためのDNAシーケンシングは、配列がほとんど同じものの少しの違いを多量の試料に対して行う必要がある。以前から提案しているDNA複製反応を実時間で電気化学的にモニターすることによって配列を決定する並列高速シーケンサーはこの要求にマッチしている。その基本原理は、DNA複製反応が1塩基伸長に伴い、平均0.3個のプロトンが吸収されること(at pH7)に基づく。次のような段階でその実用化を検討した。(1)固定化タグ配列(ブイDNA)の固定化密度は従来のコンストラクトでも十分量を達成していたが、今回導入したヘアピン状ブイDNAのヘアピンループ中央に配置したチオUを介してゲート表面にジスルフィド結合させる方法でも、1.3x10^4分子/μm^2という十分量を達成できた。ブイDNAに対する相補タグ配列を持つ未知配列DNAのハイブリダイゼーションの効率も70%に達した。この結果、理論検出限界の10倍量の未知配列DNAを固定化できたことになる。(2)この試料DNAをブイDNAから剥離し、ブイDNAを再利用できることを確認した。(3)1対の差動型ISFETを薄型フローセルに固定化した装置を改良し、セルフプライミングDNAの10塩基長の伸長に伴うpH変化を観測し、立ち上がり時間60sで8.5mVの出力を得た。この出力は1塩基伸長を観測できる大きさである。立ち上がり時間の遅さは、本方法の特長である高速性を損なう。これは表面複製反応の遅さではなく、Microfludics技術の未熟さに起因する液間界面の平坦化に起因することが判明した。進化分子工学実験から生ずる多種の変異体のDNAシーケンシングや、SNP解析のためのDNAシーケンシングは配列がほとんど同じものの少しの違いを多量の試料に対して行う必要がある。(1)固定化タグ配列の安定性と、その相補タグ配列を持つ未知配列DNAのハイブリダイゼーションの効率の向上を次の2つの方法でモニターしながら検討した。(1)固定化タグDNAと未知配列DNAを異なる色の蛍光ラベルによりモニターする。(2)SPRのセンサーグラム。1回の洗い工程で非特異的咳着DNAは除去できるが、洗い工程毎にハイブリダイゼーション効率が減少することがわかった。固定化DNAをヘアピンループ中央のチオUを介して固定化することにより、ハイブリダイゼーションにスタッキングの有利性とスペーサー長を導入した場合、若干の効率向上が認められた。界面活性剤の利用は顕著な効率向上を与えることを確認した。理論検出限界を超えるハイブリダイゼーション量を達成している。(2)1対の差動型ISFETを薄型フローセルに固定化した装置を新たに製作し、セルフプライミングDNAの20塩基長の伸長に伴うpH変化を観測したが、反応速度が見かけ上遅い。これはMicrofludics技術の未熟さに起因する液間界面の平坦化に起因するようである。1塩基長伸長観測にはSPRを利用するなどして見かけの反応速度を向上させる必要がある。

その基本原理は、DNA複製反応が1塩基伸長に伴い、平均0.3個のプロトンが吸収されること(at pH7)に基づく。次のような段階でその実用化を検討した。(1)固定化タグ配列(ブイDNA)の固定化密度は従来のコンストラクトでも十分量を達成していたが、今回導入したヘアピン状ブイDNAのヘアピンループ中央に配置したチオUを介してゲート表面にジスルフィド結合させる方法でも、1.3x10^4分子/μm^2という十分量を達成できた。ブイDNAに対する相補タグ配列を持つ未知配列DNAのハイブリダイゼーションの効率も70%に達した。この結果、理論検出限界の10倍量の未知配列DNAを固定化できたことになる。(2)この試料DNAをブイDNAから剥離し、ブイDNAを再利用できることを確認した。(3)1対の差動型ISFETを薄型フローセルに固定化した装置を今年度も改良し、セルフプライミングDNAの10塩基長の伸長に伴うpH変化を観測し、立ち上がり時間60sで8.5mVの出力を得た。この出力は1塩基伸長を観測できる大きさである。立ち上がり時間の遅さは、本方法の特長である高速性を損なう。これは表面複製反応の遅さではなく、Microfludics技術の未熟さに起因する液間界面の平坦化に起因することが判明した。
孤立量子多体系の熱平衡化の数値的研究

本研究では、孤立量子多体系における熱平衡化の数値的研究を行う。近年の研究により、可逆なユニタリ時間発展によって平衡状態への緩和が生じ得ることが実験、数値計算、理論研究によって示されてきた。熱平衡化の十分条件としては固有状態熱化仮説が有望視されている。本研究では数値計算を用いて、(1)一般のハミルトニアン・物理量に対してETHがいつ成立するのか(2)熱平衡化のタイムスケールがどのように決まるのかを明らかにしたい。
スパイク発振器ネットワークに基づく群知能回路の開発

システム最適化問題に対して高精度な解を提供する群知能回路の開発を目的とする。この回路では、確率的要素や複雑な構造を排除しつつも、従来の群知能最適化手法と同等以上の性能を簡素な回路で実現する。まず、群知能最適化手法のモデルを提案し、その性能評価を行い有効性を確認する。また、パラメータによる探索ダイナミクスや性能へ与える影響を理論解析により明らかにする。最後に、ディジタル回路上に群知能回路を実装し、その有効性を評価する。
就業安定モデルの変化における社会保障制度の機能研究

1990年代の半ば以降就業の二極化が進んだ。雇用が不安定化し、貧困層と失業者へのジョブマッチング機能と、潜在的な失業層・生活困窮者への自治体と職業紹介所との連携にも期待が高まった。支援員への調査の結果、支援制度と運用の実態には改善の余地があった。生活保護受給者は、時間制約が小さく、最低限の生活が維持されて就職意欲が低い。就職意欲の喚起は十分でない。失業者は、再就職への意欲が高く、多くが雇用保険制度に頼らずに就職する。失業者に近い生活困窮者は、就職意欲は高くても、生活が不安定で、切羽詰まって相談に来る。生活保護の一体的支援、困窮者自立支援と雇用保険制度は、どれも緊急性に対しては十分ではない。平成26年度は、量的データの入力に加えて、公的職業紹介所(以下、ハローワーク)の機能に関してヒアリング調査、資料の収集を行った。ハローワークには、これまで一般労働者・新規学卒者に対する求人情報、企業に対する求職情報、職業訓練の紹介、雇用保険の窓口業務、助成金・補助金の申請窓口などが期待されてきた。近年、その役割には地方福祉サービスの一翼を担うことが期待され、事実、自治体との連携を試みている。連携の実態はかなり複雑で、自治体ごとに一律のものではない。生活保護を受給する前に、自立就労するために、中間的就労などが位置づけられ(生活困窮者自立支援)、ハローワークは地域のニーズに合ったより丁寧な対応を求められている。しかし、ハローワークの機能は、労働需要の高い都市部に集中しており、農村部の町村ではニーズがない。それだけではない。今回、内閣府が都道府県に国の無料職業紹介と自治体の相談室業務を一体化する際の提案を再分析した結果、都道府県でハローワークの自治体への「全面移管」を希望するのは、わずか34%でしかなく(1県は提案なし)、45%は「一か所以上の移管」に留まった。期待するハローワークの役割も34%が「若年対策」、28%が「生活支援などと一体化」、15%が「職業訓練と一体化」となった。ハローワークの権限移譲の議論は知事会などでも提起されてきたが、都道府県レベルでも、どのようにハローワークを自治体で機能させていくか明確になっていない。ハローワークと職業訓練機関との連携は、すでに常設化しており、民間の訓練に拡大していることがわかった。県の提供する職業訓練は、出口の就職においては成果を上げるが、訓練科目は硬直的で、県は改革に苦心するも成果につなげられずにいることがわかった。平成27年度は、自治体、県の労働局、ハローワークなどへのヒアリング調査と資料の収集を引き続き実施した。また量的なデータについては、「雇用保険事業月報・年報」のデータ収集・入力を行った。平成27(2015)年度は、地域福祉における生活困窮者自立支援法の導入により、自治体の事業として「就労準備支援事業」が任意事業として法的に位置づけられた。また既存のジョブサポートなどに代表される自立就労事業と平成26(2014)年から実施している生活保護の枠内で就労自立給付金との3つの支援体制に拡充された。ハローワーク機能は、先進的な自治体では生活困窮者自立支援の一環としてワンストップで実施され、そこでは職業訓練の紹介も併せておこなった。制度的整備が整う中で、多くの自治体は就労準備支援事業に消極的で、厚生労働省の調査では福祉事務所を設置する基礎自治体901のうち253自治体(28.1%)に過ぎず、そのうち委託は223(88.1%)であった。この数値は、ハローワークと自治体との連携の多くが直営ではなく、外部組織に委ねられていることを示し、またその体制上、ハローワークの求人・求職情報の利用に厳しい制約が課されていることを確認した。ハローワークへのヒアリング調査は昨年度から進んでいるものの、生活困窮者自立支援制度の施行により、自治体とハローワークとの連携が制度的に可能になったあと、現実に組織的連携・業務連携に至っている自治体は少なく、また連携している実態が可視化しにくい。量的調査データの収集に時間がとられ、分析に至らなかった。おおむね順調であるが、若干想定より遅れている。平成28年度は、自治体、県の労働局、ハローワークなどへのヒアリング調査と資料の収集を、一時期、本研究とは別の外在的な理由で労働局・ハローワークへの調査が停滞したものの、実施した。生活が不安定な層の制度的枠組みを整理し、自治体のケースワーカー、就労支援員、ハローワークの職業相談員(就職支援ナビゲーター)へのヒアリング調査により運用面の実態を探った。まず、生活保護受給者における自治体とハローワークとの一体的支援と生活困窮者自立支援との制度的重複による効率性の実態について、それぞれに確認を行った。一体的支援と要支援者の支援体制がスムーズに連続するように生活困窮者自立支援制度が施行したものの、事業としては継ぎ接ぎの懸念が確認された。一体的支援が自治体の直営なのに対して、就労準備支援は任意事業であり委託のシェアが9割に近い。自治体のケースワーカーを補助する就労支援員と、ハローワークの就職支援ナビゲーターによる支援(チーム支援)に、民間の就労準備支援員が組織間連携として加わった。福祉事務所が「稼働層」を抽出することに課題があるうえに、委託先とは個人情報の共有が難しいなど、ハローワークと中間的就労の直接連携に障害があることを確認した。

また、一般就労から離職し生活不安定者になると、雇用保険事業によりカバーされるが、失業保険の給付に時間がかかり(待機期間1週間、自己都合離職で給付制限期間が最大3か月など)利用頻度は低く、さらに求職者支援制度の導入などにより雇用保険は多様な状況に対応可能であるが、これらの早期再就職に対する効果は限定的である。生活保護受給者は最低限の生活が保障される一方、失業者は即生活困窮者に陥る可能性をもっており、早期の就職が難しい層では中間的就労と職業訓練の効果が見込まれているが、失業者のニーズには適っていないことが確認された。1990年代の半ば以降就業の二極化が進んだ。雇用が不安定化し、貧困層と失業者へのジョブマッチング機能と、潜在的な失業層・生活困窮者への自治体と職業紹介所との連携にも期待が高まった。支援員への調査の結果、支援制度と運用の実態には改善の余地があった。生活保護受給者は、時間制約が小さく、最低限の生活が維持されて就職意欲が低い。就職意欲の喚起は十分でない。失業者は、再就職への意欲が高く、多くが雇用保険制度に頼らずに就職する。失業者に近い生活困窮者は、就職意欲は高くても、生活が不安定で、切羽詰まって相談に来る。生活保護の一体的支援、困窮者自立支援と雇用保険制度は、どれも緊急性に対しては十分ではない。データの収集の進捗は想定していたよりも遅れているものの、困難と思われた公的職業紹介所のヒアリング、ハローワークの出張相談の実態については情報収集が進んだため。平成26(2014)年度に実施予定とした、ハローワークの拡張機能の実態について、都道府県レベルでヒアリング調査を実施する。引き続き、地方自治体とハローワークの連携における、職員の派遣の実態の確認をおこなう。また国、都道府県、市町村ごとに職業訓練のコンテンツの確認をおこない、公的訓練のカバリッジを確認する。、「雇用保険事業月報・年報」の分析をこない、失業と職業紹介・訓練との間の支援策についても確認をおこなう。社会保障論、社会調査論、社会工学現在進んでいる公的職業紹介所(以下、ハローワーク)の拡張機能について、都道府県レベルで実態の収集を引き続きおこなう。可能であればヒアリング調査を実施する。ハローワークの設置地での業務以外に、ハローワークの職員が出向く実態を確認する。地方自治体との連携の実態、期待される役割の実態を調査で探る。人件費・謝金で賄う作業は、研究代表者が業務負担し、研究代表者の作業効率を物品費で購入したPCで向上したため。人件費・謝金で賄う予定の作業を研究代表者が負担し、また研究代表者の作業効率を物品費で購入したPCで向上させたため。平成28(2016)年度は、国・都道府県・市町村など自治体レベルの訓練事業について詳細に情報を収集するために人件費・謝金を使用し、かつハローワークと自治体の連携に関するヒアリング調査の旅費に用いる。次年度において人件費・謝金として単純作業量を適切に上乗せする。西村幸満・白瀬由美香・泉田信行・黒田有志弥「社会保障のサービス窓口と多機関連携との関係」国立社会保障・人口問題研究所『社会保障サービスの受益・業務負担軽減に向けた地域組織の空間的配置・人的連携の基礎的研究』報告書(2015)、pp.5-29
京コンピューターを用いたアトミスティック・デバイスシミュレータの開発

超LSI技術を支えてきた電界効果型トランジスタ(FET)の微細化の進展が維持されると,2020年頃には,デザインルールがサイズで11nm,原子数で千数万個のオーダに達する.シリコンナノワイヤやシリコンとの複合材料あるいは新しい材料・構造を用い,かつ,構成原子の電子状態と電子の波動性を量子力学的にとらえるデバイス設計・開発が必要になる.そこで出現する物理現象を構成原子の個性を考慮でき,量子論に基づいて第一原理的に予測し理解することができるシミュレータ(「京」コンピュータ利用を想定したトランジスタ特性シミュレータ)を開発した.(1)最良基底展開を用いたシミュレータ高速化プロトタイプシミュレータでは数値計算に有限差分法(FDM:Finite Difference Method)を用いてきたが,たとえ高次の近接点を用いてもデバイス内のエネルギー固有値や電位計算の計算精度をあげることは困難である.これに対して新たに開発したBPSM(Bridge Function Psuedo Spectral)法を用いると,FDMの半分の節点数に対して同じ精度を得ることができることが現在分かっている.ナノデバイスの特性計算にはエネルギー固有値,電位分布の繰り返し収束計算が必要で,かつ高い精度が要求されるため,たとえ有効質量近似でもFDMを用いている限りは計算精度,収束性ともにBPSMに及ばないことも明らかになっている.現在,有効質量近似下で有限要素法(FEM)とBPSMとを組み合わせた手法で,従来のFDMの40倍の速度で計算出来ることが明ん化になっている.(2)材料原子の特性を反映した原子論的シミュレーションプログラムの開発現在のプロトタイプシミュレータをシリコンと化合物半導体との複合構造デバイスにも対応し得る汎用性を持たせるために,最近接相互作用の範囲内で,ダイヤモンド,閃亜鉛鉱構造,六方晶系の結晶系に対する強結合(TB)近似ハミルトニアンを第一原理密度汎関数法によるバンド構造計算結果をパラメータ化する手法(変分法に基づくアルゴリズム: VariationalAlgorithm(VA))により生成し,InAs, InSb, GaAs, SiGe, Graphene等,現在シリコン系デバイスに複合材料として導入され始めている半導体結晶の電子状態の解析に使うことができる強束縛近似パラメータの抽出を行っている.■原子軌道の多項式線形結合を基底とした展開法で,Legendre多項式によるGaussquadrature近似展開によるBPSMを並列化することによりオーダN法を実現し,必要な行列の非零要素数を従来の1/4以下に軽減する解法ルーチンが構築できた。FINFETやナノワイヤFETなど閉じ込めが強い場合にはさらに,閉じ込めモードを用いることで計算負荷を減らすことが可能であり,現在1000×1000次元(s,p, s*原子軌道を持つ1000個の原子)を取り扱うことが可能であるが,固有値計算を並列化Jacobi-Davidson法を拡張した手法によって行うことにより取り扱える次数(原子数)を5000個まで増やすことが可能となった。25nm以上のサイズを持つデバイスの電子状態解析および輸送特性の解析が可能な解法ルーチンの構築の中途段階まで完成している。■超並列高速化グリーン関数ソルバーの作成BPSMと固有値問題解法を複合し,強束縛近似モデルによる実空間対角表現とモード対角表現の行列表現のうち疎になる表現を自動的に選定するルーチンの開発により,グリーン関数を高速に解くことの出来るアルゴリズムを次元数の低い段階(100x100)で構築できた。前年度に引き続きナノワイヤFETや2次元シートFETなどにおいて閉じ込めモードを用いることで計算負荷を減らすことが可能であり,強束縛近似法を用いて現在6000x6000次元(s,p, s*原子軌道を持つ2000個の原子)を取り扱うことが可能となったこと,および輸送特性の解析が可能な解法ルーチンを構築することができた。◇超並列高速化グリーン関数ソルバーの作成京コンピュータと同等のアーキテクチャを持つFX-10を用いて「京」特有のループ融合技術と,キャッシュの競合削減技術により以下の点で進展を見た。特に,BPSM(Bridge Function Pseudo-Spectral Method)と固有値問題解法を複合し,強束縛近似モデルによる実空間対角表現とモード対角表現の行列表現のうち疎になる表現を自動的に選定するルーチンを「京」固有のメモリ連続アクセス,メモリキャッシュライン技術を開発により,非平衡グリーン関数を高速に解くことの出来るアルゴリズムを構築した.◇グラフィカル・ユーザインタフェース( GUI )プロトタイプの構築本学ポートアイランド統合研究拠点に2015年に機能拡張した3次元可視化システム(π-CAVE)を用い,「計算科学におけるデータ可視化研究拠点の形成」プロジェクトと協働を図り,空間と時間の大規模4次元シミュレーションデータ可視化のプロトタイプを作成した。並列高速化グリーン関数ソルバーにおいて扱える次元数を前年度よりも増やすことが可能となり,さらに大規模な計算が可能となったことによる。ナノスケールデバイスを構成する原子のスケールでの特性解析を行うためのシミュレータを開発する目的で量子力学における非平衡グリーン関数法と原子レベルの第一原理計算に基づいた強束縛近似法とを複合して発展させた。強束縛近似法に基づく計算において必要な材料パラメータについては、第一原理計算バンド構造計算の結果を再現するよう、遺伝的アルゴリズム(genetic algorithms)に基づきパラメータ抽出を行うためのプログラムを開発、整備し、抽出作業を自動化するためのシミュレータを構築し、デバイスを構成する原子の個性を反映する手法を開発た。また、計算負荷の更なる軽減のため、強束縛近似法から出発して得られる多バンド有効方程式をベースとしたデバイスシミュレータの開発もあわせて行った。

これらの成果により、種々の二次元原子膜材料をチャネル材料としたFETのシミュレーションを、電子フォノン散乱等の散乱機構を考慮した上で効率的に行う事が可能になった。超LSI技術を支えてきた電界効果型トランジスタ(FET)の微細化の進展が維持されると,2020年頃には,デザインルールがサイズで11nm,原子数で千数万個のオーダに達する.シリコンナノワイヤやシリコンとの複合材料あるいは新しい材料・構造を用い,かつ,構成原子の電子状態と電子の波動性を量子力学的にとらえるデバイス設計・開発が必要になる.そこで出現する物理現象を構成原子の個性を考慮でき,量子論に基づいて第一原理的に予測し理解することができるシミュレータ(「京」コンピュータ利用を想定したトランジスタ特性シミュレータ)を開発した.超並列化Jacobi-Davidson型固有値問題解法ルーチンにおいて,取り扱える次数(原子数)を5000個まで増やすことが可能となった点で進展があり、これを超並列高速化グリーン関数ソルバーの作成においてBPSMと固有値問題解法を複合し,グリーン関数を高速に解くことの出来るアルゴリズムを次元数の高い問題への適応の目途がついたため。□電子系-熱伝達系の連成シミュレーションフォノン散乱,フォノン輸送シミュレーション,界面ラフネス散乱などの散乱機構がもたらす発熱効果を原子スケールモデルで取り入れる。□原子スケールモデルの精緻化強束縛近似パラメータは,電子のバンド構造,フォノンのバンド構造のみを再現できるものを用いているが,上記のようにフォノン,電子相互作用のあるときには,固有関数(固有ベクトル)の精度も重要であり,それに関して検討した研究は皆無である。従来本研究者の行ってきた手法の範囲内で取り組むことが可能である。28年度が最終年度であるため、記入しない。半導体電子工学□電子系-熱伝達系の連成シミュレーションフォノン散乱,フォノン輸送シミュレーション,界面ラフネス散乱,不純物散乱,離散的不純物分布がもたらす温度分布,発熱分布などの効果を原子スケールでのNEGF表式(TB-NEGF)に取り入れ,電子系-熱伝達系の連成シミュレーションを行い非平衡量子輸送デバイスシミュレータの構築を行う.□グラフィカル・ユーザインタフェース( GUI )プロトタイプの構築結果の視覚化には国内で広く用いられるためにGNUplotおよびGNU Octaveにより現在のプログラムを書き直し,クライアント・サーバ型インタフェースによる構成に変更する.TB材料データベースとしてはSQL言語を用いたデータベースを構築する.
未婚女性の将来不安の克服に向けた新しい家族とシティズンシップに関する研究

未婚化・晩婚化の進行、および厳しい社会経済的状況のなかで、女性は、現状においても、就業の不安定さを抱えており、将来についても漠然とした不安を抱いている。彼女たちが将来、アンダークラスとなり社会的危機を招くのを避けるためには、従来の性愛と血縁による家族形態を超える生きる基盤作りと家族のオルタナティブを創成していくことが重要である。(1)未婚女性の実態研究(1)既存の各種センサス・世論調査を収集整理、および文献研究によって、30代以上未婚女性の実態として、貧困化と女性間格差拡大の実態について検討した。(2)日本研究・レズビアンスタディズで著名なジェニファー・ロバートソン教授(ミシガン大学/東京大学客員教授)を招き、未婚女性に関する拡大研究会を行った(19年2月)。(3)韓国女性開発院(ソウル)において、同開発院研究員と日韓の若年女性労働および未婚化について、情報交換及び討議を行った(19年3月)。(2)シニアハウス・コレクティブハウジングなど生活協同ネットワークの研究(1)NPO法人・神戸まちづくり研究所との協力で、兵庫県・神戸市の震災復興コレクティブ住宅を見学・聞き取り調査した。あわせて、同研究所と合同研究会を行った(18年12月)。(2)NPO法人・コレクティブハウジング社代表小谷部育子氏(日本大学)他をパネリストして、平成19年度日本家族社会学会大会シンポジウムを行うこととし、その準備を行った。(3)新しい親密圏と家族・ケアの倫理に関する文献研究牟田・岡野の両名および大学院生により、平成18年10月19年1月にわたり、おおむね週一回、文献購読による研究会を行った。(4)レズビアン・ネットワーク調査(1)平成18年9月、サンフランシスコおよびトロントにおいて、レズビアン・ゲイコミュニティ現地調査を行った(牟田・岡野)(2)平成19年3月、プサンおよびソウルにおいて、レズビアンコミュニティ調査を行った(岡野)。(1)「家族のオルタナティブ」「新たなつながりの根拠」に関するシンポジウムの企画、およびテーマセッションの実施(於平成19年度日本家族社会学会大会)結婚しない女性たちの将来の生活の基盤の可能性を探るため、研究代表者牟田がコーディネータとして、シンポジウムを企画したほか、研究代表者牟田と分担者岡野及び研究協力者たちにより、パネルセッション「家族/非家族を問う-つながりの根拠を問う」を開催した(19年9月、於札幌学院大学)。(2)研究成果出版準備(1)記載の両企画を総合し、『家族を超える社会学』として出版企画を進行させている(新曜社より2008年度中に刊行予定)。研究協力者他の協力を願い、そのための研究会を重ねている。(3)未婚女性の実態研究:質問紙調査未婚女性の生活意識と将来の生活不安の実態調査のため、30代-50代未婚女性を対象とし、インターネット調査を行った(2000サンプル、20年2月)。今後、20年度にかけ、分析検討を行なう予定である。(4)未婚女性の実態研究:海外で働く未婚女性の聞き取り調査日本人未婚女性の海外就職の代表的な都市であるバンコクにおいて、該当女性たちに聞き取り調査を行った(20年2月)。あわせて、バンコクの日本人事情と、海外就労に向かう日本人女性の意識について、情報収集を行った(20年3月)。(2)記載の大量質問紙調査とあわせ、20年度にかけて分析検討を行なう予定である。最終年度である平成20年度は、主として、次の2つの研究成果出版ためのまとめの作業を行った。(1)牟田和恵編著『「家族」を超える社会学』(平成21年6月新曜社より刊行予定)平成19年度日本家族社会学会大会において開催した、大会シンポジウム「家族のオルタナティブ」およびテーマセッション「家族/非家族を問う-つながりの根拠を問う」での報告、およびインターネット未婚女性調査と海外で働く日本女性調査をもとに、研究会を重ね、論文編著として構成、出版の運びとした。本書は、未婚化等の進行で女性の将来不安の高まる中で、新たな生きる基盤を作りだそうとする女性たち自身の試みと実践とを理論的・経験的に探りだし、新たな提言を行ったものである。依存労働とケアを核とした関係性についてフェミニスト思想に基づいて画期的な論考を展開している同書について、研究会を重ねながら翻訳を進行させ、研究協力者である岡野八代と研究代表者牟田和恵の監訳により、『愛の労働』として、白澤社より平成21年10月刊行予定。