hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多成分系希少元素フッ化物溶融塩の複雑構造と融体物性

本研究は、高融点金属を廃棄物から比較的低温条件で回収可能と期待される溶融塩電解の実用化を目指して、使用済みコンデンサからのタンタル(Ta)回収を想定した実験を通じて、溶融塩構造の理解と効率的電解条件探索の指針を得ることを目指している。Taを溶解する支持塩としてアルカリ金属Li, Na, Kの共晶三元組成のフッ化物塩(FLINAK)をベースに、一部塩化物に置き換えた混合ハライド塩を導入し、低温電解と平滑金属回収実現を図る。この目標達成には、各元素原子周囲の原子レベルでの環境構造、またその溶融塩組成や温度条件等との関連の解明が欠かせない。本研究では、Taを中心とした環境構造についてはX線吸収分光、アルカリ金属およびハロゲンを中心とした環境構造については核磁気共鳴を適用して相補的に構造解析を進める。ただし核磁気共鳴実験においては高温溶融状態ではなく、溶融後冷却・固化させた試料への適用に限定される。今年度は最終年度として、試料中の局所構造情報の総合的解釈推進、およびいくつかの溶融塩電解実験を通じた構造と電析物形態との関連調査であった。放射光を利用した高温での溶融状態におけるその場測定により、融点に近い比較的低温と650°C以上の高温では異なることを示す結果を得ている。また低温での構造はそれ以上昇温しない場合と十分高温まで一度昇温保持した場合で異なっていた。電解実験においても、低温での電解時に一度十分高温で溶融状態を保持することにより良好な電着物を得るという結果が得られ、高温での溶融物構造を経ることが重要であると結論付けられた。溶融塩電解によるタンタル(Ta)回収法確立が本研究における最終目標である。アルカリ金属Li, Na, Kのフッ化物混合塩(FLINAK)をベースに、アルカリ金属比一定のまま一部塩化物に置き換えた混合ハライド塩を考えることにより、低温電解回収実現を図る。この目標達成のために重要と考えられる、各元素原子周囲の原子レベルでの環境構造を明らかにし、溶融塩組成や温度条件等との関連を考察し最適化するための基礎的知見を得る。本研究では、Taを中心とした環境構造についてはX線吸収分光、アルカリ金属およびハロゲンを中心とした環境構造については核磁気共鳴を適用して構造解析を進める計画である。ただし、核磁気共鳴実験においては、高温溶融状態での測定は実施できないため、一度溶融した後冷却固化させた試料への適用に限定される。今年度の目標は、核磁気共鳴測定データとの比較検討実施を見据えたX線吸収分光による冷却固化溶融塩中におけるTa原子周囲の環境構造解析、および溶融状態でのその場測定結果に基づく環境構造解析を試みることであった。SPring-8の産業利用ステーションBL14B2において実験を実施し、冷却固化状態および溶融状態における局所構造は、融点に近い比較的低温では差がないが、650°C以上の高温では異なることを示す結果が得られた。今後実施する核磁気共鳴測定に用いる試料は、できるだけ高温溶融状態の構造を保持するよう急冷するなどの対策が必要となる。融点454°Cの46.5LiF-11.5NaF-42.0KF(%)フッ化物塩(FLINAK)にTa源としてK2TaF7をTa濃度1質量%となるように添加して600°Cで溶融し、冷却固化した試料およびその高温その場X線吸収分光測定を、2度にわたってSPring-8 BL14B2において実施した。その結果、以下の2点が明らかとなった。ひとつは、固化試料中におけるTa原子周囲の局所環境構造は、基本的に700°Cまで昇温した溶融状態でも大きく変わらないこと、そしてもうひとつは、アルカリ金属組成を維持しつつフッ化物を全ハロゲンの約10 mol%だけ塩化物に置き換えた混合ハライド塩とした場合、固化状態および600°Cまでの比較的低温条件では純フッ化物塩と同様の構造であったものが、650°Cまで昇温すると大きく変化することである。これら局所構造の違いは、溶融塩電解実験を行った際に純フッ化物塩からは650°Cでも析出Taがデンドライト状となりアルカリ金属フッ化物成分を巻き込んでしまうのに対して、一部塩化物とした混合ハライド塩からは650°Cで緻密かつ平滑な金属Taの析出が得られた事実と符合する。ただし、現在X線吸収分光測定実験で使用している試料加熱炉は、600°C以上の高温領域における温度制御が不安定という問題がある。試料加熱炉の改良が必要である。また、徐冷では固化した試料中の構造が融点付近の温度における構造となってしまい、固化試料の測定に限られる核磁気共鳴実験において、急冷固化可能なシステム導入が不可欠ということがわかった。次年度以降、検討することにしている。本研究は、高融点金属を廃棄物から高効率回収可能と期待される溶融塩電解の実用化を最終目標に、タンタル(Ta)を対象とし、これを含む使用済みコンデンサを想定した実験を通じて、溶融塩構造の理解と効率的電解条件探索の指針を得ることを目指している。Taを溶解する支持塩としてアルカリ金属Li, Na, Kの三元フッ化物塩(FLINAK)をベースに、一部塩化物に置き換えた混合ハライド塩を導入し、低温電解と平滑金属回収実現を図る。この目標達成に欠かせない、各元素原子周囲の原子レベルでの環境構造、またその溶融塩組成や温度条件等との関連を解明する。

本研究では、Taを中心とした環境構造についてはX線吸収分光、アルカリ金属およびハロゲンを中心とした環境構造については核磁気共鳴を適用して相補的に構造解析を進める。ただし核磁気共鳴実験においては高温溶融状態ではなく、溶融後冷却・固化させた試料への適用に限定される。今年度は、X線吸収分光および核磁気共鳴測定により得られた冷却固化塩中Taおよび各ハロゲン、アルカリ金属原子周囲の環境構造情報の総合的解釈の推進、および高温溶融状態でのX線吸収分光その場測定結果に基づく環境構造解析を進めることであった。高温その場測定はSPring-8の産業利用ステーションBL14B2において実施し、冷却固化状態および溶融状態における局所構造は、融点に近い比較的低温では差がないが、650°C以上の高温では異なることを示す結果を得た。しかし、特にTaへの最近接領域ではハロゲン組成によらず常にF(フッ素)が配位するはずとの熱力学的予想もあり、高温での試料温度保持を現状よりもさらに安定とする実験環境を整備する必要性が生じた。また、核磁気共鳴測定結果から得られた知見との照合を進め、局所的構造情報を含めたよりマクロな溶融塩構造の理解が必要ということが明らかとなった。アルカリ金属の三元共晶フッ化物塩(FLINAK)にTaを添加して溶融後、冷却固化した試料およびその高温その場X線吸収分光測定を、前年度2度にわたってSPring-8 BL14B2において実施し、以下のような結果を得た。すなわち、Ta原子周囲の局所環境構造は基本的に700°Cまで昇温した溶融状態でも大きく変わらないこと、そしてアルカリ金属組成を維持しつつフッ化物の一部を塩化物に置き換えた組成の塩を用いた場合、固化状態および600°Cまでの比較的低温条件では純フッ化物塩と同様の構造であったものが、650°Cまで昇温したとき大きく変化することである。ただし、そのとき使用した試料加熱炉は、600°C以上の高温領域における温度制御が不安定という問題があり、測定時間を十分に確保することができなかった。今回開発したグラファイト製試料セルの有用性は確認できており、試料加熱炉の改良が必要であり、最終年度の課題と考えている。溶融塩電解実験においては、実際の廃棄物を利用したTaの電解回収を想定し、Ta源を酸化物とした条件での実験を試みた。しかしながら、金属Taの平滑析出は得られず、K(カリウム)との複合酸化物生成がみられるなど、今後の対策が必要であることが明らかとなった。ただしこの点については、最終年度の実験で解決可能と考えている。本研究は、高融点金属を廃棄物から比較的低温条件で回収可能と期待される溶融塩電解の実用化を目指して、使用済みコンデンサからのタンタル(Ta)回収を想定した実験を通じて、溶融塩構造の理解と効率的電解条件探索の指針を得ることを目指している。Taを溶解する支持塩としてアルカリ金属Li, Na, Kの共晶三元組成のフッ化物塩(FLINAK)をベースに、一部塩化物に置き換えた混合ハライド塩を導入し、低温電解と平滑金属回収実現を図る。この目標達成には、各元素原子周囲の原子レベルでの環境構造、またその溶融塩組成や温度条件等との関連の解明が欠かせない。
稠密日射量観測とデータ同化手法を用いた雲の形成過程に関する研究

近年集中豪雨が頻繁に生じるようになり早期の予測が重要となっている。本研究では、降水の前段階である「雲」に着目し、日射量・雨量・気圧などの地上気象観測データから雲形成・降雨の観測可能性について検討を行った。気圧の時空間特性について解析を行ったところ、局所降雨の発生1時間前から気圧が上昇を始め、この気圧変化が積乱雲の発生によって説明し得ることが示された。また太陽光発電量から推定された日射量分布は全天カメラによる雲画像や降水の発生とよく合致しており、日射量の稠密な時空間観測データの取得がよる雲や降水のモニタリングをする一つの手段に成り得ることを示した。本研究では、降水の前段階である「雲」に着目し、都市化による土地利用の変化が雲の形成に与える影響について解明することを目的としている。具体的には、地上気温・湿度の空間分布、都市と郊外の二地点における熱収支、雲底高度の計測システムに加えて、日射量・雨量の空間分布を観測するシステムを新たに構築し、都市化と雲形成・降雨の関係について明らかにすることである。また、この稠密地上観測システムから得られるデータを気象モデルに同化させる手法を開発し、予測精度向上に対する現地観測データ稠密化の有用性についても評価する。平成27年度は、主に(1)日射量・雨量・風況の空間分布計測システムの構築と連続観測および(2)地上気温・湿度・地表面フラックスと雲底高度の長期連続観測を行った。(1)では、松山平野内の複数地点に全天日射量、気圧計、雨量計を設置し、全天日射量および気圧データの詳細な解析から、これらのデータが雲形成や降雨の兆候として利用できることを明らかにした。また松山市内の小学校に設置されている太陽光パネルの発電量データを収集し、太陽光発電から日射量を推定する手法(研究代表者が開発した手法)の検証を行うとともに、地上から撮影した全天カメラによる画像と比較することで雲の空間分布や雲の種類の判別が可能であるとの成果を得た。(2)では、地上20地点における気温・湿度の空間分布、都市域と郊外(水田)の2地点における地表フラックス、雲底高度の連続観測を行い、地上気象が上空の雲の性質にどのような影響を与えるかについて、日変化・季節変化を通した様々な大気条件下で検討を行った。地上気象と上空の雲形成に係る因果関係を明らかにするためには日射量などの稠密な地上観測システムを構築することが必要となる。平成27年度までに、地上の全天日射量および気圧データが雲形成や降雨の兆候として利用できることを明らかにし、太陽光パネルの発電量を利用することで雲の空間分布や雲の種類の判別が可能であるとの成果を得ており、研究計画をおおむね順調に進展している。近年頻発化している局所的な集中豪雨の一因として都市化の影響を評価する必要があるが、その因果関係は依然として明らかにされていない。本研究では、降水の前段階である「雲」に着目し、都市化による土地利用の変化が雲の形成に与える影響について解明している。本年度は、松山平野を対象として地上気温・湿度の空間分布、雲底高度の計測システムに加えて、日射量・雨量・気圧の空間分布を観測するシステムを新たに構築し、都市化と雲形成・降雨の関係について検討を行った。この観測システムから得られた気圧の時空間特性について解析を行ったところ、松山平野の地形的特徴が気圧の時空間特性に影響を与え海陸風を引き起こしていること、局所降雨の発生1時間前から内陸部の気圧が上昇をはじめこのときの気圧の時空間変動は気温の低下と雲の発生によって説明されること、が示された。また太陽光発電量から全天日射量を推定する手法を都市スケール領域に適用し、日射量分布の推定を試みたところ、領域内の一地点の快晴日日射量を領域内の太陽光パネルの換算係数の算出に利用するという新たな手法により、太陽光パネル毎に日射量を観測することなく日射量の推定を行うことができた。さらに、推定された日射量分布を全天カメラ画像と比較することでその妥当性を確認することができた。これらの気圧や日射量の稠密観測から得られたデータを気象モデルに同化させる手法を開発しており、今後、予測精度向上に対する現地観測データ稠密化の有用性について評価していく予定である。地上形成と上空の雲形成に係る因果関係を明らかにするためには降水の前段階である「雲」を精緻に把握することが重要となる。平成28年度までに、日射量・雨量・気圧の空間分布を観測するシステムを新たに構築し、気圧の時空間特性を詳細に把握するとともに、太陽光パネルの発電情報を併用した日射量分布の推定を行うことができるようになった。これらの気圧や日射量などの稠密観測データは気象モデルに同化させる上で重要なデータであり、研究計画はおおむね順調に進展している。本研究では、降水の前段階である「雲」に着目し、都市化による土地利用の変化が雲の形成に与える影響について解明を試みた。松山平野を対象として、地上気温・湿度の空間分布、雲底高度の計測システムに加えて、日射量・雨量・気圧の空間分布を観測するシステムを新たに構築し、都市化と雲形成・降雨発生の関係について検討を行った。

この観測システムから得られた気圧の時空間特性について解析を行ったところ、松山平野の土地利用や地形的特徴が気圧の時空間変化の特性に影響を与えていること、それにより海陸風の変化の傾向をよく説明できることが示された。また、局所降雨の発生1時間前から当該地付近の気圧が上昇を始め、この気圧変化が積乱雲の発生によって説明し得ることが示された。また日射量の稠密な時空間観測データの取得による雲のモニタリングの可能性についても検討を行った。太陽光発電量から全天日射量を推定する手法を都市スケール領域に適用し日射量空間分布の推定を試みた。快晴日であれば領域内のすべての領域で快晴であるとの仮定のもと、領域内の太陽光パネルの換算係数を一括して求める手法を導入した。この手法により、太陽光パネルから日射量推定値を得ることが容易となった。推定された日射量分布は全天カメラによる雲画像とよく合致しており、太陽光パネルから日射量の空間分布を推定することの妥当性が検証できた。最後に日射量と雨量の関係を調べた。日射量と雨量に負の相関が確認できれば、太陽光パネル等により得られる日射量の空間分布の情報から地上雨量のモニタリングが可能となる。地上日射量を大気圏外日射量で除した晴天指数と雨量には負の相関があり、その傾向は太陽高度が高いときほど顕著になる結果が得られた。近年集中豪雨が頻繁に生じるようになり早期の予測が重要となっている。本研究では、降水の前段階である「雲」に着目し、日射量・雨量・気圧などの地上気象観測データから雲形成・降雨の観測可能性について検討を行った。気圧の時空間特性について解析を行ったところ、局所降雨の発生1時間前から気圧が上昇を始め、この気圧変化が積乱雲の発生によって説明し得ることが示された。また太陽光発電量から推定された日射量分布は全天カメラによる雲画像や降水の発生とよく合致しており、日射量の稠密な時空間観測データの取得がよる雲や降水のモニタリングをする一つの手段に成り得ることを示した。日射量などの地上気象観測データをもとに、都市化と雲形成・降雨の関係について明らかにする。また、この稠密地上観測システムから得られるデータを気象モデルに同化させる手法を開発し、予測精度向上に対する現地観測データ稠密化の有用性についても評価する。気圧や日射量の稠密観測から得られたデータを気象モデルに同化させる手法を開発し、予測精度向上に対する現地観測データ稠密化の有用性について評価する。水文学次年度使用額は少額(544円)であり,ほぼ計画通りに経費を使用している。物品調達において節約できたためである。次年度使用額は少額(544円)であり,当初の計画どおり経費を使用する。次年度使用額は少額(21,989円)であるため、当初の計画通りに経費を使用する。
ジカルユゲノラト金属錯体をメディエータとするホスフィンカオチンラジカルの発生機構

電極酸化及び還元反応によるホスフィン付加エチレンジカルゴゲノラトコバルト(III)およびロジウム(III)錯体からのホスフィンまたはホスフィンラジカル解離反応機構について研究し,次のことを明らかにした.I電極還元反応:ホスフィン付加体は中心金属がコバルト,ロジウムの違いによらず,電極で1電子還元されるが,生成した還元体は直ちにホスフィンを解離して,遊離錯体の1電子還元体を生成す.これを酸化すると直ちにもとの付加体を再生する.II電極酸化反応:コバルト錯体;ホスフィン付加体は1電子づつ3段に酸化される.1電子酸化体は比較的安定であるが,ホスフィンのモノカチオンラジカルを解離して遊離錯体を生成する.2電子酸化体は直ちにホスフィンのジカチオンラジカルを解離して遊離錯体を生成する.ロジウム錯体;コバルト錯体と同様に酸化されるが,1電子酸化体は安定である.2電子酸化体は,ホスフィンのモノカチオンラジカルを解離して,遊離錯体の1電子酸化体を生成する.III置換基による酸化・還元電位の制御:ホスフィン付加体の酸化・還元電位はジチオレン環上の置換基Xの電子吸引性の強さに支配される.すなわち,付加体の可逆酸化および還元半波電位はホスフィンが付加していない遊離錯体の可逆還元半波電位および付加体生成定数と直線関係にあることがわかった.従って,付加体の酸化・還元電位および生成定数は遊離錯体の還元電位から知ることが出来る.IV付加体のメディエータ作用:電極上で酸化生成させたコバルトおよびロジウム付加体の1電子酸化体は遊離のホスフィンが存在すると,これをホスフィンラジカルに酸化し,付加体の1電子酸化体は元の付加体に還元される.即ち,付加体はホスフィン酸化のメディエータとして働く.電極酸化及び還元反応によるホスフィン付加エチレンジカルゴゲノラトコバルト(III)およびロジウム(III)錯体からのホスフィンまたはホスフィンラジカル解離反応機構について研究し,次のことを明らかにした.I電極還元反応:ホスフィン付加体は中心金属がコバルト,ロジウムの違いによらず,電極で1電子還元されるが,生成した還元体は直ちにホスフィンを解離して,遊離錯体の1電子還元体を生成す.これを酸化すると直ちにもとの付加体を再生する.II電極酸化反応:コバルト錯体;ホスフィン付加体は1電子づつ3段に酸化される.1電子酸化体は比較的安定であるが,ホスフィンのモノカチオンラジカルを解離して遊離錯体を生成する.2電子酸化体は直ちにホスフィンのジカチオンラジカルを解離して遊離錯体を生成する.ロジウム錯体;コバルト錯体と同様に酸化されるが,1電子酸化体は安定である.2電子酸化体は,ホスフィンのモノカチオンラジカルを解離して,遊離錯体の1電子酸化体を生成する.III置換基による酸化・還元電位の制御:ホスフィン付加体の酸化・還元電位はジチオレン環上の置換基Xの電子吸引性の強さに支配される.すなわち,付加体の可逆酸化および還元半波電位はホスフィンが付加していない遊離錯体の可逆還元半波電位および付加体生成定数と直線関係にあることがわかった.従って,付加体の酸化・還元電位および生成定数は遊離錯体の還元電位から知ることが出来る.IV付加体のメディエータ作用:電極上で酸化生成させたコバルトおよびロジウム付加体の1電子酸化体は遊離のホスフィンが存在すると,これをホスフィンラジカルに酸化し,付加体の1電子酸化体は元の付加体に還元される.即ち,付加体はホスフィン酸化のメディエータとして働く.
マイクロギャップ位置と応力がインプラント周囲骨の初期吸収に及ぼす影響

インプラントに咬合力を負荷した際、最初の1年間に11.5mmの骨吸収が起こると言われている。これに影響を与える要因の一つとしてインプラントーアバットメント間に存在するマイクロギャップが注目されている。上部構造が応力を受けマイクロギャップが離開することで同部からの細菌や炎症性物質の漏出が起こり骨吸収が誘発されると言われている。本研究では連結様式の違うインプラントにおいてギャップからの起炎物質の漏出量の違いを評価し、骨吸収に対してより有利なインプラント結合様式およびマイクロギャップの位置について考察した。インプラント体とアバットメントの連結部に存在するわずかな間隙であるマイクロギャップへの口腔内嫌気性細菌の侵入や増殖に加え、上部構造への咬合力が加わることでわずかな曲げ応力が発生し、内部に侵入した細菌が近接するインプラント周囲歯肉溝へと溢出しインプラント周囲骨の吸収因子となることは臨床上大きな問題である。本研究では、連結様式の異なるインプラント体に対して作成した上部構造において、力をかける位置や上部構造のスクリューの締結トルクなどマイクロギャップからの細菌溢出量に影響をもたらすと考えられる様々な因子を条件とし、マイクロギャップからの溶液の溢出量を吸光光度分析法を用いて計測している。これらの条件の違いにより、どのような条件の時に、どのような種類のインプラント体、あるいは上部構造であれば細菌の溢出量を減じ、インプラント周囲炎のリスクを減らすことができるかを知ることは臨床上大変大きな意義をもたらすと思われる。今後は、複数の連結様式のインプラントーアバットメント連結体に機械的に引張応力を負荷した際に生じるマイクロギャップの実測を行い、そのギャップ量と溶液溢出量の関係を明らかにする。また、マイクロギャップの実測値に基づいた3次元有限要素モデルの作成を行い、シミュレーションによる溶液溢出量の同定を可能にするモデルを作成する。このことでインプラント上部構造への荷重負荷とマイクロギャップの条件と細菌の溢出に関するプロトコルを作成し、よりエビデンスに基づいたインプラント補綴を行える一助とする。連結様式の異なるインプラント体に対して作成した上部構造において、力をかける位置や上部構造のスクリューの締結トルクなどマイクロギャップからの細菌溢出量に影響をもたらすと考えられる様々な因子を条件とし、マイクロギャップからの溶液の溢出量を吸光光度分析法を用いて計測している。インプラント体とアバットメントの連結部に存在するわずかな間隙であるマイクロギャップへの口腔内嫌気性細菌の侵入や増殖に加え上部構造への咬合力が加わることでわずかな曲げ応力が発生し、内部に侵入した細菌が近接するインプラント周囲歯肉溝へと溢出しインプラント周囲骨の吸収因子となることは臨床上大きな問題である。本研究では、連結様式の異なるインプラント体に対して作製したカンチレバー構造を持つ上部構造において、力をかける位置や上部構造のスクリューの締結トルクなどマイクロギャップからの細菌溢出量に影響をもたらすと考えられる様々な因子を変数とし、これらの条件の違いにより、どのような条件で、どのような種類のインプラント体、あるいは上部構造であれば細菌の溢出量を減じ、インプラント周囲炎のリスクを減らすことができるかを考察し、応力の観点からインプラント周囲炎の発生を抑制する補綴プロトコルを作成することを目的とした。上記の目的から、本研究では、エクスターナル、インターナルおよびテーパージョイントの3種の連結様式を有するインプラントーアバットメント連結体を締結した際に生じるマイクロギャップの実測をSEMを用いて行った。また、マイクロギャップを生じる界面までプールに水没を行い、アクセスホールに規定量のトルイジンブルー溶液を入れ、オートグラフにて断続的な荷重負荷を行い、プール内の水を吸光度計にて測定し荷重し、ギャップ量と溶液溢出量の関係を明らかにした。インプラント体の連結様式の違いによる、上部構造への荷重負荷とマイクロギャップ量および細菌(細菌性毒素)の溢出に関するパラメータを得ることとなり、インプラント周囲炎予防のための補綴プロトコル作成の一助とすることができた。今後は、複数の連結様式のインプラント体ーアバットメント連結体に機械的に引張応力を負荷した際に生じるマイクロギャップの実測を行い、そのギャップ量と溶液溢出量の関係を明らかにする。歯科補綴学インプラント体のメーカー選び等の予備実験を行っており、本研究において資金の大多数を使用する予定のインプラント体の購入およびFEMに使用するPCの購入が未だ修了しておらず、次年度に繰り越すこととなった。予定通りの進捗で進んでいるため、今後インプラント体やPCの購入を行うことで予定通りの額使用する予定となっている。
ダマシンプロセス技術を利用したサブミクロン構造物の界面強度評価法の開発

これまで,申請者らはマイクロ構造用機械的疲労試験機やサブミクロン薄膜界面強度評価法の開発を行いマイクロ構造物の界面強度評価法について検討してきた.本研究において,申請者らは金属を微小な溝に埋込むダマシンプロセス技術に注目し,それを利用した作り込み試験片の試作を行いその有効性について検証する.対象としている金属を充分に剛性を有している大きなSi基盤に埋め込むことにより,金属の変形は強く抑制される.また,Si基盤を従来の汎用試験機を用いて曲げ等の負荷を加えてやることにより界面に大きな負荷が可能であることから上記の条件をほぼ満足した試験となっている.今年度は,サブミクロン界面強度評価の基礎として上記試験片の試作および試験の実施を行いサブミクロン構造物の界面強度評価手法の体系的な検討を行うことを目的とする.前年度行った,コーナー部からのはく離発生試験による界面端部からの強度評価によって3次元構造物におけるはく離発生条件にについて検討した知見を基にして,ダマシン法によって作成された曲げ試験片を用いて,3点曲げ試験を行った.試験では,意図した界面ではく離が発生していた.また,SEM観察などからもダマシン配線/バリア層界面ではく離が発生していた.さらに,3次元応力解析によって界面端部において応力集中が現れており,前年度実施したコーナー部からのはく離発生強度評価と同様に破壊力学的な定量的評価が可能であることを示唆することができた.これまで,申請者らはマイクロ構造用機械的疲労試験機やサブミクロン薄膜界面強度評価法の開発を行いマイクロ構造物の界面強度評価法について検討してきた.本研究において,申請者らは金属を微小な溝に埋込むダマシンプロセス技術に注目し,それを利用した作り込み試験片の試作を行いその有効性について検証する.対象としている金属を充分に剛性を有している大きなSi基盤に埋め込むことにより,金属の変形は強く抑制される.また,Si基盤を従来の汎用試験機を用いて曲げ等の負荷を加えてやることにより界面に大きな負荷が可能であることから上記の条件をほぼ満足した試験となっている.今年度は,サブミクロン界面強度評価の基礎として上記試験片の試作および試験の実施を行いサブミクロン構造物の界面強度評価手法の体系的な検討を行うことを目的とする.ダマシンプロセスを用いて作製した試料に効率の良い負荷方法を検討することを目的として3次元の界面端部からのはく離発生メカニズムについて検討した.カンチレバーを用いたはく離試験を実施した結果,はく離は界面端部に発生しその条件を破壊力学的に定量評価が可能となった.また,実際の試験片についてFEM解析を行い,はく離が発生しやすい負荷手法についても検討した.結果として,局所的に負荷を加えることが可能であるナノインデンターを用いた手法が界面に十分な負荷が可能な手法であることを提案することができたとともに,その有効性について初期的な検討を実施した.次年度は,得られた結果を元に界面端部における破壊のメカニズムについて検討する.これまで,申請者らはマイクロ構造用機械的疲労試験機やサブミクロン薄膜界面強度評価法の開発を行いマイクロ構造物の界面強度評価法について検討してきた.本研究において,申請者らは金属を微小な溝に埋込むダマシンプロセス技術に注目し,それを利用した作り込み試験片の試作を行いその有効性について検証する.対象としている金属を充分に剛性を有している大きなSi基盤に埋め込むことにより,金属の変形は強く抑制される.また,Si基盤を従来の汎用試験機を用いて曲げ等の負荷を加えてやることにより界面に大きな負荷が可能であることから上記の条件をほぼ満足した試験となっている.今年度は,サブミクロン界面強度評価の基礎として上記試験片の試作および試験の実施を行いサブミクロン構造物の界面強度評価手法の体系的な検討を行うことを目的とする.前年度行った,コーナー部からのはく離発生試験による界面端部からの強度評価によって3次元構造物におけるはく離発生条件にについて検討した知見を基にして,ダマシン法によって作成された曲げ試験片を用いて,3点曲げ試験を行った.試験では,意図した界面ではく離が発生していた.また,SEM観察などからもダマシン配線/バリア層界面ではく離が発生していた.さらに,3次元応力解析によって界面端部において応力集中が現れており,前年度実施したコーナー部からのはく離発生強度評価と同様に破壊力学的な定量的評価が可能であることを示唆することができた.
小学校社会科「概念変化を促す社会科学習」を支える学習環境デザインの研究

1.研究の目的本研究は,社会科学習理論と実践をつなぐものとして,学習環境デザインに着目した。子どもの概念変化に有効だと言われる「討論」の場の設定の仕方を工夫し,子どもへの効果を調査するものである。2.研究の方法書籍研究及び先進校視察を経て,3年生社会科「販売の工夫」,「地域に伝わる年中行事」の学習プランを作成し,それぞれ,実験群(社会科ルーム・円形座卓)・統制群(一般教室・一般的机配置)を入れ替えて実施した。授業後のノート記述の差異の分析と,学習形態にかかわるアンケート調査を行った。3.研究の成果ノート記述の分析に関して,学習後の振り返り記述は個人差が大きく,全体としては,実験群と統制群の間にある差は小さなもので有意な差は見られない。また,学習形態にかかわるアンケート調査では,子どもたちの社会科ルームに対する肯定度は高く,一斉討論時には「他テーブルの意見を聞きやすい」「一般教室よりも自分の考えを発言しやすい」,グループ討論時には「すぐに相談できる」「ノート等を見せ合いながら話し合うことができる」という意見が多かった。その一方で,個別学習時には「自分のスペースが曖昧でじっくり考えにくい」という意見も見られた。子どもたちにとって,円形座卓を利用した社会科ルームでの学習は「議論しやすい」ものであり,一般教室と同程度に概念変容を促したと言えよう。但し,概念変化に至るまでの過程の違いを明らかにしていくためには,調査方法の改善が必要である。プロトコル分析を行うなど,学習中の子ども間でどのようなことが起こったのかに焦点化することが有効であると考えられる。また,自由な雰囲気の中での充実した議論を成立させるには,学習の約束事の徹底と自由な雰囲気の中での議論の経験を重ねていく必要があると考えている。
食品のテクスチャと咀嚼活動の関連:咀嚼圧・口蓋圧と咀嚼筋筋電位によるアプローチ

食品のテクスチャを咀嚼活動から評価することを試みた。第一大臼歯の抜けている被験者の義歯内に圧力素子を埋め込み、咀嚼中に第一大臼歯に生じる咀嚼圧を直接測定した。また、3個の圧力素子を固定した人工口蓋を硬口蓋に付けて、口蓋圧を測定した。同時に咀嚼筋である側頭筋前部、咬筋に生じる筋電位を表面電極で測定し、咀嚼圧、および口蓋圧の測定値と比較検討した。食品は、17%ゼラチンゼリー、市販の食パン、プロセスチーズなどの軟らかいものから、ア-モンド、たくあんなどにいたる種々のテクスチャの食品である。咀嚼の第1回目において食品が圧縮変形するのであるから、食品のテクスチャによって異なる特徴的な咀嚼圧波形、筋電位波形が咀嚼の第1回目に得られた。噛み進むにしたがって食品によらない普遍的な咀嚼圧波形、筋電位波形を示すようになる。咀嚼第1回目の咀嚼圧の積分値である仕事量と、咀嚼筋筋電位振幅の積分値である活動量の間には、高い相関が得られた。咀嚼圧の最大値と、筋電位の最大値の間にも相関があった。口蓋で押しつぶして食べられるゼリーのようなテクスチャの食品では、筋電位は連続的に発生し、リズミカルな波形を認められなかった。ゼリーでも硬さが増加すると、口蓋圧は増加しないにもかかわらず側頭壁の筋電位は増加し、またリズミカルな波形が発生し、歯による咀嚼活動への移行が明示された。噛み切りにくいテクスチャの食品では、機器による食品圧縮の最大荷重と、咀嚼圧による最大値との相関は低かった。食品の咀嚼圧の最大値を推測するには、機器による最大荷重よりも咀嚼筋筋電位の最大値を利用した方がよいことが示された。2年継続の本研究において,初年度として測定装置の改良を行った。具体的には,医学関係で使用されている筋電位装置では,50Hzを電気回路で除去し,カセットレコーダにデータを保存している。本研究では,電気回路による50Hzの除去をしないで,パソコンにデータを保存し,データの解析を直接できるように測定系の改良を行った。筋電位測定では,電極の導線がアンテナとなって電波を拾う。室内に金属板で囲った4m^2のシールドルームを作り,実験装置と被験者とを入れて,筋電位装置のすべてのAC入力線をシールドタイプのに交換することにより信号のs/nが大幅に向上した。データの保存には,筋電位の周波数特性から,12ビット,8チャンネル,64kワード/チャンネル,32ページのウェーヴフォームメモリーを企画して特注した。これにより,被験者1人につき32サンプルまでは充分な速さで筋電位のメモリーが可能となった。咀嚼圧と筋電位の同時測定から,歯でかむ動作が終了した後にも,食品のテクスチャに依存した不規則な周期の筋電位が得られた。咀嚼筋筋電位は,被験者による差はあるが,煎餅,大根のようにヤング率の大きい食品の筋電位は高く,チーズ,ホットケーキのような柔らかい食品は,低かった。

また食品を破断する14噛みまでと,リズミカルに細かく砕かれる範囲とでは,筋電位の波形には相違が存在した。このため当初に計画した食べ始めから飲み込みまでの筋電位の積分の平均をとることは,食品テクスチャの相違を平均化する可能性がある。食品テクスチャと関連の深い咀嚼筋筋電位パラメターを探っている。食品のテクスチャを咀嚼活動から評価することを試みた。第一大臼歯の抜けている被験者の義歯内に圧力素子を埋め込み、咀嚼中に第一大臼歯に生じる咀嚼圧を直接測定した。また、3個の圧力素子を固定した人工口蓋を硬口蓋に付けて、口蓋圧を測定した。同時に咀嚼筋である側頭筋前部、咬筋に生じる筋電位を表面電極で測定し、咀嚼圧、および口蓋圧の測定値と比較検討した。食品は、17%ゼラチンゼリー、市販の食パン、プロセスチーズなどの軟らかいものから、ア-モンド、たくあんなどにいたる種々のテクスチャの食品である。咀嚼の第1回目において食品が圧縮変形するのであるから、食品のテクスチャによって異なる特徴的な咀嚼圧波形、筋電位波形が咀嚼の第1回目に得られた。噛み進むにしたがって食品によらない普遍的な咀嚼圧波形、筋電位波形を示すようになる。咀嚼第1回目の咀嚼圧の積分値である仕事量と、咀嚼筋筋電位振幅の積分値である活動量の間には、高い相関が得られた。咀嚼圧の最大値と、筋電位の最大値の間にも相関があった。口蓋で押しつぶして食べられるゼリーのようなテクスチャの食品では、筋電位は連続的に発生し、リズミカルな波形は認められなかった。ゼリーでも硬さが増加すると、口蓋圧は増加しないにもかかわらず側頭筋の筋電位は増加し、またリズミカルな波形が発生し、歯による咀嚼活動への移行が明示された。噛み切りにくいテクスチャの食品では、機器による食品圧縮の最大荷重と、咀嚼圧による最大値との相関は低かった。食品の咀嚼圧の最大値を推測するには、機器による最大荷重よりも咀嚼筋筋電位の最大値を利用した方がよいことが示された。
個性や年齢等の特徴を忠実に表現可能な顔分析・合成モデルの構築

人物の顔が表現する様々な属性のうち、個性、年齢、感情、健康状態に着目し、これらの特徴を高精度かつリアルにパラメータ表現する研究を行った。まず、実際の顔面の解剖を共同研究者の島田教授とのコレボレーションにより実現し、固体毎に表情筋の配置および脂肪層の構造に違いがあることを明確化した。次にレンジスキャナによって計測した顔の立体形状と正面スナップショットから構成される大量の顔データベースを構築し、人間の顔形状には統計的に一定のルールがあることを見出しモデル化を試みた。まず、線形予測分析に基き、正面の顔から得られる目鼻等の特徴点を安定かつロバストに抽出できるアルゴリズムを開発した。この特徴点の情報から、個々人の顔の3次元構造を高精度に復元できることを明らかにし、さらにカメラから入力された写真に対して極めて高速に3次元顔モデルを自動生成できるシステムを構築した。さらに皺の制御によって年齢特徴の表現が可能であることを明らかにし、顔形状、テクスチャ、皺の制御によって個人の年齢を操作できるインタラクティブなシステムを構築した。さらにこれらの顔モデルをベースにして、経年変化に強靭な顔認証システム、運転時の眠気推定システム、皺の付加による顔画像合成システム、発話合成システムの構築、作り笑いと自然な笑いを制御可能なメカニズムの解明など、顔画像処理の分野に新たな知見を与え、分野の発展に大きく寄与することができた。顔写真からの3次元構造復元と個性を表現可能な表情筋シミュレーションモデルの構築に向け、平成22年度は主として、顔面形状およびテクスチャのデータベース整備とその分析手法の検討を進め、任意の顔形状を複数のキーとなる形状のブレンドによって表現するシステムの構築を進めた。さらに経年変化や男女差などを反映した顔表現モデルを構築した。まず、顔合成手法の検討を行った。レンジスキャンデータに基づいて生成された正確な3次元形状と正面顔テクスチャを有する個人顔モデルに対し、3次元形状とテクスチャの双方に年齢特徴を加えた年齢変化顔の合成手法を検討した。その手法とは、まず、被験者の年齢に基づき3次元顔形状データと正面顔テクスチャを分類し年齢別顔データベースを構築する。次に、データベース中の3次元顔形状データから学習される年齢特徴ベクトルを入力顔に付加することで、3次元顔形状を変化させたい年齢へと変換する。また、入力顔に対し、入力顔が属する年代の平均顔テクスチャの輝度値とターゲットとなる年代の平均顔テクスチャの輝度値との差分を加えることにより、テクスチャをターゲットの年齢へ変換する。最後に、両者を統合することにより年齢変化顔を合成する。この手法により、年齢変化に伴う3次元形状変化、および、しみ・しわ等の表現を可能とした。さらに、3次元の顔モデルを構築する手法の検討も行った。従来研究では鼻の高さや頬部分の凹凸の個人特徴を忠実に再現出来ないという問題点があった。そのため、顔向きを変化させて撮影した複数枚の画像を入力として、各画像から構築される3次元顔モデルを顔の部位ごとに最適な重みを与えて統合することで、より本人らしい3次元顔モデルを生成する手法を提案した。本手法をオープンテストによって評価した結果、従来手法と比べて,特に鼻や口領域に関して、精度の向上を確認することが出来た。なお、平成22年度事業を繰越し、震災により中止となった当初参加を予定していた学会に代わりNICOGRAPHへの参加を行い、さらに追加の評価実験を実施した。顔写真からの3次元構造復元と個性を表現可能な表情筋シミュレーションモデルの構築に向け、平成23年度は、顔面形状およびテクスチャのデータベースに基づき、顔の3次元形状を精度よく推定する方式の開発、また経年変化や男女の差、体調などを反映することのできる顔表現モデル構築について検討をさらに進めた。まず、顔形状復元については、顔動画像を利用できるように研究を発展させ、顔の方向を任意に変化させるビデオ映像から、顔の3次元形状を推定する方式を新たに開発し、高速かつ極めて精度の高い顔の3次元形状復元方式の開発に成功した。これは、昨年までの正面テクスチャの情報に加えて、ビデオ画像中で追跡された顔の28点の特徴点に対してストラクチャフロームモーションの手法に基づき、この3次元情報を制約として加えることによって、精度の向上を実現した。

28点の3次元座標、正面顔画像からの89点の2次元座標、そしてデータベースにより計算された顔らしさの尤度、これらを考慮したエネルギー関数を最適化することによって、高精度の3次元形状復元を実現し、評価実験の結果細部に渡る個人の特徴再現が実現できた。次に、顔合成手法については、テクスチャ情報に対するパッチタイリング手法を、独自に開発することによって、オリジナルの顔画像の印象をデータベース中に存在する顔画像の部分情報の組み合わせによって再現する手法を開発した。これにより、顔画像の高い品質を保ったまま、本人の年齢変化に対応したテクスチャ合成を可能にした。また顔3次元形状のデータベースを併用することによって、推定された顔写真に相当する3次元形状の部分パッチを並べていくことによって、顔の3次元形状復元も実現できる方式を開発した。人物の顔が表現しうる様々な属性情報のうち、個性、年齢、感情、健康状態に着目し、これらの特徴を定量的に表現し、高精度かつリアルにパラメータ表現する研究を行った。まず、実際の顔面の解剖実験を共同研究者の島田教授と共に実現し、個体毎に表情筋の配置および脂肪層の構造に違いがあることを明らかにした。レンジスキャン結果から顔面皮膚の表面と表情筋層、さらに骨格層の3次元データを取得してモデル化し、各部位ごとの厚みを定量的にビジュアル表示して明確化した。次にレンジスキャナーによって計測した顔の立体形状と正面スナップショットから構成される大量の顔データベースを構築し、人間の顔形状には統計的に一定のルールがあることを見出しモデル化を試みた。なず、正面の顔から得られる目鼻等の特徴点を安定かつロバストに抽出できるアルゴリズムを開発した。これは輝度情報の線形予測によるもので、少ない学習データから安定に解が求まる点が特徴で、環境に応じた学習が可能である。また、主成分による制約をもたせることで、誤差を大幅に軽減した。さらに動画対応も実現できた。次にこの特徴点の情報から、個々人の顔の3次元構造を高精度に復元できることを明らかにし、さらにカメラから入力された写真に対して極めて高速に3次元顔モデルを自動生成できるシステムを構築した。この知見に基づき、さらに皺の制御によって年齢特徴の表現が可能であることを明らかにして、皺の制御によって個人の年齢を操作できるシステムを構築した。さらにこれらの顔モデルをベースにして、経年変化に強靭な顔認証システム、運転時の眠気推定システム、皺の付加による顔画像合成システム、発話顔画像合成システムの構築を行い、顔画像処理の分野に新たな知見を与え、分野の発展に大きく寄与することができた。顔形状の3次元復元では、高い精度の復元性能を実現している。また顔合成においてはクオリティの高い表情合成手法を独自に考案した。これらの結果は、学会でも高く評価されている。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後、表情変化した場合の3次元形状復元にチャレンジする。また、顔の対応点探索問題が、根本的な課題として残されている。
両生類下垂体ホルモンのプロセシング酵素に関する研究

両生類下垂体ホルモンのプロセシングについて、ウシガエル下垂体を材料に、以下の2項目を中心に研究を行った。即ち、(1)ペプチドのC末端をアミド化する酵素の遺伝子のクローニング、(2)多機能型前駆体タンパクであるプロオピオメラノコルチン(POMC)遺伝子のクローニング、である。(1)について、ツメガエルの皮膚に存在するアミド化酵素の遺伝子の塩基配列をもとにプライマーを合成し、精製したツメガエル皮膚のmRNAに対するcDNAを鋳型に、PCR法を用いてツメガエルアミド化酵素をコードする遺伝子の一部分を増幅し、プローブとした。ウシガエル下垂体中・後葉から作製したcDNAライブラリーについてアミド化酵素遺伝子のスクリーニングを行ったところ、ポジティブクローン1個を得た。現在、さらにスクリーニングを続けている。(2)について、ウシガエル下垂体中・後葉のmRNAをコムギ胚芽抽出液を用いた無細胞タンパク合成系で翻訳し、合成されたタンパクをPOMC関連ペプチドに対する抗血清により免疫沈降させたところ、SDS電気泳動上で分子量の異なる2本のバンドが検出された。ウシガエルPOMC遺伝子が複数存在するかどうかを明らかにするため、前述の下垂体中・後葉のcDNAライブラリーと、合成プライマーおよびPCR法により作製したPOMCのプローブを用いて、POMCのcDNAのクローニングを試みた。その結果、コムギ胚芽抽出液により合成されたPOMC前駆体タンパクのうち一方はア-ティファクトであることがわかった。現在、POMCcDNAの8割程度の塩基配列が決まっている両生類下垂体ホルモンのプロセシングについて、ウシガエル下垂体を材料に、以下の2項目を中心に研究を行った。現在、POMCcDNAの8割程度の塩基配列が決まっている
ＥＳＤを推進するための教員リーダー養成プログラムの開発

ESDを推進する教員リーダーを養成するプログラムを開発することが、本研究の目的である。教員リーダー(実践に近いミドルリーダー)を養成することを通して、学校現場にESDを浸透させたいと願った。そして、以下の要素が入ったプログラムが大切であることがわかった。1自由な対話ができる教員集団の成立、2協同できる同僚生の成立、3ESDの基本理念の習得、4実践を推進する教員のロールモデル、5ESDの授業実践による児童・生徒の成長の確認である。そのための具体的な研修プログラムを作成した。ESD(持続可能な開発のための教育)の理論研究と実践分析に基づいて、どのような研修を実施することで、ESDを推進する力になるかを探究してきた。以下の学校・教育委員会において実践事例を収集した。1東京都江東区立八名川小学校(地域素材を生かした実践、多文化共生を目指した実践、防災意識を高める実践、環境教育を中心とした実践等)、2東京賢治シュタイナー学校(農業活動を重視した実践等)、3オーストラリアNSW州ジョンパーチャス小学校(環境教育を重視した総合活動的な国語践、多文化教育を視野に入れた人権教育実践等)、4オーストラリアNSW州ローズビル小学校(多文化共生教育の実践、ESL指導における文化尊重実践等)、7東京都世田谷区立喜多見中学校(各教科におけるESD指導等)。2014年にESD国際総括会議が開催される名古屋市の小学校・中学校教員を対象として、昨年度から開発してきた研修プログラムを実施して、それに対する教員の意識がどのように変容するかを調べてきた。調査に協力してもらった学校・研究団体は以下の通りである。1名古屋市立蓬来小学校、2名古屋市立内山小学校、3名古屋市国際理解教育研究会である。試験的に実施した研修プログラムは以下の通りである。1持続可能な社会とそこで求められる能力、2学習指導要領と持続可能な社会に関連する指導、言語活動重視した指導のお在り方、3コミュニケーション能力を重視したアクティビティ活動、4共生意識を高めるアクティビティ活動である。アクティビティ活動を重視した調査を行った。その内容は以下の通りである。110人と握手(心をひらく)、2一つの質問(心をひらく)、3聴いて要約(聴く)、4世界の大問題(話す)、5二人でディベート(話し合う)、6代替え案を考える(話し合う)、7創作叙事詩(感じ合う)等である。試験プログラムを実施して、協力者からの反応を記録した。ESDを推進する教師の資質能力について、まず整理した。ESDを推進する教員は、ESDに依拠する価値観やものの見方・考え方と共にESDの学習方法に精通している必要がある。その役割として、企画・構想者としての役割、支援・援助者としての役割、先導者としての役割等がある。これらは、ESDの価値観をもって、児童・生徒と共に学びながら、参加体験型の学習を支援・援助したりする教師の資質能力である。ESDで育みたい力とも併せて、ESDを推進するための教師としての資質能力を整理すると次のようになる。1持続可能な社会・発展に関する価値観、2体系的な思考力・代替案の思考力、3情報収集・分析能力、4コミュニケーションを駆使して、参加型体験学習を指導する能力である。1は地球社会の厳しい状況を認識して、世代内・世代間の公平を求める学習を進めようとする意志力である。2は、グローバルイシューなどの複雑に絡んださまざまな問題に対処する思考力である。3は、問題解決のための情報収集能力である。4は、コミュニケーションを駆使して、児童が自ら問題解決をするようにするための指導能力である。そのような資質能力を培うために、次のような教員研修を計画した。1持続可能な社会・発展に関する価値観を培う教員研修、2参加体験型学習アクティビティーの体験型教員研修、3コミュニケーション・アクティビティーの体験型教員研修、4参加体験型の学習によるESDの授業研究である。1は、地球社会の現状とESDの実践事例についての研修である。ESDの必要性を認識させる。2・3は、教員自身がESDに対する認識を深めつつ学習活動に役立つ学習技法を学ぶものである。4は、教員が実際に授業研究するものである。現在、1の要素を加味した2・3の教員研修アクティビティーを開発している。名古屋市の研究協力団体・協力学校で実践的に研究を進めようとしている。ESDを推進する教員リーダーを、教育実践の現場に近く「個人知と組織知を解釈、意味づけなどの営みを通じて媒介し、それぞれの知に意味ある知を付加」する「中間知」であるミドルリーダーと位置づけして研究を進めてきた。教員研修を実際に行うことを通して、ESDを推進する教員リーダーが育っていくためには、以下の要素が大切であることがわかった。1ベテラン教員も若手教員も一緒になって、自由な雰囲気の中で新たな知見を見いだそうとする対話(研究分担者が提唱する共創型対話)をする教員集団が成立していること。2支え合って協同的に実践研究を進めようとする同僚生が成立していること。

3ESDの考え方を理解し、根本的なことから授業実践を考えることができること。4ESDの授業実践を推進する教員のロールモデルが存在すること。5ESDの授業実践を通して、学習活動を楽しみ成長する児童・生徒の姿を直視していること。以上の要素を大切にしながら、実際にESDを推進する教員リーダーを養成するための教員研修はいかにあるべきかを探究した。その結果、以下のような研修が必要であるという結論を得た。1持続可能な社会・発展に関する価値観を培う教員研修、2参加体験型学習アクティビティーの体験型教員研修、3コミュニケーション・アクティビティーの体験型教員研修、4参加体験型の学習によるESDの授業研究の四つである。1については、まず教員自身が地球温暖化、熱帯林の消失、富の偏在等の持続不可能性の現実とESDの有効性についてのしっかりとした認識を培うものである。2の内容は、ブレーン・ストーミング、ウェビング、フォトランゲージ、ロールプレイ、ディベート、ゲーム、シミュレーション等を活用するものである。3は、多田を中心として開発してきたアクティビティーである。4は、123で培った知識、技能を総動員して行う授業研究である。教育学2014年にESD国際総括会議が開催される名古屋市の研究力校や研究協力団体の好意的な協力によって、2校の研究協力校、研究協力団体1団体において研修プログラムの試験実施を行いデータを収集することができた。それらのデータからは、アクティビティの参加体験型の研修の中に持続可能な社会に関する要素を入れ込むことによって、ESDの重要性が浸透していくことが分かった。そして、コミュニケーションアクティティの体験型研修によって、児童・生徒への指導方法への新たな視点が拓けていけることが、データからは読み取れた。以上のような積み重ねが、3年度の研修プログラムや授業研究の基礎となる。研究代表者・分担者共に距離的に近く、連絡を取りやすい。研究代表者と名古屋市(ESD国際総括会議開催地)の学校・研究団体にはつながりがあり、協力を得やすい。2014年にESD国際総括会議で実践発表を行う学校教員や研究協力団体会員を対象として、以下のような研修プログラムを実施して、その反応データを収集する。さらに研究協力校における授業研究に参与し、研修プログラムがどのように授業研究に活きるのかを明らかにする。研修プログラムは次の2種類である。1複数回の校内研修プログラム、2夏季休業中の一日集中研修プログラムである。1は、ESDが校内研修に取り上げられている場合に実用可能なプログラムである。2は、ESDが特に校内研究に取り上げられていない場合で実用可能な研修プログラムである。理想的には1週間の集中プログラムの方がよいであろうと考えた。だが、研究協力校の管理職、研究協力団体の会員から意見聴取したところ、教員の勤務状況から考え、それは実施困難であろうという意見をいただいた。そこで、一日プログラムを計画することにした。
ケモカインならびにそのレセプターの病態生理学的役割の解析を通した抗炎症剤の開発

本研究を通して、以下の研究成果を挙げた。1)マウス・メスの排卵直後に膣局所で産生されるインターロイキン8(IL-8)ホモログが、性周期依存的に起きる好中球の膣粘膜への浸潤を制御していることを明らかにした。2)モノクロタリン投与による実験的肺高血圧モデルで、肺局所で産生される単球走化因子(MCP-1)が、肺へのマクロファージ浸潤とそれに引き続く肺の組織障害を制御している事を明らかにした。3)IgA腎症で、急性型では尿中IL-8が上昇するのに対して、腎不全に移行しやすい慢性型では尿中MCP-1濃度の上昇がIL-8に比べて顕著であるなど、病型によって腎局所でケモカインが選択的に産生される可能性を認めた。3)半月板形成性腎炎では、腎臓内で産生されるmacrophage inflammatory protein-1α(MIP-1α)が半月板形成に関与するのに対して、MCP-1が間質病変の成立に関与していることを示唆する結果を得た。4)IL-8遺伝子を導入した癌細胞株を接種すると、接種部位での血管新生とともに腫瘍形成が亢進する事から、IL-8の血管新生作用を確認した。腫瘍の壊死部の近傍でIL-8蛋白・mRNAの発現が認められた。壊死部の近傍は低酸素状態であると考えられるので、種々のがん細胞株を低酸素状態に暴露したところ、IL-8遺伝子の転写ならびに産生が誘導された。さらに胃癌組織中の癌細胞そのものが、IL-8レセプターを発現していることも明らかになった。5)活性化補体第5成分(C5a)刺激によって、単球細胞株でNF-κBならびにAP-1が活性化されることによって、IL-8遺伝子転写ならびに蛋白産生が誘導されることが明らかになった。6)急性肝障害モデルで、インターフェロンγの組織障害への関与を明らかにした。海外の研究分担者との討議を通して、ケモカイン・ファミリーに属するインターロイキン8(IL-8)・単球走化因子(MCP-1)の病態生理作用についての以下の結果を国際学術雑誌に報告することができた。1)マウス・メスにおいて、排卵後に一過性にIL-8の機能的ホモログである、マクロファージ炎症性蛋白-2(MIP-2)が、膣上皮にて周期的に産生され、しかも産生されたMIP-2が、排卵後に認められる膣上皮への好中球浸潤を引き起こしていることを明らかにした。同様の現象がヒトにおいても起きるかについて、検討を加えている。2)モノクロタリン投予ラットに認められる肺高血圧症病変の発生に先行して、肺においてMCP-1の産生が認められ、抗MCP-1抗体投与によって肺へのマクロファージ浸潤が抑制されるとともに、肺高血圧病変の発生も抑制された。3)IgA腎症の急性型では尿中IL-8濃度が高く、尿中MCP-1濃度が検出感度以下であった。これに対して、腎不全への進行が多い慢性型では、尿中MCP-1濃度が上昇しているのに対して、尿中IL-8濃度の上昇は軽度であった。2・3の結果から、MCP-1がマクロファージ依存性に起きる慢性炎症反応の成立に重要な役割を果たしていることが示唆された。さらに、Oppenheim博士との共同研究により、マウス・リンパ腫細胞株ESb-MP接種時に認められる腎臓への転移機構にMCP-1が関与している可能性を示唆する結果を得られている。