hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アルミニウムのガス・メタル・アーク溶接法に関する基礎的研究

著者らはこれまでに、溶接雰囲気調整装置を用いて種々の混合ガス雰囲気下で、Al及びAl-Zn合金電極線を用いてAl板を溶接し、溶接金属の気孔生成等に及ぼす雰囲気の影響について系統的な研究を行ってきた。その結果、Ar雰囲気ガスの一部をN_2ガスに置き換えたAr-N_2ガス・メタル・ア-ク溶接法の有効性を示唆する知見を得ている。例えば、Arシ-ルドガス中への適当量のN_2ガスの添加は、気孔数の減少、溶け込みの増加等をもたらし、溶接金属の軟化防止が期待される。また、Al電極線へのZn及びMgの少量添加が気孔数をさらに減少させる効果を持つことが明らかになった。そこで今年度は、市販の5083Al合金に対して5183Al合金電極線を用いてAr-N_2ガス・メタル・ア-ク溶接法の適用性を調べた。その結果、気孔数はN_2ガスの増加及び溶接電流の増加と共に増加する傾向にあったが、N_2ガス%が60%以下では気孔が認められない良好な溶接条件が得られた。また、N_2ガス%の増加と共に、溶け込み深さは増大した。さらに、N_2ガス%の増加に伴う溶接金属中の窒素量の増加すなわちAlN相の増加により、溶接金属の硬度が上昇し、母材と同程度の硬度が得られた。その際、溶接熱影響部の軟化領域もあまり大きくなかった。なお、いずれの溶接条件の場合も、良好なビ-ド外観が得られた。以上のことから、Ar-N_2ガス・メタル・ア-ク溶接法は、5083Al合金に対して十分適用でき、従来のArガス・メタル・ア-ク溶接法に比べて多くの長所を有することが明らかになった。著者らはこれまでに、溶接雰囲気調整装置を用いて種々の混合ガス雰囲気下で、A1及びA1-Zn合金電極線を用いてA1板を溶接し、溶接金属の気孔生成等に及ぼす雰囲気の影響について系統的な研究を行い、Ar雰囲気ガスの一部をN_2ガスに置き換えたAr-N_2ガス・メタル・アーク溶接法の有効性を示唆する知見を得ている。さらに、実用A1合金への適用性を評価する目的で、市販の溶接用A1-Mg合金5083板に対して5183A1合金電極線を用いてAr-N_2ガス・メタル・アーク溶接を行った。その結果、アルゴンシールドガス中への窒素ガスの適当量の混合は、気孔が無く、溶け込みが深く、ビード外観の良好な溶接金属をもたらした。また、TEM観察結果から、5083A1合金母材は転位密度が高く析出物も認められることから、加工硬化及び析出によって強化されているが、溶接することによって溶接金属は転位密度が低く析出物の無い組織になるため軟化するが、雰囲気から窒素が吸収されると溶接金属にはA1N相が現れ、そのA1N相の分散によって硬化が回復し、溶接金属の硬度低下を防ぐ効果があることがわかった。さらに、溶接金属の引張試験の結果、雰囲気中への2080%の窒素ガスの添加は溶接金属中へ適当なA1N相分散強化をもたらし、降伏応力及び引張強さを母材程度に保てることが明らかになった。しかし、伸びは母材に比べて低下すること分かり、今後の課題として残された。
人工心臓に適する機械弁の開発を目的とした流体工学的観点からの基礎研究

拍動型の補助人工心臓に用いられる機械弁は自然心に適用されるよりも過酷な条件での開閉運動を強いられる。しかしながら、一般的に機械弁は弁置換治療に用いられており、人工心臓への使用を想定してはいない。当該施設では空気圧式補助心臓を開発しており、この人工心臓に適した機械弁の開発システムを確立することを本研究の目的とする。また、人工心臓用の新たな機械弁の開発を実現するために、市販されている機械弁の流体動力学的特性および耐久性などに関する検討を行い、選択基準や設計指針の確立を図ることを目的とした。平成20年度においては、平成19年度に行われた研究結果から、血流体動力学的な特性に優れたSorin Bicarbon二葉式機械弁を当施設で開発中の空気圧式補助心臓に装着し、血流動力学的な特性を検討した。なお、二葉式機械弁はハウジングがcarbon材であるため、圧縮力には弱く、弁のハウジングに圧縮力が掛からないように弁座の構造を改良した。その弁を当施設で開発中の空気圧式補助心臓に装着した後、弁の開閉運動の確認を行い、溶血や機械弁の耐久性に大きく影響を与えるキャビテーション現象と弁付近での流れを可視化技術で検討した。その結果、弁葉の形状が曲面型であるSorin Bicarbon二葉式機械弁においては、キャビテーションの強さは弱まっていった。なお、弁葉の形状が曲面型であるため、収縮期には高いせん断応力は生じなかった。この結果から、当施設で開発中の空気圧式補助心臓にはSorin Bicarbon弁のような弁葉の形状が曲面型の機械弁が適当であると思われた。しかしながら、二葉式機械弁による血液ポンプ内部の流れの可視化はまだ検討されていない。今後、二葉式機械弁による血液ポンプ内部の流れの可視化と動物実験を行い、血液ポンプ内部の抗血栓性の検討は今後の課題である。平成19年度においては、市販されている機械式人工弁の中て臨床に多く使用されている二葉式機械弁の3種類を対象とした。これらの人工弁を当施設で開発中の空気圧式補助心臓に装着し、流体動力学的特性を検討した。特に、溶血や機械弁の耐久性に大きく影響を与えるキャビテーション現象と弁付近での流れを中心に検討した。その結果、弁の閉鎖時に生じるキャビテーション現象の発生メカニズムやその強さは弁葉の形状によって大きく異なることがわかった。特に、弁葉の形状が曲面型である人工弁においては、キャビテーションの強さは弱まっていった。なお、弁葉の形状が平板の人工弁においては、弁葉付近での流れが乱流化しやすくなっているが、曲面型のほうでは流れがよくなっていることがわかった。これらの結果から、平成20年度においては、当該施設では空気圧式補助心臓に最適な機械弁の形状の検討を行い、試作品を製作予定である。
災害リスクのマルチレベル・ガバナンス―人間の安全保障と企業の社会的責任からの接近

災害リスクの削減に向けて、社会の強靭性を高める方途が探索されている。災害リスクの削減にむけて、社会における多様なアクターの平時・緊急時の思考や行動を把握し、様々なアクターの行動をいかに調整するのかが問われている。本研究は、防災・減災・災害対応(DR3)、人間の安全保障/持続可能な開発(SDGs)、企業の社会的責任(CSR)という3領域に関わるマルチレベル・ガバナンスの態様と方向性の解明に着手した。災害リスク削減グローバル・プラットフォームなど、多様なアクターによるガバナンスの萌芽が観察される。活動のオーケストレーションの必要性、民間セクターの関与を増やすなどのいくつかの課題が指摘できる。2015年度中、三浦と栗栖は、第一に、共同研究の進め方についてEメイルならびに電話での検討を行い、また神戸でも会合を行った(2016年1月)。第二に、グローバル・ガバナンス関係のジャーナルや、自然災害への多様な主体の対応に関する先行研究の読み込みに力をいれた。第三に、プロジェクト開始前からのこれまでの研究の延長線上に、本研究を行った。2015年4月には、本プロジェクト開始以前に三浦と栗栖が執筆したものではあるが、日本企業による国連を通じた協力に関する共同研究が、ケンブリッジ大学出版より、Corporate Social Responsibility in a Globalizing World (Tsutsui and Lym, eds.)の一章として出版された。研究代表者の栗栖は、JICA研究所・ASEAN戦略国際問題研究所の共同研究を通じて行った、日本のステイクホルダーによる人間の安全保障認識に関する研究を公刊した(2016年3月掲載)。本研究とのかかわりとして、人間の安全保障にかかわる多様なキープレイヤーが、日本における人間の安全保障上のリスクとして、地震・津波などの自然災害を重視していること、政府・自治体・企業・市民社会の連携による包括的なアプローチの必要性が明らかになった。これらの点は、本プロジェクトの方向性を裏付けるものであった。また、防災・減災に関連して、楠綾子氏との共著により『防災をめぐる国際協力のあり方(仮題)』(近刊)の一章として、日本の防災・減災国際協力の歴史的展開について原稿を提出した。これらの研究は同様に、本プロジェクト開始前から着手していたものであるが、本研究の推進においても重要なデータと示唆を提供するものである。これ以外に、2016年2月には国際政治学の立場から災害研究を行ってきた研究者(韓国の高麗大学)と、神戸において意見交換を行った。2015年度における、第一の研究目的は、関連する文献の読み込みであり、第二の目的は、防災・減災・災害対応(DR3)における企業の役割について、日本企業へ広範なの聞き取り調査を実施することであった。第一の目的についてはほぼ予定通り進めることができた。他方で、第二の目的については計画通りに事業を進めることができず、規模を縮小せざるをえなかった。その理由は、主として、代表者である栗栖が出産ならびに0歳から1歳になる子どもの養育の時期と重なり、数度にわたる入院などに対処する必要があり、聞き取り調査のための出張の日程を入れることが極めて難しかったためである。研究分担者(三浦)は、海外フィールドワークでの参与観察をもとに、トランスナショナル・ガバナンス・プラットフォームの事例として、国連グローバル・コンパクトの分析を進め、その成果を国際法学会において報告した。CSR(企業の社会的責任)に関するトランスナショナル・ガバナンスの動態を検討し、とくにガバナンスの「イノベーション」として国連グローバル・コンパクトなどの「ガバナンス・プラットフォーム」の興隆とその機能を明らかにした。研究代表者(栗栖)は、日本政府による国際防災協力の展開についての論文を、書籍の一章として公刊した(共著、2017年、印刷中)。減災・防災・災害対応(DR3)を、日本政府が自らの経験の蓄積を土台として、新たな多国間外交のテーマとして、近年積極的に展開していることを論じた。また、人間の安全保障にかかわるアクター達(企業を含む)への聞き取り調査をもとに執筆した論文(ワーキングペーパーとしてJICA研究所から2016年にウェブ公開済み)が、Ebook(2017)として新たに公刊されることとなった。本研究論文が用いた聞き取り調査では、企業の社会的責任としてプロジェクトを考案する際の軸として、人間開発、人間の安全保障などの考え方が実際に使用されている事例が示されたが、災害の予防や対応における企業の取り組みを分析するうえでも示唆的である。また、人間の安全保障の実現における多様なアクターのパートナーシップのあり方も、災害予防・対応という分野への対応への援用が可能であろう。これまでの研究を通じて、減災・防災・災害対応の分野においては、多様なアクターがそれぞれの役割を担い、情報を交換し、調整を行い、過去の経験から学習するためのマルチレベルのガバナンスの発展が重要であることが示唆された。関連する文献の収集と読み込み・分析については、予定通り進めることができた。研究分担者は、学会において国連グローバルコンパクトを事例にトランスナショナル・ガバナンス・プラットフォームについて分析した研究論文を報告するなど一定の成果をあげた。他方、研究代表者は、過去の研究成果を微修正する形での研究成果はあったものの、子の養育ならびに親の介護のため予定通りに研究を進めることができなかった。なかでも本研究の重要な要素である、聞き取り調査のための出張の実現が難しく、次年度へと延期した。自然災害がもたらす影響の多寡を生み出すのは、自然災害だけではなく、介在変数としての社会の脆弱性とハザードへの暴露の度合いである。そのため、社会の強靭性を高める方途が探索されている。

国連では持続可能な開発目標(SDGs)の実現において不可欠な構成要素として災害リスク削減が位置付けられ、仙台防災枠組み2015-30では数値目標にも合意した。災害リスクの削減にむけて、社会における多様なアクターの平時・緊急時の思考や行動を把握し、様々なアクターの行動をいかに調整するのかが問われている。本研究は、これらの分野に関わる専門家や実務家への聞き取りをもとに、防災・減災・災害対応(DR3)、人間の安全保障/持続可能な開発(SDGs)、企業の社会的責任(CSR)という3領域に関わるガバナンスの態様と方向性の解明に着手した。ルール、協調、オーケストレーションなどによる、多様な主体によるマルチレベル・ガバナンスの態様である(三浦2017)。日本の聞き取り対象者の多くが、自然災害をアジア地域における人間の安全保障上の重要課題としてあげた。実際、DR3は日本政府の進める対外政策において重要な位置を占める(栗栖・楠2017;栗栖2017)。政府が発表した仙台防災協力イニシアティブは、あらゆる開発政策に「防災の主流化」をと謳い、政府が主導して民間企業をはじめ多様な主体と連携する体制を構築すると述べ、政策的方向性としてマルチレベル・ガバナンスが意識されているとわかる。しかしそれを実現する形態は自明ではない。企業では独自にDR3対策が進んでおり、企業の役割ならびに企業と他の主体との協働に目を向ける意義がある。例えば今後の研究の方向性としてプラットフォームに着目したい。うち、DR3につき政府、民間企業、NGO、研究機関などが協議を行うGlobal Platformでも、民間企業や研究機関の取り込みが重要課題となっている。災害リスクの削減に向けて、社会の強靭性を高める方途が探索されている。本研究は、防災・減災・災害対応(DR3)、人間の安全保障/持続可能な開発(SDGs)、企業の社会的責任(CSR)という3領域に関わるマルチレベル・ガバナンスの態様と方向性の解明に着手した。災害リスク削減グローバル・プラットフォームなど、多様なアクターによるガバナンスの萌芽が観察される。活動のオーケストレーションの必要性、民間セクターの関与を増やすなどのいくつかの課題が指摘できる。2016年度においては、2015年度に十分に進めることができなかった聞き取り調査を、まずは実施する予定である。これらは日本企業、グローバル・コンパクト・ジャパン・ネットワーク、JICA、自治体などにおいて予定通り推進する。そのうえで、理論的なモデル(仮)と聞き取り調査のデータとを突き合わせながら、より妥当性のあるモデルの構築をめざす予定である。研究分担者は当初予定された成果を一定程度達成することができ、本研究の分担部分については終了した。
ダウン症をモデルとした知的障害者の健康調査と生涯サポートシステムの整備

本研究では主に、成人期知的障害者の心身の健康状態と健康管理に係わる社会資源の現状を、通所・入所施設での身体計測や聞き取り調査等により明らかにすることをめざした。1972歳の489人中、男性306人(62.7%)、女性182人(37.3%)で、ダウン症を持つ人は63人(12.9%)であった。平均年齢は男性36.1±11.4歳、女性36.5±11.2歳で性別の有意差はなかった。体重、体脂肪率、BMI、ウエスト・ヒップ比、血圧を測定したところ、健常者と異なり、肥満の諸指標と血圧との間に明確な相関関係がなかった。さらに次のような点が明らかとなった。(1)女性の体脂肪率は平均値がすでに肥満の判定基準値(30%)を超えており、肥満は深刻である。一方、血圧は女性の方が低い傾向があり、女性特有のアプローチを要する。(2)男性ではすべての項目で通所群が高い値を示し、体重、BMI、体脂肪率、血圧では統計的にも有意に高かった。女性はウエスト・ヒップ比で通所群が低い値を示したが、その他の項目では両群に顕著な差は認められなかった。男性では入所施設での生活のコントロールが結果に反映しやすく、女性では環境因よりも生理学的な要因が肥満につながっていると考えられる。(3)ダウン症群女性では非ダウン症群より体脂肪率とBMIとが顕著に高かった。男性についてはBMIのみダウン症者の方が高い値を示したが、それ以外では差は見られなかった。ダウン症群の最高血圧は男性110mmHg、女性90mmHg付近に集中し、特に低い傾向が見られた。(4)35歳未満群の方が身長、体重、BMI、体脂肪率とも高い傾向があり、男性では有意差が認められた。血圧では逆に35歳以上群の方が高い傾向が見られた。ウエスト・ヒップ比は女性では35歳以上群が高く、内臓脂肪型肥満が懸念される。1、早期療育教室、ダウン症児の親の会などで、管理栄養士の協力の下、簡略な食生活調査にもとづく効果的な栄養相談と肥満予防のための食生活指導の試みを開始した。個別相談にも応じ、経過観察中である。2、ダウン症者の食品の嗜好と肥満度について、日本ダウン症協会の相談員への郵送アンケートによる予備調査を実施した。咀嚼が不完全な可能性が高い8歳未満と45歳以上を除いた男女40名では、年齢が高くなると肥満度が上がりやすい。年齢と関係なく好まれている食品はご飯、麺類、肉類、豆腐・納豆類で、あまり食べない食品は、野菜類、魚類、菓子類が多かった。和風の食材や硬めの食材が多いと肥満度が低く、ご飯、肉、おやつが多いと肥満度は高い傾向があった。3、民間の知的障害者入所更生施設(定員42名×2ヵ所)と、通所の公立福祉作業所(60名)において、身長、体重、体脂肪率、血圧の測定を実施した。併せて給食の摂取状況の観察調査や職員からの聞き取り、健診結果、就労や余暇活動の状況などの閲覧、聞き取りを行ない、データを蓄積中である。4、成人知的障害者の施設における健康管理と医療の実態について、医務室の看護記録や看護婦(士)からの聞き取りによる予備調査を開始した。入所施設においては看護婦(士)による服薬管理と通院付き添い、嘱託の内科医・精神科医の診療の他、東京都の障害者歯科センターによる巡回診療が効果をあげていることが示唆された。

(4)35歳未満群の方が身長、体重、BMI、体脂肪率とも高い傾向があり、男性では有意差が認められた。血圧では逆に35歳以上群の方が高い傾向が見られた。ウエスト・ヒップ比は女性では35歳以上群が高く、内臓脂肪型肥満が懸念される。1.ダウン症児の早期療育教室で管理栄養士の協力の下、栄養相談と肥満予防のための食生活調査とその後の指導を継続している。個別の相談にも応じながら経過観察中である。2.知的障害者の成人期肥満の実態を探るため、都下の入所更生施設3ヵ所(計120人)と通所作業所6ヵ所(計184人)において体脂肪率、血圧などの測定を年2回夏・冬に実施した。全体では約4割が肥満していたが、女性では約5割で、中・高度の肥満が多かった。ウェスト・ヒップ比から、内臓型肥満は男性肥満者の61.4%、女性肥満者の66%を占めていることが分かった。入所・通所の別、季節差などは明らかではなかった。3.給食の摂取状況の観察や職員からの聞き取りを行った。4.個々の生育歴、原疾患名、合併症や既往歴、ADL、生活習慣病の家族歴、就労や余暇活動の状況などを調査している。健診結果のデータを入力中である。5.入所施設における健康管理と医療の実態について、医務室の健康診断の記録や看護師からの聞き取り調査を開始した。入所施設においては看護師による服薬管理と通院付き添いの負担が重い。嘱託の内科医・精神科医の関与の程度や歯科診療については、施設や地域による差が大きい。6.施設はいずれも小規模なため、栄養士や看護師などの専門職は各12人のみで、果たしている職務内容に確信がもてず情報交換の場を切望している。これに応じながら将来のサービス体制の整備につなげようと、管理栄養士などをコンサルタントとして迎え自主研修の場を設ける試みに着手した。増加した個別の相談に応じながら、経過観察中である。2.知的障害者の成人期肥満の実態を探るため、都下の入所更生施設3ヵ所(計120人)と通所作業所6ヵ所(計200人)において体脂肪率、血圧などの測定を年2回夏・冬に継続したほか、新たに茨城県の入所更生施設(計100人)で現場職員による測定の試みを始めた。入所施設では男性の肥満が解消する例が増えた一方、やせすぎが心配な例も数例ずつ見られた。BMIでは肥満と判定されながら体脂肪率が数%と異常に低い例が数例あり、服用している抗てんかん薬の影響で水分を多量摂取している疑いがある。また女性の肥満が目立ち、解消困難な理由を追及する必要がある。3.給食の摂取状況の観察や職員からの聞き取りも、可能な施設で引きつづき行った。4.個々の生育歴、原疾患名、合併症や既往歴、ADL、生活習慣病の家族歴、就労や余暇活動の状況などを調査した。健診結果のデータを解析中である。5.茨城県の入所施設では利用者の高齢化に備えた健康管理を職員・保護者有志で開始しており、この点に重点をおいた聞き取り調査を実施して投稿準備中である。6.利用者の親が高齢化し、食生活改善その他の健康管理が困難になっている。栄養士や看護師、生活指導員などがサポートして知的障害をもつ本人の自覚を促し、肥満解消や改善に結びつく生活習慣の確立に努める"本人活動"を神奈川県の施設の管理栄養士と共同で開始した。肥満についての学習会や、減量成功例の発表会などを通じ、本人活動は可能との見込みが得られた。
教育現場における立体把握模倣による空間認識の研究～学ぶはまねる～

本研究では、3Dデータ活用による模刻制作等から、ヒトがどのように立体を認知し造形していくかという点を追究してきた。その結果、次のような兆候が示された。原本像(オリジナル)の3D計測値は、造形のバランスを迅速かつ的確に把握できるものであり、模刻制作者(彫刻経験のある被験者)の感覚的・技量的差異による彫刻の完成度(オリジナルと似ているかそうでないか)の違いが減少した。それは本研究室の3Dデータによる模刻制作を始めた頃から、本研究室大学院生作品の全体的な完成度向上という成果からも表れている。このことは、造形把握の基礎として彫刻家が修行期間に繰り返し訓練し体得する「造形のバランス把握」を、3Dデジタルデータという3次元的な「物差し」によって、ある一定の範囲をもって代替することが可能といえる。一定の範囲とは、具体的な彫刻制作、特に木彫制作の段階であらわすならば、『粗彫り』である。(当研究室ホームページ「online lecture」参照)『粗彫り』は,木彫制作において完成度を決定する重要な段階である。粗彫りを行う上での注意点が、彫刻完成時のアウトラインをなぞるように彫り進めるという意識である。このアウトラインは3Dデータ上の断面線にあたるものであり、いうなれば地形図の等高線のようなラインを立体の表面上で追いかけるような作業である。この作業は彫刻完成時のアウトラインを常にイメージしながら作業するため、相当の習熟を要するものであるが、前述の3Dデータ上で作成した断面線を、型紙として実際の模刻作業で使用する他、モニター上で原本像の立体画像を等高線状に断面線を描出することによって、粗彫りを行う具体的なイメージの学習が短期間で可能となった。この事象から、彫刻作業における立体把握、すなわちヒトがどのように立体を認知し造形していくかという点を論じる上で、3Dデータ上での断面線によるイメージ学習の成果は大きいと考えられる。今年度は被験者に与えるデータの元となる3D計測を行いつつ、3Dデジタルデータによる文化財教育への応用として、彫刻文化財の模刻制作に三次元デジタルデータが修復技術者の基礎技能向上の点で大いに効果的であると考え、教育現場での活用をおこなった。従来、仏像を模刻する場合、対象物の目視とその印象、および写真資料の観察を中心に行われてきたが、形状の精度を客観的に検証することは大変困難であった。しかし、同データを導入することにより、模刻対象の選択の幅が飛躍的に増大し、しかも正確且つ効率的な作業を行うことができ、状況は著しく改善されることとなった。(1)レーザー計測で得られた詳細な法量に基づく、無駄のない木材の調達と木取り。(2)三次元デジタルデータで作成した投影図を、木材に直接貼り付けることによる的確かつ迅速な荒取り作業。(3)同データによる断面輪郭型紙を用いた、中彫り段階までの形体確認。(4)PC画面上での360゚にわたる任意の角度からの三次元モデルの観察。(5)同データをもとに、厚板を切り抜いた断面図を集積した簡易立体模型をつくり、PC画面上では得られなかった立体の把握。以上のように、3Dデジタルデータを存分に活用することで、一気に木取り・荒取り・中彫りまでを進め、限られた時間内で小作りや仕上げ彫りにじっくり取り組むことが可能となった。一定以上の模刻能力を持つ者に、画像や図形という二次元情報加え3Dデジタルデータを与えた場合、単に形状を写し取ることに留まらず、像に潜む時代精神や作者の息吹までを感得できたのではないだろうか。来年度は、初学者を対象に立体造形物の模造を行い3Dデジタルデータが立体形状の把握に与える影響を検証する予定である。今年度も昨年度に引き続き研究の元データとなる3Dレーザー計測を行い、3Dデジタルデータによる文化財教育への応用として、彫刻文化財の模刻制作に3Dデジタルデータが基礎技能向上の点で大いに効果的であると考え、教育現場での活用を行った。主に一木造り、寄木造り、乾漆技法による彫刻を対象にした。模刻制作に3Dデータを応用することにより以下の効果が確認された。1、レーザー計測で得られた詳細な法量に基づく、無駄のない木材の調達と木取り。2、3Dデータで作成した投影図を木材に直接貼り付けることによる的確かつ迅速な荒取り作業。3、各所の断面線を用いた検証。4、PC画面上による360度にわたる観察。またこれらの効果を一層高いものにするための検討を行い、改善策として以下のことを考察した。1、模刻途中段階のものをレーザー計測し3Dデータを原本のものと比較することにより生じる差異。2、従来模刻において見落としがちな部分の認識への理解を促す、デジタルデータの可視化方法および表現方法。以上のように可能な限りの技術を用いることによる模刻手法を確立することを試み、その精度を高め、3Dデータによる模刻の有効性がより実証できた。またレーザー計測作業をさらに効率化するための方法や表現方法においてもさらなる工夫を加えた。特によりコンパクトな形でレーザー計測、データ処理を行う手法や模刻を前提とした3D資料をいかに効率的に作成する方法を平成22年度への課題として残した。

原本像(オリジナル)の3D計測値は、造形のバランスを迅速かつ的確に把握できるものであり、模刻制作者(彫刻経験のある被験者)の感覚的・技量的差異による彫刻の完成度(オリジナルと似ているかそうでないか)の違いが減少した。それは本研究室の3Dデータによる模刻制作を始めた頃から、本研究室大学院生作品の全体的な完成度向上という成果からも表れている。このことは、造形把握の基礎として彫刻家が修行期間に繰り返し訓練し体得する「造形のバランス把握」を、3Dデジタルデータという3次元的な「物差し」によって、ある一定の範囲をもって代替することが可能といえる。一定の範囲とは、具体的な彫刻制作、特に木彫制作の段階であらわすならば、『粗彫り』である。(当研究室ホームページ「online lecture」参照)『粗彫り』は,木彫制作において完成度を決定する重要な段階である。粗彫りを行う上での注意点が、彫刻完成時のアウトラインをなぞるように彫り進めるという意識である。このアウトラインは3Dデータ上の断面線にあたるものであり、いうなれば地形図の等高線のようなラインを立体の表面上で追いかけるような作業である。この作業は彫刻完成時のアウトラインを常にイメージしながら作業するため、相当の習熟を要するものであるが、前述の3Dデータ上で作成した断面線を、型紙として実際の模刻作業で使用する他、モニター上で原本像の立体画像を等高線状に断面線を描出することによって、粗彫りを行う具体的なイメージの学習が短期間で可能となった。この事象から、彫刻作業における立体把握、すなわちヒトがどのように立体を認知し造形していくかという点を論じる上で、3Dデータ上での断面線によるイメージ学習の成果は大きいと考えられる。
μSR法を用いた金属酸化物の光触媒特性の解明

光触媒であるTiO2内の欠陥は,光吸収や電子伝達に重要な役割を果たす。この欠陥には水素が安定化するということが理論計算で予測されているため、本研究では、muonをプローブとしてTiO2の欠陥を観測できないかと考えた。muonは水素と同じ電荷を有する量子であるため,物質中で水素の軽い同位体として振る舞う。また,平均2.2 μsで崩壊するため,崩壊の時に放出される陽電子を観測することで,物質内でのmuon (つまり水素)の分布や電子状態を明らかとすることができる。本研究では、rutile型TiO2に酸素欠陥を導入しmuon spin rotation/relaxation法を用いて観測し、得られたスペクトルを詳細に解析することで、ruitle型TiO2内部の欠陥として、酸素欠陥に二つの水素が存在する新しい安定構造を見出した(測定では水素とミュオンの安定構造を観測した)。また、この構造について密度汎関数法によりエネルギー的安定性と電子状態を計算したところ、本構造は準安定構造の一つで、また、band gap内部にエネルギー状態を持つことが明らかとなった。これは、本構造がrutile型TiO2の光触媒特性に寄与していることを示唆する。以上のように、本研究では、光触媒特性の予測に、muonをプローブとして用いることが有効であることを示した。更に、金属酸化物内部の新しい水素種の存在を示唆した。本結果は、muon spin rotation/relaxation法が、今後、より複雑な構造を有する高機能、多機能な光触媒に応用可能で、予測が困難な光触媒特性を発現している原子レベルの構造、電子状態分布を明らかとするツールとなることを示している。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、光触媒であるTiO2内部の欠陥構造(酸素欠陥や水素)と光触媒作用との相関を超低速ミュオンにより明らかにすることが目的である。光触媒反応特性を決定する上で重要な要因として、band gap付近の電子状態があげられる。つまり、光触媒反応過程は次に示す3ステップからなっており、この全ての過程を支配しているのがband gap付近の電子状態と言える。1つ目のステップは光吸収による励起電子と正孔の生成、2ステップ目は励起電子と正孔の表面への拡散、3ステップ目は励起電子と正孔を介した表面での化学反応である。これらの過程は、bulk, subsurfaceとsurfaceと電子状態の異なる領域で起こっているため、光触媒反応を理解するには、深さ方向に分解を有し、band gap付近に準位を持つと考えられている酸素欠陥や水素などの欠陥構造を観測可能で、また、電子状態を明らかにすることができる手法が必要となる。我々は、これらのことが可能であるのが、現在、建設中の超低速ミュオンであると考え、研究を進めている。平成26年度の課題は、既に利用可能なミュオン装置(超低速ではない)を用いて、そもそも、ミュオンはTiO2の欠陥構造を観測できるのかを明らかとすることであった。我々が着手するまでミュオンとTiO2の欠陥構造の相関を観測や解析した例はなかった。我々は、欠陥の導入されたTiO2に外部磁場(縦磁場、横磁場)を印加し、ミュオンスピン回転(μSR)を観測した。また、ゼロ磁場内でのミュオンスピン緩和も観測した。平成26年度の結果、酸素欠陥を導入することでゼロ磁場内のスペクトルに最も顕著な変化がみられることがわかった。また、Kubo-Toyabe関数でfittingすることで、ミュオンは酸素欠陥近傍にある不対電子と磁気双極子相互作用すること、また、ミュオンの存在位置を明らかとした。これにより、平成27年度予定している超低速ミュオン測定の基盤が整った。

平成26年度の結果、rutile型TiO2の酸素欠陥をゼロ磁場μSRスペクトルで観測できることがわかり、また、Kubo-Toyabe関数を用いて、これらのスペクトルを解析することが有効であることを示した。これは、計画通りの進捗であり、平成27年度予定している超低速ミュオン測定の基盤が整ったものと考えられる。さらに、この結果は、従来、密度汎関数法(DFT)を用いた理論計算により、予測されていた位置より、Tiの近くにHが安定に存在し得ることを示唆している。これは、ミュオンが水素の同位体であるという性質を利用して、明らかとしたものである。現在、DFT計算を専門とするグループと共同で、安定位置、安定化の原理にアプローチしている。このように、平成26年度は、計画通りの進展があったばかりでなく、理論計算で予測されていたのと違う現象を観測し、新しい化学の可能性を見出したため、当初の計画以上に進展していると考えられる。27年度が最終年度であるため、記入しない。平成27年度は、rutile型TiO2の酸素欠陥を、深さ分解能を有する超低速ミュオンを用いて観測する。また、ギ酸や酢酸などプローブ分子の存在下で、光照射によるミュオンスペクトル変化を観測し、光触媒反応動作中の電子状態変化を明らかとする。ここでプローブ分子としてギ酸や酢酸を用いるのは、これらの分子は本研究で用いているrutile型TiO2(110)表面上での吸着状態が明らかとなっているためである。解析には、平成26年度、蓄積した解析ノウハウを用いる。具体的には、Kubo-Toyabe関数を用いてfittingすることが有効であることがわかっている。これらの結果から、目的としていた光触媒反応作用と欠陥の相関を明らかにすることができると考えられる。酸素欠陥や、紛体TiO2中に混入してしまう水素が光触媒TiO2の性質を大きく変えていることは広く知られているが、その系統だった情報は不十分であったが、本研究により系統だった解析が可能な手法論が見出されると考えられる。
アメーバ経営の導入に関する実証研究

アメーバ経営の導入に関する定性的および定量的な実証研究を行い、導入の促進/阻害要因を解明できた。特に、導入の各フェーズにおけるマネジメントの方法に違いがあること、各コンポーネントが組織に対して異なる成果をもたらすことがわかった。本研究の具体的な目的は、(a)導入プロセスでどのようなシステム修正・強化が行われているか、(b)導入プロセスでどのような促進・阻害要因が影響を及ぼすのか、(c)導入後の各フェーズの段階において業績改善が観察されるようになるのか、(d)導入プロセスでのさまざまな条件やイベントが組織の業績に対してどのように影響を及ぼすのかの4つである。この点においては変更はない。平成21年度の研究実施計画として、「予備的な聞き取り調査」「質問票の項目開発および尺度開発の実施」「導入企業から業績データを収集するための依頼作業」あげていた。「予備的な聞き取り調査」の具体的な実績としては、アメーバ経営導入企業のアクテック社でインテンシブな聞き取り調査と、アメーバ経営の実務(作業現場の活動と月次の会議)の観察を行うことができた。これは、導入企業の実態を少数サンプルから知り、質問票開発へのヒントを得るという点で、質量ともに十分なものであった。特に、内部振替価格の設定や月次会議の進め方について、これまで我々が知っていた方式とは異なる実務があることを発見できた。これらの発見は非常に重要なものであるため、アクテック社の導入事例について、シングルケーススタディとして定性的論文を作成することにした。「質問票の項目開発および尺度開発の実施」については、導入企業向けと導入中止企業向けの2通の質問票を開発がほぼ完了した。郵送・回収方法についてKCMC社との協議も完了した。これらはかなりの計画前倒しと言えよう。アメーバ軽営導入について大量サンプル向け質問票はこれまで作られたことはなかった。前例のない試みで困難が予想されたが大きな問題は生じなかった。大きな成果が期待される。「導入企業から業績データを収集するための依頼作業」について、KCMC社と協議したが、大変困難であることがわかった。実施の可否についてあらためて検討の余地がある。昨年度まで研究分担者であった谷武幸神戸大学名誉教授は、H22年3月に桃山学院大学を退職にともない、本プロジェクトの研究分担から外した。ただし、同氏からは引き続き、本テーマに関する共同調査を実施している。平成22年度の研究実施計画として、「質問票のパイロット調査」「質問票の発送と回収」「導入企業から業績データの収集」を想定した。「質問票のパイロット調査」について、アクテックと平井精密工業の2社にパイロットテストを実施し、質問票のファインチューニングを行った。また、質問票調査技法に詳しい窪田准教授からの指導助言、アメーバ経営学術研究会所属の研究者と実務家の助言、神戸大学管理会計研究会のメーリングリストなどを通じたアドバイスももらい、導入企業向けと中止企業向けの2通が完成した。「質問票の発送と回収」については、KCMCの顧客リストを通じて同社の全クライアント329社に質問票を発送し、約100通の回答を回収した。データベースを作成を経て、現在、昨年度まで研究分担者であった谷名誉教授、窪田准教授らからの指導をあおぎながら、分析を行っている。「導入企業から業績データを収集するための依頼作業」については昨年度から懸案であった。KCMC社と引き続き協議したが、大変困難であり、断念せざるを得なかった。なお、昨年度までの予備的聞き取り調査の成果を基に、2本の研究論文を公表した。この点において変更はない。最終年度(平成24年3月31日)の主要な研究実施計画として、「H22年度中に回収した質問票データ分析」「国内外の学会発表と論文執筆」を想定していた。「回収したデータの解析」では大阪府立大学教授窪田氏、神戸大学名誉教授谷武幸氏などの助言を得て実施された。残念ながらデータに大幅な天井効果が出ていたが、データは理論を裏付けたり、理論を超えた新たな知見を与えてくれるものなどがあった。これらを実務家や京セラのコンサルタントらの前でたびたびプレゼンテーションを行い、解釈を行った。幸いにして、継続企業のみならず、中止企業からも一定数の回答を得られたので、両グループ間の比較を行うことができた。「国内外の学会発表と論文執筆」について、データ解析を慎重に行ったために執筆を最終年度中に行うことは出来なかった。

当初は国内外の学会発表と学術雑誌の投稿を目指していたが、データ、内容から判断して、ビジネスマンの集う産学連携のフォーラムでの発表と、ビジネス雑誌の投稿に切り替え、目下準備中である。「企業会計」に三ヶ月連続での掲載が内定している。研究実施計画には想定していなかったが、JALへのアメーバ経営導入の調査機会を得た。一部はH23年度に開始した。今後、これらの新しい研究結果を加え、このプロジェクト全体の定性的・定量的研究のすべての結果を包含する論文を執筆する予定である。
炎症時に発見されるADAMTS-1プロテアーゼに関する基質の検索

トロンボスポンジン(TSP)タイプIモチーフを有する分泌型のADAMファミリー分子であるADAMTS-1の生理活性および生体における役割について調べている。これまで私は、ADAMTS-1が細胞外マトリックス結合性の活性型メタロプロテアーゼであり、また軟骨プロテオグリカンであるアグリカンのコア蛋白を切断する活性を有することを示してきた。本年度、ADAMTS-1によるアグリカンの切断部位を調べ、ADAMTS-1がアグリカンのコンドロイチン硫酸鎖結合領域のE(1872)-L(1873)部位を切断することを明らかにした。関節炎患者の関節滑液中やインターロイキン1で刺激した軟骨組織培養の上清には、IGDドメイン中のアグリカネース切断部位やコンドロイチン硫酸鎖結合領域のgap領域で切断されたアグリカン断片が検出されることが報告されている。ADAMTS-1切断部位はこれらアグリカンのin vivo切断部位の一つに対応することから、ADAMTS-1がアグリカンのturnoverや関節炎における軟骨組織破壊に関わる可能性が考えられる。また(TSP)タイプIモチーフおよびスペーサー領域からなるADAMTS-1のC末端側領域は硫酸化グリコサミノグリカンに結合する領域であるが、このC末端側領域を欠損させたADAMTS-1の変異体ではアグリカン分解活性が消失することから、ADAMTS-1のC末端側領域とアグリカンの糖鎖との結合がその分解活性に必要であると考えられる。一方、ADAMTS-1遺伝子欠損マウスでは、腎臓における腎杯の拡張に加え、副腎髄質組織の構造が異常で多くの空洞状の構造が認められた。またADAMTS-1遺伝子欠損の雌マウスは強い不妊傾向を示すことから、ADAMTS-1は副腎髄質組織の構築や女性生殖器の機能にも必須に関わることが示唆された。またADAMTS-1遺伝子欠損の雌マウスは強い不妊傾向を示すことから、ADAMTS-
母乳中の食物アレルゲンの実態および生理機能

乳児の哺乳量を調査した。15ヶ月齢では北陸地方801ml/日、関西地方811ml/日であった。昨年度々同様、食事摂取基準2005年版で示されている哺乳量780ml/日より両地区とも多い結果であった。母乳保育中の母親に、通常の食事よりも高タンパク質・高脂肪の市販レトルトカレーを摂取してもらった前後での母乳中の成分変化を検討した。カレー摂取前と比較して、摂取2時間後および4時間後では母乳中の総IgA量、タンパク質含量およびトリグリセリド含量は変動しなかった。昨年度行った研究で、1例にゆで卵摂取2時間後に母乳中オボムコイド量が3倍になった場合があったが、多くの場合は短時間での変動は大きくないものと考える。しかしながら、特定のタンパク質が遊離で母乳中へ分泌される状況を解析するには、卵摂取の履歴やほかの食品との食べ合わせなどが今後検討すべき課題と考える。また、母乳中に、鶏卵オボムコイド以外のタンパク質(牛乳カゼイン、ベータラクトグロブリン、小麦グリアジン、そば、落花生)も母乳中に免疫複合体と特異的IgAの存在が認められ、母親が経口摂取したタンパク質に普遍的な現象であり、それを飲んでいる乳児の食物アレルギーの有無とも関連しなかった。さらにラットにおいて、母乳哺育により、母親が摂取した食物タンパク質に特異的に乳児の経口免疫寛容が誘導されることを確認した。また母乳と同じ外分泌液である唾液にも食品タンパク質特異的IgAと食品タンパク質とIgAの免疫複合体が存在していた。唾液中の免疫複合体や食品タンパク質特異的IgAは、乳児、若年成人女性、授乳婦、50歳代男女と性別、年齢に関係なく存在していた。生後117か月齢の乳児をもつ授乳婦42名に母乳採取と哺乳量調査および食事記録票の記録にご協力いただいた。平均哺乳量は15か月齢797.4ml、611か月齢717.8mlであり、食事摂取基準の策定に使用された哺乳量のそれぞれ780ml、600mlを上回っていた。助産院での指導実態として、積極的な母乳育児の推奨が原因として考えられるため、今後地域なども変えた検討を加える。母親の食事調査の結果、平均摂取エネルギー2092kcal、たんぱく質73.0g、脂質45.0g、炭水化物340.7gであり、食事摂取基準(年齢3049歳、身体活動レベルI、授乳婦)と比べ、脂質がが若干少なく、その影響で摂取エネルギーもやや少なかったが、母親の体重変化はほとんど見られず、また乳児の体重も平成12年度乳幼児身体発育調査397%タイル値に入っていた。母親の食事調査と乳児の成長を検討したところ、特に母親の脂質摂取量と乳児の体重増加量の間に正の相関が見られた。その他の栄養素との関連は低かった。母乳中のたんぱく質含量や総IgA量を測定したところ、母親の食事と母乳中のたんぱく質量に関連性は見られなかったが、母親の摂取たんぱく質量と母乳中総IgAの間に負の相関が見られた。摂取たんぱく質と腸管免疫系をはじめとする粘膜免疫系の応答との関連で興味深い結果である。また、鶏卵たんぱく質の摂取と母乳中への分泌状況を解析したが、多くの場合は母親が頻繁に卵を摂取していても母乳中の卵白たんぱく質オボムコイド量は検出限界以下であった。さらに、一回の卵摂取量と摂取後の母乳中のオボムコイド量をみると1例ゆで卵摂取2時間後にオボムコイド量が3倍になる例があったが、ほとんどの場合変化がなかった。今回調査した母親の中で鶏卵料理の摂取は9名と少なく、乳児の食物アレルギーの発症を恐れて卵を食べ控えている母親が多く見受けられた。
木質系バイオマスを原料とするクリーンディーゼル燃料製造システムの開発

木質系バイオマスを触媒ガス化し、生成する粗ガスを精製後、クリーンなディーゼル燃料の製造システムの開発を目指して研究を行い、低コストの石灰水や天然ソーダ灰がガス化触媒として有効であり、ガス中のタールやアンモニアの除去には天然の褐鉄鉱が高い触媒活性を示すことを明らかにし、少量のAlを導入したメソポーラスシリカに担持したコバルト触媒が、ディーゼル燃料の高収率製造を実現できることを実証した。(1)安価な触媒を用いるバイオマスのガス化:0.5mm程度のカラマツ間伐材おがくずを用い、石灰水(Ca(OH)_2水スラリー)と混合したところ、Ca^<2+>がイオン交換担持され、常圧のCO_2ガス化と高圧のH_2Oガス化で触媒効果を発揮し、さらに、石灰水の代わりに褐鉄鉱(α-FeOOHが主成分)とおがくずを物理混合した場合にも、褐鉄鉱はH_2Oガス化を促進した。反応後のXRD測定結果より、CaCO_3とFe_3O_4が触媒作用を示していることが明らかとなった。(2)生成ガスの改質と精製:おがくずの熱分解で発生したタールもしくはモデル化合物のベンゼンを上述の褐鉄鉱上に通したところ、これらは600°C程度でガスと炭素に転化し、生成ガスの模擬ガス(H_2/CO/CO_2/H_2O)中の2000ppmNH_3は、750°Cの褐鉄鉱上でほぼ完全にN_2とH_2に分解された。いずれの場合も、褐鉄鉱中のα-FeOOHより生成した鉄ナノ微粒子が、タールの改質とNH_3の分解に対し高い触媒機能を持つものと結論された。(3)メソポーラスシリカ担持触媒によるFT合成:Al源としてAlCl_3水和物を使用し、SBA-15の調製と同時にAlイオンを導入する方法を用いると、従来法より短時間でAl/Si比が0.05-0.1のAl-SBA-15が合成され、Alイオンの大部分はSiO_2骨格内の6配位Alで存在することが、固体NMRで明らかとなった。この担体にCo^<2+>をincipientwetness法で担持し、230°C、2.0MPaでFT合成を行ったところ、CO転化率40%、C_<10>-C_<20>選択率30%となり、これまでのCo/Al-SBA-15触媒の性能を上回り、新規なAl-SBA-15担体を用いるFT合成触媒が開発された。安価な触媒原料を用いるガス化:容易に入手できる石灰水と天然ソーダ灰を主な触媒原料に用いて、金属イオンのみをイオン交換担持したのち、石英製ガス流通式固定床装置で水蒸気ガス化したところ、単独でも大きな触媒効果が観測されたが、一方、両者を同時に担持した場合には、複合作用は認められなかった。これらの触媒はいずれも熱分解チャー上では非常に微細な状態で存在したが、ガス化反応の進行にともない粒子凝集が起こった。生成ガスの改質と精製: 5001500ppmのタールモデル化合物と、バイオマスガス化で生成する燃料ガスをシミュレートしたH_2/H_2O/CO/CO_2を混合し、3種類の褐鉄鉱を予め水素還元した触媒上に流通したところ、ある種の褐鉄鉱はモデル化合物を完全に分解・改質できることを見出した。組成分析、XRD、TPRの結果に基づくと、鉄成分の濃度、その還元性、金属鉄のサイズが触媒性能を支配する要因であることが明らかとなった。また、カナダ産ピートから製造した活性炭に担持した金属触媒は、上記の燃料ガス中に含まれる数千ppmのNH_3の分解に有効であったが、H_2O濃度が高くなると活性低下が認められた。メソポーラスシリカ担持触媒によるFT合成:平均細孔径がほぼ同一でAl/Si比の異なるAl-SBA-15担体を合成し、Coイオンをincipient wetness法で担持した後水素還元して、FT合成実験を高圧下で行ったところ、CO転化率とAl/Si比の間には極大が存在することが明らかとなった。担体の固体Al-NMRやNH_3-TPDで求めたAlの配位状態や酸強度・酸量、Co/Al-SBA-15のXRDやTPRで求めた還元度が、Al/si比により著しく変化することが示されたが、触媒のFT活性を制御するファクターの解明は今後の課題である。バイオマスのガス化と高温ガス精製:バイオマスのガス化では、多量のタールが発生するので、その効率的除去が不可欠である。そこで、ガス化で生成する燃料ガス(20% H_2/26% CO/20% CO_2/5% CH_4/15% H_2O/He)中で、タールのモデル化合物であるベンゼン(2600ppm)の分解を行った結果、α-FeOOH量を多く含む褐鉄鉱は700°Cでほぼ100%の除去率を達成した。

実際的観点から、褐鉄鉱の機械的強度を向上させるため、市販のハニカム上にコートしたところ、同様の高い効果を示した。これは、α-FeOOHより生成しなナノオーダーの金属鉄粒子の触媒作用に基づくものと結論される。一方、α-FeOOH試薬を単独で使用した場合には、著しい粒子凝集が起こり、活性は急激に低下し、ハニカム担体の有効性が実証された。機構解明を目的として、CO、CO_2、CH_4を含まない参照ガス(45% H_2/15% H_2O/He)中でトルエン(450ppm)の分解を行ったところ、C_6H_5CH_3→C_6H_6→CH_4→COの経路で反応が進行することが明らかとなった。これまでの結果を総合すると、容易に入手できる天然の褐鉄鉱は、バイオマスのガス化で得られる燃料ガスの高温精製に非常に優れた性能を発揮することが立証された。担持触媒によるFT合成:TEOS、AlCl_3・6H_2O、EO_<20>PO_<20>EO_<20>を用い、細孔径は同程度(5.3-5.5nm)でAl/Si比が0-0.083と異なる4種のAl-SBA-15を合成し、10%Coを担持した触媒下で高圧気相FT反応を行ったところ、CO転化率はAl/Si比0.01で最大の60%に達しAl無添加時の2倍以上となった。一方、C_<10>C_<20>収率はAl/Siに依らなかったものの、ワックス分はAl導入により減少した。Al-NMRやNH_3-TPD測定は、Alの大部分はSiO_2骨格内に存在して固体酸性を示し、その結果、ワックス留分が軽度に分解されることが明らかとなり、Co/Al-SBA-15触媒はディーゼル燃料の空時収量の向上を実現した。
新規非イオン性ヒドロゲルの開発

本研究は2ーオキサゾリンの開環重合を基礎として今までにない新しい非イオン性のヒドロゲルの創成方法の開拓と生成したゲルの特性解析を目的とした。すなわち、2ーメチルー2ーオキサゾリンのポリマ-がポリ(Nーアセチルエチレンイミン)の構造をもち、きわめて親水性に優れていることを利用して、新規の非イオン性ヒドロゲルを開発した。合成方法としては、ポリオキサゾリンの部分加水分解架橋法、及び共重合法を用いた。これらのゲルは、従来から知られているイオン性のものと比べて、純水にも塩類を含むイオン水にも膨潤する、いわゆる非イオン性ヒドロゲルとしての特性を示した。このゲルは、ポリオキサゾリンの優れた相溶性を反映して、例えばポリ(塩化ビニル)に混合することにより、それを親水性に改質することができた。一方、このポリオキサゾリンゲルの架橋点に反応性官能基を導入し、外部環境に可逆的に応答する機能性ヒドロゲルを合成した。具体的にはまず、クマリン誘導体を有するポリオキサゾリンを合成し、その光架橋反応によりゲルが得られた。このゲルは波長の異なった光を照射すると、光二量化の逆反応が起こり、水溶性のポリマ-へと変換できた。この相互変換は可逆的に行うことができた。同様にして、架橋点にディ-ルス・アルダ-付加物、或いはジスルフィド結合を導入すると、それぞれ熱、酸化還元条件に可逆的に応答し、ヒドロゲルと水溶性のポリマ-との相互変換が可能な、新規機能性ヒドロゲルであることがわかった。更に、ビピリジルなどの配位子を有するポリキサゾリンと金属イオンとの錯体形成によっても、ヒドロゲルが合成できた。これらのゲルは、その金属錯体の特性によって、種々の環境応答性を有するという、興味ある結果が得られた。本研究は2-オキサゾリン類の開環重合を基礎として、今までにない新しい非イオン性のヒドロゲルの創成方法の開拓と生成したゲルの特性解析を目的としている。すなわち、2-メチル-2-トキサゾリンのポリマ-が極めて親水性に優れ、また他の汎用ポリマ-との相溶性に優れていることを利用して、新しい非イオン性ヒドロゲルを開発した。合成方法としてはまず、2-メチル-2-オキサゾリンの開環重合によって得られたポリ(N-アセチルエチレンイミン)をアルカリで部分加水分解し、二級アミノ基を数個含むポリマ-とした。これをヘキサメチレンジイソシアナ-トで架橋することにより、ゲルを合成した。得られたポリオキサゾリンゲルは従来から知られているイオン性のものと比べて、純水にも塩類を含むイオン水にも膨潤する、いわゆる非イオン性ヒドロゲルとしての特性を示した。一方、2-オキサゾリン類とビスオキサゾリンとの共重合によっても対応するポリオキサゾリンゲルが得られた。この場合、モノマ-であるオキサゾリン類の2位のアルキル基を種々変えることにより、ヒドロゲルからリポゲル、更にアンフィゲルとしての特性を示す一連の新規機能性ゲルが合成できた。例えば、2-メチル-2-オキサゾリンからは非イオン性のヒドロゲルが、2-オクチル、ドデシルなどの長鎖アルキルでは有機溶媒に膨潤するリポゲルが、2-エチル-2-オキサゾリンを用いた場合には、水、有機溶媒ともに膨潤する、いわゆるアンフィゲルが、それぞれ得られることがわかった。

更に、2-メチル-2-オキサゾリンと2-アルキル体、ビスオキサゾリンの三元共重合によってもアンフィゲルの合成に成功した。本研究は2ーオキサゾリンの開環重合を基礎として今までにない新しい非イオン性のヒドロゲルの創成方法の開拓と生成したゲルの特性解析を目的とした。すなわち、2ーメチルー2ーオキサゾリンのポリマ-がポリ(Nーアセチルエチレンイミン)の構造をもち、きわめて親水性に優れていることを利用して、新規の非イオン性ヒドロゲルを開発した。本年度は前年に引き続いて、新しいゲルの合成手法を種々検討した。ポリオキサゾリンの部分加水分解により、二級アミノ基を有するポリマ-を合成し、これと、まずクマリン誘導体のカルボン酸との反応により、クマリンをペンダント基として含むポリオキサゾリンを合成した。このポリマ-に光照射すると、クマリンの二量化反応が起こり、その部分が架橋点となってゲルが生成した。このゲルは波長の異なった光を照射すると、光二量化の逆反応が起こり、水溶性のポリマ-へと変換できた。すなわち、この系は、可逆的にヒドロゲルー水溶性のポリマ-の相互変換ができる機能性高分子材料であることがわかった。次に、マレイミド、及びフランを有するポリオキサゾリンをそれぞれ合成し、これらを混ぜあわせると、官能基間のディ-ルス・アルダ-反応によりゲルが生成した。このゲルは、熱による逆反応により、再び可溶化させることができる、いわゆる熱可逆性ヒドロゲルであった。また、架橋点にジスルフィド結合を導入すると、酸化還元条件に可逆的に応答し、ヒドロゲルと水溶性のポリマ-との相互変換が可能な、新規機能性ヒドロゲルが得られた。更に、ビピリジルなどの配位子を有するポリオキサゾリンと金属イオンとの錯体形成によっても、ヒドロゲルが合成できた。これらのゲルは、その金属錯体の特性によって、種々の環境応答性を有するという、興味ある結果が得られた。