hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
導電性高分子の電子光物性と機能性出現機構に関する研究

(1)ポリ(3ーアルキルチオフェン)の温度による著しいスペクトル変化は、実効的な共役長の変化を反映するもので、溶融の前駆現象である。(2)ポリ(3ーアルキルチオフェン)の導電率の温度依存性は、溶融前駆領域で異常である。即ち、ある温度でピークを示した後、高温で下る。(3)ポリ(3ーアルキルチオフェン)のルミネッセンスは異常な温度依存性を示す。即ち、温度上昇と共にルミネッセンスは強くなることが明らかとなった。しかも、この効果はアルキル側鎖の長い程、顕著である。(4)ポリ(3ーアルキルチオフェン)の物性は、固体ー液体転移に伴って著しく変化する。転移に際し、導電率は急激に低下し、ルミネッセンスも強くなる。さらに、吸収端のエネルギーも大きく高い方へシフトする。(5)数キロバール程度の圧力を印加すると転移点は高温側にシフトする。(6)高温度域においてスペクトルが短波長にシフトしている時、圧力を印加すると、再び長波長にシフトし、元の状態に復帰する事がわかった。(7)これらの著しい性質の変化は次の様に説明できる事が明らかとなった。まず、側鎖のアルキル側のコンフォーメーションが大きく変化し、トランスーゴーシュ等の変化が生じ、アルキル鎖がかさ高くなるので、チオフェンのS原子との立体障害が大きくなり、ポリ(3ーアルキルチオフェン)の主鎖のチオフェン間の結合にねじれが生ずる。このねじれにより、共役系の平面性が低下するので、実効的に共役長が変化し、禁止帯幅が変化し、吸収スペクトルが変化する。特に、固相域ではねじれがランダムに入るので、実効共役長に分布が生じ、吸収ピークは変化するが吸収端は変化しないという結果になる。また、実効共役長の分布は、禁止帯幅のゆらぎを生じ、これが導電率の温度依存性の異常をもたらす。また、実効共役長の高温での低下は、励起されたものの移動を抑え再結合を助長するので、温度と共にルミネッセンスが強くなる。
放射線増感剤ギメラシルの臨床応用に向けた研究

臨床上すでに使用されており、経口抗癌剤ティエスワン(TS-1)の1成分である毒性の少ないギメラシルの放射線増感効果について研究を行った。(1) 10種の異なる癌細胞を用いたが、ギメラシルには、いずれも同程度の放射線増感効果が存在した。(2)ギメラシルは細胞周期に対して影響を与えない。(3)ギメラシルは、相同組み替えによるDNA二重鎖切断修復を部分的に抑制する。(4)ギメラシルの放射線増感効果がdihydropyrimidine dehydrogenase阻害による。ことを明らかにした。ことを明らかにした。今年度は、放射線増感剤ギメラシルの放射線増感効果の様々な性質について、研究を施行した。1.ギメラシルのDNA-PK活性および細胞周期に与える影響:5つの細胞株においてDNA-PK活性に対するギメラシルの影響を調べたが、コントロール群とギメラシル添加群において差を認めなかった。またギメラシルは細胞周期に対して影響を与えなかった。2. SCneoアッセイ法によるギメラシルの相同組み替え修復に与える影響ギメラシル添加によりG418(ネオマイシン)耐性細胞がHeLa細胞で17%、DT-40で16%減少することが示された。相同組み替えによるDNA二重鎖切断修復がGimeracil添加により抑制されていることを示している。3.細胞周期とギメラシルの放射線増感効果の関係、分割照射を行った場合の放射線増感効果:DLD-1細胞を使用しノコダゾールによる細胞周期の同調を行った場合、添加16時間後にG2/M期、6時間後にG0/G1期、12時間後にS期に最も多く同調された。それぞれの周期にてギメラシルによる放射線増感効果をしらべたが、S期に同調させた場合に最もギメラシルの放射線増感効果が高い事がわかった。1回2Gyの分割照射とギメラシルの放射線増感効果との関係を検討した。照射回数(総線量)が多くなるに従ってコントロール群と比較した場合のギメラシル添加群の放射線増感効果が大きくなっていく結果が得られた。今後は、ギメラシルのDNA2重鎖切断の相同組み替え修復機構の分子メカニズムを解明することを目標とし、ギメラシルによる細胞内ヌクレオチドプールに対する影響をみるため、ギメラシル投与前後でのヌクレオチドプールの変化をHPLCで測定することを予定している。また、他のヌクレオチド代謝阻害剤の放射線増感効果を検討する予定である。放射線増感剤ギメラシルのギメラシル放射線増感効果の分子メカニズムの検討【目的】ギメラシルは、抗癌剤TS-1の一成分であり、肝臓内や腫瘍内での5-FUの分解を阻害し、血中5-FU濃度を高値に保つ作用を持つが、また、ギメラシル自体が放射線増感効果を持つ。我々のこれまでの研究により、ギメラシルの放射線増感効果は、DNA二重鎖切断の相同組換え修復を部分的に阻害することによることが明らかになった。ギメラシルがジヒドロピリミジン脱水素酵素(DPYD)阻害剤であることを着目して放射線増感効果の分子メカニズムの解析を行った。今年度は、放射線増感剤ギメラシルのギメラシル放射線増感効果の分子メカニズムの検討を行った。【方法】HeLa(子宮頸癌細胞)を用いた。siRNAを用いてDPYB遺伝子をノックダウンし、放射線感受性の変化及びギメラシルの放射線増感効果に対する影響をclonogenic assayにて、検討した。また、ネガティブコントロール用siRNAも導入して、放射線感受性への影響をみた。【結果】ウエスタンで、siRNAによるDPYDのノックダウンの程度を確認すると、10%未満に低下していた。DPYD遺伝子をノックダウンすると、ギメラシルと同程度に放射線感受性になった。また、DPYD遺伝子をノックダウンすると、ギメラシルの放射線増感効果が消失した。ネガティブコントロールsiRNAでは、放射線感受性の変化及びギメラシルの放射線増感効果に影響がみられなかった。【考察】ギメラシルの放射線増感は、DPYD遺伝子の阻害と関連している可能性が示唆された。今後は、DPYD蛋白が、どのようにして、DNA2重鎖切断の相同組換え修復に、どのように関与しているか調べる予定である。放射線治療期間に抗癌剤を併用する同時併用化学放射線療法は、放射線治療単独に比べ、治療成績の有意な改善をもたらしている。しかし、抗癌剤の毒性のため、照射と同時併用可能な抗癌剤の投与量は限定されている。従って、これ以上の治療成績の改善には、その薬剤自体の毒性が少ない放射線増感剤の開発が臨床上望まれている。そこで、臨床上すでに使用されており、毒性の少ない経口抗癌剤ティエスワン(TS-1)の1成分であるギメラシルの放射線増感効果について研究を行った。我々の研究により、(1)10種の異なる癌細胞を用いたが、ギメラシルには、いずれも同程度の放射線増感効果が存在した。

(3)ギメラシルは、相同組み替えによるDNA二重鎖切断修復を部分的に抑制する。(4)ギメラシルの放射線増感効果は、S期の細胞で最も高い。1回2Gyの分割照射とギメラシルの放射線増感効果との関係を検討した所、照射回数(総線量)が多くなるに従ってコントロール群と比較した場合のギメラシル添加群の放射線増感効果が大きくなる。を明らかにした。現在は、DPYD蛋白が、DNA2重鎖切断の相同組換え修復に、どのように関与しているか研究中である。ギメラシルが放射線増感効果を現すには、in vitroで、1nM程度の濃度が必要であり、現在臨床で使用されている用量より多くの経口投与量が必要であるため、より強力なDPYD阻害剤も探索中である。
インシデント報告から作成した事例教材による医療従事者の行動教育についての研究

平成16年度は、本学附属病院のインシデントレポートシステムを活用して蓄積されたインシデント事例集の解析を行った。そこから、明らかとなった、優先度の高い事例をもとに、教職員リスクマネージメント研修会のワークショップで利用する、架空のシナリオを作成した。シナリオをもとに、ワークショップ形式の教職員の研修活動に利用し、そこで挙げられたシナリオの問題点をフィードバックして、完成度を高めた。第二段階として、ワークショツプの成果をもとにフィードバックを受けたシナリオをもとに、ビデオ脚本を作成し、院内の教職員から出演者とスタッフを募集して、事例ビデオを作製した。そのための撮影機材と編集用機材および消耗品を、本研究費から調達した。作成した事例ビデオを、中途採用の教職員のリスクマネージメント研修に活用した。研修会後のアンケート調査では、事例ビデオについては、紙シナリオによる場合よりも評価が高く、職員研修の教材として有用性が高いと判断された。平成17年度は、平成16年度に作成した事例ビデオを、研修医の初期研修や新人看護師の研修会にも活用し、研修医の医療安全への認識度を高めることにつながったことが、研修会後のアンケート調査から明らかとなった。また、卒前医学教育への利用も試みた。臨床実習前の医学生4年生に対し、平成16年度に作成した教職員研修用ビデオ教材をもとに、少人数グループ討論によるワークショップ型の授業を実施した。授業前後の試験結果からは、学生の医療安全に対する認識が高まったことのほか、医療安全に関する具体的な知識の獲得にも有効であることが確認できた。また、平成17年度も、インシデントレポートシステムの事例をもとに、シナリオ・脚本を追加し、事例ビデオの撮影を行い、計5本の事例ビデオを蓄積した。研究者は、まず、インシデント報告の収集と分析を行うために、所属する三重大学医学部附属病院の安全管理室の協力を得て、本学におけるインシデシト報告のデータベース化することを目的に、必要な機材とソフトウエアの整備を行った。そして、定期的な会議を設定し、報告されたインシデント報告の分析を行った。平成15年度中に収集したインシデント報告数は、2500件を超え、さらに、会議において分析にかけられた重要なインシデント報告は、200件を数えている。その中から、今年度は、職員の研修教材として有用かつ有効なものとして、8つの事例をとりあげ、研修教材の資料としての活用を始めた。すでに、研修資料としての教材ビデオの作成を終えたものが平成16年3月末にて3本あり、そのうち、1本については、すでに平成16年度中に計5回の教職員を対象とする医療安全研修に実際に利用し、のべ250名の教職員がこの教材を用いた医療安全研修を体験した。同時に、教材としての利用価値を確認しながら、その完成度を高めるためのデータ収集を行い、フィードバックを繰り返している。今後、平成16年度中において、さらなる教材の作成を進め、教材ライブラリーとしての充実を図っていく予定である。これらの教材は、平成16年度中において、さらに包括的に医療安全研修教材として利用する予定であるほか、卒前医学教育の教材としての活用も積極的に行う予定である。さらに、卒後臨床研修部の協力を得て、平成16年度より必修化となった卒後臨床研修の本学の研修プログラムの中にも取り入れ、さまざまな局面での利用を行っていく計画である。以上の教育・研修活動における本教材の利用価値については、その客観的評価を行うために、研修効果に対する科学的なデータの収集を進め、学会発表、研究論文発表を行っていく所存である。
マイクロ円筒体の高精度・高能率センタレス研削法の開発

直径数十μmサブミリオーダのマイクロ円筒体のセンタレス研削技術を確立することを目的に,調整砥石を用いないセンタレス研削法を提案した.これは,従来法における調整砥石による工作物の支持作用と送込み作用を可動シューと微小送りユニットによって行い,工作物の回転駆動作用をブレードの超音波楕円振動によって行おうとするものである.本研究の内容と得られた結果を次のようにまとめる.(1)超音波楕円振動ブレードと微小送りユニット(ボールネジ,サーボモータ,直動軸受及びコントローラから構成される)を設計・製作し,既存のセンタレス研削盤上に付設することによって加工実験機を構築した.(2)構築した実験機でφ1φ5mmの工具鋼製丸棒の回転駆動テストを行い,超音波楕円振動ブレードによって工作物を回転駆動することができることを確認した.(3)研削テストを行った結果,接線研削抵抗を受け持つブレードより,法線研削抵抗を受け持つシューに超音波楕円運動を付与するほうは,工作物に対する摩擦抵抗が大きくなるため,工作物の回転制御に有利であることがわかった.そこで,超音波楕円振動シューを設計・製作した.(4)超音波振動シューに超音波域の交流電圧を印可し,印可電圧と周波数がシューの振動振幅に対する影響をレーザドップラ振動計を使って調べ,シューの楕円振動特性の評価を行った.(5)シューの超音波楕円運動による工作物の回転駆動試験を行った.工作物の回転速度は,シューの横振動速度に左右され,印加電圧が大きいほど,周波数が共振点に近いほど大きくなる.(6)直径φ1φ5mm程度のブランク材(SK材)の加工テストを行い,いまのところ最小到達径が500μm程度で,真円度は初期の20μmから最高1.5μmに向上することができた.直径数十μmサブミリオーダのマイクロ円筒体のセンタレス研削技術を確立することを目的に,調整砥石を用いないセンタレス研削法を提案した.これは,従来法における調整砥石による工作物の支持作用と送込み作用を可動シューと微小送りユニットによって行い,工作物の回転駆動作用をブレードの超音波楕円振動によって行おうとするものである.本研究の内容と得られた結果を次のようにまとめる.(1)超音波楕円振動ブレードと微小送りユニット(ボールネジ,サーボモータ,直動軸受及びコントローラから構成される)を設計・製作し,既存のセンタレス研削盤上に付設することによって加工実験機を構築した.(2)構築した実験機でφ1φ5mmの工具鋼製丸棒の回転駆動テストを行い,超音波楕円振動ブレードによって工作物を回転駆動することができることを確認した.(3)研削テストを行った結果,接線研削抵抗を受け持つブレードより,法線研削抵抗を受け持つシューに超音波楕円運動を付与するほうは,工作物に対する摩擦抵抗が大きくなるため,工作物の回転制御に有利であることがわかった.そこで,超音波楕円振動シューを設計・製作した.(4)超音波振動シューに超音波域の交流電圧を印可し,印可電圧と周波数がシューの振動振幅に対する影響をレーザドップラ振動計を使って調べ,シューの楕円振動特性の評価を行った.(5)シューの超音波楕円運動による工作物の回転駆動試験を行った.工作物の回転速度は,シューの横振動速度に左右され,印加電圧が大きいほど,周波数が共振点に近いほど大きくなる.(6)直径φ1φ5mm程度のブランク材(SK材)の加工テストを行い,いまのところ最小到達径が500μm程度で,真円度は初期の20μmから最高1.5μmに向上することができた.近年,走査型トンネル顕微鏡と半導体検査装置用のプローブやマイクロマシンパーツ,微細加工用ツールなど直径数十μm程度のマイクロ円筒体の需要が急増している.これら部品の加工については,センタレス研削は工作物が研削幅全長にわたって調整砥石とブレードによって支持されるため,微小径の円筒体に対しても高精度・高能率加工が期待できる.ところが,従来のセンタレス研削盤でマイクロ円筒体の加工を行おうとした場合,次のような問題が生じる.すなわち,(1)工作物がサブグラムオーダで非常に軽量なため,研削液の表面張力で研削中に工作物が調整砥石によって上方へ持ち上げられ,研削が不能になる.(2)ブレードの厚さを工作物径より小さくしなければならないので,高々数十μm厚さのブレードが必要になる.そこで,本研究では調整砥石を用いないマイクロ円筒体のセンタレス研削法を考案した.これは,従来の調整砥石による工作物の支持作用と送り込み作用を微小送りユニット上に載せた可動シューによって行い,工作物の回転駆動作用をブレード頂面の超音波楕円振動によって行うものである.これまでの中間結果としては,加工実験機を構築し,φ1φ5mmの工具鋼製丸棒の回転駆動に成功した.実験機の構築では,まず微小送りユニットを設計・製作し,送り駆動テストを行った結果,可動シューが0.7μm/s程度の移動速度まで微小駆動可能であることを確認した.

次に超音波振動ブレードを設計・製作し,その動作をブレード頂面の振動を実測することによって調べた.そして,既設機を改造し微小送りユニットと超音波振動ブレードを取り付けて,実験機を構築した.構築した実験機でφ1φ5mmの工具鋼製丸棒の回転駆動テストを行った結果,超音波振動ブレードによって工作物を回転駆動することができることを確認した.直径数十μmサブミリオーダのマイクロ円筒体のセンタレス研削技術を確立することを目的に、調整砥石を用いないセンタレス研削法を提案した.これは,従来法における調整砥石による工作物の支持作用と送込み作用を可動シューと微小送りユニットによって行い,工作物の回転駆動作用をブレードの超音波楕円振動によって行おうとするものである.本研究補助の初年度(平成12年度)で得られた中間結果としては,超音波振動ブレードと微小送りユニットを設計・製作し,既設のセンタレス研削盤上に付設することによって加工実験機を構築した.構築した実験機でφ1φ5mmの工具鋼製丸棒の回転駆動テストを行った結果,超音波振動ブレードによって工作物を回転駆動することができることを確認した.また微小送りユニットによる工作物の送り駆動テストを行った結果,可動シューが0.7μm/s程度の移動速度まで微小駆動可能であることを確認した.そして最終年度(平成13年度)での内容と結果を次のようにまとめる.(1)研削テストを行った結果,接線研削抵抗を受け持つブレードより,法線研削抵抗を受け持つシューに超音波楕円運動表面波を付与するほうは,工作物に対する摩擦抵抗が大きくなるため,工作物の回転制御に有利であることがわかった.そこで,超音波楕円振動シューを設計・製作した.(2)超音波振動シューに超音波域の交流電圧を印可し,印可電圧と周波数がシューの振動振幅に対する影響をレーザドップラ振動計を使って調べ,シューの振動特性の評価を行った.(3)シューの超音波楕円運動による工作物の回転駆動試験を行った.工作物の回転速度は,シューの横振動速度に左右され,印加電圧が大きいほど,周波数が共振点に近いほど大きくなる.(4)直径φ1φ5mm程度のブランク材(SK材)の加工テストを行い,いまのところ最小到達径が500μm程度で,真円度は初期の20μmから最高1.5μmに向上することができた.
高等学校数学科における離散数学のモデル化教材の開発研究

日本学術会議の数理科学委員会による報告書は,数理科学を使って現実世界の問題を解く場合に,モデルを作ることや問題を定式化すること等を挙げている。また,高等学校次期学習指導要領の検討課題として,モデルの取り扱いを意識するモデリングの導入が提言されている。このような背景から,本研究では,高等学校数学科の授業の学習・指導の方法として,数学的モデル化過程に着目した。また,数学の事象として,数理科学の一分野でも特に,応用数理の中の離散数学に着目した。本研究の目的は,高等学校数学科における離散数学のモデル化教材の開発を行うことである。第一に,諸外国の数学教科書に記載されているオイラーグラフを内容に取り上げた離散数学教材の分析を行った。そして,本教材を基にパトロールを題材とするモデル化教材を作成した。第二に,理工系の私立大学生を対象に,作成したモデル化教材を用いて実験授業を行った。その実際を, 7月に南アフリカで行われたICTMA18において報告した。第三に,清野(2015)における「仮定の意識化」の枠組みを視点に,教材の考察を行った。考察の結果,本教材は,「仮定の意識化」における3つすべての仮定を意識化させることができることが確認できた。通常意識化されにくい「b.数学的処理において意識化される仮定」を確認することができたことは,本教材の教育的意義が豊富であることを示している。上記の研究成果を, 11月に愛知教育大学で行われた日本数学教育学会第50回秋期研究大会において報告した。第四に,問題設定に焦点をあて,本教材の分析を行った。その結果,ある仮定を設定すると,本教材が最短経路問題に帰着される場合があることがわかった。上記の研究成果を, 12月にラオスで行われた第6回数学理科教育国際会議において報告した。
オーガナイザーにおけるLIMホメオドメイン蛋白質Xlim-1の標的遺伝子の解析

アフリカツメガエルのオーガナイザーに発現するLIMホメオドメイン蛋白質Xlim-1はオーガナイザー活性に関与していることが示唆されている。したがってXlim-1の標的遺伝子を解析することでオーガナイザーにおける分子カスケードの一端を明らかにすることができると考えられる。そこで多分化能をもつ外胚葉外植体で活性化型Xlim-1/3mにより発現誘導される遺伝子を検索した結果、cerberus(cer)とレセプター・チロシン・キナーゼXror2が見い出されたことより、cer遺伝子のプロモーター解析とXror2の機能解析を行った。(1)cerberus遺伝子のプロモーター解析:cerberusのゲノム遺伝子のプロモーターをルシフェラーゼにつないだレポーター・コンストラクトを用いて解析した結果、(i)Xlim-1/3mの反応領域は0.58kbで十分であること、(ii)-141から-118の領域に含まれる3個のホメオドメイン結合配列TAATの点変異導入により、Xlim-1/3mおよび胚の背側での発現が大きく消失すること、(iii)Xlim-1/3mを発現させた胚の抽出物とのゲルシフト・アッセイによりXlim-1/3mは上記TAATに結合すること、(iv)野生型Xlim-1はホメオドメイン蛋白質Otx2、Siamoisと協調的に作用し、中胚葉・ホメオドメイン蛋白質Mix.1がこの協調性をさらに増強すること、が明かとなった。これらの結果はcerberusがXlim-1の直接の標的遺伝子であることを示唆している。(2)Xror2の機能解析:野生型Xror2および細胞内ドメイン欠失変異体Xror2-TMをアフリカツメガエル胚の腹側あるいは背側の中胚葉領域に過剰発現させ発生過程に対する影響を調べた結果、(i)Xror2とXror2-TMは共に細胞の分化形質を変化させないが、原腸陥入を引き起こす細胞運動の1つである収斂伸長運動を阻害すること、(ii)野生型および細胞内ドメインの欠失変異体Xror2-TM共に類似の活性を持つことより細胞外ドメインが活性に重要であること、が明かとなった。以上のようにXlim-1は標的遺伝子を介して神経誘導活性と細胞運動の双方に関与していることが示唆された。
エイズ予防教育に効果的な視聴覚教材の開発に関する基礎研究

わが国で活用されているエイズ予防ビデオ教材10本の内容分析を行った木村(1999)では,「脅威型」:エイズの危険性を主に強調する教材,「予防型」:エイズの予防法を主に強調する教材,「検査型」:エイズの早期発見を強調する教材,「共生型」:患者・感染者との共生を主に強調する教材,といった4つのビデオ教材のタイプを指摘した。本研究では,その4タイプの中から代表的なビデオ教材を1つずつとり上げ,それらの教育効果を比較検討した。大学生92名が「エイズ予防教育用視聴覚教材の評価に関する調査」に参加した。参加者は事前質問紙調査票に回答した後,個別に用意されたモニター前に座り,4タイプのうち1つのビデオ教材を視聴した。視聴後に事後質問紙調査票に回答した。その結果,ビデオのタイプ別にかかわらず全般的に,エイズ予防行動意思およびエイズ患者・感染者に対する態度に及ぼす影響は小さいものの,全て望ましい方向で視聴効果が認められた。4タイプ別に比較したところ,エイズ予防行動意思の促進には,予防型が最も効果的であり,他方,脅威型はほとんどの側面に対して視聴効果をもち得なかった。ところが,予防型とその他のビデオ教材との間で,その視聴効果を説明すると予想されたRogers(1983)の防護動機理論の認知変数が,4タイプ間で違いが認められなかった。他方,防護動機理論の7つの認知変数とエイズ予防行動意思およびエイズ患者・感染者に対する態度との間の関係性を検討した結果,それらの関係性が予防型ビデオの視聴によって強化される方向で変化が生じていたことが明らかとなった。つまり,予防型のビデオ視聴が,エイズ予防行動意思およびエイズ患者・感染者に対する態度を改善し,安定化させたと解釈された。エイズ予防教育における理論ベースと実践ベースの研究間のズレを解消するため、わが国で活用されているビデオ教材の情報内容を、Rogers,R.W.のProtection Motivation Theory(PMT)の立場から数量化し、さらに、PMTで言及されていない独自の情報内容の探索を試みた。大学生男女14名が2日間にわたって計10本のエイズ予防に関するビデオ視聴調査に参加した。ビデオは独立した意味をもつシーン毎に分割呈示され(1分4分)、その都度、参加者はPMTで示唆されてきた情報内容(例、危害の深刻さを描写する情報、危害の身近さを描写する情報、他)及びエイズ特有の情報内容(例、エイズ患者のへの共感を喚起する情報、他)の有無とその程度について評定した。結果は次の通りであった。サンプルとしたビデオ教材では、「HIVの感染経路」に関する情報の出現率が41.8%(1シーン平均)と最も高く、「エイズの身近さ」(30.7%)、「エイズの感染確率」(27.8%)、「予防としてのコンドーム」(6.819.9%)、「エイズ検査」(6.512.6%)など情報内容が含まれていた。独自の情報としては、「エイズ患者・感染者への共感や共存」(16.519.4%)に関わる情報内容も含まれていた。また、10本のビデオ教材を構成する情報内容の多少によって、「脅威型」:エイズの危険性を主に強調する教材、「予防型」:エイズの予防法を主に強調する教材、「検査型」:エイズの早期発見を強調する教材、「共生型」:患者・感染者との共生を主に強調する教材、といった4タイプに分類可能であると判断した。現在、タイプ別にビデオ教材の視聴効果に関するデータを収集しており、今後は、その結果に基づき、ハイリスク集団を対象として効果的な情報内容を組み合わせたビデオ教材の開発・評価をしていく予定である。
幼保一体化に向けた協働的・統合的保育モデルの検討：海外事例の分析と日本への示唆

本研究は、0歳から就学までの統合的な保育を行っているイタリアのピストイア市の事例研究によって、保育の統合化の要件を探り、日本の認定こども園等新しい保育への示唆を得ることを目的とする。ピストイア市の関係者への聞き取り調査及び保育園・幼児学校各3ヶ所の観察調査による情報収集を行った。その結果から統合的な保育の要因について、政策、行政、教育職員の労働条件、教育理念、教育環境と教育実践、施設間の連携、関係者の意識の点から分析した。教育施設としての保育所の位置づけ、保育士と幼稚園教諭の同等の研修・労働条件、職員の主導による対等な協働と教育理念の共有、教育コーディネータの存在等について示唆を得た。研究目的は、幼保一体化の子ども園の保育の一つのモデルとして、イタリアのピストイア市の統合的な保育の事例を調査・分析することである。ピストイアの保育の鍵の一つは関係者間の協働による保育であり、その創造と発展の過程に寄与した諸要因、現在の諸条件を明らかにし、その上で、日本の幼保一体化の保育が示唆を受けて改善できる点を探ることを目的とする。このために、24年度、25年度にピストイア市で聞き取り調査および保育現場の観察を行った。25年度は現地調査の2回目を行った。聞き取り調査は、元市幼児教育担当局長、幼児学校1ヶ所、児童館2か所の聞き取りを行った。観察調査については、25年度は、幼児学校(1ヶ所)と保育所(1ヶ所)で各年齢クラス、児童館2ヶ所の観察とビデオ撮影を行った。また、この保育の理論的な面で協同しているローマの国立認知研究所からも情報を得た。以上の聞き取りの起こし翻訳記録と観察結果のデータを150ページの冊子に資料集としてまとめた。観察データと聞き取りデータから分析を開始し、協働による統合的な教育の分析の観点として、以下の5つの側面が見いだされた。1行政担当者と教育現場の協働関係、2施設間の協働、連携体制、3職員の雇用、労働条件を通しての統合的な教育の仕組み作り、4研修および職能開発を通した職員の質の向上、5教育プログラムと教材の一貫性による統合的な教育内容、6子どもの観察と対話から生まれる柔軟な教育実践。これらに関して詳細な分析を進行中である。1.本研究の目的は、日本が幼保一体化の保育を進めていく上で、既に0歳から6歳までの教育とケアの統合的な保育を自治体として実践している海外の事例を検討し、日本の保育に生かす方策を検討することである。2.そのため、本年度は以下の研究を行った。(1)文献研究:国として統合的な保育を行っている北欧諸国に関する文献研究。イタリア、ピストイア市の保育と子育て支援制度についての文献研究。(2)データの収集:ピストイア市の実地調査を行った。調査の内容は、1市の保育制度と実際の保育および子育ち・子育て支援についての聞き取り調査2保育園と幼児学校の協働による統合的な保育実践の観察と聞き取り3子育ち支援諸施設間の連携と協働に関する観察と聞き取りおよび評価に関する聞き取り。以上の調査は、当該年度の計画に添って行われた。即ち、保育園(1か所)、幼児学校(2か所)の各年齢クラスの継時的な観察とビデオ撮影および担当教員達への聞き取り、児童館等子育ち施設の観察・撮影と聞き取り、市役所の担当責任者への聞き取りを行った。但し、市の保育の発展に最も貢献した元責任者への聞き取りは本人の事情により来年度に持越しとなった。一方、来年度予定分の一部の資料が収集できた。(3)イタリア国立認知研究所でイタリアの統合的な保育についての資料を得た。3.記録の整理:1観察記録に関し、各クラス間、各施設間の比較検討のなかで、一貫性・共通点・相違点を拾い出し、どのような点で統合ができているかを整理した。2聞き取り録音からイタリア語から日本語への翻訳と起こし記録を作成した。発言から、思想、環境設定、実践、保育者間の連携、他施設との連携、研修における統合の部分を抜き出した。4.分析結果:施設全体としての統一テーマやシンボルの存在、クラス活動の流れの共通性、機関間の連携、共通の研修など、統合の上での重要な要素を見出すことができた。本研究の目的は、日本が幼保一体化の保育を進めていく上で、既に0歳から6歳までの教育とケアの統合的な保育を実践している海外の自治体の事例を検討し、日本への示唆を検討することである。平成26年度には、事例対象のピストイア市の事情により未実施だった保育園2ヶ所の調査、および市担当局責任者からの補足的な情報収集を行い、最終的に保育園、幼児学校各3ヶ所の聞き取り調査と観察記録データ、市役所からの情報、文献情報を得た。

これらから、ピストイア市の統合的な保育・教育の特徴の分析を以下の観点から行った:1統合的な保育創造の経過と発展、2統合的な理念の形成過程、3行政の仕組みと運営4環境および教育プログラムの一貫性、5施設内の学年間の一貫性、6施設間の連携、7職員研修、8職員の労働条件。分析の結果、次の特徴を得た。1教育の面:日常生活のケアと教育の統合、子どもの観察から教育プログラムを作る方法の一貫性、施設間の環境設定のコンセプトの一貫性、子どもにとってスムーズな移行の保証、2行政と運営体制の面:施設間・職員間の日常的な連携を可能にする体制、共同の研修体制、教育コーディネータの媒介的役割。また日本との比較では、保育環境設定の学年間・施設間の協働、日常観察の重視、幼保協同の研修、保育者の研修時間の確保、教育コーディネータの設置が日本でも役立つことを示した。以上を資料集(25年度、150ページ)に続き、26年度は報告書(164ページ)としてまとめた。当初は、ピストイア市の事例の日本への応用可能性を日本の保育者に問う予定であったが、予備調査から、この方法の成果は少ないと判断した。むしろ、分析結果から研究者が改善プランを作りそれを保育関係者と協議することの方が有意義であり、それは次の研究に譲り、本研究では、ピストイア市から示唆されることを提案することで十分な成果があったと考えた。発達心理学25年度は24年度に引き続き、ピストイア市の幼児学校、児童館の職員の聞き取り調査、および幼児学校と保育所(各1ヶ所)の各クラスでの観察をほぼ予定通り行った。ただ、保育所1ヶ所では、観察は行えたが、聞き取りは予定日の前日の自然災害によって不可能になり、観察と聞き取りを照合させての検討が中断している。上記の調査から、0歳から6歳までの一貫した統合的な保育の考え方と実践に関する資料を得、さらに、幼児教育から小学校教育への接続の試みについても情報を得ることができた。また、ピストイア市の統合的な保育の最初の構想と発展のプロセスについては、現在の統合的な保育の分析に不可欠であるが、これについて行政の中心を担ってきた元市局長から詳細な情報を得ることができた。合わせて、保育園、幼児学校での教育プログラムに関する資料も得た。以上の調査から、統合的で一貫した教育ができる条件に上記の6つの側面が挙げられたので、それぞれについての詳細な分析を進めているところである。得ることのできた分析資料の内容面では、期待に違わぬ成果が得られ、さらに進んだ分析の可能性が開けた。また、ピストイアの調査と並行して、他のヨーロッパ諸国でのいくつかの事例についても文献により分析を行った。当初の調査内容はほぼ予定通りに行われ、必要なデータを得ることができた。データから、統合的な保育・教育の実践は次のことが寄与していると分析された。1制度的には保育士と幼児学校教諭の資格の障壁撤廃、共通の研修、学校・保育所間の職員配置の流動性の実現。2保育園(0-3歳)と幼児学校(3-6歳)の連携については、一貫した教育目標、教材についての考え方の共通性、職員間の情報伝達の仕方の工夫。3保育所、幼児学校内での連携については、学年間の活動・教材の統一性、職員間の協働。4市全体としては、乳幼児に関わる諸施設の連携によって、市全体で子育ち支援を行っていること。またこれらの乳幼児施設が幼児学校と保育所の橋渡し施設となっていること。
無細胞翻訳系を用いた天然ゴム生合成酵素複合体の再構築手法の開発

近年、本申請者の研究グループは小麦胚芽由来の無細胞翻訳系を用いて天然ゴム合成関連タンパク質(HRT1-REF-HRBP)を合成し、天然ゴム合成の場となるゴム粒子上にそれぞれ再構成させることに成功した。この手法は、これまで成し得なかった再構成された酵素による天然ゴムの試験管内合成を可能にし、天然ゴム合成に必要な酵素複合体の構造モデル(山下ら2016)の提唱に至った。これらの研究結果を踏まえ、本研究では、遺伝子改変が容易な原核生物(大腸菌)由来の無細胞翻訳系でも天然ゴムの生合成が可能であることを確かめ、原核生物の無細胞翻訳系で天然ゴム合成酵素複合体再構築の条件検討を行った。平成30年度は、これまでの申請者の研究グループによる小麦胚芽無細胞翻訳系で得た解析結果が、大腸菌無細胞翻訳系を用いても再現できるか確かめた。具体的には、小麦の実験系を用いた解析手法と同様に、パラゴムノキのラテックスから調製したゴム粒子を原核型の翻訳装置で構成される大腸菌翻訳系に添加し、天然ゴム合成関連タンパク質の合成を行った。その結果、タンパク質合成後の産物がゴム粒子に組み込まれたことから、ゴム粒子上におけるHRT1-REF-HRBPの再構築が可能であることが示唆された。また、この産物を用いてゴム合成アッセイを行い、天然ゴムサイズに相当するポリマー伸長活性を観察することができた。しかしながら、ゴム粒子上に合成した3因子のタンパク質の蓄積量は、小麦胚芽無細胞翻訳系で得られた収量と比較してかなり少ないものであった。その結果、ゴム合成活性も低いものとなった。現在までに、ゴム合成活性を高めるための条件検討を進めるなかで、不安定で凝集化しやすいゴム粒子の安定化に寄与する反応液組成を見つけた。今後も、天然ゴム合成因子の合成量の増大と、その産物となる酵素複合体の天然ゴム合成活性の向上につながる条件検討を続けていく。1.大腸菌無細胞翻訳系について、これは既に実験手法が確立されている系ではあるが、天然ゴム合成酵素複合体タンパク質の翻訳に有効かどうかは不明であった。本年度の研究により、原核生物由来の翻訳装置でもタンパク質の合成が可能で、ゴム合成活性を保持する複合体構築が可能であることがわかった。この結果は、パラゴムノキの天然ゴム合成酵素複合体遺伝子の翻訳過程およびゴム粒子の組み込み過程において真核生物由来のリボソームや制御因子に依存しない様式で進行できることを明らかにした。さらには、HRT1は単独ではゴム合成活性を示さないが、ゴム粒子上に導入することで活性を示すことを改めて確かめることができた。しかしながら、当初の予想通りタンパク質の収量とその産物の活性が低いため、さらなる条件検討と改善を続けることが必要である。そのなかで、初年度おける「無細胞翻訳系の反応液組成とゴム粒子の安定性との相関」について行った条件検討からえられた知見は、今後の解析の進展につながるものであると考えている。2.パラゴムノキのラテックスから調製されたゴム粒子の状態が再構成実験に大きな影響を及ぼすことがわかってきた。ゴム粒子の原材料のパラゴムノキのラテックスの状態は採取時期によって変化し、それに伴ってゴム粒子の不安定化の要因となる「凝集」の発生頻度も変化する。この性質の影響を受け、ゴム合成活性を安定して得られない時期があり、実験計画が停滞した時期があった。そこで、安定したゴム粒子の確保が今後の実験計画を進めるために重要である。【項目1】天然ゴム合成酵素複合体の合成量と安定化の向上を目指す大腸菌の無細胞翻訳系は、小麦胚芽の系と比較して翻訳効率が低い。また、ゴム合成酵素の特性にあわせた大腸菌無細胞翻訳系の反応条件検討も必要とされる。初年度(平成30年度)では、「S30画分を調製するバッファーの検討」や「翻訳反応液に対する界面活性剤の添加」がゴム粒子の安定化の向上に有効であることがわかった。今年度(平成31年度)においては、天然ゴム合成関連タンパク質が新規に合成され、ゴム粒子に組み込まれる過程において、分子シャペロン(GroESLやDnaKJ/GrpE)の添加が天然ゴム合成活性の向上に対して有効か検証する。また、リボソームを細胞質から細胞膜へ移行させ、膜タンパク質合成の仲介役として働いている大腸菌のSRP-FtsY、Secファミリー、CspEの中から翻訳系に組み込む。その結果、翻訳系の律速段階が解消される可能性を視野に入れて解析し、考察する。【項目2】天然ゴム合成酵素関連タンパク質(HRT1-REF-HRBP)の相互作用と機能相関初年度(平成30年度)の解析において、ゴム粒子に対して、3つの天然ゴム合成酵素関連タンパク質(HRT1-REF-HRBP)がそれぞれ大腸菌無細胞翻訳系を介して導入されたことが確かめられた。しかしながら、3つの因子が複合体を形成して存在しているかについて実証をすることができなかった。そこで、各因子の相互作用を確かめることに加え、相互作用部位の同定や機能相関について解析をおこなう。以上の【項目1と2】の解析から、大腸菌無細胞翻訳系のタンパク質合成量の向上と酵素複合体の安定化に対して正の効果が得られれば、次年度以降に予定をしている酵素複合体の単離精製へ向けた解析が可能になる。この手法は、これまで成し得なかった再構成された酵素による天然ゴムの試験

管内合成を可能にし、天然ゴム合成に必要な酵素複合体の構造モデル(山下ら2016)の提唱に至った。これらの研究結果を踏まえ、本研究では、遺伝子改変が容易な原核生物(大腸菌)由来の無細胞翻訳系でも天然ゴムの生合成が可能であることを確かめ、原核生物の無細胞翻訳系で天然ゴム合成酵素複合体再構築の条件検討を行った。平成30年度は、これまでの申請者の研究グループによる小麦胚芽無細胞翻訳系で得た解析結果が、大腸菌無細胞翻訳系を用いても再現できるか確かめた。具体的には、小麦の実験系を用いた解析手法と同様に、パラゴムノキのラテックスから調製したゴム粒子を原核型の翻訳装置で構成される大腸菌翻訳系に添加し、天然ゴム合成関連タンパク質の合成を行った。その結果、タンパク質合成後の産物がゴム粒子に組み込まれたことから、ゴム粒子上におけるHRT1-REF-HRBPの再構築が可能であることが示唆された。また、この産物を用いてゴム合成アッセイを行い、天然ゴムサイズに相当するポリマー伸長活性を観察することができた。しかしながら、ゴム粒子上に合成した3因子のタンパク質の蓄積量は、小麦胚芽無細胞翻訳系で得られた収量と比較してかなり少ないものであった。その結果、ゴム合成活性も低いものとなった。現在までに、ゴム合成活性を高めるための条件検討を進めるなかで、不安定で凝集化しやすいゴム粒子の安定化に寄与する反応液組成を見つけた。今後も、天然ゴム合成因子の合成量の増大と、その産物となる酵素複合体の天然ゴム合成活性の向上につながる条件検討を続けていく。1.大腸菌無細胞翻訳系について、これは既に実験手法が確立されている系ではあるが、天然ゴム合成酵素複合体タンパク質の翻訳に有効かどうかは不明であった。本年度の研究により、原核生物由来の翻訳装置でもタンパク質の合成が可能で、ゴム合成活性を保持する複合体構築が可能であることがわかった。この結果は、パラゴムノキの天然ゴム合成酵素複合体遺伝子の翻訳過程およびゴム粒子の組み込み過程において真核生物由来のリボソームや制御因子に依存しない様式で進行できることを明らかにした。さらには、HRT1は単独ではゴム合成活性を示さないが、ゴム粒子上に導入することで活性を示すことを改めて確かめることができた。しかしながら、当初の予想通りタンパク質の収量とその産物の活性が低いため、さらなる条件検討と改善を続けることが必要である。そのなかで、初年度おける「無細胞翻訳系の反応液組成とゴム粒子の安定性との相関」について行った条件検討からえられた知見は、今後の解析の進展につながるものであると考えている。2.パラゴムノキのラテックスから調製されたゴム粒子の状態が再構成実験に大きな影響を及ぼすことがわかってきた。ゴム粒子の原材料のパラゴムノキのラテックスの状態は採取時期によって変化し、それに伴ってゴム粒子の不安定化の要因となる「凝集」の発生頻度も変化する。この性質の影響を受け、ゴム合成活性を安定して得られない時期があり、実験計画が停滞した時期があった。そこで、安定したゴム粒子の確保が今後の実験計画を進めるために重要である。【項目1】天然ゴム合成酵素複合体の合成量と安定化の向上を目指す大腸菌の無細胞翻訳系は、小麦胚芽の系と比較して翻訳効率が低い。
気相での高分解能NMR測定とその構造化学への応用

気相でのNMR測定は、溶媒効果や分子間相互作用のない「無摂動状態」に関する情報を与える点で重要な新しい測定手段であり、そのデ-タは孤立系を扱う分子軌動法や分子力場法などの理論計算値と直接対比出来る点でも重要である。本研究は、この気相での高分解能NMR測定法を^1Hに限らず、^<19>F、^<13>C核のNMRへと拡張し、構造化学への応用をはかることにある。2年間に渉る研究成果をまとめて列挙すると、1.新らたに^<19>F核に関する気相高分解能NMRの高率的かつ、分解能の極めて高いスペクトルを測定する方法を開拓した。2.長年の懸案となっていた1,2-ジフロロエタンの配座平衡におけるゴ-シュ効果の解明のための^<19>Fおよび^1H気相高分解能NMRを適用して正確なエンタルピ-、エントロピ-を求めた。トランス配座を基準とした場合のゴ-シュ配座のギブス自由エネルギ-の測定値は-0.81kcal/lとなりMP3/6-311++G^<**>基底を用いたab initio分子軌道法からの値-0.85kcal/molとよい一致を示した。なお電子状態に関する計算結果から、ゴ-シュ効果の要として、H-F間の1、4-相互作用が重要であることがわかった。3.メタノ-ル、ジメチルエ-テルをテストサンプルとして10mm標準試験管に詰めて、270MH_2分光器により、良好な^<13>Cスペクトルを得ることが出来た。測定方法をさらに改良して、効率よく測定することが出来るようになれば、一般の有機化合物の無摂動状態の構造化学において重要な測定手段となり得る。本年度は、我々の開発した^1H核気相高分解能NMR測定法を、^<19>F、^<13>C核NMRへ拡張することを目的として以下の研究を行った。1.1、2-ジフロロエタンを例にとって、^1H、^<19>F核気相高分解能NMRを40150°Cの範囲で測定を試み、各温度での結合定数^3Jを求めることに成功した。結合定数の温度変化から、最小二乗法を用いて、当該配座における総合定数の値を仮定することなくトランス配座基準のゴーシュ配座のギブス自由エネルギー(△G(G-T))を求めることが出来た。その値は、-0.83Kcal/molである。2.一方、ab initio分子軌道法計算を行ない、diffuse関数まで入れた大きな基底関数6-311(+)G^<**>を用い、電子相関を取り入れるためMP3の計算を行って、上記1、2-ジフロロエタンの(△G(G-T))を求めたところ-0.86Kcal/molとなり、ここに初めて実験と理論の良い一致をみることが出来た。この計算により、実測配座エネルギーを再現しうる分子の精密構造を各配座について求めることが出来たばかりでなく、今迄20年近くも無視され続けてきた運動エネルギー項による補正の必要に気がついた。上記計算値は、この補正(-0.14Kcal/mol)をした値である。3.^<13>C核のNMR測定は、予想以上に困難が伴い、外径10mmの試料管を用いる測定によってジエチルエーテルの^<13>Cシグナルを得ることが出来たが再現性に乏しく、次年度への宿題となった。4.3)に関しては、まず^<13>Cエンリッチ試料を用いて最適測定条件の探索を行う必要があると考え、目下準備中である。

気相でのNMR測定は、溶媒効果や分子間相互作用のない「無摂動状態」に関する情報を与える点で重要な新しい測定手段であり、そのデ-タは孤立系を扱う分子軌道法や分子力場法などの理論計算値と直接対比出来る点でも重要である。本研究は、この気相での高分解能NMR測定法を^1Hに限らず、^<19>F,^<13>C核のNMRへと拡張し、構造化学への応用をはかることにある。2年間に渉る研究成果をまとめて列挙すると、1.新たに^<19>F核に関する気相高分解能NMRの効率的かつ、分解能の極めて高いスペクトルを測定する方法を開拓した。2.長年の懸案となっていた1,2-ジフロロエタンの配座平衡におけるゴ-シュ効果の解明のための^<19>Fおよび^1H気相高分解能NMRを適用して正確なエンタルピ-、エントロピ-を求めた。トランス配座を基準とした場合のゴ-シュ配座のギブス自由エネルギ-の測定値は-0.81kcal/lとなりMP316-311++G^<**>基底を用いたab initio分子軌道法からの値-0.85kcal/molとよい一致を示した。なお電子状態に関する計算結果から、ゴ-シュ効果の要として、H-F間の1,4-相互作用が重要であることがわかった。3.メタノ-ル,ジメチルエ-テルをテストサンプルとして10mm標準試料管に詰めて、270MH_2分光器により、良好な^<13>Cスペクトルを得ることが出来た。測定方法をさらに改良して、効率よく測定することが出来るようになれば、一般の有機化合物の無摂動状態の構造化学において重要な測定手段となり得る。
改質シリコーン膜を利用した低圧膜ろ過による有機溶媒含有廃液からの溶媒回収

インク廃液など,顔料等の固体微粒子と有機溶媒の懸濁液から,多孔質化したシリコーン膜を利用した低圧での膜ろ過により,高純度の有機溶媒を分離・回収するため,シリコーン膜の多孔質化が溶媒透過性や固体粒子の分離性能に与える影響を調査した。膜の多孔質化にともない透過流束が増加し,有機溶媒と微細な固体粒子を7.2wt%含有する有機廃液を供給液とした膜ろ過において,透過量は5 kgm-2h-1MPa-1で,ほぼ透明な透過液を回収することができた。ポリジメチルシロキサン(PDMS)に水溶性のポリエチレングリコール(PEG)を孔形成剤として加えて膜を調整した後,作製した膜を温水中に浸漬してPEGを抽出することにより多孔質PDMS膜を作製した。作製した膜について,純溶媒のトルエンや実際に工場から排出された微細な固体粒子と有機溶媒を含有する有機廃液を用いて,比較的低い圧力(0.20.3 MPa)での膜ろ過を行い,膜の多孔質化が有機溶媒の透過量と分離性能に及ぼす影響について考察した。膜断面をSEMやデジタル顕微鏡を用いて観察することにより,PEGの添加により膜が多孔質化し,添加したPEGの量が多いほど多孔質化が促進されることが確認できた。透過測定においては,いずれの溶液,膜においても,透過量と時間との間には線形関係が得られた。供給液としてトルエンを用いた透過測定では,孔形成剤の増加に伴い透過量が増加した。また,膜の多孔質化に伴い,加圧後,透過が観測されるまでの時間が短くなる傾向を示した。供給液として固体粒子を含有する有機廃液を用いた透過測定では,PEGの含有量が増加するとともに透過流束は増加した。緻密膜とPDMSとPEGの割合が1:2で調製した膜の透過流束は,それぞれ,0.8と4.8 kgm-2h-1MPa-1で,多孔質膜では緻密膜と比較して約6倍高い透過流束が得られた。それにもかかわらず,透過液中に含まれていた固体粒子の濃度はどの膜においても1wt%以下に保持することができた。透過液は若干着色しているが透明であり,固体粒子があまり含まれていないことが確認された。現在、塗料やインキ産業から排出される廃液には有機溶媒が含まれている場合があり、環境保全の観点から廃液からの有機溶媒回収が必要である。本研究では、0.数MPa程度の低圧でも膜ろ過が可能となるよう、有機溶媒と親和性の高い膜材料を用い、さらに孔形成剤の添加により多孔質化した膜を作製した。低圧での膜ろ過を行い、有機溶媒の透過性や分離性能について考察した。膜母体には2液硬化型のポリジメチルシロキサン(PDMS)を使用した。PDMS主剤をn-ヘプタンで希釈した後、孔形成剤としてポリエチレングリコール(PEG、平均分子量200)を質量比でPDMS:PEG = 1:0.22となるよう加えかく拌した。硬化剤を加え更にかく拌することでPDMS-PEG溶液を調製した。これをガラス板上に塗布し、加熱・硬化させた。その後、蒸留水に浸漬させPEGを除去し、乾燥して多孔質膜を作製した。比較のため、孔形成剤を加えない緻密PDMS膜も作製した。廃液としては約10 wt%の固体粒子を含有するインキ廃液を用いた。デッドエンド型の膜ろ過装置を用い、廃液に0.2 MPaの圧力を加えて膜ろ過を行い、透過量および透過液中に含まれる固体粒子の濃度を測定した。PEG含量の増加に伴い、透過量は大きくなった。緻密PDMS膜の透過流束は0.029 kgm-2h-1であったのに対しPDMS:PEG=1:1の膜では0.87 kgm-2h-1であった。透過が確認されるまでの時間は、PEG含量の増加に伴い短くなった。緻密膜では10時間以上かかったのに対し、PDMS:PEG=1:1の膜では10分程度であった。これはPEGの添加により、膜が多孔質化したためではないかと考えられる。また、いずれの膜においても透過液中の固体粒子濃度は約0.5wt%でほぼ透明な液体であった。平成27年度はより高分離性能を有する膜の作製を目指し、個体粒子濃度が10wt%程度のインク等の廃液から低圧膜ろ過により個体粒子濃度が0.5w%以下となる膜作製条件の確立を目指した。孔形成剤としてポリエチレングリコールを(PEG、平均分子量200)用い、これを質量比でPDMS:PEG = 1:0.22となるよう加えかく拌、更に硬化剤を加え、これをガラス板上に塗布し、加熱・硬化させ、その後、蒸留水に浸漬させPEGを除去し、乾燥する工程を確立することにより、安定的に多孔質膜を作製することに成功した。デッドエンド型の膜ろ過装置を用い、廃液に0.2 MPaの圧力を加えて膜ろ過を行った結果、安定的に4 kgm-2h-1Pa-1程度の高い透過量が得れた。透過液はほぼ透明で、透過液中の固体粒子濃度は27年度の達成目標に据えた約0.5wt%以下であった。透過測定後、膜表面に堆積した個体粒子は溶媒による膜洗浄で容易に除去でき、再度の透過測定でも透過量や分離性能の大きな劣化は確認されなかった。

このことから、膜の再利用や膜を取り込んだ装置による連続運転も十分可能であることが予想される。さらに膜と支持体を複合化させた膜モジュールの作製にも成功した。以上の通り、平成27年度に立案した計画事項はほぼ遂行できた。揮発性有機化合物(VOCs)は大気中に放出されると人体や環境に悪影響を与えるため、廃液からの有機溶媒回収が必要である。本年度は、0.数MPa程度の低圧でも膜ろ過が可能となるよう、有機溶媒と親和性の高い膜材料を用い、さらに孔形成剤の添加により多孔質化した膜を作製し、低圧での膜ろ過を行い、有機溶媒の透過性や分離性能について考察した。また、大量処理可能な連続式装置の開発を試みた。膜母体には2液硬化型のポリジメチルシロキサン(PDMS、東レ・ダウコーニングシルポット184)を使用した。孔形成剤(PFA)としてポリエチレングリコール(PEG)等を使用した。廃液としては約10 wt%の固体粒子を含有するインキ廃液を用いた。廃液に0.2 MPaの圧力を加えて膜ろ過を行い、透過量および透過液中に含まれる固体粒子の濃度を測定した。PEG400をPFAとして作製した膜についての膜ろ過において、透過が確認されるまでの時間は、PEG含量の増加に伴い短くなった。緻密膜では12時間経っても透過が確認できなかったのに対し、PDMS : PEG = 1 : 1.5の膜では5分程度で透過が確認された。PEG含量の増加に伴い、透過量は大きくなった。PDMS : PEG = 1 : 0.5の膜の透過流束は0.21 kgm-2h-1であったのに対しPDMS : PEG = 1 : 1.5の膜では1.2 kgm-2h-1であった。これはPEGの添加により、膜が多孔質化したためではないかと考えられる。いずれの膜においても透過液中の固体粒子濃度は0.1 wt%以下でほぼ透明な液体であった。また、これまでデッドエンド型の装置を用いた測定を行ってきたが、より大量処理が可能な連続式装置の開発を試み成功した。インク廃液など,顔料等の固体微粒子と有機溶媒の懸濁液から,多孔質化したシリコーン膜を利用した低圧での膜ろ過により,高純度の有機溶媒を分離・回収するため,シリコーン膜の多孔質化が溶媒透過性や固体粒子の分離性能に与える影響を調査した。膜の多孔質化にともない透過流束が増加し,有機溶媒と微細な固体粒子を7.2wt%含有する有機廃液を供給液とした膜ろ過において,透過量は5 kgm-2h-1MPa-1で,ほぼ透明な透過液を回収することができた。初年度は,孔形成剤や補強材を用いて多孔質膜や緻密膜を作製し,作製した膜の溶媒透過性や有機廃液の分離性能について調査する計画をたてた。2液(主剤と架橋剤)を混合して硬化させる2液硬化型のシリコーンを膜母体として使用し,多孔性シリコーン膜の作製に関しては水やポリエチレングリコール(PEG),微粉砕した塩等の水に溶解性のある物質を分散させ,膜成形後,水溶性物質を水中に溶出させるなどして多孔性シリコーン膜の作製に成功した。複合シリコーン膜の作製においては,カーボンナノファイバーやガラス繊維等を分散させた複合化シリコーン膜を作製できた。膜ろ過装置を用い,作製したシリコーン膜を通しての有機溶媒の透過量や,実際にインク工場から排出された有機溶媒中に固体粒子が分散したインク廃液の膜ろ過を行った。インク廃液の膜ろ過では,固体粒子を含まないほぼ透明な透過液が回収できることに成功した。以上の通り,初年度立案した計画事項はほぼ完遂出来た。当初の予定通り、平成26、27年度の結果をふまえ、最終年度はこれまで同様膜の最適化に取り組むほか、膜モジュールを取り込んだ大量処理装置の設計を目指す。