hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
タイ北部におけるユーミエン(ヤオ)族の核家族化と祭祀・儀礼知識の変化に関する研究

(4)上記のような条件により、利害を異にする複数の核家族を含む拡大家族を維持することに困難が生じ、核家族単位の早期の独立即ち核家族化が進行した。これらの点について、次年度以降の調査で検証してゆく。一方で、住居が独立しても、祖先祭祀などの儀礼が親元の家で執行され、子の世代の世帯が儀礼的には独立していない例も見られる。この点で、居住と経済における核家族化と、儀礼単位としての拡大家族の未分化というずれが生じていることも指摘できる。平成14年度には数か村において、ユーミエンの社会=文化的変化に関する基礎的なデータの収集を行い、核家族化の動向、祭祀活動の概況について主に調査した。今年度は特に、嘗て父系合同家族を形成していた世帯が核家族単位へ分立してきた個別事例(家族歴)を聴取した。そこから明らかになったことは以下の通りである。(1)核家族化は、父系合同家族の分立サイクルが以前に比べて早期化しているこのとの結果であり、この分立サイクルの早期化は、少なくとも40年以上にわたって推移してきたものである。40年前から、換金作物栽培は合同家族内の核家族単位で行われ、自給作物は合同家族全体の共同耕作がおこなわれていたが、十数年前頃から自給作物の耕作単位も核家族に細分化され、最終的に居住の分立自体が早期化した。(2)その一方で居住の分立が儀礼的側面における分立には必ずしもつながらず、儀礼面では親子・兄弟間の統合が維持されている。(1)の家族分立サイクルの早期化は、阿片芥子栽培禁止に伴う換金作物の多様化が大きな要因として作用している。その後の森林伐採禁止令はこの傾向に拍車をかけ、農外就業も増加し、核家族単位の自立性を強化した。(2)に関しては、祖先祭祀を中心とした祭司活動全体が減少しており、合同家族の祖先祭祀儀礼統合体の機能が低下しており、複数家族の緩やかな儀礼的統合に移行している点も指摘される。このように、経済・儀礼の側面で父系合同家族の必要性が減じているため、家族の分立サイクルが早期化していると考えられる。冬季には儀礼祭司活動の調査を行った。祭司活動全体が縮小している傾向にありながら、経済的に成功した家族・村落では、大がかりな儀礼をより多く行う傾向にあり、儀礼の出費に耐えられない家族・村落との差異が増大している。経済的利得を儀礼に消費するのは、以前から続いている「伝統的」パターンであるが、こうした傾向と核家族化との関連については、来年度以降の調査で明らかにしたい。平成15年度には数か村において、ユーミエンの社会=文化的変化に関する基礎的なデータの収集を行い、核家族化の動向、あらたな祭祀活動の概況、文化復興運動について主に調査した。今年度は、昨年度から引き続き、個々の家族歴を聴取した。その結果、昨年度に判明した数十年に及ぶ居住の早期化傾向を改めて確認し、また、父系合同家族を試行するイデオロギーは、以前(約三十年前)にも儀礼的な規範の裏付けはなかったことが判明した。以前の父系合同家族構成は、儀礼的な規定によるものというよりも、生業などの条件下に生じた歴史的形態であると言える。昨年度報告したように、父系合同家族から父系関係にある核家族世帯の緩やかな儀礼的統合に移行しているが、その緩やかな統合の中核となる世帯が儀礼的規範の許に設定されていることが分かった。祭祀活動に関する調査では、ある村では、ユーミエンの従来の祭祀形態と異り、宗教施設を伴う祭祀活動(廟祭祀)が始まっていることを確認し、その儀礼を記録した。ここでは、一般的な祖先祭祀ではなく、救世神的な神格に対する自発的信者が祭祀活動を行っている点が新たな側面である。
一軸ひずみ印加による鉄カルコゲナイドテープ線材の特性制御と強磁場応用への討究

鉄カルコゲナイド超伝導体の強磁場応用を目指した基礎特性解明の第一段階として、配向中間層付き金属基板上に堆積した鉄カルコゲナイド超伝導テープ線材の超伝導特性(転移温度、上部臨界磁場)、および、臨界電流密度の温度・磁場・角度依存性を測定した。その結果、類似の試料に対する先行研究よりも良好な転移温度・臨界電流密度が観測された。特に、低磁場での臨界電流特性が向上したことから、成膜条件の最適化や人工的な磁束ピンニング中心の導入により特性の更なる向上が期待できる。また、ナノ粒子を含む希土類系銅酸化物超伝導テープ線材における臨界電流密度の温度・磁場・角度依存性を詳細に測定し、そのピンニング特性を明らかにした。得られた結果は球形ピンを含む2次元的超伝導物質という観点から、鉄カルコゲナイド超伝導体の良い比較対象として有用である。次いで、鉄カルコゲナイド超伝導テープ線材における超伝導・通電特性のひずみ依存性を解明すべく、四点曲げ装置による測定を試みたが、計測に用いるひずみゲージの接着に伴う熱処理により、特性が大幅に低下することが判明した。熱処理の際に、超伝導体の組成比が崩れ、特性劣化に至ったと考えている。現在、組成比の変動を回避すべく、保護層の添加および最適な接着条件を検討しており、今後、特性の劣化は回避できると期待している。また、一軸性の圧縮・伸長ひずみ印加下による測定を実現すべく、8点曲げ(双方向4点曲げ)ひずみ印加装置を設計し、試作品を製作した。0.1%以下のひずみ印加下における測定では、超伝導特性に変化は見られていないが、印加したひずみは目的値よりも小さなものであり、現在、装置の再設計を行っている。顕著な特性向上が期待される低テルル組成試料に対する、より大きなひずみ印加によって、超伝導特性を変化・制御できると考えられる。これらの成果は、学会等で報告を行った。既存の測定環境にて、おおよその測定を遂行することができており、超伝導特性・臨界電流密度の温度・磁場・磁場印加角度依存性を評価することが出来た。特にセレンの50%をテルル置換した試料では、支配的な磁束ピンニング機構として、元素置換に由来するランダムピンニングを示唆する結果が得られており、鉄カルコゲナイド超伝導体のピンニング機構を解明する足がかりが得られた。ひずみ依存性に関しては、熱処理に伴う特性の劣化が判明し、最適な試料での測定は遂行できていない。しかしながら、熱処理に伴う特性劣化を回避する種々の対策を試みており、より良好な試料での特性評価が期待される。今後、超伝導特性・通電特性のより詳細な組成依存性を調べることで、一軸ひずみ依存性の解明よび更なる通電特性向上への道筋をつけられると期待ることから、おおむね順調に進展していると判断した。測定試料に関して、より多彩なセレン-テルル組成比を有する系統的な特性評価を予定している。これにより、鉄カルコゲナイド超伝導テープ線材における磁束ピンニング機構の解明に繋がると期待できる。また、これら鉄カルコゲナイド超伝導テープ線材における一軸ひずみ依存性の解明を目指し、保護層の最適化、ひずみゲージ接着に伴う熱処理条件の最適化、および、8点曲げ(双方向4点曲げ)ひずみ印加装置の改良を予定している。また、ラジオ波-マイクロ波領域における高周波特性測定に向けた装置設計を遂行中であり、今後、直流および高周波領域での測定から、鉄カルコゲナイド超伝導テープ線材における磁束ピンニング機構の探索を試みる。

顕著な特性向上が期待される低テルル組成試料に対する、より大きなひずみ印加によって、超伝導特性を変化・制御できると考えられる。これらの成果は、学会等で報告を行った。既存の測定環境にて、おおよその測定を遂行することができており、超伝導特性・臨界電流密度の温度・磁場・磁場印加角度依存性を評価することが出来た。特にセレンの50%をテルル置換した試料では、支配的な磁束ピンニング機構として、元素置換に由来するランダムピンニングを示唆する結果が得られており、鉄カルコゲナイド超伝導体のピンニング機構を解明する足がかりが得られた。ひずみ依存性に関しては、熱処理に伴う特性の劣化が判明し、最適な試料での測定は遂行できていない。しかしながら、熱処理に伴う特性劣化を回避する種々の対策を試みており、より良好な試料での特性評価が期待される。今後、超伝導特性・通電特性のより詳細な組成依存性を調べることで、一軸ひずみ依存性の解明よび更なる通電特性向上への道筋をつけられると期待ることから、おおむね順調に進展していると判断した。測定試料に関して、より多彩なセレン-テルル組成比を有する系統的な特性評価を予定している。これにより、鉄カルコゲナイド超伝導テープ線材における磁束ピンニング機構の解明に繋がると期待できる。また、これら鉄カルコゲナイド超伝導テープ線材における一軸ひずみ依存性の解明を目指し、保護層の最適化、ひずみゲージ接着に伴う熱処理条件の最適化、および、8点曲げ(双方向4点曲げ)ひずみ印加装置の改良を予定している。また、ラジオ波-マイクロ波領域における高周波特性測定に向けた装置設計を遂行中であり、今後、直流および高周波領域での測定から、鉄カルコゲナイド超伝導テープ線材における磁束ピンニング機構の探索を試みる。年度途中に、購入を計画していたひずみゲージの製品規格の変更が発生したため、本年度内の追加購入を見送った。規格変更後のひずみゲージの特性評価が凡そ完了したため、次年度に追加の購入を計画している。
津波常襲地帯における集住地構造

地域の歴史的経緯や風景を維持した上で、防災上有利となる場所を見出すことは可能か、という問題意識から、本研究は津波常襲地帯の集住地構造を読み解くために神社に着目し、神社・集住地・自然環境の三者の空間的な関係性を明らかにすることを目的とする。対象地は三陸地方沿岸部および高知県高知市・須崎市の沿岸部である。結論として、集住地の立地はメゾスケールの地形・水系が強い影響を与え、神社立地は、より高頻度な水害(洪水)が卓越していなければ共通した高台立地傾向を示した。しかし、神社と集住地の空間的関係性は、生業の影響や氏子域との関係など、より個別事情が支配的であることがわかった。本研究は,災害常襲地の集落構造について調査・分析を行うことで,常襲する災害に対してとられてきたと考えられる集落空間上の知恵を読み解くことを第一の目的としている.また,集落構造を読み解くためのインデックスとして集落神社に着眼し,その立地特性や被災状況等について調査・分析を行うという手法をとる.申請時に立てた計画では,平成25年度には三陸地方を対象に地理的スタディ,歴史分析,現地調査,統計分析・考察を行い,その成果を整理することとしていた.現在,概ね計画通りに進捗しており,平成25年度の実施内容・成果について簡単に整理すると次のようになる.まず,三陸地方沿岸の神社を対象とした地理的スタディ,現地調査の結果として,2011年東日本大震災の津波による神社の被災状況データを取得(のべ6回調査・既往成果と併せて累計443社)した.また,三陸地方沿岸集落を襲った既往津波(特に1896明治三陸津浪,1933昭和三陸津浪,1960チリ地震津波)に関する歴史的な文献調査を行い,その概要を整理した.これらを基にデータ整理を行い,大槌町・女川町で全壊・流失する神社の割合が高く,大船渡市で極めて低い傾向が明らかになった.また,岩手県神社庁の管理する神社については,社格が高いほど全壊・流失の割合が低いことが明らかになった.これらの傾向が集落構造に起因し,集落構造は地形的制約に影響を受けるという仮説に対して未だ明確な結論は出ていないものの,現在,湾形・集落地形等に関する類型化・分析を進めており,6月までには分析が完了する見込みである.今年度,これらの分析を進め,遅くとも10月までには論文として成果を公表する手続きに入る.また,三陸地方での分析成果に基づいて,残りの対象地である仙台平野・南海地方の調査へと進む予定である.本研究は,災害常襲地の集落構造について調査・分析を行うことで,常襲する災害に対してとられてきたと考えられる集落空間上の知恵を読み解くことを目的としている.そのために,集落構造を読み解くためのインデックスとして集落神社に着眼し,その立地特性や被災状況等について調査・分析を行う.まず,今次津波による神社の被災傾向を整理分析した.現地調査を通じて神社の被災状況を把握,また神社の旧社格,祭神などの属性を文献から把握,さらに神社の位置情報や今次津波の浸水域情報などの地形情報を把握,これらの重ね合わせから三陸地方沿岸の神社はその多くが高台に立地していることを示し,全壊・流失した神社はそのほとんどが,参道・広場・拝殿のいずれも有さない規模の小さな神社(個人の祭祀と推定),港の平場に設置された神社(港を見守る神社と推定),大きな神社の分社・若宮,または明治以降の既往津波高が特に低い女川・志津川の神社であることを指摘した.次に,大正期に測量された旧版地形図を用いて集落の空間構造を分析した.まず湾形と集落立地の関係,すなわち,対象集落の津波被害の受けやすさを湾形という指標から把握し,同じ湾形の中でも,集落の位置する低平地の大きさ,河川と街道の有無が差異をもたらせていることを指摘した.また,集落と神社の立地の関係について把握し,結論として,大正期における三陸地方沿岸の集落は,基本的には低平地に地形的な制約に応じて居住地が発達している傾向があり,低平地がごく狭い場合はそこを埋めるように塊状集落が形成され,低平地が比較的大きい場合は,尾根裾の微高地を走る街道沿いに列状集落を形成する傾向があり,それらの背後の微高地・高地に神社を配置する傾向を示した.つまり,日常的な利便性を優先させつつも,街道というインフラは比較的安全な場所が,神社という聖地はさらに安全な場所が選ばれていることを示唆した.津波が常襲する三陸地方の沿岸集落において,集落と神社立地について次の点が明らかになった.まず,大正期の集落立地は,湾形というマクロスケールの地形よりも,メゾスケールである低平地の大きさやその歪み具合に応じてその立地が相似的になる傾向があり,低頻度災害である津波に対する安全性よりも生業等の日常の利便性を優先させた結果であると見ることができる.ただし,街道は尾根裾の微高地に沿い,河口を避けて渡河するなど,利便性を重視しつつも出来るだけ安全な場所を選んでいることが覗える.神社は,多くが尾根筋の高台立地をしているが,神社の縁起に関する調査の結果,神社立地メカニズムは水害や集落との関係のみによって説明されるわけではなく,12世紀中期に大きな変化があったことが判明した.12世紀中期以前は,日常的な参詣を前提としないため,集落との近接性よりも立地環境の神聖性が重視され,この時期の神社立地は特別な例外を除いて尾根筋に徹底されている.

12世紀中期以後,すなわち勧請文化がこの地に流入してからは,例えば平地や海岸など,神徳とその設置場所に関係性を求める例が増加し,神社立地が多様化した.また,このうち一部は,集落へ遷座したものの水害に遭い集落近くの高台へと再遷座している.次に,南海地震津波が警戒されている高知市・須崎市沿岸部において,津波・洪水ハザードマップを基に調査分析を行った.津波・洪水の双方が常襲する高知市よりも,津波が卓越する須崎市における集落構造・神社立地が三陸地方沿岸と相似的であり,地形と水害に応じた神社立地傾向が確認された.高知市の神社は,高台立地と河岸立地(河川や近世の水路傍への立地)が混合しており,基本的に高台立地する須崎市と神社立地メカニズムが大きく異なる可能性が高い.しかし,いずれの市でも,氏子域内で相対的に安全な位置が選ばれた可能性を裏付ける事例が確認された.地域の歴史的経緯や風景を維持した上で、防災上有利となる場所を見出すことは可能か、という問題意識から、本研究は津波常襲地帯の集住地構造を読み解くために神社に着目し、神社・集住地・自然環境の三者の空間的な関係性を明らかにすることを目的とする。対象地は三陸地方沿岸部および高知県高知市・須崎市の沿岸部である。結論として、集住地の立地はメゾスケールの地形・水系が強い影響を与え、神社立地は、より高頻度な水害(洪水)が卓越していなければ共通した高台立地傾向を示した。しかし、神社と集住地の空間的関係性は、生業の影響や氏子域との関係など、より個別事情が支配的であることがわかった。頻繁に更新される東日本大震災に関連する研究成果・書籍に対するフォロー及びそれに応じたデータ更新・追加のため,また,過去の津波によって移動した集落を追う「動的な分析」へと集落分析方法を変更し,分析すべき史料の増加や聞き取り調査の実施など,当初予定以上の手数を踏んでいるため,研究の進捗が全体的に当初予定より遅れている.都市・地域計画今後,郷土史や神社史系史料に基づき,神社の履歴(創祀時期・経緯,遷座の有無,現位置に立地した時期(既往津波をどの程度経験しているか))を踏まえた立地特性分析の深度化を図る.また,過去の津波によって移動した集落を追う「集落の動的な分析」を完遂させ,全体的なとりまとめを行う.なお,高知市・須崎市における神社調査は完了しており,三陸地方沿岸の研究成果を整理した後に,そこでまとめられた知見を踏まえて分析の深度化を図る.研究の目的の達成度は50%程度である.研究計画に沿って概ね順調に進展している.平成25年度の成果としては,当初計画していた三陸地方の地理的スタディ.歴史分析,現地調査,統計分析考察が概ね完了し,成果について考察を深めている段階にある.また平成26年度に行う予定であった南海地方の現地確認を一度行い,東北地方の集住地との相違点について考察を行った.詳細な調査は予定通り今年度行う予定である.平成26年度4月現在では,予定していた仙台平野の調査・分析にはまだ入れておらず,その点が若干遅れているものの,同4月-7月に予定している東北地方の成果執筆に優先的に取り組んでいる.この理由は二点ある.一点目は,申請時に想定していた分析方法をより深める方向に転換したためである.当初は「集落の静的な分析」,すなわち,ある時間断面における集落構造を対象として分析を行う想定であったが,既往津波によって集落が非常に動的に変化(街路骨格の抜本変更,集落自体の移転など)しているために,それらの軌跡を踏まえた「動的な」集落構造分析を行っている.
ホスフィンを利用する三成分カップリングによるアミノ酸誘導体の合成

アミノ酸は生理活性をもつ件表的な有機物であり、その効率の良い合成法の開発が望まれている。さらに、官能基を有するアミノ酸が容易に合成できれば、各種生理活性化合物合成の原料となることが期待される。アセチレンカルボン酸エステルはホスフィンとMichael型に反応して、α位のアニオンを発生する。そのアニオンがケトアルコールやケトアミンと反応して環状化合物を生成することは知られていたが、反応基質のケトン部位とアルコールもしくはアミノ部位が別々の化合物である場合の反応は、アミノ酸がone-potで得られるにもかかわらず、これまで知られていなかった。本研究では、ホスフィンを触媒に用いることによるプロピオール酸エステルとフタルイミド、アルデヒドからのγ位にカルボニル基を有するアミノ酸誘導体の合成に成功した。具体的には、プロピオール酸エチルと当モルのフタルイミド、30モル%のトリフェニルホスフィンをベンズアルデヒド溶媒中で加熱することにより、2-フタルイミドイル-4-オキリ-4-フェニルブタン酸エチルが82%の収率で得られた。この反応を展開して,ホスフィン触媒を用いることにより,極性溶媒中ではプロピオール酸エステルの2,3位にフタルイミドが二つ付加する反応を見出した。本反応は条件を整えることで,触媒量のホスフィンを用いて,95%の収率で目的の化合物を得ることが出来る。また,各種求電子剤と求核剤の組み合わせを工夫することにより,様々なカルボン酸誘導体が合成できることを示すとともに,本反応の反応限界や知見を収集し,反応機構を提案した。さらに,アミノ酸誘導体の反応を触媒量の光学活性ホスフィンを用いる反応を検討し,光学活性な生成物を得ることに成功した。アミノ酸は生理活性をもつ代表的な有機物であり、その効率の良い合成法の開発が望まれている。具体的には、プロピオール酸エチルと当モルのフタルイミド、30モル%のトリフェニルホスフィンをベンズアルデヒド溶媒中で加熱することにより、2-フタルイミドイル-4-オキソ-4-フェニルブタン酸エチルが82%の収率で得られた。本反応は、溶媒を用いると収率の低下が見られる。ホスフィンは当モル用いても良いが、触媒量で問題なく反応が進む。各種アルデヒド類が基質として使用できるが、脂肪族アルデヒドでは収率は余り高くない。反応に使用可能なアセチレンカルボン酸エステルとしては、プロピオール酸エステルが最も適しており、2-ブチン酸エステルや3-フェニルプロピオール酸エステルでは副反応が進行する。本反応ではケトアルコールやケトアミンの反応とは違って生成物にケトンが含まれる。これは、反応途中におけるイリドとカルボニル化合物の反応がWittigタイプでは進行していないことを示しており極めて興味深い結果と言える。今後、さらに本反応の適用限界、ならびに、様々な基質への展開を図って行く予定である。

そのアニオンがケトアルコールやケトアミンと反応して環状化合物を生成することは知られていたが、反応基質のケトン部位とアルコールもしくはアミノ部位が別々の化合物である場合の反応は、アミノ酸がone-potで得られるにもかかわらず、これまで知られていなかった。本研究では、ホスフィンを触媒に用いることによるプロピオール酸エステルとフタルイミド、アルデヒドからのγ位にカルボニル基を有するアミノ酸誘導体の合成に成功した。具体的には、プロピオール酸エチルと当モルのフタルイミド、30モル%のトリフェニルホスフィンをベンズアルデヒド溶媒中で加熱することにより、2-フタルイミドイル-4-オキソ-4-フェニルブタン酸エチルが82%の収率で得られた。この反応を展開して,ホスフィン触媒を用いることにより,極性溶媒中ではプロピオール酸エステルの2,3位にフタルイミドが二つ付加する反応を見出した。本反応は条件を整えることで,触媒量のホスフィンを用いて,95%の収率で目的の化合物を得ることが出来る。また,各種求電子剤と求核剤の組み合わせを工夫することにより,様々なカルボン酸誘導体が合成できることを示すとともに,本反応の反応限界や知見を収集し,反応機構を提案した。さらに,アミノ酸誘導体の反応を触媒量の光学活性ホスフィンを用いる反応を検討し,光学活性な生成物を得ることに成功した。
ナノ空間内の１４面体水分子ケージを活用したガス吸蔵の研究

相対湿度、圧力を制御するガスハンドリングシステムを立ち上げ、フーリエ変換型赤外分光器用加圧セルを利用してCO2, N2 Xeガスの吸蔵実験を行った。ケージ内に存在する水分子の脱水に適した相対湿度を見出した。ナノ空間における水和効果、骨格分子中の電荷サイトによる界面相互作用による電荷の偏りを示唆する新たな赤外吸収バンドを見出した。また、詳細なマイクロ波伝導率と赤外分光実験から、ナノ空間に閉ざされた水分子ネットワークにおけるプロトンとプロトンホールは局所的に歪んだアイゲン型の水和物を形成し、こうしたキャリヤは、骨格分子に直接水素結合する水分子の自己解離により生じることを明らかにした。FT-IR用ガスセル内の相対湿度調節が難しかったことから、今年度相対湿度をより正確に調節するために、相対湿度調節した空気を循環させる温湿度調節機をガスハンドリングシステムに組み込んだ。これにより、相対湿度を2080%の範囲で安定的に制御することを可能にした。また、ガスセルの温度制御を行うために、ガスセルに取り付けられた循環水口と、チラーをゴムホースで結び、不凍液を循環させることで、-530°Cの範囲で温度変化も実験できるように改善した。分子性ナノ多孔質結晶{[Ru(H2bim)3](TMA)・20H2O}nに存在する親水性ナノチャンネル中に水分子ネットワークが形成されている。このとき水素結合で互いに結び付いた水分子は14面体ケージの頂点に位置する。常温、大気圧で安定な水分子14面体ケージ内に、二酸化炭素、窒素、キセノンガスを導入する実験を行った。二酸化炭素ガスの場合は、それ自身の分子振動に起因した大きな吸収が赤外スペクトルに現れ、ガス吸蔵の確認はできなかった。窒素ガスについては、詳細な温度、湿度変化の実験を行った。その結果、水分子のOH伸縮振動が観測される3300cm-1付近に、窒素ガス吸蔵に関係すると期待される吸光度の変化を観測することができた。また、窒素ガスが周りに存在する水分子の影響を受けたことにより、弱い分極を生じたことを示唆する吸収がみられている。キセノンガスについての実験には、同様に水分子のOH伸縮振動に影響があり、ケージ中にガス吸蔵が起きることが分かってきた。同じ分子性ナノ多孔質結晶の骨格ながら、THFを入れて合成するとケージサイズがより大きくなり、相対湿度50%まで水分子ケージが安定化されることが分かった。このケージを用いて、窒素ガスの吸蔵を試みたところ、吸蔵量の増加に伴う水分子のOH伸縮振動の変化が現れた。分子性ナノ多孔質結晶試料{[RuIII(H2bim)3](TMA)・20H2O}n中の親水性ナノチャンネル内に水和する水分子は、水素結合により14面体水分子ケージを形成する。このケージは、室温、大気圧で安定に存在する。この特長を活かして、本研究では、ケージ内にガスを内包させること(ガス吸蔵)を目指している。初年度最初に、FT-IR用ガスセルをガスボンベにより加圧でき、かつ、相対湿度の調節が行えるガスハンドリングシステムを製作した。CO2ガスによる加圧テストを行ったところ、セル内の相対湿度があまり調節できなかった。そのため、相対湿度調節したガスを循環させるように改良したところ制御可能になった。また、ガス加圧に対応したQバンド帯(46 GHz)の銅製円筒形空胴共振器(内径8mm、高さ10mm)を試作した。ガス導入のために共振器上下面に穴(直径0.5mm)を設け、上記ハンドリングシステムを接続してガス操作が行える。また、本計画で導入したマイクロ波発信器を利用したスーパーへテロダイン検波に基づくマイクロ波伝導率計測システムを完成させた。年度後半に、CO2ガス加圧下に試料を置いて赤外スペクトルとマイクロ波伝導率の測定を行い、考察を進めている。分子性ナノ多孔質結晶{[RuIII(H2bim)3](TMA)・20H2O}nの合成の際、ナノチャンネル内にTHF分子を内包させた状態で試料作製を行うと、水分子ケージが相対湿度50%まで下げても安定的に存在し、同時にTHF分子が揮発してすべてのケージから抜けることが新たに分かった。水分子ケージの形状は14面体から多少変化したケージ構造をとるが、試料の取り扱いが簡便になり、ガス吸蔵研究において大きなメリットなる。赤外実験から水分子ケージのO-O間距離が広がり、また、プロトン伝導率は約1桁減少し、異方性も低下することが判明した。ガスハンドリングシステムを設計、作製した。しかし、システムを加圧セルに接続してテストを行ったところ、加圧セル内部の相対湿度の制御が当初うまくいかなかった。ハンドリングシステムの構造を見直し、改良を加えるなどの試行錯誤を続けた。

多くの時間を費やすことになったが、最終的に循環方式を採用することで解決できた。また、マイクロ波伝導率を測定するための加圧可能な銅製空胴共振器を設計、製作した。CO2ガスによる加圧試験を行ったところ漏れ等の問題はなかったが、共振器のQ値が低い値になった。加圧に耐える特殊な構造を持つためであるが、実用上はあまり問題ない。水分子ケージに内包される水分子の数と、相対湿度の関係が明らかになった。初年度は、試料をCO2ガスで加圧して実験を試みた。加圧ついては、水分子ケージに特有な手順、手法があることが分かり、そうした糸口が見えてきた。CO2ガスを用いての実験を計画通り試みてきたが、吸蔵に伴う水和の安定性に関しては次年度も引き続き研究する。THFを内包させて作製した試料と、そうでない試料を使い、CO2、CH4、Xeガスの吸蔵実験を推し進める。こうしたガス環境下のもと、赤外分光スペクトルからは、ガスが水分子ケージ内に入ることにより、水分子に起因したOH伸縮振動、OH変角振動バンドがどのように変化するか調べ、ガスがケージ内にどのように取り込まれるか明らかにする。マイクロ波空胴共振器摂動法によるマイクロ波伝導率の実験から、水分子ケージの形状の違いにより、吸蔵条件、吸蔵状態がどのように影響を受けるか調べる。そして、Xeガスのプロトン伝導性への影響、および水分子中でのCH4分子の安定性に関する知見を得る。こうした研究を総括するとともに、学会発表を行う。次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額であり、平成25年度請求額とあわせ、平成25年度の研究遂行に使用する予定である。ガス吸蔵を最も適切で、かつ効率的に行うための実験条件を見出すために、次年度CO2、CH4、Xeガスを大量に使って実験を行う。Xeガスは非常に高価であるが、プロトン伝導性との関係は学際的に大変意義がある。CH4のガス吸蔵は、メタンハイドレートの形成過程や、海底から採掘が試みられているメタンガスの吸蔵とも深く関係する重要な課題である。ガスハンドリングシステムの配管の改良、赤外分光実験で試料を取り付ける基板材料、マイクロ波部品などの消耗品を購入する必要がある。その他、試料提供をしていただく東京理科大学、理学部、田所誠教授との打ち合わせの出張や、研究成果の学会発表のために経費を使う。
エージェント・アーキテクチャ、エージェント・ソフトウェア工学等

3件の国際研究プロジェクトに参加:「モデリングとエージェントベースシミュレーション:環境の参加型管理への応用」CIRAD,IRD,LIP6(フランス)とPUC-Rio, UFPE, UFRJ, USP(ブラジル)との共同研究。本プロジェクトの目的は、関係者の利害関係が多様であり、かつ通常は協調がほとんどないような、複雑な状況を管理するための、参加型ツールを構築することである。「SimBar3:人間・コンピュータ間協調の参加型設計」LIP6(フランス)とNII(日本)との共同研究。本研究は、実験経済学の複雑な問題に焦点を当てたものであり、実験の結果、人間とコンピュータソフトウェア間の連携の形成とチームの構築が実現できた。「SimProtocol:プロトコル選択アルゴリズムの参加型設計」NII(日本)とMakerere大学(ウガンダ)との共同研究。本研究プロジェクトの目的は、開放混成型マルチエージェントシステムにおいて、単なるプロトコル選択より優れた推論手法の確立である。CIRADとIRD(フランス・モンペリエ)、およびCNRS(フランス・ムドン)主催のモデリング環境ワークショップ(Atelier Modelisation Environnement)において、エージェントベース参加型シミュレーション、および人間・コンピュータ間協調の参加型設計に関する、3件のフランス語による発表を実施。二つの国際的な研究プロジェクトに参加した。一つは「モデリングとエージェント指向シュミレーション:環境の参加型マネージメント」であり、この研究プロジェクトにはCIRAD, IRD, LIP6(フランス), PUC-Rio, UFPE, UFRJ、USP(ブラジル)など世界中の有名な研究施設が参加している。もう一つはSimBar3プロジェクトであり、これは人間型コンピューターの協調(コラボレーション)の参加型デザインであり、パリ第6大学(LIP6)と国立情報学研究所の共同研究である。諸外国の大学より招へいを受け、エージェント指向参加型シュミレーション、および人間型コンピューターの協調(コラボレーション)の参加型デザインに関する招待講演を英語とフランス語で行った。詳細は以下の通りである。また、2006年9月に国立情報学研究所にて開催されたASE2006(議長:本位田真一)やパリ第6大学で行われた国立情報学研究所との合同ワークショップにも参加した。2006年10月:The LIMSI Laboratory(オルセー、フランス)2006年10月:Dauphine University(パリ、フランス)2006年10月:Toulouse 1 University(トュールース、フランス)2006年10月:Paul Sabatier University(トュールース、フランス)2006年11月:サンパウロ大学(ブラジル)3件の国際研究プロジェクトに参加:「モデリングとエージェントベースシミュレーション:環境の参加型管理への応用」CIRAD,IRD,LIP6(フランス)とPUC-Rio, UFPE, UFRJ, USP(ブラジル)との共同研究。
フェムト秒レーザーによる超低摩擦・局部導電性ナノ構造炭素薄膜の開発研究

本研究では、ナノ構造を大面積(15mm×15mm)で均一に加工する技術と線状や網目状など各種パターンで形成する技術を開発し、ナノ加工後のDLC薄膜に対し、(1)実荷重域と(2)微小荷重域のトライボロジー特性の制御性を検討した。(1)実荷重域に対しては、ナノ加工後MoS_2を被覆すると摩擦係数が大幅に減少し、なおかつ耐久性も優れることを見出した。特に、真空中ではDLCのみでは摩擦係数が増加するため、MoS_2の必要性が指摘された。さらに、DLC薄膜表面に数100μm間隔で網目状にパターン化してナノ構造を形成することにより、表面の起伏がほとんど変化しない状態で、摩擦係数が大幅に増加するなどの新現象を見出した。本研究で開発したトライボロジー特性制御技術により、あらさが数10nm以下の変動で、DLC薄膜の摩擦係数を極めて微小な0.02レベルから大幅に大きい数値まで広範囲に変動させることが可能となった。(2)微小荷重域に対しては、1002000μNの荷重範囲で、ナノスクラッチ試験を実施した。その結果、ナノ加工後のDLC薄膜の摩擦係数は、レーザーの照射強度と共に増加する傾向を示すが、レーザーにより照射部表面が軟化し測定用ダイヤモンドチップ(先端半径1μm)がめり込むことによるチップ側面の影響を考慮するなどの対策の必要性が判明した。なお、最適条件でGC化した導電性パスの摩擦係数は、DLCより少し増加する程度と考えられる。また、このスクラッチ条件では、MoS_2薄膜の被覆により摩擦係数はさらに増加傾向を示すことが分かった。このような微小荷重域でのトライボロジー特性の評価は他に報告例がなく、今後も系統的にデータを蓄積し、成果を公表して行きたいと考えている。DLC薄膜に対し、フェムト秒レーザーの条件(フルーエンス、パルス数、偏光、パルス幅、雰囲気)を変化させてスポット状に照射し、形成された照射痕を今年度予算で購入した卓上小型プローブ顕微鏡(SPM)で測定し、3次元解析を行った。照射痕の深さから求めた加工速度のフルーエンス依存性のグラフより、DLC膜のアブレーション閾値として0.11J/cm^2が得られた。また、横偏光の方が円偏光より加工速度が速いこと、ナノ秒レーザーの方がフェムト秒レーザーより加工速度が遅いこと、真空中の方がアブレーション閾値が低いが加工速度は遅いこと、同一場所への繰り返し照射を重ねるとアブレーション閾値が低下するインキュベーション効果が生じることなどが判明した。次に、精密試料ステージを用いてフェムト秒レーザーをDLC薄膜表面に平面状に照射し、照射条件(レーザーの強度、パルス数、スポット径等)を変化させて、周期的微細構造(ナノ構造)とGCの表面改質層を約15mm角で均一に加工する技術の開発を行った。同一場所にレーザービームのスポットが100200パルス照射され、レーザー走査により形成される表面のうねりが小さくなるようにステージ速度や送り量を調整した。レーザー照射面をSEMで観察したところ、全面にほぼ均一にナノ構造が形成されることが判明した。また、極微ラマン分光(分析領域1μm)でGCへの改質状況を分析したところ、アブレーション閾値近傍の低強度照射時には、全面がほぼ均一にGCへ改質されていること、照射強度が増加するとGCとDLCが混合したようなスペクトルを示すことが判明した。レーザースポット(直径120μm)の直線状走査により形成される表面のうねりをSPMで測定したところ、レーザー強度が150mW以下ではうねりが10nm以下を示し、ほとんど形成されないことを確認した。

精密3軸ステージによりフェムト秒レーザーをDLC薄膜表面に照射し、周期的微細構造(ナノ構造)とGCへの表面改質層を大面積に加工する技術を開発した。照射方法としては、直線状の走査線を少しずつ(距離L)平行にずらしながら行う(a)平面状照射と、走査線を一定間隔(距離:H)空けながら直交させて行う(b)網目状照射を行った。基本的に集光スポット径(D)は約240μmを用い、L=D/2=120μm、H=2D=480μmとし、照射面積は最大で50mm×50mmとした。レーザービームのスポットが同一場所に100200パルス照射され、レーザー走査により形成される表面のうねりが小さくなるように調整した。レーザー照射面は、アブレーション閾値近傍の低強度照射時にはほぼ均一にナノ構造が形成され、同時にGCに改質されることを確認した。レーザー走査により形成される表面のうねりは、10nm以下で極少量であった。平面状照射によりナノ構造が形成されたDLC薄膜に対し、ボールオンディスク型摩擦摩耗試験機により、超硬ボール(HV1600)と軸受鋼SUJ2ボール(HV600)に対し実荷重下(10N)での摩擦係数の変化を測定した。その結果、相手材が軸受鋼の時は摩擦係数が減少する傾向を示し、超硬ボールの時はほとんど変化しないことが判明した。一方、網目状照射によりナノ構造を形成したDLC薄膜は、表面の起伏がほとんど変化せずに摩擦係数が大幅に増加することが判明した。平面状照射によりナノ構造が形成されたDLC薄膜に対し、ナノメカニカル試験装置により、超微小荷重(1mN)によるナノインデンテーションやマイクロスクラッチ試験を実施した。その結果、レーザー照射によりGCに改質した表面層が軟化していること及びダイヤモンドチップ(先端半径1μm)で測定した摩擦係数が未処理部より上昇することなどが判明した。本研究では、ナノ構造を大面積(15mm×15mm)で均一に加工する技術と網目状など各種パターンで加工する技術を開発し、ナノ加工後のDLC薄膜に対し、(1)実荷重域と(2)微小荷重域のトライボロジー特性の制御性を検討した。今年度は特にDLC膜をナノ加工後、固体潤滑膜のMoS_2を被覆する複合成膜技術を開発し、MoS_2膜のトライボロジー特性に与える影響を調べた。その結果、(1)実荷重域では、ナノ加工後MoS_2を被覆すると摩擦係数が大幅に減少し、なおかつ耐久性も優れることを見出した。さらに真空中では、DLCのみでは摩擦係数が増加するため、MoS_2膜が有効かつ不可欠であることを明らかにした。また、DLC表面に数100μm間隔で網目状にパターン化してナノ構造を形成することにより、表面の起伏をほとんど変化させずに、摩擦係数を逆に大幅に増加する技術を開発した。本研究で開発したトライボロジー特性制御技術により、表面あらさが数10nm以下の変動で、DLC薄膜の摩擦係数を極めて微小な0.02レベルから大幅に大きい値まで広範囲に変化させることが可能となった。(2)微小荷重域に対しては、1002000μNの荷重範囲で、ナノスクラッチ試験を実施した。その結果、ナノ加工後のDLC薄膜の摩擦係数は、レーザー強度と共に増加する傾向を示すが、照射部表面が軟化し測定用ダイヤモンドチップ(先端半径1μm)がめり込むことによる影響などを考慮する必要性が明らかになった。なお、最適条件でGC化した導電性パスの摩擦係数は、DLCより少し増加する程度であることが判明した。また、この測定条件では、MoS_2薄膜の被覆により摩擦係数はさらに増加傾向を示すことが分かった。
同位体置換を利用した混合伝導体のリチウム自己拡散係数測定法の開発

リチウムイオン電池の正極材料は、イオンと電子が同時に固体中を移動する混合伝導体である。しかし、混合伝導体のリチウム拡散を調べることは困難であり、測定法は確立していなかった。本研究では正極内の6Liが充放電により7Liに置き換わることに着想を得て、二次イオン質量分析(SIMS)を用いた拡散係数測定法の開発と、拡散機構の解明を目的とした。研究の成果として、我々は三種類のイオン交換法を開発し、薄膜のa-Li3PO4、LiMn2O4、LiCoO2の拡散係数および、拡散機構を解明することに成功した。インターカレーション型の正極では、空孔拡散機構で温度・組成依存性が説明できることが明らかになった。本研究の目的は、リチウムイオンと電子の両方が動く混合導電体のリチウム拡散を調べる手法を開発することである。混合伝導体の代表例はリチウムイオン電池の正極材料であり、コバルト酸リチウム(LiCoO2)が良く知られている。これまで、リチウム電池の充放電によりリチウムの濃度勾配を作り、化学拡散係数を調べる方法は知られているが、濃度勾配がないときの自己拡散係数を直接調べる方法は知られていなかった。そこで本研究では、コバルト酸リチウムの自己拡散係数を測定するために、同位体置換と二次イオン質量分析法(SIMS)を用いた。6Li同位体を95%含むコバルト酸リチウムを合成し、パルスレーザー堆積法により6LiCoO2薄膜を作製した。その後、7Liを92%含むLiClO4の炭酸プロピレン電解液を用いて充放電を行うことにより、6Li/7Li同位体のイオン置換を行った。このようにして得た6Li/7Li拡散対をSIMSで分析することにより、リチウムの自己拡散係数を決める実験手法を確立した。定比組成LiCoO2薄膜のab面内方向のLi自己拡散係数(D*)を700°C300°Cの範囲で測定した。拡散係数の値は温度に依存して変化し、10-7から10-13 cm2/sの範囲で大きく変化した。拡散係数の値は600°CでD*= 2.6 ×10-8 cm2/sであり、活性化エネルギーはEa = 1.2 eVであった。以上の結果から、定比組成LiCoO2のLi拡散は空孔拡散機構によると考察した。700°C300°Cの範囲での高い活性化エネルギーは空孔形成エネルギーと移動のエネルギーの和であると考えられる。また、室温でLi脱離が可能になるのは、大きな熱力学因子により自己拡散係数と化学拡散係数に数桁の違いが生じるためであると考えられる。当初の計画以上に進展している。計画していたLiCoO2薄膜の拡散係数の測定法の開発は順調に成功し、拡散係数のデータも300°Cから700°Cまで広い温度範囲で測定ができた。温度依存性はアレニウスプロットで直線に載り、実験の信頼性と再現性を確認することが出来た。また、当初の計画に加えて、固体電解質であるリン酸リチウム薄膜にもこの技術を応用し、室温から150°Cの範囲での拡散係数を求めることに成功した。イオン伝導度から求めた伝導度拡散係数とSIMSから求めたトレーサー拡散係数はほぼ一致し、実験手法の妥当性が証明された。以上の結果から予定を上回る成果が得られたといえる。問題点としては、LiCoO2の拡散係数が予想よりも小さく、電気化学測定から得られた値とは違いが大きいことである。これはLi組成の違いに起因するものであると考えられるので、来年度以降の研究により詳細を明らかにしていく必要がある。本研究の目的は、イオンと電子の両方が動く混合導電体のリチウム拡散係数を計測する手法を開発することである。本年度は、同位体置換と二次イオン質量分析法(SIMS)を用いた新しい手法を固体中でリチウムイオンが動く固体電解質(アモルファスリン酸リチウム)に適用して、拡散係数の解析方法を確立した。具体的には、6Li同位体を含むアモルファスリン酸リチウム薄膜を、パルスレーザー堆積法により作製した。その後、7Li同位体を含む電解液に浸漬させることにより、同位体のイオン置換を行い、6Liと7Liの部分を持つ拡散対を作製した。また、電解液を用いなくても6Li薄膜の一部分に7Li薄膜を堆積することでも拡散対を作ることができた。このようにして作った拡散対に対してSIMS測定で同位体分布を調べ、拡散方程式を用いてフィッティングすることにより、拡散係数を決定した。リチウムイオンの拡散係数は25°Cから160°Cの範囲で測定した。室温での拡散係数は7×10-13 cm2/sであり、活性化エネルギーは0.57 eVであった。また、コンピュータを用いた数値計算を行うことでも、拡散係数を計算した。交流電気伝導度測定から、イオン伝導度を求め、そこから伝導度拡散係数を決定した。伝導度拡散係数は全温度範囲でSIMSの拡散係数よりも大きいことが分かった。これはリチウムイオン同士の多体効果を反映したものである。以上の研究により、リチウムイオン伝導を示す固体電解質のリチウムの拡散係数を決定する事に成功した。これらの成果は固体イオニクス討論会や物理学会で発表され、国際誌のSolid State Ionics誌に掲載された。本年度は拡散係数測定の信頼性と再現性を確立するために、固体電解質であるリン酸リチウム薄膜を用いた実験を行った。

電解液を用いるイオン交換法、固体内拡散のみを利用したマスク法により拡散対を形成し、それぞれ拡散係数を求めたところ、室温から160°Cの範囲でトレーサー拡散係数は非常に良く一致し、手法の妥当性が実証できた。昨年度までに行ったLiCoO2に加えて、本年度はa-Li3PO4の拡散係数を明らかにすることができ、また、研究成果を論文誌に掲載して広く公表した。従って、おおむね順調に研究が進行していると言える。来年度の研究では、LiCoO2のリチウム組成を変化させて拡散係数を明らかにする計画である。そのために、段階的に薄膜をイオン交換していくことで同位体濃度の時間変化を測定する方法(ステップイオン交換法)を開発した。この手法では、バルクの拡散係数と表面交換速度の遅い方が解析できる。作製直後のa-6Li3PO4薄膜ではバルク拡散が支配的だが、薄膜を空気中にさらすと、界面交換速度が遅くなり支配的になることが確認された。この手法を適用することで、来年度はLixCoO2の拡散係数を明らかにする計画である。また、スピネル構造のLiMn2O4に対しても拡散係数測定を行い、結晶構造の違いによる拡散係数の変化を明らかにする。本研究では、3年間の研究期間を利用して、リチウムイオンと電子の両方が動く混合導電体のリチウム拡散係数を計測する手法を開発してきた。さらに、この手法をリチウムイオン電池電極材料に応用した。今年度の実績は以下の通りである。スピネル型のLiMn2O4は電子伝導性がイオン伝導性よりも大きい混合伝導体であり、典型的なリチウムイオン電池正極材料である。昨年までに開発した同位体イオン交換法を6LiMn2O4薄膜に適用して、一部分を7Liに置換した拡散対を形成した。同位体置換は電気化学的なリチウム脱離・挿入によって行った。拡散対を所定の時間・温度で熱処理し、室温でSIMS測定を行うことでトレーサー拡散係数を測定することに成功した。定比組成LiMn2O4の拡散係数の値は、300°Cで1.4×10ー10 cm2/s、活性化エネルギーは0.52 eVであった。また、高温側と低温側で活性化エネルギーが異なる現象が見出された。これはリチウムの空孔拡散機構を示唆する結果である。つまり、高温側では空孔の形成と移動によるエンタルピーが、低温側では欠陥として存在する空孔による移動のエンタルピーが拡散の活性化エネルギーとなることを示す。トレーサー拡散係数は化学拡散係数と比較すると、1桁小さい値であった。このことは熱力学因子(化学ポテンシャルのリチウム組成依存性)による補正により説明される。以上の研究結果は、N. Kuwata, et al., Solid State Ionics 320 (2018) 266に掲載された。さらに拡散機構を解明するためには、リチウムを脱離した正極の拡散係数および、界面交換速度の測定が必要不可欠である。新しく開発したステップイオン交換法を用いることで、リチウム脱離後のLi0.5Mn2O4の拡散係数測定にも成功した。リチウムイオン電池の正極材料は、イオンと電子が同時に固体中を移動する混合伝導体である。しかし、混合伝導体のリチウム拡散を調べることは困難であり、測定法は確立していなかった。本研究では正極内の6Liが充放電により7Liに置き換わることに着想を得て、二次イオン質量分析(SIMS)を用いた拡散係数測定法の開発と、拡散機構の解明を目的とした。
古市公威と近代前期社会基盤整備政策に関する研究

古市公威(18541934)は,第1回文部省貸費留学生としてフランスに留学した後,エコール・サントラル,パリ大学を卒業し,1880(明治13)年に帰国した。その後,帝国大学初代工科大学学長として近代工学教育の黎明期を指導し,また内務省土木技監・土本局局長,逓信省で逓信次官・鉄道作業局局長として政府内において国土づくりを指導した後,京釜鉄道会社社長として朝鮮半島での鉄道建設に陣頭に立って進めた。その後は,工学会理事長,理化学研究所所長,万国工業会議会長等,工学・工業界のトップとして近代化を推進していった。古市が指導した明治から昭和初頭までの国土づくりについて,明治初頭から昭和初期までを5期に分けてその概況を説明し,その到達点を分析した。また「教育」,「河川事業」,「港湾事業」,「鉄道事業」,「都市水利事業」について,古市の関わりも含めてその発展状況を具体的に考察した。さらに古市のフランス留学時代の学習内容を詳細に分析し,彼が受けた工学教育を明らかにした。彼の生涯をかけての課題は近代科学をベースにしながらの技術,つまり「サイアンテフィック・エンジニアリング」の確立,それに基づく国土づくりと鉱工業の発展であった。「殖産興業」,「富国強兵」を国是としたこの当時,工学は重要な役割を果たしながらもその社会的地位は低かった。古市は1919(大正8)年,男爵位を授けられたが,古市個人が授けられたというより工学界が認められたとして喜んだ。古市の最後の花道は,1929(昭和4)年,東京で開催された「万国工業会議」であった。古市は会長として会議を引率するとともに,日本の工業発展を大いに紹介した。これらの研究報告・資料は,古市公威デジタル情報アーカイブスを作成して整理を行った。古市公威の生誕は1854(安政元)年であり、逝去は1934(昭和9)年である。1880(明治13)年にフランス留学から帰国した古市が内務省土木局勤務の後、帝国大学工科大学々長となり、工学の指導者として社会の第一線に登場したのは86年である。この1886(明治19)年についてみると、その前年に内閣制度が確立したが,経済では松方デフレが終息し、鉄道事業をはじめとして紡績業・鉱山業などに多くの新規会社の設立をみた。この頃から明治30年代にかけてが、わが国の産業革命が達成された時期である。西欧に比べ後進資本主義国として出発したわが国は、「殖産興業」、「富国強兵」を国是として、政府による上からの保護育成策によって国土整備と産業の近代化を図っていった。一方、古市の逝去した1934(昭和9)年をみると、31年の満州事変以降、大陸で軍事活動が展開されていたとは言え、平常時の年であった。経済についてみると、昭和初期の27年に金融大恐慌、29年には世界大恐慌が発生し、経済は大混乱となったが34年はまだその回復を見ていない。しかし戦時経済下には入っていず、明治以来、日本が推し進めてきた工業化あるいは国土の近代化の一つの到達地点であった。その工業化・国土の近代化について,古市公威は,工科大学々長とともに内務省内務省土木技監・土木局長,逓信次官,鉄道作業局長官,京釜鉄道会社総裁,工学会理事長,理化学研究所所長,万国工業会議会長等として指導した。古市が指導した明治から昭和初頭までの国土づくりを近代第一期国土づくりと評価している。

この近代第一期国土づくりの全体像について,古市の人生を縦糸に、この時期に行われた様々な国土づくり、それは事業であり計画・構想であり、教育であるが、それらを横糸にして、近代第一期の国土づくりの分析を行った。古市公威(18541934)は,第1回文部省貸費留学生としてフランスに留学した後,エコール・サントラル,パリ大学を卒業し,1880(明治13)年に帰国した。その後,帝国大学初代工科大学学長として近代工学教育の黎明期を指導し,また内務省土木技監・土木局局長,逓信省で逓信次官・鉄道作業局局長として政府内において国土づくりを指導した後,京釜鉄道会社社長として朝鮮半島での鉄道建設に陣頭に立って進めた。その後は,工学会理事長,理化学研究所所長,万国工業会議会長等,工学・工業界のトップとして近代化を推進していった。古市が指導した明治から昭和初頭までの国土づくりについて、明治初頭から昭和初期までを5期に分けてその概況を説明し,その到達点を分析した。また「教育」,「河川事業」,「港湾事業」,「鉄道事業」,「都市水利事業」について,古市の関わりも含めてその発展状況を具体的に考察した。さらに古市のフランス留学時代の学習内容を詳細に分析し,彼が受けた工学教育を明らかにした。彼の生涯をかけての課題は近代科学をベースにしながらの技術,つまり「サイアンテフィック・エンジニアリング」の確立,それに基づく国土づくりと鉱工業の発展であった。「殖産興業」,「富国強兵」を国是としたこの当時,工学は重要な役割を果たしながらもその社会的地位は低かった。古市は1919年,男爵位を授けられたが,古市個人が授けられたというより工学界が認められたとして喜んだ。古市の最後の花道は,1929年,東京で開催された「万国工業会議」であった。古市は会長として会議を引率するとともに,日本の工業発展を大いに紹介した。これらの研究報告・資料は,古市公威デジタル情報アーカイブスを作成して整理を行った。
作業船のDynamic Positioning Systemの開発研究

作業船にとって、Dynamic Positioningは基本的な性能であるが、これを実現する具体的な方法としてジョイスティックコントローラによるマニュアル操船が最も有効で利用範囲が広い。この研究では2軸のダクト付可変ピッチプロペラ、2枚のフラップ舵及びバウスラスターを装備したオーシャンタグのジョイスティックコントローラについて基礎的な検討を加えた。本研究の検討事項の第一の部分は、こうしたシステム開発に不可欠である低速で縦横に運動する船の操縦性に関するものである。この部分は本研究の直接的な目的であるDynamic Positioning以外にも多くの利用分野があるので、一般船型にも適用できる形で検討をすすめ、準定常の仮定の下で操縦運動の数学モデルを導びいた。また、ここで確立した数学モデルは出入港操船の安全性評価等においても有効な手段であることを確認した。続く本研究の第二の部分は作業船のジョイスティックコントローラに関するものである。Dynamic Positioningに必要な平行移動操船、その場旋回操船を前記の2軸2舵とバウスラスターを用いて実現する為の基本的な制御アルゴリズムを確立した。またこのアルゴリズムの有効性を確認する為に、ジョイスティックコントローラの実時間シミュレーションを実施し、こうしたシステムの設計に際して問題となる注意事項を示すと共に、提案した制御アルゴリズムの有効性を確認した。