hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
カテコラミンによる心筋細胞核DNA障害の発生とその機序解明

カテコラミン(CA)の実験的投与や褐色細胞腫にみられる心筋変化はカテコラミン心筋症として知られているが、その成因は明らかではない。核DNA障害は物理的化学的刺激によって容易に発生するとされている。本研究では、CA心筋障害の一因としての核DNA障害の存在を明らかにした。培養心筋芽細胞(H9c2 cell)を用いノルエピネフリン(NE)添加液で刺激した後、Kohnらのalkaline elution法に蛍光的DNA測定法を併用しNEによるDNA single strand breaks(SSB)の発現を観察した。その結果、培養細胞を200μMあるいは250μMのNE液で12時間、1mMのNE液で3および4時間の刺激した際、DNA SSBが発現し、核DNA障害が確認された。ついで核DNA障害の発現機序を明らかにするため各種薬剤による防御機構を観察した。α-blocker(bunazosin)、β-blocker((propranolol)、Ca拮抗薬(verapamil)およびアンギオテンシンII変換酵素阻害薬(captopril)で細胞を前処置した際、防御効果は認めなかった。しかし、フリーラジカルスカベンジャー(スーパーオキシドディスムターゼ〔SOD〕、カタラーゼ)をNE液に添加した際には、NEによる核DNA障害に対して明らかな防御効果を認めた。なお、これらの条件下で細胞生存率は80%以上であった。以上、CAによる心筋障害作用は、細胞核DNAにまで波及し、DNA SSBを引き起こすが示された。さらに本障害の発生機序として、Ca overloadを含めた情報伝達機構を介する反応よりむしろCAによるフリーラジカル産生系の関与が示唆された。
光学純度100%果実芳香成分マルメロラクトン,オキシド類の合成とその生理活性

光学異性体間の人間の嗅覚に関する構造と活性相関を研究する目的で我々が絶体構造式を決定したマルメロ果実の芳香成分マルメロラクトンの可能な4種全ての光学純度100%の化合物の合成を試みた。D-及びL-グルタミン酸を原料として合成したが光学純度は70%強であったので糖を原料とする合成を試みた。以下に図示する経路で合成を行なった。C-3位のメチル基の立体化学は制卸出来なかったが(3R)、(3S)をクロマトで完全に分離することが出来たので一度の合成で両エナンチオマーを得た。合成した【A_1】,【A_2】,【A_3】,【A_4】は長谷川香料株式会社に依頼して官能検査を行ったところ(2R)一体【A_1】,【A_3】が(2S)一体【A_2】,【A_4】に比べ強いマルメロ果実の芳香を有している。【A_1】,【A_3】間では殆んど差が無い、という結果を得た。この結果は二位のメチル基の立体化学が(R)であることが芳香性に重要であることを示すものであった。
20世紀初頭におけるモンゴル・中国関係史の研究

本年度は、アメリカのインディアナ大学・中央ユーラシア学部において在外研究を行い、主にこれまでの研究成果を国外に発信することに努めた。在外研究中、The Association for Asian Studies、The Mongolia Society、Annual Central Eurasian Studies Conferenceなどのアメリカの学会において、それぞれ"Mongolian Independence and International Law","Bogd Khaan Government and Qinghai Mongols","The Birth of the National History of Mongolia : On 'gangmu bicig ba nebterkei toli'"と題する報告を行い、またインディアナ大学内の東アジア研究センター、中央ユーラシア学部のコロキアムにおいても報告の機会を得、"Translationsin Early 20th century Mongolia"、"The Forgotten History of Mongolia : Bogd Khaan Govemment 1911-1921"という報告を行った。また、モンゴル国では、第10回世界モンゴル学者会議、第4回ウランバートル国際シンポジウム「20世紀におけるモンゴルの歴史と文化」、国際会議「モンゴルの主権とモンゴル人」において、それぞれ「モンゴル国の政治的地位-宗主権をめぐって」、「ボグド・ハーン政権の歴史的重要性-モンゴルにおける2つ『革命』」「20世紀初頭の『モンゴル史』における内モンゴル-帰順した旗について」という報告を行った。日本では、辛亥革命百周年記念東京会議において、「辛亥革命と『モンゴル』-独立か、立憲君主制か、共和制か」と題する報告を行った。その他、昨年上梓した『ボグド・ハーン政権の研究-モンゴル建国史序説1911-1921』のモンゴル語版〓〓〓〓〓〓〓〓1911-1921(『忘れ去られたモンゴル史-ボグド・ハーン政権1911-1921』)をモンゴル国において出版した。本年度は、6月から7月にかけて約4週間、そして12月に10日間の史料調査をモンゴル国において実施した。1度目の調査は、モンゴル国立中央公文書館、およびモンゴル国立外交中央文書館において行い、1913年の露中宣言に対するボグド・ハーン政権の反応を解明するためにモンゴル語、ロシア語史料を収集し、その成果を11月3日に開催された京都大学における東洋史研究会大会において「1913年の露中宣言とモンゴルの政治的地位-中国の『宗主権』とモンゴルの『自治』-」として報告した。2度目の調査は、主にモンゴル語訳『万国公法』が所蔵されるモンゴル国立中央図書館において行い、研究課題である「20世紀初頭におけるモンゴル・中国関係史の研究」に深く関連する漢語からモンゴル語への翻訳文献の発見に努めた。論文としては、「キャフタ協定後の帰服モンゴル人の命運-ボグド・ハーン政権による帰服者の処遇問題-」(『早稲田大学モンゴル研究所紀要』第5号、2009年9月)において、1915年のキャフタ協定締結後も外モンゴルに残留した帰服モンゴル人の動向とボグド・ハーン政権の対応について考察し、また"БаронУнгерниЯпония,"Bocmok, 2009(5)においては、ロシア、モンゴルの研究者と共同で日本の外交史料の翻訳を公にして当該分野の研究に資すことを期するとともに、従来日本がウンゲルンを積極的に支援していたとする定説はソ連の歴史研究におけるアジテーションであったとの見解を提示した。また本年度は7月にモンゴル国において開催された「ノモンハン事件70周年会議」、3月に韓国において開催された「韓国・モンゴル国交樹立20周年会議」の2つの国際会議に参加し、世界の研究者との学術交流を積極的に行った。本年度は、科学研究費補助金(研究成果公開促進費)の交付を受け、『ボグド・ハーン政権の研究-モンゴル建国史序説1911-1921』(風間書房)を上梓し、「モンゴル国立図書館所蔵モンゴル語マニュスクリプト目録」を編集し、『早稲田大学モンゴル研究所紀要』(別冊)に掲載した。また、6月28日から7月15日にかけてモンゴル国において史料調査を実施し、モンゴル国立図書館において『資治通鑑綱目』の満洲語訳からのモンゴル語重訳を発見、これを『日本モンゴル学会紀要』第41号において紹介するとともに、7月30日から8月6日に内モンゴルのフフホト、およびオルドスにおいて調査を行い、チンギス・ハーンの八白室に関する文献・史料を収集した。この成果は、11月7日に開催された史学会大会において、「ボグド・ハーン政権におけるチンギス・ハーンの表象-八白室の移転をめぐって-」として口頭発表を行った。この他、10月31日に開催された「津和野の西周からアジアの西周へ」と題された第8回西周シンポジウムにおいて、「モンゴルにおける万国公法の受容と適用」という報告を行い、「翻訳概念と近代東アジア研究会」、「ユーラシア世界研究会」において、それぞれ11月21日に「独立宣言後のモンゴルの政治的地位-「独立」、「自立」、「自主」、「自治」をめぐって」、12月4日に「20世紀初頭の極東国際関係」という報告を行った。加えて、本年度は10月13日、14日にモンゴル国において開催された国際シンポジウム「1913年のモンゴル・チベット条約」に参加し、世界の研究者との学術交流を積極的に行った。

在外研究中、The Association for Asian Studies、The Mongolia Society、Annual Central Eurasian Studies Conferenceなどのアメリカの学会において、それぞれ"Mongolian Independence and International Law","Bogd Khaan Government and Qinghai Mongols","The Birth of the National History of Mongolia : On 'gangmu bicig ba nebterkei toli'"と題する報告を行い、またインディアナ大学内の東アジア研究センター、中央ユーラシア学部のコロキアムにおいても報告の機会を得、"Translationsin Early 20th century Mongolia"、"The Forgotten History of Mongolia : Bogd Khaan Govemment 1911-1921"という報告を行った。また、モンゴル国では、第10回世界モンゴル学者会議、第4回ウランバートル国際シンポジウム「20世紀におけるモンゴルの歴史と文化」、国際会議「モンゴルの主権とモンゴル人」において、それぞれ「モンゴル国の政治的地位-宗主権をめぐって」、「ボグド・ハーン政権の歴史的重要性-モンゴルにおける2つ『革命』」「20世紀初頭の『モンゴル史』における内モンゴル-帰順した旗について」という報告を行った。日本では、辛亥革命百周年記念東京会議において、「辛亥革命と『モンゴル』-独立か、立憲君主制か、共和制か」と題する報告を行った。その他、昨年上梓した『ボグド・ハーン政権の研究-モンゴル建国史序説1911-1921』のモンゴル語版〓〓〓〓〓〓〓〓1911-1921(『忘れ去られたモンゴル史-ボグド・ハーン政権1911-1921』)をモンゴル国において出版した。
医療保険制度改革の可能性に関する医療経済分析

本研究では、医療保険のあり方を巡って様々な角度から検討した。総合的な結論は現在の公的医療保険制度は維持されるべきであるが、特に若年世代及び軽疾病患者に対しては高い自己負担を要求すべきであるということである。各章の要約は次の通りである。第1章:グロスマン流の「健康資本」の概念を用いて患者の自己負担率の問題を検討し、次の結果を得た。(1)老年期の患者負担率を1より小さい値で所与とすると、若年期の患者の自己負担率には経済厚生を最大にする最適値が存在する。この最適値は老年期患者の自己負担率より大きく、1より小さい。(2)重症者の自己負担率を1より小さい値で所与とすると、軽症患者の自己負担率には事前的な意味での経済厚生を最大にする最適値が存在する。この最適値は重症者の自己負担率より大きく1より小さい。第2章:病院は患者の完全な代理人であるとの前提のもと、政府は軽医療における患者負担率を高めるほどより高い経済厚生を実現することができる、つまり軽医療は保険適用外にすべきと結論できる。もし政府が保険者の機能強化を認め、自己負担率と同時に保険者のモニタリング機能にも期待するときには、自己負担率を一定水準まで高めたほうが経済厚生はより大きくなる。ただし、このときの経済厚生は自己負担率1(=保険適用外)のときの経済厚生よりも小さい。第3章:独自のアンケートを行い、軽医療に分類されるであろう13疾病に関して疾病あるいは自覚症状が生じた際の実際の医療受診行動あるいはOTC需要を分析した。医療受診に関しては、風邪、肩や首筋のこり、背中や腰の痛み、便秘・下痢、眼精疲労、皮膚の炎症、痔の7疾病で自己負担率が有意に負である。また、OTC需要においては、風邪、皮膚の炎症、痔の3疾病において自己負担率が有意に正である。第4章:公的医療保険の自己負担率が高いほど直接的な病気のコストは高くなり、そのリスクを回避するために民間医療保険の需要は大きくなると考えられるが、実際には自己負担率とは無差別か、逆に自己負担率が低いほど民間医療保険の需要が大きくなるという結果が得らた。これにより我が国の現在の民間医療保険は公的医療保険を代替するものではないことが明らかにされた。本年度は、分析に用いる情報収集のために世帯票と個人票からなるアンケート調査を設計し、実施した。具体的なテーマごとの進捗状況は以下の通りである。1.軽医療における医療サービスの価格需要弾力性・・・個人票の一部として、風邪や花粉症等の対処方法や受診行動を逐次記録してもらうタイプの調査表を作成し、現在も調査表を調査対象者の所に留め置き中である。2.公的医療保険と私的医療保険の代替性・・・加入している公的医療保険の種別、被保険者か被扶養者の別について、さらに私的医療保険の加入状況と加入している場合は保険料を調査した。データは入力済みである。3.医療保険未加入者の行動・・・自らの名前が記された健康保険証の有無、無い場合は資格証明書保有の有無を調査した。調査表は既に回収したが、入力はこれからである。

4.インフルエンザ予防接種の需要・・・実際にインフルエンザ予防接種をしたかどうかに加えて、実際に接種した人は少ないことから、より豊富なデータを得るために仮想的な状況における接種の有無も尋ねた。それにより、conjoint analysisを用いた接種需要の分析を行う予定である。データは既に入力済みである。5.疾病予防行動と保険料率の関係・・・疾病予防行動として、運動の種類別に月当たりの頻度と運動時間、体重管理をしているか否か、栄養バランスに気をつけているか否かを調査した。データは入力済みである。6.薬の知識とそれが受診行動、予防行動、民間保険の加入に与える影響・・・薬の知識の程度をとらえるために、薬品名からその効能を答えてもらう調査を行った。次年度は、現在留め置き調査をしている調査表の回収と一部の未入力データの入力をした後、全ての分析を行う。本研究では、医療保険のあり方を巡って様々な角度から検討した。総合的な結論は現在の公的医療保険制度は維持されるべきであるが、特に若年世代及び軽疾病患者に対しては高い自己負担を要求すべきであるということである。各章の要約は次の通りである。第1章:グロスマン流の「健康資本」の概念を用いて患者の自己負担率の問題を検討し、次の結果を得た。(1)老年期の患者負担率を1より小さい値で所与とすると、若年期の患者の自己負担率には経済厚生を最大にする最適値が存在する。この最適値は老年期患者の自己負担率より大きく、1より小さい。(2)重症者の自己負担率を1より小さい値で所与とすると、軽症患者の自己負担率には事前的な意味での経済厚生を最大にする最適値が存在する。この最適値は重症者の自己負担率より大きく1より小さい。第2章:病院は患者の完全な代理人であるとの前提のもと、政府は軽医療における患者負担率を高めるほどより高い経済厚生を実現することができる、つまり軽医療は保険適用外にすべきと結論できる。もし政府が保険者の機能強化を認め、自己負担率と同時に保険者のモニタリング機能にも期待するときには、自己負担率を一定水準まで高めたほうが経済厚生はより大きくなる。ただし、このときの経済厚生は自己負担率1(=保険適用外)のときの経済厚生よりも小さい。第3章:独自のアンケートを行い、軽医療に分類されるであろう13疾病に関して疾病あるいは自覚症状が生じた際の実際の医療受診行動あるいはOTC需要を分析した。医療受診に関しては、風邪、肩や首筋のこり、背中や腰の痛み、便秘・下痢、眼精疲労、皮膚の炎症、痔の7疾病で自己負担率が有意に負である。また、OTC需要においては、風邪、皮膚の炎症、痔の3疾病において自己負担率が有意に正である。第4章:公的医療保険の自己負担率が高いほど直接的な病気のコストは高くなり、そのリスクを回避するために民間医療保険の需要は大きくなると考えられるが、実際には自己負担率とは無差別か、逆に自己負担率が低いほど民間医療保険の需要が大きくなるという結果が得らた。これにより我が国の現在の民間医療保険は公的医療保険を代替するものではないことが明らかにされた。
植物病原性糸状菌における“病原性染色体"の比較解析

植物病原糸状菌Alternaria alternataに属するイチゴ黒斑病菌(イチゴ菌),リンゴ斑点落葉病菌(リンゴ菌)およびトマトアルターナリア茎枯病菌(トマト菌)の宿主に対する病原性を支配する染色体(病原性染色体)の比較解析から,病原性染色体上に,イチゴ菌とリンゴ菌では1遺伝子が共通するが,トマト菌とイチゴ菌・リンゴ菌では共通遺伝子が分布しなかった.イチゴ菌とリンゴ菌に共通する遺伝子(AFTS1:イチゴ菌およびAMT2:リンゴ菌と命名,共にaldo-ketoreductaseをコードする)に注目し,イチゴ菌におけるAFTS1遺伝子破壊株の作出と破壊株へのAMT2導入による相補性検定を試みたところ,破壊株はイチゴに対する病原性を失ったが,リンゴ菌AMT2導入発現によって破壊株のイチゴへの病原性を回復した.したがって,両菌の病原性染色体は共通な病原性遺伝子を少なくとも1個保存していると考えた.イチゴ菌では,epoxide hydrolase, polyketide synthase, acyl-CoA dehydrogenase, P450 monooxygenaseおよびoxidoreductaseが病原性に関与し,現在まで計16の病原性遺伝子が病原性染色体の約300Kbの範囲でクラスターを形成することを明らかとした.リンゴ菌では2遺伝子を,トマト菌では病原性染色体の約150Kbの領域に計13遺伝子を有する遺伝子クラスターの存在を同定した.リンゴ菌にはイチゴ菌と相同と考えられる病原性遺伝子AMT2が見出されたのに対し,トマト菌のこの領域では他の2菌に対する相同配列が全く見出せなかった.以上の結果から,病原性染色体の起源はイチゴ菌とリンゴ菌では共通の祖先型染色体に由来するが,トマト菌では異なる起源が推測され,植物病原菌における病原性分化の研究に大きな成果を加えた.植物病原糸状菌Alternaria alternataに属するイチゴ黒斑病菌(イチゴ菌),リンゴ斑点落葉病菌(リンゴ菌)およびトマトアルターナリア茎枯病菌(トマト菌)の宿主に対する病原性を支配する染色体(病原性染色体)の比較解析から,病原性染色体上に,イチゴ菌とリンゴ菌では1遺伝子が共通するが,トマト菌とイチゴ菌・リンゴ菌では共通遺伝子が分布しなかった.イチゴ菌とリンゴ菌に共通する遺伝子(AFTS1:イチゴ菌およびAMT2:リンゴ菌と命名,共にaldo-ketoreductaseをコードする)に注目し,イチゴ菌におけるAFTS1遺伝子破壊株の作出と破壊株へのAMT2導入による相補性検定を試みたところ,破壊株はイチゴに対する病原性を失ったが,リンゴ菌AMT2導入発現によって破壊株のイチゴへの病原性を回復した.したがって,両菌の病原性染色体は共通な病原性遺伝子を少なくとも1個保存していると考えた.イチゴ菌では,epoxide hydrolase, polyketide synthase, acyl-CoA dehydrogenase, P450 monooxygenaseおよびoxidoreductaseが病原性に関与し,現在まで計16の病原性遺伝子が病原性染色体の約300Kbの範囲でクラスターを形成することを明らかとした.リンゴ菌では2遺伝子を,トマト菌では病原性染色体の約150Kbの領域に計13遺伝子を有する遺伝子クラスターの存在を同定した.リンゴ菌にはイチゴ菌と相同と考えられる病原性遺伝子AMT2が見出されたのに対し,トマト菌のこの領域では他の2菌に対する相同配列が全く見出せなかった.以上の結果から,病原性染色体の起源はイチゴ菌とリンゴ菌では共通の祖先型染色体に由来するが,トマト菌では異なる起源が推測され,植物病原菌における病原性分化の研究に大きな成果を加えた.植物病原糸状菌の宿主に対する病原性を支配する染色体(病原性染色体)の構造および機能について、宿主特異的毒素を産生するイチゴ黒斑病菌(イチゴ菌)とリンゴ斑点落葉病菌(リンゴ菌)を用いて比較解析することを目的として、まず、両菌菌糸からプロトプラストを調製し、パルスフィールドゲル電気泳動によって全染色体を分画した。これまでの知見から、イチゴ菌では約1.05Mb、およびリンゴ菌では約1.1Mbの小型染色体が両菌の生存には不必要な余分な染色体(CD染色体)である。これに相当する画分をゲルから切り出して単離し、BACライブラリーの作製を行った。また、イチゴ菌とリンゴ菌の病原性染色体には少なくと1個の遺伝子が共通に存在するが、両菌と同様にAlternaria alternataに属するトマトアルターナリア茎枯病菌(トマト菌)では病原性染色体の存在が確認されているが、イチゴ菌ともリンゴ菌とも共通する遺伝子を有さない。そこで、イチゴ菌とリンゴ菌の病原性染色体比較解析の対照菌としてトマト菌を選び、イチゴ菌およびリンゴ菌と同様の手法によって1.0Mbの小型染色体を単離し、BACライブラリーを作製した。一方、これら病原性染色体にコードされている遺伝子群を明らかとする一環として、イチゴ菌およびリンゴ菌のcDNAライブラリーを常法にしたがって作製した。現在、イチゴ菌およびリンゴ菌cDNAクローンについては各々の病原性染色体へのマッピングおよび網羅的塩基配列の決定を進めている。本年度の主たる成果としては、イチゴ菌およびリンゴ菌において病原性染色体の比較解析に必須である病原性染色体特異的BACライブラリー作製があげられる。なお、病原性染色体に含まれるいくつかの遺伝子については、発現および機能解析によって病原性発揮に必須な遺伝子であることも明らかとした。

植物病原糸状菌Alternaria alternataに属するイチゴ黒斑病菌(イチゴ菌),リンゴ斑点落葉病菌(リンゴ菌)およびトマトアルターナリア茎枯病菌(トマト菌)の宿主に対する病原性を支配する染色体(病原性染色体)の比較解析から,病原性染色体上に,イチゴ菌とリンゴ菌では1遺伝子が共通するが,トマト菌とイチゴ菌・リンゴ菌では共通遺伝子が分布しなかった.イチゴ菌とリンゴ菌に共通する遺伝子(AFTS1:イチゴ菌およびAMT2:リンゴ菌と命名,共にaldo-ketoreductaseをコードする)に注目し,イチゴ菌におけるAFTS1遺伝子破壊株の作出と破壊株へのAMT2導入による相補性検定を試みたところ,破壊株はイチゴに対する病原性を失ったが,リンゴ菌AMT2導入発現によって破壊株のイチゴへの病原性を回復した.したがって,両菌の病原性染色体は共通な病原性遺伝子を少なくとも1個保存していると考えた.イチゴ菌では,epoxide hydrolase, polyketide synthase, acyl-CoA dehydrogenase, P450 monooxygenaseおよびoxidoreductaseが病原性に関与し,現在まで計16の病原性遺伝子が病原性染色体の約300Kbの範囲でクラスターを形成することを明らかとした.リンゴ菌では2遺伝子を,トマト菌では病原性染色体の約150Kbの領域に計13遺伝子を有する遺伝子クラスターの存在を同定した.リンゴ菌にはイチゴ菌と相同と考えられる病原性遺伝子AMT2が見出されたのに対し,トマト菌のこの領域では他の2菌に対する相同配列が全く見出せなかった.以上の結果から,病原性染色体の起源はイチゴ菌とリンゴ菌では共通の祖先型染色体に由来するが,トマト菌では異なる起源が推測され,植物病原菌における病原性分化の研究に大きな成果を加えた.
墓地に対する人々のニーズと墓地整備のあり方に関する研究

本年度は、新聞記事およびWeb上の情報を中心に全国各地の墓園建設を巡る反対運動の実態を整理し、さらに過年度中に収集した調査データ(定量的データ)の分析を中心におこなった。墓園建設に対する反対運動が掲載された新聞記事は少なからず存在し、ペット霊園の建設を巡る紛争まで起こっていることが確認された。また、紛争が発生している地域乙は幅広く、全国各地で発生していることが分かった。一方、Web上の情報によると、広島県広島市において墓園(納骨堂含む)建設および計画の差し止めを求める陳情が、2008年度に数件も提出されていたことが確認された。以上のことから、墓園の建設を巡る紛争が発生しており、近隣住民にとって墓園は迷惑施設と認知されていることが考えられる。ただし、たとえ自宅近隣に墓園が建設されると困るとはいえ、葬送のひとつの形態である墓に対するニーズは絶えない。よって、墓園は地域全体の視点に立つと必要であるが、一個人の立場からすると不要というジレンマ事態に陥っていることが分かる。このジレンマを解消するには、墓園と地域住民が共存する術を探ることが必要である。そこで、住民(広島市市民)が墓園建設に対してどのようなリスク対策を求めているかについて分析をおこなった。分析の結果、住民は防犯カメラの設置や墓園への人々の立ち入時間の制限を求めていた。したがって、リスク対策を恒常的に果たしていくことが、墓園と近隣住民の共存をはかるうえで重要と考えられる。本年度は以下の二点について調査を行った。1.墓地の整備状況に関する情報収集墓地の整備状況に関する情報収集を行った。情報収集の手段としては、インターネットによる検索のほか、文献から情報を収集した。文献としては、墓地の整備状況そのものに関する資料を収集することに加えて、死者の埋葬に関する文化と現代社会における埋葬志向に関する資料も同時に収集した。2.墓地の経営主体の違いがもたらす効果全国の3都市の事例についてソフト面、ハード面の現状を調査し、特に公営墓地と民間経営の墓地の各々のメリットとデメリットを確認した。これらの調査は次年度も継続して行う予定である。1.の情報収集では、内容を整理し、建築学的な枠組みから分析を加える予定である。2.の調査では、墓地の立地条件、墓地の施設の配置や整備状況などのおおよその傾向をまとめ、駐車場からの距離や勾配など空間の整備状況についても、調査を予定している。本年度は以下の三点について調査を行った。1.墓地の整備状況に関する情報収集昨年度から継続して行っている墓地の整備状況に関する情報収集を引き続き行い、情報を整理した。最終年度には建築学的な枠組みから分析を加える予定である。2.墓地の経営主体の違いがもたらす効果昨年度に引き続き、全国の事例についてソフト面、ハード面の現状を調査し、特に公営墓地と民間経営の墓地の各々のメリットとデメリットを確認した。また、墓地の立地条件、墓地の施設の配置や整備状況などのおおよその傾向をまとめた。3.墓地利用者の意識広島市民を対象に墓地に関するアンケート調査を行い、墓地のハード面とソフト面に対する利用者側の意識について分析を行った。経営者側の意識については来年度調査を行い、両者の結果をまとめて建築学的、社会心理学的な枠組みから分析を加える予定である。
無機・有機・複合微粒子の作製と微粒子分散系order構造形成

今年度は,無機,有機複合微粒子の作製に関する基礎的な研究を行うと共に,機能性材料の開発に密接に関連する濃厚分散系のorder構造形成やレオロジー的性質について検討を行い次の結果を得た.1)無機-有機複合微粒子の調製は両材質界面の親和性をいかに高めるかの問題に尽きる.今年度はあらかじめ電荷の符号が異なる無機粒子と有機粒子を単独に作製し,その後両者をヘテロ凝集させる方法について検討を行い,大型のsio_2(粒子)2a=12μm)両性ラテックス(2a=100300nm)を互いに異符号電荷の条件(pH57)で混合すると,大型sio_2粒子がラテックスで万遍なく覆われた複合体が形成されることを見い出した.また,この際の複合化には成分粒子の表面電荷の他に,両粒子の粒子径比ア粒子数比が重要な役割を演ずることが解った.2)温度変化で誘起されるミクロスフェアーのorder形成について,特に試料を急冷した場合のスペクトルの経鳴変化を調べて, order構造の形成過程の機構を検討としした.その結果急冷下での構造形成は粒子自身が冷却面へ熱拡散して,冷却部での粒子濃度が増大するためであることが解った.3)従来, DepLetion効果は非吸着性高分子が分散系に溶存しているときに生ずる効果であったが,本研究ではコロイド粒子に強い吸着性を示すHydroxy propyl cellulose(HPC)をその下限臨界共溶温度(約50°C)で吸着させたポリスチレンラテックスを用いてDepletion効果の検討を行った.その結果,低ずり速度の場合,あるHPC濃度で明らかにDepletion効果に基づく粘度の増大が観察された.これは高分子が吸着であってもDepletion凝集を起こすことを示すものであり,この効果が今までより広範囲で生ずることを示すものである.今年度は,無機,有機複合微粒子の作製に関する基礎的な研究を行うと共に,機能性材料の開発に密接に関連する濃厚分散系のorder構造形成やレオロジー的性質について検討を行い次の結果を得た.1)無機-有機複合微粒子の調製は両材質界面の親和性をいかに高めるかの問題に尽きる.今年度はあらかじめ電荷の符号が異なる無機粒子と有機粒子を単独に作製し,その後両者をヘテロ凝集させる方法について検討を行い,大型のsio_2(粒子)2a=12μm)両性ラテックス(2a=100300nm)を互いに異符号電荷の条件(pH57)で混合すると,大型sio_2粒子がラテックスで万遍なく覆われた複合体が形成されることを見い出した.また,この際の複合化には成分粒子の表面電荷の他に,両粒子の粒子径比ア粒子数比が重要な役割を演ずることが解った.2)温度変化で誘起されるミクロスフェアーのorder形成について,特に試料を急冷した場合のスペクトルの経鳴変化を調べて, order構造の形成過程の機構を検討としした.その結果急冷下での構造形成は粒子自身が冷却面へ熱拡散して,冷却部での粒子濃度が増大するためであることが解った.3)従来, DepLetion効果は非吸着性高分子が分散系に溶存しているときに生ずる効果であったが,本研究ではコロイド粒子に強い吸着性を示すHydroxy propyl cellulose(HPC)をその下限臨界共溶温度(約50°C)で吸着させたポリスチレンラテックスを用いてDepletion効果の検討を行った.その結果,低ずり速度の場合,あるHPC濃度で明らかにDepletion効果に基づく粘度の増大が観察された.これは高分子が吸着であってもDepletion凝集を起こすことを示すものであり,この効果が今までより広範囲で生ずることを示すものである.
幼年期における科学的素養醸成のための科学コミュニケーションに関する学際的研究

本研究の目的は,多様な情報処理メディアが開発され,全世代がその新たな環境下で生きる現代の幼年期の科学教育モデルを情報科学,デザイン学,学習科学,科学コミュニケーション,科学教育などの研究者による学際的連携によって提案することにある.具体的には,(1)高度情報化社会における幼年期の科学コミュニケーションの理論と方法論の確立,(2)多次元的評価(先端技術による客観的評価も含む)を組み込んだ実践プロトタイプの開発,(3)国立科学博物館等の社会教育施設における実践モデルの提案と普及のためのアウトリーチを実施する.当該年度における研究実績としては,前年度までの成果に基づいて,幼年期の科学コミュニケーションの理論・方法論に基づいた実践プロトタイプ試案を作成するとともに,連携先のそれぞれの博物館・科学館の特性に応じて,実践モデルの試案を策定した.その上で,神戸市立王子動物園,大阪市天王寺動物園などにおいてデジタルコンテンツを活用した複数の実証実験を実施した.具体的には,ARコンテンツの活用や参加型バーチャル環境の提供などであった.これらの成果は,CSEDU2018,CollabTech2018,EdMedia2018などの査読付き国際会議で採択,発表されている.2019年度のEdMedia2019においてもすでに採択されているし,2019年度のESERA,ICOM-Kyotoなどにも複数投稿している(審査待ち).また,国内では日本科学教育学会研究会,日本理科教育学会全国大会などで発表済みである.論文では,日本科学教育学会の科学教育研究や国外のInternational Journal of Education and Research誌などに掲載済みである.交付申請書に記載した研究目的は,平成30年度については順調に達成されている.基礎研究・開発・評価も順調であり,研究成果も一定程度のものが刊行され,蓄積されているからである.最終年度も当初の予定通り,研究打合せ会議,実践プロトタイプの開発と評価,科学系博物館・動物園等の社会教育施設における実践モデルの実証実験/普及のためのアウトリーチ,研究成果発表を実施する.最終年度の2019年は,とくに成果発表に注力する予定である.(1)研究全体:研究組織全体では,研究代表者の統括のもと,全体会議とグループ会議を開催し,研究組織全体として研究が推進し,研究目的が達成されるように務めた.会議は,Skypeや電子メールで行い,重要な局面では対面での会議を併用した.(2)幼年期の発達的基盤を踏まえた科学コミュニケーション理論と方法論の確立:科学コミュニケーションに関する文献資料や国内外の先進事例を収集・データベース化し,学際的な観点から分析した.これらの分析から得られた結果を総合して,幼年期の科学教育に最適な科学コミュニケーション理論と方法論のスタンダードを開発した.(3)幼年期の科学コミュニケーションの理論・方法論に基づいた実践プロトタイプ試案の作成・評価:幼年期の科学コミュニケーションの理論・方法論に基づいた実践プロトタイプ試案を作成した.提案した試案の妥当性について,デジタル技術を使用した客観的評価を実施しつつ,実践プロトタイプを洗練させた.(4)科学系博物館における実践モデルの暫定版:他のチームと連携して,実践モデルの試案を,連携先のそれぞれの博物館・科学館の特性に応じて策定した.また,平成29年度以降の準備段階となる基礎研究を行った.(5)研究成果:研究成果については,科学教育関連学会・会議などにおいて定期的に成果を報告し,他の科学教育研究者からのピアレビューを受けた.発表先は,日本科学教育学会第40回年会,日本科学教育学会研究会などであった.併せて,ロンドン大学を訪問し,幼年期の科学教育を専門とする科学教育研究者からのピアレビューを受けた.交付申請書に記載した研究目的については,平成28年度については順調に達成されている.基礎研究・開発・評価も順調であり,成果も一定程度のものが蓄積されているからである.本研究の目的は,多様な情報処理メディアが開発され,全世代がその新たな環境下で生きる現代の幼年期の科学教育モデルを情報科学,デザイン学,学習科学,科学コミュニケーション,科学教育などの研究者による学際的連携によって提案することにある.具体的には,(1)高度情報化社会における幼年期の科学コミュニケーションの理論と方法論の確立,(2)多次元的評価(先端技術による客観的評価も含む)を組み込んだ実践プロトタイプの開発,(3)国立科学博物館等の社会教育施設における実践モデルの提案と普及のためのアウトリーチを実施する.当該年度における研究実績としては,前年度までの成果に基づいて,幼年期の科学コミュニケーションの理論・方法論に基づいた実践プロトタイプ試案を作成するとともに,連携先のそれぞれの博物館・科学館の特性に応じて,実践モデルの試案を策定した.その上で,国立科学博物館および神戸市立王子動物園などにおいて予備的な実証実験を実施した.これらの成果は,ICOM CECA 2017,CHI PLAY 2017,ICCC 2017,ESERA 2017などで採択,発表されており,2018年度のEdMediaにおいてもすでに採択されている.また,国内では日本科学教育学会研究会,日本理科教育学会全国大会などで発表済みである.併せて,Universitat Rovira i Virgili大学を訪問し,科学系博物館における科学コミュニケーションを専門とする研究者からのピアレビューを受けた.交付申請書に記載した研究目的については,平成29年度については順調に達成されている.基礎研究・開発・評価も順調であり,成果も一定程度のものが蓄積されているからである.

本研究の目的は,多様な情報処理メディアが開発され,全世代がその新たな環境下で生きる現代の幼年期の科学教育モデルを情報科学,デザイン学,学習科学,科学コミュニケーション,科学教育などの研究者による学際的連携によって提案することにある.具体的には,(1)高度情報化社会における幼年期の科学コミュニケーションの理論と方法論の確立,(2)多次元的評価(先端技術による客観的評価も含む)を組み込んだ実践プロトタイプの開発,(3)国立科学博物館等の社会教育施設における実践モデルの提案と普及のためのアウトリーチを実施する.当該年度における研究実績としては,前年度までの成果に基づいて,幼年期の科学コミュニケーションの理論・方法論に基づいた実践プロトタイプ試案を作成するとともに,連携先のそれぞれの博物館・科学館の特性に応じて,実践モデルの試案を策定した.その上で,神戸市立王子動物園,大阪市天王寺動物園などにおいてデジタルコンテンツを活用した複数の実証実験を実施した.具体的には,ARコンテンツの活用や参加型バーチャル環境の提供などであった.これらの成果は,CSEDU2018,CollabTech2018,EdMedia2018などの査読付き国際会議で採択,発表されている.2019年度のEdMedia2019においてもすでに採択されているし,2019年度のESERA,ICOM-Kyotoなどにも複数投稿している(審査待ち).また,国内では日本科学教育学会研究会,日本理科教育学会全国大会などで発表済みである.論文では,日本科学教育学会の科学教育研究や国外のInternational Journal of Education and Research誌などに掲載済みである.交付申請書に記載した研究目的は,平成30年度については順調に達成されている.基礎研究・開発・評価も順調であり,研究成果も一定程度のものが刊行され,蓄積されているからである.平成29年度も当初の予定通り,研究打合せ会議,実践プロトタイプの開発と評価,科学系博物館・動物園等の社会教育施設における実践モデルの実証実験/普及のためのアウトリーチ,研究成果発表を実施する.平成30年度も当初の予定通り,研究打合せ会議,実践プロトタイプの開発と評価,科学系博物館・動物園等の社会教育施設における実践モデルの実証実験/普及のためのアウトリーチ,研究成果発表を実施する.今後は引き続き,動物園を主たるフィールドにした調査を遂行する.最終年度も当初の予定通り,研究打合せ会議,実践プロトタイプの開発と評価,科学系博物館・動物園等の社会教育施設における実践モデルの実証実験/普及のためのアウトリーチ,研究成果発表を実施する.最終年度の2019年は,とくに成果発表に注力する予定である.
常流・射流が混在する開水路非定常流の実用的な数値解析手法に関する研究

数値振動を抑制する流束制限因子機能を有する、Chang-Moll EXPLICITスキーム(CMES)は、簡単なアルゴリズムにより移動跳水、常流、射流を含む非定常流れの数値解析が可能と期待できる。水輸送システムの実務的な解析のために、本研究では下記の点を明らかにした。(1)CMESは、2次精度であり、2段階Lax-Wendroff法の半分の打ち切り誤差である。(2)CMESは、流量、断面積、その時間(あるいは空間)微分項を未知量変数として有するので、整合性のある境界計算の扱い方を一般的に示し、代表的な境界条件について計算アルゴリズムを示した。(3)異なる勾配水路の結合点では、非定常流中に限界水深が形成される可能性がある。この場合、多くの解析では暗黙のうちに限界水深の条件を与えて計算を行っているが、理論的な根拠は不明であった。限界断面形成の条件を、CMESの差分方程式と境界条件が構成する非線形方程式の非線形分岐解として導き、簡明な計算アルゴリズムを明らかにし、CMESが射流、常流、限界断面、跳水を非定常流の中で、容易に扱いうることを示した。(4)円形・矩形など異種断面水路が接続する断面急拡・急縮部について、常流遷移を対象に段落ち、段上り部の状態を想定して、運動量方程式とCMESの差分方程式を連立して解く方法を提示した。水平円形断面水路中の移動跳水の計算と理論解との照合により、計算アルゴリズムのチェックの上に、円断面、段上(下)がり部、勾配の異なる3つの矩形断面水路が連続する開水路システムを対象に、非定常流解析をおこなった。円形断面水路の結合部の常流遷移(段上がり)は良好に解析できたが、断落ち部で一時的に限界水深が形成される場合、数値振動が発生、過渡的流れの解析としては問題があるので、新たなモデル化と計算アルゴリズムが必要である。時空間的に対称な保存則を満足するChangらのEXPLICTTスキームを開水路非定常流に応用したMollスキームは、内点計算で発生する数値振動を抑制する流束制限因子の機能により、簡単なアルゴリズムにより移動跳水、射流を含む非定常流れの数値解析が可能である。しかし、水輸送システムの実務的な解析のためには、幾つかの問題点をクリアする必要がある。(1)Mollスキームは、2次精度であり、2段階Lax-Wendroff法の半分の打ち切り誤差である.(2)Mollスキームは、未知量変数として流量、断面積の時間微分項を有するので、スキームに整合する境界条件の扱い方を一般的に示した。また、具体的に、代表的な境界条件(最上流で流量境界、堰きを越える流れ、固定したゲートからの自由流出、潜り流出)について計算アルゴリズムを示した。(3)境界に形成される限界断面では流束制限因子が定義されないので、このスキームでも大きな問題となる。異なる勾配水路の結合点では、非定常流の中で全体を支配する限界水深が形成される可能性がある。一般的に、結合点の扱い方についての理論的な根拠は不明で、多くの解析では暗黙のうちに限界水深の条件を与えて計算を行っていると想定できる。水路結合境界で形成される可能性のある限界断面の条件を、Mollスキームの差分方程式と境界条件が構成する非線形方程式の非線形分岐解として導き、数道解析上の境界条件を簡明なアリゴリズムとして整理てきた。

(4)静止状態から非定常流を経て定常流を形成するプロセスをMollスキームで計算して、射流、常流、限界断面、眺水を非定常流分中で、容易に扱いうることを示した。円形、矩形など異種断面水路が段落ち、段上り部を経て接続する状態を想定して、運動量解析法を適用、Chang-Moll Schcmeと連立して、非定常流を解く。対象とする流れは、断面急拡、急縮部は常流遷移を基本としたが、境界部では一時的に限界水深が形成する。(1)水平円形断面水路中の移動跳水の計算(非粘性で波面ではエネルギ損失がある)と理論解との照合による円形断面水路の計算アルゴリズムのチェックは良好であった。(2)上流から、円断面(長さ100m,半径2m、勾配0.001)、段上(下)がり20cm、矩形断面(長さ100m,幅5m,勾配0.002)、矩形断面(長さ40m,幅5m,勾配0.O15)、矩形断面(長さ60m,幅5m,勾配0.005)と4つ異種水路の連続する開水路システムを対象に、非定常流解析をおこなった。上流端水深1mの静止状態の水路系に、上流断面から5秒あるいは60秒で時間線形に10m^3/sの流量を流入、下端の堰からは水路外に流量を流出させた。円形断面水路の結合部の常流遷移(段上がり)は良好に解析できたが、断落ち流れで一時的に限界水深が形成される場合、数値振動が発生、新たな計算アルゴリズムが必要である。常流、射流の混在する実務的非定常流計算法の確立に向け、1歩前進した。
レーザー推進の基本性能とその物理現象の解明

本研究では、レーザー推進を実現させるための比例則を確立することを目的として、レーザープラズマを光学的プラズマ診断法により計測し、推進剤ガスのレーザー吸収・加熱特性、電離・励起反応、伝熱・エネルギー散逸等の物理現象を調べた。さらにレーザー推進機を試作して推進剤の種類とその流量、レーザー光出力など各種作動条件を変化させて推力を測ると同時に数値解析シミュレーションを行い、レーザー推進の基本性能を求め、前述の物理現象との関わりを調べた。はじめに推力の測定実験によって、比推力とエネルギー変換効率を求め、推進性能に関する基本特性を調べた。次にレーザープラズマの光学計測による診断を行い、電子温度、プラズマ密度とそれらの空間分布を求めた。さらにレーザープラズマの推進性能に及ぼす影響を調べた。レーザープラズマを平坦化させると推進剤ガスへの熱伝達が促進され推進性能が向上すること、特に多焦点レンズを用いて軸方向に長いレーザープラズマを生成すると最も高いエネルギー変換効率が得られた。また、レーザープラズマの振動(中心位置の時間的変化)を抑制することが広範囲の作動領域の確保にとって必要であることが分かった。これらの知見に基づいて性能測定実験を行ったところ、最終的にはレーザープラズマの安定維持と定常作動が達成され、アルゴンガスで比推力300秒が到達できた。この値は、水素換算で化学推進の3倍以上に相当し、レーザー推進の有用性が実証された。本研究では、レーザー推進を実現させるための比例則を確立することを目的として、安定なレーザープラズマの生成に成功したこれまでの研究成果をさらに発展させ、そのレーザープラズマを光学的プラズマ診断法により計測し、推進剤ガスのレーザー吸収・加熱特性、電離・励起反応、伝熱・エネルギー散逸等の物理現象を調べた。さらにレーザー推進機を試作して、推進剤の種類とその流量、レーザー光出力など各種作動条件を変化させて推力を測り、レーザー推進の基本性能を求め、前述の物理現象との関わりを調べた。現有のレーザー及び低密度風洞を用いて、レーザー推進機を模擬したキャビテイ内にレーザープラズマを発生させた。そのプラズマからの自発光を高解像度カメラを用いて2次元的に捕らえることにより、レーザー吸収面の寸法、焦点からの位置等を測定した。これまでの研究から、吸収面位置はレーザー焦点から数ミリの位置にできることが分かっているため、0.1ミリ以下の画像解析能力を持つカメラが必要であり、超高速・高解縁力CCDカメラを新たに設備備品として購入した。また、レーザー強度、焦点距離、焦点距離/ビーム径、およびガス流量、チャンバー圧等をパラメータとして、それぞれに対する依存性を調べた。レーザー入力エネルギーに対する排気プルームのエネルギー(排気エンタルピー)の割合とそのパラメータ依存性を調べた。エンタルピープローブを開発し、プローブへの熱量からエンタルピーを算出した。試作したレーザー推進機を自作した推力測定用スタンドに載せて、レーザー光入力、推進剤の種類とガス流量、推進機内プラズマ生成部の幾何形状等の作動パラメータを変化させて推力を測った。この推力測定から、比推力、推進効率(レーザー入力に対する軸方向運動エネルギーの割合)を算出し、基本性能を評価した。半導体レーザー吸収分光法を用いて、プラズマの温度、密度、速度分布を計測する。プローブ等の接触型の測定は適さないので、作動ガスに応じて、発光分光、吸収分光計測を併用した。吸収ピーク波長のドップラーシフト温度は吸収線の広がり、吸収係数の空間速度を計測することによって、速度、温度、密度をそれぞれ評価することができる。これらの諸量の測定には、現有の半導体レーザー吸収分光システムも利用した。プラズマ生成領域およびエネルギー散逸領域の物理現象をモデル化し、数値解析コードを構築した。圧縮性ナビエ・ストークス方程式を基本とし、数値流体力学を用いて流れ場の解析を行った。

レーザー吸収領域の密度および温度の2次元分布測定結果と、数値解析コードを用いて得られた数値シミュレーションの結果を比較してきている。本研究では、レーザー推進を実現させるための比例則を確立することを目的として、安定なレーザープラズマの生成に成功したこれまでの研究成果をさらに発展させ、そのレーザープラズマを光学的プラズマ診断法により計測し、推進剤ガスのレーザー吸収・加熱特性、電離・励起反応、伝熱・エネルギー散逸等の物理現象を調べた。さらにレーザー推進機を試作して、推進剤の種類とその流量、レーザー光出力など各種作動条件を変化させて推力を測り、レーザー推進の基本性能を求め、前述の物理現象との関わりを調べた。レーザープラズマの推進性能に及ぼす影響を重点的に調べた。半導体レーザー吸収分光法および発光分光法によりレーザープラズマの形状とその中心位置の時間的な変化を観察した。その結果、レーザープラズマを平坦化させると推進剤ガスへの熱伝達が促進され推進性能が向上すること、特に2焦点レンズを用いて軸方向に長いレーザープラズマを生成すると最も高いエネルギー変換効率が得られた。さらに、レーザープラズマの振動(中心位置の時間的変化)を調べ、レーザー推進の安定性に及ぼす影響を調べた。その結果、振動抑制が広範囲の作動領域の確保にとって必要であることが分かった。また、プラズマ生成領域およびエネルギー散逸領域の物理現象をモデル化し、数値解析コードを構築した。本研究では、レーザー推進を実現させるための比例則を確立することを目的として、そのレーザープラズマを光学的プラズマ診断法により計測し、推進剤ガスのレーザー吸収・加熱特性、電離・励起反応、伝熱・エネルギー散逸等の物理現象を調べた。さらにレーザー推進機を試作して推進剤の種類とその流量、レーザー光出力など各種作動条件を変化させて推力を測ると同時に数値解析シミュレーションを行い、レーザー推進の基本性能を求め、前述の物理現象との関わりを調べた。特に今年度は、推進機のレーザープラズマを保持する領域の通路断面積や長さなどの幾何形状や推進剤の種類とその流量などの作動パラメータがレーザープラズマの生成位置やその挙動、安定性にどのような影響を及ぼすか、さらに推進性能に及ぼす影響について調べた。その結果、前年度までの成果を受け低流量におけるレーザープラズマの安定維持と定常作動が達成され、アルゴンガスで比推力300秒が到達できた。この値は、水素換算で化学推進の3倍程度に相当し、レーザー推進の有用性が実証された。吸収分光法により排気プルームの温度を測定した。プルームの中心には高温な領域があり、従来の単純なノズル理論だけでは推進性能を算出できないことがわかり、今後も継続的な研究が必要であることがわかった。
プロトン輸送混合導電体を利用した新規な低エネルギー消費型水素分離膜

炭素材料とナフィオンの混合体膜において、それぞれの相が連結して電子伝導相、イオン伝導相として働く全く新しい概念に基づく「コンポジット型プロトン輸送混合導電膜」について検討した。H2(高分圧), Pt触媒|膜|Pt触媒, H2(低分圧)のセルの配置で選択性100%の水素透過膜が構築でき、膜中のナフィオンの体積分率の向上、膜/Pt/気相(水素)の三相界面の増大のための触媒材料の工夫、雰囲気の水素分圧制御により、1m2の膜で1分間当り0.7リットルの水素が分離できる膜の開発に成功した。本研究は、100°C以下で作動するプロトン導電体/電子導電体コンポジット膜による100%水素選択性を持った水素分離膜の開発とその学術基盤の確立を検討するものであり、その目的達成のために、(1)プロトン導電体と電子導電体からなるコンポジット混合導電体膜の作製、(2)水素解離・再結合触媒の探索と最適化、(3)作製した膜の水素透過能の評価について検討している。コンポジット膜の作製においては、カーボンペーパーを導電体として用い、その空隙をプロトン導電体であるナフィオン分散溶液で充填した後にホットプレスすることで水素透過膜が得られることを明らかにしていが、カーボン電子導電相の種類により、水素透過性能が異なることが問題点であった。種々のカーボン素材を電子導電相とした検討した結果、素材としてはカーボンペーパーが最適であること、ナフィオンの充填空間であるメソポア容積が透過性能に大きく影響することを明らかにした。この結果は再現性ある透過膜作製、水素透過能のさらなる向上のための指針の提示の観点から極めて有用である。水素解離・再結合触媒としてはPtが有効で、特にナフィオン分散溶液にPt/C触媒を混合後に膜表面に塗布する方法により性能が向上することを明らかにしていたが、Pt触媒の塗布方法の再現性に問題があった。種々検討した結果、濃度等を精密に制御したPt/CあるいはPt/C-ナフィオン分散溶液を用いてスクリーン印刷することで触媒層塗布の再現性が向上し、Pt触媒塗布量、塗布厚の最適条件を見いだした。以上の、原理の検証、材料開発指針、新たな分離技術としての確立に不可欠な水素透過膜の作製技術の再現性が実現できたことは、挑戦的萌芽研究として実施した本研究のさらなる進展に重要な知見である。本研究は、100°C以下で作動するプロトン導電体/電子導電体コンポジット膜による100%水素選択性を持った水素分離膜の開発とその学術基盤の確立を検討することを目的としており、以下の結果を得た。コンポジット膜の作製においては、炭素ペーパーを導電体として用い、その空隙をプロトン導電体であるナフィオン分散溶液で充填した後に4.8 MPa, 145 °C,3分の条件でホットプレスすることにより、酸素、窒素に対する物理透過が観測されない緻密膜が得られることを明らかにした。また、ナフィオン分散溶液とカーボンブラック(CB)粒子の混合物を製膜する方法について検討し、CB含有量が30wt%程度からCB粒子が連結して電子導電相として働くパーコレーション型混合導電体膜として機能することを見出した。水素解離・再結合触媒としてはPtが有効で、Ptブラックを用いた場合は4.8 MPa, 132 °C,3分の条件でのホットプレスにより触媒と膜の密着性が向上して触媒として有効に働くこと、ナフィオン分散溶液にPt/C触媒を混合後に膜表面に塗布する方法により三相界面拡大のための触媒層が作製できることを明らかにした。作製したコンポジット混合導電体膜にPt触媒層を塗布した膜の水素透過には膜両面にPt触媒が必要であること、ナフィオンのイオン導電性を維持するために供給するガスは加湿する必要があること、水素透過速度は水素濃度とともに増加するが10%以上では依存性が小さくなる傾向があること、Pt触媒量には最適値があること(Pt/C-ナフィオン触媒では2 mg-Pt/cm2程度)、Ptブラック触媒に比べてPt/C-ナフィオン触媒ではPt量を1/4程度に低減できること、膜厚約0.3-0.2 mmの範囲において膜厚の減少につれて水素透過速度が増加することなどを明らかにした。ほぼ研究計画通りに進んでおり、平成25年度の研究を推進するに十分な基礎的知見を得ている。コンポジット混合導電体膜については、平成24年度に見出したイオン導電体充填型膜とパーコレーション型膜について、組成、作成方法の最適化、炭化水素系のプロトンや水酸化物イオン導電材料の適用、膜厚制御法の確立を行うとともに、最適なコンポジット混合導電体膜を選択して透過速度の長期経時変化を測定し、安定性を評価する。また、平板型やチューブ型などの形状の検討を行う。