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日本植民地期の台湾において私設鉄道が地域開発の中で果たした役割に関する研究

本研究は植民地期台湾において主要な交通インフラであった私設鉄道について、鉄道の成立の経緯、また経営実態を明らかにし、植民地統治下の台湾における地方交通整備と地域との関わりについて実態を明らかにすることを目的とした。植民地台湾では動力を用いる鉄道と、台車を人力で押す軌道という2種類の交通手段が存在したが、本格的な道路整備に先行して台湾全土に敷設され山岳部まで含む地域輸送を担ったのは、鉄道ではなく軌道であった。私設軌道は日本人だけでなく地方名望家の台湾人も含む民間資本が参入し、そのために地域の実情に即した成立背景を持ち、それぞれの地域の物流を支え地域開発の基幹ともなっていた点が明らかとなった。本研究は、植民地期の台湾における私設鉄道がどのように地域と関わり発展してきたのかを明らかにするため当時の台湾における私設鉄道の典型である産業型鉄道と「台車」と呼ばれた私設軌道について検討し、鉄道が地域とどのような関係を持ち、どのように発展してきたのかを明らかにすることを目的としている。本年度は主に台車軌道に関する研究を実施した。台車軌道は、レールの上にトロッコを走らせるもので、動力は人力あるいは家畜に依存しており、当時の台湾では「手押し台車」あるいは「台車」と言われていたものである。非常に原始的な交通手段であったが、公共交通網が未整備であった植民地統治初期の台湾においては、初期投資が少なくて済むこともあって日本人だけでなく台湾人による軌道会社設立が相次ぐことになった。台車軌道についてはその台車の形状や利用実態等について、当時の写真絵葉書や旅行記等からかなり詳細に知ることができた。基本的には人力で台車を押すことが基本であるが、風の強い地域においては帆をつけるなど、地域ごとの自然条件に合わせた工夫も見られた。また旅客輸送や貨物輸送を行っていた営業線だけでなく、鉱山などの専用軌道においても地元住民が生活の中で柔軟に台車を利用している様がうかがえ、植民地経営だけでなく民生面でも多様な利用実態があったことが明らかとなった。台車軌道の敷設距離が最大となった1915年の路線網を地図上に復元すると、台湾総督府鉄道に接続する形で路線が各地へ延び、「路線網」を形成していた。平野部だけでなく、山岳地帯にも路線が延びており、道路網の整備に先行する形で物資輸送また旅客輸送の主要な交通手段として台車が存在していたことが地図上でも裏付けられた。従来の研究では、官設鉄道に焦点を当てたものがほとんどであったが、日本の植民地経営において台車軌道こそが最も地域に根ざした交通手段であったことを指摘したい。本研究は日本の植民地下の台湾において私設鉄道がどのように地域と関わり発展してきたのかを明らかにすることを目的とした。本年度は植民地期の台湾における私設鉄道がどのような性格を持ち、地域の中でどのような役割を果たしたのかをまとめ、個別の路線についてケーススタディを試みた。植民地台湾では動力を用いる鉄道と、主に人力を用いる軌道という2種類の交通手段が存在した。鉄道は多額の設備投資を必要とし、私設では背景に大資本を持っているケースがほとんどであった。多くは製糖鉄道であり、糖場と工場、官設鉄道との連結が重視され、それらの戦略が鉄道の路線展開を規定した。一方で軌道はいわゆるトロッコで、設備が簡便で済み、特に1910年代に民間資本が競って参入した。結果として、路線距離では軌道が鉄道の営業線をはるかにしのぐ規模を持った。地域の有力者が発起した軌道会社も多く、地域振興を目的とする性格を持っていた。そのため、軌道はローカルな地域と鉄道の接続を確保する路線形態を持ちつつ、地方の中心地と周辺地域を結びつける路線ネットワークを形成した。軌道は個々の路線で貨客の比率や輸送貨物の内容を分析すると、私設鉄道と比較して多様性に富み、地域経済の実態をよく表す存在だったことが判明した。また、地域交通を担った存在で、軌道会社は営業範囲における地域輸送を一手に担った。道路整備の進展とともに自動車輸送が始まると、本来競合関係にある軌道と自動車だが、軌道会社自身が自動車輸送に進出し、地域の交通会社として存在し続けた。これらの会社は現代までバス事業会社として存続している例も多く、現代台湾のバスネットワークは、源流が私設軌道にある場合も多い。以上から、殖民地台湾における鉄道輸送は、地域経済との関係において軌道が大きな役割を果たしており、最も地域に根ざした輸送主体であったことが指摘できる。当初の研究スケジュールでは、平成26年度中に台車軌道に関する事例研究と、産業鉄道に関するフィールドワークを実施する計画であった。台車軌道に関する調査は台車全般に関する調査についてはおおむね順調に進み、予期した成果を収めることが出来た。

また、実際の事例に関する検討についても、資料の保存状況等から研究対象となる台車軌道について絞込みができ、基本的な資料については入手できた。一方、産業鉄道に関する調査については、産業鉄道について概略的な資料調査と初歩的なフィールドワークは行ったが、具体的事例については現在検討中である。27年度が最終年度であるため、記入しない。人文地理学台車軌道については、具体的な考察を行い論文執筆の段階に移る予定である。産業鉄道については早急に事例の絞込みを行い、詳細な調査に移りたい。研究手法等については、まず測量図や統計的な資料、郷土史書から地域の全体像をとらえ、同時に当時の新聞記事などから鉄道をめぐる出来事を可能な限りもれなく抽出を行ない、これらを整理したうえで、関係各所にヒアリングを行なう予定である。日本植民地統治下の台湾に関する資料は、台湾では国立台湾図書館や国史館に収められており、現地へ出向き調査を実施する。これら資料を照らし合わせて鉄道の歴史を洗い出し、当時の事実関係を相互対照して、鉄道と地域との相互関係について考察を行い、鉄道路線の実際の姿を明らかにして植民地期の台湾における事例鉄道の位置づけを行なう予定である。
日本人女性心理学者と欧米の心理学者の交流史に関する質的研究

本研究では、さまざまな年代(中高年など)の日本人女性心理学者を対象に1人あたり約90分間の非構造化インタビューによる面接調査を行った。その結果、受けてきた教育、欧米の研究者との交流、家庭における役割において大きな世代差の存在することが明らかとなった。この世代差の原因としては、大学の教育システムや社会状況の変化が示唆された。本研究の目的は、従来の心理学史に内在する(1)欧米人の観点を中心としたエスノセントリズムと、(2)男性中心のジェンダーバイアスという2つの問題点を克服し、新たな視点からの心理学史の可能性を模索することであった。そこで、対象者を日本の女性心理学者に限定した上で、彼女たちと欧米の心理学者との交流の歴史をインタビュー調査によって検討した。その際、本研究の特色としては、異なる年代の日本人女性心理学者にインタビュー調査を行い、それを単なるエピソードとして収集するのではなく、質的研究の一つであるライフヒストリー研究の枠組みの中で分析を行う点にあった。24年度は、一線を引退した高齢(満75歳以上)の日本人女性心理学者9名を対象とし、連絡が取れ承諾していただいた6名を対象にインタビュー調査を行った。また、当初予定していた25年度の対象予定者である、現役で活躍している中高年の日本人女性心理学者23名のうち、5名にもインタビュー調査を行った。25年度は残りの18名の対象予定者のうち、連絡が取れ承諾していただいた6名に加え、ほぼ同年代の2名の計8名の女性心理学者にインタビュー調査を行った。いずれも研究代表者自身がインタビュアーとして90分程度の非構造化インタビューを行い、許可を得た上で録音を行った。こうして、これらのインタビュー記録をもとに、引退した高齢女性心理学者と中高年の女性心理学者の間には、いくつかの差異性(受けてきた教育、家事と育児の負担、欧米の心理学者との交流の違いなど)が認められた。これらのことによって、エスノセントリズムとジェンダーバイアスから脱却した新たな心理学史を構築できる足がかりが明確になった。こうして、これらのインタビュー記録をもとに、そこに見られる共通性と差異性を明確にすることによって、日本人女性心理学者と欧米の心理学者との交流史を明らかにすることに着手し始めた。これらのことによって、エスノセントリズムとジェンダーバイアスから脱却した新たな心理学史を構築できる可能性を提言しつつある。平成24年度は、すでに一線を引退した高齢(満75歳以上)の日本人女性心理学者の中で、過去に顕著な活躍をした日本心理学会の終身会員の女性9名を対象にインタビュー調査を行う計画であった。『日本心理学会会員名簿2010年版』に掲載されている終身会員とは、「満75歳以上、かつ正会員在籍年数40年以上の者で、本人の申し出により理事会の承認を得た個人」とされている。これらの対象者に連絡をしたところ、病気や連絡先不明などの理由で協力いただけなかった3名以外の6名の対象者に当初の予定通りインタビュー調査を行うことができた。インタビュー調査の準備、実際のインタビュー調査、データ分析は研究代表者自身が行うことも計画通りに完遂できた。また、心理学史やインタビュー研究といった関連論文の整理などを行うための研究協力者も、当初予定していた大学院生の都合がつかなくなったので、学部3年次生5名で代替することができた。さらにまた、高齢者を対象にするという特殊性から、高齢者の心理学に関連のある学会に参加し資料収集を行うだけではなく、的確な専門的助言者にも有益な示唆を受けることができ、研究に厚みを持たせることができている。これらのことに加えて、当初、平成25年度のインタビュー対象者である、現役で活躍している中高年の日本人女性心理学者の中で、日本心理学会の専門別代議員の女性23名のうち、前倒しで5名のインタビュー調査を終えることができた。ただし、研究代表者の所属大学の研究紀要(『聖心女子大学論叢』、年2回発行)に日本語で執筆する予定に関しては遂行できていない。

以上のことから、研究申請書と照らし合わせてみて、85%程度の成果が達成されていると結論づけられよう。平成25年度も引き続き、年代の異なる女性研究者のインタビュー調査を実施していく。すなわち、平成25年度のインタビュー対象者は、現役で活躍している中高年の日本人女性心理学者の中で、日本心理学会の専門別代議員の女性18名(すでに5名のインタビューが終了のため)を予定している。『日本心理学会会員名簿2010年版』に掲載されている専門別代議員とは、選挙により選ばれ「正会員を代表して総会に出席し、審議事項を議決する」とされている。これらの対象者18名と連絡を取り、平成24年度と同様に、インタビュー調査の準備、実際のインタビュー調査、データ分析は研究代表者自身が行う予定である。また、これも平成24年度と同様に、心理学史やインタビュー研究といった関連論文の整理などを行うための研究協力者として、当初予定していた大学院生に依頼する予定である。なお、とりわけ平成25年度は、平成24年度において研究成果の発信が出来ていなかったので、代表者の所属大学の研究紀要(『聖心女子大学論叢』、年2回発行)に日本語で執筆することに重点を置く予定である。その際、関連の学会に参加して資料収集を行うと同時に、適切な専門的助言者より助言を受けるように配慮する。あわせて、ホームページによる国民への発信や心理学史の授業での研究成果の紹介も試みていく。平成24年度の旅費を当初予定よりも抑えることができたため、若干の次年度使用額が生じた。これらを受けて、本研究課題では国内旅費(インタビューや学会の資料収集)と謝金(インタビュー参加者、資料整理の研究協力者、専門的知識の提供者)を主な研究支出項目とした。まず、国内旅費として、インタビュー調査では、首都圏及び近郊在住の者(13名)の交通費は一律往復2,000円とし、それ以外の者(5名)は宿泊を伴わない新幹線往復交通費を使用する予定である。また、資料収集のメインとなる日本科学史学会への旅費は、開催校が日本大学のため、往復2,000円の交通費と日当を使用する予定である。さらに、日本質的心理学会は立命館大学で開催されるので、新幹線往復運賃、(前述の規定による)宿泊費と日当を使用する予定である。謝金としては、インタビュー参加者謝礼1人あたり10,000円は、代表者の所属大学の規定(教授、准教授ともに千円未満を切り捨てて時給5,000円)をもとに最大2時間を想定して使用する予定である。資料整理のための研究協力者(2名)の1人あたりの謝金120,000円は、科研費の標準的な時給1,000円×4時間(1日あたり)×10日間(1ヶ月あたり)×3ヶ月で算出したものを使用する予定である。さらにまた、専門的知識の提供は、それぞれ1回3時間とし、25年度は3名を予定している。
炭素触媒による植物バイオマスの有用化学品への変換

最も豊富なバイオマスであるセルロースを効率的に分解して化学原料であるグルコースを合成できれば意義深い。本研究では、活性炭がセルロースを加水分解できることを見いだし、その詳細について検討した。様々な炭素を触媒に用いてセルロースを加水分解した結果、含酸素官能基の量が多い炭素ほど活性が高いことが分かった。炭素触媒とセルロースの接触を改善する前処理を開発し、最適化した条件でグルコース収率88%を達成した。反応機構の検討から、まず炭素とセルロースは疎水性で吸着し、次に炭素の酸素官能基がセルロースの水酸基と水素結合を形成することで基質認識し、続いてカルボキシル基がグリコシド結合を切断することが示唆された。炭素を熱処理し、部分的に官能基を除去することにより、酸素官能基量とセルロース加水分解活性に相関があることを明らかにした。昨年度に得られた知見も踏まえ、活性点は含酸素官能基であると結論した。次に、炭素触媒の含酸素官能基のモデルとして、各種芳香族化合物を用いてセロビオースの加水分解を行った。その結果、カルボキシル基とフェノール基が隣接した構造をもつサリチル酸が特異的に高い活性を示した。フェノール基とカルボキシル基が離れて存在する場合や、単に酸性度が高いだけのカルボキシル基はサリチル酸よりも低活性である。そこで、二次の速度式を仮定し、見かけの活性化エネルギーならびに頻度因子を算出したところ、サリチル酸のみ頻度因子が一桁高いことが分かった。この結果はフェノール基がセロビオースを掴まえることにより、カルボキシル基によるグリコシド結合への攻撃が起こりやすくなっていることを示唆している。実際、NMR測定の結果から、サリチル酸は特異的にセロビオースと相互作用を持つことが明らかになった。これらの結果から、酸素官能基が活性点として作用し、カルボキシル基とフェノール基が隣接した箇所は特に有効であることが分かった。ラマン散乱分析の結果から、両官能基が隣接している箇所は確率論的に2030%もあり、触媒反応に寄与している可能性は充分に考えられる。次に、加水分解反応がSN1機構で進行しているのか、それともSN2機構で進行しているのか検討した。求核剤(Cl-やBr-)を共存させてセルロースやセロビオースの加水分解反応を行っても、転化率と求核性には相関性が無かった。また、それらハロゲン原子が導入された糖化合物は生成しなかった。本結果から、オキソカルベニウムイオン中間体を経由するSN1機構で加水分解が進行していることが示唆された。アルカリ賦活炭はセルロースの加水分解に高い活性を示すが、賦活に水酸化カリウムが必要なこと、アルカリ廃液が出ること、炭素の塩酸による洗浄が必要なことが欠点であった。そこで、アルカリ賦活に替わる簡便な炭素触媒の調製法として特に空気酸化を行い、また過酸化水素酸化・硝酸酸化も試みた。安価な水蒸気賦活炭にこれらの処理を行ったところ、特に空気酸化が高い触媒活性を示し、アルカリ賦活と同等以上の活性が発現することを見出した。空気酸化を行うことにより、炭素表面のカルボキシル基が80から900 μmol/gに、ラクトン基が30から620μmol/gに、フェノール基が100から190μmol/gに増加した。これら付与された官能基が活性点になったと考えられる。次に、炭素触媒を加水分解以外の反応に応用した。セルロースの加メタノール分解反応を実施した結果、メチルグルコースが収率60%で得られた。また、加エタノール分解ではエチルグルコースが収率44%で生成した。従来、加エタノール分解には可溶性の酸が必要と考えられてきたが、固体触媒により本反応を達成することができた。また、炭素触媒によるエステル交換反応を実施した。トリラウリンとメタノールを反応させたところ、76°Cの低温でもラウリン酸メチルが生成することが分かった。炭素のスクリーニングを行い、特にアセトニトリルのCVDにより窒素をドープした炭素が高い活性を示すことを見出した。ラウリン酸メチルの収率は最高でまだ9%と低いものの、炭素触媒は耐熱性が高いため、反応温度を上昇させれば高収率化が期待できる。各種炭素を触媒に用いてセルロースの加水分解反応を実施した。本スクリーニングを行うにあたり、活性点である可能性がある表面官能基の量に着目した。具体的には酸素官能基量が多いと予想されたアルカリ賦活炭K20、K26、MSP20と、逆に酸素官能基をほとんど持たないと思われたカーボンブラックXC72、BP2000を選択した。結果、アルカリ賦活炭K26が最も高い活性を示し、この時のグルコース収率は36%であった。

これは、予備検討で見出していたメソポーラス炭素CMK-3を用いた場合のグルコース収率16%よりも2倍以上高い値である。また、K20、MSP20も良好な触媒活性を示した。一方、カーボンブラックXC72、BP2000は不活性であり、予想通りの結果を得ることができた。次に表面官能基について知見を得るため、各炭素を拡散反射FT-IRにより分析した。K26はC=OならびにC-O結合に帰属される吸収を示し、カルボキシル基やフェノール性水酸基などの官能基の存在が示唆された。官能基の効果について定量的に評価するため、Boehmの滴定法により定量を行った。K26上のカルボキシル基は270μmol/g、ラクトン基は310μmol/g、フェノール性水酸基は310μmol/gであった。一方、不活性なXC72やBP2000は3つの官能基を合わせても200μmol/g以下であった。これらの結果は酸素官能基がセルロースの加水分解に関与していることを示唆している。さらに、活性な炭素であるMSP20の官能基を同様に定量したところ、カルボキシル基とラクトン基は合わせても180μmol/gしかなく、フェノール性水酸基は280μmol/gと豊富であった。フェノール性水酸基が加水分解反応に寄与している可能性がある。本年度の研究計画の目標は、1.触媒活性点を明らかにすること、2.反応中間体について速度論から知見を得ること、3.反応機構を明らかにすることとした。「研究実績の概要」で述べたように、報告者は1.活性点を含酸素官能基と結論し、特にフェノール基とカルボキシル基が隣接した構造が有効であることを明らかにした。2.反応中間体について、速度論ならびにNMRからフェノール基が基質を掴まえてカルボキシル基が反応点に近接した構造を提案した。また、3.コントロール実験からSN1機構が妥当であることを明らかにし、以上全ての結果から反応機構を提案した。従って、いずれの項目でも目標を達成しており、研究は順調に進展していると言える。本年度の研究計画は当初、(1)酸素官能基量の異なる各種炭素のスクリーニングを行い、セルロースの加水分解に高活性を示す炭素触媒を見つける、(2)炭素の表面官能基をFT-IR、滴定、NMRにより定性・定量分析する、二点としていた。まず一点目については、研究実績の概要で述べたようにアルカリ賦活炭K26が高い触媒活性を持つことを見出し、対照試料であるカーボンブラックが不活性であることを明らかにした。よって、計画通りに進行した。二点目については、NMRによる官能基定量は全炭素原子数に占める官能基の、あるいは官能基に隣接する炭素原子数の割合が低いこと、炭素担体のためシグナルのブロードニングが大きく感度が良くないことが問題であり、現時点では達成できていない。しかし、FT-IRによる官能基の定性分析に加え、三種の塩基を用いた滴定法により炭素上の酸性官能基を定量できた。これらの知見を元に触媒活性を持つ官能基を提案した。従って、本研究は計画に則り概ね順調に進行していると言える。セルロース加水分解反応に最適化された炭素触媒を調製し、グルコースの効率的な合成を試みる。すなわち、セルロースの加水分解に有効な活性点(カルボキシル基、フェノール基)を炭素に選択的に導入する。具体的には、安価な炭素を原料とし、空気酸化、硝酸酸化、過酸化水素酸化を試みる。
脳機能検査を活用したADHDの治療アドヒアランス向上プログラムの開発

本研究では、注意欠如・多動症(以下、ADHD)の治療アドヒアランス(患者による主体的な治療の継続性)向上のため、被験者本人及び家族へ、ADHDの特性を理解するための有効な情報提示方法の開発を目的とする。その方法として、これまで提案者らの研究グループが開発してきた、脳機能検査法である光トポグラフィー(fNIRS)を用いた、脳活動結果のフィードバックを行い、その結果として被験者の理解度が向上したかどうかを質問紙によって確認する。本年度においては、1研究体制の準備、2fNIRS検査結果のフィードバック、3質問紙を用いた患者と家族のADHDの理解度評価を予定していた。1研究体制の準備については、自治医科大学付属子ども医療センター及び、共同研究機関である国際医療福祉リハビリテーションセンターにおいて、被験者をリクルートできる体制を整えた。さらに、実際に被験者へfNIRS検査を行い、ADHDに対する治療前後の脳活動変化を示し、フィードバックを行うことで、2まで研究を進捗することができた。以上から、被験者と家族に対するfNIRS検査とその結果をフィードバックする体制を確立することができた。一方で、3の質問紙を用いた患者と家族のADHD理解度の評価、行えていない。そのため、脳機能検査及び結果のフィードバックがどの程度、被験者の理解度に貢献しているかどうかを検証することはできておらず、今後の課題である。1及び2については、上述の通り、当初の予定通り、進捗することができた。これまで提案者が行ってきた、fNIRSを用いたADHD研究の手法を取り入れ、早期に研究体制を確保することができた。一方で、3に関しては、年度内に予定通りに進捗することができなかった。理由としては、被験者の年齢や理解に応じた質問事項を選定することに難渋した。もともと準備していた質問紙では被験者が十分に意味を理解し、回答することができない場合があり、質問紙の結果に影響する可能性が高いと判断した。そのため、より被験者年齢に合った質問へ質問紙の項目を一部変更して施行する必要がある。現時点では、被験者に対する質問紙の準備が課題となる。対応策として、再度、質問紙の内容を検討している。自治医科大学付属子ども医療センターでは、他疾患の小児患者に対して行ったアンケートや質問紙がある。それらの内容を確認し、より被験者年齢に合った質問内容へ変更した上で使用する方針としている。また、次年度以降では、研究参加者の経過をモニタリングし、治療薬継続率の確認を行っていく予定である。こちらはこれまでに参加した被験者を追跡していくことで、予定通り行うことができると考えている。

こちらはこれまでに参加した被験者を追跡していくことで、予定通り行うことができると考えている。本年度の研究においては、これまでの研究に使用した機器を使用することで、研究体制の準備を行うことができた。今後、データの集積と解析が必要となること、研究体制の確立に伴い被験者数が増加するために脳機能検査回数が増加し人件費が必要となる。従って、本年度の予算を次年度へ繰り越し、当初予定していた計測データの管理及び解析のための備品購入費と、人件費として使用する方針である。
肢体不自由者のための自由キー配置キーボードの試作と有効性評価

肢体不自由者の多様な障害に対応可能なキーボードとして,キーが自由に移動・変更可能で,さらに個々のキーに自由に機能を割り当てることが可能なキーボード(ユニバーサルキーボードシステム)が有効と考えられる.本研究は,ユニバーサルキーボードの試作機を製作し,そのコンセプトの有効性を確認することを目的に実施している.昨年度は,ユニバーサルキーボードのコンセプトを示すための試作1号機を製作し,主に身体障害者の支援者から評価を得ている.その結果を基に本年度は,以下を実施した.1.コンセプト試作品(2号機)の製作実際にキー配置を検討でき,よりコンセプトの理解が容易となる試作機の製作を目指したが,まだ完成に至っていない.基本的な仕様は昨年度製作した試作1号機を基にし,より多数のキー(130個程度)が利用可能なものを開発している.試作1号機より認識可能なキー数が大幅に増えるため,A/D変換器を2個使うバス型抵抗識別方式によるキー認識方式を採用した.ただし,この方式では電流の回り込みによる誤認識が生ずることが分かり,それを防ぐためにスイッチング素子を利用した方式を開発した.現在,キー認識部の基本設計および動作確認が完了し,USBインターフェース部の開発を実施してるところである.USBインターフェース部では,1つのユニバーサルキーボードが,キーボード,マウス,ジョイパッドとしてパーソナルコンピュータに認識されるよう設計している.来年度も引き続き製作を継続する.2.試作2号機によるユニバーサルキーボードの有効性検討試作機が完成していないため,有効性検討に取り掛かることはできなかった.肢体不自由者の多様な障害に対応可能なキーボードとして,キーが自由に移動・変更可能で,さらに個々のキーに自由に機能を割り当てることが可能なキーボード(ユニバーサルキーボードシステム)が有効と考えられる.本研究は,ユニバーサルキーボードの試作機を製作し,そのコンセプトの有効性を確認することを目的に実施している.本年度は,試作1号機を製作し,予備的評価として肢体不自由者およびその支援者から意見をもらうことを目標として実施した.その結果は以下の通りである.1.コンセプト試作機(1号機)の製作キー数8個のユニバーサルキーボードシステムを試作した.キーの識別には抵抗器を用い,押下されたキーを識別するできることが確認できた.各キーとキーボードの接続にはミニプラグ(3.5mmφ)を採用した.幅16cm奥行き8cmの領域にジャックを135個配置したボードを製作し,その範囲で自由にキーを再配置できることを確認した.また,各キーに自由に機能を割り当てるためのソフトウェアを作成した.割り当て可能な機能は,キーボード機能,マウス機能,定形文入力,キーボード順次操作,アプリケーション起動の5つである。2.試作1号機による有効性評価試作機をパソコンボランティア等の支援者(10名)および肢体不自由者(1名)に示した.概ね良い評価を得たが,今回の試作機だけではコンセプトが分かりにくいとの意見があった.分かり易いプレゼンテーションの準備,拡張性の高さ・容易さを示すための試作機が必要と思われる.肢体不自由者の多様な障害に対応可能なキーボードとして,キーが自由に移動・変更可能で,さらに個々のキーに自由に機能を割り当てることが可能なキーボード(ユニバーサルキーボードシステム)が有効と考えられる.本研究は,ユニバーサルキーボードの試作機を製作し,そのコンセプトの有効性を確認することを目的に実施している.昨年度は,ユニバーサルキーボードのコンセプトを示すための試作1号機を製作し,主に身体障害者の支援者から評価を得ている.その結果を基に本年度は,以下を実施した.1.コンセプト試作品(2号機)の製作実際にキー配置を検討でき,よりコンセプトの理解が容易となる試作機の製作を目指したが,まだ完成に至っていない.基本的な仕様は昨年度製作した試作1号機を基にし,より多数のキー(130個程度)が利用可能なものを開発している.試作1号機より認識可能なキー数が大幅に増えるため,A/D変換器を2個使うバス型抵抗識別方式によるキー認識方式を採用した.ただし,この方式では電流の回り込みによる誤認識が生ずることが分かり,それを防ぐためにスイッチング素子を利用した方式を開発した.現在,キー認識部の基本設計および動作確認が完了し,USBインターフェース部の開発を実施してるところである.USBインターフェース部では,1つのユニバーサルキーボードが,キーボード,マウス,ジョイパッドとしてパーソナルコンピュータに認識されるよう設計している.来年度も引き続き製作を継続する.2.試作2号機によるユニバーサルキーボードの有効性検討試作機が完成していないため,有効性検討に取り掛かることはできなかった.
開港地神戸に見る洋家具業発祥の経緯と伝統技術によるサスティナブルデザインの可能性

開港前後に誕生した日本洋家具発祥の一つである「神戸家具」は、唯一現代に継承される希有な地場産業であり、「生きている近代化遺産」とも言える。今日まで系統的に記された機会の無かった戦前の歴史を4期に分け概要をまとめた。また、今日他ではほとんど見られなくなった、独特の高い技術である膠(にかわ)による接着および、ほぞ接合の技術についてまとめた。後半では、「神戸家具」の伝統的技術を用いた数脚の椅子の試作を通して、今日の消耗品化する傾向にある「雑貨的家具」とは対極にある無垢木材による修理可能で半永久的な強度を実現している家具の今日的な可能性を探っている。本研究の第一の目的は、神戸の洋家具産業を事例として、室内意匠研究の根幹でありながら空白部分となっている産業発祥からの変遷を俯瞰できる資料を作成することである。第二の目的は、伝統技術の記録とその利点を活かすことのできる今日的なサスティナブルデザインの可能性を提案することである。1、開港期における発祥の経緯を中心とした「神戸家具」産業の歴史的変遷について(1)黎明期の技術の源泉と.もいえる「塩飽大工」が、神戸で洋家具産業を起こす経緯については、関係各所での聞き取り調査と共に丸亀市、高松市で船大工技術の調査、資料収集を行った。(2)「神戸家具」と同様の経緯を持つ「函館家具」の代表事例として堀江佐吉による明治期洋館との比較調査を行い、並行して総合的な伝統家具の調査も文献や「家具の博物館等」で行った。(3)明治後期において神戸洋家具産業に多大な影響を与えた、京都高等工芸教授武田五一指導の洋家具・内装の演習課題作品の調査を京都工芸繊維大学美術工芸資料館で行った。(4)「神戸家具」の代表事例として、大正初期の近江八幡市のヴォーリズ建築に関わる家具と昭和初期の雲仙観光ホテルの家具について聞き取り調査及び実測を行った。2、明治後期に定着した、半永久的な弓鍍で修理可能な木工技術の記録と今目的可能性について(1)「神戸家具」の代表的なラダーバックチェアを事例に製作工程を記録し、部材・仕口のサンプルパーツを製作した。(2)「神戸家具」の技術面での重要な道具である「膠鍋」について、各作業所で構造、素材、寸法、使用法の比較調査を行い、復元試作のための銅鍋部の製作を行った。(3)「神戸家具」の伝統技術を用いた、サスティナブルデザインの具体的可能性についての研究協力依頼を東京の家具メーカーに行い、20年度からの始動に向けて今後詳細を詰めることを確認した。1、開港期における発祥の経緯を中心とした「神戸家具」産業の歴史的変遷について(1)黎明期の技術の源泉ともいえる「塩飽大工」が、神戸で洋家具産業を起こす経緯については、関係各所での聞き取り調査を続行し資料収集を行った。(2)「神戸家具」と同様の経緯を持つ「横浜家具」の明治期洋館との比較調査及び現存する家具店での聞き取り調査を行った。(3)日本の伝統的な木工ろくろの技術について南木曾で歴史及び道具、技術について神戸家具との関連調査を行った。2、明治後期に定着した、半永久的な強度で修理可能な木工技術の記録と今日的可能性について(1)「神戸家具」の修理行程についての記録を行った。(2)「神戸家具」の技術面での重要な道具である「膠鍋」については前年度に引き続き各作業所で構造、素材、寸法、使用法の比較調査を行い、今日での使用を考慮した復元試作を終了した。現在は職人各々が自作して使用しているため貴重な調査となった。(3)職人各々が自作して使用している装飾彫刻の特殊刃物についても、今日の使用を考慮した復原試作を行った。(4)サスティナブルデザインの具体的可能性については、東京の先進的家具メーカーの協力を得、「神戸家具」の伝統技術を用いながら今日のライフスタイルを考慮した第1次試作を共同で行った。1、開港期における発祥の経緯を中心とした「神戸家具」産業の歴史的変遷について本年度は、前年度までの研究の補強を継続しながら、まとめの作業を主とした。

系統的にその歴史がまとめられた機会が無く、第二次世界大戦や阪神淡路大震災で資料はより乏しくなっているため、時系列的な事実関係の整理によって、不明な点が多い戦前の歴史の骨格を具体的に整理した。その結果から、「神戸家具」に関する年表を作成し、戦前の歴史を4期(黎明期、模索期、成長期、成熟期)に分け、概要をまとめた。2、明治後期に定着した、半永久的な強度で修理可能な木工技術の記録この項目も、前年度までの研究の補強を継続しながら、まとめの作業を主とした。「神戸家具」の伝統技術である「膠着」(天然素材のにかわによる接着技術)と「ほぞ接合」(木工技術の継ぎ手の種類)に重点を置き、膠鍋などの道具の検証も並行しながら、その特徴をまとめた。3、「神戸家具」の技術を用いた、サスティナブルデザインのための椅子の試作本年度は、前年度までの研究を参考に具体的な試作を進めることに重点を置いた。各方面の協力により、商品レベルに達した計5点の試作が完成し、当初の計画を遙かに上回る結果が得られた。市場性や使用検証は今後の課題となるが、今後の研究につながう大きな布石となった。(1)伝統技術を用いながら今日のライフスタイルを考慮した試作(2脚)(2)伝統的技術から逸脱した収まりを用いた挑戦的な試作(1脚)(3)家具作家の視点から可能性を模索する試み(2脚)。以上、三段階の条件を設定して行った。
タウリンの動態解析による生体内での新たな役割の解明

tRNAのウォブル位における転写後修飾は、正確なデコーディングが行われるために必要なプロセスである。ヒトミトコンドリア脳筋症MELAS・MERRFでは、原因点変異を有するミトコンドリア(mt)tRNA^<Leu(UUR)>、tRNA^<Lys>のウォブル位修飾の欠損により、コドン認識能に異常を生じることが発症の原因であると考えられている。ヒトミトコンドリアtRNAのウォブル位修飾ウリジンである5-タウリノメチル(-2-チオ)ウリジン(τm^5(s^2)U)の修飾構造の一部は細胞外タウリンに由来することが明らかになっていることから、タウリン欠乏症と修飾欠損との関連について、タウリン欠乏症を発症したネコを対象にmt tRNAの解析を行っている。野生型およびタウリン欠乏症由来のネコ肝臓から総RNAを抽出し、τm^5(s^2)Uを持つmt tRNA^<Glu>・tRNA^<Trp>を単離した。高感度化された液体クロマトグラフィー/マススペクトロメトリー(LC/MS)によりtRNAのRNase T1分解物の測定を行い、τm^5(s^2)Uを含む断片の検出を行ったところ、野生型・タウリン欠乏症型のいずれからもτm^5(s^2)Uを含む断片が検出され、修飾欠損により未修飾ウリジンもしくは別の異なる質量を示す断片は見出されなかった。生体外タウリンが欠乏してもτm^5(s^2)Uの生合成は維持されており、τm^5(s^2)U構造の重要性および、タウリン欠乏症の発症がτm^5(s^2)U生合成以外の作用によるものであることが示唆された。肝臓以外の組織におけるτm^5(s^2)U修飾状態の解析や、mt tRNAの定常状態量の測定等tRNAの機能面に着目した解析が検討されている。また、本研究におけるmt tRNAの微量解析法確立への要請から、LC/MSにおける微量RNA解析法の確立と、低分子RNAの末端構造解析における寄与があった。tRNAのウォブル位における転写後修飾は、コドンを正確に認識する上で重要な過程である。ヒトミトコンドリア脳筋症MELAS・MERRFの原因点変異を有するミトコンドリアtRNA^<Leu(UUR)>、tRNA^<Lys>はウォブル位のウリジン修飾が欠損しており、この修飾欠損によりコドン認識能に異常を生じることが発症の原因であることが指摘されている。ヒトミトコンドリアtRNAウォブル位の修飾ウリジン(5-タウリノメチル(-2-チオ)ウリジン)の修飾構造の一部は細胞外タウリンに由来していたことを明らかにしており、タウリン生合成系を持たない哺乳動物(ネコ、キツネなど)に見られるタウリン欠乏を原因とする心筋肥大症は、この修飾ウリジンの生合成系に異常が起こり構造の形成が不完全になることによるミトコンドリア機能異常が関与しているのではないかとの観点から、タウリン欠乏症を起こしたネコのミトコンドリアRNAの解析を行っている。はじめに健常なネコの組織からミトコンドリアtRNAを精製し、液体クロマトグラフィー/マススペクトロメトリーによるヌクレオシドの解析を行い、ヒトと同様に5-タウリノメチル(-2-チオ)ウリジンが存在することを見出した。また、これまでにタウリン欠乏症を発症したネコの組織を得て、組織毎のRNAの抽出を行った。現在、組織毎のタウリンを含めた遊離アミノ酸含有量の測定、ミトコンドリアtRNAの精製、感度の良いタウリン修飾の検出法の検討を進めている。ヒトミトコンドリア脳筋症MELAS・MERRFの原因点変異を有するミトコンドリアtRNA^<Leu(UUR)>、tRNA^<Lys>はウォブル位の修飾が欠損しており、この修飾欠損によりコドン認識能に異常を生じることが発症の原因であると考えられている。ヒトミトコンドリアtRNAのウォブル位修飾ウリジンである5-タウリノメチル(-2-チオ)ウリジンの修飾構造の一部は細胞外タウリンに由来することを明らかになったことから、タウリン欠乏症と修飾欠損との関連について、タウリン欠乏症を発症することが知られているネコを対象にミトコンドリアtRNAの解析を行っている。ネコ組織から抽出した総RNAに、tRNA配列特異的なDNAプローブを用いて標的tRNAのみに^<32>Pラベルを入れてtRNAの修飾欠損を検出する手法に替わり、単離したミトコンドリアtRNAを高速液体クロマトグラフィー/マススペクトロメトリー(LC/MS)で解析し、修飾欠損を直接的かつ定量的に検出する手法への切り替えを検討している。微量のミトコンドリアtRNAでも十分な解析が可能となるようにLC/MSの感度検出の向上を試みている。また、ミトコンドリアtRNAの単離は煩雑な操作が要求されるため、当研究室で開発された、tRNAを単離操作を自動で行う装置の利用も検討中である。

ヒトミトコンドリアtRNAのウォブル位修飾ウリジンである5-タウリノメチル(-2-チオ)ウリジン(τm^5(s^2)U)の修飾構造の一部は細胞外タウリンに由来することが明らかになっていることから、タウリン欠乏症と修飾欠損との関連について、タウリン欠乏症を発症したネコを対象にmt tRNAの解析を行っている。野生型およびタウリン欠乏症由来のネコ肝臓から総RNAを抽出し、τm^5(s^2)Uを持つmt tRNA^<Glu>・tRNA^<Trp>を単離した。高感度化された液体クロマトグラフィー/マススペクトロメトリー(LC/MS)によりtRNAのRNase T1分解物の測定を行い、τm^5(s^2)Uを含む断片の検出を行ったところ、野生型・タウリン欠乏症型のいずれからもτm^5(s^2)Uを含む断片が検出され、修飾欠損により未修飾ウリジンもしくは別の異なる質量を示す断片は見出されなかった。生体外タウリンが欠乏してもτm^5(s^2)Uの生合成は維持されており、τm^5(s^2)U構造の重要性および、タウリン欠乏症の発症がτm^5(s^2)U生合成以外の作用によるものであることが示唆された。肝臓以外の組織におけるτm^5(s^2)U修飾状態の解析や、mt tRNAの定常状態量の測定等tRNAの機能面に着目した解析が検討されている。また、本研究におけるmt tRNAの微量解析法確立への要請から、LC/MSにおける微量RNA解析法の確立と、低分子RNAの末端構造解析における寄与があった。
超ワイドギャップAlN系半導体の超高温エピタキシャル成長による低転位化とデバイス

GaN系およびGaInN系ナイトライドは本申請者等が開発した低温堆積層によるサファイア基板の表面制御法が世界標準となり、既に青色LED、緑色LED、白色LEDや紫色LDなどへ応用され、実用化している。ナイトライドの応用は可視先に留まらない。癌細胞・殺菌への照射死滅・DNA選別、近視治療、皮膚病治療など生体応用、色彩制御型高効率・長寿命・高性能照明等への応用、エキシマレーザを代替する超高精細加工等、紫外深紫外発光素子はAIN系ナイトライドによってのみ実現可能である。従来、AIN系ナイトライドは1,200°C程度で製膜が行われていたが、本申請者は独自の表面泳動の実験より、高品質エピタキシャルAIN膜を得るためには、(1)AIN基板上に製膜すること、および(2)1,800°C以上の高温で製膜することが必要であることを見出した。本研究の目的は、超ワイドギャップAIN系半導体の開発のため、1.AIN基板の開発2.AIN基板上への超高温MOVPE法による低転位AIN薄膜の成長、および3.低転位AIN薄膜上へのAlGaN量子構造による深紫外発光・受光素子の開発を目指した。平成15年度後半に超高温MOVPE装置を導入して高温での成長方法を検討し、イビデン(株)の協力を得て、特に高温・アンモニア耐性部品の開発に努めた。また昇華法を用いてSiC基板上および自然核発生にてバルクAIN単結晶を成長した。平行して従来の通常温度MOVPE装置を用いて、横方向成長(ELO)を利用した紫外発光素子用低転位AlGaNの成長およびレーザダイオード(LD)の試作を行い、サファイア上では世界最短波長のLDを実現した。平成16年度には超高温MOVPE装置による厚膜AINの成長を行った。平成17年度には、ELOを利用して、サファイア基板上への低転位AIN成長に成功した。GaN系およびGaInN系ナイトライドは、本申請者等が開発した低温堆積層によるサファイア基板の表面制御法が世界標準となり、既に青色LED、緑色LED、白色LEDや紫色LDなどへ応用され、実用化している。ナイトライドの応用は可視光に留まらない。従来、AIN系ナイトライドは1,300°C程度で製膜が行われていたが、本申請者は独自の表面泳動の実験より、高品質エピタキシャルAIN膜を得るためには、(1)AIN基板上に製膜すること、および(2)1,800°C以上の高温で製膜することが必要であることを見出した。本研究の目的は、結晶品質としてはいまだ未開拓の超ワイドギャップAIN系半導体の開発のため、1.AIN基板の開発、2.ALN基板上への1800°Cでの超高温MOVPE法による低転位ALN薄膜の成長、および3.低転位AIN薄膜上へのALGaN量子構造による深紫外発光・受光素子の開発を目指す。本年度は、従来のサファイア基板上におけるAIGaN系発光素子を試作し.高効率発光には転位密度の低減が必須であること、および従来の成長法によるp型伝導性制御の限界を明らかにした。また、昇華法を用いてAINを成長させ、自然核発生、およびSiC基板上に大きさ4mm角程度までの単結晶AINを得ることに成功した。

GaN系およびGaInN系ナイトライドは、本申請者等が開発した低温堆積層によるサファイア基板の表面制御法が世界標準となり、既に青色LED、緑色LED、白色LEDや紫色LDなどへ応用され、実用化している。ナイトライドの応用は可視光に留まらない。癌細胞・殺菌への照射死滅・DNA選別、近視治療、皮膚病治療など生体応用、色彩制御型高効率・長寿命・高性能照明等への応用、エキシマレーザを代替する超高精細加工等、紫外深紫外発光素子はAlN系ナイトライドによってのみ実現可能である。従来、AlN系ナイトライドは1,200°C程度で製膜が行われていたが、本申請者は独自の表面泳動の実験より、高品質エピタキシャルAlN膜を得るためには、(1)AlN基板上に製膜すること、および(2)1,800°C以上の高温で製膜することが必要であることを見出した。本研究の目的は、結晶品質としてはいまだ未開拓の超ワイドギャップAlN系半導体の開発のため、1.AlN基板の開発2.AlN基板上への超高温MOVPE法による低転位AlN薄膜の成長、および3.低転位AlN薄膜上へのAlGaN量子構造による深紫外発光・受光素子の開発を目指す。本年度は、サファイア基板上に1,2001,500°CにてAlNの成長を行った。V/III比を従来の1/10程度にすることにより、5μm/h以上の成長速度を実現した。表面は原子ステップが明瞭に観察されるなど原子レベルで平坦であった。サファイア基板および成長したAlNにRIEにて溝を掘り、その上にAlNを再成長することにより、AlNでは初めてELOを確認した。本年度は、紫外発光素子の下地層としてサファイア基板上に1,1001,350°CにてAlGaNの厚膜成長を行った。成長速度および混晶組成の成長温度依存性を熱力学的に解析し、実験的に検証した。Al組成30%程度で、20μm/h以上の高速成長を実現した。またその上に紫外LEDを試作し、320nm付近でのバンド端近傍の発光を確認した。
半導体量子マイクロ構造を有する次世代超高性能レ-ザ-に関する研究

電子は量子力学的な効果により波動としての性質を示す。半導体微細加工技術の進展に伴い、このような電子の波動性に基づく新しい物理現象(量子サイズ効果)の出現とそのデバイス応用の道がひらき始めている。しかし、現在の量子サイズ効果は超薄膜構造中のみで観測されており、膜厚方向に限られている。もし量子細線や量子井戸箱ができ、多次元的に電子の波動関数の制御が可能となれば、新しい量子効果を実現できる。しかし、これまでリソグラフィ技術を用いてこのような多次元量子マイクロ構造の作製の試みがなされてきたが、100オ-ダで精度よく実現することは不可能であった。本研究では、有機金属気相成長法(MOCVD法)によるエピタキシャル成長中に、基板上に細く絞った電子ジ-ム(5nm)を照射し、照射部分のみを選択的に結晶成長するという新しい手法を中心にして、多次元量子マイクロ構造の実現をはかった。これまで、TMG、TMA、AsH_3などの原料を別々にあるいは同時に導入したときの物質形成、また、それらの温度依存性、さらに、生成物質の評価などの実験を進めた。その結果、基板温度を変えることによって、TMGについては室温から300°C程度まで、TMAについては同じく室温から700°C程度の高温に至るまで細線が形成されることを確認した。以上の結果より、多次元量子井戸マイクロ構造の作製技術の基礎的研究を勧め、電子ビ-ム誘起結晶成長法という新しい手法が、きわめて有効であることが示された。一方、理論的には、量子細線のバンド構造を強結合法を用いて初めて明らかにした。これにより、量子細線構造を導入することにより、従来から予測された以上にレ-ザ特性が改善される可能性があることを示した。
高分子の圧力誘起液液相転移の探索

結晶構造間の相転移は良く知られ、構造の変化に伴う物性の変化は良く研究されている。近年、液体状態においても複数の構造をとりえて、構造間で相転移が存在することが提唱され、液液相転移と呼ばれている。本研究は、高分子溶融体においても液液相転移が存在することを実験的に明らかにする目的で行った。高分子P4MP1を始めとするいくつかの高分子で圧力誘起で溶融体から溶融体への構造変化を発見することができた。また、1種類の高分子によって、室温・常圧で安定な2種類のアモルファス固体の作製を試みた。平成24年度は、主として装置の設計、製作および調整を行った。X線回折用高圧セルと、試料作製のためのタングステンカーバイド製の部品を製作した。まだ装置全体が調整段階にあるので、SPring-8へのビームタイム申請は行っていない。装置が精密で、組み立ては可能ではあるが公差の小さい部品を組み合わせる部分の組み立てに時間を要することが分かり、この作業を軽減するための簡単な装置を別途開発することとなったため、本実験の日程は遅らせることとなった。また、溶融状態の高分子を急冷するための装置を作成し、我々の扱っている結晶性高分子isotacticpoly-4-methy1-penten-1(P4MP1)をガラス化することに成功した。同一のホモポリマーによる、構造の異なるガラスの作成へ向けて順調に進んでいるといえる。6月から9月にかけ、英国のラザフォード・アップルトン研究所に滞在する機会を得た。高分子を用いた水素吸蔵材料を開発している研究者(Prof.Steve Bennington)より、本研究の水素吸蔵材料への発展性を学ぶ機会があった。特に錠剤状の吸蔵体を作成する際に、数kbar程度の高圧力を用いることによって、特性を大きく制御できることを発見した。これについては25年4月現在、特許取得に向けて研究を進めている。P4MP1の溶融体の構造の変化は、回折実験においては0.6A-1付近のピークの変化として観察されるが、これが単体のヒ素などの圧力誘起構造変化にともなうプレピークの変化と対応していることを提唱し、更に液体液体転移のオーダーパラメータとしての役割を果たしうる可能性について、24年度に執筆した解説の中で言及した。順番が逆ではあるが、同内容の論文を現在執筆中である。平成25年度の日本物理学会(2013年秋季大会、徳島大学常三島キャンパス)にて、高分子系で2種類のガラス固体を作製可能であることを発表した。X線回折によって室温常圧において測定した内容を主として報告した。平成25年度に進めた実験では、広島大学大学院総合科学研究科教授からお借りした高圧配管パネルを、24年度に製作したPCDW-IIという高圧装置に接続し、アルゴンガスを用いてサンプルに圧力をかけることに成功した。実験は慶應義塾大学の他に、広島大学大学院総合科学研究科の実験室にて実施している。加圧方式は、ガスで直接にサンプルを加圧するのではなく、ピストンの面積比を用いてガス圧を更に高圧に変換する手法を採用し、減圧にも制御が効くよう、ピストンを戻す方向にもガス圧で加圧可能としている。加熱は外熱式とし、専用ヒーターを新しく製作した。現段階では圧力校正が途上である。従来の高圧装置を用いて取得したデータについては論文を投稿し、現在改訂中である。高分子系について、構造や物性の圧力依存性が、液液転移のような現象によって急激に変化する様子を捉えることを目指すと、分子量が大きく鎖長の分散の小さいサンプルが望ましい可能性がある。また立体規則性も重要であろう。しかし、圧力依存性に興味の持たれるPoly(4-methyl-1-pentene) (P4MP1)の場合、立体規則性や鎖長の制御されたサンプルの入手が大変困難である。そこでPoly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAM)について、再実験をPCDW-IIを用いて実施することとし、分子量やタクティシティが制御されたサンプルの入手を模索したところ、入手可能となった。PNIPAMについてはフラクショネーション法も検討することとなった。平成26年度は、平成25年度に得た成果の一部を論文発表した(Journal of Molecular Liquids誌、2014年9月)。内容は、1種類の高分子を用いた2種類のガラス固体の作成についてである。平成26年度の研究の進展に関しては、研究代表者の妊娠・出産により、研究計画の遂行に遅れが生じたほか、国内外の学会における発表の予定を取り消し、出張を取りやめる必要が生じた。しかしながら、SPring-8におけるX線回折実験は、予定通り10月に行い、ヘリウムガスで高分子P4MP1を加圧した場合の興味深い振舞いを観察することができた。研究代表者は2015年1月に出産後、3月末に職場復帰し、この結果の論文化を目指している。日本物理学会2014年秋季大会(中部大学)では装置開発の詳細についてポスター発表を行った(発表題目「数kbarまでの低圧域に適したガス圧駆動式DACの開発」)。高圧力学会においても装置開発に関して発表予定であったが、会場である徳島大学への出張を控えることにし、発表予定を取り消した。同様に、リスボン(ポルトガル)において開催されたLiquid Matter Conferenceにおける発表予定も、海外への渡航を控えるため、取り消さざるをえなかった。SPring-8のビームラインBL04B2を用いて、ヘリウムガスによる加圧下における高分子P4MP

1溶融体の構造の圧力依存性を調べ、ピストンによって加圧した場合との明瞭な差を観察した。このような、ガス圧式と固体圧縮式の明瞭な違いを観測できたことは、ガス吸着やフィルターとしての応用的視点からも重要であるが、世界でも他にこのような実験例はないと思われる。詳細は現段階で投稿準備中である。SiO2と高分子P4MP1には、いくつかの共通点がある:(1)不規則構造から不規則構造への圧力誘起構造変化が報告されている。(2)結晶が圧力誘起アモルファス化する。(3)X線回折等で得られる構造因子S(Q)の第一ピークが尖鋭であり比較的低波数にみられ、このピークは加圧に伴い顕著に低下するとともに高波数にシフトする。(4)SiO2ガラスと高分子P4MP1溶融体には空隙があることが知られ、これが潰れることが圧力誘起構造変化に本質的である。S(Q)の第一ピークの起源は、空隙の存在と関係している。これらの類似性を踏まえ、我々はSiO2ガラスについて近年報告されている、構造変化の圧媒体依存性が、高分子P4MP1の溶融体においても見られるのではないかと予想した。つまり、SiO2ガラスは、ヘリウムを圧媒体として用いた場合に、圧力変化が顕著に抑制されることが、2011年に発見されているが、このような現象が、高分子P4MP1の溶融体においても見られるのではないかと予想した。ヘリウムガスによってP4MP1の溶融体を270°Cにおいて1.8kbarまで加圧し、X線回折測定を行ったところ、予想どおり、ヘリウムガスによる加圧では顕著に圧力変化が抑制されることを見出した。また、圧力変化は可逆であった。このような、圧媒体であるヘリウムが、空隙に導入されて圧縮しにくくなる(固くなる)という現象は、ゼオライトやフラーレンなどの空隙のある固体でこれまで報告されてきた。我々はこの現象が液体においても見られることを初めて示した。P4MP1溶融体は、多孔性液体といえるのかもしれない。なお、研究代表者の出産(平成27年1月)のため研究期間を1年間延長した。結晶構造間の相転移は良く知られ、構造の変化に伴う物性の変化は良く研究されている。近年、液体状態においても複数の構造をとりえて、構造間で相転移が存在することが提唱され、液液相転移と呼ばれている。本研究は、高分子溶融体においても液液相転移が存在することを実験的に明らかにする目的で行った。高分子P4MP1を始めとするいくつかの高分子で圧力誘起で溶融体から溶融体への構造変化を発見することができた。また、1種類の高分子によって、室温・常圧で安定な2種類のアモルファス固体の作製を試みた。本研究は研究代表者1名が行っているが、研究代表者のライフイベント[妊娠(平成26年)、出産(平成27年1月)]により、実験に遅れが生じたほか、成果発表にも遅れが生じたため。27年度が最終年度であるため、記入しない。液体高分子P4MP1溶融体の圧力依存性について、ガス圧による加圧と、固体圧縮式の加圧とで明瞭な差が生じるという、平成26年度に得た実験結果の論文発表を行い、学会における発表も行う。