hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
強光子場中の分子・クラスターの構造と反応制御

これは、「強レーザー場によって生成するドレストポテンシャル曲面がどれだけ長く維持されるか」によって決まるものと考えられた。3)アニリン・アンモニアクラスターカチオンの強レーザー場誘起反応アニリンカチオンにアンモニアの付着した水素結合クラスターの強レーザー場誘起反応のサイズ依存性を明らかにした。アニリンカチオンに付着するアンモニアの数が4つまで増えると、新しい反応経路が開かれることが明らかとなった。量子化学計算によって親イオン、生成物イオンクラスターの構造が推定され、どのように反応が起こるかが議論された。4)コインシデンス画像法による強光子場アセトニトリルの水素移動過程の追跡強光子場中におけるCH_3CNのクーロン爆発過程を、コインシデンス画像法を用いて観測した。2体解離経路には、CH_3CN^<2+>→CH_<3-n>+H_nCN(n=0-2)水素移動チャンネルが存在し、移動する水素の数が増えるほど、CH_3CN^<2+>の寿命が長くなり、同時にC-C-N骨格の変革構造変形が誘起される事がわかった。5)デバイ遮蔽モデルに基づくレーザープラズマ中・多電子原子・分子の電子状態レーザープラズマ中における原子の電子構造を解明するために、デバイ遮蔽理論に基づくHe(閉殻)およびLi(開殻)の電子状態計算を行い、レーザープラズマ中において、原子が特異な殻構造を持ち得ることが明らかとなった。本計画研究の平成16年度の成果は,以下の5点にまとめられる.1)軟X線領域の強光子場におけるH_2,D_2の解離性イオン化ダイナミクスTi:Sapphireレーザーの27次高調波として発生させた高輝度軟X線(29.6nm,3×10^<12>W/cm^2,15fs)をH_2およびD_2分子に照射し,生成したイオンを飛行時間型質量分析器により検出し,軟X線領域の強光子場における分子のイオン化・解離ダイナミクスを調べた.運動エネルギースペクトルに現れるサイドピークのレーザー強度依存性を調べた結果,このサイドピークは,27次高調波の2光子過程によって生成していることが明らかとなった.2)時間分解コインシデンス運動量画像法による強光子場中分子の高速核波束ダイナミクス強レーザー場中で生成したCS_2^<2+>の高速核波束ダイナミクスを,コインシデンス運動量画像法をもちいたポンプ-プローブ法により実時間追跡し,CS_2^<2+>のポテンシャル曲面において,(i)協奏的解離過程:CS_2^<2+>→C+S^++S^+,および(ii)段階的解離過程:CS_2^<2+>→CS^++S^+→C+S^++S^+の2つの競合する過程が存在していることが見出された。3)パルス列によって波形整形されたレーザーパルスによるエタノールの解離性イオン化反応強レーザーパルス列のパルス数およびチャープをパラメターとして,強光子場中におけるエタノールカチオンのC-O結合とC-C結合切断の分岐比の変化を観測し,この二つの競合する過程に対するパルス波形の効果を明らかにした.4)デバイ遮蔽モデルに基づくレーザープラズマ中の多電子原子・分子の電子状態レーザープラズマ中における重金属原子イオンの電子構造を明らかにするために,Debye遮蔽モデルに基づく多電子ハミルトニアンに2次のDouglas-Kroll変換に基づく相対論効果を取り入れた「相対論的Debye遮蔽モデル」を構築し,多参照CI法を用いた量子化学計算コードの開発を行った.5)アニリン誘導体カチオンの強レーザー誘起化学反応アニリンのオルト,メタ,パラ位のそれぞれにメチル基が配向した2-,3-,および4-メチルアニリンを対象とし,強レーザー誘起分解反応における置換基の効果を調べるために,生成したフラグメントイオンの質量スペクトルの測定,および,量子化学計算(MP2/UHF法)に基づく安定構造の推定を行った.
中学校・高等学校における数学的モデル化の展開に関する研究

本研究は,数学的活動を体現するため,中学校・高等学校の授業に数学的モデル化を導入し,展開することを目的とするものである。研究の方法としては,実際の授業において,現実と数学をつなげる段階でパソコンなどのICT機器の利用を試み,その結果として得られた生徒のワークシートの記述や発言から,生徒のモデル化能力の変容を読み取り,分析するという手法を用いた。筆者は本年度,以下の2つの授業実践を行った。1つは,バスケットボールのシュートを2次関数のグラフと見て解析する授業である。この授業の目的は,シュートの軌道を本当に放物線として見ることができるかという確認と,2次関数として近似した時,データから得られた式を活用することで,どのようなことがわかるのかを実感させることである。教室内でシュートの映像を見せ,MOA-2Dというソフトウェアで時間当たりの距離のデータを集め,シュートの軌道の式を得た。この後,数学的な知識からグラフの頂点を求め,高さを割り出すことができ,さらには「何m」まで上げればもっとシュートが入るのではないかといった仮説まで考えるものもおり,モデルを洗練しサイクルを繰り返すことでよりよい問題解決を行うことができるという重要性も認識できた。2つめは,「コピー機と印刷機ではどちらを用いるのがよいか」と題した,一次関数や一次不等式を用いて問題解決する授業である。この授業の目的は,身のまわりにある事象において問題解決を行うときに,どのような部分に注目し,立場に応じた物事の捉え方の経験を目的とするものである。詳細は割愛するが,結論としては,どちらが「安いか」やどちらが「速いか」など複数の観点で考察することができ,それぞれで基準が変わる。現実の事象には様々な要因があり,複雑であるため,何を考慮し,何を捨象するかという定式化の難しさを経験させることができた。
ヨーネ病新規診断法の開発と病態解析

家畜に慢性腸炎をおこすヨーネ病の免疫学的検査用に新たな抗原遺伝子検索、スクリーニング、選抜を行い組換えタンパクを発現させた。各精製組換えタンパクに対して免疫血清は著明な反応性を示すことを確認した。さらに実験感染牛より経時的に得た血清を用いると、感染牛糞便からの菌遺伝子検出や培養陽性時期に対応する反応上昇が各組換えタンパクに認められることがわかった。感染個体によって抗体クラス反応性が異なることを見出し、宿主免疫応答性に依存する病態変化の可能性を示した。牛などの反芻獣に慢性下痢を繰り返す致死性の細菌感染症であるヨーネ病には、ワクチンや治療薬がないため、法に基づく定期検査による感染摘発と淘汰が行われている。定期検査では、血清を用いた免疫学的検査によるスクリーニングを行い、その陽性検体については、ヨーネ菌特異遺伝子を検出するリアルタイムPCR法での結果を確定診断としている。現行のスクリーニングに用いられている菌粗抽出抗原は、生活環境や自然環境細菌であるマイコバクテリア属近縁種と交差反応によって擬陽性を出しやすい問題点がある。この点について改善するためには、より特異性の高い抗原を用いての迅速測定法の開発が望ましいと考えられる。本年度は、遺伝子データベースを利用したバイオインフォマティクスによってヨーネ菌の遺伝子由来アミノ酸配列群から菌特異的遺伝子群を選出し、さらに全ゲノム配列データベース情報に対するアミノ酸配列の相同性比較解析を行うことで候補遺伝子の選抜を行った。選抜された候補遺伝子については、網羅的に大腸菌発現系で組換えタンパク発現を試み、発現確認の出来た可溶性タンパクに対し免疫牛血清を用いたウエスタンブロット法による反応性検討を行ったところ抗血清中の抗体が陽性反応を示すタンパクを複数得ることができた。このうちの1種については、発現条件ならびに複数のクロマトグラフィー担体を用いた精製法の最適化検討を行い、高純度の精製タンパクを得ることができた。ヨーネ病は、牛などの反芻獣に慢性下痢を繰り返す致死性の細菌感染症であり、法に基づく定期検査(血清診断、菌培養、菌遺伝子検出)による感染摘発・淘汰が行われている。本研究は、ヨーネ菌抽出抗原を用いた現行の血清診断法に代わる迅速診断法開発と病態解析を目的とする。これまで、遺伝子データベースのヨーネ菌遺伝子から推定されるアミノ酸配列群からの特異遺伝子選出、アミノ酸配列相同性比較解析での候補遺伝子選抜を行い、大腸菌発現系での網羅的な組換えタンパク発現、ヨーネ菌免疫牛血清を用いたイムノ・ブロット・スクリーニングにより3種のヨーネ菌抗原を選定した。本年度は、各組換え大腸菌粗抽出液からの抗原タンパク精製を試みたところ、C-末端側タグ付加による融合タンパクは、タグに親和性ある精製用レジンとの結合性を示さず、他複数の精製手法でも高度精製できなかった。一方、N-末端側にタグを付加した融合タンパクは、アフィニティ精製容易で高度精製できたが、免疫血清に対する反応性が失われた。以上の問題点を改善するため、タグおよび発現宿主大腸菌等変更による効果について比較検討したところ、組換え大腸菌から得られた精製タンパクは血清抗体とのイムノブロット反応性を維持し、ELISAでの反応性検討が可能と考えられた。次に、ELISA実施条件の検討を行い、至適条件下で実験感染牛より経時的に採取された血清を用いて各抗原へのIgG反応性検討を行ったところ、各抗原タンパクに対する反応値には差が認められたものの、感染以後の反応性上昇が認められた。ELISA用抗原調製の過程で、発現組換えタンパク性状を理由に高度精製困難や反応性消失などの問題が発生した。ベクターや発現宿主変更による条件検討の結果、問題店は改善された。Mycobacteriumavium subsp. paratuberculosisの経口感染により、牛・羊・山羊など反芻獣に慢性肉芽腫性腸炎をおこす家畜法定伝染病のヨーネ病は、診断・淘汰により防疫対策が実施されている。診断には臨床症状、糞便材料を用いた菌培養および菌遺伝子検出と、免疫応答を検出する血清抗体スクリーニング等により行われる。菌培養は時間を要し、遺伝子検査は高感度で特異性高いが生死菌の区別がつかない。また現行の免疫学的検査法は、ヨーネ菌の粗抽出抗原を用いるため環境細菌である近縁種等に対する交差反応等で偽陽性出やすいため、より特異性や感度の高い抗原が求められる。一方ヨーネ菌感染において宿主免疫反応抑制に関する報告があるが、宿主免疫反応と病態についての詳細は解明されていない。本研究では、生命情報解析によるヨーネ菌特異遺伝子抗原検索とスクリーニングを行い、選抜抗原遺伝子の組換えタンパク発現・精製、実験感染牛血清を用いた反応性解析を行った。さらに、野外牛血清を用いた反応性検討、特異性と感度向上のための条件検討を試みた。その結果、免疫牛血清が著明に反応する3抗原遺伝子を選抜し、各組換えタンパク発現系から精製タンパクを得た。実験感染牛より経時採取した血清抗体の各精製タンパクに対する反応性は、糞便からの菌遺伝子検出結果や培養陽性結果に対応する著明な反応性上昇を示した。病態進行の早い実験感染個体ではIgM反応性良好だがIgG反応性上昇は認められなかった結果は、クラススイッチした抗体産生抑制と病態進行とが関連する可能性を示す。野外牛血清を用いた抗体反応性検討では、菌遺伝子検出や既存のスクリーニング検査結果との不一致も認められたため、更なる検討を要する。

各精製組換えタンパクに対して免疫血清は著明な反応性を示すことを確認した。さらに実験感染牛より経時的に得た血清を用いると、感染牛糞便からの菌遺伝子検出や培養陽性時期に対応する反応上昇が各組換えタンパクに認められることがわかった。感染個体によって抗体クラス反応性が異なることを見出し、宿主免疫応答性に依存する病態変化の可能性を示した。ヨーネ菌特異遺伝子群選出、候補遺伝子選抜、各組換え発現タンパクに対する反応性検討の結果、複数の候補タンパクを得ることが出来、このうち1タンパクについては、精製法も確立できた。複数の実験感染牛血清を用いて、精製組換えタンパクへの反応性を解析し、更に定期検査用等の牛血清を用いた反応性検討や解析を行う。細菌学1)発現確認できていない組換えタンパクについては、可溶性発現の最適化検討および抗血清による反応性検討を継続する。2)すでに得られた候補タンパクについては、順次発現法ならびに精製法の最適化を行う。3)定期検査陽性血清や実験感染牛血清を用いて、組換え抗原タンパクへの反応性について検討と解析を行う。小額の残金となったため、次年度へと繰り越した。年度末に少額残金だったため、次年度へ繰り越した。平成28年度請求額と合わせて使用する。平成27年度請求額と合わせて使用する。
地震波異方性第5のパラメターと標準地球モデルの再構築

本研究は,我々(国際共同研究チーム)が最近新たに提案した“地震波異方性第5のパラメター"を使い,最終的には現在の標準モデルPREMに代わる全地球(上部マントル)標準モデルの構築を目指すものである.そのための基礎的な理論的研究,ロバストな解析アプローチの提案,データ解析,モデル構築などを国際共同研究チームとして推進し,グローバルな異方性構造およびトモグラフィー研究の新たな指標となることをめざしている.地球内部の地震波異方性が,あらたに定義されたパラメターにより適切に記述できるようになることは,地球内部の流動変形を観測から制約する上で重要な進展となり,地球内部構造,地球内部ダイナミクス等の研究分野に広く貢献するものと考えられる.本研究では以下の六項目を目指すこととしている:(1)表面波解析における新パラメターを含む異方性パラメターの解像可能性の解明,(2)実体波解析(走時,反射・変換特性)における新パラメターを含む異方性パラメターの解像度の解明,(3)実体波,表面波の両者を使った新パラメターを含む異方性パラメターの解像可能性の解明,(4)マントル構成(候補)物質の新パラメターを含む異方性パラメターの推定,(5)標準地球モデルPREMの再構築(revise),(6)新パラメターをパラメターとする広域表面波トモグラフィーの実施.初年度のH29年度には,研究の各項目(1)ー(6)に於いて格段の進展があった.上記(1)(3)については,地震学会秋期大会に於いて,大学院生による二つの発表として報告した.(2)については,Geophysical Journal International誌に論文を公表した.(4)については,海外共同研究者T.-R. A. Song博士(ロンドン大学UCL)が来日滞在(独自予算)し,現実物質によるパラメター間のスケーリング則に関する研究を開始した.(5)については.海外共同研究者J.-P. Montagner教授(パリ大学,IPGP)を招聘(別予算)し,基礎的な逆問題の定式化を行った.(6)については,研究協力者吉澤和範准教授(北海道大学)らのグループとともに,オーストラリア,太平洋域においてトモグラフィー解析をすすめた.研究はこれまでのところ当初の予想を超えて進展している.H30には,全ての項目に於いて研究のさらなる展開を図ると共に,フランスIPGPのGael Burgos博士を招聘し(別予算),全地球表面波トモグラフィーへの展開も検討する.研究成果等をWEBで公表する.本研究は,我々(国際共同研究チーム)が最近新たに提案した“地震波異方性第5のパラメター"を使い,最終的には現在の標準モデルPREMに代わる全地球(上部マントル)標準モデルの構築を目指すものである.そのための基礎的な理論的研究,ロバストな解析アプローチの提案,データ解析,モデル構築などを国際共同研究チームとして推進し,グローバルな異方性構造およびトモグラフィー研究の新たな指標となることをめざしている.地球内部の地震波異方性が,あらたに定義されたパラメターにより適切に記述できるようになることは,地球内部の流動変形を観測から制約する上で重要な進展となり,地球内部構造,地球内部ダイナミクス等の研究分野に広く貢献するものと考えられる.本研究では以下の六項目を目指すこととしている:(1)表面波解析における新パラメターを含む異方性パラメターの解像可能性の解明,(2)実体波解析(走時,反射・変換特性)における新パラメターを含む異方性パラメターの解像度の解明,(3)実体波,表面波の両者を使った新パラメターを含む異方性パラメターの解像可能性の解明,(4)マントル構成(候補)物質の新パラメターを含む異方性パラメターの推定,(5)標準地球モデルPREMの再構築(revise),(6)新パラメターをパラメターとする広域表面波トモグラフィーの実施.初年度のH29年度には,研究の各項目(1)ー(6)に於いて格段の進展があった.上記(1)(3)については,地震学会秋期大会に於いて,大学院生による二つの発表として報告した.(2)については,Geophysical Journal International誌に論文を公表した.(4)については,海外共同研究者T.-R. A. Song博士(ロンドン大学UCL)が来日滞在(独自予算)し,現実物質によるパラメター間のスケーリング則に関する研究を開始した.(5)については.海外共同研究者J.-P. Montagner教授(パリ大学,IPGP)を招聘(別予算)し,基礎的な逆問題の定式化を行った.(6)については,研究協力者吉澤和範准教授(北海道大学)らのグループとともに,オーストラリア,太平洋域においてトモグラフィー解析をすすめた.研究はこれまでのところ当初の予想を超えて進展している.H30には,全ての項目に於いて研究のさらなる展開を図ると共に,フランスIPGPのGael Burgos博士を招聘し(別予算),全地球表面波トモグラフィーへの展開も検討する.研究成果等をWEBで公表する.
アクティブラーニング型授業モデルの開発と異校種接続：協同学習を基盤として

本研究の目的は3点であった。1LTD授業モデルを精緻化し、本モデルの基礎段階を小学校から大学までの授業に導入して、その適応可能性を検討する。2LTD授業モデルの応用段階を精緻化し、高等教育において実践すると同時に、本モデルの観点から異校種接続教育の可能性を検討する。3LTD授業モデルに基づく教師向け研修プログラムを開発し、その有効性を検討する。また、最終年度の目的は、精緻化した授業モデルを実践的に検討して、協同学習の観点からAL型授業の有効性を検討すること、および教師教育の充実を図ることであった。この目的に沿って、LTD授業モデルの基礎段階に沿った中学校・高校・大学・専門学校の授業づくりと、同モデルの応用段階に沿った大学を中心とした授業づくりを試みた。前者に関しては対象となる学習者の特性に応じた授業を実践的に検討し、LTD授業モデルの頑健性を確認できた。また、後者に関してはLTD基盤型TBL(反転授業)およびLTD基盤型PBLを開発実践し、一定の成果を得た。そのなかで基礎段階のLTDコアパッケージと、応用段階のTBLおよびPBLとの接続方法ついてはさらなる検討が必要であることが判明した。一方、LTD授業モデルに基づく教師教育は全国の小・中・高・大・専門学校に招かれ、40回近い講演・研修を実施できた。これは、本モデルの有効性が支持された成果ともいえる。また、合計5回開催した「授業づくり研究会」と「協同教育フェスタ」には、毎回、全国から50名80名ほどの教師が主体的に参加し、異校種の教師と共にAL型授業に関する研鑽を積んだ。最終年度にあたる本年度は、これまでの研究成果を3冊の書籍にまとめることができた。そのうち1冊は単著であり、LTD授業モデルに基づく教師を対象とした研修会を書籍化することができた。また、他の2冊は専門書の一章に本研究成果の一部をまとめることができた。本研究は、2016年度、次の4点を主な目的として実施した。1効果的なアクティブラーニング(AL)型授業の実現を意図したLTD基盤型授業モデル(LTDモデル)の精緻化。2LTDモデルに沿った授業づくりと、その授業づくりを通した異校種における教育の接続についての検討。3効果的なAL型授業の実現に必要となる協同学習に関する教員を対象とした研修会の開催。4協同学習の成果の一部を測定する協同認識尺度の開発。1に関しては、先に提案したLTDモデルの精緻化を行い、教育関係の雑誌や学会で発表を重ねてきた。2LTDモデルに沿った授業づくりとして、高校の数学科および国語科の授業、大学の初年次教育、専門科目の授業(教育心理学、心理インターンシップ)および専門演習で試みた。高校数学科では協同学習に基づく授業展開を、高校国語科の授業ではLTDを用いた読解の授業を、それぞれ前年度に引き続き検討してきた。また2016年度は「LTD based PBL」を考案して、その有効性を歯学部生を対象に実践した。その結果、LTDモデルに沿ったPBLの展開が有効であることが実証された。3の教員対象の研修会として、2016年度は「授業づくり研究会」(3回)、「協同教育フェスタ」、および「協同学習ワークショップin熊本」を開催した。これらの研修には小学校から大学までの教員が多数参加した。加えて、LTD based PBLを2017年度に導入する学部教員に対して、通算13時間の研修を行った。それ以外にも教師に対する研修は全国各地で、さまざまな形式で開催した。最後に4協同学習の成果を測定する目的に協同認識尺度を開発した。本尺度は長濱ら(2009)が開発した協同作業認識尺度を改良したものであり、4因子(仲間尊重・自己貢献・個人志向・互恵懸念)、22項目、5件法で構成されている。昨年度予定していた研究目的を概ね実現できたので、自己評価として「概ね良好」が妥当であると判断している。主な理由は以下の通りである。本研究で提案しているLTD基盤型授業モデル(LTDモデル)を初年次教育科目で実践し、LTDモデルによる授業計画および実践方法を改善できた。その内容を冊子(安永悟・江村里奈・浅野良輔・須藤文, 2017)や雑誌(安永, 2017)で公表した。また、LTDモデルにそった高校国語科の指導(安永・岡田, 2016)、看護学生を対象としたエッセイ作成指導(須藤・安永, 2016)、教職課程における小論文作成および集団面接の指導(須藤・安永, 2016)など授業づくりを展開できた。さらに、長田・安永(2017)は、LTD based PBLを考案し、歯科大学生を対象に実施した。LTD based PBLは従来のPBLを実施する前に、LTDモデルの基礎段階に沿って教育を行い、PBLで提示される学習課題から学習項目を抽出する際、LTDを用いる点が特徴となる。LTDモデルの基礎段階で獲得した協同学習の基本的な考え方と技法がPBLの学習成果を高めることが認められた。協同学習の成果を測定する一つの手段として、協同認識尺度を開発できた(増井・安永, 2016a, b)。従来使用してきた「協同作業認識尺度」を改良して4因子(仲間尊重・自己貢献・個人志向・互恵懸念)、22項目、5件法で構成される「協同認識尺度」を確定することが出来た。この尺度の開発により、いわゆる切磋琢磨と表現される協同学習が求める協同についての認識を測定することができるようになった。

教員に対する協同学習の研修は順調に進んでおり、所属大学を会場とした研修会だけでも延べ200名を越える参加者があった。本研究2017年度の主たる目的は次の3点であった。1LTD基盤型授業モデルを精緻化し、モデルの基礎段階と応用段階をつなぐ具体的な授業方法を開発し、実践的に検討する。2現場教師に対する支援として2ヶ月に1度のペースで「授業づくり研究会」を開催する。さらに3外部の要請に応じて、授業づくりに関する個別的な支援をおこなう。1に関しては、2016年度に引き続きLTD基盤型授業モデルを精緻化した。特に基礎段階と応用段階を効果的につなぐために「LTDに基づく反転授業」と「LTDに基づくPBL」を開発し、前者は文学部における「教育心理学II」の授業で、後者は医学部と歯学部における「PBL」の授業において実践し、その有効性を確認した。さらには、文章作成や臨地実習のふり返り、医学部専門科目(組織学実習)においてもLTD基盤型授業モデルの有効性を確認し、学会や研究会などを通して公表した。2に関しては、授業づくり研究会を3回(5/13, 12/9,I/27)、協同教育フェスタを1回(7/22)開催した。その詳細については筆者のHP(http://yuikaji.me/wiki.cgi)を参照してもらいたい。授業づくり研究会には、全国各地から毎回40名50名の参加者があり、協同教育フェスタには80名近い参加者があった。本活動を通して、協同学習の理論と技法に基づくLTD学習法を中心とした授業づくりについて体験的に学べる場を提供できたと判断している。3に関して、昨年度は50回を超える講演会や研修会で、本研究のテーマであるLTD基盤型授業モデルに基づく授業づくりについて指導を行った。継続的に関与している高校や中学校においてLTD基盤型授業モデルによる授業づくりが進み、さまざまな教科において展開している。なお、1年間の研究実績をふり返る目的で年度末に実践と研究に関する研究会を2回実施した。本年度(2017年度)予定していた研究目的は概ね実現できたので、自己評価として上記の評価が妥当であると判断している。主な理由は以下の通りである。本研究で提案しているLTD基盤型授業モデルに沿った授業づくりを小学校・中学校・高校・専門学校・大学といった異校種で行い、LTD基盤型授業モデルによる異校種接続の試みが順調に展開できている。特に中学校と高校の授業、大学や専門学校の初年次を対象とした授業では、LTD基盤型授業モデルの基礎段階として提案しているLTDコアパッケージの有効性が繰り返し確認でき、LTDコアパッケージによる異校種接続の可能性を示せた。また応用段階として2016年度に開発したLTDによる「反転授業」と「PBL」の実践方法をさらに工夫して、その有効性や再現可能性を確認できた。なお、LTD基盤型授業モデルに基づく授業づくりに、新たな協同学習ツールとして「看図アプローチ」を取り入れ、授業づくりの幅を広げることができた。LTDは文章などの連続型テキストの読解を促す学習方略である。一方、看図アプローチは絵や図表など非連続型テキストの読解に有効な学習方略である。本年度はLTDコアパッケージを修得した後に、看図アプローチを導入した。その結果、絵や図表が含まれた課題文の読解に有効であることが確かめられた。
近地地震を対象とした広帯域地震記録のインバージョンによる初期破壊過程の研究

南関東及び一部東海地方の地震について,8地点(横浜,高尾,箱根,千葉,館山,中伊豆,都留,清水)での高性能地震計観測を進めてきた。この間,地震計を設置したばかりの清水市の直下でM4クラスの地震を含む群発地震が発生した。また伊東沖でも同程度の群発地震が起こった。これらの地震を中心に,収集した地震記録を用いて,震源のメカニズム,震源時間関数,及び応力降下を系統的に調べた。その結果,破壊の成長過程について極めて注目すべき事実が確認された。それは伊東沖群発地震でとくに顕著であり,つぎのような事柄である。まず,初期の段階で継続時間が約0.2秒(断層長にして約500m)の固有長を持った地震が繰り返し発生し,次いでそれらが2,3個つながった連発型地震が起こり,やがて継続時間約1秒(断層長約2km)の一回り大きな破壊へと成長していった。また,静岡県の直下地震では,清水観測点だけの記録から震源メカニズム,震源時間関数などを決めることができた。これにより今回の地震がフィリピン海プレートの潜り込みに伴う「プレート間」地震である可能性が示唆された。このように,近地の記録があれば,たとえ一地点でも,波形のインバージョンによって震源パラメタを決定することが可能であることが示された。研究計画の初年度に当たり,まず広帯域地震計を東海大学海洋学部(清水市)に設置した。その際,これまでの観測点と異なり,センサーを埋設する方法をとった。これにより温度の日変化からくるノイズはほぼ完全に除去されていることがわかった。この新設観測点を含め,現在,横浜市立大学と防災科学技術研究所の高性能地震計は,合計8地点(横浜,高尾,箱根,千葉,館山,中伊豆,都留,清水)で稼働することになり,南関東地域の高性能地震計観測網は一段と強化された。一方,記録を解析するためのプログラムはほぼ完成した。その際,観測点ごとの地下構造の影響もかなり評価できるようになっている。これにより,収集されたデータはほぼ1日以内に解析され,断層メカニズム,地震モーメント,破壊継続時間などの震源情報が得られている。これまでに得られた知見は次の通りである。1.Moとτの関係:単発地震の多くは,近似的に三角形型の震源時間関数を持つ。この三角形の底辺τと地震モーメントMoとの間にはMo/τ^3=一定の関係が成りたつ。このことは応力降下が第1近似的には地震の大きさによらないことを示している。2.Mo/τ^3の深さ依存性・地域依存性:(1)プレート境界地震とプレート内地震の間には応力降下の系統的な差はない。(2)浅発地震の応力降下は小さい。しかし深さ40km以深では,応力降下はほぼ一定であり,顕著な深さ依存性は認められない。3.プレート間地震とプレート内地震の相補関係:プレート内地震が起こっている地域ではプレート間地震は少なく,またその応力降下は小さい。一方,プレート間地震の応力降下が比較的大きいところでは,プレート内地震の数は少ない。
ベアリングレスリラクタンスモータの制御系に関する研究

研究代表者等が提案しているシンクロナスリラクタンス型ベアリングレスモータは、回転子の構造が簡単で丈夫なために、ターボ分子ポンプや、工作機械のスピンドルモータなど超高速駆動源として適している。平成4年度までの研究では、この回転機の動作原理と無負荷時の運転特性の検討を行った。本研究では、この回転機の制御系に焦点を絞って研究を行い以下の成果を得た。1.2軸および5軸制御のベアリングレスリラクタンスモータの位置制御系の解析モデルを導出し、負荷状態でのモータのトルク成分の位置制御磁束への干渉が無視できないこと、これによって負荷時に安定に磁気支持できなくなることを明らかにした。2.この干渉を除去するための非干渉化補償器の構成法を提案し、DSP(Digital Signal Processor)を用いた装置とその制御用ソフトウエアを開発した。この補償器を用いた制御系では負荷時でも安定に磁気支持運転ができることをシミュレーションと実験で確認した。3.鉄心の磁気飽和によって、トルク成分電流が増加すると、位置制御巻線と電動機巻線の間の相互インダクタンスが減少する。非干渉補償器のパラメータはこの相互インダクタンスの関数であるから、トルク分に応じてパラメータを補正する必要があることをシミュレーションで明らかにした。有限要素法を用いてトルク分の変化に対する相互インダクタンスの変化を求め、この値を用いた実験結果から補償回路の有効性を確認した。磁気軸受とモータの磁気回路を一体化して、回転軸長を短くし、超高速化を実現するとともに、位置制御系での電力損失の低減を図った、全く新しい原理・構造の回転機を提案し、本研究では、特に、超高速機に適していると考えられるリラクタンス型機について、その制御系の検討を行い、以下の成果を得た。1.現有の縦軸型の試作機を用いて、実験的、解析的に回転機の特性の詳細検討を行った。その結果、以下の点が明らかになった。(1)位置制御巻線電流によって磁束密度が増加する側の空隙の磁束密度の最大値をB_<+p>、減少する側の磁束密度をB_<-p>とすると、半径方向の力は、B_<+p>^2-B_<-p>^2で与えられる。(2)半径方向の力はB_<-p>=0の時、最大になる。鉄心の飽和のために、その最大値は、モータ巻線の電流によっても影響を受け、最適値が存在する。この時、半径方向の力の最大値は鉄心の飽和磁束密度で決まる。2.回転機の詳細モデルを導出し、この回転機モデルとPID制御系を含む全システムを、回路解析プログラムPSpiceを用いてシミュレーションを行い、実験結果と比較検討の結果、回転機モデルの妥当性が確認できた。3.2項の結果をもとに、ディジタルシグナルプロセッサ(DSP)を用いた制御系の構成に着手できた。従来から使用してきた縦軸形の試作機に加えて、本年度は横軸形の完全非接触ベアリングレスリラクタンス機の試作機が完成したので、特に後者を中心にモータと位置制御系の検討を行い以下の結果を得た。1.回転機の励磁電流成分と位置制御電流による本来の位置制御力の方向(α軸方向)に対して、回転機のトルク電流成分と位置制御電流による力が直交方向(β軸方向)に生じるため、負荷状態でも安定に軸支持を実現するには、α軸方向力とβ軸方向力との干渉を除去するための補償器が位置制御系に必要である。2.昨年度導出した5軸制御モータのモデルをもとに補償器の構成法を検討した結果、半径方向の位置制御系2軸当たり10台の乗除算器を必要とすること、鉄心の飽和により位置制御巻線とモータ巻線の相互インダクタンスが変化するために補償器の係数を変化させなければならないことを明らかにした。3.上記の複雑な処理を高速で実行するためにDSP(Digital Signal Processor)を用いて補償器を構成しなければならない。そこで、処理時間に起因するむだ時間が位置制御系に悪影響を及ぼす。予めこのむだ時間を考慮して制御系を構成する必要がある。補償器を製作して実験を行った結果、5000rpmでモータ入力
連続合成プレートガーダー橋へのオートストレス設計法の適用に関する研究

オートストレス設計(ASD)法を連続合成プレートガーダー橋に適用するためには、負の曲げを受ける中間支点付近の断面には所要の耐荷力のほか、塑性回転容量も要求される。本研究では、合成桁の負の曲げ実験と連続合成桁の極限強度解析を行い、ASD法の適用性を検討した。1.合成桁の負の曲げ実験試験体は、ずれ止めを十分に配置した鉄筋コンクリート床版と垂直補剛材付き鋼溶接桁の合成桁である。床版は幅50cm、厚さ16cmのコンクリート断面で、軸方向鉄筋(鉄筋比2%、周長率0.5cm/cm^2)が配置してある。鋼桁は腹板の幅厚比(99,122,155)とフランジの幅厚比(8.4、10.9、13.5)を変化させた5種類の非対称I形断面である。実験では、上下を逆にした合成桁の単純ばりのスパン中央に集中荷重を静的に作用した場合の荷重一変形性状を調べた。床版に初期ひび割れが発生した後、比較的早期の荷重段階から鋼桁に軸方向鉄筋を加味した鋼断面で抵抗することが確認された。全試験桁で鋼断面の降伏モーメントを上回る耐荷力が得られたが、載荷点の塑性回転容量は鋼桁断面の幅厚比によって異なり、特に圧縮フランジの幅厚比が大きくなると、急激な耐力低下を伴う。2.連続合成桁の極限強度解析中間支点上の負の曲げに対する回転量を、本実験結果をもとに弾性-軟化型としてモデル化した。曲げとせん断を受ける耐荷力はAISC LRFD規準の手法を用いて推定した。集中荷重と等分布荷重が作用する場合の2スパン連続合成桁を塑性メカニズム解析した。崩壊荷重は正と負の曲げ断面の全塑性モーメントの比率によって影響される。しかし、実橋の範囲では塑性回転量の軟化に伴う強度低下は小さい。本研究から、負の曲げに対し鋼断面の降伏モーメント以上の耐荷力が確保される合成桁橋には、ASD法を十分適用できることがわかった。
住民とのパートナーシップによるコミュニティ・エンパワメントの前提・実現要因の解明

本研究の目的は、市町村に所属する保健師が行う保健福祉活動において、住民とのパートナーシップによりコミュニティ・エンパワメントが引き起こされるための前提・実現要因を解明することである。文献検討及び事例調査の結果、以下が明らかになった。住民とのパートナーシップによるコミュニティ・エンパワメントが引き起こされている状態は「虚弱な高齢者や脳卒中後遺症者、心身に障害をもつ児、精神障害者などの住民が地域での生活をより豊かにするための場やグループを、本人や親などの当事者、ボランティアなど地域の住民自身によって生活圏内に作り、地域資源として根付かせる」などが確認できた。それらの状態をもたらしている前提・実現要因は「目標とする地域の姿は描きつつ、そのための方法論は予め決めない」「学びあいや相互作用により意識の変化が生まれるまで、活動実施に至る準備期間に時間をかける」「個別援助や組織活動・事業などの地区活動を通して、ともに地域のことを考え活動してくれそうな人材との関係を予め豊富につくっておく」「活動開始時期から活動維持を支える仕組みづくりをしておく」などが確認できた。また、これらの要因を生み出す際の、保健師側の力を高めるための前提要因には「自身の客体視による問題の意識化と良い面の自覚」「新しい視点の発見」などが、実現要因には「自分の考え方や活動を振り返る機会」「現状を超える範囲の関係を持てる機会」「保健専門職同士が互いに褒め合い高め合えるような関係をつくる」が確認できた。本年度は、保健福祉活動の一つとして、保健計画策定及び推進に関わる活動を取り上げ、調査を実施した。方法は、市町村の健康増進計画策定及び推進を担当した保健師等の保健専門職と参加した住民3グループずつ計15名に対し面接によるインタビュー調査を行い、計画策定及び推進への参加経験における心理過程を調べた。結果、3グループのうち1つのグループが保健師と住民とのパートナーシップによりコミュニティ・エンパワメントがもたらされていることを確認した。その状態は、保健師は「困難感」など否定的な心理過程があったものの、「気づき」を得て、「信念・方針」を確かなものにし、「意欲」や「感謝」、「称賛」を現し、「達成感」の内容から目に見える成果を出していることが確認できた。住民は「信念・方針」「効力感」をもち、さらに成果を受けて「満足感」や次なる「意欲」をもっていた。保健計画策定及ぴ推進において保健師と住民とのパートナーシップによるコミュニティ・エンパワメントが引き起こされるためには、保健師の力を高めるための前提要因として、「自身の客体視による問題の意識化とよい面の自覚」、「新しい視点の発見」が必要と考えられた。さらに、その前提要因がもたらされるための「自分の考え方や活動を振り返る機会」、「現状を超える範囲の関係を持てる機会」、「保健専門職同士が互いに褒め合い高め合えるような関係をつくる」という実現要因が必要と考えられた。保健師の力が高まり、住民参加の成果を目に見えた形で計画へ反映させ、実行をすることが住民の力を高め、.計画推進やさらなる保健師の力の高まりにつながるという関係があると考えられた。
森林内遷移過程における初期侵入性菌類の分散と定着に関する研究

1.アンモニア菌をモデルとした野外集団の分散と定着の研究(1)野外集団の調査○モデル菌:Hebeloma spoliatumアシナガヌメリ,Copinopsis plyctidosporaザラミノヒトヨタケ○調査場所:東京大学千葉演習林のアカガシ・スダジイが混じるモミ林に,方形区(10x1m)を3箇所設けた.○発生子実体調査・解析:平成14年に15回,平成15年に10回,合計25回の野外調査をおこない,3つの方形区から,発生位置を平面図にプロットし,子実体を採集・分離し,解析をおこなった.(2)モデル菌のマイクロサテライトDNAの探索○目標:モデル菌アシナガヌメリのコロニー識別ならびに集団構成を明らかにするためのマーカー作出○内容:a)モデル菌のITS領域の塩基配列を比較したが,本領域では供試菌間にあまり変異が認められなかった.b)モデル菌のマイクロサテライトDNAの探索をおこない,今回新規にSSRマーカーを4つ作成し,野外集団構成を明解析する準備をおこなった.2.分類学的研究(アンモニア菌)●アンモニア菌Copinopsis phlyctidospora complex群(担子菌門,ハラタケ目,ナヨタケ科)の調査.汎世界的に分布すると考えられていた本種が,実は多くの近縁の種からなるcomplexであることが判明したため,その種分化現象を調査するため,今回,日本・ニュージーランド・豪州で調査をおこない,次の3隠蔽種を発見した.○ニュージーランドから得られたCopinopsis sp.(胞子表面は平滑)を新種として準備中.○奄美から得られたCopinopsis sp.(胞子表面がトゲ状)を新種として準備中.1.アンモニア菌をモデルとした野外集団の分散と定着の研究(1)野外集団の調査○モデル菌:Hebeloma spoliatumアシナガヌメリ,Copinopsis plyctidosporaザラミノヒトヨタケ○調査場所:東京大学千葉演習林のアカガシ・スダジイが混じるモミ林に,方形区(10x1m)を3箇所設けた.○発生子実体調査・解析:平成14年に15回,平成15年に10回,合計25回の野外調査をおこない,3つの方形区から,発生位置を平面図にプロットし,子実体を採集・分離し,解析をおこなった.(2)モデル菌のマイクロサテライトDNAの探索○目標:モデル菌アシナガヌメリのコロニー識別ならびに集団構成を明らかにするためのマーカー作出○内容:a)モデル菌のITS領域の塩基配列を比較したが,本領域では供試菌間にあまり変異が認められなかった.b)モデル菌のマイクロサテライトDNAの探索をおこない,今回新規にSSRマーカーを4つ作成し,野外集団構成を明解析する準備をおこなった.2.分類学的研究(アンモニア菌)●アンモニア菌Copinopsis phlyctidospora complex群(担子菌門,ハラタケ目,ナヨタケ科)の調査.汎世界的に分布すると考えられていた本種が,実は多くの近縁の種からなるcomplexであることが判明したため,その種分化現象を調査するため,今回,日本・ニュージーランド・豪州で調査をおこない,次の3隠蔽種を発見した.○ニュージーランドから得られたCopinopsis sp.(胞子表面は平滑)を新種として準備中.○奄美から得られたCopinopsis sp.(胞子表面がトゲ状)を新種として準備中.森林内の初期侵入性外生菌根菌の分散と定着の現象を解明するために,モデルとして,アンモニア菌を選択した.菌根性のアンモニア菌としてはHebeloma spoliatumアシナガヌメリ,Hebeloma vinosophyllumアカヒダワカフサタケ,Alnicola loctariolensアカヒダワカフサタケモドキなどが知られているが,千葉県での野外実験の実施を考慮し,千葉県で豊富に採取される,アシナガヌメリを材料に選択した.野外集団のコロニーを採集する野外実験区として千葉県内の,イヌシデ・コナラ林,アカガシ・スダジイ林の2ヵ所を選択し材料採取の準備をおこなった.また,アシナガヌメリのコロニー識別ならぴに集団構成を明らかにするため,複数の菌株ならびに標本を供試し,それらのITS領域の塩基配列を比較した.PCRプライマーはWhite et al.のITS4ならびにITS5を用い,遺伝子の増幅後,DNA断片をベクタープラスミドにクローニングし,塩基配列の決定を行った.その結果,本領域では供試菌間にあまり変異が認められず,本菌の集団解析を行うためにはより変異の大きな遺伝子領域を探索する必要性が明らかとなった.そこで,子嚢菌類でクローン識別に利用されているマイクロサテライトDNAの探索を試みた.マイクロサテライトDNA領域ならびにその近傍における変異の検出には(GA)8,(GAG)6,(CTT)6をプライマーとして用いたPCRを行い,増幅されたDNAバンドパターンの違いを調べた.(GA)8ならびに(CTT)6を用いPCRを行った場合,得られたDNAバンドパターンは供試菌間で異なっていた.現在,得られたPCR産物を用いて,ゲノミックライブラリーをスクリーニングし,マイクロサテライトDNA領域の塩基配列を明らかにすることを試みている.森林内の初期侵入性外生菌根菌・腐生菌の分散と定着の現象を解明するために,モデルとして,アンモニア菌を選択した.菌根性のアンモニア菌としてはHebeloma spoliatumアシナガヌメリ,腐生菌としてはザラミノヒトヨタケCoprinus phlyctidosporusを選択した.

野外集団のコロニーを調査するために,野外実験区を東京大学千葉演習林(千葉県)のアカガシ・スダジイが混じるモミ林に,今年度10×1mの方形区を3箇所設け,4月から5月にかけて,尿素処理をおこない,その後に発生する子実体を,5月から12月にかけて,合計15回調査した.その結果3箇所の方形区から,それぞれ約500の子実体が得られ,アシナガヌメリ226菌株,ザラミノヒトヨタケ284菌株を分離した.また発生した子実体の位置は平面図にプロットした.得られたアシナガヌメリのコロニー識別ならびに集団構成を明らかにするため,それらのITS領域の塩基配列を比較した.PCRプライマーはWhite et al.のITS4ならびにITS5を用い,遺伝子の増幅後,DNA断片をベクタープラスミドにクローニングし,塩基配列の決定を行った.その結果,本領域では供試菌間にあまり変異が認められず,本菌の集団解析を行うためにはより変異の大きな遺伝子領域を探索する必要性が明らかとなった.そこで,子嚢菌類でクローン識別に利用されているマイクロサテライトDNAの探索を試みた.現在,得られたPCR産物を用いて,ゲノミックライブラリーをスクリーニングし,マイクロサテライトDNA領域の塩基配列を明らかにすることを試みている.森林内の初期侵入性外生菌根菌の分散と定着の現象を解明するために,モデルとして,アンモニア菌であるHebeloma spoliatumアシナガヌメリを選択した.野外集団のコロニーを調査するために,野外実験区を東京大学千葉演習林(千葉県天津小湊町)のアカガシ・スダジイが混じるモミ林に,10 x1mの方形区を3箇所設け,平成14年4月から5月かけて尿素処理をおこない,その後に発生する子実体を,平成14年に引き続き,平成15年6月から平成16年2月にかけて,合計10回の現地調査をおこなった.3箇所の方形区からアシナガヌメリ子実体を採集・分離した。また発生した子実体の位置は平面図にプロットした.得られたアシナガヌメリのコロニー識別ならびに集団構成を明らかにするため,マイクロサテライトDNAの探索を試みた。まず、マイクロサテライトの構成要素であるSimple sequence repaetsを含むPCRプライマーをもちいてPCRを行った。プライマーとしては、5'-DDB(CCA)5-3',5'-DHB(CGA)5-3',5'-YHY(GT)5G-3'を使用した。種々の条件検討の結果、5'-YHY(GT)5G-3'を用いたPCRにおいて複数のバンドの増幅が認められた。そこで、本PCR産物をクローニング・塩基配列を決定し、マイクロサテライト近傍の片側に存在する特異配列を得た。現在、ペアーとなる特異配列の探索を行っている。
植物油のミスト化とパルス放電によるバイオディーゼル合成の高速化

この研究では、バイオディーゼル燃料製造プロセスにおいて、植物油をミスト化してパルス放電下、メタノール気流中にて触媒粉体と共に反応させるという気液固の3相反応場を導入し、高速かつ高効率にバイオディーゼル燃料を製造できるプロセスの開発を試みたものである。研究の結果、放電の導入は効果が見られたが副生成物も生成するため、この導入は適切ではないこと、一方、トリオレインと触媒をミスト化して噴霧する場合には、反応界面の増加や反応温度をメタノールの沸点以上に上げられることから、反応速度の向上が確認され、常圧下、高温でバイオディーゼル高速合成を実現する方法として有望であると結論された。今年度の活動は大きく2つに分けられる。一つは、バイオディーゼルである肪酸メチルエステル(FAME)合成におけるパルス放電効果の検証であり、もう一つはミスト噴霧が可能な新規反応装置の作成である。前者においては、固体触媒を添加したトリオレインとメタノール混合溶液中にパルス放電を導入して、各種放電条件(電極間距離、電圧、電界強度、投入電力)がFAME合成反応に与える影響を調べた。その結果、投入電力が低い条件でFAMEの収率が向上した。この条件下では、液滴の微細化と、触媒である酸化カルシウムのカルシウムグリセロキシドへの変性が見られた。一方、電力が大きい条件ではFAMEの収率に変化がなかったが、トリオレインの転化率が低下した。この際は、液滴の微細化は同様に観察されたが、触媒が水酸化カルシウムへ変性したことに加え、反応物の炭化が見られた。これらの結果から放電による反応の促進効果には、活性種の生成に伴うメタノールアルコキシドの生成、放電の衝撃による液滴の微細化が考えられ、一方、反応を抑制する効果としては、放電による局所的な温度の上昇による原料のトリオレインと生成物のFAMEの熱分解、および触媒表面への炭化物の付着による活性低下、そして放電により生じた水による触媒の水酸化カルシウムへの劣化が考えられた。そして結論として、適度な放電投入電力が好ましいことが示された。一方、後者の反応装置の作成では、噴霧方法として液を導入できる超音波振動ノズルの採用を決め、メタノール気相中に導入すべく、装置作成に取りかかっている。今年度の主な活動は、昨年度実施できなかったミストによるバイオディーゼル合成実験である。固体触媒を添加したトリオレインをメタノール気相中に噴霧可能な実験装置を作成し、その有効性を検討した。また、昨年度のパルス放電の結果を踏まえ、固体触媒を添加したトリオレイン液中にメタノール蒸気を吹き込むことが可能な実験装置も作成し、この装置での効果も検証した。すなわち、共に3相共存の新規反応場を提供するが、前者は連続相がガス相であり、後者は液相となる。実験の結果、両反応器共にバイオディーゼルである肪酸メチルエステル(FAME)合成に成功した。また、前者の反応器では超音波ノズルを用いることで連続的に安定して噴霧が可能となり、後者の反応器でも超音波によるメタノール気泡の崩壊、混合が転化率を向上させた。前者の実験において、触媒添加量を増加させたところ、転化率は上昇した。また、噴霧量には最適値が存在し、これは噴霧量により液滴数は大きくなるが、同時に大きさも大きくなること、さらに液滴が壁面に付着してしまう影響など複合的な要因が考えられた。反応器の温度を変化させると、高温で転化率が上昇した。液滴のメタノール中での滞留時間を長くするために噴霧位置を変更した実験を行った結果、その効果もみられた。そして、滞留時間を基に、連続相が液相の実験結果と比較した結果、本提案であるトリオレインミストを用いた場合が優位となることが示された。これまで、放電の効果とミストの効果を明らかにすることができ、本研究の目的を考慮すると十分な成果と思われるが、現状においてミストの効果が十分に検証されておらず、当初の計画から少し遅れているといえる。今年度は本研究の最終年度にあたるため、これまでの研究成果を振り返り、バイオディーゼル合成について、一番プロセスとして実現性が高いと考えられたミストによるバイオディーゼル合成について集中的に実験を進めた。昨年度の装置では、噴霧した液滴が壁面付着を起こすため、反応器の径を太くしこれを削減し、さらに液滴の滞留時間を長くするため、反応器の高さも長くして実験を進めた。その結果、添加率の大幅な上昇が達成された。また転化率の経時変化から、この方法において、反応初期の反応速度が遅く、転化率が上昇すると共に反応速度が上がる傾向が観察された。これは通常の液相バイオディーゼル反応にも見られる現象であり、従って、メタノールのトリオレイン液滴への溶解が影響していると推測された。すなわち、反応が進むにつれてジオレインやモノオレインなどの反応中間体が生成し、これらの中間体がメタノール溶解に効果を示すということである。そしてこれまで3年間で得られた成果を総括し、まず当初想定していた放電の導入は効果が見られる一方で、副生成物の生成のため、プロセス化を考えるとこの導入は適切ではないこと、一方、もう一つの提案であったトリオレインを、固体触媒を含む形で超音波によりミスト化してメタノール中に噴霧する場合には、反応界面の増加や反応温度をメタノールの沸点以上に上げられることから反応速度を大幅に上昇させることができ、この提案の有効性を確認できた。そして本提案法は、バイオディーゼル合成において、常圧下で前例のない高温で高速合成を実現する方法として有望であると結論された。

この研究では、バイオディーゼル燃料製造プロセスにおいて、植物油をミスト化してパルス放電下、メタノール気流中にて触媒粉体と共に反応させるという気液固の3相反応場を導入し、高速かつ高効率にバイオディーゼル燃料を製造できるプロセスの開発を試みたものである。研究の結果、放電の導入は効果が見られたが副生成物も生成するため、この導入は適切ではないこと、一方、トリオレインと触媒をミスト化して噴霧する場合には、反応界面の増加や反応温度をメタノールの沸点以上に上げられることから、反応速度の向上が確認され、常圧下、高温でバイオディーゼル高速合成を実現する方法として有望であると結論された。当初、平成27年度に行う予定であった放電の効果を明らかにできたため、今後の実験において最適な放電条件を設定する上で大きな指針を得たことは十分な成果と考えるが、計画しているミスト実験に至っておらず、進捗がやや遅れているとした。ただし、噴霧装置も用意でき、27年度には直ぐに実験が開始できると考えている。平成28年度は、まずミストの効果を、滞留時間やミストの分散状態を変えて調べる。加えて、その装置に放電を組み込み、その効果を検証する。これらと平行して、プロセスシミュレータによりこのプロセスを評価する。そして、今後の研究展開と実用化への指針について言及する。工学平成27年度は、早急に実験装置を完成させた後、直ちに実験に取りかかる。実験はメタノール蒸気で満たした反応器の上部から、触媒を混入させたトリオレインを超音波噴霧し、反応器下部に貯まる生成物を分析する。放電条件は今年度得られた結果を基準とし、各種ミスト生成条件や触媒の種類・粒径等も変化させて、それらのFAME合成反応への効果を調べ、機構の解析や律速段階の特定をとおして、高速FAME合成の最適条件の探索を進める。