hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
次世代乱流燃焼モデル開発のための燃焼室形状と熱化学条件を考慮した乱流火炎のＤＮＳ

化学反応機構としては、気相反応には、水素ー空気詳細反応機構を、壁面及びその近傍については、表面反応、吸着、脱離等、壁面及びその近傍での燃焼に重要な化学プロセスを考慮した水素ー酸素表面反応機構等を用いた。今年度は、壁面境界条件を、熱損失を考慮しない断熱境界条件、熱損失を考慮した等温境界条件とした場合に、壁面境界上での吸着種について比較、検討した。その結果、燃焼において重要な役割を果たす酸素原子が壁面境界上に吸着した濃度について、断熱境界条件と等温境界条件では、乱流火炎よりも下流に於いて異なっている事が明らかとなった。本研究期間全体では、壁面近傍に於ける様々な熱的条件及び化学的条件を可能な限り考慮した乱流燃焼場に於ける、壁面近傍での乱流火炎の経時的な振舞いや、壁面に於ける熱的条件が乱流火炎に及ぼす影響、更に、壁面上での吸着種の詳細について、一定程度明らかにする事が出来た。熱工学本研究の目的である、従来の乱流燃焼モデルに代わり、燃焼器の開発や設計ツールとして利用可能な新たな乱流燃焼モデルを開発するために、従来考慮されなかった燃焼室内の異なる形状の壁面近傍における様々な熱的条件および化学的条件を可能な限り考慮した乱流燃焼場の直接数値計算(DNS)を実行して高精度のデータベースを構築するためには、長時間にわたる壁面近傍の乱流予混合火炎に関連する現象の経時変化を適切に把握したり、計算境界条件を適切に設定したりする必要がある。本研究で用いる計算手法であるDNSは、厳密な計算が可能であるが、長い計算時間が必要であることに加え、当該現象の経時変化が当初予想した範囲を超えていたことや、計算境界条件の取扱いに想定以上の困難さが伴ったため、当初の研究実施計画に対して、やや遅れている状態である。本研究の目的である、従来の乱流燃焼モデルに代わり、燃焼器の開発や設計ツールとして利用可能な新たな乱流燃焼モデルを開発するために、従来考慮されなかった燃焼室内の異なる形状の壁面近傍における様々な熱的条件および化学的条件を可能な限り考慮した乱流燃焼場の直接数値計算(DNS)を実行して高精度のデータベースを構築するためには、比較的長時間にわたって、壁面近傍の乱流予混合火炎に関連する現象の経時変化を適切に把握する必要がある。本研究で用いる計算手法であるDNSは、厳密な計算が可能であるが、長い計算時間が必要であり、また、当該現象の経時変化が当初予想した範囲を超えていたため、当初の研究実施計画に対するという意味では、やや遅れている状態である。これまでに、熱的並びに化学的条件の影響に関する調査が概ね完了したため、その結果に基づいて、計算境界条件のうち、壁面とする境界を変更して、実用燃焼器内の幾何的条件を模擬した計算領域における調査と、物質拡散に対する熱拡散の比であるLewis数を変更した調査を実施する予定である。現在までの研究で判明した壁面近傍の乱流予混合火炎に関連する現象の経時変化が、当初予想した範囲を超えていたことから、当初の研究実施計画のうち、このことにより関連性の深い壁面境界条件について、熱的並びに化学的条件の影響に関する調査をまず実施する。その結果に基づいて、計算境界条件のうち、壁面とする境界を変更して、実用燃焼器内の幾何的条件を模擬した計算領域における調査を実施する。当該年度までの研究の進捗状況がやや遅れていることに伴い、当該年度までの各費目における支出もやや抑制されたため。交付申請書において当該年度までに各費目で予定されていた支出に加え、次年度に各費目で予定されていた支出を行う予定である。当初の使用計画の通り、本研究の実施に必要なスーパーコンピュータの利用料と、構築したDNSデータベースの保存のためのNASの購入、及び研究成果の発表等に使用する計画である。
高齢ランナーの呼吸循環機能の加齢変化とその規定因子に関する縦断研究

中高年マスターズランナーの呼吸循環機能に関するフォローアップスタデイを実施した。対象者は、男性では1回目の検査時に40以上60歳以下の中年(n=12,M>40)、60歳以上65歳以下(n=9,M>60)、及び65歳以上の高齢者(n=8,M>65)、女性では35歳以上の閉経前の中年(n=6,F-Pre)と閉経後の中高年者(n=8,F-Post)である。男性ランナーは6.58年、女性ランナーは約5年経過した時点で再検査を行い、Vo2max(ml/kg/min),HRmax(beat/min),02pulse(ml/kg/beat)の加齢変化を検討した。男女とも身体的特徴には変化は認められなかった。女性ランナーにおいては、トレーニング距離の変化はF-Pre:59±23→46±33km/wk,F-Post:44±25→33±21km/wkであった。Vo2maxはF-Pre:48.1±5.7→47.8±5.8,F-Post:40.8±5.6→39.2±5.1であり、ほとんど変化していなかった。心拍数の変化はF-Pre:178±10→172±8,F-Post:171±6→170±5であった。02pulseの変化はF-Pre:0.27±0.04→0.28±0.03,F-Post:0.24±0.03→0.23±0.03であった。本研究結果は、加齢に伴う呼吸循環機能の低下は中年期においては少ないが、60歳以上の高齢者では顕著であることを示唆している。
突然変異誘発による口唇口蓋裂モデルマウスの作製と遺伝子解析

本研究では口唇口蓋裂(CL/P)関連遺伝子の突然変異による遺伝的因子の解明を目的としたモデルマウスの作製を行った。自然発生突然変異の多くは点突然変異であり、遺伝子異常の多くは父親由来、すなわち精子ゲノムの変異に由来する。ENUは強力な化学変異原で、塩基置換による点突然変異を誘発することで知られていることから、雄マウスにENUを投与することで精原細胞のゲノム上に点突然変異をランダムに発生させ、3世代にわたり表現型のスクリーニングを行い、CL/Pの発生率を検討した。10週令のICR系、A/J系雄マウスにENU250mg/kgを腹腔内投与し、それぞれの同系雌マウスと交配を行った。第一世代(G0)で観察できる表現型は優性変異、G1とG2を戻し交配させてできた第三世代(G3)で観察できる表現型は劣性変異と考えられる。その結果、ICR系ではG1およびG3世代で口蓋裂(CPO)発生率が増加した。また、G3世代の方が有意に発生率が高かった。口唇裂(CL)および唇顎口蓋裂(CLP)は認められなかった。A/J系では、G1およびG3とも同程度にCL/P発生率が増加していたが、G3ではCPOの割合が増加していた。ENUはランダムに変異を誘発することから、CPOの方がより多くの遺伝子が関与していることが示唆された。また、系により発生率や裂型の差が認められたことは多因子疾患であるCL/Pの特徴を反映しており、疾患モデルとして有用であると考えられた。口唇口蓋裂(CL/P)の発症原因は未だ不明な点が多く、遺伝的因子と環境的因子の双方からなる多因子閾説が有力である。本研究では、口唇口蓋裂の遺伝的因子を解明するために精原細胞に突然変異を誘発し、口唇口蓋裂モデルマウスの作製とその変異遺伝子を解析しようとするものである。初年度である平成14年度はモデルマウスの作製を行った。ENU(N-ethyl-N-nitrosourea)を雄マウスに腹腔内投与し、雄精原細胞のゲノムに点突然変異をランダムに誘発させた。投与100日後より交配させ、優生遺伝形式をとるG1世代と劣性遺伝形式をとるG3世代の個体を得た。各系500以上の個体数を得、これらをすべて実体顕微鏡下で観察し、表現型のスクリーニングを行なった。その結果、CL/P自然発生系A/Jマウスでは、G1およびG3世代にともに、コントロール群に比較してCL/Pの発生率が増加していた。対照群として、CL/P発生が希で、他疾患モデルとの比較が容易なICR系マウスにおいても、CL/P発生が認められた。これらは、多遺伝子疾患であるCL/Pには最適なモデルであり、今までの実験系に比べ、よりヒトに近いモデルマウスを確立したといえる。現在、これらすべての口唇口蓋裂発現マウスの組織を-80度で冷凍保管し、組織からのDNAおよびRNAの抽出までが終了している。ここまでの成果は第16回国際口腔外科学会で報告する予定である。次年度はPCR-SSCP法にて候補遺伝子の変異スクリーニングを行い、変異の認められるサンプルについてはダイレクトシークエンス法にて塩基配列を決定する予定である。これら遺伝子異常を特定し、CL/P発生との関わりを直接明らかにすることが可能となり、各種の予防方法を症例ごとに最適化するオーダーメード医療へつながるものと思われる。
有機導電体金属塩による電極表面の改質とその電気化学計測への応用

本年度は、有機導電性化合物を構成する電子受容体として知られているジクロロジシアノベンゾキノンの還元体の金属塩生成による電極表面の改質について検討した。まず、リチウムイオン共存下アセトニトリル中での還元反応においては、ダイアニオン種がリチウムイオンと反応して電極表面にラジカル塩を生成することがわかった。このとき、類似した構造を持つテトラクロロベンゾキノンを共存させ改質電極表面での電子移動反応を解析した結果、リチウムイオン濃度に応じてアニオンラジカル生成を許容したり阻害したりする様子が観測できた。次に、マグネシウムイオン共存下で検討した。その結果、この場合はジクロロジシアノベンゾキノンアニオンラジカルとマグネシウムイオンが反応して電極表面にアニオンラジカル塩が生成することがわかった。そのため、テトラクロロベンゾキノンを共存させた場合には、その電子移動は完全にに阻害されることがわかった。これらの結果は、非水溶媒中でのイオンの検出や分析にも応用できるものと考える。また、本年度は、有機ラジカル塩の生成過程の解析を進める目的で、新しく開発した電気化学-顕微CCD検出法を用いて解析についても検討した。その結果、芳香族有機化合物であるペリレンカチオンラジカルの塩析出反応過程において、電解酸化時に二種の結晶形態の構造が電解析出することを見いだした。すなわち、一方は過塩素酸イオン共存下で生成する金色の微結晶体であり、もう一方は電解をさらに継続した場合に見られる黒色の針状結晶体である。また、これらの生成過程は、電解条件や電解時に共存するアニオンの種類によって、大きく変化することもわかった。本年度は、有機導電性化合物を構成する電子受容体として知られているテトラシアノキノジメタン(TCNQ)還元体のアルカリ土類金属塩による電極表面の改質について検討した。電解析出反応を詳細に検討する目的で、まず、マグネシウムイオンやバリウムイオン共存下アセトニトリル中でのTCNQの電解還元反応について、サイクリックボルタンメトリー(CV)法を用いて解析を行った。その結果、アニオンラジカルを生成する還元反応は共存金属イオンの影響を全く受けないのに対して、ダイア二オン生成に対応する還元過程が大きく影響されることがわかった。具体的には、ダイアニオン生成過程の還元電位が正側にシフトするとともに応答波形が変化し、かつ折返掃引時には吸着析出物の脱離反応に起因するような2種類の酸化ピークが観測された。この電極反応過程に関して、電解ESR及びEQCMによって詳細な解析を行った結果、ダイアニオンの生成電位を印加しているのにも関わらず、電極表面ではアニオンラジカルの金属塩が構造成長することがわかった。また、その成長機構については、EQCM測定における質量増加の測定から金属イオンとアニオンラジカルが1:2の組成ユニットで成長していることが明らかとなり、その電極反応機構として、TCNQダイアニオンの生成をキーステップとして金属イオンを介在したアニオンラジカルダイマーが生成し構造成長するモデルを提出できた。そこでさらに、構造成長の鍵となるダイアニオンの生成に関する確証を得るために、共鳴ラマン分光法を用いて析出物の表面分析を行った。その結果、514.5nmの励起においてTCNQダイアニオンの酸化生成物がラマンスベクトルから確認でき、ダイアニオン生成を鍵とする機構に関して実証できた。
糸状菌における糖質関連酵素遺伝子群の発現制御に関する分子生物学的解析とその応用

これまでにAspergillus oryzae JCM02239から単離した典型的な誘導酵素であるタカアミラーゼA(TAA)遺伝子の構造特性を明らかにし、Aspergillus nidulansを宿主としてTAA遺伝子の発現特性について解析してきた。すなわち、誘導条件ではプロモーター領域に存在するシスエレメントCCAAT配列が高発現に不可欠であり、CCAAT配列と特異的に結合する転写促進因子AnCPにより、TAA遺伝子発現が高進することを示した。本研究は再生産利用可能な糖質資源の高効率利用を目標に、これまでのタカアミラーゼA遺伝子に関する解析成果を更に分子レベルで詳細に解析するとともに、セルラーゼ、キシラナーゼ等糖質資化に関わる糖質関連酵素群の遺伝子発現特性ならびに制御系のネットワークを分子レベルで解明し、広範な多糖類を基質とした糸状菌の高度利用に新局面を拓く事を目的とした。実際には、アミラーゼ、セルラーゼ、キシラナーゼ遺伝子群の誘導発現機構をタカアミラーゼAを中心して解析するとともに、転写促進因子AnCP(CCAAT結合因子)の単離とAnCP遺伝子の分離を試み、CCAAT配列結合因子の一成分HAPCを分子生物学的に解析した。発現抑制に関しては、カタボライト抑制因子CREAのタカアミラーゼA遺伝子プロモーター上での結合特性について解析した。また、発現誘導に関してはシスエレメント(SRE)の特定と結合因子SREBの存在を示唆した。セルラーゼについてはA.nidulansよりCMCで誘導されるeglA遺伝子を分離し、塩基配列を決定した。キシラナーゼについてはC.gracileに由来するcgxA遺伝子の発現を抑制するシスエレメントならびに抑制因子の存在を示し、また、A.oryzaeに由来するeynFI遺伝子のプロモーター領域の解析を行った。タカアミラーゼA遺伝子の転写促進因子AnCPは、大量培養した菌体から核画分を調製後、核タンパク質を抽出し、ヘパリンカラム等を使用して部分精製した。このサンプルを用いて、さらに高度に精製を試みた結果、約30kDaのタンパク質がCCAAT結合活性を有していることを明らかにすることができた。一方、オーストラリアのHynes等によりクローン化されたhapC cDNAを使用して、MalEとの融合タンパク質として大腸菌内で発現させ、HapCタンパク質を大量に調製した。このタンパク質に対するウサギ抗体を作製し、ウエスタンブロッティング解析を行った結果、上記約30kDaのタンパク質には複数のタンパク質が含まれ、複合体を形成してDNAに結合したと推測した。また、様々な解析からA.nidulansにも酵母と同様なHap複合体が存在することが示唆された。一方、A.nidulansHapC変異体には全くCCAAT結合活性を検出できなかったばかりか、この核タンパク質にHapCのMalE融合タンパク質を混合しても、結合活性を再構築できなかった。今後、これらの現象をさらに解析する予定である。C.gracile由来のキシラナーゼ遺伝子はA.nidulans内で構成的に発現するが、5'非翻訳領域を順次欠損させると、その発現量が100倍にも増加した。現在、その理由について分子レベルで解析を行っているが、本質的には本遺伝子は構成的に発現しているため、今後はA.oryzaeに由来するキシラナーゼ遺伝子を解析する予定である。一方、A.nidulansセルラーゼについては酵素精製を試み、3種類のセルラーゼが存在することを明らかにし、そのうち最大に発現している35kDaの酵素の部分アミノ酸配列を決定し、本酵素遺伝子の部分的なクローン化に成功している。

すなわち、誘導条件下ではプロモーター領域に存在するシスエレメントCCAAT配列が高発現に不可欠であり、CAAT配列と特異的に結合する転写促進因子AnCPにより、TAA遺伝子発現が高進することを示した。本研究は再生産利用可能な糖質資源の高効率利用を目標に、これまでのタカアミラーゼA遺伝子に関する解析成果を更に分子レベルで詳細に解析するとともに、セルラーゼ、キシラナーゼ等糖質資化に関わる糖質関連酵素群の遺伝子発現特性ならびに制御系のネットワークを分子レベルで解明し、広範な多糖類を気質とした糸状菌の高度利用に新局面を拓く事を目的とした。実際には、アミラーゼ、セルラーゼ、キシラナーゼ遺伝子群の誘導発現機構をタカアミラーゼAを中心して解析するとともに、転写促進因子AnCP(CCAAT結合因子)の単離とAnCP遺伝子の分離を試み、CAAT配列結合因子の一成分HAPCを分子生物学的に解析した。発現制御に関しては、カタボライト抑制因子CREAのタカアミラーゼA遺伝子プロモーター上で結合特性について解析した。また、発現誘導に関してはシスエレメント(SRE)の特定と結合因子SREBの存在を示唆した。セルラーゼについてはA.nidulansよりCMCで誘導されるeglA遺伝子を分離し、塩基配列を決定した。キシラナーゼについてはC.gracileに由来するcgxA遺伝子の発現を抑制するシスエレメントならびに抑制因子の存在を示し、また、A.oryzaeに由来するxynFl遺伝子のプロモーター領域の解析を行った。
汚染空気の酸化作用に対する樹皮タンニンの低減効果の解明

液相で高い抗酸化能を持つ縮合型タンニンの気相抗酸化能を検討した。タンニンは、気相において代表的な大気汚染物質である二酸化窒素の酸化作用を抑制する効果があり、単量体のカテキンよりも重合物であるタンニンにおいて高いことが明らかになった。また、タンニンは二酸化窒素除去能があること、A環の水酸基は除去能に影響せずB環の水酸基が重要であること、pyrogallol型のB環構造がcatechol型よりも高い除去能であることが分かった。さらに、電子供与性の置換基により除去能が増加することが明らかになり、B環の電子密度を高める化学変換により、タンニンの二酸化窒素除去能の向上が期待できることが示唆された。縮合型タンニンは、樹皮に豊富に含まれる高分子ポリフェノール成分であり、抗酸化能、蛋白質吸着能、ホルムアルデヒド吸着能等の多くの有用機能を持つ。環境汚染物質の一つである二酸化窒素は高い酸化作用等があり、様々な疾患の要因となっている。その除去剤としては、天然物由来のトドマツ葉油等が報告がされている。タンニンは高い抗酸化能を持つが、その評価は液相中での試験がほとんどであり、気相下での抗酸化能は明らかにされていない。本研究では、タンニンの気相抗酸化能を明らかにするために、二酸化窒素の酸化作用に対するタンニンの低減効果を検討した。国産及び外国産樹木の樹皮等からタンニンを抽出・精製し、フラバノール構成単位、構成芳香核、分子量等の化学的性状を明らかにした。気相抗酸化試験は、精油の気相抗酸化試験法に準じて行い、リノール酸と二酸化窒素ガスを反応させ、酸化されたリノール酸の吸光度の測定により、気相抗酸化能を評価した。その結果、タンニンは二酸化窒素による気相下での酸化作用を抑制する効果を有することを見出した。また、この効果は単量体よりも重合物であるタンニンにおいて高いことも明らかになった。この要因の全体像は不明であるが、酸化作用を誘導している二酸化窒素の除去効果も一因であると考えられる。国内及び外国産樹木の樹皮等からタンニンを抽出・精製し、それらの化学特性を分析し、化学特性の異なるタンニンを得ることができた。また、精油における気相抗酸化試験法に準じてタンニンの気相抗酸化試験法を確立することができた。今年度の研究計画は、おおむね順調に進展している。縮合型タンニンは、樹皮に豊富に含まれる高分子ポリフェノール成分であり、高い抗酸化能を持つ。タンニンの抗酸化能は、フリーラジカル消去能等により液相の試験方法で評価されることが多く、気相での抗酸化能は明らかにされていない。本研究では、酸化促進剤である二酸化窒素を用いて、タンニンの気相における抗酸化能を検討した。タンニンは、フラバノール構成単位、構成芳香核、分子量等の化学的性状を明らかにし、気相抗酸化能試験に供した。その結果、タンニンは気相抗酸化能を持つこと、また、Pyrogallol型のB環構造を持つタンニンが、Catechol型のB環構造を持つタンニンより高い気相抗酸化能であることが分かった。このことから、気相抗酸化能にはタンニンの水酸基が関わっており、特にB環構造の水酸基が影響することが考えられた。また、タンニンと二酸化窒素との反応を明らかにするため、二酸化窒素除去能を測定した結果、タンニンは二酸化窒素と反応し、除去する機能を持つことが明らかになった。一方、タンニンの主要な構成単位の一つであるカテキンでは、二酸化窒素除去能は認められず、単量体よりも重合物であるタンニンにおいて二酸化窒素除去能は高い傾向があった。二酸化窒素除去能に対する水酸基の影響を明らかにするため、水酸基をアセチル化したタンニンを調製し、二酸化窒素除去試験を行った。その結果、アセチル化タンニンでは、二酸化窒素除去能が大きく減少した。このことから、タンニンの二酸化窒素除去能には水酸基が関わっていることが示唆された。フラバノール構成単位、構成芳香核、分子量等の化学的性状が明らかであるタンニンを用いて、気相抗酸化能試験を行った。その結果、Pyrogallol型のB環構造を持つタンニンが、Catechol型のB環構造を持つタンニンより高い気相抗酸化能であることが分かった。気相抗酸化能にはタンニンの化学構造のうち、特にB環構造の水酸基が影響することを明らかにした。また、タンニンと二酸化窒素との反応について検討した結果、タンニンは二酸化窒素に対して反応・除去する機能を持つこと、また、その反応部位は水酸基であることを明らかにした。今年度の研究計画はおおむね順調に進展している。本研究は、汚染空気の酸化作用に対する樹皮タンニンの低減効果を明らかにすることを目的に実施した。期間を通して以下の成果が得られた。樹皮タンニンは、気相において二酸化窒素によるリノール酸の酸化を抑制する効果があった。また、この効果は単量体よりも重合物であるタンニンにおいて高いことが明らかになった。酸化作用の低減メカニズムを明らかにするため、タンニンと二酸化窒素の反応を検討した結果、タンニンは二酸化窒素を除去する機能があり、かつ単量体よりも重合物であるタンニンが高いことが分かった。タンニンの重合度と二酸化窒素除去能との関係を検討した結果、オリゴマーよりポリマーで除去能が高い傾向があったが、樹種によりその傾向に差があった。

タンニンの二酸化窒素除去機構について検討するため、タンニンの構成芳香核のモデル化合物を用いて検討した結果、B環構成芳香核であるcatechol、pyrogallolは除去能があったが、A環構成芳香核であるresorcinol、phloroglucinolは除去能がなかった。このことからA環構造の水酸基は除去能に影響せず、B環構造の水酸基が重要であることが分かった。また、B環構成芳香核を比較したところ、pyrogallol型の芳香核が除去能に有利であることが分かった。また、B環構成芳香核の誘導体を比較した結果、電子供与性の置換基を持つ構造では除去能が増加し、電子求引性の置換基を持つ構造は減少することが分かった。このことから、B環芳香核の電子密度が除去能に大きく影響することが明らかになった。以上の結果から、タンニンの二酸化窒素除去能は、B環構成芳香核の電子密度を高める化学変換により向上できる可能性が示唆された。液相で高い抗酸化能を持つ縮合型タンニンの気相抗酸化能を検討した。タンニンは、気相において代表的な大気汚染物質である二酸化窒素の酸化作用を抑制する効果があり、単量体のカテキンよりも重合物であるタンニンにおいて高いことが明らかになった。また、タンニンは二酸化窒素除去能があること、A環の水酸基は除去能に影響せずB環の水酸基が重要であること、pyrogallol型のB環構造がcatechol型よりも高い除去能であることが分かった。さらに、電子供与性の置換基により除去能が増加することが明らかになり、B環の電子密度を高める化学変換により、タンニンの二酸化窒素除去能の向上が期待できることが示唆された。今年度に確立されたタンニンの気相抗酸化試験法を用いて、フラバノール構成単位、構成芳香核、分子量等の化学的性状の異なるタンニンの気相抗酸化能を明らかにする。これまでの成果から、タンニンの気相抗酸化能は、構成芳香核であるB環構造が大きく影響すること、また、タンニンの二酸化窒素除去能は、水酸基が影響することが明らかになった。したがって、今後の研究の推進方策としては、低分子量フラバノール化合物等をモデル化合物として用いて、気相抗酸化能に影響する活性部位を明らかにする。また、これらの成果をまとめて、タンニンと気相抗酸化能の反応機構を解明する。樹木化学試料採取のための出張が予定より短い日程で行えたため、次年度使用額が生じた。本年度予定していた物品購入が予定より安価で購入できたことにより、物品購入費が変更したため、次年度使用額が生じた。気相抗酸化試験及びタンニンの分析に必要な実験器具、試薬類を支出する。効率化のため、実験補助員を雇う。気相抗酸化能試験及びタンニンの分析に必要な試薬類、分析器具を支出する。実験の効率化のため、補助員を雇う。
イオンビームを利用する特殊形状基板上での高機能酸化チタン光触媒の創製

近年、酸化チタン光触媒を有害物質を含む汚染水処理や超純水の製造に応用する研究が活発である。しかし、光触媒反応の多くは微粒子光触媒を用いた懸濁系液相反応で行われるため、反応後の光触媒の回収が極めて困難である。このため、光触媒プロセスの実用化には液相からの分離回収・再使用に適した形態の酸化チタン光触媒を設計することが必須である。本研究では、クラスターイオンビーム法を用いることでポーラスバイコールガラス上に膜厚を任意に制御した均一かつ透明な薄膜上の酸化チタン光触媒の調製に成功した。UV-VISおよびXAFS測定により、膜厚が300nm以下の極めて薄い試料においても結晶性の高いアナタース型の酸化チタン層の形成が確認された。この薄膜酸化チタン光触媒は紫外光照射下でNOをN_2とO_2およびN_2Oに光触媒的に分解した。さらに、イオン注入法により、薄膜酸化チタン光触媒に極微小量のCrやVなどの遷移金属イオンを注入することで、可視光を吸収し可視光照射下でNOを分解する第2世代の薄膜酸化チタン光触媒の創製に成功した。さらに、薄膜調整法としてマグネトロンスパッタ法を用いることで、イオン注入を行わなくても可視光応答性を示す酸化チタン薄膜触媒の調製に初めて成功した。この触媒は可視光照射下および紫外光照射下両方においても高いNo分解活性を示した。XPS測定により、可視光応答型の酸化チタン薄膜は表面から内部に入るにつれてTi/O元素比が連続的に変化する傾斜組成であり、最表面は量論的なTiO_2の組成を取っていることがわかり、これらの傾斜組成が酸化チタン薄膜の可視光応答性の発現に重要な役割をなしていることを見いだした。従来の酸化チタン薄膜では太陽光の約34%しか利用できなかったのに対し、これら可視光応答型の酸化チタン薄膜工触媒は約3040%の太陽光を利用することが可能な新しい光触媒系であることを明らかにした。しかし、光触媒反応の多くは粉末状の微粒子光触媒を用いた懸濁系液相反応で行われているため、反応後に光触媒を回収することが極めて困難である。このため、光触媒プロセスの実用化には液層からの分離回収・再使用に適した形態の酸化チタン光触媒を設計することが必須である。また、光触媒活性は触媒の表面結晶構造や触媒活性点の局所構造に大きく依存するため、高効率な光触媒の調製には表面構造の精密制御が望まれる。本研究では、触媒調製法として新規なイオン工学的技法を駆使し、実用に適した形態を有する薄膜状酸化チタン光触媒を調製するとともに、イオン注入法の適用により可視光応答型の酸化チタン薄膜光触媒の調製を目指した。本研究では、クラスターイオンビーム法を用いることでポーラスバイコールガラス上に膜厚を任意に制御した均一かつ透明な薄膜状の酸化チタン光触媒の調製に成功した。この薄膜酸化チタン光触媒は紫外光(λ>270nm)照射下でNOをN_2とO_2およびN_2Oに光触媒的に分解した。

さらに、イオン注入法により、薄膜酸化チタン光触媒に極微少量のCrやVなどの遷移金属イオンを注入することで、可視光を吸収し可視光照射下でNOを分解する第2世代の薄膜酸化チタン光触媒の創製に成功した。さらに、可視光照射下で最も高活性を与えるイオン注入条件を検討し、注入金属イオン種(Cr,V)、注入量(3X10^<16> N・cm^<-2>)および注入エネルギー(150 KeV)などの最適値を得た。これらの成果は、21世紀に向けその大規模な応用・製品化が期待されている可視光で機能する酸化チタン薄膜光触媒の開発を世界に先駆けて行ったもので、きわめて大きな波及効果が期待できるものである。申請者らは前年度までに、イオン交換法やゾルーゲル法を用いるとシリカマトリックスやゼオライトに酸化チタン触媒を高分散に固定化でき、これら高分散酸化チタン光触媒は従来の粉末酸化チタンに比べ常温でNOxを高効率に窒素と酸素に直接分解することを見いだしている。本研究では、これらの知見に基づき、触媒調製技術として新規なイオン注入法を用いることで高分散で高活性な酸化チタン光触媒に可視光応答性を付与することを試みた。ゾル-ゲル法により調製した高分散酸化チタン光触媒にCrやVなどの遷移金属イオンを注入するとこの酸化チタン種のUV吸収領域が長波長側の可視光領域にまでシフトすることを見いだした。この触媒は可視光照射下においてNOを窒素と酸素に直接分解し、また、紫外光照射下においても高いNO分解活性を示することから、CrやVの遷移金属イオンのイオン注入により高活性を有しかつ可視光応答性を有する理想的な高分散で高活性な酸化チタン光触媒の調製が可能となることがわかった。また、ESR、FT-IR、ホトルミネッセンス分光法による触媒のキャラクタリゼーションの結果、注入金属イオン種は高分散四配位チタン種と効率よく相互作用し、注入された遷移金属イオンが酸化チタン種の電子状態に摂動を与えることで触媒の可視光化が実現することがわかった。さらに、in-situでのESRによる光触媒反応機構の詳細な検討から、光励起された高分散な四配位構造の酸化チタン種からNOの反結合性軌道への電子移動を通してNOの光触媒分解が進行することも明らかにした。
小売業における過小過多構造の成立-開業構造に着目して-

我が国小売構造を特徴づける過小過多構造がいかにして成立してきたのかを明らかにすることが本研究のテーマである。以前からの研究では開業に必要な資金と事業に必要な技能・熟練が、特定業種に開業が集中する結果をもたらしていることを示してきた。資金と技術という2資源に着目し、特定業種が選択される理由を検討してきたのである。この手法とは別に、過小過多構造を示す典型業種を選び出し、その業種での資源調達を検討する方法もある。1930年代、全国各地の商業調査類を調べていくと、小売店の過小過多は特定業種によってかなりの部分が発生していることが分かる。本研究では菓子販売業に焦点を当て、その資源調達方法に検討を加えた。菓子販売業は、各商業調査で10-15%を占める業種であり、全業種の中で最も店舗数が多い。身近な食料品という商品特性とともに、開業・経営上の問題も大きい。中でも、小売専業が大半を占めており、菓子小売業の多さが目を引く。小売店開業を考える場合、資金、技術が重要であるが、菓子小売業ではその前提としての人的資源が問題となる。当時の菓子小売店は1-2人規模で行われており、家族労働力、特に女性労働力によって担われていた。菓子小売店は、従業者を雇わず、女性が経営していたのである。資金調達は、零細規模であるため必要な資金額が限られており、仕入と販売との時間差による回転差資金を利用でき、住宅を店舗とすることで不動産関連投資を節約することができた。戦間期の小売商問題は、特定業種での店舗乱立によるところが少なくなかった。その典型例である菓子小売業では、少額資金、未熟練でも開業・経営できる仕組みをもっていた。それは女性労働力の利用であった。資金、技術に加えて、「人(の属性)」という資源要因が菓子小売業を考える場合には重要な役割を果たしていることが本研究を通じて明らかにされた。昭和初期の小売商問題の背景にあった過小過多構造がいかなる要因で成立したのかを検討するにあたり、小売業界に多くの人々が参入して新規に開業するのがその主要因と想定し、その参入状況を解明することが本研究の目的である。本年度当初にあたる5月19日の商業学会全国大会で「小売業における過小過多構造の一側面-開業パターンに着目して-」を報告した。本報告では、既に入手済みであった東京市新市域における開業調査等に基づき、作業仮説として開業に要する技術・熟練と開業資金とを組み合わせる形で、4つの開業パターンを提示した。本年度の作業は、この開業パターンの違いを意識しながら、歴史研究に必須な資料探索に専念することとし、資料収集が不十分な段階でのより詳細な仮説提示は敢えて抑制することとした。これが本年度、本研究に関連する論文がない理由である。従って本年度の成果は、資料収集及びそれより得られたアイデアに限られるが、福島大学、東北大学、神戸大学、京都大学における資料調査によっていくつかの面で著しい成果が得られた。特に東北地方における商業関係の統計資料が手に入ったことにより、当時余剰労働力を都市部に供給していた地方における商業構造が分析できるようになったことは、大きな成果である。工業化に伴う都市成長を引き起こした全国規模での人口移動が、大都市における小売業者増加に大きな役割を果たしたものと考えられるからであり、大都市で開業せざるを得なかった人々がどういう背景を持っているかが分析可能となった。また、大阪・京都を中心とした店員問題に関する資料も入手できたが、これは高熟練、多額の資金を要する小売業種を分析する際に役立つものと考えている。
口腔内機能時におけるオーバーデンチャーの挙動についての力学的研究

今研究は,口腔内での義歯の挙動を明らかにし,義歯の機能時の力を考慮した補強構造を設計し破折や変形を防ぐことで長期に高いQOLを提供することを目的として,被験者の実際に口腔ににて義歯のひずみを計測した.その際に種々の補強構造を埋入した実験用義歯を製作し,ひずみの違いの検討をおこなった.その結果,計12人の被験者に対して行いすべての被験者の計測において歯槽頂上を走行する補強構造が最もひずみの抑制に有効であることが明らかとなった.この結果から,上顎全部床義歯またはオーバーデンチャーを使用する際には歯槽頂上を走行する補強構造を埋入することで義歯の破折および変形を防ぐことができると示唆された.当研究は義歯や粘膜,顎堤形態など被験者によって条件が異なる口腔内において,義歯が機能している時の義歯床のひずみを計測し,より効果的な補強構造の形態および材質を検討することを目的とし,今年度は昨年度に引き続き全部床義歯またはオーバーデンチャーを装着した患者に対して種々の補強構造を埋入した実験床を使用して口腔内にてひずみを計測した.今年度は昨年度までに計測した10名に加えて新たに2名の被験者の計測を行った.さらに補強構造を埋入した上顎全部床義歯を8名の患者に対して装着し経過を見ているところである.加えて,口腔内実験の前段階として無口蓋義歯の模型実験を行いその補強構造の効果についても検討を行った.研究結果は,学会および論文発表を通じて公表している.学会発表については2013年9月にイタリアのトリノにて開催されたInternational College of Prosthodontics Meeting 2013においてポスター発表を行い,論文発表についてはInternational Journal of Prosthodonticsに英語論文を掲載予定である.今研究は,口腔内での義歯の挙動を明らかにし,義歯の機能時の力を考慮した補強構造を設計し破折や変形を防ぐことで長期に高いQOLを提供することを目的として,被験者の実際に口腔ににて義歯のひずみを計測した.その際に種々の補強構造を埋入した実験用義歯を製作し,ひずみの違いの検討をおこなった.その結果,計12人の被験者に対して行いすべての被験者の計測において歯槽頂上を走行する補強構造が最もひずみの抑制に有効であることが明らかとなった.この結果から,上顎全部床義歯またはオーバーデンチャーを使用する際には歯槽頂上を走行する補強構造を埋入することで義歯の破折および変形を防ぐことができると示唆された.当研究は義歯や粘膜や顎堤形態など被験者によって条件が異なる口腔内において,義歯が機能している時の義歯床のひずみを計測し,より効果的な補強構造の形態および材質を検討することを目的とし,今年度は全部床義歯またはオーバーデンチャーを装着した患者に対して種々の補強構造を埋入した実験床を使用して口腔内にて実際にひずみの計測を行った.具体的には計測に関して最初に大阪大学歯学部附属病院倫理審査委員会の許可を得たのち,男性5名,女性5名の計10名の被験者に対して実際に口腔内にてひずみの計測を行い,現在さらに男性1名について計測に向けて実験床を作製している途中である.実際の計測においては,研究実施計画に準じて実験用義歯を装着した状態にてクレンチング(くいしばり),タッピング(軽い咬合の反復)などの運動を行ってもらい,運動中に生じる義歯床のひずみを計測した.得られた計測データを分析した結果,口腔内計測においても以前に行ってきた模型実験と同様に義歯に補強構造を埋入することにより義歯のひずみが小さくなり,特に歯槽頂を走行する補強構造を埋入することで補強効果が最も得られる傾向が確認できた.さらにこの結果を現在臨床において全部床義歯作製時の補強構造として使用し,経時的な義歯の変形や破折有無に関しても検討を進めている.当研究は,義歯や粘膜,顎堤形態など被験者によって条件が異なる口腔内において,義歯が機能している時の義歯床のひずみを計測し,より効果的な補強構造の形態および材質を検討することを目的とし,今年度は過去2年に引き続き全部床義歯またはオーバーデンチャーを装着した患者に対して種々の補強構造を埋入した実験床を使用して口腔内のひずみの計測を行った.最終年度である今年度は,昨年までに計測した12名に加えて新たな被験者を募ったが,計測準備にかかる期間等の問題により被験者を増やすことができなかった.歯科補綴学当初の研究実施計画において最終的な被験者を2030名と設定しており,今年度は3年計画の2年目にあたり,現在12名の被験者において計測を行った.当初の予定人数を下回ってはいるが,結果を検討,考察するには十分な被験者数であると考えている.

また,口腔内の実験にくわえて,前段階としての模型実験を行い研究結果を得ることができたのは大きな成果であると思われる.研究実施計画において最終的な被験者数は2030名と設定しており,3年計画の初年度である今年度において3分の1にあたる10名の被験者において計測を行うことができたことは当初の予定どおり順調に進展しているもの考えられる.また,今年度と次年度において2回の国際学会で結果を発表し,世界に対して結果を公表できたことからも順調であると思われる.しかし,計測を行った被験者は全部床義歯がオーバーデンチャーよりも多い(全部床義歯:8名,オーバーデンチャー:2名)ことは,今後の被験者を選択する際に考慮していかなければいけない点であると思われる.次年度は,今まで2年間と同様に被験者を募り口腔内での計測を行っていく予定であるが,最終年度であるため学会や論文を通じての研究結果の公表についても積極的に行っていく必要があるとかんがえている.次年度は,今年度に引き続き被験者を募り計測を行うとともに,前年度に計測から得られた結果をもとに新たに設計した補強構造を埋入した実験床を製作し,前年度に計測を行った被験者に対して再計測を行う.さらに,この研究は3年計画であり次年度だけでなく次々年度にも引き続き被験者を募り計測を行うとともに,次々年度の前半は過去2年間に計測から得られた結果をもとに新たに設計した補強構造を埋入した実験床を製作し,過去に計測を行った被験者に対して再計測を行い,過去の計測により得られた結果を比較し新たに設計した補強構造の有効性を検討する.年度の後半以降は,今までの計測によって得られた結果を収集,分析し3年間にわたって行われてきた研究の成果を発表するための準備を行い,最終結果を学会発表や論文発表などを通じて社会に対して発信していくとともに当院での臨床に応用し,今までの義歯と長期的な予後の違いを評価する予定である.また,今年度に引き続いて得られた結果を順次学会発表や論文発表などを通じて社会に対して発信していくとともに当院での臨床に応用し,今までの義歯と長期的な予後の違いを評価する予定である.購入を予定していた物品の購入価格が購入を予定していた定価よりも安く購入することができたため次年度の科研費と合計し,次年度に使用を予定している次年度は,計測により得られたデータの解析および学会発表や論文発表を行うために統計解析ソフトウェアとパーソナルコンピュータが必要であり,それらの物品の購入を予定している.また,次年度においては本研究を行うにあたり実験床の製作費等の必要な費用として患者計測準備費用と,ひずみを計測するためにはひずみゲージが必要であるためにその費用,加えて学会発表等研究結果の発表に必要な旅費として交通費および宿泊費を経費として研究費の使用を予定している.さらに,次年度以降は今年度と比較して研究結果の発信のための学会参加および論文出版にかかる経費が増加すると考えている.
毛様体上皮細胞内におけるカルシウムイオン動態と房水産生機構に関する研究

家兎眼の後毛様動脈からコラゲナーゼを環流し、毛様体から無色素上皮、色素上皮の二細胞層を単離した。この二細胞層からなる単離した毛様体上皮を透過型電子顕微鏡で観察したところ、細胞間結合装置等の微細構造は正常に保たれていた。この毛様体上皮にカルシウムイオンインジケーター色素FLuo-3を付加し、レーザー共焦点顕微鏡下で観察しながら自律神経作働薬等で刺激を加え、細胞内カルシウム濃度の変動を観察した。cholinergic agonistとα1-adrenergic agonistによる反応の差は、レセプターあるいは情報伝達様式の違いを反映していると推測された。今回計測した細胞内におけるcalcium signalの速度は、単純な拡散によるもとより明らかに速い。Ca^<2+>-induced Ca^<2+>release(CICR)や1,4,5-triphophate(IP3)などの関与について、今後の検討を要すると考えられた。
看護系大学卒業後1年間の新人看護職者の看護実践能力を育成する教育システムの開発

本研究は、大卒新人看護職者の看護実践能力を調査し、それに基づいて実践能力育成システムを開発し、実施、評価することである。1.505医療施設中240施設より承諾が得られた新人大卒者2297名に郵送にて質問紙を配布した。849名(回収率37%)より回答が得られた。調査内容は看護実践能力108項目について自己評価(5段階評価)である。(2003年9月20日10月30日)。結果は就職直後に50%以上の者が「できない」と答えた項目は85項目(78.7%)、就職直後にできるかどうかに関わらず、50%以上の者が6ヶ月後に「できる」とした項目は102項目(94.4%)であった。2.上記調査結果から、就職後習得されることが期待される看護実践能力項目をその習得時期により3群にわけた(3ヶ月後=40項目、8ヶ月後=41項目、11ヶ月後=19項目計100項目)。3.看護実践能力を育成する1年間の教育プログラムを考案した。プログラム概要は以下の通りである。(1)新人看護職者は、それぞれの到達時期までに100項目の看護技術項目を習得する。(2)到達時期にチエックリストによる自己評価とVTRにより評価する。(3)その他に院内集中教育、個別相談を設定し、新人看護職者が到達目標に到達できるよう教育支援を行う。4.チエックリストによるプログラムの有効性の調査は、協力の得られた17名(回収率100%)。結果は8ヶ月後で習得が期待される技術項目は11ヶ月後と比べてさえ、就職当初は困難と思われているが、時が経るにつれて「できる」と評価している。VTRによる評価は,OJTや自己学習には効果があるが、病棟により技術教育の相違などもわかり有益であった。就職直後の看護技術は、期待より低く、なお一層の在学中における実践能力の滋養が必要であるが、同時に卒後の看護実践能力の育成プログラム開発のシステム化が必要である。本研究目的は、看護系大学を卒業した新人看護職者(以下新人大卒者と略)の看護実践能力習得過程及び新人教育の実態を当人に対してアンケート調査し、大学卒業者に対する適切な「新人看護職者を育成する教育システム」を開発することである。この開発は医療施設における新卒期の院内教育の充実や支援方法を検討するために有効な研究である。平成15年度は、研究者と看護実践現場の協力者で構成する研究委員会を設置、実態調査及び教育システム試案を作成した。1.新卒看護職者の看護実践能力を問う質問項目を文献等から調査票を作成した。協力の得られた新人大卒者6名に面接し、プレテストを実施。得られた結果から調査票を修正した。全国300床以上505施設の看護部長に調査を郵送にて依頼、趣旨を説明、承諾が得られた240施設の新人大卒者2297名に調査票を郵送、当該施設看護管理者に新卒者個々への配布を依頼した。調査内容は「就職直後」と「現時点(6ヶ月後)」における看護実践能力についての108項目(5段階評価)である。調査期間は平成15年10月10日11月20日。調査は、調査目的及び倫理的事項の尊守について明記、研究参加に同意を得られた者とした。2.調査結果有効回答率37%(849名)。質問項目108項目のうち

(1)34項目(34/108=31%)は就職時4人のうち3人以上ができない。(2)6ヶ月たってもそのうちの1項目(個別性の高い看護計画を立案できる)は就職時できない者の半分以上の者がまだできていない。また34項目のうち16項目は6ヶ月たっても就職時できない者の26%50%ができない。看護実践能力の主観的な習得状況が明らかになった。3.上記結果及び医療施設における院内教育の面接調査を基に新人大卒者に適した看護実践能力育成教育システムの試案を作成した。平成16年度は、上記アンケート結果に基づいて開発した教育システム(試案)を使って、新人看護職者の看護実践能力の向上を図り、その教育効果を評価する。本研究の目的は、看護系大学を卒業した新人の看護実践能力を育成するための1年間の教育システム開発である。本年度は、前年実施の調査に基づく、卒業直後から看護実践能力1年間の教育プログラム(1.時期別・看護実践能力到達度項目の設定2.VTRによる段階別・看護実践能力の評価3.集中講義4.随時面接相談)を作成。1医療施設の新人協力者に適用。プログラム評価は、各項目の達成度等で行った。1.「時期別・看護実践能力到達度項目(A:就職後3ケ月迄に到達すべき項目=40項目、B:8ケ月後=41項目、C:11ヶ月後=19項目、計100項目)」を設定。到達度評価時期を4段階(就職直後、3ヶ月後、8ヶ月後、11ヶ月後)とし、協カの得られた大卒新人看護師17名にチェックリストによる自己評価(5段階評価)を実施。1)A:就職時「できる」項目は79.4%、3ヶ月後は91.6% 2)B:就職時には45%「できる」、8ヶ月には86.5% 3)C:就職時には62.3%、11ヶ月後に「できる」項目は84.2%。A、B、C群とも11ヶ月の到達度は8割以上であり、またB、C群は想定以上に達成に月数を要することが明らかになった。2.看護実践成長過程の客観的評価は、VTRによるプレ及びポスト技術評価(3ヶ月=「体位変換・安楽な体位」2名,8ヶ月=「気管内吸引」3名,11ヶ月=「患者指導」2名)を実施。VTR技術評価は、収録直後の視聴による即時の相互評価及びポスト収録後のプレ収録との比較評価を行った。場面の設定、模擬患者、準備等時間と人手を要するが有用である。3.プリセプターの意見「到達目標設定は、技術習得の目安となった」「プリセプテイと相互評価ができる」等であった。本研究における看護実践能力育成のための教育システム開発は、実践看護師が研究協力者として参画し、適時の検討・討議を重ねることによって生み出された貴重な成果である。
数理論理学からの計算限界解析

本研究では,数理論理学からの計算限界解析を行い,様々な成果を得た.具体的には,例えば,領域計算量に関して決定性と非決定いう計算モデルに能力の差を示す:任意のk=o(log n)に対して、NC[k]≠AC[k]を得た.また,単量論理回路における非多項式下界をさらなる改善を示した.さらに,重み付きの線形マトロイドパリティ問題は離散最適化分野の基礎をなす重要な問題である。この問題に対して初めての多項式時間アルゴリズムを与えた.本研究では,(1)数理論理学的な解析手法を直接適用する,あるいは,(2)計算限界解明のための標準的な手法である情報理論・符号理論(A02班)に基づく手法や領域・回路計算量(A03班)からの解析技法,さらに,境界他分野(統計力学(C01班),量子力学(C02班),学習理論(C03班))の手法を数理論理学の視点から捉え直す,ことにより計算限界における重要問題の解決を試みる.また,数理論理学的な計算量理論の新しい基礎理論の展開,および,数理論理学に由来する新しい解析手法の開発も目指すさらに,上記の研究成果を逆利用することで数理論理学的なアイデアに基づいた効率的なアルゴリズムの開発を目指す.特に,計算能力の本質を明らかにするため,以下の4つの差異:A)回路,論理式などの計算モデル,B)決定的計算と乱択計算,C)整数計算と実数計算,D)オンライン計算とオフライン計算,に着目し,計算限界解明の研究を行った.具体的には,上記の差異に関連して,さまざまな成果を得た.特筆すべき点として,A)に関しては,深さを限定した場合の回路と論理式の計算能力の違いについて新しい知見を得て取り纏めている.2013年度の成果を参照されたい.また,C)に関しては,実数関数の計算量に対して,新しくパラメータ化した計算量を導入することにより,実数関数の世界に新たに計算階層の概念を導き出すことに成功している.また,それ以外にもキャッシュに関連する有名な未解決な問題に関してNP困難であることも示した.本研究では,数理論理学的な解析手法を用い,P≠NP予想に代表される計算限界に関する重要な未解決問題の解決を試みる.具体的には,記述複雑度と証明複雑度という2つの数理論理学の視点を通して解明を目指す.また,計算限界解明のための標準的な手法である情報理論・符号理論(A02班)に基づく手法や領域・回路計算量(A03班)からの解析技法,さらに,境界他分野(統計力学(C01班),量子力学(C02班),学習理論(C03班))の手法を数理論理学のレンズを通して解釈し直し計算量解析を行う.これらの横断的な共同研究を通して,数理論理学的な計算量理論の新しい基礎理論の展開,および,数理論理学に由来する新しい解析手法の開発も目指す.さらには,上記の研究成果を逆に利用することで,数理論理学を用いた効率的なアルゴリズムを開発する.具体的には,実関数の計算複雑度,ゲーム論における均衡解を求める問題の計算複雑度,最適化分野における相補性問題などの計算複雑度などの解析を行った.たとえば,相補性問題に対しては,入力である行列の各行が高々2個の非零要素をもつ場合でも一般にNP困難であるが,2個のうち1つが正,もう一方が負である場合は多項式時間で効率的に解けることを示した.また,平面グラフに周辺の連結性に関連するいくつかの問題に対しても効率的なアルゴリズムの開発にも成功した.本研究では,数理論理学的な解析手法を用い,P≠NP予想に代表される計算限界に関する重要な未解決問題の解決を試みる.具体的には,記述複雑度と証明複雑度という2つの数理論理学の視点を通して解明を目指す.また,計算限界解明のための標準的な手法である情報理論・符号理論(A02班)に基づく手法や領域・回路計算量(A03班)からの解析技法,さらに,境界他分野(統計力学(C01班),量子力学(C02班),学習理論(C03班))の手法を数理論理学のレンズを通して解釈し直し計算量解析を行う.これらの横断的な共同研究を通して,数理論理学的な計算量理論の新しい基礎理論の展開,および,数理論理学に由来する新しい解析手法の開発も目指す.さらには,上記の研究成果を逆に利用することで,数理論理学を用いた効率的なアルゴリズムを開発する.具体的には,情報論的な証拠探索問題に対して単調質問計算量の下界を2乗サイズであることをしました。また,NP質問のクラスにおいても同様な下界を示すことに成功した(CSR 2014 Best Paper Award) .また,論理式,論理回路,単調NC1などに関する平均深さに関する様々さ計算量下界を示すことに成功した.これらはCCC2015 FOCS2015でBest Paper Awardを受賞している.それ以外にも線形相補性問題のパラメータ化計算量,具体的には入出力の非零要素をパラメータとしたときの固定パラメータ容易性を明らかにしたり,最適合成順問題においてその計算量を示した.情報論的な証拠探索問題に対する質問計算量の下界の成果(CSR 2014 Best Paper Award)や論理式,論理回路などに関する平均深さに関する様々さ計算量下界の成果(CCC2015 FOCS2015でBest Paper Award)は国際的に高い評価を得ている.また,国内においても実数計算量に関する一連の成果が船井研究奨励賞を得ているほか,電子情報通信学会学術奨励賞や最優秀論文賞などを受賞している.本研究では,数理論理学的な解析手法を用い,P≠NP予想に代表される計算限界に関する重要な未解決問題の解決を試みる.