hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
植物の栄養・繁殖成長が個葉の枯死に及ぼす影響

しかし、モデルから予測される枯死タイミングが実際のそれとは一致しない場合もある。これらの研究は栄養成長期に行われたものであり、繁殖が葉の枯死にどのような影響を与えるのかは判っていない。これまで明らかにされてこなかった繁殖成長、葉以外の器官の呼吸による炭素消失が葉の枯死に及ぼす影響を明らかにすることを目的として研究を進めている。1)東京農業大学の実験圃場(東京)において、ポットを用いて一年生草本オオオナモミとイネを砂耕栽培した。2週間毎に葉の消長、個葉サイズ、個体サイズの追跡測定を行った。また破壊サンプリングにより各器官の呼吸速度、窒素濃度、比葉面積の測定を行った。栄養、繁殖成長期における葉の寿命について解析を進めている。2)葉寿命研究に関する総説を執筆し、これまでの成果と今後の課題について整理した。総説は日本生態学会誌に受理された(及川&長田, in press)。2012年に特集号として出版予定である。特集号の他著者らとミーティング(於北海道大学、2011年11月)を行った。3) Hirose (2011)によって新たに定義された植物の窒素利用効率の概念を葉群動態の解析に応用した(Hirose & Oikawa, in press)。4)窒素固定ダイズと窒素固定しないその同質遺伝系統の比較から、窒素固定と大気CO2濃度がダイズの葉と窒素の動態に与える影響を解析した。現在論文執筆中である。本研究課題は、植物の栄養成長・繁殖成長と葉の枯死タイミングの関係について研究することを目的とした。複数の環境操作実験(上記1, 2, 4)により、栄養成長と繁殖成長が群落内の光環境または窒素バランスを変えることにより葉の枯死に影響していること、その影響の程度は生育時期により異なることが明らかとなった。呼吸による炭素の消費が葉の枯死タイミングを決めるという仮説が提案されているが、未だ実証的な研究はない。イネ(上記1)とオオオナモミ(昨年度に実施)を用いた実験ではこれらの定量的な測定を行った。現在、窒素分析のためのサンプル処理、葉の動態そして各器官の呼吸速度の対する温度の影響について解析を進めている。個葉の枯死が個体全体の光合成速度を増加させるという仮説が提案されている。最適な枯死タイミングの検討に数理モデルが有用であるが、これまでに解析された種、解析対象とされた地域は多くない。葉の老化、枯死、寿命に関する総説を執筆するなかで(上記3)これらのパラメーターに関するデータベースを作成した。そのなかで、葉の枯死の最適モデルに適用できるデータを特定し、それらのデータ利用について著者の許可を得た。現在解析を進めている。従来、葉の枯死タイミングについてはその葉の環境条件や生理的特性ばかりが着目されてきたが、本研究課題では、葉の枯死と個体全体の成長または繁殖との関連に着目した。この問題について、実証的な研究を進めている。オオオナモミを用いた実験では、1ポット(1.5L)あたり1個体を植え、ポット間隔を変えることで異なる密度下で育成した。個体あたりの支持器官重量(茎、枝、根の乾燥重量の総計として評価)は、当初の予測に反して個体密度によって大きく異ならなかった。高密度個体のほうが長い主茎を作ったが、低密度個体は大きな根系を形成したためであった。低密度個体は、高密度個体に比べて、生産葉数、枯死葉数共に約2倍多かった。
医用重粒子線CTにおける高速撮影及び被ばく線量低下実現に向けたシステム構築

本研究では、増感紙-CCDカメラを用いた重粒子線CTシステムにおける高速撮影の可能性について実験的検討を遂行した。撮影時間短縮のため、高速撮影連続撮影が可能なEMCCDカメラを導入し、更に、撮影中における重粒子線ビーム強度変動をモニター可能とするために、ビームライン上に大型平行平板電離箱を導入した。その結果、本CT手法により従来の3時間に渡る撮影時間を10分程度まで短縮することに成功した。本申請者らは、重粒子線がん治療における治療計画精度の向上を目的として、高速撮影が原理的に可能な唯一の方法であると考えられる「増感紙とCCDカメラを用いた医用重粒子線CT」の検討を行っている。とりわけ、本申請課題では、本手法を臨床応用する際に必要となる「高速化、及び低被ばく化」の実現に向けた3次元画像収集システム構築に関する検討を遂行することを研究目的としている。まず初年度である平成21年度においては、高感度&高速連続撮影が可能な最新のEMCCDカメラ(Andor社製,iXonEM+897)を新たに準備し、新規データ収集システムの構築に関する研究を遂行した。また、これら構築されたシステムを用いて、平成21年度放射線医学研究所重粒子線がん治療装置等共同利用「増感紙-EMCCDシステムを用いた重粒子線CTにおける高精度3次元画像収集法の検討・研究代表者、村石浩」で確保された炭素線加速器マシーンタイム(年5回)を用いた実際の照射テスト実験を遂行した。その結果、従来のシステムによる3時間撮影に対し、新規システムでは、撮影時間を15分まで短縮してもこれまでの画質を維持することが可能な結果が得られた。一方で、炭素線ビームはシンクロトロン加速器より供給されるため、ビーム強度が3秒ごとに変動しながら供給される。そのため、我々が目標とする15分撮影により実際の断層像を得るためには、ビーム強度を別途モニターしておき、後のオフライン解析でフィードバックする必要がある。そこで、平成21年度においては、更に、重粒子線ビーム強度モニター用大型平行平板電離箱を製作し、X線による性能評価を同時に遂行したところである。次年度である平成22年においては、このビーム強度モニターとCCDカメラによる同時撮影実験を遂行し、15分撮影による断層像取得に挑む予定である。本研究では、重粒子線がん治療における治療計画精度の向上を目的として、「増感紙とCCDカメラを用いた医用重粒子線CT」の検討を行っている。2年目である平成22年度においては、CCDカメラによる投影像の撮影中に変動する照射ビーム強度を別途モニターすることを目的として、撮影被写体の上流側に大型平行平板電離箱(応用技研、AE-132P、φ220mm)を新たに設置し、ビーム強度をリアルタイムでモニター可能なシステムを新たに構築した(電離箱による収集電荷Q[nC]を、デジタルマルチメータ(横河電機、7562)でA/D変換後、GP-IB経由でオンラインシステムにリアルタイムで保存)。この構築されたシステムを用いて、平成22年度放射線医学研究所重粒子線がん治療装置等共同利用「増感紙-EMCCDシステムを用いた重粒子線CTにおける高精度3次元画像収集法の検討・研究代表者、村石浩」で確保した重粒子線加速器マシーンタイム(年4回)を用いて、実際の重粒子線を用いたテスト撮影実験を遂行した。その結果、ビームモニターによる収集電荷量は、CCDによる撮影画像の画素値の時間変化を、我々が目標とする13フレーム(1秒あたり13枚の撮影)の範囲内で、十分再現可能であることが示された。最終年度である平成23年度においては、この構築された高速CTシステムを用いて、さまざまな電子密度評価ファントムの撮影を遂行し、我々が目標とする15分の高速CT撮影において、撮影条件や分解能について総合的に調査を行う予定である。本研究では、重粒子線がん治療における治療計画精度向上を目的として、「高速撮影が可能な医用重粒子線断層撮影(Computed Tomography:CT)法の実験的検討」を行った。方法としては、被写体の背面に設置した増感紙での発光(蛍光)分布を、遠隔より高感度CCDカメラ(Electron Multiplying CCD:EMCCD)で撮影しデータを収集した。本研究では、被写体の上流側に大型平行平板電離箱からなる「リアルタイムビーム強度モニタシステム」を新たに設置し、撮影中に数十マイクロ秒のオーダーで変動する重粒子線照射ビーム強度を補正することを可能とした。実際のCT撮影は、平成23年度放射線医学総合研究所がん治療装置等共同利用研究の申請で獲得した重粒子線加速器のマシーンタイム(年3回)を用いて実験を遂行した。撮影被写体としては、骨と組成が近いためよく用いられるK2HPO4 40%溶液、同様に脂肪と組成が近いためよく用いられるエタノール100%

溶液等を使用して、電子密度評価ファントム(直径10mmのテストチューブ6本から構成)を独自に作成し、撮影画像の分解能評価を行った。その結果、10cm×10cmの被写体サイズにおいて、従来の3時間撮影に対して、目標とする10分程度の撮影で、従来の解像度を維持した画像を得ることに成功した(空間分解能1mm、相対電子密度分解能1%)。更に、「各試料における画素値」と「水に対する相対電子密度」の関係は、重粒子線CT理論が示す通り、誤差の範囲内において直線の関係であることが示されたことから、本CT手法の有用性が実証された。尚、本研究成果は、現在、アメリカの放射線科学に関する応用物理学会誌(IEEE Transactions on Nuclear Science)に論文を投稿中である(投稿日:2012.3.17)。
関節リウマチにおけるカルシウム結合タンパクS100の機能解明

本研究は、関節リウマチはじめとする炎症性自己免疫疾患で発現が顕著の増加したS100カルシウム結合タンパク質とリウマチ等の関連性を明らかにする。1.間接リウマチモデルマウスの作製(1)フロイント完全アジュバントを用いて、関節リウマチモデルマウス(CIAマウス(DBAIJ))を常に7080%の頻度で作製することが可能になった。またリウマチ発生部位の全関節からTaqManPCRに使用できる高純度のRNAの回収が可能になった。(2)関節リウマチに最も影響を及ぼす可能性が報告されているS100a4のKOマウス作製に必須のS100a4のコンディショナルターゲティングベクターの作製を終えた。2.S100タンパク質の発現を抑制することで関節リウマチ治癒するか否かを検討する。またS100タンパク質の強制発現でリウマチが発症するか否かを検討する。(1)関節リウマチと関連性が強く示唆されている3種類のS100タンパク(S100a4,a8,a9)の発現を抑制するsiRNAアデノウイルスベクターの作製と高濃度・大量調整を終えた(後は上記CIAマウスに導入するだけである。またTaqManPCRによりこれらのベクターのsiRNAの発現抑制能も検討を終えた)。(2)(1)で記した3種類のS100タンパク質を強制発現するアデノウイルスベクターの作製と高濃度・大量調整を終えた。3.S100タンパクとIL6をはじめとする各種サイトカインの相互作用を検討この実験はヒト滑膜細胞を用いる実験のため、ヒトS100タンパク6種類(2種類S100A6,A11は我々のグループが新たに見出したもの)のsiRNAアデノウイルスベクターとタンパク強制発現アデノウイルスベクターの作製と高濃度・大量調整を終えた。以上、本研究遂行に必要なマウス作成、実験の条件検討そして各種ウイルスベクターの作製はほぼ全て終了している。
多文化社会における社会統合と社会分化：パリ周辺地域における社会的境界再編成の研究

2018年度は、多文化社会における社会統合と社会分化に関し、理論的研究と方法論的研究に取り組んだ。前者は、『科学史研究』に掲載された論稿とヨーロッパ社会学会のカンファレンスにて、研究成果を発表した。『科学史研究』所収の論考「ピエール・ブルデューのエピステモロジー」においては、理論構築と社会調査の関係を認識論的観点から考察した。カンファレンスでの報告では、フランスの社会統合論と社会分化論を取り上げ、それぞれの理論的問題を指摘した上で、ピエール・ブルデューの社会学を「統合と分化の社会理論」として再構成する試論を提示した。方法論的研究については、本研究における社会調査の位置付けが関わっている。私はフィールドワークを昨年度にフランスで実施した。そこで得られた情報とともに、フランスの統計データの二次分析を行うことで、本研究の調査に関わる部分が出来上がる。今年度は、統計データの分析で用いる多重対応分析の方法についても、ピエール・ブルデューの社会学との関連から研究を行なった。その成果が、CARMEとEASAのカンファレンスでの口頭発表である。CARMEでは、多重対応分析による社会空間アプローチについて、後者については社会学史と統計学の関係について考察を行った。2018年度はしたがって、理論的研究と方法論的研究については一定の成果が見られた。他方で、フィールドワークで得られた情報と統計データの計量分析については、研究成果を発表することができなかった。この社会調査に基づく研究は、今後の課題である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。2016年度は、社会分化論とピエール・ブルデューの学説を中心に、理論研究を行った。『現代社会学理論研究』第11号に寄稿した「性向と文脈の社会学理論:ベルナール・ライール著『複数的人間』(村井重樹訳)」では、ピエール・ブルデューの学説を社会分化論の観点から批判しているライールの著作を批判的に検討し、両者の提示する理論構造の差異を確認した。学会報告「ハビトゥス・性向・分類ー『ディスタンクシオン』と『実践感覚』の交差」では、ピエール・ブルデューの社会学理論を社会分化論として再構成するための理論的考察を行った。学会報告「ブルデューの反省性」では、反省性概念を実践的認識論として捉え、社会調査と認識論の接続を試みた。また、思弁的実在論を通じて社会分化論とブルデュー社会学を問い直す作業を行い、その成果の一部は「『有限性の後で』とフランス哲学界」と題する論稿にまとめた。口頭発表“Remaking the legitimate culture in the postwarJapan : Taro Okamoto and the field of art "で扱った事例は戦後日本美術であったが、この研究報告の目的はブルデューにおいて自明の前提となっている「正統文化」という概念を日本の事例を通して相対化し、文化の格差を捉える社会学理論のために必要な手続きを示すことである。当初の予定では2016年度に調査を行う予定であったが、調査計画を2017年度に集中させ、2016年度は理論研究を行うことになった。2016年度の研究活動は理論研究を中心に行い、社会分化論の理論的検討を行うことができた。また、研究成果としては公刊していないものの、フランスにおける社会統合と社会分化をめぐる理論的・経験的問題を分析する上で必要な情報収集と研究動向の整理を行い、2017年度に実施する予定の調査に必要な準備を行うことができた。平成29年度は、前半には主に文献を用いた理論研究を行った。フランスの社会統合論についてはドミニク・シュナペールの著作を中心に、社会分化論についてはベルナール・ライールの著作を中心に理論的考察を進めた。こうした理論研究の一環として、ヨーロッパ社会学会の大会に参加し、情報収集と研究交流を行った。また、日本の事例との比較を行うため、日本における文化と不平等に関する研究も進めた。日本の事例では社会統合と社会分化をめぐる問題は正面から扱っていないが、抽象的な理論的水準でフランスの事例と共通する問題を扱っており、今後の日仏比較のための基礎作業を行った。本年度の9月から3月にかけては、パリ周辺地域で調査を行った。パリ郊外の柔道クラブの活動を通じて社会統合と社会分化に関わる調査を行い、移民問題を取り上げる政党の集会に参加して情報収集を行った。加えて、国立文書館にてフランスの移民問題に関わる未公刊史料を閲覧し、社会統合論と統合政策の背景にある学問と政治の関係について調査を行った。29年度は計画通りに調査を実施することができた。

今年度は、統計データの分析で用いる多重対応分析の方法についても、ピエール・ブルデューの社会学との関連から研究を行なった。その成果が、CARMEとEASAのカンファレンスでの口頭発表である。CARMEでは、多重対応分析による社会空間アプローチについて、後者については社会学史と統計学の関係について考察を行った。2018年度はしたがって、理論的研究と方法論的研究については一定の成果が見られた。他方で、フィールドワークで得られた情報と統計データの計量分析については、研究成果を発表することができなかった。この社会調査に基づく研究は、今後の課題である。当初の計画では、1年目から2年目に調査を実施する予定であったが、1年目は理論研究を中心に行い、調査の実施は2年目の2017年度に集中して行うことにした。今後は、パリで在外研究を行い、社会統合と社会分化をめぐる理論的・経験的課題の探究を目的として政治活動と文化活動に関する調査を行う予定である。30年度は、調査の成果を踏まえて研究成果の公刊に努め、理論研究も進める。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
細胞間接着シグナルを利用した革新的ダイレクト・リプログラミング法の開発

本研究では、細胞間接着シグナルを利用した全く新しいダイレクト・リプログラミング法を開発し、分化転換の効率と精度の飛躍的向上を目指した。我々は、細胞間接着分子クローディン-6 (Cldn6)が胚性幹細胞の上皮分化を誘導することを見出した。そこで、ヒトCldn1/2/3/4/5/6遺伝子を単離し、それらのレンチウイスル発現ベクターを作製した。ヒト・マウス線維芽細胞に各Cldn分子を単独であるいは組み合わせて導入したが、上皮様細胞への分化転換は認められなかった。また各Cldn分子は、肝細胞への分化転換が報告されている転写因子群による分化転換効率を向上させなかった。今後、更なる工夫を試みる予定である。体細胞に特定の転写因子を導入することによって目的の機能細胞を作り出すダイレクト・リプログラミングが注目されている。本手法は迅速性に優れ、がん化リスクも低いため、新たなテーラーメイド医療や再生医療の切り札として期待されている。しかし、その分化転換の効率と精度の改善が重大な課題として残されている。我々は最近、特定の細胞間接着分子が胚性幹細胞の上皮分化を誘導することを突き止めた。そこで本研究では、細胞間接着シグナルを利用した全く新しいダイレクト・リプログラミング法を開発し、分化転換効率と精度の飛躍的向上を目指そうという着想に至った。平成26年度には、以下の研究を行った。1)腺上皮細胞や肝細胞、心筋細胞へのダイレクト・リプログラミングが期待される複数の細胞間接着分子について、発現ベクターを構築した。具体的には、候補分子のN末にGFPまたはCherryを融合させた発現ベクター、N末に3xHA tagを付加した発現ベクターを作製した。2)これらの発現ベクターをHEK293T細胞に導入し、各分子の発現を確認した。3)マウス線維芽細胞への発現導入を目的に、各分子のレンチウイルスベクターを作製した。4)作製したレンチウイルスベクターをHEK293T細胞に導入し、各種の細胞間接着分子の発現を確認した。5)胎生16日目マウスから採取した線維芽細胞MEFを培養し、細胞間接着分子のレンチウイルスベクターを導入した。導入後に培養を続けたが、明瞭な細胞形態の変化は観察されなかった。体細胞に特定の転写因子を導入することによって目的の機能細胞を作り出すダイレクト・リプログラミング法が注目されている。我々は最近、特定の細胞間接着分子クローディン-6(Cldn6)が胚性幹細胞の上皮分化を誘導することを突き止めた。そこで本研究では、細胞間接着シグナルを利用した全く新しいダイレクト・リプログラミング法を開発し、分化転換の効率と精度の飛躍的向上を目指そうという着床に至った。平成26ー27年度には、以下の研究を行った。1)肝細胞へのダイレクト・リプログラミングが期待される複数の細胞間接着分子について、発現ベクターを構築した。具体的には、各種Cldn分子(Cldn1, 2, 3, 4, 5, 6)のN末にGFPまたはCherryを融合させた発現ベクター、N末に3xHA tagを付加した発現ベクターを作製した。2)各分子のレンチウイルスベクターを構築した。作製したレンチウイルスベクターをHEK293T細胞に導入し、各種の細胞間接着分子の発現を確認した。胎生16日目のマウスから採取した線維芽細胞MEFを培養し、細胞間接着分子のレンチウイルスベクターを導入したが、明瞭な細胞形態の変化は観察されなかった。3)次に、肝細胞へのダイレクト・リプログラミングが報告されている転写因子群(HNF1&#61537;, HNF4&#61537;, FoxA3)をクローニングし、発現ベクターを作製した。これらのウイルスベクターをMEFに導入したところ、肝細胞へのダイレクト・リプログラミングが観察された。しかし、Cldn1, 2, 3, 4, 5, 6導入による肝細胞への分化転換効率の明らかな向上はみられなかった。マウス胎仔線維芽細胞MEFに候補となる細胞間接着分子を導入し、通常の培養条件で培養した。しかし、明らかなダイレクト・リプログラミングがみられない可能性が示唆された。実験病理学まず、培養条件を検討する。例えば肝細胞への誘導を目的として、1)肝細胞培地で培養する、2)三次元培養を行う等の工夫を試みる。また、既知のダイレクト・リプログラミング誘導因子と候補となる細胞間接着分子を共導入することによって、リプログラミンの効率と精度が向上するかを検討する。残金が少なく、平成27年度予算とともに物品購入に使用するため。
多成分流体系に対する拡張された熱力学理論の展開と応用

多成分流体中の局所的熱平衡の仮定を超える非平衡現象を理解することを目的に、拡張された熱力学(ET)に基づいた研究を行い、主に次の成果を得た。(1)希薄な多原子分子気体で構成される多成分流体を記述可能なETを構築し、系が満たすべき一般的な性質を明らかにした。特に、体積粘性の影響がせん断粘性や熱伝導の影響に比べて大きな気体に対し、場の方程式系を導出し、その特徴を明らかにした。(2)ETの発展に寄与する成果も得た。特に、ETの適用範囲を、実在気体や分子内部自由度緩和が重要となる気体にも広げることに成功した。本研究の目的は、多成分流体中の時間・空間的に急激な物理量の変化を伴う強い非平衡現象を、拡張された熱力学(ET)理論に基づいて理解することである。本年度は、多成分流体系に適用可能なET理論を構築することを目的に次の研究を行った。・多成分流体系に対するETの理論構造の解明:系を記述する場の方程式系は、その構成成分の成す系が一成分系と同じ支配方程式に従うと仮定することにより導出される。系と各構成成分系が従う基礎方程式系のガリレイ不変性を活用することで、構成成分系を特徴づける物理量から系を特徴づける物理量を決定する関係式を求めた。・6変数ET理論の多成分流体系への拡張:独立変数として流体力学的物理量と非平衡圧力の6変数を採用したET理論は、体積粘性の影響がせん断粘性や熱伝導の影響に比べ十分大きい流体に対して有用である。6変数ETが持つ単純な理論構造を利用することで、この理論の多成分流体系への拡張に成功した。特に、化学反応が無い場合に、温度と非平衡圧力の拡散的流束の交差効果を明らかにした。・非線型構成式を持ったET理論の応用:最近、従来のETの枠組みを超えて、非線型構成式を持った6変数ETが一成分流体に対して構築されている。この理論が必要となる高マッハ数領域における衝撃波の波面構造を解析した。この理論では、構成式の非線型性が非常に高いマッハ数の場合にのみ現れることを明らかにした。この成果は多成分流体系へと応用可能である。・多変数ET理論の整備:多原子分子希薄気体に対して最近提案されている、粘性応力や熱流束等の散逸的物理量も独立変数と採った多変数ET理論は物理的に重要である。この理論が、異なる理論構造に基づく単原子分子希薄気体に対する多変数ET理論を特別な場合として含むことを示した。この成果は、多成分流体系も多原子・単原子分子希薄気体を統一的に記述できることを示唆している。本研究課題の基礎となる多成分流体系のET理論に対して、当初の予定に比べて広い観点からの理論の整備が進んでいる。特に、以下の理由から研究が順調に進んでいるといえる。(1)一成分流体を特徴づける物理量によって多成分流体を特徴づける物理量を表す一般的な関係式の発見は重要である。これにより、独立変数の数に依らない理論構造が明らかになり、既に確立されている一成分流体に対する多変数ET理論から多成分系の基礎方程式系の導出が比較的容易になった。(2)体積粘性の効果が顕著な流体に対して有効である6変数ET理論の閉じた場の方程式系を導出できたので、次年度以降に予定している多成分流体中の非平衡現象の解析を行う準備ができたと言える。この結果は、従来のET的アプローチに基づく多成分流体理論では取り入れられていなかった、構成成分系の散逸的物理量の効果を含んでいる。また、温度と圧力の拡散的な流束の交差効果を明らかにすることが出来たので、従来の理論では記述できなかった新規現象の発見が期待される。具体的な応用を行うための、二成分流体系に対する基本的な関係式の整備も進んでいる。(3)非線型構成式を持つ6変数ET理論による衝撃波の波面構造の解析は、従来の解析の枠組みを超えており、流体工学において重要な役割を果すことが期待される。また、この結果は多成分流体系へも応用でき、当初想定していたよりも幅広い現象への応用可能性が拓けた。得られた成果は、論文発表してあり、関連研究者との議論も進んでいる。本年度は、多成分流体中の強い非平衡現象の解明のために前年度構築した、拡張された熱力学(ET)に基づく多成分流体理論の整備・発展を行った。得られた成果を以下に示す。(1)多成分流体に対するET一般論の構築:多成分流体系に対するETの基礎方程式系は、構成成分が一成分の場合と同じ支配方程式に従うと仮定することにより導出される。独立変数の数に依らない一般の場合において、熱力学第2法則に基づいた解析により、エントロピー密度・流束・生成の具体的表式を導出し、それらの特性を明らかにした。前年度得られた方程式系のガリレイ不変性に基づく構成関係式と合わせて、一般論が構築できたといえる。(2)多成分流体に対する6変数ET理論の整備:構成成分が成す系が流体力学的物理量と非平衡圧力の6変数で特徴づけられる場合の特性速度を導出した。特性速度は、超音波の位相速度の高振動数極限値、および、衝撃波において不連続面が現れるマッハ数という物理的意味を持つ。また、理論の数理的な面の整備として、well-posedなCauchy problemであること、そして、滑らかな初期条件のもとで大域解が存在することを明らかにした。

この成果を上記(1)と合わせて論文として出版した。(3)非平衡圧力の起源の解明:多原子分子希薄気体が、その構成分子の各内部自由度が成す系の混合系としてみなし得ることを発見した。このとき、各内部自由度が成す系を特徴づける非平衡温度が自然と導入される。特に、非平衡圧力が並進運動に関する非平衡温度によって記述されることを明らかにした。(4)実在流体に適用可能なET理論の構築:既存のET理論は高密度領域の実在気体や液体への適用に困難を伴っていた。実在流体を表す分子の各内部自由度に対応した非平衡温度を導入することで、実在流体に適用可能な理論の構築に成功した。上記(3)と合わせて本結果も論文として出版した。当初の研究計画にくわえ、非平衡現象の理解について新しい局面を開拓できていることが理由である。具体的には、下記の通りである。(1)多成分流体に対するETの一般論が構築できたことで、粘性や熱伝導の効果も含んだ14変数理論の構築が可能となった。従来の不可逆過程の熱力学に基づく理論とは異なり、高次の散逸的物理量のダイナミクスも解析可能であるという特徴がある。(2)得られた理論の応用として、超音波の分散関係および衝撃波波面構造の解析も進展している。具体的な数値解析について、国内外の研究者との議論も進んでいる。解析に必要となる各種散逸的物理量の交差効果については、次年度の課題として残る。(3)今まで十分に解明できていなかった、非平衡圧力の起源について新しい知見を得ることが出来た。特に、内部自由度が成す系の間の相互作用が非平衡状態を本質的に特徴づけていることを明らかにできた。(4)実在流体中の非平衡現象は、気体分子運動論の適用が困難であり、ETによる現象論的な手法が求められていた。本年度得られた結果は、低密度領域に限られていた既存のET理論の適用範囲を格段に拡げることが可能な新規性のある成果であり、大きな発展が期待される。例えば、これまで困難であった相転移を伴うダイナミクスや波動現象における実在流体効果の解析が可能である。多成分流体中の時間・空間的に急激な物理量の変化を伴う強い非平衡現象を「拡張された熱力学(ET)」理論に基づいて理解することを目的に研究を遂行してきた。期間全体で得られた大きな成果は、多成分流体に対するETの一般的枠組みを構築できたことである。まず、系を記述するバランス方程式系のガリレイ不変性によって、構成粒子が成す一成分系の物理量と全体系の物理量の関係を決定できるという性質を一般的に表すことに成功した。さらに、エントロピー不等式を拘束条件として課すことで、エントロピー密度・流束・生成が満たすべき条件を求めることが出来た。この枠組みにより、Navier-Stokes-Fourier理論の拡張となるETの導出が出来る。特に、非平衡圧力の効果がせん断応力や熱流束に比べて十分大きい場合に有用な6変数ET(独立変数は通常の流体力学的物理量と非平衡圧力)の多成分系理論に対し、エントロピー密度・流束・生成を具体的に表した。多成分系の6変数ETに基づいた線形・非線形波動の解析も進んでおり、今後、定量的な結果の整理を行う必要がある。最終年度で得られた重要な結果は、多成分流体においても本質的に重要となる非平衡圧力の理解が著しく進んだことである。つまり、非平衡圧力が分子の並進・回転・振動自由度間のエネルギー交換に起因する量であることを示した。
原子の高空間分解制御および近接場技術の駆使による中性原子ナノ格子系の実現

本研究では、ナノスケールの構造体付近の近接場を利用し、極低温原子をナノメートルスケール間隔で配置したナノ格子の実現を目指した。まず、構造体に平面波が入射した際の電磁場分布をFDTD法により計算した。特に、20 nm以下の構造について大きな電場勾配が発生し、高次の原子ー光相互作用が無視できなくなることを見出した。また、冷却原子集団を高強度の赤外レーザーによる光トラップ中に捕獲したのち、高精度ステージにより光トラップ用ビームの焦点位置を移動することで、原子集団をガラスセル表面付近に移動することに成功した。この技術を用いると、近接場が発生する構造体のごく近傍に原子を準備することが可能になる。本年度は、第1に、レーザー冷却された原子を物体近傍に輸送する技術を確立した。具体的には、直方体ガラスセル中において、磁気光学トラップ(Magneto Optical Trap;MOT)を用いて低温のルビジウム原子集団を準備し、続いて、MOTを圧縮し、高密度のルビジウム原子集団を作成した。さらに、圧縮された原子集団に対し、十分に離調された光トラップビーム(波長1.06μm)を、適切なアライメントで照射することで、数百万個の原子を光トラップへ移行することに成功した。そして、光トラップビームの焦点を鉛直上方に移動することで、原子集団をガラスセル表面から数μmの距離まで輸送することに成功した。なお、原子集団の移動距離は、およそ15 mmであった。輸送に関して特筆すべき点として、移動中に光トラップビームが水平から大きく傾くと、重力によって原子がトラップから落下してしまうので、光トラップビームの角度を水平近くに保ったまま、原子を移動できるように、光トラップの光学パスを綿密に設計した。第2に、ナノ格子を実現するための基板設計のために、電磁界解析ソフトウェアMeep(MITが開発したフリーソフトウェア)をベースとして、ナノスケールの金属構造体付近の電場強度分布を計算するプログラムを開発した。第3に、ガラスセル近傍の原子の観測に適した高空間分解イメージング系を構築した。具体的には、半球レンズと、既成の非球面レンズとを組み合わせて、高開口のイメージング系を組んだ。作ったイメージング系の分解能をピンホールによる疑似点光源を用いて評価したところ、1μmの分解能が得られた。これは、原子集団を観察するのに、十分な分解能である。本研究は、微細加工された物体近傍に発生する近接場と冷却原子の高空間分解制御技術とを高度に組み合わせることにより、中性原子のナノ格子系を実現することを目指すものであった。この目的の実現のために、以下の実績を挙げた。(1)冷却原子の物体表面への輸送近接場が発生するのは、物体からμm以内の領域に限られる。このため、冷却原子を物体表面に輸送する技術を確立する必要があった。本研究では、高精度機械ステージを用いた、いわゆる光ピンセット技術によって、ガラスセル中心に生成した冷却原子集団を、約15mm移動し、原子集団をガラスセル表面へ高精度に輸送することに成功した。ガラスセル付近では、原子をトラップする光の定在波による光格子、原子はその節に捕獲されるはずである。これを確認するため、パラメトリック共鳴法により、光格子特有のきつい閉じ込めに由来する大きなトラップ周波数の発現を確認した。(2)原子集団の極低温領域への冷却原子が移動していると近接場への原子の導入は難しい。研究当初に実現していた原子集団の温度は、数十百μK程度(速度にして十cm/s程度)であったため、さらなる冷却を試みた。交差型光トラップを実現し、トラップ深さを下げていくことによる蒸発冷却を実行することで、原子集団の温度を数百nKまで冷却することに成功した。ここで、特筆すべきは、光トラップの1つには、低パワーの近共鳴光を用いたことである。この手法では、原子のトラップに高パワーのレーザーを必要としないため、物体近傍での原子操作にとって有用であると考えられる。本年度の当初の大きな目標の1つは、研究課題の達成の要となる、低温原子集団の物体表面近傍への輸送技術を確立することであった。この目標は、十分達成された。もう1つの目標であった、ナノ格子発生用の基板を設計・製作に関しても、設計に必要なツールを確立できている。以上のことを考えると、研究はおおむね順調に進展しているといえる。27年度が最終年度であるため、記入しない。原子・分子・量子エレクトロニクス今後は、輸送された原子集団を、ナノ格子ポテンシャルに導入できる極低温(数百nK以下)にまで冷却する。具体的には、セル表面近傍で、交差型光トラップを実現し、交差型光トラップ中での原子集団の蒸発冷却によって、極低温を実現する計画である。また、ナノ格子生成用の微細加工基板の設計・製作を行う。その後、基板付近の近接場の測定実験を行う。

当初は、微細加工基板と冷却原子とを組み合わせた実験にすぐに着手するつもりであったが、これには実験上克服すべき課題がまだ多い。そこで、まずは、室温あるいは高温のセル中のルビジウム原子を用いて、基板付近にナノスケールのポテンシャルの存在を確認する実験を計画している。最終的に、冷却原子を、微細加工基板付近のナノ格子ポテンシャルに導入し、中性原子のナノ格子系の実現を目指す方針には変わりはない。27年度が最終年度であるため、記入しない。
Webマイニングを用いた自律的学習管理支援法の提案

本研究の目的は,Webを学習用素材とする自律的学習の支援を行うために,内容マイニングと行動マイニングに基づく学習過程管理法について研究することである.Web上のデータの増加に伴い,量と質の両面で,学習用素材の入手が容易になっている.しかしこれら学習用素材を有効活用するためには,個々の学習者が自律的学習を行う必要がある.本研究では,個々の学習者に適した学習用素材を選定し,適切なタイミングで提供するための方法について研究した.本研究の目的は,Webを学習用素材とする自律的学習の支援を行うために,内容マイニングと行動マイニングに基づく学習過程管理法について研究することである.Web上のデータの増加に伴い,量と質の両面で,学習用素材の入手が容易になっている.しかしこれら学習用素材を有効活用するためには,個々の学習者が,適切な素材を選定し,学習計画を立案し,それをやり遂げるために進捗の管理をする必要がある.本研究では,個々の学習者に適した学習用素材を選定し,適切なタイミングで提供するための方法について研究する.平成26年度の研究成果の概要は次のとおりである.(1)携帯端末で動作するアクティブ・リコール型の学習用アプリケーションの構築を行った.携帯端末上で動作するアプリケーションを構築することで,学習者が学習機会を作る際のコストを軽減し,効率的な学習を促すための環境を整備することに成功した.(2)学習履歴を蓄積し,学習者が閲覧できるシステムを構築した.学習の進捗を各々が確認できるようにすることで学習を円滑に進めるための環境を整備することに成功した.(3) Web上の例文を学習用素材として活用するためのシステムを構築した.膨大な量のWebコンテンツの中から必要に応じて学習用素材を取捨選択するための第一段階となるシステムの開発に成功した.以上の成果については,学会発表にむけて準備を行っている.本研究の目的は,Webを学習用素材とする自律的学習の支援を行うために,内容マイニングと行動マイニングに基づく学習過程管理法について研究することである.Web上のデータの増加に伴い,量と質の両面で,学習用素材の入手が容易になっている.しかしこれら学習用素材を有効活用するためには,個々の学習者が,適切な素材を選定し,学習計画を立案し,それをやり遂げるために進捗の管理をする必要がある.本研究では,個々の学習者に適した学習用素材を選定し,適切なタイミングで提供するための方法について研究する.平成27年度の研究成果の概要は次のとおりである.(1)学習用アプリケーションをユーザに公開し,利用情報の収集するための環境構築学習用アプリケーションを公開し,利用データを収集するための環境の構築を行った.システム全体の開発と動作確認を行い,適宜修正および改良を行った.またこれ以外に,学習者の利用情報の整形するための準備作業を行った.(2)学習履歴を分析し,学習を効率化するスケジューリング法の開発学習を進める上で適切なスケジュールを決定するために,学習状況をマイニングする方法について研究した.学習素材の文字数,問題に解答した際の正解率,復習期間と正解率を分析することで適切な値を算出する方法について検討した.また適切な分量の学習素材を用意するために,学習用素材を分割または結合するための方法について研究した.研究実績の概要に記したとおり,平成27年度は大きく2つのテーマを実施した.全テーマとも,より詳細な項目別にみると未達成の部分が少し残っているところもあるが,大枠では年度目標を達成できたと考える.本研究の目的は,Webを学習用素材とする自律的学習の支援を行うために,内容マイニングと行動マイニングに基づく学習過程管理法について研究することである.Web上のデータの増加に伴い,量と質の両面で,学習用素材の入手が容易になっている.しかしこれら学習用素材を有効活用するためには,個々の学習者が,適切な素材を選定し,学習計画を立案し,それをやり遂げるために進捗の管理をする必要がある.本研究では,個々の学習者に適した学習用素材を選定し,適切なタイミングで提供するための方法について研究する.平成28年度の研究成果の概要は次のとおりである.(1)学習履歴を分析し,学習を効率化するスケジューリング法の開発学習を進める上で適切なスケジュールを決定するために,学習状況をマイニングする方法について研究した.学習素材の文字数,問題に解答した際の正解率,復習期間と正解率を分析することで適切な値を算出する方法について検討した.また適切な分量の学習素材を用意するために,学習用素材を分割または結合するための方法について研究した.(2)学習用アプリケーションの改良学習用アプリケーションの操作に煩雑な点が多く,学習者の意欲が低下していることが問題であると考えた.学習に際して余計な手間がかからないようにアプリケーション改良作業を実施した.本事業の目標達成には,学習履歴の蓄積と分析作業が含まれるが,履歴の蓄積作業について当初の計画に比べ遅延している.原因として実験用に開発した学習用アプリケーションの操作に煩雑な点が多く,学習者の意欲が低下していることが問題であると考えた.学習に際して余計な手間がかからないようにアプリケーション改良作業を実施し,学習履歴の蓄積を効率化することで当初目的の達成を目指したいと考える.本研究の目的は,Webを学習用素材とする自律的学習の支援を行うために,内容マイニングと行動マイニングに基づく学習過程管理法について研究することである.Web上のデータの増加に伴い,量と質の両面で,学習用素材の入手が容易になっている.

しかしこれら学習用素材を有効活用するためには,個々の学習者が,適切な素材を選定し,学習計画を立案し,それをやり遂げるために進捗の管理をする必要がある.本研究では,個々の学習者に適した学習用素材を選定し,適切なタイミングで提供するための方法について研究する.平成29年度の研究成果の概要は次のとおりである.(1)学習履歴を分析し,学習を効率化するスケジューリング法の開発学習を進める上で適切なスケジュールを決定するために,学習状況をマイニングする方法について研究を進めた.学習素材の文字数,問題に解答した際の正解率,復習期間と正解率を分析することで適切な値を算出する方法について検討した.また適切な分量の学習素材を用意するために,学習用素材を分割または結合するための方法について研究した.(2)学習用アプリケーションの改良学習用アプリケーションの操作に煩雑な点が多く,学習者の意欲が低下していることが問題であった.アプリケーションのユーザインタフェイスを精査し,学習に際して煩雑な手順を踏ませないようにすることで,学習に専念できるようなアプリケーションの開発を進めた.本研究の目的は,Webを学習用素材とする自律的学習の支援を行うために,内容マイニングと行動マイニングに基づく学習過程管理法について研究することである.Web上のデータの増加に伴い,量と質の両面で,学習用素材の入手が容易になっている.しかしこれら学習用素材を有効活用するためには,個々の学習者が自律的学習を行う必要がある.本研究では,個々の学習者に適した学習用素材を選定し,適切なタイミングで提供するための方法について研究した.研究実績の概要に記したとおり,本年度は大きく3つのテーマを実施した.全テーマとも大枠では年度目標が達成できたが,より詳細な項目別にみると未達成の部分が少し残っている.また平成26年度中に研究集会等で発表する予定であったが,1つ目の作業でアプリケーションの使用感の向上に取り組むなどしたため時間がかかり,年度内に発表することができなかった.平成28年度は,当初の計画どおり,学習者の利用状況の分析と,学習を効率化するためのスケジューリング法についての開発を継続して行う予定である.また,国内外での研究発表や,雑誌論文への投稿を目指す.平成29年度は,遅れを取り戻し従来予定していた計画に従い,学習者の利用状況の分析と,学習を効率化するためのスケジューリング法についての開発を行う予定である.また,国内外での研究発表や,雑誌論文への投稿を目指す.情報工学平成27年度は,当初の計画どおり,学習者の利用状況の分析と,学習を効率化するためのスケジューリング法についての開発を行う予定である.また,国内外での研究発表や,雑誌論文への投稿を目指す.
Dna蛋白のATPase活性調節による,DNAの再複製開始抑制機構の解明

DNA複製研究の重要な課題の一つに、「どのような機構で、複製された直後の複製開始点からの再複製開始が抑制されているか。」という問題がある。この機構が働かなくなると、一細胞あたリーコピー以上の染色体が存在することになることを考えても、上記の機構は生命体にとって根本的なものであることが分かる。私は、大腸菌複製開始蛋白DnaAのATPase欠損変異蛋白の細胞内発現が再複製開始抑制を解除することを見いだし、DnaAのATPaseがこの再複製開始抑制に関与することを示した。また、このATPaseの促進因子を見いだし、これがDNA複製反応によって活性化されることも見いだした。以上から、再複製開始抑制の分子機構に対する全く新しいモデルを提唱した。それは、複製反応自体が、DnaAのATPase活性の促進因子を活性化し、DnaA蛋白を不活性なADP結合型へ変換するというものである。さらに私は、この促進因子を遺伝学的にDNAポリメラーゼのβサブユニットであることを見いだした。この結果、DNA複製反応依存のATPase促進をよく説明するものである。一方、酵母からヒト細胞まで真核細胞すべてに存在する複製開始因子ORCも内在性のATPaseを有していること及び活性発現にATP結合を要求することから私は、真核生物にも大腸菌同様の再複製開始抑制機構が存在する可能性を考えた。私は、酵母のORCとDnaAの比較から、酵母のORCのATPaseドメインの決定に初めて成功した。そしてこれまでに、ATPase活性の欠損した変異ORCを構築しその細胞内発現が細胞を死滅させることを示した。」という問題がある。
大学病院における医療連携システムの評価と標準化の検討

42国立大学病院の医療連携業務を把握する目的で、1)業務数値項目の経年調査、2)医療連携業務の洗い出しと類型化を行い、その実施状況を評価、3)退院支援体制の詳細について調査・分析した。また在宅医療移行症例の評価についても検討した。【結果】1)業務数値は経年的に増加していたが、病院間格差が顕著であった。2)全業務113項目の実施状況は最大値111項目、中央値94項目、最小値60項目であった。3)退院支援スクリーニング実施率、退院支援患者数等において病院間格差が大きかった。在宅医療支援の評価では、質的評価と院内外の関係者によるオープンカンファレンスによる評価を試行した。1)医療連携に関する実態調査と分析1平成23年度国立大学医療連携部門の業務を把握するために、「前方連携」「後方連携」に関するアンケート調査を実施した。前方連携では、FAXによる初診紹介患者の事前予約実施率が81.0%、院外からの検査予約実施率68.3%。ベッドコントロールは66.7%の病院が病棟主体で行われていた。後方連携では、退院支援スクリーニング実施率は95.2%と高かったが、入院決定時の早期に行っている割合は23.1%と低かった。急性期病棟等退院調整加算算定率の中央値は1.7%と低く、退院支援計画書が十分作成されていないことが示唆された。在退院時共同指導算定件数の中央値は6件で、退院前合同カンファレンスの開催が困難であることが示された。2医療連携部門が行っている業務件数(がん相談、苦情相談、インフォームドコンセント調整・同席、セカンドオピニオン対応、相談面談、退院支援、広報業務、院内外カンファレンス、講習会・研修会、学会発表、一般的相談)ならびに病院数値(病床数、紹介率、逆紹介率、平均在院日数、病床稼働率)について調査した結果、経年的に業務量が増加している一方で、病院間の格差が大きいことが明らかとなった。その理由として、「各病院の業務規模が異なる」「病院内で対応部署が複数に分かれている」「業務記録やカウント方法が統一されていない」「記録そのものが不十分である」ことが考えられた。2)在宅医療従事者による在宅医療評価システムの構築平成23年度、在宅移行した患者に携わった在宅医療関係者にアンケートによる評価を退院2週間後、2ヶ月後、在宅医療終了時に実施したが、回収率が低いという問題が生じたため、平成24年度から、在宅医療に移行した症例に関わった院内外の医療従事者が集まり毎週オープンカンファレンスを開催するシステムを導入し、この会議の中で評価を行っている。42国立大学病院の医療連携・退院支援部門における業務の現状を把握する目的で、3つの調査を経年的に行った。第1に業務数値と病院数値18項目について調査し、その変化について検討した。第2に医療連携・退院支援部門で実施されている業務項目を詳細に調査し、113項目(退院支援53項目、外来支援47項目、院外組織連携9項目、広報・研修・学術4項目)に類型化して、業務項目の実施状況を評価した。第3に医療連携業務を前方連携(患者受入に関わる医療連携業務)17項目と後方連携(患者の転院調整や在宅医療支援等に関わる業務)23項目について調査した。【結果と考察】第1の業務数値と病院数値の経年調査から、各病院ともタッフ増員等により経年的に業務数値の増加を認める一方で、病院間の差異が顕著であった。その理由として、1各施設の業務規模が異なる。2同一施設内で対応部署が複数に分かれている。3業務記録やカウント方法が標準化されていない。4記録が不十分等が考えられた。第2の業務項目実施状況は、全業務113項目中、最大値111項目、中央値94項目、最小値60項目であった。退院支援、外来支援、院外組織連携・広報・研修・学術に関する業務別にも実施状況を評価したが、病院格差が大きいことが明らかとなった。第3に前方連携・後方連携の現状では、紹介初診患者の事前FAX予約を実施している病院は83.3%で紹介患者に占める事前FAX予約率の平均は53.7%であった。病床管理は経年的に医師主体から看護師主体に変化している。退院支援スクリーニングを全病院で行っているが実施時期が入院時から入院決定時に次第にシフトしてきている。転院調整患者数、在宅医療支援患者数は病院間で大きな格差が認められた。在宅医療支援の評価についても検討したが、評価者が院外の在宅医療従事者となると継続性に問題があり、更に今後の検討が必要である事が示唆された。1)退院支援システムに関する実態調査と分析(1)医療連携

部門の業務実態を把握するために、「前方連携」に関する17質問項目、「後方連携」に関する22項目を選定し、アンケート調査を実施した。国立42大学中41大学からの回答を集計・分析し、医療連携業務の現状を明らかにした。(2)業務項目の標準化を行い、それを基に病院間の業務の特殊性を調査する目的で、まず5大学病院(東大、浜松医科大、信州大、神戸大、長崎大)の医療連携部門で実施している業務を全て収集し、52項目(退院支援38項目、院外組織連携9項目、広報1項目、研修2項目、学術・研究1項目、その他1項目)に類型化した。これらの業務実施状況を調査した結果、全病院(41病院)で実施されている業務は55項目中26項目であり、逆に「医療連携部門スタッフによる回診」「患者代行業務」「院外業務」は、それぞれ47.6%、64.3%、66.7%の病院でしか実施されていなかった。2)在宅医療従事者による在宅医療評価システムの構築試験的に1大学において、同意の得られた在宅移行患者を対象に、訪問医師、訪問看護師、ケアマネジャーによる評価を退院2週間後、2ヶ月後、在宅医療終了時に実施した。評価項目は、患者の状態、退院のタイミング、医療・看護、ケマネジメント、介護、家事援助、住宅、認知・メンタルケア、経済的問題についての評価、患者・家族の不安・不満・要望、退院時に不十分だった情報、患者の生活行為の状況、病院にフィードバックすべき内容、とした。退院2週間後の評価が得られた件数は18件で、その内訳は医師7件、訪問看護師8件、ケアマネジャー6件であった。2職種からの評価が得られた症例は3ケース、3職種全てから評価が得られた症例はなかった。この試験的調査から評価項目数ならびに依頼の方法について再検討を行い、本調査を実施する必要性が認識された。病院から在宅医療に移行した患者全てに対して、在宅医療担当者(訪問医師、訪問看護師、ケアマネジャー等)による評価を定期的にアンケート用紙で行うことは、多忙な在宅医療担当者にとって負担であり、継続しないことが判明した。そこで、実際に在宅医療に移行した患者症例について毎週1症例だけを取りあげ、その症例に関係した病院医療従事者と在宅医療担当者(必要に応じて自治体担当者)に集まってもらい、現在の問題点や良かった点等の意見交換を行うオープンカンファレンスという方法を平成24年度から取り入れて、評価を開始したところである。「2)在宅医療従事者による在宅医療評価システムの構築」について、試験調査を行った結果、再検討をする必要性が示唆されたため、本調査開始に至っていない。「在宅医療従事者による在宅医療評価システムの構築」については、在宅医療移行症例のオープンカンファレンスから得られた評価データを収集すると共に、分担研究者の所属する医療連携部門においても在宅医療移行患者の評価データを集積し、分析評価を行う予定である。。「在宅医療従事者による在宅医療評価システムの構築」について、試験調査を行って結果、調査項目のスリム化と各職種への依頼の方法を再検討して、複数の大学病院で本調査を実施する。また患者・家族への聞き取り調査項目についても分担研究者と打合せをして検討する。在宅医療に関する評価の方法が確定しなかったため、打合せの回数が予定よりも少なくなった。翌年は、分担研究者3名と在宅医療の評価について再度打合せを行い、研究を推進していく予定である。
溶媒和の分子レベル制御による刺激応答性高分子-イオン液体複合材料の物性デザイン

イオン液体(IL)は純粋な塩でありながら常温で液体として存在する物質群であり、溶質にとって極めて異質な溶媒和環境を形成する溶媒である。本課題は、IL中で刺激応答性相分離を起こす高分子に対して散乱実験を基軸とした構造研究を行い、高分子/IL混合系のマクロ相挙動をミクロ溶媒和の観点から理解しようとするものである。平成28年度には、疎水性IL([C2mIm][TFSA])中で下限臨界相溶温度(LCST)型相分離を起こす高分子であるPPhEtMAに着目し、温度応答・圧力応答を詳細に調べた。本年度は、これまでの研究を踏まえ、IL中における高分子の相挙動に関してより詳細な研究を行った。具体的には、PPhEtMA/[C2mIm][TFSA]溶液系を基軸として高分子側鎖あるいはILの分子構造を様々に変化させた系に対して小角中性子散乱実験および高エネルギーX線回折実験による構造解析を行った。結果として、マクロ相挙動を記述する相互作用パラメータの温度依存性が高分子側鎖・ILの分子構造によって異なっており、さらにその差異はミクロ溶媒和構造に基づいて系統的に説明できることが明らかになった。高分子/IL溶液系の相挙動を分子レベルで特徴づけた研究例は稀有であり、本研究はILを溶媒として含む高分子材料の物性設計を行う上で非常に重要なものとなる。また、ILは従来溶媒系よりも格段に広い温度・圧力範囲で液体状態を保つため、IL溶液系の圧力応答を調べるためには、可能な限り高温・高圧での測定が可能な測定系を構築することが重要となる。このため、高圧動的光散乱(DLS)装置のアップグレードを並行して行った。具体的には、高圧下でもインナーセルを安定して固定できるセルホルダの整備、より高温下(140°C)での測定を行うためのセルおよびステージの追加工を行うことにより、高温・高圧下での実験を安定して行うことを可能にした。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。