hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
森林・湿原・酪農草地が陸上-湖沼生態系の溶存物質動態に及ぼす影響

陸上生態系における植生や土地利用の違いが陸域から湖沼にかけての溶存成分動態に及ぼす影響を調べるために、北海道北部に位置する朱鞠内湖集水域において、異なる特性を持つ実験流域における植生環境や水質環境に関する研究を行った。自然生態系における植生の分布は、地形の違いに原因する土壌水分環境と密接な関係にあり、河川中流から河畔にかけて存在する湿地林は土壌から河川にかけての水質形成に重要な役割を果たしていることが明らかとなった。湿地を通過した地下水や河川水には有機物の分解過程で生じる溶存有機炭素や溶存有機窒素が豊富に含まれるのに対し、無機態窒素である硝酸態イオンは湿地における微生物や植生の働きで除去される傾向にあった。また、酪農を主体とする農地流域では施肥や家畜糞尿に由来する窒素やリンが多量に河川へと流出し、森林や湿原といった自然生態系流域からの負荷よりも明らかに多量な栄養塩類が湖へと流入している実態が明らかとなった。湖内では降水や融雪といった流入河川の水文化学的プロセスと湖内での生物地球化学的プロセスの影響によって溶存成分濃度に特有の鉛直プロファイルが認められた。既往の植生分布データやGIS解析および現地水文水質観測を組み合わせることによって実現した本研究の成果は、さまざまな生態系を含有する広域複合集水域系における溶存成分動態を明らかにするためのモデル研究として位置づけることができ、今後はこの研究アプローチをもとにして、地域的に個別に発展してきた各生態系の流域研究を地域間のランドスケープレベルの総合研究へと発展させることが重要であろう。異なる植生、土地利用といった立地環境が集水域の溶存成分動態に及ぼす影響を解明するための現地観測を開始した。今年度は比較に用いる実験流域の選定と水文観測体制の立ち上げ、複数流域の河川水質のスクリーニングを実施した。観測流域は北海道北部のシュマリナイ湖集水域に設置した。天然森林流域、酪農草地流域、湿原流域にそれぞれ量水堰および自動水位観測装置を設置し、水質・水文観測を開始した。上流から下流にかけての水質変化に着目すると、下流域に酪農草地を有している流域では硝酸イオン濃度が若干上昇するのに対し、下流に湿原を有する流域では硝酸イオン濃度が低下する傾向にあった。酪農草地では肥料成分の溶脱による硝酸負荷が、湿原地帯では脱窒など、何らかの窒素除去機構が存在していることが示唆された。さらに、湿原地帯では溶存有機炭素濃度も上昇しており、それに伴い溶存鉄やアルミニウム濃度も上昇する傾向にあった。また、シュマリナイ集水域における23流域の河川水質調査を行い、水質の流域間変異に及ぼす立地環境要因の解析を行った。解析に際してはGISおよび国土数値情報を利用して、各流域のさまざまな地形要因(流域面積、標高、傾斜など)を集計し、水質成分との相関分析を行った。その結果、河川水中の塩基性カチオン濃度は流域基岩の化学性と関係が深く、硝酸イオン濃度は傾斜が急な流域ほど高い傾向を示した。これは流域の地中内における水フローパスが傾斜と密接な関係にあることを示唆しており、斜面が急であるほど、土壌表層に蓄積されている硝酸イオンが河川へと溶脱しているものと考えられた。来年度は出水に伴う陸上-湖沼生態系での溶存成分濃度の変化や、GISを用いた流域の植生要因の解析、さらにはシュミレーションモデルを用いた溶存成分流出予測などの解析を行う予定である。異なる植生、土地利用といった立地環境が集水域の溶存成分動態に及ぼす影響を解明するための現地観測を継続するともに、河川流下過程でのフロー変化解析やGISを用いた植生、地形区分の解析を行った。河川流下過程でのフロー変化の収支解析では、下流部に湿原が存在することにより流下過程で硝酸態窒素が除去され、溶存有機炭素が河川へと供給されていることが明らかとなった。溶存有機炭素の動態には鉄やマンガンなどの微量金属元素が密接に関係していることも示された。また、天然森林流域の流域下流部の河畔を中心として酪農草地が存在している場合、下流での河川水中溶存窒素やリン濃度が高まり、流域全体からの窒素・リンフラックスも高くなっていることが明らかとなった。

森林-湿原-酪農草地複合集水域において、草地の面積は相対的に低いものの、複合集水域全体から下流湖沼への窒素・リン負荷という面から、草地の影響が非常に大きいことが示唆された。GISを用いて流域の植生や地形の解析を行い、河川水の溶存成分濃度の空間分布を解析した結果からは、流域の傾斜や地形インデックス(Topographic Index)などの要因と河川水中硝酸態窒素や溶存有機炭素濃度の空間分布に相関関係が認められ、地形の違いによる土壌水分状態や植生構造が河川水質の空間変異に強く影響していることを示唆していた。来年度は総括として、複合集水域における植生や土地利用変化が河川水質の濃度やフロー変化に及ぼす影響を、時空間的変動を考慮に入れて総合解析するとともに、河川の水文プロセス変化がそれらのメカニズムに及ぼす影響についても明らかにする予定である。陸上生態系における植生や土地利用の違いが陸域から湖沼にかけての溶存成分動態に及ぼす影響を調べるために、北海道北部に位置する朱鞠内湖集水域において、異なる特性を持つ実験流域における植生環境や水質環境に関する研究を行った。自然生態系における植生の分布は、地形の違いに原因する土壌水分環境と密接な関係にあり、河川中流から河畔にかけて存在する湿地林は土壌から河川にかけての水質形成に重要な役割を果たしていることが明らかとなった。湿地を通過した地下水や河川水には有機物の分解過程で生じる溶存有機炭素や溶存有機窒素が豊富に含まれるのに対し、無機態窒素である硝酸態イオンは湿地における微生物や植生の働きで除去される傾向にあった。また、酪農を主体とする農地流域では施肥や家畜糞尿に由来する窒素やリンが多量に河川へと流出し、森林や湿原といった自然生態系流域からの負荷よりも明らかに多量な栄養塩類が湖へと流入している実態が明らかとなった。湖内では降水や融雪といった流入河川の水文化学的プロセスと湖内での生物地球化学的プロセスの影響によって溶存成分濃度に特有の鉛直プロファイルが認められた。既往の植生分布データやGIS解析および現地水文水質観測を組み合わせることによって実現した本研究の成果は、さまざまな生態系を含有する広域複合集水域系における溶存成分動態を明らかにするためのモデル研究として位置づけることができ、今後はこの研究アプローチをもとにして、地域的に個別に発展してきた各生態系の流域研究を地域間のランドスケープレベルの総合研究へと発展させることが重要であろう。
マルチチャンネル・ビジョンシステムを用いた認識とその応用

本研究では,マルチチャンネル・ビジョンシステムの技法と各種ビジョン問題への応用を検討した.マルチチャンネル・ビジョンシステムは,RGBの3チャンネルに固定したシステムと異なり,400-700nmの可視域に4つ以上のチャンネル数を有するシステムである.これによりいくつかのビジョン問題の解決につながる.まずカメラ系の色分解能を大きく改善することができる.次に照明光の分光エネルギー分布や物体表面の分光反射率といった分光関数の推定が容易になる.マルチチャネル撮像系の基本構成は狭帯域フィルタ,モノクロディジタルカメラ,パソコンからなる.本研究では,まずマルチチャンネル撮像系と分光情報を推定するアルゴリズムを開発した.次に物体の3次元反射特性の計測と推定のためのシステムを開発した.さらにマルチチャンネル・ビジョンシステムを下記のような具体的な問題に適用した.(1)物体の識別を検討した.まずスペルトル色を用いた物体識別法を提案した.次にプリント回路基板上の材質の識別法を開発した.(2)蛍光灯を含む光源分光分布の計測と推定の方法を検討した.蛍光灯分光分布は輝線の波長に基づいて分類でき,これより蛍光灯を推定できることがわかった.(3)皮膚を半透明の混濁物質層の重なりとみなして,Kubelka-Munk理論を用いて表面分光反射率を推定し,それに基づいて皮膚画像を生成する手法を開発した.(4)ディジタルアーカイブでは,マルチチャンネルシステムで反射モデルパラメータを推定し,任意の照明環境と観測視点で画像のレンダリングを行う手法を開発した.(5)鏡面球に映り込んだ像を画像計測して,全方位の光源の空間分布と分光分布を推定する方法を開発した.本研究では,マルチチャンネル・ビジョンシステムの技法と各種ビジョン問題への応用を検討した.マルチチャンネル・ビジョンシステムは,RGBの3チャンネルに固定したシステムと異なり,400-700nmの可視域に4つ以上のチャンネル数を有するシステムである.これによりいくつかのビジョン問題の解決につながる.まずカメラ系の色分解能を大きく改善することができる.次に照明光の分光エネルギー分布や物体表面の分光反射率といった分光関数の推定が容易になる.マルチチャネル撮像系の基本構成は狭帯域フィルタ,モノクロディジタルカメラ,パソコンからなる.本研究では,まずマルチチャンネル撮像系と分光情報を推定するアルゴリズムを開発した.次に物体の3次元反射特性の計測と推定のためのシステムを開発した.さらにマルチチャンネル・ビジョンシステムを下記のような具体的な問題に適用した.(1)物体の識別を検討した.まずスペルトル色を用いた物体識別法を提案した.次にプリント回路基板上の材質の識別法を開発した.(2)蛍光灯を含む光源分光分布の計測と推定の方法を検討した.蛍光灯分光分布は輝線の波長に基づいて分類でき,これより蛍光灯を推定できることがわかった.(3)皮膚を半透明の混濁物質層の重なりとみなして,Kubelka-Munk理論を用いて表面分光反射率を推定し,それに基づいて皮膚画像を生成する手法を開発した.(4)ディジタルアーカイブでは,マルチチャンネルシステムで反射モデルパラメータを推定し,任意の照明環境と観測視点で画像のレンダリングを行う手法を開発した.(5)鏡面球に映り込んだ像を画像計測して,全方位の光源の空間分布と分光分布を推定する方法を開発した.(1)まず狭帯域液晶チューナブルフィルタを較正し,これと冷却機能付CCDカメラ,パソコンを用いてスペルトル・ビジョンシステムの基本部を構築した.分光画像の帯域は半値幅で約20nmである.可視域[400-700nm]の任意の波長で連続して画像獲得するシステムを開発した.(2)次にカラーフィルタと干渉フィルタを用いたマルチバンド・ビジョンシステムを構築した.カラーフィルタとモノクロカメラのシステムは6バンドで,半値幅は約50nmである.干渉フィルタとモノクロカメラのシステムは8バンドで,半値幅20nmである.後者についてはパソコンからフィルタホイールを回転制御しつつ,分光画像を獲得するシステムを開発した.計測精度の向上について現在検討している.(3)マルチチャンネル画像データから照明光の分光分布と物体表面の分光反射率を高精度で推定するアルゴリズムを開発した.とくに蛍光灯のようにスパイクを含む複雑な分光分布をもつ照明環境を想定して,照明光源の分類と環境光の分光分布の推定法を検討した.これにはスペルトル・ビジョンシステムを用い,選択波長帯と分光情報の推定精度の関係を調べた.最も効率的なセンサ数は69チャンネルで,それらの波長帯を決定した.(4)応用問題としては,物体の識別と絵画のディジタルアーカイブを検討した.前者では,まずスペルトル色を用いた物体識別法を提案し,次にプリント回路基板上の材質の識別法を開発した.絵画のディジタルアーカイブは油彩画を対象とし,分光反射率のみならず,面法線や反射モデルを推定した.実験結果でカラーイメージングと比較して,マルチバンドイメージングの優位性を示した.(1)従来の分光ビジョンシステムと異なり,今年度は分光画像取得の高速化と分光推定の能率化を目的として,新たに干渉フィルタを用いたマルチチャンネル・ビジョンシステムを構築した.このシステムでは画像の取得は簡便になった.しかし各チャンネルの画像を合成した分光画像では色ずれを起こすことが判明した.これのキャリブレーションは今後に課題となった.(2)一般照明環境下における各種物体について,分光反射率や表面粗さといった反射パラメータから物体を識別するアルゴリズムについて検討した.既知の照明光源を使って,物体表面の反射特性を推定する方法を開発した.

これらの方法は対象物体の材質に依存することがわかった.(3)産業応用として,電子回路のプリント基板上の要素を識別する問題を検討した.プリント基板上には金属線,レジスト,ハンダといった要素がある.開発した21チャンネルのビジョンシステムを利用し,分光反射率情報に基づいて要素の領域処理と材料同定を試みた.(4)開発した技法を絵画のディジタルアーカイブの問題に適用した.とくに油彩画を対象とし,油彩画に独特の表面特性,つまり絵の具のタッチによる凹凸や油膜層による光沢を再現できるようにした.さらに照明環境と観測点を任意に設定した画像のレンダリングアルゴリズムを開発した.いくつかの絵画について評価実験を行った.(5)自然環境下で物体は全方位から照明されており,全方位における光源分布を推定する必要がある.このため鏡面球を用いた全方位計測系を開発した.これは金属性の鏡面球と我々のビジョンシステムを用いて,光源の分光分布を推定するものである.まず計測系の較正法を検討した.次に全方位画像を生成し,全方位光源の分光分布を推定した.
ボ-テックス・ラムダ転移の光散乱による研究

超流動ヘリウムの示すラムダ転移は,数あるボ-ズ凝縮に関連した相転移の中でも最も典型的なものである。このラムダ転移温度と転移点近傍の振舞いがなにによって決められるかについては,以前より2つの考え方が提案されていた。(a)ランダウとハラトニコフは素励起であるロトンが支配的であるとし,(b)オンサ-ガ-とファインマンはボ-テックスの可能性を指摘していた。これまでの学界の定説は前者であった。2ロトンによるレ-ザ-・ラマン散乱のスペクトル幅は,ロトンの寿命の逆数に比例する。ロトンの寿命は,ロトンに衝突する励起の数に逆比例する。ロトンもボ-テックスも,ロトンに衝突してロトンの寿命を短くする。しかし,ロトンとボ-テックスとでは熱励起されて数の温度依存性が異なる。従って2ロトン・ラマン・スポクトル幅は2つのモデルで異った温度依存性が期待される。このことに着目し,ラムダ転移の採構の本質を明らかにするため,ラマン散乱スペクトル幅の温度依存性を測定した。試料である超流動ヘリウムの圧力を,飽和蒸気圧,1気圧,5気圧,20気圧にそれぞれ制御し,温度を0.8Kから4Kまで細かく変化させた。その結果,どの圧力下においても,約1.7K以下ではラマン散乱スペクトル幅はロトン励起であるとしたランダウ・ハラトニコフ理論で説明できる。しかし,約1.7K以上からラムダ点までは,ランダウ・ハラトニコフ理論からのズレが見られ,幅は温度の上昇とともに急激に増大する。このことは,ラムダ転移がボ-テックス励起によっておこるとすると定性的に説明できる。この一連の測定によって,ラムダ転移がボ-テックス励起によるものであることを強く示唆する証拠を得た。
食虫目トガリネズミ科動物における生殖戦略の相違に基づく精巣組織の適応変化

食虫目トガリネズミ科に属するスンクス、ワタセジネズミ(ジネズミ亜科)およびエゾトガリネズミ(トガリネズミ亜科)の精巣組織の特徴について検討した。精子細胞における先体は、エゾトガリネズミではそれほど伸長しないのに対し、スンクス、ワタセジネズミでは精子細胞の発育過程で著しい伸長を示した。一度伸長した先体は、精子細胞の発育がさらに進むと縮小し、その幅を広げ、最終的にはウチワ状となった。スンクスにおける先体の伸長は、ワタセジネズミに比べても著明で、最長時には精細管の基底膜近くにまで達した。また、電顕所見においても、先体がアクチンフィラメントの束と小胞体からなるES構造(Ectoplasmic specialization)とともに基底側に向かって伸長する様子がスンクス、ワタセジネズミともに明瞭に確認された。このような先体の著しい伸長は他の哺乳類では認められないことから、特に先体伸長の著明なスンクスの精巣組織に的を絞り、精上皮周期のステージ区分(13ステージに区分可能)を行うとともに、細胞骨格系の分布・動態およびレクチン染色性についてさらに観察を進めた。まず、ファロイジンを用いてアクチンフィラメントの分布を観察した。アクチンは精細管基底膜近くと管腔側の2カ所に確認された。血液精巣関門を構成するESに相当すると見られる基底側の反応は、全stageを通じて変化を示さなかった。これに対し、管腔側の反応はstage-dependent(stage I-IV,IX-XIIIで出現、V-VIIIで消失)に変化した。また、抗体を用いたビメンチン(中間径フィラメント)の反応性もstage-dependentな変化を示した。同じ中間径フィラメントのデスミン、サイトケラチンは精上皮に反応性を示さなかった。一方、GS-II,RCA-I,PNA,GS-I,SBA,BPA,DBAおよびUEA-Iの8種類のビオチン化レクチンを用いて染色を試みたところ、GS-II,RCA-I,PNA,SBA,BPAが先体に反応を示した。GS-IIの反応性が先体相において発現し、成熟相では消失したのに対し、他の4種のレクチンの反応性はゴルジ相で発現し、成熟相では弱陽性ながらも依然認められた。また、RCA-I,PNA,BPAはセルトリ細胞にも反応性を示し、しかもその反応はstage-dependent(stage VIII-XIIIで出現、I-VIIで消失)であった。RCA-I,PNA,GS-IIについてはストレプトアビジン-コロイド金を用いて、その反応性を電顕的に検討した。その結果、いずれのレクチンにおいても先体にコロイド金の局在が観察された。セルトリ細胞については、粗面小胞体、滑面小胞体などの細胞内膜系にコロイド金の結合が認められた。
中山間地域における林業・森林環境と住民生活に関するマネジメント＝モデルの構築

本研究の目的は、中山間地域における基幹産業である林業の再生と森林環境の維持管理とを結びつけ、林業を支える兼業形態と地域生活機能の持続可能性を高めるための「フォーレストタウン=マネジメント=モデル(FTMM)」を構築する目的でのパイロット研究を実施することにあった。具体的には、(1)森林GIS構築に必要なデータの検討を行い、パイロット的地域についてのデータ収集を行った。(2)農林家を対象とした現地(鳥取県日野郡日南町)での聞き取り調査を行い、林業やその他の土地利用の現状と課題を把握し、林業再生のための合理的方策に関する条件を抽出した。本研究の採択内定の報を受けたのが平成23年11月後半であったため、従来の計画を練り直して当該年度およびそれ以降の計画を立案し、速やかに実行に移していった。具体的には、各分担者の研究計画を再確認した上で、研究予算の配分を行い、各自が責任を持って予算執行を行っていった。すなわち、3年間の全研究期間を通じて利用予定の農業集落カードのデータ類、および、多変量解析用のSPSS,Amosなどのソフトウェアの購入を急ぎ行った。また、GISデータ入力作業については、対象地域の選定作業を行い、鳥取県日野郡日南町の下石見地区と決定し、関係各方面への連絡を開始するとともに、GISデータ作成の手順としてポリゴン設定などの方式を検討した。このほか、各自で必要な物品などの購入を行った。平成24年3月上旬に大阪大学に於いて2日間にわたって研究集会を開き、今後の研究計画の総合的検討を行い、あわせて各自の研究計画に関する発表と協議を行った。平成24年5月にスウェーデンで開催予定の研究集会に複数の構成員が参加するため、該当者は研究集会での発表に向けて、当該研究テーマに関わる論文執筆に着手した。また、平成24年8月に開催予定の地域調査に向けて、調査の実働内容の確認などをしながら、調査計画の具体的作成に取り掛かった。前記のデータ収集や調査手法の検討等のほか、森林GIS、森林史、林業合理化・近代化関係の書籍類の購入も進めながら、林業合理化・近代化等に関する地域的成功事例の検討を開始した。以上のように平成23年度には短いながらも急ピッチで計画を立案し研究遂行を速やかに行っていった。あわせて、二年度目の平成24年度に本格実施予定の諸調査に関わる計画立案と準備を行っていった次第である。本年度の研究実績に関して、以下、諸項目ごとに記す。(1)林野利用・林野制度の概要と歴史的変遷:大状況としての日本の森林環境の現実を引き続き明らかにするため、既存統計データをもとに森林環境の基本的な姿を把握する作業を行った。(2)モデル構築、地域調査結果分析:林業地帯においては、主として林家家計は農業・畜産業・その他の兼業によって支えられているため、前年度の8月下旬に林業を含む就業調査を鳥取県日野郡日南町の一部地区を対象として行った。その成果をまとめる作業を進めた。また、一般均衡モデルをベースに山間地域に関する財政モデルと社会・経済会計表にもとづくモデル構築を検討した。(3)林業と兼業・ソーシャル=キャピタルとのリンケージ:前記の諸研究調査と連動させながら、林業経営に関する調査・研究を前年度から始め、それを継続して行った。(4)中山間地域・流域圏林業の存立条件:東日本(とくに関東地方)および西日本(とくに中四国地方)において、河川の流域を単位とした林業展開や地域エネルギー施策を実証的に調査・研究した(前年度より継続)。(5)GISを利用した森林管理:鳥取県日南町を対象として、森林に関するデータベース(日南町地理情報システム:「NーGIS」)の構築を開始した。森林データベースは、森林簿等を用いて樹種、樹齢、蓄積量、間伐・主伐の予定などを入力できるように設計を検討した。以上のほか、各担当者は国内外で調査を行うとともに、林業・ソーシャル=キャピタル関連の比較調査や学会での成果報告に臨んだ。平成24年度には、本研究の年度計画の中で最大規模の予算を投入して、各分野での作業や調査を進めた。すなわち、農林統計関係のデータ類、および、統計作業・成果報告用のソフトウェア等の購入を行った。また、GISデータ入力作業については、対象地域の選定作業に則り、鳥取県日野郡日南町の下石見地区と決定し、関係各方面への連絡を行いつつ、GISデータ作成・入力を本格化させた。平成24年5月にスウェーデンのスコーネ地方で開催の研究集会に複数の構成員が参加し、研究発表を行い、さらにはフルペーパーの論文原稿を作成した。一部のメンバーは、ひきつづきヨーロッパに滞在し、ドイツ南部バイエルン州の森林管理に関する実地調査を挙行した。

また、平成24年8月下旬に前記の日南町において農林家調査ならびに複数の林業関係組織を対象とした林業近代化・森林GISに関するヒアリング調査を敢行した。前記のデータ収集や調査手法の検討等のほか、森林GIS、森林史、林業合理化・近代化関係の書籍類の購入も進めながら、林業合理化・近代化等に関する地域的成功事例の検討を継続して行った。以上のように平成24年度には急ピッチで諸調査を本格的に実施し、あわせて、各自が国内外の研究会・学会等で成果発表を行った。本研究の採択内定が平成23年11月と遅かったため、実施できることをしぼって本研究の活動を開始した。まずは、初年度の各担当者の個別の具体的研究計画を整理するとともに、次年度以降の本格的現地調査に備えて、とくに統計解析用のソフトウェア等の購入を図り、その導入・活用のための準備作業を謝金を用いて行っていった。平成24年3月に会合を開き計画の確認を行った。25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の二年度目に当たる平成24年度には、メインとなる諸調査を本格的に実施した。具体的には、海外における森林利用・林業近代化の調査や、国内における山間地域を対象とした農林家調査やGIS構築のためのヒアリング調査等である。また、計画していたGIS構築に関するデータ入力なども粛々と進めた。さらに複数のメンバーが複数回にわたって国内外の学会・研究会等で研究成果を発表した。その点では、計画以上に主年度としての成果をあげられたと評価できよう。平成24年度には本格的な地域調査等を展開する。まず、林野利用・林野制度の概要と歴史的変遷について、大状況としての日本の森林環境の現実を明らかにする。また、モデル構築・地域調査の準備を進めており、平成24年8月下旬に林業を含む就業調査やソーシャル・キャピタル調査を鳥取県日野郡日南町の一部地区を対象として行う予定である。さらに流域圏林業や地域生活の存立基盤に関する調査を実施する。くわえて、前記の日南町をケースとして、森林データベースおよびN-GIS(日南町をモデルとした森林・土地等管理用の地理情報システム)の構築作業を本格的に進めていく。(1)林野利用・林野制度の概要と歴史的変遷:大状況としての日本の森林環境の現実を引き続き明らかにする。(2)モデル構築、地域調査結果分析:昨年度の8月下旬に林業を含む就業調査を鳥取県日野郡日南町の一部地区を対象として行った。その成果をまとめる作業を進める。また、一般均衡モデルをベースに山間地域に関する財政モデルと社会・経済会計表にもとづくモデル構築を検討する。(3)林業と兼業・ソーシャル=キャピタルとのリンケージ:前記の諸研究調査と連動させながら、林業経営に関する調査・研究を継続して行う。(4)中山間地域・流域圏林業の存立条件:東日本(とくに関東地方)および西日本(とくに中四国地方)において、河川の流域を単位とした林業展開や地域エネルギー施策を実証的に調査・研究する(継続)。(5)GISを利用した森林管理:鳥取県日南町を対象として、森林に関するデータベース(日南町地理情報システム:「NーGIS」)の構築を継続する。
高温型燃料電池材料への融体の影響

高温型燃料電池は次期の発電システムとして研究開発が進められているが、溶融塩存在下の構成金属材料の腐食が大きな問題となっている。そこで本年度は、構成材料中重要な元素であるニッケルと鉄の溶融炭酸塩共存下の高温腐食を調べ、生成被膜の酸化物の溶解度、溶解機構の関連から異常腐食の起こる条件を検討した。62/38Li-K共晶炭酸塩を塗付したニッケルの重量増加を様々なCO_2分圧で経時的に調べた。1073Kでは、高CO_2分圧(≧900Pa)で反応が放物線則に従い、生成被膜が腐食減少に役立っているが、低CO_2分圧(≦100Pa)では20から40時間後から異常な腐食速度の増大が見られ、いわゆるホットコロ-ジョンが起きた。一方923KではCO_2分圧にあまり依存せず、放物線速度定数はほぼ一定になった。この差は生成する酸化ニッケルの溶解度から説明される。低CO_2分圧では酸化ニッケルは塩基性溶解を示し、かつ高温の方が溶解度は大きい。溶融塩被膜中では酸化物/溶融塩界面より塩/ガス界面の方が塩基性が小さいと考えられるので、basic fluxing機構で異常腐食が起こったものと考えられる。923Kで異常腐食が起きなかったのは溶解度が小さいためであろう。鉄については、共晶Li-K炭酸塩を塗付した時の重量増加速度は温度と共に増加し、823K以上で若干ずれがあるもののほぼ放物線則に従った。見かけの活性化エネルギ-は218KJ・mol^<-1>となった。また923KでCO_2分圧を変化させたが、重量増加量に影響はなかった。鉄をこの溶融塩中に浸漬して重量の経時変化を調べたところ、823Kから923Kでは単調に増加するのに対して、973Kから1073Kでは一度減少した後、増加に転じる。熱化学的な検討によると生成被膜中にはLiFeO_2とLi_5FeO_4の2相が生成する可能性がある。重量減少はLi_5FeO_4が生成し、炭酸塩が分解、CO_2が生成離脱するためと思われる。
ステロールセンシングドメインを持った蛋白質の発生における機能の解析

1)ヒトのBasal Cell Nevus Syndromeなどで変異のおこっているPatched蛋白のステロールセンシングドメイン(SSD)中のGxxxD配列の活性を、ショウジョウバエ個体を用いて調べた所、G500V D504Y G500Rの変異はいずれも正常のPatched蛋白と同様の活性を示したが、patched変異体をrescueすることはできなかった。このことにより、SSDの変異にもSmoothened蛋白の活性の抑制のできるものとできないものが存在することが判明した。2)新規のSSDを持つ遺伝子をマウスで4種(Ptchd1 Ptchd2 Ptchd3 Ptchd4)、ショウジョウバエで1種(Ptr)分離同定を行った。Ptchd1は小脳原基での発現がE13で認められた。Ptchd2はE11以降、髄脳から脊椎にかけての発現が見られた。またPtchd3は精巣のspermatocyte特異的発現を示した。さらに我々の作製したショウジョウバエのPtrに対する抗体は、stage5の初期胚の中心体及び卵巣のcystoblastなどを認識した。このことからPtr遺伝子群の機能の一つは、生殖細胞系の分化・維持に関与する可能性が示された。3)Ptchd1に関しては変異体の作製ができたので表現型の解析を引き続き行う。ショウジョウバエPtrに関しては、変異体の分離を最優先すると共に、抗体の再検討、Ptr蛋白と相互作用をする蛋白の分離を試みる。1)ショウジョウバエのPatched蛋白では、ステロールセンシングドメインに存在するトランスポーター機能として重要と考えられているGxxxD配列が、Patched蛋白の機能に必須であることをショウジョウバエの変異体を用いて明らかにした。又細胞内での機能を探るために変異の入ったPatched蛋白とGFPとの融合遺伝子を作成した。2)ショウジョウバエのSmoothened蛋白と脊椎動物のSmoothened蛋白との違い明らかにすることを目的として、mouseのsmoothened遺伝子の分離、tagを付けたかたちでの発現ベクターへの導入を行った。3)ステロールセンシングドメインをもつ新規の遺伝子ptr(Drosophila)、ptchd1、2、3(mouse)を分離した。5)ショウジョウバエのPtr蛋白及びDispatched蛋白に対する抗体を作成し、現在検討を行っている。6)マウスptchd1、2、3、disp1、2の発現様式をRT-PCR法で調べた。ptchd1はbrain、kidney、testis、spleenで、ptchd2はbrain、testisで、ptchd3はtestisで強くほぼ全ての組織での発現がみられた。またdisp2はbrainにおける発現がきわだっていることが判明した。またより詳細な解析をin situ hybridization法を用いて現在行っている。7)分離したptr及びptchd遺伝子の動態を調べるためGFP, HisTagなどをC末に付けたconstructを作成した。1)ステロールセンシングドメインを持ったショウジョウバエの新規遺伝子ptr(CG11212)のC末に対する抗体を作製した。その結果、Ptrは卵形成の初期から発現しstage5まではoocyte特異的な発現をしていること、しかもその蛋白は後極側に局在することが判明した。またsyncytium胚期においては分裂期の中心体に局在が見られる。さらに幼虫期のメスのgonadでも発現が認められた。このことからptr遺伝子の一つの機能は、生殖細胞系の分化維持に関与する可能性が示された。2)ステロールセンシングドメインを持ったマウスの新規遺伝子ptchd4を分離同定した。cDNAの分離またEST databaseの解析により、ptchd4遺伝子は少なくとも5つのexonからなる遺伝子で最長887アミノ酸から成る12回膜貫通ドメインを持った蛋白をコードしている。蛋白はステロールセンシングドメインとC末にはPSDとの結合配列を持っている。ptchd4蛋白はPtrファミリーの中ではPtchd1蛋白と最も高い相同性を示す(51%)ことが判明した。3)分離したptchd1,2,3,4遺伝子の発現をより詳細に検討するため、in situ hybridization法を用い発生過程と成体組織における発現解析を行った。

ptchd1はE13の小脳原基で、ptchd2はE13では髄脳から脊椎にかけて顕著な発現がみられた。またptchd3はspermatocyte特異的な発現を示した。さらにptchd1,2,3,4遺伝子はいずれも小脳の顆粒層での発現が見られた。4)Dispatched蛋白に対する抗体を作製した。この抗体とコレステロールによる修飾をうけるヘッジホッグと修飾をうけないヘッジホッグ遺伝子を組み込んだvectorを用い、相互作用を検討している。
ポリアミン制御因子アンチザイムの発がん過程への関与とその機序の解析

発がんの過程でポリアミンとその合成律速酵素オルニチン脱炭酸酵素(ODC)の制御異常が起きることが知られている。本研究では、細胞内ポリアミンの制御因子アンチザイムの欠損が発がん過程に関与するかどうかを、主要分子種のAZ1ノックアウトマウスと、これに由来する培養細胞を用いて検討した。個体レベルでは、異なる遺伝的背景のAZ1欠損マウスを長期間(最長2年)飼育したが自然発がんの増加は認められず、7,12-dimethylbenz(a)anthracene(DMBA)とTPAの皮膚塗布による二段階発がん実験においても発がん傾向の増大を検出することはできなかった。AZ1欠損・非欠損マウスの間で、組織ODC活性は出生前には大きな差があるが成体では差がきわめて小さくなることが判明し、これが成体の発がん傾向が増大しない原因である可能性がある。次にC57BL/6に戻し交配したヘテロ接合体同士を交配し、胎生13.5日の胎仔から初代培養線維芽細胞を調製した。AZ1欠損の有無で細胞の形態、増殖速度、アポトーシス細胞の比率には有意差がなく、欠損細胞を長期間維持しても自然形質転換は認められなかった。SV40Large T遺伝子導入時にはAZ1欠損、非欠損両細胞ともに同程度の形質転換効率を示し、それらの形態や増殖速度は遺伝子型間よりもクローン間で大きく異なっていた。生化学的には、AZ1欠損細胞のODC活性やポリアミンの増加は小さく、欠損細胞にもアンチザイム活性が検出されたことから、AZ2などAZ1以外のアンチザイム分子種が制御機能を代償しているものと考えられる。この他、AZ1とAPC、p53各遺伝子との二重変異マウスの作製を開始した。また、AZ1欠損マウスが示す部分致死性の解析を進め、欠損マウスの発生学的異常を見いだした。
介護施設の要介護高齢者の口腔ケアにおける簡易口腔アセスメントの有用性の検討

特別養護老人ホーム1施設で、入居者の口腔ケアに携わる看護職および介護職による「簡易口腔アセスメント」を試行した。この結果から、「簡易口腔アセスメント」は、判断基準のイメージが統一されていないという課題を見出すことができた。ケア実施者からは「簡易口腔アセスメント票」について、観察項目の種類や時間などについて適切とする評価を得ることができた。抽出できたケア実施者側の視点からの改善点をもとに同票を改良することで有用性を高めることができると考えられた。本研究の先がかりである「簡易口腔アセスメント票」の開発から着手し、この研究課題について、平成28年6月に所属機関における倫理審査の承認を受けた。その後、「簡易口腔アセスメント票」の内容確認・修正を行うのに並行して、研究協力施設の選定をし、施設への研究概要説明、協力依頼を行った。選定した特別養護老人ホーム1施設から研究協力の同意を得た。入居者の口腔ケアに携わる看護職および介護職による「簡易口腔アセスメント票」を用いた簡易口腔アセスメントを11月12月にかけて実施した。6ユニットで試行し、1ユニットにつき1名の入居者を選定していただきそれぞれ4週間試行した。試行期間終了後、試行に携わった看護職5名および介護職47名を対象に「簡易口腔アセスメント票」の内容に関する質問紙での調査を実施した。29名から回答が得られ、観察項目数や項目の種類、アセスメントに要する時間などについて肯定的な回答が得られたが、プラーク量の判断基準が曖昧、口臭の観察方法の観察者間での統一が図られていないなどの改善すべき点についての回答も得られた。この結果から、この時点での「簡易口腔アセスメント票」は、判断基準のイメージが統一されていないという課題を見出すことができた。この点については、本研究の根本をなす重要な部分であるため丁寧に検討していく必要があり、現在「簡易口腔アセスメント票」の改良を進めている状況である。なお、この調査結果については、平成29年6月1315日にかけて開催される日本老年看護学会第22回学術集会で演題発表予定である。最初に行った調査から、「簡易口腔アセスメント票」の改良を優先的に行う必要性が生じ、かつ歯科口腔に関する専門職のスーパーバイズを得るなど丁寧に取り組んでいく必要があるため当初の進行計画より遅れての進行となっている。初年度、特別養護老人ホームで実施した「簡易口腔アセスメント票」の試行に関する結果について、第22回日本老年看護学会学術集会にて発表を行った。この試行は、ケア実施者からの視点での評価を行ったものであったが、今後の課題として、アセスメント結果をケア実施者間で共有できるツールとしての有効性をより高めるためにアウトカムの可視化性を強化することとケア実施者の観察技術の習得が挙げられた。なお、研究者は、演題の発表内容を含め、研究実施施設とは別の歯科専門職からのスーパーバイズを受け、多職種での検討を繰り返し、考察の精度を高める機会を得ることができ、修正の方向性の明確化に至ることができた。また、「簡易口腔アセスメント票」の有効性を検討するためのアウトカムとして、対象者の口腔衛生状態の評価指標のひとつ「口腔内カンジダ菌の保菌状態」を用いることを計画していた。現時点でもなお、研究者の所属施設内での培養実験ができない状況が続いており、可能となる時期も未定である。この状況から、対象者の口腔衛生状態をもとにした評価のための調査において「簡易口腔アセスメント票」の有用性を検討するための十分なアウトカムが得られない可能性が高く、修正版の「簡易口腔アセスメント票」を実装するには至っていない。しかしながら、今回の研究により、作成した「簡易口腔アセスメント票」について、部分的にではあるが有用であるとする評価を得ることができた。さらに、ケア実施者側の視点からの改善点等を抽出することができ、同票を改良することでより有用性が高められることが示唆される結果を得ることができた。「簡易口腔アセスメント票」に関する試行調査から得た結果もふまえ、歯科口腔に関する専門職のスーパーバイズを得るなどの対策を検討中である。また、計画にあった高齢者の口腔衛生状態の変化を評価する1指標である「口腔内カンジダ菌」の培養検査について、所属施設内での実施調整中である。所属施設内には、培養施設はあるものの、運用規定等調整中のため現在使用できない状況となっている。使用可能となる時期は未定であり、培養検査での評価については、業者委託も選択肢として考慮し代替策を検討中である。老年看護学所属機関内でのカンジダ菌培養検査を実施予定であったが、調整中であり、物品を購入できる段階ではないため、培養検査に用いる恒温器や培養キットを未購入のため当初の予算よりも使用額が少ない現状となっている。所属機関内での調整が整い実施可能になった場合、計画通り、諸物品を購入の上、研究を進める予定である。
映像コンテンツの制作・アーカイブ化に関する新たな学芸員養成教育プログラムの開発

現行の学芸員養成課程のメディアリテラシー教育においては、映像の制作およびアーカイブ化を行う実践的な教育が十分にはなされていない。また、博物館では映像制作を外注し、学芸員が自ら映像制作を行うこともほとんどない。このため、撮影した映像資料・素材のアーカイブ化も体系的に行われていないのが現状である。本研究では、映像資料を扱う学芸業務をカバーする学芸員の養成が必要だと考え、映像の制作とアーカイブ化に関する知識とスキルを兼ね備えた学芸員を養成するための教育プログラムを開発した。将来的には、高度な映像の制作能力やメディアリテラシーを備えた上級学芸員へのステップアップを目指したリカレント教育への応用を視野に入れている。本研究では、学芸員の養成課程に合わせた映像の制作とアーカイブ化に関する知識とスキルを兼ね備えた学芸員を養成するための教育プログラムを開発した。1.プロトタイプ授業の実施平成24年度に開講した大学院共通科目「博物館コミュニケーション特論II」に開発した教育プログラムを実装した。映像コンテンツ制作を希望した学生10名を対象に、開発した教育プログラムに沿って実践的な映像コンテンツを制作させた。この映像コンテンツは、制作者並びに関係者の同意を得て、授業や博物館の展示、インターネット等で発表・公開している。本研究による教育プログラムは、平成25年度以降も活用できるよう、質の高い教育プログラムを目指して改良を重ね、北海道大学で行う博物館実習などに積極的に取り込んでいる。2.構築した教育プログラムの評価評価の観点は、1期待したスキルを習得できたか、2専門性の高い教育プログラムが学芸員の特性に合わせた内容になっているかとした。この教育プログラムと評価を成果とした。(1)実習を受けた学生には、映像コンテンツ制作のワークフロー、企画を映像化するためのスキルについての理解度や教育プログラムに関するアンケートやインタビューを行った。(2)学生と博物館に所属する関係者により、学生が制作した映像コンテンツを「企画性」「ストーリー性」「表現力」の観点から評価した。(3)学生が制作した映像コンテンツを可能な限りインターネット上で公開し、一般からの評価コメントを得られるようにした。このコメントは、映像コンテンツを制作した学生に伝え、本人が意図した映像コンテンツを制作できたどうかを客観的に判断する材料とした。1.高等教育機関における映像教育、博物館の映像コンテンツに対する意識と実態調査学芸員に特化した映像制作教育は先行事例が非常に少ないため、研究協力者や参加した学会においてと情報交換をおこなった。マスメディア等への就職を目指した映像制作教育を指導している高等教育機関に焦点を絞り、国内外の映像制作教育の専門機関等でカリキュラムの実態やヒアリングによる調査を実施した。また、博物館における映像コンテンツに対する意識・実態調査を行なっており、学芸員の実情に合った教育プログラムを制作している。これらの映像教育の専門機関における教育や博物館での映像コンテンツの活用事例に関しては、シンポジウムでの情報交換や文献調査を実施した。2.映像素材のアーカイブ化について調査映像素材の管理は、映像コンテンツ制作教育において必須の指導項目である。学芸員が将来活動する博物館の規模等の実情に応じた、さまざまな状況下で映像素材を保存・整理する際の参考となるように事例を収集している。映像のアーカイブ化を進めるにあたり、そのノウハウを吸収するためにも他の機関で行われている方法の調査を行なった。3.教育プログラムの設計学芸員養成のための授業科目「博物館実習」(2単位)での実施を想定して教育プログラムを作成した。ここでは、メディアリテラシーとして必要な映像制作の企画から完成までの流れを体系的に学ぶことができるように設計した。突起すべき点として、限られた時間数で効率的にスキルを身につけられるよう留意し、授業案を作成している。今後、高度な映像の制作能力やメディアリテラシーを備えた上級学芸員へのステップアップを目指したリカレント教育にも応用するために、学芸員の養成課程に合わせた映像の制作とアーカイブ化に関する知識とスキルを兼ね備えた学芸員を養成するための教育プログラムの開発を平行して行なった。初年度計画は予定通り達成しており、次年度以降の研究計画を平行して遂行している。教育プログラム開発のための情報収集により、共通課題が見えており本研究における目標を明確に研究が行なわれている。研究成果を広く一般に伝える方法を検討している。多くの場合、研究発表は論文や口頭発表によるが、それ以外にも本研究分野のベース作りを行なうための手法を検討している。経費の節減の結果生じた使用残について、映像制作機材購入に使用する。
集積材料を用いたナノセルロースの伝熱特性推定

本研究では、各種天然バイオマス素材から単離抽出したセルロースナノファイバーを用いて集積構造を構築し、熱伝導物性を解明することを目標とした。初年度は、高純度セルロースナノファイバーを段階的に配向制御した集積フィルム材料を調製し、熱伝導率の異方性を詳細に解析したところ、配向方向に200%以上高い熱伝導性が実測され、フィルム面内で伝熱異方性を有する集積体であることを明らかにした。この伝熱異方性フィルムは、高密度実装が進むエレクトロニクス向けの指向性排熱基材として期待されるが、デバイスへの実装を考慮したとき、その集積構造の形成プロセスと物性の関係や、光学特性など他物性との関連性など、伝熱性と組み合わせる性能を制御することが重要となる。そこで今年度は、まずセルロースナノファイバー分散状態から乾燥集積体に至るまでの集積過程を明らかにした。乾燥過程にあるナノファイバー水懸濁液の光学複屈折を上下両方向から観測するシステムを独自に構築し、乾燥中の複屈折挙動からナノファイバーの集積プロセス解明を試みた所、分散状態の繊維がまず厚み方向に層を形成しながら集積し、乾燥による濃縮がさらに進むと、その層内でも配列化を起こすことで最終的な乾燥集積体に至ることが明らかになった。次に、形成した配向集積フィルムを用いて光学特性解析を行い、セルロース分子鎖における固有複屈折を推定することに成功した。直線状分子鎖の最大複屈折である固有複屈折の推定のため、伸び切り鎖結晶のナノファイバーが最も有利な構造である上、X線回折測定により配向度を正確に導出可能である点も有利である。このフィルムに対して位相差分布測定システムを用いることで、画角あたり11万点以上の位相差データを分布解析し、精密な複屈折の解析を実現した。結果として、セルロースナノファイバーにより光学異方性と伝熱異方性が同時制御できることが解明された。本研究では、天然資源から抽出した高結晶性セルロースナノファイバーの伝熱性について、その集積材料の内部構造と関係付けて評価することを目的としている。これまでの研究から、分子鎖が伸び切った結晶構造を取るセルロースナノファイバーがプラスチックやガラスより高い熱伝導性を発揮し、従来断熱材料と見なされていたセルロースが伝熱材料へと変換できる可能性が示唆されていた。しかし、セルロースナノファイバーによる断熱材から伝熱材までの約3桁に渡る熱伝導率差は、ナノファイバーの集積構造によって変化するが、異方的な繊維状物質に固有の伝熱異方性について未だ解析されておらず、集積材料の伝熱性能制御において本質的な課題となっていた。当該年度は、セルロースナノファイバーを一軸配向処理したシート状集積材料において熱伝導率の方位差を評価することで、セルロースナノファイバーに固有の伝熱異方性を推定することを目指した。酢酸菌が合成するセルロースナノファイバー集合体であるナタデココを引張試験機により一軸延伸し、熱プレス乾燥することで、一軸配向性のナノファイバー集積材料を調製した。延伸に先立ち予備的な脱水を施すことで、低応力での不用意な破断を回避することが出来た。2次元検出器を用いたX線回折測定により配向度パラメータを算出したところ、延伸の程度と配向度がよく相関した。熱伝導率測定について、延伸方向と延伸垂直方向、厚み方向の3方位を独立に評価した結果、配向度が増すに連れて延伸方向の熱伝導率が上昇し、延伸垂直方向には減衰した。セルロースナノファイバーは配向する方向に高伝熱性を示すことが初めて明らかとなり、同時にナノファイバー1本についても長軸方向に高伝熱性であることが明確となった。また、セルロースナノファイバー単繊維でおよそ10倍程度の固有伝熱異方性が存在すると推定されている。上記成果は、学会および論文にて発表している。集積材料を用いたセルロースナノファイバーの伝熱性評価について、材料の調製から評価までほぼ計画通りに遂行し、解析することができている。またセルロースナノファイバー単繊維の固有伝熱異方性についても推定することができた。当該内容により論文発表等も行い、一定の成果を上げることができたため、進捗としては順調と考えている。

直線状分子鎖の最大複屈折である固有複屈折の推定のため、伸び切り鎖結晶のナノファイバーが最も有利な構造である上、X線回折測定により配向度を正確に導出可能である点も有利である。このフィルムに対して位相差分布測定システムを用いることで、画角あたり11万点以上の位相差データを分布解析し、精密な複屈折の解析を実現した。結果として、セルロースナノファイバーにより光学異方性と伝熱異方性が同時制御できることが解明された。今後の方針として、ナタデココ以外のセルロースナノファイバーを用いて同様の配向集積材料を調製し、熱伝導率異方性を評価してゆく。これにより、セルロースナノファイバーの由来による固有伝熱異方性の差異を明らかにする。また配向集積技術の開発検討を進めることにより、様々な原料由来のセルロースナノファイバーを配向させ、伝熱材料として利用できる基盤を構築する。物品費の見積額が変更され、減額された為、残金が発生した。残額は次年度の物品費として計上し使用する予定。
リサイクルパルプを配合した紙保存資料の劣化評価とその改質処理

リサイクルパルプ、特にリサイクル機械パルプを配合した紙の経時的劣化を実験的に再現し、いろいろな劣化度測定法を考案して劣化評価を行うとともに、リサイクルパルプによる紙の経時的劣化を抑制できる改質処理を検討した。その結果、紙の強度は時間の経過とともにリサイクルパルプ配合の有無による違いが解消されることが明らかになった。また、リサイクル機械パルプとともに蛍光増白剤が配合されると、光による紙の劣化速度が遅くなることが示されたリサイクルパルプ、特にリサイクル機械パルプを配合した紙の経時的劣化を実験的に再現し、いろいろな劣化度測定法を考案して劣化評価を行うとともに、リサイクルパルプによる紙の経時的劣化を抑制できる改質処理を検討した。また、リサイクル機械パルプとともに蛍光増白剤が配合されると、光による紙の劣化速度が遅くなることが示された本年度は、以下の2点について重点的に検討を行った。(1)リサイクル化学パルプ配合紙の劣化挙動及び劣化機構の解明漂白処理の異なるリサイクルパルプ繊維シートについて、4種の加熱加速劣化試験、キセノンランプを用いた加速光劣化試験を実施し、劣化挙動を検討した。本検討の中で、リサイクル処理を施したECF漂白パルプが、いずれの加速劣化条件においても白色度の低下が抑制されることが判明した。さらに、80°C、65%r.h.の湿熱加速劣化条件及び105°Cでガラス管に紙試験片を密封した加速劣化条件で紙の白色度低下が大きく、加熱加速劣化処理では紙中水分が紙の光学的特性の変化に重要な役割を果たしていることを明らかにした。(2)リサイクル機械パルプ配合紙の光劣化挙動及び蛍光増白剤混入の影響リサイクルパルプとして市販紙に配合される場合には、新聞古紙、ちらし古紙、雑誌古紙、模造・色上古紙が多く用いられるが、模造・色上古紙を除いて、いずれも機械パルプの混入が認められる。機械パルプの欠点の一つである光による黄色化を検証するために、機械パルプ配合紙の光劣化特性に及ぼすリサイクル処理の影響を試験した。さらに、古紙の中に含まれる蛍光増白剤が光劣化特性に及ぼす影響を検討した。その結果、リサイクル機械パルプ繊維シートの光劣化速度は、フレッシュパルプの場合に比べて遅くなることが明らかになった。また、蛍光増白剤を含む機械パルプ繊維シートは、無添加に比べて加速光劣化試験による白色度低下が小さかったが、光劣化処理によって蛍光強度が低下した。本年度明らかになった主な研究成果を、以下に示す。(1)リサイクルパルプ配合紙の劣化挙動及び劣化機構の解明再生コピー用紙の保存性を評価することを目的として、最近、ISO 5630-5として規格化されたASTM法を従来の加速劣化試験法と比較しながら、紙の劣化挙動を測定した。加速熱処理を進めると、紙の引張強さには古紙パルプ配合の有無による違いがなくなっていた。また、加速熱処理による紙の引張強さの低下にはパルプの単繊維強さの低下が強く反映していることが明らかになった。(2)リサイクルパルプ配合紙に適応する紙の劣化測定法の開発脆弱化した紙資料の劣化度を図書館などの保存現場で簡便に測定するために、荷重制御装置を装着したアコースティック・エミッション(AE)法による紙の劣化度測定装置を開発した。ASTM法による加速劣化試験法は、AE法のリングダウン数のピーク時間の出現が早くすることが確認され、紙の劣化評価試験として広く用いられてきた耐折強さ試験と同様の傾向を示すことが判明した。(3)リサイクルパルプ配合紙の劣化防止法の開発ペーパースプリットマシンプロトタイプを用いてスプリットした再生コピー用紙に芯紙を挿入して紙強化処理を施した。その結果、本装置による紙の強化処理が、種々の紙に適用できることを確認した。さらに、強化処理後の劣化挙動を評価するために、加速劣化処理に伴う紙の強度及び光学特性の変化を測定したところ、それぞれの劣化前の物理的性質を大幅に向上させることが可能となり、結果として劣化による低下が抑制されることを確認した。
骨置換能を有する親水性光重合型樹脂による新しい骨再生

コンポジットレジンの機械的性質が骨を凌ぐことに着目し、単体では強度不足により骨増生が十分に行えないコラーゲンをレジンで補強した複合材料を創製し、その骨再生能を評価した。レジンには親水性を有するウレタンジメタクリレート/メタクリル酸系レジンを用い、光硬化型とした。その結果、既存骨との境界に新生骨の形成が認められ、in vivoにおいても生体親和性を有する事がわかり、骨再生における新しい材料として用いる事が可能であると示唆された。本研究では、親水性光重合型樹脂を用いて骨欠損部の骨再生を試みた。1.ポリメタクリル酸エチル(PEMA) /セバシン酸ジビニル(DVS)樹脂について(1)埋入体の作製8週齢のウィスター系雄性ラットの頭蓋骨に、トレフィンバーを用いて直径8mmの欠損を形成した。樹脂を埋入した後、2週および4週後にと殺を行った。樹脂は組織と一体化せず排除されており、骨欠損はそのままの形を呈していた。その原因は樹脂に孔構造が乏しく、細胞や血管の侵入を妨げたからであると考え、孔構造を有するコラーゲンを基に、レジンで補強した複合材料を作製することとした。2.コラーゲン+光重合型ウレタンジメタクリレート、(UDMA)/メタクリル酸(MAA)系、コラーゲン+ビスフェノールAグリシジルメタクリレート(Bis-GMA)/トリエチレングリコールジメタクリレート(TEGDMA)系および、コラーゲン+UDMA/TEGDMA系複合材料について(1)気孔率走査型電子顕微鏡を用いて、レジン含浸コラーゲン重合体の割断面観察を行い、含浸レジン量が気孔率に与える影響を調べた。その結果、コラーゲンの気孔率を確保しつつ、レジンで補強できる条件は回転数2000rpm、保持時間60sであった。(2)埋入体の作製直径8mm、高さ2mmのコラーゲンに2.(1)の条件でレジンを含浸させ、埋入体を作製した。1.(2)と同様にラットの頭蓋骨に、直径8mmの欠損を形成し、作製した複合材料を埋入した。1.複合材料の作製コラーゲンにレジンを含浸させ、その気孔率を確保しつつレジンにて補強できる条件は回転数2000rpm、保持時間60sであった。その条件下で直径8mm、高さ2mmのコラーゲンにa.ウレタンジメタクリレート(UDNA)/メタクリル酸(MAA)b.ビスフェノールAグリシジルメタクリレート(Bis-GMA)/トリエチレングリコールジメタクリレート(TEGDMA)c. UDMA/TEGDMAを含浸させ光重合にて硬化し複合材料を作製した。ラット頭蓋骨に直径8mmの骨欠損を形成し、作製した複合材料を埋入し2週後および4週後にと殺を行い組織学的観察を行った。3.組織学的観察・2週a.既存骨と複合材料を埋入した部位の境界には新生骨の形成が認められた。しかし、複合材料のレジンと思われる像の周囲には炎症性の細胞浸潤が認められた。b. c.においても同様の所見が得られた。・4週a.境界部の新生骨の形成はさらに進み複合材料のレジンを一部取り込むように骨形成が認められた。ただし、新生骨の形成は境界部にのみ認められ、埋入体の中央部においては新生骨の形成は認められなかった。コントロールとしてコラーゲンを用いたが、2週および4週共に既存骨との境界部において新生骨の形成が認められ、特に4週においてその範囲は上記複合材料を用いた場合よりもより広範囲に及んでいた。以上のことより、今回用いた親水性光重合型樹脂はin vivoにおいで生体親和性が認められ、骨再生における新しい材料として用いることが可能であると示唆された。