hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
エンタングルメントエントロピーを用いた場の理論の真空構造の理解

今年度も場の量子論のエンタングルメント構造に関する研究を、ホログラフィー原理および量子情報理論的側面から行った。予てより依頼されていた、近年の場の量子論およびホログラフィー原理における量子エンタングルメントの発展に関する総括論文を執筆、発表した(Rev. Mod. Phys. 90, no. 3, 035007 (2018))。この総括論文では場の量子論におけるくりこみ群の下での量子エンタングルメントの果たす役割について当研究課題で得られた最新の研究成果を盛り込むことができた。また昨年度行った量子エンタングルメントへの非局所的な欠損演算子を使ったアプローチをさらに掘り下げるため、今年度は共形場理論におけるスピンをもつ欠損演算子を導入し、その相関関数を対称性の観点から分類し決定した(JHEP 1809, 134 (2018))。この研究では具体的な場の量子論の量子エンタングルメントが計算できたわけではないが、スピンをもつ欠損演算子として量子エンタングルメントの新たな指標が構成できる可能性を探ることができた。さらに今年度はくりこみ群への量子情報的アプローチを推し進めるため、エンタングルメントエントロピーおよび球面上の分配関数がくりこみ群の下でどのように振る舞いかをホログラフィー原理および場の量子論の様々な具体例を通して調べあげた。そして最も一般的な欠損演算子入りの共形場理論では、従来減少すると思われていたエンタングルメントエントロピーは一般に単調減少しない反例を構成した。また最終的に球面上の分配関数がくりこみ群の下で単調減少するという予想を立てた(JHEP 1901, 039 (2019))。この予想が正しければ、今後場の量子論のダイナミクスにより強い制限を課すことができると期待される。場の理論は無限自由度の系であるため、素朴に物理量を計算すると無限大が生じる。この無限大は通常「正則化」と呼ばれる手続きにより、一旦有限にしておき、そこから「繰り込み」と呼ばれる手続きにより意味のある有限な物理量となる。エンタングルメントエントロピーは量子系の与えられた状態の相関を測る物理量であるが、これもまた場の理論で計算する際には無限大の発散をともなう。無限大の発散が現れる原因は大きく分けて二つある。一つはエネルギーが大変大きい粒子の寄与のためであり、これは「紫外発散」と呼ばれる。一方、場の理論が定義されている空間の体積が無限に大きい場合は、「赤外発散」と呼ばれる発散が生じることがある。先行研究ではエンタングルメントエントロピーの紫外発散の繰り込みがよく調べられてきたが、赤外発散の除去に関してはこれまでほとんど研究がなされていなかった。赤外発散があるとエンタングルメントエントロピーの摂動論的計算に困難が生じることが研究代表者の先行研究で指摘されていたため[T. Nishioka, Phys. Rev. D90 (2014) 045006]、この問題は通常の場の理論で行なわれている摂動論的手法をエンタングルメントエントロピーにどう適用するかを確立する上で重要である。本研究では場の理論を体積が有限の空間に置くことにより、エンタングルメントエントロピーに現れる赤外発散を除去し、系統的に摂動展開する手法を開発した[S. Banerjee, Y. Nakaguchi and T. Nishioka, JHEP 1603 (2016) 048]。また場の理論に現れる量子的対称性の破れがエンタングルメントエントロピーにどう影響を与えるかを調べた[T. Nishioka and A. Yarom, JHEP 1603 (2016) 077]。本研究課題の目標は、相互作用した場の量子論におけるエンタングルメントエントロピーの摂動論的計算方法の確立である。またその結果として場の理論の真空構造、特に繰り込み群の下で場の理論の「有効自由度」となる指標をエンタングルメントエントロピーを用いて構成することである。今年度は二つの異なる側面からこの問題に取り組んだ。一つは「繰り込まれたエンタングルメントエントロピー」を定義し、それが簡単な系では実際に繰り込み群の下で有効自由度としての機能を果たすことを示した[S. Banerjee, Y. Nakaguchi and T. Nishioka, JHEP 1603 (2016) 048]。もう一つは場の理論に現れる量子的対称性の破れがエンタングルメントエントロピーにどう影響を与えるかを調べた[T. Nishioka and A. Yarom, JHEP 1603 (2016) 077]。前者ではエンタングルメントエントロピーの摂動論的な計算手法を与えることで、その繰り込み群の下での振る舞いに解析を可能にした。後者は場の理論の真空が持つ量子的対称性の破れをエンタングルメントエントロピーを通して調べている。量子的対称性の破れは場の理論の有用な情報を含んでおり、この情報がエンタングルメントエントロピーを用いて探ることができることが新たにわかった。それぞれ、本研究課題の目的に向けて概ね順調に進展していると言える。今年度は場の理論のエンタングルメントエントロピーの構造の理解を一層推し進めるために二つの異なるアプローチを採用した。まず一つ目のアプローチではゲージ/重力対応に基づくホログラフィーの観点から、エンタングルメントエントロピーの拡張であるRenyiエントロピーと呼ばれる物理量の研究を行った。

重力双対を持つ場の理論ではエンタングルメントエントロピーは「笠-高柳公式」と呼ばれるホログラフィック公式によって幾何学的に簡単に計算することができるが、Renyiエントロピーに関してはホログラフィー原理を用いてどう計算すれば良いのか、長らく知られていなかった。ところが最近、笠-高柳公式の拡張版としてのRenyiエントロピーに対するホログラフィック公式が提唱された。この公式は場の理論で知られている幾つかの具体的な結果を再現するが、Renyiエントロピーの持つ特徴的な性質を満たすかどうかは検証されていなかった。本研究では提唱されたホログラフィック公式がRenyiエントロピーが満たすべきいくつかの量子的な不等式に従うかどうかを検証した。その結果、ホログラフィー原理が適用可能な物理的に尤もらしい状況下ではホログラフィック公式が正しく不等式を満たすことがわかった。二つ目のアプローチでは、純粋に場の理論の技法のみを用いて自由スカラー場のエンタングルメントエントロピーを詳細に調べた。自由スカラー場に関しては数多くの研究がなされているが、その結果の中には相反するものが存在していた。本研究ではエンタングルメントエントロピーを定義する際に現れる余次元2の超曲面に境界項を導入できることに着目し、適切な項を入れることで知られている全ての結果が矛盾なく説明できることを示した。本研究課題では場の理論におけるエンタングルメントエントロピーの性質を理解し、それを用いて場の理論の構造をより深く調べることを目指している。特に場の理論ではあるエネルギースケールにおける「自由度」を測る物理量を見出すことが重要であり、そのような物理量の存在は場の理論全体の空間の分類に非常に役に立つ。昨年度は自由度を測る物理量としてエンタングルメントエントロピーから定義されるある関数に着目し、その性質を自由スカラー場という具体例で詳細に調べた。そこで得られた関数は確かに自由度としての振る舞いを示すことが分かったが、その過程で一つの問題を発見した。その問題点の原因を探ると、自由スカラー場のエンタングルメントエントロピーにはいくつかの相矛盾する結果が存在することが分かってきた。そこで今年度はこの矛盾点を解消するための研究を積極的に行った。この研究により場の理論のエンタングルメントエントロピーを考える際には境界項を適切に扱う必要があることが明白になった。この結果は自由スカラー場に限らずゲージ理論を扱う上でも当てはまるため今後非常に役に立つと期待される。エンタングルメントエントロピーの満たす不等式が上記の自由度を測る物理量の構成に役に立つことが知られているが、その拡張であるRenyiエントロピーが満たす不等式も将来的な応用があると考えられる。今年度は近年提唱されたホログラフィック公式がRenyiエントロピーの満たす不等式に従うための条件を見出した。本研究課題ではゲージ/重力対応からのアプローチも取り入れており、こちらの方向性でも進捗があった。今年度は、場の理論で未だ十分に理解されていない非局所的に定義される欠損演算子の性質について、以下の二つアプローチから研究を行った。一つは場の理論のエンタングルメントエントロピーを特徴付ける余次元2の欠損演算子に関するもので、これまではその非局所的な性質からその研究がほとんど行われてこなかった。
高圧力場を利用した高密度化ガラスの合成とその物性・構造および機能探索

ガラスの永久高密度化現象は,高温高圧処理することにより変化したガラスの構造および物理化学的諸物性が,印加圧力解放後においても半永久的に保持されるという現象であり,新規機能性材料の探索など応用的観点から興味深い現象である.一方で,高密度化のメカニズムについてはまだ不明な点が多く,そのメカニズム解明を目的とした基礎科学的観点からの研究は重要であると考えられる.本年度は,アモルファス半導体としての性質を持つ,硫化ゲルマニウムガラス(GeS_2)ガラスを対象として研究を行った.行った実験およびその結果の概略を以下に記す.1.高密度化GeS_2ガラスの可視吸収スペクトル測定高密度化に伴いガラスの色は大きく変化した.可視域における吸収スペクトル測定を行った結果,吸収端波長の大きなレッドシフトが観測された.このことは,バンドギャップエネルギーが大きく低下することを意味し,半導体的性質が処理条件により大きく変化することが分かった.2.高密度化GeS_2ガラスの構造解析高密度化の原因である構造変化について調べるために,X線回折測定を行い動径分布関数の導出を行った.測定は,放射光施設にて得られる高エネルギー,高強度なX線を用いて行った.そのため得られる動径分布関数の空間的解像度は高く,構造変化について明確な知見が得られた.高密度化の主な要因はGeS_4四面体が形成する環構造がより小さな員環数をもつ環構造へと組み替えが起こることによると考えた.3.高圧下におけるGeS_2ガラスの構造解析高密度化する過程,すなわち加圧加熱,減圧が行われる過程において構造が変化していく様子をX線吸収微細構造測定のその場観察によって調べた.これにより,高密度化に伴うGeS_4四面体の変化の様子が明らかとなり,高密度化のメカニズム解明を行うにあたり有意な知見が得られた.ガラスの永久高密度化現象は,高温高圧処理することにより変化したガラスの構造および物理化学的諸物性が,印加圧力解放後においても半永久的に保持されるという現象であり,新規機能性材料の探索など応用的観点から興味深い現象である.一方で,高密度化のメカニズムについてはまだ不明な点が多く,そのメカニズム解明を目的とした基礎科学的観点からの研究は重要であると考えられる.本年度は,アモルファス半導体としての性質を持つ,硫化ゲルマニウムガラス(GeS_2)ガラスを対象として研究を行った.行った実験およびその結果の概略を以下に記す.1.高密度化GeS_2ガラスの可視吸収スペクトル測定高密度化に伴いガラスの色は大きく変化した.可視域における吸収スペクトル測定を行った結果,吸収端波長の大きなレッドシフトが観測された.このことは,バンドギャップエネルギーが大きく低下することを意味し,半導体的性質が処理条件により大きく変化することが分かった.2.高密度化GeS_2ガラスの構造解析高密度化の原因である構造変化について調べるために,X線回折測定を行い動径分布関数の導出を行った.測定は,放射光施設にて得られる高エネルギー,高強度なX線を用いて行った.そのため得られる動径分布関数の空間的解像度は高く,構造変化について明確な知見が得られた.高密度化の主な要因はGeS_4四面体が形成する環構造がより小さな員環数をもつ環構造へと組み替えが起こることによると考えた.3.高圧下におけるGeS_2ガラスの構造解析高密度化する過程,すなわち加圧加熱,減圧が行われる過程において構造が変化していく様子をX線吸収微細構造測定のその場観察によって調べた.これにより,高密度化に伴うGeS_4四面体の変化の様子が明らかとなり,高密度化のメカニズム解明を行うにあたり有意な知見が得られた.
2000系強力アルミニウム合金の溶接性の改善に関する新研究

本研究費の補助によって開発設置された、溶接熱サイクル再現高速材料試験機を用い、アルミニウム合金を試料とすることによって、溶接高温割れの再現を可能とした。得られた成果を以下に列挙する。1)6000系合金(Al-Mg-Si)において、割れ発生は歪み速度にほとんど関係なく約630°Cを臨界温度としている。2)2000系合金(Al-Cu)においては、割れ発生の臨界応力はその組成(2,4,6%Cu)に依存せず、710g/【mm^2】という非常に小さな値である。3)2000系合金(Al-Cu)における液化割れの臨界変位量は、合金元素量に依存し、Cu濃度が高い程大きいことが示された。4)これらのことから、実際の熱影響部に発生する液化割れや溶接金属部に発生する凝固割れ等の高温割れ発生機構には本質的な差異はない。即ち、再溶融又は最終凝固部に当る粒界低融点物質(共晶液)を介しての、特異な破壊様式であることが示された。次に、以上の如き溶融溶接性の悪い高力アルミニウム合金に対して、真空蒸着コーティングによってTiを添加した溶加材と【N_2】を添加したシールドガスとを用いて、溶接性の改善を試みた。その結果、Tiを溶加材に添加しかつ【N_2】をシールドガスに加えたもののみが、a)細粒効果とb)著しい硬度の上昇を示し、溶接性の改善が認められた。その機構は、ガス反応生成ファインセラミックス分散強化と考えられるが、装置の操作トラブルによる実験遅延のために現時点では直接的に確められていない。今後は溶接性の改善機構の解明と共に、実用化に際して必要な基礎データーの確立を急ぐ必要があり、鋭意努力中である。アルミニウム-銅系(以下Al-Cuと称する。)合金は熱処理によって軟鋼に匹敵する強度を有し、しかも強度に対する重量比が高く、低温においても鉄鋼材料の如き脆性を示さない等の優れた特徴を有している。しかし乍ら、このAl-Cu系合金の溶融溶接性の改善は殆んどなされておらず、優れた特徴が充分に発揮されていない。本年は研究の初年度であるが、実施計画通り溶接金属の凝固過程・金属組織及び機械的性質に及ぼす化学組成の影響についての研究を行い、以下に示す成果を得た。1)Cu濃度を2%から6%まで変化させた試料を用い、一部改良したフィッシュボーン割れ試験の結果、割れ長さは2%Cuが最も長かったが、いづれの合金においても割れの発生及び成長は液相線温度付近で起る。2)クレーター割れ試験の高速度VTR観察から、このときの星状割れはボンドからクレーター中心に向う凝固割れである。3)クレーター部の凝固速度を変化させる試験から、凝固速度の低下に伴って、星状の割れから円弧状の熱影響部液化割れに移行することが示され、その原因は熱伝導様式の変化に基づく収縮歪の発生の違いであることが判った。4)いづれの高温割れ発生の場合も、粒界に低融点液膜の存在が認められた。5)溶接部の機械的性質はMg原子の添加によって改善され、特に熱影響部において著しい。溶着金属部は入熱の小さいことが有効であるが、その他の元素の添加効果については今後の課題である。
中山間及び離島地域における小地域ネットワーク活動の継続に関する研究

本研究の目的は、急速な人口減少と高齢化が進む中山間・離島地域における小地域ネットワーク活動の現状及びその効果的な活動の継続について明らかにすることである。研究成果として、地域住民や要援護者を支える集団支援(例:ふれあい・いきいきサロン活動)、さらに、要援護者へ個別の働きかけを行う個別支援(例:見守り活動)双方が有機的に連携をしながら活動を継続することが重要であることが明らかになった。さらに、中山間・離島における地域包括ケアシステム構築の際の、小地域ネットワーク活動の重要性についても実証的に確認することが出来た。近年,日常圏域で取り組む,住民の「要援護者の見守り」や「住民の集いの場づくり」の必要性は日々高まっているが,現実には,活動を開始した後の持続性・継続性が課題となっている.本研究の目的は,急速に人口減少と高齢化が進む中山間及び離島地域における小地域ネットワーク活動の効果的な継続ついて実証的に解明することである.小地域ネットワーク活動の具体的な例としては,個別援助としての「近隣住民による要援護者の見守り・安否確認」,「住民ボランティアによる配食サービス」らが挙げられる.集団援助としては,「ふれあい・いきいきサロン活動」が代表的である.いずれにせよ活動内容は運営する住民の主体性に任されており,地域ニーズにあった実に多様な活動が小地域ネットワーク活動といえる.小地域ネットワーク活動の重要性が叫ばれている背景は,急速な人口の高齢化と世帯の単身化が背景にある.特に中山間及び離島地域においてはその傾向は顕著であり,山間部や離島では高齢者の独居世帯の割合が著しく高い.本研究は,小地域ネットワーク活動の阻害要因と促進要因を定性的研究・定量的研究の双方のアプローチから検証し,「中山間及び離島における小地域ネットワーク活動の効果的な継続のための実践モデル」の構築を行うことまでを射程としている.そのため,中山間及び離島地域において展開されている「小地域ネットワーク活動」の,(1)実態把握,(2)阻害要因・促進要因の探索作業を踏まえ,(3)効果的な活動継続に対しての具体的な支援・アプローチの提示が,3年間に渡る研究計画である.研究所年度の平成25年度は,中山間地域を含む市町村を対象として,(1)及び(2)を実施した.近年,人口の減少および高齢化や単身世帯の増加に伴い,日常圏域で取り組む,住民の「要援護者の見守り」や「住民の集いの場づくり」の必要性は日々高まっている.しかし現実には,活動の立ち上げた後の持続性・継続性が課題となっている.本研究の目的は,急速に人口減少と高齢化が進む中山間及び離島地域における小地域ネットワーク活動の現状と効果的な継続とはいかなるものかを実証的に明らかにすることである.小地域ネットワーク活動の具体的な例としては,個別援助としての「近隣住民による要援護者の見守り(活動)」が挙げられる.集団援助としては,「ふれあい・いきいきサロン活動」が代表的である.いずれも活動内容は住民の主体性に任されており,地域ニーズにあった実に多様な活動が小地域ネットワーク活動といえる.小地域ネットワーク活動の重要性が叫ばれている背景は,急速な人口の高齢化と世帯の単身化が背景にある.特に中山間及び離島地域においてはその傾向は顕著であり,山間部や離島では高齢者の独居世帯の割合が著しく高い.本研究は,小地域ネットワーク活動の阻害要因と促進要因を定性的研究・定量的研究の双方のアプローチから検証し,「中山間及び離島における小地域ネットワーク活動の効果的な継続のための実践モデル」の構築を行うことまでを射程としている.そのため,中山間及び離島地域において展開されている小地域ネットワーク活動(H26年度は特に見守り活動を中心に)の,1.実態把握,2.促進・阻害要因の探索作業,を元に,3.効果的な活動継続に対しての具体的な支援・アプローチの提示を行うことまでが3年間に渡る研究計画である.研究2年目の平成26年度は,中山間地域を含む市町村を対象とし,特に2.促進・阻害要因の探索と検証作業に取り組んだ.本研究の目的は,急速に人口減少と高齢化が進む中山間及び離島地域における小地域ネットワーク活動の現状と,効果的な活動の継続とはいかなるものかを実証的に明らかにすることにある.具体的には,小地域ネットワーク活動の阻害要因と促進要因を定性的研究・定量的研究の双方のアプローチから検証を行い,「中山間及び離島における小地域ネットワーク活動の効果的な継続のための実践モデル」の構築を行うことまでを研究の射程としていている.中山間及び離島地域において展開されている小地域ネットワーク活動の中でも,研究3年目となったH27年度は, (1)地域内の「見守り(活動)」の阻害・促進要因のモデル化,(2)中山間地域における地域包括ケアシステムの在り方,及び,地域包括ケアシステムにおける「生活支援」と小地域ネットワーク活動の関係性について,先行研究らを元に整理を行った.研究成果の発表として,中山間地域における生活支援と見守りに関する論文(1編)を発表した.専門職を対象とした地域内の見守りに関するインタビュー結果のまとめについて,国際学会(The Joint Regional Conference APASWE & IFSW Asia Pacific)で報告を行った.

地域住民を対象とした質問紙調査(自由記述式)の研究成果についても,口頭発表(福祉社会学会,日本社会福祉学会)を行った.3年間の研究成果を元に,さらなる定量的研究(地域住民を対象)を実施し,「中山間及び離島における小地域ネットワーク活動の効果的な継続のための実践モデル」を作成,最終的には効果的な活動継続に対しての具体的な支援・アプローチの提示を行うことまでが,最終年(4年目)の研究計画となる.研究全体の進捗は全体的にやや遅れてはいるが研究成果は確実に上がっている.研究計画3年目である平成27年度においては,以下,大きく3つの研究成果が得られた.(1)過疎化が進行する中山間地域における地域包括ケアシステムの在り方,及び,地域包括ケアシステムにおける「生活支援」と小地域ネットワーク活動の関係性について,先行研究を元に研究論文にまとめた.これにより,小地域ネットワーク活動が,過疎高齢化が進む地域における福祉実践に対し,今後どのような存在となりうるか,マクロな視点で整理を行うことが出来た.(2)岡山県内の中山間地域を含むA市B地域における,小地域ネットワーク活動(見守り活動)に実際に関わる地域住民(主に民生委員・福祉委員)を対象とした質問紙調査(自由記述式)の結果を元に,学会報告を本年度2回実施した(福祉社会学会・日本社会福祉学会) .以上の成果により,「小地域ネットワーク活動」の重要性を,地域包括ケアシステムの視点からも明確化することが可能となった.さらに,地域包括ケアシステムにとって重要な構成要素「生活支援」,特に「見守り」の阻害・促進の構成要素が明らかになった.以上の成果をもとに,H28年度に実施予定の定量的研究における分析モデルが構築された.本研究の目的は、急速な人口減少と高齢化が進む中山間・離島地域における小地域ネットワーク活動の現状及びその効果的な活動の継続について実証的に明らかにすることである。特に、小地域ネットワーク活動の阻害要因と促進要因を定性的研究・定量的研究の双方のアプローチから検証を行い、中山間・離島地域における小地域ネットワーク活動の効果的な継続のためのモデル構築を行うことを狙いとしている。研究最終年である平成28年度には、小地域ネットワーク活動のうち、(1)ふれあい・いきいきサロンの活動効果に関する質的・量的把握、(2)地域における見守り活動の水準及び促進・阻害要因についての質的把握、以上大きく2つの研究成果をまとめた。実際の成果物としては、ふれあい・いきいきサロンの効果とその規定因に関する量的研究論文を1編、ふれあい・いきいきサロン活動を担うボランティア住民の肯定的活動評価に関する質的研究論文を1編発表した。学会発表としては、専門職を対象とした地域内の見守りに関するインタビュー結果の分析結果について、国内で口頭発表(日本社会福祉学中国・四地域ブロック、第48回山口大会)および、国際学会(Joint World Conference on Social Work, Education and Social Development 2016、ソウル大会)にてポスター発表をそれぞれ行った。以上により、人口減少と高齢化が進む地域における小地域ネットワーク活動の重要性について、特に、地域住民や要援護者を支える「面」の支援(例:サロン活動)、さらには、要援護者へ個別の働きかけを行う「点」の支援(例:見守り活動)、それぞれの利点を活かした地域の支え合いの仕組み作りの効果を実証的に確認することが出来た。本研究の目的は、急速な人口減少と高齢化が進む中山間・離島地域における小地域ネットワーク活動の現状及びその効果的な活動の継続について明らかにすることである。
花崗岩地域の表層崩壊発生位置の予知モデルの作成に関する研究

1.画像処理装置より得られる植生と崩壊の関係六甲山地内に試験地を設け、空中写真をAD変換するとともに、座標はアフィン変換を行ってCCT値が地形と対応できるようにした。1967年に発生した崩壊を対象とした研究を行った結果、緩傾斜部の崩壊は植生の少ないところ、急傾斜部の崩壊は谷筋等の地形の複雑さに関連した部分で発生することが示唆された。2.現地調査による植生と地形との関係上述した試験地を対象として、空中写真と現地調査によりこの調査地の植生図を作成した。植生分布と地形との関連をみると、コナラ林がやや谷筋に出現する傾向があるほかは大きな傾向はみられなかった。3.崩壊発生位置の地形解析上述した調査地を対象として、傾斜分布図及び侵食前線分布図の作成を行った。更に、現地調査で花南岩の風化状態、断層・節理・土層の発達状況等を調査した。その結果、傾斜区分ごとの面積比と各傾斜区分ごとの崩壊発生個所数の比を比べると、崩壊は3544度以上の斜面に面積比以上の割合で生じ、崩壊はその部分に集中していることまた傾斜別の斜面の配置状況は尾根線、谷線沿いに急・緩の再斜面が交互に出現し、これらの斜面の変換する部分は、侵食前線とよく一致し、ここで新旧の崩壊が発生していることが明らかになった。4.山麓部における表層崩壊発生位置予知モデルの作成以上の調査地は山中におけるものであり、ここで発生した崩壊が直ちに災害の発生原因にはなり難い、このため、崩壊が災害の原因となり易い山麓部を対象として、既に提案済の崩壊予知モデルを応用した。その結果、格子点における土地利用状況を予め与えておけば、災害の直接の原因となる崩壊危険セルの位置を精度よく予知できることが明らかになった。
高地の低大気圧環境に対する個葉の順化・適応機構の解明

本研究で行った理論的検討によって,高地低大気圧には個葉光合成に与える二種類の効果,1:低CO_2分圧による光合成の減少,2:低O_2分圧が1の効果を一部うち消す,が存在することが明らかになった.さらに,2の効果は葉内拡散コンダクタンスに影響されることが示され,葉内拡散コンダククンスが小さいと,2の効果が減少し,低大気圧下での光合成がより抑制されることが示された,これらの理論的予測は,富士山五合目標高2250mに生育する多年生草本植物イタドリを用た実測により妥当性が確認された.また,標高2250mに生育するイタドリと,低地に生育するイタドリを比較した結果,光合成酵素ルビスコの量には違いが無いものの,高地型イタドリは葉内拡散コンダクタンスが小さく,低大気圧による光合成抑制がより強くなっている事が明らかになった.これらの葉形質が,高地型イタドリに遺伝的に固定されているのかどうかを明らかにするため,高地型イタドリを低地環境下の人工気象室で生育させ,幾つかの葉形質の評価を行った.その結果,葉内拡散コンダクタンスが,低地型のイタドリと同程度まで上昇する事が明らかになった,低大気圧による光合成抑制がより激しくなるにもかかわらず,高地に生育しているイタドリの葉内拡散コンダクタンスが低いのは,遺伝的な制約によるのではなく,低大気圧以外の高地環境に対する高地型イタドリの順化反応である事が示唆された.また,高地型イタドリを同じ場所に生育するオンタデに比べた結果,タンパク当たりのルビスコ量が約20%低い一方,活性酸素消去酵素ascorbate peroxide (APX)の活性が,約30%高い事が明らかになった.この,葉内タンパク組成の違いは,オンタデに比べて葉寿命が長いイタドリの生活史と関連している可能性が示唆された.本研究で行った理論的検討によって,高地低大気圧には個葉光合成に与える二種類の効果,1:低CO_2分圧による光合成の減少,2:低O_2分圧が1の効果を一部うち消す,が存在することが明らかになった.さらに,2の効果は葉内拡散コンダクタンスに影響されることが示され,葉内拡散コンダククンスが小さいと,2の効果が減少し,低大気圧下での光合成がより抑制されることが示された,これらの理論的予測は,富士山五合目標高2250mに生育する多年生草本植物イタドリを用た実測により妥当性が確認された.また,標高2250mに生育するイタドリと,低地に生育するイタドリを比較した結果,光合成酵素ルビスコの量には違いが無いものの,高地型イタドリは葉内拡散コンダクタンスが小さく,低大気圧による光合成抑制がより強くなっている事が明らかになった.これらの葉形質が,高地型イタドリに遺伝的に固定されているのかどうかを明らかにするため,高地型イタドリを低地環境下の人工気象室で生育させ,幾つかの葉形質の評価を行った.その結果,葉内拡散コンダクタンスが,低地型のイタドリと同程度まで上昇する事が明らかになった,低大気圧による光合成抑制がより激しくなるにもかかわらず,高地に生育しているイタドリの葉内拡散コンダクタンスが低いのは,遺伝的な制約によるのではなく,低大気圧以外の高地環境に対する高地型イタドリの順化反応である事が示唆された.また,高地型イタドリを同じ場所に生育するオンタデに比べた結果,タンパク当たりのルビスコ量が約20%低い一方,活性酸素消去酵素ascorbate peroxide (APX)の活性が,約30%高い事が明らかになった.この,葉内タンパク組成の違いは,オンタデに比べて葉寿命が長いイタドリの生活史と関連している可能性が示唆された.本研究は,高地の低大気圧がC_3植物の個葉光合成に与える影響とその機構を明らかにし,高地低大気圧環境に対する植物の順化・適応機構を明らかにすることを目的としている.本年度は,まず低大気圧下の個葉光合成に対する理論的検討を行うため,C_3植物の個葉光合成モデルの作成と解析を行った.モデルには葉内CO_2拡散コンダクタンスやルビスコ活性などを葉形質パラメータとして組み込むことに成功し,それらの葉形質や大気圧などの環境が光合成に及ぼす影響を評価するための理論的枠組みを得ることができた.その結果,高地低大気圧は,Terashima et al.1995によって予測されている,1:CO_2分圧の低下による光合成の減少2:O_2分圧低下が1の効果を一部うち消すという2つの効果をもつのみならず,3:葉内拡散コンダクタンスとルビスコ活性が光合成に与える影響を大きくするという効果をも持つため,低大気圧下での光合成抑制がより増大させられているという理論的予測を得た.この予測を確認するため,高地(標高2250m)及び低地(標高100m)のイタドリの実際の光合成能力とそのO_2依存性を比較し,理論予測の妥当性を検証した.次に,高地低大気圧環境に対する植物の順化・適応状況を明らかにするため,生育標高による葉の酵素化学的性質の違いを評価する手法の開発を行った.これまでに報告されている葉中の蛋白量及びルビスコ活性測定のための手法を改良した結果,高地と低地に生育するイタドリの蛋白量,ルビスコ活性を再現性よく測定できる手法が確立され,葉の酵素化学的形質を比較する予備的測定を行うことができた.

また,生育地から採取したイタドリを管理環境下で生育させるための人工気象器とCO_2濃度制御装置(いずれも本年度備品)の調整及び試運転を行い,高地と低地に生育するイタドリの順化能力を評価するための実験の準備を行った.前年度までに明らかになった,高地低大気圧がC_3光合成に及ぼす効果をふまえ,本年度は高地に生育する植物の低大気圧への順化・適応状況を明らかにするための分析を行った.分析には前年度まで材料に用いてきた低地型及び高地型のイタドリに加え,富士山五合目付近で高地型イタドリと同所的に生育するオンタデを材料に用いた.各材料の葉中窒素量および炭素量の測定に加え,昨年度に開発した手法を用いて葉中蛋白量・ルビスコ量及びルビスコ活性の測定を行った.低地型と高地型のイタドリの葉のルビスコ活性を比較した結果,葉面積あたりのルビスコ活性に有意な差は認められなかった.前年度に行った,低地型と高地型イタドリの葉のガス交換速度の理論的解析からも両型のルビスコ活性に差が見られないことが予測されており,独立した二種類の分析結果いずれもが,イタドリの葉面積当たりルビスコ活性に差がないことを示していた.また,葉面積当たりの窒素量・タンパク量・ルビスコ量のいずれにも両型間で有意な差は見られず,これらの形質が高地低大気圧に対する順化や適応に関わっている可能性が低いことが示唆された.一方,葉内のガス拡散コンダクタンスは高地型で小さいことが推測されており,高地型イタドリがおかれている環境と何らかの関係があることが示唆された.また,オンタデは葉面積当たりの窒素量及びタンパク量がイタドリに比べ20%以上低く有意に異なることが明らかになった.一方葉面積当たりのルビスコ活性に有意な差は見られず,オンタデは葉タンパク質当たりのルビスコ活性がイタドリより約20%高いことが明らかになった.また,SDS-PAGE法によるルビスコ量測定によっても葉タンパク当たりのルビスコ量がオンタデで多い傾向が認められた.また,今年度までに得られた成果を報告するための論文を投稿する準備をほぼ完了した.前年度までに,高地低大気圧環境が植物の個葉光合成に与える影響の理論的検討,およびその検証を行ってきた.本研究課題の主要目的の一つであった,低大気圧が個葉の光合成に及ぼす効果の理論的検討の結果,低大気圧には二つの効果,1:低CO_2分圧による光合成の減少,2:低O_2分圧が1の効果を一部うち消すことが,存在することが明らかになった.さらに,2の効果は葉内拡散コンダクタンスに影響されることが示され,葉内拡散コンダクタンスが小さいと,2の効果が減少し,低大気圧下での光合成がより抑制されることが示された.これらの理論的予測は,富士山五合目,標高2250mに生育する多年生草本植物イタドリを用いて,妥当であることが前年度までに確認されている.また,標高2250mに生育するイタドリと,低地に生育するイタドリを比較した結果,光合成酵素ルビスコの量には違いが無いものの,高地型イタドリは葉内拡散コンダクタンスが小さく,低大気圧による光合成抑制がより強くなっている事が明らかになった.本年度は,これらの葉形質が,高地型イタドリに遺伝的に固定されているのかどうかを明らかにするため,高地型イタドリを低地環境下の人工気象室で生育させ,幾つかの葉形質の評価を行った.
セリン・スレオニンキナーゼBUB1の尿路上皮がんにおける悪性化寄与の機構解明

我々は、進行性膀胱がんにおいてBUB1の発現レベルが有意に上昇している点に注目し、本研究においてBUB1の分子生物学的な機能解析を実施、さらに治療への応用の可能性を明らかにしようとしている。現在までに、臨床検体を用いた解析により、BUB1発現レベルが、各種がんにおいてpositiveに予後と相関することを発見しているだけでなく、chemo-resistanceに関与しているデータを得ている。これらのデータよりLuciferaseを導入した膀胱がん細胞株をもちいて、Orthotopic xenograft modelを構築し、腫瘍量を定量化できる実験系でphenotypeのvalidationを進めている。また、BUB1による抗がん剤耐性獲得機構においては、現在までに報告のみられていない機序の可能性も発見しており、この解明により新たな新規治療開発の可能性を目指し、研究を進めている。申請時の計画通りにおおむね進行している。BUB1による抗がん剤耐性のあらたな機序が明らかになりつつある実験結果を得ており、今回の研究をさらに発展させた内容で新規に次回研究計画を作成する予定である。結果はすべてを統合したデータを論文化したいと考えている。
分化・複層化する原発事故避難者ネットワーク／コミュニティの類型と変容に関する研究

大きく五つを実施した。一つ目は「元」仮設自治会役員・会員の帰町/避難先定住地にて仮設自治会の振り返りとともに帰町・定住先での活動に関する聞き取り調査を行った。これにより楢葉町・富岡町において仮設自治会等と区会という新旧ネットワークの交差による創発的な関係変容を明らかにした。二つ目は公営住宅自治会役員への聞き取りを行った。「仮設の時ほど結束力がない」というのが自治会役員の共通したコメントである。入居者には年配が多く、帰町という選択を残していることがあるのも要因であるが、「自治会疲れ」という側面も否定できない。避難先定住地との関係構築も視野に入れつつ、富岡町内に設置された公営住宅の動向との比較を通じ、自治会活動の現状と課題、今後の方向性を明らかにした。とりわけ富岡町では2017年度から町内での各種行事が開催されているが、これら一つ目と二つ目の共通部分の課題と位置づけられる。三つ目は避難先での定住や帰町後における交流をめぐる動向を把握することにある。避難者同士で結成したネットワーク(「まごころ双葉会」等)、遠方からの広域支援ネットワーク(「一歩会(越谷市)」「温もり届け隊(岩見沢市)」「福島の子どもを南幌に招待する会(南幌町・札幌市)」等)への聞き取りを継続し、帰町者を中心に結成される組織等による活動とその課題、新旧ネットワーク同士による「つながり」の契機と過程等を明らかにする。四つ目は海外での避難者(主にインドネシア・バリ島ウブド地区)とその支援ネットワークの実態把握を行った。最後に研究期間内の成果を集成し、昨秋の学振刊行助成に申請した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は2015年9月に全域で避難指示解除になった楢葉町、2017年春に一部地域を除いて解除になる富岡町を主なフィールドに引き続き、主に自治会関係者への聞き取り調査を行っている。仮設住宅自治会の役割の変容と今後のあり方については、科研費報告書(「東北都市社会学研究会」HPよりダウンロード可)楢葉町、富岡町双方について「震災後5年を迎えた仮設住宅自治会の現状と課題」としてまとめている(1章、2章)。その後の避難指示解除を受けた動向については「転機を迎えた楢葉町の仮設住宅自治会」(3章)で論じている。一方で避難先での定住に向けた交流やそれにより生じる課題もあり、主にいわき市に在住する双葉町民との関係を「津波被災者と原発避難者の交流ーいわき市薄磯団地自治会といわき・まごころ双葉会の事例」(4章)に、県外への自主避難者については「自主避難者の対話的交流と派生的ネットワークー母子避難という経験の語りから」(5章)にまとめられている。公営住宅への集約により仮設住宅自治会の役割は低下しつつあるが、それまでへの連携体制が整備されていたのが三春町内にある富岡町の6仮設である。連携の象徴であった『みはる通信』の1号から最終号までを概観し、その連携の推移と課題を論じたのが「仮設住宅自治会間の連携は可能かー三春町連絡協議会と『みはる通信』から」(6章)である。帰町後の大きな課題は「原子力事故に対する避難体制の構築」である。帰還の意志がある多くの住民が「二度とあのような混乱した避難はしたくない」というなかでも、自治体が想定する避難体制はほぼ変わらず動員型で、現時点でとりまとめたのが「原子力災害は防災訓練を変えるのかー原発事故後の浜通り地方の取組を事例に」(7章)である。最後に避難者支援の広域ネットワークをまとめたのが「広域支援の可能性ー北海道岩見沢市の「温もり届け隊」の活動からー」(8章)である。本研究の目的は、(1)原発事故避難者との共生に向けた課題(2)公営住宅移行プロセスにおける集約の課題(3)コミュニティ統合の象徴としての祭礼の意義(4)広域避難者・支援者によるネットワーク化過程の共通性・差異性、を明らかにすることである。(1)は主に報告書5章に、(2)は2章と6章に、(4)は8章にそれぞれ平成28年度までの成果をまとめており、順調に進んでいる。一方で、(3)についてはキーパーソンへの複数回の調査を終えているが、その周辺の関与者への聞き取りを含めたとりまとめが進行中であり、また(1)と(4)の要素が入るバリ島への避難者についても調査を進めている段階でとりまとめには至っていないという点で「遅れている」。これらを総合して「やや遅れている」とした。2017年度は仮設住宅と自治会をめぐる環境が大きく変化しており、楢葉町については2017年度末をもって原則撤去(四倉細谷、高久第八を除く)し、自治会も解散した。富岡町も年度内をもって全ての仮設自治会が解散し、県営復興住宅の完成と入居にあわせて仮設住宅撤去への動きも出ている。これらについては現在集約中の科研費報告書(「東北都市社会学研究会」HPよりダウンロード可、平成30年度夏完成予定)の第I部「集約」で展開する。避難先での交流を通じた共生も徐々に進んでおり、いわき市に在住する双葉町民との関係についてはJA福島さくら

女性部双葉支部だるま部会、富岡・大熊・双葉・浪江町が入居する公営住宅の自治会(下神白団地自治会)といわき市沿岸部(区会)との関係を、主に自治会役員への聞き取りを通じて、活動の現状と課題を明らかにしている(第II部「共生」)。一方で遠方からの支援も続いているが、その活動も変容しつつある。一つは東日本大震災の被災地と2012年以降に発生した被災地(具体的には大分・熊本地震や福岡・大分豪雨)との新たな関係形成といったネットワークの拡がりが生まれつつある。本年度も継続して広域支援ネットワークである「一歩会(越谷市)」「温もり届け隊(岩見沢市)」「福島の子どもを南幌に招待する会(南幌町・札幌市)」等への聞き取りを通じて、活動の現状と課題を明らかにしている(第III部「支援」)。公営団地への集約にはいくつかパターンが存在し、富岡町でいえば仮設敷地内への団地建設(横堀平)/仮設集約(平沢他)/町内設置(曲田)などがある。いずれの場合も「恒久」住宅入居により別の弊害が生じている。一つは「自治会活動への関心低下」である。一方で町内に設置された公営団地以外の区会の動きも2017年度に顕著になっている。主に自治会・区会関係者への聞き取りにより、各住民組織の現状と課題を検討した(第IV部に所収「統合」)。本研究の目的は、(1)原発事故避難者との共生に向けた課題(2)公営住宅移行プロセスにおける集約の課題(3)コミュニティ統合の象徴としての祭礼の意義(4)広域避難者・支援者によるネットワーク化過程の共通性・差異性、を明らかにすることである。(1)は主に報告書II部、(2)は第I部、(3)は第IV部、(4)は第III部にそれぞれ平成29年度までの成果をまとめていることから、「順調に進んでいる」とした。大きく五つを実施した。一つ目は「元」仮設自治会役員・会員の帰町/避難先定住地にて仮設自治会の振り返りとともに帰町・定住先での活動に関する聞き取り調査を行った。これにより楢葉町・富岡町において仮設自治会等と区会という新旧ネットワークの交差による創発的な関係変容を明らかにした。二つ目は公営住宅自治会役員への聞き取りを行った。「仮設の時ほど結束力がない」というのが自治会役員の共通したコメントである。入居者には年配が多く、帰町という選択を残していることがあるのも要因であるが、「自治会疲れ」という側面も否定できない。避難先定住地との関係構築も視野に入れつつ、富岡町内に設置された公営住宅の動向との比較を通じ、自治会活動の現状と課題、今後の方向性を明らかにした。とりわけ富岡町では2017年度から町内での各種行事が開催されているが、これら一つ目と二つ目の共通部分の課題と位置づけられる。三つ目は避難先での定住や帰町後における交流をめぐる動向を把握することにある。避難者同士で結成したネットワーク(「まごころ双葉会」等)、遠方からの広域支援ネットワーク(「一歩会(越谷市)」「温もり届け隊(岩見沢市)」「福島の子どもを南幌に招待する会(南幌町・札幌市)」等)への聞き取りを継続し、帰町者を中心に結成される組織等による活動とその課題、新旧ネットワーク同士による「つながり」の契機と過程等を明らかにする。四つ目は海外での避難者(主にインドネシア・バリ島ウブド地区)とその支援ネットワークの実態把握を行った。最後に研究期間内の成果を集成し、昨秋の学振刊行助成に申請した。大きく四つある。一つ目は仮設自治会役員・会員への聞き取り調査を継続して行うことである。これにより楢葉町・富岡町の(一部)避難指示解除後における仮設自治会/区会の役割変容を明らかにする。
ポリエステル繊維及び綿混紡繊維の難燃化に関する研究

ポリエステル(PET)またはポリエステル/綿混紡繊維に難燃性モノマーであるビニルホスホナートオリゴマー(Fyrol76)、アクリルアミド(AA)を用い、パッドスチーム法あるいパッドスチーム電子線照射法による難燃処理について検討した。パッドスチーム法では開始剤として過硫酸アンモニウム(APS)などを用い、モノマー濃度25%、開始剤濃度はモノマー濃度の10%として加工を行った。電子線照射の場合は線量を3KGreyとした。付着率は重量法で求めた。P量は(燃焼フラスコ法+リンバナドモリデブン酸法)、N量はケルダール法により測定した。難燃性は酸素指数式燃焼試験機及び45度燃焼試験器により求めた。パッドスチーム法によりPETあるいはポリエステル/綿混紡繊維にFyrol76及びAAを用いて処理すること、燃えにくくなる。PETでは処理後のLOI値は限界LOI値28以下であったが、接炎法によれば、接炎回数3回以上を示し、十分な難燃性を示した。また、洗濯5回までは難燃性を保つ。ポリエステル/綿混紡の場合は湯洗い後も付着効率100%以上を示し、効率よく付着する。電子線照射による加工では、パッドスチーム電子線照射(P-S-I)法とパッド電子線照射(P-I)法について比較検討した。電子線照射処理ではFyrol76の反応性が高い。PET、ポリエステル/綿混紡繊維いずれにおいても(P-S-I)法では、Fyrol76の混合比率が高いほど湯洗いによる低下も低い。特に、Fyrol76のみの処理では、LOI値28を示し、スチーミングの効果があらわれた。ポリエステル繊維(PET)に難燃性モノマ-としてビニルホスホナ-トオリゴマ-(Fyrol 76)を用い、パッド・スチ-ム法を応用した後加工による難燃化について検討した。難燃性モノマ-として、Fyrol 76、アクリルアミド(AA)を、開始剤として水溶性アゾ化合物(Vー50)、過硫酸アンモニウム(APS)、硝酸セリウムアンモニウム(CAN)を用い、グラフト重合させた。モノマ-濃度は試料の風合との関連で25%とし、開始剤濃度はモノマ-濃度の10%で最も高いグラフト率を示したので、10%とした。グラフト率は重量法により求め、P量は(燃焼フラスコ法ナリンにナドモリブデン酸法)、N量はケルダ-ル法により求めた。燃焼性は酸素指数式燃焼試験桟と45度燃焼性試験桟により求めた。また、燃焼前後の表面状態をSEMにより観察した。難燃性モノマ-であるFyrol 76およびAAを単独あるいは混合させてグラフト重合させたところ、開始剤にAPSを用いた場合に高いグラフト率を示した。グラフト効率はスチ-ミング直後ではほぼ100%を示したが、湯洗いにより7080%に減少した。加工により、酸素指数(LOI)値は2226と未加工布のLOI値18.5よりも高く、燃えにくくなっているが、限界LOI値28を下回った。PETのように燃焼時にドリップ現象を伴うような繊維ではLOIにより難燃性を評価することは必ずしも妥当ではないといわれているので、実際の燃焼状態に近い状況で燃焼性を測定できる45度燃焼性試験桟により難燃性を検討した。この方法では、接炎回数3回以上を示すと、難燃性があると評価されている。LOI28を下回った場合でも、この方法によれば、接炎回数35回を示し、十分な難燃性を示した。Fyrol 76とAAの反応性を、P量、N量の分析値から比較検討すると、Fyrol 76の方が反応しやすい傾向がみられた。

ポリエステル繊維(PET)に難燃性モノマーとしてビニルホスホナートオリゴマー(Fyrol76)およびアクリルアミド(AA)を用い、電子線照射による難燃化について検討した。電子線量は3KGoyとし、パッドスチーム後電子線照射した場合と、パッド後電子線照射した場合の付着率、P・N量、酸素指数(LOI)について比較検討した。付着率、P・N量については、パッドスチーム電子線照射法の方が高い傾向にあるが湯洗い後の低下は著しく、パッド電子線照射法の場合を下回る。難燃性の指標であるLOI値については、パッド電子線照射法では、Fyrol76・AAの混合化に関係なくほぼ2224を示した。また、湯洗いによる低下もほとんどみられない。一方、パッドスチーム電子線照射法はFyrol76の混合比が高くなるにつれ、LOI値も高くなる.Fyrol76 100%ではLOI30を示し、限界酸素指数値28を上回り、十分な難燃性が得られた。湯洗いによりLOI値は若干低下するが、パッド電子線照射法の場合よりも高い。このことから、電子線照射法ではパッド後さらにスチーミングをすることにより、より高い難燃性が得られるといえる。PET/線混紡繊維においてもパッドスチーム法およびパッドスチーム電子線照射法について検討したところ、パッドスチーム法では付着効率は湯洗い後においても100%以上を示し、効率よく付着している。また、LOI値はFyrol76・AAの混合比に関係なくほぼ一定値を示した。一方、パッドスチーム電子線照射法では湯洗い後の付着効率は5060%とパッドスチーム法に比較して低い。LOI値は、Fyrol76の混合比に伴い、大きい傾向にある.パッドスチーム法ではPとNの相乗作用が認められるが、パッドスチーム電子線照射法では認められなかった。Pyr-Gcによる熱分解ガスの分析により、電子線照射により綿成分にFyrol76が反応しているのではないかと推測された.
Variational System Theoryの応用に関する研究

1.理論体系Invarianceの理論に基づく非線形制御系の設計法については、外乱無干渉系、モデル追従制御系、多入力多出力の構造的出力可制御性の必要十分条件、ブロック無干渉化の設計手順、多入力多出力系の軌道に沿った局所的出力可制御性の条件について成果を得た。また、これらの設計で得られた制御則のディジタル化に関して、数値解析の方法を援用して多段型ディジタル・コントローラの設計法を別途開発し、制御系の近似誤差・安定性、非線形系への適用、評価規範損失の軽減、周波数領域での設計法について成果を得た。連続時間非線形系の離散時間表現に関しては、形式的中級数表現、多項式形一段式近似表現、多段式近似表現を導き、その精度をシミュレーションにより確かめた。さらに、これらの設計手順に伴なう数式計算の負担を軽減し、より実際の使用状況に近い設計を可能とするために、数式処理言語Reduce 3.2αを用いたCADシステムの開発を試み、その有用性を極めた。2.ロボットの制御多関節ロボットRHINOXR-1のコントローラを新たに三自由度分作成し、動特性の同定と表現を理論的・実験的に導出し、モデル追従制御系の設計論と多段型ディジタル化制御則を適用して数値シミュレーション及び実験により、その有用性をたしかめた。3.飛行体の制御微分方程式表現より出発するInvarianceの理論は、状態空間が微分可能多様体である場合への適用に課題がある。そこで、人工衛星の姿勢制御問題に上記の理論を適用し、4元数による表現を用いることにより、この難点を解決し、安定化制御系を設計することができた。この方法は、より一般的な解決へのヒントとなりうる。
コーピング強化キャスタブルセラミックインレーの開発とその応用

キャスタブルセラミックインレーは適合性には優れているものの、強度的な問題があり、破折等が見られる場合が生じていた。本研究ではインレー体底面を貴金属薄膜でコーピングし、溶融一体強化されたフレームを有するインレーの製作を試み、機械的強度、適合精度を測定し、接合界面の観察を行い、コーピングの効果について検討した。専用模型材上でコーピングを行い、1075°Cで4分焼成し、貴金属薄膜のコーピング層を作成した。次いでVintage Halo(松風)をメーカーの指示通り築盛、焼成し焼成試験片を作成した。また、コーピング層上にワックスアップを行い、埋没、焼尽後、IPSエンプレスIを真空下5気圧で加圧・注入し、コーピング強化キャスタブルセラミックインレー体を製作した。3点曲げ強さ(MPa)は、Vintage Haloで82.9±3.0、コーピング処理Vintage Haloで149.6±13.0、エンプレスIで151.4±5.7、コーピング処理エンプレスIで200.5±24.5であった。いずれも有意差が有り、コーピング処理により3点曲げ強さは大きくなり、強化されていることが明らかとなった。マイクロビッカース硬度計の圧痕より算出した破壊靱性値(MNm^<-3/2>)はVintage Haloで1.14士0.12、コーピング処理Vintage Haloで0.90±0.08、エンプレスIで1.39±0.15、コーピング処理エンプレスIで1.57±0.06であった。焼成法のVintage Haloではコーピング強化が認められなかったが、エンプレスIでは補強効果が認められた。MODセラミックインレーのメラミン歯窩洞に対する適合精度は、セメント厚さがコーピングを行わないものが34152μmだったのに対し、コーピングを行ったものでは32424μmと厚くなっており、適合精度の劣化が観察された。SEM及びEPMAによる接合界面の観察分析から、Captekとセラミックス接合界面には機械的接合が形成されており、ギャップは認められなかった。本研究ではまず、インレー体底面にキャプテックPとGでコーピングし、貴金属薄膜で溶融一体強化されたフレームを有するキャスタブルセラミックインレーの製作を試みた。次いで通法に従いワックスアップを行い、埋没、焼尽後、溶融したセラミックインゴットをIPSエンプレスにより真空下5気圧で加圧して注入し、コーピング強化キャスタブルセラミックインレー体を製作した。幅約5mm、厚さ約1mmの試片の3点曲げ強さは、それぞれエンプレス1で151.4±5.7MPa (n=3)、エンプレス2で300.1±20.1MPa (n=4)、コーピング処理エンプレス1で200.5±24.5MPa (n=3)、エンプレス2で87.8±4.0MPa (n=3)であった。エンプレス1ではコーピング強化効果が見られたが、エンプレス2では3点曲げ強さは逆に低下していた。