hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
初期地球における高度変成岩の形成プロセスと酸化還元状態

本研究は南部アフリカ・リンポポ帯北縁部の変成作用における酸化還元状態を決定し、変成作用に関与した流体組成を推定することを目的とした。リンポポ帯は世界最古の高度変成帯(グラニュライト帯)であり、初期地球の地殻(特に下部地殻)形成プロセスを解明する上で重要な変成帯である。初期の高度変成帯にはチャノッカイト(斜方輝石を含む花崗岩質片麻岩)が存在し、初期地球とそれ以降の時代との違いを明らかにする大きな鍵を握っていると思われる。流体組成の推定には、安定な鉱物組合わせの選定など問題点があるため、本研究では岩石中の酸素分圧を決定し、変成作用における酸化還元状態を明らかにした。補助金によって購入したパソコン及びメモリーを用い、酸素分圧計算のためコンピュータープログラムを作成した。このプログラムにより化学分析によって得られた分析データを保存し、これらを用いて酸素分圧をルーチンで迅速に計算することが可能となった。このプログラムにより磁鉄鉱-チタン鉄鉱組合せおよび磁鉄鉱-斜方輝石-石英組合せの両方から酸素分圧を求めることができる。分析および計算の結果、チャノッカイトの酸素分圧は高く(QFMバッファー以上)酸化的条件を示し、斜方輝石を含まない岩石はやや還元的である。一方、ペグマタイト的チャノッカイト(おそらく脱水溶融で形成されたメルトの固結物)はさらに還元的であり、グラファイトの安定領域付近にある。しかしこの岩石にはグラファイトが見られないため、多量のCO_2が存在した証拠はない。つまりCO_2の浸透によるモデル以外のプロセスによってリンポポ帯北縁部のチャノッカイトは形成されたと考えるべきであろう。
中期ビザンツ文化圏における内接十字型の架構形式にみる建築構成の系譜と「地域」性

最終年度となる本年度は、前年度に引き続き国内および国外の既往研究を収集し、既往研究中の記述、写真、および図面を確認した。資料によって遺構の情報量に相違がみられることから、研究対象地域のうち相対的に情報量の少なかったギリシャ・トルコの二カ国における教会堂のうち約50棟を調査対象とし、それらについて、写真撮影および映像撮影を主とする現地調査を行った。写真・動画撮影・平面実測を中心に、当該地域における遺構の状況を把握するとともに、半数以上の遺構ではこれまでの既往研究では不明だったその内部架構の詳細を確認した。このような調査から得られた写真データ、および実測データに基づく平面図から、遺構ごとに建築外部構成・内部構成の整理を進めた。これまで作成してきたデータベースへこれらの情報も追加し、さらに創建年代不明の遺構についてはその推定を行った。その上で、これまでの現地調査で得られたデータを用いつつ、本年度ではビザンツの内接十字型教会堂の史的展開と地域性に関しての分析・考察の結果を発表していった。具体的にには1件の国内学会発表、2件の国際学会発表を(韓国、ピョンチャンおよびエチオピア、メケレ)行い、さらに日本建築学会計画系論文集へ「内接十字型」として一纏めにされてきた教会堂群が立体的な相違に基づくとどのように展開を遂げたものか考察する論考および当該論考を受けて内接十字型にみられる地域的な偏りに着目してビザンツ建築における地域性とはどのようなものか問い直した論考を投稿した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本調査研究の初年度に当たる平成29年度は、国内および国外の既往研究を収集し、既往研究中の記述、写真、および図面を確認した。資料によって遺構の情報量に相違がみられることから、研究対象地域のうち相対的に情報量の少なかったバルカン半島を中心に9世紀から12世紀のビザンツ時代の教会堂の現地調査、および関係資料の収集を行った。調査内容は、以下の通りである。○2017年6月(約3週間)に、マケドニア(スコピエ、オフリド、ストゥルミッツァ)、アルバニア(サランダ、ベラト)、ギリシャ(カストリア、アルタ、アテネ)、トルコ・イスタンブール、およびこれらの近郊において、約30棟の教会堂の現地調査を実施した。調査データを基に、これまでのデータベースを更新し、創建年代不明の遺構についてはその推定を行った。更新したデータベースをもとに、中期ビザンツ内接十字型教会堂の建築構成を整理すると共に、その変遷について分析を行った。上記の調査ならびに研究成果の一部を、2017年度日本建築学大会において報告すると共に、その結果を日本建築学会計画系論文集へ投稿した。現地調査に関して、本年度は研究計画に従いつつギリシャ・マケドニア・アルバニアトルコを対象地域とした現地調査を1回実施した。申請時は二回に亘っての調査としていたが、日程を改めた上で一度で全ての調査を行った。本年度の調査では、これまで進めてきた中期ビザンツの内接十字型教会堂を中心に調査を行い、その建築構成を比較してその変遷を明らかにするためのデータを拡充でき、当初の計画どおり順調に進展しているといえる。これまで、および本年度の調査で得られたデータを基づいて、予定通り内接十字型の建築構成の分析を着実に進めており、その変遷についても論文として纏めた。以上から、現在までの達成度としては「おおむね順調に進展している」と判断される。・2018年度は、ギリシャの島嶼部およびペロポネソス半島に現存する建築遺構について、2週間程度の調査を行う。調査内容は前年度と同様とし、対象遺構の平面実測図、写真測量図、細部写真等を拡充させるとともに、これまでの検討の精度を向上させる。

併せて、大学図書館等で文献史資料の収集を行う。・建築構成の地域性のまとめ:内接十字型教会堂の建築構成の変遷に着目した前年度までの検討を踏まえ、それらが地理的にはどのように異なるかについて纏めると共に、その差異をもたらした要因について検討を行う。・調査および分析の結果を、各種学会の研究報告会・論文等で随時報告する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
初等教育における表現教育と情報教育の総合的学習形態に関する研究

平成10年度の研究では、平成9年度の継続として、小学校における表現教育のための情報機器の活用について研究を進めた。デジタルカメラ等の簡易な画像入力と、コンピュータによる画像処理によって、視覚的対象物のイメージを拡大させる造形表現の教材・授業事例を分析した。その結果は、「小学校における表現と鑑賞のための情報機器の活用(1)」(北海道教育大学紀要第49巻第1号、1998、pp.191-205)として発表した。これによって、コンピュータ等の情報環境の基本機能をデータベース機能とし、情報の入力・加工・出力の支援機能をいかした表現教育への可能性を提示できた。また、児童の主体的な表現活動と情報社会・地域社会との関わりを考察し、「地域へのまなざしを促す表現教育としての美術-視覚的環境の変化と子どもの生活から」(『子どもと地域』、東京書籍、1999)として発表した。これによって、自己の表現活動と実生活への関わりを結びつける表現教育の在り方を提言した。様々な表現媒体による表現活動の具体的なプログラムに関しては、横浜美術館子どものアトリエ(横浜)、子どもの城(東京)の取材及び文献資料を通して示唆を得た。小学校の各教科に内在する表現学習・表現活動の内容については、教科書からの抽出結果を整理した。その結果、表現活動を内在させた学習の機会の広範さ、多様さを確認できた。多様な表現媒体、学習形態に即した情報教育への適用の可能性を考察し、「初等教育における表現教育と情報教育の総合的学習形態について」として研究成果報告書に記載した。抽出データについては、各教科書別に一覧とし、研究成果報告書に資料として記載した。また、シンガポールの情報教育については、中等教育の情報教育用図書を入手し、今後の情報教育・表現教育のモデルとして示唆を得た。この情報教育用図書の内容構成については、研究成果報告書に記載した。本研究の目的は,初等教育における情報教育と表現教育を双方の立場から検討し,総合的・教科横断的な学習内容としての両者の可能性を明らかにすることにある。そのために,まず平成8年度科学研究費補助奨励研究(A)「小学校教育における表現の教育を対象とした総合的研究」の成果にもとづいて,小学校における表現の教育内容を整理した。つぎに,情報教育について資料の収集を行い,表現の教育におけるメディアの在り方を検討した。表現教育と情報教育を取り入れた教育実践の資料を得るために,山口大学附属山口小学校及び同山口中学校を取材し,主に造形教育の一環として行われた情報機器の活用についての知見を得た。ここまでの成果は,「総合的な表現教育としての情報教育-小学校教育における教科横断的な教育の観点から」(『子どもとメディア』,東京書籍,1998,pp181-202)として発表した。また,東南アジア,特にシンガポールにおける情報教育については,同国教育部のLim Fong Linを通じてその進行状況などを確認し,同時に情報収集を行った。シンガポールにおける情報教育と表現教育(主として美術教育)に関する研究成果については,「シンガポールの情報教育プロジェクトと美術教育-初等教育を中心にして」(『大学美術教育学会誌』第30号,1998,pp27-36)などとして発表した。
ゼブラフィッシュ中枢神経系構築機構の分子生物学

LIM/homeodomain型転写因子のLIM domainは、通常homedomainのターゲットDNAへの結合を阻害しているが、特定の共役因子がこの部位に結合することにより阻害が解除され、homeodomainのターゲットDNAへの結合が可能となる、というモデルが提唱されている。我々はこのモデルに従い、眼と視蓋に特異的に発現するIslet-3のLIM領域のみをゼブラフイッシュ胚で過剰発現させ、共役因子を吸収することによって内因性Islet-3の機能を抑制する実験を行った。LIM過剰発現胚では、眼胞の欠失がみられた。正常発生過程で、中脳及び中脳・後脳境界の背側組織(翼板)は、発生過程でダイナミックな変形を示し、各々視蓋と小脳の原基へと分化する。LIM過剰発現胚では、この過程が阻害されており、視蓋及び小脳への区分化が起こらない。更に、本来小脳原基へと分化するはずの中脳・後脳境界部では、発生過程で細胞死が観られ、結果的に小脳原基が著明に低形成となった。正常胚では、wntl,eng2及びpax2などの遺伝子は、中脳及び中脳・後脳境界領域の分化を促進していることが分かっている。LIM過剰発現胚では、これらの遺伝子は受精後10時間目以後に正常胚と同じようにすべて発現するが、14時間目頃にまずwntlの発現が消失し、その後にeng2とpax2の発現も失われることが分かった。このことと、モザイク解析の結果などから、中脳及び中脳・後脳境界領域の分化においてIslet-3は、中脳・後脳境界部から放出される中脳分化促進因子(FGF8)に反応し、中脳がwntlを分泌する過程の維持に必須であること、さらにはwntlによって誘導される中脳起源の分泌因子(未同定)を介して、小脳原基の分化にも深く関わっていると考えらえる。
高校情報科教員のための授業評価システムとeラーニング教材の開発

高校情報科教育を推進するために、情報科教員が活用する授業評価システムとeラーニング教材の開発を次の4項目を中心に実施した。(1)情報科教員のリカレント用eラーニング教材の作成と学習スタイルの研究、(2)授業評価システムの開発と情報科教員の授業改善支援、(3)情報科の基礎的概念を理解するためのリメディアル教材とルーブリックの開発、(4)高校の新教育課程で利用する情報科教育のための教材および評価規準の開発。平成22年度は以下の4つの研究を実施した。1.授業力向上のための高校情報科教員用eラーゴング教材を開発した。高校情報科の新教育課程の科目「社会と情報」および「情報の科学」の中で、共通の教育内容である「計算機ネットワーク」に関するeラーニング教材を制作した。特に、学校教育の情報化にも対応した内容であり、情報科教員のリカレント教育教材としてふさわしい内容である。また、学習スタイルを考慮したeラーニング教材提供についての研究を行った。2.情報科教員のFD活動を支援するための授業評価システムを開発した。授業場面の映像を視聴しながら、授業者および評価者が授業の評価コメントを入力して、相互評価するシステムをほぼ完成した。音声認識機能とテキストによる授業検索機能を充実させ、教員が授業評価を行いやすいシステムになった。また、モバイルツールを活用した授業改善システムを開発した。3.情報科の基礎的概念を理解するためのリメディアル教材を開発した。高校入学時の情報に対するリメディアル学力診断システムを開発した。小・中学校までに習得した知識や理解力を診断し、高校情報科の指導計画を作成することができるようになった。さらに、特に高校の新教育課程の科目である「情報の科学」の学習内容である「情報社会と情報活用能力」「情報処理システムの概要」「コンピュータの構成」「ハードウェア」等に関する学習テキストを開発した。4.新情報科教育課程の学習内容を精査し教材作成の準備を行う。情報科教育の中でも、特に必要に迫られている情報モラルの領域について、その指導内容を新教育課程の目標(知識・理解、思考・判断・表現力、態度)に沿って分類し、教育内容と方法を整理した。平成23年度は、以下の(1)(4)の研究を行った。(1)情報科教員のリカレント用eラーニング教材の撮影・編集情報科免許取得のための免許法認定公開講座のeラーニング教材化を継続して行った。平成23年度は12科目の講義のうち、プログラミング,教師論,教科教育法(情報),情報倫理,マルチメディア技術,情報ネットワークの6科目について授業を撮影・編集してeラーニング教材化し,一部完成した科目もある。また「計算機リテラシー」に関しては,flashを用いてeラーニング教材を作成した。また、学習者の学習スタイルとeラーニングの適合度との相関を調査し,学習者に適合する科目を推薦するシステムについての研究を行った。(2)授業評価システムの開発と情報科教員の授業改善支援撮影した授業内容を授業者が相互に評価する授業評価システム(平成22年度に開発)に、動画検索機能を追加して授業評価を支援する機能を拡張した。特に,過去の授業評価者の評価行動履歴に基づいて,注目すべき授業場面を推定して容易に検索できるようシステムの改善を行った。さらに、感性情報を取り入れた評価システムについて検討するとともに、ネットワークを通じた遠隔からの授業評価を可能にするなど利用しやすいシステムに改善した。(3)情報科のWebリメディアル教材の開発と利用高校入学時の生徒を対象とした情報の知識診断システム(平成22年度作成済)の機能をさらに充実させ、被診断者の能力のレベルに適応した問題生成が可能な知識診断システムを開発し,項目応答理論を利用して診断の妥当性を評価した。(4)高校次期教育課程での情報科教育用教材の開発平成25年度から高校で授業が開始される情報科の新科目(「社会と情報」「情報の科学」)について,知識・理解,思考・判断・表現,技能,意欲・関心・態度の4観点に沿って,新科目の単元ごとに評価規準を作成した。(1)情報科教員のリカレント用eラーニング教材の作成と学習スタイルの研究:情報科免許取得のための免許法認定公開講座のeラーニング教材化を継続して行った。H24年度は「情報社会と教育」「教職論」「情報ネットワーク」の3科目について,15回分(1回は90分)のeラーニング教材を作成した。また、eラーニングの受講方法と学習スタイルとの関係に着目し,受講者の学習スタイルに適合したeラーニング科目を推薦するシステムに関する研究を行い,ある程度推薦が可能な方法を開発した。(2)授業評価システムの開発と情報科教員の授業改善支援:撮影した授業を相互に評価する授業評価システム(H23年度に開発)のインタフェースを改善し、定量的な評価ツールを付加した統合的な授業評価システムを完成させた。授業者が依頼した観点に沿って評価することができるようシステムを改善した。完成した授業評価システムは,学生による模擬授業で利用した結果,有効であることがわかった。(3)情報科のルーブリックを用いた学習評価システムの開発:

高校生を対象とした情報診断システム(作成済)の機能をさらに充実させるために、情報科の学習評価を行うためのルーブリックを作成した。情報診断テストを受検すると,ルーブリックを用いて到達したレベルを知ることができる。H24年度は「情報セキュリティ」と「情報のディジタル表現」の内容に関して学習評価ができるシステムを構築し,試用した結果,有効であることがわかった。(4)高校の新教育課程で利用する情報科教育用教材開発の準備:H25年度から高校で授業が開始された共通教科情報科の科目「社会と情報」及び「情報の科学」について、検定教科書からキーワードを抽出するとともに,教職課程の学生の協力を得ながら学習指導案付きの授業教材を試作した。以上の研究を遂行し,論文2篇,国内の研究発表を2回行った。平成23年度の当初の研究計画をほぼ達成できた。(1)情報科教員のリカレント用eラーニング教材の作成においては,教材の公開までは行うことができなかったが,当初の計画より教材数を増やして作成することができた。(2)授業評価システムの開発と情報科教員の授業改善支援においては,過去の授業の評価者の評価行動履歴に基づいて注目すべき授業場面を推定するシステムを行い当初計画より進むことができた。(3)情報科のWebリメディアル教材の開発と利用と,(4)高校次期教育課程での情報科教育用教材の開発においては,当初の計画をほぼ遂行することができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後も当初計画した4つの観点から研究を着実に進めていく。(1)情報科教員のリカレント用eラーニング教材の作成においては,編集した教材を公開し,実際に高校教員の利用してもらい評価を得て改善する。また,(2)授業評価システムの開発と情報科教員の授業改善支援においては,評価の利用例を増やしてシステムの改善を行う。(3)情報科のWebリメディアル教材の開発と利用においては,情報の知識診断テストの結果を受けて,大学の基礎情報教育へ繋げるリメディアル教材の作成を行う。(4)高校次期教育課程での情報科教育用教材の開発においては,平成25年度からの授業開始に向けて高校教員が実際に授業に導入できるように指導例などを示した教材を作成する。
活性イオウにより誘導される細胞内殺菌機構の解明

活性イオウとは、システインのチオール基(Cys-SH)にさらに過剰なイオウ原子が付加したシステインパースルフィド(Cys-SSH)を代表とする一連の分子である。本応募者らは、活性イオウがマクロファージによる活性酸素を抑制するにもかかわらず、細胞内殺菌を強力に高めることを見出した(未発表データ)。本研究では、活性イオウによりなぜマクロファージの細胞内殺菌力が高まるのか、その分子機構の解明を目指す。本研究の成果は、活性イオウを基軸とする新しい感染リスク群の評価、感染予防、治療法など今後益々重要となる感染症対策の構築に寄与することが期待される。
小腸壁内に移植した培養肝幹細胞の成熟過程の解明とそれを利用した代用肝の作成

【H15年度の実験】1)純系ラット間における肝実質細胞の小腸壁内への移植拒絶の影響を除外するためLewisラット(Lew)を用いて検討した。6週齢雄性Lewから肝実質細胞(Ht)を分離。5x10^7個のHtをLewの上腸間膜動脈(SMA)から注入。注入後21日目まで経時的にラットを犠牲死させ確認。結果21日目のラット小腸壁動脈内に抗アルブミン染色陽性のHtを認めた。2)肝幹細胞の小腸壁内への移植5x10^7個のL-LECをSMAから注入。注入後第1、第7日目にラットを犠牲死させたが、小腸壁内に細胞の同定はできなかった。GFP発現プラスミドをベクターとして(pEGFP-N1)リポソーム法にてtransfectionした(導入効率は9±3%)。5x10^7個の本細胞をSMAに注入したがGFP陽性細胞は同定できなかった。3)肝障害ラットへの細胞移植CC14を腹腔内投与し肝障害モデルを作製。12時間後にSMAからPBS1ml注入(PBS投与群)、Htを5x10^7個注入(Ht群)、L-LECを同数注入(L-LEC群)(各n=5)。注入24時間後の生存率は3群ともに20%で、36時間以内に全群死亡した。【まとめ】Htの小腸壁内への生着は認めたがLECの生着は認めなかった。これはLECが肝実質細胞と比較して小さいことから門脈系へ流出したと推定した。今後肝内における細胞の生着を確認する予定である。また急性肝障害時におけるSMAからの細胞移植で予後の改善は得られず、今後LEC有効利用のための再検討が必要であると思われた。【H14年度の実験】1)正常肝細胞の小腸壁内への移植200gのSDラットからコラゲナーゼ灌流法にて肝細胞を分離させ、その後50gの低速遠心を行い肝実質細胞を分離した。5×10^7個の肝実質細胞を1mlの燐酸緩衝液に浮遊させた。小腸壁内への移植方法は全身麻酔下のSDラット上腸間膜動脈を明らかにし、24Gの外套付き針にて直接穿刺注入した。抜針後、穿刺部位を5分間圧迫し止血した。移植後7日目にラットを犠牲死させ腸管を摘出し、H&E染色を行い小腸壁内における細胞の生着の有無を確認すると、血管内(動脈内)に島状に存在する肝実質細胞の細胞塊を認めた。2)肝幹細胞の小腸壁内への移植正常SDラットからアクチナーゼおよび密度勾配遠心法を用いた我々の既報に従って肝幹細胞(以下LEC)を分離した。肝実質細胞の移植と同様の手技で5×10^7個のLECを上腸間膜動脈から注入した。移植後7日目にラットを犠牲死させ腸管壁のH&Eおよびアルブミン、AFPの免疫組織染色組織染色を行ったがLECの生着は確認できなかった。【問題点】細胞の生着をが認められなかった要因として、ラット上腸間膜動脈は非常に細くまだ動脈経由による細胞移植の手技に安定性を欠くこと、また移植された細胞の門脈への流出や、移植細胞の拒絶といった可能性が考えられた。【今後の予定】今後は移植効率の向上を目的に細胞移植の手技の向上と免疫抑制剤を用いた細胞移植に取り組む予定である。
腎糸球体ポドサイトでのミトコンドリア細胞内分布の意義

この慢性腎臓病の発症・進展の機序の一つが腎糸球体構成細胞の1つであるポドサイトの機能異常である。正常なポドサイト形態維持におけるミトコンドリアと解糖系の役割を検討した。解糖系を阻害するとlamellipodiaの消失や運動能の減少が認められたが、ミトコンドリア阻害ではその現象が認められなかった。また、解糖系を阻害すると細胞辺縁部のATPのみが消失し、ミトコンドリア阻害ではその部位のATPは保持された。したがって、細胞内ATP分布は解糖系とミトコンドリアの両者がそれぞれの役割を担っており、特に細胞辺縁部では解糖系由来のATPが優位に存在すると考えられた。本年度は研究実施計画にあるように、培養ポドサイトにおいて、ミトコンドリア細胞内分布とアクチン繊維の細胞内分布に関連があるのかどうかを検討した。(方法)ミトコンドリア分布を細胞内で変化させるために、アデノウイルスを用いてミトコンドリア融合因子であるMitofusin2(Mfn2)を過剰発現させた。またその時にミトコンドリアの細胞内分布が変化しているかどうかをmitotrackerにて、またアクチン繊維の細胞内分布の変化をphalloidin染色にて検討した。(結果)Weatern blottingにより、アデノウイルス感染後24から72時間でMfn2の過剰発現が認められた。その時点では、ミトコンドリアが細胞の一か所に集積していることが確認され、その細胞内分布は正常状態とは明らかに異なるものであった。この細胞のアクチン繊維を検討すると、ミトコンドリア周囲にはストレスファイバーといった太いアクチン繊維束が存在したが、lamellipoidaは認められなかった。一方で細胞内でミトコンドリアが疎である部位にはむしろ大きなlamellipoidaが形成されているのが認められた。(結論)ミトコンドリアの細胞内部位を変化させると、アクチン繊維の分布も変化し、その結果、細胞の形態が変化することが明らかとなった。ミトコンドリアはアクチン繊維の細胞内分布に重要な役割を担っていることが考えられた。ポドサイトの形態維持におけるミトコンドリアの役割を検討している。平成26年度にはアデノウイルスを用いて、ポドサイトにミトコンドリア融合因子であるMfn2を過剰発現させ、ミトコンドリアと細胞形態との関係を調べた。その結果、Mfn2により集積したミトコンドリアの周囲には太いアクチン線維束が認められた。その一方で、ミトコンドリアが疎である部位ではlamelipodiaが形成されていた。したがって、lamellipodiaはミトコンドリア由来ATPではなく他のシステムによりその形態が維持されている可能性が考えられた平成27年度は、そのlamellipodiaと解糖系由来ATPの関係を検討した。また細胞内ATP分布を明らかにするため、京都大学今村博臣博士との共同研究を行い、彼が開発したATeamというプローブを用いた。培養ポドサイトにおいては、ミトコンドリア機能を抑制しても、lamellipodiaは維持されたが、解糖系を阻害すると,lamellipodiaのATPレベルが低下し、それに伴い形態が維持できなくなることが明らかとなった。また、細胞の遊走能はlamellipodiaの機能に依存するといわれているが、解糖系を阻害すると、そのポドサイトの遊走能は低下した。一方でミトコンドリア阻害においてはその影響が認められなかった。実験が順調に経過した理由は、細胞内ATPレベルをモニターすることに成功したからだと考えている。細菌のATP合成酵素の構成タンパク質の1つであるε(イプシロン)サブユニットはATP濃度に反応してその形態を変化させる。今回用いたATeamはそのATP合成酵素の性質を利用したものであり、今回は、ポドサイトにおいて細胞内ATPレベルの可視化に成功した。糸球体で血液が濾過されることにより原尿が産生されるが、ポドサイトの特殊な細胞形態がその血液濾過に貢献している。おそらく、この細胞がその特殊形態を維持するためにはエネルギーが必要あろう。我々は培養ポドサイトにおいてエネルギー産生のシステムであるミトコンドリアと解糖系のそれぞれの役割を検討している。これまでの検討において明らかになったことは、ミトコンドリアは主に細胞体の中心部のエネルギー産生に関与しており、一方で解糖系由来のATPは細胞辺縁部のlamellipodiaの形態に関与しているということである。本年度は、ミトコンドリアと解糖系の役割をさらに深く検討した。未分化ポドサイトでは、そのATP産生の80%以上が解糖系に依存していた。その解糖系を抑制するとアポトーシスに陥る細胞が有意に増加し、一方でミトコンドリアを阻害しても細胞死に至る細胞はほとんど認められなかった。また、ポドサイトの特異的なタンパクの一つにシナプトポジンというタンパクがある。通常では分化過程で著しく増加するこのタンパクは、ミトコンドリア阻害においても、そして解糖系阻害においてもその発現が抑制された。つぎに、培養ポドサイトで認められた現象が、ポドサイト固有のものなのか、あるいは他の細胞でも同様に認められるものなのかを検討するため、ポドサイトと同様に糸球体構成細胞であるメザンジウム細胞で検討を行った。細胞遊走能に関しては、ポドサイトは解糖系依存であったが、メザンジウム細胞では解糖系とミトコンドリアの両者に依存していることが判明した。最後に、マウス腎臓のポドサイトでもこの現象が存在するかどうかを検討した。まずはマウスのポドサイトにおける細胞内ミトコンドリアはその多くを細胞体に認め、辺縁部である足突起には認められなかった。一方免疫組織

化学では、解糖系酵素であるPFKの発現が足突起マーカーであるネフリンに一致していた。この慢性腎臓病の発症・進展の機序の一つが腎糸球体構成細胞の1つであるポドサイトの機能異常である。正常なポドサイト形態維持におけるミトコンドリアと解糖系の役割を検討した。解糖系を阻害するとlamellipodiaの消失や運動能の減少が認められたが、ミトコンドリア阻害ではその現象が認められなかった。また、解糖系を阻害すると細胞辺縁部のATPのみが消失し、ミトコンドリア阻害ではその部位のATPは保持された。したがって、細胞内ATP分布は解糖系とミトコンドリアの両者がそれぞれの役割を担っており、特に細胞辺縁部では解糖系由来のATPが優位に存在すると考えられた。計画通りに順調に進んでいる。培養ポドサイトはユニークな特徴を有する細胞であるが、幸いにもアデノウイルスがポドサイトに対し強い感染力を保持していたこと、またその結果として遺伝子組み換えタンパクの過剰発現に成功したことがその要因であると思われる。解糖系の役割を確認するため、解糖系酵素を遺伝子操作する手法を用いる。これにはアデノウイルスをもちいて各酵素のSiRNAを細胞に導入し、その機能を抑制する。またin vivoポドサイトでのミトコンドリアの細胞内局在を確認し、培養細胞で認められたことが実際にマウスポドサイトでも認められるかどうかを確認する。ミトコンドリアの局在に関しては、ミトコンドリア可視マウスからの単離糸球体をもちいて検討する。また電子顕微鏡による確認も同時に遂行する。マウスにおける解糖系酵素の局在を検討するために、膜タンパクであるネフリンや細胞質タンパクであるシナプトポジンなどとの位置関係を検討する。腎臓病次の課題は、ミトコンドリアの細胞内分布の異常により細胞内ATP分布に変化が生じるかどうか?である。またそのATP細胞内分布がアクチン繊維や細胞形態に影響を与えうるかどうかを検討する。この際に重要なポイントは、細胞内のATP分布をどのように観察するかということである。従来の方法では、細胞のATPレベルの総量を測定することは可能であったが、残念ながら細胞内のATP分布を検討することはできない。我々は、京都大学白眉プロジェクトとの共同研究により、ポドサイトにおけるATPの細胞内分布を測定する方法を確立したいと考えている。ミトコンドリア分布と細胞内ATP分布の関係を検討したいと考えている。もう一つのATP産生系である解糖系の役割に関しても検討したい。ポドサイトではミトコンドリアと解糖系の両システムが機能していることが報告されているがそのそれぞれの役割は定かではない。ミトコンドリアと同様に、ATP分布やアクチン繊維における解糖系の役割を検討したい。本年度はマウス購入など高額な出費がなかったこと。また大学での任期切れのため、翌年度までにまたがる研究ができなかったこと。また培養実験などは在庫の試薬等で研究が行えたことなどが、研究費を使い切らなかった理由である。
ミリ波電波カメラによる宇宙論的観測

電波カメラの開発と野辺山45m鏡内への設置:超伝導素子を利用して40-50GHzで観測可能な2×3ビーム受信機すなわち電波カメラを開発した。受信機雑音温度は20-25Kであった。このカメラの野辺山45m鏡内への設置は97年4月に行われた。搭載した受信機のシステム雑音温度は電波望遠鏡上で測定したところ各々130-160Kであった。そして光学調整後、アンテナの開口能率、および主ビーム能率を測定した。全チャンネルで各々0.4-6,0.6-9程度であった。ほとんどのチャンネルで設計値を達成しているがまだ光学調整が不十分なところの値は悪くなっている。野辺山45m電波望遠鏡の予備観測:野辺山45m電波望遠鏡はこれまでにスニヤエフゼルドビッチ効果の観測は行われたことがなかった。望遠鏡本体がこの超精密連続波観測に耐えられるかどうか確かめるために予備観測を行うことにした。z=0.171にある銀河団Abell2218のSZ効果を36GHzで観測した。観測は成功し求まったスニヤエフゼルドビッチ効果の大きさはΔT_0=-0.63 ±0.18mKであった。銀河団中の高温プラズマが等温、球形でいわゆるβ-モデルに従うと仮定すると、この観測とX線データから求まるハッブル定数はH0(q=0.5)=54^<+54>_<-22>kms^<-1>Mpc^<-1>になる。本観測:野辺山45m電波望遠鏡で98年2-3月にスニヤエフゼルドビッチ効果の本観測としてA2218銀河団を43GHzでマッピング観測した。開発した受信機を使用した。ところが、割り当てられた期間は残念ながら悪天候が続き15日間の観測で2日しか快晴の日はなかった。悪天候をおして観測した値はアンテナ温度減少量でΔT0=-0.5±0.2mKであった。この測定値は予備観測と矛盾するものではないが誤差はまだ大変大きい。このためハッブル定数までは決定できない。4月に再び観測する予定である。我我の電波カメラは6個の受信機コンポーネントを集積してカメラを構成しようとするもので受信機コンポーネントも小型、軽量、かつ単純な構造を持っていなければならない。小型化したミキサーマウントを設計・製作した。さらに低雑音化を目指しPCTJ型SIS素子を装備した。単純化した立体回路部と新規に製作したSIS素子の組み合わせはこの周波数帯では新しい試みなので性能測定をし理論計算と比較しながらSIS素子とマウントのマッチングが取れるように改造を押し進めた。結果として雑音温度10Kを実現した。IF増幅器部も小型化、軽量化をしなければならないが、小型冷却増幅器を使用して、広帯域IF増幅器部系の製作をおこなった。また、望遠鏡からの信号入力部であるミラー・ホーンによる光学系を設計した。信号入力系は広周波数帯で低損失、高能率であることが必要である。現在は4Kまで冷却したコルゲートホーン・アンテナを使用している。今回は大きさの制限をくわえても性能の落ちない光学系をみつけた。これらは4K冷凍器・デュワ-とともに製作した。

このシステムは差分放射計を構成するが、全体の性能は信号を高速に切換える低温高周波数スイッチにも大きく依存する。PINダイオードによるスイッチの実験を行うが、雑音発生がおこることがわかった。IF帯でのGaAsスイッチは性能が出ているのでこれを使用することにした。ミリ波帯地上観測では大気の影響が強く天体からの電波は速い時間スケールで揺らぐ。微弱な天体を狙う宇宙論的な観測では大気の揺らぎは天体からの信号の10^4倍にも達する。我々は複数ビームを持った電波カメラを製作し電波望遠鏡に搭載し、微弱なスニヤエフ・ゼルドヴィッチ(SZ)効果の観測を行う。7年度に設計製作した6個の観測用のミキサ-にSQUID型SIS素子をマウントし量子限界のわずか5倍という低雑音を実現した。そしてこれらをやはり7年度で製作した受信機本体・信号入力系と組み合わせ、観測用の電波カメラとして製作した。さらに信号安定化のために重要な検波回路、バイアス回路、そして局部発振回路を設計組み立てをした。またイメージ回転機も製作しトラッキングソフトウエアとともに立ち上げた。茨城大学内でこのシステムの総合性能評価を開始した。また、動作安定化のため超伝導材などによる磁場シールド等で対処した。観測シ-ズン終了とともにこの電波カメラを国立天文台野辺山45m鏡に搭載する予定である。野辺山45m電波望遠鏡の予備観測:野辺山45m電波望遠鏡はこれまでにスニヤエフゼルドビッチ効果の観測は行われたことがなかった。望遠鏡本体がこの超精密連続波観測に耐えられるかどうか確かめるために予備観測を行うことにした。z=0.171にある銀河団Abell2218のSZ効果を36GHzで観測した。観測は成功し求まったスニヤエフゼルドビッチ効果の大きさはΔT_0=-0.63 ±0.18mKであった。銀河団中の高温プラズマが等温、球形でいわゆるβ-モデルに従うと仮定すると、この観測とX線データから求まるハッブル定数は、H_0(q=0.5)=54^<+54>_<-22>kms^<-1>Mpc^<-1>になる。野辺山45m鏡内への電波カメラの設置:開発した受信機の野辺山45m鏡内への設置は97年4月に行われた。搭載した受信機の受信機雑音温度およびシステム雑音温度は電波望遠鏡上で測定したところ各々20-25K,130-160Kであった。そして光学調整後、アンテナの開口能率、および主ビーム能率を測定した。全チャンネルで各々0.4-6,0.6-9程度であった。ほとんどのチャンネルで設計値を達成しているがまだ光学調整が不十分なとこの値は悪くなっている。本観測:野辺山45m電波望遠鏡で98年2月にスニヤエフゼルドビッチ効果の本観測としてA2218銀河団を43GHzでマッピング観測した。開発した受信機を使用した。ところが、割り当てられた期間は悪天候が続き10日間の観測で1日も快晴の日はなかった。悪天候をおして観測した値はアンテナ温度減少量でΔT_0=-0.4 ±0.6mKであった。この測定値は予備観測と矛盾するものではないが誤差はまだ大変大きい。このためハッブル定数までは決定できない。3-4月に再び観測する予定である。
マカク属サル類を用いた霊長類の免疫細胞系の動態モデルの確立

リンパ球サブセット抗原解析によるマカク属サル類の免疫学的加齢我々が作成したマカク属サルの末梢血単核球に特異的に反応する単クロ-ン抗体,U1(CDl8),U2(CD8),U3(CD8+α),U4(CD3?),U5(NK),UM-1(CD14?),UH-2(classII),およびマカク属サルに反応するヒト用抗体Leu3a(CD4),Leu15(CDllb)を用いて,加齢にともなうカニクイザルの末梢リンパ球サブセットの動態を解析した。その結果,成熟T細胞(CD4,CD8陽性細胞を含む)が加齢と共に増加し,その増加率は10歳頃までが顕著であった。サプレッサ能を持つといわれているCD8^+,CDll^+サブセットについては年齢に依存した変化は見られなかった。B細胞,活性化NK細胞は加齢と共に減少した。またCD4+CD8+のdouble positive細胞の出現率も加齢と共に増加する傾向があった。以上まとめると,11歳頃まで成熟T細胞は急激に増加し,60-70%に達する。逆にB細胞は10歳頃までに減少傾向を示し以後一定になる。この時期までに末梢リンパ球の成熟過程が完了するものと思われる。2.マカク属サルのCD4陽性株の樹立と関連抗原の発見アカゲザルの末梢血単核球を培養し,CD4陽性でIL2に依存して増殖するT細胞株を樹立しTPCRhlと命名した。このものは,Leu3a(CD4),CD45R陽性で有り,Leu8陰性であった。またサルのレトロウイルスであるSIVmac251およびSIVmneは,この細胞株で増殖することを確認した。次に,この細胞株を抗原としてU6と命名した単クロ-ン抗体を作出した。U6抗体はマカク属サルのCD4陽性細胞のほとんどすべてとB細胞の約半数とは反応するが,CD8陽性細胞に対しては20%程度しか反応せず,NK細胞,単球,顆粒球とはほとんど反応しない。アカゲザルにSIVmac251を接種し,6ヵ月後の末梢血を調べたところ,CD4陽性細胞中のU6陽性比率が選択的に低下していた。3.カニクイザルのMHCカニクイザルの相互免疫により得られた血清(508lots)と,マレ-シア産の野生由来非血縁ザル100頭および26家系に属するサルから得られたリンパ球の反応から以下のような結果を得た。血清間の特異性の相関解析で28の血清クラスタ-を折出した。各クラスタ-毎にリンパ球と血清の実際の反応を配列(serogram解析)し,クラスタ-を構成する各血清の反応パタ-ンがよくそろったクラスタ-を9個選んだ。この9個のクラスタ-が実在する9抗原(9遺伝子)に対応すると仮定し,26家系の家系の遺伝解析を行なつた。その結果これらの遺伝子がメンデル遺伝し,共優性であるして7個の遺伝子が3個の遺伝子座に支配されるとする仮説においてハ-デイ・ワインベルクの法則が成立った。

3.カニクイザルのMHCカニクイザルの相互免疫により得られた血清(508lots)と,マレ-シア産の野生由来非血縁ザル100頭および26家系に属するサルから得られたリンパ球の反応から以下のような結果を得た。血清間の特異性の相関解析で28の血清クラスタ-を折出した。各クラスタ-毎にリンパ球と血清の実際の反応を配列(serogram解析)し,クラスタ-を構成する各血清の反応パタ-ンがよくそろったクラスタ-を9個選んだ。この9個のクラスタ-が実在する9抗原(9遺伝子)に対応すると仮定し,26家系の家系の遺伝解析を行なつた。その結果これらの遺伝子がメンデル遺伝し,共優性であるして7個の遺伝子が3個の遺伝子座に支配されるとする仮説においてハ-デイ・ワインベルクの法則が成立った。
底質移動機構における吹送流の影響と新たな3次元海浜変形モデルの構築

底質の移動機構については古くから数多くの研究がなされてきたが,その多くは波のみが存在する場を対象としたものであった.近年になって,流れの影響を調べた研究例がいくつか見られるようになった(佐藤ら,1984;渡辺ら,1994;Sanaら,1995)が,吹送流に着目した研究例は数少ない.暴浪時の浅海域では,波によって巻き上がった底質の輸送という点で,吹送流の影響は非常に大きいものと考えられる.事実,山下ら(1998)は現地観測結果をもとに,冬季季節風下における海浜流には波浪流と吹送流とが同程度の寄与率で混在していることを示している.加藤ら(2004)は,そうした知見をもとに吹送流の影響を考慮した海浜変形シミュレーションを行ったが,観測結果の定量的な再現には至っていない.漂砂が激しく生じる砕波帯では浮遊砂が卓越していると考えられ(柴山ら,1993),とくに暴浪時の短期的な海浜変形を精度よく予測するためには,まず浮遊砂の輸送量を精確に評価することが必要である.そこで本研究では,長さ32mの大型風洞付き造波水槽を用い,風波と吹送流の共存場において浮遊砂濃度分布と平均流速分布を実験的に調べ,理論的考察をもとに浮遊砂輸送量の定量的評価を行った.拡散係数D_zをzの二次関数と仮定すると,拡散方程式から浮遊砂濃度Cはzのべき乗解として得られる.その鉛直変化率αはフルード数u_<*s>/(sgh)^<1/2>に依存し,底面近傍の濃度C_aはシールズ数に依存する.渦動粘性係数v_zもzの二次関数と仮定すると,平均流速u^^-の理論解が得られ,水表面における摩擦速度u_<*s>は断面平均風速Umに依存する.これらの結果から,Cとu^^-の定量的評価を行うことができる.また,Cとu^^-から得られる浮遊砂輸送量はαに依存し,本研究では常に沖向きの輸送量が岸向きの輸送量を上回る.以上により,風波と吹送流の共存場における浮遊砂輸送量を定量化した.近年,底質移動における吹送流の影響が指摘されているが,それを定量的に評価した研究例は少ない.そのため,吹送流を考慮した予測計算を行っても,最終的な地形変化の検証が困難である.本研究では,漂砂量とそれに伴う地形変化量における吹送流の影響について,実験的に定量的評価を行った.初年度は,浮遊砂が卓越する場を想定し,浮遊砂フラックスと地形変化について検討を行った.実験では,規則波を造波した場合のRun1,ならびに規則波に微風を吹かせた場合のRun2,強風を吹かせた場合のRun3において,底面近傍における流速と濁度を測定し,浮遊砂フラックスを算定した.また,地形変化量における影響を定量的に調べるために,岸沖方向の二断面で浮遊砂フラックスの鉛直分布を計測し,その鉛直積分アラックスの岸沖方向変化を算定して地形変化量と比較検討を行った.風速の増加とともにシールズ数が増加し,底面近傍の浮遊砂濃度C_bの値も増加する.浮遊砂フラックスについては,岸向きを示す正向きの半周期フラックスの値はさほど変化しないものの,負向きの半周期フラックスの絶対値が増加する.その結果,ネット・フラックスも負で絶対値が増加する.地形変化はRun1,2においては局所的な侵食と堆積を繰り返すが,Run3においては全域的に一様な侵食となる.鉛直積分された浮遊砂フラックスはいずれの条件においても負向きであり,風速の増加とともにその絶対値も増加する.しかしながら,計測断面間での空間変化量は微風であるRun2がもっとも大きな値となる.Run3では,浮遊砂フラックスの空間変化量は減少するものの地形変化量は最大となる.このことから,底面近傍で大きな量の掃流砂が発生していることがわかる.以上のことから,吹送流の存在によって地形変化のパターンならびに変化量は大きく変化し,卓越する移動形態と漂砂量の値も大きく変化することがわかった.(796)底質移動の諸過程における吹送流の影響を評価するために,風洞付二次元造波水槽を用いた水平床の移動床実験を行った.そして,底質の初期移動限界について吹送流を考慮した形で評価するとともに,浮遊砂濃度と浮遊砂フラックスにおける波と吹送流の影響を定量的に評価した.底質の移動限界は,底面近傍の流速振幅を用いたシールズ数と無次元粒径との関係によってまとめられている.とくに初期移動限界は,シールズ曲線によってよくまとめられるとされている.本研究では.電磁流速計を用いて底面近傍における流速を計測し,流れの影響を考慮するために,流速のr. m. s.値に係数を乗じた値を用いてシールズ数を再評価した.係数は,流れがない場合に初期移動限界がシールズ曲線と一致するように決められ,その値は1.4となった.

次に,濁度計と超音波流速計を用いて浮遊砂濃度と流速の鉛直分布を計測し,岸沖方向の浮遊砂フラックスを算定した.そして,鉛直方向に平均された浮遊砂濃度はアーセル数に依存することがわかった.また流速の鉛直分布は補償流が大半の領域を占め,鉛直方向に平均された補償流の流速は断面平均風速に依存することがわかった.岸沖方向の浮遊砂フラックスは平均流によるフラックスとほぼ一致し,波動による輸送はほとんどないことがわかった.また,平均流によるフラックスは鉛直方向に平均された浮遊砂濃度と補償流速の積にほぼ一致することから,浮遊砂フラックスはアーセル数と断面平均風速によって概算できることがわかった.すなわち,底質の巻き上げは波によって,その輸送は補償流によって行われることがわかった.底質の移動機構については古くから数多くの研究がなされてきたが,その多くは波のみが存在する場を対象としたものであった.近年になって,流れの影響を調べた研究例がいくつか見られるようになった(佐藤ら,1984;渡辺ら,1994;Sanaら,1995)が,吹送流に着目した研究例は数少ない.暴浪時の浅海域では,波によって巻き上がった底質の輸送という点で,吹送流の影響は非常に大きいものと考えられる.事実,山下ら(1998)は現地観測結果をもとに,冬季季節風下における海浜流には波浪流と吹送流とが同程度の寄与率で混在していることを示している.加藤ら(2004)は,そうした知見をもとに吹送流の影響を考慮した海浜変形シミュレーションを行ったが,観測結果の定量的な再現には至っていない.漂砂が激しく生じる砕波帯では浮遊砂が卓越していると考えられ(柴山ら,1993),とくに暴浪時の短期的な海浜変形を精度よく予測するためには,まず浮遊砂の輸送量を精確に評価することが必要である.そこで本研究では,長さ32mの大型風洞付き造波水槽を用い,風波と吹送流の共存場において浮遊砂濃度分布と平均流速分布を実験的に調べ,理論的考察をもとに浮遊砂輸送量の定量的評価を行った.拡散係数D_zをzの二次関数と仮定すると,拡散方程式から浮遊砂濃度Cはzのべき乗解として得られる.その鉛直変化率αはフルード数u_<*s>/(sgh)^<1/2>に依存し,底面近傍の濃度C_aはシールズ数に依存する.渦動粘性係数v_zもzの二次関数と仮定すると,平均流速u^^-の理論解が得られ,水表面における摩擦速度u_<*s>は断面平均風速Umに依存する.これらの結果から,Cとu^^-の定量的評価を行うことができる.また,Cとu^^-から得られる浮遊砂輸送量はαに依存し,本研究では常に沖向きの輸送量が岸向きの輸送量を上回る.以上により,風波と吹送流の共存場における浮遊砂輸送量を定量化した.
ナノオーダー精度を有する大型軽量熱安定ＣＦＲＰ製鏡の開発

本研究ではCFRPサンドイッチミラーの時間・温度依存性を調査した.CFRP積層板内部の繊維配向誤差が小さければ,時間・温度に影響されず良い鏡面を保ち,配向誤差が大きければ時間・温度によって,鏡面が劣化していくことが示唆された.繊維配向誤差の小さいCFRP鏡であれば,赤外線のミラーとして長時間使用できることがわかった.本研究ではCFRPサンドイッチミラーの時間・温度依存性を調査した.CFRP積層板内部の繊維配向誤差が小さければ,時間・温度に影響されず良い鏡面を保ち,配向誤差が大きければ時間・温度によって,鏡面が劣化していくことが示唆された.繊維配向誤差の小さいCFRP鏡であれば,赤外線のミラーとして長時間使用できることがわかった.炭素繊維強化プラスチック(CFRP)を用いた衛星搭載用の大型軽量熱安定鏡の開発を目的とし,CFRP積層板のナノオーダー精度を有する鏡面の創製手法と,同じくCFRP積層板のナノオーダーの長期寸法安定性向上について研究し,結果を踏まえて大型鏡を製作・能力を検証する.これまで, CFRPはその優れた比強度・比剛性から,航空宇宙分野でのさらなる適用が期待されている一方で,解決されていない微視的な経時変形のため,ミラーやアンテナなどの精密な部材への適用は見送られてきた.本研究では,従来「予期せぬ変形」とされていた, CFRPの微視的変形メカニズムを明らかにし,並びにコーディング技術による鏡面精度の改善を達成し, CFRPを用いた衛星搭載用の鏡を開発することを研究の目的とする.22年度は小型のCFRPミラーを製作し,その面精度の長期保持性能を調査した.面精度はZygo干渉計にて測定した.測定結果としては試験体のうち,半数が相対的に精度が高く,もう半数が相対的に精度の低いグループに分かれた.これらのグループの違いは,表面処理の段階で,ゲルコーティングにバフ研磨をするかしないかの違いと一致したため,精度の悪いグループに対しても,表面処理をやりなおした.すなわち現状の処理を除去し,ゲルコーティングの後,パフ研磨を施した.しかし,面の精度は改善されなかった.このことから,面の精度とバフ研磨の関係は必ずしも支配的ではないということがわかった.精度の高いグループのCFRPミラーは納入時に20nmRMSを示し,その後様々な劣悪な環境にて暴露試験を行ったところ,経時劣化によって60nmRMS程度まで悪くなった.しかしこのことにより赤外線を対象とした鏡としては可能性があることがわかった.炭素繊維強化プラスチック(CFRP)製の軽量鏡の開発を研究の目的とする.この鏡面精度の持続性の確保のために重要な大きな課題の一つは,CFRP自体のマイクロオーダー以下の経時変形を追うことである.本年度はこのことを中心に研究した.CFRPの経時変形は,主に3種類に分類される.力学的因子による粘弾性変形,化学的因子である自己収縮,外的因子である吸湿・脱水変形である.重力や機械的ファスナ・もしくは内部残留応力により応力が発生した場合,粘弾性理論に基づきCFRPは変形する.クリープ試験,粘弾性試験,動的機械試験を行い,温度時間換算則に基づいて,これを定量的に調査した.化学的因子と考えられる自己収縮は,高分子材料の場合「フィジカルエージング」と呼ばれ,広く知れ渡っている.本研究ではこれを定量的に調査した.フィジカルエージングによる収縮に対しても温度時間換算則が成り立つことが明らかとなった.しかし,温度が高ければフィジカルエージングの熱力学的平衡状態に達するまでが近く,収縮が顕著に表れないこともわかった.吸湿変形・脱水変形は,吸水試験感想試験により求め,一般的なFick拡散によって整理できることを確認した.これらの3種類の変形の収支を考えることにより,CFRPのマイクロオーダー以下の経時変形を正確に予測できるようになった.今年度ではこれらを踏まえ,超軽量CFRP鏡を製作した.来年度はこの鏡の各環境に対する鏡面精度の持続性の検討を行う.ガラス製の鏡は密度が比較的高いため,衛星搭載時に大きさが制限されてしまうが,比剛性の高いCFRPを鏡として使用できれば,大幅な軽量化,もしくは鏡を大きくすることができる.しかしCFRPミラーの鏡面精度の長期保持性能,温度変化に対する安定性は研究されていないため,本研究にてこれを調査した.シアネート樹脂を用いたオールCFRPミラーを製作し,その面精度を様々な環境で測定した.納入直後の面精度測定では20nmRMSであり,赤外線のミラーとしては使用できる可能性があることを示唆した.高温・高湿や真空などの様々な環境下にCFRPミラーを暴露し,面精度の変化を測定した.吸湿や,樹脂の縮み等から面精度は劣化していったが,60nmRMSで安定した.CFRP鏡面に樹脂を転写した後,バフ研磨を施したミラー二つは上述の面精度をしめしたが,樹脂転写後バフ研磨を施さなかったミラー二つは,納入直後で80nmRMSで,様々な環境暴露により,200nmRMSに劣化した.昨年度の見解としては,樹脂転写後にバフ研磨を施した方が鏡面精度が高いであろうと結論づけられた.従来CFRPを鏡として使用する場合に問題となっていた,ファイバープリントスルーの問題をある程度解決することができた.これは薄い樹脂層のコーティングにより解決されると期待していたが,繊維一本一本のプリントスルーは極めて小さくすることに成功したが,繊維の束単位の大規模なプリントスルーが新たに発見できた.

この大規模なプリントスルーは,同じく吸湿や,フィジカルエージングなどのマトリクス樹脂の変形と関与しており,解決策としては,フィジカルエージングを可能な限り進めた後に,再度樹脂層のコーティングが有力ではないかという結論が得られた.CFRP自体の経時変形を定量的に予測できるようになったため,変形しないCFRP鏡という観点での設計・製作が可能となった.計画通りに研究が進んでいると言える.24年度が最終年度であるため、記入しない。様々な環境を経験したCFRP鏡の鏡面精度を評価する.CFRP鏡としての性能の限界を見極める.24年度が最終年度であるため、記入しない。