hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
抗腫瘍性ならびに抗ウィルス活性を有する先導化合物の探索と合成

本研究では、インドリルボレートおよびビシクロアミド(2-azabicyclo[2.2.1]hept-5-en-3-one)、(ABH)を合成素子として用いるインドールアルカロイドおよび炭素環ヌクレオシド誘導体の合成および生物活性を検討した。1.インドリルボレートを用いるタンデム型クロスカップリング反応によるストリクノスおよびウレイン誘導体の合成インドリルボレートと(2-bromoprop-2-enyl)penty-3-nylamine誘導体とのタンデム型クロスカップリング反応により1段階の反応により得られるビニルインドール誘導体を用いたウレイン型インドールアルカロイドへの変換法を開発した。2インンドリルボレートにおける分子内アルキル転位を用いたカルバゾール誘導体の合成分子内に求電子種を有するインドリルポレートを用いることにより、容易に分子内アルキル転位を伴い分子内環形成反応が進行する。この反応を用いたカルバゾール誘導体の新規合成法の開発を行った。3.ビシクロアミド(ABH)を用いる新規炭素環ヌクレオシドの合成ABHの二重結合部位へは立体選択的にエキソ不加反応が進行することから、アジリジンおよびオキシラン環の立体選択的導入からbicyclo[3.1.0]hexaneの構築を行い、2',3'位にアジリジン、オキシランが縮合した新規炭素環ヌクレオシドを合成し、生物活性を調べた。4.ビシクロアミド(ABH)の反応性の検討Bicyclo[2.2.1]heptane骨格を有するABHでは、二重結合とアミド基との間に空間的相互作用の関与が存在している。メタセシス反応と付加反応の位置選択性におけるこの効果の影響について検討を行った。1.インドリルボレートを用いるインドール誘導体合成法の開発(1)先に、1-メトキシメチルインドリルボレートにおける分子内アルキル転位反応について検討を行い、アルキル-ホウ素転位カスケードを新たに見出した。本年度の研究においては、アルデヒドの存在下で、この新たなカスケード反応を利用することにより、1-メトキシメチルインドールから三置換インドール誘導体をone-pot反応操作により合成を行うことができた。(2)パラジウム触媒存在下、インドリルボレートを用いるタンデム型クロスカップリング反応を用いたストリクノス型インドールアルカロイドの短行程合成法の開発を検討を行い、本合成法における鍵中間体を合成することができた。現在、ストリクノス型アルカロイドヘの変換を検討している。2.ABHを用いる生理活性化合物の合成法の開発(1)ABHを用いる新規炭素環ヌクレオシドの合成研究の一環として、シクロペンタンの2',3'-部位にシクロプリパン環の縮合した炭素環ヌクレオシドの合成を行った。ABHの二重結合部位へのシクロプロパン環の導入を行った後、目的とする化合物への変換を行い、その生物活性について検討を行った。(2)ABHの二重結合を利用した開環クロスメタセシス反応について検討を行い、開環反応における位置選択性について検討を行った。また、分子内開環クロスメタセシス反応へも展開し、インドリチジン等のビシクロアミド誘導体の簡易合成法を開発できた。1.インドリルボレートを合成中間体として用いるインドール誘導体の新規合成法の開発4配位ホウ素化合物における分子内アルキル転位反応は有用な合成反応として用いられているが、複素環化合物への展開はほとんど行われていない。本研究では、インドリルボレートにおける分子内アルキル転位反応の一般性を明らかとし、その合成化学的応用について検討を行った。先ず、1位に種々の置換基を有するインドリルボレートを用いて、アルキル転位反応における置換基効果を検討した。この結果、1-メトキシメチルインドリルボレートを用いたアルキル転位反応においてアルキル-ホウ素基転位のカスケードを見いだすことができ、インドールからone-pot操作による1,2,3-三置換インドールへの変換法を開発できた。

また、1-メチルおよび1-メトキシインドリルボレートを用いることにより分子内環化反応への展開を行うことができ、カルバゾール誘導体の新規構築法の開発を行うことができた。2.アザビシクロアミド(ABH)を用いる新規炭素環ヌクレオシドの合成新規抗ウィルス活性化合物の開発を目的として、様々な炭素環ヌクレオシドの合成が報告されている。本研究では、機能性合成中間体として合成化学的応用が期待できるビシクロアミド(ABH)を用いた新規炭素環ヌクレオシドの合成ならびに生物活性についての検討を行った。この結果、ビシクロアミド(ABH)の二重結合部位への付加反応を鍵反応とする三員環の導入を行い、これからシクロペンタン環にシクロプロパン、アジリジンおよびオキシラン環の縮合した新規炭素環ヌクレオシドの合成を行うことができた。現在、これら化合物の抗ウィルス活性および抗腫瘍活性について活性試験を行っている。本年度は、以下の点について研究を進めた。ABHはアミド結合および二重結合を有する高い歪みを内蔵する化合物であり、アミド結合と二重結合との分子軌道間での遠隔相互作用が可能であるから、多官能性合成素子としての利用に期待ができる。先ず、二重結合部位への付加反応における立体および位置選択性について検討を行った。ジアゾメタン、ナイトレン付加によるシクロプロパンおよびアジリジン環の導入を検討したが、いずれも立体選択的にエキソ方向から進行することが明らかとなった。過酸化物を用いたエポキシ化反応はこれまでエキソおよびエンド方向から進行すると報告されていたが、我々の研究ではエキソ体のみを得た。特に、ABHの窒素上に電子供与性基を有する場合に高い反応性を示すことを明らかとできた。オレフィンとのメタセシス反応への応用も検討した。この際、ABHの開環方向に基づき2種の異性体の生成が考えられるが、本反応における位置選択性について検討を行った。ABHの窒素上に電子供与性基としてトリアルキルシリル基を有する場合に高い選択性を示すことを明らかとできた。これらの結果は、アミド結合と二重結合との分子軌道間での遠隔相互作用に基づくものと考えられることから、今後さらに検討を進める。IIインドールアルカロイドの合成これまで、インドリルボレートを用いるインドール誘導体の合成法の開発を行ってきた。本年度は、タンデム型クロスカップリング反応を用いるピリドカルバゾールおよびストリクノス型インドールアルカロイドの合成を目的とした。その結果、ウレイン骨格を有するインドール化合物の新規合成法を開発できた。
若年女性への「乳がん」教育による意識改革効果の検討

今回の乳がん教育により、女子学生の乳がんの知識は有意に深まった。講演後のアンケートで、乳がん検診への意識・理解の変化が見られた。自己検診の正しい方法を知ることができた。乳がん教育により、若年女性の乳がん検診に対する意識・理解を高めることができると考えられた。今後もこのような乳がん教育を今後も継続して行うことが重要である。平成22年度の研究実施計画(1)約400名の一般女性および乳がん検診受診者にインタビューを行う。(2)約400名の高校生、専門学校生、大学生(全て女性)に乳がんの知識に関するアンケート調査、また、乳がんの理解を深めるための講義およびパフォーマンスを行う。生命に対する考え方、乳がん検診の意識調査を行い、中間解析を行う。(3)乳がん検診に対する啓蒙活動を推進する。研究の成果(1)市民講演会等に参加された約200名の一般女性に対して、乳がん検診に対する意識、理解、意義についてのアンケート調査をおこなった。平成23年度には約300人に調査を行い、中間解析を行う予定である。(2)約530名(札幌市内の5つの大学、専門学校)の若年女性(20歳前後の女子学生)に対して「乳がんおよび子宮頸がん」についての知識・意識調査を行った後、カリキュラムに沿った講義および「命の大切さと乳がん」をテーマとしたパフォーマンスを行った。現在、講義前後のアンケート・知識調査について中間解析中である。最初の講義における初期解析では知識および検診に対する意識が高まっていた。(3)2010年8月、Pink Ribbon in Sapporoを開催し、乳がん検診に対する啓蒙活動をおこなった。また、1年を通して、ラジオ番組およびイベント等への出演により広く女性へ乳がん検診の必要性を訴えた。平成23年度の研究実施計画(1)約500名の専門学校生、大学生(全て女性)に乳がんの知識に関するアンケート調査、また、乳がんの理解を深めるための講義およびパフォーマンスを行う。生命に対する考え方、乳がん検診ついて講義前後の意識調査を行う。(2)平成22、23年度を含めて、約1000名のアンケート調査を解析し、その効果を実証、内外の学会に報告する予定である。研究の成果(1)札幌大通り公園周辺の歩行中の一般女性210名に対して、乳がん検診に対する意識、理解、意義についてのインタビューによるアンケート調査をおこなった。若年女性の乳がんに対する知識は少なく、30代ではやや多くなった。インタビューを通して、乳がん検診を希望された方が多くいた。これまで、約1000名(札幌市内の5つの大学、専門学校)の若年女性(20歳前後の女子学生)に対して「乳がんおよび子宮頸がん」についての知識・意識調査を行った後、カリキュラムに沿った講義および「命の大切さと乳がん」をテーマとしたパフォーマンスを行った。講義前後のアンケート・知識調査から、講義により乳がんの知識および検診に対する意識が高まり、将来、乳がん検診を希望する若年女性の割合が増えた。(3)2011年8月、Pink Ribbonin Sapporoを開催し、乳がん検診に対する啓蒙活動をおこなった。北海道内では函館、紋別にピンクリボンの拠点が増えた。平成24年度の研究実施計画1全体的統計解析を行う。2乳がん検診に対する啓蒙活動を推進する。3調査項目の解析と乳がん検診受診率を高めるための提言を作成する。研究の成果1これまで、約1700名(札幌市内の5つの大学、専門学校)の若年女性(20歳前後の女子学生)に対して「乳がんおよび子宮頸がん」についての知識・意識調査を行った後、カリキュラムに沿った講義および「命の大切さと乳がん」をテーマとしたパフォーマンスを行った。現在、それぞれのアンケート30項目に対する講義前後の結果について解析中である。2第22回日本乳癌検診学会にて「若年女性に対する乳がん講義の教育効果」について発表した。(2012年11月9日、那覇市)32012年8月26日、Pink Ribbon in Sapporoを開催し、乳がん検診に対する啓蒙活動をおこなった。4乳がん検診率を高める施策として、検診適齢期の40代-60代女性への啓蒙活動のみならず、20歳前後の若年女性に乳がんについて教育することが、将来の検診率を高めるために有用である。乳がんの知識を高めることで、自分のため、家族のための検診であることを、自覚させることが、今回の教育講義により判明した。この2年間で約1000名の若年女性に講義およびアンケート調査を実施した。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度の講義回数は3ヵ所、約500名に対して講義を行う予定である。今後は本年度を含めて、約1500名のアンケート調査を解析し、若年女性の乳がん検診に対する教育効果を明らかにし、検診政策の立案の一助となるように報告する予定である。
新しい多発性筋炎モデルマウスを用いた至適抗サイトカイン療法の開発

自己免疫性筋炎には、多発性筋炎(PM)や皮膚筋炎(DM)があり、近位筋を中心に筋力低下を来たし、嚥下障害や呼吸障害を起こす。副腎皮質ステロイドを主とした非特異的免疫抑制療法で治療されているが、副作用顕在化や治療抵抗性の症例もあり、より選択的な治療法の開発が望まれる。1.多発性筋炎(PM)の新規動物モデルC蛋白誘導性筋炎(CIM)に、インターロイキン(IL)-6標的治療が有効であった。CIMは、PMと同様、CD8陽性細胞傷害性T細胞(CTL)によって筋傷害が起こっており、CD8除去によってCIMは起こらなくなり、CIMマウスリンパ節細胞のCD8陽性細胞による養子細胞移入が可能であった。IL-6は、CTL誘導に必須のサイトカインであり、IL-6標的療法は、CTL誘導抑制機序による効果発現をしているものと考えられた。一方、近年、自己免疫性疾患に重要な役割を果たしているとして同定されたIL-17A産生CD4陽性T細胞(Th17)も、その誘導にIL-6を必須としている。しかし、今回、IL-17A欠損マウスにおいて、CIMは野生型と同等に誘導されたため、CIMは、自己免疫性疾患でありながら、Th17非依存性であることが示された。2.自然免疫活性化によって産生されるサイトカインは、IL-6を含めた炎症性サイトカインと、I型インターフェロン(IFN)があり、筋局所への筋特異的T細胞動員に働く。しかし、I型IFNの受容体欠損マウスは、野生型と同様にCIM誘導感受性であったため、I型IFNはCIM発症に必須ではないことが分かった。そこで、CIM養子移入の系にて、レシピエントに、IL-6やIL-1、TNFαといった炎症性サイトカイン標的療法を行い、細胞動員に対する効果検討したところ、IL-1とTNFαが、治療標的として有望で、あった。
腫瘍血管を標的とする新規な抗癌剤担体の開発

抗癌剤の治療効果を増強するには、抗癌剤を腫瘍血管床に限局して集積させるとともに長時間にわたって作用させることが、極めて有効な方法とされる。それには抗癌剤を封入または結合して腫瘍血管床に運搬する物体、すなわち担体が必要である。本研究は腫瘍血管を標的とする抗癌剤担体の開発を目的として行ない、以下の結果を得た。1)エチルセルロースマイクロカプセルは水溶性抗癌剤を効率よく封入することができ、徐放性と安定性の富む担体である。しかし粒子径を100ミクロン以下に揃えることが困難であったが、製造工程における溶媒の粘度、攪拌速度ならびに冷却速度の改良によって1050ミクロンのマイクロカプセルを調整することが可能となった。これによって、治療対象病巣を拡大することが出来るようになった。2)ポリ乳酸グリコール酸重合体を素材とするマイクロスフェア水中乾燥エマルジョン法によって作製する工程は、ほぼ確立できた。ただし本カプセルは脂溶性抗癌剤にのみ適用されることから、血管新生阻害によって抗腫瘍効果を発揮するTNP470(フマギリン誘導体)の担体として有用なことが示された。3)油は微細血管床に停滞することから化学塞栓用の担体として利用可能であり、リピオドール(油性造影剤)や大豆油が使用されてきた。本研究では新たにトリグリセライド(MIGLYOL)をTNP470の担体に用いたところ、前2者に比較して徐放性と抗腫瘍性に極めて優れることが認められ、脂溶性抗癌剤の担体としての有用性が確認された。4)ヘマトポルフィリン誘導体(diAc・Hp)と抗癌剤の結合体は超音波照射下で殺細胞効果を増強した。diAc・Hpは腫瘍集積性があることから、抗癌剤の有用な担体になり得ると期待された。抗癌剤の治療効率を高めるには、抗癌剤を腫瘍血管床に限局して集積させるとともに長時間にわたって作用させることが、極めて有効な方法とされる。本研究は腫瘍栄養動脈への選択的注入用の抗癌剤担体の開発を目的とし、今年度は以下の結果を得た。1)エチルセルロースマイクロカプセルは水溶性抗癌剤を効率よく封入することができ、抗癌剤含有率を70%まで高められ、徐放性も比較的良好であった。臨床治験における薬剤動態と抗腫瘍効果の観察でも、優れた治療効率を示す成績が得られた。しかしカプセルサイズがやや大きいことと素材の生体内分解能の面で、改善の余地が指摘される。2)ポリ乳酸グリコール酸重合体を被膜素材とするマイクロカプセルを、水中乾燥エマルジョン法によって試作した。本法は比較的小型のカプセルを得ることができ、また形状が球状となり、生体内分解能も良好な担体を産成することが利点である。しかし水溶性抗癌剤の封入率が数%と少ないことが、課題である。3)難水溶性薬剤については油を担体とすることが可能と思われ、抗癌剤、油ならびに界面活性剤の組み合わせ(選択)について予備的実験を開始した。以上のような初年度の研究から抗癌剤担体作製の問題点が整理されたので、これを基にして次年度の研究を進める計画である。抗癌剤の治療効率を増強するには、抗癌剤を腫瘍血管床に選択的に集積させるとともに長時間にわたって作用させることが、極めて有効な方法である。

本研究は腫瘍栄養動脈への選択的注入を可能とする抗癌剤担体の開発を目的とし、今年度は以下の成果を得た。1)エチルセルロースマイクロカプセルはすでに臨床例にも使用され、腎癌と肝癌に著明な抗腫瘍効果を発揮すること、さらに骨転移にも鎮痛効果があることが認められた。本剤の利点は抗癌剤含有率が3070%と高いことであるが、粒径が100μm以上と大きいことが難点である。2)ポリ乳酸グリコール酸重合体マイクロカプセルは水中乾燥エマルジョン法によって作成され、2050μmの粒径製剤を得ることができた。血管増生阻害剤TNP-470(フマジリン誘導体)をマイクロカプセル化したが、本剤の選択的動注は家兎移植VX2腫瘍に対して明らかな抗腫瘍効果を有することが認められた。さらに通常抗癌剤との併用投与は抗腫瘍効果の著しい増強を来したことは、今後の癌化学療法に新しい展開をもたらす知見と考えられる。但し、本マイクロカプセルは親油性薬物の封入には最適であるが、親水性薬物の封入率が極めて低いことが明らかとなった。3)油を担体とする場合、抗癌剤の親油性化を図らなければならず、cost performanceが不良なことが明らかとなった。以上の成果を基に、次年度はエチルセルロースならびにポリ乳酸グリコール酸重合体マイクロカプセルの実用化を前提とした研究を継続する予定である。抗癌剤の治療効果を増強するには、抗癌剤を腫瘍血管床に限局して集積させるとともに長時間にわたって作用させることが、極めて有効な方法とされる。それには抗癌剤を封入または結合して腫瘍血管床に運搬する物体、すなわち担体が必要である。本研究は腫瘍栄養動脈への選択的注入に用いる抗癌剤担体の開発を目的として行ない、以下の結果を得た。1)エチルセルロースマイクロカプセルは水溶性抗癌剤を効率よく封入することができ抗癌剤含有率を80%まで高められ、徐放性も比較的良好であり、かつ長期間の室温保存が可能な点が長所であった。しかし粒子径を100ミクロン以下に揃えることが困難であったが、製造工程における溶媒(シクロヘキサン)の粘度を流動パラフィンで上げること、攪拌速度を高めること、ならびに冷却速度を速めること、などの改良によって1050ミクロンのマイクロカプセルを調整することが可能となった。これによって、従来は注入が不可能であった細い腫瘍栄養動脈をも治療対象とすることが出来るようになった。2)ポリ乳酸グリコール酸重合体を被膜とする径10ミクロン以下のマイクロカプセルを、水中乾燥エマルジョン法によって作製する工程はほぼ確率できた。ただし本カプセルは油性抗癌剤にのみ適用されることから、血管新生阻害によって抗腫瘍効果を発揮するTNP470(Fumagillin誘導体)の担体として有用なことが示された。
水素及びハロゲンラジカルとシリコン表面の単原子反応の制御

前年度からの(1)F/Si系単原子層研究と、更に(2)C_4F_8/H_2を用いたICP(誘導結合プラズマ)で得られるSiO_2/Siの高選択比の起源をCF_x(x=1-3)ラジカル測定による研究を行った。(1)RAS(反射吸収分光)とXPS(X線光電子分光)の結合システムを作製し、X_eF_2から生じたフッ素(F)ラジカルと水素終端Si(111)表面との常温での反応をin-situ測定した。Fラジカル暴露量と共にSi-Hは5000Lまで減少して飽和し、逆に5000Lから急にSi-F_1結合が形成され、25000Lまで変らない。それ以上ではSiF_x(x=1-3)結合が急激に形成される。この終端水素が無くなって始めてフッ化それる現象を、Si-H(2083cm^<-1>)をATR(減衰全反射)で調べたところ、F暴露と共にSi-Hの高波数側に、FがSiの格子間に入った為に生じたと考えられる新たなSi-H伸縮が現われ、水素がSiFHとしてエッチングされて除去されたと推察した。(2)ラジカル測定はAMS(出現電圧質量分析法)を用いた。水素濃度、RF電力、圧力の各変化から、CF_1ラジカルがCF_2よりも一桁多い生成が判った。この重合膜形成への役割を調べるため、AMSの先端に石英管のキャピラリを設け、その長さを変えてラジカルの濃度変化を調べた。その結果、C_4F_8のみの場合は、長さが長くなると共にCF_1が急激に減少するが、CFP_2は変化が無く、CF_1が重合膜の先駆体と考えた。水素を30%添加すると、CF_1濃度の長さに対する減衰度はC_4F_8のみと比べて大幅に緩和され、CF_1ラジカルは水素の存在下では壁による損失が低下すると推察した。また、流量効果を、(1)SiO_2とSiのエッチング速度及び選択比、(2)CF_1、CF_2ラジカル濃度とCF_1/CF_2比、(3)キャピラリ板を用いたホール底の重合膜の厚さとXPS測定のC/F比の各エッチング、気相、表面の3状態を比較した。その結果、CF_1/CF_2が最大になるときに、底面には薄いが炭素リッチな重合膜が形成され、更にSiO_2のエッチング速度が最大になることが判明した。
低温度排熱利用のための高効率吸収式ヒートポンプの研究

小型分散電源を用いたコジェネレーションにおける吸収式ヒートポンプによる排熱利用冷房において、排熱温度が低い場合には吸収サイクルで利用できる温度差が小さいため、蒸発器・凝縮器に比べ伝熱性能の低い吸収器の性能向上がサイクル効率向上のために重要となる。そこで水平伝熱管下部に液膜流下板を取り付けフィン効果により吸収を促進することを提案し、その効果を実験的に調べた。平滑管、フィン管、液膜流下板付きフィン管について、2本の管を上下に並べた場合の水蒸気吸収量を測定した。ここで水蒸気吸収量を迅速かつ正確に測定するため細管群と渦電流式微差圧計を用いた層流型流量計を作製し、蒸気発生器から吸収器に流れる蒸気流量を測定した。その結果、フィン管は平滑管に比べ最大80%程度吸収量が大きいこと、また液膜流下板を取り付けることにより液膜流量が小さい場合に約20%程度吸収量が増加することが分かった。加えてこの伝熱管を再生器に用いた場合の実験も行い、液流量が小さい場合には吸収の場合と同等の性能を有することが分かった。さらに吸収性能の予測を可能とするため平滑管およびフィン管について管外流下液膜の流れと熱物質伝達の数値解析を行い実験値との比較を行った。その結果、液流量が小さい場合には実験結果を概ねよく説明することができた。ただし液流量が大きい場合には吸収量の実験値は計算値より大きく、計算では考慮されていない液の乱れの影響が考えられることが分かった。以上の結果を考慮し、低温排熱利用のための2段吸収サイクルについて検討を行い、サイクル性能と装置サイズ(伝熱面積)に及ぼす諸因子の影響を明らかにした。初年度は低温度排熱利用のための吸収式ヒートポンプの基礎となるフィン壁面の吸収性能について実験を主に研究を行った。実験装置は吸収器と溶液濃縮器で構成され、吸収器では背面を水冷した微細フィン付き銅壁面に沿って吸収液を流下させ水蒸気吸収を行う。その結果薄まった吸収液は溶液濃縮器において棒状電気ヒータ外面に沿って流下させ、加熱により濃縮するとともに、その際発生する水蒸気を吸収器に供給する。なお電気ヒータ外面は液膜の乾きが生じないよう、ステンレスメッシュをコイルスプリングで密着させた。液膜の流動状態を観察できるよう、吸収器、濃縮器とも透明容器とした。また溶液濃縮器と吸収器の間に溶液熱交換器を設け、吸収壁面に供給する液の温度を任意に設定した。水蒸気吸収速度の測定は吸収後の溶液をサンプリングして密度を測定することにより行った。以上の装置を用い、吸収液を臭化リチウム58wt%水溶液とし、系圧力約5Torrのもとで種々の溶液流量および溶液入口温度について水蒸気吸収速度を測定し、壁温の実測値に基づき吸収の物質伝達率で実験結果を整理した。その結果、液膜レイノルズ数が約15以上になると平滑壁面の場合に比べて吸収速度が増加し、物質伝達率は液膜レイノルズ数が約50の時に最大となった。この時の平滑液膜に対する吸収促進率は入口溶液温度が過冷却の場合には約4倍、飽和の場合には約3倍となった。このことからフィンによる流れの攪拌効果が吸収促進の主因であることが分かった。ここで水蒸気吸収量を迅速かつ正確に測定するため細

管群と渦電流式微差圧計を用いた層流型流量計を作製し、蒸気発生器から吸収器に流れる蒸気流量を測定した。その結果、フィン管は平滑管に比べ最大80%程度吸収量が大きいこと、また液膜流下板を取り付けることにより液膜流量が小さい場合に約20%程度吸収量が増加することが分かった。さらに吸収性能の予測を可能とするため平滑管およびフィン管について管外流下液膜の流れと熱物質伝達の数値解析を行い実験値との比較を行った。その結果、平滑管とフィン管の性能差については実験結果を概ねよく説明することができた。ただし液流量が大きい場合には吸収量の実験値は計算値より大きく、計算では考慮されていない液の乱れの影響が考えられることが分かった。また液流量が小さい場合には実験値は計算値より小さく、この原因として液の流れが管長方向に必ずしも均一でないことが考えられ、今後液の供給方法の改善によりさらに性能が向上しうることが分かった。以上の結果を考慮し、低温排熱利用のための2段吸収サイクルについて検討を行い、サイクル性能に及ぼす装置サイズ(伝熱面積)および中間圧力の影響などを明らかにした。
左心補助人工心臓施行時の左右心機能動態と右心不全発生機序の解明

大型成犬実験モデルにおいて左右心室圧-容積曲線を描写させて左心系機械的補助循環の影響を検討した.拍動型補助人工心臓による左房・左室脱血下の上行大動脈送血では自己心拍との競合により脱血流量が一定せず,したがって左室容積は心拍毎に変化し描写される圧-容積曲線も変動し,さらに右室圧-容積曲線は大きく変化した.このため拍動型補助人工心臓による補助効果の本法による評価は不可能であった.次いで定状流型補助循環法である遠心ポンプを使用して左房・左室脱血,上行大動脈送血法にて機械的補助循環法を施行して拍動型脱血の欠点を除き補助効果の評価を行った.定状流のため安定した補助循環が行えると同時に左室圧-容積曲線への影響も一定しており良好な曲線描写が可能で,脱血流を自己拍出量の50%,75%及び100%と増量させ補助効果と両心室への影響を検討した.正常心では左房・左室脱血共に補助量増大につれて左室容積は著減したが左室圧は下降せず圧-容積曲線は横細り型となり外的仕事量(Extermal Work)の減少を認めたがポテンシャルエネルギー(PE)は左室収縮期圧が減少しなければほぼ一定値を示した.しかしながら,左房・左室脱血における差異は等容収縮期・弛緩期における圧-容積曲線の変化で,左房脱血ではほぼ直線的に上昇・下降をみたが左室脱血では両時期にも脱血が行われているため左室圧-容積曲線は三角形型を示しその面積すなわち外的仕事量(External Work)は優位に減少し,左室収縮期の下降もあいまってPressure-Volume Area(PVA)・酸素消費量の低下を示した.また,右室圧-容積曲線では補助量の増大に伴なう大動脈血流量増加のため直接的に右心拍出量も増加するため一回拍出量の増大した横広がりの形状を示したが収縮機能への影響は軽微であった.平成7年1月よりテクポリマー(Plastic球,15^20micron)の冠状動脈内注入法で左心不全の作成に成功しており現在,さらに左心不全モデルにおける補助効果の計測と評価検討を実施している現状である.これらの研究業績は今後,欧米医学雑誌に発表予定である.大型成犬実験モデルにおいて左右心室圧-容積曲線を描写させて左心系機械的補助循環の影響を検討した.拍動型補助人工心臓による左房・左室脱血下の上行大動脈送血では自己心拍との競合により脱血流量が一定せず,したがって左室容積は心拍毎に変化し描写される圧-容積曲線も変動し,さらに右室圧-容積曲線は大きく変化した.このため拍動型補助人工心臓による補助効果の本法による評価は不可能であった.次いで定状流型補助循環法である遠心ポンプを使用して左房・左室脱血,上行大動脈送血法にて機械的補助循環法を施行して拍動型脱血の欠点を除き補助効果の評価を行った.定状流のため安定した補助循環が行えると同時に左室圧-容積曲線への影響も一定しており良好な曲線描写が可能で,脱血流を自己拍出量の50%,75%及び100%と増量させ補助効果と両心室への影響を検討した.正常心では左房・左室脱血共に補助量増大につれて左室容積は著減したが左室圧は下降せず圧-容積曲線は横細り型となり外的仕事量(Extermal Work)の減少を認めたがポテンシャルエネルギー(PE)は左室収縮期圧が減少しなければほぼ一定値を示した.しかしながら,左房・左室脱血における差異は等容収縮期・弛緩期における圧-容積曲線の変化で,左房脱血ではほぼ直線的に上昇・下降をみたが左室脱血では両時期にも脱血が行われているため左室圧-容積曲線は三角形型を示しその面積すなわち外的仕事量(External Work)は優位に減少し,左室収縮期の下降もあいまってPressure-Volume Area(PVA)・酸素消費量の低下を示した.また,右室圧-容積曲線では補助量の増大に伴なう大動脈血流量増加のため直接的に右心拍出量も増加するため一回拍出量の増大した横広がりの形状を示したが収縮機能への影響は軽微であった.平成7年1月よりテクポリマー(Plastic球,15^20micron)の冠状動脈内注入法で左心不全の作成に成功しており現在,さらに左心不全モデルにおける補助効果の計測と評価検討を実施している現状である.これらの研究業績は今後,欧米医学雑誌に発表予定である.
口承文学として残存する沖縄芝居(演劇)に関する研究

研究実施最終年度(平成三年度)は、初年度(平成元年)、二年度に引き続き、琉球歌劇として多大な影響を及ぼした「組踊」の研究をしながら沖縄芝居で使用されている言葉(芝居言葉)を勉強した。私自身、沖縄方言をあまりよく知らない上に、更に日常使用されている方言とかなり違う表現をする沖縄芝居言葉を研究するのに、大半の時間とエネルギ-を費した。しかし、幸運なことに、現在沖縄演劇界の重鎮としてつとい知られる名優の真喜志康忠氏にご指導を願い、周に一回沖縄芝居言葉の手ほどきを受ける機会を持てた。真喜志氏のおかげで、念願の「泊阿嘉」(琉球歌劇の代表的な作品)を日英両話に翻役することができた。真喜志氏には、芝居言葉をはじめ、沖縄演劇(の)成立の裏話(秘話)等、沢山有意義なことを教わった。琉球歌劇は「泊阿嘉」の他にもいろいろと集収(収録)したが、これら総てのものの翻訳は時間的な都合で残念ながらできなかった。ひとりの研究では到底無理なので、平成四年度からは四名でグル-プを作り、共同してするつもりであるが(現在申請中)科研費が貰えるかどうかはわからない。平成三年度は、組踊「干水の縁」(平敷屋朝敏作)の影響を著しく受けている「泊阿嘉」について論文を書き、『沖縄文化』に、発表した。(『沖縄文化』第二十七巻一号1991年11月30日発行)この三年に及び個人研究で得たものは大変大きい。沖縄芝居の歴史について知識を深めることができたこと、組踊について勉強し、組踊の世界を充分といえないまでも知りえたこと、その組踊の中でも琉球歌劇に多大な影響を与えた平敷屋朝敏の『干水の縁』のテ-マが、のちの琉球歌劇のテ-マと重なり合うことが判明したこと、沖縄方言および沖縄芝居言葉について一端なりとも知りえたこと、更に、『泊阿嘉』を念願通り、日葉両話に翻訳できたことは、一応の成果を上げたと自負している。平成元年度(研究実施初年度)は、主として沖縄演劇史(芝居史)を研究すると共に、いくつかの芝居をプロの役者や沖縄芝居に造詣の深い古老達にインタビュ-して収録した。特に、琉球名作歌劇に焦点をしぼって収録したが、まだ文字化するまでには、至っていない。沖縄最古の歌謡詩集「おもろそうし」と宮廷演劇として誕生した「組踊り」の基本図書を購入し、精読しながら口立芝居(沖縄芝居)との関係や影響について研究を続けているが、まだ完全には読み終えていない。平成二年度には、ある程度まで読み進んでみるつもりである。特に、「組踊り」は、沖縄芝居の祖といわれ口立芝居に多大な影響を与えているので、可能な限り数多くの「組踊り」を熟読し研究をすすめるつもりである。「組踊り」と「口立芝居」の共通点や差異等も確認しつつ、一般庶民の娯楽として誕生した口立芝居(この研究では、歌劇に焦点を絞る。)の特色を把握する。「組踊り」を研究して理解したことは、プロットが儒教精神に基くもので、勧善懲悪が主流をなしていることである。勿論、中には封建制度に束縛されない自由な恋愛感情を歌い上げているのもあるが、圧倒的に多いのは仇討ちもので、勧善懲悪が目玉になっている。それに比べ、一般大衆の娯楽として発生した沖縄芝居は、勧善懲悪が色濃く出ていても、庶民の自由な心の様子が生き生きと描かれている。特に、歌劇は男女の恋模様をえがいたものが多く、封建制度のしがらみの中で親の薦める縁談と自由意志に基く恋愛との葛藤を描いたものが結構多い。名作歌劇として名高い「泊阿嘉」を収録してあるので、早急に日英両語で脚本をしたためる予定である。研究実施二年度は、初年度に引き続き琉球歌劇に多大な影響を与えている組踊り関係の基本図書を購入し精読した。全部読破することは不可能であったが、教ある組踊りの中でも異例の平敷屋朝敏作の『手水の緑』は、何度も読み、のちの琉球歌劇に与えた影響について研究を重ねた。義理人情や勧善懲悪をテ-マとした王城朝薫の組踊りとことなり、平敷屋朝敏は、男女の恋愛感情を真正面から見据えて描き、それに評価を与え、何ものにも束縛されない人間の自由な心情を『手水の緑』で扱っている。これは、若い男女の慈恋物語として有名な琉球歌劇『泊阿嘉』の世界にも通じ、若い男女の純なる魂のふれ合いを高く評価している。平敷屋朝敏の『手水の緑』との出合いは、琉球歌劇に対する(私の)認識をより深めることができた。研究初年度に収録した『泊阿嘉』を十分に理解した上で、日英両語に翻訳するつもりであったが、まだ完了していない。その理由は、シェイクスピア『ロミオとジュリエット』と『泊阿嘉』の比較研究の論文を仕上げるのに多くの時間を費やしたからだが、近々に完了するつもりである。翻訳作業が予定通り運ばないのは、方言の難解さにあり、収録したものの意味不明な表現が多く、それらを沖縄方言を解する古老達に再度インタビュ-し解説して貰うという実に煩雑な作業をくりかえしやっているからである。又、通常の話言葉と違い沖縄芝居独得の芝居言葉というのがあり、実に難解なのである。そのため、沖縄方言や芝居言葉についても研究せざるを得なかったので、予定通りことが運ばなかったのである。

しかし、一応研究論文を一つ仕上げたので、満足はしているが研究実施の最終年の平成三年度は、収録したものを日英両語で翻訳し、また平敷屋朝敏の『手水の緑』が如何なる影響を『泊阿嘉』にもたらしたかについて研究論文を書きあげたいと思っている。研究実施最終年度(平成三年度)は、初年度(平成元年)、二年度に引き続き、琉球歌劇として多大な影響を及ぼした「組踊」の研究をしながら沖縄芝居で使用されている言葉(芝居言葉)を勉強した。私自身、沖縄方言をあまりよく知らない上に、更に日常使用されている方言とかなり違う表現をする沖縄芝居言葉を研究するのに、大半の時間とエネルギ-を費した。しかし、幸運なことに、現在沖縄演劇界の重鎮としてつとい知られる名優の真喜志康忠氏にご指導を願い、周に一回沖縄芝居言葉の手ほどきを受ける機会を持てた。真喜志氏のおかげで、念願の「泊阿嘉」(琉球歌劇の代表的な作品)を日英両話に翻役することができた。真喜志氏には、芝居言葉をはじめ、沖縄演劇(の)成立の裏話(秘話)等、沢山有意義なことを教わった。琉球歌劇は「泊阿嘉」の他にもいろいろと集収(収録)したが、これら総てのものの翻訳は時間的な都合で残念ながらできなかった。ひとりの研究では到底無理なので、平成四年度からは四名でグル-プを作り、共同してするつもりであるが(現在申請中)科研費が貰えるかどうかはわからない。平成三年度は、組踊「干水の縁」(平敷屋朝敏作)の影響を著しく受けている「泊阿嘉」について論文を書き、『沖縄文化』に、発表した。(『沖縄文化』第二十七巻一号1991年11月30日発行)この三年に及び個人研究で得たものは大変大きい。沖縄芝居の歴史について知識を深めることができたこと、組踊について勉強し、組踊の世界を充分といえないまでも知りえたこと、その組踊の中でも琉球歌劇に多大な影響を与えた平敷屋朝敏の『干水の縁』のテ-マが、のちの琉球歌劇のテ-マと重なり合うことが判明したこと、沖縄方言および沖縄芝居言葉について一端なりとも知りえたこと、更に、『泊阿嘉』を念願通り、日葉両話に翻訳できたことは、一応の成果を上げたと自負している。
水晶振動子式多機能能動触覚センサの開発とこれによる対象の同時複数性状認識

本研究課題では,水晶振動子式多機能能動触覚センサを開発し,これにより対象の同時性状認識を行った.このセンサは,ロボットによる把持制御や外界認識用のセンサに応用するためのもので,把持力や把持位置,接触力や接触位置,滑り,外界の形状,対象のインピーダンスパラメータ,粘性等を検出する.本研究課題をつぎのように実施した.(平成16年度)平成1315年度に科学研究費補助金を得て開発した水晶振動子式力センサを平行二指ハンドに装着し,対象の把持過程で対象の剛性を動的に測定し,所望の結果を得た.信号処理には科学研究費補助金により作製した多機能能動触覚計測装置を使用した.(平成17年度)対象の把持過程で,ヘルツの接触理論を応用して対象の柔らかさ測定を行い,所望の結果を得た,水晶振動子式の滑りセンサと把持力センサを組み込んだ対象把持用の指を作製し,その諸特性を調べ,所望の結果を得た.また,水晶振動子式力センサに及ぼす赤外線の影響を調べるための赤外線センサを開発し,平成17年度の科学研究費補助金により購入したレーザ光源を用いてその諸特性を調べ,所望の結果を得た.(平成18年度)対象の把持過程で対象の粘性測定を試み,所望の結果を得た,また,昨年度作製した水晶振動子式滑りセンサと把持力センサを組み込んだ対象把持用の指により対象の最適把持を試み,所望の結果を得た.さらに,平成17年度に開発した赤外線センサの改良を行い,所望の結果を得た.以上,平成1015年度(3年間×2)に科学研究費補助金を得て開発した各種水晶振動子式センサを統合し,種々の接触情報を同時にリアルタイムで取得できる水晶振動子式多機能能動触覚センサを作製し,これを指等に装着して性能試験等を行い,所望の結果を得た.本研究課題では,水晶振動子式多機能能動触覚センサを開発し,これにより対象の同時性状認識を行った.このセンサは,ロボットによる把持制御や外界認識用のセンサに応用するためのもので,把持力や把持位置,接触力や接触位置,滑り,外界の形状,対象のインピーダンスパラメータ,粘性等を検出する.本研究課題をつぎのように実施した.(平成16年度)平成1315年度に科学研究費補助金を得て開発した水晶振動子式力センサを平行二指ハンドに装着し,対象の把持過程で対象の剛性を動的に測定し,所望の結果を得た.信号処理には科学研究費補助金により作製した多機能能動触覚計測装置を使用した.(平成17年度)対象の把持過程で,ヘルツの接触理論を応用して対象の柔らかさ測定を行い,所望の結果を得た,水晶振動子式の滑りセンサと把持力センサを組み込んだ対象把持用の指を作製し,その諸特性を調べ,所望の結果を得た.また,水晶振動子式力センサに及ぼす赤外線の影響を調べるための赤外線センサを開発し,平成17年度の科学研究費補助金により購入したレーザ光源を用いてその諸特性を調べ,所望の結果を得た.(平成18年度)対象の把持過程で対象の粘性測定を試み,所望の結果を得た,また,昨年度作製した水晶振動子式滑りセンサと把持力センサを組み込んだ対象把持用の指により対象の最適把持を試み,所望の結果を得た.さらに,平成17年度に開発した赤外線センサの改良を行い,所望の結果を得た.以上,平成1015年度(3年間×2)に科学研究費補助金を得て開発した各種水晶振動子式センサを統合し,種々の接触情報を同時にリアルタイムで取得できる水晶振動子式多機能能動触覚センサを作製し,これを指等に装着して性能試験等を行い,所望の結果を得た.現在開発中の水晶振動子式多機能能動触覚センサは,ロボットによる把持制御や外界認識用センサとして応用するために開発中である.把持制御に応用する場合は,把持力や把持位置,滑り,対象のインピーダンスパラメータ等を同時にリアルタイムで検出し,外界認識用センサに応用する場合は,接触力や接触位置および外界の形状や機械インピーダンスパラメータ等を同時にリアルタイムで検出するセンサとなる.本年度は,平成1315年度に科学研究費補助金を得て開発した水晶振動子式力センサを平行2子ハンドに装着し,これにより対象を把持する過程で対象の機械インピーダンスパラメータの測定を試みた.この測定での信号処理には,本年度交付された科学研究費補助金により作製した多機能能動触角計測装置を使用した.この結果,対象の剛性については所望の結果を得た.以上の結果を踏まえ,2005年度は平成1015年度(3年間×2)に科学研究費補助金を得て開発した各種水晶振動子式センサを統合し,種々の接触情報を同時にリアルタイムで取得できる水晶振動子式多機能能動触覚センサを設計・試作する予定である.現在開発中の水晶振動子式多機能能動触覚センサは,ロボットによる把持制御や外界認識用センサに応用するためのものである.

把持制御に応用する場合には,把持力や把持位置,滑り,対象の柔らかさ等を,外界認識用センサに応用する場合には,接触力や接触位置および外界の形状や機械インピーダンスパラメータ等を同時にリアルタイムで検出するセンサとなる.本年度は,(1)昨年度に引き続き,平成1315年度に科学研究費補助金を得て開発した水晶振動子式力センサを平行2子ハンドに装着し,昨年度科学研究費補助金により作製した多機能能動触覚計測装置を用いて,対象を把持する過程で対象の柔らかさの測定を試みた.これについてはSICE Annual Conference 2005 in Okayamaで報告した.(2)平成1012年度に科学研究費補助金を得て開発した水晶振動子式力滑りセンサと把持力センサを組み込んだ対象把持用の指を作製し,その諸特性を調べた.(3)水晶振動子式力センサに及ぼす赤外線の影響を調べるために,赤外線センサを開発し,本年度の科学研究費補助金により購入したレーザ光源を用いてその諸特性を調べた.これについては第22回センシングフォーラムで報告した.以上の結果を踏まえ,2006年度は平成1015年度(3年間×2)に科学研究費補助金を得て開発した各種水晶振動子式センサを統合し,種々の接触情報を同時にリアルタイムで取得できる水晶振動子式多機能能動触覚センサを作製し,これを指等に装置して性能試験等を行う予定である.現在開発中の水晶振動子式多機能能動触覚センサは,ロボットによる把持制御や外界認識用センサに応用するためのものである.把持制御に応用する場合には,把持力や把持位置,滑り,対象の柔らかさ等を,外界認識用センサに応用する場合には,接触力や接触位置および外界の形状や機械インピーダンスパラメータ等を同時にリアルタイムで検出するセンサとなる.本年度は,(1)平成1315年度に科学研究費補助金を得て開発した水晶振動子式力センサを平行2子ハンドの一方の指に装着し,一昨年度科学研究費補助金により作製した多機能能動触角計測装置を用いて,対象を把持する過程で対象の柔らかさと粘性の測定を試みた.これについては「SICE関西支部若手研究発表会講演論文集」に報告した.(2)昨年度作製した水晶振動子式滑りセンサと把持力センサを組み込んだ対象把持用の指により対象の最適把持を試みた.(3)水晶振動子式力センサに及ぼす赤外線の影響を調べるための赤外線センサを開発し,その諸特性を調べた.これについては日本材料学会会誌「材料」に「フォトリソグラフィと微細レーザ加工による高速応答サーモパイルの作製」と題して報告した.以上,平成1015年度(3年間×2)に科学研究費補助金を得て開発した各種水晶振動子式センサを統合し,種々の接触情報を同時にリアルタイムで取得できる水晶振動子式多機能能動触覚センサを作製し,これを指等に装着して性能試験等を行い,所望の結果を得た.
新エネルギーの教育を目的にした学生実験設備の開発

地球規模でエネルギー・環境問題を考えることが緊急な時期にあり,教育面でもこれらの講義・解説だけでなく実験を行うことが最も効果的であると考え,新エネルギーに関する教育実験設備の開発の研究を計画した.本校での実験が可能なものとして,エネルギー源に太陽光と風力,二次エネルギーとして水素を選び,これらの組み合わせたものを中心の装置とし,教育用に止まらずに今後のエネルギー利用の一つのモデルとしての実用的なシステムヘの応用を検討しながら装置の開発を行ってきた.目標としたシステム全体の動作までは到らなかったが,個々のテーマの実験も可能となるようにして,太陽光発電,風力発電,燃料電池等に関する次のような,教育用実験装置とテキストを完成させることができた.1)太陽光発電の基礎:小型のソ-ラーカーの動作,太陽光のパネルヘの入射角の変化に対する電流と電圧の変化,インバータを用いた交流電圧の発生.2)太陽電池の特性:日射量をパラメータにした電圧・電流特性,日射量に対する開放電圧・短絡電流の測定.3)太陽追尾:常に太陽の方向を向いているパネルと,向きが固定のパネルとの,得られるエネルギー量の比較.4)風力発電:風速と発電機出力の関係の測定.インバータを用いた交流の発生.5)太陽光・風力エネルギーによる水素の製造:水素エネルギーの利用を想定した,ソーラーパネルおよび風力発電機電力による水の電気分解.6)水素の分離・精製:水素を貯蔵する目的で,パラジウム膜による水素の精製.7)燃料電池:水素・酸素の供給量に対する,燃料電池の電圧・電流特性の測定.システム全体を通じての実験を行い,実際に授業に組み入れて,その効果,学生の反響を確かめることが今後の課題である.地球規模でエネルギー・環境問題を考えることが緊急な時期にあり,教育面でもこれらの講義・解説だけでなく実験を行うことが最も効果的であると考え,新エネルギーに関する教育実験設備の開発の研究を計画した.本校での実験が可能なものとして,エネルギー源に太陽光と風力,二次エネルギーとして水素を選び,これらの組み合わせたものを中心の装置とし,教育用に止まらずに今後のエネルギー利用の一つのモデルとしての実用的なシステムヘの応用を検討しながら装置の開発を行ってきた.目標としたシステム全体の動作までは到らなかったが,個々のテーマの実験も可能となるようにして,太陽光発電,風力発電,燃料電池等に関する次のような,教育用実験装置とテキストを完成させることができた.1)太陽光発電の基礎:小型のソ-ラーカーの動作,太陽光のパネルヘの入射角の変化に対する電流と電圧の変化,インバータを用いた交流電圧の発生.2)太陽電池の特性:日射量をパラメータにした電圧・電流特性,日射量に対する開放電圧・短絡電流の測定.3)太陽追尾:常に太陽の方向を向いているパネルと,向きが固定のパネルとの,得られるエネルギー量の比較.4)風力発電:風速と発電機出力の関係の測定.インバータを用いた交流の発生.5)太陽光・風力エネルギーによる水素の製造:水素エネルギーの利用を想定した,ソーラーパネルおよび風力発電機電力による水の電気分解.6)水素の分離・精製:水素を貯蔵する目的で,パラジウム膜による水素の精製.7)燃料電池:水素・酸素の供給量に対する,燃料電池の電圧・電流特性の測定.システム全体を通じての実験を行い,実際に授業に組み入れて,その効果,学生の反響を確かめることが今後の課題である.環境問題をも考慮した新エネルギーに関する教育実験設備を開発する目的で、太陽光および風力発電を利用して水を電気分解して水素を発生・貯蔵し、そのエエルギーの利用を図るシステムの試作・テストを、教育用に止まらずに実用的なシステムへの応用を検討しながら、学生を指導して行った.初年度の研究として入手・試作した各設備の基本特性を調べて、教育および実用設備への具体的な応用の可能性を追及することを主眼にした.試作した電解槽は、φ110×160mmのガラス容器の中央および周囲に同心状に陰極および陽極(ステンレス板)を配置し、媒質に10%水酸化ナトリウムを用いたもので、2.5Vの電圧で2A程度の電流が流れる.実験に使用した太陽電池パネルは、φ100mmの単結晶型のセルが34個直列接続されたもので、最大定格37.5W、日射量が変化しても最大出力電力が得られる電圧はほぼ一定の16V程度である.これに合わせて、電解槽は5個直列に接続して使用し、晴天の日には約1molの水素を得ることができた.風力発電機は風速10m/sで70Wの定格であるが、比較的風が強い日でも平均12W(10Ω負荷)程度の出力であり、風速は変化が大きいので、本システムとしての優位性はあるが教育設備の具体化に関しては検討中である.これらの結果をもとにさらに実験を重ねて、来年度は教育実験設備をいくつか製作するが、既に次のテーマの実験装置およびテキストが完成あるいは製作中である.(1)太陽電池の特性(電圧-電流特性および変換効率、開放電圧、短絡電流(パラメータは日射量-パネルの太陽に対する角度で調整).電球の照射による小型のセットがあったが、実際に太陽光による大形パネルの実験)

(2)太陽光発電による水素の生成環境問題をも考慮した新エネルギーに関する教育実験設備を開発する目的で,太陽光および風力発電を利用して水を電気分解して水素を発生・貯蔵し,そのエネルギーの利用を図るシステムの試作・テストを,教育用に止まらずに実用的なシステムへの応用を検討しながら,昨年に引き続き,学生を指導して行ってきた.今年度は,目標としたシステム全体を通じての動作までは到らなかったが,太陽光発電,風力発電,燃料電池等に関する次のような,教育用実験装置とそのテキストを完成させることができた.(1)太陽光発電の基礎:小型のソ-ラーカーの動作,太陽光のパネルへの入射角の変化に対する電流と電圧の変化,インバータを用いた交流電圧の発生.(2)太陽追尾:常に太陽の方向を向いているパネルと,向きが固定のパネルとの,得られるエネルギー量の比較.(3)風力発電:風速と発電機出力の関係の測定.インバータを用いた交流の発生.(4)水素の分離・精製:水素を貯蔵する目的で,パラジウム膜による水素の精製.(5)燃料電池:水素・酸素の供給量に対する,燃料電池の電圧・電流特性の測定.太陽光・風力と水素を一体化した実験テーマが未完成であり,その総合実験設備の完成と,実際に授業に組み入れ,その効果を確かめながら改善を加えることが今後の課題である.また,学(科)内の学生だけでなく,特に小中学生を対象に,ソ-ラーカーを中心に太陽エネルギー関連の展示を行ったが,これに関してもさらに充実を図っている.
微小領域における地盤の力学的挙動の定量的評価とその応用

本研究は,マイクロスケールにおける粘土の力学的挙動の定量的評価に重点を置き,求まる強度について検討した.また,上記の試験から求まる強度と室内試験から求まる強度との比較を行った.その結果,Micro Indenterを用いた押込み試験によって,粘土の微小領域における力学的挙動を評価可能であることを示した.この試験結果を基にTerzaghiの支持力公式を利用した粘着力は,一軸圧縮試験から求まる非排水せん断強度とほぼ同等の値を示すことを確認した.本研究では,購入したテンシロン型万能試験機を使用して,種々のマイクロオーダーによる試験を行いデータの拡充を図り,地盤の強度定数を検討した.実験条件は,載荷速度が0.1mm/sec,最大押込み深さは1mm,繰返し載荷回数は10-40回とした.不撹乱試料において,一軸圧縮試験から求まる非排水せん断強さと比較した結果,押込み深さ約0.3-0.4mmにおいて両者はほぼ一致したことから,マイクロインデンターを使用した強度評価の有効性が確認できた.この結果は,複合物質である土が連続体として挙動し始める点を評価したものであり,学術的にも応用技術的にも非常に重要な結果であることから,更なる検討と考察が重要となる.また,試験結果は試料の表面状態,粒子径の大きさおよび粘性に大きく影響を受けることから,試料作製方法の影響評価,載荷速度の影響の検討を行った.また,産業廃棄物であるカキ殻の有効利用を視野に入れ,微生物の代謝活動を利用した土の微生物固化処理について実験的に検討した.マイクロインデンターによる硬度の測定においては,大気中からの二酸化炭素に加え,微生物代謝による二酸化炭素がカキ殻から溶出したカルシウムイオンと反応することで,炭酸カルシウムが析出し,硬度が増加することが確認された.本研究では,購入したテンシロン型万能試験機を使用して,種々のマイクロオーダーによる試験を行いデータの拡充を図り,地盤の強度定数を検討した.実験条件は,載荷速度が0.1mm/sec,最大押込み深さは1mm,繰返し載荷回数は1-20回とした.不撹乱試料において,一軸圧縮試験から求まる非排水せん断強さ,フォールコーン試験から求まる非排水せん断強度と比較した結果,押込み深さ約0.3-0.4mmにおいて両者はほぼ一致したことから,マイクロインデンターを使用した強度評価の有効性が確認できた.この結果は,複合物質である土が連続体として挙動し始める点を評価したものであり,学術的にも応用技術的にも非常に重要な結果であることから,更なる検討と考察が重要となる.また,試験結果は試料の表面状態,粒子径の大きさおよび粘性に大きく影響を受けることから,試料作製方法の影響評価,載荷速度(0.01,0.02,0.05,0.1,0.2,0.5および1mm/secの7通り)の影響の検討を行った.また,産業廃棄物であるカキ殻の有効利用を視野に入れ,微生物の代謝活動を利用した土の微生物固化処理について実験的に検討した.マイクロインデンターによる硬度の測定においては,大気中からの二酸化炭素に加え,微生物代謝による二酸化炭素がカキ殻から溶出したカルシウムイオンと反応することで,炭酸カルシウムが析出し,硬度が増加することが確認された.さらに,対象が土とは異なる微生物が形成するバイオフィルムの物理的特性をインデンテーション法によって測定した.その結果,バイオフィルムそのものが有する力学的特性の評価にインデンテーション法を利用できる可能性を示す成果を得ることができた.本研究は,マイクロスケールにおける粘土の力学的挙動の定量的評価に重点を置き,求まる強度について検討した.また,上記の試験から求まる強度と室内試験から求まる強度との比較を行った.その結果,Micro Indenterを用いた押込み試験によって,粘土の微小領域における力学的挙動を評価可能であることを示した.この試験結果を基にTerzaghiの支持力公式を利用した粘着力は,一軸圧縮試験から求まる非排水せん断強度とほぼ同等の値を示すことを確認した.本研究では,購入したテンシロン型万能試験機を使用して,種々のマイクロオーダーによる試験を行いデータの拡充を図り,地盤の強度定数を検討した.実験条件は,載荷速度が0.1mm/sec,最大押込み深さは1mm,繰返し載荷回数は10-40回とした.不撹乱試料において,一軸圧縮試験から求まる非排水せん断強さと比較した結果,押込み深さ約0.3-0.4mmにおいて両者はほぼ一致したことから,マイクロインデンターを使用した強度評価の有効性が確認できた.この結果は,複合物質である土が連続体として挙動し始める点を評価したものであり,学術的にも応用技術的にも非常に重要な結果であることから,更なる検討と考察が重要となる.また,試験結果は試料の表面状態,粒子径の大きさおよび粘性に大きく影響を受けることから,試料作製方法の影響評価,載荷速度の影響の検討を行った.粘土の強度は,インデンター先端球の接触面積を算定することによって求めることが可能である.しかし計算による算定ではなく,試料表面のインデント後の圧痕の面積を画像解析することによって正確な強度を評価した.また,実際の粘土は粘土粒子のみで構成されておらず,様々なプランクトンの遺骸や珪藻が含まれている.走査型電子顕微鏡(SEM)の画像から珪藻や有孔虫の遺骸を確認した.