hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
弦の場の理論を用いた超弦理論の非摂動論的性質の探求

先ず、NS-Rセクターに属する弦の場が現れる振幅において、我々がNS-NSセクターで構築した手法を直接的に応用しただけではうまくいかないことがわかった。この困難は、正則化された理論に余計な自由度を導入することにより、少なくともtree振幅においては、克服できることを見出し、研究論文にまとめて発表した。次にmulti-loopの振幅に拡張することを試みた。先ずその準備として、ボソン的な光円錐ゲージの弦の場の理論において非臨界次元でのmulti-loop振幅の計算を行い、非臨界次元においても、モジュラー不変な振幅を構成することが可能であることを見出した。この成果は京都およびプラハでの研究会で発表した。また、予定していた研究の順序を変更して、ゲージ不変なWitten型の超開弦の理論のcontact項の問題の考察に取り掛かった。ここではstring diagramを決定する二次微分を世界面上の超共形場に格上げすることにより、次元正則化が行えそうであることがわかり、これまでに得た知見を、上述のプラハにおける国際会議で発表した。また、研究分担者の二宮は、弦の場の理論離散化の方法による定式化という新機軸を追求し進展を得、その結果をBledで行われた国際会議で発表し研究会報告として出版した。さらに、超弦理論の宇宙論への応用についても研究を前倒しして行い、インフラトンを用いずに宇宙初期の揺らぎを生成するメカニズムを見出し、研究論文として発表した。超弦の場の理論の研究においては、非臨界次元の光円錐ゲージの弦の場の理論の高次ループの解析において進展があった。この解析の超対称化については少し達成度は計画に比べて遅れているが、反面、ゲージ不変な開弦の場の理論におけるcontact項の問題の研究については計画を前倒しにして進んでいる。また、これまでの研究成果を一部踏まえた図書を出版できたことは、大きな成果と考えている。また、離散化の方法を用いた弦の場の理論の新しい定式化についても、具体化が進んでいる。また宇宙論への応用も、現在の観測の進展を踏まえて研究が進められている。以上の状況を総合的に勘案して、達成度の区分を「2」と自己評価した。超弦の場の理論の研究においては、NS-Rセクターの弦の場に対応する、時空のフェルミオンの取り扱いに進展があった。予定ではこのままこの結果を超弦のmulti-loop振幅にまで拡張する予定であったが、この点は研究の順序を変えて、ゲージ不変なWitten型の超弦のcontact項の問題に進展を見出すことが出来た。また、新たな手法による弦の場の理論の構成の試みや超弦理論の宇宙論への応用は、予定以上のペースでの進展が見られた。以上総合的に見て、達成度の区分を「2」と自己評価した。昨年度から引き続き、実施順序に若干の前後があるものの、当初計画として掲げた方針に沿って研究を進めることができていると考えている。今後も、現在の研究体制を維持して、さらに研究計画に掲げた項目の達成を目指していきたい。具体的には、現在ボソン的な場合にうまくいくことがわかった、高次ループでの次元正則化の処方をいよいよ超対称化することを目指す。特に、最近になって、以前から問題になっていた超対称な弦の散乱振幅における、超モジュライ空間が、再び考え直される機運が出てきている。超弦の場の理論は、まさにこの問題に解答を与えると期待される枠組みであるので、本研究を進める意義は、さらに高まっているといえる。
生後の赤血球分化・増殖における転写因子GATA-1の機能解明

転写因子GATA-1の生後の造血における役割を検証するため、条件付gata1ノックアウトマウスと誘導的にCreリコンビナーゼを発現するマウスを用いて、成体造血組織においてgata1を欠失させて解析した。その結果、赤血球分化は赤芽球前駆細胞の段階から障害され、好塩基性赤芽球以降に分化した細胞はほとんどみられなかった。また、これらのマウスに貧血を誘発し赤血球造血を刺激しても代償性造血は観察されなかった。したがって、GATA-1は胎生期のみならず成体においても赤血球分化に必須であることが示唆された。誘導的Gatalノックアウトマウスの作成と解析マウスGatal遺伝子のエクソンII-VIを挟んでloxP配列を挿入したGatal floxedマウスに、インターフェロン誘導性にCreリコンビナーゼを発現するMx-Creトランスジーンを発現するGatal^<fl/y>::MX-Creマウスを作成した。主な解析結果は次のとおりである。1)インターフェロン誘導剤pIpCを投与したGatal^<fl/y>::Creマウス(KO-Mxマウスとする)の末梢血所見では、血小板数が有意に低下していたが、貧血はみられなかった。2)p IpCを投与後3週間めに骨髄から採取したDNAを用いてサザンブロットを実施したところ、Gatal遺伝子の組み換え効率は約20%であった。3)Gatal遺伝子の組み換えが起こった細胞だけがGFPを発現することを利用して、GFP陽性細胞をフローサイトメトリーで解析したところ、分化した赤芽球(Ter119陽性)の割合が減少していた。4)骨髄・脾臓の組織所見では、GATA-1を発現していない巨核球数が増加していた。以上の結果から、成体においてもGATA-1が赤血球・巨核球分化に必須であることが示唆されたが、組み換えが不完全であったため、個体の造血恒常性維持に対するGATA-1の役割を解析することはできなかった。そこで、オランダエラスムス大学のSjaak Philipsen博士の研究グループと共同で、タモキシフェンにより誘導的にCreリコンビナーゼを発現するマウス(ROSA26-CreER)を用いてGatalの誘導的欠失を試みた。その結果、タモキシフェン投与4週後にはほぼ完全にGatal遺伝子の組み換えが起こり、赤血球造血が特異的に障害されているPure red cell aplasia類似の病態を呈した。転写因子Gatalの生後の造血における役割を検証するため、条件付gatalノックアウトマウスと誘導的にCreリコンビナーゼを発現するマウスを交配し、成体マウス造血組織においてGatalを欠失させた。当初用いていたインターフェロン誘導剤plpCによりCreを誘導する系では造血組織における組み換え効率が十分ではなかったため、当該年度は4-ヒドロキシタモキシフェンによってCreを誘導する系に切り替えて解析を進めた。1)4-ヒドロキシタモキシフェン投与後3週目、4週目の末梢血所見では、血小板数低下、進行性の貧血、高エリスロポエチン血症が観察された。2)これらのマウスの骨髄と脾臓から採取した細胞のフローサイトメトリー解析ではCD71・Ter119を共に発現する好塩基性赤芽球に相当する分画が著しく減少していた。3)これらのマウスの脾臓の組織所見では、白脾髄に較べて赤脾髄の領域が著しく減少し、脾臓切片の辺縁に薄く観察されたのみであった。4)これらのマウスの骨髄細胞を用いたコロニーアッセイでは、BFU-E,CFU-Eとも低下していた。5)これらのマウスにフェニルヒドラジンによる溶血性貧血を惹起しても野生型マウスで観察された代償的な赤血球造血の亢進は見られず、貧血は更に悪化した。これらの結果から、Gatalを欠失させたことにより、赤血球系の造血が前駆細胞の段階から著しく障害されていると考えられた。したがって、Gatalは胎生期のみならず成体においても赤血球・巨核球分化に必須であることが示唆された。
特殊函数の現代的発展-表現論と複素積分からのアプローチ

代表者は,吉田正章(九大)との共同研究により,共形場理論の相関函数に現れる係数が,捻れホモロジーの交差数で表せることを既に発見していた.しかし,交差数の計算を実行するには,点の配置空間の幾何学を系統的に調べる必要があるなど,いくつもの困難があり,ドツェンコ・ファテエフの第一論文で計算されていたガウスの超幾何函数の場合とその2重積分版の場合だけが実際に計算されていた.このような状況下で,代表者と吉田は,セルバーグ積分の被積分函数で定義される局所系係数をもつホモロジー(の対称成分)の場合,その交差数の計算を,色付き点の配置空間の爆裂から得られる寺田模型の隣接関係を丹念に調べ上げることにより実行した.この結果,ドツェンコ・ファテエフの第二論文で計算されていたすべての係数が捩れホモロジーの交差数として導出された.この際,q超幾何級数のチュー・ファンデルモンドの和公式が役立つことは興味深い.また,捩れコサイクルの交差数をも計算し,セルバーグ積分が満たすある種の双対公式を導出した.代表者と分担者・落合は吉田正章との共同研究により,セルバーグ型積分の被積分函数の指数が退化している場合(共鳴状態)のホモロジーの挙動を調べ,正則化可能サイクルの空間の次元が重要な意味をもつことを見抜き,実際に,2重積分の場合に,具体例を構成し,その間の交差数を求めた.この研究は既存の(コ)ホモロジーの研究では見過ごされてきた構造の重要性を指摘した貴重な一歩であると考えたい.分担者・黒川は若山正人(九大)らとの共同研究によりゼータ正規化に関する成果を多く挙げた.そこには,捻れホモロジーの離散化が見え隠れする.分担者・高田は捩れノットとトーラスノットに対するn-色ジョーンズ多項式に現れるq超幾何函数を調べることにより,その結び目のA-多項式が得られることを示した.代表者は,吉田正章(九大)との共同研究により,共形場理論の相関函数に現れる係数が,捻れホモロジーの交差数で表せることを既に発見していた.しかし,交差数の計算を実行するには,点の配置空間の幾何学を系統的に調べる必要があるなど,いくつもの困難があり,ドツェンコ・ファテエフの第一論文で計算されていたガウスの超幾何函数の場合とその2重積分版の場合だけが実際に計算されていた.このような状況下で,代表者と吉田は,セルバーグ積分の被積分函数で定義される局所系係数をもつホモロジー(の対称成分)の場合,その交差数の計算を,色付き点の配置空間の爆裂から得られる寺田模型の隣接関係を丹念に調べ上げることにより実行した.この結果,ドツェンコ・ファテエフの第二論文で計算されていたすべての係数が捩れホモロジーの交差数として導出された.この際,q超幾何級数のチュー・ファンデルモンドの和公式が役立つことは興味深い.また,捩れコサイクルの交差数をも計算し,セルバーグ積分が満たすある種の双対公式を導出した.代表者と分担者・落合は吉田正章との共同研究により,セルバーグ型積分の被積分函数の指数が退化している場合(共鳴状態)のホモロジーの挙動を調べ,正則化可能サイクルの空間の次元が重要な意味をもつことを見抜き,実際に,2重積分の場合に,具体例を構成し,その間の交差数を求めた.この研究は既存の(コ)ホモロジーの研究では見過ごされてきた構造の重要性を指摘した貴重な一歩であると考えたい.分担者・黒川は若山正人(九大)らとの共同研究によりゼータ正規化に関する成果を多く挙げた.そこには,捻れホモロジーの離散化が見え隠れする.分担者・高田は捩れノットとトーラスノットに対するn-色ジョーンズ多項式に現れるq超幾何函数を調べることにより,その結び目のA-多項式が得られることを示した.代表者は,吉田正章(九大)との共同研究により,共形場理論の相関函数に現れる係数が,捻れホモロジーの交差数で表せることを既に発見していた.しかし,交差数の計算を実行するには,点の配置空間の幾何学を系統的に調べる必要があるなど,いくつもの困難があり,ドツェンコ・ファテエフの第一論文で計算されていたガウスの超幾何函数の場合とその2重積分版の場合だけが実際に計算されでいた.このような状況下で,代表者と吉田は,セルバーグ積分の被積分函数で定義される局所系係数をもつホモロジー(の対称成分)の場合,その交差数の計算を,色付き点の配置空間の爆裂から得られる寺田模型の隣接関係を丹念に調べ上げることにより実行した.この結果,ドツェンコ・ファテエフの第二論文で計算されていたすべての係数が捩れホモロージーの交差数として導出された.この際,q超幾何級数のチュー・ファンデルモンドの和公式が役立つことは興味深い.また,捩れコサイクルの交差数をも計算し,セルバーグ積分が満たすある種の双対公式を導出した.代表者と分担者・落合は吉田正章との共同研究により,セルバーグ型積分の被積分函数の指数が退化している場合(共鳴状態)のホモロジーの挙動を調べ,正則化可能サイクルの空間の次元が重要な意味をもつことを見抜き,実際に,2重積分の場合に,具体例を構成し,その間の交差数を求めた.この研究は既存の(コ)ホモロジーの研究では見過ごされてきた構造の重要性を指摘した貴重な一歩であると考えたい.分担者・黒川は若山正人(九大)らとの共同研究によりゼータ正規化に関する成果を多く挙げた.

そこには,捻れホモロジーの離散化が見え隠れする.分担者・高田は捩れノットとトーラスノットに対するn-色ジョーンズ多項式に現れるq超幾何函数を調べることにより,その結び目のA-多項式が得られることを示した.代表者は,吉田正章(九大)との共同研究により,共形場理論の相関函数に現れる係数が,捻れホモロジーの交差数で表せることを発見していた.しかし,交差数の計算を実行するには,点の配置空間の幾何学を系統的に調べる必要があるなどの困難があり,ドツェンコ・ファテエフの第一論文で計算されていたガウスの超幾何函数の場合とその2重積分版の場合だけが実際に計算されていた.このような状況がしばらく続くなかで,代表者と吉田は,セルバーグ積分の被積分函数で定義される局所系係数をもつホモロジー(の対称成分)の場合,その交差数の計算を,色付き点の配置空間の爆裂から得られる寺田模型の隣接関係を丹念に調べ上げることにより実行した.この結果,ドツェンコ・ファテエフの第二論文で計算されていたすべての係数が捩れホモロジーの交差数として導出された.この視点は,ねじれコホモロジーの交差数の計算にも適用されると考えられるが,その第一歩として,小原(金沢大),吉田との共同研究による成果を得た.さらに,共鳴状態の研究に向けて準備中である.代表者と分担者・落合は吉田正章との共同研究により,セルバーグ型積分の被積分函数の指数が退化している場合(共鳴状態)のホモロジーの挙動を調べ,正則化可能サイクルの空間の次元が重要な意味をもつことを見抜いていたが,そのような次元を具体的に決定できる例は殆ど無かった.しかし,代表者は吉田との共同研究により,ある種のセルバーグ型積分の場合に,そのような次元を決定した.これは10年以上も前のローレンスによるヘッケ環とホモロジーとの研究で予測されていた次元と一致している(その時点での次元の意味は不正確であったが).分担者・黒川は若山正人(九大)らとの共同研究によりゼータ正規化に関する成果を多く挙げた.そこには,捻れホモロジーの離散化が見え隠れする.また,S.Paychaらの繰り込みに関する研究との関連が一瀬孝(金沢大)により指摘された.分担者・高田は捩れノットとトーラスノットに対するn-色ジョーンズ多項式に現れるq超幾何函数を調べることにより,その結び目のA-多項式が得られることを示し,さらに,計算を進めている.代表者は,吉田正章(九大)との共同研究により,セルバーグ型積分の被積分函数の指数が退化している場合(共鳴状態)のホモロジーの挙動を調べ,正則化可能サイクルの空間の次元が重要な意味をもつことを見抜き,あるセルバーグ型積分の場合に,正則化可能とはならないサイクルを具体的に構成することにより,正則化可能サイクルの次元を具体的に求めた.そこで現れた次元公式は一般化超幾何級数3F2により表示され,パラメータを特殊なものにすれば,二項係数の差に退化するものである.これは土屋・蟹江により共形場理論から計算され,さらに代表者がホモロジーの上で構成した,岩堀・ヘッケ環の既約なホモロジカル表現の次元に一致しており,代数系の表現空間が正則化可能サイクルの空間と一致することが分かった.このことは表現論と(コ)ホモロジー論の関係において新しい側面を指摘した貴重な一歩であると考えたい.また,分担者・黒川は若山正人(九大)らとの共同研究によりゼータ正規化積を用いて定義される多重三角函数がいつ代数的微分方程式を満たすかを研究した.
腸内菌による薬剤性小腸潰瘍形成と抑制に関する研究

(1)無菌動物や抗生物質処理によって腸管内の細菌数を減少させた動物にBFMeTを投与しても、潰瘍が形成されなかった。(2)Bifidobacterium adolescentisやLactobacillus acidophilusのノトバイオートでは、潰瘍形成が見られなかったが、大腸菌やEubacterium limosumのノトバイオートでは潰瘍が形成された。(3)SPFラットでBFMeT投与によって潰瘍形成が100%起こる場合でも、B.adolescentisやL.acidophilusの菌液やB.breveとStreptococcus thermophilusの入ったヨ-グルト(ビフィール)を飲料水として投与すると、潰瘍形成が減少した。(4)潰瘍が形成されたラットでは、回腸部の腸内菌叢の変化が起こり、優勢菌であるLactobacillusが減少し、正常ではほとんど検出されないグラム陰性桿菌である大腸菌、Klebsiella,ProteusおよびBacteroidesが増加しており、潰瘍形成が抑制されたラットでは、これらのグラム陰性桿菌の増殖が抑えられていた。(5)潰瘍形成の抑制効果はL.acidophilusおよびB.adolescentisの菌体よりは培養上清(代謝産物)にあることがわかった。これらの結果は、非ステロイド系抗炎症剤で誘発されるラット小腸潰瘍形成およびその抑制に腸内菌叢が重要な役割を果たしていることを示したものである。非ステロイド系抗炎症剤は、広く臨床的に使用されており、現在も新薬の開発が行われているが、その副作用として消化管潰瘍の形成が報告されている。我々は、非ステロイド系抗炎症剤である5-bromo-2-(4-fluorophenyl)-3-(4-methyl-sulfonylphenyl)thiophene(BFMeT)が誘発するラット小腸潰瘍形成と腸内菌叢の関係について調べた。まず、無菌動物や抗生物質処理によって腸管内の細菌数を減少させた動物にBFMeTを投与すると、潰瘍が形成されないことから、潰瘍形成には腸内菌が関与していることを明らかにした。また、Bifidobacterium adolescentisやLactobacillus acidophilusのノトバイオートでは、潰瘍形成が見られなかったが、大腸菌やEubacterium limosumのノトバイオートでは潰瘍が形成されることを示し、腸内菌の中には、潰瘍形成に関係がない細菌と潰瘍形成を促進する菌が存在することを示した。されに、SPFラットでBFMeT投与によって潰瘍形成が100%起こる場合でも、B.adolescentisやL.acidophilusの菌液やB.breveとStreptococcus thermophilusの入ったヨ-グルト(ビフィール)を飲料水として投与すると、潰瘍形成が減少し、潰瘍形成を抑制する菌の存在を示した。潰瘍が形成されたラットでは、腸内菌叢の変化が起こり、優勢菌であるLactobacillusが減少し、正常ではほとんど検出されないグラム陰性桿菌である大腸菌、Klebsiella、ProteusおよびBacteroidesが増加していた。また、潰瘍形成が抑制されたラットでは、グラム陰性桿菌の増殖が抑えられていた。

(4)潰瘍が形成されたラットでは、回腸部の腸内菌叢の変化が起こり、優勢菌であるLactobacillusが減少し、正常ではほとんど検出されないグラム陰性桿菌である大腸菌、Klebsiella、ProteusおよびBacteroidesが増加しており、潰瘍形成が抑制されたラットでは、これらのグラム陰性桿菌の増殖が抑えられていた。(5)潰瘍形成の抑制効果はL.acidophilusおよびB.adolescentisの菌体よりは培養上清(代謝産物)にあることがわかった。これらの結果は、非ステロイド系抗炎症剤で誘発されるラット小腸潰瘍形成およびその抑制に腸内菌叢が重要な役割を果たしていることを示したものである。
生体肝移植を受けた子どもと家族のＱＯＬを高める看護援助に関する研究

本研究は、生体肝移植後の子どもと家族のQOL向上のための看護援助を明らかにすることを目的に、生体肝移植後の子ども(1018歳)とその親9組を対象に質問紙および面接調査を実施した。結果、生体肝移植後の子どもと親のQOLの特徴として、4つのパターンが明らかとなった。また、生体肝移植後の子どもと親のQOL向上のための看護援助に必要な視点が明らかとなった。本年度は、前年度の調査結果の成果発表および結果をもとに、生体肝移植を受けた子どもの療養行動・日常生活の実態と親・子どものQOLとの関連、親の関わりと児のQOLのとの関連を明らかにするとともに、肝機能維持のためのモニタリング指標および看護援助の視点を明確にすることを目的とした。前年度の調査結果の二次分析を行った結果、生体肝移植後の学童後期から思春期の子どものQOL(肝機能維持と年齢相応の成長発達が得られること、すなわち、それぞれの児の病状においてより良い肝機能を維持し、疾患管理においては自己管理への移行が進むこと。および、二次性徴を含む成長発達がみられ、疾患管理や日常生活・学校生活・社会生活といった療養生活に対する子どもの知覚する生活の満足)は、大きく4つのパターンに分けられた。さらに、文献検討を加えQOL維持・向上のためのモニタリング指標、および生体肝移植後の子どもと親のQOL維持・向上の概念枠組み作成を作成した。以上の知見を統合し、看護援助を抽出した。抽出した看護援助を元に縦断的にデータをとり、看護援助項目の妥当性を検討している。データは、縦断的に収集しており、残り2割が対象者の都合等により収集できていない。従って、残りの2割を収集し成果報告予定である。生体肝移植を受けた子どもの日常生活の実態(日常生活、学校生活、疾患管理)と療養生活上の問題(療養行動、子どもの病気の捉え、親のかかわりに対する捉え)を明らかにする。また、その子どもを支える親のQOL及び親が子どもの日常生活をどのように捉え、体験し、支えてきたのかを明らかにする。以上を目的として、9組の親子からデータ収集(質問紙調査および面接)を行った。以上より、個々の体験による相違もあったが、発達段階を反映した相違がみられ、それに対する親の関わりも異なった。子どもの生活の満足度は、個々の状況や家族の状況によって異なったが、身体的活力の低い子どもの割合が最も高かった。ドナーとドナーではない親では、移植決定や家族調整など共通する体験もあったが、ドナーとしての体験もあがり、親のQOLにおいては、移植の体験の相違による影響も考えられた。思春期の子どもにおいては、移植を受けたことを自覚していないあるいは移植を受けたことをプラスに捉えていない場合は、その後の不適切な療養行動や子どものQOL低下に影響すると考えられた。学童後期の子どもにおいては、これから徐々に管理が親から子どもへ移行する時期になるため、発達段階に応じた病気の理解と適切な療養行動をとることが必要であると考えられた。今後は、子どもの療養行動・日常生活の実態と親・児のQOLとの関連、親の関わりと親・児のQOLとの関連を明らかにし、肝機能維持のためのモニタリング指標を明確にし、看護援助の視点を明らかにする必要がある。本年度は、前年度に引き続き、生体肝移植を受けた子どもと家族への看護援助の視点を明確にすることを目的とした。前年度は、生体肝移植後の子どもと親のQOLの特徴として、4つのパターン(生体肝移植後の子どもと親のQOLの特徴)が抽出された。また、生体肝移植後の子どもと家族のQOL維持・向上のためのモニタリング指標、および生体肝移植後の子どもと親のQOL維持・向上の概念枠組みを作成した。以上の知見を統合し、看護援助の視点を明確化するために、今年度は不足分のデータ収集を行った。結果、生体肝移植後の子どもと親のQOL維持・向上のための看護援助としては、子どもに対して、親に対して、親子双方に対して援助の視点を抽出した。子どもに対する看護援助は、【子どもの移植の体験を受け止め理解を促す援助】【子ども自身の移植後の身体状況理解への援助】【移植後の免疫抑制剤内服を中心とした疾患管理継続への援助】【移植後の療養生活の調整への援助】である。親に対する看護援助は、【子どもの肝機能維持のためのセルフケアを促進する援助】【親自身の健康維持への援助】である。親子双方に対しては、【移植後の疾患管理における親と子の関係性への援助】である。さらに、看護援助の視点を元に、前年度の結果で得られたパターンごとの看護援助指針を導いた。看護援助指針では、生体肝移植後の子どもの療養生活およびQOLによるパターン判別表と看護援助内容、評価について視点をまとめた。以上の結果より、生体肝移植を受けた子どもと家族のQOLを高める看護援助について成果報告予定である。小児看護学目的の8割は、達成した。しかし、最後のデータ収集に時間を要しており、やや遅れている状況である。不足データについては、現在継続して収集中である。

データ収集終了次第、分析および全体考察をする予定である。対象数がまだ少ないことが理由としてあげられる。予定していた対象施設の内、1施設の倫理審査の調整がつかず、現在申請途中である。そのため、今年度7割のデータ収集を行う予定であったが、現在約5割のデータしか得られていない。今年度、倫理審査委員会承認後、残りのデータ収集を行う予定である。残りのデータは、現在も継続して収集しており、進行中である。収集終了後、生体肝移植後の学童後期から思春期の子どもと親のQOL維持・向上のための看護援助の視点を明確にする予定である。今年度、目標に達しなかったデータ収集のために、主に他施設での調査を実施(倫理審査承認を含む)する。全データ収集後、子どもの療養行動・日常生活の実態と親・児のQOLとの関連、親の関わりと親・児のQOLとの関連を明らかにする。また、肝機能維持のためのモニタリング指標を明確にする。看護援助指針を考えるため、国際小児臓器移植学会に参加し、最新の小児臓器移植後の看護支援に関する情報を収集し、日本の文化に合った看護援助の方向性を探る。調査結果および海外での情報収集をもとに、生体肝移植を受けた子どもと家族のQOL向上のための看護援助の視点を明らかにする。対象の患者に対して、データを縦断的に収集していたが、対象の都合延期等により、残り2割が収集できていない。現在継続してデータ収集中であり、これらの結果も踏まえて今後成果報告予定である。主に残りのデータ整理・分析、および成果発表に使用予定である。今年度、目標に達しなかったデータ収集および残りのデータ収集のための調査費用として主に使用する。特に、他施設は、他県にある施設であり、説明・協力依頼および調査には調査旅費を要する。調査協力施設は、所属施設と関東地区の施設であるため、研究の打ち合わせ等に費用を要する。さらに、小児看護学の研究者のスーパーバイズを受けるための費用として使用する。今年度得られたデータからの分析においては、他の専門家とのディスカッションを行うために学会発表等を行う予定である。得られたデータ整理や資料整理においては、研究者は教育・臨床にも携わっているため、研究に費やせる時間に限りがあり、研究補助を要するため人件費をとしても使用する。また、量的解析可能数が収集できた後、分析ソフト(SPSS)を購入する。
腸管-肝臓-血管系の機能連携に着目した新しい血栓制御メカニズムと食品機能の解明

血栓症は、がんと並ぶわが国の死亡原因であり、動脈硬化を基盤として発症する。動脈硬化は、脂質の摂取量の増加により促進されるが、近年、腸内細菌の関与が注目されている。赤身肉、乳製品などに豊富に含まれているコリンは、腸内細菌により代謝され、生成したトリメチルアミンが肝臓のフラビンモノオキシゲナーゼ(FMO)によりトリメチルアミンNオキシド(TMAO)に変換される。TMAOは動脈硬化を促進する可能性が示唆されているが、その詳細は不明である。本研究では、TMAOの生成を抑制する機能性食品成分を探索し、またこれまでに解明されていないTMAOの血栓形成促進機構を明らかにする。
複雑系のレジリエンス性向上のためのパラメータ制御法の開発

平成30年度は,昨年度に考案した制御系が連続時間動的システムにおける安定周期解に対して巧く機能するかどうかを検討するとともに,離散時間動的システムにおける安定な非周期的状態から安定な周期的状態へ遷移させるための方法論の開発を研究目的とした。まず,昨年度に考案した制御方法を連続時間動的システムにおける安定周期解へ適用するために詳細な検討を行ったところ,考案法が巧く機能しないことが判明した。そこで,その原因を精査した上で,解の第2リアプノフ指数に着目するという別のアプローチを検討した。問題を簡単化するため,2次元離散時間動的システムにおける安定準周期点(非周期的状態)を制御の対象とした。これは,連続時間動的システムにおける安定周期解と同様に,安定準周期点の第2リアプノフ指数がシステムパラメータ値によって変動し,かつ,解の安定性に大きく関わっていることによる。2次元離散時間動的システムにおける解の第2リアプノフ指数は,リアプノフ指数の総和から最大リアプノフ指数を差し引くことで計算できる。そこで,これまでの研究過程において得られた知見に基づいて,第2リアプノフ指数のシステムパラメータに関する勾配情報を利用した制御系を新たに考案し,その考案制御系の有効性を数値実験により検証した。また,その研究成果を国際学会で発表した。なお,離散時間動的システムにおける安定な非周期的状態から安定な周期的状態へ遷移させるための方法論については継続して検討しているところである。離散時間動的システムにおける解の第2リアプノフ指数を制御するためのパラメータ制御系を考案し,非周期点の一つである準周期点に対してその有効性を検証した。その研究成果を学会にて発表した。次年度においては,平成30年度に考案したパラメータ制御系をベースにして連続時間動的システムにおける安定周期解に対するパラメータ制御系を構築するとともに,離散時間動的システムにおける安定な非周期的状態から安定な周期的状態へ遷移させるための方法論の開発を継続する。最後に本研究の成果を総括する予定である。本研究代表者らが開発した離散時間動的システムにおける正常状態の安定度(最大リアプノフ指数)を操作するパラメータ制御系を連続時間動的システムやハイブリッドシステムなどの複雑システムに適用し,それら動的システムのレジリエンス性を向上させるための制御理論を構築することが本研究の目的である。平成28年度は,離散時間動的システムに対する最大リアプノフ指数のパラメータ制御系のアイデアに基づいて,連続時間動的システム(非自律系,自律系)のうち,主として非自律系に対するパラメータ制御系の構築を理論及び数値実験の両面から並行して実施した。非自律系における解軌道は,ストロボ写像を用いることにより,ポアンカレ断面上の点列として捉えることができる。更に,ポアンカレ断面の通過点に対して変分方程式を導出することが可能である。これらを踏まえて離散時間動的システムに対するパラメータ制御系を理論的に拡張することにより,非自律系における安定周期解の安定度を操作するパラメータ制御系の開発に成功した。次に,非自律系であるDuffing方程式を対象として,方程式のパラメータを操作することにより安定周期解の最大リアプノフ指数を制御できるかどうかを数値シミュレーションにより検討した。数値実験による検討の結果,開発したパラメータ制御系の有効性が例証されたため,これら研究成果の一部を国際会議で発表するとともに国際学術論文としても誌上発表を行った。一方,自律系については,非自律系と同様にしてポアンカレ写像を定義することにより,解軌道をポアンカレ断面上の点列として捉えることができ,ポアンカレ断面上の通過点に関する変分方程式も導出可能であるが,自律系の本質的な特性により安定周期解の安定度を別の指数により定義する必要があるため,理論的検討を継続中である。平成28年度からの2年間で計画している最大リアプノフ指数に関するパラメータ制御系の連続時間動的システム及びハイブリッドシステムへの適用のうち,非自律系に適用可能なパラメータ制御系の理論的検討及び数値実験が完了し,その成果発表も予定どおり進捗している。また,自律系及びハイブリッドシステムへの適用についての理論的な検討は継続中であり,これもおおむね予定どおり進捗している。本研究代表者らが開発した動的システムにおける正常状態の安定度を操作するパラメータ制御系を,連続時間動的システムやハイブリッドシステムなどの複雑系(動的システム)に適用し,それら動的システムのレジリエンス性を向上させるための制御理論を構築することが本研究の目的である。平成29年度は,リアプノフ指数に基づくパラメータ制御系の連続時間動的システム(自律系)への適用について主に理論的な面から研究を行い,一つのアイデアを考案した(未発表)。現在,本考案法の有効性検証のための数値実験を継続している。その他,離散時間動的システムにおける安定固定点の最大リアプノフ指数がスペクトル半径に対応することに着目し,スペクトル半径最小化のアイデアに基づいた離散時間動的システムの安定固定点に対するパラメータ制御系構築を理論及び数値実験の両面から並行して実施した。スペクトル半径は絶対値関数を含むため,スペクトル半径を含む目的関数の最小化に勾配法を適用することは困難である。そこで,Kima (Automatica, 2009)らが見出したスペクトル半径のシステムパラメータに関する勾配情報を利用することでその解決を図った。スペクトル半径に基づいた目的関数の最小化問題に対して最急降下法(勾配法)を適用した数値実験を行なった結果,構築したパラメータ制御系の有効性が例証された。また,本提案法の連続時間動的システム(非自律系)の安定周期解に対する適用についても理論的検討を行い,その有効性検証のための数値実験を継続して行っている。以上の研究成果の一部を国内外の学術会議で発表した。

平成29年度に計画していたリアプノフ指数に基づくパラメータ制御系の連続時間動的システム(自律系)への適用について,まずは理論的な面から研究を行なった結果,そのパラメータ制御系の構築に資する方法を考案することができた。現在,本考案法の有効性検証のための数値実験を行っているところである。その他,離散時間動的システムの安定固定点について,当初予定していなかった最大リアプノフ指数以外の安定指数を用いたパラメータ制御系の開発に成功した。以上のことから,おおむね順調に進捗していると判断した。平成30年度は,昨年度に考案した制御系が連続時間動的システムにおける安定周期解に対して巧く機能するかどうかを検討するとともに,離散時間動的システムにおける安定な非周期的状態から安定な周期的状態へ遷移させるための方法論の開発を研究目的とした。まず,昨年度に考案した制御方法を連続時間動的システムにおける安定周期解へ適用するために詳細な検討を行ったところ,考案法が巧く機能しないことが判明した。そこで,その原因を精査した上で,解の第2リアプノフ指数に着目するという別のアプローチを検討した。問題を簡単化するため,2次元離散時間動的システムにおける安定準周期点(非周期的状態)を制御の対象とした。これは,連続時間動的システムにおける安定周期解と同様に,安定準周期点の第2リアプノフ指数がシステムパラメータ値によって変動し,かつ,解の安定性に大きく関わっていることによる。2次元離散時間動的システムにおける解の第2リアプノフ指数は,リアプノフ指数の総和から最大リアプノフ指数を差し引くことで計算できる。そこで,これまでの研究過程において得られた知見に基づいて,第2リアプノフ指数のシステムパラメータに関する勾配情報を利用した制御系を新たに考案し,その考案制御系の有効性を数値実験により検証した。また,その研究成果を国際学会で発表した。なお,離散時間動的システムにおける安定な非周期的状態から安定な周期的状態へ遷移させるための方法論については継続して検討しているところである。離散時間動的システムにおける解の第2リアプノフ指数を制御するためのパラメータ制御系を考案し,非周期点の一つである準周期点に対してその有効性を検証した。その研究成果を学会にて発表した。当初計画どおり,平成29年度において,自律系及びハイブリッドシステムに適用可能なパラメータ制御系の理論的検討を行う。また,定常状態の位相的性質を利用したパラメータ制御系の理論的検討も実施する。当初計画どおり,平成30年度以降において,連続時間動的システム(自律系)及びハイブリッドシステムに適用可能なパラメータ制御系の数値的検証実験を継続する。また,安定な非周期的状態から安定な周期的状態へ遷移させるためのパラメータ制御系構築に向けて,理論及び数値実験の両面から並行して研究を行う。
歯科用チタンろう材の開発

1.チタンおよびチタン合金を用いた補綴物の接合には,チタンろう材によるろう付が望ましい.そこで,ろう付を行うためのチタンろう材について,その組成およびろう付強さを測定した.組成分析には,波長分散型X線マイクロアナライザーを用いた.ろう付方法は,純チタン棒(3種)を用いて,赤外線ろう付器によりアルゴンガス雰囲気中で行った.その結果,現在市販されているチタンろう材は,Ti,Ni,Cuなどからなり,その構造はTiとNi-Cu合金を積層した積層ろう材であった.ろう材組成は,Tiが5067wt%,Niが1730wt%,Cuが1720wt%の範囲であった.これらのろう材のろう付引張強さは,392516MPaの範囲の値を示した.2.チタンろう材6種の耐食性を評価するために,0.1M塩化ナトリウム溶液中におけるそれぞれの分極挙動を電位走査法によって検討した。その結果,銅含有量の高いろう材では,アノード走査の酸化電流よりもカソード走査のそれが大となり,孔食の危険性が認められた。銅含有量の低いろう材では,酸化皮膜の存在によって,酸化電流が著しく低下し,銅の溶出が少ないものと考えられた。一方,Ni含有のろう材では,Niの溶出が疑われた。3.Ti-Zr-Cuからなる,20種類のろう材の作製を試みた.その結果,赤外線ろう付器で溶融できる組成は,Tiの配合量が55wt%以下であった.試作ろう材で,最も大きいろう付引張強さを示した組成は,Ti50-Zr25-Cu25であった.このろう材のろう付引張強さは,492.7MPaを示し,現在市販されているチタンろう材と同等の値を示した.1.チタンおよびチタン合金を用いた補綴物の接合には,チタンろう材によるろう付が望ましい.そこで,ろう付を行うためのチタンろう材について,その組成およびろう付強さを測定した.組成分析には,波長分散型X線マイクロアナライザーを用いた.ろう付方法は,純チタン棒(3種)を用いて,赤外線ろう付器によりアルゴンガス雰囲気中で行った.その結果,現在市販されているチタンろう材は,Ti,Ni,Cuなどからなり,その構造はTiとNi-Cu合金を積層した積層ろう材であった.ろう材組成は,Tiが5067wt%,Niが1730wt%,Cuが1720wt%の範囲であった.これらのろう材のろう付引張強さは,392516MPaの範囲の値を示した.2.チタンろう材6種の耐食性を評価するために,0.1M塩化ナトリウム溶液中におけるそれぞれの分極挙動を電位走査法によって検討した。3.Ti-Zr-Cuからなる,20種類のろう材の作製を試みた.その結果,赤外線ろう付器で溶融できる組成は,Tiの配合量が55wt%以下であった.試作ろう材で,最も大きいろう付引張強さを示した組成は,Ti50-Zr25-Cu25であった.このろう材のろう付引張強さは,492.7MPaを示し,現在市販されているチタンろう材と同等の値を示した.歯科用チタンろう材の開発のためにチタン-ジルコニウム-銅合金からなる工業用ろう材T-5000(Ti25, Zr25, Cu50wt%)を基本組成として耐孔食性を高めるために,銅の含有量を減少させた試作ろう材20種類を作製した.作製方法は,試薬の粉末チタン,ジルコニウムおよび銅を既定の割合で混合し,アルゴン雰囲気中で赤外線ろう付器により溶解する方法で行った.ろう材を作製した結果,銅の含有量を減少させ,チタンとジルコニウムを多くした一部のろう材では,赤外線ろう付器での溶解が不可能であった。溶解が不可能な組成は,チタンを55wt%以上配合した組成であった.したがってチタン-ジルコニウム-銅の三元合金組成では,チタンの量が50wt%以下,銅の量が40wt%以下の組成としなければならないことが判明した.試作ろう材を用いてろう付引張強さを測定した結果,最大強さを示した組成は,Ti50-Zr25-Cu25であった.この試作ろう材のろう付引張強さは,492.7MPaを示し現在市販されているチタン用ろう材と同等の値を示した.なお,モリタ社製の赤外線ろう付器を用いて,チヤンバー内を真空にすことにより,気泡のないろう材の作製を検討したが,ろう材内の気泡を完全に除去できなかった.一方,赤外線ろう付以外の方法として,レーザー溶接についても検討を行い,引張強さを求めた.その結果,レーザー溶接では,レーザーの出力が低い場合や溶接部の面積によって表面は溶融しているが深部まで溶けず強度の低い場合があった.1.チタンおよびチタン合金を用いた補綴物の接合には,チタンろう材によるろう付が望ましい.

そこで,ろう付を行うためのチタンろう材について,その組成およびろう付強さを測定した.組成分析には,波長分散型X線マイクロアナライザーを用いた.ろう付方法は,純チタン棒(3種)を用いて,赤外線ろう付器によりアルゴンガス雰囲気中で行った.その結果,現在市販されているチタンろう材は,Ti,Ni,Cuなどからなり,その構造はTiとNi-Cu合金を積層した積層ろう材であった.ろう材組成は,Tiが5067wt%,Niが1730wt%,Cuが1720wt%の範囲であった.これらのろう材のろう付引張強さは,392516MPaの範囲の値を示した.2.チタンろう材6種の耐食性を評価するために,0.1M塩化ナトリウム溶液中におけるそれぞれの分極挙動を電位走査法によって検討した。その結果,銅含有量の高いろう材では,アノード走査の酸化電流よりもカソード走査のそれが大となり,孔食の危険性が認められた。銅含有量の低いろう材では,酸化皮膜の存在によって,酸化電流が著しく低下し,銅の溶出が少ないものと考えられた。一方,Ni含有のろう材では,Niの溶出が疑われた。3.Ti-Zr-Cuからなる,20種類のろう材の作製を試みた.その結果,赤外線ろう付器で溶融できる組成は,Tiの配合量が55wt%以下であった.試作ろう材で,最も大きいろう付引張強さを示した組成は,Ti50-Zr25-Cu25であった.このろう材のろう付引張強さは,492.7MPaを示し,現在市販されているチタンろう材と同等の値を示した.
元首政期ローマ帝国の変容と西アジア

ローマ元首政期の西アジアは,文化的中心であるギリシア本土と,政治的中心であるローマ帝国中央との狭間に位置した。このような文化的政治的周縁性ゆえに,西アジア出身の元老院議員やギリシア知識人たちは,ギリシアとローマ双方への帰属意識を有し,帝国中央とギリシア文化とを結びつけることとなった。このような状況が,西ローマ帝国滅亡後も,東部が「ローマ帝国」として存続する文化的根拠を生み出していったのである。本研究は,西アジアの人々がローマ帝国中枢で大きな役割を果たし出す後2世紀末から3世紀初頭を中心に,帝国変容の実相を解き明かすことを目的としている。そこで,今年度は,西アジア地域で活動したギリシア文化人の活動の実態を解き明かすことに重点を置いた。年度始めには,小アジア出身の元老院議員であり,ギリシア文化人でもあったアッリアヌスとディオ・カッシウスに焦点をあて,第一に,ローマ帝国の西アジア統治において彼らが実際に果たした政治的役割を検討し,第二に,彼らの著作の内容分析から,彼らがいかなる心性を有していたのかを分析した。その結果,彼らのようなローマ帝国第1支配層である元老院議員だけでなく,第2支配層である騎士身分に属したギリシア文化人に関しても,考察を加える必要が生じた。特に,皇帝や元老院議員身分と親交のあったギリシア弁論家層が,自身が基盤とした西アジア社会やその文化と,ローマ帝国中央公職への就任とをいかにして両立させることができていたのかという問題が浮上してきた。そこで,この問題に特化して,以後の研究を進めた。中でも,帝国西部出身でありながら,ギリシア文化圏にて弁論家として活躍したアルルのファウォリヌスに着目し,彼の出身地である南フランスにおいて,ギリシア植民市がローマ帝国支配下でいかに変容していったのかを考察した。2006年9月には南フランスのローマ遺跡を中心に実地調査も行った。以上の研究成果の一部を,「元首政期ローマ帝国とギリシア知識人」という題目で,京都大学西洋史読書会大会にて発表した。小アジアやシリアの知識人層にとって,ローマ皇帝側近であるギリシア語書簡長官職への登用が,ギリシア文化こそを至上とする自らの心性と矛盾していないばかりか,むしろ,ギリシア文化圏における最高の栄誉を意味していたこと,この点こそがローマ帝国の「ギリシア化」の端緒となったことを明らかにした。本年度は、小アジアやシリア出身者がローマ帝国中枢へ進出していった過程とその実態を明らかにすることを第一の研究目的とした。そこで、後1世紀半ばから後2世紀初頭にかけてローマ帝国直接支配下へと入っていった西アジアの従属諸王国のうち、ごく初期の後72年に併合されたコンマゲネ王国を取り上げ、この王家の人々が、併合後にローマ帝国内でどのような政治的社会的位置を占めたのか検討することを通じて、元老院議員身分を中心とする帝国中央政治支配層の変容を明らかにすることを試みた。とくに、コンマゲネ最後の王アンティオコス4世の孫である一方で、ローマ元老院議員身分にまで到達もしたガイウス・ユリウス・アンティオクス・フィロパップスに焦点をあてて、研究を進めた。彼は、その大墓廟がアテネに残っていることから、従来はギリシア文人のパトロン的存在として、ギリシア本土との関係のみから論じられる傾向にあり、元老院議員身分到達の事実や他の元老院議員たちとの関係は軽視されてきたのである。しかしながら、本研究による検討の結果、フィロパップスとその一族が首都ローマにこそ活動の軸足を置いており、王国併合後も「ギリシア文化人」としてローマ中央政界と深く交わっていたことを明らかにすることができた。すなわち、フィロパップスに代表されるような、併合された西アジア諸属国王家の人々が結節点となって、政治的中心であるローマと、文化的中心であるギリシア本土とを結び合わせていったのである。本年度は, 2世紀にローマ帝国の「文化首都」的位置にあったギリシア本土のアテナイに注目し,西アジア出身者がこの文化首都化にどのような影響を与えたのかを中心として,研究を進めた。まず,西アジアに位置し,後1世紀後半にローマ帝国に併合されたコンマゲネ王国,とりわけ,その最後の王アンティオコス4世の孫フィロパップスに焦点をあてた。この人物は,西アジア,ローマ帝国中央,アテナイの三つの世界にまたがる重層的アイデンティティを有していたが,従来,アテナイの地方有力者としての立場ばかりが強調されてきた。しかし,本研究における検討の結果,実は彼とその一族は,西アジア出身者がローマ帝国中央政治支配層に取り込まれていく文脈の中でこそ第一に理解すべきこと,また,彼がアテナイへ深くかかわっていく背景には,ギリシア本土に対する西アジア出身者の独特の文化的劣等感があったことが明らかとなった。さらに,この結果を踏まえて,他のコンマゲネ王家王族や,西アジアに散在した諸従属王国の王族たちについても考察対象を広げ,ギリシア文化圏と土着文化の狭間にいた西アジア出身者たちこそが,元老院議員身分や騎士身分へ進出していくことで,ギリシア本土とローマ帝国とを結びつけていったこと, 2世紀にアテナイが文化首都化していく背景にもこれら西アジア出身者たちの文化的劣等感があったことなどの認識も得ることができた。

以上の研究成果の一部を発表した論文が,「元首政期ローマ帝国におけるギリシア世界の変容-東部出身元老院議員の台頭とアテナイ」(笠谷和比古編『公家と武家IV官僚制と封建制の比較文明史的考察』所収, 2008年)である。また,この研究課題を遂行するにあたって得た認識は, 2009年5月発行予定のラテン語史料『ローマ皇帝群像3』の担当部分訳出にあたっても生かされてのる。
木材のスチームインジェクション乾燥法の開発

木材の側面からレーザインサイジングによりあけた貫通穴中を、蒸気噴射プレスを用いて、100°C以上の高温蒸気(過熱蒸気)を高速で通過させ、急速・均一加熱による水分の蒸発とベルヌーイの定理により生じる穴周辺部の水分の減圧・脱水を起こさせ、急速乾燥させる蒸気噴射乾燥法を開発した。さらに、流体の通過性を左右する穴形状をビームエキスパンダによりどの程度制御可能かについても調べた。得られた結果は下記の通りである。1.蒸気漏れを起こさずに蒸気噴射乾燥実験が行えるよう、蒸気噴射プレスに設置する治具を設計・製作した。乾燥収縮による蒸気漏れは起こらなかったので、目標含水率の15%まで乾燥が可能となった。それにより、過激な乾燥条件では、乾燥割れが発生するので、蒸気噴射乾燥といえども、適正な乾燥スケジュールを構築する必要のあることが分かった。2.インサイジング密度が高いほど乾燥速度は大きくなるが、その割合は最大でも2倍程度であり、インサイジングの密度差(4倍)ほど効果は無かったので、蒸気噴射乾燥ではインサイジング密度を闇雲に高める必要の無いことが分かった。3.繊維方向と直交方向の穴間隔の比率を変えて乾燥した場合、その比率が1:2と1:5では乾燥速度が低下した。この傾向は、インサイジング密度が1000個/m^2で顕著となり、それより高くても(2000個/m^2)、低くても(500個/m^2)認められなくなった。4.本研究の範囲内では、インサイジング密度が1000個/m^2で最も良好な乾燥が行えた。5.入射レーザ光の直径を2倍、3倍と大きくするほど、細い穴があくことが分かったが、焦点深度が浅くなるので、柱材よりも集成材ラミナのインサイジングに適していることが分かった。熱気乾燥とは比較にならないほど短時間で乾燥できる蒸気噴射乾燥法を開発したが、今後の課題はレーザインサイジング密度をどれだけ落とせるかである。本年度の研究計画は、(1)蒸気噴射乾燥専用治具の製作と性能試験、(2)蒸気噴射乾燥の基本メカニズムの解明、(3)蒸気噴射乾燥の乾燥挙動解明を、現有設備であるCO_2レーザのメンテナンスも含めて行うものであったが、(1)の設計段階で乾燥機構が十分解明されていなかったことが判明し、基本設計が詰められないことから、製作を見送った。よって、(2)と(3)の両計画がまとめて実施できる以下の実験を行った。【実験】スギ正角材(110mm×110mm×3.6m×40本、心持ち、背割りなし)から長さ600mmの試験体を5本ずつ切り出した。試験体の両端から得た厚さ30mmの試験片の含水率分布を測定し、両試験片の平均含水率をその試験体の初期含水率とした。試験体には密度5,000個/m^2で一側面から貫通するレーザインサイジングを施し、両木口面をシール後、蒸気噴射プレスの蒸気温度(110,120°C)と熱盤温度(120,140,160°C)を変えて、推定含水率が繊維飽和点を下回るまで蒸気噴射乾燥を行った。乾燥中の材重量は蒸気噴射を定期的に中断して測定した。噴射後、切り出した試験片から含水率と含水率分布を測定した。【結果と考察】得られた主な結果は次の2点である。

(1)蒸気温度120°Cで熱盤温度160°Cの条件では、約3時間で初期含水率100%が20%以下に下がり、乾燥割れは内部割れが僅かに認められる程度で、蒸気と熱盤の温度差が大きいほど、すなわち過熱蒸気になるほど、速く乾燥することが初めて示唆された。(2)インサイジング密度が保存処理に有効な5,000個/m^2でもこれまでの最速乾燥時間である7時間の半分以下に短縮できたことから、さらにインサイジング密度を下げてもよいことが示唆された。本年度の計画は、(1)レーザ光学の理論を応用したビームエキスパンダと光学ヘッドの設計・製作、(2)新光学系の現有設備である1.7kW炭酸ガスレーザ加工システムへの組込み、(3)レーザ光の照射条件とあいた穴形状の関係調査、(4)ビームエキスパンダの穴あけへの適用性の見極め、(5)従来よりスリムな穴によるスーパレーザインサイジングの流体通導に及ぼす影響や外観評価の蒸気噴射乾燥による確認であった。実験の結果、(1),(2)に関しては、今年度の設備費により設置した光学系の基本性能を調べたところ、直径75mmのZnSeレンズで連続インサイジングした場合に、冷却効率の低下が懸念されるものの、入射ビーム径を2倍、3倍に拡大することが可能となり、それに反比例して焦点位置での穴径の縮小が期待できる光学系が完成できた。(3)についてアクリル板への穴あけ実験の結果、入射ビーム径が大きいほど焦点位置での穴直径は小さくなること、ビーム径1倍(直径18mm)で最も深い穴があくこと、アスペクト比(穴深さ/穴直径)はビーム径2倍で最大となり、そのときの穴深さは65mm程度となったことが分かった。(4)100mmを超える穴あけが必要な柱材にはエキスパンダを使わずに(ビーム径1倍)、集成材のラミナ(最大厚さが40mm程度まで)にはビーム径2倍のエキスパンダを、木材表面で最も小さな穴をあけるにはビーム径3倍のエキスパンダを、それぞれ用いると良いことが分かった。(5)蒸気噴射乾燥では、インサイジング穴から繊維方向に数十cm程度までの乾燥が可能であること、過熱蒸気(スーパスチーム)であるほど速く乾燥することが分かった。これらの結果を基に、密度5,000個のレーザインサイジングを施したスギ柱材を蒸気噴射乾燥したところ、約4時間で繊維飽和点まで含水率を下げることができ、気乾状態へも難なく乾燥させられることが示唆された。500個まで密度を下げても、含水率差の少ない乾燥が半日程度で行えることが分かった。木材中を通過させることが困難な流体のうち100°C以上の高温蒸気(過熱蒸気、Supersteam)を、レーザインサイジングにより木材に側面からあけた貫通穴を通して、高速で通過させ、急速・均一加熱と水分の蒸発、さらにベルヌーイの定理により生じる穴周辺部の水分の減圧・脱水を起こさせ、急速乾燥させるスチームインジェクション乾燥法を開発し、あける穴の直径がビームエキスパンダによりどの程度可変出来るかについても系統的に明らかにする目的で本研究を3年間実施した。最終年度である本年度に得られた成果の概要は下記の通りである。(1)蒸気噴射乾燥実験を効率的に、かつ蒸気漏れを食い止めて行えるよう、蒸気噴射プレスに設置する治具を設計、製作した。その結果、繊維飽和点以下の乾燥でも収縮による蒸気漏れが防げたので、目標含水率を15%とする蒸気噴射乾燥が可能となったが、これまでに見られなかった大きな割れの発生が散見された。(2)前年度までに得られたインサイジングパターンを参考に、蒸気噴射乾燥に最適なインサイジングパターンを調べた結果、インサイジング密度の高い試験体の方が乾燥速度は大きくなったが、その割合は最大でも2倍程度であり、インサイジングの密度差(4倍)に比べて小さかった。