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高温超電導体を用いた超電導モータの特性に関する研究

セラミック系高温超電導体は,焼結体であるため線材化が困難であることから,バルク材としての利用が適している。我々は従来よりこの点に着目し,モータの回転子に超電導バルク材を用いた超電導モータを開発してきた。本研究では超電導材質を変えることにより,モータの特性を実験的に検討するとともに,回転原理の解明および特性の向上を計る。また,モータに必要な低温環境を利用するために,超電導磁気軸受を導入し,その特性も合わせて調べた。まず,既に設計し製作した,三相交流超電導モータの基本特性をロータの超電導バルク材にタリウム系超電導体と,ビスマス系超電導体を用い,各々の特性をアルミ材の場合と比較して検討した。さらに,モータに印加する三相交流の周波数を変え,回転特性を測定した。また,常温状態で固定子より回転子に直流磁界を加えた後,低温下で超電導化し磁束のピン留めを発生させ,その後交流磁界を固定子に印加することで,ピン留め磁束がモータの回転トルクにどのような影響があるかを詳細に測定した。以上の途中経過までを成果報告した。これらの結果に基づき,高温超電導モータの回転原理を検討した。この超電導モータは,固定子の交流印加時には磁束が回転子に留められることはなく,主として磁束の超電導体内の通過に伴う損失で誘導機同様の回転トルクを得ていると考えられる。また,直流磁界によるピン留めは回転子表面に極を発生させ,トルクの増加に寄与すると考えられる。超電導体を用いた磁気軸受に関しては,初期のピン留め位置の設定が回転時の安定性に影響することと,超電導体としてピン留め力の強い組成とする必要があることを確認した。
美術制度から見たナビ派の受容と現在

2018年度は日本語の紀要論文1本を発表し、フランス語による2つの研究発表(招待講演1つを含む)を行った。国内の調査として、6月29日に新潟県立近代美術館でナビ派に関連する作品調査を実施した。海外の現地調査として、2018年8月30日から9月12日にかけてフランスのパリ、アラブ首長国連邦のアブダビに滞在した。パリではオルセー美術館図書室・資料室、国立公文書館、国立図書館などで資料調査を行い、アブダビではルーヴル・アブダビで開催された「日本の親和性:近代の装飾に向かって」と題した展覧会を見学した。パリの調査の成果は、「オルセー美術館におけるナビ派のコレクション:作品の収蔵数の変遷と最近の動向」と題した論文にまとめ、一橋大学大学教育研究開発センターが刊行する紀要雑誌『人文・自然研究』(13号、71-86頁、2019年3月、7186頁)に発表した。そこでは、現在のオルセー美術館に繋がるナビ派の作品収蔵の歴史をまとめ、近年のオルセー美術館の動向を分析し、同館におけるナビ派の重要性の高まりを指摘した。2018年9月21日、東京大学大学院総合文化研究科比較文学比較文化コースが主催し、東京大学駒場キャンパスで開催された国際ワークショップ「フランス美術コレクションの形成・普及と国際化(1870-1950年)」において、「コレクションを通した日本におけるポール・ゴーガンの評価」と題したフランス語の招待講演を行った。2018年9月26日から国立新美術館で開幕した「ピエール・ボナール展」にあわせて、直前の9月23日、日仏美術学会が主催する国際セミナー「ピエール・ボナールの多面性」が開催された。そのセミナーにおいて、「フランスと日本の美術館におけるピエール・ボナールの受容」と題したフランス語の研究発表を行い、日本とフランスの美術館におけるボナールの作品収蔵を通して、彼の受容史を考察した。オルセー美術館を中心とする海外調査を通して、ナビ派に関連する大規模な寄贈が相次ぐ近年の動向を把握することができた。同館には素描や写真を除いて、2018年の時点で500点弱のナビ派の作品が所蔵されていることが判明した。調査対象をフランス各地の公立美術館に広げていく一つの基盤ができたと考えている。招待講演「コレクションを通した日本におけるポール・ゴーガンの評価」、ならびに研究発表「日本の美術館におけるピエール・ボナールの受容」と題した2つの発表を同時期に実施したことで、ナビ派の誕生を促したポール・ゴーガン、ナビ派を代表する画家ピエール・ボナールの両者を、コレクションや美術館という枠組みから考察できた。日本とフランスの美術館という軸を設定しながら、より広い文脈のなかでナビ派の受容を捉え直す契機となった。これらのフランス語による2つの発表は、フランスの美術館との人的なネットワークを築くとともに、これまでの関係を強いものにする大事な機会となった。とくに日仏会館で開催された後者の国際セミナーには、オルセー美術館絵画部門統括学芸員のイザベル・カーン、南仏のル・カネに2011年に開館したピエール・ボナール美術館館長のヴェロニク・セラノが参加しており、今後の研究の進展につながるものと考えられる。2018年度は新潟県立近代美術館で収蔵庫も含めた作品調査を実施した。所蔵品目録に作品情報は掲載されているが、スケール感、修復状況などは図版を見ても判然としない。実際に作品を見る重要性とともに、関連する国内の美術館を対象とした継続的調査の必要性を再確認した。以上の理由から、2018年度の研究の進捗状況として「おおむね順調に進展している」と判断した。ナビ派は十数人の芸術家が関わった集団的な運動であり、関連する作品は膨大になる。オルセー美術館だけでなく、各地の収蔵状況の確認も実施するが、2019年度は個別研究を進めるかたちで海外調査を実施する。当初の計画にあったパリのリュクサンブール美術館における20世紀前半の状況を調べるとともに、ブルターニュのレンヌ美術館を調査対象に加えたいと考えている。数年前に国立美術館連合のアーカイヴが、ルーヴル美術館内から国立公文書館に移管されたことに伴い、資料の所蔵状況を改めて確認する必要がある。海外調査の時期は11月末から12月初め頃を予定しており、ロンドンのナショナル・ギャラリーで開催される展覧会「ゴーガン、肖像画」の見学も現地調査の行程に含める。国内の美術館におけるナビ派に関連する作品の所蔵状況の調査を継続する。しかし、作品情報をきちんと公開していない美術館も多く、その把握にはもう少し時間を要する可能性が高い。2019年度は大原美術館で4日程度の調査を予定している。2019年6月30日に日仏美術学会が主催するシンポジウム「ナビ派の現在:近年の研究動向と展覧会の回顧」(仮題)を開催することが決定した。2018年9月23日に日仏美術学会が主催した国際セミナー「ピエール・ボナールの多面性」に参加した若手の研究者3人が再び集まり、私はルーヴル・アブダビで開かれたナビ派に関連する展覧会をテーマとした基調講演を行う予定である。2019年度後半に「展覧会から読み解くナビ派の現状」(仮題)と題したワークショップを一橋大学で開催する。あわせて、2018年度、2019年度の研究成果を反映させた論考を一橋大学の紀要雑誌に発表する計画である。

海外の現地調査として、2018年8月30日から9月12日にかけてフランスのパリ、アラブ首長国連邦のアブダビに滞在した。パリではオルセー美術館図書室・資料室、国立公文書館、国立図書館などで資料調査を行い、アブダビではルーヴル・アブダビで開催された「日本の親和性:近代の装飾に向かって」と題した展覧会を見学した。パリの調査の成果は、「オルセー美術館におけるナビ派のコレクション:作品の収蔵数の変遷と最近の動向」と題した論文にまとめ、一橋大学大学教育研究開発センターが刊行する紀要雑誌『人文・自然研究』(13号、71-86頁、2019年3月、7186頁)に発表した。そこでは、現在のオルセー美術館に繋がるナビ派の作品収蔵の歴史をまとめ、近年のオルセー美術館の動向を分析し、同館におけるナビ派の重要性の高まりを指摘した。2018年9月21日、東京大学大学院総合文化研究科比較文学比較文化コースが主催し、東京大学駒場キャンパスで開催された国際ワークショップ「フランス美術コレクションの形成・普及と国際化(1870-1950年)」において、「コレクションを通した日本におけるポール・ゴーガンの評価」と題したフランス語の招待講演を行った。2018年9月26日から国立新美術館で開幕した「ピエール・ボナール展」にあわせて、直前の9月23日、日仏美術学会が主催する国際セミナー「ピエール・ボナールの多面性」が開催された。そのセミナーにおいて、「フランスと日本の美術館におけるピエール・ボナールの受容」と題したフランス語の研究発表を行い、日本とフランスの美術館におけるボナールの作品収蔵を通して、彼の受容史を考察した。オルセー美術館を中心とする海外調査を通して、ナビ派に関連する大規模な寄贈が相次ぐ近年の動向を把握することができた。同館には素描や写真を除いて、2018年の時点で500点弱のナビ派の作品が所蔵されていることが判明した。調査対象をフランス各地の公立美術館に広げていく一つの基盤ができたと考えている。招待講演「コレクションを通した日本におけるポール・ゴーガンの評価」、ならびに研究発表「日本の美術館におけるピエール・ボナールの受容」と題した2つの発表を同時期に実施したことで、ナビ派の誕生を促したポール・ゴーガン、ナビ派を代表する画家ピエール・ボナールの両者を、コレクションや美術館という枠組みから考察できた。日本とフランスの美術館という軸を設定しながら、より広い文脈のなかでナビ派の受容を捉え直す契機となった。これらのフランス語による2つの発表は、フランスの美術館との人的なネットワークを築くとともに、これまでの関係を強いものにする大事な機会となった。とくに日仏会館で開催された後者の国際セミナーには、オルセー美術館絵画部門統括学芸員のイザベル・カーン、南仏のル・カネに2011年に開館したピエール・ボナール美術館館長のヴェロニク・セラノが参加しており、今後の研究の進展につながるものと考えられる。2018年度は新潟県立近代美術館で収蔵庫も含めた作品調査を実施した。所蔵品目録に作品情報は掲載されているが、スケール感、修復状況などは図版を見ても判然としない。実際に作品を見る重要性とともに、関連する国内の美術館を対象とした継続的調査の必要性を再確認した。
気孔孔辺細胞におけるタイプ1プロテインホスファターゼの機能解析

植物表皮に存在する気孔は、青色光に応答して開口し、光合成に必要な二酸化炭素の取り込みや蒸散を介した水の損失など、植物と大気間のガス交換を行う。本研究ではSer/Thrプロテインホスファターゼ1(PP1)が気孔の青色光情報伝達を仲介する分子機構について調べ、この過程に関わるPP1調節サブユニットを同定するとともに、PP1により脱リン酸化される基質タンパク質候補を見出した。PP1が青色光受容体フォトトロピンからのシグナルを細胞膜H^+-ATPaseへ伝達する分子機構について実験を行い、以下の成果を得た。(1)青色光による気孔開口に関わる可能性のあるPP1調節サブユニットを単離した。酵母two-hybridスクリーニングおよびマイクロシスチン-セファロースビーズとの共同沈降物の質量分析から、多数のPP1結合因子を得た。これらの中にはPP1 Regulatory Subunit2 (PRS2)と名付けた植物に特有なタンパク質が含まれていた。興味深いことにシロイヌナズナのPRS2遺伝子の欠損変異株では、青色光による気孔開口の低下が見られた。現在、PRS2がフォトトロピンとH^+-ATPaseの間の情報伝達を仲介するかどうかについて調べている。(2)孔辺細胞青色光情報伝達において、PP1により脱リン酸化される基質タンパク質を同定することを目的として、二次元電気泳動と質量分析を利用したプロテオミクス的手法による解析を行った。材料には比較的大量の孔辺細胞プロトプラストが調整可能なソラマメを用いた。遠心分画法により可溶性タンパク質とミクロソーム膜画分を調整し、情報伝達因子の濃縮をはかった。また、タンパク質試料をIMAC (Immobilized Metal Affinity Chromatography)にかけ、リン酸化タンパク質の精製・濃縮をおこなった。こうして調整したタンパク質を実際に二次元電気泳動にかけたところ、膜画分のタンパク質を含む多くのリン酸化タンパク質が効率的に回収・分離されることが分かり、孔辺細胞を材料とした効果的なリン酸化タンパク質の分析手法が確立された。現在、確立した手法を用いて青色光に応答してリン酸化レベルが変動するタンパク質の検出を試みている。PP1はフォトトロピンとH^+-ATPase間の情報伝達を仲介し、青色光による気孔開口において正の制御因子として機能する。本年度はPP1を介したシグナル伝達の分子機構を解明するため、この反応に関与するPP1調節サブユニットの機能解析とPP1により脱リン酸化される基質タンパク質の探索を中心に研究を進め、以下の成果を得た。(1)前年度の研究から青色光情報伝達に関わる可能性が考えられたPRS2B (PP1 Regulatory Subunit2B)について、シロイヌナズナのT-DNA挿入変異株から孔辺細胞プロトプラストを単離し、気孔の青色光反応を解析したところ、この変異体ではH^+放出とH^+-ATPaseのリン酸化が野生株の約50%にまで低下していたが、フォトトロピンの自己リン酸化は正常に見られた。また、この変異体に野生型のPRS2Bを形質転換すると気孔の表現型は相補されたが、PP1触媒サブユニット(PP1c)との結合能を欠いた変異型PRS2Bでは相補されなかった。これらの結果から、PRS2Bの働きにはPP1cとの結合が必要であること、PRS2BはフォトトロピンとH^+-ATPase間の情報伝達を制御することが示唆された。(2)昨年度確立した孔辺細胞のリン酸化タンパク質を効率的に回収・分離する手法を用い、2D-DIGE (two-dimensional difference gel electrophoresis)による青色光に応答したタンパク質リン酸化反応の解析を行った。その結果、青色光に応答してリン酸化レベルが変動するスポットを13ヶ所見出した。現在のところこれらのタンパク質の実体や機能については不明であるが、これらの中には青色光情報伝達に関わる因子が含まれている可能性が考えられる。
IL-13レセプターのシグナル伝達機構の解明〜新規シグナル伝達分子のクローニング

インターロイキン13(IL-13)はTh2リンパ球によって産生されるサイトカインであり、近年、呼吸器喘息や血液系腫瘍であるホジキン病との関連が注目されている。IL-13のレセプターは2種類(1L-13RA1,IL-13RA2)あるが、IL-13RA1のみがシグナル伝達に関係する。我々はIL-13RA1細胞内ドメインに結合する蛋白がそのシグナル伝達に重要な役割を持つものと考え、Yeast tri-hybrid法を用いてIL-13RA1細胞内ドメインに結合する新規タンパク質;IL13RBP1をヒト胎児肝細胞cDNAライブラリよりクローニングした。IL13RBP1は全長2370bp,625アミノ酸からなり、N末端にMyosin Heavy chain様ドメイン、中央に核移行シグナル(NLS)、C末端にCoiled-Coil領域を持っていた。ノーザンブロットではすべての組織に発現を認めたが、特に、Testisで強い発現が認められた。293T細胞を用いた蛋白発現系においてIL13RBP1は約80kDaの蛋白を発現した。また免疫沈降実験にてIL-13RA1とそのC末端で結合することが明らかになった。さらに、IL-13シグナル伝達系におけるその機能について解析したところ、IL13RBP1をcos7細胞、293T細胞に導入した系で、IL-13によるSTAT6リン酸化、および活性化を部分的に阻害することが明らかになった。IL13RBP1はまた、他のグループより、TRAP3と結合する蛋白MIP-T3として報告され、同一のものであることが明らかになった。これらの結果は我々のクローニングしたIL13RBP1がIL-4/IL-13シグナル伝達系の負の制御因子として働き、かつCD40などの他のシグナル伝達系とのクロストークに関わる可能性を示唆している。インターロイキン13(IL-13)はTh2リンパ球によって産生されるサイトカインであり、近年呼吸器喘息などのアレルギー疾患との関連が注目されてしる。IL-13のレセプターは2種類(α,α′)あるが、IL-13Rα′のみがシグナル伝達に関係する。我々はIL-13Rα′細胞内ドメインに結合する蛋白がそのシグナル伝達に重要な役割を持つものと考え、Yeast tri-hybrid法を用いてIL-13Rα′細胞内ドメインに結合する新規タンパク質;IL13RBP1をヒト胎児肝細胞cDNAライブラリよりクローニングした。IL13RBP1は全長2370bp、625アミノ酸からなり、N末端にMyosin Heavy chain様ドメイン、中央に核移行シグナル(NLS)、C末端にCoiled-Coil領域を持っていた。ノーザンブロットではすべての組織に発現を認めたが、特にTestisで強い発現が認められた。また,ヒト精巣cDNAライブラリからIL13RBP1のN末端から1400塩基付近に,100bP300bPの長さの異なる配列が挿入されているvariantを3種類クローニングした。遺伝子データバンクの検索においてD.melanogaster及びC.elegansに類似の遺伝子を認めたが、その機能については不明であり、さらなる検討が必要なものと考えられる。本研究の要旨は第23回日本分子生物学会にて報告した。インターロイキン13(IL-13)はTh2リンパ球によって産生されるサイトカインであり、近年呼吸器喘息などのアレルギー疾患との関連が注目されている。IL-13のレセプターは2種類(α,α1 ́)あるが、IL-13Rα1 ́のみがシ1グナル伝達に関係する。

我々はIL-13Rα ́細胞内ドメインに結合する蛋白がそのシグナル伝達に重要な役割をもつものと考え、Yeast tri-hybrid法を用いてIL-13Rα ́細胞内ドメインに結合する新規タンパク質: IL13RBP1をヒト胎児肝細胞cDNAライブラリよりクローニングした。IL13RBP1は全長2370bp、625アミノ酸からなり、N末端にMyosin Heavy chain様ドメイン、中央に核移行シグナル(NLS)、C末端にCoiled-Coil領域を持っていた。ノーザンブロットではすべての組織に発現を認めたが、特にTestisで強い発現が認められた。293T細胞を用いた蛋白発現系においてIL-13RBP1は約80kDaの蛋白を発現した。また免疫沈降実験にてIL-13Rα1とそのC末端で結合することが明らかになった。現在、IL-13Rシグナル伝達系におけるその機能について解析中である。本研究の要旨は第24回日本分子生物学会にて報告した。インターロイキン13(IL-13)はTh2リンパ球によって産生されるサイトカインであり、近年、呼吸器喘息や血液系腫瘍であるホジキン病との関連が注目されている。IL-13のレセプターは2種類(IL-13RA1,IL-13RA2)あるが、IL-13RA1のみがシグナル伝達に関係する。我々はIL-13RA1細胞内ドメインに結合する蛋白がそのシグナル伝達に重要な役割を持つものと考え、Yeast tri-hybrid法を用いてIL-13RA1細胞内ドメインに結合する新規タンパク質;IL13RBP1をヒト胎児肝細胞cDNAライブラリよりクローニングした。293T細胞を用いた蛋白発現系においてIL13RBP1は約80kDaの蛋白を発現した。また免疫沈降実験にてIL-13RA1とそのC末端で結合することが明らかになった。さらに、IL-13シグナル伝達系におけるその機能について解析したところ、IL13RBP1をcos7細胞、293T細胞に導入した系で、IL-13によるSTAT6リン酸化、および活性化を部分的に阻害することが明らかになった。IL13RBP1はまた、他のグループより、TRAF3と結合する蛋白MIP-T3として報告され、同一のものであることが明らかになった。これらの結果は我々のクローニングしたIL13RBP1がIL-4/IL-13シグナル伝達系の負の制御因子として働き、かつCD40などの他のシグナル伝達系とのクロストークに関わる可能性を示唆している。
レトロポゾンの進化に関する分子集団遺伝学的研究

SINEやLINE等のレトロポゾンの進化機構を知る目的で、LINEの一つであるショウジョウバエにおけるIエレメントについて、まずキイロショウジョウバエとキイロショウジョウバエ種亜群の他の数種からそれぞれ系統でクローニングを行いその配列を調べた。その結果、キイロショウジョウバエではIエレメントの侵入が種の分岐以前と分岐以降二度起こり、しかも二度目の侵入は比較的最近オナジショウジョウバエからの水平感染によるものであることがわかった。より広い種でのIエレメントの進化を知るために、montium種亜群5種、鱗翅目のカイコなど、計9種についてもIエレメントに相同な配列の構造、染色体上の分布等を決定した。それらはキイロショウジョウバエの完全型のエレメントと塩基配列はかなり異なっていたが、gagや逆転写酵素の領域、およびTAAリピートが保存されているものもみられた。一般にIエレメント相同配列は染色体腕上と染色中心に存在し、とくに染色中心に多くみられる。その起源はかなり古いと考えられる。理論的研究としてマスターコピーがあると仮定したレトロポゾン進化の集団遺伝学的モデルを解析した。各塩基サイトにおける遺伝子頻度の最大値、ホモ接合頻度、マスターコピーに起こった突然変異の数を反映する量である「Shared difference」の数等の統計量について、その平均・分散を計算機シミュレーション等を用いて求めた。これらの統計量を用いて霊長類のSINE、アル配列のSbサブファミリーの配列データを解析した。増幅期間は増幅終了後の期間に比べて非常に短いことが分かったが、観測された「Shared difference」の数はマスターコピーモデルから予測される値の倍以上であった。この不一致を解決するモデルとして複数のマスターコピーを持つモデルや自然淘汰を考慮したモデルについて考察した。1.SINEの増幅がどのように起こっているのかを推定する目的で、モデルの解析を行い、その結果に基づいてヒトのAlu配列Sbサブファミリーのデータを解析した。増幅の様式に関して、マスターコピーモデル、全てのエレメントが増幅能力を持つというトランスポゾンモデル、その中間のモデル三つのモデルで核塩基座位での変異頻度の分散を計算したところ、どのモデルの場合でも増幅期間が短いことを仮定すればAlu配列Sbサブファミリーのデータを説明できることがわかった。一方、変異頻度が他の座位より有意に高い座位が複数見つかったことから、増幅可能なエレメント上で突然変異が幾つも起こっていることがわかった。マスターコピーモデルや少数の増幅可能エレメントを仮定するモデルでしかも増幅期間が短い場合にこのようなデータが得られる確率は低い。これらの考察から、ヒトのAlu配列Sbサブファミリーは、複数の増幅能力を持つエレメントが短期間に増幅を行って形成されたことが推測された。2.キイロショウジョウバエ集団内から数系統、キイロショウジョウジョウバエ種亜群の他の数種から1系統ずつ選び、それぞれIエレメントを複数個ずつクローニングして塩基配列を決定した。その結果キイロショジョウバエからとられたエレメントは、染色体上で動原体付近にあるものとそうでないものの二つのグループに分けられることがわかった。前者のグループではエレメント同志の間で多量の塩基置換が蓄積しており、比較的古い時期、おそらく種亜群の分岐以前に挿入が起こったと考えられる。一方後者のグループのなかでは変異は少なく、しかもオナジショウジョウバエのエレメントとの間に一つも置換が起こっていないものが見つかったことから、このグループは比較的最近おそらくオナジショウジョウバエ集団から水平感染によってキイロショウジョウジョウバエ集団内に広がったと考えられる。1.マスターコピーが一つあり、しかも遷移状態にあると仮定したSINE進化の集団遺伝学モデルを理論的に解析した。

その結果すべての量の平均値は増幅期間の単調関数であることが分かった。このためこれらの統計量は増幅期間の推定に使うことができるが、その標本分散はかなり大きい。これらの結果を用いて霊長類のアル配列のうち、Sbサブファミリーの配列データを解析した。最初に増幅期間をホモザイゴシティとその分散から推定したところ、この期間は増幅終了後の期間に比べて非常に短いことが分かった。しかしながら、観測された「Shared difference」の数はマスターコピーモデルから予測される値の倍以上であった。この不一致を解決するモデルとして複数のマスターコピーを持つモデルなどについて議論した。2.キイロショウジョウバエとキイロショウジョウジョウバエ種亜群の他の数種からそれぞれ系統を選び、Iエレメントをクローニングして塩基配列を決定した。その結果(1)キイロショウジョウバエのエレメントは、染色体上で動原体付近にあるものとアームにあるものの二グループに分けられる。(2)動原体付近のグループではエレメント間に多量の塩基置換が蓄積しており、比較的古い時期に挿入が起こったと考えられる。(3)アームのグループの中では変異は少なく、しかもオナジショウジョウバエのエレメトと同じ配列も見つかった。これらのことからキイロショウジョウジョウバエではIエレメントの侵入が種の分岐以前と分岐以降二度起こり、しかも二度目の侵入は比較的最近オナジショウジョウバエからの水平感染によるものと考えられる。より広い種でのIエレメントの進化を明らかにするために、キイロショウジョウバエと同じSophophola亜属のmontium種亜群5種、他の亜属であるScaptodrosophila亜属1種、Drosophila亜属2種、鱗翅目のカイコ、計9種のゲノミックライブラリを作成し、キイロショウジョウバエのIエレメントにホモロジーのあるエレメントのクローニングを行い、それらの構造、染色体上の分布等を決定し、分子進化学的な解析をおこなった。montium種亜群とScaptodrosophila亜属のD.lebanonensisからはデータベースサーチの結果から、Iエレメントであることが確かめられたエレメントがいくつか得られた。それらはキイロショウジョウバエの完全型のエレメントと塩基配列はかなり異なっていたが、gagや逆転写酵素の領域、およびTAAリピートが保存されているものもみられた。その系統関係はhost speciesの系統関係と同様であり、これらの種の種分化以前に挿入が起こったと考えられる。キイロショウジョウバエ種亜群で見られた水平感染の例は見つからなかった。Iエレメント相同配列は、染色体上にはキイロショウジョウバエ種亜群同様に染色体腕上と染色中心に存在しており、とくに染色中心に多くみられた。
MBR型IMC個別学習支援システムの開発

本研究では,システム理論(制御理論)的アプローチを用いることで,『教師-学習者』の関係を近似した学習環境を提供できる学習支援システムの構築を行った。システムの構築には,制御工学の分野において1980年代より研究されている内部モデル制御(IMC)を応用した。題材にはフローチャート学習を取り上げ,調査協力者は大学生59名である。シミュレーションの結果,開発したシステムの有効性が検証された。本研究は,大学生を対象としたフローチャート学習を題材として取り上げ,個別学習支援システムを構築することを目的としたものである。システムの開発に用いる内部モデル制御(IMC)系は,学習者モデルとその逆モデル(本研究では教師モデル)から構成される。平成23年度の研究実績を以下に述べる。学習者モデル設計のための予備調査『平成23年4月平成24年3月』学習者は,同じ難易度の問題を与えたからと言って,常に同じ反応を返すとは限らない。前回の学習材やその学習結果の影響を受けるかもしれない。すなわち,その時々の学習者の状態によって,学習意欲や理解度が変化することが予測される(非線形性をもっている)。このような非線形性をもつ学習者を数式モデルで表現することは非常に困難であり,不可能に近いと思われる。そこで,本研究では,学習者モデル及び教師モデル構築のために,モデルを用いず,事例をそのままの形式で保持することで知識ベースを構築して推論を行うMemory-Based Reasoning (以下,MBR)を応用する。学習者モデルをMBRに基づいて構築するとき,システムの入力と出力について,どのような項目を設定すればよいか検討する必要がある。本研究では,入力を(1)学習意欲の状態(学習者に対するアンケート),(2)学習者の理解度(フローチャート学習における学習者のテスト得点)とし,出力を(3)学習材の難易度(基礎,標準,発展の3レベル)として設定する。平成23年度はシステムの入出力に必要な(1)(3)についての予備調査を大学生に実施し,結果を回収した。高度情報通信社会の発展に伴い,学習支援システム(例えば,eラーニングやモバイルラーニング)の研究・開発が盛んに行なわれている。今日のコンピュータ技術の導入や情報通信技術の進歩は,遠隔学習や家庭学習において,様々な個別学習の方法を可能にしている。学習支援システムを採用するメリットは,時間,空間,距離を問わず,個人のペースで学習を進められる点にある。しかし,意欲の低い学習者は学習離脱に陥りやすいことや,リアルタイムに教師側と交流が取れないため,最適な学習課題を提供できないといったデメリットがある。デメリットの一つである学習意欲を高く維持できない原因として,従来の学習支援システムを用いた学習方法が,実際に教師の存在する学習とは異なる特徴をもつことが挙げられる。教師の存在する学習では,リアルタイムに教員は学習者に様々な問いかけをしながら,学習者の理解度・学習意欲などの情報から学習者をモデル化していると考えられる。さらにそのモデルを利用し,所望の到達度を達成できるように学習支援の度合いを調節していると予測される。しかし,コンピュータでは予めプログラムされた(無機質な)反応しかできないため,学習者の意欲を低下させているものと考えられる.すなわち,学習者とシステムに内蔵された教師モデルの間に,適切な関係が実現されていない所に問題がある.そこで,本研究では教師と学習者で構成される関係に,システム理論(制御理論)的アプローチを導入することで,現実の「教師ー学習者」の関係を近似した学習環境を提供できる学習支援システムの構築を構築した。具体的には,大学生のフローチャート学習を題材として取り上げ,個別学習における適切な学習支援システムの構築及びその有効性の検証を行った。平成23年度中にシステムの開発(研究遂行)に必要な予備調査を既に終えているため。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は,平成23年度に実施した予備調査をもとに学習支援システムの開発を行う。具体的には,学習者モデルの入力を(1)学習意欲の状態(学習者に対するアンケート),(2)学習者の理解度(フローチャート学習における学習者のテスト得点)とし,出力を(3)学習材の難易度(基礎,標準,発展の3レベル)として設定し,システムを開発する。
イタリアにおける移民のための精神保健：「他者」との出会いの民族誌的研究

欧州の玄関口たるイタリアには、近年、不特定多数の国々から、複数の国をまたいで移住を繰り返す移民が流入し、彼らは掴みどころのない「他者」となっている。本研究では、イタリアの精神保健従事者たちが、「他者」としての移民患者にどのように向き合い、彼らをどのように治療しようとしているのかを、文献研究と現地調査をとおして明らかにする。移民患者の定住を前提としてきた精神保健とは異なる精神保健のありかたを、治療者たちがどのように探究しているのかを民族誌として描き出すことで、「他者」との出会いの一つのありかたを詳らかにする。
食品が血中microRNAの発現に与える影響に関する研究

玄米と白米の体重・糖脂質代謝への効果を見たランダム化比較試験で得られた血清サンプルを対象にmiRNA発現の検討を行った。プール血清を対象にしたmiRNA発現解析で変化が認められたmiRNAについて、血中発現量および生物学的意義を考慮してmiRNAを選定し、個別の血清サンプルでmiRNA発現解析を行った。現在15種類のmiRNAについて検討を加えた。一部のmiRNAで玄米群と白米群で発現に差が認められたが、各miRNAの標的遺伝子を考慮すると、各miRNAの変化と体重・腹囲・糖脂質代謝の変化との関連は、偶然ではなく、生体の反応を反映していると考えられ、血中miRNAの変化は、生体の応答を反映していることが示唆された。これらの結果より、玄米による体重減少効果に関与するmiRNAというよりは、体重減少に対する生体の反応に対応したmiRNA変化と考えられた。オリーブ茶の抗肥満・糖脂質代謝異常改善効果を見たランダム化比較試験を行い、血清サンプルを採取した。この試験では、体重・腹囲に有意差は得られなかったが、オリーブ茶群で有意な脂質値の改善が得られた。低γポリグルタミン酸(γPGA)納豆を対照に、高γPGA納豆の肥満・糖脂質代謝改善効果を検討したランダム化比較試験を行い、血清サンプルを採取した。現在、エンドポイントについて解析中である。高齢2型糖尿病患者を対象に分岐鎖アミノ酸(BCAA)の骨格筋および血糖コントロールに与える影響を検討するランダム化比較試験を開始した。平成30年度は、151名を対象とした玄米のランダム化比較試験のサンプルを用いて血清miRNAの発現を評価する予定であったが、パイロット研究として行った玄米のランダム化比較試験のサンプルでの予備的検討に時間がかかっているため。現在、プール血清で発現に変化のあったmiRNAの発現を個々のサンプルで検討している。これまで、12種類のmiRNAについて発現解析をしており、miRNAの標的遺伝子とその遺伝子の機能、miRNAの発現レベルをもとに、151名を対象とした研究のサンプルの検討を行う予定にしている。高ポリグルタミン酸含有納豆研究は、単回投与では食後高血糖の抑制が認められた。現在、長期試験を行っており、その結果で有意差が認められるようであれば、miRNA解析を行う予定である。BCAAのランダム化比較試験は、試験開始が遅れたものの、試験はスタートした。玄米研究では、解析候補miRNAの選定を行い、151名を対象に行ったランダム化比較試験の血清サンプルでmiRNA発現を定量し、体重・糖脂質代謝・血中FGF-21・血中ANGPL4との関連について解析を行う予定である。また、オリーブ茶研究では、血清miRNAの変化について網羅的に解析を行い、その中から変化のある候補miRNAを選定し、さらに解析を行っていく。高ガンマPGA納豆研究とBCAA研究では、エンドポイントに有意差があるかどうかを確認した上で、miRNAの発現変化について解析を加えていく予定である。

また、オリーブ茶研究では、血清miRNAの変化について網羅的に解析を行い、その中から変化のある候補miRNAを選定し、さらに解析を行っていく。高ガンマPGA納豆研究とBCAA研究では、エンドポイントに有意差があるかどうかを確認した上で、miRNAの発現変化について解析を加えていく予定である。151名を対象とした玄米研究の血清サンプルの解析が遅れ、RNA抽出キットおよびmiRNA検出のための試薬を使用しなかったため。解析対象とするmiRNAが決定すれば、解析のために試薬を購入し、研究を進行させる予定。
錯体の持つ特異な凝集性と光物性を利用した有機半導体デバイスの開発

有機薄膜太陽電池は、溶液プロセスによる安価かつ容易に作成できるデバイスとして注目されている。しかし、溶液プロセスでは、太陽電池に不可欠なp型半導体とn型半導体の層分離構造を構築することが困難である。またキャリア移動度が真空蒸着法による成膜に比べ低いため、生成したキャリア失活してしまうといった問題点がある。そこで本研究では、溶液プロセスで成膜可能であり、分子間相互作用に基づく層分離構造構築を試みた。分子間相互作用による一次元配向と、配向方向に高いキャリア移動能を有する平面型Pt錯体を設計・合成した。また、n型半導体材料についても溶液プロセスで利用可能であり、アモルファス性で電子移動度が高い新規化合物立体障害の大きいナフチル基を4つ導入したペリレンジイミドを設計・合成した。得られた白金錯体ははクロロホルムなどの有機溶媒に可溶であり、ドロップキャスト法による成膜で、基板上にナノファイバーの生成が確認された。これは、分子設計の通り、アルキル-アルキルおよびπ-π相互作用により、平面型錯体が一次元方向に配列したためであると考えられる。溶液法により電界効果トランジスタを作製し、キャリア移動度を測定した結果、ホール移動が観測され、その移動度は3x10-7cm2/Vsであった。化合物2は昇華性材料であり、クロロホルムへの溶解性が確認された。TG/DSC測定により、化合物2は固体状態でアモルファスであることが明らかとなった。PTCDI-C8は平面構造による強い分子間相互作用を有するため、成膜時に結晶化してしまい、有機溶媒にも難溶性であるのに対し、化合物2はバルキーなナフチル基を4つ有しているため、分子間相互作用が抑制され、アモルファス構造が実現したものと考えられる。目的:電流励起型有機半導体レーザーの実現化に向けて、低閾値でのレーザー発振は重要な課題である。単結晶中では分子は一様に配向していることから、発光特性に有利であると考えられるが、そのASE閾値は薄膜で報告されているものに比べても、なぜか高い値を示している。そこで、本研究では、ASE発振にもっとも適した分子集合状態を明らかにするため、単層蒸着膜、ドープ膜、単結晶および溶液の光物性を測定し、これらの比較から、結晶化が光物性に与える影響の解明を試みた。結果と考察:単層蒸着膜の発光量子収率67%であるのに対し、ドープ膜の場合、量子収率は89%と、単層蒸着膜に比べて良い値を示した。これは、ホストに分散させることで、濃度消光が抑制された結果であると考えられる。これら蛍光は温度依存性を示し、単層蒸着膜の場合、温度低下に伴って量子収率は向上し、7Kでは88%を示した。一方、単結晶の場合、発光スペクトルは薄膜とほぼ一致するのに対し、量子収率は常温でも88%と非常に高いことがわかった。この値は薄膜を低温にしたときに近い値であり、このことから、単結晶状態では分子間相互作用により、非放射失活か抑制されたものと考えられる。また放射失活速度定数k_rの値は、薄膜と単結晶でほぼ等しく、モルフォロジーによって変化しないことが明らかとなった。ASE測定において、ドープ膜と単結晶のみが、ASE発振を示した。薄膜ではASE発振を示さないのに対して、ドープ膜では、437nmの0-1遷移でASE発振が観測された。また、薄片状結晶もよいASE特性を示した。発振波長452nmで、閾値は14□J/cm^2であった。薄膜と単結晶は近いk_rの値をもつのに対し、単結晶のみがASE発振を示したことから、ASE発振閾値はk_rの値だけでなく分子の集合状態にも影響を受けることが明らかとなった。

PTCDI-C8は平面構造による強い分子間相互作用を有するため、成膜時に結晶化してしまい、有機溶媒にも難溶性であるのに対し、化合物2はバルキーなナフチル基を4つ有しているため、分子間相互作用が抑制され、アモルファス構造が実現したものと考えられる。
ペロブスカイト型酸化物におけるプロトン伝導の制御とダイナミクスの研究

前年度までにレーザーアブレーション法によりMgO(100),Si基板(FTIR-ATR用)上に、プロトン導電性・格子状数の異なるSrCeO_3,SrZrO_3,SrTiO_3を交互に積層させたペロブスカイト型酸化物人工超格子を作製し、超格子にすることで結晶の対称性が向上すること、成長方向・積層周期に依存して歪み量が変化することを明らかにした。また、減衰全反射法(ATR)によって人工格子におけるO-H伸縮振動による赤外吸収を観測し、この方法が人工超格子のプロトンのダイナミクスを調べる手段として有効であることを確かめた。本年度は、このFTIR-ATR法の有効性に着目し、格子歪の異なる試料のO-H伸縮振動を定量的に調べ、格子歪とO-H伸縮振動の関係を定量的に調べた。Si(111)単結晶基板上に作製した人工超格子はSrCeO_3,SrZrO_3の[211]方向に成長し、SrCeO_3は面内で圧縮、成長方向に膨張し、逆にSrZrO_3は面内で膨張、成長方向に圧縮していると考えられる。Yb^<3+>をドープしたSrCeO_3,SrZrO_3の人工格子は約3050、3450cm^<-1>を中心とした幅の広いガウシアン型のO-H吸収バンドを示し、これらの吸収強度はSrCeO_3,SrZrO_3の積層比に依存していることから、低波数側、高波数側のバンドはそれぞれ主にSrZrO_3、SrCeO_3が寄与していると結論づけた。また、これらの中心波数は人工超格子の周期長の減少とともに低下し、その割合はSrCeO_3,SrZrO_3の積層比に依存する。つまり、格子歪が変化するとO-H結合の強さが変化することが確かめられた。一方、この実験で採用した測定条件では成長方向の振動成分に対して感度が高い。このこととSrCeO_3,SrZrO_3の格子の長さの変化から考察すると、人工超格子中のプロトンが水素結合的にO-O間に存在することを裏付ける傾向を示した。本年度はレーザーアブレーション装置を用いてMgO(100),Si基板(FTIR-ATR用)上に,プロトン導電性・格子定数の異なるSrCeO_3,SrZrO_3,SrTiO_3を交互に積層させたペロブスカイト型酸化物人工格子を作製し,RHEED,X線回折,顕微ラマン分光,FTIR-ATRなどの実験を行ないその構造やプロトンの挙動などについて調べた。人工格子の構造:反射高速電子線回折(RHEED)像の観察によって,人工格子の成長方位が[100]方向で基板との格子マッチングがよく積層周期が短いほど作製した人工格子の結晶性がよいことがわかった.また,人工格子の成長方向の格子面間隔は[211]方向に成長した膜では積層周期に依存せず一定であったのに対して,SrTiO_3をバッファ層として基板と人工格子の間に挿入し,[100]方向に成長させた場合は積層周期に依存して変化し,より大きな歪みを保持していることがわかった.顕微ラマン分光:本年度購入したCCDカメラを2次元検出器として使用し,人工格子のラマン散乱スペクトルの測定を行なった.その結果,人工格子にすることで結晶の対称性が向上することと,成長方向・積層周期に依存して歪み量が変化する様子が確かめられた.この結果はX線回折の結果を支持している.FTIR-ATR:減衰全反射法(ATR)によって赤外吸収スペクトルを測定し,人工格子におけるO-H伸縮振動による吸収を観測することができた.その結果,この伸縮振動モードは人工格子の積層比によって異なることが明らかになった.積層比の違いで格子歪みが変化することが既に確かめられており,格子歪みによってプロトンと酸素の結合状態が変化することが示唆される.前年度までにレーザーアブレーション法によりMgO(100),Si基板(FTIR-ATR用)上に、プロトン導電性・格子状数の異なるSrCeO_3,SrZrO_3,SrTiO_3を交互に積層させたペロブスカイト型酸化物人工超格子を作製し、超格子にすることで結晶の対称性が向上すること、成長方向・積層周期に依存して歪み量が変化することを明らかにした。Yb^<3+>をドープしたSrCeO_3,SrZrO_3の人工格子は約3050、3450cm^<-1>を中心とした幅の広いガウシアン型のO-

H吸収バンドを示し、これらの吸収強度はSrCeO_3,SrZrO_3の積層比に依存していることから、低波数側、高波数側のバンドはそれぞれ主にSrZrO_3、SrCeO_3が寄与していると結論づけた。また、これらの中心波数は人工超格子の周期長の減少とともに低下し、その割合はSrCeO_3,SrZrO_3の積層比に依存する。つまり、格子歪が変化するとO-H結合の強さが変化することが確かめられた。一方、この実験で採用した測定条件では成長方向の振動成分に対して感度が高い。このこととSrCeO_3,SrZrO_3の格子の長さの変化から考察すると、人工超格子中のプロトンが水素結合的にO-O間に存在することを裏付ける傾向を示した。
新規根管細菌検査法についての基礎的研究

今年度は、初年度にPacific Biosciences社のPacBio RS II systemを用いたシーケンシングによって配列を決定したコンティグを詳細にインフォマティクス解析した。根尖性歯周炎の悪化による閉鎖性骨膜下膿瘍から分離同定した、アクチノマイセス・オリスのバイオフィルム形成株からは約3.1Mbの長さのコンティグを275.6xのカバレッジで得ることができた。コンティグから遺伝子のコーディング領域を予測して、推定遺伝子の機能を相同解析により機能予測したところ、バイオフィルムの構成成分である菌体外多糖合成に関わると考えられる遺伝子の存在が予測できた。これらの結果については第12回日本ゲノム微生物学会年会で報告した。同様に閉鎖性骨膜下膿瘍から分離同定した、ストレプトコッカス・コンステラタスのバイオフィルム形成株のゲノムについては、コンティグの末端の配列からプライマーをデザインし、ギャップクローズを試みた。その結果、いくつかのコンティグを連結することができた。しかし、PCRによる増幅がうまくいかない場所が複数あり、繰り返し配列を多く含む領域であることが予測され、他の方法による解析の必要性が示唆された。根管細菌の検出方法確立のため、ガラスキャピラリーで作製した感染根管モデルでロシア・ミューシラジノーサを培養したのち、手用ファイルで菌体を採取した。採取した菌体を用いて、初年度に明らかにしたバイオフィルム形成関連遺伝子をリアルタイムPCR法で検出することを試みた。その結果、いくつかの遺伝子で検出可能であることが分かった。今後、プライマーの設計を工夫することで、感染根管からバイオフィルム形成細菌を検出可能であることが示唆された。今年度は、根尖性歯周炎の難治化を検査する新規のマーカーを得ることを目的として、既に申請者らがバイオフィルム形成株として報告しているロシア・ミューシラジノーサのバイオフィルム形成遺伝子の同定を試みた。本菌は、難治性の根尖性歯周炎病巣から分離され、全ゲノム配列が決定されており、遺伝情報を利用することができる菌株である。データベースに登録しているゲノム配列の遺伝子情報を元にマイクロアレイをデザインし、バイオフィルム形成状態と非形成状態の菌体からRNAを抽出後、マイクロアレイとRT-PCRを用いて遺伝子発現の差を比較した。その結果、いくつかの遺伝子がバイオフィルム形成時に上昇することが明らかになった。これらの遺伝子は、バイオフィルム形成に何らかの作用をしていると考えられ、バイオフィルム形成菌による根尖性歯周炎の難治化を検査するマーカーの候補になる可能性がある。これらの成果の一部はInternational Association for Dental Researchにて学会発表し、論文公表した。上記の研究と並行して、さらなるマーカー開発の一助とするため、根尖性歯周炎から波及した骨膜下膿瘍から分離したアクチノマイセス・オリス、ストレプトコッカス・コンステラタスのバイオフィルム形成株の全ゲノムシークエンシングを試みた。その結果、アクチノマイセス・オリスでは6つのスーパーコンティグを、ストレプトコッカス・コンステラタスでは2つのスーパーコンティグを得ることができた。また、臨床で用いることのできる細菌の検出法を開発することを目的としてガラスキャピラリーを用いた根管モデルを作製し、このモデル上で、手用ファイルで採取した根管先端部の細菌の検出を試みた。その結果、検出方法としてリアルタイムPCR法の応用が有効であることを見出すことができた。新規根管細菌検査法を確立するため、本研究ではバイオフィルム形成細菌に対する新規検査マーカーの開発と、それを用いることのできる遺伝学的な根管細菌検査法の検討を二本の柱として計画している。今年度、新規検査マーカーの開発では、難治性根尖性歯周炎から分離したバイオフィルムを形成するロシア・ミューシラジノーサをモデル細菌としていくつかの候補遺伝子を同定し、学会発表することができた。今回同定できた候補遺伝子は当初の予測より数が少なかったが、既に他の細菌でもバイオフィルム形成関連遺伝子として重要であることが報告されているものが含まれており、マーカーの候補として妥当性が高いと考えている。また、リアルタイムPCR法を用いた根管内細菌の検出法の検討は、多くの細菌で保存されている遺伝子配列を用いた予備実験の段階ではあるが、根管内細菌の存在を検出可能であることを明らかにすることができた。さらにガラスキャピラリーを用いた根管モデルを用いることにより、実際の臨床で応用することができる検査法を検討することができていると考える。これらの成果から概ね当初の計画通り研究を進行することができていると判断した。

根管細菌の検出方法確立のため、ガラスキャピラリーで作製した感染根管モデルでロシア・ミューシラジノーサを培養したのち、手用ファイルで菌体を採取した。採取した菌体を用いて、初年度に明らかにしたバイオフィルム形成関連遺伝子をリアルタイムPCR法で検出することを試みた。その結果、いくつかの遺伝子で検出可能であることが分かった。今後、プライマーの設計を工夫することで、感染根管からバイオフィルム形成細菌を検出可能であることが示唆された。今年度、バイオフィルム形成細菌の検出マーカーの候補として同定できた遺伝子の数が少なかった。しかし、新たに骨膜下膿瘍から分離したアクチノマイセス・オリス、ストレプトコッカス・コンステラタスのバイオフィルム形成株の遺伝子配列の大部分を得ることができたため、今後、全配列の決定、遺伝子のアノテーションを進め、これらの菌株の遺伝子発現をRNA-seqなどの手法を用いて明らかにすることで、検査マーカーの候補遺伝子を増やすことができると考えている。さらに、講座には他にも口腔感染症から分離したバイオフィルム形成菌株があり、これらの菌株についてもゲノムシークエンシングにより配列を決定する予定である。また、遺伝学的な検査法の検討では、ガラスキャピラリーを用いた根管モデル上で数日間培養した菌株を使用することで、バイオフィルム形成状態でも細菌の検出が可能かどうかを調べ、より臨床に即した条件での検出を目指す予定である。アクチノマイセス・オリスとストレプトコッカス・コンステラタスのバイオフィルム形成株のゲノムシークエンシングの費用が、関係機関の協力により当初の予定より大幅に少なかったため講座で保存している他のバイオフィルム形成臨床分離株のシークエンシング費用として併せて使用の予定である。
無声放電によるディーゼルエンジン排ガス中のNOx除去性能に及ぼす諸因子の研究

まず、平成12年度は、無声放電によるディーゼルエンジン排ガス中のNOx除去システムの設計^<1)>をまとめた。つぎに、無声放電装置の電極とNO除去性能の関係を調べ,平板電極が網目電極より若干性能がよく,電極面積は性能に関係しないことを明らかにした^<2)>。無声放電によるNO除去法の効率に影響する因子^<3)>と放電密度,エネルギー密度及び放電間隙長とNOx除去性能の関係^<4)>の研究では、NO除去に大きな影響を及ぼす因子として、滞留時間に最適領域があること、放電電力面積密度は性能にほとんど無関係であることを明らかにした。無声放電によるディーゼル排ガス中のNO除去効率に対する各種炭化水素の効果^<5)>の研究では、排ガス中へ分子の大きな炭化水素の添加は大きな効果があることを、無声放電によるエンジン排ガス中のNO除去実験における特異現象の研究^<6)>では、放電装置が排ガス中の水分で結露すると性能を悪くすることを明らかにした。次に、平成13年度は、無声放電と多段式光触媒によるNOx除去特性の研究で^<7)>、TiO2触蝶を放電装置の下流に配置するとNOx除去性能が高くなること,放電,光触媒の交互配置が良いことを明らかにした。オゾン注入法によるNO除去性能の酸素注入とHC添加効果の研究^<8)9)10)>では、オゾンを排ガスに注入する方法でも、NO除去効率と除去率が高いこと、オゾン原料の酸素濃度を高めると効率が良くなるが、直接放電法で効率向上が著しい炭化水素はまったく効果がないことを明らかにしている。これらの研究を進めるにあたって,諸研究の相互比較法が重要であるとの認識から、各種非熱平衡プラズマによる排ガス浄化技術の適用法と相互比較法^<11)>をまとめている。平成12年度の成果(1)NOx除去性能に関係する因子として、放電電力面積密度、放電電力容積密度、放電ギャップの3つを化させ、性能を評価した。その結果面積密度は広い範囲にわたって性能にあまり影響しないこと、放ギャップは、2mmの時ややよく、3mmと4mmでは差がなかった。放電容積密度はNOxの初期度に関連し、濃度が高いときは容積密度を大きくする必要があることが分かった。これらの結果を総してみるとガスが放電装置を通過する時間が50ms付近で高い効率になることが分かった(2)放電電力注入密度を大きくすると、あるところで急に効率が上がる特異な現象について鋭意研究した果、これは本質的な現象ではなく、ガス中の水分が放電装置内に結露して放電現象が不安定になり性が悪くなっていたのが放電による発熱で解消するときに発生する現象であることが判明した(3)NOx除去性能に関連する他の因子として、ガス温度、電極形状、炭化水素の添加、オゾン注入などを討した。その結果、ガスの温度は40°Cから90°Cまで効率にほとんと影響を与えないこと、電極構造として平板型と網目状電極を比較した結果、平板型の方がややよい性能を示すこと、新しい方法してオゾンを注入する方法を研究した結果、直接排ガスの中で放電させるよりもむしろよい性能であこと、効率向上のため各種炭化水素添加の効果を調べた結果、ガスリンの蒸気が最良であり、NO除効率としては最高で約50g/kWhが得られることなどが明らかになった。

つぎに、無声放電装置の電極とNO除去性能の関係を調べ,平板電極が網目電極より若干性能がよく,電極面積は性能に関係しないことを明らかにした^<2)>。無声放電によるNO除去法の効率に影響する因子^<3)>と放電密度,エネルギー密度及び放電間隙長とNOx除去性能の関係^<4)>の研究では、NO除去に大きな影響を及ぼす因子として、滞留時間に最適領域があること、放電電力面積密度は性能にほとんど無関係であることを明らかにした。無声放電によるディーゼル排ガス中のNO除去効率に対する各種炭化水素の効果^<5)>の研究では、排ガス中へ分子の大きな炭化水素の添加は大きな効果があることを、無声放電によるエンジン排ガス中のNO除去実験における特異現象の研究^<6)>では、放電装置が排ガス中の水分で結露すると性能を悪くすることを明らかにした。次に、平成13年度は、無声放電と多段式光触媒によるNOx除去特性の研究^<7)>で、TiO2触媒を放電装置の下流に配置するとNOx除去性能が高くなること,放電,光触媒の交互配置が良いことを明らかにした。オゾン注入法によるNO除去性能の酸素注入とHC添加効果の研究^<8)9)10)>では、オゾンを排ガスに注入する方法でも、NO除去効率と除去率が高いこと、オゾン原料の酸素濃度を高めると効率が良くなるが、直接放電法で効率向上が著しい炭化水素はまったく効果がないことを明らかにしている。これらの研究を進めるにあたって,諸研究の相互比較法が重要であるとの認識から、各種非熱平衡プラズマによる排ガス浄化技術の適用法と相互比較法^<11)>をまとめている。