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沖縄における公共事業改革と環境保全型経済の創造をめざす財政政策の研究

沖縄の持続的で内発的発展を実現するための代替的な政策プランの研究を進めるために、モデルケースとしてオーストラリアにおける環境保全政策と地域経済政策の実態調査を行った。その結果、オーストラリア・モデルとも言うべき環境保全型経済の創造をめざす財政政策が展開されている。環境保全システムの確立と地域経済の構造転換をセットで進める政策が展開されている。従来の環境を犠牲にした開発手法とは異なり、環境保全を最優先の政策課題として、開発政策や自然環境の利用計画を作り直し、地域経済の環境保全型への構造転換を進めている。持続的で内発的発展をめざす地域政策のなかに、環境保全という社会的な価値評価を取り入れる意義も明らかとなった。
放射線照射放出型の抗癌剤マイクロカプセルによる低侵襲粒子線癌治療技術の研究

本研究では、生体に投与可能な抗癌剤内包マイクロカプセルを用い、粒子線照射によるブラッグピークを利用してカプセルを破壊し、内包抗癌剤を長時間持続的にリリースさせる薬剤伝達方法を開発する。その結果、腫瘍領域にのみ高濃度の薬剤分布と陽子線治療による相乗的治療効果を低副作用で得ることを目的とする。今年度は研究計画最終年度であり、抗癌剤内包マイクロカプセルを用いて、マウスレベルによる治療実験を実施した。NFSaマウス線維肉腫細胞をC3Hマウスの後脚に移植し、直径10mm程度の腫瘍が形成された時点で、マウスにシスプラチンを内包したカプセルを投与した。カプセル径は現状で平均数十μm程度であるため、腫瘍部へ直接投与した。腫瘍部に対して15mm幅の陽子線拡大ブラッグピークを一致させて陽子線30Gyの単回照射を行った。腫瘍内でのシスプラチン放出と腫瘍細胞への取り込みを確認するために、治療後1時間または6時間後に腫瘍部を摘出し、両腫瘍サンプルをPIXE元素分析法に供した。腫瘍組織内の元素分析では、硝酸灰化した腫瘍サンプルを数ミリ径の陽子線で照射して特性X線測定による通常PIXE分析法を用い、シスプラチンの構成元素である白金元素が、両サンプルから約2ppm検出された。一方、細胞内の白金元素分布を得るため、厚さ10μmの腫瘍組織切片に対して、1μm径の陽子線を走査し照射するマイクロPIXE分析を行ったが、白金元素が微量であったため、細胞核への白金集積を確認するまでには至らなかった。一方、高分解能PET装置を用いて、18FDGを投与したマウスを測定した結果、治療後の腫瘍内糖代謝レヴェルの低下が認められ、一定の治療効果を確認した。本研究は、生体に投与可能な抗癌剤内包マイクロカプセルを用い、陽子線照射によるブラッグピーク領域でカプセルを破壊し内包抗癌剤を長期間持続的にリリースさせることにより、腫瘍領域のみの高濃度薬剤分布と陽子線治療の相乗効果で、抗腫瘍効果を得る粒子線薬剤伝達技術の開発を目的とする。腫瘍内に抗癌剤カプセルを投与後に、カプセルが血流で移動せずにそのまま腫瘍内に留まり、持続的に薬剤溶出させるため直径が数十から数百μm程度のカプセルを作製した。研究期間は2年間であり、初年度の平成19年度では、マイクロカプセルの開発、および水ファントム中におけるマイクロカプセルの陽子線照射による内包抗癌剤の溶出実験を下記の方法・条件により実施した。カプセル形成は、アルギン酸ナトリウムを主成分とする混合物の水溶液を、液体微粒化技術によって、抗癌剤を混入したCaCl_2溶液中に噴霧しカルシウム重合によりゲル化する手法を用いた。抗癌剤はこの過程においてカプセルに内包される。現時点で、直径が数百μm程度のマイクロカプセルが得られ、拡大ブラッグピークを形成する80MeV陽子線を用いて水ファントム中でマイクロカプセルを照射した。具体的には、深部線量分布とカプセルからの抗癌剤溶出度の関係を得るために,抗癌剤カプセルを浮遊させたTHAM緩衝剤入りのアクリル容器を水ファントム中の異なる深度に設置して陽子線を照射した。その結果、50Gy程度の線量でカプセルの変形と抗癌剤の溶出が確認でき、溶出率の線量依存性データを取得した。
短パルス光の機械的・音響的作用を用いた血液脳関門の新規制御・評価技術の創出

我々は先行研究において,短パルスレーザーで発生させた圧力波(フォトメカニカル波)を用いて脳血管の障壁(血液脳関門)を一時的に開放できることを見出した。本研究ではこの効果に基づき,ラットの悪性脳腫瘍,特に再発の原因となる腫瘍周縁部の浸潤腫瘍細胞に安全かつ効率よく薬剤を送達できることを示した。血管から漏出する薬剤の動態を画像化する方法,および臨床応用に必要な要素技術についても検討を行った。1.フォトメカニカル波(PMW)を用いた血液脳関門(BBB)開通技術の確立健常ラット脳を対象に,BBBを安全に開通させうるPMWの条件について調べた。頭蓋骨を開窓し,標識薬剤としてエバンスブルー(EB)を尾静脈注射後,開窓部脳表に光吸収体(ターゲット)を置き,フルエンスを変化させてナノ秒パルスレーザーを1パルス照射しPMWを発生させた。4時間後に同ラットを灌流固定して脳を摘出し,漏出したEBの組織内分布を観測した。その結果,EBの漏出はレーザーフレンス0.3 J/cm2(ピーク圧力約41 MPa)以上で発生すること,また0.5 J/cm2(ピーク圧力約66 MPa)以上ではEBの漏出とともに,60%の確率で硬膜下および皮質に出血が生ずることが観測された。これより,健常脳に対してPMWにより肉眼的損傷なくBBBを開通しうる条件が明らかになった。2.光音響断層イメージング(PAT)法による脳組織内薬剤動態評価技術の確立開発した音響的解像度(音響レンズの集束性により解像度を確保する方式の)光音響イメージング装置を用い,健常ラット脳を対象にin vivoにおいて血管およびPMWにより漏出させた薬剤(EB)分布の画像化を試みた。励起波長にはそれぞれ532 nm(酸素化,脱酸素化ヘモグロビンの等吸収点に近い波長),610 nm(EBの吸収ピークに近い波長)を用いた。その結果,血管に関しては直径50 micron程度の細動脈,細静脈を画像化できることが明らかになった。しかし組織深度2 mm付近では分解能,信号レベルともに低下し,改善が必要である。薬剤分布については,水平方向には正確な画像化ができたものの,垂直(深さ)方向には光音響信号の負圧の影響により実際の分布を再現できず,これを補正するための信号処理が必要であることがわかった。1.フォトメカニカル波(PMW)を用いた血液脳関門(BBB)開通技術の確立ラットC6グリオーマモデルを対象に,PMWにより模擬薬剤であるエバンスブルー(EB)を高効率かつ安全に輸送するための条件につき検討した。その結果,PMWのピーク圧力が約40 MPa以上で標的とする腫瘍周辺部において薬剤輸送効率を高めることが可能である一方,同圧力が約70 MPaに達すると出血が発生することがわかった。またEnhanced green fluorescence proteinを発現するC6細胞を用いたモデルを対象とした実験により,PMWによりEB分子が標的とするC6細胞に導入されていることを確認した。2.臨床応用のための要素技術開発深部組織標的化技術および経ファイバー的適用技術について検討を行った。深部組織標的化技術に関しては,市販光学レンズの凹面を用いてPMWを反射・集束させる方式により,標的深度15 mmにPMWを集束できることを確認した。経ファイバー的適用技術に関しては,外径を従来(2.7 mm)の約半分である1. 4 mmまで細径化した光ファイバープローブによりBBBの開通に必要なPMW圧力を発生させることに成功した。1.フォトメカニカル波(PMW)を用いた血液脳関門(BBB)開通技術の確立:ラット悪性脳腫瘍(グリオーマ)モデルを対象に,PMWによる模擬薬剤(エバンスブルー,EB)の送達実験を行った。薬剤を腫瘍中心部および浸潤がみられる腫瘍周縁部に高効率かつ安全に送達するためのレーザー照射条件を明らかにするとともに,BBBを開放するために必要な圧力値について評価した。さらに,緑色蛍光タンパクを発現するグリオーマ細胞を用いたモデルを対象に,PMWの適用により,治療の重要な標的となる腫瘍周縁部のグリオーマ細胞へのEB分子の送達効率が有意に高まることを示した。2.光音響断層イメージング(PAT)法による脳組織内薬剤動態評価技術の確立:上記薬剤送達の評価に応用するため,音響学的空間分解能を有するPAT装置を開発し,PMWの適用によりラット脳血管から漏出する薬剤(EB)分布の画像化を試みた。血液およびEB分子それぞれの吸収係数が高い二波長の励起光(532 nm, 670 nm)を用いることにより,血管と薬剤の分布を同時に画像化可能であることを示した。しかし画像化深度は血管について約2 mm,薬剤について約1 mmに制限され,改善が必要であることがわかった。3.臨床応用のための要素技術開発: 1項記載の薬剤送達技術を臨床応用する際に必要となる,深部組織標的化技術および経光ファイバー的適用技術について検討を行った。深部組織標的化技術に関しては,市販光学レンズの凹面を用い,ごく安価にPMWを反射・集束させる方式により,標的深度15 mmにPMWを集束できることを確認した。経光ファイバー的適用技術に関しては,外径を従来(2.7 mm)の約半分である1. 4 mmまで細径化した光ファイバーにより,BBBの開放に必要なPMW圧力を発生させうることを確認した。

我々は先行研究において,短パルスレーザーで発生させた圧力波(フォトメカニカル波)を用いて脳血管の障壁(血液脳関門)を一時的に開放できることを見出した。本研究ではこの効果に基づき,ラットの悪性脳腫瘍,特に再発の原因となる腫瘍周縁部の浸潤腫瘍細胞に安全かつ効率よく薬剤を送達できることを示した。血管から漏出する薬剤の動態を画像化する方法,および臨床応用に必要な要素技術についても検討を行った。光音響断層イメージング(PAT)法による脳組織内薬剤動態評価技術に関しては,観測深度が2 mm程度に制限されており,より深部の観測のためなお装置の改良が必要である。一方,ラットグリオーマモデルを対象としたフォトメカニカル波(PMW)による薬剤輸送実験は当初計画より早く進捗しており,全体としてはおおむね順調に進展している。レーザー医学,バイオフォトニクスフォトメカニカル波(PMW)を用いた血液脳関門(BBB)開通技術の確立に関しては,昨年度の実施状況報告書でも述べた通り,対象薬剤を当初計画の光線力学的治療薬(光感受性薬剤)から,臨床現場でよりニーズの高い抗がん剤に変更したい。光音響断層イメージング(PAT)法による脳組織内薬剤動態評価技術の確立に関しては,観測深度が目標値(1 cm)に大きく及ばない状況にあるため,イメージング方式,信号処理方式等に関して見直しを行いたい。初年度の計画に関し,フォトメカニカル波(PMW)を用いた血液脳関門(BBB)開通技術の安全性評価,脳深部(> 2 mm)血管の光音響イメージング等に遅れが生じている一方で,2および3年度に計画しているグリオーマの治療実験,臨床応用のための要素技術の開発を先行して進めており,総じておおむね順調に進展していると評価しうる。研究補助者を雇用して実施する予定であった実験を,研究代表者,補助事業者自ら実施したため人件費が発生しなかった。フォトメカニカル波(PMW)を用いた血液脳関門(BBB)開通技術は,グリオーマ治療への応用を目指している。そのための送達薬剤として,定量評価を行いやすい光線力学的治療薬(光感受性薬剤)を想定しているが,より需要の大きい抗がん剤を対象にできないか検討を行いたい。送達薬剤分布の評価を目的とした光音響イメージング技術については,深部血管の画像化,薬剤深さ分布の画像化になお課題を残していることから,2年度以降も検討を継続したい。物品費として使用する。生じた次年度使用額は1万円以下であり,ほぼ計画通りに使用できたと考えている。2年度以降の使用計画について大きな変更はない。上記次年度使用額は実験動物の購入に当てる。
OXA型カルバペネマーゼ産生菌の蔓延を促進する遺伝的要因の解明

カルバペネム系抗菌薬への耐性を獲得したカルバペネマーゼ産生腸内細菌科細菌が世界的に蔓延し、その多剤耐性化が問題となっている。酵素型の一つであるOXA型は、特に東南アジアを中心に広がっている。タイ由来Klebsiellapneumoniae臨床分離株を用いたこれまでの解析から、OXA型酵素を産生する株は独自の遺伝的背景を持つことが分かっている。本研究では、次世代シークエンサーを用いた染色体の配列比較を行い、OXA型産生菌の蔓延に関与する要因を明らかにする。また、既に特異性が示唆されている外膜ポーリンについてゲノム解析および透過率解析を行い、薬剤耐性度がその蔓延に与える影響について考察する。
風力発電適地選定のための複雑地形を対象にした高精度気流計測システムの開発

研究目的:風力発電における風力タービンの発電出力は風速の3乗に比例する。そのため、発電施設は風況の良好な地点を的確に、かつピンポイントに選定することが重要である。また、流れの衝突、剥離、再付着、逆流などの地形効果を考慮しなくてはならない。このようなニーズに対応するため、本研究は複雑地形上の風況特性の把握に特化した高精度気流計測システムの構築を目的とした。研究方法および研究成果:本研究の気流計測システムは風洞実験により構築した。計測用の速度センサにはスプリットフィルムプローブを用い、2チャンネルの流速計と二乗器を組み合わせた。その出力はフィルタ、アンプ処理を行い、A/D変換してパソコンに取り込んだ。スプリットフィルムプローブの2つのセンサ出力の和と差から、流れの大きさ(スカラー風速)と方向が計測可能となる。計測精度の向上のためにプローブ出力の正確な校正法を検討した。本研究ではプローブ角度の可変装置を製作し、プローブ角度と風速を様々に変化させて出力を取り込む方式とした。本研究で構築した計測システムの精度検証のために単純地形(2次充尾根モデル)を過ぎる流れ場を対象とした風洞実験および数値シミュレーションを行った。実験においては流れの可視化や、従来からの計測法であるワイヤープローブを用いた方式と、本システムによる気流の速度計測行った。同時に風洞実験と同一条件で数値シミュレーションを実施した。これらの結果を比較して本システムの精度を評価した。本研究で構築したスプリットフィルムプローブを用いた気流計測では、ワイヤープローブでは確認できなかったモデル下流における逆流や、流れの剥離、再付着など複雑乱流場の挙動が精度よく再現され、同時に数値シミュレーションの結果とも良好な一致を示し、その計測精度が確認された。
国際会計基準 (IFRS) が及ぼす経済的帰結に関する実証研究

本研究の目的は、国際会計基準の適用が及ぼす経済的帰結を検討することである。近年、グローバル化の影響を受けて各国の会計基準の統合化がIFRSを中心に急速に進んでいる。こうした世界的な流れを受けて、日本においても2010年3月期からIFRSの任意適用が可能になり、2017年4月13日現在、142社がIFRSを任意適用済または適用を決定している。本研究の内容は具体的に次の2つに分類される。1つ目は日本企業によるIFRSの任意適用が会計情報の情報的役割に与える影響である。2つ目は日本企業によるIFRSの任意適用が会計情報の契約的役割に与える影響である。平成30年度では情報的役割に与える影響について論文執筆と学会報告を行い、契約的役割に与える影響に関する文献整理を行った。具体的には、日本企業によるIFRS任意適用が投資家間の情報の非対称性に与える影響について分析を行った。分析の結果、日本企業によるIFRS任意適用が投資家間の情報の非対称性に与える影響は、平均的には有意でないことがわかった。しかし、企業の規模によって異なる結果が観察されることも確認できた。また、規模が大きな企業についてはIFRS任意適用に伴い投資家間の情報の非対称性が有意に緩和するのに対して、規模が小さな企業については同適用に伴い投資家間の情報の非対称性がむしろ悪化するという結果が得られた。また、日本におけるIFRS任意適用企業がどのような特性を有するかについても検討した。分析の結果、第一にIFRSの任意適用の動機として1国内外の投資家の注目度が大きい、2IFRSと日本基準の差異が財務諸表数値に及ぼす影響度が大きい、3親子上場の下で親会社がIFRSを適用する場合に同適用に踏み切る傾向が強い、第二に、同適用の効果として、IFRS適用企業は適用前から適用後にかけて、持ち合い関係の縮減に取り組む、という証拠を得た。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、国際会計基準(IFRS)の適用が及ぼす経済的帰結を検討することである。こうした世界的な流れを受け、日本においても2010年3月期からIFRSの任意適用が可能になり、2017年4月13日現在142社がIFRSを任意適用済または適用を決定している。平成29年度では双方の内容について文献サーベイ、パイロットテスト等の予備的な調査を行った。また、そもそも、IFRSの任意適用が日本企業の会計情報の属性にどのような影響を与えるのかについても検討した。会計情報の情報的役割と契約的役割は共に、会計情報の属性に大きく左右されるものである。このため、日本企業によるIFRSの任意適用が会計情報の情報的役割と契約的役割に与える影響を深く分析するためにはまず、その会計情報の質への影響を検討する必要があると判断したためである。具体的には、日本の並行開示制度に着目し、IFRS任意適用後のIFRSと日本基準のどちらが株式時価総額ないしは格付への説明力が高いかを分析した。分析の結果、当期純利益に関してはIFRSベースの数値が日本基準ベースの数値よりも価値関連性と格付関連性の両面で統計的に有意に低いことが観察されている。また、IFRSベースの当期純利益は日本基準ベースのそれに比べて格付関連性を増分的に減少させる可能性があることが観察されている。これらの発見事項は、IFRSの適用によって日本企業の当期純利益情報の価値関連性と格付関連性が著しく損なわれている可能性があることを示唆している。IFRSの任意適用が日本企業の会計情報の属性にどのような影響を与えるのかに関する調査では、一定程度の研究成果を得ることができた。具体的には、IFRSの適用によって日本企業の当期純利益情報の価値関連性と格付け関連性が著しく損なわれることが明らかとなった。このような結果は、日本企業によるIFRSの任意適用が、会計情報の情報的役割と契約的役割の双方に対して、ネガティブな影響を与えうることを示唆する。当該研究結果は国内外の学会で発表を行い、国内学会の学会誌に投稿を行った。しかし、リジェクトされたため、掲載までには至らなかった。当該論文は英語化を行い、一橋大学マネジメントイノベーション研究センターのワーキングペーパーとして公表中である。現在、学会発表や論文投稿時に受けたコメントを基に論文の修正作業を行っている段階である。本研究が調査対象としている会計情報の契約的役割のうち、経営者報酬契約は当期純利益情報に基づいて結ばれることが多い。このため、IFRSの任意適用が日本企業の会計情報の属性に与える影響を検証した上記の研究結果によると、IFRSの適用によって日本企業の経営者報酬契約の効率性が著しく低下した可能性がある。しかし、平成29年度には、この論点について文献調査、先行研究の整理、およびパイロットテストの段階にとどまり、研究成果として外部に公表できるほどの成果を得ることはできなかった。日本企業によるIFRSの任意適用が会計情報の情報的役割に与える影響についても、すでに提出済の博士論文を今後広く公表するために、加筆・修正・分析を繰り返している。

また、先行研究の議論をもう一度とりまとめ、本研究が貢献できる部分について、共同研究者と議論・考察を行っている段階である。本研究の目的は、国際会計基準の適用が及ぼす経済的帰結を検討することである。近年、グローバル化の影響を受けて各国の会計基準の統合化がIFRSを中心に急速に進んでいる。こうした世界的な流れを受けて、日本においても2010年3月期からIFRSの任意適用が可能になり、2017年4月13日現在、142社がIFRSを任意適用済または適用を決定している。本研究の内容は具体的に次の2つに分類される。1つ目は日本企業によるIFRSの任意適用が会計情報の情報的役割に与える影響である。2つ目は日本企業によるIFRSの任意適用が会計情報の契約的役割に与える影響である。平成30年度では情報的役割に与える影響について論文執筆と学会報告を行い、契約的役割に与える影響に関する文献整理を行った。具体的には、日本企業によるIFRS任意適用が投資家間の情報の非対称性に与える影響について分析を行った。分析の結果、日本企業によるIFRS任意適用が投資家間の情報の非対称性に与える影響は、平均的には有意でないことがわかった。しかし、企業の規模によって異なる結果が観察されることも確認できた。また、規模が大きな企業についてはIFRS任意適用に伴い投資家間の情報の非対称性が有意に緩和するのに対して、規模が小さな企業については同適用に伴い投資家間の情報の非対称性がむしろ悪化するという結果が得られた。また、日本におけるIFRS任意適用企業がどのような特性を有するかについても検討した。分析の結果、第一にIFRSの任意適用の動機として1国内外の投資家の注目度が大きい、2IFRSと日本基準の差異が財務諸表数値に及ぼす影響度が大きい、3親子上場の下で親会社がIFRSを適用する場合に同適用に踏み切る傾向が強い、第二に、同適用の効果として、IFRS適用企業は適用前から適用後にかけて、持ち合い関係の縮減に取り組む、という証拠を得た。平成30年度は、「日本企業によるIFRSの任意適用が会計情報の情報的役割と契約的役割に与える影響」に関する論文を国内外の学会・カンファレンスで報告し、査読付き学術雑誌への投稿を行う予定である。また、「IFRSの任意適用が日本企業の会計情報の属性に与える影響」についても修正作業を行い、海外の査読付き学術雑誌に投稿を行う予定である。さらに、IFRSの任意適用が及ぼす経済的帰結は、そのリサーチ・セッティング上、非ランダム割り当てによる自己選択バイアスの影響を本質的に含んでいる。このため、本研究の分析結果がIFRSに関連する政策評価や今後の政策決定に資する科学的エビデンスとなるためには、自己選択バイアスといった内生性の問題に適切に対処していかなければならない。そこで、平成30年度には、こうした問題に対処するための適切な統計的手法およびリサーチ・デザインの改善についても一層議論を深め、研究の内的妥当性を高めていく予定である。例えば、本研究における自己選択バイアスは日本企業が自らの意思でIFRSを任意適用するか否かを決定することに起因している。
コバルト錯体の絶対不斉反応の機構

本年度はコバルトに結合するキラルなアルキル基をメトキシカルボニルエチル基に置き替えた錯体結晶を調製し、このキラルな置換基の結晶相ラセミ化反応を調べた。4種の軸配位塩基について良好な結晶を得た。そのうち3種の結晶については、キセノン光を照射すると、結晶格子を保ったままキラルなアルキル基がラセミ化することを見つけた。この3種の結晶の構造をX線解析で調べてみると、2種は溶媒のベンゼン分子を含み、1種は溶媒のメタノールを含んでいることが明らかになった。そしてキラルなメトキシカルボニル基の反転の際に結晶内で隣接している溶媒のベンゼン分子が協同的に動くことによってラセミ化を促進している。一方、メタノールを含む結晶では、結晶内の非対称単位に存在する5分子のうちの1分子のメタノールが結晶から離脱することでラセミ化を促進している。溶媒分子を含まない結晶はラセミ化を示さない。このように反応する置換基の周辺の分子の協同的な動きがラセミ化に主要な役割を果していることを見いだした。
組織適合型チタンインプラントの開発を目指した高次生体機能性ナノ表面改質

チタン表面をHydroxyapatiteにて表面改質することを想定し, Hydroxyapatiteのナノ表層をさらにβ-tricalcium phosphate様に構造改質するためCa/ P比に着目し, Hydroxyapatiteを30%リン酸溶液で10分間処理する方法を確立した。さらに,本法は骨芽細胞の増殖・分化を向上させることが確認され,高次生体機能性ナノ表面改質の有用性が示唆できた。平成21年度は,表面プラズモン共鳴法(SPR)用チタンバイオセンサーに関するデータを集積し,生体分子のチタン表面に対する結合・解離特性の解析においてセンサーの有用性を明らかにした。また,合成RGDS(PO_3H_2)PAペプチドのチタン表面への化学結合状態についてESCAにて分析した結果,チタン表面に結合したRGDS(PO_3H_2)PAペプチドは,改質表面を超音波洗浄する過程で,RGDとS(PO_3H_2)PAとの間で分子間の結合が失われ,S(PO_3H_2)PAのみがチタン表面に結合していることが確認された。このことは,接着性タンパク質をチタン表面に結合させたとしても,チタン表面を動的洗浄した場合,分子間結合が失われ,接着性タンパク質本来の特徴を生かすことが難しいことを示唆した。さらに,Hydroxylapatite(Ca_<10>(PO_4)_6(OH)_2)のナノ表面をTricalcium phosphate(beta-Ca_3(PO_4)_2)のCaとPの構成比へ改質する方法を検証しており,平成22年度には,オッセオインテグレーションの成立における生体分子の役割を解明し,チタンインプラントの高次生体機能性ナノ表面改質の新たな方法に示唆を与える予定である。平成22年度は,チタン表面をHydroxylapatite(Ca_<10>(PO_4)_6(OH)_2)にて表面改質することを想定し,Hydroxylapatiteのナノ表層をTricalcium phosphate (beta-Ca_3(PO_4)_2)様の構造に改質する方法を確立することを目指した。Tricalcium phosphate様構造の決定には,パラメータとしてCa/P比を用いた。Hydroxylapatiteの表面を1060%のリン酸溶液で処理した後,ESCAにて分析した結果,HydroxylapatiteのTricalcium phosphate様表面改質には,30%リン酸溶液で10分間処理する方法が適切であることが明らかとなった。次に,Hydroxylapatite未処理群と30%リン酸処理群において,骨芽細胞様細胞MC3T3-E1細胞の接着・増殖および分化の指標であるALP活性について検討した結果,30%リン酸処理群が接着・増殖の向上に有意に影響していたが,ALP活性では有意な差は認められなかった。平成23年度には,オッセオインテグレーションの早期確立におけるHydroxylapatiteのTricalcium phosphate様表面改質の有用性をさらに解明し,チタンインプラントの高次生体機能性ナノ表面改質の新たな方法に示唆を与える予定である。平成22年度において,チタン表面をHydroxylapatite(Ca_<10>(PO_4)_6(OH)_2)にて表面改質することを想定し,Hydroxylapatiteのナノ表層をTricalcium phosphate(beta-Ca_3(PO_4)_2)様の構造に改質する方法を確立し,骨芽細胞様細胞MC3T3-E1細胞の接着・増殖および分化の指標であるALP活性について検討した結果,未処理群と比較して30%リン酸処理群が接着・増殖の向上に有意に影響していたものの,ALP活性では有意な差が認められなかった。このことから,平成23年度は,本表面改質の有用性をさらに解明する目的で以下の通り実施した。Hydroxylapatite未処理群と30%リン酸処理群の各試料におけるMC3T3-E1細胞の分化について詳細に検討するため,定量RT-PCR法にてALP,Collagen I,Osteocalcin,Osteopontinなどの4種類のprimerを用い,コンフルエントに達した日を0日とし,以後4,7,14日目のmRNAの発現量を解析した。その結果,未処理群および30%リン酸処理群の両群において,MC3T3-E1細胞の分化・石灰化の開始が確認され,4日目ではOsteopontinのmRNA発現量が未処理群に比較して30%リン酸処理群で有意に増加し,石灰化が促進されることが明らかとなった。ゆえに,これらの結果と平成21・22年度の結果を併せて,組織適合型チタンインプラントの開発を目指した高次生体機能性ナノ表面改質の有用性が示唆できた。
脊髄での麻酔薬による下向性抑制遮断における一酸化窒素cGMP系の役割に関する研究

手術直後、特に8時間以内は術後痛を強く訴えることが多い。NO-cyclic guanosine monophosphate(cGMP)の伝達系は、麻酔や鎮痛に関して重要な役割を果たしていることが示唆されている。吸入麻酔薬は低濃度で知覚過敏を起こす可能性が示唆されている。この知覚過敏の発生及びその持続に関して脊髄での麻酔薬による下向性抑制遮断がメカニズムのひとつとして考えられている。NOS inhibitor、7-nitroindazole(7-NI)は,前年度までの研究により、ハロタンMAC及びRighting reflex ED50(RR)に対して影響することがわかった。手術による肉眼では見えない末梢神経の損傷は避けられない。知覚過敏は,吸入麻酔薬だけではなく,末梢神経の障害によっても発生することが知られている。末梢神経の障害による疼痛過敏もその発生の原因として脊髄での疼痛抑制メカニズムが有効に働かないことが考えられる。我々は,吸入麻酔薬による疼痛過敏と末梢神経の損傷による疼痛過敏の共通のメカニズムを調べるために,新しい疼痛過敏モデルの開発をおこなった。従来のChungらの方法は,背中側からの脊髄神経へのアプローチであり,その手術過程で細い神経の損傷を引き起こしている可能性が高く,手術反対側まで疼痛過敏を引き起こしていた。今回我々の腹腔側からでのアプローチでは,手術半体側の知覚過敏は起こってもわずかであり,脊髄での下向性抑制遮断を明らかにするためには有利であることがわかった。前年度のデータを詳細に検討した結果、我々が行った背中からのアプローチによる神経損傷の手術は,従来のChungらの方法とコントロールでも知覚過敏の程度に大きな差が生じてしまっていた。この現象は腹腔側からのアプローチでは生じていないので、今回の手術が必ずしもChungのモデルと相同ではない可能性があり、再度背中からの手術をやり直す必要性が出てきてしまい本年度はそれをやり直した。その結果コントロールでも知覚過敏の程度にまだ差が生じている。これは手術方法の違いにより基本的な差が手術直後に生じている可能性があることが示唆された。そこで今回我々は、吸入麻酔薬は低濃度で知覚過敏を起こす可能性が示唆されている。この知覚過敏の発生及びその持続に関して脊髄での麻酔薬による下向性抑制遮断がメカニズムのひとつとしてかんがえられている。NOS inhibitor、7-nitroindazole(7-NI)は,前年度までの研究により、ハロタンMAC及びRighting reflex ED_<50>(RR)に対して影響することがわかった。NO-cyclic guanesine monophosphate(cGMP)の伝達系は、麻酔や鎮痛に関して重要な役割を果たしていることが示唆されている。

この知覚過敏め発生及びその持続に関して脊髄での麻酔薬による下向性抑制遮断がメカニズムのひとつとしてかんがえられている。NOSinhibitor、7-nitroindazole(7-NI)は,前年度までの研究により、ハロタンMAC及びRightingreflex ED50(RR)に対して影響することがわかった。知覚過敏は,吸入麻酔薬だけではなく,末梢神経の障害によっても発生することが知られている。末梢神経の障害による疼痛過敏もその発生の原因として脊髄での疼痛抑制メカニズムが有効に働かないことが考えられる。我々は,吸入麻酔薬による疼痛過敏と末梢神経の損傷による疼痛過敏の共通のメカニズムを調べるために,新しい疼痛過敏モデルの開発をおこなった。従来のChungらの方法は,背中側からの脊髄神経へのアプローチであり,その手術過程で細い神経の損傷を引き起こしている可能性が高く,手術反対側まで疼痛過敏を引き起こしていた。今回我々の腹腔側からでのアプローチでは,手術半体側の知覚過敏は起こってもわずかであり,脊髄での下向性抑制遮断を明らかにするためには有利であることがわかった。前年度のデータを詳細に検討した結果、我'々が行った背中からのアプローチによる神経損傷の手術は,従来のChungらの方法とコントロールでも知覚過敏の程度に大きな差が生じてしまっていた。この現象は腹腔側からのアプローチでは生じていないので、今回の手術が必ずしもChungのモデルと相同ではない可能性があり、再度背中からの手術をやり直す必要性が出てきてしまった。次年度は,前年度の過敏検出法にに加えて、物理的な圧迫に対する閾値に対する吸入麻酔薬の作用に対してNOS inhibitor、7-NIの影響も観察する予定である。手術直後、特に8時間以内は術後痛を強く訴えることが多い。NO-cyclic guanosine monophosphate(cGMP)の伝達系は、麻酔や鎮痛に関して重要な役割を果たしていることが示唆されている。吸入麻酔薬は低濃度で知覚過敏を起こす可能性が示唆されている。この知覚過敏の発生及びその持続に関して脊髄での麻酔薬による下向性抑制遮断がメカニズムのひとつとして考えられている。NOS inhibitor、7-nitroindazole(7-NI)は,前年度までの研究により、ハロタンMAC及びRighting reflex ED50 (RR)に対して影響することがわかった。手術による肉眼では見えない末梢神経の損傷は避けられない。
シロイヌナズナ完全長cDNAマイクロアレイを用いた遺伝子発現解析

本研究では、モデル高等植物のシロイヌナズナを用い、シロイヌナズナDNAマイクロアレイを用いた解析により、種々のストレス、ホルモンに応答する遺伝子等を単離、同定する。同定された遺伝子に関してプロモーター解析を行う。これまでに単離した約7000個のシロイヌナズナ完全長cDNAクローンを用いて完全長cDNAマイクロアレイを作製し、乾燥,低温、塩などの種々のストレスまたはABAなどの種々のホルモン処理、種々の変異体やトランスジェニック植物など200種類以上の異なる条件下での発現プロファイル解析を行った。論文発表したものの幾つかに関しては発現データを公開した。アレイ解析により乾燥2時間後の再吸水処理により応答する遺伝子を152個同定した。同定された誘導性遺伝子に関して再吸水処理過程での発現パターンについて解析し、再吸水処理直後には、"細胞の乾燥ストレス状態からの解放"に関わる遺伝子が機能し、やがて、後期になって、"光合成や植物生長などの再開"に関わる遺伝子が機能する事を明らかにした。再吸水処理誘導性遺伝子の中には、乾燥ストレスにより発現誘導されるもの、発現が抑制されるもの、発現に変化がないものの3つのグループが存在することを明らかにした。再吸水処理誘導性遺伝子と無処理植物体を単に水に移すという処理で発現誘導される遺伝子とをベン図解析して、再吸水処理誘導性遺伝子の中には1)単に水に移すという処理でも発現誘導される遺伝子(細胞内の浸透圧変化の調節に関与するもの)と、2)単に水に移すという処理では発現誘導されない遺伝子(乾燥ストレスにより生じたダメージの修復に関与するもの)、の2つのグループが存在することを明らかにした。さらに再吸水処理誘導性遺伝子のプロモーター解析の結果、再吸水処理による発現誘導に関与する新規なシス配列の存在が示唆された。
狭ギャップII-VI族半導体の極薄膜成長法に関する研究

昨年度に成功したジ・ターシャル・ブチル・テルルを用いた常圧MOCVD成長法を基礎にして、極薄膜成長を実現しやすい減圧MOCVD装置を製作した。ゲートバルブを用いた簡単なロード・ロック機構により、成長室を常に真空に保つことが可能となった。また、パソコンに接続した電磁弁で空気作動バルブを制御し、導入ガスの急峻な切替を可能にした。充分な量の水銀を導入するために水銀導入系を300°C程度まで加熱できるようにすることが問題であったが、これは、耐熱性の極めて高い特殊バルブを用いることにより解決した。この装置により、InSb上へのHgTeのヘテロエピタキシャル成長を試み、単結晶成長に成功した。MBE成長装置を立上げて、CdTe/InSbヘテロ構造を試作・評価した。その結果、真空MOCVD法で作製した場合よりも、界面およびバルク特性が改善できることがわかった。また、MISトランジスタ実現を目指して、周辺プロセス技術(コンタクト穴形成技術、イオン注入により生じた表面損傷領域の除去技術、メサ構造のテーバー部分へのエピタキシャル成長条件など)について検討し、理想に近いトランジスタ形状を実現した。HgTeのMBE成長では、一度の数百gの水銀を消費するために、高純度膜を成長させることが難しい。そこで、プラズマにより水銀を予め活性化してからMBE装置に導入することを試みた。試作したイオン源は強い軸方向磁界により電子を閉じ込め、また、水銀が不活性であることを利用してホットカソードを持つ。その結果、圧力が10^<-4>Torr台では、数十Vという低電圧で、数百mAの電流が得られた。別に設けたヒータからTeを供給してHgTe膜を堆積し、EPMA測定により、水銀の導入効率が高まったことを確かめた。
中国近世における胥吏の研究

本研究計画は、明代中国の地方官庁における胥吏について、その集団構造、人事制度・統制策の実態などを明らかにすることを目的とするものであるが、本年度は前年度に引き続き人事制度の運用実態について考察するとともに、人事に関連する文書行政の実態について研究を進めた。主要対象としたのは、明代後期・遼東における吏員人事制度で、これを明末・広東の事例と比較するという手法も用いた。まず、明代後期・遼東における吏員(正規胥吏)人事制度について、前年度に引き続き研究を進め、当該期・地域における制度運用の実態を明らかにした。その結果、1従来の研究においては地元任用される胥吏の土着性が強調されてきたが、明代後期・遼東においては遼東以外に本籍を持つ者が多く任用されていること、2遼東においては京撥吏(本来は北京で三期目の任期を務めるべきところを地方衙門に配属された者)が多く存在したが、彼らの人事に関する文書は彼ら自身の手により遼東の所属衙門に伝送されたことを明らかにするとともに、3京撥吏を含めた吏員の人事手続きに関する文書・名簿の作成過程について分析を行い、吏員個人の履歴を記したファイルの内容をもとに各段階における手続き書類が作成され、その手続き内容が新たにファイルに反映され、ファイルがアップデートされるという作成過程を経ていることを指摘した。以上の成果を、学会発表「明代後期吏員人事信息的処理与伝達過程」(“7-16世紀的信息溝通与国家秩序"第五次工作坊(ワークショップ)、中国北京市北京大学、2018年11月3-4日)として発表した。本研究計画は、明代中国の地方官庁における胥吏について、その集団構造、人事制度・統制策の実態などを明らかにすることを目的とするものであるが、本年度はこのうち、人事制度の運用実態及び胥吏集団の構造について研究を進めた。対象としたのは明代末期・広東と、明代後期・遼東の事例である。まず明末広東については判牘・地方志を手がかりに、吏員(正規胥吏)の人事制度の詳細とその運用実態について考察した。その結果、1選抜が捐納中心になったため吏典缺(ポスト)に比して吏員資格所有者が増加し、官庁に配属されても缺が空くまで待機(候缺)する必要があり、2候缺吏員は、属性に基づき分類された「行柱」というカテゴリに分けられ待機リスト(参吏簿)に載せられ、空き缺が生じると順に缺に充てられ(参充)、3そのため缺が空いてはじめて配属官庁において就任者が決定されたことを明らかにした。また、以上のような運用の結果、4吏員という身分区分は「吏典」「候缺吏員」の二種類の実体によって構成されるものであることを指摘した。以上の成果を、学術論文「明末広東における吏員の人事・考課制度ー顔俊彦『盟水斎存牘』を手がかりにー」(三木聰編『宋ー清代の政治と社会』東京:汲古書院、2017年2月)として発表した。また、広東の事例との比較やその補完のために、明代後期・遼東における吏員人事制度についても考察すべく、档案史料の収集と分析を進めた。その経過を、二つの学会発表「明代後期地方衙門における吏員人事制度の運用実態ー遼寧省档案館蔵明代档案を手がかりにー」(平成28年度北大史学会大会、北海道札幌市北海道大学、2016年7月23日)、「明代後期遼東における吏員人事ー遼東都指揮使司档案を手がかりにー」(共同シンポジウム中国専制国家と官僚制ー『六典』的世界の形成と変容ー、富山県富山大学人文学部、2016年11月26日)において報告した。本研究計画は、判牘(裁判史料)・档案(公文書)の二種類を主要な史料源として遂行するものであるが、そのうち明末広東における胥吏人事関連判牘はおおむね収集・読解・分析を終了した。明末の判牘集である顔俊彦『盟水斎存牘』には、吏員人事をめぐる裁判史料が数多く収録されており、本年度はその読解・分析を進めた。【研究実績の概要】記載の学術論文はその結果に基づくものである。今後、非正規胥吏の存在形態や吏員との関係性について考察を進める予定であるが、そのための史料も読解・分析済みの判牘に多く含まれており、次年度以降の研究成果発表に向けて主要史料の収集・読解はほぼ終えているという状況である。また、档案史料についても、明代後期遼東に関する档案については収集を終えており、目下その読解・分析を続行中である。その経過は【研究実績の概要】記載の二つの学会発表において報告した。ただ、関連档案を整理・刊行した『明代遼東档案匯編』及び『中国明朝档案総匯』には錯簡や字句・紙片の脱落など問題が多く、利用にあたって校訂作業が必要であり、現在その作業を進行中である。作業を終えた後、改めて収集データの分析を行い、明代後期遼東における吏員人事制度の詳細について考察を進めることとしたい。その成果の公表の場として次年度の学会発表も確定している。さらに発表の成果をふまえて次年度以降の学術論文発表に向けて準備を進めているところである。

本研究計画は、明代中国の地方官庁における胥吏について、その集団構造、人事制度・統制策の実態などを明らかにすることを目的とするものであるが、本年度は前年度に引き続き人事制度の運用実態及び胥吏集団の構造について考察するとともに、官庁側が講じた胥吏統制策について研究を進めた。対象としたのは、明代後期・遼東と、明末・広東の事例である。まず、明代後期・遼東における吏員(正規胥吏)人事制度について、前年度に引き続き研究を進め、当該期・地域における制度運用の実態を明らかにした。その結果、1遼東においては吏員は衙門に配属される際に就任する吏典缺(ポスト)まで指定されて配属されており、この方式は前年度に研究対象とした明末・広東の方式とは異なること、2遼東においては京撥吏(本来は北京で三期目の任期を務めるべきところを地方衙門に配属された者)が多く存在し、増加する彼らの人事を迅速に進めることが課題となっていたこと、などが明らかとなった。以上の成果を、学会発表「明代遼東における吏員人事制度ー档案史料を手がかりにー」(第66回東北中国学会大会、青森県弘前市弘前大学、2017年5月27日)ならびに学術論文「明代後期遼東における吏員人事ー遼東都指揮使司档案を手がかりにー」(『集刊東洋学』第118号、2018年1月)として発表した。また、胥吏と呼称される者には吏員に加えて正規の資格を有しない者がいるが、この非正規胥吏の一例として、明末・広東において「書弁」と称された存在について考察し、1非正規胥吏の中に正規の吏員の業務に当たる者がいるとともに、正規の吏員資格を有しながら非正規胥吏の業務に当たっている者も存在したこと、21のような事例の存在から、正規・非正規胥吏の身分区分には実態として重なりが見られることを指摘した。その成果を学術論文の形にまとめ、すでに学術雑誌に掲載が確定している。本研究計画は、判牘(裁判史料)・档案(公文書)の二種類を史料源として遂行するものであるが、そのうち明末広東における胥吏人事関連判牘は前年度のうちにすでに収集・読解・分析を終了した。また、明代後期・遼東の吏員人事に関する档案史料についても、当該档案を整理・刊行した『明代遼東档案匯編』及び『中国明朝档案総匯』に基づく校訂作業を終了し、収集データの分析及び考察を行った。【研究実績の概要】記載の学会発表および学術論文はこれらの成果に基づくものである。さらに、判牘史料を利用した非正規胥吏の実態に関する研究成果を学術論文「明末広東における「書弁」についてー『盟水斎存牘』よりみる非正規胥吏ー」としてまとめ、学術雑誌に掲載が決定している。また、これまでに読解・分析を行った史料は広東・遼東といった特定の地域に関するものであり、他地域の状況との比較対象をさらに進める必要があるので、各種地方志における吏員人事関連記事の収集を進めている。本研究計画は、明代中国の地方官庁における胥吏について、その集団構造、人事制度・統制策の実態などを明らかにすることを目的とするものであるが、本年度は前年度に引き続き人事制度の運用実態について考察するとともに、人事に関連する文書行政の実態について研究を進めた。主要対象としたのは、明代後期・遼東における吏員人事制度で、これを明末・広東の事例と比較するという手法も用いた。
不確かな情報による買い控え行動がフードシステムを介し消費者自身に及ぼす影響解明

本研究は、インターネット上の不確かな情報による消費者の買い控え行動が、フードシステムを介し消費者自身に与える損失を明らかにすることを最終的な目的としている。具体的には、1表明選好法によりインターネット上の「不確かな情報」による消費者の買い控え行動の起こりやすさ(買い控え実行度)を調査し、2買い控え行動がフードシステムに及ぼす影響を明らかにし、3顕示選好法を用いて“買い控え実行度"によるフードシステムの変化が消費者効用に与える影響を検証する。研究一年目となる平成30年度は、不確かな情報による消費者の買い控え行動(買い控え実行度)の調査の準備を行った。まず、インターネット上の不確かな情報や偽ニュースだけでなく、東日本大震災以降の農作物生産地の実態把握のため、上空からの映像による農地実態の調査を実施した。ここでは、どの程度「汚染土」が農地付近に存在するかなどを調査することで、インターネット上の情報の確度を確認した。これはアンケート調査票設計の際、不確かな情報の確度を確認するための重要な調査である。次に、表明選好法によりインターネット上の「不確かな情報」による消費者の買い控え行動の起こりやすさ(買い控え実行度)を調べるため、先行研究のない「買い控え実行度」を表明選考法で把握するための調査票の設計を実施した。ここで設計した「買い控え実行度を解明できる調査票」を用い、平成31年度(令和元年度)に消費者へのアンケート調査を実施する。また、研究1年目はより精度の高い調査票設計に従事しアンケート調査を実施しなかったが、フードシステムにおける買い控え行動が価格交渉力へ及ぼす影響の解明のための、新たな価格交渉推計式の開発に着手した。これにより平成31年度(令和元年度)に実施・算出するアンケート調査による買い控え実行度を価格交渉推計式に反映させることができる。精度の高い調査票の設計準備にかなりの時間を費やしたため、初年度にアンケート調査を実施できなかった。しかし、新たな価格交渉力推計式の開発に着手済みであることと、研究2年目ただちにアンケート調査を実施することから、研究の遅れは軽微であるといえる。平成31年度(令和元年度)前半にアンケート調査を行い、買い控え実行度を算出する。その後、当初の「研究計画・研究内容」にそって買い控え行動がフードシステムに及ぼす影響を価格交渉力推計式を用いて解明する予定である。これにより当該年度ではなく、次年度にアンケート調査費用を繰り越したため、次年度使用額が生じた。しかし、研究計画に沿い、繰り越した金額は全てアンケート調査に使用する予定である。
岩石内にき裂分岐を発生させる実験手法の開発と分岐条件の基礎的研究

本研究の目的は,例えば千島海溝部の北米大陸プレートと太平洋プレート境界に代表されるプレート境界の破壊をシミュレートするための「プレート境界の力学条件および,境界条件を満たす」実験方法を確立することである.これまでに,東京大学のOhnaka & Matsu'uraらは,実験室規模の破壊現象と地球規模の地震と断層破壊を統一的に扱う構成則を研究しているため,実験室レベルで先に示した力学条件と境界条件を満たす実験手法を確立することができれば,この統一則とあわせ,地震を理解するための画期的研究手段を手に入れることができる.本課題では,その基礎的な研究を行なった.セラミックス,鋼材や花崗岩の予き裂の導入手法について実験的検討を行なった.エンドミル・硬さ試験機を用いてき裂を内部に発生させ,断面観察・透過光観察により詳細にき裂を調べた.また,力学的に3軸圧縮下でプレートにせん断応力を負荷する模擬実験としてセラミックスと鋼材に転がり疲労試験を実施し,疲労させた試験片の断面観察を行ない,内部き裂の分岐挙動を詳細に観察した.特に,鋼材ではき裂発生前後の磁場特性の変化を調べることにより,き裂の挙動をより詳細に観察することができる.そこで磁場測定を行なうことができる環境を整え,き裂の進展過程で変化する磁場の特性を調べた.さらに,接触応力下のき裂と応力分布の関係を解析した.以上により,岩石の予き裂導入とその進展挙動の基礎データを得た.また鋼材・セラミックスには転がり疲労試験を実施することにより内部き裂の分岐を発生させることに成功した.またき裂進展挙動を光学・電子顕微鏡に加え磁気測定機により観察した.その結果分岐挙動の詳細が得られたことに加え、特に,高炭素鋼は極めて微弱ではあるが,き裂進展時に検出可能な磁性変化を有することが確かめられた.さらに応力と分岐挙動の関係は,内部方向へ進展するき裂のアスペクト比で統一的に説明可能であるという結果を得た.本研究の目的は,例えば千島海溝部の北米大陸プレートと太平洋プレート境界に代表されるプレート境界の破壊をシミュレートするための「プレート境界の力学条件および,境界条件を満たす」実験方法を確立することである.初年度である本年度は,プレート境界と同様の境界条件を満たすき裂の導入手法を検討し,地震模擬のための予備的な実験として内部の分岐き裂の状態を観察することが研究目的である.本年度は,新たにデジタルマイクロスコープ・電子顕微鏡・セラミックス(岩石)用精密切断機を購入し研究を行った.まず,精密切断機を用いて試験片を切断し,内部に発生したき裂の観察を行なうことに成功した.ここで重要な点は,精密な切断により,これまでは十分にわからなかったき裂形状の全体像を正確に把握できたことである.デジタルマイクロスコープは,電子顕微鏡観察(微視的観察)前の予備的観察に用いたが,特に研摩した試験片内部に存在する閉口き裂の検出・観察に有効であることが確認できた.また,電子顕微鏡は,デジタルマイクロスコープの観察により明らかになった閉口き裂の状態を高倍率で調べるために用い,その詳細な観察に成功した.さらに予き裂の導入とともに,転がり疲労現象を利用して試験片内のき裂を接触応力にょって進展・分岐させる実験も行った.ここで得られた結果は,次のとおりである.1)接触応力下のき裂は,内部でせん断応力により分岐し,自由表面に平行に進展する.2)この主き裂は,小さな分岐き裂をともなって進展する.3)主き裂は,圧縮応力下でも局所的に有効なせん断応力によって進展する.また,岩石に近いセラミックスのほか,鋼材についても分岐き裂の導入と観察に成功した.(この結果はすべて研究成果として学術論文に発表済である.(印刷中を含む.))これにより,本年度の研究目的である,1)き裂の導入手法の確立,2)き裂に圧縮応力下でせん断応力を負荷し分岐き裂を発生させること,に成功した.本研究の目的は,例えば千島海溝部の北米大陸プレートと太平洋プレート境界に代表されるプレート境界の破壊をシミュレートするための「プレート境界の力学条件および,境界条件を満たす」実験方法を確立することである.本課題では,その基礎的な研究を行なう.まず,初年度は,プレート境界と同様の境界条件を満たすき裂の導入手法を検討するため,セラミックス,鋼材や花崗岩の予き裂の導入手法について実験的検討を行なった.本年度は,昨年度に引き続き,初期き裂の詳細を調べた.さらに,力学的に3軸圧縮下でプレートにせん断応力を負荷する模擬実験として転がり疲労試験を実施し,疲労させた試験片の断面観察を行ない,内部き裂の分岐挙動を詳細に観察した.これにより,セラミックスでの内部分岐状態の詳細観察に成功した.また,内部における分岐が3軸圧縮下で局所的なせん断応力で発生することも解析により確かめた.また,大規模なプレート破壊を模擬する方法として球の圧縮問題を解決する実験手法の開発にも成功した.(以上の成果は雑誌論文として印刷ずみ)また鋼材でも,内部における分岐が3軸圧縮下で局所的なせん断応力で発生することを実験で確かめることに成功した.これは,磁性体でも分岐き裂の発生を実現・観察できることを意味している.そこで,磁気シールド用の壁を作製し,磁場測定機を購入することにより,き裂の進展過程で変化する磁場の特性を調べた.

この結果,き裂が進展するとき裂先端近傍の磁場は減少することを突き止めた.以上により,鋼材・セラミックスに内部き裂を導入し,力学的に3軸圧縮下でプレートにせん断応力を負荷する方法の開発も行うことに成功した.また鋼材についてはき裂進展挙動を磁気測定機により観察することに成功した.セラミックスについては,分岐の力学的条件について,初歩的な解析にも成功した.本研究の目的は,例えば千島海溝部の北米大陸プレートと太平洋プレート境界に代表されるプレート境界の破壊をシミュレートするための「プレート境界の力学条件および,境界条件を満たす」実験方法を確立することである.これまでに,東京大学のOhnaka & Matsu'uraらは,実験室規模の破壊現象と地球規模の地震と断層破壊を統一的に扱う構成則を研究しているため,実験室レベルで先に示した力学条件と境界条件を満たす実験手法を確立することができれば,この統一則とあわせ,地震を理解するための画期的研究手段を手に入れることができる.本課題では,その基礎的な研究を行なった.セラミックス,鋼材や花崗岩の予き裂の導入手法について実験的検討を行なった.エンドミル・硬さ試験機を用いてき裂を内部に発生させ,断面観察・透過光観察により詳細にき裂を調べた.また,力学的に3軸圧縮下でプレートにせん断応力を負荷する模擬実験としてセラミックスと鋼材に転がり疲労試験を実施し,疲労させた試験片の断面観察を行ない,内部き裂の分岐挙動を詳細に観察した.特に,鋼材ではき裂発生前後の磁場特性の変化を調べることにより,き裂の挙動をより詳細に観察することができる.そこで磁場測定を行なうことができる環境を整え,き裂の進展過程で変化する磁場の特性を調べた.さらに,接触応力下のき裂と応力分布の関係を解析した.以上により,岩石の予き裂導入とその進展挙動の基礎データを得た.また鋼材・セラミックスには転がり疲労試験を実施することにより内部き裂の分岐を発生させることに成功した.またき裂進展挙動を光学・電子顕微鏡に加え磁気測定機により観察した.その結果分岐挙動の詳細が得られたことに加え、特に,高炭素鋼は極めて微弱ではあるが,き裂進展時に検出可能な磁性変化を有することが確かめられた.さらに応力と分岐挙動の関係は,内部方向へ進展するき裂のアスペクト比で統一的に説明可能であるという結果を得た.