hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
P2PモデルとCSモデルを融合したe-Learningシステムの開発に関する研究

我々は,高価なサーバ機や大容量ネットワーク設備への投資を行うことなく,多数の学生が同時に使用できる分散型e-Learningシステムの開発を目指している.このe-Learningシステムは,学習者が多数になっても応答速度が低下しないよう,動的に必要なだけの性能を確保すること,サーバの一部が故障したり,サーバの一部をメンテナンスのために停止させたりしても,システム全体としてはサービスを途切れなく提供し続けられることを目指し,複数台のコンピュータに問題データや機能が分担された分散システムとして設計している.本研究の主要な成果は,分散型e-Learningシステムのフレームワークを設計・開発したことである.すなわち複数のe-Learningサーバ群に問題データや機能を分散配置し,サーバが自由に参加・離脱できるシステムを,分散ハッシュテーブルを基にして設計した.また,オープンソースの分散データベース管理システムであるApache Cassandraを我々が開発したモバイルエージェントシステムプラットフォームMaglogに組み込み,プロトタイプシステムの実装を行って良好な実験結果を得た.学生が使用するクライアント端末から,e-Learningシステムに接続して学習する枠組みも開発した.負荷状況を考慮したラウンドロビンアルゴリズムにより,特定のサーバにクライアントからの接続要求が集中しないようにしている.学生が増加した場合に,十分な応答性能を確保するためには,まずサーバ数を増やすことが必要で,それが自動的に行われることが本研究の第一の成果だが,それだけでは,同一コンテンツを多数の学生が同時利用する場合の応答性能は得られない.この場合はコンテンツを複製してシステム内に複数存在させ,アクセスを分散させる必要がある.この複製に関する知見が得られたことも本研究の成果である.本研究の目標は,複数台のコンピュータに問題データや機能が分担された分散型e-Learningシステムを実現することである.今年度の実績は2つに大別できる.まずひとつは,分散型e-Learningシステムの枠組みを開発したことである.すなわち複数のe-Learningサーバ群に問題データや機能を分散配置し,サーバが自由に参加・離脱できるシステムを設計し,実装した.実装は,我々が開発したモバイルエージェントシステムプラットフォームMaglogを用いて行った.MaglogはJava上で動作するプラットフォームで,Java言語やProlog言語を用いて,エージェントベースのアプリケーションを記述できる.Maglogにモジュールとして,分散ハッシュテーブルChordに基づくOverlay Weaverを組み込み,分散型e-Learningシステムの枠組みを実装した.開発したシステムについて,今年度の予算で購入した4ノードを,これまで保有していた16ノードに追加し,合計20ノードのクラスタマシン上で動作実験し,良好な結果を得ている.もうひとつは,学生が使用するクライアント端末から,上記のe-Learningシステムに接続して学習する枠組みを開発したことである.負荷状況を考慮したラウンドロビンアルゴリズムにより,特定のサーバにクライアントからの接続要求が集中しないようにしている.学習コンテンツは,サーバ・クライアント間をHTMLでやりとりされ,学習者はウェブブラウザを通じて学習するようにした.昨今の状況に鑑み,パーソナルコンピュータに加えて,スマートフォンやタブレットを利用した学習に対応するため,iOSデバイスを購入して実験を行った.平成28年度は,分散型e-Learningシステムの枠組みを開発することと,クラスタマシン上での実験を計画していたが,この両方を達成した.枠組みにおいて,速度低下を防ぐためのアルゴリズムを幾つか検討する予定であったが,この点については,クライアントがどのサーバに接続するかをサーバの負荷を考慮して決定すること,同じ学習コンテンツを複数のサーバにコピーしておいて,複数の学習者が同時に同じ学習コンテンツを利用しようとしたときに速度低下を防ぐことを達成できたものの,サーバの台数を,利用状況に応じて自動的に増減する仕組みは次年度以降に持ち越された.逆に,当初予定していなかったクライアント側のユーザインタフェースを,iOSデバイスを含めて開発した.以上を総合すると,概ね予定どおり進捗しているものと判断できる.本研究の目標は,複数台のコンピュータに問題データや機能が分担された分散型e-Learningシステムを実現することである.今年度の実績は2つに大別できる.第1の実績は,修正した計画に従って,昨年度開発した分散型e-LearningシステムのフレームワークをCPUの提供のみに限定したことである.もともと本研究では,CPUとストレージを分離せず,各ノードは一括して両者を提供するものとしていたが,昨年度行った実験を通じて,ノード性能のばらつきを考慮した場合,CPUの提供とストレージの提供を分離した方が,全体として効率が良いことがわかった.この知見に基づき,フレームワークをCPUの提供のみに限定した.これによって,e-Learningシステムの稼働中にCPUを提供するサーバが自由に参加・離脱できるという,本研究も目標の一つが実現できた.ストレージを分離するための主な設計変更は,分散データベースにファイルの実体を置かず,その参照のみを置くようにしたことである.実装としては新たに作り直した.その理由は,分散ハッシュテーブルChordに基づくOverlayWeaverの安定性に問題があることがわかったからである.その代替として,Chordに似た分散ハッシュテーブルを有するApache Cassandraを利用した.Apache Cassandraは単一障害点を持たず,動的にノードの追加・削除が行えるため,本研究の分散型e-Learningシステムの基盤要件に適合している.Apache Cassandraをモジュールとして我々が開発したモバイルエージェントシステムプラットフォームMaglogに組み込み,分散型e-Learningシステムの枠組みを実装した.第2の実績は,分散型e-Learningシステムのストレージ提供のみを行う専用PC群を,オブジェクトストレージとして構成する枠組みを開発したことである.オブジェクトストレージ基盤としてはOpenStack Swiftを利用している.昨年度修正した計画では,今年度は次の2つのことを行うこととしていた.

一つは,分散型e-LearningシステムのフレームワークをCPUの提供のみに限定し,ストレージの分散手法としては,既存のオブジェクトストレージ技術が応用する手法を開発することとしていた.もう一つは,スマートフォンやタブレットでの利用を前提とするプロトタイプ的なクライアント側アプリケーションの開発である.前者については,計画通りの成果が得られた.一方,後者はあまり進まなかった.いくつかの試行錯誤を経て,アプリケーションの大半をHTML5で記述し,ブラウザのエンジン部分を呼び出す形でアプリケーションを開発するという基本方針は決まったが,具体的なアプリケーションを作成するには至らなかった.また,当初の計画ではノードがNATルータの配下に隠れている場合にも対応することを考えていたが,それについては着手できていない.しかしながら,本研究のコアの部分,すなわち分散型e-Learningシステムのフレームワークについてはおおむね順調に研究が進んでいるため,この区分とした.我々は,高価なサーバ機や大容量ネットワーク設備への投資を行うことなく,多数の学生が同時に使用できる分散型e-Learningシステムの開発を目指している.このe-Learningシステムは,学習者が多数になっても応答速度が低下しないよう,動的に必要なだけの性能を確保すること,サーバの一部が故障したり,サーバの一部をメンテナンスのために停止させたりしても,システム全体としてはサービスを途切れなく提供し続けられることを目指し,複数台のコンピュータに問題データや機能が分担された分散システムとして設計している.本研究の主要な成果は,分散型e-Learningシステムのフレームワークを設計・開発したことである.すなわち複数のe-Learningサーバ群に問題データや機能を分散配置し,サーバが自由に参加・離脱できるシステムを,分散ハッシュテーブルを基にして設計した.
近代オリンピック前史に関する研究

本年度の研究目的として掲げた以下の点について、それぞれ新たな知見が得られた。1.“ギリシャオリンピック"と近代オリンピックとの関連について“ギリシャオリンピック"と近代オリンピックは、ともにギリシャ王室がその推進に深く関与しており、その意味からも一定の関連を有していると言える。2.“ウェンロックオリンピック"と近代オリンピックとの関連について1865年に“ウェンロックオリンピック"を母体として設立されたイギリスオリンピック協会の規約には、国際オリンピック競技会の開催、組織委員会の設立、都市の持ち回り制などが明記されており、近代オリンピックの復興を決定した1894年のパリスポーツ会議の決定と類似している。さらに“ウェンロックオリンピック"の創設者は近代オリンピックの創設者に、早くから“ウェンロックオリンピック"について詳細に報告していることから、両者のオリンピックの関連は密接にかかわっていたと見るべきである。3.“ギリシャオリンピック"と“ウェンロックオリンピック"との関連について1859年の“ギリシャオリンピック"の開催が“ウェンロックオリンピック"をギリシャ的オリンピックへと変更させている。さらに“ウェンロックオリンピック"の創設者はその後、“ギリシャオリンピック"の関係者と親交していることから、両者の関連もかなり強いものであったと言える。以上のことから、“ギリシャオリンピック"と“ウェンロックオリンピック"は、近代オリンピックの前史として位置付ける必要があると言える。
株式公開後のベンチャー・新興企業の財務構造とガバナンス構造の変化に関する実証研究

本研究では、IPOを行う企業の特徴、IPOを行った企業の財務構造と所有構造の変化について、企業が公表している財務データを用いて実証的に検証した。第一に、われわれは、わが国の新興市場においては、創業者や経営者を支配株主とする企業だけでなく、親会社を支配株主とする企業が多いことを明らかにした。第二に、IPO後も企業はさらなる成長を続け、時間の経過とともに、株主の分散化、所有と経営の分離傾向が進んでいくことが実証的に明らかとなった。平成20年度は、新興市場上場企業約1,400社の目論見書および有価証券報告書から、経営指標、株主構成、ガバナンス構造に関する時系列のデータベースを作成した。そして、株式公開の意義についての論文を整理し、上場時点での株主構成や大株主の所在、各種の経営指標より、IPO時点(上場0年目の時点)における企業の財務状態などを数量データによって明らかにした。そして、IPOを通じた調達資本を設備投資や研究開発に充当するのではなく、借入金の返済を中心とした財務体質の強化を図る企業が存在することが明らかにした。このことは、IPOに至る企業の財務上のぜい弱性を部分的に示す。また、配当性向については17%という低い数値が示され、成長企業における内部留保の高さが実証的に裏付けられた。他方、株主構成に関わる分析からは、多くの新興市場上場企業において、15%以上の持株割合を有する支配株主が存在し、新興市場上場企業の多くが(1)代表取締役を中心とする「内部関係者統治型企業」と、(2)親会社を中心とする「会社支配型企業」に分類可能であった。前者の形態については成長企業の所有と経営の一致傾向を示し、後者の形態については子会社上場というわが国に特徴的な現象の所在を示す。平成21年度は、これらの発見事実を踏まえ、IPO後の企業成長の過程で、どのような経営上、財務上の変化がみられるのかを、時系列分析を通じて明らかにする。また、創業者利得の獲得や所有経営者のポートフォリオの高度分散化といったIPOに関わる問題についても、インタビューなどを通じて明らかにしていく。本研究の目的は、株式公開(IPO)を経て、企業の財務構造やガバナンス構造にどのような変化が見られるのかを、理論的、実証的に明らかにすることである。本年度(平成21年度)は、IPOに関する理論的な検討を行い、同時に理論分析から導かれたいくつかの洞察を実証的に検証した。特に実証分析では、目論見書データが入手可能な2001年度以降の新規上場企業(約850社)を中心に、2008年度までの決算データを用いて分析を行っている。これまでの先行研究では、1.創業者利得の獲得や流動性の向上を背景にした新興企業の所有と経営の分離現象、2.自己資本比率の向上、3.IPOを通じたVCの退出が指摘されている。しかしながら、わが国ではIPOを行う企業の約20%強が親会社を有する企業であるためか、全体でみた場合には、これらの指標について大きな変化はみられなかった。一方、親会社をもたない企業においても、ロックアップ条項の存在があってか、われわれが分析に用いたサンプルでは、所有構造の変化に大きな変化は見られなかったが、VCはIPOを境に退出していることが見出せる。これらの分析内容については、2010年度に論文として上梓する予定である。また、本研究の開始時(2007年度)において、わが国企業のIPO数は減少に転じており、合わせて、金融危機も到来している。こうした厳冬期(cold market)の存在は、いわゆるIPOが盛んな熱い市場(hot market)との対比を可能にする。これらの経済事情の影響についても考慮に入れた分析を行い、今後の研究を進めていくこととする。
糖尿病性血管障害におけるアポトーシスの発生メカニズムとその防御

培養血管内皮細胞および培養腎メサンギウム細胞を用いて,高グルコース(HG)による細胞障害における酸化的ストレスおよびアポトーシスの関与について研究を行うにあたり,まず1)HG毒性に感受性となる培養系を作製し,2)HG負荷による細胞死がアポトーシスによるものであるかを確認し,更に3)HGによる細胞障害機序を検討している。1)一般に培養血管内皮細胞の酸素毒性感受性は不安定であるが、その原因が鉄含量の変化に関係あるのではないかと考え,ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)の継代培養細胞中の鉄含量と酸素毒性感受性との関連を調べた所,継代に伴って鉄含量は著しく減少しており,Fe/8-ヒドロキシキノリン(Fe/8HQ)を添加すると細胞の鉄含量は添加濃度に対して直線的に増加した。同様に培養腎メサンギウム細胞でも酸素毒性感受性が不安定であった。またHG毒性は酸素毒性に関与していた。鉄含量を高めた細胞では過酸化水素毒性が増強されたことから,生存率に影響を与えず過酸化水素毒性およびHG毒性に感受性となる至適鉄ロード条件を培養HUVECおよび培養ラットメサンギウム細胞において決定した。それぞれHBSSで洗浄後,0.1μM,0.5μMのFe/8HQで30分処理することで,安定なHG毒性感受性を取得することができ,この細胞系をHGで培養したものを糖尿病性血管障害モデルとして以後の解析に用いることとした。予備的に行った実験で,糖尿病モデルは正常細胞モデルに比べ細胞増殖率が低く、過酸化脂質の蓄積は大きいことが分かった。その差は高酸素ストレスをかけた場合一層顕著に有意であった。2)作製したHG毒性感受性細胞系において,HGによって引き起こされる細胞障害がアポトーシスによるものであることを,蛍光顕微鏡を用いた形態学的観察により確認した。またヘキスト染色後マイトーシスとアポトーシスの細胞カウントを行い,HGによる細胞増殖の低下はマイトーシスの低下ではなくアポトーシスの亢進によることを明らかにした。3)糖尿病性血管障害モデルとしての培養細胞系を用いて生細胞における抗酸化レベルを検討した所,グルタチオンの補酵素活性が著しく低下していたため,HGによるグルタチオンの変化を培養細胞中で検討中である。
局所薬物動態評価と局所薬物送達制御への新規微小透析技術の応用

限局された局所にあらかじめ企画された薬物濃度推移での薬物療法を実践する「局所送達放出制御型薬物送達システム(DDS)」の開発が想定される。局所に限局した薬効発現(薬物療法の空間的制御)とあらかじめ企画された局所薬物濃度推移(薬物療法の時間的制御)を高度に科学的に保証するための研究基盤の構築を目的とし、微小透析法による筋肉内の拡散・全身循環移行動態のモニタ系を考案した。さらに親油性薬物のモニタに際し、脂肪乳剤灌流微小透析法(リポMD法)がドナー濃度変化に対する追随性が優れることを明らかにした。局所に限局した薬効発現(薬物療法の空間的制御)とあらかじめ企画された局所薬物濃度推移(薬物療法の時間的制御)を高度に科学的に保証するための研究基盤の構築を目的とし、以下の研究を実施した。1薬物送達部位局所から周辺部への薬物の拡散・移行・消失過程の速度論的解析実験動物(ラット)を用いて、薬物送達用微小透析用プローブからのモデル薬物の腹部筋肉内の拡散・移行・消失動態を評価するために位置・時間に関する濃度変化データを取得し、平行還流微小透析法の確立を試みた。2局所動態制御因子としての局所血流の寄与の解析実験動物(ラット)の腹部筋肉における血管収縮薬を一定速度で局所送達した際の薬物の局所拡散動態に及ぼす血流の影響を検討するためにレーザードップラー血流計による非浸襲的な局所血流速度モニタの方法の確立を試みた。3脂肪乳剤灌流微小透析法(リボMD法)による局所動態モニタ特性の評価新油性の高いモデル薬物の局所動態評価で問題となる"モニタプロファイルの時間遅れ"を改善するために、申請者が考案した新規微小透析技術である脂肪乳剤灌流微小透析法(リボMD法)を用い、in vitroにおける"時間遅れ"の影響を速度論的に解析し、リボMD法の局所動態モニタ対象範囲について考察を加えた。同時に連続的に試料中薬物濃度が変化する場合のMD法(リボMD法を含む)にけるモニタプロファイルは、試料中薬物濃度が矩形で上昇・下降させた(入力関数)場合のモニタプロファイル(出力関数)をあらかじめ取得することで、コンボリューション法の応用によるシミュレーションが可能であることを明らかにし、学会発表した。4血管平滑筋弛緩作用の薬力学モデルによる解析局所血流を実験的に変化させる目的で投与する血管平滑筋弛緩作用を有する薬物の作用発現動態を詳細に検討し、薬力学モデルによる解析を試み、学会発表した。局所に限局した薬効発現(薬物療法の空間的制御)とあらかじめ企画された局所薬物濃度推移(薬物療法の時間的制御)を高度に科学的に保証するための研究基盤の構築を目的とし、組織局所(筋肉)から側方への薬物拡散および全身循環血流への消失動態を速度論的に解析することを目的とし、本年度に以下の研究を実施した。(1)薬物送達部位局所から周辺部への薬物の拡散・移行・消失過程の速度論的解析実験動物(ラット)を用いて、体内動態特性の異なるモデル薬物について線状の薬物供給源(微小透析用プローブ)からの筋肉内の拡散・移行・消失動態を平行還流微小透析法により解析し、薬物の筋肉内滞留の限局性について考察を行い、学会発表(日本薬物動態学会第25回年会)した。(2)局所動態制御因子としての局所血流の寄与の解析局所冷却により、一定の局所血流速度低下状況を実験的に創出することに成功し、薬物の局所動態に及ぼす血流の影響について検討を加えた。薬物の限局性を支配する要因としての局所血流速度の寄与について考察し、学会発表(日本薬物動態学会第25回年会)した。(3)脂肪乳剤灌流微小透析法(リポMD法)による局所動態モニタ特性の評価比較的新油性の高いモデル薬物の局所動態評価を行う上での「時間遅れ」の問題について、申請者が考案した新規微小透析技術である脂肪乳剤灌流微小透析法(リポMD法)を用いることで大幅に改善できることを明らかにし、学会発表(第49回日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会中国四国支部学術大会)した。局所に限局した薬効発現(薬物療法の空間的制御)とあらかじめ企画された局所薬物濃度推移(薬物療法の時間的制御)を高度に科学的に保証するための研究基盤の構築を目的とし、組織局所(筋肉)から側方への薬物拡散および全身循環血流への消失動態の速度論的な解析評価系の構築を試み、本年度に下記の研究成果を得た。(1)薬物送達部位局所から周辺部への薬物の拡散・移行・消失過程の速度論的解析:実験動物(ラット)を用いて、体内動態特性や物性の異なるモデル薬物について薬物供給用プローブからの筋肉内の拡散・移行・消失動態を平行還流微小透析法により評価し、得られた位置・時間に関する濃度変化データについて速度論的モデルを構築し、数理的解析を行った。

薬物ごとに局所送達時の限局性が異なり、局所血流や血漿タンパク結合など、生体側因子の関与が示唆された。(2)局所動態制御因子としての局所血流の寄与の解析と送達部位限局性の評価:局所冷却により、一定の局所血流速度低下状況を実験的に創出し、薬物の局所動態に及ぼす血流の影響について検討を加え、局所血流速度低下が薬物の限局性に及ぼす影響について検討した。局所血流速度低下により局所送達時の送達部位近傍の局所利用率が著しく増大し、限局性が改善されることを明らかとした。本研究成果は、臨床での局所冷却下薬物療法の有用性を示唆する。(3)脂肪乳剤灌流微小透析法(リポMD法)による局所動態モニタ特性の評価:比較的新油性の高いモデル薬物の局所動態評価に申請者が考案した新規微小透析技術である脂肪乳剤灌流微小透析法(リポMD法)を用い、局所薬物動態モニタに際しての追随性(時間遅れ)の改善について速度論的な解析評価を試みた。新油性の高い薬物の局所動態モニタにおけるリポMD法の有用性が明らかとなった。
ナチス期ドイツの統制経済とその同時代的認識

1.ドイツの統制経済とナチス期の位置(1)ドイツの統制経済は、ナチス期(1933年-1945年)において強力かつ組織的に展開する。本研究においては、先ずナチス期における生産・流通規制の政策過程を、第一次四ヶ年計画、第二次四ヶ年計画について、その概要を分析した。その際用いた資料は、Jahrbuch der national-sozialistischen Wirtschaft他である。(2)しかし、統制経済の問題は、同時代人の認識においては、単にナチス体制・戦時経済と結びついた経済的統制ではなく、より広く、経済的自由主義の解体と拘束的・統制的経済への移行の問題であった。ナチス期は、そのような資本主義経済の変質過程の一局面をなすが、このような過程は、それ以前から始っており、一つの連続的過程として捉える必要がある。2.ドイツ統制経済に関する同時代的認識(1)本研究においては、標記について、先ず「社会政策学会」、「フリードリッヒ・リスト協会」における論争を取り上げ、ドイツ・オーストリア・スイスの社会科学者が、経済的自由主義の解体と拘束的経済体制への移行を如何に認識していたかを分析した。その成果は別記の通り発表された。(2)諸外国における認識については、ドイツに対して最も大きな関心を寄せていた日本を取り上げ、特に『日本統制経済全集』(10巻)を中心として、日本人社会科学者の統制経済認識を分析した。その成果は「研究成果報告書」に要約した通りである。(1)ナチス期ドイツの価格統制政策本年度は、第二次大戦前の時期を中心に分析し、この時期をさらに(1)価格監視期と、(2)公的価格形成期とに分けて検討した。(1)は1933年2月第一次四ケ年計画に始まり、過当競争を除き、公正な取引の原則に立って、農・工の経営的再生産を確保する目的で経営者自身による自治的な価格協定を促す政策が実施された。強制カルテル法、穀物価格安定法等がその事例である。しかし、この時期は、さらに、上記の政策、また再軍備準備等による価格引上の傾向に対して、それを抑止する時期を含んでいる。価格統制機関の整備、食糧品・工業品価格統制が行われる。(2)は、1936年9月第二次四ケ年計画と共に始まり、価格引上の禁止とその調整の政策により、単なる「監視」をこえて、より積極的な価格安定政策をめざした。「公益」と「私益」との調整がここで問題となる。(2)日本における統制経済論とドイツ認識『日本統制経済全集』はじめ日本における統制経済論とそこでのドイツ受容を検討した。上記の成果の一部を研究会において報告すると共に、各地の専門研究者と個別的に討議した。1.ドイツの統制経済とナチス期の位置(1)ドイツの統制経済は、ナチス期(1933年1945年)において強力かつ組織的に展開する。本研究においては、先ずナチス期における生産・流通規制の政策過程を、第1次4カ年計画、第2次4カ年計画について、その概要を分析した。その際用いた資料は、Jahrbuch cler national-sozialistischen Wirtschaft他である。ナチス体制は、そのような資本主義経済の変質過程の一局面をなすが、このような過程は、その以前から始っており、一つの連続的過程として把える必要がある。2.ドイツの統制経済に関する同時代的認識(1)本研究においては、標記について、先ず「社会政策学会」、「フリードリッヒ・リスト協会」における論争を取り上げ、ドイツ・オーストリア・スイスの社会科学者が、経済的自由主義の解体と拘束的経済体制への移行を如何に認識していたかを分析した。その成果は、別記の通り発表された。

(2)諸外国における認識については、ドイツに対して最も大きな関心を寄せていた日本を取上げ、特に、『日本統制経済全集』(10巻)を中心として、日本人社会科学者の統制経済認識を分析した。その成果は「研究成果報告書」に要約した通りである。
低原子価な希土類元素の反応性と触媒作用

希土類元素は新しい触媒材料としての利用が注目されている。本研究では、希土類素の触媒化学的側面を明らかにすることを目的として、低原子価な希土類触媒、とりわけ希土類金属の液体アンモニアへの溶解性を利用して調製できる金属鎖体や金属コロイド、およびバイメタリックな触媒の触媒作用を検討していく。希土類金属のうちEuとYb金属が液体アンモニアに溶解することはよく知られている。このアンモニア溶液に種々のマトリックス物質を加えることにより、希土類元素はマトリックスによって様々な状態で存在した生成物を与える。そこで本年度は以下の点について検討した。(1)活性炭(AC)をマトリックスとして、希土類金属(Lu)の溶解した液体アンモニア溶液に浸漬すると活性炭上に高分散した希土類金属(Lu/AC)が得られ、調製条件によって異なった状態に変化するためその触媒作用を調べた。(2)Pd/SiO_2などの担持遷移金属をこの液体アンモニア溶液に加えると希土類金属と容易に反応して新規な希土類系のバイメタリック触媒(Lu-Pd/SiO_2)が調製できることを見いだした。二元系にすることによって発現が期待される様々な複合効果を通して、希土類金属の触媒化学的性質を検討した。
一酸化窒素代謝と酸化・抗酸化バランスの小児期での発達と疾患における意義

1.虚血再灌流腎でのNOの役割についての研究:虚血再灌流障害にNO傷害も報告されている。本研究ではNO供与体の効果について検討した。結果はニトロプルシッドナトリウム、N-アセチルシステイン、フォスフォラミドンを組み合わせて血管内に投与しておくと再灌流後の腎組織障害が軽減された。2.種々の細胞でのiNOSの発現とcyclic AMPによる発現調節機構:PKA経路の活性化によってiNOSの発現が高まり、NO産生が増加する細胞と逆に低下する細胞とが報告されている。白色脂肪細胞では刺激によるiNOS発現を抑制し、褐色脂肪細胞ではこれを増強させるという異なった調節作用があることが判明した。3.脂肪細胞中の抗酸化酵素とTNF-αによる変動:脂肪細胞内抗酸化酵素の分化にともなう発達とTNF-αによる影響について検討した。結果は、抗酸化酵素レベルは細胞の分化にともなって各々独立して上昇し、TNF-αによって低下した。すなわち、代謝の活性化にともない防御的に抗酸化酵素酵素が発達し、また肥満で脂肪組織中の酸化ストレスが高まると示唆された。4.ペルオキシソーム病における酸化ストレス:Zellweger症候群ではカタラーゼは細胞質内に存在し、その活性は正常細胞より高値であった。他の抗酸化酵素レベルも病型によって違いがあり、抗酸化酵素のアンバランスが生じていることが明らかとなった。5.細胞外グルタチオンペルオキシダーゼ(EC-GPX)の調節機構:ラットへLPSを投与すると種々の細胞でiNOSが誘導され、血中・各臓器中のNO量が増加する。EC-GPXは、試験管内ではNOで不活化されたが、生体内では血中の活性はむしろ上昇した。6.肥満児のアディポサイトカイン:小児肥満で複数のアディポサイトカインレベルについて検討した。特にアディポネクチンの低下は合併症に直接に関わる可能性があり意義深い。本年度は、まず、研究計画調書に記入した平成15年度実施予定の実験計画である「虚血再灌流腎での一酸化窒素(NO)の役割」についての研究を先行して行い、その成果の一部はすでに発表した。ラットの腎動脈をクランプし(このとき虚血により組織中抗酸化酵素レベルが低下する)、その後血流を再開すると虚血時間に応じたフリーラジカル障害が生じる。虚血前および虚血中にNO供与体であるニトロプルシッドナトリウム、抗酸化物質であるN-アセチルシステイン・エンドセリン変換酵素阻害剤であるフォスフォラミドンを血管内に投与すると再灌流後の血中尿素窒素値、クレアチニン値の改善、光顕レベルでの腎組織の改善、また腎組織中各種抗酸化酵素レベルの改善が認められ、実際、ラットの生存率も有意に上昇した。今後、さらに種々の抗酸化剤の効果を検討していく予定である。次に、抗酸化酵素の1つ細胞外グルタチオンペルオキシダーゼ(EC-GPX)に関する検討を開始した。ラットの腹腔内へエンドトキシンを投与すると種々の細胞において誘導型NO合成酵素が誘導され、血中および各臓器中でNO産生量が増加する。血中の抗酸化酵素EC-GPXは、当初NOで不活化されると推測されたが、早期には血中のEC-GPX活性はむしろ上昇することが判明した。産生臓器である腎機能の変化ならびに他の抗酸化酵素レベルとの関連性について検討中である。疾患との関連では、小児肥満での代謝と酸化ストレスについて検討し、成果の一部は発表した。また、新らたにペルオキシソーム病の細胞を用いた検討を開始した。

H_2O_2を消去するカタラーゼはペルオキシソームに局在するが、先天性ペルオキシソーム欠損症であるZellweger症候群ではカタラーゼは細胞質内に存在する。私が測定したところ正常細胞の3から4倍その活性は高値であった。酸化・抗酸化バランスについて、現在検討中である。研究計画調書に平成15年度実施予定としていた「虚血再灌流腎での一酸化窒素の役割」に関する研究を平成14年に先行したため、平成14年度実施予定としていた「種々の細胞でのiNOSの発現とcyclic AMPによる発現調節機構」に関する実験を平成14年後半から開始した。その成果の一部はすでに英文論文として発表した。脂肪細胞における検討では、cyclic AMP-PKA経路の活性化は、白色脂肪細胞ではLPSとサイトカインによる転写因子NF-κBの活性化を介するiNOS発現を抑制し、褐色脂肪細胞においてはこれを増強させるという異なった調節作用があることが、本研究を通して明らかとなった。他の細胞腫についても同様の検討を計画中である。次に白色脂肪細胞の分化にともなう抗酸化酵素システムの変動について検討した。この検討で各種抗酸化酵素レベルが細胞の分化段階にしたがつて各々独立して発達することが明らかとなった。また、TNF-αによりこれら抗酸化酵素活性は低下した。すなわち、肥満でTNF-αの産生が増加すると脂肪組織中の酸化ストレスが高まる可能性が示唆された。これら成績は複数の学会で発表し、現在はさらに褐色脂肪細胞についても同様の検討を行っている。また、肥満小児での酸化ストレスについても血中酸化LDL等を検討し、肥満児でのアディポネクチンなどのアディポサイトカイン分泌の変動についても検討し、発表した。さらに、他の小児代謝性疾患における検討としてペルオキシソーム病の線維芽細胞を用いた実験を開始した。ペルオキシソーム病のうち特にカタラーゼが細胞質内に局在するタイプの疾患においては、酸化・抗酸化のアンバランスが生じる。これらの細胞において活性酸素・活性窒素代謝についてピタミンEなどの効果を検討中である。
指示詞の研究を通した言語情報の認知と交換の仕組の研究

指示代名詞の用法を通して、言語情報の伝達・認知のメカニズムを探るために、当該年度は特に「周知の指示形容詞」と呼びうる用法に焦点を絞って研究を行なった。これは、<指示形容詞+名詞句+関係節>の構造を持ち、ある概念つまり情報を、あたかも聞き手を含め一般に知られている周知であるかのような印象を与えて、効果的に伝達行為を行うために用いられる言語手段である。フランス語におけるこの現象の持つ制約と特徴を整理し、それらの事実を指示詞の持つ一般的な性格との関連の中で説明するべく研究を進めた。四つの特徴・制約とは、1.可算名詞の場合、一般に複数形が多い。2.関係節の時制は一般に現在形、半過去形におかれている。3.「周知の指示形容詞」を導入する要素に一定の特徴が見られる。4.「周知の指示形容詞」を伴った名詞句は、発話の頭(テ-ムの位置)には現れない。指示形容詞の基本的な性格は、共発話者に対してce Nの形で指示された指示対象の同定を要求する点にある。「周知の指示形容詞」の場合は、関係節の記述によって一つの概念が形成され、それがce Nと結び付いてサブ・クラスが形成され、一方指示形容詞は指示対象の同定が可能であることを前提として用いられ、共発話者に指示対象を同定することを求める。その結果、実際には指示対象についての知識がなくとも、関係節の内容を通して一種の自己指示を通して疑似的同定が行なわれる。そこに周知の効果が生まれる。上記四つの制約・特徴もこの操作の現われとして説明することができた。尚、日本語の指示詞と周知の効果についても研究を続行中である。
ヨーロッパ「小国」国内法秩序における国際法の地位――「グローバル法」理論に向けて

ルクセンブルクおよびベルギーは、それぞれの憲法に、国際法規範が国内法秩序においてどのような階層的位置付けにあるかが明記されておらず、かつ、にもかかわらず(一部の)裁判所が国内法秩序において国際法が憲法に優越するとの判断を示している。ルクセンブルクの裁判所は、端的に憲法に対する国際法の優位を述べ、特段の理由付けをしない。これは、国の設立根拠がそもそも条約(19世紀のウィーン会議最終議定書・ロンドン条約)にあるという背景を有する。ベルギーは、憲法裁判所は憲法優位、破毀院等は国際法優位、というずれが見られ、ルクセンブルクに共通する背景もあるものの、裁判所間の権限争いも無視できないと思われる。初年度は調査すべき資料の網羅的収集に力を入れた。うち、ルクセンブルクについては、Paul Schmit, Precis de droit constitutitonnel, 2009, Editions Saint Paul.がとりあえずの手がかりとなる文献であることが判明し、すでに1947年の控訴院判決において条約の国内法(憲法を含む)に対する優越性が示されていることが明らかになった。もっとも、慣習法および法の一般原則との関係においては、いまだに国内法秩序における階層的位置づけが明確になっていないようである。しかし、いずれにせよ、その理由付けについては分明ではないことも判明している。また、ルクセンブルクにせよベルギーにせよ、国内法秩序における国際法の階層的位置づけの問題をそれぞれの歴史や独立の経緯と切り離して議論することが不可能あるいは無意味であることは様々な先行研究によって指摘されているところであるため、これら両国の歴史についても、法制史に限らず政治史・経済史・社会史の観点からできるだけ深い理解を得るべく関連文献の収集と読解に努めているところである。「研究実績の概要」に述べたとおりであり、初年度としては順調に進展していると判断している。昨年度に引き続き、ルクセンブルクを中心に研究を進めた。ルクセンブルク大学法学部及びルクセンブルクに所在するマックス・プランク国際手続法研究所を訪問し、現地の国際法・刑法・憲法・EU法研究者と意見交換をすると共に、ルクセンブルク法に関する資料収集を行った。とりわけ、Annales dudroit luxembourgeoisに掲載された, Chronique: La pratique luxembourgeoise en matiere de droit international publicの存在を知り、それを起点に資料収集を進めることができたのは大きな収穫であった。当初から予想されたことではあるが、資料収集に極めて時間がかかっており、いまだ本格的な分析に入る段階には到達していない。しかし、世界的に見てもほとんど研究の存在しないこの分野においては、資料を体系的に収集し、それを整理することだけでも一定の意義のあることであり、今年度も資料収集と整理に注力することとなった。現時点において、ルクセンブルクに関する限り、資料収集はほぼ満足できる水準にまで到達したと考えている。ベルギー・スイスについては、ベルギーの破毀院・憲法裁判所(仲裁院)、スイスの連邦裁判所に関する限りある程度過去に遡っての資料収集も進んでおり、ほぼ終了したと言える段階に到達している。下級審については、二次資料に依存するところが少なくなく、現時点においては必ずしも収集が十分ではない。ルクセンブルク訪問の機会を捉えてベルギーを訪問し専門家と意見交換をするほか、スイスの専門家とも適宜連絡を取って、協力を得つつ資料収集に当たっている。「研究実績の概要」に記したとおり、資料収集は順調に進みつつある。現時点では分析には必ずしも入ることができていないが、これも上記の通りこの分野では資料収集それ自体が一つの大きな課題となるため、現在のところ概ねに順調に進展していると言える。本年度は、昨年度まで同様に関連文献及び裁判例の収集に努めると共に、研究のまとめに取り組んだ。資料としては、ルクセンブルク法全般に関する基本的文献(Pascal AncelほかによるDroit du Luxembourg, LGDJなど)をルクセンブルクにおいて入手することが出来たことが一つの成果である。ルクセンブルクにおいては、1996年7月12日の憲法改正による95条terの追加に至るまで、ルクセンブルク法秩序における国際法の位置づけについて何らかの示唆を与える規定すら存在しなかった。その中で、破毀院刑事部は、1954年7月14日判決において、ルクセンブルクが当事者となっている条約と、当該条約がルクセンブルクについて発効した後に定立された法律とが矛盾する場合、条約の方が優位すると判示した。その理由付けは必ずしも判然としないものの、国内立法が国内機関の意思に由来するのに対し、条約はそれよりも上位に位置する淵源を有するからと述べられている。この、「国内立法が国内機関の意思に由来するのに対し、条約はそれよりも上位に位置する淵源を有する」ために条約が法律に優位するという理由付けは、ほぼ表現もそのままに1978年12月7日の国務院訟務部判決や1997年6月25日の行政裁判所判決でも繰り返されている。他方、憲法規定との関係での条約の位置づけは明確でない。もっとも、1996年憲法改正により追加された95条terは、憲法裁判所による違憲立法審査の対象から条約を承認する法律を除外しており、そこから憲法に対する条約の優位が推測される。もっとも、ルクセンブルクの学説は、ほぼ一致して憲法に対する条約の優位を説いているが、必ずしも95条terの規定にその根拠は置いていない。その理由付けと、慣習法の位置づけとが課題として残っている。

ルクセンブルクの裁判所は、端的に憲法に対する国際法の優位を述べ、特段の理由付けをしない。これは、国の設立根拠がそもそも条約(19世紀のウィーン会議最終議定書・ロンドン条約)にあるという背景を有する。ベルギーは、憲法裁判所は憲法優位、破毀院等は国際法優位、というずれが見られ、ルクセンブルクに共通する背景もあるものの、裁判所間の権限争いも無視できないと思われる。2年目は、年度の早い段階で少なくともルクセンブルクを訪問し、現地において研究者・実務家と意見交換をし、研究の進展の方向を固めることとしている。ルクセンブルクについてはまだ資料収集を終えていないため、ルクセンブルク大学およびマックスプランク国際手続法研究所を再び訪問して資料収集を終える予定である。その際、ルクセンブルクの専門家との意見交換を行い、分析の糧とする予定である。スイス・ベルギーについては資料収集はほぼ終えているため、分析・検討に入る。国際法
急性前骨髄性白血病におけるレチノール酸の分化誘導作用の研究

[目的]急性前骨髄性白血病(APL)特異的キメラ遺伝子(PML/RARα)における、(1)遺伝子型と臨床的予後因子の関連、および(2)キメラ遺伝子を標的とした微小残存腫瘍(MRD)検出の臨床応用を検討した。[対象](1)の目的には、APL患者初発時(あるいは再発時)24例(4-76才、男10例・女14例)について検討した。(2)の目的には、ATRAを用いた分化誘導療法による寛解導入後、強化療法を施行した初発小児APL患者9例を対象に検討した。[結果と考察](1)RARα遺伝子の融合点解析により、24例中キメラ遺伝子型long formが21例、short formが3例であり、long form型症例が優位であった。ATRAによる臨床的な分化誘導は24例中23例に認められ、キメラ遺伝子型による差はなかった。ATRA治療中の白血球増多はlong formの患者で高い傾向があり(p=0.09)、一方、再発率はshort form患者において高い傾向(p=0.06)が示された。APLにおいて、ATRA治療時の白血球増多の有無並びに予後を考慮する際に、キメラ遺伝子型は重要な因子であると考えられた。(2)寛解導入後の中等度の化学療法や、ATRA療法と化学療法の交互の治療法を施行した4症例では血液学的寛解常態においてもPML/RARαキメラ遺伝子が検出され、2症例に骨髄再発を認めた。APL治療施行中6カ月以上に渡りlst RT-PCRでキメラ遺伝子が検出された場合、血液学的に寛解常態でも再発する可能性が高いことが示唆され、キメラ遺伝子を標的としたMRD検出は臨床的な予後予測に重要な情報を提供すると考えられた。【目的】急性前骨髄性白血病(APL)はPML/RARαキメラ遺伝子を本質的病因とし、all-trans retinoic acid(ATRA)により分化誘導される白血病の一型である。ATRA分化誘導療法により凝固異常症を併発せずに寛解導入する事が可能となった現在、再発の有無がAPLの予後を決定する最も大きな因子である。一方、PML/RARαキメラ遺伝子は切断点クラスター領域の相違により、主要な2つの融合型(long form及びshort form)に分類され、さらに複雑なsplicingにより多様なisoform mRNAが存在する。本研究は、APL患者におけるキメラ遺伝子融合型と予後(特に、再発の有無)の関連性検討を目的とする。【対象と方法】対象APL患者は25名(男11例・女14例、年齢4-76才、初発22例・再発3例)。治療前の白血病細胞からAGPC法によりRNAを抽出し、RT-PCR法、アリル特異的オリゴヌクレオチド・ハイブリダイゼーション法及び塩基配列決定によりキメラ遺伝子の融合部位の検出と同定を行った。また、8症例においては、経過中の骨髄細胞におけるキメラ遺伝子の有無を同様の方法により検出・解析した。【結果】(1)APL25症例中、キメラ遺伝子融合型long form=21例、short form=4例であった。両群の再発症例は各々3/21,3/4例であり有為差を認めた(p=0.03 1)。年齢、観察期間、ATRA反応性、ATRA療法中の白血球増多に有意差を認めなかった。(2)治療期間中のキメラ遺伝子は両群で検出されたが、long form融合型患者においてsplicing異常に起因する多様なisoform mRNAが血液学的寛解時期にも認められた。【考案】

APLの予後は治療内容を含めた複数の因子により決定されるものであるが、キメラ遺伝子融合型short formの生物学的特性がAPL再発に関連している因子である事が示された。[目的]急性前骨髄性白血病(APL)特異的キメラ遺伝子(PML/RARα)における、キメラ遺伝子を標的とした微小残存腫瘍(MRD)検出の臨床応用を検討した。[対象]研究目的の為に、ATRAを用いた分化誘導療法による寛解導入後、強化療法を施行した初発小児APL患者9例を対象に検討した。[結果と考察]寛解導入後の中等度の化学療法や、ATRA療法と化学療法の交互の治療法を施行した4症例では血液学的寛解状態においてもPML/RARαキメラ遺伝子が検出され、2症例に骨髄再発を認めた。APL治療施行中6ヵ月以上に渡り1stRT-PCRでキメラ遺伝子が検出された場合、血液学的に寛解状態でも再発する可能性が高いことが示唆され、キメラ遺伝子を標的としたMRD検出は臨床的な予後予測に重要な情報を提供すると考えられた。
格子歪とアニオンランダム配置の相乗効果による界面高イオン導電性の発現

固体酸化物系燃料電池に用いられる電解質(ZrO2)1-x (Y2O3)x (YSZ)は高い動作温度を必要とし、低温でも十分なイオン伝導性を有する材料の開発が望まれている。近年、YSZ/SrTiO3多層薄膜界面における巨大イオン伝導性が報告され注目を集めている。平成27年度は立方晶ZrO2相中の酸化物イオンの導電性に対するドーパント、酸素欠損量、エピタキシャル歪みの影響を系統的に検討するため、第一原理MD計算を行った。平成28年度は、さらにアニオン(窒素およびフッ素)ドープによる効果を検証した。その結果、酸素欠損、格子歪およびアニオンを導入することで酸素の拡散係数が大幅に増大することを突き止めた。また、酸素の副格子の振る舞いが重要であり、副格子構造が出現し、これが反転すると同時に酸素が拡散した。アニオンは同副格子の不安定ささせる要因と解釈できる。平成29年度には、La2NiO4およびLi3xLa2/3-xTiO3に対しても計算を進め、岩塩ブロックが酸素の拡散パスであり、窒素あるいはフッ素をドープすると拡散係数は増大することがわかった。平成30年度は、La-O-F系に注目した。同系では、組成に応用でイオン拡散種が酸素物イオン/フッ素イオン間で変化することが知られており、その起源を明らかにすることを目的とした。まずは最も基本的な物質であるLaOFを対象に計算を進めた。その結果、フレンケル対の生成エネルギー、乗じた欠陥の拡散係数ともに、フッ化物イオンの方が酸化物イオンよりも有利であることを見出した。一方、アニオンだけでなくカチオンの分布とイオン伝導との関係について調べるため、トポタクティック手法により、カチオンが秩序配列したフッ化物薄膜の作製を行った。平成30年度には、フッ化物イオン導電体として期待されているLaOFに注目し、第一原理MD計算を行った。同化合物では、フッ化物イオン、酸化物イオンの両方がイオン導電種となりうるが、前者の方が支配的であることが実験的に知られている。LaOFの構造としては、正方晶と菱面体晶の2つを仮定した。まず、フレンケル対の生成エネルギーを計算したところ、フッ化物イオンの方が明確に小さな値を示し、従って、フッ化物イオンを含むフレンケル対が生成しやすいことがわかった。さらにMD計算を行ったところ、フッ化物イオンの方が大きなイオン拡散率を示した。これは、酸化物イオンは共有結合性が強く、カチオンと結合しやすいためと解釈できる。また、カチオンの秩序配列がイオン伝導に及ぼす影響を調べるため、カチオンの秩序配列した蛍石型BaBiF5薄膜の合成を試みた、通常の気相合成法ではカチオンはランダムに分布してしまうため、トポタクティック手法を試みた。すなわち、まずペロブスカイト型BaBiO3薄膜を合成し、これにPVDFを反応させることでフッ化物へと変換した。BaBiF5とBaBiO3では結構構造が異なるが、カチオン配列は同一であるため、もとのBaBiO3中のカチオン配列が保持されることを期待した。比較的低温の300°CでPVDFと反応させたところ、カチオンが秩序配列したBaBiF5膜を得ることに成功した。一方、反応温度を350°Cまで上昇させると、カチオンの移動が起こり、BaとBiがランダムに配置した膜が得られた。すなわち、反応温度によりカチオンの配列を制御することができた。LaOF系についてさらに計算を進め、結晶構造とイオン伝導との関係を明らかにする。特に正方晶系は層状の構造を有しており、異方的なイオン伝導が生じている可能性がある。本研究により、高いフッ化物イオン伝導度を示す結晶構造を提案したい。また、これまで第一原理MD計算で得られた知見を総合し、イオン伝導のメカニズムを結晶構造、アニオン置換、エピタキシャル歪、カチオン配列といった観点から整理し、新たな学理の構築を行う。一方で、La-O-F系やペロブスカイト型酸フッ化物(ABO2F)を中心にエピタキシャル薄膜の合成を行う。また、カチオン配列した系として、BaBiF5に加えてBaCeF5の合成にも着手する。これらの薄膜についてイオン導電性を測定し、上記理論の実証に努める。また、高イオン導電体として、電気化学デバイスへの展開も図る。固体酸化物系燃料電池に用いられる電解質(ZrO2)1-x(Y2O3)x (YSZ)は高い動作温度を必要とし、低温でも十分なイオン伝導性を有する材料の開発が望まれている。近年、YSZ/SrTiO3多層薄膜界面における巨大イオン伝導性が報告され、ab initio MD計算を含め、様々な理論的研究がなされている。しかし従来の計算では、母物質として立方晶ZrO2相を仮定し、かつドーパント、酸素欠損量、エピタキシャル歪みの影響を系統的に検討していない。そこで本研究では、ZrO2系モデルの是非、特にエピタキシャル歪の効果をZrO2系とYSZ系の双方について第一原理計算により検証した。まず、歪み下でのZrO2の最安定構造を、密度汎関数摂動理論に基づくフォノン計算により決定した。その結果、エピタキシャル歪みによってZrO2が新たな酸素副格子を構成することがわかった。次に、この安定構造に基づきab initio MD計算を行い、酸素イオンの軌跡を観察した。

モデルとして、3×3×2倍セルに酸素欠損を1つ導入した系(Zr72O143□)、YSZに対応する系(Zr60Y12O138□6)及び、酸素欠損量を上記YSZと同一にした系(Zr72O138□6)を用意した。ab面内にはSrTiO3基板からのエピタキシャル歪みに対応する格子変形を加えた。計算の結果、Zr60Y12O138□6及びZr72O138□6では、Zr72O143□に比べ大きな酸素イオン拡散が得られた。酸素-カチオン距離の動径分布関数を調べたところ。エピタキシャル歪みがYSZにもたらす影響はZrO2として単純にモデル化できるものではなく、酸素配置の構造変化、ドーパントや酸素欠損の濃度などの複合的な要因が関わっていることが示唆された。初年度には、対象とする物質をジルコニアに絞り、基本となる母体の構造の決定、ならびに現実に即した時間スケールでイオン導電性を見積もるための手法の確立に主眼をおいた。その結果、母体として従来仮定されてきた立方晶ZrO2では不十分であり、ドーパントであるイットリウムの効果も考慮する必要があることが判明した。また、最安定構造の決定にはフォノン計算が不可欠であり、その計算に時間を要したが、最終的には不安定な虚フォノンをすべて取り除くことに成功した。続いて、イオン導電性が、i)格子歪、ii)酸素欠損量、iii)カチオン置換(YSZに対応)によりどのような影響を受けるかについて系統的に調べた。ここで重要なのは、単なるイオン導電率の大小だけではなく、界面でのイオン導電メカニズムの理解と、それを支配する要因を結晶構造、化学結合的の観点から抽出することであった。本研究の結果、酸素が副格子を形成し、その構造がイオン導電性に大きな影響を及ぼすという新しい知見を得た。これは大きな成果であると言える。なお、計算には、基本的に現有のワークステーションを用いたが、カチオンやアニオン、格子欠陥を微量添加した系では、大きな単位格子を仮定する必要があり、計算コストがかかるため、適宜大型計算機を併用した。固体酸化物系燃料電池に用いられる電解質(ZrO2)1-x (Y2O3)x (YSZ)は高い動作温度を必要とし、低温でも十分なイオン伝導性を有する材料の開発が望まれている。近年、YSZ/SrTiO3多層薄膜界面における巨大イオン伝導性が報告され注目を集めている。平成27年度は立方晶ZrO2相中の酸素イオンの導電性に対するドーパント、酸素欠損量、エピタキシャル歪みの影響を系統的に検討するため、ab initio MDを行った。平成28年度は、さらにアニオン(窒素およびフッ素)ドープによる効果を検証した。平均二乗変位量(MSD)から拡散係数を算出した。その結果、引っ張り歪だけでは拡散係数は増加せず、酸素欠損を同時に導入すると拡散係数は増大した。また、酸素欠損量が多い(3×3×2のセル中に6個の欠陥;[6VO])場合にはアニオンの効果は顕著ではなかったが、[1VO]や[3VO]ではアニオンドープにより拡散係数が増大した。拡散過程を詳細に観察したところ、いずれの系でも、主に酸素欠損を介して酸素イオンが拡散することが判明した。一方、格子歪と酸素欠損、アニオンを導入した系で、格子間空隙を介した酸素イオンの拡散も観測された。このメカニズムによる拡散を増大できれば、拡散係数はさらに増大できるものと考えられる。酸素副格子の振る舞いについても検討した。