hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
経済性と耐風性能を兼ね備えた吊形式橋梁用マルチストランドケーブルの特性

本研究は,長大斜張橋において問題となっている斜ケーブルの風による振動を抑制できると同時に経済性を高めることができる斜ケーブルの開発を目的としている.まず,経済性を高める方法として,PE管で被覆された小径のストランドを束ねることにより,必要な容量を満たす本数のストランドで構成されたケーブルとするマルチストランドケーブルの提案を行なっている.風によるマルチストランドケーブルの振動特性を、実ケーブルの状況に合わせるために、斜風中での二次元剛体模型を用いた風洞実験を行なった。その結果、マルチストランドケーブル模型においても円形ケーブル模型と同等の特性を示したが、マルチストランドケーブル模型の方がより不安定であった。その理由としては、ケーブル軸線に沿った流れである軸方向流が強められるためであると考えられる。そこで、ケーブルに傾斜角を設けた場合の空力振動を抑制するために、螺旋状にストランドを巻きつけることを試み、実験を行なった。その結果、螺旋状のストランド(スパイラルストランド)を巻きつけたものは、制振効果が顕著であった。特に、マルチストランドケーブルにスパイラルストランドを巻きつけたものの制振効果は、円形ケーブルに巻きつけたものよりも格段の制振効果をもっており、ケーブルの渦励振は消せないとされていたが、渦励振をも制振するほどのものであった。これらの抑制メカニズムを明らかにするために、表面圧力測定を行った。その結果、スパイラルストランドの下にできるマルチストランドケーブルとの間のわずかの隙間による表面圧力の平滑化が制振効果を与えていることが判明した。次に、二次元模型で確認された現象が実際のケーブルに近い状態での三次元弾性模型においても、現れるか否かを検討したが、ケーブルと風との相対的な位置関係を変えると、現象がかなり変化し、その複雑性を確認した。従って、更なる現象解明のための検討が必要である。本研究は,長大斜張橋において問題となっている斜ケーブルの風による振動を抑制できると同時に経済性を高めることができる斜ケーブルの開発を目的としている.まず,経済性を高める方法として,PE管で被覆された小径のストランドを束ねることにより,必要な容量を満たす本数のストランドで構成されたケーブルとするマルチストランドケーブルの提案を行なっている.まず,このマルチストランドケーブルで耐風性能をたわみ1自由度二次元風洞実験で調査した結果,最外縁ストランドで構成された形状が六角形となるため,渦励振の他に高風速域でのギャロッピングが発生した.そこで,この耐風生を向上させるためには,ケーブルの形状を変更する必要があると考え,最外縁に位置するストランドの配置による耐風性能の検討を行った.検討を行ったものは,ストランドを蜜に配置されている場合を含んで,可能性がある配置パターン5種類である.そのうち,耐風性が良好なものは,六角形の角部にあたるストランドを取り除いたストランド配置のものであった.耐風性が良好となった原因を解明するために,流れの可視化を行った結果,角部の上流側に位置するストランドからの流れの剥離が,ストランド1本を省いた後流に位置するストランドからの流れの剥離と干渉して,ケーブル全体としての剥離を抑制していることが判明した.すたわち,橋梁桁断面の耐風性能向上策として提案しているものと同様な流れの剥離干渉効果により,風による振動をかなり抑制できることが判明した.今回の研究では流れに垂直に置かれた状態での実験であったが,実際のケーブルは,流れに斜めに置かれているため,さらに,斜めに置かれた状態での挙動の検討を行なう必要がある.マルチストランドケーブルの耐風性について検討を進めている。昨年は流れに直交した状態での1自由度応答実験による空力特性の検討を行なった。

本年は、実際のケーブルが、必ずしも流れに直交した状態のみでないことを考慮して、'流れに対して角度を持った状態での応答について検討を行なうことにした。これについては、円形ケーブルについて既に行なわれている研究結果と同じ現象が現れることを確認した後に、マルチストランドケーブルについて検討を行なった。ケーブル模型が風軸と垂直となっている状態をケーブル傾斜角0度とした場合、傾斜角を大きくすると、不安定になり、傾斜角が30度以上となると、既往の研究結果と同様にギャロッピングが発生する。模型設置上の制約から、本研究では、傾斜角35。までの設置状態でしか実験を行なえなかった。マルチストランドケーブル模型においても円形ケーブル模型と同等の特性を示したが、マルチストランドケーブル模型の方がより不安定であった。その理由としては、ケーブル軸線に沿った流れである軸方向流が強められるためであると考えられる。ケーブルに傾斜角を設けた場合の空力振動を抑制するために、螺旋状にストランドを巻きつけることを試み、実験を行なった。その結果、螺旋状のストランド(スパイラルストランド)を巻きつけたものは、制振効果が顕著であった。特に、マルチストランドケーブルにスパイラルケーブルを巻きつけたものの制振効果は、円形ケーブルよりも格段の制振効果をもっており、ケーブルの渦励振は消せないとされていたが、渦励振をも制振するほどのものであった。次に検討すべき事柄は、これらの抑制メカニズムを明らかにすることである。本研究は,長大斜張橋において問題となっている斜ケーブルの風による振動を抑制できると同時に経済性を高めることができる斜ケーブルの開発を目的としている.まず,経済性を高める方法とし,PE管で被覆された小径のストランドを束ねることにより,必要な容量を満たす本数のストランドで構成されたケーブルとするマルチストランドケーブルの提案を行なっている.風によるマルチストランドケーブルの振動特性を、実ケーブルの状況に合わせるために、斜風中での二次元剛体模型を用いた風洞実験を行なった。その結果、マルチストランドケーブル模型においても円形ケーブル模型と同等の特性を示したが、マルチストランドケーブル模型の方がより不安定であった。そこで、ケーブルに傾斜角を設けた場合の空力振動を抑制するために、螺旋状にストランドを巻きつけることを試み、実験を行なった。特に、マルチストランドケーブルにスパイラルストランドを巻きつけたものの制振効果は、円形ケーブルに巻きつけたものよりも格段の制振効果をもっており、ケーブルの渦励振は消せないとされていたが、渦励振をも制振するほどのものであった。これらの抑制メカニズムを明らかにするために、表面圧力測定を行った。その結果、スパイラルストランドの下にできるマルチストランドケーブルとの間のわずかの隙間による表面圧力の平滑化が制振効果を与えていることが判明した。
震災時の情報システムの最適保全性と都市中枢機能に関する研究

1.平常時における電話システム,過去の地震時の電話網の被害と復旧状況ならびに電話をとりまく他のライフライン都市機能との関係について,文献調査ならびに関係者へのインタビュ-を行った。2.電気通信網について,構造上および機能上の特性を忠実に反映したモデル化を試みた。ここでは,伝送路・交換機などの具体的な通信網構成要素を考慮しつつ,通信トラヒック理論とネットワ-ク理を用いて,なるべく現実的な朝音網の構成法と制御法を導入した。3.震後のある復旧時刻において,一定時間後の復旧状態および保全性を予測し,次の段階の復旧計画をたてるための情報を提供できるような復旧支援システムを構築した。このシステムでは,各作業時点の復旧終了時刻・任意時刻における復旧率などを情報として提供でき,リアルタイム復旧シミュレ-ションを行える。4.本アルゴリズムを適用し,対象地域の被害あるいは被害特性に対し,(1)被害波及メカニズム(通信システムの機能の被害が他機能へ波及していく過程)や,(2)応急復旧システムの作動状況(停電時の自家発電設備の作動状況や不作当時の原因,復旧人員の稼動状況)について調べた。また,都市中枢機能に必要な要因を分析した。5.さらに,(1)復旧時における資源の競合と調整過程(機能間における復旧用資材や復旧人員の重複状況と調整プロセスなど),(2)災害時における関係者の判断と意志決定過程を調べ,本システムの間題点や改良点を検討した。
ダニアレルギー経口ワクチンの創製

本研究では、我々が見いだしたダニ抗原の中でも特に重要と予想される高IgE反応性分子種に着目し、それらの組換え型経口ワクチンとしての可能性を探るべく、詳細な免疫生化学的特徴付けを行った。まず、ダニcDNAライブラリーからゲルソリンファミリーに属する主要抗原Der f 16を同定し、同ファミリーがIgE結合能を有するアレルゲンであることを初めて明らかにした。本抗原のIgE結合頻度は中程度であったが、今後天然型分子のアレルゲン性や他生物との交差反応性にも着目して検討する必要があると考えられた。続いて、減感作治療の著効成分であるダニ排泄物抗原HM2画分の構成因子として主要抗原Der f 17を同定した。本分子はEF-handカルシウム結合モチーフを内蔵しており、カルシウム結合がIgE結合活性に重要であることを実証した。更に本抗原のEF-hand変異体が副作用低減化ワクチンとして有用である可能性を示した。更に、主要抗原Der f 14の強いT細胞活性化能に着目し、そのTh1/Th2サイトカイン応答を解析した。その結果、構成ドメインによって異なるサイトカイン産生パターンを示すことを見いだし、N末端領域がTh2応答を、逆に中間領域がTh1応答を誘導することを明らかにした。これらの結果は、Der f 14断片の使い分けによってTh1/Th2バランスの是正が可能であることを示唆しており、今後の応用展開が期待される。最後にHM2画分の構成分子としてUK114ファミリーホモログである新規メジャーアレルゲンMag133を同定すると共に、本抗原がTh1/Th2バランスをTh2側にシフトさせる活性を有していることを見いだした。本抗原がTh2応答を悪化させる悪玉なのか、それともワクチン著効成分であるのかは今後の課題であり、その検証結果は組換え型ワクチンを設計する上でも有用な指針を与えるものと考えられる。ダニアレルギー患者を対象とした減感作治療で著効成績をおさめたHM2画分およびダニ粗抗原を二次元電気泳動で分画し、個々の患者特異IgE抗体との反応頻度から、著効成分候補抗原としての抗原分子種の同定を行っている。一方では、ウサギ抗HM2血清を用いて、HM2画分中の構成成分遺伝子をクローニングして、未同定遺伝子2種、主要抗原Der f 3、Der f 15,18(同一物質かアイソフォームか新規物質か同定中)、Der f 9(同様に同一物質かアイソフォームか新規物質か同定中)、新規アレルゲン4種を含む9種類の構成成分遺伝子を取得した。これら構成成分の全塩基鎖長遺伝子の取得と組換え型および天然型アレルゲンの免疫生化学的特性の解明を行っている。そのうちの新規アレルゲンの一つはDer f 16として、その免疫化学的特性を解明し報告した。また、以前から高分子抗原については重要性が指摘されているにも拘わらず、精製の困難さから未開拓の分野であった。そこで、(1)高分子抗原HM1が健常者およびアレルギー患者のT細胞をHLA classII非拘束的に刺激しその増殖を促進することを、(2)このT細胞の活性化には単球・マクロファージ系の細胞の介助が必須であることを、(3)アレルギーモデルマウスを用いて、HM1の吸入により気管支炎症部位へのマクロファージの浸潤を伴った気道過敏性の亢進が観察されることを、即ち、マクロファージの活性化を通してT細胞増殖を誘導し、これが気道過敏性の持続に重要な役割を担っていることを明らかにし報告した。更に、高分子抗原で難溶性であるにもかかわらず、分解して多種類の可溶性抗原として存在し、その高IgE反応性から重要性が指摘されているDer f 14の全塩基鎖長を決定し、新たに同定した領域の免疫化学的特性を既知領域であるMag1とMag3のそれと比較している。

ダニ粗抗原を二次元電気泳動で分画して、各スポットのダニアレルギー患者11名とのIgE抗体反応頻度を求めたところ、9-100%と様々なIgE抗体結合スペクトラムを示した。反応頻度は低いが反応強度の高いスポットもあった。また、患者が認識するスポットの個数も8-77個と異なり、患者固有の感作抗原パターンを示した。現在、このアレルゲノーム解析の精度を高めるために、検体数を増やしてデータを蓄積しているところである。一方、減感作治療で著効成績をおさめたHM2画分に対する抗血清を用いて、構成成分遺伝子をクローニングして、Der f3、Der f6、Der f9(?)、Der f15あるいは18、Der f16、Der f17、UK114様タンパク質(Mag133)を含む10種類のアレルゲン遺伝子を取得した。これら構成成分の全塩基鎖長遺伝子の取得および天然型アレルゲンの免疫生化学的特性の解明を引き続き行っている。天然型Mag133はHM2中に16kD成分として存在しているが、組換え型がDer f2とほぼ同程度のIgE結合頻度を示すことから、重要なアレルゲンである。免疫していない、SPF環境下で飼育したBalb/cマウスの脾細胞および精製T細胞を用い、Mag133でプライムしCD3/CD28で活性化すると、細胞増殖には影響することなく、間接的にIL-4の産生誘導と直接的にINF-γの産生抑制が観察された。この作用は、アレルギー感作(Th1/Th2バランス調節)に重要な役割を担う可能性を示唆している。高分子抗原HM1は健常者およびアレルギー患者のT細胞増殖を、単球・マクロファージ系の細胞を介して促進するが、一方、アレルギーモデルマウスでもマクロファージのiNOS mRNAとNO産生を、並びに、T細胞増殖を誘導し、気道過敏性の持続に重要な役割を担う可能性を示す結果を得た。ダニ抗原の網羅的アレルゲノーム解析を実施し、ダニアレルギー患者40検体について少なくとも1検体のIgEと結合するアレルゲンスポットを合計113スポット見いだした。このうち、臨床上重要と思われる高頻度反応性スポットをTOF-MS解析に供したところ、ダニ主要抗原Der f 2,Der f 10が同定された。更に今回、従来中程度のIgE反応成分として報告されている主要抗原Der f 7が我々の反応頻度マップ上で最上位にランクされることが判明した。これら既知の主要抗原以外にも新規のアレルゲンスポットを多数見いだしており、現在その構造解析を急いでいる。Der f 7の経口ワクチンとしての可能性を検証する足がかりとして醸造用微生物である酵母分泌発現系にて組換え型Der f 7を作製した。本組換えタンパク質は天然型Der f 7と同等の翻訳後修飾を受けており、IgE結合活性も天然型分子のそれに類似していた。更に本分子をダニ排泄物を抗原としたマウス喘息モデルに投与したところ気道炎症の著明な減退が認められ、ワクチンとしての有用性を示唆する結果も得た。昨年度にて全一次構造を明らかにした高分子ダニ主要抗原Der f 14につき、未解析であったN末端断片に対するIgEおよびT細胞応答を調べたところ、既知領域であるMag
自己変調過程より生じる臨界ゆらぎの特性解明と現実系への応用

過去の変位の履歴の移動平均値に乗算型のノイズを付加し、さらに、加算型のノイズを加えるランダムな確率過程である自己変調過程に関連した現象の解析を進めた。まず、自己変調過程の応用として先駆的な役割を担ってきた市場の取引の発生過程のデータ解析に関して研究を進め、残差項のゆらぎを無相関にするような移動平均の重み付けを自動的に推定する方法を確立した。外国為替市場の取引間隔の時系列データに関して、ここで開発した手法を適用すると、ティック時間ごとに重みが約0.75倍に減少する重みが得られた。その結果として得られる残渣の変動はほぼ無相関にできることが確認される。ティック間隔はおよそ10秒のオーダーであり、この結果は2分間程度の移動平均が最適になるという既に当該研究者が発見している結果をより精密化することになる。この方法は、取引間隔だけでなく、市場価格の変動そのものについても適用し、市場価格の変動から無相関なノイズを取り除くことができた。この最適移動平均を適用した変動は市場を特徴付ける動力学の情報を持つことが確認され、市場に潜むポテンシャル力の存在を確認し、それを含んだような市場価格の確率動力学の定式化を行った。得られた方程式を変形すると、おいてポテンシャルが線形な場合には、市場価格の変位に関する自己変調過程が得られ、ふたたび、自己変調過程の重要性が認識された。市場価格の確率動力学的記述は、非常に汎用性も実用性も高く、ARCHモデルなどの金融工学での定式化を包含するような体系である。自己変調過程とは、過去の変位の履歴の移動平均値に、乗算型のノイズを付加し、さらに、加算型のノイズを加えて時間発展した変位の値を計算するランダムな確率過程である。このモデルの最も基本的な場合に関して、変位がベキ分布にしたがうこと、パルスの時系列に対しては1/fスペクトルが現れることなどを既に示している。この数理モデルは、自動的に臨界的な特性を生み出す一般性の高い確率モデルである。このモデルの基礎的な性質を調べるため、数値解析を進めた。その結果、移動平均の形に依存しない形で、かなり一般的に、最も基本的な場合と同じようなベキ分布などの性質が見られることが確認できた。また、スカラー量に限らず、ベクトル量でも、あるいは、マトリックスのような場合でも、同じような統計性を示す結果が得られてきている。すなわち、移動平均値にランダムな乗算ノイズを付加するような効果によって、非常に一般的に臨界的な振る舞いが見られることが期待される。自己変調過程の応用としては、市場の取引の発生過程のモデルが先駆的であるが、市場価格の変動そのものに関しても適用できることがわかってきた。また、インターネットにおける情報流のトラフィックの増減も自己変調過程によって近似できることがわかってきた。脈拍の間隔のゆらぎに関するモデルとしても有効であると期待されている。複雑なシステムおいて1/fスペクトルを出す現象が広く見出されているが、自己変調過程はその理論的な根源になる可能性もあると期待される。過去の変位の履歴の移動平均値に乗算型のノイズを付加し、さらに、加算型のノイズを加えたランダムな確率過程である自己変調過程に関連した現象の解析を進めた。自己変調過程の応用として先駆的な役割を担ってきた市場の取引の発生過程のデータ解析を改めて解析し、残渣項のゆらぎを無相関にするような移動平均の重み付けを自動的に推定する方法を確立した。まず、与えられた時系列データの自己相関関数を計算し、次に、定常過程において最適な重みを推定するスタンダードな手法であるユール・ウォーカー法に基づき、移動平均の重みを推定する。その結果得られる誤差の時系列の自己相関関数を計算し、0にならない場合には、それぞれの項の重みを調整し、自己相関関数が0に近くなるように修正する。このような修正は、データの中に非定常な効果が入っている場合には必要となる。

外国為替市場の取引間隔の時系列データに関して、ここで開発した手法を適用すると、ティック時間ごとに重みが約0.75倍に減少する重みが決定する。結果として得られる残渣の変動はほぼ無相関にできることが確認される。ティック間隔はおよそ10秒のオーダーであり、この結果は2分間程度の移動平均が最適になるという既に当該研究者が発見している結果をより精密化することになる。この方法は、取引間隔だけでなく、市場価格の変動そのものについても適用でき、市場価格の変動から無相関なノイズを取り除くことができた。この最適移動平均を適用した変動は市場を特徴付ける動力学の情報を持つものと期待される。過去の変位の履歴の移動平均値に乗算型のノイズを付加し、さらに、加算型のノイズを加えたランダムな確率過程である自己変調過程に関連した現象の解析を進め、特に、市場価格の変動の解析に応用した。円ドルレートの高頻度データに関して、まず、最適移動平均を導入して独立無相関なノイズ成分を取り除き、次に、スーパー移動平均と名づけた大きなスケールの単純な移動平均をこの最適移動平均の変動に適用し、両者の差を観測した。その結果、これらの移動平均の差と市場価格の変動に自明でない相関が見出されることを明らかにした。この相関は正の相関を持つ場合と負の相関を持つ場合があり、それぞれの効果は引力あるいは斥力のポテンシャル力として表現できることがわかった。このポテンシャル力は数時間程度の時間スケールで変動しており、また、ニュースなどの外乱に反応して速やかに変化することも確認された。数年分の全データで平均するとこのポテンシャルはほどんど0になり、これまでの金融工学などの研究結果とは矛盾しない結果になっている。また、コンピュータの中に仮想的な市場を想定するディーラーモデルの解析によって、ディーラのどのような特性によよって、上記のようなポテンシャルが形成されるのかをシミュレーションによって明らかにした。市場の売買取引の一般的なメカニズムによって引力のポテンシャルが生じ、ディーラーの集団心理として市場価格のトレンドを追随する効果によって斥力のポテンシャルが生じることがわかった。
口腔癌におけるP53の発現とアポトーシス

細胞の癌化には癌原遺伝子や癌抑制遺伝子の変異が関与し,癌抑制遺伝子の一つであるp53の変異は多くの癌で認められている.癌化が生じるとアポトーシスが抑制され,細胞の不死化が生じる.p53の発現とアポトーシスの関連を明らかにするために扁平上皮癌,多形性腺腫,嚢胞および歯肉の各上皮細胞におけるp53の発現を免疫組織化学的に,そしてアポトーシスの発現をterminal deoxynucleotidyltransferase (TdT)nick end labeling法によりin situで検出した.実験材料として上記組織を用い,ホルマリンで固定後,通法どおりパラフィン切片を作製した.切片にp53モノクローナル抗体を作用させ,LSAB法によってp53の発現を観察した.一方,アポトーシスを検出するために切片にTdTを作用させ,断片化したDNAの3'末端にdigoxigenin標識のdUTPを結合させ,通法どおり断片化DNAを検出した.p53の発現は多形性腺腫,嚢胞,歯肉の各上皮細胞にはほとんどみられなかった.しかし,扁平上皮癌では,p53の発現は高分化型においてみられない症例はあったが,中・低分化型ではすべて認められた.また,浸潤様式がGrade3ないし4Cや4Dにはp53の発現がよくみられた.アポトーシスは多形性腺腫の細胞,嚢胞壁上皮細胞,歯肉上皮細胞には比較的多くみられたが,扁平上皮癌では,その数は極めて少なかった。扁平上皮癌ではp53の発現は強いけれども,アポトーシスはゼロではなく少しみられた.その数は高分化型に多い傾向が認められた.今後,症例を増やし詳細に検討する予定である.細胞の癌化には癌原遺伝子や癌抑制遺伝子の変異が関与し,癌抑制遺伝子の一つであるp53の変異は多くの癌で認められている.癌化が生じるとアポトーシスが抑制され,細胞の不死化が生じる.p53の発現とアポトーシスの関連を明らかにするために扁平上皮癌,多形性腺腫,嚢胞および歯肉の各上皮細胞におけるp53の発現を免疫組織化学的に,そしてアポトーシスの発現をterminal deoxynucleotidyltransferase (TdT)nick end labeling法によりin situで検出した.実験材料として上記組織を用い,ホルマリンで固定後,通法どおりパラフィン切片を作製した.切片にp53モノクローナル抗体を作用させ,LSAB法によってp53の発現を観察した.一方,アポトーシスを検出するために切片にTdTを作用させ,断片化したDNAの3'末端にdigoxigenin標識のdUTPを結合させ,通法どおり断片化DNAを検出した.p53の発現は多形性腺腫,嚢胞,歯肉の各上皮細胞にはほとんどみられなかった.しかし,扁平上皮癌では,p53の発現は高分化型においてみられない症例はあったが,中・低分化型ではすべて認められた.また,浸潤様式がGrade3ないし4Cや4Dにはp53の発現がよくみられた.アポトーシスは多形性腺腫の細胞,嚢胞壁上皮細胞,歯肉上皮細胞には比較的多くみられたが,扁平上皮癌では,その数は極めて少なかった。扁平上皮癌ではp53の発現は強いけれども,アポトーシスはゼロではなく少しみられた.その数は高分化型に多い傾向が認められた.今後,症例を増やし詳細に検討する予定である.
アメリカにおける「多文化的歴史教育」の研究―社会史に基づく内容構成論を中心に―

本研究は,アメリカにおける「新しい社会史」に基づく「多文化的歴史教育」を思考モデルとし,多様な民族・文化に公正に配慮した歴史教育の内容構成の理論的枠組みを考える視点を抽出することである。そのため,昨年度の研究活動の成果を基に,アメリカで開発・実践されている「多文化的歴史教育」カリキュラムの収集・分析を行った。特に,ニューヨーク州とカリフォルニア州の社会科スタンダードとフレームワークにおける多文化的歴史教育を分析した。ニューヨーク州のカリキュラム開発の特徴は以下の3点にまとめられる。第1点は,カリキュラム開発の前提として,合衆国とニューヨーク州という社会・地域をどのような社会・地域と捉えるかという点について徹底的に検討し,その上でカリキュラム開発を行っている点である。ニューヨーク州の公教育における歴史学習は,歴史学の成果に基づきながらも,あくまでも「アメリカ人の育成」を最終的な目的としている。ニューヨーク州は,ニューヨーク州とアメリカを一定の留保と対立意見を付しながらも多文化社会と規定し,「多文化社会アメリカ・ニューヨーク州の歴史」の認識を目標としたカリキュラム開発を行っている。第2点は,カリキュラム開発の基本原理として,次にスタンダードを明確に設定している点である。上記のように全米のスタンダード運動の影響下でのことであるが,K-12学年を明確で一貫した歴史教育観で貫き,12学年の学習の修了時に各自が「多文化社会アメリカにおけるアメリカン・アイデンティティ」を認識できるプログラムとして構想している。第3点は,K-12学年を通した合衆国史学習の目標・内容・方法を構造的に示すことによって,一貫した目標を段階的に達成できるように,スタンダードの下位にキー概念と達成指標を示している点である。12年間を3段階に分け,以下のような構図で合衆国史学習を構成している。そのため,本年度の研究活動は,アメリカで開発・実践されている「多文化的歴史教育」カリキュラムの収集・分析を中心とし,特に,ニューヨーク州,ニューヨーク市,カリフォルニア州の合衆国史カリキュラムを主たる対象とした。具体的には上記の州・市の教育局に赴き,社会科教育担当者及びカリキュラム開発担当者への意見聴取を行った。同時に,ニューヨーク州とカリフォルニア州の社会科スタンダードとフレ-ムワークにおける初等教育段階の多文化的歴史教育の相違を分析した。1990年代後半以降のスタンダード運動に影響を受けた社会科カリキュラムの改訂では,K-12学年に渡って一貫した歴史学習の重視の傾向が見て取れる。ゆえに,1990年代以降のアメリカの多文化的歴史教育について検討する際には,第3・4学年で行われる地域史(Local History)と州史(state History)を多文化的歴史教育の入門期ととらえ,そこへの検討が必要であると考えた。ニューヨーク州,カリフォルニア州は,合衆国の東と西を代表する多文化地域であり,両州とも社会科カリキュラムを歴史を重視し改訂を行った。しかしながら,子どもたちの歴史認識において重要な入門期である初等段階における文化的多様性への対応は対照的である。ニューヨーク州が統一的な国家の形成において文化的多様性の持つ豊穣性に焦点を当てているのに対し,カリフォルニア州は合衆国のもつ文化的多様性をまとめあげた統一性(合衆国憲法,連邦制)に焦点を当てていることと,地域や州のアメリカ化の過程から合衆国史が想定されていることが明らかになった。
食行動がメタボリックシンドローム及びその構成因子に及ぼす影響に関する研究

平成20年度は、朝食欠食と脂質異常症との関連についての横断研究、食行動及び食品摂取と肥満とのについての横断研究を実施した。加えて、昨年度実施した「満腹」・「早食い」及びその組み合わせと肥満との関連についての横断研究について学術論文に報告した。20032006年度に実施した秋田県I町、大阪府Y市M地区の循環器検診を受診した3069歳の男女を対象とし、朝食欠食と脂質異常症(国内基準に準拠)との関連を横断研究にて検討した。その結果、朝食欠食習慣のある女性は、そうでない女性に比べて、高LDL-コレステロール血症者の割合が有意に高いことが認められた。また、同対象において、食行動及び食品摂取について合わせて20項目のうち、肥満との関連性が強い13項目について、それぞれ肥満との関連を分析した結果、男性では「満腹」・「早食い」に加えて、「週に3日以上脂身の多い肉類を食べる」が、女性では「満腹」・「早食い」に加えて、「就寝前食事」、「乳製品をほぼ毎日食べない」といった食行動・食品摂取が肥満と強く関連していた。また、男女ともこれらの項目の該当数が多いほど肥満との関連は強いことが示された。これらの研究成果は、前年度報告した「満腹」・「早食い」に加えてその他の項目においてもメタボリックシンドロームの主要因である肥満との関連を示すとともに、近年増加傾向にある朝食欠食とが高LDL-コレステロール血症の原因となる可能性を示すものであり、我が国における食行動からのアプローチによるメタボリックシンドローム対策の一助となると考えられる。平成19年度は「お腹いっぱい食べる」・「食べる速さ」といった食行動とメタボリックシンドロームとその構成因子、特に肥満との関連について横断及び縦断研究にて検討した。20032006年に実施した秋田県I町、大阪府Y市M地区の循環器検診を受診した2069歳の男女を対象とし、「お腹いっぱい食べる」・「食べる速さ」と肥満(Body Mass Index 25kg/m2以上)及びメタボリックシンドローム(国内基準に準拠(腹囲ではなくBMI 25kg/m2以上を代用))との関連を横断研究にて検討した。その結果、男女とも「お腹いっぱい食べる」、「食べる速さが速い」者はそうでない者に比べ、肥満及びメタボリックシンドロームのリスクが高かった。特に、「おなかいっぱい食べてかつ早食い」の者は「おなかいっぱい食べずかつ早食いでない」者に比べ、肥満のリスクが相加的高率であることが認められた。また同地区において、2003年をベースラインとし、2006年までの3年間で、「お腹いっぱい食べる」・「食べる速さ」が非肥満者における肥満の出現に関るかどうかを縦断研究にて検討したところ、女性において「おなかいっぱい食べてかつ早食い」の者は「おなかいっぱい食べずかつ早食いでない」者に比べ、肥満の出現リスクが有意に高いことが認められた。上記の研究実績は、我が国における先行研究において報告されていた「食べる速さ」に加え、「おなかいっぱい食べる」ことが肥満、メタボリックシンドロームと関連すること、更には、これら食行動がメタボリックシンドロームの主要な横成因子である肥満の原因となる可能性を示すものであり、我が国における食行動からのアプローチによるメタボリックシンドローム対策の一助となると考えられる。
シミュレーションによって支援された発見と検証の討論型物理実験教材の開発

有限要素法のシミュレーションを活用した物理現象の説明として、目には見えない電流や磁場が視覚的な印象度が特に大きい力学的現象である「アルミ板上での磁石の浮上」という例を見出し、実際の実験装置とシミュレーションの開発を行い、高校生向け実験講座や市民向けの科学フェスタで活用した。実験装置としては半径20cm30cmのアルミニウム円板を手動あるいはモーターによる駆動で回転させ、ネオジウム磁石にかかる「摩擦力と反発力」という、一見すると相容れない現象を実感できるようにした。これらに対するシミュレーション資料を作成し、電流や磁場の説明の妥当性を考えさせることができた。シミュレーションの様子から、円板の内部の電流を取り出す可能性が見出され、それを試みる発展的な実験を計画し検討した。大学物理実験授業の上では前年度に引き続き、シミュレーションをもとに議論を行うアクティビティーを実施した。今年度は各受講生にレポートとして説明を記述してもらう課題を課したが、境界条件の扱いについて理解が不足するものもあったため、その後、提供する資料の改善を検討し、実験用テキストを改訂した。なお、高校生向け実験講座などでは、受講生はシミュレーション・アプリを用い、計算対象となるモデルをリアルタイムに修正し、再計算する計画で進めている。さらに、Webアプリケーションとして広く公開し利用してもらうために、シミュレーション計算のアプリ化(準備段階)を担うPCと、サーバ(実施段階)を別のものとし、サーバ運用上のトラブルを押さえるため、高機能ワークステーション1台でサーバ運用する形に調整した。受講生15名程度が同時に計算を実施できるための調整を進めた。ソフトウエア面では渦電流による磁気浮上の実験装置を揃えたうえで、それを解説するための一組の計算が仕上がり、それをまとめて学会発表を行うことができたという意味で、大きく前進したと考えている。ハードウエア面では問題解決に時間がかかった。サーバーとして複数の機器を接続し、計算を分業させる機能がある。当初はそれを活用する計画で、その一部に既設の旧型ワークステーションを当てていたが、解決が困難なトラブルもあったため、本申請で購入した新型ワークステーション1台で対処するように計算環境の整備方法を変更した。渦電流による磁気浮上の実験については学会での発表と、今年度前半で実施予定の高校生向け講座での成果を踏まえ、論文発表する予定である。大学物理実験での有限要素法シミュレーションの導入と議論について、印刷テキストに資料化したシミュレーション図版を盛り込んだので、これを活用した新たな指導方法を検討していく。学外の人がサーバーにアクセスして計算を実施できる環境として、学外のサーバ利用では計算が重いので、専用のワークステーションを学内に設置し外部から接続できるよう、セキュリティー面での課題を解決していく、本研究の目的は、身近な物理現象と教科書的な物理モデルのあいだを結ぶ有限要素法(FEM)シミュレーション計算をもとに、実験授業・講座等において討論活動を導入し、背後にある理論のもつ概念的な側面を着実に受講生に意識させる教授方法を確立することにある。平成29年度は現行の物理実験テーマについて、身近な物体と物理モデルとの中間の形状でシミュレーションを行い、多数の資料を整理してグループ討論のための足がかりを与える素材資料として用意し、実際に実践において活用した。大学生への実験授業としては、切り取られた導電シートの上で二次元静電場分布の測定や電流場分布の推測を行う「等電位線の実験」において、実験方法の説明に討論活動を組み合わせた。境界条件のひとつは物体形状があり、身近なもの(リンゴ、キャラクター、錨マーク、あるいは一列に並んだ球など)と平坦な壁を導入し、絶縁壁(導電シートの外縁とおなじ)や導体壁(正負の電極とおなじ)とした。もう一つの境界条件である物体間距離や物体の向きを4通りに変化させたシミュレーションをさまざまな物体形状に対して多数セット行い、二人からなる学生のグループあたり3セットのカードとしてシャッフルして渡し、境界条件の変化に説明用のストーリーを考えさせたうえで、グループ間で発表させた。受講学生は電磁気学を十分に学んできていないものも多くいたものの、学生はシミュレーション・カード上の等電位線や電気力線の特徴を自ら見出し、これらの線の粗密や境界付近でのふるまいに注目することができた。物理の学習初心者にとって、着目すべき物理概念の表現も話題にできるような具体的対象物であることが重要であることが分かった。また、対象物を擬人化し、条件の変化を脚色する傾向も強かった。これらの活動を実験結果の解釈に結びつけるには、さらに資料作成上の工夫が必要である。サーバー上で受講生がネットワークを介して自ら操作し、FEMシミュレーションの条件を変化させて計算を行うことについて、平成29年度8月に行った30余名の高校生への実験講座の一部で活用し、購入したワークステーションやネットワークを含むハードウエアやそのうえで動作するソフトウエアのスペック上の問題点やその解決方法について、想定ができている。具体的解決策として、旧式のワークステーション(実践時にエラーの原因と考えられる)を利用せず、新規購入したものだけでシステムを構築し、また、同時にアクセスできる受講生の数を絞ることが必要である。

シミュレーションの様子から、円板の内部の電流を取り出す可能性が見出され、それを試みる発展的な実験を計画し検討した。大学物理実験授業の上では前年度に引き続き、シミュレーションをもとに議論を行うアクティビティーを実施した。今年度は各受講生にレポートとして説明を記述してもらう課題を課したが、境界条件の扱いについて理解が不足するものもあったため、その後、提供する資料の改善を検討し、実験用テキストを改訂した。なお、高校生向け実験講座などでは、受講生はシミュレーション・アプリを用い、計算対象となるモデルをリアルタイムに修正し、再計算する計画で進めている。さらに、Webアプリケーションとして広く公開し利用してもらうために、シミュレーション計算のアプリ化(準備段階)を担うPCと、サーバ(実施段階)を別のものとし、サーバ運用上のトラブルを押さえるため、高機能ワークステーション1台でサーバ運用する形に調整した。受講生15名程度が同時に計算を実施できるための調整を進めた。ソフトウエア面では渦電流による磁気浮上の実験装置を揃えたうえで、それを解説するための一組の計算が仕上がり、それをまとめて学会発表を行うことができたという意味で、大きく前進したと考えている。ハードウエア面では問題解決に時間がかかった。サーバーとして複数の機器を接続し、計算を分業させる機能がある。当初はそれを活用する計画で、その一部に既設の旧型ワークステーションを当てていたが、解決が困難なトラブルもあったため、本申請で購入した新型ワークステーション1台で対処するように計算環境の整備方法を変更した。平成30年度には新たに、電磁誘導による渦電流を感じさせる実験講座を行い、渦電流のシミュレーションと合わせて行う方向で、これまでの実験講座を大きく修正する。この点の検討については、実験は科学フェスタ(千葉市科学館主催)の出展物として既に平成29年10月にプロトタイプとなるものを作成している。FEMシミュレーションについても既に計算例ができているが、計算時間を短縮するなど工夫が必要となっている。物理実験のための資料としては、電子の比電荷測定に用いられるヘルムホルツ・コイルの内部での磁場分布を調べ、解析的な計算のできない動径方向について、磁場の一様度を判断できる資料や、ユーイングの装置によるヤング率測定など、不均一な物体変形を用いた物理実験テーマでの資料についても作成し、その活用方法について検討する。渦電流による磁気浮上の実験については学会での発表と、今年度前半で実施予定の高校生向け講座での成果を踏まえ、論文発表する予定である。大学物理実験での有限要素法シミュレーションの導入と議論について、印刷テキストに資料化したシミュレーション図版を盛り込んだので、これを活用した新たな指導方法を検討していく。
屈曲型パイ電子コアを基盤とする高性能かつ高熱耐久性塗布型有機半導体の創製

プリンテッド・フレキシブルエレクトロニクスに求められる有機半導体材料の要件は,化学的かつ熱的な安定性,印刷プロセス可能な溶解性,高い移動度,デバイスにおける耐久性などである.研究代表者らは本基盤研究において,化学およびデバイス工学の双方からのアプローチにより有機半導体材料の開発に取り組んだところ,有機半導体分子として新しい分子システムであるパイ電子系コアに「屈曲」という新たな概念を導入したV字型およびその拡張系であるN字型パイ電子系分子が上記の条件を満たす新奇な有機半導体分子群であることを明らかとした.本研究では高性能かつ高熱デバイス耐久性塗布型有機半導体の開発をめざし,申請者の独自の分子設計指針により開発した典型元素架橋屈曲型パイ電子系コアであるV字型およびV字型の拡張系であるN字型分子群の合成,基礎物性測定,および半導体特性評価を行った.硫黄架橋V字型およびN字型分子群はこれまでの研究ですでに開発済みの手法を用いて合成を行い,無置換体およびアルキル鎖長と位置の異なる各種誘導体を得た.酸素架橋体は酸素類縁体よりも簡便に合成可能であった.得られた誘導体の集合体構造を明らかにするために単結晶構造解析を行ったところ,V字型分子群に関しては,元素の種類やアルキル鎖長と位置に関わらず,2次元伝導に有利なヘリングボーン構造を形成しているのに対して,屈曲部位を2カ所持つN字型分子群は元素の種類により違いが見られ,酸素架橋体はすべてヘリングボーン構造,硫黄架橋体はアルキル鎖長と位置の影響を受け,さまざまな構造を形成することがわかった.特にデシル基を導入したN字型硫黄架橋体1は理想的なヘリングボーン構造を形成することがわかった.得られた一連の化合物は熱的かつ化学的に安定性が高いことがわかった.アルキル鎖を導入した誘導体は一般的な有機溶剤でトルエンやクロロホルムに対して印刷プロセス可能な溶解性を示した.半導体特性評価を行ったところ,移動度は蒸着膜デバイスで最高6.5 cm2/Vs,独自の塗布結晶化法で作製した塗布膜を用いたデバイスで最高16 cm2/Vsの世界最高レベルの値を実現した.さらに,デバイスでの熱ストレス試験を行ったところ,特に化合物1は塗布可能な半導体として世界最高の200度まで安定に駆動する有機半導体材料であることを明らかとした.また,他の元素を導入したセレン架橋V字型およびN字型分子群のための合成法の開発にも成功し,次年度以降で得られたセレン架橋体の詳細な検討を進める予定である.本年度は,初年度に合成が完了した各種カルコゲン元素架橋屈曲型パイ電子コア誘導体の基礎物性評価,集合体構造解析,トランジスタによるキャリア移動度評価を行い,カルコゲン元素が及ぼす電子的および幾何学的効果の検証を行った.カルコゲン元素の中で最も小さな原子半径を持つ酸素で架橋された誘導体(酸素架橋体)は,導入するアルキル鎖の長さや位置に関わらず,すべて二次元伝導に有利な集合体構造を形成することがわかった.これに対し,硫黄架橋体の場合,アルキル鎖の長さや位置により,伝導に不利な一次元構造や伝導に有利な二次元構造やこれら2つの間の構造を形成し,導入する置換基の影響を受けやすく,構造制御が可能なパイ電子コアであることがわかった.さらに大きいセレン元素を導入したセレン架橋体は,セレン元素の効果により,非常に興味深いことに,熱力学的に安定なパイコアの重なりが小さい伝導に不利な一次元構造と,速度論的に安定な伝導に有利な二次元構造の2つの集合体構造を形成することを明らかとした.これら2つの構造は熱,溶媒,成膜プロセスにより構造制御が可能である.各種カルコゲン元素架橋誘導体の特徴として,硫黄架橋体は10 cm2/Vsを越える高移動度と高温結晶相安定性(高デバイス熱耐久性),酸素架橋体は硫黄架橋体よりも一桁低いが,1 cm2/Vsを越える良好な移動度に加えて,軽元素効果により高い固体発光性,セレン架橋体は硫黄架橋体とほぼ同等の高移動度に加えて,外部刺激応答性という新奇な機能を有する有機半導体材料であることを明らかとした。これら一連のデータは,塗布法,塗布溶媒,塗布温度,塗布濃度,塗布用基板などの包括的なデバイス最適化により達成されたものである.次年度以降は,もう一ランク上の性能向上を目指し,側鎖間の積極的な相互作用を用いた高性能化アプローチや高分子有機半導体材料への検討を進める予定である.最終年度である本年度は,昨年度に検証した一連の酸素,硫黄,セレン元素架橋屈曲型パイ電子コア誘導体の基礎物性評価,集合体構造解析,トランジスタによる移動度評価の結果を鑑み,もう一ランク上の高性能かつ高熱耐久性塗布型有機半導体材料の開発に取り組んだ.まず,これまでの検討で高性能かつ高熱耐久性を有する硫黄架橋屈曲型パイ電子コアについて,パイコアに導入する側鎖のスクリーニングを行ったところ,成膜性が高い,より最適な側鎖の選定に成功し,高移動度に加えて歩留まりの向上を実現した.この側鎖はこれまでと同様に高デバイス熱耐久性を併せ持つことも確認した.次に,さらなる高熱耐久性の向上を目指し,パイ拡張した新規な屈曲型パイ電子コアを合成した.得られた屈曲型パイ電子コアは,非常に興味深いことに,これまでよりも100度以上高い結晶相の安定性(300 °C以上)を有する化合物であった.この化合物について,デバイスでの熱耐久性試験を行ったところ,これまで類をみない高いデバイス熱耐久性を実現した.

この結果を検証すべく,一連の有望な熱耐久性屈曲型有機半導体材料について,SPring8で温度可変XRD測定を行ったところ,新たに合成した化合物は他の化合物と比較して明らかに熱膨張率が小さいことがわかった.他に本年度に明らかとしたこととして,酸素架橋屈曲型パイコア誘導体は導入する側鎖の位置が熱耐久性に重要であること,セレン架橋屈曲型パイコア誘導体は導入する側鎖の置換基の種類により,酸素や硫黄架橋体と異なり,良好な溶解性と熱耐久性を併せ持つ新奇な有機半導体材料であることなどである.最後に,本基盤研究を通じて,屈曲型パイ電子コア分子群は高性能かつ高熱耐久性塗布型有機半導体材料としての非常に有望であることを明らかとした.プリンテッド・フレキシブルエレクトロニクスに求められる有機半導体材料の要件は,化学的かつ熱的な安定性,印刷プロセス可能な溶解性,高い移動度,デバイスにおける耐久性などである.研究代表者らは本基盤研究において,化学およびデバイス工学の双方からのアプローチにより有機半導体材料の開発に取り組んだところ,有機半導体分子として新しい分子システムであるパイ電子系コアに「屈曲」という新たな概念を導入したV字型およびその拡張系であるN字型パイ電子系分子が上記の条件を満たす新奇な有機半導体分子群であることを明らかとした.2年度の研究実施計画は,1屈曲型分子群の塗布膜トランジスタ評価とデバイスの最適化,2側鎖間の静電的相互作用による高性能化である.1については,当初の計画以上に大幅に進展し,屈曲型分子群におけるカルコゲン元素の有用性を示す包括的な結果を得ることができた.2については,2年度および3年度の継続研究であるが,初年度から2年度の期間で開発に成功した汎用性の高い合成手法を用いることで,新しいコンセプトに基づく各種誘導体の合成は完了しており、3年度の研究を円滑に進める準備は出来ており,順調に研究が進捗している。27年度が最終年度であるため、記入しない。有機半導体科学初年度は,主にカルコゲン元素架橋屈曲型パイ電子系コアの汎用的合成法の確立と各種誘導化を行い,2年度は,屈曲型パイ電子系コア導入するカルコゲン元素の効果を検証すべく,基礎物性評価,集合体構造解析,デバイス評価を系統的に行い,屈曲型パイ電子系コア特有の有機半導体材料としてのポテンシャルを示した.3年度は初年度と2年度で確立した汎用的合成法を用いて,2年度から合成を進めている新しいコンセプトに基づくさらに高性能な有機半導体材料の開発を加速させる.また,新しい展開として屈曲型パイ電子系コアに基づく新奇な高分子系有機半導体材料への展開も計る.初年度の研究実施計画は,1酸素,硫黄架橋V字型およびN字型の各種誘導体の合成,21で得られた化合物群の基礎物性評価,3単結晶構造解析による集合体構造の理解,4蒸着膜および単結晶膜トランジスタによる半導体特性評価であり,おおむね計画通りに研究が進捗している,特にデシル鎖を導入した硫黄架橋N字型分子は高移動度かつ高熱耐久性を有する塗布可能な有機半導体材料の開発に成功し(Adv. Mater. accepted),計画以上に大きく進展した.27年度が最終年度であるため、記入しない。初年度は一連のカルコゲン(酸素,硫黄,セレン)架橋V字型,N字型分子群の合成法を確立し,各種誘導体の合成を達成した.特に硫黄架橋V字型とN字型分子の基礎物性と半導体特性評価に主眼をおき,N字型硫黄架橋体に関しては計画以上の成果を得た.次年度以降は初年度で合成済みの他の酸素およびセレン架橋体の基礎物性,集合体構造解析および半導体特性評価を進め,元素が及ぼす電子的や幾何学的効果を詳細に検討する.
集団運動モードに基づく中空原子の構造と生成崩壊過程の解明

原子内の電子の全てが励起軌道に押し上げられ、内側の殻が空孔になって膨らんだ、中空原子の構造と生成崩壊のダイナミクスの理論的研究を行っている.昨年度に行った3電子系の研究に続き,本年度は,電子相関効果がより重要となる4電子励起状態に関しての動径相関についての研究を行った.まず,電子相関効果を取り入れるのに都合のよい超球座標系で,固有関数を効率よく計算する手法を開発した.そして,超球座標において,多電子励起状態の固有関数の構造が見通しよく分類できることを見出し,独立粒子座標でのものとの対応付けをした.さらに,中空原子の生成・崩壊のメカニズムを深く理解するために,時間に依存する外場中での多電子励起状態の研究へと発展させた.ごく最近,パルスの時間幅が数百アト秒(1アト=10^<-18>)の超短パルスレーザーが実現された.これを用いると,パルス幅と同程度の時間スケールである中空原子状態のダイナミクスを実時間で分析することが可能であると考えられる.時間に依存する系の厳密計算を行うプログラムを開発し予備的な計算を行った.そして中空原子の集団運動モードが,このようなアト秒パルスによって実時間でプローブできることを理論的に示した.また,超球座標による量子多体系の解析の拡張として,磁気光学トラップ中の希ガス原子ボーズ・アインシュタイン凝縮体の素励起に関する研究を行った.単極子および四重極子モードに関して,超球座標による表現と従来型のボゴリウボフ近似との比較を行った.原子内の電子の全てが励起軌道に押し上げられ、内側の殻が空孔になって膨らんだ、中空原子の構造と生成崩壊のダイナミクスの理論的研究を行っている.中空原子状態は準安定で、オージェ過程によって有限の寿命で電子を放出して崩壊する。中空原子の安定性は、電子同士の強い相関によって制御されるので、本質的な理解を得るには従来型の独立粒子モデルでは困難である。そこで本研究では、電子を集団として捉えてその集団運動モードを解析し、中空原子における電子相関の解明、特に、最も基本的な3電子中空原子の安定性及び生成崩壊のメカニズムを解明することを目標に研究を進めている.本年度は,励起電子のうち1つだけがとくに高く励起した異殻中空原子状態について超球座標を用いて集団運動モードの分析を行った.分子の伸縮振動に相当するモードの存在を見出し,振動の位相に関する量子数を導入することにより,異殻中空原子状態の新しい分類法を提出した.(雑誌論文1)また,中空原子の生成・崩壊のメカニズムの解析のためのR行列伝播法のプログラムの作成と改良を行った.これは,少数多体系の散乱問題に対する高速かつ安定なプログラムであり,適用範囲がたいへん広い.カンザス州立大のC.D.Lin教授のグループと協力し,テストと応用を兼ねて,クーロン3体系の1つであるイオン衝突による電荷以降反応に適用した.高精度の反応断面積を完全に量子力学的に求めることに成功した.(雑誌論文2)さらに,電子相関がより重要とると考えられる4電子原子について,超球座標法の拡張を行い,予備的な結果を得た.(雑誌論文3-5)原子内の電子の全てが励起軌道に押し上げられ、内側の殻が空孔になって膨らんだ、中空原子の構造と生成崩壊のダイナミクスの理論的研究を行っている.本年度は,R行列伝播法のプログラムコードを作成し,固有位相差和を求めて,3電子励起状態のエネルギー準位と崩壊寿命の精密な計算を行った.そして3電子イオンF^<6+>の3電子励起状態についてカンザス州立大学の実験グループの最新の実験データと比較を行った.(雑誌論文1)また,電子相関がより重要と考えられる4電子原子について,超球座標法の拡張を行い,2,3,4電子励起状態に関しての動径相関を調べた.この結果をこれまでの中空原子の研究成果とをまとめてレビューを発表した.(雑誌論文2,図書1)さらに,イオン衝撃やレーザーパルスなどの時間に依存する外傷中での多電子相関という観点から,イオン衝撃によるHe原子の2重イオン化の研究を行った.(雑誌論文3)原子内の電子の全てが励起軌道に押し上げられ、内側の殻が空孔になって膨らんだ、中空原子の構造と生成崩壊のダイナミクスの理論的研究を行っている.昨年度に行った3電子系の研究に続き,本年度は,電子相関効果がより重要となる4電子励起状態に関しての動径相関についての研究を行った.まず,電子相関効果を取り入れるのに都合のよい超球座標系で,固有関数を効率よく計算する手法を開発した.そして,超球座標において,多電子励起状態の固有関数の構造が見通しよく分類できることを見出し,独立粒子座標でのものとの対応付けをした.さらに,中空原子の生成・崩壊のメカニズムを深く理解するために,時間に依存する外場中での多電子励起状態の研究へと発展させた.ごく最近,パルスの時間幅が数百アト秒(1アト=10^<-18>)の超短パルスレーザーが実現された.これを用いると,パルス幅と同程度の時間スケールである中空原子状態のダイナミクスを実時間で分析することが可能であると考えられる.時間に依存する系の厳密計算を行うプログラムを開発し予備的な計算を行った.そして中空原子の集団運動モードが,このようなアト秒パルスによって実時間でプローブできることを理論的に示した.

また,超球座標による量子多体系の解析の拡張として,磁気光学トラップ中の希ガス原子ボーズ・アインシュタイン凝縮体の素励起に関する研究を行った.単極子および四重極子モードに関して,超球座標による表現と従来型のボゴリウボフ近似との比較を行った.
ヒト好中球によるヒト肺血管内皮細胞傷害およびその傷害阻止に関する研究

従って好中球による内皮細胞障害にはスーパーオキサイドが関与していることが確認された。Adult respiratory distress syndromeや虚血再灌流障害などの病態には好中球による内皮細胞障壁が関与していることが知られているが、SOD,staurosporineやdibutyryl cyclic AMPなどの生体に投与するのは困難である。そこでマクロライド類抗菌剤、特にエリスロマイシンのヒト好中球スーパーオキサイド産成に対する効果を検討した。その結果、エリスロマイシンはcyclic AMP-dependent protein kinaseの作用を介してスーパーオキサイド産成を抑制している事が明らかとなった。(誌上報告済)。この結果を踏まえ、好中球による内皮細胞障害に対するエリスロマイシンの作用を検討した。エリスロマイシンはSOD,staurosporine,dibutyryl cyclic AMPなどを凌ぐ内皮細胞保護作用を示した。これはエリスロマイシンの好中球スーパーオキサイド産成に対する作用のみでは説明できず、好中球の脱顆粒や内皮細胞に対する作用についても現在検討中である。(誌上報告済)。