hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ツメガエル四肢再生能と背腹軸形成-ツメガエル成体の四肢再生のために-

そして成体の四肢再生能を向上させるためにはパターン形成能の回復であり、現在私はこれらの鍵となる因子として肢芽の前後軸形成に重要なはたらきをするshhと背腹軸形成に重要な働きをするlmx1を考えており、これらの分子を再生芽に付加することにより、成体再生芽の再生能向上がきたいされる。
強電子相関系希土類-遷移金属複合酸化物熱電変換材料の創製の機能解明

新規な熱電変換材料として複合酸化物半導体セラミックスの創製と機能化を目ざし、多様な物性を発現するd電子系遷移金属元素(Co)とf電子系希土類元素とからなる複酸化物セラミックスに関して、材料の構造を結晶、ナノおよびミクロレベルの多階層で高次制御することで優れた熱電変換特性を持つ材料の創製とその機能解明を目的とした研究を行い、電気的・熱的物性と構造との冠れについて精査して以下の成果を得た。(1)一連のReCoO_3焼結体(Re:希土類)の合成を行い、電気伝導度、熱伝導度ならびにゼーベック係数について、1000°C程度までの温度依存性を精査した。(2)高温では電気伝導度および熱伝導率いずれも上昇したが、これは高温での熱活性化キャリア成分による寄与であること、その上昇は希土類イオン半径と相関があることを示した。(3)ゼーベック係数は導電性向上に従い低下したが、800°C程度でも60-110μV/K程度の値を示し、希土類イオン半径に依存することを見いだした。(4)結晶構造、電気物性、熱伝導性は、導入する希土類イオン半径に依存した結晶構造(即ちCo-O-Co結合角)の歪みに依存し、対象性が高い程優れた特性を示すことを明らかとした。(5)複数の希土類イオンを含む固溶体を作製し、その特性を評価した結果、端成分の物性を反映した電気的性質を示すもののその傾向は系により異なり、結晶構造などと強く関連していることを示唆する結果を得た。(6)性能指数(無次元性能指数)を求め、通常の低次元コバルト酸化物系材料と異なり本材料は等方的な結晶構造であるにも関わらず比較的高い性能指数を示すこと(NdCoO_3:ZT=0.25@773K)を示し、熱電材料として期待できることを示した。本研究では、様々な物性を発現するd電子系遷移金属元素とf電子系希土類元素とからなる複酸化物セラミックスに関して、材料の構造を結晶、ナノおよびミクロレベルの多階層で高次制御することで優れた熱電変換特性を持つ材料の創製とその機能解明を目的とする。本年度は、物質系の探索と基礎物性ならびに構造評価を中心とした研究を行い、以下の成果を得た。(1)一連のReCoO_3焼結体(Re:希土類)の合成を行い、これらのうちある範囲の希土類がペロブスカイト型構造を形成することを確認した。Re=Pr, Nd, Eu, Tb, Dyについて精査を行い、典型的な等軸状粒子多結晶体の粒成長・緻密化挙動により支配され、焼結温度が低い場合には多孔体構造を取ることを明らかとした。(2)これらは何れも半導体的挙動を示し、また室温での熱伝導率は多孔体構造のため低い値を示した。一方高温では10^<-3>Ωcmのオーダーの低い抵抗率を示すことを確認した。(3)中温度以上では熱伝導率が上昇するものの、依然十分に低い値(2W/mK以下)であることを見出し、低温側では格子により、また高温ではキャリア成分の寄与によるものと考察された。(4)導電率が中温度以上で高いことなどから、熱電変換材料として良好な性能を持つものと考えられた。特にPr、Nd系が導電率および熱伝導率の観点から良好な特性を示すものと期待された。(5)等方的な結晶構造であるにも関わらず、高温で酸化物p型半導体セラミックスとしては高い性能指数を示すことを見出した。(6)結晶構造、電気物性、熱伝導性など一連の物性は、導入する希土類イオン半径に依存し、これが大きい場合に立方晶(Pr, Nd)、逆に小さい場合には斜方晶(Eu, Tb)結晶となること、導電率はイオン半径が大きいほど高いこと、逆に熱伝導率は低下することを見出し、熱電特性が配意多面体のひずみ構造に依存していることを見出した。(5)複数の希土類

イオンを含む固溶体を作製し、その特性を評価した結果、端成分の物性を反映した電気的性質を示すもののその傾向は系により異なり、結晶構造などと強く関連していることを示唆する結果を得た。(6)性能指数(無次元性能指数)を求め、通常の低次元コバルト酸化物系材料と異なり本材料は等方的な結晶構造であるにも関わらず比較的高い性能指数を示すこと(NdCoO_3:ZT=0.25@773K)を示し、熱電材料として期待できることを示した。
子育て支援ユビキタス技術の実践的研究

保育園・幼稚園などの幼児教育分野にユビキタス技術を適用し,質の高い幼児教育を実現するための研究を行った.主要な成果としては,1)子どもの発達段階に適合できる新しい発達記録システムの開発・現場導入・長期運用,2)幼児への読み聞かせにおける子どもの集中度を自動抽出できるセンシング・システムの開発,3)幼児教育の要求を吸収してシステムを開発するための要求分析手法の開発と当該手法の他業務への展開,などがある.これらの研究はすべてPBL(Project Based Learning)として実現され,その先導性に対して,平成22年3月,情報処理学会から優秀教育賞を受賞した.保育園・幼稚園などの幼児教育分野にユビキタス技術を適用し,質の高い幼児教育を実現するための研究を行った.主要な成果としては,1)子どもの発達段階に適合できる新しい発達記録システムの開発・現場導入・長期運用,2)幼児への読み聞かせにおける子どもの集中度を自動抽出できるセンシング・システムの開発,3)幼児教育の要求を吸収してシステムを開発するための要求分析手法の開発と当該手法の他業務への展開,などがある.これらの研究はすべてPBL(Project Based Learning)として実現され,その先導性に対して,平成22年3月,情報処理学会から優秀教育賞を受賞した.子育てネットシステムについては,子どもの発達状況を保育者が記録するシステムを開発した.規模は約4万行である.子ども一人ひとりの発達程度に合わせて発達記録項目(8つの学齢に分かれた約400項目)を自由に切り替えられる.そして,本システムを,実際に大阪府内の2つの保育園(総幼児数約200名)での実用に供し,約1年間にわたる社会実験を行った.その結果,一般の健常児にも有効であるが,「気になる子」については,とりわけ提案システムが有効であることを確認できた.また,得られた発達データに主成分分析を適用し,保育者の保育方針を(保育者が自分で意識しているか否かは無関係に)検出可能な手法を提案して,その有効性についても,保育園にてヒアリングを行い確認した.ユビキタスセンサ統合については,ステレオカメラで子どもの位置を確認し(誰であるかは不明),子どもには,加速度・地磁気センサを装着してもらい,この2つの情報を統合して,子どもが誰であるかを判別しつつ,室内での子どもの位置・方向を抽出する手法を提案して,プロトタイプによる評価実験で,実用上十分な精度が得られることを核にした.今後は,実際の幼児教育現場での評価が必要と思われる.更に,子どもに歩数計を装着してもらい,そのデータから子どもの交友関係を抽出する手法については,交友関係の深さと広さを取り出す手法を提案し,実際に大阪府内の幼稚園で,合計28日間に渡るデータ取得と分析を行った.その結果,子どもの交友関係のみではなく,女児と男児との交友関係の差も抽出できることを確認できた.子育てネットシステムについては,発達記録に主成分分析を適用する手法を提案し,大阪府内のA保育所における社会実験によって有効性を検証した.ただし,現状の発達記録では年度当初にほとんどの項目の記録が「できる」になってしまうため,そのままでは主成分分析にはなじまない.そこで,子どもの発達に適合して発達項目を切り替えるシステムを更に提案・開発して実務に適用・評価した.センサ融合型行動分析システムについては,ライフ・レコーダ(日立製作所AirSENSE)を子どもに持たせて,これに複数のステレオカメラから得た情報を統合することにより,室内の子どもの位置を検出するロバストな手法を提案した.また,このAirSENSEを30名の子どもに装着してもらいB幼稚園の1日のライフログを取得し,ライフログから,子ども達の交友関係を高精度に検出する手法を提案した.これにより,AirSENSEを用いて,子どもの室内における位置を検出したり,あるいは,仲間関係を自動的に抽出する見通しを得た.これらの成果は,ジャーナル論文5件(情報処理学会4件,人工知能学会1件)のほか,学術的国際会議(フルペーパー査読5件,アブストラクト査読4件)において報告しており,その先導性を国内外ヘアピールできたと考える.また,上記のシステム開発は,すべて,PBL(Project Based Learning)によって行っており,技術者養成方法論の研究の観点からも先導性がある.PBLに関する先駆的取り組みについては,情報処理学会主催のPBLコンテスト(ISE CON2008)において,先進教育賞を受賞した(2009.3).最終年度として子育て支援ユービキタスシステムの総括的研究を行った.主要成果を以下に示す.【子育てネットシステム(発達記録システム)】発達段階に応じて動的に発達項目が変わるシステムについて,保育園での運用を継続した他,6園で発達記録の作成を行い,一定の条件はあるが,園の特徴を抽出できることを初めて示した.判別には,デシジョンツリーなどのノンパラメトリック統計を利用した.幼児教育分野でも,我が国初の成果と考える.今後の保育行政にも資する技術である.【子育て支援ユビキタス技術】3Dステレオカメラ,3軸加速度センサを用いた,集団読み聞かせ分析支援システムを構築し,2つの幼稚園で社会実験を行った.その結果は,従来は抽出困難であった子ども達の間の笑いの伝搬や細かい視線データ分析が,特別の機器を子ども達に装着させることなく,測定可能であることを示した.情報処理技術・幼児教育の両分野で初の試みであり,今後,読み聞かせ研究に適用・発展させてゆきたい.幼児教育養成校の保育実習を支援するためのシステムに関しては,1)マルチ・エージェント・シミュレーション技術とマンガを用いた,保育実習支援ツール,2)4台の3Dステレオカメラによって保育者と子ども達の位置を自動的に解析するシステムのプロトタイプを構築した.
教育困難高校における包摂のためのキャリア教育実践に関するエスノグラフィー研究

若者の社会的自立の困難さが指摘される今日、数多くの中退者や進路未決定卒業者を生み出す「教育困難高校」では、就労・就学さらには社会参加を念頭に置いたソーシャルスキル育成のためのキャリア教育を実践せざるをえない状況にある。中退者調査も示唆するとおり、学校での対人関係のネットワークや援助の資源がなくなると、将来展望のみえない孤立した生活を送る若者が増える。生活習慣形成や集団協働活動、相談支援活動など高校での広範なキャリア形成の実践を念頭に置きつつ、そこでの活動の実際と特徴、生徒たちへの影響などを、インタビュー等によって実証的に調査し、他機関の活動とも比べつつ、課題の所在と支援のこれからを検討した。本研究は、教育困難高校におけるキャリア教育等の実践に関する質的調査研究を行うものである。従来の卒業後の社会参加を目指すキャリア教育等の実践は、高校ランクに沿った生徒の有する文化資源や参加する社会の実情の違いに即して構成されていなかった。だが、外部の支援機関などと連携した活動によって、これまでにない生徒の社会的自立イメージの変化がみられるとの報告もある。そこで、本年調査初年度では、高退学率の都内「困難高校」4校(比較可能なように、低階層2地域の2つの進路多様高校とエンカレッジ高校)を選び出し、連携による教育実践等に密着しながら、内部観察や聞き取り、継時的な生徒へのアンケート調査を実施し、その実際と課題を実証的に分析することを行ってきた。(1)各校で行われている外部連携等を含む「キャリア教育実践の実際」(例えば、小グループでの課題解決学習の試行、アンケート等を用いた将来の進路イメージやメンタルな問題の発見、スクールサポーター等の導入による進路選択環境のケアリング等)を、観察や聞き取りなどから把握しようと試みてきた。(2)生徒の「社会的自立」のイメージがキャリア教育体験に応じてどのように変化するのかを在学中の3年間に及ぶ継続調査から明らかにしようとアンケート等を用いて、特に社会的スキルなどの実際との関連もみながら把握してきた(特に2012・13年度入学者について実施)。(3)生徒の家庭環境やアルバイト経験、心の病など「個々人の社会的背景」を聞き取り等から把握し、キャリア等実践の影響がより大きくなる生徒の層を理解しようと調査を試みた。キャリア教育にかかわる実践をできるだけ総体的に把握する努力を行い、外部連携による教育の有効性や生徒さらに教師の意識変化や態度形成を今後2年間にわたって把握するように努めていく。なお、一部の結果は学会等で発表するとともに、紀要等にも公表している。本研究は、教育困難高校でのキャリア教育等に関わる実践とその効用について調査研究を行うものである。これまで卒業後の社会的リテラシー形成の実践は、高校のランキングによる生徒の文化・社会関係資源の違いあるいは卒後の労働の実態などに応じて構成されてはこなかった。だが、近年NPO等との連携やソーシャルワーカーの活動などが導入され、新たな方法の指導実践の検討が必要とされる。そこで、本調査の2年目では、昨年度から継続している東京・普通科高校4校だけでなく、新たに高知での3校(商業高校を含む)、また海外でのドロップアウト支援施設を加え、教師からの聞き取りおよび継続的な生徒へのアンケートや聞き取りを実施した。結果の一部は、いくつかの論文としてもまとめ公表するとともに、各種の学会でも発表を行った。調査結果の概要は以下のとおり。1卒業時進路未決定者について分析すると、高校での多様な実践活動への継続参加自体が低調である反面、仲間関係の資源が就学を支える傾向にあるといえた。2進路決定には担任・友人など身近な他者の影響が依然大きく、就職指向からの進路転向困難者に未定者が生じやすい。3生徒の私生活重視化が進行し、家庭やアルバイトなどの場での社会生活の実情や生活リズムが、学校を通した実践活動への参加や効用を左右してしまっている。4特に、中退してしまった生徒ではその後の就労等体験で自己肯定感を抱きやすいことから、高校での生徒のコンサマトリーな価値指向と社会的リテラシー育成の実践との関連づけを考慮し、在学中からケイパビリティ(生活の質の選択可能性)を高める工夫が必要である。対象校へのアクセスが進み、東京だけでなく、高知(あるいはバルセロナ)での調査も、教育委員会や現場の協力の下で順調に進んでいる。幸い、管理職や幹部職員の交代も少なく、継続的な調査への支障はあまりなかった。継続のアンケート調査については、2011年から先行実施してきた実績もあり、その分析も活用することができている。また、教師・生徒への聞き取り調査も、個人情報の関連もあって学校側の選抜した生徒に限定されてはいたが、各地域で実施できた。他方、実践の観察はスケジュールや内部情報等との関係もあり、依然困難であったといえる。なお、行政側や学校側のご協力ならびに調査処理経費の圧縮などから、経費の支出は予想より少なくなっており、今後情報提供のためのHPの構築なども検討していきたい。本研究は、教育困難高校でのキャリア教育等に関わる実践とその効用について調査分析を行うものである。これまで卒業後の社会的リテラシー形成の実践は、高校のランキングによる生徒の文化・社会関係資源の差異あるいは卒業後の労働実態の差異などに対応して構成されてはこなかった。だが近年、NPO等との連携やSSWerの活動などによって、生徒の実態に応じた広範なキャリア教育支援における新たな方法の検討が必要とされている。

そこで、本調査の3年目では、昨年度から継続している東京・普通科高校(進路多様校と特色校)4校で実施したデータを整理することに加えて、東京・定時制高校の存在にも目を向け、また高知での3校(職業高校も含む)も対象とし、生徒へのアンケート調査および一部生徒からの聞き取り、さらに教師からの聞き取りを実施した。結果の一部は、データ入力やトランスクリプトを進めつつ、いくつかの論文としてまとめ公表するとともに、各種学会でも発表を行った。その結果の概要は以下のとおり。1教育困難高校には、定時制をはじめとした中退・不登校経験者などを多数含む「受け皿」としての学校群が成立し始めており、厳しい家庭環境に抗いながら、継続的に通学するという習慣行動自体が生徒のスキル課題となっている。2定時制でも、昼夜間・3部制と夜間・学年制では入学者層が異なり、前者では不登校などの非学校文化の度合いが強く、後者では怠学など反学校文化を抱える度合いが強くなり、補償的な教育のあり方が異なってくる。3習慣形成の未成立から、キャリア教育をはじめとした「個をケアする指導」の実践・効用がみえにくく、他方で大学等進学者の増加に対応した指導も十分実践されていない。このように、高校での居場所的な価値と社会的な進路意識育成の実践との関連づけを考慮し、在学中のケイパビリティ(生活の質の選択可能性)を高める工夫が求められていると論じた。対象校=困難高校へのアクセスを具体的に展開し、東京=大都市だけでなく高知=地方都市(さらに海外=スペイン等)での調査が、教育委員会や現場の協力の下で比較的順調に進んでいる。幸い、高校管理職や教委幹部職員の異動も少なく、継続的調査への支障はあまりなかった。アンケート調査については、従来東京で実施してきた実績もあり、その1次的分析も調査の実施や調査内容の精選に活用することができている。また、教師および生徒への聞き取り調査も、個人情報の関連もあって、学校側の選抜した生徒に限定されあるいは教委関係者同席などにはなってきたが、各高校で実施することができた。しかしながら、こうした収集データの入力作業を調査者が一時的な整理をした上で行おうとしてきたものの、その作業が遅延し、業者への入力作業の依頼が遅れてきた。このため、確保してきた予算が活用しきれておらず、平成29年度の延長期間早々に実施することになっている。他方、キャリア教育等に関連する社会性・スキル形成の実践活動の観察・聞き取りは、高校のスケジュールや内部情報守秘との関係もあり、依然不十分である。高知ではすでに部分的な観察が実施できた高校もあり、分析を始めているが、今後分析可能となるべくデータの整理加工を進めたい。また、現在調査アポイントメントのとれた東京の高校・特色校もあるので、早急に調査を実施したい。院生をはじめとした調査スタッフは確保してある。同時に、行政側や学校側のご協力ならびに調査処理経費の圧縮などから、研究経費の支出は予想より少なくなっている。例えば、調査にかかわる印刷や封筒を提供してくれた学校等も少なくない。また、スタッフを配置せず、担任教師が肩代わりして実施してくれた事例も多かった。そこで、余禄の経費を、今後HP構築などによる情報提供あるいは報告書の作成・配布などのよる調査成果PRにも活かすべく検討している。
超臨界流体を利用した超高感度化学発光分析システムの開発

本年度の研究成果の概要は以下の通りである。1.二酸化炭素超臨界流体(CO_2-SCF)の高密度流体特性を利用して、新しく見い出した漆(ウルシオール)の化学発光(CL)反応系(漆/アセトン/CO_2-SCF)の高CL収率化を図り、漆の被れ現象の解明に役立つ漆の高感度フローCL分析システムを開発した^<1)2)>。本分析システムはCL反応系が簡素であるため簡単な装置設計が行える。また、本分析システムは10^<-8>Mレベルの漆を検知できる性能を有し、従来法(GC/MS法)と較べて10000倍の微量の漆の検知が可能となった(本研究は日経産業新聞に先端技術として紹介された:平成6年2月18日付け記事)。今後、本高感度検出技術を駆使して漆による被れ現象を詳細に研究できると思われる。なお、漆に関係するCL機構は研究を進めた結果次のように考える:Acetone+CO_2-SCF→→Acetone/CO_2complex→→(Energy transfer)→→Excited acetone→→(+Urushi,Energy transfer)→→Excited urushi→→hv。また、従来の毛細管型反応セルは耐久性に乏しいので改良型セルを試作し、その特性と改良点を明らかにした^<2)>。2.CL反応特性を詳細に知ることのできるバツチ式SCF用CL反応解析装置を試作し、その有用性を実証した^<3)>。水系と気相CO_2およびCO_2-SCF間ではSCF相に著しいCL収率と反応速度の向上が認められ、SCFのCL分析における有用性(迅速計測と高感度化)が実証できた。また、本装置を用いてSCFのCL反応場におけるCL収率あるいはCL反応速度とSCF密度との関係ではそれら要因を支配する最適SCF密度が存在することが判明した。〔研究成果発表〕:1)石井幹太ほか:第54回分析化学討論会、講演要旨集p429,1993年6月(茨城)。2)石井幹太ほか:日本分析化学会42年会、講演要旨集p515,1993年10月(広島)。3)石井幹太ほか:日本分析化学会第42年会、講演要旨集p514,1993年10月(広島)。
全方位移動車輌の高性能化に関する研究

本研究では,移動車輌に対して,狭い場所がある環境においての円滑な移動と高精度な位置決めを実現し,カメラなどの視覚システムによる画像処理技術を用いた自律移動により,高性能化を図ることを目的としている。これらを実現することにより,実際の環境における全方位移動可能な搬送車輌を開発することができ,さらには,このシステムを車椅子への応用し,狭い場所において人間を安全に自動誘導させるシステムへの拡張が期待できる。上記目的を達成するために,全方位移動車輌を,(1)全方位移動車輌の設計・製作,コントローラの設計,(2)位置・姿勢検出ユニットの設計・製作,(3)自動誘導ユニットの設計・開発の3つのサブシステムに分割している。(1)においては,ホロノミックな全方位移動車輌を製作し,位置・速度のみならず姿勢を制御するコントローラを設計し,実機を用いて単体テストを行った。単体テストの結果,全方位移動車輌の高精度な移動特性が得られることが明らかとなった。(2)においては,マイコンを利用した位置検出ユニットを製作し,単体テストを行った。その結果,移動車輌に取りつけた複数の検出ユニットによって,移動車輌の位置,速度および姿勢を測定できることを明らかとした。さらに,(1)と(2)の統合テストにより移動車輌の高度な移動特性を確かめた。(3)においては,画像処理による自動誘導ユニットを製作した。その結果,移動車輌の誘導や障害物回避に画像処理技術が利用できることを確かめた。これらの結果の一部は,学会発表や学術論文として投稿し,広く発信した。本研究では,移動車輌に対して,狭い場所がある環境においての円滑な移動と高精度な位置決めを実現し,カメラなどの視覚システムによる画像処理技術を用いた自律移動により,高性能化を図ることを目的としている.これらを実現することにより,実際の環境における全方位移動可能な搬送車輌を開発することができ,さらには,このシステムを車椅子への応用し,狭い場所において人間を安全に自動誘導させるシステムへの拡張が期待できる.上記目的を達成するために,全方位移動車輌を,(1)全方位移動車輌の設計・製作,コントローラの設計,(2)位置・姿勢検出ユニットの設計・製作,(3)自動誘導ユニットの設計・開発の3つのサブシステムに分割している.(1)においては,ホロノミックな全方位移動車輌を製作し,位置・速度のみならず姿勢を制御するコントローラを設計し,実機を用いて単体テストを行った.単体テストの結果,全方位移動車輌の高精度な移動特性が得られることが明らかとなった.(2)においては,マイコンを利用した位置検出ユニットを製作し,単体テストを行った.その結果,移動車輌に取りつけた複数の検出ユニットによって,移動車輌の位置,速度および姿勢を測定できることを明らかとした.(3)においては,自動誘導ユニットを設計する前段階として画像処理技術を習得した.その結果,移動車輌の誘導や障害物回避に画像処理技術が利用できることを確かめた.これらの結果の一部は,学会にて公表した.今後は,それぞれのユニットを結合し,総合的なシステムの有用性を明らかとする.本研究では,移動車輌に対して,狭い場所がある環境においての円滑な移動と高精度な位置決めを実現し,カメラなどの視覚システムによる画像処理技術を用いた自律移動により,高性能化を図ることを目的としている.これらを実現することにより,実際の環境における全方位移動可能な搬送車輌を開発することができ,さらには,このシステムを車椅子への応用し,狭い場所において人間を安全に自動誘導させるシステムへの拡張が期待できる.上記目的を達成するために,全方位移動車輌を,(1)全方位移動車輌の設計・製作,コントローラの設計,(2)位置・姿勢検出ユニットの設計・製作,(3)自動誘導ユニットの設計・開発の3つのサブシステムに分割している.(1)においては,ホロノミックな全方位移動車輌を製作し,位置・速度のみならず姿勢を制御するコントローラを設計し,実機を用いて単体テストを行った.単体テストの結果,全方位移動車輌の高精度な移動特性が得られることが明らかとなった.

(2)においては,マイコンを利用した位置検出ユニットを製作し,単体テストを行った.その結果,移動車輌に取りつけた複数の検出ユニットによって,移動車輌の位置,速度および姿勢を測定できることを明らかとした.さらに,(1)と(2)の統合テストにより移動車輌の高度な移動特性を確かめた.(3)においては,画像処理による自動誘導ユニットを製作した.その結果,移動車輌の誘導や障害物回避に画像処理技術が利用できることを確かめた.これらの結果の一部は,学会発表や学術論文として投稿し,広く発信した.
肥大心室心筋細胞における微細構造変化の細胞計測学的研究

横細管は哺乳類心筋細胞を特徴ずける構造であり、以前Wistarラット心筋細胞での横細管の生後発達について報告した。今回哺乳類心筋細胞の肥大における超微形態的構造変化の解明を目的とし自然高血圧発症ラット(SHR)心筋細胞横細管を超高圧電顕を用いて立体的に観察した。材料と方法:生後2から30週令(体重25ー398g)の雄SHR心臓を潅流固定し、Franzini-ArmstrongとPeacheyによる電顕用ゴルジ変法で左心室側壁心筋細胞横細管を選択的に染色。1から8umの厚切切片を作製し日立超高圧電顕H1250ーMで1000kvの電圧下で観察、±8の傾斜角度でステレオ写真を作製し立体的に観察した。対照として同週令のWistar Kvotoラッサ(体重27ー410g)を用いた。血圧はtail.cuff法で測定しSHRは7週令以降次第に上昇し15週令で180mmHgに達し、wKYは20週令でも140mmHg以下であった。(P<0.05)。結果と考察:SHR横細管は生後17日(32g)から観察された。横細管は横走管、縦走管、扁平槽状部分からなり、各成分は成長と共にwKYと同じ横造的変化を示し、とくにSHRで縦走管の著明な増加が観察された。しかし、各発達段階において細胞間の横細管の構造的多様性はSHRでより顕著であり、管状部分に直径大小不同、走行不規則性、複雑な分枝による迷路構造(labvrinth)と盲端となった多数の短分枝構造が多くの細胞で観察された。迷路構造の初期構造は5週令で既に認められ、また5週令以降でも多数の扁平槽状部分の残存を示す細胞が観察された。SHR横細管の分岐、扁平槽状部図の残存は筋小胞体との接触面積の増加に関与し、また肥大心筋細胞の発達に際し細胞膜産生のreservoirとしての機能が推測された。不規則な走行は筋線維束の走行の不規則性を反映すると考えられた。以上の所見はSHR発達の初期から観察され、SHR心筋細胞の遺伝的な心筋症的性格の存在の可能性を示唆された。(P<0.05)。
記憶障害者の認知的リハビリテーション:2次元学習モデルに基づく訓練手続きの最適化

申請者たちの研究グループがこれまでに蓄積してきた記憶リハビリテーションに関する実証的データの中から,特に予測通りの効果が得られなかった条件や事例に注目し,その原因を理論的に究明した。さらに,そうした不一致を克服するための新たな手続きを提唱し,その効果を実証的に検討した。15年度は,誤り排除-努力喚起型と位置づけられ,記憶障害者にとって最適な手続きであると予測された手がかり消失法が,これまでのリハビリテーションの実践においてなぜ有効ではなかったのかを検討した。訓練データを分析した結果,手がかり消失法において,誤反応は低減していたものの,排除には至っていなかったことが判明した。そこで誤反応を排除するために新たに,知覚的マスキング手がかりを開発した。健忘症患者を対象に記憶訓練を実施した結果,改訂版手がかり消失法による誤り排除-努力喚起型学習が最適な訓練手続きであることが裏づけられた。16年度は,軽度アルツハイマー病患者を対象とし,誤り次元(排除-喚起)と符号化次元(知覚的-概念的)を交差させ,全部で4種類の記憶訓練を実施した。実験の結果,誤り排除の方が誤り喚起よりも,さらに,概念的符号化の方が知覚的符号化よりも,後の再生成績は優れていた。認知症患者にとって,誤り排除-概念的学習が最も優れた訓練効果をもたらすことを証明した。17年度は,残存する潜在記憶に働きかける努力喚起型学習として,被験者実演効果に着目し,コルサコフ健忘症患者と健常統制群を対象に,行為の生成と実演を求める課題を新たに開発し,その効果を検証した。実験の結果,行為の実演だけでなくその生成を被験者に課した場合,環境的支援の乏しい自由再生検査で実演と生成は加算的促進効果をもたらした。記憶障害者へのリハビリテーションの手法として,行為記憶への働きかけが有効であることを実証した。申請者たちの研究グループがこれまでに蓄積してきた記憶リハビリテーションに関する実証的データの中から,特に予測通りの効果が得られなかった条件や事例に注目し,その原因を理論的に究明した.さらに,そうした不一致を克服するための新たな手続きを提唱し,その効果を実証的に検討した.本年度は,誤り排除-努力喚起型と位置づけられ,記憶障害者にとって最適な手続きであると予測された手がかり消失法が,これまでのリハビリテーションの実践においてなぜ有効ではなかったのかという問題を,理論的観点から検討した.これまでの実践の中では,誤り排除型という位置づけに反して,手がかり消失法を用いた訓練場面でも,記憶障害者たちは多くの誤反応を生起させていた.そこで,こうした誤反応の発生を防ぐために,新たに知覚的マスキング手がかりの導入を提案した.実証的検討の中では,2次元学習モデルに基づき誤りと努力要因を交差させることによって,誤り排除-努力喚起型「知覚同定」,誤り排除-努力排除型「対連合」,誤り喚起-努力喚起型「生成」,誤り喚起-努力排除型「再認選択」から成る4種の学習条件を設定した,コルサコフ症候群患者12名を対象に,これら4種の学習手続きを実施した後,その効果を,自由再生,手がかり再生,知覚同定から成る3種の検査によって比較検討した.その結果,自由再生検査では学習条件間に有意差は認められなかったものの,手がかり再生検査では,知覚同定条件は対連合と再認選択条件に比べ成績が有意に優れていた.さらに,知覚同定検査では,知覚同定条件は他の3条件に比べ,より少ない手がかりで正答に到達できることが判明した.これらの結果より,誤り排除-努力喚起型学習が記憶障害者にとって最適な訓練手続きであることが裏づけられた.申請者たちの研究グループがこれまでに蓄積してきた記憶リハビリテーションに関する実証的データの中から,特に予測通りの効果が得られなかった条件や事例に注目し,その原因を理論的に究明した。

さらに,そうした不一致を克服するための新たな手続きを提唱し,その効果を実証的に検討した。昨年度の実証的研究の結果,2次元学習モデルにおいて誤り排除-努力喚起型学習と位置づけられた手がかり消失法は,知覚的マスキング手続きを導入することによって,コルサコフ症候群患者に対し最も優れた訓練成績をもたらすことが判明した。こうした成果を踏まえ,今年度は,軽度アルツハイマー病患者を対象とし,誤り次元に加えて,努力喚起型学習において患者が符号化する刺激属性を操作する実験を行った。誤り次元(排除-喚起)と符号化次元(知覚的-概念的)を交差させ,全部で4種類の訓練手続きを設けた。すなわち,誤り排除-知覚的「知覚同定」,誤り排除-概念的「定義生成」,誤り喚起-知覚的「語幹生成」,誤り喚起-概念的「カテゴリ生成」から成る4種類であった。実験の結果,顕在記憶の指標である自由再生検査では,誤り排除条件の方が誤り喚起条件よりも,さらに,概念的符号化条件の方が知覚的符号化条件よりも,有意に成績は優れていた。一方,潜在記憶指標である知覚的同定検査では,条件間で差が認められなかった。軽度アルツハイマー病患者にとって,残存する顕在記憶に働きかける誤り排除-概念的学習が最も優れた訓練効果をもたらすことが証明された。昨年度の研究において,軽度アルツハイマー病患者を対象とし,誤り次元(排除-喚起)と符号化次元(知覚的-概念的)を交差させ,全部で4種類の異なる訓練手続きを考案し,その効果を比較検討した。今年度は,この実証的研究成果を踏まえ,訓練対象を健忘症患者に拡大して,誤りと符号化次元が記憶訓練に及ぼす影響を検証した。その結果,アルツハイマー患者と同様に健忘症患者においても,誤り排除-概念的学習が最も優れた訓練効果をもたらすことを証明した。次に,残存する潜在記憶に働きかける努力喚起型学習として,被験者実演効果に着目し,コルサコフ健忘症患者と健常統制群を対象に,行為の生成と実演を求める課題を新たに開発し,その効果を検証した。実験の結果,行為の実演だけでなくその生成を被験者に課した場合,環境的支援の乏しい自由再生検査で実演と生成は加算的促進効果をもたらした。しかし,環境的支援の豊かな再認検査では,こうした加算的促進は確認できなかった。記憶障害者へのリハビリテーションの手法として,行為記憶への働きかけが有効であることを実証した。さらに,記憶訓練における努力喚起の有効性は実行機能の障害の度合いに依存するという仮説を提起し,実行機能障害を査定するための実験室的課題を開発した。特にネガティブ・プライミング現象に注目し,健常大学生を対象に4種の異なる課題を実施した。その結果,ネガティブ・プライミングを頑健に生じさせることのできる刺激と実験手続きを確定するとともに,この指標の信頼性と妥当性を明らかにした。実行機能の中でも特に抑制能力を客観的に査定するための手段として,これらの課題が有用であることが示唆された。
第2次世界大戦以前の公営集合住宅に関する研究ー不良住宅地区改良事業として建設された集合住宅を中心にー

本研究は昭和2年にに発布された不良住宅地区改良法により6大都市に建設された集合住宅の様相について明らかにすることを目的にするものである。対象とした集合住宅は東京府が建設した三河島住宅、西巣鴨住宅、愛知県慈善協会が建設した奥田町住宅、大阪市が建設した今宮住宅、下寺第一住宅、北日東住宅、南日東住宅、神戸市が建設した葺合新川住宅である。今年度は、これらの集合住宅について、計画の概要、建設の経緯、建設後の使用状況などについて明らかにすることを試みた。以下、交付申請書の研究実施計画に基づいて各集合住宅毎に新たに得た知見について報告する。三河島住宅は、住戸数322戸、1戸当りの規模は6.26坪から8.00坪(店舗付き住宅は10.00坪から10.25坪)で、住棟の配置はコの字型で6棟からなる。西巣鴨住宅は、住戸数234戸で、1戸当りの規模は6.25坪から6.791坪(店舗付き住宅は10.00坪から10.25坪)で、住棟は日の字型に配置されている。奥田町住宅は住戸数225戸で、1戸当りの規模は7.50坪から11.66坪(店舗付き住宅は11.25坪)であった。今宮住宅、下寺第一住宅、北日東住宅、南日東住宅は、1戸当りの平均坪数は8.75坪、配置計画には一定のパターンはない。葺合新川住宅は住戸数294戸、1戸当りの規模は平均6.24坪であった。いずれの集合住宅も鉄筋コンクリート造3・4階建てで、共用施設は極めて少ない。また、計画当初の建設予定戸数を大幅に減じているものがある。住戸の一般的な間取りは2室(3畳+4.5畳、4.5畳+6畳など)に簡略な台所、便所が付属しているものが多い。建設後、居住者と住宅の対応に問題があることが指摘されている点は注目される。今後さらに経時的資料を収集し、居住状況の変遷を明らかにする予定である。
空間経済学の動学化による都市地域の持続可能な発展の検討

本研究は4つの方面から空間経済学を発展させ、持続可能な都市・地域の成長を実現するための方策を考案した。1.都市、地域の成長政策立案に結びつく空間経済学の理論を構築する。特に、賃金格差を内生的に決めるモデルを開発し、地域間の経済格差の研究ができ、経済成長理論との融合も実現した。2.都市の開発と持続可能な振興政策を目指し、観光産業の役割、都市のデベロッパー行動、土地利用の方針についての研究を行った。3.交通政策の分析を行うため、産業集積や防災の立場から道路のインフラ整備を検討した。4.実証の面において、地域間の効用格差の動向や企業間関係や財の輸送費用削減を通じた集積効果を明らかにした。平成22年度は計画とおり、次の研究を順調に行ってきた。(A)経済成長理論との融合(b)脱国境の国際経済分析:これまで国際経済の母国市場効果の研究に広く使われた農業部門を簡略化し、国際間に流動する資本を導入したモデルを再構築し、海外国内の学会で発表した。(B)持続可能な振興政策観光産業が都市・地域の発展との関連を調べた論文はJapanese Economic Reviewに受理された。一方、国際化とresource curseについての研究を行い、海外、国内の学会で発表した。(C)交通政策(a)農業財の輸送費を考慮した二国二部門一要素モデルを分析し,以下の結果を得た.(1)農業財が交易される限り「自国市場効果」は常に見られる,(2)工業財の貿易自由化は企業を一旦大国に集積させるがその後分散させる逆U字プロセスととる,(3)小国にとっては工業部門の貿易自由化でなく、農業部門の貿易自由化が脅威となること(b)日本の道路整備財源調達における厚生損失を考慮した効率的道路料金を国内外いくつかの路線について試算した。1km当たりの効率的料金は国内の路線で20円程度、米国で10円程度、英国で40円程度となった。交通・地理的条件が,企業間取引を通じて企業パフォーマンスに果たす役割について実証的分析も行った(c)面積を持つCBD業務地区を含む標準的な単一中心モデルを構築し、UGB規制の有効性を検討し、社会厚生が減少する可能性を示した。更に、混雑の外部性を考慮しないモデルにおいて市場均衡解は必ずしもパレード最適解にならず、厚生第一定理は成り立たない可能性を示した。平成23年度は計画とおり、次の研究を順調に行ってきた。1.脱国境の国際経済分析。従来のNew Trade Theoryの研究では、農業部門の存在によって労働賃金率が外生的に与えられる。それを改善し、賃金格差を内生的に決めるモデルを開発した成果はCanadian Journal of EconomicsとEconomic Theoryに受理された。これら成果に基づき、賃金差による先進国から発展途上国へのoutsourceの変化と関係国の厚生分析を行い、発展途上国と先進国の賃金格差についた様々な変化パターンを解明した。さらに、非対称な貿易政策による価格指数・厚生への影響の分析も行った。そして、工業の集積と観光産業の関係を調べた成果はJapanese Economic Reviewに掲載され、それを深化した研究として、資源の呪いを一般均衡の枠組みによって解明した。2.交通政策。開放・閉鎖型の単一中心都市における地域独占度の異なるデベロッパーによる住宅地の動学的開発モデルを開発した.その結果,混雑のない開放型都市における住宅開発パターンは地域独占度に影響されないこと,および,閉鎖型都市における独占的なデベロッパーのもとでは完全競争下よりも住宅が高層化され,都市がコンパクトになることがわかった.成果はRegional Science and Urban Economics, Journal of Economic Dynamics and Control, Journal of Benefit-Cost Analysis等に受理された。そして、土地利用規制における次善政策としてのUGB規制の効率性を検証するためのClosed都市モデルを構築した。面積をもつ業務地区を考慮したモデルではUGB規制は社会厚生を高める効果がなく、逆に社会厚生を減少させるが可能性があることを明らかにした。3.実証の面で、空間経済学の基礎となる、財の輸送費用削減を通じた集積効果を検討し、企業間取引のデータなどを用いた分析を行った。日本において企業立地が集積していること,またそれ以上に物流の関係が空間的に集積していること,また企業間の取引関係形成に地理的距離が影響していることなどの結論を得た.成果はJournal of RegionalScience, Journal of the Japanese and International Economiesに掲載・受理された。平成25年度は計画とおり、順調に行ってきた。研究成果を国際・国内の学術雑誌に投稿した結果、2013年度に15篇の論文が出版され、国際・国内の学会発表も25件があった。1.空間経済学の貿易研究において、(1)地域間・国際間の賃金格差の結果を2国から多国へ拡張し、格差形成メカニズムを明らかにした;

(2)第1自然力と第2自然力が併存するときの貿易パタンーの分析を行い、先進国と発展途上国の発展方式を示した;(3)租税政策を検証するため、公共財を明確に核・周辺モデルに取り組み、公共財の存在が企業立地に対する影響を分析した;(4)可動資本を導入した二国一部門二要素モデルを構築し,最適関税の性質・決定要因,および関税競争による厚生損失について分析を行った;(5)財の品質に関する異質性を考慮した経済空間を分析し、高級財と一般財を生産する企業の立地パタンーを検証した。2.実証の面において、(1)集積要因の同定については、起業の際の参入コストが集積に影響し、これによって生じた集積において淘汰効果が存在し、それが集積地の生産性向上の貢献していることなどが示された;(2)生産性の極めて高い事業所周辺に立地する事業所の生産性が有意に高く、距離が離れるにつれて生産性が減衰していることなどを示す研究を行った。(3)東日本大震災の事例を用いて、取引関係ネットワークの近接性が事業所の復旧に果たす要因についての研究した。3.空間経済モデルの動学モデルにおける厚生分析として,(1) Alonsoモデルにビルを考慮したモデルにおいて政策の厚生分析手法の導出を行った;(2)導出された式を,歪みのある経済における従来の費用便益分析手法であるハーバーガーの公式と整合的な形式に整理した;(3)北京市における自動車の保有率と現行の燃料税が北京市の環境汚染にどのような影響を与えるかを分析するために,静的保有税率と燃料税率を求める公式を導出した.平成24年度は計画とおり、次の研究を順調に行ってきた。1.多産業の空間経済を分析し、各産業の輸送費が経済全体の立地に対する影響を分析した。成果はAnnals of Regional Scienceに受理された。2.資本が生産要素として空間経済の立地に対する影響を分析した。成果の一部はJournal of the Japanese and International Economies, Canadian Journal of Economicsに掲載され、一部はEconomic Theoryに受理された。3.地域間課税競争が企業立地に対する影響を分析した。賃金格差を内生化した二地域二部門一要素モデルを用いた成果はPapers in Regional Scienceに受理され、地域間の協力関係を考慮した研究成果は国際学会で発表した。4.開放・閉鎖型の単一中心都市における地域独占度の異なるデベロッパーによる住宅地の動学的開発パターンを分析した成果はJournal of Housing Economicsに掲載された。5.集積力の源泉について,空間経済学の基礎となる企業間関係の観点より詳細な定量的分析を行った。
負イオンならびにラジカル生成を伴う分子の電子付着過程

解離性電子付着により負イオンと中性ラジカル種を生成する過程を対象として、反応速度定数の平均電子エネルギー依存ならびに媒体温度依存を調べ、単色エネルギー電子に対する断面積データの蓄積により、反応過程のより詳細な解明を行うことを目的とした研究の最終年度に当たる。本年度は特に、電子エネルギーと同時に媒体温度を室温から約700kまで変化させて測定する実験法を確立し、CCl_4,CF_3Br,CFBr_3,CHCl_3,c-C_7F_<14>,C_6F_6に適用した。CCl_4では速度定数(断面積)の電子エネルギー依存性は温度によって変化しないが、それ以外の物質では温度依存を示す。CF_6BrとCFBr_3では、速度定数(断面積)は温度とともに増大するが、電子エネルギー増大に対してはどの温度においても減少する。CHCl_3では、低電子エネルギー部では著しく温度とともに増大するが、0.3eV以上の電子エネルギーでは殆ど温度依存を示さない。この場合、2原子分子近似のポテンシャルでは解離性電子付着機構が説明できないことが示された。c-C_7F_<14>とC_6F_6では、著しい負の温度依存が示された。これらは非解離性付着であるので、生成した負イオンからの電子脱離が温度とともに増大するとして説明できる。しかし、詳細な解析の結果、少なくともC_6F_6の場合、電子付着による電子の減衰が実際は電子付着-電子脱離平衡になるまでの過程であることが示唆された。さらに、以上の知見に基づいて、電子付着気体(CCl_4,SF_6,CF_3Br,CHCl_3)を含む希ガス(Ar)中での高エネルギー電子エネルギー変換速度係数の平均電子エネルギー依存について明らかにすることができた。その結果から上記電子付着気体分子との衝突による電子の熱平衡化時間を初めて求めることができた。
高校生の肥満と社会的スキルの関連の検討

社会的スキルの項目と肥満との関連では、女子では普通群に比べ肥満群の方がストレス時に肯定的解釈ができない傾向にあったが、その他の項目には有意な関連はみられず個別性が高いことが考えられた。一方、食行動では、男女ともに肥満群は普通群より過食傾向や、「自分は太りやすい体質」であるとの認識が強かった。しかし、「早食い」などの食べ方や、太りやすい嗜好、代理摂食について普通群と肥満群に有意差はなかったことから、肥満群は太りやすい食行動を認識していない可能性があった。【目的】わが国の思春期の肥満出現率は高く、生活習慣病等の身体的問題のみならず、自尊感情の低下等の心理的問題、不登校等の社会的不適応を引き起こす要因として対策が急務である。近年、ライフスキルは未成年の喫煙等の危険行動との関連が注目されているが、同じく危険行動である不適切な食事・運動等を背景とした「肥満」との関連の検討は不十分である。本研究では、ライフスキルの中でも肥満との関連がほとんど検討されていないコミュニケーションスキル等の「社会的スキル」およびその他要因と、高校生の肥満との関連性を明らかにする。また、明らかとなった関連要因から集団のリスク状態に応じた集団教育プログラムの検討を行うことを目的とした。【研究方法】有意抽出法にて抽出した高校生1年生約500名(東海地方の高等学校3校)を対象に、(1)質問紙調査および(2)学校からの生徒の身長・体重のデータ提供により高校生の体重管理行動に関連する要因を分析する。質問紙調査の質問項目は、性別、食行動、運動習慣、睡眠(就寝・起床時刻)、メールの使用、ストレッサーと認知的評価、コーピング方略、コミュニケーションスキル、ストレス反応、ソーシャルサポートについてである。【H22年度実施内容】3校生徒への質問紙調査(調査時期:2010.122011.3)を実施した。また学校ごとに身長・体重から得られた肥満度と食行動、運動習慣、睡眠、ストレスへのコーピング方略などの質問項目との関連を性別に検討した結果を報告書にまとめ、各校への報告を行った。今後は、3校全体の分析を行いコミュニケーションスキル等の「社会的スキル」およびその他要因と、高校生の肥満との関連性を明らかにする。また、学校ごとの特徴から高校生の肥満に関する介入について各校の養護教諭等と検討を行う予定である。【目的】高校生のコミュニケーションスキル、ストレスへの対処方法等の社会的スキルや生活習慣と、肥満との関連性を明らかにする。【研究方法】有意抽出法にて抽出した3高等学校の1年生553名を対象に質問紙調査を実施した。質問紙調査の質問項目は、性別、食行動、運動習慣、ストレスへの対処方法、コミュニケーションスキル、ストレス反応等についてである。さらに各生徒の身長・体重のデータから肥満度を算出し、やせ群(肥満度-20%以下)、普通群、肥満群(肥満度+20%以上)の3群に分類して上記質問項目との関連を分析した。【H23年度の成果】前年度に実施した質問紙調査の結果、回収率98.4%、有効回答率96.7%(男子245名、女子281名)だった。肥満群は男子10.6%(26名)、女子6.8%(19名)、やせ傾群は男子2.0%(5名)、女子2.1%(6名)で、男女とも肥満およびやせ群の割合は全国平均および都道府県平均を下回っていた。調査した社会的スキルの項目と肥満との関連では、女子のストレスへの対処方法で、普通群に比べ肥満群の方がストレスが生じた際に肯定的解釈ができない傾向にあったが、その他の項目には有意な関連はみられず、社会的スキルと肥満との関連は個別性が高いことが考えられた。また食習慣では、男女ともに肥満群は普通群より「食べ過ぎた後に後悔する」などの過食傾向や、「自分は太りやすい体質」であるとの認識が強かった。しかし、「早食い」などの食べ方や、「脂っこいものがすき」などの太りやすい嗜好、「目の前にあるとつい食べてしまう」などの代理摂食については普通群と肥満群に有意差はなかったことから、肥満群は太りやすい食行動について認識していない可能性があり食行動への認識に関して介入が必要と考えられた。
営業車両応答のデータ同化と機械学習による軌道評価システムの実証研究

営業車両の車体にとりつける振動計測システムから軌道状態を把握することが期待されている.本研究では,近年急速に普及した安価な携帯情報端末により観測した,営業車両の車体及び台車の振動応答から軌道状態を推定し,簡便かつ高頻度な常時モニタリングシステムの構築を目指す.研究の方法としては,軌道変状が長短波長成分を分類され,データ同化手法と機械学習手法を組み合わせ,数値解析モデルで検証する上,実線路営業車両へ応用検証を行う.本システムは全国中小鉄道での利用を想定しており,僅か数万円の経済負担で安全性を向上させ,事故の発生を未然に防ぐと共に,鉄道インフラの維持管理の合理化を図るものである.営業車両の車体にとりつける振動計測システムから軌道状態を把握することが期待されている.本研究では,近年急速に普及した安価な携帯情報端末により観測した,営業車両の車体及び台車の振動応答から軌道状態を推定し,簡便かつ高頻度な常時モニタリングシステムの構築を目指す.研究の方法としては,軌道変状が長短波長成分を分類され,データ同化手法と機械学習手法を組み合わせ,数値解析モデルで検証する上,実線路営業車両へ応用検証を行う.本システムは全国中小鉄道での利用を想定しており,僅か数万円の経済負担で安全性を向上させ,事故の発生を未然に防ぐと共に,鉄道インフラの維持管理の合理化を図るものである.
アップコンバージョン効果促進太陽光型光触媒ナノ複合構造及び環境リスク削減への応用

アップコンバージョン材料や持続発光性材料の効果を高効率的に生かすための可視光型光触媒の開発を更に進めた。昨年度得た炭素ミクロ球-チタニアコアシェル構造複合型光触媒の合成条件を精査し、従来のグラフェン複合材料を超えた可視光活性を得ることができた。また、当該触媒は450nmより長い波長範囲での活性が市販の白金系触媒のそれよりも高かったことが分かった。水処理・排ガス処理に応用しやすいために、ナノセルノースファイバーを基質材として、開発したコアシェル型光触媒と高次複合型フィルター材を作る試みをした。その結果、市販白金系触媒を用いる場合と比べ、本研究で開発した触媒を用いた場合の方が水流フラックスが早く、光触媒活性も高かったことを確認した。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的を実現するためにはアップコンバージョン材料の発光性質(波長、光子収率など)が非常に重要な役割を果たしている。本年度において主に新しいタイプのランタノイド発光体や炭素系量子ドットを合成し、それらの性質について研究した。Y、Yb、Tmのそれぞれの硝酸塩、NaF、クエン酸を原料とする混合溶液にpHなどの種々のパラメータをもたらせた水熱条件を適用して、Tm3+をドープしたNaYF4: Yb3+系材料を得た。得られた材料は、ランタニド結晶構造を形成していることや900nmの近赤外線励起で青色を発光することが確認できた。従来NaYF4: Yb3+にEr3+を添着する系では緑色発光(光子エネルギー=2.3ev)を示すアップコンバージョン効果を得られているのに対し、当該材料は青色発色であることからアップコンバージョン効果で酸化亜鉛やチタニアを十分光励起できるものであった。一方、炭素系量子ドットは廉価の多孔質端を前駆体として調製し、それらの発光特性を検討した。また、遅延発光性が発光材料の持つもう一つの興味深い特性であるため、これを光触媒に応用することを目的に、セリウ添着ケイ酸塩系発光材料を調製し、可視光光触媒活性である塩化銀ナノ粒子との複合化を試みた。得られた複合体は優れた可視光触媒能を持つと同時に遅延発光による持続光触媒能も有することが明らかとなった。これらの複合化方法は、アップコンバージョン材料と光触媒ナノ粒子と複合化する後続の研究にも有意義な知見を与えるものである。今年度において前年度での選定・スクリーニングの検討から得たアップコンバージョン材料や持続発光性材料を更に精査し、それらの発光波長範囲とマーチした可視光活性の光触媒を開発して更に複合化させる方法を開発することを目的とした。昨年に続き、水中でも優れる安定性を持つ全シリケート系の持続発光性(発光ピーク470 nm)などを用い、Ag/AgI(吸光範囲400-600nm)、Ag/Ag3PO4(400-500nm)系などの既存光触媒と複合化させて、模擬太陽光下における光触媒活性を評価できた。これらの複合化触媒は、昨年開発したものと比べ同等な持続触媒分解能力を持つ一方、一段と良い水安定性を有していることが明らかとなった。また、新しい可視光活性触媒として、コアシェア構造のチタニア-炭素光触媒を開発し、優れた可視光活性を実現することができた。これらの新規光触媒を繊維状ファイバーと一体化して光触媒活性を発揮できることを予備実験として確認することができた。概ね当初の計画通りに進んでおり、新規な光触媒を開発など、予想外の成果も得られている。アップコンバージョン材料を合成できたと同時に、遅延発光性の光触媒への応用も検討できた今後は今まで計画した通り、主にファイバー系材料と更に複合化した光触媒材料を開発する予定28年度が最終年度であるため、記入しない。今後は前年度で得られたアップコンバージョン材料を、光触媒活性を示す種々の半導体ナノ粒子(チタニアや酸化亜鉛など)と複合化する方法を開発し、得られた複合体について詳しく構造解析を行うと同時に、光触媒活性の増強効果の度合いについて検討する。コアーシェル構造や表面ドット分散構造などの特徴的な複合構造を構築することを試みる。また、受け入れ研究者グループで開発されたサンドイッチタイプ複合体の構築手法を活用して、コアーシェル構造などにポア構造を導入し、選択吸着性や光透過性を付与させた新規複合体を開発する。