hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
優れた塑性伸びを示す安価な超高強度チタン基準安定合金の開発と特性

Ti_<66>Fe_<22>Cu_<12>合金の降伏強度、最大圧縮強度、塑性変形はそれぞれ1840±80MPa, 2110±210MPa, 5.5±2.2%である。NdもしくはSnの添加によってTi-Fe-Cu合金の延性が改善された。少量のB(0.5 at.%)添加でTi-Fe合金の機械強度は2470 MPaへ増大した。Ti-Fe-Cu合金は、以前のTi-FeとTi-Fe-Co合金とは異なり、強い加工硬化現象が観察されなかった。2000 MPa近い強度は一般的なTi基合金及びTi_3Al, TiAl金属間化合物より高強度である。本合金の延性はTi基バルク金属ガラスに比べて大幅に増大した。Ti_<94>Fe_3Cu_3合金は1050 MPaの最大引張強度と3%の引張延性が得られた。SnとNdの添加による、延性が増加するが、機械的強度が減少することが分かった。TEMでTi(Fe, Cu)とβ-Ti間界面が良い接合になった。cI2β-TiとcP2 Ti(Fe, Cu)相の結晶構造がほぼ同じ、格子定数の差も僅かに4.6%であるため、二相間に整合界面が形成し、整合応力が平衡条件よりも低下していると考えられる。Ti_<72>Fe_<14>Cu_<14>合金の断裂は垂直及び勇断応力方向に起こる。高倍率条件で観察すると、破断面にはディンプル模様を有する延性破断領域と不規則的に破断したと思われる領域が見られた。機械的試験した後クラック伝播面位置の検討した結果により、Ti_<64.7>Fe_<34.8>B_<0.5>合金は過共晶Ti_<65>Fe_<35>合金と同様で、圧縮断裂面の垂直ベクトルと荷重方向間の角度は約90度になっていた。破断は最大垂直応力の面に沿って生じていた。
肥満児に対する生活習慣改善のための父子介入プログラムの開発と検証

最終年度は、平成30年5月に前年度の参加家族に対して、3カ月後測定を実施した。また、平成30年12月に世田谷区小児生活習慣病予防検診対象者である、6歳以上16歳未満かつ肥満度30%以上の子どもとその保護者に対してリクルートを実施した。参加希望は3家族であった。3家族とも無作為割り付けで介入群になったため、2月中旬より、順次介入プログラムを実施した。親子ともに介入前と1カ月後に、身体計測、歩数、食習慣調査、生活習慣調査等を実施した。平成2730年度までのデータを解析した。10家族が参加希望し、介入群4家族、対照群6家族(無作為割り付け)であったが、途中で介入群2家族が脱落した。介入の有無に関わらず、本研究に参加した8名の子どもの肥満度の平均値は、介入前32.8%、1か月後31.3%、3か月後29.1%で、介入前と3ヶ月後の肥満度を比較すると3.7%の減少が見られた(p=0.05)。一方で、8人中2人は3か月後に0.71.0%増加していることが分かった。研究参加者のリクルートに難航し、本研究では対象症例数が足りず介入群と対照群の統計的比較はできなかった。しかし、本研究参加者全体において介入の有無に関わらず介入前と比較し3ヶ月後の肥満度は減少していたので、研究に参加するというモチベーションの高さに加えて、両群に配布した体重管理に関するワークブックが効果的であったのではないかと考えられる。パイロットスタディを実施することによって、研究手法に関していくつかの問題点を把握することができ、よりよい本試験につなげていくことができるため、実施の意義は大きかった。一方、平成2729年度の生活習慣病予防検診のデータを入力し、集計・解析を行った。集計結果は毎年世田谷区の小児生活習慣病予防委員会で発表し、解析結果は平成31年2月に日本疫学会で発表した。現在、論文執筆中である。平成27年度世田谷区生活習慣病予防検診対象者である、6歳以上16歳未満かつ肥満度30%以上の子どもとその保護者に対して、平成27年12月に世田谷区を通じてリクルートを実施した。参加希望は4家族で、平成28年1月に説明会を開催し、説明文書を用いて同意を得た。2月より、介入群は、子どもと両親が社会的認知理論に基づいたプログラムを家庭で1カ月間実施した。プログラムの内容は以下の通りである。1家庭でワークブックに沿って体重管理のための食事や生活習慣の改善方法を学ぶ。2ログブックに沿って、自己評価と目標設定を行う。3その後1カ月間、ログブックに沿って親子でセルフモニタリングとホームワークを行う。生活習慣・体重・歩数等のセルフモニタリングを毎日行い、また、子どもと父親が一緒にホームワークを行う。一方、対照群は、家庭でワークブックに沿って体重管理のための食事や生活習慣の改善方法を学んだ。親子ともに介入前(1月末)と1カ月後(3月)に、身体計測、歩数、食習慣調査、生活習慣調査、QOL調査を実施した。平成27年度の参加は4家族と予想以上に少なかったうえに、3回の測定会に予定通り参加した家族は、介入群で1家族、対照群で1家族という経過であった。平成27年度、パイロットスタディを実施したことで、研究手法に関していくつかの問題点を把握することができた。問題点を改善していくことで、よりよい本試験につなげていくことができるため、実施の意義は大きかった。平成27年12月にリクルートを実施したが、予想以上に参加者が少なかったため。前年度の参加家族に対して、平成28年5月に3カ月後測定を実施し、得られたデータを整理した。また、平成28年度世田谷区生活習慣病予防検診対象者である、6歳以上16歳未満かつ肥満度30%以上の子どもとその保護者に対して、平成28年12月に世田谷区を通じてリクルートを実施した。参加希望は1家族で、平成29年2月に説明会を開催し、説明文書を用いて同意を得た。当該家族は無作為割り付けで対照群になったため、3月より、家庭でワークブックに沿って体重管理のための食事や生活習慣の改善方法を学んだ。親子ともに介入前(2月)と1カ月後(3月)に、身体計測、歩数、食習慣調査、生活習慣調査、QOL調査を実施した。平成27年度の参加は4家族と予想以上に少なかったうえに、予定通り3回の測定会に参加した家族は、介入群で1家族、対照群で1家族という経過であった。それを踏まえて、平成28年度は1カ月後と3カ月後測定会をやめ、自宅で計測するという方法に切り替えた。しかし、リクルート開始が世田谷区の方で遅れ、期間短縮されたため、平成27年度を上回る少なさとなってしまった。パイロットスタディを実施することによって、研究手法に関していくつかの問題点を把握することができ、問題点を改善していくことで、よりよい本試験につなげていくことができるため、実施の意義は大きかった。一報、世田谷区からお預かりした平成27年度の生活習慣病予防検診のデータを入力し、集計を行った。集計結果は平成28年度世田谷区生活習慣病予防委員会で発表された。平成27、28年度ともにリクルートを実施したが、予想以上に参加者が少なかったため。前年度の参加家族に対して、3カ月後調査を実施し、得られたデータを整理した。

また、平成29年度世田谷区生活習慣病予防検診対象者である、6歳以上16歳未満かつ肥満度30%以上の子どもとその保護者に対して、平成29年12月に世田谷区を通じてリクルートを実施した。参加希望は5家族で、説明文書を郵送して同意を得た。2月より調査を実施し、介入群はワークブックとログブックを使用したプログラムをスタートさせた。対照群は、家庭でワークブックに沿って体重管理のための食事や生活習慣の改善方法を学んだ。親子ともに介入前(1月末)と1カ月後(3月)に、身体計測、歩数、食習慣調査、生活習慣調査、QOL調査を実施した。平成28年度の参加は1家族と予想以上に少なかった。それを踏まえて、平成29年度は、説明会および介入前測定会、1カ月後と3カ月後測定会をやめ、すべて自宅で計測するという方法に切り替えた。それにより、参加家族は5家族となり、今までで一番多い参加者数となった。パイロットスタディを実施することによって、研究手法に関していくつかの問題点を把握することができ、問題点を改善していくことで、よりよい本試験につなげていくことができるため、実施の意義は大きかった。一方、世田谷区教育委員会からお預かりした平成28年度の生活習慣病予防検診のデータを入力し、集計を行った。集計結果は平成29年度の生活習慣病予防委員会で発表された。また、世田谷区教育委員会に、肥満児と非肥満児の生活習慣調査の提案を行い、平成30年度実施予定だったが、世田谷区の方から学校への説明や調整が必要であるとのことで、現在、調整待ちである。平成2729年にかけてリクルートを実施したが、参加者が予想より大幅に少なかったため。最終年度は、平成30年5月に前年度の参加家族に対して、3カ月後測定を実施した。また、平成30年12月に世田谷区小児生活習慣病予防検診対象者である、6歳以上16歳未満かつ肥満度30%以上の子どもとその保護者に対してリクルートを実施した。参加希望は3家族であった。3家族とも無作為割り付けで介入群になったため、2月中旬より、順次介入プログラムを実施した。親子ともに介入前と1カ月後に、身体計測、歩数、食習慣調査、生活習慣調査等を実施した。平成2730年度までのデータを解析した。10家族が参加希望し、介入群4家族、対照群6家族(無作為割り付け)であったが、途中で介入群2家族が脱落した。介入の有無に関わらず、本研究に参加した8名の子どもの肥満度の平均値は、介入前32.8%、1か月後31.3%、3か月後29.1%で、介入前と3ヶ月後の肥満度を比較すると3.7%の減少が見られた(p=0.05)。一方で、8人中2人は3か月後に0.71.0%増加していることが分かった。研究参加者のリクルートに難航し、本研究では対象症例数が足りず介入群と対照群の統計的比較はできなかった。しかし、本研究参加者全体において介入の有無に関わらず介入前と比較し3ヶ月後の肥満度は減少していたので、研究に参加するというモチベーションの高さに加えて、両群に配布した体重管理に関するワークブックが効果的であったのではないかと考えられる。パイロットスタディを実施することによって、研究手法に関していくつかの問題点を把握することができ、よりよい本試験につなげていくことができるため、実施の意義は大きかった。一方、平成2729年度の生活習慣病予防検診のデータを入力し、集計・解析を行った。集計結果は毎年世田谷区の小児生活習慣病予防委員会で発表し、解析結果は平成31年2月に日本疫学会で発表した。
ズーミング法による船体構造解析の精度向上に関する研究

船舶に代表される大型構造物の数値解析は有限要素法により行われているが,解の精度は分割メッシュの細かさに依存する.しかし,大規模な分割メッシュを用いた有限要素解析は大量な計算時間を必要とするため,実際的ではない.このような問題点を解決するために,ズーミング手法が利用されている.ズーミング解析には,ズーミング境界に境界力を与える方法と変位を与える方法があるが,処理の容易さから,境界変位を与える方法が一般的に用いられる.本研究では,境界力を与えることによるズーミング解析の精度向上を検討した.有限要素解析において,要素内部の応力値は精度よく求めることができるが,要素境界における応力値の精度は低い.この問題を解決するために,SPR法を用いることを検討した.平面応力要素と板曲げ要素を中心として,SPR法を利用したズーミング解析の検討を行った.SPR法の精度は応力評価点の位置と数,近似関数に大きく依存することを調査・検討し,四角形双一次要素を用いた有限要素解析においては,2X2のガウス積分点を応力評価点とし,完全二次多項式をSPR法の近似関数として選択することにより,高い精度を有する応力の近似関数を求めることが可能になった.SPR法により求められた境界力を与えたズーミング解析を船体構造に適用した.要素数4万程度のバルクキャリア初期解析モデルの解析結果を基にして,高応力部を有する領域を含んだズーミング解析をおこなった結果,提案した応力型ズーミング解析は,従来から用いられている変位型ズーミング解析の2倍程度の精度を有することが示された.船舶に代表される大型構造物の数値解析は有限要素法により行われているが,解の精度は分割メッシュの細かさに依存する.しかし,大規模な分割メッシュを用いた有限要素解析は大量な計算時間を必要とするため,実際的ではない.このような問題点を解決するために,ズーミング手法が利用されている.ズーミング解析には,ズーミング境界に境界力を与える方法と変位を与える方法があるが,処理の容易さから,境界変位を与える方法が一般的に用いられる.本研究では,境界力を与えることによるズーミング解析の精度向上を検討した.有限要素解析において,要素内部の応力値は精度よく求めることができるが,要素境界における応力値の精度は低い.この問題を解決するために,SPR法を用いることを検討した.平面応力要素と板曲げ要素を中心として,SPR法を利用したズーミング解析の検討を行った.SPR法の精度は応力評価点の位置と数,近似関数に大きく依存することを調査・検討し,四角形双一次要素を用いた有限要素解析においては,2X2のガウス積分点を応力評価点とし,完全二次多項式をSPR法の近似関数として選択することにより,高い精度を有する応力の近似関数を求めることが可能になった.SPR法により求められた境界力を与えたズーミング解析を船体構造に適用した.要素数4万程度のバルクキャリア初期解析モデルの解析結果を基にして,高応力部を有する領域を含んだズーミング解析をおこなった結果,提案した応力型ズーミング解析は,従来から用いられている変位型ズーミング解析の2倍程度の精度を有することが示された.船舶に代表される大型構造物の数値解析は有限要素法により行われているが,解の精度は分割メッシュの細かさに依存する.しかし,大規模な分割メッシュを用いた有限要素解析は大量な計算時間を必要とするため,実際的ではない.このような問題点を解決するために,ズーミング手法が利用されている.ズーミング解析には,ズーミング境界に境界力を与える方法と変位を与えるがあるが,処理の容易さから,境界変位を与える方法が一般的に用いられる.本研究では,境界力を与えることによるズーミング解析の精度向上を検討した.ここで,最も重要なことは,ズーミング境界に与える境界力の算出である.有限要素解析において,要素内部の応力値は精度よく求めることができるが,要素境界における応力値の精度は低い.この問題を解決するために,SPR法を用いることを検討した.第一年度(今年度)は,平面応力要素と板曲げ要素を中心として,SPR法を利用したズーミング解析の検討を行った.SPR法の精度は応力評価点の位置と数,近似関数に大きく依存することを調査・検討し,四角形双一次要素を用いた有限要素解析においては,2X2のガウス積分点を応力評価点とし,完全二次多項式をSPR法の近似関数として選択することにより,高い精度を有するズーミング解析を行う事ができる事が判明した.SPR法による境界力を与えたズーミング解析と変位拘束を与えたズーミング解析結果の比較より,SPR法が有効であることが示された.船舶や航空機のような大型で複雑な構造物の設計においは,ズーミング解析法が従来から頻繁に利用されている.ズーミング解析を行なうためには,「ズーミング領域」と「ズーミング境界における境界条件」を決定する必要がある.本研究では,SPR法(Superconvergent Patch Recovery Method)を利用したズーミング解析法について研究した.従来のSPR法は要素中心において評価された応力値を用いていたが,4つのガウス積分点に基づいて,連続する応力関数を求めた.これにより,応力関数の精度を向上させることができた.ズーミング境界を挟む要素群からなるパッチ領域を選定し,その領域上に存在する各要素の応力分布を基にして,SPR法により,連続な応力の近似関数を導いた.

ズーミング境界上において,この修正応力と基の有限要素解を比較することにより,与える境界力に含まれる誤差の程度が判断できる.高い精度を有する応力型ズーミング解析を実行するためには,ズーミング解析に与える境界条件は多大な誤差を含んではいけない.求められた誤差量にに基づいて,ズーミング境界を選定することを提案した.SPR法により求められた応力値より境界力を算出し,境界条件としてズーミング境界に与えた.これにより,高い精度を有する応力型ズーミング解析が可能になった.要素数4万程度のバルクキャリア初期解析モデルの解析結果を基にして,高応力部を有する領域を含んだズーミング解析をおこなった結果,提案した応力型ズーミング解析は,従来から用いられている変位型ズーミング解析の2倍程度の精度を有することが示された.
磁性流体の外科治療への応用(人工括約筋として)

磁性流体は新素材として注目されているが、医学の領域では未だ応用の途は拓かれていない。磁性流体は磁場によって磁化し、形態可変性ならびに復原性という特性を有しており、人工括約筋としての作用への応用に関する研究を行った。1〔方法〕装具としてはシリコーン製トーラス状バッグ(高研),磁性流体(デキストラン・マグネタイト名糖産業)およびラジアル方向へ磁力線の放散する強力円筒形磁石(サマリウムコバルト、東芝)を試作した。雑種成犬5頭,ビーグル犬10頭を用いて以下の急性・慢性実験を行った。2〔基礎実験,急性動物実験〕人工肛門のモデル実験より、トーラス状バッグ内に充填した磁性流体と円筒形磁石の間に働く磁力によって生ずる括約能は10cm【H_2】0/1000Gであった。雑種成犬のS状結腸を用いて人工肛門を遺毅し、シリコーンバッグ内に磁性流体を20ml充填して人工肛門周囲の筋膜間に埋没移植した。表面磁束密度5000Gの磁石キャップにより42cm水柱圧まで耐圧能が付加できた。急性実験では感染を2頭に認めたが他の合併症は認めず、ほぼ満足すべき結果を得た。3〔慢性実験〕雌ビーグル犬を用いて、従来の方法による人工肛門造設群(第1群3頭),磁性流体を充填したシリコンバッグ内没群(2群3頭)第2群と同様の処置を行い更に連日8時間磁石キャップを人工肛門内に装着した群(第3群4頭)について、体重,摂飼状況,便性状,等の一般状態および肛門周囲の皮膚の発赤,ビラン更に人工肛門の粘膜の状態,狭窄の有無等について観察した。4〔結果〕便の排出は強力磁石キャップの使用によって制御可能であった。合併症として感染症や肛門壊死等の重篤なものは経験しなかったが、狭窄例が見られた。病理学的検討よりシリコンバッグを移植した筋膜部の硬化が原因であり、磁性流体を腹膜と筋層の間に移植する手技によって予防できると考えられ、更に追加実験を計画中である。
楕円型偏微分方程式のポテンシャル論的研究

変動指数をもつルベーグ空間やソボレフ空間は非線形偏微分方程式を考察するのに有用な関数空間である。これらの関数空間は、弾性学や電気流動学の研究に関連して重要であることがわかってきた。本研究では、変動指数をもつOrlicz-Morrey空間におけるHardy-Littlewoodの極大作用素の有界性を導き、その応用として、変動指数をもつOrlicz-Morrey空間に属する関数のリースポテンシャルのソボレフの不等式やTrudinger指数積分不等式について新しい知見を得た。楕円型偏微分方程式の解について、存在と一意性、正則性などの解析的な性質を研究する方法はいくつかあるが、ペロンの方法に代表されるポテンシャル論的方法はその有力なものの一つである。本研究では、実解析学だけでなく、偏微分方程式論、電気流動学などへの応用を念頭に、ソボレフ関数を利用して、楕円型偏微分方程式の解がもつ解析的な性質を、ポテンシャル論的方法により調べることを目的とする。本年度は次のような研究を行った。変動指数をもつ関数空間において、Hardy-Littlewoodの極大関数などにおける従前の理論がどのような形で成立するかについて論じた。特に、極大関数はL^1において有界でないため、変動指数p(・)が1に近づくときの極大関数の有界性について調べた。Alberico-Cianchiの結果の拡張として、Orlicz空間に属する関数のリースポテンシャルに対するソボレフの不等式をHedbergの方法を用いることにより確立した。この場合において、ルベーグポイントの理論やAdams-Hurri-Syrjanenによる"vanishing exponential integrabihty"と呼ばれる積分平均に関する連続性についても成果を得た。Morrey空間に属する関数のリースポテンシャルに対するソボレフの不等式に関する結果も得た。変動指数をもつ関数空間において、ソボレフの不等式がどのような形で成立するかについて論じた。特に、変動指数p(・)が1に近づくとき、極大関数に対する結果を利用して、変動指数をもつオーリッツ空間L^<p(・)>(log L)^<q(・)>に属する関数のリースポテンシャルに対するソボレフの不等式に関する結果を得た。ソボレフ関数に対するソボレフの不等式についても成果を得た。また、変動指数p(・)がソボレフの指数に近づくとき、変動指数をもつオーリッツ空間Lp^<(・)>(log L)^<q(・)>に属する関数のリースポテンシャルに対するTrudingerの指数積分不等式や二重指数積分不等式を確立した。積分形のMorrey空間に属する関数のリースポテンシャルに対するソボレフの不等式に関する結果も得た。さらに、変動指数をもつMorrey空間に属する関数のリースポテンシャルに対する連続性についても論じた。特に、楕円型偏微分方程式の解の研究において、ソボレフ関数は非常に有用な道具となる。変動指数をもつOrlicz空間やMorrey空間などの関数空間において、ソボレフの不等式がどのような形で成立するかについて論じた。特に、変動指数p(・)が1に近づくとき、極大関数の有界性に関する結果を得た。さらに、変動指数をもつMorrey空間に属する関数のリースポテンシャルに対するソボレフの不等式に関する結果を得た。また、変動指数をもつMorrey空間に属する関数のリースポテンシャルに対するTrudingerの指数積分不等式と二重指数積分不等式、連続性に関する結果を示した。Orlihcz空間を一般化した空間であるMusielak-Orlicz空間に属する関数のポテンシャルに対する容量についての基本的な性質を調べた。球に対する容量の評価を与え、その評価の応用も与えた。
神経幹細胞由来の血管壁細胞による血管新生作用と創傷治癒の促進

平成28年度には、毛包バルジ領域に存在する神経幹細胞が周皮細胞へ分化する可能性を検証するために多重免疫染色法を中心とした検索を行った。生検パンチを用いてマウス背部皮膚に創傷を作製して創傷皮膚組織の凍結切片を作製後、神経幹細胞、周皮・内皮細胞マーカーを用いた染色を行ったところ、神経幹細胞マーカーの一つとされるnestinの発現が正常皮膚ではバルジ領域のみに限局して観察される一方、創傷皮膚ではバルジ領域に加えて創傷部の新生血管内皮細胞にも発現することが明らかとなり、一見したところ神経幹細胞から内皮細胞への分化が起こったと考えられたが、創傷皮膚のバルジ領域は正常皮膚のものに比して大きな形態学的変化はなく、実際には神経幹細胞による内皮細胞への分化の形跡は追跡できなかった。また、創傷隣接部に存在する既存血管の内皮細胞にもnestin発現が確認されたことを考慮した場合、内皮細胞は神経幹細胞から分化したのではなく、既存血管の内皮細胞から分裂増殖したものであり、この増殖過程において活性化した内皮細胞がnestin発現を新規に獲得したものと推測された。中間径フィラメントであるnestinは細胞分裂の調節に働くことが知られており、内皮細胞の増殖過程に重要であることが考えられる。一方で、周皮細胞にはnestinそのものの発現を認めなかった。これらの検索結果は、新生血管壁を構成する周皮細胞と内皮細胞が毛包潜在性の神経幹細胞に由来しないことを強く示唆するものである。さらに、遺伝子改変マウス(神経幹細胞マーカーsox2の発現と周皮細胞を含む壁細胞への分化の指標となるMyf5の発現が蛍光シグナルにより可視化される)の創傷皮膚を用いた多重染色実験からも、同様に、血管新生時に際して周皮・内皮細胞が神経幹細胞から分化誘導されないことを示唆するデータが得られる結果となった。我々は血管新生時に周皮細胞が内皮細胞の発芽的成長を促進する可能性をこれまでに報告してきたが、この場合に、血管新生促進に働く周皮細胞が何処から動員されてくるのかについては未だ不明のままとなっており、その正確な起源の同定が急務であった。周皮細胞の由来を明らかにすることは、周皮幹細胞の移植による血管新生促進という技術開発にも非常に有用であり、将来的には糖尿病で認められる血管新生不全による創傷治癒遅延の改善への貢献が大いに期待できる。一方、近年、皮膚毛包毛包バルジ領域に存在する神経幹細胞が、皮膚創傷治癒過程における血管新生において内皮細胞に分化する可能性が示唆されたことから、我々は、周皮細胞の起源も同じくこれらの神経細胞に求められるのではないか、という仮説を立て、本研究に臨むこととなったが、平成28年度の検索結果からは、この仮説とは異なり、新生血管を構成する内皮細胞・周皮細胞ともに毛包神経幹細胞に由来しないことが示唆されるデータが得られることとなった。しかしながら、我々はこの結果を単にネガティブデータとして捉えるのではなく、むしろ血管生物学の観点から大いに意義のあるものと捉え、逆に、今回得られたデータを、精確に周皮細胞の起源を絞り込み追求して行く際の手掛かりとして積極的に活用し、研究を進めていきたいと考えており、このような理由で、上の「区分」では、「おおむね順調に進展している」と自己点検評価を行った次第である。従って、以下の「今後の研究の推進方策」に具体的に記述するように、当初の研究計画からは変更が生じるものの、引き続き周皮細胞起源についての検索を続行し、これを明らかにし、さらに、最終的には当初の計画でも触れた、血管新生不全の病態モデルを用いた応用的実験にも挑戦していきたいと考える。検索から得られた結果は仮説とは異なるものであったが、我々はこの結果を意義あるものと考え、これに準じて計画を変更しつつ、皮膚創傷治癒過程の血管新生における周皮細胞の起源を引き続き追跡することを企図している。平成29年度の研究では、先ずは多重染色手法を主たる検索手法として引き続き用い、周皮細胞の起源の候補を絞り込んでいく。微細構造レベルの検索は、この作業がある程度進んだ段階で有効に活用したい(当初は、初年度にある程度の微細構造解析を行うことを念頭に置いて超薄切片作製用ダイヤモンドナイフの購入を予定していたが、計画に変更を加える可能性が生じた時点で購入を延期している)。検索は具体的に以下のように進めていく。1.創傷皮膚バルジ領域は正常皮膚のものと比べて大きな形態変化が認められなかったことから、神経幹細胞による内皮細胞への分化の形跡は追跡できなかったが、この点をさらに詳細に検証するため、BrdU等の細胞増殖マーカーの染色をバルジ領域に施し、細胞の増殖性においても創傷皮膚と正常皮膚の間で差がないか検索する。2.周皮細胞の起源としては、神経幹細胞以外にも(1)既存血管壁の周皮細胞や、(2)結合組織内の間葉系幹細胞、または(3)骨髄由来幹細胞が考えられる。このうち、(1)、(2)の可能性については血管基底膜との関連性や間葉系幹細胞マーカー発現を追跡することで検証していく。また、(3)の可能性については、GFP骨髄キメラマウスを用いて骨髄由来細胞を予め標識して追跡を行う。そして、周皮細胞の起源が明らかになった段階で、最終年度には血管新生不全の病態モデルを用いた応用的実験に移りたい。

そして、病態モデルでは血管新生部への周皮細胞の動員に果たして問題が存在するのか否かを明らかにし、最終的には周皮幹細胞移植が血管新生不全を改善しうるか、という可能性を視野に入れた検索にまでつなげていきたい。29年度は、多重免疫染色法を主体とした検索を行っていく計画にしており、これには血管壁構成成分や各種幹細胞に対する抗体が多く必要となる。我々が普段使用する一次抗体の購入には大凡70000円程度の金額が必要であるが、次年度への繰越金228,935円は、幾種かの一次抗体の購入に使用したいと考えている。平成28年度には、毛包バルジ領域に存在する神経幹細胞が周皮細胞へ分化する可能性を検証するために多重免疫染色法を中心とした検索を行った。生検パンチを用いてマウス背部皮膚に創傷を作製して創傷皮膚組織の凍結切片を作製後、神経幹細胞、周皮・内皮細胞マーカーを用いた染色を行ったところ、神経幹細胞マーカーの一つとされるnestinの発現が正常皮膚ではバルジ領域のみに限局して観察される一方、創傷皮膚ではバルジ領域に加えて創傷部の新生血管内皮細胞にも発現することが明らかとなり、一見したところ神経幹細胞から内皮細胞への分化が起こったと考えられたが、創傷皮膚のバルジ領域は正常皮膚のものに比して大きな形態学的変化はなく、実際には神経幹細胞による内皮細胞への分化の形跡は追跡できなかった。また、創傷隣接部に存在する既存血管の内皮細胞にもnestin発現が確認されたことを考慮した場合、内皮細胞は神経幹細胞から分化したのではなく、既存血管の内皮細胞から分裂増殖したものであり、この増殖過程において活性化した内皮細胞がnestin発現を新規に獲得したものと推測された。中間径フィラメントであるnestinは細胞分裂の調節に働くことが知られており、内皮細胞の増殖過程に重要であることが考えられる。一方で、周皮細胞にはnestinそのものの発現を認めなかった。これらの検索結果は、新生血管壁を構成する周皮細胞と内皮細胞が毛包潜在性の神経幹細胞に由来しないことを強く示唆するものである。さらに、遺伝子改変マウス(神経幹細胞マーカーsox2の発現と周皮細胞を含む壁細胞への分化の指標となるMyf5の発現が蛍光シグナルにより可視化される)の創傷皮膚を用いた多重染色実験からも、同様に、血管新生時に際して周皮・内皮細胞が神経幹細胞から分化誘導されないことを示唆するデータが得られる結果となった。我々は血管新生時に周皮細胞が内皮細胞の発芽的成長を促進する可能性をこれまでに報告してきたが、この場合に、血管新生促進に働く周皮細胞が何処から動員されてくるのかについては未だ不明のままとなっており、その正確な起源の同定が急務であった。周皮細胞の由来を明らかにすることは、周皮幹細胞の移植による血管新生促進という技術開発にも非常に有用であり、将来的には糖尿病で認められる血管新生不全による創傷治癒遅延の改善への貢献が大いに期待できる。一方、近年、皮膚毛包毛包バルジ領域に存在する神経幹細胞が、皮膚創傷治癒過程における血管新生において内皮細胞に分化する可能性が示唆されたことから、我々は、周皮細胞の起源も同じくこれらの神経細胞に求められるのではないか、という仮説を立て、本研究に臨むこととなったが、平成28年度の検索結果からは、この仮説とは異なり、新生血管を構成する内皮細胞・周皮細胞ともに毛包神経幹細胞に由来しないことが示唆されるデータが得られることとなった。
非行少年の社会復帰とその支援に関する教育学的研究

少年院に送致された非行少年に対する社会復帰支援は、少年院での矯正教育(施設内処遇)と出院後の保護観察(社会内処遇)として行われているが、日本において両者は制度的に分離しているほか、統制された施設とノイズに満ちた社会の間の環境面での「落差」が様々な困難を生んでいる。しかし更生保護の現場においては、施設内処遇の成果を踏まえつつ、保護司と保護観察官、更生保護施設の職員らがこの落差を調整しながら、少年の社会への「ソフトランディング」を可能にするべく支援や調整を行っている現状が明らかになった。少年院を出院した非行少年が社会復帰していくにあたって、少年院での矯正教育から社会での更生支援への接続の実態と課題について理論的、実践的に明らかにするという目的を遂行するにあたり、本研究では5つの調査を計画し、実施している。1保護司調査については、まず関東地方の保護観察所の協力を得て、保護司を統括する保護観察官への聞き取り調査を実施し、少年院出院者を対象とする2号観察の実際と課題等について明らかにした。この成果については日本犯罪社会学会において報告を行った。2出院者調査については、本研究の中で最も実施にあたってのハードルが高いと予想されるものであるが、実施の方法についていくつかの可能性を検討、模索している。3施設調査については、首都圏のある更生保護施設に在所する少年院出院者への継続した聞き取り調査と、施設職員への聞き取り調査を行い、最も課題が集中し、困難が大きいと思われる施設への帰住者が直面する課題とその支援の実態等について明らかにすることを試みている。この成果については、日本教育社会学会において中間報告を行った。4自治体(就労支援)調査については、中部地方において協力雇用主会の協力を得て、出院者の就労支援の実態と課題について調査を行うべく準備中である。5就学支援調査については、1保護司(保護観察官)調査と3施設調査において、就学支援の実態と課題についての聞き取りを含めており、今後独立した調査の実現に向けて調査対象と方法について検討中である。出院者調査については調査に着手できていないが、他の調査に関してはおおむね予定通りに進展している。少年院出院者の社会復帰支援に関して、更生保護関係者や施設を対象とした質的調査を通して、その現状と課題が明らかになりつつある。まず保護司・保護観察官調査においては、平成27年度から実施していた東京都に加えて新たな調査地として山口県山口市を追加し、保護司に対して主に非行少年に対する保護観察の現状と課題等について聞き取り調査を行い、調査結果をまとめる作業に着手した。更生保護施設調査においては、平成27年度から調査を実施してきた施設において、在所する女子少年に対する継続的な聞き取り調査をさらに行う一方、施設職員への聞き取りを含むこれまでの調査結果について学会報告を行うとともに、中間報告書を作成した。就学支援調査においては、少年院出院者を中心とする非行(傾向のある)少年への対応や受け入れの実態と課題について、中学校及び高等学校で広く調査を実施するべく、情報収集を行うとともに、非行少年に対する学校教育(特に中等教育)の関係についての理論的検討にも着手した。就労支援調査においては、平成27年度から行っている就労支援と協力雇用主制度に関する聞き取り調査、情報収集に基づいて、現状と課題について小括するとともに、若者への就労支援活動全般に関する理論的検討と課題を提示する学会報告を行った。従来少年院出院者の社会復帰支援については、施設内処遇と社会内処遇が制度的に「分断」されていることを背景に、実践も研究も独自に行われる傾向があり、継続的にとらえるまなざしは相対的に希薄であったが、本研究はここに架橋し、よりスムーズで一貫した支援のあり方やそれを可能にする基盤についてさらに検討していく予定である。少年院出院者の社会復帰を支援する保護司・保護観察官、更生保護施設、就労支援について、その現状と課題が明らかになりつつある。保護司調査については、西日本のある県でのインタビュー調査(2016年実施)のデータに基づいて、「地域」の意味に着目した分析と、語りに着目した分析を学会報告するとともに、未分析であった東日本におけるインタビュー調査(2015年実施)の結果をまとめ、法務省における報告会(後述)において成果を報告した(今後論文化する予定である)。施設調査については、少年院出院者が社会に復帰していくにあたっての更生保護施設の役割について、施設職員へのインタビュー調査に基づいて論文化した(仲野2017)。就労支援調査については、少年院出院者や元受刑者に対する支援経験のある生活困窮者支援のNPO、社会福祉士らへのインタビューを行った。就学支援調査については、非行少年に対する支援の現状と課題について、特にスクールソーシャルワークの役割と可能性に着目して、スクールソーシャルワーカーらへのインタビューを実施した。また、アメリカ合衆国ルイジアナ州及びニューヨーク州において、非行少年の施設内処遇及び社会内処遇、さらに両者の連携、連続の実態について視察調査を行った。上記を含む本研究の成果について成果報告書を作成し、調査に協力していただいた各機関、施設、個人等に配付するとともに、「少年の社会復帰に関する研究会」及びその前身である「矯正施設における教育研究会」の直近の研究成果について、法務省において報告会を実施した。これらの調査を通じて、少年院出院者を中心とする非行少年の社会復帰支援についての現状とそこに存在する困難、さらに実践上、学問上の課題が明らかになった。

少年院に送致された非行少年に対する社会復帰支援は、少年院での矯正教育(施設内処遇)と出院後の保護観察(社会内処遇)として行われているが、日本において両者は制度的に分離しているほか、統制された施設とノイズに満ちた社会の間の環境面での「落差」が様々な困難を生んでいる。しかし更生保護の現場においては、施設内処遇の成果を踏まえつつ、保護司と保護観察官、更生保護施設の職員らがこの落差を調整しながら、少年の社会への「ソフトランディング」を可能にするべく支援や調整を行っている現状が明らかになった。引き続き、少年院出院者の社会復帰に関する実態と課題、支援の状況等について、1保護司及び保護観察官による支援、2出院者の実態、3更生保護施設における支援、4自治体における就労支援、5就学支援のそれぞれに着目し、聞き取り調査及び資料収集の方法で明らかにしていく。進捗がやや遅れている就学支援調査について、調査地、調査対象を定めるための情報収集及び理論的検討を継続し、現状と課題に関する調査に着手する。また、アメリカ合衆国における非行少年の社会復帰支援の現状についての調査を行い、日本との比較を試みる。上記をふまえ、これまでの保護司・保護観察官調査、更生保護施設調査、就労支援調査から得られた知見を総合し、少年院出院者に対する支援の現状と課題についての全体像を描き、今後の課題と可能性についての包括的なまとめを行うべく、論文執筆、学会報告を行う。計画している5つの調査のうち2出院者調査と4自治体調査については平成27年度に実質的な調査に着手しなかったため、予定していた支出を次年度以降に繰り越した。就学支援調査について、28年度までに実査を行わず29年度に延期したため、旅費、謝金として予定していた支出を執行していない。平成28年度以降に2出院者調査、4自治体調査にも着手し、調査旅費、謝金、聞き取りのテープ起こし等の費用として使用する見込みである。29年度に就学支援調査の実査に着手するほか、アメリカ合衆国において非行少年の社会復帰支援の現状と課題についての調査を実施するため、旅費を支出する。
電力スペクトル白色化フィルタを用いたスペクトル拡散通信システムの動作特性の研究

直接拡散(DS)によるスペクトル拡散(SS)通信システムの電力スペクトル(psd)は伝送データ系列及びSS符号によって定まるスパイク状の変動をなし、尖頭値をもつことが我々によって解明されている。他の通信システムと周波数帯域を共用する場合には、干渉をさけるため、SS通信システムのpsdのこのような特性を抑圧する必要がある。このため、本研究において、送信側にpsd白色化用の全零FIRフィルタ、受信側にその逆特性をもつ全極IIRフィルタを用いたSS通信方式を提案した。ここで、これらのフィルタの次数及び遅延要素の遅延時間をDS信号から生成される時系列の自己回帰モデルの次数及び標本時間間隔とし、タップ系数をYule-Walker方程式の解としている。このようなフィルタを用いたSS通信システムのフィルタパラメータに対するpsd,秘話性,耐干渉性,信号対雑音(SN)比及び符号分割多重(SSMA)システムにおける他局間干渉等とフィルタを用いないシステムのこれらの量と比較検討を行った。これらの結果は次のように要約することができる。1)FIRフィルタのパラメータを選定することにより、システムのpsdのスパイク状の変動及び尖頭値を抑圧することができ、また、SS符号長から定まる密度よりも低密度化が可能である。2)伝送信号の方形波系列の振幅がFIRフィルタによりランダムに変動するため、傍受信が極めて困難となり、秘話性が増大する。3)受信側のIIRフィルタのため、耐干渉及びSN比特性は若干劣化する。4)フィルタを適用したことによる他局間干渉量の増加分は、SS符号長が増加すると共に減少し、実際に用いられる符号長(511以上)では殆んど無視することができる。このため、本方式をSSMAに適用できる。前項3)の改善が今後の課題である。
バイオフォトンによるストレスマネージメントに関する研究

本研究では、健康な成人男女を対象としバイオフォトンの日内変動や人間の健康状態をどの程度反映するか検討した。対象者個々の日内でのエネルギーフィールド指標は、全平均値で日内変動が認められた。また、負荷作業前後のエネルギーフィールド指標は、全平均値で有意な差(p<0.05)が認められた。POMSは、作業後に疲労、抑鬱、怒りの増加が認められた。バイオフォトンは、作業によるストレスを度反映し、新視点から健康状態の評価が期待される。生体フォトンは、生物がもつ自発性粒子が放出される極めて微弱な発光現象である。近年、この発光現象を検出する装置としてGDV(Gas Discharge Visualization)が開発された。生体フォトン検出時に誘発される電子は、表皮、真皮内の複合タンパク質分子内に非局在化した「励起電子」の変化で、生体のエネルギーATPの合成に関係し生体の機能エネルギー状態を間接的に示している。本研究では、健康な成人男女を対象とし生体フォトンの日内変動や人間の健康状態をどの程度反映することができるのかについて検討することを目的とした。被検者は、健康な大学生男女25名(男性15名、女性10名)である。被検者には予め本研究の趣旨を説明し、種々な検査に対する承諾を得た。被験者には生体フォトンの日内変動を見るために、生体フォトンの測定を1日4回行った。食事による生体フォトンの変化を避けるために、測定前の食事は控えさせた。生体フォトンの測定と同時に被検者の身体的な活動レベルやストレス等を知るために、以下の検査を行った。1.心拍数測定、2.歩数及び消費カロリー測定、3.ストレス測定。生体フォトンの分析は、GDVエネルギーフィールド及びGDVサイエンティフィックラボラトリーソフトを用いて行い、生体フォトンの指標としてエリア、エントロピー、フラクタル、シンメトリーの値を算出した。算出された値について、4回の測定間における有意差検定を行った。生体のまわりに、電磁界を与えることにより、生体の皮膚表面(主に表皮と真皮)から、電子と光子の放出を誘発する。誘発された電子と光子が、空気中の分子と衝突し、空気中の分子から電子を放出することで、気体放電現象が生じ、光子の放出とともに、発光現象がともなう。GDVは、この発光をCCDカメラで撮影するものである。発光の起因は、主に皮膚のタンパク質分子の励起状態(外からエネルギーを与えられ、もとのエネルギーの低い安定した状態からエネルギーの高い状態へと移る)にあるπ電子とされている。発光のプロセスとしては、この励起状態にあるπ電子が、電磁界のエネルギーにより、原子の外に電離して、そのときに光子を放出する。これらは、生体のエネルギー代謝(ATPの合成)に関係していて、これらの状態を見ることにより、生体の機能状態や特性を間接的に理解することができる。本研究では、精神負荷作業を行った場合に、生体フォトンの変動がどの程度反映されるのかについて検討した。被験者は、健康な大学生男子10名を対象とした。作業負荷は、1時間のドライビングシュミレーションテストを行い、その前後での生体フォトンおよびPOMSの測定を行った。データは、エネルギーフィールド及びサイエンティフィックラボラトリーソフトを用いて分析した。指標としてAREA・ENTROPY・FRACTAL・Form coef.の値を算出した。対象者の生体フォトンの日内変動を検証するために、1日4回の測定を行った。同時に心拍数、歩数及び消費カロリー、ストレス反応の測定を行った。生体フォトンの分析は、GDVエネルギーフィールド及びサイエンティフィックラボラトリーソフトを用いて行った。対象者個々においては、ある程度の日内変動は認められた。次に、成人男性を対象として負荷作業でのバイオフォトンを検討した。エネルギーフィールド指標は、全ての平均値でsignificant(p<0.05)が認められた。ENTROPY,FRACTAL・Form coef.は、作業中に交感神経系が優位となった。POMSは、作業後に抑鬱、怒りの増加が認められた。疲労は、significant(p<0.05)が認められた。バイオフォトンは、作業によるストレスをある程度反映し、新視点から健康状態の評価が期待される。結果、GDVエネルギーフィールド指標の平均値において有意な差(p<0.05)が認められた。特にエントロピー、フォームコフィシエントの数値は、テスト中に交感神経系が優位となる変化を示した。POMSでは、抑鬱、怒りの項目においてテスト後の増加が認められ,疲労の項目において有意な差(p<0.05)が認められた。このことより、被験者の精神作業の疲労がうかがえた。GDVによる生体フォトン測定法は精神作業によるストレスをある程度反映すると考えられた。

複合領域、健康・スポーツ科学、応用健康科学今後、生体フォトンがどの程度人間の健康状態を反映するのかに関して様々なストレッサー条件での反応について検討することにより、新たな視点から健康の状態を知る手がかりとなることが期待される。ストレッサー条件は、運動負荷前後の変動について検討を行うと同時に疲労検査としてPOMS、KSS、唾液検査を行いGDVとのストレス評価を比較検討する。被検者全員の9時から17時までの心拍数の平均は、84.2±12.2beat/minを示し、歩数の平均は5155.4±29.5step、消費カロリーは707.8±48.5Calであり、測定した被検者の一日の身体的な活動量は、特に激しい活動を伴わない日常生活行動であったことが認められた。ストレスは、9時32.6±5.5KU/L、12時28.2±15.0 KU/L、15時30.9±7.0 KU/L、17時35.6±17.5 KU/Lを示し、いずれも強度な精神的ストレスがかかっていない状態であったことが認められた。4回のGDV測定によって得られたエリアの平均は、9時6675.2±516、12時6594.7±839、15時6493.7±629、17時6844.7±132を示し、いずれの時間についても各時間間における有意差は認められなかった。エントロピーの平均は、9時2.0±0.6、12時2.2±0.7、15時2.0±0.7、17時2.0±0.5を示し、エリアと同様に各時間間における有意差は認められなかった。シンメトリーの平均は、9時89±6%、12時91±7%、15時89±7%、17時92±5%を示し、いずれも各時間間における有意差は認められなかった。フラクタルの平均は、9時1.9±0.1、12時1.9±0.1、15時1.9±0.1、17時1.9±0.1を示し、いずれの時間についてもほとんど変化が認められず、また各時間間における有意差は認められなかった。本研究結果から、生体フォトンのいずれの指標についても、対象者個々においては、ある程度の日内変動は認められた。被験者個々についてAreaおよびFractalについての日内変動は、有意差が認められた者もいた。EntropyおよびSymmetryについては、有意差が認められなかった。人件費においてボランティアで参画していただいた結果残額となった。対象者個々においては、ある程度の日内変動は認められたが、全員の日内変動については、いずれの指標および各測定時間間において有意差は認められなかった。今後、生体フォトンがどの程度人間の健康状態を反映するのかに関して様々なストレサー条件での反応について検討することによって新たな視点から健康状態を知る手がかりとなることが期待される。本年度は、身体的ストレスを負荷し、ストレス前後のGDV検査及びPOMS検査を実施しストレス負荷前後での比較検討を行う。次年度は、多くの被験者が必要なため人件費に補填する予定である。
協力と対立が混在する経済学的状況下での安定な提携構造のゲーム理論分析

本研究では、内部では協力し対外的には対立しあうグループの構造が、どのように安定的に維持されるのかを、数理的に明らかにすることを狙う。「提携内での協力」と「提携間での対立」が混在する問題を対象とするため「分割関数形ゲーム」と呼ばれるモデルを用いてこの問題に取り組む。数理的な分析手法として、「コア」と呼ばれるゲーム理論の安定性概念に注目する。コアはミクロ経済学やマッチング理論など様々な分野で採用される安定性の概念である。この概念を分割関数形ゲームで展開し、その数理的性質と存在条件を分析する。
変調電位濃縮法による微量溶存化学種のXAFS状態分析

有機薄膜上に真空蒸着した金や白金の薄膜を作用電極に用いる電気化学セルを開発し、X線を背面照射する配置で電極表面の蛍光X線測定を実現した。ポテンシオ・ガルバノスタットをPCから外部制御し、作用電極の電位を変えながら蛍光X線測定を行うシステムを構築した。このシステムを用いて、作用電極上で銅めっき膜の形成およびストリップを制御し、臭化物イオン共存下で電極表面近傍への臭化物イオンの濃縮を蛍光X線検出した。金や銀などをガラス基板上に蒸着した薄膜を作用電極とする電気化学セルを作成し、平成21年度に購入した電気化学測定システム(北斗電工、HZ-5000)と組み合わせてストリッピングボルタンメトリーを実現した。Mnの2価、4価の酸化・還元電位近傍に濃縮電位を設定することでMnイオンを選択的に濃縮し、その後の電位走査時に脱利に伴うストリッピング電流を観察した。微量元素分析としての性能評価に加えて、濃縮時間に対する溶出量(ストリッピング電流)の依存性を調べ、目的とする作用電極周辺への濃縮効果を確認した。最終的な目的は広島大放射光センターからの放射光を用いて電極および電極表面の反応生成物についてXAFS測定を行うことであり、作用電極背面からX線を入射し、電極表面に濃縮した化学種(元素)からの蛍光X線を測定する計画である。従って、電極の薄膜化やX線に対する吸収の少ない材質について検討を進めた。ポリプロピレン膜上にCr、Agを積層(蒸着)した作用電極を作成し、X線照射用セルの試作を行った。本年度は電極近傍への濃縮効果の有無を蛍光X線信号強度の変化として観測することを目的として、作用電極への電位設定および蛍光X線測定を自動化するためのソフトウエアを開発した。実験の容易さから硬X線を励起に用い、濃縮による電極近傍のMn濃度の変化を調べたが、入射X線(17.4keV)の進入深さが500ミクロンを超えているために、濃縮効果を有為に観測することはできなかった。有機薄膜上に形成したAu膜を作用電極に用いる電気化学セルを開発し、封入X線管とモノクロメーターを組み合わせて単色化したX線を背面照射する配置で電極表面の蛍光X線測定を実現した。開発したX線照射用電気化学セルを用いてCuめっき膜のその場観察を行い、酸化条件下でのストリップ時の電気量から算出されるCu膜厚を蛍光X線検出により評価した膜厚と比較し、良好な結果を得た。封入型X線源を光源に用いる場合の検出限界はCu膜厚にして0.3nm程度であり、作用電極の面積をビームサイズ程度にすることで、20ng程度のCuを検出することができる。電極表面に特定元素を濃縮する手法は電気化学的に既に用いられており、適切な電位を選択することで、溶液中の妨害元素の影響を除く効果が期待できる。電気化学的な検出では元素の同定には同種元素の標準添加法が用いられるが、蛍光X線検出は帰属が容易な点で有利である。さらに本装置と放射光を用いる蛍光XAFS測定と組み合わせることで、電極表面の単層膜レベルの生成物について化学状態に関する知見を得ることできる。平成23年度には放射光を用いてXAFS測定を行う予定であるが、Cuの電気化学的な酸化・還元に関係して、1電子酸化により表面に形成されると報告されている化学種(CuClなど)の検出や、還元電位以下での析出(under potential deposition)などの現象を追跡する予定である。有機薄膜上に真空蒸着した金や白金の薄膜を作用電極に用いる電気化学セルを開発し、封入X線管とモノクロメーターを組み合わせて単色化したX線を背面照射する配置で電極表面の蛍光X線測定を実現した。また市販のポテンシオ・ガルバノスタットの外部制御端子を用いて、作用電極の電位をPCから外部制御し、作用電極の電位を変えながら蛍光X線測定を行うことができるシステムを構築した。このシステムを用いて、作用電極上に銅めっきおよび銅めっき膜のストリップを行う電位を印加しながら電流の時間変化を計測し、同時に蛍光X線スペクトル測定を行った。平成23年度は塩化物イオンおよび臭化物イオンの共存下での銅めっき膜のストリップ挙動の違いを調べた。ストリップ時の電気量から算出した銅膜厚が蛍光X線測定により求めた膜厚と対応していることは平成22年度に確認しているが、めっき後に適当な電位を作用電極に印加しながらハロゲンイオンと反応させることで銅膜厚は一定に保ったまま反応時間を制御できることを確認した。ハロゲンイオン存在下で銅めっき膜の反応を行い、ストリップ時に作用電極に流れる電流の時間依存性を調べた。銅膜厚に対応する電気量は保存しているが、ハロゲンイオンの共存下ではストリップに要する時間が長くなる傾向が観測された。これは銅膜上へのハロゲンイオンの吸着に対応していると考えられる。臭化物イオンの共存下で蛍光X線測定を行ったところ、実際に臭素の蛍光X線強度の増大が確認され、電極上または電極近傍への臭化物イオンの濃縮を確認することができた。

さらに、作用電極の電位を保持電位付近で変調することで、めっき膜の溶解、析出(めっき)を繰り返し行い、作用電極での電流の挙動がハロゲンイオンの有無により大きく変化することを明らかにした。