hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ディラック作用素のレゾナンス

相対論的量子力学に現れるディラック(Dirac)作用素のスペクトルの性質について調べた.ディラック作用素は有界な磁場ポテンシャルと遠方で発散する電場ポテンシャルをもち,それらにある種の解析を仮定した.最初に,ディラック作用素のスペクトルの構造を決定した.次に,光速が十分大きい場合に非相対論的量子力学における2つのパウリ(Pauli)作用素の固有値やレゾナンス(複素固有値)の近くにディラック作用素のレゾナンスが存在することを示した.遠方で発散する電場ポテンシャルと有界な磁場ポテンシャルをもつ3次元ディラック作用素のスペクトルおよび非相対論的極限について研究を行った。ポテンシャルには,伸長解析性を仮定する。ディラック作用素は相対論的量子力学における重要なハミルトニアンであり,数理物理学における重要な研究対象である。この作用素は非相対論的極限(光速を無限大にする)では,非相対論量子力学のハミルトニアンであるシュレーディンガー作用素に何らかの意味で近づくと考えられている。実際,遠方で減衰するポテンシャルの場合には,両者のスペクトル構造は類似しており,非相対論的極限において,ディラック作用素はシュレーディンガー作用素にある意味で近づくことが証明されている。一方,遠方で発散するポテンシャルの場合には,両者のスペクトル構造は全く異なる。以前,伊藤(研究代表者)と山田(連携研究者)は,磁場ポテンシャルがない場合に,2種類の相対論的シュレーディンガー作用素を介在させることで,デイラック作用素のスペクトル構造の決定と非相対論的極限におけるその構造の劇的な変化を説明し,シュレーディンガー作用素のレゾナンスとディラック作用素のレゾナンスの関係を見出した。この課題研究の1年目である24年度では,行列値ポテンシャルをもつ場合に同様の結果を得ることができたが,相対論的極限においては,磁場を入れることが出来なかった。2年目である25年度では,磁場を入れることに成功し,次のことを示した。(1)スペクトルは埋め込まれた固有値を除き離散的であり,特異連続スペクトルは存在しない。(2)レゾナンスは上半平面にある。(3)光速が十分大きいときには,2種類のパウリ作用素の固有値やレゾナンスの近くに,ディラック作用素のレゾナンスが存在する。相対論的量子力学に現れるディラック(Dirac)作用素のスペクトルの性質について調べた.ディラック作用素は有界な磁場ポテンシャルと遠方で発散する電場ポテンシャルをもち,それらにある種の解析を仮定した.最初に,ディラック作用素のスペクトルの構造を決定した.次に,光速が十分大きい場合に非相対論的量子力学における2つのパウリ(Pauli)作用素の固有値やレゾナンス(複素固有値)の近くにディラック作用素のレゾナンスが存在することを示した.遠方で発散する電場ポテンシャルと磁場をあらわすベクトルポテンシャルをもつディラック作用素のスペクトルと非相対論的極限について研究を行った。ディラック作用素は,相対論的量子力学における重要なハミルトニアンであり,多くの物理的,数学的研究がなされてきた。ポテンシャルが遠方で減衰する場合には,対応するシュレーディンガー作用素に類似しているスペクトル構造をもち,光速を無限大にする非相対論的極限では,ディラック作用素はシュレーディンガー作用素に近づくことが知られている。一方,ポテンシャルが遠方で無限大に発散する場合には,ディラック作用素とシュレーディンガー作用素のスペクトル構造は全く異なる。伊藤(研究代表者)と山田(連携研究者)は,以前の科学研究費により研究で,電場ポテンシャルのみを持つ場合に,2種類の相対論的シュレーディンガー作用素を介在することで,そのスペクトル構造の劇的変化を解明し,さらにディラック作用素のレゾナンスとシュレーディンガー作用素の離散固有値の間の関係を非相対論的極限を用いて説明した。今年度の研究においては,行列値ポテンシャルをもつディラック作用素を考えた。行列値ポテンシャルの主要部は遠方で発散するスカラーポテンシャルと仮定した。電場ポテンシャルとベクトルポテンシャルの両方が存在し,電場ポテンシャルがベクトルポテンシャルより影響が大きい場合はこの場合に含まれる。このとき,(1)スペクトルは,埋め込まれた固有値を除いて,絶対連続である,(2)レゾナンスは,上反平面にあり,ある領域にはレゾナンスは存在しない,(3)光速が十分大きいときには,ある2種類のシュレーディンガー作用素の固有値またはレゾナンスの近くに,ディラック作用素のレゾナンスが存在する,ことを示した。遠方で発散する電場ポテンシャルと有界な磁場ポテンシャルをもつ3次元ディラック作用素のスペクトル構造の解析および光速を無限大にする非相対論的極限について結果を得た.ただし,ポテンシャルには伸長解析性を仮定した.ディラック作用素は相対論的量子力学における重要なハミルトニアンであり,そのスペクトル理論の研究は,数理物理学における重要な研究テーマである.同じ電磁場を持つ非相対論的量子力学における作用素はパウリ作用素であり,光速を無限大にする非相対論的極限においては,ディラック作用素は何らかの意味でパウリ作用素に近づくと信じられている.ところが,本研究で扱うポテンシャルの場合には両者のスペクトル構造がまったく異なっていることが推測される.従って,ディラック作用素のスペクトルの構造を明らかにし,非相対論的極限においてパウリ作用素のスペクトルとどのような関係があるのかを解析するのが主目的であった.今回の研究では次のことを明らかにした:(1)スペクトルが実軸全体であり,高々離散的な固有値を除いて絶対連続スペクトルである,

(2)光速が十分大きい場合には,対応するパウリ作用素の固有値の近くにディラック作用素のレゾナンスが存在して,光速を無限大にする非相対論的極限においては,レゾナンスは固有値に収束する,また,ある広大な領域においては,レゾナンスはそれ以外には存在しない.最終年度においては,磁場ポテンシャルの有界性の仮定を弱めることを試み,磁場と電場の大きさの違いがスペクトル構造やレゾナンスの違いに大きな影響を与えることがわかってきたが,まだ十分な結果を得ることが出来ていない.連携研究者による最終年度に得られた関連する研究結果として,シュレーディンガー作用素におけるレゾナンスの分布へのアハラノフ・ボーム効果の影響に関する結果とディラック作用素のゼロモードの非存在に関する結果がある.量子力学におけるスペクトル理論および数学的散乱理論研究目的は,遠方で発散するポテンシャルをもつディラック作用素について,(1)レゾナンの存在と非存在領域の決定(2)埋め込まれた固有値の非存在の解析性を用いる証明(3)磁場をもつ場合への拡張,である。平成24度では,ポテンシャルを行列値関数とすることで,電場と磁場のポテンシャルを両方もつ場合を含む一般的なディラック作用素を解析したが,相対論的極限においては,ポテンシャルの主要部は遠方で発散するスカラーポテンシャルであった。そのため非相対論的極限において磁場の影響を調べることが出来なかった.しかし,平成25年度の研究では,主要部に有界な磁場ポテンシャルを入れることに成功し,次のことを証明できた:(i)スペクトルは離散的に埋め込まれた固有値を除いて絶対連続である。また,レゾナンスは閉上半平面上にしか存在しない。(ii)光速が十分大きいときには,ある種のパウリ作用素の固有値またはレゾナンスの近傍にディラック作用素のレゾナンスが存在する。以上のことから,(3)はおおよそ目標を達成されたと考えてよい。(1)については,ある大きな無限領域における存在・非存在については完全に決定された,(2)については,現在研究中である。(1)を複素平面全体で解決することと(2)を解決することについては,研究を進めていくに従い容易ではないことがわかってきたが,今後の研究である程度の進展は図れるのではないかと思われる。このように,着実に進展しているので,「おおむね順調に進展している。」とした。研究目的は,遠方で発散するポテンシャルをもつディラック作用素について(1)レゾナンスの存在と非存在領域を決定すること,(2)埋め込まれた固有値の非存在をポテンシャルの解析性を用いて証明すること,(3)磁場をもつ場合への拡張,である。平成24年度の研究においては,ディラック作用素のポテンシャルを行列値ポテンシャルとすることで,電場と磁場のポテンシャルを両方もつ場合を含む一般的な場合に結果を導くことを試みた。ポテンシャルの主要部は,遠方で発散するスカラーポテンシャルであるとした。このとき次のことがわかった:(i)スペクトルは,埋め込まれた固有値を除いて,絶対連続である,(ii)レゾナンスは,上反平面にあり,ある領域にはレゾナンスは存在しない,
バイオセラミックス界面におけるイオン・分子挙動の精密解析

ハイドロキシアパタイト(HAP)を始めとしたバイオセラミックスは、生体代替材料として重要であり、生体親和性のさらなる向上が求めらている。HAP材料の高性能化には、特性発現の起源となる水溶液と結晶界面におけるイオン・分子の挙動を解明することが必要不可欠である。本研究では、第一原理計算をベースとした高精度計算科学を用い、水溶液/HAP界面での安定原子配列や点欠陥形成機構などを電子・原子レベルから解明することを目的とする。本年度研究では、昨年度研究の継続として、水溶液溶媒効果を考慮した電子状態計算に基づいて、水溶液/HAP界面の安定原子配列を求めた。HAPの安定表面の一つである(1010)面を主な対象とし、Zn2+置換の安定性や局所構造を検討した。Zn2+は、バルク中への置換固溶の場合と比較して、界面近傍で置換エネルギーが著しく低かった。しかし、最安定な置換Ca2+サイトは最表面ではなく、1原子層バルク側に存在していた。この結果は、昨年度検討した、最表面Ca2+サイトで最安定となるMg2+置換固溶の場合と大きく異なっていた。Mg2+とZn2+のイオン半径は同程度の大きさであるが、周辺酸素イオンとの相互作用の違いが、このような最安定サイトの違いの起源であると考えられる。また、表面の荷電状態に関する検討も行った。水溶液と界面を形成する(1010)面の安定構造について、表面化学組成の影響を調べるため、化学量論組成、Ca rich組成、P rich組成の3種類の表面の表面エネルギーを計算した。その結果、水溶液と接する(1010)面では、化学量論組成やP rich組成の場合より、Ca rich組成の表面がより安定であった。よって、HAP結晶の(1010)面で起こる分子吸着は、分子中で負電荷をもつ化学種との相互作用により引き起こされると考えられる。本年度研究では、水溶液溶媒効果を考慮した電子状態計算に基づいて、水溶液/HAP界面の安定原子配列を求めた。HAPの安定表面の一つである(1010)面を中心として検討を行った。まず、真空下における同表面構造は、CaイオンとPO4イオンからなる終端面で構成されるとき最も安定であった。水溶液溶媒効果を考慮した場合、真空の場合に比べて、終端面にあるCaイオンの存在位置が大きく変化し、最安定表面構造が形成されていることが分かった。表面に隣接するH2O分子による静電的ポテンシャル場によって、Caイオンの安定位置が大きく変化することを意味するものと考えられる。また、(0001)の場合、(1010)面ほど大きなイオン配置の変化は見られなかったが、表面に垂直な方向を向いたOH基の安定位置に比較的大きな変化が見られた。また、界面近傍でのMg2+置換を検討したところ、バルク中への置換固溶と比較して、界面Caサイトでの置換エネルギーが著しく低かった。バルク中と異なり、界面近傍は配位数の欠損や水溶媒の効果が働くため、イオン半径が小さなMg2+であっても容易に置換されるのではないかと考えられる。水溶液溶媒効果による異なる表面方位での最安定界面原子配置を求めることができた。また、イオン置換についても検討を一部行い、界面での置換吸着の可能性などについても検討ができた。したがって、当初の計画通り、おおむね順調に進展している。

その結果、水溶液と接する(1010)面では、化学量論組成やP rich組成の場合より、Ca rich組成の表面がより安定であった。よって、HAP結晶の(1010)面で起こる分子吸着は、分子中で負電荷をもつ化学種との相互作用により引き起こされると考えられる。平成29年度に検討した界面モデルをもとにして、さまざまな陽イオンの置換固溶の難易とそのメカニズムを検討していく。また、HAP表面でのタンパク質や分子吸着は骨形成の重要なプロセスであることが知られている。このとき、HAP表面の荷電状態が重要な因子であることが指摘されている。今後は、陽イオン置換による界面荷電状態の検討も行い、分子吸着を促進する可能性やそのメカニズムについても検討を進めていく予定にしている。本予算で第一原理計算を行うための並列計算機(クラスタエレメント)を購入予定であったが、当初よりかなり安価な仕様で購入することができたため。
細胞外マトリックス安定化機構を用いた子宮頸部熟化の調節機序に関する基礎的研究

産婦人科良性疾患の適応により子宮全摘出術を施行された非妊娠婦人および分娩時の妊婦より同意を得た後に、子宮頚部組織の一部を採取した。TSG-6抗体を用いて、これらの組織の免疫組織学的な検討を行った。その結果、妊娠時および非妊娠時ともに子宮頚部間質組織にTSG-6の局在が認められた。この局在は、特に早産に至った妊婦より得られた組織において染色性の亢進が認められた。以上より、TSG-6は、ヒトの子宮頚部組織に恒常的に発現し、特に妊娠に伴い、その発現が亢進する可能性が示された。さらに、分娩時には、よりその発現が亢進する可能性が示された。次に、上記の各組織よりtotal RNAを抽出し、RT-PCRを行った。その結果、妊娠時および非妊娠時の子宮頚部組織にTSG-6の発現を認めた。さらにこの発現は、妊娠時の子宮頚部において強く認められることが判明した。以上より、TSG-6は蛋白レベルおよびmRNAレベルの両方において、ヒト子宮頚部組織に発現し、妊娠および分娩時には、その発現が亢進することが証明された。以上の結果を基に、子宮頚部培養線維芽細胞を用いて再現実験を行った。定法により子宮頚部線維芽細胞の培養を行った。得られた培養細胞を妊娠および分娩時の状態にさせる目的で、妊娠および分娩時に子宮頚部組織に分泌されるサイトカインを、培養細胞上清中に添加して、種々の状態を反映させた。その結果、妊娠および分娩時に分泌されるサイトカインの添加により、TSG-6mRNAの発現は、濃度依存性に亢進することが判明した。以上のことより、TSG-6は、子宮頚部熟化促進作用を有するものと判断された。しかし、子宮頚部組織におけるTSG-6発現が、子宮頚部熟化に対して促進的に働くか否かの判断のために、ラットにTSG-6膣錠を作成し投与したが、組織における有意な反応は認められなかった。次に、上記の各組織よりtotal RNAを抽出し、TSG-6に特異的なPCR primerを作製し、RT-PCRを行った。同意の得られた非妊娠婦人から得た子宮頚部組織から、定法により子宮頚部線維芽細胞の培養を行った。

その結果、妊娠および分娩時に分泌されるサイトカインの添加により、TSG-6mRNAの発現は、濃度依存性に亢進することが判明した。以上のことより、TSG-6は、子宮頚部熟化促進作用を有するものと判断された。しかし、子宮頚部組織におけるTSG-6発現が、子宮頚部熟化に対して促進的に働くか否かの判断のために、ラットにTSG-6膣錠を作成し投与したが、組織における有意な反応は認められなかった。
耐熱性をもつ複合触媒性酵素の開発と制御

本研究は酵素を単なる生体触媒から安定な高度機能性触媒に改変して、より広い応用面を開拓することを目的としている。まず好熱性最近Bacillus stearothermophilusの耐熱性ロイシン脱水素酵素の遺伝子のDNA配列を解析し、本酵素タンパク質の全一次構造を決定した。本酵素遺伝子はGC含量が高く、かつ各コドンの3文字目がGまたはCである割合が高いという耐熱性酵素の遺伝子に特徴的な構造をもっていた。一方、本酵素の1次構造を他の構造既知の脱水素酵素と比較することにより、捕酵素NAD結合領域(β-α-β構造)と相同性が極めて高い部分が見いだされた。また、グルタミン酸脱水素酵素の基質結合部位と類似したアミノ酸配列をもつ部位も認められた。これらの知見はアミノ酸残基置換により、本酵素の超耐熱性化や複合機能化を行う際に指針となるものである。次に、好熱性嫌気性菌Clostridium thermoaceticus中にもロイシン脱水素酵素性を認めたので、本酵素遺伝子をクローン化し、クローン株より精製した酵素は、もとの好熱性嫌気性菌の酵素と免疫学的に同一であり、アミノ酸配列、その他の酵素化学的性質はいずれも上記B.stearothermophilusの酵素のものと極めて類似していたが、耐熱性は約10°C程度高かった。これらの耐熱性ロイシン脱水素酵素を膜反応系に用いると約1ケ月間、87%の転換率で連続的にL-ロイシンを合成することができ、常温菌からの酵素に比して収量、コストなどの面ですぐれていた。すなわち、好熱性微生物が生産する酵素は、単に熱だけでなくタンパク質変性剤、有機溶媒、酸、アルカリなどにも高い安定性を示し、機能性材料として極めて有利な性質をもつことが判明した。今後、各種の好熱性微生物の耐熱性酵素を材料として、化学修飾やタンパク工学的手法を用いて、これらの有用酵素の超耐熱性化、複合触媒性化を試みる。
ホッジ理論と代数的サイクルの研究

昨年度より代数的サイクルと混合モチーフについて研究している。混合モチーフは数論的代数幾何学における壮大な構想であり、理論として確立されたあかつきには、代数幾何学のみならず整数論へも数多くの深い応用をもつことが期待されている重要な分野である。しかし多くの優れた研究者の努力にも関わらず、混合モチーフはいまだ定義すらない極めて研究の困難な分野でもある。私は特に複素数体上の混合モチーフの理論を確立することを目的として研究してきた。これまでに、数論的ホッジ構造という概念を導入し、代数曲面上の0-サイクルや、代数曲線のK群についてのブロック予想について研究してきた。本年度の研究では、代数曲線のK群に関して更なる研究結果を得ることに成功した。より詳しく説明すると、これまでK群の元を扱うときにその元のサポートに条件がついていたのであるが、その条件を弱めることができた。鍵となるのはベイリンソン予想であるが、これについてネーター・レフシェッツ型の定理を、斎藤秀司氏と共同で証明することができた。これらの研究結果は、論文として執筆中である。また多くの研究集会、セミナー等においても講演した。特に本年度は、フランスのフーリエ研究所における研究集会において講演する機会を得た。これにより私の作ったレギュレーター写像の核に非自明なものが現れることがわかり、しかもその核が具体的に求められることが分かった。このようなことはこれまでに知られていなかったことであり、極めて興味深い結果であるといえる。更に副産物として、K群の像に関するベイリンソン予想を満たす多様体の例を構成することにも成功した。これらの研究結果は、論文として公表するため執筆中である。特に本年度は、国際研究集会「代数幾何2000」(長野県穂高町)において招待講演を行ったほか、2月にはパリ大学においてワークショップ「Mixed Motives」およびパリK群セミナーにて講演を行った。
ナノ毒性を抑制するシャペロンペプチドビーズの開発

近年アルツハイマー病・プリオン病などの脳神経障害疾患やアスベストによる健康被害は、ナノサイズの微粒子を共通の原因としていることが明らかにされている。本研究では、これらのポリペプチドが形成する毒性ナノ粒子と特異的に結合する蛋白質であるαAクリスタリンの基質結合部位を用いて、疾病の予防・診断に利用できる「シャペロン粒子」の開発を目的とした基礎研究を行なった。このペプチドが有する自己組織化能によって形成される集合体が毒性を有する蛋白質ナノ凝集体と特異的に結合する機構を調査した。アルツハイマー病、プリオン病などの神経変性疾患および排気ガス、アスベストなどの大気汚染による健康被害は、共通してナノサイズの微粒子を原因としていることが近年明らかにされている。これらの微粒子が引き起こすナノ毒性は、生体内でストレス防御を担う蛋白質である分子シャペロンによって抑制されている。しかし、分子シャペロンは不安定な巨大蛋白質分子であり、疾患の治療・診断に直接用いるのは困難である。一方、申請者は近年分子シャペロンの基質認識部位に相当するペプチド(シャペロンペプチド)がナノ毒性を抑制することを明らかにした。そこで本研究では自己組織化能を付与したシャペロンペプチドにより、毒性ナノ粒子を検知する「シャペロンペプチドビーズ」を合成し、毒性ナノ粒子の微量計測や神経変性疾患の治療薬として利用する研究を行う。シャペロンの機能を有する基質結合部位ペプチドを探索するために、神経変性疾患を抑制する機能が知られているαAクリスタリンおよびαBクリスタリンの基質認識部位断片を合成し、その凝集抑制機能を調査した。その結果FVIFLDVKHFSPEDLTVKおよびDRFSVNLDVKHFSにシャペロン活性を見出すことができた。今後はKLVFF、NFGSVQFVなどの自己組織化能を有するアミノ酸配列を並列に組み合せたペプチドを合成し、粒子として機能するペプチドの構築法を開発する。前年度までに見出してきた小型熱ショック蛋白質αAクリスタリンの基質結合部位FVIFLDVKHFSPEDLTVK自体がアミロイド線維形成能が高いことが判り、その会合性と凝集抑制機能の相関を調査した。このペプチドは繊維形成にともない蛋白質熱凝集体の大きさを縮小することが判った。今後はαBクリスタリンのペプチドDRFSVNLDVKHFSに関して検討するとともに両ペプチドをコロイド粒子に固定化してその凝集抑制機能に対する効果を明らかにする。sHSPファミリーに属するαクリスタリンは眼球の水晶体において蛋白質凝集を防ぐ機能を有している。αクリスタリンのA鎖の基質結合部位FVIFLDVKHFSPEDLTVKは、断片化しても蛋白質の熱凝集を抑制することが報告されているが、これまで我々の研究によりこのシャペロン様活性がペプチドの自己会合により増幅されることを示すことを明らかにしている。この知見をもとに、本研究ではこのペプチドを金コロイドに固定化しその活性を増幅するとともに、凝集体センサーとしての応用を検討する。金コロイドを1mM塩化金酸水溶液を54oCで10分間還流し、2mlの38.8画クエン酸3ナトリウム水溶液を加えて調製した。金コロイドへのペプチドの固定化にはチオール基の配位結合を利用した。システインを導入したシャペロンペプチドCFVIFLDVKHFSPEDLTVKを1mMになるように調製し、15.8nMの金コロイド溶液とペプチドを10:1の割合で混合した。その後、遠心を行い沈殿物をリン酸緩衝液で再懸濁した。ADHの温度依存による不活性変化とペプチドを固定化した金コロイドを添加したADHの不活性変化を調査した。実験方法はADHを触媒にして、エタノールのアセトアルデヒドへの酸化反応が起こる際にNAD^+がNADHへ還元することによる吸光度変化を利用した。ADHは温度が上昇すると不活性が促進すると示唆された。また、ADH単独の55°Cよりもペプチドを固定化した金コロイドを加えた方がADHの不活性を抑制した。さらに金コロイドの濃度が高くなるとADHの不活性が抑制された。金コロイドの大きさが異なるとペプチドの結合数が変化することから、ADHの熱凝集の抑制実験に影響があると考えられる。

今後の実験で大きさを一定にするために小さい金コロイドの除去を行っていくつもりである。金コロイドは分子安定性が金属の中で高く、生体に対する毒性が低いと言われているので生体内分布を調べることに最も頻繁に用いられている。
北海道における「戦後開拓」下の小学校－地域の形成過程と学校の実態に着目して－

1945年以降、北海道は引揚者や“内地"からの戦災者の受入先として位置づけられた。本研究はそのような北海道の状況をふまえ、「戦後開拓」から「総合開発」へ向かう時期の北海道の教育史を地域の諸相と小学校の実態から捉えようとするものである。具体的には、1945年から1950年代までを主たる対象時期とし、引揚者・移住者による地域形成の過程をおさえつつ、地域と学校の関わり、学校の教育実態などの解明を目指す。
加齢性難聴発症率の性差の原因となる新規遺伝子同定

F2マッピングを実施するため、(BALB/cByJxBALB/cA)のF2個体を作製し、左右それぞれの耳の聴力を32 kHz音に対するABR閾値で測定した。これまでに、3ヶ月齢の個体でメス100個体196耳、オス90個体173耳、合計190個体369耳の測定を実施した。また、8週齢の個体で4、5.7、8、11.3、16、22.6および32 kHz音に対するDPOAE値を測定した。こちらは、これまでにメス81個体162耳、オス72個体144耳、合計153個体306耳を測定した。同様に、F2マッピングを実施するため、X染色体上に15 Mb毎に多型マーカーをデザインした。各領域は、BALB/cByJとBALB/cA間で6-bp以上のindelを含んでおり、アガロースゲル電気泳動のみでタイピングが可能になるよう設計した。2018年度内に(BALB/cByJ x BALB/cA)のF2個体について、オスメス合計200個体以上のABR閾値およびDPOAE値の計測を目標としていたが、使用可能なケージ数の制限により、充分な数の交配および飼育を行うことが出来なかった。引き続き、(BALB/cByJ x BALB/cA)のF2個体を作製し、ABR閾値およびDPOAE値の測定を継続して行う。目標個体数は、ABRがオス10個体、DPOAEがメス19個体、オス28個体である。シングルセル解析の準備を行う。使用する個体は、(BALB/cByJxBALB/cA)のF1の68週齢メス個体を予定しているが、特に高音を感受する有毛細胞は蝸牛の基底部に位置し、解剖しての摘出が困難である可能性がある。その場合は、若齢個体を使用することとする。X染色体は、BALB/cByJ由来かBALB/cA由来のどちらかがランダムに不活化されており、それぞれの細胞レベルでの遺伝子発現の比較が可能である。常染色体上のマッピング用のマーカーを作製する。アガロースゲル電気泳動のみで識別可能なindelまたは制限酵素処理可能なSNPをターゲットとしてデザインする。各染色体に3ヶ所を目標とし、マッピングの結果候補遺伝子が位置していると推測された染色体ではさらに詳細なマッピング用のマーカーを作製することとする。他のバルブ亜系統の聴力を調査し、BALB/cByJおよびBALB/cAと聴力およびゲノム情報を比較する。BALB/cAn、BALB/cCrおよびBALB/cJを予定しているが、可能ならさらに亜系統を追加する。マッピング用のマーカーを用いてゲノム比較を行い、聴力との関連解析を実施する。

他のバルブ亜系統の聴力を調査し、BALB/cByJおよびBALB/cAと聴力およびゲノム情報を比較する。BALB/cAn、BALB/cCrおよびBALB/cJを予定しているが、可能ならさらに亜系統を追加する。マッピング用のマーカーを用いてゲノム比較を行い、聴力との関連解析を実施する。作製できたF2マウスの個体数が予定より少なかった。2019年度は、2019年度分の実験に加えて、引き続きF2マウスを作製し、その個体を実験に使用する。
建物ごとに高精度に表示される地震ハザードマップの構築とその活用に関する研究

本研究では住宅所有者の耐震改修への意思決定と自治体の効率的な施策決定への支援を通して地震減災に資することを目的として,まず,ボーリングデータを主とする地盤情報およびボーリング地点における推定地震動の空間統計解析に基づく「建物一軒ごとの高精度な地震ハザード評価法」を開発した。さらにこれを活用すべく,模擬地震波群を用いた木造住宅の時刻歴応答解析結果より,地動最大速度を地震動強さの指標とする「建物強さごとの損傷度の中央値およびそのばらつきの評価手法」を地盤種別・地震規模ごとに作成してその妥当性を検証するとともに,「建物一軒ごとの地震リスク評価システム」へと展開した。助成研究初年度,申請者らは開発を目指すシステムの工学地盤から表層までの地震波の解析プログラムを収集し,空間統計解析及び空間補間推定のための基礎プログラムを開発するとともに,模擬地震波群を用いた木造住宅の時刻歴応答解析結果より,地盤種別・地震規模ごとの被害率曲線作成のための基礎資料を整えた。同時に,尾張旭市との協働作業に関して合意に達し,同市が平成24年度に実施する地震ハザードマップ作成と被害想定に対して,本研究で開発するシステムを提供することとなった。この合意に基づき,尾張旭市と協働で,市内および隣接する周辺地域のボーリングデータを収集した。また,同市との協働作業に対し,愛知県の協力を得て,東海・東南海2連動の想定地震に関する工学基盤における地震波を入手した。さらに,準備が整い次第,南海トラフ巨大地震,高浜ー猿投断層等,他の想定震源に関する地震波も提供されることとなっており,今後も継続的に全面的な協力を受ける予定である。申請者らは,近年のIT技術の発達と普及に着目し,高精度低価格の地震計の開発を計画し完了した。その精度を振動台実験により確認した後,市行政と市民の協力を得て,尾張旭市内の地表4か所(個人住宅1か所,福祉施設等3か所)に設置した。さらに,市の中心部に位置する旭中学内には,工学基盤上に既存の地震計1台と,地表に既存の地震計,新開発の地震計を各1台設置し,インターネット回線を利用し,地震観測を開始している。なお,地震計の設置地点は,現在および昭和20年代に米軍により撮影された航空写真などに基づいて,地質学,地震学的見地から選定している。さらに,研究代表者および分担者1名は市の防災アドバイザーにも就任し,市民向けの市内でのシンポジウム,自主防災リーダー会等に出席し,研究は非常に良好な関係のもとで進められている。助成研究2年目において,ボーリング地点で推定される地震動強さを元に,空間補間により建物ごとに地震動強さを評価誤差とともに推定する,空間統計解析及び空間補間推定のための基礎プログラムを開発し,その成果を学術論文として公表した。加えて,このプログラムを活用するために,250mメッシュ単位で得られることが多い工学的基盤における地震波からボーリング地点における工学的基盤における地震波を推定するプログラム,および,工学地盤から表層までの地震波の解析プログラムを作成した。また,模擬地震波群を用いた木造住宅の時刻歴応答解析結果より,地動最大速度を地震動強さの指標として,耐震診断指標で表される建物強さも考慮した被害率曲線を,地盤種別・地震規模ごとに作成し,阪神・淡路大震災における調査結果と比較検討して,その妥当性を確認した。この研究成果は,研究集会で公表したほか,現在,学術論文として投稿中である。同時に,研究助成初年度に合意に達した尾張旭市との協働作業として,同市が平成26年度に実施する地震ハザードマップ作成と被害想定に対して本研究で開発したシステムを提供し,愛知県の協力を得て入手した,東海・東南海2連動,3連動,南海トラフ巨大地震(3種類),高浜ー猿投断層といった想定地震の工学的基盤における地震波を用いて,建物ごと,50mメッシュ毎,計測震度,PGA,PGVなどの6種の地震動強さと死亡確率・全壊確率・半壊確率の3種のリスクを推定した。申請者らは,近年のIT技術の発達と普及に着目し,初年度には高精度でありながら安価な地震計の開発を完了し,市行政と市民の協力を得て,尾張旭市内の地表4か所(個人住宅1か所,福祉施設等3か所)に設置したが,今年度は,さらに,個人住宅10ヵ所に設置した。これまで震度2程度の地震波形を3回計測しており,分析を進めている。本研究は,行政と全面的に協力しながら,国内外初めての試みとして,ボーリングデータを主とする多様な地盤情報およびボーリング地点における推定地震動の統計的比較分析に基づく「建物一軒ごとに高精度に表示される地震ハザードマップ」を提供し,さらにこれを活用した「地震リスク評価システム」を構築し,住宅所有者の耐震改修への意思決定と自治体の効率的な施策決定への支援を通して地震減災に資することを目的とするものである。空間統計解析及び空間補間推定のための基礎プログラムおよび木造住宅の地震リスク評価法を開発し,成果を学術論文に公表した。同時に,愛知県尾張旭市と地震ハザードマップ作成および被害想定に関する協働作業実施について合意し,同市に対して本研究で開発した各種システムを提供した。実用化に際して計算した統計解析結果についても学術論文に搭載決定済みとなっている。開発したシステムによって評価された6種類の想定震源モデルに対する建物ごとの詳細かつ高精度な地震ハザードおよび被害想定結果は尾張旭市行政に収められ,特に,地震ハザードについては市の公式HPおよび印刷物となって市内に全戸配布されている。また,Web上で住所を入力すると市内の任意地点での地震ハザードの評価結果が得られるサイトが近日中に公開される予定である。

このサイトでは,住宅の耐震診断評点等を入力することで全壊や半壊などの地震リスクが評価され,耐震改修効果等の検討をすることができる。また,申請者らは,多数の講演会などを通じて直接に市民と接し,多くの市民から理解と良好な研究協力を取り付けており,自然地理学等の視点から選択した市内の12箇所の個人住宅に,独自に開発した高精度低価格の地震計を設置した。問い合わせ等も多く,今後,他の行政での利用や,観測した地震波形の解析,利用などの研究への展開,さらに有用な実務利用も期待できる成果となっている。本研究では住宅所有者の耐震改修への意思決定と自治体の効率的な施策決定への支援を通して地震減災に資することを目的として,まず,ボーリングデータを主とする地盤情報およびボーリング地点における推定地震動の空間統計解析に基づく「建物一軒ごとの高精度な地震ハザード評価法」を開発した。さらにこれを活用すべく,模擬地震波群を用いた木造住宅の時刻歴応答解析結果より,地動最大速度を地震動強さの指標とする「建物強さごとの損傷度の中央値およびそのばらつきの評価手法」を地盤種別・地震規模ごとに作成してその妥当性を検証するとともに,「建物一軒ごとの地震リスク評価システム」へと展開した。250mメッシュ単位で得られることが多い工学的基盤における地震波からボーリング地点における工学的基盤における地震波を推定するプログラム,工学地盤から表層までの地震波の解析プログラム,および,空間統計解析及び空間補間推定のための基礎プログラムの開発を完了した。また,模擬地震波群を用いた木造住宅の時刻歴応答解析結果より,地動最大速度を地震動強さの指標として,耐震診断指標で表される建物強さも考慮した被害率曲線を,地盤種別・地震規模ごとに作成したことから,主目的である建物ごとの地震ハザードマップ作成と被害想定のためのシステムの骨格はほぼ完成したといえる。研究助成初年度に収集したボーリングデータを追加し,本研究で開発したシステムと愛知県の協力を得て入手した東海・東南海2連動,3連動,南海トラフ巨大地震(3種類),高浜ー猿投断層といった想定地震の工学的基盤における地震波を用いて,尾張旭市における建物ごと,50mメッシュ毎,計測震度,PGA,PGVなどの6種の地震動強さと死亡確率・全壊確率・半壊確率の3種のリスクを推定し,実用化も達成した。本システムが提供する地震ハザードの評価精度は,地震計による観測結果との比較検討が重要であるが,初年度に開発した高精度でありながら安価な地震計を個人住宅10ヵ所に追加設置し,これまでに震度2程度の地震波形を3回ほど計測しており,解析が遅れてはいるものの,キャリブレーションを行うための情報は整いつつある。以上のとおり,3年計画の研究において開始から2年が経過したが,研究開始当初から対象都市である尾張旭市行政と市民との協働作業を非常に良好に,かつ順調に進めており,また,多数設置した地震計での観測記録も得られていることから,現在までの研究の達成度は,当初の予定より高いものとなっている。27年度が最終年度であるため、記入しない。
数理物理学への応用を目指したコンフォーマル超代数の表現論の研究

本研究では、コンフォーマル超代数の表現とその応用に関する研究を行い、以下の成果を得た。1.コンフォーマル超代数に部分代数として含まれるヴィラソロ代数の表現論は、コンフォーマル超代数の表現を研究する上でも重要である。本研究では、リヨン大学の庵原氏との共同研究として、ヴィラソロ代数の表現論の基礎事項をまとめた専門図書を出版した。2.コンフォーマル超代数と密接な関わりを持つカッツ・ムーディー超代数について、特異ベクトル公式に関する研究を行った。本研究は、コンファーマル超代数や超ヴィラソロ代数と呼ばれる超リー代数、特に、現時点まで数学的には十分に研究されているとは言えないN=2超ヴィラソロ代数に関して、その表現の解明と、数理物理学への応用を目的としている。本研究では、超ヴィラソロ代数の表現の研究に、アフィン超リー代数を通してアプローチする事を計画している。その第一ステップは、超リー代数のヴァーマ加群の圏に関する(エンライト関手等の)一般論を確立し、それをs1(2,1)型のアフィン超リー代数の場合に適用する事であった。この第一ステップに関しては、目標達成に必要な一般論の準備の段階は完了しつつあるが、その準備した結果をs1(2,1)型のアフィン超リー代数へ適用する段階には至らなかった。この部分は、来年度も引き続き研究を行いたい。また、超ヴィラソロ代数の表現論と関連する2件の論文を、フランスリヨン大学の庵原謙治氏との共同研究として発表した。1件目のInt.Math.Res.Notice誌に発表した論文では、N=2超ヴィラソロ代数より基本的な、N=1超ヴィラソロ代数の数理物理への応用例が与えられており、今後この研究結果を、N=2超ヴィラソロ代数の場合に拡張していく事を目指す。2件目の論文は、Jour.Math.Phys.誌に発表したもので、この論文では、通常のヴィラソロ代数の半無限形式の空間への表現を、超ヴィラソロ代数を含む超リー代数に一般化した。本研究の主たる研究テーマは、コンフォーマル超代数または超ヴィラソロ代数と呼ばれる無限次元超リー代数の表現論およびその数理物理学への応用であった。コンフォーマル超代数の中でも、ヌブ・シュワルツセクター以外の超リー代数は、頂点作用素超代数の構造を持たないため、数学的に十分に研究されているとは言えない。そこで本研究では、ヌブ・シュワルツセクターに限定する事なく、コンフォーマル超代数の表現の構造を、数理物理に応用するのに十分なレベルまで明らかにすることを目標としていた。平成22年度は、庵原氏(リヨン大学)との共同研究で、ヴィラソロ代数の表現論に関する図書を出版した。この本はヴィラソロ代数の表現論に関する基本事項(既約表現の分類、ヴァーマ加群やフォック加群の構造定理、ヴィラソロ代数の表現論の数理物理への応用等)をまとめたものである。これらの基本事項は、本研究の研究対象であるコンフォーマル超代数の表現論を研究する上でも重要となるが、これまで文献的には散逸していた。この図書の出版により、今後は本研究課題や関連するテーマについての論文作成において効率化が図られると思われる。平成22年度は、上記の図書の執筆以外に、超リー代数の場合にエンライト関手と呼ばれる関手の構成を行った。この成果は、コンフォーマル超代数の表現論と密接に関わるアフィン超リー代数の表現の構造を調べる際に有効であると期待される。このエンライト関手に関する結果については、現時点で論文を執筆中であり、平成23年度も引き続き研究を行う予定である。本研究は、コンフォーマル超代数と呼ばれる無限次元超リー代数の表現論とその数理物理学への応用を主な研究目的としている。コンフォーマル超リー代数の表現論は、アフィン超リー代数と呼ばれる(ある条件を満たす)カルタン行列から定義される無限次元の超リー代数の表現論と密接な関係がある事が知られている。そこで昨年度後半からは、主にカルタン行列から定義される超リー代数の表現論に関する研究を行っている。今年度は特に、昨年度から引き続くテーマである、超リー代数のエンライト関手に関する研究に取り組んだ。一般のカルタン行列から定義される超リー代数の表現の圏上でエンライト関手を導入し、その基本的な性質を調べる部分については、昨年度までに結果が得られていた。今年度は、対象とする超リー代数を長さOの奇ルートを持たない超リー代数に制限し、エンライト関手の応用としてより精密な結果を得る事を試みた。具体的には、1)ヴァーマ型の間の準同型写像の一意性(その結果、特異ベクトルの一意性が従う)2)エンライト関手を用いた特異ベクトル公式の意味付けの2つの結果が得られた。平成23年度の研究で研究対象とした長さOの奇ルートを持たない超リー代数は、あまり多くの興味深い例を含まない。しかしながら、今後一般のアフィン超リー代数に関する研究を進めるための一つのステップとして、本研究の意義があると思われる。これらの研究は、リヨン大学の庵原氏との共同研究であり、共著論文を現在と投稿中である。
推論と判断における等確率ヒューリスティックと因果性

本研究は,推論と判断のさまざまな現象を,確率モデルと少数の基本的概念によって包括的に捉え,基本的概念と因果性の関連を明確にすることを目的として実施された。まず,定言三段論法の確率モデルは,典型的演繹推論における等確率性仮説を明らかにした。次に,二重フレーム理論は,肯定と否定の心理的非対称性から多様な現象間の類似性を明らかにした。さらに,基準率錯誤の生起要因は等確率性の仮定であり,等確率性が仮定される理由は二重フレーム理論の枠組みで解釈できることを明らかにした。最後に,因果性の明確化がモンティホール問題のような困難な問題の正解を促進することを示し,因果性と等確率性と結びつきを明らかにした。本研究は,人間の推論と判断に関して,これまで個別に研究されてきた様々な現象を,確率モデルによって包括的に捉えること,さらに,そうして包括的に捉えたときにキーとなる基本的説明概念を,因果性との関連で解釈することを目的として現在進行中である.研究内容は,演繹推論の確率モデル構築(研究1),確率推論の確率モデル構築(研究2),帰納推論の確率モデル構築(研究3),因果性と等確率性の統合(研究4)の4つに分割される平成22年度は,主に研究1を実施し,研究2にも着手した.研究1としては,定言的三段論法推論の確率モデルを構築した.このモデルは,確率的表象と個体ベースの表象という2つの大きな仮定に基づくもので,次の3つの処理段階を仮定している.まず,(1)与えられた前提文から確率原型モデルと呼ばれる確率的表象を構成し,次に,(2)確率原型モデルに基づいて,ランダムサンプリングにより個体ベースの標本メンタルモデルを形成する.最後に,(3)こうして構成されたモデルに基づいて,論理的結論を生成する.確率的プロセスを仮定したことにより,誤答の頻度分布の予測が可能となった.そこで,過去の実験データを用いてモデルの記述的妥当性を量的に評価したところ,データに対する非常によいフィットが得られた.また,定言的三段論法の推論と,帰納推論や確率判断研究においてよく知られているエラーとの間に,これまで知られていなかった関係(等確率性仮定)を見出すことができた.以上の研究成果は,平成23年度の国内の学会で発表予定である.また,海外の論文誌に投稿するため,現在,論文執筆中である.研究2としては,モンティホール問題について考察し,予備的実験を実施した本年度は,確率モデルを通して推論・判断に関する多様な現象を包括的に捉えるという目的のため,以下の三つのテーマに関する研究を実施した。(1)定言三段論法まず,定言三段論法のモデル化に関しては,昨年度から取り組んでいる確率サンプリング・モデルを改良・拡張した。主な改良点は,アドホックな仮定を廃止したことと,モデル評価のためのデータを広げたことである。その結果,データへのフィットが向上した。研究成果は国際誌に投稿し,査読では一定の評価を得たが,いくつかの問題点も指摘され,さらなる改良・拡張が必要であることが判明した。現在,論文を推敲中である。(2)基準率錯誤本研究代表者によるこれまでの研究から,基準率錯誤は,人々が等確率性を仮定することによって起こることが明らかにされたものの,等確率性を仮定する理由が明らかではなかった。そこで,この原因は否定情報の使いにくさにあると考え,変形問題を使ってその点を実証的に確認した。その結果,等確率ヒューリスティックが関係する他の問題との関係が明確になった。(3)モンティ・ホール問題本研究では,等確率ヒューリスティックと因果性の親和性が高いと仮定する。もしそれが正しければ,等確率性の仮定が課題の正解に寄与する場合には,課題のカバーストーリに因果性を導入することによって課題の正答率が上昇するはずである。そこで,標記課題に対してこのような操作を行い,劇的に正答率を上昇させることに成功した。この結果は,本研究が最終目的とする等確率ヒューリスティックと因果性の関係の解明に示唆を与える。本研究は,確率モデルを道具として,これまで個別に研究されてきた推論と判断の様々な現象を包括的に捉えることと,そうして包括的に捉えたときにキーとなる基本的説明概念を,因果性との関連で解釈することを目的として実施された。本年度は最終年度(4年め)にあたる。これまでの3年間で,定言三段論法推論(演繹推論)の確率モデル構築と精緻化,実験によるモデルの妥当性を検証,モンティ・ホール問題(確率推論課題)と因果推論の関連性の発見とその検証,基準率課題(確率推論課題)における等確率性仮定の原因の究明などを実施した。

以上を踏まえ,今年度はこれまでの研究の総括として,因果性と等確率性の概念の統合を試みた。新たに図地フレーミングという概念を導入し,思考の対称性と非対称性の不可分の関係を明らかにした。肯定と否定は論理的には可換であるが,心理的には可換ではない。一般に,肯定(生起・行為)は注意の対象であり,否定(不生起・非行為)はそれ以外の背景である。肯定と否定の関係は,知覚現象についてRubin (1915/1958)が指摘した「図と地」の関係に似ており,注意の向かない背景事象は曖昧になり,有効な認知的処理を受けにくい。このことが,演繹,確率推論,類推,意思決定,メタ表象(心の理論),対人認知など,これまでに心理学の異なる領域で個別に論じられてきたさまざまな錯誤やバイアスと関係していることを明らかにした。第1に,定言三段論法推論について,昨年度までの研究で構築したモデルをより精度の高いものに修正した。その後,新たに実験を実施し,このモデルが論理的推論における内容効果を説明できることを実証した。第2に,モンティ・ホール問題(非常に難しいことで有名な確率判断問題)について,因果構造の明確化によって正答率を上昇させることに成功した。この結果は,因果関係が確率構造の理解を方向づけるという仮説を支持した。第3に,基準率課題について,課題中で提示する情報を「図ベース」とわれわれが呼ぶ様式に統一することによって,正答率を上昇させられることを実証した。この結果は,生起/不生起の認知の非対称性を意味し,因果性認知と共通の認知基盤の存在が示唆された。第4に,共変に基づく因果帰納について,事象の特性(否定の顕在性[顕在/潜在]×システムへの介入性[介入/観察])が推論結果に影響することを実証した。この結果から,因果性認知に関わる事象特性を特定するための示唆が得られた。第5に,洞察問題解決における思考の二重性について実験的にアプローチした。二重課題法を用いて,意識的作用が無意識的過程に対して妨害的に働く状況を特定することができた。定言三段論法の確率サンプリング・モデルに関する研究成果を英語論文としてまとめ,国際誌に投稿したところ,査読者より多くの修正要求があった。モデルの再構築,新たな実験の実施など,その対応に多くの時間を費やす必要が生じたため,当初予定していた連言錯誤の確率モデルを構築することができなかった。しかし,当初の研究計画にはなかった基準率錯誤とモンティ・ホール問題に関して,新しい方向への研究進展をみた。以上より,トータルとしては,おおむね順調に進展していると言える。25年度が最終年度であるため、記入しない。定言三段論法推論に関する研究は,1度目の論文投稿後,修正に手間取ってまだ出版にいたっていないが,最終年度の今年度内に執筆・投稿し,出版にこぎつけられる見込みがある。また,当初予定していた連言錯誤の確率モデル研究は実施していないが,その代わりに,当初の予定にはなかった基準率問題のモンティ・ホール問題について,実験的研究が順調に進んでおり,新しい方向への研究進展を見た。最終年度の今年度中に出版できるよう,研究成果をまとめていきたい。さらに,当初は想定していなかった二重過程理論に基づく思考様式の違いについても,目覚ましい研究成果が上がった。以上より,トータルとしてはおおむね順調に進展していると考える。
建築内外装仕上構法の変遷に関する研究 -断熱材料・構法の変遷-

建築材料・部品は開発以降様々な理由に基づき変化しており、それに伴い、材料・部品を受け入れる側としての建物の構法も変化している。今後の建築構法のあり方については、各材料・部品や構法の変遷、さらにはその理由や必然性に関する網羅的把握が不可欠である。本課題では、我が国において普及した建築材料・構法のうち、繊維系断熱材、発泡系断熱材、断熱補助材、ならびにそれらの複合によって形成される断熱建材とその関連構法を対象とし、近代以降現代に至るまで変遷過程を明らかにすることを目的とした。調査は社史・業界史、過去のカタログ、社内資料、雑誌などにおける記述を網羅的に収集する文献調査と実際の開発担当者や施工技術者を対象としたヒアリング調査を中心とした。これらで得た情報は製品種・構法の属性・時間の3軸からなるマトリクスに整理した。主要な断熱材の変遷を以下に示す。繊維系断熱材:石綿の代用品としてのグラスウールやロックウールの鉱物繊維断熱材から開発が始まり、以降住宅用製品として様々な構法的検討が加えられた。近年では環境問題を背景に自然素材を利用した木質繊維などを利用する製品開発の傾向が明らかとなった。発泡系断熱材:合成樹脂を原料とするものに始まり、難燃化の検討を経て住宅用途への採用が始まっている。繊維系と同様に、近年では環境への配慮が顕著であり、ノンフロン化が製品開発の軸となっていることが明らかとなった。床の断熱構法においては、製品開発の展開を背景とした構法の変遷が確認できた。最終的に木質セメント板などの断熱補助材、各種断熱材や各種建材を組み合わせた複合素材のものを含めて調査を行い、変遷の全体像を明らかにしている。現在に至る各種断熱材の変遷の特徴は、いずれも昭和50年代までに多様な製品開発が行われたが、現在では要求性能の高まりや環境への配慮を軸として、製品全般に渡って整理されつつあると概括できる。今後の建築構法の在り様については、各材料・部品や構法の変遷、さらにはその理由や必然性に関する網羅的把握が不可欠である。本課題では、我が国において広く普及した建築材料・構法のうち、主な建築内外装仕上構法、とりわけ各種断熱に関する材料・構法を対象とし、近代以降現代に至るまで変遷過程を明らかにすることを目的とした。本年度は、現存する断熱材の中でも単一の材料で形成されている断熱材を対象に開発経緯などの詳細について調査した。この調査は社史・業界史、過去のカタログ、社内資料、雑誌などにおける記述を網羅的に収集する文献調査と実際の開発担当者や施工技術者を対象としたヒアリング調査を中心としている。これらで得た情報を製品種・構法の属性・時間の3軸からなるマトリクスで整理し、変遷の様態を明らかにした。単一素材の断熱材は大きく繊維系と発泡系に大別できる。繊維系断熱材は石綿の代用品としてのグラスウールやロックウールの鉱物繊維断熱材から開発が始まり、以降住宅用製品として様々な構法的検討が加えられた。一方、発泡系断熱材については、合成樹脂を原料とするものに始まり、難燃化の検討を経て住宅用途への採用が始まっている。

これらの断熱材に関連する構法については、特に床の断熱構法において、製品開発の展開を背景とした構法の変遷が確認されている。来年度は木質セメント板や石膏ボードなどを用いた複合素材の断熱建材、あるいは化学畳などの断熱材以外の建材についても断熱性能を有するものについては調査を展開し、断熱材現状とその変遷の全貌を明らかにすることを目標とする。建築材料・部品は開発以降様々な理由に基づいて変化しており、建築構法のあり方を巡っては、その変遷過程の把握が不可欠である。本課題では、我が国において広く普及した建築材料・構法のうち、各種断熱に関する材料・構法を対象とし、近代以降現代に至るまでの変遷過程を明らかにすることを目的とした。本年度は、昨年度扱った単一素材の断熱材と共に、木質セメント版や軽量気泡コンクリートなどの断熱補助材、また木質セメント板や石膏ボードなどを用いた複合素材の断熱建材についても、その現在に至る展開や開発経緯の詳細について文献調査と関係者へのヒアリングを行った。これ基に、本年度対象とした断熱補助材などを含む建築用断熱材の変遷過程を以下の様に明らかにした。木質セメント板:昭和30年代以降に大きく発展し、製品として高い質を持つに到るが、その後衰退に転じている。しかしながら、近年では環境対応の容易な建材として再評価されつつある。軽量気泡コンクリート:国産化を経て断熱材と耐力壁を兼ねる存在として開発が進んだが、現在の断熱性能の要求には次第に対応できなくなりつつある。パーライト:屋上での防水工事に対する使用を基本としていたが、現在は合成樹脂発泡系断熱材の採用が一般的となった。一方で、近年では断熱用途ではなく屋上緑化等の造園用途での使用が普及しつつあることが確認できた。複合素材の断熱材:金属サイディングやスレートなど様々な組合せがあるが、いずれも焦点となったのは防火性能の確保であった。現在ではフロンガス低減を踏まえた芯材の変更が製品開発の軸となっている。以上、前年度の成果と併せて、我が国における建築用断熱材料ならびに構法に関して、ある程度網羅的に変遷の様態を把握することができた。その特徴は、いずれも昭和50年代までに多様な製品開発が行われたが、現在では要求性能の高まりや環境への配慮を軸として製品全体が再編成されつつあると概括できる。