hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
知的障害児の家庭及び学校生活場面における選択機会の調査研究

平成15年度は、平成14年度の研究結果を踏まえて、知的障害者の家庭における自己決定及び選択機会の実態に影響する子どもの要求言語レベルを高める要因を明らかにすること、生涯支援の観点から知的障害者の生活年齢と家庭における自己決定及び選択機会の実態との関連を明らかにすることを目的とした。新潟県J地域に居住する就学前から学校卒業後までの在宅知的障害者の養育者400名と就学前から小学校高学年までの健常児200名を対象に、縁故法による質問紙調査を実施した。知的障害者については関連する親の会や福祉施設を通じて、健常児については地域の子ども会を通じて、養育者に質問紙への回答を依頼した。調査内容は、日常の家庭におけるさまざまな自己決定及び選択機会の実態、子どもの要求言語レベルと生活年齢、子どもの要求言語レベルに関連する好みや活動レパートリーであった。分散分析と重回帰分析を主にしたデータの分析を行った結果、知的障害者においても、健常児においても、子どもの好みが明確で、活動参加のレパートリーが多い場面や機会で、自己決定及び選択機会が増加する傾向にあること、知的障害者においては子どもの生活年齢の高低と家庭における自己決定及び選択機会の実態との関連は明確に認められないこと、一方で、食事などの特定の場面や機会では、子どもの要求言語レベルは低くても生活年齢の増加に応じて、自己決定及び選択機会が増加する傾向にあることが明らかになった。平成14年度の研究目的は、知的障害児者に対する生涯支援(就学前から学校卒業後まで)の観点から、彼らの日常の家庭生活場面における選択機会及び自己決定機会の提供状況とそれに関わる要因を調査によって明らかにすることであった。方法は、縁故法による質問紙調査を実施し、障害児者に関係する親の会等の関係団体や機関を通じて質問紙への回答を依頼した。調査対象は、新潟県内に在宅する知的障害及び肢体不自由のある子どもを持つ養育者約400名であった。調査項目は養育者の子どもに対する選択機会及び自己決定機会の提供状況,また、それに関わる要因を3つの側面(子どもに関わる要因、養育者に関わる要因、物理的要因)から構成し、項目数は計79項目であった。主に、数量化理論にもとづくデータ分析を行った結果、子どものコミュニケーション・選択技能や行動問題の生起レベル、養育者が選択機会を提供する具体的な手だてを知っているかどうか、養育者の選択や自己決定に対する価値観や日常生活における多忙感、また、家族構成や家庭場面において子どもが選択できるように物品を配置しているか否かなどの物理的要因が、養育者の選択機会の提供状況に影響を与えることが明らかになった。特に、養育者の選択機会の提供状況に大きな影響を与えるのは、障害のある子どもの要因よりも、養育者を含めた環境要因であることが見いだされた。
トリガー照射による超音波治療の高効率化の研究

生体組織の超音波加熱を促進するキャビテーション気泡の強力な超音波パルス照射による生成を,まず,高速度カメラを用いて研究した.そのために,生体に類似した超音波特性をもち光学的に透明なゲルファントムを作成し,実験を行った.強度10kW/cm^2程度以上の超音波パルスにより,目的の気泡をゲル中に生成できること,また,100μs程度以下の短いパルスを用いれば,超音波焦点付近に限局して生成できることを確かめた.次に,生成したキャビテーション気泡により,摘出生体組織を超音波加熱凝固するスループットを顕著に改善できることを確かめた.さらに,第2高調波重畳波を用いることにより,目的のキャビテーション気泡を発生するに必要な超音波強度を顕著に低下させ得ることを見出した.生体組織の超音波加熱を促進するキャビテーション気泡の強力な超音波パルス照射による生成を,まず,高速度カメラを用いて研究した.そのために,生体に類似した超音波特性をもち光学的に透明なゲルファントムを作成し,実験を行った.強度10kW/cm^2程度以上の超音波パルスにより,目的の気泡をゲル中に生成できること,また,100μs程度以下の短いパルスを用いれば,超音波焦点付近に限局して生成できることを確かめた.次に,生成したキャビテーション気泡により,摘出生体組織を超音波加熱凝固するスループットを顕著に改善できることを確かめた.さらに,第2高調波重畳波を用いることにより,目的のキャビテーション気泡を発生するに必要な超音波強度を顕著に低下させ得ることを見出した.本研究テーマでは,生体組織の超音波加熱を促進するキャビテーション気泡を,強力な超音波パルス照射によって生成し得るかどうかが,キーとなる.本年度は、そのようなキャビテーション気泡を,発生する分調波をハイドロフォンにより捉えて検出する方法に加え,高速度カメラにより光学的に検出する方法により研究した.高速度カメラによる方法は,分調波検出による方法のように,光学的に不透明な生体組織中には適用できないので,生体に類似した超音波特性をもち光学的に透明なゲルファントムを作成し,実験を行った.通常の集束超音波治療に用いられるよりも1桁ほど高い超音波強度をもつ100μs程度の集束超音波パルスを照射することにより,目的のキャビテーション気泡をゲル中の焦点付近に生成できることが確かめた.また,このような照射を複数の焦点について行いそれらの付近にキャビテーション気泡を生成した直後に,それらを包含する加熱用超音波照射を行うことにより,摘出生体組織を超音波加熱凝固するスループットを顕著に改善できることを確かめた.また,第2高調波重畳波を用いることにより,目的のキャビテーション気泡を発生するに必要な超音波強度を顕著に低下させ得ることを見出した.すなわち,まず,負圧ピーク強調パルスにより小さなキャビテーション気泡雲を生成した直後に,正圧ピーク強調パルスを照射すると,正圧ピーク強調波が,小さなキャビテーション気泡雲に反射されて位相反転して負圧ピーク強調波となり,それによってキャビテーション気泡雲が大きく成長することを発見した.現在,この結果は水中に反射物をおいた実験系において得られているが,次年度以降は,同様の実験を,音響的により生体に近い実験系において行う予定である.平成23年度は、キャビテーション気泡群を生成する強力な超音波パルス照射を、複数焦点を迅速に走査しながら行うことに続けて、生成した複数のキャビテーション気泡群を同時に振動させることのできる拡張焦域による加熱用超音波照射を行うシーケンスの強力集束超音波照射を、多チャンネル・アレイ・トランスデューサを高電圧・高出力駆動することにより行なった。すなわち、アレイ・トランスデューサを用いた高速焦点走査により、生体に類似した超音波特性をもち光学的に透明なゲルファントム中において、2-3次元的に配列したキャビテーション気泡群を生成できたことを高速度カメラにより確認し、その直後に、それらキャビテーション気泡群全体を含む広さをもつ拡張焦域により、超音波加熱を行い、焦点付近に刺入した極細熱電対とゲルファントムに含有させたアルブミンの白濁により、超音波加熱とそれによる加熱凝固がともに促進されることを確認した。また、同様のシーケンスの強力集束超音波照射を、脱気水中においた摘出臓器に対しても同様に行い、超音波加熱とそれによる加熱凝固がともに促進されることを確認した。さらに、生成されたキャビテーション気泡群を、高速度カメラによる観察結果を利用して、超音波加熱における熱源としてモデル化し、温度上昇の分布とその時間経過を推定する解析に着手した。高速度カメラにより観察されたキャビテーション気泡群を、生体組織よりも1桁程度大きな超音波吸収をもつ領域としてモデル化することにより、微細熱電対により測定した焦点付近の温度上昇の時間経過を概ね説明できることがわかった。本研究は、強力で(10kW/cm2以上)短い(100us以下)集束超音波パルスの照射により超音波焦点付近にキャビテーションを起こして気泡群を生成し、その気泡群の高い超音波吸収を利用して、集束超音波を高い効率で熱に変換することにより、集束超音波治療の高速化ならびに高選択性化に寄与しようとするものである。これまでに、まず、生体を模擬した透明なゲル中において、初年度予算にて導入した高速度カメラを用いてキャビテーション気泡群の生成を動的に観察しながら、気泡群の超音波加熱を加速する効果を確認した。次に、キャビテーション気泡群により超音波加熱を加速する同様の効果が、生体摘出組織中においても生ずることを確認した。平成24年度は、キャビテーション気泡群を生成する強力な超音波パルスの波形を制御することにより、キャビテーション気泡群の生成そのものを高効率化する研究を行なった。

すなわち、基本波に第2高調波を重畳して正負非対称な音圧波形を生成し、負圧ピーク強調波を照射してキャビテーション気泡の初期生成を効率的に行い、それにより生成された気泡群としては小規模なキャビテーション気泡に対し、続いて正圧ピーク強調波を照射して大規模なキャビテーション気泡群へと生成させるシーケンスの研究である。再び生体を模擬した透明なゲル中において高速度カメラを用いて観察した結果を反映しながら、上記のシーケンスを最適化することにより、その有効性を確認することができた。キャビテーション気泡群は、超音波加熱の加速だけでなく、その機械的作用による病的組織の破壊に用いることができ、また、キャビテーション庄壊時に起こり得る化学反応を利用した病的組織の音響化学的治療にも用いることができる。従って、本研究で効果を確認できたその生成と成長を高効率化する方法は、超音波治療に広く応用できる可能性をもつと考えられる。生体組織の超音波加熱を促進するキャビテーション気泡を、強力な超音波パルス照射によって生成するには、強力な超音波パルスを発生する超音波トランスデューサと、それを駆動する高電圧・高出力駆動回路が必要である。前者に実験における自由度の高い多チャンネル・アレイ・トランスデューサを使用する場合、後者については、市場調達可能のものでは不十分である。そこで、独自の回路方式により後者を開発することにより、多チャンネル・アレイ・トランスデューサの自由度を生かした実験に成功した。すなわち、アレイ・トランスデューサを用いた高速焦点走査により2-3次元的に配列したキャビテーション気泡群を生成し、それらを同時に振動させて超音波加熱を促進する拡張焦域を、アレイ・トランスデューサのもつ焦点面上の位相変調能力を活用して形成することができた。これは、当初の計画を越える成果である。また、このような単一焦点や拡張焦域をもつ集束超音波音場を、短時間に測定できる光学的音場測定方法を開発できた。さらに、市場調達可能な多チャンネル・アレイ・トランスデューサに比べてより低い駆動電圧においても強力な超音波を発生しうるアレイ・トランスデューサの構造を新規に案出し、その動作を数値計算において確認することができた。これらも、当初の計画を越える成果である。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成23年度までに、生体に類似した超音波特性をもち光学的に透明なゲルファントム中において、キャビテーション気泡群を強力な超音波パルス照射によって生成できることを、発生する分調波をハイドロフォンにより捉えて検出する方法に加え、高速度カメラにより光学的に検出する方法により確かめることができた。また、生成したキャビテーション気泡群が超音波加熱を促進することを、上記生体模擬ゲルファントムと、摘出生体組織の双方に対する超音波照射による加熱凝固実験により確認することができた。さらに、生成したキャビテーション気泡群を、高速度カメラによる観察結果を利用して、超音波加熱における熱源としてモデル化し、温度上昇の分布とその時間経過を推定する解析に着手した。
中世後期ライン地方における領邦形成とアムト制度

本研究の目的は、伝統的なレーエン制に代わる近代的なアムト制の出現を通して、領邦国家が人的結合国家から領域国家へと移行するプロセスを解明することにある。本年度は昨年度までのアムト制に関する研究成果を踏まえ、私の研究主題のもう一つの柱である、ケルン大司教領におけるレーエン制の形成と展開について取り組んだ。私の大司教領に関する研究はなお継続中であるが、他の領邦に関する諸研究にも目配りするならば中世後期においてもレーエン制は、領邦君主に支配権の構築のために利用しうるさまざまな可能性を提供したといえる。すなわち、領邦君主は積極的にレーエン政策を援用することによって領邦を外部から防衛することができただけでなく、領邦内においても自立的勢力を中立化し、自身の支配権を強化・拡大することが可能となった。レーエン制支配と領域支配は原理的に全く異なる構造をもつにもかかわらず、中世後期においてレーエン制が領域支配を構築するための有用な手段となり得たのは、レーエン制が領域化と呼ばれる傾向を示したからである。しかし視点を変えて見るならば、レーエン制はもはやそれのみでは領域支配の構築には不十分であり、あくまでも領邦君主の直轄支配を補うための手段であった。3年間の研究を通じ、現時点において次のような見通しが得られた。アムトはその安定的な統治構造によって領域国家へと変貌を遂げつつある領邦国家のニーズに応えうる役割を果たした。しかし中世後期におけるアムト制は近代的な統治形態の中になお中世的な人的要素すなわちレーエン制的要素を伴なうものであり、中世後期における領邦国家は、アムト制を支配原理の支柱としつつもアムト制とレーエン制の相互作用の上に成り立っていた,今後さらにこの見通しを検証していく必要がある。なお本年度の研究を遂行するにあたり、当補助金を活用して刊行史料集の購入とドイツの大学への文献複写依頼を行なった。
ウイルス抵抗性遺伝子Nのエリシター応答性におけるイントロンの未知機能の解明

タバコのウイルス抵抗性遺伝子Nは,TMV由来の因子(エリシター)を認識して抵抗反応を誘導する.この反応が誘導される際には,N転写物量が著しく増加するという特徴があるが、その遺伝子発現メカニズムや生物学的・植物病理学的意義は不明である.本研究では,一過的遺伝子発現系および遺伝子組換え植物の実験系を組み合わせて, (1)転写活性・(2)タンパク質蓄積・(3)抵抗性誘導におけるイントロンの役割を調べ,「イントロンの機能」という新しい観点からウイルス抵抗性誘導におけるエリシター応答性の分子メカニズムの解明を目指すと共に,高度な発現制御・分子育種技術の開発に繋がる知見を得ることを目指す.タバコのウイルス抵抗性遺伝子Nは,TMV由来の因子(エリシター)を認識して抵抗反応を誘導する.この反応が誘導される際には,N転写物量が著しく増加するという特徴があるが、その遺伝子発現メカニズムや生物学的・植物病理学的意義は不明である.本研究では,一過的遺伝子発現系および遺伝子組換え植物の実験系を組み合わせて, (1)転写活性・(2)タンパク質蓄積・(3)抵抗性誘導におけるイントロンの役割を調べ,「イントロンの機能」という新しい観点からウイルス抵抗性誘導におけるエリシター応答性の分子メカニズムの解明を目指すと共に,高度な発現制御・分子育種技術の開発に繋がる知見を得ることを目指す.
「日本悉曇学の系譜」研究のための予備的資料調査

今回の科学研究費補助金の助成申請は、主に悉班学の日本文化における位置とその影響圏を再検討するための資料的側面での予備調査を行い、それによって得られたデ-タを整理することにある。しかしながら、日本における悉曇学関連資料は数量的に当初の予想をはるかに上回るものであり、今回の予備調査ではそのすべてを尽くすことはできなかった。平成三年度は、今回の研究のまとめと、今後の研究のための準備段階として次の作業を行った。(1)浄厳の儀軌・陀羅尼書写は近世初期の文芸復興とも関連する重要な資料であるが、平成2年度にはすでに、この浄厳が収集・書写した経典類を岩波書店刊『契沖全集』によって目録(カ-ド)化済みである。平成三年度には、さらにこの目録を化の研究者が使い易い形のものとすべく、コンピュ-タ-可読式のデ-タベ-スとして記録する作業を行った。(2)高貴寺に所蔵されている慈雲の収集整理した悉曇学に関する一大コレクション、『梵学律梁』の現地調査を行った。これは、『慈雲尊者全集』所収の『梵学律梁』の目録化を行った後、それと比較しながら進めたものであり、現地における資料の目録化にも着手した。この作業はまだ完成していないが、これが終了次第、(1)で行って作業と同様に、コンピュタ-可読式のデ-タベ-ス化へと移行する予定である。(3)石山寺ー切経および校倉聖教に含まれる悉曇資料については、すでに平成二年度に目録化済みであるが,本年度は(1)の作業と同様、これをコンピュ-タ可読式のデ-タベ-ス化した。悉曇学の日本文化史上における位置とその影響圏を再検討することが「日本悉曇学の系譜」研究の主要目的であるが、今回の科学研究費補助金の助成申請は、そのための特に資料的側面での予備調査を行い、その調査によって得られたデ-タを上記研究目的に合致する形で整理することである。今年度は以下の文献調査と現地調査を行なった。(1)悉曇学の文献調査は既に馬淵和夫『日本韻学史の研究』によって中古から中世までのものは行なわれている。従って、今回の調査は、近世の悉曇学関係資料を中心にして行なった。特に、淨厳の儀軌・陀羅尼書写校訂作業は近世初期の文芸復興にも重要な関連を有するものであるが、その大部分は既に失なわれている。幸にい淨厳の収集し書写校合した経典類は、その多くが契沖によって再び書写校合されて、生駒宝山寺に残っている。それらは岩波書店刊『契沖全集』に「聖教類奥書集」として目録されているが、今回、そこから悉曇関係の書目を選別し、淨厳との関係に注目しながら、それを目録(カ-ド)化した。(2)日本悉曇学史上、重要な意味を持つ石山寺校倉聖教の目録(法蔵館刊『石山寺の研究ー校倉聖教・古文書篇』)中から悉曇関係書目を抜き出し、上記(1)で作製した目録との比較対照を行なった。(3)少数の淨厳文書を現在も保有する河内延命寺と地蔵寺、湯島霊雲寺の予備的現地調査を行なった。(4)『慈雲尊者全集』所収の「梵学津梁」目録の比較検討を行なった。高貴寺への現地調査も行なったが、周辺的調査だけで文書の調査は行えなかった。これは次年度に行なう予定である。数種の目録が残っているがいずれも未完成で文書調査は不可欠である。
真空管IC用pーn接合トンネルエミッタに関する研究

本研究では、pーn接合型トンネルエミッタを作製するための基礎的な技術の開発と検討を行った。その結果をまとめると次のようになる。1)バイアススパッタリング法による半導体薄膜の堆積基板上に半導体の接合を形成する際に必要な半導体薄膜の堆積法について検討した。ここでは、高純度のスパッタリグ膜が得られる2重陰極バイアススパッタリング法により石英基板上にGeを堆積した。その結果、電気的特性が優れた半導体スパッタリング膜を得るには堆積時に発生する高エネルギ-粒子のエネルギ-を低下させるような条件を選ぶと良いことを示した。しかし、このような条件で、400°C以下の低い基板温度でSi(100)上にGeのエピタキシャル成長を試みたが、RHEEDの結果からは多結晶の成長しか認められなかった。基板とスパッタリング膜との境界をオ-ジェ電子分光法で調べた結果、境界層に多くの酸素が確認されたことから、基板表面のスパッタクリ-ニングおよび真空系からの不純物ガスの混入を無くするなどの検討が必要であろう。2)素子の設計と微小化およびアレイ化の検討トンネルエミッタの素子設計基準を得るためにMIS型円形単一素子をモデルとし、計算機シミュレ-ションにより素子の半径、トンネルバリア層の厚さ、上部電極の厚さおよび抗抵率などの素子パラメ-タとトンネル電流の分布との関係を調べ、素子の微小化の必要性を示した。また、この結果を参考にして、フォトリソグラフィを用いて直径60μmのMIS素子を100個アレイ化するプロセスを確立した。これらの結果は、pーn接合型トンネルエミッタの微小化、アレイ化に応用が可能である。3)トンネルエミッション測定用高真空装置の製作トンネルエミッタからのエミッションおよびエネルギ-分布を測定するための高真空装置を、タ-ボモレキュラ型ポンプを用いて製作した。この装置の排気特性を測定した結果、所定の1×10^<ー5>Pa台の真空度が得られた。現在、エミッション測定のためのチャンバを製作し測定を行っている。本年度は、接合型トンネルエミッタを実現するためのスパッタリング法による半導体膜の堆積、素子分離絶縁の形成、素子作製プロセスなどの基礎的検討、エミッション測定用超高真空装置の製作を次のように行った。1.バイアススパッタリング法による半導体薄膜および素子分離絶縁膜の堆積:スパッタリング法による半導体薄膜の電気的特性の堆積条件依存性を、主に放電条件と基板バイアスについて調べ、良質の膜を得るには加速電圧は1kV以下で放電ガス圧を高くしスパッタリングエネルギ-を出来る限り低くすること、さらにバイアス電圧の最適値を選ぶ必要があることが分った。素子分離絶縁膜としてはSiO_2のRFスパッタリング膜を考えているが、膜を厚くすると酸素欠乏により組成変化が起こることがESCAの観測結果から分った。今後この組成変化が堆積条件や膜の絶縁耐圧とどのような関係にあるかを調べる予定である。2.シングル型素子の作製とアレイ化の検討:接合型トンネルエミッタ素子のアレイ化の設計指針を得るためにSi基板上にMIS型シングル素子を作製し、基礎的なトンネル特性の測定、電極の構造や材料の検討を行った。現在この結果をもとに、作製プロセスを含めてアレイ素子の寸法、形状等の設計の最適化を行っている。3.トンネル

エミッション測定用超高真空装置の設計と製作:トンネルエミッタからの放射電子量およびそのエネルギ-分布は、電子放出面のガス吸着や不純物による汚染を避けるために、超高真空の雰囲気で測定しなければならない。この目的のために、オイルフリ-で超高真空が得られるタ-ボモレキュラ型ポンプを用いて排気系を設計し、装置の組み立てを行った。排気特性を測定した結果1×10^<-8>Torr台の高真空度が得られた。今後は、チャンバ内のガス出し等を行うことにより、さらに高真空度が得られるものと思われる。真空管IC用接合型トンネルエミッタを実現するために、バイアススパッタリング法によるSi基板上への半導体薄膜のエピタキシャル成長および急峻な接合の形成、素子構造と素子のアレイ化のための微細加工プロセスの基礎的検討を行い、次の結果が得られた。1.バイアススパッタリング法によるSi基板上への半導体薄膜の堆積と接合の形成昨年度求めた最適スパッタリング条件を用いて、Si基板上に薄いSiおよびGeのスパッタリング膜を成長させ、オ-ジェ電子分光分析により接合のプロファイルを調べた。その結果、接合遷移幅は約400A^^°であった。実用的なトンネル電流を得るには、さらに急峻な接合を形成する成膜条件を求める必要がある。2.トンネルエミッタの素子構造および寸法の検討接合型トンネルエミッタでは、電子が通り抜け真空中へ放出するためには真空側電極のn^+層は数nmと非常に薄いことが必要である。しかし、このように電極が薄いと両方向の電流に対して電気抵抗が大きくなるため円形素子の中央と周辺では接合の逆バイアス電圧が異なり、中央部では電子放出が起こらなくなる。このような真空側の半導体膜の面方向抵抗を考慮して素子の半径方向に対する逆バイアス電圧の変化を計算機により数値計算し、n^+層の抵抗率に対してこの電圧の分布を求め素子構造・寸法の設計の目安とすることができた。3.素子作製のための微細加工プロセスの検討素子作製およびアレイ化のための微細加工技術として、素子分離のためのレジストへの穴明け、接合表面のクリ-ニングに抵エネルギ-Arイオンビ-ムの応用の可能性を調べた。その結果、レジストのエッチング速度は300eVのArイオンにより約20A^^°/分、オ-ジェ電子分光の結果からSi表面のArクリ-ニングにより接合部の清浄化ができることがわかった。
新規心筋特異的前駆細胞(CCP)移植法の確立

我々はCD82を特異的な細胞表面マーカーとし、in vitroのみならずin vivoにおいてほぼ心筋に分化するiPS細胞由来心筋特異的前駆細胞の同定に成功した。CD82陽性心筋特異的前駆細胞を用いてラットの心筋梗塞心に移植を行ったところ、梗塞心内でほぼ心筋細胞に分化し、結果心機能が改善する結果を得た。さらに、今までに報告されている心血管前駆細胞を維持、増殖させる成長因子や阻害因子を用いて維持、増殖させることができるが検討した。残念ながら、CD82陽性心筋特異的前駆細胞を維持、増殖させることはできなかったが、今後の心筋再生療法にとって有望な移植細胞源となりうると考えられた。ヒトiPS細胞由来心筋特異的前駆細胞の表面マーカー(Cardiomyocyte-Committed Progenitor:CCP)の同定に成功したことを受け(特願2014-94775号)、平成28年度の研究目的は、CCP陽性心筋特異的前駆細胞移植法の確立を目指した、心外膜下投与によるCCP陽性心筋前駆細胞の移植検討を行った。モデルマウスとしては、重度免疫不全マウスであるNOGマウスを用い、冠動脈結紮による心筋梗塞モデルを作成し、その心筋梗塞モデル作成と同時に、FACSを用いて純化したCCP陽性心筋得的前駆細胞(2X106)の移植を行った。結果1か月、3か月後にcardiac troponin T陽性の心筋細胞を認めた。3か月後の心筋では一部サルコメア構造を有する成熟した心筋細胞を認めることができた。in vitroの実験で高効率に心筋細胞になる特徴を、実際に心臓への移植においても認めるかに関して、CCP陽性心筋特異的前駆細胞からどれくらい心筋になるかの検討をヒト核抗体とcardiactroponin Tの免疫染色を行ったところ、ヒトCCP陽性心筋特異的前駆細胞由来から心臓に生着し分化した細胞(ヒト核陽性細胞)のうち約95%にものぼる割合でcardiac troponin T陽性の心筋細胞に分化する結果を得た。今年度に行った2X106個のヒトCCP陽性心筋特異的前駆細胞移植の結果から、引き続き心機能改善効果をきたす必要細胞数の検討等を行っていく。現在CCP陽性心筋前駆細胞をマウスの心筋梗塞モデルへの移植を行い、移植可能でかつ生体内で高効率に心筋に分化する結果を得た。そのため移植細胞数の検討や他のモデル動物への移植実験を検討できる状況にある。現在行われている骨髄幹細胞や骨格筋芽細胞、心臓幹・前駆細胞といった幹細胞移植治療の現状としては、心機能改善効果に対して、一部良好な結果をもたらしている治療もあるが、基本的には心筋への分化能の低さのため、真に心筋を再生する治療とはいえないのが問題である。そこで、ヒトiPS細胞から誘導した心筋前駆細胞を検討した。しかし、今までに報告されている前駆細胞は生体内への移植において心筋細胞よりも血管系に分化する傾向を示すと考えられ、移植において高効率に心筋へ分化する前駆細胞を新たに同定する必要があった。そこで、我々は、ヒトiPS細胞から心筋細胞へ分化する分化誘導法を用いて経時的な遺伝子変化を解析したところCD82を表面マーカーとする心筋特異的前駆細胞の同定に成功した。CD82陽性心筋特異的前駆細胞は免疫不全マウスの腎被膜下ならびに心筋梗塞心に移植したところ、移植した前駆細胞由来の約95%の細胞が心筋細胞に分化するという極めて高い効率を示した。そこで、免疫不全ラットを用いた亜急性期心筋梗塞モデルラットに200万個のCD82陽性心筋特異的前駆細胞を移植したところ1か月の観察期間で心機能改善効果を認めた。また、CD82陽性心筋特異的前駆細胞を前駆細胞の状態で維持し、増幅できるかを今までに報告されたgrowth factorやinhibitorのコンビネーションで検討したが、現段階では維持、増幅することはできなかった。NOGマウスへの移植実験で得られた結果をもとに、心筋梗塞モデルラットなどを用いて心機能改善効果の検討を行っていく必要がある。また、マウスやラットでの必要な細胞数から今後ヒトへの移植応用を検討し、平成29年度はCCP陽性心筋特異的前駆細胞の冷凍保存法や前駆細胞を増殖させる方法を検討していく。循環器平成28年度に物品購入を行った結果、27.537円の残額を得た。平成28年度に引き続き、平成28年度も物品試薬や動物の購入を検討している。
新規高機能複合酸化物光触媒材料の研究開発

近年、可視光応答型光触媒材料が非常に注目され、研究、開発がさかんに行われてきている。その多くは、酸化チタンやチタン酸ストロンチウムなどにアニオンやカチオンを微量添加し、可視光化を図っている。しかし、その手法には限界があり、活性の向上は十分でない。そこで我々は酸化チタンの枠組みにとらわれない新規複合酸化物光触媒材料の開発に取り組んだ。有機物等を分解するのに必要な酸化還元力を保ちながら、バンド構造制御を行うことによって禁制帯を狭くし、広い範囲の可視光に吸収を持たせるように試みた。これまでに安定性の観点から、様々な金属とNbの複合酸化物を固相反応法により合成し、Bi-Nb系(CsBi_2Nb_5O_<16>,CsBiNb_2O_7)とPb-Nb系(Pb(II)_<1.83>Mg_<0.29>Nb_<1.71>O_<6.39>,Pb_3MgNb_2O_9)複合酸化物を開発した。これらの化合物が可視光吸収特性を示すのはBi6sやPb6s軌道がO2p軌道とハイプリットすることによって、価電子帯のトップの位置が押し上げられたためであると考えられる。今年度はこれまでの成果を踏まえ、Bi系化合物をさらに探索したところ、新規可視光応答型光触媒材料NaBiO_3を開発した。この材料は2.6eVのバンドギャップを有し、可視光照射下において各種色素やIPAなどのガス状有機物を高効率で酸化分解することができる。特にメチレンブルー色素の分解においては、僅か8分間の可視光照射(λ>420nm)によって、MBの濃度を16mg/Lから0に減少し、その速度は窒素ドープ二酸化チタンやBiVO_4を用いた場合よりも格段に高い。バンド構造計算の結果、NaBiO_3においては伝導体のボトムは主にNa3sとO2pの混成軌道から構成され、また、価電子帯のトップは主にO2p軌道が占めていることが判明した。これらの軌道、特にsp混成軌道は局在性が比較的に弱いため、光励起したキャリアの移動に有利に働き、結果的にこの材料の高活性を形成した一因と考えられる。これらの結果は今後の高効率光触媒材料の開発に重要な指針を示した。そこで我々は、伝導帯のボトムの位置が酸素還元順位よりも高いNbの酸化物に、Bi,Ag,Pbなどの金属を複合化することにより、価電子帯のトップの位置を押し上げ、可視光に応答する新しい材料の開発に挑戦した。一方、Pb_<1.83>Mg_<0.29>Nb_<1.71>O_<6.39>,Pb_3MgNb_2O_9が可視光吸収特性を示すのはPb6s軌道がO2p軌道と混成することによって、価電子帯のトップが押し上げられるためと考えられる。また、パイロクロア構造のPb_<1.83>Mg_<0.29>Nb_<1.71>O_<6.39>はペロブスカイト構造のPb_3MgNb_2O_9よりも可視光吸収特性、2プロパノールの光触媒分解特性に優れていた。特にPb_<1.83>Mg_<0.29>Nb_<1.71>O_<6.39>は比表面積が1.7m^2g^<-1>と非常に小さいにもかかわらず、比表面積が43m^2g^<-1>の窒素ドープ型酸化チタンに比べて数倍高い光触媒活性を有していた。

特にメチレンブルー色素の分解においては、僅か8分間の可視光照射(λ>420nm)によって、MBの濃度を16mg/Lから0に減少し、その速度は窒素ドープ二酸化チタンやBiVO_4を用いた場合よりも格段に高い。バンド構造計算の結果、NaBiO_3においては伝導体のボトムは主にNa3sとO2pの混成軌道から構成され、また、価電子帯のトップは主にO2p軌道が占めていることが判明した。これらの軌道、特にsp混成軌道は局在性が比較的に弱いため、光励起したキャリアの移動に有利に働き、結果的にこの材料の高活性を形成した一因と考えられる。これらの結果は今後の高効率光触媒材料の開発に重要な指針を示した。
ターミナル・ケアとその人間学的意味づけの研究

ターミナル・ケアという言葉の意味は一般に末期ガン患者のケースのように、もはや回復の見込みのない生理的・肉体的情況に至った人の苦痛や不安を軽減し、平安な精神状況を与えるべく施される営みとして理解されてきた。本研究は従来のターミナルという言葉の意味をさらに広げ、肉体的にはそれほど問題はなくとも、もはや、自己自身、生きる望みがないとする精神状態に陥った状況もターミナルという言葉で理解し、その状況に対するケアの営みの人間学的意味づけを研究した。ターミナル的情況に具体的に陥った例として三つのケースを取り上げた。1)末期ガンのケースのように意識はしっかりしているが、自己の生命の生存は極めて限られていると自覚しているケース。2)老いることで、いわゆるボケという現象に陥り、意識のレベルにおいて末期ガン患者とは多少異にした形で自己の生命の終焉を迎えるケース。3)ハンセン病患者のように肉体的には未だ元気で生きていける人も、社会の価値構造の参入を完全に拒絶され、精神的に自分の人生は終わったという意識の中で生活するケース。これら三つのケースを今回、研究対象とした。これら三つのケースに対するケアはそれぞれ共通している点とそうでない点があるが、個人の主体的価値を価値判断の基準に据えてきた啓蒙思想的潮流に対して根本的に問いを投げかける時期に来ているとの認識に至った。晩婚や結婚をしない人々が増える現在の社会状況の中で、人がターミナル状況に陥ったとき、単に家族というレベルだけでなく、社会全体でそのケアを考える必要が現れたことを今回の研究は示唆する。「ターミナル・ケアと人間学的意味づけ」というテーマで、永見は過去一年間、いくつかの社会福祉法人の施設を訪問する機会を与えられた:栗生楽泉園(ハンセン病患者の施設)、愛の園、憩いの園(特別養護老人ホーム)、恵泉園(養護老人ホーム)、ピ-ス・ハウス(ホスピス)。その結果以下のような福祉施設の問題を学んだ。現状の福祉システムを継続するならば、そのシステムは早晩経済的に破綻すると言われてきた。しかし、その問題は将来の問題であるというよりも、すでにその問題が顕在化しつつある。例えば、特別養護老人ホームを考えてみると、現在は篤志家の献金と公的資金とが組み合わされて、そのシステムが運用されている。建設間近な施設は現在の九的資金の運用でどうにかその運営が行えるが、すでに、設立されて三〇年以上の施設は職員の高齢化に伴う賃金の高騰化や施設の老朽化に伴う施設環境整備の費用を捻出するための深刻な問題を抱えている。この問題は単に経済的な問題に留まらず、老人に対する具体的なケアのあり方と、老人問題を抱える家族に対するケアの問題と直結するように思われる。現在我が国では純粋にホスピスとして運営されている施設は二つしかなく、ピ-ス・ハウスはそのうちの一つである。この施設は、様々な意味で、我が国のホスピス運動の象徴的、先駆的施設であるため、その運営は理念的に優れたものとの印象を持った。しかし、この施設に入るのは費用が高く、特定の人しか入院できないとの批判がある。今後、国民規模でホスピス運動を考えていくとき、やはり多くの問題を抱えていることを学んだ。福祉施設が抱えている問題は国民的課題として理解する必要がある。そのためにはどうしても福祉施設の意味を人間の成長と終焉という人間学的レベルで捉え、そのことを出来るだけ多くの人々に知ってもらう必要がある。その学習を通して、ホスピスが抱える問題も老人問題も共同体の問題として再解釈する必要がある。これからの一年はその問題に絞って学んでいきたい。
コワーキングの価値創出メカニズム：場・主体・関係性のダイナミクス

本研究の目的は,コワーキングの価値創出メカニズムを解明することである.聞き取り調査をはじめとする質的手法と大規模サーベイという量的手法を併用し,次の手順で研究を遂行した.まず,(1)コワーキングの実態(コワーキングは,どのような「場」で,どのような「主体」による,どのような「関係」の下,どのような「価値」を創出しているのか)を包括的に解明する.その上で,(2)コワーキングの価値創出メカニズムはどのようなものかについての解明を試みた.その結果,施設,運営組織,戦略,活動,利用者ならびに成果に関する知見を得た.平成25年度は,当初の研究計画に沿って研究が進捗した.具体的には,以下のとおりである.最初に,コワーキングに関連する文献・資料を入手・渉猟し,先行研究を各自の専門領域の立場(主体,場,関係)から多面的にレビューしつつ,試論的な分析枠組の導出を試みた.次に,この作業と並行して予備的調査の実施に向けた準備を開始した.すなわち,国内のコワーキングの実態を利用者として把握すると同時に,コワーキングスペースの運営者に対して取材を行い,上記目的のための資料集を行った.具体的には,札幌市内のコワーキングスペースであるGarage lab.,36(サブロク),ドリノキおよび,関東に所在する7F(大宮市),Zen Coworking(日野市),Coba(渋谷区),Pax Coworking (世田谷区),小春日和(函館市),ハゴラボ(函館市),コワーキングスペース・ガイニー(高松市),プラットフォームエナジー(徳島市)を訪問し,研究のための資料収集と意見交換を行った.同時に,札幌市を中心とする北海道内のコワーキングスペース運営者との会合を持ち,実務的問題点を抽出することで,研究課題の深化を目指した.こうした資料収集を行う一方で,SCS(札幌コワーキングサポーターズ)の業務として,Sapporo Coworking Partyの共同運営などをつうじて,アクションリサーチの基盤づくりを行った.具体的には,SCS構成メンバーである北海道経済産業局,札幌市経済局,市内金融機関(銀行)などとの協働により,札幌を中心とする北海道内におけるコワーキングの定着や問題点の抽出など,実践的なスタンスで関与した.これに加えて,「ワーク・スタイルと地域コミュニティの展望:コワーキングから考える」と題するシンポジウムを開催し,コワーキングの現状と課題について3名のスピーカーを招いて検討した.これら今年度の研究成果の一部は,リストにあるような刊行物として発表されている.本年度は,4年計画の2年目に当たる年であった.本年度の研究実績として,以下をあげることができる.1)研究成果の公表:業績リストにも示すとおり,合計で5篇の研究成果を公表した.具体的には,2014年度に実施した質問票調査にもとづいて,国内のコワーキングスペースの実態を記述した.まず,ウェブ調査を実施し,国内で稼働している施設の全数に近い(2014年7月時点)と考えられる365スペースのうち,191スペースから回答を得た(回収率52.3%).ついで,収集したデータを分析し,1施設,2運営組織,3戦略,4活動,5利用者,6成果,という6つの包括的視点から記述統計を示した.加えて,データ分析にもとづき,1施設,2運営組織,3戦略,4活動,5利用者,6成果,という6つの視点から相関分析の結果を示した.そのうえで,本調査にもとづくコワーキングスペースの実態に関する知見を提示した.2)シンポジウムの開催:2014年11月には,北海道大学大学院経済学研究科地域経済経営ネットワーク研究センターならびに日本生産管理学会北海道東北支部の共催によるシンポジウムを行った.ここでは,ファブ社会,ファブカフェ,ものづくり,シェアなどのキーワードにもとづき,コワーキングスペースも含む,新時代のものづくりの可能性について議論が行われた.3)北海道コワーキングパーティ2014の開催:研究メンバーが関与するSCS(札幌コワーキングサポーターズ)によって実施された.これは,コワーキングスペース利用者,コワーキングに関心のある人,自治体関係者や創業支援者などを対象にするものである.NPO法人・グリーンバレー理事長の大南信也氏,コワーキングスペース7Fの星野邦俊氏らによるセミナーならびに,道内コワーキングスペース経営者4名による事業アイディアのプレゼンが行われ,コワーキングに対する理解の深化が図られた.本年度は,4年計画の3年目に当たる年であった.本年度の研究実績として,以下をあげることができる.業績リストに示すとおり,本年度は合計で4篇の研究成果を公表した.第1に,昨年度に実施した質問票調査によって収集されたデータのいっそう詳細な分析が試みられた.すなわち,サーヴェイを中心に,関連する先行研究を整理・検討した.次いで,国内で稼動しているスペースのほぼ全数に対して実施したわれわれの質問票調査の結果を,6つ(1施設,2運営組織,3戦略,4活動,5利用者,6成果)のパートに分けて記述する。そのうえで,先行研究の知見との比較を行いながら本論文の知見について考察した.まず,コワーキングに関する世界規模の年次調査であるGlobal Coworking Surveyを中心に,関連する先行研究を整理・検討した.次いで,国内で稼動しているスペースのほぼ全数に対して質問票調査を実施した.

さらに,場の開放性とメンバーの多様性が期待されるドロップイン利用が可能なスペースに着目し,1施設,2運営組織,3戦略,4活動,5利用者,6成果という6つの視点から相関分析の結果を示した.くわえて,質問票調査の自由記述項目の詳細な検討を行い,コワーキングスペースにおける関係性に関する考察を深めた.以上のステップによって,コワーキングスペースの実態に関する概観的な知見を提示した.第2に,コワーキングスペースの運営プロセスに関する詳細な事例研究が行われた.聞き取り調査および公表資料をもとに,コワーキングスペースの運営プロセスの記述を試みた.具体的には,2012年12月に開設され,国内最大規模の利用者を誇るコワーキングスペース7F(さいたま市大宮区)という場の運営過程について,前史,揺籃期,確立期,転換期という4つのフェーズに分けて詳述した.2015年度の研究計画に掲げられていた,コワーキングスペースを対象とするより詳細な定量的分析を実施し,分析結果を4篇の論文として公表した.また,共同研究者のひとりによって,コワーキングと共通性を有する活動であるまちおこしに関する組織活動に関する事例研究も実施され,コワーキング研究に関する周辺的な知見の深化も達成された.本年度は,4年計画の最終年であった.本年度の研究実績として,以下をあげることができる.業績リストに示すとおり,本年度は合計で5篇の研究成果を公表した.第1に,2014年度に実施した質問票調査によって収集されたデータの再検討を行った.具体的には,調査対象504スペースを対象として,スペースの稼働とドロップインサービスの2軸を用いた4通りの結果を提示した.その結果,稼働期間が2年弱,開設数は2010年をピークに漸減傾向にあり,閉鎖数は2013年から高まっていることが明らかにされた.第2に,今年度あらためて共有・共創型ワークスペースの実態調査を実施した.この調査は,2014年度の調査を踏まえた上で,2016年9月30日時点で,全国で稼働しているコワーキングスペースのほぼ全数に当たると考えられる750スペースに対してウェブ調査を行ったものである.調査の結果,308スペースから回答を得,そのうちの268の有効回答にもとづき,記述統計を中心とする分析を行った(有効回収率35.7%).その結果,施設,運営組織,戦略,活動,利用者,成果に関する計30の発券事実を得た.たとえば戦略に関するものとしては,1)60.1%の運営責任者が,サービス面での差別化を図っている,2)79.1%の運営責任者が,コミュニティ形成を重視している,3)近隣および遠隔にあるスペースとは,競合関係・連携関係のいずれの関係も形成していない,4)レンタルオフィスをはじめとする多岐にわたる業界を競合と捉える傾向がある,などである.本研究の目的は,コワーキングの価値創出メカニズムを解明することである.聞き取り調査をはじめとする質的手法と大規模サーベイという量的手法を併用し,次の手順で研究を遂行した.まず,(1)コワーキングの実態(コワーキングは,どのような「場」で,どのような「主体」による,どのような「関係」の下,どのような「価値」を創出しているのか)を包括的に解明する.その上で,(2)コワーキングの価値創出メカニズムはどのようなものかについての解明を試みた.その結果,施設,運営組織,戦略,活動,利用者ならびに成果に関する知見を得た.
熱ポーリング石英薄膜導波路を用いた光ディスク光源用SHGレーザの開発

マルチメディア時代を迎えて処理すべき情報量は増加の一途を辿っている。この問題を解決するためより高速、大容量の記憶媒体の開発が急務になっている。DVD用光源としての諸条件、つまり使用時間、安定性、光強度の面において非線形光学結晶を用いて現存の赤赤外半導体レーザの光を紫青色領域の波長に変換するSHGレーザが最も有望である。石英ガラスに5kV程度の高電圧を印加しながら300°C程度に昇温、或いは真空紫外レーザを照射することによって極めて大きな2次の非線形光学特性が石英ガラス中に発現し、レーザ光を入射することによってその半分の波長の光が得られる現象(第2高調波発生、略してSHG)が観測された。本研究では、熱ポーリング石英薄膜導波路と赤外半導体レーザと組み合わせて波長400nm前後の小型のDVD用光源を開発することを目的として研究をおこなった。シリコンウエハー上に堆積した厚さ20μmのSiO_2の上に更に7μmのGeO_2-SiO_2を堆積させて作製した石英導波路を4kV、260°C、20min熱ポーリングした。作成した試料の2次非線形光学性を測定するとおよそX_<33>^<(2)>=0.12pm/Vであった。その結果、赤外線である波長1.06μmのNd : YAGレーザを入射すると緑色の波長0.53μmの光が肉眼でも観測できた。しかし2次非線形光性の寿命がわずか1ケ月であることがネックとなっており、現在この問題を解決することが急務となっている。この問題については、より長寿命の欠陥を真空紫外光で導入することにより解決することができる。これと併せて、波長変換効率の更なる増大が必要で、現在その実験を行っている。金属不純物を含む石英ガラスを260°Cに保持し、5kV/mmの高電界を印加する熱ポーリング法によって本来ガラスは持っていないはずの二次非線形光学性が発現する。しかしながら、四塩化珪素から火炎溶融法で合成した高純度石英ガラスの場合、この熱ポーリング法によって非線形光学性が発現することはない。混合ガスが酸素過剰雰囲気の場合、KrFエキシマレーザー照射によってSiO^-欠陥を導入した後、熱ポーリングによって大きな二次非線形光学性を付加することができるが、一方、水素過剰雰囲気で合成した場合はこのプロセスでは全く非線形光学性が発現しなかった。温度と電界とKrFエキシマレーザーを同時に印加・照謝する実験を行ったところ、レーザーパルス数が少ない間は、パルス数とともに増加する非線形光学性を観測した。照射パルス数が1000パルスを越えると、パルス数とともに非線形光学性は減少した。この原因としては、KrFエキシマレーザー照射によって発生した欠陥が、再消滅する前に温度と電界によってSiO^-とH^+のイオンに分離し、さらにH^+イオンの負電極側への移動が起こるとして説明できる。欠陥が少ない間はレーザーパルスが欠陥を生成し、それによって非線形光学性が発現するが、一方、すでに形成されたSiO^-イオンが多くなると、レーザーパルスによる欠陥の消滅が大きく影響することで説明できる。この結果、熱ポーリングによってあらゆる種類の石英ガラスに二次非線形光学性を発現させることが可能となった。さらに、いずれの場合もSiO^-イオンの作る空間電荷場による直流高電界と本来ガラスが持っている三次非線形光学性の相乗効果によって、二次非線形光学性が発現すると結論できる。

高温に保った石英ガラスに5kV/mm程度の高電界を印加する熱ポーリングによって、ガラスが本来持っていない二次非線形光学性を持たせることができる。その値が1pm/Vと、水晶と同程度の大きさになることから、実用的な波長変換デバイスへの応用が期待される。しかしながら、純粋石英ガラスにおいては、通常の熱ポーリングでは、この種の二次非線形光学性が発現しない。我々は、純粋石英ガラスに紫外レーザー光を照射することによって、欠陥を作り、その後熱ポーリングすることによって、純粋石英ガラスにおいても二次非線形光学性を発現させることに成功した。しかも、二次非線形光学性に関係する欠陥がSiO^-イオンであることを明らかにした。この欠陥は、紫外レーザー光を照射することによって、消滅することが予想され、まさにその通りになっていることも明らかにした。その結果、二次非線形光学性を持つ石英ガラスに紫外レーザー光を照射することによる、その非線形性の制御が可能となった。そこで、紫外レーザーから出たビームを2本に分け、干渉させることによって、一定間隔の強度分布を作り、この縞状光を照射することで、一定の周期性を持った二次非線形光学格子の作成に成功した。このような疑似位相整合構造を作ることで、波長変換効率が大幅に増大することが期待できる。現時点では、平板試料に熱ポーリングを行い、疑似位相整合構造を持つ非線形光学素子を作っているが、この構造の垂直方向から基本光を導入することを行っていないために、波長変換効率の増大までには至っていないが、試料形状を工夫することで、その問題も解決できる。マルチメディア時代を迎えて処理すべき情報量は増加の一途を辿っている。この問題を解決するためより高速、大容量の記憶媒体の開発が急務になっている。DVD用光源としての諸条件、つまり使用時間、安定性、光強度の面において非線形光学結晶を用いて現存の赤赤外半導体レーザの光を紫青色領域の波長に変換するSHGレーザが最も有望である。石英ガラスに5kV程度の高電圧を印加しながら300°C程度に昇温、或いは真空紫外レーザを照射することによって極めて大きな2次の非線形光学特性が石英ガラス中に発現し、レーザ光を入射することによってその半分の波長の光が得られる現象(第2高調波発生、略してSHG)が観測された。本研究では、熱ポーリング石英薄膜導波路と赤外半導体レーザと組み合わせて波長400nm前後の小型のDVD用光源を開発することを目的として研究をおこなった。シリコンウエハー上に堆積した厚さ20μm,のSiO_2の上に更に7μmのGeO_2-SiO_2、を堆積させて作製した石英導波路を4kV、260°C、20min熱ポーリングした。作成した試料の2次非線形光学性を測定するとおよそχ_<33>^<(2)>=0.12pm/Vであった。その結果、赤外線である波長1.06μmのNd : YAGレーザを入射すると緑色の波長0.53μmの光が肉眼でも観測できた。
放射性セシウム除染を目的としたゼオライト-マグネタイト複合材料の開発

ゼオライトは選択的にセシウムイオンを吸着する機能性をもっており、マグネタイトとの複合材料(磁化ゼオライトとする)としたものは、吸着後に磁力選別機による回収が可能となることより、土壌除染のための画期的な材料となる。本研究では、まず石炭焼却灰を原料とするNa-P1型人工ゼオライトを基本とする磁化ゼオライトについて、その合成方法の検討を行ないセシウム吸着能の向上に成功した。さらに、ゼオライトの一種であるモルデナイトがより優れたセシウム選択性を有することを確認した。水中におけるセシウム吸着および磁石による回収を行なったところ90%以上除染できることが明らかになった。本研究は、放射性セシウム除染を目的として、吸着材料であるゼオライト及び、磁石の原料であるマグネタイトとの複合材料である「磁化ゼオライト」の高性能化に関する研究である。まず、安価な石炭焼却灰を原料とするNa-P1型人工ゼオライトを基本とする磁化ゼオライトについて、その合成方法の検討及び改善を行ないセシウム吸着能の向上に成功した。一方で、ゼオライトの一種であるモルデナイトについて、Na-P1型よりも優れたセシウム吸着能を有することを確認し、比較的安価な珪藻土、及び純粋な試薬を原料としたモルデナイトの合成を行なった。さらには、マグネタイトとの複合化も成功し、より性能の高い磁化モルデナイトの作製を行なった。この磁化モルデナイトについては、Na-P1型でみられたような、マグネタイトナノ微粒子が粒子内部にまで入り込んだ複合化の確認はできていないが、磁石選別による回収が十分可能であったことより、複合材料としての性能は問題なく有していると考えられる。しかし、Na-P1型よりも合成温度が高いため、大量合成を行なうには至っていない。これらの磁化ゼオライトについて、福島の土壌を用いた溶出助剤による放射性セシウム脱離実験、及び磁化ゼオライトを用いた除染実験を行なった。しかし、平成25年度の実験では十分な除染結果は得られておらず、今後の研究により理由を明確にする予定である。また、福島の土壌に多く含まれるバーミキュライトにセシウムを十分吸着させた模擬土壌を作製し、セシウムを脱離するための溶出助剤の条件について、主にシュウ酸とシュウ酸アンモニウムの混合溶液を用いて検討を行った。ゼオライトは選択的にセシウムイオンを吸着する機能性を持っており、特に陽イオン交換容量(CEC)の高いものが除染材料として期待されている。さらに、ゼオライトをマグネタイトとの複合材料としたものは、Cs吸着後磁力選別機による回収が可能となることより土壌中の放射性セシウム除染のための画期的材料となる。本研究では、ゼオライト-マグネタイト複合材料としての合成を試み、その性能や微細構造などを明らかにする。それと並行して、放射性Csを含む福島の汚染土壌を用いた除染実験を試み、複合材料合成方法の確立と除染実施条件を明確にする。その結果、まず、安価な石炭焼却灰を原料とするNa-P1型人工ゼオライトを基本とする磁化ゼオライトについて、その合成方法の検討および改善を行ないセシウム吸着能の改善を行ないセシウム吸着能の向上に成功した。一方で、ゼオライトの一種であるモルデナイトについて、Na-P1型よりも優れたセシウム選択性を有することを確認し、比較的安価な珪藻土からの合成および、試薬からの合成を行なった。また、マグネタイトとの複合材料化についても合成法を確立し、TEMにより調べたところ、マグネタイトナノ微粒子はモルデナイトの表面に凝集して存在し、Na-P1型でみられたような粒子内の存在は観察できなかったが、水中におけるセシウム吸着および磁場回収により90%以上の除染が可能であることが確認された。合成時にFeイオンの一部がモルデナイトのAlサイトの一部を置換していることから、固相反応によりモルデナイトとマグネタイトの接合が強固となり、磁場回収時に両者が分離しないことが考えられた。無機材料工学申請者らこれまでにNa-P1型人工ゼオライトについて着目し研究を進めているが、ゼオライトの1種であるモルデナイトの方が放射性セシウム除染には有効であることを見出し、比較的安価な珪藻土を原料とする人工合成条件を明確にした。さらに、マグネタイトとの複合材料化に成功した。これら、モルデナイトを基本とする材料を用いることにより、より除染効率が高まることが期待でき、今後の研究の進展が期待できる。また、バーミキュライトにセシウムを吸着した模擬土壌を用いる簡易実験方法を見出したことにより、今後の土壌除染の研究が容易になった。今後は、特に、合成したモルデナイト及び磁化モルデナイトの合成方法及びセシウム除染能力について研究を進める。

土壌からの除染技術における、磁化モルデナイトの混合や溶出助剤などの様々な条件の確立を、福島の土壌及び、バーミキュライトによる模擬土壌を併用しながら進めていく予定である。また、セシウム吸着性能をより定量的に評価するため、海水中からの除染実験についても研究を行う。