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へき地・小規模校における特別支援教育体制の構築に関する研究

へき地においては、特別支援教育で想定されている専門家や専門機関等の社会資源が少なく、それらに依存することができない。また、北海道根室管内は、比較的若い教員が多く、経験年数も浅いことから、特別支援教育に関わる蓄積も少ない。それゆえ、地域のソーシャルキャピタルに着目し、地域の関係者による特別支援教育に関わる実践共同体を新たに作り出し、支援の階層性を構想していくことが必要であることが明らかになった。へき地・小規模校における特別支援教育の課題を、教科の指導、教員の研修、地域との連携に着眼し調査を行った。対象は、根室管内根室市、標津町、中標津町、羅臼町及び釧路管内標茶町である。それぞれの地域における特別支援教育推進の課題について聞き取りを行い、若干の濃淡はあるものの社会的資源の少ないこと、早期療育機関と小学校との繋がりができつつあること、中学校・高校との繋がりが未整備であることなどの共通の課題が明らかになった。保護者間の連携(親の会)は、根室、標津、中標津、標茶では組織化され、教員との関係もできつつあるが、羅臼ではその動きがなかった。特別支援教育コーディネーターの交流は、羅臼町では動きが見られたが、他の地域では、その組織化の準備段階であった。教科教育については、算数科に注目し、標津小学校における指導法について検討した。また、長崎県における離島地域の特別支援教育の推進状況についで視察・調査を行った。ここで明らかになったのは、教員人事において計画的な配置を行っていること(30代の中堅教員を離島に配置している。道東地域で特別支援教育を担っている多くは、若手の教員又は臨時採用教員である)、特別支援学校の分教室を離島地域で活用しリソースとしていることである。また、熊本大学教育学部にて研究を進めているCBRについて研修を行い、道東地域における有力な戦略であることを確認した。日本LD学会において「社会資源の少ない地域における特別支援教育推進の課題'と展望」と題したシンポジウムを行い、道東地域の課題、熊本市、八代市の状況について報告・協議を行った。へき地・小規模校における特別支援教育の課題を、教科(算数・理科)の指導、教員の研修、教育と福祉及び学校と地域の連携に着目し、CBRの観点で調査を行った。対象は、根室管内標津町、羅臼町及び釧路管内標茶町、網走管内津別町である。特別支援教育推進の課題について標津町では聞き取り調査及び教員対象のアクションリサーチ、教科(理科)教育の大学教員によるモデル授業を行い、羅臼町では幼稚園、小中高校教員へのアンケート調査及び教育と福祉の連携による特別支援教育プロジェクト会議への参画、発達支援センターの視察を行った。標茶町では親の会への聞き取り調査、教科(算数)教育の支援を行い、津別町では、学校と地域の連携の実践について担当教員との情報交換を行った。また、山口県下関市豊浦地区における保護者の学習会に注目し、調査を行った。へき地においては、特別支援教育で想定されている専門家や専門機関はなく、地域の関係者による連携システムによって支援の階層性を構想し、専門家依存の体質からの脱却が求められている。また、へき地では、比較的ソーシャル・キャピタルが強い地域が多く、転勤族である教員が、地域に接近していく方略が必要であることが明らかになってきた。また、日本LD学会において「社会資源の少ない地域における特別支援教育推進の課題と展望(2)」と題したシンポジウムを行い、道東地域の課題と地域連携の状況、山口県下関市の「とようら・子どもの学びと育ちを考える会」の実践報告を行い、協議を行った。へき地・小規模校における特別支援教育体制の構築に関して、北海道根室管内の小中学校及び関係機関の実態調査を行い、若年層の教員が多いこと、通常学級、特別支援学級の授業の質的な向上が必要であること、専門家がいないこと、関係機関が少なく、かつ少ない関係機関と学校との連携に課題があることなどが浮かび上がってきた。しかし、標津町の小学校を起点とした幼稚園・保育園、中学、高校や地域の関係機関を巻き込んでいく戦略的な取り組み、網走管内津別町の小学校の特別支援学級と地域との連携による授業づくりなど、へき地だからこそ可能な支援体制の試みが行われており、また、山口県下関市豊浦地区の保護者による実践共同体の新たな形成など、専門機関に過度に依存しない特別支援教育体制構築の兆しが各地で取り組まれるようになってきた。また、それに関わるキーパーソンの役割の明確化、養成・支援に専門家がどのようにかかわるのかなども明らかになってきた。へき地においては、ソーシャル・キャピタルが強く、そのような地域に学校教員が上手に入り込み、地域の歴史・伝統・文化を踏まえながら、すでにある資源の再デザイン化と新たな実践共同体の創出による特別支援教育体制の構築という方法論が有効であることが明らかになった。また、日本LD学会において「社会資源の少ない地域における特別支援教育推進の課題と展望(3)」と題した自主シンポジウムを行い、下関市豊浦地区、津別町、標津町の取り組みの実践報告を行った。
音声対話における誤り訂正発話の検出と頑健な対話システムの研究

音声対話システムを利用する際には、システムは誤認識を起こす。誤認識したまま対話を継続して対話が破綻しないようにするためには誤認識を回復することが必要となるが、そのために、一般には確認発話を用いる。しかしこれは、対話の発話(ターン)数を増加し、効率の悪い対話となる。確認発話を行わない対話が破綻したり、最終的に誤った理解結果に至るのは、音声認識の結果の第一候補のみを信じて対話を進めるためである。各認識において、複数得られる認識候補を有効に用いれば、この危険は低減される。そこで、ユーザ発話の音声認識した結果得られる複数候補を利用し、各ターンごとにユーザ発話の理解候補を複数持つ、「あいまいな」理解状態表現を用い、この理解に基づいて対話を進めることのできる対話システムを開発した。複数の理解候補は、音声認識結果の信頼度によってスコア付けして保持され、この理解候補全体で理解状態を表現する。そして、ユーザの発話が認識され、あらたな複数認識候補が得られると、それらとの組み合わせによって新たな理解候補が複数生成され、理解状態が更新される。この過程で理解候補は組み合わせて的に増加していくため、スコアによる、いわゆる枝狩りによって上位候補に絞り込みながら対話を進める。その際、ユーザはシステム応答に応じた発話をするので、システムがいかに適切な応答をすることができるかは重要になる。そこで、現在の理解候補中からできるだけ正しいと考えられる候補に絞り込め(効率性)、かつ、その応答が対話履歴と照らした際にユーザにとって矛盾に感じる可能性が低い(無矛盾性)応答を選択する基準を対案した。この対話基準を、音声対話シミュレーション(擬似的な音声認識結果を生成する擬似認識器による擬似ユーザを用いた対話)により評価した結果、従来の、毎回確認する方法や、認識結果の信頼度が低い場合にのみ確認する方法と比較して少ないターン数で対話を完了できることを確認した。近年、音声認識をベースとしたインタフェースを備えた製品の実用化が進んでいる.音声インタフェースの特有の問題として,コンピュータと人間が音声を通じてコミュニケーションを図る場合,誤認識は避けられない点がある.また,現在はインタフェースが未熟であり,システムが自らの誤解に気づかないため,その誤認識・誤解からの回復が困難である.一般に音声対話システムが誤認識した場合のユーザの反応として,(1)誤認識された部分を言い直す,(2)否定表現を用いる,という二つが主に挙げられる.したがって,それらを検出することにより誤認識からの回復が容易になると考えられる.これまでに我々は,言い直し判定を,現在のユーザ発話と直前のユーザ発話の間のDPマッチングや音声認識結果の重なり度,その組み合わせにより行う手法を提案してきた.そこで本研究では,否定表現の検出に注力した.否定表現の検出には,認識結果の事後確率と,単語終端におけるパワーの傾きに着目した方法を提案した.否定表現は発話中においてその直後にポーズを伴うことが多いため,パワーが減少する傾向にある.そこでパワーの傾きを特徴量として用いることで判定性能の向上が得た.また,言い直し検出および否定表現検出の両方を用いて訂正発話の検出を行った.その結果,再現率0.864,適合率0.955でシステムが自身の誤りを検出できることを確認した.この手法は実際の対話システムにも応用可能である.今後はこれを応用したシステムを構築し,フィールドテストを行う.一般に、音声対話中ではシステムによる誤認識が生じる。誤認識からの回復のために、確認発話があるが、一般に対話ターン数が多くなる。確認発話を行わなければ、対話ターン数は大幅な削減が期待できが、誤認識したまま対話が進行し、対話中にこれまでの理解と現在のユーザ発話において矛盾が起こり対話が破綻したり、最終的に誤った理解結果に至る。これは、音声認識の結果の第一候補のみを信じて対話を進めることに起因する。そこで認識の複数候補に基づいたユーザ発話の理解候補を複数持ち、「あいまいな」理解状態のまま対話を進行する手法を提案した。複数の理解候補には音声認識に基づく信頼度が付与され、システムはユーザ発話の度に、ユーザ発話の複数認識候補と現在の各理解候補を組み合わせることで最新の理解候補を構成する。この場合、理解候補は対話を繰り返すことで増加していく。そこで、現在の理解候補中から正しいであろう候補を絞り込める可能性が高く(効率性)、かつユーザにとって自然な応答である可能性の高い(自然性)、複数候補の理解にできるだけ共通するシステムの応答を選択する応答基準を対案した。また、ユーザはシステムの誤認識に対して、同じ内容の繰り返しで訂正しようとするという傾向を利用し、これまでに提案した言い直し発話検出を用い、対話中での誤認識を検出し、上記の理解候補の信頼度を操作することにより、より効率的に候補を絞り理解を進める手法も提案した。最終的に提案手法を備えた音声対話システムを構築し、実際の対話例において本手法の有効性が見られる対話例を得ることが出来た。

各認識において、複数得られる認識候補を有効に用いれば、この危険は低減される。そこで、ユーザ発話の音声認識した結果得られる複数候補を利用し、各ターンごとにユーザ発話の理解候補を複数持つ、「あいまいな」理解状態表現を用い、この理解に基づいて対話を進めることのできる対話システムを開発した。複数の理解候補は、音声認識結果の信頼度によってスコア付けして保持され、この理解候補全体で理解状態を表現する。そして、ユーザの発話が認識され、あらたな複数認識候補が得られると、それらとの組み合わせによって新たな理解候補が複数生成され、理解状態が更新される。この過程で理解候補は組み合わせて的に増加していくため、スコアによる、いわゆる枝狩りによって上位候補に絞り込みながら対話を進める。その際、ユーザはシステム応答に応じた発話をするので、システムがいかに適切な応答をすることができるかは重要になる。そこで、現在の理解候補中からできるだけ正しいと考えられる候補に絞り込め(効率性)、かつ、その応答が対話履歴と照らした際にユーザにとって矛盾に感じる可能性が低い(無矛盾性)応答を選択する基準を対案した。この対話基準を、音声対話シミュレーション(擬似的な音声認識結果を生成する擬似認識器による擬似ユーザを用いた対話)により評価した結果、従来の、毎回確認する方法や、認識結果の信頼度が低い場合にのみ確認する方法と比較して少ないターン数で対話を完了できることを確認した。
中山間地における地域福祉システムの構築に関する研究

本研究では、中山間地域における地域福祉の推進を研究するために、山形県最上町をひとつのフィールドにして研究を進めてきた。人口減少、高齢化が加速している中山間地域において、地域福祉推進上の課題を明らかにするとともに、どのような施策が有効なのかを検討してきた。まず課題を明確にするために、(1)住民のニーズ調査や住民座談会(グループヒアリング)の実施、(2)財政分析、(3)現状の保健福祉サービスの課題整理を行った。そのなかから、中山間地域における住民の生活ニーズは、雇用確保を筆頭に、結婚や子育て、保育所や学校の統廃合、移送手段の確保など、「地域再生」そのものが課題であることが明らかになった。こうした部分は、都市部のように人的資源が確保され、諸サービスの基盤整備が進んでいる地域との差であり、中山間地域をめぐる重要な課題といえる。さらに質的な課題を明らかにしていくために、本研究ではソーシャルキャピタル理論に着目し、この指標を用いて最上町の集落間比較を試みた。すでに住民懇談会(グループヒアリング)の際に、中山間地域ゆえの人間関係の濃密さと同時に、異質なものを排除しやすい、あるいは受け入れにくいという実話を把握していたこともあり、そのことを含めた調査票を設計した。このことは内閣府が用いた全国調査をはじめ先行調査にはない新しい試みといえる。以上の調査を含めて、次のような学会報告を行った。「中山間地の地域福祉計画策定へのソーシャル・キャピタル概念の活用(その1)-計画策定のツールとしてのソーシャル・キャピタル-」日本地域福祉学会第20回大会(於:長崎国際大学)2006年6月「中山間地におけるソーシャル・キャピタルの醸成の方法-子育て・介護の視点から-」福祉社会学会第4会大会(於:大阪市立大学)2006年6月山形県最上町をフィールドとして、中山間地域の現状と生活課題を把握することから着手した。とくに本年度は研究計画にのっとり最上町の保健福祉の実体について多角的に分析することを重点にフィールドワークを実施してきた。とくに最上町の歴史的変遷や各種データの推移、保健福祉施策の現状と課題、保健福祉サービス利用者のニーズ、関係者からのヒアリング、集落ごとの現状分析を実施した。とりわけ集落が崩壊していく危険性についての指摘が重要であった。これらについては、現地行政の協力を得ることが出来、多岐に渡る資料とデータを収集することができた。これを分析することで中山間地における地域福祉として「居住権を保障するシステムとコスト負担のあり方」が重要な課題であることが見えてきた。また一方で、90年以降の日本の中間地域への施策動向、とりわけ市町村合併と地方分権施策にみる中山間地域の位置を検討すること。さらにソーシャルキャピタル理論と先行研究を行うことで、最上町におけるソーシャルキャピタル調査を実施し、その分析を通して中山間地の地域福祉の推進課題を明らかにするべく試みた。本年度は調査実施に留まり、3月現在でデータ入力作業の段階である。次年度はこのフィールドワークから得られた知見と、ソーシャルキャピタル調査からのデータ分析を重ねて検討することで、地域福祉システムのあり方について具体的な検討を進めていく予定である。「中山間地の地域福祉計画策定へのソーシャル・キャピタル概念の活用(その1)-計画策定のツールとしてのソーシャル・キャピタル-」日本地域福祉学会第20回大会(於:長崎国際大学)2006年6月「中山間地におけるソーシャル・キャピタルの醸成の方法-子育て・介護の視点から-」福祉社会学会第4会大会(於:大阪市立大学)2006年6月
移植医療を標的とした細胞組織を封入するためのマイクロ流体システムの開発

肝臓を構成する肝細胞は、高い細胞増殖能、血清タンパク質産生能、薬物代謝機能を有し、生体恒常性の維持に重要な役割を担っている。その細胞特性から、生体外での組織再生モデルや薬剤応答モデル、さらには細胞移植治療における細胞供給源として利用することが期待されている。しかしながら、従来の2次元および3次元培養法では、生体内のような高い細胞機能を再現することが困難であった。本研究では、マイクロ流体デバイスによる細胞ファイバ技術を用いて、ラット初代肝細胞を種々の細胞外マトリクスと共にコアシェル型マイクロファイバにカプセル化することで、高い細胞機能を有する3次元肝細胞培養システムの構築を行った。カプセル化されたラット初代肝細胞は、コア内において増殖と遊走によって細胞間接着を構築し、ファイバ状の3次元組織を形成することを見出した。また、肝細胞密度とECMの種類および濃度を最適化することで、従来の培養法に比べて、高い細胞生存率、アルブミン産生能、尿素合成機能を3週間の長期に渡って維持可能なことを明らかにした。これらの成果は国際学会で報告しており、高い評価を受けることができた。その後、ファイバ内の肝細胞の薬物代謝能を薬剤刺激試験により検証し、生体肝細胞との類似性を明らかにした。さらに肝細胞ファイバのin vivoでの機能評価のために、アルブミン欠損ラットの腸間膜内に肝細胞ファイバを移植し、血中アルブミン量を評価することで、その移植片としての効果と安全性を証明することができた。以上の結果は、論文化および発表準備中である。28年度が最終年度であるため、記入しない。マイクロ流体デバイスを用いた新たな三次元細胞培養法であるセルファイバ作製技術を習得した。具体的には、同軸層流を形成可能なマイクロ流体デバイスを作製した。そのマイクロ流体デバイスを用いてシェルがアルギン酸カルシウムゲル、コアが細胞と細胞外マトリクスから成るコアシェルマイクロファイバ作製方法を確立した。まず、コアに封入する細胞には株化細胞である3T3細胞を用い、セルファイバ形成のための各流体コンポーネントの流速条件の検討、および細胞密度の検討を行い最適化した。確立したコアシェルマイクロファイバ作製方法に、初代細胞であるラット肝細胞を応用し、肝細胞ファイバを作製した。具体的には、ラット肝臓から分離、回収された肝細胞を用いて、セルファイバ形成可能な細胞外マトリクスの条件を検討した。コラーゲン単独では肝細胞ファイバ形成が見られないが、コラーゲンとマトリゲルの混合ゲルに懸濁した肝細胞をコアとし用いることで、肝細胞ファイバの作製に成功した。さらに、アルギン酸カルシウムゲルをシェルとするコアシェルマイクロファイバ内における肝細胞の生存率およびアルブミン産生能を指標とした肝細胞機能を評価した。培養皿を用いた二次元培養と比較して、三次元培養である肝細胞ファイバでは生存率、アルブミン産生能共に高い値を示した。さらに、シェルのアルギン酸カルシウムゲルに線維芽細胞である3T3細胞を封入することで、コアシェルマイクロファイバ内において肝細胞と線維芽細胞の共培養に成功し、肝細胞単独の肝細胞ファイバに比べ、さらに生存率および肝細胞機能の向上が認められた。以上のことから、マイクロ流体デバイスを用いることにより、in vitroでの三次元肝臓組織構築に向けた初代培養肝細胞ファイバの作製に成功している。当初の実験計画の通りに成果を得られている。竹内昌治研究室で開発、改良されてきたコアシェルマイクロファイバ作製技術は、多くの細胞種および細胞外マトリクスの使用に対して汎用性が高く、セルファイバ作製においても効率的な条件検討が可能であった。さらに実験結果から、細胞外マトリクスの種類によりセルファイバ形成能に劇的な差異があることを見出し、早期に初代培養肝細胞ファイバ作製条件の最適化が可能であった。

また、二次元培養と三次元培養(セルファイバ)において、それぞれの培養条件下で肝細胞のアルブミン産生能に変化が認められたため、肝細胞ファイバの機能解析の指標として用いることができた。28年度が最終年度であるため、記入しない。現状において、研究は順調に進展しており、今後も当初の計画通り推進していく。コアシェルマイクロファイバ技術を用いて確立した、コラーゲン-マトリゲル混合ゲルにラット肝細胞を懸濁したコアと、線維芽細胞を含むアルギン酸カルシウムゲルのシェルを有する肝細胞ファイバの、さらなる最適化と詳細な機能解析を行う予定である。現在、肝細胞の生存およびアルブミン産生能をサポートする線維芽細胞に3T3細胞を使用しているが、今後初代培養線維芽細胞の使用も検討していく予定である。さらに最適化した肝細胞ファイバを用いて、in vitroにおいて、薬剤スクリーニングなどに応用可能なより生体に近い肝臓様三次元組織が構築できるかの検討を行う。さらに、in vivoでの機能評価を行なっていく。具体的には、薬剤誘導性に作製された急性肝炎モデル動物の肝臓に肝細胞ファイバを移植し、生体内での肝細胞ファイバの挙動、および肝炎モデル動物の肝機能の改善の有無を評価することで、肝細胞ファイバの再生・移植医療への応用を検討していく。
微生物の生化学反応と光制御技術を応用した材料微細加工プロセスに関する研究

微生物腐食事例をもとに、実験室での再現実験により、原因微生物種を特定し、いくつかの金属における微生物腐食の発生因子の解明を行った。特に、金属材料表面に好気性細菌が形成するバイオフィルムが腐食発生に及ぼす影響について検討をおこなった。微生物腐食の原因微生物を対象に、材料学、微生物学的見地から腐食誘発因子を検討し、腐食発生部位のコントロール、腐食速度の向上に関する検討を行った。これより、バイオフィルムを微生物の生化学的反応層とする微生物を利用した加工プロセスの可能性を示した。様々な純金属、合金の微生物への影響を評価した。金属イオンの環境への溶出挙動、金属表面での微生物の生死挙動、金属の微生物細胞への影響について、イオン分析結果、TEM観察結果等をもとにした検討を行った。微生物腐食の発生因子である微生物の付着挙動に対する、金属の材料学的因子の影響について検討を行った。粒界性格、材料の毒性、粒界径等が微生物の付着挙動に及ぼす影響について検討を行った。強ひずみ加工プロセス(ARB法)により超微細粒組織を作成し、ミクロ組織と微生物の付着特性についても検討した。光触媒材料の代表である酸化チタンの溶射法による皮膜創製プロセスの開発を行い、微生物の殺菌挙動等の性能から、微生物制御の可能性を評価した。パルスレーザーを光源としたプラズマ紫外光を利用した殺菌方法、光ファイバーを使った微小空間の微生物の生死領域の制御方法に関する検討を行った。腐食モニタリング模擬試験環境を使用し、電気化学的観点から、微生物腐食の誘発因子の影響を評価するための研究を行った。特に、バイオフィルムモニタリングシステムを導入した実験系を構築し、生物学的因子が金属の腐食に及ぼす影響についても検討を行った。微生物と材料との境界面での生化学反応、および機構を解明するために、加工プロセスへの適用を予定している微生物を使用し、合金系、純金属系のいくつかの金属材料を対象に、材料表面への付着挙動を検証した。様々な表面粗さを有する材料、微生物の付着に関与する可能性のある元素を添加した材料、金属の微細な結晶構造を金属学的に制御した材料等を実際に作成し、これらの材料学的な因子が微生物の付着挙動に及ぼす影響について検討を行った。また、不働態皮膜、合金元素の影響で微生物との反応性の乏しい材料に対する材料と、微生物の相互作用についても検討を行い、微生物による反応の促進条件の導出を試みた。ここでの検討結果をもとに、加工プロセスに適用する微生物と材料との対応、材料の特性に適した微生物制御方法、材料の性格に適した加工特性についての知見を得た。特に、光制御技術を援用した材料表面の微生物位置制御に適した材料、および光制御技術を応用した微生物の位置制御により微細加工プロセスの実現の可能性のある材料を推定した。本年度は、銅、炭素鋼を対象にフォトレジストを作成した試料を作成し、レジスト部へ、微生物による微細な生化学的反応層を効率的、かつ均一に創出できる条件について検討を行い、レジストで規定した加工目標となる位置に任意の加工形状を実現できる可能性のあることを確認した。加工速度、加工精度、および加工特性(アスペクト比:加工幅に対する加工深さ)等については、現在検証の途中である。加工プロセスの適用を想定した微生物を使用し、金属材料を対象に、材料表面への微生物の付着挙動と、それらの生化学反応の進展に大きく関与するバイオフィルムの形成挙動を検討した。微生物による加工に適した材料、すなわちバイオフィルムの形成に有利な金属表面とは何かという観点から、金属の結晶構造を制御した材料、あるいはハイドロキシアパタイトを被覆した材料等を使用し、材料表面での微生物の挙動を検討した。特に、金属学的な立場からは、不働態、結晶粒界、金属元素と、微生物の相互作用についても検討を行い、材料学的な因子が微生物に及ぼす影響について検討を行った。付着、バイオフィルムに関するこれまでの知見から、ステンレス鋼、銅、炭素鋼、チタンに対する加工方法、バイオフィルムの早期形成条件について検討した。加工プロセス開発の一環として、材料表面の微生物、あるいは増殖後のバイオフィルムの活性を制御するために、紫外領域の光、あるいは光触媒を使用した、光と微生物の相互作用について検討を行った。特に、微生物制御技術の開発として、紫外領域の光を創出する手段としてのレーザープラズマ発生装置や、パルスレーザー由来の紫外光を微小領域に最新の光ファイバーを使用した照射装置を試作し、微生物制御のための検討を行った。光技術を応用した微生物の反応制御という観点から、フォトレジストで加工領域を規定した材料を使用し、微細な加工形状を再現良く創出するためのプロセスの開発を行った。

光触媒材料の代表である酸化チタンの溶射法による皮膜創製プロセスの開発を行い、微生物の殺菌挙動等の性能から、微生物制御の可能性を評価した。パルスレーザーを光源としたプラズマ紫外光を利用した殺菌方法、光ファイバーを使った微小空間の微生物の生死領域の制御方法に関する検討を行った。腐食モニタリング模擬試験環境を使用し、電気化学的観点から、微生物腐食の誘発因子の影響を評価するための研究を行った。特に、バイオフィルムモニタリングシステムを導入した実験系を構築し、生物学的因子が金属の腐食に及ぼす影響についても検討を行った。
文化に特有とされる心の伝播過程についての理論モデルの構築

本申請研究の主たる目的は,心の文化差がなぜ生まれ,いかに世代から世代へと受け継がれていくのかについて,社会的ニッチ構築の視点から実証的・理論的に検討することにある。この目的をかなえるため,まずは文化的選好と文化的予想とを明確に区別し,文化に特有とされる心の発達的変化についての定量的データを蓄積するための研究を実施している。平成30年度には,平成29年度に実施した文化的選好と文化的予想とを明確に区別するための実験結果を論文としてまとめると同時に,それらの成果を踏まえつつ,文化的選好と文化的予想の世代差を浮かび上がらせるためのウェッブ調査の実施,そしてそのデータの分析に尽力した。分析結果から示唆されるのは,年齢を重ねるにつれて,申請者らが開発した尺度で測定される独立性尺度(自己表現の独立性)の得点が高くなり,また,協調性尺度(排除回避の協調性)の得点が低くなること,さらに,文化的選好の世代差に焦点を合わせた分析においては,そうした傾向は示されないことなどが明らかにされた。これらの結果は,日本人の若い世代は,理想とする独立的な生き方ではなく,排除を回避するという意味での協調的な生き方を「採用せざるを得ない」とする本申請研究の基本的な仮説と整合するものであり,日本人が協調性を獲得するようになるという文化心理学の前提とは矛盾するものでもある。これらの分析結果をもとに,平成31年度にはより精緻な社会差・世代差比較のための研究をスタートさせる予定である。申請段階において計画していた一連の調査・実験の実施をいくぶん前倒しするかたちで実施しており,研究の方向性についての見通しが明確になっているため。前年度の成果についてはすでに論文としてかたちになっており,今年度に得られた成果についてもその成果を着実に公表すると同時に,次年度以降においては,より精緻なかたちでの社会差・世代差を浮かび上がらせる調査研究に尽力する。まずは平成30年度に得られた成果を前年同様に論文としてまとめていくとともに,積極的に国内外の学会において公表する。また,平成31年度には,当初の計画通り,社会差・世代差についてより精緻な分析を可能とするような調査研究をスタートさせる。この目的をかなえるため,まずは文化的選好と文化的予想とを明確に区別し,文化に特有とされる心の発達的変化についての定量的データを蓄積するための研究を実施する。平成29年度には,当初の予定を前倒しにするかたちで,文化的選好と文化的予想とを明確に区別するための実験を行い,そのデータの分析に尽力した。分析結果から示唆されるのは,日本を含む東アジアの人たちに特徴的であると議論されてきた「相互協調性」が,日本人個々人の選好の反映ではなく,あくまで他者一般に関する予想として,また公的な状況における他者への表明行動として示されるという事実である。この事実は,申請者らがこれまで主張してきた社会的ニッチ構築アプローチにもとづく予測と合致するものであり,こうした実験結果をもとに文化的選好と文化的信念を測定するための尺度構築に取り組んだ。さらに,文化的信念(より正確には特定の文化を生きる上での社会的な賢さに関する信念)を測定する尺度に関して,日米の成人を対象とするウェブ調査を実施し,相互独立的・相互協調的な生き方に関する社会差および世代差についての分析もはじめている。この分析結果をもとに,平成30年度には本格的な社会差・世代差比較のための研究をスタートさせる予定である。申請段階で計画していた実験(行動レベルでの文化差が顕在化する状況、あるいはそうした文化差が消失する状況の特定を目的とする実験)の実施を前倒ししたことにより,研究の方向性についての見通しがより明確にされた。今年度の成果を踏まえ,当初の計画どおり,次年度以降においては,文化的選好および文化的信念の社会差・世代差を浮かび上がらせるための調査研究に尽力する予定である。

これらの分析結果をもとに,平成31年度にはより精緻な社会差・世代差比較のための研究をスタートさせる予定である。申請段階において計画していた一連の調査・実験の実施をいくぶん前倒しするかたちで実施しており,研究の方向性についての見通しが明確になっているため。前年度の成果についてはすでに論文としてかたちになっており,今年度に得られた成果についてもその成果を着実に公表すると同時に,次年度以降においては,より精緻なかたちでの社会差・世代差を浮かび上がらせる調査研究に尽力する。まずは平成29年度に得られた成果を論文としてまとめるとともに,積極的に国内外の学会において公表する。また,平成30年度には,当初の計画通り,文化的選好群ないし文化的予想群との関係を分析し、その分析を世代間比較研究へとつなげていくことを予定している。また親子間ペアデータの収集を通じて,親世代と子世代の文化に特有とされる心の性質の関係を浮かび上がらせるための調査研究をスタートさせる。まずは平成30年度に得られた成果を前年同様に論文としてまとめていくとともに,積極的に国内外の学会において公表する。また,平成31年度には,当初の計画通り,社会差・世代差についてより精緻な分析を可能とするような調査研究をスタートさせる。次年度については,大規模国際比較調査の実施に加え,国際学会での発表を予定している。交付額が申請額を下回っていたため,次年度使用額を有効に活用する必要がある。次年度については,国際比較調査の実施に加え,国際学会での発表を予定している。
シロアリ腸内の原生生物と細胞共生細菌の代謝共生機構の解明

シロアリ腸内の様々なセルロース分解性の原生生物とその細胞共生細菌を同定・検出し、共進化関係を推定した。細胞内共生細菌2種について、培養を介さずに微量細胞から全ゲノムを増幅後に完全ゲノムを解読し、窒素栄養の供給に働く共生機構を解明した。また、メタトランスクリプトーム解析により原生生物の主要代謝を推定し、還元力を水素で効率良く処理する機構を明らかにした。水素を介した細胞内共生細菌との代謝共生関係も推定した。シロアリ腸内に高密度で生息する原生生物(単細胞の真核生物)と腸内細菌の大半を占める原生生物の細胞共生細菌は、腸内全体の代謝のほとんどを担うと考えられ、これらの細胞レベルでの共生機構を解明し、シロアリ共生微生物群によるバイオマス資源の効率的な利用について理解する。シロアリ腸内に高密度で生息する原生生物(単細胞の真核生物)と腸内細菌の大半を占める原生生物の細胞共生細菌は、腸内全体の代謝のほとんどを担うと考えられ、これらの細胞レベルでの共生機構を解明し、シロアリ共生微生物群によるバイオマス資源の効率的な利用について理解することを目的とする。細胞共生細菌は、新門を含む新規種で原生生物属ごとに異なる細菌グループであるが、難培養であり、培養を介さないゲノムレベルでの解析と代謝生理能を検討して、共生機構の解明を試みる。イエシロアリ腸内の原生生物、特にPseudotrichonympha grassiiから鉄型ヒドロゲナーゼ遺伝子を同定して異種発現酵素を解析し、高い水素生成能を確認したので、細胞共生細菌の水素利用能の検討を行った。P.grassma胞を濃縮してそのヒドロゲナーゼが局在する細胞内小器官ヒドロゲノソームと細胞内共生細菌(Bacteroidales目細菌)を微小に分画して水素生成・取込みの両ヒドロゲナーゼ活性を測定した。ヒドロゲナーゼ画分では高い水素生成活性が認められたが、細菌画分からは高い取込み活性が検出され、原生生物が生成した水素を効率的に細胞内共生細菌が利用して原生生物のセルロース分解を促進する共生関係と推定した。この細胞内共生細菌は宿主のシロアリならびに原生生物と階層をもった3者の関係において互いに共種分化をしてきたものであることも見出した。原生生物に共生するものとして、Bacteroidales目の髭状の細胞表層共生細菌、宿主原生生物の運動に関与するSynergistes門の共生細菌、数多くの原生生物種の細胞内に共生する新規門Termite Group1細菌も同定した。この新規門細胞内共生細菌については1細胞の原生生物から共生細菌のゲノム完全解読も行って現在機能を推定している。特に大型のセルロース分解性の原生生物1細胞には数千を超える細胞内共生細菌が認められ、本年度はこれら細胞内共生細菌のゲノムを培養を介さずに解析した。ヤマトシロアリ(Reticulitermes speratus)のTrichonympha agilisの細胞内共生細菌である未培養新門Termite Group 1の系統タイプRsD-17、および、イエシロアリ(Coptotermes formosanus)のPseudotrichonympha grassiiの細胞内共生細菌であるBacteroidales目の系統タイプCfPt1-2のそれぞれを原生生物1細胞から単離して、全ゲノム増幅後に完全ゲノムを解読した。どちらの細胞内共生細菌のゲノムとも縮小進化過程にあると考えられたが、多くのアミノ酸・ビタミン類生合成系遺伝子群が維持されていた。シロアリが摂食する枯死材は窒素源に乏しく、これら細胞内共生細菌は宿主原生生物やシロアリが合成できない必須の窒素栄養化合物を供給する役割を果たすと考えられた。CfPt1-2細菌では、空中窒素を固定するのに必須の遺伝子群も見られ、新たな窒素源の獲得にも働く重要な共生細菌であった。特にセルロース分解に重要な大型原生生物の細胞内共生細菌のうち、未培養新門TG1とBacteroidales目のものは宿主原生生物と共進化が認められ、昨年度培養を介さずに完全ゲノムを解読して共生機構を解明した。原生生物の細胞表層にもBacteroidales目細菌の共生が見られるが、ゲノム解析に着手するにあたり、数多くの原生生物種で同定して分子系統学的に比較した。その結果、原生生物属によって腸内の細菌群のなかから別種の共生細菌を独立して獲得し、原生生物-共生細菌の示す独特の形態は収斂進化の結果であると考えられた。近縁の原生生物種では共生細菌との共進化が示唆された。

また、TG1門の細胞内共生細菌をもつ原生生物Trichonympha agilisにはDesulfovibrio属の細菌も細胞内共生しており、宿主原生生物細胞に対してTG1門細菌とは異なる局在を示すことを明らかにした。Desulfovibrio属の細胞内共生細菌は、宿主の水素産生細胞内小器官ヒドロゲノソームの密集した近辺に局在しており、水素利用と硫酸還元に働く遺伝子群を発現させて潜在的な活性を有していると考えられたが、腸内の硫酸塩濃度は低く、硫酸塩以外の水素利用のための電子受容体の関与が示唆された。原生生物細胞における細菌との共生は、複数種の細菌が関わるより複雑なものであった。シロアリ腸内の原生生物の細胞構造の進化についても、数多くの原生生物種の分子系統を解析して、複雑化と単純化が繰り返し何度も生じた複雑な進化であったことも推定した。シロアリ腸内に高密度で生息する原生生物(単細胞の真核生物)と腸内細菌の大半を占める原生生物の細胞共生細菌は、腸内全体の代謝のほとんどを担うと考えられ、これらの細胞レベルでの共生機構を解明し、シロアリ共生微生物群によるバイオマス資源の効率的な利用について理解することを目的とする。特にセルロース分解に重要な大型原生生物の細胞内共生細菌のうち、未培養新門TG1とBacteroidales目のものは昨年度までに培養を介さずに完全ゲノムを解読して、セルロース分解代謝中間産物である糖を利用する代わりに窒素栄養化合物を生合成して宿主に供給するという共生機構を解明した。このうち、Bacteroidales目細胞内共生細菌は、生化学的に水素を利用する活性を確認していたが、解読ゲノム上には水素利用に働くはずのヒドロゲナーゼに相同性を有する遺伝子配列は認められず、新規の水素利用酵素・遺伝子の存在が示唆されている。腸内に共生する超鞭毛虫目原生生物について、メタEST情報に基づいて主要な代謝を推定し、特徴を考察した。シロアリ腸内共生原生生物には、これまでに水素生成能が示されていた超鞭毛虫目のものに加え、水素産生性の細胞内小器官であるヒドロゲノソームをもたないオキシモナス目の原生生物がいる。細胞を分画して、また、in situで細胞レベルでヒドロゲナーゼ活性の有無を検出した結果、オキシモナス目の原生生物にも高い水素生成活性があることが判明した。きらに、オキシモナス目原生生物の代表的な種から鉄型ヒドロゲナーゼの相同遺伝子を取得・同定した。これにより、オキシモナス目原生生物もセルロースを分解・代謝して水素を生成していることが示唆され、それらの細胞共生細菌も水素利用能を有する可能性が考えられた。
授乳期並びに成長期に加えた触刺激が成熟後の自律反応におよぼす影響とその機序の研究

本研究は、授乳期あるいは成長期に皮膚へ触刺激を繰り返して与えることにより、成熟後の自律機能にどのような影響が出現するかについて検討することを目的とした。実験はラットで行った。触刺激は生後25日齢のラットの腹部皮膚に毎日5分間ずつ4週間、徒手にて加えた。その結果、以下のことが明らかとなった。1.成長期のラットに拘束ストレスを加え、その拘束中に皮膚触刺激を加えることにより、触刺激がストレス下の成長にどのような影響をもたらすかについて検討した。その結果、皮膚への触刺激はストレス時の摂食量低下を軽減させることにより、ストレスによる体重低下を防止する効果のあることが明らかとなった。2.成長期に加えた触刺激により、成熟後、皮膚へのピンチ刺激(ストレスの一つ)に対する循環反応(体性-循環反射)がどのように変化するかを検討した。その結果、成長期に加えた触刺激により、脊髄を中枢とする体性-循環反射が亢進することが明らかとなった。一方、脊髄より上位の中枢を介する体性-循環反射には成長期に触刺激を加えて育てた群と加えなかった群とに有意差を認めなかった。これらの事実より、痛み刺激に対する脊髄性の循環反射を抑える上脊髄性機構が触刺激群では亢進している可能性も示唆された。3.側坐核のドーパミンは種々の自律機能に影響を与えることが知られている。そこで,成長期に加えた触刺激により、成熟後、皮膚への刺激(ピンチ並びに触刺激)に対する側坐核のドーパミン放出反応がどのように変化するかを検討した。その結果、皮膚刺激時の側坐核ドーパミン放出反応に対して、成長期に加えた触刺激は影響を与えないことが明らかとなった。以上、種々の自律機能が成長期に加えた触刺激によって修飾を受けることが明らかとなった。本研究は授乳期あるいは成長期に皮膚へ加える触刺激により、成熟後の自律神経機能にどのような影響が出現するかについて検討することを目的とする。研究初年度の本年度は、成長期のラットに拘束ストレスを加え、その拘束中に皮膚触刺激を加えることにより、触刺激がストレス下の成長にどのような影響をもたらすかについて検討した。拘束ストレスはラットを人間の手で5分間持ち上げて保持することにより加えた。成長は体重と摂食量を指標として検討した。実験は生後25日齢のラットを無作為に(1)何もしない群、(2)毎日5分間拘束ストレスのみを加える群(以下、拘束ストレス群)、(3)毎日5分間の拘束ストレス中に腹部に触刺激を加える群(以下、拘束+触刺激群)の3群に分けて行った。これらの刺激は毎日4週間にわたって加え、その間体重と摂食量を毎日測定した。また刺激を加えるのをやめた後も1週間にわたり持続的効果(5週目)を検討した。その結果、拘束ストレス群は何もしない群に比べて、実験開始から4週目と5週目に有意な体重低下を認めた。この体重低下は拘束+触刺激群では認められなくなった。体重のこれらの変化に先行して摂食量にも同様の変化を認めた。すなわち、拘束ストレス群は何もしない群、拘束+触刺激群と比べ、摂食量が実験開始から3週目と4週目に有意に低下した。そこで給餌量を制限し、体重に認められた変化が摂食量変化に依存するものであるのか否かを検討した。餌制限下での給餌量は自由給餌での拘束ストレス群の最小摂食量をプロットすることで回帰曲線を描き、そこから算出された量を与えた。給餌量制限下での体重変化は、何もしない群、拘束+触刺激群共に拘束ストレス群とほぼ同様となった。

以上の結果より、皮膚への触刺激はストレス時の摂食量低下を軽減させることにより、成長抑制を防止する効果のあることが明らかとなった。本研究は授乳期あるいは成長期に皮膚へ加える触刺激により、成熟後の自律神経機能にどのような影響が出現するかについて検討することを目的としている。本年度は成長期に加えた触刺激により、成熟後、痛み刺激に対する自律神経性反応がどのように変化するかを検討した。実験にはラットを用いた。触刺激は生後3週齢から毎日5分間ずつ56週間、腹部皮膚に加えた(以下、触刺激群)。対照群は同様の条件下で触刺激のみを加えず飼育した。痛み刺激に対する反応についての実験は麻酔下で行った。麻酔下で皮膚にピンチ刺激を加え、血圧と心拍数の反応を検討した。これらの検討は脊髄無傷並びに脊髄を切断(第7-8頚椎間で切断)した状態で行った。その結果、脊髄無傷ラットでは触刺激群、対照群共に皮膚のピンチ刺激により、血圧・心拍数は増加し、その反応の大きさは両群間で有意差を認めなかった。一方、脊髄切断ラットにおいては、腹部刺激時の血圧・心拍数反応が対照群に比べ触刺激群で有意に大きかった。胸部刺激においても触刺激郡の血圧・心拍数反応は対照群と比較して大きい傾向を示したが、両群間の反応に有意差は認めなかった。腹部刺激時の血圧・心拍数反応はアトロピン投与後(副交感神経の遮断)、両群共に増大したが、触刺激群の反応はアトロピン投与後も対照群に比べて有意に大きかった。以上の事実より、成長期に触刺激を加えて飼育した群では、触刺激を加えた脊髄レベルに入力する体性-交感神経反射が亢進することが示唆された。すなわち本事実は、成長期の触刺激により、少なくとも脊髄レベルで体性-交感神経反射の回路に可塑性変化が起こることを示唆する。一方、脊髄無傷時には両群間の反応に有意差を認めなかったことより、痛みに対する脊髄性の自律神経反射を抑える上脊髄性機構が、触刺激群では亢進している可能性も示唆された。本研究は授乳期・成長期に加える皮膚触刺激により、成熟後の自律神経機能にどのような影響が出現するかについて検討することを目的としている。本年度は第一に、腹側被蓋野から側坐核に投射するドーパミン放出に着目し、皮膚への触刺激による反応を検討した。側坐核ドーパミンは快情動と深く関わり、自律神経機能にも広く影響をおよぼすことが知られている。実験にはラットを用い、生後6週以降2-3週間触刺激を加えて育てた群と何も刺激を加えないで育てた対照群とで比較した。実験はウレタンを用いた麻酔下条件並びに意識下条件で行った。ラットを麻酔し、情動の影響のない状態で両側背部の皮膚に触刺激を加えると、側坐核ドーパミン放出は刺激中ならびに刺激後の5分間に有意な増加を示した。有意な増加は反対側背部への触刺激によっても認められたが、同側背部への触刺激によっては認められなかった。また、両側の前肢、後肢、腹部皮膚への触刺激によっても有意な増加は認められ、全身性の反応を示した。同様の実験を意識下ラットで行ったところ、皮膚触刺激による側坐核ドーパミン放出反応は麻酔下における反応とほぼ同様に認められ、また成長期に触刺激を加えて育てるか否かの差も認めなかった。本年度はまた、触刺激による脊髄血流反応をウレタンで麻酔したラットにおいて検討した。
ナノ空間を利用したシングルサイト光触媒の設計と応用

ゼオライトやメソポーラスシリカなどのナノ多孔材料を利用して、細孔空間や骨格内に調製したシングルサイト光触媒(孤立四配位酸化物種、光機能性金属錯体)の機能・特性の評価、ナノ多孔材料の構造・形態制御、表面修飾や他の機能性材料との複合化を通して、シングルサイト光触媒を利用する環境調和型機能材料の開発と応用を試みた。平成30年度では、以下の研究を実施するとともに、5年間に渡る本研究課題の総括を行った。1)シングルサイト光触媒の特異反応性の評価と可視光応答性の付与:これまでの研究成果をまとめ総説として発表した(Chemical Society Reviews, 47, 8072-8096 (2018))。2)シングルサイト光触媒を組込んだ三次元ナノ細孔構造とコア・シェル構造の設計:シングルサイト活性種を組み込んだコア・シェル構造の細孔制御による反応高効率化を可能にした。3)疎水性多孔体の創製による光触媒の高効率化:ナノ細孔内表面をヘテロ原子内包炭素材料で修飾し、反応基質の吸着濃縮を進め触媒反応の高効率化を可能にした。4)シングルサイト光触媒を利用する金属ナノ触媒・プラズモニック触媒の調製:プラズモニック触媒と触媒活性種を融合することで、可視光を効率利用する触媒系を開発した。5)コア・シェル構造触媒設計による高効率ワンポット触媒反応系の設計:ヨーク・シェル構造の設計においてシェル内部細孔のサイズ制御により過酸化水素合成と選択酸化を可能にするワンポット反応系を構築した。6)ナノ細孔空間で機能する金属錯体シングルサイト光触媒の設計:励起電子の移動性と金属分散性の高い多孔性カーボンC3N4を利用し、高分散金属錯体や金属クラスター触媒を開発した。以上の研究成果より、ナノ多孔材料とシングルサイト活性種を融合した新しい高性能触媒や界面機能材料の開発を行うことができた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。ゼオライやメソポーラスシリカなどのナノ多孔材料を利用して、細孔空間や骨格内に調製したシングルサイト光触媒(孤立四配位酸化物種、光機能性金属錯体)の機能・特性の評価、およびナノ多孔材料の構造・形態制御、表面修飾や他の機能性材料との複合化を通して、シングルサイト光触媒を利用する環境調和型機能材料の開発と応用を試みた。平成26年度では、以下の研究を実施した。1)シングルサイト光触媒の特異反応性の評価と可視光応答性の付与:ナノ多孔体にTiやCrを細孔骨格内に組み込むことで、各金属原子が高分散四配位構造をとるシングルサイトTiおよびCr光触媒の調製を試みた。2)シングルサイト光触媒を組み込んだ三次元ナノ細孔構造とコア・シェル構造の設計:ナノ多孔体にマクロ孔とメソ孔を併せ持つ三次元細孔構造を設計することで、シングルサイト光触媒の高機能化を試みた。3)疎水性多孔体の創製による光触媒の高効率化:疎水的表面を持つ多孔体と光触媒と組み合わせることで,希薄な有機物を吸着濃縮することにより光触媒活性の向上を目指した。4)シングルサイト光触媒を利用する金属ナノ触媒の調製:微細で均一な貴金属ナノ粒子を含有した触媒材料の調製においてシングルサイトTi光触媒の応用を検討した。金属前駆体を含む溶液にシングルサイトTiを含むゼオライト(TS-1)やメソポーラスシリカ(Ti-HMS)を加えた後に光照射することで、光励起したTiと金属の前駆体との相互作用を通し、最終的に微細かつ高分散な金属ナノ粒子を担持した。より微細な貴金属ナノ粒子の新しい担持方法としてマイクロ波加熱の利用も検討した。平成27年度では、以下の研究を実施した。1)コア・シェル構造触媒設計による高効率ワンポット触媒反応系の設計:金属前駆体とシングルサイト触媒を含む溶液に均一急速加熱を可能にするマイクロ照射を行うことで、通常加熱による調製に比べより微細で高分散な貴金属ナノ粒子の担持を試みた。本手法を利用することで、コア・シェル型触媒構造を構築し、調製した種々の金属・合金微粒子触媒上における水素・酸素からの過酸化水素合成、シングルサイト光触媒上における過酸化水素を酸化剤とした逐次的な有機物の選択酸化反応を設計できた。2)シングルサイト光触媒を組み込んだ超親水性・超撥水性多孔透明薄膜の調製:前駆体ゾルをスピンコーティング法やディプコーティング法で基板上に塗布した後に焼成することで、シングルサイト光触媒を含有したメソポーラスシリカ透明薄膜を作成した。この薄膜は光触媒反応性に加え、表面親水性を示し、新規な界面光機能性材料として利用できる。一方で、多孔質薄膜上にポリマーやカーボンナノチューブをコートすることで、水滴の接触角が150度を超える超撥水性表面が開発できた。3)ナノ細孔空間で機能する金属錯体シングルサイト光触媒の設計:光応答性金属錯体の操作性、耐久性の向上を目的として、ナノ多孔性材料への固定化を検討した。

ゼオライトやメソポーラスシリカなどのナノ細孔内を利用して、光応答性の金属錯体の固定化を行い、ナノ細孔構造が金属錯体光触媒に与える影響を明らかにした。本研究課題の研究目的は、ナノ多孔材料の細孔空間や骨格内にシングルサイト光触媒(孤立四配位酸化物種、光機能性金属錯体)を調製し、環境調和型機能材料の開発を行うことである。平成27年度では、以下の研究成果を得て、20件以上の学術論文発表を行い、当初の目標を達成した。その成果が評価され、研究代表者は、国内外の学会で多数の基調講演・招待講演を行った。研究代表者は大阪大学総長顕彰を、研究分担者は日本金属会賞の奨励賞を受賞した。1)コア・シェル構造触媒設計による高効率ワンポット触媒反応系の設計:コア・シェル型触媒構造を構築し、調製したPdベースの金属・合金微粒子触媒上における水素・酸素からの過酸化水素合成、シングルサイト光触媒上における過酸化水素を酸化剤とした逐次的な有機物の選択酸化反応を実現した。2)シングルサイト光触媒を組み込んだ超親水性・超撥水性多孔透明薄膜の調製:スピンコーティング法やディプコーティング法を駆使して、シングルサイト光触媒を含有したメソポーラスシリカ透明薄膜を作成し、表面親水性を示す新規な界面光機能性材料として利用できることを明らかにした。3)ナノ細孔空間で機能する金属錯体シングルサイト光触媒の設計:ゼオライトやメソポーラスシリカなどのナノ細孔内を利用して、光応答性の金属錯体の固定化を行い、ナノ細孔構造が金属錯体光触媒に与える影響を明らかにした。また、MOF材料への金属錯体の導入に成功した。ゼオライトやメソポーラスシリカなどのナノ多孔材料を利用して、細孔空間や骨格内に調製したシングルサイト光触媒(孤立四配位酸化物種、光機能性金属錯体)の機能・特性の評価、およびナノ多孔材料の構造・形態制御、表面修飾や他の機能性材料との複合化を通して、シングルサイト光触媒を利用する環境調和型機能材料の開発と応用を試みた。平成28年度では、以下の研究を実施した。1)シングルサイト光触媒を利用する金属ナノ触媒の調製:微細で均一な貴金属ナノ粒子を含有した触媒材料の調製においてシングルサイトTi光触媒の応用を検討した。金属全駆体を含む溶液にシングルサイトTiを含むメソポーラスシリカ)を加えた後に紫外光照射することで、光励起したTiと金属の前駆体との相互作用を通し、最終的に微細かつ高分散な金属ナノ粒子を担持できた。コア・シェル型合金ナノ粒子の調製に本手法を適用し、パラジウムー金やパラジウムー銀などのコア・シェル型ナノ合金の担持を試み高活性を示す触媒の調製を目指した。より微細な貴金属ナノ粒子の新しい担持法としてマイクロ波加熱の利用も検討した。金属前駆体とシングルサイト触媒を含む溶液にマイクロ照射することで、通常加熱による調製に比べより微細で高分散な貴金属ナノ粒子の担持を試み最適化を検討した。2)コア・シェル構造触媒設計による高効率ワンポット触媒反応系の設計:コア・シェル型触媒ヨーク・シェル型触媒構造を構築し、調製した種々の金属・合金微粒子触媒上における水素・酸素からの過酸化水素合成、シングルサイト光触媒上における過酸化水素を酸化剤とした逐次的な有機物の選択酸化反応を可能とするワンポット触媒反応系を設計した。平成28年度では、以下の研究成果を得て、30件以上の学術論文発表を行い、当初の目標を達成した。