hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地域クラスターによる海洋系と農業系を融合したバイオマス開発の工業教育

宮城県において大量に産出する農業系廃棄物は、稲わらと籾殻である。稲わらはその主成分が良質のセルロースであり、籾殻の灰の主成分はシリカである。稲わらそのものでは工業用素材としては強度が不足するので、海洋系バイオマスであるホヤから抽出した高強度なツニシンやその化合物と複合化させることにより、高性能な新素材が開発可能である。また、籾殻灰を焼き固めたものはシリカを主成分とするセラミックスであり、その吸着機能を生かして水の浄化剤や脱臭剤に使用可能であるが、単独では浄化能力があまり高くない。そこで、海洋系バイオマスであるカキ殻やウニ殻と共に高温で焼結することにより、カキ殻の水浄化能力をも併せ持つ高性能な水浄化剤及び脱臭剤にできる可能性がある。これらは新しい試みであり、地域クラスターによる海洋系と農業系を融合したバイオマス開発の工業教育が「生きる力の育成」や「環境保全教育」に有効なことを明らかにする事を目的とする。本校の授業である科目「課題研究」及び部活動である「天文物理部」においてこれらの研究を実施した。具体的には宮城県資源循環推進課や地元企業と連携し、クラスターを形成しながらこれらの開発を実施した。本校の役割は技術開発であり、県や企業の役割はこの研究に関する技術的アドバイスや臭気測定の協力及びカキ殻やウニ殻などの提供である。研究の概要は、海洋性のバイオマスであるカキ殻及びウニ殻を籾殻灰と混合、焼結して得られたセラミックスで川の水の浄化やイオンショッピングセンターから排出される臭気の脱臭を実施した。その結果、優れた水の浄化能力や臭気の脱臭能力を確認することができた。また、ホヤから抽出したツニシンと粉砕した稲わらを溶媒中で混合、乾燥したところ、丈夫な生分解性の複合フィルムを作ることが出来た。これらの研究を通して「生きる力の育成」や「環境保全教育」にこの方法が有効であることが確認できた。また、本研究では他地区のバイオマス利用状況を調査しながら行ったが、本研究は独創的なものであり、生徒の創造性を育成するのに非常に有効であり、新しい教育方法としてその開発意義は大きいと考えられる。
居住形態の変容からみた身体周囲のアキ寸法の動的計測と可視化に関する研究

本研究課題は、これまで建築やインテリアの設計計画分野において多くの研究者や設計者からその必要性が指摘されながらほとんど計測されてこなかった目的行為を完遂するために身体周囲に構成される対人・対物の非接触の空間的領域である「アキ寸法」に着目して、多様な身体動作の場面を対象に3次元動作解析システムによる動的な身体計測を行って、各種設計計画のための有用な計測データとして体系的にまとめたものである。特に、本研究の成果は、3次元BIM( Building Information Model )に展開することを目途に、可視化したデジタルデータとすることを試行して、広く一般に情報公開するものである。本研究課題「居住形態の変容からみた身体周囲のアキ寸法の動的計測と可視化に関する研究」の目的は、これまで建築やインテリアなどの設計計画分野において、多くの研究者や設計者からその必要性が指摘されながらほとんど計測されてこなかった目的行為を完遂するために身体周囲に構成される対人・対物の非接触の空間的領域である「アキ寸法」に着目して、多様な身体動作の場面を対象に3次元動作解析システムによる動的身体計測を行い、各種設計計画のための有用な計測データとして体系的にまとめることである。本研究の初年度として、下記の手順で計測手法を整備して多様な日常生活場面を対象にして、身体動作に必要なアキ寸法の計測を行い、そのデジタルデータの体系化と可視化を試行した。既往の研究では、日常生活動作から抽出した24の基本姿勢をもとにして、身体周囲で機能的に必要な付加寸法を配慮した新たな「複合動作空間」などを提案して体系化を試みてきた。しかしながら、この複合動作空間の考え方は、実務設計への展開が不明確なままに基本的な考え方だけが示されたために、身体動作寸法の判断が曖昧なまま、大半を設計者に委ねることとなった。また、建築設計資料集成「人間」(日本建築学会編)において動作空間の概念として説明されている寸法構成は、「人体寸法または動作寸法」+「モノの寸法」+「ゆとり寸法」であるとしているが、この「ゆとり寸法」を設計に展開する具体的な指針がないので、身体周囲の「アキ寸法」を基軸に新たな計測手法を策定した。そこで、主要な日常生活動作を対象に、本年度購入した3次元ビデオ動作解析システム((株)ディケイエイチ製)を活用して多様な動作寸法の3次元計測を試行した。さらに、建築分野の実務設計者を対象に設計寸法に関するヒアリングとアンケート調査を実施して、身体周囲に構成される「アキ寸法」のニーズや設計現場の問題点などを探った。本年度は、前年度の成果を踏まえて、多様な日常生活場面を対象にして身体周囲に必要なアキ寸法の計測を実施した。特に、当該年度は、被験者の属性による違いや個人差などに注目して次のような実験計測および検討を行った。(1)被験者の属性による違いを検証するために、体格の大小による身体的な差異とともに男女による差異、年齢による差異、運動能力による差異などを実験的に検討した。(2)身体周囲に必要なアキ寸法は、身体を基軸にして3次元の方向性(前後、左右、上下)があることから、それらの計測値の空間的把握と計測したデジタルデータの体系化を試みた。(3)前項の計測値を具体的な設計寸法へ応用するため、日常生活場面を想定した多様なシナリオをもとに複合動作空間を設定して、それらを実務設計に展開する可能性を検討した。本研究課題の目的は、これまで建築やインテリアの設計計画分野において、多くの研究者や設計者からその必要性が指摘されながらほとんど計測されてこなかった目的行為を完遂するために身体周囲に構成される対人・対物の非接触の空間的領域である「アキ寸法」に着目して、多様な身体動作の場面を対象に3次元動作解析システムによる動的な身体計測を行って、各種設計計画のための有用な計測データとして体系的にまとめることである。特に、本研究の成果は、3次元BIM( Building Information Model )に展開することを目途に、日常生活場面に対応するデジタルデータとして体系的に可視化することを試行して、広く一般に公開して情報提供するものである。本研究は、研究計画・方法に従って平成25年度から平成27年度までの3カ年計画で遂行した。初年度の平成25年度は、新たに導入した3次元動作解析システム((株)ディケイエイチ製)を活用して多様な日常生活場面を対象に身体周囲に構成される「アキ寸法」の計測を行って当該データの可視化を試行した。次年度の平成26年度は、被験者の属性等による身体的な違いを検証するために、体格の大小による差異、男女による差異、年齢による差異、運動能力による差異などを比較計測した。また、身体周囲に3次元の方向性(前後、左右、上下)があることから、前年度に得られた計測値の空間的把握と体系的なデジタルデータ化を試行した。最終年度の平成27年度は、前年度までに計測した計測データの見直しと補足実験を行い、具体的な生活場面を対象にして身体周囲に必要なアキ寸法の計測値を主要な複合動作空間の中に可視化することができた。

当該データは、建築やインテリアの設計計画の分野における今後の展開を目途として提案したものである。本研究課題は、これまで建築やインテリアの設計計画分野において多くの研究者や設計者からその必要性が指摘されながらほとんど計測されてこなかった目的行為を完遂するために身体周囲に構成される対人・対物の非接触の空間的領域である「アキ寸法」に着目して、多様な身体動作の場面を対象に3次元動作解析システムによる動的な身体計測を行って、各種設計計画のための有用な計測データとして体系的にまとめたものである。特に、本研究の成果は、3次元BIM( Building Information Model )に展開することを目途に、可視化したデジタルデータとすることを試行して、広く一般に情報公開するものである。当該年度は、「研究の目的」に従って実施した前年度の成果を踏まえて多様な日常生活場面を対象にした身体周囲に必要なアキ寸法の計測値を体系化できたことにより、当初の予定通り、おおむね順調に進展している。特に、当該年度は、国立国会図書館・東京本館および関西館や日本建築学会図書館などにおいて、本研究課題に関連する学術文献調査を実施することができた。建築計画・人間工学・インテリアデザイン今後の研究の推進方策は、日常生活場面における行為者の身体周囲に必要なアキ寸法の計測値を体系化するとともに、そのデジタルデータベースを構築して、広く一般に公開する。(1)前年度及び前々年度に計測した計測データの見直しと補足実験を行い、さらに計測値の体系化を試行して、総合的に本研究で得られた成果をまとめる。(2)当該計測値は、可視化したデジタルデータベースを作成して情報通信技術を活用した実務設計に提供するために、建築やインテリアなどの設計計画の分野における適合性等を検証して、具体的な応用と展開を試みる。(3)本研究で得られた成果は、建築、室内、設備設計などの広範な分野に向けて、これまでに類例がない独創的な人間を中心としたデザインのためのデータ・マニュアルとして、総合的に身体周囲に構成されるアキ寸法の集大成を行うとともに、当該計測データは、広く一般に情報公開する。本研究の初年度として、身体動作寸法を計測する既往の測定機器を整備するとともに、3次元ビデオ動作解析システム((株)ディケイエイチ製)を購入して、日常生活行為を想定した身体動作寸法の3次元計測を試行することができた。また、既往研究でまとめた身体動作の24の基本姿勢や日常生活行為の応用動作などを勘案して、本研究の目的である身体動作寸法に必要な「アキ寸法」を加えた新たな動作空間の3次元計測および計測データを可視化する可能性が確認できたので、おおむね順調に進展している。上記URL内のWorksに、これまでの研究論文等のリストをファイル化しています。前年度の成果を踏まえて、多様な日常生活場面を対象にして身体周囲に必要なアキ寸法の計測を実施する。特に、平成26年度は、被験者の属性による違いや個人差などに注目して計測を進める。今後の研究の推進方策は、下記に示すとおりである。(1)被験者の属性による違いを検証するために、体格の大小による身体的な差異とともに男女差、年齢による差異、運動能力による差異などを実験的に検討する。
特異点を許した正則シンプレクティック多様体の研究

本研究では複素数体上で定義された代数多様体の持つ特異点、特にシンプレクティック特異点と呼ばれるものの性質を調べることを目的とする。シンプレクティック特異点とは非特異な部分に正則シンプレクティック構造の入った標準特異点であり、代数幾何学や複素幾何学のみならず表現論など幅広い分野においてよく研究されている。本研究の大きな目的としては、シンプレクティック特異点の分類がある。また、クレパント特異点解消を持つようなシンプレクティック特異点の研究は表現論の観点からも重要であり、コンパクト正則シンプレクティック多様体の新たな例の構成も試みる。
スウェーデンのVega号資料に基づく明治初期の日本研究と琵琶湖環境の復元

本研究の目的は、ノルデンショルド率いるヴェガ号が、1879年に日本で採集した生物標本の調査をもとに、当時の琵琶湖を中心とした日本の水辺環境を復元することであった。そのため、スウェーデン国立自然史博物館で標本調査を実施し、種の同定、記録調査を行った。その結果、標本は大きく3つの地域(関東、琵琶湖、長崎)で収集されたことがわかった。また標本と記録の調査により、東京湾、群馬、神戸、琵琶湖等で、現在は生息が確認されない種が当時生息していたことが判明した。ヴェガ号標本の調査により、1879年時点、すなわち、日本の水辺環境が様々な人為的改変を受ける以前の、本来の生態系の一部を復元することができた。スウェーデンの探検家、ノルデンショルドは、1879年にヴェガ号を率いて来日した際、生物調査のために、琵琶湖や寄港地の生物標本を大量に収集した。本研究の目的は、スウェーデン国立自然史博物館に現存するとされるノルデンショルドが収集した明治初期の日本産生物資料の中で、1)特に琵琶湖産の魚類及び水産無脊椎動物標本を分類整理し、当時の生物相を把握すること、2)生物相の特徴から、明治初期の琵琶湖の環境や生態系を復元し、その後の長期的な変遷をも明らかにすること、3)ノルデンショルド収集の標本や関連する文書資料から、日本の生物相に対する西欧の関心を科学史的に評価することである。本研究の目的1)と2)を達成するために、平成27年9月にストックホルムの自然史博物館での現地調査を実施した。初年度である平成27年度は、海産魚及び淡水魚の魚類研究者計5名(藤田朝彦、川瀬成吾、瀬能宏、吉野哲夫、細谷和海)が日本産魚類標本133ロット353点を精査し、種の同定や産地ラベルの解読、写真撮影などを行った。また同時に、無脊椎動物の標本コレクションの概要を知るために、琵琶湖産無脊椎動物の専門家1名(西野麻知子)と現地調査を実施した。博物館での調査によって、琵琶湖産に関しては貝類だけでなく、甲殻類、ヒル類等のコレクションの存在が判明した。また地理的には琵琶湖以外の日本産標本があることが明らかになった。このため、平成28年度以降に専門の研究者を現地に派遣して、同様な調査を実施する方針を立てた。目的3)については、スウェーデンの文書館、図書館、博物館等において、ノルデンショルドに関する文献調査およびノルデンショルドが日本から収集した文献調査を行った(滝川祐子)。本研究は全部で3年間の研究計画である。平成27年度は初年度として、スウェーデン国立自然史博物館において以下の2点の調査を実施した。1)魚類標本調査:淡水魚・・・42ロット16種155個体、海水魚・・・91ロット198個体琵琶湖を含む日本産全ての標本について写真を撮影し、体長を測定し、種の同定を完了させることができた。また、標本ラベルを解読することで当時の魚類標本がどこから得られたのかを調査した。今回の調査で現在では絶滅したと考えられる場所から得られた魚類の標本を確認したり、これまで知られていなかった場所からの記録を確認できた種が含まれていた。今後は、本研究で得られたデータを既知のデータや、国内の博物館や大学、臨海実験所等の標本記録との比較・分析を行う予定である。2)水生無脊椎動物標本調査:平成27年度は、水生無脊椎動物標本の中でも、琵琶湖産の貝類を中心に調査を実施した。これらの標本には、Westerlund (1883)によるタイプシリーズも含まれていた。琵琶湖産の貝類液浸標本の中には、現在はほとんど生息が確認されないシャジクモが混入していることが分かった。琵琶湖以外の貝類標本の採集産地として、富士山麓、箱根、碓氷峠、高崎、江の島などの記録が含まれていたことから、次年度以降は関東に生息する貝類の研究者にも協力いただくことにする。また、琵琶湖のヒル類や甲殻類の標本がまとまって保管されていることも判明した。このように、平成27年度の現地訪問により、現地で調査しなければ得られなかったコレクションの概要を把握することができた。これにより、必要とされる各分類群の専門家の研究協力の依頼を行い、了承を得られたことから、彼らを現地に派遣し、平成28年度、29年度に現地調査を実施する予定である。本研究の目的は、ストックホルムのスウェーデン国立自然史博物館に現存する、Vega号の探検隊が科学的調査を目的として採集した、日本産の水生生物標本の調査及び種の同定を行うことである。ノルデンショルドが率いたVega号は、1879年に来日した際、生物相の調査を目的として、日本産の水生生物標本を収集した。『ヴェガ号航海誌』の中にも、横浜、神戸、長崎の3箇所の寄港地を拠点としつつ、広範囲から生物標本を採集したことが記録されている。日本の採集地を大きく分けると、関東、関西、長崎周辺となる。本研究は、3年計画で、次の3点を明らかにすることを目標とする。1)特に琵琶湖産の魚類及び水産無脊椎動物標本を分類整理し、当時の生物相を把握すること、2)生物相の特徴から、明治初期の琵琶湖の環境や生態系を復元し、その後の長期的な変遷をも明らかにすること、3)ノルデンショルド収集の標本や関連する文書資料から、日本の生物相に対する西欧の関心を科学史的に評価することである。

平成28年度は研究2年目であり、平成27年度の調査結果を踏まえ、研究代表者である滝川祐子、水生昆虫の専門家である石綿進一、ヒルの専門家である中野隆文の3名がストックホルムの自然史博物館を訪問し、現地調査を実施した。昆虫標本については、前回の調査で、琵琶湖のヨコエビ標本に水生昆虫の幼生が混入しているのを確認していた。そこで、今回の現地調査では、その幼生を詳細に観察した結果、シロタニガワカゲロウと種を同定することができた(石綿)。本種は琵琶湖の南湖における初記録となる。その他、昆虫標本として甲虫(乾燥標本)やトンボ目の幼虫(液浸標本)が存在することが分かったため、それらを調査資料に加えることが可能となった。また国内外の研究機関において、ノルデンショルドの日本の学術調査に関する文献を収集した(滝川)。研究2年目である平成28年度は、前年度の調査結果を踏まえ、スウェーデン国立自然史博物館において、無脊椎動物、特にヒル類、及び昆虫の調査を実施することができた。その結果、ヒルについては、芦ノ湖、琵琶湖、富士山麓を産地とする標本が収集されていたことが判明した。これらの標本の種の同定を行った(中野)。昆虫については、現地調査を行うことで、標本として甲虫(乾燥標本)やトンボ目の幼虫(液浸標本)が存在することが分かった(石綿)。このように、専門家を現地に派遣し、標本調査を実施し、種の同定を実施した。加えて、訪問によって現地学芸員が新資料を発見することにつながり、研究を進展させることができたので、おおむね順調に進展していると評価した。平成29年度は、全3年間の研究期間の最終年度であった。スウェーデン国立自然史博物館に保管されている、Vega号が1879年に日本で採集した生物標本のうち、貝類とヨコエビ類について、連携研究者の中井克樹、富川光の両博士がストックホルムで現地調査を実施し、標本の精査にもとづく種の同定を行った。また貝類標本を精査した結果、標本に土壌生物(昆虫)が2種、混入していることがわかった。これらの標本については、それぞれの分類群の専門家に種の同定を依頼中である。魚類標本の調査結果で得られた知見をまとめ、2017年度の日本動物分類学会(1題)、ならびに2017年度日本魚類学会年会(2題)にて口頭発表を行った。特に日本魚類学会では、Vega号標本を淡水魚と海水魚の2題に分け、それぞれに現在は生息が確認できない地点から採集された種の標本があり、その種が当時、その採集地に生息していたことを示すことを報告した。また、これまで3年間継続した研究成果の一部で、琵琶湖産の標本に関する知見を3報の論文にまとめた。それらの論文は、書籍Lake Biwa, 2ndedition(Springer)に掲載される予定である。これまでの3年間の現地調査で得られた知見を、関係する専門家と共有し、総合的に検討するため、現地調査を行った各生物群の専門家を一堂に会し、研究集会を実施するための申請を行った。その結果、平成30年度の京都大学生態学研究センターでの研究集会の実施計画が採択された。現在は、平成30年8月に大津で開催される研究集会の準備を行っている。これまでの調査で得られた知見は新知見を含み、明治初期の日本の淡水・海水域の生態系の復元に寄与するものである。1879年の生態系復元に関わる研究成果を、関心のある研究者と情報共有し、意見交換することは、学術的にも、また社会的にも重要な意義があると考えている。
解剖生理学の進展とヘレニズム期の人間観の展開をめぐる思想文化史的研究

本研究の目的は,紀元前5世紀に経験科学としての基礎を確立したギリシア医学が,前3世紀以降に,解剖生理学の進展にともなって人体の科学へと展開していくプロセスをとおして,ヘレニズム期の人間観の展開にどのような影響をおよぼしたかという問題を解明していくことにあった.本研究においては,ヘロピロス,エラシストラトスに代表される,ヘレニズム初期の医学者たちの解剖生理学に着目した.かれらの人体モデルが,脳中心主義にもとづくヒッポクラテス医学の伝統を受けついでいるという事実を突き止めるとともに,同時代の人間観の形成・展開に新たな論点を提供したことを明らかにした.本研究の目的は,紀元前5世紀に経験科学としての基礎を確立したギリシア医学が,前3世紀以降に,解剖生理学の進展にともなって人体の科学へと展開していくプロセスをとおして,ヘレニズム期の人間観の展開にどのような影響をおよぼしたかという問題を解明していくことにあった.本研究においては,ヘロピロス,エラシストラトスに代表される,ヘレニズム初期の医学者たちの解剖生理学に着目した.かれらの人体モデルが,脳中心主義にもとづくヒッポクラテス医学の伝統を受けついでいるという事実を突き止めるとともに,同時代の人間観の形成・展開に新たな論点を提供したことを明らかにした.本研究の課題は,前5世紀に経験科学としての基礎を確立したギリシア医学が,前3世紀以降に,解剖生理学の進展にともなって人体の科学へと展開していくプロセスをとおして,ヘレニズム期の人間観の展開にどのような影響をおよぼしたかという問題について,古典ギリシア語・ラテン語の文献資料に基づいて,思想文化史的視点に立って,実証的に明らかにしていくことにあった.本研究の第一年目にあたる平成22年度においては,解剖生理学の進展に大きく貢献したとされる初期アレクサンドリアの医学者たちの人体の生理学モデルとその基本的特長の解明を中心とした考察をすすめた.中でも,解剖生理学の立役者の一人とされるカルケドン出身の医学者ヘロピロスに重点をおいて,生物学研究において解剖という手法を学問的方法として確立したアリストテレスや,かれの支持した心臓中心説をコス医学派の脳中心説の伝統に抗して導入したとされるプラクサゴラスと,ヘロピロスとの関係を明確化することによって,この医学者の思想史的位置を明らかにしてきた.年度後半には,この方面の研究に特有とも言える慢性的資料不足を補う目的で,ケンブリッジ大学・古典学部に赴き,関係資料の収集・調査等に精力的に努めるとともに,この方面の専門研究者たちと積極的な意見交換を行なった.以上の研究の諸成果については,英文の学術論文としてとりまとめ,専門の学術雑誌に投稿した.本研究の目的は,前5世紀に経験科学としての基礎を確立したギリシア医学が,前3世紀以降に,解剖生理学の進展にともなって人体の科学へと展開していくプロセスをとおして,ヘレニズム期の人間観の展開にどのような影響をおよぼしたかという問題について,古典ギリシア語・ラテン語の文献資料にもとづいて,思想文化史的観点に立って,実証的に解明していくことにあった.本研究の第二年目にあたる平成23年度においては,第一年目の研究成果をふまえつつ,研究の視座をギリシア古典期からヘレニズム・ローマ期にかけて,数多くの医学者たちや哲学者たちの間でくりひろげられてきた人体の中枢器官をめぐる論争史に広げ,とくに心臓中心説の旗頭(はたがしら)として,ストア派等に大きな影響を与えたとされるアリストテレス(384-322BC)の生理学理論に焦点をあてた.そして,この哲学者の心臓中心説を支持する議論が,ヒポクラテス医学派における脳中心説の伝統を主要な批判のターゲットの一つにしているという事実を,厳密な文献学的考察をとおして明らかにしようと試みた.本年度の後半には,この方面の研究の慢性的資料不足を補う目的で,ケンブリッジ大学古典学部におもむき,関係する資料の収集・調査等に精力的に努めるとともに,この方面の専門研究者たちと積極的な意見交換を行った結果,きわめて多くの有益なアドバイスや提案を得ることができた.本研究の目的は,前5世紀に経験科学としての基礎を確立したギリシア医学が,前3世紀以降に,解剖生理学の進展にともなって人体の科学へと展開していくプロセスをとおして,ヘレニズム期の人間観の展開にどのような影響をおよぼしたかという問題について,古典ギリシア語・ラテン語の文献資料にもとづいて,思想文化史的観点に立って,実証的に解明していくことにあった.本研究の最終年度にあたる平成24年度においては,第一年目・第二年目の研究成果をふまえつつ,研究の範囲をギリシア古典期からヘレニズム・ローマ期にかけて,数多くの医学者たちや哲学者たちの間でくりひろげられてきた人体の中枢器官をめぐる論争史に広げた.とくに心臓中心説の最有力の支持者の一人として,ストア派等に大きな影響を与えたとされるアリストテレスの生理学理論に焦点をあてつつ,この哲学者の心臓中心説を支持する議論が,ヒポクラテス医学派における脳中心説の伝統を主要な批判のターゲットの一つにしているという事実を文献学的考察をとおして明らかにした.その成果の一端については,英文の学術論文としてまとめて,Historia Scientiarum: International Journal of the History of Science Society of Japan,Vol.22-1(2012)に発表した.また,ヘロピロスとともに,初期ヘレニズム医学を代表する医学者エラシストラトスの人体モデルが,ヒポクラテス医学派の脳中心主義の伝統をふまえて確立されたものであるということを,文献学的考察をとおして実証しようと試みた.

その成果の一端は,近く英文の学術論文として,欧文の学術雑誌に投稿・発表する予定である.以上が,本研究の最終年度にあたる平成24年度における研究実績である.平成23年度は,当該研究課題にもとづく研究の第2年目の研究年度にあたるが,研究作業は3年にわたる研究期間全体を視野に入れながら,継続的・段階的に進展しており,所期の目的にそって,ほぼ順調にすすんでいると判断される.本年度の研究成果についても,すでに査読付きの学術雑誌に投稿され,受理されている.24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は,当該研究課題にもとづく研究の最終年度にあたるため,研究成果の最終的なとりまとめ作業を視野に入れながら,最終段階の研究作業に着手する.ヘロピロスとともに,ヘレニズム期の医学の進展に大きな役割をはたしたとされるエラシストラトス(c.320-240BC)の解剖生理学を射程に入れながら,その思想的背景を明らかにするとともに,この医学者と同時代の哲学者たちとの影響関係等についても検証を試みる予定である.24年度が最終年度であるため、記入しない。
画像計測を用いた多軸制御工作機械の空間精度の「自己最適化」の方法論

工作物・工具の姿勢を制御する旋回軸を複数持つ工作機械は,多軸工作機械と呼ばれ,機械加工の高能率化と工程集約のためのキー技術と言える.多軸工作機械の運動精度を高めるために,工作機械が自ら,自分自身の精度,及び加工物を含む加工環境を測定し,それを最適に補正するという,工作機械の「自己最適化」という方法論を構築することを研究の目的とした.画像を用いた直進軸の運動精度の測定システム,及びR-testと呼ぶ測定法により旋回軸の運動誤差を測定するシステムを構築し,それを用いて誤差原因の診断と,誤差補正を自動的に行うソフトウェアを開発した.本研究の目的は,工作機械が自ら,自分自身の精度,及び加工物を含む加工環境をキャリブレーション(較正)し,それを最適に補正するという,工作機械の「自己最適化」という考え方を提案し,それを多軸加工機に適用する方法論を構築することである.初年度はCCDカメラを用いた画像撮影を基礎として,工作機械の2次元運動精度を自律的に測定する方法を構築し,その測定性能を確認するための実証実験を主に行った.本年度は,対象とする工作機械を多軸工作機械に拡張し,その運動精度を自律的に測定する方法として,R-testと呼ぶ新しい測定法を構築した.日本の工作機械メーカは,より付加価値の高い,マシニングセンタ型の5軸加工機や,旋盤型複合加工機に主力を移しつつある.このような機械では,旋回2軸の運動精度が,工作機械の加工精度の支配要因となるため,工作機械自体が旋回2軸の運動精度を「自己最適化」するための測定法を構築することを目的とした.R-testとは,主軸に基準球を取り付け,その3次元変位をテーブルに固定した3つの変位センサで連続測定するもので,主軸・テーブル間の相対変位を高能率に,自動的に測定できる長所がある.従来のR-test装置は接触式の変位センサを用いるのに対し,よりセットアップが容易で,安全で,より自動化に適している非接触式のR-test装置を試作した.3つのレーザ変位計を用いて,測定誤差などの要因を補正した上で,R-test測定を行うためのアルゴリズムを構築し,測定性能を確認するための実験を行った.本研究の目的は,工作機械が自ら,自分自身の精度,及び加工物を含む加工環境をキャリブレーション(較正)し,それを最適に補正するという,工作機械の「自己最適化」という考え方を提案し,それを多軸加工機に適用する方法論を構築することである.平成23年度は,CCDカメラを用いた画像撮影を基礎として,工作機械の2次元運動精度を自律的に測定する方法を構築し,その測定性能を確認するための実証実験を主に行った.平成24年度は,対象とする工作機械を多軸工作機械に拡張し,その運動精度を自律的に測定する方法として,R-testと呼ぶ新しい測定法を構築し,工作機械自体が旋回2軸の運動精度を「自己最適化」するための測定法を構築した.本年度は,R-test測定を基礎として,誤差原因が機械のどこにあるかを診断し,それを数値的に補正する手法を構築し,そのソフトウェア化を行った.工作機械が自律的に自らの運動精度を測定し,得られた測定データを処理して,CNC制御システムの補正マップを出力するシステムを構築した.5軸制御加工機には,テーブル旋回形,主軸旋回形,テーブル・主軸旋回形,旋盤型複合加工機など,様々な軸構成があり,それぞれ異なる誤差診断のアルゴリズムが必要とされる.本年度は,自己最適化の実用化を目指し,様々な形態の5軸制御加工機を対象とした誤差診断アルゴリズムをシステム化した.また,上記の様々な形態の5軸制御加工機を対象として,実際に測定及び補正実験を行い,構築したシステムの実証実験を行った.工作物・工具の姿勢を制御する旋回軸を複数持つ工作機械は,多軸工作機械と呼ばれ,機械加工の高能率化と工程集約のためのキー技術と言える.多軸工作機械の運動精度を高めるために,工作機械が自ら,自分自身の精度,及び加工物を含む加工環境を測定し,それを最適に補正するという,工作機械の「自己最適化」という方法論を構築することを研究の目的とした.画像を用いた直進軸の運動精度の測定システム,及びR-testと呼ぶ測定法により旋回軸の運動誤差を測定するシステムを構築し,それを用いて誤差原因の診断と,誤差補正を自動的に行うソフトウェアを開発した.本研究の目的は,工作機械が自ら,自分自身の精度,及び加工物を含む加工環境をキャリブレーション(較正)し,それを最適に補正するという,工作機械の「自己最適化」という考え方を提案し,それを多軸加工機に適用する方法論を構築することである.その実現のために本年度は,CCDカメラを用いた画像撮影を基礎として,工作機械の2次元運動精度を自律的に測定する方法を構築した.本年度に試作した,測定装置の概要は以下の通りである.工作機械の主軸にCCDカメラを取り付け,テーブル上に撮影対象を固定する.撮影対象として,ガラスプレート上にグリッド(格子)状の金属線が蒸着されているガラス・グリッドを用いた.撮影された画像内の格子点の位置を,画像処理によって算出するソフトウェアを開発した.目標測定精度は,一般的なマシニングセンタの運動精度を考慮し,本年度では1マイクロメータとした.開発した測定器の測定性能の評価実験を行った.最初に,工作機械送り系の静的な2次元位置決め精度,すなわち工作機械を指令位置に停止したときの位置精度の測定実験を行った.

直定規と変位センサを用いた測定や,交差格子スケールなど,従来工作機械の精度検査に用いられている測定法と,同等の測定精度が得られることを示した.さらに,工作機械送り系の動的運動精度,すなわち運動しているときの軌跡精度の測定実験を行った.直進軸の運動精度の測定に加え,旋回軸の運動精度の測定も行った.従来の測定法では,旋回軸の様々な運転精度を測定するためには,それぞれ別の測定器を用いなくてはいけないのに対し,画像を用いた測定では,ひとつのセットアップで様々な誤差の測定が行えることを,実験で示すことができた.一回のセットアップで多くの測定が行えることは,工作機械自体が自動的に精度キャリブレーションを行う「自己最適化」の考え方を実現するために,必要不可欠である.本年度は,レーザ変位計を用いて非接触式のR-test装置という,新しい測定器を試作し,その測定性能を確認するための実験を行った.接触式の変位計を用いる場合と比べて,球位置の変位を測定するためのアルゴリズムはより複雑になるが,新しいアルゴリズムを提案し,ソフトウェア開発を行った.R-test測定の結果を用いて,工作機械の旋回軸の「誤差マップ」を作成する方法論を構築し,測定・診断を行うソフトウェアの開発に取り組んだ.R-testを用いた「自己最適化」のひとつの適用例として,工作機械を連続運転するとき,定期的にR-test測定サイクルを実施することで,熱変形が工作機械の運動にどのような影響を及ぼすかを,工作機械の「誤差マップ」の変化という形で表現できることを,実験により示した.R-test測定を基礎とした旋回軸の運動誤差の「自己最適化」の方法論自体は構築でき,その効果の基本的な実験的な検証も行うことができた.ただし,これまではテーブル側に旋回2軸を持つ構造の5軸加工機(本研究室の既存設備)に対象を限定していた.機械の構造が変わると,それに応じて測定法や,診断のアルゴリズム等を変えねばならず,方法論の一般化が必要とされる.本年度は,画像を用いた工作機械の運動精度測定器の開発を主に行い,目標とした測定性能をほぼ達成することができた.市販のCCDカメラとガラスグリッドを基本として,撮影された画像から位置検出を行うためのアルゴリズムとソフトウェアを構築した.また,開発した測定器の測定性能を調べるための実験を行った.静的精度を測定実験(停止したときの位置決め誤差の測定),動的精度の測定実験(運動時の輪郭誤差の連続測定),直進軸の運動精度の測定,旋回軸の運動精度の測定,をそれぞれ行い,直定規と変位センサ,2次元スケールなどの従来の測定器と測定結果を比較することで,本研究で構築した画像を用いた測定システムの測定不確かさの評価を行った.その結果,それぞれの測定において従来の測定器と同等の測定性能を持つことを実験的に示した.従来の測定器と異なり,これらの複数の測定を一度のセットアップで,安全に,効率的に測定することができることを示した.多軸加工機の旋回軸は,組み立て誤差の低減が難しい場合が多いことや,運動精度の測定法が確立されていないことが原因で,直進軸と比べて運動誤差が大きいことが多い.旋回軸の運動誤差が,工具・ワークの相対変位に及ぼす影響は,旋回中心軸からの距離に比例して大きくなる場合が多いので,多くの多軸加工機で支配的な誤差要因となる.工作機械の「自己最適化」という考え方の適用が実用的に必要とされるのは,このような多軸加工機であると考える.次年度の研究の目的は,特にR-test測定を中心として,多軸加工機の旋回軸の運動精度を「自己最適化」するための方法論を完成し,かつそれを実用化するためのソフトウェア環境を構築すること,とする.次年度の目標は以下の通りである.1. R-
光サンプリング時間分解イメージング法の開発

時間分解光サンプリングを用いた超高速時間分解イメージング法を開発した。相対的な外乱を極力抑えるために、単一のブレッドボード上で共通の励起レーザを用いた2台の共振器長可変のモードロックレーザ発振器を構築した。繰返し周波数の高調波を共通のマイクロ波発振器を用いてヘテロダイン周波数変換した後に位相を検出し同期した。同期状態で光強度相関計を用いて測定した結果、自己相関幅70 fsに対して同程度の相互相関幅を長時間安定に得ることができた。この装置を用いた複雑で高度に集積された分子系のイメージングへの適用を行っている。複雑かつ高度に集積された分子系においては、メソスコピックなサイト依存性とダイナミックスの同時測定が重要である。時間分解イメージングでは時間と空間の2つの領域を走査する必要があるが、時間領域を走査する際には従来の超高速分光で一般的に行われている機械的な光学遅延ステージの移動では、高速かつ正確性の高いイメージングは困難である。なぜなら、光学遅延ステージの機械的な移動は時間がかかり、移動によってレーザビームの広がりや重なり具合に変化が生じてしまうからである。本研究では、電気的な遅延時間の制御が可能な光サンプリング法による過渡種のイメージングを提案している。この研究では2台のレーザ発振器を同時に使用する必要があるが、温度調整された同一の光学ブレッドボード上に対称的に配置された2台のモードロックレーザを構築し、相対的な外乱を極力抑えた状態でその共振器長の制御を行う。これまでに同期運転可能なレーザ発振器の設計と構築、モードロック発振の確認と小型圧電素子によるキャビティ長の制御、ヘテロダイン周波数変換とタイムインターバルカウンタによる相対周波数の揺らぎの評価を行った。なぜなら、光学遅延ステージの機械的な移動は時間がかかり、移動によってレーザービームの広がりや重なり具合に変化が生じてしまうからである。本研究では、電気的な遅延時間の制御が可能な光サンプリング法による過渡種のイメージングを提案する。この研究では2台のレーザー発振器を同時に使用する必要があるが、当初計画では既存のレーザー1台と本研究予算にて追加するレーザーキット1台とを使用する予定であった。既存のレーザーの周波数揺らぎをGPS基準周波数源とタイムインターバル・カウンタとを用いて評価した結果、その周波数揺らぎが大きく本研究での目的には十分で無いことが分かった。そこで新規に2台分のレーザーを構築する光学部品を個別に購入し、温度調整された同一の光学ブレッドボード上に構築することにした。特注したレーザー結晶の製造元での問題により納期が大幅に遅れたが、H24年度中に2台のレーザーの組み立てと発振までの調整作業が終わり、現在はその共振器長の制御に取り組んでいるところである。時間分解イメージングでは時間と空間の2つの領域を走査する必要があるが、時間領域を走査する際には従来の超高速分光で一般的に行われている機械的な光学遅延ステージでは、高速かつ正確性の高いイメージングは困難である。なぜなら、光学遅延ステージの機械的な移動は時間がかかり、また移動によってレーザビームの広がりや重なり具合に変化が生じてしまうからである。この研究では2台のレーザ発振器を同時に使用する必要があるが、温度調整された同一のブレッドボード上に共通の励起レーザでポンプした2台のモードロックレーザを配置し、相対的な外乱を極力抑えた状態でその共振器長すなわち繰り返し周波数の制御を行う。また制御回路のジッタを減少させるために、モードロックレーザの繰り返し周波数そのものでは無くその高次高調波を用いて位相同期する。これまでに同期運転可能なレーザ発振器の設計と構築、モードロック発振の確認と小型圧電素子によるキャビティ長の制御、位相同期した2台の繰り返し周波数に対してヘテロダイン周波数変換とタイムインターバルカウンタによる相対揺らぎの評価を行った。本研究では2台のモードロック・チタンサファイアレーザ発振器を同時に使用するが、その位相雑音の多くは励起レーザ由来の雑音,機械的振動や熱変形に由来すると考えられるので、温度調整された単一のブレッドボード上で共通の励起レーザを用いて相対的な外乱を極力抑えた。

その共振器長を電気制御して繰り返し周波数の相対的な位相の制御を行うが、ジッタを減少させるためにモードロックレーザの繰り返し周波数(80 MHz)そのものでは無くその高次高調波を用いる。同期運転可能なレーザ発振器の設計と構築を行い、繰り返し周波数の160次の高調波を共通のマイクロ波発振器を用いてヘテロダイン周波数変換し、高感度に位相を検出して同期させた。2台のレーザの同期状態は市販の回転ミラー型自己相関計を改造した相互相関計を用いて測定した。負帰還の制御帯域が10 kHz以下であるにもかかわらず、自己相関幅70 fs(半値全幅)に対して同程度の相互相関幅を30分以上安定に継続して得ることができた。時間分解光サンプリングを用いた超高速時間分解イメージング法を開発した。相対的な外乱を極力抑えるために、単一のブレッドボード上で共通の励起レーザを用いた2台の共振器長可変のモードロックレーザ発振器を構築した。繰返し周波数の高調波を共通のマイクロ波発振器を用いてヘテロダイン周波数変換した後に位相を検出し同期した。同期状態で光強度相関計を用いて測定した結果、自己相関幅70 fsに対して同程度の相互相関幅を長時間安定に得ることができた。この装置を用いた複雑で高度に集積された分子系のイメージングへの適用を行っている。H25年度に耐震改修工事に伴う実験室の移転がありH26年度はレーザの立ち上げと再調整に多くの時間を要したが、レーザ装置のパフォーマンスは元通りに戻り相対揺らぎを減少させるために繰り返し周波数の高次高調波を用いて位相同期を行うように制御方法を変更した。結果、相対揺らぎは現有の電気的測定法で測定できる限界に達しており、現在はレーザパルスのチャープを補償した後に光学的に測定しながら改良を行っている。数物系科学期間延長した最終年度のH27年度は、制御方法を更に改良し位相同期の相対揺らぎをパルス幅に比べて十分少なくすると共に、当初計画で予定していた光サンプリング法による分光イメージングへの適用を行う。H25年度には耐震改修に伴う実験室・研究室の移転があり、その実験室の設計などの準備や移設と本研究課題以外の各種装置の立ち上げも含めて約半年の長期間を要した。移設後の現在は、本研究課題で使用しているレーザの立ち上げと再調整を行っている。H24年度中にレーザーシステムを構築しその遅延時間の制御まで行う計画であったが、先に述べたレーザーシステムの見直しとレーザー結晶の納品の遅れなどにより、やや遅れが生じている。初年度発注の米国製レーザ結晶のメーカー側原因による納品の遅れ(予定納期3ヶ月に対し約6ヶ月の遅れ)とH25年度の耐震改修工事による研究室移転(5月に移転先が決まり、実験室設計と移設業者との調整に1ヶ月、11月に搬出入し121月末は各種装置立ち上げ・調整)により当初計画と比して大幅な遅れが生じた。ほぼ完成済みのレーザシステムを用いた時間分解イメージング測定が未だ行えていないため未使用額が生じた。キャビティー長による遅延時間の制御については基本的な部分がH25年度に既に完成しているが、上記に述べたレーザの再調整を出来るだけ早期に終了し、分光イメージングへの適用を行う。
精神科訪問看護における患者からの暴力に対する訪問看護師のスキルに関する研究

精神科訪問看護師は訪問看護の利用相談の段階から「利用者の暴力に関する情報を積極的に収集する」等の技術を用い、「暴力行為の既往あり」等の暴力発生に係る情報を得ると「暴力発生のリスクあり」と判断し、暴力発生への警戒を高めていた。訪問前の電話連絡の段階、訪問してケアを実施する段階では得られる情報が多くなるが、暴力発生に係る情報に着目し、情報に応じて判断し警戒を高めていた。また暴力発生のリスクが次第に高まったエピソード、訪問前から暴力発生のリスクが高いエピソード、突然の暴力発生のエピソードなど、現場で発生する多様な暴力に対し、暴力発生を回避する、発生した暴力の衝撃を低減する様々なスキルを実施していた。平成25年度は、本研究課題に2施設6名の精神科訪問看護師に参加協力を得た。研究対象の性別は男性1名、女性5名で、年齢は4060歳代、看護師経験期間は530年、精神科訪問看護の経験期間は510年であった。研究対象者には、精神科訪問看護の利用者からの暴力が発生したエピソードについて語ってもらうことを中心に、半構造化面接を実施した。その音声データの質的帰納的分析から、下記13における精神科訪問看護師のスキルとして、観察、判断、技術・実践をそれぞれ抽出した。1精神科訪問看護師が利用者からの暴力を予防するための観察として(訪問前電話での対応状況)(利用者の言動)(利用者の表情)、判断として「訪問看護の受け入れの良い/悪い」、用いる技術・実践として<訪問看護に関する利用者のイメージを得る>などを抽出した。2利用者からの暴力が発生するリスクが高い状況での観察として(利用者の言動)(利用者の精神症状)、判断として「興奮している」「興奮はいずれ鎮まる」、用いる技術・実践として<利用者と距離をとる><時間の経過を待つ><傾聴する>などを抽出した。3利用者からの暴力が発生した状況での観察として(利用者の言動)(利用者の精神症状)、判断として「利用者が何らかの不満を有している」、用いる技術・実践として<自身の情動のコントロール><傾聴する><利用者のニードを探る><利用者を医療につなげる声かけ>などを抽出した。平成24年度は2施設5名の精神科訪問看護師に参加協力を得た。全員女性で年齢は3040歳代、看護師経験年数は1223年、精神科訪問看護経験年数は59年であった。インタビューから暴力が発生する危険を感じた1事例とそのエピソード、暴力が発生した5事例とそのエピソードを得た。エピソードごとに精神科訪問看護師が観察した情報、判断、判断に影響を与えた要因、実践について分析した。そのうち暴力が発生する危険を感じた事例Aのエピソードの一部を示す:()は精神科訪問看護師が観察した情報、[]が看護師の判断、【】が判断に影響を与えた要因、<>は実践。事例Aの一部:精神科訪問看護師が利用者の服薬状況を確認していたところ、利用者が(台所に消えるという行動)(殺気だった雰囲気)を観察した。これまでに利用者が【目の前からいなくなったことが無い】こともあって、精神科訪問看護師は[刺されるかもしれない]と判断し、同時に[訪問看護が利用者を追い詰めている]と判断した。そして利用者の(目が据わっていること)(表情の固さ)を観察しつつ、利用者に<医師に訪問看護を中止したい思いを伝えるように説明する>、利用者を<追い込まないよう退出する>ことを実施し、訪問を終了した。事例B・Fは利用者の病状悪化に伴って身体的暴力を受けたエピソード、事例Cは利用者が飲酒状態で性的暴力を受けたエピソード、事例Dは利用者の病状悪化に伴い言語的暴力を受けたエピソード、事例Eは利用者が飲酒状態で言語的暴力を受けたエピソードであった。エピソードの分析から、精神科訪問看護師は利用者の不調など暴力の危険性の高まりに気付いた時点から、暴力の危険性に関する情報を的確に得よう、重要な情報を選択しようとすると考えられた。また新たな情報を得るたびに暴力の危険性に関する判断を繰り返し、危険性に関する短期的な見通しを積み重ねていくと考えられた。平成26年度は計2名の精神科訪問看護師に研究への参加協力を得て、平成2426年度の研究期間中に、計13名の精神科訪問看護師に参加協力を得た。研究目的1:利用者からの暴力を防ぐべく、普段から観察するポイントとして、初回訪問のように訪問期間が短い利用者に関しては、「利用者の暴力行為の既往」「利用者の犯罪歴の既往」に着目していた。また「利用者の言動」「利用者の表情・雰囲気」「普段とは異なる利用者の行動・反応・状況」など、利用者のバーバル/ノンバーバルな情報にも着目していた。

他にも「利用者の精神状態」「利用者の服薬状況」「利用者の飲酒状況」など、暴力発生に影響する要因に着目していた。また普段からの判断のポイントとして、「利用者の暴力行為の既往」「利用者の犯罪歴の既往」がある場合、精神科訪問看護師は利用者からの暴力が発生するリスクが高いと判断し、研究目的2:リスクが高い状況でのスキルを実践していた。他にも利用者の「精神状態が悪い」「服薬状況が不良」「飲酒傾性」である場合には、精神科訪問看護師による観察・積極的な情報収集で得た情報と利用者のこれまでの経過を比較することを通じて、暴力のリスクが高い、と判断していた。普段からの技術として、「利用者との信頼関係を構築する」ことが最も重要視されていた。また「利用者の暴力に関する情報を積極的に収集する」「訪問時の状況について他の看護師から積極的に情報を収集する」「利用者の対人関係の取りかたについて積極的に情報を収集する」ことを実践していた。つまり訪問することで得れる表面的な情報に留まらず、暴力に関連する要因について積極的・能動的に情報収集することが実践されていた。研究目的2:暴力が発生するリスクが高い状況でのスキル、研究目的3:暴力が発生した状況でのスキルについては、紙面の都合上、成果報告書ならびに学術誌への発表で報告するものとする。研究成果を広く周知するためのWebページを現在作成中精神看護学平成25年度中に精神科訪問看護師10名に参加協力を得て研究データを収集する予定であったが、本研究課題に投じるエフォートが十分に確保できなかったことから、目標とする研究対象者数に達しなかった。また平成24年度の達成度に表記したように、暴力発生に至るまでのパターンが幾つか存在することについて、パターンごとのエピソードを収集・集積したいと考えていたが、平成25年度に収集・集積できたパターンには偏りがあり、十分な分析に至ることが難しいパターンがある。平成24年度に研究対象者10名からデータを収集する予定であったが、研究に投じるエフォートが十分に確保できなかったことから、目標とする対象者数に到達しなかった。また暴力が発生するまでのパターンが複数存在したことから、それぞれのパターンにおける精神科訪問看護師のスキルを描く必要性が考えられた。現段階では同じパターンに属するエピソードを複数収集できていない。そのため同じパターンに属する複数のエピソードを収集できるようデータ収集に配慮する必要がある。平成25年度よりも、本研究課題にエフォートを確保できるよう日頃の業務を見直し、研究課題に邁進できるよう努力する。平成26年度は本研究課題の最終年度であることから、概ねデータの分析ならびに発表に充てる予定であった。しかし研究計画の遂行に遅れが生じているため、当初予定していた研究対象者数20名からデータを得ることを目標にしつつ、暴力発生に至るまでのエピソードのパターンに配慮して、研究データを収集・分析する予定である。平成25年度は本研究に投じるエフォートが十分に確保できる見通しであることから、目標とする研究対象者数からデータを収集できるよう、また暴力が発生するまでのパターンごとに精神科訪問看護師のスキルが抽出できるよう研究計画を遂行する予定である。平成25年度は本研究課題の遂行に十分なエフォートを投入できなかったため、研究データの収集に必要な交通費等を支出額が少なかった。
ナノセラミック触媒による二酸化炭素からのナノカーボン創製

セラミックのナノスケール化を行い、これによって、比表面積を大幅に向上させたナノセラミックの創製を試み、その二酸化炭素吸着特性について調べた。ナノサイズ化によって、通常のセラミックに比べ100倍以上の比表面積を有するナノセラミックの創製に成功した。このナノセラミックに対し、二酸化炭素を導入すると、同様に通常のセラミックと比べ、200300倍もの吸着量となった。これは他の細孔体と比べても高い吸着密度となり、吸着された構造は室温においても、二酸化炭素の固体構造が発現した。また、二酸化炭素の脱着時に通常みられないヒステリシスを有することから、化学吸着したことが示唆される。主要な温室効果ガスの二酸化炭素排出量の増加により、地球温暖化が加速的に進んでいる。そのため、二酸化炭素分離除去技術の構築は最重要課題となっている。本研究では数nmの粒子径を持つチタン酸バリウム系ナノセラミック粒子を創製することにより、室温付近の低温において極めて高い二酸化炭素吸収を示す固体吸収材を開発することを目的に研究を行っている。ナノセラミックとしてナノサイズのチタン酸バリウム系ナノ結晶の合成を水熱ゾルゲル法、及び活性炭中での水熱ゾルゲル法によって行っている。これにより、1000 nmの結晶性セラミックに対し、100, 10, 1 nmオーダーのセラミックの調整に成功した。1.ナノセラミック調整:水熱ゾルゲル法を駆使して、ナノサイズのセラミックを調製することに成功し、条件の違いにより、100, 10, 1 nmオーダーの比較的均一なセラミックナノ粒子の創製に成功した。2.ナノセラミックによる二酸化炭素吸収性の評価を吸着等温線測定によって行ってきており、微小ナノセラミックでの著しく高い吸収能を見出している。今後、種々のセラミック試料に対し測定を行っていく必要がある。主要な温暖化ガスの二酸化炭素排出量の増加により、地球温暖化が加速的に進んでおり、二酸化炭素分離除去技術の構築は最重要課題となっている。本研究では数ナノメートルオーダーの粒子径を有するチタン酸バリウムナノ粒子を創製することにより、室温付近の温度領域で極めて高い二酸化炭素吸収を示す固体吸収材を開発することを目的に研究を行っている。チタン酸バリウムの活性炭素繊維中での水熱合成、バルク中での水熱合成、固相反応法による合成によって、それぞれ1 nm, 10 nm, 1000 nmの粒子径を有するナノセラミックの創製に成功した。これらに対する二酸化炭素吸着量を273ー363 Kの温度範囲で調べたところ、1000 nmの結晶性のセラミックでは吸着量が極めて小さいのに対し、1, 10 nmのナノセラミックでは、その100倍程度二酸化炭素を吸着することが明らかとなった。また、ナノセラミックのナノ空間中への吸着密度で比較すると従来の細孔体のレコードバリューと同程度の吸着能を示した。通常みられない二酸化炭素の吸着ヒステリシスを有することから、二酸化炭素と強い相互作用を持っていることが明らかとなった。一方で、個の吸着ヒステリシスは低圧側では閉じ、十分に脱着することから、化学吸着と物理吸着の中間の性質を有することが示唆される。さらに、従来の細孔体は二酸化炭素の吸着温度が上がるとその吸着密度が著しく低下するのに対し、このナノセラミックは60°C程度の高温領域においても吸着量が大きく減ることなく、維持することのできる強い吸着ポテンシャルを有していることが示唆された。これらのことから、本研究で創製したナノセラミックは二酸化炭素と強い相互作用を示し強く吸着するが、二酸化炭素を脱離させたいときは減圧させるだけで脱着させることのできる理想的な材料である。ことが明らかとなった。ナノメートルからマイクロメートルオーダーの異なるサイズのチタン酸バリウムセラミックの合成に成功しており、その特異的な吸着特性を見出している。また、X線構造解析により、二酸化炭素固体様の構造が発現されていることが明らかとなった。これまでで、種々のナノサイズのセラミックの創製に成功している。しかしながら、収量が極めて少ないため、これらを効率よく量産して行く必要がある。また、ナノセラミックに対し、高い二酸化炭素吸収性能を見出しているが、今後種々のナノセラミックに対し、テストしていく必要がある。さらに、脱離性の評価、触媒的反応性の評価について、次年度以降検討していく。高い吸着特性が見出されており、極めて強い吸着ポテンシャルを有していることが明らかとなっている。この特性を利用し、今後触媒的反応特性の評価を行っていく。物理化学