hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
エキシマレーザーによるセラミックスの超微細加工に関する研究

本研究の目的は,超伝導セラミックスをはじめとする酸化物系ならびに非酸化物系セラミックスを使用し,紫外線エキシマレーザーによりミクロンサイズの要求するパターン構造を製作する技術を確立することである.研究実績・成果をまとめる.1.セラミックスのレーザー加工(1)エキシマレーザー加工システムレーザー光の良質化に関する知見,回析モアレセンシングによる資料位置決めの高精度化に関する知見を得た.レーザー加工システムの最適化に関する基本特性を蓄積した.(2)セラミックス材料の作製YBaCuO系超伝導体ならびにセラミックス-金属系傾斜機能材料を作製した.作製条件を変えた種々の資料を準備した.(3)セラミックスのレーザーアブレーションストリークカメラ画像処理システムによりアブレーションプルームを可視化し,アブレーション機構の解明を行なった.(4)エキシマレーザーによる超微細加工レーザー加工パラメータの最適条件を探り,ミクロサイズの加工ならびに表面処理実験を行った.セラミックスの非熱光化学反応過程による微細加工をエキシマレーザーアブレーション加工で実現した.2.総合キャラクタリゼーション三次元形状計測システムを用いて加工部の幾何学的形状,表面粗さ等の品質の検討を行った.電子顕微鏡で組成分布の解析を行った.光音響診断システムで形状ならびに材料組成診断を行った.3.成果のまとめ研究成果を学会誌・国際会議・学会研究会で発表し,報告書を作成した.本研究の目的は,超伝導セラミックスをはじめとする酸化物系ならびに非酸化物系セラミックスを使用し,紫外線エキシマレーザーによりミクロンサイズの要求するパターン構造を製作する技術を確立することである.研究実績・成果をまとめる.1.セラミックスのレーザー加工(1)エキシマレーザー加工システムレーザー光の良質化に関する知見,回析モアレセンシングによる資料位置決めの高精度化に関する知見を得た.レーザー加工システムの最適化に関する基本特性を蓄積した.(2)セラミックス材料の作製YBaCuO系超伝導体ならびにセラミックス-金属系傾斜機能材料を作製した.作製条件を変えた種々の資料を準備した.(3)セラミックスのレーザーアブレーションストリークカメラ画像処理システムによりアブレーションプルームを可視化し,アブレーション機構の解明を行なった.(4)エキシマレーザーによる超微細加工レーザー加工パラメータの最適条件を探り,ミクロサイズの加工ならびに表面処理実験を行った.セラミックスの非熱光化学反応過程による微細加工をエキシマレーザーアブレーション加工で実現した.2.総合キャラクタリゼーション三次元形状計測システムを用いて加工部の幾何学的形状,表面粗さ等の品質の検討を行った.電子顕微鏡で組成分布の解析を行った.光音響診断システムで形状ならびに材料組成診断を行った.3.成果のまとめ研究成果を学会誌・国際会議・学会研究会で発表し,報告書を作成した.超伝導セラミックスをはじめとする酸化物系,非酸化物系セラミックスを使用し,紫外線エキシマレーザーにより,ミクロンサイズの要求するパターン構造を製作することを目的としている.本年度の研究実績をまとめる.1.エキシマレーザー加工システムの構築マスク投影法による光学系,マスクなどの機械要素,コンピュータ制御のためのインターフェイスならびにプログラムソフト,などを設計製作し,加工システムを構築した.レーザー光の良質化に関する知見,試料位置決めの高精度化に関する技法,ならびにレーザーシステムの基本特性を蓄積した.2.セラミックス材料の作製準備YBaCuO系超伝導体として,薄膜を高周波マグネトロンスバッタリング装置を使用して作製し,バルクを固相反応法で作製した.カオリン-鉄の傾斜機能材料として,固液分離工学の手法を導入した段階的添加法により厚手材料の作製を可能とした.作製条件を変えた種々の試料を準備した.3.セラミックスのレーザーアブレーションアブレーション速度に関わる加工パラメータの最適化実験を試みた.ストリークカメラ画像処理システムの構築をした.4.エキシマレーザーによる超微細加工レーザーパラメータの最適条件を探り,ミクロンサイズのスロットおよび穴の加工実験を行った.5.キャラクタリゼーション三次元形状計測システムを構築し,加工部の幾何学的形状,表面粗さ等の品質の検討を行った.電子顕微鏡で組成分布の解析を行った.光音響診断システムで形状ならびに材料組成診断を行った.検査ならびに計測の技法ならびにシステム開発に関して知見を得た.また,評価データを蓄積した.本研究の目的は,超伝導セラミックスをはじめとする酸化物系,非酸化物系セラミックスを使用し,紫外線エキシマレーザーにより,ミクロンサイズの要求するパターン構造を製作する技術を確立することである.研究実績をまとめる。1.セラミックスのレーザー加工(1)エキシマレーザー加工システムレーザー光の良質化に関する知見,試料位置決めの高精度技法に関する知見ならびにレーザー加工システムの最適化に関する基本特性を蓄積した.(2)セラミックス材料の作製YBaCuO系超伝導体ならびにセラミックス-金属系傾斜機能材料を作製した.作製条件を変えた種々の試料を準備した.(3)セラミックスのレーザーアブレーションストリークカメラ画像処理システムによりアブレーション機構の解明を行い,アブレーション速度に関わる加工パラメータの最適化実験を試みた.(4)エキシマレーザーによる超微細加工レーザー加工パラメータの最適条件を探り,ミクロンサイズの加工ならびに表面処理実験を行った.セラミックスの非熱光化学反応過程による微細加工をエキシマレーザーアブレーション加工で実現した.2.総合キャラクタリゼーション三次元形状計測システムを用いて加工部の幾何学的形状,表面粗さ等の品質の検討を行った.電子顕微鏡で組成分布の解析を行った.光音響診断システムで形状ならびに材料組成診断を行った.3.成果のまとめ研究成果を学会誌・国際会議・学会研究会で発表し,報告書を作成した.
ウイルス性白血病の発症機構の解析

近年癌遺伝子及びウイルスゲノムについては精細な分子生物学的知見が集められているが、白血病の発症機構は十分に解明されていない。本研究班の目的は集積された分子生物学的知見をふまえた上でマウス及びヒトのウイルス性白血病の発症機構を解明しようとするものである。本年度の研究実績は下記の通りである。1.標的細胞のウイルス感受性を決定するFv-2遺伝子の産物をとらえる手段として、ラットを用いて特異的抗血清の作製を試みたが成功していない(小高,甲斐)。2.F-SFFVの3'側の一部をヘルパーの対応部分と交換して再構成ウイルスを作ったところ、産生される糖蛋白の性伏に変化を生ずるとともに発病力を失った。このウイルスから復帰して発病力をもったウイルスは塩基配列に変化を生じている。現在発病力との関係を検討中である(井川)。3.F-MuLVがラットに白血病を起す場合に、特定の染色体上の位置に組み込まれるか否かを検討したがまだ結論を得ていない(石本)。4.HTLV-1ウイルスを組込んだヒト細胞では組込まれたウイルスゲノムの数が次第に増加する。この際一時的な核外遺伝子の出現があることがわかった。このようなゲノム増加が腫瘍のprogressionに関係するものと考えられる(平松)。5.A-MuLVの温度感受性変異株をとり、Bリンパ球をトランスフォームさせた。この細胞は低温では末熟細胞であるが高温で培養すると、ウイルス癌遺伝子の活性低下、細胞癌遺伝子c-mycの発現減少、免疫グロブリンの産生がおこる(竹森)。この実験系は腫瘍化と分化、あるいはウイルス性癌遺伝子と細胞性癌遺伝子との関係を知るために、好適なモデルになると期待される。6.外来性ウイルスと内在性ウイルスとの組換え型ウイルスは集蒐中である(甲斐)。
Gravity Induced Fieldの研究

本研究は、荷電粒子の等価原理検証実験で原理的な制限となるGravity Induced Field(GIEF)の実証実験である。GIEFは10^<-6>V/mと非常に小さく、直接計測が難しいため、本研究では金属円盤を高速回転させて強い遠心力を加えることで、等価的に大きなGIEFを作り、有意に計測できるように工夫した。本研究での原理的な課題は、円盤内の電子が周囲の磁場によりローレンツカを受けてしまうことで、これは0.1G以下に抑える必要がある。高速回転モーターの漏れ磁場調査およびパーマロイ製磁気シールドの導入によりこの要請を達成した。また、0.1Gの磁場環境で十分観測可能なGIEFを作り出すためには500Hzで円盤を回転させる必要がある。このため、ターボ分子ポンプを改良した高速回転円盤システムを製作し、この回転速度での回転に成功した。GIEFで誘起される電位は静電位であるため、非接触測定が必要である。このため、センサーとして静電容量電位計を製作し、振動電極からの出力をロックイン検波することで高精度の計測を実現した。このセンシング方法を用いて円盤中心部と端部の電位を比較することでGIEFにより誘起された電位計測を行った。測定結果は、おおよそ理論が予測する範囲(約1桁の幅がある)に入っているものの、振動電極を駆動するピエゾからの漏れ電場が大きなノイズを作り、十分な精度を有した計測に至らなかった。現在ピエゾを用いずに回転円盤自身の変動を用いて振動電位を得るよう改造し、再計測を行っており、ほぼ期待通りの精度がえられつつある。なお、これらの結果は日本物理学会で報告し、最終結果は専門誌に投稿する予定である。本研究は、荷電粒子の等価原理検証実験で原理的な制限となるGravity Induced Fieldの実証実験である。Gravity Induced Fieldは10^<-6>V/mと非常に小さく、直接計測が難しいため、本研究では金属円盤を高速回転させて強い遠心力を加えることで、等価的に大きなGravity Induced Fieldを作り、有意に計測できるように工夫した。本年度は、高速モーター、回転円盤、振動容量電位計、磁気シールドの制作などハードウェアの整備を行った。高速モーターはターボ分子ポンプの磁気軸受け部を転用し、およそ500Hzの高速回転が実現できる見込みが得られた。このような高速で金属円盤を回転させると、遠心力で円盤の弾性破壊が生じる可能性がある。そこで、遠心力と引っ張り強度がうまく釣り合うような形状を検討し、ガウシアン関数形状が適していることが分かった。この検討に基づき、ジュラルミン製のガウシアン関数形状円盤を制作した。振動容量電位計はACフィードバック型を採用し、電位の0点計測を実現できるようにした。Gravity Induced Filedの実測で最も大きな障害となるのは、高速モーター等からの漏れ磁場である。回転円盤に垂直に存在する磁場は、円盤内の電子にローレンツカを与え、Gravity Induced Fieldと同様な電位差を生じてしまう。計算の結果、円盤にかかる磁場は0.1Gauss以下に抑えなければならないことが明らかとなった。この結果に基づき、パーマロイ製の磁気シールドを制作した。現在漏れ磁場および磁気シールド効果の計測中であり、この結果は学会で報告することを検討している。
塑性流動の新理論に向けての統計力学と流体力学のコラボレーション

粒子同士が互いの動きを邪魔することによって身動きがとれなくなり系全体の動きが遅くなる現象を扱う一手法を、流体力学と統計力学のコラボレーションによって編み出した。1次元系における例題としての一列縦隊拡散の問題において、この手法の有効性を示し、遅いダイナミクスのもとになっている協同運動をとらえることに成功した。歯磨き粉やマヨネーズなどが示す、弱い外力に対しては固体となり強い外力に対しては液体となって流動する現象(塑性流動)の理論の新展開を目指し、6回に及ぶコラボレーションセミナーを実施した。素粒子論から食品工学まで幅広く講師を招いて新しい可能性について議論する一方、塑性流動は「やわらかいガラス」の特徴であり、ガラス系の統計物理という大きな枠組みのなかで考えるべき問題であることから、この分野で活発に研究されているモード結合理論(MCT)に着目し、MCT方程式の導出過程を詳細に検討した。特に、乱流における直接相互作用近似(DIA)の原型である「ある時刻に直接相互作用を切断する」という手法をほぼそのままガラス系に適用することで、MCT方程式を再導出した。ただし、ガラス系と乱流の重要な違いが、揺動散逸関係式との整合性をとる段階で現れる。乱流では、外力のランダム性は重要ではなく、決定論的な基礎方程式が非粘性切断系(ITS)と呼ばれる系を内包していて、これが熱浴の役割を果たす。ITS自体は、揺動散逸関係式との整合性に関して特異的に良い性質をもつ系であり、裏を返せば、問題の所在はITS的でない場合の扱いにある。この観点から、ITSから外れた非平衡定常系としての強制乱流や、同じく非平衡な剪断粉粒体系に対して、拡張された揺動散逸関係式を導出し、統計理論との整合性を問う研究を進めている。他方、MCTが無力となる簡単な例題として、一列縦隊拡散(SFD)の連続体理論がある。我々は、この問題ではラベル変数を用いた再定式化が有効であり、少なくとも希薄極限で正しい結果が得られることを見出した。今後この結果を有限密度あるいは高次元に拡張できれば、新理論の糸口となり得る。さらに巨視的現象論側からの手がかりとして、ペーストの加振実験やレオロジー的な考察を進めている。練り歯磨きやマヨネーズは、弱い外力に対しては固体的に応答するが、強い外力に対しては液体となって流動する。この現象(塑性流動)の理論の新展開を目指し、ペーストを用いた実験を進める一方、年度内に5回のセミナー(第7回第11回)を実施した。総括となる6回め(第12回)のセミナーは東日本大震災で延期されたため、予算の一部を繰り越し、論文掲載報告を含めて2012年6月に研究会として開催した。我々は第一に、密度場のゆらぎのダイナミクスをラベル変数で書き直すアイディアを検討した。このアイディアの有効性を試すため、一列縦隊拡散(SFD)すなわち1次元ブラウン粒子系に追い越し禁止相互作用を入れた系の異常拡散(遅い拡散)をこの方法で扱ってみた。現在の液体論の定石であるモード結合理論(MCT)は、この異常拡散をとらえることができない。他方、ラベル変数の方法では異常拡散が正しくとらえられ、さらに有限密度の効果や外場の効果を含めた拡張も可能であることが分かった。今後、この方法を発展させることで、MCTをラベル変数で書き直すことが可能になり、新理論への道が開けるものと期待できる。第二に、我々は、乱流での非平衡な揺動応答関係式(FRR)について検討した。液体論のMCTは、乱流理論の直接相互作用近似(DIA)と密接な関係があり、どちらも直接の結果は相関関数と応答関数の連立方程式の形になる。ところが、乱流は非平衡系であるのに、DIAからは、平衡系と同じ形のFRR(応答関数∝相関関数)が出てくる。この結果の可否を問うため、我々は、疎結合シェルモデルを用いて乱流でのFRRを数値的に調べた。数値計算の結果は、慣性領域では比例関係が成立し、粘性領域では分布関数の非ガウス性に伴って比例関係が崩れることを示唆している。今後、さらに詳細な数値的検討をおこなう一方、乱流の非平衡FRRについて何らかの有用な関係式を導出し、MCT/DIAの改良の糸口とすることを目指す。練り歯磨きやマヨネーズなどが示す塑性流動を微視的に解明する新理論を目指し、5回のセミナー(第13回-第17回)による検討をおこなった。なお、14回目のセミナーは、震災によって延期となった第12回セミナーを兼ねる形で、日本大学での研究会として実施した。まず我々は、今まで開発してきたラベル変数の方法を発展させ、この方法が濃密コロイド系に対する新理論につながる可能性を示した。我々の手法は、既に、斥力相互作用する1次元Brown粒子系の遅い拡散を正しく再現できることが分かっている。この方法を用いて、我々は、ある時間経過のあいだに2つの粒子がおこなう変位の相関を計算し、ここから協同運動の様子を読みとれることを示した。2粒子変位相関は4点相関の一種であり、これを通常のモード結合理論(MCT)で扱うのは極めて難しい。

今回の結果は、我々の手法とMCTを融合させることによって、協同運動を捉える新手法への道が開けることを示唆している。塑性流動の解明のためには、さらに、濃密コロイド系に剪断外力を加えた時の応答を知る必要がある。これは非平衡定常状態の問題であり、そこでは揺動応答関係(FRRあるいはFDT)が平衡系の場合と異なるという問題が、MCTの適用を困難にしている。この問題に対する解決の糸口を得るため、我々は、乱流の力学系モデルであるシェルモデルに揺動力を加えて速度相関と応答関数を計算した。計算の困難さにより、結果は未だ予備的ではあるが、応答関数が平衡系FRRに従わず、むしろHarada-Sasa関係式と整合するらしいことが示された。この数値実験や、ペーストの塑性流動における記憶効果の未破壊検出実験により、我々の新手法を塑性流動の新理論に昇華させるための基礎となる結果が得られつつある。
免疫系・血液系細胞の発生における細胞動態とその制御機構の解明

これまで、私たちは、ケモカインCXCL12とその生理的受容体CXCR4が、Bリンパ球の産生、体発生における造血幹細胞の骨髄へのホーミング(移動、定着)に必須であることを明らかにした。更に、成体骨髄において、CXCL12を高発現する細網細胞の一種(以下CAR細胞)を同定した。本研究では、MxCre/loxPによる誘導性遺伝子欠損マウスシステムを用いて、成体のCXCR4遺伝子を欠損させ、成体骨髄の造血におけるCXCL12-CXCR4シグナルの役割を解析した。誘導性CXCR4遺伝子欠損マウス骨髄の造血幹細胞数は、対照マウスと比較して著明に減少しており、CXCL12-CXCR4シグナルは、成体骨髄において、造血幹細胞数の維持に必須であることが明らかになり、CAR細胞が造血幹細胞のニッチである可能性が示された。一方、近年、I型インターフェロンを多量に産生し抗ウイルス免疫に重要であると考えられている形質細胞様樹状細胞が新しい免疫担当細胞として同定された。私たちは、誘導性CXCR4遺伝子欠損マウスと、放射線照射したマウスにCXCR4欠損胎児肝細胞を移植した血液系細胞でのみCXCR4が欠損するマウスいずれにおいても骨髄や脾臓の形質細胞様樹状細胞分画の細胞数や核酸刺激によるI型インターフェロン産生細胞数が著明に減少していることを見出し、CXCR4が形質細胞様樹状細胞の発生に必須であることを明らかにした。更に、組織学的解析で形質細胞様樹状細胞の大部分は、CAR細胞の突起に結合しており、CAR細胞は形質細胞様樹状細胞のニッチとして機能していることを示唆した。以上より、造血幹細胞と重要な免疫担当細胞である形質細胞様樹状細胞の発生に必須のサイトカインとそれらのニッチ細胞の候補が明らかとなった。以上の成果は、骨髄における造血幹細胞および免疫担当細胞の発生の時間空間的制御機構の理解を大きく進めたもので、これを基盤に将来、その全貌が明らかになることが期待される。我々は、以前、ケモカインCXCL12(SDF-1/PBSF)がBリンパ球の生成、発生過程における血球のホーミングに必須であることを明らかにした。また、最近、骨髄内でCXCL12を必要とする最も早期のBリンパ球前駆細胞や形質細胞に加え、多能性前駆細胞がCXCL12発現細胞と特異的に接着していることを見出し、それらの骨髄内のニッチを同定し、Bリンパ球が異なる種類のニッチ間を発生段階特異的に移動することを明らかにした。本研究では、免疫系・血液系細胞の前駆細胞の発生を支持する細胞動態とその制御機構の全貌を明らかにすることを目的に、CXCL12およびCXCL12発現細胞の機能、作用機構を解析する。本年度の成果は以下の通りである。1.免疫系血液系細胞の発生過程における細胞動態の解析リンパ球前駆細胞、赤血球系前駆細胞、骨髄球系前駆細胞の、各ニッチへの局在を組織学的に解析するために、これらの細胞の可視化、CXCL12発現細胞の培養による試験管内でのニッチ機能の発現系の樹立を試みている。2.リンパ球や赤血球系細胞の発生や局在におけるCXCL12、CXCR4の役割の解析成体でCXCR4遺伝子を欠損するマウス、赤血球系細胞にのみCXCR4を強制発現させたマウスを作製することが出来た。3.CXCL12

発現細胞の造血幹細胞、免疫系血液系細胞の発生における機能とその分子基盤の解析ジフテリア毒素受容体システムによる細胞欠損誘導法を用いて、CXCL12発現細胞を特異的に欠損したマウスを作製するためのターゲッティングベクターの作製を完了した。4.CXCR4の機能発現を制御する遺伝子の検索CXCL12の生理的標的細胞から、CXCR4の細胞内領域と結合する分子をツーハイブリッド法によりスクリーニングし、いくつかの候補遺伝子を同定した。それぞれにつき結合を確認している。私たちは、以前、ケモカインCXCL12(SDF-1/PBSF)とその受容体CXCR4がBリンパ球の生成、発生過程における血球のホーミングに必須であることを明らかにした。また、最近、骨髄内でCXCL12を必要とする最も早期のBリンパ球前駆細胞や形質細胞に加え、多能性前駆細胞がCXCL12高発現細胞と特異的に接着していることを見出した。本研究では、免疫系・血液系細胞の前駆細胞の発生を支持する細胞動態とその制御機構の全貌を明らかにすることを目的に、CXCL12およびCXCL12高発現細胞の機能、作用機構を解析する。本年度は以下のような成果が得られた。1.CXCL12およびCXCR4欠損マウスは、胎生致死であるので、成体骨髄におけるCXCL12-CXCR4シグナルの機能を明らかにするため、インターフェロン反応性プロモーターの制御下でCre遺伝子を発現し、pIpC投与により成体でCXCR4遺伝子を欠損するマウスを作製し解析した。その結果、骨髄のBリンパ球前駆細胞、Bリンパ球の細胞数は著減し、骨髄球系細胞や、赤血球系細胞数は少し減少するにとどまっていた。興味深いことに大部分が静止期にある造血幹細胞分画の細胞数は著減しており、造血幹細胞に特異的に発現し必須の役割を果たすvegfやjunB遺伝子の未分化な造血幹細胞分画における発現が低下していた。これより、成体骨髄においてCXCL12-CXCR4シグナルは、静止期の造血幹細胞の維持、Bリンパ球の産生に必須であることが明らかとなり、CXCL12は、造血幹細胞の維持に必須であることが証明された最初の骨髄微小環境が産生するサイトカインとなった。2.ジフテリア毒素受容体システムによる細胞欠損誘導法を用いてCXCL12高発現細胞を欠損させ、その機能を解析するため、遺伝子改変ES細胞の作製を完了し、胚盤胞に注入した。昨年度までに造血幹細胞の維持におけるCXCR4の役割を明らかにすることができた。そこで、Bリンパ球以外のより分化した免疫系・血液系細胞の局在と発生や局在におけるCXCL12とその受容体CXCR4の役割を解明するために、成体でCXCR4遺伝子を欠損するマウスと、放射線照射により内在性の血液細胞が枯渇したマウスにCXCR4欠損胎児肝細胞を移植した血液系細胞でのみCXCR4が欠損するマウスの造血を詳細に解析した。近年、新しい免疫担当細胞として、I型インターフェロンを多量に産生し抗ウイルス感染において重要であると考えられている形質細胞様樹状細胞が同定されている。私たちは、上記のCXCR4欠損マウスいずれにおいても骨髄や脾臓ではCXCR4を欠損する形質細胞様樹状細胞分画の細胞数や核酸刺激によるI型インターフェロン産生細胞数が著明に減少していることを見出し、CXCR4が形質細胞様樹状細胞の発生に必須であることを明らかにした。また、試験管内培養系で、CXCL12が多能性前駆細胞からの形質細胞様樹状細胞の産生を促進することを示した。
移動現象を伴う触媒反応場の分子シミュレーション

近年、第一原理計算に代表される理論化学・計算化学が触媒開発に大きなインパクトを与えるようになってきた。しかし、これらの情報は「触媒化学」が目的とする原子・分子レベルでの触媒材料の設計には役立つが、物質移動、物質拡散などは完全に無視されているため、「反応工学」とは全くかい離した研究分野であった。本研究領域全体の目的である「触媒化学」と「反応工学」を融合した「触媒分子反応工学」と呼ばれる研究分野の確立が求められて久しいが、計算化学の分野からは「触媒分子反応工学」に対するアプローチは全く行われていない。そこで、昨年度と一昨年度は化学反応と物質移動の両方を扱うことができる新規な高速化量子分子動力学法の開発に成功し、様々な触媒系において物質移動を伴う化学反応ダイナミクスの解明を実現した。さらに本年度は、最終年度として、高速化量子分子動力学法に比較して圧倒的な大規模系を扱うことが可能な化学反応対応型キネティックモンテカルロ法の開発に成功した。物質移動のみを扱える従来のキネティックモンテカルロ法に比較して、化学反応を考慮できるように新たに定式化したことが特徴である。上記プログラムを活用することで、数十万原子系の大規模モデルにおいて、表面での水素分子の解離反応と水素原子の再結合反応を含むPd膜中の水素原子の拡散ダイナミクスを解明することに成功した。特に、水素原子の拡散係数について実験値と定量的に一致した結果を得るとともに、他の金属原子の添加効果についても検討し、添加金属と添加量の違いによる拡散係数、拡散パスの変化などを解明した。近年、第一原理量子化学計算に代表される理論化学・計算化学が触媒開発に大きなインパクトを与えるようになってきた。そこで、本研究では研究代表者らがすでに開発している触媒反応ダイナミックスの解明に優れた高速化量子分子動力学法と拡散ダイナミックスの解明に優れる非平衡分子動力学法を融合し、移動現象を伴う触媒反応場のシミュレーションを確立することを目的とする。本年度は、上記プログラムを融合し、触媒反応ダイナミックスと拡散ダイナミックスの両方を扱えるプログラムの開発に成功した。本プログラムをPd膜への水素分子の吸蔵・透過プロセスに適用し、水素分子の解離吸着反応、Pd膜内部への拡散ダイナミックスの両方をシミュレーションすることに成功した。さらに、Pd膜以外の様々な系に応用することにも成功した。また、当初の計画にはなかったが、大規模系における反応ダイナミックスと拡散ダイナミックスを扱うことができるオリジナルなカイネティックモンテカルロプログラムの開発にも成功し、Pd膜への水素透過現象に応用することで、その有効性を確認した。そこで、昨年度は化学反応と物質移動の両方を扱うことができる新規な高速化量子分子動力学計算プログラムの開発に成功した。さらに本年度は、上記プログラムを活用することによって、「新しい触媒反応場」を理論的に設計することに成功した。具体的には、メタノール合成触媒であるCu/ZnOのZnサイトにn型ドーパントを加えると、このドーパントによって生成した過剰電子が触媒表面上に局在化することでZnO微粒子のシンタリングが抑制され、触媒活性を向上させることができることを提言した。つまり、微量のn型ドーパントを添加することにより、触媒微粒子表面の電子状態を著しく変化させることができるという「新しい触媒反応場」を提言することに成功した。また、この計算結果は東北大の他のグループにより実験的にも検証された。さらに、このような微量のドーパントが触媒粒子の成長、触媒活性に与える影響を一般化し、触媒における微量ドーパントの設計理論を構築することにも成功した。

さらに本年度は、最終年度として、高速化量子分子動力学法に比較して圧倒的な大規模系を扱うことが可能な化学反応対応型キネティックモンテカルロ法の開発に成功した。物質移動のみを扱える従来のキネティックモンテカルロ法に比較して、化学反応を考慮できるように新たに定式化したことが特徴である。上記プログラムを活用することで、数十万原子系の大規模モデルにおいて、表面での水素分子の解離反応と水素原子の再結合反応を含むPd膜中の水素原子の拡散ダイナミクスを解明することに成功した。特に、水素原子の拡散係数について実験値と定量的に一致した結果を得るとともに、他の金属原子の添加効果についても検討し、添加金属と添加量の違いによる拡散係数、拡散パスの変化などを解明した。
低炭素化および高齢化社会における新技術自動車の普及と 炭素排出削減効果の調査と分析

本研究は、家庭用輸送部門に焦点を当て、パーソントリップ調査、独自のWebアンケート調査に基づいて地域のミクロな個人輸送の手段・目的別需要を分析し、EV、PIHV、バイオ燃料自動車の温暖化ガス排出削減効果の分析を行った。さらに超小型コミュータも含め1日15分単位での家族構成別エネルギー需給モデルにより蓄電設備としての評価を行い、超小型コミュータ+軽自動車の組み合わせは、一定走行距離(50km)以上の移動には当初から軽自動車を使わねばならないとしてもなおPIHV1台よりも環境負荷が少ないこと等を見出し本研究は、家庭用輸送部門に焦点を当て、パーソントリップ調査、独自のWebアンケート調査に基づいて地域のミクロな個人輸送の手段・目的別需要を分析し、EV、PIHV、バイオ燃料自動車の温暖化ガス排出削減効果の分析を行った。さらに超小型コミュータも含め1日15分単位での家族構成別エネルギー需給モデルにより蓄電設備としての評価を行い、超小型コミュータ+軽自動車の組み合わせは、一定走行距離(50km)以上の移動には当初から軽自動車を使わねばならないとしてもなおPIHV1台よりも環境負荷が少ないこと等を見出し本研究は、低炭素社会と高齢化社会における重要な要因である輸送部門、特に地域のミクロな個人輸送の手段・目的別需要に焦点を当て、生活パターンに基づいてプラグインハイブリッド車(PIHV)やバイオマス燃料自動車の温暖化ガス排出削減効果の分析を行うものである。平成22年度は栃木県を対象とし、パーソントリップ調査に基づいて宇都宮市8地域のほか栃木県を19地域に分割し、地域間の移動距離、目的、手段を世帯構成、年齢、さらに自動車の保有台数や種類別にデータベース化し、移動距離が使用者の属性に対しどのように分布するかを明らかとした。この結果、移動距離はほぼ対数正規分布に従うこと、地域、職業によるパターンの差は認められないことなどが示された。さらに保有する自動車の種類は都市中心部からの距離に対応して変化することや家族構成別全エネルギー需要推計結果と合わせ、EVあるいはPIHVへの乗り換えを行った場合、乗用車を乗り換える場合は効果があるものの、軽自動車の乗り換えでは効果は小さいものとなった。さらに、EVの効果をより詳細に評価するために家庭部門へのPV導入とこれによるEVへの充電効果評価モデルを開発した。結果、自動車の利用時間帯によっては効果が小さいことが示された。平成23年度は、パーソントリップなど既存の調査では提供されないコスト負担とEV、PIHVへの購入意思額、自動車の利用時間帯、利用頻度、さらに平成23年3月に発生した東日本大震災のようにガソリン購入に障害が発生したり、計画停電などが予想されるような事象の発生によって、自動車の種類の購入動機に変化が出るかどうかなどをWeb上のアンケートにより調査を行い、望ましい交通手段の在り方の変化を探った。また、震災後特に注目と必要性の高まった太陽電池と公共交通システムへの利用評価として、流山市コミュータバスを取り上げ、ここに電気バスを導入した場合の太陽電池の有効利用ポテンシャルを運行ダイヤと気象条件を考慮しつつ実施した。アンケート調査に関して、具体的には東日本の5400世帯に対して、各県別・世代・持家形態・家族構成・乗用車保有台数・おもな乗用車使用時間帯など本研究室で行った先行調査項目に加え、出先での駐車時間を合わせ尋ねた。これにより、電気自動車の出先での充電可能性に関して分析が可能となった。以上から、電気自動車利用と太陽光発電との連携の有効性に関する基礎的なデータと予備的な分析を行うことが可能となった。成果は以下のようにまとめられる。(1)乗用車の走行距離分布は広域で見てもあまり大きな差異はないこと、(2)平日よりも休日において出先での駐車時間は短い傾向がみられること、(3)東京の家庭および流山コミュータバスへの適用評価では,天候により太陽電池の電気自動車への供給可能性は大きく変化するものの年間を通じると削減効果は見られること、特に余剰電力買い取り制度が導入された場合、コミュータバスは1台の運行ダイヤ区間ならば経済性が見られる一方、2台以上の運行の区間では経済性が得られないこと、バイオマス燃料よりも事業性が認められること等が知見として得られた。平成24年度は、平成23年度に行った東日本の5400世帯に対する各県別・世代・持家形態・家族構成・乗用車保有台数・おもな乗用車使用時間帯など本研究室で行った先行調査項目に加え、出先での駐車時間を合わせ尋ねたアンケートをもとに、近年注目されている買い物など短距離移動を主目的とする超小型EVコミュータの利用可能性を調査し、さらにこれと軽自動車の2台所有とPIHVのCO2排出について、両者がどのように環境負荷を低減できるか、またその効果にどのような地域性があるかを分析した。これにより、EVだけでなく1-2人のりの電気自動車の出先での充電可能性に関して分析が可能となった。さらに、これらEVと家庭用エネルギー需要の可能性として、太陽光発電システムやCGSなどの分散エネルギー供給システムにHP,床暖房などを含む1日15分単位での家族構成別エネルギー需給モデルを複数世帯間の連携可能性評価が可能なように拡張し、固定型蓄電設備及び蓄電設備としてのEVの利用可能性を評価した。こうして、電気自動車利用と太陽光発電との連携の有効性に関する分析を行うことが可能となった。(1)乗用車の走行距離分布は広域で見てもあまり大きな差異はないこと、(2)平日よりも休日において出先での駐車時間は短い傾向がみられること、(3)全国的傾向として、超小型コミュータ+軽自動車の組み合わせは、一定走行距離(50km)以上の移動には当初から軽自動車を使わねばならないとしてもなおPIHV1台よりも環境負荷が少ないこと、

(4)東京の家庭を対象とする場合天候により太陽電池の電気自動車への供給可能性は大きく変化するものの年間を通じると削減効果は見られること、(5)現状の設備費用からは、家庭に分散型エネルギー設備を導入するインセンティブは小さいこと等が知見として得られた。当初はWeb調査に基づいて家庭部門への電気自動車導入ポテンシャルを評価する予定であった.このWeb調査とその分析については、調査結果も無事収集でき、分析も予定通り順調に進展している。また、震災後の公共交通の重要性から、ここに太陽電池を導入した場合の寄与など、当初の予定にない課題も合わせて進めることができた。しかし、範囲を広げたこともあって、Web調査に基づく研究成果の発表は平成23年度は行えず、平成24年度6月の学会発表で行われる。以上から、研究内容については当初の予定以上、研究成果発表についてはやや遅れ気味,全体としては(2)おおむね順調に進展している,と自己評価する。24年度が最終年度であるため、記入しない。最終年度である平成24年度は、Web調査で得た使用形態に対するミクロ調査データ結果をもとに、(1)EV/PIHVの導入効果に地域性がどのように見いだされるか、(2)世帯別の具体的な家庭用エネルギー需要パターンに対するEV/PIHVの充電と使用時間の効果のモデル化を進める。(3)どのような家族構成・使用形態においてPIHV/EVが有効であるか、また太陽光発電だけでなくコジェネレーションの導入効果はどれほどのものとなるか、(4)PIHC/EVとバイオマス系燃料の比較、などを実施する。また本年度は研究の最終年度であるので、研究の成果を学会等に積極的に発信を行う。
マッハ数10を超える強い衝撃波の斜め反射に関する研究

本研究において、地球大気圏再突入飛行体周りに発生する強い衝撃波の反射現象を模擬するために、自由ピストン2段膜衝撃波管を用いて2次元くさび模型と非定常衝撃波の干渉の全放射発光観測を行った。初期圧力133Paの常温空気中に発生された衝撃波マッハ数15および25の強い衝撃波について、斜面角度8°28°の2次元くさび模型で観測が行われた。昨年度までの研究により、マッハステムの突出をもつ二重マッハ反射形態が確認され、本年度はその原因を特定すべく、更なる詳細実験を行った。理論解析結果および数値解析結果との比較も行った。また、発光場とともに密度場を観測するためにシュリーレン撮影を試みた。研究結果および実績をまとめると以下のようになる。1)マッハステムの突出は斜面角度が20°付近で最大値をとり、その軌跡角はほぼ第2三重点の軌跡角と等しくなることが分かった。2)理論解析結果と比較した結果、条件は異なるものの、第1三重点の軌跡角は完全気体の結果と平衡気体の結果の間の領域に実験結果が位置することが分かった。このことから、本実験結果を模擬するためには非平衡への対応が必要であることが考えられる。3)数値解析結果と比較した結果、実験結果は二重マッハ反射であるのに対し、数値解析結果は遷移マッハ反射を示しており、第2三重点の軌跡に大きな差異が見られた。4)密度場を観測するためにシュリーレン撮影を試みた。しかしながら、流れ場が低密度であること、強い輻射を伴うこと、光源レーザーの出力の弱さ、などの要因により、現時点では観測に至っていない。高マッハ数特有の現象と思われるマッハステムの突出をもつ強い衝撃波のマッハ反射に関して研究を行った。その結果、理論的にも数値解析的にも非平衡性を考慮したアプローチが必要であることが明らかになった。本実験結果は高マッハ数流れ場を模擬する数値計算コードの検証には有効であることが分かった。研究経過および実績をまとめると以下のようになる。1)衝撃波マッハ数25の場合、斜面角度12°28°において、その反射形態はマッハ反射の一つである二重マツハ反射(DMR-)であることが確認された。斜面角度8°の場合には、その反射形態は上記の場合と異なり、遷移マッハ反射(TMR)であることが確認された。2)衝撃波マッハ数が10以下の場合には観ることのできないマッハステムの突出が確認された。この突出は、斜面角度が20°付近で最大になることが分かった。第2三重点との関係を調べたところ、この20°付近から突出の高さと第2三重点の高さがほぼ等しくなることが分かった。3)衝撃波マッハ数15の場合、同様な反射形態や突出が確認されたが、その領域は斜面角度が大きい領域に移動していることが分かった。このように、高マッハ数特有の現象と思われるマッハステムの突出など、全放射発光観測によって興味ある現象が確認された。第2三重点との関係などが考えられるが、その原因を特定するには至っていない。そのため、次年度は、データが乏しい斜面角度12°20°の範囲での観測、シュリーレン法による密度場の観測や数値シミュレーションによる解析も行う予定である。
先進アルミニウム合金基複合材料における摩擦・摩耗特性の向上策

アルゴン、窒素、空気、酵素の乾湿ガス環境中においてアルミ炭素複合材対軸受鋼の組合せで無潤滑下のピン・ディスク形摩耗試験を行い、軸受鋼の摺動面上に形成される付着被膜の性状と特徴について調査し、同複合材の摩擦・摩耗特性の評価を行った。この複合材は湿度依存性を有し、湿りガス環境中で基材のAl-Si合金及びグラファイトよりも耐摩耗性・摩擦特性に優れ、材料複合化によるトライボロジー特性の向上が認められる。試験開始直後から付着被膜が軸受鋼の摺動面上に形成され、特に湿りガス環境中で効果的な固体潤滑膜として機能する。この被膜はグラファイト粉内にAl-Si合金摩耗粉を巻き込み、のしつぶし作用によって形成される。湿りガス環境中の酸素が減少する程、密着性の良い固体潤滑膜が形成され、摩耗性の向上に寄与する。湿り環境中で特徴的な現象としてピンの持ち上がり(負の摩耗)が生じ、その後その高さが大きくなる程低摩耗が生じる。次に、アルミ炭素複合材に対する最適な相手材料を知るため、ピン・ディスク形摩擦・摩耗試験を行い、摩擦・摩耗が最小となる組合せを詞べた。複合材同士の組合せは低摩擦・低摩耗をもたらし、最も優れた組合せである。複合材対鉄系材料,軸受鋼,軟鋼,鋳鉄,スラスト軸受)の組合せは低い摩擦・中程度の摩耗を示し、同種材の組合せの次に優れた組合せである。複合材対基材(Al-Si合金,グラファイト)の組合せでは中程度の摩擦・摩耗が生じ、良好な組合せではない。複合材対チタンでは高摩擦・高摩耗の状態が生じて、全く不適切な組合せである。複合材対グラファイト,純銅,黄銅,チタンの組合せでは、相手材に摩耗が生じるため、摺動面の組合せとして不適である。エンジン基油を用いて、アルミ炭素複合材とその基材をピンに、軸受鋼をディスクに用い、一方向すべり摩擦・摩耗試験を行い、浸漬、滴下(試験前のみ)による潤滑方式でトライボロジー特性の比較を行った。複合材ピンの場合、滴下量を増加させると、摩擦係数と摩耗率は浸漬状態のそれらの値に近づき、微量の潤滑油滴下でも油膜破断が起きない。Al-Si合金ピンの場合、滴下量によって油膜破断迄のすべり距離が変化する。油膜破断迄は摩耗は殆ど生じないが、摩擦係数の変動は大きい。油膜破断後は摩耗深さと摩擦係数が急激に上昇する。グラファイトピンの場合、滴下により摩擦係数と摩耗率は無潤滑状態よりも低下するが、滴下量を増加させても摩耗率は殆ど変化しない。以上よりこの複合材は基材と比較して過酷な潤滑条件下で使用可能な優れた摺動材料である。

本研究の目的は、摺動用軽量化Al合金基複合材料として期待されている、Al-Si合金含浸グラファイト複合材料(以下、アルミ炭素複合材)の摩擦・摩耗特性の向上策を調べることである。この複合材は粒子状graphiteを60%含み、優れた自己潤滑性能を発揮する。まず、低摩擦・低摩耗となる湿り空気中にて、同複合材対各種金属材料の組合せで荷重一定の摩擦・摩耗試験を行い、graphite付着皮膜の性状を調べて摩擦・摩耗が最小となる最適な材料組合せを求める。次に、同複合材対軸受鋼の組合せで潤滑油中摩擦・摩耗試験を行い、潤滑方式の違いによる摩擦・摩耗特性を調べる。ピンにアルミ炭素複合材を用い、ディスクに同複合材、Al-Si合金(基材,AC8A)、graphite(基材)、軸受鋼(SUJ2,熱処理なし)、炭素鋼(S35C)、黄銅(60/40)及びステンレス鋼(SUS304)を用いて、荷重100N、すべり速度0.15m/s、全すべり距離3600mの条件で、湿り空気(24°C,50%RH)中において摩擦・摩耗試験を行った。試験開始から終了までピンとディスクの摩耗挙動と接触面間の摩擦係数を計測した。実験結果から試験中の平均摩擦係数μと初期、定常期の摩耗率wの関係を求めた。これより、高摩擦、高摩耗率(μ>0.20,w>10^<-7>mm^3/mm)となる材料の組合せ、高摩擦、中程度の摩耗(μ>0.20,10^<-8><w<10^<-7>mm^3/mm)となる組合せ、低摩擦、中摩耗(μ<0.20,10^<-8><w<10^<-7>mm^3/mm)となる組合せ及び低摩擦、低摩耗(μ<0.20,w<10^<-8>mm^3/mm,)となる組合せに分類できる。相手材が基材のAl-Si合金であるとき高摩擦・高摩耗となり、graphiteでは高摩擦・中摩耗となる。炭素鋼、黄銅、ステンレス鋼を相手材にすると、低摩擦になるが中程度の摩耗である。意外な結果ではあるが、複合材同士の組合せで低摩擦・最小摩耗(w〓10^<-9>mm^3/mm)になった。アルミ炭素複合材は優秀な摺動材と言える。次にアルミ炭素複合材対軸受鋼の組合せでエンジン基油(SAE30+AO)中摩擦・摩耗試験を行い、潤滑方式の相違による摩擦・摩耗特性を調べた。試験前にピンとディスクの接触面上に一滴(0.03cc)を滴下すると、摩耗率は初期(w〓10^<-8>mm^3/mm)にやや高く、無潤滑の場合の値(w〓5x10^<-8>mm^3/mm)に近いが、定常期では浸漬状態の値(w〓5x10^<-10>mm^3/mm)に低下する。摩擦係数は初期に金属凝着により高く、定常期でもやや不安定であるが、その平均値は0.08程度で浸漬状態の値(0.04)に近い。また、実験中に滴下を繰り返しても、摩擦の顕著な低下は見られなかった。アルゴン、窒素、空気、酸素の乾湿ガス葉境中にてアルミ炭素複合材対軸受鋼(SUJ)の組合せで無潤滑下のピン・ディスク形摩耗試験を行い、相手材の摺動面上に形成される付着被膜の性状と特徴について調査し、同複合材の摩擦・摩耗特性の評価を行った。その結果、アルミ炭素複合材は湿度依存性を持ち、湿りガス環境中で基材のAC8A及びGraphiteよりも耐摩耗性・摩擦特性に優れ、材料の複合化によるトライボロジー特性の向上が顕著に認められる。試験開始直後から付着被膜が相手材の摺動面上に形成され、特に湿りガス環境中で効果的な固体潤滑膜として機能する。その被膜はGraphite粉内にAl-Si合金摩耗粉を巻き込み、のしつぶし作用によって形成される。湿りガス環境中の酸素が減少する程、密着性の良い固体潤滑膜が形成され、耐摩耗性の向上に寄与する。
幼児の言語理解に及ぼすワーキングメモリ保持負荷の影響に関する実験的検討

本研究の目的はワーキングメモリ保持負荷をコントロールした実験を行うことによって、特定の言語表現の理解とワーキングメモリとの間の因果関係を明らかにすることにある。平成25年度、平成26年度に行われた調査によって、文脈による理解促進効果や発音容易性といった要因に関する検討を予備的に実施することができるとともに、ワーキングメモリ保持負荷を増大させることで、格助詞に基づく文の理解に影響を及ぼすことを明らかにすることができた。本研究では、特定の言語表現の理解とワーキングメモリの関連性について、単に関連性の有無を指摘する段階から一歩踏み込み、ワーキングメモリへの保持負荷を軽減/増大させることにより理解に変化が認められるか(文理解課題における正答率の上昇/低下として現れるのか)否かを明らかにすることを通じ、幼児の言語理解に及ぼすワーキングメモリの影響の一端を解明することを目的としている。この目的を達成するために、平成25年度は、申請者がこれまでに調査した言語表現をもとにワーキングメモリによる保持に対する負荷を質的・量的にコントロールした刺激を用いた実験的調査を本格的に行なう予定であったが、国内研究者との意見交換を通して、使用課題・調査内容の一部再検討が必要になったため、予定した時期の調査が困難となった。そこで、小規模の予備的調査の実施に止め、平成26年度に本格的調査を先延ばしにした。ただし、もともと平成26年度は追加調査等の可能性を考慮し実験的調査を行なう予定で進めていたため、大きな影響はないと考える。なお、平成25年度に得られた知見の中から、分裂文・関係節文・単一項文の理解について、格助詞の情報に基づいて文を理解しなかった場合の選好性の有無を検討した結果を論文として公にしている。当該論文では、観察された選好性について、節構造に関する方略と格配列に関するバイアスによって生じた可能性や、これらの方略・バイアスの背後に潜む認知能力の影響について検討する必要性を論じることができた。本研究の目的は,ワーキングメモリ保持負荷をコントロールした実験材料を用いて実験を行うことによって,特定の言語表現の理解とワーキングメモリ容量との間の因果関係を明らかにすることにある。平成24年度は,一連の調査の準備段階と位置付けられ,平成25年度より実施される調査の予備的検討及び準備が主な取り組みであった。初年度である平成24年度には,保持負荷のコントロールに影響すると思われる文脈による理解促進効果及び発音容易性に関する研究を実施し,その成果を公にした。これらの発表・論文によって得られた知見をまとめると次のようになる。まず,Otsu(1994)で示されたかきまぜ文の理解に関する文脈による理解促進効果(単独では正しく文を理解することが困難であっても,その文を用いる際の適切な文脈を設定することによって正しく理解することができるようになるという効果)に関して,さらに詳細な条件設定を行うことで,必ずしも適切とはいえない可能性のある文脈においても理解促進効果が示されること,さらには適切と考えて支障のない文脈において理解促進効果が示されないことを実験により明らかにした。次に,発音容易性に関しては,主観的な発音容易性判断に基づき直後系列再生課題を行った結果,発音が容易であると判断された記銘材料に比べ,発音が容易ではないと判断された記銘材料において直後系列再生課題の結果が低下することが示された。これらの実験結果を踏まえ,平成25年度以降は保持負荷のコントロールを行った調査を実施し,格助詞に基づく文の理解を含めた様々な言語表現の理解とワーキングメモリ容量の因果関係の解明を行う。本研究では、特定の言語表現の理解とワーキングメモリの関連性について、単に関連性の有無を検討する段階から一歩踏み込み、ワーキングメモリへの保持負荷を軽減・増大させることにより理解に変化が認められるか(文理解課題における正答率の上昇/低下として現れるのか)否かを明らかにすることを通じ、幼児の言語理解に及ぼすワーキングメモリの影響の一端を解明することを目的としている。平成26年度は平成25年度に実施できなかった幼児を対象とした本格的調査を実施し、かきまぜ文を含む様々な構文において、ワーキングメモリへの保持負荷を増大させることで理解課題の成績低下が認められることを実験により示した。この成果に関しては、平成27年度中に学会発表、論文投稿といった形で公にする予定である。また、聴覚的な情報保持にとって重要となる聴覚フィードバックに関して、聴覚フィードバックへの保持負荷の可能性を検討する目的で、遅延聴覚フィードバックに関する研究を行った。言語学平成25年度は、申請者がこれまでに調査した言語表現をもとにワーキングメモリによる保持に対する負荷を質的・量的にコントロールした刺激を用いた実験的調査を本格的に行なう予定であったが、国内研究者との意見交換を通して、使用課題・調査内容の一部再検討が必要になったため、予定した時期の調査が困難となった。

平成24年度は,一連の調査の準備段階と位置付けられ,平成25年度より実施される調査の予備的検討及び準備が主な取り組みであったが,本研究において特に重要となる保持負荷のコントロールに関して,コントロールへの影響を検討しなければならない項目を優先的に検討した。その際に得られた成果も公にされておりおおむね順調に進んでいると考える。平成25年度中に計画の微修正を行なうことができたため、平成26年度の本格的な調査が可能になっている。平成26年度は必要な調査を速やかに行なうとともに、国内外の研究者との意見交換を通して、将来的な応用研究の可能性などについて検討する。本研究の目的は,ワーキングメモリ保持負荷をコントロールした実験材料を用いて実験を行うことによって,特定の言語表現の理解とワーキングメモリ容量との間の因果関係を明らかにすることにある。この目的を達成するため,平成24年度は,調査の予備的検討及び準備を行った。平成25年度は,平成24年度の実績を踏まえ,保持負荷のコントロールを行った調査を実施し,格助詞に基づく文の理解を含めた様々な言語表現の理解とワーキングメモリ容量の因果関係の解明を行う。1.調達方法の工夫などにより、当初計画より経費の節約ができたため。2.一部資料の出版が遅れたことによる購入年次の先送りのため。追加の書籍・資料購入に充てる予定。平成25年度は,幼児を対象とした調査を実施するとともに,中間的成果に関する学会発表や他の研究者との意見交換を積極的に行う。これらのことを遂行するために,結果の集計に必要となるパーソナルコンピュータ,プリンタ,調査・研究旅費,謝金,消耗品費を,また,国内外研究者の新しい研究成果を取り入れるため,書籍購入費を計上する。