hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
屈折透過型CTによる遺跡探査法の開発

土中の遺跡探査においては,土質の僅かな差異や埋設物の形状などを把握することが重要である。電磁波が伝搬しにくいが音波はよく伝搬する含水率の高い土中や泥土中での遺跡探査では,音波を利用した探査法が非常に有効であろうと考えられる。本研究では不均質媒質である土中の音速分布により引き起こされる音波の屈折を積極的に考慮し,逆に屈折を引き起こす音速分布の変動を映像化する新しい屈折透過型CTによる遺跡探査法の開発を目的としている。本年度は,地中伝搬音波の伝搬音波の測定法,伝搬音波の解析方法,及び,伝搬時間より音速分布を求める方法の基礎的検討を行った。まず,表面の音速が300m/sで深さ数mで千数百m/sの音波に達するような含水率の高い土中の状況では十数mの音波伝搬距離で1030msの伝搬時間で音波が到達するが,音波の到達深度は数mである。このとき音波伝搬時間測定精度が1ms程度あれば地中音速が層構造だと仮定することで反復逆演算により音速分布を求めることができることがわかった。次に音波ビーム中で複数の音波伝搬経路が存在する場合に,複数の音速成分による受波信号の周波数領域での複素平面での変化から,信号中に含まれる成分を分離し,1ms程度の精度で音波伝搬時間を求める方法について示した。また,軸対称な地中での音波伝搬を計算するため,外部無限領域の音場を球面調和波により展開し,仮想境界球面上の音響アドミタンスとして定式化し,広く用いられている有限要素法の系マトリクスに加えるだけで,無限領域を考慮した軸対称音場を計算することができる。さらに外部無限領域の音場も球面調和波展開の形で記述され,容易に地中の音場を求めることができる。現在,これらを組み合わせて,高精度な地中情報を得るための検討を進めており,遺跡探査に有効な実際的な処理法を構成する予定である。
フラクタル構造の非線形ダイナミクスとホッピング伝導

ガラス、高分子、ゲル凝集体等のアモルファス物質の多くは、フラクタル構造モデルで記述できる。このような複雑系の動的性質、特に非平衡・非線形現象に対する関心は最近非常に高まっているが未だに微視的な系統一的理解は得られていない。現象の完全な解明には、理論・実験・シミュレーシンの相互協力と計画的な研究遂行が不可欠である。本研究では、我々のグループが蓄積してきたフラクトン・ダイナミクスに対するこれまでの知見をもとに、アモルファス物質の非平衡・非線形現象を系統的に理解する所期の目的を達成した。特に、高振動数局在振動の非線形ホッピングによる熱伝導や非調和崩壊のメカニズムが解明された。この国際学術研究補助金のおかげで、理論・実験・コンピュータシミュレーションの3つの方向から問題にアプローチする事が可能になり、これらの間の相互協力とフィードバックによって非線形ランダム・フラクタル系のダイナミクスに関する多角的かつ系統的な研究を行うことができた。実験面に関する発展としては、ラマン法による非調和寿命の測定や熱パルス伝播による非平衡フォノン実験の方法も確立されてきた。本研究では上記の3つのアプローチによって、非線形ランダム・ネットワークにおける振動励起状態の非調和寿命及び熱伝導現象におけるホッピング伝導の寄与に関して、その振る舞いを定量的に明らかにし国内学会、国際会議、また論文として発表した。特に国際会議では我々の共同研究の結果について特別講演を行った。具体的には振動モードや非調和崩壊過程における、各モードへのエネルギー分配に時間発展の様子を、大規模シミュレーションによって数値的に求めた。得られた非調和寿命をもとに、熱伝導度など非線形ホッピングに起因する様々な物理量を計算して、実験結果と比較した。アモルファス物質の非平衡物性を局在振動の非線形ホッピングの立場から統一的に理解し、ガラス、高分子、ゲル凝集体などの一般的な不規則構造体の非平衡・非線形物性を統一的に理解することができ、大きな研究発展がなされたと考えられる。本国際共同研究では、フラクトン・ダイナミクスに対するこれまでの知見をもとに、アモルファス物質の非平衡・非線形現象を系統的に理解することを目的とする。特に、局在振動の非線形ホッピングによる熱伝導や非調和崩壊のメカニズムを解明する。本研究において、アモルファス物質の動的性質を理解するための新しいモデルが提唱された。このモデルに基づき、スーパーコンピュータを用いた大規模シミュレーションを行った。その計算結果および理論解析からアモルファス物質の低振動数ダイナミクスに対する統一的描像を得ることができた。特に、アモルファス固体に共通した現象の一つであるボソン・ピークの起源を明らかにすることができた。ボソン・ピークの起源を明らかにすることができた。ボソン・ピークとは、50cm^<-1>付近のエネルギー帯に見られる非弾性光(中性子)散乱強度の瘤であり、その起源の解明のためにこれまで多大な努力がなされてきたが、これまで統一的な理解には至ってはいなかった。本研究では、このボゾン・ピークの起源が極めて短い局在長を有する局在振動であることを明らかにした。さらに、アモルファス固体の非弾性光(中性子)散乱強度には、分散を有する高エネルギー励起が存在することを予測した。この理論的予想は、最近行われた非弾性中性子散乱実権により、検証された。これらの結果を得るために、武漢大学(中国)のTian教授と議論・検討を行った。さらにカリフォルニア大学リバーサイド校(米国)のOrbach教授との共同研究により、この局在振動に非線形ホッピング伝導による熱伝導メカニズムについて研究を行った。ガラス、高分子、ゲル

凝集体等のアモルファス物質の多くは、フラクタル構造モデルで記述できる。このような複雑系の動的性質、特に非平衡・非線形現象に対する関心は最近非常に高まっているが未だに微視的な系統一的理解は得られていない。現象の完全な解明には、理論・実験・シミュレーシンの相互協力と計画的な研究遂行が不可欠である。本研究では、我々のグループが蓄積してきたフラクトン・ダイナミクスに対するこれまでの知見をもとに、アモルファス物質の非平衡・非線形現象を系統的に理解する所期の目的を達成した。特に、高振動数局在振動の非線形ホッピングによる熱伝導や非調和崩壊のメカニズムが解明された。この国際学術研究補助金のおかげで、理論・実験・コンピュータシミュレーションの3つの方向から問題にアプローチする事が可能になり、これらの間の相互協力とフィードバックによって非線形ランダム・フラクタル系のダイナミクスに関する多角的かつ系統的な研究を行うことができた。実験面に関する発展としては、ラマン法による非調和寿命の測定や熱パルス伝播による非平衡フォノン実験の方法も確立されてきた。本研究では上記の3つのアプローチによって、非線形ランダム・ネットワークにおける振動励起状態の非調和寿命及び熱伝導現象におけるホッピング伝導の寄与に関して、その振る舞いを定量的に明らかにし国内学会、国際会議、また論文として発表した。特に国際会議では我々の共同研究の結果について特別講演を行った。具体的には振動モードの非調和崩壊過程における、各モードへのエネルギー分配に時間発展の様子を、大規模シミュレーションによって数値的に求めた。得られた非調和寿命をもとに、熱伝導度など非線形ホッピングに起因する様々な物理量を計算して、実験結果と比較した。アモルファス物質の非平衡物性を局在振動の非線形ホッピングの立場から統一的に理解し、ガラス、高分子、ゲル凝集体などの一般的な不規則構造体の非平衡・非線形物性を統一的に理解することができ、大きな研究発展がなされたと考えられる。
真空吸引脱ガス法による溶融アルミニウムの脱水素に関する速度論的研究

本研究では、Ar吹き付け、機械攪拌下での溶融アルミニウムの脱水素実験を行ない、溶融アルミニウムの脱水素速度に関して物質移動の観点から検討した。また、真空吸引脱ガス法(VSD法)の溶融アルミニウムの脱水素への適用について基礎的観点から検討した。以下の結論が得られた。(1)酸化皮膜を伴う浴表面からの脱水素速度は、一次の速度式で整理でき、見かけの物質移動係数k_Hは、メタル側の物質移動係数k_<L,H>と酸化皮膜内物質移動係数k_<OX,H>を考慮することで整理できた。この事より、溶融アルミニウムの酸化膜を伴う浴自由表面からの脱水素速度はメタル側の物質移動と酸化膜内の物質移動に律速されていると考えられる。(2)メタル側物質移動係数k_<L,H>と攪拌動力密度εの関係は、メタル側物質移動について表面酸化皮膜近傍のメタル側に“Zone of damped turbulence"を想定した乱流理論から導き出される関係と定性的に一致し、このことから、攪拌動力密度の増大に伴うメタル相の攪拌の強化がメタル側界面近傍における水素の物質移動を促進すると解釈できる。(3)浴表面への吹付けArガス流量を変化させても、脱水素速度は増加せず、本実験条件下ではガス側の物質移動は律速段階ではない。(4)メタル温度が上昇するに伴い、脱水素速度は増加し、定常水素濃度も増加する。これは、酸化皮膜内抵抗が温度上昇にともない減少することで定性的に説明できる。(5)マグネシア質浸漬管を用いたVSD法の実験において、溶融アルミニウムの脱水素速度が促進される場合のあることが観察された。(6)VSD法による溶融アルミニウムの脱水素速度は、浸漬管-メタル界面に介在する酸化皮膜内のH^+の移動によって律速され,浸漬管素材とAl浴および酸化皮膜との反応による酸化皮膜の何らかの性質の変化がVSD法の効果の有無を決めると推定される.本研究では、Ar吹き付け、機械攪拌下での溶融アルミニウムの脱水素実験を行ない、溶融アルミニウムの脱水素速度に関して物質移動の観点から検討した。(6)VSD法による溶融アルミニウムの脱水素速度は、浸漬管-メタル界面に介在する酸化皮膜内のH^+の移動によって律速され,浸漬管素材とAl浴および酸化皮膜との反応による酸化皮膜の何らかの性質の変化がVSD法の効果の有無を決めると推定される.本年度は,VSD法の実験の前段階として,機械的撹拌下の溶融Al浴自由表面からの脱水素に関する速度論的実験を,雰囲気および浴の機械的撹拌を厳密に制御した条件下で開始した.グラファイトるつぼ(内径100mm,外径114mm,高さ120mm)にAl(純度99.99%)を1100g装入し,実験炉(カンタル抵抗炉)の反応管内の均熱部にいれる.炉内雰囲気を精製Ar雰囲気とし,Alを溶解して実験温度733°Cに保持する.Al浴表面にAr-H_2O混合ガスを吹き付けて溶融AlにHを溶解させ,所定のH初濃度とする.浴表面にArガスをアルミナ製ランス(内径4mm,外径6mm,ランス先端と浴表面の距離30mm)から1 Nl/minの流量で吹き付け,炉内をAr雰囲気とし,浴表面からの脱水素の実験を開始する.実験中,溶融Al浴をグラファイト製の撹拌羽根(直径25mm,高さ22mm)により機械的に撹拌する.溶融Al中H濃度の経時変化は水素センサーにより測定する.この実験は現在も継続中であり,撹拌羽根の回転速度を400rpm1000rpmの間で変化させた一連の実験から,現時点では以下の結果が得られている.(1)脱水素速度は撹拌回転速度の増大とともに増大する.

(2)溶融Al中水素濃度の経時変化はおおむね一次速度式により記述できる.(3)以上より,機械的撹拌下での溶融Al浴表面からの脱水素では液側のHび物質移動が律速段階になっていることが推定される.さらに,実験条件を種々変化させた実験を行ない,浴表面からの脱水素におけるガス側物質移動および界面化学反応速度の影響について検討中である.本年度の研究実施計画に従い,Al浴自由表現からの脱水素の実験,および,真空吸引脱ガス法(VSD法)の実験をおこなった.(1)Ar吹き付け,機械撹拌下での溶融Al浴自由表面からの脱水素実験を行い,脱水素速度を物質移動の観点から検討した.実験結果を一次の速度式で整理し,脱水素反応におけるHの見かけの物質移動係数を求めた.撹拌条件を変化させた一連の実験結果から,見かけのHの物質移動係数は,撹拌条件のみでなく,浴表面の酸化皮膜の厚さや性状によって変化することがわかった.一連の実験結果を整理し,比較的撹拌の弱い範囲のデータから,浴表面メタル側Hの物質移動係数と表面酸化皮膜内の物質移動係数を求めた.その結果,この範囲では,脱水素反応はメタル側Hの物質移動と酸化皮膜内Hの物質移動の混合律速である事がわかった.また,メタル側Hの物質移動係数と浴の撹拌動力密度の相関関係が認められ,この結果は乱流理論による理論的解析により説明された.一方,比較的撹拌が強い範囲では,メタル側のHの物質移動抵抗が酸化皮膜内の物質移動抵抗に比べて無視でき,脱水素速度は酸化皮膜内Hの物質移動によって律速されることが推定された.(2)以上の実験結果をもとに,メタル側Hの物質移動が律速段階にならない撹拌条件下で,アルミナ,グラファイト,マグネシア製の浸漬管を用いてVSD法の実験を行った.一連の実験の結果,アルミナ製およびグラファイト製の浸漬管を用いた場合には,脱水素速度に対するVSD法の効果は認められず,一方,マグネシア製浸漬管の場合にはVSD法の適用により脱水素速度が増大することがわかった.このような浸漬管素材によるVSD法の効果の差は,浸漬管と溶融アルミニウム間の濡れ性,浸漬管ーメタル界面での浸漬管素材とAlとの反応による反応生成物の浸漬管表面への付着などに起因すると推定された.本年度は,研究実施計画に従い,VSD法を適用した溶融Alの脱水素の実験を行って,VSD法の溶融アルミニウムの脱水素への適用の可能性について明らかにすることを試みた.とくに,VSD法による脱水素速度に及ぼす浸漬管の素材の組成の影響について重点的に検討した.浸漬管の素材としては,昨年度一部の実験を行ったマグネシア,アルミナ,グラファイトのほか,新たに炭化ケイ素を用いた実験をおこなった.炭化ケイ素製の浸漬管では,表面にSiO_2膜を生成させてAl浴との濡れ性を変化させた実験も行った.一連の実験の結果,アルミナ,グラファイト,炭化ケイ素を素材として用いた浸漬管の場合,脱水素速度へのVSD法の効果は認められなかった.一方,マグネシア製浸漬管を用いた実験では,VSD法により,低水素濃度において脱水素速度を増大させる効果が認められた.アルミナおよび表面にSiO_2膜を生成させた炭化ケイ素製の浸漬管を用いた実験では,Al浴と浸漬管の濡れ性が良好であり,一方,グラファイト,表面にSiO_2膜を有しない炭化ケイ素製の浸漬管では,浸漬管とAl浴の濡れ性は低い.マグネシアの場合は,部分的に濡れが生じた部分が存在した.以上の浸漬管とAl浴の濡れ性の関係から,VSD法の効果は,単純に,浴と浸漬管の濡れ性によって変化するものでないことがわかった.このことから,マグネシアの場合にVSD法により脱水素が促進されるのは,溶融Alとマグネシアの界面反応により,浸漬管ー溶融Al界面に存在する酸化皮膜内の水素の移動性が変化し,皮膜内の水素の移動が促進されたことによるものと推定される.
うつ病の発症脆弱性規定因を検討可能な行動科学的動物モデルの確立

マウスの水迷路学習において、課題の難度をある一定の水準以上に設定すると、一部の被験体が、水泳を徐々に諦め、無力状態に陥ることを発見した。本研究では、この無力マウスのうつ的表現型の背景要因について検討した。無力マウスの出現率は、訓練初期の逃避失敗によって上昇した。しかしながら、偶然の逃避成功は、不動反応を増強し、その後の学習課題の獲得を阻害した。また、24日間のフルボキサミン継続投与によって、無力マウスの海馬歯状回におけるBrdU陽性細胞数は増加し、行動面でも改善が見られた。この結果は、海馬の神経細胞新生の抑制が、無力マウスの持続的で堅固な行動異常と関連していることを示唆している。雄性のC57BL/6Nマウスを被験体とする水迷路学習実験の場面において、プラットホームのサイズとプールの周囲の環境を操作して課題の難度をある一定の水準以上に設定すると、一部の被験体が、プラットホームへの速やかな逃避という適応的対処行動の学習を徐々に放棄し、遂には行動的絶望状態に陥る(欝モデルマウス作製法(特許第4619823号))。我々は、これらの個体をLoser、対して、良好な学習を示す個体をWinnerと命名した。本研究では、水迷路学習訓練における強化・非強化(逃避の成否)の履歴を操作した実験を行い、Loser化における学習性の要因について検討した。その結果、訓練の初期において、逃避成功試行と逃避失敗試行が混在する履歴を経ることが、全ての試行で逃避失敗を経験するよりもむしろ重篤な行動的絶望状態を誘発することが明らかとなった。この結果は、Loserの行動的絶望状態が、水泳処置による無条件性のストレス反応ではないことを示唆している。次に、Loserに対する抗うつ薬長期継続投与実験を行った。Loserに選択的セロトニン再取り込み阻害薬(SSRI)のひとつであるフルボキサミンを十分に長いと判断される24日間連続して投与した。その結果、Loserの行動的絶望状態は顕著に緩和され、抗うつ薬なしで適応的対処行動の学習を示すWinnerに匹敵する状態にまで回復した。更に、フルボキサミンを投与したLoserでは、海馬歯状回における神経細胞の新生数が、比較対照のLoserより有意に多く、Winnerと同水準であった。この結果は、Loserの頑健な行動的絶望状態の背景に海馬の神経細胞新生の抑制があることを示唆している。本研究は、1.Loserを出現させる要因の特定、更に、2.Loserの行動的絶望状態の背景にある生物学的基盤の探索の2点を目的として実施した。研究目的1については、水迷路学習訓練における強化・非強化(逃避の成否)の履歴を操作した実験を行い、Loser化における学習性の要因について検討した。その結果、逃避失敗の絶対数や水泳の延べ時間はさほど重要ではなく、逃避の成功と失敗とが混在した履歴を経ることが、より重篤なうつ的状態を誘発することが明らかとなった。この事実は、Loserの行動的絶望状態が、水泳処置による無条件的なストレス反応ではないことを示唆している。研究目的2については、Loserの堅固な行動的絶望状態は海馬における神経細胞新生の抑制にあるという仮説の下に、抗うつ薬の長期継続投与実験を行った。その結果、フルボキサミンの24日間連続投与によりLoserの行動的絶望状態が改善することを確認した。行動面での改善の背景に海馬の神経細胞新生の亢進が伴っているか否かの検証を現在進めている。Loserの示す行動的絶望状態は非常に堅固であり、これまでに数種類の抗うつ薬を516日間連続で投与する実験を行ったものの、健常性を回復させるには至らなかった。本研究では、より長期の抗うつ薬継続投与により、Loserの行動的絶望状態を改善することを意図していた。が、用いる抗うつ薬の種類、投与量、投与期間は手探りであり、そもそも抗うつ薬によりLoserの行動的絶望状態が改善されるかどうかすら曖昧であった。しかしながら、試行錯誤した結果、比較的簡単に、フルボキサミン(25mg/kg)の24日間連続投与によってLoserの適応的対処行動の学習が再開されることが判明した。

適切な実験パラメータの設定を早期に終えられたため、時間的余裕が生まれ、当初計画していた実験を予定通り終了することが出来た。更に、既存のうつ動物モデルとの差異の検討や、マイクロアレイを用いたLoserとWinnerの比較も実施し、研究を進展させることが出来た。平成25年度も、前年度に引き続き、1.Loserを出現させる要因の特定、2.Loserの行動的絶望状態の背景にある生物学的基盤の探索の2点を目標に実験を継続し、データの充実を図る。平成24年度中に、様々な実験条件で出現したLoserとWinner、また抗うつ処置を施した動物の脳や血清を採取、保存している。これらのサンプルを用いて、海馬における神経細胞新生の評価やうつ病のバイオマーカーとしての可能性が示唆されているサイトカイン等の生化学的指標の分析を進める。その際、豊富な知見の蓄積がある既存のうつ動物モデルとの比較も行い、Loserの独自性を明らかにしていく予定である。行動実験は、兵庫医療大学および株式会社行医研と連携し、磯博行先生(兵庫医療大学共通教育センター教授)、澄田美保、桐山美香両氏(株式会社行医研研究員)らと協力して行う。生化学的指標の定量や脳サンプルの免疫組織化学的評価は、兵庫医科大学において、松山知弘先生(先端医学研究所神経再生研究部門教授)と協力して実施する予定である。平成25年度の研究費の使用は、実験動物(C57BL/6Nマウス)の購入、免疫組織化学的評価や生化学的指標の定量のための試薬(特にサイトカイン関連)および関連する消耗品の購入を中心に計画している。また、実験補助アルバイトの雇用や成果発表のための費用に、平成24年度より多くの研究費をあてる予定である。
テキストマイニングを使用したイノベーションの普及過程の可視化研究

本研究は携帯電話におけるフィーチャーフォンからスマートフォンへの移行に関するものである。本研究では、両者間の非連続性を機種間の参照関係から明らかにしたうえで、その非連続性について、クチコミの中で登場する「話題」の出現割合の変化から明らかにした。「話題分析」の結果、フィーチャーフォンとスマートフォン間で、話題の出現割合に明確な変化がみられる話題が、全43話題中16ある一方で、明確な変化が見られない話題が27話題と、6割を超えることが分かった。以上の結果から、フィーチャーフォンとスマートフォンの間には非連続性とともに、連続性も存在することが明らかとなった。本研究は、イノベーションの普及過程を明らかにし、その過程を可視化する方法を構築することを目的としている。イノベーションの普及過程を可視化する方法が必要とされる理由としては、イノベーションの普及過程における現状認識の難しさ、つまり企業自体の立ち位置とその企業が開発する商品の市場における位置づけの把握の難しさがある。この問題を克服するためには、イノベーションの普及過程を目に見えない現象から、見えるものへ、理論的に裏付けられた方法で可視化する必要がある。イノベーションの普及過程を可視化する方法としては、S字曲線のように、商品カテゴリーの普及率に基づくものがある。この方法は、普及率という特定の製品の採用数を集計したマクロな指標によって、消費者のイノベーションの受容という過程を代理したものであり、現象が生起する裏にある消費者の行動は、それらの数字に基づいた推論、あるいは、インタビューなどの異なる方法と組み合わせることによる裏付け的な調査によって可能となる。一方、本研究では、インターネット上のクチコミデータを分析することで、消費者の商品に対する認識を分析する。つまり、本研究が採用する方法は、消費者のイノベーション受容の過程を、消費者の認識をもとに可視化することが可能である。これによって、これまではマクロな普及という現象の背後に隠れることの多かった消費者の選択や認識が分析の対象となり、これまでの普及研究とは異なる、消費者視点の普及過程を明らかにすることができる。本研究は、携帯電話におけるフィーチャーフォンからスマートフォンへの移行に関するものである。今回は、両者間の非連続性を機種間の参照関係から明らかにしたうえで、その非連続性についてクチコミの中で登場する「話題」の出現割合の変化から調査した。「話題」は次のような過程で分析された。テキストマイニングによって各機種を分析したとき、多数の語が共通して多くの機種で出現する。しかし、語の意味は文脈依存的なものであるため、それら諸語に同じ意味が充当されているとは限らない。他方、共起する語が増えれば増えるほど解釈の余地は狭まるため、語に充当される意味の共通性が近似する可能性が高くなる。そこで上記頻出語と共起する語を分析し、頻出共起関係を抽出する。そして、抽出された頻出共起関係をコーディングルールとして、それを「話題」とする。このようにコード化された複数話題が、調査の対象となっている全機種の中でどの程度の割合で出現しているのかを調査し、その結果の経時的変化、つまり話題の出現率の経時的変化から、形成される意味や参照構造とその変化を明らかにすることができる。上記「話題分析」の結果出現割合に明確な変化が見られる話題が全43話題中16話題ある一方で、明確な変化が見られない話題が27話題と、6割を超える事も分かった。以上の結果から、フィーチャーフォンとスマートフォンの間には非連続性とともに連続性も存在することが明らかとなった。26年度が最終年度であるため、記入しない。イノベーション26年度が最終年度であるため、記入しない。9月の決定後、研究協力者の支援もあり、25年度に行う予定となっていたものは達成されている。26年度は、25年度に収集したデータの分析、仮説の構築、そして、実務家がテキストマイニングを用いてイノベーションの普及過程を分析できる形への分析方法の定式化である。具体的には以下の事を行う。第一にイノベーションの普及過程における連続性と非連続性の調査をおこなう。分析事例には、フィーチャーフォンとスマートフォンを使用し、それらの間にある連続性と非連続性を消費者の視点から明らかにする。予備的調査で対象としたデジタルカメラは、その普及の初期、つまりフィルムカメラからデジタルカメラへの移行時期がインターネット普及の初期と重なっており、十分なデータがインターネット上には存在しないという問題があった。しかし、調査対象をスマートフォンとすることで、この問題は解消できることから、今回の調査の中で、連続性と非連続性について明らかにしたいと考えている。第二に、本研究が採用した分析方法のツール化を行う。本研究で採用する方法は、消費者の視点から普及の過程を明らかにするものであり、分析の中では、消費者が商品をどのように理解し、語っているのかがあらわれる。分析の過程で得られるこれらの情報は、新商品開発において重要な指針となりうる。
靴内に生息する汗分解微生物の成育挙動

靴を着用することが多くなるにつれて、靴の形状が原因となる足の変形、着用中の発汗作用でおこる靴内の保健衛生が問題化している。靴内の環境は、着用中で温度・湿度の変化や汗成分の蓄積がおこり、微生物が成育しやすい条件となっている。この環境には靴材料の違いが影響を及ぼすと考えられる。本研究では、靴材料に天然皮革および合成皮革を用いて着用実験をし、汗蓄積成分と生育する微生物との関連を追究した。平成9年度:(1)水分移動性能である吸水、吸湿、放温がよい天然皮革、(2)吸水がよいが吸湿しない人工皮革、(2)吸水、吸水、放湿がない合成皮革で同じ形の靴を3種類製作し、それぞれの着用試験した。着用試験で温度・湿度は合成皮革が高い傾向を示した。電解質の蓄積は、人工皮革では靴底部が多くて甲部に少なかった。天然皮革では、靴全体に汗成分が移動していた。生育する微生物は、靴下の着用や靴の種類、部位によって異なったが、着用時間が長くなるにつれて菌数が増加し、天然皮革靴にカビの生育がみれれた。平成10年度:180時間着用した靴の微生物を調べたところ、人工皮革靴は靴全体に細菌数が多くて、甲部に汗蓄積成分が少ない結果と一致しなかった。この原因は汗の水蒸気が甲部に達して吸水部位に凝縮して、ここに細菌が増殖するためと推定した。人工汗液に増殖する微生物を調べたところ、ほとんどの種類が皮膚常在菌のブドウ菌であった。この菌が主に汗成分から乳酸を産生することから、乳酸の蓄積が微生物に由来していることが確認できた。靴着用中に足からの体温と汗で靴内に微生物が繁殖して、靴内部の蓄積物をどのように分解するかを天然皮革と合成繊維の人工皮革で比較しながら、靴と足について衛生学的な研究を行なう。初年度は、着用する靴を試作した後、6ヶ月間着用した。素材の試験では、温湿度を調節した多段階の収容槽をもつインキュベートを購入して水分保持の性能を中心に調べた。天然皮革に比べて人工皮革の甲裏に使用した不織布素材は非常に吸水量が多くて、水の移動拡散が劣っている。天然皮革靴は人工皮革靴より、吸湿、水の移動性がすぐれているが、着用試験の測定では湿熱環境に大きな違いはなかった。着用した婦人靴7足から靴先、甲部の素材を抜き取り、人工汗液(尿素、尿酸、アミノ酸、無機成分、乳酸、ピルビン酸を組成とする)の平板培地に生育する微生物を採取し、単一の細菌株と真菌株に分離した。これらの菌株を人工汗液、または人工汗液を吸収させた靴素材で培養した後、培養液やこの靴素材から抽出した液の分析をキャピラリークロマトグラフィーとアミノ酸分析機で悪臭成分の生成、無機イオン量の移動、各アミノ酸の減少量などを分析している。分離された細菌株は、試着者に常在するStaphylococcus属でしめられ、尿素が減少して揮発成分に低分子有機酸系を生成している。グラム陰性菌は少ないが、アミノ酸を分解する。真菌は、Penicillium属が天然皮革に生育して、アミノ酸(主としてアスパラギン酸、アルギニン)や乳酸、ピルビン酸量を減少させた。しかし、カビを含めてStaphylococcus以外の菌株がこの人工汗成分では生育しにくいことから、人工汗成分へ脂肪酸塩など補充して検討している。さらに、無機イオンが蓄積する靴素材に対して抗菌剤の効果も検討をすすめている。吸水度は同じで、水の移動(拡散)が大きい天然皮革(牛皮と豚皮)と移動が小さい不織布の人工皮革を甲部位と裏(靴内部の甲裏と中敷き)部位に用いて天然皮革および人工皮革製の婦人用靴を2種類製作し、それぞれの靴について180時間の着用実験をした。

汗由来のナトリウムイオンとクロルイオンは、天然皮革靴内部の中敷き爪先や踵部位を中心に全部位に蓄積した。これに対して人工皮革は爪先や踵部位に著しく蓄積することを認めた。この結果から、靴素材の水移動性能と足から分泌された汗成分の滞留とが関連している可能性を明らかにした。靴内部の生菌数は、ほぼ10^4/cm^2のオーダーであるが、天然皮革より人工皮革で多い傾向がある。特に、人工皮革の甲裏部位に多い特徴を見出した。微生物の種類は、皮膚常在菌であるグラム陽性細菌StaphylococcusあるいはMicrococcusがいずれの靴からも検出された。天然皮革では、主に真菌(カビ)Penicillium属とAspergillus属が着用120時間あたりから生育するようになった。人工皮革には、Fusarium、Cladosporiumなどの土壌やハウスダストに由来する種類が検出された。アミノ酸、尿素、乳酸、ヒスチジン、無機塩を混合した人工汗液天培地に繁殖する着用靴から分離した微生物株は、多くがStaphylococciに属する細菌で、Penicillium属も数株あった。これらはアミノ酸とグルコースを代謝していた。以上の研究結果から、水分移動がしやすい素材の靴では足が接触しない靴先部位や靴箱に保管中のカビが繁殖しやすく、水分を保持するポーラスな材料では細菌数が多いという靴内の環境を、微生物叢から確認することができた。
遺伝性痙性対麻痺の新規原因遺伝子の同定と病態機序の解明

遺伝性痙性対麻痺(以下HSP)は厚生労働省の特定疾病に指定されており、現在治療法のない難病の一つである。HSPの治療法の開発には病態解明が不可欠であり、その基礎にある原因遺伝子を同定し、病態機序を解明することが重要である。本研究では細胞内動態のキーとなる膜の動態に関与する遺伝子群に注目し、機能障害による運動神経への影響から新規の治療ターゲットとなる遺伝子変異を抽出する。
赤道域の流星レーダー/中波レーダーによる下部熱圏大気波動のグローバル構造の研究

本研究では、インドネシア・ジャカルタで1992年以来中間圏・下部熱圏の風速を観測している流星レーダーのデータを解析し、赤道・低緯度域で観測を行なっている他のレーダー観測と比較解析することにより、1日周期大気潮汐波、赤道波など低韓度域で卓越するものの解明の遅れているグローバルな大気波動の構造を解明することを目的とした.まず、ジャカルタ流星レーダー(東経107度、南緯6度)の観測結果を処理して、東西風・南北風のデータベースを作成し、同じ高度・時間分解能でクリスマス島(西経158度、北緯2度)、ハワイ(西経157度、北緯22度)、アデレイド(東経138度、南緯35度)を同じ分解能で処理してデータベースを作成した.その後、平均風と1日および半日周期成分をフィッティングして2次データとし、それらの相関解析やクロススペクトル解析を行なった.その結果、赤道域において平均風や潮汐が激しい年々変動を伴う半年周期変動と示すことが見出された.また、短周期の変動として530日周期の変動が観測されたが、それらの観測地点間の相関は低く、振幅、位相等のパラメータの相関解析から局所的な重力波との相互作用で潮汐が変動している可能性が示唆された.解析は2日波、3日周期ケルビン波などにも行い、グローバルな振幅増大か認められるとともに、鉛直方向の運動量輪送に大きな貢献をなしている可能性が示唆された.さらに、観測期間は限定されるがUARS衛星によるグローバルな観測結果を比較することにより、衛星観測では曖昧さの多い波動周期の情報をレーダー観測解析結果から補完し、これらの波動が運動量の緯度方向の輪送にも重要な役割をしていることが示された.本研究では、インドネシア・ジャカルタで1992年以来中間圏・下部熱圏の風速を観測している流星レーダーのデータを解析し、赤道・低緯度域で観測を行なっている他のレーダー観測と比較解析することにより、1日周期大気潮汐波、赤道波など低韓度域で卓越するものの解明の遅れているグローバルな大気波動の構造を解明することを目的とした.まず、ジャカルタ流星レーダー(東経107度、南緯6度)の観測結果を処理して、東西風・南北風のデータベースを作成し、同じ高度・時間分解能でクリスマス島(西経158度、北緯2度)、ハワイ(西経157度、北緯22度)、アデレイド(東経138度、南緯35度)を同じ分解能で処理してデータベースを作成した.その後、平均風と1日および半日周期成分をフィッティングして2次データとし、それらの相関解析やクロススペクトル解析を行なった.その結果、赤道域において平均風や潮汐が激しい年々変動を伴う半年周期変動と示すことが見出された.また、短周期の変動として530日周期の変動が観測されたが、それらの観測地点間の相関は低く、振幅、位相等のパラメータの相関解析から局所的な重力波との相互作用で潮汐が変動している可能性が示唆された.解析は2日波、3日周期ケルビン波などにも行い、グローバルな振幅増大か認められるとともに、鉛直方向の運動量輪送に大きな貢献をなしている可能性が示唆された.さらに、観測期間は限定されるがUARS衛星によるグローバルな観測結果を比較することにより、衛星観測では曖昧さの多い波動周期の情報をレーダー観測解析結果から補完し、これらの波動が運動量の緯度方向の輪送にも重要な役割をしていることが示された.
リーラー類似動物大脳皮質運動野の神経回路網形成

SRKラットおよびヨタリマウスのテヘロ親を交配し、生後0日より21日までのSRKラットとヨタリマウスを得た。それぞれの同腹の対照動物の脊髄、視床外腹側核、一側大脳皮質にワサビ過酸化酵素(HRP)あるいはデキストランアミンを注入し、運動野の皮質脊髄路ニューロン、視床皮質投射ニューロン、脳梁交連系ニューロンを逆行性に標識した。標識皮質脊髄路ニューロンは、正常動物では皮質第5層に限局して存在した。一方、SRKラット・ヨタリマウスでもSRKラットと同様に、標識ニューロンは皮質の全層に分布した。標識皮質視床投射ニューロンは、正常動物では運動野の第6層に限局して分布した。SRKラット、ヨタリマウスともに標識ニューロンは運動野の軟膜直下に限局して分布した。標識脳梁交連線維系ニューロンは、正常では皮質の表層(第2/3層)に分布したが、SRKラット・ヨタリマウスともに皮質の深層に脳梁交連線維系ニューロンが逆行性に標識された。さらに正常動物とミュータント動物の脊髄にFast Blue(FB)、視床外側腹側核にDiminido Yellow(DY)を注入して、皮質脊髄路ニューロン、皮質視床投射ニューロンをそれぞれ標識し、相互の位置関係を調べた。すると正常動物では、FBで標識された皮質脊髄路ニューロンは運動野の第5層に、DYで標識された皮質視床投射ニューロンは皮質第6層に分布した。一方、SRKラット・ヨタリマウスではFBで標識された皮質脊髄路ニューロンは運動野の全層に分布するが特に深層に多く分布し、DYで標識された皮質視床投射ニューロンは皮質の表層に分布した。以上より、SRKラットとヨタリマウスの運動野の構造は逆転構造をとることが明らかとなり、リーラーマウスの皮質構築異常に極めて類似することが証明された。
先端光源を融合した超高分解能赤外分子分光計の開発

86.8 - 93.1 THzにわたりメタンのサブドップラー分解能分光を行い、204本の遷移周波数を数kHzの不確かさで決定した。結果はHITRAN2012に掲載された。差周波発生用のパンプ光源とシグナル光源の周波数を光コムに安定化し、光コムの繰り返し周波数を変えてアイドラー光を掃引してメタン、CH3I、HClの微弱なスペクトル線を記録した。太い光ビームと結合する光共振器セルを使い、飽和吸収のスペクトル線幅を80kHzに狭めた。デュアルコムの2台の光コムの相対線幅を1Hz以下に狭め、波長1.0 1.8 μmにおよぶスペクトルを分解能48MHz、測定時間140msで記録した。代表者(慶應)は狭線幅の1.06μmNd:YAGレーザーと広い同調波長域をもつ1.5μm帯外部共振器型半導体レーザーとの差周波発生により3μm光を得、光共振器吸収セルに入射し線幅約200kHzのサブドップラー分解能スペクトルを得た。中赤外光の同調範囲88.290.5 THzにあるCH4のnu3バンドの遷移周波数をおよそ2kHzの不確かさで56本測定した。また、分光計の感度が高いため13CH4の許容遷移と12CH4の禁制遷移が4本含まれている。これらはFTIRで求められたデータベースHITRAN2008やデュアルコム分光による測定精度を一挙に2桁以上改善した。一方、スペクトル分解能を高めるために準備していた新たな光共振器吸収セルは、ミラーの反射率のスペックが出ず納入が遅れた。稲場(産総研)狭線幅コムを実現するため、共振器中に電気光学変調器が挿入された高速制御可能なファイバーコムを製作した。光アンプ系の一部を製作し、オフセット信号、および波長1.5 um帯レーザーとのビート信号を観察し、フリーラン時の線幅が狭線幅化に問題ないレベルであることを確認した。一方で、狭線幅コムの基準となる波長1.5 um帯レーザーの線幅狭窄化の準備を行った。高安定光共振器の性能を最大限に発揮させるため、周辺の振動や音響雑音を遮断する防音遮蔽箱を選定・調達した。吉田(東工大)は東工大に差周波数発生光源を用いた分光装置を移設し調整・立ち上げを行った。測定例の無い、天然ガス由来のメタンの2重置換同位体種13CH3Dの本装置による同位体比測定結果について、質量分析計による13C、Dの測定結果と熱平衡から予測される値と比較し考察し、測定と合わせて国際誌に論文投稿した。2重置換同位体種としてメタンとCO2について検討を行い、学会発表および論文投稿を行った。代表者(慶應)は太い光ビームと結合する光共振器吸収セルを用いて、メタンCH4およびメタンの同位体CH3Dの飽和吸収分光を行った。この結果、細い光ビームと結合する光共振器吸収セルを使った時に比べ1/3の80Hzの半値判幅の飽和吸収スペクトルを観測することに成功した。これにより、CH3Dの回転量子数Jが小さい赤外遷移でA1A2分裂をはじめて分離した。細い光ビームと結合する光共振器吸収セルで光周波数コムを基準にした周波数掃引が成功した。これを太い光ビームと結合する光共振器吸収セルにも適応するには、周波数掃引方法変える必要が明らかになり、現在これを進めている。稲場(産総研)は狭線幅光周波数コムの開発を進め、123 MHzという高い繰り返し周波数を得ると同時に、300 kHz分解能で50 dBの高いS/Nのキャリア・エンベロープ・オフセット信号、そして1秒平均で10^-15程度の周波数安定度を観察した。一方、近赤外波長域のデュアルコムシステムを開発し、アセチレン分子などの分光を行った。さらにこれを中赤外波長領域である3.4 μm帯に拡張するため、光コムが高非線形ファイバーにより広帯域化された波長1-2 μmの広帯域光をそのまま光導波路型PPLNに入射し、その1.0 μm帯光と1.5 μm帯光による3.4 μm帯の差周波光コムの発生を試みた。分光器で発生を観察するとともに、HClの吸収線を確認して、発生した光が間違いなく3.4 μm帯光であることを確認した。吉田(東工大)は環境試料として微生物由来および熱分解由来(天然ガス)のメタンに着目し、同位体計測を行うことで、分光計評価用の試料採取を行った。熱分解由来として温泉由来のメタンおよび炭化水素の熱分解で生成するメタンについての同位体分析を行った。

代表者(慶應)は差周波発生により3μm光を得、光共振器吸収セルに入射し線幅約200kHzのサブドップラー分解能スペクトルを得た。Lバンドのファイバーアンプと新たな導波路型PPLNにより、中赤外光の同調範囲が88.290.5 THzから86.793.1 THzにまで広がり、12CH4のnu3バンドの遷移周波数をおよそ3kHzの不確かさで150本測定した。また、分光計の感度が高いため禁制遷移も21本観測され、振動基底状態の回転定数を従来より39倍高い相対不確かさで決定した。以前の測定と併せた204本の遷移周波数が精密に決定され、これらは権威ある分子遷移周波数のデータベースHITRAN2012に掲載されることになっている。また、スペクトル分解能を高めるために準備していた新たな光共振器吸収セルに取り付けられたミラーの反射率のスペックを確認された。稲場(産総研)は波長1.5 μm帯用の高安定光共振器に半導体レーザーを安定化した。波長として共振器の分散の設計値がゼロとなる1535 nmを選び、レーザー光を共振器に結合させた。次に、昨年度製作した狭線幅コムを用い、既存の高安定レーザーとのビート信号を観察し、周波数安定度、および線幅を測定した。その結果、周波数安定度として11.5 x 10^-14@1 s、10 Hz以下の線幅を得た。これは本課題目標である10 kHzに余裕を持って対応できるものであり、十分な性能が得られている。吉田(東工大)は2重置換同位体種としてメタンとCO2について検討を行った。メタンについては環境試料についての計測を行い、学会発表するとともに国際誌に論文投稿した。またISI2012(アイソトポマー国際会議)(US, 6月)などで学会発表を行った。実験室のある建物が半年間の耐震改修工事中のため実験等はあまり進展しなかった。代表者(慶應)は狭線幅の1.06μmNd:YAGレーザーと広い同調波長域をもつ1.5μm帯外部共振器型半導体レーザーとの差周波発生により3μm光を得、光共振器吸収セルに入射し線幅約200kHzのサブドップラー分解能スペクトルを得た。中赤外光の同調範囲88.290.5 THzにあるCH4のnu3バンドの遷移周波数をおよそ2kHzの不確かさで56本測定した。また、分光計の感度が高いため13CH4の許容遷移と12CH4の禁制遷移が4本含まれている。これらはFTIRで求められたデータベースHITRAN2008やデュアルコム分光による測定精度を一挙に2桁以上改善した。一方、スペクトル分解能を高めるために準備していた新たな光共振器吸収セルは、ミラーの反射率のスペックが出ず納入が遅れた。稲場(産総研)は高速制御可能なファイバーコムを製作した。光アンプ系の一部を製作し、オフセット信号、および波長1.5 um帯レーザーとのビート信号を観察し、フリーラン時の線幅が狭線幅化に問題ないレベルであることを確認した。一方で、狭線幅コムの基準となる波長1.5 um帯レーザーの線幅狭窄化の準備を行った。高安定光共振器の性能を最大限に発揮させるため、周辺の振動や音響雑音を遮断する防音遮蔽箱を選定・調達した。これらから、計画は概ね順調に進んでいると考えている。吉田(東工大)は東工大に差周波数発生光源を用いた分光装置を移設し調整・立ち上げを行った。測定例の無い、天然ガス由来のメタンの2重置換同位体種13CH3Dの本装置による同位体比測定結果について、質量分析計による13C、Dの測定結果と熱平衡から予測される値と比較し考察し、測定と合わせて国際誌に論文投稿した。2重置換同位体種としてメタンとCO2について検討を行い、学会発表および論文投稿を行った。
ICT環境下での放射線教育を通じた教材作成/共有モデルの開発と評価

福島県内で行われている放射線教育では、通常の教科教育と異なり現時点で多くの教材が普及しておらず、どのような教材を用いてどのように授業を行うか教師が計画するのに負担がかかる。そこで、ネットワークを介して教材を作成、共有できるプラットフォームを開発し、それを利用した授業モデルを考え、プラットフォームとしてどのような機能が有効であるかを確認した。本研究のために開発したプラットフォームはInternet接続環境下でWebブラウザによってアクセスできる形とし、以下のような機能を備えている。図や動画を含む教材を作成し、共有する機能。作成した教材を閲覧して表示内容を各端末で即時に同期させる機能。選択肢や自由記述、手書きの図等生徒の解答内容を確認できる課題の配布及び提出の為の機能。解答及び解説付きのドリル教材を作成する機能。複数人で1枚のシートに記入ができ、内容が同期される協働作業の為の機能。作成した教材にコメントを付ける機能。一部機能は、教師からのフィードバックを受けて作成したものである。上記のプラットフォームを福島県内の小学校及び中学校の教師に確認をしてもらった。生徒の端末とのデータのやり取りは教師の負担が大きく難しかった為、教材共有としては授業案等の教師向けの教材を共有してその効果を確認した。放射線について学ぶ為の教材や防災意識を高める為の学習活動案等を、ネットワークを介して共有し、聞き取り調査によって以下のような結果が得られた。教材作成及び共有機能は改善の余地はあるものの基本的な機能が備わっており需要がある教材に対して有効である。生徒の端末との連携機能は教師の負担が大きく、多くの人が使えるには操作は極めて簡便なものである必要がある。コメント機能は共有された教材をより良くするために有効である。本研究では扱わなかったが、利用者が増えた場合には教材の評価やSNSとの連携も効果が期待できる。
歯周治療における抗菌物質局所投与の効果に関する研究

1)抗生物質含有徐放性剤の局所投与の有効な時期について検討した。5mm以上の歯周ポケットを持つ単根歯を対象に、局所麻酔下でスケーリング・ルートプレーニングを行った後、2週後に4mm以上の歯周ポケットが残存している部位にペリオクリン【○!R】を投与したところ、投与後7カ月までの治癒は非投与部位と類似した経過が見られた。単根歯に対する局所麻酔下でのスケーリング・ルートプレーニングによる治癒は、処置後2週以降7カ月まで見られること、また薬剤の局所投与は器械的処置後の治癒経過に影響を及ぼし難いことが明らかになった。2)抗生物質に対する耐性菌の出現状態について研究した。ペリオクリン【○!R】の構成成分である塩酸ミノサイクリンに対する歯周病原性細菌の感受性について調べた。被験者21名の4mm以上の歯周ポケット62部位に、P.gingivalis、P.intermedia、A.actinomycetemitans、C.sputigena、E.corrodens、F.nucleatumの6種類の歯周病原性細菌が523%の検出率で見られた。23種類の細菌の塩酸ミノサイクリンに対する感受性については、低下が認められた。同時に行ったペリオクリン【○!R】の局所投与後の臨床評価は感受性の低下していた部位とそうでなかった部位について差異が見られなかったので、薬剤の濃度は有効であったと考えられた。3)抗菌性に優れているセファロスポリン系の抗生物質(BGC-010)の局所投与についての臨床試験を試みた。5mm以上の歯周ポケットを持つ単根歯を対象にスケーリング・ルートプレーニングを行った後、試験部位についてはBGC-010を1週毎に4回の頻度で貼薬して1カ月間経過観察を行ったところ、投与後1カ月間臨床的、細菌学的な改善が見られた。しかし、投与部位と非投与部位と比較したところ有効性に大きな差異は見られなかった。この結果から、より高濃度の薬剤を用いたり投与器具の改良を行う必要があると考えられた。平成5年度までの研究で、5mm以上の歯周ポケットを持つ単根歯を対象にスケーリング・ルートプレーニングを行った後、3カ月の時点で良好な治癒を示さなかった部位に対してミノマイシン含有徐放性剤(ペリオクリン^<(R)>)を貼薬して7カ月間経過観察を行ったところ、投与後3カ月間臨床的、細菌学的な改善が見られた。その後7カ月まで有意な変化が見られなかったことから、スケーリング・ルートプレーニング後、より早期に薬剤の局所投与を行う方法を試みた。局所麻酔下でスケーリング・ルートプレーニングを行い、2週後に4mm以上の歯周ポケットが残存している部位に薬剤を投与したところ、投与後7カ月までの治癒は非投与部位と類似した経過が見られた。単根歯に対する局所麻酔下でのスケーリング・ルートプレーニングによる治癒は、処置後2週以降7カ月まで見られること、及び薬剤の局所投与は器械的処置後の治癒経過に影響を及ぼし難いことが明らかになった。平成5年度までの研究において、器械的なプラークコントロールにより改善が期待し難い5mmを超える深い歯周ポケットに対して、初期治療後改善が見られない部位に薬剤の投与を併用した場合の有効性について確認することができた。また更に局所麻酔下でのスケーリング・ルートプレーニング後、早期に薬剤の局所投与を行なった場合には薬剤の効果は認められなかった。

この2つの研究により薬剤の使用時期を決定する上で、重要な情報を得ることができた。これらのミノマイシン含有徐放性剤の局所投与に関する研究により、薬剤の投与方法についてのより詳細な検討と、投与後の歯周ポケット内細菌叢の後戻りや細菌に対する耐性菌の出現の有無を調べた上で配合薬剤の選択について検討する必要性が示唆された。抗生物質を投与する際に注意すべき点の一つは、使用する抗生物質に対する耐性菌の出現状態である。平成6年度までの研究で、抗生物質の局所投与法として認可されているペリオクリン【○!R】の構成成分である塩酸ミノサイクリンに対する歯周病原性細菌の感受性について調べた。被験者21名の4mm以上の歯周ポケット62部位に、Porphyromonas gingivalis、Prevotella intermedia、Actinobacillus actinomycetemcomitans、Capnocytophaga sputigena、Eikenella corrodens、Fusobacterium nucleatumの6種類の歯周病原性細菌が523%の検出率で見られた。また、いくつかの細菌の塩酸ミノサイクリンに対する感受性については、低下が認められた。同時に行ったペリオクリン【○!R】の局所投与後の臨床評価は感受性の低下していた部位と低下の見られなかった部位について差異が見られなかったことから、この臨床試験での薬剤の濃度は有効であったと考えられた。このような薬剤に対する感受性試験は、歯周治療において薬剤を使用する際の有効性に関係するので、今後も条件を変えて行う予定である。さらに平成6年まで研究で、歯科治療においても一般的に多用され、抗菌性に優れているセファロスポリン系の抗生物質を局所投与可能な形態に研究開発されたので、この薬剤についての臨床試験を試みた。5mm以上の歯周ポケットを持つ単根歯を対象にスケーリング・ルートプレーニングを行った後、試験部位についてはセファロスポリン系含有徐放性剤(BGC-010)を1週毎に4回の頻度で貼薬して1カ月間経過観察を行ったところ、投与後1カ月間臨床的、細菌学的な改善が見られた。しかし、投与部位と非投与部位と比較したところ有効性に大きな差異は見られなかった。この結果から、より高濃度の薬剤を用いたり投与器具の改良を行う必要があると考えられた。現在、改良した薬剤を用いて同じ条件下で臨床試験を試みている。
担持酸化ニッケル触媒によるエタン・プロパンの酸化的脱水素によるオレフィン製造

石油化学基幹原料のエチレン・プロピレンの省エネルギー製造に関し、エタンやプロパンの酸化的脱水素を検討した。18年度の研究で、MgOにNiOを担持した触媒が高い活性、すなわち反応温度6000°Cにおいてエタン転化率69%と、エチレン選択率53%を与えることを見いだした。19年度はNiO/MgO触媒より低温で活性を示す触媒の探索を行い、高比表面積のZrO_2に硝酸ニッケルを担持したNiO-ZrO_2触媒が、450°Cにおいて、高いエタン転化率とエチレン選択性を与えることを見いだした。さらに、この触媒へ第3成分の添加の影響を検討し、NiとNaH_2PO_4を共含浸して調製したNi-P-ZrO_2触媒がより高い選択性を示すことを見いだした。Pの添加は反応中にNiOがエタンにより還元されて、Ni金属になりエタンの完全酸化が進行するのを抑制することが、触媒の光電子スペクトルの検討から明らかになった。この触媒は安定した性能を発揮し、長時間の反応においても、活性選択性の低下は認められなかった。同じ触媒をプロパンの酸化的脱水素に用いると、プロパンの転化率は低下し、主として燃焼反応によりCO_2が生成する。Ni(NO_3)_2とZrOCl_2を水溶液とし、アンモニアを用いて共沈法により触媒を調製したところ、完全酸化が抑制され、プロピレンの選択性が上昇した。さらに、共沈法による触媒に対する、添加物の効果を検討したところ、Biの添加がさらに完全酸化を抑制し、プロピレン選択性が56.8%まで上がった。この値は、プロパン、酸素のみを供給原料に用いた場合としては現在報告されている中で最も高い値である。これらの研究と関連して、脱水素反応機構解明を目的として、エチルベンゼンの脱水素触媒上でのRedox機構を過渡応答法により検討を行い、この手法が触媒表面反応の解析の優れた方法であることを明らかにした。ニッケル酸化物を酸化マグネシウム(MgO)、または酸化ジルコニウム(ZrO_2)に担持した触媒を用いてエタン、およびプロパンの脱水素反応を酸素存在下に行った。エタンの脱水素にはNiO担持MgO触媒が高いエタン転化率とエチレンへの選択性を示した。担体に用いるMGOの比表面積がエチレン選択性に大きな影響を与えることがわかった。反応前後の触媒の光電子スペクトルの解析により、低比表面積のMgOに担持されNiOはエタンとの反応中に還元されて、金属Niになりエタンの部分酸化により合成ガスが生成した。一方、高比表面積のMgOを用いたときには、反応中にNiOは大部分がNiOの状態に保たれ、高い選択性でエチレンを与えることがわかった。プロパンの脱水素に同じ触媒を用いたが、ほとんどプロパンは反応しなかった。活性金属をNiとして、種々の担体の影響を検討したが、シリカ、酸化ジルコニウムのみがプロピレンを与えた。しかし、プロピレンへの選択性も低く、CO_2が多量に生成した。シリカはプロピレンへの選択性は高かったが、反応中に触媒層への炭素析出が起こったので、Ni担持酸化ジルコニウム触媒によるプロピレン選択性向上を目標に、第3成分の添加効果を検討した。