hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
レジン酸を用いたタイヤ摩耗粉塵の新規環境影響評価手法の提案

タイヤ中のレジン酸類のうち、ジヒドロレジン酸について着目して研究を行った。タイヤゴムや環境試料中に存在するレジン酸類の定量的分析方法を確立した。その分析方法を用いて、タイヤゴムへの起源特異性、環境分布、環境中での安定性、環境動態を明らかにすることができた。この成果によって、現在未規制であるタイヤ摩耗粉塵の環境影響を評価するための化学的手段として、ジヒドロレジン酸をマーカー物質として用いることが可能であることを示した。レジン酸類の分析方法:環境試料からのレジン酸類の抽出方法とレジン酸類のカルボキシル基のキャッピング方法の検討を含めた試料精製方法のブラッシュアップに着手した。ジクロロメタンを用いて加圧溶媒抽出することで、十分な抽出効率を得られることを確認し、抽出操作時間と使用溶媒量の削減を達成した。抽出液をアルカリ鹸化後にメチル誘導体化し、シリカゲルカラムでモノカルボン酸エステルを分離する方法を確立した。分析対象とするジヒドロレジン酸(H2RA)I-IVおよびデヒドロアビエチン酸(DHA)のRSDは8-10%、クリーンアップスパイクの回収率は平均104%だった。キャッピングをメチル化に切り替えることで低濃度試料のレジン酸組成の精度を上げることに成功した。海外試料の分析:ハノイ(ベトナム)、北京(中国)で採取した粉塵やエアロゾル試料を分析した結果、全試料からH2RA、DHAおよびその他のレジン酸類が検出された。都市により、H2RAとその他のレジン酸類のタイムトレンドの類似性が異なることが明らかとなった。その原因については翌年度に解析を進めることとした。H2RAの組成は前年度に確認した不均化ロジンを使用したゴム製品と類似していることを確認した。これにより海外においてもタイヤ摩耗粉塵をはじめとするゴム製品の環境放出のマーカーとしてH2RAが有効であることが示された。また、海外のエアロゾル試料については、タイヤゴム由来と従来考えられているZnなどの金属元素のタイムトレンドを把握するために、XDXRF装置を用いた元素分析を行った。このデータはH2RAおよびその他のレジン酸類のタイムトレンドの解析に使う予定である。大気に放出されたタイヤ摩耗粉塵(TD)は、地表面への沈着と再懸濁による浮遊を繰り返す。このようなTDの移動プロセスにおいて、TDマーカーであるジヒドロレジン酸(H2RAs)の濃度や組成は、分解・揮発・溶出等によって変化すると考えられる。今年度は、環境中でTDが水と接触することで起こるレジン酸濃度、組成の変化を定量的に評価するための情報を取得することを狙い、溶出実験を行った。先ず、レジン酸が溶出するかの検討をするため、マツ葉粉末と路上粉塵(RD)を用いて24時間撹拌の溶出実験を行い、天然レジン酸、人為起源のH2RAsそれぞれについて、水-粒子間分配係数(Kp)を求めた。次にKpと植物組織やRDの一般的な有機炭素含有率(foc)を用いて水-有機炭素間分配係数(Koc)を推定した。推定したKoc値は化合物毎にそれぞれ異なったが、既にTD指標として広く利用されている化合物の24MoBT、NCBAと比べて、同等の分配挙動を示すことが分かった。水との接触時間を極端に短くした実験では、Kp、Koc共に24時間撹拌より高値になるものと、それほど変わらないものがあり、化合物によって傾向が異なった。以上より、植物組織片やTDが環境中に放出された後、雨水等との接触によってレジン酸の濃度、組成が変化することが定量的に明らかになった。また、溶出したレジン酸は土壌浸透すると考えられるので、今後は土壌中の動態についても明らかにして行く必要がある。また、国内の広範囲の都府県で採取した路上粉塵についてもレジン酸分析を実施した。濃度は様々に異なり、交通量との相関も認められなかったが、分析した全ての都府県試料でタイヤゴムと酷似したH2RAの組成を示すことが確認された。初年度はタイヤ及び環境試料中に存在するレジン酸の同定とその定量的な分析方法を確立を目的とした。ジヒドロレジン酸の精製、単離、構造解析:レジン酸の不均化混合物を和光純薬工業から得た。ELSDは導入後、リークセンサーの異常により安定して使用することができなかったため、これを使用せず、メチル誘導体化した混合物をGC/MSで分析しEIスペクトルを解析、さらに相対保持指標を文献値と比較、暫定的に化合物を同定した。その結果、8-isopimaren-18-oic acid (I), 8-pimaren-18-oic acid (II), 13β(H)-abieten-18-oic acid (III), and 13α(H)-abiet-8-en-18-oic acid (IV)の4種のジヒドロレジン酸が含まれることが確認された。

タイヤおよび環境試料中に存在するレジン酸類の同定:市販のタイヤゴムや路上粉塵など測定したほぼ全ての試料にデヒドロアビエチン酸(V)、アビエチン酸(VI)の他に上記I-IVが含まれることを明らかとした。タイヤおよび環境試料中のレジン酸類の定量的分析方法の確立:環境試料中のレジン酸を超音波抽出し、抽出液をBSTFAでTMS化してGC/MSで分析する方法を確立した。I-Vの比標準偏差は7-10%、全環境試料を分析する際の内部標準物質の添加回収率は78-136%だった。以下は、2年度目以降の実施予定項目であったが前倒しで実施した。確立した分析法を用いて、タイヤ、2005ー2008年に採取した路上粉塵、大気浮遊粉塵のアーカイブ試料を分析した結果、いずれからもI-VIが検出された。また、マツ科植物樹脂、その工業変性物である不均化ロジン、マツ科植物燃焼煙などの分析結果から、ジヒドロレジン酸I-IVが不均化ロジンを使用した工業製品に特異的な成分であることを確認した。環境試料中レジン酸類の分析方法の検討については、前処理方法やカルボキシル基のキャッピング方法、抽出方法の最適化まで含めてほぼ当初の計画通りに実施し、H2RAの定量と組成解析を高精度化することができた。環境中のH2RAはその他の極性炭化水素類よりも濃度が低いため、妨害物質を十分に除去できる前処理方法の確立は環境分析を進める上で重要な達成と言える。また、海外試料の分析についても、測定試料数は限られるが重要なデータを得ることができた。初年度の研究目的に掲げた化合物の同定と分析方法の確立を、検討課題を残しつつも達成することができた。さらに、翌年度以降の実施を予定していた、都市環境中のレジン酸の分布について、アーカイブ試料を用いて十分な知見を得ることができた。またレジン酸の起源特異性の検討も実施することができた。レジン酸類が世界の様々な地域で検出されることが分かり、マーカー物質としての適用可能性が広がったため、その有効性を物理化学的特性の面から検証する実験に着手する。具体的には、H2RAの主要キャリアである粉塵粒子からの溶出試験を実施しH2RA I-IVの環境動態を予測するためのデータを取得する。また、溶出したH2RAの土壌浸透の可能性についても実験的に確認する。環境試料については、国内の他地域、海外の試料について引き続き分析をすすめ、広範囲の環境についてレジン酸類の分布把握に努める。またH2RAとその他のレジン酸類のタイムトレンドの支配要因を解析する。今後、HPLC-ELSDを用いたレジン酸の精製を実施するとともに、以下の項目を行っていく。現在採用している分析方法ではカルボキシル基のキャッピングにTMS基を導入している。TMSエステルは加水分解されやすいので、試料精製の方法が制限される。そこでBligh & Dyer法、ソックスレー抽出、加圧抽出など異なる抽出方法の比較、TMS化とメチル化の比較を行い、分析方法のさらなる高精度化を目指す。また、環境試料については、現在の環境を反映する試料の分析を進めるとともに、国内の他地域、海外の試料についても分析をすすめ、広範囲の環境についてレジン酸の分布を解明する。環境試料中レジン酸類の分析方法のブラッシュアップに当初計画以上の期間を費やしため、現在の環境試料の採取や分析については部分的な計画遂行に留まり残予算が発生した。未遂行の環境
経済時系列の長記憶性と構造変化に関する統計理論

本研究で得られた結果は次の通りである.1経済時系列の非定常性の源泉であるトレンドについて,確定的なトレンドと確率的なトレンドの違いを理論的に解明した.結論としては,両者は本質的に異なるものであるが,現実の時系列がいずれのトレンドをもつかを判定する場合の統計的検定の検出力はかなり低い.実際,確率的トレンドを確定的トレンドであると誤って判断することの危険性は非常に大きい.2確率的トレンドは,階差パラメータdを実数に拡張したフラクショナルARIMAモデルで近似するのが普通であるが,本研究では,このようなモデルから得られるさまざまな統計量の漸近的な性質を分布論の観点から調べた.特に,定常性と非定常性の境界点であるd=1/2の場合については特別な考慮が必要であることを明らかにした.3上記のフラクショナルARIMAモデルについて,統計的な問題として,実際の観測値がノイズ,あるいは観測誤差の影響を受けているかどうかの検定問題を考察した.最初に,時間領域の検定を提案したが,その検定は理論的には最良の検定でも,ノイズが大きくなるにつれて実際の検出力が低くなるという欠点をもっていることがわかった.その理由は,ノイズが大きくなるにつれて,シグナルの部分の相対的変動が小さくなり,シグナルが識別不能な状況となるからである.4同じく,フラクショナルARIMAモデル,および,それにノイズが加わったモデルの推定問題を,従来から行われている周波数領域の推定だけでなく,ウェーブレットの方法による推定の観点から考察した.推定方法として,最小2乗法および最尤推定法を考えた.そして,有限標本におけるこれらの推定量の性質をモンテカルロ・シミュレーションにより調べた.その結果では,定常な場合には周波数領域における最尤推定が優れているが,非定常性が強くなるにつれて,ウェーブレットに基づく最尤推定がよい振る舞いをすることがわかった.ただし,漸近的な性質や理論的な性質の検討は,今後の研究課題である.本研究で得られた結果は次の通りである.1経済時系列の非定常性の源泉であるトレンドについて,確定的なトレンドと確率的なトレンドの違いを理論的に解明した.結論としては,両者は本質的に異なるものであるが,現実の時系列がいずれのトレンドをもつかを判定する場合の統計的検定の検出力はかなり低い.実際,確率的トレンドを確定的トレンドであると誤って判断することの危険性は非常に大きい.2確率的トレンドは,階差パラメータdを実数に拡張したフラクショナルARIMAモデルで近似するのが普通であるが,本研究では,このようなモデルから得られるさまざまな統計量の漸近的な性質を分布論の観点から調べた.特に,定常性と非定常性の境界点であるd=1/2の場合については特別な考慮が必要であることを明らかにした.3上記のフラクショナルARIMAモデルについて,統計的な問題として,実際の観測値がノイズ,あるいは観測誤差の影響を受けているかどうかの検定問題を考察した.最初に,時間領域の検定を提案したが,その検定は理論的には最良の検定でも,ノイズが大きくなるにつれて実際の検出力が低くなるという欠点をもっていることがわかった.その理由は,ノイズが大きくなるにつれて,シグナルの部分の相対的変動が小さくなり,シグナルが識別不能な状況となるからである.4同じく,フラクショナルARIMAモデル,および,それにノイズが加わったモデルの推定問題を,従来から行われている周波数領域の推定だけでなく,ウェーブレットの方法による推定の観点から考察した.推定方法として,最小2乗法および最尤推定法を考えた.そして,有限標本におけるこれらの推定量の性質をモンテカルロ・シミュレーションにより調べた.その結果では,定常な場合には周波数領域における最尤推定が優れているが,非定常性が強くなるにつれて,ウェーブレットに基づく最尤推定がよい振る舞いをすることがわかった.ただし,漸近的な性質や理論的な性質の検討は,今後の研究課題である.非定常な経済時系列の統計分析では,単位根問題と共和分分析が,時系列的方法を使って1980年代から研究されてきたが,本研究では,そのあとを振り返るとともに,今後の新たな問題を探ってきた。以下,この1年間における研究内容と成果を総括したい。1非定常性とトレンドの問題単位根検定は,トレンドが確率的か,あるいは非確率的かを見極めるための検定であるが,それはどちらか一方に分類が可能であるという二分法を前提としている。しかし,それが不可能な状況を考察した。2長期記憶過程に関する研究経済データの中には,長期記憶性をもつものが多い。その場合の分析は,階差のパラメータを実数に拡張したARFIMAモデルを使って分析することが多いが,その場合のパラメータに関する検定問題を考察した。3長期記憶時系列と観測誤差の問題長期記憶時系列が観測誤差を含む場合,あるいは構造変化が起きた場合,実際にそれらを検出するための方法を提案した。しかし,その検定はある意味で最適であるにもかかわらず,検出力が低いことが判明した。このことは,定常な場合には特に顕著である。4ウェーブレットによる方法長期記憶時系列と観測誤差が混じりあったデータから,両者を分離して前者のみを取り出す方法をウェーブレットの方法を使って考察した。そして,階差のパラメータを推定するいくつかの方法を提案し,シミュレーション実験でパフォーマンスを調べた。推定に関しては,最尤法が望ましいのであるが,実行可能性からは困難である。シミュレーションの結果,DWPT (Discrete Wavelet Packet Transform)に基づいて誤差を除去し,その上でウェーブレット分散を推定して,ウェーブレットのレベルへの回帰により推定する方法がある程度よい結果を与えた。

しかし,さらによりよい方法を考案するのが望ましい。本研究で得られた成果は次の通りである.1経済時系列の非定常性の源泉であるトレンドについて、確定的なトレンドと確率的なトレンドの違いを理論的に解明した。結論としては、両者は本質的に異なるものであるが、現実の時系列がいずれのトレンドを持つかを判定する場合の統計的検定の検出力はかなり低い。実際、確率的トレンドを確定的トレンドであると誤って判断することの危険性は非常に大きい。2確率的トレンドは、階差パラメータdを実数に拡張したフラクショナルARIMAモデルで近似するのが普通であるが、本研究では、このモデルから得られるさまざまな統計量の漸近的な性質を分布論の観点から調べた。3上記のフラクショナルARIMAモデルについて、統計的な問題として、実際の観測値がノイズの影響を受けているかどうかの検定問題を考察した。最初に時間領域の検定を提案したが、その検定は理論的には最良の検定でも、ノイズが大きくなるにつれて実際の検出力が低くなるという欠点をもっていることがわかった。その理由は、ノイズが大きくなるにつれて、シグナルの部分がますます無視され、シグナルが識別不可能な状況となるからである。これに対して、ウェーブレットの方法によるシグナル推定などを考察した。4同じく、フラクショナルARIMAモデル、および、それにノイズが加わったモデルの推定問題を、従来から行われている周波数領域の推定だけでなく、ウェーブレットの方法による推定の観点から考察した。推定方法としては、最小2乗法および最尤推定法を考えた。シミュレーションによる結果では、定常な場合には周波数領域における最尤推定が優れているが、非定常性が強くなるにつれてウェーブレットに基づく最尤推定がよい結果をもたらすことがわかった。理論的な検討は今後の課題である。
エアロゾルとPM_<2.5>の同期観測:エアロゾルの発生から移送拡散まで

(1)NASA/AERONET放射計等による大気エアロゾル地上観測、(2)SPMのサンプリング計測と化学分析、(3)エアロゾル放射特性とSPM値の関係解析、(4)地上と衛星データの併合によるエアロゾルマップの導出等に関し、継続的に研究実績を挙げている.(5)2008年5月にNIESライダーネットワーク機器を設置し、(6)エアロゾルの発生から拡散までの解明、(7)総合的なデータ解析手法の実装、(8)モデルシミュレーションと実データの融合を実現した.(1)NASA/AERONET放射計等による大気エアロゾル地上観測、(2)SPMのサンプリング計測と化学分析、(3)エアロゾル放射特性とSPM値の関係解析、(4)地上と衛星データの併合によるエアロゾルマップの導出等に関し、継続的に研究実績を挙げている.(5)2008年5月にNIESライダーネットワーク機器を設置し、(6)エアロゾルの発生から拡散までの解明、(7)総合的なデータ解析手法の実装、(8)モデルシミュレーションと実データの融合を実現した.1996年以来近畿大学にて東大阪市上空の偏光放射観測を実施している。更に,世界規模の大気エアロゾル観測ネットワーク(NASA/AERONET)サイトとして,2000年に和歌山県白浜町,2001年に能登半島,2002年に東大阪市近畿大学キャンパスにAERONET標準放射計を設置した.得られた放射データから日本上空大気エアロゾルの特徴や季節変動を捕らえる事が出来た東大阪市は文字通り大阪市の東側に隣接し,大阪湾と生駒山に挟まれた中小企業の街である.都市域エアロゾルの監視と解析のためのモデル地区のような街である.2003年3月には都市域大気粒子モニタリングを目指し浮遊粒子状物質(SPM)の測定を開始した.近畿大学キャンパスで実施している大気エアロゾルの放射観測とSPMの同期観測データの比較解析結果から,大気汚染物質とエアロゾル特性に明らかな相関の見られる事が解った.得られた結果を以下にまとめる.1.両者の相関関係を調べるには,大気粒子を場合分けする必要がある.2.比較的エアロゾル量の少ない場合と卓越した黄砂飛来時には,エアロゾルの光学的厚さとPMZ_<2.5>の間に強い線形相関がある.3.2006年春は「黄砂の当たり年」といわれる程の大規模な黄砂が飛来した.卓越した黄砂現象時には,乾いた黄砂粒子が吸収性の高い人為起源物質を取り込んで成長している様子がうかがえる.当グループでは,10年に渡り衛星及び地上放射観測データを用いた大気エアロゾル解析に取り組んでいる。特に,NASAが展開する大気エアロゾル観測ネットワークAERONET (AErosol RObotic NETwork)をステーションとして,標準放射計を和歌山県白浜,東大阪,石川県能登に設置し,大気光観測を実施している。また,2004年3月には,サイズ別・特性別に浮遊状大気粒子(TSP/PM10,PM2.5,OBC)を計測できる粒子測定機器SPM-613D(紀本電子)を東大阪サイトに導入した.エアロゾル放射観測とSPM測定を同じ場所で同時測定する事により,大気エアロゾルとPM2.5の関係を定量的かつ定性的に把握できる。更に,放射特性とSPMの相関性を衛星エアロゾルリモートセンシング解析に応用する事により,エアロゾルの発生から成長,地球規模の移動拡散までのエアロゾルの一生(ライフタイム)を捉える事ができる。2006年12月には更に微小なPM1粒子測定機器を開発導入した。本年度は,下記の研究課題15を実施した。3.エアロゾル放射特性とSPM値の関係解析4.衛星解析への応用による時空間制約を越えた大気粒子分布の導出5.エアロゾルの発生から拡散まで(モデルシミュレーション)課題1,2は,本年度刊行論文に掲載された。また,課題35は,現在,印刷中及び投稿論文において成果を発表している。当グループでは,10年に渡り衛星及び地上放射観測データを用いた大気エアロゾル解析に取り組み、15のような成果を挙げている.更に、2008年5月にはレーザー光を上空に放射し,微粒子による反射,散乱光を計測するライダー(LIDAR)モニタリングシステムが関西では初めて近畿大学東大阪キャンパスに国立環境研究所によって設置された.これらの新しいデータを加え,モデルシミュレーションへの導入を含む解析システムを構築して、68の項目が実現した。2.東大阪と能登にSPM-613D(紀本電子)を設置して,サイズ別,特性別に浮遊状大気粒子(PM10, PM2.5, OBC)の24時間計測を実施,サンプリング粒子の化学分析.3.エアロゾル放射特性とSPM値の関係解析4.衛星解析への応用による時空間制約を越えた大気粒子分布の導出5.エアロゾルの発生から拡散まで(モデルシミュレーション)6.ライダー計測を開始した.これにより,高度分布を含む,より精度の高い大気粒子解析が実現した.7.総合的なデータ解析手法の実装8.モデルシミュレーションと実データの融合
マイクロマシン用制御給電システムに関する基礎的研究

1.エネルギ供給方式の選定無線によるエネルギの供給方法には、光、外部からの機械的共振、電磁誘導、マイクロ波を用いたものなどがある。生体内での利用を前提にして安全性・透過性・無指向性等を考慮すると、電磁波、音波などの方式が考えられる。これらは波動による共振現象を利用するものであるが、液中での超音波によるものでは、キャビテーションの発生により効率が低下することが予備実験により確かめられたので、本報では電磁誘導を用いた。2.エネルギ送信実験送信側はRLC直列回路で構成した。一次コイルは400mmの大きさで、このコイルの中央に受信側の二次コイルを設置した。二次コイルの大きさはphi68×57程度である。これに並列に接続したコンデンサにより、送信側の共振周波数に同調させてある。得られた二次起電力は整流・平滑化してマイクロマシンに搭載する二次電池の充電に利用できる。本実験では送信周波数3575KHzの時電圧値7050V、2030mWと二次電池の充電や制御回路の駆動に十分使用できる電力が得られた。3.振幅変調による制御送信用信号を任意の波形で振幅変調し、受信側の復調回路により、制御用信号の送受を行なう実験を行った。受信側で得られる復調信号は最大50V程度の振幅となった。正弦波、短形波、三角波、鋸波を送信し、バイモルフ型アクチュエータを駆動することができた。以上の成果は1993年度精密工学会秋期大会学術講演会(平成5年10月9日)において発表された。
複合機能粉体加工プロセス・材料開発

1.単分散球形粒子の作製:申請者らの考案になるパルスオリフィス噴射法による単分散球形粒子作製装置を設計・作製し、合金系球形粒子の作製条件を明らかにした。2.粒子配列体の機能発現についての検討:パーコレーション制御および傾斜機能制御に注目し、配列構造と機能発現の関係について検討し,電気伝導率やゼーベック係数のような伝導に関わる機能特性の発現には、およそ1000個の粒子の配列で十分であることを明らかにした。3.粒子配列実験:吸引ペン搬送方式,テンプレート流し込み方式および線状配列方式による粒子配列実験を行い,それぞれについて,粒子配列条件を決定した。4.スラリーディスペンサー方式による複合構造の構築:粉体スラリーをディスペンサーにより噴出配列する方式を考案した。一回で噴出するスラリー滴のサイズは0.5□2mm程度であり、組成制御領域サイズに限界はあるが、原則として材料種に制限がないことや比較的迅速に複合構造が構築できることを確認した.5.粒子配列体のボンディング形成機構と機能発現の確認:球形粒子の焼結ネックは(1)同種粒子間、(2)異種粒子間ネックの他に、(3)偏析を伴うネック、(4)第3相が出現するネックの4種類が存在する。それぞれについてその形成機構を明らかにした.また,ボンディング処理を施したBi-Sb系粒子の線状配列体のゼーベック係数を測定し,室温近傍におけるゼーベック係数は単結晶のデータと同等あるいはわずかながら大きい値を示すことを明らかにした。6.圧電セラミックスの傾斜機能化:屈曲モードを発現するユニモルフおよびバイモルフ型圧電アクチュエーターについて誘電体/非誘電体の傾斜機能化を試み、材料力学的な計算から予測される理論値とほぼ一致する屈曲変位を得た。7.セラミックスの複合組織形成:Al203-YAG系共晶セラミックスの放電プラズマ焼結を行い,等方的な共晶を得た.共晶界面の分布と機能複合化の関係を明らかにした.1.単分散球形粒子の作製:申請者らの考案になるパルスオリフィス噴射法による単分散球形粒子作製装置を設計・作製し、合金系球形粒子の作製条件を明らかにした。7.セラミックスの複合組織形成:Al203-YAG系共晶セラミックスの放電プラズマ焼結を行い,等方的な共晶を得た.共晶界面の分布と機能複合化の関係を明らかにした.実施計画に沿って研究開始状況および成果を述べる。(1)申請者らの考案になるパルスオリフィス噴射法による単分散球形粒子作製装置を設計・作製し、設置完了した。現在試運転によりその作動条件を確認中である。(2)熱電変換半導体であるGeTe、AgSbTe_2およびGeTe-AgSbTe_2系合金について、主として粉末冶金法による合金調製を行った。現在これら3種の合金について上記噴射装置を用いて0.5mm以下の球形粒子を得るための条件を探索中である。(3)粒子配列装置の制作と配列動作特性の確認:すでに稼働中の粒子配列装置の動作特性に改良を加え、新たに一次元線状配列および二次元面状配列を容易にする配列システムを設計・試作した。現在、その作動機構を調整中である。(4)球形粒子の焼結ネックの形成およびネック形態制御についてモデル実験にもとづいて検討している。(5)粒子配列体の機能発現に対する基礎的検討を開始した。すなわち、配列体の構成要素のパーコレーション制御および傾斜機能制御に注目し、配列構造と機能発現の関係について検討した。パーコレーション制御については、機能発現のための3次元粒子配列体の粒子数は10×10×l0=1000個以上であることを明らかにした。(6)粒子配列体の機能発現の可能性を広げるために放電焼結による固化条件を検討している。粒子配列体自体まだ未完成なので、本年度は界面制御が機能発現を支配すると云われる共晶系セラミックスを例にとって、相界面の形成および結合状況を観察した。

また、放電焼結中に発生するノイズの解析装置を試作し、プロセス制御条件のための手法を確率すべく実験中である。これまで吸引ペンによる搬送方式による粒子2次元配列を試み、2種類の0.5mmボールの自在な2次元配列が可能であり、傾斜組成配列および規則的あるいは諸種の形態配列を得ることができることを明らかにした。また、新たに粒子3次元配列体を構築するための線状配列および2次元面状配列を容易にする配列システムを設計・試作した。現在、500μm直径のCu、ジルコニアおよびBi-Sbそれぞれの球形粒子を用いて実験し、任意の配列パターンの粒子配列パターンを構築できることを確認した。さらに、材料種および配列パターンの多様化およびバルク相配列材料の作製を企図して粉体スラリーをディスペンサーにより、噴出配列する方式を考案した。ディスペンサー条件の適性化により、本法は正確な配列パターンを形成することができる。熱電変換材料Bi-Sb系粒子の線状配列および2次元平面状配列については、ボンディング形成温度、雰囲気および時間などの条件を明らかにした。ボンディング処理を施したBi-Sb系粒子の線状配列体のゼーベック係数を測定している。室温近傍におけるゼーベック係数は単結晶のデータと同等あるいはわずかながら大きい値を示すことがわかった。屈曲モードを発現するユニモルフおよびバイモルフ型圧電アクチュエーターの高性能化を図るために、誘電体/非誘電体の傾斜機能化を試みた。ジルコン酸チタン酸鉛と白金の傾斜機能化およびジルコン酸チタン酸鉛内での気孔率の傾斜分布化により、材料力学的な計算から予測される理論値とほぼ一致する屈曲変位を得た。複合組織の制御の多様性を求めて、最近とくに関心を集めているAl_2O_3-YAG系共晶セラミックスの放電プラズマ焼結を試み、ヤング率やビッカース硬さあるいは破壊靭性において一方向凝固した試料と同等、破壊強度においてはむしろよりすぐれた性質を有する材料を得ることができた。今年度で実施した主な研究内容は以下の3項目:(1)粉体スラリーのディスペンサー噴射・配列技術の開発;(2)金属粒子分散圧電複合セラミツクスと傾斜機能圧電アクチュエータの開発;(3)ブラズマ放電焼結による新規複合焼結材料の開発、などからなっている。得られた主な成果は以下の通りである:(1)ディスペンサー方式により、様様な複合構造体やデバイスを作製するための2次元パターンを形成することができるようになった。粉体スラリーのレオロジー特性、噴射ペンと基板との距離をコントロールすることにより、圧電セラミックスのロッドアレイを作製することができるようになった。さらに、コンピュータソフトを開発して、ディスペンサー方式で同じ基板上に金属とセラミックスの複合パターンを形成することも可能になった。(2)圧電セラミックスマトリックスに白金微粉末を分散添加することにより、誘電率と機械的性質を同時に向上させることを示した。
C型肝炎ウイルスの遺伝子配列と感染価の関連性の研究

実際の感染価と血中C型肝炎ウイルス(HCV) RNA量は必ずしも一致しないとの実験結果をふまえ、同程度に高い量のHCV RNAを有する血清#4,#6、及び#6を10^<-4>,10^<-5>希釈してそれぞれ接種したチンパンジー#353,#215の血清より各々20個のクローンを拾い合計80個の遺伝子変異を解析した。実際の感染価は#4は低く、#6は高かった。最も変異の強い超可変領域(HVR)での血清#4と#6のアミノ酸変異を右表に示す。表は左側より順にクローンの型、アミノ酸配列、クローン20個の内の各型の個数を示す。HVR以外の領域での変異は稀であった。血清#4と#6両者のHCVは同じgenotype 1bに属するものであったが、HVRでのアミノ酸配列は表に示す如くかなり異なっていた。又、#6の希釈血清を接種したチンパンジー#353、#215より得られたクローンは、核酸レベルでは数個の変異が存在したが、それらはアミノ酸の変異を伴わず、40個全て右表の6a-1型と同じアミノ酸配列であった。この現象は希釈された血清には原液中の最も多いクローンが存在する為だけなのか、あるいはこの配列のHCVには高い感染性が存在するのか、更成る検索が必要である。日本人患者7人のプール血清の中から、段階希釈によるRT-PCR法でC型肝炎ウイルス(HCV)の核酸の陽性のエンドポイントが高いと判定された血清No.4とNo.6をchimpanzeeに接種し、最終実験結果として、No.4の血清感染価は10^2CID_<50>/ml未満、No.6は10^<5.5>CID_<50>/mlとなり、No.6が高感染価血清である事が判明した。接種前の実験でNo.4はNo.6より10倍感染価が高い事が予測されたが、実際の感染価と血中HCV-RNA量は必ずしも一致しないという事が判明した為、感染価とHCV遺伝子の核酸変異を調べ、両者の関係について検討をする目的で研究を開始した。本年度は感染実験により得られた各週のchimpanzee血清中のHCV RNAの有無を調べ、陽性血清よりHCVcDNAの核酸配列を解析した。まずヒトNo.4,No.6血清、感染が成立したchimpanzeeの内no.215の血清50μ1を用いてacid gunidinium thiocyanate-phenol-chloroform methodを用いてRNAを抽出し、reverse transcriptaseにてcDNAを作製、polymerase chain reaction法を用いてcDNAを増幅し、HCVcDNAをplasmid vectorに挿入し、transformationを施行、LB/Amp plateに蒔きcolonyを10個pick upし、DNAを精製、dideoxy法にて塩基配列を検索した。検索は未だ全て終了した訳ではないが、感染チンパンジーよりpickupしたcolonyのhypervariable regionの塩基配列はほぼ同じものあるいは非常に類似したものの可能性があり、pick upするcolonyの数を更に増やして検討する必要があるものと考えられる。本年度の研究では基本的な実験技術上は問題は無いが、血清の保存場所がそれぞれ異なり研究開始までにも時間がかかり、研究進展状況が実験開始前に立てたtime schedule通りには行かない事が問題であった。本年度の結果を考えた場合、次年度は当初の予定より検索事項が増え実験のspeed upをはかる必要がある。実際の感染価と血中C型肝炎ウイルス(HCV)RNA量は必ずしも一致しないとの実験結果をふまえ、同程度に高い量のHCV RNAを有する血清♯4,♯6、及び♯6を10^<-4>,10^<-5>希釈してそれぞれ接種したチンパンジー♯353,♯215の血清より各々20個のクローンを拾い合計80個の遺伝子変異を解析した。実際の感染価は♯4は低く、♯6は高かった。最も変異の強い超可変領域(HVR)での血清♯4と♯6のアミノ酸変異を右表に示す。

表は左側より順にクローンの型、アミノ酸配列、クローン20個の内の各型の個数を示す。HVR以外の領域での変異は稀であった。血清♯4と♯6両者のHCVは同じgenotype lbに属するものであったが、HVRでのアミノ酸配列は表に示す如くかなり異なっていた。又、♯6の希釈血清を接種したチンパンジー♯353,♯215より得られたクローンは、核酸レベルでは数個の変異が存在したが、それらはアミノ酸の変異を伴わず、40個全て右表の6a-1型と同じアミノ酸配列であった。この現象は希釈された血清には原液中の最も多いクローンが存在する為だけなのか、あるいはこの配列のHCVには感染性が存在するのか、更成る検索が必要である。
肝移植におけるエンドセリンレセプター拮抗剤の細胞保護効果に関する研究

これまでビーグル犬部分肝阻血モデルを用いて、肝阻血再潅流障害の発生機序にエンドセリン-1(ET-1)が強く関与していること、さらにET-1 receptor antagonist(TAK-044)の阻血前投与が血行再開後の組織酸素分圧、微小循環機能および肝機能の回復に有用であり、形態的にも類洞の収縮、肝細胞の腫大を抑制することが確認された。さらに、ブタ肝移植モデルでは移植肝のリンス液にTAK-044を加えておくと、血行再開後の細胞内(細胞質、ミトコンドリア、核)の元素の変化、すなわちCa、Na、Clの上昇、Kの低下が有意に抑制され、また移植肝機能の回復にもつながることが証明された。今年度においては生体内肝冷潅流モデルとラット肝移植モデルを用いてTAK-044の投与ルートについて経静脈投与とリンス液内投与のいずれが適切であるかを検討した。潅流モデルで検討した薬物動態はTAKの体外流出を伴うリンス液内投与に比べ、投与したTAK全量が体内に留まる静脈投与の方が血清中および肝組織中のTAK濃度は明らかに高くなるが、その一方、血漿ET-1濃度は血清TAK濃度の高い静脈投与の方がup-regulation mechanismにより有意に高値となることが判明した。したがって肝組織中のTAKとET-1濃度比はリンス液内投与の方が高くなり、再潅流障害の要因となっているET-1の作用をETのreceptor blockerであるTAKがより効率的に阻害するものと考えられた。事実、移植後36時間における逸脱酵素の上昇、細胞腫大および類洞の収縮はリンス液内投与の方が静脈投与に比べて有意に抑制され、全身に悪影響を及ぼしかねない血漿ET-1の上昇は逆に静脈投与でより高度であることが明らかとされた。以上の結果から、肝移植後のグラフト機能の温存にはTAKを再潅流前に静脈投与するよりリンス液内投与する方がより有効であることが結論できた。ビ-グル犬部分肝阻血モデルを用いて,TAK-044の阻血前投与が阻血再灌流障害に対して機能的,形態的に如何なる保護効果を発現するかを検討した。先ず,第一段階として,イヌ肝細胞膜画分でのET_AおよびET_B両受容体の存在を証明すべく,ET-1ラベル体を用いた結合阻害実験を行った。この結果,ET_A/ET_B非選択的拮抗薬であるTAK-044はET-1の受容体への特異的結合を濃度依存的に阻害することが証明された。次に,TAK-044を1時間の阻血を加える前に静脈投与(3mg/kg)した群と生食投与群の2群間で再灌流後48時間までの肝機能(ALT,m-GOT,ICG停滞率,総胆汁酸)の推移,門脈圧,肝組織酸素分圧,肝細胞面積,類洞径の比較を行った。その結果,TAK-044投与群では生食投与群に比べて,部分肝血行遮断中に生じる門脈圧の上昇が抑制され,再灌流後の組織酸素分圧の回復が有意に良好であることが明らかとなった。さらに,肝細胞障害度の指標となるALT,m-GOT,総胆汁酸の上昇も抑制され,肝微小循環機能類洞の指標となるICG停滞率も有意に良好な回復を示していた。これら機能面と符合して,阻血により生じる肝細胞腫大,肝類洞径の収縮もTAK-044投与群で有意に抑制されていた。

以上の結果により,肝阻血再灌流後に生じる,肝細胞障害および肝類洞径の収縮に基づく肝微小循環障害が,endothelin receptor antagonistであるTAK-044の静脈投与により有意に抑制されることが明らかとなった。本研究と過去の研究成果を合わせると肝阻血再灌流障害は阻血再灌流後に血管内皮から産生されるET-1の作用をTAK-044で阻害することで抑制されると結論できる。ビ-グル犬部分肝阻血モデルを用いて,TAK-044の阻血再灌流障害に対して機能的,形態的に如何なる保護効果を発現するかを検討した。まず,第一段階として,イヌ肝細胞膜画分でのET_AおよびET_B両受容体の存在を証明すべく,ET-1ラベル体を用いた結合阻害実験を行った。この結果,ET_A/ET_B日選択的拮抗薬であるTAK-044はET-1の受容体への特異的結合を濃度依存的に阻害することが証明された。次に,TAK-044を1時間の阻血を加える前に静脈投与(3mg/kg)した群と生食投与群の2群間で再灌流後48時間までの肝機能(ALT,m-GOT,ICG停滞率,総胆汁酸)の推移,門脈圧,肝組織酸素分圧,肝細胞面積,類洞径の比較を行った。その結果,TAK-044投与群では,生食投与群に比べて,部分肝血行遮断中に生じる門脈圧の上昇が抑制され,再灌流後の組織酸素分圧の回復が有意に良好であることが明らかとなった。また,肝細胞障害度の指標となるALT,m-GOT,総胆汁酸の上昇も抑制され,肝微小循環機能の指標となるICG停滞率も有意に良好な回復を示していた。これらの機能面と符合して,阻血により生じる肝細胞腫大,肝類洞径の収縮もTAK-044投与群で有意に抑制されていた。さらに,ブタ肝移植モデルを用いてTAK-044を移植肝の血行再開前に使用するリンス液に投与しておくと,血行再開後の肝細胞質,ミトコンドリア,核におけるCaの上昇が有意に抑制され,肝機能面においても肝細胞障害が抑制されることが判明した。同様のことは,部分肝阻血モデルにおいても確認された。以上の結果により,肝阻血再灌流後に生じる,肝細胞内のCa代謝障害,肝細胞障害および肝類洞径の収縮に基づく肝微小循環障害が,endothelin receptor antagonistであるTAK-044の静脈投与により有意に抑制されることが明らかとなった。これまでビーグル大部分肝阻血モデルを用いて、肝阻血再潅流障害の発生機序にエンドセリン-1(ET-1)が強く関与していること、さらにET-1 receptor antagonist(TAK-044)の阻血前投与が血行再開後の組織酸素分圧、微小循環機能および肝機能の回復に有用であり、形態的にも類洞の収縮、肝細胞の腫大を抑制することが確認された。さらに、ブタ肝移植モデルでは移植肝のリンス液にTAK-044を加えておくと、血行再開後の細胞内(細胞質、ミトコンドリア、核)の元素の変化、すなわちCa、Na、Clの上昇、Kの低下が有意に抑制され、また移植肝機能の回復にもつながることが証明された。今年度においては生体内肝冷潅流モデルとラット肝移植モデルを用いてTAK-044の投与ルートについて経静脈投与とリンス液内投与のいずれが適切であるかを検討した。
森林が海の光合成物に果たす役割に関する研究

最終年度にあたり、これまでの研究の追加実験と新たな研究を継続した。北海道の日本海側で顕著に広がり、コンブ等の海藻のない砂漠化した海にコンブ等の海藻を生育させることは不可能であることを確認した。砂漠化は石灰藻が岩盤や岩石を覆ったことによるものものであるが、石灰藻上にコンブの胞子が着床すると、石灰藻が化学物質を分泌し、コンブの胞子を殺す。一方、石灰藻も無数の胞子が岩盤や岩石に着床することによって拡大するが、この石灰藻の胞子は森林起源の腐植物質によって殺胞される。河口海域で河川から流入してくる懸濁有機物質をセジメントトラップで捕集した。この懸濁物質が腐植物質であるか否かについて、蛍光光度法によって懸濁物質を確認したところ腐植物質であるがことが判明した。腐植物質(ここではフルボ酸を使用)と錯化した鉄、EDTA-Fe、無定形水和酸化鉄を用い(各態鉄0.2μM)、コンブの胞子の卵形成割合に及ぼす影響を培養実験で求めたところ、30日後ではそれぞれの卵形成割合は70、50,20%であった。さらに幼体の生長速度はフルボ酸鉄共存下では無定形よりも3倍速かった。なお、ホンダワラについてもコンブと同様の結果であった。また、各態鉄共存下でのコンブによる鉄摂取速度の結果を求めたところ、フルボ酸鉄共存下では無定形鉄よりも数10倍速い摂取速度を示したことから、これらのことの説明が可能である。河口域では粒状鉄にリン酸塩が共沈することによって、海底に運ばれ、リン酸塩が再溶出することによって、光合成生物がそれらを摂取していると考え、共沈実験ならびに、プランクトンの増殖実験を行なったところプランクトンは増殖し、この考えを支持することが判明した。鉄といっても、種々の形態の鉄が存在しているが、サビといわれる水和酸化鉄そのものは光合成生物に直接摂取されず、わずかに溶解するFe(OH)_2を光合成生物は摂取している。しかし、溶解速度は極めておそいため、水和酸化鉄が光合成生物に果たす役割はあまり期待出来ない。一方、森林の腐植土から溶出するフルボ酸鉄錯体は水に溶解しており、光合成生物に極めて容易に摂取されることが明らかになってきた。ちなみに、コンブによる水和酸化鉄とフルボ酸-鉄の摂取速度を比較すると、1-2オーダフルボ酸-鉄の方が速く摂取されることがわかった。これは、7月に実験を行ったので、コンブが生長する春の再度行う予定である。斜面の森林を流れる河川中でのフルボ酸鉄錯体はおよそ0.7μMであったが、平地の森林を流れる河川水中のそれは数μM、また水田でも平地の森林と同様であった。河口海域に流入すると、フルボ酸鉄は塩効果により凝集を生じるが、およそ0.4μM Fe(フルボ酸の炭素で3-4ppm)のフルボ酸鉄はそのまま海水に溶解し、残りは凝集・沈降する。石灰藻の胞子にフルボ酸を5ppm共存させると、2-3日で死んで分解する。このことから、河川水中では海水に溶解する以上の濃度で河口に流入しないとフルボ酸の凝集は生じないことになる。しかし、人工的に手が加えられていない森林を有する川ではこれ以上の濃度で流入している。河口域にセジメントトラップを設置し、沈降物を集めたFluxから、1×1m×0.2mmに1時間沈積したとすると、2-60ppmのフルボ酸濃度になる。一般に鉄は水和酸化鉄の粒子として自然界に存在しているが、光合成生物(植物プランクトン、海藻)は直接この粒子状の鉄を摂取しているわけではなく、これから溶解したFe(OH)_2^+を取り込んでいる。また水和酸化鉄の溶解度や溶解速度は極めて低く、また遅いため、粒状鉄濃度、即ち全鉄濃度だけの議論は光合成生物にはあまり意味のないことである。一方、腐植土起源のフルボ酸は種々の官能基を有しており、鉄と錯体を形成し、溶存種となる。鉄の酸化数を研究した結果、Fe(II)ではなくFe(III)との錯体であることがわかった。また、室内実験で光還元によってFe(II)は生成するが、フルボ酸鉄(II)錯体は可能だが、不安定でフルボ酸Fe(II)錯体が数時間に亘り存在することはの不可能であることが判明した。河川水中のフルボ酸鉄濃度については斜面にある森林を流れる河川水中では0.6μM,平地の森林地帯では最大3μMであった。また、フルボ酸の還元力は劣化するが、錯体は数ヶ月間安定である。フルボ酸鉄が海域に流入した場合、フルボ酸がコンブの生長に果たす役割を検討した。遊走子中、受精した卵細胞数の割合を、無定形水和酸化鉄、EDTA-Fe,フルボ酸鉄の各態鉄下(各々0.2μM Fe)で測定した。30日後ではそれぞれ25, 54, 70%であった。なお、鉄を添加しないコントロールは5%であったが、鉄を完全に除去した培地ではないため、5%の卵細胞が生じたものと思われる。鉄濃度が零なら、卵細胞は生成しない。さらに、幼体の成長速度を同様の各態鉄共存下で検討した結果、フルボ酸鉄共存下では無定形水和酸化鉄に比べ50日後で約3倍生長が速いことがわかった。

フルボ酸が河口域のコンブの生長に多大の寄与をしていることが判明した。最終年度にあたり、これまでの研究の追加実験と新たな研究を継続した。北海道の日本海側で顕著に広がり、コンブ等の海藻のない砂漠化した海にコンブ等の海藻を生育させることは不可能であることを確認した。砂漠化は石灰藻が岩盤や岩石を覆ったことによるものものであるが、石灰藻上にコンブの胞子が着床すると、石灰藻が化学物質を分泌し、コンブの胞子を殺す。一方、石灰藻も無数の胞子が岩盤や岩石に着床することによって拡大するが、この石灰藻の胞子は森林起源の腐植物質によって殺胞される。河口海域で河川から流入してくる懸濁有機物質をセジメントトラップで捕集した。この懸濁物質が腐植物質であるか否かについて、蛍光光度法によって懸濁物質を確認したところ腐植物質であるがことが判明した。腐植物質(ここではフルボ酸を使用)と錯化した鉄、EDTA-Fe、無定形水和酸化鉄を用い(各態鉄0.2μM)、コンブの胞子の卵形成割合に及ぼす影響を培養実験で求めたところ、30日後ではそれぞれの卵形成割合は70、50,20%であった。さらに幼体の生長速度はフルボ酸鉄共存下では無定形よりも3倍速かった。なお、ホンダワラについてもコンブと同様の結果であった。また、各態鉄共存下でのコンブによる鉄摂取速度の結果を求めたところ、フルボ酸鉄共存下では無定形鉄よりも数10倍速い摂取速度を示したことから、これらのことの説明が可能である。河口域では粒状鉄にリン酸塩が共沈することによって、海底に運ばれ、リン酸塩が再溶出することによって、光合成生物がそれらを摂取していると考え、共沈実験ならびに、プランクトンの増殖実験を行なったところプランクトンは増殖し、この考えを支持することが判明した。
気道炎症における細胞質型ホスホリパーゼA2の役割とそのリン酸化部位の決定

細胞質型ホスホリパーゼA_2(cPLA_2)の522番目のアミノ酸までの蛋白は優位抑制型cPLA_2(dn-cPLA_2)として作用することが報告されていることから,dn-cPLA_2のcDNAをcPLA_2のcDNAを含むpCRII-cPLA_2からPCRにて増幅した後,TAT発現プラスミッドであるpTATのマルチクローニングサイトに挿入し,pTAT-dn-cPLA_2を作製した.また,同様にcPLA_2のcDNAをPCRによって増幅した後にpTATに挿入し,pTAT-cPLA_2を作製した.さらに,site-directed mutagenesisによって,cPLA_2のSer^<505>,Ser^<515>およびSer^<727>をアラニンに置換させたプラスミッド(それぞれ,pTAT-S505A-cPLA_2,pTAT-S515A-cPLA_2およびpTAT-S727A-cPLA_2)を作製した.プラスミッドをBL21大腸菌に導入し培養した後に,buffer Z(8 M urea,20mM HEPES,pH8.0,100mM NaCl)を溶媒としてソニケーションを行い,遠心の後に上清を回収しNi-NTAカラムに通した.イミダゾールにて抽出を行い,ポアサイズが10kDaの透析膜(10,000MWCO Slide-A-Lyzer^<【○!R】>)を用いて,ureaとイミダゾールの除去を行った.また,コントロール蛋白として,特別な機能を有さないとされる蛍光色素であるgreenfluorescent protein(GFP)とTATの融合蛋白(TAT-GFP)を作製した.細胞質型ホスホリパーゼA_2(cPLA_2)の522番目のアミノ酸までの蛋白は優位抑制型cPLA_2(dn-cPLA_2)として作用することが報告されていることから,dn-cPLA_2のcDNAをcPLA_2のcDNAを含むpCRII-cPLA_2からPCRにて増幅した後,TAT発現プラスミッドであるpTATのマルチクローニングサイトに挿入し,pTAT-dn-cPLA_2を作製した.また,同様にcPLA_2のcDNAをPCRによって増幅した後にpTATに挿入し,pTAT-cPLA_2を作製した.さらに,site-directed mutagenesisによって,cPLA_2のSer^<505>,Ser^<515>およびSer^<727>をアラニンに置換させたプラスミッド(それぞれ,pTAT-S505A-cPLA_2,pTAT-S515A-cPLA_2およびpTAT-S727A-cPLA_2)を作製した.プラスミッドをBL21大腸菌に導入し培養した後に,buffer Z(8 M urea,20mM HEPES,pH8.0,100mM NaCl)を溶媒としてソニケーションを行い,遠心の後に上清を回収しNi-NTAカラムに通した.イミダゾールにて抽出を行い,ポアサイズが10kDaの透析膜(10,000MWCO Slide-A-Lyzer^<【○!R】>)を用いて,ureaとイミダゾールの除去を行った.また,コントロール蛋白として,特別な機能を有さないとされる蛍光色素であるgreenfluorescent protein(GFP)とTATの融合蛋白(TAT-GFP)を作製した.
経年劣化を受ける鋼部材の残存性能診断システムの開発

本研究では,塗装などの処理を施した鋼構造部材に腐食損傷が発生した場合,その表面に何らかの変状が現れることを利用し,鋼構造部材の母材表面に発生した腐食損傷を複数のデジタルカメラから得られる画像により検出するシステムを構築し,その検出結果と実際に鋼構造部材の母材部分に発生している損傷との相関を明らかにすることを目的とした研究を推進してきた.昨年度は画像処理システムの構築と塗膜の表面変形と腐食量の関係を明確にするための研究を進める為,デジタルカメラ3台を用いて画像から部材表面の凹凸検出を行うためのシステム構築を試みた.しかしながら,昨年度にも報告したようにこのシステムの開発は困難を極めたため,本年度はこの開発を一時中断し,他の方法により鋼材表面の状況と鋼部材の疲労耐久性の関係を明らかにすることを考え,鋼部材に荷重が作用したときに発生する変形に着目し,鋼部材の疲労耐久性を評価することを考えた.そこで,本年度は腐食した鋼部材の表面にマーキングを施した試験片を用意し,デジタルカメラによる変形の追跡がどの程度可能なのかを確認するための試験を実施した.この試験の結果,デジタルカメラによる変形の把握は画像取得の際の条件設定によっては適切にできる可能性が高いことを確認し,また,腐食鋼板の腐食量と変形性情の間にこれまで確認できていなかった関係が存在していることが判明した.橋梁は社会基盤としての道路網が健全に機能していく上で、最も重要な道路施設の内の一つである。橋梁の中でも橋梁延長が大きい鋼橋について、橋梁の架替工事の原因を調査した報告によると、上部工の損傷に伴う架替では、鋼材の腐食、床版の損傷のいずれかが原因となる場合が圧倒的に多いことがわかっており、鋼道路橋の延命を図るには床版の破損と鋼材の腐食を防止することが重要である。この二つの主要な損傷のうち、鋼材の腐食に関してはこれまでにも数多くの研究が行われてきたが、腐食によって鋼材に発生する損傷に対する調査が十分に行われているとはいえない状況にあり、腐食損傷の発生状況が鋼材の性能に与える影響に対して定量的評価が試みられた研究は極めて少ない。このような状況をうけて、塗装などの処理を施した鋼構造部材に腐食損傷が発生した場合、その表面に何らかの変状が現れることを利用し、鋼構造部材の母材表面に発生した腐食損傷を複数のデジタルカメラから得られる画像により検出するシステムを構築し、その検出結果と実際に鋼構造部材の母材部分に発生している損傷との相関を明ちかにすることを目的とした研究を推進している。本年度は画像処理システムの構築と塗膜の表面変形と腐食量の関係を明確にするための研究を進める為、デジタルカメラ3台を用いて、画像から部材表面の凹凸検出を行うためのシステム構築を試みている。このシステムを開発するにあたり、本研究室で保有している環境試験機を用いて鋼材に対し、環境促進試験を実施し、鋼材に腐食を発生させ、データの収集を行っている。しかしながら、システムの構築が遅れているため、疲労試験等の残存性能調査を実施するには至っておらず、今後、さらなる研究の推進を行う予定である。本研究では,塗装などの処理を施した鋼構造部材に腐食損傷が発生した場合,その表面に何らかの変状が現れることを利用し,鋼構造部材の母材表面に発生した腐食損傷を複数のデジタルカメラから得られる画像により検出するシステムを構築し,その検出結果と実際に鋼構造部材の母材部分に発生している損傷との相関を明らかにすることを目的とした研究を推進してきた.昨年度は画像処理システムの構築と塗膜の表面変形と腐食量の関係を明確にするための研究を進める為,デジタルカメラ3台を用いて画像から部材表面の凹凸検出を行うためのシステム構築を試みた.しかしながら,昨年度にも報告したようにこのシステムの開発は困難を極めたため,本年度はこの開発を一時中断し,他の方法により鋼材表面の状況と鋼部材の疲労耐久性の関係を明らかにすることを考え,鋼部材に荷重が作用したときに発生する変形に着目し,鋼部材の疲労耐久性を評価することを考えた.そこで,本年度は腐食した鋼部材の表面にマーキングを施した試験片を用意し,デジタルカメラによる変形の追跡がどの程度可能なのかを確認するための試験を実施した.この試験の結果,デジタルカメラによる変形の把握は画像取得の際の条件設定によっては適切にできる可能性が高いことを確認し,また,腐食鋼板の腐食量と変形性情の間にこれまで確認できていなかった関係が存在していることが判明した.