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電気伝導度から地殻内部の水を探る

本研究の目的は,地震波速度や電気伝導度の観測から地殻内部の間隙流体圧を推定する手法を考案することである.間隙流体圧を知ることにより,地震発生の危険性を評価することが可能となる.本研究期間では,その基礎として,含水岩石の電気伝導度を研究するための,間隙流体圧制御機構を開発した.また,狭い間隙に存在する水が通常の水とは異なる物性を示すこと,黒雲母が比較的高い電気伝導度を示すことを明らかにした.本研究の目的は,地震波速度や電気伝導度の観測から地殻内部の間隙流体圧を推定する手法を考案することである.間隙流体圧を知ることにより,地震発生の危険性を評価することが可能となる.本研究期間では,その基礎として,含水岩石の電気伝導度を研究するための,間隙流体圧制御機構を開発した.また,狭い間隙に存在する水が通常の水とは異なる物性を示すこと,黒雲母が比較的高い電気伝導度を示すことを明らかにした.本研究の目的は,含水岩石の電気伝導度をクラック密度およびクラック開口の関数として明らかにし,地殻内部の間隙流体圧の推定を可能にすることである.次の2つの研究を進めてきた.1.封圧,流体圧を制御した含水岩石の電気伝導度測定今年度は主として測定システムの整備を進めた.(1)低周波(>0.01μHz)まで制御可能な信号発生器を導入して,電気インピーダンス測定システムを整備した.これにより測定周波数の下限を6桁下げることができるようになった.(2)現有の圧力容器を改造し,計測用リードを8本に増設した.しかし,リード取り出し部から油漏れが生じるという不具合があり,設計の変更等をメーカーと検討中である.(3)圧力容器内での電気インピーダンス測定用エンドピースの基本設計を行った.試作品を用いてテストを行う予定であったが,圧力容器の不具合のためテストには至っていない.2.水-固体シート積層構造についての物性測定含水岩塩を用いた電気インピーダンス測定のデータを解析し,濡れ角測定からは予測されない連結した粒界水の存在を明らかにした.これは国際会議"変形メカニズム・レオロジー・テクトニクス"(ミラノ大学)で発表済みであり,論文を準備中である.また,このような薄膜状の水の物性を明らかにするために,カバーガラスではさんだ水の誘電率測定,およびガラス表面に吸着した水の電気伝導度測定を開始した.表面吸着水の測定から,ごく少量の水であっても電気物性が大きく変化する結果を得ている.次年度以降,測定を精密化させていく予定である.本研究の目的は,含水岩石の電気伝導度をクラック密度およびクラック開口の関数として明らかにし,地殻内部の間隙流体圧の推定を可能にすることである.次の2つの研究を進めてきた.1.封圧,流体圧を制御した含水岩石の電気伝導度測定(1)物性測定用リードの改造:圧力容器の測定用リードを8本に増設し,2方向での弾性波速度測定(パルス透過法)と4電極法による電気インピーダンス測定とを同時に行えるようにした.リード取り出し方法の改良により油漏れはなくなった.また,同軸ケーブルの使用により良好な高周波信号が得られるようになった.(2)油圧-水圧変換機構の改造:本研究の大きな特徴は,電気インピーダンス測定と間隙流体圧の制御を両立させることである.含水岩石試料の電気インピーダンスを測定するためには,間隙流体(水)が圧力容器等の金属部分から絶縁されていなければならない.この絶縁を保ちつつ間隙流体圧を制御することが大きな問題であった,ここでは,油圧-水圧変換機構を介して,圧力容器外側のハンドポンプから加えた油圧で間隙流体の水圧を制御することを試みている.昨年度から試験を行ってきた変換機構では強度不足であったため,新たな変換機構を開発した.(3)雲母族鉱物の電気伝導度測定:雲母族鉱物は地殻物質中に多く存在する鉱物であり,その電気物性は乾燥岩石の電気伝物性を理解する上で不可欠である.本研究では,常圧高温(<800C)で黒雲母,白雲母,金雲母の電気伝導度を測定し,黒雲母がほぼ同じ結晶構造の白雲母,金雲母よりも桁で高い電気伝導度を示すことを明らかにした.これは,黒雲母中で等価なサイトを占める2価,3価の鉄イオンのホッピングによるものと考えている.この結果はアメリカ地球物理学連合秋季大会で発表した.2.狭い間隙に存在する水の物性含水岩塩中を用いた電気インピーダンス測定のデータを解析し,濡れ角測定からは予測されない連結した粒界水の存在を明らかにした.このような粒界水の存在は,狭い間隙の水がバルクの水とは大きく異なる性質をもつことを示唆している.これらのことをまとめた論文がGeological Society of London, Special Publicationに受理された.狭い間隙の水の挙動を調べるため,マイクロメータのアンビルを電極と使用し,ガラスやマイカシートに挟まれた塩化ナトリウム水溶液の誘電率を測定した.層厚のコントロールが不十分なためか,まだ有意な誘電率の変化は得られていない.本研究の目的は,含水岩石の電気伝導度をクラック密度およびクラック開口の関数として明らかにし,地殻内鄙の間隙流体圧の推定を可能にすることである.次の2つの研究を進めた.

1.封圧,流体圧を制御した含水岩石の電気伝導度測定電気インピーダンス測定と間隙流体圧の制御を両立させることが本研究の大きな目標であった.これを実現するため,われわれは,圧力容器外部のハンドポンプから加えた油圧で岩石間隙流体(水)の圧力を制御する"油圧ー水圧変換機構"の開発に取り組んできた.過去2年間の試行錯誤を経て,今年度,プラスチック製ピストンを用いた油圧ー水圧変換機構の開発に成功した.圧力0150MPaの範囲における範囲で,変換機構テスト機の油圧ー水圧の線形関係,再現性ともに非常に良好であり,ピストンの摩擦による油圧と水圧との圧力差も23%程度であった.現在,この変換機構を実際に圧力容器内に組み込むための実機の設計段階である.本研究期間内に,封圧,間隙流体圧を独立に制御した電気インピーダンス測定を行うには至らなかったが,油圧ー水圧変換機構の基本的なデザインを確立することができた.今後は,これを圧力容器内に組み込み,含水岩石の物性測定を進めていく予定である.2.狭い間隙に存在する水の物性狭い間隙に存在する水の物性がバルク水とどのように異なるのか,物性を間隙の厚さの関数として明らかにすることが目標であった.水の構造を特徴づける物性として,水分子の回転しやすさを反映する誘電率に着目し,ガラスに挟まれた水の誘電率を測定した.その結果として,狭い間隙に存在する水の誘電率がバルク水よりも1桁低いという結果を得た.これは水ーガラス界面の影響により水分子の回転が阻害されるからと理解される.ただし,厚さの推定ができていないため,誘電率を厚さの関数として求めるには至っていない.この結果は,イギリスで行われた国際会議で発表した.
マウスの腎形成におけるWntシグナル及びSall遺伝子の分子機構の解析

多くの器官は、間充織と上皮の相互作用によって構築される。無数のネフロンからなる高度に組織化された腎臓も、後腎間充織(間充織)と尿管芽(上皮)の相互作用によって誘導される。Six遺伝子ファミリーはショウジョウバエからヒトまで保存された転写因子であり、後腎間充織に発現するSix1はマウス腎発生に必須であること及び、Sall1遺伝子の上流であることが近年明らかになった。また、同じファミリーに属するSix3遺伝子はWntシグナルの制御に関わる事が報告されている。そこで、Six遺伝子に注目して、腎形成におけるWntシグナルとSall1遺伝子の関係を明らかにする為に研究を行っている。Six1単独の欠失マウスでは、不完全ながら腎臓が形成される個体も存在しているため、他の遺伝子によってsix1の機能の一部が補われている可能性が考えられていた。その候補としてsix4を考え、six1/six4欠失マウスを用いて解析を行った。その結果、six1/six4欠失マウスは、six1欠失マウスと比べ重篤に腎臓発生が阻害された。残念ながら初期腎発生における、Six1及びSix4遺伝子とWntシグナルの明らかな関係は確認されなかった。しかし、six1/six4欠失マウスの解析によって明らかにした、six1とsix4が協調的にGdnfの発現を制御することで尿管芽を引寄せ、間充織と上皮の相互作用に関与しているという研究成果に関しては論文に発表した。一方、あらたにSix1/Six4欠失マウスでは、雄の雌への性の分化異常の表現型が確認された。遺伝学的にXYの個体で構造的にかっ遺伝子発現的に、精巣が卵巣として発生していた。さらに、性分化の決定期に性腺において雌だけで発現が観察される雌化に関わるWnt4遺伝子の発現の上昇が確認された。従って、生殖領域においては、WntシグナルがSix1及びSix4によって抑えられている可能性が示唆された。腎臓形成におけるSall1遺伝子とWntシグナルの機能を解析する為に、Sall1の上流であることが示唆され、Wntシグナルの制御に関わる因子がファミリーの中に存在するSix遺伝子に注目して研究を行っている。Six1遺伝子のノックアウトマウスは腎臓が欠損した表現型を示す事が知られている。Six1遺伝子の腎形成における役割の内、何がSall1遺伝子によって担われているかを調べる為に、Six1遺伝子の配座にSall1遺伝子を挿入したSix1Sall1ノックインマウスを作成し、Six1Sall1KIホモのマウスの腎臓の表現型について調べた。結果、ホモの個体の約20%が外見上、野生型と同等の腎臓をもつものが得られ、Six1KOマウスの腎臓における異常の弱い緩和が観察された。Sall1は、腎形成において尿管芽の間充織への侵入の段階に必要とされる事が示唆されている。この結果は、Sall1遺伝子が腎形成におけるSix1遺伝子の機能の一部であると推定される尿管芽の侵入の段階の役割を果たしている可能性がある事を示唆する。Six1の機能はSix1遺伝子と発現領域の重なる同じファミリーに属するSix4遺伝子によって、その機能が一部重複していることが示唆される。従って、Six遺伝子の腎形成における正確な機能を知る上では、Six1/4ダブルノックアウトマウスを用いた研究が必要となる。まず、Six1/4KOマウスのHE切片を作成し観察した結果、予定腎臓領域でSix1KOマウスで異常が観察されるより早い段階の胎生10.5日目において、すでに間充織の欠失という形態的異常が認められた。そこで、胎生9.5日胚において腎形成に重要な役割を果たす遺伝子の発現をSix1KO,とSix1/4KOマウスとで予定腎臓領域で比較した結果、間充織におけるPax8及びGDNFの発現がSix1/4KOマウスにおいて減少していた。このことは、Six4遺伝子がSix1遺伝子と一部共同して、腎形成に重要な遺伝子の発現の制御に関わっている可能性を示唆する。Six1は腎形成に必須であり、Sall1遺伝子の上流であることが報告されている。また、同じファミリーに属するSix3遺伝子は、Wntシグナルの制御に関わることが知られている。そこで現在、Six遺伝子に注目して、腎形成におけるWntシグナルとSall1遺伝子のかかわりを明らかにする為に研究を行っている。Six1遺伝子変異マウスでは、表現型間の差が大きく、ともに腎形成間充織に発現するSix4遺伝子との間に機能的重複が示唆されたので、Six/Six4二重遺伝子変異マウスを作成し、腎形成におけるSixの機能解析を行っている。Six/Six4二重遺伝子変異マウスの腎発生領域を、HE切片及び免疫染色を用いて調べた。結果、二重遺伝子変異マウスでは、Six1遺伝子変異マウスと比べ早い時期から腎形成間充織の凝集の阻害及び欠失、さらに、Six1を発現しうる細胞の欠失も観察された。さらに、in situハイブリダイゼーションを用いて、遺伝子発現の変化について調べた。結果、Sall1以外に、Pax2、Pax8、Gdnfの発現の減少が観察された。しかし、遺伝子変異マウスにおいて類似の表現型を示し、ウォルフ管に発現するWnt9bの発現の抑制は観察されなかった。ところで、近年、Six1及びSix4遺伝子のエンハンサーにTcfの結合配列があることが報告された。

このことから、Wntシグナルが、Six1及びSix4遺伝子の発現を介して、Sall1遺伝子の発現を制御している可能性が示唆される。さらに二重遺伝子変異マウスの性別を、遺伝学的及び形態学的に調べた。結果、二重遺伝子変異マウスでは遺伝学的にオスである(SRY陽性)にもかかわらず、精巣を含むオスの生殖器を有さず、卵巣を含むメスの生殖器を有する個体が高頻度に生じ、メス化が生じていた。ところで、Wnt4遺伝子変異マウスではオス化が生じ、また、Sall1遺伝子は子宮に発現が観察される。このことから、生殖器形成において、Sixの機能がWntシグナル及びSall1遺伝子の制御と関係する可能性が考えられる。多くの器官は、間充織と上皮の相互作用によって構築される。無数のネフロンからなる高度に組織化された腎臓も、後腎間充織(間充織)と尿管芽(上皮)の相互作用によって誘導される。Six遺伝子ファミリーはショウジョウバエからヒトまで保存された転写因子であり、後腎間充織に発現するSix1はマウス腎発生に必須であること及び、Sall1遺伝子の上流であることが近年明らかになった。また、同じファミリーに属するSix3遺伝子はWntシグナルの制御に関わる事が報告されている。そこで、Six遺伝子に注目して、腎形成におけるWntシグナルとSall1遺伝子の関係を明らかにする為に研究を行っている。Six1単独の欠失マウスでは、不完全ながら腎臓が形成される個体も存在しているため、他の遺伝子によってsix1の機能の一部が補われている可能性が考えられていた。その候補としてsix4を考え、six1/six4欠失マウスを用いて解析を行った。その結果、six1/six4欠失マウスは、six1欠失マウスと比べ重篤に腎臓発生が阻害された。残念ながら初期腎発生における、Six1及びSix4遺伝子とWntシグナルの明らかな関係は確認されなかった。しかし、six1/six4欠失マウスの解析によって明らかにした、six1とsix4が協調的にGdnfの発現を制御することで尿管芽を引寄せ、間充織と上皮の相互作用に関与しているという研究成果に関しては論文に発表した。一方、あらたにSix1/Six4欠失マウスでは、雄の雌への性の分化異常の表現型が確認された。遺伝学的にXYの個体で構造的にかっ遺伝子発現的に、精巣が卵巣として発生していた。さらに、性分化の決定期に性腺において雌だけで発現が観察される雌化に関わるWnt4遺伝子の発現の上昇が確認された。従って、生殖領域においては、WntシグナルがSix1及びSix4によって抑えられている可能性が示唆された。
三価の超原子価有機臭素化合物を活用する反応の開発とその化学的特性の解明

有機合成化学における新領域、三価の超原子価有機臭素化合物の化学の分野を開拓することが目的である。I.超原子価アルキニル臭素化合物をMichael受容体とする反応の開発:これまでに三価の超原子価アルキニル臭素を合成することに初めて成功し、固体構造をX線結晶解析により明らかにした。三価の超原子価アルキニル臭素にアルキニルスズを作用させると、Michael付加反応が進行することを見出し、非対称1,3-ジインの合成反応を開発することに成功した。アルキニルスズのアルキニル臭素へのMichael付加をアルキニル臭素化合物の合成反応と組み合わせると、一段階でのアルキニルスズの酸化的二量化が進行し、対称1,3-ジインの直接合成へと拡張できた。II.三価の臭素置換基の超脱離能の測定:シクロヘキセニルスズにジフルオロアリールブロマンを作用させて、臭素-スズ交換反応を行い、環状超原子価シクロヘキセニル臭素化合物を合成することに成功したが、この化合物は不安定であり-30度でも分解してしまうため、超脱離能の測定には向いていない。そこで、環状超原子価シクロペンテニル臭素化合物の加溶媒分解反応を実施した。生成物の詳細な解析により、本反応がシクロペンテニルカチオンを発生するS_N1反応であることを証明した。また、本加溶媒分解反応の反応速度を測定することにも成功した。現在、本加溶媒分解反応の溶媒効果について検討中である。環状超原子価シクロペンテニルヨウ素化合物は極めて安定であり、シクロペンテニルカチオンを発生する加溶媒分解反応は全く進行しない。この結果は、三価の超原子価臭素置換基が超脱離能を示す三価のヨウ素置換基よりも遙かに大きな脱離能を持つことを強く示唆している。III.超原子価アルケニル臭素化合物のビニル位S_N2型求核置換反応の開発:超原子価ビニル臭素化合物の立体選択的合成に成功し、そのビニル位炭素原子上でのS_N2型求核置換反応が進行することを見出しつつある。なお、求核試剤としてはハロゲン陰イオンを使用している。IV.超原子価アルケニル臭素化合物を用いたアルキリデンカルベン発生反応の開発:本課題については現在その原料を合成中である。I.超原子価アルキニル臭素化合物をMichael受容体とする反応の開発我々はつい最近、これまでに合成例の全く無い三価の超原子価アルキニル臭素化合物を合成することに初めて成功し、その固体構造をX線結晶解析により明らかにした。アルキニル銅と同じように、アルキニルスズが不飽和カルボニル化合物に対しMichael供与体として直接作用することはない。C-Sn結合の分極が小さいことが原因である。ところが、三価の超原子価アルキニル臭素化合物にアルキニルスズを作用させると、そのMichael付加反応が進行することを見出した。そこでこの反応を詳細に検討し、非対称1,3-ジインの合成反応を開発することに成功した。アルキニルスズの超原子価アルキニル

臭素化合物へのMichael付加をアルキニル臭素化合物の合成反応と組み合わせると、一段階でのアルキニルスズの酸化的二量化が進行し、対称1,3-ジインの直接合成へと拡張できた。反応系中で最初に生成するアルキニル臭素化合物が過剰のアルキニルスズと反応している。ジエニルスズを用いた1,3,5,7-テトラインの合成反応も開発した。ビス(トリメチルスタンニル)アセチレンの酸化的二量化を反応系中で連続して行うと、興味ある物性の期待される鎖状ポリアセチレンの合成が可能であるが、その収率は低い。求核性の極めて小さなトリフラートイオンでさえも、超原子価アルキニル臭素化合物に対してMichael供与体となることも見出した。また、このトリフラートのMichael付加を利用して、全く未知の化合物であった1-アルキニルトリフラートの合成反応を開発することにも成功した。II.三価の臭素置換基の超脱離能の測定シクロペンテニルボラートにBF_3-Et_2O存在下ジフルオロアリールブロマン(ArBrF_2)を作用させて、臭素(III)-ホウ素交換反応を行い、環状超原子価ビニル臭素化合物を合成することに初めて成功した。シクロヘキセニルボラートとの反応を現在検討中である。今後、超原子価ビニル臭素化合物の加溶媒分解反応を実施して、その反応速度を測定し、三価の超原子価臭素置換基の脱離能を調べる予定である。有機合成化学における新領域、三価の超原子価有機臭素化合物の化学の分野を開拓することが目的である。I.三価の臭素置換基の超脱離能の測定:シクロヘキセニルスズにBF_3-Et_20存在下ジフルオロアリールブロマン(ArBrF_2)を作用させて、臭素(III)-スズ交換反応を行い、環状超原子価シクロヘキセニル臭素化合物を合成することに成功したが、この化合物は不安定であり-30度でも分解してしまうため、超脱離能の測定には向いていない。そこで、環状超原子価シクロペンテニル臭素化合物の加溶媒分解反応を実施した。生成物の詳細な解析により、本反応がシクロペンテニルカチオンを発生するS_N1反応であることを証明した。ヨードベンゼンの存在下に加溶媒分解反応を実施すると、環状超原子価シクロペンテニルヨウ素化合物が生成することも見出している。また、本加溶媒分解反応の反応速度を測定することにも成功している。現在、本加溶媒分解反応の溶媒効果について検討中である。環状超原子価シクロペンテニルヨウ素化合物は極めて安定であり、シクロペンテニルカチオンを発生する加溶媒分解反応は全く進行しない。この結果は、三価の超原子価臭素置換基が超脱離能を示す三価の超原子価ヨウ素置換基よりも遙かに大きな脱離能を持つことを強く示唆している。II.超原子価アルケニル臭素化合物のビニル位S_N2型求核置換反応の開発:超原子価ビニル臭素化合物の立体選択的合成に成功し、そのビニル位炭素原子上でのS_N2型求核置換反応が進行することを見出しつつある。なお、求核試剤としてはハロゲン陰イオンを使用している。III.超原子価アルケニル臭素化合物を用いたアルキリデンカルベン発生反応の開発:本課題については現在その原料を合成中である。
分子ダイオードを指向した新規な電位勾配制御能をもつ三元系シクロファンの創出と評価

将来、分子エレクトロニクスの実現により、現在の固体エレクトロニクスに代わる単一分子エレクトロニクスが人類の情報技術を支えていることが予想される。本研究では、固体エレクトロニクスに代わる単一分子デバイスとしての分子ダイオードを指向した新奇な三元系シクロファン分子を創出し、物性評価することを目的とした。最終年度に、電位勾配制御部(G)の電子供与性基としてメトキシ基、ドナー(D)としてテトラチアフルバレン(TTF)のhalf-unitである1,4-ジチアフルベン(DTF)、アクセプター(A)としてテトラシアノエチレン(TCNE)のhalf-unitであるジシアノエチリデン(DCE)を導入したドナー、アクセプター、電位勾配制御部を三次元的に配置した電位勾配制御機能を有するD-B(G,G)-A三元系シクロファンの合成に成功し、剛直なシクロファン構造(B)に電位勾配制御部としてのゲート機能を付与し、ドナー、アクセプターを三次元的に配置した新規なD-B(G)-A三元系シクロファンを創出するという当初の研究目的が達成できた。また、D-B(G,G)-D及びA-B(G,G)-A三元系シクロファンのシクロファンベンゼンに電位勾配制御部として導入した電子供与基及び電子求引基による電子物性チューニングが、ドナー、アクセプター及び基本構造に効率よく行われた結果、シクロファン架橋部のドナー及びアクセプターのエネルギー準位が制御され、ドナー及びアクセプターの酸化還元電位制御が可能であることが明らかになった。更にD-B(G,G)-A三元系シクロファンにおいては、ドナー及びアクセプターのエネルギー準位制御によって、分子系全体における電位勾配制御の可能性が示唆された。このため、本研究は電位勾配制御機能を利用した分子ダイオード開発に向けての一つの指針となる。本研究課題の目的は、ドナー(D)、アクセプター(A)、電位勾配制御部(G)を三次元的に配置した電位勾配制御機能を有するD-B(G1,G2)-A三元系シクロファンを創製することである。平成28年度は、電位勾配制御部(G)としてG1、G2に同じ電子供与性基あるいは電子求引性基をシクロファンベンゼンに組み込んだD-B(G,G)-D三元系シクロファン及びD-B(G,G)-A三元系シクロファンを合成し、電子供与性基あるいは電子求引性基がドナーに対して電位勾配制御部として機能するか、また導入する置換基による制御能の違いがあるかを明らかにする。今回、電子供与性基としてメトキシ基、電子求引性基として臭素及び塩素基、ドナーとしてTTF類縁体の1,3-ジチオール環(DT)を導入したD-B(G,G)-D三元系シクロファン(1ー6)の合成に成功した。電子供与性基のメトキシ基及び電子求引性基の臭素と塩素基が電位勾配制御部として機能するかをDTドナーの酸化電位測定によって検討したところ、電子供与性基であるメトキシ基を導入したD-B(G,G)-D三元系シクロファン(1,2)では、導入した電子供与性基の増大に伴い、母体である無置換D-B-D三元系シクロファンに比べて、DTドナーの第一酸化電位が負電位側へシフトした。一方、電子求引性基である臭素及び塩素基を導入したD-B(G,G)-D三元系シクロファン(3ー6)では、電子求引性及び導入した電子求引性基の増大に伴い、DTドナーの第一酸化電位が正電位側へシフトした。この結果から、導入する電位勾配制御部の電子供与性基あるいは電子求引性基の種類・導入数によって、シクロファンに組み込まれたDTドナーの第一酸化電位が制御可能であることが示唆された。計画していた電位勾配制御部(G)としてG1、G2に同じ電子供与性基あるいは電子求引性基を1つあるいは2つシクロファンベンゼンに組み込んだD-B(G,G)-D三元系シクロファンを合成することができた。合成したD-B(G,G)-D三元系シクロファンにおいて、電子供与性基あるいは電子求引性基がドナー(D)に対して電位勾配制御部として機能すること及び導入する置換基によって制御能の違いを明らかにすることができた。一部の成果については平成28年度の学会発表において既に報告している。しかし一方、1つのドナーを導入したD-B(G,G)-oneシクロファンの選択的合成の収率が低かったために、当初予定していたドナー(D)、アクセプター(A)、電位勾配制御部(G)を三次元的に配置した電位勾配制御機能を有するD-B(G,G)-A三元系シクロファンの合成にまで至らなかったため、やや遅れていると判断した。本研究課題の目的は、剛直なシクロファン(B)の架橋部にドナー(D)としてTTF類縁体を、アクセプター(A)としてジシアノエチリデン等を、電位勾配制御部(G)として電子供与性・電子求引性部位をシクロファンベンゼンに導入した、ドナー(D)、アクセプター(A)、電位勾配制御部(G)を三次元的に配置した電位勾配制御機能を有するD-B(G1,G2)-A三元系シクロファンを創製することである。

平成29年度は、ドナー(D)、アクセプター(A)、電位勾配制御部(G)を三次元的に配置した電位勾配制御機能を有するD-B(G,G)-A三元系シクロファンの前駆体として、電子供与性基としてメトキシ基とドナー(D)としてテトラチアフルバレン(TTF)のhalf-unitである1,4-ジチアフルベン(DTF)を導入したD-B(G,G)-oneシクロファンの選択的合成に成功した。また、D-B(G,G)-A三元系シクロファンへの前段階として、電子供与性基としてメトキシ基とアクセプター(A)としてテトラシアノエチレン(TCNE)のhalf-unitであるジシアノエチリデン(DCE)を導入したA-B(G,G)-A三元系シクロファンの合成にも成功した。A-B(G,G)-A三元系シクロファンでは、導入した電位勾配制御部の電子求引性基の導入数によって、シクロファンに組み込まれたアクセプター(A)の第一還元電位が制御可能であることが示唆された。更にD-B(G1,G2)-A三元系シクロファンへの試金石となりうる1つの電位勾配制御部(G)と1つのドナーを導入したD-B(G)-oneシクロファンの選択的合成にも成功した。電位勾配制御部(G)としてG1、G2に同じ電子供与性基を2つシクロファンベンゼンに組み込んだD-B(G,G)-A三元系シクロファンの前駆体であるD-B(G,G)-oneシクロファンを選択的に合成することができた。また、D-B(G,G)-oneシクロファンへのAの導入過程に応用できるA-B(G,G)-A三元系シクロファンについても合成できており、その物性についても電子供与性基がアクセプター(A)に対して電位勾配制御部として機能することを明らかにし、一部の成果については平成29年度の学会発表において既に報告している。D-B(G1,G2)-A三元系シクロファンへの試金石となる1つの電位勾配制御部(G)と1つのドナー(D)を導入したD-B(G)-oneシクロファンの選択的合成にも成功した。平成30年度に予定しているD-B(G1,G2)-A三元系シクロファンの合成について予備的検討を進めているところであり、今後は、計画通り開発を推進していく予定である。研究の進展と発表に関して、当初の計画にほぼ沿っており、おおむね順調に進展しているといえる。将来、分子エレクトロニクスの実現により、現在の固体エレクトロニクスに代わる単一分子エレクトロニクスが人類の情報技術を支えていることが予想される。本研究では、固体エレクトロニクスに代わる単一分子デバイスとしての分子ダイオードを指向した新奇な三元系シクロファン分子を創出し、物性評価することを目的とした。最終年度に、電位勾配制御部(G)の電子供与性基としてメトキシ基、ドナー(D)としてテトラチアフルバレン(TTF)のhalf-unitである1,4-ジチアフルベン(DTF)、アクセプター(A)としてテトラシアノエチレン(TCNE)のhalf-unitであるジシアノエチリデン(DCE)を導入したドナー、アクセプター、電位勾配制御部を三次元的に配置した電位勾配制御機能を有するD-B(G,G)-A三元系シクロファンの合成に成功し、剛直なシクロファン構造(B)に電位勾配制御部としてのゲート機能を付与し、ドナー、アクセプターを三次元的に配置した新規なD-B(G)-A三元系シクロファンを創出するという当初の研究目的が達成できた。また、D-B(G,G)-D及びA-B(G,G)-A三元系シクロファンのシクロファンベンゼンに電位勾配制御部として導入した電子供与基及び電子求引基による電子物性チューニングが、ドナー、アクセプター及び基本構造に効率よく行われた結果、シクロファン架橋部のドナー及びアクセプターのエネルギー準位が制御され、ドナー及びアクセプターの酸化還元電位制御が可能であることが明らかになった。更にD-B(G,G)-A三元系シクロファンにおいては、ドナー及びアクセプターのエネルギー準位制御によって、分子系全体における電位勾配制御の可能性が示唆された。
光不斉誘導反応の研究

期待される色々な光不斉誘導反応のうち、ラセミ体を一方のエナンチオマーに誘導する反応は生物のタンパク質がなぜL型アミノ酸より構成されているかという問題とも関連して興味ある課題である。今年度は、光平衡反応系における不斉誘導の諸条件を明らかにするために、モデル化合物として、スピロシクロプロパンフルオレンカルボン酸誘導体のジアステレオ選択的光異性平衡反応(【1!_】【→!←】【2!_】)を選び詳細に検討した。その結果次のような興味ある結果ならびに結論が得られた。1.光平衡定常状態における選択性は、光学活性捕助基(R)中にフェニル基をもつ場合は低いが1-ナフチル基をもつ場合はかなり高い選択性を示す。2.この選択性は分子間増感剤の影響も受け増感剤の三重項エネルギーが小さい程高い選択性を示す(例:アセトフェノン(【E_T】=7)3.7kcal/mol:1e/2e=81:19:p-フェニルアセトフェノン(【E_T】=61.1):1e/2e=94:6)。3.1と2の結果はナフチル基からフルオレン部への分子内エネルギー移動の重要性を示唆しており、このことは選択的励起が可能なフェナントリル誘導体(【1!_】,【2!_】【f_1】【f_3】)におけるフェナントリル基の励起状態の寿命がジアステレオマーにより顕著に異なることから立証された。4.すなわち、ジアステレオマーにより光感受性が違い、光平衡は感受性の低いジアステレオマーの方に移動する。5.またこの光不斉誘導反応は温度が低い程、また濃度が高い程、高い選択性を示す。ここで見い出された分子内エネルギー移動による不斉誘導(立体制御)は一般性が期待され、検討課題である。
嫌気性原生動物の機能を活用した都市下水処理ＵＡＳＢ法の安定化・高性能化

本研究は、嫌気性原生動物の機能を活用した都市下水処理UASB法の安定化・高性能化を達成するため、嫌気性原生動物の至適培養条件を解明し、UASB槽内に原生動物を高濃度に保持することで、高い有機物除去率・メタン生成量を達成できる最適運転条件を確立することを目的としている。本年度は、原生動物の生理学的特性を明らかにするために、昨年度に引き続き、UASB槽内の原生動物の分離培養を試みた。原生動物の培養には無機塩培地に、基質としてEscherichia coliを添加し、室温、嫌気条件下で培養を行った。培養実験の結果、Cerocozoa門に属するCercomonas sp. ATCC 50367に近縁(相同性97%)な鞭毛虫類を培養することに成功した。本年度に培養に成功したCercomonas sp.と昨年度に分離した嫌気性原生動物Cyclidium sp.、Trichomitus sp.の3種を様々な細菌を基質として培養実験を行った結果、3種の原生動物は、捕食可能な細菌種及び代謝される有機酸が異なった。よって、これらの原生動物は種ごとに異なる捕食性、代謝経路を持つことが明らかになった。さらに、13C標識されたE. coliを用いたトレーサー実験を行った結果、すべての実験系から13CO2が検出されたため、13C標識されたE. coliが原生動物に捕食、分解されたことが明らかとなった。さらに、Cyclidium sp.の実験系においては13CH4も同時に検出された。Cyclidium sp.細胞内にはメタン生成古細菌が共生していることが確認されており、Cyclidium sp.の代謝で発生した二酸化炭素が、メタン生成古細菌に受け渡され、メタンへ転換されることを確認できた。嫌気性処理における原生動物の知見は少なく、特にUASB槽内の原生動物種の多くは未培養であり、その生理学的特性も不明なものが多い。そこで本研究ではこれまで、原生動物の最適な環境条件や増殖因子に関わる情報を明らかにするため、UASB槽内の原生動物の分離培養を試みてきた。その結果、3種の嫌気性原生動物の分離培養に成功し、それぞれの種が異なる捕食性、代謝経路を持つことが明らかになった。しかし、原生動物の増殖を促進できる因子に関する情報は得られなかった。今後は、嫌気性原生動物の機能を活用した都市下水処理UASB法の安定化・高性能化を達成するためには、原生動物を高濃度に培養できる条件を調査していく必要がある。都市下水を処理するUASB槽内で原生動物を高濃度に維持できる運転条件を確立するため、今後は、これまでに培養に成功した嫌気性原生動物種の最適な生育条件を調査する。具体的には様々な基質での原生動物の培養実験を行い、最も高い最大増殖量、増殖速度が条件を調査する。また、原生動物の培養には、補助基質として脂質や脂肪酸を添加することが必要であることも明らかとなっており、原生動物の増殖を促進しうる補助基質などの条件も調査していく。これらの得られた情報を基に、原生動物の高濃度培養に最適な環境条件(温度、pH、ORP[酸化還元電位])、基質(微生物・有機物の種類、基質濃度)、増殖促進因子等を明らかにする。本年度は、原生動物の生理学的特性を明らかにするために、UASB槽内の原生動物の分離培養を試みた。培養には、Bacteroides sp.、Escherichia coliなどの細菌を基質として使用し、原生動物の培養における補助基質として知られている脂肪酸(オレイン酸及びステアリン酸)、脂質(エルゴステロール及びスティグマステロール)を添加した。培養実験の結果、補助基質として脂質を添加した系ではMetamonada門に属するTrichomitus batrachomrumに近縁な鞭毛虫が、脂肪酸を添加した系ではCiliophora門に属するCyclidium porcatumに近縁な繊毛虫が増殖した。さらに、基質としてE. coliを添加し、Cyclidium sp.の細菌捕食速度とそれによって発生する代謝産物の調査を行った。11日間の培養実験より、全細菌数の減少量からCyclidium sp.の細菌捕食速度を算出すると、Cyclidium sp.一個体当たり、1時間に1.2×103 cellsのE.coliを捕食していたことが明らかとなった。また、代謝産物として酢酸、プロピオン酸などの有機酸とメタンが生成されることが明らかとなった。本実験に用いたCyclidium sp.は細胞内からメタン生成古細菌に特有の補酵素F420由来の自家蛍光が確認されており、Cyclidium sp.細胞内の共生メタン生成古細菌によってメタンが生成されたと考えられた。そこで本年度では、原生動物の生理学的特性を明らかにするために、UASB槽内の原生動物の分離培養を試みた。細菌を基質とした培養実験により、UASB槽内に生息する嫌気性原生動物種を2種培養することに成功した。

また、原生動物の培養には、補助基質として脂質や脂肪酸を添加することが必要であることも明らかとなった。しかし、安定同位体による捕食性、捕食能力調査の実験等は予定して行うことができなかった。本研究は、嫌気性原生動物の機能を活用した都市下水処理UASB法の安定化・高性能化を達成するため、嫌気性原生動物の至適培養条件を解明し、UASB槽内に原生動物を高濃度に保持することで、高い有機物除去率・メタン生成量を達成できる最適運転条件を確立することを目的としている。本年度は、原生動物の生理学的特性を明らかにするために、昨年度に引き続き、UASB槽内の原生動物の分離培養を試みた。原生動物の培養には無機塩培地に、基質としてEscherichia coliを添加し、室温、嫌気条件下で培養を行った。培養実験の結果、Cerocozoa門に属するCercomonas sp. ATCC 50367に近縁(相同性97%)な鞭毛虫類を培養することに成功した。本年度に培養に成功したCercomonas sp.と昨年度に分離した嫌気性原生動物Cyclidium sp.、Trichomitus sp.の3種を様々な細菌を基質として培養実験を行った結果、3種の原生動物は、捕食可能な細菌種及び代謝される有機酸が異なった。よって、これらの原生動物は種ごとに異なる捕食性、代謝経路を持つことが明らかになった。さらに、13C標識されたE. coliを用いたトレーサー実験を行った結果、すべての実験系から13CO2が検出されたため、13C標識されたE. coliが原生動物に捕食、分解されたことが明らかとなった。さらに、Cyclidium sp.の実験系においては13CH4も同時に検出された。Cyclidium sp.細胞内にはメタン生成古細菌が共生していることが確認されており、Cyclidium sp.の代謝で発生した二酸化炭素が、メタン生成古細菌に受け渡され、メタンへ転換されることを確認できた。嫌気性処理における原生動物の知見は少なく、特にUASB槽内の原生動物種の多くは未培養であり、その生理学的特性も不明なものが多い。そこで本研究ではこれまで、原生動物の最適な環境条件や増殖因子に関わる情報を明らかにするため、UASB槽内の原生動物の分離培養を試みてきた。その結果、3種の嫌気性原生動物の分離培養に成功し、それぞれの種が異なる捕食性、代謝経路を持つことが明らかになった。しかし、原生動物の増殖を促進できる因子に関する情報は得られなかった。今後は、嫌気性原生動物の機能を活用した都市下水処理UASB法の安定化・高性能化を達成するためには、原生動物を高濃度に培養できる条件を調査していく必要がある。今後は、培養に成功した嫌気性原生動物種に対して、SIP法を用いた捕食性の評価を行う。原生動物に対して、安定同位体によるトレーサー実験を行い、原生動物が実際に微生物を捕食しているかを調査する。また、供給した細菌の除去量や代謝物を調査することで原生動物の捕食能力を把握する。さらに、異なる条件での原生動物の培養実験を行い、最適な生育条件を解明する。具体的には、様々な基質での培養実験を行い、原生動物の最大増殖量、増殖速度、基質消費量の測定を行う。得られた情報を基に、原生動物の高濃度培養に最適な環境条件(温度、pH、ORP[酸化還元電位])、基質(微生物・有機物の種類、基質濃度)、増殖促進因子等を明らかにする。
プラトンにおける詩作と技術――弁論術とミーメーシスの考察を手がかりに――

今年度(2010年度)の主な研究成果は、8月に東京で開催された「国際プラトン学会」にて口頭発表を行った、プラトン『国家』第五巻末の議論での「対象」の意味の再検討である。プラトンは、ここでの議論において、「知識」と「思わく」を「能力」と定義し、そのそれぞれに「あるもの」と「ありかつあらぬもの」という異なる「対象」を振り分け、両者の心的状態を明確に区別した。しかしながら、多くの解釈者たちは、この「あるもの」と「ありかつあらぬもの」をそれぞれ「真実在」(イデア)と「感覚物」と伝統的にみなしてきた。その考えに従うならば、プラトンによるこの区別は「私たちが知りうるのはイデアのみで、自分たちの身の回りの世界については何も知りえない」といういわゆる「二世界説」に帰着する他はない。しかしながら、この「二世界説」は、われわれ現代の認識論的立場から到底受け入れられないばかりでなく、プラトン自身の他の対話篇、さらには『国家』における彼の哲人王のプログラム自体とも重大な齪齬をきたすため、それがプラトンの真意であったかどうかは慎重に判断する必要がある。私は今回の発表で、この「二世界説」問題に取り組む多くの論者の中でも、とりわけ影響力のあるファインとゴンザレスの解釈を詳細に分析し、両者の見解もまた伝統的解釈と同様に「対象」を「外延的」に捉えているために、問題解決に向けて不十分であることを指摘した。対して、私自身は「能力」の「対象」をその「仕事」と決して切り離すことができない「内包的対象」と捉えることで「二世界説」問題を根本的に解決することを試みた。この見解は、学会のProceedingsの形式で紙媒体としてすでに発表されている。なお、口頭発表での議論を踏まえた正式な論文は、本学会のSelected Papersに投稿し、現在はその査読結果を待っているところである。我々は技術を価値中立的なものとして考える傾向にある。現代の科学技術をみてみれば、それらが純粋な手段の追求であり、それをどのように使用するかという目的の側面はまた別の問題である、という考え方がごく自然なものとして定着していることがわかる。けれども、プラトンは真の技術にそのような価値中立的なあり方を認めず、必ず「対象の善を目指す」ということを要求している。このプラトンの技術概念は、現在の高度に発展した科学技術社会の中で生じている様々な弊害の原因をその根本から考察する上で、とりわけ注目に値するものと言ってよい。しかしながら、彼の述べる「対象」と「善」がそれぞれどのような事柄を指示しているのか、という点に関して現在までに研究者の意見が分かれ、時には全く正反対とも思われるほど多くの解釈が提出されてきた。このような状況の中で、私はまずプラトンの「対象」が属性から区別された実体のような外延的なものではないことに注意し、技術の働きと密接に結びついた内包的なものであることを示した。さらに、技術の目指すべき「善」の意味については、倫理性を技術の内在的な原理として読み込む解釈に対して、プラトンによってそれぞれの技術に負荷された価値とは、あくまでそれらの働きに応じた技術的な善であることを示した。その上で、個別的な技術の範囲を超えて諸技術の階層関係までを考慮する段階ではじめて、そのような倫理性がそれぞれの技術に外在的な原理として組み込まれる可能性があることを明確に論じた。今年度に得られたこの研究の成果は、プラトンの『国家』中心巻で語られる<善>のイデアとの連絡が大いに予想され、広い視野からプラトンの認識論を捉え直す可能性をもっていると考えられる。引き続きこの研究が進展し完成するならば、プラトン哲学だけでなく現代の技術観、そして認識論一般に対しても一石を投じる機縁となるだろう。

この見解は、学会のProceedingsの形式で紙媒体としてすでに発表されている。なお、口頭発表での議論を踏まえた正式な論文は、本学会のSelected Papersに投稿し、現在はその査読結果を待っているところである。
ＧＡＢＡインターニューロン形成を制御する甲状腺ホルモンの新規作用機序の解明

実験動物として用いるマウスは、マウスと同じくげっ歯類であるラットと比較して抗甲状腺剤に対する抵抗性を有することが知られている。このため、本実験では抗甲状腺剤単独使用ではなく、メチマゾールおよびパークロレートに加えて、ヨード含量を著しく低下させた配合飼料(低ヨード食)を用いて先天性甲状腺機能低下症モデル動物を作成した。妊娠17日に目の母親をこれらの薬剤を用いて甲状腺機能低下を誘発させ、出産した仔マウス(先天性甲状腺機能低下症モデルマウス)の大脳皮質および海馬におけるGABA作動性インターニューロンの亜集団構成比の変化を免疫組織学的に精査した。その結果、生後14日齢の幼若マウスの大脳皮質および海馬においてパルブアルブミン陽性細胞数の顕著な減少を認め、また海馬においてはソマトスタチン陽性細胞の増加が観察された。これらの現象は、遺伝的に2型硫酸基転移酵素に変異があり、TSH応答性を失った甲状腺機能低下突然変異モデルマウスでも同様に観察され、抗甲状腺剤による副作用(毒性)ではなく、甲状腺ホルモンの欠乏に伴う現象であることが示唆された。さらに、出生直後から甲状腺ホルモンの補充を行うことで、薬剤誘導性甲状腺機能低下症モデルマウスにおいても、また突然変異マウスにおいても同様に亜集団構成比の変化が改善された。これらのことから、GABA作動性インターニューロンはその成熟段階において、甲状腺ホルモンに対する感受性を持つことが強く示唆された。24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、抗甲状腺剤による甲状腺機能低下症モデル動物および甲状腺刺激ホルモン受容体突然変異マウスを用いて、GABAインターニューロン形成に与える甲状腺ホルモンの影響を検討した。その結果、出生後から生後3週目にかけての甲状腺ホルモンがGABAインターニューロン形成に非常に重要な役割を演じていることが明らかになった。本研究より、幼若期の甲状腺ホルモン不全は、大脳皮質や海馬におけるGABAインターニューロンの亜集団構成比を変化させることが明らかになった。大脳皮質や海馬にはカルシウム結合タンパク質の一種であるパルブアルブミン(PV)を含有するGABAインターニューロンが多数存在するが、甲状腺機能低下を示すマウスでは、このPV陽性細胞の減少が観察される。とくに大脳皮質の連合野および運動野では、その減少率が極めて顕著であり、また海馬錐体細胞においてもPV陽性細胞数の著しい減少が認められた。一方、PV陽性細胞と共通の神経前駆細胞から発生するソマトスタチン(Sst)陽性GABAインターニューロン数を計測したところ、甲状腺機能低下を示す動物の海馬では、PVを含有する細胞の立ち居振る舞いとは逆に、細胞数の増加が確認された。とくに海馬のstratum oriensではSst陽性細胞の顕著な増加が観察された。次に、甲状腺機能不全動物に甲状腺ホルモン補充しインターニューロン形成異常の改善効果を期待した。その結果、甲状腺ホルモン補充によるニューロン形成異常の改善効果が認められるのは生後3週間まであり、この時期を過ぎるとその効果が失われることが明らかになった。また組織学的解析から、PVおよびSst陽性GABAインターニューロンには甲状腺ホルモン受容体サブタイプα1の発現が観察されたことから、甲状腺ホルモンがこれらのニューロンの分化・成熟を直接制御する可能性も示唆された。
岩手山火山活動の推移と住民・行政の防災意識・対応との関連に関する総合研究

1.終戦直後の開拓事業から展開してきた岩手山麓の農業は販売農家率が高く、後継者の同居率が高い。当該地帯は、被災後にも農業再建を目指す潜在力が高いと判断された。2.岩手山の約6000年前の噴火と、磐梯山1888年噴火は極めて類似しており、磐梯山での住民の対応記録の分析で学んだことは、岩手山で災害が生起した際の避難行動のために、役立つ。3.住民の郵送調査と面接調査、防災マップの収集と分析、行政のヒアリング等を行い、高齢者の避難や冬季の避難の対策、防災マップのノウハウの蓄積が重要であることを示した。4.火山活動情報が岩手山周辺の宿泊施設等への入り込み数に与える影響の数量分析、宿泊施設への聞き取り調査、雲仙普賢岳に事例を比較した総合的な考察を行った。5.災害の発生予測、被害緩和と訓練との関係の認知、予想被害の深刻さの認知、地域社会との関係の認知、避難訓練の参加コストの見積もり等が、住民の防災への対応に影響することを示した。6.災害時の通信に関しては、有効な方法をすべて調査し無線LANの優位性を示した。次に無線LANベースの情報ネットワークを構築し、その上でインターネットを利用する安否情報システムを開発した。さらに双方向ビデオ通信システムを開発し、実験で有効性を確認した。7.社会福祉分野における危機管理として、住民への直接的情報伝達におけるユニバーサルデザインの配慮が求められる。また、災害時の情報伝達システムには、ケアマネジメントとの連動、ニーズ変化等動的情報への対応、サポートネットワーク変容への視点が重要である。8.被災者の医療・看護体制に関しては、被災が予想される地域住民の健康状況及び防災調査の結果に基づき、災害弱者の避難方法、治療継続の保証を確保することに重点をおいて対策を実施した。弱者救援の組織化と慢性疾患患者の自己管理の情報提供である。被災が予想される岩手山麓における集落立地・展開に関する研究では、戦後開拓の諸資料により戦後の開拓集落を把握した。また、種々の土地条件を検討した結果、開拓地の傾斜上限値が7度前後であることが明らかになった。火山活動および住民対応の比較研究では、磐梯山1888年噴火の際の、災害の時系列的推移を検討し山麓各地の住民の対応に関する地域的差異を明らかにし、岩手山で予想される被害への対応のあり方を探った。防災に関する住民・行政の意識調査では、防災マップの認知、避難への不安、避難手段の選択などを規定する要因を探り、高齢者の非難や情報提供のあり方など、防災に関する課題を指摘した。火山活動情報の観光などへの経済的影響に関しては、観光宿泊施設が分布する岩手山北麓・南麓の地域別に入込み数を所得、その他の変数に回帰させて係数を推定し地域別に入込み減少の要因を確認した。災害時の通信確保に関する研究では、現在の情報通信システムの問題点と災害情報ネットワークに要求される条件を検討し、災害時でも被災地住民が情報の発信と収集ができ、被災地以外の人々も情報を入手可能なシステムを提案した。災害発生時の行動に関する心理学的研究では、住民の災害への不安感や危機意識を避難訓練行動、避難行動予測、実際の避難行動に的確に発展させていく、態度形成・教育訓練の社会心理学的手法の導入の必要性が明らかにされた。危機管理用福祉情報システムの構築に関する研究では、高齢者等の情報を共有化し、災害時の支援活動に提携するシステムの開発が県内市町村の課題となっていることから、コープこうべの地域福祉総合ネットワークシステム調査を実施した。疾病を持つ被災者の医療・看護体制に関する研究では、岩手山の災害予想

地域住民を対象に疾病状況と防災に対する実態調査を行ない、災害時における避難方法、治療中断の不安が多いことが明らかになった。岩手山麓における集落立地・展開に関する研究の地形計測では、火山麓の上限傾斜が最大12度、最頻値67度であった。この傾斜特性は戦後緊急開拓の開拓可能地に合致し、火山麓縁辺低地に限定されていた集落立地が火山麓へ展開する契機となった。火山活動および住民対応の比較研究では、1888年磐梯山噴火に関する記録・資料を分析し、避難行動の上で、噴出物のfall(降下)とflow(流下)の区分の重要性を明らかにした。防災に関する住民・行政の意識調査では、雫石町において実際の防災マップを用いた面接調査を行いマップの理解しにくい点を確認し、避難時の問題点について検討した。火山活動情報の観光などへの経済的影響に関しては、岩手高原ペンション村と雫石町永山付近のペンションアベニューを対象に、火山活動活発化以降の経営への影響について聞き取り調査を行った。災害時の通信確保に関する研究では、無線LANとモバイルコンピューティングによる情報ネットワークシステムのプロトタイプを学内に構築した。また滝沢村の避難訓練で本システムを住民に使用してもらい有効性をテストした。災害発生時の行動に関する心理学的研究では、避難訓練の観察、防災対策の意識調査、PTSDへの対応、リスク認知、義援金寄付行動を素材に研究を行った。発達段階や被災経験、地域生活への関与度等が災害への対応行動に差異をもたらしていた。危機管理用福祉情報システムの構築に関する研究では、自治体のシステムについて調査を行った。介護保険制度化により情報化は進展しているが、危機管理機能を保有するシステムは、ほとんど構築されていなかった。疾病を持つ被災者の医療・看護体制に関する研究では、岩手山周辺住民の97%が火山災害に不安や心配を持ち、慢性疾患患者で非常用医薬品を準備している人は29%である状況等から、支援ネットワークを立ち上げ集会を持った。岩手山北麓の集落立地・展開については、実地調査、行政・統計資料の分析を行った。玉山村・西根町・松尾村で、水田、畑作、酪農・畜産の生産構造と地域性が明らかになった。火山活動と住民対応については、岩手山の約6000年前の活動と、磐梯山1888年噴火との類似性を見いだした。磐梯山噴火の記録から、岩手山で同種の災害が生起した際に、情報伝達を迅速化し、避難箇所をより離れて、より高い位置とすべきことを明らかにした。防災に関する意識調査では、全国の火山防災マップを比較するとともに、雫石町での面接調査の結果を整理し、今後のマップ作成に向けてノウハウの蓄積が必要であることを示した。火山活動情報の経済的影響に関しては、数量分析と宿泊施設への聞き取り調査を踏まえ、雲仙普賢岳の事例と比較した総合的考察を行ない、火山災害への救援制度について考察した。災害時の通信確保に関しては、安否情報システムを無線LANで利用可能とするため、Ad Hoc Wireless Network Protocolとそのネットワーク資源管理プロトコルを開発した。モバイル端末での安否情報の受信・発信が可能となった。災害時の行動に関する心理学的研究では、防災意識、避難訓練時の行動観察、被災者の心理学的研究の成果を整理した。