hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
放射光構造解析法を用いた光誘起活性分子の構造解析

さらに,(2)については結晶相光異性化の初期段階で光誘起相転移現象が確認された。(2)では再結晶により単位格子の体積が(1)の2倍のものが得られることがあり。この結晶の光異性化反応の過程で単位格子の体積が半分になり(1)と同形になることが分かった。結晶を80°Cまで昇温しても変化がないことから,光誘起相転移であると考えられる。構造解析からCP^Et環の配向にdisorder→orderの変化が見られた。Spring-8におけるX線マイクロビームを用いた極微小単結晶構造解析の立ち上げにおいて,ミクロンサイズの構造未知の金属酸化物や有機化合物の構造解析に成功した。今後のサブナノサイズの単結晶構造解析による新たな研究領域の開拓が期待される。
テロマー型界活性剤による人工酵系の開発

重合度320の水溶性オリゴマーを親水部とする一鎖および二鎖型界面活性剤を合成し、水溶液中での分散状態と酵素モデルへの応用を検討した。1.ドデカンチオールおよびメルカプトコハク酸ジドデシルエステルを連鎖移動剤としてアクリル酸のテロメリゼーションを行い、一鎖および二鎖型のテロマー型界面活性剤を合成した。一鎖型化合物からはミセルが、二鎖型化合物からは二分子膜が形成されることを確認した。2.ヘキサデシルアミンおよびL-グルタミン酸ジドデシルアミンを開始剤として、酸性アミノ酸および塩基性アミノ酸からなるポリペプチド型界面活性剤を合成した。3.一鎖型ポリ(L-リジン)はpH113の水に分散し、界面活性剤特有のcmc挙動を示す。ペプチド鎖はcmc以上においてもヘリックス-コイル転移を保持する。一方、末端に長鎖アルキル鎖を持たないオリゴ(L-リジン)ではpH10以上で加温するとβ-型の凝集が起こるが、一鎖型ポリ(L-リジン)ではα-ヘリックス構造が安定化されることが明らかになった。このポリ(L-リジン)をマトリックスミセルとするエステル類の加水分解反応においては、不斉選択性がヘリックス-コイル転移によって逆転することが見出された。4.二鎖型ポリ(L-アスパラギン酸)およびポリ(L-グルタミン酸)は水中で二分子膜から成るヘリカルな超構造体を形成することが明らかになった。ヘリックスの形成にはポリペプチドの二次不斉が関与しており、重合度の小さいものやDL体からは形成されなかった。一方、ヘリックス超構造体の発現メカニズムはアスパラギン酸の場合ダブルヘリックスを経由し、グルタミン酸の場合にはリボン状ラメラ会合体のCoilingを経由していることが確認された。
口腔自然免疫システムにおける歯周病原性細菌感染防御機構の検討

口腔における自然免疫システムがどのように制御されているかを検討したところ、炎症性サイトカインであるTNF-αと、ビタミンであるレチノール酸が自然免疫系において重要な抗菌タンパク質の産生を口腔歯肉細胞から誘導することを見い出した。歯周疾患の感受性を左右するものとして、口腔粘膜における自然免疫が注目されるようになってきた。口腔の自然免疫の機能を掌る物質のひとつとして、カテリシジンファミリーの抗菌ペプチドであるCAP18/LL37がある。このCAP18/LL37は、好中球はもとより口腔上皮細胞から産生されることが示されており、ヒトの自然免疫系における口腔感染防御機構に強く関与していることが示唆されている。歯周疾患感受性の個体差が自然免疫に由来するのではないかとの仮説のもと、ヒト口腔上皮系細胞を用い検討を行った。その結果、平成19年度において、脂溶性ビタミンの一種であるレチノール(トランス)が強力なインデューサーであることを見い出した。このことは、適度なビタミンA摂取や、歯磨剤へのビタミンA配合が歯周病予防のひとつの方策になる可能性を示唆するものであり、近年注目されている食育と口腔保健との密接な関連を提示する根拠となるものとして興味ある。よって、このCAP18/LL37がヒトの自然免疫系における口腔感染防御機構に強く関与していることが示唆されている。そこで今回、ヒト口腔上皮系細胞を用い検討を行った。その結果、平成20年度において、脂溶性ビタミンの一種であるレチノール(トランス)が強力なインデューサーであることを見い出した。また、今回用いたヒト歯肉上皮細胞にはレチノールの受容体であるRARとRXRが常時強く発現していることを見い出している。このことは、口腔上皮がレチノールに対する高い応答性を持つ可能性を示唆するものであり、口腔の自然免疫とビタミンとの関連を考察する緒となるとともに、近年注目されている食育と口腔保健との密接な関連を提示する根拠となるものとして興味ある。
旗多様体上の軌道とモーメント写像

数学における対称性は群によって記述されることが多い。大きな対称性を持つものは「大きな」群の作用を持ち、一般的に「美しい」。特に大きな対称性を持つものの中に等質空間があるが、対称群が簡約代数群であって、コンパクトなものは旗多様体と呼ばれる。本研究では、旗多様体上の群軌道を、シンプレクティック幾何学の道具であるモーメント写像を用いて研究した。有限型の二重旗多様体を多数構成し、理想的な場合には、その分類に成功したことは大きな成果である。また実簡約代数群の既約ユニタリ表現の隨伴多様体に対し、連結成分である冪零軌道が余次元1の連結性を持つような極大な既約表現を構成するなどの結果も得られた。本研究課題で2009年度に得られた成果は大きく分けて3つある。(1)代表者はP. Trapa, D. Ciubotaru(ユタ大学)と共に部分旗多様体上の対称部分群による軌道とモーメント写像による冪零軌道の間の対応をSpringer表現を用いて記述できることを示した。この結果はプロシーディングス(査読付)に受理されて出版予定である。(2)代表者と分担者の和地輝仁は対称対の冪零軌道の幾何(閉包関係・余次元1の境界に関する連結性など)を組合せ論的観点から研究し、特にAIII型の対称対の場合に冪零軌道の連結成分の組合せ論的記述に成功した。結果はまだまとまった論文の形になっていないが、2010年度にさらに深化させて取りまとめる予定である。(3)代表者と分担者の落合啓之は対称対に付隨した多重旗多様体の場合に対称部分群の軌道が有限になるための実用的な十分条件をいくつか開発した。この結果を球多様体の理論に応用したり、あるいはこれらの十分条件を用いて、AIII型の対称対の場合に有限型の多重旗多様体の分類を研究した。結果は論文にまとめて、現在投稿中である。2009年6月に南開大学(中国)で行われた夏の学校には代表者および分担者の山下博が講師として招かれ、代表者は旗多様体の軌道とSteinberg多様体、あるいはモーメント写像などの概説的な講演を行い参加者と意見を交換した。これがその後の研究と成果へと発展していった。その後、表現論シンポジウムでは、分担者の和地輝仁による講演や分担者の松本久義との討論を行い、さらに2010年の2月に北海道大学で山下博と共同で冪零軌道と表現論に関する研究集会を行った。この集会には海外からも多数の専門家が参加し、若手研究者も最新の結果を紹介する有意義なものであった。本研究課題により、部分旗多様体上のD加群の理論を研究している若手の研究者Sarah Kitchenを招聘した。本研究課題で2010年度に得られた成果は大きく分けて3つある。1.代表者と分担者の和地輝仁は随伴多様体に現れる冪零軌道の余次元1連結性について研究した。AIII型の対称対に対してはPeter Trapa(Univ.Utha)の協力を得て、その組合せ論的な記述および表現論的な解釈をはっきりさせた。この成果は現在論文としてまとまりつつある。他の古典型の場合には、組合せ論的な定式は得られたので、表現論的な解釈が課題である。また、これに関連して、主系列表現の随伴多様体と漸近錐の関係を扱った論文を出版した。2.代表者と落合啓之は、対称対の二重旗多様体の軌道の有限性を、一般の三重旗多様体に帰着させる理論を構築し、これを論文として発表した。2010年6月に南開大学(中国)で行われた夏の学校では代表者と落合啓之・山下博が講師として招かれ、代表者は旗多様体の軌道の有限性とSteinberg多様体および冪零軌道に関する概説的な講演を行った。また、2011年2月には落合啓之と共に国際研究集会を九州大で主催し、多重旗多様体の有限性や冪零軌道の研究を進めた。この集会にはPavle Pandzic, Boris Sirola, Peter Trapaの3名の研究者を招聘し、和地輝仁が結果を発表した。3.代表者・落合啓之に加えて谷口健二(青学大准教授)・近藤健介(青学大院生)は対称対における放物型部分群の共役類と旗多様体上の軌道の有限性の同値性を用いて、そのような放物型部分群の同値類の有限性などを詳細に研究し、数学会の一般講演において発表した。これは、さらに研究成果を加えて、論文としてまとめたいと考えている。本研究課題で2011年度に得られた成果は大きく分けて3つある。

1.代表者と分担者の和地輝仁は随伴多様体に現れる冪零軌道の余次元1連結性について昨年度に引き続き研究した。Peter Trapa(Univ.Utha)の協力を得て、AIII型の対称対については組合せ論・表現論ともに完全な結果を得た。他の対称対については幾何的・組合せ論的側面は完全であるが、表現論的な考察が残っている。3月にはシンガポールでD.Vogan教授(MIT)と討論を行い、余次元1連結性の表現論的な意味づけが明瞭になった。これについては2012年度に研究を行う予定である。2.代表者と分担者の落合啓之およびXuhua He(HKUST),大島芳樹(東大数理)は、対称対の二重旗多様体の軌道の分類に関する結果を得た。これを用いて新たなタイプの球等質空間と対称部分群の球作用を持つ旗多様体の分類ができるはずであり、現在活発に研究を行っている。結果は6月にDubrovnik(クロアチア)で、8月にはMax-Planck研究所(ドイツ)そして3月にIMS(シンガポール)で発表した。多重旗多様体についてはSteinberg多様体とモーメント写像および冪零軌道の幾何に関してLucas Fresse(Univ.Cergy-Pontoise)と共同研究を行った。こちらは現在も研究が進行中である。3.代表者と分担者の落合啓之・谷口健二に加えて近藤健介(青学大)は昨年度から継続して、多重旗多様体上の閉軌道と放物型部分群の共役類に関する研究を行った。この研究ではある種の放物型部分群の組が存在することと対称対がエルミート型であることの同値性を証明することができ、現在論文をまとめている。結果は11月に表現論シンポジウムで発表した。複素簡約リー群GおよびGの対称部分群Kからなる対称対を考える.本研究では,対称対に附隨する二重旗多様体を考え,旗多様体上のK軌道の有限性について研究した.一般にK軌道は有限個とは限らないがBruhat分解とKGB理論を応用して、無限軌道を束ねた階層を構築できる.2013年度は(I) Kの球作用を持つGの部分旗多様体G/Pの分類;(II)Gの球作用を持つ対称空間上のファイバー束G/Qの分類;(III)有限型の二重旗多様体の分類について研究した.(I), (II)は問題(III)の特別な場合とみなすことができるが,この(I), (II)に関しては完全な分類を得て,学術雑誌に論文として発表するとともに,2014年1月のドイツ・オーベルボルファッハ研究所の研究集会にて成果を発表した.また,研究分担者の和地輝仁准教授および共同研究者であるPeterTrapa教授とともに,既約ハリシュ・チャンドラ加群の隨伴サイクルの余次元1連結性に関する研究を行った.これについては,2013年7月にボストンで開かれたアトラス・グループの国際研究集会において成果報告を行い,研究結果を論文にまとめ,現在専門誌に投稿中である.国内では、6月に数理解析研究所での研究集会「表現論および表現論の関連する諸分野の発展」に参加して研究連絡を行ったほか、9月には実函数論・函数解析学合同シンポジウムを谷口健二氏と共同で主催した。2013年度は、分担者として増田哲准教授および川上拓志助教に研究に加わっていただき、多重旗多様体上の軌道の有限性と常微分方程式の剛性やモノドロミー保存変形との関係を研究した。これは多重旗多様体上の軌道分解の新たな応用と思われ、可積分系や常微分方程式論との交流の可能性もあるが,最終年度中に研究をまとめることができなかった.残念ではあったが,将来,研究を継続して結果をまとめたい.複素簡約リー群Gの部分旗多様体X = G/Pを考える。
遺伝素因，生活習慣，社会・環境要因に基づく糖尿病の新たな予防戦略のエビデンス構築

本研究課題においては、島根大学地域包括ケア教育研究センターが2006年以降、島根県内の自治体と共同で実施してきた地域での健康調査(Shimane CoHRE Study)のデータ・サンプルを活用して、「日常生活における精神的なストレス状況下において不安を軽減するヒトニューロペプチドY(NPY)の分泌が遺伝的に少ない場合でも、社会・環境要因が緩衝機能を果たすことにより、2型糖尿病の予防につながること」について明らかにすることが目的である。そこで、平成30年度の研究においては、既存サンプルを活用した遺伝素因の解析と、解析に用いる生活習慣や地域内の人間関係(ソーシャル・キャピタル)および居住環境に関する変数について検討を行った。具体的には、島根大学が中山間地域に居住する高齢者を中心として自治体の特定健康診査・特定保健指導に合わせて実施してきた地域での健康調査のサンプルを活用したSNP(Single Nucleotide Polymorphism)解析を実施した。合わせて、先行研究に関する検討を行い、本研究の解析において用いる生活習慣および社会要因の一つである地域内の人間関係(ソーシャル・キャピタル)、さらに環境要因として居住環境を反映した変数について検討した。これらの研究成果に基づき、次年度以降においては、解析用のデータを構築するとともに定量的な解析を実施し、上記で示したヒトニューロペプチドY(NPY)、地域内の人間関係(ソーシャル・キャピタル)を主体に糖尿病との関係を明らかにする予定である。本年度は、研究計画で想定した内容について実施することができた。したがって、おおむね順調に進展していると考えられる。今後は、本年度得られた成果を踏まえて、解析を実施する予定である。遺伝素因の解析において、当初想定していたターゲットに加えて、追加で検討することが有益であることが考えられた。そのため、解析に係る費用を縮小し、新たなターゲットの検討後に再解析を実施することとした。次年度は、解析において要する費用として執行予定である。
独自のDNAチップによる頭頸部悪性腫瘍の重粒子線照射時遺伝子発現状況の検討

ヒト由来癌細胞株(Ca9-22、G361、HSG、HaCaT)に対しX線、炭素イオン、およびネオンイオンを照射し、各細胞においてcolony assay法による生残率測定、および色素排除法による死亡細胞数測定を行った。その結果、細胞生残率曲線においてD_<0.1>(及びSF_4)は、X線でCa9-22<G361<HSG<HaCaT、炭素イオン及びネオンイオンでG361<HSG<Ca9-22<HaCaTとなり、X線では難治とされる悪性黒色腫(G361)および腺癌(HSG)に対する炭素イオン線の効果を確認した。各放射線照射時の遺伝子発現解析(gene chip U133A)を行った。Ca9-22細胞(歯肉扁平上皮癌由来)に対するX線及び炭素イオン線の照射4時間後における遺伝子発現解析を行なった。その結果、共通に2倍以上の発現亢進を認めた遺伝子はX線で144遺伝子、炭素イオン線で286遺伝子であった。また1/2以下の発現現弱を認めた遺伝子はX線で402遺伝子、炭素イオン線で331遺伝子であった。同様にG361細胞(皮膚悪性黒色腫由来)に対して炭素イオン線照射後における遺伝子発現解析を行なった結果、2倍以上の発現亢進を認めた遺伝子は85遺伝子、1/2以下の発現現弱を認めた遺伝子は111遺伝子であった。Ca9-22細胞とG361細胞の遺伝子発現を比較すると、6遺伝子で炭素イオン線照射後に共通して発現亢進が見られ、6遺伝子で発現の減弱を認めた。臨床試験の結果から、頭頚部悪性黒色腫は扁平上皮癌に比べ炭素イオン線による局所制御率が高いことが判明しており、それぞれに特異的、もしくは共通発現遺伝子を検討することにより、炭素イオン線感受性・耐性遺伝子群が推定された。特にCyclinD1をはじめとする複数の既知の遺伝子群が重粒子線照射効果の差異を決定している可能性が示唆された。HaCaT細胞(正常ケラチノサイト由来)、G361細胞(皮膚悪性黒色腫由来)、Ca9-22細胞(歯肉扁平上皮癌由来)、およびHSG細胞(小唾液腺腺癌由来)の細胞に対して、4MeV-X線(1,2,4,8,16Gy)、炭素イオン線およびネオンイオン線(1,4,7GyE)の照射を行った。照射後、各細胞においてcolony assay法による生残率測定を行い、また、遺伝子発現解析の為のRNA抽出を行い(直後、6,24,48時間後)、1細胞種においては独自のDNAチップによる遺伝子発現の解析を行った.細胞生残率曲線においてD_<0.5>(50%生存線量)は、X線でG361<HSG<Ca9-22<HaCaTの順であり、また、炭素イオン線でHSG<G361<Ca9-22<HaCaT、ネオンイオン線でHSG=G361<Ca9-22であった。この結果は、本研究において使用する細胞群が放射線の種類に対して異なった反応を持つことを示しており、重粒子線照射効果の差異を研究するに適した細胞群であることを証明している。Ca9-22細胞に対するX線2Gy、炭素イオンおよびネオンイオン線1Gyの照射1時間後における遺伝子発現解析(独自の4,000チップ)の結果では、X線で12遺伝子、炭素イオン線で67遺伝子、およびネオンイオン線で7遺伝子でそれぞれ独自の遺伝子発現亢進があった。

また、発現減弱を認めた遺伝子は、X線で48遺伝子、炭素イオン線で18遺伝子、およびネオンイオン線で15遺伝子であった。この結果から、放射線の種類により相当に異なった遺伝子発現の増減が確認された。平成15年度は遺伝子発現解析をさらに進め、各細胞・各放射線における放射線線量および照射後経過時間の因子を解明する。HaCaT細胞(正常ケラチノサイト由来)、G361細胞(皮膚悪性黒色腫由来)、Ca9-22細胞(歯肉扁平上皮癌由来)、およびHSG細胞(小唾液腺腺癌由来)の各細胞に対して、4MeV-X線(1,2,4,8,16Gy)、炭素イオン線およびネオンイオン線(1,4,7GyE)の照射を行った。照射後、各細胞においてcolony assay法による生残率測定、および色素排除法による死亡細胞数測定を行い、また、遺伝子発現解析の為のRNA抽出を行い(直後、6,24,48時間後)独自のDNAチップによる遺伝子発現の解析を行った.細胞生残率曲線においてD_<0.5>(50%生存線量)は、X線でG361<HSG<Ca9-22<HaCaTの順であり、また、炭素イオン線でHSG<G361<Ca9-22<HaCaT、ネオンイオン線でHSG=G361<Ca9-22<HaCaTであった。この結果は、本研究において使用する細胞群が放射線の種類に対して異なった反応を持つことを示しており、重粒子線照射効果の差異を研究するに適した細胞群であることを証明している。Ca9-22細胞に対するX線2Gy、炭素イオンおよびネオンイオン線1Gyの照射1時間後における遺伝子発現解析(独自の4,000チップ)を行なった。その結果は、3種類の放射線すべてで4遺伝子(HOR005D02,HOR045D06,HOR040G11,HOR046H12)の発現亢進が見られ、また、4遺伝子(HOR004F02,HOR004A10,HS19E07,HOR004C06)で発現の減弱を認めた。さらに、それそれ独自の遺伝子発現亢進がX線で12遺伝子、炭素イオン線で67遺伝子、およびネオンイオン線で7遺伝子に於いて見られ、また、それぞれ独自の遺伝子発現減弱を認めた遺伝子は、X線で48遺伝子、炭素イオン線で18遺伝子、およびネオンイオン線で15遺伝子であった。今後、これらの遺伝子の詳細に関して、追加の分析行なう予定である。
各種人工歯根植立後の骨修復(変化)にともなう血管構築の変化に関する実験的研究

インプラントの生体適合性について、非機能下の支持組織、とくに骨組織の新生・修復に寄与する微細血管構築の変化と両者の相関性についてインプラント材の差異をも求めて、経時的な動的変化を観察した。成ニホンザルの上顎前歯部と下顎臼歯部に植立した。インプラント材はチタン、ハイドロキシアパタイト(HAP)、HAPアルミナ熔射チタン(シリンダ-、ブレ-ド・ベント)、アルミナセラミック(ノッチ、ポア-、ブレ-ド)などを用いた。一回または二回法で植立し、植立直後から10週にわたりアクリル樹脂微細血管注入(Y.Ohtaら1990)を行い、軟組織のみを腐食して骨組織・微細血管鋳型を作成し、観察眼をインプラント体中心においた状態で走査電顕観察を行った。その結果、全材料を通じて、植立後2週以内に新生洞様毛細血管のインプラント界面への接触に始まり、新生骨組織が島状に出現し、それが4週後で板状となって既存・新生骨に囲まれ、その外周に毛細血管筒が完成する。しかし植立時にインプラント外周に間隙が存在するときは既成骨から界面へ独特の形態と成長を示す新生骨が新生洞様血管とともに進出し、最終的にosseous integrationを完成する。これとは異なりHAP界面の新生骨組織の進展は特異な状態を呈してankylosisを完成していた。ポア-アルミナセラミックでは2週で洞様毛細血管がポア-に侵入していたが、ポア-全長を充満するには到らなかった。いずれの材料でも24週が骨組織の新生添加に重要な時期であることが明確になり、その端緒はインプラント界面のノッチ、スクリュ-、ベント孔における洞様新生血管の伸展と初期新生骨発生を認める重要な所見を得た。目下ひきつづいてあらゆる咬合状態を負荷させた機能下でのインプラント体外周組織への影響を検索進行している。実験材料と方法:1.ニホンザル11頭について上,下顎前歯部;上,下顎小臼歯部;下顎第1,第2大臼歯を抜歯。2.抜歯創の治癒を考慮して;直後,3週,1.5カ月,2カ月それぞれについてインプラント手術を施行。3.インプラント材は;純チタニュウム,多孔質酸化アルミナセラミック,単結晶酸化アルミナ,HAPセラミックインプラント,HAP融着セラミック。これらの材料はシリンダ-タイプを主体とし,ノッチまたスクリュ-を加工したもの,さらにチタニュウム材とHAP融着材についてはブレ-ドまたはブレ-ドベント型も。4.インプラント施術ののち;直後,1週,2週,4週,9週について観察試料を作成した。5.観察試料の作成;a.脱血殺後,両側総頚動脈からacryl plasticを注入(文献1),インプラント施術部位を硬組織切断機で切り出し,固定,通法により連続組織切片を作成。b.a.をNaOHまたはNaOCl液で処理して微細血管鋳型を作成。6.微細血管の観察;観察は5ーbの微細血管鋳型を主体とし,走査電顕(JSM.T.300型)で観察した。実験結果;7カ月経過した現在,次のような成果をあげているが,次年度にはすべてにおいて一応成就したい。1.材料別には純チタニュウムとHAPー融着チタニュウムインプラント材料は生着性が安定している。2.0sseointegrated intersurfaceといえども数m単位の厚さの結合組織線維がみられるのでこれについて透過電顕を用いて精査中である。

3.抜歯直後のインプラント施術と一定期間経過後の施術の差についても検索中である。4.多孔質インプラント体の多孔質に侵入した微細血管と新生骨小柱については,インプラント体とともにあらゆる方向で鋸断し立体的に観察しているが,目下integrateed組織を損傷することなく細孔を囲む材料の除去について鋭意探求中で,新生骨組織と新生微細洞様血管の関係を観察中である。継続第2年目には当初の研究計画通り、インプラント材種ならびに植立術式の改良と拡大、インプラント界面での新生組織との接着状況さらには機能状況を設定して生着したインプラント体の影響の検索に当った。同時にこれまで2ヶ年間にわたる研究成果の整理と将来への計画拡張の予備実験をも試みた。インプラント材については、チタンならびにハイドロオキシアパタイト(HAP)溶射チタン材(ブレ-ド型)を植立し、広いインタ-フェ-スでの骨組織新生とベント内への骨組織侵入と微細血管の変化を調査し、ベント界面には微細血管増生と新生骨付着が一様ではないベント域付着が認められた。ポア-アルミナ材でのポア-(φ200400μm)へは2週で最大の新生微細血管の侵入に始まり、4週でポア-深部へ到達し、新生骨組織はこれに追従していた。植立法は、2回法によるfixtureの生着が安定しており、インプラント体頭側は微細血管の極めて豊富な結合組織の増殖をみとめた(血管帽と仮称)。保定機能についてもインプラント最上縁での安定した組織修復を示唆する主要な知見で2回法の優秀さと安定性を立証しえた。十字の孔を有するチタンインプラントについてはこれと適合した太さを有する骨組織の侵入が安定していて、この種の方式には最適であると結論しえた。Osseousintegrated面に介在する厚さ数μmのコラ-ゲン線維層についても透過電子顕微鏡によって同線維の石灰化の進行状況を検索している。植立生着したインプラント体への多くの負荷因子のなかで、負荷方向と負荷継続時間に注目すべきで、これによってインプラント体の底、側面の上半、下半部と細部にわけて、その状況を知得すべきであると判明した。目下、インプラント体の生体親和性と生着状態を生物学的に検索した結果、臨床的に生着したインプラント体の機能(咬合)状態下における支持組織との恒久的親和性を求めて、咬合機能下における歯科インプラントについて計画実施に移行している。
透明光磁気デバイスをめざした酸化亜鉛の有機金属気相成長

有機金属原料を用いた酸化物半導体の合成技術として,安定な固体亜鉛原斜を用いたMOCVD法および溶液原料である有機金属塗布型原料を用いたゾル・ゲル法によりZnO薄膜結晶の合成を行った。高純度亜船アセチルアセトナートを用いたMOCVD法は,装置は特別な高真空を全く必要としない単純な構造であるのにもかかわらず,PLDやMBEに匹敵するエピタキシャル結晶を作成できることが明らかとなった。実用デバイスを作成する上で大面積基板上への成長は必要不可欠である。安定な原料ガスの流れを形成できるこの合成技術は,高真空中での成長技術に比べて大面積化に適しており,デバイス生産へ連続的に発展させることが可能である。今後は,共通の課題である界面の問題,さらにはアクセプター不純物の間題に取り組むことにより,新しい酸化物エレクトロニクスの実現に貢献する可能性を有している。液体原料を塗布することにより結晶を合成するゾル・ゲル法は,酸化物の特徴を生かしたより簡便な技術であり,探索的な研究には非常に適している。本研究では実際にMgやCdを添加することにより,大気中で容易にバンドギャップ制御が可能であることを示した。透明磁気デバイス材料探索に不可欠な遍移金属添加に関しても,この方法は原料の候補が豊富に存在する。本研究では,実際に各種遷移金属を探索するところまで十分な時間を割くことができなかったが,基本的な合成方法は確立することができたと考えている。本研究で確立した合成技術はスピントロニクスデバイスやレーザーなどの新しい酸化物機能性材料を開発への応用が期待される。従来の半導体と作製条件が大きく異なる酸化物半導体の有機金属化学気相法(MOCVD)を行うために,現有のCVD装置を改造して、新しい酸化物MOCVD装置の自作を行った。本研究では、比較的酸素との反応がおこりにくい安定な亜鉛原料であるアセチルアセトナートと酸素ガスを原料として用いるために、蒸気圧の低い固体原料を効率よく輸送できるような構造を採用している。現在、種々の面方位の(Al_2O_3)基板上への結晶成長の条件確立を進めている。Al_2O_3結晶(001)面および(110)面上に、基板温度400-700°CでZnOの成長を行うと、(001)へ配向した結晶となっていることが粉末X線回折測定より明らかとなった。さらに、4結晶X線回折装置を用いて(112)面からの非対称反射を検出しながらΦスキャン(c面内の回転)を行うことにより、作製した結晶がエピタキシャル成長しているかどうか確認した。基板Al_2O_3(001)面の6回対称を示す6本の回折線に加え、ZnO(001)面の対称生を反映した6本の回折線が明瞭に観測され、エピタキシャル成長していることが明らかとなった。さらに、これらのパターンが30°ずれていることより、ZnOがサファイアc面に対して30°回転した方向で成長していることも明らかとなった。同様に(110)面上へのエピタキシャル成長も確認され、Al_2O_3基板の[001]とZnOの[110]方向が揃っていることが明らかとなった。現在Al_2O_3(102)面上についても成長を試みている。試料の低温フォトルミネッセンスは、適当な成長温度で作製した試料において、自由励起子を含む分離した束縛励起子からの発光線が支配的となっており、この原料系による結晶が高純度であることを示唆している。有機金屈化学気相法(MOCVD)成長酸化亜鉛(ZnO)の高品質化をすすめるために、亜鉛原料であるアセチルアセトナート亜鉛の純度に注目した。従来用いられている試薬グレードの原料に対して、関東化学(株)が特別に作製した5N原料を用いることにより、さらなる残留不純物の低滅をめざしている。

現在、(001)面および(110)面サファイア(Al_2O_3)基板上へZnOがエピタキシャル成長することが、4結晶X線回折装置を用いて、(112)面からの非対称反射のΦスキャン(面内の回転)を観測することにより確認されている。作製した結晶の純度を確認する最も敏感な手法である低温フォトルミネッセンス法を用いて評価を行っているが、ヘテロエピタキシャルZnOの励起子発光、特に多数の東縛励起子の同定に関しては不明な点が多く残っており、バルク結晶に関する古い文献との完全な対応がついていないのが現状である。我々は、種々のグループのデータを比較検討し、A価電子帯に加えてB価電子帯の影響も考慮することにより、種々の発光線の出現を理解するモデルの確立をすすめている。気相中における化学反応を利用する上記の原料系に加えて、我々は液休有機原料を大気中で焼成することにより酸化亜鉛薄膜を作製する手法にも注目し(いわゆるゾル・ゲル法の仲間)、祖々の基板上への薄膜形成を試みている。ガラス基板に対して、結晶であるAl_2O_3(001)を用いることにより結昌性の大幅な改善を観測し、フォトルミネッセンススペクトルでも励起子近傍の発光が支配的な試料が作製されることが明らかとなった。残念ながらこれらの試料は現時点では配向した多結晶であるが、今後さらなる結晶性の向上が期待できる。この手法は不純物の添加が容易なことが特徽の一つであり、現在磁性原子であるMn、Coの添加をすすめている。
血縁なき親子関係をつくるネットワーク

本研究の目的は、血縁のない親子が「血縁なき親子関係をつくるネットワーク」の中で、家族関係を築いていくプロセスを明らかにしたものである。具体的には、次の2つの研究を行った。(1)予期せぬ妊娠に悩む母親の支援と子どもに恵まれない夫婦への養子縁組の援助を目的に設立されたNPO団体におけるフィールド研究を通して、その活動内容を概観し総括するとともに、養子を迎えた育て親家庭が血のつながりを超えて真の親子関係を構築するために必要な要件を検討した。また、多くの育て親が「テリング(子どもに産みの親の存在を伝えること)」、「産みの親との関わり」、「コミュニティ」において共通の課題を抱えていることから、育て親全員に対して質問紙調査を行うとともに、一部の育て親に対するヒアリング調査を実施した。とりわけ、子どもに対するテリングや育て親家庭にとっての産みの親の位置、具体的な産みの親との関わりについての明らかにした。(2)このような産みの親に育てられない子どもの命を扱う民間団体が、孤立無援に活動していることの問題点を指摘するとともに、他の養子あっせん団体(民間)の現状把握を行った。具体的には、全国の民問養子斡旋団体、ならびにこれを監督する自治体に対してヒアリング調査を実施し、児童相談所を初めとする公的機関との連携関係を広く検討した。さらに、日本の現状を相対化するために、諸外国(アジア)における養子あっせんにおける官民のネットワーキングについても予備的な調査を行った。以上を通じて、親に育てられない子どもにおいて、産みの親の存在が占める位置、ならびにより広く日本社会や児童福祉行政が抱える課題について、社会学的身体論や私的所有論の立場から、理論的考察を行った。平成17年度の活動として、予期せぬ妊娠に悩む母親の支援と子どもに恵まれない夫婦の援助を目的に設立されたNPO法人「環の会」の活動実績を概観し総括すること、ならびに、養子を迎えた育て親についての理解に努めた。環の会の活動は多岐に渡るが、重要なのは、「夫婦面接」、「育て親研修」、「家庭訪問調査」である。この3つの活動によって育て親が確定し、血縁に依らない新しい家族が誕生するからである。とりわけ、「育て親研修」は、血のつながらない子どもをわが子として受け入れるために、夫婦が通らなければならない最大の通過儀礼として機能する。今年度は、これら「環の会」の活動・運営を一手に担っていた代表が、突然の病に倒れ、存続の危機を迎えた。待機している赤ちゃんが数多くいたため、代表抜きに新しい育て親を開拓する必要性に迫られた。そこで、筆者は複数の育て親と協同しながら、夫婦面接、育て親研修、家庭訪問調査を担わざるを得なかった。特に「育て親研修」については、代表が行ってきた研修の本質を損ねない程度にアレンジし、また、代表による研修の問題点等をディスカッションしつつ、新しい研修を試行錯誤した。研修後は家庭訪問調査に出向き、場所を変えて「夫婦」を評価するポイントを模索した。一方で、育て親全員を対象とした質問紙調査を実施した。これは、多くの育て親と接触する中で、共通の悩みや問題を抱えているがわかり、急遽、企画したものである。具体的には、「産みの親との関わり」および「コミュニティの中での関わり」等である(詳細な分析結果やこれに基づくインタビューは来年度以降)。江戸期から現在までの養子縁組の変遷とその中での「環の会」を位置づけるための文献研究も実施した。また、今日の「特別養子縁組制度」が確立するプロセスでの議論を明らかにするために、雑誌分析も行った。また、日本における海外養子の実態を把握するために、日本全国の民間養子斡旋団体を調査し、その中から数箇所の養子斡旋団体、ならびにこれを管轄する自治体へのヒヤリングにも参加した。

平成18年度は、NPO環の会の運営にかかわりつつ、「血のつながらない親子関係」を創る上で、育て親候補者の決断と覚悟を迫る最初のステップとなる「育て親研修」を見直した。育て親候補者となる夫婦の大半は、環の会の理念である「産みの親を尊重する姿勢」や「無条件で子どもを迎えることへの覚悟と決断」を要請され、そのことに対する理解を表明するものの、本書の部分では「健常の乳児」を望み、子どもを迎えることで幸せになれることを信じて疑わないことが見え隠れする。「乳児を迎えることは障害のリスクを背負うこと」「養育の途中で障害が明らかになる場合もあること」「(養子に限ったことではないが)健常児であっても、うまく育たず将来犯罪者となる可能性もあること」等を、具体例をふんだんにあげながら、強調していく形式をとった。現実に、そのような問題が会の中でも起こりつつあるからである。環の会は、日本には見られないさまざまな新しい取り組みを実践してきたが、その一つが、「セミ・オープン・アダプション」という、産みの親と育て親家庭との関係が継続しうる形態を採っている点である。この「セミ・オープン・アダプション」がどのような形で実践されているのかについての質問紙調査を実施し、これを分析した。その結果、実際に産みの親と会ったことのある育て親は約6割に上るが、大半は子どもを迎える際に一度だけ会ったというものだった。子どもの養育後、手紙やプレゼントの交換など間接的に関わりをもつ家庭は多いが、子どもが成長し、産みの親と会うことのできたケースは極めて少ない。来年度は、実際に産みの親と出会うことのできた子どもや育て親に対するインタビューを実施し、産みの親の意向を重視した環の会のセミ・オープン・アダプションについての利点や問題点を検討したい。また、今年度は、血のつながらない親子関係に関する日本の児童福祉制度を広く検討するために、アジア諸国において、その実態調査を開始した。具体的には、韓国、台湾、香港において、養子縁組や里親制度の現状やそのプロセス、問題点について関係機関を訪れ、ヒアリングを実施した。短期間であったためその全貌を明らかにしたとはいえないが、これらアジア諸国においては、政府機関と民間団体が互いにサポートし合う点が、日本とは大きく異なることがわかった。具体的には、民間団体が政府機関に対してシンクタンクとして機能していること、民間団体の中でもとりわけ実績のある団体が他の民間諸団体を統括し監視している体制が取られていること、とりわけ「子どもの命は国の責任」である姿勢が鮮明に出されている等、日本の児童福祉行政に欠落している点が浮き彫りになった。なお、アジア諸国のヒアリングについては、今年度より詳細なレポートを作成する予定である。平成19年度は、平成17年度・18年度に引き続き、NPO養子あっせん団体においてフィールド研究を継続するとともに、官民の連携体制の実情を把握するために、日本における養子縁組関係機関へのヒアリング調査を実施し、諸外国との比較研究にも着手した。以下、具体的な内容を概略する。(1)NPO養子あっせん団体ならびに当該団体から養子を迎えた家族へのヒアリング調査
骨基質由来の成熟破骨細胞分化誘導因子の単離同定

従来の多くの研究は破骨細胞の前駆細胞から成熟破骨細胞への分化には石灰化骨基質中の成分が極めて重要な役割を担っていることの可能性を示唆している。しかしながら、この成熟破骨細胞への分化に関わる骨基質中の成分の分離ならびに精製に関する知見はほとんど得られていない。今回、石灰化骨基質中に存在する成熟破骨細胞分化誘導因子の分離、精製を試み、以下の結果が得られた。1、プラスチックシャーレ上では、1α,25(OH)_2D_3を添加しても骨吸収能を有する破骨細胞が形成されないが、石灰化骨基質からのEDTA抽出液を1α,25(0H)_2D_3と同時に添加することにより、骨吸収能を有する成熟破骨細胞が形成されてきた。2、ウシ大腿皮質骨骨粉10kgからEDTA脱灰処理により総蛋白質1gが抽出された。3、Superdex 75 prep gradeによるゲル濾過により、この抽出画分から成熟破骨細胞分化誘導生性画分が、分子量約12,000前後に1つの生性ピークとして分画された。6、この画分を、50mM酢酸緩衝液(pH4.0)で平衡化したMonoSに吸着しなかった。7、最後に、この活性画分を、0.1TFA緩衝液で平衡化した逆相HPLCで、アセトニトリル21%から30%までの勾配によって分画したところ、いくつかの活性ピークが認められた。その活性画分を、SDS-PAGE電気泳動で分子量を確認したところ、M.W.5100前後、M.W.6800前後、M.W.8400前後に単一バンドとして確認された。現在、N末のアミノ酸配列を調べている。プラスチックシャーレ上では、1alpha,25(OH)_2D_3を添加しても骨吸収能を有する破骨細胞が形成されないが、石灰化骨基質からのEDTA抽出液を1alpha,25(OH)_2D_3と同時添加することにより、骨吸収能を有する成熟破骨細胞が形成されてきた。このbioassay系を用い、石灰化骨基質に存在する成熟破骨細胞誘導因子の分離精製を試みた。1、ウシ大腿皮骨骨骨粉1kgからEDTA脱灰処理により総蛋白量0.1gが抽出された。この抽出液と1alpha,25(OH)_2D_3(10^<-8>M)添加による骨吸収窩が形成さ、この抽出液中に骨吸収能を有する成熟破骨細胞へ分化させる誘導因子が存在することが示唆された。2、まず始めに、Superdex 75 prep gradeによるゲル濾過により、抽出画分から成熟破骨細胞分化誘導因子を分画した。その結果、分子量約11,000前後に1つの活性ピーク画分が認められた。3、次に、この活性画分をヒドロキシアパタイトクロマトグラフィーを用い分画したところ3つの活性画分が認められた。4、これらの3つの活性画分MonoQ陰イオン交換、MonoS陽イオン交換を用い順次精製を試み、SDS-PAGE電気泳動後の銀染色により、2つの活性画分はそれぞれ約11,000前後に単一バンドとして確認された。しかしながら、骨粉1kgから精製されてきた活性画分の収量が少なかったため、アミノ酸配列を検討するまで至らなかった。そこで、ヒドロキシアパタイトクロマトグラフィー、MonoQ陰イオン交換ならびにMonoS陽イオン交換による溶出条件を再検討した後、アミノ酸配列決定のための十分な試料を得るために、現在骨粉10kgから抽出精製を開始している。平成5年度試みた石灰化基質に存在する成熟破骨細胞誘導因子の分離精製は、アミノ酸配列決定のための十分な試料を得ることができなかった。

そこで、試料蛋白量を増やし、さらに精製方法の再検討を行った。1、ウシ大腿皮質骨骨粉10kgからEDTA脱灰処理により総蛋白量1gが抽出された。2、Superdex 75 prep gradeによるゲル濾過により、この抽出画分から成熟破骨細胞分化誘導活性画分が、分子量約12,000前後に1つの活性ピークとして分画された。3、次に、この活性画分をHydroxyapatite HPLCを用い、5mMから120mMまでのリン酸緩衝液(pH6.8)の直線勾配で分画したところ、約60mMの所に活性がみとめられた。5、この画分は、50mM酢酸緩衝液(pH4.0)で平衡化したMonoSに吸着しなかった。6、最後に、この活性画分を、0.1TFA緩衝液で平衡化した逆相HPLCで、アセトニトリル21%から30%までの勾配によって分画したところ、いくつかの活性ピークが認められた。その活性画分を、SDS-PAGE電気泳動で分子量を確認したところ、M.W.5100前後、M.W.6800前後、M.W.8400前後に単一バンドとして確認された。このバンドは、銀染色に染まりずらく、BIO-RADのカッパー染色によって確認された。平成5年度では、銀染色によってM.W.11000前後に確認されており、この点ついて調べる必要がある。現在、N末のアミノ酸配列を調べている。
技術の商業化のための組織とマネジメントに関する研究

本研究では,主として日本企業を対象として,技術的知識の創造と実用化との間のギャップについて検討し,そのギャップを埋めるための技術実用化の組織・戦略・マネジメントについて考察した。本研究では,まず日本企業の近年の研究開発投資額,研究本務者数,特許の登録数,及び売上高成長率,営業利益成長率の間の関係を分析し,研究開発投資額・研究本務者数の増加と特許登録数の増加との間に高い相関が見られる一方で,特許登録数の増加と売上成長率・営業利益成長率との間では一部の産業を除いて有意な相関が見られないことを明らかにした。そして,こうした現象が,企業の生み出す技術的知識の埋没(特許の未利用)に密接に関係があることを示した。日本の主要企業へのインタビュー調査では,現状において少なくとも1520%以上の保有特許が未利用のまま埋没していることが明らかとなった。このような準備の上に,本研究では,さらに企業が技術から利益を生み出すための組織と戦略,マネジメントについて検討した。技術の商業化プロセスを考える上で,技術を企業内で製品・サービス開発へと展開していく技術事業化と,技術を特許として売却・ライセンス供与していく技術商品化の二つのアプローチが重要であり,これら両者に関する事例研究を行った。前者については,キャノンのインクジェット技術の事業化プロセスとTOTOのハイドロテクト技術の事業化プロセスを取り上げた。これら技術の実用化の成功に共通しているのは,新技術を迅速かつ頻繁に多様な製品に落とし込み,あるいは外部に開示することで技術の応用・展開可能性を理解しようとする「実験的」なアプローチであった。また,後者については,マツダや日立,宇部興産などからの中小企業への技術移転の事例が検討された。これらの事例からは,技術のライセンシングなど技術の商品化においては移転元企業の密接なかかわりが重要な役割を果たすことが確認されたと同時に,技術に対する見方は多様であり,技術が当初想定されていた方向とは異なる方向で実用化されることが多いことが明らかとなった。企業が技術商品化を積極的に展開するほど,技術の新しい価値が見出され,結果として自社内での技術の事業化が促されるというように,技術の商品化と実用化とは密接にかかわりがあることが示唆された。本年度の研究では、技術商業化に関連した文献の包括的なレビューと、主に国内企業へのインタビューを通じて、技術商業化プロセスの特徴とそこでの組織・マネジメント上の課題について検討した。技術商業化プロセスを考える上で、技術を企業内で製品・事業開発へと展開していく技術実用化と、技術と特許として売却・ライセンス供与していく技術商品化の二つのアプローチが重要であり、これら両者を射程に入れて、精力的な文献レビュー及びインタビュー調査を実施した。技術実用化については、異なる技術特性を持つ二つの技術について、それぞれの実用化へのアプローチに関する事例分析を行い、その理論的意味が検討された。また、技術商品化については、近年の特許流通に向けた行政の施策との関係で活発な展開が内外で見られており、企業における経営上の課題のみならず、産業政策上の課題を含めた検討が行われた。これらの検討からは、技術実用化と技術商品化の両者が必ずしも独立のものではなく、相互に密接に関連する活動であることが明らかにされた。本年度の研究からの成果として、技術商業化プロセスにおける困難性とそれに対する企業の対応についての仮説的なフレームワークが構築され、複数の論文執筆及び研究会発表が行われた。

企業が技術商品化を積極的に展開するほど,技術の新しい価値が見出され,結果として自社内での技術の事業化が促されるというように,技術の商品化と実用化とは密接にかかわりがあることが示唆された。
混合抑制に旋回流れを利用した革新的フィルム冷却技術に関する基礎研究

ガスタービン(GT)は複合サイクル発電の主機として用いられ、熱効率を向上させるために高温化が図られている。最新のGTのタービン入口温度は1600°C、熱効率54%(HHV基準)に達している。空冷タービン動静翼がこれら高温GTの成否を握るが、冷却技術の中でもフィルム冷却技術が最も重要である。本研究ではフィルム冷却孔形状として、従来の円孔、シェイプト孔を用いてフィルム冷却空気に旋回を与えることによってフィルム冷却効率を大幅(約2倍)に向上させる手法を構築した。またその向上の原因を定量的に測定できる実験手法を開発するとともにLESを含む非定常の流動現象の解析を行い解析手法の精度検証を行った。平成23年度の円孔に続き、フィルム冷却空気の流れに旋回を付与する構造を用いて、シェイプトフィルム冷却孔からフィルム冷却空気を主流に吹き出す実験を行った。シェイプトフィルムの形状は、壁面に30°の角度で円形孔をあけ、出口を壁面に角度15°、スパン方向にそれぞれ15°の広がりを持たせた形状から成り立っている。壁面の詳細なフィルム冷却効率を感圧塗料(PSP)で測定し、フィルム冷却空気と主流の混合状況を、粒径15μmのオリーブオイルミストを主流およびフィルム冷却空気中に付加した粒子画像流速計(PIV)とアセトンレーザー励起蛍光法(LIF)を適用して、フィルム冷却空気と主流の混合場の濃度、速度場の同時計測を行った。二次元瞬時値ではあるがシェイプトフィルム孔からの吹き出し位置より後流における中央断面の空間濃度分布および速度分布、さらに流れに直角方向の断面における速度分布と濃度分布の詳細な定量データが把握された。数百枚の瞬時値を平均化することによって平均量を求め、さらに瞬時値との差から変動成分を求めた。本研究では、実験と同じ形状および条件での30°壁面に傾いた円孔フィルム冷却孔からの吹き出しの主流との非定常の混合現象を商用コードによるRANS解析および自主開発したLESコードで解析し、円孔から出た旋回を持つフィルム冷却空気の片側が、壁面に衝突し壁面上に広がっていく状態が解析的にも解明された。旋回を持つ円孔フィルム冷却からの吹き出しに関してフィルム冷却効率を向上させるメカニズムが実験および解析の両面から解明することが出来た。円孔およびシェイプトフィルム冷却孔からなる典型的な2種のフィルム冷却孔形状を供試模型として用い、フィルム孔から主流中に吹き出した混合場におけるフィルム冷却効率と、混合現象を感圧塗料(PSP)、アセトンレーザ誘起法(LIF)、そしてオリーブオイルミストをトレーサとした粒子画像流速法(PIV)により測定し、詳細な測定データを取得した。またフィルム冷却効率向上を目指して、旋回を有する円孔およびシェイプトフィルム孔の実験を実施した。さらにLESを始めとする非定常解析を実施することによって、円孔吹き出しのフィルム冷却に旋回をかけた場合、フィルム冷却孔から下流で旋回が無い場合に比べてフィルム冷却効率が向上するメカニズムを実験、解析の両面から解明することができた。コンバインドサイクルの主機として、ガスタービンのタービン入り口温度は現在1600°Cまで上昇していて、1700°Cから2000°C級が研究されている。その中で、タービン動静翼の冷却手法としてフィルム冷却技術が益々重要な冷却手法になっている。本研究では従来のフィルム冷却孔に旋回を与えることによって、フィルム冷却孔下流で約2倍の効率向上を達成させることを明らかにした。また本研究を通して開発された、PSPによるフイルム冷却効率の測定、アセトンをトレーサとして用いるLIF法によるフィルム冷却空気と主流の混合場の定量的測定、そしてその混合場の速度場をオリーブオイルミストを用いたPIV法を組み合わせて適用することによって、フィルム冷却空気と主流の非常に複雑な乱流混合場を定量的に測定し現象の把握と数値解析の精度検証に使用できる実験手法が構築できた。この実験手法は広く混合場の定量的把握に活用可能と考える。一方LESを始めとする解析によって円孔のフィルム冷却の混合場と、旋回を有するフィルム冷却のフィルム冷却効率向上のメカニズムが明らかになった。フィルム冷却は、固体壁を高温流体から熱遮蔽する技術である。高温のガスが壁面を流れている場合、壁面に斜めにあけられた円孔およびファンシェイプト孔より、温度の低い流体を吹き出し、主流高温ガスの境界層中に注入し高温ガスと壁面間にフィルムを形成し壁面に流入する熱を遮蔽する技術である。申請者は、吹き出すフィルム空気に旋回を与えることによって、フィルム冷却効率を大幅に改善できることを発見した。このフィルム冷却効率改善の定量的メカニズムを解明するため、既設の低速伝熱風洞を用いて、その底辺に円形状のフィルム冷却模型を装着して実験を実施した。フィルム冷却空気の流れに旋回を付与する構造として、傾斜して配置した2個のインピンジメントノズルを用いた。

ハニカム形状をした壁背面に流量コントロールを兼ねた、旋回を生成する角度を持ったインピンジメントノズルを有し、その旋回を保持した状態で、フィルム冷却孔から主流に吹き出した。壁面のフィルム冷却効率をPSPで測定し、フィルム冷却空気と主流の混合状況を、PIVとアセトンLIFを適用して、フィルム冷却の混合場の濃度、速度場の計測を行った。二次元瞬時値ではあるが吹き出し位置より後流における中央断面の空間濃度分布および速度分布の詳細な定量データが把握された。数百枚の瞬時値を平均化することによって平均量を求め、さらに瞬時値との差から変動成分を求めた。これらのデータは現象の解明のみならず時間平均されたRANSおよびDES等の数値解析の検証用データベースとして活用出来ることができる。本研究では、実験と同じ形状および条件での非定常の混合現象をRANSコードで解析し、円孔から出た旋回を持つフィルム冷却空気の片側が、壁面に衝突し壁面上に広がっていく状態が解明され、旋回を持つフィルム冷却のフィルム冷却効率を改善するメカニズムの一部が解明された。シェイプトフィルム孔はフィルム冷却孔の出口を流れ方向とスパン方向に広げて、冷却空気の速度を落とし、主流への貫通を小さくして且つ出口形状に沿ってフィルム空気がスパン方向に広がり、高いフィルム冷却効率を達成する方法である。シェイプトフィルムと言えども、Y方向(壁と直角方向)の速度成分をフィルム冷却空気に有する為、フィルム冷却空気は壁から離れる方向の力を持つことになる。H24年度の実験および解析から、シェイプトフィルム孔の場合、弱い旋回をフィルム冷却に掛ければ、フイルム冷却効率は旋回無しの場合に比較して、約70%フィルム冷却効率が向上することが実験的に明らかになった。フィルム冷却に旋回を付与する事によって、フィルム冷却効率をシェイプトフィルムで70%向上させる事が出来たことはその利用の面からも画期的な考案で有りメカニズムを解明しつつあることは、さらにフィルム冷却効率の高いフィルム冷却孔形状の存在の可能性を意味している。円孔フィルム冷却からのフィルム冷却空気と主流との混合問題は自主開発したLESコードによって解かれた。フィルム冷却空気と主流の混合場は、非定常の流動場であるが、その流れを解くと共に、時間平均した解析値と、実験で測定された瞬時値を平均化した速度場および濃度場の値と比較して非常に良い一致を見た。実験に使用したダブルパルスレーザーの周波数が約10Hzで連続した非定常の流れの観察が出来ないのが残念である。しかしダブルパルスで撮影したPIVおよびLIF画像を数百枚比較すると、フィルム冷却の混合を構成している非定常流れの状況が明らかになりつつある。以上の実験およびLES解析の成果を国際会議(1件は基調講演)で発表する事によって研究成果を広く公開することが出来ると共に専門家からの高い評価を受けることが出来た。六角形の空間を有するプレナム内に、衝突噴流冷却を行う2つのノズルをオフセットし,対向して設け、フィルム冷却孔が風洞下面に位置する形で実験を実施した。衝突噴流ノズルからの噴流が空間内で旋回流を作り出し,さらに旋回を有した状態でフィルム冷却孔から吹き出し、フイルム冷却孔下流にフィルム膜を形成する。