Ionic Liquid Fluorohydrogenates and Their Applications

The recent results are described on the developments of ionic liquid (IL) fluorohydrogenates with high ionic conductivities and wide electrochemical windows. Several cyclic ammonium cations have been found to be combined with fluorohydrogenate anions giving a vacuum stable ionic liquid fluorohydrogenates, Cat+[(FH)2.3F]−. N-ethyl-N-methylpyrrolidinium fluorohydrogenate, EMPyrro(FH)2.3F, and N-allylpyrridinium fluorohydrogenate, APyrrid(FH)2.3F, exhibit wide electrochemical windows of around 5 V. A fluorohydrogenate fuel cell (FHFC) using HF-deficient IL, 1-ethyl-3-methyl- imidazolium fluorohydrogenate, EMIm(FH)1.3F, as the electrolyte operates at 120{degree sign}C without humidification. The maximum output power so far obtained in the preliminary cell test is 41 mWcm-2 (0.41 V and 100 mA cm-2) at 40{degree sign}C without humidification

Hydro-bio-geomechanical properties of hydrate-bearing sediments from Nankai Trough

This paper is not subject to U.S. copyright. The definitive version was published in Marine and Petroleum Geology 66 (2015): 434-450, doi:10.1016/j.marpetgeo.2015.02.033.Natural hydrate-bearing sediments from the Nankai Trough, offshore Japan, were studied using the Pressure Core Characterization Tools (PCCTs) to obtain geomechanical, hydrological, electrical, and biological properties under in situ pressure, temperature, and restored effective stress conditions. Measurement results, combined with index-property data and analytical physics-based models, provide unique insight into hydrate-bearing sediments in situ. Tested cores contain some silty-sands, but are predominantly sandy- and clayey-silts. Hydrate saturations Sh range from 0.15 to 0.74, with significant concentrations in the silty-sands. Wave velocity and flexible-wall permeameter measurements on never-depressurized pressure-core sediments suggest hydrates in the coarser-grained zones, the silty-sands where Sh exceeds 0.4, contribute to soil-skeletal stability and are load-bearing. In the sandy- and clayey-silts, where Sh < 0.4, the state of effective stress and stress history are significant factors determining sediment stiffness. Controlled depressurization tests show that hydrate dissociation occurs too quickly to maintain thermodynamic equilibrium, and pressure–temperature conditions track the hydrate stability boundary in pure-water, rather than that in seawater, in spite of both the in situ pore water and the water used to maintain specimen pore pressure prior to dissociation being saline. Hydrate dissociation accompanied with fines migration caused up to 2.4% vertical strain contraction. The first-ever direct shear measurements on never-depressurized pressure-core specimens show hydrate-bearing sediments have higher sediment strength and peak friction angle than post-dissociation sediments, but the residual friction angle remains the same in both cases. Permeability measurements made before and after hydrate dissociation demonstrate that water permeability increases after dissociation, but the gain is limited by the transition from hydrate saturation before dissociation to gas saturation after dissociation. In a proof-of-concept study, sediment microbial communities were successfully extracted and stored under high-pressure, anoxic conditions. Depressurized samples of these extractions were incubated in air, where microbes exhibited temperature-dependent growth rates.PCCTs were developed with funding to Georgia Tech from the DOE/Chevron Joint Industry Project (JIP), with additional funds from the Joint Oceanographic Institutions, Inc. The JIP also funded the Georgia Tech participation in Sapporo. USGS participation in Sapporo was funded through a technical assistance agreement with Chevron (TAA-12-2135/CW928359). Some USGS developments on the IPTC were funded under Interagency Agreement DE-FE0002911 with the U.S. Department of Energy, with additional support from the U.S. Geological Survey. Core acquisition and Japanese participation in this study was supported by the Research Consortium for Methane Hydrate Resources in Japan (MH21 Research Consortium) to carry out Japan's Methane Hydrate R&D Program conducted by the Ministry of Economy, Trade and Industry (METI)

Distinct temporal integration of noradrenaline signaling by astrocytic second messengers during vigilance

Astrocytes may function as mediators of the impact of noradrenaline on neuronal function. Activation of glial α1-adrenergic receptors triggers rapid astrocytic Ca2+ elevation and facilitates synaptic plasticity, while activation of β-adrenergic receptors elevates cAMP levels and modulates memory consolidation. However, the dynamics of these processes in behaving mice remain unexplored, as do the interactions between the distinct second messenger pathways. Here we simultaneously monitored astrocytic Ca2+ and cAMP and demonstrate that astrocytic second messengers are regulated in a temporally distinct manner. In behaving mice, we found that while an abrupt facial air puff triggered transient increases in noradrenaline release and large cytosolic astrocytic Ca2+ elevations, cAMP changes were not detectable. By contrast, repeated aversive stimuli that lead to prolonged periods of vigilance were accompanied by robust noradrenergic axonal activity and gradual sustained cAMP increases. Our findings suggest distinct astrocytic signaling pathways can integrate noradrenergic activity during vigilance states to mediate distinct functions supporting memory

Single point mutation in tick-borne encephalitis virus prM protein induces a reduction of virus particle secretion

Flaviviruses are assembled to bud into the lumen of the endoplasmic reticulum (ER) and are secreted through the vesicle transport pathway. Virus envelope proteins play important roles in this process. In this study, the effect of mutations in the envelope proteins of tick-borne encephalitis (TBE) virus on secretion of virus-like particles (VLPs), using a recombinant plasmid expression system was analysed. It was found that a single point mutation at position 63 in prM induces a reduction in secretion of VLPs. The mutation in prM did not affect the folding of the envelope proteins, and chaperone-like activity of prM was maintained. As observed by immunofluorescence microscopy, viral envelope proteins with the mutation in prM were scarce in the Golgi complex, and accumulated in the ER. Electron microscopic analysis of cells expressing the mutated prM revealed that many tubular structures were present in the lumen. The insertion of the prM mutation at aa 63 into the viral genome reduced the production of infectious virus particles. This data suggest that prM plays a crucial role in the virus budding process

Key Findings of the World’s First Offshore Methane Hydrate Production Test off the Coast of Japan: Toward Future Commercial Production

Marine methane hydrate in sands has huge potential as an unconventional gas resource; however, no field test of their production potential had been conducted. Here, we report the world’s first offshore methane hydrate production test conducted at the eastern Nankai Trough and show key findings toward future commercial production. Geological analysis indicates that hydrate saturation reaches 80% and permeability in the presence of hydrate ranges from 0.01 to 10 mdarcies. Permeable (1–10 mdarcies) highly hydrate-saturated layers enable depressurization-induced gas production of approximately 20,000 Sm3/D with water of 200 m3/D. Numerical analysis reveals that the dissociation zone expands laterally 25 m at the front after 6 days. Gas rate is expected to increase with time, owing to the expansion of the dissociation zone. It is found that permeable highly hydrate-saturated layers increase the gas–water ratio of the production fluid. The identification of such layers is critically important to increase the energy efficiency and the technical feasibility of depressurization-induced gas production from hydrate reservoirs

ガッキョク ブンセキ アルバン ベルク ワタクシ ノ リョウメ オ トジテ クダサイ 1925ネン サッキョク ワセイ ノ カンテン オ チュウシン ニ

本稿は、アルバン・ベルク(Alban Berg 1885-1935)の《私の両目を閉じて下さいSchliesse mir die Augen beide》(1925年、以下「歌曲II」)を対象として、主に和声の観点からの分析を試み、初期の無調性作品の和音を捉えるための1つの方法を提案する事を目的とする。その方法とは、現在筆者が試みている「シンボル・アコード Symbols Akkord」である。シンボル・アコードは、和音の基準となる「基音 fundamentale Note」を設定し、それと同時関係を成す音程に応じて、数字、(ドイツ語)アルファベットを用いた「インターヴァル・シンボル Intervalls Symbol」を組み合わせて表記される。歌曲IIはベルクにとって最初の12音技法を用いた作品である事からも、その先行研究は音列を観点としたものが中心であるように思われる。しかし、この歌曲の持つ美しい和音のひびきを聴くに及び、それを自分自身の方法で研究してみたいと考えた事がこの作品を対象とした理由である。ベルクは、シュトルム(Theodor Storm 1817-1888)の同じ詩を用いて1907年にも歌曲を書いているが、この年は後に妻となるヘレーネ・ナホヴスキー(Helene Nahowski 1885-1976)と出会った翌年である。また、歌曲IIを書いた1925年は、不倫関係にあった事でも有名なハンナ・フックス・(Hanna Fuchs-Robettin 1896-1964)と出会った年である。この事からも、この詩は彼にとって象徴的な意味を持つ作品であるものと推測される。また1925年は《抒情組曲Lyrische Suite》の作曲が開始された年でもある。《抒情組曲》と歌曲IIでは同じ原型音列が用いられるが、その開始音は"Fucks"の [f]、終結音は"Hanna"の[h]である事からも、両者共ハンナへの愛情が表現されているものと推測される。 ところで、歌曲IIの中には2つの12音和音を見出す事ができる。最初のものは、詩の構造上、かつ楽曲構造上のほぼ中間に置かれており、原型音列を[12]番から逆行の形で累積したものが構成音となっている。もう一方は終結和音であり、楽曲中唯一用いられるU3の音列を[7]番から累積したものが構成音となる。両者の基音に注目すると、前者は [H]、後者は[F]となる。つまり、これらの基音も"Hanna"、あるいは"Fucks" の頭文字となっているのである。シンボル・アコードの方法には様々な問題点が含まれる事も否定できない。しかし、12音技法によって作曲された作品を対象に、和声の観点から研究が試みられている文献は決して多いとは言えない。その意味でも本研究は意義のあるものと考えている

ガッキョク ブンセキ アルバン ベルク 4ツ ノ ウタ サクヒン 2 ヨリ ダイ2キョク ネムッテイル ワタクシ オ ハコブ オヨビ ダイ3キョク イマ ワタクシ ワ イチバン ツヨイ キョジン オ タオシタ

本研究は、アルバン・ベルク(Alban Berg 1885-1935)の《4つの歌 4 Lieder》作品2(1909-10)より、第2曲「眠っている私を運ぶSchlafend tragt man mich」、および第3曲「今私は一番強い巨人を倒した Nun ich der Riesen Starksten uberwand」の2曲について考察するものである。ベルクは、作品2の第4曲「微風は暖かくWarm die Lufte」から無調性へと移行したと言われていることからも、この第2、3曲は和声語法上の転換点として捉えられる。しかし実際に分析を進めてみると、従来の方法での和声分析が充分可能であることが分かった。本稿の目的は、和声分析を主な観点としながら、詩の内容と関連させながら考察を進め、この2曲がどのような楽曲構造を形成しているのかを明らかにしてゆく事である。尚、研究方法は、調性作品として分析が可能であることから、島岡譲(Yuzuru Shimaoka 1926-)分析理論を基本的に用いることとする。歌詞はドイツ生まれのユダヤ人、アルフレート・モンベルト(Alfred Mombert 1872-1942)の連作詩、『灼熱する者Der Gluhende』(1896)全88編の中から選ばれている。モンベルトは表現主義の過度期の作家として分類され、ニーチェ(Friedrich Nietzsche 1844-1900)からの影響も指摘されている詩人である。第2、3曲の詩を考察してみると、ロマン派までの文学で慣用的に用いられてきた言葉と共に、ニーチェに関連していると思われる言葉も多く見出される。こうした言葉は、和音のひびきや動機の技法によって緻密に表現されており、本稿はこの観点からの考察も進めてゆく。ところで、作品2の分析を進めてゆく過程で、第2、3曲は、構想の段階から、2曲で1つの楽曲構造を形成しているという結論に達した。両者の構造を個別に見てみると、第2曲は「es→Es→Es-As」の3部構造、第3曲は「as→d -F→es-Es」の3部構造となり、それぞれ開始する調とは異なる調で終結する事となる。そこで、第2、3曲がペアで1つの構造を形成していると仮定し、両者の主調をes-mollで一貫させて考察してみると、「es→ Es→Es-As|as→d F→es-Es」という構造が浮かび上がってくる。つまり、中間に位置する「As|as」は、主調に対するⅳ度調として機能しているという解釈が可能となる。こうした楽曲構造と詩の内容とを関連させて考察した結果、主人公が眠りにある状態が描かれている場面では基本的にes-moll(Es-dur)が、アクティヴで覚醒状態にあると思われる場面ではas-moll(As-dur)、そして再び眠りにとらわれてゆく場面では再びes-moll(Es-dur)へと回帰してゆくという見解を持つに至った。本稿の締めくくりでは、以上の分析結果を踏まえながら、作品2全体と、ベルクの初期語法について敷衍する

クリスタル ワオン ノ リロンカ エ ノ テイアン チョウセイ サクヒン ノ ジレイ オ チュウシン ニ

本研究は、とくにロマン派以降の作品で愛好され、無調性作品にも多くの例を見出し得る、ひとつのひびき(短3度+短3度+完全4度+短2度の循環)を対象とする。それは伝統的な和声学の中では位置付けがなされなかったが、島岡讓(1926-)の提唱する「クリスタル和音Kristallakkord」(以下"Kr.")は、このひびきの特質を明らかにする試みの第一歩と考えられる。その名称は「このひびきには透明感が感じられ、キラリと光るクリスタルのようだ」という島岡の言葉に由来し、減7の和音の構成音が長2度上方に転位することで生じる、偶発的形態と定義付けられる。島岡による詳細な説明は未公表だが、筆者がテーマとする無調性作品以降の和声分析と連繋させるためにも、Kr.を勘考することは有益と考える。そこで本稿は島岡氏の許諾の下、Kr.の原理を論考しながら、理論化を試みることを目的とする。またその考察を通じて、無調性以降のKr.についても、新たなかたちで認識する。そのため、本研究の関心はまず調性作品に向けられるが、Kr.を理解する上で、島岡が系統立てた理論における「ひびき」と「かたち」、「ゆれ」(転位)と「偶成」、「和音」と「非和音」の概念は不可欠となる。上記の概念の下でKr.は、「ゆれ」の所産による「偶成」であり、伝統的な和声理論のどのような「ひびき」や「かたち」とも一致しない構造を持つため、「偶成非和音」と位置付けられる。「ゆれ」によって生じる同時対斜(減8度・長7度)の緊張度の高い音程が、Kr.の特徴となる。また「偶成」である以上、Kr.はつねに「ゆれ」の解決を前提とする必要があるし、減7の和音が原和音ならば、「ゆれ」の解決の後には限定進行音を正しく解決させる必要もある。本稿は考察の便益上、Kr.をI型:「ゆれ」の解決音を伴うタイプと、II型:「ゆれ」の解決音が同時に配置されるタイプに区分し、減7の和音のどの構成音が「ゆれ」るかで∩3型、∩5型、∩7型、∩9型に区分する。たとえば∩7型のKr.は、L.v. ベートーヴェン(1770-1827)《ピアノ・ソナタ第30番ホ長調》作品109の第I楽章の第9～10小節のドミナントの中に見出されるし、∩9型は、M. ラヴェル(1875-1937)《ソナティナ》第III楽章の第76～94小節に、「ゆれ」(短調の固有音[vii])と、構成音の導音[↑vii]に生じる同時対斜(減8度)による、絶巧な用法も見出される。 Kr.の理論化を試みた結果、それはつねに「偶成非和音」に類別され、何らかの「和音」に照らし合わせて論ずることが困難であった点に、従来の和声学で位置付けがなされなかった理由を、本稿は観取する。そして無調性以降に見られるKr.は、19世紀～20世紀の調性と無調性に関して、より鮮明なかたちで、「偶成」から「和音」へと認識された「ひびき」が存在したことを裏付ける、ひとつの証左と仮説付けるものである