hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超流動ヘリウム４量子渦の慣性質量と波動の研究

放出される渦環は、境界の振動周波数で予想される波長サイズの渦環よりも、2桁以上速い速度のものまで分布することを明らかにした。この結果は、量子渦の振動運動によって渦に誘起する波長よりも2桁以上小さい渦環が生成されていることを示しており、量子渦の非線形運動を示す直接的な結果である。これらの成果は、物理学の著名な学術雑誌Physical Reviewに掲載され、優秀な研究に贈られるEditors' Suggestionを取得するに至った。2.量子渦の線形・非線形波動を検出する装置として振動ワイヤ法を開発し、量子渦を振動ワイヤに付着させ振動させることにより、量子渦の運動検出を試みた。その結果、ワイヤの速い振動によって起こる抗力の発生から、量子渦の非線形運動を検出した。しかし線形波動を検出するまでには至らなかった。原因として、線形運動を検出するに十分な感度がないことが考えられる。これらの結果から線形運動を検出するためには、付着量子渦の数を増やすことと、より高感度な波動検出器が必要であることがわかった。超流動ヘリウム(4He)の渦の量子化の発見から半世紀がたつが、渦の慣性質量や波動といった動的な性質は、いまだ明らかになっていない。それは、渦芯が0.1 nmと大変細く、渦の運動を観測する手段が少ないためである。我々は、超流動ヘリウムの量子渦が境界(壁)に付着し、境界の振動に伴って量子渦が運動することを発見した。本研究では、この量子渦のユニークな性質を利用し、渦の線形・非線型波動を実験的に研究する。本年度の主な研究実績は以下のとおりである。1.我々はこれまでの研究から、量子渦が付着する境界の速い振動により、渦に波動が誘起され、渦が成長し、渦間の再結合により渦環が生成されることを明らかにした。境界として極微細超伝導線(直径2μm)を用い、その振動方向とそれと垂直方向について放出される渦環を検出し、放出渦環のサイズ分布とそのサイズの放出頻度を調べた。直径が10μmと40μmの渦環の放出頻度を比べると、同じ乱流生成パワーに対して、10μmの渦環の放出頻度が1桁以上多い。またこれらのサイズの渦環は、垂直方向への放出が振動方向に比べより低パワーで始まり、放出頻度も多い。これは渦の波動を考察する上で重要な示唆を与える。2.我々は、境界の振動によって誘起される渦の波動と生成される渦環の運動を、数値シミュレーションにより調べた。シミュレーションの制限から振動境界として球(直径2μm)を使用し、また量子渦を太さのない糸と近似し、超流動流れ場に対する量子渦の運動をすべて考慮するフルビオサバール法により、シミュレーションを行った。これにより、振動方向への渦環飛行の頻度は垂直方向に比べ多くなることを明らかにした。これは実験結果と異なり、境界の形状の違いが渦環生成に影響を与えることを示している。26年度が最終年度であるため、記入しない。超低温物理学26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の計画どおり実験装置の開発・製作をおこなった。また製作した一部の装置について性能試験をおこない、期待された結果が得られた。当初の計画どおり実験装置の開発・製作をおこない、非線形波動について期待される成果が得られた。研究期間の前半に得られた成果は、物理学の著名な学術雑誌Physical Reviewに掲載され、優秀な研究に贈られるEditors' Suggestionを取得するに至った。これらの成果を基に後半の計画に着手し、予備的な実験ではあるが、期待される成果を得ている。
高精細MRI画像情報に基づくより高度な歯科臨床の確立

本研究は、高精度な核磁気共鳴画像(Magnetic resonance imaging: MRI)を用いてより詳細な解剖学的構造を描出することを目指しており、その結果得られる画像を歯科臨床へ応用していくことを目的としている。平成28年度に解析したMRIは、原則として造影剤を用いたものに症例を限定しており、この条件下では、下歯槽神経脈管束の描出能がCT以上であり、CTで下顎管の同定が不可能な症例でも、MRIと融合画像を形成することにより、その3次元的な位置関係が把握できることを示した。しかしながら、歯科臨床への応用ー具体的には歯科用インプラントの術前診査や埋伏智歯の抜歯など、を考慮したとき、下歯槽神経脈管束を同定する目的に対する造影剤の使用は、その使用の正当性、経済的なコスト、患者副作用の可能性、腎機能低下患者への不適応など、さまざまな問題があり、容易に活用できない恐れが想起された。仮に、造影剤を用いない単純MRIでの下歯槽神経脈管束の描出能が造影MRIに大きく劣ることがなければ、単純MRI検査の方が適用範囲が広がり、コストも下がることから、平成29年度は、単純MRIによる下歯槽神経脈管束の描出能について検討を行った。結果として、単純MRIでの下歯槽神経脈管束の描出能は、造影MRIと比較して非劣勢であり、同等の能力を持つことが明らかとなった。平成30年度は、これまでの結果について、学会発表を行うとともに、論文発表を行なった。これにより、今後は、CTで下顎管の同定が難しい症例については、単純MRI検査の追加が推奨されるエビデンスが提供された。CTとMRIの画像融合により、歯と骨の情報はCTから、下歯槽神経脈管束はMRI画像からの情報を歯科臨床に生かすことが期待される。本研究は、高精細MRIを用いて解剖学的構造を描出するという当初の計画を実現した。その結果、CTで下顎管を指摘できない症例に対して、MRIの融合画像を用いることにより、その局在を明らかにできるようになった。また、従来、歯科用コーンビームCTで観察された二分下顎管や下顎骨内の栄養管の描出について、MRI画像の新たな活用法を提供した。これらの点で当初の計画以上にす進展していると判断される。当研究費については、学会での発表をするために、2019年度までの延長の手続きを行った。これまでに得られた研究成果について国際的に発表する予定である。また、さらに高精細にMRI画像の追求のため、より高精細な画像を取得できるとされる歯科用MRIコイルを調達すべく、新たな科学研究費への申請を行っている段階である。本研究は、高精細な核磁気共鳴画像(Magnetic resonance imaging: MRI)を用いてより詳細な解剖学的構造を描出することを目指しており、その結果得られる画像を歯科臨床への応用していくことを目的としている。平成28年度においては、過去に高精細撮像された画像をretrospectiveに収集し、下歯槽神経脈管束(Neuro vascular bundle: NVB)の描出能と、同時期に撮影された同一の患者の高精細Computed tomography (CT)画像とを比較した。結果として、高精細撮像MRIにおけるNVBは、CTにおける下顎管よりも有意に高い描出能を持つことを明らかにした。さらに、上記MRIとCT画像から、あらたに融合画像(fusion image)を作成し、MRI上のNVBとCT画像上の下顎管との直接的な位置の比較を行い、のNVBは例外なく下顎管内に描出されることを確認した。このことは、従来CT画像上で下顎管が描出できなかった症例に対して、MRIがその同定を可能にすることを意味しており、画期的な結果といえる。一方で、MRI画像の限界も明らかになった。NVBの描出能力は高いものの必ずしも100%ではなく、症例によっては、モーションアーチファクトや金属アーチファクトにより、NVBが描出されないものも存在した。いずれもアーチファクトの低減に技術的なアプローチが可能であり、そうした面での検討も今後の研究計画に含めるべきかもしれない。また、本研究の最終的な目標である、prospectiveな画像評価や、その臨床応用については、まだ実現しておらず、今後も慎重かつ確実な研究の推進が求められる。本研究は、平成28年度に初められた研究ではあるが、すでに学会発表を3回、論文が3本受理されていることから、進捗は当初の計画以上に進展していると判断される。しかしながら、当初予定されていた、歯科用MRI受信コイルの入手ができていなかったり、計画された実験のすべてを行うことができていなかったりと、想定外の事態に遭遇していることも否定できない。今後も実現可能なことと、現実には実行不可能なことを見極めながら研究を進めていく必要がある。しかしながら、歯科臨床への応用ー

具体的には歯科用インプラントの術前診査や埋伏智歯の抜歯など、を考慮したとき、下歯槽神経脈管束を同定する目的に対する造影剤の使用は、その使用の正当性、経済的なコスト、患者副作用の可能性、腎機能低下患者への不適応など、さまざまな問題があり、容易に活用できない恐れが想起された。仮に、造影剤を用いない単純MRIでの下歯槽神経脈管束の描出能が造影MRIに大きく劣ることがなければ、単純MRI検査の方が適用範囲が広がり、コストも下がることから、平成29年度は、単純MRIによる下歯槽神経脈管束の描出能について検討を行った。結果として、単純MRIでの下歯槽神経脈管束の描出能は、造影MRIと比較して非劣勢であり、同等の能力を持つことが明らかとなった。われわれは、この知見について、学会発表を行うとともに、論文発表も行なった。これにより、今後は、CTで下顎管の同定が難しい症例については、単純MRI検査の追加が推奨される。CTとMRIの画像融合により、歯と骨の情報はCTから、下歯槽神経脈管束はMRI画像からの情報を歯科臨床に生かすことが期待される。本研究は、当初の計画以上に早いペースで研究が進んでおり、学会発表や論文発表も精力的に行い、新たな知見の情報発信に努めている。現在は、高精細なMRI画像を観察する上で偶発的に有用な所見を認めたので、急所新たな視点からの解析を行っているところである。本研究は、高精度な核磁気共鳴画像(Magnetic resonance imaging: MRI)を用いてより詳細な解剖学的構造を描出することを目指しており、その結果得られる画像を歯科臨床へ応用していくことを目的としている。平成28年度に解析したMRIは、原則として造影剤を用いたものに症例を限定しており、この条件下では、下歯槽神経脈管束の描出能がCT以上であり、CTで下顎管の同定が不可能な症例でも、MRIと融合画像を形成することにより、その3次元的な位置関係が把握できることを示した。しかしながら、歯科臨床への応用ー具体的には歯科用インプラントの術前診査や埋伏智歯の抜歯など、を考慮したとき、下歯槽神経脈管束を同定する目的に対する造影剤の使用は、その使用の正当性、経済的なコスト、患者副作用の可能性、腎機能低下患者への不適応など、さまざまな問題があり、容易に活用できない恐れが想起された。平成30年度は、これまでの結果について、学会発表を行うとともに、論文発表を行なった。これにより、今後は、CTで下顎管の同定が難しい症例については、単純MRI検査の追加が推奨されるエビデンスが提供された。本研究は、高精細MRIを用いて解剖学的構造を描出するという当初の計画を実現した。その結果、CTで下顎管を指摘できない症例に対して、MRIの融合画像を用いることにより、その局在を明らかにできるようになった。
三次元有機分子性金属の構築と超伝導化

本研究では,二次元金属を容易に与えるπ電子骨格として,本研究者らにより開発されたテトラチアペンタレン(TTP)系ドナーに化学修飾を施すことにより三次元的な電子構造を有する分子性金属を構築することを目的としている。得られた成果は以下のとおりである。(1)TTP骨格末端の1,3-ジチオール環を等電子構造のピラン,チオピランに置き換えた誘導体であるTM-TPDSおよびTM-PDSの陽イオンラジカル塩において,一次元スタックが互いに直交することにより三次元的な分子配列をとることを見出した。これらの塩の多くは金属的な電気伝導性を示し,低温において絶縁化する。(2)セレノメチル基を有するSM-(T)PDTおよびSM-(T)PDSの合成を行い,それらを用いた陽イオンラジカル塩の作製を行った。(SM-PDT)X(PhCl)_m(X=PF_6,AsF_6)のX線構造解析を行ったところ,通常の二次元導体に見られる分子短軸方向のside-by-side相互作用と異なり,分子長軸方向にセレノメチル基同士によるセレン-セレン接触が見られる擬二次元導体であることが明らかとなった。これらの塩はドナーとアニオンが1:1組成をもつため,いずれも半導体であったが,室温の伝導度は10^0Scm^<-1>と1:1塩にしてはかなり高い伝導性を示す。(3)TTPダイマーはスペーサー部分を含むと30Åに及ぶ長さを有するため,一つの分子が二分子にまたがって積層するといったspanning overlapにより二次元性を確保した後,side-by-side相互作用を加えた三次元的な相互作用の期待される分子システムである。そこで,スペーサーとしてアルキルジチオ基を用いたTTPダイマーの合成を行い,CV法により電気化学的性質を明らかにした。上記の結果をまとめた論文については一部を除き投稿済みである。本年度に得られた成果は以下のとおりである。バンド計算によるとスタック間の重なり積分がスタック方向の十分の一程度存在する「擬三次元電子構造」を有することが明らかとなった。これらの塩の多くは金属的な電気伝導性を示し,低温において絶縁化するが,磁化率測定によるとこの絶縁化は一次元金属に見られるパイエルス転移ではなく,強い電子相関に由来するモット絶縁化であることが示唆された。(2)上記分子性導体よりも強い三次元性が期待される分子として,セレノピランあるいはセレノメチル基を有するTM-SPDTおよびSM-(T)PDTの合成を行い,それらを用いたTCNQ錯体ならびに陽イオンラジカル塩の作製を行った。これまでのところ,TM-PDSと同様の擬三次元分子配列をもつ塩は得られていないものの,(SM-PDT)AsF_6(PhCl)において,通常の二次元導体に見られる分子短軸方向のside-by-side相互作用と異なり,分子長軸方向にピラン環およびセレノメチル基同士による酸素-酸素およびセレン-セレン接触が見られる擬二次元導体であることが明らかとなった。

上記の結果をまとめた論文については一部を除き投稿済みである。本研究では,二次元金属を容易に与えるπ電子骨格として,本研究者らにより開発されたテトラチアペンタレン(TTP)系ドナーに化学修飾を施すことにより三次元的な電子構造を有する分子性金属を構築することを目的としている。本年度に得られた成果は以下のとおりである。(1)上記分子性導体よりも強い三次元性が期待される分子として,セレノメチル基を有するSM-(T)PDTおよびSM-(T)PDSの合成を行い,それらを用いた陽イオンラジカル塩の作製を行った。(SM-PDT)X(PhCl)_m(X=PF_6,AsF_6)のX線構造解析を行ったところ,通常の二次元導体に見られる分子短軸方向のside-by-side相互作用と異なり,分子長軸方向にピラン環およびセレノメチル基同士による酸素-酸素およびセレン-セレン接触が見られる擬二次元導体であることが明らかとなった。これらの塩はドナーとアニオンが1:1組成をもつため,いずれも半導体であったが,室温の伝導度は10^0Scm^<-1>と1:1塩にしてはかなり高い伝導性を示すことが明らかとなった。(2)TTPダイマーはスペーサー部分を含むと30Åに及ぶ長さを有するため,一つの分子が二分子にまたがって積層するといったspanning overlapにより二次元性を確保した後,side-by-side相互作用を加えた三次元的な相互作用の期待される分子システムである。本年度,スペーサーとしてアルキルジチオ基を用いたTTPダイマーの合成に成功した。CV法により電気化学的性質を検討したところ,4対の二電子酸化還元波が観測された。最も低電位側の波がブロードになっていることから,二分子のTTP間にはわずかながらも相互作用があることが示唆された。
蝸牛外側壁組織培養と生細胞蛍光イメージングを用いた難聴予防・治療戦略の探索

本研究は老人性難聴の予防法確立を第一に目指している。この目的を達成するため、中間細胞の"蝸牛防御細胞"としての機能に注目して研究を進める。中間細胞による蝸牛防御機能を引き出す既存化合物をスクリーニングするため、蝸牛血管条の中間細胞が蛍光ラベルされたマウスを利用する。このマウスの蝸牛外側壁を組織培養することで、生きたままの中間細胞を明視下に、経時的に観察できる。たとえ再生医療で聴覚感覚細胞を再生出来たとしても、中間細胞の働きがなければ、結局感覚細胞は生存できない。老人性難聴のみならずその他の感音難聴疾患の予防、治療にも幅広く応用ができ、再生医療を支える知見も得られる研究である本研究は老人性難聴の予防法確立を第一に目指している。老人性難聴のみならずその他の感音難聴疾患の予防、治療にも幅広く応用ができ、再生医療を支える知見も得られる研究である
農業法人経営の今日的到達点と新たな可能性に関する国際比較研究

JA出資法人は全国の21.9%のJAが関与し、農業法人経営の最先頭を行く規模を実現していて、地域農業の「最後の守り手」となっている。法人経営は黒字の割合が70%弱に達するものの、役職員の報酬・賃金水準が地域のJAのそれ以上の割合が1/3程度に止まる現実の背後には周年就業が達成されていない問題がある。しかし、大規模経営においては一部に、〔米+麦・大豆二毛作〕型大規模水田農業によって周年就業が達成されており、日本の水田農業経営の新たな可能性が示された。1.従来型の農業法人経営の今日的到達点の確認作業(財)農協協会が実施した「大規模農家と農業法人の経営状況とJaグループに対する意識調査」の設計,分析を担当し,2005年農林業センサスとの若干の比較検討を行った。また,11月末現在で,JA出資農業生産法人に関する簡単な状況調査を実施した。これらによると,農業法人は1992年の新農政による法人化重視路線のo下で急増していること,とはいえ,出資の面からは家族経営の枠内にあるが,労働力の面では家族経営の枠を大きく超えつつあること,JA出資農業生産法人は農業法人の中では大規模階層に属していることなどの新しい実態が浮き彫りにされつつある。2.集落営農とJA出資農業生産法人の現地実態調査集落営農については安藤が担当し,岩手県,宮城県,富山県,滋賀県,広島県などにおいて現地実態調査を実施した。それらの成果の一端は2008年度の日本農業経済学会シンポジウムにおける報告に盛り込まれている。JA出資法人については谷口が李侖美(目本農業研究所)の協力を得ながら実施し,宮崎県,茨城県,埼玉県,滋賀県(新潟県で現地調査した。それらの成果の一端はJA出資法人担当者全国交流集会や各県における関係者との研究会などでの報告に活かされている。3.外国における現地調査2007年11月に安藤がイギリス,ニューカッスルにおいて2008年度に行う調査の予備調査を実施した。また,谷口は李とともに,韓国において初めて設立された農協が直営する農場を現地調査した(全羅南道,順天市/順天農協)。形式こそ異なっているが,JA出資農業生産法人と酷似する実験が韓国でも行われており,我々の研究の国際的な広がりを実感した。それらの調査結果は順次整理され,公表される予定となっている。4,文献の検討2007年度は法人経営の新たな動きを的確に捉え,今後の研究課題を明確にすることを重点としたため,文献の収集は行ったものの,文献検討は不十分であった。この課題は2008年度の早い時期に行うことにしている。今年度は連携研究者の安藤が1年間のイギリス出張となったことにともなって、集落営農に関する研究は最終年度に持ち越し、一般農業法人とJA出資農業生産法人に関する研究に集中した。1.従来型の農業法人経営の今日的到達点の確認(農業法人の全国アンケート調査)(財)農協協会が実施した「大規模農家と農業法人の経営状況とJAグループに対する意識調査」の設計・分析を担当した。今年度は過去最多の500を超える法人等からのデータが収集され、その解析を行うとともに、比較的多数のデータが得られた8県についての個別分析が新規に加えられ、センサスでは把握しえない農業法人の具体的な展開実態が明らかにされた。2.JA出資農業生産法人に関する全国アンケート調査の実施と調査結果の整理2008年8月に実施した第3回の全国調査によって2004年に把握された142を大幅に超える277法人の存在が確認されるとともに、耕作放棄地対策・大規模農地貸付への対応・新規就農者育成研修事業などの新しい課題に対する知見が得られた。また、JA出資法人の位置づけに関して、「最後の守り手論」を含む原則を提案して、現場の運動に対する指針の提起を行った。3.JA出資農業生産法人の現地実態調査新たに畑作・施設園芸、新規就農研修事業などを中心とした実態調査を実施し、新たな知見を得た。4.外国における現地実態調査韓国・順天農協の実験については2経営撤退に関する最新実態調査を実施した。整理は次年度実施。1、本年度は一般農業法人経営に関する全国アンケート調査を実施し、これを分析することを最重要課題とした。とくに、(1)大量の農地貸付が一挙に起きるような事実の有無や原因、(2)耕作放棄地への大規模経営や法人経営の対応、(3)農地法改正による一般企業の農業参入の自由化に対する意見、(4)品目横断的経営安定対策や水田・畑作経営安定対策といった政策転換への対応、(5)法人経営が直面する問題の摘出と周年就業確保のための手段、(6)現在の採算水準や従業者の給与・報酬水準、などの特有の問題への調査項目を設定し、これを分析・検討した。

その結果、大量の農地貸付という新たな事態の一端が明らかになるとともに、大規模法人農業経営のそれらへの積極的な対応が示され、さらに法人経営が耕作放棄地解消にも意欲的に取り組んでいることから、法人化が農業構造改革にもつ意義が鮮明となった。また、少なくない法人経営の経営改善傾向が示された。2、1のアンケート調査で着目した、大規模法人農業経営における周年農業の確立を通じた周年就業の実現について、JA出資法人を含む3経営の長期データの収集と分析を行った。その結果、日本農業においてもすでに〔米+麦・大豆二毛作〕型大規模法人農業経営が土地利用型農業で成立しており、今後の食料自給率向上と担い手育成の課題の同時達成を実現する条件が存在していることが明らかになった。3、農地法改正という新たな状況の下で、過去10年以内に新規参入した法人農業経営の実態を個別調査した。資金力や市場確保の点で有利な条件をもつこうした法人経営でっても、当初の農地条件や立地条件などによっては決して安定した採算性を確保できるわけではないことが明らかになりつつある。
クロマチン因子による標的ゲノム領域構築-生殖腺分化マスター遺伝子の制御ー

分化細胞核ではダイナミックなクロマチン構造変換が起きる。Polycomb Group (PcG)遺伝子は、この分子過程における主要なクロマチン制御因子である。本研究課題では、生殖腺形成マスター遺伝子を制御することが明らかな唯一のPcGメンバーCbx2 (M33)、ならびにPcGと共役するクロマチン構成因子Jarid2 (Jumonji)に焦点をあてる。これらクロマチン構成因子の生殖腺形成過程における標的ゲノム領域クロマチン構造とその構築過程を明らかにする。同時に機能欠失マウスの遺伝学的解析により、標的ゲノム領域におけるこれらクロマチン構成因子相互作用の検証を個体レベルでおこなう。得られた知見をもとに、ヒト性分化疾患disorders of sex development (DSD)におけるこれら因子の変異解析をおこない、疾患発症分子機序の解明につなげる。初年度にあたる2018年度は、本研究課題で最も時間を要するマウス性分化・生殖腺分化過程におけるCbx2・Jarid2の遺伝学的相互作用の解析から着手した。Jarid2-floxはExon2欠失はin frame変異であることから、Creマウス交配によりJarid2機能が失われるかを検証する必要があった。Jarid2-floxに研究代表者が検証済みの受精卵発現性Creラインを交配し、null型の表現系を確認するための準備を整えた。一方、性分化疾患ゲノム解析はCbx2については解析を終了した。1名の性分化疾患患者に病原性の比較的高い変異が認められたが、NR5A1病原性ヘテロ変異も持っていることから、今後in silico解析など病原性検討を進める。1マウス性分化・生殖腺分化過程におけるCbx2・Jarid2の遺伝学的相互作用の解析Jarid2 null KOマウスは心臓の初期形成異常により胎生10.5日以降胎生致死あるいは異常胚となり生殖腺分化過程の解析は不可能であることから、null型Jarid2・Cbx2 double KOでは解析不能である。本研究課題ではJarid2-flox/+マウスを用い胎児生殖腺を解析する。Jarid2-flox/+は研究分担者が、本研究課題開始前に共同研究にて作成を進めてきていた。本研究課題では研究分担者共同研究者(理研・千葉大学)との共同研究ベースのMTAを取り交わし、研究分担者が保有するJarid2-flox/+マウスは、鳥取大学動物実験施設の協力のもと凍結精子を作成、系統保存を行なった。凍結精子は国立成育医療研究センターに液体窒素下で輸送した。本実験に先立ち、デザインされたExon2欠失はin frame変異であることから、Jarid2-floxにCreマウス交配によりJarid2機能が失われるかを検証する必要があった。2性分化疾患ゲノム解析約150名のDSD患者のDNA検体(国立成育医療研究センター深見研究室所有・研究代表所属)を用いて、CBX2の変異を次世代シークエンサー解析により検索した。2年度目の2019年度以降は以下の実験を行う予定である。1マウス性分化・生殖腺分化過程におけるCbx2・Jarid2の遺伝学的相互作用の解析:Jarid2-flox/flox、受精卵発現性Creラインを用いたJarid2-flox/floxラインの検証を国立成育医療研究センターにて行う。さらに生殖腺特異的Creラインを導入して交配解析を行う。2性分化疾患ゲノム解析:約150名のDSD患者のDNA検体JARID2変異を次世代シークエンサー解析により検索する。3性分化・生殖腺分化過程におけるCbx2・Jarid2標的ゲノム領域の比較解析:クロマチン因子Cbx2およびJarid2のゲノム集積領域との比較解析のために、マウス胎児期生殖腺を用いた標的領域(Nr5a1, Lhx9, Gadd45g等)におけるChIP解析を行なう。Cbx2抗体(Guinea Pig,自作)および市販Jarid2抗体を用いる。

1名の性分化疾患患者に病原性の比較的高い変異が認められたが、NR5A1病原性ヘテロ変異も持っていることから、今後in silico解析など病原性検討を進める。1マウス性分化・生殖腺分化過程におけるCbx2・Jarid2の遺伝学的相互作用の解析Jarid2 null KOマウスは心臓の初期形成異常により胎生10.5日以降胎生致死あるいは異常胚となり生殖腺分化過程の解析は不可能であることから、null型Jarid2・Cbx2 double KOでは解析不能である。本研究課題ではJarid2-flox/+マウスを用い胎児生殖腺を解析する。Jarid2-flox/+は研究分担者が、本研究課題開始前に共同研究にて作成を進めてきていた。本研究課題では研究分担者共同研究者(理研・千葉大学)との共同研究ベースのMTAを取り交わし、研究分担者が保有するJarid2-flox/+マウスは、鳥取大学動物実験施設の協力のもと凍結精子を作成、系統保存を行なった。凍結精子は国立成育医療研究センターに液体窒素下で輸送した。本実験に先立ち、デザインされたExon2欠失はin frame変異であることから、Jarid2-floxにCreマウス交配によりJarid2機能が失われるかを検証する必要があった。Jarid2-floxに研究代表者が検証済みの受精卵発現性Creラインを交配し、null型の表現系を確認するための準備を整えた。2性分化疾患ゲノム解析約150名のDSD患者のDNA検体(国立成育医療研究センター深見研究室所有・研究代表所属)を用いて、CBX2の変異を次世代シークエンサー解析により検索した。2年度目の2019年度以降は以下の実験を行う予定である。1マウス性分化・生殖腺分化過程におけるCbx2・Jarid2の遺伝学的相互作用の解析:Jarid2-flox/flox、受精卵発現性Creラインを用いたJarid2-flox/floxラインの検証を国立成育医療研究センターにて行う。さらに生殖腺特異的Creラインを導入して交配解析を行う。2性分化疾患ゲノム解析:約150名のDSD患者のDNA検体JARID2変異を次世代シークエンサー解析により検索する。3性分化・生殖腺分化過程におけるCbx2・Jarid2標的ゲノム領域の比較解析:クロマチン因子Cbx2およびJarid2のゲノム集積領域との比較解析のために、マウス胎児期生殖腺を用いた標的領域(Nr5a1, Lhx9, Gadd45g等)におけるChIP解析を行なう。Cbx2抗体(Guinea Pig,自作)および市販Jarid2抗体を用いる。2018年度予定のマウスライン購入が2019年度にずれ込んだ。
炎症免疫反応の神経・内分泌系による制御とその破綻による消化管粘膜障害に関する研究

今日までに蓄積した我々の粘膜免疫系と神経・内分泌系に関する豊富な分析的研究成果の上にたち、両系の連携に基づいた粘膜組織での生体調節のしくみとその破綻に基づく病態の解明を行うことを目的に、本研究は、粘膜免疫系と神経・内分泌系をそれぞれ独立した系としてではなく、それらの相互作用に研究方向を定め、それぞれの系の基本的現象を組織細胞レベルから遺伝子・機能分子レベルで解析した。消化管粘膜では、固有層のマクロファージが腸内抗原の処理や粘膜免疫系への抗原提示に重要な役割を果たしているが、corticotropin-releasing factor(CRF)ファミリーのウロコルチンが生後抗原曝露とともにこれらのマクロファージに出現することが明らかとなり、CRF受容体は固有層単核球に出現していた。粘膜マクロファージウロコルチンは視床下部のCRFとともに粘膜局所でオートクリン、パラクリン的にマクロファージ機能を制御していることがわかった。さらに腸管の機能障害と考えられている過敏性腸症候群(IBS)大腸粘膜では、情動ストレスあるいはCRFによって消化管運動異常が惹起されるが、これらのマクロファージがIBS大腸粘膜被覆上皮細胞層直下で減少消失し、粘膜基底部に小集簇をなしていることが観察され、さらに好酸球が増加していた。すなわちIBSの大腸粘膜において、マクロファージによる抗原処理機能が破綻し、好酸球が増加しているという本研究の結果は、そこではTh1/Th2バランスがTh2優位型の微小炎症が存在することを示唆している(2001米国DDW発表予定)。また消化管の水や電解質代謝に重要な影響を及ぼしているVIPは腸管上皮細胞に直接作用し、また17-hydroxysteroid dehydrogenase Type1,2は胎生期から腸管上皮細胞に発現しているが、潰瘍性大腸炎大腸粘膜上皮にはほとんど欠損していた。以上の研究成果から消化管の免疫機能や吸収機能、消化管運動は粘膜の免疫系と神経内分泌系によってたくみに制御されており、この破綻がさまざまな消化管粘膜異常を惹起させる直接的な証拠を提出できた。本研究は、粘膜免疫系と神経・内分泌系をそれぞれ独立した系としてではなく、それらの相互作用に研究方向を定め、それぞれの系の基本的現象を組織細胞レベルから遺伝子・機能分子レベルで解析し、それぞれの独立性と相互制御機構を解明するとともに、その成果に基づき消化管粘膜の炎症性病変の発症と病態、細胞増殖やアポトーシスによる粘膜上皮細胞の動態の異常による萎縮や腫瘍化、ならびに組織形成や発育障害の成り立ちを明らかにすることを目的に遂行された。本年度は、胆道系を含む消化管粘膜の炎症性病変の発症と病態、粘膜障害機序における好中球とマクロファージの役割を中心に成果が得られた。好中球とマクロファージの浸潤部位を中心に上皮細胞のDNA傷害とアポトーシスが誘導され、mRNAと蛋白レベルでのP53過剰発現が観察された。その結果、cellrenewal systemのバランスを乱していることが明らかとなり、また形態学的には上皮細胞の変性、再生異型、構築の改変という形で観察された。また、ヒト消化管粘膜のRT-PCR法およびそれらの組織から分離した炎症免疫担当細胞のflow cytometryの解析から、下垂体前葉刺激ホルモン系のCRF familyに属する神経ペプチドであるurocortinの発現が観察された。urocortinは免疫担当細胞でその産生が本研究により証明された初めての神経ペプチドである。すなわちCRF-urocortinがヒト消化管機能での、消化管粘膜や炎症免疫反応制御を司っていることが明らかとなった。

今日までに蓄積した我々の粘膜免疫系と神経・内分泌に関する豊富な分析的研究成果の上にたち、両系の連携に基づいた粘膜組織での生体調節のしくみとその破綻に許ずく病態の解明を行うことを目的に、本研究は企画された。さまざまな内分泌関連物質の発現が消化管において報告されてきており、消化管の免疫機能を含めた諸機能の内分泌的制御が注目されつつある。本研究では、ヒト消化管における11β-Hydroxysteroiddehydrogenase type 2(11βHDS2)、ミネラルコルチコイドレセプター及びcorticotropin-releasinghormonle(CRH)ファミリーに属すurocortinの発現について検討した。前二者はすでに胎生11週から消化管上皮細胞に出現し、粘膜固有層のマクロファージにも発現していた。水分吸収や粘膜免疫といった消化管の重要な機能が、発達のごく初期から神経内分泌的制御を受けている可能性が今回の実験から示された。過敏性腸症候群(IBS)がまた、腸管は情動ストレスあるいは視床下部からのCRHの直接作用で異常腸管運動をきたすことが知られているが、それは消化管における粘膜免疫によるバリア機能の破綻によることが明らかになった。すなわち、IBSの大腸粘膜において、マクロファージバリアが破綻し、好酸球が増加しているという本研究の結果は、そこではTh1/Th2バランスがTh2優位型の微小炎症が存在することを示唆している。今日までに蓄積した我々の粘膜免疫系と神経・内分泌系に関する豊富な分析的研究成果の上にたち、両系の連携に基づいた粘膜組織での生体調節のしくみとその破綻に基づく病態の解明を行うことを目的に、本研究は、粘膜免疫系と神経・内分泌系をそれぞれ独立した系としてではなく、それらの相互作用に研究方向を定め、それぞれの系の基本的現象を組織細胞レベルから遺伝子・機能分子レベルで解析した。消化管粘膜では、固有層のマクロファージが腸内抗原の処理や粘膜免疫系への抗原提示に重要な役割を果たしているが、CRFファミリーのウロコルチンおよびその受容体が生後抗原曝露とともにこれらのマクロファージに出現することが明らかとなり、視床下部のCRFとともに粘膜局所でオートクリン、パラクリン的にマクロファージ機能を制御していることがわかった。さらに腸管の機能障害と考えられている過敏性腸症候群大腸粘膜ではCRFによって消化管運動異常が惹起されるが、これらのマクロファージの分布や機能に異常があることが観察されている(2001米国DDW発表予定)。また消化管の水代謝に重要な影響を及ぼしているVIPは腸管上皮細胞に直接作用し、また17β-hydroxy-steroid dehydrogenase Type 1,2は胎生期から腸管上皮細胞に発現しているが、潰瘍性大腸炎大腸粘膜上皮にはほとんど欠損していた。以上の研究成果から消化管の免疫機能や吸収機能、消化管運動は粘膜の免疫系と神経内分泌系によってたくみに制御されており、この破綻がさまざまな消化管粘膜異常を惹起させる直接的な証拠を提出できた。
離婚紛争の法社会学的研究

研究成果報告書は、研究方針である「序説」をはじめに、離婚紛争の原因に関する2つの章「離婚紛争の発生因」「離婚紛争の発生基盤」、離婚紛争の処理手続に関する3つの章「協議による紛争処理」「調停による紛争処理」「裁判による紛争処理」、離婚紛争の処理にかかわる今日的課題として「弁護士と離婚紛争」「DVと離婚紛争」「DVとDV防止法」の3つの章、離婚紛争の処理にともなう重要課題として「離婚紛争と離婚給付」「離婚紛争と子ども」の2つの章、アフター・ディボースの問題を扱った「ひとり親家庭の生活問題」、そして結論部の「終章」から構成される。以上の研究は、離婚紛争について法社会学の観点から理論的・実証的にアプローチし、その総合的な解明を行ったものである。実証面では、ひとり親家庭に対する調査によって、離婚原因や生活実態が明らかにされ、また家裁調査によって、調停委員の選任・研修の実態や家裁における「裁判離婚」の現状が明らかにされた。さらに、DV調査によって、配偶者暴力相談支援センターの実情が明らにされた。理論面では、収集した豊富な文献・資料によって、離婚給付や面接交渉、養育費確保等に関する新しい制度的動きとともに、DV防止法の仕組みや裁判離婚の法理等が把握された。全体を通じて、離婚における男女格差-たとえば司法におけるジェンダー・バイアスや養育費確保制度の脆弱さ、また児童扶養手当の縮小等-が鮮明にされた。換言すれば、日本社会の男女不平等な構造が、離婚というプリズムを通して理論的・実証的に確認された。ひとり親家庭の生活実態に関する調査と調停委員の選任・研修並びに離婚裁判の実情に関する2つの調査を実施。前者については当初、全国の母子生活支援施設入所者1,000名を対象に調査を実施する予定であったが、施設が広範に広がっておりまた生活困窮度の高いひとり親に限定されてしまうことから、本調査では広島市母子福祉連合会会員ならびに同会無料職業相談来訪者、就業支援講習会受講者730名を対象に、郵送法によるアンケート調査を実施した。回収票は395票(54.1%)、有効票394票(54.0%)である。調査内容は、住居状況、就業状況、子どもの世話、公的制度の認知度・利用度、そして離婚に関するものである。とくに今回の調査の柱である離婚については、離婚原因をはじめ、養育費の支払い状況、面接交渉の有無、財産分与の実情、離婚に際しての相談機関など多様な項目を盛り込んでいる。最も興味ある離婚原因についてみると、司法統計の離婚原因とほぼ同じ傾向が現れている。そして、「性格が合わない」の中身として、その49%が役割不満、生活態度、人生目標など役割の問題を挙げている。なお、今回の調査データを他の大都市と比較するために、また母子福祉会の活動にも目を向けるために、札幌、仙台、東京、名古屋、大阪、福岡の母子寡婦福祉会を訪問し、貴重な資料を収集した。また当初、小規模サンプルを対象に詳細な面接調査を計画していたが、個人情報保護法がネックとなって協力を得ることができなかった。後者について、札幌、仙台、東京、名古屋、大阪、福岡の各家庭裁判所を訪問した。当初聴き取り調査を実施する予定であったが、複雑な問題であることから調査の趣旨説明だけにとどめ、後日調査票を郵送。トータルな分析はこれからであるが、研修カリキュラムにジェンダーに関するものも採り入れられつつあることが明らか。まず、DV問題については、高裁所在地の7大都市におけるDV支援の実情と先進的に取り組んでいる鳥取県の実情について調査を実施。本調査の準備作業については院生の協力を得た。準備作業で得られた資料をもとに、DV支援の中核である配偶者暴力相談支援センター、委託機関として重要な母子生活支援施設ならびに民間シェルターを調査対象として選定し、調査を実施。調査対象機関が、暴力を振るう夫から女性を保護する機関という性格から、調査は難航し、いくつかの補充調査(次年度予定)を残したものの、一応調査は完了。DV防止法以降着実にセンターの拡充は進んできている。

全体的に、一時保護の部屋数は少なくまた狭隘であるが、その点は、母子生活支援施設や民間シェルターなどの他機関によってほぼ補われている。むしろ問題は、職員とりわけケア役割を担う職員不足にある。またセンターは、婦人相談所の編成替えという性格から、DVに特化しえない難しさが見て取れる。母子生活支援施設の取り組みは、とくに市の社会福祉事務所との連携のもとに、保護と自立に向けて着実に行われている。しかし、財政的な問題もあって、警備体制などは手薄となっている。また、委託を受けている民間シェルターも重要な役割を果たしているが、小規模なものが林立しており、また外部との接触を強く警戒していることから、活動実態が見えにくくなっている。次に、面接交渉の問題に関しては、FPICを訪問し、面接交流の実情についての情報を得るとともに、面接交流に関する貴重な調査資料を入手。最後に、離婚給付の問題に関しては、多種の資料を入手し、新しい知見を得ることができた。今年度は、研究のまとめの年度として、まとめに必要な文献資料の収集ならびに図書の購入を行うとともに、17年度、18年度の研究成果をもとに、補助者の協力を得て研究テーマのまとめ作業を遂行した。まとめ作業は、研究全体の研究方針である序説をはじめとして、離婚紛争の原因に関する2つの章、「離婚紛争の発生因」と「離婚紛争の発生基盤」、離婚紛争の処理手続に関する3つの章、「協議による紛争処理」「調停による紛争処理」「裁判による紛争処理」、離婚紛争の処理にかかわる今日的課題に関する3つの章、「弁護士と離婚紛争」「DVと離婚紛争」「DVとDV防止法」、離婚紛争にともなう処理課題に関する2つの章、「離婚紛争と離婚給付」と「離婚紛争と子ども」、そして、アフター・ディボースの問題として、「ひとり親家庭の生活問題」の10テーマと、結論部である終章からなる。3年間の研究によって、離婚紛争の発生から終結、さらにはアフター・ディボースに至る全過程の理論的実証的研究をまとめることができたが、こうした研究を通じて、離婚における男女格差-たとえば司法におけるジェンダー・バイアスや養育費確保制度の脆弱さ等-を鮮明にすることができた。別の言い方をすれば、日本社会の男女不平等な構造を離婚というプリズムを通して理論的実証的に確認することができた、といえる。
細胞の増殖・分化・組織形成および病的変化に於けるコラーゲンの役割

マウス腎臓から基底膜IV型コラーゲンを精製し,ウサギで抗IV型コラーゲン血清を作成し,それを蛍光抗体法及び免疫組織化学法に応用し,正常及び病的組織でIV型コラーゲンの存在状態を調べた.マウス初期胚発生へのコラーゲンの関与を解明する目的で, 2細胞期の胚を体外培養して, 2-8細胞期の各段階で,特異的コラーゲン合成阻害剤を添加し,影響を追跡し,コラーゲンがコンパクションで重要な役割を果たすことを形態学的に証明した.IV型コラーゲンの役割を免疫組織化学的に追研中である.BALB/C-nct/nct白内障のマウスを樹立し,それをモデルとして,水晶体白濁過程でのIV型コラーゲンの変化を免疫組織化学法により調べたが,積極的に関与している証拠が得られなかった. (C57BL/6×DBA/2)F,マウスへDBA/2脾細胞を静脈内移植し,移入細胞対宿生(GVH)反応による自己免疫病マウス及びCBA/Klマウスのミュータント系自己免疫病マウスをモデルとして腎臓の病的変化に伴う基底膜の変化を免疫組織化学法により追跡した.糸球体及び尿細管の基底膜の肥厚,脆弱化など濾過機能障害を示唆する証拠が得られた.DDDマウスで樹立した可移植性妊娠依存性乳癌TPDMT-4は非常に安定したホルモン依存性を維持している点で独特であるが,ある条件では自律性癌へ進展する.最近,コラゲナーゼとヒアルロニダーゼによる細胞外基質を破壊し,遊離細胞の状態で移植すると悪性癌へ進展することを証明し,悪性度を異にする亜株を樹立した.これらをモデルとして実験を進め,ホルモン依存性→自律性→転移性癌への進展に伴って,細胞外基質量とIV型コラーゲン量が減少し,コラーゲン合成能が低下することを認めた.更に,ウサギ及びヒトの腎臓からIV型コラーゲンを精製し,抗血清を作成し,実験動物間でのIV型コラーゲンの抗原部位が動物により同じものと,異なるものがあることが判明した.マウス腎臓から基底膜IV型コラーゲンを精製し,ウサギで抗IV型コラーゲン血清を作成し,それを蛍光抗体法及び免疫組織化学法に応用し,正常及び病的組織でIV型コラーゲンの存在状態を調べた.マウス初期胚発生へのコラーゲンの関与を解明する目的で, 2細胞期の胚を体外培養して, 2-8細胞期の各段階で,特異的コラーゲン合成阻害剤を添加し,影響を追跡し,コラーゲンがコンパクションで重要な役割を果たすことを形態学的に証明した.IV型コラーゲンの役割を免疫組織化学的に追研中である.BALB/C-nct/nct白内障のマウスを樹立し,それをモデルとして,水晶体白濁過程でのIV型コラーゲンの変化を免疫組織化学法により調べたが,積極的に関与している証拠が得られなかった. (C57BL/6×DBA/2)F,マウスへDBA/2脾細胞を静脈内移植し,移入細胞対宿生(GVH)反応による自己免疫病マウス及びCBA/Klマウスのミュータント系自己免疫病マウスをモデルとして腎臓の病的変化に伴う基底膜の変化を免疫組織化学法により追跡した.糸球体及び尿細管の基底膜の肥厚,脆弱化など濾過機能障害を示唆する証拠が得られた.DDDマウスで樹立した可移植性妊娠依存性乳癌TPDMT-4は非常に安定したホルモン依存性を維持している点で独特であるが,ある条件では自律性癌へ進展する.最近,コラゲナーゼとヒアルロニダーゼによる細胞外基質を破壊し,遊離細胞の状態で移植すると悪性癌へ進展することを証明し,悪性度を異にする亜株を樹立した.これらをモデルとして実験を進め,ホルモン依存性→自律性→転移性癌への進展に伴って,細胞外基質量とIV型コラーゲン量が減少し,コラーゲン合成能が低下することを認めた.更に,ウサギ及びヒトの腎臓からIV型コラーゲンを精製し,抗血清を作成し,実験動物間でのIV型コラーゲンの抗原部位が動物により同じものと,異なるものがあることが判明した.マウス腎臓から、従来の方法に比べて効率よく精製する方法を確立し約20mgのN型コラーゲンを得た。これを抗原としてウサギを免疫し、蛍光抗体法により糸球体,尿細管の基底膜を特異的に染色する抗血清を得た。その力価は64倍で、追加免疫によっても、これ以上力価を高めることができなかった。形態学的観察のために、免疫組織学への応用条件を確立した。アルコール・酢酸固定後に切片を作り、プロテアーゼ処理により基底膜が特異的に染色されることがわかった。染色の状態については、蛍光抗体法と差がみとめられなかった。この方法をマウスの正常眼球での【IV】型コラーゲンの分布の観察に応用し、レンズでは【IV】型コラーゲンがカプセル部分にのみ限局し、レンズの内部では検出されなかった。このことから、マウスの遺伝性白内障の発生では、【IV】型コラーゲンが重要な役割りを果たしているとは考えられない。自己免疫病で起る腎臓の病的変化に伴なう基底膜の変化を追求するため、(C57BL×DBA/2)【F_1】マウスにDBA/2の脾細胞を静脈内注射しGHV

マウスを作成し、明らかなタンパク尿が起った時点で屠殺し、腎臓を取り出し、現在標本を作成中である。CBA/Keマウスで発生する遺伝性自己免疫病での腎臓も検索中である。マウス初期発生に於けるコラーゲンの役割について解明するために、マウス受精卵を試験管内で培養し、コラーゲン合成の特異的阻害剤であるヒドロキシプロリンを添加し、発生への影響を調べた結果、コンパクションが抑えられ、コラーゲンが重要であることが示唆された。マウス初期胚の形態学的観察法を確立したので、抗IV型コラーゲン抗体の応用をさらに進めている。マウス乳癌をモデルとして、癌の悪性化に伴なうコラーゲンの変化を追求し、組織学的レベルでは、癌の悪性化にともなって、それを構成している【IV】型コラーゲンの量が減少することを見出した。応用を広げるため、他の動物種にも研究を広げた。
薄膜セラミックス被覆材の創成と強度の分子動力学的解析に関する基礎研究

まず,高周波マグネトロンパッタリング法を用いてアルミナ薄膜および炭化ケイ素薄膜をガラス基板上に形成し,超微小ダイナミック硬度測定ならびに3点曲げ試験によってスパッタリング薄膜の機械的特性の評価を行った.アルミナ薄膜の成膜では基板の加熱は行わず,一方炭化ケイ素薄膜の成膜では2種類の初期基板温度を設定し,それぞれ膜厚および高周波電源出力を変化させて,薄膜特性の成膜条件に対する依存性を明らかにした.いずれのセラミック薄膜においても膜厚を厚くすると硬度は増大した.一方,曲げ強度については,アルミナ被覆材では高周波電源出力を小さくすると強度が低下したが,炭化ケイ素被覆材では顕著な電源出力に対する依存性が認められなかった。なお,アルミナ被覆材の曲げ強度に関しては高強度側と低強度側とで成膜時の欠陥形成に関連すると考えられる破壊形態の相違が認められた.特に低い高周波電源出力で成膜した被覆材については,その曲げ強度が低下し,基板および被覆材の界面近傍に欠陥が存在することが破面観察の結果判明した.このような実験結果に基づいて,界面特性の改善には成膜条件の選定に注意する必要があることを指摘した.さらに,上述のスパッタリング過程で形成される薄膜構造の解析を行う手法として,剛体球モデルによる3次元薄膜形成解析コードを構築した.今回は,上述の実験的検討から薄膜がアモルファスであることが確認されたため,分子動力学法のうちポテンシャルを仮定しない剛体球衝突解析モデルを採用した.解析にあたっては,実験における高周波電源出力および薄膜硬度を,それぞれ解析条件における初期粒子体積密度および見かけの膜粒子体積密度に対応させた.解析の結果,本解析モデルにより実験結果の定性的傾向を説明できることを明らかにした.まず,高周波マグネトロンパッタリング法を用いてアルミナ薄膜および炭化ケイ素薄膜をガラス基板上に形成し,超微小ダイナミック硬度測定ならびに3点曲げ試験によってスパッタリング薄膜の機械的特性の評価を行った.アルミナ薄膜の成膜では基板の加熱は行わず,一方炭化ケイ素薄膜の成膜では2種類の初期基板温度を設定し,それぞれ膜厚および高周波電源出力を変化させて,薄膜特性の成膜条件に対する依存性を明らかにした.いずれのセラミック薄膜においても膜厚を厚くすると硬度は増大した.一方,曲げ強度については,アルミナ被覆材では高周波電源出力を小さくすると強度が低下したが,炭化ケイ素被覆材では顕著な電源出力に対する依存性が認められなかった。なお,アルミナ被覆材の曲げ強度に関しては高強度側と低強度側とで成膜時の欠陥形成に関連すると考えられる破壊形態の相違が認められた.特に低い高周波電源出力で成膜した被覆材については,その曲げ強度が低下し,基板および被覆材の界面近傍に欠陥が存在することが破面観察の結果判明した.このような実験結果に基づいて,界面特性の改善には成膜条件の選定に注意する必要があることを指摘した.さらに,上述のスパッタリング過程で形成される薄膜構造の解析を行う手法として,剛体球モデルによる3次元薄膜形成解析コードを構築した.今回は,上述の実験的検討から薄膜がアモルファスであることが確認されたため,分子動力学法のうちポテンシャルを仮定しない剛体球衝突解析モデルを採用した.解析にあたっては,実験における高周波電源出力および薄膜硬度を,それぞれ解析条件における初期粒子体積密度および見かけの膜粒子体積密度に対応させた.解析の結果,本解析モデルにより実験結果の定性的傾向を説明できることを明らかにした.まず,高周波マグネトロンスパッタリング法を用いてアルミナ薄膜をガラス基板上に形成し,薄膜性状の微視的観察,超微小ダイナミック硬度測定ならびに3点曲げ試験によってスパッタリング薄膜の機械的特性の評価を行った.今回の成膜条件としては,基板の加熱は行わず,高周波電源出力,および雰囲気ガスのアルゴンの圧力を変化させて,薄膜特性の成膜条件に対する依存性を明らかにした.高周波電源出力を小さくし,雰囲気ガス圧を高くすると,巨視的な膜面の性状は荒くなり,硬度および曲げ強度が低下することがわかった.成膜されたアルミナ薄膜はアモルファスになっており,X線による応力測定ができなかったため,圧子の押込み荷重を変化させることにより微視的な応力勾配を推定した.押込み荷重が大きくするにつれて,すなわち押込み深さが深くなるにつれて硬度は小さくなり,膜内部方向に向かって応力が引張側になることが推察された.また,曲げ強度に関しては高強度側と低強度側とで成膜時の欠陥形成に関連すると考えられる破壊形態の相違が認められた.つぎに,スパッタリング薄膜の成膜過程の微視的構造を解析するにあたっては,本年度購入したパソコン上で作動する分子動力学シミュレーションコードを構築し,計算機のダウンサイジングの可能性を模索した.解析では,2次元の剛体球モデルを採用し,スパッタ過程におけるセラミックス分子の積層構造を明らかにした.実験における成膜条件との対応に関しては,電源出力を大きくすると,スパッタ粒子のクラスタが大きくなるという経験的知見に基づいて,解析では剛体球の寸法を大きくすることにより対応させた.その結果,スパッタ薄膜の見かけの充填率が電源出力を大きくすると高くなる,すなわち膜の変形抵抗が大きくなることがわかった.これにより,電源出力が大きいほど硬度が大きくなるという実験的傾向を定性的に説明することができた.まず、高周波マグネトロンスパッタリング法を用いて炭化ケイ素薄膜をガラス基板上に形成し,超微小ダイナミック硬度測定ならびに3点曲げ試験によってスパッタリング薄膜の機械的特性の評価を行った.アルミナ薄膜の成膜では基板の加熱は行わなかったのに対して,炭化ケイ素薄膜の成膜では基板の加熱が必要になった.

そこで,2種類の初期基板温度を設定し,それぞれ膜厚および高周波電源出力を変化させて、薄膜特性の成膜条件に対する依存性を明らかにした.炭化ケイ素被覆材に関しては,いずれの条件においてもセラミック薄膜の膜厚を厚くすると硬度は増大したが,曲げ強度の電源出力に対する顕著な依存性は認められなかった.なお,破面観察の結果,アルミナ被覆材の曲げ強度に関しては高強度側と低強度側とで成膜時の欠陥形成に関連すると考えられる破壊形態の相違が認められたが,特に低い高周波電源出力で成膜した被覆材については,その曲げ強度が低下し,基板および被覆材の界面近傍に欠陥が存在することが破面観察の結果判明した.このような実験結果に基づいて,界面特性の改善には成膜条件の選定に注意する必要があることを指摘した.さらに、上述のスパッタリング過程で形成される薄膜構造の解析を行う手法として、剛体球モデルに基づいて提案した2次元薄膜形成解析コードを3次元に拡張した.今回は,上述の実験的検討から薄膜がアモルファスであることが確認されたため、分子動力学法のうちポテンシャルを仮定しない剛体球衝突解析モデルを採用した.解析にあたっては,実験における高周波電源出力および薄膜硬度を,それぞれ解析条件における初期粒子体積密度および見かけの膜粒子体積密度に対応させた.解析の結果,本解析モデルにより実験結果の定性的傾向を説明できることを明らかにした.