hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
小児期続発性ステロイド性顎骨骨粗鬆症の破骨細胞分化抑制機構の解明

由来細胞にp65ではなくRelBを過剰発現させると、p100プロセシングを誘導することによってRANKL刺激による破骨細胞形成が回復した。しかし、RelBの過剰発現はp52を生じないp100ΔGRRの存在下ではRANKL刺激による破骨細胞形成を救済することができなかった。RelBを過剰発現するとCot(Cancer Osaka thyroid)が誘導され、Cot発現をノックダウンすると、RelBの過剰発現によって回復した破骨細胞形成が有意に減少した。IKKαの23番目のスレオニン残基のリン酸化とそのキナーゼ活性は、RelBが誘導するCotによるp100プロセシングおよび破骨細胞形成に不可欠である。最後に、構成的に活性化されたAktは、RelBによって誘導されたCotによる破骨細胞形成を増強したが、ドミナントネガティブ型Aktはその作用を抑制した。以上の結果は、RelBの過剰発現は、Akt/Cot/IKKαによって誘導されるp100プロセシングによってRANKL刺激による破骨細胞形成を回復させた。aly/alyマウス由来骨髄細胞にRelBを過剰発現するとCotが誘導され、Aktと協調してIKKαの23番目のスレオニンをリン酸化しIKKαのキナーゼ活性を誘導することでp100のプロセシングを誘導し、破骨細胞形成を誘導すると考えられた1: p130Cas欠損マウス骨髄細胞から誘導した破骨細胞にFLAGタグ付き野生型p130Casおよびp130Casの機能に重要なSH3領域を欠失した変異体を遺伝子導入し、細胞内タンパク質を抽出した。抽出したタンパク質を抗FLAG抗体で免疫沈降を行い、質量分析より野生型p130Casと会合し、変異型とは会合しない分子群を選別した。さらに、それらの分子群より機能的に未知でタンパク質の一次構造より破骨細胞の形態に関与すると考えられるBif-1に着目した。2:野生型マウス骨髄細胞を採取し、M-CSFとRANKLを加え破骨細胞に分化させ、破骨細胞におけるBif-1の発現と局在を確認した。3:shRNAを用いてBif-1をノックダウンすることにより破骨細胞におけるBif-1の機能を検討した。結果質量分析から得られた複数の候補分子の中から、文献やデータベースの情報よりBif-1に着目して検討することにした。Real-time PCR法およびWestern Blot法により、Bif-1が破骨細胞に発現していることを確認した。さらに、免疫染色によりBif-1が骨吸収に重要な細胞骨格構造であるアクチンリングに局在することを確認した。破骨細胞前駆細胞にshRNAを導入し、Bif-1をノックダウンするとアクチンリング形成が抑制された。野生型およびBif-1欠損マウス大腿骨のμCTおよびpQCTを撮影したところ、Bif-1欠損マウスの大腿骨は野生型マウスに比べ骨密度が増加していた。4-8週齢の野生型マウス骨髄細胞より分化誘導した破骨細胞に野生型p130CasあるいはSH3ドメイン欠失型p130Casを過剰発現し、免疫沈降と質量分析によりp130CasのSH3ドメインに結合するタンパク質を検索した。。Real-time PCR法およびWestern Blot法でBif-1の発現量の変化を検討の結果、破骨細胞分化に伴いBif-1の発現量が増加していた。
デフレ期におけるマクロ経済政策:インフレターゲット政策の有効性に関する研究

1章においては、新古典派フィリィップス曲線に直面する政策当局が、インフレ目標と自然生産量以上の産出量をともに政策目標とするとき、生じる均衡の性質を検討し、政策的含意の大きな結果を得た。すなわち、(1)commitmentを伴う最適な均衡は、Barro-Gordonモデルに対応する唯一のものであり、そこでは目標インフレ率を常に実現することが求められる。(2)裁量の均衡は2つ存在し、activeな金融政策が採用される均衡ではデフレが生じ得る.この可能性を指摘したことが1章の最も重要な成果である。(3)passiveな金融政策を伴う均衡はかなりの率のインフレを伴う可能性がある。ただしインフレは政策当局が自然生産量以上の産出量を政策目標としないかぎり発生せず、しかもこの均衡は安定である。(4)経済の不安定性の原因が政策当局の過度な生産量を目標とする政策ではなく、外生的な撹乱ならば、activeな金融政策よりもpassiveな金融政策のほうが望ましい。(5)インフレーションターゲッティングはpassiveな均衡にある経済において、インフレ率を引き下げるために用いると成功するが、activeな金融政策が採用されるデフレ均衡において、インフレ率を引き上げるために用いても成功する可能性は少ない。これは後者が不安定な均衡だからである。(6)政策当局が生産量の安定にウエイトを置いた政策運営を行う場合には、景気に対して公衆が期待しているよりも常に過大な政策反応を選択する可能性がある。また、2章においては、政策反応関数に利用するデータの整備を進めるために、1985年第1四半期から2003年第4四半期のデータについて実質GDP,非耐久消費財+サービス消費、コール・レート、および時効為替レートの各変数の単位根の有無を検証し、トレンドが存在するとされた実質GDPについて、3つの異なる非構造型のトレンドの除去方法でトレンドの除去を試みた。トレンドが除去された系列を用いた政策反応関数の推定は今後の課題として残された。また、3章においては、金融政策当局の政策シナリオの策定や実行のために重要となる、自然利子率についての概念や推定方法を概観した。自然利子率の理論的な定義や導出方法に関する問題点も指摘されたが、これらの問題点の解決や、実際のデータから日本の自然利子率を推定することなどが課題として残された。本研究は、1990年代から続く日本のデフレ不況下において、従来の財政支出などの需要管理政策、すなわち短期的なマクロ政策が、民間部門の自律的な回復に最終的には有効ではないのではないか?との立場に立ち、代替的な政策としてインフレターゲット政策などの有効性を検討することを目的とする。とりわけこれらの政策が、需要・供給のそれぞれにどの程度作用するかを数量的に評価するところに特色がある。平成16年度においては、(1)インフレターゲット政策が検討される土台となる経済モデルが最近のニューケインジアンからニューウィクセリアンモデルへとどのように展開してきたかを検討するとともに、アメリカ・日本双方でのテーラールールにおける各パラメターの推定を行った先行研究の調査(2)潜在成長率およびテーラールールの推定方法の研究を行った。

(1)では、Woodford(2003)で展開された金融政策ルールに関する諸モデルを出発点とし、政策評価に耐えうる厳密な理論モデルが何かを研究した。(2)では、日本経済のデータを用いたテーラールールの政策反応関数の推定に関する論文(地主、2000;田中1994)などを検証し、アメリカにおける、同ルールの政策反応関数の推定に関する論文(Judd and Glen,1998)などをレビューした。これらの論文では、あらかじめ推定された潜在生産力からGDPギャップを算出したのち、ルールを推定するという方法がとられていることから、本研究においても潜在生産高の推定について検討する余地を残していることが確認された。潜在生産高およびGDPギャップの推定値の推定はすでに始めており、平成17年度は、これらの推定値を用いた日本におけるテーラールールの推定を前半に行う予定である。テーラールールの推定については、対象期間の区分方法などを従来とは異なる基準において行うことが提案されている。また、後半においては、前半で得た基本的な推定値をマクロ経済政策の数量的な評価を行うために利用するほか、少子・高齢化社会におけるさまざまなシナリオを想定した上で、GDPギャップの将来値を推定しなおし、それに即した政策評価も行う予定である。17年度は,Barro and Gordon[1983]の「裁量の均衡」を動学的に再定式化し,理論的にも政策的にも重要な下記の成果を得た.裁量の均衡は2つ存在する.当局は不安定均衡では,生産量の変動に対して積極的調整を行い(activeな均衡,以下a均衡と表示),その結果デフレが出現するが,安定均衡では微調整を行い(passiveな均衡,以下p均衡と表示),望ましいインフレ率よりも高いインフレ率が出現する.ここで,社会的損失は確率成分と非確率成分に分解される.例外を除き,a均衡ではp均衡に比べ,確率成分の値のほうが大きい.確率成分が外生的ショックに,非確率成分は,当局が最適とする自然生産量からの乖離に依存するから,各均衡で,どちらの社会的損失がより小さいかは,これらの相対規模に依存する.現在では,当局の目指す水準が自然生産量に近く,外生的ショックが経済の最大の不安定要因であるから,これはp均衡がa均衡よりも望ましいことを意味する.経済がa均衡にあり,不況が継続しているとき,目標インフレ率が引き上げられ,公衆の期待インフレ率も上昇する.もし公衆が「当局はインフレ目標策実現のため,より積極的な政策を採用する」と予想するなら,a均衡の不安定性のために,経済は均衡から離れ,インフレ目標策は失敗する.一方p均衡にある経済で,インフレ率引き下げをめざしたインフレ目標策が採用された場合には,たとえ公衆が「当局は補助的手段として,微調整するだけの政策に変更する」と予想しても,p均衡の安定性により経済は均衡を回復し,インフレ目標策は成功する可能性が高い.すなわち,インフレ目標策は,インフレ率引き下げには有効であるが,インフレ率を高めるためには有効ではない.
都市系廃棄物処理活動に伴う微量有害物質長期環境影響の評価と評価手法の高度化

本研究では、都市系廃棄物の処理・処分に伴って排ガス中に発生する蓄積性の微量有害物質(重金属、有機塩素化合物等)を対象として、長期環境影響の評価手法の構築・高度化を試みた。以下に、成果及び結論を示す。1.排ガス中各種微量有害物質の環境中での移行を把握するために、その環境内主要移行経路の同定を行った。この結果、主要移行経路として、大気拡散のみならず、乾性・湿性沈着による地表面蓄積、風による土壌飛散・揮散、地表面流出、等のプロセスを考慮する必要があることが明らかとなった。2.貴金属の環境中移動・蓄積を記述するための計算アルゴリズム及び数学的モデルを構築した。この際、数学的モデルに内在する不確実性を可能な限り減少させるために、パラメータの設定においては既存の科学的知見に内外の最新情報を調査して加えた。なお、難分解性の有機塩素化合物に関しては、数学的モデル化を実施するためのパラメータに関する科学的知見が十分に蓄積されていないことが明らかとなった。これに対処するために、熱脱離ユニットを利用して土壌・水環境中の微量有機物を濃縮して測定する方法の開発を検討した。この結果、これが効率的な濃縮・測定方法であることが明らかとなった。3.吸気によるガス・粒子状物質の摂取、水・土壌経由の摂取及び暴露、等の経路を通じての環境リスクを評価するための計算アルゴリズムの作成を実施した。4.上記13で構築した数学モデルを、都市系廃棄物焼却炉排ガス中に多量に含まれ、かつその環境影響が懸念される重金属(水銀、鉛、銅、亜鉛)に対して適用した。この結果、土壌中に蓄積される水銀の長期的影響が無視できないことが示唆された。
皮膚アミロイドーシスにおける痒みの発生機序解明に向けた病理組織学的アプローチ

皮膚アミロイドーシスは、アミロイドと呼ばれる線維状のタンパク質が皮膚の一部に沈着して生じる疾患であり、皮膚症状として激しい痒みを伴うことを特徴としている。ヒスタミンは古くから痒みのメディエーターとして知られていることから、痒みの第一選択薬として抗ヒスタミン薬が処方される。しかし、皮膚アミロイドーシスの痒みは抗ヒスタミン薬に対し抵抗性を示す場合が多く、痒み発生の原因が不明であるため有効な治療手段を取ることができないのが現状である。そこで、本研究では、皮膚アミロイドーシス患者の皮疹に関して病理組織学的解析を詳細に行うことで、痒みの発生機序解明の一端を試みた。本年は、皮膚アミロイドーシスの中でもアミロイド苔癬に焦点をあて解析を進めた。アミロイド苔癬は、皮膚上に明確な角化性丘疹の発生を特徴とする。そこで丘疹及び健常部を含むパラフィン切片を作製し解析を行った。ダイロン染色により、丘疹内部の真皮乳頭内部を中心にアミロイドの沈着が観察された。ヒスタミンの産生細胞であるマスト細胞数は、健常皮膚と同程度であった。健常皮膚では、末梢神経は表皮直下に広く分布しているが、痒みを伴うアトピー性皮膚炎の皮膚では、末梢神経の表皮内への伸展が特徴とされる。アミロイド苔癬患者の皮膚では、丘疹周囲に末梢神経の表皮内進展が認められ、さらに神経成長因子の発現も同所に認められた。表皮由来神経伸展阻止因子として知られているsemaphorin 3Aの発現に関しては、丘疹部及びその周囲では発現は認められなかったが丘疹以外の健常部基底層に発現が認められた。以上これらの知見を勘案すると、アミロイド苔癬患者の痒みには、マスト細胞の関与が小さく、表皮内神経伸展が痒みの発生に関与している可能性が示唆される。
電気化学的界面の超強電界を用いた電子物性制御

電気化学的界面に発生する強電界を用いたトランジスタ(電気二重層トランジスタ)について、従来のバルクおよび薄膜材料を用いた方法に加え電子ビーム装置によるナノデバイス作製技術を完成させることによって、半導体、絶縁体、金属、トポロジカル絶縁体、モット絶縁体といった多様な物質に展開した。その結果、超伝導、強磁性、モット転移といったさまざまな電子相の電界制御に成功した。それら電界によって誘起された電子相の多くは化学ドーピングでは実現できないものである。さらには、強電界によるスピン制御や固液界面の柔軟性を生かしたデバイスの実現など、広範な物質科学研究へと展開できることが明らかとなった。本研究の目的は、電気化学的界面に発生する超強電界を用いたトランジスタ(電気2重層トランジスタEDLT)によって、多様な物質の電子状態を電界によって制御する技術を確立するとともに、化学的ドーピングでは実現できない物質の状態を電界によって形成することにより、電気化学、電子工学、物性物理学にまたがる新たな物質科学分野を構築することである。本年度は、イオン液体を用いたEDLTの動作原理を明らかにするため、現実の実験では避けられない水の影響を明らかにした。半導体物質としては酸化物半導体酸化亜鉛単結晶の(001)面を用いた。乾燥イオン液体を用いた場合は、ほぼ理想的な静電的電荷蓄積がおこなわれると一方、数ppmの水を加えることによって、酸化亜鉛表面の極性によって全く異なるトランジスタ特性が得られることを明らかにした。特に、酸素極性面に作製されたEDLTの輸送特性は、極めて大きなヒステリシスを示すことが明らかになった。これは、イオン液体中で水分子の解離により発生したプロトンが酸化亜鉛表面に化学吸着するために発生するために現れる特性であり、静電的電荷蓄積に注目する場合は液体中に残留する水分を最小限に抑える必要があることを示すとともに、水の添加がプロトンメモリなどのトランジスタとは異なる機能をもたらすことも明らかにした。以上の知見をもとにイオン液体の条件を最適化するとともに、層状物質ZrNCl単結晶を用いて新しい電界誘起超伝導を実現した。そこでは、単結晶デバイスを作製する技術を確立する必要があった。ZrNClはファンデルワールスギャップを有する層状物質で、バンドギャップ約3eVのバンド絶縁体である。化学輸送法を用いて作製した単結晶は100ミクロン程度なので、従来の手法では電極を付けることができない。グラフェンデバイスの作製法として知られる、スコッチテープによる剥離と、電子ビームリソグラフィを用いて、10ミクロン以下のサイズのZrNCl単結晶に対して、EDLTデバイスを作製をすることに成功した。そのデバイスを用いて、Tc=15Kに至る電界誘起超伝導を実現した。平成22年度は、電子ビーム描画装置の導入と新物質への展開が最も大きな目標であり、さらにイオン液体-固体界面の物性解明に関する基礎的な知見の集積を行った。H22年7月に、電子ビーム描画装置は無事導入された。順調に調整を行い10月にはEDLTデバイスの作製が可能になった。以下では、中心的な対象として選んだ、カルコゲナイドを中心とする層状物質のEDLTの特性について報告する。まず、ナノデバイスの作製を行う前に、バルクEDLTデバイスの作製を行いその評価を行った。最初に扱ったのはSnSe_2である。この物質は単純なバンド絶縁体で、先行研究からはn型のトランジスタ動作が期待される材料である。バルク単結晶を用いたEDLTは期待以上の特性を示し、ゲート電圧による金属化も達成された。この成果は、層状カルコゲナイドに対する初のEDLTデバイスの成功例であり、APL98,012102(2011)に出版された。次に同様なバンド絶縁体WSe_2のEDLTでは、両極性動作を確認することに成功し、特に正孔ドープ側では電界誘起の金属化にも成功した。さらに、その金属化したWSe_2の磁気抵抗は弱班局在効果特有の正の磁気抵抗効果を示すことが分かり、その解析からWSe_2における2次元電子ガスのRashba型スピン-軌道相互作用(SOI)を電界によって変調できることが明らかになった。これまで、SOIの外部電場変調は、高易動度(1000cm^2/Vs以上)を有するIII-V属半導体の量子井戸構造を用いたFETによって行われてきましたが、今回の例はEDLTでSOIの変調が可能である最初の例となった。それは、EDLの高電界という特徴が生かされた結果である。

以上の層状カルコゲナイドのバルクデバイスの成功により、この物質群とEDLTとの相性が良いことが明らかになってきた。さらに伝導性の高いモット絶縁体、電荷密度波系、トポロジカル絶縁体に適用するため、グラフェン法によるナノスケール単結晶薄膜デバイスの作製に着手した。最初の対象はバンド絶縁体であるMoS_2に選んだ。剥離法によりMoS_2の厚みは約15nmとなり、バルクの伝導性への寄与は非常に小さくなり220KにおけるトランジスタのON-OFF比も34桁に上昇した。さらに特筆すべきことは、従来観測されたことがないAmbipolar(両極性)伝導が観測された。H22年度では、対象を層状カルコゲナイドに広げたことにより、以上のように、EDLTの強いゲート結合を利用すると従来のデバイス特性の飛躍的な改善や、従来の固体FETでは不可能であった現象を引き出すことが可能であることが明らかになってきた。KTaO_3において化学的方法では超伝導にならない物質の超伝導化に成功、さらに、MoS_2においては従来のT_c=7Kよりも高い、T_c=10Kを実現した。これらは、化学的手法では実現できない、キャリヤ数の領域に電界効果で達したためである。研究開始当初のEDLTの適用範囲は、有機半導体、カーボンナノチューブ、酸化物半導体(ZnO,SrTiO_3)に過ぎなかったものが、現在では、グラフェン、酸化物超伝導体・磁性体・強相関酸化物、遷移金属題カルコゲナイド、金属薄膜、トポロジカル絶縁体、など広範に広がっている。これらの多くの系に対して、従来のFETでは実現できない両極性伝導や、電界誘起金属-絶縁体転移が観測されている。希薄磁性半導体酸化物CoドープTiO_2においては、室温強磁性が電界効果によって発現し、VO_2にいてはモット転移が電界によって完全に抑制される、電界誘起モット転移が観測され、EDLTが超伝導以外の電子相転移の制御にも極めて有効であることを実証した。これらの電界誘起電子相転移の実現は、本研究以前には考えられなかったことである。グラフェンの単層、2層、3層薄膜について、フェルミエネルギーを従来のトランジスタで可能であった範囲をはるかに超えて変化させることに成功し、伝導度のゲート電圧依存性において異常な伝達特性や量子キャパシタンスの発現を観測することができた。遷移金属ダイカルコゲナイドの一つWse_2において、電界によってゼーマン分裂が誘起される全く新しい現象を発見した。この成果は、EDLTにおける超強電界がスピン制御にも有効であることを示す顕著な結果である。電界による超伝導探索として、今年度は、前年度両極性伝導の実現に成功した遷移金属ダイカルコゲナイドMoS2を選んでEDLTデバイスを作製した。その結果、電子ドープ領域で電界誘起超伝導の実現に成功した。キャリア数の増加に伴い絶縁体ー金属体転移が発現し、金属状態を経て6x10^13 cm-2を超えたところから臨界的に超伝導が現れた。Tcの最高値は10.8 Kであり、よりキャリヤ数の大きい領域で発現する化学的にアルカリ金属ドープしたMoS2よりも高く、且つ遷移金属ダイカルコゲナイド系超伝導体の中で最高の値である。
導電性DLCを組込式プローブとするFRP接着界面剥離の電磁非破壊評価

本研究では、繊維強化複合材料の接着界面に生じる剥離損傷を外部から検出できる電磁非破壊評価法の開発を目指す。本研究課題を達成するため、耐環境性を有する金属含有導電性ダイヤモンドライクカーボン(Me-DLC)薄膜を接着界面に埋め込んで非接触型インジケータとし、電磁誘導現象を利用してMe-DLCインジケータに生じる渦電流信号の変化を計測することで、界面の損傷状態を評価する手法を考案している。当該年度は、実施計画の段階ではMe-DLCパターンを成膜した接着フィルムをガラス繊維強化プラスチック平板上に配置し、引張試験によってこれにき裂損傷を与える際に生じるMe-DLCパターンの渦電流信号の変化を捉え、き裂進展長さと渦電流信号の定量的相関性を得ることを目標としていた。しかしながら、Me-DLCの渦電流信号強度が弱く、Me-DLCパターンに生じるき裂損傷進展を捉えるだけの十分な信号ノイズ比を得られなかったことから、Me-DLCの渦電流信号強度を上げるため、その電磁特性(比透磁率)を向上させる手法の開発に取り組むこととなった。具体的には、コバルト含有ダイヤモンドライクカーボン(Co-DLC)に厚さが2ナノメートル程度の非磁性・非導電性であるa-C:H薄膜層を複数導入して多層構造とすることで、比透磁率を46%程度上昇させ得ることを明らかにした。この現象は薄膜における磁壁と磁気モーメントの効果によるものと考えられ、a-C:H層の厚さを変えることでその効果の程度を制御できると考えられている。比透磁率は渦電流信号強度に大きく影響することから、多層Co-DLCをインジケータとして用いることで、接着部におけるき裂進展を捉える十分な性能を実現できると考えられる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。当該年度では、以下の事項について研究を進めた。平成28年度に得られた成果から、高い渦電流信号を示すコバルト含有ダイヤモンドライクカーボン(Co-DLC)をインジケータとする接着フィルムを作成し、これを対象とする渦電流試験装置を構築した。Co-DLCにき裂損傷を人工的に与え、この信号を精度よく検出できる差動方式渦電流試験プローブを製作し、リフトオフと渦電流信号の関係を調査した。その結果、リフトオフが10ミリメートルであってもき裂損傷を検出できることを確認した。また、軸対称モデルを用いた解析解との比較を行ったところ、リフトオフに対する渦電流信号強度の変化の傾向は一致したものの、信号強度に不一致がみられた。これはCo-DLCの電磁的特性に異方性と周波数依存性があるためであると推測される。Co-DLCを接着フィルムに成膜することによる接着強度低下の評価を行った。Co-DLCをサンドイッチしたアクリル系接着フィルムを用いて2枚のガラス繊維強化プラスチック(GFRP)を接着し、引張せん断接着強さ試験により接着強度の評価を行った。Co-DLCを導入することで、接着強度(せん断接着強度)は9%程度低下することを確認した。平成28年度に得られた成果から強磁性元素であるコバルトのナノクラスタを導入したDLCを用いることで十分な渦電流信号強度を得られることが確認できた。レーストラック型の励磁コイルを用いることで、Co-DLCに生じたき裂損傷を10ミリメートルのリフトオフを設けた状態でも十分に検出できることを確認でき、計画通りCo-DLCを非接触型インジケータとする接着接合部の渦電流探傷システムの性能評価ができた。

また、当初の計画に加え、接着フィルムにCo-DLCを導入することによる接着強度への影響を評価することもできた。本研究では、繊維強化複合材料の接着界面に生じる剥離損傷を外部から検出できる電磁非破壊評価法の開発を目指す。本研究課題を達成するため、耐環境性を有する金属含有導電性ダイヤモンドライクカーボン(Me-DLC)薄膜を接着界面に埋め込み遠方場プローブとし、電磁誘導を利用してプローブに生じる渦電流信号の変化を計測することで、界面の損傷状態を評価する手法を考案している。当該年度では、以下の事項について研究を進めた。1渦電流信号増大のための強磁性元素含有Me-DLCの作製と評価渦電流信号は対象の電気伝導率と透磁率に大きく依存するため、強磁性元素を導入したMe-DLCの作製と物性評価および形態の分析を行った。炭素の原料ガスをメタンとし、プラズマ化学気相成長法(PECVD)とコバルトをターゲットとするスパッタリング法を併用するハイブリッド成膜システムを用いて、直径が7マイクロメートル程度のコバルトナノクラスタを導入したMe-DLCの作製(Co-DLC)に成功した。ラマン散乱分光分析とX線光電子分光法(XPS)により、Co-DLCの炭素の構造はメタン流量とPECVDの電圧条件により調節が可能であり、コバルトクラスタの大きさはスパッタリング法の電圧調節により調節が可能であることが示された。炭素構造とコバルトクラスタサイズの調節により、Co-DLCの電気伝導率と磁化、および機械的特性をコントロールできることが示唆された。上置型相互誘導差動方式プローブを用いて、Co-DLCとその他の金属元素を導入したMe-DLCの渦電流信号の測定を行った。他のMe-DLCに比べて、高い渦電流信号を示すことを確認した。強磁性元素であるコバルトのスパッタリングは、研究開始時では困難であったが、成膜装置の方に工夫を加えることで、早い段階で解決することができた。これにより、Co-DLCの成膜の成功が早まり、当初の計画よりも早く研究を進めることができた。2年目で予定していた渦電流信号の測定に早々に着手することができた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、以下の事項について研究を進め、本課題を完了する。前年度において、Co-DLCの渦電流信号強度が解析解と一致しないことが分かった。これはCo-DLCの磁気異方性と電磁的特性の周波数依存性の影響によるものと考えられる。Co-DLCの電磁的特性についてより詳細に調べ、これを精確に表現できる解析モデルの提案を行う。マスキングを用いた成膜により、Co-DLCのアレイ状パターンを接着フィルム上に形成する方法を開発する。これをノッチを設けたGFRPに接着してコンパクトテンション(CT)試験片とし、一方向に引張荷重を加えることでき裂を発生・進展させ、Co-DLCのパターンに損傷を与える。き裂の進展とCo-DLCの渦電流信号の経時的変化を、同期させた高速度カメラと渦電流試験装置を用いて計測する。
間葉系幹細胞の一過性notch発現制御による神経細胞分化誘導の研究

多能性分化能を有する間葉系幹細胞のNotch発現をsiRNAで抑制することにより神経細胞様の形態を持ち、神経細胞特異的マーカーが陽性な細胞に分化誘導できることを確認した。しかしパッチクランプ法を用いて細胞膜電位の測定および活動電位の誘導を講みたが活動電位は誘導できなかった。電位非依存性Naチャネルの発現はNatch抑制により強く誘導されたが、電位依存性チャネルの誘導は得られなかった。ピストン脱メチル化酵素あるいはDNAメチル化酵素の阻害はそれぞれ電位依存性NaチャネルmRNAの発現につながったが、Natch抑制を行うと発現が減弱した。そこで間葉系幹細胞にパルス電気刺激を行った結果、Natch抑制条件下においてもヒストン脱メチル化酵素、DNAメチル化酵素阻害による電位依存性Naチャネルの一部の発現が維持されることがわかった。しかし活動電位を得ることには至っていない。mRNAの発現は得られても活動電位を得るのに十分なタンパク発現が得られていない可能性が考えられた。Ca流入を制御する神経組織に特異的な受容体としてNMDA受容体があげられるが、興味深いことに間葉系幹細胞にパルス電気刺激を行うだけでNMDA受容体mRNAの発現が誘導されること、さらにNMDA刺激を行うことにより細胞内Ca濃度が上昇することがわかった(Okutsu, S et al Tohoku J Exp Med. 2008)。したがって間葉系幹細胞の機能的な神経細胞への分化誘導は一過性のNatch抑制に加えてepigeneticな制御および興奮性刺激を行うことにより未だ不完全ではあるが、実現できる可能性があることが明らかになった。上述した進行状況の中でin vivoの脊髄損傷マウスにおける再生実験に取りかかることはできなかった。現在機能的な電位依存性チャネルを誘導する条件を検討中である。間葉系幹細胞のNotchのsiRNAによる一過性抑制を行うと細胞の形態が変化し、神経突起の形成がみられ神経細胞マーカーMAP2およびTuj1陽性となった。しかしパッチクランプ法で活動電位の観察を試みたが、誘発されなかった。電位依存性Caチャネルは存在するものの、Naチャネルが誘導されないことが活動電位が出現しない理由の一つであることが示唆された。一方、間葉系幹細胞には非興奮性細胞であっても電位依存性Caチャネルが発現していることから、電気刺激を行い、電気刺激による神経細胞マーカーの発現や形態の変化が誘導されるかどうかを試みた。その結果、中枢神経特異的グルタミン酸NMDA受容体mRNAが電気刺激によって誘導されることが明らかになった(Tohoku J Exp Medに掲載予定)。NMDA受容体mRNAの発現はCaチャネル遮断薬を投与しておくと発現が抑制され、Ca依存性に発現していることが明らかになった。
超ひも理論に基づくブレーンワールド宇宙モデルの研究

本研究では、超ひも理論に出現する様々な要素に着目し、それらの宇宙論的寄与について調べた。(1)超ひも理論の基本構成要素として知られるブレーンは、高次元空間に浮かぶ面のような物体であり、高次元空間では様々な次元のブレーンが交差していると考えられる。超ひも理論の低エネルギー有効重力理論では静的なブレーン解のみが知られていたが、現実的にはブレーンは自由に運動し、ブレーン同士は衝突し、そのエネルギーは宇宙膨張にも寄与するであろう。このような観点から、時間依存解への拡張が求められてきた。我々は、静的解を拡張する手法で時間依存した交差ブレーン系を表す解を導出した。特に一つのブレーンが他のブレーンに局在している系を詳細に調べた。しかし、重力場の方程式から得られる制約が強く、局在しているブレーンの重力的寄与を表す部分にしか時間依存性を導入できないことが分かった。その結果、膨張宇宙を得ることができたが、最新の観測が示唆する加速的膨張ではなかった。(2)高次元空間のコンパクト化を通じて出現するスカラー場や空間次元を安定化させるフラックスもまた、宇宙論において重要な役割を果たすと考えられる。まず、コンパクト化で出現するスカラー場が重力と非最小結合する宇宙モデルにおける、宇宙論的摂動論の一般的な定式化を行った。次にそれを具体的モデルに適用した結果、共形フレームごとに宇宙論的揺らぎの発展の仕方が変わり、揺らぎの起源の物理的解釈について注意を要することが分かった。また、フラックスの効果で宇宙初期に一部の空間次元が巻き上げられた宇宙モデルから得られる宇宙論的揺らぎを調べた。その結果、巻き上げられていた方向に伝搬するモードに対して増幅される傾向を示す方向依存性を持つスペクトルが得られることが分かった。
混合ホッジ加群の理論を用いた特異点の研究

本年度は4月から10月まで当該科研費を利用してフランスのエコールポリテクニークに滞在し,Claude Sabbah氏と議論を行い,主に二つの研究を行った.「非孤立特異点のミルナーファイバー・モノドロミーの研究」ニュートン多面体に関して非退化なn変数複素多項式を考え,複素n次元空間の原点はこの多項式で定義される超曲面の特異点であるとする.これが孤立特異点である場合,ミルナーファイバーの非自明なコホモロジー群は中間次数のみであり,さらにこのコホモロジー群の混合ホッジ構造に関する重みフィルトレーションはミルナーモノドロミーのモノドロミーフィルトレーションである.非孤立特異点に対してこれは一般には成り立たないが,私は前年度までの研究でニュートン多面体から複素数体の有限部分集合を定義し,その集合に属さない固有値に関しては「コホモロジー群の集中」及び「重みフィルトレーションとモノドロミーフィルトレーションの一致」が成立する事を示した.今年度の研究により,この事実の証明が簡略化され,最終的にこれらの結果をまとめた論文がAdvances in Mathematicsに掲載された.「モノドロミックな混合ホッジ加群のホッジフィルトレーションの研究」複素1次元空間上の混合ホッジ加群を考える.この下部D-加群がモノドロミックであるとき.このD-加群は自然に有限次元ベクトル空間の直和に分解する.私はこの条件下でホッジフィルトレーション,及び重みフィルトレーションもこの分解に従って直和分解するという事を示した.これを用いてこのD-加群のフーリエ変換上の不確定ホッジフィルトレーションが自然に混合ホッジ加群を定める事を示した.さらにこの結果を複素n次元空間上の混合ホッジ加群に対して拡張した.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。非孤立超曲面特異点におけるミルナーファイブレーションの研究を行った.まず第一に,非退化コンビニエントな多項式に対して知れらていたモチビックミルナーファイバーの計算公式を,非退化で非コンビニエントな多項式の場合に一般化した.これを用いることで,非退化な多項式で定義されるミルナーファイバーのコホモロジー群の混合ホッジ構造に対するE-多項式及びその特異点のスペクトラムを,その多項式のニュートン多面体の情報で記述する事ができた.第二に,非退化な多項式に対し,そのニュートン多面体を用いて“良い固有値"の集合を定義し,“良い固有値"に対しては中間次元以外の次数のミルナーモノドロミーの一般固有空間は消滅している事を示した.この結果の応用として, Varchenkoによるモノドロミーゼータ関数の計算公式から,そのような固有値の重複度の計算をする事が可能になった.また,上述のE-多項式の計算公式から,その固有値に関するミルナーファイバーのコホモロジー群の混合ホッジ構造の(p,q)-数を計算する事が可能になった.第三に,非退化な多項式で定義される非孤立特異点に対しても,“良い固有値"に対するミルナーモノドロミーの一般固有空間上のウェイトフィルトレーションはモノドロミーフィルトレーションと一致している事を示した.この結果と上述した(p,q)-数の計算を合わせる事でミルナーモノドロミーのジョルダン標準形の“良い固有値"に関する部分を定義多項式のニュートン多面体の情報で記述する事ができた.今年度の研究は,非コンビニエントな多項式が定義する超曲面の族の大域的なモノドロミーについての本研究課題申請時以後に得られた結果の証明方法がミルナーモノドロミー(局所的なモノドロミー)の場合にも適用できる事の発見に端を発すものである.これは申請時には想像していなかった研究の発展の方向であった.また,非孤立特異点に対するモノドロミーゼータ関数のVerchenkoによる計算公式がよく知られているにも関わらず,その式から具体的にミルナーモノドロミーの固有値の重複度を計算する事は従来殆ど不可能であった.その意味で,今年度の研究により非孤立特異点の理解に関して大きな進捗があったと考えられる.上記理由により今年度の研究は当初の計画以上に進展したと言える.本年度は4月から10月まで当該科研費を利用してフランスのエコールポリテクニークに滞在し,Claude Sabbah氏と議論を行い,主に二つの研究を行った.「非孤立特異点のミルナーファイバー・モノドロミーの研究」ニュートン多面体に関して非退化なn変数複素多項式を考え,複素n次元空間の原点はこの多項式で定義される超曲面の特異点であるとする.これが孤立特異点である場合,ミルナーファイバーの非自明なコホモロジー群は中間次数のみであり,さらにこのコホモロジー群の混合ホッジ構造に関する重みフィルトレーションはミルナーモノドロミーのモノドロミーフィルトレーションである.非孤立特異点に対してこれは一般には成り立たないが,私は前年度までの研究でニュートン多面体から複素数体の有限部分集合を定義し,その集合に属さない固有値に関しては「コホモロジー群の集中」及び「重みフィルトレーションとモノドロミーフィルトレーションの一致」が成立する事を示した.今年度の研究により,この事実の証明が簡略化され,最終的にこれらの結果をまとめた論文がAdvances in Mathematicsに掲載された.「モノドロミックな混合ホッジ加群のホッジフィルトレーションの研究」複素1次元空間上の混合ホッジ加群を考える.この下部D-加群がモノドロミックであるとき.このD-加群は自然に有限次元ベクトル空間の直和に分解する.

私はこの条件下でホッジフィルトレーション,及び重みフィルトレーションもこの分解に従って直和分解するという事を示した.これを用いてこのD-加群のフーリエ変換上の不確定ホッジフィルトレーションが自然に混合ホッジ加群を定める事を示した.さらにこの結果を複素n次元空間上の混合ホッジ加群に対して拡張した.今年度の研究で定義した“良い性質"を持たないミルナーモノドロミーの固有値について研究を進める.一般にはミルナーモノドロミーの良い性質を持たない固有値についての一般固有空間は中間次元に集中していない場合があり,さらにその上のウェイトフィルトレーションも幾何的にどのような意味が付けられるのかは一般には知られていない.他方,そのような固有値に対しても,ミルナーモノドロミーの一般固有空間に関するE-多項式は,非孤立特異点の幾何的な情報と結びついていると期待できるある種の対称性を持つ多項式の和で表示できる.今後の方針としては,このような観察を用いる事でE-多項式の情報と特異点の情報を比較し,ミルナーファイバーのコホモロジー群における(p,q)-数の幾何的な意味付けを行うことを目標としたい.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
種の共存における種間相互作用の再検討:正と負の作用のバランスを介した共存の検証

前年度までの調査により.日本沿岸の岩礁潮間帯における干潮時の熱ストレスの強度は,緯度勾配に沿った気温の変移と単純に同調しているわけではなく,緯度勾配とは独立した地域特有の潮汐リズムにより強く影響を受けていることが明らかになった.すなわち,気温が高い低緯度地域においても,夏季の真昼に干潮が重ならなければ熱ストレス環境は比較的穏やかであった.本年度はまず,これまでに得られたデータを基に熱ストレス環境と生息する生物の分布パターンとの関係を検証した.夏季において熱ストレス環境が厳しい鹿児島,熊本,徳島県沿岸の岩礁潮間帯では,熱ストレスに対する耐性が高いカメノテを最優占種とする群集が形成されていた.また,カメノテの集合内において,熱ストレスに対する耐性が低いムラサキインコの共存が確認され,カメノテによるストレス緩和という正の作用がこの系の重要な形成維持プロセスであることが示唆された.一方,穏やかな熱ストレス環境にある北海道,岩手,茨城そして福岡県沿岸ではムラサキインコが優占しており,カメノテに対して排他的な分布パターンを示した.従って,2種間では競争という負の作用が卓越しており,競争的に劣位であるカメノテの確率論的な移入により,不安定な共存が可能となっていると考えられる.さらに特筆すべき点としては,熱ストレス環境の穏やかな4地点間においても生物の分布パターンに違いが確認されたことである.高緯度地域に当たる3地点(北海道・岩手・茨城)では同様に,ムラサキインコがカメノテを含む他種に対して排他的なパターンを示したのに対して,低緯度地域の福岡県沿岸においてはムラサキインコとヨロイイソギンチャクとの共存が確認された.福岡県沿岸における熱ストレス環境は,ムラサキインコが単独で生息可能なレベルであるものの,他種を完全に排除できるほどに好適ではないためだと考えられる.これら一連の結果は,ストレス勾配仮説を支持するものである.1物理的環境評価鹿児島・熊本・福岡・徳島・茨城・岩手・北海道の全国7地点で、岩礁潮間帯における干潮時の熱ストレスを評価した。その結果、気温は緯渡が高くなるほど、すなわち日本沿岸を北上するにつれ低下する傾向が見られた。しかしながら、干潮時刻・時間は地点間で異なり、緯度との関係は見られなかった。各地での熱ストレスの強さを、これら気温と干潮時刻・時間のデータを用いて熱ストレス指数を計算し評価したところ、強い順に鹿児島=熊本=徳島>福岡>岩手>北海道>茨城となり、南北での逆転現象が確認された。2カメノテ、ムラサキインコの分布パターン及び種間相互作用上記の7地点において、カメノテとムラサキインコの分布パターンを調査した。2種の分布形態は、熱ストレス指数の非常に高い3地点(鹿児島、熊本、徳島)においてはパッチ状であったが、他の4地点においてはマット状であることが確認された。また、2種の出現頻度にも地点間で違いが見られ、熱ストレス指数が低くなるにつれてムラサキインコの割合が上昇した。熱ストレス指数の最も低い茨城においては、ムラサキインコの出現割合はほぼ100%と非常に高い値を示した。反対に、カメノテの出現割合は熱ストレス指数の上昇に伴い増加するが、熱ストレス指数の最も高い地点においても7080%にとどまった。これらの結果により、潮間帯において熱ストレスの地理的変異は、緯度による気温の変動勾配によって単純に決定されているわけではなく、それぞれの場所における潮汐のリズムが重要な影響を持っていることが明らかになった。また、熱ストレス環境は、そこに生息する生物の分布や種間相互作用へ強く影響していることが示唆された。熱ストレスが強い場所では、カメノテの環境緩和作用によるムラサキインコへの正の作用により安定共存が可能になるが、熱ストレスが弱くなるにつれ、ムラサキインコによる負の競争作用がカメノテの共存を阻害していると推測される。熱ストレス強度と種間相互作用との関係の地理的空間スケールにおける一般性を検証することを目的として,カメノテとムラサキインコの分布域をほぼ網羅し異なる気候帯にまたがる,鹿児島から北海道にかけた全国7ヶ所(鹿児島・熊本・福岡・徳島・茨城・岩手・北海道)の岩礁潮間帯において,2006年6月から9月にかけて熱ストレス強度,及び2種間の相互作用の評価を行った.各地の岩礁潮間帯にムラサキインコ型温度ロガー(ムラサキインコの殻の中に小型防水温度ロガーをシリコンで埋め込んだもの)を設置し,ムラサキインコが各地で受けている干潮時の熱ストレスの強さを測定した.その結果,熱ストレスの強い順に,熊本>鹿児島=徳島>福岡>茨城>北海道>岩手となり,潮間帯における干潮時の熱ストレスの強度は,緯度勾配に沿った気温の変移と単純に同調しているわけでなく,緯度勾配と独立したそれぞれの場所に特有の潮汐リズムにより強く影響を受けていることがわかった.従って,北に位置する場所においても,夏季の真昼に干潮が重なれば熱ストレスは厳しくなり,南に位置するが真昼に潮が引かない場所では逆に穏やかとなり,熱ストレス強度分布の南北逆転現象が起こっていた.また,熱ストレス強度は,種間相互作用の変動を介して2種の分布へ強く影響しており,熱ストレスが強い場所ではその緩和機能を持ったカメノテ中心のfacilitation(扶助関係)を基礎とした系が形成されていたが,熱ストレスが穏やかな場所では,耐性は低いが競争能力の高いムラサキインコを中心として競争が卓越した系が形成されていた.

これらの結果は,地理的スケールにおいてストレス勾配仮説を支持するものである.前年度までの調査により.日本沿岸の岩礁潮間帯における干潮時の熱ストレスの強度は,緯度勾配に沿った気温の変移と単純に同調しているわけではなく,緯度勾配とは独立した地域特有の潮汐リズムにより強く影響を受けていることが明らかになった.すなわち,気温が高い低緯度地域においても,夏季の真昼に干潮が重ならなければ熱ストレス環境は比較的穏やかであった.本年度はまず,これまでに得られたデータを基に熱ストレス環境と生息する生物の分布パターンとの関係を検証した.夏季において熱ストレス環境が厳しい鹿児島,熊本,徳島県沿岸の岩礁潮間帯では,熱ストレスに対する耐性が高いカメノテを最優占種とする群集が形成されていた.また,カメノテの集合内において,熱ストレスに対する耐性が低いムラサキインコの共存が確認され,カメノテによるストレス緩和という正の作用がこの系の重要な形成維持プロセスであることが示唆された.一方,穏やかな熱ストレス環境にある北海道,岩手,茨城そして福岡県沿岸ではムラサキインコが優占しており,カメノテに対して排他的な分布パターンを示した.従って,2種間では競争という負の作用が卓越しており,競争的に劣位であるカメノテの確率論的な移入により,不安定な共存が可能となっていると考えられる.さらに特筆すべき点としては,熱ストレス環境の穏やかな4地点間においても生物の分布パターンに違いが確認されたことである.高緯度地域に当たる3地点(北海道・岩手・茨城)では同様に,ムラサキインコがカメノテを含む他種に対して排他的なパターンを示したのに対して,低緯度地域の福岡県沿岸においてはムラサキインコとヨロイイソギンチャクとの共存が確認された.福岡県沿岸における熱ストレス環境は,ムラサキインコが単独で生息可能なレベルであるものの,他種を完全に排除できるほどに好適ではないためだと考えられる.これら一連の結果は,ストレス勾配仮説を支持するものである.
C.elegansを用いた高次神経機能に関わる新規分子の同定とその機能解析

C.elegansは、ある種の匂い物質には正の走化性を示すのに対し、銅イオンには忌避反応を示す。匂い物質と銅イオンとの両方を感覚した際には、それぞれの濃度に依存して、どちらの応答を優先するかが変化する。これまでの知見から、この行動には約10対の神経からなる神経回路が関与していると考えられる。我々が同定したut236変異体は、匂い物質・銅イオンのそれぞれに対する応答は正常だが、両者の存在下では野生型に比べ銅イオンからの忌避反応を優先する。このut236変異体は学習にも異常がみられた。野生型ではNaClと飢餓の対提示によりNaClへの走化性が変化しNaClを忌避するようになるが、ut236変異体ではこの変化が野生型より小さい。一方、飢餓による単純な行動の変化には異常がみられなかったことから、ut236変異体は飢餓により誘導される学習過程に異常があると考えられた。ポジショナルクローニングを行ったところ、ut236変異体の原因遺伝子は、LDL受容体リガンド結合ドメインを持つ新規の分泌タンパク質をコードしていた。この遺伝子産物に対する抗体を用いた免疫染色により、この遺伝子は各一対ずつの感覚神経と介在神経の細胞体と神経軸索でのみ発現していることがわかった。また、シナプス小胞の輸送に異常があるunc-104(キネシンKIF1Aホモログ遺伝子)変異体では、この遺伝子産物の軸索への局在が見られなかった。さらに、様々なプロモーターを用いた強制発現の実験から、この分子は神経系において細胞非自律的に働くことがわかった。また、熱ショックプロモーターを用いて、表現型の回復に必要な時期を調べたところ、神経の発生期に発現していても表現型は回復しないが、成熟した神経回路上に発現していると表現型が回復した。以上のことから、この分子は感覚情報の修飾や学習に広く関わる新規の神経機能調節因子であると考えている。線虫C.elegansは、神経回路の全構造が明らかにされているほか、行動測定が比較的容易で、遺伝学的な解析が適用でき、全塩基配列が決定されるなど、神経回路における情報処理機構を分子レベルと回路レベルとを結びつけて解析するのに適したモデル生物である。我々は、C.elegansの感覚情報処理の分子機構を明らかにすることを目的として、高次行動に関する遺伝学的解析を行っている。線虫C.elegansを用いた感覚情報処理機構の解析を行った。ut236変異体は、銅イオンから忌避応答と匂い物質への走化性のそれぞれには異常がないが、組み合わせて刺激した場合に銅イオンからの忌避応答を優先する変異体として同定された。本年度は、飯野ら(東大)との共同研究により、NaClと飢餓の対刺激による連合学習にも異常があることが示唆された。この原因遺伝子をクローニングしたところ、LDL受容体のリガンド結合ドメインを持つ新規の分泌タンパク質をコードしていた。機能的なGFP融合遺伝子の発現や、組換えタンパク質を抗原として作成した抗体による免疫染色により、AIY介在神経を含むごく少数の神経で発現が認められた。以上の結果と神経経路図から、AIYが感覚情報の統合・修飾に関与している可能性が示唆された。飢餓により、銅イオンからの忌避反応が弱くなる変異体ut235に関し、SNPを用いた変異体のマッピングを行い、一番染色体の右にあることを明らかにした。現在、ポジショナルクローニングに向け、詳細な遺伝子地図を作製している。合成耐性幼虫構成性変異体として同定されたsdf-13変異体は、匂い物質に対する順応にも異常がある。この遺伝子はT-boxを持つ転写因子をコードする。機能的なGFP融合遺伝子や発現解析の結果、咽頭及び頭部の神経での発現が観察された。現在、どの神経での発現が行動に影響を与えているかを解析している。

また、熱ショックプロモーターを用いて、表現型の回復に必要な時期を調べたところ、神経の発生期に発現していても表現型は回復しないが、成熟した神経回路上に発現していると表現型が回復した。以上のことから、この分子は感覚情報の修飾や学習に広く関わる新規の神経機能調節因子であると考えている。
固相合成によるナノ積層型高分子結晶の創製と特性評価

本年度は固相合成で得られるナノ積層型高分子結晶の電気的、光学的性質の基礎的な評価法についての知識を習得するために、前年度末から引き続きアメリカ合衆国Georgia Institute of TechnologyのProf.Seth Mardar研究室にて主に研究を行なった。評価法を習得するための試験的な材料としてπ共役オリゴマーの合成し、非線形光学特性の評価を行なった。この過程において、π共役系分子の非線形光学特性を増大させるための、分子の基本的な設計についての知見を得た。一般的なフェニレンビニレン骨格のフェニル基をピロールで置き換えたπ共役オリゴマーを種々合成した。合成した共役鎖の長い化合物は、3次非線形光学効果の一つである2光子吸収用の染料としてこれまで以上の高い吸収断面積を示した。また、3次非線形感受率χ^<(3)>の値も大きく、良好な膜を得ることができることから今後の発展が期待される。さらに、それらの化合物は非線形光学特性だけでなく、有機太陽電池用材料としての展開も期待されている。また、前年に引き続き、ジエン部位、ジアセチレン部位を持つモノマー結晶の重合による積層型ポリマー結晶の合成に取り組んだ。種々のジアセチレンジアミン分子を合成し、ジエンカルボン酸と組み合わせた結晶中でのポリジアセチレンの収率を向上させる検討を行なった。銀イオンの光還元によるナノハイブリット材料の合成では、銀の濃度をコントロールすることで銀微粒子のサイズ制御が達成された。また、ポリマー中に分散されているため熱安定性が高いことが示された。このような材料は、光書き込み型の記録材料としての応用が期待されている。1.ジエン部位、ジアセチレン部位を持つモノマー結晶の重合による積層型ポリマー結晶の合成種々のジエンカルボン酸ジアセチレンジアンモウム結晶の光反応性について検討を行なった。ジソルビン酸ブタジインジベンジルアンモニウムに高庄水銀灯を用いて8時間光照射したところ、青色に着色し、ジアセチレン部位の固相重合が進行していることがわかった。光照射後のCP/MAS ^<13>C-NMRスペクトルにおいて、ジエンポリマーに由来するピークが確認され、ジエン部位も重合していることがわかった。しかしながら、ポリジアセチレンに由来するピークは確認されず、ジイン部位の転化率は低いことがわかった。このモノマー結晶のモノマーの結晶構造解析を行なったところ、ジエン部位は4.88Åの繰り返し周期をもち、これまでに報告されている重合性のソルビン酸誘導体の配列と一致したことから、重合に適した結晶構造であることがわかった。一方、ジイン部位はジエン部位と同じ周期で配列しているものの、分子の傾きが重合に理想的な角度からずれているため、重合収率が低いことがわかった。2.銀イオンの光還元によるナノハイブリット材料の合成ポリマー層と金属ナノシートが交互に積層したこれまでにない有機-無機ナノハイブリッド材料の構築について検討を行なった。ポリムコシ酸アルキルアンモニウムの結晶を水酸化ナトリウム水溶液に含浸させることで結晶状態を保持したままナトリウムイオンがインターカレーションし、ポリムコン酸ナトリウムとした。このポリムコン酸ナトリウムを硝酸銀水溶液に浸し、ナトリウムイオンを銀イオンに交換したのち、光還元することでポリマー層間に銀微粒子を形成させた。透過型電子顕微鏡観察の結果から、ナノサイズの銀微粒子がポリマー中に生成していることが確認された。1.ジエン部位、ジアセチレン部位を持つモノマー結晶の重合による積層型ポリマー結晶の合成種々のジエンカルボン酸ジアセチレンジアンモニウム結晶の光反応性について検討を行なった。ジソルビン酸ブタジインジベンジルアンモニウムに高圧水銀灯を用いて8時間光照射したところ、青色に着色し、ジアセチレン部位の固相重合が進行していることがわかった。光重合後、加熱することによりジァセチレンの重合を試みた。窒素雰囲気中240°Cで加熱することでジアセチレン部位が反応していくことがわかった。しかしながら、重合反応だけでなく、他の反応も進行することがわかった。2.金属微粒子・層状ポリマーナノハイブリット材料の合成ポリマー層と金属ナノシートが交互に積層したこれまでにない有機-無機ナノハイブリッド材料の構築について検討を行なった。ポリムコン酸アルキルアンモニウムの結晶を水酸化ナトリウム水溶液に含浸させることで結晶状態を保持したままナトリウムイオンがインターカレーションし、ポリムコン酸ナトリウムとした。ポリマー中の銀イオン濃度を調節することで、銀微粒子のサイズを制御できることがわかった。また、末端アミノチオールで修飾した金微粒子をポリマー中にインターカレーションすることができた。

この過程において、π共役系分子の非線形光学特性を増大させるための、分子の基本的な設計についての知見を得た。一般的なフェニレンビニレン骨格のフェニル基をピロールで置き換えたπ共役オリゴマーを種々合成した。合成した共役鎖の長い化合物は、3次非線形光学効果の一つである2光子吸収用の染料としてこれまで以上の高い吸収断面積を示した。また、3次非線形感受率χ^<(3)>の値も大きく、良好な膜を得ることができることから今後の発展が期待される。さらに、それらの化合物は非線形光学特性だけでなく、有機太陽電池用材料としての展開も期待されている。また、前年に引き続き、ジエン部位、ジアセチレン部位を持つモノマー結晶の重合による積層型ポリマー結晶の合成に取り組んだ。種々のジアセチレンジアミン分子を合成し、ジエンカルボン酸と組み合わせた結晶中でのポリジアセチレンの収率を向上させる検討を行なった。銀イオンの光還元によるナノハイブリット材料の合成では、銀の濃度をコントロールすることで銀微粒子のサイズ制御が達成された。また、ポリマー中に分散されているため熱安定性が高いことが示された。このような材料は、光書き込み型の記録材料としての応用が期待されている。