hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
レニウム錯体の触媒機能の開拓とその応用

この反応で生成するシクロペンテノン環上の3箇所の炭素原子の立体化学は完全に制御されることがわかった。(5)マンガン触媒による1,3-ジカルボニル化合物と末端アルキンの[2+2+2]付加環化反応を見いだした。この反応は、アルキンめ環化三量化反応の欠点を補う反応となる。なお、類似の反応が、東大の中村、辻からも同時期に報告された。(6)プロパルギルアルコールの水酸基を脱離基として利用し、そこに求核剤として1,3-ジカルボニル化合物を付加できることがわかった。レニウム錯体は有機合成反応にどれだけ利用できるのかを明らかにすることを目的に研究を進めた。第一のテーマは新規レニウム錯体の調製であり、グローブボックスを利用して種々検討した。第二のテーマは「レニウムの新しい触媒作用の開拓と合成反応への利用」である。本研究により下記の反応を見いだした。(1)レニウム触媒Re_2(CO)_10を用いると、芳香族C-H結合だけでなく、オレフィン性C-H結合も活性化できることを見いだし、その一般性と適用限界を検討した。(2)レニウム錯体Re_2(CO)_10を触媒として用いると、従来は難しかったフェノールの位置選択的なモノアルキル化反応が、末端アルケンと加熱することによりおこなえることを見いだした。一置換末端アルケンではオルト選択的に、また1,1-二置換アルケンや1,3-ジエンではパラ選択的に反応が進行した。(3)レニウム触媒[ReBr(CO)_3(thf)]_2とテトラブチルフッ化アンモニウム(TBAF)を同時に用いると、フェニルアセチレン類が位置選択的に二量化し、(E)-1,4-二置換エンインが選択的に生成することを見いだした。(4)レニウム触媒[RcBr(CO)_3(thf)]_2存在下、鎖状のβ-エナミノエステルと末端アレンを反応させたところ、β-ケトエステルとの反応の場合とは異なり、末端アレンへの位置選択的な付加反応が進行することを見いだした。(5)インジウム触媒を用いる逆Claisen縮合反応を見いだしていたが、この反応の一般性と適用限界を検討した。
緑膿菌性慢性気道感染症の新しい制御機構Twitching motilityの解析

1)緑膿菌のTwitching motility欠損株であるΔpilHIJKとその野生株であるPAO-1株を用いて緑膿菌性慢性気道感染症マウスモデルを作成し、その病原性を検討した。その結果、緑膿菌のTwitching motilityが宿主の免疫反応をTh2系にシフトすることでマウス慢性気道感染症モデルの病原性に深く関連していることが明らかとなった。2)次にこのマウスモデルを用いてマクロライド系抗菌薬およびカルボシステインの治療効果を解析した。このモデルにマクロライド系抗菌薬を12週間投与するとマウスの免疫反応はIFN-γ産生が優位となり、すなわちTh1系にシフトし、生存率が上昇した。また、in vitroにおける緑膿菌のTwitching motility能は14、15員環マクロライド系抗菌薬で抑制された。このマウスモデルでの反応はTwitching motility能欠損株ΔpilHIJK感染マウスモデルと同様であり、マクロライド系抗菌薬はTwitching motility能を抑制することで緑膿菌性慢性気道感染症に対して治療効果を発揮していることが明らかとなった。3)さらに本モデルにおいてカルボシステインを12週間投与すると、気管支内留置プラスチックチューブ上のバイオフィルム量は有意に減少した。In vitroでのチューブ上の緑膿菌バイオフィルム形成もカルボシステイン投与群では有意に抑制され、付着菌数も減少した。電子顕微鏡による観察においても菌体外粘液様物質の減少が確認された。これらのことからカルボシステインマクロライドに加えて、緑膿菌性慢性気道感染症の治療の1つとなる可能性が考えられた。Pseudomonas aeruginosaのtwitching motility能欠損株であるΔpilHIJKとその野生株であるPAO-1を用いて緑膿菌慢性気道感染モデルを作成し、その病原性について比較検討した。血管内留置カテーテル針の外筒チューブを3mm長に切り、各々の生食菌体浮遊液に3日間浸した後、菌体が付着したチユーブをBalb/Cjマウス(12週齢、♀)の気管支内に留置して感染モデルを作成した。これらの株の病原性は、経時的に生存率および生体内でのbiofilm形成能や肺内サイトカインの動態を検討することで評価した。Biofilmの定量は、マウスの気管支内からチューブを回収しクリスタルバイオレット法にて行った。また、両肺をhomogenizeした後、その抽出液中のサイトカイン濃度を測定した。その結果、1)マウスの死亡率は野生株群の方が有意に高かった(P<0.05)。2)チューブ上のbiofilm量は各時点での両群間に有意差はなかった。3)肺抽出液中のIFN-γ/IL-4比の検討では13週目において野生株群の方が欠損株群より有意に低く、4)βケモカインであるRANTESも同様に野生株群の方が低かった。これらのことより、twitching motilityがRANTESの産生を介して宿主免疫反応をTh2細胞優位に誘導し、それが生存率低下と関連しており、緑膿菌性慢性気道感染症の病態形成に重要であることが示唆された。前年度の研究から、緑膿菌Twitching motilityが宿主の免疫反応をTh2系にシフトすることでマウス慢性気道感染症モデルの病原性に深く関連していることを明らかにした。今年度はこのマウスモデルを用いてマクロライド系抗菌薬およびカルボシステインの治療効果を解析した。

このマウスモデルでの反応はTwitching motility能欠損株Δpi/HIJK感染マウスモデルと同様であり、マクロライド系抗菌薬はTwitching motility能を抑制することで緑膿菌性慢性気道感染症に対して治療効果を発揮していることが明らかとなった。一方、本モデルにおいてカルボシステインを12週間投与すると、気管支内留置プラスチックチューブ上のバイオフィルム量は有意に減少した。In vitroでのチューブ上の緑膿菌バイオフィルム形成もカルボシステイン投与群では有意に抑制され、付着菌数も減少した。電子顕微鏡による観察においても菌体外粘液様物質の減少が確認された。これらのことからカルボシステインもマクロライドに加えて、緑膿菌性慢性気道感染症の治療の1つとなる可能性が考えられた。
絆創膏が皮膚に及ぼす物理的刺激(走査電子顕微鏡所見からの検討)

絆創膏が皮膚に及ぼす物理的刺激についてミクロレベルで検索するため実験と事例検討を行った。実験Iでは健康な成人と老人の4名に24時間貼付後の絆創膏に付着した扁平上皮細胞の変化を検討した。実験内容は(1)絆創膏の物性A群(紙,工業用ビニールテープ,B群:不織布,布,粘着製伸縮包帯)(2)絆創膏貼付・剥離時の皮膚へのストレス(老人は無し)(3)貼付部位(頚部,腹部,背部:老人は腹部のみ)である。実験IIでは健康な成人に同じ部位に貼付した際の角質層の変化を検討した。実験内容は(1)絆創膏の物性(A:工業用ビニールテープ,B:粘着性)(2)貼付部位は腹部(3)皮膚へのストレス(貼付1分後に剥がす行程を同じ場所で30回繰り返す)である。また,発赤や表皮剥離のある4名を事例検討した。その結果,実験Iでの細胞の様相はA群では隣接した細胞同士が結合した状態で均一に配列し,B群では不均一で凹凸状と違いがあり,特に絆創膏剥離時の皮膚へのストレスをかけた時と頚部に細胞の様相と密度の違いが著明であった。また,老人では布絆創膏に付着した細胞の様相が成人と異なるという興味深い所見を得た。実験IIでは,回を重ねる度に細胞の密度が徐々にAでは低くBでは高くなり,共に隣接した細胞の結合部分の重なりが大きくなった。発赤はBの方が強く痂皮を形成した。事例の発赤部の細胞量は明らかに多く,細胞同士の重なりも大きく,個々の細胞が引き剥がされたように崩れているものが多かった。表皮剥離部の扁平上皮細胞は,隣接した細胞の結合部が突起でかみ合わさり,明らかに有棘層の細胞であり剥離による障害の強さが感じられた。以上のことより,絆創膏が皮膚に及ぼす影響は,ミクロレベルでは剥離時の角質層から有棘層に至るまでの細胞の深さと個々の細胞の崩れが大きく関連しており,機械的刺激を同一部位に何度も繰り返せば皮膚への刺激が強まることが予測される。【目的】絆創膏貼付による皮膚のかぶれに関する先行研究は,肉眼的レベルで皮膚の状態を観察し,発赤,水泡形成,皮膚剥離などを調べたものがほとんどで,皮膚の状態をミクロレベルで観察した研究はほとんど行なわれていない。しかし,絆創膏貼付と皮膚組織の剥離との関連を検討するには,皮膚の状態を肉眼的レベルで観察し評価したのでは客観性に欠けるため,走査電子顕微鏡下で三次元的にその形像を分析することが必要と考える。そこで,平成8年度は走査電子顕微鏡(SEM)による観察法とその有用性の検討を行った。【方法】1,現在,臨床で使用されている11種類の絆創膏とビニールテープを自然乾燥させたのち,テープ表面の微細形態をSEMで観察した。2,テープに付着した皮膚組織のSEM試料作成手順の検討し,固定,脱水,乾燥,試料台への貼付,金蒸着を行ったのち,SEMで観察した。【結果と考察】SEMで11種類の絆創膏とビニールテープおよびそれらに付着した皮膚組織を観察したところ,グルタール固定,アルコール脱水,t-ブチルアルコールによる凍結乾燥によって得られた皮膚組織の像は,細胞の形態がよく保持されていた。また,11種類の絆創膏とビニールテープにおいて,絆創膏貼付と除去によって剥離した皮膚の扁平上皮細胞が観察された。以上のことより,絆創膏使用によって剥離した皮膚組織をSEMで観察することは可能であり,絆創膏が皮膚に及ぼす物理的刺激を検討するためにSEMは有用であると思われる。本研究では,臨床における絆創膏の使用状況と絆創膏かぶれの実態を把握するために郵送による質問紙調査を行った。大分県下の病院44施設に対して病棟ごとに調査を依頼し,122通の回答を得た。絆創膏の主な使用目的は,ガ-ゼやドレーン・チューブ類の固定で,その他の目的としては,入浴時のカテーテル刺入部保護,放射線照射部位のマ-キングなどがあった。使用している絆創膏の材質は,紙製,布製,不織布製,ポリエチレン製などで,工業用ビニールテープの使用も多かった。絆創膏かぶれについては100例の報告があり,半数近くが粘着性伸縮包帯(伸縮性がある絆創膏)の使用でかぶれを起こしていることがわかった。かぶれの部位は,腹部,胸部,背部,上肢,顔面が多く,その症状は,発赤,表皮剥離,水疱形成であった。また,かぶれが見られた患者の多くは,整形外科疾患や消化器疾患をもっており,外科的治療を受けていた。考えられるかぶれの原因については,患者自身の皮膚の状態,固定方法,長期間使用の回答が多かった。看護者が絆創膏を使用するときに注意していることは,皮膚への観察,絆創膏貼付前後のケア,絆創膏の選択及び使用方法であった。また,皮膚への刺激が少なくかぶれない,粘着力があってはがしやすい,絆創膏を貼付したままで皮膚の観察ができる絆創膏を希望していた。以上の結果から,それぞれの目的に合ったさまざまな絆創膏が身体各部に使用されていることがわかり,絆創膏かぶれが起こりやすいと考えられる部位及び原因,かぶれの程度,かぶれが起こりやすい患者の特徴が推測された。今後は,身体各部の皮膚の状態,絆創膏の種類,絆創膏の使用方法などから絆創膏が皮膚に及ぼす物理的刺激をさらに検討する予定である。

絆創膏が皮膚に及ぼす物理的刺激についてミクロレベルで検索するため実験と事例検討を行った。実験Iでは健康な成人と老人の4名に24時間貼付後の絆創膏に付着した扁平上皮細胞の変化を検討した。実験内容は(1)絆創膏の物性A群(紙,工業用ビニールテープ,B群:不織布,布,粘着製伸縮包帯)(2)絆創膏貼付・剥離時の皮膚へのストレス(老人は無し)(3)貼付部位(頚部,腹部,背部:老人は腹部のみ)である。実験IIでは健康な成人に同じ部位に貼付した際の角質層の変化を検討した。実験内容は(1)絆創膏の物性(A:工業用ビニールテープ,B:粘着性)(2)貼付部位は腹部(3)皮膚へのストレス(貼付1分後に剥がす行程を同じ場所で30回繰り返す)である。また,発赤や表皮剥離のある4名を事例検討した。その結果,実験Iでの細胞の様相はA群では隣接した細胞同士が結合した状態で均一に配列し,B群では不均一で凹凸状と違いがあり,特に絆創膏剥離時の皮膚へのストレスをかけた時と頚部に細胞の様相と密度の違いが著明であった。また,老人では布絆創膏に付着した細胞の様相が成人と異なるという興味深い所見を得た。実験IIでは,回を重ねる度に細胞の密度が徐々にAでは低くBでは高くなり,共に隣接した細胞の結合部分の重なりが大きくなった。発赤はBの方が強く痂皮を形成した。事例の発赤部の細胞量は明らかに多く,細胞同士の重なりも大きく,個々の細胞が引き剥がされたように崩れているものが多かった。表皮剥離部の扁平上皮細胞は,隣接した細胞の結合部が突起でかみ合わさり,明らかに有棘層の細胞であり剥離による障害の強さが感じられた。以上のことより,絆創膏が皮膚に及ぼす影響は,ミクロレベルでは剥離時の角質層から有棘層に至るまでの細胞の深さと個々の細胞の崩れが大きく関連しており,機械的刺激を同一部位に何度も繰り返せば皮膚への刺激が強まることが予測される。
可変型遺伝子トラップ法を用いた骨軟骨代謝に関与する新規遺伝子群の機能解析

今回、我々は可変型遺伝子トラップクローンデータベースに登録されたマウスラインを用いて、骨代謝に関与する新規遺伝子を同定するための効率的なスクリーニング法を開発した。まずEGTCデータベース内の1278トラップクローンから骨軟骨代謝に関与する既知遺伝子をトラップしたラインを除外し、1次スクリーニングで4つの基準から52の候補ラインを選択し2次スクリーニングでは、骨形態計測や骨力学試験を実施した。その結果オスでは42ラインで骨形態計測または骨力学試験のいずれかで異常を示した。本スクリーニングにおいて、X-gal染色によるトラップ遺伝子の組織特異性の確認は骨表現型以上の探索に有意に有用であった。現在我々は、『可変型遺伝子トラップ法』により樹立した変異マウス系統を用いて、骨軟骨代謝に関与する新規遺伝子群の効率的なスクリーニングを実施している。我々はそれらトラップクローンデータをデータベース『EGTC』(Database for the Exchangeable Gene Trap Clones, http://egtc.jp)に公開している。本研究では骨粗鬆症や変形性関節症(OA)などに代表されるロコモティブシンドロームの病因・病態解明のために、骨軟骨代謝に異常をきたす疾患モデルマウスライブラリーを世界に先駆けて構築し、骨軟骨代謝に関与する新規遺伝子群の単離同定および機能解析を目的とする。これまで50の候補遺伝子についてトラップクローンマウスを作製し、スクリーニングを施行したところ、40のトラップクローンマウスに何らかの骨軟骨表現型異常を認めている。今後も新規候補遺伝子のスクリーニングを進めるとともに、施行したスクリーニングにて有意な表現型を示したマウスラインについては、さらに詳細な評価を行っている。現在我々は、「可変型遺伝子トラップ法」により樹立した変異マウス系統を用い、骨粗鬆症などのロコモティブシンドロームの病因・病態解明のために、骨・軟骨に異常をきたすノックアウトマウスのスクリーニングを行い、明らかな骨・軟骨表現型異常を呈するマウスラインの解析を行っている。我々はそれらのトラップクローンデータをEGTCデータベース(Database for the Exchangeable Gene Trap Clones,http://egtc.jp)に公開している。EGTCデータベースを活用し1次スクリーニングを施行した結果、これまで60の候補遺伝子についてトラップクローンマウスを作製し、スクリーニングを施行したところ、45のトラップクローンマウスに何らかの骨軟骨表現型異常を認めている。骨表現型がトラップした遺伝子の直接的な作用か二次的な作用かスクリーニング解析のみでは不明のため、施行したスクリーニングにて有意な表現型を示したマウスラインについては、in vivo / in vitroでさらに詳細なマウスラインの解析を行っている。同時に今後も随時新規候補遺伝子のスクリーニングを進める予定である。また、更に効率的な骨・軟骨表現型に異常を認めるノックアウトマウススクリーニング手法の開発のために、これまでのスクリーニング条件と骨表現型の相関を考察しており、今後のスクリーニングに活用して行く予定である。・共同研究している熊本大学生命資源研究支援センターと一緒に、骨軟骨代謝に大きな影響を与えると予想されるラインを選別し、スクリーニングを施行し、変形性関節症や骨粗鬆症などのロコモティブシンドロームの原因となり得る候補遺伝子を絞り込む。さらに著明な表現型が認められるラインはin vivo / in vitroの詳細な解析を行い、トラップされた遺伝子群の骨軟骨代謝に関する詳細な機能解析を進めている。・これまで新たに骨代謝に関与すると思われる4遺伝子をトラップしたマウスラインにおいて詳細な解析を行い、それぞれの進捗状況を学会にて報告している。現在我々は、「可変型遺伝子トラップ法」により樹立した変異マウス系統を用い、骨粗鬆症などのロコモティブシンドロームの病因/病態解明のために、骨・軟骨に異常をきたすノックアウトマウスのスクリーニングを行い、明らかな骨・軟骨表現型異常を呈するマウスラインの解析を行っている。我々はそれらのトラップクローンデータをEGTCデータベース(Database for the Exchangeable GeneTrap Clones,http://egtc.jp)に公開している。また、更に効率的な骨・軟骨表現型に異常を認めるノックアウトマウススクリーニング手法の開発のために、これまでのスクリーニング条件と骨表現型の相関を考察しており、今後のスクリーニングに活用して行く予定である.・共同研究している熊本大学生命資源研究支援センターと一緒に、骨軟骨代謝に大きな影響を与えると予想されるラインを選別し、スクリーニングを施行し、変形性関節症や骨粗鬆症などのロコモティブシンドロームの原因となり得る候補遺伝子を絞り込む。・これまで新たに骨代謝に関与すると思われる4遺伝子をトラップしたマウスラインにおいて詳細な解析を行い、それぞれの進捗状況を学会にて報告している今回、我々は可変型遺伝子トラップクローン(EGTC)データベースに登録されたマウスラインを用いて、骨代謝に関与する新規遺伝子を同定するための効率的なスクリーニングシステムを開発した。

まずEGTCデータベース内の1278トラップクローンから骨軟骨代謝に関与する既知遺伝子をトラップしたラインを除外し、1次スクリーニングにおいて「EST profile」、「X-gal」、「Related article」、および「Novel gene」の4つの基準から決定された52の候補ラインを選択した。さらに2次スクリーニングでは、骨形態計測、骨力学試験、骨X-gal染色などを候補ラインで実施した。その結果オスでは42トラップライン(80.8%)において骨形態計測または骨力学試験のいずれかで異常を示した。本スクリーニングにおいて、X-gal染色によるトラップ遺伝子の組織特異性の確認は骨表現型異常の探索に有意に有用であった(P = 0.0057)。例として、本スクリーニングシステムを使用して選択されたLbrおびNedd4遺伝子のトラップラインの詳細なマウスライン解析を行ったところ、これらのマウスラインで有意な骨量減少および骨脆弱性を示し、LbrおよびNedd4遺伝子は骨芽細胞分化に関与する遺伝子であることが示唆された。このEGTCデータベースを用いたスクリーニングシステムは、非常に効率的で骨代謝に関与する新規遺伝子の同定に極めて有効である。本スクリーニングで異常を認めたマウスラインは、骨代謝における重要な遺伝子をトラップしている可能性が高く、本研究により新規骨代謝異常モデルマウスライブラリーを充実していくことが可能となり、これらのトラップマウスは、バイオリソースとして様々な骨代謝研究において有効活用が可能で、今後の骨粗鬆症などの病因・病態の解明、また将来的には創薬・治療への貢献が期待できる。今回、我々は可変型遺伝子トラップクローンデータベースに登録されたマウスラインを用いて、骨代謝に関与する新規遺伝子を同定するための効率的なスクリーニング法を開発した。まずEGTCデータベース内の1278トラップクローンから骨軟骨代謝に関与する既知遺伝子をトラップしたラインを除外し、1次スクリーニングで4つの基準から52の候補ラインを選択し2次スクリーニングでは、骨形態計測や骨力学試験を実施した。その結果オスでは42ラインで骨形態計測または骨力学試験のいずれかで異常を示した。本スクリーニングにおいて、X-gal染色によるトラップ遺伝子の組織特異性の確認は骨表現型以上の探索に有意に有用であった。・共同研究している熊本大学生命資源研究支援センターと骨軟骨代謝に大きな影響を与えると予想されるラインを選別し1・2次骨軟骨スクリーニングを施行し、OAや骨粗鬆症などのロコモティブシンドロームの原因となり得る候補遺伝子を絞り込む。さらに著明な表現型が認められるラインはin vivo/in vitroの詳細な解析を行い、トラップされた遺伝子群の骨軟骨代謝に関する詳細な機能解析を進めている。
副腎皮質幹細胞層の最終分化に到る制御機構

副腎皮質は、その起源が同じ中胚葉でありながら、その外側から内側へ向けて機能的にも形態的にも異なる球状層、束状層、網状層の三層にわかれ、それぞれ鉱質コルチコイド、糖質コルチコイド(GC)および副腎性アンドロゲンを分泌する。近年我々は、ラット副腎皮質の球状層と束状層の間に機能未知なる第四の細胞層を見いだし、これが副腎皮質の幹細胞性細胞であることを示唆する結果を得た。本研究は、この幹細胞の性質を持つ新しい細胞層がいかなる制御機構で層特異的に分化し、皮質三層の形成に寄与しているかを免疫組織学的、分子生物学的に解明することに主眼をおいた。先ず、副腎皮質の機能調節因子であるACTH及びアンギオテンシンII(AGII)の長期刺激(20日間)に対する応答について解明を試みた。機能未知層は上記いずれかのホルモンの長期刺激下ではコントロールラットと同様に有意に存在したが、両ホルモンの同時刺激下では殆ど消失した。更にDNA合成期の細胞の分布はAGII刺激下では機能未知層の上縁、即ちアルドステロン合成酵素の発現を伴って厚みを増している球状層の下縁であり、ACTH刺激下では、機能未知層の下縁、即ち、GC合成酵素の発現を伴って厚みを増している束状層の上縁であった。これらの結果は、AGIIおよびACTHのいずれの刺激下においても機能未知層およびその付近において、細胞数の変化が起こると共に増殖中の細胞が集中することを示しており、機能未知細胞層が幹細胞層であるとする仮説と矛盾しなかった。同時に、幹細胞がAGIIまたはACTHの刺激でアルドステロン又はGC産生細胞に変わりうる可能性を示している。次いで、胎仔から新生仔にかけて副腎組織の構築過程を検討した。出生前では、皮質、髄質及び機能未知層の細胞が混在して観察されたが、出生後3日もすると、髄質細胞は副腎の中心に集まり、しかも機能未知細胞層を有する皮質の層形成が観察された。また副腎にenucleationを施し、球状層及び機能未知細胞層を含む被膜部分のみを体内に残すと一箇月ほどで副腎皮質は再生に皮質三層が再構築された。今後、細胞の遺伝子マーカーとなるlacZ遺伝子を持つレトロウイルスベクター系の導入、さらには機能未知細胞の分離と培養系の樹立などにより、幹細胞性細胞の系譜を詳細に検討する。
古典学の再構築・調整班研究B01「伝承と受容(世界)」

本調整班研究は、(1)古典の伝承の実態を把握することにより、古典を理想的な形で次代に伝え、(2)各文明における古典受容のあり方を比較研究することにより、各文明の特質を明らかにすると共に、(3)従来の各分野内で完結していた研究法に反省を加え、異分野横断・文化横断の新しい古典学を構築することを目的として出発した。参加者はインド・中国仏教、西洋古典学、西洋古代史、ローマ法、ビザンツ学、ジャワ文学、中国史、英文学の専門家17名で、上記の問題意識を共有しつつそれぞれの研究を進め、最終年度には他分野の研究者にも理解して貰えるような論文を提示しあって討論の材料にした。すなわち、早島理「弥勒菩薩と兜率天伝承」、斎藤明「Bodhi (sattva) caryavataraとSiksasamuccayaの伝承をめぐって」、佐古年穂「『倶舎論』とその周辺」、安藤充「古ジャワ版「バガヴァッドギーター」の伝承と受容」、大月康弘「ビザンツ帝国租税制度覚書」、渡邊金一「ギリシア・ラテン語を学ぶ,とはヨーロッパで何だったのか-フールマンの近著に寄せて」、小川正廣「西洋古典のカノン-初期ギリシアにおけるホメロスの詩の選定をめぐって」、高橋宏幸「審判異聞-オウィディウス『変身物語』の場合」、中務哲郎「古典の亡失」、西村賀子「西洋写本伝承よもやま話」、西村重雄「学説彙纂フィレンツェ写本の謎」、児玉寛「レモン材のテーブルをめぐる顛末」、南川高志「『アグリコラ』と『ローマ皇帝群像』-伝記の使命について」、中砂明徳「灰色の年代記」、川津雅江「レズビアン誕生秘話」等で、参加者は他領域の研究者との共同研究の実があがったことを実感した。調整班には多彩な分野の方々が参加しているので、まず分野間・研究者相互の理解を深めるため、三名の方に報告と問題提起をしていただき、それを元に討論を行った。秋山学氏「西洋古典の伝承史における予型論的視点の影響について」は、旧約聖書の中に新約聖書のキリストや後の教会に対する約束預言を見いだす聖書学的な予型論を、広く相異なる文化伝統の間に応用して、ウェルギリウス『牧歌4』(生まれくる幼子とキリストの誕生)およびホメロス『オデュッセイア』(マストに縛り付けられる英雄と十字架上のキリスト)の例を解釈史・写本伝承の中で考察した。西村賀子氏「ヨーロッパにおける古典の伝承」は、ギリシア・ローマの古典がいかにして保存され伝承されてきたかを、物理的要因・社会的要因・宗教的要因の三つの側面から説き明かし、紙料の開発・字体の進化・印刷術と大量生産、これらが古いテクストの保存と伝承のためには利害の両面があったことを指摘した。早島理氏「インド大乗仏教瑜伽行学派における聖典(アーガマ)継承の研究」は、大蔵経テキストデータベースの作成状況と利用法を説明し、問題点の指摘(資金、著作権、外字、海外の同様のプロジェクトとの協力・連繋)に続いて、世俗諦・勝義諦、三性説、蓋所有性、如所有性を手がかりに瑜伽行学派における聖典(アーガマ)継承について所論を展開した。発表後の討論は基本的な質問から忌憚ない意見まで活発に取り交わされて極めて有益であった。本調整班は調整班全員の研究の統括をはかる一方,4人の分担者がそれぞれの研究課題を押し進めた.すなわち,中務はギリシア・ラテンの古典の伝承の特殊性,古典作品はどれくらい残ったか,古典の伝承にはどのような危機があったかを具体的に調査した.西村はローマ法学の古典的性格を考察した.6世紀前半,東ローマ帝国皇帝ユスティニアヌス帝によるそれまでの勅法および学説の集成はユ帝立法(あるいは「ローマ法大全」)としてその後のヨーロッパ世界に極めて強い影響を及ぼし,それが今日の日本にまで及んでいる.それは,中世における東ビザンツ帝国,西の神聖ローマ帝国がいずれもローマ帝国の正当の承継者であることを主張し,その結果,法律についてもユ帝立法を現行法として承認せざるをえなかったことにあろう.しかし1000年を超えてローマ法が古典的性格を保ち得たのには内在的な理由もあったはずで,その点も考察した.大月は,1011世紀のビザンツ帝国で作成された文書,とりわけ、歴史記述や、国家生活に関わる古典的公文書(勅法・財政文書)について,作品の成立・内容についての総覧を行い,作者・著者像,制作年,制作動機,写本状況についての要録を作成中である.ビザンツ帝国で作成・創造された広義の文学作品は,ギリシア・ローマ文明の継承の上にキリスト教的世界観に規定されて独自の思想世界を出現させた.この社会はギリシア語を公用語としながら,多民族・多文化を包含する「世界帝国」だった.したがってその文学活動もまた民族主義的,国民主義的な活動ではありえなかった.ビザンツ古典にはより普遍的な価値・目的が含意されていた.その中核には諸民族,諸文化を統合する「神の摂理」Oikonomiaの観念があったことが確認された.本調整班研究は,(1)古典の伝承の実態を把握することにより,古典を理想的な形で次代に伝え,(2)各文明における古典受容のあり方を比較研究することにより,各文明の特質を明らかにすると共に,

(3)従来の各分野内で完結していた研究法に反省を加え,異分野横断・文化横断の新しい古典学を構築することを目的とする.しかし,調整班参加者がインド・中国仏教,西洋古典文学,西洋古代史,ローマ法,ビザンツ学,ジャワ文学,英文学と多領域にわたり,伝承というものの捉え方も異なるため,まず研究会で相互理解に努めた。「中国における仏教の受容」(丘山新),「古ジャワ文学における『マハーバーラタ』の伝承と受容」(安藤充),「十八世紀のサッフォーたち」(川津雅江)の報告を受け,各文明・各国ごとの伝承観の違いを議論した.また中務は,『イソップ寓話集』の中で多数見られる競い合いの寓話(「北風と太陽」等)が古典期からヘレニズム期,古代末期にかけて文学作品にどのような影響を与えたかを考察した.西村はユスティニアヌス帝の「学説彙編纂」がいかにしてヨーロッパ統一法の基礎になり得たかを考察すると共に,将来東アジアの共通の法制定のための共通基盤たりえるかどうかの展望を試みた.丘山は「阿含経典」等の翻訳に従事すると共に,インドの仏典が漢字文化圏に受容される際に生じる様々な問題点について考察した.大月はビザンツ諸皇帝の文芸振興政策により,いかにして古典が創造され,国家統治において効力を発揮したかを考察すると共に,「キリスト教世界の統括者」を自認するビザンツ帝国が,ギリシア・ローマの古典の仲介者として果たした役割について検討した.本調整班研究は、(1)古典の伝承の実態を把握することにより、古典を理想的な形で次代に伝え、(2)各文明における古典受容のあり方を比較研究することにより、各文明の特質を明らかにすると共に、(3)従来の各分野内で完結していた研究法に反省を加え、異分野横断・文化横断の新しい古典学を構築することを目的として出発した。参加者はインド・中国仏教、西洋古典学、西洋古代史、ローマ法、ビザンツ学、ジャワ文学、中国史、英文学の専門家17名で、上記の問題意識を共有しつつそれぞれの研究を進め、最終年度には他分野の研究者にも理解して貰えるような論文を提示しあって討論の材料にした。すなわち、早島理「弥勒菩薩と兜率天伝承」、斎藤明「Bodhi (sattva) caryavataraとSiksasamuccayaの伝承をめぐって」、佐古年穂「『倶舎論』とその周辺」、安藤充「古ジャワ版「バガヴァッドギーター」の伝承と受容」、大月康弘「ビザンツ帝国租税制度覚書」、渡邊金一「ギリシア・ラテン語を学ぶ,とはヨーロッパで何だったのか-フールマンの近著に寄せて」、小川正廣「西洋古典のカノン-初期ギリシアにおけるホメロスの詩の選定をめぐって」、高橋宏幸「審判異聞-オウィディウス『変身物語』の場合」、中務哲郎「古典の亡失」、西村賀子「西洋写本伝承よもやま話」、西村重雄「学説彙纂フィレンツェ写本の謎」、児玉寛「レモン材のテーブルをめぐる顛末」、南川高志「『アグリコラ』と『ローマ皇帝群像』-伝記の使命について」、中砂明徳「灰色の年代記」、川津雅江「レズビアン誕生秘話」等で、参加者は他領域の研究者との共同研究の実があがったことを実感した。
老人保健施設における痴呆高齢者を対象とした園芸療法の効果と評価についての研究

介護老人保健施設において痴呆性高齢者を対象に園芸療法を行なった。これまでの研究結果をふまえ、対象者は園芸や農業の経験がある入所者とし、今年度はプログラムの中に、能力はあるが施設入所に伴いできなくなった作業や、栽培した植物の加工等を積極的に取り入れ、各セッションには複数のプログラムを準備し、参加者が選択できるようにした。セッションの始めには、前回の活動時の写真を使って振り返り、さらに参加者全員が、五感を通じて植物の成長を確認できるよう促した。活動の評価は昨年と同様、各対象者の活動目標の到達度等を、個別に、質的に評価した。セッションを重ねる中で、参加者が誘い合って同じプログラムに参加し、協力して作業を完成させる場面がみられ、人物に関する認識が高まった可能性が考えられた。五感を通じて植物の成長を確認する中では、過去の栽培の記憶や、植物の成長を見守るような言葉が聞かれた。また、栽培した野菜を使った浅漬け作りと試食については、その後も長期にわたり記憶が保持されており、五感を刺激する作業は、認知機能や記憶の保持に効果的であると考えられた。さらに浅漬け作りでは、対象者が包丁を使って野菜を刻んだが、手馴れた様子で作業を行なった。このような、能力はあるが施設入所に伴いできなくなった作業を取り入れることは、対象者の能力を的確に判断し、看視下でということが前提ではあるが、在宅復帰に向けての能力の維持という点で、効果的であると考える。また別の対象者は、野菜は刻まずに、刻んだ野菜をもみ込む作業を自ら希望した。活動中、常に対象者自身が選択する機会を作ったことで、自分自身で考え、意思を表出できるようになった可能性が考えられた。今後は、さらに在宅復帰後のQOLの向上に寄与すべく、園芸療法を通じて、入所者の家族への働きかけを積極的に行ない、在宅復帰後の環境作りにも取り組んでいく必要があると考える。介護老人保健施設に入所している高齢者を対象に園芸療法を行なった。園芸療法実施前と園芸療法のセッションが8回終了した時点の計2回、対象者本人に対して主観的な幸福感の程度を測定する目的でPGCモラールスケールと、痴呆の程度を測定する目的でMMSEの2つの尺度を用いて調査した。また、同時期に施設スタッフに対して、客観的なQOLを測定する目的で痴呆高齢者の生活の質尺度(QOL-D)と、介護負担の程度を測定する目的で痴呆行動障害尺度の2つを用いて調査した。調査結果を施設退所により園芸療法を中断した者等を除いた7名についてみると、園芸療法実施前のMMSEから、中度痴呆より軽症の者が5名、重度痴呆の者が2名であった。軽症の者5名のうち4名はその後のMMSE得点が改善あるいは変化がみられず、1名は得点が低下していた。重度の者では1名は得点が改善し、1名は得点が低下していた。また、QOL-Dの自分らしさの表現に関する項目については、軽症の者5名中、得点が改善あるいは変化がみられなかった者が3名、重度の者では2名とも低下しているという結果であったが、これらのデータからは顕著な変化はみられなかった。また毎回約一時間のセッション終了後には、運営の方法や参加者の様子についてカンファレンスを行なった。運営方法については研究者が作成した園芸療法運営記録用紙に基づき検討し、また各参加者の様子については自由記載欄とこれまでの様々な園芸療法に関する文献を参考にチェック項目を挙げた集団園芸療法日誌を作成し、記録、検討した。集団園芸療法日誌から各セッションを振り返ると、重度痴呆でリハビリの度に「初めて来た」と言われる方が、何色のチューリップの球根を植えたのかと覚えていたり、別の中度痴呆の方は植えたチューリップの芽が出ないと頻繁に植木鉢を覗きに来られたりと、対象者に何らかの刺激をもたらしている可能性が示唆された。介護老人保健施設に入所している痴呆高齢者を対象に園芸療法を行なった昨年度の研究結果では、4つの尺度を用いた園芸療法実施前後の比較からは顕著な改善はみられなかったが、質的には対象者に何らかの刺激をもたらしている可能性が示された。そこで、今年度は中間施設という施設の特性も考慮し、頻繁な入所者の入れ替わりに対応すべく、セッション毎に対象者の様子や、プログラム自体を評価できるよう、評価表の見直しを行なった。今年度実施したプログラムの記録から、対象者の反応が最も良かったものは、育てたキュウリを収穫し、それを使って浅漬けを作った回である。施設に入所した高齢者の活動は、「できる活動」と「できない活動」とに分けられるが、「できない活動」には「能力が及ばずできない活動」と「能力はあるのにさせてもらえない活動」とがあると考える。この浅漬けを作ったプログラムには、対象者が施設入所以来、触れることがなかった丸のままのキュウリに触れたり、包丁を握りキュウリを刻んだり、浅漬けの素をふりかけ、キュウリをもむという活動が含まれていた。これはかつて在宅で対象者が行なっていた活動であり、施設入所に伴い、「能力はあるのにさせてもらえない活動」になっていた。今後、対象者の選定を慎重に行ない、安全を十分に考慮した上で、在宅で行なっていた「能力があるのにさせてもらえない活動」や、栽培した植物の加工などを積極的に取り入れたプログラムを作成したいと考える。また今年度、集団園芸療法時に一緒に参加してくれる家族がみられるようになった。

介護老人保健施設は在宅復帰を目指した施設であるので、来年度は在宅復帰後の生活をより意識したプログラムにすると同時に、園芸療法の活動に関する新聞の発行を通し、家族と接点を持つことで意識を高め、指導していく中で、痴呆高齢者が在宅復帰後も、継続して園芸活動が行なえるようにすることが重要であると考える。介護老人保健施設において痴呆性高齢者を対象に園芸療法を行なった。これまでの研究結果をふまえ、対象者は園芸や農業の経験がある入所者とし、今年度はプログラムの中に、能力はあるが施設入所に伴いできなくなった作業や、栽培した植物の加工等を積極的に取り入れ、各セッションには複数のプログラムを準備し、参加者が選択できるようにした。セッションの始めには、前回の活動時の写真を使って振り返り、さらに参加者全員が、五感を通じて植物の成長を確認できるよう促した。活動の評価は昨年と同様、各対象者の活動目標の到達度等を、個別に、質的に評価した。セッションを重ねる中で、参加者が誘い合って同じプログラムに参加し、協力して作業を完成させる場面がみられ、人物に関する認識が高まった可能性が考えられた。五感を通じて植物の成長を確認する中では、過去の栽培の記憶や、植物の成長を見守るような言葉が聞かれた。また、栽培した野菜を使った浅漬け作りと試食については、その後も長期にわたり記憶が保持されており、五感を刺激する作業は、認知機能や記憶の保持に効果的であると考えられた。さらに浅漬け作りでは、対象者が包丁を使って野菜を刻んだが、手馴れた様子で作業を行なった。このような、能力はあるが施設入所に伴いできなくなった作業を取り入れることは、対象者の能力を的確に判断し、看視下でということが前提ではあるが、在宅復帰に向けての能力の維持という点で、効果的であると考える。また別の対象者は、野菜は刻まずに、刻んだ野菜をもみ込む作業を自ら希望した。活動中、常に対象者自身が選択する機会を作ったことで、自分自身で考え、意思を表出できるようになった可能性が考えられた。今後は、さらに在宅復帰後のQOLの向上に寄与すべく、園芸療法を通じて、入所者の家族への働きかけを積極的に行ない、在宅復帰後の環境作りにも取り組んでいく必要があると考える。
希土類金属のための高度分離用抽出剤の開発と分子設計に関する研究

本研究においてはカリックスアレーンにカルボキシル基、ヒドロキサム酸基およびホスホン酸基を導入した3グループの抽出剤の合成を行い、希土類金属の溶媒抽出に供した。カルボキシル基およびヒドロキサム酸基を導入したものに関しては、カリックス[4]および[6]アレーンのlower rim側に導入を行った。またカルボン酸型カリックスアレーンに関してはその構成単位の単量体のもの、ならびに非環状の3量体のものも合成し、それらの抽出挙動を比較した。その結果、環状のカリックスアレーン化合物は非環状の単量体および3量体と比較して抽出能、および希土類金属相互間の選択性のいずれも著しく大きくなることが明かとなった。また選択性に関しては環のサイズには影響されなかった。ヒドロキサム酸型カリックスアレーンに関しては金属イオンを陽イオン交換反応によって抽出し、特に3価のガリウムとインジウムを対応のカルボン酸誘導体よりもより選択的に抽出した。ホスホン酸型カリックスアレーンに関しては最初lower rim側に官能基の導入を試みたが、官能基の嵩高さのために不可能であった。このためupper rim側に官能基を導入し、lower rim側のフェノール性水酸基の水素をプロピル基およびオクチル基に置換したものを合成した。また対応する単量体のホスホン酸の合成も行い、抽出挙動を比較した。その結果希土類金属の選択性の序列、相互の分離特性に関してはこれら3者の間には差異は見られなかった。これは環サイズによるイオン半径の認識効果とホスホン酸基の選択性の傾向とが相殺されたためであると結論された。これらの点は分子設計用コンピュータによるモデリング計算からも裏づけられた。さらにアルキル基として2-エチルヘキシル基のようなより嵩高いものを導入すればサイズ認識機能が向上し、選択性の増大が期待できることが予測された。正四面体錯体を優位にとると予想される交差カルボン酸型カリックス[4]アレーンは、グリシンによりマスキングすると平面四配位型の銅の抽出が完全に抑制でき、コバルト、亜鉛から銅を完全に除去できることが分かった。ケトン型カリックス[4]アレーンは0.5M程度の硝酸溶液中で銀の抽出が可能であり、この酸領域では高濃度のパラジウムからの微量の銀の除去も可能である。本抽出剤は、銀に対してパラジウムの選択性が高い一般の抽出剤と異なり、パラジウムに対して銀の選択性が高いため、パラジウムの高純度化に相応しい抽出剤であると言える。銀に対する高い選択性は、環の大きさが銀に適合していること、錯形成に関与するカルボニル基が集合していることによるものであると考えられる。ヒドロキサム酸型カリックスアレーンは、三価の金属、特にインジウム、ガリウムに対する選択性が非常に高いことが明らかとなった。これは、ヒドロキサム酸基のキレート形成によるものであると考えられる。lower rimのホスホン酸は他の抽出剤と比較して立体障害が最も大きく、合成が非常に困難であり、現在中間体までの合成にしか至っていない。upper rimのホスホン酸型は、相当するモノマー誘導体と比較して希土類に対する劇的な分離性能の向上には至らなかった。この原因として、upper rim側では環サイズが希土類で最も大きなLaよりも大きいため、カリックスアレーン自体は軽希土類のほうに選択性があるのに対して、ホスホン酸基はイオン半径の小さな重希土類に選択性があるため、両効果が相殺されることによるものであると考えられる。従って、よりrigidになるような置換基の導入が必要である。また、両効果が相乗すると考えられるlower rimのホスホン酸型の合成が望まれる。

本研究においてはカリックスアレーンにカルボキシル基、ヒドロキサム酸基およびホスホン酸基を導入した3グループの抽出剤の合成を行い、希土類金属の溶媒抽出に供した。カルボキシル基およびヒドロキサム酸基を導入したものに関しては、カリックス[4]および[6]アレーンのlower rim側に導入を行った。またカルボン酸型カリックスアレーンに関してはその構成単位の単量体のもの、ならびに非環状の3量体のものも合成し、それらの抽出挙動を比較した。その結果、環状のカリックスアレーン化合物は非環状の単量体および3量体と比較して抽出能、および希土類金属相互間の選択性のいずれも著しく大きくなることが明かとなった。また選択性に関しては環のサイズには影響されなかった。ヒドロキサム酸型カリックスアレーンに関しては金属イオンを陽イオン交換反応によって抽出し、特に3価のガリウムとインジウムを対応のカルボン酸誘導体よりもより選択的に抽出した。ホスホン酸型カリックスアレーンに関しては最初lower rim側に官能基の導入を試みたが、官能基の嵩高さのために不可能であった。このためupper rim側に官能基を導入し、lower rim側のフェノール性水酸基の水素をプロピル基およびオクチル基に置換したものを合成した。また対応する単量体のホスホン酸の合成も行い、抽出挙動を比較した。その結果希土類金属の選択性の序列、相互の分離特性に関してはこれら3者の間には差異は見られなかった。これは環サイズによるイオン半径の認識効果とホスホン酸基の選択性の傾向とが相殺されたためであると結論された。これらの点は分子設計用コンピュータによるモデリング計算からも裏づけられた。さらにアルキル基として2-エチルヘキシル基のようなより嵩高いものを導入すればサイズ認識機能が向上し、選択性の増大が期待できることが予測された。
難治性慢性疼痛の症状特異性と心理社会的要因における定量的評価-MEGとf-MRI

歯科治療や手術後に起こる三叉神経ニューロパシーは、長期慢性化し難治性となるものにもしばしば遭遇する。本研究は、初期の症状特異性と電気刺激閾値によりその予後を推測しようとしたものである。症状特異性としては、知覚低下のみの症例では経過良好だが、dysesthesiaなど異常感覚を有する症例では経過が悪いことが分かった。また、電気刺激認識閾値で2.15mA以上を示すものも経過が悪いことが分かった。これらにより、新鮮例のニューロパシー症例ではある程度の予後を推測することができる可能性が示唆された。さらに、これらの患者において、心理社会的要因の大きい痛みにも効果があると考えられるアミトリプチリンの効果を検討した。神経障害の評価では、比較的軽症である可能性が示唆されても、高容量のアミトリプチリンを必要とする患者がいることが分かってきた。こういった、神経障害でありたがら心理社会的要因の比較的大きい痛みを訴えている可能性のある患者において、情動賦活試験による脳機能画像評価を今後は行い、通常のニューロパシー患者との比較を行う予定である。こういった、神経障害でありながら心理社会的要因の比較的大きい痛みを訴えている可能性のある患者において、情動賦活試験による脳機能画像評価を今後は行い、通常のニューロパシー患者との比較を行う予定である。現在、慢性疼痛患者に特有の反応を示す可能性のある情動賦活試験を検討している。さらに、これらの患者において、身体化としての痛みにも効果があるアミトリプチリンの効果を検討した。神経障害の評価では、比較的軽症である可能性が示唆されても、痛みの訴えが強く高容量のアミトリプチリンを必要とする患者がいることが分かってきた。次にこういった神経障害でありながら心理社会的要因の大きい痛みを訴えている可能性のある患者において、情動賦活試験による脳機能画像評価に特異性があるのではないかと考えた。しかし、元々痛みのある患者のため、脳機能画像変化は個体差が多く、再現性も様々で評価困難であることが分かってきた。現在の所、評価法を再考している。
酸化グラフェンハイブリッドに基づいたエネルギーデバイスの開発

研究代表者は、GOナノシートおよびGOペーパーのプロトン伝導が、1 ×10-2 S cm-1程度のNafionに匹敵する非常に高いプロトン伝導度を示すことを世界に先駆けて発見し、またそれらのキャパシタ特性の発現も見出した。これらはいずれもGOナノシートの酸素官能基を経由するプロトン伝導によることも明らかにしている。またGOは、グラファイトを酸化して合成するため、グラフェン表面に酸素官能基が付加して負電荷・親水性のため様々なカチオン性の物質とハイブリッドを形成する。すなわち水素イオンや金属イオンなどとハイブリッドを形成させることができる。カチオン性の機能性有機化合物や機能性金属錯体カチオンとのハイブリッド化では、磁性体や伝導体などとのハイブリッド化が可能であり、新しいGOおよびrGOハイブリッドの世界を切り開くことが可能になった。また光電気化学を組み合わせることにより、発光の電圧制御も可能であることが分かっている。またrGOナノシートから光生成した電子・ホールの動きを明確にし、高効率電荷分離を発見した。さらに、液中パルスプラズマによる新規GOナノシートの合成方法を確立し、サイズ制御や窒素あるいはハロゲン原子などのドーピングに成功した。また半導体ナノシートの精密合成により極限の薄さを持つ光触媒や二次元材料特有の光機能を持つナノシートの開発にこれまで成功した。ナノシートを利用すると、従来の手法では作製が非常に難しい極限の触媒構造やデバイス構造等を作製・評価できると期待され、これまでに、ナノシートpn接合を作製し、その接合体の光触媒を明らかにした。29年度が最終年度であるため、記入しない。化学的単層剥離によるグラフェンの合成を積極的に導入し、酸化グラフェン(GO)およびrGOの作製を行った。rGOの作製過程でGOが得られるが、GOは、高いプロトン伝導性を持ち、燃料電池の固体電解質として用いることができる。一方、還元体であるrGOは、その還元過程の手法によってp型、n型半導体特性の制御が可能で、グラフェンから成るpn接合素子によって炭素材料太陽電池の開発を可能にすることができる。さらにGOの高いプロトン伝導特性に着目し、それらを固体電解質として燃料電池、キャパシタなどへ展開できる。GOのプロトン伝導特性に着目し、GOを固体電解質として用いることで燃料電池やスーパーキャパシタへ展開し、さらにrGOの電子伝導性を電極として用いることでオールカーボンエネルギー変換システムの構築を目指す。ここでGOのプロトン伝導性に対して、GOの酸化度、官能基、欠陥の状態との関係を検討した。またヒドラジン還元したrGOと光還元したrGOのKFM測定を行うことで、ヒドラジン還元したrGOがp型、光還元したrGOがn型の半導体特性を示すことを見出した。これらを接合させることにより良好なダイオード特性の発現を観測する。また様々な条件下でのGOの還元で得られるrGOの半導体特性の制御あるいはその他の化学的還元や電気化学還元を用いることにより半導体特性の制御を試みた。またpn接合によるダイオード特性についても評価を行った。研究期間を通して、考えられる官能基、欠陥について第一原理に基づく理論計算(結合エネルギー、電子状態など)を行い、実験結果と比較検討し、官能基や欠陥と機能性の関係を明らかにすることに成功した。化学的単層剥離によるグラフェンの形成は、安価に酸化グラフェンやグラフェンを作製する有用な手法となり、今後未開拓の分野である酸化グラフェンおよびグラフェンによる新機能物質の先駆的開拓であり、それらから得られる特異的な機能性に関して未知なる可能性を秘めた探索となる。ここで提案する物質の一つである酸化グラフェンは、プロトン伝導特性を持ち合わせているとともに、物質が負に帯電しているため、カチオン性の物質と複合体を形成できるメリットがある。本研究は、基盤となる酸化グラフェンあるいはグラフェンによって効率よく機能創発を目指すものであり、各種カチオンとのハイブリッド化も視野に入れている。最終的にはレアメタルフリーでクラーク数上位の元素を駆使し、ナノ炭素材料のエネルギー変換システムの開発を目指すものであり、現在、酸化グラフェンあるいはグラフェンおよびそれらのハイブリッド化合物のエネルギー開発および機能物質開発は、現状の太陽電池・燃料電池に比べて性能およびコスト面の飛躍的改善が期待でき、本課題の研究によって先駆的なエネルギー変換システムの研究開発が推進できると期待される。酸化グラフェンは、もともとグラフェンを得る際のプロセスで得られる化合物であるが、この酸化グラフェンのプロトン伝導性が非常に高いことに着目し、燃料電池の固体電解質への応用が可能であることを示唆している。また酸化グラフェンを還元することでグラフェンを得ることができるが、還元法としてヒドラジン還元と光還元を用いることでp型グラフェンおよびn型グラフェンを作り分けることができる。もともとグラフェンはp型およびn型の性質を有していると考えられているが、異なった還元手法を用いることによりp型およびn型のグラフェンを作り分けることができれば、グラフェンのみを用いたpn接合を実現することができ、太陽電池の開発へとつながるものと考えられる。酸化グラフェンがマイナスのチャージを有しているため、カチオン性のものは何でも複合体を形成できるというメリットがある。すなわちプロトンやアルキルアンモニウムカチオンや機能性有機物のカチオン、その他にアルカリ金属、遷移金属、希土類などの金属イオン、さらには金属錯体ともハイブリッド化合物を形成する。

したがって酸化グラフェンハイブリッド化合物の多機能性プロトン伝導体、さらにその還元体であるグラフェンハイブリッド化合物の多機能性を視野に入れ、本研究では、(i)酸化グラフェンやグラフェンを用いたを燃料電池および太陽電池の開発および(ii)酸化グラフェンやグラフェンのハイブリッド化合物を用いたをハイブリッド燃料電池および太陽電池の開発を目的とした「太陽電池および燃料電池を指向したグラフェンハイブリッドの開発」という研究テーマに基づいて研究開発を行った。酸化グラフェンは高いプロトン伝導性を示し、還元体であるグラフェンはp型あるいはn型の半導体特性を示すことを見出した。これらは燃料電池や太陽電池の応用が可能であると考えられる。そこで酸化グラフェンのマイナスチャージを有する特徴を用いて、酸化グラフェンと様々な物質あるいは金属イオンなどとハイブリッド化合物を形成することができ、さらにその還元体であるグラフェンとのハイブリッド化合物も比較的容易に合成することができる。またそれらのいくつかの結果からも非常にユニークで興味深い物性を発現することも分かってきた。酸化グラフェンやグラフェンをホストとして用いることにより、ゲストとしてプロトンをはじめとする様々なイオンや元素、さらには有機化合物や金属錯体など様々な物質群を取り込むことができる。有機化合物としては、アルキルアンモニウムイオン、キラル化合物、π系芳香族あるいは光機能性分子などが候補として挙げられる。また金属錯体としては磁性体や伝導体あるいは混合原子価化合物などとのハイブリッド化に興味が持たれる。研究代表者は、GOナノシートおよびGOペーパーのプロトン伝導が、1 ×10-2 S cm-1程度のNafionに匹敵する非常に高いプロトン伝導度を示すことを世界に先駆けて発見し、またそれらのキャパシタ特性の発現も見出した。これらはいずれもGOナノシートの酸素官能基を経由するプロトン伝導によることも明らかにしている。またGOは、グラファイトを酸化して合成するため、グラフェン表面に酸素官能基が付加して負電荷・親水性のため様々なカチオン性の物質とハイブリッドを形成する。すなわち水素イオンや金属イオンなどとハイブリッドを形成させることができる。カチオン性の機能性有機化合物や機能性金属錯体カチオンとのハイブリッド化では、磁性体や伝導体などとのハイブリッド化が可能であり、新しいGOおよびrGOハイブリッドの世界を切り開くことが可能になった。また光電気化学を組み合わせることにより、発光の電圧制御も可能であることが分かっている。またrGOナノシートから光生成した電子・ホールの動きを明確にし、高効率電荷分離を発見した。さらに、液中パルスプラズマによる新規GOナノシートの合成方法を確立し、サイズ制御や窒素あるいはハロゲン原子などのドーピングに成功した。また半導体ナノシートの精密合成により極限の薄さを持つ光触媒や二次元材料特有の光機能を持つナノシートの開発にこれまで成功した。ナノシートを利用すると、従来の手法では作製が非常に難しい極限の触媒構造やデバイス構造等を作製・評価できると期待され、これまでに、ナノシートpn接合を作製し、その接合体の光触媒を明らかにした。