hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
発熱・放熱制御と排熱有効利用を実現する超低消費電力デバイスの計算科学的デザイン

本研究では、物性物理学と計算物質科学の手法を駆使して、発熱と放熱をナノ構造レベルで制御した超低消費電力デバイスを提案し、そのモデリングと最適化を行った。また、近年更なる挑戦が求められている低温排熱有効利用をターゲットに、新奇な熱電変換機構の創出とハイパフォーマンスな熱電材料の設計を行った。また、熱電効果に対する線形応答理論を構築し、熱電物性分野の学理を深化させた。平成27年度は、次の2つの項目に関して以下の研究を実施した。項目1(ナノ構造レベルで発熱・放熱制御されたナノデバイスの創成)では、有限温度での原子振動(フォノン)の影響を考慮に入れた電子輸送シミュレータを世界に先駆けて開発し、次世代LSIの配線材料として注目されている金属カーボンナノチューブに応用した。金属カーボンナノチューブに対して、量子バリスティック伝導から古典オーミック伝導までの電子輸送特性を系統的に調査した。また、グラフェンの歪誘起擬似磁場効果を利用した電流スイッチング素子表記の素子において、電子ーフォノン散乱の影響を考慮に入れるためのシミュレーションプログラムの拡張を行った。それを用いて、グラフェン自身のフォノンが素子性能に与える影響を解析した。また、これまではアームチェア軸方向の歪みのみに焦点を当ててきたが、より一般の方向の歪みの影響を解析するための理論構築を行った。さらに、グラフェンのエッジ効果と量子ポンプ効果を活用したスピン流素子を純粋スピン流生成モジュールとして用いるため、モジュールであるスピン偏極したジグザグ端グラフェンナノリボン(ZGNR)がスピン偏極していないZGNRリードにつながっている場合でもスピン流の生成が可能である事を確認した。項目2(新規な熱電変換機構の探索と低温熱電発電を実現するナノ材料の創成)では、ナノカーボン材料、有機材料、シリサイド材料の熱電物性を調査し、それらの基礎物性データベースを構築した。特に、グラフェンナノリボンの熱電物性に及ぼすエッジラフネスの影響を詳細かつ系統的に調べ、エッジ構造とリボン長を制御することで熱電パフォーマンスを最適化し得ることを発見し、様々なエッジラフネス濃度に対して熱電パフォーマンスを最適化するリボン長を明らかにした。有限温度での原子振動(フォノン)の影響を取り入れて電子輸送計算のプログラムを作製し、カーボンナノチューブに適応することで、量子力学的バリスティック伝導から古典的オーミック伝導までの全ての伝導領域をシームレスに再現することに成功した。また、グラフェンの歪誘起擬似磁場効果を利用した電流スイッチング素子に関しては、素子における発熱分布、及びその素子特性への影響を明らかにする第一歩として、今年度は、フォノン散乱の影響を考慮に入れる事を目標に研究を行った。グラフェンFETの場合、基板のフォノンの影響を考慮に入れる事も重要になるが、今年度はまず、グラフェン自身のフォノンの影響のみを取り入れた。さらに、ジグザグ端グラフェン(ZGNR)のエッジ効果と量子ポンプ効果を活用したスピン流素子の研究に関しては、スピン偏極していなリードをもつ素子についても計算を行い、この場合でも純粋スピン流が生成されうる事を明らかにした。また、従来の解析手法は、ポンプ電圧が小さく1次の摂動効果として扱える場合に限定されていたが、純粋スピン生成モジュールとしての可能性の検討のためにはより一般のポンプ電圧での特性を評価する必要があるため、それを目的とした、非平衡グリーン関数法に基づく理論形式の検討を行った。以上のように、本年度の進捗状況は、申請当初の予定通り順調に進展している。項目1(ナノ構造レベルで発熱・放熱制御されたナノデバイスの創成)では、グラフェンの引張に対する熱物性の変調について、第一原理計算により調べた。グラフェンを引張ることにより、フォノン分散関係が大きく変化することを見出し、その結果、比熱の低温での温度依存性が線形から放物型に変化することがわかった。また、グラフェンの歪み誘起擬似磁場効果を利用した電界効果型トランジスタの特性をより詳細に明らかにするため、非平衡グリーン関数法に加え、時間依存波束伝播法を用いたシミュレーションをも用いる事により、歪みグラフェンにおける電子伝播の視覚的理解を推し進めた。歪みの不均一性が電子伝播に与える影響についても系統的に明らかにした。項目2(新規な熱電変換機構の探索と低温熱電発電を実現するナノ材料の創成)では、多層黒リンの機械的な引張変形に対する熱電特性の変化について、第一原理計算により調べた。その結果,引張に応じて熱電パワーファクターが増大することがわかった。また、久保理論に基づく線形応答理論を用いて、不純物ドープされたカーボンナノチューブの熱電物性を評価し、最適なキャリアドープ量を見積もることに成功した。熱電特性の最適化には、適切な量のキャリアドープが必要である。本研究では、フレキシブル熱電材料と有機強誘電材料のハイブリッド構造を創ることで、分極効果により熱電材料へキャリアを注入できることを計算機シミュレーションにより定量評価し、実験グループと連携することで、実験的に検証も行った。項目1と項目2ともに計画通り進んでいる。項目1では、グラフェンの歪み誘起擬似磁場効果を利用した電界効果型トランジスタの可能性を明らかにする上で、非平衡グリーン関数法を用いたシミュレーションによりデバイス特性を明らかにするとともに、歪みグラフェン自体の固有の移動度についても、モンテカルロ法を用いる事により解明しつつある。項目2では、ナノ材料に固有の熱電変換機構として,原子層材料の単層・多層黒リンにおいて機械的な構造変形に伴い熱電特性が向上することを明らかにした。

項目1(ナノ構造レベルで発熱・放熱制御されたナノデバイスの創成)では、カーボンナノチューブの平均自由行程と位相緩和長の温度依存性を独自の計算機シミュレーション手法を駆使して明らかにした。特に、欠陥による散乱効果とフォノンの両方が平均自由行程と位相緩和長に及ぼす影響を調査し、カーボンナノチューブの長さに応じてバリスティック伝導領域、弱局在領域、拡散的オーミック伝導領域のクロスオーバー現象を見出すことに成功した。さらに、グラフェンへの歪み印加が電子移動度に与える影響について、電子フォノン相互作用を考慮する事により調査した。その結果、引っ張り歪みの増加に従い移動度が非線形に低下し、10%程度の引っ張り歪みで移動度が無歪み時の1/6程度に低下するが、中刷りグラフェンの場合それでも尚10,000cm2/Vs程度の高移動度が期待できる事が明らかとなった。また、グラフェンと六方晶窒化ホウ素h-BNとの複合材料h-BCNをチャネル材料としたFETの特性について理論解析を行った。その結果、B:N:Cの比率を1:1:6とした場合にシリコンと同程度のバンドギャップが得られ、電流の十分なオンオフ比が期待できる事を示した。項目2(新規な熱電変換機構の探索と低温熱電発電を実現するナノ材料の創成)では、カーボンナノチューブ薄膜の両極性熱電効果を、線形応答理論と温度グリーン関数法に基づく熱電理論によって明らかにした。また本項目では、グラフェンと強誘電材料のハイブリッド構造を創ることで、分極効果によりグラフェンへキャリアを注入できることを計算機シミュレーションにより定量評価し、その熱電効果について実験グループと連携して実験的検証も行った。そこでは、グラフェンの層数に依存して本質的に熱電物性が変調されることを見出した。本研究では、物性物理学と計算物質科学の手法を駆使して、発熱と放熱をナノ構造レベルで制御した超低消費電力デバイスを提案し、そのモデリングと最適化を行った。また、近年更なる挑戦が求められている低温排熱有効利用をターゲットに、新奇な熱電変換機構の創出とハイパフォーマンスな熱電材料の設計を行った。また、熱電効果に対する線形応答理論を構築し、熱電物性分野の学理を深化させた。ナノデバイスの発熱評価に関する研究に関しては、電子系からフォノン系への相互作用のフィードバック効果を取り入れた手法を開発することで、発熱の高精度な評価を行う。また、今年度は伸張グラフェンの歪誘起擬似磁場効果を利用した電流スイッチング素子の実用性を、電子輸送の立場から検討したが、来年度は熱物性、とりわけ熱伝導性についても調査する。グラフェンの歪誘起擬似磁場効果を利用した電流スイッチング素子の研究に関しては、基板とグラフェンの接触に起因するバンド構造の変化、基板のフォノン、荷電不純物などの影響を明らかにするとともに、局所的な発熱分布、及びその素子特性への影響を明らかにする。更に、実験における理想的な歪みの印加方法や現実的な歪み分布などを分子動力学によって明らかにする。
電子受容体修飾デンドリマーを用いた光誘起電荷分離の長寿命化と光電変換素子の創成

光・電気化学的に機能を有する分子(すなわち、色素およびRedox活性な化合物)を集合体化させることで、単一分子の場合とは異なる新たなる機能の発現がなされると期待し、機能性分子のPAMAMデンドリマー表面修飾、およびその光誘起電子移動を検討した。PAMAMデンドリマー表面に、安定かつ電子受容活性な分子として4,4'-ビピリジニウム誘導体であるビオロゲン部位を修飾することを試みたが、実際に合成をおこなってみると、ビオロゲン部位の立体・あるいは静電的障害により、表面修飾率は半分にも及ばず、さらに、表面修飾率および生成物の同定が困難であった。この結果、低い表面修飾率により、各機能性部位間の距離が電子・ホールマイグレーションの目的に十分な程度に接近できていないため、集合体としての光機能発現が困難と考えられた。そのため、対象分子を一部変更し、色素のナノワイヤー状集合体として取り扱えることを見いだしたシングルウォール・カーボンナノチューブ(SWNT)と機能性部位を修飾した低世代デンドリマーとの光誘起電子移動について検討することにした。SWNTは光機能活性なアモルファスカーボンとの混合物として合成されるため、混酸中における数時間に及ぶ超音波照射によって精製を行う必要があるが、その際に構造の損傷部位が生じ、個々の色素集合体として機能することを時間分解蛍光測定、蛍光の消光、定常光照射実験、ナノ秒レーザーフラッシュフォトリシスによる光誘起電子移動解析によってはじめて見いだした。機能性分子を修飾した低世代デンドリマーを合成し、SMNTと吸着させた光反応を試みているが、実験方針を変更したため今年度に実験を完了することができなかった。今後は通常の研究予算で最終測定データの取得をおこなう。エネルギー問題に対する社会的要求に化学の手法を用いて応えるべく、本研究では、高い性能を示す有機光電変換素子(有機薄膜太陽電池)の新しい設計指針を提案することを目的として、超分子化学的発想により複合的な光電子機能を示す有機分子集合体の創成を試みている。その基本的分子設計指針として天然に見られるベクトル的電子移動を模倣することに加え、光反応1次過程からの速やかな電子・ホールマイグレーションの実現を短期的目標として研究を進めている。本年度は、光誘起電子移動の定量的評価をおこなうために、近赤外波長域の時間分解測定が可能なナノ秒レーザーフラッシュフォトリシス装置の構築をおこなった。さらに、電子受容能が高く、酸化還元反応に比較的安定な有機色素であるフラーレン誘導体を用いた分子集合体を調製し、単一分子では見られない、分子集合体ならではの光電子機能の発現を過渡吸収測定により観測することに成功した。具体的には、フラーレン誘導体の微粒子を調製し、各種電子供与性分子との溶液内光誘起電子移動を行ったところ、フラーレンのアニオンラジカルの生成が確認され、一般の溶液内電子移動系とは異なる機構での電荷分離状態の長寿命化、光励起状態の短寿命化が明らかとなった。この結果から、デンドリマー骨格を利用すれば、さらに高度に制御された光機能性分子集合体の構築が可能となることが示唆されたため、合成化学の手法を用いて現在実験を進行させている。具体的には、デンドリマーを利用して電気化学的に活性な分子を適切な距離を持たせて球殻状に配置し、ユニット間電子移動を起こすことによる光誘起電荷分離の長寿命化を試みている。
光学活性アミンおよびその誘導体の触媒的不斉合成法の開発

キラルなアミン類の合成法として、N-弛緩イミンへのシアン化トリメチルシリルによる不斉付加反応を検討した。まずアルデヒドの不斉シアノ化反応で有効であった光学活性シッフ塩基-チタン錯体を用いて検討した。化学収率については良好な結果を与えたが、不斉収率については20%程度と満足な結果が得られなかった。そこで次に、シッフ塩基以外の光学活性グリコールとして、ビナフトールなどのキラルチタン触媒を検討したが、やはり低い不斉収率しか得られなかった。イミンの不斉付加反応に関しては、光学活性チタン触媒では満足すべき結果が得られなかったので、光学活性ホスフィン-カチオン性パラジウム錯体の検討を行った。系中で調製したカチオン性パラジウム-BINAP錯体および単離した錯体を用いて反応を行ったところ、触媒活性は高いもののいずれも、高い不斉収率を得るには至らなかった。そこで、イミンへの不斉付加以外の反応として不斉アリリックアミノ化反応の検討を行うこととした。そのために、従来にない新しいタイプのP,N-2座配位子の設計と合成を行った。この配位子の有効性を調べるため、そのパラジウム錯体を用いてアルキル化反応を検討したところ、80%eeを超える不斉収率でアリル化生成物が得られた。現在、アミノ化を検討中である。光学活性アミンの触媒的不斉合成法として、イミンの不斉還元、イミンへの不斉付加、およびπーアリル中間体を経由するアリルアミノ化反応を検討している。とくに、ロジウム、イリジウム錯体を用いてのイミンの不斉還元法、パラジウム錯体を用いての不斉アリルアミノ化反応は、高いターンオーバー数(基質/触媒)が期待されるため有効な方法となりうる。今年度は、従来にない新しいタイプのPPNおよびPNN型3座配位子の合成、およびそれらのパラジウム錯体の触媒活性と不斉認識能を調べた。1,3-ジフェニルおよび1,3-ジアルキル-2-プロペニルアセテートのマロン酸ジメチルによるアルキル化反応を検討したところ、高い化学収率および不斉収率でアルキル体が得られた。また、同じキラリティをもつ配位子から逆の光学異性体の生成物が得られる現象も見い出した。従来、このタイプの反応で用いられる配位子のほとんどはPP,PN,NN配位の2座配位子であったが、今回のピリジンの窒素原子、イミンの窒素原子、アリールホスフィンのリン原子を利用した3座配位子は錯体化学の面からも興味がもたれる。現在、同じく、πーアリル中間体を経由する触媒反応を利用する1,3-ジフェニルおよび1,3-ジアルキル-2-プロペニルアセテートとベンジルアミン、p-トルエンスルホンアミドのナトリウム塩、ペンゾイルヒドラジンとの反応による光学活性アリルアミンの合成を検討中である。キラルなアミン類の合成法として、N-置換イミンヘのシアン化トリメチルシリルによる不斉付加反応を検討した。イミンの不斉付加反応に関しては、光学活性チタン触媒では満足すべき結果が得られなかったので、光学活性ホスフィンーカチオン性パラジウム錯体の検討を行った。そこで、イミンヘの不斉付加以外の反応として不斉アリリックアミノ化反応の検討を行うこととした。

この配位子の有効性を調べるため、そのパラジウム錯体を用いてアルキル化反応を検討したところ、80%eeを超える不斉収率でアリル化生成物が得られた。現在、アミノ化を検討中である。
分子吸脱着に劇的に応答する多孔性一次元電子系物質の創製

分子の吸脱着が可能な多孔性一次元電子系物質の創製を目的に、(1)一次元鎖錯体(MX錯体)、(2)πスタックカラム、を骨格に導入した多孔性配位高分子(MOF)の研究を行った。(1)では予期せず安定な平均原子価状態にあるPdBr錯体を得た。この錯体が3-38 Scm-1と、これまでの最高記録から100万倍も高い電気伝導率をもつこと、443 Kという高温まで安定であることを明らかにした。この物性の発現には配位子を含む多重水素結合が重要であると結論付けた。(2)では、化学還元法や電解還元法を駆使して、πスタックカラムを有するMOFの構築に成功し、還元による伝導性の発現にも成功した。本研究では、一次元電子系物質として知られる電荷移動錯体や一次元鎖状混合原子価錯体を多孔性配位高分子(MOF)の骨格中に導入することで、分子の吸脱着を経ても結晶が劣化しない安定な多孔性一次元電子系物質を創製することを目的として研究を進めてきた。一つ目のアプローチとして、一次元鎖錯体(MX錯体)を主骨格として導入することを検討し、配位性官能基を導入可能なMX錯体の合成を行った。まず、L-酒石酸を原料としてヒドロキシメチル基を有するエチレンジアミン配位子(dabdOH)を合成し、M = Pd(II), Pt(II)イオンとの反応により、[M(dabdOH)2]X2 (X =ハロゲン化物イオン)を合成し、続く酸化によってMX錯体[M(dabdOH)2X]X2を得た。驚くべきことに、M = Pd, X = Brでは、非常に稀な電子状態である平均原子価状態を室温でも達成しており、既報のMX錯体中で最高の電気伝導率(5 S/cm)を示した。これはヒドロキシ基と対アニオン間の水素結合によって平均原子価状態を安定化するようなパッキングが実現したためと考えられる。二つ目のアプローチとして、πスタックカラムを有するMOFの構築を試みた。電子受容性の高いナフタレンジイミド(NDI)骨格にピリジル基を導入した配位子を合成し、これを種々の金属イオンと混合することで、実際に骨格中にπスタックカラムを有するMOFを数種類得ることができた。特に、MOF合成に初めて電解還元法を導入することで黒色針状結晶を得ることに成功した点は重要であり、NDI骨格中のラジカル間相互作用によってNDI骨格が積層した三次元網目構造を有していることが明らかとなった。現状では安定性に難があるため、今後の置換基の導入による改善が期待される。2つのアプローチとも、当初計画の過程で、予期していなかった非常に興味深い結果を得ることができた。MX錯体を用いたアプローチでは、当初は混合原子価状態のPt錯体を中心に骨格を構築していくことを考えていたが、PdBr錯体で予想外に安定な平均原子価状態にある錯体を得ることができた。この物質自体の固体物性が非常に興味深いため、まずはこの化合物の基礎物性に付いて共同研究を行っており、その高い電気伝導性や異常はスピン挙動などが明らかになりつつある。πスタックカラムを構築しようとするアプローチでは、電解還元法がMOF合成にも有効であることが明らかとなった。これはMOFや有機伝導体の研究における大きなブレークスルーになるものと期待され、今後より詳細なデータを集めて行くことで、世界的にもインパクトのある研究結果が得られると期待される。本研究では、分子の吸脱着が可能な多孔性一次元電子系物質の創製を目的に、(1)一次元鎖錯体(MX錯体)、(2)πスタックカラム、を骨格に導入した多孔性配位高分子(MOF)の研究を行ってきた。いずれのアプローチにおいても、初年度に予期しない興味深い結果を得ることになった。(1)では、ヒドロキシメチル基を有するエチレンジアミン(dabdOH)を配位子としたPdBr錯体[Pd(dabdOH)2Br]Br2が安定な平均原子価状態を有することを発見した。最終年度ではこの錯体の詳細を明らかにするために種々の測定を行った。この錯体の電気伝導率は初年度よりも正確に見積もることができ、最大38 Scm-1と、PdBr錯体としてのこれまでの最高記録から100万倍も向上していることが明らかとなった。また、試料を加熱しても平均原子価状態から混合原子価状態への相転移が現れることはなく、443 Kで分解が起こった。このような高温まで平均原子価状態を維持しているPdBr錯体は初めてである。詳細な検討の結果、面内配位子のヒドロキシ基が対アニオンであるBr-イオンを遠ざけることで、一次元鎖間が離れ、代わりに一次元鎖方向への圧縮が起こったことで、平均原子価状態が安定化されたものと考えられる。(2)では、電解還元法がπスタックカラムを有するMOFの構築に有効であることを初年度に明らかにしていたが、最終年度ではこれを種々の金属イオンや、ナフタレンジイミド骨格を有する配位子へと展開し、多くの種類の化合物を合成した。また、適切に嫌気下条件を保つことができれば、化学還元法も適用可能であることを発見し、特に多くの量を一度に合成する際には、電解還元法よりも有力な手法であることが明らかとなった。この化学還元法で、中性MOFを後から還元して伝導性を付与することにも成功した。

分子の吸脱着が可能な多孔性一次元電子系物質の創製を目的に、(1)一次元鎖錯体(MX錯体)、(2)πスタックカラム、を骨格に導入した多孔性配位高分子(MOF)の研究を行った。(1)では予期せず安定な平均原子価状態にあるPdBr錯体を得た。この錯体が3-38 Scm-1と、これまでの最高記録から100万倍も高い電気伝導率をもつこと、443 Kという高温まで安定であることを明らかにした。この物性の発現には配位子を含む多重水素結合が重要であると結論付けた。(2)では、化学還元法や電解還元法を駆使して、πスタックカラムを有するMOFの構築に成功し、還元による伝導性の発現にも成功した。MX錯体を用いたアプローチでは、予想外に得られた平均原子価状態の化合物の基礎物性を解明することと平行して、ヒドロキシ基をピリジル基等の配位性官能基へと変換し、当初の計画通りMOF合成を進める。πスタックカラムを構築しようとするアプローチでは、まだ電解還元法を適用できる条件が不明瞭であるため、現在よりも多くの金属イオンや溶媒の組み合わせを検討し、適切な条件を見出していく予定である。また、それと並行してNDI骨格にシアノ基等の電子吸引性の置換基を導入し、空気中での安定性をより向上させ、種々の測定に耐えられる錯体を合成していきたい。錯体化学、物性化学MX錯体の合成過程で、室温でも平均原子価状態を示す極めて稀な化合物が得られたり、πスタックカラムの構築過程で、電解還元が有効であることが明らかとなるなど、当初の予定を超えて期待できる結果が得られたため、それらの研究を進展させることを優先し、元来予定していた物品の購入を中止した。引き続き有機合成が主要な研究手段となるため、試薬やガラス器具等の物品を購入する。また、現状では電解還元を行うための電極や装置が不足しているため、白金電極を30本程度購入するとともに、定電流電源装置を購入する。さらに、電気伝導度の測定を極低温で行うための液体ヘリウム等の消耗品購入や、元素分析等の分析費用としても支出する予定である。測定実験では東京大学新領域創成科学研究科の岡本博教授の研究室や高エネルギー加速器研究機構に出張する必要があり、そのための旅費としても用いる。成果発表のための旅費の支出は予定通り行う。
医療用レ-ザ-カ-ドのデ-タ-管理の信頼性に関する研究

光カ-ドの信頼性については試験的に51枚のカ-ドについて温度、太陽光、湿度、外力などの影響を1カ年に亘って調査した。その結果、温度、湿度および一般的外力については影響が見られなかったが、太陽光により大きな影響を受けた。平成元年9月に患者個人の診療情報を光カ-ドへ書き込み、かつ読み出すプログラムが新たに完成したので、研究代表者と共同研究者の保崎が受け持つ外来患者の医療情報をカ-ドに書き込む作業を開始した。その後、文字情報だけではなく、顔写真や心電図波形を記録して、それらのデ-タについても信頼性を検討することとした。その時点で108名の患者に同人のデ-タを書き込んだカ-ドを渡し、来院の都度持参させて、デ-タの変化の有無を検討するとともに、新デ-タの書き込みを行なった。6か月間にわたり患者のカ-ド保管状況によるデ-タの変化の有無をチエックして得られた成績は平成2年3月に開催されたSecond World Conference of Patient Cardsにおいて発表した。その後、更に1年間にわたる経過で書き込みエラ-が若干生じた。すなわち、書き込みエラ-が発生することにより、診療レベルでの実用化にはカ-ドの信頼性が未だ改善を要し、メ-カ-サイドで更に信頼性を高める必要のあることを明らかにした。平成元年10月中旬にレ-ザ-カ-ドへの読み書きプログラムが完成したので、研究代表者と共同研究者の保崎が受け持つ外来患者の医療情報をカ-ドに書き込む作業を開始した。平成2年2月から約100名の患者に同人のデ-タを書き込んだカ-ドを渡し、来院の都度持参させて、デ-タの変化の有無を検討するとともに、新デ-タの書き込みを行なっている。これらの研究成果は平成2年3月に米国カンサスシチ-で行なわれる第2回患者カ-ド会議で発表する。明年度1年間、患者のカ-ド保管状況によるデ-タの変化の有無をチェックして、信頼性を確立するための保管上の留意点を見いだすことが出来よう。研究の進捗状況はほぼ計画通りである。平成元年9月に患者個人の診療情報を光カ-ドへ書き込み、かつ読み出すプログラムが完成したので、研究代表者と共同研究者の保崎が受け持つ外来患者の医療情報をカ-ドに書き込む作業を開始した。予備実験において温度、湿度、一般的外力については影響を受けないが、太陽光には大きな影響を受けることが判明しているので、その点のみカ-ドの携帯者に注意を与えることとした。平成元年9月から108名の患者に同人のデ-タを書き込んだカ-ドを渡し、来院の都度持参させて、デ-タの変化の有無を検討するとともに、新デ-タの書き込みを行なっている。患者の光カ-ドの携帯法としては、女性では多くは光カ-ドをハンドバックの中に、男性では定期入れに入れて胸ポケットあるいはズボンの尻ポケットの中に保持することが多かった。これにより、男性では湿度、外力によるカ-ドの湾曲などの影響を特に調査することが出来た。6か月間における患者のカ-ド保管状況によるデ-タの変化の有無をチエックして得られた成績は平成2年3月に開催されたSecond World conference of Patient Cardsにおいて発表した。その後の経過においてさらに若干の書き込みエラ-を生じた。すなわち、カ-ドの信頼性をメ-カ-サイドで更に高める必要のあることを明らかにした。
NADH-キノン酸化還元酵素(呼吸鎖複合体I)の構造プロテオミクス

NADH-キノン酸化還元酵素(呼吸鎖複合体I)は呼吸鎖複合体のひとつとして生命活動に大変重要な酵素であり、43個のサブユニットからなる分子量約1000KDa(哺乳動物由来)の巨大な膜蛋白質複合体である。本研究では酵素全体の詳細な分子構造の解明を最終目標にし、結晶化や構造解析の困難な多数のサブユニットからなる巨大な蛋白質複合体であることを考慮して、膜外ドメインを中心とした個々のサブユニットの網羅的な結晶構造解析を行った。バクテリア由来の本酵素に含まれる14個のサブユニットは最も重要な最小基本単位と考えられている。本研究では精製や結晶化が比較的容易だと考えられる高度好熱菌由来の膜外サブユニットの結晶化を行い、複数のサブユニットの結晶化に成功した。このうち、サブユニットNQO5は、NADH-キノン酸化還元酵素の膜外ドメインに位置し、すべての生物種のNADH-キノン酸化還元酵素に含まれている重要なサブユニットであるが、これまで構造のみならず複合体中で担っている機能が明らかとなっていなかった。Ca存在下および非存在下で析出した結晶を用いて、大型放射光施設SPring-8のX線を利用して構造決定することができ、このサブユニットを構成する二つのサブドメインの相対配置がフレキシブルに変化することが判明した。今回の結果とこれまでの知見を考え合わせると、このサブユニットは呼吸鎖複合体Iの膜外部分と膜内部分をつなぐ蝶番の役割を果たしており、二価イオンの存在や酸化還元状態の変化の際に観察されている複合体の大きな構造変化を担っている重要な部位であることが判明した。NADH-キノン酸化還元酵素(呼吸鎖複合体I)は呼吸鎖複合体のひとつとして酸化的リン酸化の中枢を担う生命活動に大変重要な酵素であり、43個のサブユニットからなる分子量約1000KDa(哺乳動物由来)の巨大な蛋白質複合体である。本研究では酵素全体の詳細な分子構造の解明を最終目標にし、結晶化や構造解析の困難な多数のサブユニットからなる巨大な蛋白質複合体であることを考慮して、膜外ドメインを中心とした個々のサブユニットの網羅的な結晶構造解析を行っている。そこで、これまでに精製や結晶化が比較的容易だと考えられる高度好熱菌由来のサブユニットの結晶化を試み、複数のサブユニットの結晶化に成功した。そのうち、サブユニットNQO-5は、NADH-キノン酸化還元酵素の膜外ドメインに位置し、すべての生物種のNADH-キノン酸化還元酵素に含まれている重要なサブユニットであるが、これまで構造が全く明らかとなっていなかった。本研究により、1.65Å分解能の高精度な結晶構造を大型放射光施設SPring-8のX線を利用して決定することができ、新規な構造ファミリーに属することが明らかとなった。また、結晶化に成功した他のサブユニットに関しても位相決定や高品質な結晶の作成を行っている最中であり、それらのサブユニットの詳細な分子構造から機能に密接に関連した多くの知見を得る予定である。
Fmr1、Fmr2ノックアウトマウスを用いた高次脳機能障害とアポトーシスの研究

我々は、FRAXノックアウトマウスによって、今までFRAXでは不明であった胎生期から新生期までの神経組織とアポトーシスの関連に対する研究を行うこととした。高次脳機能障害を合併するFRAXとアポトーシスとの関連を明確にできれば、精神発達障害発生のメカニズムを明らかにすることができる。本研究の目的は以下のとおりである。(1)fmr1,2ノックアウトマウスを用いて、FRAXとアポトーシスとの関連を明にする。(2)同マウスを用いて細胞内シグナル伝達の変化を明確にし、発達障害発症メカニズムの解明、アポトーシスの制御による治療方法の確立を目指す。このうち、平成14年度は、(1)fmr1,2ノックアウトマウスの飼育と系統維持。(2)fmr1,2ノックアウトマウスにおける発生過程におけるアポトーシスの研究。をめざして研究を進めた。まず、Dr.Nelsonから供与されたfmr1、fmr2ノックアウトマウスを戻し交配によって、ホモ化率を低下させ、実験に使用可能なマウスの系統の樹立を目指した。しかし、実際に飼育したところ、メスのノックアウトマウスが特に原因なく出産直後に仔を食べてしまうことをたびたび経験した。この現象は、他のマウスではみられず、この異常行動(仔の養育能力の低さ)とノックアウトマウスの高次脳機能の障害との関連において興味ある所見である。今回判明したノックアウトマウスの行動異常についても、今後研究課題に加える必要があると判断した。平成14年度中にノックアウトマウスの系統樹立が完了し、次年度はアポトーシスとの関連を明らかにし発達障害発症メカニズムの解明を目指す。
ゴフマン理論との協奏性から見たジェームズ、オースティン、ホーソン

当該研究は英国の学術出版社より出版された単著、Performing the Everyday in Henry James's Late Novels(Ashgate 2009)の研究成果を発展・進化させたものである。現実の虚構性をリアルに描いた作家として、ジェイムズに加え、オースティン及びウォートンを取り上げ、日常は「表現された秩序」であると提唱した米国ミクロ社会学者E.ゴッフマンの理論を文学作品に重ねて詳細に分析を行った。そして、「親密性」をキー・ワードに次なる単著の出版に向けて大きな一歩を踏み出した。現在の研究の前段階に当たる研究成果は2009年11月、Ashgate Publishingより研究書として出版予定。(http://www.takeawaytraining.com/pdf/tis/9780754667445_US.pdf参照)本科研はこの研究書で提唱しているミクロ社会学的分析手法の可能性を追求すべき、ジェームズとやや時代を異にしたジェーン・オースティンを含む、イーディス・ウォートン、ナサニエル・ホーソーンの作品を取り上げるというものである。2008年度はオースティンの『高慢と偏見』について集中的に研究。(科研は追加採択。そのため、研究費は間に合わなず。)Embarrassment、表舞台・舞台裏、「チーム」という概念を駆使する。とりわけ対面行動における表舞台、裏舞台という「場」は、空間的なものに加えて、「合意」、つまり目に見えない、手で触れることもできない、関係性の如何によって成立したりしなかったりするものによって規定される点、あるいは怒る権利、反発する権利、など「権利の計算」のようなものを登場人物たちは常に行っている点に注目して分析を行った。社会の中の「権利」と「義務」も実は極めて表層的な計算の中から生まれ、社会的な生き物としての人間は概してそのような計算に基づいて行動するよう社会化されている点も、エチケット本の諸記述、あるいはミクロ社会学理論を駆使して分析。作品中の人間の構造的図式も同様である。今後も、文学作品の中には極めて虚構性の高い日常生活を正確に映し出しているものがあるのではないか、虚構とされる文学の世界と、実は虚構性に満ち満ちている現実の世界の間の垣根は考えられているほど高くないのではないか、と言う当該研究者の基本的な視点を明らかにしていく。この研究成果(『高慢と偏見』論)は(約14,000 wordsのものを先方の字数制限に合わせて9,000 wordsに短縮)現在米国の某研究学術雑誌に投稿中。7年がかりになった現在の研究の前段階にあたる研究業績は2009年11月、Ashgate出版より無事学術研究書として出版された。これに関わる校正作業及び索引作成作業を2009年度の前半及び夏の一部にかけて行った。加えて、2009年の夏及び2010年の春、Univ.of Virginiaの図書館にこもり、集中的に研究を進めた結果、E.Whartonの『イーサン・フロム』のミクロ社会学的分析、とりわけ「不透明な関係性」、「ポーカーフェイス」、及び「習慣性」を中心に据え、作品分析を行った。日常生活は(芸術的であると言ってもいいほど虚構性の高いものであるというE.ゴッフマンのミクロ社会学的な主張を基本に据え、このような日常を文学が正確に映し出しているという主張を当該研究者は行っている。これまでは、H.ジェイムズの作品分析を行い、この主張を「実証的に」裏付ける努力をしてきたが、今度はそのジェイムズが高く評価した作家たちに当てはめて分析する研究を行っている訳だが、オースティンの『高慢と偏見』論に続いて、次はホーソンの研究を行おうと考えていた。しかし、その前にウォートンの作品を是非加えてみるべきだと考えるに至り、2009年の『イーサン・フロム』論に続き、2010年度はウォートンの『無垢の時代』論に取り組む予定である。同じウォートンでも雪と氷の世界の中で展開される『イーサン・フロム』とは異なり、ニュー・ヨークの社交界を舞台としたこの作品は『イーサン』と好対照を成す。『イーサン・フロム』も『無垢の時代』も恋愛小説仕立てであるが、実際はどうか、そこをポイントに論文をまとめて行く予定である。当該研究者は現実こそ虚構であるとするミクロ社会学的視点に立ち、作家たちの中にはそういう現実・社会を文学作品に忠実に再現していると主張している。ミクロ社会学理論を作品分析に採用するとどのような「読み」が出てくるだろうか。ヘンリー・ジェイムズという作家を対象に2002年頃から進めてきてまとめるに至った研究書(単著)Performing the Everyday in Henry James's Late Novels (Ashgate, 2009)の「結論」部分で、ジェイムズ以外の作家の中に同様なミクロ社会学的見方をする作家がいたのではないかと提案したが、現在は自らその主張を検証している。

昨今、英米文学研究は哲学的、心理学的なもの以外では歴史や文化のようなマクロな次元の研究が多く、人と人とが対面する中で作用するミクロ社会学的なアプローチを真正面から取り上げた研究はなかった。ジェイムズに留まらず、多くの作家が「マクロ」な社会の規範と「ミクロ」な次元で作用する社会規範の重なり、衝突、あるいはせめぎあいの狭間で翻弄される人間の姿を描いたのでは。対象とする作家はジェイムズの他に、ジェーン・オースティン、イーデス・ウォートン、ナサニエル・ホーソーン、等。研究の目的としてはこれら作家の作品分析にミクロ社会学的視点を導入し、立体的、複合的な人間社会の様相を炙り出すことである。2010年度はヴァージニア州立大学の図書館に集中的に籠り、また当大学の研究者と次々と懇談を行いながらEdith Whartonの『無垢の時代』論を2009年の『イーサン・フロム』論に続いて書きだした。この時の『無垢の時代』論の一部を2011年4月始めに開催されるNEMLA学会で学会報告を行うことが決まったが、残念ながら論文を仕上げるに至らなかった。ただし、現在の研究をまとめる大きなテーマとしてintimaciesというキー・ワードを採用することを様々な研究者との懇談を行う中、決定。
軸索、樹状突起における物流（選択的小胞輸送）機構

研究目的:神経細胞はその形態上、細胞体、軸索、樹状突起の3つの異なる領域からなる。軸索は、比較的長い通常1本の神経突起からなり、出力を担う。樹状突起は、比較的短いが分岐を伴う多くの神経突起からなり、入力を担う。軸索と樹状突起は、その領域の違いのみならず、細胞内分子輸送において高度に選択性を持つ。例えば、軸索には、出力を担うためのプレシナプス構成分子、神経伝達分子などが選択的に輸送される。一方、樹状突起には、入力を担うポストシナプス構成分子、神経伝達分子受容体などが選択的に輸送される。これらの分子は神経細胞の機能上、重要な役割を担うことから、軸索、樹状突起への選択的な分子輸送は、神経細胞の機能上極めて重要であると言える。これらの分子輸送は、神経細胞体にあるゴルジ体からの物流(選択的小胞輸送)機構により制御されることが知られるが、その分子機構はほとんど明らかとなっていない。最終年度及び研究期間全体において:線虫C. elegansにおいて、UNC-33/CRMP2は軸索と樹状突起の極性形成において重要な役割を演じていることが知られている。UNC-33は軸索に選択的に輸送されるが、その分子機構は知られていなかった。私は、unc-51、unc-14変異体において、UNC-33/CRMP2が樹状突起にも輸送されること、unc-51、unc-14、unc-33遺伝子間に遺伝的な相互作用があることを見出した。これらの知見は、UNC-51(進化的に保存されたセリン/スレオニンキナーゼ)、UNC-14(RUNドメインを含むタンパク質)が、UNC-33の軸索特異的な輸送に重要であることを示唆する。研究目的:神経細胞は、細胞体、出力を担う軸索、入力を担う樹状突起の3つの異なる領域からなる。軸索、樹状突起には、それぞれ、細胞体からの物流(選択的小胞輸送)システムがあり、各構成分子が異なる。この物流システムは、神経細胞の機能上重要であるが、その分子機構はほとんど明らかとなっていない。我々は、モデル生物である線虫C. elegansにおいて、UNC-51(進化的に保存されたセリン/スレオニンキナーゼ)、および、その結合分子UNC-14(RUNドメインタンパク質)、新規UNC-51結合分子UNC-73(低分子Gタンパク質Racの活性化因子)が、シナプス小胞前駆体の物流に重要であることを発見した。本研究では、遺伝的、細胞生物学的研究に適した線虫C. elegansを用いて、軸索、樹状突起における物流(選択的小胞輸送)機構を明らかにする。この物流機構はほとんど明らかとなっていないことから、本研究から、今までにない新規発見が期待できる。当該年度において:UNC-73の下流因子であるRac(CED-10、MIG-2)の変異体においても、シナプス小胞前駆体の局在異常を見出した。また、変異誘発により、新たにシナプス小胞前駆体の局在異常を示す変異体のスクリーニングをしたところ、5株の新規変異体を得ることができた。これら5株の変異体の原因遺伝子は軸索、樹状突起における選択的小胞輸送機構に必要な遺伝子である可能性が高い。一方、我々はUNC-51、UNC-14、UNC-73が、シナプス小胞前駆体の選択的小胞輸送のみならず、軸索と樹状突起の極性形成においても重要であることを見出した。我々は、UNC-73の下流因子であるRac(CED-10、MIG-2)が、シナプス小胞前駆体の選択的小胞輸送において重要であることを見出した。これは、当該研究課題において計画していたことであり、成果の1つと言える。また、変異誘発により、新たにシナプス小胞前駆体の局在異常を示す5株の変異体を得ることができた。これらの変異体の原因遺伝子は軸索、樹状突起における選択的小胞輸送機構に必要な遺伝子である可能性が高い。これも、当該研究課題において計画していたことであり、成果の1つと言える。これは、当初、予期していなかったことであるが、新発見であるので、成果の1つと判断する。軸索、樹状突起には、それぞれ、細胞体からの選択的輸送システムがあり、各構成分子が異なる。この選択的輸送システムは、神経細胞の機能上重要であるが、その分子機構はほとんど明らかとなっていない。私は、モデル生物である線虫C. elegansにおいて、UNC-51(進化的に保存されたセリン/スレオニンキナーゼ)、および、その結合分子UNC-14(RUNドメインタンパク質)が、シナプス小胞前駆体の選択的輸送に重要であることを発見した。本研究では、遺伝的、細胞生物学的研究に適した線虫C. elegansを用いて、軸索、樹状突起における選択的輸送機構を明らかにする。この機構はほとんど明らかとなっていないことから、本研究から、今までにない新規発見が期待できる。

当該年度において:私はUNC-51、UNC-14が、シナプス小胞前駆体の選択的輸送のみならず、軸索と樹状突起の極性形成においても重要であることを見出した。培養海馬細胞を用いた多くの先駆研究から、軸索と樹状突起の極性形成に重要な分子が多数同定され、魅力的な作業仮説が提唱されている。しかしながら、培養海馬細胞の極性形成に重要な遺伝子のノックアウト個体では、極性形成異常が見られないなど、混沌としているのが現状である。すなわち、培養海馬細胞での極性形成機構は必ずしも生体内を反映したものではなく、生体内における神経細胞の極性形成機構は、ほとんど解明されていないと言える。そこで、私は、線虫C. elegansを用いた神経細胞の極性形成機構の解明も当該研究に加えることとした。私はUNC-51、UNC-14が、シナプス小胞前駆体の神経細胞の選択的小胞輸送のみならず、軸索と樹状突起の極性形成においても重要であることを見出した。これは、当初、予期していなかったことであるが、生体内における神経細胞の極性形成機構は、ほとんど解明されていないことから、新発見として研究成果の1つと判断する。研究目的:神経細胞は、細胞体、出力を担う軸索、入力を担う樹状突起の3つの異なる領域からなる。軸索、樹状突起には、それぞれ、細胞体からの選択的輸送システムがあり、各構成分子が異なる。この選択的輸送システムは、神経細胞の機能上重要であるが、その分子機構はほとんど明らかとなっていない。私は、モデル生物である線虫C. elegansにおいて、UNC-51(進化的に保存されたセリン/スレオニンキナーゼ)、および、その結合分子UNC-14(RUNドメインタンパク質)が、シナプス小胞前駆体の選択的輸送に重要であることを発見した。本研究では、遺伝的、細胞生物学的研究に適した線虫C. elegansを用いて、軸索、樹状突起における選択的輸送機構を明らかにする。この機構はほとんど明らかとなっていないことから、本研究から、今までにない新規発見が期待できる。当該年度において:私はUNC-51、UNC-14が、シナプス小胞前駆体の選択的輸送のみならず、軸索と樹状突起の極性形成において重要なUNC-33の選択的輸送にも重要であることを見出した。また、unc-51とunc-33、unc-14とunc-33遺伝子間に遺伝的相互作用を見出した。しかしながら、生体内における神経細胞の極性形成機構は、ほとんど解明されていないことから、私は、線虫C. elegansを用いた神経細胞の極性形成機構の解明も当該研究に加えることとした。一方、シナプス小胞前駆体の局在に必要な遺伝子を2遺伝子同定した。私はUNC-51、UNC-14が、シナプス小胞前駆体の選択的輸送のみならず、軸索と樹状突起の極性形成において重要なUNC-33の選択的輸送にも重要であることを見出した。生体内における神経細胞の極性形成機構は、ほとんど解明されていないことから、新発見として研究成果の1つと判断する。研究目的:神経細胞はその形態上、細胞体、軸索、樹状突起の3つの異なる領域からなる。軸索は、比較的長い通常1本の神経突起からなり、出力を担う。樹状突起は、比較的短いが分岐を伴う多くの神経突起からなり、入力を担う。軸索と樹状突起は、その領域の違いのみならず、細胞内分子輸送において高度に選択性を持つ。
シンボリックリース環とコックス環の特異点論

今年度は主に射影多様体の構造層のフロベニウス押出しの直和分解について研究した。まずアーベル多様体の場合はそのp-rankに応じて構造層のフロベニウス押出しの直和分解が起こることがわかった。これによってアーベル多様体に関しては構造層のフロベニウス押出しの直和分解はp-rankの情報を含むことがわかった。特にp-rankが最大の時、すなわちordinaryなときは構造層のフロベニウス押出しは直線束の直和に分解されるがこれは多少の仮定の下でordinaryなアーベル多様体の特徴付けを与えることもわかった。つまり小平次元が非負な滑らかな射影多様体Xに対し、その構造層のフロベニウス押出しが直線束の直和に分解するのはXがordinaryなアーベル多様体である時に限る、ということがわかった。構造層のフロベニウス押出しの直和分解はトーリック多様体の時はよく知られており、また全ての直線束のフロベニウス押出しを考えることで特徴づけを与えることも知られていたが、構造層に限って議論した時に何かしらの幾何学的な条件であるということを示したのはこの結果が初めてで、ある種新しい結果であるといえると思う。またこれ以外にも一年目に研究したdual F-signatureを複体に対して値を返す不変量に自然に拡張し、それをdualizing complexについて考えることで先の結果(F-rationalityの特徴付け)のCohen-Macauleyの条件をはずすことができた。平成26年度が最終年度のため記入しない。今後の計画としてはこの対応を数値不変量レベルで証明するのが目標である。より具体的にはlog terminal特異点とはその定義からminimal log discrepancyが正になるということだが、正標数の不変量でminimal log discrepancyに対応するものを見つけるということである。すでに候補は存在していて、私が論文『Dual F-signature』の中で定義したDual F-signatureは有限生成加群Mに対し、有理数s(M)を与える不変量で、その値の正値性で正則環、Gorenstein環、F-正則環、F-有理環の特徴付けを与えることができるものだが、それを用いるとs(R)が正であるということとminimal log discrepancyが正であるということが同値だということがわかる。つまり正値性は対応しているのである。しかし残念ながら値そのものは対応していなく、例えば2次元の有理二重点の場合ですら値は異なっている。だがその場合でも適切な加群M(この場合は商をとる前のアフィン平面)をとれば値は一致している。2次元巡回商特異点の場合もマッカイ対応を用いてそのような計算を行うことができていて、最終目標はこの不変量を改良してminimal log discrepancyを書くことだがその過程で、未だ定義の存在しないF-termina1特異点やF-canonical特異点などの理論も定式化できれば深みのある理論になるだろうと考えている。今年度はK3曲面上のコックス環についての研究を行い、Huybrechtsによる「K3曲面のコックス環の自己同型写像による不変式環は有限生成になるか?」という問いをK3曲面が複素数体上定義されている場合に肯定的に解決した。まずこのK3曲面のコックス環について考えるというのは当初の研究計画の次のステップと考えられる。研究計画ではlog Fano多様体のコックス環の特異点の具合は多様体自身がlogFanoであることを特徴付けるといったものだったが、こと有限生成性においてのみ考えればこれは反標準束の有効性がコックス環の有限生成を導出するということを示唆している。反標準束の有効性が一番弱い場合というのはそれが構造層と一致している時だが、次元1の場合を含め、アーベル多様体においてはそのピカール群が次元を持ち、コックス環をうまく定義することはできない。よって反標準束が自明である一番シンプルな例はK3曲面の場合に他ならない。しかしこの場合も一般にはコックス環は有限生成にならない例が知られており、コックス環がどのような意味において有限性を持つか、ということに関しては何も知られていなかった。そこでコックス環の多様体の自己同型群による不変式環を考えることで有限性の意味を与えたのが今年度の研究である。コックス環の不変式環を考えるというのは今までに存在してなかった種類の研究でああり、その点においてオリジナリティがあるといえる。またその証明の中でカラビヤウ多様体に対する錐予想というもののK3曲面の場合を用いており、錐予想をコックス環に用いるという部分も新しいと思われる。またその他にも、正標数の射影代数多様体上の構造層のFrobenius射によるpush forwardの構造がどのように幾何的構造に影響を与えるかについて研究を行い、被約な射影代数多様体がordinary Abelian varietyとなるための必要十分条件はcanonical bundleが自明かつalbanese写像がseparableであり、さらに構造層のFrobenius射によるpush forwardがline bundleの直和に分解することであるということを証明した(神戸大学の田中氏との共同研究)。

特にp-rankが最大の時、すなわちordinaryなときは構造層のフロベニウス押出しは直線束の直和に分解されるがこれは多少の仮定の下でordinaryなアーベル多様体の特徴付けを与えることもわかった。つまり小平次元が非負な滑らかな射影多様体Xに対し、その構造層のフロベニウス押出しが直線束の直和に分解するのはXがordinaryなアーベル多様体である時に限る、ということがわかった。構造層のフロベニウス押出しの直和分解はトーリック多様体の時はよく知られており、また全ての直線束のフロベニウス押出しを考えることで特徴づけを与えることも知られていたが、構造層に限って議論した時に何かしらの幾何学的な条件であるということを示したのはこの結果が初めてで、ある種新しい結果であるといえると思う。またこれ以外にも一年目に研究したdual F-signatureを複体に対して値を返す不変量に自然に拡張し、それをdualizing complexについて考えることで先の結果(F-rationalityの特徴付け)のCohen-Macauleyの条件をはずすことができた。平成26年度が最終年度のため記入しない。研究計画に書いたコックス環の特異点を用いてログファノ多様体を特徴付けるという目標はMori dream spaceの仮定の下、一般次元で証明を完成させることができた。またシンボリックリース環においても一般の状況でF-純やF-正則になるための判定法を完成させた。当初の計画であったlog Fano多様体のコックス環による特徴付けは一般次元において完全解決した。次なる課題として反標準束が自明な多様体上のコックス環について研究中であり、またそれにおいても、Huybrechtsによる「K3曲面のコックス環の自己同型写像による不変式環は有限生成になるか?」という問いを主要な場合であると思われる複素数体上の場合において解決した。コックス環の特異点を用いてログファノ多様体を特徴付けるという話についてはMori dream spaceの仮定をはずせるかどうかというのは一つの問題として残っている。今後はこの問題を解く過程で得た技術を用いて代数幾何学的に意義のある仕事をしたいと考えている。またシンボリックリース環においては一般の状況でF-純やF-正則になるための必要十分条件であるため、これ以上改善のしようがないが、'重み付き射影平面を基として計算するのではなく一般のF-正則局面でスタートするという一般化は考えられる。今後の課題としてはこの計算で得た技術を用いて永田予想や、後藤西田渡辺予想への応用をしたいと考えている。今後の方向性としては引き続き反標準束が自明な多様体上のコックス環について研究を遂行する、という方向の研究が一つある。またlog Fano多様体のコックス環による特徴付けの時に用いたFrobenius写像の研究を行うという方向性も考えられる。正標数の極小モデル理論はここ数年急激に発展しており、それらに貢献できるような研究を行いたいと思っている。