hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
クリーンプロセスによる高品位窒化アルミニウムバルク単結晶の成長

AlガスとN2ガスによる気相反応を利用する本研究独自のAlN厚膜成長法:EVPE法において成長装置の改良を中心に行うことで,成長再現性の向上を確認するとともに,膜中の主な不純物の密度を従来より2桁低減することに成功した.さらに,より一層の成長速度の向上を目指し,横型の成長装置を縦型へ一新する大規模な装置改良に取り組み,完成間近まできている.縦型装置では成長速度の向上を妨げる主な要因であるAl融液の這い上がりによる原料の枯渇が抑えられる上,煙突効果によりガスの流れがスムーズになり原料効率の向上も期待できる.装置改良や結晶性の評価のみならず,学術的に重要なテーマにもチャレンジしてきた.AlN表面におけるp型伝導性の制御である.膜中の不純物密度が高いことは光学特性や結晶性の観点では望ましくはないものの,電気特性の観点からみると意図しないドーピングととらえられる.この点に着目し,まだ不純物密度が高かった当初のEVPE成長AlN膜の電気特性を調べると,極表面においてp型伝導が生じていることが判明した.現在高Al組成AlGaNの低抵抗p型化は非常に困難な問題であり,例えば一般的なMgドープによるp型AlN薄膜では,室温でキャリア密度が10^10 cm-3程度とかなり小さいのに加え,電極とのオーミックコンタクトが取れたという報告はこれまでない.これに対し今回のサンプルでは,表面伝導ではあるものの,平均シートキャリア密度が10^13 cm-2台と非常に高く,電流電圧特性もオーミック性を示した.また伝導性と不純物の相関を調べた結果,この伝導にカーボン不純物が関連している可能性が高いと判断し,AlN成長の際,カーボン源としてプロパンを供給することでp型伝導性を再現することに成功した.本成果は国際会議(IWN 2018)で口頭発表しstudentawardを受賞し,特許出願にも至っている.本研究独自の窒化アルミニウム(AlN)成長法であるEVPE法はAl金属と窒素ガスを原料に用い,キャリアガスもArを利用するという非常にクリーンな方法である.本研究ではEVPE法のさらなる改良を目指し,成長速度の向上,転位密度の低減,バンドギャップ中の深い準位の低減を主な課題に定めてきた.このうち装置部品をコーティングすることで大幅に不純物を低減することに成功したことに加え,従来よりも低温で成長することで深い準位を低減できていることがカソードルミネッセンス測定から示唆されている.現在はさらなる成長速度の向上を目指し,横型の成長装置を縦型に一新する装置改良を行い完成間近である.縦型装置にすることで成長速度の向上を妨げる主な要因であるAl融液の這い上がりによる原料の枯渇が抑えられる上,煙突効果によりガスの流れがスムーズになり原料効率の向上も期待できる.転位密度は成長速度の向上により低減する傾向がこれまでの研究でわかっているため,成長速度の向上に伴いさらなる減少を進められると期待できる.また装置改良を進めている間,学術的に重要な新たなテーマにも着手した.それがAlN表面におけるp型伝導性の制御である.従来の不純物密度の高いサンプルを意図せずドープされたものと考え,電気特性を調べてみたところ,AlNの極表面でp型伝導していることがわかった.またこの表面p型伝導はこれまでに報告の無い低抵抗なp型伝導であった.さらなる調査の結果,カーボン不純物が伝導に寄与している可能性が高いと判断し,AlN成長中にカーボン源としてプロパンを供給することで表面p型伝導の再現に成功した.この成果は国際会議IWN2018にて口頭発表し,student awardを受賞した.また特許出願も行っている.このテーマは当初の計画にはなかったが,重要な知見として捉えている.今後はまず,縦型の新装置を用いてさらなる成長速度の向上を目指す.新装置では下流部(原料部)にAl原料を,上流部(成長部)に種結晶を設置する設計になっており,原料の窒素やAl用キャリアガスのArも下流部から供給する.また原料部と成長部に温度勾配をつけることができる.原料部温度は1800°Cまで上昇可能なため,従来よりもAl原料ガスの供給量を増加させることが可能である.これまでの横型装置での最大Al原料効率6%を仮定して1800°Cまで上昇させた際に見積もられる成長速度は約500 μm/hである.従来の横型装置では原料部温度を上げすぎると,Al融液がトレーから這い出し原料として機能しない問題が生じていたが,縦型にすることでその問題の大幅な解消が期待できる.主に成長温度とV/III比固定でのAl原料供給量を調整することで最適な条件の検討を進める.100 μm以上のAlN厚膜を成長した後,その上に深紫外発光素子構造を作製し,光学特性を評価する.まず,ドーピングや電極蒸着の必要が無い電子線励起型の素子を作製する.薄膜エピタキシャル成長は有機金属気相成長法を利用して行う.本研究室ではこれまでにc面サファイア基板上に高品質なAlGaN/AlN量子井戸の成長および電子線励起型のAlGaN発光素子の作製に成功しており,本研究における素子作製に関してもこれまでの知見を十分に活用できると考える.また,サファイア基板上や他の方法で成長したAlN基板上にも同様の素子構造を作製し,比較することでEVPE成長AlN基板の有用性を検討する.実際に作製した素子についてはパワー効率や光出力などの光学評価を行う.また電流注入型の発光素子構造の作製も行う.

AlN表面におけるp型伝導層はその特性からLED構造のpコンタクト層への応用が期待できるため,その技術も有効に活用し,高効率な発光素子の作製を目指す.AlガスとN2ガスによる気相反応を利用する本研究独自のAlN厚膜成長法:EVPE法において成長装置の改良を中心に行うことで,成長再現性の向上を確認するとともに,膜中の主な不純物の密度を従来より2桁低減することに成功した.さらに,より一層の成長速度の向上を目指し,横型の成長装置を縦型へ一新する大規模な装置改良に取り組み,完成間近まできている.縦型装置では成長速度の向上を妨げる主な要因であるAl融液の這い上がりによる原料の枯渇が抑えられる上,煙突効果によりガスの流れがスムーズになり原料効率の向上も期待できる.装置改良や結晶性の評価のみならず,学術的に重要なテーマにもチャレンジしてきた.AlN表面におけるp型伝導性の制御である.膜中の不純物密度が高いことは光学特性や結晶性の観点では望ましくはないものの,電気特性の観点からみると意図しないドーピングととらえられる.この点に着目し,まだ不純物密度が高かった当初のEVPE成長AlN膜の電気特性を調べると,極表面においてp型伝導が生じていることが判明した.現在高Al組成AlGaNの低抵抗p型化は非常に困難な問題であり,例えば一般的なMgドープによるp型AlN薄膜では,室温でキャリア密度が10^10 cm-3程度とかなり小さいのに加え,電極とのオーミックコンタクトが取れたという報告はこれまでない.これに対し今回のサンプルでは,表面伝導ではあるものの,平均シートキャリア密度が10^13 cm-2台と非常に高く,電流電圧特性もオーミック性を示した.また伝導性と不純物の相関を調べた結果,この伝導にカーボン不純物が関連している可能性が高いと判断し,AlN成長の際,カーボン源としてプロパンを供給することでp型伝導性を再現することに成功した.本成果は国際会議(IWN 2018)で口頭発表しstudentawardを受賞し,特許出願にも至っている.本研究独自の窒化アルミニウム(AlN)成長法であるEVPE法はAl金属と窒素ガスを原料に用い,キャリアガスもArを利用するという非常にクリーンな方法である.本研究ではEVPE法のさらなる改良を目指し,成長速度の向上,転位密度の低減,バンドギャップ中の深い準位の低減を主な課題に定めてきた.このうち装置部品をコーティングすることで大幅に不純物を低減することに成功したことに加え,従来よりも低温で成長することで深い準位を低減できていることがカソードルミネッセンス測定から示唆されている.現在はさらなる成長速度の向上を目指し,横型の成長装置を縦型に一新する装置改良を行い完成間近である.縦型装置にすることで成長速度の向上を妨げる主な要因であるAl融液の這い上がりによる原料の枯渇が抑えられる上,煙突効果によりガスの流れがスムーズになり原料効率の向上も期待できる.転位密度は成長速度の向上により低減する傾向がこれまでの研究でわかっているため,成長速度の向上に伴いさらなる減少を進められると期待できる.また装置改良を進めている間,学術的に重要な新たなテーマにも着手した.それがAlN表面におけるp型伝導性の制御である.従来の不純物密度の高いサンプルを意図せずドープされたものと考え,電気特性を調べてみたところ,AlNの極表面でp型伝導していることがわかった.またこの表面p型伝導はこれまでに報告の無い低抵抗なp型伝導であった.
発動ナノゲルの高次組織化による集団行動システムの人工構築

申請者がこれまで検討を続けてきた化学反応によって人工ナノ粒子の大きさなどが自発的に変化する高分子ナノ粒子(発動ナノゲルと呼称)を発展させ、ナノサイズのゲルがさながら生き物のように秩序立った運動を示すシステムを人工構築する事を目的とする。低分子とは異なり、ナノ粒子が様々な顕微鏡で直接観察できる長所を活かし、ナノゲル同士が融合し合い、時間と共にどのように成長するのかを明らかにする。
光と相互作用する高密度電子正孔系におけるゆらぎの効果

光によって強励起された高密度電子正孔系は、電子と正孔の束縛状態である励起子がBose粒子的に振る舞う事から、巨視的量子効果を示す可能性を持つ系の一つとして古くから注目されている。この系の特徴は、通常の基底状態近傍での超伝導や超流動と異なり、励起レーザ光の強度、振動数、および位相をコントロールする事によって巨視的量子状態の粒子数密度や位相を直接制御できる点にある。本研究の目的は、平均粒子間距離が励起子半径と同程度である高密度電子正孔系における自然放出光スペクトルを理論的に解析することである。半導体中に励起された電子正孔系は、高密度になるにしたがってCoulomb相互作用に働く遮蔽効果が顕著になるとともにPauliの排他律に起因するstate filling効果が重要な役割を演じるようになってくる。そのため、高密度電子正孔系は、励起子としての性質と電子正孔BCS状態的な性質との中間的な性質を持ち、量子ゆらぎが重要な役割を果たすものと考えられている。本研究ではstate filling効果が自然に取り込まれるBCS的なpairring theoryを出発点として、電子正孔対の重心運動の効果をAndersonの一般化されたRPAと呼ばれる方法を用いて取り込むことにし、遮蔽効果をquasi-static single plasmonpole近似を用いて考慮した。研究の結果、自然放出スペクトルでは1.低密度状態において、励起子間相互作用によって他の励起子の解離を伴う励起子発光に対応するP発光帯が多体論的に求められた。3.量子ゆらぎによって誘起された光学的Bogolonの対消滅に伴う発光帯が認められる。事が分かった。光によって強励起された高密度電子正孔系は、電子と正孔の束縛状態である励起子がBose粒子的に振る舞う事から、巨視的効果を示す可能性を持つ系の一つとして古くから注目されている。この系の特徴は、通常の基底状態近傍での超伝導や超流動と異なり、励起レーザー光の強度、振動数、および位相をコントロールする事によって巨視的量子状態の粒子数密度や位相を直接制御できる点にある。本研究の目的は、平均粒子間距離が励起子半径と同程度である高密度電子正孔系におけるポンプ・プローブスペクトルを理論的に解析する事である。半導体中に励起された電子正孔系は、高密度になるにしたがってCoulomb相互作用に働く遮蔽効果が顕著になるとともにState filling効果が重要な役割を演じるようになってくる。本研究ではstate filling効果が自然に取り込まれるBCS的なpairing theoryを出発点として、電子正孔対の重心運動の効果をAndersonの一般化されたRPAと呼ばれる方法を用いて取り込むことにし、遮蔽効果をquasi-static single plasmon pole近似を用いて考慮した。この結果1.高密度状態において、band renormalization効果が顕著に見られる2.高密度状態において、Fermi面上にできたBCS的なギャップによるピーク構造が認められた。3.低密度状態において、平均場近似では考慮されていなかった重心運動量がゼロでない電子正孔対が関与した発光過程が支配的になる。事が分かった。事が分かった。
中胚葉の形態形成を支配するシグナル分子

脊椎動物の初期胚における基本的なボディプランは、主に初期中胚葉が中核的役割を担っているといえる。原腸陥入期を終えた中経葉は初めは一様であるが、徐々にその特性を獲得しさまざまなサブタイプが形成される。今年度は、初めは一層であった側板から二層の異なる中胚葉組織が形成され、それらがからだの外側と内側を形成し、やがては体腔を構築する現象に注目し、その分子機構について主にシグナル分子に焦点を当てて解析した。側板は、初めは一葉の間充織様の細胞集団からやがて二層の細胞層が出現して形成される。それらのうち外胚葉を裏打ちするものを壁側中胚葉(Smt-m)と呼び、内胚葉に隣接するものを臓側中胚葉(Spl-m)という。やがてSmt-mとSpl-m間のスペースは膨張し体幹部における体腔を形成する。このように、ある組織からたった二種類の組織が形成されるという二者択一的発生現象は、側板・体腔の形成のみならず、器官形成と細胞分化の研究に当たり絶好のモデル系として用いることができる。私たちはまずSmt-mとSpl-mの二層の形成及びその間の体腔の広がりは、胚の前方から後方に向かって進行し、かつその前後軸に沿った進行は、体節のそれとは同調していないことがわかった。次に原始側板中胚葉から、smt-mとSpl-mが分化する際、それぞれに隣接する外胚葉と内胚葉との組様間相互作用が関わっている可能性に注目した。まずこれらの組様に特異的に発現する分子マーカーを同定した。次にin ovoやin vtroにおける組織の移植及び組織培養法を用いて、Smt-mの形成にはSmt-mと外胚葉との相互作用が必須であることを見いだした。さらにこれらの外胚葉からのシグナルはシグナル分子BMPによって媒介されていることがわかった。動物の進化を考えるとき、体腔の獲得はさまざまな特典を生み出した。今回我々が明らかにした側板/体腔の形成機構はおそらくは脊椎動物全般に共通であると思われるが、それが動物の系統樹の上でどこまで保存されているか興味深い。
調理・加工によるビタミンC由来メイラード反応生成物の健康への影響

アスコルビン酸(AsA)およびその酸化加水分解生成物である2, 3-ジケトグロン酸(DKG)と食品タンパク質(カゼイン)との緩衝液中での加熱反応をグルコースおよびジカルボニル化合物を対照として行った。アミノ・カルボニル反応生成物がDKGについては、グリオキサール(GO)、メチルグリオキサール(MGO)と同程度であった。DKG由来グリケーション反応生成物(DKG-Casein)について、細胞増殖への影響を調べたところ、GOおよびMGOの場合よりも低濃度での細胞増殖抑制が認められた。さらに、AGE受容体(RAGE)のmRNA発現を調べたところ、DKG-Caseinの処理によりRAGEの発現が有意に上昇することが明らかになった。従って、食品中のビタミンC酸化生成物由来アミノ・カルボニル反応生成物が生体に影響を与え、その機構がRAGEを介する可能性が示唆された。私たちは毎日食品材料を調理・加工して食べ物として摂取しているが、その際起きる食品成分間反応のひとつとしてメイラード反応(アミノ・カルボニル反応)が広く知られている。この反応により着色物質や香気成分が生成するため、高温加熱調理食品の嗜好性付与に重要な役割を果たしている。近年、このアミノ・アルボニル反応が生体内においても進行し、種々の疾病の発症・進展と関わることが報告された。そこで、飲食物由来のアミノ・カルボニル生成物の健康への影響についても関心が向けられるようになってきた。そこで本研究ではビタミンC、特に反応性が高いその酸化生成物と食品中タンパク質との反応生成物についてその安全性評価を行うことを目的とした。食品の加工・調理のモデル系として、アスコルビン酸およびその酸化生成物(デヒドロアスコルビン酸、ジケトグロン酸)と食品タンパク質(カゼイン)との反応を緩衝液中で条件を変えて行い、後期糖化生成物(AGE)の生成度を褐色度および蛍光強度の測定により調べた。中性下、70°Cでの加熱条件において、アスコルビン酸の場合、対照のグルコースと同様にほとんど生成していなかったが、アスコルビン酸酸化生成物については、反応性が高いことが知られているジカルボニル化合物(グリオキサール、メチルグリオキサール)と同程度であり、アスコルビン酸酸化生成物がAGEの生成に寄与することがわかった。さらにアミノ・カルボニル反応の反応中間体であるジカルボニル化合物の生成量の定量を行ったところ、アスコルビン酸酸化生成物においてグリオキサール他2-3のジカルボニル化合物の生成が認められた。私たちは毎日食品材料を調理・加工して食べ物として摂取しているが、その際起きる食品成分間反応のひとつとしてメイラード反応が広く知られている。この反応は高温加熱調理食品の嗜好性付与に重要な役割を果たしている。一方、ビタミンC(アスコルビン酸)は調理・加工過程において容易に酸化されてヒドロアスコルビン酸、さらに加水分解されてジケトグロン酸になる。アスコルビン酸酸化生成物は反応性が高いジカルボニル構造を有することから、他の食品成分、特にタンパク質とのメイラード反応(グリケーション反応)が懸念される。近年このグリケーション反応が生体内においても進行し、糖尿病合併症などに関わることが報告され、飲食物由来のグリケーション反応生成物の健康への影響についても関心が向けられるようになった。本研究ではアスコルビン酸、特にその酸化生成物と食品タンパク質との反応生成物の生体への影響について検討を行うことを目的とした。食品の加工・調理のモデル系として、アスコルビン酸およびその酸化生成物(デヒドロアスコルビン酸、ジケトグロン酸)と食品タンパク質(カゼイン)との加熱反応をグルコースおよびジカルボニル化合物を対照として緩衝液中で行った。前年度の結果をもとに後期糖化生成物(AGE)の生成の高い条件でのグリケーション反応物について、ヒト腸管上皮モデル細胞Caco-2の細胞増殖への影響をMTT法により調べた。ジケトグロン酸とのグリケーション反応生成物では、反応性が高いことが知られているグリオキサールおよびメチルグリオキサールの場合よりも低濃度での細胞増殖抑制が認められた。従って、食品中のアスコルビン酸酸化生成物が生体に影響を与える可能性が示唆された。ビタミンC(アスコルビン酸)は野菜、果物などの食品のみならず、食品添加物としても様々な用途に広く用いられている。しかしながら、アスコルビン酸は調理・加工・貯蔵過程において容易に酸化されてデヒドロアスコルビン酸、さらに加水分解されジケトグロン酸が生成する。これらアスコルビン酸酸化生成物は反応性の高いジカルボニル構造を有することから、他の食品成分とのメイラード反応(グリケーション反応)が懸念される。

近年、このメイラード反応が生体内においても進行し、種々の疾病の発症・進展と関わることが報告された。そこで、飲食物由来のメイラード反応生成物の健康への影響についても関心が向けられるようになってきた。本研究ではビタミンC、特に反応性が高いその酸化生成物と食品中タンパク質との反応生成物についてその安全性評価を行うことを目的とした。前年度までの結果を踏まえて、実際の消化管の中の状態により近い状態を再現するためにビタミンC由来後期糖化生成物(AGE)に人工消化を行った試料について、ヒト腸管上皮モデル細胞Caco-2で検討したところ増殖抑制がみられた。さらに、ビタミンC由来後期糖化生成物(AGE)の細胞への影響のメカニズムを明らかにするために、AGE受容体(RAGE)のmRNA発現をリアルタイムRT-PCR法により測定したところ、ジケトグロン酸由来AGEの処理により有意にRAGEの発現が上昇することが明らかになった。なお、ビタミンC由来後期糖化生成物(AGE)の細胞増殖への影響についてヒト正常小腸細胞FHs74Intを用いて調べたところ、Caco-2の場合と同様に増殖抑制が認められた。従って、食品中のビタミンC酸化生成物由来AGEが生体に影響を与え、その機構がRAGEを介する可能性が示唆された。
小形条虫の虫卵再感染防御と成虫排虫を担う細胞と分子の相互作用

本研究は、小形条虫の虫卵再感染防御と成虫排虫の機序について、マウスによる実験で解析した。虫卵再感染防御は、CD4陽性abT細胞とgdT細胞の共存による自然免疫機構とCD4陽性abT細胞に主導される獲得免疫機構とにより強く発現する。成虫の初感染および再感染後の排虫は、抗体とマスト細胞に依存するが、それぞれに異なる機序が介在する。小形条虫の感染防御には虫卵の再感染と成虫の排虫とがある。虫卵の再感染防御の機序は、自然免疫と獲得免疫とに分けることができる。これまでの研究では、この2つの機序が区別されていなかった。本研究では、まず自然免疫による虫卵再感染防御に焦点をあて、新たな実験系を設定した。マウスに虫卵を経口投与して免疫し、2日後に虫卵を再感染させると、1隻の感染も許さない強い防御がみられた。この短期間で成立する防御は、免疫感染の虫卵を経口投与で行う場合でのみ誘導され、経皮や腹腔内の投与では起きなかった。防御を担う細胞の表面分子として、NK1,asialoGM1,CD8,CD80,CD86は関与しないが、CD3,Thy1,CD4,ICOS,CD40Lの関与が示唆された。また防御発現の特異性について、消化管寄生虫Nippostrongylus brasiliensis, Strongyloides venezuelensis, Heligmosomoides polygyrusの感染は小形条虫の感染虫卵数を約半分にまで減少させたが、旋毛虫の感染は影響しなかった。さらに、防御に関わる分子を同定するため、再感染後の小腸における遺伝子発現をマイクロアレイを用いて解析している。成虫の排虫はIgE抗体に依存することが知られている。そこで、寄生虫感染に共通の寄生虫抗原に無関係な抗原に対する多量のIgEについて防御への関与を検討し、これが防御を抑制することを旋毛虫感染マウスで明らかにした。またIgE抗体の機能発現細胞としての好塩基球について、実験手法をN.brasiliensis感染マウスを用いて開発した。小形条虫は人体寄生虫であるがマウスにも感染する。これまで小形条虫に対する感染防御のうち虫卵の再感染防御の機序を感染マウスで解析してきた。まず自然免疫に限定した虫卵再感染防御の実験系によって検討した。自然免疫による機序では虫卵初感染後2日以内に完全な再感染防御が発現する。この特異で強力な現象を理解する糸口を探るべくマイクロアレイによる遺伝子発現の解析を試みた。その結果、多様な遺伝子の発現上昇がみられたものの、期待された免疫にかかわる遺伝子の際立った発現を同定することはできなかった。そこで従来の実験で得られた知見としてのCD4陽性細胞の関与について欠損マウスを用いてさらに追究したところ、防御はabT細胞とgdT細胞のいずれか一方では誘導できず、両者の共存が必要であることが示唆された。獲得免疫による虫卵再感染防御については新たな実験系を設定した。虫卵初感染5日と6日後にプラジカンテルで成虫を駆虫して成虫由来の虫卵による自家感染を阻止し、30日後に虫卵を再感染し、防御能はその4日後の小腸内の擬嚢尾虫数で判定した。獲得免疫の誘導は初感染虫卵の経口投与による消火管を介する刺激が必須で、皮膚や腹腔に虫卵を投与しても免疫は賦与されない。獲得免疫による防御発現ではNK細胞、NKT細胞、好塩基球、マスト細胞、CD8陽性細胞は必要としないが、Thy1陽性でCD4陽性細胞の関与が示唆された。CD4陽性細胞としてgdT細胞は関与しないがabT細胞の関与が示された。また自然免疫による防御にかかわった補助分子ICOSLやCD40Lは獲得免疫による防御の発現には不要であった。小形条虫の感染防御は成虫と虫卵に向けられている。今年度は成虫の初感染および再感染後の消化管からの排虫について解析した。まず、初感染後の成虫の排虫について、マウスに虫卵を経口投与し、感染防御能は虫卵から発育した小腸の成虫数の推移で判定した。初感染後の排虫はIgEとマスト細胞が関与することが確認された。次に成虫再感染防御を解析するにあたって、実験系が設定された。マウスに虫卵を経口投与して発育した成虫に対する防御免疫を賦与した後で、この成虫からの虫卵による再感染を除くためプラジカンテルによる駆虫が行われた。成虫の再感染にあたって、虫卵の再投与は強い防御により感染が成立しないことから、媒介昆虫コクヌスキモドキから採取した小形条虫の擬嚢尾虫が経口投与された。再感染防御能はマウス小腸内の成虫数で判定した。再感染後の成虫への防御が発現する時期はマウスの系統により大きく異なっていた。成虫の再感染防御では、マスト細胞の関与が示唆されたが、IgEおよび好塩基球の関与は否定的であった。虫卵の再感染防御については、サイトカインの関与を検討した。虫卵投与後2日で成立する自然免疫による虫卵再感染防御では、IL-4とIL-13の両者が必要であった。一方、虫卵初感染4週後にみられる獲得免疫による虫卵再感染防御ではIL-4とIL-13のいずれも不要であった。さらにIFN-gとIL-12は自然免疫と獲得免疫による再感染防御で不要であった。

虫卵の再感染防御は、自然免疫と獲得免疫とで防御の成立のみならず発現の段階でも異なることが示唆された。本研究は、小形条虫の虫卵に対する再感染防御と成虫の排虫について、感染マウスを用いた実験からその機序となる細胞と分子の同定と相互作用を明らかにすることを目的としている。虫卵の感染防御は自然免疫によるものと獲得免疫によるものに区別し、それぞれに新たな実験系を構築して解析した。自然免疫による機序は初感染2日以内に誘導される強力な防御で、CD4陽性のabT細胞とgdT細胞の両者の共存を介して発現する。この過程では補助分子としてICOSが使われている。CD8T細胞、NK細胞、NKT細胞、好塩基球、マスト細胞は関係しない。サイトカインとしてはIL-4とIL-13の関与が示された。防御の発現における特異性をみると、3種の消化管寄生線虫の感染が小形条虫の虫卵感染と交叉反応を示したが、防御能は小形条虫に対するものの半分にとどまった。この防御は細胞と分子が複雑にかかわる自然免疫の新たな機序と考えられる。一方、虫卵初感染4週後に解析した獲得免疫による再感染防御は、免疫記憶CD4陽性のabT細胞に依存するが、Th2サイトカインであるIL-4とIL-13およびTh1サイトカインであるIFN-gとIL-12のいずれも不要であった。これらの結果から、虫卵再感染防御は自然免疫と獲得免疫とで防御発現のエフェクター分子が異なることが示唆される。成虫の消化管からの排虫については、初感染ではマスト細胞とIgEの関与が示されたが、再感染ではマスト細胞の関与は認められたもののIgEの関与は否定的であった。成虫の排虫についてはまだ十分な解析が進んでいないが、初感染と再感染とで異なる機序による防御が想定される。これらの実験では、細胞と分子についての同定は一応の成果をみたが、その相互作用につての解析は十分とはいえない。また成虫の再感染につては、媒介昆虫であるコクヌスキモドキの繁殖・維持とこれへの小形条虫虫卵感染の条件設定に時間がかかり、実験の進行が大幅に遅れた。本研究は、小形条虫の虫卵に対する再感染防御と成虫の排虫について、感染マウスを用いて、その機序を担う細胞と分子の同定と相互作用を明らかにすることを目的としている。虫卵の再感染防御は、1000個の虫卵の再投与で1隻の感染も許さないほど強力で、自然免疫によるものと獲得免疫によるものとに区別される。自然免疫による機序は初感染2日以内に誘導される防御で、CD4陽性のabT細胞とgdT細胞の両者の共存のもとに発現する。とりわけ獲得免疫を中心的に担うとされるCD4陽性abT細胞がIL4とIL13を介して自然免疫にかかわることが注目される。一方、虫卵初感染4週後に解析した獲得免疫による虫卵再感染防御は、免疫記憶CD4陽性abT細胞に依存するが、IL-4とIL-13およびIFN-gとIL-12のいずれも不要であった。本年度は、成虫に対する防御を初感染と再感染について検討した。初感染後の成虫の小腸からの排虫にはIgE、マスト細胞および好塩基球が関与する。
蓄熱粒子循環型ドラフトチュ-ブ付噴流層石炭接触ガス化装置の開発

三区分を有する蓄熱粒子循環型ドラフトチュ-ブ付噴流層の石炭接触ガス化装置としての優れた特性を実証するための最終的な基礎デ-タを得るために一区分方式のドラフトチュ-ブ付噴流層(ガス化部)のコ-ルドモデルによる実験とホットモデルによる実験を行った。コ-ルドモデル実験装置本体はカラム径150mm、デラフトチュ-ブ径10mmの透明アクリル樹脂製を使用し、循環粒子として500μmセラミックビ-ズ、880μmガラスビ-ズおよび500μmセラミックビ-ズと1mm石炭粒子との混合物を使用した。アニュラス部へは窒素を736mlーNTP/S一定で流入させ、コ-ン・チュ-ブ間距離等を変化させ、循環粒子速度やアニュラス部ガス流速を測定し、それらに及ぼす側流の影響を検討した。本実験により、チャ-供給速度0.3g/sに対する装置・操作条件を決定した。ホットモデル実験コ-ルドモデルとほぼ同寸法装置をステンレスで製作し、外熱方式によりチャ-供給速度0.2g/s、水蒸気供給速度0.161s、空気供給速度3000mlーNTP/Sにて、約800°Cにて石炭ガス化実験を試みた。その結果、水素生成速度160mlーNTP/S、一酸化炭素生成速度140mlーNTP/s、二酸化炭素10mlーNTP/Sでほぼ安定した操業が可能であることがわかった。今後の本格的装置の設計にとって最も重要な基礎デ-タを得ることができた。
政策変更が時間利用と消費行動に与える影響に関する分析

本研究では、インターネットの普及が時間利用・消費・貯蓄行動・就業状態・人口動態に与える効果を推定する。先行研究には、インターネットの普及が賃金の上昇や所得の上昇に結びついたという正の側面を示したものや、性犯罪の数が上昇したという負の側面を示したものがある。本研究では、市区町村毎にインターネットの普及時期・普及率が異なることを外生変動として利用し、個票データを用いて精緻な実証分析を行う。外生的な児童手当額や扶養控除額の変化が消費・貯蓄行動にもたらす影響を分析することを研究目的とする。申請者は、これまでに総務省「社会生活基本調査」の個票データを用いて、児童手当額と扶養控除額の変化が親の時間利用に与える影響を分析してきた。分析の結果、親の時間利用は有意に変化していることがわかったが、労働時間や家計生産時間が変化する際には、消費行動も変化している可能性がある。例えば、家計生産時間の減少の背後には、外食やコンビニ食の増加などの消費行動の変化があることが考えられる。そのため、本研究では、消費行動に焦点を当て、分析を行う。また、子育支援政策として、現金給付と所得控除のどちらがより望ましいのかを考察する足がかりともなる。その際、児童手当額の変更と扶養控除額の変更を外生的なショックとして扱い、総務省「家計調査」の個票データを用いて、消費・貯蓄行動にもたらす影響についての実証分析を行う。実証分析を行うにあたり、児童手当の金額と対象年齢、及び、扶養控除の金額が年度ごとに変化したことに着目し、Differences-in -Differences法を用いて、各消費財への消費額や貯蓄額の変化量の推定を行う。Differences-in-Differences法とは、政策変更の影響を受けたグループと政策変更の影響を受けなかったグループの政策前後の時間利用の変化量を比較し、景気循環や物価変動等の時系列変化の影響を取り除いた、純粋な政策の効果を推定するものである。また、推定の頑健性を確かめるために、Regression Discontinuity法による推定も行う。Regression Discontinuity法とは、政策の対象になったグループと、政策の対象になったグループとほぼ同質と考えられるが政策の対象に偶然ならなかったグループの消費行動・貯蓄行動の差を比較することによって、政策の効果を識別する手法である。総務省「社会生活基本調査」・総務省「家計調査」・総務省「全国消費実態調査」の個票データの利用申請を行い、データが到着した。総務省「家計調査」・総務省「全国消費実態調査」は品目ごとにデータが入手できるため、データ量が多い。そのため、データ整理に多くの時間を要し、メインの分析を予定通りにすすめることができなかった。分析手法自体は、すでに決定しているため、来年度は計画にそった分析ができると考えている。

また、推定の頑健性を確かめるために、Regression Discontinuity法による推定も行う。Regression Discontinuity法とは、政策の対象になったグループと、政策の対象になったグループとほぼ同質と考えられるが政策の対象に偶然ならなかったグループの消費行動・貯蓄行動の差を比較することによって、政策の効果を識別する手法である。総務省「社会生活基本調査」・総務省「家計調査」・総務省「全国消費実態調査」の個票データの利用申請を行い、データが到着した。総務省「家計調査」・総務省「全国消費実態調査」は品目ごとにデータが入手できるため、データ量が多い。そのため、データ整理に多くの時間を要し、メインの分析を予定通りにすすめることができなかった。分析手法自体は、すでに決定しているため、来年度は計画にそった分析ができると考えている。実証分析を行うにあたり、児童手当の金額と対象年齢、及び、扶養控除の金額が年度ごとに変化したことに着目し、Differences-in -Differences法を用いて、各消費財への消費額や貯蓄額の変化量の推定を行う。Differences-in-Differences法とは、政策変更の影響を受けたグループと政策変更の影響を受けなかったグループの政策前後の時間利用の変化量を比較し、景気循環や物価変動等の時系列変化の影響を取り除いた、純粋な政策の効果を推定するものである。
メタボローム解析による膵癌特異的代謝産物の同定と分子診断マーカーへの展開

乳腺組織119サンプル(腫瘍84、正常35)を用いたメタボロームマッピングにおいて、1915個のピークを検出し、高いシグナルを示す185ピークを解析対象として検討を行った。対応代謝物が推定できた物質は18で、ATPなどエネルギー代謝に関するものであった。腫瘍、正常のEnergy Charge(EC)およびATP+ADP+AMP総和量(AXP)の比較で、いずれも腫瘍部において有意に高値を示したが、1個以上のリンパ節転移有無および組織型、腫瘍径とは明らかな相関は見られなかった。膵組織を用いた解析についても継続して行っている。膵癌組織由来サンプルは、他の癌腫と比較し採取できる量が少ないため、サンプルの有効利用の観点から、乳癌組織を用いてメタボロームマッピング解析を進めた。99症例から採取した乳腺組織119サンプル(腫瘍84、正常35)を用いたメタボロームマッピングにおいて、1915個のピークを検出した。それらのうち、60%以上のサンプルで共通に検出され、高いシグナルを示す185ピークを解析対象として、さらなる検討を行った。それらのうち、対応する代謝物が推定できた物質は18で、その多くは、ATPなどエネルギー代謝に関するものであった。腫瘍、正常のEnergy Charge(EC)およびATP+ADP+AMP総和量(AXP)の比較で、いずれも腫瘍部において有意に高値を示したが(EC; T : N = 0.56 : 0.35、AXP; 17453 : 2066, p<0.0001)、1個以上のリンパ節転移有無および組織型、腫瘍径とは明らかな相関は見られなかった。膵癌組織由来サンプルは、他の癌腫と比較し採取できる量が少ないため、サンプルの有効利用の観点から、乳癌組織を用いてメタボロームマッピング解析を進めている。それらのうち、60%以上のサンプルで共通に検出され、高いシグナルを示す185ピークを解析対象として検討を行った。組織中に含まれる腫瘍細胞の割合の影響を除外するために、シグナル抽出対象領域の細胞割合を画像処理によってもとめ、シグナル強度を補正したが、対象とした185ピークのうち、85%において、有意差の有無に変化は見られず、補正による影響は限定的であることが示唆された。シグナルと凍結切片の対比で、MALDIにおいてUDP関連代謝産物であるUDP-GlcNACの腫瘍部での蓄積が認められたが、同部位において、抗o-GlcNAC免疫染色陽性であることから、検出されたシグナルに矛盾しない結果を認めた。MALDIで得られた結果を組織情報、臨床情報との対比とすすめ、乳癌特有のホルモン感受性やHer-2との関係について検討を行ったが、Energy Charge(EC)およびATP+ADP+AMP総和量(AXP)の比較において、腫瘍vs正常組織間での比較でのみ有意差が認められたが、それ以外について有意差は認めなかった。組織中の腫瘍細胞割合によるシグナル強度差を検証し、大きな影響が無いことが予想されたため、ここまでの結果をまとめて、学会発表を行い、現在論文執筆に取りくんでいる。メタボローム解析はゲノムの物質的最終表現型である代謝物を対象とし、疾病マーカー探索等における重要性が指摘されている。組織サンプルを対象とした従来の質量分析法では、代謝物の抽出・濃縮が不可欠で、組織内局在情報が失われてしまう。そこで我々は凍結切片にレーザーを照射し分析を行うマトリックス支援レーザー脱離イオン化質量分析イメージング(MALDI-MSI)を用いることで、メタボローム情報を組織像上にマッピングすることに成功した。さらに、当研究室で開発した凍結組織マイクロアレイブロックを用いることにより複数サンプルの分析を効率よく実施できた。この方法を用いて、切除標本由来膵癌サンプルを対象に早期診断・個別化治療確立の手がかりとなる代謝産物の同定を試みた。今年度までに、膵癌組織由来サンプルは、他の癌腫と比較し採取できる量が少ないため、サンプルの有効利用の観点から、乳癌組織を用いてメタボロームマッピング解析を進めてきた。それらのうち、これまでに対応する代謝物が推定できた物質は18で、その多くは、ATPなどエネルギー代謝に関するものであった。これまでに行った、組織中に含まれる腫瘍細胞の割合の影響に関する検討および、腫瘍、正常部位のEnergy Charge(EC)およびATP+ADP+AMP総和量(AXP)の比較、リンパ節転移有無および組織型、腫瘍径との関連について、まとめ、英文雑誌に論文投稿中である。また、膵癌、膵炎、正常膵組織を用いたメタボロームマッピングを行い、解析を進めているところである。

腫瘍、正常のEnergy Charge(EC)およびATP+ADP+AMP総和量(AXP)の比較で、いずれも腫瘍部において有意に高値を示したが、1個以上のリンパ節転移有無および組織型、腫瘍径とは明らかな相関は見られなかった。膵組織を用いた解析についても継続して行っている。メタボロームマッピング(マトリックス支援レーザー脱離イオン化質量分析イメージング)で得られる大量のデータを解析する方法が確立されておらず、有用なデータの抽出方法の検討に時間がかかった。また、何らかの代謝物の存在を示す“ピーク"が明らかとなっても、それに対応する物質の特定に、時間がかかっているため。現時点の検討では新規のバイオマーカー候補となる代謝物は同定できなかったが、免疫染色等他の分析方法と組み合わせることにより、代謝物の推定に必要な情報が得られることが期待できる。論文執筆に取り組むとともに、平行して、膵癌組織を用い解析を行う。医歯薬学現時点の検討では新規のバイオマーカー候補となる代謝物は同定できなかったが、サンプル中の化合物のより詳細な構造解析を進めることで、より多くの情報が得られることが期待される。また、乳癌特有のホルモン感受性やHer-2との関係についても検討を行う。今後は、研究計画にしたがって、膵癌組織を用いた実験を行う。新規のバイオマーカー候補となる代謝物は同定できなかったため、研究計画に変更が生じたため。研究計画に遅れが生じているため。膵組織のメタボロームマッピングの解析作業を行う。それに伴う試薬、標品の購入費がかかる。また、これまでに同定された代謝産物の関連分子を同定し、In situ Hybridization、免疫染色等による癌組織中の生物学的機能の変化を調べる。これらに伴う抗体などの費用がかかる。得られた知見は欧米雑誌に投稿もしくは国際学会にて発表予定であり、それに伴う経費も計上する。乳癌組織のメタボロームマッピングで得られたデータの実際の解析作業を引き続き行う。また、膵癌組織の分析についても並行して進める。それに伴う抽出試薬、器具なその費用がかかる。
神経内科領域における漢方治療エビデンスの構築

神経内科領域の漢方治療エビデンスの構築のためには、漢方薬のこれまでの知見を考慮し、数多くある症状の中でも、有効性が十分にあると想定される頭痛、めまい、しびれ症状に平成29年度に焦点をあて、平成30年度も継続した。エビデンス構築のためには、症例の蓄積が最重要と考え、平成29年度に開設した頭痛、めまい、しびれの専門外来を週1回半日で継続した。これにより、頭痛、めまい、しびれを中心に症例の蓄積を行うことができ、これまでに頭痛は115例、めまいは88例、しびれは36例を蓄積した。解析方法は平成29年度と同様に、漢方薬の薬効評価、および患者の病態を明確にするために、初診時に処方した漢方薬に限定して解析することとした。有効、無効の判定は、初診時と薬を開始4-6週後の自覚症状評価システム(TOMRASS)の程度、頻度の両方が1段階以上改善しているものを有効、それ以外を無効とした。これまで使用した漢方薬は、頭痛に対しては、呉茱萸湯20例、五苓散15例、苓桂朮甘湯14例など、めまいに対しては、苓桂朮甘湯29例、五苓散9例、半夏白朮天麻湯7例など、しびれに対しては、八味地黄丸17例などを蓄積した。頭痛に対する呉茱萸湯、五苓散、苓桂朮甘湯の有効率は70.0%、55.6%、50.0%で、めまいに対する苓桂朮甘湯、五苓散、半夏白朮天麻湯の有効率は、44.9%、55.6%、57.1%で、しびれに対する八味地黄丸の有効率は35.3%となった。ただし、漢方薬の有効率を調べるのではなく、どのような患者に有効かを明らかにするのが最終目的のため、統計解析をするには症例がまだ不足している。エビデンスの構築には統計解析が必須であり、更なる症例の蓄積を必要とする。症例は少しずつ蓄積されている。但し、しびれに関しては高齢者の比率が高く、TOMRASSの操作に煩雑性を少し伴うことから同意を得られないことが多く、症例が頭痛、めまいほど症例が蓄積されていない。しかし、研究遂行には研究協力者との協力体制は得られており、全体としては「おおむね順調に進展している」と考えている。専門外来を活用し、症例の蓄積に引き続き務める。また、専門外来以外においてもTOMRASSに同意し登録されている症例も解析時に加える。解析するのに十分な症例数に達している処方に関しては、初診時の問診票と診察所見を有効、無効例で比較し、統計解析を行う。有効性評価基準が適切であるかも十分に検証する。統計解析の結果、どの処方が、どのような患者に有効であるか明らかになった段階で学会発表、論文などを中心に成果をだしていく。また、頭痛、めまい、しびれ以外の神経症状(例:顔面痙攣、不随運動など)は、統計解析するのに十分な症例を蓄積するのは困難と予想されるが、できるだけ多くの症例で多数例報告を行えるよう努める。神経内科領域の漢方治療エビデンスの構築のためには、漢方薬のこれまでの知見を考慮し、数多くある症状の中でも、有効性が十分にあると想定される頭痛、めまい、しびれ症状に焦点を絞ることにした。エビデンス構築のためには、症例の蓄積が最重要と考え、頭痛、めまい、しびれの専門外来を週1回半日で開設した。これにより、頭痛、めまい、しびれを中心に症例の蓄積を行うことができ、これまでに、頭痛は84例、めまいは66例、しびれは25例を蓄積した。解析方法の設定として、漢方薬の薬効評価、および患者の病態を明確にするために、初診時に処方した漢方薬に限定して解析することとした。有効、無効の判定は、初診時と薬を開始4-6週後の自覚症状評価システム(TOMRASS)の程度、頻度の両方が1段階以上改善しているものを有効、それ以外を無効とすることとした。これまで使用した漢方薬は、頭痛に対しては、苓桂朮甘湯11例、呉茱萸湯10例、五苓散9例など、めまいに対しては、苓桂朮甘湯21例、半夏白朮天麻湯6例、五苓散5例など、しびれに対しては、八味地黄丸12例などを蓄積した。頭痛に対する苓桂朮甘湯、呉茱萸湯、五苓散の有効率は63.6%、70.0%、55.6%で、めまいに対する苓桂朮甘湯、半夏白朮天麻湯、半夏厚朴湯の有効率は、52.4%、83.3%、60%で、しびれに対する八味地黄丸の有効率は25.0%となった。例えば苓桂朮甘湯の有効例の特徴は足の冷え、立ちくらみ、睡眠障害、不安、こりなどの自覚症状を持つという傾向は確認できた。漢方薬の有効率を調べるのではなく、どのような患者に有効かを明らかにするのが目的のため、統計解析するには症例がまだ不足している。当初はそれぞれの漢方薬の有効性評価の判定基準の設定に時間を要したが、設定以後は、頭痛、めまい、しびれの専門外来を開設したこともあり、頭痛、めまいに関しては症例の蓄積が順調に行われている。

但し、しびれに関しては、有症状者の高齢者比率が高い影響で、有効性の評価に採用している当研究所独自の自覚症状評価システム(TOMRASS)の操作に若干の煩雑性があることから同意を得られない、あるいは継続が困難となる例が多くあり、症例の蓄積には少し遅れをとっている。研究遂行に向けての研究協力者との協力体制は十分確立されており、密に連絡を取れる体制が取れている。以上から全体としては、おおむね順調に進展していると判断できる。神経内科領域の漢方治療エビデンスの構築のためには、漢方薬のこれまでの知見を考慮し、数多くある症状の中でも、有効性が十分にあると想定される頭痛、めまい、しびれ症状に平成29年度に焦点をあて、平成30年度も継続した。エビデンス構築のためには、症例の蓄積が最重要と考え、平成29年度に開設した頭痛、めまい、しびれの専門外来を週1回半日で継続した。これにより、頭痛、めまい、しびれを中心に症例の蓄積を行うことができ、これまでに頭痛は115例、めまいは88例、しびれは36例を蓄積した。解析方法は平成29年度と同様に、漢方薬の薬効評価、および患者の病態を明確にするために、初診時に処方した漢方薬に限定して解析することとした。有効、無効の判定は、初診時と薬を開始4-6週後の自覚症状評価システム(TOMRASS)の程度、頻度の両方が1段階以上改善しているものを有効、それ以外を無効とした。これまで使用した漢方薬は、頭痛に対しては、呉茱萸湯20例、五苓散15例、苓桂朮甘湯14例など、めまいに対しては、苓桂朮甘湯29例、五苓散9例、半夏白朮天麻湯7例など、しびれに対しては、八味地黄丸17例などを蓄積した。頭痛に対する呉茱萸湯、五苓散、苓桂朮甘湯の有効率は70.0%、55.6%、50.0%で、めまいに対する苓桂朮甘湯、五苓散、半夏白朮天麻湯の有効率は、44.9%、55.6%、57.1%で、しびれに対する八味地黄丸の有効率は35.3%となった。ただし、漢方薬の有効率を調べるのではなく、どのような患者に有効かを明らかにするのが最終目的のため、統計解析をするには症例がまだ不足している。エビデンスの構築には統計解析が必須であり、更なる症例の蓄積を必要とする。症例は少しずつ蓄積されている。但し、しびれに関しては高齢者の比率が高く、TOMRASSの操作に煩雑性を少し伴うことから同意を得られないことが多く、症例が頭痛、めまいほど症例が蓄積されていない。しかし、研究遂行には研究協力者との協力体制は得られており、全体としては「おおむね順調に進展している」と考えている。様々な漢方薬を使用していることもあり、統計解析まで含めた一つの薬に対する有意差を示すためには、非常に多くの症例が必要である。そのために、専門外来を通して、頭痛、めまい、しびれの症例の更なる蓄積を積極的に行っていく。有効性評価の判定基準の設定次第で、解析結果が大幅に変化することがあり、非常に重要な点と認識している。そのため、有効性評価基準が適切であるかは定期的に検証していく。統計に関しても、適切な統計解析方法について、定期的に検証を行う。また、頭痛、めまい、しびれ以外の神経症状(例:顔面痙攣、眼瞼痙攣、片麻痺、自律神経症状)などの症例も蓄積し、一定のエビデンスを示せるように病態、漢方薬の有効性の評価を行っていく。進行状況が遅れていると判断されるような場合は専門外来の拡充も検討する。専門外来を活用し、症例の蓄積に引き続き務める。また、専門外来以外においてもTOMRASSに同意し登録されている症例も解析時に加える。解析するのに十分な症例数に達している処方に関しては、初診時の問診票と診察所見を有効、無効例で比較し、統計解析を行う。有効性評価基準が適切であるかも十分に検証する。統計解析の結果、どの処方が、どのような患者に有効であるか明らかになった段階で学会発表、論文などを中心に成果をだしていく。
ポリマーナノコンポジット材料における絶縁特性の向上メカニズムの解明

ポリマーナノコンポジット材料における絶縁特性の向上と要因を解明するとともに,高熱伝導性を併せ持つハイブリッド型ナノコンポジット材料を開発することを目的とした.ナノフィラー添加による絶縁破壊時間の長寿命化におけるメカニズム解明の一つとして,耐部分放電試験による試料表面への放電侵食劣化深さから抑制効果と機構,さらには試験環境による依存性等について評価・考察を行なった.その結果,ニート試料,マイクロ試料のナノコンポジット化により絶縁特性が顕著に向上する結果と再現性,温度依存性が得られ,絶縁性と熱伝導性という特性の両立を可能にする新たな指標を示すことが得られた.ポリマーナノコンポジット材料における絶縁特性の向上と要因を解明するとともに,高熱伝導性を併せ持つハイブリッド型ナノコンポジット材料を開発することを目的とした.ナノフィラー添加による絶縁破壊時間の長寿命化におけるメカニズム解明の一つとして,耐部分放電試験による試料表面への放電侵食劣化深さから抑制効果と機構,さらには試験環境による依存性等について評価・考察を行なった.その結果,ニート試料,マイクロ試料のナノコンポジット化により絶縁特性が顕著に向上する結果と再現性,温度依存性が得られ,絶縁性と熱伝導性という特性の両立を可能にする新たな指標を示すことが得られた.ナノフィラー添加による絶縁破壊時間の長寿命化におけるメカニズム解明の一つとして,部分放電試験後にフィラー粒子が試料表面に析出することで,表面劣化を抑制していることが分かり,以下に抑制効果と抑制機構について示す.(1)部分放電により生ずる絶縁材料の侵食は,4 kVrms交流電圧600 Hzの印加過程において樹脂が選択的にスパッタされると考えられる.耐部分放電特性の放電時間-劣化深度の評価の指標として,エポキシにナノシリカ3 wt%で均一分散させたナノコンポジット侵食平均速度はニートに対して約66%に抑制されていること,またマイクロコンポジットに対して約23%に抑制されていることが分かった.(2)ナノシリカ粒子における部分放電劣化抑制機構については,表面侵食の進行中にナノ粒子が析出,堆積し樹脂のさらなる劣化を抑制しており,さらに最表面においては電圧印加時間が経過するに従い,樹脂と結合力を保ったまま,シリカ成分が濃化し,最表面に緻密なナノシリカ粒子被覆層が形成されることにより,深部への劣化が抑制されたものと考えられる。またマイクロ粒子添加については,同様の効果を示すものの,同一添加量で比較するとナノ粒子に対して樹脂最表面を緻密に覆う効果が少なかったものと考えられる.また,高熱伝導性を付与したナノコンポジット試料については,試料の作製方法の違いにより,同一なフィラー粒子,添加量であっても23 W/mkの向上が得られることが分かった.しかしながら,今後さらなるフィラー粒子の最適化(用いるフィラー粒子の粒径や形状,添加量の低充填化)が必要であることが分かった.ポリマーナノコンポジット材料における絶縁特性の向上と要因を解明するとともに,高熱伝導性を併せ持つハイブリッド型ナノコンポジット材料を開発することを目的とした.ナノフィラー添加による絶縁破壊時間の長寿命化におけるメカニズム解明の一つとして,耐部分放電試験による試料表面への放電侵食劣化深さから抑制効果と機構について評価・考察を行なった.ニート試料,マイクロコンポジット試料に対し,ナノシリカフィラー粒子を添加混合しナノコンポジット化することにより絶縁特性が顕著に向上する同様の結果が得られ,ナノ粒子による試料表面への堆積とナノオーダでの被覆による劣化抑制層の形成することによる抑制機構と考察できた.また,絶縁特性を解明する上で,高温環境下での影響も評価を行なった.その結果,試験環境温度を30°C,60°C,110°Cとした場合,試料表面への放電侵食劣化深さは30°Cと110°Cでは約2倍もの劣化深さとなり,温度依存性があることが新たに判明した.低充填での熱伝導性付与については,マイクロフィラーを40 wt%添加した試料では,ニート試料に比べ2.7倍程度の熱伝導率向上が得られ,ナノフィラー3 wt%単体でも1.3倍の向上が得られた.これはフィラー粒子とポリマーマトリックスとの界面による結合力に依存していることが分かった.以上これらの結果による絶縁性と熱伝導性という相反する特性の両立を可能にする新たな指標を示すことが得られた.26年度が最終年度であるため、記入しない。電気・電子材料26年度が最終年度であるため、記入しない。研究成果については,絶縁特性向上の解明の一つとして,試料表面におけるフィラーの析出量を評価できているため.順調に進展している.しかしながら予算が実際に使えるようになったのが9月下旬と後期であったため,研究設備面においては,従来設備での評価でしか行えなく,新規設備の準備期間がなく,やや遅れている.当初の研究計画通り,絶縁特性向上のメカニズム解明を目的とし,さらなる絶縁特性の評価を継続していく.研究計画における大きな変更点は特にない.