hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
オーストラレイシアにおけるゴンドワナ大陸分裂以前の古生代縫合帯の復元

広域変成岩の性格を比較するとニューイングランド褶曲帯中の付加体のそれとニューカレドニア基盤岩のものとで共通点を持っており,緑色片岩相あるいはより低温の変成作用によって形成された変成岩である。しかし年代論的に共通なものであることを示すデータは確認できなかった。ニュージーランドの変成岩についても岩相上の若干の違いの他に年代論的に不一致点が多いことが明らかとなった。特にオニカカ片岩の年代が白亜紀であったことは現地の研究者にショックを与えた。オーストラリアの地帯構造論との類似性が認められないことが明らかになった上に,古い構造に斜交する白亜紀の火成岩類の活動が新たにクローズ・アップされることになり,ニュージーランドの研究者は本研究の終了を特に残念がっている。結局,ニューイングランド褶曲帯成立後,タスマン海のオープニングまでの期間にプレート運動の方向が転換し,ニューイングランド褶曲帯が横ずれ断層によって消滅させられると共に,白亜紀の花崗岩帯がオーストラレイシア縁辺部に発展したという地史を組み立てざるを得ない。これらの根拠となった岩石学的・年代学的根拠は次の通りである。1)ラクラン褶曲帯中の中後期オルドビス紀のチャート類(放散虫・コノドントによる年代判定)2)エクロジャイトの上昇年代が325Ma前後であり,それ以前に800°C,12-15kbの条件下にあった(温度・圧力はEllis&Green,1979に基づくもの)。3)Tia花崗閃緑岩のRb-Sr全岩年代が350±49Maである。またSHRIMPによるU-Pb年代はジルコンの従来の方法による年代304Maより若干若くなる。4)花崗岩類の貫入は三畳紀まで続くが,周囲の付加体中にNamansiteなどの特殊なMn鉱物を形成した。5)ニューカレドニア,オニカカ片岩,Cr雲母脈,南極ウィルソン・テレンの変成岩・花崗岩は100Ma年代の年代を示す。つまり現在の環太平洋南西部は100Maの変動帯で取り囲まれている。(Ar-Ar及びK-Ar年代)6)ウィルソン・テレン(南極)に500Maの花崗岩があり,100Maの花崗岩が近くに分布する。7)ペル紀の火山弧堆堆物がニュージーランド南部に分布する他,ニューイングランド褶曲帯中部(ブリスベーン付近)の東に分布している。この間に衝突帯が想定できる8)ニュージーランド南島西海岸にあるデポン系には明りょうな岩相の違うブロック上の産地があり,両者の間に堆積時の大きな距りが想定できる。以上のデータを中心にして,オルドビス紀の海洋島弧,その東に発達したニューイングランド褶曲帯,そしてこれらを切るペルム紀のブロックとさらに斜交する白亜紀の火成活動帯を想定しうる。オルドビス紀の海洋島弧が古太平洋の初期の沈み込み帯を形成している可能性が考えられるので,ニューイングランド褶曲帯の延長が分断されるのは古太平洋の拡大にともなうプレートの移動方向の違いに帰することも可能であり,今後は太平洋の東北側を含めた検討が必要となるであろうオーストラリアの調査はニューイングランド褶曲帯・ラクラン褶曲帯に対して行なわれた。
歩行者と同じ感覚で同じように移動でき、思い通りに運転可能な全方向移動乗り物の開発

近距離の移動を便利にするため、これに適した移動装置が求められている。特に、任意方向に移動できる移動装置であれば便利であり、望ましいと考えられる。しかしながら、従来の移動装置は前後に移動することや移動する方向を変えることはできるが、真横への移動や向きを変えずに斜めに移動することはできないという課題があった。そこで、本研究では新しい車輪メカニズムを用いた全方向移動可能な移動装置を開発することを目的とする。これにより、歩行者と同じ感覚で同じように移動でき、思い通りに運転可能な全方向移動乗り物を実現することを目指す。平成29年度までに小型全方向駆動車輪の設計、車輪メカニズムの理論の構築、車輪の製作、実験による基本的な動作の確認を行った。また、小型全方向移動装置について仕様検討、設計を行った。平成30年度は、製作した小型全方向駆動車輪を用いた全方向移動装置の試作を行った。人が乗ることができる移動装置の本体構造の組み立て、大きな負荷がかかる全方向駆動車輪を支持する構造の構築、車輪を駆動する動力伝達機構の配置、モータ駆動機器の動作確認と人が乗る際に問題にならない場所への設置などを行い、小型全方向移動装置を構築した。この際には、製作や組み立てに関する問題点の調査を行った。次に、製作した移動装置を用いて、前後、左右、斜めの移動、旋回の動作について実験を行った。この際の動作を確認し、問題点を明確化した。また、製作した移動装置に人が乗った条件下で動作実験を行った。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成28年度は小型全方向移動装置を開発するための準備として、小型全方向駆動車輪の構造検討と移動装置の基本構造検討を行った。まず、小型全方向駆動車輪の構想設計を行った。従来の車輪よりも小型化することを目指す際に生じる構造上の課題を明確にし、次にその課題に対する解決策を検討した。車輪の各部の小型化と、そのような小型部品で必要となる機能を実現するための方法の検討を行った。また、この新しい小型全方向駆動車輪メカニズムにおいて、前後左右斜めの全方向への移動を実現するために必要となる運動に関する理論を構築した。これらの検討に基づいて、小型全方向駆動車輪の詳細設計を行った。次に、移動装置の基本構造の検討を行った。近距離の移動に対して適していると考えられる構造について複数個の検討を行い、基本構造を決定した。平成28年度は、小型全方向移動装置に用いる小型全方向駆動車輪の構想設計、詳細設計と、小型全方向駆動車輪メカニズムの運動に関する理論を構築した。また、移動装置の基本構造の検討を行った。当初に予定していた研究実施計画をおおよそ実施できていることから、おおむね順調に進展していると判断する。小型全方向移動装置を開発するための準備として、平成28年度に小型全方向駆動車輪の構想設計、詳細設計と、車輪メカニズムの運動に関する理論を構築した。平成29年度は、小型全方向移動装置の仕様検討を行った。開発する移動装置が実現すべき機能を明確化した。次に、仕様を基にして小型全方向移動装置の構想設計を行い、移動装置の全体構造や使用する機構について検討した。次に詳細設計を行い、機能を実現するために必要となる各部の構造や材料を決定した。詳細設計後に一部の試作を行った。小型全方向駆動車輪の製作を行い、その際に部品製作時や組み立て時の課題、今後に改善すべき点などを調査した。また、改善活動を行った。製作した小型全方向駆動車輪を用いて調査を行い、本車輪が前後、左右、斜めの方向の移動が可能であることを確認した。平成29年度までに小型全方向駆動車輪の構想設計、詳細設計、製作を行った。また、小型全方向移動装置の仕様検討、構想設計、詳細設計を行い、一部の試作を行った。

しかしながら、従来の移動装置は前後に移動することや移動する方向を変えることはできるが、真横への移動や向きを変えずに斜めに移動することはできないという課題があった。そこで、本研究では新しい車輪メカニズムを用いた全方向移動可能な移動装置を開発することを目的とする。これにより、歩行者と同じ感覚で同じように移動でき、思い通りに運転可能な全方向移動乗り物を実現することを目指す。平成29年度までに小型全方向駆動車輪の設計、車輪メカニズムの理論の構築、車輪の製作、実験による基本的な動作の確認を行った。また、小型全方向移動装置について仕様検討、設計を行った。平成30年度は、製作した小型全方向駆動車輪を用いた全方向移動装置の試作を行った。人が乗ることができる移動装置の本体構造の組み立て、大きな負荷がかかる全方向駆動車輪を支持する構造の構築、車輪を駆動する動力伝達機構の配置、モータ駆動機器の動作確認と人が乗る際に問題にならない場所への設置などを行い、小型全方向移動装置を構築した。この際には、製作や組み立てに関する問題点の調査を行った。次に、製作した移動装置を用いて、前後、左右、斜めの移動、旋回の動作について実験を行った。この際の動作を確認し、問題点を明確化した。また、製作した移動装置に人が乗った条件下で動作実験を行った。平成29年度は、平成28年度に得られた検討結果を基にして、小型全方向移動装置の構想設計と詳細設計を行い、機能を実現するために必要となる各部の構造を決定する。次に試作を行い、製作や組立時の問題点の調査と、試作した小型全方向移動装置の基本的な動作の調査を行う。平成30年度は、小型全方向移動装置の試作の続きを行い、製作や組み立て時の問題点の調査を行う。次に試作した小型全方向移動装置の基本的な動作の調査を行う。小型全方向移動装置を用いて、前後、左右、斜めの移動、旋回の実験を行う。この際の移動装置の動作を評価し、問題点を明確化し、必要があれば調整を行う。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
冬季代かき乾田直播栽培による節水型水利システムの構築と圃場環境の改善に関する研究

冬季代かき乾田直播栽培の導入が節水型水利システムの構築にどのように貢献し,あわせて圃場環境改善の効果をもたらしているのかについて研究を行った。その結果,灌漑期初期において2030%の節水効果を発揮しており,さらに深水無落水灌漑を取り入れることによって水温や地温が安定し,水環境が保全されていた。また,灌漑期間中の有効雨量が増加し,水田圃場内での保水機能が増加していることが明らかになった。本研究は,恒常的な取水制限を強いられている矢作川流域での水需給調整に当たって,冬季代かき乾田直播栽培の導入が節水型水利システムの構築や雑草抑制ならびに水質保全効果を目指した新しい水管理技術の構築にどのように貢献するのかを明らかにすることを目的とする。一方,温暖化に伴う気温の上昇によって水田内の水温が上昇し,水稲の無効分げつが進み収量や品質の低下を招くことが懸念され,この対策として矢作川流域では深水灌漑と水管理労働の省力化を図るための無落水灌漑が普及している。このような深水無落水灌漑による水管理が用水量や水温,地温,水質などに及ぼす影響の検証が十分行われていないことから,愛知県三河地方の冬季代掻きV溝乾田直播栽培水田で行われている深水無落水灌漑の実態と圃場内での湛水動態,水温,地温,水質環境を明らかにするものである。平成20年度に行った研究において,冬季代掻き乾田直播栽培水田での深水無落水灌漑による圃場環境を調査した結果,日減水深は灌漑期が612mm/d,冬季代掻き後の湛水期が57mm/dで,一般的な移植水田に比べて灌漑期間中の水田用水量は少ないことがわかった。一方,水温は表層が2137°C,田面が2132°C,地温は2028°Cの範囲で変動し,高気温時でも田面水温は水稲生育における適正な温度を維持していることがわかった。さらに,気象,水温,地温の観測結果および水稲成育諸元の観測結果から地温推定式を構築した。水質はCODとT-Nの濃度が水尻で農業用水水質基準値より若干高い傾向を示したが,水稲成育に大きな影響を及ぼすものではなかった。平成21年度に行った研究において,深水無落水灌漑水田では最大23cmと掛け流し水田の2倍の湛水深の水管理が行われ、これによって最高水温や最高地温が低く維持されていた。また、圃場内の水質はCOD、T-N濃度が高くなる場合があったが、深水無落水灌漑は灌漑期間中に圃場内での高濃度の貯留水が圃場外へ排出される頻度はかなり少なく、環境に配慮した水管理技術であることが明らかになった。本研究は,恒常的な取水制限を強いられている愛知県矢作川流域での水需給調整に当たって,冬季代かき乾田直播栽培の導入が節水型水利システムの構築や新しい水管理技術の構築にどのように貢献するのかを明らかにすることを目的とする。このような深水無落水灌漑による水管理が用水量や水温,地温,水質などに及ぼす影響の検証が十分行われていないことから,愛知県三河地方の冬季代掻きV溝乾田直播栽培水田で行われている,深水無落水灌漑の実態と圃場内での湛水動態,水温,地温,水質環境を明らかにするものである。平成22年度の研究では,研究初年度から最終年度までの3年間における農業用水の利用実態について水利管理データを入手して解明を行った。

その結果,灌漑期間中の取水量のピークが7月初旬の中干し終了後に現れており,4月末から5月初旬の用水地域内での代かき・田植え時のピーク取水量が,中干し終了後のピーク取水量に対して2030%減少していることが判明し,冬季代かきが節水型水利用に貢献していることが明らかになった。さらに,深水無落水灌漑が夏期の水需要増大時において有効雨量を増加させることにもつながり,水田内での保水能力が高いために,農家にとって用水不足への懸念が少ないことが分かった。
新しい有機金属錯体の固体物性の研究

フェロセン誘導体や有機スズ化合物の固体状態における分子構造と電子状態(原子価状態)との関連を明らかにする目的について以下の成果を得た。これまでのフェロセン誘導体にヨウ素,塩化水銀,塩化スズなどが付加した化合物におけるメスバウアースペクトルを中心とする知見をもとに、対応するルテノセン誘導体および、鉄,ルテニウム双方を含むメタロセン誘体付加物について、炭素-13固体高分解能NMR法を中心にその固体状態での物性を検討した。その結果これらのルテノセン誘導体の【^(13)C】NMR化学シフトと相当するフェロセン誘導体の四極子分裂値に相関がみられることから、これらのルテノセンとフェロセン誘導体間の構造に類似性がみられることを示すとともに、これれの化合物の構造について、【^(13)C】化学シフトおよびその線形から推定した。また、ルテニウム,鉄原子と、付加した、ヨウ素,水銀,スズとの相互作用,結合の様式などについての知見を得た。一方、種々の一電子酸化二核ビフェロセニウム誘導体について、対イオンの異る様々の塩を合成し、そのX線回析,人工バウアースペクトル,ESRスペクトルの測定結果から、これらの錯体の鉄の原子価状態が対イオンにより大きく影響されることを示すとともに、これらの錯体と対イオンとの相互作用の実体についての知見を得た。また、いくつかのアルキル置換一電子酸化ビフェロセンにおける原子価状態の温度依存性を詳細に検討するとともにこれらの変化が、原子価状態における秩序-無秩序転移に類似した挙動であり、また、このことを簡単な統計力学モデルにより説明できることを示した。有機スズ化合物やフェロセン誘導体の固体物性に対する申請者らのメスパウアー分光法を中心とするこれまでの研究成果を基礎として固体内での原子・分子の配向や運動状態、またこれらと電子状態との関連について、多角的な手段を用いてより詳細に検討することを本研究は目的としている。これらの目的に対して達成された成果を以下にまとめる。1.モデル化合物の合成:上記の目的に適した新しい有機金属錯体(下記の(1),(2))を合成し、これらの合成法を確立した。(1).二つのフェロセンに異る置換基を有する二核フェロセンおよびその一電子酸化物の合成。(2).種々のメタロセン誘導体の鉄原子を配位子とする水銀およびスズ錯体の合成。2.種々の置換基をもつ二核フェロセン誘導体の一電子酸化物(混合原子価錯体)について、固体状態(結晶状態)、マトリックス中に拡散した状態および溶液状態におけるメスパウアースペクトル、ESRスペクトルあるいはNMRスペクトルなどを相互に比較することにより、対イオン(主として【I_3^-】イオン)との相互作用が、これらの化合物の電子状態、あるいは、2つの鉄イオン間の電子交換速度に重要な寄与を与えていることを明らかにした。3.上記(1-(2))の化合物についてのメスパウアースペクトルおよび固体高分解能【^(13)C】-NMRスペクトルの測定から、これらの化合物の金属イオンの原子価状態および構造についての知見を得、またこれらの化合物の化学的安定性との関連を明らかにした。
プラズマ電子波共鳴トランジスタによる光注入同期型テラヘルツ電磁波発振動作の研究

半導体ヘテロ接合構造における2次元電子系は、サブバンド間エネルギーに相当する光学フォノンやフォトンによって、コヒーレントに分極振動励起される。この振動波をプラズマ電子波と称する。一般的な材料系において、プラズマ電子波の基本モード周波数はサブミクロンの波長領域でテラヘルツ帯に到達する。そのため、プラズマ電子波は、テラヘルツ帯での信号処理機能を実現する可能性を有している。特に,光波と同期したコヒーレントテラヘルツ電磁波の発生が可能な光注入同期型発振素子としての機能は、将来の情報通信システムや計測システムのテラヘルツ応用上、利用価値が高い。このプラズマ電子波の共鳴効果に着目し、構造の単純な既存のGaAs MESFET(metal semiconductor field effect transistor)やInGaAs/GaAspHEMT (pseudomorphic high-electron mobility transistor)を対象として、2光波注入による差周波テラヘルツ同期発振動作の実現を目指して、理論・実験の両面から検討を行った。その結果、まず第1には、0.08 μmゲートのGaAsMESFETに対して、室温条件下16 THzの領域でプラズマ共鳴動作とそのゲートバイアス依存性の観測に成功した。GaAs MESFETの構造特性を反映したプラズマ共鳴モデルを構築して理論解析を行った結果、実験結果をよく説明できた。第2には、0.15 μm InGaAs/GaAspHEMTに対して、室温条件下18THzの領域でプラズマ共鳴強度の励起周波数依存性の観測に成功した。バンド間光学励起にともなう光励起キャリアがプラズマ共鳴特性に及ぼす影響をモデル化することにより、実験結果は理論とのよい一致を見た。いずれの実験も、直流ポテンシャル変調成分のインコヒーレント測定による観測であるが、プラズマ電子波のテラヘルツ帯共鳴動作の材料・構造依存性に関する多くの知見を得ることができた。今後のデバイス構造設計に向けた基盤技術として重要な成果が得られた。なお、これらの実験と並行して、電気光学サンプリングによるテラヘルツ時間領域測定システムを構築し、現在引き続きコヒーレントな計測へと展開しているところである。実験結果から予測される最大変換効率は、現状では10^<-5>以下(nW/mW)と低く、励起効率の改善とテラヘルツ電磁波放射効率改善に向けた、新構造デバイスの提案等、今後の発展が期待される。1.プラズマ電子波共鳴トランジスタの動作特性解析DyakonovとShurの提案したプラズマ電子波に対する流体力学方程式(摂動論的な線形結合近似による1次元モデル)を出発点として、Si及び化合物半導体による電界効果型トランジスタのテラヘルツ波励起に対するプラズマ電子波共鳴特性を数値解析し、化合物半導体素子において室温テラヘルツ共鳴発振動作の実現性を確認した。共鳴動作が困難なSi系デバイスの特性改善を図るため、疑似バイポーラn-i-n構造を提案した。本素子構造のプラズマ電子波共鳴特性を解析した結果、従来構造に比して1桁以上の共鳴強度改善効果が得られることを確認した。一方、共鳴周波数の可制御性が乏しいことが課題として判明した。2.テラヘルツ波共鳴発振動作の実験的検討テラヘルツプローバシステムを用いて、ポラリトン-プラズモン相互作用を利用したレーザ2光波混合による差

周波テラヘルツ励起の手法により、ゲート長80nmの極限微細化GaAs MESFETを対象としてプラズマ共鳴特性観測実験を遂行した。プラズマ共鳴効果によって生じるソース・ドレインポテンシャルの直流変調成分を測定することによってプラズマ共鳴特性を観測した。設定した1.0,1.50,2.50THzの3周波数において明瞭なプラズマ共鳴効果の観測に成功するとともに、プラズマ共鳴周波数のゲートバイアス依存性を初めて実験的に検証することに成功した。得られたプラズマ共鳴周波数のゲートバイアス依存性は一次元単純近似モデルに基づく理論解析と比較的よい一致を示し、プラズマ共鳴トランジスタの最大の特徴である、光注入同期型コヒーレントテラヘルツ帯波長可変発振素子としての実現性に見通しを得ることができた。プラズマ共鳴周波数のゲートバイアス依存性に見られる(二次元電子液体としてモデル化した)単純理論との若干の相違は、光励起キャリアが及ぼす電子走行チャネルの実効厚み変調効果による表面電子濃度の変化によって解析的に説明できた。今後は電気光学サンプリングによるテラヘルツ電磁波の直接観測へと進展させる。1.プラズマ電子波共鳴トランジスタのテラヘルツ帯共鳴発振動作のインコヒーレント計測(1)実験方法と試料の準備ポラリトン・プラズモン励起系を利用したレーザ2光波混合励起の手法により、ゲート長80nmの微細化GaAs MESFETを対象としてプラズマ共鳴特性観測実験を進展させた。プラズマ共鳴で生じるソース・ドレインポテンシャルの直流変調成分を測定することにより、インコヒーレントに、1.07.5THzの範囲で共鳴強度特性を観測した。(2)実験結果3次高調波に相当する周波数での共鳴条件が基本共鳴周波数のそれらとほぼ同一条件であったことから、3次高調波共鳴の観測にはじめて成功したと考えられる。共鳴周波数のゲートバイアス(Vg)依存性は、共鳴周波数が√<Vg>に比例する一次元単純モデルの理論解析と異なり、特定のVg領域を境界として漸増・急増・漸増飽和という複雑な非線形応答を示した。(3)考察MESFETは素子構造上2次元的なキャリアの閏じ込めが弱く、また、本来透明であるはずの励起光(波長1550nm帯)に対しては深い準位を介した弱励起キャリアが生成される。これらの物理現象を考慮してチャネル内電子に対するレート方程式より電子分布を求め、実効的なキャリア濃度から共鳴周波数を算出した結果、実験で観測された共鳴周波数の非線形なVg依存性をほぼ説明することができた。(4)結論と今後の予定本デバイスの最大の特徴である、光注入同期型コヒーレントテラヘルツ帯波長可変発振素子としての実現性に見通しを得ることができた。今後はより理想特性が期待される高電子移動度
胃腺の粘液とくにヘマトキシリン陽性粘液の比較形態学的・組織化学的研究

胃腺には粘液分泌を行なう細胞として,表層粘液細胞,副細胞,幽門腺の粘液細胞および噴門腺の粘液細胞があるが,それぞれの細胞より分泌される粘液の異同については明らかではない.そこで, Mayerのhemalumを応用したヘマトキシリン染色を用いてヘマトキシリン陽性細胞のラット胃全体における分布について調べるとともに,副細胞の粘液の性状と副細胞以外の粘液細胞の粘液の性状について比較検討した.また,哺乳類以外の動物(ハ虫類,両生類)の胃腺粘液の性状についても組織化学的に調べた.ラットの胃においてMayerのhemalumを応用したヘマトキシリン染色を行なうと,副細胞の粘液が染色された.しかしながら,ヘマトキシリン染色とアルシアン青の重染色によって,副細胞には中性粘液を含むヘマトキシリン陽性細胞と,アルシアン青陽性の酸性粘液を含む細胞がみられることがわかった.さらに,胃の各部位における副細胞の分布について,副細胞を染色するパラドックス染色の結果とあわせて比較検討すると,副細胞は大部分がヘマトキシリン陽性の中性粘液を含む細胞であったが,噴門腺に近い部位に酸性粘液を含む細胞が認められた.大弯側よりでは中性粘液を含む副細胞の上方に酸性粘液を含む副細胞がみられたが,小弯側では副細胞にこのような規則性はみられなかった.また,副細胞の粘液の性状と副細胞以外の粘液細胞の粘液の性状について比較した結果,パラドックス染色では噴門腺,幽門腺,十二指腸腺のいずれもが陽性であったが,ヘマトキシリン染色では十二指腸腺のみが陽性であった.一方,哺乳類以外の動物の胃腺は,ヘマトキシリン陽性の中性粘液を含む細胞のみからなるもの,高鉄ジアミン陽性あるいはアルシアン青陽性の酸性粘液を含む細胞のみからなるもの,そして中性粘液と酸性粘液の両方を含む細胞からなるものの3つのタイプに分類することができた.胃腺には粘液分泌を行なう細胞として,表層粘液細胞,副細胞,幽門腺の粘液細胞および噴門腺の粘液細胞があるが,それぞれの細胞より分泌される粘液の異同については明らかではない.そこで, Mayerのhemalumを応用したヘマトキシリン染色を用いてヘマトキシリン陽性細胞のラット胃全体における分布について調べるとともに,副細胞の粘液の性状と副細胞以外の粘液細胞の粘液の性状について比較検討した.また,哺乳類以外の動物(ハ虫類,両生類)の胃腺粘液の性状についても組織化学的に調べた.ラットの胃においてMayerのhemalumを応用したヘマトキシリン染色を行なうと,副細胞の粘液が染色された.しかしながら,ヘマトキシリン染色とアルシアン青の重染色によって,副細胞には中性粘液を含むヘマトキシリン陽性細胞と,アルシアン青陽性の酸性粘液を含む細胞がみられることがわかった.さらに,胃の各部位における副細胞の分布について,副細胞を染色するパラドックス染色の結果とあわせて比較検討すると,副細胞は大部分がヘマトキシリン陽性の中性粘液を含む細胞であったが,噴門腺に近い部位に酸性粘液を含む細胞が認められた.大弯側よりでは中性粘液を含む副細胞の上方に酸性粘液を含む副細胞がみられたが,小弯側では副細胞にこのような規則性はみられなかった.また,副細胞の粘液の性状と副細胞以外の粘液細胞の粘液の性状について比較した結果,パラドックス染色では噴門腺,幽門腺,十二指腸腺のいずれもが陽性であったが,ヘマトキシリン染色では十二指腸腺のみが陽性であった.一方,哺乳類以外の動物の胃腺は,ヘマトキシリン陽性の中性粘液を含む細胞のみからなるもの,高鉄ジアミン陽性あるいはアルシアン青陽性の酸性粘液を含む細胞のみからなるもの,そして中性粘液と酸性粘液の両方を含む細胞からなるものの3つのタイプに分類することができた.胃腺には粘液分泌を行なう細胞として、表層粘液細胞、副細胞、幽門腺および噴門腺の粘液細胞があるが、それぞれの細胞より分泌される粘液の異同については明らかではない。そこでMayerのhemalumを応用したヘマトキシリン染色を用いてヘマトキシリン陽性細胞のラット胃全体における分布について調べるとともに、副細胞の粘液の性状と副細胞以外の粘液細胞の粘液の性状について比較検討した。ラット胃においてMayerのhemalumを応用したヘマトキシリン染色を行なうと、副細胞の粘液が染色された。しかしながら、ヘマトキシリン染色とアルシアン青の重染色によって、副細胞には中性粘液を含むヘマトキシリン陽性細胞と、アルシアン青陽性の酸性粘液を含む細胞がみられることがわかった。さらに、胃の各部位における副細胞の分布について、副細胞を染色するパラドックス染色の結果とあわせて比較検討すると、副細胞は大部分がヘマトキシリン陽性の中性粘液を含む細胞であったが、噴門腺に近い部位に酸性粘液を含む細胞が認められた。大弯側よりでは中性粘液を含む副細胞の上方に酸性粘液を含む副細胞がみられたが、小弯側では副細胞にこのような規則性はみられなかった。また、副細胞の粘液の性状と副細胞以外の粘液細胞の粘液の性状について比較した結果、パラドックス染色では噴門腺、幽門腺、十二指腸腺のいずれもが陽性であったが、ヘマトキシリン染色では十二指腸腺のみが陽性であった。

しかしながら、ヘマトキシリン染色にさきだちneuraminidase消化を行なうと、噴門腺はヘマトキシリン陽性となった。また、染色にさきだち、酵素消化および化学的修飾法を行なった結果から、ヘマトキシリンの染色機構には水素結合が関与していることが推測された。
在宅療養者を抱える家族が捉える訪問看護師の存在と看護介入内容に関する研究

本研究は,高齢・過疎化の進む地域において,在宅療養者を抱える家族が,家族をどのように認識しているか,訪問看護師の役割をどのように意識しているか,在宅療養者を抱える家族が満足(期待)する訪問看護師の役割の根拠となる看護介入はどのようなものか,を「在宅療養者の介護者が意識する家族認知の範囲と訪問看護師の役割」と「訪問看護師が認識した訪問看護活動時のトラブル」の2つの視点から検討し考察した.その結果,対象者は,高齢者夫婦世帯や何世代にもわたる家族が同居あるいは近隣住まいをしている世帯に関わらず,『親族』を自身の家族と認知しており,対象者にとっての家族の役割については,愛情,生きがい,安心,信頼,助け合いという5つのカテゴリーに分類できた.また,対象者が意識している訪問看護師の役割は,『医療・看護専門職』であると認識している者が多く,具体的には,在宅療養者の健康状態改善,対象者の情緒的な面での支援,在宅療養者の主治医との適切な連携であった.さらに,訪問看護活動において発生したトラブルは,在宅療養者とその家族が訪問看護師の役割として期待している部分で発生していることがわかった.在宅療養者やその家族,さらには医師,ホームヘルパー等多様な人間関係の中で活動する訪問看護においては,家族との関係性において発生するトラブルが認められた.今後は,今回の研究を踏まえて,在宅療養者の家族と訪問看護師との関係性において発生したトラブルについてさらに調査件数を増やし,家族看護におけるリスクマネジメントの具体的方策を策定した上で看護モデルを構築することが課題である.本研究は,高齢・過疎化の進む地域において,在宅療養者を抱える家族が,家族をどのように認識しているか,訪問看護師の役割をどのように意識しているか,在宅療養者を抱える家族が満足(期待)する訪問看護師の役割の根拠となる看護介入はどのようなものか,を「在宅療養者の介護者が意識する家族認知の範囲と訪問看護師の役割」と「訪問看護師が認識した訪問看護活動時のトラブル」の2つの視点から検討し考察した.その結果,対象者は,高齢者夫婦世帯や何世代にもわたる家族が同居あるいは近隣住まいをしている世帯に関わらず,『親族』を自身の家族と認知しており,対象者にとっての家族の役割については,愛情,生きがい,安心,信頼,助け合いという5つのカテゴリーに分類できた.また,対象者が意識している訪問看護師の役割は,『医療・看護専門職』であると認識している者が多く,具体的には,在宅療養者の健康状態改善,対象者の情緒的な面での支援,在宅療養者の主治医との適切な連携であった.さらに,訪問看護活動において発生したトラブルは,在宅療養者とその家族が訪問看護師の役割として期待している部分で発生していることがわかった.在宅療養者やその家族,さらには医師,ホームヘルパー等多様な人間関係の中で活動する訪問看護においては,家族との関係性において発生するトラブルが認められた.今後は,今回の研究を踏まえて,在宅療養者の家族と訪問看護師との関係性において発生したトラブルについてさらに調査件数を増やし,家族看護におけるリスクマネジメントの具体的方策を策定した上で看護モデルを構築することが課題である.本研究は,高齢・過疎化の進む地域において,在宅療養者を抱える家族は,訪問看護師の役割をどのように意識しているか,在宅療養者を抱える家族は,訪問看護師の役割に満足しているか・どのような役割を期待しているか,在宅療養者を抱える家族が意識する訪問看護師の役割の根拠となる看護介入はどのようなものか,在宅療養者を抱える家族が満足(期待)する訪問看護師の役割の根拠となる看護介入はどのようなものか,を明らかにすることである.平成15年度は,M県で高齢化率27%を超えるK地域において,訪問看護を利用している在宅療養者の家族(主介護者)が,訪問看護師の役割をどのように意識しているかを16事例に調査した.回答は自由記述とした.回答された記述内容から,訪問看護師の役割についての文脈を取り出し,コード化した.その結果,対象者にとっての訪問看護師の役割について記述された内容は『安心』『信頼』『医療・看護専門職』『ケア提供者』『相談相手』『指導者』『主治医との橋渡し』の7つのカテゴリーに分類できた.訪問看護師の役割は,『医療・看護専門職』であると意識している者が多く,主治医との連携という役割を期待していることがわかった.また、「家族のことを一番わかってくれている」

・「療養者だけでなく家族のケアをしてくれる」といった記述もあり,家族を対象としたケアが期待されていることがわかった.さらに,利用者自身の状態改善も介護者が望む訪問看護師の大きな役割の一つであり,医療機関が少なく,高齢・過疎化の進行する地域における傾向の一つであると考える.次年度,訪問看護場面における参加観察等により,在宅療養者を抱える家族が満足(期待)する訪問看護師の役割と満足できない看護介入はどのようなものかを明らかにしたい.本研究は,高齢・過疎化の進む地域において,在宅療養者を抱える家族が,訪問看護師の役割をどのように意識しているか・訪問看護師の役割に満足しているか・どのような役割を期待しているか,在宅療養者を抱える家族が意識する訪問看護師の役割の根拠となる看護介人はどのようなものか,在宅療養者を抱える家族が満足(期待)する訪問看護師の役割の根拠となる看護介入はどのようなものか,を明らかにすることを目的とする.平成15年度においては,M県で高齢化率27%を超えるK地域に居住する訪問看護利用者の家族介護者を対象に,訪問看護師の役割をどのように意識しているか調査し,回答が得られた16事例について分析したが,16年度はさらに5事例のデータを追加した.その結果,対象者が意識している訪問看護師の役割は,『医療・看護専門職』であると認識しているものが多く,具体的には,在宅療養者の健康状態改善,対象者の情緒的な面での支援,在宅療養者の主治医との適切な連携と回答していた.さらに本年度は,訪問看護活動で在宅療養者を抱える家族との関わりにおいて発生したインシデント,アクシデント及び苦情などのトラブルについて訪問看護師に記録してもらい,現在,得られたデータを分析中である.次年度は,本年度に得られた結果と訪問看護場面における参加観察等により,在宅療養者を抱える家族が満足(期待)する訪問看護師の役割と満足できない看護介入はどのようなものかを明らかにしたい.本研究は,高齢・過疎化の進む地域において,在宅療養者を抱える家族が,家族をどのように認識しているか,訪問看護師の役割をどのように意識しているか,在宅療養者を抱える家族が満足(期待)する訪問看護師の役割の根拠となる看護介入はどのようなものか,を「在宅療養者の介護者が意識する家族認知の範囲と訪問看護師の役割」と「訪問看護師が認識した訪問看護活動時のトラブル」の2つの視点から考察した.その結果,対象者は,高齢者夫婦世帯や何世代にもわたる家族が同居あるいは近隣住まいをしている世帯に関わらず,『親族』を自身の家族と認知しており,対象者にとっての家族の役割については,愛情,生きがい,安心,信頼,助け合いという5つのカテゴリーに分類できた.また,対象者が意識している訪問看護師の役割は,『医療・看護専門職』であると認識している者が多く,具体的には,在宅療養者の健康状態改善,対象者の情緒的な面での支援,在宅療養者の主治医との適切な連携であった.さらに,訪問看護活動において発生したトラブルは,在宅療養者とその家族が訪問看護師の役割として期待している部分で発生していることがわかった.在宅療養者やその家族,さらには医師,ホームヘルパー等多様な人間関係の中で活動する訪問看護においては,家族との関係性において発生するトラブルが認められた.今後は,今回の研究を踏まえて,在宅療養者の家族と訪問看護師との関係性において発生したトラブルについてさらに調査件数を増やし,家族看護におけるリスクマネジメントの具体的方策の看護モデルを構築したい.
発話時のカラー顔面像と音声の融合処理に基づく対話型人物認識法に関する研究

本研究では、発話時のカラー顔画像の特徴と音声の個人的特徴を高精度で抽出し、総合的あるいは選択的に活用して、端末を操作する人物を認識するシステムの開発を研究目的とする。具体的には、カラーCCDカメラとマイクロホンアレイを有するインテリジェント情報端末の開発、音声生成メカニズムの解析に基づく音声分析技術の高度化を研究目的とする。本研究の研究成果は以下の通りである。1.視聴覚融合インテリジェント情報端末の開発:マイクロホンアレイを用いて発話者の位置推定を忠実に抽出する手法を開発した。画像情報を併用しながら音声のホルマント帯域信号に基づいてDelay-and-sum処理により特定話者の発話位置を推定する。周囲雑音が存在する環境において,話者の音声に対して推定誤差は5cm以内であり,マイクやカメラの位置を気にすることなくコミュニケーションが可能なインテリジェント情報端末が実現できた。2.発話時のカラー顔画像の解析:発話時の顔画像と音声のデータよりRGBの色空間において顔領域を抽出し、口唇とその近辺の肌色を識別する肌色モデルを提案した。照明条件を考慮して肌色分布の動的特徴と色情報を併用した口唇位置推定法を提案して、その有効性を示した。3.音声生成メカニズムの解析に基づく音声分析技術の高度化:磁気共鳴映像法(MRI)により計測した三次元声道の有限要素モデルより声道内音圧分布を推定し、3[kHz]以上の帯域の声道長は周波数と共に長くなっていることを明らかにした。この成果は、線形予測分析に代表される従来の音声生成モデルの限界を示すと共に、周波数帯域ごとに次数を変えるモデルの必要性を指摘した。また,人物認識実験および発話者の位置推定実験を通じて,視聴覚融合センシングシステムは,カメラやマイクの位置を気にすることなくコミュニケーションが可能であり,高齢者などの中心に利用層の拡大が期待できる。本研究では、実環境下において発話時のカラー顔画像の特徴と音声の個人的特徴を高精度で抽出し、総合的あるいは選択的に活用し、端末を操作する人物を認識するシステムの開発を研究目的とする。具体的には、カラーCCDカメラとマイクロホンアレイを有するインテリジェント情報端末の開発,音声生成メカニズムの解析に基づく音声分析技術の高度化を研究目的とする。本年度の研究成果は以下の通りである。1.インテリジェント情報端末の開発:周囲雑音の低減と共にマイクロホンアレイを用いて話者の音声を忠実に抽出する手法を開発した。本手法は,話者位置情報に基づくDelay-and-sum処理で雑音除去を行ない,整合フィルタにより特定話者の音声を強調する。周囲雑音が存在する環境において音声強調実験を行い、登録話者の音声に対し,ホルマント周波数(F1-F4)が6%以内推定できる事を示した。2.発話時の口唇領域の抽出:成人男子7名、6連続母音を検査語として、発話時の顔画像と音声のデータを収集した。RGBの色空間において顔領域を抽出し,口唇とその近辺の肌色を識別する肌色モデルを提案した。照明条件を定量的に設定し,実際のカラー顔画像を用いて口唇領域抽出実験より本モデルの有効性を確かめた。3.音声生成過程の解析に基づく音声分析技術の高度化:磁気共鳴映像法(MRI)により計測した三次元声道の三次元有限要素モデルより,声道内音圧分布と音波の伝播経路を推定した。三次元声道内音圧分布より,2[kHz]以上の帯域において,音波は平面波伝播ではなく,球面波伝播していることを明らかにした。さらに,声道内における音波の伝播経路と周波数の関係を解析した結果,3[kHz]以上の帯域の伝播経路長は周波数と共に長くなっていることを明らかにした。

この結果は,音声分析モデルの次数が周波数に関係なく一定とする従来の音声生成モデルの限界を示すと共に改良すべき点を指摘するものである。本研究では、実環境下において発話時のカラー顔画像の特徴と音声の個人的特徴を高精度で抽出し、総合的あるいは選択的に活用し、端末を操作する人物を認識するシステムの開発を研究目的とする。具体的には、カラーCCDカメラとマイクロホンアレイを有するインテリジェント情報端末の開発,音声生成メカニズムの解析に基づく音声分析技術の高度化を研究目的とする。本年度の研究成果は以下の通りである。1.インテリジェント情報端末の開発:マイクロホンアレイを用いて発話者の位置推定と話者の音声を忠実に抽出する手法を開発した。本手法は,Wavelet解析により話者位置を推定し,それに基づいてDelay-and-sum処理と独立成分分析により特定話者の音声を強調する。周囲雑音が存在する環境において音声強調実験を行い、登録話者の音声に対し,ホルマント周波数(F1-F4)が4%以内で推定できる事を示した。2.発話時の口唇領域の抽出:成人男子7名、6連続母音を検査語として、発話時の顔画像と音声のデータを収集した。RGBの色空間において顔領域を抽出し,口唇とその近辺の肌色を識別する肌色モデルを提案した。照明条件を定量的に設定し,実際のカラー顔画像を用いて口唇領域抽出実験より,本モデルの有効性と口唇領域の抽出にはハロゲンランプが有効であることを確かめた。3.音声生成過程の解析に基づく音声分析技術の高度化:磁気共鳴映像法(MRI)により計測した三次元声道の三次元有限要素モデルより,声道内音圧分布と音波の伝播経路を推定した。声道内における音波の伝播経路と周波数の関係を解析した結果,3[kHz]以上の帯域の伝播経路長は周波数と共に長くなっていることを明らかにした。この結果は,音声分析モデルの次数が周波数に関係なく一定とする従来の音声生成モデルの限界を示すと共に周波数帯域ごとに次数を変えるモデルの必要性を指摘した。本研究では、コンピュータをベースとする情報システムの実環境下において、発話時のカラー顔画像の特徴と音声の個人的特徴を高精度で抽出し、総合的あるいは選択的に活用して、端末を操作する人物を認識するシステムの開発を研究目的とする。具体的にはカラーCCDカメラとマイクロホンアレイを有するインテリジェント情報端末の開発、音声生成メカニズムの解析に基づく音声分析技術の高度化を研究目的とする。1.インテリジェント情報端末の開発:マイクロホンアレイを用いて発話者の位置推定を忠実に抽出する手法を開発した。本手法は、Wavelet解析により母音音声スペクトルのホルマント帯域信号を抽出して、その信号に基づいてDelay-and-sum処理により特定話者の発話位置を推定する。周囲雑音が存在する環境において発話者の位置推定実験を行い、登録話者の音声に対して推定誤差は5cm以内であった。2.発話時の口唇領域の抽出:発話時の顔画像と音声のデータを収集した。RGBの色空間において顔領域を抽出し、口唇とその近辺の肌色を識別する肌色モデルを提案した。
シナプス前終末におけるシナプス小胞サイクリング機構の解明

異なる神経可塑性を示すcalyxシナプス(短期抑圧)と海馬苔状繊維シナプス(短期促通・長期可塑性)のシナプス小胞サイクリングの共通点と差異を見出し、その制御・調節機構を明らかにすることを目的とした。神経伝達物質を貯蔵したシナプス小胞の開口放出、エンドサイトーシスによる小胞の回収・再形成、伝達物質の再充填、開口放出への再利用という一連の過程をシナプス小胞サイクリングと呼ぶ。これらの過程はシナプス伝達の維持に必要不可欠で、様々な因子により制御・調節される。これに関して2つの実験をおこなった。1.電気生理学・光学的手法を組み合わせ、海馬苔状繊維シナプス前終末の開口放出・エンドサイトーシスに伴うシナプス小胞膜・タンパク質の動態を測定することを試みた。小胞タンパク質の抗体付き蛍光タンパク質でシナプス前終末の可視化を試みたが、測定可能な蛍光強度を得られなかった。2.電気生理学・薬理学的手法により、神経可塑性に関与する可能性のあるグループIII代謝型グルタミン酸受容体、GABA(B)受容体のシナプス小胞サイクリング調節機構を検討した。Calyxシナプスでは代謝型グルタミン酸/GABA(B)受容体を介してシナプス前終末のカルシウム流入、伝達物質放出が抑制される。海馬苔状繊維シナプスにおいても同様の作用を示す報告があるが、このシナプスからの直接記録は困難なため、これら受容体の有無、伝達物質放出抑制の作用機序などは不明な点が多かった。そこで苔状繊維シナプス前終末からパッチクランプ法の直接記録と受容体のアゴニスト投与により、受容体の有無、電気特性や伝達物質放出への修飾作用を検討した。その結果、苔状繊維シナプス前終末に代謝型グルタミン酸/GABA(B)受容体が存在すること、これらが主としてシナプス前終末Ca(2+)チャネルに作用すること、GABA(B)受容体がより顕著に作用することが示唆された。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
金属ナノ構造を用いた光局在場の創製と光化学反応への応用

我々は、照射された光を高効率に分子に吸収させる「光の有効利用」という新しい概念を光化学の研究に導入した。光と分子を強く結合させ、光の有効利用を可能にする光反応場として、局在プラズモン共鳴によって高い光電場増強効果を示す金属のナノ構造体に着目した。金属ナノ構造が示す光電場増強効果は、分子の光励起を高効率に誘起し、微弱な光によるフォトレジスト材料の空間選択的な2光子重合反応を実現した。また,金ナノ構造を配列した酸化チタン電極を用いた光電気化学測定により、可視・近赤外光を光電変換できることも明らかにした.近年、金や銀などの貴金属を材料としたナノ微粒子やナノロッドなどの金属ナノ構造体が、光と相互作用することにより表面プラズモンを形成し、光電場を回折限界より遥かに小さい領域に局在化できることが見出された。さらに、構造体近傍においては入射光の数桁倍に及ぶ極めて大きな光電場増強現象が誘起され、表面増強ラマン散乱などの新しい光物理化学現象が観測されることも明らかにされ、そのバイオセンシングなどへの展開が注目を集めている。申請者らは、未だ理解されていない金属ナノ構造体による光の局在や、光電場増強の物理的・化学的本質を明らかにするため、半導体微細加工技術を駆使し、シングルナノメートルオーダーで構造や構造間距離を制御したナノギャップ金構造体の作製に成功した。本研究では、光の局在および高い光電場増強を誘起する金属ナノ構造の設計手法を確立し、その構造を新規高効率ナノ光化学反応場と位置づけ、種々の光化学反応へ適応するとともに、構造設計の最適化から光化学反応の選択率制御を達成する反応場構築へ展開することを目的としている。また,金ナノ構造を配列した酸化チタン電極を用いた光電気化学測定により、可視・近赤外光を光電変換できることも明らかにした.本年度は、ナノメートルの構造間距離を有するナノギャップ金構造、および金ナノブロック構造を用いて、微弱光による多光子光重合反応の実現や局所ナノ空間選択的励起を行うことが可能であることを多光子光重合反応により実験的に明らかにすることに成功した。特筆すべき点は、ナノメートルのギャップ領域において、多光子吸収過程を介した非線形光重合反応を定常光源で実現することが可能であることを明らかにした点である。このナノギャップ領域で誘起された光化学反応は、増強された強い近接場光(|E|^2=10^5)が、反応開始剤の2光子励起を誘起し、光重合反応の進行が促進された事に基づくと考えられる。また、ナノギャップ空間のみに反応が進行したということは、同時に、金属ナノ構造は強い電場増強効果を示すだけでなく、光の局在から選択的ナノ空間励起を可能とする特徴を有していることが明らかになった。そこで、直方体型のナノブロック構造を作製して、光重合剤を構造基板上にスピンコートし、構造にフェムト秒レーザービームを照射して、現像後電子顕微鏡観察を行ったところ、ナノブロック構造の電場強度の高い部位において、空間選択的に光重合反応の進行が観察された。これは、時間領域差分法(FDTD法)による電場強度分布シミュレーションによると、プラズモンの高次の共鳴モードに由来していることがわかり、プラズモンの共鳴モードを利用することにより、ナノメートルの空間に光化学反応を選択的に誘起することが可能であることを明らかにした。本年度は、高い光電場増強を示す金属ナノ構造体の設計指針を明らかにすることに主眼を置いて研究を行った。昨年度の研究では、化学増幅型のネガ型フォトレジストを用いて、金ナノ構造上の光重合反応パターンを観察することにより、金属ナノ構造に局在する光電場強度分布について明らかにした。しかし、本方法では重合開始剤の分子拡散が、形成される重合体の空間パターンに及ぼす影響について考慮しなければならず、また電子顕微鏡による観察の関係上、金ナノ構造体上の生成物量を定量的に見積もることが困難であった。そのような観点から、本年度はナノギャップを有する金2量体構造を、ポジ型フォトレジストをコートしたガラス基板に密着させて転写露光を行い(フェムト秒レーザー光を任意の強度.時間照射)、形成される光化学反応パターンを現像後、電子顕微鏡、或いは原子間力顕微鏡により観察を行った。ナノギャップ金構造体に対して平行な偏光レーザービーム条件では、ナノギャップの位置にのみ空間選択的に2光子光反応により直径1020nmのレジストのナノパターンが光照射領域全体に形成されることが明らかになった(レーザー光強度: 50W/cm^2,パルス幅: 100fs,繰り返し周波数: 82MHz,照射時間: 10s)。また、プラズモンの共鳴波長や光照射時間を制御することによって、形成されるレジストの空間パターンが変化することを明らかにするとともに、形成された空間パターンが光電場強度分布の数値解析結果と良い一致を示すことを明らかにした。

これらの結果から、ナノメートルの空間にのみ選択的に光化学反応を誘起することが可能であること、そして金属ナノ構造の設計次第では形成されるナノパターンのサイズ、形状、或いは空間分布を任意に制御することが可能であることを実験的に明らかにすることに成功した。本年度は、金属ナノ構造を用いた光化学反応場の創製と反応の定量解析を中心に研究を進めた。実験には、光化学反応の定量解析が可能なジアリールエテン分子の開環反応(フォトクロミック反応)を用いた。本研究では、反応量を定量的に解析がすることが可能な反応容器(金属ナノ構造を含む)を微細加工技術により作製し、反応過程を顕微分光法(吸収)によりin-situに追跡する計測システムを構築した。波長800nmのフェムト秒レーザー光を構造上に照射し、ジアリールエテン分子のフォトクロミック反応を誘起したところ、光照射時間とともに、閉環体の吸光度(ピーク波長:570nm)が減少し、反応の進行が確認された。また、反応の入射レーザーパワー依存性を計測したところ、光反応収率は、レーザー光強度の2乗に比例し、2光子吸収過程を介して反応が進行したことが明らかになった。最も重要な点は、ナノギャップを有する金属ナノ構造がある場合においては、金属ナノ構造が無い場合に比べて、反応量が62倍多くなっていたことが明らかった点であり、プラズモン増強場における光化学反応を定量的に追跡することが可能であることを明らかにした。また、酸化チタン単結晶基板上に金ナノ構造を精緻に作製し、酸化チタン電極を作用極として光電気化学測定を行ったところ、金から酸化チタン電子伝導帯への効率良い電子注入が実現され、可視光だけではなく波長800-1300nmの近赤外光でも光電変換に寄与することを実験的に明らかにした。特筆すべき点は、積極的に電子ドナーとなる分子を溶液に含まなくても高い効率で光電流が計測される点であり、水や水酸化物イオンが電子源となり光電流が観測されていることが考察される。本光電変換系は、これまで利用されなかった太陽光エネルギーの内の約40%に相当する赤外域光を光-エネルギー変換に利用できる画期的な太陽電池への応用が期待される。平成21年度から継続して、ナノギャップ金属構造を含むマイクロメートルサイズの反応容器を作製し、溶液系でのフォトクロミック反応を試みた。金属ナノ構造が存在しない条件と比較した結果、反応の増強率は102倍と見積もられた。また、ナノギャップ(触媒活性サイト)において反応した分子数から、本触媒のターンオーバー数(TOF)を見積もると、単一パルス幅内に反応した分子数、反応容器内の触媒活性サイトの数、およびパルス幅からTOFは8.1×10^9s^<-1>と見積られた。この値は、生体内の酵素反応を凌駕する大きなターンオーバー数であり、ナノギャップ金構造が2光子反応を促進する高効率な光触媒として有用であることが示された。また、紫外から赤外波長域の幅広いスペクトルに対応した高い光電変換効率を有する光エネルギー変換技術への応用を試みた。昨年度は、単結晶n型酸化チタン基板(0.05wt%Nbドープ)上に金ナノブロック構造を作製し、光電気化学測定を行ったところ、電子ドナーを含まない電解質水溶液を用いても可視域から近赤外波長域において光電変換が誘起され、光電変換アクションスペクトルはプラズモン共鳴バンドと良い一致を示すことが明らかとなった。本年度は、近赤外光照射による光電流発生の詳細なメカニズムを追跡したところ、金ナノ構造/酸化チタン電極からほぼ化学量論的に酸素および過酸化水素が発生していることを明らかにした。