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弦双対性の代数的・幾何的研究

加藤は粟田氏(名大数理)、斉藤氏(東大数理)、清水氏(国際基督教大)、土屋氏(名大数理)と共同で、有理楕円曲面の幾何学的構造と超対称ゲージ理論のダイナミカルな性質との関係を、特に位相的ゲージ理論(E-stmg)の分配関数を詳細に調べた。(投稿準備中)弦双対性の発見により,物理におけるさまざまな現象が幾何学的な解釈を持つことが明らかにされ,これを武器として従来の摂動論的弦理論では調べることの困難な領域で場の理論の様子を議論することが可能となった.特に,行列模型がきっかけとなって,6次元のN=(1,0)型の超対称性を持ち,E8型の大域対称性を持つ,全く新しい繰り込み群の固定点が見いだされた.この固定点は,M理論においてはM5ブレーンがM9ブレーンに近づいた場合に現れ,また,F理論のカラビ・ヤウコンパクト化において,余次元1の有理楕円曲面が1点につぶれる場合にあたる.この固定点を場の理論として記述しようとしても,テンソル多重項に含まれる自己双対場の存在のためにラグランジアンによる記述が不可能であり,また,1次元的に広がった素励起「E-string」が本質的であると考えられている.このように,従来の手法による解析が困難だが繰り込み群の立場からは極めて興味深い固定点を調べるのがこの研究の目的である.4次元N=2ゲージ理論のサイバーグ・ウィッテン解によれば,場の理論を結合定数によってパラメトライズされた族としてとらえ,その大域的な構造を調べることが大変有効であることが明らかになってきた.たとえば臨界現象は,消滅輪体の存在と密接に関連する.この考え方を,E-stringの場合にも利用する.超対称ゲージ理論における繰り込み群はモジュライ空間の各点に並んだ楕円曲線の変形族として、また、場の理論の双対性はファイバー構造に付随した被覆変換ととらえられる加藤は粟田氏(名大数理)、金銅氏(名大数理)、斉藤氏(東大数理)、清水氏(国際基督教大)、土屋氏(名大数理)と共同で、有理楕円曲面の幾何学的構造と超対称ゲージ理論のダイナミカルな性質との関係を、特に位相的ゲージ理論(E-string)の分配関数を詳細に調べている。現在は特に、有理楕円曲面と対合付きのK3曲面の関係を詳細に調べている。弦双対性の発見により,物理におけるさまざまな現象が幾何学的な解釈を持つことが明らかにされ,これを武器として従来の摂動論的弦理論では調べることの困難な領域で場の理論の様子を議論することが可能となった.特に,6次元のN=(1,0)型の超対称性とE8型大域対称性を持つ,全く新しい繰り込み群の固定点が見いだされた.この固定点は,M理論においてはM5ブレーンがM9ブレーンに近づいた場合,また,F理論では余次元1の有理楕円曲面が1点につぶれる場合に現れる.この固定点はテンソル多重項に含まれる自己双対場の存在のために、ラグランジアンによる普通の場の理論としての記述が不可能である.この固定点の理解には1次元的に広がった素励起「E-string」が本質的であると考えられている.4次元N=2ゲージ理論のSeiberg・Witten解においては,場の理論を結合定数によってパラメトライズされた族としてとらえその大域的な構造を調べることが大変有効であったので,同様の手法をE-stringの場合にも利用する.繰り込み群はモジュライ空間の各点に並んだ楕円曲線の変形族として,また,場の理論の双対性はファイバー構造に付随した被覆変換ととらえられ,また臨界点に伴う特異性は消滅輪体の存在と密接に関連する.
多成分量子縮退気体を用いた新しい物質相の研究

LiをYbを用いた蒸発冷却で共同的に冷却することにより、LiとYbの混合系を用いて、量子縮退混合系の生成に成功した。また、1064nmの波長を用いた3次元光格子の実験系を構築し、そこにLiYb混合原子団を導入し、光格子の影響を観測することに成功した。また、LiYb分子生成の手法として、基底状態Liと準安定状態Yb原子間のフェシュバッハ共鳴法を用いることを提案し、3次元光格子中での準安定Yb原子生成を確認した。本研究の最終目標は、電子基底、振動基底、かつ回転基底状態にある極性分子であるYbLi分子を実現し、量子スピン系の1つである、Lattice-spin模型を実現することである。まずYb原子団、およびLi原子団を同時に同一の光トラップに捕獲し、同時に量子縮退を実現する。その後光格子中の1つの格子にYb原子、Li原子を1つずつ捕獲する。その後、光による会合で振動・回転基底状態の分子を生成し、Lattice-spin模型を実現する。平成22年度では、ボソン・フェルミ混合量子縮退系の実現を目指して、同時光双極子力トラップおよび量子縮退実現のための蒸発冷却の改良を行った。その結果、Li原子をYb原子による蒸発冷却で共同的に冷却することにより、フェルミオンである6Liとボソンである174Ybの混合系を用いて、BEC-フェルミ縮退混合系の生成にも成功した。温度はLiが290nKでフェルミ温度の0.08倍、YbはBEC転移温度以下の280nKであった。また、6Li-173Yb原子の同時フェルミ縮退に成功した。温度はLi原子が220nKでフェルミ温度の0.07倍、Yb原子が170nKでフェルミ温度の0.52倍であった。また、Yb-6Li間のs波衝突断面積を実験により初めて測定することにも成功した。以上の結果は、世界で初めての成果であり、その意義はとても高い。また、これらの成果を国際会議における招待講演のほか、学術誌等での発表を行った。平成23年度では、希土類原子であるイッテルビウム(Yb)原子と、アルカリ原子であるリチウム(Li)をスピン自由度を生かしたまま光トラップ中に同時に捕獲し、蒸発冷却することでYb原子およびLi原子の同時量子縮退に成功した。Yb原子は数十μK、Li原子は数百μKまで磁気光学トラップ中で冷却される。これらを保存力である光トラップに再捕獲した。光トラップの光源としては、波長1070nmで発振するファイバーレーザー、および1083nmで発振するファイバーレーザーの2台を用いた。これはYb,Liの共鳴より赤方離調であるため、Yb、Li原子を共に捕獲することが可能である。また、トラップ光の吸収もほとんど無視することができ、後述する蒸発冷却には最適のトラップ光源である。光トラップに捕獲したYb、Li原子を蒸発冷却によりさらに数百nK程度まで冷却した。光トラップ中で共同蒸発冷却することで、それぞれ量子縮退した混合原子団を生成することに成功した。フェルミオン(6Li)-フェルミオン(173Yb)原子の同時フェルミ縮退では、温度はLi原子が220nKでフェルミ温度の0.07倍、Yb原子が170nKでフェルミ温度の0.52倍であった。また、フェルミオン(6Li)-ボソン(174Yb)の混合系を用いて、BEC-フェルミ縮退混合系の生成にも成功した。アルカリ・2電子系の混合における量子縮退の実現は、ボース凝縮・フェルミ縮退のいずれの組み合わせを含めても本研究が世界で初めての成果であり、その意義はとても高いと考えている。また3次元光格子の構築や、Yb分子の分光学研究についても研究を進めている。これら成果は国内外の国際学会で発表したほか、一部を投稿論文にて発表した。本研究の最終目標は、光格子に量子縮退領域まで冷却されたYb原子およびLi原子を捕獲し、YbLi分子を生成し、その物性的研究を行うことである。特に、電子基底、振動基底、かつ回転基底状態にあるYbLi分子が実現されれば、それはスピンを持った極性分子であり、量子スピン系の1つである、Lattice-spin模型を実現することができるなど、非常に注目されている。平成23年度までに、ボソン・フェルミ混合量子縮退系の実現を目指して、同時光双極子力トラップおよび量子縮退実現のための蒸発冷却の改良を行うことで、Li原子をYb原子による蒸発冷却で共同的に冷却することにより、フェルミオンである6Liとボソンである174Ybの混合系を用いて、BEC-フェルミ縮退混合系の生成にも成功していた。

平成24年度では、原子数の増大を目指して最適化を行うとともに、光格子の実験系を構築した。これまでの光学系をすべて取り除き、新たに再構築するという困難な作業であったが、その結果、1064nmの波長を用いた3次元光格子にLiYb混合原子団を導入し、質量が重く光格子の影響を受けやすいYb原子を用いて、光格子の影響を観測することに成功した。また、YbLiの分子生成の手法として、基底状態Liと準安定状態Yb原子間のフェシュバッハ共鳴法を用いることを提案し、3次元光格子中での準安定Yb原子生成を確認した。以上の結果は、世界で初めての成果であり、その意義はとても高い。さらに、3次元光格子中のYb原子を用いて準安定状態の2原子分子の生成にも成功した。3次元光格子中で制御された形での生成は世界で初めての成果であり、この意義はとても高いと考えている。これらの成果を各種学術会議、学術誌等での発表を行った。希土類原子であるイッテルビウム(Yb)原子と、アルカリ原子であるリチウム(Li)をスピン自由度を生かしたまま光トラップ中に同時に捕獲し、蒸発冷却することでYb原子およびLi原子の同時量子縮退に成功した。アルカリ・2電子系の混合における量子縮退の実現は、ボース凝縮・フェルミ縮退のいずれの組み合わせを含めても本研究が世界で初めての成果であり、その意義はとても高いと考えている。この同時量子縮退の実現は、本研究遂行のために一番困難な課題であったが、それが予定通りに達成できたことは、非常に意義の高いことであると考える。24年度が最終年度であるため、記入しない。現在、3次元光格子系を構成している。また光会合実験を3次元光格子中で行うことも計画しており、研究は当初の計画通りに進展するものと考えている。
外国人散在地域の子どもの教育における保護者・学校・支援者の連携・協働モデルの構築

外国につながる子どもが自己存在感・自己有用感をもって学校、家庭、地域で生活できるように、教育支援にかかわる、保護者、学校、支援者、行政の連携・協働のモデルの構築を目的として、岩手・山形・福島・熊本で調査研究をおこなった。その結果、外国人散在地域においては、情報周知、研修、教材情報へのアクセス、人材活用が課題としてあげられるが、特に、重要なのは、散在地域の子どもの学習支援をささえてきた外部支援者と学校教員が連携し、たがいの力を補完しあうことであることがわかった。このために、子どもの教育支援にかかわる団体・組織同士の連携・協働と解決をうながす場となる「協議会」が必要となるとの結論にいたった。研究の目的は、「外国人散在地域である山形・岩手・福島・熊本の4地域に焦点をあて、外国につながる子どもの教育・支援における保護者、学校教員、外部支援者の連携・協働体制のモデルを構築する」ことである。1年目の2011年度は以下の成果がえられた。(1)4地域の子ども支援者のキーパーソン6名(山形2名、盛岡1名、一関1名、福島1名、熊本1名)と保護者(熊本1名)にインタビューをおこない、文字化資料を作成し、現在分析を継続中である。(2)山形の文字化資料の分析を参照し、山形における行政・学校・支援三者の連携・協働のあり方の現状を考察し、論文にまとめた。また、山形県の教職員組合主催の教育研究集会に参加し、山形県の高校におけるJSL生徒の状況と教育実践について情報を収集した。くわえて支援者のネットワークを活用して、状況が把握できていなかった最上地方と、米沢市を中心に置賜地方の子どもの調査に着手することができた。(2)岩手山で開催された子どもキャンプに、岩手県のみならず、八戸、仙台、福島からも参加があり、子どもたちと大学生の交流、保護者と研究者と支援者の情報交換ができた。(3)福島の子どもシンポジウムの企画に協力し、福島の状況をかんがみ、「移動する子ども」という視点でテーマを設定、その結果、一般の参加者の外国につながる子どもへの実質的な理解がふかまった。(4)熊本県立大学主催の「帰国・外国人児童生徒の日本語の先生と担任のための研修会」に東北の研究者と支援者が参加、一方、岩手大学が中心となって開催した東北6県日本語学習支援ネットワーク会議に熊本の研修者と支援者が参加、双方の地で情報収集とはなしあいをおこなうことができ、4地域の支援者のネットワーク形成につながった。また、熊本県の支援者と学校教員が中心となって、九州こどものにほんごネットワークのMLができ、東北の支援者も参加し、現在情報交換を継続している。1.2012年度山形・岩手・福島・熊本の支援者キーパーソンのききとり調査から、学校の中での支援は重要課題であり、かつ行政がイニシアティブをとっていくべきであることがわかった。2013年度は、行政のはたらきをとりあげ、山形・福島を中心に調査研究した。行政において、事業実施にあたってのエビデンスと説明責任をすべきことが重要で、調査では、それをふまえて実施されていることが確認できた。その結果をふまえ、異文化間教育学会でポスター発表した。また、組織間の連携・協働をうながす「協議会」を設置し、地域全体の教育支援をささえるしくみをつくる必要性について論文にまとめた。2.2013年度山形:日本語学習支援ネットワーク会議、福島:「フクシマススムファンド」事業、熊本:担任と日本語の先生の研修会、岩手:合宿と研修会、静岡:外国人学校生徒と学生の交流事業を行政や民間支援団体と協力して実施した。これらの実践をふまえて、子どもの教育支援において、大学がどうかかわるか、大学を1高等教育機関.2調査研究機関.3プロジェクト主宰者.4研修機関. 5人材供給. 6HUB.ととらえ、事例を分析し、日本国際教育学会(特定課題研究)で発表した。3.教育関係者が一堂に会した会議や研修会において、2014年度から実施される「特別の教育課程」について学習する機会がもうけられた。山形、福島、岩手では文科省国際教育課より概要説明を直接うけ、熊本では評価関連の研修がおこなわれた。このようなことが可能になったのは、科研の調査研究をすすめる中で構築されたネットワーク力がその要因であるといえよう。この成果をもとに、散在地域での「特別の教育課程」実施にむけての提言を異文化間教育学会でパネルをおこなう。4.子どもの教育支援および保護者の支援について、科研メンバーが研究成果をもとに、国内6カ所、海外1カ所で招待講演をおこなった。

1.山形・岩手・福島・熊本、四地域の支援者キーパーソン(各地域一名ずつ計四名)のききとり調査の分析から、四名の共通項をあらいだして考察し、日本国際教育学会で「支援者のネットワーク形成とその活用実態ー外国人散在地域における子どもの教育の場合」というテーマで発表した。2.1.の考察の過程で、保護者・学校・支援者の連携・協働において、行政のはたらきが重要であることを再認識し、四地域の行政のはたらきについて、調査研究を開始した。山形と福島の二地域を事例としてとりあげ、H25年度の異文化間教育学会でポスター発表をおこなう。3.科研のメンバーは教育現場や地域に直接足をはこび、研究にとりくんでいる実践者であるが、今年度も地域で開催される外国につながる子どもの合宿、教育支援者に対する研修会、指導ハンドブック作成等に、企画の段階からすすんでかかわり、協力し、保護者・学校・支援者のエンパワーにつとめた。これまで各メンバーがつみあげてきた大学としてのはたらきをふりかえり、年度末に開催した報告発表会に各自もちより、皆で検討した。また学生をボランティアとしておくることにあたって、相手先の機関との調整や学生指導をどのようにおこなうかも議論した。H25年度はこれらをまとめて、研究発表をおこなう予定である。4.外国につながる子どもの教育・支援概況の調査について、昨年度は県庁所在地が中心であったが、今年度は、県庁所在地以外の市町村でききとり調査をおこなうことができた。H25年度も継続し、県全域の概況の把握につとめたい。5.熊本市のセンター校を中心とした他機関との連携・協働およびセンター校内での連携・協働のとりくみに関してまとめ、香港で開催された第9回国際日本語教育・日本研究シンポジウムで研究発表をおこなった。1.平成26年度より施行された日本語指導の「特別の教育課程」の編成・実施が、外国人散在地域で実質的に意味あるものとして機能させていくためにはどのように連携・協働をすすめるかを主軸において、岩手・山形・福島・熊本の4地域で調査研究をおこない、各地域からモデルとなりうるとりくみをあらいだした。(1)岩手では外国につながる子どもの教育にかかわる連携組織が機能しており、県レベルで情報共有と研修をおこなっている。ここでは県教委のはたす役割がおおきい。(2)福島では県の国際交流協会が全県単位での教育支援環境をととのえる2年間の助成事業をおこなった。県協会は中間支援組織としての役割をはたした。(3)山形市では、外部支援者と市教委、学校が連携して、平成27年度から「特別の教育課程」を実施する。(4)熊本市ではセンター校の日本語指導担当者と学級担任の連携・協働がすすめられている。これらの調査研究の結果、外国人散在地域においては、A.情報周知、B.研修:教員や支援者、C.教材:情報へのアクセスと活用法、D.人材:外部支援者の活用および外部支援者と学校教員が連携し補完することが、課題としてあげられ、課題解決のために、子どもの教育支援にかかわる団体・組織同士の連携・協働と解決をうながす場となる「協議会」が必要となるとの結論にいたった。「協議会」は組織のネットワークであり、県と県教委が主体的な役割をはたさなければならない。2.科研のメンバーが所属する大学が主催・協賛したり、行政や学校、民間支援団体と協働したりして実施した主要な事業は、研修会や分科会の他に、多文化キャンプ開催、「山形市のたのしい学校」のタガログ語版作成、学生を外国人学校や学習支援教室におくる等がある。
産業構造変化と金融改革の下での倒産法理論-リスクの制度的コントロールの研究

本研究の課題は、経済・金融構造の変化にともなう金融法・倒産法制の変動を検討し政策論・立法論・法解釈上の提言をすることであった。2000年度には、不良債権問題・民事再生法・国際倒産など、今日の金融・倒産をめぐる問題を広く検討した。同時に、債権回収・サービサー制度の実態や、アメリカの証券化の現況、わが国証券化の問題点など、今日の金融法のトピックを調査した。2000年度の研究の結果、資産流動化・証券化が今日の問題を理解する手掛かりになるとの認識に至ったので、2001年度は、証券化の研究に集中し、この観点からこれまでの調査結果を再整理し、関連諸立法と証券化の実務を調査検討した。その最終的な研究成果は、下記の『金融法研究資料編(17)』の諸論文と金融法学会シンポジウムでの口頭報告で発表した。この証券化の研究は、理論面では、実際の資産証券化は多様であること、しかし、それらは資産保有の諸リスクの分散手法として整理できることを明らかにした。政策論では、アメリカの証券化の背景・実態と比べて日本の証券化の未熟性と特殊性を明らかにし、今後の方向を提示した。法律論では、証券化を法解釈論的に把握する基本パターンを示し、目的財産の資産的色彩と事業的色彩の濃淡による法律問題の違いと、事業的財産の場合の信用取引債権者と融資債権者との対抗関係の存在を指摘した。また、アメリカの真正売買論との比較から、売買・担保の違いを民法上と倒産法上とで区別すべきこと、倒産法上の売買・担保は企業再建という政策的な観点から考えるべきことを主張した。証券化と関連して進めたサービサー法の研究では、証券化の対をなすべきサービサーが、わが国では不良債権の処理手段として生まれたことを指摘し、それが証券化に対応するための法改正を検討した(下記の北見第13論文)。国際倒産法の分野では、日本の属地主義が80年以上前の金融環境を前提とし、国際経済取引・国際金融の拡大による不都合・困難を考えると、普及主義へ移行すべきだとし、外国倒産の承認について具体的な基準を提案した。(下記のアンダーソン第13論文)。本共同研究は、経済・金融構造の変化、それに伴う法制度改革の中での倒産法制のあり方を、金融システムという広範な観点から探るものである。2000年度には、18回にわたる公開の研究会を開催したほか、2000年7月には債権回収・サービサー制度の実態調査を実施し、また、11月には、北見良嗣がアメリカにおける資産流動化の現況と諸問題、格付機関から見たわが国証券化の問題点につき海外調査を実施した。当初は、サービサー法、デリバティブ、近代的抵当権論、整理回収銀行による債権回収、国際倒産など、今日の金融をめぐる諸問題を幅広く検討した。11.に掲げる北見、アンダーソン、瀬川の論文はその成果の一部である。しかし、研究の進行とともに、資産流動化・証券化が今日の問題解決の手掛かりになるとともに、今後の規制度を展望するキーワードとなると認識するに至った。

そこで、それまでの調査研究を資産流動化・証券化の観点から整理検討し、また、同じ観点から、民事再生法、SPC法などの諸立法と、流動化・証券化の実務の動向を、倒産法、金融監督等の多角的な観点から調査・検討している(SPC法立法関係者、弁護士・公認会計士からのヒヤリングなど)。2001年夏には、資産流動化・証券化をテーマに小シンポジウムを開催する予定である。本研究の課題は、経済・金融構造の変化にともなう金融法・倒産法制の変動を検討し政策論・立法論・法解釈上の提言をすることであった。2000年度には、不良債権問題・民事再生法・国際倒産など、今日の金融・倒産をめぐる問題を広く検討した。同時に、債権回収・サービサー制度の実態や、アメリカの証券化の現況、わが国証券化の問題点など、今日の金融法のトピックを調査した。2000年度の研究の結果、資産流動化・証券化が今日の問題を理解する手掛かりになるとの認識に至ったので、2001年度は、証券化の研究に集中し、この観点からこれまでの調査結果を再整理し、関連諸立法と証券化の実務を調査検討した。その研究成果を、7月末のミニ・シンポジウムで発表して立法関係者・実務家からコメントを受け、最終的な研究成果をまとめた(下記の『金融法研究資料編(17)』の諸論文と金融法学会シンポジウムでの口頭報告)。この証券化の研究は、理論面では、実際の資産証券化は多様であること、しかし、それらは資産保有の諸リスクの分散手法として整理できることを明らかにした。政策論では、アメリカの証券化の背景・実態と比べて日本の証券化の未熟性と特殊性を明らかにし、今後の方向を提示した。法律論では、証券化を法解釈論的に把握する基本パターンを示し、目的財産の資産的色彩と事業的色彩の濃淡による法律問題の違いと、事業的財産の場合の信用取引債権者と融資債権者との対抗関係の存在を指摘した。また、アメリカの真正売買論との比較から、売買・担保の違いを民法上と倒産法上とで区別すべきこと、倒産法上の売買・担保は企業再建という政策的な観点から考えるべきことを主張した。証券化と関連して進めたサービサー法の研究では、証券化の対をなすべきサービサーが、わが国では不良債権の処理手段として生まれたことを指摘し、それが証券化に対応するための法改正を検討した(下記の北見第13論文)。国際倒産法の分野では、日本の属地主義が80年以上前の金融環境を前提とし、国際経済取引・国際金融の拡大による不都合・困難を考えると、普及主義へ移行すべきだとし、外国倒産の承認について具体的な基準を提案した。(下記のアンダーソン第13論文)。
選択的フルオロ化,非得異的フルオロ化法の開拓と生体機能分子への両極アプローチ

トリフルオロメチル基やモノフルオロメチル基を含有する化合物は医薬品や農薬などの分野において興味深い化合物である。しかしながら,これらの官能基をエナンチオ選択的に導入する方法は非常に少ない。そこで我々は,トリフルオロメチル基やモノフルオロメチル基のエナンチオ選択的導入反応を検討した。まず,不斉モノフルオロメチル化反応の開発を検討した。トリフルオロメチル基を導入する方法は知られているものの,モノフルオロメチル基の導入法に関しては全く報告例がなかった。我々はこの課題を克服するため,モノフルオロメチルアニオン等価体としてフルオロビス(フェニルスルホニル)メタンを創出した。まず,ビス(フェニルスルポニル)メタンのナトリウム塩とSelectfluorを反応させることにより,新型モノフルオロメチル化試薬であるフルオロビス(フェニルスルポニル)メタンを合成した。このモノフルオロメチル化試薬を用いて,パラジウム触媒によるアリル位の不斉モノフルオロメチル化を検討した。アリルアセテートに対し,触媒量の不斉パラジウム触媒とモノフルオロメチル化試薬を,炭酸セシウムの存在下,塩化メチレン中で反応させると,対応するモノフルオロ化合物が高収率,高立体選択的に得られた。生成物の脱スルホニル化は容易に行うことができ,モノフルオロメチル基へと誘導が可能である。続いて,ルイス酸触媒を用いたCF3,CF2化反応の開発を検討した。ルイス塩基による触媒的CF3化反応を見出したが,不斉合成への展開する際に,ルイス酸で実施するほうが,利用できる触媒の種類を考慮に入れた場合,汎用性が高い。そこで,通常CF3化反応は,フッ素アニオン種や金属アルコキシドなどの塩基性条件で進行することが知られているが,ルイス酸によるCF3化反応の例は全くない。そこで,様々なルイス酸のスクリーニングをした結果,Cu(OAc)2とdppeの触媒系で,非極性溶媒中においてもCF3化が進行することを見出した。これは,初のルイス酸触媒となるトリフルオロメチル化であり,不斉CF3化反応への適用が期待される。最後に,不斉反応を志向したCF3化反応の探索を行った結果,K-アンモニウム塩を用いた対イオン交換法にて不斉CF3化反応の開発に至った。最高不斉収率は40%を記録した。トリフルオロメチル基やジフルオロメチル基を含有する化合物は医薬品や農薬などの分野において興味深い化合物である。そこで我々は,トリフルオロメチル基やジフルオロメチル基に変換可能なジブロモジフルオロメタンを用いて,エナンチオ選択的ブロモジフルオロメチル化反応を検討した。反応はβ-ケトエステルを基質として,触媒に天然アルカロイドであるシンコニンから容易に合成できるキラル4級アンモニウム塩を相関移動触媒として用いて,トルエンやジクロロメタンなどの有機溶媒中,無機塩基の存在下,ブロモジフルオロメチル化反応を行った。その結果,目的とするα-ジフルオロブルモメチル化体を中程度の化学収率と不斉収率で得ることに成功した。続いて,不斉モノフルオロメチル化反応の開発を検討した。

トリフルオロメチル基を導入する方法は知られているものの,モノフルオロメチル基の導入法に関しては全く報告例がなかった。我々はこの課題を克服するため,モノフルオロメチルアニオン等価体としてフルオロビス(フェニルスルホニル)メタンを創出した。まず,ビス(フェニルスルホニル)メタンのナトリウム塩とSelectfluorを反応させることにより,新型モノフルオロメチル化試薬であるフルオロビス(フェニルスルホニル)メタンを合成した。このモノフルオロメチル化試薬を用いて,パラジウム触媒によるアリル位の不斉モノフルオロメチル化を検討した。アリルアセテートに対し,触媒量の不斉パラジウム触媒とモノフルオロメチル化試薬を,炭酸セシウムの存在下,塩化メチレン中で反応させると,対応するモノフルオロ化合物が高収率,高立体選択的に得られた。生成物の脱スルホニル化は容易に行うことができ,モノフルオロメチル基へと誘導が可能である。CF3基中のフッ素原子の特異的性質が医薬品の薬理活性発現や増強など好ましい結果をもたらす事実は,現在,医薬品世界売り上げTop30にフッ素含有医薬品が7品目エントリーしているという数字からも納得でき,液晶材料としてのCF3化合物の成功も有名である。そのため不斉CF3化反応の開発研究が盛んに行われている。1989年Prakashらがトリフルオロメチル化剤,TMS-CF3を開発したのを契機にいくつかの不斉CF3化反応が報告されているが,16年たった今でも不斉収率は50%を越えていない。そこで我々は,不斉反応を志向したCF3化反応の探索を行った結果,KF-アンモニウム塩を用いた対イオン交換法,ルイス酸触媒を用いたCF3化反応の開発に至った。一般にカルボニル化合物のCF3化反応は,触媒としてテトラブチルアンモニウムフルオリドやセシウムフルオリドのようなフッ化物イオンを用いて行うが,これらの試薬は高価であり,潮解性も高く,取り扱いが困難であるという問題がある。また,安価なフッ化カリウムを使用する場合は,極性の高いDMFを溶媒に用いる必要がある。そこで我々は,テトラブチルアンモニウムブロミド(TBAB)とフッ化カリウム(KF)と組み合わせることにより,系内でTBABの対イオンのブロミドをフルオリドに変換させ,穏和な条件下で非極性溶媒中での触媒的CF3化反応が進行することを見出した。本反応は安価で安定なTBABを用いるこれまでにない触媒的CF3化反応であり,その工業的意義は大きい。続いて,ルイス酸触媒を用いたCF3,CF2化反応の開発を検討した。ルイス塩基による触媒的CF3化反応を見出したが,不斉合成への展開する際に,ルイス酸で実施するほうが,利用できる触媒の種類を考慮に入れた場合,汎用性が高い。そこで,通常CF3化反応は,フッ素アニオン種や金属アルコキシドなどの塩基性条件で進行することが知られているが,ルイス酸によるCF3化反応の例は全くない。そこで,様々なルイス酸のスクリーニングをした結果,Cu(OAc)2とdppeの触媒系で,非極性溶媒中においてもCF3化が進行することを見出した。これは,初のルイス酸触媒となるトリフルオロメチル化であり,不斉CF3化反応への適用が期待される。さらにMe3CF2Xを用いるとジフルオロメチル化が効率的に進行した。
インド干ばつ常習地域の農業と村落変化

研究課題「インド・干ばつ常習地域の農業と村落変化」について、昭和62年度に行った現地調査の諸資料と数回の研究集会(インド側共同研究者R.C.Sharma教授の来広を含む)等の検討を経て、次の成果を得た。1.現地調査で収集した一次資料のデータベース化:標本調査村アバネリ村における悉皆調査(全世帯対象の家族構成・職業・土地所有・家畜飼育等の面接調査)の全記録をパーソナルコンピューターを利用してデータベース化した。こうした一次資料のデータベース化並びに標準化は当該研究者の個別テーマの考究のみならず、広く他の関係研究者への資料提供を可能にするものであり、あわせて後年に利用可能な形で保存することにもなる。2.アバネリ村はバンガンガ・サンワンナディ両川の河間平地に位置し村全域にわたって微砂質砂質の赤黄色土が分布しており物理性は良好である。水利が整い、土壌肥沃度を向上させれば、収量の倍増は容易である。地下水は比較的豊富であり、40ケ所の近くの井戸が掘られ、灌漑兼飲用に利用されている。32地点で観測した結果、pHは7.368.34、電気伝導度は0.83.0ms(平均1.46ms)で、Na塩等を含むものの水質は良好であった。問題は地下水位の低下であり、1980年代初めからの電動揚水の普及により村域全般にわたり急速に低下して現在は1821mとなっている。早急な利水計画の策定と管理とがアバネリ村の農業生産力を規定すると考えられる。3.村の農業はカリフ作にバージラ・ジョワールを主体とする雑穀・豆類が、ラビ作として小麦・豆類が栽培されている。井戸灌漑が普及されつつあるが、なお天水農業が畜力を利用して広範囲に行われている。1987年の干ばつには多くの灌漑井戸も枯れ、カリフ作は大きなダメージを受けた。農業の改善、向上はグジャー等の一部農民を中心に認められ、灌漑圃場の整備、改良過程の採用、トラクターの導入等によって、農業経営の拡大・強化が行われている。これに刺激されて、村の有力ジャーティーであるシャルマにも農業に直接携わる者も見られてきた。近代的農業技術の普及制度は形式的に整っているが、実質を伴っていない。普及員の常駐化や能力の向上に期待する農民が多い。4.家畜飼養は、低く不安定な耕種生産を補うものとして重要である。ウシ(ゼブ牛と水牛の総称)飼養農家は、総世帯211戸のうち155戸(73%)に及ぶ。特に、1970年代後半からの搾乳用ウシの増加が目立ち大規模飼養(1425頭)の農家が5戸ある。入会放牧地は2ケ所あるが、牧養力は皆無に近いので、飼養は農地からの粗飼料に依存せざるを得ない。しかし一方、零細農・農業労働者にも家畜飼養が普及しており(政府の農村開発政策により)、村人の営農水準の向上に重要である。しかし、飼料源として野草の採取に依存せざるを得ず、野草資源の適切な管理・利用は、これら零細農・農業労働者の家畜飼養の安定化並びに土壌侵食の防止の面で緊急の課題である。5.アバネリ村は10世紀に創設の寺院を中心にした村であり、主要ジャーティーはブラーミンであり、村外に職を得ている世帯が多い。また、村から6Kmに鉄道交差点の町バンディクイがありここに職を求める世帯も多い。また、1982年以降ジャイプールやデリーなどの離れた大都市で働く者が増えている。村外に流出する労働者の構成をみると、コリやバルワ等の低いカーストで土地所有規模も小さい世帯の比率が高いことが認められる。

3.村の農業はカリフ作にバージラ・ジョワールを主体とする雑穀・豆類が、ラビ作として小麦・豆類が栽培されている。井戸灌漑が普及されつつあるが、なお天水農業が畜力を利用して広範囲に行われている。1987年の干ばつには多くの灌漑井戸も枯れ、カリフ作は大きなダメージを受けた。農業の改善、向上はグジャー等の一部農民を中心に認められ、灌漑圃場の整備、改良過程の採用、トラクターの導入等によって、農業経営の拡大・強化が行われている。これに刺激されて、村の有力ジャーティーであるシャルマにも農業に直接携わる者も見られてきた。近代的農業技術の普及制度は形式的に整っているが、実質を伴っていない。普及員の常駐化や能力の向上に期待する農民が多い。4.家畜飼養は、低く不安定な耕種生産を補うものとして重要である。ウシ(ゼブ牛と水牛の総称)飼養農家は、総世帯211戸のうち155戸(73%)に及ぶ。特に、1970年代後半からの搾乳用ウシの増加が目立ち大規模飼養(1425頭)の農家が5戸ある。入会放牧地は2ケ所あるが、牧養力は皆無に近いので、飼養は農地からの粗飼料に依存せざるを得ない。しかし一方、零細農・農業労働者にも家畜飼養が普及しており(政府の農村開発政策により)、村人の営農水準の向上に重要である。しかし、飼料源として野草の採取に依存せざるを得ず、野草資源の適切な管理・利用は、これら零細農・農業労働者の家畜飼養の安定化並びに土壌侵食の防止の面で緊急の課題である。5.アバネリ村は10世紀に創設の寺院を中心にした村であり、主要ジャーティーはブラーミンであり、村外に職を得ている世帯が多い。また、村から6Kmに鉄道交差点の町バンディクイがありここに職を求める世帯も多い。また、1982年以降ジャイプールやデリーなどの離れた大都市で働く者が増えている。村外に流出する労働者の構成をみると、コリやバルワ等の低いカーストで土地所有規模も小さい世帯の比率が高いことが認められる。
定常強磁場の曝磁量としての生体影響に関する研究

本研究は、電磁波が生体に与える影響について実験的に検討を加えたものである。定常強磁場が心臓の機能に与える影響に限定し、心拍数、心拍波形などへの影響を定量的に評価しようとするものである。従来、電磁界の影響は一過性であって、蓄積あるいは記憶されないとされてきたが、本研究の予備実験により影響が蓄積される可能性が大きいので、蓄積性に注目した実験を繰り返し、それらを定量的に表せるように纏めた。生体試料としては、通常の泥鰌を用い、試験管に一匹ずついれ、酸素(空気)を補給しながら、頭を下にして横方向から曝磁した。その結果、泥鰌の心拍数は通常2526個/分程度であるが、曝磁により心拍数は2021個/分程度に減少することを明らかにした。この数値は、磁場強度および曝磁時間に関係なく一定である。しかし、心拍数が減少している時間の長さは、磁場の強さと曝磁時間の積に比例することを明らかにした。ここで用いた磁界強度は11.8T(テスラ)および5.7Tである。この結果、泥鰌の心拍数が減少しない下限の閾値は15Th(テスラ時間)程度である。更に、アベレ-ジングにより雑音を除去した心電波形を求め、曝磁による波形の変化を調べた。その結果、心電波形は曝磁直後は振幅が減少し、幅が増加することを明らかにした。しかし、波形の面積はほぼ一定であり、活動している心筋の数は変化していないことを示している。これらの実験の結果、強磁場に晒されることが長時間におよぶ場合は、心拍数の低下、血圧の低下などにより、生命維持に大きな影響を及ぼすものと考えられる。これは全く新しい知見である。これらの実験結果、電磁界影響が一過性であると考えられていた現象とは大きく異なり、電磁場の生体影響に関する新しい分野を開くものと考えられる。平成7年度においては、次の点に重点を置いた。科学研究費による実験の初年度であったので、従来行ってきた実験設備を全面的に見直し、特に心電波形を正確に描かせるような注意をした。今後、心電波形から、心臓のどの部分に影響が集中的に及んでいるのか、生理学的に検討するための、試料とするためである。従来は単に心拍数のみに注目して計測を行っていた。また、実験の内容は特に磁場の蓄積性を明らかにするべく、実験を繰り返した。時間間隔をあけて、複数回の磁場を照射する実験により、磁場の影響が蓄積されることを明らかにした。蓄積の及ぶ時間などの定量性に関する実験は次年度以降に行う予定である。従来、磁場や電場などの影響は、一過性であって、生体が記憶していることはない、とされてきたので、この結果は生活空間に磁場がある場合の環境設計に考慮する必要があることを示している。昨年度までの実験で明らかにされている、磁場の強さと照射時間の積に比例した生体影響があると言う実験結果と並び、まったく新しい知見と言える。弱い直流磁場の影響に対する閾値を明確にするために、次のような実験も平行して行った。1mT100mTの磁場中にショウジョウバエに照射し、発生数、奇形などから影響を検討した。また、同程度の磁場をアフリカツメガエルの受精卵に照射し、孵化率を調べ、磁場が胚成長に及ぼす影響についても検討した。

平成8年度に置いては、次の点に重点を置いた。従来、心拍数に注目して実験を行ってきたために、波形を正確に描かせる回路構成が十分に出来なかった。回路の周波数特性、入力インピーダンスに注目して、回路構成を行った。最終的には前置増幅器、差動増幅器で増幅および不平衡雑音を取り除いた後に、広帯域のディジタル・オシロスコープで記録し、更に雑音を取り除くために、オシロスコープ上で約40回のアベレ-ジングを行い、解析するに十分な波形を得た。心電波形を正確に記録した結果、次の様な知見が得られた、今回の実験は曝磁量としては、2Th(テスラ・時)に固定して実験を行った。曝磁直後は心電波形の振幅が約40%に低下し、かつ心電波形の0電位を横切る幅が広がった。しかし、心電波形と0電位の間の面積はコントロール群とほぼ同一であった。また、この波形の変形は時間と共に、最初の波形に戻り、一定時間の後にはコントロール群と同一となった、以上の事より、心室筋細胞が発生する活動電位の総和には変化が無いが、心室筋細胞が一斉に脱分極出来なくなった事を示しており、血圧の低下が生じているものと推論出来る。この結果、昨年までの実験で明らかにされている曝磁直後の心拍数の低下と合わせて、血流量の低下をもたらし、酸素消費の大きい組織での酸欠状態を生じさせていると考えられる。この結果は、生命活動維持に重大なる危機をもたらすものと考えられる。この実験結果は、昨年までの実験結果と合わせて、磁場が生体に及ぼす影響に関するまったく新しい知見であり、電磁場の生体影響に関する新しい分野を作るものと考えられる。平成7年度においては、次の点に重点をおいて研究を行った。本研究の初年度であり、従来行ってきた研究、実験を全面的に見直し、特に心電波形を正確に描かせるような注意を行った。研究の内容は、特に磁場の蓄積性を明らかにするべく、実験を繰り返した。時間間隔を空けた磁場の照射、つまり間欠的な磁場照射により、磁場の影響が蓄積される事を明らかにした。従来の磁場の影響は一過性であって、生体が記憶することはないとされてきた事に対する新しい知見である。平成8年度は、広帯域オシロスコープを用いて、アベレ-ジングを行い、雑音を取り除いた正確な心電波形を得た。従来の実験は心拍数に注目したものであり、心拍数が曝磁直後に減少する結果を得ていた。しかし、波形に注目すると、曝磁直後に振幅が現象する結果が得られた。正常なヒトでは、心電波形に異常がある場合には、長期間に亘る生存は困難であって、この実験結果をヒトと単純に比較することは出来ない。平成9年度は、更に詳細な実験を行い、曝磁直後でも、心電波形の0を横切る面積、つまり活動電位の総和、活動している心筋細胞の数はほとんど変化していない事を明らかにした。心室筋細胞が一斉に脱分極出来なくなった事を示しており、血圧の低下が生じているものと考えられる。強磁場に晒される事が、長時間に及ぶ場合には、心拍数の低下、血圧の低下が長時間に亘って生じ、生命活動維持に重大な危機をもたらすものと考えられる。これらの実験結果は、従来の磁場が生体に及ぼす影響と考えられていた現象とは大きく異なる全く新しい知見であり、電磁場の生体影響に関する新しい分野を開くのものと考えられる。
光触媒からの活性酸素種の気相拡散およびその応用

酸化チタン光触媒は、光照射に伴い強い酸化力を示し、ほとんどの有機物を酸化分解できることが知られている。これまで、その分解反応はもっぱら酸化チタン表面における反応と考えられてきた。しかし我々はこれまで、酸化チタン上に生成する活性酸素種は酸化チタン表面上にのみ存在するのではなく、酸化チタンから脱着し、気相中を拡散して、酸化チタンに接触していない有機物を酸化できることを見いだした(非接触酸化反応)。また、この反応により、有機物だけでなく、シリコン、ダイヤ、銀、銅なども酸化できることを示してきた。フォトマスクを利用し、一定領域のみに光を照射することにより、様々な基板に対して非接触酸化反応を行い、その結果をFenton反応やPhoto-Fenton反応の結果と比較したところ、全て一致した。このことから、反応に直接関与しているのは、ヒドロキシラジカルの可能性が高いことがわかった。また、フォトマスクと基板との距離を変化させたところ、距離が100オmの場合でも20オm程度のスケールのパターンを形成できることが分かった。このことから、反応のメカニズムは、光触媒反応により生成した過酸化水素が基板近くまで拡散し、そこで光励起されることによってヒドロキシラジカルに分解され、それにより基板が酸化される可能性が示唆された。この非接触酸化反応を用いて、部分的に光照射して固体表面をパターニングする、光触媒リソグラフィー法を開発した。本法により得られる解像度は、5オmより優れていることが分かった。酸化チタン光触媒は、光照射に伴ともない強い酸化力を示し、ほとんどの有機物を二酸化炭素にまで分解できることが知られている。しかし最近、酸化チタン上に生成する活性酸素種は酸化チタン表面上のみ存在するのではなく、酸化チタンから脱着し、気相中を拡散して、酸化チタンに接触していない物質をも酸化することを確認した(非接触酸化反応)。しかし、酸化チタンに照射した光は、酸化される基板の表面にも照射されることから、光が酸化チタンを励起することのみに使われるのか、あるいは拡散した活性酸素種の励起または分解(過酸化水素のヒドロキシルラジカルへの分解など)や、あるいは基板そのものの励起にも使われるのか、明らかにされていなかった。そこで、フォトマスクを利用し、一定領域のみに光を照射することにより、非接触酸化反応を行った。その結果、基板上の光を照射した部分のみでなく、その周囲も徐々に酸化されることがわかった。このことから、光は酸化チタンの励起にのみ使われ、拡散した活性種や基板の励起は必要でないことが明らかとなった。すでに非接触酸化反応は、不飽和炭化水素を二酸化炭素にまで酸化できる強い酸化反応であることが示されている。したがって、本研究の結果と合わせて考察すると、気相中を拡散している活性酸素種はヒドロキシルラジカルなどの強い活性種であり、それがそのまま基板と反応していると考えられる。また、非接触酸化反応が表面パターニングに使えることが示唆された。また、フォトマスクと基板との距離を変化させたところ、距離が100μmの場合でも20μm程度のスケールのパターンを形成できることが分かった。

このことから、反応のメカニズムは、光触媒反応により生成した過酸化水素が基板近くまで拡散し、そこで光励起されることによってヒドロキシラジカルに分解され、それにより基板が酸化される可能性が示唆された。この非接触酸化反応を用いて、部分的に光照射して固体表面をパターニングする、光触媒リソグラフィー法を開発した。本法により得られる解像度は、5μmより優れていることが分かった。
HVJ-EとsiRNAを用いた多段階的抗癌機能増強法の開発

癌細胞が抗癌剤に抵抗性になるための分子をsiRNAで抑制し、抗癌剤に対する感受性を増強する実験を行った。シスプラチンの耐性機構の1つとしてDNA修復機構が知られているが、シスプラチン処理した癌細胞においてRad51の発現が増加すること、Rad51の強発現により癌細胞のシスプラチン抵抗性が増すことが明らかになった。そこで我々はHVJ envelope vector(HVJ-E)を用いて癌細胞にRad51の合成siRNAを導入し、5日間Rda51の発現を完全に抑制することに成功した。このRad51siRNAを導入したHeLa細胞は0.02μg/mlのシスプラチン3時間処理でコロニー形成をコントロールの10%以下に抑制できた。SCIDmouseにHeLa細胞を移植して腫瘍塊を作り、シスプラチン200μgを腹腔内投与した状態で、この腫瘍塊に3回Rad51siRNA封入のHVJ envelope vectorを注入することにより腫瘍の増殖を2週間は完全に抑制し得た。同様にしてブレオマイシン(BLM)の感受性を高めるため種々のsiRNAを試した。ブレオマイシン加水分解酵素をノックアウト可能なsiRNAではBLMの増強効果が認められなかった。次いでHeLa細胞において内在するpolyADP-ribose polymerase(PARP)の発現に対するsiRNAの効果を調べたところ、PARPsiRNAは合成した3種類すべてが機能しノーザンブロットでmRNAを完全に抑制した。BLM耐性株ではPARPの発現上昇が知られている。しかし、これを使ってもBLMの感受性は上がらなかった。そこでRad51siRNAを導入したところBLMの感受性の増強が見られた。同様の方法が他に抗癌剤やsiRNAの組み合わせで可能になると考えられ、このことはsiRNAの癌治療における有望な臨床応用の方向性を示している。HVJ-Eへの抗癌剤ブレオマイシン(BLM)の封入条件を調べたところ0.3%のTritonX100を加えて10000xg,5min遠心する方法が最も効率がよかったが、加えた量の0.1%程度の封入であった。この封入HVJ-Eを用いて抗癌効果の増強が可能かどうかを種々の培養癌細胞を用いて調べた。細胞の生存をWST assayと細胞数の測定により判定したところ、HVJ-Eを用いないとほとんど抗癌効果はみられなかったが、HVJ-Eを用いると24時間以内にほぼ全滅した。このときに封入されているBLMの濃度は5ug/mlで、HVJ-Eを用いないとその300倍以上を加えないと同様の殺細胞効果は得られなかった。このときの細胞周期をFACSで調べるとG2期アレストがおこっており、その後アポトーシスが誘発された。これはHVJ-Eにより細胞内にBLMが効率よく導入されたためにおこったことを示している。さらにこの抗癌作用を増強するためにBLMの作用に関わるいくつかの分子をsiRNAでノックアウトしBLMの効果を調べた。まずBLMを分解するbleomycinhydroxylase(BLMH)を標的としてそれのsiRNAを設計し、HVJ-Eを用いてHeLa細胞に導入したところ5日間は完全にBLMHの発現を抑制した。しかしこの細胞にBLMを導入しても抗癌効果の増強はみられなかった。次にDNA修復に関わる分子の1つとしてpoly-ADP ribosyl polymerase(PARP)をsiRNAで同様に抑制したが増強効果はなかった。これらの遺伝子はBLMを投与しても発現に変化が見られなかった。そこでBLM処理で発現の変化する分子としてRad51を同定し、このsiRNAを作成し、これによるBLMの抗癌作用の増強を調べているところである。

癌細胞が抗癌剤に抵抗性になるための分子をsiRNAで抑制し、抗癌剤に対する感受性を増強する実験を行った。シスプラチンの耐性機構の1つとしてDNA修復機構が知られているが、シスプラチン処理した癌細胞においてRad51の発現が増加すること、Rad51の強発現により癌細胞のシスプラチン抵抗性が増すことが明らかになった。そこで我々はHVJ envelope vector(HVJ-E)を用いて癌細胞にRad51の合成siRNAを導入し、5日間Rda51の発現を完全に抑制することに成功した。このRad51siRNAを導入したHeLa細胞は0.02μg/mlのシスプラチン3時間処理でコロニー形成をコントロールの10%以下に抑制できた。SCIDmouseにHeLa細胞を移植して腫瘍塊を作り、シスプラチン200μgを腹腔内投与した状態で、この腫瘍塊に3回Rad51siRNA封入のHVJ envelope vectorを注入することにより腫瘍の増殖を2週間は完全に抑制し得た。同様にしてブレオマイシン(BLM)の感受性を高めるため種々のsiRNAを試した。ブレオマイシン加水分解酵素をノックアウト可能なsiRNAではBLMの増強効果が認められなかった。次いでHeLa細胞において内在するpolyADP-ribose polymerase(PARP)の発現に対するsiRNAの効果を調べたところ、PARPsiRNAは合成した3種類すべてが機能しノーザンブロットでmRNAを完全に抑制した。BLM耐性株ではPARPの発現上昇が知られている。しかし、これを使ってもBLMの感受性は上がらなかった。そこでRad51siRNAを導入したところBLMの感受性の増強が見られた。同様の方法が他に抗癌剤やsiRNAの組み合わせで可能になると考えられ、このことはsiRNAの癌治療における有望な臨床応用の方向性を示している。
微細表面構造によるダイヤモンド膜の揚力発生機構と制御

本研究は微結晶ダイヤモンド膜表面の平坦部と微細な凹凸の混在により、優れた滑り特性を示す現象について、摩擦低減条件ならびに表面微細形状の関係性の観点から定量的に評価を行った。具体的には、適度な研磨を施した多結晶ダイヤモンド膜が超低摩擦無潤滑を示す現象における接触と浮上の安定状態の境界領域について詳細に検証した。その結果、摺動要素としての研磨ダイヤモンド膜が混合潤滑の低速摺動から流体潤滑領域の高速摺動の全ての領域で安定し、連続的な接触状態遷移を生じることを見出した。さらに、現象のモデル化に取り組み、平坦部と未研磨部の比率により、流体潤滑遷移が制御可能であることを示すことができた。本研究は研磨ダイヤモンド膜表面の平坦部と微細な凹凸の混在により、優れた滑り特性を示す現象について定量的に評価し、摩擦が非常に小さくなる現象の機構解明を目的としている。本課題では接触と浮上の安定状態の境界領域について研究し、無潤滑摺動要素としての研磨ダイヤモンド膜の摺動状態制御ならびに揚力発生による摩擦係数低減メカニズムの解明を目指している。平成23年度は研磨ダイヤモンドの流体潤滑遷移(浮上)特性の表面形状依存性評価を目的として、チャンバー内に設置した摩擦試験機を用いて研磨状態の異なるダイヤモンド膜の金属板上での浮上特性について評価した。平成24度には潤滑状態の遷移(混合潤滑→流体潤滑)を誘起する研磨ダイヤモンドの微細表面形状と発生する揚力、および摺動(相対)速度との相関を定量的に分析した。半鏡面状に研磨することによって得られる不規則微細形状から摩擦低減(揚力発生)効果が大きい表面形状パラメータを抽出し、研磨ダイヤモンド膜浮上のメカニズムについて1研磨ダイヤモンドの浮上特性の表面形状依存性、2ダイヤモンド製膜における良好な密着性を確保する技術の開発3研磨ダイヤモンドと金属の間の動的な接触状態の観点から評価した。具体的には、研磨ダイヤモンドの常温大気雰囲気における低摩擦摺動から超低摩擦(浮上)に至る過程を表面粗さを特性パラメータとして分類し、ランダムな表面テクスチャが摺動に与える影響を明らかにした。同様に、摺動の速度依存性試験を行い、摩擦低減効果が速度依存項に依存性していることを示した。本課題では接触と浮上の安定状態の境界領域について研究し、無潤滑摺動要素としての研磨ダイヤモンド膜が低速摺動から高速摺動の全ての領域で安定した揚力を発生するメカニズムの解明を目指している。各試験片の摺動試験には、凹凸のあるダイヤモンド膜と相手材の金属の間で安定した面接触(接触面圧)が維持されるように改良を加えたPin-on-Disk試験法を適用し、接触圧5kPa以下の場合には摺動速度1m/sec以上の相対速度条件で2面間を流れる気体流によって発生する揚力と接触面圧が均衡を取ることによって安定した流体潤滑が発現することが分かった。平成24度-25年度には潤滑状態の遷移を誘起する研磨ダイヤモンドの微細表面形状と発生する揚力、および摺動(相対)速度との相関を定量的に分析した。半鏡面状に研磨することによって得られる不規則微細形状から摩擦低減(揚力発生)効果が大きい表面形状パラメータを抽出し、研磨ダイヤモンド膜浮上のメカニズムを明らかにすることができた。また、計算機の援用によるモデル計算を行い、研磨ダイヤモンドの表面形状依存性を考慮した浮上機構を示すことができた。以上のことから、研磨ダイヤモンド膜の摺動において低摩擦に遷移するための重要なパラメータならびに浮上モデルを明らかにすることが出来た。本課題では接触と浮上の安定状態の境界領域について研究し、無潤滑摺動要素としての研磨ダイヤモンド膜が低速摺動から高速摺動の全ての領域での安定した低摩擦実現を目指している。各試験片の摺動試験には、凹凸のあるダイヤモンド膜と相手材の金属の間で安定した面接触(接触面圧)が維持されるように改良を加えたPin-on-Disk試験法を適用した。