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高結晶量熔岩の流動則に及ぼす浮遊結晶の影響の実験的検討

これより,本研究の実験手法によって高粘性マグマの高精度粘性率測定が可能なことが立証できた。2.香川県五色台のサヌカイトを用いた実験では,メルトー気泡系におけるマイクロライトの配列がマグマの粘性率に及ぼす影響を検討した。その結果,結晶量が38wt.%程度の場合で,結晶配列がランダムな場合に比べて平行配列している方が2桁程度粘性率が小さくなることを明らかにした。この結果は,火山噴火時のマグマの粘性率変化を考えるうえで,その流動ヒステリシスが重要な役割を果たすことを意味する。3.桜島昭和溶岩を用いて行った実験では,メルト-気泡-結晶3相系マグマであるこの溶岩の粘性率を,温度と歪速度の関数として定式化した。また,粘性-脆性遷移のおこる条件も実験的に決定した。更に,実際の噴火の際に観測された溶岩流の厚さ・速さと比較し,本研究で求めたレオロジー則が妥当であることを確認した。本研究で定式化したレオロジー式は,桜島及び類似の火山における溶岩流の流動プロセスを評価するうえで役立つと期待できる。本研究を進めるうえで,溶岩の変形に伴って結晶配列のドメイン構造が発達し,物性の異方性が弱まるという予想外の現象が発見され,これについて評価・考察を行うのに時間を要した。また,研究期間中の桜島火山の噴火活動を鑑み,溶岩流噴火の際に推移評価の実用に耐えるモデルを構築するため,過去の噴火観測結果との対比を行うなど,当初計画の予定に入れていなかった範囲まで研究内容を拡大した。この結果,当初計画よりも多くの時間を要し,研究は概ね終了しているものの,計画年度内に論文投稿まで至らなかった。本年度には,まず,結晶・気泡をほとんど含まない流紋岩質黒曜石ガラス(北海道白滝,赤石山上部溶岩)について行った高温一軸変形実験の結果を論文にまとめた.この実験では,約730850°Cの温度範囲,10-5.510-2.5s-1の歪速度範囲における黒曜石溶岩の粘性率を測定し,この結果に基づいて流紋岩質溶岩のレオロジー則を構築した.本研究の実験結果は,珪長質メルトの粘性率を計算する経験式(Giordano et al., 2008)と整合的であり,この経験則の妥当性を支持する.また,本研究で構築したレオロジー則を用いて,流紋岩質溶岩において粘性-脆性遷移のおこる温度条件を検討した結果,約680°C以下との結果を得た.また,桜島昭和溶岩について高温一軸変形実験を行った結果についてまとめ,学会発表を行った.桜島昭和溶岩は,1946年の噴火の際に流出した桜島火山最新の溶岩流で,その化学組成は歴史時代噴火のマグマを代表しうるものである.これについて噴火時に相当する1024-886°Cの温度条件で粘性率を測定し,そのレオロジー則の定式化を行った.また,856°Cで変形実験をおこなったところ,歪速度が10-410-3.5s-1の間で脆性破壊がおきた.この結果を使って,桜島昭和溶岩の脆性-粘性遷移の条件を検討した.この溶岩について定式化したレオロジー式を用いて,溶岩流の流動速度を計算したところ,1946年噴火において実際に観測された値を再現した.したがって,本研究の結果は実際の噴火の際の溶岩のふるまいをうまく再現できているといえる.脆性-粘性遷移のおこる条件は,先行研究による結果(Cordonnier et al., 2012)と整合的であった.これらの式は今後,類似の安山岩質溶岩の流動シミュレーションに利用可能である.本研究では主に高温一軸圧縮試験による高粘性溶岩の変形実験を行い,そのレオロジー的性質およびこれに及ぼす浮遊結晶の影響について検討した.
口腔機能訓練を含む歯科介入は術後頭頚部癌患者のQOLを改善できるか

頭頸部がんの治療を受けた患者は、口の中の機能(口腔機能)や、治療後のQuality of life(QOL)が低下する。頭頸部がん治療後のQOLには、手術からの経過時間や、放射線化学療法の有無などが関係しているが、実際の口腔機能とQOLとの関係は不明な点が多い。そこで、本研究の目的を、頭頸部がんの治療を受けた患者に対し、口腔機能を改善させることで、治療後のQOLを改善できるか検討することとした。平成30年度は、頭頸部がん患者におけるQOLの低下とその関連する因子について検討した。具体的には、過去に頭頸部がんの治療を受けた患者に対し、QOLを評価するアンケート(EORTC-C30とEORTC-H&N35)を実施し、頭頸部がん治療後のQOLを評価した。また同時に、口腔機能について評価した。口腔機能は舌の上の菌の量、乾燥度、舌の力、口の開き具合、咬み合わせ、オーラルディアドコキネシスを評価した。オーラルディアドコキネシスは、口腔機能を評価する指標の一つであり、「パ」「タ」「カ」を5秒間、できるだけ早く発声し、それぞれ一秒間に発声できた回数を評価した。発声機能の速度と規則性を評価することができ、飲み込みの状態にも関連があることが報告されている。平成30年度は22名の頭頸部がん治療後の患者に対して評価した。平均年齢は68±9歳であった。副鼻腔がん、口腔がん、喉頭がん、中咽頭がん、下咽頭がん、唾液腺がんの診断を受け、手術や、放射線・化学療法を受けていた。頭頸部がん治療後のQOLと口腔機能とを比較した結果、オーラルディアドコキネシスが良好であった患者は、統計学的に有意に治療後のQOLが良好であった(p<0.05)。本研究は臨床研究であり、研究をすすめるにあたり、倫理委員会への申請が必要であった。そのため、被験者の募集を開始する時期が半年ほど遅れた。それにともない、平成30年度にデータを収集できた被験者数が、当初の予定よりも少なったため、「やや遅れている」と判断した。平成30年度よりも被験者数を増やす必要がある。そのため、口腔機能を測定する歯科医師を増やし、一度に複数人の測定が可能となるよう、口腔機能の評価体制をととのえることで、被験者数の拡大をめざす。平成30年度の被験者数が当初の計画より少なかったため、被験者の口腔機能の測定やQOLの評価に費やす消耗品等の研究費も少なかった。そのため、次年度使用が生じた。次年度は被験者の増員が見込まれるため、増員分に費やす研究費について、30年度の余剰分をあてることとする。
網羅的細菌叢解析を用いた細菌性肺炎における起因菌のエビデンスの構築

われわれは、従来の培養法に依存しない新たな原因菌検索法として、16S rRNA遺伝子をターゲットとした細菌叢解析法を用い、市中肺炎および医療介護関連肺炎の原因菌について検討を行った。その結果、従来の培養法と比較し、口腔内常在菌および嫌気性菌が多く検出され、これらの菌が呼吸器感染症においてこれまで報告されている以上に重要な役割をはたしている可能性が示唆された。本法は培養条件などに依存しないため、肺炎の原因菌検索に有用であった。また、口腔内常在菌の割合が高齢者でより多く検出されることを提示した。本研究は分子生物学的な手法、特に16S ribosomalRNA遺伝子を用いた細菌の検出法を用いて、肺炎の原因菌を明らかにすることを目的としている。具体的には肺炎を「市中肺炎」、「院内肺炎」、「医療・介護関連肺炎」の3群に大別し、それぞれの原因菌を、われわれが試みている培養に依存しない網羅的細菌叢解析法を用いて明らかにすることであるが、2年目で市中肺炎65例の集積を行い、市中肺炎に関しては解析を終了した。現在、医療・介護関連肺炎・院内肺炎につき症例の検討、解析中であり、それぞれ58例、30例の検討が終了した。結果として、市中肺炎では、通常言われている肺炎球菌・インフルエンザ桿菌・マイコプラズマに続いて、嫌気性菌、口腔内常在菌がそれぞれ16.9%、15.4%と全体の12割を占めており、嫌気性菌、口腔内常在菌の重要性が示唆された。しかし、医療・介護関連肺炎58例の検討では、嫌気性菌8.9%とわれわれが予想していたよりも少なかったが、口腔内常在菌に関しては22.4%と全体の1/4を占める結果となり、市中肺炎以上に口腔内常在菌の関与が示唆された。このことから、医療・介護関連肺炎では、これまで誤嚥による嫌気性菌の関与が大きいと推測されてきたが、誤嚥による口腔内常在菌の関与が最も重要である可能性が示唆されている。また、従来の喀痰を中心とした培養法と本手法で得られた結果との間には原因菌にかなり違いがあることから、喀痰のみの評価では十分に肺炎の原因菌を推察することができない可能性があるのではないかと推測している。以上の内容につき引き続き検討を行うため、今後1年をかけ、医療・介護関連肺炎・院内肺炎の症例を増やしていく予定である。市中肺炎および医療介護関連肺炎患者に対して網羅的細菌叢解析法にて原因菌の検討を行った。市中肺炎では64例の集積ができその検討では、平均年齢は62.4歳、男女比31/33例(計64名)であった。全例で気管支洗浄を行い、気管支洗浄液の菌叢解析における最優占菌種としては、従来法と同様に肺炎球菌(19%)、インフルエンザ菌(19%)、マイコプラズマ(17%)が比較的多く認められた。従来法と比べ、Prevotella属、Fusobacterium属などの嫌気性菌群(16%)や口腔内常在菌(16%)が高い割合で検出された(PLoS One e63103, 2013)。医療介護関連肺炎82例の検討では、平均年齢75.5歳、男女比57/25例であった。各症例の最優占菌種として、肺炎球菌(11.0%)、インフルエンザ桿菌(17.1%)、黄色ブドウ球菌(7.3%)、緑膿菌(9.8%)が多く検出された。また、口腔レンサ球菌が19例(23.2%)を占め、特に75歳以上で口腔レンサ球菌の関与がより多く認められた。また、培養法と比較すると、医療介護関連肺炎にて問題視されている、MRSAを中心とする多剤耐性菌に関しては、細菌叢解析の結果では検出頻度が低かった。本研究においては、市中肺炎・医療介護関連肺炎のいずれにおいても、これまでの報告と比べ、口腔内連鎖球菌、嫌気性菌が重要な役割を示すことを提示した。また、医療介護関連肺炎においては、市中肺炎に比べるとその原因菌は多彩であり、とくに、高齢者においては口腔内レンサ球菌が重要な役割を果たすことが示唆された(現在投稿中)。本法は,網羅的に細菌由来のDNAを検出することから,培養条件などに全く依存しないため,肺炎の起炎菌検索に有用であった.培養法より菌種の検出率が高く,今後の肺炎における原因菌の検出割合について新たなエビデンスの構築に大きく貢献できるものと考えられた。

具体的には肺炎を「市中肺炎」、「院内肺炎」、「医療・介護関連肺炎」の3群に大別し、それぞれの原因菌を、われわれが試みている培養に依存しない網羅的細菌叢解析法を用いて明らかにすることであるが、1年目で市中肺炎65例、医療・介護関連肺炎30例、院内肺炎20例の検討が終了した。今回の検討では、口腔内常在菌の関与を無くし、またより病変局所の状態を直接把握するために気管支洗浄液による検討を行なった。結果として従来の培養法に比べて網羅的細菌叢解析ではすべての症例において原因菌の解析が可能であり、口腔内レンサ球菌や嫌気性菌が原因菌である症例が過去の報告と比較して多い結果となっている。特に市中肺炎の症例は予定以上の集積ができている(男性32例、女性33例、平均年齢62.6歳)。これらの市中肺炎症例での喀痰検査では約4分の1の症例のみが培養陽性であったが、気管支洗浄液においては培養検査では約3分の2の症例で起炎菌が同定された。結果としては肺炎球菌、インフルエンザ桿菌、モラクセラなどが主な起炎菌であった。一方、網羅的細菌叢解析では、肺炎球菌、インフルエンザ桿菌、マイコプラズマに続いてプレボテラ等の嫌気性菌が原因菌(第一優占菌種)の16.9%を占めていた。また、口腔内レンサ球菌などの口腔内細菌も15.4%であった。この結果からは市中肺炎においては今まで報告されてきた以上に嫌気性菌や口腔内細菌が原因となっている可能性が考えられた。まだ、医療・介護関連肺炎や院内肺炎では症例数が少ないが、市中肺炎の結果と同様な傾向であり、今後2年間をかけて、医療・介護関連肺炎と院内肺炎の症例を増やして行く予定である。上述した様に、日本呼吸器学会ガイドラインを用いて、肺炎を「市中肺炎」、「院内肺炎」、「医療・介護関連肺炎」の3群に大別し、当院ならびに関連施設から気管支鏡検査で採取された病変局所の気管支洗浄液およびその臨床データが集積を行った。この2年間でわれわれが試みている培養に依存しない網羅的細菌叢解析法を用いて、市中肺炎65例、医療・介護関連肺炎58例、院内肺炎30例で原因菌を解析することができた。市中肺炎に関しては、症例の解析・論文化を終了することができ、当初の目的を達成できたものと考える。いっぽうで、医療介護関連肺炎に関しては、当初約30例を予定しており、現在予定症例数を大きく上回ることができたが、上述した様に、これまでの報告に比べ口腔内常在菌の関与が示唆されたことから、さらなる症例の集積・解析が必要と判断し、症例数の目標数を増やすこととした。また、従来から用いられている喀痰を中心とした培養法との関連性の検討を行う予定である。加えて、今回の検討により、口腔内の衛生状態、菌叢の把握が、下気道の細菌叢とともに重要であると考えられ、口腔内・喀痰と、病変局所での細菌叢の違いについて現在検討を進めている。上述した様に、肺炎を「市中肺炎」、「院内肺炎」、「医療・介護関連肺炎」の3群に日本呼吸器学会ガイドラインを用いて大別し、まず、各カテゴリーごとに関連施設を含めて症例収集システムを構築した。このシステムにより、当院ならびに関連施設から気管支鏡検査で採取された病変局所の気管支洗浄液およびその臨床データが集積できた。この1年間でわれわれが試みている培養に依存しない網羅的細菌叢解析法を用いて、市中肺炎65例、医療・介護関連肺炎30例、院内肺炎20例で原因菌を解析することができた。最初の目標では1年間で各群連続的に約30例、計100を予定していたが、実際は115例の検討を終えることができ、症例数は予定通り集積できている。現在までの結果としては、従来の培養法に比べて網羅的細菌叢解析ではすべての症例において解析が可能であり、培養法では検出しづらい口腔内レンサ球菌や嫌気性菌が原因菌であった症例が比較的多く観察され、最初の仮説通りの結果となってきている。
LILRB4による免疫チェックポイント機構の解明

T細胞の免疫チェックポイント阻害抗体ががん免疫の増強に著効を示し世界的に注目されているが,同時に自己免疫のリスクが上がるため,がん免疫と自己免疫の双方をバランスよく調節できる技術の開発が希求される。本研究はT細胞/B細胞/ミエロイド系細胞の新しい免疫チェックポイントB4ーB4L1軸を解明し,がん,自己免疫のモデル実験系でこれの修飾により両疾患がバランス良く一括制御できる方策を見出す。
グローバル人材育成におけるASEAN留学の必要性とその方策研究

大学生は、「東南アジアにおける英語使用」と「東南アジアに精通することの意義」が不明確になっていることが原因で、東南アジア留学の選択肢が広がらない。そのため、東南アジア留学の位置付けがまだ混沌としていることを本研究では示唆した。こういった学生の考え方に対して、現在のAESANへの社会的要請に合致した留学先選択を促すために、「世界英語」、「教育環境」や「日系企業動向」等に関連した教材を作成し、活用することで、学生の意識がASEAN諸国に向くことを確認した。また、本研究は、2本の報告書と論考が掲載される形で終結し、さらにH27年度から3年間、科研ー若手Bとして採択され、発展研究につながっている。H25年度前期の担当授業で、東南アジア留学に関するアンケート調査を実施し、大学生がASEAN留学しない理由(語学環境、生活基準、教育レベル)を再確認した。また、その学生アンケート結果に反証する、文献やデータを収集した。H25年5月、9月には、国際教育交流の国際大会(NAFSA, EAIE)に出席し、更なるデータ収集を実施した。これらの情報をもとにASEAN留学の必要性と意義普及のための授業カリキュラム・教材開発をし、授業や夏・春休暇中に実施する集中講座に活用した。また、日本の大学で東南アジア諸国と活発に学生交流している大学とそうでない大学の関係者にインタビューし、ASEAN留学推進の弊害となっている理由(学生の意識、プログラムが豊富ではない、現地の受入体制)を理解した。なお、H25年度の調査概要は26年7月の日本比較教育学会の年次大会で発表予定にしている。1) ASEAN留学経験者の人材像構築- 26年度前半期は「企業が留学経験者に求める一般人材像」についての先行研究を行い、人材像の再構築を企業担当者と試みた。NAFSAやEAIE等で、株式会社ディスコの担当者と話をし、人材像を具体的になるように議論した。そして、26年度後半期は、東南アジア留学経験者数名へのインタビューを実施し、内容分析を行い、企業側の意見と合わせて、ASEAN諸国に特化して必要とされる人材像の具体化を図った。それ以外に、バンコクの日本貿易振興機構(JETRO)の関係者に聞き取り調査を実施した。2)国際教育・交流の現状、及び教育の質の情報収集・実地調査-国際教育・交流の情報が集結する学会:NAFSA(北米:5ー6月)とEAIE(ヨーロッパ:9月)に出席した。これらの学会に参加するASEAN諸国とその大学に対して、英語教育制度や英語を共通言語とした国際教育プログラムの有無、日本の大学との交流状況等について情報収集と調査した。3) ASEAN留学の必要性とその意義を含めたカリキュラム改善と教材開発-担当授業、留学説明会、外部講師等で、現在乖離しているASEAN留学の社会的要請と学生の留学意思・態度決定要素を関連させるような資料を作成した。例えば、多様化されたASEAN英語を受講者に聞かせ、米国英語との比較をする。そして、現在の英語母語話者人口より英語第2言語/外国語話者人口の方が多いことに基づいてASEAN諸国の英語を許容し、更に英語環境の存在を理解させた。国際教育交流概ね、順調に進展している。しかし、国際大会に出席し、情報を多く入手したことで、本研究への新たな視点と修正点が浮き彫りになった。そのため、当初の計画書通りには運ばなかった。また、年度途中から、所属大学の役職が変わったため、担当授業が変更した。その影響で、カリキュラ・教材開発や研究予定通りには進まなかった。1ASEAN諸国における日系企業の人材開発の調査・分析企業向けに、高等教育機関での学生募集に関してコンサルティングをしている株式会社ディスコの留学生支援担当社員と協働して、ASEAN諸国に進出中の日系企業が求める留学経験者人材像と一般留学経験者人材像とを区別化をする。また、同時にASEAN留学経験者へのインタビュー調査を実施することで、人材像の検証と更なる具体化を図る。2ASEAN留学の必要性とその意義を含めたカリキュラム改善と教材開発担当授業・講座で、講義内容を留学準備・留学中・留学後の3領域に分け、学生の留学への理解・意思・態度構築を目的として、留学の諸問題・意義と人材育成について学習する。これに「社会的要請としてのASEAN留学」を付け加え4領域に拡大し、現在乖離している社会的要請と学生の留学意思・態度決定要素の合致を試みる。そして、現在の英語母語話者人口より英語第2言語/外国語話者人口の方が多いことに基づいて(Cristal,2000)、ASEAN諸国の英語を許容し、更に英語環境の存在を理解させる。3国際大会における情報収集

国際教育交流分野の大会(NAFSA, EAIE, APAIE)に参加し、引き続きASEAN留学と同地域の高等教育の情報を収集する。書籍等を予定していた金額より少なく購入したため。また、学会発表・論文投稿がH25年度はできなかったため。書籍等と学会発表と論文投稿の支出にあてる。
アメマスと共存するオショロコマにみられる形質置換の進化要因の実験的解析

北海道内の8河川から、総計1400個体のオショロコマを採集し、アメマスと同所的に生息する幹線と単独で生息する河川との間で採餌関連部位の形態の比較および胃内容物の分析を行った。その結果、同所的な河川では、異所的な河川と比較して明らかに下顎長が短く、幅が広くなる傾向が認められた。また、同所的な河川では、個体間における明瞭な形態変異が認められ、顎の短い個体ほど異内容物中にしめる底生無脊椎動物の割合が高い傾向が認められた。したがって、同所的な河川における、オショロコマの採餌関連部位の特異的な形態は、明らかにアメマスとの種間競争に起因する形質置換によるものであることが明らかとなった。現在、投稿原稿を準備中である。さらに、北海道大学苫小牧地方演習林内の河川に設置したエンクロージャーにオショロコマとアメマスの双方を放流し、競争の強度と形態に関する実験を行った。実験結果はいまだ解析中であるが、下顎の短い個体ほど、アメマスとの共存下においても採餌成功の程度が小さいという傾向が得られた。これは、アメマスとの形態上の類似性が小さい個体ほど、資源の重複が小さく競争の影響を受けにくいためと考えられる。現在これらのデータを取りまとめ中である。1997年度は、本研究課題に沿って以下のような研究を行った。1)北海道西南部の河川において、陸上生無脊椎動物の河川への落下量、河川の底生無脊椎動物および、流下無脊椎などといったアメマスおよびオショロコマの餌資源を年間にわたってサーベイした。この結果、これら餌資源の総量は、盛夏期および厳冬期に著しく減少することが明らかとなった。2)上記の調査とあわせ、同時期にアメマスとオショロコマの胃内容物を吐き戻し法によって調査した。餌の組成については現在分析中であるが、餌資源の減少する盛夏期には両種間で組成の重複度が小さくなる傾向が認められた。3)北海道各地で採集された、両種個体の採餌関連器官の計測を行い、得られた形態特性と胃内容物組成の相関を分析した。各個体の形態変異は、ある特定の餌と関連しており、とくにオショロコマは下顎長の短い個体はユスリカ幼虫やヨコエビ類などの底性動物を多く利用していることが明らかとなった。4)河川に設けたエンクロージャー内において、両種の干渉行動と採餌行動に関する観察を行った。その結果、個体の攻撃性と採餌モードには相関がみられることが明らかとなった。現在、これらのデーターを分析するとともに、1998年度の実験準備を行っている。
新規π-d系有機磁性伝導体の開発とπ-d相互作用の構造的解明

有機ドナー分子に由来するπ電子と磁性アニオンのd電子が協奏的に相互作用するπ-d系有機磁性伝導体では、単独の物性では発現できない複合機能が期待できる。本研究では、TTFとは異なったπ電子系であるBDYユニットを含むドナー分子と磁性アニオンを用いて、新しいπ-d系磁性伝導体の構築を目指すと共に、X線構造解析により電子構造変化とπ-d相互作用の関係を明らかにすることを目的とした。以下に、主な研究成果をまとめる。1.反強磁性圧力誘起超伝導体β-(BDA-TTP)_2FeCl_4の圧力下での構造解析により、常圧で開いていたフェルミ面の一部が閉じることを明らかにした。本年度は、研究目的を達成するために以下の研究を行った。1.反強磁性圧力誘起超伝導体β-(BDA-TTP)_2FeCl_4の圧力下での構造解析β-(BDA-TTP)_2FeCl_4は、常圧で反強磁性体へ転移し、圧力下で超伝導性と共に磁気抵抗の急激な減少を示す。このような特徴的な物性と構造との関係を調べるために、8kbarまでの静水圧下での構造解析を行った。圧力による格子定数の減少から、a軸(ドナースタック間方向)、c軸(ドナースタック内方向)、b軸の順に圧力の影響を受けやすく、常圧で開いていたフェルミ面の一部(X点付近)が閉じる結果が得られた。今後は、X線構造解析の精度をさらに向上させ、π-d相互作用に関する計算を行う予定である。2.新規有機超伝導体β-(BDA-TTP)_2I_3の開発BDA-TTPから新たな圧力誘起超伝導体β-(BDA-TTP)_2I_3の開発に成功した。β-(BDA-TTP)_2I_3の常圧での半導体的挙動は9kbarまでの圧力下ではほとんど変化しなかった。しかし、約10kbar以上の圧力をかけると、伝導挙動に大きな変化が見られ、超伝導に由来する電気抵抗の落ちを示し、臨界温度(Tc)の開始が10.5Kまで達した。さらに、一軸性ひずみ効果を調べたところ、a軸方向(ドナースタック内方向)に圧力をかけた場合、超伝導性を示さなかったが、c軸方向(ドナースタック間方向)に圧力をかけると、超伝導性が現れることを明らかにした。また、a軸方向の圧力下では、仮想的なバンド計算から導かれたフェルミ面は二次元的になり、c軸方向の圧力下ではフェルミ面にポケットが生じた。したがって、β-(BDA-TTP)_2I_3の超伝導相は反強磁性絶縁相に近いことが示唆される。これを確かめるために、実際に一軸性圧下での構造解析を行ってバンド計算を行う予定である。研究目的を達成するために、本年度は主として以下の研究を行った。1.磁性イオンCu_2Cl_6^<2->とCuCl_4^<2->を含むBDH-TTP塩とBDA-TTP塩の作製BDH-TTPとCu_2Cl_6^<2->およびCuCl_4^<2->を用いて単結晶の作製に成功した。X線構造解析により、これらの塩におけるBDH-TTP分子は、κ-タイプで配列していることを明らかにした。κ-(BDH-TTP)_4Cu_2Cl_6とκ-(BDH-TTP)_4CuCl_4は、ともに4.2Kまで金属的挙動を示した。一方、同じ二つの磁性アニオンとBDA-TTPからは、それぞれβ-タイプの塩が得られた。β-(BDA-TTP)_4Cu_2Cl_16とβ-(BDH-TTP)_2CuCl_4は、ともに半導体的挙動を示した。このように、磁性イオンを含む新たなBDH-TTP塩とBDA-TTP塩の作製に成功したので、今後は、(i)常圧下での磁気的挙動と(ii)圧力下での伝導挙動・磁気挙動を解明する予定である。当該年度では、磁性アニオンMX_4^<2->(M=Mn,Co;X=Cl,Br)を用いて、以下に示す新しいBDH-TTP塩の構造解析・物性評価を行った。

1.(BDH-TTP)_4MnCl_4(H_20)_x:この塩のドナー層はθタイプで配列しており、アニオンは多量体を形成していた。電気抵抗は、室温から約200Kまでわずかに減少し、その後、徐々に増加した。磁化率測定では、反強磁性的相互作用(θ=-3.3K)が観測された。
フェムト秒レーザーによるチタンインプラントのナノ表面改質

歯科医療において高齢化社会の到来とともにチタンインプラントの需要は増加しつつある。患者のQOL(Quality of Life)を高めるためには安定した骨とも結合が可能なインプラントの開発が望まれる。骨内に埋入されたインプラントが骨と結合するには、インプラント表面の化学的性質、表面性状や表面エネルギーなどが影響する。本研究は表面性状に注目し、チタン表面に分子レベルであるナノの表面構造を付与し、骨との結合性を高めようとしたものである。フェムト秒レーザーによってチタン表面にナノレベルの規則的な周期構造を形成し,その表面上での骨芽細胞様細胞の形態を調べた.フェムト秒レーザーによる周期構造の形成は,中心波長400nmおよび800nmのレーザー光をシリンドリカルレンズによってチタン表面に焦点を当て,試料を移動させて行った.さらに,同位置に照射するショット数を変化させることによって溝の深さを調整した.波長400nmおよび800nmで照射した試料とも,チタン表面にはほぼ照射波長に近い間隔で周期構造が形成された.すなわち,400nmでは平均で約315nm,800nmでは平均で約688nmの周期構造を示した.ショット数が多くなると溝の山の部分がアブレーションされ,周期構造は不明瞭となった.また,ショット数を少なくして浅い溝を形成した試料では周期構造は形成できたが,溝の輪郭は不明瞭であった.次に,周期構造を有するチタン表面上での骨芽細胞様細胞の初期細胞接着とアクチシ染色による細胞の形態を観察した.培養1時間および24時間後におげる細胞数は2、いずれの周期構造においても対照の鏡面研磨面との間に有意差は認められなかった.しかし,細胞の形態には著しい差が認められた.すなわち,鏡面研磨面では細胞はあらゆる方向に伸展していた.これに対して,周期構造を付与した表面では,細胞は周期構造の方向に細長く伸展していた.周期構造の方向と細胞とのなす角を見ると,平均で約20°と鏡面研磨面の約50°に比べて,細胞は周期構造に平行に配列していた.しかし,溝が浅い場合には,両波長とも細胞の配向性は著しく低下した.チタン表面上での細胞の配向にとっては,周期構造の間隔と深さの関係が重要であることが推察された.フェムト秒レーザーによってナノレベルの周期構造とミクロンレベルの溝構造を形成し,その表面上での骨芽細胞様細胞の形態を調べた.周期構造はアブレーション閾値近傍のフルエンスで直線偏光のレーザーをチタン表面に照射し,自己組織的に形成した.一方で,フェムト秒レーザーの持つ高強度に集光できる性質を利用して数μmの溝構造を作成した.周期構造を形成したチタン表面には,溝の深さが約300nmで,レーザーの波長(800nm)に近い一定の間隔で周期構造が形成されていた.しかし,照射幅の制限にのためスキャンの繰り返しの境界面でわずかな周期構造の直線性に乱れが認められた.一方,1ラインずつレーザーを走査させて形成した溝構造では,溝の深さが約6μmで,溝底面の幅が約10μmの直線性に優れた構造であった.また,周期構造および溝構造ともに加工時の熱による融解などの痕跡は認められなかった.骨芽細胞様細胞のMG63細胞に対する細胞接着性には,周期構造および溝構造を付与したチタン表面とも鏡面研磨したチタン表面との間に有意差は認められなかった.アクチン染色によるチタン表面に付着した細胞の形態は,鏡面研磨したチタンでは細胞はあらるゆ方向に伸展していた.これに対して,周期構造および溝構造を付与した表面では周期構造や溝構造の方向に伸展し,配向していた.しかし,周期構造は溝構造に比べて細胞の配向性は減少していた.これは周期構造と溝構造との溝の深さ,溝の直線性や繰り返し間隔などが影響していたと考えられた.
零電圧スイッチング昇圧器付きPWMインバータによる永久磁石電動機の高効率駆動

電気自動車の普及に対する一番の問題は,一充電走行距離が短いことである。これを伸ばすためには,バッテリの高性能化とシステム全体の効率改善が重要である。効率改善の対象としては,動力伝達系,電動機本体,電力変換装置などがあるが,本研究では,零電圧スイッチング昇圧器付きPWMインバータを用いて永久磁石形同期電動機を駆動することによる電動機+電力変換装置系の効率改善を目的とする。二年目である本年度は,まず,昨年試作した零電圧スイッチング動作を含まない昇圧チョッパ回路(電流可逆チョッパ回路)とPWMインバータを組み合わせた装置を用いて,いろいろな動作条件に対する特性について,従来から行われている弱め磁束法との比較を行った。これにより,昇圧チョッパ回路とPWMインバータを組み合わせた方式では,従来の弱め磁束法に不向きな電動機に対しても問題なく速度を上げられること,低速領域では従来法よりも効率が下がるものの,基底速度を超える速度領域において最大効率を発生できることなどを明らかにした。さらに,電流可逆チョッパ部分を零電圧スイッチング化したシステムについてシミュレーションを行い,共振時の動作について検討した。また,シミュレーションにより,リアクトルやコンデンサ等のパラメータ設計を行った。シミュレーション結果より以下のことが明らかになった。(1)チョッパ部のスイッチングによる損失は零電圧スイッチング化することによって改善される。(2)提案の方式は定常的には安定に動作するが,その動作範囲が負荷電流や昇圧比によって制限を受ける。(3)過渡的な応答が,非零電圧スイッチング方式の場合よりも悪くなる。以上より,提案した零電圧スイッチング昇圧器付きPWMインバータでの永久磁石同期電動機駆動においては,運転範囲の拡大や過渡的な応答の改善が今後の課題といえる。効率改善の対象としては,動力伝達系,電動機本体,電力変換装置などがあるが,本研究では,零電圧スイッチング昇圧器付PWMインバータを用いて永久磁石形同期電動機を駆動することによる電動機+電力変換装置系の効率改善を目的とする。一年目である本年度は,まず,零電圧スイッチング動作を含まない昇圧チョッパ回路(電流可逆チョッパ回路)とPWMインバータを組み合わせた装置を試作し,バッテリ電源により速度の加減速を行った。本装置では,低速時には昇圧チョッパ回路を常に導通することで動作を止め,PWMインバータのみによって電動機を駆動する。電動機を制御するために必要な電圧がバッテリ電圧を超える高速時には,昇圧チョッパにより直流リンク電圧を上げることで,インバータ側のPWMを続けながら出力電圧を上げ,電動機速度を上昇させていく。当初,昇圧チョッパの起動時,停止時に直流リンク電圧の変動が起こっていたが,直流電圧PI制御の積分リミットの調整によりこれを抑えた。また,昇圧チョッパ前後のコンデンサの容量が,直流リンク電圧変動(特に電動機回生動作時)に与える影響について検討し,直流リンク部のコンデンサ容量は電圧リプルを許容できる範囲でできるだけ小さくした方がよいことを明らかにした。さらに,チョッパ部の安定性を改善するために,直流電圧制御部の構成を検討し,より安定な構成を提案した。二年目である来年度は,チョッパ部を零電圧スイッチング化し,この際の問題点,特性等についての検討を行う予定である。
同盟の維持と崩壊に関する論理的・実証的研究:北東アジアに於ける同盟政策の分析

当該研究では、同盟国は如何なる政策を以って自らの同盟を維持しようとするのか、あるいは同盟に対して敵対国は如何なる政策によって分裂を画策するのかに関する理論を構築し、その理論を以て東アジアにおける同盟外交の事例を説明しようとした。過去二年間にわたって科学研究費の助成を頂いた結果、個別の幾つかの論文を作成し、国内外で発表していくという当初目的はほぼ達成できた。2003年度には、8月のアメリカ政治学会(於フィラデルフィア)において、韓国の北方政策、中ソ同盟の形成と崩壊を論じた二つの論文を発表した(前者は加筆修正後、現在海外の学術誌と出版に関する交渉中)。また、同年10月の日本国際政治学会では、この研究の理論部分をまとめたものを発表できた。さらに、2004年3月には国際研究学会(於モントリオール)において、同理論を応用してアメリカの対韓国・北朝鮮外交を説明した論文を発表した(同論文は、日本語に訳し、修正した後出版された)。さらに2004年度に入ってからは、主に前年度の海外調査によって得られた資料を基に、日ソ国交正常化交渉に関する同盟外交を分析した論文を作成、現在投稿中である。この他にも、今年の国際研究学会において発表した日米同盟と日本の平和主義の関係に関する論文を発表するなどした。これら幾つかの論文を作成するに際し大いに参考になったのが、2004年1月にアリゾナ州立大学で行われたCQRM(質的研究手法)セミナーへの参加である。同セミナーでは、理論と事例研究を以下に組み合わせるかについての最新の研究に触れることができ、上記論文を仕上げる上で貴重な示唆を得ることができた。またこれとは別に、数度にわたってアメリカでの資料調査ができたことは、事例研究の質を高めることを可能にした。今後は、これまで学会で発表してきた論文の学術誌への投稿をさらに進めつつ、個々の論文を一つの大きな学術研究に集約することに力を入れていく予定である。昨年度は、当該研究の理論的側面からの調査・研究を終え、国内・国外での学会発表を中心に成果を発表していくという当初の目標をほぼ達成できた。まず、アメリカにおける調査に関しては、昨年8月にワシントンDCを訪れ、シンクタンクの研究者などと議論、情報収集をすることができた。また、近郊の米国公文書館へ行き、1950年代の日ソ交渉に関する文書のコピーを手に入れるなど、今後の実証研究に役立つ資料を手に入れることができた。学会発表については、昨年8月のアメリカ政治学会(於フィラデルフィア)において、(1)中ソ同盟の成立とそれを阻止しようとするアメリカ外交に関する論文、(2)北朝鮮と中国・ソ連との同盟を分断しようとする韓国の北方外交に関する論文を発表した。また、去る3月の国際政治学会(於モントリオール)では、(3)冷戦後のアメリカの韓国・北朝鮮に対する政策を同盟の安全保障ジレンマの観点から分析した論文を発表した。このうち、(2)を基に作成した論文は現在英文雑誌に投稿中、(3)の要素を日本語で簡潔にまとめた論文は日本での出版が決まっている、また、(1)に関連した米中ソの外交を分析した論文も、日本の学会誌での発表が決まっている。当該研究の核心的研究である「同盟の維持と分断政策」に関しても、昨年前半に理論的研究の部分をまとめ、その成果を(4)昨年10月の日本国際政治学会で発表した。また去る1月には、アリゾナ州立大学で開催された第3回質的研究手法セミナーに参加、そこで(4)を基に拙著の博論の要点を論文にしたものを披露し、セミナー参加者や学者から貴重なフィードバックを得ることができた。また、(5)同盟の維持と分断に関する北朝鮮の政策を分析した論文を作成、現在英文雑誌に投稿中である。今後は、(4)の論文を仕上げ日本及び海外の学術誌で発表を模索するとともに、公文書調査などをさらに進め、実証研究の側面の充実を図っていきたい。

今後は、これまで学会で発表してきた論文の学術誌への投稿をさらに進めつつ、個々の論文を一つの大きな学術研究に集約することに力を入れていく予定である。
高齢患者栄養療法別にみた療養経過・帰結の検討－経口摂取と静脈栄養との比較を中心に

近年、末期の認知高齢者に対する経口摂取と経管栄養では、平均余命に差異がないために、積極的な経管栄養を実施しないという見解がでている。しかしながら、その他の疾患や状況におかれた高齢者がどのような栄養法を受けるべきかといったことは十分に知見が得られていない。基本的には、治療促進のために医師の判断に基づき実施されるべきであるが、障害によってはリハビリテーション目的から早期経口摂取を目指すことも重要である。治療やケケアのプログラムも状況によって異なると考えることから、適切な栄養療法の在り方について詳細の検討を試みた。経口摂取と静脈栄養の比較を行うにあたり、どのような患者背景が選定の要因となっているかを確認した。対象者は、高齢者急性期病院に入院した患者で2か年で合計6か月2276名であった。患者全体の平均年齢は、78.9±9.9歳であった。疾患別を特定してみた場合、脳梗塞は255名、肺炎(誤嚥性肺炎を除く)221名が多かった。入院患者全体でみると、入院3日目における経口摂取、IVHの割合は順に74.3%、17.0%で、8日目は順に78.5%、14.5%と若干の変動しか見られなかった。また、ADLレベルは自立・ほぼ自立、要介助、寝たきりは、入院3日目で順に37.2%、35.3%、25.1%、入院8日目では34.9%、34.6%、21.9%であった。認知症レベルについては、自立・ほぼ自立、一部要介助、常時要介助、要医療の順に、入院3日目で52.6%、13.1%、10.0%、13.8%、9.1%、入院8日目で48.8%、12.7%、9.8%、13.4%、8.5%であった。高齢者の場合、入院1週間で大きな変化は見られないことがわかった。経口摂取およびIVHの該当率はADLレベル、認知症レベル、全身状態が不安定、状態が不安定といった項目が関係していたが、これらの項目は互い有意な相関を示していた(p<.05)。入院8日目でも同様の状況で、これらの関係性は高かった。さらに、ADLレベル、認知症レベルが重度化するほど、入院3日目、8日目とも経口摂取該当率は段階的に減少し、IVH利用率は段階的に増加していた。呼吸器系疾患(肺炎)に関しては、臨床学的症状の改善がみられることから、入院8日目以降の栄養法切り替えのタイミングと患者状況との差を検討することが必要である。経口摂取、経管摂取などといった栄養法の中でも、静脈栄養法は治療的利用の意義が大きく、特に重症度の高い高齢者には、投薬や水分出納管理といった処置が円滑にできる利点がある。一方、経口摂取など消化管を用いた栄養法は、患者の身体状況に応じながら消化機能を最大限に用いることができ消化器リハビリテーションの点ですぐれている。消化管不使用によって機能低下が生じると回復の遅延化につながる可能性が高くなり、患者の状況に応じた適切な栄養法の是非については、患者の利益優先を考慮すると厳密な意味で選択基準を特定することが難しい状況にある。本プロジェクトでは実情を知るために、第一に急性期病院への高齢者の入院症例約1000件について1年毎2回実施した。調査内容は、患者の入院時状況について統一化されたスクリーニング用紙でスクリーニングし、疾患状況別に栄養法選択の違いについて精査するものである。その結果、栄養法選択のためのインディケーターとなる項目が抽出できるが、詳細については公表をもって示す予定である。また、本研究の方法論として臨床研究を行う一方で、栄養法による身体状況への影響を厳密に比較するには人対象では限界があり、動物実験を行う必要性があると考えた。動物用食餌の工夫を行い、栄養関連の臓器機能評価を実施したいと考えているが、退行、回復のメカニズムを知るための方法を検討中である。調査プランニングが難しいテーマであるが、これまでに取り組まれてきていないテーマであり、臨床研究、動物実験研究ともに今後も何らかの形で明確な成果を得られるよう継続していきたい。高齢者への栄養法の選択の検討を行う際、基礎疾患や病期、全身状態、療養場所、介護力などによって大きく影響する可能性がある。また栄養管理法の違いは生命予後といった効果指標との関連が一部で示されている。高齢者における栄養管理の内容を整理するために文献検討を行った。文献検索はPubmedを用い「Nutrition」「Elderly」の2語検索をした。58,000件以上見られたことから「Guideline」「Clinical guideline」で制御し103件であった。関連するもののみを抽出し、内容を整理した。

対象の特定要因として疾患(がん、心臓呼吸器系、すい臓、肝臓など)、病期(急性期、慢性期)に関して分類されたものが多く、経口摂取法、あるいは経口摂取法の推奨レベルが病気の種類によって明確に異なっていた。これは病気の種類によって炭水化物や糖、脂肪代謝のメカニズムなどが明確であるということが一つにあげられる。同時に長期の非経口摂取の弊害などは栄養素の偏りなどで示されていた。さらに対象の特定要因には、薬剤、社会経済性、民族、人種などの他、療養施設(集中治療室など)などがあった。介入内容として疾患マネジメント、リスクの減少、栄養補助剤など、効果指標として栄養素(マクロ-マイクロ)、低栄養、体重減少、罹患率、死亡率、機能状態、QOL、合併症などが多くを占めており項目は多様である。特に高齢者の低栄養に関しては一時的な経管栄養の利用が有効であり、栄養状態の指標が改善したら基本的には経口摂取を推進するのが一般的な推奨内容であった。高齢者における栄養法を考慮する際、栄養状態や死亡率は一般的な効果指標として有効と考えられる。しかし経口と非経口の違いや問題は治療以外の要因によって生じている可能性が高いことが示唆されており、帰結評価の際には療養経過のこれらの要因の関わりや分析が必要である。今回、高齢者専門の急性期病の65歳以上の高齢者を対象とした。一般的に栄養法の選択は、病態に応じて症状緩和の優先的選択が行われていると考える。しかし、対象のADLレベル、認知症レベルが全身状態や状態の安定などと関係しており、経口摂取、IVH選択にも関連があることがわかった。つまり、病態に応じた選択がなされていることは確実であるが、ADL、認知症レベル別にどのような経過や帰結推移をたどるかが必要であることがわかった。また、入院後3日目と8日目で大きな栄養法の利用率変動は見られなかった。つまり、平均年齢が78.9±9.9歳の入院患者に対する治療上の栄養法選択は、入院後1週間は維持された状態であることが考えらえる。高齢者が対象の場合、疾患、状態別に分類し、長期的視野にたった調査と帰結分析の必要性がある。高齢者の栄養法管理が急性期の治療学的栄養管理からいつの時点で脱していくかを知ることは興味深い。帰結へのプロセスを限られた期間であるが確認できたと考える。本年度は、文献検索を中心に実施した。栄養療法に関するガイドラインが示されていることから、高齢者に関連する内容を整理することに時間をかかっている。インタビュー調査は、補完的な意味で実施する予定であったが、ガイドラインや文献の検討から課題となる点や示唆される内容も多かったことから、その作業は次年度以降に行うこととした。高齢者に対する栄養法に関する議論はつきない。エビデンスが十分でないテーマであり探索的な手段から焦点化していきたい。臨床では多要因が関係するデメリットを踏まえ、一方で、動物を用いた実験研究も検討している。人対象の臨床研究と動物対象の実験研究を用い、栄養療法の違いによる生体反応を精査することも検討している。具体的には今年度までに得られた結果をもとに、再度、臨床で対象の疾患や状態を特定した上で、生理学的指標を用いた分析を行うための調査を実施したい(これまでの対象の帰結調査も病院の了解が得られた時点で検討したい)。さらに、動物実験のデザインを検討し、具体的な準備に取りかかりたい。高齢者の栄養療法選択に関して、全国調査を実施する予定である。さらに文献検討を進め、具体的項目と有識者からの専門的意見を聴取したいと思っている。
窒化物イオン伝導性を示す新奇材料の創出

製鉄などの金属精錬において、溶融金属中に溶解している酸素、水素および窒素ガス成分の制御は、精錬物の品質に直結するため非常に重要な案件である。しかしながら、窒素ガスをセンシング可能とする窒化物イオン伝導体が未だ見つかっていないため、現時点ではこれらのガスの中で唯一窒素ガスのみセンシングが不可能である。そこで本研究申請では窒素ガスセンシングを可能とする窒化物イオン伝導性を有する材料の創成を行うことを目的として行った。その結果、窒化ケイ素やガリウム系窒化物の窒化物イオン伝導の有無は1000°C付近以下では確認されず、より高温域にて発現される可能性が見出された。そこで本研究申請では窒素ガスセンシングを可能とする窒化物イオン(N3-)伝導性を有する材料の創成を行うことを目的とする。同時に、今までその研究進展の無かった窒化物イオン伝導の研究分野に脚光を浴びせ、その学術的進展に寄与することも目的とする。前年度にて窒化物イオン伝導の保有が有力視されていたSi3N4において、窒素イオン伝導の可能性が見いだせなかった。そこで、平成25年度においてはあたらに候補となる材料の探索を行った。本年度は窒化ガリウム(GaN)に着目し、その窒化物イオン伝導の有無を検討した。まず酸化ガリウム(Ga2O3)粉体を300MPaにて静水圧プレスし、その後1500oCで焼成することでGa2O3ペレットを作成した。これをアンモニア雰囲気にて、900oCで20時間アニールすることで窒化処理を行った。その結果、エックス線回折測定よりペレット体ではほとんど窒化が進まなかったことが示唆された。また、表面観察でも表面のみが変色しただけであった。つまり、ガリウム系においては900oCでの窒素イオンの伝導は殆ど起らず、電気化学的に観測できる程度の窒化物イオン伝導を得るにはこれよりも高温域で検討しなくてはならない可能性が示唆された。前年度と本年度の結果より窒化物イオン伝導は基本的に1000oC以上の高温域で発現すると推測される。そこで本研究申請では窒素ガスセンシングを可能とする窒化物イオン伝導性を有する材料の創成を行うことを目的とする。平成24年度は市販の窒化ケイ素(Si3N4)ペレットを用いて窒素ガス濃淡起電力測定および電流印加による窒素ポンプ実験を実施した。ガスシーリングにはパイレックスガラスパッキンを用い、測定温度としては950度まで行った。その結果起電力は自体は発生するものの、窒素の濃淡差からネルンスト式で計算できる起電力とは全く一致せず、かつ窒素濃淡差の変動にも応答しないものであった。従って、観測された起電力は目的としている窒化物イオン伝導によるものではなく、パイレックスガラスとSi3N4ペレットとの化学反応によって生じた電位である可能性が考えられる。また、電流印加による窒素ガスポンプから窒化物イオン伝導の検証を試みたが、これも十分な電流印加が行えず、その検証は未達成である。また、ガスシーリングをパイレックスガラスではなく金シールにて実施を行った。しかしながら、金シールでは十分なガスシール性が得られなかった。今後、このシーリング性の向上を検討する必要が示唆された。前述のように、計画書通り、平成24年度は窒化ケイ素(Si3N4)を用いて窒素ガス濃淡起電力測定および電流印加による窒素ガスポンプ実験を実施した。従って、研究申請書に示された通りに窒素ガス濃淡起電力測定と窒素ガスポンプ実験の実施自体はできたものの、窒化物イオン伝導の存在を検証することはできなかった。また、金シールによる実験も実施したものの、ガスタイトな条件での実験はできず、未達である。従って、当初の申請書の計画と比較するにやや遅れているという評価が妥当である。前年度において未だ窒化物イオン伝導が見出されていない。そこで引き続き、窒素ガス濃淡測定および窒素ガスポンプ実験を行い、窒化物イオン伝導を有する材料の探索を行う。

また、ガスシーリングに関しても金シールによるガスタイト性の向上を目指す。そして見出された候補材についてドーパントの制御を行い、さらなる窒化物イオン伝導性の高性能化を目指す。ドーパントとしては窒化物の構成金属元素とイオン半径が近く且つ価数が低いものを選び、これにより窒化物イオン側のサイトの部分欠損を人為的に引き起こさせ、イオン伝導性の向上を目指す。ドーパント量としては1mol%50mol%まで変化させてサンプル合成を行う。合成したサンプルを用いて濃淡起電力測定を行い、その窒化物イオン伝導性およびイオン輸率を確認する。また、交流インピーダンス四端子法にて窒化物イオン伝導率の評価を行う。この場合、測定雰囲気は基本的に純窒素雰囲気のみで行う。この測定によって、窒化物イオン伝導率のみならずの粒内抵抗、粒界抵抗などの情報も取得し、これにより窒化物内の窒化物イオン伝導においてどの段階が律速であるか等の学術的知見を得る。また、交流以外にも直流四端子法で同時に測定を行い、交流・直流の両側から窒化物イオン伝導率の比較測定を行う。最後に、高い伝導率の得られたサンプルに関し、酸化に対する耐性の評価を行う。この場合、高温領域にて片側を純窒素、もう片側を大気に開放し、大気下でも適切な窒素濃淡起電力が出るかどうかを評価する。次年度において、交流四端子測定を計画しているが、この場合インピーダンスメータの取得が必要となる。エレクトロメータ同様本部門でも保有はしているものの、他のプロジェクトに長期占有されているため、新規取得を行う予定である。また、前年同様に必要となる試薬代、高純度窒素ガスおよび高純度ヘリウムガスの購入、さらに次年度で実施するX線回折測定用のホルダー購入も計画している。さらに、国内学会発表を初年度、次年度ともに1回、国際発表を次年度に1回、外国語論文発表を次年度に2報を計画しているため、それへの研究費の使用を予定している。
血小板代替リポソームによって炎症を制御して外傷性凝固障害を治療する

申請者らは血小板同士を架橋して、血小板の凝集機能を促進する人工の止血剤であるH12-(ADP)-リポソームを開発してきた。そしてこれが出血局所での止血とともに抗炎症作用を有することを実証してきた。本研究では凝固障害の早期にH12-(ADP)-リポソームを投与して、血小板からの炎症惹起物質の放出を抑え、血管内皮傷害を防止し、血小板機能を回復させる。これにより、頭部外傷による凝固障害の病態制御の新たな局面を切り開く。
二硫化モリブデンを用いた超高感度ピエゾ抵抗型のカンチレバーバイオセンサの開発

本研究では不純物をドーピングする新たな手法により、高性能な二次元材料二硫化モリブデン(MoS2)を合成するとともに、MoS2を用いた高感度なピエゾ抵抗型のカンチレバーバイオセンサの開発を行う。本年度は新たな二次元物質MoS2の作製技術を開発し、力やひずみに対する電気応答を評価し、大きな感度があることを見出した。また、バナジウム(V)不純物をドーピングする新たな手法を開発し、その力ー電気変換メカニズムに関して、新たな仮説を提唱した。まず、SiO2/Si基板上にスパッタによりMo/V/Moを別々に成膜し、成膜したサンプルを加熱炉で硫化を行い、VドープMoS2を形成した。世界初の大面積薄膜MoS2における置換Vドーピングを実証し、既存の硫化したMoS2と比べ、電気抵抗率が明らかに減ったことから、優れた電気特性を持つVドープMoS2を成功に成長した。さらに、微細加工により、VドープMoS2を持つひずみセンサの作製するプロセスを確立し、試作に成功するとともに、力やひずみに対する電気応答を評価し、高感度を実現した。本年度は二次元材料二硫化モリブデン(MoS2)にバナジウム(V)をドープし、高性能な薄膜を成長したともに、ひずみセンサの開発を行った。さらに、ひずみセンサの力ー電気変換メカニズムに関して、新たな仮説を提唱した。具体的には、スパッタと硫化の方法により、優れた電気特性を持つVドープMoS2を簡易に形成した。さらに、微細加工により、VドープMoS2を持つひずみセンサを作製するとともに、力やひずみに対する電気応答を評価し、140の高ゲージ率を実現することができた。研究計画に上げていた高性能な材料および高感度センサの開発ができた。本研究の成果は、センサやマイクロシステムの分野において世界最大の国際会議(IEEE-MEMS 2019)で発表し、本分野における一流雑誌に原著論文を発表した。今後は本研究成果を発展することで、微細加工により、カンチレバーバイオセンサを作成し、化学装飾という手法でセンサ表面に特異なアンチボディーを固定する。作製したバイオセンサは配線を行い、カンチレバーは生体分子を有する溶液に入れて、カンチレバーの変位により、VドープMoS2抵抗素子の抵抗変化により、センサの性能の評価を行う。さらに、二次元物質の電気ー力学応答の最適化、体系的理解、より応答性を高めるための実験条件などを探索する。開発したドーピング方法は、MoS2の代わりに、他の遷移金属ダイカルコゲナイド系材料に利用可能である。将来はバイオ・分子センサに用いることができる素子の開発だけではなく、情報通信技術におけるIoTセンサやマイクロデバイスなどの分野への適用も期待できる。