hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非線形分光および電子分光によるイオン液体表面・界面の構造と電子構造の研究

特定領域「イオン液体の科学」において、我々の研究グループではイオン液体の表面・界面現象に着目し以下の手法を駆使しながら構造と電子構造の観から研究を進めた。用いた手法はi)IV-SFG ii)ラマン分光や赤外分光iii)X線反射率測定iv)UPS, IPES, MAESなどの各種電子分光v)軟X線発光分光vi)電気化学SFG vii)液/液界面SFGなどである。カチオンおよびアニオンの表面・界面での極性配向を明らかにし、特にアルキル鎖の凝集状態が表面・界面の物性を決定することを見出した。また、イオン液体のマーデルングポテンシャルを求める事に成功し、イオン結晶のそれよりも小さく、45eV程度であることを明らかにした。イオン液体は常温付近で液体状態をとる塩であり,高いイオン伝導性や様々な物質を溶かす優れた溶解性など,通常の分子液体には見られない興味深い性質を持つ新しい物質群である。ただ、よくよくその分子構造を眺めてみると、今まで我々が両親媒性化合物と呼んでいたものに、その差異は微妙だが、他ならない事に気づく。「混和する、しない」、「構造を作る、作らない」などコロイド・界面化学で蓄積された様々な知見は、意外に我々がイオン液体について抱いている疑問を解く重要な鍵になるかもしれない。また、蒸気圧が観測限界以下という点から超高真空環境下での電子分光が可能であるため、「電子構造の解明」という側面から液体の物理化学を進展させることも可能かもしれない。我々はイオン液体の表面/界面構造を微視的な観点から理解するために,赤外-可視和周波混合振動分光法(IV-SFG法)などの表面敏感な測定手法を用いた研究を行っている。本年度は1-butyl-3-methyl imidazolium tetrafluoroborate([BMIM]BF_4)-水混合系において,その表面張力測定からギブスの表面過剰量に異常を観測し,その濃度領域で特異な表面構造が形成されていることを見出した。注目すべき点はr^+の増加が認められたsspスペクトルc=0.02において,pppスペクトルでもr^-の著しい増加が認められることである。これはブチル鎖の直立化傾向だけでなく,この濃度において分子数密度も著しく増加していることを示唆するものである。これはc=0.02の表面張力がc=1.0(pristine [BMIM]BF_4)のそれよりも低いことを定性的に説明しており,この濃度領域においてイミダゾリウムカチオンが表面に選択的に凝集している、すなわちカチオンのGibbs膜が形成されていることに対応している。化学工学的な応用が先行しているが、機能性物質としての利用や電気化学的な面からの利用については、基礎的な知見がまだまだ欠落していると言っても過言ではない。特に表面・界面の構造に関しては未解決の問題が山積しているのが現状であろう。一方で、イオン液体の特徴として知られている「蒸気圧が観測限界以下」という点から超高真空環境下での表面分析が可能である点は注目に値する。本課題においては、電子分光法などを用いて「電子構造の解明」という側面から液体の物理化学を進展させることを目的の一つとした。まず、準安定励起原子電子分光(MAES)を用いて、表面最外層に露出する分子種および官能基の種別の検討を加え、アルキル鎖が表面最外層を遮蔽するような配列を取っていることを明らかにした。アニオンサイズに依存してアルキル鎖による遮蔽効果は異なり、比較的小さいアニオン種であるBF_4^-などではその効果は大きく、大きなアニオン種であるTFSIでは遮蔽の効果が小さい。また、それに対応してX線光電子分光(XPS)による検討を行ったところ、X線の入射角依存性などから、MAESの結果をサポートするデータを得ることに成功した。また、軟X線発光を用いた部分電子状態測定との比較検討においても、有為な結果を得ることが出来た。イオン液体は常温付近で液体状態をとる塩であり,高いイオン伝導性や様々な物質を溶解する優れた溶解性など,通常の分子液体には見られない興味深い性質を持つ新しい物質群である。

我々はイオン液体の表面/界面構造を微視的な観点から理解するために,赤外-可視和周波混合振動分光法(IV-SFG法)などの表面敏感な測定手法およびラマン分光や赤外分光などを駆使した研究を行っているほか、電子構造にも着目し各種電子分光法を併用することによって、これら新奇な化合物の物性に迫ろうとしている。本年度は1-alkyl-3-methyl imidazolium([C_nmim]^+)カチオンにBF_4,PF_6,OTf,TFSIなどの様々なアニオンを組み合わせて、表面構造のアルキル鎖長依存性やアニオンサイズ依存性などについて詳細な検討を加えた。また、IV-SFGと併せて準安定励起原子電子分光(MAES)を用いて、表面最外層に露出する分子種および官能基の種別の検討を加え、アルキル鎖が表面最外層を遮蔽するような配列を取っていることを明らかにした。また関連する研究として、イオン液体中にヘミシアニン色素を添加し、色素の寿命やストークスシフトの大小などを通常の有機溶媒と比較検討を加え、イオン液体の特性を議論したほか、電子状態に関する研究として逆光電子分光などによる検討を加えた。これらは何れも研究成果として次項の学術論文にて発表した。イオン液体は常温付近で液体状態をとる塩であり,高いイオン伝導性や様々な物質を溶解する優れた溶解性など,通常の分子液体には見られない興味深い性質を持つ新しい物質群である。本年度は1-alkyl-3-methyl imidazolium([C_nmim]^+)カチオンにBF_4, PF_6, OTf, TFSIなどの様々なアニオンを組み合わせて、表面構造のアルキル鎖長依存性やアニオンサイズ依存性などについて詳細な検討を加えている。今年度はイオン液体表面のX線反射率測定に成功し、その表面においてアニオンがカチオンコアと密接に連動していることを突き止めた。また、イオン液体を含む界面構造の研究を展開し、アルコールとの液体/液体界面においてはアルキル鎖の凝集した境界層が形成されていることを見出した。同じくイオン液体の白金電極上の構造を、その電位依存性の観点から詳細に吟味したところ、アニオン・カチオンともに吸着構造に電位に対するヒステリシスがあることを明らかにした。これまではアニオン種依存性に着目していたので、次年度については他のカチオン種にも検討の範囲を広げたい。我々はイオン液体の表面/界面構造を微視的な観点から理解するために,赤外-可視和周波発生振動分光法(IV-SFG法)などの表面敏感な測定手法およびラマン分光や赤外分光などを駆使した研究を行っているほか、電子構造にも着目し各種電子分光法を併用することによって、これら新奇な化合物の物性に迫ろうとしている。本年度は電気化学の観点から1-alkyl-3-methyl imidazolium ([C_nmim]^-)カチオンにOTf, TFSIなどのアニオンを組み合わせたイオン液体に対し、白金電極との相互作用をIV-SFG法を用いて検討した。
CD133 陽性卵巣癌細胞の足場非依存的増殖に必須な新規分子機構の解明

ヒトの腫瘍は、不均質な細胞集団により構成されており、その不均質さが、腫瘍の抗がん剤への抵抗性、腫瘍の再発に重要な役割を果たしていると考えられている。本研究では、がん性幹細胞マーカーCD133陽性卵巣癌細胞に高発現する遺伝子として、HEG遺伝子を同定し、HEG1-3が、足場非依存的な増殖に重要な役割を果たすことを明らかにした。今後の解析により、CD133陽性卵巣癌細胞における足場非依存的な細胞増殖に関わる詳細な分子メカニズムが明らかになることが期待される。本申請課題では、がん性幹細胞マーカーCD133を不均質に発現する卵巣癌細胞株をモデルに用いて、CD133陽性卵巣癌細胞に特異的に見られる、足場非依存的増殖に必須な新規の分子基盤を明らかにすることを研究目的としている。これまでに、CD133陽性卵巣癌細胞と陰性細胞の遺伝子発現を比較し、CD133陽性細胞に特異的に発現している遺伝子としてHEG(highly-expressed genes in CD133-positive cells)1から10を同定している。これらの遺伝子発現を抑制し、機能を明らかにする目的で、shRNAを発現するレンチウイルスベクターを作成し、CD133陽性卵巣癌細胞に導入した。次に、これらの細胞を用いて、足場非依存的増殖を調べる目的で、軟寒天培地中で培養を行なったところ、HBG1-3の発現を抑制した細胞では、コントロールに比べて、有為な細胞増殖の抑制が見られた。一方、HEG4-10については、現在のところ有為な変化は見られておらず、発現抑制が不十分である可能性が示唆された。HEG1-3の発現を抑制した細胞は、通常の培養条件下でも、細胞増殖の抑制傾向が見られたことなどから、細胞増殖にもなんらかの役割を果たしていることが強く示唆された。次に、shRNAによる遺伝子発現抑制が、実際にHEG1-3遺伝子産物の発現を抑制し、これらの表現系として観察されるとういう点について、shRNAに耐性なHEG1-3遺伝子産物を発現させ、shRNAにより観察される表現系が弱くなるかを検討する回復実験を行なった。shRNAにより認識される配列に、複数のアミノ酸置換のない静的変異を導入することでshRNAに耐性になった遺伝子を発現させ、現在、耐性になるかを検討している。本申請課題では、がん性幹細胞マーカーCD133を不均質に発現する卵巣癌細胞株をモデルに用いて、CD133陽性卵巣癌細胞に特異的に見られる、足場非依存的増殖に必須な、新規の分子基盤を明らかにすることを研究目的している。平成23年度終わりまでに、CD133陽性卵巣癌細胞と陰性細胞の遺伝子発現を比較し、CD133陽性細胞に特異的に発現している遺伝子としてHEG(Highly-expressed genes in CD133-positive cells)1から10を同定している。さらに、HEG1-3の発現を抑制した細胞では、増殖速度の低下や軟寒天培地中でのコロニー形成能の消失を見いだした。つまり、HEG1-3は、CD133陽性卵巣癌細胞の増殖や足場非依存的な増殖になんらかの役割を果たしていることが強く示唆された。本年度は、HEG1-3について、shRNAに非感受性のサインレンス変異を導入したcDNAを発現させ、shRNA発現下においても、足場非依存的な増殖能の再獲得が観察されるか検討し、足場非依存的増殖に必須な遺伝子としての定義付けを試みた。膜蛋白質であるHEG-1と3については、N端もしくはC端にエピトープタグを着け、複数の異なる強さの発現プロモーターの下流に挿入し、発現を試みたが、発現の確認はかろうじてできたものの、膜への局在は確認できなかった。これは、蛋白質の末端構造がHEG1や3の膜への局在を制御しているため、エピトープタグの付加により、膜への局在のプロセスから外れてしまったためと考えられた。現在、HEG2について、同様の実験を行ない、HEG2の卵巣癌細胞における足場依存的な増殖に必須な遺伝子としての定義付けを行なっている。今後の研究により、CD133陽性卵巣癌細胞における足場依存的な細胞増殖に関わる新たな分子メカニズムが明らかになることが期待される。現在、当初の計画通り、HEG1-10が、足場非依存的増殖に必須である遺伝である定義付けのための回復実験を行なっており、これにより、定義付けがなされる。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は、HEG1-3のうち、shRNAに耐性の遺伝子を導入する事により、shRNAに耐性になり、足場非依存的増殖能を回復した遺伝子を解析する。回復実験に用いたものと同様のシステムにより、エピトープタグを付与した遺伝子を細胞に導入し、エピトープタグによる発現の確認、免疫沈降、相互作用する蛋白質の同定を行なって行く予定である。
自動体外式除細動器（ＡＥＤ）の経済分析に関する研究

自動体外式除細動器(AED)はわが国で急速に普及している。本研究は、AED導入の費用対効果を都道府県別に推計した。わが国の平成22年度の累計のAEDの導入台数は250,992台、AED実施症例数は3,954人であり、AEDの費用対効果としての増分費用効果比(ICER)は全国平均で9,455千円と試算された。都道府県別では、費用、効果、費用対効果とも大きな差が見られた。本研究は、AEDの費用対効果を推計したわが国初の研究であり、AEDを含めた救急医療体制の今後の整備と予算に関して重要な情報を提供すると考えられる。本研究の目的は、わが国において急速に普及している自動体外式除細動器(AED: Automated External Defibrillator)に着目して、AED関連費用の推計よりAEDの費用負担の実態の把握、AEDの費用対効果の推計、一般市民のAED利用に関する意識調査などを実施し、その結果を踏まえてわが国におけるAEDの社会経済的な意義を検討し、わが国におけるAEDの今後のあり方について考察することである。研究初年度の平成23年度に実施したAEDの費用対効果の推計手法の検討をもとに、平成24年度は、わが国におけるAEDの費用対効果の推計を実施した。AEDの導入台数については、各都道府県におけるAED導入台数の推計値を用いて、全国及び都道府県別・年次別の導入台数を推計した。AED一台あたり費用は、減価償却と割引率などを加味した上で本体価格と維持費用から推計し、それらを用いてAEDにかかる総費用を推計した。AEDの効果に関しては、院外発生の心肺停止傷病者データベースである「ウツタイン様式統計データ」にて入手可能な脳機能分類(CPC)を質調整生存年(QALY)に変換する手法を用いて、AED実施により得られるQALYを年齢階級別に推計した。さらに、推計したAEDの費用と効果を用いて、増分費用対効果比(incremental cost-effectiveness ratio: ICER)を試算し、諸外国で実施された先行研究との比較分析を行った。平成24年度の本研究により、既存データを用いてAEDの費用対効果の分析が可能であることが明らかとなった。またその分析結果より、わが国において導入されたAEDは諸外国の先行研究と比較してほぼ同等の費用対効果であることが示唆された。自動体外式除細動器(AED: Automated External Defibrillator)は、心室細動の解析を自動的に行い、必要に応じて除細動を与える医療機器である。わが国ではAEDの普及は急速に進んでいるが、AEDの普及は自治体や企業の独自判断に委ねられており、AEDの適正導入台数などについては未だ検討されていないのが現状である。また、AEDの費用対効果についても、わが国では未だ検討されていない。本研究では、AED導入に関連する費用総額と効用を都道府県ごとに推計したうえで、費用対効果を試算した。費用対効果としては、質調整生存年(QALY)を得るために必要な費用である増分費用効果比(ICER)を用いた。試算した費用対効果は、欧米諸国における先行研究の結果と比較したほか、わが国の医療システム全体におけるAEDの費用対効果について考察を実施した。わが国の平成22年度時点の累計のAED導入台数は250,992台、AED実施症例数は3,954例で、AEDの費用対効果は全国で9,455千円と試算された。都道府県別に見ると、AEDの累計導入台数は東京都の34,325台から鳥取県の1,389台、実施症例数は東京都の627例から徳島県の6例と大きな違いが見られた。費用対効果についても福岡県の5,555千円から徳島県の45,505千円と大きな差が見られた。本研究は、AEDの費用対効果を全国及び都道府県単位で推計したわが国初の研究であり、その社会経済的な意義は非常に大きいと考えられる。本研究の成果は、都道府県の救急医療体制の今後の整備とその予算、さらにはAED普及に関するガイドライン作成や政策立案に寄与するものと期待される。さらに、国際的に見てもAED関連費用について全国レベルで分析した研究は存在しないのが現状であり、本研究の成果は国際的にも注目されるものと期待される。

研究初年度の平成23年度は、各都道府県におけるAED導入台数の推計値を用いて、全国及び都道府県別・年次別の導入台数を推計した。また、AED一台あたり費用を、本体価格と維持費用から推計し、それらを用いて各都道府県におけるAEDにかかる年間費用を推計した。AEDの効果に関しては、院外発生の心肺機能停止傷病者データベースである「ウツタイン様式統計データ」にて入手可能な脳機能分類(CPC)を質調整生存年(QALY)に変換する手法の適用可能性について、先行研究で実施されたAEDの費用対効果分析の文献調査の結果を用いて検討を行った。特に、Cramら及びMerchantらによるCPCからQALYに変換する方法の実用可能性について詳細な検討を実施した。これらの検討を踏まえ、AED導入において得られたQALYを、年度別、都道府県別に推計した。さらに、推計したAEDの費用と効果を用いたAED導入の費用対効果として、増分費用対効果比(incremental cost-effectiveness ratio: ICER)の試算を実施した。このような昨年度の研究成果により、わが国におけるAEDの費用対効果は、既存データを用いて分析可能であることが示唆された。本研究は、AEDの社会経済的な意義について検討することを目的とした研究であり、その一環として平成24年度までにAEDの費用対効果分析の分析手法を検討し、実際にAEDの費用対効果を試算した。本研究の成果として、わが国のAEDの費用と効果を、AEDの都道府県別、年度別の販売台数とAED一台あたりの費用、また「ウツタイン様式統計データ」を用いることで推計が可能であることが明らかとなり、実際の推計を実施した。また、諸外国のAEDの費用対効果の分析結果と比較しても、わが国のAEDの費用対効果は諸外国と同等レベルであることが示唆された。これらの結果より、平成24年度でAEDの費用対効果分析はほぼ完了しており、当初計画の最終年度の一部も達成できたと考えられる。いっぽうで、AEDの利用に関するアンケート調査については最終年度での実施を計画しており、この点はやや遅れ気味である。以上を総合的に評価すると、概ね順調に推移していると判断できる。本研究は、AEDの社会経済的な意義について検討することを目的とした研究であり、その一環として昨年度はAEDの費用対効果分析の手法について考察を実施した。AEDの費用はAEDの都道府県別、年度別の販売台数とAED一台あたりの費用から、年度ごとの総額費用の推計が可能であることが示唆された。AEDの効果については、「ウツタイン様式統計データ」を用いて費用対効果分析で一般に利用されているQALYへの変換が可能であり、その手法を用いて都道府県別・年度別のAEDの導入効果の試算が可能であることが示唆された。これらの結果より、AEDの費用対効果はわが国においては既存データでの推計が可能であり、AEDの費用対効果分析の実施可能性が示唆された。これにより、研究初年度の目標はほぼ達成できたと考えられる。1) AEDの費用対効果分析の精緻化と将来推計:昨年度推計したAEDの費用対効果については、費用および効果の両面から推計のさらなる精緻化を実施し、より現実に即した費用対効果分析を試みる。また、AED関連費用については、将来推計も実施する。2) AED利用に関する意識調査の分析:AED利用に関するインターネットを用いた意識調査を実施し、その結果を分析する。
モナズ石へのLi固溶と要因: 物質循環史解明に向けた新たな方法論の開発を目指して

本研究は、CePO4モナズ石中のLiの基本的性質を解明し、地殻の進化の歴史を明らかにするための新たな方法論の開発を目指したものである。鉱物合成実験により、リチウムを含有するモナズ石型の1CePO4、2LaVO4が得られ、粉末X線回折パターンからLi添加に起因する構造変化を確認した。Liを含有するモナズ石の結晶構造モデルの構築には至らなかったものの、モデル構築に必須の単結晶X線構造解析が可能なサイズの結晶が得られており、単結晶X線回折実験と解析を進めている。本研究テーマの最終目標は,Liを利用して年代測定鉱物と深部H2O流体との相互作用を理解し,地殻内の物質循環史を解明することにある.Liは,深部H2O流体と鉱物との相互作用のトレーサーとして注目されている元素の一つであり,地球マントルの主要構成鉱物であるかんらん石や輝石中のLi濃度やLi同位体組成について既に多くの先行研究がある.年代測定鉱物では,ジルコンについてLi濃度や同位体組成のデータがあるが,数十億年にわたる地殻進化の歴史を地球スケールで理解するためには,ジルコンのみでは不十分である.そこで本研究課題では,地殻を構成する岩石に広く分布する年代測定鉱物モナズ石に新たに注目し,そのLi濃度や同位体組成を取得して解釈することを目指し,その礎としてモナズ石におけるLi固溶の証明とLi固溶形態の推定を行う.平成28年度は,1Li分析に関する情報収集,2単結晶合成に使用するシリコニット炉の整備及びモナズ石単結晶合成,3単結晶X線構造解析の準備を行った.1では,文献調査や学会参加により,LA-MFC-ICPMSによってLi分析が可能であることがわかった.2では,長く稼働していなかったシリコニット炉を発熱体点検・温度勾配測定を行うなどして整備し,年度末に単結晶合成を始めることができた.3では,既に持っていた回折強度データを使って一連の解析手順を身につけ,また結晶学会・高エネルギー加速器研究機構主催の講習会に参加して解析時に必須の結晶学の理解を進めた.モナズ石合成に使用するシリコニット炉の型が古く且つ管理区域内にあり,その整備に予定以上に時間を要したため.また,中性子線源であるJRR-3が稼働せず,Liの検出及び定量方法として当初予定していた即発γ線分析が実施できなかったため.本研究は、地殻における物質循環史を解明するための新たな方法論を提案すべく、CePO4モナズ石へのLi固溶の証明とそのメカニズム解明を目的としたものである。モナズ石へのLi固溶の直接的証拠となる即発ガンマ線分析は実施見込みが立たず(JRR-3非稼働のため)、合成試料のEPMA分析と構造解析からアプローチしてLi固溶を検証した。CePO4モナズ石にCa、Sr、Ca+S、Sr+Sを各々ドープする単結晶合成実験(MoO3-Li2Oフラックス法)を実施した。EPMA分析の結果、およそ3000ppmのCaまたはSrが検出されたが、Sは検出限界以下であった。Moも検出されたがCaまたはSr固溶による電荷補償を説明するために十分な量とは言えず(600-900ppm)、EPMAでは分析できないLiが電荷補償に寄与している可能性が示された。構造解析の観点では、ドープ元素の有無に応じて差フーリエ図に違いが見られた。しかし、ドープできたCaやSrの固溶量が想定以上に少なく、希土類元素をドープしたジルコンのケースとは異なって、アルカリ土類元素をドープしたCePO4モナズ石から系統的な構造変化を観測するには至らなかった。そこで、モナズ石構造を持つ無機化合物について分野を問わず広く文献調査を行い、固体イオニクス分野の論文を参考にLiドープ量を変化させた1CePO4、2LaVO4の合成に着手し、単結晶X線構造解析の実施に十分なサイズの単結晶合成に成功している。現在分析を進めている最中ではあるが、モナズ石構造はLiを固溶することが可能であると考えている。今後は天然モナズ石を対象に詳細な結晶化学データの取得を行い、Liに関する地球化学データの取得・年代データとの関係整理を実施、母岩の成因の議論へ繋げたい。28年度末より開始したモナズ石単結晶の合成を順次進めつつ,得られた単結晶の顕微鏡・SEM観察,X線回折実験を行う.Liの分析は,LA-ICP-MSを用いて行うことを計画しており,組織・結晶構造の評価と同時に準備を進め,実施する.また,筆者が所有しているペグマタイト起源の天然モナズ石について,基本的な鉱物学的記載及びLi分析を行い,既存の知見とLiデータの関係を確認する.29年度が最終年度であるため、記入しない。鉱物学29年度が最終年度であるため、記入しない。
HDSI法を用いた抗菌性積層造形チタン人工骨の開発

申請者は頭蓋部骨欠損部の再建材料として、純チタン粒子から自由造形が可能な選択的レーザー溶融法(SLM法)を用いて新規骨再生マテリアルの開発を進めている。これまでに、SLM法造形チタン人工骨に様々な生体活性処理を施し、ラットなどの小動物の骨欠損での基礎研究を行ってきた。その結果、混酸・加熱処理を施したSLM法チタン人工骨が良好な骨形性能を示すことを明らかにした(第25回硬組織再生生物学会学会賞受賞)。本申請課題では、SLM法造形チタン人工骨を埋植する際の最適な固定方法の確立を目的に、新規骨セメントの開発を目指し、生体活性処理を施したチタン粉末を、医療用セメントに添加することで、骨形成能と抗菌性を併せ持つ、新規生体セメントの開発を企画している。予備研究として、申請者はチタン粉末を添加することによる既存医療用セメントの機械的性質の変化を検討した。その結果、チタン粉末の添加により既存医療用セメントのdiametral strengthは著しく向上し、compressive strengthは低下しないことを明らかにした。また、その機械的性質の変化は添加するチタン粉末の割合に依存しないことを明らかにした。予備研究としてチタン粉末の添加により既存医療用セメントのdiametral strengthは著しく向上し、compressive strengthは低下させないことを明らかにした。更に、臨床応用を目指すに適する機械的強度を得ることができると考えられる、チタン粉末粒径・添加割合を明らかにした。したがって,おおむね順調に進展しているといえる。今後はチタン粉末に混酸・加熱処理を始めとする様々な生体活性処理を施し既存医療用セメントに添加した試験体を作製し、その機械的強度測定とMIC試験等の抗菌試験および擬似体液中でのアパタイト形成能をin vitroで実施する予定である。生体材料として十分な機械的強度・抗菌性・骨形成能を有することをin vitroで確認した上で、ラットなどの実験動物を用い、生体骨欠損部における新規生体セメントの有効性と安全性の検証に移行する。チタン粉末に生体活性処理を施すため数種類の試薬を購入予定であったが、今年度は予備研究として無処理のチタンを使用した。そのため予定していた物品購入費に至らなかった。次年度は、生体活性処理用の試薬、擬似体液作製のための試薬や器具を購入予定である。
地域における独り死を支援する人たちの支援モデルに関する研究

本研究の目的は、地域における独り死を支援する人たち、とくにケアマネジャーや在宅医療ソーシャルワーカーなど福祉職に焦点を当て、在宅療養支援チーム全体の支援モデルを提示することである。2018年度は、以下の2点を中心に行った。1点目は、死生学と喪失・悲嘆作業過程の理論を参照に、生きる過程を支援するソーシャルワークにおける死を考える意義についての論考の作成である。この論考では、(1)ソーシャルワークは死を内包していること、(2)生きる過程は様々な部分喪失への対応の連続であること、(3)死を考えることによっていのちの尊さに改めて気づき、社会的交互作用の中で人の尊厳の保持につながること、を提示した。本稿は、看取り支援を行う福祉職の死に対する考え方の参考になると思われる。2点目は、2017年度末に実施した個別インタビュー調査の分析である。本インタビュー調査は、独居高齢者の在宅看取り支援経験のある在宅医療ソーシャルワーカーおよびケアマネジャーを対象に行っている。今回のインタビュー分析・考察については、2014年度に実施した在宅看取り支援経験のあるケアマネジャーのグループインタビュー結果と比較しながら、分析、検討を行っているところである。在宅医療ソーシャルワーカーおよびケアマネジャーがもつ、死についての認識を示し、福祉職として在宅看取り支援を行う役割を遂行するための感情および思考に焦点を当てたバックアップ体制について検討している。2017年度末に行ったインタビュー調査について、まだ論文化されていない。2017年度末に行ったインタビュー調査について論文化する。本研究の目的をより精密に達成するために、カナダのモントリオール市の研究機関との議論や、国内における補足的な調査などを行う予定である。本研究は、独居者の看取りを含めた在宅療養を支援する人たち、とくにケアマネジャーなど福祉職に焦点をあて、在宅支援チーム全体の支援モデルを提示することを目的としている。平成28年度は、地域におけるデスカンファレンスの専門職役割遂行サポート機能について、日本の文献研究を行った。支援者支援の一環である、スーパービジョンとコンサルテーションの機能を参考に分析した結果、地域のデスカンファレンスはスーパービジョンがもつ管理・教育・支持の3機能を有していることが分かった。一方で、地域の支援者の理解や地域の看取りケア質向上等にも効果を及ぼしており、地域の療養支援体制を整備する機能もあることが示唆された。それを踏まえ、病院死から在宅死への移行が政策的に進められているカナダのケベック州モントリオール市を訪問した。市内でも特に高齢化率が高く、地域緩和ケアの促進が課題となっているキャベンディッシュ地区に行き、現地の保健医療福祉機関のソーシャルワーカーとそのスーパーバイザーを対象に、地域緩和ケア活動についてインタビューを行った。また病院のソーシャルワーカー、および慢性的な病をもつ人々を支援する機関の職員にヒアリングを行った。いずれも独居者やサポートする人が極めて少ない人々の在宅療養支援については、大きな課題となっていた。在宅療養支援体制整備を進めるうえで、死生観などの文化的背景、宗教や民族のコミュニティの関係、国家施策、在宅療養支援スタッフのケア体制等が複雑に絡み合っていることが分かった。平成28年度秋に予定していたカナダへの訪問が年度末となり、インタビュー内容の分析は平成29年度に行うこととなったため。独居高齢者の在宅看取り支援の経験のある福祉職に対し、個別インタビュー調査を行った。今回調査対象とした福祉職は、最期まで自宅で過ごしたクライエントを支援した経験のある人たちである。調査対象者は合計12名であり、その内訳は、在宅療養支援診療所に属する在宅医療ソーシャルワーカー3名、居宅介護支援事業所のケアマネジャー9名である。なお、今回のインタビュー調査は、東海地方と関東地方で実施した。在宅看取り支援において支援者たちは、所属機関と地域のチームという2つの組織(システム)に属しているという特徴がある。本研究で示すのは、二重の所属組織(システム)という特徴を踏まえた在宅支援チームの福祉職の業務サポートモデルである。当初、二重の所属組織(システム)に属し、指示命令系統が二重に存在するという特徴をより分かりやすくするため、管理的立場にない者をインタビュー対象者として設定した。しかし、インタビュー協力者を募る過程で、実際には管理的立場にない者が独居高齢者の在宅看取り支援を行うことは極めてまれであることがわかった。そのため、管理的立場にある者もインタビュー対象者に加えて行った。インタビュー調査では、業務サポート体制を、1)所属機関内、2)地域の支援チームメンバー間、3)地域の関連職種間、の3つのレベルで整理して語ってもらった。また在宅看取り支援において福祉職の自認する役割や、死生観についても語ってもらった。今後はインタビュー分析を進めていく予定である。予定していたインタビュー調査は、年度内に終了することができた。一方調査の分析作業は十分行えていないため、おおむね予定通りの進行といえる。

本稿は、看取り支援を行う福祉職の死に対する考え方の参考になると思われる。2点目は、2017年度末に実施した個別インタビュー調査の分析である。本インタビュー調査は、独居高齢者の在宅看取り支援経験のある在宅医療ソーシャルワーカーおよびケアマネジャーを対象に行っている。今回のインタビュー分析・考察については、2014年度に実施した在宅看取り支援経験のあるケアマネジャーのグループインタビュー結果と比較しながら、分析、検討を行っているところである。在宅医療ソーシャルワーカーおよびケアマネジャーがもつ、死についての認識を示し、福祉職として在宅看取り支援を行う役割を遂行するための感情および思考に焦点を当てたバックアップ体制について検討している。2017年度末に行ったインタビュー調査について、まだ論文化されていない。平成28年度に行ったカナダでのインタビュー調査の分析を進める。支援者支援について概念化を試みたうえで、日本においても同様の調査計画を推進をする。日本における調査地として当初関東地方を予定していたが、関東地方だけでなく東海地方も調査候補地域とする。その理由としては、カナダでの調査をふまえて、文化や地域の影響を考慮し比較する必要が大きいと判断したためである。H29年度に行ったインタビュー調査分析を進め、独居高齢者の在宅看取り支援に関わる支援者支援体制モデルについて考察を深める。またH29年度に行った日本でのインタビュー調査分析結果と、H28年度にカナダのモントリオール市で行ったインタビュー分析結果とを照合し、検討する。カナダのモントリオール市の研究機関等との交流を進め、研究成果を深めていく予定である。2017年度末に行ったインタビュー調査について論文化する。本研究の目的をより精密に達成するために、カナダのモントリオール市の研究機関との議論や、国内における補足的な調査などを行う予定である。カナダでの調査が年度末となり、そのインタビュー調査のテープ起こし費用として確保していた金額について、当該年度では使用できなかったため。インタビュー対象者数が予定より少なく、インタビューのための旅費と謝金、およびテープ起こしの支出も少なかったことがあげられる。使用計画としては、H29年度のインタビュー調査結果の発表、カナダのモントリオール市の研究機関(マギル大学等)と連携した研究(旅費、カンファレンス等)に使用する予定である。2017年度に行ったインタビュー調査分析が遅れていること、本研究の目的をより精密に達成するために補足的調査等が必要という見通しの下、次年度使用額が生じている。次年度使用額については、調査分析用の統計ソフトを購入するとともに、国内での補足調査等の費用に充てる。またカナダのモントリオール市の研究機関の協力が得られた場合は、渡航し、本研究テーマについて議論する。インタビュー調査のテープ起こしを専門業者に依頼し、残額を使用する。
知識ベース推論に基づく災害危険度判定のための微地形・表層地盤分類

本研究では、[1]土地利用分類、[2]微地形分類、[3]表層地盤分類、[4]地震危険度マップの作成を行った。また、得られた成果をとりまとめ、内外の研究発表会において成果を公表した。[1]土地利用分類まず、明治30年代に作成された1/50,000地形図から土地利用データを抽出し、地理情報システム(GIS)上にデジタルデータとして構築した。次に、2時期のLandsat/TMデータからピクセル単位で土地利用分類を得る方法の改良し、分析精度向上させた。その方法に基づき、現在の土地利用データを求めた。[2]微地形分類明治の土地利用と現在の土地利用に対し、地形とその変化に基づく知識ベースを適用することによって、千葉県全域の微地形分類を作成した。[3]表層地盤分類既に収集済みの千葉市におけるボーリングデータと微地形分類結果の分析から、各微地形ごとの土層構成や標準貫入試験N値の分布をごく少数の特徴あるパターンとして分類し、それぞれの微地形における標準的な土層構成とN値分布として整理した。[4]地震危険度マップ最後に、本研究で得られた地域・地形ごとの標準地盤モデルに基づき、(1)一次元波動伝播解析による増幅率マップの計算、(2)特徴的な地点における常時微動計測を実施し、また、地震計による地震観測を開始した。(1)より、従来よりも解像度の高い、地形の差異を考慮した危険度マップが得られた。また、(2)の局所的観測により、地盤の振動特性が地形変化の影響を受けること、すなわち、地盤の成層性を仮定した検討とは異なる結果が得られることが確認できた。平成16年度は、下記の1および2を主として実施した。また、3および4については準備を行った。1土地利用分類マップの作成まず、明治30年代に作成された1/50,000地形図から土地利用データを抽出し、地理情報システム(GIS)上にデジタルデータとして構築した。関東地方全体では、合計で107の図幅があるが、今年度は、このうちの南関東45図幅についてデジタイズを行った。すでに3図幅については作業が終了しており、全48図幅がデジタイズできたことになる。次に、既に提案ずみの、2時期のLandsat/TMデータからピクセル単位で土地利用分類を得る方法の改良を行った。具体的には、最近隣法とオブジェクト指向分類を組み合わせたピクセルのクラスタリング手法を用いた。これにより、分類精度が向上することを確認した。2微地形分類の作成ついで、明治時代の土地利用と現在の土地利用に対し、地形とその変化に基づく知識ベースを適用することにより微地形分類を作成した。既に、千葉と大宮に関する検討から、台地およびその周辺地域に関する知識ベースは構築ずみであるが、これに標高データを加えることにより、低地の微高地と台地の区分がより精確に行える方法を考案した。3表層地盤分類地域ごと、微地形分類ごとに「標準的な地盤モデル」を作成するため、地盤情報データベースの整備を進めた。4災害危険度マップ表層地盤の増幅特性に基づく地震危険度マップを検証するための地震観測の準備として、簡易型の地震計(SIセンサー)の設置を行うとともに、典型的な微地形構造を有する地点数カ所において常時微動計測を行った。平成17年度は、平成16年度に実施した[イ]土地利用分類、[ロ]微地形分類を継続すると共に、[ハ]表層地盤分類、[ニ]地震危険度マップの作成を行った。また、本研究により得られた成果をとりまとめ、内外の研究発表会において成果を公表した。[イ]土地利用分類16年度に引き続き、明治30年代に製作された1/50,000地形図から土地利用データを抽出した。今年度は、関東平野中北部の16図幅についてデジタイズを行った。また、南関東全体を対象に、16年度に検討を行った画像処理の方法に基づいて、2時期のLandsat/TMデータから、現在の土地利用を求めた。

[ロ]微地形分類明治の土地利用と現在の土地利用を用い、16年度に構築した知識ベースを適用することによって、千葉県全域の微地形分類を作成した。[ハ]表層地盤分類既に収集済みの千葉市におけるボーリングデータと微地形分類結果の分析から、各微地形ごとの土層構成や標準貫入試験N値の分布をごく少数の特徴あるパターンとして分類し、それぞれの微地形における標準的な土層構成とN値分布として整理した。千葉市以外の地域では、第一次近似としてこの標準地盤モデルをそのまま用いることとした。[ニ]地震危険度マップ最後に、本研究で得られた地域・地形ごとの標準地盤モデルに基づき、a)一次元波動伝播解析による増幅率マップの計算、b)特徴的な地点における常時微動計測を実施し、また、地震計による地震観測を開始した。a)より、従来よりも解像度の高い、地形の差異を考慮した危険度マップが得られた。また、b)の局所的観測により、地盤の振動特性が地形変化の影響を受けること、すなわち、地盤の成層性を仮定した検討とは異なる結果が得られることが確認できた。
ＡＴＰの三リン酸脱水的作用の触媒化と非天然ペプチド合成への応用

近年,菅(東大)らによるFIT(Flexizyme)法の開発により非天然(環状)ペプチドの医薬としての潜在性が再発掘され,その大量供給法の必要性が格段に増しつつある.このような背景のもと、カルボン酸とアミンの脱水縮合によるアミドの合成は最も重要な有機合成反応の一つに分類される.なかでも「脱水」のみを伴う,ペプチド(アミド)基形成法は魅力的な方法である.しかしながら未だ発展型ボラン触媒を用いてでさえも,立体的に嵩高い基質同士の脱水的カップリングや,(高)官能基化されたオリゴペプチド同士の脱水的カップリングへの適用性に不明な点が残されている.今回我々は,アミド化が最も難しいカルボン酸の一つである芳香族カルボン酸とアミンとの脱水的アミド結合形成が,市販のジボラン触媒で効率よく進行することを見出した(Org. Lett. 2018).わずか1 mol %のジボラン化合物存在下,補完的な化学量論量の脱水剤を必要とせずに,空気中でのトルエン共沸蒸留のみでアミド化が効果的に進行する.そのため,アミド基の形成法として実用性が高い.この方法は,二種の異なるアミノ酸誘導体同士の反応によるジペプチド合成にも有効だが、いくつかの組みわせでは不斉炭素のラセミ化が起こった.この問題を解決するために,環状ホスファゼン骨格を基盤とする触媒の開発にも取り組み、ある特殊なP3N3L3 (L =配位子)触媒が、二種の異なるアミノ酸誘導体同士の脱水的ジペプチド合成において高温反応(120-130度程度)にも関わらずラセミ化を伴わないことを見出した.現在、20種類の天然アミノ酸全てに適用可能かどうかを調査中である.触媒的な脱水的アミド基形成反応が難しい芳香族カルボン酸類と様々な1級および2級アミンとの間のアミド化反応にL2B-BL2触媒を用いて成功した.まず,様々なL2B-BL2構造を触媒前駆体(1 mol%)として使用し,安息香酸とベンジルアミンとのアミド基形成反応を検討したところ, (Me2N)2B-B(Me2N)2もしくは(HO)2BB(OH)2を用いた場合,これら基質間での脱水的アミド化反応が最も円滑に進行し,N-ベンジルベンズアミドをほぼ定量的に得た.本法は,それ以外の様々な電子供与性基および電子吸引性基をもつ芳香族カルボン酸とアミンとの脱水的アミド基形成にも有効である.芳香族カルボン酸だけではなく,脂肪族カルボン酸でも問題なくアミド基形成が進行し基質適用範囲も広い.比較的嵩高い芳香族カルボン酸や2級アミンを用いた場合にも反応は良好に進行した.また,1級アミンと2級アミンを分子内にもつジアミンを用いた場合,1級アミンが反応したアミド生成物が選択的に得られた.ただし,不斉炭素をもつC末端保護alpha-アミノ酸誘導体(アミン)と安息香酸を用いた場合,ラセミ化が若干進行する系も見られたことから,ボラン利用に基づく触媒の精密分子設計法に課題が残された.この問題を解決するために,環状ホスファゼン骨格を基盤とする触媒の開発にも取り組み、ある特殊なP3N3L3 (L =配位子)触媒が、二種の異なるアミノ酸誘導体同士の脱水的ジペプチド合成において高温反応(120-130度程度)にも関わらずラセミ化を伴わないことを見出した.現在、20種類の天然アミノ酸全てに適用可能かどうかを調査中である.環状ホスファゼン骨格を基盤とする触媒P3N3L3 (L =配位子)触媒が、二種の異なるアミノ酸誘導体同士の脱水的ジペプチド合成において高温反応(120-130度程度)にも関わらずラセミ化を伴わないことを初期的に見出した.今後は20種類の天然アミノ酸全てに適用可能かどうかを明らかにする.その後トリペプチドやテトラペプチド合成へと展開する.また同様のP3N3L3触媒を用いれば,ペプチド鎖のセリンもしくはスレオニン側鎖を利用して,脱水的な環化反応に基づくオキサゾリン合成が可能なことも見出している.今後はペプチド合成-オキサゾリン合成連続反応へと展開し,生理活性物質として発展させる.近年,菅(東大)らによるFIT(Flexizyme)法の開発により非天然(環状)ペプチドの医薬としての潜在性が再発掘され,その大量供給法の必要性が格段に増しつつある.このような背景のもと、カルボン酸とアミンの脱水縮合によるアミドの合成は最も重要な有機合成反応の一つに分類される.なかでも「脱水」のみを伴う,ペプチド(アミド)基形成法は魅力的な方法である.しかしながら未だ発展型ボラン触媒を用いてでさえも,立体的に嵩高い基質同士の脱水的カップリングや,(高)官能基化されたオリゴペプチド同士の脱水的カップリングへの適用性に不明な点が残されている.今回我々は,アミド化が最も難しいカルボン酸の一つである芳香族カルボン酸とアミンとの脱水的アミド結合形成が,市販のジボラン触媒で効率よく進行することを見出した(Org. Lett. 2018).わずか1 mol %のジボラン化合物存在下,補完的な化学量論量の脱水剤を必要とせずに,空気中でのトルエン共沸蒸留のみでアミド化が効果的に進行する.そのため,アミド基の形成法として実用性が高い.この方法は,二種の異なるアミノ酸誘導体同士の反応によるジペプチド合成にも有効だが、いくつかの組みわせでは不斉炭素のラセミ化が起こった.

この問題を解決するために,環状ホスファゼン骨格を基盤とする触媒の開発にも取り組み、ある特殊なP3N3L3 (L =配位子)触媒が、二種の異なるアミノ酸誘導体同士の脱水的ジペプチド合成において高温反応(120-130度程度)にも関わらずラセミ化を伴わないことを見出した.現在、20種類の天然アミノ酸全てに適用可能かどうかを調査中である.触媒的な脱水的アミド基形成反応が難しい芳香族カルボン酸類と様々な1級および2級アミンとの間のアミド化反応にL2B-BL2触媒を用いて成功した.まず,様々なL2B-BL2構造を触媒前駆体(1 mol%)として使用し,安息香酸とベンジルアミンとのアミド基形成反応を検討したところ, (Me2N)2B-B(Me2N)2もしくは(HO)2BB(OH)2を用いた場合,これら基質間での脱水的アミド化反応が最も円滑に進行し,N-ベンジルベンズアミドをほぼ定量的に得た.本法は,それ以外の様々な電子供与性基および電子吸引性基をもつ芳香族カルボン酸とアミンとの脱水的アミド基形成にも有効である.芳香族カルボン酸だけではなく,脂肪族カルボン酸でも問題なくアミド基形成が進行し基質適用範囲も広い.比較的嵩高い芳香族カルボン酸や2級アミンを用いた場合にも反応は良好に進行した.また,1級アミンと2級アミンを分子内にもつジアミンを用いた場合,1級アミンが反応したアミド生成物が選択的に得られた.ただし,不斉炭素をもつC末端保護alpha-アミノ酸誘導体(アミン)と安息香酸を用いた場合,ラセミ化が若干進行する系も見られたことから,ボラン利用に基づく触媒の精密分子設計法に課題が残された.この問題を解決するために,環状ホスファゼン骨格を基盤とする触媒の開発にも取り組み、ある特殊なP3N3L3 (L =配位子)触媒が、二種の異なるアミノ酸誘導体同士の脱水的ジペプチド合成において高温反応(120-130度程度)にも関わらずラセミ化を伴わないことを見出した.現在、20種類の天然アミノ酸全てに適用可能かどうかを調査中である.環状ホスファゼン骨格を基盤とする触媒P3N3L3 (L =配位子)触媒が、二種の異なるアミノ酸誘導体同士の脱水的ジペプチド合成において高温反応(120-130度程度)にも関わらずラセミ化を伴わないことを初期的に見出した.今後は20種類の天然アミノ酸全てに適用可能かどうかを明らかにする.その後トリペプチドやテトラペプチド合成へと展開する.また同様のP3N3L3触媒を用いれば,ペプチド鎖のセリンもしくはスレオニン側鎖を利用して,脱水的な環化反応に基づくオキサゾリン合成が可能なことも見出している.今後はペプチド合成-オキサゾリン合成連続反応へと展開し,生理活性物質として発展させる.
競合的スピンネットワークを有する一次元量子磁性体の実験研究

競合的な交換相互作用を有する一次元量子磁性体は新規な物性が期待される。本研究ではダイヤモンド鎖、三本鎖、ジグザグ鎖磁性体の磁性を調べた。ダイヤモンド鎖の新規化合物の強磁場磁化を測定し1/3磁化プラトーの徴候を見いだした。三本鎖磁性体の現実物質アントラライトとセニックサイトの磁気的性質を研究した。アントラライトは非常に複雑な磁気相図を示すのに対し、セニックサイトは低温まで磁気秩序を示さない。両化合物の構造は類似しているにもかかわらず、磁性は顕著に異なる事から量子相転移が基底状態に存在する事が示唆される。ジグザグ鎖磁性体NaCr2O4において新規な機構に基づく巨大磁気抵抗効果を見いだした。本研究は、スピンの並び方は一次元的であるが、スピン間相互作用のネットワークがある特定の構造を組むために生じるスピンフラストレーション効果のために、通常の一次元磁性体とは本質的に異なる磁性を示す新規磁性体を探索・合成し、磁化率、磁化、比熱、磁気共鳴法等の実験手法を用いてそれらの磁気的性質を総合的に解明する事を目的とする。初年度は、三角形が頂点共有して連結してできるデルタ鎖、ならびに三本の磁性鎖が鉄橋状に繋がってできる三本鎖磁性体と名付けたスピン系について研究を行い、Cu2(AsO4)(OH)・H2O(鉱物名;ユークロアイト)がルタ鎖のモデル化合物とみなせること、三本鎖磁性体Cu3(SO4)(OH)4(アントラライト)の単結晶を用いた実験による磁性解明を行った。2年目である昨年度は、Cu3(A)2(H2O) (A=HOOC-(CH2)4-COOH;アジピン酸)を合成し、磁化測定を行って、同化合物がダイヤモンド鎖の新規化合物である事を示す結果を得た。ダイヤモンド鎖の磁化過程においては理論的には1/3磁化プラトーとよばれる現象が見いだされる事が期待されるが、本化合物の磁化過程にはそのようなプラトーはみられず、今後の研究が必要である。スピンが複雑な二次元ネットワーク構造を組むCu5(PO4)2(OH)4(鉱物名;擬孔雀石)の磁性が、一次元鎖とスピン二量体との和で定性的に説明できる事を見いだしたのも成果の一つである。更に、NIMS(物材機構)との共同研究により電気伝導性を有する一次元フラストレート化合物であるNaCr2O4が巨大磁気抵抗効果を示す事を見いだした。この結果は新聞(福井新聞、福井県民新聞、読売新聞)にも掲載された。本研究は、スピンの並び方は一次元的であるがスピン間相互作用のネットワークがある特定の構造を組むために生じるスピンフラストレーション効果のために、通常の一次元磁性体とは異なる磁性を示す化合物を探索・合成してそれらの磁気的性質を明らかにすることを目的とする。昨年度、結晶構造から鑑みて、Cu3(A)CO32H2O(A=アジピン酸)が新しいダイヤモンド鎖とみなせることを示したが、1/3磁化プラトーはみられなかった。今年度強磁場磁化測定をより低温で測定したところ、磁化プラトー存在の徴候をみることできた。更に、磁化率の温度依存性を測定し、得られた結果と厳密対角化計算による磁化率計算結果とを比較検討することにより、スピン間交換相互作用を、半定量的に評価することができた。比熱測定も行い、代表的な交換相互作用が数10K程度と大きいにもかかわらず、三次元秩序は2Kまで生じず、Cu3(A)CO32H2Oの一次元性が非序によいことを示唆する結果を得る事が出来た。また厳密対角化計算を自ら行い、磁化率の温度変化曲線を理論的に計算した。計算結果と実験結果とを比較することで交換相互作用を半定量的に決定することができた。その結果、交換相互作用の一部は強磁性的であることが示唆された。これらの結果から交換相互作用が強磁性的なパラメータ領域においても磁化プラトーは生き残る可能性があるという新しい結果が得られた。ダイヤモンド鎖とは別に、三本鎖磁性体に関する実験研究もおこなった。昨年度までの研究で、セニックサイトが三本鎖磁性体とみなせること、磁化率から低温まで磁気秩序が生じないこと等がわかっている。今年度は微視的な観点から知見を得るために、1H-NMR測定を行った。

本研究は、スピンの並び方は一次元的であるが、スピン間相互作用のネットワークがある特定の構造を組むために生じるスピンフラストレーション効果のために、通常の一次元磁性体とは本質的に異なる磁性を示す新規磁性体を探索・合成し、磁化率、磁化、比熱、磁気共鳴法等の実験手法を用いてそれらの磁気的性質を総合的に解明する事を目的とする。本年は、三角形が頂点共有して連結してできるデルタ鎖、ならびに三本の磁性鎖が鉄橋状に繋がってできる三本鎖磁性体と名付けたスピン系について研究を行った。デルタ鎖については、適当なモデル化合物がないため、実験研究はこれまであまり進んでいなかった。モデル化合物を探索した結果、Cu2(AsO4)(OH)・H2O(鉱物名;ユークロアイト)の結晶構造がまさにデルタ鎖となっていることを見いだした。ユークロアイトの天然鉱物単結晶を用いて、磁化率、比熱、強磁場磁化、核磁気共鳴を測定し、ユークロアイトが予想通り一次元磁性体とみなせること、更に理論的に予想されていたスピンギャップを有することを明らかにした。三本鎖磁性体にかんする興味は、Cu3(SO4)(OH)4(アントラライト)の粉末試料において磁気秩序温度以下でも一部のスピンが通常の秩序を示さないアイドルスピン状態が観測されたという報告からはじまった。詳細かつ精密な実験を行うために、本年度はアントレライト単結晶試料を用いた核磁気共鳴ならびに比熱測定を行った。その結果、本化合物の磁気相図は非常に複雑で、粉末試料に対して提唱されたアイドルスピンモデルは必ずしも妥当とはいえない事を示唆する結果を得た。更に、アントレライトとほぼ同様の結晶構造を有するが、磁性は全く研究されていなかったCu3(MoO4)(OH)4(セニックサイト)の天然鉱物試料の磁化率、比熱、強磁場磁化を測定した。本研究は、複雑なスピンネットワーク構造を有するスピンモデルに対応する新規な量子スピン磁性体(ダイヤモンド鎖、デルタ鎖、三本鎖磁性体)の現実物質を探索合成し、新しい磁性を見いだすことにある。申請書に記載した研究計画中、初年度においてすでに、デルタ鎖、三本鎖磁性体に関する研究を行って一定の成果を得ている。昨年度においては、ダイヤモンド鎖についても新規化合物Cu3(A)2(H2O)を作成してその磁性を明らかにしつつある。昨年度は当初の研究計画から更に発展して、電気伝導性を有する一次元フラストレート化合物であるNaCr2O4の磁気・電気物性をNIMSとの共同研究によって巨大磁気抵抗効果を示す事を見いだすなど、当初の想定以上の成果をあげている。ただし、低温実験に不可欠の寒剤である液体ヘリウムが世界的に不足している事から、本研究において不可欠な低温実験が十分には行えてはいない。これらの状況から、完全に予定どおりではなかったもののおおむね順調に進展していると判断した。申請書に記載した研究計画中、デルタ鎖についてはモデル化合物ユークロアイトの詳細な磁性を明らかにすることについてはほぼ達成できた。三本鎖磁性体についても当初の予定どおり、アントラライト単結晶を用いた詳細な磁性研究ならびに新規磁性体セニックサイトの基本的磁性を明らかにすることができた。また、ダイヤモンド鎖については当初の予定どおり、新規化合物を合成することはできたが、低温実験に不可欠の寒剤である液体ヘリウムの学内価格(福井大学の寒剤供給部門が決定する)が非常に高騰したため実験が事実上不可能となり残念ながら磁性研究までには至らなかった。