hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非一様な強電磁場における放射と対生成の理論

結晶軸に平行に入射した相対論的イオンの静止系では,結晶場は周期的パルス状のコヒーレント仮想光子となりいわば「仮想X線レーザー光」とみなせることになる。その電場は,臨界電場以上の値に相当する。そこで,電子が結晶場内を進行する相対論的イオンの内殻軌道に生成される束縛状態対生成の理論を構築した。これは,強電場QEDの検証として重要なだけでなく,エキゾティック原子や反水素の生成に応用できる。陽電子の終状態に平面波,電子の終状態に相対論的水素様波動関数を用いた計算を行う。得られた結果を,近未来型X線レーザーを仮定したMullerらの理論と比較したところ,イオンを同条件で入射した場合十分現実的な膜厚の結晶で同等以上の対生成確率が得られることが分かった。次に相対論的な電子が,結晶の軸ポテンシャルが形成する電場(1012[V/cm]程度)に入射するという条件で,誘導型の対生成を波束を用いて研究した。これは,電子の進行方向における静止系から見れば,Kleinパラドックスと等価な状況となる。は100GeV程度の電子で実現するので,CERNにおいては実験可能である。本研究では,KIeinパラドックス型対生成の基礎を調べるために,相対論的な波束の運動を数値的に計算した。特に,強場中の対生成としてのUnruh効果が結晶中でも見られるかが実験研究者の興味をひいているが,Unruh効果による対生成を波束で調べた。結晶中での電子の運動と比較するための研究を引き続き行う予定である。また,電子波束の運動の基礎研究としてNelsonの確率過程量子化法を用いた波束の計算を行った。
金属を内包したフラーレンの構造と特性の予測方法の確立と生成機構の理論的研究

これまでに抽出・単離されているフラーレンケージは、必ず互いに隣り合わない五員環と六員環でできていた(孤立五員環則:IPR)。金属を内包してもこの性質は変わらず、金属内包フラーレンのケージはIPRを満たすと考えられていた。ところが、Ca@C_<72>では隣接五員環や七員環をもつ構造が従来のIPRを満たすものより極めて安定であることを、昨年度の研究で初めて見いだした。そこで今年度は、(1)ほかにもIPRを満たさない新しいケージをもつ金属内包フラーレンがあるのか、(2)金属内包フラーレンのケージは制御できるのか、を理論計算により明らかにした。本研究では、実際に実験で構造決定はされていないものの単離に成功しているC_<74>の内包フラーレンを取り上げた。五員環と六員環でできるC_<74>異性体の数は14246個もある。この中から、昨年度に提案した構造予測のルールを用いて安定なケージ構造をサーチした。その結果、Ca@C_<74>はIPRを満足するが、Sc_2@C_<74>は新しいケージ構造であることを明らかにした。Sc_2@C_<74>では、実験でも新しいケージ構造が示唆されている。Sc_2@C_<74>のScをLaに変えると新しいケージ構造の安定化はさらに大きくなる。以上の結果から、C_<74>は内包する金属の数や種類が変わると金属から受け取る電子の数が変化し、ケージ構造を制御できることがわかった。また、これらの結合の性質を電子密度を用いて明らかにした。金属内包フラーレンで代表的なC_<82>では金属の数と種類でケージ構造を如何に制御できるかを明らかにすることは、生成機構を考える上でも極めて興味深い。そこで、その準備段階として今年度はSc,Y,LaおよびLaに続く14種類の希土類金属(Ln)を1個内包したC_<82>の電子状態を明らかにした。これまでの実験では、LnはLaと同様にC_<82>に3個の価電子を渡していると結論されてきた。しかし本研究により、Lnから3個の価電子がケージに移動するもののケージからLnへ合計1個の逆供与が起こるため、実際のLnの酸化数は+2であることをあきらかにした。また、この逆供与による金属の酸化数の変化は、現在フラーレンに使われている実験手段では見えないことを提言した。いずれの金属もC_<82>のC_<2v>ケージに内包された構造が最安定になることを、理論計算により予測した。9つの安定なフラーレン異性体のうち、このケージは空フラーレンでは極めて不安定だが、内包金属からフラールンに電子が移動した状態と等しいアニオンフラーレンでは最安定となる。この構造は、ごく最近のSc@C_<82>のMEM法によるX線構造解析で確認され、安定な金属内包フラーレンが単離されていることがわかった。これらは、金属と炭素のかたまりが冷えていくアニーリングの生成過程で、安定なケージ構造に異性化することを示している。以上のことから、単離される安定な金属内包フラーレンの構造は、アニオンフラーレンの安定性から予測できることを提案した。(2)Ca@C_<72>の構造決定単離される空フラーレンは、互いに離れた五員環と六員環からできている(IPRフラーレン)。しかし、(1)は金属内包フラーレンの構造や異性体の安定性が必ずしも空フラーレンと一致しないことを示している。その一例として、空フラールンにはない新しいケージ構造をCa@C_<72>で見つけた。この構造は、IPRフラーレンよりも安定で、七員環や隣り合った五員環をもつ初めてのケージ構造である。

また、これらの結合の性質を電子密度を用いて明らかにした。金属内包フラーレンで代表的なC_<82>では金属の数と種類でケージ構造を如何に制御できるかを明らかにすることは、生成機構を考える上でも極めて興味深い。そこで、その準備段階として今年度はSc,Y,LaおよびLaに続く14種類の希土類金属(Ln)を1個内包したC_<82>の電子状態を明らかにした。これまでの実験では、LnはLaと同様にC_<82>に3個の価電子を渡していると結論されてきた。しかし本研究により、Lnから3個の価電子がケージに移動するもののケージからLnへ合計1個の逆供与が起こるため、実際のLnの酸化数は+2であることをあきらかにした。また、この逆供与による金属の酸化数の変化は、現在フラーレンに使われている実験手段では見えないことを提言した。
腸管寄生原虫の新規共生ウイルスの探索とその役割の解明

腸管寄生性原虫に共生するウイルスの、原虫および宿主への影響を調査するために、まずは原虫からの共生ウイルスの探索を行う。原虫をビーズ破砕し、全核酸を抽出した後、既知のクリプトスポリジウム、アイメリアの共生ウイルスに関してプライマーを用いた疫学調査を行う。次世代シーケンサー解析によってdsRNAの網羅的な検出を行い、共生ウイルスの全配列の決定を行う。新たな共生ウイルスが検出された場合は、その配列を元に作製したプライマーを用いて更なる疫学調査を行う。検出されたウイルスが、原虫由来であることを確かめるため、蛍光抗体を用いたウイルスの局在解析を行う。局在解析には、dsRNA抗体を用いる。
汚濁物質の沈降・堆積特性及び貴金属の毒性ポテンシャルを考慮した運河の効用評価

東京湾湾奥部運河地帯における底質汚染の状況を把握するため、複数地点の底質調査を行った。運河地帯と内湾、台場を比較すると、運河地帯の方が高い強熱減量、重金属(Cu、Zn、Sb、Pb)含有量を示し、運河地帯の底質が内湾に比べて悪化が進んでいることが示唆された。また、CuとZnについて運河地帯と内湾、台場で存在形態が異なっており、管渠内堆積物中重金属の存在形態と比較したところ、運河内に合流式下水道雨天時越流水由来の汚濁粒子が沈降・堆積していることが示唆された。今年度は、東京湾の湾奥部運河地帯において20地点の底質を柱状で採取し、底質の性状の違いを検討した。また同時に底質採取地点の海水を採取することによって、沈降・堆積する可能性のある粒子についても検討を行った。底質の堆積状況と堆積粒子の有機物量を評価するため、底質の含水率及び強熱減量の測定を行った。底質の含水率及び強熱減量は表層ほど高く、深度が大きくなるにつれて小さくなる傾向が見られた。しかし、各地点の含水率及び強熱減量の値には違いが見られた。船舶の往来等の底質を乱す要因となるものの違いによって底質の含水率が異なることが示唆され、底質が乱されにくい地点では、粒径の小さな粒子によって構成されていることが推測された。この粒径の小さな粒子によって構成されていることが、高い強熱減量値を示す1つの原因としても推察された。海水中のSSと濁度を比較することによって、沈降・堆積する可能性のある懸濁粒子について評価を行った。海水中のSS及び濁度には良い相関関係が見られなかったことから、各地点に存在している懸濁粒子は異なる質を示すものであることが示唆された。それゆえ、各地点における底質を構成している粒子も異なることが考えられた。今後は、上記の考察を深めるため、各地点の底質の粒径分布の測定を行う。さらに、各層のPb210及びCs137を測定することにより底質の年代分析を行う。これにより、年間どの程度の粒子が堆積しているのかを推算することができる。さらに、重金属の測定について分析をすすめる。用いる形態評価手法は、逐次抽出法とXAFS法である。XAFS法については、来年度の使用許可を既に得ており、準備は整っている。東京湾奥部における底質調査運河地帯と東京湾湾部、お台場における底質中重金属含有量(表層)を比較すると、重金属の種類により異なる傾向を示した。CuやZn、Sb、Pbについては運河地帯の方が高い含有量を示した。一方、MnやFeについては東京湾湾部、お台場の方が高い含有量を示した。その他の重金属(Ti、v、Cr、Co、Ni、Sr)については、有意な差は見られなかった。有機物の指標である強熱減量運について比較すると運河地帯の方が高い値を示した。運河地帯の底質が東京湾湾部に比べて悪化が進んでいることが示唆された。東京湾奥部における汚濁物質の沈降・堆積特性評価CrおよびCu、Zn、Pbについては、運河地帯と東京湾湾部の境界の1点において特異的に高い重金属含有量をしめした。強熱減量と重金属含有量を比較したところ、有機物が高い地点で重金属含有量も高いといった関係は見られなかった。重金属毒性に関する運河の効用評価鉛同位体比の測定は行うことが出来なかったためどの程度運河地帯に沈降・堆積しているのか評価出来なかった。重金属の存在形態を逐次抽出法を用いて評価かしたところ、CuとZnについて硫化物態+有機態の画分が運河地帯の方が東京湾湾部・お台場より高い傾向が見られたが、他の重金属については重金属の存在形態に有意な差は見られなかった。元素分析の結果では、運河地帯の方が硫黄(S)の含有率が高く、硫化物態+有機態の重金属が優越すると想定されたが、顕著な重金属の存在形態の違いは見られず、運河地帯において重金属の毒性ポテンシャルが低減していることは示せれなかった。しかしながら、運河地帯の方が底質の中央粒径が大きいことから、運河地帯において粒子が堆積しやすく、湾部への流出を低減している可能性が考えられる。
溶血性貧血の原因となる代謝疾患G6PD欠乏症の構造基盤

グルコース-6-リン酸脱水素酵素(G6PD)欠乏症は、赤血球の崩壊に伴う溶血性貧血などを引き起こす重篤な疾患であり、世界で4億人以上がG6PDの遺伝子変異を有すると推定されている。これまでに、G6PDタンパク質において150以上の患者由来の点変異が報告されているが、それら点変異による酵素活性低下のメカニズムは全く分かっていない。本研究では、G6PD欠乏症の患者由来の変異型G6PDの立体構造を原子レベルで明らかにすることによって、変異による活性低下のメカニズムを解明することを研究目的とする。本研究は、分子標的薬の設計が困難であった変異型G6PDを標的とした創薬研究に大いに貢献するものである。
ウルトラファインバブル放電加工の研究

放電加工性能の改善を目的に、加工液(油、純水)にウルトラファインバブルを適用することにした。nmオーダーのバブルの直径や密度を変化させて発生できる簡易発生器を開発するとともに、放電加工に最適なバブル条件を実験的および理論的に解明し、ウルトラファインバブル放電加工法の実用化を目指す。
顎関節円板転位量の三次元的計測法の検討

我々の施設で行っている顎関節のMR画像検査(MR装置:MRP-7000、日立メディコ社)の画像データを、ネットワーク経由でワークステーション(ULTRA-2 creator、Sun Microsystems社)に取り込み、三次元画像構成ソフトウェア(日立メディコ社)を用いて顎関節円板の三次元的画像の作成、またその画像による転位量の測定が可能か否かを検討した。顎関節症患者から実際に得られたMR画像の三次元構成像は作成可能であった。検査の原画像および三次元構成した画像データは光磁気ディスクで保存している。通常CT検査での硬組織および軟組織の三次元構成は広く用いられている。この場合、CTでは画像を形成するパラメータがCT値(組織のX線吸収係数)のみによって決定するため、検査対象のCT値(しきい値)を計測し、その値をもとに原画像から異なった値を有する領域を削除することことで容易に三次元像を得ることができる。しかしMRIでは複数のパラメータから画像が形成されていることから、顎関節円板および顎関節部骨組織のみを原画像から抽出することについては、しきい値の設定が非常に困難であった。また患者個人によってMRIの信号強度にばらつきがあるため、しきい値の設定は各患者について慎重な検討が必要である。さらに通常我々の施設では顎関節のMRI検査をスライス厚45mm、6スライスで行っているが、より良好な結果を得るためにはスライス厚の減少と多スライスでの検査が必要であると考えられた。三次元的関節円板転位量の計測法については、下顎頭長袖に対する関節円板転位量の相対的位置を計測し、円板の軸位断方向の形態、転位方向の評価を予定しているが、計測用画像の作成についてさらなる検討が必要であるため研究を継続する。我々の施設で行っている顎関節のMR画像検査(MR装置:MRP-7000、日立メディコ社)の画像データを、ネットワーク経由でワークステーション(ULTRA-2creator、SunMicrosystems社)に取り込み、三次元画像構成ソフトウェア(日立メディコ社)を用いて顎関節円板の三次元的画像の作成、またその画像による転位量の計測が可能か否かを検討した。通常CTでの硬組織および軟組織の三次元構成は広く用いられている。この場合、CTでは画像を形成するパラメータがCT値(組織のX線吸収係数)のみによって決定するため、検査対象のCT値(しきい値)を計測し、その値をもとに元画像から異なった値を有する領域を削除することで容易に三次元像を得ることができる。また患者個人によってMRIの信号強度にばらつきがあるため、しきい値の設定は各患者について慎重な検討が必要と考えられた。また三次元的関節円板転位量の計測法については、下顎頭長軸に対する関節円板転位量の相対的位置を計測し、円板の軸位断方向の形態、転位方向の評価を予定しているが、計測用画像の作成が十分でないため今後の課題とする。三次元構成した画像データは光磁気ディスクで保存している。来年度においては対象数を増し、しきい値の検討を続けるとともに三次元的関節円板転位量の計測法、顎関節疾患の病態との関連を検討することとする。
広域的市町村合併における地域自治組織の多層的構造再編に関する理論的・実証的研究

本研究の成果は、「平成の大合併」によって基礎自治体が広域化、大規模化し、これに対応するために制度が形成されてきた都市内分権にともなう「地域自治組織」と「住民自治組織」との重層的な仕組みについて、合併の背景や合併経緯、合併方法まで含めて「多層的内部自治組織」として構造的に解明し、それらを類型化して比較分析することによって、「多層的内部自治組織」の本質を究明するとともに、それらが様ざまな形態をとることの意義を住民自治の観点から理論的・実証的に解明し、広域的市町村におけるより好ましい地域自治のあり方を探究しえたことにある。本研究の目的は、「平成の大合併」によって基礎自治体が広域化・大規模化し、これに対応して制度化される都市内分権化と地域自治組織・住民自治組織の多様な試みについて、合併の背景・経緯・手法等を含めて多層的内部自治構造として類型化し、それら類型間の比較研究を理論的・実証的に行うことである。そのために、今年度は、以下のような研究を実施した。1.第27次地方制度調査会の地域自治組織の制度化に関する検討内容と経緯について、詳細な検証を実施した。2.合併に伴う都市内分権化と地域自治組織及び住民自治組織の類型化に関する資料収集と分析を行い、作業仮説の設定を実施した。3.都市内分権化が進み、全国的にもユニークな、地域協議会の準公選制を採用し、かつ、2009年度からは旧市内への地域自治区(一般)の導入をも試行しようとしている新潟県・上越市の実態について、同市役所本庁の他、安塚地域自治区をも含めて聴き取り調査を行い、資料収集を実施した。4.合併3町に合併特例区を設置し、旧市内に地域自治区を同時に導入した、全国にも類例のない都市内分権・自治システムをとる宮崎市の合併について、前回調査をも踏まえて、愛知大学中部地方産業研究所から研究報告書を出版した。5.また、上記4.の発展課題として、宮崎市の旧町のその後の状況と旧市内に導入された地域自治組織の実態、及び全国的にも類例のない地域コミュニティ税の導入の経緯と税制デザイン等について、追跡調査を実施した。6.経済地理学会中部部会主催の「合併シンポジウム:合併で誕生した広域自治体の実情と問題・課題」において、宮崎市と上越市の合併事例をもとに、大規模市町村合併下での地域自治組織と住民自治組織の重層的展開について発表し、またシンポジストとして討議に参加した。平成21年度に実施した研究の最大の成果は、「平成大合併」において、市町村合併し新自治体となった全国の575市町村、及び非合併のままであった1,175の全市町村を対象として、「平成の大合併に関する全国アンケート調査」を実施し、その集計結果に基づいて、分析と考察を進めたことである。その意義は、(1)「平成の大合併」がひとまず終了した現在の時点で、この大合併そのものの意味について「総括」できたこと、(2)「平成の大合併」について、全国の全市町村を対象としたアンケート調査研究は、従来ほとんど存在しなかったこと、(3)特に、本調査研究は、広域合併にともなう都市内分権化、ことに地域自治組織と住民自治組織との関係に焦点を当てており、全国レベルのこの種の調査研究は皆無であったといってよいこと、(4)今日の多様な地域課題に応えるための都市内分権化と地域自治組織のあるべき姿について、新たな知見とわれわれの理論仮説を検証するものとなったこと、等である。この研究成果の重要性は、合併して超広域化した静岡県・浜松市や岐阜県・高山市のような大規模自治体にとどまらず、今日の東京、大阪、名古屋のような大都市の広域自治体においても、多発する様ざまな地域問題や住民の多様なニーズに対応して、いかなる都市内分権のしくみと住民自治との関係がもっとも相応しいかについて、極めて重要な知見を与えてくれることにある。一方、非合併の、相対的に小規模な自治体にとっても、地域内分権と住民自治の理想的な姿として、何が本質的に追求されるべき目標であるかについて、多くの示唆を提供してくれることにある。これらの成果は、日本にとどまらず、世界的に見ても、21世紀型の新しいあるべき都市自治体の姿を、積極的に提起することに繋がるものであるといってよい。本研究の目的は、「平成の大合併」によって基礎自治体が広域化、大規模化し、これに対応するために制度が形成されてきた都市内分権にともなう「地域自治組織」と「住民自治組織」との重層的な仕組みについて、合併の背景や合併経緯、合併方法まで含めて「多層的内部自治組織」として構造的に解明し、それらを類型化して比較分析することによって、「多層的内部自治組織」の本質を究明するとともに、それらが様ざまな形態をとることの意義を住民自治の観点から理論的・実証的に解明し、広域的市町村におけるより好ましい地域自治のあり方を探究することにある。そのために、第1に、平成大合併における全国の合併575市町村と、非合併

1,175市町村の全てを対象として、「平成大合併に関する全国アンケート調査」を実施した。その調査結果を、単純集計分析の他に、クロス集計分析を行った。こうした、全国全町村を対象とした悉皆調査に基づく平成大合併の多角的分析は、これまでの研究には存在せず、非常に大きな意義があった。第2に、典型的な合併事例について、ミクロ的な事例研究を実施して、研究対象を一層深めた。その中で、特に、地域自治組織と住民自治組織との関係について、いくつかの類型がうかび上がってきた。現在までのところ、(1)住民参加型(新潟県・上越市)、(2)官民協働型(宮崎市)、(3)官民協調型(愛知県・豊田市)、(4)陳情型(岐阜県・高山市)、さらに政令指定都市についても、(5)都市内分権・自治志向型(新潟市)、(6)都市内分権・自治退行型(浜松市)などに分類し、その比較検証を行った。その考察の中から、今後の、21世紀型の地方自治の方向が次第に鮮明になりつつある。こうした類型分析による研究も先行事例はほとんどなく、本研究の非常に大きな実績といえる。
希土類系酸化物高温超伝導線材の臨界電流制因子の解明と高性能化

本研究は、希土類系高温超伝導線材の実用化にとってニーズが高まってきている長尺線材の局所的不均一性の評価技術を確立すると共に、不均一性発生のメカニズムを解明し、高温超伝導線材の実用性能の向上する事にある。そこで、高感度な微小ホール素子を磁気センサとして使用し、高速走査することで定量的な2次元分布を非接触かつ高空間分解能で得られる走査型ホール素子顕微鏡(scanning Hall-probe microscopy;以降SHPM)を用いて、超伝導線材の臨界電流密度評価を行うことを目的とした。更に、超伝導線材をRtR形式の線材搬送機構を用いて、長手方向に搬送しながらホール素子を線材幅方向に対して高速往復走査を行う。しかし、長尺線材評価において、液体窒素中で浸漬冷却した線材を、長手方向に搬送させながらホール素子を幅方向に高速走査させるリール式走査型ホール素子顕微鏡(Reel-to-Reel Scanning Hall-Probe Microscopy:RtR-SHPM)を使用する場合、2次元臨界電流密度分布を磁場分布より得る際に必要な測定時のホール素子と線材表面間の距離(Lift-off距離)のドリフトや振動の影響を無視できない可能性がある。また、距離計でLift-off距離を評価、制御することも考えられるが、高速測定を実現するためには、距離計を用いずにLift-off距離を導出する手法が求められている。そこで本研究では、測定対象物の外部では電流が流れないという条件に着目し、距離計を用いずにLift-off距離を導出する手法を提案した。測定した磁界分布のみから、Lift-off距離を定量的に評価し、さらに電流分布の解像度を決めるCut-off波長の導出まで自動導出可能なプログラムを開発した。また、均一性の向上した長尺線材の局所不均一性評価を実現するため、超低雑音増幅器を導入によるRtR-SHPMの高感度化を実施した。以上の研究により、実用超伝導線材の局所特性評価手法として有望なRtR-SHPMの基盤技術を確立した。
大脳基底核の発達、特に線条体から上丘への一過性線維連絡の解析

1.新生期(生後0、1、2、3、7日)のラットの上丘に逆行性蛍光標識物資(Fluoro-Gold)を注入し、1日の生存期間の後、線条体での標識神経細胞の分布を調べた。生後1、2、3日の線条体では多数の標識細胞がパッチ状に分布していたが、生後4、8日の線条体では標識細胞はみとめられなかった。2.生後0日の上丘にFluoro-Goldを注入したラットを生後4、8日(線条体上丘投射の消失時期)まで生存させた場合、生後4日の線条体ではまだかなりの数の標識細胞がみとめられたが、生後8日の線条体では標識細胞はまったくみとめられなかった。生後0日の線条体に順行性蛍光標識物質(Dil)を注入し、1日の生存期間の後、上丘での標識神経線維の分布を調べた。生後1日の上丘で標識線維がその中間層(第4、5層)にみとめられた。逆行性蛍光標識法とチロシン水酸化酵素を用いた蛍光免疫組織化学とを組み合わせた結果、線条体上丘投射細胞の分布が、線条体のドーパミン神経終末のそれと一致することがわかった。以上の結果から、以下のことが考えられる。1.ラットの脳の発達過程において一過性に出現する線条体上丘投射は生後1週間以内で消失し、その消失機序として起始細胞そのものの死が関与していると考えられる。2.線条体上丘投射細胞は線条体のpatch compartment(ドーパミン神経終末の分布領域)に一致して分布する。
咲かないランはいつから自殖だけなのかーヤツシロラン類の比較遺伝解析による検証

花を咲かせ、個体間で花粉をやりとりすることは、植物における根本的な特徴のひとつである。しかし、閉鎖花だけしか持たず、他殖を全く放棄したようにみえる植物も存在する。これらの植物は、完全閉花受粉植物と呼ばれ、古くから不思議な存在として認識されてきたものの、その進化過程や持続性に関する研究はほとんど例がない。そこで本研究では、ヤツシロラン類から新たに発見された3種の完全閉花受粉植物とその推定祖先種や近縁種を対象に、複数の遺伝マーカーによる解析を行い、完全閉花受粉植物の遺伝的多様性や進化的な背景を解明する。本年度は3種の完全閉花受粉植物およびその祖先種、近縁種を対象に、生育状況についての現地調査および遺伝解析用サンプルの採取を行った。タケシマヤツシロランとハルザキヤツシロラン、クロシマヤツシロランとトカラヤツシロラン、ヌカヅキヤツシロランについては、既知の生育地における生育状況調査やサンプル採取を行った。調査の過程で、Gastrodia属における初の雑種報告であるGastrodia ×nippo-uraiensisを発見し、報告した。また、次世代シーケンサーIon PGMを用いたショットガンシーケンスにより大量の塩基配列情報を取得し、タケシマヤツシロランについては19遺伝子座のマイクロサテライトマーカーの開発に成功し、プライマーノートとして発表した。トカラヤツシロランから開発したマイクロサテライトマーカーについても、近日中に開発が終了する予定である。RADseqによるSNP解析についても最初の1回を実施し、データ解析を始めている。当初予定していた通りの成果を上げており、研究は順調に進捗している。さらに、種間雑種の発見等、予想外の成果も得られつつあり、本研究テーマがより大きく展開できる可能性が高いことが明らかになってきた。予定通りの順調に進捗しており、今後もより一層の進展を目指す。研究成果として発表する価値のある成果も得られていることから、成果の発表にもより力を入れていく予定である。予定していた野外調査が、研究協力者によるサンプル提供により不要になったこと、また、予想以上に多数のサンプルが採取でき、DNA解析実験の量が増えたため、本年度の分析に必要な消耗品費に使用するため、次年度使用額が生じた。
急性期内科疾患における日常生活動作自立度判定のための簡易的評価法の検討

【研究目的】自立歩行の関連因子として下肢筋力,バランス,歩行速度などが報告されており,自立歩行の可否を判断する際の評価法として利用されている。しかし,これらの報告は中枢疾患や運動器疾患,地域高齢者を対象とした報告が多く,内科疾患を対象とした報告は少ない。また,これまでに報告されている評価法は,特別な機器,測定場所や時間を必要とする評価法が多く,急性期の患者においては実施困難な場合が多い。したがって急性期の入院患者にも利用できる簡易的な評価法が望ましいと考える。そこで本研究では,急性期病院入院中の内科疾患患者において,自立歩行判定のための簡易的評価法とそのカットオフ値を検討することを目的とした。【研究方法】研究デザインは横断的研究とした。対象は内科疾患入院患者200例とした。測定項目は,歩行自立度,下肢筋力,バランス,血液検査データとした。下肢筋力の評価には下肢伸展挙上(Straight Leg Raising ; SLR)反復回数,バランスの評価には片脚立位保持時間,認知機能の評価にはMMSE(Mini-Mental State Examination)の見当識,注意・計算,再生の各項目のスコアを用いた。血液検査データからは総蛋白値,アルブミン値,赤血球数,ヘモグロビン値をカルテより調査した。対象を歩行非自立群と自立群に分類し,ロジスティック回帰分析を行った。さらに, ROC曲線からカットオフ値を算出した。【研究成果】ロジスティック回帰分析から抽出された項目とカットオフ値は, SLR反復回数27回,片脚立位保持時間3.6秒, MMSEの見当識スコア9/10点であった。本研究の結果から, SLR反復回数,片脚立位保持時間, MMSEの見当識スコアは自立歩行に関連する評価項目であり,これらの評価項目が急性期病院入院中の内科疾患患者の自立歩行判定に利用できるのではないかと考える。
火山ガス中の^<14>Cの測定

本研究の目的は,火山ガスの主要成分である二酸化炭素に含まれる14Cを加速器質量分析法で定量して,その起源を推定することである.まず,アルカリ固定したCO_2を金属マグネシウムで還元して,無定形炭素の形でイオン源試料とする方法を検討した.アルカリ溶液の調整,保存に際して混入する現代炭素や還元剤のマグネシウムに含まれる現代炭素が^<14>C測定下限を決めるが,幾多のテスト実験の結果,現代炭素混入を0.4%以下に抑える方法を開発した.これは年代換算で約46,000年に相当する.この成果は分析化学36巻に発表した.この方法を用いて北海道有珠山で二酸化炭素を採取し,無定形炭素に還元した.これは銀ペーストと混ぜ合わせてイオン源とし,東京大学のタンデム・バンテグラク加速器によって14C/12C比を求めた.その結果,有珠火山ガス中のCO2では, (^<14>C/^<12>C)火山/(^<14>C/12C)現代比が0.020.04であることがわかった.有珠火山ガス中のトリチウム濃度については6.6T.U.という値が報告されている.もしこの値が正しければ多量の浅層地下水がマクマガスと共に火山ガス中に混入していることを意味しているが,地下水に含まれるHCO_3^-に分解してCO_2となって火山ガス中に含まれている予想される.従って本研究で定量された有珠火山中の^<14>Cはその大部分が,地下水起源である可能性が大きい.現在,那須茶臼岳,箱根大涌谷などの火山ガスちついても^<14>C/12C比の測定を続行しているが, ^<14C>/12C比のデータをδ(18C)値や^3H濃度との相関性をしらべて,火山ガスへの地下水の混入や,地下での熱水による火山岩の変性などについて検討する予定である.本研究の目的は,火山ガスの主要成分である二酸化炭素に含まれる14Cを加速器質量分析法で定量して,その起源を推定することである.まず,アルカリ固定したCO_2を金属マグネシウムで還元して,無定形炭素の形でイオン源試料とする方法を検討した.アルカリ溶液の調整,保存に際して混入する現代炭素や還元剤のマグネシウムに含まれる現代炭素が^<14>C測定下限を決めるが,幾多のテスト実験の結果,現代炭素混入を0.4%以下に抑える方法を開発した.これは年代換算で約46,000年に相当する.この成果は分析化学36巻に発表した.この方法を用いて北海道有珠山で二酸化炭素を採取し,無定形炭素に還元した.これは銀ペーストと混ぜ合わせてイオン源とし,東京大学のタンデム・バンテグラク加速器によって14C/12C比を求めた.その結果,有珠火山ガス中のCO2では, (^<14>C/^<12>C)火山/(^<14>C/12C)現代比が0.020.04であることがわかった.有珠火山ガス中のトリチウム濃度については6.6T.U.という値が報告されている.もしこの値が正しければ多量の浅層地下水がマクマガスと共に火山ガス中に混入していることを意味しているが,地下水に含まれるHCO_3^-に分解してCO_2となって火山ガス中に含まれている予想される.従って本研究で定量された有珠火山中の^<14>Cはその大部分が,地下水起源である可能性が大きい.現在,那須茶臼岳,箱根大涌谷などの火山ガスちついても^<14>C/12C比の測定を続行しているが, ^<14C>/12C比のデータをδ(18C)値や^3H濃度との相関性をしらべて,火山ガスへの地下水の混入や,地下での熱水による火山岩の変性などについて検討する予定である.
SLE再燃ハイリスク患者の疲労感マネジメントモデルの開発と有用性の検討

全身性エリテマトーデス(SLE)患者の約68割は疲労感を有している。疲労感はSLE患者の身体活動を制限し、生活の質を低下させる。また、疲労感を上手くマネジメントできなければ、SLEの再燃のリスクが高まる。本研究において、SLE再燃のハイリスク患者の疲労感の引き金となる要因を明らかにし、疲労感のマネジメントを可能とするモデルを開発し、その有用性を検討することにより、SLE患者の再燃予防の具体的方略が見いだせ、SLEの再燃予防に貢献できる可能性がある。
フッ素系ガスを用いた無機ナノ粒子の表面改質および分散制御への影響に関する研究

フッ素化処理技術による様々な無機ナノ粒子の表面改質を提案する。平成28年度と平成29年度には、フッ素ガスを用いてそれぞれ酸化チタンナノ粒子の表面改質と酸化スズや酸化ジルコニウムの表面改質を行い、水での高い分散安定性が得られた。平成30年度では、異なる形状と構造をもつ炭素系材料の分散安定性に及ぼす表面フッ素修飾の効果に関する検討を行った。1)市販の天然球状黒鉛粒子(平均粒径50um)の場合、25°Cと1hでフッ素圧を10760 torrに変化させフッ素化を行った。XPS分析結果からは、380torr以上になると、288eV付近のC-F結合ピークが出現されており、未処理試料(91°)より少し高い接触角(>100°)を示した。しかし、100torr以下の試料の場合、水の接触角が低下(77°)したことから、一部分の表面表面にフッ素が結合され、極性表面を作製し、極性溶媒である水との濡れ性が改善したと考えられる。2)黒鉛ナノ粒子(平均粒径20nm)をフッ素化した場合、25°Cと1hで760torr以上でフッ素化を行うことで、水による接触角が139°となり、温度を100°Cまで増加すると、接触角が156°を示す白色フッ化黒鉛の作製に成功した。また25°Cと5h、1140torrでフッ素化を行った結果、接触角が3°となる超親水性を示した。これらの結果から、ナノ粒径をもつ黒鉛粒子であるほど、その効果が大きく、フッ素化の条件により親水性や撥水性表面を調整できることを確認した。3)黒鉛と同じ構造をもつ窒化ホウ素(BN、平均粒径100nm)のフッ素化の場合、25°Cと1h、100torrのフッ素化で高い分散安定性を示していることを水溶液中での粒子の沈降実験で確認した。しかし380torr以上のフッ素化試料の場合、未処理試料と同程度の数値であった。無機ナノ粒子の高分散と高安定性のために、新規手法としてフッ素系ガスを用いた精密フッ素化処理技術による様々な無機ナノ粒子の表面改質を提案する。特に溶媒中でのナノ粒子同士の凝集制御に及ぼす表面フッ素修飾の影響とそのメカニズムを明らかにすることを目的とする。そこで、平成28年度には、(1)様々な条件下でフッ素化した酸化チタンナノ粒子の作製と表面分析、(2)異なる溶液中での分散安定性に関する検討、(3)光触媒活性に及ぼす影響について研究を行った。酸化チタンのフッ素化については、25-200°C、フッ素圧1.3-50.5kPa、時間1hの条件下で行い、各試料の特性評価を行った。XRD分析結果では、室温(25°C)で行った試料の場合、未処理TiO2と同じ回折ピークが確認されており、結晶構造の変化はなかった。しかし、200°Cでフッ素化した試料の場合、21°付近にTiOF2と見られる新たなピークの出現が確認された。水溶液中での各試料の分散安定性については、時間経過による沈降実験で評価した。未処理試料の場合、開始4時間で凝集および沈降現象があることに対して、室温でフッ素化した試料の場合、24時間経過しても優れた分散安定性を示した。しかし200°Cでフッ素化した試料の場合、未処理試料と同様な結果となった。他の溶媒であるアセトンとエタノールでも同じく室温でフッ素化した試料の分散安定性が一番良い結果となった。各試料の光触媒特性評価については、MB(メチレンブルー)の分解挙動をUV分析で行った。その結果、未処理試料と比べ、フッ素化試料の方が4倍ほど高い分解力を示した。これらの結果より、TiO2ナノ粒子表面にフッ素化を行い、その量が調整できれば、分散安定性と光触媒特性効果が可能になる。研究目的を基に計画されたH28年度の研究が殆ど実施されており、成果も出ているので順調であると判断している。平成28年度には、フッ素ガスを用いた酸化チタンナノ粒子の表面改質を行い、高い分散安定性と光触媒特性の向上が確認された。平成29年度では、酸化チタン以外の無機ナノ材料の分散安定性に及ぼす表面フッ素修飾の効果に関する検討を行った。金属酸化物ナノ材料であるSnO2やZrO2の表面フッ素修飾による分散安定性に及ぼす影響について検討した。1)SnO2粒子の場合、25-250°C、フッ素圧13.3-115 kPa、時間1hの条件下でフッ素化を行い、各試料の特性評価を行った。XRD分析結果では、250°C処理試料を含む全ての試料で結晶構造などの変化は確認されなかった。しかし、XPS分析結果では、フッ素処理試料表面にSn-FとSn-O-Fが形成していることを確認した。未処理試料の場合、開始直後で凝集および沈降現象が起こることに対して、フッ素処理試料は1日経過しても高い分散安定性を保っており、1週間経過後にも高い分散安定性を示す試料もあった。

フッ素ドープ酸化スズ(FTO)の原料であるSnO2の場合、高い電気伝導性を要求されることから、交流インピーダンス法を用いて各試料を評価した結果、未処理試料と比べフッ素修飾を行うことで約500倍以上電気導電性が向上した。これは従来のFTO材料よりも2倍ほど高い数値である。これらの成果については、研究論文で報告している。ZrO2の表面フッ素化による分散安定性への影響については、25°C、1-50kPa、10min-1hでフッ素処理を行った結果、ゼータ電位や沈降実験結果より、未処理試料と比べ高い分散安定性を示した。平成28年度に行われたTiO2(anataze型)粒子と異なる無機ナノ材料として、平成29年度はTiO2(rutile型)、SnO2(rutile構造)、ZrO2(monoclinic構造)の表面フッ素化を行った結果、無機ナノ粒子の分散安定性を向上させる最適なフッ素化処理条件については、各試料の結晶構造や粒子サイズに依存性があり、高密度をもつ安定な結晶構造ほど高温・高圧のフッ素処理が必要とされる。同結晶構造であるTiO2(rutile型)とSnO2の場合、安定な結晶構造を有することから、200°C以上の高温フッ素化を両方とも必要とした。正確な検証のためには、更なる実験データが必要とされるが、分散安定性の向上における「無機ナノ材料の結晶構造と表面フッ素処理条件との関連性」については成果もでていることから、順調に研究が進行していると判断している。フッ素化処理技術による様々な無機ナノ粒子の表面改質を提案する。平成28年度と平成29年度には、フッ素ガスを用いてそれぞれ酸化チタンナノ粒子の表面改質と酸化スズや酸化ジルコニウムの表面改質を行い、水での高い分散安定性が得られた。平成30年度では、異なる形状と構造をもつ炭素系材料の分散安定性に及ぼす表面フッ素修飾の効果に関する検討を行った。1)市販の天然球状黒鉛粒子(平均粒径50um)の場合、25°Cと1hでフッ素圧を10760 torrに変化させフッ素化を行った。XPS分析結果からは、380torr以上になると、288eV付近のC-F結合ピークが出現されており、未処理試料(91°)より少し高い接触角(>100°)を示した。しかし、100torr以下の試料の場合、水の接触角が低下(77°)したことから、一部分の表面表面にフッ素が結合され、極性表面を作製し、極性溶媒である水との濡れ性が改善したと考えられる。2)黒鉛ナノ粒子(平均粒径20nm)をフッ素化した場合、25°Cと1hで760torr以上でフッ素化を行うことで、水による接触角が139°となり、温度を100°Cまで増加すると、接触角が156°を示す白色フッ化黒鉛の作製に成功した。また25°Cと5h、1140torrでフッ素化を行った結果、接触角が3°となる超親水性を示した。これらの結果から、ナノ粒径をもつ黒鉛粒子であるほど、その効果が大きく、フッ素化の条件により親水性や撥水性表面を調整できることを確認した。3)黒鉛と同じ構造をもつ窒化ホウ素(BN、平均粒径100nm)のフッ素化の場合、25°Cと1h、100torrのフッ素化で高い分散安定性を示していることを水溶液中での粒子の沈降実験で確認した。しかし380torr以上のフッ素化試料の場合、未処理試料と同程度の数値であった。今後は、TiO2以外の無機ナノ粒子に及ぼす表面フッ素修飾の効果について検討を行う予定である。特に異なる結晶構造をもつ金属酸化物ナノ粒子であるNiO, SiO2, MnO2などに表面フッ素化を行い、分散性向上のための最適なフッ素化条件を見出す。
ワイマル期ベルリンにおける政治的暴力と「酒場」

本研究は、ワイマル期ベルリンにおいて「酒場」を拠点として政治的街頭闘争が繰り返されていた点に着目し、この政治的暴力の実態を一次史料に基づいて明らかにすることで、ワイマル期における「酒場」と「街頭政治」の関係を検討することを目的としている。結論として以下の3点を指摘した。第1に、社会主義者鎮圧法の時期に社会主義労働運動によって政治活動の場として利用されることで酒場は政治化されたこと、第2に、ワイマル期後半には社会民主党に加えてナチスや共産党も独自の酒場を持つようになり、酒場が政治的に分極化していったこと、第三に、ワイマル期の政治的酒場が街頭での政治的暴力の拠点となっていたことである。本研究は、ワイマル期(1920年代30年代初頭)ベルリンでの各政治勢力(ナチス、共産党、共和国擁護派など)による政治的街頭闘争が独自の「酒場」を拠点として繰り返されていた点に着目し、ベルリンにおける「政治的酒場」の実態及び、この「酒場」を起点に展開された諸政治勢力の政治的暴力を一次史料に基づいて分析・検討し、ワイマル期ベルリンの「酒場」と政治の関係を社会史的な具体相で捉えていくことを目的とする。2013(平成25)年度においては、ドイツの公文書館や図書館に保存されている史料の調査・収集を活動の柱とした。具体的には、8月下旬から9月中旬にかけて渡独し、ベルリン州立文書館(Landesarchiv Berlin)で研究課題に関する未公刊史料の調査・収集を行った。ここでは、当該時期のベルリン地方検察庁の裁判記録およびベルリン警察本部の報告書を中心に閲覧した。この結果、当該時期の政治的街頭闘争において「酒場」が果たしていた役割やベルリンにおける政治的酒場の存在を確認できる種々の史料を収集することができた。また、ベルリン国立図書館(Staatsbibliothek zu Berlin)では、研究課題に関連する文献、特に日本では入手困難な文献の閲覧・収集を行った。この間、研究課題の起点となる当該時期のベルリンでのナチスの政治的街頭闘争やプロパガンダ活動の状況を把握するべく2件の学会報告を行い、2本の学術論文を公表した。この結果、ワイマル共和国末期のベルリンにおける政治的街頭闘争(政治的暴力)では各党派の「酒場」が重要な役割を果たしていたことが確認された。本研究は、ワイマル期(1920年代30年代初頭)ベルリンでの各政治勢力(ナチス、共産党、共和国擁護派など)による政治的街頭闘争が「酒場」を拠点として繰り返されていた点に着目して、ベルリンにおける「政治的酒場」の実態及び、この「酒場」を起点に展開された諸政治勢力の政治的暴力を一次史料に基づいて分析・検討し、ワイマル期ベルリンの「酒場」と政治の関係を社会史的な具体相で捉えていくことを目的とする。2014(平成26)年度においては、前年度に引き続き、ドイツの公文書館や図書館に保存されている史料ならびに研究文献の調査・収集およびその分析を活動の柱とした。具体的には8月下旬から9月中旬にかけて渡独し、ベルリン州立文書館(Landesarchiv Berlin)およびプロイセン文化財団枢密文書館(Geheimes Staatsarchiv Preussischer Kulturbesitz)で当該時期のベルリン地方検察庁の裁判記録や警察報告ならびにプロイセン内務省の文書を閲覧した。この結果、とりわけ1920年代末から30年代初頭にかけてベルリンでは酒場を拠点とする各政治勢力の政治的暴力が頻発するようになり、警察など治安権力側も警戒を強めていくことを示す史料を入手することができた。また、ベルリン国立図書館(Staatsbibliothek zu Berlin)では日本では入手困難な文献の閲覧・収集を行った。さらに、2014(平成26)年度は1920年代のベルリンにおける政治的暴力事件に関する学術論文を執筆・投稿した。その際、ベルリンで収集した史料を用いてより実証的に論じることで、当該時期の政治的暴力の様子を具体相で把握した。本研究は、ワイマル期(1920年代30年代初頭)のベルリンでの各政治勢力(ナチス・共産党・共和国擁護派など)による政治的暴力が「酒場」を拠点として繰り返されていた点に着目して、この時期のベルリンにおける政治的酒場の実態およびこの酒場を起点に展開された政治的暴力を一次史料に基づいて分析・検討し、ワイマル期ベルリンにおける酒場と政治の関係を社会史的な具体層でとらえていくことを目的とする。2015(平成27)年度においては、これまで2年間の中で行った2回の渡独で収集した史料の分析とそれに基づいた論文の執筆を活動の柱とした。2015年度前半には、過去2年間の活動の中でまとめた1920年代から30年代初頭にかけてのベルリンにおける政治的暴力の概要とその際の酒場の役割に関する研究成果を踏まえて、こうした酒場と政治の関係の起源を明らかにするために、第二帝政期(第一次世界大戦前)まで遡って検討を行い、政治的酒場の成立に関する学術論文を執筆した。2015年度後半からは、再び1920年代から30年代初頭のベルリンでの政治的暴力について個別具体的な事件のレベルでの分析を行ったが、その際には過去2年間で収集した膨大な資料の中から政治的酒場を舞台にしたものを特にピックアップして、その原因・経緯・結果を一つずつ明らかにしようと努めた。対象となる事件数が多数に及ぶため、史料の分析は現時点で継続中であるが、その分析の終了次第、できる限り早い段階で成果を論文としてまとめる予定である。

本研究は、ワイマル期ベルリンにおいて「酒場」を拠点として政治的街頭闘争が繰り返されていた点に着目し、この政治的暴力の実態を一次史料に基づいて明らかにすることで、ワイマル期における「酒場」と「街頭政治」の関係を検討することを目的としている。結論として以下の3点を指摘した。第1に、社会主義者鎮圧法の時期に社会主義労働運動によって政治活動の場として利用されることで酒場は政治化されたこと、第2に、ワイマル期後半には社会民主党に加えてナチスや共産党も独自の酒場を持つようになり、酒場が政治的に分極化していったこと、第三に、ワイマル期の政治的酒場が街頭での政治的暴力の拠点となっていたことである。計画通りに渡独し、昨年に引き続いてベルリンでの史料調査を実施して、見込み通りの史料および文献を収集することができた。さらに、収集した史料の一部を用いて論文を発表し、研究対象時期のベルリンでの政治的暴力の状況を全体的に把握することができた。西洋史過去2年間で収集した史料は当初の想定以上のボリュームがあるため、引き続き分析を継続する必要がある。さらに、本研究のもう一つの柱である「酒場と政治」の問題については収集した多数の研究文献を読み解き、研究対象であるワイマル共和国期よりも長いスパンで考察を行う必要がある。このため、2015(平成27)年度においては収集した史料の分析と並行して、近代以降のドイツにおける「酒場と政治」の問題にも取り組みたいと考えている。計画通りにドイツで研究課題に関する史資料調査を実施して、見込み通りの史料および文献を収集することができた。また、研究課題の起点となる論文を発表する同時に学会報告も行い、それを通じて研究者から貴重な意見を得ることができた。ただし、ベルリンの文書館に保管されている史料は当初の想定以上のボリュームがあり、また3つの文書館に分散しているため、引き続き綿密な調査を継続していく必要がある。さらに、昨年度収集した史料や文献の整理・分析を進めて、可能であれば近現代ドイツにおける政治と「酒場」に関する概観的論文(中間成果の報告)へとまとめて、研究の見取り図を示し、その後の実証分析へとつなげていきたい。
ゲルの表面摩擦特性と超低摩擦材料の創製

高分子ゲルという素材をより幅広く様々な分野へ応用するに不可欠となる「ゲルの表面性状」に関する知見を,「摩擦」という物理現象から検討するのが本研究課題の趣旨であった.この趣旨に従って研究を推進した結果,主に以下2つの重要な知見を研究期間内に得た.1.ゲル表面で生じる摩擦力の滑り速度依存性ゲル表面が摩擦基板から静電的な斥力を受けている場合,摩擦力Fと滑り速度vはF∝ν^α(0【less than or equal】α【less thanor equal】1/2)の関係にあり,このαの値はある臨界の荷重を境として0から1/2へと急激に変化することを実験的に明らかとした.表面間相互作用が斥力である場合,その界面には溶媒層が形成され,その流体潤滑による粘性抵抗(F∝ν^1)が摩擦を支配するであろうと予測していた.この予測と実験結果の不一致は,表面間の相互作用だけではなく,ゲルのバルク部分の粘弾性的性質も何らかの寄与をしていることを示唆する.2.斥力相互作用下での静止摩擦性状界面に静電的斥力が働くゲル-摩擦基板どうしの摩擦挙動は(1)摩擦界面に剪断を加えた直後においては互いに滑り合わず,(2)ある臨界の剪断応力σ_Cが界面に加わって初めて相対的に滑り出すことを実験的に確認した.表面間に斥力が働いているにも関わらず静止摩擦を示す理由としては(1)電解質ゲル表面における水分子の特異性状(2)ゲル表面のモルフォロジー(凹凸)による影響(3)対イオンを介しての間接的な表面間吸着相互作用などの可能性が示唆されていた.いずれの効果・影響が静止摩擦を引き起こしたのかについては未だ断定に至っていない.しかしながら,σ_Cは剪断速度にほとんど依存しないが系の温度には強く依存し,高温であるほど小さい(滑りやすい),さらには,対イオンの水和能力が高いほどσ_Cは大きい(滑りにくい)ことを新たに明らかとした.いずれにせよ,流体潤滑の立場では静止摩擦の存在自体が考えられず,静電的斥力が働くゲル表面の特異性がより明確となった.それと同時に,特殊な相互作用がゲル界面を支配している可能性を示唆するに至った.高分子ゲルという素材をより幅広く様々な分野へ応用するに不可欠となる「ゲルの表面性状」に関する知見を,「摩擦」という物理現象から検討するのが本課題研究の趣旨である.この趣旨に従い研究を行なった結果,主に以下2つの重要な知見が得られた.1.ゲル表面で生じる摩擦力の滑り速度依存性ゲル表面が摩擦基板から静電的な斥力を受けている場合,摩擦力Fと滑り速度vはF∝v^α(0【less than or equal】α【less thanor equal】1/2)の関係にあり,このαの値はある臨界の荷重を境として0から1/2へと急激に変化することが実験的に明らかとなった.表面間相互作用が斥力である場合,その界面には溶媒層が形成され,その流体潤滑による粘性抵抗(F∝v^1)が摩擦を支配するであろうと予測していた.この予測と実験結果の不一致は,ゲル表面の性状だけではなく,バルク部分の性状も何らかの寄与をしていることを示唆する.2.反発相互作用下での静止摩擦性状界面に静電的斥力が働くゲル-摩擦基板どうしの摩擦挙動は(1)摩擦界面に剪断を加えた直後においては互いに滑り合わず,(2)ある臨界の剪断応力(静止摩擦力)σ_cが界面に加わって初めて相対的に滑り出すことを実験的に確認した.更にこのσ_cは、剪断速度にほとんど依存しないが系の温度には強く依存し、高温であるほど小さい(滑りやすい)ことが明らかとなった.表面間に斥力が働いているにも関わらず静止摩擦を示す理由としては(1)電解質ゲル表面における水分子の特異性状(2)ゲル表面のモルフォロジーによる影響(3)対イオンを介しての間接的な表面間吸着相互作用などの可能性が考えられる.いずれの効果・影響が静止摩擦を引き起こしたのかについては断定に至っていないが,流体潤滑の立場では静止摩擦の存在自体が考えられず,静電的斥力が働くゲル表面の特異性がより明確となった.それと同時に,特殊な相互作用が界面を支配している可能性を示唆するに至った.高分子ゲルという素材をより幅広く様々な分野へ応用するに不可欠となる「ゲルの表面性状」に関する知見を,「摩擦」という物理現象から検討するのが本研究課題の趣旨であった.この趣旨に従って研究を推進した結果,主に以下2つの重要な知見を研究期間内に得た.1.ゲル表面で生じる摩擦力の滑り速度依存性ゲル表面が摩擦基板から静電的な斥力を受けている場合,摩擦力Fと滑り速度vはF∝ν^α(0【less than or equal】α【less thanor equal】1/2)の関係にあり,このαの値はある臨界の荷重を境として0から1/2へと急激に変化することを実験的に明らかとした.表面間相互作用が斥力である場合,その界面には溶媒層が形成され,その流体潤滑による粘性抵抗(F∝ν^1)が摩擦を支配するであろうと予測していた.この予測と実験結果の不一致は,表面間の相互作用だけではなく,ゲルのバルク部分の粘弾性的性質も何らかの寄与をしていることを示唆する.2.斥力相互作用下での静止摩擦性状界面に静電的斥力が働くゲル-摩擦基板どうしの摩擦挙動は

(1)摩擦界面に剪断を加えた直後においては互いに滑り合わず,(2)ある臨界の剪断応力σ_Cが界面に加わって初めて相対的に滑り出すことを実験的に確認した.表面間に斥力が働いているにも関わらず静止摩擦を示す理由としては(1)電解質ゲル表面における水分子の特異性状(2)ゲル表面のモルフォロジー(凹凸)による影響(3)対イオンを介しての間接的な表面間吸着相互作用などの可能性が示唆されていた.いずれの効果・影響が静止摩擦を引き起こしたのかについては未だ断定に至っていない.しかしながら,σ_Cは剪断速度にほとんど依存しないが系の温度には強く依存し,高温であるほど小さい(滑りやすい),さらには,対イオンの水和能力が高いほどσ_Cは大きい(滑りにくい)ことを新たに明らかとした.いずれにせよ,流体潤滑の立場では静止摩擦の存在自体が考えられず,静電的斥力が働くゲル表面の特異性がより明確となった.それと同時に,特殊な相互作用がゲル界面を支配している可能性を示唆するに至った.