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都市空間の変容と場所イメージの歴史的形成に関する実証的研究-杜の都・仙台を事例に

本年度は、戦前に構成された「杜の都・仙台」の呼称とそれに相関する場所イメージが、終戦以降どのように変容したのかという点に留意しながら、仙台をめぐるローカルアイデンティティの現代的諸相について社会学的に明らかにした。まず、戦前の観光案内書や郷土書で流通していた「杜の都」の呼称が、昭和に入ると仙台をモチーフにした流行歌に用いられ、歌声の経験として場所の記憶となる局面に準目し、戦前に人気を博したレコード曲「ミス仙台」と戦後の仙台を表象する「青葉城恋唄」を取り上げ、両作品の歌詞に描かれた仙台像の比較分析から仙台の場所イメージの変容を明らかにした(その成果は『仙台都市研究』第3巻に論文発表)。加えて、仙台市の戦災復興事業に関与し、主に戦後仙台の緑地行政に従事してきた行政関係者OBへの聞き取り調査をおこない、「杜の都」の呼称が仙台市行政のシンボルとなっていった経緯についてオラールヒストリーをまとめた(その成果は、これまでの諸論文のなかで適宜活用している)。また、東北都市学会編『東北都市事典』(仙台共同印刷)の執筆依頼を受けたのを機に、戦前から戦後・現在にいたる「杜の都」の場所イメージの変化を通時的に概括した(武田担当項目:「杜の都」)。さらに、理論的研究として、近年再評価が進んでいるフランスの都市社会学者、アンリ・ルフェーヴルの空間生産論とその派生的議論を取り上げ、現在の都市社会学で注目されてきている「場所の社会学」論議への道筋を明らかにするとともに、その先駆的な研究として、英国の社会学者、ロブ・シールズの社会空間化論を検討した(その成果は『社会学年報』第33号に論文発表)。本年度は主に戦前期に重点を置き、仙台が近代日本の国土形成過程と交差する局面に留意しつつ、「杜の都」の場所イメージを支えていた社会的構成要素を明らかにした。1.「杜の都」の呼称が発生した明治末・大正から昭和戦前期にかけての観光案内書や紀行文、またそれらと隣接していた郷土史家の言説などを中心に資料収集を行い、仙台が「杜の都」としてどのように表象されていたのかについて検証した。これと平行して、同じ「森の都」の別称をもつ熊本市、金沢市についても戦前期の資料の閲覧・収集を行い、これら三都市の比較から、鉄道旅行の発達に伴い浮上した、近代日本の一形象としての地方都市像を明らかにした(『東北文化研究室紀要』第45号に論文発表)。2.観光書や郷土書で流通していた「杜の都」の呼称が、昭和に入ると流行歌に用いられ、歌声の経験として場所の記憶となる局面に注目し、戦前に人気を博したレコード曲「ミス仙台」と戦後の仙台を表象する「青葉城恋唄」を取り上げ、二つの歌詞に描かれた仙台像の比較分析から仙台の場所イメージの変容を明らかにした(この成果は平成15年度東北社会学会で発表)。3.戦後から今日に至る「杜の都・仙台」のシンボルを担ってきた青葉通りのケヤキ並木に注目し、都市空間の樹木をめぐるイメージの諸相について検証した。特に平成元年、地下駐輪場建設に伴う同ケヤキの一部撤去、および今後予定される地下鉄東西線建設に伴う大規模なケヤキ撤去をめぐって噴出した、市民の反対運動を分析し、この問題の底流に、明治以降都市計画思想としてわが国に輸入され、仙台では戦災復興事業による街路樹整備を契機に「杜の都」の志向的価値となった、街路樹・緑地に伴う「緑」のイメージが影響している点について明らかにした(『日本都市学会年報』第36巻に論文発表)。4.理論的考察として、アンリ・ルフェーヴルの都市論に関する論考を発表(『社会学研究』第47号)。
スピン波メタマテリアルの磁気ダイナミクスの解明

相互作用する磁性ナノ粒子集合体から成るスピン波メタマテリアルでの、磁気モーメントの歳差運動の解析的モデルを構築し、ギルバート減衰定数の制御が構造制御を通じて可能であることを明らかにした。またスピン波メタマテリアルでのスピントルク発振における、巨視的な減衰定数の解析的な方程式を導いた。有効減衰定数がスピン流に線形に依存する一方、スピントルク発振周波数は注入されたスピン流に影響をうけないことを明らかにした。さらに強磁性金属のミクロンサイズのカイラル構造を作製し、特徴的な電子スピン共鳴信号の観測に成功した。本研究はスピン波を介してメタマテリアルとスピントロニクスを融合させる道を拓いた。平成24年度は、スピン波メタマテリアルでの磁気モーメントの歳差運動モデルの解析計算を行った。具体的には、これまでの解析手法を応用し、スピントルク発振による磁気共鳴状態を記述するランダウ・リフシッツ・ギルバート方程式を、理論的に調べた。そしてスピントルク発振における、巨視的なスピンのギルバート緩和の解析的な方程式を導いた。この式は有効ギルバート緩和定数がスピン流に線形に依存することを示していた。対照的に、スピントルク発振周波数は、注入されたスピン流に影響をうけないことが明らかになった。しかしながら、時間依存で変化するスピン流、例えばスピン流パルス、を使えば、スピントルク発振の周波数を上昇できることを示した。この結果は、メタマテリアルとスピンエレクトロニクスとの融合に向けた第一歩となる。更にスピン波メタマテリアルの実験も行った。具体的には、強磁性金属のミクロンサイズのカイラル構造を、フォトリソグラフィとリフトオフを用いて作製した。そして膜厚50ナノメートルのコバルト薄膜による、直径50マイクロメートルカイラル構造の作製に成功した。しかしカイラル構造形成の歩留まりが悪かったため、その原因を解明するため、分光学的手法による形成メカニズムの解明を試みた。その後、プロセスの最適化の結果、歩留まりも向上し、安定した作製が可能になった。そしてカイラル構造の時計回り・反時計回りのカイラリティ制御にも成功した。現在、共振器型の電子スピン共鳴を用いて強磁性共鳴の測定を行っている。また数値モデルを構築し、数値シュミレーションも試みている。今後は更に、伝送線路型の強磁性共鳴での「一分子」計測を計画している。スピン波メタマテリアルは、磁性体が持つスピン波共鳴などの磁気共鳴を利用し、負の透磁率など特異な磁気特性を実現するための人工構造物質である。本研究では、スピン波メタマテリアルの解析的モデルの構築、その妥当性や定量性を検証するための数値計算、更にこれらを用いた物性予測に基づいて、スピン波メタマテリアルでの特異な磁気特性の実現を目指した。平成23年度は、相互作用する磁性ナノ粒子集合体からなるスピン波メタマテリアルでの、磁気モーメントの歳差運動の解析的モデルの構築を行った。そして構造によってギルバート減衰定数の制御が可能になることを明らかにした。これらの成果を、Physical Review B誌に論文発表した。平成24年度は、スピン波メタマテリアルでのスピントルク発振における、巨視的なギルバート緩和の解析的な方程式を導いた。そして有効ギルバート緩和定数がスピン流に線形に依存する一方で、スピントルク発振周波数は注入されたスピン流に影響をうけないことを明らかにした。これらの成果はJournal of the Magnetics Society of Japan誌、IEEE Transactions on Magnetics - Conferences誌に論文発表した。更に平成24-25年度にはスピン波メタマテリアルの実現を目指した。強磁性金属のミクロンサイズのカイラル構造を作製し、電子スピン共鳴を測定した。作製プロセスの改善を繰り返し、最終的に強磁性金属のカイラル構造に特有な磁気共鳴信号の観測に成功した。また数値シュミレーションや伝送線路型強磁性共鳴での「一分子」計測も試みた。これらの成果は日本物理学会などで口頭発表した。本研究成果はメタマテリアルという考え方を、磁性体やスピン流などと融合し、新たな研究分野へ拡張する足掛かりとして大変意義深い。スピン波メタマテリアルは、磁性体が持つ磁気共鳴、特にスピン波共鳴を利用し、負の比透磁率を実現するための人工構造物質である。本研究では、周波数制御可能なスピン波メタマテリアルの設計ツールを開発するために、相互作用する磁性ナノ粒子集合体の磁気モーメントが行う歳差運動の、解析的モデルを構築することを第一の目的としている。また、解析的モデルの妥当性・定量性を検証するために、我々が既に構築している数値的モデルで数値計算を行い、相互評価する。更に、検証された解析的モデルを駆使し、スピン波メタマテリアルの物性予測を行い、実際に微細加工技術を用いてスピン波メタマテリアルを作製し、スピン波共鳴を測定し、理論的予言を検証することを最終目的としている。初年度である平成23年度は、相互作用する磁性ナノ粒子集合体からなるスピン波メタマテリアルでの、磁気モーメントの歳差運動モデルの構築を行った。

磁気モーメントに対する運動方程式であるLLG方程式は、円運動の振動方程式と等価であることを示すことに成功した。そして、この等価方程式を用いて磁性ナノ粒子系の解析的モデルを構築することができた。更に、このようなスピン波メタマテリアルでは、構造によってギルバート減衰定数の制御が可能になることを明らかにした。このことは「メタマテリアル」という考え方を、磁性体やスピン流など、新たな研究分野へ拡張すると言う意味で、非常に意義深い。これらの成果を、Physical Review B誌に論文発表し("Control of Gilbert damping using magnetic metamaterials", Mitsumata and Tomita, 2011)、また日本磁気学会の学術講演会で口頭発表した。スピン波メタマテリアルの磁気モーメントの歳差運動の解析計算は完了した。これに加えて、メタマテリアルとスピンエレクトロニクスとの融合に向けた第一歩も踏み出すことができた。また実験ではスピン波カイラルメタマテリアルの作製、基板固定、カイラリティ制御に成功した。これらの成果から、研究目的の達成に向けて、概ね順調に進展していると言ってよい。今後は、数値計算と共に、共振器型及び伝送線路型の強磁性共鳴を用いてスピン波メタマテリアルでのスピンダイナミクスを明らかにし、構造によるスピンダイナミクスの制御を達成したい。初年度である平成23年度は、周波数制御可能なスピン波メタマテリアルの設計ツールを開発するために、相互作用する磁性ナノ粒子集合体の磁気モーメントが行う歳差運動の、解析的モデルを構築することを目的として研究を進めた。その結果、相互作用する磁性ナノ粒子集合体からなるスピン波メタマテリアルにおいて、磁気モーメントに対する運動方程式であるLLG方程式は、円運動の振動方程式と等価であることを示すことができた。そして、この等価方程式を用いて磁性ナノ粒子系の解析的モデルを構築することに成功した。このことは「メタマテリアル」という概念を、磁性体やスピン流など、新たな研究分野へ拡張し、統合すると言う点からも意義深い。これらの成果を、Physical Review B誌に論文発表し、日本磁気学会の学術講演会で口頭発表した。平成24年度に、スピン波メタマテリアルを作製し、強磁性共鳴を測定して、磁気ダイナミクスを解明する予定であったが、スピン波メタマテリアル作製の歩留まりが悪かったため、計画を変更し、まずスピン波メタマテリアルの形成メカニズムを、分光学的手法で解明することを試みた。この実験は平成24年度で完了し、プロセスの最適化も相まって、歩留まりも向上し、安定した作製が可能になった。
新規劣性免疫因子の機能解析による抗植物ウイルス免疫ダイナミクスの解明

植物はRNAウイルスに対して複数の免疫システムを備えているが、免疫システム同士がどのように相互作用するかは不明である。本年度は、植物ウイルスに対する新規劣性免疫因子の多面的な機能に関する手がかりを得るため、劣性免疫因子との結合因子のスクリーニングを行うとともに、劣性免疫変異体において他の坑ウイルス免疫の変動を調査した。まず、劣性免疫因子との相互作用因子のスクリーニングを実施した。その結果、劣性免疫因子の全長を対して、機能未知遺伝子を含む多数の相互作用候補因子が特定された。そのなかには、劣性免疫因子との相互作用に関わると予想される配列モチーフを有した候補因子が複数見出された。このことから、劣性免疫因子の機能発現に関わる重要な相互作用因子が含まれる可能性がある。次に、劣性免疫変異体において、他の抗ウイルス免疫の変動を調査した。ホルモン性免疫に関係するマーカー遺伝子PR-1の発現を調べたところ、変異体においてマーカー遺伝子の発現上昇が観察された。また、NMD免疫に関係するマーカー遺伝子の発現を調べたところ、当該マーカー遺伝子の変動は観察されなかった。以上のことから、劣性抵抗性変異体においてはホルモン性免疫が変動しており、この現象がウイルスに対する劣性免疫に影響する可能性が考えられた。本年度は、計画した実験項目を着実に実施した。相互作用因子のスクリーニングでは、相互作用に関わると予想される配列モチーフを有する候補因子が複数特定されたことから、実験方法ならびに結果の妥当性が裏付けられた。また、劣性免疫変異体におけるウイルス免疫関連遺伝子の発現解析では、劣性免疫と他の抗ウイルス免疫の相互作用を示唆する知見を得ることができた。以上のことから、本年度は概ね順調に研究が進展したと考えている。本年度は計画した実験項目を実施し、次年度の研究計画につながる知見を得ることができたため、次年度も当初計画通りに研究を実施する予定である。本年度は相互作用因子のスクリーニングの条件検討に当初の計画より時間を要したため、特定に至った相互作用候補因子と劣性免疫因子との植物細胞内での相互作用を確認する実験を完遂することができなかった。そのため、この確認実験に用いる予定であった物品費の一部が次年度使用額として生じた。次年度は、この確認実験の残りを年度の前半で速やかに実施する予定である。
血液の医用材料接触面における流れの挙動解析

より高度化される人工臓器の開発研究において、血液接触面に対する最適な材料の選択方法、最適な設計方法、最適な製造方法を確立することが、本調査研究の目的である。その目標達成のために、血流挙動解析を行う同一の対象モデルをまず設定する。それに対して、研究を組織する3人のメンバーが血液循環実験、流れの可視化実験、流体挙動の数値解析を行い、それぞれのデータの比較検討を行った。初年度はまず共同研究先である、米国ピッツバーグ大学おいてジム・アンターキー(Jim Antaki)助教授のバイオエンジニアリンググループとのミーティングを行い、そこで各施設の過去の実験と研究の成果を発表しあい、情報交換を行った。また、必要と思われる動物実験もその時に行い、エネルギーの散逸に基づく血液破壊を定量化する新たな数式モデルの提唱の可能性について、基礎的な検討を行った。そして初年度の終了時に共同研究者であるジム・アンターキー助教授を米国から招待し、早大におけるミーティングを開催した。そこでこの一年のそれぞれの成果を持ち寄り、数式モデルの妥当性の検討を行うとともに、明年度の役割分担を明確化した。最終年度(2年目)は、米国ピッツバーグ大学において再びミーティング・実験を行った。そこでは2年目のお互いの研究成果について説明した後、両者の合意した方法で新しい溶血実験を行った。その方法とは新鮮な牛の血液をまず遠心分離して血しょうを除く、そして、血しょうのかわりに生理食塩水と高分子デキストアンという糖度の異なる物質で置換する、その2種の液体で血球の破壊状態を調べる、という方法である。これによって得られたデータは再現性が高いものであり、また解析結果ともよく合致することを見出した。より高度化される人工臓器の開発研究において,血液接触面に対する最適な材料の選択方法,最適な設計方法,最適な製造方法を確立することが,本調査研究の目的である。その目標達成のために,血流の挙動解析を行う同一の対象モデルをまず設定する。それに対して,研究を組織する3人のメンバーが血液循環実験,流れの可視化実験,流体挙動の数値解析を行い,それぞれのデータの比較検討を行った。表記の目的に対して,今年度は3つの調査研究を実施した。1)ヨーロッパにおける人工臓器評価機関の訪問:イギリス,ドイツ,フィンランドにおいて,人工臓器・MEの性能を評価する機関を訪問し,そこで,医学-工学のデータ蓄積状況を調査した。特に数値解析が人工臓器の特性にどう反映されているかについて集中的に調査した。2)米国ピッツバーグ大学におけるミーティング・実験:研究の成果を発表しあい,情報交換を行った。また,必要と思われる動物実験もその時に行い,エネルギー散逸に基づく血液破壊を定量化する新たな数式モデルの提唱を行った。3)早大におけるミーティング:この一年のそれぞれの成果を持ち寄り,数式モデルの妥当性の検討を行うとともに,明年度の役割分担を明確化した。より高度化される人工臓器の開発研究において、血液接触面に対する最適な材料の選択方法、適切の設計方法、最適な製造方法を確立することが、本調査研究の目的である。その目的達成のために、研究を組織する3人のメンバーが血液循環実験、流れの可視化実験、流体挙動の数値解析を行い、それぞれのデータの比較検討を行った。表記の目的に対して、今年度は3つの調査研究を実施した。1.イギリスにおける人工臓器性能評価機関への訪問シェフィールド大学はヨーロッパの人工臓器性能基準策定に貢献した施設であり、現在も耐久試験、物理・化学的試験など幅広く行っている。そこの研究者との討論の中で、流れの挙動解析のいかなる指標が性能評価に最も有効かが明らかになってきた。2.ソウル国立大学における人工臓器の性能評価法のデータ取得人工弁を独自に開発し、それが人工心臓にどのように取り付けるのが適切かというテーマを中心に研究が行われており、その現在の調査を行った。

3.米国ピッツバーグ大学におけるミーティング・実験お互いの今までの研究成果について説明した後、両者の合意した方法で新しい溶血実験を行い、そのデータが再現性が高く、また解析結果ともよく合致することを見出した。
ヒストン脱メチル化酵素Ｆｂｘｌ１０は如何にして生殖細胞の発生を調整するのか？

持続的な精子形成にエピゲノム制御が重要な役割を果たしている。本研究ではエピゲノム調整因子であるFbxl10の精子形成における役割について検証した。結果、Fbxl10欠損マウスでは加齢に伴い精子形成不全が増加していた。また、Fbxl10欠損精原細胞では加齢が亢進し、細胞分裂の遅滞が生じることを観察した。以上よりFbxl10は精原細胞の加齢を抑制することで持続的な精子形成に寄与することが示唆された。本研究では、ピストン脱メチル化酵素であるFbxl10/Kdm2b(以下Fbxl10)の精子および卵子形成における機能を詳細に解析している。平成23年度は以下に示す3点について研究を行った。1)精巣におけるFbxl10の発現動態の解析精巣におけるFbxl10の生理的な発現動態の詳細はこれまで明らかではなかった。そこで、新生児から性成熟に至る各時期の精巣を経時的に回収し、Fbxl10のRNA量の変動を解析した。その結果、出生直後ではFbxllOの発現は殆どみられず、減数分裂の開始と同時に発現量が著しく上昇し、性成熟に達する時期にプラトーに達してその後は高い状態で推移することを明らかにした。2)精細管における精細胞の分布と減数分裂の進行の観察精細胞の各分化段階のマーカーを用いて、精巣内における精細胞の分布と減数分裂の進行を免疫組織学的に観察した。その結果、加齢に伴い減数分裂を完了する性細胞が激減するとともに、未熟な精原細胞の数も少なくなることを明らかにした。また、一見正常に見える弱齢の精細感においても、各文化段階の精子の分布に異常が見られることを観察した。3)Fbxl10を欠損した精子から作出した配偶子の発生能の検証正常な胚発生には精子および卵子特異的なDNAのメチル化(インプリンティング)が必須であり、異常なインプリンティングを受けた配偶子から次世代は作出されない。近年このインプリンティングがヒストンのメチル化状態の変動を介してマーキングされることが示唆されている。そこで、Fbxl10欠損オスマウスから精子を回収し、体外受精、体外胚培養および胚移植実験に供すことで精子の次世代形成能を検証した。その結果、新生仔の出生率が対照区と比較して半分以下に低下すること、特定の時期で胎仔の死滅が起こるのではなく、妊娠期間を通じて堕胎が起こっていること、更に、生まれてきた子供には特に以上が見られないことを観察した。本研究では、ヒストン脱メチル化酵素であるFbxl10/Kdm2b(以下Fbxl10)の精子形成における機能を詳細に解析している。平成24年度は以下に示す3点について研究を行った。<Fbxl10を欠損したマウスにおける精子形成能の観察> Fbxl10欠損マウスの精巣を免疫染色法により組織学的に解析した。その結果、性成熟直後の精子形成には顕著な異常は観察されなかったものの、加齢にともなって精子形成に異常が見られる精細管の割合が有意に上昇することを確認した。<精巣から回収した精原細胞におけるトランスクリプトーム解析> 3ヶ月齢(弱齢)および1年齢(加齢)のFbxl10欠損マウスおよび野性型マウスから精原細胞をそれぞれ回収し、マイクロアレイを用いてトランスクリプトーム解析を行った。その結果、Fbxl10を欠損した弱齢精原細胞では、同週齢の野性型マウスとは多くの遺伝子において発現パターンが異なること、ならびにその遺伝子群は野性型において加齢に伴って変動する遺伝子群と高い共通性を示すことが明らかになった。<体外培養系を用いたFbxl10欠損精原細胞の性状解析> Fbxl10欠損マウスから精原細胞を回収し体外培養に供したところ、安定的に自己複製を行う体外培養精原細胞株が樹立された。次に、Fbxl10欠損精原細胞株と野性型精原細胞株の比較検証を行ったところ、Fbxl10欠損細胞では加齢マーカーが有意に上昇し、さらに細胞の分裂周期が長くなることが明らかになった。精子・精巣の解析に関しては平成23年に計画しているほぼすべての計画を終え、平成24年度に計画をしていた一部の研究に関しても既に解析を始めている。25年度が最終年度であるため、記入しない。精子・精巣を用いた研究は、これまで通り逐次進行する。一方で、まとまった数を確保するのが精子よりも困難である卵子の研究に関しては、平成23年度は主にサンプリングを進めることに費やした。平成24年度の早い段階で卵子の解析にも着手し、年度内で全ての計画を完了させる予定である。
多様なナノ構造炭素で被覆された無機ナノ粒子の作製とセラミックス複合材料への応用

グラフェン数層分の炭素を均一に被覆したアルミナナノ粒子から高い導電性を持つ炭素-アルミナナノ複合材料を開発した。一次粒子径13 nmのアルミナナノ粒子表面に800°CのプロピレンCVDでナノ炭素薄膜を被覆し、放電プラズマ焼結装置で押し固めることで、一体構造を持つ炭素アルミナナノ複合体を作製した。焼結過程において、被覆炭素はアルミナの粒界に沿って再構築され、複合体内に三次元に発達したナノネットワーク構造となった。モノリス状のナノ複合体全体に継ぎ目なく均質に発達した導電パスにより、12820 S/mもの高い導電性を示す材料となった。本年度はナノレベルで構造を制御した炭素膜を被覆したセラミックスナノ粒子を原料として用いることで、炭素がナノレベルで均質に複合化された炭素-セラミックスモノリス構造体の開発を行った。■高い導電性を持つ炭素-アルミナナノ複合体の作製一次粒子径約10 nmのアルミナナノ粒子を800 °CのプロピレンCVDによりグラフェン数層分の炭素被覆を施した。この炭素被覆アルミナナノ粒子を原料として放電プラズマ焼結によりモノリス体を作製した。SEM及びTEMによるモノリス体のナノ組織構造観察から、アルミナに被覆した炭素膜の厚さ(0.42 nm)と焼結条件により、炭素-アルミナナノ複合構造が変化することが確認された。例えば、炭素被覆量20 wt%のアルミナナノ粒子から作製したモノリス体内部では、炭素が粒界100 nm以下のアルミナの周りに均一に発達し、全体にシームレスなナノネットワーク構造を形成していることが確認された。このモノリス体の導電率は12000 S/mを超え、同質量の炭素を含むカーボンナノチューブ-アルミナ複合体の二倍以上の導電性を持つことが分かった。つまり、炭素ナノネットワークがアルミナマトリックス内で均質に存在することで、効率的な電子移動パスができたためと考えられる。化学気相蒸着(CVD)法による無機ナノ粒子表面へのグラフェン数層分の炭素被覆技術の開発とその形成機構の調査を行った。本年度では、粒子径1080 nmのメソポーラスシリカとアルミナナノ粒子に1 nm以下の薄い炭素薄膜を均一に被覆する方法を確立した。以下に本年度の主要な研究成果として、メソポーラスシリカへの均一炭素被覆について詳細を述べる。■メソポーラスシリカ粒子表面への均一炭素被覆シリカ表面は化学的に不活性であるため、従来のCVD法による炭素形成は比較的高温(800°C以上)でしか起きない。しかしながら、高温では反応速度が増大することから、炭素堆積量は制御しにくくなるため、メソポーラスシリカのような多孔質材料の内表面にナノオーダーの薄膜を均一に被覆するのは極めて困難である。本研究では、トリメチルシリル化したメソポーラスシリカを用いることで、低温CVDによる均一炭素被覆を試みた。トリメチルシリル化したシリカ表面への炭素形成のメカニズムは次のように提案される。シリカ表面上のトリメチルシリル基は600°C付近で熱分解し、メチルラジカルとシリコンラジカルを形成する。生成したメチルラジカルは炭素前駆体であるアセチレン及びその派生物である多環芳香族を活性化することで炭素化を促進し、同時にシリカ表面におけるシリコンラジカルが炭素形成の核形成サイトとして働く。この方法により、従来の方法では不可能であった600°Cの低温CVDで、メソポーラスシリカ表面上に1 nm以下の炭素ナノ薄膜を均一に被覆することが可能になった。本手法は表面にトリメチルシリル化さえできればどのようなシリカナノ粒子にも適応できるため、多様な炭素被覆ナノ粒子の作製手法として極めて有効である。平成24年度の研究目標である「炭素ナノ構造の形成形態の制御と解析」は、シリカ及びアルミナナノ粒子のグラフェン数層の炭素ナノ薄膜被覆が制御可能となったことでほぼ達成された。加えて、メソポーラスシリカの炭素被覆の詳細な形成メカニズムへの理解が深まったことで、多様な炭素被覆シリカナノ粒子の作製が可能になり、次年度の炭素複合セラミックス材料の開発を進めやすくなった。また、平成25年度の研究目標である「炭素被覆無機ナノ粒子を利用した機能性複合材料の開発」の前検討も順調に進んでいる。具体的には、炭素被覆ナノ粒子とゴムとの複合材料の評価法(炭素とポリマーの結合量の測定など)もカーボンブラックを用いた検討により確立している。更に放電プラズマ焼結(SPSを用いた炭素無機ナノ粒子を用いた複合セラミックスの試作サンプルの作製も成功している。これらの理由により、本研究は当初の計画目標を達成した上で、次年度の研究計画を進めるために十分な検討が進んでいると評価できる。平成24年度に得られた結果を基に以下の機能性複合材料の開発を進める。■炭素-セラミックスナノ

複合材料の作製と特性評価炭素被覆無機ナノ粒子を用いることで、炭素のナノネットワーク構造を制御した炭素-セラミックスナノ複合材料を作製し、その詳細な構造の解析及び物性の評価を進める。炭素のナノネットワーク構造の制御の方策として、無機セラミックスの形態制御(球状、数珠状、線維状など)と被覆する炭素構造の制御(CVD条件、炭素前駆体など)した炭素被覆無機ナノ粒子の作製を進める。これらの原料から作製した複合体について、TEM観察などによって複合体内に形成した炭素ナノ構造、特にセラミックスとの複合化がどのように進んでいるかについて確認し、複合体の機械的特性や導電性に対する影響を調べる。■炭素被覆ナノ粒子のゴムとの複合化と性能評価従来のゴムのフィラー材料(カーボンブラック)と同じような形態(一次粒子形状と二次粒子形状)を持つ炭素被覆無機ナノ粒子を作製し、カーボンブラックの表面構造とセラミックスの機械的物性を併せ持つ新規のゴム複合材料の作製を行う。上述の多様な炭素被覆無機ナノ粒子を用いて、ゴムとの複合体を作製し、炭素表面のエッジ面と高分子との結合量とゴム複合体の機械的特性の関係を調べる。平成25年度の研究では、主に炭素-セラミックス複合体試料作製のための材料費(原料ガス、ナノ粒子合成試薬など)、冶具(SPS実験用の消耗品)などの物品費、SPS実験及び成果報告のための旅費を主な使用用途とする。次年度では50万円以上の実験機器などの購入予定はない。
メカノケミカル処理を利用した土壌固化体の合成

初年度の実験結果より、エトリンガイト生成系にて圧縮強度の向上が望めたが、アルカリ溶出が大きいということがわかる。農業用や植生用で再利用する場合、低アルカリ性である必要がある。そこで、今年度は低アルカリ型固化体の作製を目指し、各種添加試薬の検討を行う。つまり、主原料として産業副産物の土壌を用い、それにセッコウ、生石灰を加え、これに各種試薬(硫酸塩、炭酸塩)の添加を試み、その後、遊星型ボールミルで乾式混合粉砕を行い、成形・加水養生して固化体を作製する。さらに、今年度は鉛の固化体実験における粉砕処理の影響も検討する。その結果、以下のような結論を得る。1.エトリンガイトを生成すると圧縮強度は大きく上昇。ただし、アルカリ溶出は大きくなる。つまり、エトリンガイトを生成させるためには、アルカリ性に保つ必要がある。2.低アルカリ溶出性にするために、遊離のCaOと反応させる必要があり、硫酸塩(硫酸アルミニウム、硫酸アンモニウム、硫酸マグネシウム、硫酸第一鉄)や炭酸塩(炭酸マグネシウム)の添加を検討する。その結果、低アルカリ性となったのは、硫酸アルミニウムと硫酸アンモニウムを添加した場合であり、さらに、ある程度の強度が得られるのは硫酸アンモニウムを用いる場合である。3.重金属である鉛(今回は塩化鉛の試薬を微量添加する)の溶出に関しては、原料粉砕産物の状態でも固化体の状態でも、粉砕処理することで鉛溶出量がおさえられる。以上より、硫酸アルミニウムを添加試薬として用い、遊星型ボールミルによる粉砕処理(メカノケミカル処理)を利用することで、低アルカリ溶出型固化体を作製でき、鉛溶出量もおさえられることがわかる。主原料として、産業副産物となる破棄予定の土壌(アルミナ成分含有)を用い、それにセッコウ、生石灰、硫酸アルミニウムなどの試薬を添加。遊星型ボールミルで乾式混合粉砕を行い、成形・加水養生して固化体を作製する。固化体の強度(圧縮強度)やアルカリ溶出、重金属イオン溶出に及ぼす粉砕の効果を知る。今年度はエトリンガイト生成系にて実験を行い以下のような結果を得る。1)粉砕処理(1時間)することで圧縮強度は大きく上昇し、未粉砕産物のものより約5倍になる。2)エトリンガイトを生成すると圧縮強度は大きく上昇。3)農業用などにこの再生土壌を使用する場合、アルカリ溶出は少ない方が良い。低アルカリ性にするために、硫酸アルミニウムの添加を試みた。その結果、硫酸アルミニウムを多目に添加すると低アルカリ性(中性)になる。しかし、エトリンガイトの生成はなく圧縮強度も弱くなる。4)酸化マグネシウム、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄等の試薬添加も検討したが、強度上昇には効果がない。5)重金属であるカドミウム(今回はカドミウムを微量添加し固化体を作製する)の溶出に関しては、固化体のpHが大きく関与し、固化体強度あるいはエトリンガイト生成量との相関性は得られなかった。さらに、今年度は鉛の固定化実験における粉砕処理の影響も検討する。

1.エトリンガイトを生成すると圧縮強度は大きく上昇。ただし、アルカリ溶出は大きくなる。つまり、エトリンガイトを生成させるためには、アルカリ性に保つ必要がある。2.低アルカリ溶出性にするために、遊離のCaOと反応させる必要があり、硫酸塩(硫酸アルミニウム、硫酸アンモニウム、硫酸マグネシウム、硫酸第一鉄)や炭酸塩(炭酸マグネシウム)の添加を検討する。その結果、低アルカリ性となったのは、硫酸アルミニウムと硫酸アンモニウムを添加した場合であり、さらに、ある程度の強度が得られるのは硫酸アンモニウムを用いる場合である。3.重金属である鉛(今回は塩化鉛の試薬を微量添加する)の溶出に関しては、原料粉砕産物の状態でも固化体の状態でも、粉砕処理することで鉛溶出量がおさえられる。以上より、硫酸アルミニウムを添加試薬として用い、遊星型ボールミルによる粉砕処理(メカノケミカル処理)を利用することで、低アルカリ溶出型固化体を作製でき、鉛溶出量もおさえられることがわかる。
フロー系マイクロリアクターを用いる光化学的新規へテロ環化合物の合成

高効率・高選択的光化学反応の開発を目的として、フロー系マイクロリアクター(1 mmφ、長さ2ー5mのFEPチューブ)を用いる分子内光環化反応による新規環状化合物の合成を行った。1-シアノナフタレンの2位または4位とプレニル基またはビニロキシ基を窒素または酸素等で連結した化合物に光照射すると、速やかに[2+2]分子内光環化付加反応が起こり、ヘテロ環化合物が高収率で生成した。また、フェナントレンの9位にアニリノ基をメチレン鎖(n=25)で連結した化合物では、n=3, 5のとき、スピロ化合物が、n=2のとき、9-メチレン-9,10-フェナントレンが効率よく得られた。分子内に窒素または酸素を含む数種の化合物を合成し,フロー系マイクロリアクター(1 mmΦ,長さ2 mのフッ素化されたエチレンポリマー(FEP)チューブ)とバッチ型反応器(10 mmΦのガラス管)を用いたこれらの化合物の分子内光環化反応を比較検討した。(1) 9-(3-アニリノプロピル)フェナントレンならびに9-(5-アニリノペンチル)フェナントレンのベンゼン溶液にPyrexフィルターを用いて>280 nm光を照射すると,いずれも9位でアニリノ基がスピロ型に閉環した化合物がほぼ定量的に生成した。しかし,反応効率は著しく異なり,同じ光源を用いた場合,バッチ系では2時間以上要したのに比べ,フロー系では5分以内で完結した。今後,濃度効果,溶媒効果などについて詳細に検討する。(2)ナフタレンの2位にN-メチルアミノメチル基,1位に9-フェナントリル基をもつ化合物に直接光照射しても反応しなかったが,1,3-ジシアノベンゼンを共存させ,アセトニトリル中で光照射すると,分子内で光アミノ化したと思われる付加体が得られた。(3) N-(o-クロロベンジル)-1-ナフチルアミンを含むアセトニトリル溶液に3N水酸化ナトリウム水溶液を加え,バッチ式で光照射するとゆっくりと原料物質が消失した。現在,反応物の単離精製を試みている。(4) o-クロロベンザル-4-メトキシアニリンのアセトニトリル溶液に光照射し,フェナンスリジン誘導体の単離を試みた。しかし,現時点では分子内付加体の単離にはいたっていない。また,この反応系に水素化ホウ素ナトリウムを共存させ,同様に光照射したが複雑な化合物を与えた。(5) 2-(5-メチル-2-オキサ-4-ヘキセニル)ナフタレンのアセトニトリル溶液に少量の1,4-ジシアノナフタレンを加えて光照射すると,少量ではあるが,分子内[2+2]環化付加体が生成した。高効率・高選択的光化学反応の開発を目的として,フロー系マイクロリアクターを用いる光環化反応を検討した。分子内に窒素または酸素を含む8種類の化合物を合成し,フロー系マイクロリアクター(1mmΦ,長さ2 mのフッ素化されたエチレンプロピレン(FEP)チューブ)とバッチ型反応器(10 mmΦのPyrexガラス管)を用いて光反応性を比較した。(1)1-シアノナフタレンの2位とビニロキシ基をエチレングリコールユニット(n=1,2)で連結した化合物のベンゼン溶液にバッチ型反応器を用いて>280 nm光を照射した。その結果,n=1のとき,シアノナフタレンの1,2-位で環化付加した化合物が生成したが,n=2のときは全く反応せず,原料を回収した。現在,フロー系マイクロリアクターを用いて光反応を行っている。(2)フェナントレンの9位とアニリノ基をメチレン鎖(n=25)で連結した化合物の光照射では,n=3およびn=5のとき,速やかに反応が進行し,9位でアニリノ基がスピロ型に閉環した化合物が高収率で生成した。反応速度は,バッチ系では反応終了までに2時間以上要したの比べ,フロー系では10分以内で反応が完結した。一方,n=2の場合,メチレン鎖の切断が起こり,9-メチレン-9,10-ジヒドロフェナントレンを与えた。また,n=4では,反応が極めて遅いことがわかった。(3)N-(o-クロロベンジル)アニリンならびにo-クロロベンザルアニリンの光反応によって,フェナンスリジンの合成を試みたが,現時点では単離にいたっていない。昨年度につづいて出発原料の合成に若干手間取っているが,光源,シリンジポンプなど光反応の条件ならびに分離手段などはほぼ確立した。すでに,適切な光反応の条件が設定されており,ヘテロ環化合物の合成について最終年度には,多くの成果に期待がもてる。高効率・高選択的光化学反応の開発を目的として、フロー系マイクロリアクターを用いる分子内光環化付加反応による新規ヘテロ環化合物の合成を行った。フロー系マイクロリアクター(1mmφ、長さ2-5 mのフッ素化されたエチレンプロピレンポリマー(FEP))チューブを用いて、バッチ型反応器(10 mmφPyrexガラス管)と比較検討した。(1)1-シアノナフタレンの4位にエチレングリコールユニット(n=1,2)でビニロキシ基を連結した化合物のベンゼン溶液に313 nm光を照射すると、n=1の場合、分子内で光環化付加した化合物が生成した。

フロー系マイクロリアクターを用いると、バッチ型容器に比べて、極めて速やかに反応が進行した。この付加体はナフタレン環の1,2-位で[2+2]環化付加したシクロブタン化合物と推定した。しかし、n=2の場合、長時間光照射しても反応は進行せず原料を回収した。(2)1-シアノナフタレンの2位にプレニル基を-CH2N(Ts)- (Ts = p-メチルフェニルスルフォニル基)で連結した化合物を(1)と同様にフロー系マイクロリアクターで光照射すると、ナフタレン環の1,2-位で[2+2]環化付加した含窒素化合物が速やかにほぼ定量的収率で生成した。バッチ型反応器で反応させると、反応がかなり遅くなり、逆反応による出発物質への戻りとともに複数の構造未決定のものに変化した。(3)N-(o-クロロベンジル)アニリン、N-(o-クロロベンジル)-1-アミノナフタレンおよびo-クロロベンザルアニリンのアセトニトリル溶液にトラップ剤としてNaOHを少量加えてフロー系マイクロリアクターで光照射したが、目的とするフェナンスリジンおよび関連するヘテロ環化合物を現時点で単離することができなかった。高効率・高選択的光化学反応の開発を目的として、フロー系マイクロリアクター(1 mmφ、長さ2ー5mのFEPチューブ)を用いる分子内光環化反応による新規環状化合物の合成を行った。1-シアノナフタレンの2位または4位とプレニル基またはビニロキシ基を窒素または酸素等で連結した化合物に光照射すると、速やかに[2+2]分子内光環化付加反応が起こり、ヘテロ環化合物が高収率で生成した。また、フェナントレンの9位にアニリノ基をメチレン鎖(n=25)で連結した化合物では、n=3, 5のとき、スピロ化合物が、n=2のとき、9-メチレン-9,10-フェナントレンが効率よく得られた。出発原料の合成にかなりの時間を費やし,光源,シリンジポンプなど反応装置の設定にも手間取ったため,マイクロリアクターを用いる光反応の実施が予定より大幅に遅れた。そのため,適切な光反応の条件を捜すことに時間を費やした。現在,フロー系マイクロリアクターを用いる新規なヘテロ環化合物の合成を目指して,遅れを取り戻すべく努力している。なお,予備的ではあるがいくつか興味深い結果を見出しており,個々の光反応生成物の単離・構造決定を行っている。これまで合成してきた酸素や窒素で連結した化合物の分子内光環化反応を行い,構造決定を行う。また,溶媒,照射時間,反応温度などの最適化を行うとともに,フロー系マイクロリアクターとバッチ型反応容器との反応性の違いを明確にしていく。光化学窒素または酸素を含むいくつかの化合物を合成できたので,順次これらを用いた光化学反応を行っていく。また,電子移動の特性を活かした新規光化学反応の開発を目指すとともに,得られた化合物の構造決定を行う。加えて,フロー系マイクロリアクターとバッチ型反応容器との反応性の違いを確認する。
円錐角膜発症におけるマトリックス分解酵素の役割

本研究では円錐角膜における細胞外マトリックスの分解系の亢進、特にマトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)の発現を遺伝子レベルおよびタンパク質レベルで解析することを目的とし、既に提出した実験計画概要に基づいて、初年度は各種MMPのタンパク質レベルでの局在を円錐角膜と正常角膜で比較検討した。免疫組織化学を用いた解析の結果、正常角膜ではMMP-2,MMP-3,MMP-7,MMP-9,MT1-MMPは角膜上皮において発現しており、一部角膜実質細胞周囲にも発現していた。特に円錐角膜では角膜上皮においてMMP-2の前駆体であるPro-MMP-2の発現が亢進していた。また興味深いことに円錐角膜以外の炎症性角膜疾患ではPro-MMP-2の発現よりも活性型MMP-2の発現が著しく上昇しており、角膜の炎症に伴いMMP-2が活性化されることが示唆された。In situハイブリダイゼーションおよび半定量的RT-PCRの結果も以上の所見と矛盾せず、円錐角膜発症の過程、特にその初期の病態に共通する角膜上皮による基底膜の破壊においては、基底膜構成成分のIV型コラーゲンを基質とするMMP-2の関与が考えられた。免疫組織化学を用いた解析の結果、正常角膜ではMMP-2、MMP-3、MMP-7、MMP-9、MT1-MMPは角膜上皮において発現しており、一部角膜実質細胞周囲にも発現していた。今回検討した臨床検体の範囲では、正常角膜と円錐角膜でのこれらの抗体に対する染色性の顕著な差は認められなかった。現在、ゼラチンザイモグラフィーおよびWestern blottingによりこれらの酵素の活性等を比較検討中である。更に来年度にわたって、in situハイブリダイゼーションおよび半定量的RT-PCRを行うことによって、これらの酵素のmRNAレベルでの局在等を解析し、円錐角膜発症の過程における分解酵素の役割を解明する。
放射線DNA損傷を増感させるアンテナ分子の探索

本研究では、放射線増感作用のあるアンテナ分子を探索することである。放射光ビームラインに接続したEPr装置を用いたDNA塩基分子のラジカル測定から、Br原子の持つ電子吸引効果がラジカル生成過程に大きく関与すること、また比熱測定からBrの存在により微視的な状態数が増加することを明らかにした。さらにプラスミドDNAにBrウラシルを導入すると、X線照射によるDNAの2本鎖切断修復が20%増関した。モンテカルロシミュレーションを用いた計算により、このような2本鎖切断はDNA上の電荷移動により生じると推測された。これらの結果は、Br近傍の特異な電子状態がアンテナの性質に深く関与していることを示唆している。私たちは、ハロゲン原子による放射線増感効果の新奇なメカニズムとして、“分子アンテナ"の存在を予測している。本研究ではこの仮説を、実験と理論の両面から実証し、どのようなメカニズムで分子アンテナが周囲のラジカルや二次電子を効率よく捕集するのかを理解することを目的とする。そのために、本年度は、ESR法によりBr以外のハロゲン(F、Cl、I)やニトロ基など、様々な官能基を有するウラシルに対してESRを試み、官能基のどのような性質に対してラジカル抑制効果が観測されるかを評価した。実験には、高輝度放射光施(SPring-8)の軟X線ビームライン(BL23SU)に設置されたESR装置を用いた。試料として、F,Cl,Iを官能基に持つウラシルを真空中で蒸着した薄膜を作成して用いた。この試料薄膜に対し、窒素及び酸素のK吸収端領域の軟X線を、ESR装置のキャビティー中でエネルギーを掃引しながら照射し、ESR測定を行った。その結果、Br原子の場合と同様に、ハロゲン置換していない通常のウラシルと比べ、不対電子収量が大きく減少する結果が得られた。このことから、ハロゲン元素がピリミジン環に対して大きな電子吸引性を持ち、これによりESRで観測されるラジカル生成が現象することが推測された。これらの結果を国際会議で発表し、専門家とハロゲン含有DNA分子の電子物性に関する討議を行い、次年度のハロゲンDNAに対する分光実験と新しいアンテナ分子のデザインを検討した。ハロゲン置換DNA関連分子に対するESR測定など、当初予定されいた実験は順調に進展し、得られた成果を国際会議で発表することができた。ハロゲン化塩基とこれを含むDNAの電子状態に着目し、ハロゲン化塩基の取り込みによる放射線増感のメカニズムを明らかにすることを目的とした研究を進めてきた。本年度は、ハロゲン原子の一つであるBr原子を含むと同時にDNAに取り込まれる塩基の一つであるBrウラシルの単結晶、及びBrを含まない塩基であるチミンやウラシルの単結晶の作成を試み、これらの結晶試料に対して低温における熱容量の測定を極低温カロリーメータを用いて実施した。熱容量測定により、Brを含んだDNA部位の電子状態を、微視的な状態数として評価することが可能となる。Brウラシル及びチミンの単結晶の作成と比熱測定に成功し、予想通りBrウラシルの方が微視的状態数が多い結果を得ることができた。しかし、質の良いウラシル単結晶を得るに至らず、今後結晶化の方法を改良する必要がある。これらと並行し、実際の長鎖DNA中にハロゲンをドープさせた時に、放射線照射に対するDNA損傷収率の増感効果の検出を新たに試みた。大腸菌を培養する際に培地にBrウラシルを添加し、菌内のプラスミドDNAにBrを取り込ませた上でこれを抽出精製し、X線照射を行った。照射後のプラスミドDNAを電気泳動法により分析することでDNA損傷を定量した。その結果、DNAの二重らせんが切断されるタイプの損傷が、Brを取り込ませていないコントロールに比べ約20%の増感が起こることが明らかになった。これらの知見を元に、さらにBrの取り込み率を変化させることで、Brの電子状態がどのように放射線増感に寄与しているかを明らかにする研究を継続する予定である。当初予定通り、ハロゲン置換DNAの電子物性を明らかにするための電子分光・吸収測定等を実施するとともに、当初予定にはないカロリーメトリー法を用いた試料の電子状態観測を試みる。さらにモンテカルロ法によるハロゲン原子周辺でのDNA損傷分布の計算を実施する。放射線生物物理学SPringー8における本テーマの実験のためのビームタイムに3名出張する予定が、諸事情により2名で実施した。また本年度購入予定の試薬類について、既存の試薬を活用することができた。さらに、当初購入予定していたワークステーションが、次年度により高性能の機種が販売される見込みのため、購入を延期したことが理由である。ワークステーションや試薬類など、当初の計画通りに購入をすする予定である。またビームタイム出張を、次年度は予定通り3名で実施する。
フラクタル次元解析を用いた地中レーダにおけるクラッタ信号の抑圧

地中レーダにおけるクラッタ信号の抑圧を目的とし,広帯域特性を有しアンテナリンギング成分が非常に小さいビバルディアンテナの設計と作成を行った.数値シミュレーションによって最適なアンテナ形状を決定し,実験によって広帯域特性とアンテナリンギング成分が抑圧されたことを確認した.500MHz-6GHzの周波数帯域においてアンテナリターンロスは-8dB以下であり,アンテナリンギング成分のレベルは主パルスのピーク値と比較して-25dB以下である.また,アンテナサイズは250mm*200mm*1.6mmであり,地中レーダのアンテナとしては文句の無い範囲のサイズである.実験によって本アンテナの適用によって,従来の広帯域アンテナよりも高分解能且つ鮮明な地下イメージの合成が可能となることを証明できた.このことで,埋設物検知の精度・信頼性の向上が期待できる.世界的に見ても地中レーダのクラッタ信号の抑圧は,非常に重要で挑戦的な課題である。これまでに行った研究は,表題のフラクタル次元解析を用いたクラッタ信号の抑圧とはアプローチは異なるものの,研究のゴールはクラッタ信号の抑圧及び高精度且つ信頼性の高い地下イメージの作成という点で合致しており,研究の意義が十分にある.また,本研究で開発したビバルディアンテナは設計手法及び基本特性が非常にユニークであり,アンテナ工学の観点からも,有意義な研究である.地中レーダにおけるクラッタ信号の抑圧を目的とし,広帯域特性を有しアンテナリンギング成分が非常に小さいビバルディアンテナの設計と作成を行った.数値シミュレーションによって最適なアンテナ形状を決定し,実験によって広帯域特性とアンテナリンギング成分が抑圧されたことを確認した.500MHz-6GHzの周波数帯域においてアンテナリターンロスは-8dB以下であり,アンテナリンギング成分のレベルは主パルスのピーク値と比較して-25dB以下である,また,アンテナサイズは250mm*200mm*1.6mmであり,地中レーダのアンテナとしては文句の無い範囲のサイズである.このアンテナの適用によって,高分解能且つ鮮明な地下イメージの合成が可能となるので,埋設物検知の精度・信頼性の向上が期待できる.世界的に見ても地中レーダのクラッタ信号の抑圧は,非常に重要で挑戦的な課題である.これまでに行った研究は,表題のフラクタル次元解析を用いたクラッタ信号の抑圧とはアプローチは異なるものの,研究のゴールはクラッタ信号の抑圧及び高精度且つ信頼性の高い地下イメージの作成という点で合致しており,研究の意義が十分にある.また,本研究で開発したビバルディアンテナは設計手法及び基本特性が非常にユニークであり,アンテナ工学の観点からも,有意義な研究である.また,バイスタティック型レーダシステムの拡張版として開発を考えている,地上デジタル放送のOFDM信号を用いた受動型バイスタティックレーダシステムに関しては,国際会議及び国内学会,更に論文の調査等によって,開発に必要となる情報収集を十分に行ってきた.博士課程最終年度で,システムの構築及び基礎実験を予定している.地中レーダにおけるクラッタ信号の抑圧を目的とし,広帯域特性を有しアンテナリンギング成分が非常に小さいビバルディアンテナの設計と作成を行った.数値シミュレーションによって最適なアンテナ形状を決定し,実験によって広帯域特性とアンテナリンギング成分が抑圧されたことを確認した.500MHz-6GHzの周波数帯域においてアンテナリターンロスは-8dB以下であり,アンテナリンギング成分のレベルは主パルスのピーク値と比較して-25dB以下である.また,アンテナサイズは250mm*200mm*1.6mmであり,地中レーダのアンテナとしては文句の無い範囲のサイズである.実験によって本アンテナの適用によって,従来の広帯域アンテナよりも高分解能且つ鮮明な地下イメージの合成が可能となることを証明できた.このことで,埋設物検知の精度・信頼性の向上が期待できる.世界的に見ても地中レーダのクラッタ信号の抑圧は,非常に重要で挑戦的な課題である。これまでに行った研究は,表題のフラクタル次元解析を用いたクラッタ信号の抑圧とはアプローチは異なるものの,研究のゴールはクラッタ信号の抑圧及び高精度且つ信頼性の高い地下イメージの作成という点で合致しており,研究の意義が十分にある.また,本研究で開発したビバルディアンテナは設計手法及び基本特性が非常にユニークであり,アンテナ工学の観点からも,有意義な研究である.
会計情報とコーポレートガバナンス－リスク・テイクとR&D投資を中心に

本研究では、退職給付に係る負債が研究開発活動やM&A、配当政策、現金保有等に与える影響について実証分析を行った。近年、退職給付に係る負債は、内部負債の1つとして米国を中心に実証分析が蓄積されつつある。そこで、内部負債をめぐる理論研究と実証研究を敷衍したうえで、仮説を構築し、さまざまな実証的解明を行った。その結果、退職給付に係る負債は、日本企業の特徴である保守的なリスクテイクや、配当政策、M&A、現金保有などさまざまな局面に極めて多大な影響を与えていることが確認された。すなわち、日本企業が必ずしも株主重視に移行できない論理として、従業員持分である退職給付に係る負債があることを解明した。2015年度は次の研究を行った。第1に、退職給付に係る負債と研究開発との関係を分析し、退職給付に係る負債が大きいほどR&D費用を削減する傾向があることを明らかにした。とりわけ、R&D費用計上前経常利益が前期のR&D費用よりも小さいサンプルで、こうした傾向が確認された。すなわち、未積立の企業年金が大きいほど、R&D投資を削減することを通じて、損失を回避しようとするのである。第2に、先行研究でR&Dとの関連が指摘されている業績予想に関連して、経営者予想とアナリスト予想を予測精度と価値関連性の観点から比較した。分析の結果、小規模企業では経営者予想の価値関連性が高いのに対して、大規模企業ではアナリスト予想の価値関連性が高いことが確認された。おおむね順調に進展していると考えるのは、次の理由による。2015年度には日本会計研究学会、Australasian Finance and Banking Conferenceで研究発表を行い、2016年度にも同じく日本会計研究学会で発表することが確定しているからである。また、当初は1リスク・テイクをめぐる実証研究のサーベイ、2R&D投資をめぐる実証研究のサーベイ、3未積立の退職給付債務とリスク・テイクおよびR&D投資との関連をめぐる実証研究を行うことを予定した。このうち、1と2は予定通りに実施し、3については損失の回避の観点から実施した。平成28年度は次の5つの研究実績がある。第1に、「退職給付に係る負債と研究開発活動」『會計』第190巻第2号,2016年8月号,69-82頁を公表した。本研究は退職給付に係る負債が大きいほど、損失を回避するために研究開発投資を削減する傾向があることを明らかにした。第2に、2016年9月12日にグランシップで開催された日本会計研究学会で「配当政策と退職給付に係る負債」を発表した。本研究発表では、退職給付に係る負債が大きいほど配当を支払わなくなる傾向があることを実証的に解明した。第3に、2016年10月9日に武蔵大学で開催された日本経営財務研究学会で「現金保有と退職給付に係る負債」を発表した。本研究発表では、退職給付に係る負債が大きいほど、黒字企業の場合でも配当性向が低下することを明らかにした。第2と第3の研究結果は、退職対照表に計上された退職給付に係る負債により、日本企業が配当を通じた株主還元に消極的になっていることを示唆する。平成28年度には、学会発表を4件、1本の論文公表を行った。これを元に、平成29年度に少なくとも1本の論文公表、4件の学会報告を行う予定であり、本研究課題はおおむね順調に進展している。本年度は次の3つの研究を行なった。第1に、会社分割によるM&Aと退職給付に係る負債との関係について実証分析を行った。分析の結果、退職給付に係る負債が大きいほど、会社分割によるM&Aが実施される可能性が高いことを示す実証結果が得られた。第2に、内部負債である退職給付に係る負債が株主還元の変更に与える影響について実証分析を実施した。その結果、次の2点が明らかになった。1つは、退職給付に係る負債が大きいほど、配当総額や株主還元総額を減少する傾向が強くなるということである。退職給付に係る負債が大きいほど、減配になったり、あるいは自社株買いの金額が少なくなるのである。いま1つは、退職給付に係る負債が大きいほど、配当総額や株主還元総額の減少額が大きくなるという点である。つまり、退職給付に係る負債が大きいほど、減配を実施する場合の減配される金額が大きくなり、自社株買いを削減するとしてもその削減額がより大きくなることを意味する。2015年度に日本会計研究学会で発表した論文を雑誌に掲載する予定であり、2016年度にはアメリカ会計学会と日本会計研究学会で研究を発表し、論文を公表する計画である。