hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
日本型高度土地利用作物栽培システム確立のための土壌微生物機能の解明と利用

そこで、本研究では分子生物学的な手法を取り入れることを検討しており、土壌から微生物のDNAを採取する方法を開発し、これを蛍光顕微鏡を利用して解析する方法を検討している。土壌微生物の機能は、作物の根系形成との関係に着目して検討する必要があるので、水稲を対象として根系形成の動態をミニライゾトロン法を利用して検討した。その結果、根の発生と枯死分解を詳細に把握することが可能となり、養水分吸収の入口となる側根のターンオーバーが速いことが明らかとなってきた。(1)マメ科作物として生産量が世界第2位であるラッカセイの根系形成について、特にリン施肥に対する1次側根の生育反応に着目して検討し、これまでの成果を含めて取りまとめた。(2)ラッカセイの日本における主要品種である千葉半立とナカテユタカの2品種を供試して、根系形成と根粒着生について比較検討を行った。その結果、千葉半立は比較的大型の根粒を少数持つのに対して、ナカテユタカは比較的小型の根粒を多数着生した。以上のような特徴は主根基部やそこに形成される1次側根の肥大生長とともに顕著になった。(3)土壌微生物の中で培養できるものは全体の10%以下しかないことが明らかとなってきた。そこで、土壌中から微生物のDNAを直接抽出して分析することによって微生物の多様性を検討することを試みた。その結果、現時点では収率がまだあまりよくないものの、土壌微生物のDNAを抽出することができ、それを利用して多様性の解析や、優占種の同定を行うことができた。ただし、特定種の定量化ができていない点が、今後に残された課題である。(4)上記の手法を利用して、水田で栽培されたイネや畠で輪作されたナタネの根圏の微生物相の解析を行った。(1)輸作体系の中で重要な位置を占めるマメ科作物としてタイズとラッカセイが挙げられ,日本国内でも転換畑や普通畑における重要な作物である。しかし,ラッカセイにおける根系形成に関する知見は少ない,そこで本研究ではラッカセイの根系形成解明の一環として,今年度は根系形成,根粒分布と窒素固定能力との関係について検討した。まず,ラッカセイの根粒の形態学的な特徴を確認した上で,個々の根粒サイズと窒素固定能力との関係について調査した結果,根粒の直径を測れば根粒の窒素固定能力を評価できることが明らかになった。次に,圃場において根系形成と根粒形成の調査を行ったところ,ラッカセイでは多くの根粒が1次側根から2次側根が分岐する部分に形成されることが分かった。これは他のマメ科作物とは異なるラッカセイ固有の特徴的な分布であることが確認された。さらに,ラッカセイの根系形態を変化させる目的でラッカセイの主根の根端を切断したところ,主根基部側から派生する1次側根が長くなり,それに伴って根粒部分も変化した。この実験結果から,根系を変化させれば窒素固定能力を制御できる可能性が示唆された。(2)根圏薇生物などの土壌微生物評価方法は従来から培養試験で行われてきたが,培養法は操作が煩雑の上,土壌全体の数%の微生物しか把握することが出来ないことが知られている。このような状況を踏まえて,本研究では,水田土壌と畑地土壌の根圏微生物叢の解析にPCR-DGGE法やFISH法などを導入した結果,水田と畑地の根圏微生物を構成する微生物種は異なり,水田では嫌気性菌のClostridium属,畑地では好気性菌のBacilus属がそれぞれ優占することが確認された。このように,根圏微生物の解析に分子生物学的手法を取り入れることにより,従来法より,簡便に多くの知見を得ることができた。
メソポーラスシリカの特性を活用する新規反応の開発とその応用

近年、メソポーラスシリカ(MPS)の細孔内に金属を固定化した触媒がいくつか報告されているが、主に金属の担持利用に限られ、MPSの化学特性を利用した研究はほとんどない。ごく最近、筆者は細孔内径約3 nmのMPS内部にバナジウム触媒を固定化した新規触媒V-MPS3を合成し、これとリパーゼを併用する動的光学分割(DKR)法を開発した[Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 3654-3658]。V-MPS3は狭い極性反応場を形成し、また、水酸基を化学選択的に脱離させる機能を有することを見出した。そこで本研究では、これらMPSの未開拓な特性を詳細に調べ、積極的に利用した新規反応開発とその応用研究を行う。平成27年度の研究実施計画に基づき以下の結果を得た。(1)一般的にラセミ体アルコールのリパーゼ触媒光学分割で導入されるアシル基は後の反応工程の途中で除去され、利用されることはほとんどない。そこで本研究では、申請者が以前開発したリパーゼ/V-MPS3複合触媒を用いるDKRで導入されるアシル基を分子内Diels-Alder反応に活用して、多環状分子の不斉構築することを計画した。ジエン構造を有するラセミ体アルコールとジエノフィル構造を有するアシルドナーを用いてリパーゼ/V-MPS3複合触媒DKRを行い、生成する光学活性エステルをV-MPS3により触媒される分子内Diels-Alder反応を行う検討を行った。その結果、三重結合を持つアシルドナーやフェニルスルフォニル基を持つアシルドナーが目的に適うことを見出した。これによって、DKRとDiels-Alder反応が順次し、多環状分子が得られることが分かった。(2)上述した多環状分子の不斉構築法を天然化合物の不斉合成に応用した。その結果、14工程の変換を経て(-)-himbacineの不斉合成を達成した。27年度が最終年度であるため、記入しない。H26年度の研究実施計画に基づき、以下の成果を得た。(1)細孔径を自由に変更できるメソポーラスシリカ(MPS)は、有用な素材として近年注目を集め、細孔内に金属を固定化したMPSがいくつか報告されている。しかし、ほとんどの研究が金属の担持利用に限られ、MPSの化学特性を利用した研究はほとんどない。そこで申請者はMPSの未開拓な特性を明白にするため、V-MPS3 (内径約3 nm)に加え、内径約2 nm及び4 nmのMPSの内表面のシラノール基にオキソバナジウムを共有結合させたV-MPS2とV-MPS4をそれぞれ調製した。3種類のV-MPSを用いて光学活性アリルアルコールのラセミ化経時変化を測定したところ、MPSの細孔径が大きくなるほど基質アルコールの細孔内への進入が容易であることが明らかになった。また、V-MPS内部は高極性反応場を形成しており、極性の高い化合物の方が細孔内に進入しやすいとも分かった。さらに、3種類のV-MPS(V-MPS2-V-MPS4)を用いてリパーゼ触媒DKR反応を行った。その結果、DKR反応においても細孔径と化合物の大きさが反応速度や副反応に密接に関係することが分かった。(2)本研究では、V-MPSを用いてプレニルアルコールから求核剤と反応させることにより水酸基直接活性化プレニル化反応を開発する。すでに申請者は予備実験で、インドールとプレニルアルコールをV-MPS存在下に反応させると、3-プレニルインドールが生じることを見出していた。そこで、本プレニル化反応を多様な芳香族化合物で検討した。その結果、ジメチルアニリンを用いた場合、2種類のモノプレニルアニリンの異性体混合物を合計収率50%で得た。本法はV-MPSにより水酸基の直接脱離を行っているため、操作の簡便性に加え、共生成物が水のみという環境調和性に優れた反応と言える。

ジエン構造を有するラセミ体アルコールとジエノフィル構造を有するアシルドナーを用いてリパーゼ/V-MPS3複合触媒DKRを行い、生成する光学活性エステルをV-MPS3により触媒される分子内Diels-Alder反応を行う検討を行った。その結果、三重結合を持つアシルドナーやフェニルスルフォニル基を持つアシルドナーが目的に適うことを見出した。これによって、DKRとDiels-Alder反応が順次し、多環状分子が得られることが分かった。(2)上述した多環状分子の不斉構築法を天然化合物の不斉合成に応用した。その結果、14工程の変換を経て(-)-himbacineの不斉合成を達成した。申請者はH26年度の研究計画に従い本課題に取組み、以下の3つの成果を得た。1.MPSの未開拓な特性を明白にするため、V-MPS3 (内径約3 nm)に加え、内径約2 nm及び4 nmのMPSの内表面のシラノール基にオキソバナジウムO=V(OSiPh3)3を共有結合させたV-MPS2とV-MPS4をそれぞれ調製した。V-MPS2, V-MPS3, V-MPS4を用いて光学活性アリルアルコールのラセミ化経時変化を測定した。その結果、MPSの細孔径が大きくなるほど基質アルコールの細孔内への進入が容易であることが分かった。更に、V-MPS内部は高極性反応場を形成しており、極性の高い化合物の方が細孔内に進入しやすいことも明らかとなった。2.動的光学分割においても細孔径と化合物の大きさが反応速度や副反応に密接に関係することが分かった。また、基質アルコールの分子サイズに応じてV-MPS2, V-MPS3, V-MPS4を使い分けることにより、動的光学分割の収率を向上できることが明らかになった。3.V-MPSはアルコールと化学選択的に反応し、カチオン中間体を経由してラセミ化が進行する。これを応用し、V-MPSを用いてプレニルアルコールからプレニルカチオンを生成し、求核剤と反応させることにより水酸基直接活性化プレニル化反応を開発した。申請者は予備実験で、インドールとプレニルアルコールをV-MPS存在下に反応させると、3-プレニルインドールが生じることを見出していた。そこで、本プレニル化反応を多様な芳香族化合物で検討したところ、ジメチルアニリンを用いた場合においてもプレニル化が進行することを見出した。これはアニリン類の直接的プレニル化の初めての例である。これらは何れも、メソポーラスシリカの特性を活用する新規反応の開発研究に極めて重要な知見である。27年度が最終年度であるため、記入しない。申請者はH27年度、以下の3つ研究指針をもとに研究を行う。1.水酸基の脱離性を高めるためには別の置換基に変換する必要があった。一方、V-MPSにより水酸基の直接脱離を行うことができれば、操作の簡便性に加え共生成物が水のみという環境調和性に優れた反応となる。そこで申請者は1年目に開発した細孔内径の異なるMPSを用い、位置選択的プレニル化反応や新規グリコシル化反応における分子標識や立体制御反応の開発に引き続き挑戦する。2.一般的に光学活性な多環状分子は光学活性化合物のジアステレオ選択的Diels-Alder反応や、プロキラル化合物に光学活性触媒を作用させるエナンチオ選択的Diels-Alder反応により構築される。一方、リパーゼ/バナジウム複合触媒による動的光学分割と分子内Diels-Alder反応を連続進行させる申請者の方法は、ラセミ体から一挙に光学活性な多環状分子を定量的に構築する新たな不斉合成法になる。そこで、本多環状分子構築法の条件を精査すると共に一般性を明らかにする。
褥瘡治癒促進に向けた看護技術の開発-動物モデルを用いたずれ力の実証-

平成14年度診療報酬改定により、以前と比べ、仰臥位および側臥位時の圧迫が原因となる褥瘡発生は確実に減少し、また発生したとしても早期に治癒促進が図れるようになった。しかし、依然として難治性褥瘡は残っており、その中のひとつとして創縁の肥厚がある。この肥厚形成要因は、体位変換、臥床時のポジションニング、ベッド頭側挙上などの看護技術によって生じる力学的負荷(ずれ)であると考えられている。しかし臨床においてこの因果関係を解明することは、センサーがないこと、24時間の生活をモニタリングする必要があることなどの課題が多く、困難である。この現象解明と看護技術改善には、研究者らはモデルを作成することが適した方法と考えるが、未だその方法論は確立していない。本研究では、最初に動物モデルを用いたずれ負荷実験を行い、組織学的検討を行った。その結果ずれの負荷量が大きいと循環障害・膠原線維の走行の変化を著しくさせ、治癒を遷延させることが示唆された。次に、モデルに組み込む肉眼的所見の数量化情報として、発赤部位を近赤外線を用いて測定し、その後の治癒過程との関連を分析した。その結果、近赤外線透過度相対値は、壊死部を呈する部位において3171%、壊死を呈さない部位において90122%の値が得られ、2分化することができた。このことからそれぞれの治癒過程をたどる部位の相対値を2分する分離値を設定し、その予測妥当性を検討したところ、壊死を呈すると予測される部位において平均75.0%の一致度がみられた。近赤外線の情報は妥当性があると示唆された。さらに、外力が負荷された場合の応力解析モデルを検討するための基礎実験ならびに有限要素法を用いたシュミレーションモデルを試案した。本研究により看護技術開発のためのモデルをどのように構築していくかの方法論が提示できたと考える。ガイドラインにそった褥瘡ケア基準が実施されている病院にて褥瘡の治癒過程の実態を調査した。その結果、ケア基準実施1ヶ月が経過しても、治癒しない褥瘡は全146部位中50部位(34.2%)であった。治癒遅滞褥瘡の深達度は、Stage II(NPUAP分類)が58%と最も多く、発生部位は足部が最も多く、ついで仙骨部、背部であった。Stage IIの褥瘡治癒過程は創または創底から表皮細胞が分裂増殖し、治癒する。遅滞するのは、何らかの要因で表皮化の機序が阻害されているためと考える。上述の遅滞する治癒過程を経時的に組織学的に検討する目的で、ラットを用いて表皮化が遅延する創傷モデルの作成を行った。その結果、肉眼的に創縁皮膚が浸軟し表皮化が起こらない創傷モデルの作成の可能性が示唆された。われわれの研究室でヒトの難治性褥瘡を対象とした組織学的検討では、以下の所見が得られている。(1)錯角化を伴った過角化と表皮層の肥厚、(2)好中球を主体とした炎症細胞の浸潤を伴ったフィブリン様壊死物質の存在、(3)まばらな膠原線維、である。さらに免疫染色学的所見からは、正常な創傷治癒過程では、表皮化の際に、角化細胞の遊走の下層にフィブロンネクチンやIV型コラーゲンを認める。また、これらは角化細胞が遊走する先端に確認される。

一方、表皮の伸展が停止した際の結合組織では、これらフィブロンネクチンやIV型コラーゲンは認められなかった。次年度は、このモデルの妥当性を検討する目的で、ヒトの難治性褥瘡の組織像との比較を実施予定である。さらに、妥当性が確認されれば、経時的に組織学的検討を実施予定である。【目的】尾骨部褥瘡の発生要因として、ギャッチアップ時の頭尾方向のずれがあげられる。これまで、ギャッチアップにより引き起こされる褥瘡はポケットを形成し、治癒が遷延することなどが報告されている。しかし、ずれの負荷量を段階的に変えて組織学的に検討した報告はない。そのため、本研究ではラットを用いて一方向のずれの負荷量の違いが褥瘡の治癒過程に及ぼす影響について検討した。【方法】対象:1113週齢のWister系雄ラット20匹。方法:側腹部に8kgで6時間圧迫のみ負荷した対照群と、同様の圧迫と一方向(尾側方向)のずれを0.5kg、1.0kg、1.5kgそれぞれの重りを用いて負荷した実験群の治癒過程を肉眼的・組織学的に比較した。組織学的観察として創作製後7日目に試料採取を行い、常法に従って処理し、HE染色を行った。なお、実験は金沢大学宝町地区動物実験委員会にて承認され、指針に基づき行った。【結果】肉眼的所見:対照群では壊死が形成されず、実験群では壊死が形成された。1.5kg群のみ潰瘍が形成され、最も治癒が遷延した。組織学的所見:実験群ではずれの負荷量が大きい群ほど真皮下層における出血とうっ血、皮下組織・筋層での損傷が顕著であった。また、ずれの負荷量が大きい群ほど表皮に対して平行になっている膠原線維が多くみられた。【考察・まとめ】実験群において肉眼的に観察された壊死や組織学的に観察された真皮の出血やうっ血は、圧迫に一方向のずれが加わることで血管が引き伸ばされ、血管内腔が狭窄・閉塞したことによる循環障害が考えられた。また、皮下組織・筋層での損傷が顕著であったことは膠原線維が表皮と平行になると同時に真皮層が薄くなることで、弾性が失われたためと考えられた。以上より、一方向のずれの負荷量が大きいと循環障害・膠原線維の走行の変化を著しくさせ、治癒を遷延させることが示唆された。今年度の研究は,昨年度の研究結果におけるずれの負荷量が増すほど創傷の侵襲が大きくなる点に注目し,治癒過程を従来の主観的創状態評価ではなく,血流回復過程ととらえその数量化を試みたものである。ラット褥瘡モデルを用い褥瘡作成直後の発赤部における近赤外線透過度を算出し検討した。血管を通過した近赤外線は,血中のヘモグロビンに特異的に吸収されるので,血管の信号強度が低下する。撮影した画像では皮膚や血管にコントラストがついて描写される。この画像をコンピュータで解析することで数量化できる。この結果,近赤外線透過度相対値は,壊死部を呈する部位において3171%,壊死を呈さない部位において90122%の値が得られ,2分化することができた。このことからそれぞれの治癒過程をたどる部位の相対値を2分する分離値を設定し,その予測妥当性を検討したところ,壊死を呈すると予測される部位において平均75.0%の一致度がみられた。以上より,肉眼的に違いを判別することが困難な発赤部においても近赤外線透過度を用いることで治癒過程の予測が可能となることが示唆された。以上の結果から,ずれを受けた部分に生じる皮膚損傷の重症度とその治癒を客観的に評価するツールへの示唆を得た。今後の課題として以下が挙げられる。1.近赤外線撮影は,皮膚または創部に密着することが測定条件となる。しかし,この条件は,感染に対する問題点,繰り返し圧迫になる問題点を生じた。
ルイス塩基触媒を駆動力とする分子内連続反応系構築と多様性指向型天然物合成への応用

これまでにインカルボニル構造を有する3ー(3ーフェニルプロピノイル)フェノール類に対しLewis塩基触媒を作用させると,プロトンまたはアシル基の分子内転位と,生じるフェノキシドまたはアニリドの位置選択的環化反応が連続的に進行し,フラボンやオーロン, 3ーアシルフラボンおよび3ーアシルー4ーキノロンが合成できることを報告している.次に,分子内に1,2ージオール構造を有するインカルボニル化合物を,触媒的に活性化させることができれば, 1,2ージオールからの位置選択的な環化反応によるビシクロケタール骨格の構築が可能と考えた.この場合,環化反応の位置選択性および反応を連続的に2回進行させる条件の設定が鍵となる.また,本手法を用いることで6,7員環ビシクロケタール骨格,スルホン化されたセリノール構造およびグリセロホスファチジルコリン構造を有する海洋天然物siladenoserinol Aの全合成へと展開できると期待した.反応条件を検討した結果,インカルボニル構造を触媒的に活性化できることがわかり,望む位置選択的な分子内環化反応が進行したビシクロケタール骨格を良好な収率で得ることに成功した.続いて合成したビシクロケタール誘導体に対し, Juliaオレフィン化を用いたセリノール部位の導入とHornerーWadsworthーEmmons反応を用いたコリン部分の導入を行いsiladenoserinol Aの全合成を達成した.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。2-(3-フェニルプロピノイル)フェノールに対しLewis塩基触媒を用いた位置選択的5-exo環化反応によるオーロン誘導体の新規合成法を検討した.2-(3-フェニルプロピノイル)フェノールからオーロン誘導体を合成する場合,塩基性条件では望む5-exo環化と同時に6-endo環化が進行し,フラボン誘導体との混合物となることが問題であった.この位置選択性の問題を解決するため2-(3-フェニルプロピノイル)フェノールに対し,様々なLewis塩基を用いて検討したところ, EtOH溶媒中2.5mol%のPBu3を用いることで温和な条件下速やかに反応が進行し,高収率かつ高選択的に5-exo環化体であるオーロン誘導体を得られることを見い出した.さらに基質適応範囲についても検討し,ベンゼン環上に電子供与性基および電子求引性基を導入した基質を用いても速やかに反応は進行し,高収率かつ高選択的に対応するオーロン誘導体が合成できることが分かった.また重溶媒を用いた反応機構の解析から反応中間体としてイリドの生成が考えられ,本反応が2-(3-フェニルプロピノイル)フェノールに対するLewis塩基の付加から始まることを明らかにした.以上により,適切なLewis塩基触媒を選択することで2-(3-フェニルプロピノイル)フェノールの6-endo環化および5-exo環化をそれぞれ選択的に進行させることができることを見い出し,対応するフラボン誘導体およびオーロン誘導体の高収率かつ高選択的な合成法の開発に成功した.2-(3-フェニルプロピノイル)アニリン類に対するLewis塩基触媒を用いた分子内アシル基転位-位置選択的6-endo環化反応による3-アシル-4-キノロン誘導体の新規合成法の開発を検討した.先に2-(3-フェニルプロピノイル)フェノール類に対し, Lewis塩基触媒を作用させることで,プロトンまたはアシル基の分子内転位反応が連続的に進行し,フラボンおよびオーロン, 3-アシルフラボン誘導体の合成ができることを見出している.ここで2-(3-フェニルプロピノイル)アニリン類に対して同様の機構で反応を進行させることができれば,ニューキノロン系抗菌薬などの医薬品にも見られる3-アシル-4-キノロン誘導体の合成が可能であると考えた.様々なLewis塩基を用いて検討したところ, DMF溶媒中30mol%の9-アザジュロリジン(9-AJ)を用いることで,アシル基の転位とキノロン骨格の構築が連続的に進行し,高収率で望む3-アシル-4-キノロン誘導体が生成することがわかった.また基質適応範囲についても検討を行った.様々なアシル基をアニリン窒素原子上に導入した2-(3-フェニルプロピノイル)アニリン類に対して9-AJを作用させたところ,室温下で望む反応が進行し,対応する3-アシル-4-キノロン誘導体が良好な収率で得られた.この際,アシル基の転位能はその嵩高さに依存することがわかった.さらに反応機構についても知見を得るためにNMRを用いた反応追跡を行ったところ基質,生成物および9-AJのみが観測され, 9-AJ付加体は見られなかったことから本反応は9-AJの1,4-付加が律速段階であることが示唆された.当初の目標である2-(3-フェニルプロピノイル)アニリン類の分子内アシル基転位-位置選択的環化反応の開発について, Lewis塩基触媒として9-AJを用いることで,高選択的かつ高収率で望む3-アシル-4-キノロン誘導体が得られることを明らかにした.本反応は,3位へのアシル基の導入と4-キノロン骨格の構築を同時に行った初めての例である.また様々なアシル基を持つ基質を用いた場合でも,対応する3-アシル-4-キノロン誘導体に変換できることを見出し,抗菌活性を持つことが期待されるキノロン骨格を多様かつ短工程で合成できることから,活性化合物の探索研究の効率化に大きく寄与するものと考えられる.

これまでにインカルボニル構造を有する3ー(3ーフェニルプロピノイル)フェノール類に対しLewis塩基触媒を作用させると,プロトンまたはアシル基の分子内転位と,生じるフェノキシドまたはアニリドの位置選択的環化反応が連続的に進行し,フラボンやオーロン, 3ーアシルフラボンおよび3ーアシルー4ーキノロンが合成できることを報告している.次に,分子内に1,2ージオール構造を有するインカルボニル化合物を,触媒的に活性化させることができれば, 1,2ージオールからの位置選択的な環化反応によるビシクロケタール骨格の構築が可能と考えた.この場合,環化反応の位置選択性および反応を連続的に2回進行させる条件の設定が鍵となる.また,本手法を用いることで6,7員環ビシクロケタール骨格,スルホン化されたセリノール構造およびグリセロホスファチジルコリン構造を有する海洋天然物siladenoserinol Aの全合成へと展開できると期待した.反応条件を検討した結果,インカルボニル構造を触媒的に活性化できることがわかり,望む位置選択的な分子内環化反応が進行したビシクロケタール骨格を良好な収率で得ることに成功した.続いて合成したビシクロケタール誘導体に対し, Juliaオレフィン化を用いたセリノール部位の導入とHornerーWadsworthーEmmons反応を用いたコリン部分の導入を行いsiladenoserinol Aの全合成を達成した.当初の目標である2-(3-フェニルプロピノイル)フェノールの位置選択的環化反応の開発について,ホスフィン系のLewis塩基を用いることで5-exo環化の選択性が向上することを見い出し,特にEtOH溶媒中PBu3をLewis塩基触媒として用いることで高選択的かつ高収率でオーロン誘導体を得られることを明らかにした.また電子供与性基や電子求引性基をもつ基質を用いた場合でも対応するオーロン誘導体に変換することができることを見い出し,様々なオーロン骨格を有する化合物の合成へ展開可能であることを示した.本年度までの結果から, Lewis塩基触媒が2-(3-フェニルプロピノイル)フェノール類および2-(3-フェニルプロピノイル)アニリン類に対し1,4-付加することで,プロトンまたはアシル基の転位と位置選択的環化反応が連続的に進行し多様なフラボノイド誘導体とキノロン誘導体を合成できることを明らかにした.今後は,本反応を利用した生物活性天然物の合成について検討する.28年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の結果からLewis塩基触媒が2-(3-フェニルプロピノイル)フェノールに対して1,4-付加することで反応活性種が系中で生成することで,位置選択的環化反応が進行することが明らかになった.基質のフェノール性水酸基をアミノ基とすることで,医薬品等で多くみられているキノロン骨格を構築できることが考えられる.そこで本反応の適応範囲を広げるべく, 2-(3-フェニルプロピノイル)アニリンを基質として用いたキノロン骨格の構築を目指すとともに,本反応を利用した天然物の合成を検討する.28年度が最終年度であるため、記入しない。
視線解析に基づく英語プレゼンテーション能力評価システムの改善

英語プレゼンテーション能力の評価に大きな比重を占める「アイコンタクト」を客観的に測定するための、装置・ソフト・手順が明らかになった。そのデータの分析によって、発表者の視線・アイコンタクトを高い精度で自動的に検出できた。また、目の動きの時系列波形分析を行うことによって、優秀な発表者の視線行動のパターンを比較出来ることが分かった。これらは今後、ジャッジの主観的判断を補うものとして利用できる可能性が示された。アイコンタクトに関するジャッジの評点・評価項目の分析結果と総合して、英語プレゼンテーション能力評価システム改善への方向性が示された。英語プレゼンテーション時のノンバーバルの情報を、ジャッジや聴衆はどのように受け取り評価するのであろうか。発表者の視線(アイコンタクト)を測定し、客観的なデータとして用いてこの問いに答えることが、本研究の大きな目的である。アイコンタクトを用いる理由は、(1)アイコンタクトがジャッジの評価に大きな影響を与えることが分かっている、(2)アイコンタクトは比較的簡単な訓練で上達し効果も上がること、などである。平成19年度は、初年度として下記の研究を行った。1.視線追尾・眼球運動測定の基礎実験(1)実験協力者がアイカメラを装着してプレゼンテーションを行い、眼球運動のデータを得た。会場のどこをどの程度見ているかを明らかにするため、エリア解析を行った。(2)英文詩朗読者の視線解析を行った。その結果、アイカメラを装着しない場合にアイコンタクトを検出する基礎的方法が明らかになった。2.プレゼンテーションコンテストの実施(1)プレゼンテーションコンテストの模様をビデオカメラで撮影した。遠景用・近景用2台のカメラを用いたが、後で視線解析のしやすい映像が得られるように設置場所を工夫した。(2)ジャッジペーパーに「アイコンタクト度」を評定する欄を追加し、native3名・日本人3名による評定を得た。「アイコンタクト度」と評定値の関連、nativeと日本人の評定値の違いを調べるために、今後詳細な分析を行う。3.ビデオ映像からの視線解析運動解析ソフトを用いて、コンテスト発表者の目・鼻などを追尾して座標値を得た。視認による主観的データとの比較分析の結果、座標データからかなりの精度でアイコンタクトを自動検出できることが分かった。さらに精度を高めて、個々の発表者に関するアイコンタクトの客観的情報を、シャッジシステムに組み込むことが今後の課題である。平成20年度は、前年度の研究を継続・発展させた。1.ビデオ映像からの視線解析(1)「神戸高専英語プレゼンテーションコンテスト」のビデオ映像を、運動解析ソフトを用いて分析した。その結果、発表者のアイコンタクトは、目と鼻のXY座標値を用いることによって、非常に良く検出できることが分かった。また、ビデオカメラと発表用パソコンの位置を工夫することによって、検出しやすくなることも確認できた。(2)「全国高等専門学校英語プレゼンテーションコンテスト」の上位入賞者2名の視線の動きを、運動解析ソフトで追尾・分析した。その結果、優秀な発表者の視線移動は、主として左右方向の顔の動きとして捉えられることが分かった。また、波形のフーリエ解析によって、発表者の視線パターンの特徴が明らかになった。2.ジャッジペーパーの相関分析「神戸高専プレゼンテーションコンテスト」の予選と本選におけるジャッジ表の評価項目を、相関係数をもとに分析した。その結果、とくに相関の高かった'Attractiveness'と'Slideなどについて、項目の統合・分割などの再検討が必要であることが分かった。3.研究のまとめ二年間の研究によって、プレゼンテーション発表者の視線行動分析のための機材・ソフト・方法が明らかになった。今後、多くの発表者のビデオ画像分析を行えば、よりよい発表とジャッジのあり方のために応用できる。
Curie温度向上に向けたチタン酸バリウムへのメソ細孔由来歪み導入

界面活性剤を鋳型に用いたソフトテンプレート法により多孔性チタン酸バリウム薄膜を作製した。ラマンスペクトルの温度依存性から、細孔導入によりチタン酸バリウムの強誘電相(正方晶)が熱的に安定化され、その結果キュリー温度(強誘電性が維持できる限界温度)が向上することを実証した。また、高分解能透過電子顕微鏡像の解析により、細孔を導入することで、強誘電性(圧電特性)を向上させる方向への異方的な圧縮歪みがもたらされることも確認できた。界面活性剤を鋳型にしたゾルゲル法により、多孔性チタン酸バリウム薄膜を作成した。焼成に伴う細孔骨格内での結晶成長により、メソ細孔同士の結合が生じた結果、メソ細孔の規則性は失われてしまったが、メソ細孔構造自体を保持することには成功した。Ramanスペクトル測定から、強誘電相である正方晶が形成されていることを確認した。また、高周波数側へのフォノンピークシフトが見られたことから、メソ細孔により圧縮歪みが導入されたことが推測された。メソ細孔により誘起された歪みについては、高速Fourier変換法により詳細に調べた結果、メソ細孔骨格内のチタン酸バリウムは[1-10]方向に異方的に歪んでいることが判明した。このような異方的な圧縮歪みは電気双極子モーメントを増加すると考えられるため、強誘電性(圧電性)向上が期待される。実際、多孔性膜においてはCurie温度の顕著な向上が観測され、約470°Cに達した。この値は、現在強誘電体として広く使われているチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)の値を凌駕している。また、多孔性膜における圧電ヒステリシス曲線の拡大も観測した。これらの結果から、細孔がもたらす異方的な歪みにより、チタン酸バリウムの強誘電性(圧電性)が向上したことが判明した。界面活性剤を鋳型に用いたsol-gel法により、多孔性チタン酸バリウム薄膜を作製した。焼成に伴う細孔骨格内での結晶成長によりメソ細孔同士の結合が生じた結果、メソ細孔の規則性は失われてしまったものの、メソ細孔構造自体を保持することには成功した。Ramanスペクトルでは710 cm-1付近に正方晶由来のピークが表れ、作成した薄膜の強誘電性が確認できた。加熱ステージを用いて、高温下での測定を行ったところ、バルク単結晶のCurie温度(約130°C)以上でも正方晶由来のピークが観測された。このことから、メソ細孔を導入することでチタン酸バリウムの強誘電性が熱的に安定化されることが実証できた。実際、多孔性薄膜においてはCurie温度は約470°Cに達し、強誘電体材料として広く使用されているチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)のCurie温度を凌駕した。その一方、同様の手法により作成した無孔性薄膜においては、このようなCurie温度の向上は見られなかった。さらに、高速Fourier変換法を用いることでメソ細孔により誘起された歪みについて詳細に調べ、[1-10]方面に圧縮歪みがもたらされていることが判明した。この方向の圧縮歪みはc/a比を増加させ、Ti4+イオンの結晶中心からのずれを助長させる。その結果、電気双極子モーメントが増加し、強誘電性(圧電性)の向上が期待される。その一方、結晶全体を等方的に歪ませる[11-1]方面の歪みは観測されなかった。このような異方性歪みにより、多孔性薄膜においては圧電ヒステリシス曲線の拡大が観測された。本申請課題を通じて、細孔導入によりチタン酸バリウムの強誘電性相を安定化させると共に、それがもたらす異方的な歪みにより、強誘電性(圧電特性)の向上に成功した。この成果により、「細孔により骨格材料の物性を変える」という新たなコンセプトを提示することができた。メソ細孔が制御されたチタン酸バリウム薄膜の作製には至っていないが、Curie温度向上自体は達成できた上、高速Fourier変換法による歪み解析の結果、結晶格子の異方的な歪みが観測され、メソ細孔導入による強誘電性(圧電性)向上を論理的に説明することができたため。最終年度(H27年度)に得られた成果については、今年度(H28年度)初旬に論文発表する予定。無機工業材料はじめに、結晶成長に伴うメソ細孔同士の結合を防ぎ、鋳型である界面活性剤ミセルが作り出すナノ構造を維持する手法を確立する。次いで、界面活性剤を多様化することで、様々な形状・サイズ・配列のメソ孔を持つメソ多孔体チタン酸バリウム薄膜を作製する。系統的研究を通して、Curie温度向上に最適なメソ細孔構造を見いだす。また、高温下におけるRaman分光測定やTEM観測を行い、メソ細孔由来の歪みは熱的に安定であり、その歪みが結晶相転移温度を上昇させることで、Curie温度向上がもたらされていることを立証する。

当初購入を予定していた卓上真空ガス置換炉(KDF-75)を研究協力者が機構内補正予算で購入し、私が昨年度予算を用いて購入する必要がなくなったため。また、旅費についても機構から与えられた運営交付金でまかなうことができたため。当初予定していた消耗品購入・旅費の他、外注依頼している高額な高速Fourier変換法による解析費用に昨年度剰余額を使用する。
長距離ランニング中の動作変容にかかわるモデルの検討

長距離ランニングレース中にランニングスキルは変容する。通常これは、疲労の進行によるものと考えられているが、他方、これはエネルギー供給系の減少に対応したランニングスキルの適応制御と考えることもできる。本研究では、実際のレース中のランニング動作の変容に関わる山崎のマトリクスモデルと、適応制御に関わる「3×3システム(3つのエネルギー供給系と3種類の筋線維)」の検証を行った。この仮説を検証するため、動作の変容について分析し、よくトレーニングされたランナーは、レースの進捗に対応して動作の適応制御を行っていることが示唆された。本年度は、8名の長距離選手について、実際の10000mレース中の動作解析を行い、前半2000m、中半4800m及び後半8800mの疾走動作と一歩ごとのランニングスピードについての回帰分析を行った。10m区間4歩の一歩ごとの疾走速度と、1)ストライド長、2)ピッチ(歩/秒)及び3)膝関節進展速度との相関を検討した。2000m地点では、ほとんどのランナーがスピードとストライドに高い相関を見せるのに対して、4800m地点ではスピードとピッチに高い相関を見せるようになり、後半の8800m地点では、8名中4名のランナーにスピードと膝関節進展速度に負の相関が見られるという大変興味ある結果が得られた。ランナーは、レースの進捗に伴い仮説の通りランニング動作を変容させているように解釈された。昨年度の分析結果は第21回日本運動生理学会大会に、本年度の結果は第26回ランニング学会大会に発表した。日本運動生理学会の英文抄録及びランニング学会の抄録は現在印刷中である。本年度の研究は、動作解析ソフトウェアの試行として5000mレース中のランニング動作を400m13周のホームストレートでの8m分を解析し、動作の変容の検討を行った。レースの進行に伴い、疾走スピードは変容したことから、疾走動作での膝関節と足関節の伸展速度と疾走速度との相関分析を行った。以上の結果から、レース中の動作変容とともに、1000m10本程度のインターバルトレーニング中の疾走動作の変容のほうが本課題の仮説に適合する可能性が示唆された。本年度は、昨年土、実際の10000mレースにおいて得られた、前半中半後半の、1疾走速度とストライド、2疾走速度とピッチ、3疾走速度と膝関節伸展速度、のそれぞれの相関分析結果について、特に後半8800m地点において8名中4名の被験者に短距離スプリント走と同様の疾走速度と膝関節伸展速度の「負相関」の現象について検討を加えた。また、このような疾走動作の変容を可能にしているメカニズムについて、山崎の2004年の運動習熟のマトリクスモデルが「エネルギー供給系」との関連を持たなかったことから、2011年のエネルギー供給系とスキル系のマトリクスモデルについて、さらに検討を加えた。2012年に示した3つの筋線維と3つのエネルギー供給系からなる「3 by 3システム」について、更に、関節をまたぐ拮抗筋での「マルティレイアモデル」を示し、野崎(2014)の示した「運動学的収縮方向」と「解剖学的収縮方向」が異なる「筋活動の冗長性」との関連も含め理論的考察と研究のまとめを行った。運動生理学当初は、前年度に行うべき動作解析が本年度に持ち越され研究の進行がやや遅れていたが、ランニング動作の回帰分析の例数も増え、エネルギー供給系の変動に対応したランニングスキルの変容という仮説を表す理論モデルも構築できた。今後は、400mごとの動作解析を行いランニング動作の変容をもたらす要因(トリガー)の解析を進めたい。本年度実施予定であった筋電図の周波数解析については、使用する小型筋電計のデータが、生波形は記録できるものの未だ周波数解析ができる状態に至っていない。実際の陸上競技レース中の動作解析であったため、レース展開などの関連からこちらの想定する結果が十分に得られなかった。このことから1000m×10本程度のインターバルトレーニング時の動作変容を検討することことがより仮説に沿った結果が得られるものと推察される。実際の10000mレース中の動作解析は、解析精度を4倍として、さらにスピードとピッチ及び膝関節伸展速度の回帰分析を進めたい。また、1000m10本程度のインターバルトレーニング中の心拍変動と血中乳酸値から、動作変容をもたらす要因(トリガー)の検討を行い最終的なまとめの報告を行いたい。次年度は長距離ランニング中の動作変容の仮説に適合しやすい条件で実施するとともに、心拍数、加速度計による歩幅と速度との相関等のデータを得ることを目標とする。また、他の新たな運動生理学的指標についても検討を開始しする。

第26回ランニング学会(大阪体育大学他:3月2223日)及び第60回現代スポーツ研究会(奈良女子大学:3月2526日)の出張旅費が未執行のため第26回ランニング学会(大阪体育大学他:3月2223日)及び第60回現代スポーツ研究会(奈良女子大学:3月2526日)の出張旅費で使用した3月末の実験用試薬とランニング学会の旅費によりH24年度の経費は執行済みであり、次年度は血中乳酸及び血糖値の変容を分析する。また、ランニング中の小型筋電系による周波数解析の使用可能性についても検討する。
認可保育所が児童と保護者に及ぼす影響ー保育所入所世帯と待機児童世帯の比較分析

各自治体により、すでに膨大な数の子育てアンケート調査や子育てニーズ調査が行われている。しかし、保育所入所申請を行った世帯に対する保育所申請についての調査や、保育所申請の結果どうなり、それが世帯にどのような影響を与えたかについてのアンケート調査は著者らの知る限り、どこにも存在しない。そこで著者らは、ある都市部郊外の自治体の協力のもと、2017年4月に該当市の認可保育所に入所するために入所申請をし、かつ調査実施時期に継続して市内に在住していた2203世帯を調査対象とした全数調査を実施した。2018年度は、2018年2月末に回収が終了した調査票(1324世帯から返送があり、回収率は約60%となった)のデータ入力・精査・分析を進めた。回答世帯の調査対象世帯の構成とのずれは小さく、本調査による分析には一定の代表性があると考えられる。分析の結果、保育ニーズを多くし(入所指数が高くなる)入所確率を上げるために、理想の労働日数や労働時間より長めに申請する者がいること、育児休業を年度初めよりさらに早めに切り上げ、入所までに認可外保育所に子どもを預けて就労実績を積む者がいる一方で、育児休業を延長するためにあえて待機児童になるために申請している者がいることが分かった。一方、すでに就労していたにも関わらず入所できなかった故に、退職した者の存在も確認された。また、入所した後では、申請書に記載した労働時間より短い就労時間で就労している者が一定割合いることも分かった。さらに入所できなかった親のストレス度が入所できた者より高いことなども明らかになった。調査データは多様な視点から分析できるため、ひとつの分析の視点からの論文は執筆を完了させる予定であった。だが、回答データの矛盾などについて調査票と照らし合わせながら確認し、データをクリーニングする作業や調査対象自治体に提供する報告書の作成に時間がとられ、年度内に完成させることができなかった。一方で、追加調査となる親へのグループインタビューは実施することができた。今後は調査票のデータの分析を進め、学会発表とともに複数の論文の完成を目指す。また量的データの分析だけでなく、調査票の自由記述の内容も示唆にとむものであったため、追加で実施したヒアリングの結果もあわせて質的データの分析を進め、学会発表や論文執筆を目指す。また、2019年10月から保育の無償化も開始されるため、無償化の影響についても調査実施可能性を視野に入れて検討をしている。本研究は、平成29年4月からある自治体の認可保育所に入るために、入所申請をした全世帯について、平成29年10月以降に調査を実施し、認可保育所に入所できた世帯と入所できなかった世帯の現況について調査することを目的としている。調査項目には親の就労状況だけでなく、育児の外部資源の利用状況や子どもの発達状況、親のストレスなども図る項目が盛り込まれている。この比較調査を通して、親と子に対する、認可保育所の効用を見出すことが可能である。またこれまで、このようにある自治体に入所申請をした全世帯への調査は前例がなく、今までにない知見がえられると考えられる。初年度となる平成29年度は調査を実施する年であった。調査協力をしてくれる自治体と4月より打ち合わせをはじめ、調査票設計を行い、自治体の情報公開審査会などの審査を経て、平成29年10月に全申請世帯(約2300世帯)に調査票を郵送した。調査票は平成30年1月までに回収され、データの入力が進められた。自治体が調査票の回収窓口となったこともあり、回収率は60%を超えた。平成30年4月現在、調査票からのデータの入力は終了し、現在、データ分析に向けてデータクリーニングの最中である。単純集計の段階では、入所できた世帯、できなかった世帯、双方に十分なサンプル数があることが確認されている。また、アンケートの自由記述などからも親の子育ての状況についてかなりの情報が得られることが予測されている。予定通り、平成29年10月に調査実施自治体において、入所申請をした全体に調査票を配布し、平成30年1月までにアンケート票を回収した。60%という回収率を達成できた。また、データ入力も予定通りに進んでおり、2018年4月現在はデータクリーニングの最中である。平成30年5月には集計作業に取り掛かる予定である。分析の結果、保育ニーズを多くし(入所指数が高くなる)

入所確率を上げるために、理想の労働日数や労働時間より長めに申請する者がいること、育児休業を年度初めよりさらに早めに切り上げ、入所までに認可外保育所に子どもを預けて就労実績を積む者がいる一方で、育児休業を延長するためにあえて待機児童になるために申請している者がいることが分かった。一方、すでに就労していたにも関わらず入所できなかった故に、退職した者の存在も確認された。また、入所した後では、申請書に記載した労働時間より短い就労時間で就労している者が一定割合いることも分かった。さらに入所できなかった親のストレス度が入所できた者より高いことなども明らかになった。調査データは多様な視点から分析できるため、ひとつの分析の視点からの論文は執筆を完了させる予定であった。だが、回答データの矛盾などについて調査票と照らし合わせながら確認し、データをクリーニングする作業や調査対象自治体に提供する報告書の作成に時間がとられ、年度内に完成させることができなかった。一方で、追加調査となる親へのグループインタビューは実施することができた。平成30年度においては、アンケートのデータの分析を始めるが、研究計画は以下の通りである。1計量分析で整理したデータをもとに回帰不連続デザインを用いた主要計量分析及びマッチング法を用いた補足的な計量分析を行う。2前述の1の分析により得られた推定結果を踏まえ、「認可保育所の供給を拡大したり優先順位付けの方法を変更したときに母親の就業や子どもの発達・厚生にどのような変化が生じうるか」を、経済理論に基づく推定(いわゆる構造推定)と併せて分析する。これにより「近い将来の保育改革は何を引き起こしうるか」という国・自治体が高い関心を持つ事柄について、エビデンスに基づいた政策提言を行うことを目指す。3調査実施自治体在住の子育て世帯のグループミーティングなどの質的分析を行い、分析結果解釈の強化、補足検証、政策的含意の検討を行う。4調査に協力した自治体への報告書とともに、研究論文の作成を開始。学会・セミナーなど報告も実施。今後は調査票のデータの分析を進め、学会発表とともに複数の論文の完成を目指す。また量的データの分析だけでなく、調査票の自由記述の内容も示唆にとむものであったため、追加で実施したヒアリングの結果もあわせて質的データの分析を進め、学会発表や論文執筆を目指す。また、2019年10月から保育の無償化も開始されるため、無償化の影響についても調査実施可能性を視野に入れて検討をしている。東京での研究打ち合わせの交通費が、他の機関から支給されたため、使用せずに済んだ。さらに実際に調査は郵送先が多く、想定より郵送料金や住所ラベル打ち出しなどの作業が発生し、アンケート調査票の印刷・発送業務・郵送料で初年度の研究費の多くが必要になった。そのため、データ入力費用は当科研費で賄えなかった。そこで、すべてのデータ入力費用は連携研究協力者の研究費でカバーしたためである。平成30年度はインタビュー調査及び、打ち合わせ実施のための交通費として使用する予定である。2018年夏に実施した追加調査である、認可保育所に入れた・入れなかった・就労している・無業である、という状況別の母親のグループインタビューは民間の研究助成資金を得て実施することができたため、科研費を使用せずにすんだ。また、東京や関西での研究会開催の際の交通費についても、他の研究会や各種団体の補助によって賄うことが可能になり、旅費をあまり使わずにすんだためである。
RAGEアプタマーによる心血管代謝病の制御－動物モデルにおける検討

糖尿病や加齢に伴い,生体内に蓄積する終末糖化産物(AGE)は,糖尿病合併症の発症,増悪の原因と考えられている。AGEは細胞表面受容体(RAGE)を介して,酸化ストレスや炎症などを亢進する。我々は動物モデルにおいて,AGEを標的とするDNAアプタマーが糖尿病合併症を改善しうることを報告した。しかし,RAGEはAGE以外の炎症性リガンドとも結合するため,合併症を制御するには,RAGEの阻害が必要となる。本研究では,RAGEに結合し,その情報伝達を阻害するRAGEアプタマーを作製し,このアプタマーを肥満2型糖尿病モデル動物に投与することで広範に臓器障害が抑えられるかどうか検討していく。
アモルファス合金ろうによるセラミックスと金属との接合に関する研究

セラミックスの実用性を高めるには金属との接合が必要である.本研究は液体急冷法により得られるアモルファスな合金ろうを用いセラミックスと金属との接合法を開発し,その接合機構を調べることにある.得られた結果を要約すると, (1)アモルファスCu-Tr合金のセラミックスに対する接合性をみるため, 1378KにおいてAl_2O_3,Si_3N_2に対するぬれ性を静滴法により調べた. 30at%Tr量で両セラミックスに対しよく拡がり接合性が高いことが判明した.これはろう合金中のTiがセラミックスと反応してTiO_2やTrN等の中間化合物を生成するためであることを解明した.(2)(1)で接合性が良好であることが明らかとなったアモルファスCu-Ti合金を用い, Al_2O_3ICuの接合を真空下,ろうを溶解することにより行った.約1023Kまでアルヒナ強度の半分150MPaの強度を保持する.(3)金属1セラミックス接合法の基本となる合金ろうの接合性をセラミックス同士の接合で調べた. 35at%64at%Tiを含むCu-Ti合金ろうを用い真空下で1673Kまでのろう接温度でAl_2O_3同士, Si_3No同士を接合しうることを明らかにした.ろう中のTiがセラミックと反応しTiO_3やTiN,Ti_5Si_3等の中間生成物を形成するためである.その接合強度はAl_2O_3相手で約150MPa,Si_3N_4相手で200MPaである.(3)(1),(2)の実験で接合性の良好なアモルファスCu-Ti合金を用いセラミックスと金属の接合を行った.それらはAl_2O_3/Cu,Si_3N_4/Juper Inuar合金,Si_3N_4/Fe,Cu,50304であり,いずれも良好な接合が行えた.特に,熱膨張係類の小さいSupuをmarは200MPaに近い値を与えた.(4)Cu-Tiアモルファスろう以外にアモルファスNi-Ti合金ろうを開発し, SiC/Cu,SiC/SiC等の接合を試み,その接合性の良さを見い出した.セラミックスの実用性を高めるには金属との接合が必要である.本研究は液体急冷法により得られるアモルファスな合金ろうを用いセラミックスと金属との接合法を開発し,その接合機構を調べることにある.得られた結果を要約すると, (1)アモルファスCu-Tr合金のセラミックスに対する接合性をみるため, 1378KにおいてAl_2O_3,Si_3N_2に対するぬれ性を静滴法により調べた. 30at%Tr量で両セラミックスに対しよく拡がり接合性が高いことが判明した.これはろう合金中のTiがセラミックスと反応してTiO_2やTrN等の中間化合物を生成するためであることを解明した.(2)(1)で接合性が良好であることが明らかとなったアモルファスCu-Ti合金を用い, Al_2O_3ICuの接合を真空下,ろうを溶解することにより行った.約1023Kまでアルヒナ強度の半分150MPaの強度を保持する.(3)金属1セラミックス接合法の基本となる合金ろうの接合性をセラミックス同士の接合で調べた. 35at%64at%Tiを含むCu-Ti合金ろうを用い真空下で1673Kまでのろう接温度でAl_2O_3同士, Si_3No同士を接合しうることを明らかにした.ろう中のTiがセラミックと反応しTiO_3やTiN,Ti_5Si_3等の中間生成物を形成するためである.その接合強度はAl_2O_3相手で約150MPa,Si_3N_4相手で200MPaである.(3)(1),(2)の実験で接合性の良好なアモルファスCu-Ti合金を用いセラミックスと金属の接合を行った.それらはAl_2O_3/Cu,Si_3N_4/Juper Inuar合金,Si_3N_4/Fe,Cu,50304であり,いずれも良好な接合が行えた.特に,熱膨張係類の小さいSupuをmarは200MPaに近い値を与えた.(4)Cu-Tiアモルファスろう以外にアモルファスNi-Ti合金ろうを開発し, SiC/Cu,SiC/SiC等の接合を試み,その接合性の良さを見い出した.【C_(66)】【Ti_(34)】,【Cu_(50)】【Ti_(50)】,【Cu_(43)】【Ti_(57)】アモルファスろう箔を液体急冷法により作製した。すなわち、アルゴン中で直径20cmの高速回転(5000rpm)している銅ロールの表面にこれらの溶融合金を吹き付けることにより幅約10mm,厚さ約25μmの箔とした。アモルファスろうの構造はCu・kd線のX線回折によった。得られたアモルファスろうを用いセラミックスと金属またはセラミックス同士の接合を真空ろう付にて接合した。アルミナ(Ah【O_3】)と銅との接合をアモルファスろうを間に挾み、ろうの融点以上に加熱,接合後炉冷した。得られた継中の接合強度は1mm/分の引強・剪断破壊試験により調べた。

室温の接合強度は90MPa145MPaであり、この接合強度は約800Kまで保持され、その後試験温度の上昇とともに、銅の軟化とともに低下する。さらに接合機構を走査型電子顕微鏡で調べた。すなわち、銅とろうは、一部銅がろう中に溶け込むことにより接合さて、言わゆる等温凝固過程により進介し、アルミナとろうはアルミナ表面のXPS表面分析によればAh【O_3】/Cu界面にTi【O_2】のTi酸化物が形成されて接合されることが判別した。窒化ケイ素(【Si_3】【N_4】)同志の接合をアモルファスろうを用いて接合した。Cu・Tiアモルファスろうを【Si_3】【N_4】の間に挾み、ろうを溶解する温度まで加熱して接合した。ろう中のTiが【Si_3】【N_4】と反応してTiN,【Ti_5】【ST_3】等のチタン窒化物,ケイ化物を形成して接合が行われていた。接合強度は最高320MPaを示している。接合温度が高いと反応が進みすぎて、ろう中に切欠が生じ、接合強度が低下する。高温強度は約1000Kまであまり劣下せず保持される。以上、酸化物,窒化物と金属の接合が行え、その接合機構の解明を試みた。さらに他のセラミックス,金属,合金に適用を試みつつある。