hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
磁気共鳴画像化装置(MRI)や原子力施設等で使用可能な音響入出力デバイスの開発

また,25kHz付近の雑音は,光検出器の設計に不十分な点があり,25kHz付近の利得が高くなったためと考えている。これらの雑音をカットするため,通過帯域300Hz3kHzのバンドパスフィルタを導入した結果,雑音は実効値で9.7mVから1.9mVまで減り,比較的大きな雑音低減に成功した。上記の改善を施した光マイクロホンに周波数1kHz,音圧25Pa(122dB-SPL),20Pa(120dB-SPL),8Pa(110dB-SPL),2Pa(100dB-SPL)の音波を印加し,すべての音圧の音波検出に成功した。現在のところ,検出可能最小音圧は周波数lkHzにおいて100dB-SPLである。光導波型マイクロホンに関しては,雑音低減とシリコン基板の利用に重点を置き,最小検出可能音圧レベル80dB-SPL(@1kHz)を目指した。雑音低減に関しては,まず光検出回路の最適設計を行い,20kHz付近において大幅な雑音低減に成功した。また,雑音の原因として音波による光学系の振動が大きな問題となっていたため,光マイクロホンに光ファイバを接続して,誘起振動雑音の低減を試みた。光ファイバ接続により光導波路入射側の軸ずれをなくしたにもかかわらず,大幅な雑音低減は確認できなかった。これは,新たに光ファイバ入射側における軸ずれの影響が発生したためと考えられ,今後更なる対策が必要である。ところで,今年度購入したバビネ・ソレイユ補償板により初期位相の調整が可能となり,マイクロホン信号が容易に得られるようになった。平成18年度の研究では,当初目標の最小検出可能音圧レベル80dB-SPLを達成できなかったが,出力光強度の増大及び軸ずれの抑制に加え,音圧感知構造の変更(外部振動板やカンチレバ構造の利用)により,最小検出可能音圧レベル60dB-SPLの実現は十分に可能であると考える。一方,光イヤホンに関しては,小孔付半密閉空間の圧力維持特性について理論と実験の両面から考察を行った。ところで,半密閉空間の圧力維持時間の逆数が光イヤホンの低域遮断周波数となるため,圧力維持時間の考察は非常に重要である。理論解析から,圧力維持時間は,半密閉空間の体積に比例し,小孔の面積に反比例することが分かった。定性的ではあるが,実験においても理論結果とほぼ同じ関係が得られた。しかし,時間の大きさには3桁にも及ぶ違いが現れた。今後,理論と実験の相違について検討し,早急に改善する必要がある。最終年度の平成19年度は,「ガラス基板光導波型マイクロホンの周波数特性の評価」と「シリコン基板光導波型マイクロホンの感度向上」を重点課題とし,研究を行った。また,光イヤホンにおいては,マイクロホンの基本構成について考察を行い,半密閉空間の小孔面積と遮断周波数の関係について調べた。ガラス基板光轍型マイクロホンに関して,ダイヤフラムサイズ20mm×20mm×0.15mmのマイクロホンを試作し,周波数特性の評価を行った。実験では,印加音圧レベルを100dB-SPLに設定し,雑音の影響を避けるためロックインアンプを使用した。lkHz以下の周波数では,照射音波による光軸ずれの影響が大きかったため,実際に評価できた周波数帯域はlkHzから10kHzであった。3個の試作マイクロホンの共振周波数は2.7kHz,3.3kHz,3.7kHzで,理論値3.4kHzとほぼ同じ値が得られた。また,共振周波数より低い周波数帯域では,マイクロホン信号がほぼ一定で,理論予測と一致する結果が得られた。
マイクロ流体システムによる赤血球変形能評価法の開発－病的赤血球の検出と診断－

本研究では,赤血球変形能の定量評価を目的として,毛細血管サイズのマイクロチャンネル通過後の赤血球の形状回復過程を粘弾性力学モデルを適応して評価した.様々なドナーの赤血球に対し,血液検査と形状回復時定数を測定した.その結果,健常者と比べると糖尿病患者等はより小さな値を示し,ばらつきが小さくなる傾向にあった.また,血液サンプル中の形状回復時定数の最小値は全てのドナーでほぼ一定の値を示したことから,脾臓による赤血球回収能力や毛細血管での赤血球微小循環能に相当していることが示唆された.以上の結果から,本手法を糖化により膜硬化した赤血球をスクリーニングする方法として応用できる可能性が示された.本研究では,赤血球が毛細血管サイズのMCを通過したのちの形状回復過程に注目し,形状回復時定数の測定を行ってきた.本年度は糖尿病の中でも,特に重症度が高いにも関わらずその進行がモニタリングし難いと言われている糖尿病性腎症に注目し,糖尿病性腎症と赤血球変形能の関係を調べた.健常者12例,糖尿病患者85例から採血した.赤血球をPBSでHCT=1%に希釈し血球サンプルとして用いた.測定した時定数の確率密度関数は,全症例で正規分布と比べ最頻値が平均値と比べ小さく,右裾に長い対数正規分布を示した.赤血球の直径も対数正規分布に従う事から,これは体内での加齢に伴う変形能の分布を表していると考えられた.このため形状回復時定数の平均値には幾何平均値を,時定数のばらつきの指標として変動係数を用いることで定量評価を行った.HbA1cと幾何平均値の間には有意な負の相関を認めたが,HbA1cと変動係数との相関は有意ではなかった.この結果よりHbA1cの増加により赤血球内部液体の粘度が増加(粘く)することや,糖尿病患者の赤血球膜のばね定数およびヤング率は健常な赤血球膜のそれよりも高く(硬く)なることが知られているが,血中グルコースによるヘモグロビン溶液の粘度増加よりも,血球膜の硬化の方が形状回復時定数に対して支配的である可能性が示唆された.また腎機能指標としてクレアチニン検査値より算出した推算糸球体濾過量(eGFR)を用い,末梢における微小循環能と変形能としての形状回復時定数の関係を調べた.その結果,eGFRと幾何平均値との相関は有意ではなかったが,変動係数の間には有意な正の相関を認めた.これは,腎不全病態では赤血球寿命が健常者の1/21/3に短縮するといわれていることから,赤血球寿命が短縮したことで,血液中で加齢の影響を受けた赤血球が減少したため,時定数のばらつきが小さくなったと考えられる.本研究では,赤血球変形能の定量評価を目的として,毛細血管サイズのマイクロチャンネル通過後の赤血球の形状回復過程を粘弾性力学モデルを適応して評価した.様々なドナーの赤血球に対し,血液検査と形状回復時定数を測定した.その結果,健常者と比べると糖尿病患者等はより小さな値を示し,ばらつきが小さくなる傾向にあった.また,血液サンプル中の形状回復時定数の最小値は全てのドナーでほぼ一定の値を示したことから,脾臓による赤血球回収能力や毛細血管での赤血球微小循環能に相当していることが示唆された.以上の結果から,本手法を糖化により膜硬化した赤血球をスクリーニングする方法として応用できる可能性が示された.本研究では,赤血球変形能の評価を目的として,赤血球が毛細血管サイズのマイクロチャンネルを通過した後の形状回復過程を一般的な粘弾性モデルである標準線形固形でモデル化し,形状回復時定数を測定した.これまでの研究の結果で,人為的に膜硬さとヘモグロビン濃度を変えた赤血球の形状回復時定数が,モデルで予測された傾向と一致することが分かっている.そこで様々な血液サンプルの赤血球に対して,血液検査(平均赤血球容積(MCV),平均赤血球血色素濃度(MCHC),血糖値,ヘモグロビンA1c(HbA1c))を行うと共に形状回復時定数を測定した.その結果,健常人ではMCV,MCHCの値に関わらず時定数はほぼ一定の約50 msを示し,これから大きく外れると赤血球が異常を有する可能性が示唆された.また,血糖値やHbA1cの増加に伴い時定数の平均値は短縮,変動係数は増加した.これは,血球膜が血中グルコースレベルだけでなく,高血糖に曝された時間が長くなることでより硬化が進むと考えられ,これにより若い血球と比べ加齢の進んだ血球が糖化の影響を受け,より膜が硬化したために,高血糖サンプルの時定数平均値は短くなり,変動係数が増加したと考えられる.また,糖化による膜硬化が起きても,体内を流れる赤血球の形状回復時定数には下限があり,その値は20 ms程度であり,脾臓によって変形能の低下した赤血球が回収されたり,毛細血管をかろうじて通過できる程度の硬さに相当していると考えられた.また実用化を視野に入れ,画像処理手法の改良を行うことで,従来比で10倍程度の処理高速化が実現できた.以上の結果から,本手法を糖化により膜硬化した赤血球をスクリーニングする方法として応用できる可能性が示唆された.

H24年度実施計画書の作成時に予定していた実験目標のうち,糖化赤血球が形状回復能におよぼす影響や,実用化に向けた画像処理法の改善については,予定通りもしくは,当初H25年度に予定していた実験を前倒しして実施し,血糖値やヘモグロビンの糖化度が形状回復能におよぼす影響を明らかにしており,十分な成果を得ることができたと考えられる.一方,当初H24年度に予定していた血球の破壊特性や血球に人為的に繰り返し変形を与えた時の疲労度が変形能におよぼす影響を調べる試みについては,マイクロピペットを用いた引張試験を実施し評価を試みたが,マイクロチャンネル法と比べ実験サンプル数が圧倒的に少ないため,各研究の個体差や実験時のエラーにデータが埋もれてしまったと考えており,このため十分な考察を行うに至らなかった.よって,この点については,やや遅れていると言わざるを得ない.以上のことから,予定以上に進捗した内容と一部遅れが出ている内容があるため,おおむね順調に進展していると自己評価している.異常を有する血液として,糖尿病だけでなく,正色素性貧血と低色素性貧血といった貧血患者の赤血球,またその他血液検査指標が正常値から外れたサンプルを対象として,本研究で実施しているマイクロチャンネル法による形状回復時定数の測定を行うと共に,一般的な臨床血液検査結果との比較を行うことで,「赤血球の変形能としての形状回復時定数」と「赤血球ヘモグロビン量」や「赤血球膜とHbの糖化度」に関するデータベースの構築を目指す.さらには,当初H24年度に予定していた,コーンプレート型粘度計等で繰り返し応力付加によって,人工的に力学特性や疲労度を操作した病的血球を使い,マイクロマニピュレータシステムと微差圧計を使い単軸引張および破壊試験を行うことで,血球の疲労度と静的破壊特性(血球膜破断に至る応力・ひずみ曲線)および変形能としての形状回復時定数の関係を考察することで,膜特性や内包ヘモグロビン溶液の特性が,形状回復能におよぼす影響を明らかにするとともに,実際に血球に変形を与える際に必要な力や,変形の反力としての力を測定することで,材料定数などを見積もるなど,定量評価を試みる.H25年度は研究計画の最終年度であることから,高額な研究機器・装置の購入予定は無く,主にマイクロチャンネルチップなどの消耗品の購入と,国内学会での発表のための旅費,および成果投稿のための投稿費用に使用する予定である.
超伝導回転地震計の開発

第2種高温超伝導体バルクに生じる「ピン止め効果」を応用して浮上支持した永久磁石を参照振子とした、地震の回転成分を測定する回転地震計の研究開発を行った。実際にプロトタイプ回転地震計を製作し、各種ノイズの評価や実験室内で実際の回転地震波の試験的観測を行った。実験期間の制約から長期にわたる実際の観測所での観測は実施できなかったが、実験室内での試験観測によってほぼ目標の分解能を達成したことを確認できた。本研究の目的は、超伝導技術を応用した高感度回転地震計を開発研究して、回転地面振動の観測を試みることである。地震や火山の噴火によって励起される回転地面振動を観測することによって、震源過程や噴火過程について、従来の観測手段の枠組みを越えた情報を取得できることが理論的に予想されている。また、実際の観測例から、震源のすべり構造分布の決定精度を格段に向上できることも実証されている。さらに、地球回転変動やプレートの回転運動など地球ダイナミクスに関する知見を得るためにも、回転の高精度観測手法が必要とされている。このような背景の下、回転地震計実用化への期待や必要性は大いに高まっているが、観測装置の能力の限界のため、広範囲での本格的な観測は未着手の状態である。これまでの極少数の観測例も、高分解能だが大規模で複雑な装置を用いたものか、分解能は低いが震源近くに設置できる運用性(機動性)の高い装置によるものに限られている。高い分解能と運用性を同時に実現した装置は未だ実用化に至っていない。本研究は、超伝導ピン止め効果という新しい技術を導入することによって、従来技術では困難であった問題の解決を試みるものである。超伝導体バルクにはセラミックス系第二種高温超伝導体であるYBaCuOを用い、超小型パルス管冷凍機によって冷却する。パルス管冷凍機には機械ピストンがないため非常に振動が小さく、本研究のような応用に適している。バルクと冷凍機の間を金属ファイバー製防振ヒートリンクで接続して、バルクに伝わる冷凍機め振動を極力抑制する工夫を行う。これらの装置は昨年度製作した。また、浮上体の運動を光を用いた手法(反射式光変異センサー)で検出し、静電型アクチュエータで制御可能であることを示すことができた。これにより、計画した装置の動作が、現実的かつ有効なものであることが示された。また、実際の観測例から震源のすべり構造分布の決定精度を格段に向上できることも実証されており、地球回転変動やプレートの回転運動など地球ダイナミクスに関する知見を得るためにも、回転の高精度観測手法が必要とされている。このような背景の下、回転地震計実用化の必要性が高まっているが、観測装置の能力の限界のため、広範囲での本格的な観測は未着手の状態である。本研究では、超伝導ピン止め効果という新しい技術を導入することによって、従来技術では困難であった問題の解決を試みる。バルクと冷凍機の間を金属ファイバー製防振ヒートリンクで接続して、バルクに伝わる冷凍機の振動を極力抑制する工夫を行っている。これらの装置および浮上体・制御用アクチュエータを組み合わせた回転地震計を試作し、各種の伊豆の評価や実験室内で実際の回転地震波の観測を行った。実験期間の制約から、長期にわたる実際の観測所での観測は実施できなかったが、実験室内での試験観測によってほぼ目標の分解能を達成したことを確認できた。
ツーリズムクラスター形成を促す地域エコシステムとしてのDMOの理論的・実証的研究

本研究は、我が国において蓄積の少ない「観光目的地を多様な側面から統合的にマネジメントするDMO研究」の一環として、DMOが地域エコシステムのプラットフォームとして成功する要因と地域にツーリズムクラスターを育成するプロセスについて理論的・実証的に考察することを目的としている。地域エコシステムにおける研究については、文献調査において、以下の仮説を設定するに至った。すなわち、DMOにおけるエリアマネジメントの関係者管理において、地域観光の担い手となる構成要員(企業・団体、住民、行政)が数多く存在し、「地域が人を呼ぶ」という地域内での集客力を構築できないような状態に陥らないようにするためには、強力な調整力を持った存在が必要となる。地域に商品化がもたらされる観光において、プレイヤー間の調整なしには事業の発展と地域の発展はもたらされない。DMOが地域エコシステムの中核になる「構成要員はそれぞれにどういった役割をもち、誰がスキル、ノウハウ、アイデアを持っているかを把握している」「構成要因の組み合わせで利益を生み出す仕組みをつくれる」「DMOが観光地域をオーケストレートするプレイヤーとして適任であると認められている」ことが条件として求められるのではないかということである。また、ツーリズムクラスター研究における文献調査においては、マークセンの産業クラスターを参考に、ツーリズムクラスターの4タイプを設定した。これをツーリズムクラスター研究の起点として、「企業は小規模で、主に地元企業からなるタイプ」として勝沼のワインツーリズムを、また「政府・自治体の施設やインフラがコアになっている観光集積タイプ」としてしまなみ海道のサイクルツーリズムを進める関係者へのヒアリングを試み、ツーリズムクラスターの形成・展開の解明の研究をすすめ、形成条件の洗い出しを進めることができた。文献調査から、ツーリズムクラスターのクラスタータイプの基本設定までができたこと、DMOが地域エコシステムとして認められるための3条件の設定ができたこと、DMOの統合的マネジメントに向けての課題整理ができたことは、おおむね順調に研究が進んでいると考えている。来年度に予定する実証的研究の土台ができ、仮説とする条件の検証を進めていくことができる。代表研究者、分担研究者とも、文献調査の補完とともに、仮説とするツーリズムクラスターの4タイプ、DMOの地域エコシステムの3条件の実証的研究をすすめる。分担研究者である柏木は、4タイプの創発型ツーリズムクラスター以外に「拡張型クラスター」についての検証も進める。「拡張型クラスター」とは、生産システムが「農業」であったところが、次第に「観光」へと変容して出来上がっていくクラスターを意味している。農業と観光の生業を共存させながら、新たな生産システムへと変容させるようなイノベーションを起こした地域では、DMO、企業、行政がどのような役割を担い実現に至っているのか、動態的な情報から事例研究を進めていく。

(理由)研究会を実施し、先行研究の資料収集及び洗い出しに基づく理論的仮説の導出、探索的事例分析の選定を行い、海外の資料収集及び視察を実施する予定であった。しかし、相手先の理由でアポイントメントがキャンセルとなったため、次年度に調査の期間延長をするため、次年度使用額が生じることとなった。(使用計画)2019年11月までに、予定の海外調査を終了する。
予測理論に関連した解析・調和関数空間上の線形特異積分作用素

3.Banach空間X上の射影作用素P(≠0,I)に対しQ=I-Pと定める。複素数a,bが与えられたときaP+bQのXにおけるノルムを考え,応用としてXが2次元の場合の結果を用いて,XがHilbert空間の場合に知られていたノルム公式の別証明を与えた。4.単位円周上の正値可積分関数Wに対し,荷重付きLebesgue空間L^2(W)から荷重付きHardy空間H^2(W)への解析射影をPで表し,Q=I-Pと定める。有界関数a,bが与えられたとき特異積分作用素aP+bQのL^2(W)におけるノルム公式を3つ求めた。
原子レベルで平坦な表面を達成する大面積基板対応プラズマ研磨プロセスの検証

原子スケールで平坦な大面積金属基板表面を達成するため、光電子制御プラズマイオン源を用いたドライ研磨プロセスの開発を行った。本研究では金属表面に衝突するイオンエネルギーのラングミュアプローブで計測し、バイアス電圧によってそのエネルギーを0.1 eVから30 eVまで制御することができた。30eV以下の低エネルギーイオン照射では、初期粗さ13 nmのCu表面の粗さを70%低減することができた。しかしながら、さらにイオン照射を続けると表面に突起が生成され、粗さが増加した。このことから金属表面の平坦化には、照射するイオンのエネルギーだけでなく照射量も重要なパラメータであることが明らかとなった。光電子制御プラズマイオンソースを用いてドライ研磨プロセスには、イオンの運動エネルギーによる研磨対象基板の表面状態が影響を受けており、イオンの運動エネルギー区分は大きく分けて光電子制御タウンゼントとグロー放電により違う。そのため、この二つの放電領域の放電特性及びその中のイオンエネルギーを解明することが重要である。現在までに光電子制御プラズマイオンソースの希ガスHe, Ar, Kr, Xeにおける放電特性を調べ、更にラングミュアプローブを用いてアルゴンプラズマにてプラズマポテンシャル及びプラズマパラメーターなどの平坦化への応用となる指標の測定を行っていた。そして得られたイオンエネルギーと過去の文献において報告されているイオンエネルギーと物質表面との相互作用と比較することで、光電子制御プラズマイオンソースは低エネルギーのイオンを有することを確認し、光電子制御プラズマイオンソースは平坦化プロセスには有用であることが分かった。イオンエネルギーの結果を踏まえ、アルゴンプラズマを用いてSiウェハー裏面に蒸着したCu膜の表面粗さ低減に成功した。その結果としては光電子制御プラズマグロー放電に処理した基板,観察領域100×100μm2においては最大77%の増加率を示したが、一方観察領域5×5μm2においては69.8%の減少率が得られた。これは大面積観察にはプラズマ処理により生成した突起物が含まれたため、処理後の粗さが増加したと考える。突起物を含まない領域では表面粗さが低減したことが分かった。これに対して、光電子制御プラズマタウンゼント放電に処理した基板は両観察領域において43.4%と54.5%の減少率を示した。タウンゼント放電処理による基板粗さ減少はイオンのフラックスがグロー放電より低いことから、表面拡散を利用した光電子制御プラズマによる平坦化プロセスは、イオンエネルギーのみならず、イオンフラックスも重要なパラメーターだと考えられる。(1)ラングミュアプローブを用いたイオンエネルギー計測手法の開発イオンを用いた平坦化プロセスではイオンエネルギーを計測することが最も重要である。本研究ではイオンエネルギーを計測する手法としてプラズマポテンシャルからイオンエネルギーの算出を試みた。プラズマポテンシャルを測定するためにラングミュアプローブを製作した。光電子制御プラズマのバイアス電圧を150V(光電子制御タウンゼント放電)および200 V(グロー放電)に固定し、プラズマポテンシャルの場所依存を測定した。グロー放電では陰極近傍にイオンシースが形成され、イオンシース以外の場所は一定のポテンシャルとなった。一方でタウンゼント放電の場合、プラズマポテンシャルは全範囲に渡り勾配をもつことが明らかとなった。プラズマポテンシャルの勾配があるところでイオンが加速され、中性気体分子との衝突でイオンがエネルギーを失うと考えてイオンエネルギーの計算を行った。その結果、グロー放電ではイオンは約9 eVのエネルギーを持つのに対し、光電子制御タウンゼント放電では約0.3 eVのエネルギーであることが分かった。(2)半球型イオンエネルギー分析器付き光電子制御プラズマ装置の開発プラズマポテンシャルからイオンエネルギーを求める手法は単一ガス中でのみ利用可能である。原子スケールでの平坦化を目指した場合、混合ガスを利用する可能性もあるが、混合ガスではプラズマポテンシャルからのイオンエネルギー測定は難しい。そのためエネルギーを直接求める分析器が必要とされる。本年はエネルギー分析器とCVD装置を組み合わせるための改良を行った。装置は概ね完成し、CVD装置でプラズマを生成できることを確認した。今後はエネルギー分析器を動作させるためのプログラム開発を行い、プラズマ中のイオンエネルギーを直接計測する手法の開発を進める。本年は光電子制御プラズマのイオンエネルギー測定を行うことを最大の目標としていた。イオンエネルギーを測定する半球型エネルギー分析器はまだ稼働していないものの、プラズマポテンシャルからイオンエネルギーを求める手法を開発できたことによりイオンエネルギーを算出することができた。これによりグロー放電プラズマと光電子制御タウンゼント放電プラズマにおけるイオンエネルギーに大きな違いがあることを確認できた。そのため、研究はおおむね順調に進展していると考えられる。本年度でプラズマの生成条件とイオンエネルギーの相関が求まった。次年度ではAu蒸着Si基板およびCu蒸着Si基板を用いて、イオンエネルギーと基板平坦化効果の相関について調べる。本年度ではArプラズマの放電特性ならびに表面平坦化効果を調べたが、Arより軽い元素としてNeを、重い元素としてKrやXeによる平坦化効果の検証を行う。

これによりイオンエネルギーだけでなくイオン運動量が表面平坦化に及ぼす影響を解明することができると期待される。また、半球型エネルギー分析器のソフトウェア開発を行い、正常動作を確認する。エネルギー分析器によりイオンエネルギーを明らかにし、AFMによる研磨効率と関連づけてイオンエネルギーが表面研磨に及ぼす影響を解明する。次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額であり、平成25年度請求額と合わせ、平成25年度の研究遂行に使用する予定である。
開発政策・事業が生む環境リスクの政治経済学的研究：資源の動員と利益配分の構造から

本研究においては、日本、インドネシア及びフィリピンの開発政策・事業の政治経済学的分析を通じ、開発の環境リスクが外部化され不可視化されるメカニズムを分析した。日本の原子力政策では、政府・電力会社によってリスク・コミュニケーションが歪められ、原発安全神話の維持が可能となった。インドネシア及びフィリピンの天然資源開発では、事業者-地域住民及び中央政府-地方政府間の不均衡な力関係によって、環境リスクが住民に押し付けられる構造を論じた。先進国・途上国の別なく新自由主義的な開発政策・事業は、本来内部化すべき環境リスクを周辺に移転し、レント=シーキングを可能にすることで資本蓄積を可能にしているのである。本年度は、開発の環境リスクに関する理論研究を中心とし、現地調査に関しては次年度以降本格的に実施するための適切な事例を選択し調査計画を練るためのプレリミナリィ・リサーチを行った。理論研究においては、主として、安部が環境物理学およびシステム論の視点から開発の環境リスクに関する質的定義を行うと同時に、ベックのリスク社会論における近代化概念と開発経済学における近代化概念との比較研究を行った。郭は、世界資本主義の政治経済学及び従属理論の視点から1社会的公正、2コモンズ、3成熟社会、4マルクス経済学から見た危機の構図として環境リスクを定義した。また、森元は、フィリピンにおける天然資源開発の動員と利益配分のメカニズムに注目し、同国の鉱業開発の歴史構造の解析に関する先行研究の読み込みを行なった。事例研究においては、主として、安部がインドネシアおよび日本の事例を、森元がフィリピンの事例を選択してプレリミナリィ・リサーチを行った。安部は、インドネシアの中カリマンタン州における大規模農園開発とバンカ・ブリトゥン州での原子力開発について現地を訪問し、関係者からの聞き取りおよび公表されている文献の収集を行った。また、日本では、福島県と福井県を訪問し、日本の原子力開発の政治経済的リスクに関する聞き取り調査を行った。森元は、フィリピン東ネグロス州を訪問し、同州の鉱業開発に関する現地調査と環境天然資源省への聞き取りを行うとともに、先行研究文献と基礎的データの収集を行った。各人の研究は2013年4月、同年7月、同年11月、2014年1月の計4回開かれた研究会における討論を経て共有され、その成果は文眞堂より「開発リスクの政治経済学」として公刊された。前年度に引き続き、理論と事例の両面から、開発の環境リスク生成のメカニズムについて研究を行った。理論面では、安部がプリゴジンやボールディングらの一般システム論の議論とルーマンの社会システム論、政治地理学における領域性の概念と経済学における時間性及び外部性の議論を紡ぎ合わせ、環境リスクを貨幣によって通約し量的計測を行うことが質的側面の不可視化を招き、空間的および時間的なリスクの外部化につながっていることを指摘した。その成果はエントロピー学会において報告した。また、郭は日本企業が海外展開する際のリスク軽減策について研究し、日台中ビジネスアライアンスという新たな概念の提示を行った。その成果をInternational Federation of East Asian Management Associations第12回大会において報告した。事例研究では、郭が現在安倍政権が推し進めている国家戦略特区を取り上げ、国家戦略特区が通常途上国で多く見られる経済政策であり、それを先進国日本で実行する際のリスク要因を抽出した。その成果は著書『徹底解剖国家戦略』でまとめた。森元は、フィリピンにおける天然資源開発における開発資源の動員と利益配分のメカニズムの研究に取り組んだ。フィリピンは、サービス業と海外送金に依存する形で順調な経済成長を遂げてきたものの、雇用の改善や産業の多様化といった政策課題の実現が不十分であることを示した。その成果は、紀要論文1本と共著書2冊にまとめた。安部は、日本国内(福島、幌延)と海外(トルコ、台湾)の原子力開発現地で調査を行い、原子力の環境リスクが不可視化=外部化される共通の政治経済的条件について研究した。その成果はInternational Peace Research Association第25回世界大会で報告した。2015年度は、研究分担者森元が1.開発の資源動員と利益配分の構造モデルの構築、研究代表者安部が2.環境リスクが不可視化される条件の抽出、研究分担者郭が3.リスク縮減策が無効化されるメカニズムの分析にそれぞれ焦点を当て、研究を進めた。1.森元は、フィリピンにおける天然資源開発や公共工事などの開発事業を事例に、中央政府や地方自治政府、住民組織、民間企業ら関係者間の開発レントをめぐる綱引きについて研究した。ことに、ミンダナオ島のイスラム自治政府の樹立を巡る和平交渉においては、自治政府の権限拡大が天然資源の開発レントの獲得と結びついていることを明らかにした。さらに、2000年以降急速な成長を遂げるフィリピン経済において、海外からの送金に基づく内需とコンタクトセンターを始めとするBPO産業の輸出に加え、ミンダナオを始めとする天然資源の開発推進が主要課題となっていることを論じた。2.安部は、福島第一原子力発電所事故とモンゴルのウラン採掘事業、インドネシア東ジャワ州ラピンド社の熱泥流噴出事故を事例に、政治権力と結びついた資源開発が環境リスク評価を歪めてしまう実態について論じた。また、オーストリアで1979年に実施されたツヴェンテンドルフ原発運転の是非を問う国民投票を事例に、環境リスクの不可視化・外部化を避けるためには市民的公共圏が適切に機能することが重要であることを論じた。3.郭は、「格差」をキーワードに、TPP、AIIBなど、日本を含めた経済統合の活発化のリスクについて研究を進めた。その結果、経済水準の異なる諸国の経済統合は、各々の社会における格差を拡大するリスクを有する点を指摘した。

さらに、現在の安倍政権が推進している「国家戦略特区」が、日本社会における格差を拡大する危険性について明らかにした(郭2005『国家戦略特区の正体:外資に売られる日本』集英社)。研究代表者安部の主たる事例研究対象であったインドネシア中カリマンタン州のメガ・ライスプロジェクトについて、現地政治状況の悪化のため研究の続行が困難となった。このため、インドネシアにおける事例研究対象を東ジャワ州のラピンド社熱泥流事故に変更した。これに伴い、2015年度は対象事例のベーシック・サーヴェイから着手したため、若干の遅れが生じている。研究分担者森元は、2015年夏に予定していたフィリピンでの現地調査が実施できなかったため、2015年度は開発レントに関する内外の先行研究とフィリピンにおける環境リスク生成メカニズムの分析に時間を割いた。一方、開発リスクを縮減するためには、従来のGDP至上主義的な経済開発から離れ各地域ごとの特性を生かした新たな開発政策を追求する必要がある。この点をフィリピンでの事例調査で裏付ける研究に若干の遅れがでている。本年度は本助成研究事業の最終年度として、研究代表者、研究分担者それぞれが4年間の研究の総まとめと補足調査を行った。研究代表者安部は、主としてインドネシア東ジャワ州、中ジャワ州及び日本の沖縄県で研究調査を行い、開発の環境リスクが外部化されるメカニズムを抽出した。東ジャワ州シドアルジョ県熱泥流事故では、住民へのインタビューを通じて大気汚染による健康被害が不可視化され、事業主体や行政による救済の対象外となっている点を論じた。さらに、沖縄高江村では、米軍ヘリパッド移設の反対派住民へのインタビューを行い、オスプレイの発着訓練による騒音被害や事故のリスクを住民に押し付けられている現状について聞き取り調査を行った。研究分担者郭は、第一に、今日のグローバリゼーションにおける情報の非対象性とチャンスの不平等によって、自由競争から脱落した場合はむしろ格差が拡大し社会的・経済的リスクが拡大することを明らかにした。第二に、安倍政権の国家戦略特別区域基本方針が、日本社会の特徴である非成長社会を理解せず高度経済成長期型の量的成長のみに主眼を置いたことによって、規制緩和のための方便と堕してしまい、ダイナミックな経済成長に結びつかずにむしろ新たな貧困・格差のリスクを造成したことを明らかにした。研究分担者森元は、フィリピン経済の現状とその特徴を分析及び地方自治法改正を通じた財政分権化の取り組みや天然資源開発に対する外資導入のための制度整備の分析を通じ、中央政府と地方自治政府との間の開発資源の動員と利益配分をめぐる対抗関係を明らかにした。第三に、ミンダナオ島南コタバト州のタンパカン鉱山開発事業とネグロス島東ネグロス州の鉱業プロジェクトの現地調査と関係アクターへの聞き取り調査を通じ、中央政府や地方自治政府、住民組織、民間企業等関係者間に作用する資源動員と利益配分のメカニズムを明らかにした。
大都市圏における土地利用と景観の変容のデ-タベ-ス化

本研究では,明治末・大正初期の東京市15区の範囲およびその周辺の土地利用図を作成するとともに、その自然的基礎の地図化を行った。自然的基礎としては,台地面・台地斜面・河谷底・三角州・海岸平野・氾濫原・旧河道・自然堤防・砂州・埋立地に分類し、一応の地図化を行った。15区の範囲では,貯木場の溜池を除き,190の地表水体が低地部にみられたが、台地部では90に過ぎなかったことも分った。都市的土地利用については,目下,15区とその周辺について,1万分の1で詳細な都市的土地利用図を作成中であり、印刷寸前の状態にまで作図を終えている。土地利用分類としては,商住・住商・事務所・倉庫(河岸を含む)・工業・公共・皇室・軍事・教育・宗教・公園緑地・大邸宅・住・空地の14とした。この時代に,すでに現在の都市地域構造に近いパタ-ンが形成されていたことが、作成された図を一見しただけでも明らかである。地形環境への対応と江戸につながる歴史性の上に,近代都市としてのCBD・工業地区・港湾倉庫地区・文教地区への地域分化が起きようとしていることも認められる。農村的土地利用は,江戸時代後期の様相を未だに残しているが,市街地周辺における都市化の影響が江戸図との比較である程度明らかである。当然ながら、地形環境とは高い相関を示す。水田が低地部に卓越することがその最大の証明であるが、微高地上に普通畑が多いことも明らかである。特に都市化前線に普通畑が多く現われる傾向があるが、低湿な水田地域に盛土をして宅地・工場造成を持つ間,一時的に畑作が行われたことも考えられる。しかし、そこにおける空地・荒地(原っぱ)と普通畑の区別は明瞭でない。台地部では桑畑も見られる。林地の分布についても、台地部と低地部で若干の差が認められ,盆地部の方が多い。
ナノ構造超伝導体における渦糸ダイナミクス

ナノサイズの超伝導体中の渦糸格子の融解現象を、分子動力学法によって解析し、温度上昇とともに、渦糸の位置の広がりが急激に増加する温度領域があることを明らかにした。s波とd波の超伝導体の複合体において、半整数量子磁束の発生を阻害要因としての双晶境界が、半整数量子磁束の他に分数磁束を生み出すことを明らかにした。超伝導体/カイラル磁性体の2層構造において、磁束の分布が交互に磁束、半磁束が並ぶ構造が安定になることをしめした。ナノサイズの超伝導体の転移温度がサイズの減少とともに振動しながら増加することを、電子の離散的なエネルギー準位から説明し、不純物散乱によって、転移温度が段階的に減少することを示した。超伝導体中の渦糸ダイナミクスについて、分子動力学法に渦糸運動による発熱とその熱伝導と、渦糸運動にによる超伝導秩序変数の減少に引き起こされる渦糸間の遅延相互作用を取り入れた方法によって、渦糸運動のシミュレーションをコルビのディスク形状に対して行った。渦糸のダイナミクスの一つである、渦糸雪崩をシミュレーションするためのMaxwell方程式+熱伝導+フラックスクリープの抵抗の電流依存性を解くプログラムを開発して、1枚の長方形の超伝導板に対してシミュレーションを行い、渦糸雪崩の発生を確認した。ナノ構造超伝導体における磁束間の相互作用を求めるために、Eliashberg方程式をクーパー対のスピンシグレット成分だけではなく、スピントリプレット成分まで含めて超伝導秩序変数の奇周波成分を取り入れるように拡張したシミュレーション方法を開発し、ナノサイズへの超伝導正方形板に適用して、渦糸が発生する前の超伝導構造を調べた。印加磁場の上昇とともにs波シングレット超伝導の中に奇周波超伝導であるs波トリプレット超伝導の成分が増加し、さらに空間変調することを見出した。渦糸の運動のピン留め効果について、カイラル磁性体と超伝導体の2層構造を考えて、磁場下での渦糸構造を現象論的ギンツブルグランダウ方程式をカイラル磁場下で求めた。外部印加磁場の増加で、カイラル磁性体の磁気構造が緩やかになり、そのため、磁束構造が変化する様子を見ることができた。外部印加磁場の小さな時には、磁束と半磁束が現れるが、互いの引力相互作用があるため、磁束の現れる周期が長周期になる傾向を見出した。超伝導複合体d-dotにおける磁束の相互作用を求めるため、まずd波超伝導体における双晶構造の影響を調べ、そのため、異方的なギンツブルグランダウ方程式を導出し、異方性により半整数磁束の発生が抑えられることを見出した。今年度は、まず、1)渦糸ダイナミクスの分子動力学法シミュレーションについて、熱伝導と遅延相互作用を取り入れたシミュレーションを進め、EUCASで招待発表を行った。さらに、この方法をナノサイズに閉じ込められた渦糸の融解現象のシミュレーションに応用している。この結果の一部は物理学会で報告した。2)ナノ構造超伝導体中の渦糸ダイナミクスの現象論シミュレーションについて、勾配磁場下での渦糸構造と、カイラル磁性体からくる空間振動磁場下での磁束構造を超伝導の現象論であるギンツブルグランダウ方程式を解くことで求めた。特に、カイラル磁性体からの磁場下では、上向きと下向きの渦糸が対を成して生じ、これが向きが異なる渦糸間の相互作用とカイラル磁性体からの磁場からの相互作用の競合によることを明らかにした。今後、電流を流したときのダイナミクスを求めるための出発点となる。3)ナノ構造超伝導体に磁場を印可した場合に、超伝導となる電子対がもともと軌道がs波でスピンがシングレットになっている超伝導状態の中に超伝導対の振動数依存性が反転に対して奇となりスピンがトリプレットになる奇周波超伝導状態が現れることを示し、その成分の空間依存性を明らかにした。今後、渦糸が超伝導体に侵入したときのこの奇周波超伝導体の構造の変化とそのダイナミクスについての基礎ができた。さらに、超伝導転移温度が上昇することを明らかにし、形状依存性を求め、不純物による転移温度の減少することを示した。今後のこの転移温度の減少の形状依存性も調べていく。4)従来型の超伝導体と超伝導対称性がd波の超伝導体を組み合わせて半整数量子磁束が生じる超伝導複合体(d-dot)において、d波超伝導体においてその結晶構造が異方的な場合に、その半整数量子磁束が変化するかを明らかにした。渦糸相互作用の微視的な理論は、少し遅れているが、今年度は、カイラル磁性体からの磁場下と勾配磁場下での渦糸構造を明らかにすることができた。さらに、渦糸ダイナミクスについて、ナノ構造超伝導体における渦糸格子の融解という現象をシミュレーションする基盤を作ることができた。ナノ構造超伝導体における奇周波超伝導状態については渦糸がない場合の構造を明らかにできた。今後は渦糸状態にどのように影響を与えるかを明らかにする必要がある。また超伝導複合体における半整数磁束の発生の結晶構造の異方性が与える影響を明らかにし、今後の半整数磁束のダイナミクスの基礎ができた。磁場中の超伝導体における磁束の構造と磁束の運動について、計算機シミュレーションを中心に調べた。特にナノ構造超伝導体における磁束格子の融解転移について、分子動力学法を用いて渦糸の運動をシミュレートすることで調べた。このとき、温度変化は、渦糸への周りの環境から与えられる揺らぎ力と、渦糸間の相互作用に入る超伝導体中への磁場侵入長の温度変化として取り入れた。

特に、相互作用は温度上昇とともに、範囲が広く強さが弱くなる。有限系でのシミュレーションの結果から、渦糸の運動の位置の時間平均の分散を取るとある温度領域から急激に立ち上がり、融解温度が特定できることが分かった。周期的境界条件を課した系についての結果では、渦糸の数が16本までの系では、融解温度が渦糸の数とともに振動することを示した。さらに、渦糸の数が多くなるすなわち、高磁場では融解温度の振動が小さくなることも示した。磁束構造に関しては、カイラル磁性体と超伝導体二層構造における磁束構造を2次元のギンツブルグランダウ方程式を有限要素法で解く方法をつかうシミュレーションによって求め、現れる磁束構造を磁束間の相互作用をもとに解析した。モデルを3次元化し、磁場分布のカイラリティから生まれる特異な磁束構造を得ている。さらに、d波超伝導とs波超伝導体の複合構造d-dotで生じる半整数磁束に対して、d波超伝導体の双晶構造の影響を超伝導電子の異方的な有効質量に取り入れ、様々な双晶構造に対して半整数磁束がどのように現れるかを明らかにした。また、ナノ構造超伝導体に磁場を印加した場合に量子渦糸が生じるだけではなく、奇周波超伝導が生じることを、Go'kov方程式を有限要素法を用いて解くことで示した。特に、奇周波超伝導は磁場侵入した、超伝導体周辺部に現れ、低温から温度を上昇させると、磁場侵入長が長くなるため、奇周波超伝導が生じる領域が増加することを示した。ナノサイズの超伝導体中の渦糸格子の融解現象を、分子動力学法によって解析し、温度上昇とともに、渦糸の位置の広がりが急激に増加する温度領域があることを明らかにした。s波とd波の超伝導体の複合体において、半整数量子磁束の発生を阻害要因としての双晶境界が、半整数量子磁束の他に分数磁束を生み出すことを明らかにした。超伝導体/カイラル磁性体の2層構造において、磁束の分布が交互に磁束、半磁束が並ぶ構造が安定になることをしめした。ナノサイズの超伝導体の転移温度がサイズの減少とともに振動しながら増加することを、電子の離散的なエネルギー準位から説明し、不純物散乱によって、転移温度が段階的に減少することを示した。超伝導体中の渦糸運動のシミュレーションを、分子動力学方を拡張した方法を改良して、シミュレーションを行えた。また、渦糸雪崩の巨視的シミュレーション方法も開発して、今後の研究の基礎を作れた。ナノ構造超伝導体中の磁束間の相互作用を求めるための、超伝導の最も基本的方程式である、エリアシュベルグ方程式を超伝導秩序変数の空間変化を取り入れて解くプログラムを完成し、今後のナノ構造超伝導における渦糸相互作用のより厳密な研究が可能となった。渦糸ダイナミクスへの外部の磁性体の影響を取り込めるように、これまでのギンツブルグランダウ方程式を解くプログラムを、一様磁場下から空間変調する磁場下へと拡張し、カイラル磁性体/超伝導体の二層構造中の渦糸構造をまず調べることができた。d波超伝導体を利用した超伝導複合体d-dotにd波超伝導体の双晶構造を取り入れるように、シミュレーションプログラムを拡張し、今後のd-dot内での渦糸間の相互作用のより詳細な研究への基礎作りができた。最終年度は、1)分子動力学法を用いて、渦糸格子の融解の様子を、ナノサイズ超伝導体とバルクの超伝導体に対して明らかにする。2)ナノ構造体における渦糸間の相互作用を微視的に明らかにする。
アデノシンA2A受容体の分子イメージング：ファーストインヒューマン研究

高齢化社会における認知症やパーキンソン症候群を初めとする様々な脳疾患の診断・病態解明、それらの治療評価法や治療薬の開発等のために、ポジトロン断層撮影法(PET)等による分子イメージング研究に期待が大きい。新規開発プローブ[11C]preladenant(PLN)を用いたPETによるアデノシンA2A受容体(A2AR)を画像化において、健常者での個人差が比較的大きかったことから、同一被験者で、内因性アデノシンの日周変化の影響を避けて、異なる日のほぼ同じ時刻にPLN-PET検査の再現性(Test-retest reproducibility)を検討した(n = 8)。最も安定した解析が期待される小脳を参照領域としたLogan DVRでA2AR密度を評価したところ、最大で3割弱、平均で18%程度の変動が認められ、これまで報告されている多くのPETプローブに比べ再現性が低めであった。2回の計測でPLNの代謝率に顕著な差異は認められず、内因性アデノシンなどの影響など今後考慮されるべき課題がある。パーキンソン病の病態生理研究として健常者(n = 9)と未治療患者(n = 13)を比較したところ、尾状核頭部及び被殻のA2AR密度に優位差は確認できなかったが、パーキンソン病での左右差に着目すると、尾状核頭部は健常者より左右差が大きかった。次に、パーキンソン病治療薬のノウリアストのA2AR占拠率を、2ドーズ(20、40 mg、各群n = 5)服用前後のPLN-PET検査で評価した。健常者(n = 6)と服用前のパーキンソン病の患者(ノウリアスト以外の薬剤で治療中)とに、A2AR密度に優位差は認められなかった。服用後の線条体でのノウリアストの最大占拠率は70%であり、ED50は14.8 mgであり、治療ドーズで十分なA2AR占拠率に達していると考えられた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。高齢化社会における認知症やパーキンソン症候群を初めとする様々な脳疾患の診断・病態解明、それらの治療評価法や治療薬の開発等のために、PET等による分子イメージング研究に期待が大きい。アデノシンA2A受容体を画像化する新規開発プローブ[11C]preladenantのファーストインヒューマン研究として、本年は健常者14例とパーキンソン病患者3例で以下の計測を実施した。東京都健康長寿医療センターにおいて、[11C]preladenantの健常者9名での初期臨床試験を行い、[11C]preladenantの安全性、有効性ならびに内部被曝線量評価を行なった。初期臨床試験の結果、全検査9例において有害事象は認められなかった。アデノシンA2A受容体密度を反映する[11C]preladenantの結合能(BPND)は、文献報告されている健常者死後脳のA2A受容体の分布とよく一致した。[11C]Preladenantの全身PET計測から求めた実効線量は平均3.7μSv/MBqであった。パーキンソン病治療薬のノウリアスト内服の前後に[11C]preladenant PET検査を行った。パーキンソン病患者2名ではウリアスト40mg内服、1名では20mg内服の前後、健常者対象群5名では内服なしで2回のPET検査を実施した。次年度以降に症例を追加して、前後2回の結合能を比較する。脳神経疾患研究所では、[11C]preladenantの合成体制が整備して合成試験を行い、PET薬剤審査委員会で臨床使用が承認された。健常者を対象とした[11C]preladenantの安全性と有効性に関する初期臨床試験は予定どおり完了し、2年目以降を予定していた患者を対象とする試験も開始された。脳神経疾患研究所では、[11C]preladenantの合成体制が整備され、臨床使用の承認が得られた。アデノシンA2A受容体を画像化する新規開発プローブ[11C]preladenantのファーストインヒューマン研究として、本年は健常者10名で14計測と、パーキンソン病患者石橋10名17計測を実施した。坂田5名6計測・石橋3名6計測・南東北2名と、パーキンソン病患者石橋7名14計測・三品3例東京都健康長寿医療センターにおいて、1)[11C]preladenantのPET計測の再現性を検討するため、同日あるいは1ヶ月以内に健常者8名に対して、12計測を実施した。同日計測では概ね再現性があることが示された。パーキンソン病患者を対象として、2)未治療の患者3名と、3)ノウリアスト治療中(3ドーズ)の患者7名に内服の前後に2回のPET検査を実施した。脳神経疾患研究所では、パーキンソン病患者ノウリアストの治療効果を予測することを目指しており、まず健常者2名で[11C]preladenantのPET検査を実施した。健常者を対象とした[11C]preladenantの再現性の検討では、概ね50%のデータが得られた。

未治療のパーキンソン病の病態生理研究では30%程度、ノウリアストの治療での受容体占拠率研究では70%程度の計測が終了し、3年目にほぼ初期の目的を達成できそうである。ただし、カフェインのアデノシンA2A受容体占拠率に関する計測は、血漿中のカフェイン定量の準備が遅れており、最終年にずれ込んでしまった。高齢化社会における認知症やパーキンソン症候群を初めとする様々な脳疾患の診断・病態解明、それらの治療評価法や治療薬の開発等のために、ポジトロン断層撮影法(PET)等による分子イメージング研究に期待が大きい。新規開発プローブ[11C]preladenant(PLN)を用いたPETによるアデノシンA2A受容体(A2AR)を画像化において、健常者での個人差が比較的大きかったことから、同一被験者で、内因性アデノシンの日周変化の影響を避けて、異なる日のほぼ同じ時刻にPLN-PET検査の再現性(Test-retest reproducibility)を検討した(n = 8)。最も安定した解析が期待される小脳を参照領域としたLogan DVRでA2AR密度を評価したところ、最大で3割弱、平均で18%程度の変動が認められ、これまで報告されている多くのPETプローブに比べ再現性が低めであった。2回の計測でPLNの代謝率に顕著な差異は認められず、内因性アデノシンなどの影響など今後考慮されるべき課題がある。パーキンソン病の病態生理研究として健常者(n = 9)と未治療患者(n = 13)を比較したところ、尾状核頭部及び被殻のA2AR密度に優位差は確認できなかったが、パーキンソン病での左右差に着目すると、尾状核頭部は健常者より左右差が大きかった。次に、パーキンソン病治療薬のノウリアストのA2AR占拠率を、2ドーズ(20、40 mg、各群n = 5)服用前後のPLN-PET検査で評価した。健常者(n = 6)と服用前のパーキンソン病の患者(ノウリアスト以外の薬剤で治療中)とに、A2AR密度に優位差は認められなかった。服用後の線条体でのノウリアストの最大占拠率は70%であり、ED50は14.8 mgであり、治療ドーズで十分なA2AR占拠率に達していると考えられた。東京都健康長寿医療センターにおいて、パーキンソン病の治療薬内服前後のPET計測を継続するとともに、未治療でのアデノシンA2A受容体を測定を開始する。東京都健康長寿医療センターにおいて、健常者の[11C]preladenant PET計測の再現性の検討、パーキンソン病の治療薬内服前後のPET計測を継続するとともに、未治療患者でのPET計測を継続する。また、カフェイン3ドーズ内服によるアデノシンA2A受容体占拠率のPET計測を開始する。脳神経疾患研究所では、ノウリアスト治療中のパーキンソン病患者でPET計測を開始する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
特異分子配向特性を持つ高分子薄膜による光応答表面の創成

高分子薄膜において分子配向はその特性や機能に大きな影響を及ぼす。本研究では、アゾベンゼン液晶高分子を基板表面から高密度に重合させる手法を開発し、液晶性高分子薄膜としては従来にない分子配向と液晶構造を持つ薄膜を作成した。このアゾベンゼンメソゲンは基板に平行な分子配向に、一方、スメクチック層構造は基板に対して垂直に配向した。その特異な配向性から、光反応は効率よく進行し、直線偏光による面内配向は従来のスピンコート膜では得られない高いレベルを達成した。当グループは、高感度な光誘起物質移動現象をはじめとして、光応答高分子膜多くの研究を進めてきた。これまでの知見に基づき、本研究では、光応答を伴う特異な分子配向制御を実現し特性を究明するとともに、物質移動現象およびソフトマテリアル表面に可逆的に表面レリーフ等を形成させる新たな光プロセスを開発することを目的とし、研究を開始した。新たな光応答性高分子薄膜の設計指針を提出するため、固体基板上に光応答性液晶高分子をグラフトする手法の開発と特性評価を行った。このようなグラフト膜において、メソゲンおよび集合体としての液晶相がどのように配向し、どのような熱的特性を有するかの知見はこれまでに無い。DSC測定、分光学的評価、X線測定の結果、グラフト密度が十分に高い場合、メソゲンは基板に対して平行に配向し、スメクチック層が基板に垂直に配向するという、これまでに知られていない配向特性を有する高分子液晶膜となることを見出した。一方、固体基板ではない、柔軟な材料表面への光応答部位の導入にも着手した。柔軟表面としてゲル材料を選択し、ゲル表面に選択的にアゾベンゼンを導入する手法を開発した。HEMAのようなヒドロキシル基を有するメタクリルモノマーとオリゴエチレンオキシドを持つメタクリル酸モノマーに僅かな架橋剤を混ぜることで、光重合によりゲルシートを調製した。アゾベンゼンの酸クロリド誘導体をゲルが膨潤しない溶媒を用いて表面に選択的に10-20nmの膜厚で導入できることがわかった。高分子ブラシは高分子鎖の一端が表面に化学・物理的に固定化された構造であり,グラフト鎖密度に応じて縮んだ構造から伸張した構造へと変化するため新たな表面改質手段として利用できる。新たな光機能性超薄膜のデザイン設計を目指し、表面開始グラフト重合の手法を用いて、アゾベンゼン液晶高分子を基板上に形成させた。通常のキャスト膜とは配向が大きく異なり、側鎖メソゲンが基板に対して平行に配向し、液晶層構造(スメクチック構造)が基板平面に垂直に配向する特異な液晶構造を有することを突き止めた。この配向特性のため、直線偏光に対する再配向挙動は極めて効果的であることを示した。高分子ゲルのバルク材料としての機能をそのまま残し、表面のみを新たに機能化する材料プロセッシングの手法の提案を目的として、真空紫外光(VUV)をゲル高分子表面に照射し、その酸化反応により生じた化学機能表面を利用してアゾベンゼンを表面修飾することを試みた。高分子ゲルシートの調製とVUV酸化処理により表面に生成する反応点置換基の同定およびVUV光分解を利用したフォトパターニングを行った結果、膜の表層にヒドロキシル基が優先的に生成することが、XPS測定および蛍光ラベル化処理によって確認された。さらに、VUV光の光分解条件の強弱を利用することで、光パターニングやグラデーション処理が可能であることを明らかにした。この表面を用いて、アゾベンゼンのトランス/シス光異性化により、ぬれ性の光制御ができることがわかった。この際、この表面は水中で光反応を進めるか空気中で行うかでその環境を記憶して応答するスマート表面として機能することがわかった。当グループでは、これまで高感度な光誘起物質移動現象をはじめとして、光応答高分子膜多くの研究を進めてきた。これまでの知見に基づき、本研究では、光応答を伴う特異な分子配向制御を実現し特性を究明するとともに、物質移動現象およびソフトマテリアル表面に可逆的に表面レリーフ等を形成させる新たな光プロセスを開発することを目的として研究を開始した。前年度までに、新たな光応答性高分子薄膜の設計指針を提出するため、固体基板上に光応答性液晶高分子をグラフトする手法の開発と特性評価を行った。このような表面グラフト液晶膜における構造特性、熱物性を評価した。グラフト密度が十分に高い場合、メソゲンは基板に対して平行に配向し、スメクチック層が基板に垂直に配向する一方、低密度では、通常のスピンキャスト膜と同様な挙動を示すことがわかった。高密度なアゾベンゼン液晶表面グラフト膜においては光吸収が効果的に進むので、偏光による分子再配向の効果が顕著となることを明らかにした。一方、高分子膜表面を真空紫外光照射によるオゾン酸化により水酸基等の化学機能団を発生させ、これを足がかりに種々の化学表面修飾する手法を開発した。