hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
計測位置提示型物体情報計測システムの開発

本研究では,物体の全周における形状や色等を計測するシステムについて検討を行う.様々な物体の形状を計測するため,2台のカメラによる2眼ステレオ法と線光源を用いたフォトメトリックステレオ法を組み合わせた形状計測手法について提案する.そして,この方法による合成画像を形状計測実験を行い,有効性を確認した.また,部分形状を精度良く統合する方法や,超音波を用いた逆GPS方式による計測装置の3次元位置測定方法および計測位置を提示する方法についても検討を行なった.本研究では,平成24年度の研究内容として,昨年度検討した形状復元方法の改良の他,研究計画に挙げている部分形状の統合方法および超音波逆GPS方式による計測装置の3次元位置検出方法について検討を行なった.形状復元方法の改良としては,本研究の前身であるイメージスキャナを撮像装置して用いた場合での最適な光源配置について検討を行なった.ここで検討した最適光源配置手法は,本研究での,2次元CCDセンサを撮像装置として用いた場合にも適用できるものである.これにより従来よりも少ない光源配置数で形状を復元できることが示された.また,この研究内容については,国内の学会および国際会議で発表を行なった.また,本研究では形状計測装置として,2次元CCDセンサと線光源を使用しているが,この場合,光源の配置毎に物体の部分形状しか推定できない.そこで,光源を動かしながら部分形状を推定し,その後,部分形状を統合して結果を得る方法について検討を行い,それについて国内の学会で発表を行なった.なお,ここで提案した手法では撮像装置は動かさないが,撮像装置を動かす場合でも,その位置が正確に得られれば,同様の方法で形状を統合でき,より広範囲に物体の形状等を推定することが可能になる.本研究では,計測装置の3次元位置は,超音波逆GPS方式で検出することを考えており,本年度は,市販の超音波距離計測装置のキットを改造し,その実現可能性について検討を行なった.その結果,理論的には1mm前後の十分な精度で距離を計測できるが,得られるのは計測装置の3次元座標のみであり,装置の向きまでは得ることが難しいことが分かった.そこで,前年度から使用を検討している「モーションセンサ」にて,装置の向きを求めることにした.なお,この方法では超音波受信機が複数台必要であるが,まだ準備できていないため,早急に製作し,実験を行う予定である.本年度は,まず,これまでに検討した2次元CCDセンサと線光源を用いた形状復元手法について改良を行なった.この手法では,2眼ステレオ法とフォトメトリックステレオ法のそれぞれで求められた形状データの統合,および線光源の位置を変えて求めた部分形状の統合を行うが,形状データの誤差のため,物体表面の形状が不連続となり,色の推定等に悪影響を及ぼす.そこで,得られた形状を多数の部分に分割し,2次曲面で補間することで,物体表面の形状を滑らかにし,精度を向上させる方法を提案した.この内容を含めた,形状復元方法の内容については,国内の学会および国際会議で,計5件の発表を行なった.また,超音波逆GPS方式にて,計測装置の3次元位置を直接算出する手法については,超音波送信機と受信機の間の距離を±1mm程度の精度で得ることは可能であった.一方,3次元位置を求めるためには,受信機を複数台配置する必要があるが,超音波の送信素子と受信素子の感度指向性のため,送信機の向きが変わると安定に超音波を受信できないという問題が生じた.これについては送信素子の向きを変えて多数配置することで解決できるが,出力調整等に手間取り,期間内には実験を完了することができなかった.この点については,早急に,今後実験を行う予定である.以上から,本研究については,2眼ステレオ法とフォトメトリックステレオ法を用いた形状復元において,基本的な形状計測の原理を検証することは完了したが,形状計測システムとしては,まだ十分には完成していない.しかし,これについては早急に完了する見込みである.また,本年度は,3Dプリンタを導入し,装置部品や対象物の製作を行なったが,本研究での計測手法と3Dプリンタを組み合わせることで,新たなモデリング装置に応用できると考えられる.本研究では,物体の全周における形状や色等を計測するシステムについて検討を行う.様々な物体の形状を計測するため,2台のカメラによる2眼ステレオ法と線光源を用いたフォトメトリックステレオ法を組み合わせた形状計測手法について提案する.そして,この方法による合成画像を形状計測実験を行い,有効性を確認した.また,部分形状を精度良く統合する方法や,超音波を用いた逆GPS方式による計測装置の3次元位置測定方法および計測位置を提示する方法についても検討を行なった.本研究では,平成23年度の研究内容として,「2眼ステレオ法」と「フォトメトリックステレオ法」を組み合わせた小型形状計測装置を開発することとしている.そこで,小型カメラを2台導入し,「2眼ステレオ法」について検討した.ここでは,画像中から特徴点を抽出し,その3次元座標を算出するとともに,カメラを動かしながら特徴点を追跡することで,カメラの移動軌跡を算出する方法を開発した.これは,今後の「部分形状の統合」において必要となる技術である.なお,この研究では既存のやや古いパソコンに機能拡張部品を追加して使用した.また,既存のアームロボットを使用して,カメラや物体を動かして実験を行なった.次に,「フォトメトリックステレオ法」による形状・色・光沢特性の計測について検討を行った.この場合,カメラや物体に対して照明をどのように配置するかが問題となる.そこで,これまでのイメージスキャナ型形状計測装置による最適な光源配置について検討し,特に色・光沢の計測に最適な光源配置の算出方法を開発した.

この内容については日本機械学会にて発表した.また,計測装置を動かした際の位置情報算出のため,加速度センサやジャイロセンサ等を組み合わせた「モーションセンサ」を導入し,予定している超音波センサによる位置計測と合わせて使用することとした.そして,形状等の計測には「パターン投影法」も有効であることから,可視光および赤外線のパターン投影が可能な装置をそれぞれ導入し,これらを含めた形状計測装置を検討することとし,現在,3次元CADを用いた装置の設計および製作を行なっている段階である.当初の計画では装置製作後,形状・色・光沢特性の計測の試行を予定していたが,装置が未完成であるため,そこまで進められていない.この点については,次年度において早急に実施する予定である.当初の計画では,本年度の研究内容として,部分形状の統合方法と超音波逆GPS方式による計測装置の3次元位置検出方法についての検討を挙げていた.この中で,超音波逆GPS方式による位置検出方法については,市販の超音波距離計測装置のキットを改造し,位置算出方法を確認するための基本的な実験を行うことは可能であった.しかし,実際に形状計測装置と組み合わせて,広範囲な位置計測をするためには,特に超音波受信装置を複数製作する必要があるが,それを達成するまでには至らなかった.平成25年度において,早急に実施する予定である.本研究では,「2眼ステレオ法」と「フォトメトリックステレオ法」を組み合わせた小型形状計測装置の開発を目的としているが,平成23年度の研究において,さらに「パターン投影法」を組み合わせることが有効であると考え,それらの装置を導入し検討を行なった.このため,開発する小型形状計測装置の仕様が変更となり,設計等をやり直す必要が生じたため,製作に時間がかかっており,当初予定していた形状等の計測の実施までは至らなかった.装置の製作および計測については,平成24年度において早急に実施する予定である.平成25年度においては,まず,進行が遅れている,超音波逆GPS方式による3次元位置検出を行うための装置の製作を早急に行う.これについては,電子機器の基板を製作する装置を導入できたことから,従来よりも早い作業が可能になる.また,導入した装置は接触式の形状計測も可能なことから,本研究で開発した装置による形状計測結果との比較にも使用可能である.その後は,当初の予定通りの研究として,物体形状計測における,未計測部分の推定とそれの指示方法について検討を行う.これについては,計測装置を動かしながら得られる部分形状のシルエット等を用い,その影に隠れる部分を推定することで可能になると考えられる.また,計測装置の姿勢をより精度良く推定するため,モーションセンサを複数台使用する方法についても検討する.また,本研究では,「2眼ステレオ法」と「フォトメトリックステレオ法」を組み合わせた形状計測装置を検討しているが,さらに「パターン投影法」も組み合わせることで,より精度良い計測が可能になると考えられることから,その手法についても検討する予定である.そして,これらの内容をまとめ,学会および論文誌に発表する予定である.
タイプⅡヘテロ新材料の開拓とデバイス応用に向けた研究

InP基板上II-VI族化合物半導体タイプIIヘテロ材料の特性評価及びデバイス応用を行った。ZnCdSe/BeZnTeヘテロ接合における伝導帯バンド不連続をn-i-nダイオード用いて評価する手法を提案した。ZnCdSe/BeZnTeタイプII超格子の光吸収特性を光起電力スペクトルの測定により評価し、フォトルミネッセンス特性と比較検討した。レーザにおけるキャリア注入特性を理論解析により検討し、構造の最適化を進め、実験により検証した。MgSe/ZnCdSe共鳴トンネルダイオードを作製し、室温での電圧電流特性において明確な負性抵抗を確認した。1.InP基板上ZnCdSe/BeZnTeタイプII超格子の透過吸収測定を行った。サンプルの超格子層以外の下地層を除去した後、透過光及び反射光スペクトルを測定して、それらを基に吸収係数スペクトルを算出した。フォトルミネッセンス(PL)発光特性と比較したところ、発光ピーク波長が吸収端波長とほぼ同じ位置に見られ、PL発光がバンド間遷移によることが分かった。また、吸収端の立ち上がりが直接遷移型半導体であるZnCdSeよりも緩やかであった。この原因については未だ明らかではないが、キャリアの遷移過程や状態密度によるものと推察され、タイプII超格子の特徴の一つと考えられる。今後より詳細に検討することで更に特異な現象が見出されると期待される。2.ZnCdSe/BeZnTe超格子において、ZnCdSe層をn形ドーピングした超格子とBeZnT層をp形ドーピングした超格子を結合させたp-n接合ダイオードを作製した。電圧電流特性を測定したところ良好なダイオード特性が得られ、当該超格子がp形及びn形に制御できる可能性が示された。今後デバイスへの応用が期待される。3.ZnCdSe/BeZnTe超格子におけるサブバンド間遷移の理論解析を行った。超格子のZnCdSe層を5分子層から10分子層、BeZnTe層を1分子層から16分子層に変えることでサブバンド間遷移波長を約1μmから3μmの間で制御できることが分かった。また、ZnCdSe層が6分子層及び7分子層において、1.5μm帯のサブバンド遷移が得られることが予測され、光通信波長帯デバイスへの応用の可能性が示された。4.レーザやLED等のデバイスにおけるp側コンタトの低抵抗化について検討した。p形ZnTeコンタクト層にPt/Au/Pd電極を施すことで6.5×10-5Ωcm2の低い接触抵抗が得られた。これは今後のデバイスの高性能化に大きく寄与する成果である。1.ZnCdSe/BeZnTeタイプII超格子において明瞭な光吸収特性を観測した。当該超格子をn形ZnCdSe層とp形BeZnTeで挟んだpinダイオードを作製し、単色光を照射しながら光起電力スペクトルを測定したところ、明瞭な光吸収スペクトルが得られた。例えば、各層厚が7分子層/7分子層の超格子では780nm近傍に吸収端が見られた。一方、この試料の発光特性では726nmのピーク波長が観測され、吸収端よりも0.1eV以上も高エネルギー側で発光することが示された。2.ZnCdSeとBeZnTeの伝導帯におけるバンド不連続値を調べた。ノンドープBeZnTe層(200nm)をn形ZnCdSe層で挟んだninダイオードを作製し、電圧電流特性を測定した。得られた特性を理論値と比較することでZnCdSe/BeZnTeヘテロ界面における伝導帯バンド不連続値を見積もった。得られた値は1.9eVであり、これ以前に見積もられていた1.82eVに比べ若干大きいことが分かった。これにより今後の物性評価やデバイス設計に有益な情報が得られた。3.理論解析によりレーザ構造の最適化を検討した。これまでのレーザは、活性層、バリア層、クラッド層から成る分離閉じ込めヘテロ(SCH)構造としていたが、この構造において活性層へのキャリア注入の理論解析を行ったところ、nバリア層が電子注入に対し障壁となり、活性層に殆どキャリアが注入されないことが示された。そこで、nバリア層を除去した構造を提案した。これにより効率よくキャリアが活性層に注入され、更に印加電圧も低減できることが分かった。一方、nバリア層を除去すると活性層への光閉じ込めが減少し、レーザ特性を劣化させてしまう懸念があったが、電磁界解析によりnバリア層除去の影響は微小であることが分かり、総合的にnバリア層のない構造がより理想的であることが示された。ZnCdSe/BeZnTeタイプIIヘテロ材料の物性評価及びデバイス応用の検討が進み、おおむね順調に進展している。ZnCdSe/BeZnTe超格子の光吸収スペクトルが観測され、吸収端等詳細な物性評価が行われた。これまで光吸収特性の評価は光透過吸収測定により行っていたが、干渉効果等により明瞭な特性が得られなかった。今回は、当該超格子をi層としたpinダイオード構造において光起電力を測定することで明瞭な吸収スペクトルが測定できるようになり、詳細な光学特性評価が可能になった。例えば、光吸収端から遷移波長が正確に見積もられ、理論値との比較や発光ピーク波長と関係について調べられるようになった。

また、本研究の特色の一つであるエネルギーバンド不連続の評価について進展があった。n-ZnCdSeとi-BeZnTeによるninダイオードの電気特性によりZnCdSeとBeZnTeの伝導帯におけるバンド不連続値が見積もられた。バンド不連続値の評価は、ZnCdSe/BeZnTe超格子のバンド間及びサブバンド間遷移波長の理論解析や当該超格子の設計、またデバイス構造の最適化等において重要であり、本研究の主要課題の1つである。また、この手法は他のヘテロ材料にも適用可能であり、更なる進展が期待される。一方、デバイス構造の検討も進んだ。これまで作製した発光デバイスでは、十分な発光効率が得られず、印加電圧も高いことが問題であった。今回、デバイス構造の理論解析を行うことで構造上の問題点を抽出し、改善方法を見出した。具体的には、nバリア層が活性層への電子注入を妨げていることが分かり、これを除去することで注入効率が改善し、印加電圧も低減することが示された。実際にデバイスを作製し評価したところ、理論解析で予測された効果が実証された。1.MgSe/ZnCdSe共鳴トンネルダイオードの作製に成功した。素子は1.2nmのZnCdSe井戸層を1.2nm厚のMgSe二重障壁層で挟み、更にその上下にn形ZnCdSeエミッター層と同コレクター層を配置した構造とした。同構造をInP基板上に分子線エピタキシー法を用いて作製した。その後、上部n形ZnCdSe層上にAl電極、基板側にAu/Sn電極を各々形成した。素子の電圧電流特性を室温で評価したところ、印加電圧が0.8V付近において明瞭な負性微分抵抗が見られ、共鳴トンネル効果が確認された。負性微分抵抗が現れる近傍のピーク電流密度は約0.4kA/cm2であり、ピークバレー比は1.37であった。また、複数回の測定においても毎回安定した負性抵抗が得られ、素子の劣化は見られなかった。2.光デバイスのn側構造の電気特性について調べた。n形ZnCdSeバッファー層とnクラッド層から成る光デバイスのn側のみの構造を作製し、電気特性を評価した。ここでは、nクラッド層としてMgSe/ZnCdSe超格子とMgZnCdSe混晶の場合について比較検討した。その結果、混晶の場合に超格子と比べ微分抵抗が1/5以下に低減し、クラッド層として適していることが分かった。一方、超格子と混晶のどちらの電圧電流特性においても電流の立ち上がりが3V程度のショットキー性が見られ、これが光デバイスにおける高い印加電圧の原因の一つであることが分かった。このショットキー性はバッファー層とnクラッド層の間のヘテロ障壁によるものと考えられる。そこで、このヘテロ障壁の影響を低減し、ショットキー性をオーミック性に改善するため、バッファー層とnクラッド層の間にZnCdSe/MgZnCdSe階段型超格子を導入する手法を提案した。実験によりその効果を確かめた結果、階段型超格子を導入することでショットキー性の改善が得られた。InP基板上II-VI族化合物半導体タイプIIヘテロ材料の特性評価及びデバイス応用を行った。ZnCdSe/BeZnTeヘテロ接合における伝導帯バンド不連続をn-i-nダイオード用いて評価する手法を提案した。
食品成分の摂取がもたらす温度受容TRPチャネルを介した体温変化作用機序の解明

本研究では食品成分摂取による体温変化の作用機序の解明を目的とし、生体での温度受容に関する生理的な役割が明らかになっている温度受容TRPチャネルに着目し、それらを活性化する食品成分の摂取が体温に与える影響についてマウスを用いて検討した。TRPV1、TRPM8、TRPA1をそれぞれ活性化する食品成分が各TRPチャネルの活性化温度域に応じた体温変化を生じ、その体温変化はTRPチャネルを介した反応であることが示唆された。食品には、中医学における「四気」に表されるように身体を温めたり冷やしたりする働きがあるとされてきたが、経験的な知見が多く、実際の体温変化や作用機序については未だ不明な点が多い。本研究は食品の摂取による体温変化およびその作用機序の解明を目的としている。本研究ではまず、生体において温度受容に関する生理的な役割が明らかになっている温度受容TRPチャネルに着目し、温度受容TRPチャネルを活性化する食品成分の摂取が体温に与える影響の解析および食品成分摂取による体温変化におけるTRPチャネルの関与の解明を目的とした。生体の自律性体温調節は外気温や個人の体調など様々な要因の影響を受けるため、ヒトにおいて詳細な解析が難しい。そこで実験動物を用いて解析を行った。これまでにTRPV1、TRPA1、TRPM8のアゴニストとなる食品成分の摂取による体温への影響を検討したところ、TRPV1アゴニスト投与では体熱放散の亢進および体深部温度の低下が確認された。TRPA1アゴニスト投与では体熱産生の亢進および体熱放散の抑制さらに体深部温度の上昇が確認された。TRPM8アゴニスト投与では体熱産生の亢進および体深部温度の上昇が確認された。次にそれぞれの受容体のアンタゴニストを用いた検討を行った。TRPV1アンタゴニスト投与下ではTRPV1アゴニスト摂取による体温変化が確認されなかった。TRPA1アンタゴニスト投与下ではTRPA1アゴニスト摂取による顕著な体温変化は確認されなかった。TRPM8アンタゴニスト投与下ではTRPM8アゴニスト投与による体温変化が確認されなかった。従って、食品成分由来のTRPチャネルアゴニストの摂取はTRPチャネルを介して体温を変化させることが明らかになった。これまでにTRPV1、TRPA1、TRPM8のアゴニストとなる食品成分の摂取による体温への影響を検討したところ、それぞれのTRPチャネルアゴニストの摂取による体温変化にはTRPチャネルが関与することが明らかになった。本年度は、体深部温度が上昇または低下する環境下におけるTRPチャネルアゴニスト摂取による体温変化について評価した。TRPチャネルアゴニストの摂取は既に体温調節が動員されている状態においても同様の傾向となる体温調節反応を生じさせた。しかしながら、環境温度の状況によっては動員される体温調節は同じであるが体温に関しては環境温度が定常の状態とは異なる結果を示した。以上の結果からTRPチャネルアゴニスト摂取により動員される体温調節は環境温度にはあまり左右されない事、さらに体温の評価に関しては投与時にすでに動員されている体温調節に関して考慮することが重要である事が示された。当初の計画とは達成する順番は前後し、一部達成できていない部分も残っているが、その他に関してはおおむね計画通りの内容について着手する事ができている。本研究では温度受容TRPチャネルに着目し、温度受容TRPチャネルを活性化する食品成分の摂取が体温に与える影響の解析および食品成分摂取による体温変化におけるTRPチャネルの関与の解明を目的とした。生体の自律性体温調節は外気温や個人の体調など様々な要因の影響を受けるため、ヒトにおいて詳細な解析が難しく、実験動物を用いて解析を行った。これまでにTRPV1、TRPA1、TRPM8のアゴニストとなる食品成分の摂取による体温変化にはTRPチャネルが関与することが明らかになっている。本年度は、体温変化を生じる作用効果器へのシグナル伝達機構の検討として、TRPチャネルの作用部位について検討を行った。TRPM8およびTRPA1アゴニストは血中投与においても各TRPチャネルを介して熱産生を亢進させることが明らかになった。また、TRPM8およびTRPA1アゴニスト胃内投与による体温変化は、迷走神経切除により減弱化することが明らかになった。これらの結果は、迷走神経に発現するTRPM8およびTRPA1はそれぞれ熱産生を惹起する体温調節の作用点としての機能を有する可能性を示唆している。

これまでに、低温刺激受容体であるTRPM8は皮膚の感覚神経を介して熱産生を亢進させる機能を有することが報告されているが、消化管内の迷走神経に発現するTRPM8と熱産生の関連についてはこれまでに検討されていない。本研究により皮膚表面のみでなく消化管内に発現するTRPM8やTRPA1も体温調節反応を引き起こす作用点として機能することが示唆された。本研究では食品成分摂取による体温変化の作用機序の解明を目的とし、生体での温度受容に関する生理的な役割が明らかになっている温度受容TRPチャネルに着目し、それらを活性化する食品成分の摂取が体温に与える影響についてマウスを用いて検討した。TRPV1、TRPM8、TRPA1をそれぞれ活性化する食品成分が各TRPチャネルの活性化温度域に応じた体温変化を生じ、その体温変化はTRPチャネルを介した反応であることが示唆された。計画では初年度は実験条件の整備とアゴニスト投与による体温変化の確認であったので、ほぼ概ね計画通りに進んでいる。研究結果も概ね想定内の結果であり今後研究を進める事で、研究の目的を達成できることが期待される。計画通りに進行する。当初は計画していなかった体温以外での体温調節の評価の可能性についても、より詳細に結果を示すために検討することとする。食品科学、体温生理学、栄養化学今後は計画通りアンタゴニスト投与による結果をまとめあげるとともに作用機序の検討として、局所投与や神経遮断などを用いて、TRPチャネルが活性化される部位を明らかにしていく。当初実施予定であった実験が次年度以降の実施の予定に変更したため。研究計画に次年度に記載した内容に関わる実験を先に実施したため、今年度計画していた実験が次年度に先送りになりその実験のための費用が次年度使用額となった。繰り越された実験計画を実施するため、当初の予定金額を次年度に繰り越し予定通りに使用する予定である。次年度に計画していた実験と合わせて、当該実験を実施していく。
光重合型コンポジットレジンの象牙質介在下における細胞毒性に関する研究

ヒト歯髄由来細胞の培養:ヒト下顎第三大臼歯を抜去後直ちに割断し,歯髄組織を取り出した.DMEM倍地中でこの組織を乾燥させないように約1mm角の細片に切り刻み,レイントンチューブへ移し,DMEMを加えて37°C,5%CO_2インキュベータ-内で培養を行った.約10日後に組織よりoutgrowthした細胞を6代から8代継代し,本実験用のヒト歯髄細胞を得た.象牙質ディスク上への細胞の培養:ヒト抜去抜去大臼歯の歯冠部より歯軸と垂直に切り出した象牙質円板を新しく考案した細胞培養用チャンバーに取り付け,その表面にヒト歯髄由来細胞を培養した.臨界点乾燥後のSEM観察によりconfluentなcell sheetが形成されていることを確認した.光重合型コンポジットレジンの細胞毒性と介在象牙質の性状との関係の検討:介在させる象牙質の加齢が細胞毒性試験に及ぼす影響を調べたところ,10才代から40才代の象牙質の間には細胞毒性において有意な差を認めなかったが,これらに比べ50才代以降の象牙質は有意にレジンの細胞毒性を減弱させることがわかった.また,齲蝕を有する歯と齲蝕の無い健全な歯から切り出した象牙質円板を介在して,レジンの細胞毒性を比較したところ,齲蝕象牙質第一層の直下より切り出した象牙質円板を介在すると,健全な象牙質円板を用いた場合に比べて強い細胞毒性が認められた.一方,窩底の一部を含むようにして切り出して得られた象牙質円板を介在すると,細胞毒性は明らかに減弱した.さらに,象牙質円板の表面を各種象牙質前処理材で処理しても,スミア-層を残存させたままの無処理の象牙質円板と比べて,細胞毒性において有意差は認められなかった.ヒト歯髄由来細胞の培養:ヒト下顎第三大臼歯を抜去後直ちに割断し,歯髄組織を取り出した.DMEM倍地中でこの組織を乾燥させないように約1mm角の細片に切り刻み,レイントンチューブへ移し,DMEMを加えて37°C,5%CO_2インキュベータ-内で培養を行った.約10日後に組織よりoutgrowthした細胞を6代から8代継代し,本実験用のヒト歯髄細胞を得た.象牙質ディスク上への細胞の培養:ヒト抜去抜去大臼歯の歯冠部より歯軸と垂直に切り出した象牙質円板を新しく考案した細胞培養用チャンバーに取り付け,その表面にヒト歯髄由来細胞を培養した.臨界点乾燥後のSEM観察によりconfluentなcell sheetが形成されていることを確認した.光重合型コンポジットレジンの細胞毒性と介在象牙質の性状との関係の検討:介在させる象牙質の加齢が細胞毒性試験に及ぼす影響を調べたところ,10才代から40才代の象牙質の間には細胞毒性において有意な差を認めなかったが,これらに比べ50才代以降の象牙質は有意にレジンの細胞毒性を減弱させることがわかった.また,齲蝕を有する歯と齲蝕の無い健全な歯から切り出した象牙質円板を介在して,レジンの細胞毒性を比較したところ,齲蝕象牙質第一層の直下より切り出した象牙質円板を介在すると,健全な象牙質円板を用いた場合に比べて強い細胞毒性が認められた.一方,窩底の一部を含むようにして切り出して得られた象牙質円板を介在すると,細胞毒性は明らかに減弱した.さらに,象牙質円板の表面を各種象牙質前処理材で処理しても,スミア-層を残存させたままの無処理の象牙質円板と比べて,細胞毒性において有意差は認められなかった.ヒト歯髄由来細胞の培養:ヒト左側下顎第三大臼歯(20才,女性)を抜去後直ちに割断し,歯髄組織を取り出した。10%FBSとペニシリンとストレプトマイシンを添加したDMEM培地中でこの組織を乾燥させないように約1mm角の細片とした.この細片をシャーレの底面に置き,上からカバーグラスで圧接し,DMEMを加えて37°C,5%CO_2インキュベータ-中で培養を行った,10日後に組織より外生してきた細胞を6代から8代継代して実験に供した.象牙質ディスク上への細胞の培養:ヒト抜去大臼歯の歯冠部より歯軸と垂直に切り出した象牙質円板を新しく考案した細胞培養用バイアルに取り付け,その表面にヒト歯髄由来細胞を培養した。SEM観察により48時間培養によりconfluentなcell sheetが形成されているのが確認できた。液体クロマトグラフによるモノマー過量の測定:硬化レジン(Silux plus)試料から厚さ0.5mmの象牙質円板を介して蒸留水中に溶出してきた,TEGDMAとBis-GMAの経時的濃度変化を高速液体クロマトグラフィーによって測定した。その結果TEGDMAはレジン充填硬化直後に多量に溶出するが、その後溶出はしだいに減少した.

これに対し,Bis-GMAは充填硬化後7日目になって初めて溶出を認めた光重合型コンポジットレジンの細胞毒性の評価:0.5mm厚の象牙質円板を介在した場合の光重合型コンポジットレジンの細胞毒性を[^3H]-TdRの取り込みを指標に経時的に調べたところ,充填硬化直後に強く,3日目で最も弱く,その後再び増強することがわかった。ゆえに,象牙質を介在させた場合の光重合型コンポジットレジンの細胞毒性には,充填直後には主にTEGDMAが,時間の経過と共にBis-GMAが関与していることが推測された。ヒト歯髄由来細胞の培養:ヒト下顎第三大臼歯を抜去後直ちに割断し,歯髄組織を取り出した.DMEM培地中でこの組織を乾燥させないように約1mm角の細片に切り刻み,レイントンチューブへ移し,DMEMを加えて37°C,5%CO_2インキュベータ-内で培養を行った.約10日後に組織よりoutgrowthした細胞を6代から8代継代し,本実験用のヒト歯髄細胞を得た。象牙質ディスク上への細胞の培養:ヒト抜去抜去大臼歯の歯冠部より歯軸と垂直に切り出した象牙質円板を新しく考案した細胞培養用チャンバーに取り付け,その表面にヒト歯髄由来細胞を培養した.臨界点乾燥後のSEM観察によりconfluentなcell sheetが形成されていることを確認した。光重合型コンポジットレジンの細胞毒性と介在象牙質の性状との関係の検討:介在させる象牙質の加齢が細胞毒性試験に及ぼす影響を調べたところ,10才代から40才代の象牙質の間には細胞毒性において有意な差を認めなかったが,これらに比べ50才代以降の象牙質は有意にレジンの細胞毒性を減弱させることがわかった.また,齲触を有する歯と齲触の無い健全な歯から切り出した象牙質円板を介在して,レジンの細胞毒性を比較したところ,齲触象牙質第一層の直下より切り出した象牙質円板を介在すると,健全な象牙質円板を用いた場合に比べて強い細胞毒性が認められた.一方,窩底の一部を含むように切り出して得られた象牙質円板を介在すると,細胞毒性は明らかに減弱した.さらに,象牙質円板の表面を各種象牙質前処理材で処理しても,スミア-層を残存させたままの無処理の象牙質円板と比べて,細胞毒性において有意差は認められなかった.
ベトナム農業・農村の構造変動と関連機関の役割に関する実証的研究

ベトナム農業・農村の構造変化を捉えるという目的で、3カ年にわたりベトナムを代表するふたつのデルタで農家調査を行った。両デルタの地域差は歴然としているが、その地域差を超えて、農村経済の改善、農業構造の変化が起こりつつある。その変化を一言でいえば、労働過剰経済から労働不足経済への転換であり、今のベトナム農村はいわゆる転換点に立っているということにほかならない。その経済構造の転換を受けて今後のベトナム農業がどういう方向に動くかは、二つのデルタで大きく異なるものになるとみられる。紅河デルタでは超零細な兼業農家が主流で二極分解は起こりそうもないが、メコンデルタではダイナミックな分極化のもと、規模の大きな農業が成立するものとみられる。本研究は、ベトナム農業・農村の構造変動に関する実証的分析を、ハノイ農科大学農村開発学科の協力の下、3年間にわたって遂行しようとするものである。研究は過去に研究代表者が実施した調査との連続性を意識したもので、ベトナムのふたつのデルタにおける農業・農村の構造変化を捉えるとともに、農業・農村関連組織(とくに農協と農村金融機関)の新たな役割を探るものである。平成18年度は研究の初年度である。この年度ではまず、ベトナム側研究者と研究分担について議論したあと、7月から8月にかけて、北部紅河デルタのニンビン省で100戸、南部メコンデルタのアンザン省で同じく100戸の農家の聞き取り調査を実施した。ニンビン省調査ではハノイ農科大学のスタッフ7名とともに2つの地域で詳細な聞き取り調査を実施した。また南部アンザン省ではカントー大学のスタッフを中心に農家調査を実施した。調査項目は、家計資産(労働力、土地、家屋、機械等)とその変化、所得の稼得構造の変化、生産における投入産出構造(生産費調査)とその変化、農業関連組織との関わり(農協、普及所、農業金融機関)等である。日本側からは泉田、須田、出井、山本が参加し、ハノイ農科大学のNguyen Trong Dac氏も両調査に全面的に参加した。調査のあと、データファイル作成にとりかかった。これはニンビン省についてはハノイ農科大学のスタッフに、またアンザン省についてはカントー大学のスタッフにお願いした。なおデータファイル作成の過程で、データの信頼性にいくつかの問題が生じたため、ベトナム側に補足調査をお願いした。特にアンザン省調査には5年前の調査と連続しない部分があったため再度大規模な補足調査をお願いしている。データファイルは1月時点でようやく完成した。作成したデータファイルを使って、分析を実施しているが、3月の時点ではニンビン省の兼業化の状態分析が終わったところであり、アンザン省の農業構造分析、およびニンビン省、アンザン省の関連機関分析は平成19年度の課題となる。なお山本はニンビン省データを使って修士論文を作成し、その成果の一部を学術雑誌に投稿中である。本研究は,ベトナム農業,農村の構造変動に関する実証的分析を,ハノイ農科大学農村開発学科の協力の下,3年間にわたって遂行しようとするものである。研究は過去に研究代表者が実施した調査との連続性を意識したもので,ベトナムのふたつのデルタにおける農業,農村の構造変化を捉えるとともに,農業,農村関連組織(とくに農協と農村金融機関)の新たな役割を探るものである。平成19年度は研究の2年目である。この年度では,昨年度実施した調査の補足と,データの加工を通じた分析を行うことに主眼をおいた。まず,7月から8月にかけて,北部紅河デルタのニンビン省で昨年度の調査の報告会を実施するとともに,土地移動や稲作の受委託,農協の活動等に関する補足調査を行った。補足調査には,泉田と研究協力者の出井,および院生3名が参加した。なおハノイ農科大学からはNguyen Trong Dac氏ほか2名が参加した。また9月には,南部メコンデルタのアンザン省で同じく簡単な分析結果の報告と土地の移動に関する補足調査を実施した。この調査に泉田,出井,および3名の大学院生が参加し,ハノイ農科大学からはNguyen Trong Dac氏カントー大学からもスタッフが参加し,アンザン省農業部の協力の下,補足調査を行った。調査のあと,データファイルの作成と分析にとりかかった。分析は以下の4点に集約される。(1)ニンビン省の農業構造変化とその規定要因の分析(2)ニンビン省の農業構造変化に対する金融の役割分析(3)ニンビン省の稲作生産構造の変化に関する分析(4)アンザン省の土地移動の実態とその規定要因に関する分析上述の4つの課題は文章化して学術雑誌に投稿あるいは学会報告を行っている。うち3本は掲載の見込み。また農業金融の役割についてベトナム社会政策銀行の抱えている課題について分析し,学術誌に投稿中である。

次年度は,更にいくつかの補足調査を行う(南を中心)とともに,調査結果をまとめ,研究成果を学術誌の論文という形にしておきたい。この年度では、主に二つの作業を行った。ひとつは今までの分析を学会で報告し、また学術雑誌に投稿することである。これは前年度の後半から進めているが、更に新しい分析を試み、新規の論文執筆も行った。農業経済関係の学会誌に3本を掲載したことが成果である。また、平成20年度末には学会発表および国際学術誌への投稿を試みた。もう一つの作業は、更なる補足調査である。特に南部メコンデルタでは売買や貸借による土地の移動が予想以上に活発で、これが農業生産構造に大きな影響を与えている。また土地の移動は信用を媒介にして行われるケースが多く、金融と土地移動の関連も見逃せない。更に2008年には春先に米価が高騰し、稲作生産や農家の所得に大きな影響を与えている。そこで物価騰貴の所得への影響を把握するための調査票を作成し、農家聞き取りに備えた。9月に予備調査、10月はじめに本格的な補足調査を行った。予備調査の結果、アンザン省の農村における労働力不足が深刻化しつつあることが判明した。そのことを踏まえて、調査票には、農業機械化や委託作業の状況等、労働力不足への対応を聞き取る項目を追加している。この予備調査と補足調査による研究成果は以下の通りである。メコンデルタでは労働過剰経済から労働不足経済への転換過程にある。稲作の機械化が進展しつつあり、作業の受委託も活発化しつつある。土地については売買がきわめて頻繁になされ、規模の二極化が進みつつあると判断される。土地無し層も生じているが、特に土地無し貧困層が出現して社会問題化しているとはいえない。農村家計については、所得水準の高まり、所得源泉の多様化、兼業化もみられるが、稲作農家はむしろ専業化の度合いを強めている。規模を拡大した専業農家が今後のメコンデルタ稲作を担うことになる。
コンテンツ配信管理における複雑度と安全性のトレードオフ及び安全性保証に関する研究

複雑度と安全性の関係を考慮したコンテンツの配信管理法やそれに関連する問題に関して研究を行った.分岐構造をもつコンテンツ配信や視聴動向調査を含む配信を対象として安全性の仮定と複雑度の関係を調べた.分岐構造をもつコンテンツの例として,マルチストーリードラマと呼ばれる動画コンテンツが挙げられる.マルチストーリードラマは,ストーリーの整合性(流れ)が保たれつつ,その途中で示される分岐選択肢(以下,選択肢)から何を選択するかによって,その後のストーリー展開が異なるように配信される.このようなコンテンツに対してストーリーの整合性が保たれ,かつ視聴者の選択履歴が秘匿されるような配信方式を開発した.コンテンツを配信する者(配信者)が配信及び利用料金の請求を直接行う場合とインターネットサービスプロバイダー等の仲介者を通して配信し課金も代行させる場合を検討した.代行させる場合,コンテンツ配信時に,仲介者が仲介者と配信者が結託しないという前提の下では,代行させるほうが少し複雑度が小さくなるが,結託を考えると,ほぼ同じ複雑度で実現できることを明らかにした.また,近年XMLで記述されたコンテンツが増加している.アクセス制御ポリシーが規定されたXML文書におけるビュー(すなわち,そのポリシーによって読み出しを許可されたすべての部分文書)を切り出すプログラム(ビュー定義)を自動生成するツールの開発研究も行った.XML文書に対するアクセス制御ポリシー記述言語としてOASISで標準化されたXACMLを採用した.ビュー定義の記述言語としてはXSLTを採用した.そして,評価実験を行い試作ツールの有効性を確認した.その他,プロトコルに対する安全性保証に関する研究として,コンテンツ配信管理に関与する様々な機関や人に対して,配信管理法の安全性をわかりやすく示す技術の開発を行った.複雑度と安全性の関係を考慮したコンテンツの配信管理法やそれに関連する問題に関して研究を行った.分岐構造をもつコンテンツ配信や視聴動向調査を含む配信を対象として安全性の仮定と複雑度の関係を調べた.分岐構造をもつコンテンツの例として,マルチストーリードラマと呼ばれる動画コンテンツが挙げられる.マルチストーリードラマは,ストーリーの整合性(流れ)が保たれつつ,その途中で示される分岐選択肢(以下,選択肢)から何を選択するかによって,その後のストーリー展開が異なるように配信される.このようなコンテンツに対してストーリーの整合性が保たれ,かつ視聴者の選択履歴が秘匿されるような配信方式を開発した.コンテンツを配信する者(配信者)が配信及び利用料金の請求を直接行う場合とインターネットサービスプロバイダー等の仲介者を通して配信し課金も代行させる場合を検討した.代行させる場合,コンテンツ配信時に,仲介者が仲介者と配信者が結託しないという前提の下では,代行させるほうが少し複雑度が小さくなるが,結託を考えると,ほぼ同じ複雑度で実現できることを明らかにした.また,近年XMLで記述されたコンテンツが増加している.アクセス制御ポリシーが規定されたXML文書におけるビュー(すなわち,そのポリシーによって読み出しを許可されたすべての部分文書)を切り出すプログラム(ビュー定義)を自動生成するツールの開発研究も行った.XML文書に対するアクセス制御ポリシー記述言語としてOASISで標準化されたXACMLを採用した.ビュー定義の記述言語としてはXSLTを採用した.そして,評価実験を行い試作ツールの有効性を確認した.その他,プロトコルに対する安全性保証に関する研究として,コンテンツ配信管理に関与する様々な機関や人に対して,配信管理法の安全性をわかりやすく示す技術の開発を行った.
胚乳発生過程におけるゲノム障壁の解析

多くの被子植物において、胚乳発生異常が原因で種間の生殖隔離が生じることが知られている。我々は、胚乳におけるゲノム障壁(生殖隔離)の原因にゲノムインプリンティングが介在していると考え(GGS 2007)、シロイヌナズナを用いたその制御機構の解析と、イネ属種間交雑を用いてその検証をおこなった。その結果、制御機構としてはFACTヒストンシャペロンの構成因子のSSRP1がインプリンティングとDNA脱メチル化に必要であることを示し(Dev. Cell 2011)種間交雑では、インプリントされた構成因子をもつポリコーム複合体が関与しているだろうという仮説を考える様々な根拠を得た(Plant J. 2011)。植物の胚乳では、父親と母親の由来に従って、遺伝子発現が決定されるゲノムインプリンティングという機構が知られている。これは、遺伝子発現のオン・オフがDNAのメチル化や、ヒストン修飾などのエピジェネティックな情報により決定される機構である。植物のゲノムインプリンティングはエピジェネティック制御のモデル系であるとともに、胚乳でおこる生殖隔離機構の鍵を握っていることが示唆されている。ゲノムインプリンティングの制御機構の解明は、DNAの塩基配列情報以外のエピジェネティックな情報が、種間の生殖隔離機構を担っていることを示すための必要不可欠なステップと位置づけ、この解明を目指す。胚乳では、母親側から遺伝したか、父親側から遺伝したかに従って、片親性の発現パターンを示す遺伝子がシロイヌナズナからいくつか同定されている。本研究では、こうしたゲノム情報のエピジェネティックなプログラミング過程を明らかにすることにより、胚乳発生過程におけるゲノム障壁、特にエピジェネティックなゲノム障壁の機構を明らかにすることを目的としている。今年度はシロイヌナズナFISH遺伝子がDNAメチル化によりゲノムインプリンティング(胚乳での母親由来アレルの特異的発現)を受けるメカニズムを明らかにした(Jullien PE. et al. 2006Plant Cell 18: 1360-72)。FISH遺伝子は、すでに制御機構の明らかになっているインプリント遺伝子FWAと同様に、プロモーター領域のDNAメチル化に依存して父親アレルが発現抑制される。一方で、母親アレルはDNA glycosylase活性を持つDEMETERに依存して活性化されることが明らかになった。また、FWA遺伝子のゲノムインプリンティングの制御に必要な領域を同定した(Kinoshita Y. et al. 2007 Plant J. 49: 38-45.)。FWA遺伝子の5`領域にはレトロトランスポゾン(SINE)由来と考えられるタンデムリピートが存在する。このタンデムリピートのメチル化の状態が、インプリントされたFWAの遺伝子発現を決定することを2本鎖RNAを導入し実験的に証明した。今年度までに、シロイヌナズナFWA遺伝子のインプリントされた発現をモニターできるFWA-GFP形質転換体を変異源処理し、そのM1世代よりFWA-GFPの発現が正しく制御されない変異体を複数得ている。これらの変異体の原因遺伝子は、雌性配偶体中央細胞におけるゲノムインプリンティングの確立過程に機能していると考えられる。本年度は、このうちの二つのアレルalac1-1,alac1-2(alarm clock for FWA imprinting)の変異部位を連鎖解析により同定した。変異はヒトから酵母まで広く保存されたクロマチン関連蛋白質に見つかっており、現在野生型ゲノム断片の相補試験による検証を行っている。また、原因遺伝子の機能を明らかにするために様々な解析を行っている。alac1-1変異体胚珠のRNAを用いたRT-PCRの結果、同変異体はFWAだけでなく他のインプリント遺伝子の発現にも影響することが判明した。一方、インプリントを受けない遺伝子の発現は正常であることから、同遺伝子はゲノムインプリントティングの制御に関わっていることが強く示唆される。また、alac1-1変異体では、受精がおこっていないにも関わらず中央細胞核が分裂する表現型が見つかった。このような、受精に依存しない自立的な胚乳発生はMEDEA,FIS2等のインプリント遺伝子の変異体でも見られる。従って、この結果からもalac1-1はインプリント遺伝子の制御に関与していることを示唆している。さらに、FWA遺伝子の5'領域のタンデムリピート中のDNAメチル化レベルを検証した結果、野生型の胚乳では低メチル化されるのに対して、alac1-1変異体では低メタル化されないことが判明した。以上のことより、ALCA1遺伝子はDNAの脱メタル化を介したインプリント遺伝子のエピジェネティックな制御に関与していることが示唆された。

今年度までに、シロイヌナズナFWA遺伝子のインプリントされた発現をモニターできるFWA-GFP形質転換体を変異源処理し、そのM1世代よりFWA-GFPの発現が正しく制御されない変異体を複数単離している。これらの変異体の原因遺伝子は、雌性配偶体中央細胞におけるゲノムインプリンティングの確立過程に機能していると考えられる。本年度は、引き続き、このうちの一つの遺伝子座の二つのアレルalac1-1,alac1-2(alarm clock for FWA imprimting)の解析を行った。alac1はヒトから酵母まで広く保存されたクロマチン機能に関わる蛋白質に変異が見つかっており、相補性試験により原因遺伝子であることを同定した。また、alac1の変異体では、FWA遺伝子の5'領域のタンデムリピートは、野生型の胚乳では低メチル化されるのに対して、alac1-1変異体では低メチル化されないことが判明している。維持型DNAメチル化酵素変異体とalac1-1変異体の2重ヘテロ変異体でFWA-GFPの活性化がどのように影響するか調べた。2重ヘテロ変異体にFWA-GFPのリポーターを持つ植物を母親に、野生型を父親に掛け合わせをつた。この実験系では2重ヘテロ変異は、植物体の生育等には全く影響は現れない。維持型メチル化酵素欠損の影響は配偶体世代で初めて現れ、FWAのタンデムリピートもmet1変異を受け継いだ配偶体で低下するものと考えられる。しかしながら、受精前は、alac1がFWA-GFPを活性化できない表現型をmet1変異は相補しないが、受精後、徐々に活性化されることが明らかになった。これらの結果より、クロマチンの状態とDNA脱メチル化の状態の間にクロストークがあることが示唆される。今年度までに、シロイヌナズナを用いて、インプリント遺伝子の活性化とそのDNA脱メチル化に影響するalac1変異体を単離解析している。原因遺伝子は酵母からヒトまで広く保存されたクロマチン機能変換に関与するタンパク質をコードすることから、DNA脱メチル化の過程にこれまでに明らかになっているDEMETER (DNA脱メチル化酵素)以外にも、クロマチン機能変換がインプリント遺伝子の活性化に必要なことが示唆されている。今年度は、これを生化学のレベルで示すため、ChIPによるヒストン修飾、MNaseアッセイによるインプリント遺伝子プロモーター領域へのアクセシビリティーの検証を行うための予備実験を進めた。インプリント遺伝子の活性化は、雌性配偶体の中央細胞という限定された細胞・組織で起こるために、これらの系の検出感度を上げることを試みていいる。また、中央細胞数個からの遺伝子発現検出も共同研究を交えて行った。平行して、胚乳におけるゲノム障壁の分子機構を明らかにする目的で、イネ属の種間交雑で見られる胚乳崩壊現象に関して共同研究を交え進めた。様々な植物の種間交雑では、程度の差はあるものの、胚乳が萎縮あるいは肥大する生殖隔離が知られている。イネ属を使った詳細な解析の結果、これらは胚乳発生の相転換が早まることおよび、遅れることが原因であることが明らかになった。また、同時にイネでの新規インプリント遺伝子type-I OsMADS
新規金属燐化物脱硫触媒の機能と構造解明

高活性脱硫触媒Ni_2Pの活性点構造およびメカニズムをオペランド高速XAFS法で決定した。これと同時に単結晶Ni_2Pの表面科学的研究をすすめ、Ni_2Pの活性構造を明らかにするとともに、その表面構造が条件により大きく変化することを見出した。新しい表面化学顕微鏡法であるXANAM, EXPEEMの開発を行った。このような機能と構造を解明することで、Ni2Pの活性を十倍以上高めることができた。ガソリンやディーゼルオイルに含まれる硫黄分の除去が重要になっています。その理由は,自動車等に使った場合,硫黄分が酸化され,大気に放出されることで,酸性雨のもとになります。また,エンジンで生成されるNO_xを除去する触媒を硫黄分が被毒します。したがって,燃料に含まれる硫黄分をppmオーダーまで下げるように規制が強くなっています。これまでの快適な生活を保ちながら,地球環境を守るにはどうしても硫黄分を除去できる安価で優れた触媒が必要です。私たちの日米共同研究グループはこの目的を達成するための新しい触媒として金属燐化物が優れていることを見いだしてきました。この研究では,この優れた燐化物触媒がなぜ優れているのかをEXAFS(X線吸収微細構造法)法という分光法で探ろうとしています。この手法は,触媒が働いている現場の触媒構造を知ることができるというほかにない特徴をもっています。私たちは,さらに脱硫触媒反応条件である50気圧300°Cという過酷な条件で,迅速に(<1s)このEXAFSを測定できる手段の開発を目的にします。本年度の成果は以下の3点であります。1.高機能脱硫触媒の構造解析と高温高圧実反応条件下の測定法の開発2.高速EXAFS装置の設計3.高機能脱硫触媒の表面科学的なアプローチ1については,SiO_2やKUSY担持のリン化物触媒の構造がNi_2Pであることを明らかにしました。また,100気圧600°Cという過酷な反応条件に耐えるセルを製作し,実反応条件でのXAFS測定に成功しました。2については,全国の触媒研究者と連携し,測定装置の設計を行いました。3については,主にSTMを用いてNi_2P単結晶の構造解析を行っています。すなわち自動車エンジンの中で、燃料中の硫黄分が酸化され、それが酸性雨のもとになったり、NOx除去触媒を被毒してしまい、深刻な大気汚染を引き起こしています。燃料に含まれる硫黄分をppmオーダまで下げるように規制が強くなっています。これまでの快適な生活を保ちながら、地球環境を守るにはどうしても硫黄分を除去できる安価で優れた触媒が必要です。私たちの日米共同研究グループはこの目的を達成するための新しい触媒として金属燐化物が優れていることを見出してきました。この研究では、この優れた燐化物触媒がなぜ優れているのかを様々な表面科学的手法により調べようというものであります。特にEXAFS(X線吸収微細構造)法という分光法で、その反応機構を明らかにすることが一つのターゲットです。この分光法は、触媒が働いている現場の触媒構造をしることができるという他にない特徴をもっています。わたしたちは、さらに脱硫触媒反応条件である50気圧300°Cという過酷な条件で、その各ステップを逐一追跡ができる高速EXAFSを開発しました。1.高機能脱硫触媒の構造解析と高温高圧実反応条件下の測定法の開発2.高速EXAFS装置の製作3.高機能脱硫触媒の表面科学的なアプローチ1.ついては、SiO_2やKUSY担持のリン化物触媒の構造がNi_2Pであることを明らかにしました。また、100気圧600度という過酷な反応条件に耐えるセルを制作し、実反応条件でのXAFS測定に成功しました。2については、全国の触媒研究者と連携し、測定装置を製作した。3については、主にSTMを用いてNi_2P単結晶の構造解析を行っていました。また、EXPEEMによる化学分析を行うためにEXPEEMの改良を行っています。さらにFEL-IRによる触媒の直接励起の試みやNiのクラスターをTiO_2(110)表面に構築し、それを用いたモデル反応系の構築も行いました。

この研究では、この優れた燐化物触媒がなぜ優れているのかを様々な表面科学的手法により調べようというものであります。特にEXAFS(X線吸収微細構造)法という分光法で、その反応機構を明らかにすることが一つのターゲットです。この分光法は、触媒が働いている現場の触媒構造をしることができるという他にない特徴をもっています。わたしたちは、さらに脱硫触媒反応条件である50気圧300°Cという過酷な条件で、その各ステップを逐一追跡ができる高速EXAFSを開発しました。本年度の成果は以下の3点であります。1.高機能脱硫触媒の構造解析と高温高圧実反応条件下の測定法の開発2.高速EXAFS装置の製作3.高機能脱硫触媒の表面科学的なアプローチ1.ついては、SiO_2やKUSY担持のリン化物触媒の構造がNi_2Pであることを明らかにしました。また、100気圧600度という過酷な反応条件に耐えるセルを制作し、実反応条件でのXAFS測定に成功しました。また、反応中間体を捉えることに成功し、その反応機構を提案しました。2については、全国の触媒研究者と連携し、測定装置を製作し、10秒以下の高速でXAFS測定に成功しました.また、これを用いて、Ni2Pの調製過程や反応過程を追跡しました。3については、主にSTMを用いてNi_2P単結晶の構造解析を行っていました。また、EXPEEMによる化学分析を行うためにEXPEEMの改良を行い、Wien filterによる光電子顕微鏡像の取得に成功しました。ガソリンやディーゼルオイルに含まれる硫黄分の除去が重要になっています。すなわち自動車エンジンの中で、燃料中の硫黄分が酸化され、それが酸性雨のもとになったり、NO_X除去触媒を被毒してしまい、深刻な大気汚染を引き起こしています。燃料に含まれる硫黄分をppmオーダまで下げるように規制が強くなっています。これまでの快適な生活を保ちながら、地球環境を守るにはどうしても硫黄分を除去できる安価で優れた触媒が必要です。私たちの日米共同研究グループはこの目的を達成するための新しい触媒として金属燐化物が優れていることを見出してきました。1.高機能脱硫触媒の構造解析と高温高圧実反応条件下の測定法の開発2.高速EXAFS装置の製作3.高機能脱硫触媒の表面科学的なアプローチ1については、SiO_2やKUSY担持のリン化物触媒の構造がNi_2Pであることを明らかにしました。