hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
保健師の専門職としての自己成長を促すプリセプターシップモデル

プリセプターは活動場面をリフレクションし、新人保健師の社会人・専門職としての成長を促していることが示唆された。さらに、新人保健師の保健師としての自己成長感を獲得するプロセスを明らかにすることを目的として、同A市の新人保健師12名を対象に半構成的面接を実施した(平成23年度及び平成24年度3月)。これらの結果についても逐語録を作成し、対象者が自身の成長を自覚した場面やそれに至るまで出来事や心理に着目してデータを解釈し、概念を生成、概念と他の概念との関係を検討し、複数の概念の関係からサブカテゴリー及びカテゴリーを生成中である。平成27年度は,新人保健師が自己成長感を獲得していくプロセスを明らかにすることを目的とした研究に取り組んだ。平成23年度及び平成24年度に実施した新人保健師(A市11名)に対する半構造的面接のデータを見直し,修正版グラウンデッド・セオリー・アプローチ(M-GTA)を用いてこれらを分析した。その結果,新人保健師が自己成長感を獲得するプロセスとは,≪自他低評価による自信喪失≫から≪開き直りと自分の殻破り≫,≪自己効力感に基づく行動化≫への3カテゴリーを経ていることが明らかになった。さらにこれらのプロセスは,≪心の拠り所の獲得≫,≪専門職意識の芽生え≫,≪経験の蓄積による技量の深化≫の3カテゴリーによって促進されていくことが明らかになった。本研究においては,文献レビューや新人保健師及びプリセプターに対する継続的な調査により,新人保健師の自己成長感獲得の要因やプロセス,新人保健師に対するプリセプターの支援内容を見出すことができた。新人保健師の職業継続の意思につながる“自己成長感獲得"を促進していくには,プリセプターによる【信頼しあえる関係性を築く】【仕事に対して安心感を与える】【社会人として成長を促す】【専門職としての成長を促す】【新人保健師教育体制を整える】等の支援が有効である。上記結果に示す新人保健師の自己成長感獲得のプロセスに基づき,今後はプリセプター制と並行して,ジョブローテーションの導入や新人保健師の自己学習ツールとなるポートフォリオ等の開発が求められると考える。保健師現任教育においては,新人保健師をサポートする組織体制を整えていくことが継続課題であり,今後は本研究結果を基盤として教育プログラムの開発を試みたい。新人保健師の自己成長感獲得に関連する要因とプリセプターの支援内容の明確化を目的として,プリセプターと新人保健師を対象に半構造化面接を実施し,データを質的記述的に分析した.新人保健師の自己成長感獲得に関連する要因とは≪自他低評価による自信喪失≫≪心の拠り所の獲得≫≪専門職意識の芽生え≫≪開き直りと自分の殻破り≫≪経験の蓄積による技量の深化≫≪自己効力感に基づく行動化≫の6カテゴリーに分類できた.プリセプターの支援内容は【信頼しあえる関係性を築く】【仕事に対して安心感を与える】【社会人として成長を促す】【専門職としての成長を促す】【新人保健師教育体制を整える】の5カテゴリーに分類できた.研究機関異動に伴い、研究環境の調整に時間を要した。公衆衛生看護学研究結果の妥当性を検証する目的で量的研究も視野にいれて新たな研究計画を立案する。平成25年度は、平成24年度に収集したデータについて分析を行った。さらにA
原子スケール利御薄膜・表面

物質の性質を徴視的レベルで解明しようとする基礎的観点と、電子デバイスの徴小化という応用的観点から、原子スケールで制御された薄膜・表面を実現するための、原子レベルでの形成の素過程の解明、物性評価、制御技術の確立の必要性が認識され、このような徴視的構造を実現したときに発現するであろう新しい物性とそれらの積極的応用を目指す研究が盛んになりつつある。本研究においては、このような問題に重点研究として取り組み、この課題を効率よく解決するために以下のような企画・調査、研究会を開催した。これらの成果に基づき「シングルエレクトロンデバイスと原子スケール制御」なる課題を選択して、重点領域研究の申請を行った。研究連絡会議:今後の調査・研究の取り組み方進め方に関しての相談を行った(平成4年6月29日、東京大学山上会館)研究打ち合せ会:重点領域としての準備の進め方、テーマに関しての打ち合せを行った。(平成4年9月4日、東京大学工学部)原子スケール制御薄膜・表面シンポジウム:関西大学で行われた応用物理学会の期間中シンポジウムを開催し、成長の素過程の原子レベルでの研究など9件の報告がなされ、活発な議論が交わされた。(平成4年9月17日関西大学)研究連絡会議:重点領域研究申請のための具体的な話合いを行った。(平成5年1月14日、東京大学工学部)研究連絡会議および研究会:重点領域研究申請書の作成に関する打ち合せ、作業を行い、新しい電子デバイスに関する研究会が行われた。(東京大学工学部、平成5年1月26日)物質の性質を徴視的レベルで解明しようとする基礎的観点と、電子デバイスの徴小化という応用的観点から、原子スケールで制御された薄膜・表面を実現するための、原子レベルでの形成の素過程の解明、物性評価、制御技術の確立の必要性が認識され、このような徴視的構造を実現したときに発現するであろう新しい物性とそれらの積極的応用を目指す研究が盛んになりつつある。(東京大学工学部、平成5年1月26日)
メガネ装着型まばたきセンサと安全等のための居眠り検知アルゴリズムの基礎研究

人が移動する場合にもまばたきが検出できるメガネ装着型まばたきセンサを開発した。このセンサは、視野妨害が少なく、かつ1000ルクスの蛍光灯照明下で使用できる。しかし、間接太陽光の照度である2000ルクスでは使用できない。居眠り時の表情から決定した真の居眠り度を、まばたき特徴量-瞬時まばたき数、長いまばたきの累積時間、および全閉眼時間-から推定する式を作成した。その結果、3名の被験者のうち、1名で軽度の居眠りが良好に推定できた。しかし、2名は不十分な結果であった。赤外光送受光方式のメガネ装着型まばたきセンサを開発した。投光素子には、中心波長950nmの赤外発光ダイオードを、受光素子には中心波長1000nmの赤外フォトダィオードを用いた。外乱光の影響を軽減するために、投射する赤外光を200Hzでパルス変調し、受光素子出力を同じ周波数で同期検波して復調した。外乱光として太陽光(間接光)および蛍光灯の光が入射する環境下(照度:514928lx)で、まばたき検出実験を行った。メガネを装着した顔を正面から側面に回転させることで、外乱光の入射量を変化させた。この環境下で、変調をかけない場合には検出できなかったまばたき信号が、安定に検出できることを確認した。開発したセンサを用い、居眠り実験を行った。居眠りを誘発させるための作業は、別途開発したドライビングシミュレータによる運転作業とした。この実験において、開発じたセンサによりまばたきを測定し、同時に被験者の表情をビデオカメラで撮影した。まばたき信号は、被験者が正面を向いている場合には安定に検出できた。しかし、被験者が眠気を催して下方を向くと信号の振幅が大幅に減少し、まばたきが正しく取れない場合あるという問題点が明らかになった。一般に、まばたきには、閉眼0.3秒以下の瞬間的なまばたき(以下、瞬時まばたき)とそれよりも長く閉眼する長いまばだきがある。そこで、本研究では、従来から提案されている、(1)瞬時まばたき回数、(2)長いまばたき累積時間に加え、(3)平均まばたき時間(一定時間内に生じた全まばたきについての平均閉眼時間)を新しく定義し、特徴量候補とした。表情の目視視察により、被験者の眠気(意識低下)の度合いを4段階で評価し、それとまばたき特徴量との関係を調べた。被験者は3名とした。その結果、(3)の平均まばたき時間が、眠気度と最も相関が強いことが明らかになった。運転の安全や監視・検査における信頼性向上を目的に、まばたきセンサとそれを用いた軽度の居眠りを検知するための基本アルゴリズムについて研究した。まばたきセンサは、人が移動する場合にも使用できるようメガネ装着型とした。視野妨害を少なくするために、眼の左右に赤外光送受光部を設け、まばたき時に、まぶたで赤外光が遮断されることを利用してまばたきを検出する構成とした。赤外光をパルス変調することで、外乱光の影響を低減させた。これにより、机上作業の標準照度である750ルクスを超える1000ルクスの蛍光灯照明下でまばたきが検出できた。しかし、当初の目標とした、間接太陽光の照度である2000ルクスでの使用はできなかった。居眠り時の表情を目視判定して決定した真の居眠り度を、三つのまばたき特徴量-1分間あたりに発生する、瞬時まばたき(閉眼時間<0.3秒)の回数、長いまばたき(閉眼時間≧0.3秒)の累積閉眼時間、および瞬時まばたきと長いまばたきの閉眼時間の合計値-から推定する式を作成した。推定式の作成には多重回帰分析を用いた。パソコンを用いた運転模擬装置により居眠り実験を行い、推定式の精度を評価した。その結果、3名の被験者のうち、1名において軽度の居眠り(ゆっくりとしたまばたきが発生する、あくびをする)が良好に推定できた。しかし、2名については、推定に大幅な時間遅れが生じる、あるいは軽度の居眠りを中間レベルの居眠りと推定するなど不十分な結果となった。
多自由度同期振動を用いた高自由度・三次元テクスチャの製作

微小工具に多軸同期振動を与え、工具の軌跡と形状を転写することでミクロンオーダのテクスチャ(微細周期構造)加工する手法の確立を目的として研究を行い,以下の結果を得た.1.単軸振動によるガラスの切削超音波振動子の先端に超硬合金製工具(直径0.1mm)を取り付けて低融点ガラスの溝加工を行ったところ,水のみを供給した切削によって工具端形状が良好に転写された加工が行えた.このような加工を行うためには工具端形状に適度な丸みが必要であり,その条件を実験的・解析的に明らかにした.また,微小切削では工具・工作物の接触検出が容易でないが,力センサ信号の高調波成分を調べるなどの新しい方法を提案するとともに,チッピングの発生などをモニタリングする方法も提案した.2.振動の多軸化とテクスチャの検討超音波振動子の節点側方(直交2軸)を圧電素子で駆動することにより工具に3軸振動を与え,工作物表面にテクスチャ(微細周期構造)の加工を行った.ほぼ理論どおりの加工が行えるものの,超音波振動と直交する2軸間ではクロストークが大きいことがわかった.そこで,シミュレーションツールを開発し,仕上がり形状の予測と補正のための検討が行えるようにした.また,ガラスの加工では工具系の剛性が十分でないために加工精度が低いことが分かった.3.高精度化の検討工具軸方向に1つ,これと直交する方向に2対ずつの4つの圧電素子を配置し,対称性・剛性を高めた駆動機構を製作した.工具を微小化・高精度化するためにダイヤモンド工具(先端幅2ミクロン程度)を用い,さらにグラファイトやパラフィンといった柔らかい材料を加工対象とした.その結果,ピッチ10ミクロン,振幅5ミクロン,幅1ミクロン,深さ1.7ミクロンの溝形状からなるテクスチャを加工できた.工具の縦振動もそのまま転写された三次元テクスチャ形状の加工が行えることも明らかにした.微小工具に多軸同期振動を与え、工具の軌跡と形状を転写することでミクロンオーダのテクスチャ(微細周期構造)加工する手法の確立を目的として研究を行い,以下の結果を得た.1.単軸振動によるガラスの切削超音波振動子の先端に超硬合金製工具(直径0.1mm)を取り付けて低融点ガラスの溝加工を行ったところ,水のみを供給した切削によって工具端形状が良好に転写された加工が行えた.このような加工を行うためには工具端形状に適度な丸みが必要であり,その条件を実験的・解析的に明らかにした.また,微小切削では工具・工作物の接触検出が容易でないが,力センサ信号の高調波成分を調べるなどの新しい方法を提案するとともに,チッピングの発生などをモニタリングする方法も提案した.2.振動の多軸化とテクスチャの検討超音波振動子の節点側方(直交2軸)を圧電素子で駆動することにより工具に3軸振動を与え,工作物表面にテクスチャ(微細周期構造)の加工を行った.ほぼ理論どおりの加工が行えるものの,超音波振動と直交する2軸間ではクロストークが大きいことがわかった.そこで,シミュレーションツールを開発し,仕上がり形状の予測と補正のための検討が行えるようにした.また,ガラスの加工では工具系の剛性が十分でないために加工精度が低いことが分かった.3.高精度化の検討工具軸方向に1つ,これと直交する方向に2対ずつの4つの圧電素子を配置し,対称性・剛性を高めた駆動機構を製作した.工具を微小化・高精度化するためにダイヤモンド工具(先端幅2ミクロン程度)を用い,さらにグラファイトやパラフィンといった柔らかい材料を加工対象とした.その結果,ピッチ10ミクロン,振幅5ミクロン,幅1ミクロン,深さ1.7ミクロンの溝形状からなるテクスチャを加工できた.工具の縦振動もそのまま転写された三次元テクスチャ形状の加工が行えることも明らかにした.振動加工によるテクスチャ製作を最終目標に,以下のような基礎研究を進めた.(1)実験装置の製作と評価市販の超音波振動子(40kHz)と現有のピエゾ素子を組合せた工具振動系に,3軸の試料ステージを組合せた加工装置を試作した.環境から受ける振動の影響を避けるために防振台を購入し,これの上に機械を設置した.微小径工具を用いることが前提であるため,工作物保持台の下に力センサを組込み,これを用いた工具・工作物接触検出の再現性などを調べた.この機能は工具が摩耗した場合の補償にも用いることができ,その予備実験まで行った.(2)単軸振動による予備加工実験多自由度振動を与える前に,工具縦振動のみを与えた場合の加工特性を調べた.直径100μmの超硬合金製工具を用い,特性の異なる複数のガラスの加工を行った.設定切込みを与えた後に横送りを与え,直線溝あるいは螺旋溝の加工を行った.遊離砥粒を用いた加工と,水のみを与えた加工を行った結果,砥粒加工では常に荒れた仕上げ面となるものの,特殊なガラスでは加工痕が残る「切削」が行えることがわかった.単軸振動でも延性的な加工が行えたため,振動を多自由度化することで,さらに高品位な加工面が得られると期待できることがわかった.次いで,このような延性的な加工を行うための工具形状条件や切りくず排出性についても実験的検討を行うとともに,モデルに基づく検討を行った.(3)振動の多軸化とテクスチャの検討多軸化のための予備的な加振実験までを行い,十分な振動振幅が得られていることなどを確認し,テクスチャ実現のための見通しを明らかにした.

さらに,固体表面に与えるべき機能,テクスチャ形状およびテクスチャ製作法について,サーベイ含めた検討を行った.昨年度の基礎研究を踏まえ,今年度はテクスチャ形状の予測と幾つかの試作までを行った.(1)多軸同期振動加工装置の製作と評価市販の超音波振動子(20kHz)と現有のピエゾ素子を組合せた直交3軸工具振動装置を製作し,その評価を行った.工具は超硬合金製の直径0.1mmのものを使用し,周波数と振幅比を種々変えたときの工具振動振幅と位相の関係および各軸間のクロストークを調べた.その結果,所望の工具振動を得るためにはクロストークを考慮する必要があることがわかった.そこで,クロストークを含めた工具振動軌跡を予測するためのシミュレーションツールを開発した.併せて,工作物台の下に設置した力センサの応用を検討した.工具・工作物間の接触検出精度を向上するためには基本振動の高調波成分を調べることが有効であること,加工中の信号をモニタすることでガラスの加工に際して問題となるチッピングの発生を検出できることを,それぞれ明らかにした.さらにこの信号検出を活用した適応制御の検討も行った.(2)ガラスの加工品位向上多自由度振動を用いるとガラスを効率的に加工しやすくなるとともに,延性モード的な切削加工が容易に行えることを明らかにした.すなわち,砥粒を供給せずに水のみを与えた加工によって,特殊なガラスの場合には加工痕が残った良好な加工が行えることを明らかにした.(3)テクスチャ加工実験工具横振動を与えることにより,加工溝は単なる溝から横方向のうねりを伴った形状となる.さらに工具形状が転写されることで複雑な三次元形状が得られることがわかった.コンピュータシミュレーションの結果は,実際に得られたテクスチャ形状と良く一致することがわかった.昨年度までの段階で基本的な原理の確認は行えたものの,加工分解能および精度に問題が残った.そこで今年度は,以下のような高精度化の検討を行った.1.工具駆動機構の新たな製作圧電素子5つを組合せた高精度駆動機構を新たに製作した.工具軸方向に1つ,これと直交する方向に2対ずつの4つの圧電素子を配置し,対称性を高めた.計5チャンネルの高電圧(100V)駆動アンプも製作し,最終精度の検証を行った.また,工具の微小化に伴って動作周波数を高めることが期待でき,試作した装置では100Hz程度まで追従することを明らかにした.併せて工具運動の誤差要因となる各種アライメントはクロストークの定量化と補償の検討および,駆動系各部の剛性の影響を明らかにした.2.工具の高精度化昨年までは直径100μmの超硬合金製円筒型工具を用いていたが,偏摩耗によって加工特性などが異なってしまい,テクスチャ加工の安定性を欠いていた.そこで今年度は,AFMチップやダイヤモンド工具(先端幅2μm程度)を用いることで高精度化を図った.3.工作物材料の変更これまで用いてきたガラスはそのまま構造材料となるものの加工負荷が大きく,工具支持系の変形が無視できないことがわかった.そこでグラファイトやパラフィンといった柔らかい材料を加工対象とした.パラフィンはそのまま構造材料とはできないが,金型への転写を考えると,軽負荷で転写性の良い加工が行える.4.テクスチャ
ヒトの多関節システムにおける運動制御と力制御の独立性の解明

視覚で捕えたターゲットに手を伸ばす際、脳はまず視覚座標系で運動を計画し、次にその運動を実現するための筋活動を計算する。本研究は、このような脳の座標変換処理を模したニューラルネットワークを構築し、一次運動野の基礎的な理解を深めると同時に、「異なる運動計画から物理的に全く同じ運動が生じうる」という冗長性が実際の脳に備わっていることを行動実験で示した。これは、座標変換の過程を操作することで、失った機能を回復させることができる可能性を示唆している。私たちは日常生活の中で、物体との接触と非接触を繰り返し行っている。脳内の運動制御過程と力制御過程を理解することは、状況の変化に対するヒトの柔軟な対応能力の仕組みを明らかにすることにつながるものである。ヒトの多関節システムにおける運動制御と力制御のメカニズムを解明するために、平成21年度においては、まず運動の方向が脳内でどのようにコードされているのかを検討した。ヒトの身体運動は、様々な冗長性を含んでいるため、結果的に生じる運動が同じでも、それを生み出す脳内過程が異なる可能性は十分にある。そこで本研究は、視覚運動変換を用いてこの状況を作り出し、同じ運動に対して異なる脳内過程が存在しうることを心理物理実験を用いて示した。リーチング課題で2種類のターゲットを交互に提示し、右斜め30度のターゲットの場合には、右30度の視覚運動変換を与え、左斜め30度のターゲットの場合は、左30度の変換を与えた。この課題を達成するには、左右どちらのターゲットに対しても、手をまっすぐ前に動かさねばならない。被験者は、結果的に生じる運動が殆ど同じであることに全く気づかない状態で、この視覚運動変換を学習した。さらに、この視覚運動変換がある状態で、それぞれのターゲットに相反する力場を課したところ、被験者は同時に適応することができた。これは同じ運動に対して異なる神経集団が動員されていることを強く示唆している。脳内情報処理の冗長性を行動レベルで示したのは、本研究が初めてである。私たちは日常生活の中で何気なく目的の運動を遂行しているが、その動きを実現するために脳は実に複雑な計算を行っている。運動遂行には、おおきくわけて二段階の情報処理が必要である。1)視覚座標系で運動を計画する段階と、2)その運動を実現するために必要な筋力を計算する段階である。運動と力が脳のどの領域で処理されているのか?という問いには長い論争の歴史がある。その中で最も多くの注目を浴びた研究の一つとして、「一次運動野は、運動と筋力の両方を処理している」と主張したKakeiら(1999)の研究が挙げられる。しかしながら、この先行研究では、単一ニューロン細胞の発火頻度と運動(または力)パラメータとの相関だけをもって議論しているため、本当に両方のパラメータを処理しているかどうかは不明である。本研究では、一次運動野が筋力のみを表現しているという筋力コード仮定を用い、Kakeiらの実験結果を再現する座標変換ニューラルネットワークモデルを構築した。本モデルでは、視覚座標系における目標運動方向が、手首の姿勢によってゲイン変調された信号が、一次運動野ニューロンに入力され、筋力が発揮されると仮定した。ニューロンは筋にのみ接続し、接続構造上はすべて等質なニューロンである。このモデルに手首の回内位、中間位、回外位の3姿勢において、8方向への運動課題を学習させた。その結果、ニューロンは筋を活動させているだけにも関わらず、筋力と相関を持つニューロンだけではなく、視覚座標系における運動方向と相関を持つニューロンも、見かけ上出現しうることが明らかとなった。本研究の結果は、見かけ上の相関だけをもって、ニューロンの情報コードを理解することはできないということを如実に示している。
国際的評価基準に適合した熟練技能継承のための職業能力開発プログラムの実証的研究

ものづくりのグローバル化の中で、これまで継承されてきた「熟練技能」の評価基準が大きく変容しており、新たな熟練技能の継承問題が生まれている。これを解決しうる新たな職業能力開発プログラムの要件を定義し、卓越した熟練技能者の国際的な競技大会である技能五輪国際大会(以下、国際大会)での訓練における実証研究を行った。国際大会で日本選手が6大会連続で金メダルを獲得している情報配線施工職種の職業能力開発プログラムを詳細に分析、そのノウハウを明らかにし、一般モデル化を試みた。そして、これを研修等を通じて複数の他職種における実際の国際大会の選手育成に適用して、検証を行った。その結果、開発したモデルが他職種でも効果的に訓練し得ることが示された。さらには、国際的評価基準に適合した熟練技能の作業要素を抽出する等、新たな熟練技能に対応した職業能力開発プログラムの要件を抽出した。この一つとして、熟練技能の在り方について整理した。近年の急速なグローバル化、IT技術の進展、それらを受けた我々の生活環境・様式の変化は、職業そのものの在り方を変え、熟練技能の定義さえも変化させており、これら変化への対応の遅れが、我が国の国際大会の成績不振の原因の根本にあると考えられる。現在は、日本が得意としてきた技能者の「技の精度・緻密さ・正確さ」はあまり重要視されず、むしろ、積極的にICTや自動機械を使用して複合的に職務を行う技能、が求められている。つまり、ICT技能と知識社会で必要な革新を経て旧態依然のものから現代的職種へ、単独的な職種から複合的な職種への変化である。これらの新しい熟練技能の形を「グローバル型熟練技能」と定義して、国際的な職業能力評価基準により技能の活用する領域を広げ一職種長期訓練から脱却しなければいけない必要性を明らかにした。本研究の目的は、なぜ情報配線施工職種は技能五輪国際大会で例をみない好成績を残し続けているのか、その理由を職業能力開発プログラムの要件と共に明らかにすることである。この過程において、現在の熟練技能の職業能力開発プログラムの問題点、国際的な評価基準に合致した熟練技能とは何か、を探る。そして、要件をモデル化し、新たな熟練技能継承のための職業能力開発プログラムの要件定義を行う。これは、国際大会で勝てる熟練技能者、世界一の技能者の育成法、を明らかにすることでもある。この方法として、「聞き取り調査」、「分析」、「モデル構築」、「検証」、「評価・まとめ」の流れで研究を行うが、このうち、当該年度は、国際大会の情報配線施工職種で金メダルを獲得してきた事業所をモデルとし、聞き取り調査と分析により一般モデル化のための要件定義を行った。また、情報ネットワーク施工職種の技能五輪選手約25名に対する熟練技能の指導の1年目2年目を観察・調査し、初級技能者中級技能者(技能五輪全国大会出場)の熟練技能の習得過程を追い、指導における情報の認知負荷軽減方略による効果的な指導法を探索した。同時に、モデル職種の国際標準を意識したものづくり熟練技能の作業要素の抽出、各職業能力評価制度の評価項目の分析と関連度比較及び指導法の分析を行った。これらの成果により、職業能力開発プログラムの要件定義が概ね完了し、他職種への適用、分析が行えることとなった。研究計画では、モデル職種の事例を他職種にも適用しその効果を探る予定であったが、その部分が若干遅れ気味である。これ以外の項目については、順調に進んでいる。なぜ情報配線施工職種は国際大会で例をみない好成績を残し続けているのか、その理由を職業能力開発プログラムの要件と共に明らかにする。この方法として、「聞き取り調査」、「分析」、「モデル構築」、「検証」、「評価・まとめ」の流れで行うが、当該年度は、国際大会の開催年であったことから、情報配線施工職種で金メダルを獲得してきた事業所((株)協和エクシオ、(株)きんでん、等)をモデル職種とし、聞き取り調査と分析により一般モデル化のための要件定義を行った。このことから、本研究の目的の一つである「勝てる熟練技能者の育成法」が明らかとなった。また、技能五輪国際大会に出場した他職種(7職種)の選手及び指導員に対するヒアリングを行い、熟練技能の習得過程におけるコンダクトスキルの習得状況について探索した。さらには、他国の国際大会関係者(選手及び指導者等)に熟練技能の在り方に関するアンケート調査を行い、国際的な評価基準における熟練技能とは何かを調査した。これにより、最終年度に「検証」及び「評価・まとめ」を行うことが可能となった。前年度は研究計画に対してやや遅れが見られたものの、国際大会開催年であったことから、研究が大幅に進捗したことによる。

そして、これを研修等を通じて複数の他職種における実際の国際大会の選手育成に適用して、検証を行った。その結果、開発したモデルが他職種でも効果的に訓練し得ることが示された。さらには、国際的評価基準に適合した熟練技能の作業要素を抽出する等、新たな熟練技能に対応した職業能力開発プログラムの要件を抽出した。この一つとして、熟練技能の在り方について整理した。近年の急速なグローバル化、IT技術の進展、それらを受けた我々の生活環境・様式の変化は、職業そのものの在り方を変え、熟練技能の定義さえも変化させており、これら変化への対応の遅れが、我が国の国際大会の成績不振の原因の根本にあると考えられる。現在は、日本が得意としてきた技能者の「技の精度・緻密さ・正確さ」はあまり重要視されず、むしろ、積極的にICTや自動機械を使用して複合的に職務を行う技能、が求められている。つまり、ICT技能と知識社会で必要な革新を経て旧態依然のものから現代的職種へ、単独的な職種から複合的な職種への変化である。これらの新しい熟練技能の形を「グローバル型熟練技能」と定義して、国際的な職業能力評価基準により技能の活用する領域を広げ一職種長期訓練から脱却しなければいけない必要性を明らかにした。他職種の調査を国際大会出場事業所、その事業所に所属する熟練技能者及び指導者を対象にアンケート形式で行う。類似の先行研究では同様に事業所、熟練技能者等に聞き取り調査しているものもあるが単一事業所、単一職種である。本研究では、職種間の熟練技能の考え方の相違や熟練技能者の育成のための要件の違いの把握のため、複数事業所、複数職種(成績を加味)を対象に調査する。また、国際大会の職種定義、評価基準を過去7大会(2003年)まで遡り分析する。また、技能五輪全国大会の評価基準を分析し、過去から現在までのものづくり熟練技能の作業要素の変遷と、我が国と国際的な熟練技能の作業要素の違い、真に評価される熟練技能の作業要素を明らかとする。3職種程度に絞り、開発した育成モデルの検証を行う予定である。同時に、コンダクトスキルの習得のための職業能力開発プログラムの開発を行う。これらを、次回、第45回技能五輪国際大会における選手及び関係者の育成計画に反映させ、フィードバックを得ることとしている。予定していた国際技能競技会調査費については、競技会参加が来年度となったため使用計画が変更となった。また、それに伴う人件費についても同様である。加えて、作業分析ソフトウェアの使用時期も変更となった。Webでのアンケート調査など効率的な経費使用を進めたと同時に、予定しているヒアリング調査の件数が若干少なくなったため。最終年度である今年度は、検証のために事業所訪問の回数が多くなるとともに、海外調査及び学会発表の件数も増えることから計画的に使用してく予定である。次年度計画として、延期されていた国際技能競技会に参加するとともに、それに伴う調査費、及び分析のための物品を購入して、予定通り使用する計画である。
抵抗変化メモリの超高感度センサー応用 -金属酸化物における新規励起過程の探索-

申請者の予備的な実験により,ソフトエラー耐性が高いとされてきた抵抗変化メモリ(ReRAM)において,紫外光誘起のSEが発生することが示された.この結果は,金属酸化物(MO)中で「紫外光照射⇒電子励起⇒格子歪⇒欠陥生成・移動」という一連の励起過程が存在することを示唆しており,フィラメント状酸素欠陥というReRAMの特殊環境で初めて観測にかかったと解釈できる.本研究の目的は,MO膜内の環境変化に敏感なReRAMの酸素欠陥フィラメントを高感度のセンサーとして利用する新たな欠陥検出手法を確立し,同手法により,前記励起過程の存在を検証することにある.申請者の予備的な実験により,ソフトエラー耐性が高いとされてきた抵抗変化メモリ(ReRAM)において,紫外光誘起のSEが発生することが示された.この結果は,金属酸化物(MO)中で「紫外光照射⇒電子励起⇒格子歪⇒欠陥生成・移動」という一連の励起過程が存在することを示唆しており,フィラメント状酸素欠陥というReRAMの特殊環境で初めて観測にかかったと解釈できる.本研究の目的は,MO膜内の環境変化に敏感なReRAMの酸素欠陥フィラメントを高感度のセンサーとして利用する新たな欠陥検出手法を確立し,同手法により,前記励起過程の存在を検証することにある.
慢性関節リウマチにおける臨床免疫学的研究

1:慢性関節リウマチ(以下RAとする)患者における血清中の大腸菌抗原に対する抗体価とその経時的検討ELISAを用いて行いOPDで発色させた吸光度(以下OD値)を抗体価として測定した。(1)RA群(83例)のOD値(0.84^10.65)は、コントロール群(62例)のもの(0.40^10.21)に比し有意な高値を示した。(2)年齢別によるOD値は、両群間に有意差を認めなかった。またRA群において、RA発症12ケ月以内(いわゆる早期リウマチ)の症例と13ケ月以後の症例との間には有意差を認めなかった。(3)RA群において、OD値のcut off値:0.827(コントロール群の平均12SD値)より高いものは、低いものに比し、CRP値およびRF値の有意な高値を示した。(4)RA群におけるOD値の経時的変動を示したものは83%で、これらのRF値およびOD値との間には有意な正の相関を認めた。また早期リウマチのRF値およびOD値は、全例に変動を認めたが、一定の傾向を示さなかった。(5)RA群において、cut off値よりOD値が持続的に高い群では、低い群に比し、RF値の有意な高値を示した。2:RA患者における関節液中の大腸菌抗原に対する抗体価の検討(1)RA群(22関節)のOD値は、コントロール群(変形性膝関節症23関節)のものに比し、有意な高値を示した。またRA群では、OD値とRF値との間に有意な正の相関を認めた。(2)RA群において、OD値のcut off値:0.226(コントロール群の平均12SD値)より高いものは、低いものに比し、RF値の有意な高値を示した。
ヒストン脱アセチル化酵素による糖代謝調節機序の解明

本研究の目的はHDACの調節による糖代謝制御機序を解明,さらに糖尿病への効果について検討し,HDACの調節が新たな糖尿病治療のターゲットとなるかを探ることである。1)糖尿病モデル動物の糖代謝に対するHDAC阻害薬の影響の解析高脂肪食負荷糖尿病モデルマウスにHDAC阻害薬を投与した結果,空腹時血糖の低下,インスリン負荷試験,ピルビン酸負荷試験における血糖の有意な低下を認め,HDAC阻害薬によるインスリン感受性改善効果,肝臓での糖新生抑制効果が示唆された。2)肝臓の糖新生に関わる分子シグナル伝達経路に対するHDAC阻害薬の影のin vivoレベルでの解析3)肝臓での糖代謝に関連するHDACのアイソフォームの同定siRNA法によりHDAC1,2,3の発現を抑制したHepG2を解析した結果,HDAC1のノックダウンでPEPCKやHNF4αの発現抑制を認めた。本研究の目的はHDACの調節による糖代謝制御機序を解明、さらに糖尿病への効果について検討し、HDACの調節が新たな糖尿病治療のターゲットとなるかを探ることである。1.脂肪組織、骨格筋におけるインスリンによる糖取り込みに対するHDACの影響の解析2.干臓における糖新生やグリコーゲン代謝の分子メカニズムに対するHDACの影響の解析以上より脂肪組織や骨格筋において,HDACはインスリンによる糖取り込みを亢進させていること,肝細胞においてHDACは糖新生を抑制している可能性が示唆され、HDAC阻害薬によりインスリン感受性組織での糖代謝が改善される可能性があることが示された。
DNA損傷応答の分子機構とがん化によるその破綻

DNA損傷時に癌抑制遺伝子産物ATM, Chk1, Chk2キナーゼがリン酸化・活性化されチェックポイント機構が作動し、その後p53依存的に発現誘導される癌遺伝子産物Wip1ホスファターゼがこれらのキナーゼを脱リン酸化・不活化することにより作動したチェックポイント機構が解除されることが明らかになった。また、骨肉腫細胞等では、Wnt5a/Ror2シグナルが恒常的に活性化しており、マトリックスメタロプロテアーゼ!3が発現誘導される結果、浸潤能が亢進することが示された。今年度の研究により、まずChk2キナーゼに加えて、Chk1キナーゼおよびATMキナーゼもWip1ホスファターゼとin vitroならびにin vivoで会合することが明らかになった。また、DNA損傷に伴いATM、Chk1、Chk2キナーゼのSQ/TQモチーフがリン酸化され、リン酸化ATM、Chk2キナーゼは核内フォーカスと呼ばれる点状の構造体を形成するが、この核内フォーカスはWip1ホスファターゼを構成的に発現させると消失することが示された。また、昨年度に引き続き、Chk2キナーゼとWip1ホスファターゼの詳細な構造・機能連関解析を行った結果、両分子の会合には、Chk2のSQ/TQモチーフに富むSQ/TQドメインおよびWip1のN末端側100アミノ酸残基からなるドメイン(ドメインA)が必要かつ十分であることが明らかとなった。しかしながら、完全長のchk2とWip1の会合には、Wip1のホスファターゼ活性は必要ないが、chk2のキナーゼ活性が必須であることが見い出された。加えて、Wip1のドメインAのみからなる変異体は、野生型Wip1が示すアポトーシス阻害効果に対して優性阻害性効果を発揮することが示された。さらに、今年度の研究により、Chk2に会合する候補分子としてyeast two-hybridスクリーニングにより同定していたOS-9(HIF-1αのプロリン残基の水酸化を促進し、HIF-1αの分解に関わる分子)が実際に培養細胞においてChk2と会合すること、ならびにHIF-1αがChk2によりリン酸化されることが明らかとなった(未発表)。今後OS-9を介したChk2によるHIF-1αの調節機構について詳細な解析を行う計画である。また、Wip1のホスファターゼ活性をin vitro及びin vivoで阻害する低分子化合物の同定に成功した(未発表)。これまでに我々は、DNA損傷時にp53依存的に発現誘導されるがん遺伝子産物であるWip1ホスファターゼが、DNA損傷によりリン酸化・活性化されたがん抑制遺伝子産物であるチェックポイントキナーゼ(Chk1,Chk2)を脱リン酸化し不活化することにより、作動したチェックポイント機構を解除することを明らかにした。本研究では、まずDNA損傷応答シグナル伝達において最も上流に位置するATMキナーゼの活性化に必要な自己リン酸化部位である1981番目のセリンをwip1ホスファターゼが脱リン酸化することによりATMを不活化し、作動したチェックポイント機構を完全にシャットダウンすることを明らかにした。また、オールトランスレチノイン酸に耐性となった急性前骨髄球性白血病(APL)に対して適応とされている三酸化砒素が、NB4細胞(PML・RARα遺伝子の転座が認められるAPL細胞)においてChk2キナーゼやP38MAPキナーゼのリン酸化・活性化およびアポトーシスを濃度依存的に誘導することを見い出した。三酸化砒素によるアポトーシスは、Chk2遺伝子のノックダウンやp38MAPキナーゼ阻害剤により抑制されることから、これらのキナーゼがアポトーシスにおいて重要な役割を担っていることが示された。加えて、三酸化砒素はChk2キナーゼやP38MAPキナーゼを脱リン酸化・不活化するホスファターゼを抑制することが明らかとなった。また、これまではWip1ボスファターゼによる脱リン酸化を介したChk1,Chk2キナーゼの活性制御機構が明らかとなっていたが、本研究ではさらにWip1ホスファターゼがChk1,Chk2によりリン酸化を受けることが見い出され、Chk1,Chk2キナーゼとwip1ホスファターゼの間の双方向的制御機構の存在が示唆された。DNA損傷に伴い、自己リン酸化を受け活性化されたATMキナーゼにより、Chk1、Chk2キナーゼがリン酸化・活性化を受けることによりチェックポイント機構が作動するが、これまでの本研究により、我々はDNA損傷時にp53依存的に発現誘導されるがん原遺伝子産物である核内Wip1ボスファターゼが、リン酸化・活性化されたATM、Chk1及びChk2キナーゼを脱リン酸化・不活化することにより、作動したチェックポイント機構を解除し、細胞周期を再開させることを明らかにしてきた。

本年度の研究では、DNA損傷により活性化されたChk2(及びChk1)が、Wip1をリン酸化することを見出した。Chk2によるWip1のリン酸化部位の解析を行ったところ、少なくともWip1のN末端側46番目のセリン残基及びC末端側575番目のセリン残基がリン酸化されることが示された。特に46番目のセリン残基は、リン酸化を受けるど14-3-3分子と会合しうる部位(Arg-X-X-P-Ser-Pro)であり、実際この部位がリン酸化を受けたWip1は、14-3-3分子種の中でも14-3-3γと14-3-3ηと選択的に会合することが明らかとなった。また、本年度の研究において、Wip1と会合する新規分子としてJab1(Jab1/CSN5)及びMCRS1(MCRS1/MSP58)を同定することに成功した。諸種のJab1変異体及びMCRS1変異体を用いた解析から、Wip1はJab1分子内のp53の分解制御に関わるMPNドメイン及びMCRS1のN末端側の核小体移行シグナルを含むドメインと会合することが明らかとなった。今後、DNA損傷時におけるWip1とJab1並びにMCRS1との詳細な機能連関解析を行う予定である。DNA損傷応答において、ATM,Chk1,Chk2,キナーゼがリン酸化活性化されることにより細胞周期チェックポイント機構が活性化されるが、その後p53依存的に発現誘導されるWip1ホスファターゼが、リン酸化活性化されたこれらのキナーゼを脱リン酸化不活化することによりチェックポイント機構を解除することを明らかにしてきた。本年度は、まず逆にこれらのキナーゼによりWip1の機能が制御されるか否かについて検討を行った。その結果、DNA損傷により活性化されたChk2キナーゼによりWip1ホスファターゼがリン酸化され、特にその46番目のセリン残基(S46)がリン酸化されることにより、Wip1がシャペロン機能を持つことが知られているアダプタータンパク質14-3-3γ,εに会合することが見いだされた。wip1のS46のリン酸化の意義を解析する目的で、S46をアラニン(A)に置換した変異体を作成し、その機能解析を行った。(野生型)Wip1は、DNA損傷刺激やChk2の過剰発現によって誘導されるアポトーシスを抑制する機能を持つことが知られているが、s46A Wip1変異体ではアポトーシス抑制効果が減弱していることが示された。この結果から、Wip1はChk2によりリン酸化を受けることにより、その機能が制御されることが明らかとなった。次に、我々が新たにWip1に会合する分子として同定したJab1についての機能解析を行った。まず、各種Jab1変異体を構築し、Wip1との結合に重要なJap1のドメインを検討したところ、シグナルソームにおけるJab1の触媒活性に重要なMPNドメインがWip1との会合に必須であることが明らかになった。さらに、Jab1によるWip1の制御について検討を行ったところ、Jab1の発現量の増加に伴いWip1が分解されることが示唆された。DNA損傷応答において、ArM, Chk1, Chk2キナーゼがリン酸化・活性化されチェックポイント機構が作動し、その後p53依存的に発現誘導されるWip1ホスファターゼがこれらのキナーゼを脱リン酸化・不活化しチェックポイント機構を解除する。昨年度までの研究により、Wip1はChk2を脱リン酸化
糖輸送体の網羅的解析をベースとした果実への糖蓄積機構の解明とその応用

本課題では果実に糖が蓄積する仕組みを「糖輸送体」という分子的観点から明らかにし,トマトをモデル作物とした糖輸送体の網羅解析と,形質転換体作出による果実の高糖度化にチャレンジした.その結果,トマトに20種の糖輸送体を見出し,それらの多くが果実で発現すること,AZT,SFP,VGTが液胞膜に局在することを示した.それらについて,酵母での異種発現やノックダウン形質転換トマトの作出に成功したが,糖輸送活性の検出や果実糖度の変化を見るに至らなかった.本課題では果実に糖が蓄積する仕組みを「糖輸送体」という分子的観点から明らかにし,トマトをモデル作物とした糖輸送体の網羅解析と,形質転換体作出による果実の高糖度化にチャレンジした.その結果,トマトに20種の糖輸送体を見出し,それらの多くが果実で発現すること,AZT,SFP,VGTが液胞膜に局在することを示した.それらについて,酵母での異種発現やノックダウン形質転換トマトの作出に成功したが,糖輸送活性の検出や果実糖度の変化を見るに至らなかった.本課題では,バラ科果樹に加え,トマトをモデル作物としてESTデータベースに存在する糖輸送体の網羅解析を行う.1,糖輸送体遺伝子のクローニングかずさDNA研究所が構築したトマト完全長cDNAデータベースに見出した全ての糖輸送体クローンの塩基配列を決定した.それらは,SUT/SUCファミリー3種,STP/HXTファミリー5種,PLTファミリー1種,ITR/MITファミリー1種,pGlcTファミリー3種,AZT/MSSPファミリー2種,SFPファミリー3種,VGTファミリー2種の合計20種であった.2,生化学的解析(1)遺伝子発現解析:上記の20種の糖輸送体遺伝子の発現を調べるために,各遺伝子に特異的なプライマーの作製を試み,これに成功した.それらプライマーを用いた半定量的RT-PCRを行い,器官別,果実の成長ステージ別の遺伝子発現を明瞭に検出できることを確認した.(2)糖輸送活性:SFPファミリーのcDNAを酵母発現ベクターに組み込み,酵母LBY416株に導入して糖輸送活性の測定を試みたが,バックグラウンドが高く解析できないことが明らかとなった.このため計画を変更して予算を平成21年度に繰越し,バックグラウンド活性の低いEBY VW4000株を取り寄せて,その形質転換酵母を作製した.現在,その酵母を用いた糖輸送活性の測定を進めている.(3)細胞内局在:GFP融合タンパク質の一過的発現による細胞内局在の検定を行うために,SFPファミリーとVGTファミリーについて発現ベクターの作製を試み,それを完了した.3,形質転換体の作出カリフラワーモザイクウイルス35Sプロモーター下に,SFPファミリーをノックダウンするためのRNAiカセットを連結した植物形質転換用ベクターを構築し,トマトへの形質転換を進めた.既にいくつかの形質転換シュートが得られている.本課題は果実に糖が蓄積する仕組みを「糖輸送体」という分子的観点から明らかにし,特にトマトをモデル作物としてESTデータベースに存在する糖輸送体の網羅解析を行う.また,形質転換体作出による果実の高糖度化にチャレンジする.1,遺伝子発現解析:トマト完全長cDNAデータベースに見出した,SUT/SUCファミリー3種,STP/HXTファミリー5種,PLTファミリー1種,ITR/MITファミリー1種,pGlcTファミリー3種,AZT/MSSPファミリー2種,SFPファミリー3種,VGTファミリー2種の合計20種の糖輸送体の遺伝子発現プロファイルを半定量的RT-PCRにより明らかにし,S1SFP2,S1VGT2など果実で特異的に発現する糖輸送体を特定した.2,糖輸送活性:SFPファミリーおよびVGTファミリーの糖輸送体をGFP融合タンパク質として発現させるための酵母発現ベクターを構築し,糖輸送のバックグラウンドが低い酵母EBY VW4000株に導入した.これら酵母の液胞膜にGFPの蛍光を確認できたため,液胞膜小胞を単離し,糖輸送活性の測定を進めている.3,細胞内局在:植物でSFPファミリーまたはVGTファミリーとGFPの融合タンパク質を発現させるためのベクターを構築し,タマネギ表皮細胞ヘボンバードメント法で導入した.予備実験の結果,両者でGFPの蛍光が液胞膜で観察され,SFPファミリーおよびVGTファミリーが液胞膜の糖輸送であることが示唆された.4,形質転換体の作出:カリフラワーモザイクウイルス35Sプロモーターの制御下で,SFPファミリーをRNAi法のより発現抑制した形質転換トマトを多数系統作出した.現在,このトマトの果実の糖含量の測定を行っている.本課題は果実に糖が蓄積する仕組みを「糖輸送体」という分子的観点から明らかにし,特にトマトをモデル作物として糖輸送体の網羅解析・機能解析を行い,形質転換体作出による果実の高糖度化を目指した.1,遺伝子発現解析:平成21年度にも実施したが,トマト完全長cDNAデータベースに見出した20種の糖輸送体の遺伝子発現を,半定量的RT-PCRにより確認し,SlpGlcT3, SISFP2, SIVGT2, SIAZT2など,果実で特異的に発現する糖輸送体を特定した.また,セイヨウナシ果実の成長にともなう,糖代謝物の量と糖輸送体の発現をオミクス解析により明らかにし,重要な糖トランスポーターをリスト化した。2,糖輸送活性:AZTファミリーの糖輸送体をGFP融合タンパク質として発現させるためのベクターを構築し,糖輸送のバックグラウンドが低い酵母EBY VW4000株に導入した.

これら酵母の液胞膜にGFPの蛍光を確認できたため,様々な糖を含む培地で培養したが,形質転換前の酵母と生育が変わらなかった,この酵母を確認したところ糖輸送活性を持つように復帰変異をしていることが分かり,新たな酵母株を取り寄せて実験を進めている.3,細胞内局在:AZTファミリーとGFPの融合タンパク質を発現させるためのベクターを構築し,タマネギ表皮細胞ヘボンバードメント法で導入した.その結果,GFPの蛍光が液胞膜で観察され,AZTファミリーが液胞膜の糖輸送であることが示された.(平成21年度にはSFPファミリーとVGTファミリーが液胞膜に存在することを確認済).4,形質転換体の作出:カリフラワーモザイクウイルス35Sプロモーターの制御下で,SFPファミリーをRNAi法のより発現抑制した形質転換トマトを作出したが,植物形態や糖含量に有意な差は見られなかった.
金属錯体接合超分子・高分子のマルチ電子移動系の構築とナノデバイス開発

本研究では主に以下の三点の実績を挙げ、研究論文等として発表を行った。1光学活性フタロシアニン金属錯体の材料としての応用:光学活性なフタロシアニンが特異な超分子構造をとることは広く知られているが、それらを材料として応用する試みはほとんど報告されていなかった。そこで本研究では光学活性なフタロシアニンを元に数十ナノメートルの膜厚を持つ薄膜デバイスを作成し3次および2次非線形光学材料としての応用を図った。その結果、優れた特性を示すナノデバイスを得ることができた。2非対称型フタロシアニン金属錯体の効率的な合成:非対称型のフタロシアニンは2次非線形光学材料として重要な位置をしめる。しかしながら従来その合成の困難さから、応用展開は立ち遅れていた。そこで本研究では高効率・高純度で非対称型のフタロシアニンを合成する方法の確立を目指した。その結果、置換基の種類を適切に選択することで、約40%の高収率で目的とする非対称型フタロシアニンを合成することが出来た。さらにこれらに有機合成的な修飾をおこなうことで、極性の変化(電子受容性基、電子供与性基の導入)を容易に出来ることを見出した。現在、このフタロシアニンについてハイパーレーリー散乱実験を行うことで、2次非線形光学特性の評価を行っている。3新規なカルバゾール系材料の開発:フォトリフラクティブ材料等の光学材料においては、キャリヤ移動層として有機材料が着目されている。しかしながら一般的な有機物は結晶性が高く、上記材料中で重要になるキャリヤ移動の妨げになることが少なくなかった。そこで本研究では低いガラス転移点(Tg)を持つ新規なカルバゾール系材料を開発した。そしてこの材料を用いてフォトリフラクティブデバイスを作成し、高いキャリヤ移動度を達成した。フタロシアニン錯体は従来から有機デバイスとしての利用が検討されている。そこで本研究ではフタロシアニン錯体をもとにナノデバイスの開発をスタートさせた。過去の合成例を参考にフタロシアニン配位子に以下に示すような修飾を施した新規な超分子接合金属錯体を合成し、各種キャラクタリゼーションおよびナノデバイス開発を開始した。1.光学活性なフタロシアニン錯体を用いた第三次高調波発生デバイスの作成無置換のフタロシアニンバナジウムオキサイド錯体は、大きな第三次高調波発生能を持つことが知られている。しかし溶解性に乏しいことから蒸着法によって薄膜デバィスを作成する以外には機能化が困難である。そこで本研究では側鎖に光学活性な置換基を持つ可溶性フタロシアニンバナジウムオキサイド錯体を合成した。そしてこれらをもとにスピンコート法によって厚さ数十ナノメートルの薄膜デバイスを作成し、それらの第三次高調波発生デバイスとしての性能について検討した。円二色性スペクトル、X線回折および電子吸収スペクトル測定から、作成した薄膜材料はフタロシアニン環がらせん状に積み重なった特異的な固体構造をもつことが明らかになった。またその構造により無置換体に匹敵する高い第三次高調波発生能を持つことを明らかにした。2.フタロシアニン錯体は固体状態において強い会合性を示す。会合によってフタロシアニンの電子状態は大きく変化し、希薄状態で見られる優れた光学特性が損なわれることが多い。そこで本研究では、フタロシアニンの周辺に分子間相互作用を小さくする働きを持つフッ素を含んだ置換基を複数導入して、会合を抑制し固相においても希薄状態に近い電子状態を示すフタロシアニンの開発を開始した。合成した錯体は固体状態においても希薄溶液に近い電子状態を示した。この結果はフタロシアニンの固体デバイスとしての応用に新たな可能性をしめしたと考えている。そこで本研究ではフタロシアニン錯体をもとに、非線形光学材料の開発を行った。フタロシアニンを用いた非線形光学材料としては、第三高調波発生デバイスを中心としての応用が詳細に研究されているが、我々は新たに以下のことを見出した。1.光学活性なフタロシアニン錯体は、自発的に異方性の高い超分子構造を形成する。これら超分子は均一性炉高く、光学特性の優れた薄膜状態として得られることから、容易に薄膜デバイス化が可能である。対称型のフタロシアニン錯体については3次非線形光学特性を、非対称型については2次非線形光学特性を調べた。その結果いずれの錯体も光学活性なのもが、ラセミ混合物と比較して大きな非線形光学特性を持つことを明らかにした。2.非対称型のフタロシアニン錯体は、2次非線形光学材料として有望である。しかし、非対称型フタロシアニン錯体の合成は困難であり、充分な物質量を得ることが難しい。それに伴って、2次非線形光学効果に影響を与えると思われる置換効果も、詳細に検討されているとはいい難い。そこで我々は、高い収率で非対称型のフタロシアニン錯体を合成する手法の開発、およびそこで得られたフタロシアニン錯体を出発物質とした各種誘導体の合成を行った。その結果、前駆体および精製過程を見直すことで、高効率(グラムスケール)で純度の高いフタロシアニン錯体を得られる条件を見出した。そしてこのフタロシアニン錯体を元に種々の電子受容性基を持つ誘導体を高い収率で合成することが出来た。今後、これら錯体の2次非線形光学効果の検討を行う。

本研究では主に以下の三点の実績を挙げ、研究論文等として発表を行った。1光学活性フタロシアニン金属錯体の材料としての応用:光学活性なフタロシアニンが特異な超分子構造をとることは広く知られているが、それらを材料として応用する試みはほとんど報告されていなかった。そこで本研究では光学活性なフタロシアニンを元に数十ナノメートルの膜厚を持つ薄膜デバイスを作成し3次および2次非線形光学材料としての応用を図った。その結果、優れた特性を示すナノデバイスを得ることができた。2非対称型フタロシアニン金属錯体の効率的な合成:非対称型のフタロシアニンは2次非線形光学材料として重要な位置をしめる。しかしながら従来その合成の困難さから、応用展開は立ち遅れていた。そこで本研究では高効率・高純度で非対称型のフタロシアニンを合成する方法の確立を目指した。その結果、置換基の種類を適切に選択することで、約40%の高収率で目的とする非対称型フタロシアニンを合成することが出来た。さらにこれらに有機合成的な修飾をおこなうことで、極性の変化(電子受容性基、電子供与性基の導入)を容易に出来ることを見出した。現在、このフタロシアニンについてハイパーレーリー散乱実験を行うことで、2次非線形光学特性の評価を行っている。3新規なカルバゾール系材料の開発:フォトリフラクティブ材料等の光学材料においては、キャリヤ移動層として有機材料が着目されている。しかしながら一般的な有機物は結晶性が高く、上記材料中で重要になるキャリヤ移動の妨げになることが少なくなかった。そこで本研究では低いガラス転移点(Tg)を持つ新規なカルバゾール系材料を開発した。そしてこの材料を用いてフォトリフラクティブデバイスを作成し、高いキャリヤ移動度を達成した。