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近世東アジアの地方史誌と中国の地方志編纂の影響―編纂過程を手掛かりに

成果としては、前科研費の成果を引き継ぎ、『乾道臨安志』『淳祐臨安志』に関する前年度の学会報告が、中国の論文集に採録され刊行された。また、清代の地方志については、前年度に報告を行った清初期の名勝志『西湖志』の、文化支配の側面と水利政治の側面のそれぞれについての報告が、雑誌論文として刊行された。加えて、前科研費と重なる成果として、清・乾隆嘉慶期に活躍した史学思想家・地方志編纂者である章学誠とその編纂した地方志における女性記載について、英語による学会報告を行った。本年度は、配偶者の専任研究職着任もあり、育児・家庭負担が増大した結果、予定の項目内容が多く延期された。1英語誌への投稿、2単著出版準備、3シンポジウム開催がそれぞれ次年度に延期となった。その内、3シンポジウム開催については、その準備として予備報告会を年度内に開催した。また、「学会報告の論文化」については、前々年度に行った「再論《乾道臨安志》《淳祐臨安志》」(首屆中日青年学者宋遼夏金元史研討会、於復旦大学{上海}、2016年9月)が、論文集(『首届中日青年学者宋遼西夏金元史研討会論文集』、上海:中西書局、pp.200-217、2018)に採録された。さらに、前年度に行った「康熙雍正期杭州的“地方志"編纂」(清朝政治発展変遷研究国際学術研討会、於復旦大学{上海}、2017年6月)及び「『西湖志』編纂と水利」(2017年度中国水利史研究会大会、於大阪教育大学、2017年11月)が、それぞれ『東洋文化研究』21号(学習院大学東洋文化研究所、pp.1-25、2019年)と『中国水利史研究』46号(中国水利史研究会、pp.19-36、2018年)に採録・刊行された。今年度は、妻の異動・専任教員着任に伴って育児・家庭負担が増大し、研究の目標遂行に遅れと延期が生じた。まず、「英語による論文投稿・刊行」が次年度に延期となった。「自身の研究まとめと単著刊行準備」は論文の整理・投稿が進まず、次年度に延期せざるを得なくなった。そして、「シンポジウムの開催」は、開催を次年度に延期し、代わりにシンポジウムの準備として予備報告会(於早稲田大学、2019年3月)を行った。まず、既に計画済みのものとして、東アジア各地域の研究者と議論を行うシンポジウム「東アジアの一統志」(於早稲田大学、2019年7月28日)を主催し、地域を越えた交流と、地方史誌の相互影響に関する議論を行う。そして、シンポジウムを手がかりに、一般向け啓蒙書を兼ねた論文集として、『アジア遊学』の特集「一統志の時代」(勉誠出版、2020年度刊行予定)を主編し、紙上にてより広く(世界史上の近世・地方史誌について)議論を行い、かつ発信を行う。また、東アジアのうち、日本の近世地方史誌(『豊後国志』を予定)を中国地方志との比較により検討する論考を作成して投稿し、議論の試金石とする。上記の議論を含めて、論文の整理・投稿を行い、延期されている単著(近世中国の地方志と編纂過程に関する研究書)の刊行準備に着手する。購入を計画した書籍が、書店の在庫なく取り寄せとなり、年度をまたぐことになった。該余剰については、書籍購入に充てたい。
水上飛行機の離発着場整備に関する基礎調査

日本において水上飛行機による航空運送事業が2016年に半世紀ぶりに再開された.しかし,水上機が離発着する水域を利用している船舶や漁業などから水上機の離発着への懸念が示されている.そこで,水上機運航が活発なカナダ,アメリカ等の先進事例調査を実施した.その結果,水上機離発着場が数多く整備され, AIP(航空路誌)にて公表していた.水上機の離発着数が多いバンクーバー等では,航空管制などによる運航支援システムが整備され,狭あいな入江のヴィクトリアでは,水上機と船舶の利用エリアを区分した運用ルールを整備していた.これらのように,水上機と船舶などがともに安全に運航できる環境整備が進められていた.本研究は,水上飛行機(以下,水上機)の離発着場に関する基礎調査を行うものであり,以下の項目の検討を進めてきた.(1)海外動向調査:カナダ・アメリカにおける水上飛行場として指定されている地域の離発着経路を記した航空チャートの分析を行った.また,水上機運送事業が活発なバンクーバー,ビクトリア,シアトルを訪問し,水上機離発着数および船舶航行数,水域の共同利用形態,運用ルール,運航支援システムなどについて,関係者へのインタビュー調査を行った.その結果,ビクトリア湾では,水域の船舶等との共同利用に関するルールが定められ,運航の安全管理がなされていることがわかった.また,スリランカにおける運航実態を調査した結果,河川においても十分に離着水できることがわかった.(2)船舶等利用実態調査:我が国において水上機離発着を想定している東京湾における船舶および漁業の利用実態を船舶航行軌跡(船舶識別コード)データを用いて把握した.航路指定水域では,船舶航行が頻繁であるが,水上機が入り込む余裕があり,それ以外の水域は十分可能と考察できた.また,船舶からみた水上機着水の位置についてインタビュー調査を実施し,安全な水上機着水の位置について考察を行った.(3)水上機運航支援システム:水上機の離発着において,どんな運航支援システムが望まれているかのニーズを専門家にインタビューした.その結果,離着水エリアの障害物などの情報を欲していることがわかった.H27年度の当初計画どおり,(1)海外動向調査は,カナダ・アメリカ西海岸の現地調査および水上機運航会社へのインタビュー調査を実施し,一定の成果を得ている.また,スリランカの現地調査・運航事業社インタビュー調査を追加し,知見の充実に努めた.研究計画の(2)船舶等利用実態調査については,使用したデータに小型船舶が含まれないことから,必ずしも十分な調査結果が得られなかった.今後,現地調査を実施するなどして,船舶航行の実態を詳細に分析する必要がある.研究計画の(3)水上機運航支援システムについては,上記(1)を充実させたため,関係者への簡単なインタビュー調査にとどまった.本年度は,関係者への調査を充実させる必要がある.海外では,水上飛行機(事業用・個人用)がごく普通に空を飛び交い,日本においても,瀬戸内で水上飛行機による運送事業が2016年に半世紀ぶりに再開された.しかし,日本において,水上飛行機の離発着する水域エリアでは,すでに船舶や漁業,レジャーなどの利用が活発にされていることも多い.そこで,本研究は,水上飛行機の離発着場の安全かつ効率的な運用方法に関して基礎調査を行うことを目的として研究を進めてきた.具体的には,水上飛行機の離発着場における運用方法,水域利用の調整状況,運航支援システムの有無とその概要などについて,バンクーバー,ビクトリア,ウィスラー,シアトル,スリランカなどの先進事例調査を実施した.その結果,アメリカ,カナダでは水上飛行機が頻繁に離着水するエリア(運送事業で利用する場合など)を設定し,AIP(航空路誌)にて公表していることがわかった.狭域な水面を船舶などと共用しているビクトリアでは,港湾管理者がステークホルダーを巻き込んで水域利用ルールを定めており,水上飛行機の滑走路は大型船舶の航路と共用し,小型船舶などは航路を避けることを明文化した運用ルールが定められている.また,バンクーバーなど水上飛行機のトラフィックの多い水域では,航空管制などの運航支援システムも整備され,安全に運航できる環境が整っていた.これらの知見をもとに,わが国における水上飛行機離発着場の整備方針についても検討した.今後も,継続研究である基盤研究Bにおいて,さらに調査を深め,運航支援のあり方や運航支援システムの開発を実施する予定である.なお,本研究課題は,日本大学理工学部教授・居駒知樹,同助教・江守央,同助教・兵頭知,東京工業大学環境・社会理工学院融合理工学系助教・川﨑智也を連携研究者として進めてきた.日本において水上飛行機による航空運送事業が2016年に半世紀ぶりに再開された.しかし,水上機が離発着する水域を利用している船舶や漁業などから水上機の離発着への懸念が示されている.そこで,水上機運航が活発なカナダ,アメリカ等の先進事例調査を実施した.その結果,水上機離発着場が数多く整備され, AIP(航空路誌)にて公表していた.水上機の離発着数が多いバンクーバー等では,航空管制などによる運航支援システムが整備され,狭あいな入江のヴィクトリアでは,水上機と船舶の利用エリアを区分した運用ルールを整備していた.これらのように,水上機と船舶などがともに安全に運航できる環境整備が進められていた.本年度は,新たに採択された基盤研究(B)「安心安全運航のための水上飛行機離発着場整備に関する研究」とあわせて,以下の項目について研究を進める.(1)海外動向調査・分析:昨年度に引き続き,カナダ・アメリカの水上飛行場の離発着経路を記した航空チャートの分析を行う.

また,ビクトリアの各機関(交通省,州政府交通局,コンサルタントなど)を対象としたインタビュー調査に特化した再調査を行い,水域利用区分および利用ルールの設定基準などを明らかにする.(2)船舶等利用実態調査・分析:水域の船舶および漁業の利用実態調査を引き続き実施する.霞ヶ浦において,漁業やレジャーボート等の小型船舶の航行実態をビデオ撮影および解析によって把握し,水上機との共同利用可能性を把握する.また,船舶事業者・漁業・レジャー事業者・港湾管理者・船舶交通管理者,国交省航空局などへのインタビュー調査を行い,共同利用における課題について把握する.(3)水上機運航支援システム;水上機の離発着において,どんな運航支援システムが望まれているかニーズ調査を行う.また,それらのシステム機器を開発するための関連技術動向について専門家や関連企業などにインタビュー調査を実施する.交通システム工学概ね予算を執行したが,端数が若干残ってしまった.H28予算と合わせて物品購入あるいは旅費として使用する.
成体脳神経幹細胞の性質を制御する分子実体の解明

本研究では、様々なステージの脳神経幹細胞の遺伝子発現プロファイリングを行い、成体脳における神経新生のメカニズム解明を目指した。神経幹細胞を蛍光タンパク質で標識した遺伝子改変マウスを用いて、FACSにより神経幹細胞を回収し、RNAシークエンスを行った。パスウェイ解析等を行い、神経新生に関与し得る遺伝子を選択した。これらの遺伝子の機能解析を行うために、アデノ随伴ウイルスやレンチウイルスベクターを作製し、培養神経幹細胞あるいは初代神経培養細胞において、機能解析を実施中である。将来的に、マウス個体内での機能解析を行なうために、脳内にウイルスインジェクションする実験系等のセットアップも行なった。中枢神経系において、神経細胞は胎生期から出生後しばらくの時期にのみ、神経幹細胞から生み出されると考えられてきた。しかし、最近の研究によって、ヒトを含めたほ乳類の成体脳においても、側脳室周囲の脳室下帯や海馬歯状回といった特定の領域では神経幹細胞が存在し、神経新生が継続的に続いていることが分かってきた。このような神経新生は、記憶・学習などの高次脳機能に関与することが明らかになってきている。本研究では、発生・発達に伴う神経幹細胞の性質の変化を明らかにするため、マウスの胎生期と成体期における遺伝子発現プロファイルの解析を行う。さらに、神経新生に必要な遺伝子の探索・機能解析を行なう予定である。神経幹細胞において蛍光タンパク質を発現するマウスの作製(あるいは入手)を行なった。FACSにより蛍光タンパク質を発現する神経幹細胞を回収して、RNAシークエンスを行った。胎生期の終脳脳室帯と成体若齢期(2-3ヶ月齢)の側脳室周囲の遺伝子発現を比較して、2倍以上発現変動のある遺伝子のリストを作成した。さらに、既存のデータベースや文献と比較して、神経新生に関与し得る遺伝子のリストを作成した。同様に、成体老齢期(12ヶ月齢以上)のRNAシークエンスを行なうために、解析に必要なマウスの準備を行なった。今後、神経新生に関与し得る候補遺伝子の機能解析を行なうために、レトロウイルスやレンチウイルスベクターの作製を行なった。ウイルスを培養神経幹細胞に感染させて目的遺伝子の過剰発現を行い、神経新生への影響を観察できる実験系を確立した。さらに生体内での機能解析を行なうために、脳内にウイルスインジェクションする実験系のセットアップを行なった。本研究課題では、各ステージにおいてRNAシークエンスを行なうためのマウスの準備が律速段階となる。胎生期の神経幹細胞を採取するためには数匹の遺伝子組換えマウスがいれば十分であるが、成体期の解析には数十匹の遺伝子組換えマウスが必要となる。さらに成体老齢期の解析を行なうためには、長い飼育期間が必要となる。今年度は解析予定のすべてのステージのマウスの準備を計画的に行なうことができた。さらに、予定しているRNAシークエンスの半分を終えることができた。読み終えたRNAシークエンスについては、既存データベースや文献を参考にしながら解析を進めている。現在、研究推進に必要なマウスを引き続き飼育中なので、来年度は残りのサンプルのRNAシークエンス、解析をすぐに行なうことが可能である。さらに、神経新生に関与する候補遺伝子の機能解析を行なうための実験系の準備も順調に行なうことができた。本研究では、発生・発達に伴う神経幹細胞の性質の変化を明らかにするため、胎生期と成体期における遺伝子発現プロファイルの解析を行なった。さらに、神経新生に必要な遺伝子の探索を行なった。神経幹細胞において蛍光タンパク質を発現するトランスジェニックマウスを用いて、FACSにより神経幹細胞を回収し、RNAシークエンスを行った。同様に、成体老齢期(12ヶ月齢以上)の神経幹細胞についてもRNAシークエンスを行い、発生・発達に伴い、どのような遺伝子発現変動が生じているのかを調べた。さらに、神経新生に関与し得る候補遺伝子の機能解析を行うために、レトロウイルスやレンチウイルスベクターの作製を行なった。ウイルスを培養神経幹細胞に感染させ、目的遺伝子の過剰発現を行い、神経新生への影響を観察できる実験系を確立した。本研究課題では、各ステージにおいてRNAシークエンスを行うために、マウスの準備が律速段階となる。胎生期の神経幹細胞を採取するためには数匹のトランスジェニックマウスがいれば十分であるが、成体期の解析には数十匹のトランスジェニックマウスが必要となる。実際に、準備していたよりも多くの成体老齢期のマウスが必要となり、研究計画の遂行が困難になったため、当初の計画を大幅に変更した。

最近、報告が増えているシングルセルのRNAシークエンス方法を参考にし、数匹のマウスを用いて数百個の神経幹細胞からRNAシークエンスを行うことができた。この方法により、予定していた解析をすべて行うことができた。読み終えたRNAシークエンスについては、既存データベースや文献を参考にしながら解析を行った。さらに、神経新生に関与する候補遺伝子の機能解析を行うための実験系の準備も順調に行うことができた。近年の研究によって、ヒトを含めたほ乳類の成体脳においても、側脳室周囲や海馬歯状回といった特定の領域では神経幹細胞が存在し、神経新生が継続的に続いていることが分かってきた。このような神経新生は、記憶・学習などの高次脳機能に関与することが明らかになってきている。実際に、成体において神経新生を阻害したマウスでは、記憶の長期保持能が野生型マウスよりも著しく低下した。このように生後発達期から成体における神経新生が適切に継続されるためには、神経幹細胞の性質が厳密に制御されている必要がある。本研究では、胎生期、生後発達期、成体期における神経幹細胞の遺伝子発現プロファイル解析を行い、特に成体脳において神経幹細胞の性質を制御するメカニズムを明らかにする。発生・発達・加齢に伴う神経幹細胞の性質の変化を明らかにするため、胎生期や成体期における遺伝子発現プロファイリングを行なった。神経幹細胞において蛍光タンパク質を発現するトランスジェニックマウスを作製し、FACSにより神経幹細胞を回収し、RNAシークエンスを行った。胎生期の終脳脳室帯と成体期の側脳室周囲の遺伝子発現を比較して、大きく発現変動する遺伝子のリストを作成した。その中で、既存のデータベースや文献と比較して、神経新生に関与し得る遺伝子を選択することができた。さらに、神経新生に関与することは報告されていないが、加齢に伴い増加あるいは減少する遺伝子を抽出することもできた。また、選び出した候補遺伝子の機能解析を行うために、アデノ随伴ウイルス、レトロウイルス、レンチウイルスベクターの作製を行なった。ウイルスを培養神経幹細胞あるいは初代神経培養細胞等に感染させ、候補遺伝子の過剰発現を行い、神経新生への影響を観察できる実験系を確立した。さらに脳内での機能解析を行なうために、海馬歯状回にウイルスインジェクションする実験系のセットアップも行なった。本研究では、様々なステージの脳神経幹細胞の遺伝子発現プロファイリングを行い、成体脳における神経新生のメカニズム解明を目指した。神経幹細胞を蛍光タンパク質で標識した遺伝子改変マウスを用いて、FACSにより神経幹細胞を回収し、RNAシークエンスを行った。パスウェイ解析等を行い、神経新生に関与し得る遺伝子を選択した。これらの遺伝子の機能解析を行うために、アデノ随伴ウイルスやレンチウイルスベクターを作製し、培養神経幹細胞あるいは初代神経培養細胞において、機能解析を実施中である。将来的に、マウス個体内での機能解析を行なうために、脳内にウイルスインジェクションする実験系等のセットアップも行なった。胎生期から成体期において、神経幹細胞の遺伝子発現プロファイルを作成する。
新規骨代謝制御分子の歯槽骨リモデリング機構における役割

PRIP(phospholipase C-related but catalytically inactive protein)欠損マウスは野生型に比べ、骨代謝の亢進により海綿骨の骨量が増加している。そこで歯槽骨リモデリング機構におけるPRIPの役割について解析を行った。矯正力を加え歯を移動させたマウスの解析では、PRIP欠損(PRIP-KO)マウスは野生型マウスに比べて有意に移動距離が減少した。歯槽骨の圧迫側の破骨細胞と、牽引側の骨芽細胞の分布に相違がみられた。さらにPRIP-KOマウスでは破骨細胞に分化する割合が有意に減少していた。これらの結果より、PRIPは矯正力による歯の移動の歯槽骨リモデリングの制御に関与していることが示唆されたPRIP(phospholipase C related inactive protein)は新規のIns(1,4,5)P3結合蛋白質として見いだされた。ホスホリパーゼCーd1(PLC-d1)と類似したドメイン構造構造(PHドメイン、EFハンドモチーフ、活性中心X , Yドメイン、C2ドメイン)を持っているがPLCの酵素活性は持っていない。PRIP欠損マウスにおいて、野生型に比べ海綿骨の骨量が増加している事から、骨代謝の亢進により骨量が増加していると考えられている。矯正力による歯牙移動では、圧迫側で骨が破骨細胞により吸収され、牽引側で骨芽細胞により骨が形成される。そこで本研究では、矯正力を加えた歯牙移動での歯槽骨リモデリング機構におけるPRIPの役割について解析することにした。マウスの上顎の切歯と右側第一大臼歯との間にニッケルチタンのオープンコイルスプリングを挿入し、矯正力を加え歯牙を移動させた。X線マイクロCTスキャナにより形態学的な解析を行った結果、PRIP欠損マウスは野生型マウスに比べて有為に歯牙移動距離が減少した。雄雌ともに同様の傾向が見られた。また、組織学的解析において歯槽骨の圧迫側の破骨細胞と、牽引側の骨芽細胞の分布に相違がみられた。さらに、野生型およびPRIP欠損マウスにおける破骨細胞の分化・成熟の相違について検討するために、両者の大腿骨から採取した骨髄細胞を用いて、RANK、CD115の膜分子の発現をFACSによって解析した。その結果、PRIP欠損マウスでは破骨細胞に分化する割合が有為に減少していた。これらの結果より、PRIPは矯正力による歯牙移動の歯槽骨リモデリングの制御に関与していることが示唆された。これらの結果より、PRIPは矯正力による歯の移動の歯槽骨リモデリングの制御に関与していることが示唆された当研究室において、細胞内情報伝達の一つであるイノシトールリン脂質(PI)情報伝達系において、新規のIns(1,4,5)P3結合蛋白質を見いだした。本分子は、ホスホリパーゼCーd1(PLC-d1)と類似したドメイン構造構造を持っているがPLCの酵素活性は持っていなかった。我々はこれらをPRIP[phospholipase C (PLC) related inactive protein]と名付けた。PRIP欠損マウスを作成し、その解析の過程で、野生型に比べ破骨細胞・骨芽細胞が共に多く、海綿骨の骨量が増加している事から、骨代謝の亢進により骨量が増加していると考えられている。矯正力によるメカニカルストレスにより、歯根膜腔の未分化間葉細胞が骨芽細胞へと分化し、種々の因子を発現することで歯槽骨のリモデリングが活性化され、歯が移動する。本研究では、骨代謝制御に関わる新規分子PRIPについて、骨リモデリングにおける役割を解明することにした。PRIP-KOマウスおよび野生型マウスの前歯部を固定源として、クローズドコイルを用いて臼歯部を近心移動させ歯牙移動マウスを作製した。これらのマウスを用いて、in vivo X線マイクロCTスキャナにより形態学的な解析を行った。その結果、野生型マウスに比べてPRIP-KOマウスでは、歯牙の移動量が小さいことが分かった。また、組織切片を作製し、組織学的解析を行ったところ、周辺の歯槽骨や歯周組織の骨芽細胞やは骨細胞の分布に差がみられた。これらのことからPRIP欠損マウスにおいて、破骨細胞の機能が低下している可能性が示唆された。研究計画どおりに、歯牙移動マウスの作製、矯正力を加えたマウスの歯槽骨の形態学的解析、組織学的解析について一通りの解析はすんでいるので、おおむね順調に進展しているのではないかと思う。ただ、マウスの歯牙を移動させるために、マウスに矯正装置を装着して、一定期間、飼育していく過程で、装置の脱落がみられたり、死に至マウスもあり、なかなかその後の解析に進めることが困難であった。今後、サンプル数を増やして実験を行っていく予定である。歯牙移動マウスの作製、矯正力を加えたマウスの歯槽骨の形態学的解析、組織学的解析について、サンプル数を増やし、再現性を確認する予定である。

また、現在雄のみでの解析していないため、雌においても解析し、性差についても検討していきたいと思う。また、前述のとおりPRIP欠損マウスにおいて、破骨細胞の機能が低下している可能性が示唆された。研究計画には入れていなかったが、この点に着目した解析も同時に進めていきたい。PRIP-KOマウス、野生型マウスの飼育に必要な経費、薬品類(組織染色薬品、ゲノムライブラリー、制限酵素、PCR反応試薬、細胞培養用の培地や試薬、遺伝子導入試薬)、ガラス機器、といった消耗品費である。その他に、マウスに矯正力を加えるのに必要な道具類(プライヤー類)や、消耗品類(レジン、スーパーボンド、コイル、エラスティック、結紮線等)があげられる。また、国内外での情報収集、成果発表の経費にも使用予定である。
表面処理および表面分析手法による真空長ギャップ絶縁の新体系化

本研究では、平等電界下の長ギャップ・大面積の電極について、機械加工条件や研磨などの表面状態を変えて真空中絶縁破壊特性を調査した。電極は、ロゴウスキー電極を用いて、すべて無酸素銅を用いた。本研究で用いた電極と加工条件、化学研磨の有無、保存状態の同じ小型電極を用意し、その小型電極のXPS表面分析の結果を用いて、実験結果を検討した。これらの電極について、長ギャップ・大面積の無酸素銅電極における真空絶縁破壊特性の電極表面状態の影響や面積効果に関する基礎的データを得ることができた。真空中でcm級の長ギャップ高電圧実験を行うための高電圧用絶縁の設計および真空排気系と実験装置の構築を行った。先ず、埼玉大学実習工場の高電圧実験室において,インパルス電圧試験装置の設置場所に高電圧・放電試験用の真空チャンバを配置し、400kVまでの雷・開閉インパルス電圧発生装置の電圧印加ができるようにした。また、真空中においてインパルス電圧の高電圧試験が実施できるようにするため、高電圧用真空チャンバ内の電極に雷・開閉インパルスを印加できるようにするための高電圧用多段セラミック円筒碍子を準備した。円筒絶縁碍子は真空チャンバ内で不要な放電の発生が生じないようにするために、碍子の材料を真空用高耐圧セラミックを適用し、形状は円筒絶縁碍子の外径480mm、内径を440mm、高さ70mmのものとし、多段絶縁碍子とするために5段分を準備した。また、これとは別にアクリル製の絶縁碍子も準備し、高電圧の実験が真空中で行えるように準備した。真空チャンバ内の高電圧電極の移動機構を一部用意し、電極を真空中で上下左右に移動できるようにした。真空チャンバの排気系としては、真空排気中の真空ポンプ油による電極の汚損を避けるためにオイルフリーの真空ポンプで排気速度が500l/minのスクロールポンプと高真空環境下で高電圧の実験が行えるように排気速度が4000l/minのクライオポンプを準備し、真空チャンバの排気系を用意した。真空中でcm級の長ギャップ高電圧実験を行うための真空高電圧用絶縁チャンバの設計および組み立てを行った。真空高電圧絶縁チャンバに取り付ける多段式セラミック円筒碍子として、外径480mm、内径を440mm、高さ70mmの真空高耐電圧セラミック円筒碍子にメタライズ処理およびスリーブ・フランジのロー付けを行い、フランジを取りつけと組み立てを行って真空漏れの無いことを確認した。真空チャンバの排気系として新たにターボ分子ポンプを準備して排気を行い、真空中で長ギャップ絶縁破壊試験を行えるように準備を行った。一般真空用無酸素銅電極材(JIS-C1020)で通常の旋盤加工によるロゴウスキータイプの電極を準備し、真空長ギャップ実験を実施した。結果、スパークコンディショニングによる絶縁破壊電圧の向上が観測され、1970年代の実験データの再現性を得た。また、本実験装置の検証行うことができた。電極の表面処理手法として、金属研磨剤による真空絶縁破壊特性の影響を調査した。その結果、金属研磨剤により研磨することで電極表面は鏡面が得られ、洗浄処理も含めた複合的な効果から初期放電電界が向上したが、絶縁破壊特性のコンディショニング速度が低下した。SEMによる電極表面の観察とEDXによる電極の表面分析マッピング結果によると、研磨処理後には小孔や研磨条痕が現れ、研磨材が小孔に入り込んでいることが明らかとなり、これらが絶縁破壊特性に悪影響を及ぼした可能性があることが明らかになった。本研究では平等電界下の真空中絶縁破壊特性を調べるため、電極形状が近似ロゴウスキー電極で、電極材料を無酸素銅として、通常旋盤加工のφ129(電極面積:7850mm^2)、φ69(電極面積:2920mm^2)、φ38(電極面積:660mm^2)の電極、ダイヤモンドバイト加工仕上げのφ69の電極、加工業者の異なる表面粗さが粗いφ69の電極とその電極に化学研磨を施した電極を用意した。加えて供試電極と加工条件、化学研磨の有無、保存状態の同じ小型電極を用意し、その小型電極のXPS表面分析の結果を用いて、実験結果を検討した。各電極において、15 mm30 mmのギャップ長から絶縁破壊試験を行ったところコンディショニング効果が確認でき、絶縁破壊を繰り返すと徐々に破壊電圧が上昇し、200400回程度で飽和した。全ての電極で程度は異なるが、ギャップ長に対して1/2乗で上昇する特性が得られた。このギャップ長に対する絶縁破壊特性は、通常旋盤加工の電極、加工業者の異なる表面粗さが粗い電極、ダイヤモンドバイト加工で仕上げた電極のいずれの電極においてもほとんど違いは生じなかった。これはXPS表面分析結果より、電極加工時あるいは輸送時に生じた汚損が多いためと考えられる。また表面粗さの粗い電極に化学研磨を施した電極においては、絶縁破壊電圧が上昇した。

これは表面粗さの結果から、化学研磨より粗さが低下したためと考えられる。電極面積を変えて絶縁破壊電圧を調査したところ、絶縁破壊電圧は電極面積の-0.29乗の特性となった。過去の文献では、電極面積の-0.23乗となっており、この違いは本実験の電極の表面粗さや汚損状態の違いによると考えられる。以上により本研究では、真空中における代表的な表面加工・研磨処理を施したときの無酸素銅電極における長ギャップ・大面積の絶縁破壊特性の基礎データを得ることができた。通常旋盤加工の雷極の絶縁破壊試験は実施したが、当初予定していたダイヤモンドバイト加工の電極の絶縁破壊試験が実施されていないため。24年度が最終年度であるため、記入しない。ダイヤモンドバイト加工による精密機械加工を施した電極の絶縁破壊試験を実施し、この電極の表面仕上げが面積効果に与える影響を調査する。
ナノ秒温度ジャンプ・時間分解共鳴ラマン分光による蛋白質の熱巻き戻り初期過程の研究

本研究は、過渡的な温度上昇による蛋白質高次構造変化をナノ秒の時間分解能で解明することを目的とした。ナノ秒の時間領域での溶液の温度変化を追跡するため、無機イオン及び有機溶媒について、可視領域でストークス線とアンチストークス線の同時測定を行い、それぞれのラマン線の強度比から温度を求めた。解析用プログラムを作成することで精度を向上させ、解析に要する時間も大幅に短縮した。温度ジャンプのための光源として、Nd-YAGレーザーの基本波1064nmを重水素ガスの誘導ラマン散乱によりシフトさせた1560nm近赤外光を使用し、24%のエネルギー変換効率が得られるまでにシステムを整備した。また、水素ガスラマンシフターと組み合わせることで、Nd-YAGレーザーの高調波532/355/266nmに加えて、遠紫外から可視域までをほぼカバーしたラマン散乱励起光を利用可能とした。温度ジャンプ用レーザーとラマン散乱励起用レーザー、二つのレーザー光をナノ秒からミリ秒の遅延時間をおいてサンプルに照射しラマンスペクトルを測定することで、温度上昇に伴う蛋白質高次構造変化に関する情報が得られる。シトクロムcについて、定常状態での温度変化の測定は既に完了した。装置の整備と平行し、レーザー波長変換やラマン測定に慣れるという意味も含めて、シトクロムc酸化酵素Cu_Bサイトモデル錯体を紫外共鳴ラマン法により研究した。基底状態分子については、220から290nmのラマン励起光を用いることで、部位選択的にラマンスペクトルが得られることを示した。また、シトクロムc酸化酵素の機能を分子レベルで解明するためには、その高酸化状態、特にフェノキシルラジカルの性質の理解が不可欠であるが、フェノール・イミダゾール・Cu^<2+>がそれぞれ共有結合で結ばれたユニットにおいては、ラジカル生成効率が極端に低下することを見出した。このことは、Cu^<2+>によるフェノキシルラジカルの消光を意味しており、酵素活性部位におけるフェノール・イミダゾール・Cu^<2+>部位の物理化学的役割を理解する上で極めて重要である。本研究は、過渡的な温度変化による蛋白質高次構造変化をナノ秒の時間分解能で解明することを目的とする。ナノ秒の時間領域での溶液中の温度変化を追跡するため、無機イオン及び有機溶媒について可視非共鳴ラマン測定し、ストークス線とアンチストークス線を同時に測定した。ストークス線とアンチストークス線の強度比から温度を精度良く決定する必要があるが、しかしながら、値はレーリー散乱強度や水などの低振動モードによるバックグラウンドの影響を強く受けるため、満足のいく結果を得るには至っていない。精度向上とデータ処理の効率化を図るため、ソフトウェアーを新たに購入し、現在プログラムを作成中である。温度ジャンプのための光源として重水素ガスの誘導ラマン散乱を利用し、Nd-YAGレーザーの基本波1064nmから近赤外1.56μmのレーザー光をエネルギー変換効率24%で得られるようにシステムを整備した。この近赤外レーザーと紫外共鳴ラマン測定のためのレーザー光源、及び、紫外領域におけるレーリー散乱を除くためのトリプル分光器、紫外光検出用のCCDカメラを組み合わせれば、測定システムとしては完成に至る。紫外光源としては、既存のNd-YAGレーザーに非線形結晶を取り付け、第4高調波266nmのレーザー発振を可能とした。これを紫外共鳴ラマン測定のプローブとして用いると共に、さらに短波長の紫外光を得るため、現在ラマンシフターを整備中であり、これが完成すれば、励起波長を変えての共鳴ラマン測定が可能となり、芳香族アミノ酸をより選択的に測定できると期待される。装置の整備と平行して、芳香族アミノ酸のモデル化合物の紫外共鳴ラマン測定も行っており、関連の装置が利用可能となりつつあることから、試料のアポミオグロビンの調製や、変異体の合成にも近々着手する予定である。ストークス線とアンチストークス線の強度比から温度を精度良く決定する必要があり、レーリー散乱を除くためにノッチフィルターを購入した。しかしながら、値はレーリー散乱強度や水などの低振動モードによるバックグラウンドの影響を強く受けるため、満足のいく結果を得るには至っていない。精度向上とデータ処理の効率化を図るためプログラムを自作し、データからの温度の見積もりと結果の可視化のための計算時間は大幅に短縮した。紫外領域におけるレーリー散乱を除くためのトリプル分光器を使用し、紫外光検出用CCDカメラを新たに購入、分光器に取り付けた。CCDカメラやレーザーなどの測定システムを制御するためのソフトウェアを新たに購入し、自動化のためのプログラムを現在製作中である。これを紫外共鳴ラマン測定のプローブとして用いると共に、水素ガスの誘導ラマン散乱によりさらに短波長の紫外光を得るため、ラマンシフターを製作した。

これにより励起波長を変えての共鳴ラマン測定が可能となり、芳香族アミノ酸をより選択的に測定できると期待される。装置の整備と平行して芳香族アミノ酸のモデル化合物の紫外共鳴ラマン測定を行い、紫外光照射によるラジカルの生成や安定性に対する金属イオンの効果についても検討している。本研究は、過渡的な温度上昇による蛋白質高次構造変化をナノ秒の時間分解能で解明することを目的とした。ナノ秒の時間領域での溶液の温度変化を追跡するため、無機イオン及び有機溶媒について、可視領域でストークス線とアンチストークス線の同時測定を行い、それぞれのラマン線の強度比から温度を求めた。解析用プログラムを作成することで精度を向上させ、解析に要する時間も大幅に短縮した。温度ジャンプのための光源として、Nd-YAGレーザーの基本波1064nmを重水素ガスの誘導ラマン散乱によりシフトさせた1560nm近赤外光を使用し、24%のエネルギー変換効率が得られるまでにシステムを整備した。また、水素ガスラマンシフターと組み合わせることで、Nd-YAGレーザーの高調波532/355/266nmに加えて、遠紫外から可視域までをほぼカバーしたラマン散乱励起光を利用可能とした。温度ジャンプ用レーザーとラマン散乱励起用レーザー、二つのレーザー光をナノ秒からミリ秒の遅延時間をおいてサンプルに照射しラマンスペクトルを測定することで、温度上昇に伴う蛋白質高次構造変化に関する情報が得られる。シトクロムcについて、定常状態での温度変化の測定は既に完了した。装置の整備と平行し、レーザー波長変換やラマン測定に慣れるという意味も含めて、シトクロムc酸化酵素Cu_Bサイトモデル錯体を紫外共鳴ラマン法により研究した。基底状態分子については、220から290nmのラマン励起光を用いることで、部位選択的にラマンスペクトルが得られることを示した。また、シトクロムc酸化酵素の機能を分子レベルで解明するためには、その高酸化状態、特にフェノキシルラジカルの性質の理解が不可欠であるが、フェノール・イミダゾール・Cu^<2+>がそれぞれ共有結合で結ばれたユニットにおいては、ラジカル生成効率が極端に低下することを見出した。このことは、Cu^<2+>によるフェノキシルラジカルの消光を意味しており、酵素活性部位におけるフェノール・イミダゾール・Cu^<2+>部位の物理化学的役割を理解する上で極めて重要である。
患者視点の理解と臨床活用のためのプログラムの開発

2017年度の成果をふまえ、2018年度は研究の第二段階として、患者・当事者が抱える諸問題の理解に関する方法的検討に着手した。具体的には、医師・看護師・薬剤師・社会福祉士・介護支援専門員ほか、保健・医療・福祉の対人援助職従事者が臨床で参照できる患者視点理解のためのプログラム(理論的枠組み手法実践ツール)の骨子について、既存の手法の問題点を整理する作業を通じてとりまとめた。ここでは、研究代表者・研究分担者それぞれの専門領域・研究知見、すなわち、患者のLay Expertiseに関する研究(松繁)、共感能力の育成と対話の技法に関する研究(孫)、健康不安・主観的健康観に関する研究(三澤)、患者を取り巻く治療の「不確実性」に関する研究(牛山)が参照・統合された。近年の「意思決定支援」のアプローチとは異なり、「問題解決」を必ずしも前提とせず、病や障害の当事者の自己理解に焦点を当てる、独自のプログラムの骨子が作成された。患者・当事者の自己理解を形成するアプローチとして本研究が採用しているのは、近年、科学コミュニケーション等の場で成果を上げてきている熟議(deliberation)アプローチである。熟議アプローチにおいては、医療専門職の所見やエビデンスの説明や同意は目指すべき到達点とするのではなく、熟議に参加する者同士(医療のコンテクストでいえば患者と医療者)の間に見解の相違が存在する場合に、その相違の背景にある、それぞれの思考様式・プライオリティを辿っていくこと自体が目的となる。2018年度の成果をふまえ、2019年度は熟議を深めていく技法について、研究班メンバーの教育実践等で試行し、評価を行いながら、プログラムを精錬していく。申請当初の研究計画において、2018年度のゴール設定を、プログラム開発における骨子(プロトタイプ)の完成に置いた。2018年中には、1月・6月・9月・12月と計4回の班会議を開催し、各分担課題の進捗と知見を緊密に共有することで、プログラム骨子の策定が可能となり、年度目標は達せられた。班会議の他に、一般公開型のシンポジウムを開催し、参加者アンケートを実施することによって本研究課題に対する意見・期待・質問等を広く収集できたことは、研究の進展状況のPDCA評価の面でも大いに有効であった。また、2017年度・2018年度の研究成果について、研究メンバーの共同執筆によってまとめたものが、査読付きの学術論文(孫大輔,三澤仁平,牛山美穂,畠山洋輔,松繁卓哉:医療者教育における「患者視点」に付随する諸課題と熟議アプローチの可能性.保健医療社会学論集29(2): 74-84, 2019)として出版されるなど、計画の進捗と合わせて、成果の公表も順調に進んでいる。上述のとおり、順調に当初の研究計画が進展しており、2019年度・2020年度も、基本的には研究計画に沿って進めていく。2019年度は、2018年度までに作成したプログラムの原型を用いた教育的実践の試験的運用を重ねる。研究代表者の松繁は保健・医療・福祉の実務者養成訓練のための厚生労働省の施設に所属しており、また、研究分担者の孫は医学教育機関に所属していることから、実務者・学生らの協力を得て、患者視点理解のためのワークショップ等を開催し、プログラムの評価をおこなう機会を持つ。その上で、学際的チーム体制の強みを活かし、プログラムの精度に関する理論的検討をおこなう。2020年度は、前年度に引き続きプログラムの試験的運用による評価研究に従事し、これと並行して研究代表者の松繁を中心に医療および福祉の実践への当事者参画・患者参画に関する諸外国における実態調査を実施する。ここで得た知見との相互参照を経て、4年間の成果物としてプログラムを完成させる。また、市民参加型の公開シンポジウム等の開催を通じて、当プログラムのエッセンスや有効性に関しての周知に努める。研究計画の初年度である平成29年度は、研究代表者・研究分担者が、それぞれの研究計画に沿ってプロジェクトの土台となる基礎作業を遂行するとともに、年度中4回の定例研究会議(5月,8月,10月,30年1月)と、1回の公開研究会(30年3月)を実施し、各分担研究の進捗を確認するとともに、研究知見の一部について市民との対話の中で精査していった。この公開研究会では、「不確実な〈患者視点〉を医学教育に活かすには」というテーマを設定し、1年間の研究成果をふまえながら、これを教育現場で活用していくための方策を、様々なバックグラウンドを持つ一般参加者(教員、学生、患者団体関係者、医療従事者、企業職員、その他)からの意見収集とディスカッションによって検討するなど、今後の研究の進展にとって有意義な機会となった。また、研究班のメンバーを中心に開催した「患者視点」について学習する公開ワークショップの結果報告が、日本医学教育学会の学会誌『医学教育』48巻5号(2017年11月)に掲載された。この報告の中では、従来の「患者視点」を取り巻く状況の問題点が明示され、これを克服するための新たな手法について検討がなされた。医学教育のコアカリキュラムが大きく見直されている現在、学際性に富む本研究班からの問題提起は、医学教育の実践者・研究者らから高い評価を得た。具体的な進捗としては、保健・医療・福祉における「患者視点」「当事者視点」を理解するための既存の知見/ツール/理論等の体系的整理と批判的検討が進められ、第2年目から開始される実証研究へ向けての基盤整備が完成した。

初年度である平成29年度は、本研究のキーワードである「患者視点」に関して、既存の理論・既存の実践を批判的にとらえなおし、先行研究の限界を明確にして、次年度以降の研究の土台とするところに目標を置いてきた。「研究実績の概要」で述べた通り、公開型の企画と定例の研究会議を重ね、研究班員の間で知見を照らし合わせていく中で、上記の目標は着実に達成されていった。毎回の定例研究会議(5月,8月,10月,30年1月)では、研究班員による進捗報告のほかに、研究の一層の進展を図るための新しいアイデアを出し合い、実現可能なことから速やかに実行していくこととした。「研究実績の概要」の欄で示した公開型の企画は、こうしたアイデア出しの中から生み出され、当初の研究計画では予定していなかった知見の獲得につながった。具体的には、今後の実証データの分析に基づく「患者視点」の理解のためのプログラム開発・評価の手続きにおいて、患者・生活者側との対話の中でこの手続きの「妥当性」を精査していくアプローチを構想する端緒を得ることができた。また、研究代表者松繁が、日本保健医療行動科学会の要請により、同学会の第32回学術大会(於.亀田医療大学)の招待講演「セルフケア/セルフマネジメントの支援をめぐる今日的課題」で本研究課題の成果の一部、とりわけ病の当事者によるセルフケア/セルフケアを支援する新しい方法論に関する整理について紹介し、社会学・社会福祉学分野以外にも、臨床心理等のヒューマンサービス領域の実践者・研究者らから大きな関心を寄せられたことは、本研究を進めていくに当たっての大きな弾みとなった。2017年度の成果をふまえ、2018年度は研究の第二段階として、患者・当事者が抱える諸問題の理解に関する方法的検討に着手した。具体的には、医師・看護師・薬剤師・社会福祉士・介護支援専門員ほか、保健・医療・福祉の対人援助職従事者が臨床で参照できる患者視点理解のためのプログラム(理論的枠組み手法実践ツール)の骨子について、既存の手法の問題点を整理する作業を通じてとりまとめた。ここでは、研究代表者・研究分担者それぞれの専門領域・研究知見、すなわち、患者のLay Expertiseに関する研究(松繁)、共感能力の育成と対話の技法に関する研究(孫)、健康不安・主観的健康観に関する研究(三澤)、患者を取り巻く治療の「不確実性」に関する研究(牛山)が参照・統合された。近年の「意思決定支援」のアプローチとは異なり、「問題解決」を必ずしも前提とせず、病や障害の当事者の自己理解に焦点を当てる、独自のプログラムの骨子が作成された。患者・当事者の自己理解を形成するアプローチとして本研究が採用しているのは、近年、科学コミュニケーション等の場で成果を上げてきている熟議(deliberation)アプローチである。熟議アプローチにおいては、医療専門職の所見やエビデンスの説明や同意は目指すべき到達点とするのではなく、熟議に参加する者同士(医療のコンテクストでいえば患者と医療者)の間に見解の相違が存在する場合に、その相違の背景にある、それぞれの思考様式・プライオリティを辿っていくこと自体が目的となる。2018年度の成果をふまえ、2019年度は熟議を深めていく技法について、研究班メンバーの教育実践等で試行し、評価を行いながら、プログラムを精錬していく。申請当初の研究計画において、2018年度のゴール設定を、プログラム開発における骨子(プロトタイプ)の完成に置いた。
有機・無機ハイブリッド微粒子を基盤とした自己修復型ハードコート材料の開発

本研究では、金属塩や配位子の組み合わせにより材料の機械的強度及び修復性を幅広い範囲で調整することができる配位結合に着目し、自己修復能力と材料の硬さや力学物性を両立したコーティング材料の開発を目的とする。錯体形成能を持つアゾール部位と鎖長や機能の異なるアルキル鎖を1つの腕部分に有するシルセスキオキサン微粒子の合成を行い、得られた新規多官能性シルセスキオキサン微粒子を用いて、亜鉛等の金属イオンの導入による自己修復機能の発現を試みる。特に、アゾール基とアルキル鎖の化学構造や空間的配置、金属との配位構造、また微粒子のサイズや構造と自己修復の速さや効率との相関を明らかにする。
精密金属集積超分子を活用したエネルギー変換材料の創製

Ti(acac)Cl_3を精密集積したDPAデンドリマー錯体を基板上で熱分解、加水分解することで、それぞれアナターゼ型、ルチル型の1nm酸化チタンが生成することを確認した。TEM、AFM測定によりDPAデンドリマーへ集積させたTi金属の数に応じて、粒子サイズを1.0,1.2,1.7nmで分散が0.2nmとサブナノレベルのコントロールに成功した。バンドギャップはサイズが小さくなるにつれて、ブルーシフトすることを発見した。これらサイズとバンドギャップの関係はBrusの式に一致した。合成法によるバンドギャップの異なることは、1nmの酸化チタン粒子中にも結晶系の違いが存在することを示唆している。従来、1nm粒子の厳密なサイズコントロールは困難であり、酸化チタン粒子の量子サイズ効果を明確に確認できたのは世界初の成果である。これまでに、π共役デンドリマーを用いた世界初の色素増感太陽電池を報告している。TPA-DPAデンドリマーのほかに高いホール輸送特性を有するCz-CPAデンドリマーと、TPA-DPAデンドリマーの構成部分となるHalf-DPAデンドリマーを用いた色素増感太陽電池を検討した。高いLUMOを有するCz-CPAデンドリマーは逆電子移動抑制効果の期待されるものの、電子アクセプターとなるI_3^-の配位挙動を示さないため、エネルギー変換効率の向上に寄与しなかった。TPA-DPAデンドリマーと同等のI_3^-との配位挙動を示すものの、半径の小さなHalf-DPAデンドリマーを用いた色素増感太陽電池はエネルギー変換効率の向上に寄与するもののTPA-DPAデンドリマーには及ばなかった。すなわち、Half-DPAデンドリマーを構成部分として組み上げたTPA-DPAデンドリマーのような大きな構造体にすることで、更なるエネルギー変換効率の向上が見込めると考えられる。原子数が精密に制御された酸化チタンのクラスターを創製する方法として、精密金属集積型デンドリマー内に個数を制御して配位できるチタン錯体の探索を行った。精密に金属集積を制御するためにはイミンと1:1で錯形成の進行するチタン錯体が必要である。チタン錯体は6配座をとりやすいことが知られている。そこのことから、5配座のチタン錯体であるアセチルアセトナト三塩化チタンを用いたところイミンと1:1で錯形成が進行する。このアセチルアセトナト三塩化チタンはフェニルアゾメチンデンドリマーに段階的に集積された。精密金属集積型デンドリマーをホール輸送層とした有機EL素子の高効率化をデンドリマー層の薄膜化より達成した。デンドリマーのシェル効果は抵抗として働いていると考えられ、薄膜化することで素子の抗が減少し、駆動電圧が大幅に減少した。世代が上昇するに従って仕事効率が良くなっており、シェル効果はホール輸送よりも発光層から陽極への電子の通り抜けの防止に対して働いていると考えられる。また、デンドリマーへの塩化錫の錯形成は電荷輸送特性の向上に寄与するが、ホール輸送と電子の通り抜けの両方に寄与するため、仕事効率が最大となる添加量は1等量以下であるということが判明した。精密金属集積型デンドリマー内の電子密度勾配が電子ベクトルを制御し、逆電子移動が抑制されると予想し、デンドリマーを用いた色素増感太陽電池への作製を行った。デンドリマーの世代が増えるに従って開放電圧は上昇した。これはシェル効果がホール輸送よりも電子の通り抜けの防止(ここでは逆電子移動)に対して働いているためだと考えられる。また、逆電子移動での電子の受け手である三ヨウ化物イオンとイミンが錯形成をすることをJobプロットから明らかにした。すなわち、世代が上昇し内層のイミンの塩基性度上昇することで三ヨウ化物イオンとの相互作用が強くなり、逆電子移動が抑制されることが示唆された。Ti(acac)Cl_3を精密集積したDPA錯体を熱分解、加水分解することで、それぞれアナターゼ型、ルチル型の酸化チタンが生成することをラマンスペクトルから確認した。ラマンスペクトルから見積もられる粒子径とTEM像から得られた粒子径は5-10nmで一致した。Ti原子数が14や30からなる酸化チタンは1nm前後の大きさになるはずである。したがって、上記のようなDPA錯体の凝集体から得られた酸化チタンは凝集しているといえる。粒子サイズのコントロールをするために基板上に錯体をキャスト方により孤立化させた。これを熱分解、加水分解をし、1nm程度の酸化チタンドットが生成していることをTEM、AFM、XPSにより確認した。TPA-DPAのコアのトリフェニルアミンのレドックスは電気化学測定から、π共役なデンドロン骨格を通じた電子移動で長距離の電子移動に優位であることが明らかになった。このことは、TPA-DPAを色素増感太陽電池に応用した際に、酸化された色素からのホールはπ共役な電子軌道を通じてスムーズに移動することを示している。一方、酸化チタンからの逆電子移動は軌道を介さないためデンドリマーの世代が増加するに従って抑制されることと考えられる。このことは、デンドリマーの世代の増加に伴って開放電圧が向上したことと一致する。また、カルバゾール骨格からなる配位性のないデンドリマーを用いた場合は、開放電圧の向上は見られなかった。アニリンをコアにしたフェニルアゾメチンデンドリマーではTPA-DPAに比べて半径が小さいため開放電圧の向上は及ばなかった。

すなわち、逆電子移動のアクセプターとなるI_3^-との配位性を有するπ共役骨格で色素の吸着した酸化チタン界面を覆い、電解質溶液と隔てることが重要であることが示された。Ti(acac)Cl_3を精密集積したDPAデンドリマー錯体を基板上で熱分解、加水分解することで、それぞれアナターゼ型、ルチル型の1nm酸化チタンが生成することを確認した。TEM、AFM測定によりDPAデンドリマーへ集積させたTi金属の数に応じて、粒子サイズを1.0,1.2,1.7nmで分散が0.2nmとサブナノレベルのコントロールに成功した。バンドギャップはサイズが小さくなるにつれて、ブルーシフトすることを発見した。これらサイズとバンドギャップの関係はBrusの式に一致した。合成法によるバンドギャップの異なることは、1nmの酸化チタン粒子中にも結晶系の違いが存在することを示唆している。従来、1nm粒子の厳密なサイズコントロールは困難であり、酸化チタン粒子の量子サイズ効果を明確に確認できたのは世界初の成果である。これまでに、π共役デンドリマーを用いた世界初の色素増感太陽電池を報告している。TPA-DPAデンドリマーのほかに高いホール輸送特性を有するCz-CPAデンドリマーと、TPA-DPAデンドリマーの構成部分となるHalf-DPAデンドリマーを用いた色素増感太陽電池を検討した。高いLUMOを有するCz-CPAデンドリマーは逆電子移動抑制効果の期待されるものの、電子アクセプターとなるI_3^-の配位挙動を示さないため、エネルギー変換効率の向上に寄与しなかった。TPA-DPAデンドリマーと同等のI_3^-との配位挙動を示すものの、半径の小さなHalf-DPAデンドリマーを用いた色素増感太陽電池はエネルギー変換効率の向上に寄与するもののTPA-DPAデンドリマーには及ばなかった。すなわち、Half-DPAデンドリマーを構成部分として組み上げたTPA-DPAデンドリマーのような大きな構造体にすることで、更なるエネルギー変換効率の向上が見込めると考えられる。