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近世巨大都市大坂の形成と変容に関する基盤的研究-法と現実、中心と周縁の視点から-

本研究は、近世大坂の都市社会の形成(17世紀)と変容(19世紀)の実態を、都市法と社会との関係や身分的周縁の方法論に注目して考察したものである。(1)17世紀の大坂に関する史料を中心に調査・収集を行った。(2)17世紀の町触や、明治初年の布令について、法の形式と内容を緻密に読み解く作業をおこない、翻刻史料集を刊行した。(3)(1)(2)を基盤にして、近世大坂研究会やシンポジウムを開催し、個別の実証分析と方法論を深化させた。(4)近世大坂と海外を含む大坂以外の都市との比較を行い、合わせて同様の関心を持つ海外研究者との交流も積極的に行った。今年度は17世紀の法と社会に関する調査・研究に力点をおいた。(1)17世紀町触の輪読会を計10回実施し、京都大学所蔵杉山家文書中の『触留』の輪読を行った。会では史料の解読・解釈および『大阪市史』町触や「先年よりおふれふみ」(大阪市立大学学術情報資料センター蔵)との照合作業をおこない、その成果をまとめてデータベース化のための準備を行った。また、『市史』町触も含め、「浪人対策」「宿」「宗旨改」「火事」などテーマ別に系統だって町触を整理・分析し、またそのテーマ間の相互関係を解明すべく、作業に着手した。(2)近世大坂研究会を計4回開催した。輪読会などの成果報告、研究動向の整理報告、大坂町奉行所に関する研究報告や他都市(越前大野)での事例についての研究報告をおこなった。(3)17世紀の大坂についての史料調査及び写真データの収集を行った。具体的には大阪府立中之島図書館所蔵の「触留」、道修町三丁目文書、菊屋町文書について写真史料を収集した。「触留」については翻刻作業をおこなった。また、御津人幡宮文書については現地で原本調査を行い、大阪市編纂所が撮影した写真を収集した。これらの史料群などから町における借屋人や宗旨改めの実態について研究をすすめた。その他、宗教者関係の史料調査(国立国会図書館)も行った。これらの調査・研究成果を集約し、今後の研究進展のステップとするため、2006年4月29日・30日に「近世大坂の法と社会」をテーマとしたシンポジウムを開催することにし、その準備に当たった。19世紀については、明治初期の「布令留」についての所在調査を開始し、『大阪府布令集』との対応関係を整理する準備を開始した。(1)研究母体として研究代表者・研究協力者を中心に、「近世大坂研究会」を開催し、調査・研究成果の報告と今後の調査・研究計画の立案を行なった。研究成果の報告等は以下の通り。7月22日塚田孝(研究代表者)「近世大坂の都市下層と勧進」斉藤紘子(大阪市立大学・院生)・中西威晴(大阪市立大学・院生)「書評:渡辺祥子著『近世大坂薬種の取引構造と社会集団』」12月17日岩本馨(京都工芸繊維大学)・八木滋(研究分担者)「書評・谷直樹『町に住まう知恵-上方三都のライフスタイル-』(2)昨年度に引き続き、町触の輪読会を行い、17世紀の大坂の法史料の整理・集成および読解・分析をおこなった。その中核史料である京都大学文学部古文書室所蔵「杉山家文書」中の「大坂御仕置御書出之写」および大阪府立中之島図書館所蔵の「大坂御仕置留」の翻刻・校訂作業(『大阪市史』等に収録されている触との照合作業含む)を行なった。(3)昨年度に引き続き、17世紀の大坂に関する史料の調査・収集をおこなった。特に九州大学法学部法制史資料室所蔵の大坂関係資料(大坂町奉行所与力八田家文書、17世紀の法令関係史料など)の閲覧・調査を行った。また、大阪市立中央図書館蔵「小林家文書」(大坂御地通五・六丁目文書)の閲覧、撮影を行なった。このほかにも大阪城天守閣で大坂関係史料(明治期の史料も含む)についても調査を行った。(4)19世紀の法史料、とくに明治初期の布令について、昨年度から着手した大阪市立中央図書館所蔵の「布令留」などを調査を行なった。(5)2006年4月29・30日にシンポジウム「近世大坂の法と社会」を実施し、近世大坂研究会および町触輪読会での成果を合わせて2007年7月に清文堂出版より論文集として刊行する準備を進めた(論文・コメント・コラムの執筆)。また、2006年9月29・30日の大阪市立大学21世紀COEプログラム

国際シンポジムウム全体会・分科会において塚田孝・吉田伸之・森下徹・町田哲が当研究での成果を報告した。今年度も昨年度に引き続き、大坂町触を中心とした都市法の基礎的な検討と、【法と社会】の視点からの大坂の都市社会構造に関する調査・研究が中心となった。1.17世紀町触の輪読会を計7回実施し、京都大学所蔵杉山家文書中の「大坂御仕置御書出之写」の輪読を行った。会では、史料の解読・解釈および『大阪市史』町触などとの関連のほか、幕令や江戸や京都町触との相互関係等の考察や触の時期的な変遷の考察に重点を置いた。さらに、新規収集史料「古記録」に基づき江戸の幕閣との対応も視野に収めた。2.近世大坂研究会を計3回(公開)開催した。都市の周縁的社会集団や地域史研究の方法を考えるものをおこなった。この他、年度後半に大坂の都市史を近世史研究全体の動向に位置づけるため、集中的に都市史、生産・流通史、身分的周縁、地域史などを検討する場をもった(分担者と協力者に限定)。3.史料調査及び収集としては以下のことを行った。(1)熊本大学付属図書館寄託永青文庫(細川家文書)の大坂関係古文書の調査および写真の収集近世初期の大坂城普請、蔵屋敷などに関する新たな知見を得た。(2)国立公文書館所蔵内閣文庫の大坂関係古文書(「古記録」)の調査および写真の収集老中などから大坂城代・町奉行への通達文書などから触れの伝達などについて新たな知見を得た。(3)大阪歴史博物館所蔵「大阪三郷町絵図」「安井家文書」の調査および写真の収集17世紀中ごろの大坂の空間構造について新たな情報を得た。(4)九州大学法学部付属図書館所蔵大坂関係古文書の写真収集4.2006年4月に開催したシンポジウム「近世大坂の法と社会」の成果および上記町触輪読会の成果を『近世大坂の法と社会』として編集し、刊行した。(研究代表者と研究分担者の安竹貴彦・岩城卓二・森下徹・八木滋および研究協力者が執筆)今年度は、近世大坂における町触や大阪府布令などの都法令の基礎的な検討を行うとともに、4年の研究期間を集約する研究会・シンポジウムを実施し、都市社会を総体的に把握する方法としての【法と社会】の視点(「法の内容」と「法の形式」を相対的に区別しながら両方向から都市社会の実態を把握する)の共有化をはかった。1.17世紀町触の研究会を計5回開催した。京都大学所蔵杉山家文書「大坂御仕置書出之写」を素材に、『大阪市史』所収の町触との比較・検討・校訂し、町触史料の集成作業を行い、また、幕令や江戸町触、京都町触と比較し、「法の内容」と「法の形式」から都市社会の実態を検討した。2.新たに、慶応末明治初年の布令を対象とする研究会を立ち上げ、計五回開催した。大阪市立中央図書館小林家文書「御布令」を素材に、『大阪府布令集』や関連史料との比較検討を進めている。これまでの検討によって『大阪府布令集』の編集には問題があり、布令史料の良質なテキスト整備が必要なことが明らかになった。3.以下の史料調査および収集を行った。(1)大阪市立歴史博物館所蔵の「大坂三郷町絵図」の調査および写真撮影・データ化(2)神戸市立博物館所蔵「悲田院長吏文書」の写真収集・データ化(3)九州大学法制史史料室所蔵大坂関係古文書のマイクロフィルム紙焼きによる収集4.都市社会史に関する公開の研究会である近世大坂研究会を計3回開催した。江戸・京都・大坂の巨大都市を対象とする研究・書評会を行い、また四年間にわたる活動の総括を行った。
自閉性障害の超早期発見法の開発

本研究では、幼児を対象に絵本のどこに注目するのかを視線検出装置を用いて定量的に分析し、そのデータをもとに自閉性障害の早期発見法を提案することを目的とした。健常児および就学年齢に達した自閉性障害児を対象として絵本の読み聞かせによる視線計測を実施した結果、健常児ではほぼ全員の視線が顔に集中していた。一方で、過半数の自閉性障害児の視線は顔に集中せずに体や足を含めたさまざまな領域を見ていた。偏りがない全体を見渡すような見方は自閉性障害の注視パターンの特徴であると考えられる。注視パターンの差により自閉性障害が早期発見できる可能性が示唆された。本研究では、視線検出装置を用いて、幼児を対象に絵本や写真あるいは顔様の視覚刺激のどこに注目するのかを定量的に分析し、そのデータをもとに自閉性障害の早期発見法を提案することを目的としている。一般に自閉性障害の診断は、言語的発話が乏しいということで、主に3歳児健診などのスクリーニングを通して、およそ3歳時以降になされることが多い。しかしながら本研究の手続きは視覚探索による抽出法であり、言語的発話には頼らない。この点で、言語的発話が活発になる3歳時より早い時期に障害が発見できる可能性が広がり、早期スクリーニング法としては大変有効だと考えられる。自閉性障害児の早期スクリーニング診断を確立するために、研究実施初年度として、まず幼児や障害児を対象とした実験環境を確立した。また視線探索実験の際に使用する絵本として、顔(とくに眼)や動作などが特徴的な絵本5冊ほどを数名の被験者に試し、より明瞭な差が現れる絵本として「おおきなかぶ」と「ねないこだれだ」を選定した。今後はこの絵本を使用する予定である。また、これまでの研究によって、健常な乳幼児であれば、顔の刺激に特徴的な注視パターンを示すことが報告されている。それを利用して、顔様刺激に対する自閉性障害児の注視パターンを調べたうえで健常児のパターンと比較する計画も進めた。今年度は、就学年齢に達した自閉性障害をもつ子ども約20名を対象として絵本の読み聞かせによる視線計測を実施した。現在、健常児のデータと比較しながら解析している。本研究では、視線検出装置を用いて、幼児を対象に顔様の視覚刺激のどこに注目するのかを定量的に分析し、そのデータをもとに自閉性障害の早期発見法を提案することを目的としている。一般に自閉性障害の診断は、言語的発話が乏しいということで、およそ3歳になされることが多い。だが本研究は視覚探索による抽出法であり、言語的発話に頼らないという点で、言語的発話が活発になる3歳より早い時期に障害が発見できる可能性が広がり、早期スクリーニング法として有効だと考えられる。23年度は、初年度からの継続として健常児および自閉性障害児を対象に、顔および顔様刺激を提示し、その刺激に対する視線計測を実施し、データ数の蓄積に努めた。自閉性障害児が顔のどのパターンを避ける傾向があるのかを詳しく調べるために、人の顔写真とそれが天地逆になった顔写真と並べて示したり、単純化した顔様パターンとそれを天地逆にしたパターンを並べて示したりして、どちらをより長く眺めるのか、あるいは避ける傾向にあるかなどについて調べた。健常児と自閉性障害児の注視パターンを視線検出装置によって定量的に分析することによって、両者の比較を試みた。また、より社会的な場面に近い状態での視覚行動を調べるために、タッチパネル式のPCモニタを利用した視覚探索課題を開発した。スクリーン上に提示された複数の正面顔の中から横向き顔だけを探しだす課題や、その逆の複数の横向き顔の中から正面顔を探しだす課題などを、健常児と障害性障害児を対象に実施し、潜時や正確性についてなど、両者の相違点を調べた。24年度は、初年度からの継続として自閉性障害児を対象に、顔および顔様刺激を提示し、その刺激に対する視線計測を実施し、データ数の蓄積に努めた。

自閉性障害児が顔のどのパターンを避ける傾向があるのかを詳しく調べるために、人の顔写真とそれが天地逆になった顔写真と並べて示したり、単純化した顔様パターンとそれを天地逆にしたパターンを並べて示したりして、どちらをより長く眺めるのか、あるいは避ける傾向にあるかなどについて調べた。前年度までに蓄積した健常児とのデータと比較することによって、自閉性障害児の注視パターンを視線検出装置によって定量的に分析し、自閉性障害児にみられる特徴をあきらかにした。また、同じく視線検出装置を用いて、絵本「おおきなかぶ」の読み聞かせを健常児と自閉性障害児を対象に実施した結果をまとめて、国際学会で発表した。健常児が絵本の登場人物や動物の顔、その中でも特に目をみること、また動作を示す手や足の部分をよく見たのに対して、自閉性障害児は登場人物の顔や動作を外した、それらの周辺部分をよく見る傾向があった。実験協力者となる自閉性障害児のデータをとるのが、その障害の程度によって大変困難な場合がある。とくに実験協力者の年齢が幼い場合は、じっと装置の前に座れない場合があるので、協力を仰いだ人数分のデータが取れるとは限らない。24年度が最終年度であるため、記入しない。さらに実験協力者の確保に努める。そのために現在実験協力をお願いしている公文教育研究所の市谷教室や名古屋教室に通う自閉性障害児を対象にするだけでなく、他の教室に通う自閉性障害児の協力も仰ぐことを検討する。また、新たに視覚探索課題を導入し、より広い意味での視覚行動の分析を展開する。
可逆反応を利用した多彩な環境性能を持つ高分子材料の創成

プレポリマーとリンカーを可逆反応によって結合(重合・架橋)して得られる高分子において、可逆反応により達成される特徴ある機能の発現機構を探求し、高い環境性能を持つ高分子材料を開発した。具体的には、自発的に、あるいは、熱・光の刺激によりクラック修復する材料、ならびに、結晶化と架橋の順序選択により、同一原料(プレポリマーとリンカー)から力学特性(硬質/軟質)の全く異なる材料を与える加工法を開発した。プレポリマーとリンカーを可逆反応により架橋して得られる高分子材料に対して、多彩な機能を追求している。従前の研究で、結晶性のプレポリマーを可逆反応により架橋した材料に対し、熱履歴を変化させて結晶化と架橋の順序を調節することにより、硬質/軟質の物性間を熱応答的に変換可能な材料を開発した。本年度の研究においては、このこの材料に対し、プレポリマーの分子量、すなわち、架橋点間距離を調節することにより、材料の結晶性(結晶化度と微結晶サイズ)を制御し、硬質、軟質の両性質ともに系統的に変化させることに成功した。特に、軟質の物性に関しては、完全に非晶性のエラストマーを得ることも可能となった。また、劣化や外力による破壊を自己的に修復する材料の開発にも成功した。この材料の修復には、次のような機構が期待されている。破壊の際には、化学構造上、最も弱い結合である可逆反応部位が優先的に切断される。この切断は同時に、より強い共有結合により構成されるプレポリマーやリンカーの化学構造を破壊から保護する役割も果たしている。可逆反応部位は容易に再結合可能であるため、結果的に、元の材料と化学的に等価な材料に修復される。このため、この可逆性架橋高分子は、完全性の高い修復機構を備えた材料である。このように、本研究では、可逆反応部位の分子設計により動的な構造変換や自己修復性などの機能性を、プレポリマー主鎖の分子設計により材料特性を、それぞれ独立に制御することにより、多様な機能性や材料特性を有する材料の開発に成功した。本研究ではプレポリマーとリンカーを可逆反応により架橋して得られる高分子材料に対して、多彩な機能を追求している。従前の研究で末端フラン化プレポリマーとトリスマレイミドリンカーを熱可逆反応でつないで得た架橋高分子に対して修復性および、可逆反応の修復に対する寄与を確認した。本年度は、プレポリマーに代えてオリゴマー(および低分子)を用いて、試料中のフランとマレイミド濃度を高めて、また、2官能性リンカーと3官能性リンカーを混合して架橋密度を調整して、様々な材料特性および修復性能を有する材料を開発した。また、フランとマレイミドのDA反応は100°C程度で平衡が解離反応に移動するため、得られる架橋高分子の耐熱性も100°Cまでとなる。そこで、解離反応がフラン/マレイミドより高温で起こる可逆反応を用いて高分子系を合成し、高耐熱性の修復材料を/開発した。この材料では、同時に結晶性についても制御し、室温でも自発的に修復する自己修復性を付与することにも成功した。さらに、昨年度までの研究で、結晶性の末端フラン化プレポリマーをトリスマレイミドにより架橋した材料に対し、熱履歴を変化させて結晶化と架橋の順序を調節することにより、硬質/軟質の物性間を熱応答的に変換可能な材料を開発してきた。本年度の研究において、フラン基周辺の分子環境を変えることにより、フランとマレイミドの平衡状態を制御できること、および、平衡状態の制御が得られる高分子の材料物性に大きな影響を与えることを明らかにした。本年度は本研究の最終年度にあたるが、交付申請時の計画に照らして順調に進行しているため、本年度計画分(下記1,2)および取りまとめに加えて、研究で得られた新たな知見に基づく研究(下記3)も行った。1.これまでに、可逆反応として熱可逆性ディールス・アルダー(DA)反応を利用した修復材料について検討してきたが、本年度は光可逆性材料の修復性について研究した。種々検討した結果、桂皮酸末端を有するプレポリマーと4官能性桂皮酸を光架橋した材料で、光修復性を確認した。2.従前の研究で、可逆反応により架橋した結晶性ネットワークポリマーで、架橋と結晶化の順序を代えると硬軟の物性間の作り分けが可能であることを示してきたが、架橋と結晶化を同時進行させことにより、強度と柔軟性のバランスに優れた材料が得られることを明らかにした。さらに、可逆反応部位周りの化学構造を変えると、架橋生成速度や架橋密度に違いが生じ、その結果、機械的特性にも影響が表れることも明らかにした。3.可逆反応として多重水素結合を利用し、さらに.水素結合性官能基の周りを嵩大高い官能基により修飾することにより、結晶性を保ったまま修復する、結晶性の自己修復高分子材料の開発にも成功した。

分子運動性を低下させる結晶相の存在は、通常、修復性の妨げとなるため、これまで結晶性高分子の修復は、融点以上の高温または溶媒存在下、すなわち、結晶相の非存在下でのみ実現されていた。開発した材料では修復処理中もバルク結晶化度を保たれており、従来より機械的強度の高い材料に対して修復性の付与を可能にするものである。
表面欠陥の構造とエネルギーを制御した可視光応答型光触媒の高性能化

近年、太陽光を用いて水から水素を製造できる光触媒が注目されている。しかし、実用的に用いるためには活性を飛躍的に向上させる必要がある。このような状況の中で、研究分担者の酒多喜久教授は、Ga2O3にCaやZnを共ドープすると、水分解の量子効率が70%を超えることを発見した。本研究では、時間分解可視近赤外中赤外分光法を用いて、このメカニズムを明らかにした。2018年度は、2017年度に引き続き、Ga2O3から水素発生助触媒として担持したRhナノ粒子への電子移動過程を明らかにした。Rhナノ粒子にCO分子を吸着させ、赤外吸収スペクトルを測定すると、2100 cm-1付近にいくつかの吸収ピークが観察された。そして、そのうちの1本は、紫外光を照射してGa2O3のバンドギャップを励起すると、低波数側にシフトした。この低波数シフトは、Rh微粒子のフェルミ準位上昇に伴うCO分子への逆電子供与が原因である。この低波数シフトは、ドーピングの有無に関わらず観測されたが、その変化量はドーピングに依存し、電子の寿命が長い触媒ほどより低波数側にシフトすることが分かった。つまり、担体の中に長寿命の電子が存在すればするほど、より多くの電子がGa2O3からRhに移動し、その結果、Rhのフェルミ準位が押し上げられることを意味している。実際に、Ga2O3からRh微粒子への電子移動速度はドーピングの有無に寄らないが、気相に導入した水分子への電子移動はドーピングによって速くなった。これは、ドーピングによって電子の寿命が長くなると、Rhへ移動できる電子の数が増加し、Rhのフェルミ準位がより高い位置に押し上げられるので水の還元活性が上がったためであると説明できる。また、ファインセラミックスセンターと共同研究を行い、理論計算を依頼した結果、Ga2O3にCaやZnをドープすると浅い欠陥準位が形成されることがわかった。これらの結果は我々の実験結果と良く一致している。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。光触媒の活性を向上させるのに有効な方法の一つは触媒に不純物をドープすることである。つい最近、共同研究者の山口大学酒多教授らはGa2O3にCaとZnを共ドープすると、254 nmの紫外光における水分解の量子効率が70%を超えることを発見した。しかし、活性向上のメカニズムは分かっていない。そこで、時間分解可視近赤外中赤外分光法を用いて、光励起キャリアーの挙動を調べた。まず、何もドープしないGa2O3のバンドギャップを励起すると、2000015000 cm-1に負の吸収が観測された。これは光励起キャリアーの再結合に伴う発光である。また、50001000 cm-1に右肩上がりの構造の無いブロードな吸収が観測された。この吸収は伝導帯に励起された自由電子によるバンド内遷移、あるいは浅い欠陥に捕捉されたトラップ電子の伝導帯への遷移に帰属される。この結果は、Ga2O3の場合、大部分の電子は自由電子あるいは浅くトラップされた電子として残存していることが分かった。次に、CaとZnを共ドープしてGa2O3に266 nmのポンプ光を照射して測定した過渡吸収スペクトルを測定した。バンドギャップを励起すると、1600 cm-1(0.2 eV)付近にピークが現れると同時に50001000 cm-1の吸収強度が増加した。この結果は、Ga2O3にCaとZnを共ドープすると、浅い欠陥準位が形成され、電子の寿命が延びることを意味している。一方、何もドープしていないGa2O3で観測された2000015000 cm-1の発光はドーピングにより消失した。この結果は、ZnやCaをドープすると、発光再結合を誘起するサイトが消失することを示唆している。次年度はフェムト秒時間分解分光装置を用いて、欠陥が及ぼす効果をさらに詳しく調べる計画である。Ga2O3にCaとZnを共ドープすると、伝導帯から約0.2eV低いところに新しい欠陥準位が形成され、それと同時に光励起キャリアーの寿命が長くなったことを新しく発見したことに大きな意味がある。従来欠陥は再結合を促進すると考えられてきたが、この結果は従来の予想とは逆であり、欠陥はむしろ光励起キャリアーの寿命を延ばす効果があることを示唆している。これらの結果は、光触媒活性を向上させるためには、適切な欠陥を導入することが重要であることを意味している。

そして、そのうちの1本は、紫外光を照射してGa2O3のバンドギャップを励起すると、低波数側にシフトした。この低波数シフトは、Rh微粒子のフェルミ準位上昇に伴うCO分子への逆電子供与が原因である。この低波数シフトは、ドーピングの有無に関わらず観測されたが、その変化量はドーピングに依存し、電子の寿命が長い触媒ほどより低波数側にシフトすることが分かった。つまり、担体の中に長寿命の電子が存在すればするほど、より多くの電子がGa2O3からRhに移動し、その結果、Rhのフェルミ準位が押し上げられることを意味している。実際に、Ga2O3からRh微粒子への電子移動速度はドーピングの有無に寄らないが、気相に導入した水分子への電子移動はドーピングによって速くなった。これは、ドーピングによって電子の寿命が長くなると、Rhへ移動できる電子の数が増加し、Rhのフェルミ準位がより高い位置に押し上げられるので水の還元活性が上がったためであると説明できる。また、ファインセラミックスセンターと共同研究を行い、理論計算を依頼した結果、Ga2O3にCaやZnをドープすると浅い欠陥準位が形成されることがわかった。これらの結果は我々の実験結果と良く一致している。2016年度までに、Ga2O3にCaやZnをドープすると、伝導帯から約0.2 eV低い位置に浅い欠陥準位が形成され、ここに電子がトラップされるとマイクロ秒領域に残存する光励起電子の寿命が著しく延びることを明らかにした。本年度は、この挙動をさらに詳しく調べた。まず、フェムト秒時間分解分光装置を用いて、光励起電子の寿命を計測した。その結果、光照射0 psにおける電子の数はドーピングの有無でほとんど変化しない。しかし、CaとZnをドーピングすると電子の減衰速度は著しく遅くなり、1000 psまでほとんど減少しないことが分かった。次に、Ga2O3に水素生成活性を促進するRhナノ粒子を担持すると、トラップ電子の減衰速度が加速され、Ga2O3からRhナノ粒子へ電子が移動することが確認された。この時、Rhへの電子移動速度はドーピングによってほとんど変化しない。しかし、ここで水蒸気を導入すると、マイクロ秒領域における電子の減衰速度がさらに加速され、Rhを経由して電子がGa2O3から水分子へ移動することが確認された。ドーピング無しの触媒の場合、光照射1 ms後における電子の数は、水蒸気を導入することで9/10程度に減少するが、ZnとCaをドーピングした場合には1/10以下に減少した。この結果は、ZnとCaをドープすると、電子は浅い欠陥準位にトラップされるにもかかわらず、電子の反応活性はむしろ高くなることを意味している。これは、ドープすると、担体中の電子の寿命が長くなり、それに伴って、Rhに移動できる電子の数が増加するためだと考えている。Rhナノ粒子に電子が移動するとRhのフェルミ準位が高くなる。Rhのフェルミ準位が高くなると、その電子はより高いエネルギーを持つので水の還元活性が高くなる。ZnとCaをドープすると、Rhへ移動する電子の数は増えるので光触媒活性は向上する。次年度は、このフェルミ準位の変化を観察する必要がある。Ga2O3にCaやZnをドープすると、浅い欠陥準位が形成され電子の寿命が延びる。しかし、この電子はエネルギーが低下しているにもかかわらず、水素生成助触媒として担持したRhナノ粒子へも障害なく移動できることを明らかにした。さらに、水分子との反応に対して、高い活性を維持していることが興味深い。従来、欠陥は光触媒活性を低下させる悪因だと考えられてきた。
小胞体における分子シャペロンの役割

イヌ膵臓から単離、精製した小胞体の粗抽出液中に、ヒト由来の細胞質性DnajホモログであるHsp40に対する抗体と反応する、分子量約40Kのバンドを見出し、そのN末端アミノ酸分析からバクテリアのDNAJホモログと相同性の高い配列があることが判明した。更に、電気泳動後にバンドを切り出して、リジルエンドペプチダーゼ消化し、その分解産物を逆相カラムクロマトグラフィーにより分画し、いくつかの内部アミノ酸配列を決定した。そのうちの一つは、酵母小胞体の可溶性DnajホモログであるScj1pと部分的に似ていた。そこで、N末端配列とこの内部配列を元にオリゴヌクレオチドを作製し、市販のイヌ肝臓のcDNAライブラリーををテンプレートにPCRを行った。しかし、顕著なDNA断片の増幅は認められなかった。次に、N末端配列を元に作製したオリゴヌクレオチドをプローブとしてスクリーニングを行うことにした。市販のイヌのcDNAライブラリーはマウスやラットに比べて需要が少なく、問題があるかも知れないので、まず、新鮮なイヌ肝臓を用いてmRNAを抽出して、1Kb以下を除去してからcDNAライブラリーを作製した。約40万個をスクリーニングし、3個のポジティブなクローンを得た。最終的には、2種類のクローンがあった。一つについては、シークエンスの結果、プローブと一致する配列が見つかったが、目的とするものではなかった。もう一つについては、シークエンスの途中であり、今のところ、プローブの配列は見つかっていない。
ダブルドメインセルラーゼの吸着バランス制御による結晶性多糖構造分解反応の促進

セルロース分解性のカビTrichoderma reesei由来のセロビオヒドロラーゼ型Cel7 (TrCel7A)は結晶性セルロースを分解する活性が高い事が知られている。TrCel7Aは吸着ドメインと触媒ドメインがリンカー領域で繋がった構造をしている。特に触媒ドメインはトンネル状の構造をしており、セルロース鎖を連続的に分解する事が知られている。本研究ではTrCel7Aのどのような構造的特徴が結晶性セルロース分解に寄与しているのか明らかにする事を目的としている。TrCel7Aの触媒ドメインの基質結合サイト-4に存在するトリプトファン残基(Trp38)は、トンネル型構造の入り口に存在しており、全てのセロビオヒドロラーゼ型Cel7に保存されている残基である。しかしその機能については分かっていない。そこでTrCel7AのTrp38をアラニンに変化させた変異体(W38A)の結晶性セルロースの分解活性を調べた所、天然型酵素と比較して著しく低下する事が分かった。その原因を調べるため可溶性セロオリゴ糖の分解パターンを詳細に検討した結果、W38Aでは基質の取り込み速度が低下している事が判明した。また理論計算によって基質結合サイトの結合エネルギーを確認すると、W38Aでは活性中心へ向かう結合エネルギーのグラジエントが崩れていることが分かった。即ちTrp38残基はセルロース分子鎖を活性中心に送り込む為に存在している事が明らかとなった。26年度が最終年度であるため、記入しない。セルロースは植物の細胞壁の主成分であり、地上に最も多く存在する生物由来資源である。しかしセルロースは結晶構造を取り植物体は強度の源である為、セルロースの分解及び変換は非常に難しい。一方自然界においてカビやキノコなどの糸状菌は、分解者としてセルラーゼを生産し木材などを栄養源に生育している。特にCellobiohydrolase (CBH)型と呼ばれるトンネル状の触媒ドメインを持つ糸状菌特異的なセルラーゼ(CBH型Ce17)は結晶性セルロースを分解する活性が高い事が知られている。本研究ではそのセルラーゼについて結晶性セルロースに対する反応メカニズムを解明する事で、セルロースを効率的に分解する為に必要な酵素の性質について知見を得る事を目的とした。まずカビの一種であるTrichoderma reesei由来のCBH型Ce17 (TrCe17A)のN末端側から40番目のトリプトファン残基(W40残基)は、トンネル構造の入り口部分に存在しており全てのCBH型Ce17に保存されている事が判明した。そこでフィンランド国の技術センター(VTT)との共同研究によりTrCe17AのW40残基をアラニンに変異させた酵素(W40A)を作成した。活性を測定した結果、可溶性の基質に対しては2つの酵素でほとんど活性に差が見られなかったが、W40Aの結晶性セルロースに対する活性は天然型の酵素と比較して明確に低下していた。そこで次にこの理由について東京工業大学との共同研究により、分子動力学シミュレーションを行った。WTではW40残基によりセルロース鎖の末端を保持し、トンネル内部にセルロ一ス鎖を導入できるのに対して、W40Aではセルロース鎖の末端を正しく保持できない事が分かった。またTrCe17Aとキノコの一種であるPhaerochaete chrysosporium由来の2種類のCBH型のCe17について、金沢大学との共同研究により高速原子間力顕微鏡を用いて結晶性セルロース上での一分子当りの反応速度と連続反応回数(プロセッシビティ)を測定した。結晶性セルロースへの活性とそれぞれのパラメーターを比較した所、プロセッシビティの高い酵素ほど結晶性セルロース分解効率が良い事が明らかとなった。研究を進めた結果、結晶性セルロースを分解する上でプロセッシビティが重要なファクターである事が判明した。また結晶性セルロース分解時のボトルネックが反応開始可能なセルロース鎖末端を拾う段階にある可能性が判明した。

Trichoderma reesei菌由来TrCe17Aの天然型酵素及びトリプトファン変異体について、セロオリゴ糖に対する動力学的パラメーターの決定を行いトリプトファン残基のプロセッシビティへの役割などを調べる。
地域特性を生かした二次植生の保全・利用のための景観生態学的研究

人間活動のあり方と植物群落を中心とした景観要素の分布や変化のパターンとの対応関係を明らかにすることが本研究の目的である。そのため,山地部の徳島県祖谷山村,都市との関連が強い広島県の太田川流域,農業地域の広島県三和町(内陸部),広島県倉橋町,下蒲刈町(島しょ部)などで研究をすすめた。東祖谷山村では,村内に3地域を対象に1954年,1975年,1990年撮影の空中写真を用いて,景観要素の分布および変化パターンをリニア・サンプル法により比較し,空間的・時間的側面から景観構造の類型化を行った。リニア・サンプル法の有効性が東祖谷山村で確認されたので,よリ広範囲な太田川流域でも本方法を利用し,地域内に景観構造から見た地域の類型化の方法を検討できた。内陸部の農業地である三和町ではアカマツ林が景観要素のなかでも卓越していた。本地域ではアカマツ群落の群集構造の解析から景観変化のメカニズムを明らかにし,ナラ林に変化することを予測した。島しょ部の下蒲刈町では,景観要素としてミカン果樹園の優占度が高かったが,経済的な変化に連動してその面積が減少し,他の群落におきかわった場所があった。この変化は利用しにくい場所に立地した果樹園で顕著であった。また,より広い面積の倉橋町では景観構造の変化のパターンに島内での地域差が認められた。西中国山地の峡谷型山村である加訂町では,過疎化,周辺化の状況をふまえて農業の動向について注目した。その現象は,一言でいえば,この地域の農業は昭和40年代中頃まで多様な営農努力がなされたが,それが急速な過疎化と高齢化,兼業化によって,全国的な農業の後退の方向が進んでいったものであった。なお,韓国の典型的な農村である全羅南道潭陽郡金城面徳成里いおいて同様の研究を行ない,日本とのそれと比較した。人間活動のあり方と植物群落を中心とした景観要素の分布や変化のパタ-ンとの対応関係と明らかにすることを本研究の最初の目標とした。そのために,山地部の徳島県東祖谷山村,都市と結び付く範囲が広がりつつある広島県の太田川領域(加計町,芸北町など),農業地亦域の広島県三和町(内陸部)および徳島県松茂町(都市近郊の海岸部),島しょ部の広島県倉橋町、下蒲刈町で研究をすすめた。東祖谷山村では,村内の3地域を対象に1954年,1975年,1990年撮影の空中写真を用いて,景観要素の分布および変化パタ-ンをリニア・サンプル法により比較し,空間的および時間的側面から景観構造の類型化を行った。リニア・サンプル法の有効性が東祖谷山村で確認されたので,より広範囲な太田川流域でも本方法を利用し,流域内の景観構造から見た地域の類型化の方法を検討した。内陸部の農業地である三和町ではアカマツ株が景観要素のなかでも卓越していた。一方、海岸部の農業地域では森林性の群落は植裁された並木(主にクロマツ群落)しかなかった。宅地化の進行とともに,この並木の総延長や個数は減少していた。

しかし,クロマツ群落内の植物が燃料源として利用されなくなった現在では,鳥による種子散布によってマサキやトベラなどの植物が侵入,定着していた。鳥類や木本植物の維持に並木が重要な役割を持つ。島しょ部の下蒲刈町では,景観要素としてミカン果樹園の優占度が高かったが,経済的な変化に連動としてその面積が減少し,他の群落におきかわった場所があった。この変化は利用しにくい場所に立地した果樹園で顕著であった。また,より広い面積の倉橋町では,景観構造や変化のパタ-ンに島内での地域差が認められた。人間活動のあり方と植物群落を中心とした景観要素の分布や変化のパターンとの対応関係を明らかにすることが本研究の目的である。そのため、山地部の徳島県祖谷山村、都市との関連が強い広島県の太田川流域農業地域の広島県三和町(内陸部)、広島県倉橋町、下蒲刈町(島しょ部)などで研究をすすめた。東祖谷山村では、村内の3地域を対象に1954年,1975年,1990年撮影の空中写真を用いて、景観要素の分布および変化パターンをリニア・サンプル法により比較し、空間的・時間的側面から景観構造の類型化を行った。リニア・サンプル法の有効性が東祖谷山村で確認されたので、より広範囲な太田川流域でも本方法を利用し、地域内の景観構造から見た地域の類型化の方法を検討できた。内陸部の農業地である三和町ではアカマツ林が景観要素のなかでも卓越していた。本地域ではアカマツ群落の群集構造の解析から景観変化のメカニズムを明らかにし、ナラ林に変化することを予測した。島しょ部の下蒲刈町では、景観要素としてミカン果樹園の優占度が高かったが、経済的な変化に連動してその面積が減少し、他の群落におきかわった場所があった。また、より広い面積の倉橋町では景観構造の変化のパターンに島内での地域差が認められた。西中国山地の峽谷型山村である加訂町では、過疎化、周辺化の状況をふまえて農業の動向について注目した。その現象は、一言でいえば、この地域の農業は昭和40年代中頃まで多様な営農努力がなされたが、それが急速な過疎化と高齢化、兼業化によって、全面的な農業の後退の方向が進んでいったものであった。なお、韓国の典型的な農村である全羅南道潭陽群金城面徳成里において同様の研究を行ない、日本とのそれと比較した。
炭素鋼の上部および下部ベイナイト間の遷移理由

我々は従来炭素濃度(0.040.69wt%)の異なる炭素鋼の種々の温度(550400°C)で生成した上部ベイナイトの透過電子顕微鏡観察を行い,上部ベイナイト変態機構を以下のように考えた.“母相オーステナイト中で炭素濃度の揺らぎにより局部的に低炭素領域が形成し,その領域のMs点が等温保持温度まで上昇したときマルテンサイト的に核生成する.核の周りの微小領域のMs点も同様に炭素濃度の揺らぎにより等温保持温度まで上昇したときマルテンサイト的に成長する."本年度の成果は以下の通りである.1.上で仮定した炭素濃度が揺らいだ領域の大きさが溶媒原子数(Fe)で1200程度であれば全ベイナイト変態温度域(550300°C)にわたってそのような揺らぎが実現可能であることを統計熱力学的計算により示した.2.上部ベイナイトから下部ベイナイトへの遷移は350°C一定温度で起こることが従来より知られていたが,遷移の起こる理由については不明のままであった.この点に関し上記ベイナイトの核生成・成長モデルから,ベイナイトが核生成・成長する時の炭素濃度がラスマルテンサイトを形成するような時はラス状の,つまり上部ベイナイトとなり,プレートマルテンサイトを形成するような時はプレート状の,つまり下部ベイナイトとなるのではないか,という着想に至り,それを実証した.本研究成果は単に上部ベイナイトから下部ベイナイトへの遷移の理由を明らかにしたのみならず,ベイナイトの核生成・成長メカニズムの一端が解明されたことになり,学術的意義は高い.我々は従来炭素濃度(0.040.69wt%)の異なる炭素鋼の種々の温度(550400°C)で生成した上部ベイナイトの透過電子顕微鏡観察を行い,上部ベイナイト変態機構を以下のように考えた.“母相オーステナイト中で炭素濃度の揺らぎにより局部的に低炭素領域が形成し,その領域のMs点が等温保持温度まで上昇したときマルテンサイト的に核生成する.核の周りの微小領域のMs点も同様に炭素濃度の揺らぎにより等温保持温度まで上昇したときマルテンサイト的に成長する."本年度の成果は以下の通りである.1.上で仮定した炭素濃度が揺らいだ領域の大きさが溶媒原子数(Fe)で1200程度であれば全ベイナイト変態温度域(550300°C)にわたってそのような揺らぎが実現可能であることを統計熱力学的計算により示した.2.上部ベイナイトから下部ベイナイトへの遷移は350°C一定温度で起こることが従来より知られていたが,遷移の起こる理由については不明のままであった.この点に関し上記ベイナイトの核生成・成長モデルから,ベイナイトが核生成・成長する時の炭素濃度がラスマルテンサイトを形成するような時はラス状の,つまり上部ベイナイトとなり,プレートマルテンサイトを形成するような時はプレート状の,つまり下部ベイナイトとなるのではないか,という着想に至り,それを実証した.本研究成果は単に上部ベイナイトから下部ベイナイトへの遷移の理由を明らかにしたのみならず,ベイナイトの核生成・成長メカニズムの一端が解明されたことになり,学術的意義は高い.
孤立している独居認知症高齢者の早期発見から終末期までの支援モデルの開発

本研究は、地域包括支援センター社会福祉士による,独居認知症高齢者の早期発見と早期対応の過程を明らかにし,これらの過程のあり方の研究に示唆を得ることが目的である.社会福祉士9名にインタビュー調査を実施し,修正版グラウンデッド・セオリー・アプローチによる分析を実施した.独居認知症高齢者の早期発見過程には,発見の基盤づくりを行いつつアウトリーチ視点による関わりがあり,ともに直接的介入と状況の共有に至る.その後の対応は,直接的介入と状況の共有を基点に他職種や住民に関わりの依頼を行い,緊急性の察知と介入を実施し社会資源へのつながりと本人に焦点化した支援方針を立てるという要因を確認することができた.本研究では、地域で孤立している一人暮らしの認知症高齢者を早期発見する効果的な方法と、それ以後の支援の方法のモデル化を図ることを研究初期の目的としている。初年度の2013年度は、地域包括支援センターの社会福祉士にインタビュー調査を行った。この調査は、日常的に対人交流がない一人暮らし認知症高齢者の早期発見をどのように行っているのという研究の問いを中心に実施した。質的分析法を採用してデータ分析を進行中である。調査対象の地域包括支援センターの社会福祉士は、研究代表者の臨床実践時に出会った熟練ソーシャルワーカーを基点にスノーボールサンプリングを用いて設定した。本研究では、地域で孤立している一人暮らしの認知症高齢者を早期発見する効果的な方法と、それ以後の支援の方法のモデル化を図ることを研究の目的としている。2014年度は、地域包括支援センターの社会福祉士にインタビュー調査を実際に行った。調査対象の地域包括支援センターの社会福祉士は、筆者の臨床実践時に出会った熟練ソーシャルワーカーを基点にスノーボールサンプリングを用いて設定した。調査実施後現在まで、インタビューデータの書き起こしとその分析に取り掛かっている。本研究では、孤立している一人暮らしの認知症高齢者を早期発見する効果的な方法と、それ以後の支援の方法のモデル化を図ることを研究の目的としている。2015年度は、地域包括支援センターの社会福祉士にインタビュー調査の追加調査を行った。この調査は、日常的に対人交流がない一人暮らし認知症高齢者の早期発見と早期支援をどのように行っているのかという研究の問いを中心に実施した。調査対象の地域包括支援センターの社会福祉士は、研究者の臨床実践時に出会った熟練ソーシャルワーカーを基点にスノーボールサンプリングを用いて設定した。質的分析法を採用してデータ分析を実施した。一人暮らし認知症高齢者の早期発見と早期支援の関連結果を図示し、考察を加え学術論文として執筆してまとめた。また、研究成果を学術学会にて発表を行った。調査対象者の選定と同意に時間を要した。調査対象者はスノーボールサンプリングにて行うため、質問紙による一斉調査とは正接が異なり、選定に時間を要するのが通常である。今年度の追加調査時も同様であった。本研究を当初の計画通りに進展させることがおおむねできた。調査対象者への調査を終え、早期発見・早期支援の局面におけるデータ分析・考察を加えて学術論文を執筆した。また、研究結果を学術学会にて発表した。早期支援後の関わり、終末期における関わりのモデル化の研究の取り組み課題が残された。在宅の認知症高齢者の早期発見と早期支援に焦点をあてて、平成25年度からモデル事業を行っている認知症初期集中支援チームに関するインタビュー調査を実施した。全14市町のモデル事業の実施自治体のうち、インタビュー調査の了解が得られた6自治体の、地域包括支援センター、医療機関(病院等)、居宅介護支援事業所に配置されていたソーシャルワーカー(社会福祉士あるいは精神保健福祉士)に半構造化インタビューを実施した。インタビュー調査は、結果的に15名に実施した。うち、社会福祉士は11名、精神保健福祉士は4名であった。インタビュー調査の際に、やりとり内容を録音し、それを書き起こして逐語録を作成した。これをデータ源とした。このデータをもとに、認知症初期集中支援チームにおけるソーシャルワーカー(社会福祉士あるいは精神保健福祉士)の支援プロセスを分析した。在宅の認知症高齢者を支援する際、本研究を通じて「早期発見と早期支援」が特に重要であることが明らかになったため、認知症初期集中支援チームの実践内容に焦点をあてて調査を実施したのである。そのため、認知症高齢者の「終末期」におけるソーシャルワーカーの支援モデルの開発まで至らなかったのは、本研究の今後の課題でもある。本研究は、地域包括支援センター社会福祉士による,独居認知症高齢者の早期発見と早期対応の過程を明らかにし,これらの過程のあり方の研究に示唆を得ることが目的である.社会福祉士9名にインタビュー調査を実施し,修正版グラウンデッド・セオリー・アプローチによる分析を実施した.独居認知症高齢者の早期発見過程には,発見の基盤づくりを行いつつアウトリーチ視点による関わりがあり,ともに直接的介入と状況の共有に至る.その後の対応は,直接的介入と状況の共有を基点に他職種や住民に関わりの依頼を行い,緊急性の察知と介入を実施し社会資源へのつながりと本人に焦点化した支援方針を立てるという要因を確認することができた.調査対象者の選定と同意に時間を要した。調査対象者はスノーボールサンプリングにて行うため、質問紙による一斉調査とは性質が異なり、選定に時間を要するのが通常である。しかし、本研究を当初の計画とおりに進展させることがおおむねできた。

すでにサンプリングは始まっており、内諾を得た調査対象者も相当数いるため、今年度は計画どおりに調査を継続することができた。また、インタビューデータ(音声データ)の書き起こしと、その逐語データの分析に多くの時間がかかってしまったが、おおむね順調に進んでいる。本研究の後半の研究課題である、早期支援後の関わり、終末期における関わりのモデル化の研究の取り組み課題が残されているため、引き続き調査を実施していく。特に認知症高齢者の終末期特性を踏まえた研究設問を設定し、調査を実施していく。高齢者ソーシャルワーク調査対象者への聞き取り調査は始まっており、調査を開始しながら新たな調査対象者を選定していく。インタビューデータは、独自に書き起こしをすると非効率であるため、外部に委託するなど効率化を進め、研究の進度を高めていく。データ分析は、専用ソフトの導入を検討しつつ効率化を進め、研究の進度を高めていく。調査対象者の選定と同意に時間を要した。調査対象者はスノーボールサンプリングにて行うため、質問紙による一斉調査とは性質が異なり、選定に時間を要するのが通常である。したがって、本研究を当初の計画以上に進展させることは今年度は困難であった。しかし、すでにサンプリングは始まっており、内諾を得た調査対象者も相当数いるため、今後は計画に則った進展が期待できそうである。・残された研究課題に取り組むための、インタビュー調査を新たに実施できなかった。・インタビューデータの書き起こしにかなりの時間を要した。・データ分析は質的分析法を用いるため、統計ソフトのように、短時間に大量のデータを分析することができなかった。・データ分析は質的分析法を用いるため、統計ソフトのように短時間に大量のデータを分析することができなかった。・残された研究課題に取り組むために、インタビュー調査を新たに実施する。・インタビューデータの書き起こしの効率化を目指し外部委託する。調査対象者のサンプリングは始まっており、調査を開始しながら新たな調査対象者を選定していく。・質的データの分析を行う専用ソフトを導入し、少しでもデータ分析の非効率化を防いでいく。
落差・傾斜の緩やかな箇所で利用するリニアジェネレータ小水力発電システムの開発

本研究では落差・傾斜の緩やかな河川・水路箇所で,小水力のエネルギーを効率よく回収するために考案したリニアジェネレータシステムを開発することが目的である.小水力では大型水力とは異なり水量および落差が小さいために,発電方式や発電機本体に小水力用発電に適したものを開発する必要がある。本研究では,振動翼とリニアジェネレータを機械的に連結することで,水力エネルギーを効率よく回収しようとするものである。本年度はリニアジェネレータに接続される外部負荷と新規に試作するリニアジェネレータ実験装置の検討を行った。実験では簡易的な装置で,LEDとモータおよび抵抗の各種負荷における瞬時電力のピーク値を計測した。実験ではLEDとモータおよび抵抗値を変更しながら,コイルの誘導起電力および瞬時電力を計測した。さらにコイルの移動速度も変化させたときの,瞬時電力特性も取得した.以上得られた実験結果は,次の試作機の設計指針となる。リニアジェネレータの試作機設計では,2重磁束バリア移動子構造を検討している。移動子動作はレシプロエンジン機構と同様に直線運動となり,2重移動子が同方向に移動するため,両端における固定方法が難しくなる。現在,試作機の動作要素を減らすことで,解決しようと考えている。さらにリニアジェネレータの静磁界解析を行うためのモデルを作成した。今後はコイルとの鎖交磁束や移動子の磁束経路について検討し,試作機の構造を決定する。河川・水路の落差・傾斜が緩やかな箇所でのエネルギー回収を行うための,リニアジェネレータの構造および特性の検討が進めている。試作機製作のため,リニアジェネレータの静止磁界解析のモデル作成と試行的な検証を実施した。2重移動子リニアジェネレータを含んだ実験構成を検討後に製作する。試作リニアジェネレータ機による外部負荷試験等の実験を行い、特性を解明していく。同時に試作リニアジェネレータに基づいた解析モデルによる静止磁界解析および過度特性解析も検証する。本年度は,学会等の参加がなかったため旅費交通費に計画と差異がでた。翌年度は試作機の製作および学会等の参加を予定である。
フォノンハイブリッド量子科学の研究

トップダウン構造を用いたフォノニック構造に関する研究では、核スピンと機械振動の結合動作を確認することに成功した。特に、機械振動周波数だけずれたサイドバンド位置に核磁気共鳴が確認され、量子マスター方程式を用いた理論計算との良い一致が見られた。また、二次元フォノニック結晶に加え、よりシンプルなナノワイヤー構造を工夫することで、指向性フォノン発生器として機能することを実証した。SiGe材料では、ハイブリッド量子系で重要となるフォノンのコヒーレンス長がSiよりも長く、室温においても弾道的フォノン輸送が起こることを確認した。光と表面フォノンの連性波である表面フォノンポラリトンによるコヒーレントな長距離エネルギー伝搬を示唆する実験結果を得た。ボトムアップ構造を用いた研究に関しては、架橋CNT電子デバイスを製作し、AFM探針で変調しながら測定を行うことで、歪効果による電流制御の可能性を見出した。しかし、架橋構造が帯電により破壊されやすく、安定な計測には至らなかった。蛍光イメージング法によるCNTの熱伝導率計測に関しては、低温領域でCNTへの水吸着が不可避であったため、水吸着層がCNTに及ぼす歪効果の温度変化を計測して定式化する必要があり、熱伝導率の評価を行うまでには至らなかった。一方、ボトムアッププロセスによる同位体を用いたナノカーボンフォノニック結晶の研究では、同位体界面間の距離がフォノンの平均自由行程と同程度以下になると、グラフェンの熱抵抗が界面熱抵抗から予測される値以上に上昇することを明らかにした。フォノンが擬弾道的に輸送されている結果と考えられ、今後計算とあわせて検証を行う。また、歪みによる熱伝導の低下が、多結晶グラフェンだけでなく単結晶グラフェンにおいても見られることを確認した。ドメイン境界による熱抵抗ではなく、面内の不均一歪みが起因しているとが示唆される。トップダウン手法によるフォノニック結晶に関する研究では、今回スピン系とフォノン系との結合動作に対応するサイドバンド共鳴が確認されたことで、スピン・フォノンハイブリッド量子系を実現できる基盤が確立された。さらにナノワイヤーを用いた機械共振器の研究も順調に進捗し、本課題の大きな目標のひとつであるトップダウン・ボトムアップの融合素子の実現に向けた着実な進展が見られた。フォノニック結晶を用いたフォノン場制御に関する研究では、当初計画にあったSiに加え新たに検討したSiGeでも研究が順調に進展し、表面フォノンポラリトンによるエネルギー伝搬に関する研究も進んでおり、フォノンハイブリッド量子系により適した環境およびツールができつつある。フォトン班と連携した新たなテーマも推進し、本領域の趣旨に沿った活動が行われており、順調に進展していると言える。一方、架橋CNT電子デバイスに関しては特徴的な結果を得るに至らず、また単一CNTの低温領域での熱電導度計測に至らなかった。しかしながら、ボトムアップによる同位体ナノカーボン超格子構造の研究に関しては、その作製法が確立し、熱伝導に与える影響を検証することに成功した。また歪みによる熱伝導低下がドメイン境界の熱抵抗に起因したものではなく、面内の不均一歪みによるものであることを明らかにした。これらの結果は電荷・フォノンのハイブリッド化実現に適用できる。これまで進めてきた他グループとの研究連携を活用し、異なる素励起(電荷/スピン・フォトン・フォノン)間のハイブリッド動作を目指した研究に重点をおいて推進する。トップダウン構造においてはフォトンとフォノンのハイブリッド動作を目指したオプトメカニクスの研究を強化する。具体的には光の非線形性を活用したフォノンのスクイズド状態の抽出法の原理実証を行う。また、量子的な性質の出現が期待される高周波フォノニック結晶共振器の振動振幅の実空間解析を行い、各振動モードのエネルギー散逸過程を解明する。引き続きシミュレーションによる設計と構造作製を進め、フォノン場制御の効果を活かした物理制御を行う。また、表面フォノンポラリトンによるエネルギー伝搬に関する研究を重点的に推進する。フォトン班と連携した、周期ナノ構造を用いたフォノン場・フォトン場同時制御による量子ドット励起子の緩和制御に関する研究も引き続き推進する。一方、ボトムアップ構造においては、架橋CNTを用いた研究は縮小し、ナノファイバの近接場によるCNTの量子状態制御の研究に重点を置いて進める。ナノ光ファイバに吸着させたCNTを用い、近接場光とCNTとの相互作用を調べる。近接場光によるCNTからのフォトルミネッセンスやラマン散乱光の発生を、CNTのカイラリティ及び近接場光の円偏光性によって制御することを目指す。これにより、フォトンーエキシトン、及びフォトンーフォノンの変換・スイッチングをミクロな空間で制御する技術を開拓する。さらに、同位体界面を面内にもつグラフェン機械共振器を用い、遅延効果を利用した共振特性の制御を検証する。ナノスケールでの界面評価を公募研究グループである安グループと行い、界面構造とフォノン伝導との関係を明らかにする。またグラフェン中の面外フォノンが熱伝導へ与える影響の解明を、電荷・スピン班の小林グループと連携して進める。半導体量子ドットと機械共振器の結合構造は、量子ハイブリッド素子の最も代表的な構造であり、その結合動作は本プロジェクトの推進の上で、最初の最も重要な達成目標の一つである。今期はこの量子ドットと機械共振器の結合構造において、機械振動子の希釈冷凍器温度における極めて微小な熱振動を検出することに成功し、また、逆方向の動作として、量子ドットの電子状態を変えることにより共振特性を制御することにも成功した。これらは、このハイブリッド素子の結合動作を確認したことに相当する。