hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
STS研究の国際比較

総合研究大学院大学において構想しているSTS研究センターにおいても、これらの研究、教育が必要とされているので、更に調査を進める予定である。昨年度までの調査研究をふまえ以下の研究を行った(1)昨年度に引き続き、米国およびヨーロッパの研究・教育機関・生涯学習施設を視察した。カリフォルニア大学ロスアンジェルス校は、本研究の協力者であるSharon Traweek助教授を中心にSTS関連資料のデジタルアーカイブを計画しており、本研究との関連も深いことから協力関係の確立も含め調査を継続した。(2)デジタルに限らず、資料のアーカイブは研究の基礎となるものだが、わが国では進んでおらず、専門家もほとんどいないので、欧米におけるSTS関連資料の収集、アーカイブの現状について調査した。(3)科学ジャーナリズム、科学広報者などの教育等のための基礎的な研究活動も、通常のSTS研究に加えて本研究の対象とすべき必要性は明らかであるし、総合研究大学院大学において構想しているSTS研究センターにおいても、これらの研究・教育が必要とされているので、更に調査を進める。(4)欧米だけでなくアジア地域(中国、韓国、台湾等)のSTS研究の動向を調査する。(1)、(2)については7月に行われたKEK-UCLA Workshopに平田および核融合についてアーカイブズの実績のある大林治夫(NIFS名誉教授)および木村一枝(NIFS共同研究者)を派遣し、協力関係の確立も含め現地の状況を調査した。(3)についてはワシントン大学に柴崎助教授を派遣し現地の状況を調査した。また、ヨーロッパにおける科学ジャーナリズム研究全般の状況を調査するために、研究協力者、横山広美(葉山高等研究センター・上級研究員)を派遣した。(4)については12月にソウルで開催された東アジアSTS会議に平田が出席し、研究成果の発表を行うとともに、アジアにおけるSTS研究の状況を調査した。また、北京化工大学の張明国教授に研究協力者となることを依頼し了承された。氏を通じて中国におけるSTS研究の概略を知ることができたので、来年度には現地調査する予定である。目標の一つであった「我が国におけるSTS研究の拠点となるべき研究組織の基盤構築」に関しては、本研究、および関連する調査・研究活動の成果として、教育研究拠点の具体的な構想を提言することが可能となり、総合研究大学院大学・先導科学研究科の新専攻(平成19年度発足予定)において、主研究教育分野「生命共生体科学」の必須の構成要素として、STSの教育コースを設けることとなった。「米国を始めとしたSTS研究の先進諸外国における研究動向の調査・比較」で明らかになったことのひとつは、STS研究のためのインフラストラクチャー形成の必要性である。STS研究のインフラストラクチャーとしての史料、オーラルヒストリーのアーカイブズと共有化の必要性が認識され、これらの基礎研究を行った。
歯科用金属アレルギーにおける唾液緩衝能の役割

前年度までに,保険診療で用いられる歯科用合金と多くの金属に対する金属アレルギー患者において用いられる純チタンを用い,口腔内をシュミレートした浸漬試験を行い,その結果を比較・検討し,純チタンの方が他の歯科用合金に比較して化学的に安定していることを明らかにした.しかし,純チタンでも有機酸の種類によっては腐食抵抗が小さくなったことから,口腔内唾液プラークの性状および食生活により,異なる影響を受けることが予測できる.そこで,さらに口腔内環境を考慮して,有機酸の種類とpHの影響を調べるために純チタンを用い浸漬試験を行い,口腔内で起こり得るであろう変化を調べた.今回,プラーク中に含まれる有機酸である乳酸,ぎ酸および酢酸と口腔内に摂取する機会が多いとされる有機酸であるしゅう酸を用い,pHは,1.08.5まで調整した.実験の結果,純チタンにおいては,外来成分であるしゅう酸において最も腐食することが明らかとなった.さらに,環境のpHが変化することにより,溶出,重量変化および色が変化することが明らかとなった.しかし,その影響の大きさは,金属を取り巻いている成分の組成や濃度によっても変化し,pHが低い場合には特に腐食しやすくなることが明らかになった.したがって,金属アレルギー患者において,溶出したチタンによってるアレルギー反応が起こりうることも考えられるため,使用する際には十分な配慮が必要なことを示唆した.一方で,これと同時に,金属アレルギー患者の口腔内の緩衝能をサリバテストやpH試験紙を用いて,健常者との差がないかどうか,また,義歯の装着の有無によってどう変化するかを調査している.この研究の目的である歯科用金属アレルギー患者の唾液緩衝能を観察する前に,予備的な実験として,金属アレルギーを発症させる歯科用金属の変化を口腔内シュミレートした浸漬試験を用いて調べた.歯科用金属として選択したのは,生体親和性の高いと言われている純チタンである.浸漬液としては,口腔内の唾液やプラーク中には有機酸(乳酸,ぎ酸,酢酸)が含まれ,さらに,口腔内環境は,個人および食物摂取によりかなりのpH変化が起こるため,影響を受けるとされていることから,今回は,乳酸1%に相当するそれぞれ1.28mMの乳酸および酸溶液を準備し,これらの溶液をpH1.0,2.5,4.0,5.5,7.0,8.5に調整し,実験に供した.37°C,80回/minの振盪を加え,3週間後に溶出量,重量変化,色差測定および表面形状・性状の変化を観察した.得られた結果は,溶出量,重量変化で乳酸,ぎ酸のどちらの溶液においてもpHの影響は明らかで,特にぎ酸溶液において影響が明らかであった.pHが低い環境では,溶出量が増加し,重量も減少傾向が大きかった.色差測定では,乳酸溶液ではほとんど影響は見られなかったが,ぎ酸溶液では影響は明らかで,pH2.5と4.0において変色が大きいことがわかった.一方,表面形状の変化では,どちらの溶液においてもpHによる大きな変化は観察されなかった.表面形状においては,ぎ酸溶液においてのみ差異が明らかで,酸化チタンの層が厚くなっていたのが確認された.以上の結果から,口腔内における唾液の性状や緩衝能および食生活により口腔内の金属はかなり影響を受けることが予測できた.しかし,今年度に得られた結果は,口腔内のほんの一部をシュミレートしただけであるので更なる検討が必要なため,他の金属や浸漬液を変える追加実験を計画すると共にデータは分析中である.一方で,これと同時に,金属アレルギー患者の口腔内の緩衝能をサリバテストやpH試験紙を用いて,健常者との差がないかどうかを調査している.金属アレルギーを発症させる歯科用金属の変化を口腔内をシュミレートした浸漬試験を用いて調べた.前年度に実験に用いた歯科用金属は,生体親和性の高いと言われている純チタンである.その結果と比較するために今年度は,保険診療で使用される頻度の多い銀合金を用いた.実験条件は前回と同様にし,生理食塩水および口腔内の唾液やプラーク中に含まれている有機酸(乳酸,ぎ酸,酢酸)溶液中に浸漬して,その成分元素の溶出,試料重量の変化および変色を観察し,純チタンと比較検討を行った.その結果,銀合金では,すべての溶液において金属成分の溶出が確認された.しかし,金属の溶出は溶液毎にその割合が異なっていた.また,他の金属では観察されなかった腐食生成物によると思われる不溶性沈澱物が観察された.このため,試料重量の減少が有意の大きくなっていた.色の変化においては,肉眼で明らかな変色がすべての試料で確認でき,また,色差測定でも,すべての溶液の浸漬後の試料において,"別の色系統になる"に相当する変色であった.以上から,銀合金は口腔内で純チタンより腐食抵抗が大きいことを確認できた.さらに,口腔内の唾液やプラークの性状および食生活により口腔内の金属は金属によって異なる影響を受けることが予測できた.しかし,今年度に得られた結果は,口腔内のほんの一部をシュミレートしただけであるので更なる検討が必要なため,さらに他の金属や浸漬液を変える追加実験を計画すると共にデータは分析中である.

一方で,これと同時に,金属アレルギー患者の口腔内の緩衝能をサリバテストやpH試験紙を用いて、健常者との差がないかどうかを調査している.前年度までに,保険診療で用いられる歯科用合金と多くの金属に対する金属アレルギー患者において用いられる純チタンを用い,口腔内をシュミレートした浸漬試験を行い,その結果を比較・検討し,純チタンの方が他の歯科用合金に比較して化学的に安定していることを明らかにした.しかし,純チタンでも有機酸の種類によっては腐食抵抗が小さくなったことから,口腔内唾液プラークの性状および食生活により,異なる影響を受けることが予測できる.そこで,さらに口腔内環境を考慮して,有機酸の種類とpHの影響を調べるために純チタンを用い浸漬試験を行い,口腔内で起こり得るであろう変化を調べた.今回,プラーク中に含まれる有機酸である乳酸,ぎ酸および酢酸と口腔内に摂取する機会が多いとされる有機酸であるしゅう酸を用い,pHは,1.08.5まで調整した.実験の結果,純チタンにおいては,外来成分であるしゅう酸において最も腐食することが明らかとなった.さらに,環境のpHが変化することにより,溶出,重量変化および色が変化することが明らかとなった.しかし,その影響の大きさは,金属を取り巻いている成分の組成や濃度によっても変化し,pHが低い場合には特に腐食しやすくなることが明らかになった.したがって,金属アレルギー患者において,溶出したチタンによってるアレルギー反応が起こりうることも考えられるため,使用する際には十分な配慮が必要なことを示唆した.一方で,これと同時に,金属アレルギー患者の口腔内の緩衝能をサリバテストやpH試験紙を用いて,健常者との差がないかどうか,また,義歯の装着の有無によってどう変化するかを調査している.
看護方法における移動技術の効率性に関する研究

看護における移動技術の巧拙は看護者の体のテコのバランスの用い方と密接に関連しているが,患者及び看護者の重心移動に関するより詳細なバイオメカニクス的研究は未だない.重量負担の大きい患者の移動動作の効率的な介助方式の開発は,老人人口が増加する今日の重要な課題である.従って,我々は日常用いられている看護者の移動技術を取り上げ熟達者と未熟者達の技術の差及び患者の受ける負担を力学的・生理学的に解明することを目的とした.全介助の必要な患者を仰臥位から起坐位にする場合の技術の効率性を検討するために次のような実験を行った.1.熟練者の技術の特長から指導ポイントを取り出し,これを用いて未熟練者の指導前後の関節角度の変化を分析し,指導ポイントの要因について考察し知見を引き出した.2.熟練者の移動動作における筋活動の発生順序の分析の結果,動作初期の腓腹筋と大腿四頭筋・左上腕三頭筋・左上腕二頭筋の活動の様相に特徴が見られた.3.未熟練者の左右の腰背筋の筋電図と関節角度の変化を指導前後に測定した.指導前に腰背筋は最大収縮力を使っているが,指導後は低い筋活動で患者の移動を成功している.これにより指導ポイントがより明らかになった.4.熟練者から取り出した指導ポイントを用いて,未熟練者14名の指導前後の筋電図の比較検討を行った.その結果,指導によって動作はリズミカルになり,筋活動も効率的となることが明らかになった.5.全介助の必要な患者をベッド上で仰臥位から坐位にする際,ベッドの高さに対して介助者の身体的負担への影響を検討した.その結果介助者の身体疲労・疼痛の程度は身長の50%のベッドの高さで最も少なかった.看護における移動技術の巧拙は看護者の体のテコのバランスの用い方と密接に関連しているが,患者及び看護者の重心移動に関するより詳細なバイオメカニクス的研究は未だない.重量負担の大きい患者の移動動作の効率的な介助方式の開発は,老人人口が増加する今日の重要な課題である.従って,我々は日常用いられている看護者の移動技術を取り上げ熟達者と未熟者達の技術の差及び患者の受ける負担を力学的・生理学的に解明することを目的とした.全介助の必要な患者を仰臥位から起坐位にする場合の技術の効率性を検討するために次のような実験を行った.1.熟練者の技術の特長から指導ポイントを取り出し,これを用いて未熟練者の指導前後の関節角度の変化を分析し,指導ポイントの要因について考察し知見を引き出した.2.熟練者の移動動作における筋活動の発生順序の分析の結果,動作初期の腓腹筋と大腿四頭筋・左上腕三頭筋・左上腕二頭筋の活動の様相に特徴が見られた.3.未熟練者の左右の腰背筋の筋電図と関節角度の変化を指導前後に測定した.指導前に腰背筋は最大収縮力を使っているが,指導後は低い筋活動で患者の移動を成功している.これにより指導ポイントがより明らかになった.4.熟練者から取り出した指導ポイントを用いて,未熟練者14名の指導前後の筋電図の比較検討を行った.その結果,指導によって動作はリズミカルになり,筋活動も効率的となることが明らかになった.5.全介助の必要な患者をベッド上で仰臥位から坐位にする際,ベッドの高さに対して介助者の身体的負担への影響を検討した.その結果介助者の身体疲労・疼痛の程度は身長の50%のベッドの高さで最も少なかった.1.長期臥床による筋力低下を来した患者が入院中は歩行可能であっても、退院後、疊の上の布団からは立ち上る事ができないという訴えがされていることに着目し、この問題を解明する基礎研究として健常者を対象に筋電図にバイオフィードバックを用いて筋力を人爲的に加減して動作の変化を検討し代償機能についての知見を取り出した。2.全介助の必要な患者を仰臥位から起坐位にする場合の技術の効率性を検討する爲に熟練者の特長から指導ポイントを取り出し、これを用いて未熟練者の指導前後の関節角度の変化を分析し、指導ポイントの要因について考察し知見を引き出した。3.同じく、未熟練者の筋活動の変化を指導前後の関節角度の変化を同期に測定した。指標として左右の腰背筋の筋電図を記録し、指導前は最大収縮力に近い力を使っているが、指導後は低い筋活動で指導前には不成功であった移動に成功している事が把握でき、これにより、指導ポイントがより明らかになった。4.全介助の必要な患者をベッド上で仰臥位から起坐位に移動する場合の効率的なベッドの高さについて50名の学生を被験者にして実験研究を行った。研究の結果、効率的なベッドの高さは介助者の身長の50%であるという事を明らかにした。5.全介助の必要な患者をベッド上で仰臥位から坐位にする技術について、体重・身長を一定の幅に限局した8名の学生の指導前後の関節角度の経時的変化を右側面から分析した。全体的な傾向としては指導前には膝関節の角度が伸展していたが、指導後は膝関節が屈曲し移動を成功させていたが、一例は、指導前後の姿勢の変化は、右側面から見る限り認められないにもかかわらず、指導前は不成功であり指導後は成功した。この原因として、左手の位置と体幹の側屈角度の関係が効率性に影響を与えているものと考えられ今後の研究課題として残された。
海底火山から採取した軽石試料を用いて、水中軽石中の気泡の成長履歴を明らかにする

27年度が最終年度であるため、記入しない。
日本版「冬の厳しさ指数」の提案　－雪環境変化を見据えた予防保全型マネジメント－

本研究の目的は、冬期の道路防災力を高めるため、「降雪量」「気温」「風速」といった冬期道路交通の機能確保につながる気象予測データを基に、日本の道路交通を取り巻く環境を踏まえた新しい「冬の厳しさ指数」(予防型の指標)を提案し道路政策に供することである。世界有数の豪雪国・日本の冬期道路環境は、欧米のモデルには考慮されていない「まとまった量の降雪」など問題が多い。さらに近年の地球温暖化に伴う極端な気象現象の影響を指標に反映できない。本研究では、厳しい冬期特性と予防保全に焦点を当て、交通障害・雪氷害に対するインフラ抵抗力を向上させるための新しい道路管理指標として、日本版「冬の厳しさ指数」を提案する。
マルチプレキシンコラーゲン特異抗体を用いた糖尿病性腎症早期診断法の確立

糖尿病性腎症は新規透析導入患者の原疾患として慢性糸球体腎炎に次いで多く、また増加の一途をたどっている。腎症の早期診断のために腎糸球体内のマルチプレキシンプレキシンコラーゲンの動態に着目し、腎症診断への応用を検討した。マルチプレキシンコラーゲン(XV型コラーゲンとXVIII型コラーゲンの2種が存在)は新規の基底膜コラーゲンである。マルチプレキシンの特異抗体を複数作製し、それを用いて免疫組織学的にマルチプレキシンの糸球体内の動態を解析した。正常腎臓ではXVIII型コラーゲンはボウマン嚢に強く、糸球体基底膜に中等度分布し、一方XV型コラーゲンは糸球体内にはほとんど存在しなかった。両コラーゲンの局在を、糖尿病性腎症の生検腎について解析した結果、組織内の両コラーゲンの変動を解析した結果、XV型コラーゲンのメサンギウム領域での増加を明確に示すことができた。これは腎症進展と相関することも認めた。XVIII型コラーゲンでも同様の結果を得た。さらに尿中の両コラーゲン量の変動を評価し、腎症診断への可能性を検討した。マルチプレキシン特異抗体を用いてサンドイッチ-ELISA法を開発し、尿中定量法の開発を試みた。XVIII型コラーゲンは多様な抗体を作製することができ、同法の開発に成功した。なお、抗原部位はC末端の、いわゆるエンドスタチンに相当する領域である。XVIII型コラーゲンの尿中コラーゲン量のELISA測定法を用いて、糖尿病患者尿について定量を試みた。その結果、尿中XVIII型コラーゲン、XVIII型コラーゲンが腎症進展とともに増加することを示すことができた。A.研究目的糖尿病性腎症は、新規透析導入患者の原疾患として増加の一途をたどっている.早期治療を行えば腎症は可逆的と考えられ、腎症の早期診断へのニーズは高い.早期診断法マーカーとして、マルチプレキシンコラーゲンの一つ、XV型コラーゲンの有用性を検討することを目的とした.平成16年度は,(1)新規特異抗体の確立,(2)新規抗体を用いた尿中マルチプレキシンの測定方法の確立,(3)糖尿病性腎症腎組織でのマルチプレキシン沈着の免疫組織学的解析を目指した.B.方法◆マルチプレキシンコラーゲン特異抗体の確立すでに確立したXV型コラーゲン特異的ラット単クローン抗体に加え,より反応性の高い単クローン抗体とウサギ抗体を確立する.◆サンドイッチELISA法による尿中XV型コラーゲン測定法の開発既存のXV型コラーゲン特異的ラット単クローン抗体に加えて新しい単クローン抗体およびウサギ抗体を用いて確立する.◆糖尿病性腎症におけるマルチプレキシンコラーゲンの免疫組織学的解析腎組織内マルチプレキシンを免疫組織学的に解析する,すなわち,XV型コラーゲン特異抗体(Texas Red標識)と,もうひとつのマルチプレキシンコラーゲンであるXVIII型フラーゲン特異抗体(FITC標識)よる二重蛍光抗体法でおこなう.C.結果とD.結論1回目に作成した(1)XV型コラーゲン特異的ウサギ抗体に非特異反応が認められたため,抗原を代えて再度抗体作製を進めている。それに連れて,(2)サンドイッチELISA法による尿中XV型コラーゲン測定法の開発も遅れている.(3)糖尿病性腎症におけるマルチプレキシンコラーゲンの免疫組織学的解析は順調に進んだ。約20例の早期糖尿病性腎症腎組織内のマルチプレキシン解析し,糖尿病の経過年数,腎症の程度などとの比較検討を進めている.

この結果は来年度の日本腎臓病学会で報告する.A.研究目的糖尿病性腎症は、新規透析導入患者の原疾患として増加の一途をたどっている.早期治療を行えば腎症は可逆的と考えられ、腎症の早期診断へのニーズは高い.早期診断法マーカーとして、マルチプレキシンコラーゲンである、XV型とXVIII型コラーゲンの有用性を検討することを目的とした。平成17年度も引き続き,(1)新規特異抗体の確立,(2)新規抗体を用いた尿中マルチプレキシンの測定方法の確立,(3)糖尿病性腎症腎組織でのマルチプレキシン沈着の免疫組織学的解析を目指した.B.方法◆マルチプレキシンコラーゲン特異抗体の確立既存の単クローン抗体に加え,より反応性の高い単クローン抗体とウサギ抗体を確立する.◆サンドイッチELISA法による尿中XV型コラーゲン測定法の開発すでにXVIII型コラーゲンの測定系は良好に機能している。XV型コラーゲンの測定系に利用できる単クローン抗体とウサギ抗体を用いて確立する.◆糖尿病性腎症におけるマルチプレキシンコラーゲンの免疫組織学的解析昨年度の6症例に加え、糖尿病ステージの異なる腎組織内についてマルチプレキシンを解析する.すなわち,2型糖尿病の正常アルブミン尿期、微量アルブミン尿期、顕性蛋白尿期の症例である.C.結果とD.結論(1)2回目に作成した特異XV型コラーゲンウサギ抗体にも明らかな非特異反応が認められたため,XV型コラーゲンのサンドイッチELISA法による解析ができない状態である。現在3度目の抗体作製を試みている。しかし,(2)XVIII型サンドイッチELISA法での尿中値の測定は順調に進み、糖尿病腎症の進行と測定値の相関(特にクレアチニン値の逆数との相関)を認めた。(3)糖尿病性腎症におけるマルチプレキシンコラーゲンの免疫組織学的解析は順調に進んだ。病期の異なる18症例について腎組織内にマルチプレキシン沈着が進行することを明らかにした。尿中XVIII型コラーゲンの測定結果は2006年度の日本腎臓学会総会で、腎組織内の沈着についての結果は2006年の目本糖尿病学会において発表する。尿中XV型コラーゲン測定法は、残念ながら追加抗体の開発が遅れているため、解析自体が滞っている.
個人識別に最適化する歯式マトリックスと深層学習による個人識別に関する基礎的研究

東日本大震災を契機に,医療クラウドに構築する個人識別を目的とした歯式データベースの必要性が言われている。しかし、診療情報のIT化による歯科情報の収集方法や大規模データベースに関する基礎的研究が行われていないため、本研究では大規模歯式データベースでの個人識別に不可欠な、(1)大規模歯式データベースでの個人識別に用いる歯式マトリックスの定義と(2)深層学習による個人識別のニューラルネットワーク作成の基礎的研究を目的としている。2015年1月から初診時歯式情報(部位、歯番、歯面、治療痕)、1歯単位の治療履歴を歯科システムからデータウェアハウスへデータ蓄積を行い、初診時歯式情報は11,608名、再診を含む歯の状態情報は6,423,667件を蓄積している。2017年度ではデータウェアハウスから抽出した歯式情報はSQL Serverでデータベース化している。さらに、深層ニューラルネットワークの開発環境構築を行っている状況である。本研究では口腔内情報をマトリックスデータで表現し、深層学習(ディープラーニング)による個人識別のニューラルネットワークを作成する。このために、開発環境で設定するフレームワークはマトリックス処理に有利なTensorFlow(Google社)を採用した。当初の計画ではGPU4台で構成する演算ユニット14,336個の並列処理による深層学習を計画していた。現在はGPU2台での並列処理による深層学習を評価しているが、予想していた深層学習の演算速度が得られていない状況である。2017年度の計画では、GPU2台による深層学習の演算速度について評価を行ったが、並列処理による深層学習の速度はGPU1台の1.2倍程度の効果であった。当初の計画ではGPU4台による並列処理を予定したが、深層学習のアルゴリズム見直しが必要になり、並列処理の効率が良くなった状態で、最終的な開発環境を構築する予定である。2018年に現有のGPUユニットより9倍程度高速な次世代のGPUユニットが入手可能な状況であるため、現有のGPUユニットによる並列処理速度と次世代GPU11台の処理速度評価を行い、深層学習の開発環境を決定する。さらに、大規模災害対策を前提にした場合、個人識別には大規模データベースから歯式情報を高速に検索する必要があるため、32歯の情報を1つの配列にまとめ、深層学習による個人識別ニューラルネットワークを作成する。このため、口腔内状態をパターン識別できる歯式マトリックスの定義を行う。2017年に現有のPascal世代のGPUユニットより9倍程度高速な次世代のVoltaチップのGPUユニット発売が発表され、現有のGPUによる並列処理速度と次世代GPU11台の処理速度評価を行った結果、次世代GPUユニットが有効であるという結果に至った。そこで、VoltaチップのGPUユニットが入手可能な状況になるまで待っていたため、深層学習の開発環境構築が遅れている。従って、2018年度はVoltaチップのGPUユニットによる深層学習の開発環境を早急に構築する。
食品貿易を事例とした国際的な情報の非対称性の下での国際貿易に関する理論的研究

【具体的内容】24年度に引き続き、ミクロ経済理論的手法で、食品貿易を研究していました。まず、食品の輸入に際し、国際的な情報の非対称性が生じる下での、輸入国の最適な貿易政策(国境でのモニタリング政策と罰金政策)に関する2本の論文(1本は、完全競争を想定した2人共著。もう1本は、不完全競争を想定した単著。)を24年度末から25年度初めにかけて学術誌に投稿しました。その結果、後者は査読ありで国内誌に掲載が決定しました。ただし前者は、査読ありの国際誌でリバイズ要請がかかったものの、リバイズ投稿後にリジェクトされてしまったため、25年度の終盤はこの論文の修正をしていました(26年度5月に別の国際誌に、査読あり扱いでの投稿を予定しています)。また、情報の非対称性がある経済における、所得や人口の変動や裕福さに依存した消費行動と食品の均衡価格の決定に関しては、1本の単著の論文を国際誌に投稿中ですが、まだ結果は出ていません。この研究に関しては、最新版の原稿が26年度4月中にDPとして刊行される予定です。またこのテーマにおいてもう1本の論文を単著で25年度中に書き上げました。この研究は、指導教員と編集委員会による査読・修正の手順を踏んだうえで、26年度4月に国内誌に、査読なし扱いで掲載が決定しました。上記4本の論文に加え、申請課題において、25年度は新たに2本の論文(2人共著と単著)を執筆しました。また申請課題からは外れますが、環境経済の分野においては、1章分を執筆した本が日本評論社より発行され、論文2本の執筆も進んでいて(この3本は3人共著)国際誌への投稿を予定しています。【研究の意義・重要性】食料供給の問題や食の安全性が問われる今日において、食品貿易に際する事故や企業の問題行動を、政府がいかに管理・抑制するかという観点で、政策的な示唆を与えることのできる理論的な枠組み樹立されることは、いかなる所得水準の国にとっても、衛生と栄養を保持するために有意義であると考えます。25年度26年度の頭にかけて(25年度までの研究の結果として)、申請課題の範囲においては、査読あり扱いで単著が1本、査読なし扱いで単著が1本、掲載が決定されました。これに加え近日中に、査読なし扱いで単著1本の掲載が決まる見込みです。研究業績がでるまでに時間のかかる理論系に属していること、25年度の時点でD3であったということを考えますと、順調に進展していると考えられます。ただし、国際誌にも複数本の論文を投稿したものの、まだ掲載許可にこぎつけていないため、1の状態とは考えておりません。今後は、非対称情報の下での食品貿易の研究を、引き続き行いたいと思っております。25年度から行っている新しい研究に関して、学会発表を行いフィードバックを頂きながら、研究を進めたいと思っております。また研究の対象を、食品の国際貿易だけでなく、食料の安全な供給と国際的な人口成長や人口変動、経済成長に関連付けた研究に広げて参ります。また既に行っている、貿易と環境についての研究も、エネルギーと炭素排出に着目した研究なので、食品・食料貿易の関連研究として、続けて行きたいと考えています。【研究成果の具体的内容】情報の国際的な非対称性が存在する経済を想定し、その下での食品貿易と、それに関する政策について、理論的立場から研究を行った。具体的には、このような状況を表現する理論モデルを作成し、そのモデルの中で、理論的分析を行った。昨年度作成したモデルは二つである。一つは、完全競争の仮定の下で、食品市場の機能障害が経済に与える影響と、輸入国の政策の性質を、シンプルに表現するモデルである。二つ目は、不完全競争を仮定し、輸入国が保護主義的な性質をもちうるような経済モデルの中で、輸入国のさまざまな政策の影響を分析したモデルである。両モデルについて、主要な結果は年度内に得ており、論文の形式で、ほぼ完成している。また、年度末には、三つ目の食品貿易に関するモデルの作成に取り掛かっている。特に、後者のモデルでは、輸出国への干渉を強めれば強めるほど、基準に満たない輸入食品が減少するわけではないことや、政府の種々の政策間の関係を明らかすることができた。【研究成果の意義・重要性】食品の安全性に関し、情報が非対称であることに起因するリスクが存在する場合、食品の輸出国と輸入国の間で主張の相違が生じうる。この相違が大きければ、様々な貿易に関する国際的な意思決定や、円滑な貿易に支障が生じうる。輸入国が自国の産業の保護に関心を持っているならば、このような貿易障壁の問題は、より深刻になるかもしれない。このような状況において、消費者の安全を確保しつつ、障壁を極力小さくできるような輸入国の政策の組み合わせの存在を示唆できる点が、一連の研究の意義である。今日、世界は食料の危機にさらされている。一方で、先進国では食品の健康リスクに対する関心が大きい。この研究内容は、食料・食品に関し、解決されるべき多くの問題の解決に寄与しうるものである。【具体的内容】食品貿易に関し、ミクロ経済理論の分析手法から、研究を行っていました。

大きく分けて、(1)情報の非対称性や、食産業の違法行為がありうる場合に関し、外国の企業と輸入国の政府がとる行動を分析し、政府のとるべき政策を考察した研究、(2)情報の非対称を考慮し、また、外国の食品に含まれる不良品の混入の原因が、事故である場合と、企業の費用削減の結果である場合の、両方がありうることを考慮し、両方のケースについて、政府が取るべき政策について、分析を行った研究、(3)および、情報の非対称性がある経済について、所得や経済の人口に着目し、裕福さに依存した消費行動を分析した研究の、3種類の研究に従事していました。そしてその結果、単著の論文を、昨年度内に2本投稿し、また指導してくださる先生との共著の論文の執筆も、昨年度内に終えました。この論文は、今月中に投稿する予定です。また、まだ完成はしておりませんが、単著でもう1本、論文を書くために、分析を進めているとこです。この研究に関しては、一通り、分析が終わっておりますが、モデルの修正なども考慮にいれながら、より良く、またより現実的な研究になるように、25年度に、さらに改良しようと思っているところです。【研究の意義・重要性】食料需給の問題や、食の安全性が問われる今日において、企業と消費者の間に、非多少情報があり、また、食品の消費に際する事故や企業の問題行動を、政府はいかに管理し、抑制するかという観点より、この研究は重要だと考えます。【具体的内容】24年度に引き続き、ミクロ経済理論的手法で、食品貿易を研究していました。まず、食品の輸入に際し、国際的な情報の非対称性が生じる下での、輸入国の最適な貿易政策(国境でのモニタリング政策と罰金政策)に関する2本の論文(1本は、完全競争を想定した2人共著。もう1本は、不完全競争を想定した単著。)を24年度末から25年度初めにかけて学術誌に投稿しました。その結果、後者は査読ありで国内誌に掲載が決定しました。ただし前者は、査読ありの国際誌でリバイズ要請がかかったものの、リバイズ投稿後にリジェクトされてしまったため、25年度の終盤はこの論文の修正をしていました(26年度5月に別の国際誌に、査読あり扱いでの投稿を予定しています)。また、情報の非対称性がある経済における、所得や人口の変動や裕福さに依存した消費行動と食品の均衡価格の決定に関しては、1本の単著の論文を国際誌に投稿中ですが、まだ結果は出ていません。この研究に関しては、最新版の原稿が26年度4月中にDPとして刊行される予定です。またこのテーマにおいてもう1本の論文を単著で25年度中に書き上げました。この研究は、指導教員と編集委員会による査読・修正の手順を踏んだうえで、26年度4月に国内誌に、査読なし扱いで掲載が決定しました。上記4本の論文に加え、申請課題において、25年度は新たに2本の論文(2人共著と単著)を執筆しました。また申請課題からは外れますが、環境経済の分野においては、1章分を執筆した本が日本評論社より発行され、論文2本の執筆も進んでいて(この3本は3人共著)国際誌への投稿を予定しています。【研究の意義・重要性】食料供給の問題や食の安全性が問われる今日において、食品貿易に際する事故や企業の問題行動を、政府がいかに管理・抑制するかという観点で、政策的な示唆を与えることのできる理論的な枠組み樹立されることは、いかなる所得水準の国にとっても、衛生と栄養を保持するために有意義であると考えます。作成していた二つの論文のうち、少なくとも一つ目については海外の雑誌への投稿を目指していた。しかし、二度の国際学会でのフィードバックをもとに修正を行い、またその後、二つ目の論文との分化の作業を行っていたため、英訳まではしたものの、投稿までには至っていない。
地理の指導力向上に資する教員研修プログラムの開発

本研究は,次の3点の解明をめざしたものである。(1)全国の教育センター等が,中学校社会科地理的分野に関する教員研修をどのていど実施しているか。(2)全国の中学校社会科教員が,地理的分野の単元「身近な地域」をどのていど実践しているか。(3)単元「身近な地域」に関する教員研修プログラムを開発・実践し,その効果がどのくらいあるか。(1)教育委員会(教育センター等)の視点から教員研修の現状と課題を明らかにした。中学校社会科地理的分野に関する教員研修の実施状況を把握するために、アンケート調査票を作成し、2009年10月全国の都道府県の教育センター等167機関に郵送した。11月末日までに69機関から回答を得た(回収率48.9%)。回答を集計・分析した結果明らかになったことの要点は次のとおりである。(1) 2009年度または前年度に地理的分野に関する教員研修を実施した機関は、約半数の34機関であった。(2) 34機関での実施状況は、夏期休業期間中に、指導主事等が講師となり、半日または全日で、1020名程度の少人数で行う例が多い。(3)研修形態は、講演・講義が中心で、現地見学・地域調査を取り入れている研修は少ない。(2)教員の視点から教員研修の現状と課題を明らかにした。中学校社会科教員が、地理的分野とくに「身近な地域」(地域調査)の単元をどのように指導実践しているか、また、教員研修に関してどのような要望を持っているかを把握するために、アンケート調査票を作成し、2010年1月、全国から無作為に抽出した公立中学校1,004校に郵送した。2月下旬までに382校の社会科教員から回答を得た(回収率38.0%)。(1)中学校社会科の分野別に指導の得意・不得意を尋ねた結果、歴史的分野を得意とする教員は多く、地理的分野を不得意とする教員も多い。(2)単元「身近な地域」の指導は、学校周辺の地形図を用いて指導する教員は多いが、現地観察の指導をしている教員は少ない。(3)「身近な地域」に関する研修では、生徒が主体的に調査活動に取り組む手立てや興味・関心を喚起する手立てを取り上げてほしいという要望が多い。以上の結果は、これまでの地理教育研究では明らかになっていなかったものであり、また、地理に関する今後の教員研修のあり方を検討していくうえで、重要な基礎データとなるものである。(1)教員研修のプログラムを作成し、実施した。3パターンの研修プログラムを作成した。(ア.地域調査+室内研修、イ.地域調査のみ、ウ.室内研修のみ)平成22年5月から10月までの間に、下記の8教育センター等に研究代表者および分担者が手分けして出講し、3パターンのいずれかで教員研修を担当した。1)7)は午前・午後の67時間で、8)は約2時間で実施した。月日(曜)研修会実施機関実施場所出講担当者パターン参加者数1)5月28日(金)鳥取県教育センター湯梨浜町(町営施設)戸井田克己ア. 10名2)6月25日(金)和歌山県教育センター田辺市(県営施設)吉水裕也ウ. 133)7月29日(木)奈良県立教育研究所奈良教育大学岩本廣美ア. 104)8月3日(火)加古川市立教育研究所加古川市(市立校)岩本廣美ア. 175)8月5日(木)岡山県総合教育センターノートルダム清心女子大学河合保生ア. 76)8月12日(木)函館市南北海道教育センター函館市(左記センター)吉水裕也ウ.※147)8月28日(土)沖縄県総合教育センター沖縄市(左記センター)西岡尚也ア. 78)10月22日(金)高槻市立教育センター高槻市(高槻市市民会館)戸井田克己イ. 15※6)は、ア.で計画したが、当日の悪天候のため、ウ.に変更して実施した。(計92名)(2)実施した教員研修の成果と課題を明らかにした。研修会終了後の参加者対象アンケート調査(回収数85)の結果によれば、参加者の約90%(76)が「たいへん参考になった」または「参考になった」と回答し、研修内容は全般に好意的に受け止められた。しかし、ア.イ.(地域調査を実施した)のパターンでは、参加者が課題意識を持たない場合やニーズと合致しない場合は効果が上がらないことが明らかとなった。また、ウ.(室内研修のみ)のパターンでは、「地域調査にも取り組みたかった」との声もあり、地域調査の有無いずれのパターンの場合も多少の課題が残った。参加者のニーズをより具体的に把握することが重要であろう。

(1)教員研修のプログラムを作成し、実施した。(平成22年度の追加分)中学校社会科地理的分野の単元「身近な地域」に関する教員の指導力向上をめざし、平成22年度に作成した3パターンの研修プログラム(ア.地域調査+室内研修、イ.地域調査のみ、ウ.室内研修のみ)のア.のパターンにより、下記の研修講座1)2)を、午前・午後の67時間で実施した。両者とも当該教育センターから平成22年度に引き続いて研修講座担当の要請があり、実施したものである。作成した研修プログラムが肯定的に評価されたといえる。月日(曜)研修会実施機関実施場所出講担当者パターン参加者数1)8月3日(水)沖縄県総合教育センター沖縄市(左記センター)西岡尚也ア.14名2)9月22日(木)鳥取県教育センター鳥取市(左記センター)河合保生ア.9名(2)教員研修受講者のその後の変容を明らかにした。平成22年度に岡山県総合教育センターが主催した研修講座の参加者7名から、講師を担当した河合がヒアリングを実施した。その結果、3名が研修後に中学校社会科地理的分野の単元「身近な地域」に関して、地域調査を取り入れた指導実践を行ったことが明らかとなった。サンプルが限られたが、研修効果があったことがうかがえる。(3)教員研修プログラムの評価を行い、改善すべき点を明らかにする。平成22・23年度実施の研修講座を、(1)プログラムのパターンによる効果の違い、(2)実施時期の観点から検討を加えた。その結果、(1)については、ア.イ.ウ.どのパターンにも長所・短所があり、実施時期は夏季休業期間中と学期中を比較した場合、どの時期にも長所・短所があることが明らかとなった。研修効果は、教育センター等側および参加者の課題意識の持ち方による部分も大きく、開発したプログラムを大幅に改善する必要は必ずしもなかった。台湾を訪問し、台中日本人学校、台中の現地公立中学校などを訪問し、中学校社会科地理的分野の単元「身近な地域」の指導実践および教員研修に関連する資料収集を行い、検討のための参考材料にした。日本人学校では、学習する地域の設定が実践上の課題となっていた。現地中学校では、地理担当教員の採用を、社会科ではなく地理として独立して実施していることから、教員研修は地理担当者のみを対象に実施しており、問題が顕在化していなかった。
音響的にかなり異なる異音の脳内統合処理機構

脳磁図を用いた脳機能計測により、日本語母語話者は子音クラスタ中の母音の有無によりミスマッチ反応が生じることが明らかになった。したがって日本語母語話者は子音クラスタ中の母音の有無を潜時200msあたりまで検出していることが推察された。この結果から、日本語母語話者の異音(挿入母音の有無)に対する感受性は少なくとも音響レベルあるいは音声レベルにおいては保持されるが、単語認知レベルにおいては日本語の音韻的制約から抑制され、異音統合が生じている可能性が示唆された。平成20年度は予備的検討として、知覚の面から日本語母語話者の無声母音-非無声母音識別力、および嗜好性について検討を行なった。日本語母語話者に対して、「母音が無声化しているか」あるいは「子音間に母音が存在するか」等の課題を行なうことは意味がないと考えられたので、同一話者が発話した無声母音vs.非無声母音ペアを被験者に呈示し、「どちらの発音が自分にとって好ましい発音であるか」を回答する嗜好性テストを行なった、無声-非無声母音の識別ができればどちらかに回答が偏り、そうでなければ回答は偏らないので、無声-非無声母音識別力をもつ被験者は回答が偏る。関東地方出身の大学生41名、中国地方出身の大学生34名を対象に嗜好性テストを行なった。被験者は2音節語の語頭音節の母音が無声化した単語および無声化していない単語のペアを聞き、「2つのうちどちらの発音が自分にとって好ましい発音であるか」を回答した。単語の発話者は、男女各1名とした。回答に70%以上の偏りが見られた被験者を無声-非無声母音識別が可能な被験者としたところ、関東地方出身の被験者の46.3%、中国地方出身の被験者の41.2%が識別可能であった。関東地方出身の被験者は、無声母音を嗜好し、中国地方出身の被験者は非無声母音を有意に嗜好しており、この結果は生成における傾向と対応していた。しかしながら、識別可能被験者の割合は当初予想していた値よりかなり低かった。この原因の一つとして刺激呈示間隔(1秒間隔で呈示)が考えられたので、平成21年度には刺激呈示間隔を変化させ、識別力の評価を行なう予定である。異音である無声化母音と非無声母音の識別は、無声化方言話者(関東地区出身者)の46.3%が可能、非無声方言話者(中国地区出身者)の41.2%が可能であるとの結果が得られた。すなわち識別可能話者は、方言に関わらず50%未満であった。この結果は我々の予想よりかなり低かった。さらにこの結果は、刺激提示間隔等の実験条件により生じたものではなく、実験条件を変化させてもほぼ同じ結果が得られ、日本語母語話者の無声一非無声母音識別力は我々の予想よりかなり低いことが明らかになった。刺激呈示間隔の変化、すなわち、短間隔では音響的識別、長間隔では音素的識別、中間間隔では音声的識別が生じるとするWerkerらの説とは異なる結果が得られた。半分程度の被験者においては脳内統合処理が行なわれているが、残りの被験者においては統合されていない可能性が示唆された。さらに、発話の面からEMAによる調音運動の計測も行ない、日本語母語話者は、子音間の調音結合が、ドイツ語母語話者よりも弱い可能性が示唆された。発話時において脳の調音動作制御についても検討する必要があるのかもしれないと考えられた。無声母音および非無声母音、さらに子音クラスタ発話時の舌の調音運動をEMA(電磁的調音運動記録装置)により計測した。母音の無声-非無声発話においては、EMA計測と同時にEGG(電気式喉頭計)およびPGG(光電式喉頭計)による計測も行ない、母音の無声-非無声の実現は舌の調音運動によるのではなく、主に声帯振動の有無により達成されていることを明らかにした。(結果は日本音響学会春季研究発表会にて発表した。European Acoustic Associationにも掲載予定である。)さらに母音の無声非無声調音に関連し子音クラスタ発音時の舌の調音運動を計測した。一般に日本語母語話者は子音クラスタを正確に発音できずクラスタ中へ母音を挿入して発音する傾向があることが分かっている。子音クラスタ調音時の舌の運動をドイツ語母語話者および日本語母語話者について計測したところ、ドイツ語母語話者においてもドイツ語に存在しない子音クラスタの発音時には高確率で母音が挿入された。ドイツ語母語話者および日本語母語話者の発音解析から、子音クラスタ発音は、舌の調音運動および声帯振動の有無の点から次の4種類に分類できることが明らかになった。(1)舌が母音の調音運動を行ない、声帯が振動する。(2)舌は母音の調音運動を行なうが、声帯は振動しない。(3)舌は母音の調音運動を行なわないが、声帯が振動する。

(4)舌は母音の調音運動を行なわず、声帯も振動しない。(1)および(3)では母音挿入が生じた。母音無声化および子音クラスタ中への母音挿入には、舌の調音運動とともに声帯振動の有無が大きく関与していることが明らかになった。(結果をInterspeechに投稿中である。)
核酸塩基対形成に基づく外場応答性金属錯体集積体の創成

本年度は、これまでの単核錯体から、一次元錯体へ分子設計の幅を広げ、核酸塩基であるアデニン(A)およびチミン(T)を導入することを試みた。元性を有する錯体への核酸塩基の導入は、核酸塩基の導入位置や数を調整することで、分子の集積方向を制御することに繋がり、分子集積に異方性を加えることが可能となる。本研究では、アデニンおよびチミンそれぞれにカルボン酸を導入したA-C2-COOHおよびT-C2-COOHを合成し、銅イオンを用いて錯体合成を行った。架橋配位子として4,4'-ビピリジン(bpy)を用いることで一次元錯体の合成を行った。拡散法を用いることで単結晶を得ることに成功し、[Cu2(R-C2-COO)4](bpy)2の組成を有していることが分かった。ここでは、カルボン酸架橋された銅2核錯体がビピリジンで一次元に連なった相互倣合(CID)型構造を形成していることがわかった。さらにこの一次元錯体は隣接する分子と塩基対を形成することで集積化していた。対照実験として核酸塩基を導入しない場合およびビピリジンを導入しない場合においても錯体合成も行った。核酸塩基を導入しない場合においてもどピリジン架橋の一次元錯体が得られたが、集積方向はランダムであった。一方、ビピリジンを導入しない場合でも、銅2核錯体が得られ、分子は核酸塩基の水素結合によって集積していたが、集積方向はランダムであった。すなわち、核酸塩基を導入したビピリジン架橋によるCID型錯体においてのみ一次元構造が同一方向に配列した集積構造を作ることが明らかとなった。この設計指針を利用すれば、金属イオン種を様々に変えることで、磁気特性や誘電特性など物性の制御も期待できる。29年度が最終年度であるため、記入しない。1年目(27年度)は主に、目的とした金属錯体の構造解析および基礎物性評価を主に行った。アデニンおよびチミンを導入したターピリジンコバルト錯体の単結晶の作成および構造解析を行った。アデニンを導入した場合はアデニン部位の水素結合を介した1次元構造、チミンを導入した場合はチミン部位の水素結合を介した2次元構造を取っていた。これにより、本錯体において核酸塩基の違いが錯体の集積構造に影響を与えているということが分かった。また、磁化率測定において両錯体ともほぼ同様のスピンクロスオーバー特性を示した。さらに、それら2種類の錯体を混ぜ合わせ得られた複合化合物においても単結晶を得ることに成功した。通常、有機物などにおいては複数の化学種を含む「共結晶」は多く報告されている。しかし、金属錯体においては、異なる種類の錯体を混ぜ合わせた場合、それぞれの錯体の溶解度や相互作用などにおいて相違点があるため、同一結晶内に2種類以上の錯体を含む「共結晶」として得ることは難しい。本研究においては、核酸塩基対形成の選択性や塩基対での相互作用の強さを利用することで、非常に珍しい2種類以上の錯体の共結晶を得ることに成功した。核酸塩基を導入することの重要性についても、粉末X線回折、MSスペクトル測定等で確認した。また、共結晶として得られた複合錯体の磁化率は、元の2種類のものとの違いが観測された。本研究において、核酸塩基の導入は金属錯体を共結晶化させるうえで重要な、「互いの錯体間に強い分子間相互作用を形成する」役割を担っているということが分かった。これは、今までに非常に例の少ない金属錯体の共結晶化の分子設計に役立ち、さらには多機能性材料を目指す上での有用な設計指針の一つになりうる。2種類の核酸塩基(アデニンおよびチミン)を導入したコバルト錯体の結晶構造解析に成功した。また、それら核酸塩基の重要性を示しつつ、2種類の錯体の複合化に成功した。これは、今までに非常に例の少ない金属錯体の共結晶化の設計指針になりうる。本年度は、得られた結果の論文投稿を主に行った。昨年度得られた、アデニンおよびチミンを導入したコパルト(II)錯体[Co(A-C6-terpy)2](BF4)2、[Co(T-C6-terpy)2](BF4)2の共結晶化によって得られた単結晶は核酸塩基のディスオーダーが著しく、データの質の向上が求められた。Rigakuへの依頼解析により、錯体分子の片方の核酸塩基はアデニンのみであったのに対し、もう一方の核酸塩基部位はアデニンとチミンが1:1でディスオーダーしていることが分かった。すなわち、結晶中には[Co(A-C6-terpy)2](BF4)2と[Co(A-C6-terpy)(T-C6-terpy)](BF4)2の二種類が存在していることが明らかとなった。これは、ターピリジンコバルト(II)錯体において非対称配位構造を有する初めての化合物であり、核酸間の塩基対形成により集積していることも分かった。有機物では、核酸塩基対形成を利用した共結晶は多くあるが、金属錯体の集積化に核酸塩基対形成を利用した報告は未だされていない。本研究により、固体状態の金属錯体においても核酸塩基対形成が分子の集積化に有意に働くことが明らかとなり、錯体の集積化の新たな指針となった。

本結果は、Chem. Eur. J.に投稿し、アクセプトされた。その他、以前までの研究に関して共著として4本の論文投稿を行い、アクセプトされた。本研究では、核酸塩基対を利用した共結晶化および外部刺激による物性変換を目的としていた。しかし、共結晶化の過程において、溶液中で配位子交換が起き、ターピリジンコバルト(II)錯体では非常に珍しい非対称配位構造を形成することが分かった。この結果は、対称構造が安定なターピリジンコバルト(II)錯体において、溶液中で核酸塩基対形成が優位に行われ、非対称構造を保っていることが考えられ、非対称性分子の新たな設計指針となった。核酸塩基を含む二種類の配位子が固体状態で分子間相互作用により同一結晶内に存在していることはある意味「共結晶」と同義であり、目的の一部は果たされた。本年度は、これまでの単核錯体から、一次元錯体へ分子設計の幅を広げ、核酸塩基であるアデニン(A)およびチミン(T)を導入することを試みた。元性を有する錯体への核酸塩基の導入は、核酸塩基の導入位置や数を調整することで、分子の集積方向を制御することに繋がり、分子集積に異方性を加えることが可能となる。本研究では、アデニンおよびチミンそれぞれにカルボン酸を導入したA-C2-COOHおよびT-C2-COOHを合成し、銅イオンを用いて錯体合成を行った。架橋配位子として4,4'-ビピリジン(bpy)を用いることで一次元錯体の合成を行った。拡散法を用いることで単結晶を得ることに成功し、[Cu2(R-C2-COO)4](bpy)2の組成を有していることが分かった。ここでは、カルボン酸架橋された銅2核錯体がビピリジンで一次元に連なった相互倣合(CID)型構造を形成していることがわかった。さらにこの一次元錯体は隣接する分子と塩基対を形成することで集積化していた。対照実験として核酸塩基を導入しない場合およびビピリジンを導入しない場合においても錯体合成も行った。核酸塩基を導入しない場合においてもどピリジン架橋の一次元錯体が得られたが、集積方向はランダムであった。一方、ビピリジンを導入しない場合でも、銅2核錯体が得られ、分子は核酸塩基の水素結合によって集積していたが、集積方向はランダムであった。すなわち、核酸塩基を導入したビピリジン架橋によるCID型錯体においてのみ一次元構造が同一方向に配列した集積構造を作ることが明らかとなった。この設計指針を利用すれば、金属イオン種を様々に変えることで、磁気特性や誘電特性など物性の制御も期待できる。これまでの結果から核酸塩基が重要な役割を示すことは分かった。しかし、ターピリジンコバルト錯体は、共結晶化におけるスピンクロスオーバー特性の変化を観測することに不向きであることが分かった。そこで、対象とする錯体の種類を変更し、研究課題に沿って研究を進めていく。固体状態の錯体分子内で核酸塩基対形成が確認できたため、熱や圧力等による塩基対の開裂および再結合を検討し、物性評価を行っていく予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。
特異な反応場を構築する巨大配位子の開発

私は本年度、特異な反応場を構築する巨大配位子の開発に取り組み、ポリエチレングリコール(PEG)を導入したカルボン酸およびピリジン配位子の開発とその触媒反応への応用について研究を行った。遷移金属触媒の開発において、配位子は重要な要素である。私は、高活性な触媒を実現するための新たな配位子を開発することに興味を持ち、研究を行った。今回の研究において、配位子の修飾材料としてPEGに注目した。PEGは水に可溶で、無毒、安価であり、化学的安定性が高く、容易に入手可能であるなどの利点をもつ優れた材料である。本研究では配位子としてカルボン酸および対応するカルボキシラートを選択し、PEG鎖を導入したカルボン酸の設計と合成、及びその触媒反応への適用について検討した。その結果、設計に基づいて目的のカルボン酸を効率よく合成し、同定した。またそのカルボン酸を銅およびパラジウムを用いた酸化的触媒反応に適用すると、PEG鎖の導入によって触媒活性が改善することを明らかにした。PEGの特異な柔軟性に由来する本配位子のかさ高い構造が、触媒の失活を抑制したと考えられる。本研究の成果はSynlettに掲載された。上記の研究と並行して、ピリジン骨格にPEG鎖を導入した配位子についても研究を行った。PEG鎖をピリジン環上に導入した配位子を合成する手法を開発し、パラジウムを触媒とした触媒反応に適用した。その結果、パラジウムを触媒としたアルコール酸化反応およびMizoroki-Heck反応において、配位子に導入されたPEG鎖が長いほど触媒活性が向上することを明らかにした。本配位子に導入されたPEG鎖は、その特異な柔軟さの為にかさ高い置換基として機能し、触媒を失活から抑制したものと考えられる。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。