hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
スピンオービトロニクスの学理構築とデバイス展開

本研究の目的は、スピン軌道相互作用を利用してスピントロニクスに軌道という新たな自由度を加えることで、「スピンオービトロニクス」という新しい学理を構築し、革新的デバイスイノベーションへ展開することである。具体的には、以下の研究項目を実施する。(1)スピン軌道相互作用を利用した物質探索(2)スピン軌道相互作用を利用した新規スピン操作手法の研究これまでの主な成果は以下のようである。本論文は上記研究項目(2)に関するものであり、反強磁性体中でのスピン吸収が反強磁性体のスピン構造に依存することを報告している。逆に考えると、スピン流を反強磁性体に注入することで反強磁性体のスピン構造を制御することが可能なことを示唆している。本論文は上記研究項目(1)に関するものであり、電圧印加によるPtの磁性制御に成功したことを報告している。X線吸収測定とX線磁気円二色性分光法を併用することで電圧誘起磁性のミクロな起源を明らかにした。本論文は上記研究項目(2)に関する研究の中で見出された現象に関するものである。フェリ磁性体の角運動量補償温度で磁壁の移動速度が急増することを見出し、この現象がフェリ磁性体における反強磁性的スピンダイナミクスによることを明らかにした。当初計画が順調に進捗している上に、当初計画を遂行する中で、フェリ磁性体の角運動量補償温度で磁壁の移動速度が急増することを見出し、この現象がフェリ磁性体における反強磁性的スピンダイナミクスによることを明らかにした(Nature Materials 16, 1187(2017))。反強磁性体のスピンダイナミクスはその高速性等のために近年大きな注目を集めているが、反強磁性体は正味の磁化を持たないことが研究の障害となっている。角運動量補償温度でフェリ磁性体は正味の磁化を持つにも関わらず、反強磁性的スピンダイナミクスに示すことが明らかとなったことで、テラヘルツ領域の高速スピンダイナミクスの研究が進むと期待される。当初計画の研究を推進するとともに、新たに見出したフェリ磁性体における反強磁性的スピンダイナミクスに関しても精力的に研究を行う。本論文は上記研究項目(2)に関するものであり、反強磁性体の磁区制御に成功したことを報告している。今後は、本論文で確立した手法によって作られた反強磁性体磁区をスピンオービットトルクで移動させることに挑戦する。本論文は上記研究項目(1)および(2)に関するものであり、スピン軌道相互作用によって生じるジャロンシンスキー守谷相互作用によって磁壁移動がソリトン的になることを明らかにしている。さらに、巨大ジャロンシンスキー守谷相互作用物質探索で必須となるジャロンシンスキー守谷相互作用の大きさを定量的に評価する手法も確立した。本論文は上記研究項目(2)に関するものである。最近、磁性体の磁気緩和がスピン構造のカイラリティに依存するというカイラルダンピングという概念が発表されたが、本論文では、カイラルダンピングによって期待される磁壁移動の非対称性は、ジャロンシンスキー守谷相互作用の存在によっても説明できることを明らかにしている。特に問題点はなく順調に進捗している。本論文は上記研究項目(2)に関するものであり、電圧印加によって磁壁を移動させることで局所磁化反転に成功したことを報告している。従来の電流による磁化制御に対して格段に高いエネルギー効率が来される磁化制御法と期待される。本論文は上記研究項目(2)に関するものであり、電圧印加による超常磁性の制御に成功したことを報告している。磁壁を情報とするデバイスでは磁壁の生成が情報書き込みに対応する。従来電流によって生じる局所磁場によって磁壁生成が行われてきたが、本論文ではデバイス構造を工夫することで電流駆動磁壁移動によって磁壁生成が可能であることを示した。従来法に比べ桁違いの情報書き込みエネルギー効率が得られた。

逆に考えると、スピン流を反強磁性体に注入することで反強磁性体のスピン構造を制御することが可能なことを示唆している。本論文は上記研究項目(1)に関するものであり、電圧印加によるPtの磁性制御に成功したことを報告している。X線吸収測定とX線磁気円二色性分光法を併用することで電圧誘起磁性のミクロな起源を明らかにした。本論文は上記研究項目(2)に関する研究の中で見出された現象に関するものである。フェリ磁性体の角運動量補償温度で磁壁の移動速度が急増することを見出し、この現象がフェリ磁性体における反強磁性的スピンダイナミクスによることを明らかにした。当初計画が順調に進捗している上に、当初計画を遂行する中で、フェリ磁性体の角運動量補償温度で磁壁の移動速度が急増することを見出し、この現象がフェリ磁性体における反強磁性的スピンダイナミクスによることを明らかにした(Nature Materials 16, 1187(2017))。反強磁性体のスピンダイナミクスはその高速性等のために近年大きな注目を集めているが、反強磁性体は正味の磁化を持たないことが研究の障害となっている。角運動量補償温度でフェリ磁性体は正味の磁化を持つにも関わらず、反強磁性的スピンダイナミクスに示すことが明らかとなったことで、テラヘルツ領域の高速スピンダイナミクスの研究が進むと期待される。特に問題点はなく順調に進捗しているため、当初計画に沿って研究を推進する。当初計画の研究を推進するとともに、新たに見出したフェリ磁性体における反強磁性的スピンダイナミクスに関しても精力的に研究を行う。
養魚用配合飼料およびミールの需給分析

1.国内のミール生産量は、マイワシの漁獲減がはじまって以来減少の一途をたどっており、その代替手段としてチリ、ペルー、エクアドルといった南米太平洋側からの輸入量が急増するという状況が生まれた。しかし、近年起こったエルニーニョ現象は、これらの国々におけるアジ類、イワシ類等の漁獲を減少させ、日本への輸出量もこれまでの増加基調を保証できるような状況にはない。現に、魚粉の輸入価格は1トン当たり、80,000円まで上昇しており、国内飼料メーカーおよび養殖生産者が、これをどこまで許容できるかという厳しい状態にある。2. (社)日本養魚飼料協会の調べによれば、平成9年の養魚用配合飼料の生産量は約42万トン。これまで一貫して増加してきているが、その中でも、特にタイ、ブリといった海産養魚での伸びが著しい。現在では、タイおよびブリ向けの配合飼料が、全生産量の7割を占める。配合飼料の普及率は、淡水魚でほぼ100%、タイも普及し尽くしたと推定される。3.飼料メーカーはミール価格の上昇は避けられないとしながらも、今後も引き続き養魚用配合飼料への需要は伸びるものと予想している。したがって、種苗生産用のマダイ、ヒラメ向け初期飼料、普及率アップを目指す育成用のハマチ、カンパチ向け飼料のほか、さらに対象種の拡大を視野に入れながら、漁場環境の保全、末端ニーズに細かく配慮した製品づくりという視点から、製品開発を強化する考えをもつ。また、養殖業者および末端消費者の声をフィードバックさせるため、情報確保の手段として産地仲買などとのインテグレーションを進め、それをもって製品の差別化に結びつけようとしている。1.ハマチ・ブリ、タイの養殖主産地であると同時に、ハマチの2,3年魚生産の中心地である鹿児島県において、生餌から配合飼料=ドライ・ペレットへの転換が急速に進んでいる。その課程の実態調査を、錦江湾および東町において実施した。また養殖市場調査を福岡県等において試みた。後発地域である鹿児島県は生産条件に最も恵まれ、急速に生産量を伸ばしている。2.日本の給餌養殖生産量はおよそ、海水魚28万トン・淡水魚8万トン、淡水魚では配合飼料がほぼ100%であると見なしてよい。海水魚ではイワシ漁獲量の豊魚により専ら生餌が使われてきた。しかし漁獲激減により生餌価格が高騰し、ドライ・ペレットへの転換が急速に進んでいる。配合飼料は残餌が少なく、生餌より漁場を汚染しない。価格面からも相対的に有利な条件が生まれつつある。3.水産用配合飼料のミール配合率は50%強である。輸入自由化と景気後退により「畜産不況」は戦後最悪と言われ、大豆カス等に比べ割高なミール配合率が1%台に低下した。水産養殖用のミールは高品質であり、畜産用ミールに比べ配合比率が大きい。4.養殖用配合飼料は養殖業の成長に伴い、飼料市場の中で最大の成長部門である。日本の配合飼料メーカーも先細りの否めない畜産業に対して、規模はそれほどではないとはいえ将来性の期待できる養殖用飼料に強く関心をもつ。さらにハマチ・ブリ、タイに対しては、産地仲買商が飼料と養殖生産物を結びつけるインテグレーション化が徐々に進行している。1.ハマチ・ブリおよびタイの養殖主産地である鹿児島県錦江湾ならびに東町、長崎県、九州における養殖生産物の集散地である福岡市場、もう一つの主産地である愛媛県において、生エサから配合飼料へ転換過程をヒアリングにより実態調査を試みた。2.日本のミール生産量(身粕・荒粕を含む)は、88年に100万トンを割りこんで以来、主原料であるマイワシの漁獲量減少により、毎年減少している。97年の生産量は35万トンを切ったと推定される。3.エルニーニョの長期化予想により、ミール供給に先行き不安が予想される。

さらに大豆粕・小麦粉・魚油などの副原料も値上がりしているため、配合飼料メーカーは価格改定に踏み切る予定である。値上げ幅は製品ベースでトン1万円前後と見られる。4.日本国内で稼働するミール工場は60社程度と思われ、年間を通じて稼働する工場は水産加工残滓・都市残滓を扱う工場に限られる。長崎漁港水産加工団地協同組合は加工残滓で製造した養殖用餌料の有効性を実証した。鮮度の落ちた加工残滓で製造する餌料は、脂肪分の劣化のため魚類養殖の餌料には不適とされてきたが、ミールを発酵させることにより劣化物質の無毒化に成功した。これまで畜産の飼料に向けられていた加工残滓が魚類養殖にも有効であることが証明され、マイワシの急減、円安、世界的な需要拡大に伴うミール価格の高騰のなかで、今後の動向が注目される。1.国内のミール生産量は、マイワシの漁獲減がはじまって以来減少の一途をたどっており、その代替手段としてチリ、ペルー、エクアドルといった南米太平洋側からの輸入量が急増するという状況が生まれた。しかし、近年起こったエルニーニョ現象は、これらの国々におけるアジ類、イワシ類等の漁獲を減少させ、日本への輸出量もこれまでの増加基調を保証できるような状況にはない。現に、魚粉の輸入価格は1トン当たり、80,000円まで上昇しており、国内飼料メーカーおよび養殖生産者が、これをどこまで許容できるかという厳しい状態にある。2. (社)日本養魚飼料協会の調べによれば、平成9年の養魚用配合飼料の生産量は約42万トン。これまで一貫して増加してきているが、その中でも、特にタイ、ブリといった海産養魚での伸びが著しい。現在では、タイおよびブリ向けの配合飼料が、全生産量の7割を占める。配合飼料の普及率は、淡水魚でほぼ100%、タイも普及し尽くしたと推定される。しかし、高度な加工技術を要求されるブリについては、普及率が50%に至っていないとみられており、飼料メーカー側も、今後のマーケットとして期待をかけている。また、配合飼料の生産増大に伴い、魚粉の使用料も当然増加している。平成9年の使用量は約23万トンで、昭和50年代後半とすると2倍を越えている。一方、配合飼料に占める魚粉の使用割合は5455%で安定しており、この値がほぼ上限とみてよい。
非貪食細胞の最終分化による活性酸素産生能の獲得とその制御機構の解明

非貧食細胞及び貧食細胞における活性酸素産生の制御機構の解明を行った。1)貧食作用時におけるp47^<phox>-p67^<phox>-p40^<phox>複合体の食胞膜への移行メカニズムをp40^<phox>に注目して行った。p40^<phox>が、それ自身では膜移行能を持たないp67^<phox>を食胞膜に移行させる"アダプター蛋白"として機能すること明らかにした。さらに、p40^<phox>がアダプター蛋白として機能するメカニズムは、p40^<phox>の分子内結合(PX-PBI)の切断による、PI(3)Pに特異的結合能を持つPXdomainの露出ためであることを見出し、世界に先駆けて報告した。2)非貧食細胞(上皮細胞)における活性酸素産生機構の解明に取り組み、酵素本体であるNADPHoxidase(Nox)の新規ホモログであるNox1とNox3の活性化機構の詳細とその活性化にはRac1が必要であることを見出し、世界に先駆けて報告した。3)さらに、非貧食細胞(上皮細胞)における活性酸素産生機構の解明において、Noxを活性化する細胞質因子Noxo1(貧食細胞における細胞質因子であるp47^<phox>の上皮細胞におけるホモログ)の4種のアイソザイムの機能発現機構の詳細を報告した。4)貧食作用時において貧食作用自体を制御する因子として、我々が報告しているePKCの食胞膜への集積機構の詳細を報告した。5)貧食作用時におけるRacの食胞膜への集積機序について、Rac2は直接食胞膜に移動するのではなく、まず細胞内器官膜に移動し、その器官がRacが持つ器官移動促進作用を利用して食胞に癒合することにより、異物を包むのに必要な膜成分とRac自身の両方を食胞に供給するという、新説を提唱し報告した。lung epithelialcellの初代培養(細胞の下面は培地に浸し上面は空気に晒して、気道腔を模倣し上皮細胞を極性を持った状況で4週間培養し分化させる)を用い、腺毛細胞が培養19日以降に出現してくるのと同期して腺毛細胞のapical surfaceのみにDuox1が発現し、活性酸素の産生が、この19日以降から急激に増加してくることをつきとめた。Duoxのperoxidase homology domain(PHD)は、その一次構造からperoxidase機能を持つことが推測されている。しかし、DuoxのPHDはヘム蛋白としてperoxidase活性を保持するために必須である2つのHisと2つのAsn残基が欠損している。報告者は、大腸菌からの精製蛋白を用いた機能解析で、PHDにはperoxidase活性はなく、Duox蛋白の特徴(oxidaseとperoxidase活性の両方を持つdual oxidase)に疑問を投げかけた。さらに、PHD constructを用いた細胞レベルでのアッセイにおいても、peroxidase活性は見出せなかった。これらの結果よりDuoxのPHDは、他のperoxidase(MPO,LPO)とは異なった様式により機能しているという仮説をたて、現在解明中である。現在まで、Duoxによる活性酸素産生能をcell-freesystemでも細胞レベルでも再構築した報告はない。そこで、Duoxのgp91^<phox> homology domain(GHD)に注目した。DuoxのGHDは、EF hand motifを持ち、カルシウムにより活性化されることが報告されている。報告者は、EF handを保持したものと保持しないGHD constructを作成し、活性酸素測定を細胞レベルで行い、Duoxの活性化には細胞の特殊な分化とカルシウムが必須であることをつきとめた。現在、カルシウム以外のDuox活性化因子(細胞質因子:cofactor)の検索を行っている。

5)貧食作用時におけるRacの食胞膜への集積機序について、Rac2は直接食胞膜に移動するのではなく、まず細胞内器官膜に移動し、その器官がRacが持つ器官移動促進作用を利用して食胞に癒合することにより、異物を包むのに必要な膜成分とRac自身の両方を食胞に供給するという、新説を提唱し報告した。
酸化物単結晶の成長及び欠陥発生に与える融液対流抑制効果に関する研究

融液から酸化物単結晶が成長する際の固液界面での不純物の挙動、欠陥の発生機構を明らかにする目的で、垂直及び、水平ブリッジマン法を新たに開発し、育成した4ほう酸リチウムの融液及び、成長した結晶について不純物、結晶欠陥を評価した。融液を急冷したガラス試料の赤外吸収法による水分の定量を行い融液に関する情報を得た。4ほう酸リチウム水の吸光係数はこの研究で初めて決定されたものを用いた。4ほう酸リチウムの水分定量の報告例がないので、まず赤外吸収法による定量化を行った。50ppmから700ppmまで、様々な水分量の試料を作成し波数3500cm^<-3>の(-OH)吸収の強度を測定した。試料を溶融した際に放出される水を補集、定量する方法(MEA)を用い作成した検量線からモル吸光係数を決定し、定量を初めて可能にした。測定には設備備品費で購入した赤外分光器を用いた。単結晶の育成には、成長条件の設定、成長中の温度測定が容易なブリッジマン法を用いた。環境相(融液)の対流による物質輸送が大きく異なる水平ブリッジマン法及び、垂直ブリッジマン法による4ほう酸リチウム単結晶の成長をグラファイト容器を用いて初めて可能にした。水平ブリッジマン法では、幅25mm長さ140mmの結晶が、垂直ブリッジマン法では、直径約75mm、長さ40mmの結晶が育成できた。成長装置の温度環境測定には設備備品費で購入した多点温度測定装置を用いた。成長に必要な消耗品の購入には消耗品費を充当した。異なる融液対流のもとで作成したガラス及び、単結晶の水分含有量、分布を赤外吸収法で評価した。これと欠陥(気泡)密度との比較から、欠陥発生機構の検討を行った。4ほう酸リチウム融液への水の溶解度は結晶の5倍以上にのぼり、溶解度差による界面付近での水分濃度の上昇と、これによる気泡の発生が示唆された。
自然界及び実験室におけるパルス放電現象の解明

従来、電圧及び電流の立ち上がり時間がマイクロ秒程度の高電圧電源を使った放電現象の解明がなされてきた。パルスパワー技術の発展により、立ち上がり時間がナノ秒から数十ナノ秒の高繰り返し電源が開発され、それを用いた放電プラズマの生成は、次世代リソグラフィー用極短紫外光源(EUV)や殺菌など、多くの応用分野に発展している。しかしながら、その放電プラズマ現象はいまだに解明されていない。本研究目的は、電圧や電流の立ち上がり時間が数十ナノ秒のパルスパワー電源を用いて生成される放電プラズマの現象を明らかにし、EUV幅射へ応用することである。本年度の研究計画に基づいて得られた研究成果は下記のようである。1.現有の磁気パルス圧縮方式パルスパワー電源を改良し、立ち上がり時間を200ナノ秒から数十ナノ秒まで改善した。これは、磁気パルス圧縮回路の最終段のインダクタンスを極限に小さくすることにより達成できた。放電プラズマ生成領域に可能な限りコンデンサを近づけると共に、ひとつのコンデンサでなく多くのコンデンサを並列に用いて達成した。2.改良された磁気パルス圧縮方式パルスパワー電源を用いて、高エネルギー密度プラズマを生成し、そこからのEUV輻射を観測した。電圧や電流の立ち上がり時間が数十ナノ秒のパルスパワー電源を用いて生成される放電プラズマからのEUV幅射に関し、ニューラルネットを用いた最適化を行うためのソフトを開発した。
子どもとおとなの第二言語学習者及びバイリンガル児の文法発達過程に関する研究

本研究では、日本語を母語とする子ども、英語を第二言語とする日本語母語話者、日英語のバイリンガル話者から、独自に開発したタスクを用いて、言語データを収集し、各言語話者のもつ文法(語形態、統語、語用、それらのインターフェイス・レベル)における言語間作用について分析した。その結果、第二言語学習者は母語の影響により非文法的な文を産出することが確認されたが、子どもやおとなのバイリンガル話者からは非文は産出されず、統語と語用のインターフェイス・レベルでの言語間作用が確認された。本研究の目的は、第二言語習得過程に及ぼす第一言語の影響と文法構造の習得を規定する言語の普遍的および個別的な資質を明らかにすることである。そのため、幅広い年齢層(幼児大学生)の第二言語学習者とバイリンガル児を対象に、実験的手法により横断データを収集する。研究初年度にあたる平成18年度は、今まで蓄積した自然発話データの限界を補う(すなわち、産出されない言語構造の知識を調査する)ため、理解テストや誘引産出テスト、また動画を用いた実験の開発を行った。国内外の言語発達、第二言語習得に関する学会に参加し、最新の研究成果を把握するとともに、情報収集・情報交換を行い、実験の立案、予備実験を行った。本年度は、日英語の文法発達に関し、特に以下の3点に焦点を当てた。1.動詞の項構造(移動や様態を表す動詞など)2.動詞のアスペクト(特に『進行』と『状態』の相違について)3.上記の動詞の項に付く日本語の格助詞、また英語の格予備実験として、日本人の子ども(幼児)を対象にパソコン上で動画を用いた文産出テストを行い、特に日本語(母語)の移動・様態を表す動詞の習得について検討した。この産出テータは文字起こしをし、データ分析を行っている。また、大学生を対象に動詞のアスペクトの習得について文法性判断テストを行ない、学習者の犯す誤りについて考察した。次年度以降、実験手法の改良と、小学生高校生を含む第二言語学習者ならびにバイリンガル児を対象として予備実験を行った後、本実験に入る予定である。研究2年目にあたる平成19年度は、幼児大学生の日本語母語児、第二言語学習者、日英語バイリンガル話者を対象に、実験的手法によりデータを収集した。前年度に日本語母語児を対象にパソコン上で動画を用いた予備実験を行ったが、手法を改良し本年度は日英語のバイリンガル(主に大学生)を対象に、調査を開始し現在も継続中である。本年度は、日英語の文法発達および言語産出に伴うジェスチャー(意図の達成に向けての行為の一環)に関して検討した。特に以下の3点に焦点を当てて研究を行った。1.動詞の項構造(移動や様態を表す動詞など)2.動詞のアスペクト(特に『進行』と『状態』の相違について)3.思考内容の言語化の際、特に移動や様態を表す動詞を用いて話しをする際に産まれるジェスチャー移動や様態を表す動詞の項構造の習得に関しては、母語児、第二言語学習者、バイリンガル話者から発話データを収集し、文字起こしを行い、分析方法の開発を行った。文字起こしと分析は今後も継続する。また新たに研究項目に加えたジェスチャーに関しては、今後分析方法の詳細を検討する。ある言語において話しをする際、母語からの第二言語への影響(バイリンガルの場合は、一つの言語からもう一つの言語への影響)があるのかどうか、という観点から検討する。言語の構造に加え、ジェスチャーという言語外の側面に注目した研究は、代表者の知る限り存在しない。今後は、第二言語学習者を対象に実験を継続し多角的にデータ分析を行い、言語発達に関わる普遍的および個別的な資質を明らかにしていく。研究3年目にあたる平成20年度は、日本人大学生を対象に母語としての日本語および第二言語としての英語、また日英語バイリンガル話者を対象に日本語と英語について、実験的手法により発話データを収集した。研究12年目に収集した日本語母語児を対象に行った実験による発話データとも比較し、モノリンガル話者とバイリンガル話者のもつ文法の類似点や相違点について検討した。本年度は、主に以下の3点に焦点を当てて研究を行った。1.動詞の項構造(移動や様態を表す動詞など)2.主語や目的語など動詞の項(空主語・空目的語・代名詞・語彙名詞の使用)3.日本語の主題文と英語の繋辞'be'先行研究によれば、バイリンガル児は言語獲得過程初期から語彙や統語構造など二つの言語が独立して発達するという見解が主流である。

しかし、最近では、統語と語用のインターフェイス・レベルにおいて言語間作用があるという研究報告もある。本研究では、先行研究で扱われていない年齢層の対象者(46歳児や大学生)と実験手法を用いて言語データを収集し、CHAT/JCHAT方式で文字起しした後、上記3つの観点からコード化し,分析を行った。その結果、第二言語習得過程では第一言語の影響による文法的な誤りがみつかった。またバイリンガル話者の発話データには、文法的な誤りはないが、統語と語用のインターフェイス・レベルでの言語間作用が見られた。本研究成果は、ヒトのもつ言語獲得能力を理解する上で新たな知見を提供する。
数理学的に導かれた動的脳自動調節能の生理的意義:-静的脳自動調節曲線上での解析-

1.データ集積:成人ボランティア5名から経頭蓋骨Doppler(TCD)を用いて脳血流速度,動脈圧,心電図(ECG)の信号をAD変換後にPCに記録した。2.動的脳自動調節能解析(周波数領域解析)の開発1心拍ごとの平均動脈圧と脳血流速度を,ECGのR波を軸に補間処理後、再サンプルイングした。新しく得られた平均動脈圧(MAP)と平均脳血流速度(Vmca)の262個のデータを、高速フーリエ変換、MAPとVmcaのスペクトラム(S_<xx>(f)とS_<yy>(f))および両者クロススペクトラム(S_<xy>(f))を計算した。伝達関数H(f)からコヒーレンス(Cho), Gain, Phase算出,動的脳自動調節能を解析した。PaCO2<40mmHgでは0.1Hz以下でGainとChoは低下、Phaseは0.3Hzまでは陽性であった。PaCO2>50mmHgでは0.05Hz以下でGain増加、Choは上方にシフト(特に0.1Hz以下で著名),Phaseは0.1Hzまでは陽性であった。PaCO2<40mmHgに戻すとこれらの変化も戻った。3.静的自動調節能曲線での評価(1)実験モデルの作成:全身麻酔下の雑種成猫5匹において,Laser Dopplerを用いて脳局所血流(rCBF)とTCDを用いてVmcaを測定,さらに,ECG、MAPの4信号をAD変換,PCに取り込んだ。(2)実験のプロトコール:PaCO2=3540mmHg, MAP=90100mmHgの時のrCBFとVmcaをそれぞれ100%とし,脱血によりMAPを70mmHg, 40mmHgに低下,返血と昇圧剤によりMAPを120mmHg, 180mmHgに上昇させ,510分間維持,開発した方法で動的脳自動調節能を算出して,静的脳自動調節曲線上で評価した。(3)結果:0.07Hz>,0.070.2Hz,0.2Hz<の3周波数領域に分けてそのパワーを検討,MAP=40mmHgでは0.07Hz>のChoが有意に増加,MAP=180mmHgでは3周波数領域すべてにおいてChoが有意に増加した。4.最終結論MAPを入力系,Vmcaを出力系とした伝達関数による解析では,0.07Hz>のChoの変化は,静的自動調節能とパラレルに反応している。ベッドサイドでの動的自動調節能の評価は可能で信頼出来る。動的脳自動調節機能の数理学的解析法の開発

1.データ採取ボランテア3名において、頭部を挙上した仰臥位で、右側頭骨のtemporal windowから、経頭蓋骨ドップラー(TCD)を用いて、中大脳動脈血流速度波形を導出、同時に、心電図、非観血動脈圧波形と合わせて3信号の波形を200サンプル/秒の速度で、約10分間、A/Dコンバーター(TEAC【○!R】LX10)を用いてコンピュータに取り込んだ。さらに、各3名ボランテアにおいて、終末呼気炭酸ガス分圧(ETCO_2)を指標に、安静時呼吸により正常炭酸ガス血症(35mmHg<ETCO_2<50mmHg)、炭酸ガス吸入により高炭酸ガス血症(ETCO_2>55mmHg)、安静時呼吸により正常炭酸ガス血症状態を10分間維持、安定したと思われる状態で上記3信号を約5分間取り込んだ。2.動的脳自動調節能の数理学解析法の確立汎用数学解析ソフトMatlab6.0【○!R】を用いて解析した。(1)周波数領域解析の開発心電図のR波を指標に、1心拍ごとの動脈圧(平均)と脳血流速度(平均)を求め、心電図のR波に沿ってデータを並べ、補間処理後、5サンプル/秒で再サンプルイングした。新しく得られた平均動脈圧と平均脳血流速度の262個のデータをbutterworth windowに適応後、高速フーリエ変換、平均動脈圧と平均脳血流速度のauto-spectrum(S_<xx>(f)とS_<yy>(f))および両者のcross-spectrum(S_<xy>(f))を計算した。伝達関数H(f)=S_<xy>(f)/S_<xx>(f)からコヒーレンス、ゲイン、フェイズを求め動的脳自動調節能を解析した。(2)周波数領域解析の妥当性の検討正常炭酸ガス血症状態では、特に0.1Hz以下でゲインとコヒーレンスは低下、フェイズは0.3Hzまでは陽性であった。高炭酸ガス血症では、特に0.05Hz以下でゲイン増加、コヒーレンスは上方にシフト(特に0.1Hz以下で著名)、フェイズは0.1Hzまでは陽性であった。正常炭酸ガス血症状態に戻すとこれらの変化も戻った。現在、これらの変化がシステム解析の領域から妥当であるか検討中である。1.実験モデルの作成セボフルレンで麻酔された雑種成猫5匹において,レーザードップラーを用いて左頭頂部の脳局所血流とTCDを用いて右中大脳動脈脳血流速度を測定した。さらに,心電図、動脈圧の4信号をAD変換,PCに取り込んだ。2.実験のプロトコールPaCO2=3540mmHg,平均血圧=90100mmHgの時の局所脳血流量と右中大脳動脈脳血流速度をそれぞれ100%(A)とし,脱血により平均血圧を,70mmHg(B),40mmHg(C)低下,返血とフェニレフリンの持続注入により平均血圧を120mmHg(D),180mmHg(E)に上昇させ,対象とする平均血圧をそれぞれ510分維持,この時の動脈圧波形と脳血流速度波形から1拍ごとの平均波形に変換,両者の伝達関数から,coherence, gainを算出した。3.結果coherence, gainは0.07Hz以下,0.070.2Hz,0.2Hzの3周波数領域に分けてそのパワーを検討した。4.結論平均動脈圧を入力,平均脳血流速度波形を出力系とした伝達関数による解析では,0.07Hz以下のパワーの変化は,静的自動調節能の変化を反映していることが示唆された。
低分子RNAによる遺伝子発現調節に着目した、精子幹細胞から多能性幹細胞への誘導

精子幹細胞であるGS(Germline Stem)細胞は精子形成能を保ったまま試験管内で安定に増殖する。このGS細胞は培養中に多能性幹細胞であるmGS(multipotent Germline Stem)細胞を生じる場合がある。GS細胞からmGS細胞へ変化する機構は不明である。本研究では低分子RNAによるリプログラミング遺伝子の制御に着目し、低分子RM機構がmGS細胞化を制御するかどうか調べるとともに低分子RM機構の破綻によるmGS細胞誘導を試みた。平成22年度に低分子RNA経路関連遺伝子の欠損及びノックダウンGS細胞を作製し、平成23年度に変異GS細胞の表現型を解析してmGS細胞誘導法を検討する計画で行った。平成22年度には低分子RNA経路に重要なDicer遺伝子のコンディショナル欠損マウスよりGS細胞を樹立した。このGS細胞にCreリコンビネースを発現するアデノウイルスベクターを感染させてDicer遺伝子欠損GS細胞の作出に成功した。Dicer遺伝子欠損GS細胞はGS細胞の性質を保ったまま維持培養する事ができ、mGS細胞への変化は見られなかった。また低分子RNA経路で重要なDrosna,Dgcr8,Argonauteなどの遺伝子に対するshRNA安定発現GS細胞を作製できた。またmGS細胞を効率良く検出するために、mGS細胞の指標となるNanog遺伝子のプロモータ下流でGFPを発現するトランスジェニックマウスよりGS細胞を樹立した。平成23年度はmGS細胞の誘導方法を検討するため、平成22年度に作製した変異GS細胞の表現型解析を行った。現在までに精子幹細胞から効率良く多能性幹細胞を得られるような条件は得られていないが、本研究で作製した変異GS細胞は精子幹細胞や精子形成における低分子RNA経路の役割を調べる際に有用な実験材料となり得る。培養可能な精子幹細胞であるGS(Gemline Stem)細胞は精子形成能を保ったまま試験管内で安定に増殖するが、培養中に多能性幹細胞であるmGS(multipotent GS)細胞を生じる場合がある。本研究では低分子RNAによるリプログラミング遺伝子の制御に着目し、低分子RNA機構がmGS細胞化を制御するかどうか調べるとともに低分子RNA機構の破綻によるmGS細胞誘導を試みる。平成22年度に低分子RNA経路関連遺伝子欠損及びノックダウンGS細胞の作製、平成23年度にそれら変異GS細胞の表現型の解析及び低分子RNA経路遺伝子制御によるmGS細胞誘導法の検討を行う計画である。本年度は低分子RNA経路に重要なDicer遺伝子のコンディショナル欠損マウスよりGS細胞を樹立した。このGS細胞にCreリコンビネースを発現するアデノウイルスベクターを感染させてDicer遺伝子欠損GS細胞を作出した。Dicer遺伝子欠損GS細胞はGS細胞の性質を保ったまま維持培養する事ができた。また、他に低分子RNA経路で重要なDrosha, Dgcr8, Argonaute, Lin28遺伝子についてshlRNAによるレンチウイルスノックダウンベクターをGS細胞に感染させた。Puromycin添加により、安定してshRNAを発現し、それぞれの遺伝子発現レベルが低下したGS細胞を作出する事ができた。またmGS細胞化の指標となるNanog遺伝子のプロモータ下流でGFPを発現するトランスジェニックマウスよりGS細胞を樹立した。平成23年度は平成22年度に作製した変異GS細胞についてリプログラミング遺伝子発現など分子遺伝学的解析を行い、それらから得られた知見を利用してmGS細胞の誘導方法を検討する。
銅トランスポーターがシスプラチン耐性癌細胞の耐性機序に与える影響

シスプラチンは、多くの固形癌の治療に広く用いられている最も有効な抗癌剤の一つである。しかし、その獲得耐性は臨床上の使用を大きく制限することになる。近年、銅トランスポーターであるATP7AおよびATP7BがCDDPの細胞外への排出に、CTR1がCDDPの細胞内取り込みに関与することが示唆されている。本研究では、銅の投与がシスプラチンの細胞内蓄積量に何らかの影響を与えるのか、また銅トランスポーターの発現様式と獲得耐性との間に関連が認められるのか、検討を行った。結果、高濃度の銅はCDDPの細胞内蓄積量を有意に増加させるが、CTR1発現量の増加は、CDDP感受性・耐性細胞ともに認められなかった。ヒト類表皮癌細胞株におけるCDDP耐性機構には、ATP7Aの顕著な減少が関連していることが示唆された。シスプラチン(以下CDDP)の獲得耐性は、癌化学療法を行っていく上で大きな障害となっている。CDDP耐性を克服してその有効性を増大させ、かつ副作用の軽減法を確立するためには、まずCDDP耐性細胞だけでなく感受性細胞においてもCDDP細胞内流出入の機構を解明する必要がある。近年、CDDPの細胞内流出入について銅のトランスポーターの関与が示唆されている。これまでにCu(II)が類表皮癌細胞株(KB)及びそのCDDP耐性細胞株(KBR/1.2)においてCDDPの細胞内蓄積(Pt-cell)量及びDNA結合量を増加させることを報告したが、これに続いてKBR/1.2におけるPt-cell量の低下と銅のトランスポーターであるATP7AおよびCTR1の発現量との関連について検討した。両細胞株のCDDP感受性はCDDP処理後72時間における細胞生存率をMTT法にて検討した。Pt-cell量は原子吸光分光光度計を用いて測定した。ATP7A及びCTR1の検出はWestern Blotting法にて行った。結果について、両細胞株とも、Pt-cell量はCDDPの投与濃度に依存して増加したが、KBR/1.2はKBに比べて有意に減少していた。また、両細胞株ともPt-cell量はCDDPの処理時間にも依存して増加した。ATP7Aは、KBに比べKBR/1.2で有意に減少していた。また、KBではCDDPの投与によってATP7Aの発現量が有意に増加したが、KBR/1.2ではほとんど変化がなかった。CTR1はKBに比べKBR/1.2で若干少ないようであった。これらの結果から、CDDP耐性類表皮癌細胞株KBR/1.2におけるCDDPの蓄積の低下には、ATP7Aの減少が関与していることが示唆された。ATP7AおよびCTR1の発現量にCDDP投与濃度及び処理時間が与える影響についての詳細は現在検討中である。シスプラチン(以下CDDP)の獲得耐性は、癌化学療法を行う際に大きな障害となる。このCDDP耐性を克服して有効性を増大させるとともに、副作用を軽減させる手法を確立するためには、まずCDDP耐性細胞だけでなく感受性細胞においてもCDDP細胞内流出入の機構を解明する必要がある。近年、CDDPの細胞内流出入への銅トランスポーターの関与が示唆されおり、これまでにCu(II)が類表皮癌細胞株(KB)及びそのCDDP耐性細胞株(KBR/1.2)においてCDDPの細胞内蓄積(Pt-cell)量及びDNA結合量を増加させることを報告した。本研究においてはこれに続いてKBR/1.2におけるPt-cell量の低下と銅トランスポーターであるATP7AおよびCTR1の発現量との関連について検討する。ATP7AおよびCTR1の発現量にCDDP投与濃度及び処理時間が与える影響についての詳細はさらに検討を続けて行う。シスプラチン(以下CDDP)は広く固形癌の治療に用いられているが、その獲得耐性は治療を行う上で大きな障害となっている。

CDDP耐性を克服して有効性を増大させるためには、CDDP耐性細胞に限らず、感受性細胞においてもCDDP細胞内流出入の機構を解明する必要があると考える。CDDPの細胞内流出入については、銅トランスポーターの関与が示唆されている。本研究では、CDDP投与に際してCu(II)処理を行い、CDDP耐性細胞株(KBR/1.2)におけるPt-cell量の変化を確認した。また、銅トランスポーターであるATP7AおよびCTR1の発現量との間に関連があるのか、検討を行った。類表皮癌細胞株(KB)およびKBR/1.2両細胞株のCDDP感受性はCDDP処理後72時間における細胞生存率をMTT法にて検討した。細胞内蓄積(Pt-cell)量は原子吸光分光光度計を用いて測定した。ATP7A及びCTR1の検出はWestern Blotting法にて行った。両細胞株とも、Pt-cell量はCDDPの投与濃度に依存して増加したが、KBR/1.2はKBに比べて有意に減少していた。また、両細胞株ともPt-cell量はCDDPの処理時間にも依存して増加した。ATP7Aは、KBに比べKBR/1.2で有意に減少していた。また、KBではCDDPの投与によってATP7Aの発現量が有意に増加したが、KBR/1.2ではほとんど変化がなかった。CTR1はKBに比べKBR/1.2で若干少ないようであった。これらの結果から、CDDP耐性類表皮癌細胞株KBR/1.2におけるCDDPの蓄積の低下には、ATP7Aの減少が関与していることが示唆された。ATP7AおよびCTR1の発現量にCDDP投与濃度及び処理時間が与える影響については鋭意精査中であり、さらなる検討が必要である。
高効率風力発電のための同期リラクタンス型発電機の開発とLPVベクトル制御

本年度の研究成果:近年,非枯渇性のクリーンなエネルギー源として風力発電が大きく注目されている。特に,一般家庭を想定した電力ネットワークの最小単位ミニマル・クラスターでは,小型風力発電機が重要なパワー源となり,小型風力発電機の最大出力できるかが一つの課題である。小型風力発電機の中,単相交流発電機を用いた風力発電機は設置が簡単・低価格・実用化・小型化などの特長を持っている。しかし,風力エネルギーは水エネルギーに比べてエネルギー密度が1/800しかないことや,風速変動の不規則性から,永久磁石同期発電機に対して様々な高効率制御法が提案されている。本研究は,単相交流発電機を用いた可変速小型風力発電機において風力エネルギーを最大限に有効活用し,小型風力発電機から最大且つ安定に電力を獲得するための最大出力制御システムの構成法について議論している。一般には,風力発電機の出力特性は,非線形性を有するとともに,風速に応じて大きく変化するため,最適動作点を決めることが難しい。本研究では,風車ローターに結合された直結式単相交流発電機には風速に応じて最大出力を得られる風車ローターの最適回転速度が存在することに着目し,その風速一最適回転速度の関係を2次多項式近似し,単相交流発電機の回転速度の調整をこの最適回転速度に合わせて行なうことを提案する。可変風速に適応するように,この調整をオンラインで実現するために発電ブレーキとしてFETデバイスを発電機と直結し,FETデバイスを流れる電流を制御することによって発電機の回転速度を調節する。さらに,FETデバイスの発熱損失を減らすため,FETデバイスに対してPWM制御方式を導入する。さらに,可変速小型風力発電機の実験システムを構成して実機実験を行う。最後に,実験結果を用いて本提案法の有効性,実用性と獲得電力の安定性を確認する。また,有限要素法を用いて同期リラクタンス型発電機を設計して開発し,「同期リラクタンス型発電機」の特許を申請した(特願2006-248703)。同期リラクタンス型発電機に対して数理モデルは開発され,さらに,LPV制御モデルが新たな構築されました。しかし,風の変動速度に依存した同期リラクタンス型風力発電機の可変パラメータは測定値との誤差が大きくて時々変わり,同期リラクタンス型風力発電機の特性を詳しく測定する必要となる。また,予算と時間の制約などの原因により,同期リラクタンス型風力発電機にLPV制御系を実装することができなかった。平成16年度の研究成果では,三次元有限要素法を用いた同期型電気機器(発電機,電動機)の電磁界解析を行い,同期型電気機器の特性を解析した。さらに,リアルタイムインターフェースを用いた同期型電気機器の特性測定システムにより,同期型電気機器の特性評価実験を実行した。その結果,高速・低負荷運転時同期PM型(永久磁石使用)電気機器の固定子鉄損のために,同期PM型電気機器よりもむしろ同期リラクタンス型電気機器の方が電気機器損失の小さく,軽負荷・高速度運転の時間が長い風力発電システムなどに適していることを有限要素法の特性解析及び計測実験の両方的に示した。

そして,同期型電気機器の特性を実験的に確認するため,研究開発したリアルタイムインターフェースを用いた同期型電気機器の汎用駆動システムでは,シミュレーションモデルと実験装置とを直接つなぎ,モデルをそのまま実験に用いることを可能にする。これにより,実際問題の早期発見とその解決手法の検討に非常に有効であるばかりでなく,制御アルゴリズムの検討に集中して効率的な研究開発ができる。また,小型可変速風力発電システムにおいて風力エネルギーを最大限に有効利用するために出力最大化追従制御法を提案した。現実では,風力発電システムが一般的に非線形性を有するとともに,その出力特性は風速に応じて大きく変化するための最適動作点を決めることが難しい。これに対して本提案法は,風車には風速に応じて最大出力を得られる最適回転速度が存在するので,発電機の回転速度の調整を最適回転速度に合わせて行う。調整がオンラインに実現するため,電子負荷を発電機と直結し,電子負荷を流れる電流を制御することにより発電機の回転速度を調節する。そして,電子負荷の電流を制御する時電子負荷の発熱損失を減らすため,PWM制御方式を導入し,最後に実機実験が行なわれ,本提案法の有効性と実用性が確認された。本研究では,交流発電機を用いた可変速小型風力発電機において風力エネルギーを最大限に有効活用し,小型風力発電機から最大かつ安定な発電力を獲得するための最大出力制御システムの構成法について議論している。一般には,風力発電システムの出力特性は,非線形性を有するとともに,風速に応じて大きく変化するため,最適動作点を決めることが難しい。本研究では,風車ローターに結合された単相交流発電機には風速に応じて最大出力を得られる風車ローターの最適回転速度が存在することに着目し,その風速-最適回転速度の関係を2次多項式近似して交流発電機の回転速度の調整を最適回転速度に合わせて行なうことを提案する。可変風速に適応するように,この調整をオンラインで実現するために発電ブレーキとして電子負荷を発電機と直結し,電子負荷を流れる電流を制御することにより発電機の回転を調節する。また,電子負荷の発熱損失を減らすためにPWM制御方式を導入する。そして,小型風力発電の実験システムを構成し,実機実験を行ない,実験結果を用いて本提案法の有効性,実用性と発電力の安定性を確認した。同期リラクタンスモータを逆に活用すると,同期リラクタンス(Synchronous Reluctance, SynR)発電機になる。そのため,本研究では,永久磁石を用いずローターの磁気的突極性により発生するリラクタンストルクを活用する同期リラクタンスモータに対して有限要素法(Finite Element Method, FEM)を用いたSynRモータと表面磁石(SPM)同期モータの特性解析を行う。さらに,リアルタイムインタフェースを用いた同期モータの測定システムにより,解析対象となる同一の固定子を有し,しかも同一のギャップ長であるSynRモータとSPM同期モータの特性評価を行い,FEMの特性解析データを検討している。
合成ペプチドによるタイトジャンクションの制御:新しいドラッグデリバリー法の開発

昨年度のクローディン-1ノックアウトマウスに続き、本年度はクローディン-5ノックアウトマウスの作製に成功した。脳血管のTJの主要構成蛋白質であるクローディン-5は、ドラッグデリバリーという観点から重要であると考えられる血液脳関門(blood-brain barrier ; BBB)に直接関わっていると考えられていた。クローディン-5ノックアウトマウスは、メンデルの法則にしたがって生まれてきたが、生後10時間以内に徐々に元気がなくなり、すべてが死亡した。しかし、脳血管の発生・形態には異常がなかった。そこで、この脳血管内皮細胞のTJ(すなわちBBBの本態)の透過性を検討するために、マウスの心臓から分子量約600ダルトンのビオチントレーサーを還流し、脳実質への進入を調べた。正常マウスの中枢神経系(CNS)ではトレーサーは常に血管の中にとどまったが、クローディン-5ノックアウトマウスでは、還流後1分でも既にトレーサーは血管の外に漏れ出していた。しかし、きわめて興味深いことに、このBBBの破綻は、分子量1000ダルトン以下の物質だけに対して観察され、高分子量物質に対するBBBは正常であった。すなわち、クローディン-5を欠いたTJは、低分子量物質だけを通す「分子篩」のような働きをしていることが明らかになった。このような分子量依存性のBBBの破壊は、当然、出血や浮腫を引き起こさない。したがって、もし、人間でも脳血管のクローディン-5の機能を人為的に一時的に抑えることができれば、全く新しいCNSへのドラッグデリバリー法の開発につながるかもしれない。脳腫瘍も含めた種々のCNS疾患に有効とされる化学物質の9割以上がBBBを越えられないために実用化できないでいる現状を考えるとこの方向の研究の発展が期待される。クローディンの個体レベルでの機能解析の第一歩として、クローディン-1ノックアウトマウスを作製した。このマウスは、一見正常に生まれてくるが、すべて生後一日以内に特徴的な皺のいった皮膚を示すようになり死亡した。このような皮膚の特徴から、皮膚バリアーが損なわれている可能性を考え、種々の検討を行なったところ、確かにこれらのマウスでは皮膚バリアーが低下して脱水で死亡することが明らかになった。しかし、これまで皮膚のような重層扁平上皮にはTJが存在しないとされており、どのようにしてクローディン-1が皮膚バリアーに関わっているかが問題となった。そこで、オクルディン抗体やクローディン抗体を用いて皮膚のTJを詳細に調べたところ、驚いたことに、表面に近い1-2層の細胞によく発達したクローディン-1を主体としたTJネットワークが存在することが分かった。また、詳細なトレーサー実験により、我々のノックアウトマウスでは、このTJが機能的に損なわれていることも分かった。以上の観察は、クローディンから構成されるTJがこれまで言われていたような単層上皮のバリアーだけでなく、重層上皮のバリアーにも中心的な役割を果たしていることを直接示しており、多細胞生物のホメオスタシス維持機構を考える上でもインパクトが大きい。したがって、本研究で提唱しているように、種々の合成ペプチドでタイトジャンクションのバリアーを人為的かつ一時的に破壊することができれば、このノックアウトマウスと同様の状態を一時的に作ることができることになり、全く新しいドラッグデリバリー法が開発できると期待できる。

しかし、脳血管の発生・形態には異常がなかった。そこで、この脳血管内皮細胞のTJ(すなわちBBBの本態)の透過性を検討するために、マウスの心臓から分子量約600ダルトンのビオチントレーサーを還流し、脳実質への進入を調べた。正常マウスの中枢神経系(CNS)ではトレーサーは常に血管の中にとどまったが、クローディン-5ノックアウトマウスでは、還流後1分でも既にトレーサーは血管の外に漏れ出していた。しかし、きわめて興味深いことに、このBBBの破綻は、分子量1000ダルトン以下の物質だけに対して観察され、高分子量物質に対するBBBは正常であった。すなわち、クローディン-5を欠いたTJは、低分子量物質だけを通す「分子篩」のような働きをしていることが明らかになった。このような分子量依存性のBBBの破壊は、当然、出血や浮腫を引き起こさない。したがって、もし、人間でも脳血管のクローディン-5の機能を人為的に一時的に抑えることができれば、全く新しいCNSへのドラッグデリバリー法の開発につながるかもしれない。脳腫瘍も含めた種々のCNS疾患に有効とされる化学物質の9割以上がBBBを越えられないために実用化できないでいる現状を考えるとこの方向の研究の発展が期待される。
高分解能電子顕微鏡による歯科用合金の相変態に関する研究

本研究の最終的な目標は合金結晶の微細構造と機械的性質、電気化学的性質、生物学的因子等との関係を解明することによって構成した合金設計の原理に基づいて歯科用合金を開発することにある。何故ならば、これらの因子は結晶粒界、積層欠陥、双晶境界、逆位相境界などの固相内界面によって支配されるからである。本研究の具体的な研究計画は次の4点である。(1)AuCuーAgおよび(Ag_<0.5>Cu_<0.5>)_XーAu_<1ーX>断面のコヒーレント相図を理論計算および実験結果から組立てること、(2)AuCuーAg擬二元系合金の長周期逆位相境界構造の高分解能電子顕微観察、(3)AuCuー3at.%Ag合金中の双晶境界の構造解析、(4)高分解能電子顕微鏡による市販歯科用金合金の時効硬化機構の解明である。得られた結果は以下の通りである。(1)AuCuーAg擬二元系合金についてAg濃度に依存して3通りの相変態様式が見出された。すなわち、(i)固溶限の外側の組成を有する合金に見られる不規則固溶体面心立方晶α_0相からAuCu規則化が生ずる相変態で、高温側からα_0相とAuCuII規則格子相の共存する領域、AuCuII規則相単相領域、AuCuIおよびAuCuII規則格子相の共存する領域、AuCuI規則相単相領域であり、AuCuー3at.%Ag合金では規則化の臨界温度653K以下の温度領域で生じた。(ii)固溶限とスピノーダル線の間の組成を有する合金に生ずる二相分離と規則化で、この相変態は核生成・成長によって支配され、高温側からCuーrichα_1相とAgーrichα_2相を形成する二相分離の領域、2つの不規則相と1つの規則相α_1+α_2+AuCuII共存領域、1つの規則相と1つの不規則相が共存するAuCuII+α_2の領域、2つの規則相と1つの不規則相が共存するAuCuI+AuCuII+α_2の領域、そして1つの規則相と1つの不規則相が共存するAuCuI+α_2の領域から成っていた。(iii)スピノーダル線の内側の組成を有する合金に起こる規則化とスピノーダル分解による二重機構で、この組成範囲の合金の相変態速度は(ii)の組成範囲の合金のそれより大であり、共存する相の種類は微細組織の相違を除けば本質的に同一であった。相境界の温度および組成依存性の決定に関しての研究は継続中である。(2)AuCuー3at.%Ag,AuCuー6at.%Ag、AuCuー9at.%Ag、AuCuー14at.%Ag合金の異相界面、双晶界面、長周期逆位相境界の構造を解析するために高分解能電子顕微鏡観察を行った。時効によって導入される微細構造は合金中のAg濃度に依存して全く異なっていた。すなわち、固溶限の外側の組成を有する合金では不規則固溶体からAuCu規則化のみが生じ、固溶限とスピノーダル線の間の組成を有する合金では相変態は核生成・成長過程であり、スピノーダル線の内側の組成を有する合金では規則化とスピノーダル分解が競合して起こった。AuCuー9at.%Ag合金を613Kで100ks時効した場合、AuCuII規則相と面心立方晶不規則固溶体α_2相から成る特徴的なモザイク組織が高分解能電子顕微鏡により観察された。(3)AuーCuーAg三元系コヒーレント相図を決定するに際して、相律から予想されるようにAuCuII長周期規則格子相と共存する面心立方晶不規則固溶相を同定する必要が生じた。643Kにおいて100ks時効したAuCuー3at.%AgについてAuCuII規則格子相と共存する不規則面心立方相を同定するために高分解能電子顕微鏡観察を行った。薄板状の双晶の先端付近に相当量の弾性ひずみを伴った三角形の領域が形成され、原子配列の幾何学的特徴からこの領域が不規則相と判断された。(4)Auー5wt.%Ptー3wt.%Pdー6wt.%Agー15wt.%Cuー3wt.%Znの組成を有する市販歯科用合金の時効硬化機構を解明するために、電気抵抗測定、硬さ試験、X線回折、電子顕微鏡観察を行った。低温における時効硬化は微細な板状のAuCuI型規則格子相の核生成によって生じ、この規則相の成長速度は極めて低いのが特徴であった。一方、高温における時効硬化は交互する粗大な板状のAuCuI規則相の形成によって生じ本研究の最終的な目標は合金結晶の微細構造と機械的性質、電気化学的性質、生物学的因子等との関係を解明することによって構成した合金設計の原理に基づいて歯科用合金を開発することにある。(1)AuCuーAgおよび(Ag_<0.5>Cu_<0.5>)_XーAu_<1ーX>断面のコヒーレント相図を理論計算および実験結果から組立てること、(2)