hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
無機分子性化合物金属群の結晶作成と高温超伝導の追究

ブロンズMxTOn(M:アルカリ金属原子、T:遷移金属原子)やその数似系であるTn【O_(3n-1)】等の導電性化合物を作成し、その低次元伝導性、電荷密度波(CDW)、超伝導等を調べた。例としてCDWの滑り運動の詳細な考察を行なった事等が挙げられるか、特に金属的状態を保ちうる限界ぎりぎりまで電子格子相互作用が強い、強結合電子格子系金属の開拓へむけて努力を払ってきた事が特徴である。これにより従来の弱結合超伝導とは異った性質をもつ超伝導体の発見等へむけて種々の理解が得られた。研究は低温における通常の電気的測定によるもの、磁気共鳴やラマン散乱に関連したもの等いろいろであるが、X線回折、中性子散乱手段が主に利用された。本計画は研究費申請後に代表者の転任があったのでその実行においていろいろな変更があった。特に低温設備の付いたX線4軸回折装置を本研究費とは独立に購入できたので、それと関連した変更があった。具体的になされた研究の成果を列挙してみると.1.【K_(0.3)】Mo【O_3】,【Rb_(0.3)】Mo【O_3】の電場下での滑り運動の直接的観察とその確認、2.【(TaSt_4)_2】I,【(NbSt_4)_2】IのCDW転移に伴なう一見奇妙なTAモードの凍結の説明に関連して中性子非弾性散乱による直接確認、3.【Mo_8】【O_(23)】のCDW転移の発見とその低温構造の決定、これにより高い転移点をもつ超伝導体として興味のもたれるBa【Pb_(1-x)】Bix【O_3】に見られるものと類似の歪みが見えた、4.【Li_(0.9)】【Mo_6】【D_(17)】における異常な低抗の振舞と超伝導出現に関する詳細な研究及びこの物質と【Na_(0.9)】【Mo_6】【O_(17)】の構造決定、5.【Mo_9】【O_(26)】,【Mo_(10)】【O_(29)】の単結晶作成と構造変化の研究、さらには6.これら全体を通してみたCDWと超伝導の競合に関する系統的理解等が進められた等々の事柄となろう。
途上国の地方行政サービス提供における市民参加に関する組織論的研究

本研究は、地方分権化に期待される政策効果のうち途上国で特に重視される「行政サービス提供への市民参加」をテーマとし、地方政府とその政策形成・実施過程に参加する市民組織の双方の構成員のモチベーションを分析することで、市民参加に至るプロセスを立体的に描き出すことを目的としている。フィリピン、ウガンダ両国で23の地方都市を事例として取り上げ、保健および社会福祉サービスに携わる地方行政官と市民団体職員に半構造インタビューを実施した。調査の結果、地方行政サービスの提供における協働関係は、行政府、特にその部局レベルと市民組織の双方による戦略的な選択の帰結として生じていること等が明らかになった。平成25年度は、今回の研究課題で取り上げる2カ国のうちウガンダにおいて現地調査を実施した。当地ではマケレレ大学の若手研究者の協力を得て、首都圏の3つの地方政府で調査を受け入れてもらうことができ、各地方政府で関連部局担当者への半構造インタビューおよび部局職員への質問票調査を行った他、公営の医療施設も訪問した。また当該地方政府と協力関係にある市民団体も計8カ所訪問し、同様の調査を行った。結果として当初想定していた以上の情報を収集することができた。さらに調査終了後、隣国ルワンダを訪問する機会も得た。ルワンダでは世界銀行で現在計画中の地方行政支援案件に関してインタビューを行った他、現地で調査中の研究者から地方の行政サービスの状況をヒアリングすることでウガンダとの類似点・相違点を観察することができた。本現地調査を通じて、まずウガンダにおける地方分権化以降の地方行政サービス提供の状況について、首都圏だけではあったが大枠の情報を収集することができ、もう一方の研究対象地であるフィリピンとのマクロレベルでの比較が可能になった。また研究課題設定時の構想通り、個別の地方政府内でサービス提供への市民参加がどのように認識されているのかに加えて、市民団体側がどのような認識をもってサービス提供に関わっているのかを双方向からの観察ができたことは非常に大きな収穫だった。本年度の研究成果は現在イギリスに拠点を置く研究者達と共同執筆中の著書の中で報告する予定である。第2年次となる26年度は、現地調査は大学の春期休暇期間中にフィリピンとインドで約1ヶ月の現地インタビューおよび質問票調査を実施した。フィリピンで今回訪問したのはナガ市、ダバオ市、ケソン市の3つの地方政府と、各政府と保健、社会福祉の分野でサービス提供について協働している市民団体である。いずれの地方政府も国内で住民参加という観点では先進的な取り組みを行っているという評価を得ているが、実際にヒアリングを重ねると行政側の住民を巻き込もうとする論理は三者三様であり、住民側の参加のモチベーションとも必ずしも合致していない点が明らかになった。滞在中はフィリピン大学の地方ガバナンスセンター(CLRG)に訪問先との調整を手伝ってもらっただけでなく、所属研究者と有意義な意見交換を行うこともできた。なおインドへの訪問は当初の予定には入っていなかったが、インドの中でも住民参加の観点でベストプラクティスとされているケララ州の開発研究所(CDS)に訪問する機会を得ることができたため、本調査の一環として短期間ながら訪問し、州政府から住民参加メカニズムの運用状況をヒアリングした。結果的に、本件が対象としているフィリピン、ウガンダとの比較して大変興味深い考察を得ることができた。研究成果のアウトプットとしては、初年度に実施したウガンダでの調査結果を元にした英文論文を作成した。また3月末から4月にかけてイギリスへ出張し、バーミンガム大学で開催された国際行政マネジメント学会(International Research Society for Public Management)の年次総会においてフィリピンの地方政府におけるリーダーシップに関する論文を報告した。同出張中にはマンチェスター大学をはじめとする研究機関で関心を共にする研究者と意見交換を行うこともできた。最終年度となる27年度は、追加現地調査として9月にフィリピンを訪問し、前年度調査で訪問しきれなかったケソン市の市民団体を中心にインタビューを行った。特に保健セクターでの協働の実態については、この追加調査で得られた知見が非常に有用であった。また2月には、インドのタミールナドゥ州での追加現地調査を行い、当地での行政・市民団体・国際ドナーの協働とその課題について考察する機会を得た。この調査により、多くの先行研究が扱っているインドの事例とフィリピン・ウガンダの事例の相違を理解するための材料を得ることができた。また年度の後半は全体を総括し、研究成果にまとめることに専念した。アウトプットとしては、フィリピンの調査対象3都市を事例とした行政・市民の社会サービスデリバリーにおける協働に関して分析した英文論文を作成し、同論文は28年度4月に開催された国際行政マネジメント学会(International Research Society for Public Management)の年次総会で報告した。この他にもフィリピン、ウガンダ、インドの3カ国の比較分析を行った論文や、質問票調査の結果を元にしたパブリック・サービス・モチベーションに関する論文を作成中である。

当初より予定していた通りウガンダとフィリピンでの現地調査を終えた他、最終年度に予定していた国際学会での発表とイギリス・マンチェスター大学の研究者陣との意見交換も行うことができた。ただし、当初は2年次夏までに現地調査を終える予定であったため、フィリピンでの収集データの詳細分析と対象2カ国の調査結果の比較検討にはまだ取りかかれていない。行政学上述の通り、現地調査の時期が遅れたことでフィリピンでの収集データの詳細分析と対象2カ国の調査結果の比較検討にはまだ取りかかれていないため、まずは最終年度の前半にこの作業を終える。続いて両国の比較分析の結果を論文にまとめると共に、学会報告の機会を模索する予定である。(具体的には2016年4月に香港で開催されるIRSPMでは報告する予定でいる。)またインドを加えた3カ国の制度比較についても論文にまとめる所存である。当初予定通りに初年度に1カ国の現地調査を遂行することができたため。学会出張が次年度に跨がったことで現地支出分を年度内に精算できなかったため。2年次に当たる今年度は、昨年度収集資料の分析を続けるとともに、2カ国目(フィリピン)の現地調査を計画・実施し、2カ国の調査結果の比較分析を開始する予定である。次年度繰り越し分は事後精算で消化される予定である。予定していた質的データ分析ソフトについて別途資金で購入したため余剰が生じた。上記余剰分は翌年度に計画しているフィリピン現地調査の予算に充て、現地調査の内容の充実を図りたい。
患者を中心とした『療養支援カルテ』の活用による地域と連携した継続療養支援

日本は急速な少子超高齢社会が進む中で、医療提供体制は大きく変わろうとしている。そのため地域における医療機関の機能分化がすすみ、地域医療との連携の実績が診療報酬にも反映されることから、病院でも「退院支援」への関心が高い。さらに在院日数の短縮化により退院後も医学的管理や療養の継続が必要となることが予測され、自宅または施設において、安心して暮らせる条件づくりとしての退院支援が主要な課題となっている。継続した療養を患者中心に円滑に行うためには、病院・かかりつけ医・訪問看護ステーション・介護施設などが包括的に連携していくことが必要であり、そのためのツールとしてICTを活用した『療養支援カルテ』の作成を本研究の目的とした。『療養支援カルテ』では、患者の医療基本情報の記載、病院および訪問看護や施設スタッフの協働によるケア目標の設定、患者および家族による生活目標の設定、ケア経過録、在宅や施設から病院(病院から在宅や施設)への移行時の問題点の記載を基本としたものである。『療養支援カルテ』はICTを活用したネットワークを利用することにより、情報共有が図られるとともに、患者・家族あるいは介護スタッフを主体とした継続療養につながり、訪問看護や施設スタッフにとってもスムースでシームレスなケアに結びつくツールとなり、患者とともに構築する地域医療として期待できると考えた。そこで、過去3年間にわたり、当院から訪問看護を利用したケースや介護施設での療養を継続したケースについて患者に関する基礎情報を電子カルテから調査した。また、市内の訪問看護ステーションや介護施設を対象に、医療機関から指導されて、くるケア内容の主なものと実際に退院後のケアで提供している内容とのズレについて、半構成的に聞き取り調査を実施した。これらの結果をふまえて、『療養支援カルテ』に乗せるチェック項目の選定とフリー記載欄を設けるデータベースとなるフォーマットを作成した。ネットワークに関しては、石川県でのIDリンクを活用し、金沢市医師会が中心に進めているハートネットホスピタルに参加することにより個人情報保護とセキュリティが保持された。今後は、地域連携室を窓口に、金沢市立病院入院患者で、退院が近く訪問看護を利用予定または介護施設に入所しケアを継続する患者を対象に、主治医の許可を得たうえで患者・家族の同意を得た方を対象に『療養支援カルテ』を活用した退院指導を行い、指導に際しては、利用する訪問看護ステーションや介護施設のスタッフとのコミュニケーションツールとし、療養環境や介護資源などを加味しながら、日常生活の中でのケア方法を、患者の個別的な注意点や観察ポイントなどを踏まえた『療養支援カルテ』の活用により評価していく。
急性期脊髄損傷治療の効果判定を目指した血中神経損傷マーカーの有用性検討に関する研究

平成21年度は前年度の結果から測定系が確立した血中pNF-H濃度の値が脊髄損傷治療開発において有用であるかを検討した。治療系として論文報告がされているミノサイクリン投与モデルを選択し、脊髄損傷直後から受傷後3日目まで一日2回の腹腔内投与をラットを用いて行った。その結果コントロール群では損傷後3日目のpNF-Hピーク値が0.112±0.011μg/gだったのに対し、ミノサイクリン投与群では0.088±0.018μg/gであった。次にこの値が最終的な運動機能改善の度合いを予測するパラメーターになりうるかを検討した。そこでコントロール群、ミノサイクリン投与群を併せて、それぞれの3日目のpNF-H値と最終運動スコア(4週目)の相関関係を解析したところ、統計的に有意な相関が存在することが明らかとなった(Spearman rank correlation coefficient : rs=-0.78;p<0.05)。すなわち、3日目のpNF-Hの値が小さい個体ほど、最終的な運動スコアが良好であることが示された。pNF-H値は損傷を受けて血中に放出された神経軸索構成蛋白を反映していることから、この値が低いことは亜急性期に炎症によって傷害をうける軸策が少なかったことを示唆している。今回の結果から受傷後亜急性期の損傷マーカーとしてはpNF-Hが最も有用であることが示唆された。今後、ヒト症例においてこのマーカーの有用性検討が行われれば脊髄損傷治療において重要な指標が確立されるものと期待される。研究初年度にあたり、ラット脊髄損傷後のバイオマーカー候補として考えていたpNF-HおよびS100BについてELISAによる血中濃度測定を行った。測定に際してはいずれも市販の製品を利用した。S100Bは測定可能であったが、損傷後24時間ですでに正常値に戻っており、経過を観察するためのバイオマーカーとしての有用性は限られていると判断した。一方、pNF-Hは市販製品にも係らず測定系が機能しなかった。最終的には製品のLOT不具合であることが判明したが、問題の解決に数ヶ月を要した。その間、血液サンプルを準備するために、ラット及びマウスの脊髄損傷モデルの作成、採血方法の検討を行った。pNF-Hの測定系が確率した後は、まず測定に際しての血液サンプルの希釈率の最適化を検討した。その結果、マウス・ラットともに1/10希釈することによって、安定したデータを得られることが判明した。また血液サンプルの前処理についても、血清採取・血漿採取の双方を比較し、データに差がないことを確認した。さらに血漿採取にさいし、抗凝固剤の種類によって測定値に大きな影響がないことも確認し、本研究ではEDTAを用いた抗凝固を行う方針とした。
捕食性オサムシの生活史形質と個体生態研究による遅れのない密度依存性の機構の解明

一般的に被食者密度に依存して捕食者密度の増減が生じ,その捕食者の個体群動態には遅れを伴う.しかし,青森県八甲田山系において約10年に一度大発生するブナアオシャチホコ(年1化)とその捕食性天敵であるクロカタビロオサムシ(年1化)の個体群動態は遅れを伴っていない.本研究の結果,遅れを伴わないのは大発生後のクロカタビロオサムシの越冬期における生存率がわずか4.5%と低いこと,越冬期を生存した個体も分散してしまうと考えられること,が明らかとなった.一般的に被食者密度に依存して捕食者密度の増減が生じ,その捕食者の個体群動態には遅れを伴う.しかし,青森県八甲田山系において約10年に一度大発生するブナアオシャチホコ(年1化)とその捕食性天敵であるクロカタビロオサムシ(年1化)の個体群動態は遅れを伴っていない.本研究の結果,遅れを伴わないのは大発生後のクロカタビロオサムシの越冬期における生存率がわずか4.5%と低いこと,越冬期を生存した個体も分散してしまうと考えられること,が明らかとなった.2007年に青森県八甲田周辺でブナアオシャチホコの大発生が見られた。また,その天敵であるクロカタビロオサムシの大発生も確認された.クロカタビロオサムシの密度変動には時間的な遅れが生じていない状況と原因を明らかにするため,以下の野外調査を行った.・ブナアオシャチホコの密度・発育状況調査をフラストラップを用いて定期的に調査を行った.・クロカタビロオサムシの成虫も7月下旬以降に大発生し,そのピーク期である8月上旬にピットフォールトラップを用いた標識再捕法により個体群密度の推定を行った.Jolly-Seber法を用いて計算を行った結果,16.3±8.0(s.d.)個体/m^2という高い値が得られた.・10月以降に,クロカタビロオサムシの新成虫の越冬状況を把握すべく,越冬個体の掘り出し調査を行った.地表から深さ530cmでクロカタビロオサムシを発見でき,生存個体41個体と死亡個体18個体を掘り出した.生存率は69.5%となり,生存個体の密度は11.2個体/m^2であった.・越冬期の死亡要因と死亡率を把握するため,掘り出した成虫の一部を植木鉢に埋め込み地中に埋設した.これら一連の野外調査において,ブナアオシャチホコ大発生期にクロカタビロオサムシも大発生していることが改めて確認できた.また,大発生後の次世代についても越冬前においては高い密度で生存していることが確認できた.翌年の成虫発生期の挙動について注意深く今後の調査を行う.クロカタビロオサムシの成虫・幼虫の基礎的な発育速度・繁殖量等を飼育実験によって把握するための準備を以下のように行った.・大量飼育の方法が確立されているヨトウガをクロカタビロオサムシ飼育用のエサとすることとし,中央農業総合研究センターよりヨトウガの分譲を受け,飼育実験を行うためのインキュベーター等を準備し,エサとなるヨトウガの飼育を始めた.青森県八甲田標高約650mのブナ林を調査地とした.2007年および2008年の8月上旬にピットフォールトラップを用いて標識再捕法を行い,成虫の個体群密度を調べた.2007年10月下旬に3,4m2および2008年6月中旬に4.0m2の地面を深さ約30cmで掘り返し地中の個体密度を調べた.2007年10月末から11月頭にかけてその年に地中から掘り出したクロカタビロオサムシを1個体ずつ1つの植木鉢(口径18cm,深さ17cm)の底に埋め,32鉢を鉢ごと調査地の地面に埋め込んだ.2008年7月以降にそれらの植木鉢から出現する成虫個体数を調査し,8月頭に全ての鉢を掘り出して鉢の中の状況を調べた.標識再捕の調査結果からJolly-Sever法を用いて個体群密度を計算した結果,2007年8月上旬は16.3個体/m2,2008年8月は0.035個体/m2となり,密度は1/466に減少した.2007年10月の掘り出し調査では,全56個体を確認し,うち38個体が生存,18個体が死亡個体であった(全個体密度は16.5,生存個体密度は11.2個体/m2).2008年6月の掘り出し調査では,2個体の生存個体しか捕獲されなかった(生存個体密度は0.5個体/m2).鉢埋め実験では,2008年7月9日以前に既に5個体が地表に出現しており,その後8月3日までに17個体が地表に出現した.そのうち2個体は地中浅くに再び潜っていた.残りの10個体については全て死亡しており,白い菌糸状のものに包まれているものがほとんどであった.2007年に土中で羽化した個体のうち32.1%は越冬前(10月下旬)までに死亡した.掘り出し結果から2007年越冬前(10月下旬)から2008年成虫出現期前(6月中旬)までの死亡率は95.5%となり,そのうち病気による死亡率は31.25%,原因不明の消失が64.25%となった.

一方,土中で羽化した個体の密度16.5個体/m2を1000個体として,2008年8月に実際に観測された成虫個体密度0.035個体/m2を比例式で求めると2.12121個体となり,上記表の結果から繁殖参加成虫数の92.5%が地表出現後にその場で繁殖せずに移出したと考えられた.ピットフォールトラップを用いたクロカタビロオサムシ成虫生息密度調査では,2009年の成虫発生数がそれまでより極端に少なくなり生息密度が計算できなかった.単純にトラップに捕獲された成虫数を比較すると,100トラップ・24時間あたりの捕獲数は2007年8月636.7個体,2008年8月10.0個体,2009年8月0.4個体となった.2007年の大発生時に比べ約1600分の1の捕獲劾率であった.2008年秋から2009年夏までの地中におけるクロカタビロオサムシ成虫の越冬消失率を調べるために,成虫の脚にナイロン製釣り糸を括り付けて2008年秋に地表から約30cmの深さに埋設した.供した個体数は22個体であった.2009年7月に実験個体の掘り出しを行った.実験を完了できたのは21個体分であった.生き残った個体はわずか1個体のみであった.その他は全て糸に脚だけが括り付けられた状態で掘り出され,その周辺にその他の脚や鞘翅などが散らばっている状態で掘り出された.越冬成虫の消失率は95.24%であった。状況から判断して捕食された可能性が高いと推察された.2008年までの調査実験結果から計算された越冬中における消失率は95.5%にのぼり,そのうち31.25%が病気による消失率と計算され,残りの64.25%が原因不明であった.今年度の調査結果から野外における越冬中のクロカタビロオサムシは高い捕食圧に晒されていることが明らかとなったため,原因不明の消失のほとんどは捕食者による捕食によって消失したものと推定できる.別の調査においてモグラ類・トガリネズミ類の生息が確認されている。これらがクロカタビロオサムシの捕食者となっている可能性が高いと考えられる.
MRIアーチファクトフリー生体用合金の開発

体積磁化率が水(約-9ppm、SI単位系)とほぼ同じで磁気共鳴(MR)画像中で磁化率アーチファクト(偽像)フリーであるAu-28Pt合金に、生体親和性の高いNbを添加することで、Au-28Pt合金より約50%程度硬く、アーチファクトフリーであるAu-xPt-8Nb合金(x=5、10)を開発した。この合金は、高い機械的特性を必要とする、より広範な医療用金属製デバイスに適用可能と考えられた。体積磁化率が水(-9ppm、SI単位)とほぼ同じで、MRIアーチファクトフリーであるAu-28mass%Pt合金を基に、生体適合性に優れるとされる元素X(2010年7月の特許公開までは非公開とする)を加えた様々な組成のAu-Pt-X合金を試作した。それら合金のアーチファクトを評価するとともに、磁気天秤で磁化率を測定した。その結果、0から40mass%Ptの範囲でアーチファクトフリーである組成が存在すること、その体積磁化率が水に近いことを発見した。なお、これら組成の第3元素濃度はほぼ一定であった。これらアーチファクトフリー合金のうち、500°Cでは圧延困難であった高Pt濃度の合金を、新たに導入した熱間圧延用ロールを用いて700°Cで圧延したところ、十分な圧延性を示した。一方、特に高Pt合金では1000°Cでも溶体化が不可能であり、単相状態の合金の特性を評価することはできなかった。また、溶解まま材に700°Cでの時効硬化処理を行ったところ、低Pt合金では明確な硬化を示したが、高Pt合金では硬化が認められない組成もあった。これは高Pt合金では溶解まま状態で明確に2相あるいは3相に分離していたためと考えられた。時効硬化処理後の硬さが最も大きい合金はビッカース硬さで約220を示し、時効硬化処理後のAu-28mass%Pt合金の約140より大きく硬化した。機械的特性評価用試験片を作製する方法として鋳造による棒状試験片の作製を試みたが、Pt濃度が20mass%以上の合金は現有の高周波誘導鋳造機では融解することができず、試験片作製を断念した。この3元合金の状態図は存在しないため融点は不明だが、より大型の高周波誘導鋳造機かアーク溶解鋳造機を用いれば、試験片作製の可能性はある。体積磁化率が水(-9ppm、SI単位)とほぼ同じで、MRIアーチファクトフリーであるAu-28mass%Pt合金を基に、生体適合性に優れるとされるNbを加えた様々な組成のAu-Pt-Nb合金の磁化率を測定した。その結果、Au-xPt-8Nb合金(xは5から40)の磁化率が水とほぼ同じでアーチファクトフリーとなることを確認した。また、磁化率は測定できていないが、MR像からAu-50Pt-8Nb合金もアーチファクトフリーであり、Au-Pt-8Nb合金は幅広いPt濃度でアーチファクトフリー合金となることがわかった。この合金のビッカース硬さを評価した結果、5および10Pt合金でAu-28Pt合金より50%程度高い硬さを示し、Au-28Pt合金の弱点の一つである機械的特性の向上が可能であることがわかった。Pt濃度が増加すると合金の硬さは減少してAu-28Ptと同程度となったため、機械的特性の点からは5および10Pt合金が実用化に有利であると考えられた。また、700°Cでの熱間圧延の結果、Pt濃度が増加すると圧延が困難であったため、加工性の点からも5および10Pt合金が実用化に適していると考えられた。この合金は鋳造によって部材に成型することも考えられるため、アルゴン雰囲気高周波誘導加熱鋳造機を用いた鋳造性の評価を行った結果、5、10および15Pt合金は歯科用タイプIV金合金およびAu-28Pt合金と同様の高い鋳造性を示したが、20Pt合金は溶解できなかった。この点からも、Au-5Pt-8Nb合金とAu-10Pt-8Nb合金が実用化に適した合金であると考えられた。1.第4元素としてRhの微量添加による変化を調べた。結晶粒微細化が認められたことから加工性向上が期待できたが、同時に硬さが減少したため、加工性改善手法としては不適切と考えられた。一方、Rh添加による磁化率の変化はわずかであった。2.第4元素としてRhの微量添加による相構成の変化は認められず、溶体化は実現できなかった。3.Au-Pt-8Nb合金を構成するα1相(Au側)とα2相(Pt側)の格子定数を調べた結果、α1相は全体のPt濃度(C(Pt))にあまり依存しなかったが、α2相はC(Pt)に負の依存性を示した。このことから、増加したPtはほとんどα2相に吸収されると考えられた。

また、EDX分析の結果、α1相の組成はC(Pt)にあまり依存しなかったが、α2相ではC(Pt)増加にともないAu濃度が減少し、Pt濃度が増加していた。この組成を元に、両相の平均価電子数(e/a)を求めたところ、α1相ではC(Pt)増加にともないe/aが減少して1に近づいた。α2相でも同様に減少したが、両相のe/aを比較するとα2相の方が大きかった。4.研磨した表面をSEM観察すると、α1相の方が優先研磨されていた、硬さと耐摩耗性は必ずしも一致する性質ではないが、組成が近似していることから、α1相の方が軟らかいと推定された。5.以上より、C(Pt)増加にともないα1相のe/aが1、すなわちAuに近づいた結果、硬さもAuに近づいて軟化することで、合金全体が軟化したと推定された。この仮説が正しければ、この3元合金のC(Pt)増加にともなう軟化はスピノーダル分解により生じるα1相が原因であり、通常の熱処理では解消しないと考えられた。したがって、この3元合金でもっとも高い機械的特性を示すのはC(Pt)が低い合金、例えばAu-5Pt-8Nb合金と考えられた。
近傍界測定によるプリント回路基板の遠方EMIの推定

高速ディジタルプリント回路基板からの放射性EMIを近傍界測定から推定するために「バスライン」と「クロックライン」を対象として研究を行なった。まず単一クロックラインについて、有限で切り欠きのあるグランド面を持つ基板からの遠方放射界について、信号線直下の帰路配線幅を変化させてコモンモード電流と電波半無響室3m距離における遠方界強度を測定し、配線インダクタンスの違いによるコモンモード発生につき検討した。その結果、筆者らが論文発表したコモンモード発生機構に基づき帰路配線幅を広げる事によるグランドインダクタンスの低下から予測されるコモンモード電流の低減量および遠方EMI低減量と実測結果は良い一致を見た。従って、有効にコモンモード放射を低減するための帰路線路幅につき、実用上の設計指針を得た。次に、2本の信号線につき、規則クロックおよび擬似ランダムデータを用いてタイミング制御によりEMIを低減する方法を考案し、グランド幅が十分広いとみなせる場合と、グランド幅が狭くコモンモード放射が支配的になる場合の両方につき、EMI低減効果が理論的に予測されるものと良く一致する事を示した。さらに本方式は、多数本の信号線からなるバスラインについても有効に作用することが理論的には確認された。実験的確認のための4層基板を試作し、データジェネレータを用いた実験により、コモンモード電流、近傍電磁界および遠方EMIについて効果が確認された。まず、単一信号線につき、周期的クロックのみではなく、ディジタルの「ランダムデータ」による放射をモデル化した。RZおよびNRZデータ電圧スペクトルについて任意波形を信号の立上りと立下りに分解して、タイミングを考慮してそれぞれのスペクトルを合成する事により、1dB以内の誤差で予測可能である事を実測とシミュレーションにより示した。さらに電圧から近傍界スペクトルを0.5dB以内の誤差で予測可能である事を示した。すなわち、要素分解により合成スペクトル全体が表現できる事を明らかにした。次に、複数信号線につき、やはり要素分解した電圧波形から合成した近傍界スペクトルが、実測と良く一致する事を示した。また信号のタイミングのずれによるレベル変動をミュレーションにより精度よく再現した。さらに、有限で切り欠きのあるグランド面を持つ基板につき、近傍界測定から基板上電流分布を推定し、その結果から遠方界を予測して実測と比較した。全面グランド基板と切り欠き基板、および一部帰路電流を確保した基板につき、近傍界からの予測結果と遠方界実測結果を比較した結果、EMI強度の変動の推定誤差は3dB以内と良好であった。ただし遠方界強度自体の推定誤差が38dB程度あるため、次年度はさらにコモンモードの発生機構、電流予測、および遠方界計算について精度向上を図る。その結果、筆者らが論文発表したコモンモード発生機構(IEICE Trans.Commun.,E83-B,3)に基づき帰路配線幅を広げる事によるグランドインダクタンスの低下から予測されるコモンモード電流の低減量および遠方EMI低減量と実測結果は良い一致を見た。本方式は、多数本の信号線からなるバスラインについても有効に作用することが理論的には確認されたので、実験的確認のための4層基板の試作と駆動信号源の準備を行なった。遠方EMIについての効果の確認は現在進行中であり、同様の効果が得られるものと考えられる。
哺乳類の性決定における母体の栄養代謝環境の研究

哺乳類の性は、Y染色体の有無により先天的に決まると考えられており、後天的な「環境」の影響は考慮されてこなかった。一般的に、エピゲノムは「環境」と「遺伝子」をつなぐメカニズムであるとされる。性決定を制御するエピゲノムが明らかになったことにより、遺伝的な性決定に加えて、新たに「環境」が性決定の要因となると申請者は考えた。申請者は、哺乳類の性決定における「環境」は母体であると考え、母親の栄養状態が「胎仔生殖腺の代謝」を制御し、エピゲノムを介して性を決定すると仮説を立てた。ヒストンの脱メチル化酵素であるJMJD1Aを欠損したマウスは、Y染色体を持つにもかかわらず、完全な性転換および部分的な性転換である半陰陽が混在する。つまり、Jmjd1a欠損マウスは雌雄への分化が拮抗しており、環境要員を選別するツールとして有用である。種々の条件を検証した結果、妊娠中の母親に飼料Bを与えたマウスは100%の割合で性転換を生じることを見いだした。母体の栄養を受容する胎仔の代謝経路を明らかにするために、遺伝子発現解析を実施し、生殖腺体細胞で高発現する17個の代謝関連遺伝子を同定した。CRISPR-Cas9を用いたゲノム編集により17個の代謝関連遺伝子のノックアウトマウスを作製し、脂肪酸代謝の律速酵素を欠損したマウスがJmjd1a欠損マウスの性転換効率を上昇させることを見出した。今後、代謝変化とSryの関係をエピゲノム動態の観点から解析する。ヒストン脱メチル化酵素の一つJmjd1aはヒストンのメチル化修飾を外し、Sryを活性化する。Jmjd1aを欠損したマウスは、雌雄への分化が拮抗した状態になり、Y染色体を持つにもかかわらず、卵巣を2つもつ性転換、性転換が不完全な半陰陽、性転換しない雄が混在する。ところが、食餌条件によりJmjd1a欠損マウスの栄養代謝環境を変化させて性転換効率を調べたところ、特定の飼料を与えたマウスは100%の割合で性転換を生じることを申請者は見出した。本年度は、妊娠母体の栄養代謝環境が胎仔の性決定に与える影響を明らかにするために、Jmjd1aヘテロ欠損マウスのメスを過排卵惹起して採卵し、Jmjd1aヘテロ欠損マウスのオスの精子と人工授精した受精卵を偽妊娠マウスの卵管に移植する人工授精の実験系を確立した。この実験系により、妊娠母体に均一の条件で代謝変化を与えることが可能となる。受精卵を偽妊娠マウスへ移植した後に、高脂肪食(HFD)、カロリー制限食(CR)、酢酸(Acetate、アセチル化の基質)および、DCA(解糖系の阻害剤)を与えて生まれてきた個体の性別と遺伝子型を評価した。結果として、全ての実験群で性転換をする個体が優位に生まれることが判明した。今後、性転換が優位に生じる原因を究明していく。哺乳類の性決定と代謝の関係を明らかにするためCRISPR-Cas9によるゲノム編集技術を駆使し、未分化生殖腺体細胞で高発現する17個の代謝関連遺伝子のノックアウトマウスを作成した。本年度は、17遺伝子中15個のノックアウトマウスの作成を完了した。今後、作成したマウスが性転換を示すかどうかを評価し、さらには代謝変化により性転換を示すメカニズムをエピゲノムの観点から解析していく。遺伝子を機能不全にするノックアウトマウスを作成する手段として、タンパクをコードする領域に、Flagタグと終始コドンを挿入し、遺伝子の途中でタンパクの翻訳を止め、Flagタグにより改変されたタンパクを検出する方法を確立した。本手法は高効率にノックアウトマウスを作出することが可能なため、本年度中に、目的とする遺伝子のノックアウトマウスの大部分(15/17遺伝子)を作成することに成功している。表現型の解析は遅れているが、本年度作出したマウスを人工授精により交配していくことで、迅速に目的の遺伝子型のマウスを作出し、表現型の解析を実施していく。

今後、代謝変化とSryの関係をエピゲノム動態の観点から解析する。引き続き、ノックアウトマウスの作製を行う。作製が完了したマウスに関しては、順次、性転換の有無を生殖器の構造と、胎仔期の生殖腺体細胞のSox9とFoxl2の免疫染色により評価する。表現型の解析は遅れているが、本年度作出したマウスを人工授精により交配していくことで、迅速に目的の遺伝子型のマウスを作出し、表現型の解析を実施していく。胎仔生殖腺の発生を母体外で再現するための実験方法として、全胚培養法の実験系の確立を行う。この実験系を確立した際には、作出したノックアウトマウスで性決定に表現型が見出されたものをサンプルとして用い、代謝変化がもたらす性決定への影響を精査する。具体的には、エピゲノム修飾に必要な基質の投与や、培養液の組成を脂肪酸過多やグルコース過多にすることにより、性転換したマウスの表現型のレスキューを試みる。初年度に計上した、大型機器の選定が進まなかったために、次年度へ繰越すことになった。次年度に研究機器の選定と導入を進める。また、飼育する動物の頭数が当初より増加することが想定されるため、次年度にマウス飼育費用を計上する予定である。
ゴミ焼却炉用集塵機内の混相流動によるバグフィルタ摩耗機構に関する研究

本研究は集塵機内の混相流動機構及びバグフィルタ磨耗機構を解明し,これに基にして集塵装置の最適設計とフィルタの寿命が科学的にできるようにすることを目的に行った.高速粉流体の流体衝突角度と単繊維摩耗量との関係を調べ,考察の結果,エロージョン摩耗によることが判明した。摩耗と関係する因子を整理し相関式を求めた。衝突角度30度,45度の低角度のものが他の高角度のものに比べると摩耗量に関係する破壊荷重の低下が著しいことがわかった。ついで実際のフィルタ繊維を通過する流体の流れ様相と粉塵粒子のフィルタ衝突角度および速度の統計的分布についてPIV(Particle Image Velocimetry)を使って計測した。バグフィルタは集塵機を模した小型混相流体の流動観察装置に取り付けた。バグフィルタが支持板に接触している表面では粒子が多く跳ね返っていることが分かった。メッシュの小さいフィルタは容易に目つまりを起こし,目つまりが始まると衝突角の小さい粒子は目つまりをしていない孔に向かって加速されて通過することが分かった。このような粒子が多いところではアブレーシブエロージョン摩耗が促進されることも判明した。粉塵粒子がバグフィルタに衝突する角度は必ずしも排ガス主流とは一致せずあらゆる角度で衝突している。排ガス主流に対してバグフィルタ表面はあらゆる傾き角度を持つわけであるが,その傾き角(設置角α)の違いが粒子のフィルタ衝突角度頻度分布に影響する。摩耗に寄与する衝突角の粒子数が最大になる場合はバグフィルタ表面がどのような設置角度を持っているときかを詳しく調べた。その結果,設置角が45度のとき衝突角が45度より浅い角度の衝突粒子が多くあり,アブレーション摩耗が起こりやすいことが分かった。さらに粉塵を含んだフィルタの正確な摩耗量が必要であったが,磁性粉体を導入し,飽和磁化量を測ることによって摩耗量を的確に求められる新しい計測法を提案し,確認実験をした.ショットピーニング装置を用いポリイミド,耐熱ナイロンのバグフィルタの摩耗試験を行った結果,ポリイミドの方が集塵効率が高いことがわかった.強磁性体粒子の一つである純鉄を用いてバグフィルタの摩耗量を測定することに成功した.本研究は集塵機内の混相流動機構及びバグフィルタ磨耗機構を解明し,これに基にして集塵装置の最適設計とフィルタの寿命が科学的にできるようにすることを目的に行った.高速粉流体の流体衝突角度と単繊維摩耗量との関係を調べ,考察の結果,エロージョン摩耗によることが判明した。さらに粉塵を含んだフィルタの正確な摩耗量が必要であったが,磁性粉体を導入し,飽和磁化量を測ることによって摩耗量を的確に求められる新しい計測法を提案し,確認実験をした.ショットピーニング装置を用いポリイミド,耐熱ナイロンのバグフィルタの摩耗試験を行った結果,ポリイミドの方が集塵効率が高いことがわかった.強磁性体粒子の一つである純鉄を用いてバグフィルタの摩耗量を測定することに成功した.本研究は集塵機内の混相流動機構及びバグフィルタ摩耗機構を解明し,これを基にして集塵装置の最適設計とフィルタの寿命が科学的にできるようにすることを目的に行った。小型モデルの集塵機装置を設計して,バグフィルタを通過する気流と粉塵の局所流速分布,粉塵の付着量,磨耗量を計測できる装置の作成を行った。完成した集塵装置に,可視化システムを装着して,フィルタ繊維と粉塵粒子がどのような形態で衝突するかを観察できるかどうかを検証した。流体解析市販ソフトを使って集塵機模型内にノズルから放出した大きさの違う粉塵を混入した場合のシミュレーション計算を行い,流線と流跡線を求めた。その結果,障害物に衝突する状況下では流体の流れから粒径が増すにつれて粒子の軌跡がずれる様子が示された。バグフィルタ内の粉塵の付着量とバグフィルタの摩耗量を区別して正確に測定する方法として,集塵のモデルとして磁性体を使用する方法を提案した。

この方法の有用性を実証するために,サンプルの繊維集合体のバフに磁性体を付着させ,振動試料型磁化測定装置を使って,粉塵の付着量,バフの摩耗量の測定ができることを示した。摩耗試験機を使って,摩耗距離,摩耗速度および荷重を変化させて,バフの圧粉体に対する摩耗量を調べた。その結果摩耗付加条件の違いによる摩耗量の変化を測定できた。現在ごみ焼却炉から出た粉塵を含む有害ガス,ダイオキシン及び重金属など,高効率で除去できる優れた方法として,バグフィルタが広く用いられている。ところがこのフィルタには粉塵摩耗による寿命があり,交換時期を誤ると煙突から汚染空気が排出してしまうという災害が発生する。この問題を科学的に解決すべく,本研究は粉塵粒子によるフィルタ繊維の粉塵摩耗メカニズムの解明を目指している。今年度,具体的には,高速粉流体の流体衝突角度と単繊維摩耗量との関係を調べ,エロージョン摩耗によることが判明した。摩耗と関係する因子を整理し相関式を求めた。衝突角度30度,45度の低角度のものが他の高角度のものに比べると摩耗量に関係する破壊荷重の低下が著しいことがわかった。ついで実際のフィルタ繊維を通過する流体の流れ様相と粉塵粒子のフィルタ衝突角度および速度の統計的分布をPIV(Particle Image Velocimetry)を使って計測した。その結果,目つまり前と目つまりしているときの混相流体のフィルタ近傍の流れの違いが明らかになった。この違いは粉塵粒子の払い落とし方法,周期が寿命に関係することを示唆するものと考えられる。さらに粉塵を含んだフィルタの正確な摩耗量が必要であったが,磁性粉体を導入し,飽和磁化量をはかることによって摩耗量を的確に求められる新しい計測法を提案し,確認実験をした。本研究は集塵機内の混相流動機構及びバグフィルタ磨耗機構を解明し,これを基にして集塵装置の最適設計とフィルタの寿命が科学的にできるようにすることを目的に行った。高速粉流体の流体衝突角度と単繊維摩耗量との関係を調べ,考察の結果,エロージョン摩耗によることが判明した。ついで実際のフィルタ繊維を通過する流体の流れ様相と粉塵粒子のフィルタ衝突角度および速度の統計的分布についてPIV (Particle Image Velocimetry)を使って計測した。バグフィルタは集塵機を模した小型混相流体の流動観察装置に取り付けた。バグフィルタが支持板に接触している表面では粒子が多く跳ね返っていることが分かった。メッシュの小さいフィルタは容易に目つまりを起こし,目つまりが始まると衝突角の小さい粒子は目つまりをしていない孔に向かって加速されて通過することが分かった。このような粒子が多いところではアブレーシブエロージョン摩耗が促進されることも判明した。粉塵粒子がバグフィルタに衝突する角度は必ずしも排ガス主流とは一致せずあらゆる角度で衝突している。排ガス主流に対してバグフィルタ表面はあらゆる傾き角度を持つわけであるが,その傾き角(設置角α)の違いが粒子のフィルタ衝突角度頻度分布に影響する。摩耗に寄与する衝突角の粒子数が最大になる場合はバグフィルタ表面がどのような設置角度を持っているときかを詳しく調べた。
DNAの構造柔軟性をもった金属および半導体ソフトマターの創出

DNAをテンプレートとする方法によって、金属ナノ粒子の合成に関する研究を行い次のような成果が得られた。DNAヒドロゲルを反応場にして水中での金属イオン吸着とイオンの還元に基づく低環境負荷な方法で、既知の方法では最小サイズに相当する金ナノ粒子(平均粒子サイズ:2.8 nm、粒子分布:±1 nm)を調整した。DNA自己組織化を応用して、コイル状に凝縮した金粒子から構成された平均外径100 nm内径37 nmの金ナノコイルを成形した。金または銀のナノ粒子を含んだ薄膜でできた微細小胞構造体の成形にも成功した。金属や半導体から構成されたナノ粒子に柔軟性と秩序ある構造変化を起こす自己組織化の能力をもった新物質を作り出すことを目的に、DNA凝縮剤との相互作用によりDNAの折り畳みと、それに伴う秩序ある折り畳み構造体の形成に関する以下の(1)(3)のような研究を実施し成果を得た。(1) DNAの無機化:サケの白子から抽出した平均重合度2万のDNAに、水溶液中で金属(金・銀・白金・パラジウム・銅・ニッケル)イオンを吸着させ、これをホウ水素化ナトリウムで還元することでDNAを鋳型として金属を析出させることができた。しかし、水素よりイオン化傾向が大きいニッケルの場合、一旦生じた黒色の物質は水に溶解し目的とする金属化DNAを単離するには至らなかった。同様にしてカドミウムイオンを吸着したDNAにS2-イオンを作用させ、硫化カドミウムを析出させた無機化DNAを得た。(2)無機化DNAの折り畳みと柔軟な無機化DNAの調製:カドミウムイオンを吸着したDNAまたは硫化カドミウムによって無機化されたDNAは、DNAに対するカドミウムイオンのモル比に応じて、しなやかなコイル状態から折り畳まれたグロビュール(顆粒)状態へと変化することが蛍光顕微鏡観察で確認できた。(3)電子顕微鏡による無機化DNAの評価:得られたコイル状態の無機(CdS)化DNAは、平均直径12 nmほどのワイヤー状の物質で、DNA高分子鎖上に直径35 nmの硫化カドミウム粒子が吸着された構造であることが確認できた。この無機化DNAは、直径100 nmのDNA結合性シリカ粒子には巻きつくことができないが500 nmの粒子には巻き付ける程度の柔軟性を有していることが判明した。無機化DNAの柔軟性は、カドミウムイオンの濃度が大きい状態ではDNAの折り畳みが進みかつDNAに結合するカドミウム粒子の数が増すほど失われる。金によって就職されたDNAも硫化カドミウムのときと同様の傾向であった。DNAがドーナツ状に巻き取られた構造体も金属化または無機化できた。25年度に概ね達成できたと評価された研究計画(A)柔軟な無機化DNAの調製の成果に基づいて、(B)(E)の計画を次のように実施し成果を得た。研究計画(A)において、昨年度実績報告書にて立案した無機化DNAのフィルム状への加工は、DNAゲルからなるフィルムの調製に成功したので、計画(E)無機化DNAゲルの調製としてこれを基にすることとした。(B)無機化DNAの折り畳みで形成される微粒子の形状制御:金属を使って無機化(溶液中でDNAに金属イオンを吸着させ水素化ホウ素ナトリウムで金粒子に還元することで調製)したDNAの柔軟性について、DNA凝縮剤を用いて調べた。その結果金属のイオン化ポテンシャルに応じて、イオン化ポテンシャルの小さなAu, Pt, Ag, Pdは安定に金属化でき、DNAと同様に柔軟にサイズが数百nm程度の粒子に折り畳むことができた。一方、Niを用いると生成した金属粒子が不安定で水に溶解してしまうことが判明した。半導体CdSで無機化したDNAも同様な粒子を生成した。部分的に折りたたまれた無機化DNA構造体は蛍光顕微鏡観察による評価が困難であった。C)無機化DNAの折り畳み構造体の形状と物性の関係:計画(B)で得られた貴金属(Au)化されたDNA粒子の触媒活性について、p-ニトロフェノールの還元反応を促進することを見出した。半導体(CdS)化された粒子は蛍光特性をもつことを見出した。(D)無機化DNA折り畳みの外部制御:外部刺激によって無機化されたDNAの「折り畳み」⇔「解き解し」双方向の構造変化を制御できるソフトな無機材料を調製することを目指したが、蛍光顕微鏡による評価は難しく新たな評価法が必要であることが明らかになった。(E)無機化DNAゲルフィルムの調製:原料DNA溶液を薄膜上にしてゲル化を行うことで、厚さ数ミリメートルのフィルム上DNAゲルを得た。DNAから作られる親水性DNAゲルを鋳型に用いて、(1)貴金属(金,銀,パラジウム,銅)イオンの吸着、(2)金属イオンの還元の2段階で、貴金属ナノ粒子をソフトマターであるDNAゲル中に調整する方法を見出した。この方法では、貴金属イオンの吸着条件と還元反応条件の2つを制御することによって、平均粒径が1.54.5 nmの範囲にある微細でかつ粒度分布の小さな貴金属ナノ粒子を作ることができた。複数の金属イオンをDNAゲル中に吸着させてこれを金属に還元すると、金ー銀、金ーパラジウムのような合金ナノ粒子を調整することにも成功した。合金の金属混合割合は、金属イオン吸着段階のイオン混合比を変化させることで制御可能である。

さらに、一旦DNAゲル中に単一金属ナノ粒子を調整しておき、再び別の金属イオン吸着と還元を繰り返すことで、初めのナノ粒子表面に別の金属層を析出させた層状構造の複合金属ナノ粒子も開発できた。生成物は電子顕微鏡によるHAADF-STEM解析によって確認した。今回見出したナノ粒子は、粒子のサイズや組成の制御が容易で、ソフトマターである親水性ゲル中で扱えるという材料科学的な特長を有している。さらに、室温大気条件下に水溶液中で実施できること、生物や環境に対する有害性の少ない材料を使用すること、水産加工廃棄物から調製されるDNAの有効利用になることなど、グリーンケミストリーの視点からも優れたものである。得られた単一金属、合金、または層状複合金属ナノ粒子は、親水性DNAゲルマトリックスのまま水溶液中で化学反応の触媒として用いることができた。このため、粒子の会合、拡散、使用後の回収など取り扱い上の問題もない。DNAをテンプレートとする方法によって、金属ナノ粒子の合成に関する研究を行い次のような成果が得られた。DNAヒドロゲルを反応場にして水中での金属イオン吸着とイオンの還元に基づく低環境負荷な方法で、既知の方法では最小サイズに相当する金ナノ粒子(平均粒子サイズ:2.8 nm、粒子分布:±1 nm)を調整した。DNA自己組織化を応用して、コイル状に凝縮した金粒子から構成された平均外径100 nm内径37 nmの金ナノコイルを成形した。金または銀のナノ粒子を含んだ薄膜でできた微細小胞構造体の成形にも成功した。当初設定した目標に対して、設定目標を100%達成できた(◎判定)ものは次のとおりである。(B)無機化DNAの折り畳みで形成される微粒子の形状制御で設定した二つの目標のうち、無機化DNAの折り畳みで金DNA複合体粒子および硫化カドミウムからなる半導体化DNA粒子についてはものを作り出せた。(E)無機化DNAゲルフィルムの調製の目標は、貴金属ナノ粒子または半導体ナノ粒子で修飾した薄膜状DNA複合体を安定に調整できた。この方法は、低エネルギー消費型の水溶液中プロセスであるために、今後グリーンプロセスへの応用が期待できる。次の項目は、材料のスコープアンドリミテーションを明らかにでき、当初目標の70%以上達成できた(○判定)と判定できる。貴金属(Au, Pd, Ag)化された粒子が水溶液中で還元反応および酸化反応のグリーンプロセス触媒として有用である。半導体(CdS)化された粒子はDNAとの相互作用で蛍光強度の低下が認められた。研究の達成度が69%以下(▲判定)である項目は次のとおりである。部分折り畳みされた構造を含む金属(Au, Ag)化および半導体(CdS,e)化されたDNA構造体の研究では、製品の評価方法が確立できなかった。半導体化においてセレン化反応を調べることができなかった。以上総合すると、◎2項目、○2項目、▲2項目となり、全体として○の判定とした。村田・ジンチェンコ研究室@名古屋大学化学平成27年度は、研究計画の最終年度として2年間に蓄積した達成度の高い目標成果をもとに、DNAを基盤とした金属や半導体のソフトマターが実現可能な材料であり、特にグリーン・サスタイナブルプロセスを支える材料として実用性の高いものであることの実証について目標を絞り込む。
数論的多重対数予想の解決を担う新しい直交多項式系の創成とパデ近似

対数関数を拡張した複素関数に多重対数関数,通称ポリログと呼ばれるものがある.これはリーマンゼータ関数と深く関連することが良く知られている数論的に意味のある関数である.また理論物理学でもひんぱんに登場するものである.このポリログに関して,我々は任意の次数をもつ代数的数におけるs重ポリログおよび1から成るs+1個の複素数に対する有理数体上の一次独立性を証明した.これは,該当するs重ポリログはすべて無理数であることを系として従える強い結果である.実際にどのような無理数の値が得られるかという実例の計算例も含めた査読付き論文として出版した.Yu. NesterenkoやT. Rivoalといったパデ近似の専門家による近年の先行研究と同じ手法に負うものではなく,直交多項式の考察を活用するという着眼により昔の手法を発展させたものであって,卓越した新規性をもつ.これらは鷲尾勇介氏,伊藤勝氏,および,フランスパリ大学教授のS. David氏らとの共同研究であり,現在の知見から証明される数学的な内容としては殆ど最高の成果であろう.実際の証明にはある行列式が非零値を持つことが重要であり,一般化されたHankel行列式が非零値を持つための必要十分条件に対する先行研究を詳しく調べることに到ったS. David氏との共同での考察がクリティカルであった.さらにこの証明法を応用して,n個の代数的数においての通常の自然対数の値に対する有理数体上の一次独立性および,近似度と呼ばれる定量的な情報も,大阪大学の川島誠氏との共同研究成果として得ることができた.これもディオファントス方程式への応用が期待されるシャープな近似である.なお,引き続き別のディオファントス近似,特に超一様分布に関する手法を用いての考察を用いると顕著な進展がみられるという観察にも到った.多重対数関数の数論的性質に関する大予想に接近するための独創的な手法を開発することが,本課題の最大の目的である.この予想に近づくための主たる手法と思われるパデ近似およびディオファントス近似に関して,海外共同研究者であるParis大学のS. David氏を平成27年10月末から11月初旬にかけて日本大学理工学部に招聘し,代数的な新手法を構築するべく研究討議をかわした.共著論文をまとめている処である.またStrasbourg大学のY. Bugeaud氏, F. Luca氏(Mexico数学研究所から南アフリカのWitwatersrand大学に異動)と研究討議を開始した.S. David氏とはp進の場合の数論的多重対数の値の数論的性質に対する議論も併せて進展させている.F. Luca氏との討議内容は,線形回帰数列を底とした指数方程式の整数解の評価において用いられた手法の発展を含むが,平成28年度にはこれををいっそう進展させる計画である.なお,ドイツのOberwolfach数学研究所を訪問し,パデ近似についての情報収集することを実施している.平成27年度の開催予定であったディオファントス問題と周辺分野に関する研究集会を,諸般の都合で平成28年度の開催に変更し,本課題の進展のために有用な情報収集をおこなう計画を進めて,主な講演者を決めた処である.日程は平成29年1月7日・8日・9日の3日間であり,上記のS. David氏,Y. Bugeaud氏, F. Luca氏に加えてParis大学名誉教授のM. Waldschmidt氏を基調講演者として日本大学理工学部に招聘予定である.国内からの講演者も20名程度を予定している.研究代表者の所属大学で,講演者20数名,参加者50名100名程度の国際研究集会を開くための準備に時間を要したため,研究集会の開催は平成27年度から平成28年度に変更することになった.それにも拘らず課題の研究はおおむね順調に進みつつある.特にS. David氏との本年度の共同研究は,代数学的な議論を用いてRemainder関数の部分分数展開についての精密な評価を,過去のパデ近似の研究代表者の先行研究に適用するというアイデアに負うものである.これはDavid氏の招聘が研究費のお陰でタイムリーに実施されて,研究討議が平成28年度ではなく平成27年度中に実施されたためであり,今後のパデ近似の総合的な理論を改良し統括するような実りある研究への示唆を与えられる重要な発展に結びつくと思われる.超幾何級数の特殊値についての問題や,E関数やG関数に対する応用も,この手法によって考究することを新たに計画に加えて進めつつある.当該年度には,非常に著しい研究の進展があった.第一の仕事は代数体のうえで,任意個の一次独立な多重対数の構成を系として従えるような,一般的判定条件およびその定量的な結果を与えたことである.研究構想は以前より存在したが,研究講演会等で講演や議論をするごとに新しい知見を得て,定量化を含む精密な記述に到ったものである.当該成果は有理数体を含む高次の代数体における一次独立な多重対数の最初の具体例をあげたものとなり,有理数体に制限をした場合でも過去のNikisinの結果などの先行研究を改良する内容になった.研究代表者はイタリアにおけるディオファントス問題の国際研究集会「Leuca 2016」の基調講演者として招かれ,当該成果の発表をおこない,ドイツの数学研究所(Mathematisches Forschungsinstitut Oberwolfach)でのディオファントス近似の研究集会にも招聘されて討議を実施し,座長も務めた.論文は印刷中である.第二の成果は下記の通りである.