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低原子価ルテニウム錯体の特色を生かした接触的炭素ー炭素結合生成反応の開発

低原子価ルテニウム錯体に特徴的なRu(0)【double arrow】Ru(II)触媒サイクルによる新規炭素ー炭素結合生成反応を検討し以下の新しい知見を得た。1.Ru(COD)(COT)(COD:シクロオクタジエン,COT:シクロオクタトリエン)を触媒するアセチレンとノルボルネン類との反応を検討し,線状多環化合物の合成を行った。ノルボルナジエン二量体を出発物質として用いまずその両側に[2+2]付加反応を行ない,7環化合物(1__)を85%の収率で得た。さらに(1__)をクアドリシクランと反応させることにより、一挙に13環化合物(2__)を合成し,(2__)の両側にさらに[2+2]付加反応させることにより15環化合物の合成に成功した。(3__)は分子量936,融点350°C以上の耐熱性を有する、剛直な擬梯子状化合物である。2.Ru(COD)(COT)錯体を用いて、ハロゲン化ビニルのビニル化反応を検討し、βーブロモスチレンとアクリル酸メチルとの反応により(E,E)ー5ーフェニルー2,5ーペンタジエン酸メチルを高収率で得た。また、パラジウムでは全く反応しない,βークロロスチレンも反応することを見出し,ルテニウムの高い酸化的付加能力を実証し,塩化ビニル誘導体とオレフィンとの脱塩化水素カップリング反応に道を拓いた。3.アセチレンとオレフィンとの鎖状二量化反応を検討し,Ru(COD)(COT)を触媒として用いたジフェンルアセチレンとN,Nージメチルアクリル酸アミドとの反応により、共二量化物である(2E,4Z)ー4,5ージフェニルペンタジエン酸アミドが95%以上の収率で得られることを見出した。これらの反応は、配位子、置換基、反応条件に極めて敏感であり、配位子、置換基と反応条件の適合性が良い場合には、収率、選択性共に100%に近いものが得られるが,少しでもこの条件から外れると収率は低下し事実上反応が停止することを見出した。即ち,ルテニウム錯体触媒を用いる場合にはパラジウム触媒の場合よりも,電子的および立体的因子の効果を鋭敏に反映する。
傾斜機能材料の物理・化学「傾斜機能材料の傾斜化プロセス」

組成および組織の傾斜化プロセスを確立するため,前年度に引き続き固相法,液相法,気相法についての研究を進めると共に,新しいプロセスとして有機前駆体法と原子沈降法についても検討を加え,それらの傾斜化プロセス条件を明らかにした。(1)放電プラズマ焼結法においては,温度傾斜による焼結条件を高温材料の合成にも適用し,中心部から周辺部へ靭性の傾斜分布したWC/WC-Co超硬材の合成に成功し,本焼結法が傾斜機能材料の合成に有効であることを実証した。(2)粒子制御配列法においては,前年度完成した粒子配列システムについて作動条件および配列精度を検討した結果,数10μmオーダーの粒子配列が可能であることを確認し,またソフトウェアを含めた傾斜配列パターンのパーコレーション特性の定量化のためのシステムを構築した。(3)W-coのような反応熱が小さく従来では燃焼合成が出来ない系について,高周波加熱用カーボンシートを利用した試料の予備加熱機構を導入して,新しい加圧合成燃焼法を確立し,本法が傾斜化に有効であることを示した。(4)ゾル-ゲル法により合成された固溶体組成傾斜Ti_<1-x>V_xO_2薄膜電極が優れた安定性を有し,可視光応答を示す画期的な光半導体電極として期待できることを示した。(5)MA複合粉末のプラズマ溶射においては,得られたSi-Ge傾斜皮膜について熱処理が皮膜の組織結晶性の改善および特性の向上に有効であることを示すとともに,面内連結傾斜皮膜が全計測温度範囲において優れた出力特性を示した。(6)ポリシラザン(SiCNH)などの高分子前駆体からMoSiN-MoSiCN傾斜セラミックスの合成法を開発し,本方法で得られた2D-C/C上の傾斜被覆が優れた耐酸化性を有することを明らかにした。(7)ナノ・メゾスケールの傾斜材料を合成するプロセスとして,超重力場(100万gレベル)下の原子の沈降を利用した新しい方法を開発し,本方法を用いてBi-Pb傾斜構造合金やガラスの合成に成功した。理論的に設計された傾斜機能分布関数に従った組成あるいは組織の傾斜化を実現するための各種材料創製技術を開発しそのプロセス原理を確立することを目的として、放電プラズマ焼結法、粒子制御配列法、加圧燃焼合成法、ゾル-ゲル法およびMA-プラズマ溶射法などによる傾斜機能材料の合成を行った。(1)最近注目されている放電プラズマシステムは、焼結温度の傾斜化を比較的容易に形成できる特徴を有し、焼結温度の異なるセラミックス/金属、高分子/金属などの様々な物質系の傾斜機能材料合成に適していることが判明した。具体的にはZrO_2(3Y)/Ni、ZrO_2(3Y)/SUS、ポリイミド/Cu系傾斜機能材料を合成した。(2)粒子制御配列法は、形状やサイズにあるいは性状を制御した粒子(特に単一粒径のもの)を、三次元的に設計されたパターンに従って配列することによって、傾斜機能化による新しい機能を発現させるプロセスである。平成8年度は本法を実現するための単分散粒子の作製と粒子配列制御装置の設計を行った。パルス圧力付加オリフィス噴射法を用いて、粒径、表面性状および内部組織をコントロールしながら、熱電変換用傾斜機能材料に用いるBi-Sd系球形単分散粒子を作製し、さらに、生成粒子の焼結接合条件を明らかにした。(3)粒状固体を加圧媒体とする加圧燃焼合成法は、長時間の高温処理により相転移あるいは化学反応が引き起こされるような非平衡物質の傾斜化に適していることが分かった。本法により、ダイヤモンド/サ-メット系傾斜機能材料を合成した。(4)ゾル-ゲ法を傾斜機能光半導体薄膜電極の作製に適用して傾斜機能材料合成の有効性を確認できた。チタニアコロイドを合成し、ネサガラス基板への塗布と熱処理を行うことにより、粒径がそれぞれ0.6及び0.2ミクロンのチタニア粒子からなる多孔質薄膜電極を作製した。光電極特性を評価した結果から、チタニア粒子には充分なバンド傾斜が形成されていることが分かった。(5)メカニカルアロイング(MA)により微細かつ均質に混合された複合熱電材料粉末をプラズマ溶射する、いわゆるMA-プラズマ溶射法により、傾斜機能熱電厚膜素子を作製した。MA-プラズマ溶射法のプロセスを検討し、Fe-Si/Si/Ge系についてのドープ元素傾斜化と積層化を実現した。理論的に設計された傾斜機能分布関数に従った組成あるいは組織の傾斜化を実現するために、前年度に引き続いて放電プラズマ焼結法、粒子制御配列法、加圧燃焼合成法、ゾル・ゲル法およびMA-プラズマ溶射法について、機能発現の成否を踏まえつつその傾斜化プロセス条件を明らかにした。(1)前年度に明らかにした任意の組成傾斜を得るための放電プラズマ焼結条件のもとに、十分な熱伝導率を電気絶縁性を合わせ持つポリイミド(AlN)/Cu系傾斜機能材料を合成した。高熱伝導特性を得るためのポリイミド中へのAlNの混合量、放電プラズマ焼結時の温度傾斜条件、加圧条件などを明らかにした。(2)粒子制御配列法においては、格子点100x100の正方形パレットに3種類の球形の単分散粒子を任意に配列可能な粒子配列システムを完成させた。本システムを用いて任意の規則的あるいは無秩序は配列パターンをを構築できることを実証した。また、パルス圧力付加オリフィスインジェクション法によりBi-Sb系熱電変換材料の単分散粒子を作製しその焼結条件を明らかにした。

(3)前年度に開発した燃焼合成/動的疑似等方圧縮法により、TiB_2/Si/ダイアモンド系傾斜機能材料を合成した。さらに、新たに反応熱の小さい系にも適用できる靜的疑似等方圧縮法を考案し、WC-Co系傾斜機能材料を合成した。(4)前年度はTiO_2/VO_2系傾斜機能型半導体薄膜電極材料をゾル・ゲル法により合成し、それが可視光範囲で十分な光応答を示すことを実証した。今年度はさらにプロセス制御を精密に行い、最適な組成傾斜条件を確立した。傾斜組成分布の勾配が大きいほど、光-電気変換効率が増大することを示した。(5)MA粉を用いた減圧下プラズマ溶射によりSi-Ge厚膜を作製し、酸素量の低減化による性能指数の改善を確認した。また、Pドープ量を傾斜化した3層積層体を合成し、微量元素の添加制御のための原料MA粉の調製条件ならびにそのプラズマ溶射による傾斜機能膜の作製条件を明らかにした。組成および組織の傾斜化プロセスを確立するため,前年度に引き続き固相法,液相法,気相法についての研究を進めると共に,新しいプロセスとして有機前駆体法と原子沈降法についても検討を加え,それらの傾斜化プロセス条件を明らかにした。(1)放電プラズマ焼結法においては,温度傾斜による焼結条件を高温材料の合成にも適用し,中心部から周辺部へ靭性の傾斜分布したWC/WC-Co超硬材の合成に成功し,本焼結法が傾斜機能材料の合成に有効であることを実証した。(2)粒子制御配列法においては,前年度完成した粒子配列システムについて作動条件および配列精度を検討した結果,数10μmオーダーの粒子配列が可能であることを確認し,またソフトウェアを含めた傾斜配列パターンのパーコレーション特性の定量化のためのシステムを構築した。(3)W-coのような反応熱が小さく従来では燃焼合成が出来ない系について,高周波加熱用カーボンシートを利用した試料の予備加熱機構を導入して,新しい加圧合成燃焼法を確立し,本法が傾斜化に有効であることを示した。(4)ゾル-ゲル法により合成された固溶体組成傾斜Ti_<1-x>V_xO_2薄膜電極が優れた安定性を有し,可視光応答を示す画期的な光半導体電極として期待できることを示した。(5)MA複合粉末のプラズマ溶射においては,得られたSi-Ge傾斜皮膜について熱処理が皮膜の組織結晶性の改善および特性の向上に有効であることを示すとともに,面内連結傾斜皮膜が全計測温度範囲において優れた出力特性を示した。(6)ポリシラザン(SiCNH)などの高分子前駆体からMoSiN-MoSiCN傾斜セラミックスの合成法を開発し,本方法で得られた2D-C/C上の傾斜被覆が優れた耐酸化性を有することを明らかにした。(7)ナノ・メゾスケールの傾斜材料を合成するプロセスとして,超重力場(100万gレベル)下の原子の沈降を利用した新しい方法を開発し,本方法を用いてBi-Pb傾斜構造合金やガラスの合成に成功した。
登熟期高温耐性遺伝子の作用機作の解明

高温登熟による白未熟粒の発生を抑えるハバタキが持つ第3染色体に座上するQTL,qTW3-2の原因遺伝子を絞り込み、RNAiによる相補性試験を行った。相補性試験は完了しておらず、原因遺伝子の特定には至っていない。しかし、候補領域には、ハバタキにのみ挿入された遺伝子が在存していた。この遺伝子は、未熟種子を用いた発現解析で、ハバタキ型の系統を高温で登熟させたときにのみ発現し、平温での発現はほとんど無かった。したがって、高温での登熟で、この遺伝子の発現が白未熟粒の発生を抑えている可能性が高いと考えられる。近年の温暖化による登熟期の高温のために、イネに白未熟粒が多発しており、それを防止するために登熟期高温に耐性を持つQTL・遺伝子の特定と導入が必要である。インド型品種のハバタキは、高温下で白未熟粒の発生が少ないため、QTL解析とファインマッピングによりその原因遺伝子の特定を行っている。計画書の時点では、遺伝子がほぼ確定されたと思われたが、その後解析に間違いが見つかったため、原因遺伝子の絞込みを継続しており、現在C3HT1からC3HT4の、4遺伝子に絞りこむことができた。これら4遺伝子を含む領域が分離した準同質遺伝子系統を高温条件と平温条件で育て、開花後5日目の幼果からRNAを調整し、RNAシーケンスにより遺伝子発現量を調べたところ、これら4遺伝子のうち、C3HT4のみに、2倍以上の発現量の差が見られた。ササニシキ型の分離系統では、高温条件でも平温条件でも発現量に差が無かったのに比べて、ハバタキ型分離系統では、高温条件では平温条件の約2.5倍の発現が見られた。このQTLでは、ハバタキ型の分離系統で高温に耐性になるが、ハバタキ型の分離系統でのみ、高温でC3HT4の発現が高まることから、形質と発現様式が一致する。また、ハバタキとササニシキで、C3HT4のプロモーター部分の構造が異なり、ササニシキ型では約6kbpが欠損していた。同様に、全遺伝子の発現量を解析した結果、ササニシキ型では高温で発現が減少し、かつ高温でササニシキ型に比べてハバタキ型で発現が上昇する遺伝子が39個認められたが、そのうち11個が熱ショック蛋白質遺伝子であることが分かった。現状では、この結果が意味があるかどうかは不明だが、QTLの原因遺伝子がハバタキ型の場合には、熱ショック蛋白質遺伝子の発現低下を抑えることにより、高温による白未熟粒発生をくい止めている可能性があり、今後重点的に解析するための指針となる。計画書の時点では、原因遺伝子を1つにまで絞り込むことができ、ほぼ特定されたと思われたが、この遺伝子の発現量を調べたところ、遺伝子型が異なる準同質遺伝子系統間においても、また高温処理においても差が無いことから、原因遺伝子と考えにくかった。そこで、過去のデータを検証したところ、解析に間違いが見つかり、絞込み範囲が、遺伝子を20個程度含む範囲に広がった。そこで本年度も、原因遺伝子の絞込みを継続し、現在C3HT1からC3HT4の、4遺伝子に絞りこむことができた。今後、原因遺伝子の絞込みは継続する。また、この絞り込む前の遺伝子20個程度を含む準同質遺伝子系統を用いて、RNAシーケンスにより遺伝子発現量を調べたところ、この4遺伝子のうちの一つであるC3HT4が発現量が変化していた。この遺伝子が原因遺伝子の可能性が高いが、予断を持たずに、検証してゆく必要がある。同様に、RNAシーケンスにより、全遺伝子の発現量調査を行い、熱ショック蛋白質遺伝子等の特定の遺伝子群が、このQTLの原因遺伝子により発現調節を受けている可能性が見られた。これらの遺伝子群について今後重点的に発現を監視する。近年、登熟期の高温によるイネの白未熟粒多発が問題となっている。インド型品種のハバタキは高温下でも白未熟粒の発生が少ないため、そのQTLと原因遺伝子を明らかにして、登熟期の高温に強い品種育成の基礎とする。昨年度、C3HT1からC3HT4までの4遺伝子にまで絞り込んだと報告したが、その後の解析で、ハバタキにはC3HT3とC3HT4の間に、約6kbpの領域が挿入されており、その中に遺伝子らしき構造が含まれていたことから、これをC3HT5とした。このC3HT5遺伝子は、その構造から転写因子である可能性が高い。また、この遺伝子は、ササニシキの幼果では、登熟中の気温にかかわらず、ほとんど発現しておらず、平温で登熟したハバタキの幼果でもほとんど発現していなかったが、高温で登熟したハバタキの幼果でのみ、発現量が大きく増加していた。高温により発現が誘導されることから、C3HT5が高温耐性QTLの原因遺伝子である可能性が高い。マップベースでのQTL領域の絞り込みを続けており、本年度は、C3HT1およびC3HT4を切り離せる染色体乗換え系統が得られた。本年度の後代検定により、これら2遺伝子が原因であれば、原因遺伝子が確定する。しかし、C3HT2, C3HT3, C3HT5の間を切り離す染色体乗換え系統は出現せず、原因遺伝子がこの中に含まれる場合には特定には至らず、領域が30kbpに絞り込まれることになる。

C3HT2, C3HT3, C3HT4, C3HT5については、RNAiによる発現抑制コンストラクトを作成し、日本晴(C3HT4のみ)と、QTL候補領域がハバタキ型に分離した準同質遺伝子系統に導入した。また、C3HT5については、ユビキチンプロモーターによる過剰発現コンストラクトを作成し、ササニシキに導入した。系統により異なるが、再分化からT1世代種子がとれる段階になっている。マップベースでの遺伝子の絞り込みはあまり進展していない。しかし、公表されている日本晴等のゲノムシーケンスに含まれていない遺伝子が、ハバタキに挿入されていることが新たに見いだされ、しかもそれが高温登熟条件でのみ発現していることから、原因遺伝子に行き当たっている可能性が高い。その場合には、遺伝子特定に進展すると思われるが、これが原因遺伝子で無い可能性も残っており、現時点ではやや遅れているとの判断である。RNAiによる発現抑制や過剰発現による遺伝子組換えによる原因遺伝子特定については、順調に進んでいるが、研究期間中にT2世代での結果が出るかどうかは微妙である。一部の遺伝子(C3HT4等)では可能と思われるが、一部は間に合わない可能性がある。遺伝子組換え系統での遺伝子発現を調べることにより、このQTLの原因遺伝子が転写調節因子であり、他の例えば熱ショックタンパク質のスイッチを入れているかどうかの可能性を調べることができ、発現調節機構の一部は明らかになる可能性が高い。高温登熟による白未熟粒の発生が問題になっており、これを抑えるハバタキが持つ第3染色体に座上するQTL,qTW3-2の原因遺伝子を特定するために、相補性試験を行った。この試験では、ササニシキに原因遺伝子候補を含むハバタキ領域が入った準同質遺伝子系統を用いて、RNAiにより遺伝子発現抑制を行い、高温耐性が失われる遺伝子を探す。その結果、組換えT2世代で遺伝子がホモで導入された系統と、導入されていないヌル系統を得たが、検定を行う種子の登熟が間に合わず、原因遺伝子の特定には至っていない。しかし、候補領域には、ササニシキや日本晴には存在しておらず、ハバタキにのみ挿入されている遺伝子C3HT5が在存していた。この遺伝子は、未熟種子を用いた発現解析で、ハバタキ型の系統を高温で登熟させたときにのみ発現し、平温での発現はほとんど無かった。したがって、高温での登熟で、この遺伝子の発現が白未熟粒の発生を抑えている可能性が高いと考えられる。qTW3-2の効果として、ササニシキ型では高温に弱いが、ハバタキ型になると高温に耐えられるようになる。RNAシーケンスにより、候補領域がササニシキ型の系統では高温で発現量が減少するが、ハバタキ型では高温でも発現量の減少が少ない遺伝子を探すと、熱ショックタンパク質が多く含まれており、ハバタキ型では、高温下でも保護作用が働いている可能性がある。qTW3-2原因遺伝子がハバタキ型だと、高温下でも遺伝子機能の低下が起きにくくなり、その結果デンプン合成が順調に進むことにより、白未熟粒の発生が抑制されるのではないかと考えている。高温登熟による白未熟粒の発生を抑えるハバタキが持つ第3染色体に座上するQTL,qTW3-2の原因遺伝子を絞り込み、RNAiによる相補性試験を行った。相補性試験は完了しておらず、原因遺伝子の特定には至っていない。しかし、候補領域には、ハバタキにのみ挿入された遺伝子が在存していた。
トーラス系高密度プラズマでの電子バーンシュタイン波の総合的理解

トーラス系核融合プラズマで、カットオフ密度を超えるような超高密度の高温プラズマに対する加熱や電流駆動として、電子バーンシュタイン波(EBW: Electron Bernstein Wave)が脚光を浴びている。トーラス系プラズマでのEBWの励起の方法として、弱磁場からのXモード入射、弱磁場からのOモードの斜め入射、強磁場からのXモード入射が提案されている。本研究では内部導体装置Mini-RTにおいて、プラズマ中の高周波直接計測手法を用いて、この3つの方法に対して、短波長であり後進波であるという、EBWとしての特徴を有する波動の検出に成功し、EBWの励起手法としての有効性を実証した。高密度プラズマの加熱方式として電子バーンシュタイン波(EBW)が世界的に注目されている。大型核融合プラズマ実験装置では、EBWによると予想されるプラズマの加熱が観測されている。またEBWからの逆プロセスとして励起される電子サイクロトロン周波数帯の電磁波をプラズマ表面で測定することにより、EBWの励起を間接的に測定している。しかし、プラズマ中に励起されたEBWを直接測定してはいない。一方、小型の内部導体装置Mini-RTでは、プラズマ中に高周波測定用のアンテナを挿入することにより、EBWを直接測定している。特に、EBWの静電波成分だけではなく、外部アンテナから入射された電磁波成分の測定や、極短パルス電磁波入射による群速度の測定を通して、EBWの励起メカニズムを同定し、理論との比較を行っている。なおトーラス系プラズマでのEBWの励起の方法として、以下の3通りが挙げられる。(1)弱磁場からのXモード入射で、カットオフ領域を超えて強磁場サイドのXモードを介してのEBWへのモード変換(FX-SX-Bと呼称)(3)強磁場からのXモード入射によるEBWへのモード変換(SX-Bと呼称)内部導体装置Mini-RTでは、「(1)FX-SX-B」の方式に関してEBWの研究を行ってきた。一方、球状トカマクやヘリカルプラズマでは、主に「(2)O-SX-B」の方式でのEBWの励起を考えている。またより効率良くEBWを励起するには「(3)SX-B」の方式も有効である。今年度の研究では、Mini-RTで研究・開発してきたEBWの直接測定の手法のうち、(2)と(3)を用いたEBWの励磁実験を開始した。特にO-SX-B方式では、磁力線に対する電磁波の入射角に最適値がある。実験でも、入射角を変化させながらEBWの測定を行ったところ、EBWの短波長波動が検出される角度が存在し、定性的にO-SX-B方式でのEBW変換を観測できた。また光線追跡コードも開発しており、理論予測と実験結果の比較を行っている.このような内部導体トーラス装置での電子バーンシュタイン波に関する実験的研究および理論・解析との比較は、電子バーンシュタイン波のモード変換に関する基礎研究としての意義は大きく、ヘリカルやトカマクなどの他のトーラス装置への適用に関して指針を与えるものである。カットオフ密度を超える超高密度のプラズマ加熱や電流駆動として、トーラス系核融合プラズマ(球状トカマク、ヘリカル、RFP、内部導体など)で電子バーンシュタイン波(EBW: Electron Bernstein Wave)が脚光を浴びている。本研究では、EBW波の励起方法として挙げられている3つの方法の実験的検証を目的としている。2弱磁場側からのO波斜め入射(O-SX-B変換)3強磁場側からのX波入射(FX-B変換)小型の内部導体装置Mini-RTでは、プラズマ中に高周波測定用のアンテナを挿入することにより、EBWを直接測定する手法を確立した。FX-SX-B変換では、急峻な密度勾配が必須であるので、磁気面形状を操作して入射実験を行った。その結果、EBWの特徴である短波長で静電的な波の同定に成功した。次に、O-SX-B変換は、磁力線との入射角度に最適値があり、その許容領域が狭いことが理論的に指摘されている。そこでプラズマに対するアンテナの入射角を可変にすべく、アンテナ位置を操作し、最適な入射角度を実験的に調べた。その結果、短波長の波が観測できる最適入射角が理論値とほぼ一致した。最後に、FX-B変換の実験を行うべく、トーラス中心近傍に励磁アンテナを設置し、強磁場側からX波を入射た結果、やはり短波長の波の励起が確認された。これらの3つの場合において、EBW波の励起を実験的に観測できた。一方、トーラス磁場中での電磁波の励起を解析すべく、FDTD法による電磁波解析コードを開発した。またMini-RTではBi-2223

高温超伝導線材を使用したが、最近その開発が著しいReBCO線材を用いたコイルの製作に着手し、約1.3倍の起磁力の増強が図られると共に、300時間以上の十分長い電流減衰時定数を有するコイルが開発できた。内部導体装置や球状トカマク、さらにはヘリカル装置において、高密度プラズマの加熱方式として電子バーンシュタイン波(EBW)が世界的に注目されている。球状トカマクやヘリカル装置では、EBWによると予想されるプラズマの加熱が観測されているが、プラズマ中に励起されたEBWを直接測定してはいない。一方、小型の内部導体装置Mini-RTでは、プラズマ中に高周波測定用のアンテナを挿入することにより、EBWを直接測定している。本研究では、EBWの励起メカニズムを同定し、理論との比較を行い、EBWの総合的理解と解明を目指している。トーラス系プラズマでのEBWの励起の方法として、1弱磁場からのXモード入射(FX-SX-B)、2弱磁場からのOモードの斜め入射(OーSXーB)、3強磁場からのXモード入射(SX-B)の3通りがある。内部導体装置Mini-RTでは、「1FX-SX-B」の方式に関してEBWの研究を行ってきた。また最近は、2と3を用いたEBWの励磁実験を開始した。特にOーSXーB方式では、磁力線に対する電磁波の入射角に最適値がある。実験でも、入射角を変化させながらEBWの測定を行ったところ、EBWの短波長波動が検出される角度が存在し、定性的にOーSXーB方式でのEBW変換を観測できた。一方、光線追跡コードおよびFDTD法による電磁界解析コードを開発した。特にFDTD法では1次元および2次元コードを開発し、短波長のEBWにモード変換することが計算的に確認できた。また内部導体装置Mini-RTの内部導体コイルの特性改善を目指して、ReBCO線材を用いた高温超電導コイルを製作した。特に、ReBCO線材コイルと永久電流スイッチとの組み合わせにより、電流減衰時定数が200時間以上という高性能コイルであることが確認できた。本研究では、3つの方法によるトーラス系での電子バーンシュタイン波(EBW)の励起・伝搬・加熱特性を総合的に理解することを目指している。我々はすでにFX-SX-B方式でのEBWの励起・伝搬特性を解明した。本年度は、他の2つの方式である、O-SX-B方式およびFX-B方式にチャレンジしている。特に、内部導体装置のみならず球状トカマクやヘリカルなどのトーラス装置でも高い関心が持たれているO-SX-B方式では、磁力線に対する電磁波の入射角に強く依存することが指摘されている。そこで我々は、真空容器内で可変の入射アンテナを用いて、プラズマへの入射角を変化させ、EBWの励起・伝搬特性を調べた。その結果、EBW励起に最適な伝搬角度が存在することが判った。また光線追跡コードを開発し、理論的にEBWの伝搬特性を調べると共に、実験との比較も開始した。25年度が最終年度であるため、記入しない。所期の目的である3つの方法による電子バーンシュタイン波の直接計測に向けて実験がスタートでき、初期的な結果が得られた。また電子バーンシュタイン波の励起・減衰に対するFDTD法による計算機コード(1次元と2次元)を開発し、モード変換による電子バーンシュタイン波の励起を確認できた。さらにReBCO線材を用いた超伝導コイルを製作し、所期の機能を有する高性能な高温超電導コイルであることが確認できた。
1990年熱帯林資源調査を用いた熱帯林減少と木材貿易の計量経済学的研究

今日世界的な環境問題として注目を浴びている熱帯林の減少は、過剰な焼畑耕作、放牧、薪炭採取、木材伐採、そして火災などが主要な要因だと考えられている。しかしその相対的な重要性を特定するのは、直接間接の要因が絡み合っているため、たやすくない。本報告では、熱帯林の減少の要因を計量経済学の手法、すなわち重回帰分析を用いて整理する。具体的には、熱帯林に関するデータとして、基本的に1993年に発表されたFAOの「1990年森林資源評価:熱帯諸国」を、また、木材の生産・輸出のデータとしては、FAOの「林業年鑑」を用い、国単位で横断面分析を行った。また森林減少面積を分析するに当たって、なんらかの形で規模要因を除去する必要がある。本報告では、森林減少は人間の営みであるとの立場から、一人当たりの説明変数を用いて、一人当たりの森林減少面積を分析した。本報告の最終的な成果によれば、一人当たりの森林減少面積は、森林面積、農地面積、既伐採面積と新規伐採面積の多い国ほど、大きくなる。牧場面積はこれに対して逆に作用し、牧場面積の多い国ほど森林減少は少なくなる。牧場が非伝統的焼畑や不法耕作のターゲットになることによって森林減少のバッファーとして機能しているのかもしれない。森林バイオマスは負の係数となった。森林が豊かであるほど森林減少面積は小さいことになる。人口増加も正で有意の係数となった。これも妥当であろう。アメリカ・ダミ-は正、アフリカ・ダミ-は負となった。また、GNPなどの経済的な要因は森林減少と、有意な関係がないとの結論を得たが、散布図分析で明らかになったように、GNP水準に対して森林減少は逆U字型を描くためにここにおける線型の定式ではうまく把握できなかったためと解釈できる。これも妥当であろう。本年度はデータの入力を行うとともに、熱帯アジア地域の中でも最もデータの揃っていると考えられるフィリピンのデータを用いて分析を行った。具体的には1969年と1988年に行われたフィリピンの森林資源調査から計算した全国12地域の森林減少データを用い、関連すると思われる基本的な経済社会要因との関連について分析を行った。熱帯林の減少には、1)焼畑移動耕作、2)農地の拡大、3)過度な放牧、4)木材の盗伐、5)多大な燃材採取、6)用材伐採、7)火災などの直接的な要因と1)人口増加、2)経済成長、そして3)制度(農地の所有制度や森林の国有制そして森林利用の慣習の変化)などの間接的な要因が絡みあっている。ここでは森林減少が人的要因によって起きることに注目し、得られたデータを一人当たりの数値に変換してこれらの分析を行った。まず、土地面積、農場面積、森林面積それに丸太生産が、森林減少面積と高い相関を持った。これは一人当たりでみて、森林面積と森林減少面積の間に高い相関があり、他の変数も森林面積と高い相関を持つためと判断される。そこで変数間の関連を解きほぐすために多重回帰分析を行った。その結果によれば森林面積が多い地域、また非農林地の少ない地域で森林減少が大きいことが明らかとなった。具体的な森林減少に対する弾性値は森林面積がおよそ0.6、非農林面積がおよそ-0.6であった。その他に丸太生産の少ない地域ほど、またマニラからの距離の遠い地域ほど森林減少が多い傾向が認められた。しかしながらその相対的な重要性を特定するのは、直接間接の要因が絡み合っているため、たやすくない。

例えば輸出を主な目的とする商業的な用材伐採が原生林に道をつけ、より小規模でローカルな商業的伐採、あるいは自給目的の薪炭採取、そして焼畑耕作の侵入を可能にしているという事実がある。このような場合、最終的に焼畑耕作が熱帯林の減少に関与したとしても、どれがより重要な因子といえるのだろうか。本報告の目的は、熱帯林の減少の要因を計量経済学の手法を用いて整理することにあった。具体的には、熱帯林に関するデータとして、基本的に1993年に発表されたFAOの「1990年森林資源評価・熱帯諸国」を、また、木材の生産・輸出のデータとしては、FAOの「林業年鑑」を用い、国単位で横断面分析を行った。また森林減少面積を分析するに当たって、なんらかの形で規模要因を除去する必要がある。一つの方法は森林面積に対する森林減少面積の比率をとることである。森林面積の大きな国では森林減少面積も大きくなる可能性があるからである。しかし他方、充分に広い森林がある場合には、それ以上の森林があっても森林減少に影響を与えない可能性もある。したがって、他の条件が同一として考えたときに、森林減少面積が森林面積に比例するか否かは、先験的には何ともいえない。つまり、森林面積に対する森林減少率も、必ずしも適当な分析対象でない可能性があるということになる。本報告では、森林減少は人間の営みであるとの立場から、一人当たりの説明変数を用いて、一人当たりの森林減少面積を分析した。
尿素の分解過程で生成する固体中間生成物の高温雰囲気中における分解速度

燃焼排ガス中のNOxを除去するシステムとして尿素SCR法が実用化されている.このシステムでは尿素が高温の燃焼排ガス中で分解することにより生成するアンモニアをNOxの触媒上での還元に利用しているが,その分解過程で生成する固体の中間生成物が触媒上に堆積する可能性があり,特に始動時など排ガス温度が低い条件では問題になると考えられる.そこで本研究では,尿素および尿素の分解生成物の分解挙動について,排ガス中の水蒸気および触媒として利用されるゼオライトの影響も含めて,特に分解速度に着目して実験的に検討することを目的としている.平成30年度は,計画では尿素および尿素分解生成物としてビウレット,シアヌル酸,メラミン,アンメリド,およびアンメリンの高温雰囲気中での分解速度を測定することとしており,はじめに尿素の分解速度の温度依存性を計測し,その結果を基にアレニウスプロットを作成した.引き続き各種の尿素分解生成物についても同様に計測を行う予定であったが,次年度以降の研究計画が遂行できるかを確認するために,水蒸気雰囲気中での尿素の分解速度,および水蒸気雰囲気中でゼオライトが共存した場合の尿素の分解速度の測定も試みた.水蒸気供給装置には以前に試作したものを利用した.その結果,尿素の水蒸気雰囲気中での分解速度は,水蒸気を含まない雰囲気中の分解速度よりわずかながら大きくなるが,活性化エネルギーは変化しないこと,また水蒸気雰囲気中でゼオライトが共存した場合の尿素の分解速度は大幅に増加し,分解反応の活性化エネルギーも低下することを明らかにした.またこれらの計測を通して,次年度以降に計画している実験も問題なく遂行できることが確認された.平成30年度は,計画では尿素および尿素分解生成物としてビウレット,シアヌル酸,メラミン,アンメリド,およびアンメリンの高温雰囲気中での分解速度を測定することとしており,それに従いはじめに尿素の分解速度測定を実施したが,次年度以降の研究計画が遂行できるかを確認するために,水蒸気雰囲気中での尿素の分解速度,および水蒸気雰囲気中でゼオライトが共存した場合の尿素の分解速度の測定も試みた.その結果,問題なく実験を実施できることが確認でき,実験方法を確立することができたことから「おおむね順調に進展している」と判断した.平成31年度以降は同様の実験手法により尿素分解生成物としてのビウレット,シアヌル酸,メラミン,アンメリド,およびアンメリンの分解速度を測定することができると考えられる.平成30年度の実績から実験装置および実験方法はほぼ確立されたと考えられることから,平成31年度以降は,平成30年度と同様の実験手法により,主に尿素分解生成物としてのビウレット,シアヌル酸,メラミン,アンメリド,およびアンメリンの高温雰囲気中での分解速度,および水蒸気雰囲気中での分解速度を測定する.次いでゼオライトの影響についても調査していく.以上の結果を基に尿素の分解生成物の分解速度に対する水蒸気濃度の影響,ならびにゼオライトの効果について検討を進める.水蒸気供給装置については,以前試作したもので大きな問題はなかったため,同様なものを改めて製作し利用する予定である.燃焼排ガス中のNOxを除去するシステムとして尿素SCR法が実用化されている.このシステムでは尿素が高温の燃焼排ガス中で分解することにより生成するアンモニアをNOxの触媒上での還元に利用しているが,その分解過程で生成する固体の中間生成物が触媒上に堆積する可能性があり,特に始動時など排ガス温度が低い条件では問題になると考えられる.そこで本研究では,尿素および尿素の分解生成物の分解挙動について,排ガス中の水蒸気および触媒として利用されるゼオライトの影響も含めて,特に分解速度に着目して実験的に検討することを目的としている.平成30年度は,計画では尿素および尿素分解生成物としてビウレット,シアヌル酸,メラミン,アンメリド,およびアンメリンの高温雰囲気中での分解速度を測定することとしており,はじめに尿素の分解速度の温度依存性を計測し,その結果を基にアレニウスプロットを作成した.引き続き各種の尿素分解生成物についても同様に計測を行う予定であったが,次年度以降の研究計画が遂行できるかを確認するために,水蒸気雰囲気中での尿素の分解速度,および水蒸気雰囲気中でゼオライトが共存した場合の尿素の分解速度の測定も試みた.水蒸気供給装置には以前に試作したものを利用した.その結果,尿素の水蒸気雰囲気中での分解速度は,水蒸気を含まない雰囲気中の分解速度よりわずかながら大きくなるが,活性化エネルギーは変化しないこと,また水蒸気雰囲気中でゼオライトが共存した場合の尿素の分解速度は大幅に増加し,分解反応の活性化エネルギーも低下することを明らかにした.またこれらの計測を通して,次年度以降に計画している実験も問題なく遂行できることが確認された.平成30年度は,計画では尿素および尿素分解生成物としてビウレット,シアヌル酸,メラミン,アンメリド,およびアンメリンの高温雰囲気中での分解速度を測定することとしており,それに従いはじめに尿素の分解速度測定を実施したが,次年度以降の研究計画が遂行できるかを確認するために,水蒸気雰囲気中での尿素の分解速度,および水蒸気雰囲気中でゼオライトが共存した場合の尿素の分解速度の測定も試みた.その結果,問題なく実験を実施できることが確認でき,実験方法を確立することができたことから「おおむね順調に進展している」と判断した.平成31年度以降は同様の実験手法により尿素分解生成物としてのビウレット,シアヌル酸,メラミン,アンメリド,およびアンメリンの分解速度を測定することができると考えられる.

平成30年度の実績から実験装置および実験方法はほぼ確立されたと考えられることから,平成31年度以降は,平成30年度と同様の実験手法により,主に尿素分解生成物としてのビウレット,シアヌル酸,メラミン,アンメリド,およびアンメリンの高温雰囲気中での分解速度,および水蒸気雰囲気中での分解速度を測定する.次いでゼオライトの影響についても調査していく.以上の結果を基に尿素の分解生成物の分解速度に対する水蒸気濃度の影響,ならびにゼオライトの効果について検討を進める.水蒸気供給装置については,以前試作したもので大きな問題はなかったため,同様なものを改めて製作し利用する予定である.過去の研究で使用した試薬が残っており,新規に購入せずそれらを利用することができたため,および水蒸気供給装置は以前に試作していたものがほぼそのまま利用できたことから,修理に必要な部材を購入する必要がなかったためである.次年度は新規試薬の購入,および水蒸気発生装置の製作と関連装置(ヒータおよび制御装置,湿度計等)の購入に利用する予定である.
高等学校における不登校と“社会で生きていく力”支援プログラムの開発と追跡調査

平成29年度は、これまでに実施した調査結果をもとに、共同研究者を含めた研究者らとともに学会にて自主シンポジウムを実施した。その1つが、日本教育心理学会第59回総会における「高等学校における不登校への支援と“社会で生きていく力"-義務教育後の不登校支援のあり方-」(伊藤が企画・司会、相馬が報告者)である。ここでは、調査結果に加えて、海外の高等学校における支援の現状や管理職の立場からの支援の実際について議論が行われ、会場からの参加もあり有意義な報告となった。さらに、第14回子ども学会議(日本子ども学会学術集会)では、「不登校児童・生徒を対象とした「親子宿泊体験教室」の効果」(伊藤は第2報告者)という演目でポスター発表を行い、キャンプが子どもたちの生きる力を育む可能性について議論した。また、調査結果の一部をまとめた学会誌論文が受理された。『心理臨床学研究』には、「小中学校における不登校経験者の通信制高校卒業後の適応状況」が掲載された(伊藤は第2著者)。さらに、高校生に対する心理臨床的実践については、『奈良女子大学心理臨床研究』に「居場所としての校内カフェにおける実践報告ー課題解決に向けた取り組みー」(伊藤は総監修)をまとめた。高等学校における支援について、主に不登校や不適応への支援という切り口で、さまざまな報告を行うことができた。義務教育を終えた高等学校においても、不登校予備軍や中退予備軍、不適応生徒に対し、さまざまな支援を行っており、それらが「生きる力」につながっている現状の一端を明らかにすることができた。これまでの調査結果について、学会や学会誌に報告するとともに、その成果についての議論も続けており、平成30年度に行う研究計画もほぼできている。以上より、おおむね順調に進展していると考える。平成30年度は、これまでに引き続き、“社会で生きていくための力"支援プログラムの開発を行う。具体的には、以下の研究を実施予定である。(1)“学ぶ力"プログラム、“交わる力"プログラム、“心身の健康"プログラムを先行的に取り入れ実施している学校や支援施設(海外を含む)でのフィールド調査(フィールドとしては、クラーク記念国際高等学校および関西福祉大学附属金光藤蔭高等学校の協力を得る予定である)(2)協力校・支援機関との協力により、3つの力を高めるための支援プログラムについて開発する。(3)“社会で生きていくための力"支援プログラムを受けた生徒を対象に追跡調査を行い、実生活におけるそのプログラムの成果を具体的に検証する。「高校入学・卒業」という客観的状況だけではわからない“学ぶ力"“交わる力"“心身の健康"が身についているか、さらにその後の生活に生かされているのか、追跡調査により縦断的に明らかにする。本研究では、高校段階における不登校や中退、転学の現状を把握した上で、さまざまな教育活動が展開しやすい高等学校(とりわけ不登校経験者の多くが進路として選ぶ新しいタイプの高校)と協力し“学ぶ力"“交わる力"“心身の健康"という3つの観点から、不登校経験者に求められる“社会で生きていく力"を育成するプログラムの開発と検証を目的として研究を開始した。今年度は、1高等学校における不登校、中途退学の実態についての調査、2転学生徒の進路および転学先での適応状況についての調査、3不登校児童生徒に対し、先進的な取り組みを行っている支援機関の見学を主として行った。12については、不登校経験者が多く通うクラーク記念国際高等学校の協力により大規模調査を実施した。とくに入学した1年生に対し、年間2回の短期縦断調査を行い、中退や不登校に陥るリスクを抱える生徒と高校に適応して登校が継続できる生徒との違いが見出された。不登校の背景にいじめが関与していることも見出され、それらの成果は、一部を学会で報告した。またそれと同時に、不登校指導生徒に対する支援を行っている東京大志学園の取り組みに参与観察を継続的に実施し、今度も義務教育段階での支援の実際について情報収集を続けることの必要性を確認した。これらの成果の確認、および今後の計画については、研究分担者ならびに連携協力者とともに研究会を行い共有・検討を行った。不登校経験者への調査という、きわめてデータ回収が難しい調査を、縦断的に実施することができたという点で、研究計画も順調に進展しつつあると判断する。また、研究分担者・連携研究者との協力のもと、次年度に向けての計画の確認もできており、今後に向けての課題も見えている。文部科学省の不登校追跡調査によると、不登校経験者の高校進学状況が大きく改善された。しかし一方、中学卒業5年後においても人間関係や生活面、学力面での不安を抱えるものが多く、不登校支援のゴールである“社会的自立"が先送りにされている現状が明らかになった。本研究では、高等学校に焦点を当て不登校や中退の現状を明らかにした上で、不登校経験者に必要とされる“社会で生きていく力"として“学ぶ力(学力や自らの進路を選びキャリア形成していく力)"“交わる力(集団の中で対話し、ともに活動する力)"“心身の健康(折れない・あきらめない健全な心と体)"という3点を取り上げ、それらを支援するプログラムを開発することを目的とする。平成28年度は、広域通信制高校を対象に、高等学校における支援の実際や、その支援と現在の適応状況との関連等について検討する調査を実施した。またそれと同時に、“社会で生きていく力"の育成に力を入れている広域通信制高校の取組について、実地調査を行った。さらに、同校の卒業生と在校生を対象に、学校適応や自己受容などと高校での支援との関連について分析を行った。

加えて、さまざまな不適応状況を抱えた高校生が多く通う私立高校(全日制)では、生徒の学校適応とコミュニケーション力をつける試みとしてCOCOROカフェ(校内での居場所スペース)の開設活動に関わった。以上の研究成果については、学会誌や紀要論文として報告するとともに、学会でも報告を行った。調査も順調に進み、高等学校の現場での実地調査も始まっている。平成29年度は、さらなるアンケート調査とインタビュー調査の両面から進める予定である。これらの研究の成果は、著書、論文、学会発表が行われ、平成29年度も引き続き、行う予定である。以上より、おおむね順調であると考える。平成29年度は、これまでに実施した調査結果をもとに、共同研究者を含めた研究者らとともに学会にて自主シンポジウムを実施した。その1つが、日本教育心理学会第59回総会における「高等学校における不登校への支援と“社会で生きていく力"-義務教育後の不登校支援のあり方-」(伊藤が企画・司会、相馬が報告者)である。ここでは、調査結果に加えて、海外の高等学校における支援の現状や管理職の立場からの支援の実際について議論が行われ、会場からの参加もあり有意義な報告となった。さらに、第14回子ども学会議(日本子ども学会学術集会)では、「不登校児童・生徒を対象とした「親子宿泊体験教室」の効果」(伊藤は第2報告者)という演目でポスター発表を行い、キャンプが子どもたちの生きる力を育む可能性について議論した。また、調査結果の一部をまとめた学会誌論文が受理された。『心理臨床学研究』には、「小中学校における不登校経験者の通信制高校卒業後の適応状況」が掲載された(伊藤は第2著者)。さらに、高校生に対する心理臨床的実践については、『奈良女子大学心理臨床研究』に「居場所としての校内カフェにおける実践報告ー課題解決に向けた取り組みー」(伊藤は総監修)をまとめた。高等学校における支援について、主に不登校や不適応への支援という切り口で、さまざまな報告を行うことができた。義務教育を終えた高等学校においても、不登校予備軍や中退予備軍、不適応生徒に対し、さまざまな支援を行っており、それらが「生きる力」につながっている現状の一端を明らかにすることができた。これまでの調査結果について、学会や学会誌に報告するとともに、その成果についての議論も続けており、平成30年度に行う研究計画もほぼできている。以上より、おおむね順調に進展していると考える。“社会で生きていくための力"支援プログラムの開発が大きな目的である。そのために、27年度に調査したデータを分析し、それに基づいて今後に必要な調査研究を追加したい。また、“学ぶ力"プログラム、“交わる力"プログラム、“心身の健康"プログラムを先行的に取り入れている学校や支援施設(海外を含む)として、アメリカミズリー州の取組について情報収集し、研究会を持つ予定である。さらに、義務教育段階での不登校支援の取り組みを先進的に行っている京都市立洛風中学校に見学に行く予定も決定している。また、上記3つの力を育成する「身体表現」プログラムの開発にも着手する計画を立ち上げている。
一次元導体3セレン化ニオブの高純度結晶の試作

本研究の目的は一次元導体の典型物質である3セレン化ニオブについて、残留抵抗比の大きな結晶を試作し、高純停結晶内での電荷密度波のダイナミックスの研究に供することである。原材料の吟味、気相成長に用いる石英封管の清浄化に注意していくつかの試みを行った。原材料の金属ニオブは純度99.9997%(主な不純物タンタルが約10ppm)のものを使用した。酸素濃度を減少させるため、0.2-0.4mmの厚さのものを予め高真空でアウトガスを行った。セレンは純度99.9999%のものを使用した。封管に用いる石英管には、不純物のFeやCuの少ないものを選んだ。使用に先立って、高温で1日以上のアウトガスを行った。材料の真空封入のため、この補助金により、タ-ボ分子ポンプを用いた真空装置を作った。ベアリングに磁気浮上を使った完全にオイルフリ-のタ-ボポンプと現有のクライオポンプを使用した。ポンプとチャンバの間のバルブには開放時のコンダクタンスの大きなものを使った。ならし運転の後、到達真空度はタ-ボポンプのみでは7×10^<-8>torr、クライオポンプを併用して2×10^<-8>torr程度である。気相成長には、温度勾配のある電気炉と温度の均一性一性の高い電気炉を使用した。成長温度を650-700Cとし、約50Cの温度差の下で成長させると、太さ数十ミクロンの実験に耐える大きさの結晶が得られた。しかし、封管内の原料量を0.01モル以下に保った場合、結晶純度の目安である残留抵抗比は250を越えず、また同一のロットのなかでもその値が100から200と大きなばらつきが見られた。また、同一の結晶でも、その長さに沿って50近いばらつきがあることが判った。これまでの結果では、結晶の純度は使用する石英管の種類によらない。また温度の均一性が高い電気炉を使用した場合は大きな結晶が得られず、成長には適当な温度勾配が必要であることが判った。本研究の目的は一次元導体の典型物質である3セレン化ニオブについて、残留抵抗比500以上の結晶を試作し、高純度結晶内での電荷密度波のダイナミクスの研究の供することである。原材料の金属ニオブは東ソー(旧名:東洋ソーダ工業)新材料研究所が最近開発したものを使用した。これは、純度の典型値が99.9997%とMaterial Research Co(USA)などが発売している99.99%のものと比べてきわめて純度が高く、とくに主な不純物であるタンタルが約10ppmに減少している。気相成長に用いる金属材料の形状は箔状が望ましいが、半面では酸素濃度が高くなるおそれがある。同研究所の協力により加工形状と酸素濃度の関係を調べ、最終的に0.20.4mmの厚さのものを使用することにした。さらにアウトガス処理の際のコンタミナーションを防ぐため、70ミクロンの同じ純度の箔上に材料をのせることにした。セレンは99.9999%のものを使用した。

封管に用いる石英管には、不純物のFeやCuの少ないものを選んだ。しかし、製法の違いによりアルカリ金属のすくないものはOH基が多く、逆にOH基の少ないものはアルカリが多い。そのため、実際に両者を使って、検討することにした。開放端の加工と洗浄はメーカに依頼した。材料の真空封入しにはこれまで拡散ポンプを使用していたが、本補助金により、ターボ分子ポンプを用いた真空装置を作った。ベアリングに磁気浮上を使った完全にオイルフリーのターボポンプと現有のクライオポンプを使用した。ポンプとチャンバの間のバルプには開放時のコンダクタンスの大さなものを選定した。ならし運転の後の到達真空度はターボポンプのみでは7×10^<-8>torr、クライオポンプを併用して2×10^<-8>torr程度である。現在、原材料の濃度、成長温度を制御して結晶を試作中である。本研究の目的は一次元導体の典型物質である3セレン化ニオブについて、残留抵抗比の大きな結晶を試作し、高純度結晶内での電荷密度波のダイナミックスの研究に供することである。原材料の吟味、気相成長に用いる石英封管の清浄化に注意していくつかの試みを行った。原材料として、金属ニオブは純度99.9997%(主な不純物タンタルが約10ppm)のものを使用した。酸素濃度を減少させるため、0.2-0.4mmの厚さのものを予め高真空でアウトガスを行った。セレンは99.9999%のものを使用した。使用に先立って、高温で1日以上のアウトガスを行った。材料の真空封入のため、この補助金により、タ-ボ分子ポンプを用いた真空装置を作った。ベアリングに磁気浮上を使った完全にオイルフリ-のタ-ボポンプと現有のクライオポンプを採用した。ポンプとチャンバの間のバルブには開放時のコンダクタンスの大きなものを使った。また石英管の接合には70CFのultra-torr-sealを採用した。ならし運転の後、到達真空度はタ-ボポンプのみでは7×10^<-8>torr、クライオポンプを併用して2×10^<-8>torr程度である。気相成長には、温度勾配のある電気炉と温度の均一性の高い電気炉を使用したが、温度の均一性が高い電気炉では大きな結晶が得られず、適当な温度勾配が必要であることが判った。成長温度を650-700Cとし、約50Cの温度差がある場合には使用に耐える大きさの結晶が得られた。しかし、封管内の原料量を0.01モル以下に保った場合、結晶純度の目安である残留抵抗比は250を越えず、また同一のロットのなかでもその値が100から200と大きなばらつきが見られた。また、同一の結晶でも、場所によって50近いばちつきがあることが判った。
脳梗塞亜急性期造血サイトカイン投与による脳組織再生法の開拓

造血サイトカインである顆粒球コロニー刺激因子(G-CSF)とエリスロポイエチンの両者が神経細胞の増殖促進作用や保護作用を示すことがわかっている。そこで本研究では、脳梗塞に対する造血サイトカイン療法の可能性を、マウス脳梗塞モデルを用いて探った。骨髄細胞のみを遺伝子マーキングに脳梗塞を作成後、亜急性期に造血サイトカインの投与を行い、脳梗塞の4週間後に脳機能と脳組織再生の評価を行った結果、脳梗塞亜急性期におけるG-CSFとウリスロポイエチンの両者の投与は、神経組織再生に有効であると考えられた。目的:すでに臨床の現場において、血液疾患患者や透析患者に広く投与されている造血サイトカインである穎粒球コロニ-刺激因子(G-CSF)とエリスロポイエチンの両者に対するレセプダーが血液細胞のみならず神経細胞にも存在していて、これらのサイトカインが神経細胞の増殖促進作用や保護作用を示すことが明らかとなり注目されている。方法:骨髄由来細胞を識別する目的で、まずGFPトランスジェニックマウスの骨髄細胞を致死量放射線照射後のC57BL/6マウスへ移植した。骨髄の生着が確認された時点で、レシピエントマウスの左中大脳動脈の血流を遮断させて脳梗塞を作成し、その10日後より10日間、G-CSFとエリスロポイエチンの投与を行った。そして、1ケ月後に脳機能の評価を行い、脳を摘出して免疫組織学的に脳再生効果について検討を行った。結果:脳梗塞亜急性期におけるG-CSFの投与は、運動機能のみならず高次脳機能をも改善させた。エリスロポイエチンは高次脳機能の改善に対してより有効であったが、G-CSFとの併用が最も効果的であった。G-CSF投与群ならびにエリスロポイエチン投与群の両者で骨髄由来神経細胞が梗塞周辺領域に認められた。考察:G-CSFとエリスロポイエチンの両者は、内在性の神経幹細胞/前駆細胞の増殖を刺激するとともに、骨髄由来の神経細胞の脳組織への移行を促進して、脳梗塞後の脳機能を改善させることが示唆された。以上の結果をもとに、平成20年度では、造血サイトカインによる脳梗塞後神経組織再生の至適条件の決定を行うとともに、神経組織再生を担っている骨髄由来細胞の細胞起源の同定を目指す。すでに臨床の現場において、血液疾患患者や透析患者に広く投与されている造血サイトカインである顆粒球コロニー刺激因子(G-CSF)とエリスロポイエチンの両者に対するレセプターが血液細胞のみならず神経細胞にも存在していて、これらのサイトカィンが神経細胞の増殖促進作用や保護作用を示すことが明らかとなり注目されている。骨髄細胞のみを遺伝子マーキングしたマウスに脳梗塞を作成後、亜急性期に造血サイトカインの投与を行い、脳梗塞の4週間後に脳機能と脳組織再生の評価を行った。その結果、造血サイトカインを投与したマウスにおいては、運動機能のみならず高次脳機能の改善も得られていることがわかった。次に、脳組織を免疫組織化学的に観察した結果、造血サイトカインは内在性の神経幹細胞/前駆細胞の増殖を刺激するとともに、骨髄由来の神経細胞の脳組織への移行を促進して、脳梗塞後の脳機能を改善させることが示唆された。以上より、脳梗塞亜急性期におけるG-CSFとエリスロポイエチンの両者の投与は、神経組織再生に有効であると考えられた。