hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヘムオキシゲナ-ゼの構造と機能の関連、及びミクロソ-ム膜への定着機構

1.昨年度はへムオキシゲナ-ゼのN末端側の可溶性ドメインはヘム分解の触媒活性を保持していることを精製標品を用いた実験で明らかにし、更に本酵素の大腸菌での発現系を確立した。一般に、膜蛋白質に較べ可溶性蛋白質の精製及び結晶化は容易と考えられるので、今年度はまず本酵素のC末端の膜結合部を欠いた可溶性酵素の大腸菌での発現系の確立を試みた。遺伝子工学的手法によりC末端部を欠くcDNAを作成し、ベクタ-に組込み大腸菌にトランスフェクトしたところ、分子量三万の酵素を大量に発現した。精製した可溶性酵素はNADPHーシトクロムPー450還元酵素との反応性も、またヘム分解能も保持していた。この成功は可溶性酵素の結結晶化とそれに続くX線回折法への道を拓くものと期待される。2.基質であるヘムが結合する部位が本酵素の活性中心を構成していると思われる。ヘムを結合した本酵素のスペクトルはヘモグロビンのそれと酷似しているので、本酵素での活性発現にはヒスチジン残基が重要な役割を担っていることが予想される。そこでPCR法で部位指定特異変異を行い、変異酵素を上記の大腸菌発現系で発現させた。その結果、His25が本酵素活性発現に重要であることを明らかにした。現在His25の詳細な役割を検討中である。3.本酵素の膜定着機構についてはコス細胞での発現系を確立し、この系を用いて研究を行っている。その結果、発現された本酵素はミクロソ-ムに、また、上記の可溶性酵素は細胞質に局在することが知られた。現在、C末端の膜結合部のアミノ酸配列を種々変異させ、その変異が膜定着にどのような影響を及ぼすかを検討している。
ツイスター空間の幾何学

1.多くのVII型(複素)曲面上に反自己双対なエルミート計量の存在を示した.具体的には,Donaldson-Friedmanの方法の一般化であるKim-Pontecorvoの方法をさらに改良し,これをJoyce twistor空間とその上の特殊な初等因子に適用し,これから生ずる正規交差をもつ特異3次元複素空間とその上の特異複素曲面の対が,変形により非特異化されることを示して,これからVII型曲面のtwistor空間が生ずることを示した.このVII型曲面を正確に同定するために,さらに上記初等因子上に自然な有理曲線のサイクルをとり,これを加えた3対の変形による非特異化を考え,すべてのInoue-Hirzebruch曲面や,(実パラメータをもつ)放物型のInoue曲面の上に反自己双対エルミート計量が存在することを示した.後者についてはこの構成がLeBrunにより既に構成されているものと同じものであることが示せると考えている.また,以上の構成を少し複雑化することにより,これらの反自己双対エルミート計量のあるものは,それら曲面の上の双エルミート構造を定めることが極めて確からしいことを観察した.2.2次特殊直交群G=SL2Cに関するコンパクト概等質多様体で,非K ahlerであるもの大きなクラスを構成した.これらの多様体はある特殊ケースについてはHopf曲面のtwistor空間になっており,一般にも極めてtwistor-likeな多様体である.これらは,Gの自然な同変コンパクト化Xと幾何学有限で尖点を持たなKlein群Γに対し,Γが不連続作用するXの極大領域を割った商空間として得られる.構成からこれらは3次元の双曲型多様体と密接に関連しておりさらに追求の余地がある.1.多くのVII型(複素)曲面上に反自己双対なエルミート計量の存在を示した.具体的には,Donaldson-Friedmanの方法の一般化であるKim-Pontecorvoの方法をさらに改良し,これをJoyce twistor空間とその上の特殊な初等因子に適用し,これから生ずる正規交差をもつ特異3次元複素空間とその上の特異複素曲面の対が,変形により非特異化されることを示して,これからVII型曲面のtwistor空間が生ずることを示した.このVII型曲面を正確に同定するために,さらに上記初等因子上に自然な有理曲線のサイクルをとり,これを加えた3対の変形による非特異化を考え,すべてのInoue-Hirzebruch曲面や,(実パラメータをもつ)放物型のInoue曲面の上に反自己双対エルミート計量が存在することを示した.後者についてはこの構成がLeBrunにより既に構成されているものと同じものであることが示せると考えている.また,以上の構成を少し複雑化することにより,これらの反自己双対エルミート計量のあるものは,それら曲面の上の双エルミート構造を定めることが極めて確からしいことを観察した.2.2次特殊直交群G=SL2Cに関するコンパクト概等質多様体で,非K ahlerであるもの大きなクラスを構成した.これらの多様体はある特殊ケースについてはHopf曲面のtwistor空間になっており,一般にも極めてtwistor-likeな多様体である.これらは,Gの自然な同変コンパクト化Xと幾何学有限で尖点を持たなKlein群Γに対し,Γが不連続作用するXの極大領域を割った商空間として得られる.構成からこれらは3次元の双曲型多様体と密接に関連しておりさらに追求の余地がある.多くのVII型コンパクト複素曲面上に反自己双対エルミート計量を構成する方法を開発し,特にそのもっとも典型的な例である,放物型,双曲型,半双曲型の3種類の井上曲面および榎曲面上に,連続パラメータを持つ反自己双対エルミート計量を構成した.ここでこれらのパラメータの次元はほぼ計算できているが,これうのパラメータの幾何学的意味を同定することは今後の興味ある課題を提供する.また放物型,および榎曲面はそれら自身が複素パラメータを持つが,われわれの方法はそのうち"実"のパラメータを持つものについて,反自己双対計量を構成する.これらの事実は,反自己双対計量の存在に対する興味ある必要条件の存在を示唆する.これらについてはもっとも簡単な場合である,ホップ曲面上の反自己双対計量についてのPontecorvoの結果を,検討しその条件がある種の"実的制限条件"であることを観察した.また放物型の場合にはすでにLeBrunにより明示的な計量が構成されており,この計量とのわれわれの計量との比較についても興味ある考察を行った.われわれの方法は,いわゆるツイスター空間による方法であり,具体的にはDonaldson-Friedman, Pontecorvo-Kimの方法の拡張である.その最初のポイントは,VII型曲面が,位相的にはある種の有理曲面の"自己連結和"とみなされるという観察であり,これによって上記D-Fなどの結果と,中村のVII型曲面に関する研究が結合する.井上曲面などの具体的な場合の構成については,以前に代表者が詳細な研究を行ったJoyceツイスター空間の構造および変形理論を用いる.またこれらの方法は,双曲型の場合を含む上記井上曲面上に対を成す反自己双対計量の存在を強く示唆しており,その方向でのいくつかの結果を得た.本研究では,すでにある種のVII型コンパクト複素曲面上に,反自己双対なエルミート計量の族が存在することを示していた.

その方法は,Donaldson-Friedmanおよびその一般化であるKim-Pontecorvoの方法をさらに一般化したtwistor空間の変形によるものであり,大域的球殻をゆるすVII型曲面は,通常二重有理曲線を許すある種の有理曲面に変形により退化するという性質に基づいている.特に,双曲型,半双曲型,放物型の3種の井上曲面については,その退化先の有理曲面がトーリック曲面となり,これがJoyceツイスター空間の幾何学と密接につながっていることから,より精密な結果を期待していた.本年の研究では,この方向で,特にこれら井上曲面の族の集合上にZaffranにより定義された転置(transposition)とよばれる作用が,対応するJoyceツイスター空間の幾何学と密接に関連していることを示し,このことを用いてすべての井上曲面の上に,必ず反自己双対計量が存在することを示した.また,この方法は,これらのすべての井上曲面の上に,反自己双対な双エルミート計量の族の存在を強く示唆しており,実際Joyceツイスター空間の構造と絡めて,この方向において,研究は進展した.これは放物型井上曲面上にこのような計量が存在するというLeBrunのまったく異なる方法による結果とも強い関連を示唆しており,この方向でも研究を進めている.これとは別に,複素射影平面の3個の連結和の上の,半自由でないS^1-作用で不変な自己双対計量について,やはりツイスター空間による方法で,古典的な射影幾何学と関連する興味ある結果を得た.1.前年に引き続きVII型(複素)曲面に反自己双対エルミート計量を構成する研究を行なった.すなわちJoyceツイスター空間に適当な固有改変を行なって生ずる,3次元非正規複素空間を変形により非特異化し,生ずる複素多様体の変形パラメータをうまく選ぶことにより,この多様体がある種のVII型曲面上の適当な反自己双対エルミート計量に対し,そのツイスター空間になっているという主張である.すでに,すべての井上-Hirzebruch曲面に対しては,そのような計量が存在することなどを,確立していたが,本年の研究では,この方法の仮定を緩めることにより,より広範なVII型曲面に対しても,反自己双対エルミート計量の存在を示した.これらの曲面のより詳細な決定は今後の課題である.2.Klein群の理論と密接に関連して,2次特殊線形群SL_2Cによる(非等質な)複素3次元概等質非ケーラー多様体の族を見出した.これらは非ケーラーであり,ある特殊な場合に代数次元が2となる他は,代数次元は零となる.さらに,これらはツイスター空間と同様,法束が0(1)【symmetry】0(1)となる非特異有理曲線の被覆族を持つことが示される.しかし,上記代数次元2の場合にホップ曲面のツイスター空間となるものが存在する以外は,ツイスター空間とはならない.これらは,Klein群が幾何学的有限かつ純斜行的であるとき,常に構成できるが,Klein群がFuchs群となるもっとも典型的な場合には,その普遍被覆が4次元球面から大円を除いたもののツイスター空間になっている.これらは計量が共形的に平坦なものに対応しているが,一般の自己双対多様体に対しこのような類似物の存在は興味ある今後の課題である.
力学的アプローチによるヒト走行原理の解明および走行支援機の開発

本研究では,ヒト歩行(受動歩行)で用いた解析手法を用いて,ヒト走行の主要原理である周期運動の生成及び安定化,脚運動の原理を解明する.さらに,同原理に基づいた走行支援機を開発する.同支援機を装着することで,より楽により速く走れるものと考えられる.平成30年度は,前年度で導出したヒト走行の簡易モデルを用いて,平衡点生成とその安定化メカニズムについて解析した.まず,同モデルに平衡点となる条件を代入して,平衡点を解析的に導くと,正の実数解は一つだけとなった.次に,簡易モデルを平衡点近傍で線形近似して,平衡点の安定性を決める式を導出し,この式から平衡点が安定であることを示した.これらの解析から,ヒトは『前脚(着地脚)の姿勢が一定となるように着地する』ことで,安定した平衡点すなわち安定な走行を実現させていることが分かった.数理モデルで得られた知見に基づいて,ヒト走行の簡易モデルの実機を開発した.実機は,2次元拘束したリムレスホイールをおもりで牽引するものとなっている.トレッドミル速度を変えたときのおもりの質量の挙動について実験を行った.トレッドミル速度を上げると,時速4kmまでおもりの質量は増加する.その運動の様子は歩行である.時速5km以上になると走行運動となる.時速6.5kmまでは,同じ走行運動を繰り返しており,安定な走行運動を実現させることに成功した.ここで興味深いことに,歩行から走行へと遷移すると,おもりの質量が大きく下がった.このことは,走行の移動効率は,歩行のときよりも高いことを示している.移動効率が向上した原因は,着地時の姿勢角度が鉛直に近づいたことで,着地時の損失エネルギーが小さくなったためである.以上の知見を走行支援機に巧く活用することができれば,ヒトの走行速度や移動効率を大きく向上させることができるものと考えられる.本研究では,前年度で導出したヒト走行の簡易モデルを解析することで,平衡点生成とその安定化メカニズムを明らかにすることに成功した.また,数理モデルで得られた知見に基づいて,ヒト走行の簡易モデルの実機を開発し,安定した走行現象の実現に成功した.以上のことから,おおむね順調に進展していると考えている.平成29年度および平成30年度におけるヒト走行の解析は,離散的な状態(着地直後および離床時の状態)に注目した解析であり,その間の脚運動は考慮されていない.そこで最終年度では,一流アスリートの脚運動を受動走行の観点から解析して,その特徴と力学原理を明らかにする.南メソジスト大学Locomotor Performance LaboratoryのYoutubeチャンネル「LocomotorLabSMU」において,一流アスリートの走行の様子が多数掲載されている.同動画を用いて,一流アスリートの脚運動を解析する予定である.モーター駆動による走行アシストは,安全性の低下,駆動系・制御系の搭載により重量の増加ならびにコストの増大等の問題がある.本研究では,ヒト走行原理に従うことにより,これらの問題を解決して,安心・安全・安価な走行支援機を開発する.ヒト走行の平衡点解析と実機モデルの実験から,『着地時の前脚の姿勢角度』が重要であることが分かっている.同運動をバネなどの受動的なものでアシストを行う.本学が保有している3Dプリンタなどを駆使することで,迅速かつ効率的に支援機を試作する.支援機の有効性は,ヒトに装着して検証(主観的評価)するだけでなく,ヒト走行の実機モデルに装着して検証する(客観的評価).もし有効であれば,実機モデルは水平面もしくは極低スロープを高効率かつ高速に走ることができるものと考えられる.なお,人を伴う実験(走行支援機の検証実験)については,「ヘルシンキ宣言」に従うとともに,研究実施機関である帝京大学の倫理委員会の承認を得て実施する.本研究では,ヒト歩行(受動歩行)で用いた解析手法を用いて,ヒト走行の主要原理である周期運動の生成及び安定化,脚運動の原理を解明する.さらに,同原理に基づいた走行支援機を開発する.同支援機を装着することで,より楽により速く走れるものと考えられる.平成29年度は,準備研究で発見したヒト走行の特徴に基づいて,1『歩行と同じように,前脚(着地脚)の姿勢が一定となるように着地する』,2『離床時の後脚の姿勢角度は,股関節の伸展稼働限界によって決まり,その姿勢角度は一定である』という二つの仮定を設定した.同仮定から,受動歩行・受動走行の研究で良く用いられる数理モデル(周期モデル)を構築した.同モデルでは,従来のヒト走行モデルのように,台車のような運動ではなく,周期運動となっている.このため,各ステップにおける時間・ステップ長を求めることができる.また,空気抵抗が無い走行(トレッドミル上での走行)で速度が無限大になることもない.モデルの有効性を検証するために,ウサイン・ボルト選手(世界陸上ベルリン男子100m決勝,記録9.58秒,追い風0.9m/s)のデータを用いてシミュレーションを行った.なお,パラメータ等は文献やインターネットで公開されている情報を用いた.各ステップにおける平均速度をみたところ,シミュレーション結果は実測値とよく一致しており,モデルの妥当性は示されたものと考える.なお,空気抵抗の有無の影響も調べており,100分の1秒を争うような短距離走では,空気抵抗は無視できないことを示した.

本研究では,離散的な周期運動の観点からヒト走行のモデル化を行っており,その有効性をシミュレーションから示した.モデルは単純にも関わらず,実測値にほぼ一致しており,高い精度を有する.これは,ヒト走行の本質的なところを抑えていることが要因だと考えられる.以上のことから,おおむね順調に進展していると考えている.本研究では,ヒト歩行(受動歩行)で用いた解析手法を用いて,ヒト走行の主要原理である周期運動の生成及び安定化,脚運動の原理を解明する.さらに,同原理に基づいた走行支援機を開発する.同支援機を装着することで,より楽により速く走れるものと考えられる.平成30年度は,前年度で導出したヒト走行の簡易モデルを用いて,平衡点生成とその安定化メカニズムについて解析した.まず,同モデルに平衡点となる条件を代入して,平衡点を解析的に導くと,正の実数解は一つだけとなった.次に,簡易モデルを平衡点近傍で線形近似して,平衡点の安定性を決める式を導出し,この式から平衡点が安定であることを示した.これらの解析から,ヒトは『前脚(着地脚)の姿勢が一定となるように着地する』ことで,安定した平衡点すなわち安定な走行を実現させていることが分かった.数理モデルで得られた知見に基づいて,ヒト走行の簡易モデルの実機を開発した.実機は,2次元拘束したリムレスホイールをおもりで牽引するものとなっている.トレッドミル速度を変えたときのおもりの質量の挙動について実験を行った.トレッドミル速度を上げると,時速4kmまでおもりの質量は増加する.その運動の様子は歩行である.時速5km以上になると走行運動となる.時速6.5kmまでは,同じ走行運動を繰り返しており,安定な走行運動を実現させることに成功した.ここで興味深いことに,歩行から走行へと遷移すると,おもりの質量が大きく下がった.このことは,走行の移動効率は,歩行のときよりも高いことを示している.移動効率が向上した原因は,着地時の姿勢角度が鉛直に近づいたことで,着地時の損失エネルギーが小さくなったためである.以上の知見を走行支援機に巧く活用することができれば,ヒトの走行速度や移動効率を大きく向上させることができるものと考えられる.本研究では,前年度で導出したヒト走行の簡易モデルを解析することで,平衡点生成とその安定化メカニズムを明らかにすることに成功した.また,数理モデルで得られた知見に基づいて,ヒト走行の簡易モデルの実機を開発し,安定した走行現象の実現に成功した.以上のことから,おおむね順調に進展していると考えている.今後は,ヒト走行のモデルを用いて,周期運動の生成および安定化メカニズムについて解析する.具体的には,受動歩行・走行の研究で培った知識に基づいて,平衡点(リミットサイクルの一断面)の生成と安定性を解析する.ヒト走行の場合,着地時の姿勢や供給エネルギーなどが重要となるので,同パラメータが与える影響を詳細に解析するとともに,100m走の記録に与える影響も解析する.前記平衡点解析で得られた知見に基づいて,安定した走行現象を目指して実機モデルを改良する.また,前年度で得られた知見に基づいて,おもりが付いた紐で牽引して,エネルギーを供給する.これにより,下りスロープだけでなく,水平面での走行が可能となる.実機モデルを活用することで,数理モデルでは解析が困難となる路面やシューズなどの影響を知ることができるものと考えられる.平成29年度および平成30年度におけるヒト走行の解析は,離散的な状態(着地直後および離床時の状態)に注目した解析であり,その間の脚運動は考慮されていない.
生理的味覚性発汗の機序の解明

1.暑熱環境下(室温30°C,相対湿度40%)の軽度に温熱性発汗が見られる状態で味覚刺激(タバスコを1分間舌尖に載せる),精神刺激(暗算),皮膚圧迫(一側の腋窩や肩),星状神経節ブロックが前額,頬部,口唇上方部(以下,口唇部と略す)の発汗と皮膚血流に及ぼす効果を検討した。2.タバスコと暗算は前額,口唇部の発汗を誘発したが,とくにタバスコは前額にくらべて口唇部の発汗を著明に促進したのに対して,暗算は前額と口唇部の発汗を同程度に促進した。皮膚圧迫は,前額と口唇部の自然発汗を抑制したが,味覚刺激による前額と口唇部の発汗も抑制した。タバスコを舌の左端または右端に載せたとき誘発される発汗量に左右差は生じなかった。3.一側の星状神経節を麻酔薬でブロックしたとき,ブロック側の前額,頬部,口唇部では自然発汗は完全に消失し,暗算によっても発汗は全く誘発されなかった。このときタバスコは3部位とも発汗を誘発しなかった。4.タバスコの皮膚血流への効果は明らかでない場合もあったが,一般的にはタバスコは前額と口唇部の皮膚血流を促進し,頬部の血流を抑制する傾向を認めた。さらに,前額と口唇部ではタバスコにより皮膚血流量が増加するときは発汗応答が大きくなる傾向があり,また頬部でタバスコにより皮膚血流が減少するとき発汗はつねに欠如した。5.味覚刺激は味覚性発汗として口唇周辺部に反射性に発汗を起こすが,同時におそらく侵害刺激として全身的な発汗も誘発すること,味覚性発汗の遠心線維は温熱性発汗の遠心線維と同様に,脊髄中を下行し頸部交感神経を上行して顔面に至る経路を通ることが明らかとなった。6.味覚刺激は一次的には顔面の皮膚血管収縮神経の活動を促進することが示唆された。この血管収縮による血流減少は,発汗神経活動にともなう血管拡張によって相殺されるため,味覚刺激による発汗活動が低い頬部では血流減少が,発汗活動が高い前額や口唇周辺部では血流増加が起こると説明された。刺激物,とくに辛いものを口にしたとき,顔面に発汗が現れることは古くから知られている。この味覚性発汗は,体温調節に関わる温熱性発汗や,指向反射の一種であると考えられる精神性発汗とは異なる局所的反応であり反射性機序によるものであると推定されている。しかし,その神経機構はおろか,味覚性発汗の特性そのものの生理学的分析はまだほとんどされていない。本研究では,味覚性発汗の神経機構を解明することを目的としており,今年度はまず味覚性発汗の特性を解明するため,(1)味覚刺激による発汗の反応様式と,(2)味覚性発汗の温熱性発汗との相互作用について検討した。中性温環境下でレッドペッパー,からしを含む種々の刺激物を口腔内に塗布し,ミノール法にて上半身の発汗を,サーモグラフにて皮膚温を観察した。かなりの個人差が認められたが,最も効果的な刺激物はレッドペッパーであり,舌尖または舌側縁に塗布したとき有効な発汗が現れた。発汗は鼻,前額に多く出現した。皮膚温は顎,鼻尖,口唇上部で低下した。次に,発汗量を連続記録しながら刺激すると,中性温度環境下では発汗は刺激物を燕下するときに増加した。暑熱環境下では異なった反応が見られ,前額では刺激物を舌上に載せたときには発汗が抑制され,燕下し終わってから発汗が回復する傾向が認められた。部位差も認められ,口唇上部ではこの傾向ははっきりしなかった。この味覚性刺激による温熱性発汗抑制の現象は初めての報告であり,味覚性発汗の神経機構解明の重要なポイントとなりうるが,個人差の存在を考慮しながらさらに追究する必要がある。次年度はこれを含めて,発汗神経のブロックによる効果を分析して反射機構の全貌解明に迫りたい。

さらに,前額と口唇部ではタバスコにより皮膚血流量が増加するときは発汗応答が大きくなる傾向があり,また頬部でタバスコにより皮膚血流が減少するとき発汗はつねに欠如した。5.味覚刺激は味覚性発汗として口唇周辺部に反射性に発汗を起こすが,同時におそらく侵害刺激として全身的な発汗も誘発すること,味覚性発汗の遠心線維は温熱性発汗の遠心線維と同様に,脊髄中を下行し頸部交感神経を上行して顔面に至る経路を通ることが明らかとなった。6.味覚刺激は一次的には顔面の皮膚血管収縮神経の活動を促進することが示唆された。この血管収縮による血流減少は,発汗神経活動にともなう血管拡張によって相殺されるため,味覚刺激による発汗活動が低い頬部では血流減少が,発汗活動が高い前額や口唇周辺部では血流増加が起こると説明された。
振動する建築

期間中、研究代表者である古川と分担者である藤井、小林は会合を重ね、協力して建築と音楽のモダリティーに橋をかける研究を共同で行ってきた。藤井は空間と身体性、アルゴリズミックデザインの側から、古川は音楽の知識表現、自動作曲の側から、小林はモデル制作を通してこの研究を推し進め、自動作曲のための自ら開発したGestaltEditorという音楽認知も含めた音楽生成のためのプログラミング環境を音楽生成と同時に空間構造の生成する機能を加える作業をおこなった。2017年末には一連のパフォーマンス(東京都現代美術館、沖縄大学院大学、東京芸術大学など)を行い研究成果を公開した。2018年度の年度末(2019年3月)にはこの研究の第1期のまとめとしてベルギーのゲントにてパフォーマンスと講演をおこない反響をえた。また、同時に次の研究へのむけ、ベルリンのユダヤ博物館(リベスキント設計)の調査を行った。(本研究は2019年度から基盤研究(C)の研究助成を受け2021まで継続される)期間中、研究開始時点(2017)においてGestaltEditorが持っていた、主に伝統的な柱、壁、床、梁、屋根などを基本エレメントとする仕様から、抽象的な形状をもつ現代建築へも対応可能な仕様へと拡張作業を行った。また、当初、自動ピアノの実時間制御により音楽生成を行なったが、ベルギーのパフォーマンスでも用いた現在のバージョンでは、それに多チャンネルの電子音響システムが加えられ、建築体験の空間性への対応へと拡張された。また、本研究を通して建築体験において構造、素材、構造認知の向こう側に横たわる人間や文化のレベルの重要性が明らかになり、継続研究において行うベルリン・ユダヤ博物館の体験の音化においては、建築家リベス・キントの構造的意図とその背景にあるユダヤ民族とヨーロッパの歴史、文化の関係性をも射程にいれて実施する。2017年8月に建築を音楽構造へ変換する、Gestalt-Editorの研究用のプロトタイプを公開パフォーマンスを可能とする、GE-Version1にすべく、集中作業をおこなった。その成果として、11月に沖縄科学技術大学院大学、東京都現代美術館サテライト、12月に東京芸術大学美術館、翌年4月に東京ドイツ文化センターなどでパフォーマンスと講演を行なった。対象とした建築、ファンズワース邸(ミース・ファン・デル・ローエ)、銘苅家住宅(沖縄の古民家、重要文化財)植田正治写真美術館(高松伸)などは、藤井、小林らの研究に基づいて、注意深くモデル化された。GE-Version1においてある程度固定された建築から音楽構造へのマッピングは、パフォーマンスごとに改良が重ねられた。GE-Version1のマッピングに関しては次年度以降に発表する。2017年2月以降、GE-Version1の持つ、問題点を解決するためにGE-Version2の作成へむけてミーティングを繰り返している。GE-Version1の問題点はGE-Version1は伝統的建築のエレメント(柱、壁、屋根、床など)のみをあつかい、より複雑な形状の建築には対応不能であり、また、建築体験の切り取り(どの角度からどの距離で見るか、または何に注目しているか)に大きな制限があることなどが主なものであり、本研究の核である建築/音楽構造のマッピングをこえた、建築体験と音楽体験のメタレベルでの対応を考える上で、この問題はぜひ解決すべき問題である、次年度以降にそれらをおこなう。研究実績の概要にも書いたように、まだ手探り状態だった研究用のプロトタイプから、GE-Version1が完成し、それを使ったパフォーマンスを通して、多くの知見を集めることができた。それらはまだ十分に整理されていないが、研究の方向性は定まったといえる。私たちが申請書の研究方法にも書いた、構成論的手法、つまりトライアンドエラー、仮説と検証がうまく機能していると言える。GE-Version1のソフトウェアとしての実装には研究協力者の濵野峻行のすばらしい着想、経験、知識が生かされている。

また、本研究を通して建築体験において構造、素材、構造認知の向こう側に横たわる人間や文化のレベルの重要性が明らかになり、継続研究において行うベルリン・ユダヤ博物館の体験の音化においては、建築家リベス・キントの構造的意図とその背景にあるユダヤ民族とヨーロッパの歴史、文化の関係性をも射程にいれて実施する。研究実績の概要にも書いたが、GE-Version1のパフォーマンスを通して、本研究の目指す方向性がより明確になってきた。GE-Version1におけるマッピングの問題点を、GE-Version2において改良していく。今後、重要になるのはGE-Version1、GE-Version2などを使って実際に体験可能になったシステムを使った、外部の人たちからのフィードバックであり、知見の提供をうけることである。2018年5月には国内の専門家を集めシンポジウムをおこなう。7月と8月には国際会議で発表し、国内外からの知見を集める予定である。(ICMC,SMC)2018年度末に海外出張(ベルギー)が予定されていたので、その費用の一部として繰越を行なった。
液晶流動を駆動源とする表面実装アクチュエータの開発

現在、携帯電話などモバイル機器の小型化に伴い、低電圧駆動、低消費電力のデバイス装置が必要とされている。液晶は、ディスプレイとして実用化されているように、低電圧、低消費電力での駆動が可能である。本研究では、液晶を用いた低電圧駆動の小型モバイル機器向け流体駆動アクチュエータの開発を目的とする。平成22年度は、チップ化技術の完成を目指し研究を行った。実施項目は以下のものである。(1)液晶材料の検討これまでの成果から、セル内の粒子の運動は液晶性物質の粘性が強く影響することが判っている。そこで、粒子運動のゆらぎを少なくするために、より適切な粘性をもつ液晶物質を検討した。(2)配向処理法の検討粒子運動の空間分布をなくすためには、セル内で液晶配向にムラがないことが重要である。液晶配向は基板処理により決まるので、様々な、配向処理法を検討した。(3)液晶チップの設計および試作様々な基板素材を用いて、超薄型の液晶チップを作成し移動量の多く取れる構造を検討した。機構の試作のために機械部品および電子部品を必要とした。また、微小物体への基板からの摩擦の影響を調査した。(4)性能評価配向状態の観察は、偏光顕微鏡に長作動距離対物レンズおよびホットステージを組み合わせて行った。画像解析による変位測定を行い、チップ温度に対する変位量および応答速度を評価した。現在、得られた成果の発表を準備中である。平成23年度中には論文投稿および研究発表を行いたいと考えている。
古代・中世熱田社編年史料の作成

1.全体的な作業(1)平成9年12年度にかけて採択された「古代・中世熱田社の編年史料年表(稿本)の作成」を基本史料とし、神代から西暦1615年までの全史料を、学生の協力によってパソコン入力電子化したうえで校正を行った。(2)熱田神宮の協力のもと、未蒐集の史料採訪を行い逐次入力した。(3)編年史料全編を印刷、本研究を完成させた。2.研究発表(1)裏面「研究発表」に示したように、成果の一部を『日本学研究』(金沢工業大学日本学研究所)に毎年公表した。今後も順次公開していく予定でいる。3.まとめはじめの見通しでは2,000件ほどの史料項目数を予想していたものの、その半分の約1.100件のカード作成に終わったことや、1項目1・2点の史料蒐集を前提としたことは反省すべきことで、個人による史料蒐集に限界があることを改めて痛感した。網羅的な史料蒐集は不可能であったが、本研究の一応の完成により、古代・中世熱田社史料の汎用化と研究の深化が図られ、さらに諸国一宮及び他の神社との比較研究に寄与できることを期待している。昭和62年から熱田社の研究を始め、実に20年間におよぶ時間を費やしたが、その結果これまで厳密な史料批判が行われないままに利用された系図類また文書発給者の誤りを正し、熱田社の歴史や社領の構造究明にいささかなりとも貢献できたと考える。なお全編1,700頁におよぶため、印刷部数は最小限にとどめ、史料提供機関各位には史料綱文を新たに別冊で作成し、電子データを付して提供する予定である。1.全体的な作業(1)平成9年度12年度の文部省科学研究費補助金で作成した『古代・中世熱田社編年史料年表(稿本)』の基礎データである史料原文を、学生の支援によって神代から西暦1300年までをパーソナルコンピュータに入力した。(2)熱田神官熱田文庫の所蔵文書・写真版、『愛知県史』資料編11、および『帝室制度史』第5巻(とくに神器)などから、関連史料の抽出とカード化を進めた。2.研究発表(1)これらの成果の内、神代から836年までを『日本学研究』6号(2003年)に掲載し、同7号(2004年)にその続きを掲載するために原稿化を進めた。(2)上記2に関連して、「第9回神社史料研究会サマーセミナー」において、「中世熱田社の諸問題-皇位・神璽剣・草薙剣の関連性についての整理-」を発表した。これは、宮中の宝剣と熱田社の草薙剣との関連性がないこと、中世における朝廷の神器観の変遷によって、現在の三種の神器観が成立したことを明らかにしたものである。また放送大学石川学習センター特別講演会において一般向けの講演「宮中の「神璽の宝剣」と熱田神宮の「草薙剣」との関係」も行った。3.次年度の予定残る史料原文をパーソナルコンピュータに入力し校正作業を進めるとともに、未蒐集の史料採訪を行う。1.全体的な作業(1)平成9年度12年度の文部省科学研究費補助金で作成した『古代・中世熱田社編年史料年表(稿本)』の基礎データである史料原文を、学生の支援によって神代から西暦1615年までをパーソナルコンピュータに入力した。これで16年12月末までに作成した史料カードすべての入力を終えた。(2)『愛知県史』資料編11巻、および『帝室制度史』第5巻(とくに神器)などから、関連史料の抽出とカード化を進めており、カード未作成が一部残っている。2.研究発表

(1)これらの成果の内、839年から886年までの史料を『日本学研究』7号(2004年)に掲載し、同8号(2005年)に、その続きを掲載するために原稿化を進めた。3.次年度の予定(1)平成17年度に『愛知県史』資料編9巻が刊行される予定であり、未収史料の抽出・カード化およびパーソナルコンピュータへの入力作業を行う。(2)パーソナルコンピュータに入力したデータの校正作業を進める。1.全体的な作業(1)昨年度学生の支援によって電子化した神代から西暦1615年までの史料原稿を、学生の協力によって3回にわたって校正を行った。(2)『愛知県史』資料編9巻・11巻、および『帝室制度史』第5巻(とくに神器)などから、関連史料の抽出とカード化、および史料を電子化した。2.研究発表(1)上記の成果の内、890年から1150年までの史料を『日本学研究』8号(2005年)に掲載し、同9号(2006年)にその続きを掲載するための原稿化を進めた。3.次年度の予定(1)平成9年12年度にかけて採択された「古代・中世熱田社の編年史料年表(稿本)の作成」の完成版である史料集として取り組んできた本採択課題「古代・中世熱田社編年史料の作成」は、平成18年3月時点においておおよその史料蒐集を終えている。しかし管見におよばない史料の存在もあるはずだが、一応次年度において区切りをつけておきたい。昭和62年から熱田社の研究を始め、実に20年近くになる時間を費やしたが、その結果これまで厳密な史料批判が行われないままに利用された系図類また文書発給者の誤りを正し、熱田社の歴史や社領の構造究明にいささかなりとも貢献できたと考える。残された最後の年度では、以下の方針で臨み完成させるが、原稿の枚数があまりにも多く、また将来の刊行も現在の出版事情から困難と思われ、電子化史料の配付を考えている。(2)未収史料の抽出・カード化を行い、学生の協力を得て史料の電子化を行う。(3)学生に支援を求めて、電子化した史料の校正作業を行う。(4)予定通り、平成19年3月までに史料集(稿本)の印刷・仮製本を完成する。1.全体的な作業(1)平成9年12年度にかけて採択された「古代・中世熱田社の編年史料年表(稿本)の作成」の完成版である史料集として取り組んできた本採択課題「古代・中世熱田社編年史料の作成」は、平成18年3月時点においておおよその史料蒐集を終えていた。そのため、今年度は校正作業に重点をおくこととし、神代から西暦1615年までの入力史料全編を、学生の協力によって6回にわたって校正を行った。(2)『愛知県史』資料編9巻・11巻、その他関連史料を電子化した。(3)編年史料全編を印刷、本研究を完成させた。2.研究発表(1)上記の成果の内、仁平2年(1152年)から建保6年(1218年)までの編年史料を『日本学研究』(金沢工業大学日本学研究所)9号(2006年)に掲載し、同10号(2007年)にその続きを掲載するための原稿化を進めた。次年度以降についても同様に公表を継続する予定でいる。3.まとめ本研究の一応の完成により、古代・中世熱田社史料の汎用化と研究の深化が図られ、さらに諸国一宮及び他の神社との比較研究に寄与できることを期待している。昭和62年から熱田社の研究を始め、実に20年間におよぶ時間を費やしたが、その結果これまで厳密な史料批判が行われないままに利用された系図類また文書発給者の誤りを正し、熱田社の歴史や社領の構造究明にいささかなりとも貢献できたと考える。残された課題も多い。「草薙剣」と「神剣」との関係についての口頭報告は行ったものの依然として未解決であり、蒐集した史料もあるが本報告所への採録は見送った。
低原子価8族遷移金属錯体による炭素一へテロ原子結合の活性化

これまでに低原子価ルテニウム錯体をもちいた炭素一水素結合の切断反応は数多く報告されているがsp^3炭素一水素結合の切断反応の例は少ない。我々はこの理由として、近傍にπ電子などがないために炭素一水素結合が金属中心に近づきにくいからではないかと考えた。我々はすでに0価ルテニウム錯体であるRu(cod)(cot)と三級ホスフィン配位子の組み合わせによりエステルやエーテルの炭素一酸素結合が容易に切断されることを報告してきたが、この反応を利用して強制的にsp^3炭素一水素結合がルテニウム中心に接近するような基質の炭素一水素結合切断反応について検討を行った。トリメチルホスフィンの存在下、Ru(cod)(cot)とアリル2,6-キシリルエーテルの反応を行ったところ炭素一酸素結合の切断に引き続いて連続的なsp^3炭素一水素結合の切断反応が進行しプロピレンの生成をともなって新規なオキサルテナサイクル錯体Ru[OC_6H_3(o-CH_2)(o'-Me)](PMe_3)_4(1)が得られた。また、同様の反応条件下において2,6-キシレノールとの反応を行ったところ1,5-および1,3-シク口オクジエンの生成をともなって錯体1が得られた。これらの反応はアリロキソルテニウム錯体が生成した後にオルト位のメチル基がルテニウムに近づくために炭素一水素結合の切断反応が進行したと理解できる。また、これらの反応においてπ-アリル型の配位子が水素のよい受容体となっていることが明らかになった。さらに2-アリルフェノールを同様な条件下において反応させることにより新規なRu[OC_6H_4(o-C_3H_4)](PR_3)_3が得られ、この錯体をヨウ素で処理することにより2H-ペンゾピランを得た。これらの実験事実からこの新規反応はかなり一般性があり、ヘテロ環合成に有効であることが示された。
振動モニタリングを活用した既存橋梁の確率論的構造性能評価法の構築

2018年度でははじめに、既存鋼橋のデータ同化性能評価のための有限要素モデルパラメータ事後分布推定で、局所損傷の性能評価にひずみ分布データを用いる有効性を解析検討で示した。その上で、複数の実橋梁にて非接触でひずみ分布・変位データ取得を行うための画像計測の適用性を、アルミ材の引張試験で予備検討した。CCDカメラによる画像取得システムを構築してデジタル画像相関法によるひずみ分布導出、有限要素モデルへのマッピングに取組んでいる。供用中の実橋梁が示す車両通過時のひずみ分布および動的応答を性能評価に適する形で取得する方法を検討している。以上に関する検証結果は、2019年度に国際会議での発表を予定している。また外国人特別研究員は、橋梁の通過車両と動的応答の関係を把握する数値計算を既に実施し、成果をあげてきていた。2018年度は本研究分野で最も大きい国際会議の1つに出席し、本研究内容に関連した成果での外部発表と国内外研究状況の情報交換を行った。2018年度は、既存橋梁のデータ同化性能評価におけるベイズ事後分布推定でのデータ取得に関する解析的な検討と、画像計測による実橋梁でのひずみ計測、動的応答計測に向けた予備実験を実施した。既存鋼橋のデータ同化性能評価のための有限要素モデルパラメータ事後分布推定で、局所損傷の性能評価にひずみ分布データを用いる有効性を解析検討で示した。また、2018年度は本研究分野で最も大きい国際会議の1つに出席し、本研究内容に関連した成果での外部発表と国内外研究状況の情報交換を行った。2019年度に実施する実験および実橋梁計測の準備も進捗しているほか、2019年度の国際会議論文発表の準備作業も実施した。2019年度は、画像ひずみ分布計測によるデータ同化性能評価の有効性を示すことを目的とした梁模型実験での検証、画像計測による構造物の動的応答取得に関する小型振動台模型を用いた基礎実験、そして実橋梁での計測を実施し、既存橋梁性能評価への展開を示すことにしている。実橋梁計測では、対象橋梁として茨城県のネクスコ東日本高速道路株式会社が管理する新那珂川大橋(長大鋼斜張橋)や首都高速道路株式会社が管理する横浜ベイブリッジのアプローチスパンでの振動計測を実施予定である.前者においては、ワイヤレス振動センサーと画像計測を実施し、耐震構造性能の評価を対象として検証を進めることにしている.また、小型振動台模型実験の検証を踏まえて橋梁とその付属物の動的応答を画像で取得し、性能評価への情報とする.また2019年度には、2018年度の成果を含めて国際会議での発表を予定しているほか、本共同研究の終盤であるので国際学術誌への論文投稿を視野にいれて成果をまとめていく。実橋梁計測では、対象橋梁として茨城県のネクスコ東日本高速道路株式会社が管理する新那珂川大橋(長大鋼斜張橋)や首都高速道路株式会社が管理する横浜ベイブリッジのアプローチスパンでの振動計測を実施予定である.

前者においては、ワイヤレス振動センサーと画像計測を実施し、耐震構造性能の評価を対象として検証を進めることにしている.また、小型振動台模型実験の検証を踏まえて橋梁とその付属物の動的応答を画像で取得し、性能評価への情報とする.また2019年度には、2018年度の成果を含めて国際会議での発表を予定しているほか、本共同研究の終盤であるので国際学術誌への論文投稿を視野にいれて成果をまとめていく。
順序を保存する作用素の解析

順序を保存する作用素を解析し、方程式の解の存在や解の状態を明らかにすることを目的に研究を行った。その過程において、線形作用素に対する関数解析適手法と比べて非線形作用素に対して適用可能な手法の欠落が問題となった。ことに、作用素が線形である場合に有効であった双対空間や双対写像はまったく適用不能である。そこで、非線形作用素に対する新しい双対空間及び双対写像を従来の双対理論に近い働きが可能となるよう展開することを考えた。この結果が、裏面に記された澤島による論文「Methods of duals in nonlinear analysis」にまとめられている。なお、本研究の分担者による成果の主なものを次に揚げておく:渡辺ヒサ子:側面Sの非円筒状領域で、熱作用素に対する境界値Lp(S),初期値0のDirichlet問題を混合重層ポテンシャルを使って解き、その解の境界挙動を明らかにした。竹尾富貴子:完全自己相似でないフラクタルに対するHausdorff次元を、Perron-Frobnius定理を用いて求め、これを評価した。吉田裕亮:新たな既約部分因子環の組をある対称グラフより構成し、そのJohnes指数はグラフのPerron-Frobeniusスペクトルの2乗となることを示した。
矯正治療のリスクとベネフィット－歯の移動と歯根吸収の定量による至適矯正力の決定－

本研究は、ラット臼歯歯体移動実験モデルと3次元有限要素モデルでの歯の移動と歯根吸収のシミュレーションシステムを用いることで、矯正力の大きさと歯根吸収量の定量から、その相関関係を解明し、至適矯正力を決定することを目的とした。ラット臼歯歯体移動実験モデルにおいて矯正力の大きさと歯根吸収量の相関関係が明らかとなった。また、動物実験において歯根吸収が多かった部位と歯の3次元シミュレーションシステムにおける応力集中部位は近似することも明らかとなった。しかし、歯の移動後の歯槽骨形態は複雑なため、正確な3次元シミュレーションモデルを構築するのは容易ではなく、至適矯正力の決定までには至らなかった。理想的な矯正治療とは、歯根吸収や歯周組織の損傷を引き起こすことなく、可能な限り短期間で歯の移動を達成することである。しかしながら、歯の移動に至適な矯正力の概念が明確ではないうえに、再現性の高い、規格化された「実験的歯の移動モデル」が確立されていないために、いまだ至適矯正力の大きさについての結論は得られていない。今回私たちは、これまで技術的に作製が困難であった、ラット臼歯歯体移動実験モデルを用いることで、矯正力による歯の移動量と歯根吸収量の定量から、その相関関係を解明する。さらに3次元での歯の移動と歯根吸収のシミュレーションシステムを構築し、シミュレーション結果を動物実験データと照合することで、システムの妥当性を検証し、歯根吸収を最小限にとどめ、効率的な歯の移動を実現する至適矯正力を決定する。今年度は、10週齢ウィスター系ラット(オス)に10,25,50,100gのNiTi超弾性クローズド・コイルスプリングを上顎第1臼歯-スクリュー間に装着し、経時的にマイクロCT撮影(リガク社、r-mCT)を行い、装置装着後0-28日のデータを採得した。歯根吸収量はi-viewソフトウェア(モリタ社)を用いてCTデータから3D重ね合わせソフト(ラトック社)で、移動前後の歯の重ね合わせと差し引きにより、その体積を正確に計測した。また、歯根吸収を反映した歯の3次元有限要素モデルを構築するために、計測ソフトを使用して歯根吸収量の変化をSTL表面座標データから抽出した。また、有限要素モデルを構築し、歯根膜の応力分布の経時的な変化を求めると同時に、経時的な歯の変位の解析も1部データにおいて行った。今年度はラットのデータ取得を行い、また一部データにおいては有限要素モデルの構築を行い,おおむね順調に進展している。「研究の目的」理想的な矯正治療とは、歯根吸収や歯周組織の損傷を引き起こすことなく、可能な限り短期間で歯の移動を達成することである。しかし、至適矯正力の大きさについての結論はいまだに得られていない。本研究は、ラット臼歯歯体移動実験モデルと3次元での歯の移動と歯根吸収のシミュレーションシステムを用いることで、矯正力による歯の移動量と歯根吸収量の定量から、その相関関係を解明し、至適矯正力を決定することを目的とした。「方法」最大の歯の移動量を示し、且つ最小の歯根吸収を示す力の大きさを求め、動物実験における至適矯正力を設定した。歯の移動量と歯根吸収量はパラメーターが異なるため、キャリブレーションを試行して矯正力の大きさに対応した相関関係を解明した。動物実験において採得した歯の移動の経時的CTデータをDICOM変換し、Mimicsソフトウェア(マテリアライズ社)とPatran・Mentat・Marcソフトウェア(MSCソフトウェア社)を用いて、3次元有限要素モデルを構築した。「結果」ラット臼歯歯体移動実験モデルにおいて荷重の大きさと歯根吸収量の相関関係が明らかとなった。また、動物実験において歯根吸収が多かった部位と3次元での歯の移動と歯根吸収のシミュレーションシステムにおける応力集中部位は近似することもあきらかとなったが、ラットの歯の3次元シミュレーションモデルの構築、特に歯の移動後の複雑な歯槽骨形態から3次元シミュレーションモデルを構築するのは容易でなく、至適矯正力の決定までには至らなかった。現在も実験は進行中である。取得したラットのデータを用いて、有限要素モデル作成し取得したデータとの関連性を確認しながら、シミュレーションを行う。その解析結果から、矯正力の大きさー歯の移動量ー歯根吸収量ー歯周組織の応力分布といった各々の数値データを検証し、これらの因果関係を調べる。生体マイクロCTによる歯の移動量と歯根吸収量の計測と、その歯根吸収を反映した3D有限要素モデル上での応力分布と歯の変位量の算出を行い、動物実験計測値と3D有限要素モデル上の変位量との違いを検証・修正しながら、経時変化を検証していく。以上に挙げた動物実験モデルおよび3D有限要素モデルの実験結果を総括し、歯の移動の経時的シミュレーションモデルを完成させる。

このシミュレーションモデルを用いることで、(歯の移動量ー歯根吸収量)が最大となる条件、すなわち至適矯正力を決定する。歯科矯正学当初、ラット臼歯歯体移動実験モデルを用いることで、矯正力による歯の移動量と歯根吸収量の定量から、その相関関係を解明し、3次元での歯の移動と歯根吸収のシミュレーションシステムを構築する予定であったが、有限要素モデルの作成や解析が収束しないことも多く、また矯正力の大きさー歯の移動量ー歯根吸収量ー歯周組織の応力分布といった各々の数値データを検証するには想定より多くのデータ収集が必要となったため、現在の時点で3次元での歯の移動と歯根吸収のシミュレーションシステムを構築するに至っておらず、矯正力による歯の移動量と歯根吸収量の送還を確認するにとどまっているため。有限要素解析を行うため有限要素解析ソフトの契約、データ解析処理装置用計算機の購入、実験用ラットおよびラットに取り付けるための矯正装置の費用、実験データ(有限要素ソフトのデータおよび骨形態計測ソフトのデータ)が膨大になるため記憶装置の費用等が想定される。また、情報収集および学会発表を行うための旅費も必要となる。
時間分解発光測定によるレーザー励起脱離の動的過程の研究

ナノ秒Nd:YAGレーザー照射により生じる脱離粒子集団の空間的構造とその時間的発展について以下の知見が得られた.この研究は,非点収差補正マルチチャンネル分光器(購入備品)をストリークカメラ・冷却型CCDカメラと組み合わせて時間分解発光測定システムを作製し,スペクトル時間分解,空間時間分解,単色空間時間分解の3種類の配置で系統的に測定することにより行われた.1.大気中及びHe雰囲気中でグラファイトを基本波(λ=1064nm,100J/cm^2)で照射して生じるプルームが,時間的にも空間的にも三成分からなること,第一成分はプラズマ,第二成分はプラズマにより駆動された衝撃波,第三成分は炭素ラジカルであること,そしてその成分の発生機構を明らかにした.2.高真空領域でSi(111)及びNiO焼結体を4倍波(λ=266nm,5J/cm^2)で照射して生じるプルームは,電子(飛行速度約10^6m/s),イオン(約10^5m/s),中性原子(約10^4m/s)の三成分に分離できることを明らかにした.イオンはプラズマから抜け出した電子によって前方に強く加速されるため,中性原子よりかなり速く飛行すると考えられる.また,中性原子の速度の放出角依存性も求められた.3.2.と同じ系で照射強度がアブレーションのしきい値(約1J/cm^2)以下の場合,Siの脱離粒子は2.の成分の代わりに,非常に遅く(約10^3m/s)広い速度分布をもつ成分があることを明らかにした.以上の結果により,本研究で開発した時間分解発光測定システムは,レーザー脱離により放出された粒子集団の動的過程について有力な情報を提供することが示された.特に,肉眼では確認できない発光粒子の挙動が捕らえられたことは,このシステムの感度の高さを物語っている.しかし,究極的な目標であった吸着粒子の脱離の検出には至らなかった.ナノ秒Nd:YAGレーザー照射により生じる脱離粒子集団の空間的構造とその時間的発展について以下の知見が得られた.この研究は,非点収差補正マルチチャンネル分光器(購入備品)をストリークカメラ・冷却型CCDカメラと組み合わせて時間分解発光測定システムを作製し,スペクトル時間分解,空間時間分解,単色空間時間分解の3種類の配置で系統的に測定することにより行われた.1.大気中及びHe雰囲気中でグラファイトを基本波(λ=1064nm,100J/cm^2)で照射して生じるプルームが,時間的にも空間的にも三成分からなること,第一成分はプラズマ,第二成分はプラズマにより駆動された衝撃波,第三成分は炭素ラジカルであること,そしてその成分の発生機構を明らかにした.2.高真空領域でSi(111)及びNiO焼結体を4倍波(λ=266nm,5J/cm^2)で照射して生じるプルームは,電子(飛行速度約10^6m/s),イオン(約10^5m/s),中性原子(約10^4m/s)の三成分に分離できることを明らかにした.イオンはプラズマから抜け出した電子によって前方に強く加速されるため,中性原子よりかなり速く飛行すると考えられる.また,中性原子の速度の放出角依存性も求められた.3.2.と同じ系で照射強度がアブレーションのしきい値(約1J/cm^2)以下の場合,Siの脱離粒子は2.の成分の代わりに,非常に遅く(約10^3m/s)広い速度分布をもつ成分があることを明らかにした.以上の結果により,本研究で開発した時間分解発光測定システムは,レーザー脱離により放出された粒子集団の動的過程について有力な情報を提供することが示された.特に,肉眼では確認できない発光粒子の挙動が捕らえられたことは,このシステムの感度の高さを物語っている.しかし,究極的な目標であった吸着粒子の脱離の検出には至らなかった.非点収差補正マルチチャンネル分光器(購入備品)の設置により,発光時間分解測定系の空間分解能が著しく向上し,通常の空間対時間,波長対時間に加えて,今回提案した特定波長における空間対時間の,合計3種類の配置で測定することが可能になった.第一段階として,Nd:YAGレーザーの繰り返し照射により以下の実験を行った.(1)核融合炉壁材料の熱衝撃試験の一環として,大気中の等方性グラファイトに50J/cm^2の基本波(λ=1064nm)を照射して放出された粒子の発光を観測した.その結果,脱離粒子により形成されたプルームが時間的にも空間的にも3成分,すなわち,非常に速いが前方の狭い領域に限られる雰囲気気体のイオン,次に速くやや広がる雰囲気気体の中性原子,遅く広範囲に飛散するC_2分子から構成されることが示された.これらの結果はAppl.Surf.Sci.に掲載される.(2)パルスレーザー蒸着の初期過程の研究として,1×10^<-6>Torrの高真空領域で遷移金属酸化物NiOを比較的弱い1J/cm^2の4倍波(λ=266nm)で照射して脱離粒子の発光を観測した.その結果,非常に速く飛行する酸素イオングループとそれ続く酸素イオン,Ni原子グループが存在することが,TOFではなく実際の軌跡として明確に捕らえられた.これらの結果は投稿準備中である.平成6年度は照射強度をさらに下げてこの系の検出限界に挑戦し,究極的には超高真空中で吸着分子の脱離を検出することを目指している.