hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ポドフィロトキシン骨格誘導体のトポイソメラ-ゼ阻害活性発現機構

ポドフィロトキシン誘導体エトポシドはDNAトポイソメラ-ゼIIを阻害して薬効を発揮する抗癌剤として注目を集めている。しかしながらその阻害活性発現の有機化学的精密度での活性発現機構は不明のままである。本研究では阻害活性発現に必要なエトポシドの分子構造を先ず明らかに浮き上がらせ、次いでより有効な阻害剤の開発を射程に据えるべくエトポシド窒素置換体を材料として以下を検討した。その結度、エトポシドより阻害活性の強力な窒素置換キノン体を発見し、エトポシドの阻害活性を直接担うのがフェノ-ル体ではなくキノン体であることを示唆するに至った。ポドフィロトキシン窒素置換誘導体は3,4ーメチレンヂオキシフェニルアラニンを出発物質として短工程で合成した。光学純品体の合成も光学活性体を出発物質として同経路で合成した。これら合成ポドファロトキシン型化合物はKB細胞に対して強力な増殖阻害活性を示したが、トポイソラ-ゼIIに対してはほとんど阻害活性を示さなかった。一方、4'ー脱メチル体であるフェノ-ル体はKB細胞に対して活性が弱まり、またトポイソメラ-ゼIIに対してもほとんど阻害活性を示さなかった。しかしながらその酸化型であるオルトキノン体はエトポシドよりも4倍程度強いポイソメラ-ゼII阻害活性を示した。窒素置換体が親化合物であるポドフィロトキシンフェノ-ル体よりも酸化電位が若干であるが高いことと考え合わせると、エトポシドは酸化的代謝過程によりフェノ-ル部がオルトキノンへと酸化されてトポイソメラ-ゼII阻害活性を発現するに至ることは充分推測されることである。
サプライチェーンのリスク管理・危機管理と持続可能性に関する実証研究

経済統合と流動化の流れの中で益々グローバル化するサプライチェーンは様々なリスク要因を抱えつつ、その持続可能性を模索している。本研究課題はサプライチェーンの持続可能性を達成するための製造企業のリスク管理と危機管理に着目し、様々な経営実践が持続可能性に及ぼす影響を解明することを目的としている。リスク管理と危機管理に関する実践活動を含め世界各国の製造企業のオペレーション特性と持続可能性に関するデータを収集し、需要や供給、技術、環境等様々なリスク要因とレジリエンスへの対応を鍵概念として、持続可能な製造オペレーションの構造的特質を明らかにする。
積雪地域における木造住宅の結露防止に関する研究

積雪地域である新潟県では、木造住宅において冬季の結露被害を訴える住宅があり、それが近年増加してきていることから、新潟市及び長岡市で、近年開発された住宅地域を対象としたアンケ-ト調査及び温湿度の実態測定を行った。調査用紙は住宅の構造、平面計画、暖房方法、冬季の生活様式、結露発生状況などの項的により構成し、1991年78月に実施し、79戸より回答を得た(回収率65.8%)。また、実態測定はアンケ-ト調査の対象住宅の中から結露被害のある住宅3戸に依頼し、1991年12月に温湿度の測定及び生活実態の調査を実施した。主な結果は次の通りである。1.アンケ-ト調査:(1)断熱材の厚さは50mmと100mmが多く、4割の住戸で複層ガラスや二重窓を取り入れていた。(2)結露の発生状況から「ほとんどなし:N、軽度:L、重度:H」の3段階に分類したところ、H段階が60%あり、外壁断熱材50mmの方がH段階が多かった。(3)結露発生場所については、断熱材50mmは暖房室、100mmの方は非暖房室が多かった。(4)開放型暖房器具を長時間使用している住戸、密閉型の短時間使用にH段階が多くみられた。2.実態測定:(1)壁面での結露被害のあった室内では、密閉型暖房器具使用にも関わらず短時間暖房のため、壁面温度は露点以下となることが多かった。(2)出窓の壁面は他の壁面より低温のため結露が発生しており、断熱性能を高める工法等の工夫が必要である。(3)換気口に近い壁面は、換気により露点以下となることが多かった。研究期間の関係上、調査より得られた平面計画からの分析及び実態測定の分析がまだ不十分であるので、今後詳細に分析を行う計画である。また、測定対象住宅を追加し、より実態に即した結露防止策の提案をしたいと考えている。
明治日本の言文一致・国語施策と中国をはじめとする漢字圏諸国への波及についての研究

本年度は、前年度における「江戸」の見直しという成果を踏まえ、明治の「言文一致・国語施策」を、実際の歴史的出来事のレベルと、言説のレベルにおいて考察した。と同時に明治期における「江戸」表象・認識についての調査を行った。また、言文一致・国語施策」の清末中国・同時代のベトナムとの関連の視点について国際シンポジウム「国語施策/言文一致運動を東アジアの視点から考える」が開かれた(関西大学との共催、2018年12月15日)。ベトナムの「国語」の登場は一九世紀六十年代以来のフランス植民地政策によって推進されたものであるが、日本の「言文一致:国語施策」と漢字圏の共通の書記体体系としての漢文・儒学との関連の解明も推進されたと評価できる。また、近代東アジアにおける漢字廃止論・それと関連する「文学」概念の検討、「国語」と文学との関連の解明についても日本、中国大陸、台湾、アメリカからの学者とともに国際的なワークショップを開いた(2018年7月15日、愛知大学)。そして、清朝官僚・学者と明治の官僚・学者との書簡、筆談などの史料における日本の「言文一致・国語施策」についての議論も調査した。「言文二致」という斬新な概念も漢字圏言文一致問題の新しい視点としても提起され、今後の研究においてさらに解明されることが期待されている。また海外のゲストを呼んで「江戸時代の漢語の日本語化」という題目の講演会なども行われた。査読付きの英語論集Literary Chineseas the Common Enemy: East Asian Written Languages' National Turnfrom19th Century to Early 20th Century(仮題)の原稿も準備しつつある。論文集の進捗は予定より若干遅れています。理由は研究が進行される段階において多岐的な方向へと広がっていることが最大の理由でしょう。ただ多岐的に発展されること自体は必ずしも悪いことではないと思います。もう一つの理由は査読付きの英語論集として言葉などの問題をすこし甘く見てしまったことにも由来します。ただし質の高い論文集目標に着実に向かっていることは確実に言えると思います。今年の7月末に東アジアとアメリカの学者を呼んで最終年度の国際シンポジウムを開き、明治日本と中国との関連・朝鮮半島との関連に力を入れたい。また、今までの国語・言文一致をめぐる研究とと比べて、本研究の大きな特徴の一つは、「方法としての江戸時代」または「方法としての近世」である。今年度こそこの方法論をさらに推進して、明治前の言語状況・書記状況として藩という微視的なレベルにおいても考察を試みたい。と同時に、「方法としての近世」として明清中国の言語的な状況も視野に入れ、中国からの学者を呼びたい。この意欲は日本の歴史学分野にある「近世論」系譜の成果(特に2006年以後復活された新しい「近世論」)とも関連させたいという、やや大胆な試みも実施したい。それとの関連で近代中国の社会史研究分野における成果を現在のテーマにも生かそうと思いながら、英語圏と中国語圏で知られている学者と中国の関連学者を呼びたい。、北朝鮮・モンゴルの「国語」、漢字・漢文との関連についてのワークショップもすでに企画されている。最後に中国語・英語論集の完成もさらに推進させたい。この三年間の成果と今のチームをベースにしながら、この科研のグローバルなさらなる進化と発展として新しいグローバルな科研プロジェクトチームの構成も秋前に準備したい。29年度において本科研は、「言文一致・国語施策」以前」という問題意識から、江戸教育のありかたと明治十年代・二十年代の言語状況について主に研究を行った。次のような密度の高いワークショップを行った。1)2017年7月13日にワークショップ「筆談資料から見た言文一致ー国語施策における日本の中国への影響」が開催され35名の参加者がいた。中国から来た王勇教授と劉雨珍教授は明治10年代・20年代における日中文人・政治家による筆談について発表した。筆談は、言語が通じなくても、漢学の素養さえあれば、漢文、漢詩を用いて書道で交流することができるので、それ自体は言文一致そのものを考えるに別の角度を提供できたといえる。2)7月15日にワークショップ「江戸の読書方法と訓読文」が開催され、前田勉教授は江戸の会読について紹介した。身分や地域の違いを超え、対等な立場で学びあう会読と、敬語を排除した漢文訓読体は、幕末から明治にかけて四民平等の理念を体現する革新的なものとなった経緯が紹介された。3)9月19日にワークショップ「書記言語規範の東西比較について」が開催され、ラテン語文化圏と漢字文化圏の比較に主眼を置いている。原聖教授は、「書記伝統のなかの標準規範に関する歴史的東西比較研究」にかかわる研究成果を紹介した。ギリシャ語・ラテン語のヨーロッパにおける役割と漢文の東アジアにおける役割の比較は興味深い。またヨーロッパの「国語」成立における口語の書記化と韻律化の問題は言文一致自体の幻想を考えるのに示唆的である。4)2018年1月にワークショップ「漢字圏の視点での言文一致」を行った。前半では、高麗大学の李漢變教授が19世紀末韓国における言文一致の一端を明治日本との関連で考察した。茨城大学工学部共通講座の村上雄太郎(レー・ヴァン・クー)教授は後半で、現代ベトナム語における漢越語の使用状況を統語関係から考察した。本科研は綿密な研究活動を企画し実施することで当初の計画以上に進展している。

それぞれのメンバーによる個別研究活動以外に、メンバー全員合わせて年に四回ものワークショップ・講演会を合同で行ったことで、視野を大きく広げることができ、共同研究の良さを実感することができた。特に当初計画していなかっラテン語文化圏と漢字文化圏の比較は、ヨーロッパの「国語」形成におけるにおける書記家(Scribes)の重要性がとても示唆的であり、書記による韻律化という概念が漢字圏の国語形成を考えるのにも有効であると考えられる。言文一致自体の問題もこのような事実・概念によって問われたといえる。また、当初企画にはあるが、そんなに具体的な計画がなかった筆談の問題も漢字圏特有の課題として重要であることが実感された。筆談文体の二つの特徴として、「談草」と呼ばれるような「雑乱無次」、「不暇文辞」の一面がある一方、「通於天下、達於古今」の「斯文」の一面もあるという指摘がワークショップのなかで提起された。これらの特徴は筆談と言文一致との関係を考えるうえでは興味深い。そして明治初期・中期の筆談は中日両国の参加者だけでなく、朝鮮の文人も関わっているということで、漢文によってある文の共同体の存在と、国語によってそのような共同体の弱体化という事実が見えるようになった。これらの視点の獲得は予期していない展開であるといえる。年度最後のシンポジウムは朝鮮と越南の言文一致問題に絞ったが30名近くの参加者から綿密な議論があり、共同研究の場でしか学ぶことができない知識とそのような場でしか獲得することができない視点を獲得できたと実感した。当初の研究計画より進展していることで30年度の計画もかなり具体することが出来たといえる。本研究課題を大きく推進することができ、ある程度の社会的効果があると自己評価したい。本年度は、前年度における「江戸」の見直しという成果を踏まえ、明治の「言文一致・国語施策」を、実際の歴史的出来事のレベルと、言説のレベルにおいて考察した。と同時に明治期における「江戸」表象・認識についての調査を行った。また、言文一致・国語施策」の清末中国・同時代のベトナムとの関連の視点について国際シンポジウム「国語施策/言文一致運動を東アジアの視点から考える」が開かれた(関西大学との共催、2018年12月15日)。ベトナムの「国語」の登場は一九世紀六十年代以来のフランス植民地政策によって推進されたものであるが、日本の「言文一致:国語施策」と漢字圏の共通の書記体体系としての漢文・儒学との関連の解明も推進されたと評価できる。また、近代東アジアにおける漢字廃止論・それと関連する「文学」概念の検討、「国語」と文学との関連の解明についても日本、中国大陸、台湾、アメリカからの学者とともに国際的なワークショップを開いた(2018年7月15日、愛知大学)。そして、清朝官僚・学者と明治の官僚・学者との書簡、筆談などの史料における日本の「言文一致・国語施策」についての議論も調査した。「言文二致」という斬新な概念も漢字圏言文一致問題の新しい視点としても提起され、今後の研究においてさらに解明されることが期待されている。また海外のゲストを呼んで「江戸時代の漢語の日本語化」という題目の講演会なども行われた。
網膜黄斑部の形成に関する研究

視力に最も重要な領域である網膜黄斑部は視細胞と網膜神経節細胞が高密度に存在している。生体の眼発生過程を模した多能性幹細胞から網膜多層構造形成のプロトコルを検討し、眼胞様構造をもつ胚様体を平面培養に展開することによって、高密度に網膜神経節細胞が集積する領域形成に成功した。また手術検体から分取された網膜を黄斑部と周辺部に分けてRNAを抽出し、マイクロアレイによる発現プロファイルの比較解析により、領域間で発現レベルが有意に異なる遺伝子を選別した。それらの中には網膜の成熟や関連疾患への関与が知られている遺伝子が含まれていた。選別した遺伝子と黄斑形成及び機能との関連について探索を進めている。本研究では視力と最も関係の深い網膜黄斑部の形成、特性に関与する遺伝子を探索し、黄斑形成や眼疾患の理解につなげることを目的としている。研究前半の中心となるのは黄斑の形成のメカニズム解明に向けた網膜細胞の作製であり、本年度はまず検証に使用する多能性幹細胞から網膜神経節細胞への分化誘導系の検討を実施した。黄斑では視細胞のみならず網膜神経節細胞も高密度に存在しており。従来の動物細胞、ことにマウスや鳥類では黄斑がないのでヒトと異なり、有効な実験はできなかった。したがって、ヒト多能性幹細胞から網膜神経節細胞を作製することは必須であるが、この分化誘導の方法はこれまでほとんど成功していなかった。しかし、我々は生体の発生過程を模した立体網膜形成のプロトコルを検討し、さらにこれを平面培養に展開することによって、ヒトiPS細胞から網膜神経節細胞を作製することに成功した。この神経節細胞は、すべての特異マーカーをもち、軸索流や活動電位の機能ももっていた。神経節細胞にはさまざまなタイプがあり、黄斑に存在する特異タイプがあると考えられているが明らかでない。当該年度の成果で、初めてヒト細胞で網膜神経節細胞の分化誘導をin vitroで検討できるようになり、DNAチップを含めて詳しい遺伝子動態を解析することが可能となった。黄斑形成に関わる遺伝子を抽出するとともに、これまで研究を行ってきたPax6の黄斑特異的isoformとの関わりについても、今回作製した神経節細胞を用いて検討を開始している。本研究では視力と最も関係の深い網膜黄斑部に存在する細胞群の特徴を遺伝子発現の観点から理解し、黄斑に関連した疾患の発症機序解明や網膜細胞移植への応用を目指している。従来の動物細胞、ことにマウスや鳥類では黄斑がなく、黄斑の研究を行うにあたり必然的にヒト細胞での評価系が必要とされた。前年度、我々は生体の発生過程を模した多能性幹細胞から網膜多層構造形成のプロトコルを基に眼胞様構造をもつ胚様体を平面培養に展開することによって、網膜細胞前駆体の網膜神経節細胞への運命決定を促進し、高密度に網膜神経節細胞が集積する領域形成に成功した。網膜神経節細胞は黄斑領域において視細胞と並んで高密度に存在し、黄斑の形成、機能に密接にかかわる細胞であり、これまで分化誘導研究が比較的進んでいた視細胞に加えて、in vitroで網膜神経節細胞の生成や機能に関わる遺伝子を解析する道が開けた。本年度は手術検体から分取された網膜を黄斑領域と周辺部に分け、マイクロアレイにより発現プロファイルを比較解析した。周辺部との比較で10倍以上高い発現を示し、定量PCRにより検証できた遺伝子が8遺伝子あった。その中には視細胞障害への関与が既に報告されている遺伝子や網膜成熟に関与する遺伝子も見られた。現在、これらの遺伝子の網膜形成過程における発現変動や局在について、ヒト多能性幹細胞を起点とした網膜分化誘導系で解析を進めている。黄斑領域で特徴的な発現を示す遺伝子と黄斑を構成する細胞の生成や特性、そして黄斑疾患とのつながりを探索していく予定である。網膜黄斑部を形成する候補遺伝子の選別については、完了には至たらなかった。しかし、ヒトiPS細胞から網膜神経節細胞を自己分化誘導できたことは大きな成果である。黄斑形成には網膜神経節細胞の密度集中と特異化が重要な要素であるので、ヒトでの解析ツールを初めて入手できたことになる。細胞分化まずは計画どおり、黄斑部で特異的な発現を示す遺伝子群の同定の研究を進める。併せて、黄斑形成に関わる網膜神経節細胞の分化過程やPax6イソフォーム等の転写因子との関係についてDNAチップ等を含めて検討し、3次元培養での黄斑組織の分化誘導を目指す。その他に計上した使用額は受託解析の経費であるが、分類を誤って認識し計画書ではその他の経費を確保していなかった。研究進行の遅延のため、予定していた一部実験が今年度実施できず、予定よりも物品費の使用が少なくなった。今年度は関連の成果発表は行わなかったので、旅費は使用しなかった。前年度に行えなかった実験の経費に繰り越し金を充てる予定である。
蒸着重合法による新ポリイミド絶縁膜の開発

電子デバイス用の絶縁膜の作成方法としてドライプロセス法の一つである蒸着重合法を用いてポリイミド薄膜を作成し、その電気絶縁特性を調べた。従来からあるドライプロセス法であるプラズマ重合などによって作成した薄膜は架橋構造など通常の化学的な重合法で作成した高分子とはかなり違った構造を持つ高分子の薄膜であった。それに対し、蒸着重合は通常の重合法と同じ構造の高分子の薄膜がドライプロセスで得られる特徴ある成膜法てある。本研究では、まず、有機物の二元蒸着に適した装置の開発を行った。本蒸着重合装置の主な特徴は蒸発速度のモニタ-と排気系のモノマ-回収トラップである。薄膜作成条件についての検討から、基板を未反応のモノマ-が付着できない温度まで昇温することによって、モノマ-が残留しない薄膜を作成することができ、その温度の中で低い温度ほど分子量が大きなポリイミドが生成することが明らかになった。蒸着重合によって作成できる高分子は二官能性モノマ-から重縮合あるいは重付加反応によって生成するもので、それらを溶液中で重合する場合に室温付近の穏和な条件下で速やかに重合が進行する程度の反応性の高いモノマ-を用いる必要があることが示された。次に、市販のポリイミドフィルムを用いて、分子構造及び高次構造と電気伝導特性との関連について検討を行い、ポリイミドの導電電流は分子鎖の配向方向、平面状の分子の構成する面の配向方向及び分子構造に従存することが示された。次に、蒸着重合によるポリイミドの電気伝導及び絶縁破壊特性について調べ、伝導特性は薄膜作成条件にはあまり依存せず、むしろ成膜後の熱処理に大きな影響を受けることが示された。また、室的過程によるものと考えられ、耐熱性のために分子鎖中に導入された環構造は互いに離れた方が絶縁特性はよくなることが示唆された。代表的な耐熱性高分子絶緑材料であるポリオキシジフェニリンピロメリットイミ及び類似の分子構造を持つポリイミドの薄膜を蒸着重合法を用いて作成した。まず、蒸着重合での薄膜の作成にとって最適な条件を明らかにするため、ピロメリット酸二無水物(PMDA)及びジアミノジフェニルエーテル(DDE)をモノマーとして用いてモノマーの供給速度及び基板温度の影響について検討した。その結果、従来の報告ではポリミイドの前駆体ポリマーであるポリアミド酸に多くのモノマーが残留しているのに対し、未反応のモノマーは再蒸発する高い温度に基板を保つことにより、モノマーを含まないポリアミド酸が得られることを明らかにした。また、基板温度が低い場合にはモノマーの供給速度を小さくするとモノマーの残留量をごく小さくできることを明らかにした。このポリアミド酸は加熱処理によりポリイミドとすることができ、その薄膜は非晶質であった。その電気伝導特性はモノマーの供給速度,基板温度の影響を受けず、イミド化する加熱温度については、赤外吸収スペクトルからみでイミド化する温度範囲内で低い温度であるほどわずかながら光電流が大きくなった。次に,反応性の高いモノマーの組合せとして、ピロメリット酸クロリド(PMTC)とDDE、ピロメリット酸ジチオ無水物(PMDTA)とDDE、PMDAとジフェニルメタンジイソシアナート(MDI)を用いて蒸着重合による薄膜作成を試みた。PMTCとDDE、PMDTAとDDEからはポリアミド酸を経てポリイミドの作成ができたが、直接ポリイミドの生成はできなかった。PMDAとMDIからは薄膜の作成はできなかった。

これらのことから、通常の溶媒中での重合においてモノマーと溶媒の会合状態が重要な役割をはたす場合には、蒸着重合での薄膜の作成が困難となること及びモノマーの反応性が高い程、薄膜の作成が容易であることが明らかになった。代表的な耐熱性高分子絶縁材料であるポリオキシジフェニレンピロメリットイミド及び類似の分子構造を持つポリイミドの薄膜について蒸着重合法による膜作成と電気伝導特性について検討した。まず、各種の構造単位を持つポリイミドの作成のために、蒸着重合装置の改良を行った。当初の蒸着重合装置では、モノマ-の蒸発量のモニタ-、制御は水冷の水晶振動子を用いて行っていたが、ポリイミドの単位構造を変えるためにパラフェニレンジアミン(PDA)やデカメチレンジアミン(DMDA)等の分子量が比較的小さく融点の低いモノマ-を用いようとすると、それらのモノマ-が水晶振動子の表面に付着しないため、蒸発量のモニタ-ができなかった。そこで、水晶振動子にペルチェ効果を利用した冷却器を取り付け、水晶振動子の温度を-15°C程度に下げた。このことにより、低分子量のモノマ-を用いても蒸着重合によって制御性よく成膜できるようになった。また、重合に用いる各モノマ-の分子量の差が大きい場合に、分子量の大きいモノマ-の薄膜中への混入を防ごうとすると膜の生成効率が悪くなることが示された。次に、ピロメリット酸二無水物(PMDA)とDMDAから作成したポリイミド薄膜は作成条件によっては分子鎖が基板に垂直に近い方向に配向した結晶を持つものが得られた。このポリイミドの導電電流は結晶性の良いものほど小さくなる傾向が見られ、これは、分子鎖中でπ電子系を持つピロメリットイミド部分がメチレン鎖によって隔てられ、結晶中でのキャリアの移動が妨げられるためと考えられた。また、絶縁用のフィルムやワニスとして実績ある全芳香族ポリイミドと同じ分子構造を持つ薄膜では、π電子系の広がりが大きいと考えられる構造のポリイミドほど高電界での導電電流が大きくなる傾向が見られた。以上のことより、薄膜の分子構造、高次構造とも導電特性に影響を及ぼすことが確認された。代表的な耐熱性高分子絶縁材料であるポリイミド薄膜を蒸着重合法を用いて作成し、電気絶縁特性について検討した。耐熱性に優れた全芳香族ポリイミドを作成するため、モノマ-としてピロメリット酸二無水物(PMDA)、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPA)の2種の酸無水物とジアミノジフェニルエ-テル(DDE)、パラフェニレンジアミン(PDA)の2種のジアミンを用い、4種のポリイミド(以後モノマ-の略号を連記して分子構造を区別する)薄膜を作成した。酸無水物としてBPAを用いる場合PMDAに比べ膜の成長速度が遅く、その原因として、1.BPAの分子量が大きく蒸気圧が低いため、基板へのモノマ-の供給量を増やすことが困難である。2.薄膜中への未反応モノマ-の残留を防ぐために基板温度を上げると、BPAに比べて分子量の小さなジアミンは基板上での滞留時間が短くなりすぎて反応が十分進まない。3.BPAの反応性がPMDAよりも弱い。の3点が考えられた。BPAをモノマ-としたポリイミドはPMDAをモノマ-としたものより絶縁破壊電圧が低く、高い電界まで導電特性を詳しく検討できなかった。また、PMDAーDDEポリイミドとPMDAーPDAポリイミドの室温での導電特性に顕著な差は認められず、加熱処理によりイミド化した場合、PMDAーPDAポリイミドはPMDAーDDEポリイミドよりも耐熱性に劣ることが報告されているので、PMDAーDDEポリイミドの絶縁特性を詳しく検討した。
ミュオンスピン回転法によるケイ酸塩鉱物中の水素の振る舞いの研究

ミュオンスピン回転法をケイ酸塩の高圧相に適用することで、地球マントル深部において、水素がケイ酸塩鉱物中に中性原子として存在する可能性を探索した。石英の高圧相鉱物であるスティショバイト中に注入した正ミュオンを調べたところ、電子1個を束縛したミュオニウムとして、構造中の小さく異方的な空隙に存在することが判明した。この発見は、水素が中性原子として存在する可能性を示唆し、水酸基として存在するとされてきた定説に一石を投じるものである。当初計画では、世界最高強度のパルスミュオンの発生に成功しているJ-PARC・MLF施設(茨城県東海村)のD1ビームラインのミュオンスピン分光器用に、数K数百Kの温度領域で利用可能な、直径2mm程度の小型試料の測定のための試料ホルダを製作して、ケイ酸塩の高圧相に対する実験を行うことになっていた。しかしながら、J-PARCにおける放射性元素の遺漏事故などもあり、当初計画を変更して、海外の施設で、下部マントルの最重要構成鉱物であるペロフスカイト構造のMgSiO3や昨年度までに実験を行ったルチル構造のSiO2との比較のためのルチル構造のGeO2などについての実験を行うこととした。ペロフスカイト型MgSiO3については愛媛大学で、ルチル型GeO2については物質・材料研究機構で、それぞれ大型プレス装置を用いて高圧合成し、PSI(スイス)において、ミュオンスピン回転法による測定を実施した。ペロフスカイト型MgSiO3では、中性水素原子に相当するミュオニウムの生成を示唆する結果が得られた。一方、ルチル型GeO2では、ミュオニウムは全く生成しないことが明らかになった。ルチル型SiO2では、ミュオニウムの大量生成が確認されており対照的な結果といえる。これまでの研究成果は、日本中間子科学会の会誌「めそん」に2報の依頼原稿として公表されている。また、ルチル型SiO2についての研究成果をまとめた論文についても原稿の執筆を完了している。今年度は、前年度までに実施したミュオンスピン回転実験の結果、特に、ルチル型SiO2(スティショバイト)中で正ミュオンが電子を束縛してミュオニウムとして存在することを好むことについて、論文として学術雑誌に発表することに全力を挙げた。この実験手法が地球惑星科学において前例のないものであり、また、実験結果がマントルにおける水素の存在形態に関する定説、すなわち、水素が水酸基(=水)として存在することに疑問を呈するものであったために、出版までに多くの時間と労力を要した。実験結果に基づき、スティショバイト中で、水素が小さく異方的な格子間空隙に押し込められた中性原子状態で存在する可能性が高いことを示し、地球深部マントルにおける水素の存在形態としても、これまでの研究では想定外であった中性原子状態を検討する必要性について報告した。実際のマントル中に、中性水素が存在するか否かを明らかにするためには、生成エンタルピーの正確な計算など、ミュオン実験とは異なる手法も含めて、多角的・総合的に研究を進める必要がある。本課題で進めているミュオン実験に関しては、スティショバイトに関する論文の出版を受けて、現在、スティショバイトと同じ構造で異なる組成のルチル型GeO2(アーゲタイト)や地球下部マントルの最重要鉱物であるペロフスカイト型MgSiO3(ブリッジマナイト)などに対する実験結果を整理して論文として出版するための準備を進めている。昨年度までに、地球下部マントルに特徴的な6配位鉱物(Si4+の周囲にO2-が6個存在)であるルチル型SiO2(スティショバイト)中で、正ミュオンが電子を束縛してミュオニウムとして存在することを好むことを明らかにし、学術雑誌に発表した。このミュオンスピン回転法による実験結果は、マントルにおける水素の存在形態に関する定説、すなわち、水素が水酸基(=水)として存在することに疑問を投げかけ、中性水素として格子間空隙に存在することを示唆するものである。本研究の3年目で最終年度にあたる平成27年度には、東京大学理学部ニュースでの解説、高エネルギー加速器研究機構一般公開やJ-PARC(大強度陽子加速器施設)全体会議での講演などの機会に、これまでの研究では想定外であった中性原子状態での存在可能性を検討することの必要性について説明を行った。こうした努力により、少しずつではあるが専門家の関心を集めはじめ、地球化学分野の最大の国際会議Goldschmidt2016に招待されて講演することも決まっている。一方、本研究で計画した実験については、ミュオンスピン回転法が日本で唯一可能なJ-PARCのMLF(物質・生命科学施設)が、トラブルにより長期シャットダウンしたことなどもあり、ほとんど進めることができなかった。研究期間が終了しても、中性水素の有無に関する研究を更に発展させられるよう、共同研究者との打ち合わせを行い、実験機材の整備を進めた。地球惑星科学では前例のない実験手法により、マントルにおける水素の存在形態に関する従来の定説に一石を投じる論文を出版できた。一方で、出版までに多くの時間と労力を使い、新しい実験を進めることができなかった。

高圧鉱物物理学高エネルギー加速器研究機構物質構造科学研究所に平成27年4月1日付で移動した。異動先は、J-PARCのミュオンビームラインを整備・運営する組織でもある。ミュオン実験の専門家との一層の連携により研究を推進する。当初計画からは大幅な変更をしたが、地球マントルにおける中性水素原子の存在の可能性について議論するためのデータの蓄積が進んでいる。ミュオンの実験の専門家からも高く評価され、日本中間子学会の学会誌編集委員会からの依頼で2報を寄稿した。第一報を学術雑誌に出版するために、予想以上に多くの時間と労力を使うこととなり、新しい実験を進めることができなかった。J-PARC・MLF施設は再稼働したものの、海外の施設での実験のための予定外の支出があったため、新規に試料ホルダを製作するのは予算的に厳しくなった。これまでに得られているデータの解析を進め、地球マントルにおける中性水素原子の存在の可能性についての考察を深め、論文として発表することを最優先に進める。地球のマントルに、中性水素が存在するか否かを明らかにするために、ミュオン実験を中心に据えながら、ミュオン実験とは異なる手法も利用して、多角的・総合的に研究を進める。ミュオン実験のための費用の他、その結果を補強するような実験や計算を行うための費用にあてる。J-PARC・MLF施設の運転停止などにより、当初計画からの大幅な変更が必要となり、予定していた試料ホルダを製作しなかったことによる。J-PARC・MLF施設は再稼働したものの、運転停止の影響が残り、新規に試料ホルダを製作しても、試験のための十分なビームタイムを確保することは容易ではない。予算面でも厳しいため、無理に製作することはせず、状況に応じて、これまでに取得したデータを更に補強するような測定や第一原理計算を行うための費用にあてることも検討する。
電気回路のもつ自己組織化機能の解明

本研究では、広い分野で注目される自己組織化の概念を、非線形現象の研究では蓄積のある電気回路網を具体的対象として解明することを目的とした。特に、従来、自己組織化の具体例とされてきた周期現象、同期現象などの秩序化の対極にあるカオス現象に注目し、その発生条件、物理的本質を解明することにより、非線形電気回路網に生じる諸現象を統一的に理解することを目指した。本研究の主な成果は以下の通りである。(1)非線形能動素子1個、線形で正のインダクタ及びキャパシタ合わせて3個、線形抵抗1個、以上計5個の素子で構成できる11個の3次元発振器群を考えた。パラメタ値の変化に伴う平衡点の安定性の変化とカオス発生との関係を明らかにし、これらの発振器群をカオスの発生に関して分類することに成功した。これにより、3次元発振器におけるカオス発生の必要条件を得ることができ、従来、試行錯誤的にしか求められなかったカオスを系統的に探索することができることになる。今後、同様の考え方を、他の非線形特性素子を用いた系、あるいは4次元以上の系に対して拡張し、一般的なカオス発生条件を明らかにすることが課題である。(2)以上の結果から、カオスとは、非線形性の強さに伴い、非発振から発振状態(交流)、さらに発振停止(直流へと変化する経過で、発振状態の一つの特殊な状況として生じ得るものであることが明かとなった。今後、筆者が先に提唱した「平均ポテンシャル」を拡張し、これら一連の現象を物理的、統一的に理解する必要がある。(3)非線形素子が2個の系として、同一特性の2個の弛張振動発振器の結合系を考察し、2つ存在する同期状態の一方が、非線形性が強くなるとき不安定化する現象を見いだした。多数の非線形素子を含む系の振舞いを理解する基本として、この現象を物理的に解明することが今後の課題の一つである。非線形電気回路のなかで、トンネルダイオードのような非線形能動素子と線形LCR回路とで構成される発振回路について検討し、非線形性が強くなる時生じる現象を統一的に理解することを試みた。今年度の主な結果は以下の通りである。1.非線形能動素子1個と線形LC共振回路2個で構成される発振器では非線形性が強くなるにつれて、安定周期解の数が2個から順次増加することが分かった。これは共振回路が1個のvan der Pol発振器では、非線形性の強さにかかわらず、常に唯一の周期解しか存在しなかったのと比ベ、多自由度系での新たな特徴である。しかしながら、現れる解は周期解のみで、概周期解、カオスなど復雑な現象は見られない。2.非線形能動素子1個と線形LCR回路(3階以上)を結合した場合、すなわち線形回路に損失Rがある場合には、系にカオスの生じることがあることが知られている。この様な現象の複雑化を理解するため、Lに直列にRがある線形共振回路(2階)をつないだ発振器について調ベた。その結果、R=0に対応するvan der Pol発振器が常に発振するのと異なり、非線形抵抗と線形抵抗の大きさのかねあいで非発振、発振、発振停止(直流解)の状態があることを示した。この事実と、3階以上の系ではカオスが生じることとの関連を引続き検討中である。3.2個の同一の強非線形van der Pol発振器の結合系に生じる同期振動について調べた。

弱非線形の場合に、同相と逆相の二つの同期が安定であったのに対し、非線形性の強化と共に一方の同期が不安定化する現象を見つけた。この現象の理論的説明も今後の課題である。非線形電気回路のなかで,トンネルダイオードのような非線形能動素子と線形LCR回路とで構成される発振回路について検討し,非線形性が強くなる時生じる現象を統一的に理解することを試みた.今年度は特に,3階の方程式で記述される発振器に生じるカオスについて検討した.その主な結果は以下の通りである.1.いままで知られていない簡単な構成の3階カオス発振器を見い出した.これは非線形能動素子1個,キャパシタ1個及びコイル(インダクタと正抵抗を直列につないだもの)2個の計4個の素子を並列につないだものである.これは代表的なカオス発振器として知られているDouble Scroll回路に比べ正抵抗の数が1個多いが,通常のコイルがインダクタと正抵抗を不可分的に含むことを考えると,きわめて自然な,結線も簡単なカオス発振器ということができる.ただし,残念なことにいまのところ,変動の小さなおとなしいカオスであり,生じるパラメタ範囲も狭い.この発振器は,昨年度検討したコイルが1個だけの2階発振器の解析結果から,カオスが生じることを予想し,実際見つかったものであり,「カオスとは何か」を考える上で,興味深い回路である.2.多数存在する3階発振器の中で,線形抵抗が正の場合,上述のDouble Scroll回路だけにしかカオスが見つかっていない理由はまだよく分かっていない.筆者は,この回路につき広い範囲のパラメタ値についてシミュレーションを行い,カオス発生のメカニズムをほぼ明らかにした.その結果を用いて,今まで知られていないカオス発振器をみつることができた.また,同様の考え方で他の発振器にカオスが発生しない理由も説明できるものと考えている.非線形電気回路に生じる現象のなかで,今年度は,トンネルダイオードのような非線形能動素子(滑らかな3次特性で表現されるもの)と,計3個の正値の(自然な)線形L,Cと,1個の線形R(正または負)の総計5個の素子で構成された3階発振器に生じるカオス現象について検討した。その主な結果は以下の通りである。1.上記の3階発振器のなかでカオスを発生する回路の代表例であるDouble Scroll回路を対象に,非線形特性の大きさを示すパラメタを変えることにより,位相空間内での解軌道の変化の様子を明らかにした。その結果,カオスが生じるためには,(1)複数個の平衡点が存在し,それらがすべて不安定であること。(2)平衡点の安定性の変化が,上記パラメタの変化に伴い複雑に変化すること,という2条件が必要なことを見いだした。すなわち,カオスは平衡点の安定性の複雑な変化に伴う解軌道の複雑な捻れであると表現でき,その結果,平衡点の安定条件という局所的性質から,カオスという大局的現象の発生の有無を判断できると考えられることを示した。2.前記のような5個の素子からなる3次元発振器は11個存在する。これらに対し上記の条件を適用することにより,11個の回路を4組のグループに分類できることを示した。これらのグループ分けに従い,線形抵抗Rが正の場合には2個の回路で,また負の場合には6個の回路にカオスが生じ得ることを予想し,実際シミュレーションにより,カオスの発生を確かめた。また,この考え方から,カオスの発生するパラメタ値も予測できる。3.以上の結果,従来,偶然にあるいは試行錯誤的に発見されてきたカオス発生を,回路の平衡点の解析から事前に予測可能となった。
ブタの背脂肪厚制御因子の解明:脂肪前駆細胞の増殖能による違い

ブタの背脂肪厚は枝肉の最も重要な評価項目の一つである。本課題では、アジア系梅山豚の背脂肪が西洋系品種に比べて厚い理由は脂肪細胞の元となる脂肪前駆細胞の増殖性に差異があるとの仮説を証明することを目的としている。当研究室で樹立した西洋系交雑豚由来の皮下脂肪前駆細胞(PSPA)と梅山豚由来の皮下脂肪前駆細胞(MSPA)のconfluent後10日目の増殖関連遺伝子の発現をアレイ解析により比較した結果、MSPAで2倍以上の高発現を示す9つの遺伝子が検出された。しかし、CDK6、CKS2、CCNB2、CCNFについては実際のアレイ上のスポットが両細胞区で視認できないほどのレベルであったため、残る5つの遺伝子についてリアルタイムRT-PCRにより再現性を調べた。BCL2は有意差が見られず、BRCA1はアレイの結果と逆転したが、CCNE2、CCNA1、CDC2の発現量はMSPAで有意に高いことを確認した。更に5つの遺伝子について、胎齢85日、生後1週、1ケ月、3ケ月及び5ケ月齢のランドレースと梅山豚から背脂肪を経時的に採取し、RNAを抽出、次いで合成したcDNAを用いて、リアルタイムRT-PCRによる発現量の比較を行った。ランドレース、梅山豚の成長に伴い、皮下脂肪組織における上記遺伝子の発現量はBCL2を除いて徐々に低減した。両品種共通の現象として胎児期から幼少期にかけて皮下脂肪における前駆細胞等の細胞増殖能が低下することが判明したが、個体差が大きいために品種間の違いを生体レベルで証明するには至らなかった。しかし、PSPAに比べてMSPAの方がG1期、S期及びM期に働く遺伝子の発現量が高いことから、西洋系品種よりも梅山豚由来の前駆細胞の方が細胞分裂を活発に行っていることが細胞レベルでは明らかになった。
複合スピン機能と柔軟な有機機能を併せ持つ超分子的磁性体の合成開発とその評価

(1)サーモクロミック有機磁性体:基底三重項ビラジカル化合物群が、逐次構造相転移を示し、反磁性からS = 1/2常磁性、S = 1常磁性となることを明らかにした。一つの誘導体で、幅広い温度領域でS = 1/2常磁性を示すものを見いだした。(2)分子包接誘起磁性体:ラジカル置換ホスト分子を合成開発した。金属イオンの有無に従って、開いた構造から閉じた構造に変化し、ホスト分子が基底三重項から基底一重項へスイッチする例を見いだした。(3)有機ラジカル配位磁性材料:4f-3d、4f-2p系単分子磁石を合成し、へテロスピン間の交換相互作用を決定した。ラジカル希土類錯体自体が類例の少ない物質群である。分子を基調とする新規磁性体の中から、メモリー、表示材料、磁気抵抗、マルチフェロイクスなどの複合機能性材料への応用発展性を示すことは今後のエレクトロニクスのために重要である。一方で分子性材料が無機物質では考えられなかったような特性も有することから、「分子性物質ならでは」という性質の導入も必要である。我々はこれまでに有機無機の区別なく、4f,3d,2pスピンを組み合わせて研究を進めてきた。本課題ではこのような複合スピン系に、柔軟性、加工性、反応性、光吸収などの有機由来・分子由来の機能を導入し具体化する。1.機能性低次元磁石:ラジカル-コバルト系単一次元鎖磁石からバルクの磁性との共存の見られる系が見つかり、これまでの世界最高の保磁力をさらに更新する程度の「硬い」磁性材料を開発した。ラジカル-銅系高スピン分子の開発の過程で、単結晶を維持した固相-固相の相転移を示しそれに伴ってラジカルスピンと金属スピンの磁気的カップリングを強磁性的なものから反強磁性的なものへ転じる物質群を見いだした。これらは、二中心もしくは三中心スピンクロスオーバー物質という観点からも興味が持たれる。2.分子包接誘起磁性体、磁気検出型イオンセンサー:ラジカル置換のホスト・配位子分子を分子設計し、実際に合成した。金属イオンの有無に従って、開いた構造から閉じた構造に変化する。それに伴って、磁気的相互作用の大きさを変化させたり、強磁性/反強磁性をスイッチさせることに成功した。3.単分子磁石・単鎖磁石:いくつかの4f-3d系単分子磁石を合成開発し、高周波ESRを用いて4f-3d間交換相互作用を決定した。ヘテロ金属二核、三核、五核錯体において、相互作用定数と4fスピン数との間に相関があることがわかった。元素周期律に新たな知見を与えることができた。本課題ではこのような複合スピン系に、柔軟性、加工性、反応性ぐ光吸収などの有機由来・分子由来の機能を導入し具体化しつつある。1.フォトクロミック有機磁性体:基底三重項ビラジカル(bpbn)の一連化合物群が、逐次構造相転移を示し、反磁性からS=1/2常磁性、続いてS=1常磁性となることを明らかにしている。反磁性相は薄いオレンジ色、常磁性相は濃赤色である。この一つの誘導体で、ビラジカルであるにも関わらず幅広い温度領域でS=1/2常磁性を示すものを見いだした。また、インダンジオン骨格を用いて、フォトクロミック材料でありなおかつ光誘起磁性材料にもなる系の応用展開を目指した。具体的には、光反応前後によるスピン定量など基礎的なデータを収集した。2.分子包擦誘起磁性体、磁気検出型イオンセンサー:ラジカル置換のホスト・配位子分子を合成開発した。ポリエーテル鎖の長さに依存して、カルシウムイオンやバリウムイオンを選択的に取り込むことを電子スピン共鳴法から明らかにした。3.有機ラジカル配位磁性材料:いくつかの4f-3d系単分子磁石を合成開発し、高周波ESRを用いて4f-3d間交換相互作用を決定している。有機ラジカルと希土類からなるヘテロスピン系を合成開発した。

4f-2p系はこれまで類例が少なく、構造磁性相関の解析が発展すれば、Nd-Fe-B磁石の改質へ繋がるような材料設計指針を提案する可能性がある。分子を基調とする新規磁性体の中から、メモリー、表示材料、磁気抵抗などの複合機能性材料への応用を示すことは今後のエレクトロニクスのために重要である。一方で分子性材料が無機物質では考えられなかったような特性も有することから、「分子性物質ならでは」という性質の導入も必要である。本課題ではこのような複合スピン系に、柔軟性、加工性、反応性、光吸収などの有機由来・分子由来の機能を導入し具体化しつつある。1.サーモクロミック有機磁性体:基底三重項ビラジカルの一連化合物群が、逐次構造相転移を示し、反磁性からS = 1/2常磁性、続いてS = 1常磁性となることを明らかにしている。反磁性相は薄いオレンジ色、常磁性相は濃赤色である。この一つの誘導体で、ビラジカルであるにも関わらず幅広い温度領域でS = 1/2常磁性を示すものも見いだした。2.有機ラジカルと希土類からなる磁性材料:4f-2p系のヘテロスピン間交換相互作用で、これまでの最大の大きさを有するものを開発した。いくつかの錯体分子は単分子磁石または単イオン磁石として振る舞った。また、2p-4f-2pのヘテロ3スピン系で、従来の予想を越える強い2p-2p超交換相互作用を見いだした。3.有機ラジカルと遷移金属イオンからなる磁性材料:わずかな構造変化により、基底高スピン状態と基底低スピン状態をスイッチする物質群を見いだした。広義の3中心スピンクロスオーバー現象であると理解することができた。4.分子包接誘起磁性体、磁気検出型イオンセンサー:ラジカル置換のホスト・配位子分子を合成開発した。金属イオンの有無に従って、開いた構造から閉じた構造に変化する。ポリエーテル鎖の長さに依存して、カルシウムイオンやバリウムイオンを選択的に取り込むことを電子スピン共鳴法から明らかにした。これは将来イオン検出試薬の開発に繋がる可能性がある。今後のエレクトロニクス、スピントロニクスの発展のためには、分子を基調とする新規磁性体の中からメモリー、表示材料、磁気抵抗、マルチフェロイクスなどの複合機能性材料への応用発展性を示すことが重要である。一方で分子性材料に、「分子性物質/有機材料ならでは」という性質の導入も必要である。本課題ではこのような複合スピン系に、柔軟性、加工性、反応性、光吸収などの有機由来・分子由来の機能を導入した。1.サーモクロミック有機磁性体:基底三重項ビラジカル(bpbn)の一連化合物群が、逐次構造相転移を示し、反磁性からS = 1/2常磁性、続いてS = 1常磁性となることを明らかにしている。この一つの誘導体で、ビラジカルであるにも関わらず幅広い温度領域でS = 1/2常磁性を示すものを見いだした。この誘導体の中からS = 1/2常磁性のさらに半分のスピン量を示す新しい相を見いだした。2.分子包接誘起磁性体、磁気検出型イオンセンサー:ラジカル置換のホスト・配位子分子を合成開発した。このような構造変化を利用して、ビラジカルホスト分子が基底三重項から基底一重項へスイッチする例を見いだした。3.有機ラジカル配位磁性材料:これまでに4f-3d系単分子磁石を合成開発し、高周波ESRを用いて4f-3d間交換相互作用を決定して研究を進めてきた。
ガリレオ衛星食掩蔽を用いた宇宙赤外線背景放射の観測

本研究課題にて、当該年度中にすばる望遠鏡・ハッブル宇宙望遠鏡・Spitzer宇宙望遠鏡での観測をほぼ完了した。前年度までに確立した、本研究目的に特化した観測手法にて観測を実施し、データ解析を行った所、エウロパ・ガニメデ・カリストが近赤外線での波長域において木星の影中においてもわずかに明るいという新たな事実を発見した。この現象の解明は、本研究目的においても必須である為、新たに惑星科学の専門家達と相談し議論・検討をすs目多結果、木星上層大気による差太陽光の散乱が最もありえる説であるとの結論を現時点で得ている。この新発見は、今までほとんどデータが得られていなかった圧力帯(10mbar付近)での木星大気構造について、地上観測から制限を付けられる可能性を秘めており、今後の発展が期待される。そこで、これらの観測結果をまとめた論文を用意し、投稿した(現時点で査読中)。また、ガリレオ衛星食観測で目指す観測目的である赤外線背景放射について、赤外線天文衛星「あかり」やロケット観測実験CIBERによるデータ解析・成果発表等も並行して実施した。25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題にて、すばる望遠鏡にて2半夜、ハッブル宇宙望遠鏡にて4 orbits、Spitzer宇宙望望遠鏡にて計25時間の観測時間を獲得しており、平成24年度にこれらの観測を実施した。本研究における特殊な観測を実施するにあたり、木星からの迷光を最小限におさえる観測手法(視野外に配置した木星に対する追尾、木星が暗いメタンバンドの利用など)を確立した。これらの観測のうち、すばる及びハッブル宇宙望遠鏡による観測結果から、食中のガニメデが明るかったという事象が観測された。これは我々の科学目的にとっては不都合な結果であるため、その原因究明と対策が求められる事と同時に、その現象自体は惑星科学的に興味深い現象である。そこで、宇宙科学研究所1.3m望遠鏡、西はりま天文台なゆた望遠鏡、および南アフリカのIRTF望遠鏡を用いたガリレオ衛星食の観測を複数回実施し、さらに惑星科学の専門家達とコンタクトをとり、この現象の惑星科学的原因究明とその対策について議論するなど、原因究明を進めていった。現時点では、木星上層大気による太陽光の散乱と、ガニメデの表面現象という2つの可能性について検討しており、その検討結果を踏まえて、本事象を論文にまとめるべく準備を進めてきている。一方で、エウロパの観測では食中に明るいという現象は確認されず、我々の科学目的が達成できる見込みが立ち、その観測のため、ハッブル宇宙望遠鏡およびSpitzer宇宙望遠鏡での観測時間を獲得する事に成功した。ガニメデ食が食中に明るく観測された事はよす害であったが、その原因の解明に向けての観測や惑星科学者達との議論は順調に進んでいる。また、エウロパは食中にも暗かったため、平成25年度の観測ではエウロパ食の観測による宇宙赤外線背景放射の検出を目指す。そのためにハッブル宇宙望遠鏡およびSpitzer宇宙望遠鏡による観測を平成25年度に実施する。平成25年度はハッブル宇宙望遠鏡およびSpizert宇宙望遠鏡による観測時間を獲得している。ハッブル宇宙望遠鏡では、観測対象をエウロパ食にシフトし、今までに我々が開発してきた木星からの迷光を最小限に抑える観測手法にて観測を実施し、宇宙赤外線背景放射検出を目指す。また、Spitzer宇宙望遠鏡による観測では、過去の観測によりガニメデは明るく検出されなかった事から、当初の予定通りガニメデを観測対象として観測を続けていく。今まで煮えられた成果を発展させ、これらの観測を今後も継続していくため、これらの宇宙望遠鏡の次期の観測提案も提出する。また、ガニメデが明るかった事象に関しては、惑星科学的に新たな知見が得られる可能性があるため、関連する惑星科学者数名と、本事象解明に向けた議論を既に開始しており、これを進める事で本事象の解明し惑星科学的な成果を得る事を目指すと同時に、今後のガニメデ食を用いた観測における戦略を立てる事にも役立てる。
放射光を用いたＭ－Ａ組織中のオーステナイト相の結晶構造解析による相安定性の解明

大入熱を想定した高張力鋼再現溶接熱影響部におけるM-A組織中の残留オーステナイト相の相安定性について、同じバリアントからなるベイナイトラス間の残留オーステナイト相の安定性が高く、一方、異なるバリアント間に形成されたものは安定性が低くマルテンサイト変態が起きやすいことを明らかとした。さらに,M-A組織,マトリックス組織,じん性との関係を検証し、溶接熱影響部組織のへき開き裂進展に対する抵抗となる組織的因子を抽出することができた。具体的には、ベインゾーン境界が大きな抵抗であり、また、その中の最密面グループ境界とそこにできやすいM-A組織も抵抗となることを、き裂進展挙動の変化とともに可視化した。今年度前半においては、前年度に見いだした島状マルテンサイト(M-A組織)に関する知見に対して以下のように結晶学的特徴付けを行った。低炭素鋼の大入熱溶接熱影響部を模擬した熱サイクルによって形成されたベイナイトを対象に、バリアント解析を行い、ブロックが同一ベインゾーンに属するバリアントから形成される場合には、M-A組織が多く形成され(残留オーステナイトの相安定性が低い)、ブロックがシングルバリアントが順次生成して形成される場合には(高温レーザ顕微鏡観察により確認)残留オーステナイトが多く観察されることが分かった(残留オーステナイト相の安定性が高い)。放射光X線回折測定を用いて残留オーステナイトの炭素濃度を平均的に測定したところ、1.00mass%であることが分かった。大入熱溶接時の遅い冷却中にゆるやかにこの濃度に達するため、残留オーステナイト相が多く残り、一部、上記結晶学的特徴を有するブロック内の残留オーステナイトがM-A組織になることがわかった。さらに放射光X線回折測定結果より、冷却速度を速めると、残留オーステナイトが減り、炭化物が増えることがわかった。今年度後期では、この冷却速度が速い場合に形成される、ベイナイトおよびマルテンサイトからなる複合組織のバリアント解析を行い、結晶学的特徴付けを行った。その結果、高温での変態においては、同一ベインゾーンに属するバリアントが選択されるが、冷却中にマルテンサイト開始温度に達すると、バリアント選択戦略を変更し、同一最密面グループに属するバリアントが選択されることを直接観察およびEBSD解析により示した。これにより、入子状にベイナイトおよびマルテンサイトの混合組織が形成され、その形態に対して、結晶学的な説明をすることができた。以上の成果をMetallurgical and Materials Transactions A誌に二報発表した。実験目的に適した、高張力鋼(800kg級)の準備を終わらせ、粗粒HAZの再現熱サイクルの付与および熱サイクル下の組織発展の観察を、赤外線集光加熱炉およびレーザ顕微鏡からなるシステムを用いて実施した。熱サイクルを付与後の試験片のSEM-EBSD観察により、M-A組織を観察し、研究ターゲットとなる塊状および棒状のM-A組織の形成を確認した。以上の実施の結果、熱サイクル付与時に観察した、ベイニティックフェライトの組織発展(変態温度、核生成位置、組織形態、成長方向の情報)の仕方に、結晶学的に2つタイプがあることを見いだし、またそれが、形成されるM-A組織の形態、M-A組織中のオーステナイト相の相安定性と強い関係があることを見いだした。これらの成果をまとめ、査読付き論文(Metallurgical and Materials Transactions A誌)に発表した。発表内容のさらなる解釈の深化も進んでおり、M-A組織を原因とする組織的な破壊単位に対する結晶学的理解や、M-A形成箇所の予測に展開できるような基礎原理を得ている。これら内容により、本研究の大目標である、M-A組織の生成制御材開発への展開に対して重要な知見である、“M-A組織の形成場所とその形態の予測"につながる基礎的原理を整理することができた。さらに、SEM-EBSD-FIB装置の使用環境に対応して、放射光によるM-A組織中のオーステナイト相の結晶構造解析を行った。上記、組織発展を観察した試料をワイヤー状に加工し、エネルギーが30 keVのX線を用いてデバイシェラー法にて透過測定した。その結果、高指数の反射まで残留オーステナイトの回折データを得ることができ、リートベルト解析に資する回折データを得ることに成功した。平成26年度は現在までに得られた,調質鋼再現溶接熱影響部(粗粒域相当)における残留オーステナイトの相安定性に関する知見の産業応用への展開と成果発表を計画していた.今年度前半において,応用展開として,溶接部の機械特性と研究知見との関係を明らかとした.具体的には,同溶接部を対象にじん性を評価する上で重要な概念である,有効結晶粒の可視化を行い,さらにき裂進展挙動との対応を検証した.