hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
原子炉ニュートリノによるニュートリノ振動パラメータの精密測定

*近距離ニュートリノ検出器のデータ収集と解析.H26年度後半に近距離ニュートリノ検出器の建設とコミッショニングを終了させ、H27年初めから物理データの収集を始めた.H27年度は、このデータ収集を続けるとともに、キャリブレーションデータなどを使い、データ解析の準備を行った.生データから物理解析ができるデータに変換するプロセスを開発し、解析を行い、H28年3月に近距離検出器と遠距離検出器のデータを用いた、初めてのθ13の高精度測定結果(preliminary)をモリオン国際会議で発表した.結果は、sin**22Th13 = 0.111 +/- 0.018である.これはダヤベイの先行結果とは、1.6σの確度で離れており、ニュートリノ振動研究のコミュニティへの大きな問題提起となった.今後は、測定精度を改良し、この問題を追及して行く.*エルゼビアが出版するNuclear Physics Bの、2015年の梶田教授、マクドナルド教授のノーベル賞受賞の記念号へ、末包とBezerraが、ダブルショーグループを代表して寄稿した.ダブルショーの物理結果と原子炉ニュートリノによるθ13測定の歴史についての論文を投稿した.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。本科研費は、学振外国人特別研究員のThiago氏の研究活動に対するものである.以下はThiago氏の研究実績である.本研究の目的は、フランスで遂行中の原子炉ニュートリノ振動実験Double Choozに2台目のニュートリノ検出器を設置し、ニュートリノ振動角θ_<13>の測定精度を飛躍的に高めることである.本年度は、2台目のニュートリノ検出器の建設を行った.Thiago君は、秋にフランスのChooz原子力発電所の実験場に約2ヶ月滞在し、東北大が担当している、光電子増倍管の設置作業を中心となって行った.その結果、330本の光電子増倍管の設置を無事終えることができた.設置された光電子増倍管は、全て正常に動作することが確認され、ニュートリノ検出器建設の重要なステップの一つを完了することができた.新しい検出器では、宇宙線バックグラウンドの頻度が数倍増えるため、トリガーを改良しなければならない.この新しいトリガーのためのエレクトロニクスの検討を行った.θ_<13>の測定精度改良とΔm^2_<13>の測定に関するする博士論文が東北大学の総長賞を授賞し、東北大学からSpringerに推薦され、Springer Thesisとして出版されることになった.JSPSが実施するサイエンス・ダイアログプログラムで、2014年2月4日に青森県の三本木高等学校で本研究の紹介を行った.H26年度はNear検出器の建設を完成させ、データ収集を開始した.Near検出器の建設では、東北大が担当している光電子増倍管と高電圧発生装置の調整を行い、またコミッショニングも東北大が中心に行った.Near検出器の初期データを解析し、雑音事象を取り除く方法の確立などを行った.原子炉offのデータなどを使い、Far検出器のデータを用いた解析を改良し、(sin2θ13)**2=0.09±0.03と測定精度を上げた.また、ニュートリノ反応により発生するポジトロニウムの確認、宇宙線μ粒子の再構築などについての論文を発表した.ニュートリノのエネルギーが5MeV付近に予想されていなかった山があることを指摘した.他の原子炉実験Daya BayとRENOもこれを追認した.現在研究者の間では、この山の正体が何なのかが注目されている.*近距離ニュートリノ検出器のデータ収集と解析.H26年度後半に近距離ニュートリノ検出器の建設とコミッショニングを終了させ、H27年初めから物理データの収集を始めた.H27年度は、このデータ収集を続けるとともに、キャリブレーションデータなどを使い、データ解析の準備を行った.生データから物理解析ができるデータに変換するプロセスを開発し、解析を行い、H28年3月に近距離検出器と遠距離検出器のデータを用いた、初めてのθ13の高精度測定結果(preliminary)をモリオン国際会議で発表した.結果は、sin**22Th13 = 0.111 +/- 0.018である.これはダヤベイの先行結果とは、1.6σの確度で離れており、ニュートリノ振動研究のコミュニティへの大きな問題提起となった.今後は、測定精度を改良し、この問題を追及して行く.*エルゼビアが出版するNuclear Physics Bの、2015年の梶田教授、マクドナルド教授のノーベル賞受賞の記念号へ、末包とBezerraが、ダブルショーグループを代表して寄稿した.ダブルショーの物理結果と原子炉ニュートリノによるθ13測定の歴史についての論文を投稿した.昨年度Near検出器の建設を完了することができた.コミッショニングも順調に進めることができ、データ収集を開始することができた.Far検出器のみで(sin2θ13)**2に対して出した±0.03の精度は、当初の計画より良い精度である.また5MeVの正体不明の山が確認され、研究業界にインパクトを与えることになることも当初は予想していなかった.

一方加速器実験(T2K)と他の原子炉ニュートリノ実験(Daya Bay)の結果の関係が、標準的なニュートリノ振動の理論により説明できない状況が発生しており、本研究の重要性が大きく増している.Bezerraが、昨年の東北大学総長賞に続き、高エネルギー物理奨励賞と日本物理学会若手奨励賞を受賞し、博士論文がSpringer Thesesとして出版されたことは、当初の計画以上の成果である.また、末包の講義録が出版されたことも当初計画になかった.27年度が最終年度であるため、記入しない。今後は、Near検出器とFar検出器のデータを組み合わせた解析を行い、θ13の精密測定を行う.現在加速器実験(T2K)と他の原子炉ニュートリノ実験(Daya Bay)の結果の関係が、標準的なニュートリノ振動の理論により説明できない状況が発生しており、本研究の結果はそのアノマリーを解決するための一つの有力な情報になる.またNear検出器の高統計データを使い、5MeVの山の正体を追求し、ステラエルニュートリノの探索も行う.交付申請書に記載した本年度の研究実施計画では、秋に光電子増倍管の設置作業を行うというものであった.「研究実績の概要」に示したように、光電子増倍管の設置作業を順調に行うことができた.また博士論文が総長賞を授賞し、Springerから出版されることが決定されるなど予想外の成果が得られた.27年度が最終年度であるため、記入しない。2014年度は2台目のニュートリノ検出器の建設を完成し、検出器2台でθ_13の高精度測定を行う.そのため2台の検出器からのデータの相関性を考慮に入れながら組み合わせる解析方法を開発し、解析を行う.研究遂行上の問題点は、JSPSの外国人特別研究員は、2年間で3ヶ月しか海外に行けないため、本研究のように実験場が海外の場合、装置建設作業への参加、解析のための会議への出席などの研究活動が制限されることである.光電子増倍管設置作業のためにすでに2ヶ月海外に滞在したため、今後は国内で解析中心に研究を行って行く.
インボリュートハスバ歯車ホィール鼓形ウォームギヤの研究

本研究は、自動車、産業機械などあらゆる分野の機械産業において伝動装置に用いられてきたインボリュートハスバ歯車を、ホィール歯車とする新たなウォームギヤを開発することを目的としている.現在さらには将来、あらゆる状況に対応できる開発が予想される、焼結合金、プラスティックス、さらには鋼鉄などの材料利用による医療、環境問題への対応をも視野に入れた伝動装置の開発を目的として研究を行った.本研究の鼓形ウォームギヤの理論およびその理論に基づいた性能シミュレーションのための数式を誘導した.その数式に基づいた、性能シミュレーションの数値解析およびその結果の3D表示を牧らの歯当たり解析の方法で行った.鼓形ウォームをピニオンカッタで歯切りを行った.歯切り後、ダイアモンド電着砥石で研削仕上げを行った.相手インボリュート・ホィールは従来から、加工方法が確立されているハスバ歯車をホブ盤で加工する.ついで、すでに牧らが設計・製作した動力吸収式実験装置により、プラスティクス・インボリュートハスバ歯車ホィール鼓形および円筒ウォームギヤとの性能比較実験を行った.本実験で、この鼓形ウォームギヤの効率測定結果は,出力トルク4060Nm範囲でほぼ8587%の減速機効率を示した.円筒ウォームギヤの効率は80%程度だった.従来の牧らの経験によれば、歯面粗さを何らかの方法で小さくすれば、この諸元で減速機効率として、92%以上の効率を得られる可能性が大である.60Nm負荷実験後の歯面にはなんら損傷は認められない.もっと大きい負荷にも耐えられる歯面状況であった.本提案の鼓形ウォームギヤは理論的に軸間距離変位、ウォームの軸方向変位、ホィール軸方向変位にはその角度伝達性能にあまり影響を受けないことが明らかになった.この現象は歯当たり試験および効率試験により実証された.本研究は、自動車、産業機械などあらゆる分野の機械産業において伝動装置に用いられてきたインボリュートハスバ歯車を、ホィール歯車とする新たなウォームギヤを開発することを目的としている.現在さらには将来、あらゆる状況に対応できる開発が予想される、焼結合金、プラスティックス、さらには鋼鉄などの材料利用による医療、環境問題への対応をも視野に入れた伝動装置の開発を目的として研究を行った.本研究の鼓形ウォームギヤの理論およびその理論に基づいた性能シミュレーションのための数式を誘導した.その数式に基づいた、性能シミュレーションの数値解析およびその結果の3D表示を牧らの歯当たり解析の方法で行った.鼓形ウォームをピニオンカッタで歯切りを行った.歯切り後、ダイアモンド電着砥石で研削仕上げを行った.相手インボリュート・ホィールは従来から、加工方法が確立されているハスバ歯車をホブ盤で加工する.ついで、すでに牧らが設計・製作した動力吸収式実験装置により、プラスティクス・インボリュートハスバ歯車ホィール鼓形および円筒ウォームギヤとの性能比較実験を行った.本実験で、この鼓形ウォームギヤの効率測定結果は,出力トルク4060Nm範囲でほぼ8587%の減速機効率を示した.円筒ウォームギヤの効率は80%程度だった.従来の牧らの経験によれば、歯面粗さを何らかの方法で小さくすれば、この諸元で減速機効率として、92%以上の効率を得られる可能性が大である.60Nm負荷実験後の歯面にはなんら損傷は認められない.もっと大きい負荷にも耐えられる歯面状況であった.本提案の鼓形ウォームギヤは理論的に軸間距離変位、ウォームの軸方向変位、ホィール軸方向変位にはその角度伝達性能にあまり影響を受けないことが明らかになった.この現象は歯当たり試験および効率試験により実証された.
粉粒体での相分離と対流のクロストーク：散逸粒子系の非平衡物理

複数の種類の粒子からなる粉粒体は、混ぜようとすればするほど、水と油が分離するように、同じ種類の粒子同士が集まって分離しやすいことが知られている。本研究では、水平に置いた円筒容器の内部に2種類の粒子を入れて、回転させたときに観察される粒子の相分離現象について実験を行い、新たな分離の時空間ダイナミクスをいくつか見出した。この結果について、現象論的モデルを提案し、分子動力学法を用いた数値計算も行った。大きさや形の異なる複数の種類の粉粒体を容器に入れ、機械的刺激によって擾乱を与えた際に誘起される分離現象の時空間ダイナミクスについて、実験と理論の両面から研究を行った。水平に置いた円筒容器に大きさや形の異なる2種類の粒子を封入して回転させると、粒子が縞々の状態にバンドを形成して分離する現象が観察されている。これまで、充填率が50%程度の実験は数多く行われており、その時空間ダイナミクスについて、複数のバンドが初めに現れ、時間とともにバンドが結合していく単調緩和のダイナミクスが起こることが知られていた。この場合、粒子の分離は円筒容器内で粒子が斜面流を起こしながら流れることによって駆動される、というのが通説であった。しかし、なだれを起こす空間がほとんど存在しない、充填率ほぼ100%の場合でも分離現象が起きることを実験的に示した。さらに、円筒容器を二重円筒にして同様の実験を行い、バンドが充填率と回転速度に依存して、いくつかのパターンダイナミクスが現れることが分かった。充填率が低いときは、一重円筒同様の単調緩和や進行波が現れ、充填率の高い領域では振動するバンドが現れることを新規に発見した。この結果は2015年1月にPhysical Review E (Rapid Communications)に論文が受理されている。この実験の発展として、バンドのダイナミクスにおける斜面流の役割を明らかにするため、直方体の容器に二種類の砂を入れ、水平方向に加振する実験を現在進めている。この場合、円筒容器でみられたようなバンドを形成して、さらに結合していく単調緩和のダイナミクスが観察された。横加振によって、容器内上層部の粒子が流動化し、流動層が下の固化した層から受けるずり応力で分離を起こすと考えられる。今後はこの系の実験をさらに進め、バンドのダイナミクスについての知見を深めていく。粉粒体の分離現象は、粉粒体物理の分野でもっとも盛んに研究がおこなわれている系の一つである。水平に置いた円筒容器に大きさや形の異なる2種類の粒子を封入して回転させると、粒子が縞状のバンドを形成して分離する現象がよく知られている。本年度我々は、直方体の容器に二種類の砂を入れ、水平方向に加振する実験を行った。この場合、円筒容器で見られたようなバンドを形成して、さらに結合していく単調緩和のダイナミクスや、バンドが定常的に湧き出すダイナミクスが観察された。これらのバンドのダイナミクスは、容器内の粉体層の深さや加振強度に依存していることが分かった。横加振によって、容器内上層部の粒子が流動化し、流動層が下の固化した層から受けるずり応力によってバンドの形成が誘起され、そのずり応力の大きさがダイナミクスを決めると考えられる。また、動的安息角の回転速度依存性について測定を行った。従来はサイズ分離を起こす条件として、小さい粒子が大きい粒子より十分大きい動的安息角を持つように粒子を選ぶのが最も重要であると考えられていた。しかし、動的安息角は回転速度にも依存し、これまで動的安息角と回転速度に関する系統的な実験はほとんど行われていない。我々は回転速度を細かく変化させて調べることで、動的安息角の回転速度依存性とバンドが形成されるかどうかを系統的に検証した。その結果、ガーネットサンド(直径0.3mm)と珪砂(直径0.15mm)の場合に、回転速度によらず動的安息角にほとんど差がないにもかかわらず、明瞭なバンドがでることが分かった。今後は、バンドを形成する条件として動的安息角が及ぼす影響を再検討し、バンド形成の本質的な要因を追求していく。これまでの研究をさらに発展させ、直方体の容器を水平方向に加振し、粉体層の厚さと加振強度を系統的に変化させることで、流動層の厚さを系統的に制御し、縞状のバンドが形成されるダイナミクスについて調べた。流動層の厚さが薄いときには、初めにたくさんバンドが現れて、時間とともに結合してく単調緩和のダイナミクスが見られ、流動層の厚さが厚くなってくると、バンドが生成消滅するダイナミクスが現れることが分かった。バンドの形成に必要な要因は一定方向の斜面流ではなく、単に流動化しているだけで十分であることが分かった。また、円筒容器を用いて、動的安息角と回転速度依存性を系統的に調べることで、サイズ分離した縞状のバンドが形成される物理的要因について、これまで広く信じられていた動的安息角の役割を検証した。バジルシードとポピーシードの組み合わせでは、平均粒径の小さいポピーシードの方が回転速度によらず常に動的安息角が大きいにもかかわらず、回転速度が低いときにはバンドが見られなくなることが分かった。

また、ガーネットサンドと珪砂の場合には、回転速度によらず常に動的安息角にほとんど違いが見られなかったが、バンドは明瞭に表れることが分かった。動的安息角は、粉粒体の物理において分離現象における重要なパラメータとして、多くのモデルで用いられてきたが、実験によって系統的に確かめた研究はほとんどない。我々の研究で、動的安息角の回転速度依存性とバンド形成の有無について、十分強い相関がないことが明らかになった。以上の実験結果より、流動層と動的安息角について、これまで広く信じられていたことを検証し、新たな知見を得ることができたことから、研究はおおむね順調に進展している。水平に置いた円筒容器に大きさや形の異なる2種類の粒子を封入して回転させると、粒子が縞状のバンドを形成して分離する現象がよく知られている。この分離現象の時空間ダイナミクスについて、実験と理論の両面から研究を行った。本年度我々は、動的安息角の回転速度依存性について測定を行った。従来はサイズ分離を起こす条件として、小さい粒子が大きい粒子より十分大きい動的安息角を持つように粒子を選ぶのが最も重要であると考えられていた。しかし、動的安息角は回転速度にも依存し、これまで動的安息角と回転速度に関する系統的な実験はほとんど行われていない。動的安息角の回転速度依存性とバンドが形成されるかどうかを系統的に検証結果、ガーネットサンド(直径0.3mm)と珪砂(直径0.15mm)の場合に、回転速度によらず動的安息角にほとんど差がないにもかかわらず、明瞭なバンドがでることが分かった。一方、ポピーシードとバジルシードを混合した場合、動的安息角に十分差があっても、明瞭なバンドを形成しない、という従来のバンド形成条件とは異なる結果を得た。バンド形成のための条件が動的安息角の差だけでは決まらないことから、どういった物理量でバンドの形成条件が決まるのか、さらに研究を進める。また、これまで回転速度が小さい領域はあまり調べられてきていなかったが、今年度の我々の研究で、充填率が低く、なおかつ回転速度の小さい領域で、細いバンドが持続的に空間的に対称に形成される、という新しい時空間構造が現れるのを見出した。充填率が50%より低い場合、これまでの研究ではバンドが結合してドメインが成長する時空間構造しか観察されていなかった。回転速度を下げて、円筒容器内の流動層の雪崩を可能な限り抑えることで、新たな時空間パターンを実現することに成功した。この新たな分離ダイナミクスについても今後実験を進める予定である。複数の種類の粒子からなる粉粒体は、混ぜようとすればするほど、水と油が分離するように、同じ種類の粒子同士が集まって分離しやすいことが知られている。本研究では、水平に置いた円筒容器の内部に2種類の粒子を入れて、回転させたときに観察される粒子の相分離現象について実験を行い、新たな分離の時空間ダイナミクスをいくつか見出した。この結果について、現象論的モデルを提案し、分子動力学法を用いた数値計算も行った。二重円筒容器における、回転ドラムの分離現象について、振動現象という新たなパターンダイナミクスを発見し、その結果は2015年1月にPhysical Review E (Rapid Communications)に論文が受理された。さらに、これまでの実験系を発展させ、容器を直方体にすることによって、粉粒体の分離現象における斜面流とそのずり応力の役割を定量的に評価することを試みている。
固有ジョセフソン接合を用いた完全薄膜型テラヘルツ波発振素子の製作

高温超伝導体Bi-2212の固有ジョセフソン接合を用いた薄膜型テラヘルツ波発振素子の実現を目指し、以下の結果を得た。平坦性の高い酸化セリウムバッファ層の作製を通して有機金属分解法による大粒径Bi-2212薄膜作製のための知見が得られた。次に結合サイン・ゴードン方程式を用いた解析により薄膜アンテナと結合する上で重要な素子の高周波インピーダンスが求められた。また、新たに構築したテラヘルツ波測定システムにより発振素子の放射電力と発振周波数のバイアス依存性を測定し、動作状態の解析に重要な共振モードを同定した。以上のような要素技術を組み合わせることにより、高出力な薄膜型発振素子の実現が期待される。研究目的である固有ジョセフソン接合を用いた完全薄膜型テラヘルツ波発振素子の製作および高性能化を実現するために、以下の要素技術に関する研究を遂行した。1.有機金属分解法によるBi系高温超伝導体(Bi-2212)薄膜のための酸化セリウムバッファ層の作製・・・Bi-2212薄膜の大粒径化のために酸化マグネシウム基板上にバッファ層である酸化セリウム薄膜を電子ビーム蒸着およびポスト熱処理により作製した。得られた酸化セリウム薄膜(膜厚約50nm)は2つの結晶方位に配向していた。2.テラヘルツ波発振部の設計および薄膜アンテナの設計・試作・・・従来の数値シミュレーションから簡易的な解析手法により、発振部のバイアス条件とインピーダンスを求めた。また、設計した薄膜スパイラルアンテナによる高効率化の検証のため、ボロメータ検出器を用いてアンテナ特性を評価した。3.ニオブ系ジョセフソン接合を用いたプロトタイプの試作・・・薄膜アンテナとの結合に適したニオブ系ジョセフソン接合を製作し、高周波応答特性を評価した。4.Bi-2212バルク型固有ジョセフソン接合を用いた発振素子の放射特性の測定・・・薄膜型発振素子の製作に先立ち、Bi-2212バルク単結晶を用いた素子を製作し、昨年度本研究で構築したテラヘルツ波測定システムにより放射特性を評価した。これより、2.の発振部の設計とほぼ同じ共振周波数(420770GHz)と共振モードの放射が観測されることが、様々な電流バイアス条件と動作温度で示された。以上のように、当該年度までに固有ジョセフソン接合を用いた発振素子の製作から放射特性の評価まで一貫して研究を行うことが可能になった。最終年度では、本研究の最終結果を得るために、これまで得られた要素技術(1.有機金属分解法によるビスマス系高温超伝導薄膜の大粒径化、2.放射効率改善のための薄膜アンテナの製作、3.ニオブ系ジョセフソン接合を用いたプロトタイプ製作、4.テラヘルツ波発振素子の特性評価)を統合すべく、各要素技術の相互関係を考慮しながら、それぞれの研究を進展させた。1.薄膜の大粒径化では、酸化マグネシウム基板とのミスマッチを緩和すべく、バッファ層として十分な平坦性を有する酸化セリウムを作製してきた。しかしながら、有機金属分解法により発振素子に適したビスマス系高温超伝導薄膜を作製するには、液相成長に近い状態で成長させて大粒径化すべきとの知見が、4.発振素子の特性評価から得られた。2.アンテナ製作では、広帯域動作する薄膜スパイラルアンテナの研究を通して得られた入力インピーダンスと、4.発振素子の特性評価で得られたインピーダンスが12桁違うことから、アンテナと発振部の間に整合器が必要であることを示唆した。3.プロトタイプ製作では、当初、ニオブ系接合によるアンテナ結合発振素子の製作を予定していた。しかしながら、製作したニオブ系接合は、接合の性質上、アンテナ結合検出素子に適しており、既存のテラヘルツ波測定システムに組み込むことにより、測定周波数の精度が大幅に向上することを示唆した。4.発振素子の特性評価では、バルク型発振素子を用いたものの、以下のように研究が大いに進展した。まず、本研究で構築したテラヘルツ波測定システムを用いて、ビスマス系発振素子における最高発振周波数に近い、0.964 THzのテラヘルツ波放射を観測した。さらに、発振状態の素子内の共振モードを実験と理論の双方から詳細に検討することにより、発振に適正な素子へのバイアス範囲と発振周波数帯域に関する知見が得られた。研究目的である固有ジョセフソン接合を用いた完全薄膜型テラヘルツ波発振素子の製作および高性能化を実現するには、いくつかの要素技術の確立が重要になる。そのため、当該年度では、以下の段階の研究を遂行した。1.金薄膜を用いた薄膜アンテナの設計および試作・・・発振素子の放射効率を向上させる薄膜アンテナの一つとして、比較的広帯域な周波数特性をもつスパイラルアンテナを選定し、設計・試作した。

アンテナパターンと帯域特性およびアンテナの土台(基板)の影響を数値シミュレーションと実験により議論し、それらの良い一致が得られた。2.ニオブ系ジョセフソン接合を用いたプロトタイプの試作・・・ビスマス系高温超伝導薄膜を用いた素子製作に先立ち、従来超伝導体であるニオブ系ジョセフソン接合を用いた素子の製作を試みた。まず、接合製作に適した20ナノメートル程度の極薄のニオブ薄膜を作製した。つぎに接合製作に向けてニオブ薄膜上に電子ビーム描画装置によりナノ構造のパターンを形成させた。これにより、薄膜アンテナとの結合に適したジョセフソン接合を製作できる手がかりを得た。3.テラヘルツ波放射特性の評価システムの構築・・・光学の知識をもつ大学院生が入学したため、当初、平成25年度に予定していた放射特性の測定システムの構築を先行して行うこととした。既存の光学素子と検出素子(低温シリコンボロメータ)および自作した干渉計によりフーリエ変換赤外分光光度計を構築した。本測定システムは、測定周波数範囲が数十GHz3THz、周波数分解能6GHzの性能を示す。研究実績の概要の14の番号に対応させて以下に達成度を述べる。1.Bi-2212薄膜の結晶粒を現状の数十ミクロン径から一桁向上させるには、バッファ層の導入による基板との格子不整合度を改善することが有用である。電子ビーム蒸着とポスト熱処理により作製した酸化セリウムバッファ層は、配向度に改善の必要があるため、Bi-2212薄膜の製作に遅れが生じている。2.発振部の設計については、与えられた接合サイズから薄膜アンテナとの整合に必要なインピーダンスの計算値が得られ、薄膜アンテナの設計と試作については、特性評価を終え、更なる特性向上の段階に入っている。3.ニオブ系ジョセフソン接合を用いたプロトタイプの試作については、薄膜アンテナと結合できる素子の製作に目処がついたものの、接合自体が持つ高周波特性の改善が必要である。4.Bi-2212バルク単結晶を用いた発振素子を製作し、特性評価することにより、本研究で構築したテラヘルツ波測定システムが発振強度および発振周波数を評価するうえで十分な感度と分解能を有することを示すことができた。また、同発振素子のバイアス・温度条件と発振モードを評価することにより、発振機構のより深い理解が得られた。以上のように、各要素技術の進展に差があるものの、おおむね順調に進展していると考えられる。薄膜アンテナなどの外部回路のデバイス設計に関しては、設計、試作、評価の段階まで達成できている。一方、プロトタイプであるニオブ系ジョセフソン接合を用いた素子の試作に関しては、接合の完成の一歩手前まで進展しているものの、当該年度中に行う予定よりも若干の遅れが生じている。しかしながら、接合製作の条件出しが短期に終了する見通しがある。また、予定を前倒しして行ったテラヘルツ波測定システムの構築により、本研究課題の目的であるテラヘルツ波発振素子の性能を十分評価できると環境が得られつつある。Bi-2212薄膜の大粒径化を目指し、酸化セリウムバッファ層の良質化(配向度と粒径)を行う。しかしながら、当該年度の研究により、酸化セリウムの作製を電子ビーム蒸着およびポスト熱処理のみで実現することは難しいといった課題が挙げられる。
脳の力学シミュレータの構築と手術時の力覚・触覚呈示システムの開発

本研究では、ロボット技術を利用した新しい力覚・触覚提示デバイスと、生体力学や医学における研究成果とをバーチャルリアリティ技術を介して融合させ、その手術操作がたいへん困難とされる脳手術における力覚・触覚情報を提示可能な、脳の力学シミュレータと手術操作感覚提示デバイスを基にした手術シミュレータシステムの開発を目的とした。平成17年度は、若手医師のトレーニングや術前の手術計画の際に利用可能な手術シミュレータシステムの開発を目指し、平成16年度までに行ってきた、脳の力学シミュレータの構築、脳の手術操作における力覚・触覚の提示機能をさらに改善した。特に、手術器械の持ち手を力覚・触覚デバイスと組み合わせ、操作感覚を十分に提示可能なデバイスの設計・開発と、脳のモデルの詳細化、干渉・変形モデルの再現性の向上に注力した。前者では、脳べらおよびマイクロ剪刀の手術操作を提示可能な新型デバイスを開発できた。後者では、線形有限要素モデルとニュートンの運動方程式による干渉モデルを利用することで、実時間での生体組織のシミュレーションが可能な力学シミュレータを構築できた。本年度までの研究結果により、脳の仮想手術シミュレータの基本的なシステム開発が完了した。しかし、生体組織の非線形モデルの導入や、微小な力を提示するデバイスの実現といった課題点が残った。今後、さらに取り組みを進め、仮想手術シミュレータによる脳の手術操作実験を実施しなければならない。平成15年度は、人間の脳を実時間で模擬することが可能な力学シミュレータの構築を目的としていた。その具体的な手順としては、超粘弾性特性を持つ脳の力学モデルを構築するため、脳の物性解析実験による十分なデータ収集を行い、これにより得られる計測データの解析から、人間の脳の力学モデルを定式化し、この力学モデルをコンピュータグラフィックスによって可視化することを計画した。まず、脳の力学モデルの構築のために脳の物性解析について研究を進めた。従来、生体科学の分野においても脳の物性解析研究が行われており、基本的な定式化は行われていた。しかし、手術時に必要とされる生体内での脳の挙動は、脳の組織だけでなくその周辺の様々な生体要素の特性が絡み合ったものであり、生体組織を取り出さずに生体内で計測を行うことは難しい。本研究の最終的な目的は、ロボットによる脳の手術操作技術を獲得するために必要となる脳の力学シミュレータの構築と、手術時の力覚・触覚呈示システムの開発である。よって、この初期段階において、生体組織の計測、物性解析だけにとらわれては、この最終目標までは発展できないと判断をした。ゆえに、脳の物性値については、従来の基本的な定式化の研究成果を取り込み、詳細なデータ収集よりも先に、脳に代表されるような超粘弾性物体の力学シミュレータの開発と、その挙動を操作者に呈示可能な力覚・触覚呈示デバイスを含めたシステム構築を本年度の目的とした。本力学シミュレータでは、有限要素解析ではなく、ばね・ダンパ要素から構成されるフォークトモデルとすることにし、数値モデルの物体をノードとリンクからなる立方体要素を組み合わせることで表現した。これに研究室において開発されていた6自由度ハプティックインタフェースシステムとネットワークを介して統合し、数値空間にある柔軟な仮想物体から、実時間で力覚・触覚を呈示可能な基幹システムを開発した。平成16年度は、平成15年度に構築した超粘弾性物体の力学シミュレータと、力覚・触覚提示デバイスを含めたシステムの基幹部分をさらに検討し、脳の力学シミュレータの構築、手術時の力覚・触覚提示システムの構築を目的とし、実施計画において、脳の物性解析実験およびそのデータ解析による脳の力学モデルの構築、ハプティックデバイスとバーチャルリアリティ技術を統合した仮想環境内で脳の手術操作を実現可能なヒューマンインタフェースの開発を課題とした。まず、詳細な脳のモデル獲得するための物性解析実験を実現する試験手法の検討を行ったが、試験資料の入手困難さ、計測データ精度の不確実さなどの問題点があったため、システム構築での問題点が解決するまでは先行研究で得られた簡易モデルを採用することとした。次に、脳の仮想手術シミュレータの構築を念頭に、バーチャルリアリティ技術を導入し、仮想空間内での手術操作の可視化およびその際の力覚・触覚のフィードバックを実現するオペレータ支援システムを構築した。ヘッドマウントディスプレイによる脳モデルの立体視、現実空間での動作と連動した仮想空間内の視点変化および腕の動作の表示が実現された。さらに、手術操作時に手術器械と脳のモデルとの間の正確な挙動を表現するために、接触判定、変形計算、反力計算をさらに考慮し、物体間の干渉モデルを構築した。接触判定では、精度と実時間性を両立するために確率論を用いたMonte-Carlo法を採用し、複雑な多面体同士の接触状態も高速かつ精度良く取り扱うことが可能になった。また、接触時の力覚フィードバックの安定性を保つために、数値計算で求められた力情報を線形補間し、ハプティックデバイスの制御周期を2048[Hz]に高速化した。これらによって、手術器械を通した操作感覚の提示が可能になり、本システムの基幹部分が構築された。

特に、手術器械の持ち手を力覚・触覚デバイスと組み合わせ、操作感覚を十分に提示可能なデバイスの設計・開発と、脳のモデルの詳細化、干渉・変形モデルの再現性の向上に注力した。前者では、脳べらおよびマイクロ剪刀の手術操作を提示可能な新型デバイスを開発できた。後者では、線形有限要素モデルとニュートンの運動方程式による干渉モデルを利用することで、実時間での生体組織のシミュレーションが可能な力学シミュレータを構築できた。本年度までの研究結果により、脳の仮想手術シミュレータの基本的なシステム開発が完了した。しかし、生体組織の非線形モデルの導入や、微小な力を提示するデバイスの実現といった課題点が残った。今後、さらに取り組みを進め、仮想手術シミュレータによる脳の手術操作実験を実施しなければならない。
ヒトを含む霊長類における社会的パートナー選択についての種間比較とその脳神経基盤

ヒトを含む霊長類にとって、パートナーの選択は、社会生活を送る上での重要な意思決定の1つである。本研究の目的は、利益獲得のためのパートナー選択をヒトとサルで調べ、その脳神経基盤を明らかにすることである。ヒトの実験では、信頼課題を用いて、課題を行うパートナーの顔刺激を選択できる場合と、強制的にパートナーを決められてしまう場合とで、被験者の反応を比較した。結果、パートナーを自分で選択できる場合のほうが、パートナーを強制的に決められてしまう場合より、より協力的な反応を示すことが分かった。さらにサルの実験でパートナーが表情により正しい選択肢示す課題中の扁桃体ニューロン応答を記録したところ、顔刺激に応答するニューロンが見つかり、刺激の個体によって応答の大きさが変化するものも記録できた。パートナーの個体で応答を変化させるニューロンが記録されたことは、扁桃体が誰をパートナーにするかという処理に関わっていることを示唆する。本研究の目的は、利益獲得のためのパートナー選択をヒトとサルで比較し、戦略の種差について検討するとともに、さらにその脳神経基盤を明らかにすることである。ヒト実験では金銭的報酬を与えてくれるパートナーの選択戦略と、確率的に報酬が得られるスロットマシーンの選択戦略を比較した。実際にはパートナーにサクラを用いることで、報酬獲得確率をパートナー選択とスロットマシーン選択で同じに設定していたにも関わらず、被験者はスロットマシーン選択よりパートナー選択において、より高い確率であまり報酬を与えてくれないパートナーも選択していた。この結果はパートナー選択においては、自己の利益獲得を目的にするばかりでなく、全てのパートナーに対する配慮が働くためであることが示唆される。現在fMRI装置を用いて、このパートナー選択の際に関わる脳領域を調べる実験を進めている。サルの実験ではおもに課題の訓練と装置のセットアップを行った。課題は目の前のディスプレイに提示される同種他個体の顔刺激の視線を手掛かりに左右の選択肢から1つの正解選択肢を選ぶことで液体報酬の獲得を目指すものである。刺激個体によって視線が正解選択肢を向いている確率が異なっており、被験体に刺激個体を自由に選択させることでパートナー選択戦略を調べる課題となっている。まずは被験体に選択肢を手で選択させる訓練を行ったが、これではなかなか課題をこなすことができないことが明らかになったため、現在は視線で選択させる課題に変更して訓練を行っている。被験体が顔刺激を見たときの自律神経応答を記録したところ、特定の顔刺激に対して情動反応を示すことがみられた。また単一神経細胞活動記録用の生体アンプを購入し、次年度に向けて脳内活動記録システムのセットアップも行った。サルの実験では、パートナーの表情により視線で選択肢を選ぶ課題を訓練した。昨年度は手で選択肢を選ぶ課題を訓練して、課題の遂行が困難であることが判明したが、本年度は視線で選択肢を選ぶことが出来るようになった。課題中の扁桃体ニューロン応答を記録したところ、顔刺激に応答するニューロンだけでなく、顔を弁別して選択肢を選ぶタイミングに同期して応答するニューロンが記録された。顔に応答するニューロンについては、個体によって応答の大きさが変化するものも記録できた。課題は表情を弁別するものであるにも関わらず、パートナーの個体で応答を変化させるニューロンが記録されたことは、扁桃体が誰を相手にするかという処理に関わっていることを示唆する。心理実験の結果を反映させる実験デザインの作成に時間がかかったため、今年度中にヒトの脳活動を記録するfMRI実験を行うことはできなかった。しかしこれまでに心理実験の結果を踏まえてfMRI実験のデザインを確定し、研究機関の倫理審査委員会に申請を行うに至った。
グローカルアプローチによるアジア型循環フードシステムの成立条件と政策要件

アジア先進国に共通する農業問題解決をフードシステムの観点より分析した。1)リサイクルループ成立要件は実態分析・経済分析より価格、イノベーションにある。2)産消連携が成立する社会・経済条件は取引費用論より情報非対称の最小化であるこが判明した。3)消費者は付加価値農産物を評価するが認知と状況で差が大きい。4)地域開発戦略の新指標としての幸福度指標より、農家の方が、幸福度が高いことが判明した。以上より、最も重要なのは信頼関係の構築である。アジア先進国における農業・農村についての共通する問題を把握し、今後の農業・農村政策のありかたをフードシステムの観点から検討することが課題である。1グローバル化の下でのローカルからの発想、2地域活性化と厚生向上、3食料自給率の構成、4地域循環型システム、5環境関連農産物への消費者行動、を分析の視点としている。当該年度は、1)循環型フードシステムの理論分析を行った。これまで調査研究を進めてきた、各地の生物系廃棄物を利用した循環型システム(主として、遊佐町、長井市、旧藤島町)を結合生産物、生物系廃棄物の利用率、循環資源の投入による地域農業、その生産物の地域内または地域外の消費、から成る経済モデルを構築し、上記の視点で循環の社会経済分析を行った(論文として公表)。2)地域活性化の視点として、幸福度を取り上げ、経済指標に替わるものとの位置づけより、サーベイを行い、遊佐町と旧藤島町を対象に農村の幸福度の評価と分析を行い結果を取りまとめた、地域資源利用の有効性が地域住民の幸福度に繋がることが判明したが、他地域を含めた一般化は次年度に行う(学会報告)。3)韓国の研究協力者へヒアリング及び現地調査を行った。韓国はグローバル化が進み、農業政策の方向性は日本に示唆をあたえるという観点である。米消費の減退、循環型よりも親環境型に向かっている。国情の違いを反映させるモデルは次年度の課題である。4)EUの新しいCAPは今後のアジア先進国の農政を考える上で、重要である。ベルギーの研究協力者にヒアリングと現地調査を行い、グリーニングの導入経緯と影響予測、消費者の意向について資料収集を行った、分析は次年度になるが、環境と農村振興重視の方向性は本研究課題に参考となる。アジア先進国における農業・農村の共通課題の特徴を把握し、農業政策のありかたをフードシステムの観点から検討をすることを課題とし、1グローバル・ローカルの両視点、2地域の活性化戦略、3食料自給率向上、4循環型システム、5消費者行動の観点を分析視角としている。当該年度は、1)食料自給率向上型の循環システムを形成している山形県遊佐町の調査を実施した。遊佐町のステークホルダー(農協、農家、行政)と生活クラブ生協との関係をヒアリング、関係構築へのプロセスについて各ステークホルダーの行動と対応について分析をした。システム解析を進め、理論モデルとしては契約理論の適用を目指しているが、目処がついた段階である。2)ステークホルダーの新しい評価指標として幸福度を検討した。幸福度についてのサーベイを行い、調査地に合致した指標作りを検討、アンケート調査を実施した。比較的高い幸福度が新知見として得られているが、要因分析は次年度に行う。3)台湾において調査を実施した。研究者、行政担当者へのヒアリングと現地調査により、日本とほぼ同様の課題(高齢化、国際化)を確認したが、経済の開放度と食に対するグローバル化の考え方に違いがあり、日本よりは輸入品に関して許容的であること、口蹄疫の関係から畜産部門が必ずしも順調で無く、循環型フードシステムが必ずしも成立していないことが判明した。国の事情をどう捉えるかについて、諸課題の共通性と相違性の背後にあるものの捉え方、消費者行動の仮説構築、農業政策の違いについての実証分析に対して、新しい観点を与えるとともに、次年度以降、分析手法等適用を検討する上で参考にすることができた。アジア先進国における農業・農村の共通課題の特徴を把握し、農業・農村政策のありかたをフードシステムの観点とグローカルの視点からから考察することが課題である。1環境配慮型の循環型システムの成立要件、2地域の新たな厚生指標の作成と実証分析、3所得向上に伴う先進国消費者の行動分析、4生消連携(CSA)の実証分析を通じて行った。最終年度は、1に関して、生活クラブ生協、遊佐町飼料米生産者、H牧場との関係を機会主義の排除、協力メリットの配分コアによって理論的に説明できるとした。信頼の構築がキーである。2に関して、新しい厚生指標として幸福度を検討し、幸福測度と幸福要因についてアンケートを遊佐町、鶴岡市で実施し、統計分析より、強い連携意識、地域の誇りが幸福度をアップさせていることを明らかにした。3に関して、今後の消費は高齢者の意向が重視される。行動経済学理論を基に、健康に配慮した食品が選好されることをアンケート調査の分析に依り明らかにした。

4に関し、遊佐町の農業者ー生活クラブの提携関係、及び、台湾における、環境保全米の直販実態調査の分析、フランスにおける特色のある地域ブランド(POD,PGI、TSG)の実態調査により、市場外の販売活動として、新しい展開があるが、日本の生協システムが先駆的であることが判明した。研究を簡単に総括すると、アジア先進国の農業・農村問題は共通しており、トリレンマ状態にあること。そして、それに対処しようとする政策も、類似している。消費者ニーズを如何に取り入れ、付加価値の高い農産物と多面的機能を如何に作り出すかにある。コスト面では技術の採用であり、販売面では信頼に基づく連携がポイントである。経営・経済農学研究計画に対し、研究は概ね順調に推移している。1)アジア先進国(日本、台湾、韓国)のフードシステム上の特徴の把握は十分ではないが、FAOのデータと収集したデータにより次年度に分析をし、Asian Passを明らかにする。2)農業政策上の課題となる類似点と相違点については、TPPに代表されるグローバル化の進展が早く、状況と対応の把握が十分ではないが、海外の研究協力者によって検討課題は明らかになりつつある。3)国内における循環型フードシステム、自給率向上型フードシステムのモデル化はほぼできた。さらに関連するステークホルダーの実態分析をすることで、より精緻化されたモデルとする。4)地域活性化の新しい指標として幸福度を検討した。遊佐町を対象とした分析により、成果が得られており、対象地域の拡大することで、より精緻な評価手法とする。5)農業・農村の共通課題を解決に導く、地域の仲介的なステークホルダーが重要であることが実態分析より判明した。6)EUのCAPはアジア先進国の農業政策が目指す方向である。CAP改革の情報は獲得できたが分析は十分ではない。今後の方向性としてサーベイ分析が課題である。研究の達成度は、概ね順調に推移している。1)アジア先進国である、日本、台湾について農政上の共通点と相違点についての分析はまだ、十分ではないが、状況の相似、異質性を加味することの検討課題は明らかになってきた。2)国内における循環型フードフードシステムの実態調査により、成立過程とステークホルダーの行動の解明についても一定の成果得られており、幸福度を新たな指標とした検討も進んでいる。また、エサ米プロジェクトの関連性分析も進めている。4)農業農村の共通課題を解決に向かう方向性として、仲介的なステークホルダーの重要性が明確となった。特に、情報収集発信のプラットホームとして。4)Asian Passにおける日本、台湾、韓国に位置づけは本課題の前提となるが、情報収集やや不十分であるためにデータ、サーベイを含めて検討が必要である。アジア先進国の状況把握、サーベイが次年度の課題となる。最終年度となる次年度について、実施計画に大幅な変更はないが、これまでの研究達成を鑑み、以下の点について変更を加える予定である。国内調査に関して、消費者行動の調査として、環境こだわりに加え健康をキーワードとし実施するが、インターネットアンケートを加えることで、分析の強化を図りたい。幸福度のさらなる調査地として、天童市、鶴岡市、柳井市を予定している。
時空間構造を持つ高分子材料系の構築

心臓の拍動のように一定条件下で自発的に周期的リズム運動を行う新しい自励振動ゲルを開発した。化学振動反応であるBZ反応をゲル内で引き起こし、その化学エネルギーを力学エネルギーに変換する分子設計を行うことによりゲルの周期的な膨潤収縮振動や高分子鎖の周期的形態変化を生み出すことに成功した。さらに生体模倣アクチュエータ、自律物質輸送システム、自励振動ポリマーブラシ表面、周期的粘弾性変化を伴う機能性流体など、時空間機能をもつ新たな自律機能材料への応用展開を試みた。またミセルやベシクル構造の自律的な形成崩壊や変形サイクルを繰り返す新規ブロック共重合体の創製に成功した心臓の拍動のように一定条件下で自発的に周期的リズム運動を行う新しい自励振動ゲルを開発した。またミセルやベシクル構造の自律的な形成崩壊や変形サイクルを繰り返す新規ブロック共重合体の創製に成功した輸送現象のメカニズム解明と輸送システムの設計指針を得るため、トライボロジーにおける接触理論を基盤とした輸送現象の理論的なモデルの構築を試みた。また自励振動ゲルの表面形状と輸送能の関係を評価するために、微細なパターン加工を施したPDMSを鋳型として用い、パターン形状のある自励振動ゲル表面を作製した。懸濁重合法によって作製したPAAmゲル微粒子を表画上に添加して輸送挙動を観察した。輸送粒子の親疎水性、荷電状態、物性、粒径などを変化させて詳細な検討を行うとともに、ゲルのゼータ電位測定、接触角測定、転がり傾斜角測定なども行い、最も効果的に物質輸送機能を発現できる条件を明らかにした。これまでに、N-isopropylacrylamide(NIPAAm)にBelousov-Zhabotinsky(BZ)反応の金属触媒であるRu(bpy)3を共重合させることにより、外液一定条件下で自律的に周期変化を引き起こす自励振動ポリマーを開発してきた。BZ反応基質溶液中では周期的にRu(bpy)3の価数が変わるため水和/脱水和がおこり、ポリマー鎖の自律的なコンフォメーション変化が誘起される。この自励振動ポリマーを表面に固定することで、自律的な電位変化とそれに伴う親疎水変化や膜厚の振動を伴う新規な動的界面を創製することが可能である。こうした自律性をもった動的界面によって新しい送液や物質輸送の制御方法の確立が期待される。本研究では、そのための基礎として、表面開始型原子移動ラジカル重合法(SI-ATRP法)を用いて鎖長が制御された自励振動ポリマーを基板表面に修飾し、その自律的な振動挙動を解析・評価した。これまでに、N-isopropylacrylamie (NIPAAm)にBelousov-Zhabotinsky (BZ)反応の金属触媒であるRu(bpy)3を共重合させることにより、外液一定条件下で周期的な変化を起こす自励振動高分子を開発してきた。BZ反応基質溶液中では周期的にRu(bpy)3の価数が周期的に変化するため、水和・脱水和に伴う高分子鎖の周期的なコンフォメーション変化が誘起される。この自励振動高分子を基板上に修飾することで、電荷・親疎水性・膜厚などが自律的に変化する高分子表面薄膜の作製が可能である。こうした自律性を持った機能性ソフト界面の創製によって物質輸送や流体挙動の新しい制御方法の確立が期待される。本研究では、表面開始型原子移動ラジカル重合法(SI-ATRP法)を用いて鎖長の制御された自励振動ポリマーブラシを基板表面に修飾することで、高分子鎖の周期的な変化及びその伝播を伴う薄膜を作製し、その自律的な振動挙動を解析・評価した。自励振動高分子を用いたポリマーブラシ表面の作製とその評価を試みた。高分子鎖長のそろったポリマーを重合できるATRP法により、基板から高密度に自励振動ポリマーをグラフト成長させたポリマーブラシ表面の作製を試みた。ポリ-N-イソプロピルアクリルアミドのATRPによる合成では、主としてCuCl/CuCl2/Me6TREN (tris(2-dimethylaminoethyl)amine)が触媒として使われることが多い。この触媒系ではCu(I)-XがMe6TRENの末端の3級アミンと錯体を形成するが、重合系にRu(bpy)3モノマーが存在するとビピリジン環の銅錯体が形成されてしまい、触媒が失活する。そこで、末端にアミノ基を有するアクリルアミドを組み込んだポリマーブラシを作製し、Ru(bpy)3はポリマー合成後にスクシンイミジル基とアミノ基の化学結合によってポリマー鎖に導入した。重合条件の探索(適切な溶媒系と開始剤・触媒の選定など)とともにRu(bpy)3導入量の評価を行った。作製したグラフト基板に対し、自励振動現象をAFMや蛍光観察システム等で解析・評価した。モノマー濃度あるいは溶液に添加する開始剤の濃度を変化させることで異なる鎖長を有するポリマーブラシ表面を作製した結果、添加するフリーな開始剤が少ないほど、また重合のモノマー濃度が高いほど分子量大きいポリマーが得られた。さらに、分子量の大きいポリマーブラシを修飾した表面ほど、ポリマーの修飾量が多く、固定化されたRu(bpy)3量も大きいことが明らかになった。

以上の評価から、目的のNIPAAmとRu(bpy)3が共重合した目的の自励振動ポリマーブラシ表面の作製を確認するとともに、修飾するポリマーブラシの鎖長により界面に存在するRu(bpy)3量を制御可能であることが明らかになった。申請者が開発した自励振動高分子/ゲルを基盤として運動・物質輸送・情報変換/伝達など生命機能に迫る種々のバイオミメティックスゲルを人工的に創製し、時空間構造をもつ4次元マテリアルとして新規な機能性材料システムへの応用を目指して研究を行った。とくにマイクロ・ナノデバイスへの応用を目指した、ゲルの微小化技術の確立とマイクロ・ナノアクチュエーティングシステムを設計・構築した。本年度は、親水性のPEOセグメントと自励振動高分子セグメントからなるABジブロック共重合体がBZ反応条件下で周期的に構造を転移させる現象(自励振動ミセル)を実現したこれまでの研究をさらに拡張し、希薄系におけるミセル形成/崩壊現象のみならず、特に濃厚系でゾルーゲル転移を効果的に発現する新規ABAトリブロック共重合体の創出を目指して研究を行った。物理架橋ネットワークが周期的に崩壊/形成する分子設計を行うことで、ABジブロック共重合体より大きな振幅の粘度振動が得られ、アメーバ運動するソフトマシンの可能性が示された。26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の目標であった、ポリマーブラシの作製、重合条件の探索、解析と機能評価を一通り行うことができた。機能性高分子ゲルポリマーブラシの修飾量が重合開始剤により大きく変化する可能性が示唆されたので、さらに重合条件を検討する。SI-ATRP法により自励振動高分子修飾基板を作製し、XPS分析などにより修飾を確認した。また、Ru2+とRu3+状態におけるゼータ電位測定・液中接触角測定・表面構造観察の結果、接触角において有意な差がみられ、親疎水性の違いを利用した物質輸送表面への応用が期待される。また、自励振動高分子修飾基板においては中間反応物質の拡散を制御することでBZ反応生起を確認することができた。ガラスキャピラリー内に自励振動高分子を修飾し、閉鎖微小空間を作製した結果、BZ反応の伝播が生起することを確認した。以上のように、ポリマーブラシ表面の作製とその評価を行うことができた。自励振動ポリマーブラシ修飾を確認するとともに、BZ反応を蛍光顕微鏡を用いて観察可能であることが明らかになった。BZ反応基質溶液を自励振動ポリマーブラシ修飾ガラスキャピラリー内にフローさせてBZ反応観察を行ったところ、化学反応波の伝播する様子が観察された。ガラスキャピラリーの各部位で時空間解析を行い、蛍光強度の時間変化を比較した結果、伝播により位相差が生じていることを確認した。以上のように、ブラシ表面作製法および動的特性解析に進展があった。このような自律性をもった動的界面を創製することによって、新しい送液や物質輸送の制御方法の確立が期待される。今後、実際にモデル物質を用いて物質輸送系の構築を目指す。