hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
III族-遷移金属元素からなる新規熱電変換材料の創製と評価

バンド計算の結果に基づいて、n型材料を創製するという目的のもと、p型としてZTmax=0.50を示すRuGa2に対して、電子ドープを試みた。その結果、Ir-Ru置換した試料では、373Kから1000K程度までの広い温度範囲でn型としての特性を示し、0.31という高いZTmaxが得られた。一方、RuIn3に対して、Co-Ru置換した試料でも同様にn型としての特性が得られたが、ZTmaxは0.10にとどまっている。両試料ともに、電子ドープにより、電気抵抗率は半導体的な温度依存性から金属的な温度依存性へと変化した。また、373KにおけるSeebeck係数は正から負に変化し、ドープ量が増えるに従って、n型からp型に転移する温度が高温側にシフトした。リジッドバンドを仮定すると、Seebeck係数の絶対値及び温度依存性ともに計算結果と良い対応が得られた。更に、一連のベース合金RuGa2、FeGa3、RuGa3、RuIn3に対して、電子密度分布解析を行うために、SPring-8のBL02B2にて室温における粉末X線回折データを取得した。予備的なデータ解析では、第一原理計算から得られた電子密度分布と対応する結果が得られ、III族元素と遷移金属元素との間に共有結合が観測され、これがフェルミ準位近傍に数百meV程度の狭バンドギャップを形成している起源であると考えられる。以上に示すような様々な結果から、初年度における「研究の目的」の達成度は高いと考えられる。初年度は、III族元素-遷移金属間化合物を対象として、p型材料としてRuGa2(ZTmax=0.50)、n型材料としてIrRuGa2(ZTmax=0.31)の試料作製に成功した。特に、IrRuGa2に関しては、Ir-Ru元素置換による合金散乱の効果により、熱伝導率(格子成分)が有意に減少し、n型材料としてのZT値向上に貢献している。今後は更なる性能向上のために、FeGa3、RuGa3、RuIn3をベース合金として、キャリアドープによる最適化を行い、p型及びn型材料としての性能向上指針を探る。これらの化合物は、計算上はZT=1.0に近い値を示す可能性が示唆されているため、電子ドープ及びホールドープの両方を行う。予備実験においては、キャリア制御が可能で、ベース合金よりも大きなZTが得られることが期待できる。一方、キャリア濃度を最適化させた系(RuGa2,IrRuGa2)においては、微細な結晶粒界を導入し、フォノン散乱を増加させることにより、熱伝導率の格子成分の更なる低減を図ることが考えられる。具体的には、アーク溶解により得た母合金を、ボールミルを用いてナノ粒子を作製し、放電プラズマ焼結法により焼結体試料を作製する。熱電特性の平均粒径サイズ依存性を調べ、最適な粒径サイズを決定する。電子密度分布解析に関しては、より高精度の解析結果を得るために、SPring-8にて、低温X線回折測定を行う。試料温度を低温にすることで、温度因子の効果を低減し、信頼性の高い結果を得ることを目的とする。実験的に得られた電子密度分布と第一原理計算から得られている結果と比較し、III族元素-遷移金属間化合物における電子構造と物性との対応を明らかにしたい。研究を遂行する上で必要な装置・備品は研究室及び共同利用施設にて利用可能である。母合金の作製に必要な高純度の原料材料、タンタルるつぼ、焼結体の作製に必要なカーボンダイ、パンチ及びBNスペーサーの購入に用いる予定である。
緑膿菌の産生するエラスタ-ゼ、アルカル性プロテア-ゼの分子遣伝学的検討

今まで緑膿菌エラスタ-ゼ(以下PE)の遣伝子を釣り上げ、一次構造を決定したが、今回はPEの高次構造をX線解析及びcomputergraphicを使用して研究を行った。X線解析は、阪大蛋白研勝部教授と行っていたが、gallowayらが(Biochemistry1991年)報告したので、我々は途中で中止し、このCompitergraphicの研究を行い、サ-モリシンと極めて類似していることが判明し、現在投稿中である。PE非産生の緑膿菌であるIFO3080株、PA103株、N-10株について、まずその変異株のPE構造遣伝子のクロ-ニングを行なった。これら3つの野生株よりPEの遣伝子を釣り上げ、pEL3080R、pEL103R、pEL10と名付けた。これらプラスミドで形質転換したE、coli菌株についてエラスチン活性を測定したところ、E、Coli pEL103RとE、coli pEL10に活性があり、E、Coli pEL3080Rには活性が無かった。更にこの3つの変異株のエラスタ-ゼ構造遣伝子の塩基配列を決定し、PE産生株であるIFO3455株のエラスタ-ゼ構造遣伝子と比較してみた。N-10株とPA103株については、わずかな塩基配列の違いを除いて、ほぼ同じであり、この2つの構造遣伝子は正常であると考えられ、緑膿菌体内でのPEの産生はこの遣伝子の発現が抑制されていることが考えられた。IFO3080株のエラスタ-ゼ構造遣伝子の塩基配列はIFO3455株と比べたPE構造遣伝子中に1塩基(627番)の欠損があるため、その以降のアミノ酸配列がフレ-ムシフトにより変異していた。しかし、今のところP.aeruginasa IFO3080株のエラスチン分解活性及びウエスタンブロッティングにおいて上述のような結果となったことは明らかではなかった(J、Bacteriol.1991)。現在、アルカリ性プロテア-ゼの非産生株より遣伝子を釣り上げ、その遣院子構造を解析している。
海洋再生可能エネルギー開発のための最適プラットフォームシステムに関する研究

洋上再生可能エネルギーのうち、洋上風力、波力、海流発電発について利用可能な資源量の評価を行った。ついで浮体式発電システムの安全性評価のために、風波流れ共存場における発電システムの動的弾性応答解析プログラムを開発した。これを用いて1つの浮体に複数の発電装置を設置する方式と単機能の発電装置を複数配置する方式について、技術的に成立するシステムを提案した。最後にこれらをファームで運用する場合について洋上風力発電を例に連鎖漂流リスク評価手法の構築を行った。海洋再生可能エネルギーに関する資源の現状に関して、既存資源量評価例を調査し、さらに、新たにエネルギーポテンシャルマップを作成し、プラットフォーム検討のための、設置海域の抽出、設置海域の自然環境条件の評価に向けて準備を行った。プラットフォームに対する要求性能について検討を行い、各エネルギー源の特長と発電装置の形態、動揺性能、強度、運用の観点から新形式プラットフォームに求められる性能を明らかにした。新形式プラットフォームの性能評価に関して、再生可能エネルギー開発用プラットフォームの解析のために、これまで本研究グループで開発した汎用動揺・構造解析プログラムの改良を実施した。細長な流線形部材の採用など、既存の動揺・構造解析プログラムで対応できない部分については、実験より流体力特性を明らかにしたうえで、解析プログラムに組み込んだ。動揺・構造解析プログラムの検証および新形式プラットフォームの挙動特性解明のための水槽実験に向けて、小型実験水槽の機能向上に着手し、造波機の機能向上を実施した。また、実験用の小型実験模型の開発に着手した。再生可能エネルギー発電装置などをファームで大規模に運用する場合の安全性、リスクの評価に関しては、着床式ウインドファームに着目し、漂流船舶が進入し複数の風車と衝突を繰り返す状況について、リスクシナリオの検討を行い、リスクシナリオに基づいたリスク評価の定式化を行った。また、漂流連鎖衝突解析プログラムを開発し、連鎖衝突の状況をシミュレーションにより再現した。わが国周辺海域における海洋再生可能エネルギーの資源の現状に関して、前年度の概略調査に引続き、検討の対象をわが国において有望と考えられる資源の中から、風、波、海流に絞ってポテンシャルマップの詳細化を行った。さらに発電装量の特性を考慮して、発電可能資源量のマップを作成した。新形式プラットフォームに関しては、動揺・構造解析プログラムの開発を行った。さらにプラットフォームの水槽実験用模型を用いた検証実験を実施して、解析結果との比較を通じてプログラムの検証を行った。新形式プラットフォームの考案に関しては、複合利用の観点から新形式プラットフォームの概略提案を行った。各エネルギー源の特長を考慮して、単一浮体に各エネルギー源に対応する発電装置を複数搭載したプラットフォーム形式を提案し、動揺・構造解析プログラムを用いて成立性を検討した。さらに、これらを複数配置する方式と、単機能の発電装置を複数配置する方式について、経済性の観点から比較を行った。一方、新形式プラットフォームの運用に係るリスクに関しては、沿岸域に設置されることの多い新形式プラットフォームについて、津波の影響が重要検討課題として上がってきたため、津波のシミュレーション計算と係留された浮体に対する影響の検討を行った。発電装置をファームで運用する場合の連鎖漂流事故リスクの評価解析プログラムの精度確認については、過去において実施された実験結果などを参考にして行うこととした。さらに、小型水槽の造波装置や水深など配置を調整して風路を作り、送風装置を設置して風洞機能を実現し、解析プログラム検鉦実験にそなえた。わが国周辺海域における海洋再生可能エネルギーに関して、前年度の概略調査に引続き、検討の対象をわが国において有望と考えられる、風、波、海流に絞って資源のポテンシャルマップの詳細化を行った。さらに発電装置の特性を考慮して、発電可能資源量のマップを作成した。さらに水槽実験用模型を用いて、プラットフォームの規則波中と不規則波中の応答を計測し、周波数応答関数を作成して計算結果との比較を行い、プログラムの検証を行った。新形式プラットフォームに関しては、既存の検討結果を参考にして、プラットフォームに搭載する風力発電、波浪発電、海流発電の発電装置の諸元を設定した。その上で、複合利用の観点から単一浮体に複数の発電装置を搭載する方式(SFME方式)と単一浮体単機能として複数配置する方式(SSFE方式)の提案を行い、動揺・構造解析プログラムを用いて成立性を検討した。海洋再生可能エネルギーを大規模に開発するためには、多数の発電装置をファームとして運用することが必要になる。ファームに関しては発電施設単体の事故リスクに加えて、ファームに漂流船舶が進入して複数の発電装置に損傷を与える場合や、一基の発電装置が漂流してファーム内で衝突・漂流を繰り返して連鎖漂流に至る場合のリスクなど、システムとしての固有のリスクがある。そこで、連鎖漂流解析プログラムを開発し、過去に実施された実験結果と新たに実施した係留破断実験を用いて、プログラムの検証を行いし、その上で想定したファームについて連鎖漂流事故リスクの評価を実施した。本研究の大目標である、1)海洋再生可能エネルギーの資源量調査、2)新形式プラットフォームの検討、3)発電装置をファームで運用する場合の安全性・リスクの3項目に関しては、最初の2項目に関してはおおむね順調に進展している.

一方、3項目目の安全性、リスクにの評価に関しては予定した実験が実施できないが、本研究で開発したシミュレーション法により成果を出している。また、緊急に提起された津波に対する安全性についても一定の検討結果を出すことが出来た。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度が最終年度であり、目標である1)海洋再生可能エネルギーの資源量調査、2)新形式プラットフォームの検討については、これまでの成果をまとめる作業をおこなう。3)発電装置をファームで運用する場合の安全性・リスクについては、シミュレーション法のさらなる高度化を図り、初期の目的は達成できる見通しである。
排卵に関わるプロテアーゼカスケード系の再検討

哺乳類の排卵は種々のホルモンの作用により誘起される複雑な現象であり、卵巣を包む外皮が溶解され成熟した卵母細胞が放出されることによってクライマックスを迎える。この卵胞壁溶解過程には、組織型プラスミノゲンアクチベータ(tPA)/プラスミン系とコラゲナーゼが関与すると想定されているが、その詳細は必ずしも明らかになっていない。最近になって、tPAが不活性前駆体で分泌されることが明らかにされたことから、排卵を控えた卵胞にはtPAを活性化する酵素が存在するであろうと考えられるようになった。当研究室では卵胞内のtPA活性化酵素の候補としてフォリプシンを見出していた。平成9年度では、これまでのブタ卵巣卵胞液を用いた研究をさらに発展させるために、ヒト卵胞液を用いた研究にも着手した。詳細な検討の結果、ブタフォリプシンがプラズマカリクレインであることが判明した。さらに哺乳類の卵胞液には、プラズマカリクレインの活性化に関わる第12因子とプラズマカリクレインの基質である高分子量キニノーゲンが存在することを生化学的および分子生物学的方法により明らかにした。卵胞内のプラズマカリクレインには、tPA活性化酵素としての役割と高分子量キニノーゲンからブラジキニンを産生する役割があることを示唆するものである。その他、本年度に得られた新しい知見としては、ヒト卵胞液にはプラズマカリクレインのアイソフォームが存在すること、卵胞内プラズマカリクレインの活性制御には血漿タンパク質のα2マクログロブリンが関わっている可能性があること、排卵時の卵胞壁溶解に関与するコラゲナーゼとして6種の候補を捉えたこと等が挙げられる。一方、前年度に既に見出していた新しいタイプの卵胞内tPA活性化酵素については、その完全精製と特性の解明を本年度の目標の一つとして取り組んだが、精製の難しさから達成できず、今後の課題として残された。哺乳類の排卵は種々のホルモンの作用により誘起され複雑な生物現象である。この過程は卵巣を包む固い外皮が消化(卵胞壁溶解)され成熟した卵母細胞が放出されることでクライマックスを迎える。この過程は、tPAによるプラスミノゲンの活性化→プラスミンによる前駆体コラゲナーの活性化→卵胞壁溶解というプロセスで進むと考えられている。しかし最近になって、tPAは不活性前駆体で分泌されることが示されたことから、排卵を間近に控えた卵胞にはtPA活性化酵素が存在するであろうと考えられるようになり、その探索と同定が待たれていた。当研究室では、tPA活性化酵素の候補となり得る酵素としてフォリプシンを見出した。平成8年度では、ブタ卵巣の卵胞液から単離されたセリンプロテアーゼ(フォリプシン)の活性化機構を解明することを試みた。本酵素の精製過程で得られるクロマトグラフィーの各ステップでトリプシン消化の効果を検討したところ、顕著にフォリプシン様活性の増大する分画があることが判明した。詳しい生化学的解析により、トリプシンで活性化を受ける酵素がフォリプシンそのものであることを証明した。さらにブタ卵胞液から一本鎖型の不活性前駆体フォリプシンの単離にも成功した。また同じ卵胞液には、不活性フォリプシン前駆体を二本鎖の活性型フォリプシンへと変換できる酵素(フォリプシン活性化酵素)が含まれていることを明らかにした。
ダクトに設けた偏心円形スリット状膨張空洞の消音効果

本研究では,円形ダクトの途中1ヶ所に設けた偏心円形スリット(軸方向長さが極端に短い円形断面膨張空洞で,その中心がダクト軸から偏心しているもの)の消音効果について,主に実験的に検討した。実験装置は,平面波および(1,1)モード波が出力可能な音源を持つ入射側ダクト,偏心スリット部(その直径,幅および偏心量をパラメータとする)および,ダクト径方向に可動なマイクロホンを持つ透過側ダクトからなる。この装置を用いて,偏心スリットでの音波の透過率を求めた。得られた結果は,以下のとおりである。1.偏心スリットに平面波が入射する場合に透過率が2つの異なる周波数において減少すること,すなわち,異なる共鳴周波数を持つ2個の共鳴形消音器を重ね合わせたような透過特性が得られることが分かった。ダクト中心から偏心スリット内へ向かって真直に入射した音波が偏心スリットの最深部において正反射するものと考えることによって,この現象をほぼ理解することができた。2.偏心スリットに(1,1)モード波が入射する場合にも,透過率は2つの異なる周波数において減少した。ただし,偏心の向きと音波の周方向での節とが一致する場合には透過率最小値はほぼ0となるが,偏心の向きと音波の周方向での腹とが一致する場合には透過率最小値は0にはならなかった。後者では,偏心スリットにおいて平面波が構成され,これが透過波として伝搬したものと考えている。
日本における優生思想・政策と「障害児」教育の関連構造に関する史的研究

本研究は、国民優生法(昭和15年)成立前後から優生保護法(昭和23年)成立前後を主な分析期間として、優生思想・政策と「障害児」教育の関連構造を歴史的・実証的に明らかにすることを目的とするものである。今年度は、まず昨年度に引き続き関係資料の調査・収集作業を行った。昨年度は主として図書資料が中心であったが、今年度はパンフレット・雑誌関係資料を対象とした。特に、戦前から戦後直後における内務行政・厚生行政関係の資料を集中的に調査・収集できたことが大きな成果である。また、昨年度収集した資料およびこれまで個人的に収集してきた資料を類別化し、コンピュータを使用して目録作成・データベース化の作業を行った。総点数は800点以上に及ぶ。この作業を通して関係資料の執筆者・作成者、刊行年月日、内容・論調等を指標にして数量的・時系列的に分析することができるようになったため、資料群の全体的傾向をつかむことが可能となった。その結果、論文執筆に向けての基礎条件を整えることができた。この基礎条件を受けて、現在は「内務時報」「内務厚生時報」等といった収集資料に基づき、戦前から戦後直後における優生政策を「母子保護事業」「健康保険事業」「人口・食糧政策」「体力向上政策」等の内務行政・厚生行政全体の中に位置づける作業を行っている。当時の優生思想・政策と「障害児」教育との関連構造を問うには、同時期の教育思想・政策との関連を見るだけでは不十分であるからである。関係資料の読み込みを深め、成果を論文にまとめる予定である。本研究は、国民優生法(昭和15年)成立前後から優生保護法(昭和23年)成立前後を主な分析期間とし、優生政策・思想と「障害児」教育の関連構造を歴史的・実証的に明らかにすることを目的とするものである。今年度は、必要資料の所在調査および収集作業を行った。本研究が対象とする時期以前の動向を知るために、『国立国会図書館所蔵明治期刊行図書マイクロ版集成』から必要資料を選択し収集した。また各種研究機関・図書館等に所蔵されている関係資料を調査・収集した。さらに古書店目録などからリストアップしたものを収集した。今年度の収集資料の総数は150点以上に及ぶ。資料収集の結果、本研究の課題にかかわる数人の主要人物の設定ができた。戦前から戦後につづく彼らに関する一連の資料が入手できたことは今年度の大きな成果といえる。彼らの意識や論理を丹念に追うこと、あるいはこれまで知られていなかった彼らの人脈関係を明らかにすることによって、本研究の課題に迫ることができるという見通しがついた。また、政策・統計関係についても貴重な資料を入手することができた。それらにより、政策動向や実態と関連づけて彼らの動きや役割を歴史的に位置づけ、評価することができるであろうと思われる。来年度は、前半においてさらに資料調査・収集作業を進めるとともに、そのデータベース化の作業に本格的に取りかかる予定である。後半においては内容分析を行い、その成果を論文にまとめることを予定している。
淡水産雌雄同体腹足類(Lymnaea)の卵完熟・発生の体内制御因子に関する研究

1.産卵ホルモン(CDCH)の筋収縮作用の検討:精製CDCHを用いたin vivo投与では、排卵誘発効果を確認できなかったが、CDCHを多量に含む脳交連(COM)のリンゲル液抽出物は、in vitroで両性生殖腺(一部)から放卵を誘起した。さらに、両性生殖輸管後端部の生体外収縮・弛緩を電気生理学的手法で記録し、その筋収縮効果を直接証明できた。2.卵母細胞の減数分裂抑制因子のin vitroでの解析:排卵された卵細胞は、体内受精後輸卵管に入る直前まで不定形で胚胞を有するが、摘出して生殖腔液よりやや低張なリンゲル液、ヘモリンパ液、および蒸留水中に移すと、直ちに吸水して球形となり、続けて正常な成熟分裂と発生とを行った。しかし、実際のGVBDは産卵直前まで、極体放出と卵割は産卵直後まで抑制された。この抑制は、卵細胞を包むカプセル構造(囲卵腔液+卵膜)によることが判明した。産卵直後の卵をカプセルごと01000mMのマンニトール液に浸すと、極体放出・発生は体液より高張の140mM以上で起こらず、低張液でのみ起こった。また種々の溶液への浸漬実験では、卵膜は卵白など高分子物質を通さず、低分子物質のみを速やかに通した。すなわち、体内では種々の電解質や低分子物質による浸透圧差は生じず、囲卵腔液はコロイド物質で周囲の体液より高張となる。実際、輸卵管内で卵膜は常に膨張状態を保ち、囲卵腔液は体液より高張で、その結果極体放出・発生は体内では抑えられるが、淡水中に放卵されカプセル内の浸透圧が低下すると誘発されると考えられる。3.卵白腺に対するエクジソンの分泌促進効果の検討:産卵中の親貝をβ-エクジソン溶掖に浸漬すると、産出卵のカプセル容積全体が増加する傾向を示すことから、エクジソンが卵白分泌を促進するものと推定された。4.エクジソンレセプクー遺伝子のクローニング:卵白腺を含む生殖器官系からmRNAを抽出し、RT-PCR法で増幅したcDNAをクローニングし、そのシークエンスを解析した。その結果、Drosophilaにおけるエクジソン応答タンパク質(E74B)、および接着タンパク質(Lgp-1)などに相同性の高い配列を得たが、エクジソンレセプクー遺伝子そのものは得られなかった。5.ヘモリンパ中のエクジステロイドの変動(HPLC-EIA法):CDCH放出推定時刻より、ヘモリンパ中のβ-エクジソン濃度は急激に増加し、卵の梱包(packaging)初期、すなわち卵白腺の分泌期に最大となり、以後急激に減少した。α-エクジソン濃度は遅れて増加し、卵莢膜腺分泌期から産卵直前にかけて最大となった。β-エクジソンは卵白による卵の梱包を促すことを介してそのGVBD・発生を抑制し、α-エクジソンは産卵直前のGVBDを直接・間接的に誘起する可能性が示唆された。

5.ヘモリンパ中のエクジステロイドの変動(HPLC-EIA法):CDCH放出推定時刻より、ヘモリンパ中のβ-エクジソン濃度は急激に増加し、卵の梱包(packaging)初期、すなわち卵白腺の分泌期に最大となり、以後急激に減少した。α-エクジソン濃度は遅れて増加し、卵莢膜腺分泌期から産卵直前にかけて最大となった。β-エクジソンは卵白による卵の梱包を促すことを介してそのGVBD・発生を抑制し、α-エクジソンは産卵直前のGVBDを直接・間接的に誘起する可能性が示唆された。濁水中で産卵を停止させた親貝を,数日後再び清水中に移すと,直ちに神経分泌細胞である後背細胞(CDC)が興奮し,産卵ホルモン(CDCH)を放出し始め,20°Cで,3時間後には,90%以上の個体が産卵した。誘発刺激後産卵されるまでの卵細胞群の所在と状態とを,瞬間固定法(煮沸法)やin vitro検定法で追跡し,同時にヘモリンパ中のα-およびβ-エクジソン濃度(ng/ml)をHPLC-EIA法で測定した。誘発刺激後45分以内に排卵が確認され,直ちに両性生殖輸管に運ばれ,その末端部に滞留した。次の輸卵管内での卵の梱包(packaging)が律速段階となっているため,と推察された。同部位で受精後輸卵管内に入り,卵白腺,粘液腺,卵莢膜腺からの分泌物を順次まとい,紐状の卵塊(卵紐;受精卵100-150個を含む)となり,産卵された。CDCH放出後,ヘモリンパ中のβ-エクジソン濃度は急激に増加し,卵のpackaging初期,すなわち卵白腺の分泌期に最大となり,以後急激に減少した。α-エクジソン濃度は遅れて増加し,卵莢膜腺分泌期から産卵直前にかけて最大となった。一方,排卵された卵母細胞は,輸卵管に入る直前には既にリンゲル液,ヘモリンパ液,および低張液中で成熟分裂と発生が可能となっていた。しかし,実際にGVBDは産卵直前に,極体放出と卵割は産卵後に進行した。また,産卵後卵膜ごと卵紐から単離された卵(卵白が包む)も,体液(約140mOsm)より低張の環境水中でのみ,極体放出と発生とが可能であった。以上の結果から,親貝体内でβ-エクジソンが卵白による卵の梱包を促すことを介して,そのGVBD・発生を抑制し,さらにα-エクジソンが産卵直前のGVBDを直接または間接的に誘起する可能性が示唆された。次年度は,卵を包む卵白および粘液の化学成分,ホルモン濃度,物理化学的特性の経時的変化と,成熟分裂および発生への影響などを中心に解析を進める。また,セロトニン等の神経伝達物質,エクジソン等のホルモンが卵(胚)に及ぼす直接効果についても,in vitro法でさらに詳しく検討する。本種の卵母細胞は,体内で受精し輸卵管に入る直前までやや不定形であったが,摘出して低張なリンゲル液に移すと直ちに吸水して球形となり,続けて正常な成熟分裂と発生とを行った。輸卵管に入った卵は,まず一個ずつ囲卵腔液(卵白)と卵膜とに包まれ,管内を通過中は次第に膨潤し球形となるが,GVBDは産卵直前まで,極体放出と卵割は産卵直後まで抑制されていた。この抑制は,卵が囲卵腔液および卵膜に包まれるためと推察された。そこで,産卵直後の卵を卵膜ごと卵紐・ゼリー層から単離し,01000mMのマンニトール液に浸漬すると,極体放出・発生はヘモリンパ液および生殖腔液より高張の140mM以上で起こらず,低張の80mM以下でのみ起こった。従って,淡水中への放卵,すなわち浸透圧低下が極体放出・発生を直接誘発すると考えられた。成分分析の結果,囲卵腔液中にはタンパク質(卵白),遊離アミノ酸,グルコースなどが含まれ,また種々の溶液への浸漬実験では,卵膜は卵白等高分子物質を通さず,専ら低分子物質を速やかに通すことが判明した。輸卵管内で卵膜は膨張状態を保つので,囲卵
テレビ映像資料のアーカイブ構築とネットワーク化についての発展的研究

当研究は、体系的で網羅的な映像資料アーカイブの成立条件を明らかにすることを目的とする。その成立条件とは、技術的用件と制度的用件とに大別される。当研究では、その手法のフォーマット化を探求した。さらに、期間と分野を限定し、映像資料の網羅的データ収集を試みた。収集データを分析資料として活用し、より効率的な映像アーカイブのあり方を模索した。公的映像アーカイブス施設の設置を目標とした研究者・研究機関ネットワークを拡大し、望ましい映像アーカイブスの提言を目指した。当研究に関連する先行研究では、映像データ、特にテレビ映像分析の手法にかかわる研究を展開し、分析対象となるテレビ映像資料を体系的に収集することを試みた。それらは、映像分析の手法について比較文化的に探求するという目的のためには必要十分な数量であったが、個人で収集可能な映像素材数には限界があり、ある程度の分類上の体系性こそ確保されたものの、膨大な映像資料を徹底的かつ網羅的に収集するには至らなかった。継続する当研究では、より体系的で網羅的な映像アーカイブ構築を目標として、それに必要な諸条件の検討、基礎的研究を継続的に行う。まず、期間と分野を限定して、映像資料の網羅的データ収集を試みる。収集された映像データは、随時分析資料としても活用しつつ、より効率的で研究・教育目的に特化した映像アーカイブのあり方を模索する。最終的には、公的映像アーカイブス施設の設置を目標とした研究者・研究機関ネットワークを拡大し、望ましい映像アーカイブスのデザインの提言を目指す。以上のような研究目的に沿って、初年度は次のような成果を上げた。(1)映像アーカイブ構築に関する基礎的文献資料の収集(2)各地域・各国の映像アーカイブについての資料収集と調査日本国内・海外の各地域の映像資料、テレビ番組資料の収集状況を調査し、関連する研究者を招いて数次の研究会を実施した。(3)映像アーカイブ構築に関する諸問題の検討映像アーカイブ構築の具体的諸問題の検討、映像アーカイブ構築の技術的用件と、放送法・著作権法といった制度的用件である。「映像資料」をどのように収集・保存していくかという技術問題を検討した論文を発表した。制度的観点からは、映像資料アーカイブをどのように公開していくか、教育的利用・研究利用・映像製作における再利用・再加工、一般市民への研究成果の還元の各レベルにおける諸問題を検討を行い、関連するシンポジウムで報告を行った。(4)継続的なデータ収集と分類作業平成19年度までの研究助成金で得られた機材を用いて、試験的な資料収集を行った。データベースとしての汎用性の高さ、効率的な資料分類方法について検討を重ねた。初年度(平成20年度)は、より体系的で網羅的な映像アーカイブ構築を目標として、次のような作業を実施した。(1)基礎的文献資料の収集(2)各地域・各国の調査(3)アーカイブ構築に関する諸問題の検討(4)継続的なデータ収集と分類作業。継続2年目は、初年度の活動で得られた資料を対象に、そのデザインについてさらに検討を加えた。平成23年度に予定されている、地上波テレビ放送の完全デジタル化に向けて、従来設置されてきた録画機器、映像保存機器、資料分析ソフトなどの再検討を行った。その上で、導入すべき設備機器の選定を行い、段階的に研究用設備を導入し、デジタル放送時代の映像資料収集についての基本的フォーマットを模索した。本作業は、収集作業の設計、アーカイブ構築の実施、分析研究への応用、収集作業の再設計、資料の本格的な収集、データのフォーマット化、図示化、資料構成などの手順ですすめられた。また、各地域・各国の映像アーカイブについての資料収集と調査を継続して実施した。さらに、日本国内・海外の各地域の映像資料、ポピュラー文化資料の収集状況を調査し、関連する研究者を招いて数次の研究会を実施した。さらに、研究会の詳細をHPにて発信している。論文発表としては、2つの主要所属学会に成果としての論文が掲載され、学会の新しい潮流として広く認知されつつある。

継続2年日(平成21年度)は、初年度の活動で得られた資料を対象に、そのデザインについてさらに検討を加えた。地上波テレビ放送の完全デジタル化に向けて、従来設置されてきた録画機器、映像保存機器、資料分析ソフトなどの再検討を行った。導入すべき設備機器の選定、デジタル放送時代の映像資料収集についての基本的フォーマットを模索した。継続3年目(平成22年度)は、間近に迫った地上波テレビ放送の完全デジタル化に向けて、録画機器、映像保存機器、資料分析ソフトなどを導入し、デジタル放送に対応した基本的機器の活用を試験的に始め、その機器を用いた資料収集と調査を実施した。さらに、平成21年度から継続して、各地域の映像資料、ポピュラー文化資料収集を行っている関連分野研究者を招いて数次の研究会を実施し、研究会の詳細をHPにて発信するとともに、活動報告書の刊行を行った。現在は、それらの成果を論文の形にまとめ、編著を編纂中である。成果発表としては、4冊の図書に論文が掲載され、海外の学会にも招聘されるなど、より広がりを持つ研究展開を目指して努力した。当研究の企画は、次のような4つのステップからなる。I.映像アーカイブ構築の前提条件をととのえるための作業(初年度)、II.地上波デジタル・テレビ放送に向けてのデータ収集デザインの変更作業(2年度)、III.収集した資料の分類とアーカイブ構築(2年度最終年度)、IV.映像資料アーカイブ公開とネットワーク化の推進(3年度最終年度)である。収集されたテレビ映像資料は、随時分析資料としても活用し、より効率的な映像資料アーカイブのあり方の検討へとフィードバックする。最終的には、公的映像アーカイブス施設の設置を目標とした研究者・研究機関ネットワークを拡大し、研究成果を公開することによって、望ましい公的映像アーカイブスのデザインの提言を行っていく。最終年度は、上記の4つのステップのうち、前年に引き続き、II.地上波デジタル・テレビ放送に向けてのデータ収集デザインの変更作業を行った。これは、デジタル放送対応の機器の発売遅れによるフォロー作業である。また、同じく前年に引き続き、III.収集した資料の分類とアーカイブ構築へと本格的な作業を継続して行った。現在までに、膨大な分量の資料が蓄積されており、資料として利用可能にするための分類化、データ保存作業、キーワード作成、公開と研究利用のために、アルバイト人員を雇用して分類作業を実施した。また、2011年3月11日の東日本大震災を受けて、研究計画の一部を変更し、311テレビ番組アーカイブを構築し、その課題について検討を行った。最終年度のまとめの作業として、IV.映像資料アーカイブ公開とネットワーク化の推進へいっそう研究展開を試みた。具体的には、関心を共有する国内外の研究者に呼びかけ、研究成果を共有しつつ、より発展的なネットワークを企画立案した。また、既に公開されている他の映像ネットワークの利用を行いながら、本映像資料アーカイブの特徴について比較検討を行った。
アンチセンス核酸の表皮角化細胞へのデリバリー法の開発

1)ヘアレスマウス皮膚透過性ヘアレスマウス摘出皮膚を用いて,アンチセンスDNAの皮膚移行性におよぼすリポソームの表面電荷の影響を検討したところ,アンチセンスDNA単独では全く皮膚への浸透がみられなかったのに対し,リポソームに封入することにより増大し,特に正電荷リポソームにおいてその効果は顕著であった.また,正電荷リポソームはアンチセンスDNAの皮膚滞溜性を増大することが明らかとなった.したがって,正電荷リポソームはアンチセンスDNAの経皮デリバリー用キャリアーとして優れていることが明らかとなった.2)細胞内取り込みおよびアンチセンス効果最近,アトピー性皮膚炎患者の炎症部位ではTh2系が優位であり,その要因として炎症部位における単球細胞からのIL-10の過剰産生が関与していると報告されている.そこで,培養細胞としてマクロファージ様株化細胞RAW264.7を用いて以下の検討を行った.細胞へのアンチセンスDNAの取り込みは,皮膚移行性と同様に,アンチセンスDNA単独では僅かであったのに対し,正荷電のリポソームにおいて約10倍増大した.また,細胞をLPSで刺激後のIL-10産生におよぼすアンチセンスDNAの影響を検討したところ,IL-10mRNAの3′非翻訳領域に対するものが濃度依存的,配列依存的に顕著に抑制した.しかし,アンチセンスDNAを封入したリポソームではアンチセンス効果の増強は見いだされなかった.今後,アンチセンスDNAとリポソームの配合比率など実験条件を変えてアンチセンス効果におよぼす影響について検討を加えて行く予定である.また,リポソーム封入体がアンチセンスDNAの細胞取り込みを著しく増大するにもかかわらず,効果の増強を示さない要因として,細胞取り込み後,ライソゾーム系へ移行し,ほとんどのアンチセンスDNAがターゲットへ結合する前に,分解している可能性も考えられる.そのため,細胞質内へアンチセンスDNAを直接移行させうるような他のキャリアー等についても今後検討を加えて行く予定である.1)ヘアレスマウス皮膚透過性ヘアレスマウス摘出皮膚を用いて,アンチセンスDNAの皮膚移行性におよぼすリポソームの表面電荷の影響を検討したところ,アンチセンスDNA単独では全く皮膚への浸透がみられなかったのに対し,リポソームに封入することにより増大し,特に正電荷リポソームにおいてその効果は顕著であった.また,正電荷リポソームはアンチセンスDNAの皮膚滞溜性を増大することが明らかとなった.したがって,正電荷リポソームはアンチセンスDNAの経皮デリバリー用キャリアーとして優れていることが明らかとなった.2)細胞内取り込みおよびアンチセンス効果最近,アトピー性皮膚炎患者の炎症部位ではTh2系が優位であり,その要因として炎症部位における単球細胞からのIL-10の過剰産生が関与していると報告されている.そこで,培養細胞としてマクロファージ様株化細胞RAW264.7を用いて以下の検討を行った.細胞へのアンチセンスDNAの取り込みは,皮膚移行性と同様に,アンチセンスDNA単独では僅かであったのに対し,正荷電のリポソームにおいて約10倍増大した.また,細胞をLPSで刺激後のIL-10産生におよぼすアンチセンスDNAの影響を検討したところ,IL-10mRNAの3′非翻訳領域に対するものが濃度依存的,配列依存的に顕著に抑制した.しかし,アンチセンスDNAを封入したリポソームではアンチセンス効果の増強は見いだされなかった.今後,アンチセンスDNAとリポソームの配合比率など実験条件を変えてアンチセンス効果におよぼす影響について検討を加えて行く予定である.また,リポソーム封入体がアンチセンスDNAの細胞取り込みを著しく増大するにもかかわらず,効果の増強を示さない要因として,細胞取り込み後,ライソゾーム系へ移行し,ほとんどのアンチセンスDNAがターゲットへ結合する前に,分解している可能性も考えられる.そのため,細胞質内へアンチセンスDNAを直接移行させうるような他のキャリアー等についても今後検討を加えて行く予定である.
糖尿病高血糖による洞房結節細胞Ca制御異常の解明

糖尿病患者は不整脈の発症率が高く、糖尿病患者の死亡率を著しく増加させている。その病因には高血糖によるcAMP-Epacシグナル系の過剰な活性化を介する心筋細胞のCa2+ handling異常が関与すると示唆されているが、心自動能を司る洞房結節細胞のCa2+制御異常を検討した研究はない。申請者はマウス洞房結節細胞で自発的かつ局所的なCa2+放出localCa2+ release (LCR)の記録に成功し、LCRの過剰な活性化が高血糖による不整脈発症に関与するとの知見を得た。本研究では高血糖のLCR増強作用機序を明らかにし、LCR制御破綻を介する洞房結節由来の不整脈発症機序を定量的に解明する。
深層学習を用いた仮想高線量化技術による放射線画像検査の被曝最小化

1)3次元深層学習(ディープラーニング)をベースとするComputed Tomography(CT)の被曝低減技術の開発本年度は、2次元の深層学習(ディープラーニング)モデルを3次元に拡張し、臨床Computed Tomography (CT)で得られる3次元データを扱えるモデルにした。本研究で開発したCTのための被曝低減技術は、学習と実行ステップから成る。学習ステップでは、超低線量CT(例えば0.1 mSv;シーベルト=被曝による生物学的影響の大きさを表す単位)を入力画像、高線量CT(例えば5.7 mSv)を教師画像に使い、ディープラーニングモデルを学習した。ディープラーニングモデルはニューラルネット回帰モデルで構成され、入力は超低線量CTの局所領域の画素値、出力はそれに対応する高線量CT中の1画素の推定値である。学習は、教師画素と出力画素の二乗誤差が小さくなるよう、ニューラルネットの層間の重み係数を調整することにより行われた。すなわち、出力画像が教師画像として使われた高線量CT画像に近くなるように、学習が進んだ。実行ステップで、学習後のモデルに未学習の超低線量CT画像を入力すれば、あたかも高線量で撮ったような「仮想高線量CT画像」に変換できた。2次元深層学習モデルの学習及び実行は、PCでそれぞれ72時間及び48秒を要した。以上のように、本年度は、3次元ディープラーニングモデルをベースとするCTの被曝低減技術を開発した。研究計画にて、計画したように、2次元の深層学習モデルを3次元に拡張し,臨床CTで得られる3次元データを扱えるモデルにできた。3次元深層学習モデルを利用し、CTのための被曝低減技術の開発に成功した。以上のように、本研究は、おおむね計画通りに進捗している。当初の研究計画に沿って、精巧な3次元胸部ファントムによる被曝低減技術の性能検証を行う。精巧な胸部ファントムのCT像を、最低線量から最高線量まで変化させて撮像する。次に超低線量CT像を入力画像、それに対応する最高線量CT像を教師画像とし、3次元の深層学習モデルを学習する。学習後のモデルの出力画像(仮想高線量CT像)と本物の高線量CT像の画質を定量的に比較し、線量低減率を算出する。
多国籍企業の展開と東南アジア地域社会の変容－インドネシア工業団地を事例に－

多国籍企業の展開と東南アジア地域社会の変容について研究を行うにあたり、とりわけ70年代後半からの新国際分業に組み込まれていく過程を通じ形成されたアジア・メガシティの郊外に注目した。それに際して、このメガシティ形成を牽引したものの一つとされる、郊外の工業団地とニュータウンの関係に焦点を当て、調査研究を実施した。(1)Badan Pertanahan National(インドネシア国土庁)などにて地図データの収集、(2)西ジャワ州チカラン地区にて住人およびインフォーマルセクターに対する量的調査、の2点を実施した。具体的には、(1)これまでに収集したデータと重ね合わせて、東南アジアの「郊外」を視角化するために大変有益なものであった。(2)欠損が多く整備も十分でないインドネシアの統計資料の問題点を解消するべく、現地のPresident Universityと共同で、ニュータウンの高級住宅地区(ゲーテッド・コミュニティ)および一般住宅地区と周辺集落の住人、そしてニュータウン地区のインフォーマルセクターの4者に対して量的調査を行った。自身で量的調査実施したことにより、賃金や移動の現状をフェイス項目と合わせた分析などが可能となったことが、大きな成果である。また、成果の一部を、フィリピンのマニラで開かれたThe Asia Pacific Sociological Associationの大会、および日本の札幌で開かれた日本社会学会大会で報告することができた。合わせて、インフォーマルセクターに対する量的調査の成果の一部を『社会学年報』に投稿し、掲載決定を受けている。それに際して、このメガシティ形成を牽引したものの一つとされる、郊外の工業団地とニュータウンの関係に焦点を当て、文献研究実証研究を行った。【文献研究】シカゴ学派以降の都市研究の論点の1つである、新中間層と郊外ニュータウンおよび工業団地の関係についての文献研究を行った。具体的には、特にアメリカとイギリスを中心とした、郊外とニュータウンの展開およびその背景となる国家による各種政策へのレビューを行った。これにより欧米における郊外の発展は、過大化した都市とそこで発生する問題への対処であると同時に、理想の生活を求めた中間層以上の郊外への脱出という要因からなることを明らかにした。その上で、テレンス・マッギー以降の課題である、欧米とは異なる東南アジア都市の独自性を考察すべく、インドネシアにおけるメガシティ発展の議論を分析した。そしてマッギーの主張の1つである「デサコタ」という都市と農村の境界があいまいな空間編成の展開可能性を考察した。【実証研究】インドネシア、ジャカルタ郊外における工業団地とニュータウンに着目し、特に90年代以降の発展がめざましい西ジャワのブカシを事例として、23年度の調査予定地域の資料収集を中心にプレ調査を実施した。それにより、ディベロッパーの描く工業団地とニュータウンのイメージおよび開発戦略を明らかにした。これらは来年度以降のフィールドワークにおいて、現在のアジア・メガシティ拡大の原動力の1つとされる郊外の工業団地とニュータウンの語られ方とその実態を明らかにするために欠かすことの出来ないものである。それに際して、このメガシティ形成を牽引したものの一つとされる、郊外の工業団地とニュータウンの関係に焦点を当て、調査研究を行った。具体的には、(1)インドネシアの県単位の人口統計の収集と分析、(2)ジャカルタ郊外の工業団地周辺地域での生活調査、(3)工業団地・ニュータウン・農村の空間配置、(4)元技術研修生で日本へ行った人たちの現在の生活調査、の4点を行った。(1)については、欠損が多く、整備も十分でないインドネシアの統計資料を県レベルで収集できたことで、より詳細な地区ごとの人口変動を工業団地の造成の時期などとあわせて分析することが可能になり、東南アジアの「郊外化」を研究するために大変有益なものであった。また、成果の一部をアメリカのラスベガスで開かれたAmerican Sociological Associationの大会で報告することができた。(2)と(3)は現在も継続して調査を行っているが、ジャカルタ郊外のニュータウンの中に拠点を構えることができた意義は大きく、そこに滞在しているからこそ、夜中の工業団地の道路が地域住民の社交の場として使われていることなどを知ることができた。この成果も一部をインドのニューデリーで開かれたThe International Institute of Sociologyの大会で報告することができた。また、(4)については(2)と(3)の研究の途中でインフォーマント達と出会い、始めた調査だが、郊外ニュータウンへ移り住んだ住民の、これまでの経歴を知る重要なケースの一つであるとともに、日系企業の進出を分析する手がかりともなるので、今後も調査を進めていく。

(2)欠損が多く整備も十分でないインドネシアの統計資料の問題点を解消するべく、現地のPresident Universityと共同で、ニュータウンの高級住宅地区(ゲーテッド・コミュニティ)および一般住宅地区と周辺集落の住人、そしてニュータウン地区のインフォーマルセクターの4者に対して量的調査を行った。自身で量的調査実施したことにより、賃金や移動の現状をフェイス項目と合わせた分析などが可能となったことが、大きな成果である。また、成果の一部を、フィリピンのマニラで開かれたThe Asia Pacific Sociological Associationの大会、および日本の札幌で開かれた日本社会学会大会で報告することができた。合わせて、インフォーマルセクターに対する量的調査の成果の一部を『社会学年報』に投稿し、掲載決定を受けている。昨年の東日本大震災を受け,所属している大学院が被災したため日本に一時帰国したことから、外国人調査許可の手続きが延滞したため、調査地に入る日程が予定よりも遅れた。今後も継続して調査地であるジャカルタ郊外の工業団地に隣接するニュータウンにおいて、住民生活の参与観察とともに工業団地とニュータウンおよびその内部の空間配置を調査する。これと併せて、昨年度から交流を持つことができた、元技術研修生として日本に行き、現在も日系の工業団地で働いているインフォーマントたちに対してヒアリングを行っていくことで、労働者たちのこれまでの人生にもより踏み込んだ分析ができるのではないかと考えている。
G-関数の多面的研究

研究実績の概要:本研究計画ではG-関数を主題として多方面から総合的に研究することを目的とした。G-関数の本来的理論及び数論的理論に関しては研究代表者原瀬、研究分担者後藤は平成9年1月31日から2月2日まで研究会を開催し、研究協力者若林功(成蹊大学工学部教授)、永田誠(京都大学数理解析研助手)と共同研究を行った結果、次の三つの結論をえた。(1)従来の主要な方法であったPadeタイプの近似によるG-関数の特殊値の非有理性の評価とは別に、G-関数を特殊なものに限定すれば厳密な意味のPade近似による特殊値の非有理性の評価が可能である。これを利用すれば、ある特定の不定方程式の解の存在が確定できる。(2)pade近似理論の多変数化を考察することによって正則な常微分方程式のlogarismを含むべき級数に対してもG-関数の特殊値の非有理性の評価と同様な理論を作ることができる。(これは永田によるところが大である)(3)標数が有限であるglobal fieldにおいても標数が0の場合と同様な理論が成つ。これらについては一部発表しているが、詳細は論文作成中である。研究分担者栗林は超準解析を用いたフーリエ変換の理論からG-関数を検討してる。また、研究分担者下村は特殊なG-関数である超幾何級数と多様体のホモトピー群との間に成り立つ関係をホモトピー群の構造を決定する事によって調べている。
イリジウム触媒によるアミド還元を基盤とした1，3-双極子合成法の開発

有機機能分子の多くに窒素原子が含まれていることから、含窒素化合物の効率的な合成方法の開発は常に求められている。本研究では、複雑有機分子の合成中間体として重用される1,3-双極子に着目し、合成容易なアミド構造を起点とした還元的1,3-双極子合成法を開発する。本反応の開発により、1,3-双極子の効率的な合成方法を確立する。また、開発した反応を用いることで、含窒素天然有機化合物の効率的全合成を達成し、その応用性を示す。
細孔凝縮法による極端に単純な分子のガラス形成：熱容量と熱及び誘電緩和

過冷却液体の熱的な性質をシクロヘキサン,四塩化炭素,ネオペンタンのような強い分子間相互作用を持たない物質をガラス化させて調べ,普遍性を探った.普通のガラス転移温度は物質の融点の1/2 - 2/3程度になることが経験的に知られているが,これらのガラス転移温度は共通してそれより小さくなった.ガラス転移温度が下がることで,130 K付近に液体の構造化に伴う熱容量のハンプを発見した.この熱容量のハンプは高温液体相から安定な低温液体相への転移と関連している.特にシクロヘキサンは,154 Kに鋭い熱容量の飛びを伴う1次転移が存在し,液液転移を単一分子液体において熱容量のかたちで確かめた最初の例となった.過冷却液体に潜む普遍性について,シクロヘキサンや四塩化炭素に代表されるような比較的単純な水素結合のような特別な分子間相互作用を持たない物質を非晶化させて研究した.実験的にはこうした単純な物質は極めて結晶化しやすいのだが,MCM-41などに代表されるようなナノ細孔中に対象物質を封入することによって安定に液体状態を観察することに成功した.測定量としては,熱容量及びエンタルピー緩和を断熱型熱量計により測定,緩和時間の温度依存性を誘電緩和測定を通じて観察した.ガラス転移において,より複雑な分子において,融点とガラス転移温度の比が1/22/3程度になる,という経験則が知られているが,本研究で観察した単純分子においては,シクロヘキサンでも,四塩化炭素でも100 K前後に存在し,融点とガラス転移温度との比が1/3程度とはるかに小さくなることがわかった.このことは分子が単純であることと深く関連していると考えられる.また,さらにこのようにしてガラス転移温度を押し下げた結果,シクロヘキサン,四塩化炭素共に,ガラス転移温度より高温で構造化に伴う熱容量のハンプを持つことを見出した.これはカウツマンパラドックスと関連してガラス転移の向こう側に存在すると考えられている液体液体転移を反映しているものである可能性が高い.特にシクロヘキサンにおいては,熱容量のハンプに付随して,154 Kに鋭い1次転移を有しており,これは熱容量の形で液体液体転移を明確に発見した初めての例である.この転移がどのようなものに由来するのかはまだ明確には判明していないが,簡便なX線回折実験の結果などから,ある種の液体の素構造のようなものが実現したのではないかと考えており,その具体的な検証は今後の課題である.過冷却液体の熱的な性質をシクロヘキサン,四塩化炭素,ネオペンタンのような強い分子間相互作用を持たない物質をガラス化させて調べ,普遍性を探った.普通のガラス転移温度は物質の融点の1/2 - 2/3程度になることが経験的に知られているが,これらのガラス転移温度は共通してそれより小さくなった.ガラス転移温度が下がることで,130 K付近に液体の構造化に伴う熱容量のハンプを発見した.この熱容量のハンプは高温液体相から安定な低温液体相への転移と関連している.特にシクロヘキサンは,154 Kに鋭い熱容量の飛びを伴う1次転移が存在し,液液転移を単一分子液体において熱容量のかたちで確かめた最初の例となった.本研究では過冷却液体の普遍的な性質を調べるため,単純な物質を不凍化しその熱的な性質を調べている.単純な物質は普通に冷却すると必ず結晶化してしまうため,本研究では直径数nm程度の細孔中に液体を凝縮させ,その閉じ込め効果によって結晶化を阻害する細孔凝縮法によって不凍化を実現した.そのようにして不凍化させた物質は主に断熱型熱量計による熱容量測定と自発的エンタルピー緩和測定により,相転移,及びガラス転移について調べた.主として使用した試料は四塩化炭素とシクロヘキサンである.四塩化炭素については,幾つかの細孔径に封入した試料についての結果を通じて,熱容量の飛びを伴うガラス転移が145K近辺に存在することがわかった.145K近辺のガラス転移はDSCによる混合系の熱容量測定によって示唆されていた四塩化炭素のガラス転移温度と近く,バルクの四塩化炭素のガラス転移温度が145K近辺であることを示している.145Kというガラス転移温度は四塩化炭素の融点が250K程度であり,その両者の比が145/2500.58で,従来ガラス転移温度と融点の比率の経験則として知られている2/3に比べだいぶ小さいことが単純な物質である効果としてあらわれて来ていると考えられる.一方シクロヘキサンについては,四塩化炭素同様,融点(280K)の2/3よりもだいぶ小さい90Kと,130K付近に熱容量の飛びを伴うガラス転移が観察され単純物質でガラス転移温度が小さくなる傾向が現れているが,それ以上に特筆すべきこととして,小さな細孔径に封入することによって,バルクのシクロヘキサンにおいては存在しなかった一次転移が154Kに現れることがわかった.転移エントロピーは極めて小さいものの,転移温度は細孔径にはほとんどよらないことがわかっている.これは過冷却液体状態から違う液体状態への転移現象ではないかと考えられ極めて興味深い.本研究の主眼は単純な物質を不凍化させ,その性質を探ることを通じてガラス転移の普遍的な性質を探ることにある.その目的に即して既に二つの物質についてその性質を調べ,ガラス転移温度が単純な物質を用いることでぐっと下がる,という結果を得た.

特にシクロヘキサンについては想定していなかったことではあるが,細孔に封入することによってバルクのシクロヘキサンではあり得ない相転移現象を観察した.この相転移現象は液体から液体への転移現象ではないかと考えられ,分子間になんら特別な相互作用を持たない分子として初めて見つかった現象である.これは単純な物質を用いたことにより初めてわかったことであり,過冷却液体の研究に重要知見を与える結果である.一方,そのような新奇な現象の検証に多くの時間を費やすことになったため,重要な目的の一つであった窒素やアルゴン,一酸化炭素のような物質の実験を遂行することは出来なかった.従って,前段の結果とあわせ,達成度としては,おおむね順調に進展,に留まると考えられる.最初に,前年度に発見した四塩化炭素とシクロヘキサンの結果について幾つか興味深い知見があるのでそれについて調べる.まず,四塩化炭素については結果項で述べた145Kのガラス転移の他に,60K近辺にガラス転移が存在している可能性がある.この60Kという温度は蒸着DTAによって実験的に示唆されていたガラス転移温度や,アモルファス状態の四塩化炭素の結晶化温度と一致しており,アモルファス状態下で単一の四塩化炭素が動き出せる温度と関連していると考えられ,結晶化のメカニズムとの関連を議論したい.一方,シクロヘキサンについては粉末X線散乱による構造解析を通じて154Kの相転移がどのような構造変化に由来するものであるのかを検証し,この転移現象について結論を出したい.あわせてアダマンタンのような球状の分子についても似たような転移現象が存在しないかを調べる.一方,以上が終わり次第速やかに当初の目的であった窒素やアルゴン,一酸化炭素のような極めて単純な物質のガラス転移について調べる.必要な装置の改造・作成については前年度にその半分程度がすでに終了しているので,実験開始までそれほどの時間を要せず出来る見込みである.当初の予定になかったこととして,粉末X線散乱実験のための装置改造が必要となる.本実験では試料の特性上,非常に長時間のScanを要求する.実験には研究科共通の粉末X線散乱実験装置を用いるが,その装置は長時間,低温で測定する,というような目的に最適化されておらず,そのために装置のアタッチメントに手を加える予定であり,その費用を研究費から支出する.場合によっては大型放射光施設に出向いての実験も視野に入れており,そのための旅費・滞在費も必要となる.その他の実験装置としては試料導入時にチューブの温度を制御するための温度コントローラや,試料,真空ポンプの購入を予定している.他には学会他で発表するための旅費・滞在費を予定している.