hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
変異ＫＲＡＳを起点とした大腸癌フィールドエフェクトの解明

H25年度は、実際にPDE4阻害剤であるレスベラトロールを大腸癌スフェロイドに投与し内腔のアポトーシスを誘導することを確認した。H26年度は、より簡便で再現性の高い3次元浮遊細胞の系を構築した。この浮遊細胞隗はマトリジェルを使用しなくてもそれ自身が細胞隗周囲に間質成分を産生し、周囲の培地組成を調節することで、間質を介した影響等の評価が可能である。実際にハイコンテントな解析をよりハイスループットに行うことが可能であり、HKe3細胞に対して影響がなくHCT116細胞においてのみ効果を示すような薬剤を選択することで、より毒性の少ない変異KRASの下流分子の同定およびその阻害剤の評価が可能になると考えられる。現在、理研より入手した天然物由来化合物のスクリーニングを行っている。分子腫瘍学本研究計画では3次元特異的な変異KRASによるフィールドエフェクトを最終的に解明する事を目的としており、計画している具体的な研究項目は、13次元特異的に活性化KRASが制御する遺伝子群の発現メカニズムの解明。2間質、免疫担当細胞と大腸癌3次元細胞との共培養系においてKRAS変異および下流分子の有無による変化の検討。3変異KRASを有する大腸癌症例を用いたフィールドエフェクト関連遺伝子群の発現パターンと免疫担当細胞などの分布パターンおよび予後解析であるが、1に関してはH24年度までに3報の論文を発表し、現在PDE4の阻害剤の効果について論文を投稿し受理されている。2に関しては国立がん研究センターとの共同研究により、EGFR阻害剤の生体内でのエフェクター細胞を介した障害性への耐性獲得に、変異KRASが関与することを新たに明らかにし(Int J Cancer. 2014 May 1;134(9):2146-55)、変異KRASの免疫担当細胞に対するフィールドエフェクトであることが考えられた。現在より簡便で定量性のある3次元浮遊培養によるシステムを新たに構築し、T細胞、活性化マクロファージとの共培養系による解析を予定している。3に関しては膵臓癌にも症例を広げ、解析を進めている。本研究計画では3次元特異的な変異KRASによるフィールドエフェクトを最終的に解明することを目的としており、計画している具体的な研究項目は、13次元特異的に活性化KRASが制御する遺伝子群の発現メカニズムの解明。3変異KRASを有する大腸癌症例を用いたフィールドエフェクト関連遺伝子群の発現パターンと免疫担当細胞などの分布パターンおよび予後解析。1に関してはH24年度には、3次元特異的にKRASにより上方制御されるPDE4, miR-181,miR-210,下方制御されるALPK2に関する論文を発表し、達成度としては3040%である。2に関しては現在解析を進めており、3に関しては臨床検体を現在集めている。昨年に引き続き、臨床検体を含めた解析を行い。3次元特異的に変異KRASが制御する分子に関して解析する。
高松南部の新発見クレータ構造の研究

本研究は,我が国で初めての隕石衝突孔(Impact Crater)の発見と考えられる「高松クレータ」の地下構造調査に関するものである.これまで科学研究費の助成を受けて重力異常(500点)以外の方法でも地下構造を確認すべく,地磁気異常(110点),地震波反射法(2測線)などの地球物理学的探査を行ない,クレータの構造をかなり明確に描くことに成功した.すなわちこのクレータの直系は4km,深さ1.5kmであることが明らかになった.本年度はこれまでの観測資料の整理・解析を進めると共に,地質学,鉱物学の情報を総合し,このクレータの成因に関して研究を深めた.この成因説としては隕石衝突説と火山カルデラ説とが考えられた.しかし,予想よりも早く隕石衝突を裏付ける鉱物がこの研究の途中から生じた共同研究者によって発見され,隕石衝突孔である可能性が極めて高くなった.火山活動が無い安定大陸ではこれらの鉱物が発見されただけで隕石衝突孔と認定されるほどの証拠能力をもっている.このように各分野の研究者の関心も高まり,この研究が一層発展する素地ができた.地元高松市周辺でも市民の関心が高い.それと言うのも日本で初めての隕石孔というだけでなく,膨大な水資源としての現実的価値も有するからである.成因を明らかにする学術的目的だけでなく経済的価値を検討するためにも今後1000m級の深層ボーリングの実施を含めて多方面からの研究が切に求められる.本研究は,我が国で初めての隕石衝突孔(Impact Crater)の発見と考えられる「高松クレータ」の地下構造調査に関するものである.これまで科学研究費の助成を受けて重力異常(500点)以外の方法でも地下構造を確認すべく,地磁気異常(110点),地震波反射法(2測線)などの地球物理学的探査を行ない,クレータの構造をかなり明確に描くことに成功した.すなわちこのクレータの直系は4km,深さ1.5kmであることが明らかになった.本年度はこれまでの観測資料の整理・解析を進めると共に,地質学,鉱物学の情報を総合し,このクレータの成因に関して研究を深めた.この成因説としては隕石衝突説と火山カルデラ説とが考えられた.しかし,予想よりも早く隕石衝突を裏付ける鉱物がこの研究の途中から生じた共同研究者によって発見され,隕石衝突孔である可能性が極めて高くなった.火山活動が無い安定大陸ではこれらの鉱物が発見されただけで隕石衝突孔と認定されるほどの証拠能力をもっている.このように各分野の研究者の関心も高まり,この研究が一層発展する素地ができた.地元高松市周辺でも市民の関心が高い.それと言うのも日本で初めての隕石孔というだけでなく,膨大な水資源としての現実的価値も有するからである.成因を明らかにする学術的目的だけでなく経済的価値を検討するためにも今後1000m級の深層ボーリングの実施を含めて多方面からの研究が切に求められる.最近我々は香川県高松市南部に埋積された巨大な“丸い穴状構造"を発見した。もしこれが隕石の衝突によるクレータだとすれば、わが国で最初の衝突クレータの発見となる。(1)円形状低重力異常域周辺で重力測定点を増やして重力異常分布をより確定的にした。また、今回は次の点を確認するために特に注意を払って測定点を選定した。すなわち、低重力異常域内には、この地域の基盤をなす花こう岩や安山岩よりなる小さな山体が幾つか存在している。もし、これらが基礎からつながっているものであれば、重力異常から想定されるクレータ状構造と両立することは不可能と考えられる。山体が基盤とつながっていおれば、これらの山体に近付くと重力異常が大きくなるはずである。そこで、これらの山体にできるだけ近寄って重力を測定した。結果は、山体に近いづいても重力異常は増加しなかった。これらの結果から、低重力異常域の形状が確定すると共に、その範囲内にある小山体が基盤から切り放されていることが確からしくなり、クレータ状構造が存在することは一層確かになった。さらに、これまでの測定値についても、測定点の標高や位置を本研究費で購入したGPSを用いるなどして再決定し直し、全体としてより精度の高い重力異常図を作成した。(2)本研究費で購入したプロトン磁力計による磁気異常測定を行った。精密な磁気異常分布をうるために他大学から借用したもう1台の磁力計を併用した。1台を定点に置き地磁気の時間変化を、もう1台を移動させて多数の地点の磁力を測定し、それらの観測値から磁力の日変化分を補正する方法を取った。この様な方法を取ったにもかかわらず、ガードレール、高圧線、車などの人工物による磁気ノイズが大きく、測定結果それ自体は充分地下構造を反映するものとなっていないことが予備解析の結果判明した。前年度においては,主として重力と電磁気学的方法を用いた調査を行った.これらによりクレータの縁において予想通り急激な重力変化が存在することが確認されたが,磁気探査は調査地が新市街地であることから人工的ノイズが大きく良い結果が得られていないことが明らかになった.これらの事実を踏まえ5年度は次の様に調査を実施した.(1)反射法地震波探査を行った.

本装置は高圧ガスの放出により強い振動と音を発生させること、観測用信号線を長距離にわたって引く必要があり道路状況にかなり左右されること等の理由から、実際に観測できた場所は本研究から見て理想的な位置ではなかったが、クレータ内部の構造を明らかにする詳細なデータが得られた.実験はかってない成功を収めた。実験時期が遅れたため現在解析中である。(2)測定地点を充分吟味して2台のプロトン磁力計による探査を行なった。1台を定点に置いて連続観測することによりノイズキャンセルを試みた。これによりデータ数はまだ充分ではないが基本的な分布は明らかになった。(3)これらの調査とあわせて、さらに重力データも補充した。測定点は総計300点に達した。これにより詳細な重力異常図を描くことができた。(4)調査地域周辺のボーリング資料を収集した。(5)現在これらの資料を総合解析中である。本研究は,我が国で初めての隕石衝突孔(Impact Crater)の発見と考えられる「高松クレータ」の地下構造調査に関するものである。.このクレータの調査は,最初我々が全国重力異常調査中に1988年香川県高松市南部で異常な測定値を発見したことから始った.このクレータは全て堆積物に覆われ地形的に認めることができない.この点で,従来幾度も提起されながらも調査の進展により存在が否定されたクレータ騒動とは全く経緯が違っている.本研究では重力異常以外の方法でも地下構造を確認すべく,地磁気異常,地震波反射法などの地球物理学的探査を行ない,クレータの構造をかなり明確に描くことに成功した.すなわちこのクレータの直径は4km,深さは1.5kmであることが明らかになった.このクレータの成因に関して考察を加えた結果,隕石衝突を裏付ける特殊な鉱物が共同研究者によって発見されたことから予想通り隕石衝突孔である可能性が極めて高くなった.日本で初の隕石衝突孔ということが確認されれば,日本列島のような地殻変動が激しい地域でも隕石衝突孔が存在しうることになり,今後世界各地で発見が続くことになるだろう.そうすれば地球への天体衝突の確率がより明らかになり,地球環境と宇宙との関係がより現実的なものとして認識されることになるだろう.また,このクレータは膨大な水資源あるいは温泉としての現実的価値も有する.クレータの成因を明らかにするための学術的目的だけでなく経済的価値を検討するためにも今後1000m級の深層ボーリングの実施を含めて多方面からの研究が切に求められる.
促進拡散機能を有する液体膜によるガス分離に関する研究

促進拡散機能を有する液体膜は高分子膜と比較して格段に高い透過選択性を示す。本研究では、主に硝酸銀を担体とするエチレンの分離を例にとり、含浸液膜での透過機構を明かにするとともに、より安定で膜透過性の高い新しい膜形態として流動液膜を提案し、その性能評価を行った。まず、硝酸銀をエチレンの担体とする含浸液膜によるエチレンとエタンの分離実験では、エチレン/エタンの分離係数は担体濃度の増加とともに増大し、約1000に達した。瞬間可逆反応を伴う促進輸送速度を推算する近似解法を提出し、本方法は担体と錯体の拡散係数がかなり異なる場合に対しても適用可能であることを示した。エチレンの促進輸送速度に対する操作条件の影響は、エチレンと銀イオンの反応が瞬間可逆であるとするモデルにより良好に説明できた。次に、原料ガス流路、流動液膜流路(担体溶液流路)、スイープガス流路を疎水性多孔質膜で仕切り、各流路にメッシュスペーサを挿入した流動液膜セルを試作し、エチレン、エタンの分離実験を行った。流動液膜では、その透過性は液膜流量に依存し、高流量域では前述の含浸液膜と比べて5倍の透過性を示し、溶媒の蒸発に起因する膜劣化は認められなかった。なお、ポリプロピレン製多孔質膜を用いたとき酸化銀と推定される固体が析出して膜面を覆い透過速度が低下したが、この膜劣化は液膜相に硝酸を添加することにより防止できた。また、テフロン製多孔質膜を用いたときは11日間以上にわたって硝酸無添加でも膜劣化は認められなかった。また、スイープガス側を減圧にすることにより、一段で純度98%以上のエチレンが得られた。実験結果は、膜透過モデル、設計方程式に基づく計算結果と概収一致し、流動液膜モジュール設計指針を確立することができた。
感染根管後の歯髄細胞移植による歯髄再生療法を確立するための基盤研究

8020運動の達成者は医療費が20%も低く、要介護率も低下することから、歯の延命は医療・福祉・経済の安定に繋がるという報告がある。そこで、どのような歯においても歯の神経を再生させる技術の開発が急務であると考えた。近年、抜髄直後に歯髄細胞を根管内に移植すると象牙質・歯髄複合体を再生させる臨床研究も始まっているが、根管充填後の感染根管に対して歯髄細胞を移植して歯髄を再生させることを試みた臨床報告はない。そこで今回は感染根管を意図的に作製し歯の神経を再生させる治療法の開発を試みることとした。
新しい複合型水素評価手法の開発と半導体材料への応用

我々は、既に水素で終端されたシリコン表面上では、金属薄膜のエピタキシ-が大きく影響される現象を見出し報告してきたが、本科学研究費補助金の助成によって、そのメカニズムの解明を推進するために、新しい複合型水素評価手法を確立することを目的とした。研究初年度に、この複合化を完成させ、次年度に実際に金属薄膜のエピタキシ-制御に適用した。その結果、以下のような新しい事実が得られた。(1)エピタキシ-の状態を逆格子空間で調べるための低速電子線回折(LEED)と、実格子で調べるための低速イオン散乱法(ISS)を複合化し、吸着水素の絶対量を測定するために、低速イオン散乱法に、弾性水素粒子検出器を付け加えた。この装置と走査トンネル顕微鏡(STM)を併用して、多角的に水素の終端効果を調べた。(2)金属薄膜を真空蒸着で作成するのみならず、スパッタリングなどの他の薄膜作成法で作成し、水素終端の効果を調べた。(3)実際に金属薄膜に適用し、金属薄膜のうち、AgやPbやInなど、シリコン表面上に直接薄膜を形成したときに2次元的構造をとるものは、水素の終端によって3次元的な金属固有のクラスターが形成されることをミクロなスケールで見出した。これらの結果は、水素終端表面における低温ヘテロエピタキシ-のメカニズムの解明の鍵となるものである。我々は、既に水素で終端されたシリコン表面上では金属薄膜のエピタキシ-が大きく影響され、しかもこれは可逆的に金属薄膜中に水素を吸着した場合も同様な現象を示すことを、イオンビーム弾性反跳粒子検出法(ERDA)と低速電子線回折(LEED)等で見出したが、本研究では、この水素が引き起こす特異な現象の解明のために、新しい複合型評価手法を確立することを目的とする。そのため本年度は以下の研究計画を実施した。(1)膜成長時や水素吸着時の薄膜の結晶構造の変化をリアルタイムに調べられる低速イオン散乱法を組み合わせるため、イオン源を購入し、実際にIn薄膜でテストを行った。In薄膜が水素吸着によってリアルタイムにクラスタリングしていくさまが観察された。(2)薄膜作成法にバリエーションを持たせるため、通常の薄膜形成プロセスでよく用いられるスパッタリング装置を分析チェンバーに併設した。これによって水素を直接吸着した薄膜のみならず、薄膜を成膜する過程で入り込む水素の挙動も調べられ、より応用範囲が広がった。以上のような結果から、本年度の研究計画を完全に達成したと考える。(1)平成8年度に複合化した低速イオン源を用い、Si(100)基板上に吸着した水素の吸着量を、反跳する水素イオンを用いて検出する。Si基板をアニールしたとき、Si基板にGe原子を1原子層蒸着した表面をアニールしたとき、表面に残る水素量を調べて、優先的に吸着・脱離するサイトを求めた。(2)平成8年度に複合化したスパッタリング装置を用い、水や水素分子を含んだ状態で薄膜を作成し、応力の変化を調べる。水素が膜中に導入されるプロセス、水素脆性が応力に与える影響を調べた。以下の結果は装置を複合化して始めて見出されたことであり、本年度の研究計画を完全に達成したと考える。
生体力学的環境変化により生じる椎間板細胞・組織の変性制御に関する統合的研究

椎間板変性には椎間板への過度の生体力学的応力集中が関与しているとの報告がある.一方,椎間板細胞のアポトーシスが椎間板組織の変性に関与しているとの報告もあり,今回これら生体力学的,分子生物学的側面から両者を統合したアプローチにより椎間板組織に対する変性抑制効果を検討した.その結果,椎間板細胞のアポトーシスを制御することにより,生体力学的荷重負荷を起因とした椎間板の組織変性を抑制することができた.生体力学的環境変化における椎間板変性に対しても今後有用な治療手段となりうることが示唆された.椎間板変性疾患に対する今後の臨床応用を目標として,生体力学的環境変化により生じる椎間板細胞・組織の変性変化が遺伝子学的に制御可能かどうかを,生体力学的・分子生物学的手法を用いた多面的なアプローチにより統合的に検討することを本研究の目的とした.具体的には椎間板細胞に力学的負荷を与え,アポトーシス関連遺伝子の発現変化を解析したのち,遺伝子強制発現およびノックダウンにより,椎間板細胞の増殖維持・誘導が起こるか検討し,アポトーシス関連遺伝子の相互作用を確認する.さらに生体力学的負荷を与えたin vivo動物実験で,これら遺伝子の椎間板組織内導入・干渉実験を行い,椎間板組織の経時的・質的変化についての調査を行う.当該年度においてはin vivo実験として,日本白色家兎脊椎に自作の圧負荷装置を装着させ,ヒト椎間板組織にかかる生理的荷重と同等の圧負荷を椎間板組織にかけた後,caspase 3 siRNAをX線イメージ下に椎間板内へ投与し,椎間板組織の変性変化を経時的に評価した.対照群と比較し椎間板の変性が抑制可能であることを病理学的,MRI画像評価から確認した.またin vitoro試験としてヒト椎間板細胞を単離・継代,3次元培養した上で自作の圧負荷装置により圧迫をかけ,caspase3 siRNAを椎間板細胞に導入し,免疫染色及びWestern blotにてアポトーシス関連遺伝子群の発現抑制を確認した.健康長寿社会の実現に向け運動器の役割に注目が集まる中、病院受診の原疾患として最多である腰痛症は、脊柱における椎間板組織の退行変性に起因した椎間板障害によることが多い。さらに椎間板は角膜と同じく中心部は無血管野であり、隣接椎体からの拡散により栄養供給を受ける特殊な組織であるため、経年的な骨硬化とともに栄養供給も低下すると進行性に変性し、椎間板ヘルニアから脊柱側弯症に至るまで多彩な病態を呈するようになる。椎間板障害に対する治療には、摘出術や脊椎固定術などの外科的治療が普及し、一定の成果が認められているが、その限界と代替医療の可能性に注目が集まっている。当研究者は椎間板組織の変性変化には椎間板細胞のアポトーシスが大きく関与していることを明らかにした。そこで本研究では,さらに椎間板細胞に力学的負荷を与え,アポトーシス関連遺伝子の発現変化を解析したのち,遺伝子ノックダウンにより,椎間板細胞の増殖維持・誘導が起こるか検討した.さらに生体力学的負荷を与えたin vivo動物実験で,これら遺伝子の干渉実験を行い,椎間板組織の経時的・質的変化についての調査を行った.その結果,ヒト椎間板細胞への力学的負荷によりMMP-3,13, ADAMTS-4,5などのextracellular matrix-degrading enzymeの蛋白発現が亢進するが、caspase 3 siRNAによりin vitro gene knock downするとこれらが有意に抑制され、さらにin vivoレベルでも再現されることを確認した.これらの結果より,caspase 3をターゲットとして生体力学的環境負荷時における椎間板変性抑制効果が証明された.椎間板変性には椎間板への過度の生体力学的応力集中が関与しているとの報告がある.一方,椎間板細胞のアポトーシスが椎間板組織の変性に関与しているとの報告もあり,今回これら生体力学的,分子生物学的側面から両者を統合したアプローチにより椎間板組織に対する変性抑制効果を検討した.その結果,椎間板細胞のアポトーシスを制御することにより,生体力学的荷重負荷を起因とした椎間板の組織変性を抑制することができた.生体力学的環境変化における椎間板変性に対しても今後有用な治療手段となりうることが示唆された.椎間板変性疾患に対する今後の臨床応用を目標として,生体力学的環境変化により生じる椎間板細胞・組織の変性変化が遺伝子学的に制御可能かどうかを,生体力学的・分子生物学的手法を用いた多面的なアプローチにより統合的に検討することを本研究の目的とした.具体的には椎間板細胞に力学的負荷を与え,アポトーシス関連遺伝子の発現変化を解析したのち,遺伝子強制発現およびノックダウンにより,椎間板細胞の増殖維持・誘導が起こるか検討し,アポトーシス関連遺伝子の相互作用を確認する.さらに生体力学的負荷を与えたin vivo動物実験で,これら遺伝子の椎間板組織内導入・干渉実験を行い,椎間板組織の経時的・質的変化についての調査を行う.当該年度においてはin vivo実験として,日本白色家兎脊椎に自作の圧負荷装置を装着させ,ヒト椎間板組織にかかる生理的荷重と同等の圧負荷を椎間板組織にかけ,椎間板組織の変性変化を経時的に評価した.このモデルにより椎間板の変性を経時的にとらえることができることを病理学的,MRI画像評価から確認した.またin vitoro試験としてヒト椎間板細胞を単離・継代,3次元培養した上で自作の圧負荷装置により圧迫をかけ,細胞の状態について評価した.

最後に,ヒト細胞に対するsiRNA導入試験としてcaspase3 siRNAを作成し,ヒト椎間板細胞に導入し,RT-PCRおよびWestern blotにてその抑制効果を確認した.ヒト細胞に対するcaspase 3siRNAの抑制効果が蛋白レベルまで確認でき,生体力学的環境試験としての圧負荷モデルにおけるin vivoレベルでも,確認できたから.ヒト細胞に対するcaspase 3siRNAの抑制効果が蛋白レベルまで確認でき,生体力学的環境試験としての圧負荷モデルを作成し,そのモデルが適切であることを,病理学的評価で確認できたから.抗プロテオグリカン抗体と抗II型コラーゲン抗体を用いた細胞外基質産生能の評価と活性型caspase 3免疫染色とTUNEL染色による椎間板組織のアポトーシス細胞の組織学的評価の追加確認試験該当なし
海水中溶存酸素の安定同位体比変動とその応用に関する研究

本研究は、海水甲の溶存酸素の濃度とその同位体比を海洋の化学トレーサーとして用いて、海洋における物理的/生物的プロセスを明らかにした。従来のほとんどの研究において、海水中の酸素は濃度のみが測定されてきたが、本研究では濃度と同時にその安定同位体比(δ_<18>O)を測定することにより、海洋における生物活動、大気海洋間の気体交換、海水の混合循環といった複雑に絡み合った物質循環を解明するための海洋の化学トレーサーとして、その有用性を格段に高めた。淡青丸KT-05-11次研究航海および白鳳丸KHO6-2次研究航海おいて、それぞれ日本海、フィリピン海の溶存酸素とその安定同位体比(δ_<18>O)の断面結果を得て、これらに簡単な一次元拡散移流モデルを適用して解析を行った。本研究では、このモデルを用いて両海域における海水中の溶存酸素消費速度を求めた。次に両海域における中深層において酸素安定同位体分別係数を求めた。酸素同位体比については、高精度な分析方法を適用したため、既往の研究に比べて精密な同位体分別係数を求めることができ、0.9883±0.0002であると求められた。これは、実験室実験から報告されている生物活動による消費/有機物の分解過程の際の分別係数とよく一致しており、これらの海域における中深層の溶存酸素濃度分布を支配している要因は、主に生物活動による消費/有機物分解過程であるということがわかった。また、表層において、全観測点で濃度は表面(30m以浅)で大気平衡値に較べて約10%の過飽和を示して板。同時に得られた溶存酸素の酸素安定同位体比(δ<18>O)は、この時の表面水温における大気平衡理論値[Kroopnick and Craig,1972]よりも有意に軽い値(1.4‰程度)を示しており、表面海水中の溶存酸素濃度の過飽和は光合成過程が主な要因であることがわかった。本研究は、以前より海洋の化学トレーサーとして活用されてきた海水中の溶存酸素に同位体分析手法を用いて新しい光をあてた。従来のほとんどの研究において、海水中の酸素は濃度のみが測定されてきた。本研究では、濃度と同時に安定同位体比(δ^<18>O)を測定することにより、海洋の化学トレーサーとしての有用性を格段に高めようとしている。海洋における安定同位体比δ^<18>Oを使った研究は、これまでいくつかの報告がある。しかし、ごく限られた海域での研究報告があるのみで、データのばらつきも大きく、グローバルな分布や時系列変動は十分に明らかにされていない。本研究において、Dual-Inlet搭載-安定同位体比質量分析計(Finngan DELTA^<plus>XP)を結合した新たな分析システムを構築し、数permillレベルの精度で測定できる精密分析法を確立し、これを活用した。確立した精密分析法により、海水中溶存酸素の安定同位体比(δ^<18>O)の変動が検出でき、海洋における生物活動や大気海洋間の気体交換、海水の混合の大きさを定量的に解析を行った。本研究の結果から、諸過程に伴う同位体比変動の特徴が明らかになり、海洋における物質循環サイクル研究に新しい視点を導入することができた。また、現在の海洋環境の変化における諸因子を正確に把握することは、過去の地球環境の変遷を考察する上でも欠くことが出来ない重要な情報を提供することが期待できる。
マイロナイトの形成機構の再検討と大陸性プレ-ト中・下部における変形様式の解明

本科学研究の予算が補欠採用として初年度の秋に認められたため,研究の進行がやや遅れているけれども,これまでに次の成果が得られた。1.岩石の変形実験の結果を用いて日本列島下の強度断面を作製し,島孤に特徴的なテクトニクス・地震の分布などがいかに合理的に説明できるかを示した。これによって,岩石のレオロジ-と地球科学の他分野の研究との関連が明らかになった。2.室温下での岩塩の剪断変形実験によって,地震の起こる深さは塑性変形の卓越する準延性領域にまで及んでいること,及び断層岩の中でもS-Cユイロナイトとアルトラマイロナイトがこの準延性領域で形成された可能性が高いことが示された(Shimamoto,1989)。本研究によって,地震の化石とも言うべきシュ-ドタキライトが上記断面岩と共存することが,オ-ストラリア中央部のマックドネル山地とマスグレ-ブ山地および北米メイン州のポ-トランドで確認され,実験結果に基づく予測が裏付けられた。最終報告書を提出するまでには,それらの断層岩野変形微細組織を解析する予定である。3.中部日本の糸-静線沿いに形成された鳳凰マイロナイトのカソ-ドルミネッセンス像を観察し,一見塑性変形のみによって形成されたように見える伸長した石英粒の一部が,水からの析出によって形成された可能性が高いことを示した。これは低温型マイロナイトの形成の過程で圧力溶液が重要であることを初めて示したものであり,脆性から延性に至る中間領域のレオロジ-を確立する上で極めて重要な結果である。4.鳳凰マイロナイト中の変形した石英を透過電顕下で観察し,低温型塑性変形に特徴的な転位構造を見い出した。また,転位密度と粒径の関係は,高温型塑性変形に対する実験結果と異なっており,両者の関係を調べることによって塑性変形のタイプが認定できる可能性が示された。本科学研究の予算は、補欠選考として昭和63年10月に申請予算額から大幅に削減されて認められた。この時期が、研究代表者のオーストラリア国への出張期間(昭和63年10月3日から同年12月21日まで)と重なったため、計画調書で申請した野外調査は大幅に縮小せざるを得なかった。結局本年度の予算は、変形微細組織を観察するための微分干渉装置一式と付属消耗品の購入、および研究協力者による1回の野外調査旅費に使用せざるを得なかった。しかし、申請した研究は科学研究費の認可の如何に関わらず続けられており、本年度の成果は以下のように要約できる。まず、嶋本(1989)は、岩石のレオロジーに関する実験結果に基づいて、日本列島のような島孤はせいぜい厚さ20km前後の薄皮一枚の状態にあることを指摘し、島孤のレオロジー的構造によって、活断層の分布、地震の発生する深さ、内帯と外帯の変動様式の違いなどを合理的に説明した。Shimamoto(1989a)は、大断層またはプレート境界に沿う変形様式を考察し、浅所の脆性変形と深所の塑性流動の中間的性格をもつ準延性領域の変形が、プレートが最も強い相互作用をする深さ、および大地震の震源域において重要であることを現時点のデータを総合して、論じた。さらに、Shimamoto(1989b)は、S-Cマイロナイトと呼ばれる岩石がこのような準延性領域で形成された可能性が強いことを、実験データと自然の岩石の特徴を比較して示した。以上の研究によって、今回申請したマイロイトの形成機構の再検討が、プレートの相互作用の大きさを定量的に見積もる上で極めて重要であることが明確に示された。その結果、本研究のグローバルテクトニクスにおける位置づけがなされた。次年度は、研究代表者の東京大学地震研究所への転任(平成1年2月1日付)に伴い研究組織を再編する必要があるが、野外調査によるマイロナイトの研究を中心に、本研究を一層進めるつもりである。

これは低温型マイロナイトの形成の過程で圧力溶液が重要であることを初めて示したものであり,脆性から延性に至る中間領域のレオロジ-を確立する上で極めて重要な結果である。4.鳳凰マイロナイト中の変形した石英を透過電顕下で観察し,低温型塑性変形に特徴的な転位構造を見い出した。また,転位密度と粒径の関係は,高温型塑性変形に対する実験結果と異なっており,両者の関係を調べることによって塑性変形のタイプが認定できる可能性が示された。
抗レトロウィルス作用のあるデアミナーゼの構造基盤

ヒト由来APOBEC3G、HIV-1由来Vifの各々について、タンパク質のタグを付けて、大腸菌で発現させた。このAPOBEC3Gは、細胞培養由来の同酵素と変わらないデアミネーション活性を示した。Vifは、in vitroの活性測定において、APOBEC3Gの活性を、濃度依存的に阻害した。それぞれ結晶化条件のスクリーニングを行ったが、結晶は得られなかった。いずれも、結合に特異的なRNAおよびDNAの認識配列は見つからなかった。N末端にタンパク質のtagをつけたAPOBEC3Gを作製し、in vitroでのデアミナーゼ活性を測定したところ、十分な活性が確認された。それまでの文献では、大腸菌での発現系で調製したAPOBEC3Gでは、デアミナーゼ活性が無いとされていたが、NIH AIDS Research & Reference Reagent Programから取り寄せた、培養細胞による発現・精製されたAPOBEC3Gと比べて、活性に差は見られなかった。しかしながら、このコンストラクトを発現、精製、市販の結晶化キットを用いて結晶化のスクリーニングを試みても、結晶は得られなかった。このコンストラクトは精製中にも、アグリゲイションしやすい性質が見られ、ゲルろ過では大分子量領域での溶出が観察されたので、こういった性質のために結晶化しにくいと想像された。過去の文献では「APOBEC3Gは、培養細胞によっては、アグリゲイションしやすいが、RNaseAの付加により解消するので、特定RNAの混入により集合する」という報告があったが、今回の実験では、RNaseAの添加によるモノマー化は確認できなかった。また、吸光度やゲルろ過では顕著な核酸の混入も確認できなかった。APOBEC3Gのデアミナーゼ活性を阻害すると報告されている、HIV-1由来のVifの発現系も作製した。このVifをAPOBEC3Gに混ぜても、溶解度の改善やゲルろ過での見かけの分子量の移動は見られなかった。HIV-1由来Vifとマルトースバインディングプロテイン(MBP)との融合タンパク質の発現系を作製して、精製した。この融合タンパク質は、95%以上の純度まで精製できたが、結晶は得られなかった。Vifは、プロテアソーム依存的にヒトAPOBEC3Gを分解するのみならず、大腸菌内での共発現の実験でも、(プロテアソーム非依存的に)ヒトAPOBEC3Gのデアミネーション活性を阻害することが知られている。本実験で得られたVifが後者の阻害活性をもつことを確認するため、RIを使用したin vivoでのAPOBEC3Gによるデアミネーション活性の測定を行った。その結果、このMBP-Vif融合タンパク質が濃度依存的に活性を阻害することを確認した。このような阻害は、少なくとも大腸菌での測定系においては、VifとAPOBEG3Gの結合を反映していると報告されており、in vivoでこれを再現できたことにより、VifとAPOBEC3Gの結合を阻害する薬剤、すなわち抗ウィルス薬のスクリーニングに転用できる可能性を示している。一方、でVifおよびAPOBEC3Gに特異的に結合するRNA配列を特定するため、SHELEX法による特定を試みた。16merのランダム配列を含むRNAを合成し、各タンパク質と複合体を作り、そこからRNAを抽出した。このRNAからcDNAを作製し、PCRで増幅後、これを鋳型にRNAを転写した。この繰り返しを5サイクル行い、得られたcDNAの配列を読んだが、特異的と思われる配列は検出できなかった。RNAに特定の構造が必要なためにランダム配列が16merでは短すぎるのか、もしくは期待されていたような特異性が無いのかのいずれかであると考えられる。生物学
金属二原子分子新型エキシマによる高効率光発生の研究

アルカリ金属およびIIB属金属の2原子分子の電子状態間遷移には、典型的なエキシマー型遷移である結合-自由状態遷移が見られる。研究の最も進んでいるNa_2では、誘導放射断面積がKrFエキシマーレーザーの8倍もあって、これらのエキシマー型遷移によって高効率の新型レーザーを作る可能性を示唆している。本研究では、光励起よりははるかに広範囲の励起が行われる大電流電子ビーム励起によって、直接アルカリ及びIIb金属2原子分子エキシマーの発光を観測し、上準位生成速率、有効寿命、吸収係数など、レーザー作用において本質的に重要なパラメーターを定量的に測定することによって、新いエキシマーレーザー実現のための物理的条件を確定することは目的とする。従来、金属エキシマーの研究には専ら光励起が使われてきた。本研究の特色は、大電流電子ビームを高気圧試料蒸気セル中に導入し、高効率に上準位を発生させる方法を研究した。特に、実用的励起方法にも近い、横方向電子ビーム励起用のヒートパイプ炉を設計した。この励起方法によって金属エキシマーレーザーの研究に大きな前進となる。1.電子ビーム励起による分光学の実験を完成した。現在までの実験では、Na_2の近赤外バンド(848nm)、紫色バンド(436nm)、K_2の黄色バンド(574nm)、及びRb_2の赤色バンド(604nm)のエキシマ発光の観測に成功し、その中で436nm、574nmと604nmのASE増幅作用も観測された。2.高温、高気圧アルカリ金属オ-ブンセルを開発して、高温セルと電子ビーム連接の難点を解決し、実用的励起方法にも近い、横方向電子ビーム励起用大電流電子ビームの改造に成功した.アルカリ(Na、K、Rb)及びIIb族金属(Zn、Cd)エキシマ発光の温度(密度)依存性、バッファガスの種類とブレッシャー依存性などを観測し、上準位反応生成動力学の研究も進んでいた.3.更に開発した新しい装置で吸収、蛍光、小信号利得について定量的に測定を行った。最大のネット利得係数4。24%が得られた。これらの貴重な基礎データを元に、レーザ発振の実験を進めている.アルカリ金属およびIIB属金属の2原子分子の電子状態間遷移には、典型的なエキシマー型遷移である結合-自由状態遷移が見られる。24%が得られた。これらの貴重な基礎データを元に、レーザ発振の実験を進めている.アルカリ金属およびIIb属金属の2原子分子の電子状態間遷移には、典型的な結合-自由状態遷移(エキシマー型遷移)が見られる。例えば研究の最も進んでいるNa_2では、誘導放射断面積が1.8×10^<-15>cm^2とKrFエキシマーレーザーの8倍もあって、これらのエキシマー型遷移によって高効率の新レーザーを作る可能性を示唆している。本研究では、光励起よりはるかに広範囲の励起が行われる大電流電子ビーム励起によって、直接アルカリ及びIIb金属2原子分子エキシマーの発光を観測し、上準位生成速率、有効寿命、呼吸係数など、レーザー作用において本質的に重要なパラメーターを定量的に測定することによって、新しいエキシマーレーザー実現のための物理的条件を確定することは目的とする。本研究の特色は、大電流相対論電子ビーム励起によって従来よりはるかに効率的な励起が期待できる。

特に工夫を凝らして、精密な測定にも適し、実用的励起方法にも近い、横方向電子ビーム励起用のヒートパイプ炉を特に設計して使う点に大きな特徴がある。平成5年の研究は全体として計画予定どおりに進んでいる。すでに、1、電子ビーム励起方式では短パルス電子ビーム励起による分光学の実験がほぼ完了した。現在までの実験では、Na_2の近赤外エキシマ遷移(848nm)、紫色エキシマ遷移(436nm)及びK2の黄色バンドエキシマ発光(574nm)の観測に成功し、そほの436と574nmの増幅作用も観測された。2.高温セルと電子ビーム連接の難点を解決し、実用的励起方法にも近い、横方向電子ビーム励起用大電流電子ビームの改造に成功した.そして、磁場によるビームガイド特性についてのデータも集積した.3.高温、高気圧アルカリ金属オーブンセルを開発し、生成する蒸気密度分布を吸収分光法で計測した.4、アルカリ(Na、K、Rb)及びIIb族金属(Zn)エキシマ発光スペクトル及び吸収スペクトルを観測した。更に、反応動力学の研究の手段として時間分解分光の計測実験の準備は進んでいる.5、今までの基礎データを元に、カリウム二原子分子のyellow bandに集中し、エキシマ生成の最適条件を検討し、レーザー発振の実験を進めている.アルカリ金属およびIIB属金属の2原子分子の電子状態間遷移には、典型的なエキシマー型遷移である結合-自由状態遷移が見られる。研究の最も進んでいるNa_2では、誘導放射断面積が1.8×10^<-15>cm^2とKrFエキシマーレーザーの8倍もあって、これらのエキシマー型遷移によって高効率の新型レーザーを作る可能性を示唆している。本研究では、光励起よりははるかに広範囲の励起が行われる大電流電子ビーム励起によって、直接アルカリ及びIIb金属2原子分子エキシマーの発光を観測し、上準位生成速率、有効寿命、吸収係数など、レーザー作用において本質的に重要なパラメーターを定量的に測定することによって、新しいエキシマレーザー実現のための物理的条件を確定することは目的とする。従来、金属エキシマーの研究には専ら光励起が使われてきた。本研究の特色は、大電流電子ビームによって励起することで、従来よりはるかに高効率の励起が期待できる。特に、精密な測定に適し、実用的励起方法にも近い、横方向電子ビーム励起用のヒートパイプ炉を設計して使う点に大きな特徴がある。1、電子ビーム励起による分光学の実験を完成した。現在までの実験では、Na_2の近赤外バンド(848nm)、紫色バンド(436nm)、K_2のバンド(574nm)、及びRb_2の赤色バンド(604nm)のエキシマ発光の観測に成功し、その中で436nm,574nmと604nmのASE増幅作用も観測された。2、高温、高気圧アルカリ金属オ-ブンセルを開発して、高温セルと電子ビーム連接の難点を解決し、実用的励起方法にも近い、横方向電子ビーム励起用大電流電子ビームの改造に成功した.アルカリ(Na、K、Rb)及びIIb族金属(Zn、Cd)エキシマ発光の温度(密度)依存性、バッファガスの種類とプレッシャー依存性などを観測し、上準位反応生成動力学の研究も進んでいた.3、更に開発した新しい装置で吸収、蛍光、小信号利得について定量的に測定を行った。代表的なデータとしては、バッファガスHe700Torr、温度400Cの場合、最大のネット利得係数4。24%が得られた。これらの貴重な基礎データを元に、カリウムのyellow bandレーザ発振の実験を進めている。
原子炉ニュートリノを用いた基礎科学および応用科学

(1)Double Chooz実験は2018年3月にデータ収集を終了した。前置・後置両検出器を用いた最初の振動角測定の解析を更に進め、2019年1月に雑誌投稿した(日本グループより3名が編集委員となった)。宇宙線起源の長寿命核種の生成量測定の論文も投稿・掲載された。並行して検出器解体・部品回収の手順を策定し、準備を行った。2018年度に2度にわたり現地へ出張し、エレクトロニクスハットの解体、データ収集ボードの回収・箱詰め・再輸入を行った。これらはJSNS2実験のために再使用する。2度目の出張ではケーブルフランジの取り外しを行い、その後に控えている液体シンチレータ回収(他国の分担)に備えた。2017年6月にパリで原子炉ニュートリノ3実験の合同ワークショップを行った。(2)原子炉ニュートリノ監視装置PANDAは、完成した検出器を用いて2017年8月に北里大学でバックグラウンド測定を行った。2018年11月末12月末に、稼働中の関西電力大飯発電所4号機付近において反電子ニュートリノの測定に向けたテスト実験を行った。距離の異なる2か所で測定を行うことにより、測定器の安定性、バックグラウンドの違い等に関するデータを得た。これは、翌年度以降に行う本測定のための重要な情報となる。(3)Gd入り液体シンチレータの開発を引き続き進め、性能評価を行った。北朝鮮の原子炉監視の提案の論文を国際共著で投稿した。(4)ステライルニュートリノ探索のJSNS2実験は、ステンレスタンクとアクリルタンクの製造を行なった。DC実験の光電子増倍管(PMT)を回収後すみやかに使用するため、テストシステムの整備を行った。8本のPMTのゲインやノイズレートを同時に測定するため、レーザー分割ファイバーの開発や測定法の確立および出力非線形性の測定を行った。また、液体シンチレータ供給システムの準備を行った。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。(1)Double Chooz前置検出器の建設を進めた。H25年夏より、我々が責任を持っている光電子増倍管(PMT)システムのケーブル設置およびPMTの設置を液体容器の設置スケジュールに合わせながら行い、H26年夏までには検出器を密閉するところまで完了した。改造を行ったフラッシュADCシステムもH26年5月までに日本から現地への搬送を完了した。キャリブレーション用光ファイバーシステムとPMT用高電圧電源の設置もH26年夏までに完了した。学術論文はデータ収集システムの論文および原子炉出力の変動を用いたθ13測定の論文をH25年度中に出版した。ガドリニウム捕獲事象のエネルギー分布を用いたθ13測定の結果はH26年夏に投稿し、査読結果を待っている。(2)PANDA64検出器は、東京大学屋外での宇宙線観測試験を行った。PANDA36検出器の詳細を学術論文としてNIM-A誌から出版した(H26年5月)。過去の取得データから、雷発生によるガンマ線検出の解析を行った(日本物理学会で発表)。KASKAプロトタイプは波形弁別能力を向上させた液体シンチレータの開発に成功し、外層用シリコーンオイルベースのシンチレータの開発も行った。各種国際学会や国内学会で結果を発表した。韓国で行われたニュートリノの安全保障への応用に関する国際会議ではPANDA、KASKAとも成果発表をした。(3)ステライルニュートリノ検出実験のために大強度Ce線源の検討を行った。KamLAND実験の專門家を領域研究会に招待し議論をした。ロシアで作成したCe線源を日本でテストする方法をフランスの研究者と議論し、国内でのテスト用実験装置の検討を行った。(4)水をベースとした液体シンチレータの開発に関し、基礎的な性質の測定試験を行った。結果は日本物理学会および測定器国際会議で発表した。(1)本年度でDouble Chooz前置検出器の建設を終了した。日本が担当している光電子増倍管は45月にかけて最後の蓋部分への設置を行い、測量を行った。その後検出器を密封し、ドイツグループが液体シンチレータ(液シン)およびバッファオイルの液入れを行った。それに並行して検出器コミッショニングを行い、日本グループ所属のフランス人ポスドクがその指揮を取った。その結果12月までに検出器は完成し、H27年1月から前置・後置両検出器の同時データ収集が始まった。一方、後置検出器のみのデータでの最終測定結果は学術雑誌に掲載された。(2)東大グループは実機PANDA100のための中性子遮蔽水タンクの設計をした。また、実機のための100本のモジュールと付随する電子回路を完成させた。それに先立ち、64モジュールのPANDA64の試験運転を兼ねて、東京大学宇宙線研究所の乗鞍観測所で夏の雷雲に伴うガンマ線バースト現象を観測し、12例のバーストを見つけた。さらに日本物理学会およびNeutrino2014国際会議(ポスター)で成果を報告した。(3)東北大グループはナフタレンを導入することで波形弁別能力を改善した大容量のガドリニウム入りの液シン(GdLS)の開発とシリコンオイルベースの液シン(SiLS)の開発を終了した。400リットルの新型原子炉ニュートリノモニターを設計製作し、上で開発したGdLSとSiLSを導入し、完成した。

(4)J-PARC/MLFにおけるステライルニュートリノ探索実験の準備:H26年47月、実験予定地に500kgのプラスチックシンチレーターを設置し、ビームオンの状態でバックグラウンドの測定を行った。その結果バックグラウンドは十分低いことを確認し、問題点の洗い出しを行った。この結果は論文として発表され、これを元にして、H26年12月にJ-PARCからstage-1承認を得た。メインの研究活動であるDouble Chooz実験は前置検出器の建設を完了し、目標である前置・後置検出器によるデータ収集を開始できた。また、後置検出器のみのデータによるθ13測定のまとめの論文も学術雑誌に発表された。原子炉モニター開発に関してはプラスチックシンチレータ/液体シンチレータ両タイプで検出器の開発が進展した。さらに、ステライルニュートリノ探索実験の準備研究も進展し、バックグラウンド測定を行うことができた。これらの研究活動について学術論文、学会講演を多数発表した。Double Choozでの博士論文はH26年度の日本物理学会若手奨励賞を受賞した。(1)Double Chooz実験は前年に完成した前置検出器のコミッショニングを行い、物理データの収集を行った。前置・後置両検出器のデータを用いて系統誤差を大幅に削減し、最初の暫定結果を2016年3月のモリオン国際会議で発表した(さらに7月のニュートリノ国際会議・8月の国際高エネルギー物理国際会議でも発表した)。後置検出器のみでのデータ解析では、ニューラルネット技術による水素吸収事象選別を用いた振動解析論文(JHEP)および宇宙線ミューオンの軽い原子核への吸収確率解析論文(PRC)を完成させ、雑誌投稿した。(2)東大グループは大飯発電所内でPANDA36検出器により観測された3例の雷雲からのガンマ線事象を論文にまとめ、PLB誌に投稿・掲載した。2014年の乗鞍における12例の観測はTEPA国際会議で報告を行った。蓑輪が本年度で定年を迎えるため、PANDA64検出器および追加製作モジュールは北里大学へ移設し川崎を中心として研究を継続することとした。開発の現状はAAP国際会議で報告をした。(3)前年度に製作した新型原子炉モニターの性能(発光量、中性子捕獲時間)の長期安定性を試験線源や地上での背景事象を用いて検証した。また、東北大学CYRICの中性子を用いたビームテストにより、シンチレータの重要なパラメータであるバークス定数の測定を行った。(4)JSNS2実験で重要になる中性子/光子弁別に必要な、波形弁別能力(PSD)を持つ液体シンチレータの開発を続行した。上記東北大学の70MeV中性子ビームを用いて候補となるシンチレータのPSD性能の測定を行った。結果をモンテカルロシミュレーションに反映させ、実験の要求性能を満たすことを確認した。Double Chooz(DC)実験は前置・後置両検出器での同時データ収集により従来の測定誤差の約半分のθ13測定が可能になり、最初の暫定結果をモリオン国際会議で発表することができた。DC実験
次世代単層超砥粒ホイールのための砥粒分布精密制御法の開発研究

リブ形状の総形単層メタルボンドダイヤモンド砥石とこれに対向させた金属プレート間に生成させる静電場をシミュレーションし,静電気力によるダイヤモンド砥粒の飛翔特性を考慮して砥粒密度分布を生成するための条件を明らかにした.その結果に基づき,静電気力を利用してメタルボンドペーストを塗布した砥石台金の表面に,金属プレート上に配置したダイヤモンド砥粒を,砥石使用時の総切込み量の分布に応じた砥粒密度の分布を与え付着させることができた.今年度は,所期の砥粒密度分布を有する総形ダイヤモンド砥石の製作において,静電気による砥粒の飛翔現象が有効であることを確認するために,実験装置の試作および静電場におけるダイヤモンド砥粒供給時の運動軌跡の解析ならびに制御方法の検討を行った.まず,実験装置の試作については,砥石台金を取り付ける砥石軸に微細振動によりダイヤモンド砥粒を供給するフィーダを対抗させ,フィーダに取り付けたトラフと砥石台金間に直流の高電圧を印加させることで,両者の間に静電場を形成しつつダイヤモンド砥粒を供給し,砥石表面に砥粒を付着させる実験装置を試作した.砥石台金の取り付け精度が台金表面に塗布するボンド剤の塗布精度および静電場の安定性に影響するが,台金外周面の偏心を±5μmまで抑えることができ,実験精度の向上を図ることができた.また,トラフについても独自に設計することによって,フィーダの振動が砥粒供給に効率的に作用すると共に応答性の高い実験装置を試作することができた.また,試作した実験装置を用いて,静電場におけるダイヤモンド砥粒供給の様子を高速度カメラで観察し,その運動を解析した.その結果,トラフ上で帯電したダイヤモンド砥粒は逆極に帯電した砥石台金表面に向かって飛翔することが確認され,印加電圧を増して電界強度を大きくするほど台金表面に強く引き寄せられることが確認された.このことから,本研究の目的とする砥石の開発に静電気を利用する砥粒の飛翔現象が有効であることが明らかになった.しかし,砥粒の飛翔軌跡にバラツキも大きく,砥粒の供給位置および供給方法に課題もあることが明らかになった.さらに,静電場のシミュレーションを実施し,電圧印加時に総形砥石の山部周辺に比較的強い電場が形成されることが明らかになり,本研究で目標とする砥粒分布の形成に有利であることが確認された.昨年度の実験により砥石台金の斜め上方あるいは速報から微細振動によるフィーダによってダイヤモンドを供給し,フィーダと砥石台金の間に静電場を発生させることで,台金表面へのダイヤモンド砥粒の付着には至ったものの,台金形状に応じた砥粒密度分布の制御を実現するには幾つかの問題が挙げられた.そこで本年度は,これらの問題が,フィーダから投射されたダイヤモンド砥粒の運動軌跡のバラツキであるとの判断に基づいて,ダイヤモンド砥粒の供給方法を見直した.すなわち,平滑な金属電極を総形砥石の台金の下に所定のギャップを設けて水平に設置し,その上にダイヤモンド砥粒を配置し,金属電極と砥石台金の間に直流電圧を印加させることで静電場を発生させ,ダイヤモンド砥粒を砥石台金に飛翔させることに成功した.さらに,金属電極と総形砥石の台金の間における静電場のシミュレーションを行った.その結果,同程度の電界強度となる場合でも,ギャップを大きくして高い電圧を印加する条件とギャップを小さくして比較的低い電圧を印加する条件では,後者の条件の方が砥石台金の断面形状に応じた電界強度の変化が大きくなり,それに応じたダイヤモンド砥粒の飛翔によって砥粒密度分布の制御を効果的行うことができることを示唆した.このことを#30のダイヤモンド砥粒で実験した結果,ギャップD=4mm,印加電圧U=3.1kVの場合は,ダイヤモンド砥粒がリブ形状の総形砥石全面にわたって飛翔,付着し,D=1mm,U=3.1kVの場合は,総形砥石のリブ山近傍に選択的に飛翔,付着することが確認でき,シミュレーション結果を裏付けることができた.昨年度まで実施したダイヤモンド砥粒の供給方法を見直したため,若干の遅れが生じた.昨年度の研究結果によって,静電場を利用して所定の砥粒密度分布になるようにダイヤモンド砥粒を配置させることが確認できたため,本年度は,リブ形状の総形砥石台金の全周に所定の砥粒密度分布を有する状態でダイヤモンド砥粒を付着させることを試みた.そのため,砥粒付着装置に大掛かりな改造を施し,砥石台金の回転軸と付着前のダイヤモンド砥粒を並べるメタルプレートの同期駆動制御と各動作速度の調整,また台金の回転軸方向に軸ごと移動し,複数回のメタルプレートの移動によりダイヤモンド砥粒を付着させる機能を追加した.実験の結果,シミュレーシションならびに砥粒飛翔の基礎実験結果同様にリブ形状の総形砥石台金の全周に#30のダイヤモンド砥粒を砥石幅方向の所定の砥粒密度,すなわち,リブ山先端からその近傍にかけて砥粒密度を大きく,リブ山の斜面から谷部にかけて徐々に砥粒密度が小さくなる状態でダイヤモンド砥粒を付着させることに成功した.また,総形砥石台金のリブ山先端の丸み半径を大きくすることによって,リブ山先端に付着するダイヤモンド砥粒の密度がさらに大きくなることも明らかになった.さらに,砥石台金とメタルプレート間の印加電圧を大きくするに伴って,全体的な砥粒密度が大きくなることとともに,リブ山先端近傍の砥粒密度が相対的に大きくなることも明らかになった.この傾向は印加電圧が1.3kVまでの条件で見られるが,それ以上に印加電圧が大きくなると砥石作業面全体に対するリブ山

先端近傍の砥粒密度の小さくなることが確認された.補助事業期間では,初年度における研究結果からダイヤモンド砥粒の付着方法を当初の予定から変更せざるを得なかったが,結果として当初の主目的どおり,リブ形状の総形単層メタルボンドダイヤモンド砥石に切込み量の分布に応じた砥粒密度の分布を与えることができ,革新的なダイヤモンド砥粒の出現に繋がる貴重な成果が得られた.リブ形状の総形単層メタルボンドダイヤモンド砥石とこれに対向させた金属プレート間に生成させる静電場をシミュレーションし,静電気力によるダイヤモンド砥粒の飛翔特性を考慮して砥粒密度分布を生成するための条件を明らかにした.その結果に基づき,静電気力を利用してメタルボンドペーストを塗布した砥石台金の表面に,金属プレート上に配置したダイヤモンド砥粒を,砥石使用時の総切込み量の分布に応じた砥粒密度の分布を与え付着させることができた.実験装置の砥石台金取り付け部の芯出しを業者に委託したが,業務が多忙を極めていたため,対応に遅れを生じた.砥粒の供給方法の目途を大方立てることができたので,砥石全周へダイヤモンド砥粒を飛翔,付着させるべく実験装置を改造し,数種類の粒度のダイヤモンド砥粒による砥粒密度分布制御がなされた総形単層メタルボンド砥石の試作に注力する.工学ダイヤモンド砥粒の供給位置ならびに方法などを検討するとともに,シミュレーションから明らかになった総形砥石表面の静電場を有効に利用する砥粒の付着条件を理論的実験的に検討する.ダイヤモンド砥粒の供給方法を再検討したため,実験装置に要する経費の執行が計画より若干遅れたため.実験装置の砥石台金取り付け部の芯出し作業への対応に遅れを生じたため,実験に関する他の物品について,選定および調達が実現できないものがあった.砥粒供給方法の変更に伴う実験装置の改造などや研究成果の公表を計画的に実施し,研究の進行とともに経費執行を進める.当年度は,実験装置が整ったので,砥粒の付着条件を決定する実験の物品等の購入を中心に計画的に使用する.また,学会参加も積極的に行う.