hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
次の南海地震津波来襲時における人的被害最小化に関する研究

その結果,昭和南海地震津波を設計津波としている現計画での危険度の指摘,浸水開始時間,住居の地震による倒壊の危険度をもとに,現避難所の変更も含めた新しい避難所の設置,避難経路の変更など有用な知見が得られた.次の南海地震の発生確率は,30年以内に40%,50年以内に80%,地震規模M8.4-8.5といわれ,東南海・南海道沿岸一帯の大津波による被害が懸念されている.本研究は,四国沿岸域集落の津波被害,特に避難行動に着目して人的被害を最小にする方法を示し,併せて四国全域の津波危険度を評価しようとするものである.本研究での対象地震は,安政南海地震M8.4を用いている.本年度は,(1)瀬戸内海の津波資料・文献調査を行い,(2)瀬戸内海に進入する津波の特性を調べる前に,まず豊後・紀伊水道における津波の固有振動特性を明らかにした.その後,瀬戸内海における津波伝播特性(津波到達時間・津波高の空間分布)・流速特性を調べ,諸島群のそれらに及ぼす影響の概要を把握した.(3)一方,これまで詳細に津波防災について調査してきた高知県土佐市宇佐では,水門,陸閘などの門扉の開閉による陸尉記侵入の遮蔽効果を考察し,3波目では門扉が閉鎖されても浸水し,かえって内水排除ができにくくなるなど,門扉の一律操作ではなく地域に合わせた開閉の制御が必要であることを指摘した.(4)同宇佐では,1854年の安政南海地震津波時の地形と現況地形の津波侵入特性を比較し,防潮堤等の防災施設の津波制御効果と人的被害軽減効果を定量的に評価した.(4)さらに,津波来襲時に指定の避難場所に到達可能かどうかについては,地震による家屋の倒壊も考慮した避難の問題点を指摘し,徳島県海部郡浅川を例にとり従来の避難避難経路の変更も考慮すべきことを具体的に示した.次の南海地震の発生確率は,30年以内に40%,50年以内に80%,地震規模M8.4-8.5といわれ,東南海・南海道沿岸一帯の大津波による被害が懸念されている.本研究は,四国沿岸域集落の津波被害,特に避難行動に着目して人的被害を最小にする方法を示し,併せて四国全域の津波危険度を評価しようとするものである.本研究での対象地震は,安政南海地震M8.4を用いている.本年度は,本課題の最終年度であり(1)瀬戸内海沿岸域の津波に関する資料収集および現地調査を行った.(2)数値シミュレーションを実施して,津波の到達時間,津波高,流速等を求め,瀬戸内海を含む四国沿岸全域にわたる津波のアニメーションを完成させ,住民が四国全域の津波の挙動を理解できるようにした.(3)高知県土佐市宇佐地区を対象に,これまで住民の避難行動を考慮した津波による犠牲者の定量的評価法を示してきたが,それに加え,水門,陸閘の閉鎖による浸水効果を明らかにするとともに,門扉閉鎖による人的被害者減少効果を定量的に評価することができた.さらに,(4)徳島県海部郡浅川地区を対象に,集落の家屋の築年数から,地震による家屋倒壊の危険度も考慮に入れ,津波来襲時の避難経路の変更をも考慮した津波挙動の解析を行い,既存の避難場所配置の妥当性や避難方法を検討し,住民の自主防災に資する具体的資料を提供できるレベルまで進めた.以上のように研究計画を着実に進め,所定の目的を達したが,新たな問題も起きている.すなわち,本研究でも紀伊水道沿岸-徳島沿岸-高知沿岸-豊後水道の沿岸域で既往の津波高を再現すべく数値シミュレーション結果を補正すれば,豊後水道の奥部での津波高を過小に見積もり,データが極端に少ない瀬戸内海の津波高も過小に見積もることになるなど,断層モデルそのものの再評価も必要なことを問題提起した.
サーマルフリーフォトニクスを目指した極限共鳴光学応答の開拓

本研究では、ナノからバルクへのクロスオーバー領域で、広域な輻射幅を持つ励起子モードが室温の位相緩和時間を超えるスピードで輻射緩和を終え、発熱の極めて少ない超高速応答を示すことを実証した。実験では広域幅モードの全域をカバーする励起により、目標にしていた10fs級の応答の観測に成功し、狙い通り室温での信号低減が大きく抑えられた。広域輻射幅モードの非線形理論も完成し、実験結果が良く説明できた。さらに超高速発光の理論を新たに構築し、光を介した励起子の重ね合わせ状態より上方変換発光が生じる、全く新しい励起子発光機構を予言した。実験的にも類似の現象が確認され、新しい光源開発に結びつく成果となった。24年度について、実験的には、特に幅の広いモードを全周波数的に捉えることが出来るように質の良い超短パルスを発生させる準備、及び高品質な薄膜の作製準備に注力した。具体的には以下のような研究を進めた。[1]複数の超短パルスレーザーを用い、10数fs100fsのパルス幅でCuCl薄膜を励起した場合の非線形効果を測定し、励起子モードの輻射幅に対してスペクトル幅が広すぎても効率が低下することを確認した。[2]巨大な輻射幅を持つ励起子モードの励起に適したパルス成形のため、パルス幅、中心波長をマニュアル調整可能な超短パルスレーザーを導入しその調整を行った。[3]CuCl原料の改善により薄膜の更なる高品質化を達成し、発光スペクトルにおいてもモード構造が出現することを確認した。発光スペクトルでの輻射補正を含む励起子準位の観測は初めての例である。[4]CuCl薄膜の光カー効果測定に成功し、モード構造を持つスペクトルと数100fsの高速スイッチング動作を確認した。[5]CuClに加えて、室温での活性がさらに高いと期待されるZnO薄膜における縮退四光波混合スペクトルを測定し、励起子構造を確認した。[6]CuCl薄膜の縮退四光波混合において入射角の変化によるスペクトル形状、緩和時間の変化を確認した。また、理論的には次の研究を進めた。[1]偏光回転計測によって非線形性の大きさと速度を同時計測できように、理論的にこれに対応した物理量を計算する定式化を行った。[2]従来、実時間での超短パルス応答を、時間軸上の方程式を解くことで計算していたが、定常状態の非線形応答の解からこれを構成できるようにした。このことによりこれまで不可能であった多層膜等、複雑な構造の試料に対する計算が可能になった。[3]ZnO薄膜のモード構造を計算し、A,B励起子が本来輻射的に結合していることを明らかにした。25年度については、実験的、理論的に以下のような成果があった。実験:CuClのカー応答が安定して測定できるようになり、励起子ー光結合モードを反映したスペクトルがより明瞭に得られるようになった。現在、100fs級のパルスから50fs秒へとパルス幅を短縮して、輻射幅のより広いモードの全体を捉えるべく測定を続けている。また、24年度に引き続き光スイッチとしての、より高い性能が期待できるZnO薄膜における測定を行い、線形反射率、四光波混合信号が理論解析で説明できるレベルになった。現在、入射パルス中心周波数を掃引することによってスペクトルの全体についての情報を集積している。理論:理論的にはスペクトル分散の強いカー応答信号を用いて非線形性の大きさの評価を行う方法を明らかにした。具体的にはx偏光出力とy偏光出力のそれぞれのスペクトル積分値の比を取ることで、試料等の条件の異なる実験においての非線形性の大きさの比較が可能であることを明らかにした。また、CuCl、ZnOの線形、四光波混合、カー応答の計算を行い、実験結果との定量的比較を行った。その結果、上記の実験が、理論が予想するモード構造を反映していることが明らかになった。またZnOについては前年度、A,B励起子が輻射を介して結合することを明らかにしたと報告したが、さらに25年度は、結合したモードの一つが輻射補正を占有することにより、極めて大きな輻射緩和率が期待できることを明らかにした。また、スペクトルピークのA,B成分比が膜厚依存性を伴って様々に変化することを明らかにし、従来実験的に決められてきた価電子帯対称性の序列の議論やA,B振動子強度の議論に見直しが必要であることを議論した。26年度は以下の研究実績があった。(1)CuCl薄膜において、室温位相緩和時間を凌ぐ輻射緩和時間を持つモードの全体を励起出来る短パルスを準備して、十分な信号強度を確保することを本研究の主要な目標としているが、26年度はそのようなモードのほぼ全線幅をカバーするパルスでの励起に成功した。その結果、10fs級の応答が観測されており、室温での信号強度低下も従来より遙かに抑えられるようになった。まだチャーピングの問題等で理論との一致に多少の問題が残るが、その解析も進めており、問題の所在が明らかになりつつある。(2)ZnOについても、超高速モードの時間応答の観測に成功し、数10fs級の応答が観測され、簡単なモード解析によりその励起子成分が同定出来た。これについても理論との詳細な一致についてはまだ問題が残っており、最終年度に向けてこの問題の解決に向けて作業を進めていく。

(3)理論面では、ZnOの超高速応答をカー効果で観測するための解析理論が完成した。広いスペクトル幅の全体を利用して非線形性の大きさを評価するための指標を明らかにし、その指標の膜厚依存性を計算して理論解析に備えている。また、非マルコフ近似を導入するための定式化もほぼ完成し、今後のZnO、CuClの解析に応用していく予定である。(4)CuClの超高速モードの発光理論が完成し、これによって、光を介した巨大な励起子間相互作用による重ね合わせ状態からの発光により高効率な上方変換発光が現れるという新奇な発光機構が明らかになった。本計画では、[1]クロスオーバー領域に現れる超高速応答などの究極的な[共鳴]光学応答の実験実証し、また[2]位相緩和に打ち勝ち共鳴光学応答が拓く新しい光機能を理論・実験の両面から系統的に追求することによって、散逸、発熱を極限的に抑え込んだ室温サーマルフリーフォトニクスへの扉を拓くことを目的としてきた。昨年度までに輻射幅の広域なモードのほぼ全線幅をカバーするパルスでの励起に成功し、10fs級の応答が観測されており、本年度は以下の課題に取り組み、それぞれ記載の成果を得た。(1)多種の膜厚でフェムト秒級の四光波混合信号スペクトルを測定し、入射光にチャープを考慮した理論解析をすることにより、特に高エネルギー側と低エネルギー側の信号の大小関係に対するチャープの正負に依存性がより正確に議論出来るようになった。最適な信号を得るためのパスル設計に対する重要な情報である。(2)フェムト秒オーダーのパルス解析には非輻射緩和の非マルコフ性が重要になると考えられるが、非局所応答理論に対してフォノンの有限緩和時間による非マルコフ性を取り入れることが可能な理論的手法が整った。(3)ZnO薄膜に対して初めての離散化励起子と非ケリの結合モードの観測に成功し、現在理論による詳細のモード構造解析を行っている。CuClで得られていたフェムト秒オーダーの超高速応答がZnOで可能となることを示す重要な成果である。(4)昨年度、CuClにおける超高速モードが位相緩和の際にそれらの重ね合わせに緩和する機構を通じた、上方変換を伴う発光現象を理論的に予言したが、実験的にも類似の現象を観測することに成功した。理論で予言された現象との詳細な関係について調査中である。超高速モードの新しい光機能として重要な研究対象の開拓例と言える。本研究では、ナノからバルクへのクロスオーバー領域で、広域な輻射幅を持つ励起子モードが室温の位相緩和時間を超えるスピードで輻射緩和を終え、発熱の極めて少ない超高速応答を示すことを実証した。実験では広域幅モードの全域をカバーする励起により、目標にしていた10fs級の応答の観測に成功し、狙い通り室温での信号低減が大きく抑えられた。広域輻射幅モードの非線形理論も完成し、実験結果が良く説明できた。さらに超高速発光の理論を新たに構築し、光を介した励起子の重ね合わせ状態より上方変換発光が生じる、全く新しい励起子発光機構を予言した。実験的にも類似の現象が確認され、新しい光源開発に結びつく成果となった。26年度は、CuCl、ZnOともに、目標にしていた10fs級の応答の観測に成功し、狙い通り室温での信号低減がかなり抑えられる結果となっている。特にZnOでこれが観測されたことは、当初の予定にはなかったことである。ZnOは応用上も極めて有望であり、この材料で超高速応答が観測されたことは、想定以上の成果であると評価出来る。
放射線治療における晩期有害事象早期発見のための看護アセスメント確立の試み

有害事象発現の個人差は遺伝的背景によるものと考えられるため、本研究においては有害事象発現に大きな役割を果たすDNA修復遺伝子に注目した。乳がんに関与する修復遺伝子のスクリーニングによって、25個の候補因子が得られた。うち5つはこれまでDNA修復に関与することが知られていない遺伝子であった。さらに、代表者が単離した新奇修復遺伝子MDT1の機能解析を行ったところ、タンパク質輸送異常時における新たな機能を示唆する結果を得た。乳がんにおける放射線療法の晩期有害事象として、治療後半年以降に、繊維化、リンパ浮腫などがおこることが知られている。晩期有害事象は治療患者の5%以内に抑えられているが、せっかくがんからサバイブしても、いったん起こると対象者のQOLを著しく阻害する。また、晩期有害事象は早期に発見されることによって治療や回復が容易になるため、早期発見の必要性が強調されている。そこで、本研究ではこれら晩期有害事象を早期に予測する科学的な看護アセスメントの指標を確立し、ケアの改善を目指す基盤となる研究を行うことを目的とした。本年度は、有害事象の遺伝的なバックグラウンドについて検討するために、放射線治療の有害事象に影響すると思われる既知、新奇のがん関連遺伝子の検索を行った。放射線によりDNAは損傷を受けるが、正常細胞では修復因子によって修復、またはアポトーシスをおこすことが知られている。また、乳がん関連遺伝子の多くはDNA損傷修復に関係している。そこで、DNA損傷修復遺伝子に注目して検索を行うことにした。DNA損傷修復は出芽酵母でよく研究されており、出芽酵母のDNA損傷修復因子はヒトと類似している。本研究では取り扱いの容易な出芽酵母を用いて出芽酵母のヒト類似乳がん関連遺伝子(RAD9)とDNA損傷をおこす薬剤や放射線存在下で遺伝的相互作用をもつ遺伝子をスクリーニングした。これまでの研究で25個の新奇DNA損傷修復関連候補因子がみつかった。現在は、放射線をはじめ、DNA損傷をおこす薬剤や紫外線を用いた検討により、候補因子のさらなる絞り込みを行っている。本研究では放射線治療における晩期有害事象を早期に予測する科学的な看護アセスメントの指標を確立し、ケアの改善を目指す基盤となる研究を行うことを目的としている。昨年度まで、放射線治療の有害事象に影響すると思われる既知、新奇の関連遺伝子の検索を行うため、DNA損傷修復についてよく研究されている出芽酵母を用いてDNA損傷修復遺伝子に注目して検索を行ってきた。がん細胞はいくつかの遺伝子に変異があると考えられる。そこで、この変異遺伝子の組み合わせを予測するために、ヒトの乳がん関連遺伝子(BRCA1)と類似の出芽酵母遺伝子(RAD9)の欠損の組み合わせで、細胞の増殖能が低下する遺伝子をこれまで検索してきた。Methylmethansulfonate(MMS)は放射線照射と類似の反応を引き起こすことが知られている。0.01%MMS存在下でRAD9と遺伝的な相互作用を示す25個の遺伝子を報告した。今年度はこれまでにみつかった25個のRAD9と遺伝的相互作用を示す候補遺伝子中に、post-replication repair(PRR)に関わる遺伝子が多数あることを報告した。RAD9遺伝子は、細胞周期S期チェックポイントにおいて重要な役割を果たすことがわかっている。RAD9の欠損によるS期チェックポイントの破綻によって遺伝子の変異を黙認してDNAの複製を優先させるtransletion synthesis(TLS)の経路が、放射線照射と類似の反応を引き起こすMMSの存在下で、DNA損傷修復経路として優先的に働いている可能性が示唆された。BRCA1など、細胞周期チェックポイントに関わる遺伝子に変異があった場合、ヒトの細胞においても放射線照射などにより、DNAに変異が入りやすい等の同様の反応が起こっていることが示唆される。本研究は放射線治療における晩期有害事象を早期に予測する科学的な看護アセスメントの指標を確立し、ケアの改善を目指す基盤となる研究を行うことを目的としたものである。放射線はDNAを損傷することで細胞にダメージを与える。正常細胞とがん細胞の感受性の差を利用して治療に使用されている。放射線治療による有害事象は個人差が大きく予測が難しい。これは個々人のDNA損傷修復遺伝子の働きによるものである、という考えのもとにDNA損傷修復遺伝子に注目して研究を行ってきた。昨年までの研究で放射線照射と類似の反応を引き起こすことが知られているMethylmethansulfonate(MMS)スクリーニングにより25個の損傷修復遺伝子を分離し、ヒトの乳がん遺伝子BRCA1類似のRAD9との相互作用の検討を行ってきた。今年度は以前に分離したDNA損傷修復をリードするヒトASCIZ類似遺伝子で、細胞周期チェックポイントのターゲットと考えられるMDT1の機能解析を行った。MDT1は欠損することによってタンパク質輸送の異常による細胞周期停止を解除する遺伝子であることを確かめた。がん細胞等の異常増殖細胞では、タンパク質輸送の異常が生じているがこれらを克服して増殖していくことが知られている。MDT1はこうした異常増殖を促進する可能性がある。MDT1の欠損によって細胞周期がG2/M期に偏る傾向があり、このことが異常増殖と関係があるかさらに解析を進めている。
視神経損傷後の網膜神経節細胞の変性と再生過程に関する研究

ラット網膜の視神経を切断された神経節細胞の樹状突起の三次元的形態検討、シナプス出力結合に関する電子顕微鏡学的検討、栄養因子効果に関する検討等を行った。実験には成熟動物を用い、視神経を眼球後背部にて全切断したものと対照群の二群を検討した。視神経切断群は術後3月間置いた後に実験に供した。樹状突起の走行はルシファー色素を可視下で単一細胞に注入し、レーザー共焦点顕微鏡により解析した。シナプスの電子顕微鏡的検討には、逆行性に全神経節細胞を蛍光標識した後、標識細胞にトレーサー(Neurobiotin)の細胞内注入を行い、薄切して標本とした。切断した視神経の再生促進に関わる栄養因子の効果に関しては、視神経切断後、眼球内に各種栄養因子を注入し、細胞生存率、軸索伸張の効果をみた。本研究の結果、以下のことが明らかになった。1)細胞体サイズが直径20μ以上のものに選択注入すると、その多くは突起の形態的特徴からα型神経節細胞であることが推測された。その中には通常のα型神経節細胞には認めない突起の異常走行を示すものがあった。突起走行を解析した結果、視神経切断群は通常細胞とは突起長、走行部位が異なることを認めた。2)トレーサー注入を行った神経節細胞では、注入細胞周囲の内網状層にアマクリン細胞と思われる小細胞が同時に標識されるのが観察された。なお、この2次標識(トレーサカップリング)は視神経切断の有無に関わらず観察された。トレーサカップリングを認めた標本を電子顕微鏡で観察した結果、神経節細胞膜上にギャップ結合の存在が明らかになり、アマクリン様細胞はこのギャップ結合を介して標識される可能性が窺えた。3)栄養因子(BDNF,NT-4/5)を、視神経を全切断した網膜に与えて視神経の再生伸張を促したが、細胞生存数には影響を与えず、また再生軸索は視神経乳頭を越えて網膜外に出る例はなかった。本年度は、主として視神経を切断した哺乳動物網膜の神経節細胞の樹状突起形態、シナプス結合に関する電子顕微鏡学的検討、栄養因子効果に関する基礎的検討を行った。実験には成熟ラットを用い、視神経を眼球後背部にて全切断を行ったもの、無処置対照群の二群について検討した。視神経切断群は術後3ケ月間放置した後、実験に供した。樹状突起走行の検討には蛍光色素を細胞内注入し、レーザー共焦点顕微鏡により3次元構造の解析を行った。また、シナプスの電子顕微鏡的検討には、神経節細胞を逆行性蛍光標識し、その後摘出網膜を用いて微小電極によるトレーサー(Neurobiotin)の細胞内注入を行った後、薄切した。本研究の結果以下のことが明らかになった。1)細胞体サイズを基準にした選択注入を行うと高率で一定型の神経節細胞が得られ、直径20μ以上の細胞に注入を行うと、その殆どは形態的特徴からα型神経節細胞であることが明らかになった。2)α型神経節細胞について、レーザー共焦点顕微鏡を用いて解析した結果、高い分解能で神経節細胞の樹状突起形態、走行が3次元的に捉えられることが分かり、視神経切断群は通常細胞とは突起長、走行部位が異なることが明らかになった。3)トレーサー注入を行った細胞では、アマクリン細胞様細胞が内顆粒層に、神経節細胞様細胞が神経節細胞層に認められた。

このトレーサカップリングは視神経切断の有無に関わらず観察された。4)トレーサー注入試料の電子顕微鏡観察の結果、神経節細胞膜上にギャップ結合の存在が明らかになった。5)栄養因子(BDNF,NT-4/5)は切断された視神経の再生伸張を促したが、細胞生存数には影響を与えなかった。次年度は上記研究項目を更に詳細に検討する予定である。視神経を切断した哺乳動物(ラット)網膜の神経節細胞の樹状突起形態のレーザー共焦点顕微鏡による三次元的検討、シナプス入出力結合に関する電子顕微鏡学的検討、栄養因子効果に関する検討等を行った。実験には成熟動物を用い、視神経を眼球後背部にて全切断したものと対照群の二群を検討した。視神経切断群は術後3月間置いた後に実験に供した。樹状突起の走行はルシファー色素を可視下で単一細胞に注入し、レーザー共焦点顕微鏡により解析した。シナプスの電子顕微鏡的検討には、逆行性に全神経節細胞を蛍光標識した後、標識細胞にトレーサー(Neurobiotin)の細胞内注入を行い、薄切して標本とした。切断した視神経の再生促進に関わる栄養因子の効果に関しては、視神経切断後、眼球内に各種栄養因子を注入し、細胞生存率、軸索伸張の効果をみた。本研究の結果以下のことが明らかになった。1)細胞体サイズが直径20μ以上の細胞に選択注入を行うと、その多くは樹状突起の形態学的特徴からα型神経節細胞であることが推定された。その中には通常のα型神経節細胞には認めない突起の異常走行を示すものがあった。レーザー共焦点顕微鏡で突起走行を解析した結果、視神経切断群は通常細胞とは突起長、走行部位が異なることが定量的に示された。2)トレーサー注入を行った神経節細胞では、注入細胞周辺の内網状層にアマクリン細胞と思われる小細胞が同時に標識されるのが観察された。なお、この2次標識(トレーサカップリング)は視神経切断の有無に関わらず観察された。トレーサカップリングを認めた標本を電子顕微鏡で観察した結果、神経節細胞膜上にギャップ結合の存在が明らかになり、アマクリン様細胞はこのギャップ結合を介して標識される可能性が窺えた。3)栄養因子(BDNF,NT-4/5)を、視神経を全切断した網膜に与えて視神経の再生伸張を促したが、細胞生存数には影響を与えず、また最盛軸索は視神経乳頭を越えて網膜外に出る例は認められなかった。
凸型湾曲口から噴出する自由噴流特性評価ならびに凹面の噴流冷却促進

半円筒の凸面に沿うように開けられた3種類の縦横比の大きい噴出口から噴出する自由噴流の平均速度特性を検討した結果,出口形状が曲面であるにも関わらず通常の縦横比が大きい二次元噴流の速度特性と類似していることが明らかになった。また、その噴流を半円筒内面に衝突させ,噴流出口を2枚の半円板で挟むように設置し,その半円板の間隔を変えて流れを制御すると,半円筒内面の冷却特性が非常に向上する。冷却性能が向上する場合の流れは,衝突噴流の中心面に対しほぼ対称に振動していることがわかった。また,2枚の半円板で流れを制御した場合の半円筒内面の壁面摩擦係数と局所熱伝達率には,大きな関係がないことが示唆された.ガスタービンの熱効率を向上させるためには,タービンの入口温度を高温にする必要があり,この高温ガスによるタービン翼前縁の温度上昇を抑制するための冷却法が重要になっている.その部分の冷却手段のひとつとして,その前縁部の内部から噴流をタービンの内側前縁部に衝突させる方法がある.その基礎研究として,凹面に円形または縦横比の大きい二次元噴流を衝突させた場合の熱伝達特性の検討が行われてきた.しかし,凹面と等間隔に離れた凸型の湾曲面から噴流を噴出させ,その噴流を挟むように設置した2枚の半円形平板で,噴流の流れを制御した場合の凹面熱伝達特性を検討した報告例はない.また,凸型湾曲口からの自由噴流特性に関する研究も行われていないようである.そこで,本研究の初年度では,まず(1)半径100mmの凸型半円弧面の円周方向に沿うように開けられた噴出口の長辺幅が144mmで,短辺方向の高さが9,12,15mmの3種類について,そこから噴出する自由噴流特性を検討した.その結果,噴出口形状が凸型の場合でも,その縦横比が大きいと噴流中心軸上の速度減衰や噴流の速度分布形状ならびに半値幅の噴出口下流方向への変化は,二次元噴流の特性と類似していることが明らかになった.また,(2)3種類の噴出口を用いて,噴出口からの距離を同じになるように半円筒の凹面状伝熱実験装置を設置し,さらに噴出口の長辺を挟むように設置した2枚の半円形平板の間隔を変えて,噴流を制御しその場合の噴流の幾何学的中心面上に対応する凹面上の局所熱伝達率とその際の運転動力の変化を検討した.その結果,局所熱伝達率および運転動力が半円形平板の間隔を変えることで変化し,よどみ点の熱伝達率が最大で60%以上増大する場合があること,また運転動力の増加割合に対して,幾何学的よどみ点の熱伝達率の増加割合が1.2倍になる場合があることが明らかになった.ガスタービン翼の前縁部をその内部から噴出する噴流によって冷却することを想定し、凸型湾曲口から半円筒凹面への衝突噴流熱伝達の促進を行うことを目的としている。その衝突噴流を噴流出口に近接設置した2枚の半円形板で制御し、その半円形板の間隔を変えることで半円筒凹面の熱伝達率が変化し、ある間隔の場合に噴流の運転動力の増加比に比べて凹面の熱伝達率の増加比が20%大きくなることが明らかになった。そこで、本年度は油膜法と煙法を用いて衝突噴流の可視化を行い,熱伝達率や運転動力の変化と流れ様式の関係を検討することにした。高さが異なる縦横比が大きい3種類の噴出口から噴出した噴流を半円筒凹面に衝突させ、その流れを噴出口の長辺と平行にかつ半円筒凹面に接するように設置した2枚の半円形板で制御した。それぞれの噴出口に対して、2枚の半円形板の間隔を変え、その流れ様式の変化を調べた。その結果、半円形板の間隔が噴出口短辺幅に対して2倍程度までの場合は、噴流の中心面に対して噴出口長辺の一方の側に大きく偏る流れが形成される。また2枚の半円形板の間隔が相対的に大きくなると噴流の中心面に対して振動した流れが生じる。昨年度実施した熱伝達率と噴流の運転動力の変化とあわせて検討すると、この振動流が形成されると噴流の運転動力の増加に比べて熱伝達率の促進効果が大きくなることが明らかになった。ガスタービンの前縁部をその内部から噴流によって冷却する際の熱伝達促進を目的とする。本研究では、最初に半円筒の凸面に沿うように開けられた縦横比の大きい噴出口から噴出する自由噴流の特性を検討した。その結果、自由噴流特性は、縦横比の大きい長方形噴流(二次元噴流)の特性と類似していることがわかった。次にその噴流を半円筒形の内面に衝突させ、その流れを2枚の半円形板で噴流長辺の両側から挟むように設置し、その半円形板の間隔を変えた場合の局所熱伝達率と運転動力の変化を検討した。その結果、運転動力の増加に比べ熱伝達率が20%以上増大する場合があること、またその場合の流れを煙法で可視化した結果、衝突噴流の幾何学的よどみ線に対してほぼ対称に振動していることがわかった。最後に、半円筒内面に噴流が衝突した場合の壁面せん断応力をプレストン管を用いて測定した。噴流衝突領域近傍の流れを2枚の半円形板で制御した場合とそれらを設置しない場合における壁面せん断応力の違いを平板への二次元衝突噴流の壁面せん断

応力の文献結果と比較検討した。その結果、噴流の幾何学的よどみ点を含む噴流の短辺方向の壁面せん断応力の極大値位置は、二次元噴流を平板に衝突させた場合のその位置より出口短辺幅に対し相対的に遠くなる。また、2枚の半円形板で噴流衝突領域を制御した場合には、壁面せん断応力の極大値が、半円形板を設置しない場合のそれより大きくなることがわかった。半円筒の凸面に沿うように開けられた3種類の縦横比の大きい噴出口から噴出する自由噴流の平均速度特性を検討した結果,出口形状が曲面であるにも関わらず通常の縦横比が大きい二次元噴流の速度特性と類似していることが明らかになった。また、その噴流を半円筒内面に衝突させ,噴流出口を2枚の半円板で挟むように設置し,その半円板の間隔を変えて流れを制御すると,半円筒内面の冷却特性が非常に向上する。冷却性能が向上する場合の流れは,衝突噴流の中心面に対しほぼ対称に振動していることがわかった。また,2枚の半円板で流れを制御した場合の半円筒内面の壁面摩擦係数と局所熱伝達率には,大きな関係がないことが示唆された.噴流衝突凹面近傍の流れの可視化を油膜法と煙法を用いて行い、昨年度実施した凹面上の熱伝達率と噴流の運転動力の結果と合わせて検討した。また噴流衝突凹面の壁面せん断応力を薄膜センサーを用いて測定するため、薄膜センサーによる壁面せん断応力の校正実験を長方形流路で行う予定でいた。しかし、既存の熱線流速計では薄膜センサーの抵抗値に対する平衡状態が取れず、薄膜センサーの使用ができないことがわかった.そのため27年度予算から前倒し請求をして薄膜センサーに対応できる熱線流速計を購入した。このことから薄膜センサーの校正実験が遅れている。ただし、薄膜センサーの代わりとしてプレストン管を用いた衝突噴流凹面の壁面せん断応力の測定の準備はほぼ完了している。また、噴流衝突凹面の熱伝達率分布形状を感温液晶シートの色分布から明らかにすることを試みたが、測定精度に問題が有り実験をやり直す予定である。噴流衝突面の壁面せん断応力と感温液晶シートを用いた熱伝達率の実験は引き続き行う予定であるが、27年度に予定していた流れの可視化については26年度に前倒しで実施したため全体としてはやや遅れている程度と思われる。伝熱工学薄膜センサーによる壁面せん断応力の校正実験を早急に終わらせ、本実験系における噴流衝突凹面の壁面せん断応力の測定を行う。その結果と噴流熱伝達率との関係を考察する予定である。また、感温液晶シートの色と温度の校正実験を再度行い、噴流衝突凹面の熱伝達率の空間分布を明らかにする。当初は噴出口の短辺幅を一定にし,その長辺幅を変更して縦横比の違いによる自由噴流特性を検討する予定でいた.しかし,以下の理由により噴出口の長辺幅を一定にし,短辺幅を3種類変更して自由噴流特性を検討することにした.その理由は,噴出口の短辺幅を変えることによって,噴流出口と噴流が衝突する凹面との距離が同じでも,その短辺幅に対する相対的な噴流衝突距離を変えることが可能となるためである.その3種類の噴出口を用いた場合の自由噴流特性を熱線流速計を用いて検討した.熱線流速計による測定では,3方向にプローブ移動が可能な装置をコンピュータ制御し,熱線流速計の電圧信号を自動的にパソコンに保存できるようにした.また自由噴流の測定と合わせ,噴流の可視化をする予定でいたが,伝熱促進効果を最初に検討するため,次年度予定していた熱伝達特性の評価を噴流の可視化に先駆けて検討することにした.以上のことにより実験の進め方に多少の前後はあるが,おおむね順調に進んでいると考えている.当初の予算が不足し、前倒し支払請求をしたため結果として残額が生じた。
新しい複合酸化物超伝導体の探索と単結晶育成

酸化物高温超伝導化合物の発現機構解明のために良質な単結晶は不可欠である。フラックス法とFZ法を用いランタニド系、ビスマス系、電子ド-ピング型と系統立てて単結晶を合成した。先ずフラックス法の結果から述べる。BSCCOの成膜の媒体としてアルカリハライドフラックスの適用の可能性を探った。Bi、Sr、Ca、Cuの硝酸塩を出発原料としこれらの混合物を500°C以下で仮焼して得たものを溶質とし、KBr溶媒に対して上記溶質を混じ、一定温度で保持後徐冷することによりBSCCOの単結晶化を試みた。溶質の原子組成が得られる相の組成および物性に強く影響を与えることを確認した。R-Ba-Cu-O系(R=希土類元素)の焼結物質を溶質としCuOまたはPb0_2をフラックスとし白金るつぼを用いて組成、加熱、徐冷条件を調整することによりR_2Ba_2CuPt0_8、R_2Ba_3Cu_2Pt0_<10>(R=Er,Ho,Y)、Ba_4CuPt_20_9の3種の新化合物単結晶を得た。特に最初の化合物は斜方晶系でそのb軸方向に沿って-0^<-2>-Cu^<+2>-0^<-2>-Pt^<+4>-0^<-2>-の一次元導電鎖を有し興味ある電気的磁気的挙動を示すことが判った。Nd_2Cu0_4単結晶を赤外炉を用いたTSFZ法により育成しした。溶媒はCu0である。1気圧0_2、帯移動速度0.7mm/hで得られた典型的な育成ボ-ルでは優先成長は等価なa tetra軸の一方にのみ起こり、したがってこの方向に伸長した柱状形態を呈した。四軸X線解析による室温におけるORTEPダイヤグラムによれば01サイトの席占有率はほぼ1、02サイトでは0.92と求められた。与えられた格子定数a=b=3.9428A、C=12.068Aより式(Nd_<1-x>Ce)_2Cu0_4でx=0.07程度であると見積られた。as-grownの結晶は900°CArの下での数時間のアニ-ルにより超伝導性を示した。単結晶を試料として高温X線により、同等雰囲気下でのアニ-ル時における結晶構造変化を調べた結果900°C5h正方晶-斜方晶相変化を観測した。溶媒はCu0である。
RFイオンガイドとイオントラップを用いた不安定同位体の超微細構造精密分光

本年度は9Be+の磁気超微細構造定数の外部磁場強度依存性の測定の推進、RFイオンガイドの開発研究およびそこから引き出されたイオンの分光のためのイオントラップ・レーザー分高装置の開発研究に従事した。9Be+の磁気超微細構造定数の外部磁場強度依存性の測定に関しては、0.58T,0.50Tの磁場強度でのレーザー・マイクロ波多重共鳴法による超微細構造のゼーマン分裂準位の精密分光測定をおこなった。それらのデータ解析から磁気超微細構造定数と核磁気モーメントの外部磁場依存性の傾向がみえつつあり、あと数点の測定で磁場依存性の効果の測定が実現出来る予定である。これらの研究成果の一部については、日本物理学会秋季大会(青森大学、2004.9.15)において発表をおこなった。RFイオンガイドの開発研究に関しては、理化学研究所加速器施設に設置されたRFイオンガイドの研究グループの主力メンバーの一人として開発研究に従事し、今年度で実用化のほぼ手前まで開発が進められた。またこのRFイオンガイドにオンラインで接続し不安定同位体の精密分光を目的としたイオントラップ・レーザー分光装置の開発にも参加し、これら装置のオフラインでの測定方法の開発、ビームラインの作成などをおこない不安定同位体の分光実現間近まで研究開発を進めることに成功した。本研究では,加速器施設により生成された不安定同位体をRFイオンガイドにより減速・捕集した後にイオントラップ中に捕獲し,レーザー分光により超微細構造の精密測定を実現するための実験技術の開発研究を目的としている.本年度は,まず理化学研究所においてRFイオンガイドの開発研究の一部を分担し研究に従事した.このことについては,^8Liイオンビームについて全入射粒子に対し10^<-4>の捕集効率を実現した[1].また,同時に線型複合型イオントラップを用いた,強磁場中における^9Be^+2^2S_<1/2>準位の超微細構造ゼーマン分離をレーザー・マイクロ波多重共鳴法により,より精密な測定をするための実験装置の改良を進め,任意強磁場中での磁気超微細構造定数Aおよび核磁気モーメントをより精密に測定可能な実験手法の開発をおこなった.この研究は参考文献[2]の研究の続きをなすものでもあり,磁気超微細構造定数および核磁気モーメントの外部磁場強度に依存した高次の効果を測定することを目指している[3,4].このことについては,来年度のInternational Conference on Photonic Electronic and Atomic Collissions(ICPEAC 2003)において報告予定である.参考文献本年度は、1,複合型線形イオントラップ中に捕獲された安定同位体である^9Be^+の2s ^2S_<1/2>準位の強磁場中での超微細構造ゼーマン分離の精密分光の研究の継続,2,RFイオンガイドを用いた高エネルキー不安定核ビームの捕獲・収集法の開発の継続,について片山一郎教授の研究指導のもと遂行した.1については、Optics Communications 205(2002)326-336の続きをなす研究であり、本年度は過去の測定よりもより高精度・高確度な超微細構造精密分光法への改良をおこなうとともに、異なる磁場強度での超微細構造精密分光を実現した.このことをさらに継続することにより磁気超微細構造定数と核磁気モーメントの外部磁場強度依存についての測定についてわずかながらであるが進展がみられた.これらの成果の一部についてはInternational Conference on Photonic, electronic, and Atomic Collisions(ICPEAC2003,Stockholm)においてポスター発表をおこなった.この研究はこれまで極わずかな測定例しか発表されておらず、本研究により原子物理および核物理の分野に新たな知見が開けるものと考える.2については、理化学研究所加速器施設における共同研究としておこなわれており、本年度は不安定核ビームの捕集効率を高めることとともに、それらについての引き出し系の製作をおこなった.新年度にはこれら装置を用いて不安定ベリリウムイオンのイオントラップヘの捕獲およびレーザー精密分光による超微細構造精密分光の実現を目指す計画である.本年度は9Be+の磁気超微細構造定数の外部磁場強度依存性の測定の推進、RFイオンガイドの開発研究およびそこから引き出されたイオンの分光のためのイオントラップ・レーザー分高装置の開発研究に従事した。
宇宙の過去を復元するデータマインニングと統計的因果推論の探求

本補助金によって、X線、電波を含む追観測が実現できた。これにより、1)多波長深宇宙探査で検出した10万個の銀河データベースを再構築をし、2)多波長スペクトル解析から赤方偏移、星質量、星形成率、ダスト量を再導出し、3)星形成と銀河中心核(AGN)の活動性を赤外線ー電波スペクトルで分離して、1000個のz<3の赤外線銀河を星形成銀河、AGN銀河、星形成+AGN銀河に再分類し、4)AGNのブラックホールへの質量膠着率を再導出し、5)z<0.8でのAGNによる星形成の抑制傾向などを明らかにした。一方、銀河の系統樹を再構築する統計的因果推論については、多波長データの誤差評価が今後の課題と残された。現在の銀河には、楕円銀河から円盤銀河にわたるハッブル系列のように、老いた星の集中する銀河中心部(バルジ)と穏やかな星形成を維持する円盤部からなる銀河構造の秩序性が見られる。一方で、この銀河構造の秩序性は、星形成と巨大ブラックホールが潜む活動的中心核の活動がピークをむかえる宇宙の激動期(赤方偏移z=12)では顕著ではない。したがって、現在の銀河構造の発現過程を解明するためには、z<2の赤方偏移ごとに統計的に充分な数の銀河を観測し、それらの星、星間物質の物理状態(密度、温度、速度など)の空間分布の進化をたどることが望ましい。しかしながら、宇宙の激動期ではダストに覆われた赤外線銀河が多数を占めるようになる。ダストは星や活動的中心核からの紫外・可視光を吸収し赤外線を再放射するので、これらの星、星間物質の空間分布の見かけは実際のものとは大きく異なってしまう。そこで、我々はこのようなz<2の赤外線銀河を、ダストに覆われた1つの大きな星形成領域と見なすが(空間0次元)、すべての放射エネルギーの流れを捉えるために、その多波長スペクトルエネルギー分布(波長1次元)をよく再現する(球対称1次元)輻射輸送ダストスペクトルモデルを用いた解析を行って、これらの赤外線銀河の進化を再現した。また、これらの赤外線銀河の多くには活動的中心核が潜んでおり、その活動的中心核の光度は星形成率とおよそ比例する傾向もあるので、銀河全体の星形成と中心部の活動的中心核へのガス流入は宇宙の激動期ではおよそ連動していると思われる。一方で、成長末期にあたるz<0.8に限ると、活動的中心核+星形成銀河の星形成が抑制され、活動的中心核からのフィードバックも示唆されることは明らかにしてきたので、これを統計的に立証する手法の開発を進めた。1.可視多色撮像画像で検出した10万個の銀河の多波長データベースを更新し、これらのデータベース銀河について、可視・近赤外測光スペクトル解析による赤方偏移、星質量、星形成率(可視)、ダストによる吸収(可視)などの信頼性の高い、以下の結果を得た。(1)星形成率は星質量にほぼ比例する。(2)過去に遡ると、星形成率は大きく、吸収は小さくなる。2.これらの中で、赤外線観測衛星「あかり」で検出されたおよそ1000個の赤方偏移z=0.4-2の明るい赤外線銀河を、ダストスペクトル解析によって、星形成銀河、活動的中心核銀河、星形成+活動的中心核銀河の3つの種族に分類し、以下の結果を得た。(1)活動的中心核銀河、星形成+活動的中心核銀河については、その巨大ブラックホールが潜むダストで覆われた中心核の活動を捉え、その質量膠着率とその成長率を換算した。(2)星形成+活動的中心核銀河についても、銀河中心核の寄与を除いた赤外線光度から星形成率を導出した。それらは、z<0.8では、明るい、やや暗い、暗い星形成銀河のいずれの星形成率と比較しても,抑制されていた。3.星形成銀河について、可視・近赤外域と中間赤外域でのスペクトル解析のそれぞれから独立にダスト吸収を換算した。その進化は、星から放出される重元素が蓄積される銀河の化学進化として理解できた。しかし、(1)前者に対して後者は、定量的には、平均的に3倍程度大きい。(2)前者に対して後者が大きいほど、PAH光度に対する硅素ダストの吸収による減光効果が大きい。(3)この硅素ダストの吸収による減光効果と銀河全体の平均的PAH輝線表面光度との相関は顕著ではないので、吸収(可視)と吸収(赤外)の差は、銀河の星とダストの分布の非一様性=内部構造が反映していると示唆された。以上の結果は、PASJ,2012,No 64, 70に出版、報告した。

本研究では、多波長観測データから銀河の系統樹の復元を目指して、以下の成果を上げることができた。1)すばる望遠鏡による可視多色撮像画像で検出した10万個の銀河の多波長データベースを作成した。2)銀河の可視・近赤外測光スペクトル解析を行い、赤方偏移、星質量、星形成率、ダスト吸収を導出し、以下を明らかにした。ア)星形成率は星質量にほぼ比例し、イ)過去ほど星形成率は大きく、星形成が進むとともに銀河中のダスト量も増加する。3)z=2までの1000個の赤外線銀河を、以下の特徴を示す赤外線の解析から星形成銀河、活動的銀河中心核(AGN)銀河、星形成+AGN銀河に分類した。星形成領域では、若い星周囲のダストから再放射された赤外線と星のレイリー・ジーンズ放射との狭間の5μm光度は弱い。一方,中心核ブラックホール周囲のダストトーラスからの放射は5μmでも強い。4)AGN銀河の中心ブラックホールへの質量膠着率とその成長率に制限を与えた。5)AGNによってz<0.8の星形成率が抑制されている。6)X線や可視光で検出したAGNは、赤外線AGN銀河または星形成+AGN銀河に対応した。一方で、銀河の進化系列を再構築する因果的統計推論へは道半ばとなった。データとモデルとの関係を「どのデータとどのモデルが対応するか?」と「それらがどれだけ近いか?」の2つの問題に分離して扱う数理的手法の必要性も認識した。このような平坦性(向き)と計量(近さ)を独立した幾何学的概念として捉える統計多様体は、すでに「情報幾何」で扱われて久しい。しかしながら,自然な因果構造が導入できる統計多様体上での統計的因果推論の体系はない。そこで、幾何的対象を代数的操作できる幾何代数による統計多様体の表現の体系化を進めている。これによって、多様な統計的推論を統計多様体上の幾何学的変換の連鎖として、構成的に表現することが期待できる。光赤外天文学我々は赤外線天文衛星「あかり」の820um帯撮像観測されたz<2の赤外線銀河について、すばる望遠鏡による可視光、ハーシェル衛星による遠赤外線、及びチャンドラ衛星によるX線の観測も合わせ、多波長測光学的スペクトル解析をした。これらの赤外線銀河の多くにはダストトーラスを持つ活動的中心核が潜んでおり、それらはX線源とよく対応することを明らかにした。さらに、赤外線銀河にも、赤外線光度が大きいものほど、多環芳香族炭化水素(PAH)からの相対的な放射光度が低下する傾向から、PAH欠損問題が示唆された。このように、PAHの性質などに反映された様々な高エネルギー環境下でのダスト破壊の過程が、銀河進化と連動している可能性を見いだしたことは大きな進展である。一方で、活動的中心核と星形成の進化とこれらのダストに関わる過程とをつなぐ統計的解析手法は模索している。概要に報告したように、2012年度中にほぼ銀河データベースの更新を済ませ、それに基づいて、「宇宙論」「銀河天文学」の学術的視点に基づく物理モデルを介して、銀河分類とその進化過程を再構築した。しかしながら、この銀河進化の再構築は学術的には正当なものであるが、データマインニング、あるいは、統計的因果推論の立場からは、あくまで「宇宙論」「銀河天文学」研究者、あるいはその集団の「ヒューリスティック」なモデル選択の結果に左右された結果とも見なせる。したがって、このモデル選択におけるフレーミング効果、限定合理性の影響を精査する試みとして、すでに概要の2で物理モデルにより分類した明るい赤外線銀河について、それらのダストスペクトル形状のデータを用いて、クラスター分析による分類を行った。
多様な鉄硫黄クラスター合成システムの反応特性と微生物の生存戦略

近年我々は、Fe-Sクラスター(Fe-S蛋白質のコファクター)の形成に必須な二種の独立した大腸菌マシナリー(ISC、SUF)を明らかにした。生物界には、さらにNIFを加えた三種類のFe-Sクラスター合成系が分布している。これらクラスター合成系のそれぞれの特性と共通原理の解明を目的として、本研究では以下の解析を進めた。1.大腸菌のiscとsufの二重欠損変異体が、ピロリ菌のnifSUによって相補されることを明らかにした。すなわちNIFマシナリーは、わずか2成分という最もコンパクトなFe-Sクラスター合成系として機能すること、またその一方で、酸素存在下では機能することができないという特性を見出した。窒素固定細菌やピロリ菌などに分布するNIFマシナリーは、嫌気的(微好気的)な環境への適応準化と捉えることができる(投稿準備中)。2.大腸菌のISC並びにSUF、好熱菌Aquifex aeolicusのISC、古細菌SulfolobustokodaiiのSUFマシナリーの構成成分について、各々単独、または複合体として過剰に発現させ、精製と機能解析を進めている。SufS+SufE、SufB+SufC+SufDが、それぞれ複合体を形成すること、また、AquifexのIscUは、意外にもFe-Sクラスター(中間体?)を結合した状態で精製できることを見出した。今後、これらの精製標品を用いて、in vitro実験系の確立を目指す。3.上記の精製タンパク質(複合体)の結晶化を試み、大腸菌のIscA、SufA、SufC、SufDとSufS+SufE複合体、SulfolobusのSufCとSufC+SufD複合体について結晶を得ることができた。そのうち、SufDとSufC+SufD複合体の結晶は良質であり、現在、重原子誘導体をスクリーニング中。大腸菌のIscXについては最近、構造決定を完了した。
クラスレート形成蛍光性ホストの合成と蛍光発信によるゲスト認識機能

クラスレート形成能と取り込んだゲストの情報を発信する機能を併せ持つキノール系キラル蛍光性ホストの分子設計、合成、および機能評価を目的として研究をおこなった。複素環キノン系色素に有機リチウム試薬を反応させることにより、キノール系キラル蛍光性ホストを得るという分子設計に基づいて、次の2種類の蛍光性ホストを合成し、その機能について評価を行った。1.イミダゾアントラキノール系蛍光性ホスト本蛍光性ホストのラセミ体は、結晶環境下で広範囲の有機溶媒分子を包接する機能を有し、ゲストを包接することで結晶の蛍光強度が劇的に増大する(Chem.Lett.1996,1027)。ラセミ体を光学分割したエナンチオマーについて包接能を検討したところ、ラセミ体と異なるホスト・ゲスト比を示した。X線結晶構造解析の結果から、ラセミ体とエナンチオマーではホスト・ゲスト配列様式が大きく異なることが明らかとなった(第27構造有機化学討論会、2B27(1997))。様々なゲストの包接錯体のホスト・ゲスト配列様式や蛍光発光性の比較について現在検討中である。2.ベンゾフラノキノール系蛍光性ホストベンゾフラン系色素に有機リチウム試薬を反応させることにより、新らたな蛍光性ホストを得た。このホストは、モルホリンやピペラジンをゲストとして包接し、それにより結晶の蛍光強度が著しく増大した。ガラス基板上にこの蛍光性ホストを真空蒸着した薄膜をモルホリン蒸気にさらすことによって、包接に伴う吸収および蛍光スペクトルの経時変化を測定することができた(日本化学会第74春季年会、2PB143発表)。
第三周期14〜16族元素の電子的効果を基盤とするケテン類の高選択的重合反応の開発

ケテン類の重合について詳細に検討した結果,アルキルリチウムによるエチルフェニルケテンのアニオン重合がリビング的に進行し,対応するポリエステルが定量的に得られることを見出した。得られるポリエステルの分子量はケテンと開始剤の量比によって制御することができ,また分子量分布は1.1程度と狭いものであった。このリビング性に基づき,種々の官能基を有するリチウムアルコキシドによる開始反応を行ない,重合のリビング活性末端をさまざまな求電子剤を用いてエンドキャッピングすることにより,両末端が官能基化された分子量分布の狭いポリエステルが得られた。さらにアルコキシ基・クロロ基・ブロモ基によって置換されたフェニル基を有するケテン類のアニオン重合を行なったところ,開始剤としてアルキルリチウムもしくはリチウムアルコキシドを用いることにより重合はリビング的に進行し,対応する分子量分布の狭いポリエステルが得られた。特にブロモフェニル基を有するケテンの重合によって得られたポリエステルは,その側鎖のブロモフェニル基の遷移金属触媒によるカップリング反応によってさまざまな機能性ポリエステルヘと変換することができた。以上のように,本研究によってケテン類のリビングアニオン重合が達成され,このことにより種々の機能性ポリエステルの精密合成が可能となった。