hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
咀嚼時の嚥下抑制機構を解明する

咀嚼時の嚥下抑制機構の解明を目的に、上喉頭神経誘発嚥下に対する皮質咀嚼野(A-areaおよびP-area)刺激の効果を検討した。A-area刺激時に誘発嚥下回数は対照群(刺激無し)と比較して有意に減少した。一方、P-area刺激時には明らかな変調効果は確認されなかった。A-area刺激による嚥下抑制は、木片咀嚼による感覚入力の増加また上喉頭神経刺激に先立つA-area刺激によっては、いずれも効果はなかった。嚥下の抑制はA-areaからの直接投射もしくは咀嚼中枢から嚥下中枢への入力によって引き起こされているかもしれない。皮質咀嚼野刺激による嚥下の変調機構を明らかにすることを目的にし、ウレタン麻酔下のSD系雄性ラットを用いて実験を行った。左側咬筋・顎二腹筋および甲状舌骨筋に留置したワイヤー電極より筋活動電位を導出した。上喉頭神経の連続電気刺激にて嚥下を誘発し、甲状舌骨筋の筋活動と喉頭拳上の視覚的観察から嚥下を同定した。また皮質咀嚼野(A-またはP-area)の連続電気刺激にて咀嚼様運動を誘発し、咬筋および顎二腹筋活動と下顎運動の視覚的観察から咀嚼様運動を同定した。誘発嚥下に対する咀嚼野刺激の変調効果を検討するために、嚥下回数・初回潜時および嚥下間隔時間を計測した。さらに、木片咀嚼による末梢入力の増加によりその変調効果が影響を受けるか否かを検討した。両側A-area刺激時の嚥下回数は対照群(刺激無)と比較し有意に少なく、嚥下間隔時間は有意に延長した。一方、P-area刺激時はその変調効果は明らかではなかった。また、木片咀嚼および咀嚼野前刺激はいずれも効果が認められなかった。以上の結果から、A-areaの活性化が嚥下反射を抑制しているのに対し、P-areaは嚥下への関与が少ないことが示唆された。さらに口腔感覚入力の増加および咀嚼中枢前活性がいずれもA-area刺激による嚥下の抑制に変化をもたらさなかったことから、A-area刺激時に生じた嚥下の抑制はA-areaからの直接的な入力および咀嚼中枢から嚥下中枢への入力により制御されている可能性が考えられた。本研究は咀嚼による嚥下の制御機構を明らかにすることを目的とし、23年度は皮質咀嚼野刺激による嚥下反射の変調効果を検証した。7週齢のSD系雄性ラットの左側咬筋・顎二腹筋および甲状舌骨筋に係留したワイヤー電極より筋活動電位を導出し、上喉頭神経および皮質咀嚼野(A-またはP-area)の連続電気刺激により嚥下反射と咀嚼様顎運動をそれぞれ誘発した。嚥下回数、刺激開始から初回および初回から2回目までの嚥下潜時を計測するにより、嚥下反射に対する皮質咀嚼野刺激の効果を検証した。さらに、木片を作業側の上下大臼歯間に留置して咀嚼様顎運動時の末梢入力を増やすことにより、嚥下反射における皮質咀嚼野刺激の効果が変調するか否かを検討した。その結果、同側または反対側A-area刺激時の嚥下回数は対照群(刺激無)と比較して有意に少なく、初回から2回目までの嚥下潜時は有意に延長した。また木片咀嚼による嚥下反射の変調効果はA-およびP-areaいずれにおいても明らかではなかった。以上の結果から、A-areaの活性化により誘発された咀嚼様顎運動中に嚥下反射が抑制されていることが示され、A-およびP-areaは嚥下反射に対して機能的差異があることが推察された。また、歯根膜入力を含む口腔感覚を増加させてもA-areaにより誘発された嚥下抑制に変調が確認されなかったことから、その抑制は中枢性に制御されている可能性が高いと考えられた。今後は非動化動物を用いた電気生理学的実験により、この抑制がいかなるメカニズムで中枢性に制御されているかを明らかにする予定である。皮質咀嚼野刺激による嚥下の変調効果の検討が終了し、概ね計画通りに進行している。舌下神経または顎二腹筋神経のみならず反回神経の遠心性活動記録も試みる。
「周代」の権力構造に関する研究

「周代」独自の権力構造の把握を目的とし、(1)いわゆる周の「封建制」の具体的理解、(2)東遷期・東周期における「封建」的秩序の変化の実態、およびその変化の意味、(3)「周代」権力構造のなかに萌芽した秦漢的権力構造-中央集権的官僚制・郡県制等-の具体的追求、の3課題を設定した。関連史料の収集・データーベース化・先行研究の検討等の作業を通して、研究課題に対して以下のような見通しを得ることができた。いわゆる周の「封建制」は、基本的には血縁(擬制的血縁)関係を基軸とした「分節構造」として理解することができる。近年の「徳」あるいは「天命」等を対象とした思想史的研究は、この「分節構造」を強く意識したものであるし、さらに、かつての都市国家論に代表されるような「邑」制研究も、この「分節構造」論の範疇に属している。しかしその一方で、主に金文研究の分野からもたらされる官制僚制)研究の成果は、「周代」の権力構造が単なる「分節構造」ではなく、なんらかのヒエラルヒ-を志向する側面を同時にもっていたことを強く示唆している。「分節構造」論のみでは、「周代」の権力構造を十分に解明することはできないのである。私自身は、封建的要素と官制的要素を併せもった権力構造が、レベルを異にしても同じように現れるという「自己相似的構造」論を主張しているが、その両要素の組合わさり方あるいは比重の変化等の分析は必ずしも十分なものではない。今後は官制的要素の分析、より具体的には官制(官僚制)の出現、発展、そして変質過程を追求することによって、両要素の推移を検討する必要がある。
有糸分裂阻害天然物ニグリカノシド類とその多様な人工類縁体の合成研究

緑藻の一種が生産するニグリカノシド類は、エーテル結合型モノガラクトシルジアシルグリセロールであり、がん細胞の有糸分裂を強力に抑制する。一方、その生産量が少なく立体化学も不明であり、詳細な生物学的研究が滞っている。そこで、立体化学を解明し、生物学的研究に役立てるため、ニグリカノシド類とその人工類縁体の合成を検討した。その結果、エーテル結合部の統一的構築法の開発と数種の人工類縁体の合成に成功した。緑藻由来のガラクトシルグリセロ脂質のニグリカノシド類は、強力な有糸分裂阻害活性と新規で特異なエーテルクロスリンク構造を持つため、薬剤耐性を克服しうる新たな抗癌剤のリードとして強く期待される。一方、これらは緑藻からの産生量が低く物質供給に難があり、立体化学も未解明のため、詳細な生物活性の研究が停滞している。申請者は、独自に立体選択的な鎖状エーテル構築法を開発しているため、これを適用した上記の「供給と立体化学」の課題の解決を企図した。具体的に次の4点を目的としている。(1)合成化学的にニグリカノシド類の絶対配置を決定する。(2)同時に、天然型立体配置のニグリカノシド類の全合成を行う。(3)さらに、その合成法を最適化し、物質供給に適した効率的全合成経路を確立する。(4)ニグリカノシド類の立体異性体および糖部の変換体を合成してライブラリーを構築し、有糸分裂阻害・癌細胞成長抑制活性における構造活性相関の究明に役立てる。平成25年度は、前年度に引き続きニグリカノシドAジメチルエステルを対象として、合成化学的な絶対配置の決定を検討した[目的(1)(2)]。まず、ガラクトース部とC8'位およびC2'''位について、その相対立体関係を確定させた。D-ガラクトース・2'''R・8'R配置、D-ガラクトース・2'''R・8'S配置、D-ガラクトース・2'''S・8'R配置、D-ガラクトース・2'''S・8'S配置の部分構造の合成を完了し、天然物とNMRスペクトルを比較して、天然物の該当部分の立体化学を決定した。また、ライブラリーの一部として、これら部分構造の生物活性を予備調査した[目的(4)]。さらに、C10-O-C11'のエーテルクロスリンク部の構築法として前年度に見出したアルドール反応に再現性の問題が生じたため、新たにIreland-Claisen転位による該当部分の構築を検討した。平成24年度は、ニグリカノシドAジメチルエステルを対象として、合成化学的な絶対配置の決定を検討した[目的(1)と(2)]。具体的には、ガラクトース部とC8'位およびC2'''位について、その相対立体関係を調査した。該当部分構造を立体選択的に合成し、天然物とNMRスペクトルを比較して立体化学を判断する手法を採った。既にガラクトースのC6''位とC8'位間のエーテル結合部の構築法を確立し、D-ガラクトース・2'''R・8'R配置および同8'S配置の部分構造の合成を完了していたが、今年度はD-ガラクトース・2'''S・8'R配置および同8'S配置の部分構造の合成を進め、必要な立体化学と炭素鎖長を揃えた。また、C10-O-C11'のエーテルクロスリンク部の構築法を検討し、リチウムエノラートによるEvans型アルドール反応が立体制御合成に適していることを見出した。

申請者は、独自に立体選択的な鎖状エーテル構築法を開発しているため、これを適用した上記の「供給と立体化学」の課題の解決を企図した。具体的に次の4点を目的としている。(1)合成化学的にニグリカノシド類の絶対配置を決定する。(2)同時に、天然型立体配置のニグリカノシド類の全合成を行う。(3)さらに、その合成法を最適化し、物質供給に適した効率的全合成経路を確立する。(4)ニグリカノシド類の立体異性体および糖部の変換体を合成してライブラリーを構築し、有糸分裂阻害・癌細胞成長抑制活性における構造活性相関の究明に役立てる。平成26年度は、ニグリカノシドAジメチルエステルを対象として、全合成のための上部脂肪酸鎖の構築を検討した[目的(2)(3)]。まず、アイルランド-クライゼン転位によりC10-O-C11'のエーテルクロスリンク部を構築した。光学活性な2-ブロモアリルアルコールとアルコキシ酢酸から成るエステルをZ-ケテンシリルアセタールに誘導後転位させ、2-ブロモアリルアルコール部の不斉をC10位の立体化学に選択的に転写しつつエーテルクロスリンクを形成した。転位体のブロモアルケン部をシスアルケンに変換し、上部脂肪酸のC9-C16部位を合成した。また、上部脂肪酸鎖のC1-C8部位に相当する光学活性なアルキンセグメントを合成し、上記の部位と連結して、必要な官能基を全て備えた上部脂肪酸鎖の骨格構築に成功した。全合成まで、既に合成した下部脂肪酸鎖のC1'-C9'の部位との連結を残すのみとなった。有機合成化学今年度は、ガラクトース部とC20脂肪酸鎖部のエーテル連結部分(C8')の相対立体化学と、グリセロール部のC2'''位の立体化学の確認のため残るジアステレオマーの合成を行い、天然物との比較により、天然物のガラクトース部とC8'およびC2'''の相対関係を確定させた。また、4つの簡略化人工類縁体がライブラリーの一部として得られ、その生物活性の予備試験を共同研究により行った。類縁体の活性試験については概ね順調である。また、C20脂肪酸鎖とC16脂肪酸鎖のエーテル結合部分の構築法について、前年度にEvans不斉アルキル化の変法の利用を考案したが、今年度に入り反応条件により異なる立体選択性が得られることが判明し、その確認作業に時間を要した。結局、Evans不斉アルキル化法では再現性に難があることが判ったため、Ireland-Claisen転位を利用する新たな合成法を検討することとなり、この部分の構築法の開拓は後退している。当初は、全合成と絶対配置決定は25年度までの達成計画であったため、合成についてはやや遅れている。今年度は、ガラクトース部とC20脂肪酸鎖部のエーテル連結部分(C8')の相対立体化学に加え、グリセロール部のC2'''位の立体化学の確認に向けた合成を行い、ほぼ終盤まで行うことが出来た。生物由来のガラクトグリセロールのC2'''位の立体化学は既知であるが、イレギュラーの可能性を否定するために、当初の計画外であるが、行った。平成25年度の初めには、天然物のガラクトース部とC8'およびC2'''の相対関係が確定する見込みである。また、C20脂肪酸鎖とC16脂肪酸鎖のエーテル結合部分の構築法については、計画通りに検討が進行し、Evans不斉アルキル化の変法による立体選択的構築法を開発できた。また、付随して2つの脂肪酸鎖の全長骨格の構築法を開拓している。一方、全合成に不可欠な2つのエーテル結合部の隣接位および遠隔位に存在する水酸基の導入については、現在検討を開始したばかりである。
グローバル化社会における環境意識形成のメカニズムとその影響に関する総合的研究

本研究は、日本、韓国と中国の一般市民を対象に収集した調査データを基に、東アジアの文化変容、環境意識とライフスタイルや経済活動との関連を分析してきた。調査データから、環境の現状・変化、環境政策評価、環境保全の担い手、環境配慮行動などに対する意識や行動には日韓中の市民間の共通点と相違点が明らかになった。一連の分析結果は、行政の環境政策の策定、企業の社会的責任の促進、一般市民への環境教育立案及び国際環境協力の枠組み形成に不可欠な参考となる。本研究では、東アジア地域を研究対象とし、環境意識研究に関わる以下の4つの目的に達成するために、研究活動を展開している。1)環境配慮行動に大きな影響を与える環境意識の形成過程及び構造的特徴を分析する;2)実際の環境意識調査を行うことで、グローバル化社会における環境意識の影響要因を計量的に検証する;3)異なる社会集団における環境意識と環境配慮行動の因果関係を明らかにする:4)一般市民の環境配慮行動を喚起するための新たな環境対策と環境教育システムを模索する。平成21年度は、環境意識の概念検討及び先行研究の分析を中心に、以下の1)3)を遂行した。1)環境意識とグローバル化の影響に焦点を絞り、広い分野の先行研究に関する文献収集を行うと同時に、日韓中に関する情報収集と現地視察を行い、各国の現地調査環境及び可能な調査実施方法について確認した。2)環境意識の構造と形成過程、環境意識と環境配慮行動の関連性を理論的に分析した上で、それぞれの仮説を検証するための予備調査を日本の東京都、中国の大連市・杭州市において実施し、各地域からそれぞれ420人480人分の調査データを収集し、データ分析を遂行した。3)文化、政治、経済のグローバル化が東アジアに与える影響について多分野の共同研究者による意見交換を実現するために、日本国内、韓国、中国と台湾の専門家を招き、「現代東アジアの文化・社会・経済・環境」国際シンポジウムを京都で開催し、平成22年度以降の本格的な現地調査に重要な参考となる情報を整理した。全体的には、これまで収集した各種の文献・資料に対するレビュー及び予備調査データの分析を慎重に行い、次年度以降の調査研究活動に必要な情報を整備した。また、共同研究者による検討を通して、現地調査の具体的な内容を明確にした。本研究は、東アジア地域を研究対象とし、環境意識研究に関わる以下の4つの目的に達成するために、調査を中心とする研究活動を展開している。1)環境配慮行動に影響を与える環境意識の形成過程及び構造的特徴を分析する;2)実際の意識調査を行うことで、グローバル化社会における環境意識の影響要因を計量的に検証する;3)異なる社会集団における環境意識と環境配慮行動の因果関係を明らかにする:4)一般市民の環境配慮行動を喚起するための新たな環境対策と環境教育システムを模索する。平成22年度は、前年度に実施した環境意識概念の検討及び予備調査の成果を踏まえ、日本と韓国において標本抽出理論に則って選ばれた個人を対象に、個別面接聴取により本調査を遂行した。主な研究成果は以下の通りである。1)研究分担者の共同作業により、グローバル化社会における環境意識を網羅する調査項目の候補と計測尺度を選定し、調査票原案を作成した上で、プリテストを経て日本語版調査票(計37問、112質問項目)を完成した。調査内容は、ライフ・スタイル、環境意識、環境配慮行動、環境感度、価値観、グローバル化の影響などを中心とした。2)日本全国の100地点からで無作為に選ばれた1,800名の成人男女を対象に1)で作成した調査票を用いて本調査を行った結果、894名の調査対象者から有効回答を得て、回収率は49.7%であった。3)日本語版調査票の韓国語翻訳・逆翻訳・プリテストを経て、韓国語版調査票を完成させた上で、韓国全国の125地点において割当法により選ばれた成人男女を対象に本調査を遂行した結果、1,002名の個人から回答が得られた。4)日韓の調査データの整理・入力、データクリーニング、単純集計・クロス集計の作成および一次データの分析を行うと同時に、次年度に中国で行う現地調査により収集されるデータを勘案して共通ファイルの形式を考案した。全体的には、調査データの整理と1次分析を進めており、新しい科学的知見の発見を図るよう一連の研究成果を順次に公表している。本研究は、東アジアを研究対象とし、以下の4つの目的に達成するために研究活動を展開してきた。1)行動に影響を与える意識の形成過程及び構造を分析する;2)実際の調査データによりグローバル化社会における環境意識の影響要因を計量的に検証する;3)異なる社会集団における意識と行動の因果関係を明らかにする;4)一般市民の環境配慮行動を喚起するための新たな環境対策と環境教育システムを模索する。平成23年度は、前年度に実施した日本全国と韓国全国での現地調査を続けて、中国の北京市と杭州市を対象に個別面接聴取により調査を遂行した。

また、これまでの調査データを用いて、グローバル化社会における各国の環境問題に対する考え方の特徴を分析してきた。主な研究成果は以下の通りである。(1)国内研究者の共同作業により、調査項目の候補と計測尺度を検討した上で作成した日本調査用調査票を基に、中国語版調査票を作成した。調査内容は、文化、ライフスタイル、環境意識、環境配慮行動、価値観、グローバル化の影響などを中心とした。(2)地域差を配慮して、北京市と杭州市を調査地域として選定し、各都市から無作為に選ばれた成人男女を対象に本調査を行い、個別面接聴取により両都市からそれぞれ約1,000人からの情報収集を得た。(3)調査データの整理・入力、単純集計・クロス集計の作成及び1次データの分析を行うと同時に、前年度実施田日本調査と韓国調査により収集されたデータと合わせて分析用の共通ファイルを作成した。(4)日韓中の現地調査の企画・実施方法、調査データの単純集計を中心に、「東アジアの文化・生活・環境に関する意識調査」研究リポートを刊行した。全体的には、調査データの1次分析を終え、科学的知見の発見に不可欠な2次データ解析を進めている。なお、一連の調査データ及び研究成果をインターネットや国内外の研究集会を通して公表している。
19世紀前半イギリスのスポーツ行政に関する基礎的研究:制定法に基づく規制を中心に

ともに1835年に成立した動物虐待法と公道法は、イングランドにおける前近代的なスポーツに対する法的規制としての歴史的意義を有していた。両法は、アニマル・スポーツと公道でのスポーツ活動を合法的に実施するための条件として、「生活妨害」、「風紀紊乱」、「迷惑行為」に該当する要素の払拭と、「動物の福祉」、「万人の通行権」への配慮を提示し、それらの近代化を促した。両法が成立するまで、動物闘技ならびに公道でのスポーツ活動の違法性は、コモン・ロー上の「生活妨害罪」の適用を通して示されているに過ぎなかった。だがその一方で、両法は狩猟、テニス、ファイヴズ、クリケットなどを意図的に対象から除外してもいた。そのため、それらの近代化を停滞させ、前近代性を温存させる側面も有していた。続いて『チティの実用制定法集』第5版を検討した結果、19世紀の制定法に基づくスポーツ規制の広がりは以下のとおりであることが明らかとなった。「動物」、「陸軍」、「鳥」、「刑法」、「犬」、「魚」、「狩猟の獲物」、「遊戯と賭博」、「公道」、「未成年者と子供」、「酩酊アルコール飲料」、「市場と定期市」、「首都ロンドン」、「警察」、「大衆娯楽」、「公衆衛生」、「鉄道」、「歳入」、「船舶」、「日曜日」、「放浪者」19世紀イギリスにおけるスポーツの近代化に関しては、上記項目に分類された制定法諸規定を検討する必要がある。また、その際には個々の制定法の背後にある政治的意図に加え、個々の制定法が施行された後の諸判例の検討も必要となるだろう。イングランドにおけるスポーツに対する政治的な介入はその近代化を促すきっかけになると同時に、その背後にあった政治的な意図についての再考を促している。動物闘技とストリート・フットボールに対するイギリス議会の動向が変化したのは1830年以降のことであった。1832年法案は成立にはいたらなかったものの、当初から動物闘技の違法性を明確に規定しようとして提出されたものだった。同年の下院特別委員会による調査報告書は動物闘技の違法性に関する現行法上の不備を指摘した。また、翌年に成立する1833年法第29条は、初めて「(首都における)動物闘技」の違法性を認めたが、その根拠は「風紀素乱」であった。その結果、1835年法は、1833年法第29条の規定に「動物虐待」、「迷惑行為」、「生活妨害」という3つの新たな違法性の根拠を追加したが、「生活妨害罪」はコモン・ローの罪状であった。したがって、1835年法はそれまで慣習法によって示されてきた動物闘技の違法性を制定法に基づく「動物虐待罪」の適用範囲を拡大することで明確に規定し直すものだったのであり、同法を通じてイギリス議会は動物スポーツを合法化するための法的な条件を提示した。それは当該スポーツから、上記4つの違法性の根拠を払拭すること、そして動物の福祉への配慮であった。これに対し、イングランドの公道に関する法を統合し修正するための法案が初めて提出されたのは1831年のことであった。公道での特定のスポーツ活動を禁止する規定は1822年の有料道路法第121条に基づき、その適用範囲を公道にも広げるかたちで成立した。

そのため、1831年法案はコモン・ロー上の「生活妨害罪」を根拠に、公道での「牛掛け、牛追い、フットボール、テニス、ファイヴズ、クリケット、その他のゲーム」を禁止するものだったが、1833年の下院特別委員会は「フットボール、テニス、ファイヴズ、クリケットその他のゲーム」という文言の削除を求めた。その後、「フットボールないしはその他のゲーム」という文言が法案に追加されたが、それは1835年議会における上院特別委員会によるものであった。こうして、議会は1835法第72条を通して公道におけるスポーツ活動の合法性が認められるための一定の条件を提示した。それは公道の通行権を維持するために生活妨害に該当する要素を払拭することであった。しかしながら、1835年法第72条は当初の複数の規定案から「テニス、ファイヴズ、クリケット」を削除した結果、公道でのスポーツ全般に対する「法的規制」としては限定的な内容としたのである。同時代の議会文書を検討した結果、ストリート・ゲームに対する統制の内容が1831年から1835年の議会審議の問に大きく変化し、その内容はすぐれて政治的な判断により決せられたものだったことが明らかとなった。その結果、1835年法第72条は公道での「テニス、ファイヴズ、クリケット」の近代化に猶予を与えたのである。ともに1835年に成立した動物虐待法と公道法は、イングランドにおける前近代的なスポーツに対する法的規制としての歴史的意義を有していた。両法は、アニマル・スポーツと公道でのスポーツ活動を合法的に実施するための条件として、「生活妨害」、「風紀紊乱」、「迷惑行為」にあたる要素の払拭と、「動物の福祉」、「万人の通行権」への配慮を提示し、それらの近代化を促したのである。両法が成立するまで、動物闘技ならびに公道でのスポーツ活動の違法性は、コモン・ロー上の「生活妨害罪」の適用を通して示されているに過ぎなかった。だがその一方で、両法はその規定から狩猟、テニス、ファイヴズ、クリケットなどを意図的に無視ないしは除外していた。そのため、それらの近代化を停滞させ、前近代性を温存させる側面も有していたのである。続いて『チティの実用制定法集』第5版を検討した結果、19世紀の制定法に基づくスポーツ規制の広がりは以下のとおりであることが明らかとなった。「動物」、「陸軍」、「鳥」、「刑法」、「犬」、「魚」、「狩猟の獲物」、「遊戯と賭博」、「公道」、「未成年者と子供」、「酩酊アルコール飲料」、「市場と定期市」、「首都ロンドン」、「警察」、「大衆娯楽」、「公衆衛生」、「鉄道」、「歳入」、「船舶」、「日曜日」、「放浪者」そのため、19世紀におけるスポーツの近代化に関しては、上記項目に分類された制定法諸規定を検討する必要がある。また、その際には個々の制定法の背後にある政治的意図に加え、個々の制定法が施行された後の諸判例の検討も必要となろう。イングランドにおけるスポーツに対する政治的な介入はその近代化を促すきっかけになると同時に、その背後にあった政治的な意図についての再考をも促しているように思われる。両法は、アニマル・スポーツと公道でのスポーツ活動を合法的に実施するための条件として、「生活妨害」、「風紀素乱」、「迷惑行為」にあたる要素の払拭と、「動物の福祉」、「万人の通行権」への配慮を提示し、それらの近代化を促したのである。そのため、それらの近代化を停滞させ、前近代性を温存させる側面も有していた。
軸流タービン用羽根なしノズルの研究

軸流タービンでは、従来羽根付きノズルを用い、作動流体を膨張させ、高速旋回流を得ている。最近ガスタービンが多く用いられるようになったが、ガスタービンでは、燃焼ガスにより羽根が腐食され、また高級耐熱材料を使用しなければならない。この研究はこの欠点を除くため、ノズル羽根を使用しないで作動流体を膨張させ、高速旋回流を得ようとするものである。この研究は回転軸に直角にタービンスクロールを設け、スクロール入口から回転軸に直角に作動流体を流入させることにより、回転軸まわりの角運動量を与え、この角運動量を用いて、回転羽根の前方で、膨張旋回流を得るものである。このような流れについて理論的な解析を行い、タービンの回転羽根に適した損失の少い旋回流を得るために必要なスクロールおよび誘導路内の流れについて、計算を行い、誘導路入口において全圧一定な流れが流入した場合について、誘導路内の各点の圧力および速度を求める式を誘導し、またノズル部において半径方向に流出角が一定なノズル流れ、および半径方向に循環が一定なノズル流れを得ることができることを明らかにした。以上の計算結果に基き、2枚の旋回楕円面によって形成される誘導路を有するノズル実験装置を製作した。実験装置の主要諸元は次の通りである。ノズル外径:240mm,ノズル内径;180mm、流出角:15250、空気流量:0.23kg/s。次年度はこの装置を用いて実験を行い、ノズル誘導路およびノズル部の流れを計測し、理論計算の妥当性を明らかにし、軸流タービン用羽根なしノズルの設計法を明らかにする。
理科教育における幼小接続の重要性・教員養成のための指導法の開発

21世紀を生き抜くためにはすべての子どもに科学的探究心、論理的思考力を持たせることが必須であり、これが日本の科学力の下支えをする国民としての意識形成と科学的な生き方につながる。「科学的なものの見方や考え方」は幼児期からの連続した科学教育によって習得され、高等教育への基礎となるため、保育現場での領域「環境」と小学校教育「理科」との円滑な幼小接続が非常に重要である。保育者養成課程の学生には小学校理科教育を見据えた指導力が必要であり、小学校教員養成課程の学生には保育現場で子どもが培ってきた原体験からの「興味・関心」を確実に「科学的探究心・論理的思考力」の獲得へと橋渡しする能力が必要となる。本研究では、学生にその資質を育成するための教材と指導法の開発をめざしている。「動物の生態系」の指導法開発をさらに深め、学生の生物多様性理解に資する環境教育の方法論として論文をまとめた。また「森林の機能と保全の理解」に関して「小学校理科教育への接続を視野に入れた、木を用いた保育教材・指導法の開発」を行い、その成果を日本保育学会第71回大会(2018年5月宮城女子大学)において発表した。地球が直面している厳しい環境を養成校の学生として真摯に捉え、間伐材を利用した教材開発を考え、教育現場で学生が実践することができるよう、授業への取り入れ方の方法論を研究した。学生の科学的リテラシー育成と、自らの学びが子どもの今後の理科教育(数学教育)への接続に寄与するという意識を持たせるための授業方法論も研究している。「巻貝の殻の成長に見られる数学的要素」「貝殻の模様の多様性と種内遺伝要素の多様性」について教材化の研究を継続している。「光の性質」は非常に重要な内容であるが、小学校理科における単元としては扱いが少ないため、幼児教育期の原体験が非常に重要である。「光の性質」に関する多様な教材開発を継続している。「科学的なものの見方や考え方」は幼児期からの連続した科学教育によって習得され高等教育への基礎となる。そのため保育現場での領域「環境」と小学校教育における「生活科」「理科」との円滑な幼小接続が非常に重要である。日本の教育の根幹的問題である理科嫌いの解決のためには、保育者養成課程の学生には小学校理科教育を見据えた指導力が、小学校教員養成課程の学生には保育現場で子どもが培ってきた「興味・関心」を確実に「科学的探究心・論理的思考力」の獲得へと接続する能力が必要である。本研究では、幼児教育から高等教育までの連続性を見据え「エネルギー」「粒子」分野から「光の性質」、「空気と水の性質」、「生命」「地球」分野から「生物と環境」、「昆虫と植物」に的をしぼり、養成課程在学中に扱う教材・指導法の開発を目指している。平成28年度は「生物と環境」の分野における研究成果を日本保育学会第69回大会(平成28年5月東京学芸大学)において『保育者養成課程における領域「環境」の指導』として発表した。学生のもつ原体験と自然に対する感性の調査研究、「生態系」(特に食う食われる関係)理解を図る指導法を報告した。授業実践の成果を併せ大妻女子大学家政学部児童臨床研究センター研究紀要、こども臨床研究(Clinical Studies of Children)第3号2017年3月pp.3846に『教育基本法の改正に伴う教育目標「環境の保全に寄与する態度」を養うための幼小期教員養成課程学生への環境教育についてーI.「生態系」の理解への取組ー』として論文発表した。また日本生物教育学会第101回大会(平成29年1月東京学芸大学)ではマイマイを素材とし、学生に多様な活動に取り組ませた授業成果について『幼児教育における「領域環境」と理科教育との接続への課題ーシングルエイジの教育に携わる人材育成への一考察ー』として発表を行った。現在、実践研究として計画していた幼小接続のための保育者養成課程・小学校教員養成課程それぞれの学生に必要なカリキュラム作成、獲得すべき学習成果のための教材の選定、教材と指導法の開発、授業での実践と検証については調査研究と併せ概ね順調に進んでおり、研究成果の一部を学会発表、論文発表として行うことができた。昨年度発信してきた「生物と環境」の研究成果と並行して「光の性質」についても学生の資質について実態調査を実施し、その分析を行っているところである。「光の性質」は生物として生きていく上で非常に重要な内容であるが、単元としては扱いが少ない。様々な地球規模の問題を抱え、より一層科学的思考が求められる21世紀の社会生活に生きる子どもの姿を想定し、高等教育から何が初等教育、幼児教育で必要とされるのかと教育の道筋を逆にたどることで、どのような内容を保育現場での活動とすべきか、またどのように小学校理科への接続を行うことができるかということが見えてくる。その観点から教材開発を行っており、今後授業実践等を通して検証していく予定である。「生物と環境」に関しては、生態系の理解の教材として限定したサークル(範囲)をモデルとした教材を提示したことで学生の理解の第一歩につながった。今後森林までを対象とした教材・指導法の開発を目指して、現在準備を進めている。実際の保育現場や小学校教育現場に対する調査研究については、どのようにして領域「環境」や理科教育に関する課題を浮かびあがらせていけばよいのかという問題提起の在り方について研究分担者とともに検討を行っているところである。「科学的なものの見方や考え方」は幼児期からの連続した科学教育によって習得され、高等教育への基礎となる。

そのため保育現場での領域「環境」と小学校教育における「生活科」「理科」との円滑な幼小接続が非常に重要である。保育者養成課程の学生には小学校理科教育を見据えた指導力が必要であり、小学校教員養成課程の学生には保育現場で子どもが積み重ねてきた原体験を理解し、子どもが培ってきた「興味・関心」を確実に「科学的探究心・論理的思考力」の獲得へと橋渡しすることのできる能力が必要となる。本研究では、幼児教育から高等教育までの連続性を見据え、「エネルギー」「粒子」分野から「光の性質」、「空気と水の性質」、「生命」「地球」分野から「生物と環境」、「昆虫と植物」を選び、養成課程在学中に扱う教材・指導法の開発を目指している。平成29年度は「光の性質」の分野における研究成果を日本保育学会第70回大会(2017年5月川崎医療福祉大学)において発表した。学生が教育歴の中で蓄積してきた「光の性質」に関する知識について調査し、小学校理科教育「光の性質の単元」への接続を図る教材と指導法について報告した。これを基にアクティブ・ラーニング型授業実践を行い、その成果を日本教科教育学会第43回全国大会(2017年9月北海道教育大学札幌校)において発表した。論文としては、「光の性質」に関して日本教科教育学会全国大会論文集で報告し、幼小接続を主眼として「幼児期の原体験がその後の生活科や理科での学びにどのように影響しているか」について子ども総合研究大妻女子大学家政学部児童学科オンライン・ジャーナルNO.3で発表した。また学生の科学的リテラシー育成と、自らの学びが子どもの今後の理科教育・数学教育への接続に寄与するという意識を持たせるための具体的授業実践について貞静学園短期大学紀要第9号において提案を行った。実践研究として計画していた幼小接続のための保育者養成・小学校教員養成課程学生に必要なカリキュラム作成、獲得すべき学習成果のための教材と指導法の開発、授業実践と検証についてはおおむね順調に進んでおり、研究成果を学会・論文発表として行うことができた。基礎研究として保育者養成・小学校教員養成課程学生の原体験調査・分析も実施した。並行して中学校から高等教育における生徒・学生の科学的リテラシー育成に関する諸問題や諸外国の幼児教育の取組み等の文献研究も進めている。「生物と環境」については「動物の生態系」の指導法開発に続き「森林の機能と保全の理解」に関して「小学校理科教育、さらには算数教育への接続まで視野に入れた木を用いた保育教材・指導法の開発」を行ってきた。「生物と環境」及び「昆虫と植物」の取組みとして自らの学びが子どもの理科教育・数学教育への接続に寄与するという意識を高めるため「生物の形づくり」に着目し、軟体動物、節足動物、脊椎動物等の特徴を簡単に理解できる模型づくりや動植物の形に見られる法則性を学ぶ教材と指導法の開発・授業実践も行った。「光の性質」では、養成校の学生の基礎的理解について実態調査を実施し、それをもとに教材・指導法の開発を行い授業実践に入っている。「光の性質」は非常に重要な内容であるが、小学校理科における単元としては扱いが少ないため、幼児教育期の「光の性質」の原体験は非常に重要である。小学校教員養成課程の学生は、幼児教育における原体験があるからこそ生活科・理科の授業においての生徒の理解に結び付くことを理解してほしい。
低次元量子スピン系のダイナミクスとキャリア導入の効果

銅酸化物における高温超伝導が1986年に発見されて以来、いわゆるモット絶縁体であるところの低次元量子スピン系にキャリアを導入して伝導体さらには超伝導体を見出そうとする努力が広範になされている。その中で、本研究では核磁気共鳴を主な手段として微視的な視点から様々な低次元量子スピン系のダイナミクスを解明し、スピン系の次元性や幾何学的な構造の特徴と関連付けることを第1の目的とし、さらに元素置換によって不純物またはキャリアを導入したことによって磁気ダイナミクスにどのような変化が現れるかを理解することを第2の目的とした。前者については、梯子格子上の擬1次元スピン系、2次元の直交ダイマースピン系を中心に、励起ギャップを持つスピン系の磁気励起が示す多様な振る舞いが明らかになった。後者については、ホールをドープした梯子格子において、キャリアと磁気励起の相互作用によってキャリアの対形成が生じ、熱的に乖離したキャリアが磁気励起のダンピングを引き起こす様子が示された。更に擬1次元においては秩序化に伴う電荷の遅い揺らぎが一般的に観測されることが示された。一方、磁気励起にギャップがあるもう1つの例である近藤絶縁体において、不純物の付近に局在モーメントが現れる事が検証され、量子スピン系との興味深い類似性が見出された。研究の進展につれ、スピンと電荷の自由度だけでなく、格子変形の自由度も絡んだ現象へと興味が拡大した。その例としてTlCuCl_3おける格子変形を伴った一次の磁場誘起相転移の発見、また金属的なパイロクロア化合物Cd_2Re_2O_7における構造相転移と電子系の性質の密接な関連があげられる。これらについては現在も研究が進行中である。本年度は主として、1重項基底状態を持つ新しい擬2次元量子スピン系SrCU_2(BO_3)_2と、キャリアがドープされた梯子格子スピン系(Sr,La)_<14-x>Ca_xCu_<24>O_<41>に対する研究が行われた。SrCu_2(BO_3)_2は反強磁性的な相互作用を持つスピンダイマーが、強いフラストレーションを伴って2次元的に配列したユニークな幾何学的構造を持つ。高磁場での磁化測定から、飽和磁化の分数に量子化された磁化プラトーが観測された。またホウ素核におけるスピン格子緩和率の対数的な磁場依存性から、スピン励起が拡散的な運動をすることが示され、更にスピン拡散係数が低温で著しく減少することが観測された。これは低温でダイマー1重項が形成されるにつれて、スピン励起が次第に局在化することを示しており、不純物を含まない均一な量子スピン系に対しては予想外の新しい現象といえる。この観点から量子磁化プラトーは、局在化したスピン励起がお互いの反発力によって超周期構造をとる結果として理解できる。一方(Sr,La)_<14-x>Ca_xCu_<24>O_<41>は、1重項基底状態を持つ梯子格子スピン系に対するキャリア導入の効果を調べるのに最適な物質である。今年度はキャリアのないLa_6Ca_8CU_<24>O_<41>およびキャリア濃度の低いSr_<14>CU_<24>O_<41>に対して、酸素核と銅核のスピン格子緩和率を比較することにより、スピン励起の波数依存性を調べた。その結果、励起ギャップよりも低温でも、銅核における緩和率が酸素核に比べて著しく増大していることが見出され、反強磁性波数におけるスピン励起が強いダンピングを受けて、低エネルギーのスピンの揺らぎに寄与していることが示唆された。

この他に、高温超伝導体YBa_2CU_4O_8の電気伝導が、磁場によって1次元的な振舞いから2次元的な振舞いに変化する現象や、擬1次元スピン系LiV_2O_6におけるV核のNMRの実験から、鎖端の付近で反強磁性モーメントが生じる現象などが観測された。本年度の主な研究テーマは1)ホールをドープした2本足梯子格子化合物のスピン相関、2)高温超電導体に関連した物質PrBa_2Cu_4O_8における電荷の揺らぎと凍結、3)2次元スピンギャップ系SrCu_2(BO_3)_2におけるスピン相関、4)近藤半導体YbB_<12>におけるスピンギャップと磁気揺動、である。1)では昨年度に引き続きSr_<14-X>Ca_XCu_<24>O_<41>に対し、銅及び酸素原子核のNMR測定を行った。特にホール濃度の高いx=12の試料について詳しい測定を行い、低温ではスピンギャップを持った非磁性状態が実現していること、ギャップよりはるかに低い温度で反強磁性の波数における低エネルギーのスピン揺動が急速に成長すること、更にこれにともなって2本足間の1重項相関が弱まり、替わりに足方向の反強磁性相関が強まることが見出された。これらの現象は、低音で束縛されていたホール対が温度上昇に伴い解離する事によると考えられる。2)PrBa_2Cu_4O_8は高温超電導体YBa_2Cu_4O_8と同じ構造を持ち、CuO_2面は絶縁体であり超伝導を示さないが1次元的なCuO_22重鎖層による金属的な伝導を示す。この物質において、鎖層の銅原子核の核磁気緩和率が電場勾配の遅い揺らぎによって約100Kに大きなピークを示すことが見出された。このことは、金属的な伝導にもかかわらず、低音で一部の電子がグラス的に徐々に凍結局在化していることを示しており、高温超電導体における電荷ダイナミクとの類似が認められる。この他には3)では、スピンエコー減衰曲線を測定する事により、銅原子核間の間接相互作用がダイマー内で著しく強いことを見出した。また4)では低音でエネルギーギャップを持つ近藤化合物においてYb及びホウ素原子核のNMR測定を行い、f電子系の磁気励起ギャップとその磁場依存性が電荷励起ギャップの振舞いと同様である事が示された。15K以下の低温では主にホウ素のsp電子が関与する異常な磁気的揺らぎが観測された。1)ホールをドープした2本足梯子系Sr_xCa_<14-x>Cu_<24>O_<41>における銅サイトのNQRを測定し、電荷の揺らぎの遅延化に起因すると考えられるスピン格子緩和率のピークを見出した。昨年度に行なった高磁場でのNMRの測定結果とあわせると、電荷の運動とスピン相関がどのように関係しているか、またそれらがホール濃度によってどのように変化するかという、擬1次元電子系における基本的な問題を理解する全体像がほぼ得られた。2)近藤絶縁体YbB_<12>およびYbを一部Luで置換した物質に対するホウ素原子核のNMR測定を行なった。ホウ素の2つの同位体に対する結果の比較から、低温でのスピン格子緩和率の異常な温度依存性は、希薄な不純物磁気モーメントによるものであり、これが核スピン拡散を通じて試料全体の核磁気緩和をもたらしていることが明らかになった。今後Lu置換量を系統的に変えることにより、近藤絶縁体における不純物状態の磁気的ダイナミクスが明らかになると期待される。3)ダイマー1重項が厳密な基底状態であるというユニークな性質を持つ2次元スピンギャップ系SrCu_2(BO_3)_2において、^<11>B核のNMR測定を行なった。
ハワイ玄武岩ソースの起源に関する地球科学的・岩石学的研究

本年度は、ハワイ火山の海底から採集した新鮮な岩石試料を用いて、Sr,Nd,Pb,He(Osは分析中)同位体組成を測定した。任鐘元が昨年度までに分析した岩石学的データ(主成分と微量元素)に、新たに得られた同位体組成のデータを加え、ハワイの玄武岩マグマの生成プロセスに関してのモデルを構築し、ハワイマントルプルームのソースの起源を解明した。その成果の一部は中国広州で行われたInternational Conference on Continental Volcanism-IAVCEI 2006国際会議、及びアメリカ地球物理学学会主催の国際会議(2006 AGU Fall Meeting)で発表した。ハワイの火山はKea-trend, Loa-trendと呼ばれる二つの火山列に沿って分布しており、それぞれのトレンドに属する火山の岩石は異なる地球化学的特徴を持っていることが、従来の研究から指摘されてきた。その地球化学的特徴の差を説明するため、ハワイマントルプルームは三つの異なる端成分を有し、その物質が組成的に円心状的、或いは左-右横方向的にゾーニングしているというモデルが多くの研究者によって提案された。しかし今回、全岩の主成分、微量元素と同位体組成を総合的に検討することにより、プルームの中には三つの端成分ではなく二つの端成分でその地球化学的特徴の違いを説明できるという結論に至った。今回新たに提案したモデルでは火山岩の地球化学的特徴の多様性を、従来のモデルのようにプルームの中の端成分物質がゾーニングしているとするものではなく、マグマのソースがマントルプルームの中心部から縁に移動する際のソースに含まれる二つの端成分の混合割合の違いを反映し、その混合割合はプルーム中の温度勾配と各端成分の部分融解度の違いによってコントロールされるとした。その一部の成果はRen et al., (Nature,2005)とRen et al.,(J.Petrology,2006)において論文として発表し、新たに提案したハワイマントルプルームモデルはGeochemistry, Geophysics, Geosystems(G^3)に投稿した。ハワイ火山岩のOs同位体組成に関した論文は2007年にChemical Geologyに投稿する予定である。本年度は、ハワイ火山の海底から採集した新鮮なサンプルを用いて、主成分、微量元素とHe(Hf同位体は分析中)同位体組成を分析した。これまで任鐘元が研究してきた岩石学地球化学を基礎として、新しく得られたデーターを加え、ハワイの玄武岩マグマ生成とハワイマントルプルームのソースの起源に関して総合的に研究を行っている。その成果の一部は去年12月アメリカ地球物理学学会主催の国際会議(2005 AGU Fall Meeting)で発表し、されに今年の中国広州で行われるInternational Conference on Continental Volcanism-IAVCEI2006国際会議で発表する予定である。ハワイ楯状火山は地理的にKea-,Loa-trendに沿って分布しており、その二つのトレンドに属する岩石は異なる地球化学的特徴を持っていると考えられてきた。その地球化学的特徴の差を説明するため、従来ではハワイマントルプルームの物質が組成的に円心状的、或いは左-右横方向的にゾーニングしているというモデルが多くの研究者によって提案された。しかし今回、全岩の組成そしてolivine結晶に含まれているメルト包有物の組成を検討し、ハワイマントルプルームの中の物質はゾーニングしていないと結論し、今までと違う新しいモデルを提案した。ハワイ各火山は成長につれて、そのマグマのソースがマントルプルームの軸部から縁に移動するが、楯状火山岩の地球化学的特徴の相違性は、ソースに含まれる三つの端成分の混合割合の違いを反映し、その混合割合はプリューム中の温度勾配と異なる物質の部分融解度の違いによってコントロールされる。この新しいハワイマントルプルームモデルは論文としてNature(2005)とJ.Petrology(2006)に出版された。

今回新たに提案したモデルでは火山岩の地球化学的特徴の多様性を、従来のモデルのようにプルームの中の端成分物質がゾーニングしているとするものではなく、マグマのソースがマントルプルームの中心部から縁に移動する際のソースに含まれる二つの端成分の混合割合の違いを反映し、その混合割合はプルーム中の温度勾配と各端成分の部分融解度の違いによってコントロールされるとした。その一部の成果はRen et al., (Nature,2005)とRen et al.,(J.Petrology,2006)において論文として発表し、新たに提案したハワイマントルプルームモデルはGeochemistry, Geophysics, Geosystems(G^3)に投稿した。ハワイ火山岩のOs同位体組成に関した論文は2007年にChemical Geologyに投稿する予定である。
トポタクチック構造変換反応を利用したチタン酸化物配向性薄膜の作製

本研究は、層状化合物のトポタクチック構造変換反応を利用して多結晶基板や非結晶基板上で配向性薄膜を作成する低コスト、省エネルギーセラミックス薄膜プロセスの開発を目的とする。この方法は,まず層状金属酸化物をイオン交換反応,インターカレーション反応などのソフト化学反応を利用して,層状金属酸化物を剥離し,金属酸化物ナノシート溶液を作成する。金属ナノシート溶液を基板上に塗布し,乾燥することで,層状金属酸化物の配向性薄膜が得られる。このように作成した配向性薄膜は基板の特性に依存せず,ナノシートの形状に依存するので,多結晶基板や非結晶基板上で容易に高い配向性が得られる。このように作成した層状金属酸化物薄膜を熱処理や水熱処理などの方法で目的物質へトポタクチック構造変換し,目的の金属酸化物配向性薄膜が得られる。本研究期間中には,層状チタン酸H_<1.07>Ti_<1.73>O_4の合成、剥離反応、ステンレス基板上およびチタン金属基板上でのTiO_2、BaTiO_3薄膜の作製について検討した。H_<1.07>Ti_<1.73>O_4層状チタン酸をn-propylamine溶液で処理して層状チタン酸ナノシートゾル溶液を作製できた。このゾル溶液を用いてディッピング法で基板上に層状チタン酸の配向性薄膜の作成に成功した。作製した層状チタン酸の薄膜を空気中で加熱処理を行い、アナターゼ型TiO_2配向性薄膜およびルチル型TiO_2配向性薄膜が得られた。さらに層状チタン酸薄膜をBa(OH)_2溶液中で水熱処理してBaTiO_3配向性薄膜の作製に成功した。低温水熱反応で作成したBaTiO_3配向性薄膜は立方晶系であるが,高温では強誘電性正方晶系BaTiO_3配向性薄膜が得られた。このように作成した正方晶系BaTiO_3薄膜は単結晶基板上にエピタキシャル成長したBaTiO_3薄膜に類似することがわかった。平成13年度は、次の課題について取り込みを行った。1.フラックス法で層状チタン酸塩K_<0.8>Ti_<1.73>Li_<0.27>O_4を合成した。それを硝酸溶液で処理して層状チタン酸H_<1.07>Ti_<1.73>O_4を調製した。その層状チタン酸をn-propylamine溶液で処理して層状チタン酸をナノシート状に剥離し、ナノシートゾル溶液を作製できた。このゾル溶液を用いてディッピング法でステンレス基板上に層状チタン酸の配向性薄膜の作成に成功した。薄膜の透明性や膜厚などの特性は剥離条件に依存する。0.1Mn-propylamine溶液で剥離処理では、透明な層状チタン酸薄膜を作製できることを明らかになった。2.作製した層状チタン酸の薄膜を空気中で加熱処理を行い、酸化チタンの薄膜を作製した。600°Cで加熱処理した場合、アナターゼ型TiO_2薄膜が得られた。

800°Cで加熱処理した場合、ルチル型TiO_2薄膜が得られた。これらの酸化チタン薄膜はそれぞれ[103]と[110]結晶軸方向へ強く配向することがわかった。さらに水熱法でBaTiO_3の薄膜作製についても検討した。層状チタン酸の薄膜を溶液につけると、層状チタン酸が再剥離して溶液に溶けてしまう問題があるが、それを解決するために、層状チタン酸薄膜を300°Cで加熱処理して層間のn-propylamine分子を蒸発させることで層状チタン酸薄膜の再剥離を防ぐことに成功した。このように調製した層状チタン酸薄膜をBa(OH)_2溶液中で水熱処理してBaTiO_3薄膜を作製した。BaTiO_3薄膜は[110]結晶軸方向へ強く配向することが明らかになった。本研究は、層状化合物のトポタクチック構造変換反応を利用して多結晶基板や非結晶基板上で配向性薄膜を作成する低コスト、省エネルギーセラミックス薄膜プロセスの開発を目的とする。平成13年度は、層状チタン酸H_<1.07>Ti_<1.73>O_4をn-propylamine溶液で処理して層状チタン酸をナノシート状に剥離し、ナノシートゾル溶液を作製できた。このゾル溶液を用いてディッピング法でステンレス基板上に層状チタン酸の配向性薄膜の作成に成功した。作製した層状チタン酸薄膜を用いて酸化チタンやBaTiO_3薄膜作成について予備的検討を行った。その結果、層状チタン酸薄膜を空気中で加熱処理すると、600°Cでは、[103]結晶軸方向へ強く配向するアナターゼ型TiO_2薄膜が得られ、800°Cでは、[110]結晶軸方向へ強く配向するルチル型TiO_2薄膜が得られた。さらに、層状チタン酸薄膜をBa(OH)_2溶液中で水熱処理することにより、[110]結晶軸方向へ強く配向するBaTiO_3薄膜を作製できる基本的知見が得られた。平成14年度は、高品質配向性薄膜作成条件を中心に、次の課題について取り込みを行った。1.平成13年度で作製した酸化チタン薄膜は多数な亀裂があり、この問題の起因と解決法について検討した。亀裂の原因は主に基板表面の亀裂と層状チタン酸薄膜作製時に発生する気泡によるものであることを明らかにした。ステンレス基板表面亀裂の研磨除去と層状チタン酸薄膜作成におけるディッピング-乾燥処理繰返しでスムーズな薄膜が得られた。2.BaTiO_3の薄膜作製について、水熱処理条件と膜表面特性と相関関係を調べた。水熱処理温度およびBa(OH)2溶液濃度の増加に伴い、BaTiO_3粒子が成長し、[110]結晶軸方向への配向性が増加するが、膜表面が粗くなる。すなわち、最適温度、濃度条件が有することを突き止めた。平成13,14年度は層状チタン酸H_<1.07>Ti_<1.73>O_4の合成、剥離反応、ステンレス基板上およびチタン金属基板上でのTiO_2、BaTiO_3薄膜の作製基本条件について検討した。H_<1.07>Ti_<1.73>O_4層状チタン酸をn-propylamine溶液で処理して層状チタン酸をナノシート状に剥離し、ナノシートゾル溶液を作製できた。このゾル溶液を用いてディッピング法で基板上に層状チタン酸の配向性薄膜の作成に成功した。作製した層状チタン酸の薄膜を空気中で加熱処理を行い、アナターゼ型TiO_2配向性薄膜およびルチル型TiO_2配向性薄膜が得られた。さらに層状チタン酸薄膜をBa(OH)_
ビタミンAの生理活性発現におけるミッドカインとTGF-βの役割

今迄の研究成果に基づき、ビタミンAの生理活性発現にミッドカイン(MK)とTGF-βが、メディエーターとしてどの様に働いているのかを明らかにすることを目標として、2.肝臓の細胞におけるビタミンAによるTGF-β産生・活性化促進の分子メカニズムと、生成したTGF-βの生理的意義を明らかにする。また、肝臓の細胞においてもビタミンA処理によりMKが発現するかどうかを調る。の2点について実験を行った結果、1.MKは、TGaseにより高分子複合体、特にダイマーになることで、生理活性を発現するようになることがわかった。現在、複合体形成が、レセプターとの結合に必要なのか、それともシグナル伝達に必要なのかを調べている。2.MKは、内皮細胞の増殖、遊走、には直接影響を与えないことがわかった。また、MKが、熱、および酸といった物理的処理に対して安定であり、神経突起伸長活性、および線溶促進活性を発現することを見い出した。ビタミンAは、肝臓の伊東細胞の線溶活性を促進し、潜在型TGF-βの活性化を引き起こし、生成した活性型TGF-βは、自分自身の発現を高めるとともに、コラゲンの産生を高め、このような機構によって、ラットモデルにおいて肝線維化を顕著に増悪させることがわかった。今後は、明らかになった肝線維化の機構に基づき、肝線維化、肝硬変に対する薬の開発に取り組む予定である。