hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
企業における抑止システムの設計を目指して--「法と経済学」からのアプローチ

3.企業責任の哲学的基礎の問題に関しては,企業の活動の場である市場の意義とその構成条件とが明確にされ,企業や個人の活動に対して,特に分配の正義と関わる一定の道徳的制約が課されていることを明らかにした.本年度の実績はつぎの通りである。第一に、企業と逸脱行動を行う取締役・従業員との関係を分析するモデルとしてのプリンシパル・エイジェンシーのアプローチおよび法と経済学の方法に基づいて、生起すると考えられる理論的問題を分担者のそれぞれの領域と視点から明らかにした。第二に、このモデルを基に、分担者のそれぞれの角度から、理論的、実証的な検討を行った。組織体の犯罪行為に関する実証的データーを先のモデルから分析した。また、取引法の領域における代理や代理類似の関係、および不法行為法領域では企業行動の違法ないしは不法な行為を使用者責任や代位責任からこれらの法制度がどのような抑止効果を持ちうるかを検討した。独禁法に違反する企業の行動に同法の制裁措置が与える影響について、その実効性を経済学的分析方法で検討した。さらに企業の活動に対する責任の哲学的基礎について検討したが、なかでも分配の正義や道徳的問題が関連していることを明らかにした。第三に、各分担者が得た各知見を統合するために討議や研究会を経て、本研究を全体として統合し、最適な法制度の設計を提示した。なかでも公的法執行と私的法執行をどのように組合わせるのが最適かに着目した。プリンシパル・エイジョンシーおよび法と経済学の分析方法に基づくモデルの有効性とこのモデルに基づいた各実証的分析の評価を行った。これを企業の違法行動の最適抑止システムに関する研究の成果としてまとめた。
レーザードップラーを用いた筋弛緩剤の効果判定について

中枢性筋弛緩剤(以後筋弛緩剤とする)の顎関節症の筋痛に対する臨床効果が報告されている。しかし、筋弛緩剤が筋痛のどの病態に有効なのかについては不明であり、また咀嚼筋に対する薬理学的効果も検討されていない。通常、筋弛緩剤投与後に骨格筋を直接刺激しても薬剤の筋収縮力に及ぼす影響は少ない。また骨格筋強縮刺激後には収縮後充血が生じることは知られている。この収縮後充血は筋の収縮量、収縮時間、筋血流量などの影響を受ける。一方、筋弛緩剤の骨格筋血流改善作用が筋痛に有用であることは示されている。そこで、筋弛緩剤投与前後の咬筋の収縮後充血を測定することが、筋弛緩剤の薬効判定の一助となると考え、以下の実験を行った。目的:中枢性筋弛緩作用をもつ塩酸ランペリゾンの咬筋収縮後充血を測定し、本薬剤の咬筋に対する薬効を検討した。方法:麻酔下ラット9匹に上記薬剤5mg/kgを静注し、8v,duration 0.1ms,100Hzの強縮刺激で2秒間咬筋を刺激し、レーザードップラーを用いて咬筋の収縮後充血(最大量)、収縮後充血出現時間(収縮後充血が最大になるまでの時間)および収縮後充血半減時間(収縮後充血量が最大の1/2の減少するのに必要な時間)を計測した。結果:投与前後の収縮後充血出現時間および収縮後充血には有意差がみられなかった。収縮後充血半減時間は投与後30分まで投与前より有意差に短縮した(P<0.05)。以上、塩酸ランペリゾン投与によって収縮後充血量は変化無かったことより、咬筋の運動量には影響が無いと考えられた。また収縮後充血時間を有意に短縮させたことより、筋組織内血流を改善させ、筋弛緩を速やかに改善し、短時間で収縮後充血を終了させると考えられた。これらの結果は、筋弛緩剤の薬効判定にレーザードップラーを用いた収縮後充血の測定が有用であることを示唆している。
Ti-Ni系形状記憶合金の荷重/変形/温度組合せサイクル下での機能劣化特性の評価

本研究ではNi-Ti系形状記憶合金の荷重/変形/温度組合せサイクル下での劣化特性の総括的評価を目的として、昭和63年度および平成1年度の二年間にわたり遂行された。先ず第1年次においては、記憶機能劣化評価試験システムの整備、完成および比較的小数回の繰り返し条件下において形状記憶効果および超弾性特性の劣化過程を詳細に検出し、検討を加えた。次いで、第2年次においては特に高サイクル側での特性評価に重点を置き、一連の実験を遂行した。この段階で一般に長時間を要する温度サイクル下での形状記憶効果劣化試験を迅速に遂行するため、予備実験を経て直接通電加熱方式を採用した。本手法を採用することにより、1温度サイクルがおよそ30秒に短縮され、形状記憶合金に関して実用上十分な温度サイクル数である1万回までの繰返し試験を体系的に行うことに成功した。2年間にわたる本研究の結果の大要は以下の通りである。(1)本研究に使用した記憶機能劣化評価試験システムは良好な性能を有することが確認された。(2)形状記憶熱処理温度は相変態温度を規定する主要因子であるが、これはマルテンサイト変態温度に大きな影響を及ぼし、また同一実験温度におけるマルテンサイト相誘起荷重は熱処理温度が低いものほど大きいことが認められた。(3)超弾性特性繰返試験の結果、残留伸び、マルテンサイト変態誘起荷重およびエネルギ貯蔵効率等の特性値は繰り返し初期に大きな変動を示すが、繰り返し数の増加に伴って安定化し、また形状記憶熱処理温度の低いものほど繰返しに対する安全性が優れていることが明らかとなった。(4)最大1万回までの温度サイクル範囲で行った形状記憶効果特性劣化試験の結果、温度サイクルに伴う回復力は繰返し初期では形状記憶熱処理温度の高いものほど高い値を示すが繰返しに伴う劣化は急速であり、超塑性特性と同様に熱処理温度の低いものほど安定性は優れていることが確認された。本研究の目的は形状記憶合金の中で最も汎用性のあるTiーNi系合金を用いて、荷重,変形,温度の各サイクルを任意に組み合わせて試料に負荷し、形状記録機能の劣化特性と強度劣化特性の両者について系統的な評価方法を確立しようとするものであり、研究期間は昭和62年と平成元年の2年間にわたり、本報告はその初年度の研究実績に関するものである。使用した試験機は本研究のために特別に設計製作された新素材機能特性評価試験装置(東京衝機製)で、すでに設置ずみであり、荷重,変形,温度の三つのパラメータを独立に制御し、かつモニターすることができる。試料Ti-Ni系形状記憶合金線材(直径1mm)で、これを有効径8mm,ピツチ2mmのコイル。に巻き、480°Cで形状記憶処理を行い、実験に供した。予備実験の過程において、密閉した試験槽内で温度サイクルを加えると、槽内に乾燥空気中の蒸気が凝縮して結露を生じ、試験環境が変化すめため、槽内に乾燥空気を供給するための装置を付加した。実験は最も基本的な試験パターンとして、上記試料に一定の引張変形を与えた状態で、20°Cから100°Cの間で台形波状に変化する温度サイクルを加え、荷重温度履歴曲線の変化を記録し,詳細な検討を加え、この履歴曲線から得られる回復力の変化を求めた。なお、本試料のMs点は約50°Cである。実験の結果,回復力は温度サイクルの初期の期間は殆ど変化しないか、式は除々に降下するのみであるが、一定期間を過ぎると、両対数紙上で直線的に降下するようになること、および、初期の引張変形量が大きい程降下の速度が大きいことが見出された。

なお、本装置の場合、温度サイクルの繰り返し速度には限界があり、高繰り返し数の実験が困難であるため、目下、加熱冷却方法に改良を加えており、その完成を持って、来年度4月以降に高サイクル領域を含む体系的な実験を行い、長期間にわたる劣化特性の評価方法について検討を加える予定である。本研究は形状記憶合金の繰返し劣化特性の総括的評価を目的として、昭和63年度および平成1年度の二年間にわたり遂行された。第1年次においては、比較的小数回の変形繰返し条件下での形状記憶効果および超弾性特性の劣化特性の基本的部分での把握を行い、検討を加えた。次いで、第2年次にあたる平成1年度においては、高サイクル側での特性評価に重点を置き、一連の実験を遂行した。特に形状記憶効果特性評価については前年度まで使用してきた乾燥空気を媒体とする環境温度による試験片温度の制御に換え、試験片本体である形状記憶合金の電気抵抗を利用した直接通電加熱方式を採用することにより、試験時間の短縮を図ることに成功した。すなわち、環境漕方式では例えば293373K(20100°C)の温度サイクルを与えるにおよそ30分を要したが、通電加熱方式ではこれがおよそ30秒に短縮され、形状記憶合金に関して実用上十分な温度サイクル数である1万回までの繰返し試験が容易に遂行されるようになった。以上の段階を踏まえて行われた本年度の研究結果の大要は以下の通りである。先ず、最大の3000回の繰返し数範囲で行われた超弾性繰返し試験の結果、残留伸び、マルテンサイト変態誘起荷重およびエネルギ貯蔵効率等の特性値は繰返し初期に大きな変動を示すが、繰返し数の増加に伴って安定化すること、また形状記憶熱処理温度の低いものほど、繰返しに対する安定性が優れていることが明かとなった。次いで、最大1万回までの温度サイクル範囲で行った形状記憶効果特性劣化試験の結果、温度サイクルに伴う回復力は繰返し初期では形状記憶熱処理温度の高いものほど高い値を示すが繰返しに伴う劣化は急速であり、超塑性特性と同様に熱処理温度の低いものほど安定性は優れていることが確認された。
原子層炭素材料の化学吸着・脱離制御の理論

3水素化原子欠損を形成したナノグラフェンが示す水素吸脱着自己触媒能力を、凡そ1.3eVまで低下する水素吸着・脱離活性障壁と、同程度の活性をもつナノグラフェン上の水素マイグレーションにより実現できることを突き止めた。この結果を報文で報告し、PCT国際出願を進め、法政大学高井教授による実証実験実施に向けて共同研究を行った。実用材料提供に向けた複数の化学系企業との共同研究も進めた。ナノグラフェン分子で実現した場合に、片面を強く水素還元したグラフォン様ナノグラフェンの合成により、水素放出過程が発熱反応にできることを確認した。インドIACSのSaha教授に協力し有機半導体Cd-MOFの酸化還元反応を調査して特異な伝導特性を示す酸化型及び還元型半導体の合成が可能と学会報告し、加えてNi/グラフェン/Ni積層構造の理論計算により反強磁性配置が安定となる実験と整合する結果を得た。(報文準備中)従来エッジ状態発生が無いとされた1水素終端アームチェア端において、ナノグラフェンバルクにコヒーレントフォノン導入を行うことでエッジ状態を誘起できることを示した。(報文準備中)ナノグラフェン分子として特異な3水素化原子欠損をもつVANG分子を元にポリマー構造を設計し、点欠陥型ゼロモードを配列した分子を構築すると特異な近藤格子系が実現できることを示した。(報文準備中)これらの成果を2つの国際学会における招待講演を通して各国に情報開示した。水素吸蔵物質の設計により、研究目的としたグラフェン水素貯蔵関連デバイスの理論的開発とシミュレーションによる動作実証は、実証実験への確かな情報提供を行ったことで完成した。特に、従来グラフェンによる水素貯蔵で最大の課題とされた水素放出活性障壁が2eVに及ぶ点、有機ハイドライドの水素放出が吸熱反応となる点、の2点を質的に改善し、新しい水素貯蔵方法を物質合成方法の提供で解決した。29年度が最終年度であるため、記入しない。3水素化原子欠損がグラフェンへの全く新しい水素吸着・脱離反応促進触媒効果を発揮することを発見した。各種ナノ炭素構造への自己触媒能賦活化法の社会提供を、特許出願(特願2016-169558)を通して完成した。ここでの自己触媒能とは、3水素化原子欠損への水素吸着による5水素化原子欠損形成とグラフェン表面上への原子状水素拡散を通した3水素化原子欠損(触媒構造)の回復を伴う連続水素吸着反応、及びその逆反応としての、水素脱離反応を、吸着材料であるグラフェン自体が触媒することに相当する。適切なプラントでのグラフォン型水素吸蔵状態を作成する時には原子状水素を利用してよいので、脱離促進が可能な安定水素化グラフェンを活性中心である原子欠損の形成を伴って与えることで動作する。吸脱着時の活性障壁が、凡そ1.3eVと動作上最適であること、構造の合成が比較的容易であること、などの利点が提供されるばかりか、反応促進方法としての外部電場刺激、振動励起導入、などの機能があるデバイスの形成が容易である。これにより、特に現在有望視されている有機ケミカルハイドライドがもつ水素脱離時の吸熱性による問題点を解決して、比較的安価な構成で水素ステーション等を小型化・経済化しながら構築する実用的方法の提供が視野に入った。この研究は福岡工業大学、東京工業大学等との共同研究として行われ、英国での水素エネルギー関連国際会議(AEM2016)や米国物理学会(APS March meeting)で関連報告を実施した。ナノグラフェンのさらなる機能化法として、安定アームチェア型a11端を水素化されたa21端に化学的に変更することが、ゼロエネルギー・エッジ状態を与えることを、トポロジカル数評価法と密度汎関数法による原子構造・電子状態決定法を併用して示した。これらの成果に関連して、報文6報を報告し、関連国際会議発表2件等を実施した。当初の計画に対応してグラフェンの吸脱着反応を増強することを目指し、我々は効率的に脱離活性を上昇する触媒構造を提供することに成功した。この方法は、有機ケミカルハイドライドと異なる固体安定物質系の活用である。特許出願を行って内容を知的財産権として固定した。振動励起等を交流電場の導入等で与え、脱離反応特性の向上をも可能とするデバイス構造を提示した。エントロピー効果により、原子状水素の表面移動反応を活性化する方法を与えた。自己触媒作用を発生させる局所水素化構造の決定と、水素との化学反応経路を完全決定可能とする、理論シミュレーションを実施して、自己触媒構造を同定した。そこで、28年度は計画通りの内容がまず実施されて完了した。我々は、このようにして原子層炭素材料の化学吸着・脱離制御の理論を著しく進めた。加えて今年度は、ナノグラフェンのもつ各種の特性も明らかにした。グラフェンのアームチェア端の特性を東京工業大学との共同研究成果として完成し、アームチェア端上でのエッジ状態を生み出す化学修飾方法が実現できることを世界に先駆けて証明した。ナノグラフェン分子VANGにおけるトポロジカル量子効果を解明して、近藤一重項と同定される基底状態が分子変形に対しても安定であることを数理科学的方法も併用して示し、報文を作成・出版した。よって、本研究は明らかに当初計画以上に進展している。本研究において特許出願を実施した結果、福岡工業大学との連携推進、国内有力化学メーカとの新規産学共同研究実施に目途がついている。

また、学術振興会日印事業に関連するインドIACSとの新たな共同研究の展開を原子層物質系での磁性膜構造における新規磁性解明の目途が立ち、基礎工学研究科共同研究講座での爆合ナノダイヤモンドへの研究展開にも波及効果として複合ナノ材料開発の展開が見込まれるに至った。3水素化原子欠損を形成したナノグラフェンが示す水素吸脱着自己触媒能力を、凡そ1.3eVまで低下する水素吸着・脱離活性障壁と、同程度の活性をもつナノグラフェン上の水素マイグレーションにより実現できることを突き止めた。この結果を報文で報告し、PCT国際出願を進め、法政大学高井教授による実証実験実施に向けて共同研究を行った。実用材料提供に向けた複数の化学系企業との共同研究も進めた。ナノグラフェン分子で実現した場合に、片面を強く水素還元したグラフォン様ナノグラフェンの合成により、水素放出過程が発熱反応にできることを確認した。インドIACSのSaha教授に協力し有機半導体Cd-MOFの酸化還元反応を調査して特異な伝導特性を示す酸化型及び還元型半導体の合成が可能と学会報告し、加えてNi/グラフェン/Ni積層構造の理論計算により反強磁性配置が安定となる実験と整合する結果を得た。(報文準備中)従来エッジ状態発生が無いとされた1水素終端アームチェア端において、ナノグラフェンバルクにコヒーレントフォノン導入を行うことでエッジ状態を誘起できることを示した。(報文準備中)ナノグラフェン分子として特異な3水素化原子欠損をもつVANG分子を元にポリマー構造を設計し、点欠陥型ゼロモードを配列した分子を構築すると特異な近藤格子系が実現できることを示した。(報文準備中)これらの成果を2つの国際学会における招待講演を通して各国に情報開示した。水素吸蔵物質の設計により、研究目的としたグラフェン水素貯蔵関連デバイスの理論的開発とシミュレーションによる動作実証は、実証実験への確かな情報提供を行ったことで完成した。特に、従来グラフェンによる水素貯蔵で最大の課題とされた水素放出活性障壁が2eVに及ぶ点、有機ハイドライドの水素放出が吸熱反応となる点、の2点を質的に改善し、新しい水素貯蔵方法を物質合成方法の提供で解決した。3水素化原子欠損を形成したナノグラフェン構造が示す水素吸脱着自己触媒能力は、水素貯蔵材料開発に全く新たな戦略を提供した。水素化社会へ向けたインフラ整備における経済波及効果を与えうる。新たな知見、物質材料、構成方法、利用方法を、我々は与えている。この方向で、基礎研究段階の新規原子層材料開発ばかりでなく、実用材料提供に向けた実業化プランニングにも、着実な推進方法が選択されることが望まれている。そこで、まず共同研究の推進方策として、国際共同研究、産学共同研究を展開する。具体的には、ナノグラフェンの能力を最大化するための水素貯蔵能を与える炭素材料のより経済的な供給方法を含め、インドにおける研究機関としてその中心地の一つであるIndian Association for the Cultivation of Science (IACS)のSaha教授との共同研究を積極展開する。これは、国内では新たに東工大・NIMS・東北大等の主要機関を巻き込むものに発展しうる。
人々の公正感が環境ビジネスにおける企業行動及び政策設計に与える影響

本研究では、人々の公正感が環境ビジネスにおける企業行動及び政策設計にどのような影響を与えるか、アンケート調査により明らかにした。調査結果により、企業側・消費者側のどちらの側に補助金が導入されるかで、企業の価格戦略に対する人々の公正感も異なってくることが明らかになった。このことは、従来経済分析の枠組みでは無視されることが多かった公正性を取り込んだ政策設計の必要性を示しており、補助金の経済分析に新たな視点をもたらす貢献であると言える。平成22年度は、人々の公正感が環境ビジネスにおける企業行動及び政策設計にどのような影響を与えるのか明らかにすることを目的として、主に以下の2点について研究を進めた。(1)文献調査による仮説の構築文献調査を行い、環境ビジネスという文脈で明らかにする意義が大きいと思われる論点を分析し、具体的な仮説を構築した。(2)アンケート調査上記(1)で構築した仮説を検証するために、アンケート調査(web-basedアンケート)を行った。調査で検証した具体的な仮説としては、主に次の2点に分類される。(a)企業の価格戦略は、補助金が生産者側に支払われる場合と消費者側に支払われる場合とでは、人々の公正感に異なる影響を与える。(b)企業の価格戦略は、補助金の性質によって、人々の公正感に異なる影響を与える。これらの仮説の経済学及び環境政策上の意義としては、税(補助金)の帰着分析(税が最終的に誰によって負担されるか)に新たな視点をもたらすことが挙げられる。従来の帰着分析では、表面上の税の負担は最終的な帰着に影響を与えないとされてきた。しかし、企業の価格戦略が人々の公正感に影響を与えるとき、この主張は成立しないことになり、誰にどのような性質の補助金を与えるかという政策上の決定が、補助金の帰着やひいては補助金の効果(環境技術開発の促進など)に影響を与えることになる。アンケート調査結果の詳細な分析は次年度に行うことになるが、予備的な分析では、状況によっては仮説が成立するように見られる。平成23年度は、平成22年度に実施したアンケート調査をもとに質問を改訂し、再度アンケート調査(web-basedアンケート)を行った。検証した主な仮説は以下の通りである。1.補助金が導入されたとき、消費者は自分たちが補助金を実質的に受け取るべきであると考える(「補助金に対する権利」が自分たちにあると考える)。従って、補助金の一部が企業の利益につながるような様々な価格戦略は、人々は不公正であると感じる。2.標準的な経済理論では、補助金が企業側・消費者側のどちらに導入されても経済的な帰結は同じであるとしている。しかし、人々は損失を利益よりも重視する傾向があること(Loss aversion)により、どちらの側に補助金が導入されるかで、企業の価格戦略に対する人々の公正感も異なってくる。6.補助金により製品の売り上げ増などにつながり利益が増えた場合、消費者は「その利益に対する権利」が自分たちにあると考え、従って利益は消費者に還元されるべきであると考える。調査結果の詳細な分析はまだ終わっていないが、予備的な分析結果では、仮説1,2,3について明白に成立するわけではなく、おそらく仮説の通り行動するタイプの人とそうでない人とが混在していると判断される。本研究の結果は、人々の公正感が企業の価格戦略に影響を与える可能性を示したものであり、従って補助金に関する公正感が実質的な政策結果にも影響を与える可能性を示したと言える。例えば、誰にどのような性質の補助金を与えるかという政策上の決定が、環境技術開発の促進に影響を与える可能性があり、従来経済分析の枠組みでは無視されることが多かった公正性を取り込んだ政策設計の必要性を示唆すると言える。
移植を目的とした新しい臓器保存法の開発(アミノ酸,短鎖脂肪酸の効果について)

初年度の実験として、単純な構造のアミノ酸の肝虚血および再潅流傷害に対する効果を検討した。また、再潅流傷害に着目し、現在注目されている過酸化による臓器傷害を予防する目的で、抗酸化剤、接着分子(p-selectin)に対する単クローン性抗体の実験も同時に行なった。1)Glycineは、最も単純なアミノ酸のひとつであり、虚血傷害に対して、細胞内protease活性を抑え、Slutathione合成に関与し、また、ミトコンドリアに対してエネルギー産生に寄与している可能性が示されている。そこで、ラット肝虚血・再潅流モデルにおいて、その効果について検討した。Glycineは、再潅流後の組織内glutathioneを増加させることにより、再潅流後の肝組織中の過酸化反応および細胞傷害を有意に抑え、また再潅流後のエネルギー状態の改善にも有効であった。Glutathione perexidase様効果の期待されるEbselenについては、同様に,再潅流傷害予防効果につき検討した。Ebselenは、再潅流後の脂質過酸化物(とくにLooH)の除去に有効であり、やはりGSH-Px様効果になるものと考えられ、さらに、好中球浸潤の抑制、組織の壊死の予防にも有効であった。3)p-selectinに対する単クローン性抗体は、虚血前および再潅流直後に投与することにより、再潅流後の組織内細胞浸潤、組織の壊死を有意に抑えた。これらの薬剤は、臓器保存液中に入れておくことが重要と考えられ、虚血傷害および再潅流傷害の予防、エネルギー状態の改善に有効であることが期待されたが、さらなる研究を必要とする、と考えられた。
心血管系疾患におけるAPV受容体の作用点に関する研究

近年、心血管系疾患において三量体G蛋白質と共役している7回膜貫通型受容体からのシグナルが、その病態の進行や抑制に重要であることが判ってきた。申請者はごく最近、血圧調節に重要なアンジオテンシンI型受容体と高い相同性をもつマウスの7回膜貫通型受容体・APV(AT1-related apelin/virus)をクローニングした。本研究の目的は、(1)細胞レベルにおけるAPV受容体の情報伝達系路と生理的意義の解明と、(2)APV受容体の遺伝子操作マウスを用いて、組織・個体レベルにおける血圧制御、動脈硬化症、心筋症や心肥大に対するAPV受容体の作用点を解明することである。(1)APV受容体の細胞内情報伝達経路の解明APV受容体安定発現細胞株を樹立し、細胞内情報伝達として三量体G蛋白質のGiと共役していること、さまざまな生理作用を担うリン酸化酵素であるAktを活性化することを明らかにした。さらにAktへ至るシグナル伝達経路の同定と、その生理的意義として細胞遊走活性を有することを突き止めた(業績2)。(2)APV受容体の個体機能解析APV受容体を介するシグナルに関して、遺伝子欠損マウス・遺伝子導入マウスを作製することにより正常、消失、増強という3つの状況を準備し、血圧調節・心血管系イベントへの影響を直接評価する。(1)APV受容体遺伝子欠損マウスの作製:ホモ遺伝子欠損マウスの作出に成功し、APV受容体が血圧降下作用を有する新しい血圧制御系であること、また、この血圧降下作用には一酸化窒素(NO)系の活性化を介することを証明した。(2)APV受容体遺伝子導入マウスの作製:血圧調節や各種疾患の進展において極めて重要である血管内皮細胞や血管平滑筋細胞に着目し、これら細胞特異的にAPV受容体が過剰発現する遺伝子導入マウスを作製した。各マウス系統の表現型解析の結果、血管内皮細胞におけるAPV受容体は血圧降下作用を、また、血管平滑筋におけるAPV受容体は血圧上昇作用を有していることを個体レベルにおいて証明した。さらにAktへ至るシグナル伝達経路の同定と、その生理的意義として細胞遊走活性を有することを突き止めた(投稿中)。(1)APV受容体遺伝子欠損マウスの作製:ホモ遺伝子欠損マウスの作出に成功し、APV受容体が血圧降下作用を有すること、また、この血圧降下作用には一酸化窒素(NO)系の活性化を解することを証明した。(2)APV受容体遺伝子導入マウスの作製:血圧調節や各種疾患の進展において極めて重要である血管内皮細胞や血管平滑筋細胞に着目し、これら細胞特異的にAPV受容体が過剰発現する遺伝子導入マウスの作製を試みた。現在、各APV受容体遺伝子発現マウスの作製に成功し、その表現型の解析を行っている。

(1)APV受容体遺伝子欠損マウスの作製:ホモ遺伝子欠損マウスの作出に成功し、APV受容体が血圧降下作用を有する新しい血圧制御系であること、また、この血圧降下作用には一酸化窒素(NO)系の活性化を介することを証明した。(2)APV受容体遺伝子導入マウスの作製:血圧調節や各種疾患の進展において極めて重要である血管内皮細胞や血管平滑筋細胞に着目し、これら細胞特異的にAPV受容体が過剰発現する遺伝子導入マウスを作製した。各マウス系統の表現型解析の結果、血管内皮細胞におけるAPV受容体は血圧降下作用を、また、血管平滑筋におけるAPV受容体は血圧上昇作用を有していることを個体レベルにおいて証明した。
架橋分解と極性変換を利用する光剥離性接着・粘着材料の開発

接合した物体を使用後回収・再利用しやすくするため,架橋構造の分解と側鎖の極性変換を通じて光照射で剥離可能となる接着・粘着剤の開発を試みた。後者については合成した光極性変換基含有モノマーが不安定なためポリマーへの組み込みができなかったが,前者については新たに光分解性架橋剤を合成し,これを用いた架橋樹脂の紫外光で分解で接着・粘着力の低下を確認した。増感剤や感光性部位の開発により架橋構造の感光域は紫外光から近紫外域まで拡張でき,その特異な挙動を光照射しながら粘弾性を測定できる特殊な測定装置で観測できた。本年は、光分解性架橋剤の合成とそれを用いた架橋高分子の合成と分解について詳しく調べた。光分解性架橋剤としては当初から計画していた、コアであるベンゼン環から"重合性基と光分解性のアシルオキシムユニットが隣接した腕"を三本有する三官能のもの、および二官能のものを新規に合成し、各種スペクトル測定と元素分析により同定を行った。また、示差熱-熱重量同時測定によりこれらの架橋剤の耐熱温度は150°C以上と比較的高いことを確認した。これらの新規光分解性架橋剤はアクリル酸メチルと共に光分解の起こらない長波長で光重合することで、溶媒不溶の架橋フィルムを形成した。できた架橋フィルムに254nmの紫外線を照射すると、アシルオキシムユニットに由来する紫外スペクトルの250275nmのピークが減少した。また、紫外線照射前後の赤外差スペクトルで1740cm-1付近のピーク減少が確認できた。さらに、紫外線照射量の増加に伴い、フィルムをテトラヒドロフランに浸漬した後の膜厚は減少した。これらの結果より、紫外線照射によって架橋構造を崩壊させ、線状高分子に分解できることを確かめた。回収した線状ポリマーの分子量をサイズ排除クロマトグラフィーで測定したところ、同条件で架橋剤を入れずに光重合したポリアクリル酸メチルホモポリマーと平均分子量は大きく変わらなかった。以上のように、新規光分解性架橋剤の重合と紫外光分解が達成できた。二官能および三官能の光分解性架橋剤をそれぞれアクリル酸ブチルと共重合することで粘着剤を合成した。合成は熱重合と光重合の二種類で行い,前者ではゲル化直前まで熱重合したのち再沈殿を繰り返して得たポリマーを溶液にして基板に塗布することで,後者では光ラジカル重合開始剤を加えて近紫外光照射し薄膜を直接形成することで粘着層を得た。これらの粘着層に高圧水銀灯の紫外光を照射し粘着力変化を180度剥離試験で測定したところ,いずれの場合も長時間の光照射で粘着力が減少することを確認した。前年度の研究で,組み込んだ架橋剤が光分解し解架橋することを確認していることから,粘着剤中の架橋分子が光分解されることで粘着層の凝集力が低下し,粘着力が低下したことが示唆された。さらに,熱重合で合成したポリマー溶液に,代表的な三重項増感剤である2-イソプロピルチオキサントンを加えレオメータ中で365nm光を照射したところ,数十秒の照射で粘度や貯蔵弾性率などの粘弾性パラメータが減少した。このことから,適切な増感剤を併用することで光分解性架橋剤の感光域を近紫外まで拡張できることがわかった。また,UVレオメータを用いた測定が,簡便に増感効果を確認できる一方法であることがわかった。一方,光分解性極性変換モノマーとしてメタクリル部位とカルボン酸を光分解性基でつないだモノマーを合成したが,現時点では単離には至らっておらず,キャラクタリゼーション及び粘着剤への応用は次年度に持ち越すこととなった。これまでに合成に成功した光分解性架橋剤の分解挙動の解明のため,UVレオメータによる粘弾性パラメータの解析を引き続き行った。その結果,モノマーであるアクリル酸n-ブチルに光分解性架橋剤,増感剤である2-イソプロピルチオキサントンにトルエンを加え,従前より高濃度の架橋剤を溶解できる混合液を作成し測定したところ,貯蔵弾性率,損失弾性率,および複素粘度といった粘弾性パラメータが,一旦上昇したのち下降する挙動が確認できた。この結果は光照射と光分解が連続して進行したことを示しており,一度の測定で両方の挙動が連続して観測できた初めての例であると考えている。これらの挙動は,溶媒使用のため全体に変化が小さかったので,さらに組成比と液調整のプロセスを改良したところ,無溶剤系でより顕著なパラメータ変化を観測することにも成功した。以上の系では,応用範囲の広い近紫外光での感光性を持たせるために増感剤を使用していた。しかし増感剤を硬化・架橋した系で光反応部位まで届かせるためには一定濃度以上を添加する必要がある。そのため,7つの芳香環が連なった芳香族ケトンを原料とするアシルオキシム型光分解性架橋剤の合成に着手し,単離と同定がほぼ完了した。一方,光極性変換型モノマーは精製途中での重合を回避することにいまだ成功せず,こちらのアプローチを進展させることはできなかった。この点を踏まえ,分子設計の見直し,および高分子反応など合成経路の変更を検討しているところである。当初計画では,光分解性架橋剤と光極性変換モノマーの併用で光剥離を実現する予定であったが,前者については計画以上の進展があったものの,後者は依然として単離できておらず,やや遅れていると言える。コアであるベンゼン環と重合性基を光分解性のアシルオキシムユニットでつないだ三官能型光分解性架橋剤を合成した。

この架橋剤とアクリル酸メチルを共重合した架橋フィルムに254nm光を照射すると,アシルオキシムユニットが光分解することがIR・UVスペクトル変化から確認できた。また照射後のフィルムはテトラヒドロフランに溶解してSEC測定が可能となり,その分子量は数万Daであった。次にこの架橋剤とアクリル酸ブチルを重合して粘着剤を形成し180度剥離試験で引張強度を測定すると,粘着力が高圧水銀灯の照射とともに低下し,光剥離性を示した。このような解架橋系を長波長光でも達成するため,光分解性架橋剤とアクリル酸ブチルの共重合体溶液に増感剤2-イソプロピルチオキサントンを加え,UVレオメータで365nmのLED光を照射しながら粘弾性を測定した。すると,各粘弾性パラメータは光照射と共に低下し,増感分解が確認できた。また,モノマーであるアクリル酸ブチルと光分解性架橋剤,増感剤の混合溶液の測定では,UVレオメータ中で架橋樹脂形成と光分解の2つの連続した反応を一度に観測することができた。一方,光極性変換基含有ポリマーについては,合成に至らなかった。特に,メタクリル部位とカルボン酸を光分解性でつないだモノマーは合成者も変えて何度も挑戦したが,精製途中で重合と架橋が起こってしまい,ポリマーへの組み込み等を果たすことが最終的にできなかった。そこで,光分解性架橋剤の更なる展開を目指し,トルクセノン誘導体をコアとする三官能架橋構造を持つポリウレタン樹脂を合成した。できた樹脂は増感剤なしでも粘弾性パラメータの低下を示し,ポリウレタン系への拡張と長波長感光化に成功した。以上のように,光極性変換基を組み込むことはできなかったが光分解性架橋剤は目的通りの役割を果たし,光剥離と長波長感光化が達成できた。接合した物体を使用後回収・再利用しやすくするため,架橋構造の分解と側鎖の極性変換を通じて光照射で剥離可能となる接着・粘着剤の開発を試みた。後者については合成した光極性変換基含有モノマーが不安定なためポリマーへの組み込みができなかったが,前者については新たに光分解性架橋剤を合成し,これを用いた架橋樹脂の紫外光で分解で接着・粘着力の低下を確認した。増感剤や感光性部位の開発により架橋構造の感光域は紫外光から近紫外域まで拡張でき,その特異な挙動を光照射しながら粘弾性を測定できる特殊な測定装置で観測できた。当初計画の2つの柱の一方である光分解性架橋剤に関しては,粘着剤に組み込み紫外光照射で粘着力が低下することを確認できた。しかし光分解性極性変換モノマーについては,一応合成はできたものの,精製が困難でキャラクタリゼーションが完全に終わっていない。前者は計画通り進行しているが,後者が遅れているので,全体としてはやや遅れていると判断している。光極性変換については,当初計画のように一旦モノマーを合成してから重合するアプローチは困難である可能性が高まったことから,1.別の分子設計を行う,2.高分子反応など別の導入方法を検討する,ことで接着・粘着剤に組み込み,光剥離の基礎評価までは行いたいと考えている。高分子化学早急に光極性変換基含有モノマーを単離し,粘着剤や接着剤に組み込む。当初計画においては、光分解性架橋剤および光極性変換基含有モノマーという二種類の新規材料を合成し基礎的評価を行う予定であった。しかし前者に相当する三官能光分解型架橋剤が合成でき、同様の方法ですぐに二官能のものも得られたので、これらの光重合および光分解の詳しい解析を計画以上に先行させた。
理工学系実習における技能習得・安全教育用3D映像教材の開発と効果の検証

本研究の目的は、(1)3D映像を活用した超臨場感デジタル立体映像教材を開発すること、(2)3D映像教材による技能習得効果について検証する事である。最終的には、本成果により理工学系学生実習科目の技能習得効果および安全性の向上を目指すものである。具体的には、工学部機械システム工学科の実習科目である機械工作実習で使用する機械工作加工の実技をデジタル3Dビデオカメラにより撮影し、3D映像教材として開発した。教材に使用した実習工作機械は、(1)NCフライス盤、(2)手仕上げ・ボール盤、(3)アーク溶接・ガス溶接の3種類である。撮影した映像データは、パソコンに取込みステレオスコピック3Dに対応した編集ソフトMovie Studio Platinumを使い、奥行・飛出し方向の調整・編集した。編集後は、MPEG-4MVC/H.264AVCHD規格でBlu-rayディスクへオーサリングした。開発した3D映像教材は、46インチの3D対応液晶テレビを使い技能習得効果の検証のため実習前に受講する学生に見せ、2D映像や映像教材を使わない場合と比較した。本研究の検証のため個人情報を伴わない無記名アンケート調査およびインタビューを学生に対して行った。アンケート集計の結果、3D映像教材の方が2D映像や映像教材を使わない場合に比較して臨場感があり、工作実習の技能習得および安全に関してより理解が深まったという点と実習前に3D映像教材を鑑賞するバーチャル的な体験をすることで、実習に対するモチベーションが上がったという意見の検証結果が得られた。
“人間科学"授業アーカイブの開発とケーブルテレビ網を利用した生涯学習への適用

本研究を平成13年から15年にかけての3年研究として申請した当時、所沢シティーケーブルネットワークを通じて、生涯学習を前提として、細々としたチャンネルを一つ確保しようというもくろみであった。しかし、大学革新の波は激しく、思いもかけず、早大人間科学部にe-schoolを併設する申請を大学の方針として提出し、翌年認可を受け、平成15年4月スタートという結果になった。私たちのプロジェクトは、もともと(1)授業アーカイブ作成方式の確立(2)オンデマンド型遠隔授業方式の確立(3)オンデマンド授業方式のオンキャンパス,オフキャンパス授業への利用の3つの目的から構成されていたので、(3)の実践対象が所沢市ケーブル網から一挙に世界中に配信可能なADSL対応に変えられた。結論的には、研究そのものは、一挙にわれわれの使命である、早大人間科学部e-schoolのスタートのための先行研究としてのみこまれていった。結論的にはいえば、われわれのこの3ヵ年の研究は全く完壁にこの目標を完遂することができた。(1)に関しては、スタジオ撮影と教室のライブ撮影の2つのスタイルの映像からストリーミング技法を用いた、Web教材を基本的に15分のモジュールのN倍(基本的に60分程度)の長さを持った教材に編集し、実用に供している。(2)に関しては、BBSを利用し、30人1クラス単位に教育コーチを割り当て、e-schoolでなくては実現できない、個別教授方式を実現している。小テスト、期末テストを実施、管理する評価機能も有している。(3)に関して、オフキャンパス利用は、約160人の社会人を対象(海外在住者を含む)として、人間環境科学科,健康福祉科学科,人間情報科学科で、計約40科目が実践されている。更にオンキャンパス利用では、対面授業とWEB教材の併行利用が実践され、論文作成中である。授業アーカイブ作成に開して、実際にどのような課題があるのかを探る目的で、半期の人間科学授業3つについて撮影を行った。撮影はアングルの異なる3台以上のDVカメラによって行い、授業開始前に数人で設置した上で、授業中は1人以上が付き添う形をとった。音声に関してはDV、NT、UHF経由でDVを試みたが、音声が最も高品質であったのはNTであった。品質を考慮してカメラとは別にNTで録音を行った場合、最終的には音声データを映像と同期する必要があり、どの程度品質を追求するかという問題が浮上した。また、講義資料に関しては、その形態とアーカイブ化および著作権について様々な問題を抱えることとなった。資料が本のコピーなどである場合、スキャナによる取り込み作業が必要となるのみならず、著作権に十分配慮する必要があり、これを予めパワーポイントなどでデジタル化しておく方式では、毎週の資料作成とその確認のための授業者との打ち合わせなど、撮影側にも講義者側にも多くの負担が発生してしまった。また、容量を考慮して講義映像を軽くした場合には、黒板の文字が不鮮明になるなど、板書に関しても課題が残った。実際の撮影と平行してアーカイブ化に必要な基礎実験を行った。今年度は特に講議映像のカメラアングルの違いが学習者に及ぼす影響を検討した。正面・右・右斜・左・左斜から撮影した15分間の模擬講義の映像提示後、再生テストとアンケートを実施し、各アングル間の比較を行った。その結果、再生テストでは統計的に有意な差は認められなかったが、アンケートでは、見やすさ、講師の感情の読み取りやすさ、講師との視線の一致についてカメラアングルの影響が見られた。この結果をうけて、今後どのアングルによる映像を主としてアーカイブ化を行うかを検討し、順次アーカイブ作成を行っていく。本年度の主要実績は以下の2項目である.

1)「環境色彩論」,「ライフコース論」授業アーカイブの開発2)オンデマンド型web-learningを組み込んだ講義型授業「教育デザイン論」の実践と評価1)の遠隔講義映像を実際に作成する過程において,以下のような知見が得られた.まず,撮影方法に関しては,実際の講義を撮影する場合,かなり広めの教室でない限り,遅刻者や着座した学生などが画面を遮ってしまうことは避けられず,そういった意味では,スタジオ撮影のほうが遠隔講義映像としては適しているといえる.一方で,提示画像として,スタジオで撮影したような講義者の映像だけではなく,受講生映像を組み合わせて提示する効果を,受講行動の促進の側面から検討した結果,映像中の受講生の受講態度が真面目であれば学習行動を促進し,そうでなければ阻害することが示された.このような結果を踏まえ,実際にアーカイブ化する映像の種類に関しては,全体の情報量や利用方法から最適な組み合わせを検討していく必要があると考えられる.また,講義中の提示資料に関して,とくに板書は,スライドなどに比べると毎回行われる行為ではなく,またその場所も不定であることから,撮影が難しく,また,アーカイブ化に際してはより工夫が必要なメディアであるといえる.2)においては,教育デザイン論全12回の講義型授業と,文字+スライドからなるインターネットを利用したオンデマンド型web-learning教材の平行利用を行った.この結果,伝統的な講義型授業と比し,学習者の講義型授業受講中のactivityは,web教材へのアクセス面だけでなく,教師側の質問に対する回答数,その質的高まりにおいて明確な差異を示した.本研究を平成13年から15年にかけての3年研究として申請した当時、所沢シティーケーブルネットワークを通じて、生涯学習を前提として、細々としたチャンネルを一つ確保しようというもくろみであった。しかし、大学革新の波は激しく、思いもかけず、早大人間科学部にe-schoolを併設する申請を大学の方針として提出し、翌年認可を受け、平成15年4月スタートという結果になった。私たちのプロジェクトは、もともと(1)授業アーカイブ作成方式の確立(2)オンデマンド型遠隔授業方式の確立(3)オンデマンド授業方式のオンキャンパス,オフキャンパス授業への利用の3つの目的から構成されていたので、(3)の実践対象が所沢市ケーブル網から一挙に世界中に配信可能なADSL対応に変えられた。結論的には、研究そのものは、一挙にわれわれの使命である、早大人間科学部e-schoolのスタートのための先行研究としてのみこまれていった。結論的にはいえば、われわれのこの3ヵ年の研究は全く完壁にこの目標を完遂することができた。(1)に関しては、スタジオ撮影と教室のライブ撮影の2つのスタイルの映像からストリーミング技法を用いた、Web教材を基本的に15分のモジュールのN倍(基本的に60分程度)の長さを持った教材に編集し、実用に供している。(2)に関しては、BBSを利用し、30人1クラス単位に教育コーチを割り当て、e-schoolでなくては実現できない、個別教授方式を実現している。小テスト、期末テストを実施、管理する評価機能も有している。
多孔質SUS支持体へ2層のシリカ層を付与することで耐久性を高めたPd系薄膜の創製

本研究では、多孔質SUS支持体へ複層化した中間層を導入することで耐久性を高めたPd系薄膜の創製をめざした。具体的には、中間層としてミクロ孔をもつシリカライト層上にメソポーラスシリカ層の形成をめざしたが、強度が不十分であった。そこで、耐久性を向上させるため、メソポーラスシリカ層もしくはシリカライト層上にメソ孔をもつアルミナ層を載せた中間層の形成を行った。結果、高い水素パーミアンスを示すメソポーラスシリカ層をもつPd膜と、室温でヘリウムを透過しないシリカライト層をもつPd膜が得られた。よって、水素パーミアンスと水素選択率の両者を制御する手法として、複層化した中間層の導入が有効であることが示された。本年度は、水素選択透過性をもつパラジウム(Pd)膜について、特に、水素透過性向上を実現する薄膜化の方法として、多孔質ステンレススチール(SUS)支持体へ、本研究で採用した2種のシリカ層の導入を試みた。焼結法で形成された多孔質SUS支持体表面は粗く、形成される細孔が均一でない。よって、無電解めっき法によりPd膜を直接形成した場合、比較的大きな細孔をめっき層で閉塞するには、Pdの大きな膜厚を必要とする。そこで、具体的には、ミクロ孔をもつゼオライト層(シリカライト層)もしくは有機シランを用いてメソ孔を付与したシリカ層(メソポーラスシリカ層)で、多孔質SUS支持体表面を被覆し細孔径の制御をめざした。以下を本年度の研究実績とする。1.シリカライト層は、水熱合成により導入した。多孔質SUS支持体上に、水熱合成1回で約90マイクロメートルのシリカライト層が形成され、室温でのヘリウム透過流束をシリカライト層導入前の値から約350分の1まで低減した。この低減効果は、無電解めっき法で直接Pd膜を形成した場合に必要となる膜厚20マイクロメートルに相当することから、シリカライト層の導入により、約20マイクロメートル相当のPdが削減可能であることを見出した。2.シリカライトに比べ細孔の大きいメソポーラスシリカ層についても、水熱合成により導入した。メソポーラスシリカ層は、2回の水熱合成で、室温でのヘリウム透過流束を1/10程度まで低減させ、3回では1/100程度まで減少させた。本研究では、メソポーラスシリカ層上へシリカライト層を複層化し、必要最小限の膜厚でPd層を形成することをめざしている。この目的を達成する上で、シリカライト層のベースとなるメソポーラスシリカ層導入によるヘリウム透過流束の低下は、シリカライト層による低減効果と相乗し、2層のシリカ層が効果的に機能するために十分な値と判断される。本年度は、水素選択透過性をもつパラジウム膜の薄膜化をめざし、昨年度実施した2種の中間層(シリカライト層とメソポーラスシリカ層)の導入法の検討に基づき、多孔質ステンレススチール(SUS)支持体シートおよび管上へ複層化した中間層を付与した。さらに、中間層上にパラジウム膜を成膜し水素透過性と選択性を評価した。1多孔質SUSシート上へメソポーラスシリカ層を形成後、シリカライト層を形成したところ、中間層の強度が不十分であり、これら2層の複層化は困難と判断した。2シリカライト層の代替として、アルミナ層を支持体上へ形成した。その結果、アルミナ層の形成にはベーマイトゾルを用い、その濃度を支持体の細孔径に対して最適化することで、ディッピングにより安定したアルミナ層を形成できることを見出した。加えて、アルミナ層上には、多孔質SUS支持体上へパラジウム膜を無電解めっき法で成膜する手法と同様の手順で、パラジウム膜を成膜可能であり、複合した中間層の上層として適していることを見出した。3多孔質SUSシート上へメソポーラスシリカ層を形成後、アルミナ層を形成、さらに無電解めっき法でパラジウム膜を成膜することができた。よって、同様の手順で多孔質SUS管上に成膜を実施した。この結果、得られた複合膜(パラジウムの膜厚:19マイクロメートル)は、ミクロ孔をもつシリカライト上に4マイクロメートルのパラジウム膜を成膜した複合膜に比べ、水素パーミアンス、水素選択率(ヘリウムに対する水素パーミアンスの比)共に2倍と大きな値を示した。これは、支持体上へまず大きな細孔をもつメソポーラスシリカ層を被覆し、その上に小さい細孔をもつアルミナ層を被覆することで、段階的に細孔を狭めることができ、水素の透過性を維持しつつ緻密なパラジウム膜をアルミナ層上に成膜できたことを示している。最終年度は、水素選択透過性をもつパラジウム膜の透過性向上を目的とした薄膜化の手段として、昨年度見出した複層化した中間層(メソポーラスシリカ層とアルミナ層)を多孔質SUS支持体へ導入する方法の改善に加え、新たにシリカライト層とアルミナ層を複層化した中間層についても検討を行った。以下を最終年度の研究実績とする。1.昨年度実施した導入法では、メソポーラスシリカ層の剥離が起こる事例があったため、その改善を目的として、調製したメソポーラスシリカ粉末を乳鉢で粉砕することで粒径を約0.8マイクロメートルに揃えた。粒径を揃えたメソポーラスシリカ粉末を用いることで、剥離は起こらなくなった。

形成した中間層上に無電解めっき法でパラジウム膜を形成すると、中間層を導入しない場合に比べ、パラジウムの膜厚を約1/4に抑えた膜により、水素選択率はそのままで水素パーミアンスを1.3倍向上できた。よって、メソ孔をもつ複層からなる中間層の導入により、高い水素パーミアンスを実現できることを見出した。2.シリカライト層とアルミナ層の複層を中間層として導入した場合には、第一層のシリカライト層形成により、支持体細孔の中間層導入による閉塞度の指標であるヘリウムパーミアンスが大きく減少し、シリカライト層のもつミクロ孔が効果的に支持体の細孔を埋めることができることが示された。その後、アルミナ層で被覆しパラジウムめっきを行うと、パラジウムの膜厚約7マイクロメートルにおいて室温でヘリウムを全く透過しない緻密膜が得られた。3.本研究で2種の複層化した中間層について検討したところ、高い水素パーミアンスを示すメソポーラスシリカ層をもつパラジウム膜と、室温でヘリウムを透過しないシリカライト層をもつパラジウム膜が得られた。よって、水素パーミアンスと水素選択率の両者を制御する手法として、複層化した中間層が有効に機能することが示された。本研究では、多孔質SUS支持体へ複層化した中間層を導入することで耐久性を高めたPd系薄膜の創製をめざした。具体的には、中間層としてミクロ孔をもつシリカライト層上にメソポーラスシリカ層の形成をめざしたが、強度が不十分であった。そこで、耐久性を向上させるため、メソポーラスシリカ層もしくはシリカライト層上にメソ孔をもつアルミナ層を載せた中間層の形成を行った。結果、高い水素パーミアンスを示すメソポーラスシリカ層をもつPd膜と、室温でヘリウムを透過しないシリカライト層をもつPd膜が得られた。よって、水素パーミアンスと水素選択率の両者を制御する手法として、複層化した中間層の導入が有効であることが示された。計画段階で予定していたとおり、メソポーラスシリカ層上にシリカライト層の形成を試みたが、複合層の強度が不十分であることが明らかとなった。そこで、直ちに、シリカライト層の代替としてアルミナ層の支持体上への形成を行った。その結果、アルミナ層上へのパラジウムの無電解めっきが、多孔質SUS支持体上への手順と同様に実施でき、中間層の上層として適していることを見出した。そこで、まず、多孔質SUSシート上へメソポーラスシリカ層、アルミナ層を形成し、これら複合層上にパラジウム膜が成膜可能であることを確認した。続いて、多孔質SUS管上に同様に複合膜を形成し、水素透過試験ならびに水素の透過機構について検討した。具体的には、シリカライト層の代替として、ベーマイトゾルのディッピングによりアルミナ層を形成することで、アルミナ層上へパラジウムの無電解めっきによる成膜が、より安定して実施できることが見出されたことから、新たな中間層として選択したアルミナ層が、本研究の目的達成に大きく貢献すると判断される。計画では、まず、シートに成膜した複合膜により耐久試験を実施し、来年度、管への拡張を行う予定であったが、今年度中に実用的な管への成膜を行い、十分な水素透過性を確認した。そこで、来年度は、まず、管上に複層化した中間層上に1マイクロメートル未満のパラジウム膜を成膜し、耐久試験を実施する。さらに、パラジウムと銅との合金膜を複合層上に形成するが、アルミナ層とパラジウム膜との親和性に問題がないことから、合金膜の安定性にも不安は感じられない。よって、以上のことから、本年度予定していた計画がおおむね遂行できており、一部、来年度予定していた計画を先取りできていることから、達成度は「おおむね順調に進展している」と判断される。
コラーゲンの初期石灰化機構に関する高分解能電顕的研究

この研究はコラーゲンの初期石灰化機構について検索したもので、象牙質の正常周期コラーゲンと異常周期コラーゲンに沈着する初期結晶を材料とした。正常周期コラーゲンに沈着してくる初期結晶(幅20Å以内)は、極めて薄い板状ないし針状の結晶として捕えられた。しかし明瞭な格子像が得られていないので、その結晶を形態的に同定する事は出来なかった。微小領域電子線回析も試みたが、初期結晶は極めて電子線に弱く、明瞭な回析像は得られなかった。また観察した結晶の外形から、初期にはハイドロキシアパタイトばかりでなく、オクタカルシウムフォスフェイトの形成も疑われたので、CaとPの定量分析を行ったが、明瞭な結果は得られなかった。やや成長した結晶(幅40Å前後)に関しては明瞭な格子像が得られ、その外形は隅角の不明瞭な板状であり、結晶格子像からハイドロキシアパタイトであることが明確にされた。異常周期コラーゲンに沈着する結晶に関してもほぼ同様の結果が得られ、さらに石灰化がコラーゲンの周期構造およびhole zoneと関係なく起こる事が確認された。しかし結晶長軸(c軸)の方向はコラーゲン分子の長軸と一致しており、結晶がコラーゲン分子に沿って沈着していくのが示された。また結晶成長像も観察されたが、一定の大きさ以上には成長しなかった。これは周囲のコラーゲン線維との関係によるものと思われるが、結晶とコラーゲンを同時に観察する事は出来なかったので確認は出来なかった。生体内で起こる初期石灰化の機構は、周囲にあるハイドロキシアパタイトを核とした結晶成長により起こる可能性が高いが、形態的には別の結晶核形成後、極めて早期にハイドロキシアパタイトに相変換される可能性も示された。本年度は、象牙質の正常コラーゲンと異常周期コラーゲンに沈着する結晶について検索を行った。その結果、正常周期コラーゲンに沈着してくる初期結晶(幅20Å以内)は、極めて薄い板状ないし針状の結晶として捕えられた。しかしながら明瞭な格子像は得られなかった。格子45本分の結晶(幅40Å前後)に関してはある程度の格子像(最大格子幅約8.2Å)が得られたが、その外形は隅角の不明瞭な板状結晶であった。異常周期コラーゲンに関しても、ほぼ同様の結果が得られ、石灰化がコラーゲンの周期構造と関係なく起こる事が確認された。これは周囲のコラーゲン線維との関係によるものと思われるが、結晶とコラーゲンを同時に観察する事は今のところ出来ていない。現在、コラーゲンに沈着してくる初期結晶(幅20Å以内)の明瞭な格子像が得られていないので、その結晶を形態的に同定する事は出来ていない。微小領域電子線回折も試みたが、初期結晶は極めて電子線に弱く、明瞭な回折像を得るのは難しいと思われた。しかし観察した結晶の印象から、初期にはハイドロキシアパタイトばかりでなく、オクタカルシウムフォスフェイトの形成も疑われるので、今後はCaとPの定量分析も取り入れ、結晶の同定に努めたい。やや成長した結晶(幅40Å前後)に関しては、明瞭な格子像が得られ、形態的にハイドロキシアパタイトであることが明確にされた。したがって、生体内の結晶は、初めからハイドロキシアパタイトとして形成されるばかりでなく、別の結晶核形成後極めて早期にハイドロキシアパタイトに相変換される可能性も示された。象牙質の正常周期コラーゲンと異常周期コラーゲンに沈着する初期結晶について検索を行った。