hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
刺激応答性高分子集合体の設計・開発とバイオプロセスへの応用

(i)タンパク質などの生体高分子,および(ii)合成高分子の刺激応答特性を制御・複合利用した複合材料の設計・開発とそのバイオプロセス(一例として,タンパク質の新規なリフォールディングプロセス)への応用を目指して,以下の項目について検討した.平成11年度で定量的に評価した合成高分子・生体高分子の(自己触媒的)刺激応答特性に基づき,(1)刺激(ストレス)応答性高分子集合体を設計・開発し,それを(2)刺激(ストレス)応答型バイオプロセスへと応用した.(1)刺激(ストレス)応答性高分子集合体の調製:平成11年度の知見を参考にしながら,刺激応答性高分子と細胞様分子集合体(コアセルベート(水性二相)系,リポソーム)との複合材料(刺激応答性分子集合体)を調製した.刺激応答性高分子の界面での応答を制御することにより,生体高分子の(i)輸送,(ii)改変(活性化/不活性化),(iii)排出が可能な細胞様分子集合体の調製した.(2)バイオプロセス(リフォールディングプロセス)への応用:熱・pHを変化させることにより,合成高分子と生体高分子から成る刺激(ストレス)応答性分子集合体を利用して,遺伝子組換えタンパク質の再活性化・高純度化を試みた.具体的には,transglutaminase,lysozyme,CAB,β-galactosidaseなどの単量体・多量体形成タンパク質などを目的物質として,汎用性を有するリフォールディングプロセスを開発するとともに,それを最適化するための指針を明らかにした.さらに刺激(ストレス)応答性高分子集合体の酢性に相系への固定化により,プロセスの連続化も試みた.各種分析装置やクロマト本体は既存の設備を利用した.合成高分子(スマートポリマー)の刺激応答特性,および,生体高分子(タンパク質,さらには,リン脂質などの生体膜成分)の刺激応答特性との協同効果を利用した.(i)刺激認識・応答性生体複合材料および(ii)それを利用した環境調和型バイオプロセスの設計・開発について検討した.具体的には以下の成果が得られた.(1)合成高分子の刺激応答特性と生体高分子との分子間相互作用の解析設定条件(例えば,温度,pH)で,鋭敏・迅速に構造を変化する刺激応答性高分子を合成した.リポソームクロマトグラフィー,CD・UV分光光度計,および疎水性蛍光プローブを用いて,合成高分子(スマートポリマー)の(i)相分離挙動,あるいは(ii)疎水的なナノ構造ドメインの特性やその形成速度などの刺激応答性を定量的に評価・解析した.(2)合成・生体高分子の刺激応答特性を高度利用したバイオプロセス刺激応答性に関する知見に基き,刺激応答型の水性二相系を高度利用したリフォールディングプロセスへの応用の可能性について検討した.両高分子の刺激応答を組み合わせて利用することで,対象物質の(i)認識(集合体形成),(ii)改変(活性化・リフォールディング/不活化・分解),(iii)集合体の解離を制御可能であり,生体細胞様の構造・機能を有する高分子集合体の調製可能である事が示された.以上の知見より,生体細胞様分子集合体を高度利用する事で,従来型バイオプロセスと比較して,高効率・低エネルギーで物質変換が可能な新規なバイオプロセスの設計・開発へと応用できる事が示された.以上の成果は,国際会議を含む学会で口頭・ポスター発表すると共に学術論文として公表しており,国内外で成果が認められている.(i)タンパク質などの生体高分子,および(ii)合成高分子の刺激応答特性を制御・複合利用した複合材料の設計・開発とそのバイオプロセス(一例として,タンパク質の新規なリフォールディングプロセス)への応用を目指して,以下の項目について検討した.平成11年度で定量的に評価した合成高分子・生体高分子の(自己触媒的)刺激応答特性に基づき,(1)刺激(ストレス)応答性高分子集合体を設計・開発し,それを(2)刺激(ストレス)応答型バイオプロセスへと応用した.(1)刺激(ストレス)応答性高分子集合体の調製:平成11年度の知見を参考にしながら,刺激応答性高分子と細胞様分子集合体(コアセルベート(水性二相)系,リポソーム)との複合材料(刺激応答性分子集合体)を調製した.刺激応答性高分子の界面での応答を制御することにより,生体高分子の(i)輸送,(ii)改変(活性化/不活性化),(iii)排出が可能な細胞様分子集合体の調製した.(2)バイオプロセス(リフォールディングプロセス)への応用:熱・pHを変化させることにより,合成高分子と生体高分子から成る刺激(ストレス)応答性分子集合体を利用して,遺伝子組換えタンパク質の再活性化・高純度化を試みた.具体的には,transglutaminase,lysozyme,CAB,β-galactosidaseなどの単量体・多量体形成タンパク質などを目的物質として,汎用性を有するリフォールディングプロセスを開発するとともに,それを最適化するための指針を明らかにした.さらに刺激(ストレス)応答性高分子集合体の酢性に相系への固定化により,プロセスの連続化も試みた.各種分析装置やクロマト本体は既存の設備を利用した.
鋼板を用いたエンボス型サンドイッチパネルの実用化に関する研究

本研究は、新たな鋼板構造の形式の一種であるエンボス型コアを有する鋼板サンドイッチパネルを中心に、サンドイッチパネル構造の各種強度試験ならびに振動試験等を実施し、座屈挙動や剛性に関する定式化を行う。以上のような試験を得て、構造性能の知見を蓄積し、新たなサンドイッチパネル構造の可能性について検証するものである。本年度は、主にエンボスパネルの曲面構造への応用について研究を進めた。想定する建物規模はスポーツ施設等の空間構造形式の建物とし、その屋根構造において曲面エンボスパネル構造の適用に関する研究を試みた。昨年度までの力学性能試験に基づき、構造解析のためのモデル化は実施した。併せて昨年度からの継続的検討事項であった、材料種別として鋼材に加えてアルミ材を検討に加えた。また、エンボス部のプレス加工においてプレス深さや形状について、理論的検討を併せて行いながら検討を進めた。そして、新たな研究の展開として、上記の基本的な構造モデル化などをベースとして、エンボスパネルを用いた曲面構造における形状最適化の研究を実施した。これにより効率的なエンボスパネルを用いた曲面構造の提案を実施した。本研究の目的は、力学性能や加工性に優れた新しいサンドイッチパネルを提案し、力学性能を把握することである。また、環境負荷低減や加工性をもったパネルへの発展という考え方から、アルミ材の適用を行うものである。[鋼板を代替するアルミニウム合金による構造システム]本構造システムは、アルミ合金の環境性と加工性に着目したものであり、1鉛直支持要素である柱、2水平抵抗要素である壁パネル、3空間を構成する床パネル、それを柱へ伝達する梁材から構成される。上記の1と4の提案と検証を行った。具体的には、再利用性に主眼を置いたアルミニウム合金による汎用性の高い部材断面の提案を行なっている。その中でも主架構となる、鉛直支持要素である柱材、柱へと荷重を伝達する梁材に対し、それぞれ長柱座屈実験、三点曲げ実験を行い、部材の性能を検証した。[離散的なリブを持つ鋼板サンドイッチパネルの実用化]提案するサンドイッチパネルは、大スパンオフィスビルのスラブ材として用いることを目的としている。穴の開いたリブ材を離散的に持つ2枚の板を合わせ、穴にピンを通すことで板を結合し構成する。はじめに実物大試作品の製作と静的載荷試験を行い、試験結果と既往研究において定式化された撓みの推定式との比較を行った。さらに、鉛直振動試験を行うことで、基本的な振動性状を得、居住性能の把握を行った。[エンボス型コアを有する鋼板サンドイッチパネルの構造特性評価]提案するサンドイッチパネルは、プレス成形によりエンボス加工された2枚の鋼板を溶接接合したものである。面外曲げせん断、面内圧縮、面内せん断の各種加力実験を行い、剛性と耐力に関して基本的な知見を得た。また、上記の構造システムの2、3への応用と、展性に富むアルミ材を適用することでより深いエンボスを加工できることから、エンボスの加工性と断面性能に関する検証を行った。これまでの研究で、エンボスパネルの面外曲げ、面内圧縮、面内せん断の各種加力実験を行い、剛性と耐力に関して基本的な知見を得た。明らかになった力学性能を以下に列挙する。[面外曲げ性能]:実験結果から、有効断面係数と等価断面二次モーメントを求め、剛性評価においてその有用性を示した。また、耐力に関しては、最大耐力を決定する因子が面外せん断による材料降伏であることを示した。[面内圧縮性能]:実験結果から、軸剛性を評価する際の等価断面積を算出した。また、座屈耐力に関して、エンボスコア間の平板部で、局部座屈荷重を算出すれば、座屈耐力を評価できることを示した。[面内せん断性能]:剛性に関しては、実験結果と解析結果で不一致が見られた。耐力に関しては、有効長さを仮定することで評価できることを示した。[有効幅比の検討]:各種加力実験の結果として、以下の3つの有効幅比の実用性が確認できた。特に、αとβについてはエンボスの配置パターンと間隔から幾何学的に計算できる量である。エンボスパネルの各種の剛性と耐力はこれらの有効幅を用いることで簡便に評価が可能である。(α:面外・面内のせん断力の負担幅を表わしている。0.54という値が得られた。)(β:面内軸力の負担幅を表わしている。0.46という値が得られた。)(γ:エンボス加工のない平板部における面内軸力の負担幅を表わしている。0.60という値が得られた。)[今後の課題]圧縮試験、せん断試験においては、耐力は数値解析とよく整合する傾向があるものの、変形については大きく異なる場合があった。これらの多くは実験に用いられた冶具の不備による可能性も大いに推察される。また、本研究のエンボスパネルの変形および耐力は前述のように鋼板の面外応力が大きな箇所で決定的であり、エンボスコアの配置の工夫等により、耐力や剛性を改善する事が可能と考えられ、検討の余地がある。

本研究では、エンボス型コアをもつサンドイッチパネル構造をさらに発展させるための検討を行う。現在、発展系として次のようなことを考えている。[1.アルミ材のパネルへの適用]パネルが面材として性能を発揮するためには、面外方向の剛性と耐力を持つことが重要である。鋼板の加工性を考えると、既往研究の板厚(3.2mm)とパネル間距離(67mm)を今以上に大きくすることは難しい。しかしながら、柔らかく加工性の良いアルミ材を適用することで、断面性能を大きくすることができると考えられる。[2.エンボスコア形状の改良]既往研究のパネルでは、楕円形状のエンボスコアを、上側のコアと下側のコアが直交するような配置で接合していた。これは、接地する面積を増やし、施工上の誤差を解消するための手段であった。しかしながら、楕円体のエンボスコアは、曲辺部に曲率の大きい部分ができるため、そこが成形限界となってしまっている。張り出し深さ(エンボスコア高さ)を大きくするために、この楕円形状のエンボスコアは改良の余地があると考えられる。[3.曲面構造の可能性]これまでは、エンボスパネルは、平板パネルだけであったが、曲面の製作方法を考案し、構造性能を検証することによって、曲面構造の可能性を模索する。1枚の鋼板を曲面へ加工するためには、撓鉄(ぎょうてつ)加工という手法が一般的に用いられている。この手法は、ガストーチで鋼板を加熱して膨張させ、水を掛け急速に冷却することで鋼板を収縮させ曲面形状をつくるものであるが、その精度は職人の経験によって決まる。したがって、2枚の板が接合するエンボスコア部分の誤差をできるだけ小さくする製作方法の考案が必要となる。以上の3つの発展形を研究の軸とし、製作方法に関してファブリケーターと共に検討していく。次年度は、研究の推進方策に従い、提案するエンボスパネルの載荷試験を行う予定である。したがって、研究費用は、試験体の製作費用、材料費、試験実施費用が主となる。特に、エンボスパネルの製作は、費用を含めて鋼板のファブリケーターと共に検討していく予定である。製作費・加工費は試験体2体を考えており、35万円×2=70万円としている。ファブリケーターは東北地方に拠点をおいているため、旅費を10万円、試験実施費用は20万円を予定している。加えて、非常勤研究員への研究補助の謝金として年間で50万円程度を想定している。
ポリオウイルス感染におけるM細胞の役割の検討

ポリオウイルスの初期感染には腸管上皮のポリオウイルス受容体(PVR)を必要とするが、その細胞内局在やポリオウイルスの感染様式は不明である。PVRにはαとδのスプライスアイソフォームが存在する。上皮細胞株MDCKに2つのPVRアイソフォームを発現させてその局在を調べた結果、PVRαは側底面細胞膜に、PVRδは頂端面および側底面細胞膜の両方に局在することが明かとなった。膜蛋白質の側底面への局在は、一般にその細胞質領域に存在する輸送シグナルによって決められる。最も頻繁に見られる側底面への輸送シグナルはYXXΟ(Yはチロシン、Xは任意のアミノ酸、Οは疎水性アミノ酸)という共通配列を持つチロシンモチーフであり、上皮細胞特異的に発現する輸送因子AP-1B複合体のμ1Bサブユニットに認識されることによって側底面への輸送を担うことが知られている。PVRαの細胞質領域にはYSAVという配列が存在する。PVRαの細胞質領域の欠損変異体およびYSAVの点突然変異体を用いた酵母2-hybrid法および上皮細胞株MDCK、LLC-PK1への遺伝子導入により、YSAV配列はμ1Bと直接結合してPVRαの側底面への輸送を担う、チロシンモチーフとして機能することが示された。現在、リンパ球と共培養することにより、抗原取込みに重要な役割を果たす特殊に分化した腸管上皮、M細胞様に分化するマウス腸管上皮細胞株m-ICc12のPVRαあるいはPVRδ安定発現株を樹立中であり、これらを用いてポリオウイルス初期感染における、M細胞を含めた腸管上皮細胞の役割を検討する。
GLP-1を介する咀嚼の糖尿病予防効果に関する研究

GLP-1はインスリン分泌を促進するホルモンであり、血糖値の調整に関与している。一方、咀嚼は自律神経系に影響を及ぼし、咀嚼によって迷走神経が活性化することが知られている。そこで咀嚼が迷走神経を介し、GLP-1の分泌を上昇させるという仮説を立て研究を行った。ラットに咀嚼行為をさせると、有意にGLP-1の分泌を高めたが、副交感神経を遮断するとその変化は消失した。また、長期間咀嚼を行ったラットはインスリンを分泌するβ細胞数が多い傾向にあった。よって咀嚼を行うことは迷走神経を介しGLP-1分泌を促進し、そのGLP-1によってβ細胞に保護作用が働いていることが示唆された。本研究は患者数の多い生活習慣病の1つである糖尿病の予防に対する咀嚼の有効性について検討をする。平成25年度は、1血糖値、各種ホルモンの測定を行い、個体差による分散等を把握し、基準となるベースラインを決定すること、2咀嚼の短期的効果の評価の2点について実験を行った。1については、Wister雄性ラットの随時血糖および空腹時血糖を血糖値測定器を用いて測定した。随時血糖の測定時間は一定とし、空腹時血糖は24時間絶食させた際の血糖値を測定した。また糖代謝に関わるホルモンであるGLP-1の血清中の濃度をELISA法により測定した。これらの測定から、Wisterラットの随時血糖は約120 mg/dl、空腹時血糖は約70 mg/dl、標準偏差はいずれも±15 mg/dlであり、血清中のGLP-1濃度は約60±20 pmol/lという結果が得られた。これらの値を標準とし、2の咀嚼の短期的効果について実験を行った。Wister雄性ラットを24時間絶食させた後、体重1kg当たり10kcalの液体飼料または固形飼料を給餌させ、その後の血糖値およびGLP-1の値の変化を観察した。固形飼料を給餌したラット、液体飼料を給餌したラットともに血糖値は食後30分まで上昇をし、その後緩やかに下降した。その血糖値の変動はほぼ同じであったのに対し、GLP-1では30分後および90分後で固形飼料を給餌したラットの方が、液体飼料を給餌したラットを上回った。GLP-1はインシュリンの分泌を促進させる作用が知られており、これらの結果から、固形飼料による咀嚼の作用がGLP-1の分泌を促進させることによって、インシュリンの血中濃度が上昇し、血液中の糖の取り込みが活発になることが予想された。咀嚼が糖代謝に与える影響についてWitar雄性ラットを用いて検討した。ラットを24時間絶食後、体重1kg当たり10kcalの固形飼料を給餌する固形群および同等のカロリー数、栄養素を含む液体飼料を給餌する液体群の2群に分け、給餌後の活性型GLP-1の血清中の濃度を測定した。GLP-1はインスリンの分泌を促進するとともに、グルカゴンの分泌を抑制することにより、血糖値を下降させるホルモンであり、小腸下部のL細胞から分泌されることが知られている。GLP-1の分泌の調整には、血糖値の上昇、腸管への機械的刺激および迷走神経を介したシグナルが考えられている。給餌終了から血糖値およびGLP-1の分泌を経時的にモニターをした。その結果、血糖値は両群ともに同様の上昇を示した。一方、活性型GLP-1濃度では給餌30分後における液体群の濃度に比較して固形群で有意に高かった。次に、給餌前にアトロピンを投与し、迷走神経を遮断したところ、給餌から30分後に認められた上記の有意差は消失した。次に24時間絶食後、ノンカロリーの固形食または水を摂取した後のGLP-1濃度について計測を行ったところ、両群間に有意な差を認めなかった。最後に器械的刺激を遮断するため、胃の幽門部を結紮し、24時間絶食後、固形飼料または液体飼料を給餌させ、GLP-1の濃度を測定した。幽門部の結紮による衰弱により所定の給餌を行うことができず、GLP-1濃度の変化は認められなかった。以上の結果から、咀嚼は迷走神経を介したGLP-1分泌促進に関与しており、その際、血糖値の上昇が必要である可能性が示唆された。本研究では生活習慣病の1つである糖尿病と咀嚼との関連について検討を行ってきた。モデル動物を用い、固形飼料を給餌させる咀嚼群と液体飼料を給餌させる非咀嚼群を設定した場合、給餌開始から30分後、および90分後で咀嚼群の血中GLP-1濃度が上昇することが明らかとなった。さらに迷走神経を遮断したところこれらの有意差は消失した。以上のことから咀嚼は迷走神経を介し、GLP-1の分泌を促進することが明らかとなった。平成27年度は咀嚼によるGLP-1分泌促進の効果が持続した場合、どのような変化が現れるのかをGLP-1のβ-細胞保護作用に注目して検討を行った。GLP-1はβ-細胞からのインスリン分泌を促進するのみならず、β-細胞の増殖を促進し、アポトーシスを抑制することが報告されている。

モデル動物を用い、固形飼料を給餌させる咀嚼群と液体飼料を給餌させる非咀嚼群を設定し、3か月間決められた形態の飼料によって飼育した。なお固形飼料と液体飼料は同等の栄養成分を含有するよう調整を行っている。飼育から3カ月後、血液を採取し、血清中のGLP-1濃度を測定した。さらに、モデル動物を安楽死させ、膵臓を摘出、固定した後、薄切切片を作製し、アルデヒドフクシン染色にてβ-細胞を染色した。その結果、咀嚼群の血中GLP-1濃度は非咀嚼群に比較して有意に高い値を示した。また、咀嚼群は非咀嚼群に比較して、ランゲルハンス島内に占めるβ-細胞数の割合が高い傾向を示した。以上の結果から、咀嚼を長期間行うことは咀嚼をしなかった場合に比較して、GLP-1を介しての膵臓のβ-細胞の保護および増殖に有効な作用を持つことが示唆された。GLP-1はインスリン分泌を促進するホルモンであり、血糖値の調整に関与している。一方、咀嚼は自律神経系に影響を及ぼし、咀嚼によって迷走神経が活性化することが知られている。そこで咀嚼が迷走神経を介し、GLP-1の分泌を上昇させるという仮説を立て研究を行った。ラットに咀嚼行為をさせると、有意にGLP-1の分泌を高めたが、副交感神経を遮断するとその変化は消失した。また、長期間咀嚼を行ったラットはインスリンを分泌するβ細胞数が多い傾向にあった。よって咀嚼を行うことは迷走神経を介しGLP-1分泌を促進し、そのGLP-1によってβ細胞に保護作用が働いていることが示唆された。血糖値に関係するホルモンへの咀嚼の影響について明らかにし、さらにそのメカニズムについても、検証が進んでいるため、おおむね順調に進展していると考える。歯科補綴学現在、糖代謝にあたえる咀嚼の短期的影響について検討を行っている。今後は短期的影響に加え、長期的な影響についても検討を加える予定である。咀嚼行動の長期的な相違が、糖代謝に関与するホルモンの分泌やホルモンを産生する組織に及ぼす影響について生化学的および組織学的検討を行う。申請書に記載された平成25年度の実験計画は1糖代謝に関わる各種ホルモンの測定および実験条件設定のための予備実験2咀嚼の短期的効果の評価(固形飼料群および液体飼料群の給餌前後の各種ホルモンの測定)の2点である。実験結果から、Witerラットにおける血糖値、およびホルモン濃度の測定することにより、基準値を決定することができた。また、咀嚼の短期的効果の評価にも着手することができ、同様の手法を用いて平成26年度も実験を継続し、サンプル数を増やしていく予定である。咀嚼の短期的効果については、液体飼料を給餌するラットと固形飼料を給餌するラットの観察を継続していき、サンプル数を増やしていく予定である。また、液体飼料を給餌する場合には、咀嚼はないが嚥下の運動はあるため、口腔内の刺激は皆無ではない。そこで、同様のカロリーを含むグルコースを静脈内に注射することにより、口腔への刺激を一切取り除いてカロリーを摂取させた場合のホルモンの変化についても検討を加える予定である。
ポリ(N-アシルエチレンイミン)を基本構造とする新しい非イオン性高分子界面活性剤

ポリ(N-アセチルエチレンイミン)鎖を親水部とし,疎水基として長鎖パーフルオロアルキル基(Aタイプ)あるいはポリ(N-:パーフルオロアルカノイルアルキレンイミン)鎖(Bタイプ)を持つ新しい非イオン性含フッ素高分子界面活性剤を新たに合成した.従来の非イオン性親水基との組み合せでは水に対する溶解性の乏しい界面活性剤しかえられなかったが,今回の界面活性剤は,高い界面活性と優れた溶解性とをあわせ持つものである.前者はパーフルオロアルキル基を側鎖に有する環状イミノエーテル塩を開始剤とした2-メチルー2-オキサゾリンの開環重合により,また後者はパーフルオロアルキル置換環状イミノエーテルと2-メチルー2-オキサゾリンとのブロック共重合によりそれぞれ容易に合成された.Bタイプの界面活性剤中の疎水部であるポリ(N-パーフルオロアルカノイルアルキレンイミン)は,特にパーフルオロ基がC_3F_5の時に高い撥水性を示し,ポリマー中のフッ素含量が比較的少ないにもかかわらずPTFEよりも良好な撥水撥油性を示した.これら2種類の非イオン性界面活性剤はともに優れた界面活性をしめし,とりわけAタイプの活性剤は表面張力低下能に優れ,臨海ミセル濃度における表面張力が1415dyn/cmと非常に低く,これはイオン性,非イオン性界面活性剤を問わずこれまで最も優れた値の一つである.一方, BタイプはAタイプよりも一段と低い臨界ミセル濃度を示した.さらに共重合体中のポリ(N-アセチルエチレンイミン)鎖の汎用樹脂に対する相溶性を応用してBタイプのブロック共重合体をポリ塩化ビニルにたいしてブレンドすることにより,ポリマーの撥油特性を大きく改良することに成功した.同様な表面改質はブレンドによるのみばかりではなく共重合体をポリ塩化ビニルあるいはナイロン6上にコーティングし,熱処理することによっても行うことができた.ポリ(N-アセチルエチレンイミン)鎖を親水部とし,疎水基として長鎖パーフルオロアルキル基(Aタイプ)あるいはポリ(N-:パーフルオロアルカノイルアルキレンイミン)鎖(Bタイプ)を持つ新しい非イオン性含フッ素高分子界面活性剤を新たに合成した.従来の非イオン性親水基との組み合せでは水に対する溶解性の乏しい界面活性剤しかえられなかったが,今回の界面活性剤は,高い界面活性と優れた溶解性とをあわせ持つものである.前者はパーフルオロアルキル基を側鎖に有する環状イミノエーテル塩を開始剤とした2-メチルー2-オキサゾリンの開環重合により,また後者はパーフルオロアルキル置換環状イミノエーテルと2-メチルー2-オキサゾリンとのブロック共重合によりそれぞれ容易に合成された.Bタイプの界面活性剤中の疎水部であるポリ(N-パーフルオロアルカノイルアルキレンイミン)は,特にパーフルオロ基がC_3F_5の時に高い撥水性を示し,ポリマー中のフッ素含量が比較的少ないにもかかわらずPTFEよりも良好な撥水撥油性を示した.これら2種類の非イオン性界面活性剤はともに優れた界面活性をしめし,とりわけAタイプの活性剤は表面張力低下能に優れ,臨海ミセル濃度における表面張力が1415dyn/cmと非常に低く,これはイオン性,非イオン性界面活性剤を問わずこれまで最も優れた値の一つである.一方, BタイプはAタイプよりも一段と低い臨界ミセル濃度を示した.さらに共重合体中のポリ(N-アセチルエチレンイミン)鎖の汎用樹脂に対する相溶性を応用してBタイプのブロック共重合体をポリ塩化ビニルにたいしてブレンドすることにより,ポリマーの撥油特性を大きく改良することに成功した.同様な表面改質はブレンドによるのみばかりではなく共重合体をポリ塩化ビニルあるいはナイロン6上にコーティングし,熱処理することによっても行うことができた.表題の非イオン性界面活性剤はフルオロアルキル基を有する2-オキサゾリン(【1!】)と,2-メチル-2-オキサゾリン(【2!】)のブロック共重合体であり、【1!】のポリマーブロックを疎水基,【2!】のポリマーブロックを親水基として持つものである。ブロック共重合に先立ち【1!】のモノマー合成と開環重合を行い,その反応性を検討した。【1!】としてはパーフルオロエチル(【1a!】),パーフルオロプロピル(【1b!】),パーフルオロヘプチル(【1c!】),及び1,1,2,2,3,3,-ヘキサヒドロパーフルオロウンデシル-2-オキサゾリン(【1d!】)を合成した。これらのp-トルエンスルホン酸メチル(【3a!】)及びトリフルオロメタンスルホン酸メチル(【3b!】)を開始剤として用いた開環重合を検討した結果、以下のような知見を得た。1.【1a!】【1b!】【1c!】は求核性が乏しく,また重合活性種のオキサゾリニウム塩は非常に反応性が高い。それ故,求核性の弱い溶媒(ニトロメタン)中で強い求電子剤(【3b!】)を用いることによってのみ,温和な条件下で重合可能である。2.開始剤に由来する生長末端の対アニオンに求核性がある場合)【3a!】),生長末端は共有結合種となり、この場合重合に、より高温が必要とされる。3.【1c!】【1d!】の重合体は溶解性に乏しく,重合系から析出するため、高重合度のものが得られない。また通常の溶媒類に不溶である。4.【1a!】

【1b!】の重合体は溶解性も良く、また疎水性も充分高い。接解角測定ではこれらのポリマーはテフロン並みの揆水性を示した。これらの知見をもとに【1a!】【1b!】と【2!】とのブロック共重合を検討した。各モノマーの反応性の特徴から,先に【1!】の重合を行い,続いて【2!】を加えることによりブロック共重合をおこなった。現在各ブロック鎖長の最適化を検討している段階であるが、1wt%水溶液の表面張力が32dyne/cmのブロック共重合体が得られている。
ビッグバン元素合成におけるスタウ原子衝突による触媒核融合反応

超対称性粒子スタウは鉄原子より重く、寿命は1, 000秒以上あると考えられている。原子分子の視点からは、スタウは重い電子として振舞い、スタウ原子分子を形成する。我々は、初めて、スタウ原子衝突中に起る原子核反応を量子力学的に完全に計算し、スタウ原子衝突によりビッグバン元素合成において最も深刻な問題であった「Li問題」を解決できる事を示した。我々はまた他のスタウ原子衝突によって引き起こされる原子核反応を調査し、未発見の粒子スタウの諸性質を予言した。スタウは超対称性理論においてその存在が予言きれているタウ粒子の超対称性パートナーであり、今年秋に再開する欧州合同原子核研究機構(CERN)の大型ハドロン型加速器(LHC)においてその発見が期待されている粒子の一つである。1,000秒以上の長寿命と100GeV/c^2以上(陽子の100倍以上)の質量を持つ事が予想されている。原子・分子の視点からは、負電荷のスタウ(以降Xと略す)はクーロン相互作用により原子核と結合してエキゾチック原子分子を形成する。『ビッグバン元素合成(BBN)には多種多様の原子核反応が含まれる。従ってスタウ原子が存在した場合に起り得る原子核反応にも多種多様の反応がある。平成20年度は、スタウが6^Liおよび7^Liの生成および分解反応に関与する事を(4^HeX)_<1s>+6^H→6^Li+X(6^Li合成反応)および(7^BeX)_<1s>+1^H→(8^BX)_<2p>→(8^BX)_<1s>+γ(7^Beはβ壊変,し7^Liとなり、8^Bも最終的には2つの4Heとなるので7^Li分解反応)の反応断面積を求め、BBNにおいてスタウ触媒原子核反応は重要な役割を果たすため従来のBBN理論を見直す必要がある事を示した。これまでのBBN理論では6^Liと7^Liの1Hに対する存在比が説明できず、BBNモデルの根底に関わる最重要な問題(Li問題)の一つであった。今回の結果によりこのLi問題は解決する事ができる。スタウ原子の束縛エネルギーはBBNでの温度(衝突エネルギー)より大きいため、スタウ触媒原子核反応の計算は低エネルギーの原子衝突における組替え反応を量子力学に基づく3体問題として精密に計算する必要があった。スタウは超対称性理論においてその存在が予言されているタウ粒子の超対称性パートナーであり、2009年秋に実験が再開した欧州合同原子核研究機構(CERN)の大型ハドロン型加速器(LHC)において発見が期待されている粒子の一つである。原子・分子の視点からは、負電荷のスタウ(以降X^-と略す)はクーロン相互作用により原子核と結合してエキゾチック原子分子を形成する。本研究では、X^-がビッグバン直後に生成し、その後に起るビッグバン元素合成(BBN)に与えた影響を精密な原子衝突理論を基に検証し、BBNが抱える諸問題や、未知粒子であるX^-の諸性質について、初期宇宙の元素分布の観測値との比較から制限を与える事を目指す。平成21年度は、昨年度に引続きスタウ原子衝突による^6Li(または^7Li)の生成(または分解)反応の計算を行い、スタウ原子衝突を考慮する事によりBBNにおける「Li問題」を解決することが出来る事を示した。また、ビッグバンから数百時間後にX^-と陽子によって生成されるpX^-が次々に原子核反応を引き起こし、BBNのシナリオが大きく書き換えられる可能性がある事が簡単な近似計算により2008年夏に指摘された。我々は、精密な理論計算を行い、この効果は非常に小さい事を定量的に示した。スタウは超対称性理論においてその存在が予言されているタウ粒子の超対称性パートナーであり、2009年秋に実験が再開した欧州合同原子核研究機構(CERN)の大型ハドロン型加運器(LHC)において発見が期待されている粒子の一つである。本研究では、X^-がビッグバン直後に生成し、その後に起るビッグバン元素合成(BBN)に与えた影響を精密な原子衝突理論を基に検証した。スタウ原子衝突により生成するリチウム元素の同位体存在量を最新の観測量と比較検討し、X^-が1,000秒以上の長い寿命をもち、BBN時にバリオン数に匹敵する量が生成されていた事を明らかにした。BBN直後、X^-が陽子と結合し中性のスタウ原子となり再び元素合成を起こす可能性を検討した。この事は、簡単な近似計算により原子核反応が推進されると予想され注目を集めていたが、本研究の精密な計算結果により否定された。

また、X^-と水素、ヘリウム同位体がつくる様々なエキゾチック原子・分子のエネルギーや分子構造を計算し、同位体効果や分子の安定性を明らかにした。また、本研究で用いた手法を反陽子、ミュオン、陽電子などを含む他のエキゾチック原子・分子の系にも応用し、ミュオニックヘリウムの超微細構造、陽電子原子の弱結合状態の構造を明らかにした。
スペイン植民地における魔術師・魔女狩りに関する研究

研究代表者は今回の研究課題「スペイン植民地における魔術師・魔女狩りに関する研究」で、従来の先行研究や自らの研究成果を含めて、現在個別に取り組んでいる植民地時代ペルーのカハタンボ地域の史料の邦訳や、スペイン植民地全般の異端審問関連史料の邦訳、研究の整理、発表を行った。具体的には、植民地期ペルーのカハタンボ地方の史料の邦訳及び研究分析を行い、メキシコ副王領の異端審問に関する先行研究の整理や、メキシコにおける「偶像崇拝・魔術」撲滅巡察史料の邦訳及び研究分析を行った。スペイン、メキシコにおけるメキシコやペルーに関する異端審問史料や偶像崇拝撲滅運動の資料のマイクロフィルムやコピーを集めた他、刊行されている諸々の先行研究の分析及び整理、古文書史料(未刊も含む)マイクロフィルムの収集などを行った。研究代表者は今回の研究課題「スペイン植民地における魔術師・魔女狩りに関する研究」で、従来の先行研究や自らの研究成果を含めて、現在個別に取り組んでいる植民地時代ペルーのカハタンボ地域の史料の邦訳や、スペイン植民地全般の異端審問関連史料の邦訳、研究の整理、発表を徐々に行っている。それにより、ヨーロッパにおける魔女狩り研究だけでは見えてこない新大陸独自の様相が見えてくるのではないかと期待される。さらに、メキシコに二度渡航し(ただし旅費の大部分は平成20年度大学改革推進等補助金「古代メソアメリカの宗教的世界観の視覚化」や、その他の科研(杉山三郎教授代表・基盤A「アメリカ大陸古代都市の起源・モニュメントと表象の比較研究」)により計上)、メキシコ副王領の異端審問に関する先行研究の整理や、メキシコにおける「偶像崇拝・魔術」撲滅巡察史料の邦訳及び研究分析の前準備を行い、史料を一部入手した。以上を含め、他、刊行されている諸々の先行研究の分析及び整理、古文書史料(未刊も含む)マイクロフィルムの収集などを行った。さらに、メキシコ副王領の異端審問に関する先行研究の整理や、メキシコにおける「偶像崇拝・魔術」撲滅巡察史料の邦訳及び研究分析を行った。平成23年度は、スペイン、マドリッドにある国立古文書館、及び、国立図書館にて、主にペルー副王領の異端審問に関する先行研究の整理を行い、関連史料を収集した。また、メキシコシティにある国立古文書館にて、メキシコ副王領の異端審問に関する先行研究の整理や、メキシコにおける異端審問史料の収集、及び研究分析を行った。(1)スペインの異端審問に関する先行研究の整理(継続)(2)植民地期メキシコとペルーにおける宗教・文化接触に関する先行研究の整理(継続)(5)2011年9月から10月の2ヶ月間、スペイン、メキシコの古文書館で新たな資料収集及び分析を行った。研究代表者は研究課題

「スペイン植民地における魔術師・魔女狩りに関する研究」で、従来の先行研究や自らの研究成果を含めて、現在個別に取り組んでいる植民地時代ペルーのカハタンボ地域の史料の邦訳や、スペイン植民地全般の異端審問関連史料の邦訳、研究の整理、発表を行ってきた。平成24年度は、スペイン、マドリッド国立古文書館、国立図書館にて、ペルー副王領の異端審問に関する先行研究の整理を行い、収集した関連史料を文責した。メキシコ副王領の異端審問に関する先行研究の整理、史料収集、分析も行った。具体的には以下のとおりである。1スペインの異端審問に関する先行研究の整理、2植民地期メキシコとペルーにおける宗教・文化接触に関する先行研究の整理、3植民地期メキシコに関するフランシスコ会派の修道士たちの先住民改宗に関する研究の整理と分析、4植民地期ペルーの偶像崇拝・魔術撲滅巡察史料の翻訳及び研究、5論文や翻訳を含む報告書の作成スペインのマドリッドやメキシコシティの国立図書館、国立古文書館における史料収集を約2カ月間行うことができたため。24年度が最終年度であるため、記入しない。(1)先行研究の整理を体系的に行う。(2)史料の整理(メキシコ副王領、ペルー副王領)(3)スペイン本国に関しては、各地域での史料があまりにも多すぎるため、本研究計画の時間的制約から、カットせざるを得ないことがわかった。したがって、メキシコとペルーに焦点を絞る。
サブミリ秒スケール金属融体界面の流れとコロイダルメタルの動力学

溶融塩化物中に電析した活性金属液滴を対象として、観測と計算を融合した高温分散系の力学的な検討を試みることが本研究の目的である。具体的には、673873K、Ar雰囲気中における溶融LiCl-KCl-CaCl2共晶融体において、サブミリ秒スケールでMo作用極の電位制御を行い、同時に電流応答・界面形態・電極内部温度を時々刻々追跡することで、生成する液滴形状と流動メカニズムについて考察した。電解温度、組成によって電流値が大きく変わらない場合においても全く異なる界面流動が誘起されることを明らかにした。823K、LiCl-CaCl2系における定電位電解により、電析液滴群の周囲には特徴的なコロイダルメタル(CM)のネットワーク構造が自発生成した。長時間電解の場合には過大に析出したCMとネットワーク構造の凝集によってこの構造は崩壊する。電位が卑の方が同一電荷量でのセル直径が大きく、対流場が高速に生成することがわかった。電解初期では、電極上の液滴の合体は500μs以下の時間スケールで完了するため時間因子の考慮は排除できる。したがって電位によって界面張力が異なることで安定な液滴径が変化すると考えるのが自然と考えている。これについては、現在、Lagrange的な数値流体シミュレーションに基づき、固体表面上の2融体界面流動を界面エネルギーバランスのみならず三重線上の転動や滑動まで詳細に記述することを試みている。CMの凝集構造は、系全体として収縮しようとしているが、連結性から縮むことができず自発的に生じる応力を蓄えることになると思われる。この駆動力として、電解反応による急激な温度勾配あるいは濃度勾配が考え得るので、局所的なMarangoni-Benard対流の観点から考察を行っている。溶融塩電解の電気化学測定における電位-電流応答で出力されるいわゆるマクロスコピックな平均化された情報の中から、本提案手法によって直接観察と高速測定によって詳細な時空間情報を取得できたことは新しい成果と言える。本系において、電解中の電極界面に局所的なMarangoni-Benard対流が生じていると仮定して、熱物質移動の観点から考察を行う。これは界面張力勾配による対流である。単純化した1次元の流体力学モデルを作成して計算したところ、電極界面上に0.1mN/m程度の界面張力差が生じたとしても0.4mm/s程度の流速が生じることが示唆された。この流速に起因した流動は、電極付近での混合過程に効果的な寄与をもたらすことが期待される。電解中の詳細な熱測定を実施して電極界面における温度勾配を定量化したい。一方で物質移動を無視しているため、実際はこの単純なモデル通りには反応と流動は進行しない。今年度は、同時に多くの因子を考えるための数値モデル実験も実施する予定である。
子宮内膜症組織培養系の確立と月経血の抗原性による子宮内膜症発症機序の解明

1月経血と免疫担当細胞の採取月経血を採取し、健常成人から末梢血を用いて単核を分離した。単球細胞にIL-4とGM-CSFを添加して培養し、樹状細胞に分化させ、月経血を培養液の2%と10%を添加し、IL-6とIL-8濃度をELISAで測定した。逆流した月経血は、CD14+の単球細胞と樹状細胞においてIL-6およびIL-8蛋白産生を促進した。23次元培養2次元の培養より組織培養に近いと考えられる、3次元培養を行った。子宮内膜症由来の間質細胞と正所性子宮内膜の間質細胞において単層培養と3次元の立体培養したもので比較検討した。IL-6およびIL-8のタンパク産生は無刺激で、正所性内膜細胞では産生がみられなかったが、細胞間の相互作用により内膜症細胞では増加することが明らかとなった。子宮内膜症細胞では、オートリンやパラクリン作用も病変に関与していると考えられた。月経血は採取後早期に凝固することから、ヘパリンを添加して採取後に、超音波破砕機で懸濁液にして用いた。PBMCからIL-4とGMCSFで分化誘導した樹状細胞に添加し、上清中の炎症性サイトカインであるIL-6およびIL-8濃度を測定した。TNFaの添加ではIL-6およびIL-8の産生はみられなかった。一方、月経血の添加は、濃度依存性に炎症性サイトカインの産生は増加することが明らかとなった。組織培養はコラーゲンゲル等で培養したが、実験系として成立せず、3次元培養系を新たに確立して研究を行った。子宮内膜症細胞を3次元培養系で立体的に培養し、単層培養の結果と比較すると24時間培養後の上清中のIL-6は単層培養の上清中の濃度の1.31倍であり有意に増加した。以上のことから、月経血には抗原性があり単層培養系よりも3次元培養系の方が抗原刺激に対して鋭敏に反応することが内膜症細胞で初めて明らかとなった。これらの研究成果は子宮内膜症の分野で画期的なことであり、病態のさらなる解明に結びつくのものと期待される組織培養はコラーゲンゲル等を用いて培養を行ったが、実験系として不十分であったため、昨年度に確立した3次元培養系を用いて研究を行った。子宮内膜間質細胞と卵巣チョコレート嚢胞壁由来の子宮内膜間質細胞を用いてTNFaを添加したときのインターロイキン6とインターロイキン8の産生能を上清中のELISAで測定した。24時間、48時間および72時間での検討を行ったところ、内膜症間質細胞の方が子宮内膜に比して反応は早く24時間で最大であり、異なった反応が認められた。組織培養に近づけるために間質細胞の核を作った後、子宮内膜癌の細胞株であるISHIKAWAとHEC-Iをその外側をくるむような細胞集塊を作成して実験を行った。ISHIKAWAとHEC-IはもともとTNFaに反応が見られなかったため、この実験系でも同様に反応は認めなかった。従って、他の内膜癌細胞株をいくつか入手しており実験を継続する予定である。単層の細胞培養実験系と3次元培養系での成績には異なったところが認められることから細胞間のシグナル関連因子が関与している可能性が示唆された。以上のように着実に成果が現れてきており、最終年度の向けてさらに研究を勧めていきたい。3次元培養では、3日間培養すると球型に近い形態をとることが確認されている。培養72時間後の上清中のinterleukin-6(IL-6)およびinterleukin-8(IL-8)のタンパク産生はどちらも内膜症では増加し、内膜では減少することが明らかとなった。Tumor necrosis factor (TNF)-aを添加して、サイトカインの誘導を行うと、単層培養では内膜症および内膜どちらも増加したのに対して、3次元培養群では、内膜症では反応せず内膜はサイトカイン産生の促進効果が見られた。このことはこれまで子宮内膜症の培養細胞実験系で確認されたこととは全く異なる反応であった。次により生体の状況に近づけるため、球形になった間質細胞を上皮で覆うことを試みた。子宮内膜癌由来のISHIKAWA、HEC-1およびSNG-II株を使用した。

実験系の確率に比較的難渋したが、約10日間で細胞数を調整することで安定することが確認され、HE染色でも確認した。しかしながら、これらの細胞はTNFaにあまり反応せず、内膜症細胞と内膜細胞ではサイトカイン産生に差は認めなかった。従って、外的にTNFaを添加しても間質細胞内には伝わらないことが示唆された。これらの研究成績から、TNFaはマクロファージなど他の細胞で産生され子宮内膜症に作用すると考えられてきたが、内膜症細胞は正所性内膜と異なり、自らIL-6やIL-8を産生しオートリンやパラクリンで作用し内悪性の進展や病因に作用し手いると考えられ、この機序を明らかにすることで新たな治療法の開発につながる可能性がある。
超幾何と五角数定理の表現論的融合

五角数定理とその一般化は,無限サイズの行列の組が,或る差分関係式(五角数方程式)を満たす時,その行列の跡等式として得られる.五角数方程式の内容は,二つの行列が殆ど共軛ということだが,それにも拘わらず,跡に差がでる(アノマリー)という無限サイズ特有の現象が起きるのである.五角数方程式の解を具体的に書くことで様々な興味深い等式,特にq-超幾何級数の反転公式が得られる.この背後にある,不変式論・表現論,及び,非可換世界を明らかにすることで,超幾何の地平を拡げた.特に,一見あきらかでない対称性を双対性(dual pair)の視点から取り出し,群論的機構を追究した.五角数定理とその一般化は,無限サイズの行列の組から得られる.その組は殆ど共軛という関係で結ばれており,その差分関係式(五角数方程式)を満たす行列のトレースの差にアノマリーが生じて,非自明な関係式が得られるのである.この五角数方程式の解を具体的に書くことに関係して,基本対称式の特殊化である第一種Stirling数,及び,完全斉次対称式の特殊化である第二種Stirling数が研究の対象に現れる.特に後者に於いては特殊化についての結果は自明ではなく,これを扱う手法が,五角数方程式の解の具体的表示に関わる.それは,一般のパラメータ列を,あたかも特殊な数列であるかの如く扱う手法である.これによって,一見対称式ではないものの対称性が明らかになり,場の理論などに現れる対称式(Macdonald多項式)の由来にも寄与する.また,有限アーベル群の基本定理の表現論的証明にかかわる手法の分析から,場の理論の第二量子化やアデールの概念の雛形が明らかになり,Bose-Fermi対応や佐藤のソリトン理論と結びつく.ここに現れるアノマリーは真空偏極に由来するが,留数の概念とも直接結びつく.この二つのアノマリーの関係は,たとえばP. Diracの『ヒルベルト空間におけるスピノル』で示唆されているが,数学的に解明されているわけではない.本研究は,この関係を,より広い視点から解析し,超幾何函数などの特殊函数がここに現れる機序を,この枠組みのなかで明らかにすることを目的とする.表現論的道具立てとして,加群を標準的なトーラス類似物(典型的には商体を整数環で割ったもの;非可換でも構わない)への準同型から,核函数の相関函数的表示を得ることが判った.さらに,無限テンソル積,誘導表現の一般化,そしてブール環の表現に関わる具体的な計算が,この目的に寄与することを突き止めた.五角数定理と,その一般化は,無限サイズの行列の組から得られる.その組は,殆ど共軛という関係で結ばれており,その差分関係式(五角数方程式)を満たす行列のトレースの差にアノマリーが生じて,非自明な関係式が得られる.この五角数方程式の階を具体的に書くことに関係して,完全斉次対称式の満たす差分関係式が,重要な手がかりを与え,更にその特殊化である第二種Stirling数が興味深い対象として現われる.但し,その特殊化という事実自体は自明ではない.その特殊化に関わる扱いの手法として,任意の数列を恰も特殊な数列であるかの如く看做す技法を考案し,一見対称でない多項式の対称性も明らかにし,パラメータつきのNewton公式(ベキ和対称式と基本対称式の関係)や,パラメータつきのWronski関係式(基本対称式と完全斉次対称式の関係)などに寄与するとっかかりを得た.それは場の理論に関係したMacdonald多項式にも関わる.超幾何級数に由来する特殊多項式については,群対称性をもつフーリエ変換の有限体版における核函数の計算として,指導した学生の修士論文などで,その現象の一端を明らかにしたが,その背後にはもっと追究すべき一般的なものがあると期待され,その研究は今後の課題となる.特に,組み合せに関しての反転公式である,二項係数を核函数とするものは,Boole環の加法群の表現論ではなく,さらにそれを有限体にまで拡張しておいてq-->1の極限,つまり絶対極限として実現されるものであることが明らかになった.これは当初想定していた,五角数定理と超幾何を表現論的に融合するという思想の別の部分を探り当てた可能性もあり.そして,これが非可換な変数由来の超幾何と関連付けられれば,今後の研究を間違いなく豊かにする.五角数定理とその一般化は,無限サイズの行列の組が,或る差分関係式(五角数方程式)を満たす時,その行列の跡等式として得られる.五角数方程式の内容は,二つの行列が殆ど共軛ということだが,それにも拘わらず,跡に差がでる(アノマリー)という無限サイズ特有の現象が起きるのである.五角数方程式の解を具体的に書くことで様々な興味深い等式,特にq-超幾何級数の反転公式が得られる.この背後にある,不変式論・表現論,及び,非可換世界を明らかにすることで,超幾何の地平を拡げた.特に,一見あきらかでない対称性を双対性(dual pair)の視点から取り出し,群論的機構を追究した.五角数定理とその一般化は,二つの無限サイズの行列に関する差分関係式(五角数方程式)の解から得られる.この二つのトレースの間に差というアノマリーの生じることがポイントである.

この五角数方程式の解を具体的に書くことに関係して,基本対称式の特殊化である第1種Stirling数,および完全斉次対称式の特殊化である第2種Stirling数が現われる.特に後者における特殊化という事実は自明ではなく,また五角数方程式の解に関係するが,その際に一般のパラメータをあたかも特殊な数列のなすパラメータかのごとく扱う手法を開発して,解の具体的表示に進展を得た.一方,有限アーベル群もしくはその類似に対する基本定理を,表現論的に証明するという手法を分析すると,それが場の理論における第二量子化やアデール化の雛型になっていることが判り,Bose-Fermi対応や佐藤のソリトン理論と結びつく.ここに現われるアノマリーは真空偏極によるものであり,留数とも関係が深い.この二つのアノマリーには直接的な関係があると思われる.実際,P. Diracは著書『ヒルベルト空間のスピノル』において,この種のアノマリーを論じており,二つのアノマリーは同一起源であるように見える.しかし,数学的にその部分が明確化されている訳ではない.本研究では,これらのアノマリーの由来を,より広い見地から探り,超幾何級数など特殊函数が,この機構の中に現出する理由を明らかにしたいと考えているが,上記の表現論的視点は,加群を標準的なトーラス類似物(典型的には商体を元の環で割った加群:非可換でも構わない)への準同型が,核函数の相関函数(表現論的には球函数,或いは行列要素)として捉えられることを明らかにしたので,研究の目的に近づく大きな手がかりを得たと言える.上に述べた目的のために開発した道具立てを,さらに整備しつつあるが,まだ完全な段階には至っていない.しかし,Capelli恒等式に関係した伊藤代数の無限テンソル積表現や,誘導表現の一般化と相互法則の扱い,更には,Poincare-Birkhoff-Wittの定理の群論的証明,sl_2の三項定理,など非可換量を扱う手法を整備してきたので,場の量を扱い,アノマリーを取り出すのに有力な手がかりを得た.Boole環の表現に関わるものから自然に出てくる超幾何級数は,Hall多項式の特殊なものをそのq-analogueとしてもち,さらにこれらが非可換量の正規化からも生ずるなどの事実に注目すると,目的を解決する正しい方向に向かっていることを示唆していると思われる.上記の進捗状況の説明からわかるように,研究の大きな目的に対しては,充分な手がかりを得て,今後の研究の具体的計画がより明確になった.一方,最も古典的で具体的に知られた等式を,一般五角数方程式を通じて得るという当初の計画については,かなりの進展を見たものの,最終的な段階には達していない.しかし,これも今年度得た視点もヒントになるので,そちらの計画についてもそれなりの進捗をみたと考えられる.また,五角数定理と直接には関係しているようには見えないCapelli恒等式だが,土台の表現が既約でないような場合に,基底の順序の取り替えという新たな問題が生まれてきたが,それが五角数定理のアノマリーに関係するかもしれないという兆候を発見した.相互法則とも,或いはつながる新しい視点を得たことも,今後の研究に大いに資するものである.上記の研究状況から判るように,我々の目的であるアノマリーの解釈と解明,及び,その具体的表示が,最大のポイントであるが,場の理論的解釈として有名な佐藤理論(無限次元グラスマン多様体による定式化)など確立された手法がある.連携研究者の野海は佐藤理論の専門家であるが,それに対し,Capelli型恒等式の扱いのために最近連携研究者伊藤によって開発された「伊藤代数」は,無限テンソル積実現を通じて,この佐藤理論の枠組みを広げるものとして期待されている.ここには非可換留数のようなものも取り込め,アノマリーの解釈としえ自然な定式化が得られる可能性が高い.これらを明確化することで,表現論・不変式論による統一的パースペクティヴを得るという「挑戦的」研究の実現を目指す.
ゼオライト中析出金属超微粒子の物性研究

金属微粒子のこれまでの調製法(ガス中蒸発法など)における困難な点を基本的に除いたゼオライト中析出金属での物性測定を行った。今回我々が測定したゼオライト中Ni超微粒子は粒径の異なる三種類である。これらは【Ni_(11)】【Ce_(11)】【Na_9】【H_4】Xゼオライトの水素ガス還元によって作られたものである。Xゼオオライトは結晶中に直径13【A!°】の空洞が規則的に存在し、この空洞中にNiの超微粒子が析出される。これらの粒径の異なる三種類のNi超微粒子(試料A,B,C)について、液体ヘリウム温度から室温までSQUID磁束計を零点検出器として使用した広温度領域の交流帯磁率測定装置を製作して測定した。粒径が最大である試料A(半径6【A!°】)の帯磁率の結果は室温から温度が下がるにつれて単調に増加し、約50Kで最大値をとった後急激に減少している。しかし試料B,Cではむしろ室温から温度が下がると、帯磁率は増加せずに減少してゆき、20K以下で急激に増加する。試料Aの逆帯磁率からキュリー定数を求めると含まれるNi原子が二価イオンとして求めた計算値よりも50倍も大きいことがわかった。これはNi超微粒子が強磁性的クラスターになっているとして理解できる。いわゆるsuperパラ磁性である。しかし今までに言われているsuperパラと異なるのは粒径が小さくなると帯磁率のピーク温度が逆に高くなっていることである。これらの実験結果を説明するために、我々は超微粒子の強磁性クラスターにおける磁化の異方性を考慮して、一イオン的ハミルトニアンを導入した。このハミルトニアンから求めた計算式で異方性定数パラメータとして実験値に合わせると、試料A,B,CでそれぞれD=75,330,470Kとしたときに良く一致することがわかった。したがって、帯磁率に現れた特徴的温度変化はNi超微粒子における新しい発見であると考えられる。