hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
蛍光タンパク質を応用した哺乳動物two hybrid法の開発

昨年度までの研究から、DsRedを用いたタンパク質間相互作用の可視化技術に関して、バックグラウンドの蛍光を低減し、かつ相互作用による蛍光自体は強化できる変異型DsRedとその発現用ベクターの開発に成功し、これを「RUBYシステム」と呼ぶことにした。そこで本年度は、この改良型システムを用いて、骨芽細胞文化制御因子であるRunx2をモデル系としてさらなる解析を進めた。最終目標であるライブラリー中からのランダムスクリーニングに入る前に、結合に必要なドメイン構造の解析が可能かどうか、またこれまで用いて来た必要最少領域だけでなく全長のタンパク質を用いて同様の解析が可能かどうか確認を行った。その結果、C末領域に存在する相互作用阻害ドメインの存在を検出することができた。また、DNA結合のために必要な本来のパートナー分子であるCBFβの他に、刺激依存性に相互作用を起こすことが知られているSmadとの相互作用検出を試みたが、うまく検出されなかった。そこで、細胞刺激依存的な誘導性の相互作用を解析できるかどうかについて、他の転写因子をモデル系として解析を行った。その結果、細胞刺激時においてのみ相互作用を起こす3種類の組み合わせの転写因子において、刺激依存的な蛍光が観察され、時間変化にともなう相互作用の検出も可能であることが示された。また、ランダムなライブラリー作成では、蛍光タンパク質とのフレームが正しく合うだけでも1/3の確率になってしまうことは当初から予想されたが、それに加えて遺伝子ごとに蛍光強度の変動が大きいことが判明したため、初めから正しく発現ベクターに組み込んで発現を確認したライブラリーを作成することが有効であることが明らかとなった。本研究において30遺伝子の発現ベクターを構築した。今後はライブラリーの拡充を進めることが重要である。15年度の計画であった、1)DsRedと各種遺伝子を融合させる際のつなぎめとなるリンカー配列の開発、2)double stable transfection用のベクターの改良、3)より高感度にタンパク質間相互作用を検出できる変異DsRedの開発、の3点についてほぼ予定通り達成することができた。まず計画1)のリンカー配列に関しては、立体構造的に自由度が高く、十分な長さをもち、かつ各種細胞内プロテアーゼによる切断を受けにくい、という3つの条件を満たすアミノ酸配列を開発することに成功し、19アミノ酸54アミノ酸までの3種類の長さの異なるリンカーを作成した。計画2)のベクターに関しては、これまでのベクターサイズが9.4kbであったのに対し、不必要な領域を同定しこれを削除することによって7.8kbまでサイズを縮小したものを作成することができた。またこのベクターを使用して、ヒト培養細胞株より調製したmRNAをもとに、cDNAライブラリーを構築した。分子プローブとなるDsRedに関しても、多数の変異体を作成しその性質の解析を進めることによって、タンパク質会合がない場合のバックグラウンドの蛍光を検出限界以下にすることが可能でありながら、相互作用した際には十分な蛍光を発することができる。DsRed変異体を作成することに成功した。これにより、従来にくらべて極めて高感度に生細胞内でのタンパク質間相互作用を検出することが可能になった。
超小形人工衛星・惑星探査機用マイクロスラスタに関する研究

宇宙科学研究所と共同で固体ロケットアレイスラスタの実証研究を行った。固体ロケットアレイスラスタは、多数の使い切りマイクロ固体ロケットを基板上に配置して、それらの使用本数と点火周期とでスラストを制御するものである。個々のマイクロ固体ロケットは、固体燃料、ノズル、点火用ヒーター、ヒータ用配線、バーストダイヤフラムなどで構成される。燃焼ガスによって破壊されるバーストダイヤフラムは、固体燃料を封止し、ヒータを断熱する役割を有する。宇宙科学研究所での将来のマイクロ宇宙船によるミッションを想定した場合、110mNsのインパルススラストを発生するマイクロ固体ロケットを、1チップ上に10,000個以上、高密度に配置しなくてはならない。マイクロ固体ロケットをできる限り高密度に配置するために、我々の構造では、点火用マイクロヒータの配線は、燃料シリンダの内壁上のフィードスルー配線を通って、チップの裏面こ取り出される。これによって、チップの面積を最小限にできるだけではなく、ダイヤフラム直近に細い配線を通す必要がなくなるので、断線の可能性を減らしたり、配線の電気抵抗を小さくしたりできる。さらに、配線端子をチップの裏面に取り出せるので、フリップチップボンディング等によって容易に回路と接合できる上、チップの後ろに回路を配して、回路を宇宙線被曝から保護できる。本研究では、10×10=100のマイクロ固体ロケットが1.2mmピッチで配列された試作機を、LSI製作技術に基づくシリコンマイクロマシニングによって製作した。また、ボロン/硝酸カリウム系推進薬を用いて、点火とスラスト発生とを確認した。本成果は、重厚長大化し過ぎた宇宙開発を画期的に小形化・低コスト化・迅速化・高機能化する技術として、意義高い。本研究の目的は、1-10kg級の超小形宇宙船用マイクロスラスタの地上試験機を開発することである。研究期間の初年度である本年度は、まず、マイクロスラスタの仕様を宇宙科学研究所と共同で検討した。その結果、宇宙科学研究所での将来の超小形宇宙船によるミッションを想定した場合、1-10mNsのインパルススラストを発生する固体燃料ロケットを、1チップ上に10000個以上、高密度に配置した「固体燃料ロケットアレイスラスタ」が、有望であると結論した。現在、試作機を製作している。また、試作と並行して、宇宙科学研究所と共同で燃料の燃焼試験をしている。その結果、NABを燃料の第1候補に選択した。試作機は、マイクロマシニングで加工された3層構造を有するが、第1層には、ダイヤフラム上に形成された点火用マイクロヒータとノズルとが、第2層には、固体燃料とフィードスルー配線とが、第3層には、回路への接続端子がある。固体燃料は直径0.8mmであり、1mmピッチで10×10=100個配置される。このスラスタの重要開発項目の1つは、固体燃料ロケットアレイの高密度化であるが、そのためのキーテクノロジが、点火用マイクロヒータのフィードスルー配線である。我々の構造では、点火用マイクロヒータの配線は、燃料シリンダの内壁を通って、チップの面に取り出される。さらに、配線端子をチップの裏面に取り出せるので、フリップチップボンディング等によって容易に回路と接合できる上、チップの後ろに回路を配して、回路を宇宙船被曝から保護できる。
加齢性運動器疾患の大規模分子疫学コホート研究５年後フォローアップ

今年度は、村上市における5年後追跡アンケート調査結果の解析を行った。ベースラインアンケート調査と比較した結果は以下の通りである。1)男性で喫煙率および頻回飲酒率が全年代で減っていた。2)塩分摂取を規定する行動が改善していた。3)運動習慣については変化が見られなかった。症例の追跡に関しては死亡、骨粗鬆症性骨折、変形性膝関節症の新規発生および要介護認定者発生数を調査した。対象者の2016年における死亡情報を村上保健所の死亡小票より調査し、91人の死亡を確認した。死因第一位は悪性新生物(53件)で、以下第二位心血管疾患(12件)、第三位脳血管疾患(6件)、第四位は呼吸器疾患(5件)であった。患者調査では、昨年度と同様の医療施設にて調査を行った。昨年度、変形性膝関節症の5年後症例を確定したのに続き、今年度は骨粗鬆症性骨折の症例335件(前腕骨遠位部160、上腕骨近位部8、大腿骨近位部27、脊椎140)を確定した。5年後調査の結果を踏まえ、村上コホート研究の概要を市民向けの特集として「市報むらかみ(2018年2月1日号)」で紹介した。また、関川村、粟島浦村住民にも同様の内容の印刷物を全戸配布した。さらに、2018年8月18日の第13回「村上・岩船地域の医療を考えるフォーラム」において成果の口頭報告を行った。学術論文に関しては、プロトコール論文および慢性疼痛の有病率の論文の計2報を発表し、変形性膝関節症のリスク要因に関する論文を投稿中である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成27年度には5年後追跡調査を開始した。具体的には、追跡アンケート調査の作成および予備調査の実施である。追跡アンケートに関しては、基本属性、日常生活動作、病歴、生活習慣(喫煙、飲酒、運動、睡眠、食事、等)、主観的健康度、慢性疼痛に関する11ページの調査票を作成した。予備調査に関しては、平成28年2月に関川村、3月に粟島浦村において行なった。調査票配布数は、関川村2432、粟島浦村95であり、現在その回収を行なっている。症例収集の追跡に関しては死亡、骨粗鬆症性骨折、変形性膝関節症の新規発生および要介護者発生数を調査した。対象者の2013年における死亡情報を村上保健所の死亡小票より調査し、71人の死亡を確認した。骨粗鬆症性骨折、膝関節症に関しては、村上総合病院、山北徳洲会病院、中条中央病院、新発田病院、荘内病院、たかはし整形外科クリニック、佐々木整形外科、荒川中央クリニックにおいて症例収集を行なった。2016年4月現在、四肢骨の骨粗鬆症性骨折232症例、膝関節症964症例を得た。年3月までの要介護認定者は112人であった。調査結果については対象者への便り、ホームページなど様々な媒体を通じて報告を行った。また、講演会の形式でも報告を行った。村上市においては平成27年8月22日に、関川村においては平成27年6月5日に、調査の解析結果を報告した。今年度は、塩分摂取および飲酒の影響をテーマに講演した。本年度の計画は、コホート研究5年後調査票の開発と予備調査の施行である、いずれも予定通り順調に行なわれた。また疾患情報集も予定通り行なわれた。よって研究は順調に進展しているといえる。昨年度行なった関川村および粟島浦村における5年後追跡アンケート調査のデータ整理、データクリーニング、データ入力を行なった。最終的に、61.5%の回収率(1553/2527)を得た。また今年度は5年後追跡アンケート調査を村上市で行なった。追跡アンケートに関しては、基本属性、日常生活動作、病歴、生活習慣(喫煙、飲酒、運動、睡眠、食事、等)、主観的健康度等に関する11ページの調査票を用いた。調査時期は平成28年12月であった。調査票配布数は11,289であり、その回収を行なっている。対象者の2014年における死亡情報を村上保健所の死亡小票より調査し、65人の死亡を確認した。2017年4月現在、延べ骨折(四肢骨の骨粗鬆症性骨折)件数は565件、述べ膝関節症症例件数は2225件である。また、講演会において報告を行った。村上市においては2016年9月3日に、関川村においては6月7日に調査の解析結果を報告した。今年度は、村上コホート調査と新潟県魚沼地区のコホート調査における生活習慣の違いに関するテーマで講演した。本年度の計画は、コホート研究5年後アンケート調査の施行である、いずれも予定通り順調に行なわれた。

よって研究は順調に進展していると言える。村上市における5年後追跡アンケート調査では、配付数に対する回収率は61.4%(6934/11289)であった。最終的に、関川村と粟島浦村を含む全体の回収率は61.4%(8487/13816)となった。村上市における5年後アンケート調査(基本属性、日常生活動作、病歴、生活習慣等)のデータ整理、データクリーニング、データ入力を行った。5年後調査参加者と不参加者のベースラインの特徴の比較で両群に有意差の見られた項目は、性(P<0.0001)、年齢(P<0.0001)、飲酒(P=0.0452)、喫煙(P<0.0001)であった。連続変数である肥満度(BMI)と活動量(METs)に有意差は見られなかった。症例の追跡に関しては死亡、骨粗鬆症性骨折、変形性膝関節症の新規発生および要介護認定者発生数を調査した。対象者の2015年における死亡情報を村上保健所の死亡小票より調査し、79人の死亡を確認した。死因第一位は悪性新生物で、以下第二位心血管疾患、第三位脳血管疾患・呼吸器疾患であり、全国の傾向と同様であることが観察された。患者調査では、昨年度と同様の医療施設にて調査を行った。5年の節目であり、骨粗鬆症性骨折と変形性膝関節症のデータクリーニングを行っている。膝関節症では2202件を症例として確定した。現在骨粗鬆症性骨折の症例精査を行なっている。調査結果については対象者への便り、ホームページなど様々な媒体を通じて報告を行った。今年度は、9月2日の第12回「村上・岩船地域の医療を考えるフォーラム」において、5年後調査の中間報告を行なった。本年度の計画は、コホート研究5年後アンケート調査の整理でありとアウトカムとしての症例収集であり、いずれも予定通り行なわれた。また、5年後の症例整理も順調に行なわれた。本研究は順調に進展していると言える。今年度は、村上市における5年後追跡アンケート調査結果の解析を行った。ベースラインアンケート調査と比較した結果は以下の通りである。1)男性で喫煙率および頻回飲酒率が全年代で減っていた。2)塩分摂取を規定する行動が改善していた。3)運動習慣については変化が見られなかった。対象者の2016年における死亡情報を村上保健所の死亡小票より調査し、91人の死亡を確認した。死因第一位は悪性新生物(53件)で、以下第二位心血管疾患(12件)、第三位脳血管疾患(6件)、第四位は呼吸器疾患(5件)であった。昨年度、変形性膝関節症の5年後症例を確定したのに続き、今年度は骨粗鬆症性骨折の症例335件(前腕骨遠位部160、上腕骨近位部8、大腿骨近位部27、脊椎140)を確定した。5年後調査の結果を踏まえ、村上コホート研究の概要を市民向けの特集として「市報むらかみ(2018年2月1日号)」で紹介した。また、関川村、粟島浦村住民にも同様の内容の印刷物を全戸配布した。さらに、2018年8月18日の第13回「村上・岩船地域の医療を考えるフォーラム」において成果の口頭報告を行った。学術論文に関しては、プロトコール論文および慢性疼痛の有病率の論文の計2報を発表し、変形性膝関節症のリスク要因に関する論文を投稿中である。今後、コホート研究5年後追跡本調査を行なう。申請者らはコホート研究ベースライン調査および5年後追跡予備調査を経験しており、本調査も予定通り行うことが可能である。
非線形誘電率顕微鏡法を用いた電気双極子モーメントメモリー

近年の情報の大容量化に伴い,高密度記録に関する研究はますます重要度を増していると言える.現在の高密度記録の主流である磁気記録は,近い将来,理論限界に達すると考えられており,それに代わる新たな高密度記録方式の開発が要求されている.そこで,本研究者らは強誘電体材料に着目し,記録媒体への応用に関する研究を行ってきた.強誘電体材料は,強磁性体と同様に,0,1の情報を分極の方向に対応させて保持することが可能である.しかも,分極壁の厚さが1単位格子層程度と非常に薄いという,高密度記録媒体としての応用に有利な特徴を有している.更に,本研究者たちは強誘電体の局所的な分極の方向が純電気的に検出できる純国産技術,走査型非線形誘電率顕微鏡(Scanning Nonlinear Dielectric Microscope ; SNDM)を開発し,報告してきた.この顕微鏡の分解能は現在,サブナノスケールであることが確認されている.本顕微鏡プローブを強誘電体記録の再生用ピックアップに用いると現在の技術の中では最も高速にかつ最も小さな記録ビットの再生が可能である.そこで,SNDMを用いて,定比及び一致溶融組成のLiTaO_3及びPZT薄膜ににおける微小分極反転領域の生成・ナノドメインの時間反転特性,実記録再生システムの開発を行った.その結果,1.実記録密度で1.5Tbit/inch^2を越える記録に成功した.これは電気的に書き換え可能な記録再生方式としては世界最高密度である.2.ナノ分極ドットの高速反転特性を調べ探針下でもナノセカンドオーダーの高速スイッチングが可能であることが明らかになった.3.最後に一通りの記録再生が可能な強誘電体高密度データストレージシステムの試作も行い,より実用に近い強誘電体記録再生装置に必要な開発諸元を明らかにした.近年の情報の大容量化に伴い,高密度記録に関する研究はますます重要度を増していると言える.現在の高密度記録の主流である磁気記録は,近い将来,理論限界に達すると考えられており,それに代わる新たな高密度記録方式の開発が要求されている.そこで,本研究者らは強誘電体材料に着目し,記録媒体への応用に関する研究を行ってきた.強誘電体材料は,強磁性体と同様に,0,1の情報を分極の方向に対応させて保持することが可能である.しかも,分極壁の厚さが1単位格子層程度と非常に薄いという,高密度記録媒体としての応用に有利な特徴を有している.更に,本研究者たちは強誘電体の局所的な分極の方向が純電気的に検出できる純国産技術,走査型非線形誘電率顕微鏡(Scanning Nonlinear Dielectric Microscope ; SNDM)を開発し,報告してきた.この顕微鏡の分解能は現在,サブナノスケールであることが確認されている.本顕微鏡プローブを強誘電体記録の再生用ピックアップに用いると現在の技術の中では最も高速にかつ最も小さな記録ビットの再生が可能である.そこで,SNDMを用いて,定比及び一致溶融組成のLiTaO_3及びPZT薄膜ににおける微小分極反転領域の生成・ナノドメインの時間反転特性,実記録再生システムの開発を行った.その結果,1.実記録密度で1.5Tbit/inch^2を越える記録に成功した.これは電気的に書き換え可能な記録再生方式としては世界最高密度である.2.ナノ分極ドットの高速反転特性を調べ探針下でもナノセカンドオーダーの高速スイッチングが可能であることが明らかになった.3.最後に一通りの記録再生が可能な強誘電体高密度データストレージシステムの試作も行い,より実用に近い強誘電体記録再生装置に必要な開発諸元を明らかにした.本研究者は非線形誘電率のミクロな分布の計測から強誘電材料の残留分極分布の計測等が行える顕微鏡システム(走査型非線形誘電率顕微鏡)を考案試作した.これを用いると純電気的方法で簡単に強誘電材料中の永久分極分布がサブナノメータの分解能で高速に計測できる.サブナノメータの大きさの(分極?)像を得ているということは,既にマクロな分極の概念は破綻をきたしておリ,数個の永久双極子モーメントを観測しているといえる.このように,高分解能でかつ簡単に電気的に強誘電分極(又は双極子モーメント)を観測できる本顕微鏡用プローブを超高密度強誘電体記録の読みとり書き込み用ヘッドとして用いると,いままで特に良い読みとり装置がなかったため実現しなかった強誘電体記録が可能であると考え,本研究では惰報記録デバィスに実績のある企業の研究者の参加も得てその記録媒体や方式も含めて実用的な超高密度強誘電体記録(電気双極子モーメントメモリ)の開発研究を行うことを目的としている.本年度の主な成果は,LiTaO3単結晶薄板中に直径12nmのナノドメインを形成する事に成功した.本ドメインドットの大きさは記録密度で4Tb/inch^2に相当する.また人工ナノドメインドットの安定性も調べ安定に存在することも確認した.また一文字300nm程度の人工ドメイン文字を上記媒体に書き込むことにも成功し,制御性よくナノドメインを書き込みできることを実証した.今後はより大きな記録媒体を作製し,これを用いて実際に大量な情報を記録再生する実験を行う.近年の情報の大容量化に伴い,高密度記録に関する研究はますます重要度を増していると言える.現在の高密度記録の主流である磁気記録は,近い将来,理論限界に達すると考えられており,それに代わる新たな高密度記録方式の開発が要求されている.

そこで,本研究者らは強誘電体材料に着目し,記録媒体への応用に関する研究を行ってきた.強誘電体材料は,強磁性体と同様に,0,1の情報を分極の方向に対応させて保持することが可能である.しかも,分極壁の厚さが1単位格子層程度と非常に薄いという,高密度記録媒体としての応用に有利な特徴を有している.更に,本研究者たちは強誘電体の局所的な分極の方向が純電気的に検出できる純国産技術,走査型非線形誘電率顕微鏡(Scanning Nonlinear Dielectric Microscope ; SNDM)を開発し、報告してきた.この顕微鏡の分解能は現在,サブナノスケールであることが確認されている.本顕微鏡プローブを強誘電体記録の再生用ピックアップに用いると現在の技術の中では最も高速にかつ最も小さな記録ビットの再生が可能である.そこで,本年度はSNDMを用いて,定比及び一致溶融組成のLiTaO_3及びPZT薄膜ににおける微小分極反転領域の生成・ナノドメインの時間反転特性,実記録再生システムの開発を行った.その結果,1.実記録密度で1.5Tbit/inch^2を越える記録に成功した.これは電気的に書き換え可能な記録再生方式としては世界最高密度である.2.ナノ分極ドットの高速反転特性を調べ探針下でもナノセカンドオーダーの高速スイッチングが可能であることが明らかになった.3.最後に一通りの記録再生が可能な強誘電体高密度データストレージシステムの試作も行い,より実用に近い強誘電体記録再生装置に必要な開発諸元を明にした.
超微粉砕・粒子複合化機構と放電プラズマの共存場による機能性粉体の低温創製

材料の複合化により様々の新機能材料が創製されており、素材となる粒子の高機能化がキーとなっている。そこで、本研究では、超微粉砕機構を基礎とした機械的粒子複合化技術と放電プラズマとの共存場を利用することにより、機能性粉体を低温かつ短時間で創製可能な粉体プロセス技術を開発するとともに、機能性粉体の生成メカニズムの解明を行った。具体的には、この装置を用いて粒子同士の非加熱反応による多成分系ナノ粒子の合成を試みるとともに、ナノ粒子と雰囲気ガスとの非加熱反応による表面改質も試みた。まず、粒子同士の反応においては、モデル的な機能性粉体として、ランタン・マンガン複合酸化物を取り上げ、出発原料として酸化マンガンと酸化ランタンの工業的粉体を用い、超微粉砕・複合化機構を利用して、高エネルギー場での粉体処理を行った。その結果、非加熱場の機械的処理によって、ランタン・マンガン複合酸化物のナノ粒子を合成することができた。その反応過程をTEM、XRD等により解析した結果、機械的処理に伴う酸化ランタンの水酸化物への反応、並びに中間過程で生成された水酸化物と酸化マンガンとのメカノケミカル的反応モデルにより、反応メカニズムを定性的に説明することができた。次に、酸化チタンナノ粒子表面への窒素ドープの低温創製に取り組み、アンモニアと窒素の混合ガス中でグロー放電と機械的エネルギーの同時付与実験を行った。その結果、チタニア粒子は粒成長することなく、粒子表面への窒素ドープが行われ、可視光での光触媒効果が促進された。そして、ナノ粒子の機械的処理に伴う粒子表面の活性化と放電プラズマによる窒素、アンモニア分子の活性化モデルを導入することにより、非加熱下での窒素との反応が定性的に説明できた。以上の成果より、本研究において開発されたプロセス技術は、様々な機能性粉体の創製に極めて有望であることを明らかにした。平成15年度は、超微粉砕、複合化などの機械的作用と放電プラズマとを相乗作用させる反応装置を試作するとともに、この装置における粒子表面と気体との相互作用を解析した。以下に結果の概要を示す。1加圧下で摩擦的作用により微粒子同士を超微粉砕・複合化する機械的作用を基礎として、これに放電プラズマを作用させた共存場を有する新規反応装置を設計し、その試作を完了した。放電プラズマは、高速剪断場に併用して作用させる構造とした。その際に、高速剪断場に導入された粒子層を処理直後にすみやかに分散させ、その後再度、剪断場に粒子群を送り込む粒子分散供給構造も設計した。このような構造を採用することで、微粒子同士の超微粉砕・複合化作用を放電プラズマとの併用のもとに、安定かつ効果的に行うことを可能にした。2試作装置を用いて、現在産業界で注目されている光触媒材料をモデル例として、チタニア粒子表面と窒素との相互作用について検討した。ここでは、窒素やアンモニア雰囲気の放電プラズマを作用させる手法や、尿素粉体とチタニアナノ粒子を粉砕・複合化させながら放電プラズマを作用させる方法など、様々なドーピング方法の検討を室温下において試みた。その結果、チタニア粒子表面の窒素ドーピングが確認され、得られた粉体は良好な光触媒特性を示した。このように、本研究で提案した超微粉砕・粒子複合化機構と放電プラズマの共存場は、低温処理にもかかわらず、新しい機能を有する機能性粉体創製技術としてのポテンシャルが高いことが実験的に示された。

そこで、本研究では、超微粉砕機構を基礎とした機械的粒子複合化技術と放電プラズマとの共存場を利用することにより、機能性粉体を低温かつ短時間で創製可能な粉体プロセス技術を開発するとともに、機能性粉体の生成メカニズムの解明を行った。具体的には、この装置を用いて粒子同士の非加熱反応による多成分系ナノ粒子の合成を試みるとともに、ナノ粒子と雰囲気ガスとの非加熱反応による表面改質も試みた。まず、粒子同士の反応においては、モデル的な機能性粉体として、ランタン・マンガン複合酸化物を取り上げ、出発原料として酸化マンガンと酸化ランタンの工業的粉体を用い、超微粉砕・複合化機構を利用して、高エネルギー場での粉体処理を行った。その結果、非加熱場の機械的処理によって、ランタン・マンガン複合酸化物のナノ粒子を合成することができた。その反応過程をTEM、XRD等により解析した結果、機械的処理に伴う酸化ランタンの水酸化物への反応、並びに中間過程で生成された水酸化物と酸化マンガンとのメカノケミカル的反応モデルにより、反応メカニズムを定性的に説明することができた。次に、酸化チタンナノ粒子表面への窒素ドープの低温創製に取り組み、アンモニアと窒素の混合ガス中でグロー放電と機械的エネルギーの同時付与実験を行った。その結果、チタニア粒子は粒成長することなく、粒子表面への窒素ドープが行われ、可視光での光触媒効果が促進された。そして、ナノ粒子の機械的処理に伴う粒子表面の活性化と放電プラズマによる窒素、アンモニア分子の活性化モデルを導入することにより、非加熱下での窒素との反応が定性的に説明できた。以上の成果より、本研究において開発されたプロセス技術は、様々な機能性粉体の創製に極めて有望であることを明らかにした。
日本・ドイツ・韓国における装置・素材産業のグローバル戦略比較調査

本研究では、日本の装置産業と素材産業のグローバル戦略に焦点を合わせて、本国資源の活用と現地市場への適応のプロセスを動態的な視点で明らかにするために、日本の装置・素材産業とドイツと韓国の装置産業・素材産業を取り上げ、(1)本国市場での成長戦略と(2)グローバル市場に展開する際に本国資源の活用ととともに現地市場への適応プロセスを動態的に分析した。具体的に、フィールドリサーチを通して、日本とドイツ・韓国の装置産業と素材産業の統合と分散のダイナミックな進化を示すフレームワークを提案した。本研究では、日本の装置産業と素材産業のグローバル戦略に焦点を合わせて、本国資源の活用と現地市場への適応のプロセスを動態的な視点で明らかにするために、日本の装置・素材産業とドイツと韓国の装置産業・素材産業を取り上げ、本国市場での成長戦略だけではなく、グローバル市場に展開する際に本国資源の活用ととともに、現地市場への適応プロセスを動態的に分析することに焦点を合わせている。研究初年度である平成27年度では、装置産業と素材産業の本社部門(HQ)が構築してきた組織能力の活用と現地市場への適応プロセスを明らかにするために、親会社と海外子会社、または海外子会社間の動態的学習プロセスに関するフレームワークを提示し、理論的な分析枠組みを示した。また、このフレームワークに基づき、国内と海外の研究協力者たちに依頼して、日本、ドイツ、韓国の装置・素材産業のグローバル展開における代表的事例を選定し、グローバル展開の動態的プロセスを分析するために、インタビュー調査準備を行いつつ、片方では対象企業への訪問調査を実施した。このように、2015年度では、日本、ドイツ、韓国の装置・素材産業のそれぞれの本国の組織能力構築の差異を比較し、海外展開における本社のグローバル戦略を比較するための理論的枠組みを示し、その後実施した現地訪問調査の成果を積極的にまとめて、国際的に発信することも試みた。具体的な研究成果は、図書として3本の論文と査読付き論文5本(そのうち、SSCIジャーナル1本)を出版した。また、査読付きの国際学会報告6回と国内学会報告3回を行った。本研究では、日本の装置・素材産業とドイツと韓国の装置産業・素材産業を取り上げ、本国市場での成長戦略とグローバル市場に展開する際に本国資源の活用ととともに、現地市場への適応プロセスを動態的に分析するための分析のフレームワークを提示し、日本、ドイツ、韓国の装置・素材産業から研究対象を抽出し、その後、具体的に抽出された日本、ドイツ、韓国に位置している本社を訪問し、インタビュー調査を行い、本研究課題のフレームワークを検証することである。このような日本・ドイツ・韓国企業の本国と海外子会社の関係を動態的な視点で比較分析することで、国際経営論の視点で日独韓企業のグローバル戦略を分析しただけではなく、経営組織論・製品開発論といったより広い文脈から組織間関係を捉えようと試みた。2015年度は、本研究のフレームワークを提示し、研究調査に当てはまる事例を集めることに成功した。また、フィールド調査は探索段階に留まっているものの、その成果を論文としてまとめて、初年度から発信しており、研究成果の側面からは当初の計画以上に進展していると考えられる。次年度は、米国、中国、東南アジアに立地している海外子会社を対象にフィールド訪問調査を継続する予定であり、本研究の目的を十分達成できると予想できよう。研究2年目である平成28年度(2016年度)では、装置産業と素材産業の本社部門(HQ)が構築してきた組織能力の活用と現地市場への適応プロセスを明らかにするために、初年度に提示した親会社と海外子会社、または海外子会社間の動態的学習プロセスに関するフレームワークに基づき、インタビュー調査を実施した。具体的に、本社のグローバル展開により、日本国内と韓国の本社訪問とともに、日本、韓国、米国、中国、台湾、東南アジアに立地している海外子会社を対象にフィールド訪問調査を行なった。また、平成27年度との比較のために、初年度調査を行った企業の海外子会社を訪問し、それぞれの企業のグローバル戦略の特徴に関する調査を行い、一部の研究成果を積極的に発信した。ドイツの装置産業・素材産業調査のための本社訪問は実現できなかったものの、ほかの地域に進出している企業調査はある程度実施できた。具体的な研究成果は、図書1冊の出版、5本の論文と査読付き論文3本(そのうち、SSCIジャーナル1本)を出版した。また、査読付きの国際学会報告4回と国内学会報告2回を行った。

2016年度は、本研究のフレームワークに基づき、日本国内と韓国の本社訪問とともに、日本、韓国、米国、中国、台湾、東南アジアに立地している海外子会社を対象にフィールド訪問調査を行なった。ドイツへの訪問調査が実現できなかったものの、調査結果をまとめて、その成果を積極的に発信しており、研究成果の側面からはおおむね順調に進展していると考えられる。次年度は、今年度実現できなかったドイツへの調査とともに、日本国内、米国、韓国などに立地している海外子会社を対象にフィールド訪問調査を継続しつつ、全体の成果をまとめて国際的に発信する予定であり、本研究の目的を十分達成できると考えている。本研究では、日本の装置産業と素材産業のグローバル戦略に焦点を合わせて、本国資源の活用と現地市場への適応のプロセスを動態的な視点で明らかにするために、日本の装置・素材産業とドイツと韓国の装置産業・素材産業を取り上げ、本国市場での成長戦略だけではなく、グローバル市場に展開する際に本国資源の活用ととともに、現地市場への適応プロセスを動態的に分析することに焦点を合わせている。研究最終年度である平成29年度(2017年度)では、装置産業と素材産業の本社部門(HQ)が構築してきた組織能力の活用と現地市場への適応プロセスを明らかにするために、初年度に提示した親会社と海外子会社、または海外子会社間の動態的学習プロセスに関するフレームワークを検証し、出版作業および国際的発信に力を入れた。具体的に、英文図書「Building a Sustainable Global Strategy: A Framework of core competence, Product Architecture, Supply Chain Management and IT Strategy」「Business Architecture Strategy and Platform-Based Ecosystem」を出版し、これまでの研究調査成果を発信した。また、日本国内図書出版を通して、日本の装置産業と素材産業の統合と分散のダイナミックな進化を明らかにした。さらに、日本とドイツ企業の比較に関する研究成果をまとめて、英文図書として出版を進めている。具体的な研究成果は、図書5冊(単著2冊)の出版、4本の論文(査読付き論文4本(SSCIジャーナル1本))を出版した。また、査読付きの国際学会報告5回(そのうち、海外招待講演3回)を行った。本研究では、日本の装置産業と素材産業のグローバル戦略に焦点を合わせて、本国資源の活用と現地市場への適応のプロセスを動態的な視点で明らかにするために、日本の装置・素材産業とドイツと韓国の装置産業・素材産業を取り上げ、(1)本国市場での成長戦略と(2)グローバル市場に展開する際に本国資源の活用ととともに現地市場への適応プロセスを動態的に分析した。具体的に、フィールドリサーチを通して、日本とドイツ・韓国の装置産業と素材産業の統合と分散のダイナミックな進化を示すフレームワークを提案した。平成28年度(2016年度)のインタビュー調査では、本社のグローバル展開により、米国、中国、東南アジアに立地している海外子会社を対象にフィールド訪問調査を行なう。
精神分裂病の発症機序についての脳画像解析的・神経心理学的・精神薬理学的研究

1.統合失調圏患者の脳画像、神経心理学的所見の検討:三次元磁気共鳴画像(3D-MRI)により、統合失調型障害患者と統合失調症患者の脳形態を比較した。ボクセル単位解析では、統合失調型障害群では左の下前頭回、島回、上側頭回、内側側頭葉の灰白質減少が認められた。統合失調症群では、これらの領域に加えて内側前頭葉領域の灰白質減少が顕著で、右半球の下前頭回や内側側頭葉に変化が及び、左側の背外側前頭葉領域にも変化が拡がっていた。これらの所見から、主として側頭葉の変化が統合失調症への脆弱性に関連し、それに前頭葉の変化が加わることにより、側頭葉の変化が臨床的に顕在化し、統合失調症状が発症するという側頭-前頭2段階発症仮説が導かれた。関心領域法により、前部帯状回、海馬、海馬傍回、扁桃体、内包前脚、前頭葉の体積を測定したところ、上記の仮説を支持する結果が得られた。また統合失調型障害患者と統合失調症患者の神経心理学的プロフィールを比較した。言語性記憶は両群で同様に障害されていたが、注意および遂行機能の障害は統合失調症群でより顕著で、MRI所見に対応する結果であった。2.ラット動物モデルを用いた検討:フェンシクリジン(PCP)またはMK-801を14日間投与したウイスター系雄ラットでは、生理食塩水投与群に比べ、社会行動が有意に減少するとともに、分界条床核、外側中隔、外側視床下部などでV1a受容体結合密度が有意に減少した。本研究から、統合失調症における社会性の障害にアルギニン-バソプレッシン神経系の異常が関与している可能性が示唆された。1.精神分裂病の脳の形態学的変化:説明と同意の得られた服薬中の分裂病患者34例と健常対照者31例について、スライス厚=1mmで、全脳の三次元磁気共鳴画像の撮像を行い、statistical parametric mapping(SPM)96を用いて、両群間の脳体積の比較を行った。その結果、分裂病患者の灰白質では、左の中・下前頭回、左の上側頭回、両側の前部帯状回と両側の内側側頭葉構造に体積減少が認められた。また、白質では両側の内包前脚と左の上後頭-前頭束に体積減少が認められた。2.分裂病型障害の脳の形態学的変化:説明と同意が得られた服薬中の分裂病型障害患者15例、罹病期間3年以下の分裂病患者12例、および健常者31例で、上記と同様にMRIとSPMにて解析を行った。その結果、健常者群に比べて、分裂病型障害では、左の上側頭回・島、左の鉤・海馬と脳梁下野で灰白質の減少が認められた。分裂病患者群では、左の上側頭回に加えて、左の下前頭回、両側の前部帯状回領域の体積減少が認められた。「左側頭葉の変化は分裂病への脆弱性に関連し、これに前頭葉の変化が加わることにより、側頭葉障害が臨床的に顕在化し、分裂病症状が発現する」という前頭-側頭葉2段階発症仮説が考えられる。3.公表分(次頁);左内嗅皮質傷害ラットて、左扁桃体のドーパミン伝達が亢進することを示した(1,2)。分裂病患者の記憶の組織化の障害が、左下前頭回の機能障害と関連することを示した(3)。分裂病の前駆状態で強迫症状を呈するときに、強迫神経症との鑑別に三次元磁気共鳴画像が有用である可能性を示唆した(4)。分裂病の前駆期では、精神作業による血中ドーパミン濃度の減衰が生じないことを示した(5)。

記憶の組織化の課題の日本語版を公表した(6)。1.健常者の脳の発達:思春期前期(1314歳)の健常者20名と思春期後期青年期(1820歳)の健常者30名について、3次元磁気共鳴画像(3D-MRI)の撮像を行い、思春期における脳の形態的発達について、統計画像解析ソフトウェアstatistical parametric mapping(SPM)99により解析した。その結果、思春期前期群に比較して思春期後期群では、左の内側側頭葉と視床下部近傍の灰白質濃度が増加し、右の下頭頂小葉と右の小脳では減少していた。2.分裂病圏障害患者の脳画像の検討:説明と同意が得られた服薬中の分裂病型障害(ICD-10)患者21例(平均年齢24.2歳)と罹病期間3.5年以下の分裂病患者21例(25.0歳)、および健常者42例(25.5歳)について、3D-MRIとSPM99を用いて、脳形態を比較した。健常者群に比べて、分裂病型障害では、左の眼窩前頭回、左の内側側頭葉、および第三脳室周囲に灰白質濃度の減少が認められた。これに対して、分裂病患者群では、健常者群に比べて、左の外側前頭回、両側の内側および眼窩前頭回、左の内側側頭葉、および第三脳室周囲に灰白質濃度の減少が認められた。また、分裂病圏障害患者18例において、探索眼球運動における反応的探索スコアが低得点の群では、高得点群に比して、頭頂連合野、前頭前野、補足運動野の灰白質濃度が減少する傾向がみられた。3.ラット動物モデルを用いた検討:フェンサイクリジン(PCP)2.0mg/kgの腹腔内投与を2週間施行したラットでは、対照と比較して、社会性行動の減退が認められた。1.統合失調圏患者の脳画像、神経心理学的所見の検討:これまでに三次元磁気共鳴画像(3D-MRI)により、統合失調型障害患者と統合失調症患者の脳形態について得られた所見から、統合失調症の側頭-前頭葉2段階発症仮説を提唱した。次に統合失調型障害患者24例、統合失調症患者40例、および健常者48例について、関心領域法により扁桃体の体積を測定したところ、統合失調症患者、統合失調型障害患者いずれにも扁桃体の体積減少が認められ、上記の仮説が支持された。また統合失調型障害患者15例と統合失調症患者15例の神経心理学的プロフィールを比較した。言語性記憶は両群で同様に障害されていたが、注意および遂行機能の障害は統合失調症群でより顕著で、MRI所見に対応する結果であった。さらに統合失調症圏患者30例において、横S字図形を呈示した際の探索眼球運動の異常が、3D-MRIによる左下前頭回および左帯状溝辺縁枝分岐部の脳体積減少と関連することを示した。2.健常者の脳の発達:3D-MRIにより、健常中学生23名と健常青年30名の脳形態を比較した結果、青年群では左側の内側側頭葉領域の体積が有意に大きく、思春期に海馬や海馬傍回などの内側側頭葉が形態的に発達することが示唆された。3.ラット動物モデルを用いた検討:フェンシクリジン(PCP)またはMK-801を14日間投与したウィスター系雄ラットでは、生理食塩水投与群に比べ、社会行動が有意に減少するとともに、分界条床核、外側中隔、外側視床下部などでVla受容体結合密度が有意に減少した。本研究は、統合失調症における社会性の障害にアルギニン-バソプレッシン神経系の異常が関与している可能性を示すものである。1.統合失調圏患者の脳画像、神経心理学的所見の検討:三次元磁気共鳴画像(3D-MRI)により、統合失調型障害患者の前部帯状回体積を計測し、統合失調症患者および健常者と比較した。統合失調型障害患者では、前部帯状回の体積は健常者と統合失調症患者の中間的な値を示すとともに、統合失調症患者と同様に、前部帯状回の前方部では健常女性にみられた右>左の左右差が消失し、脳梁膝周囲部では健常者にみられた女性>男性の性差が消失していた。また、内包前脚の体積を計測し、統合失調症患者、統合失調型障害患者と健常者の間で比較した。
深層学習を用いた高精度ノイズ除去技術の脳画像研究への応用

MRIに代表される非侵襲的脳画像法は、その画質の向上に伴い基礎・臨床医学の発展に大きく寄与してきた。しかし、ハードウェアや撮像時間の制約に伴う画像のノイズは解析や解釈上の障害となっている。このような現状を鑑み、申請者はこれまでGPGPU(General Purpose GPU)で超高速化した高精度ノイズ除去アルゴリズムおよびリアルタイムにノイズ除去パラメータを可変できる画像ビューアを独自開発し、その有用性を明らかにしてきた。近年、深層学習の登場により機械学習的アプローチが飛躍的に進歩しており、ノイズ除去においても有用性が示されつつある。本研究の目的は、脳画像に適した深層学習ベースの高精度ノイズ除去アルゴリズムを開発し、精神疾患患者を含むヒトや小動物の脳MRIに適応し、基礎・臨床応用の可能性を明らかにすることである。平成30年度では、TensorFlow、Kerasなど既存の高性能オープンソースライブラリを用いて3次元形態MRIを用いたノイズ除去深層学習システムの開発環境を構築した。その上で、複数の深層学習アルゴリズムを開発・実装することができた。3Tおよび7T-MRIを用いた健常者における形態MRI、安静時fMRIを収集した。また、3T-MRIを用いて慢性期外傷性脳損傷患者など精神疾患患者の形態MRI、安静時fMRIも収集した。小動物についても、精神疾患モデルラットの形態MRIを収集した。1MRIに適した深層学習ベースの高精度ノイズ除去アルゴリズムの開発に関して。TensorFlow、Kerasなど既存の高性能オープンソースライブラリを用いて3次元形態MRIを用いたノイズ除去深層学習システムの開発環境を構築した。その上で、複数の深層学習アルゴリズムを開発・実装することができるなど当初の計画通りに進展している。2小動物(ラット・マウス)によるノイズ除去技術の検証に関して。精神疾患モデルラットの形態MRIの収集に着手できており、当初の計画通りに進展している。3ヒト(健常者および精神疾患患者)によるノイズ除去技術の検証に関して。3Tおよび7T-MRIを用いた健常者における形態MRI、安静時fMRIを収集に着手できた。また、3T-MRIを用いて慢性期外傷性脳損傷患者など精神疾患患者の形態MRI、安静時fMRI収集にも着手できており、当初の計画通りに進展している。現時点で、本研究はおおむね順調に進展しているため、平成31年度も当初の研究計画に基づいて推進していく。収集したヒト・小動物のMRIを用いたノイズ除去性能の検証を行うとともに、必要に応じてアルゴリズムの改良を行っていく。ビューアについても開発・改良を加えていく。引き続きデータ収集を行っていく。精神疾患患者における7T-MRIデータ収集にも着手する。

3ヒト(健常者および精神疾患患者)によるノイズ除去技術の検証に関して。引き続きデータ収集を行っていく。精神疾患患者における7T-MRIデータ収集にも着手する。7T-MRIの撮像費用がスキャン代単価の増加に伴い当初の計画よりも高くなり、当初予定していた高性能解析用コンピュータの導入を撮像費用に充当した。そのため、次年度使用額が生じた。次年度使用額については引き続き7T-MRIの撮像費用に充当する予定である。
スゥーデンにおけるホームレス自立支援システムの研究

ホームレス自立支援システムについて、日本との比較においてスウェーデンを調査研究した。スウェーデンのホームレスの状況について、現地関係機関のヒアリングを実施し、関連NPO団体、支援団体を訪問し、またスウェーデンの大学関係者を訪問し議論をするとともに、スウェーデンに住む日系人からスウェーデンの社会福祉制度の状や生活状況についてヒアリングを行った。また、大都市部の路上でみかけるホームレス者の動向を観察するとともに、少しではあるが話をうかがうことができた。スウェーデンでは、ちょうど2005年に三回目の全国調査を実施し、また、2002年から2005年の政府支援のプロジェクトの自己点検評価も行っていた。そうした動向を的確に踏まえつつ、EU諸国の中でも、ソーシャルインクルージョンについて積極的に取り組んでいるスウェーデンの取り組みと課題をつかもうとつとめた。その一方で、比較の意味で、野宿者(路上生活者)の自立支援システムの観点で、東京23区・東京都、神奈川県横浜市、川崎市、大阪府・大阪市、福岡県北九州市などの動向を調査し、それぞれの自治体が取り組んでいる実態を調査した。また、それぞれの自治体のもつ独自性・特徴ならびに自立支援システム構築への課題を把握した。こうした中で、ソーシャルインクルージョンという視点で、野宿者が社会の中に受け入れられていくためには、社会の中に、官民のソーシャルワーカーを配置することが重要である点を再確認した。スウェーデンの研究分析は私にとってまだ、未分析の点が多い。研究助成を受け、たくさんの情報を収集し、現地でのネットワークを作った成果を今後さらに活かし、研究を総合化していきたい。2004年4月末に次の論文を刊行した。これはスウェーデンの都市の貧困とホームレス問題をテーマとしたものである。(1)麦倉哲・義平真心,2004,「スウェーデンストックホルム市における都市と貧困(1)スウェーデンストックホルム市における都市再生プロジェクト-ハマービーショースタッド(Hammarby Sj□stad)開発の事例研究」,日本都市学会,日本都市学会年報VOL.37(2)義平真心・麦倉哲,2004,「スウェーデンストックホルム市における都市と貧困(2)ストックホルム市のおけるホームレス自立支援政策とNPOによる自立支援活動」,日本都市学会,日本都市学会年報VOL.37上記論文は、平成14-15年度の科学研究『野宿者自立支援システムの構築に関する研究』の成果の一部でもあるが、前回から今回へと研究を発展させていく架橋的な成果であるので掲載した。2004年5月から2005年2月までは、スウェーデンと日本のホームレス自立支援システムを比較検討するために、日本国内とくに東京、大阪での調査・ヒアリングを実施した。スウェーデンに関しては、文献研究、資料検討を進め、ストックホルムの都市再開発の問題について、論文執筆の準備をした。2005年3月には、スウェーデンストックホルム市での調査を実施するとともに、政府関係者(厚生省関係者)ならびにストックホルム市のホームレス統計資料専門家へのヒアリング、及びスウェーデン在住の日系人関係者から、スウェーデンの福祉社会に関するヒアリングを実施した。また、ストックホルム市内のホームレスエリアの表面観察を実施し、ホームレスの日中の過ごし方や、アルコール依存の態様などを観察した。現在、スウェーデン調査で得られた調査資料を検討し、スウェーデンにおける共同研究者との連絡を定期化し、研究の取りまとめの方向を見据えつつ、今年の夏に実施予定の本プロジェクト最後の調査(NPO調査)に向けて準備を進めているところである。平成17年度は、スウェーデンストックホルム市とマルメ市で現地調査を実施するとともに、関係諸機関で各種研究資料を入手した。また関係の専門家から研究の助言をえた。政府関係では、厚生省担当者の話を聞き、政府のホームレス自立支援政策とくに政府交付補助金の話を聞き、また現在取りまとめ中のスウェーデンのホームレス実態調査についてうかがい関係資料を入手した。ストックホルム市ではホームレス統計担当の専門職員の話をうかがい、資料を収集した。また、スウェーデンテレビでは、ストックホルム市におけるホームレスの実態について製作されたドキュメントビデオを入手した。次に、ホームレス支援のNPOでは、ストックホルム市で販売されている最大の月刊誌「Situation」編集部を尋ね、資料を収集した。

また、ストックホルム市郊外でホームレス、薬物依存、アルコール依存の人々のための自立支援ホームを運営するNPOである、「Vasta」を尋ね、現在スウェーデンでいちばん注目されているこの施設の運営についてヒアリング調査を実施した。一方、ストックホルム大学のジェンダー研究センターを訪問し、スウェーデンにおける女性ホームレスの研究について、資料の提供ならびに助言をえた。マルメ市では、市内の路上生活者の状況を調査し、マルメ市役所社会福祉ホームレス担当のソーシャルワーカーの話を聞き、資料を収集した。スウェーデンでもこの新しい福祉に問題については、NPOの活躍が目立ち、政府もソーシャル・インクルージョンやインテグレーションという理念で支援の政策を打ち出そうとしている。この点は、日本の現在の動向とも比較することが有効なので、年間を通じて東京の状況と比較するとともに、大阪や北九州でも比較のための調査を実施した。以上の調査研究全般について、成果報告書を作成中であり、成果の一部は今後学会等で発表する予定である。
マイクロマシンの摩擦力・凝着力の制御に関する研究

マイクロマシンでは、重力などの体積力に比べ、ファンデルワールスカ、メニスカスカ、静電気力など表面間の凝着力が支配的となり、これらが摩擦力を増大させる方向に働く。このため、マイクロマシンの運動制御においては、凝着力、摩擦力の制御が重要な課題となる。本研究では、微小荷重条件下での摩擦力を制御することを目的として、以下の3種類の方法について実験的に調べた。・振動による摩擦力の制御:摩擦面に微小な振動を加え、振動振幅や周波数を変化させることによって摩擦力の大きさを制御できることを確認した。振動による摩擦低減効果はマクロスケールにおいても見られるが、マイクロスケールにおいては、摩擦速度や振動周波数に依存した特有の摩擦力変化が観察された。この原因は接触面近傍に凝縮した水のメニスカス(液体架橋)によるものであることが確認された。・液晶による摩擦力の制御:摩擦面間に液晶を供給し電圧を加えることによって、液晶分子が配向し、摩擦係数の大きさの変化や異方性が現れることが確認された。従来の研究では、液晶の流体潤滑特性が主に調べられてきたが、本研究により、液晶の境界潤滑特性が明らかになった。・液滴の供給による摩擦力制御:摩擦面間にリアルタイムで微量な液滴を供給するための実験装置を開発し、液滴の供給による摩擦力の変化を調べた。その結果、液滴によるメニスカスカが面に垂直な方向だけでなく水平な方向にも働くことが確認され、液滴の形状とせん断抵抗との間の関係が明らかになった。(1)マイクロマシンの摺動部で発生する微小荷重条件での摩擦現象を解明するため、平面と球面の間に働くμNオーダの摩擦力・凝着力の測定装置を開発した。平面試料には、マイクロマシンの材料として多用される単結晶シリコンウェーハを用い、球面試料には先端半径が10μmのダイヤモンドピンを用いた。開発した装置を用いて、荷重、湿度、ウェーハ表面の潤滑剤の有無などの条件を変えながら摩擦力・凝着力の測定を行い、以下の知見が得られた。・湿度の上昇により、凝着力と摩擦力が増加する。その理由は、高湿度において、平面と球面の間に水のメニスカス(液体橋)が形成され、荷重方向の凝着力、および摩擦方向のせん断抵抗がともに増加するためであると考えられる。・シリコンウェーハ表面に圧電素子により振動を加えながら、摩擦力の測定を行った結果、周波数、振幅の増加により、摩擦力が減少することが確認された。このことから、摩擦面の振動を利用して、摩擦力が制御できることが明らかになった。(3)自然界の微小生物が、表面間力をどのように利用しているかを調べるため、蟻を用いて、壁面への脚の付着と引き離しのメカニズムの解析、および付着力の測定を行った。その結果、付着力は体重の40倍程度であり、引き離す時には脚のしなりやてこを利用していることが確認された。また付着には、脚先端から分泌される油脂が関与していると考えられ、マイクロマシンにおいても、接触面に少量の液体を導入することにより、付着力が制御できる可能性があることが示唆された。