hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
「共有地の悲劇」再考:利他的効用と資本蓄積によるフリー・ライディング・メカニズム

枯渇性天然資源ストックに個人所有権が設定されておらず、社会構成員の共有財産になっている場合には、いわゆる「共有地の悲劇」が起こる可能性があることが知られている。枯渇資源の他にもう一つ別の社会的共有資産がある場合にも、その悲劇は起こるだろうか。悲劇が起こる可能性は、想定する効用関数の形に依存し、(1)共有資産が人為的に蓄積可能であり、(2)人々の効用が「地位追求的」である場合には、天然資源ではなく蓄積可能資産に「共有地の悲劇」が起こるという従来の結論を、より一般的な仮定の下、および不確実性下で再検討し、新しい知見を得た。本研究の目的は、枯渇性天然資源と蓄積可能資本が共にコミュニティーの共有資産になっているときに、「共有地の悲劇」が起こる可能性と、人びとの効用関数の性質の間にどのような関係があるかを分析することにある。本年度は、コミュニティー構成員が自己の消費量の絶対値のみならず、他の構成員と比較してどの程度の消費をしているかを気にする場合の分析を行った。各構成員の効用関数が、自分以外のすべての構成員の消費量の平均値を含むと仮定し、その平均値が高くなればなるほど、自己の消費量は同じでも、効用水準は下がると考える。すなわち、消費における地位追求(status-seeking)性のもとで、将来にわたる効用の割引現在価値を最大化する最適消費量と最適資源採掘量の特性を導き出した。この問題は、資源ストックが常に確実に把握されている場合には、すでに先行研究によって解かれているが、本年度の研究では、(1)先行研究が仮定していた効用関数と生産関数の間の特殊な仮定が成り立たない、(2)資源ストックの把握が不確実である、という条件のもとで分析を進めた。(1)については、先行研究の結果を含む一般的な解を得ることができ、(2)については、不確実性の程度により、先行研究の結論が覆る可能性を示すことができた。今年度の研究は、複数の経済主体の最適行動に関する動学ゲームの構築と均衡解の導出に焦点を当てることになった。原子力発電に依存することの是非が厳しく問われるなか、火力発電によって電力を確保しなければならない場合、資源小国は少なくとも当面の間、原油の輸入を続ける必要があると思われるが、化石燃料への依存は温暖化ガスの排出による環境破壊を進めることになる。環境保全の立場からは、輸入国政府が化石燃料の使用に対して炭素税を課すことは当然の措置と考えられるが、一方で税負担が過大になればエネルギーの確保がままならなくなる消費者の厚生は悪化せざるを得ない。さらに、炭素税の永準は原油輸入国のみならず、産油国にとっても大きな関心の的になる。輸入国の炭素税率が上昇すれば、消費者が支払わなければならない石油の値段は、輸入価格が一定であっても上昇する。輸出国が従来通りの輸出を続ける、あるいはさらに輸出量を増やそうとすれば、輸出価格を引き下げなければならないかも知れない。このような状況下にある化石燃料の国際間取引に適用されるべき輸出価格と、輸入国が課すべき炭素税率はどのようにして決定されるか、またそれらの最適水準の下での各国ごとの、および両国を合わせた厚生水準はどのように求められるかを明らかにすることは極めて重要である。この課題を解決するため、われわれは原油輸入国グループと輸出国カルテルの間の動学ゲームを定式化した。前者の政策変数は輸入国消費者に対す為炭素税率、後者のそれは原油の輸出価格である。得られた結論は、このゲームにはNash均衡が存在し、かつその解は一意であること、また、Stackelbergの解も導出でき、輸出国・輸入国を合わせた全体の厚生水準は、輸出カルテルが先導者になる場合の方が輸入国グループが先導する場合より高い。ただし、Stackelbergの解はいずれもNash均衡解の下での経済厚生を上回らないとことが数値例で確かめられた。Nash解の下での厚生氷準がStackelbergの場合の水準を凌駕することはおそらく一般的な結論として確立することができるであろうが、二つのStackelberg解の厚生水準比較は数値例の数を増やして、その一般性についての検討を重ねる必要があるものと思われる。今年度の研究の目的は2つあった。1つは効用関数の形状が社会の共有資源の利用状況にどのような影響を与えるかについて、従来の分析の多くが仮定してきたいわゆる「方法論的個人主義」に基づく効用関数、すなわち各経済主体の効用水準は自己が消費する財の量のみに依存すると仮定するという想定をしない場合、共有資源は従来の分析に比べてより早く枯渇するか否かを検討すること。もう1つは、資源を採掘する主体と消費する主体が異なっている場合に、両者の間の取引形態が資源価格に及ぼす影響を吟味することであった。

第1の課題については、方法論的個人主義からの乖離の第1歩として昨年度考えた「地位追求的効用関数」に基づく研究に対比させる形で、何らかの「利他性」を加味した効用関数を想定しようとしたが、結果的にはさしたる成果が得られなかった。理由は、利他的効用関数として、主体iの効用水準を自己の消費量とi以外のすべての主体の総消費量の凸一次結合として表す関数を想定して、1共有資源ー1共有物的資本モデルを構築したが、昨年度の研究と同じ方法では解が得られなかったためである。この課題については、引き続き研究を進めたい。第2の課題についてはかなりの進展をみることができた。資源輸出国が決める資源の生産者価格と輸入国が決める消費者価格を規定する資源消費税を政策変数とする2国間動学ゲームを構築し、このゲームにナッシュ均衡が存在することを証明する手立てを見極めることができた。輸出国、輸入国とも政策変数の値を過去から現在時点までの資源利用(資源採掘量=資源輸出量=資源消費量)総量の一次関数として規定すると考えることができる場合には、それぞれの一次関数を規定する2つのパラメタの組み合わせのうち、それぞれの国がもはやそれらを変更する必要がないと考える唯一の組み合わせが存在することが証明できた。今後、非線形の政策関数に一般化したい。本研究の目的は、消費者の効用関数が利他的である場合にも「共有地の悲劇」が起こるかどうかを見極めることであるが、利他的効用を考える前の準備段階として、消費の「地位追及型効用関数」を用いた分析をすでに終えている。今年度は効用関数の形に関する議論をひとまず凍結した上で、資源経済に関わる複数経済主体間の動学ゲームの設定と、その社会的計画解、Nash解、Stackelberg解の導出および各体制の下での経済厚生水準の比較を行うことができた。動学ゲームの構築法を研究できたことにより、複数主体の最適行動の結果として発生する「共有地の悲劇」の可能性の分析に大きく近づいたものと考える。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後の研究課題は、まず上記9.「研究実績の概要」の最後に記したとおり、枯渇性資源の輸出・輸入国間の動学ゲームのNash均衡解および二つのStackelberg解の間の厚生水準の比較結果の「一般性」に関わる検討を続けることである。その上で、第二に、動学ゲームを用いて分析できる「共有地の悲劇」の可能性に対して、効用関数の形がどのような影響を及ぼすかを検討する。今年度の研究に用いた効用関数には「利他性」が含まれていなかったため、今後の研究では「利他性」をどのようにして取り入れるかが大きな課題になる。利他的効用関数にはいまだ「定番」がないと思われるため、本研究でどのような関数を提示できるかが焦点になる。
活性酸素種を大量に産生する変異キサンチン酸化酵素を用いたレドックス制御機構の解明

キサンチン酸化還元酵素(XOR)は元来NADを電子受容体とする脱水素酵素型で存在するサブユニット150kDaのホモダイマーで,非ヘム鉄,FAD,モリブドプテリン(MOP)を有する複合酵素であるが,哺乳類酵素のみが,酸素を電子受容体とする酸化酵素型に変換する.我々はその変換機構を解明した.近年,活性酸素種(ROS)の細胞内シグナル伝達の関わりが注目されているが,ROS産生系の重要な酵素系の一つがXORである.本酵素の結晶構造解析を行う中で,又変異酵素の構造と機能を研究する中で,我々は特定のシステイン残基C535/C992,C1316/C1324,のペアがジスルフィド結合を作る事で,FAD裏面に存在する特異なアミノ酸クラスターの崩壊を引き起こす.それに連動した長鎖リンカーが大きく移動するため,そのリンカーは基質NADの進入路を塞ぎ,脱水素酵素活性を消失せしめる.このFAD周囲のアミノ酸鎖の位置移動によりFAD周囲のイオン環境が大きく変化し,この事も酸化酵素型への活性変化を引き起こす.これら機構の解明から,クラスターを破壊させ,更にFADの酸化還元電位を上昇させた酸化酵素型で発現する変異酵素W335A/F336Lを昆虫細胞系で大量に発現させ,精製酵素の生化学的性質と結晶構造を明らかにした.本酵素は脱水素酵素型に変換するDTT処置を施した後でも酸化酵素型活性を示し,キサンチンから渡る電子のうちオキシラジカル産生に流れる電子の割合は75%を示し,オキシラジカル産生実験系としては良いモデルとなると考えられた.そこで19年度は,生理的条件下では各臓器で脱水素酵素型として発現している,野生型キサンチン脱水素酵素を本変異酵素に置換したトランスジェニックマウスを作成した.今後個体の寿命観察とそれぞれの臓器の病理学的,生化学的検索を行う.又本酵素の強力な新規阻害剤を投与し,その効果を見る.キサンチン酸化還元酵素(XOR)は元来NADを電子受容体とする脱水素酵素型で存在するサブユニット150kDaのホモダイマーで,非ヘム鉄,FAD,モリブドプテリン(MOP)を有する複合酵素であるが,哺乳類酵素のみが,酸素を電子受容体とする酸化酵素型に変換する.我々はその変換機構を解明した.近年,活性酸素種(ROS)の細胞内シグナル伝達の関わりが注目されているが,ROS産生系の重要な酵素系の一つがXORである.本酵素の結晶構造解析を行う中で,又変異酵素の構造と機能を研究する中で,我々は特定のシステイン残基C535/C992,C1316/C1324,のペアがジスルフィド結合を作る事で,FAD裏面に存在する特異なアミノ酸クラスターの崩壊を引き起こす.それに連動した長鎖リンカーが大きく移動するため,そのリンカーは基質NADの進入路を塞ぎ,脱水素酵素活性を消失せしめる.このFAD周囲のアミノ酸鎖の位置移動によりFAD周囲のイオン環境が大きく変化し,この事も酸化酵素型への活性変化を引き起こす.これら機構の解明から,クラスターを破壊させ,更にFADの酸化還元電位を上昇させた酸化酵素型で発現する変異酵素W335A/F336Lを昆虫細胞系で大量に発現させ,精製酵素の生化学的性質と結晶構造を明らかにした.本酵素は脱水素酵素型に変換するDTT処置を施した後でも酸化酵素型活性を示し,キサンチンから渡る電子のうちオキシラジカル産生に流れる電子の割合は75%を示し,オキシラジカル産生実験系としては良いモデルとなると考えられた.そこで19年度は,生理的条件下では各臓器で脱水素酵素型として発現している,野生型キサンチン脱水素酵素を本変異酵素に置換したトランスジェニックマウスを作成した.今後個体の寿命観察とそれぞれの臓器の病理学的,生化学的検索を行う.又本酵素の強力な新規阻害剤を投与し,その効果を見る.近年,活性酸素種(ROS)による細胞内レドックス環境が種々の細胞内シグナル伝達系に関わっている事を示す報告が多くある.我々が研究を重ねて来たキサンチン酸化還元酵素はROS産生系の重要な酵素系の一つである.本酵素の酵素学的機能と構造を研究する中で,近年本酵素の結晶解析に成功した.構造から,本酵素が生体内で天然に存在する脱水素酵素型からオキシラジカルを大量に産生する酸化酵素型に変換する機構を見いだした。本酵素はサブユニット150kDaのホモダイマーで,非ヘム鉄,FAD,モリブドブテリン(MOP)を有する複合酵素である。FAD, MOPドメインに存在するCys535とCys992,C末端のCys1316とCys1324の各ペアがジスルフィド結合をつくる事で可逆的に酸化酵素型に変換する事を証明した.又フラピンの裏面に存在する特異なアミノ酸クラスターがCys535-Cys992のジスルフィド結合を生ずる事で破壊され,それに続く電荷に富んだGln422-Lys432のループがNADの進入路を妨害しFADとの結合を妨げる.ループの大きな位置移動に伴ってフラピン周囲のイオン環境が変わると同時に,クラスター崩壊による溶媒侵入も,酸素と反応しやすい環境を与え酸化酵素型に変換すると考えている.従って18年度はアミノ酸クラスターを構成するTrp335をAlaに変異させ,クラスターを破壊し,更に酸化還元電位を調節していると考えられるフラピン裏面のPhe336をLeuに変異させたラット酵素W335A/F336Lを昆虫細胞系で大量発現させた.精製酵素の生化学的性質を明らかにし,2.3Åで結晶解析を行った.

この変異酵素は酸化酵素型として発現し、DTTで還元しても酸化酵素型としての性質を示した。キサンチンからわたる電子のうちオキシラジカル産生に流れる割合を測定すると,DTTでの処理に関わらず約75%であった.各臓器に生理的条件で存在する天然型脱水素酵素と本変異酵素を比較するとオキシラジカルの産生量は約15倍にも達する事が分った.今後この変異酵素を各細胞や臓器で発現させて,予想される変化を解析する.キサンチン酸化還元酵素(XOR)は元来NADを電子受容体とする脱水素酵素型で存在するサブユニット150kDaのホモダイマーで,非ヘム鉄,FAD,モリブドプテリン(MOP)を有する複合酵素であるが,哺乳類酵素のみが,酸素を電子受容体とする酸化酵素型に変換する.我々はその変換機構を解明した.近年,活性酸素種(ROS)の細胞内シグナル伝達の関わりが注目されているが,ROS産生系の重要な酵素系の一つがXORである.本酵素の結晶構造解析を行う中で,又変異酵素の構造と機能を研究する中で,我々は特定のシステイン残基C535/C992,C1316/C1324,のペアがジスルフィド結合を作る事で,FAD裏面に存在する特異なアミノ酸クラスターの崩壊を引き起こし,それに連動して長鎖リンカーが大きく位置移動を行う.そのリンカーはFADに結合するNADの進入路を塞ぎ,脱水素酵素活性を消失せしめる.このFAD周囲のアミノ酸配置の大きな変化によりFAD周囲のイオン環境が大きく変化し,この事も酸化酵素型への活性変化を引き起こす.これら機構の解明から,クラスターを破壊させ,更にFADの酸化還元電位を上昇させた酸化酵素型で発現する変異酵素W335A/F336Lを昆虫細胞系で大量に発現させ,精製酵素の生化学的性質と結晶構造を明らかにした.本酵素は脱水素酵素型に変換するDTT処置を施した後でも酸化酵素型活性を示し,キサンチンから渡る電子のうちオキシラジカル産生に流れる電子の割合は75%を示し,オキシラジカル産生実験系としては良いモデルとなると考えられた.そこで19年度は,生理的条件下では各臓器で脱水素酵素型として発現している,野生型キサンチン脱水素酵素を本変異酵素に置換したトランスジェニックマウスを作成した.今後個体の寿命観察とそれぞれの臓器の病理学的,生化学的検索を行う.又本酵素の強力な新規阻害剤を投与し,その効果を見る.
放射線検査における診断の正確さと医療被ばくの関係の最適化に関する研究

本研究では,放射線検査における医療被ばくの低減を目的として,検査における放射線量を減らした場合に問題となるノイズの増加とそれに伴う診断能の低下との関係を調査した.調査にあたり,実際に患者に与える放射線量を変化させて検査を行うことはできないので,まず,既存の放射線画像データから,放射線量を少なくして撮影した画像と同等の画像を再構成する手法を開発し,そのROC解析による評価法を確立した.本研究では,放射線検査における医療被ばくの低減を目的として,検査における放射線量を減らした場合に問題となるノイズの増加とそれに伴う診断能の低下との関係を調査した.調査にあたり,実際に患者に与える放射線量を変化させて検査を行うことはできないので,まず,既存の放射線画像データから,放射線量を少なくして撮影した画像と同等の画像を再構成する手法を開発し,そのROC解析による評価法を確立した.本研究が目的とする放射線検査における被ばく線量の最適化のために,もっとも単純で有効と考えられる方法は,同一の患者に線量の違うレベルで放射線検査を実施し,その診断能の違いをROC解析等で評価することである.しかし,こういった実験方法は倫理的に不適当で,現在の医療社会において行うことは不可能である.そのため,本研究では,病院等に保管されている過去に行われた無数のCT画像データから,ディジタル人体ファントムを形成し,シミュレーションにより放射線検査を実施し,同一のディジタル人体データから,放射線量のレベルの設定の異なるX線画像(Digitally Reconstructed Radiograph : DRR)を模擬的に作成する手法を開発してきた.DRRは本来,放射線治療の分野で治療計画時に撮用いたCT画像と治療時に得る照合用X線写真の一致性を評価するために開発された手法であるが,本研究では,一般撮影における幾何学的アライメントや撮影画像データの70%以上を占める散乱線成分を模擬的に付加することで,一般撮影で得られる画像に近いDRRを作成する手法を開発した.平成22年度の研究では,主に人体ファントムを用いた基礎的な評価を実施したので,現時点では,本手法で作成されたDRRの臨床的有用性は実験的に証明されていない.今後,ROC解析等により,被ばく線量の評価におけるDRRの有用性を推し進める.また,平成22年度は,上記の研究と並行してROC解析の実験方法の最適化に関する検討を行うことで,次年度のROC解析実験の準備作業とした.平成23年3月に発生した東北大地震に伴う福島原子力発電所事故は,国民の放射線に対する危機意識を新たにした感がある.これまで,医療のためということで軽視されてきた放射線検査による医療被ばくについても,放射能による環境汚染の比較対象として政府やマスコミの表現に用いられたことから,これまで以上に国民の関心が高まってきた.医療被ばくの最適化が本研究の主たる目的であるが,侵襲的な放射線検査においては,患者を研究対象として被ばく線量の最適化を行うことが不可能である.そのため,本研究では病院に保管されている膨大なCT画像データからディジタル人体ファントムを形成し,そのディジタルファントムから得られたシミュレーション画像を用いることで医療被ばくの最適化を試みてきた.放射線画像の質は,最終的には医師の読影によって病変部が見落されるかどうかに依存するので,その最適化のためには,撮影時に照射する放射線量を低減し,その結果として,医師の病変の見落としの可能性が無視できるレベルを確定することである.そして,その評価を行う手法としては,現時点ではROC解析がもっとも適していると考えられている.しかし,統計的な理論や統計処理ソフトウエアは存在するものの,ROC実験に必要な知識をまとめた教科書的な文献もソフトウエアも存在しないのが現状であった.そこで平成23年度はROC解析に必要なソフトウエアの開発を主に行い,それと同時に平成24年度に実施するROC実験の詳細について検討した.本研究では,前年までに,病院に保管されている膨大なCT画像データからディジタル人体ファントムを形成し,そのディジタルファントムから得られたシミュレーション画像を用いることで医療被ばくの最適化を試みてきた.放射線画像の質は,最終的には医師の読影によって病変部が見落されるかどうかに依存するので,その最適化のためには,撮影時に照射する放射線量を低減し,その結果として,医師の病変の見落としの可能性が無視できるレベルを確定することである.そして,その評価を行う手法としては,現時点ではROC解析がもっとも適していると考えられている.しかし,統計的な理論や統計処理ソフトウエアは存在するものの,ROC実験に必要な知識をまとめた教科書的な文献もソフトウエアも存在しないのが現状であったため,平成23年度はROC解析に必要なソフトウエアの開発を主に行った.以上の検討を経て,平成24年度は医療被曝の低減が重要とされているCT検査と乳腺撮影における被ばく線量の低減に関して,ファントム像によるROC実験を実施した.実験の結果,CT撮影においては,線量を2/3,1/2と低減すると統計的に有意に低コントラスト信号の検出能が低下することが証明されたが,乳腺撮影では通常撮影の2/3の線量でも低コントラスト信号の検出においては差が生じないことが示された.また,臨床CT画像を用いたROC実験により,線量低減の影響を評価するため,通常線量で撮影されたCT画像から低線量CT画像をシムレーションにより再構成する手法を開発した.平成23年3月に発生した東北大地震に伴う福島原子力発電所事故によって生じた国民の放射線に対する不安を軽減するため,所属する日本放射線技術学会における活動のための時間が予定以上に多くなったため.また,原発事故で避難した住民の一時帰宅の際にもボランティアとして放射線計測業務に参加したため,ROC実験の実施が当初の予定よりも遅れている.

24年度が最終年度であるため、記入しない。ROC解析を実施するためのソフトウエアは完成し,あとは被ばく低減の最適化のためのROC実験を実施するだけである.当初予定していたディジタル人体ファントムからシミュレーション画像を作成する方法では,時間が足らないので,すでに撮影されたCT画像データの中から被ばく線量の異なるグループごとにデータベースを作成し,ROC実験を実施する予定である.24年度が最終年度であるため、記入しない。
放物型コストカ多項式,えびら多様体,結晶基底とトロピカル組み合わせ論

平成15年度17年度にわたり採択された本研究課題について私ならびに研究分担者は優れた数学雑誌に14の論文を発表した。また、研究集会を自ら組織するとともに研究遂行上必要な打ち合わせのため、国内外の研究集会に参加した。討論や共同研究は定期的に行った。両ワークショップともに盛況で日本におけるトロピカル数学と量子コホモロジーに対する関心を高めることとなった。本研究課題の主目標の一つである放物型コストカ多項式については一般化されたsaturation conjectureを証明した他、放物型コストカ多項式やSchur関数の新しい興味深い性質を示した。Schubert Calculusと非可換微分法の関係についてはいくつかの重要な結果が、私と前野氏によって示された。特にある種の非可換代数多様体に対し平坦接続の生成する代数を記述することに成功しB_n型非可換Schubert多項式のMonk公式を証明した。2.前野俊昭氏(京大・理)と,旗多様体の量子コホモロジー環に関する共同研究を行い,量子コホモロジー環の環構造,Pieri-Chevalley公式,古典型リー代数のシューベルト多項式,に関するいくつかの新しい結果を得た.これらの結果を得るにあたっては,いわゆるブラケット代数のDunkel元の解析が鍵となった.ブラケット代数は任意の有限コクセター群に対して定義可能であり,S.MajidとS.Woronowiczのいうところのコクセター群上の非可換微分幾何学の研究にも応用可能である.本研究については,Journal of European Combinatoricsに掲載予定の前野氏との共著論文の他に,「Non-commutative differential geometry on Coxeter groups」という標題の共著論文を準備中である.本課題「放物型コストカ多項式、えびら多様体、結晶基底とトロピカル組み合わせ論」の今年度の計画の遂行に際し、8月8日22日に京都大学数理解析研究所において国際ワークショップ「トロピカル代数幾何とトロピカル組み合わせ論」を開催した。これは、研究代表者であるA.N.Kirillovと研究分担者である野海氏によって、企画されたものである。このワークショップには、「トロピカル数学」において指導的立場にあるA.Knutson(UCLA),E.Miller(ミネソタ大学),G.Mikhalkin(トロント大学),D.Speyer(UCLA),O.Viro(ウプサラ大学),M.Kashiwara(数理解析研究所),M.Okado(大阪大学),Y.Yamada(神戸大学)をはじめ、国内から約60名が参加した。このワークショップでは、日本におけるトロピカル数学の興味深い点が挙げられた。この課題に関連して、研究代表者Kirillovは中国南海大学において8月2日4日開催された国際ワークショップ「組み合わせ、特別な機能と物理学2004」で講演した。Kirillovが示そうとしている放物型コストカ多項式についての結果の一部はRIMS40巻に公表されている。また、シューベルト計算法と異なる非可換計算法の結合についての重大な結果が示され、Kirillovと前野氏によって公表された。分担研究者も国内外のワークショップに参加し、権威ある数学雑誌に論文を発表している。平成17年度本研究課題の遂行にあたり、私は下記の研究を行った。これらは主に様々な研究者との共同研究である。(以下敬称略)この研究を遂行する過程でOperad理論と非可換代数幾何との意外な結び付きを発見し、多くの知見を得た。これらの研究結果は、論文[8]や[2],[4],[6]に掲載されている。例えば、いわゆる6つの項に関連する代数での隠れたOperad構造を用いて、最近ではKoszulやヒルベルトシリーズの計算を証明することを可能にした。また、非可換代数の興味深い応用として古典型リー代数におけるSchubert Calculusのいくつかの間題を研究している。それは、古典型リー代数における非可換Pieriの法則の発見[4]であり、Coxeter群の平坦接続の代数を記述したものである。また、Lascoux氏、Bazlov氏(2回)(Dotsenko氏(2回)を招聘し、本研究課題について共同研究を行った。
コレラ菌エルトール溶血毒素の産生を制御する遺伝子の機能解析

2.NF404株では溶血性の欠失,フォスフォリパーゼ活性の低下ばかりでなくコレラ毒素の産生が完全に消失していることを見い出した.このことを確認するために挿入変異株を作製したところ,この株でもコレラ毒素の欠失が確認された.また,コレラ毒素高産生の569B株に対してもlypA挿入変異株を作製したところ,毒素産生性は1/1000以下の検出限界以下に低下していた.また,これらのlypA変異株をもちいてウサギ実験下痢試験を行ったところ,変異株は下痢活性を失っていた.3.コレラ毒素産生性が関与していることが知られているToxR遺伝子(toxR)をクローン化し,それをプロープとしてlypA挿入変異株と親株についてサザン・ハイブリダイゼイションを行ったところ,反応するDNA断片は変異株,親株で異なっていた.このことはlypAはtoxRの近辺に存在していることを示している.4.以上の研究から,今までtoxR周辺領域にはコレラ毒素発現機構にもエルトール溶血毒発現にも関与する未知の遺伝子が存在することが強く示唆された.2.NF404株では溶血性の欠失,フォスフォリパーゼ活性の低下ばかりでなくコレラ毒素の産生が完全に消失していることを見い出した.このことを確認するために挿入変異株を作製したところ,この株でもコレラ毒素の欠失が確認された.また,コレラ毒素高産生の569B株に対してもlypA挿入変異株を作製したところ,毒素産生性は1/1000以下の検出限界以下に低下していた.また,これらのlypA変異株をもちいてウサギ実験下痢試験を行ったところ,変異株は下痢活性を失っていた.3.コレラ毒素産生性が関与していることが知られているToxR遺伝子(toxR)をクローン化し,それをプロープとしてlypA挿入変異株と親株についてサザン・ハイブリダイゼイションを行ったところ,反応するDNA断片は変異株,親株で異なっていた.このことはlypAはtoxRの近辺に存在していることを示している.4.以上の研究から,今までtoxR周辺領域にはコレラ毒素発現機構にもエルトール溶血毒発現にも関与する未知の遺伝子が存在することが強く示唆された.(1)エルトール型コレラ菌の溶血毒非産生性変異株の一つNF404株でのTn5の挿入部位は構造遺伝子(hlyA)やその周辺領域ではないことが確認された。Tn5挿入領域をクローン化し、その領域をプローブとして、親株N86の遺伝子ライブラリーから対応する領域をクローン化した。(2)クローン化した領域を約2kbにわたり塩基配列の決定を決定した。その結果NF404でのTn5挿入部位にopen reading frame(ORF)を見い出し、これをlypAと命名した。このORFがコードするタンパクは大腸菌のlysophospholipase L2(PLDB)と全領域に渡り高い相同性を示した。また、lypAの下流には別のORFがみいだされ、このORFは大腸菌でPLDBの遺伝子(pldB)の下流に存在するORF0171と高い相同性を示した。(3)またクローン化したlypAは大腸菌のPLDB活性を著しく上昇させた。また、NF404では親株N86に比較してPLDB活性が著しく低下していたが、これはクローン化したlypAによって回復した。これらのことからlypAはコレラ菌のlysophospholipase L2の構造遺伝子であることが示唆された。(4)しかし、in transでNF404株に導入されたlypAは溶血性を復活させなかった。一方、また、hlyA上流の狭いプロモーター領域のみでNF404株の溶血性が回復することを見い出した。また、lypAの内部を含むプラスミドをN86株に導入によるsingle cross-overによってlypAをノックアウトした株ではPLDB活性は著しく低下したが、溶血活性には影響を与えなかった。以上の結果から溶血性に関与する遺伝子はlypAの周辺に存在するものと考えられる。現在、lypA周囲に存在すると考えられる溶血性を制御する遺伝子を検索中である。この事hlyAの発現制御にはリプレッサーが関与する事を示唆している。したがって、hlyAのリプレッサー遺伝子を明らかにする試みをしている。今年度の研究で我々はNF404株では溶血性の欠失,フォスフォリパーゼ活性の低下ばかりでなくコレラ毒素の産生が完全に消失していることを見い出した.このことを確認するために挿入変異株を作製したところ,この株でもコレラ毒素の欠失が確認された.また,コレラ毒素高産生の569B株に対してもlypA挿入変異株を作製したところ,毒素産生性は1/1000以下の検出限界以下に低下していた.また,これらのlypA変異株をもちいてウサギ実験下痢試験を行ったところ,変異株は下痢活性を失っていた.コレラ毒素産生性は転写因子ToxRが関与していることが知られている.そこでToxR遺伝子(toxR)をクローン化し,それをプローブとしてlypA挿入変異株と親株についてサザン・ハイブリダイゼイションを行ったところ,反応するDNA断片は変異株,親株で異なっていた.

このことはlypAはtoxRの近辺に存在していることを示している.現在,挿入変異がToxRの発現を低下させたのか,LypAの産生消失が直接毒素産生に影響しているのかを,エルトール溶血毒の発現機構との関係を明らかにしながら,鋭意研究中である.以上の研究から,今までToxRのみしか知られていなかったコレラ毒素発現機構にエルトール溶血毒発現にも関与する未知の因子が強く示唆された.
若年属におけるケア意識の実態とその形成過程に関するジェンダー論的研究

本研究は、若者のケア意識ケア倫理、ケア経験の実態を実証的調査研究によって明らかにし、ジェンダーの観点からケア意識の形成に影響を与える社会的・文化的要因を分析することを主な目的とする。3ヵ年にわたる本研究では、第一にフェミニズム視点によるケア研究の理論的枠組みを整理し、ジェンダー視点にたった若者のケア意識研究の分析軸を検討した。その上で、ケアワーカー男女への聞き取り調査(ミクロ分析)、若年層男女を対象とした質問紙調査(統計的分析)を実施し、それらの統合的検討を通して、ジェンダー平等なケアワークの実現に向けた課題を明らかにした。研究組織者全員の協力体制のもと、研究計画に沿って研究の理論的・実証的深化を図った。研究成果は報告書としてまとめたほか、4件の学会報告(国際ジェンダー学会、日本社会学会、日本社会福祉学会)を行うなど、研究成果の積極的発信に努めた。実証的研究による主な知見は次の通りである。1.聞き取り調査の実施と分析聞き取り調査(平成16-17年度)では、男性介護職を中心に、介護、看護、保育に携わる若年層男女を対象に詳細なインタビューを実施し、職業キャリアの形成過程、家族関係、ジェンダー意識など多岐にわたる内容を分析した。ケアワークを志向する契機として子ども時代のケア経験、家族(親、祖父母)の影響が明らかになったほか、ジェンダー化されたケア労働の実情、男性の参入によるジェンダー構造の流動可能性について示唆を得た。2.質問紙調査の実施と分析聞き取り調査の知見をふまえ、平成17年度には質問紙調査「若者のケア意識調査」(回収数1171票)を実施し、若年層男女のケア意識全般を把握し、ケア分野(介護、看護、福祉)で学ぶ学生と、一般学生の比較分析を行った。ケアワーク志向学生の職業観、キャリア形成過程への家族の影響、男性がケア職に就く際の困難性の認識度など、多様な知見が得られた。本研究は、若者のケア意識、ケア倫理、ケア経験の実態を、実証的調査研究によって明らかにし、ジェンダーの観点からケア意識の形成に影響を与える社会的・文化的要因を分析することを主な目的とする。本年度は上記研究課題のもとに、研究会を東京、名古屋で定期的に開催し、研究目的に合致した理論的枠組み、先行研究の整理、調査分析等について熱心に討議を重ねた。本年度の研究計画に沿った展開を行い、一定の成果を蓄積した。1.先行研究の整理・分析と専門的知識の共有:本年度は先行研究の総合的把握のため、上記テーマに関する国内外の文献を収集した。海外の先行研究についてはN.Noddings, J.Tronto, C.Gilligan, N.Folbre, E.Kittay (ed)ほか、古典的文献から近年の著作まで、ケア関連の倫理、教育、労働とジェンダーなどの論点の変遷を整理した。また、日本のケアとジェンダー(福祉、介護、育児、医療)に関する多数の著作を、研究代表者・研究分担者が各自の担当分野ごとに調査・講読し、その論点と知見を共有した。さらにケアの社会学的研究、男性介護職の実情などに関する専門的知識の提供を受けた。これらの研究により、ジェンダー視点によるケアの包括的考察の妥当性について一定の結論を得た。2.予備的聞き取り調査と調査項目の検討:本年度は、次年度に予定している若年層を対象とした大量調査の前段階として、男性介護職を中心に、ケアワークに関わる若年層男女への聞き取り調査を実施した。職業キャリアの形成過程、子ども時代の経験、家族関係、ジェンダー意識など多岐にわたるインタビュー内容を、調査対象者の了解のもとに録音し、データを文字化した。

本調査により、次年度の調査項目を明確化するとともに、日本のジェンダー構造とその問題点、ジェンダー公正とケア倫理の形成過程など、本研究課題を多面的に解明するための基盤を得た。本研究は、若者のケア意識、ケア倫理、ケア経験の実態を、実証的調査研究によって明らかにし、ジェンダーの観点からケア意識の形成に影響を与える社会的・文化的要因を分析することを主な目的とする。本年度は上記研究課題のもとに研究会を定期的に開催し、研究目的に合致した調査の枠組み、分析方法の検討を中心に熱心に討議を重ねた。本年度の研究計画に沿って、若者のケア意識調査を実施したほか、学会報告を行い、成果の発信に努めた。主な研究実績は次の通りである。1.若年層におけるケア意識の実態とその形成過程に関する調査の実施および基礎分析本年度は前年度より継続してきたケアとジェンダーの理論的検討をふまえて、質問紙調査の分析枠組みの精緻化を行った。そのうえで調査項目を設定し、若年層を対象としたケア意識調査を実施した。調査対象者は首都圏、東海、ならびに関西圏の男女学生(大学生・専門学校生)で、看護、介護、福祉領域で学ぶ学生、およびその他の専門領域の学生を合わせて1100名を超える回答を得た。同調査データを、専門領域別、性別、ケア経験、ジェンダー意識などを軸として整理・分析し、その基礎データを中間報告書(資料編)としてまとめた。2.研究報告の実施国際ジェンダー学会において「ケアワークとジェンダー研究の展望と課題」と題して、共同研究報告を行った(平成17年9月、於:武蔵工業大学)。主な報告内容は、前年度より継続してきた男性ケアワーカー(介護職、看護師、保育士)の聞き取り調査に基づいたケア労働とジェンダー関係の考察、ケアワーカー養成教育の現状と課題などである。本報告を通して、現代日本のジェンダー構造とその問題点、男女共同参画時代におけるケアワークの課題が明確化され、今後の研究展開に有意義な示唆を得た。本年度は、上記研究課題のもとに研究計画に沿った展開を行い、ジェンダー平等なケアワークの実現に向けた研究の基盤となる一定の成果を蓄積した。研究会を定期的に開催し、調査結果の詳細かつ総合的分析と研究の深化を中心に熱心な討議を重ね、研究成果の積極的発信に努めた。1.調査結果の総合的分析これまで実施した調査結果の総合的分析とまとめを行った。前年度に実施した質問紙調査「若者のケア意識調査」(回収数1171票)の統計的分析をもとに、若年層男女のケア意識全般を把握し、ジェンダー視点から、ケア関連の分野(介護、看護、福祉)で学ぶ学生男女と、一般学生の比較検討を行い、ケア意識、ケア経験、職業観、ジェンダー意識の諸相を考察した。加えて、初年度より継続的に実施した男性ケアワーカーへの聞き取り調査と、上記質問紙調査の分析を統合し、ケアへの親近性をもたらす社会的、家族関係的要因の検討、男性のケアワーク参入がもたらすジェンダー構造の変容可能性と課題の考察を行った。2.研究成果の発信
中学校英語科と小学校英語科の効果的連携を目指してのカリキュラム開発

本研究での成果1.小学校英語教育を先行的に実施している地区の実態調査とその成果広島市教育委員会および滋賀県長浜地区を始めとして,先行的に小学校英語教育を実施している地区のカリキュラムを比較・検討した。特徴的傾向が明らかとなった。2.韓国中等学校の生徒と日本の中学生の英語学力比較とその結果ソウル市の平均的公立中等学校生徒と広島市内の中学生,それぞれ約40名に同じ学力テストを実施した。学力テストは英語検定準2級を改訂したものを用いた。比較に際して,検討課題があるものの,韓国生徒の成績が優っていることは明らかである。3.小学校英語教育のモデルカリキュラムへの提案音声重視,場面シラバス(situational syllabus)で児童の興味・関心を喚起させる従来の方向性に加えて,文字の導入,文法シラバスとの適切な融合が必要である。場面シラバスのみでは,文法シラバスで構成されている中学校英語教育へのスムーズな移行が困難である。現在,中学校1年での学習事項を体系的に小学校に取り入れる方向で提案している。
運動イメージ形成における皮膚感覚情報の役割の解析

運動イメージ形成は体性感覚情報の影響を受けることを報告されている。今年度は、反対側からの体性感覚入力が運動イメージ形成に及ぼす影響を、皮質脊髄路の興奮性を調べることで検討した。皮質脊髄路の興奮性は経頭蓋磁気刺激によって誘発される運動誘発電位の振幅とした。運動誘発電位は第一背側骨間筋から記録した。右手でボールを握る動作のイメージを、右手でボールに触れる条件、左手でボールに触れる条件、何も触れない条件で行った。その結果、右手でボールに触れてイメージを行った条件の運動誘発電位の振幅は他の2条件と比較して有意に大きかった。左手でボールに触れてイメージを行った条件と何も触れずにイメージを行った条件の運動誘発電位に差はなかった。また、同様の3条件を左手でボールを握るイメージを行いながら行った。左手でボールに触れてイメージを行った条件の運動誘発電位の振幅は他の2条件と比較して有意に大きかった。これらの結果は、イメージする手に対して体性感覚入力が与えられると運動イメージ中の皮質脊髄路の興奮性を高めるが、反対側の手に与えられた体性感覚入力は運動イメージ中の皮質脊髄路の興奮性に影響しないことが示唆された。さらに、これらの影響は利き手によらないことが明らかとなった。運動イメージ中に体性感覚入力を与えるとイメージトレーニングの効果を高めると考えられるが、反対側に体性感覚を与えてもイメージトレーニングの効果を高めない可能性が示唆された。今年度は国際誌に論文が2本受理された。また、別の論文がリバイス中であり、さらに別の論文を投稿準備中である。運動イメージ研究はリハビリテーションやブレイン・マシン・インターフェイスなどスポーツ科学以外の分野でも研究されており、広く応用が可能である。今後は、体性感覚入力が運動イメージ形成に及ぼすメカニズムをより詳細に明らかにする必要がある。そのためには、医学や工学などの分野と協力して研究を行っていく必要があると考える。運動イメージ形成には体性感覚情報が影響することが報告されている。本研究では触れる物体の大きさが運動イメージ形成に及ぼす影響を、運動イメージ中の皮質脊髄路の興奮性を調べることで検討した。大きさの異なる2種類のボール(直径3cmと7cm)を用いて、小さいボールを摘むイメージを行っているときに小さいボールに触れる条件(一致条件)と大きいボールに触れる条件(不一致条件)中の運動誘発電位を第一背側骨間筋から記録した(実験1)。また、大きいボールを握るイメージを行っているときに小さいボールに触れる条件(不一致条件)と大きいボールに触れる条件(一致条件)も同様に行った(実験2)。触れる物体がイメージするものと同じ場合(一致条件)はより皮質脊髄路の興奮性が増大するが、イメージするものと異なった場合(不一致条件)は皮質脊髄路の興奮性があまり増大しないことが示された。さらに、コントロール実験として、2種類のボールにそれぞれ触れるが運動イメージを行わなかった場合の運動誘発電位を記録した結果、ただボールに触れるだけでは皮質脊髄路の興奮性は変わらないことが示唆された(実験3)。また、物体と掌との接触面積が運動イメージに及ぼす影響を検討した結果、接触面積の広さと運動誘発電位の振幅には関連が見られなかった(実験4)。これらの結果から、触れる物体の大きさが運動イメージで操作する物体と一致していることが運動イメージ中の皮質脊髄路の興奮性をより増大させることが示された。手で触れる物体の大きさが異なると皮膚機械受容器と固有受容器の活動も変化することから、イメージする動作で期待される皮膚感覚と固有感覚がその運動イメージ形成に重要であると考えられる。

今後は、体性感覚入力が運動イメージ形成に及ぼすメカニズムをより詳細に明らかにする必要がある。そのためには、医学や工学などの分野と協力して研究を行っていく必要があると考える。
セレン含有廃液の処理法の開発およびスラッジのリサイクルに関する基礎研究

その特性によりさまざまな分野で利用されているが、毒性の強い物質でもあり、水質汚濁防止法では「人の健康にかかわる物質」として排出が規制されているセレンおよびその化合物を含有する廃液の処理法を確立するために、有害重金属類の処理法である凝集沈殿処理法、鉄粉処理法、フェライト処理法で処理を行い、処理水中のセレン濃度を測定した結果、処理水中からはセレンはほとんど検出されなかった。しかし、スラッジ中にもセレンは含まれておらず、セレンが揮発しやすい物質であるため、反応熱による液温上昇のために揮発してしまったのであろうと推測された。反応液の温度を上昇させないために、反応器を冷却してそれぞれの方法で処理を行った結果、凝集沈殿法では処理が可能であるが、固液分離後えられたスラッジ(汚泥)を溶出試験した結果セレンの溶出がみられた。また、鉄粉法とフェライト法は温度を上昇させないと反応がうまくいかず、処理ができなかった。そこで、凝集沈殿法とフェライト反応法を組み合わせることにより、冷却しながら凝集沈殿法で処理し、処理後えられたスラッジに冷却しながらマグネタイトコーティングを行い、えられた処理水の分析とスラッジの溶出試験を行った結果、処理水からはセレンは検出されず、スラッジからもセレンの溶出がほとんどなかった。以上の結果より、セレンおよびその化合物を含有する廃液の処理法として、低温で凝集沈殿法とフェライト法を組み合わせた方法が有効であり、えられたスラッジからもこれらの溶出が少なく再利用が可能であるということがわかった。なお、今後の課題として、この方法による処理条件の設定と処理領域の確認を行う必要がある。
濡れた表面を瞬時かつ強固に接着するチオウレア水素結合性高分子

今日では金属、木材、プラスチック、セラミックなど多種多様な表面を接着する材料が開発されている。しかしながら医用接着剤など濡れた表面を接着できる材料は未だ十分に開拓されていない。一方で、自然界には水棲生物が分泌する水中接着性タンパク質が存在する。ムール貝の分泌するmfp5は最も広く研究されてきた水中接着性タンパク質であり、そのアミノ酸配列中の約30%がdihydroxyphenylalanine (DOPA)と呼ばれる構造で構成される。最も典型的なアプローチはDOPAの部分構造であるカテコール基を豊富に含むバイオミメティックポリマーである。しかし、これらの材料は例外なく有機溶媒や酸化剤の添加が必要であるため、環境や生物への影響という点で好ましくない。異なるアプローチとしてポリカチオンとポリアニオンの水溶液を厳密な比率で混合して得られるコアセルベートが知られている。ところが、その硬化挙動はpH、塩濃度、温度に極めて敏感で、取扱いには高度な技術が要求される。すなわち、実用的な水中接着剤の開発は未だ困難な課題である。研究計画段階では多数のチオウレア基を主鎖中に含む直鎖状高分子を用いた水中接着剤の開発を計画していた。しかしながらこの直鎖状高分子は水中で膨潤する性質があるため、長期間使用する場合には軟化・接着強度が低下するため耐久性が問題となっていた。本研究では2016年度様々な重合性官能基とチオウレア基を含む分子を合成し、その膨潤特性・接着性を検討してきた。その結果として、水に不溶・膨潤しない性質でありながら水中でもガラス等の極性表面に対して良い濡れ性を示す材料を見出すことに成功した。この成果は、水中接着剤実用化のボトルネックである耐久性を劇的に改善する成果である。当初の計画では解決不可能な問題を、様々な分子構造を探索するなかで解決できた。接着機構の解明とその知見に基づく接着強度の向上を目指した研究を展開する。具体的には表面エネルギーや固体ポリマーフィルムのゼータ電位解析等を行う。
微粒子蛍光体を用い印刷法により作製するフレキシブル電界発光デバイスに関する研究

インクジェット印刷法による無機エレクトロルミネッセンス(EL)の作製に成功した。SrGa2S4:Eu微粒子を印刷したEL素子において、37cd/m2の緑色発光を得た。また印刷に適したナノ粒子蛍光体を溶液合成法により作製した。合成したZnS:Mnナノ微粒子は粒径が約4nmであり、最大発光効率(量子効率)49%を得た。これはこれまで報告されている値として最大である。このナノ蛍光体をインク剤として用いることにより、安定したインクジェットプリントが可能となり、また200°C以下の低温作製も可能であるため、プラスチックシート上へのフレキシブル電界発光デバイスの基礎的な作製技術の構築を達成することが出来た。前年度の設備品として購入したインクジェットプリンタを用い、高密度かつ均一に微粒子蛍光体を印刷できる印刷条件を検討した。パルスショットの位置をずらしながら印刷を繰り返すことで、上記の目的に適う薄膜を得た。その薄膜を用いてEL素子を作製し、現時点で1kHzパルス波駆動下において最大輝度約40cd/m2を得ている。しかし蛍光体の微粒子径が大き過ぎるため、インク溶媒中の分散状態を保持できず、印刷中に沈降が生じた。これまでは蛍光体粉末をボールミリングすることで微粒子蛍光体を作製してきたが、粒子を細かくするために今以上に強いミリング行うと発光効率が低下していしまう。この問題を解決させるため、当初の計画を変更し、水熱合成法によるナノ粒子蛍光体の作製を行うこととした。水熱合成に必要な設備として、オートクレーブ(商品名:ポータブルリアクタ)を購入した。まずは比較的単純な組成式で構成されるZnS:Mnの水熱合成を検討した。原料としてZn(CH3COO)2・2H2O、Mn(CH3COO)2・4H2O、チオ尿素NH2CSNH2を用い、これらの混合液にアンモニア水を加えることによりpH値を調整した。この混合液をオートクレーブ中にて200240°C、2時間加熱することにより水熱合成を行った。合成後、遠心分離により沈殿物の回収し、80°Cで乾燥させることで微粒子蛍光体試料を得た。水熱合成時の温度ならびにpH値を調整することにより、20 nm 5 μmの範囲でZnS:Mn微粒子の粒径を制御することに成功した。またいずれの試料からもMn2+の3d-3d遷移に起因する黄橙色の発光を確認した。しかし発光強度はまだ十分でなく、今後、合成条件の検討が必要である。前年度の研究で、インクジェットプリンタを用いた蛍光体薄膜の作製に成功し、同薄膜を発光層に用いたエレクトロルミネッセンス(EL)素子の発光を得た。しかし、蛍光体粒子の粒子サイズが大きすぎるため高密度に塗布出来ず、また印刷中において蛍光体粒子が徐々に沈降するため、安定な印刷が出来なかった。これらの本質的な問題を解決すべく、本年度はインクジェット印刷に適したナノ粒子蛍光体の作製を検討した。ZnS:Mnナノ粒子蛍光体を、溶液合成法の一つである共沈法により合成した。Zn(CH3COO)2・2H2O、Mn(CH3COO)2・4H2OをH2Oに溶解させ、界面活性剤3-メルカプトプロピオン酸(3-MPA)を適量加えた。この混合液にNaOHを加えてpHが10になるように調整し70°Cに保ちながら暫く撹拌した(溶液A)。また別の容器にNa2S・9H2OをH2Oに溶解させ、緩衝液を加えてpHが10になるように調整し、70°Cで撹拌した(溶液B)。そして溶液B中に溶液Aを滴下することで、前駆体溶液を得た。この前駆体溶液の温度を90°Cまで加熱し、その温度を保持したまま16時間撹拌を続けた。合成後、得られた分散溶液にエタノールを加えて遠心分離を行い、不要な溶液と沈殿した粒子に分離した。得られたZnS:Mnナノ粒子の結晶子サイズは約3 nmであり、励起波長320nmにおいて最大で内部量子効率49%を得た。このZnS:Mnナノ粒子をホモジナイザ-を用いてイソプロピルアルコール中に強制分散させ、インクジェットプリンタにより印刷することにより、長時間の安定な印刷が可能となった。また印刷した蛍光体薄膜からは、これまでにない非常に強いフォトルミネッセンス(PL)が得られた。現時点ではフレキシブルELデバイスの実現には至っていないが、従来の真空蒸着法に代わる新たなELデバイス用蛍光体薄膜の低温作製技術を確立した。

当初の計画に従い、固相焼成法により作製したSrGa2S4:Eu蛍光体粉末を分粒して粒径0.1-1 μmの微粒子蛍光体試料を得た。これをアルコール溶媒に分散し、スピンコーティング法やスプレーコーティング法によりガラス基板上に塗布した。走査型電子顕微鏡で塗布状態を確認した結果、いずれの方法でも目標としていた一様かつ緻密に充填された蛍光体膜は得られていないことが分かった。また、膜厚も厳密に制御することが出来なかった。微粒子蛍光体の粒径やコーティング条件を変えて実験したが、改善は見られなかった。そこで、急遽、インクジェット・プリントによる成膜を行うこととし、当初の計画では設備備品としてステンレス製グローブボックスを購入する予定であったが、それに代わりパルスインクジェット・プリンタを購入した。同プリンタを用いて成膜を試みたところ、分散溶媒の粘性や射出量、射出ピッチ等の条件を調整することにより、緻密かつ一様な蛍光体膜を作製でき、さらに印刷回数により膜厚も制御することが可能となった。また、同プリンターを用いて、EL素子の絶縁層薄膜や電極の作製も可能となり、いずれもフォトリソグラフィー等のパターニングが必要ないので、本研究の目標の一つである全ての工程を印刷法で行う目途が得られた。パルスインクジェットプリンタを用いてEL素子を作製したところ、現時点で約20cd/m2(駆動周波数1kHz)が得られている。これまでのスピンコーティング法やスプレーコーティング法では、作製条件とEL特性の相関がなく、再現性が乏しかった。しかし、今回導入したパルスインクジェット・プリンタでは、上記のとおり制御性よく蛍光体膜を作製できるので、良好な再現性が得られている。当初の計画に掲げた微粒子蛍光体の印刷技術の確立については、緻密かつ均一な蛍光体膜の作製できる印刷条件を見出し、ほぼ目的を達成できた。しかし、インク中に長時間、安定に分散する微粒子蛍光体が必要となり、水熱法による合成を試みた。ナノ粒子蛍光体の粒径をある程度制御出来るようになったが、高い発光効率はまだ達成できていない。当初の計画に掲げた「(1)高い発光効率を有する微粒子蛍光体の材料探索ならびに作製技術の確立」、「(2)微粒子蛍光体の印刷技術の確立」のうち、(2)についてはパルスインクジェット・プリンタを導入することで、ほぼ目標を達成できた。(1)については、緑色材料としてSrGa2S4:Euは検討したものの、青色・赤色材料は未実施であり、24年度以降の課題として残る。全体としては、おおむね予定どおりに目標を達成できたと考えている。発光効率が低い原因として、発光中心のMnがZnS中に十分取り込まれていないためと考えられる。そのためには厳密なpH調整が必要であり、今後はマイクロリアクタ法(装置は鳥取大学に既存)により原料溶液の混合を行う予定である。また、合成した微粒子蛍光体の一次粒子は数十μmと小さいが、電子顕微鏡の観察で粒子どおしの凝集が見られるので、適切な界面活性剤を用いて凝集の抑制を試みる。更に微粒子蛍光体のまわりに保護層の形成を行い、EL素子特性の安定化を図る。ZnS:Mn以外の蛍光体の作製も並行して進め、本研究の目標である赤・緑・青色画素を有するEL素子の作製を目指す。23年度に未実施であった赤色・青色微粒子蛍光体の探索ならびに作製を行う。また、これら蛍光体は硫化物であり、化学的に不安定で劣化しやすいので、その対策として溶液合成法により微粒子蛍光体のまわりに保護層を形成する。