hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
物質の起源を解明する新たな素粒子模型と初期宇宙進化の理論研究

本計画研究の目的は、(1)宇宙の物質反物質非対称性の起源(「物質はどこから来たのか?」)およびニュートリノ質量生成機構の解明、(2)暗黒物質の正体・起源の解明(「星・銀河はどのように作られたのか?」)、(3) (1), (2)を含む新たな素粒子模型・宇宙シナリオの構築、である。宇宙進化の時間軸の中では、インフレーションから物質反物質非対称性の生成、暗黒物質生成、宇宙の構造形成までの、進化の前半に関連する研究を行い、進化の後半を扱う計画研究E02と連携して、領域の実験的研究を串刺しにする理論的研究を行う。
個人情報の私法上の保護に関する一般法理の研究

個人情報の保護につき,その一般法理をどのように構築するかは,個人情報をなぜ保護すべきかという問題をいかに考えるかによって変わり得るのではないか,近時話題となっている「忘れられる権利」を広く認めるか否かもそれに左右されるのではないかという問題意識から,フランス法を比較対象として,個人情報の保護につき検討を加えた。その結果,個人情報も公共財だと捉えるのであれば,個人情報の保護は公共の利益にかなう限りで認められ,「忘れられる権利」も否定されやすいのに対し,個人情報を個人のいわば所有物だと考えるのであれば,個人情報の保護は広く認められ,「忘れられる権利」も広く肯定されやすいとの結論に至った。本研究は,個人情報保護につき,「忘れられる権利」等新たな権利の出現に対応し得る一般法理を明らかにすることを目的とするものである。その際,以下の2点に力点を置く。第1に,個人情報の保護は,何のために,いかになされるべきか。すなわち,個人情報を,私人の「人格」と捉え,これを強固に保護すべきか,又は,公共のものと捉え,私人に付与される権利を,公益保護のための機能的権利とすべきか。第2に,個人情報が,仮に私人の「人格」であるとして,その法理を,新たな権利の出現に対応し得る安定的なものとするには,私法上の他の一般法理との関連付けが有益である。この一般法理を,所有権の法理に求め得るか,求め得るとして,その限界はどこか。研究代表者は,以前,人格と財産との中間的な地位にあるとされる著作物に関して同様の議論がフランスにおいてなされていることを紹介した。類似の地位にあると考えられる個人情報についても,フランス法との比較検討が有用であると考えられる。そこで,本研究においても,フランス法を比較検討対象として選択している。平成25年度には文献収集・検討を中心として行った。平成26年4月には,我が国では入手困難なフランスの博士論文等の入手及びフランス人研究者へのインタビューを行うため渡仏した。昨今話題になっているビッグデータの法的扱いについてはフランスでもまさに議論になっているとのことであり,引き続きフランス法の動向に注目しつつ研究を進めることとする。平成26年度においては,年度当初にフランス出張を行い,情報の保護のあり方に関わるフランス民法・知的財産法関連の文献,特に我が国で入手困難なフランスの博士論文等を入手し,また,知的所有権法及び民法の双方の関連領域に研究関心を寄せている,パリ政治学院のMichel Vivant教授,パリ第2大学のLaurent Pfister教授,ポワティエ大学のNicolas Vinctin教授ヘのインタビューを行った。そして,それらを踏まえて文献の検討を進めるとともに,本研究に関連する国内の研究会等にも参加して,多角的な視点を得るよう努めた。これらの結果,単なる情報の保護と個人情報の保護とは,保護のあり方が異なるべきであるという一般論を認めることはできるとの示唆を得た。すなわち,単なる情報は公共財と捉えられ,その保護については,それを保護することが公共の利益に沿うかぎりで認められるという(日本法でいう)インセンティヴ論型の制度設計が,個人情報は単なる情報とは異なり人格に結びついた財産であると捉えられ,その保護については,当然に排他的権利が認められるという自然権論型の制度設計が望ましいと考えられる。フランスの伝統的な学説によれば,前者のモデルが発明,後者のモデルが著作物であり,特許法及び著作権法は制度設計の参考になると考えられる。しかし,そもそも,単なる情報と個人情報とをどのように区別するかということが,フランスでも未解決の問題として存在していることが分かった。個人情報の保護に関してどのような制度設計をすべきかに加え,我が国でも個人情報保護法の改正が進められ,個人情報の範囲の明確化が試みられているものの,フランスの状況に照らしこの法改正をどう評価するかも,平成27年度の課題となる。平成27年度は,昨年度までの文献収集・検討,研究会やインタビュー調査の成果を踏まえつつ,研究成果の公表に努めた。具体的には,日本工業所有権法学会・著作権法学会の合同研究大会におけるシンポジウムにおいて,情報の帰属と権利のあり方との関係に関し報告の機会を得た。また,別冊NBL誌においても,不法行為法による情報保護のあり方について論文を公表した。これらにおいては,前年度までに示唆を得た,情報一般については,公共財として発明と同様の規律(特許法型)が妥当し,当該情報の「利用権」しか認められない一方,個人情報については,著作物と同様の規律(著作権法型)が妥当し,当該情報につき全面的権利が認められる,すなわち「処分権」も認められるとの方向性を提示した。さて,「処分権」には物理的処分権も含まれるところ,無体物である情報自体を破壊することは不可能であるが,情報が化体している有体物たる媒体を破壊する,あるいは情報を媒体から削除することによって,物理的処分に準じる行為を観念することは考えられ得る。それが問題となる局面として,「忘れられる権利」が近時世界的に議論の対象となっている。平成27年度の研究の締めくくりとして,この「忘れられる権利」を取り上げ,フランス法およびフランス法に影響を及ぼしているEU法の動向を分析した。その結果,フランス法・EU法においては,日本法と異なり,個人情報について,広く削除請求を認めようとしていることが分かった。その研究成果の一部は,岡山大学法学会雑誌において公表したところである。

個人情報の保護につき,その一般法理をどのように構築するかは,個人情報をなぜ保護すべきかという問題をいかに考えるかによって変わり得るのではないか,近時話題となっている「忘れられる権利」を広く認めるか否かもそれに左右されるのではないかという問題意識から,フランス法を比較対象として,個人情報の保護につき検討を加えた。その結果,個人情報も公共財だと捉えるのであれば,個人情報の保護は公共の利益にかなう限りで認められ,「忘れられる権利」も否定されやすいのに対し,個人情報を個人のいわば所有物だと考えるのであれば,個人情報の保護は広く認められ,「忘れられる権利」も広く肯定されやすいとの結論に至った。平成26年度においては,当初長期の在外研究を計画していたが,勤務先との関係でそれは行えなかった。しかし,年度当初に行ったフランスへの短期の出張の際,集中的に文献収集及びフランス人研究者へのインタビューを行えたこと,それらを踏まえた文献検討も進められたことから,「おおむね順調に進展している」と考える。民法・フランス法平成27年度においては,これまでの検討結果を踏まえつつ,論文執筆にあたることにしている。当初計画以来の,個人情報の保護のあり方についてはもちろんのこと,個人情報の範囲をいかに理解すべきかという問題についても,フランス法から示唆を得ることとしたい。なお,論文執筆にあたって,補充的に検討すべき事項が生じ,フランス人研究者へのインタビューやフランスでの文献収集を要すると判断した場合には,短期のフランス出張を行うこととする。平成25年度より勤務校が変わるとともに准教授に昇任し,大講義を担当する等の変化が生じたため,平成25年度中に大きく進展させることはできなかった。しかし,平成25年度中に,我が国で入手可能な日本語・フランス語文献の入手は行ったほか,平成26年4月には,我が国で入手困難なフランス博士論文等の文献収集や,フランス人研究者へのインタビューも行った。従って,現時点では「おおむね順調に進展している」といえる。平成26年度に購入予定だった電子機器の消耗品については,平成26年度中は消耗せずに済んだため,購入することを要しなかった。また,平成26年度当初のフランス出張では,平成26年度交付分に加え,平成25年度交付分の残額を含めて執行したが,出張が長期ではなかったこともあり,なお残額が発生することとなった。現在の勤務校との関係で,まとまった長期の在外研究は困難となりそうであるが,平成26年4月の短期出張の成果(文献収集・インタビュー)をもとに研究をさらに進める。研究成果の公表に先立ち,改めてフランスへの短期出張を行い,フランス人研究者へのインタビューを通して,研究成果の批判的検討を行う予定である。それを踏まえて,平成27年度中に研究成果を公表することとする。平成27年度においては,平成26年度に購入せずに済んだ電子機器の消耗品の消耗が予想されるため,その購入に充てる。また,論文執筆に際して再度のフランス出張が必要となった場合の経費に充てる予定である。所属機関の変更・准教授昇任により授業負担が増加し,フランス出張を行うことができなかった。それにより,フランスへの出張旅費及び現地における文献収集費用が生じなかったため。
ナノサイエンスを応用した新規顎顔面領域の縫合部制御法の開発

リラキシンは子宮弛緩因子と呼ばれるペプチドホルモンであり、妊娠末期に子宮や胎盤等から血中へ分泌され、恥骨結合を弛緩させて分娩を補助する。本研究は上顎側方拡大の実験モデルとしてマウス頭蓋冠矢状縫合部を用い、同部位の側方拡大時のリラキシンの効果を検討することであった。側方拡大開始48時間後ではリラキシンにより矢状縫合部のコラーゲン線維の減少を認めた。側方拡大開始1週間後ではリラキシンにより骨量、骨密度が上昇し、類骨の形成が観察された。結論として、リラキシンは縫合部拡大時の骨リモデリングおよびコラーゲン代謝に影響を与えることが示唆された。研究の目的:リラキシンは子宮弛緩因子と呼ばれるペプチドホルモンであり子宮や胎盤等から妊娠末期に血中へ分泌され、恥骨結合を弛緩させて分娩を補助する。リラキシンは細胞外基質分泌を調節することが報告されているが、骨芽細胞に対する作用機序は不明である。本研究はリラキシンとその受容体の骨芽細胞表現型に対する作用を検討することを目的とした。試料および方法:タンパク質輸送担体としてナノサイズのリポソームを用いリラキシン結合型リポソームを作製した。MC3T3-E1細胞を分化誘導培地にて培養し対照群およびリラキシンリポソーム群との間で以下の実験を行った。MTT法にて細胞増殖能を評価し、ALP活性の測定、半定量的PCRによる骨芽細胞分化因子遺伝子発現の検索、アリザリンレッド染色による石灰化能の解析を行った。ザイモグラフィーにてMMP活性を、VVG染色にてコラーゲン生成を評価した。Rxfp遺伝子機能抑制実験としてsiRNA発現ベクター恒常発現MC3T3-E1細胞株を樹立し(MC-siRxfp1, 2)その細胞表現型を評価した。考察:Rxfp1は骨芽細胞の細胞外基質代謝に、Rxfp2は骨芽細胞分化と石灰化に重要な役割を担うことが示された。結論:リラキシンは骨芽細胞膜上のRxfpを通じて骨芽細胞分化、細胞外基質代謝に影響を与えることが示され、胎生後期の骨発生に何らかの機能的役割を果たすことが示唆された。リラキシンは骨芽細胞膜上のリラキシン受容体(Rxfp1, Rxfp2)を介して骨芽細胞分化を促進、MMP活性の亢進、コラーゲン生成の抑制することを報告してきた。しかし、顎顔面領域におけるリラキシン受容体の発現は不明であるため、これら分子が顎顔面領域の発生に関与しているかどうかを検証することを目的とした。資料および方法:胎生13.5および胎生18.5のマウス頭蓋顎顔面領域において、Rxfp1、Rxfp2のmRNAレベルでの発現パターンをin situ hybridization法にて検索した。結果:胎生13.5および胎生18.5において発生中の上顎骨、下顎骨、メッケル軟骨、舌、歯胚にRxfp1,Rxfp2の発現を認めた。結論:リラキシン受容体は胎生後期の顎顔面領域に発現しており、平成25年までの研究成果よりリラキシンはRxfpを通じて骨芽細胞分化を促進し、コラーゲン生成を抑制することと併せると、胎生後期の骨発生に何らかの機能的役割を果たすことが示唆された。これは、歯科矯正学的に骨縫合部拡大を行う際に、縫合部局所にリラキシンを投与することが、拡大量の増加、拡大後の骨添加亢進による安定性の上昇が期待できる可能性を示唆する大きな意義のある結果であった。研究の目的:リラキシン(Rln)は子宮弛緩因子と呼ばれるペプチドホルモンであり、妊娠末期に子宮や胎盤等から血中へ分泌され、恥骨結合を弛緩させて分娩を補助する。マウス顎顔面頭蓋発生におけるRln受容体遺伝子(Rxfp)の発現様相、およびRlnの骨芽細胞分化、細胞外基質代謝に与える影響について報告してきた。当該年度はRlnの頭蓋縫合部拡大効果に対する作用をin vivoにて検討することを目的とした。試料および方法:タンパク質輸送担体としてナノサイズのリポソームを用いRln結合型リポソームを作製した。矯正用ワイヤー製の拡大装置を8週齢雄性マウス頭頂骨に装着し、Rln結合型リポソーム投与群(以下Rln群)、生理食塩水投与群(以下PBS群)を対照群として20 gfにて矢状縫合の側方拡大を行った。また非拡大群を陰性対照群とした。拡大開始48時間および1週間後に頭蓋骨を採取し拡大量を計測後、矢状縫合部における骨密度をμCTにて計測した。縫合部の連続組織切片の作成を行い、縫合部における破骨細胞形成、細胞外基質について組織学的検討を行った。結果:拡大開始1週間後の矢状縫合部における骨密度はPBS群では非拡大群と比較して低い傾向を示したが、Rln群ではPBS群と比較して有意に高い値を示した。Rln群ではPBS群、非拡大群と比較して拡大量は増加傾向を示し拡大部におけるTRAP

陽性破骨細胞の形成および骨形成が観察され、Rxfp1、2の縫合部未分化間葉系細胞および頭頂骨における高発現が観察された。結論:Rlnは頭蓋矢状縫合部側方拡大時の骨リモデリングに影響を与えることが示され、効率的な縫合部拡大および拡大後の速やかな骨形成に有用となる可能性が示唆された。リラキシンは子宮弛緩因子と呼ばれるペプチドホルモンであり、妊娠末期に子宮や胎盤等から血中へ分泌され、恥骨結合を弛緩させて分娩を補助する。本研究は上顎側方拡大の実験モデルとしてマウス頭蓋冠矢状縫合部を用い、同部位の側方拡大時のリラキシンの効果を検討することであった。側方拡大開始48時間後ではリラキシンにより矢状縫合部のコラーゲン線維の減少を認めた。側方拡大開始1週間後ではリラキシンにより骨量、骨密度が上昇し、類骨の形成が観察された。結論として、リラキシンは縫合部拡大時の骨リモデリングおよびコラーゲン代謝に影響を与えることが示唆された。研究は計画通り進捗している。矯正歯科学リラクシン磁性リポソーム生体内投与とその影響に関する検討(マウス矢状縫合部)8週齢雄性マウス頭頂骨に矯正用ワイヤーで作成した拡大装置を装着し、リラクシン結合型リポソーム投与群、生理食塩水投与群として矢状縫合の側方拡大を行う。また、非拡大群を陰性対照群として拡大2日目、7日目において、マウスを屠殺し、マイクロCTを撮影し、縫合部の拡大量、骨密度を評価する。また、縫合部のレジン包埋切片を作成し、形態学的観察、TRAPassayによる破骨細胞出現様相を検索する。拡大部における骨芽細胞の分化状態、及び破骨細胞分化誘導因子であるRANK/RANKLシグナル経路について免疫組織学的手法を用いて解析する。実験の順序を若干修正したため、実験に使用するための機材の購入が先送りになったため。リラクシン磁性リポソーム生体内投与とその影響に関する検討(マウス口蓋縫合部)10週齢雄性マウス口蓋正中縫合部に至適濃度のリラクシン磁性リポソームを骨膜下注射後(個体数5)、4000ガウスの磁力を帯びたスチール線を装着した矯正用拡大装置をマウス上顎臼歯部に固定し、リラクシン磁性リポソーム注入後2日目より1日0.5mmずつ8日間拡大を行う。リラクシンの血中への徐放を考慮し、拡大4日目にリラクシン磁性リポソームを追加注入する。対照群として、生理食塩水を注入した群(個体数5)、および磁性リポソームのみを注入した群(個体数5)を用いる。リラクシンの血中濃度はELISA法にて経時的に測定する。拡大終了後、動物を屠殺し、縫合部のレジン包埋切片、および脱灰切片を作成し、形態学的観察、TRAPassayによる破骨細胞出現様相の検索、免疫組織学的検索によるリラクシンおよびその受容体の局在を検索する。拡大部における骨芽細胞の分化状態、及び破骨細胞分化誘導因子であるRANK/RNAKLシグナル経路について免疫組織学的および分子生物学的手法を用いて解析する。約1ヶ月間の拡大部分における骨新生待機期間を経た後、縫合部の拡大量をマイクロCTにて評価する。また、3次元立体構築を行うことで、より詳細に骨形成状態を解析する。研究の進捗状況はおおむね計画通りに進んでいるため、基本的に計画通りの用途で使用していく予定である。実験計画の順序を若干修正したため、実験に使用するための機材の購入が先送りになったため。
大脳皮質ニューロンでの単独および協同的味覚符号化の相対的重要度の数量化の研究

味質の差異の中枢神経ニューロンによる弁別の機序の一つとして、ニューロン集団内の各個のニューロンの様々な同期活動が考えられる。この仮説を実証するために、麻酔下ラット大脳皮質味覚野へ多数のガラス管微小電極を同時に刺入し、3個以上の単一ニューロン活動の同時記録を行ない、2ニューロン間の時間的相互相関活動を測定した。1。2ニューロン間の時間的相関の揺らぎは脳幹の味覚中継ニューロンと比べて大きかったが、相関活動の時間的間隔が著しく長いものがあったり、一方のニューロンの活動時に他方のものが抑制を受けるなど、脳幹ではみられなかった現象を観察出来た。また、明らかな味反応の認められないニューロンでも他の味反応性ニューロンと同期発火を示す場合があり、予想以上に多数のニューロンが味質情報処理に関与していることが分った。2。ある味刺激下ではニューロンXとYとが強い相関活動を示しても、味刺激の種類を変えると、XとYとの相関は減弱ないし消失し、Xは第三のニューロンZと強い相関を示すようになるなど、味の種類に応じてニューロン群はダイナミックに同期発火群の形成と再編成を行なっていることを初めて実証出来た。3。前述のようにニューロンXがYおよびZと同期発火している場合に、XがYと同期発火したスパイクの内、何パーセントがZとも同期発火しているかを調べたところ、20-30パーセントであることが分った。即ち、それぞれの同期発火群は全く独立に活動しているのではなく、群間にもかなりの同期性があり、散発的ではあるが、より大きな群、即ち超群が形成されていることになる。1。2。3。
「パワーUP!アート」による生活機能の維持向上デザイン研究

インタラクティブな画像の変化によってリハビリテーション動作を促し,動作の質や運動量における達成度をアート作品の完成度(出来栄え)としてフィードバックする「立ち上がって空に描こう!」「拭いて拭いて絵を描こう!」のプログラムを開発し,回復期リハビリテーション病院において臨床試験を実施した。その結果,「立ち上がって空に描こう!」のプログラムを用いたリハビリテーションでは,プログラムを用いない患者に比べて,訓練後のリハビリテーションに対する「楽しさ」の評価が有意に大きく,また,プログラムを用いた患者は,運動前に比べて運動後に,リハビリテーションをより楽しいと感じていることを確認した。加えて,プログラムを用いたリハビリテーションでは,長期間継続することによって立ち座りの運動回数が段々増加する傾向が示された。「立ち上がって空に描こう!」「拭いて拭いて絵を描こう!」に関わるプログラム・デバイスの特許を出願した。嚥下機能の改善に繋がる強制呼気のリハビリテーションに活用するアートプログラムを開発し,高齢者施設において実践するワークショップを行った。その結果,参加者の気分が改善する心理的効果が示され,また,自身の作品に対する愛着反応や,呼気による作品との継続的なインタラクションの生成を確認した。これにより,認知機能が低下した高齢者において本プログラムを用いた嚥下機能のリハビリテーションが実践可能であるこが示された。歩行・跳躍のリハビリテーションのための床デザインを開発し,藤田保健衛生大学七栗記念病院先進リハビリテーション棟に施工した。また,当該デザインに関わる意匠出願を行った。2017年度の研究成果を国内外の学会で発表して論文執筆した。加えて,開発したプログラム・デバイスをパシフィコ横浜で開催された福祉機器の展示会「ヨコハマ・ヒューマン&テクノランド」に出展し,プログラムを実演・公開した。回復期リハビリテーション病院において「立ち上がって空に描こう!」「拭いて拭いて絵を描こう!」のプログラムを用いた臨床試験を実施し,本プログラムを用いることによってリハビリテーションを楽しく感じ,長期間のリハビリテーションにも楽しく取り組むことができることを確認した。また,プログラムを用いたリハビリテーションでは,患者が実施した運動回数が段々増加する傾向が示され,身体機能の回復を促すことが期待できる結果が得られた。本プログラム・デバイスの特許出願を行い,開発研究・基礎実験および臨床試験に関する研究について国内外の学会で発表して論文投稿した。加えて,福祉機器の展示会「ヨコハマ・ヒューマン&テクノランド」にプログラム・デバイスを出展し,心身機能の維持向上となるアートプログラム・デバイスの開発および実践・評価に関する研究は,おおむね順調に進展している。嚥下機能の改善に繋がる強制呼気を取り入れたアートプログラムとして,認知機能が低下した高齢者の制作参加を誘導するプログラムを開発し,高齢者施設において本プログラムを実践するワークショップを行った。本研究結果から,認知機能が低下した高齢者においても,本プログラムによって自身の作品との継続的なインタラクションを生成する可能性が示された。嚥下機能のリハビリテーションを実践する次年度の臨床試験に向けての予備実験が終了し,当該研究はおおむね順調に進展している。歩行・跳躍のリハビリテーションのための床デザインを開発制作して藤田保健衛生大学七栗記念病院先進リハビリテーション棟に施工した。当該デザインに関する意匠出願を行い,本研究はおおむね順調に進展している。「立ち上がって空に描こう!」「拭いて拭いて絵を描こう!」のアートプログラム・デバイスを用いたリハビリテーションの効果を明らかするため,2017年度に回復期リハビリテーション病院において臨床試験を実施した結果について,2018年度は,医療およびデザイン学の領域から分析・評価を行い,医療系学会,デザイン系学会など多領域の学術会議(海外および国内学会)で発表し,論文投稿を行って研究成果を公開する。本研究で開発した「立ち上がって空に描こう!」「拭いて拭いて絵を描こう!」のプログラム・デバイスに関して,特許の登録,および,JSTイノベーションジャパンへの出展など社会への還元を見据えて,研究成果を公開する(2019.3)。高齢者の嚥下障害を予防・改善することを目的として,2016年度より,強制呼気によるインタラクションを生成するアートプログラムを開発している。2017年度は,高齢者施設(特別養護老人ホームサン・グレイス)において,認知機能が低下した要介護高齢者を対象として本アートプログラムを実践するワークショップを実施して心理的効果を確認した。その際,自分で制作した作品に対する愛着反応を確認したことから,リハビリテーションに自身のアート作品を用いることで,長期間の単純繰り返し動作に対するモチベーションを維持する効果が期待できる。2018年度は,本プログラムにおいて制作した自身のアート作品を用いた呼吸リハビリテーションを長期間実践する臨床試験を実施し,認知機能が低下した高齢者における継続的取り組みの可能性,および,嚥下機能に関する効果について調査する(2018.42018.12)。創造的な作業によって能動的にアートと関わるアートプログラムにリハビリテーションの効果を付加することによって,生活機能の維持向上に有効なアートプログラムおよびアートデバイスを開発する。「Active Artリハビリテーションプログラム」では,アートプログラムのデザイン要素を活用して身体動作を誘導する。アートプログラムの創造的な作業が感性に働きかける心理的効果を持つことに加えて,リハビリテーションの単純繰り返し動作へのモチベーションの維持に繋がる。持ち運び可能なアートデバイスは,医療機関での活用に加えて地域や在宅にも対応する。

2015年度は,生活機能が低下している福祉の対象者や入院患者における生活機能の要素である「心身機能・構造」「活動」「参加」に関する取り組みの現状を調査し,心身機能の維持向上に関わる身体動作を確認した。高齢者を中心とするリハビリテーションにおいて深呼吸やスポーツ吹き矢など,呼気を用いたリハビリテーションが咳嗽,嚥下機能を改善するという先行研究の調査に基づき,強制呼気を取り入れたアートプログラムを制作することとした。強制呼気は,咳嗽,嚥下機能の改善だけではなく補助筋である腹筋群の強化も見込まれることから,寝たきり予防にも役立つと考えられる。強制呼気を用いたアートプログラムを制作するための予備調査として,インタラクション機能を持つデバイスを用いて作品を制作するワークショップを実施して評価を行った。また,高齢者が運動器の障害によって要介護になるリスクが高い状態であるロコモティブシンドロームを予防するためのロコモーショントレーニングに関する先行研究を調査し,屈伸運動に類する立ち座り動作を取り入れたアートプログラムを制作することとした。立ち座り動作によって下肢の筋力を強化し,転倒や骨折を予防する効果が期待できる。本研究の成果を論文および国内外の学会で発表した。生活機能が低下している福祉の対象者や入院患者における生活機能の要素となる「心身機能・構造」「活動」「参加」に関する取り組みの現状を調査し,2015年度の研究計画である心身機能の維持向上に関わる身体動作を確認した。高齢者を中心とするリハビリテーションにおいて深呼吸やスポーツ吹き矢など,呼気を用いたリハビリテーションが咳嗽,嚥下機能を改善するという先行研究を調査した結果,強制呼気を取り入れたアートプログラムを制作することとした。併せて,医師や理学療法士を始めとする医療従事者との意見交換を行った。また,高齢者が運動器の障害によって要介護になるリスクが高い状態であるロコモティブシンドロームを予防するためのロコモーショントレーニングに関する先行研究を調査し,加えて医師や理学療法士を始めとする医療従事者との意見交換を行った。その結果,屈伸運動に類する立ち座り動作を取り入れたアートプログラムを制作することとした。アートプログラムに取り入れる心身機能の維持向上に関わる身体動作を特定するための研究は順調に進展している。
授精・胚発生過程に関与する卵外被の機能分子

(a)両生類ヒキガエルの卵膜の精子結合にあずかる成分は、36-39kDa分子の糖鎖である;(b)アフリカツメガエル卵膜の主要糖蛋白質成分であるgp41のcDNAを解析した結果、哺乳類ZP3のホモログであることが明らかになった;(c)ブタPZP3のもつ精子結合受容体活性は、Asn-67またはAsn-84に結合する中世複合型糖鎖の非還元末端のβ-Gal残基にある;(d)ウニ卵ゼリー層のフコース硫酸糖蛋白質とビオチン化した精子膜蛋白質をインキュベートし、2ケの精子膜蛋白質を分離した;(e)ウニ卵の軟化受精膜から70kDaのオボパ-ロキシダーゼ(OPO)を分離し、そのcDNAから類推された814アミノ酸残基からなる一次構造は、孵化酵素が哺乳類のマトリックスプロテイナーゼに属することの意味を解明した;(f)海産巻貝バテイラの卵膜の主要構成分子は、7kDaの糖鎖を含む34kDaの蛋白質である。バテイラ属7種の精子の卵膜ライシンのcDNAに基づく解析から、各分子の中央部40100残基に種特異性を担う配列があることが分かった;(g)ホヤ卵黄膜の精子受容体とみなされる糖蛋白質の蛋白質の部分構造を決定し、また精子受容活性をもつ酸性糖鎖を部分精製した;(h)メダカ卵膜内層のZI-1,2サブユニット群の前駆体蛋白質のcDNAをクローン化して同蛋白質の一次構造を解明し、それらが卵巣ではなく専ら肝臓で発現することを明らかにするとともに、これらをコリオゲニンHと改称した。哺乳類(中野)、両生類(片桐、久保)、魚類(山上)、原索動物(星)、棘皮動物(野村、鈴木)、および軟体動物(灰野)を用いてそれぞれ下記の成果を得た。ブタ透明帯蛋白質のなかで精子との結合活性をもつのは、PZP3αの中性のN-グリコシド糖鎖群のうち3本鎖または4本鎖糖鎖であることをみいだした(中野);(b)カエル卵膜に対する精子の結合活性を測定する方法を開発し、同活性は3941kD糖蛋白質のGM2糖鎖であることを示す結果を得た(片桐);(c)ツメガエル卵・卵膜の主要糖蛋白質gp41のcDNAの塩基配列を決定し、予想されるアミノ酸配列からgp41が哺乳類ZP3のツメガエルホモログであることが明らかになった(久保);(d)ホヤ卵黄膜の精子受容体とみなされる糖蛋白質の蛋白質の部分構造を決定し、また精子受容活性をもつ酸性糖鎖を部分精製した(星);(e)ウニ卵ゼリーのうち3つのフコース硫酸糖蛋白質(FSG)HPLCで精製し1315アミノ酸残基からなる4つのペプチド断片のアミノ酸配列を決定した(鈴木);(f)海産巻貝バテイラ属3種の卵膜ライシンがN末端76残基、C末端48残基で一致していることに着目して、逆転写PCR法によりこれらをコードするcDNAの全塩基配列を決定した(灰野);(g)メダカ卵膜を構成する3つの主要サブユニットを可溶化する方法を確立し、それらの前駆体(H-SF、L-SF)のcDNAの単離が進行中である(山上);(h)バフンウニ卵から軟受精膜を得てこれを可溶化し、架橋形成に重要と考えられる70kDオボペロキシダーゼを単離精製して部分的アミノ酸配列を決定した(野村)。哺乳類(中野)、両生類(片桐、久保)、魚類(山上)、原索動物(星)、棘皮動物(野村、鈴木)、および軟体動物(灰野)を用いてそれぞれ以下の成果を得た。

(1)ブタ透明帯糖蛋白質の精子レセプターはPZP3αのAsn-67またはAsn-84に結合する中性複合型糖鎖の非還元末端のβ-Gal残基である;(2)ツメガエル卵膜のもつ精子結合活性は媒液の塩濃度およびびカルシウムに依存し、また輪卵管直部由来のトリプシン型プロテアーゼにより著しく高まる;(3)ツメガエル卵膜の主要糖蛋白質gp41はオビダクチンによりC末端がプロセシングを受けることにより受精における活性を獲得する;(4)メダカ卵膜内層のZI-1, 2サブユニット群の前駆体蛋白質のcDNAをクロン化して同蛋白質の一次構造を解明し、これをコリオゲニンHと改称した;(5)マボヤ卵膜の精子受容体候補である糖蛋白質(HRVC70)に対するポリクロナル抗体を用いて、この分子が卵巣の早い発達段階からラ発現することを見いだした; '(6)バフンウニ卵受精膜の硬化に機能するオボペロキシダーゼ(OPO)のcDNAをクローニングして814残基からなるOPOの一次構造を明らかにし、その結果から孵化酵素が哺乳類のマトリックスメタロプロテイナーゼに属することの意義が解明された;(7)海産巻貝バテイラ卵膜の主要構成分子は7kDの糖鎖を含む34kDの蛋白質である。バテイラ属7種の精子の卵膜ライシンについてcDNAに基づく一次構造を解明し、中央部40100残基に種特異性を担う配列があることを明らかにした。
衛生・医療分野への応用を目指した新規ナノ被服材料の開発

本研究では、申請者らが開発した独自技術である溶媒フリーの「レーザーエレクトロスピニング(LES)法」を応用した新手法により、植物由来のポリ乳酸(PLA)ナノファイバーを創製する。さらに、生理・薬理活性を付与したポリ乳酸ナノテキスタイルの創製へ発展させる。最終的には衛生・医療用被服としての応用法を探索する。諸条件を検討した結果、高出力なレーザーパワー条件で、薬剤を含有したPLAナノファイバーを作製することができ、薬剤の熱分解の影響はみられなかった。また繊維径を変化させることで、薬剤の徐放性を制御可能であることが見出され、衛生・医療用被服材料としての応用化の指針が得られた。本研究では、申請者らが開発した新規溶融エレクトロスピニング法により、生理・薬理活性を付与した新規ナノ被服材料を創製し、衛生・医療用被服としての応用法を検討した。今年度は、薬剤を付与したナノファイバーウェブを作製し、薬剤の溶出性制御について調査した。その結果、ウェブを構成する繊維の直径を変化させることで溶出性の制御が可能となった。具体的にはミクロンオーダーに比べて、特に数百ナノメートルのオーダーの直径になると、24時間までの初期の薬剤放出速度が速かった。これは繊維が細くなるほど比表面積が増大し、溶液への接触面積が大きくなったためであると考える。分光法等によってウェブ形成後の薬剤の構造変化を調べたところ、ウェブ形成時における熱的影響が低く、十分な薬理活性が得られることが示唆された。X線によるナノファイバーウェブの構造解析を行った結果、ウェブを構成するファイバーは薬剤およびマトリックス成分ともに非晶構造であることが明らかになった。さらにナノファイバーウェブの分子量を調べた結果、薬剤溶出時におけるバッファー中でのマトリックス成分の分子量は溶出前と有意差はみられず、2週間程度の期間では生体吸収性・生分解性はあまり促進されないことが示唆された。以上の結果から、薬剤を付与したナノファイバーウェブは、繊維径を変化させることによって薬剤の徐放性が制御可能であることが見いだされ、衛生・医療用被服材料としての応用化の指針が得られた。本研究では、申請者らが開発した独自技術である溶媒フリーの「レーザーエレクトロスピニング(Laser Electro Spinning: LES)法」を応用した新規溶融エレクトロスピニング法により、植物由来のポリ乳酸ナノファイバーを創製する。さらに、生理・薬理活性を付与したポリ乳酸ナノテキスタイルの創製へ発展させ、最終的には衛生・医療用被服としての応用法を探索・確立することを目的としている。これまでに本紡糸法によって薬剤を付与したポリ乳酸ナノファイバーの作製を試みた。紡糸時のノズル近傍での変形挙動を観測したところ、レーザー出力の増加に伴い変形開始点が上流側にシフトした。また、レーザー出力6 W以上の条件で、平均直径10 μm以下の極細繊維を作製でき、7 W以上で1μm以下、直径変動係数30%程度の均一かつナノオーダーの繊維が得られる傾向を示した。レーザー出力と直径の関係をみると、レーザー出力が5 Wから6 Wになると直径が低下し、7 W以上では直径に大きな差が見られなかった。7 W以上で直径に大きな差が見られなかった理由として、レーザー照射による繊維の温度上昇は、繊維の直径とレーザー出力と比例関係にあり、レーザー出力が高くなるとより上流側で細くなることでレーザー照射範囲内での温度が上がりにくくなるため、結果として得られる繊維の直径に差が見られなくなったものと考えられる。一方、UV-VIS分光法によって算出した薬剤重量分率の結果より、6、7 Wの条件で、著しい重量分率の減少は確認されなかった。したがって、LES中における薬剤の熱分解はほとんど生じていないものと推測できる。これによりこの条件で得られる繊維において、衛生・医療材料への応用展開の可能性が示唆された。当該年度の主課題であった薬理活性を付与したポリ乳酸ナノファイバーの創製を達成したため。今後は、薬剤を付与したポリ乳酸ナノファイバーの薬剤溶出性を調べる。またX線測定などにより構造・物性を詳細に解析し、薬理活性発現の機序について検討する予定である。さらにナノテキスタイル化、被服への設計・創製・評価法を検討するとともに衛生・医療材料への応用に向けた調査研究を試み、最終的には本研究の総括を行う予定である。各種ポリマーおよび添加剤等の試薬、試料および試薬調製用のガラス器具等の消耗品費、研究成果公表と情報交換を行うために国内外旅費、研究補助、資料提供・閲覧、外国語論文校閲に関する謝金として使用する予定である。その他の経費として、物性・構造評価に用いる学内外共有機器(引張試験機、AFM、NMR、SEM、TEM、X線装置など)の利用料金、研究資料の印刷・投稿論文の別刷りに関する印刷費、および研究論文投稿料、学会参加費として使用する予定である。
高速実験炉を用いた原子炉材料の中性子重照射研究

核融合炉への利用が検討されている広範な種類の材料について高速中性子を高線量まで照射し、照射による強度特性変化、クリ-プ、体積膨張(スウェリング)などの材料劣化について実験的検討を行った。オ-ステナイト系ステンレス鋼、フェライト/マルテンサイト二相鋼、ダングステン置換低放射化マルテンサイト鋼、マンガン安定化マルテンサイト鋼、バナジウム合金、折出強化型銅合金、モリブデン合金などの金属材料に加え、バナジウム/アルミナ耐熱接合材、繊維強化複合材料などを対象とした。オ-ステナイト系ステンレス鋼においては、照射下におけるミクロ組織変化、チタンなどのスウェリング抑制元素の効果などの概要が明らかになった。マルテンサイト系の材料では比較的低温度域において卓越した組織安定性を示すこと、低放射化を意図してマルテンサイト系耐熱材料の主要成分元素であるモリブデンをタングステンで置換した場合にもその優れた組織安定性が維持されていることが示された。バナジウム合金では、一部の二元合金では極めて大きい体積膨張を示す一方、多元系では優れた耐スウェリング性を示すことが明らかになった。また、重照射研究に特有な実験手法として、不活性ガスによる加圧微小円筒試験片を用いた照射下クリ-ブ試験、遠隔操作型全自動微小引張試験装置などが開発または確立された。核融合炉材料における核変換ヘリウムの効果を検討するための実験手法として、ボロン添加法、ニッケル添加法、中性子スペクトル調整法ならびにダイナミックヘリウムチャ-ジ実験法が実行に移された。以上のように、高速実験炉を利用した核融合炉材料開発・評価の目的のために多角的なアプロ-チがなされ、次年度以降における発展的研究の基盤となる成果が得られたと言える。本研究は,高速実験炉を利用して材料重照射挙動の基礎研究を行なうものであり,中性子を用いる核融合炉材料の模擬照射研究の中心となる研究である。本研究では日米の高速実験炉で行なわれる重照射研究を中心とし,広範囲に跨がる種々の照射研究の実効を高める為の支えとなる活動を中心として行ない,具体的には以下の項目を実施した。(1)「常陽」及び「FFTF/MOTA」での照射計画の検討及び全体計画の検討・調整作業を行ないFFTF/MOTA24の具体的な計画作成・試料製作を完了させ,FFTF/CYCLE10の照射後試験も併せて行った。(FFTF/MOTAを利用する研究では便宜的に主として材料別にグル-プを編成しており,各グル-プ毎に研究計画の調整がおこなわれ,全体計画が作成された。本研究での分担者はそれぞれのグル-プ幹事としての役割を担っており,本研究を推進する為に6グル-プ・88名の研究の研究組織が編成されている)(2)「常陽」及び「FFTF/MOTA」での照射試料の東北大学金属材料研究所付属材料試験炉利用施設(大洗)への搬入を実施し,照射後試験・研究を行なった。(3)従来行なわれて来た照射実験よりも1桁以上高い照射量での照射後実験に伴う問題点の抽出・検討,強度特性及び微細構造に対する高速中性子の効果の基礎的理解の体系化を進め,全自動強度特性試験装置を完成させた。又,照射後の動力学基礎物性値の計測の為の高真空・静電容量型内部摩擦測定装置も作成した。(4)次年度において試験片製作を行なうMOTA2Bでの主要研究課題の検討及び選択を行ないその結果に基づき,テストマトリックスの作成作業を行なつた。この作業の為に本研究分担者との検討会議を11回,照射研究参加者も含めた全体会議を2回開催し,研究組織全体の合意の形成に努めた。この結果,ダイナミックへリウムチャ-ジング実験を始め各種の新規の照射計画を含めたMOTA2Bでの照射計画を完成出来た。

本研究では、高速実験炉を利用して材料重照射挙動の基礎研究を行なっており、中性子を用いる核融合炉材料の模擬照射研究の中心となる研究である。日米の高速実験炉で行なわれる重照射研究を中心とし、広範囲に跨がる種々の照射研究の実効を高める為の支えとなる活動を中心として行ない、2年次である今年度は以下の項目を実施した。(1)「FFTF/MOTA」での照射研究を中心として活動を行ない、平成3年4月に照射が終了するMOTA2Aの具体的な照射後試験計画の作成及びその準備作業を完了させた。又、MOTA2Aに続いて照射が開始されるMOTA2Bの試験計画を完成させ、照射試料製作を完了させた。又、初年度に引続いて、FFTF/CYCLE10の照射後試験も併せて行なった。(便宜的に主として材料別にグル-プを編成した。分担者はそれぞれのグル-プ幹事として本研究を推進する為に6グル-プ・88名の研究の研究組織が編成されている。)(2)「常陽」及び「FFTF/MOTA」での照射試料の東北大学金属材料研究所付属材料試験炉利用施設(大洗)への搬入を実施し、照射後試験・研究を行なった。(3)従来行なわれて来た照射実験よりも1桁以上高い照射量での照射後実験に伴う問題点の抽出・検討、強度特性及び微細構造に対する高速中性子の効果の基礎的理解の体系化を進め、全自動強度特性試験装置動力学基礎物性値計測用の高真空・静電容量型内部摩擦測定装置を作成した。(4)MOTA2Bの資料準備作業及びMOTA2A照射後試験計画の作製の為に各種の作業を行なった。この作業の為に本研究分担者との検討会議を9回、照射研究参加者も含めた全体会議を3回開催し、研究組織全体の合意の形成に努めた。この結果、ダイナミックヘリウムチャ-ジング実験を始め各種の新規の照射計画を含めたMOTA2Bの試料準備が予定通り完了できた。核融合炉への利用が検討されている広範な種類の材料について高速中性子を高線量まで照射し、照射による強度特性変化、クリ-プ、体積膨張(スウェリング)などの材料劣化について実験的検討を行った。オ-ステナイト系ステンレス鋼、フェライト/マルテンサイト二相鋼、タングステン置換低放射化マルテンサイト鋼、マンガン安定化マルテンサイト鋼、バナジウム合金、析出強化型銅合金、モリブデン合金などの金属材料に加え、バナジウム/アルミナ耐熱接合材、繊維強化複合材料などを対象とした。オ-ステナイト系ステンレス鋼においては、照射下におけるミクロ組織変化、チタンなどのスウェリング抑制元素の効果などの概要が明らかになった。マルテンサイト系の材料では比較的低温度域において卓越した組織安定性を示すこと、低放射化を意図してマルテンサイト系耐熱材料の主要成分元素であるモリブデンをタングステンで置換した場合にもその優れた組織安定性が維持されていることが示された。バナジウム合金では、一部の二元合金では極めて大きい体積膨張を示す一方、多元系では優れた耐スウェリング性を示すことが明らかになった。また、重照射研究に特有な実験手法として、不活性ガスによる加圧微小円筒試験片を用いた照射下クリ-プ試験、遠隔操作型全自動微小引張試験装置などが開発または確立された。
温度依存テラヘルツ分光スペクトルの第一原理計算による解釈と水素結合ネットワーク

本研究は、温度依存テラヘルツ分光スペクトルに観測される水素結合ネットワークの形成開裂を体系的に解明し、テラヘルツ波の利点を活かした応用開拓を目指すものである。類縁体間で異なる水素結合ネットワークを有し、結晶構造も特徴的な違いを示す安息香酸、サリチル酸、アセチルサリチル酸について温度依存テラヘルツスペクトルを大規模高精度理論計算により解析した。特に、弱い水素結合を記述する分散力補正を導入した計算を実施することで、全最適構造の結果、原子座標のみならず、格子定数についても12%の誤差内で実験を再現し、弱い相互作用で形成される分子性結晶の複雑なテラヘルツ領域スペクトルのピーク同定を著しく改善した。非破壊非侵襲計測手段を提供するテラヘルツ技術は、大変魅力的な研究領域になりつつある。テラヘルツ領域の振動吸収スペクトルは、分子の熱力学的特徴や構造の研究に重要な役割を果たし、その振動モードは、物理的および化学的プロセスにとって本質的なものである医学への応用を視野に入れ、テラヘルツ領域の振動スペクトルを解明しようという動きが世界的に広まっているが、まだ信頼に足る結果が得られていない。研究代表者等は、世界に先駆け、部位特異的一重鎖DNA切断因子等のテラヘルツ帯振動スペクトル測定と非経験的分子軌道理論計算による気相分子基準振動モード解析を行ってきた。しかし、気相分子の基準振動モード解析によるテラヘルツ帯振動モードの同定には限界があり、非調和性、格子振動、分散力(ファンデルワールス力)、水素結合等の問題を全て考慮した完全解明が必要である。研究代表者はベンチマーク的有機化合物について非調和性、周期性を取り込んだ第一原理理論計算と、高分解能温度依存テラヘルツ分光スペクトルのピーク形状の詳細な検討を実行し、水素結合ネットワークの形成開裂を明らかにした。平成22年度は、特に取り扱いの難しい分散力を取り込んだ理論計算の実行と水素結合に適した汎関数の検討を行い、高分解能温度依存テラヘルツ分光スペクトル測定の結果と比較検討した。その結果、分子性結晶の結晶構造は、分散力を取り込むことではじめて、1%程度の誤差で、再現でき、複雑なテラヘルツ分光スペクトルの完全解明にむけた明瞭な道筋を切り拓いた。応募者等は、世界に先駆け、部位特異的一重鎖DNA切断因子等のテラヘルツ帯振動スペクトル測定と非経験的分子軌道理論計算による気相分子基準振動モード解析を行ってきた。平成24年度は、特に取り扱いの難しい分散力を取り込んだ理論計算を実行した。分散力を取り込むことによって、最適化構造は1 %以下の誤差でX線構造解析の実験データと一致し、計算した振動数は10cm-1以下の誤差で低温テラヘルツ分光スペクトルを再現した。この分散力補正した高精度大規模計算により、低温で測定した複雑なテラヘルツスペクトルのすべてのピークをあいまいさなく同定できた。更に、計算結果をもとに、テラヘルツ振動領域に観測が予測されていた弱い水素結合の伸縮振動のモードを世界で初めて明らかにした。分子間で結合する弱い水素結合の伸縮振動は分子間の並進モードとして現れる。このスペクトルの理論解析により、弱い水素結合の伸縮振動モードは、他の並進モードに比べ、強度が強いことがわかった。次に、これらの結果を踏まえ、弱い水素結合ネットワークの違いにより生じると考えられている結晶多型の振動モードの計算に応用した。弱い水素結合は、X線および中性子線を用いた構造解析データの原子間距離に基づき提唱されてきた。しかし、結合形成の直接証明には、振動モードの確認が必要であり、今後、テラヘルツ分光と第一原理計算による研究がますますその重要性を増す。平成24年度は、テラヘルツ振動領域に観測が予測されている弱い水素結合の伸縮振動のモードを明らかにし、更に、弱い水素結合ネットワークの違いにより結晶多形を生じる分子について、分散力を取り込んだテラヘルツ分光スペクトル測定と理論解析を行った。分散力補正した高精度大規模計算により、低温で測定した複雑なテラヘルツスペクトルのすべてのピークをあいまいさなく同定できた。弱い水素結合の伸縮振動がテラヘルツ領域に現れることは予想されていたが、実際に明確に同定した例はない。本研究において、テラヘルツスペクトルの明瞭さと、弱い水素結合を記述できる分散力を取り込んだ第一原理計算の開発により、はじめて弱い水素結合の伸縮振動モードが明らかにされた。

また、予想される弱い水素結合の伸縮振動モードを含む並進振動モードと、弱い水素結合の伸縮振動モードを含まない並進振動モードがテラヘルツ領域に観測され、弱い水素結合の伸縮振動モードを含む並進モードでは含まないモードに比べ、振動数が高くピーク強度が強いことがわかった。これらの結果をベースに、偏光スペクトル測定と組み合わせることで、結晶多形における弱い水素結合ネットワークの差異を明らかにできる。本基盤研究での一連の結果の総まとめとして、テラヘルツ振動と結晶中の水素結合ネットワークについてレビューを執筆した。タンパク質の高次構造や分子性結晶において中心的役割をし、ナノ構造判定の鍵となる弱い水素結合の伸縮振動の特徴を明らかにしたことで、テラヘルツ振動領域に検出されるナノスケールの現象解明への糸口をつくることができた。25年度が最終年度であるため、記入しない。これまでの弱い水素結合についての結果を踏まえ、生体関連物質等において、弱い水素結合とともに中心的役割を有する水和による水素結合ネットワークのテラヘルツ振動を明らかにする。
硬質膜のなじみ過程制御による超低摩擦と超耐摩耗を両立した硬質膜設計指針の確立

次世代自動車部品では,潤滑油無しで摩擦係数が0.01以下でかつ著しく耐摩耗性に富む部品表面が求められている.摩擦に伴う極表面層の構造変化及び平滑化をともなう「なじみ過程」を制御する手法として,アモルファス窒化炭素膜に数nmのカーボンオーバーコートを付与する方法,紫外線を照射する方法の提案,なじみ過程を詳細に観察するコンパクト摩擦対による評価法の提案を行い,それらの有効性も実証した.次世代自動車部品では,潤滑油無しで摩擦係数が0.01以下でかつ著しく耐摩耗性に富む部品表面が求められている.摩擦に伴う極表面層の構造変化及び平滑化をともなう「なじみ過程」を制御する手法として,アモルファス窒化炭素膜に数nmのカーボンオーバーコートを付与する方法,紫外線を照射する方法の提案,なじみ過程を詳細に観察するコンパクト摩擦対による評価法の提案を行い,それらの有効性も実証した.a-CNx硬質膜の微小すべり接触におけるなじみ過程を詳細に観察する事が可能な装置を試作し,なじみ過程における特徴的な摩耗現象の微視的観察を行い,なじみ過程における微小突起の変形並びに摩耗モデルを提案する事を目的として,硬質膜の「雰囲気制御型繰り返し摩擦課程観察装置」を試作し,摩擦面の微小時の変形と破壊によるなじみ過程にともなう,平滑化などの摩擦表面の幾何学的形状の変化,グラファイト化などの摩擦表面の構造変化及び相手面への移着膜の生成などを,AFM(研究代表者の現有設備)及びラマン分光分析(研究代表者の研究機関の共有設備)により定量的に明らかにする事を試みた.また,得られた観察結果を受けて,潤滑下でのCNx膜の摩耗形態図の作成を試みた.更に,FE-SEM及びEDS(購入設備)により,10nmオーダーでの移着物の形態.組成を明らかにした.同様に,摩擦後に摩擦面のラマン分光分析によりa-CNx膜のID-IG比とGピークのシフト量及びGピークの半値幅からグラファイト化の程度を明らかにした.ディスク摩擦面とピン先端を50万倍までの高倍率で詳細に観察・分析し,面圧,すべり長さを変えた実験条件下での摩耗モデルを提案するための基本的なデータを取得した.表面波励起マイクロ波プラズマを用いたCNx膜の平面及び円管内面への成膜装置の開発のために,種々のプロセスガスを用いてCVD法によるCNx膜の成膜を試みた.その結果,窒素の含有,硬さの増加及び摩擦の低減が観察された.開発された表面波励起プラズマにより成膜された種々の機械的特性と構造を有するDLC膜において,昨年度に試作された「雰囲気制御高温下なじみ過程観察装置」を用いて,摩擦面の微小時の変形と破壊によるなじみ過程にともなう,平滑化などの摩擦表面の幾何学的形状の変化,グラファイト化などの摩擦表面の構造変化及び相手面への移着膜の生成などを,AFM及びラマン分光分析により定量的に明らかにした.また,得られた観察結果を受けて,潤滑下でのDLC膜の損傷形態図を作成した.具体的には,ケロシン滴下状態において,「コンパクト摩擦試験対」において,10^4回まで繰り返し衝突摩擦した後,FE-SEM装置でピン及びディスク試験片の摩耗痕直径から摩耗痕体積を推定し,ディスクの摩耗に及ぼす衝撃荷重,衝突角度及び雰囲気の影響を明らかにした.既存のSEMに,EDS装置を取り付け,炭素鋼ピン先端へのDLC膜の移着の様子を観察し移着物の形態,組成を明らかにした.移着物の分析としてEBSDによる微小X線解析が行われ移着物の結晶化の度合いの確認を試みた.更に,摩擦後に摩擦面のラマン分光分析によりDLC膜のID/IG比とGピークのシフト量及びGピークの半値幅からグラファイト化の程度を明らかにした.以上の得られた結果を摩耗形態図(なじみ形態図)にまとめた.本研究では,硬質カーボン膜のなじみ過程に注目し,超低摩擦・耐摩耗のためのa-CNx膜の高効率・細穴内面成膜法及びなじみ過程(超低摩擦,耐摩耗及びゼロリーク)評価技術開発を行うことを目的とした。具体的には,開発された表面波励起プラズマによる成膜法を用いて種々のDLC膜及びa-CNx膜を成膜した.それら種々の機械的特性と構造を有するa-CNx膜及びDLC膜において,「なじみ過程観察装置」を用いて,衝撃摩耗における摩擦面の微小時の変形と破壊によるなじみ過程にともなう,平滑化などの摩擦表面の幾何学的形状の変化,グラファイト化などの摩擦表面の構造変化及び相手面への移着膜の生成などを,AFM及びラマン分光分析により定量的に明らかにした.その結果,硬質カーボン膜の構造変化とそれに伴う摩耗が確認された.硬質カーボン膜を有するディスクにピン材料を衝突させた際のピンとディスクの形状の変形のシミュレーション手法を開発し,衝突速度,質量による基板の塑性変形量の推定を可能とした.その結果,表面の硬質カーボン膜が弾性変形していても基板が塑性変形することが確認された.また,すべり摩擦においては,DLCとa-CNx膜のなじみ過程を促進するためにnmスケールの膜厚のカーボンオーバーコートを付与する事及び紫外線を照射する等を行った.その結果,超低摩擦と超耐摩耗を両立するカーボンオーバーコートの膜厚,紫外線の波長の必要条件を明らかにした.