hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アンチマイシン抵抗性ミトコンドリアを用いたシトクロムbの立体構造の解明

アンチマイシンAのジラクトン環部位を構造改変した結果、他の疎水性の高い部分構造に置換しても充分に活性が保持される事がわかった。また、高活性な類縁体は天然アンチマイシンA特有のシトクロムbの還元および酸化剤誘導還元を示した。このことから、天然ジラクトン環そのものは活性発現に必須ではなく、主に分子全体の疎水性を保持する役割を担っていることが明らかになった。サリチル酸部位を改変するために、ジラクトン環部をdi-n-octyl-L-glutamateに固定した。3-formylamino基を持たない化合物(例えば5-nitro体や3-nitro体)にも強い活性が見られたが、シトクロムbの酸化剤誘導還元は認められなかった。このことから、3-formylamino基は天然アンチマイシンA様活性発現に必須であることがわかった。3-formylamino基は回転自由度が高いものの、活性型コンフォメーションはかなり制限されていることが示唆された。また、3-formylamino基に対応するレセプター側には厳密な立体的嵩高さに対する制限のあることがわかった。3-formylamino基(n=1)の化合物を合成し、2-OH基とアミド結合C=0基との間の分子内水素結合を形成できなくすると活性が数千倍低下した。このことから、この部位の水素結合は活性発現に必須であることがわかった。2-OH基をMeO基に変換すると顕著に活性が低下した事実もこのことを支持する。以上の構造活性相関解析の結果および3-formylamino基についての分子軌道計算の結果あら、シトクロムb上でのアンチマイシンA結合モデルを予想した。また,Colson博士(ベルギー)のグループとの共同で進めたアンチマイシンA抵抗性酵母ミトコンドリアでのアッセイ結果,アンチマイシンAと相互作用しているアミノ酸残基を予想した。アンチマイシンとシトクロムbとの相互作用を分子レベルで理解するためには、アンチマイシンの活性発現に要求される必須構造因子を明らかにしておくことが重要である。そこでまず、種々のアンチマイシンを合成し、構造活性相関研究を通して必須構造因子の同定を行った。アンチマイシンは、サリチル酸とジラクトン環部の2つの部分構造からなっている。天然ジラクトン環構造は複雑で全合成が容易でないために、ジラクトン環に代わりうる適当な部分構造の探索を行った。その結果、ジフェニールエーテルなど他の疎水性の高い部分構造に置換しても充分に活性が保持されることが判明し、ジラクトン環構造そのものは活性発現に必須でないことがわかった。次に、ジラクトン環部に相当する部位を置換ジフェニールエーテルに固定し、サリチル酸部を種々構造修飾した。その結果、3-ホルミルアミノ基の存在は活性発現に極めて重要であること、また、2-水酸基とアミドカルボニルとの間で形成される分子内水素結合が活性発現に必須であることが明らかになった。今後、天然アンチマイシン抵抗性ミトコンドリア変異株を用いて、一連の合成アンチマイシンの活性を評価することを計画している。

3-formylamino基を持たない化合物(例えば5-nitro体や3-nitro体)にも強い活性が見られたが、シトクロムbの酸化剤誘導還元は認められなかった。このことから、3-formylamino基は天然アンチマイシンA様活性発現に必須であることがわかった。3-formylamino基は回転自由度が高いものの、活性型コンフォーメーションはかなり制限されていることが示唆された。また、3-formylamino基に対応するレセプター側には厳密な立体的嵩高さに対する制限のあることがわかった。3-formylamino(n=1)の化合物を合成し、2-OH基とアミド結合C=O基との間の分子内水素結合を形成できなくすると活性が数千倍低下した。このことから、この部位の水素結合は活性発現に必須であることがわかった。2-OH基をMeO基に変換すると顕著に活性が低下した事実もこのことを支持する。以上の構造活性相関解析の結果および3-formylamino基についての分子軌道計算の結果から、シトクロムb上でのアンチマイシンA結合モデルを予想した。また,Colson博士(ベルギー)のグループとの共同で進めたアンチマイシンA抵抗性酵母ミトコンドリアでのアッセイ結果,アンチマイシンAと相互作用しているアミノ酸残基を予想した。
セロトニン神経系が司る辛抱強さの神経機構の解明

セロトニンはうつ病や注意欠陥多動性障害などの衝動性を伴う精神疾患と深く関わっており、受容体やトランスポーターに作用する薬が神経疾患治療薬として開発されている。しかしながら、セロトニン神経活動がどのように神経疾患と関連しているのかについては未だ謎が多い。申請者らはこれまでラット及びマウスを用いたIn vivoでの研究から、セロトニン神経細胞の起始核の一つである背側縫線核のセロトニン神経活動が、遅延報酬獲得のために報酬が与えられる小窓にノーズポークを持続する行動(報酬待機行動)をしている際に辛抱強く待つことを増進することを示す結果を報告してきた。本研究は、セロトニン神経系に注目し将来獲得できる報酬に対して辛抱強く振る舞う時の神経機構の解明を目的とする。そのために、セロトニン神経選択的に緑色蛍光カルシウムセンサであるG-CaMP6を発現させたマウスに報酬獲得のため辛抱強く待つ課題(ノーズポーク課題)と辛抱強く行動する課題(レバー押し課題)を学習させ、小型微小カメラを用いたカルシウムイメージングにより背側縫線核のセロトニン神経が辛抱強く振る舞う時にどのような応答をするかを調べる。平成30年度では、前年度に引続きセロトニン神経細胞にG-CaMP6を発現させたトランスジェニックマウスを用いて、覚醒下での小型微小カメラを用いたカルシウムイメージングを行った。しかしながら、トランスジェニックマウスではG-CaMP6の発現量が十分でなく、神経活動を計測できなかった。そこで、AAV virusを用いて背側縫線核にG-CaMP6を発現させた。その結果、十分なG-CaMP6の発現量を得ることができ、カルシウムイメージングによる神経活動記録に成功した。平成28年度では、同一個体が遂行するノーズポーク課題とレバー押し課題において、オプトジェネティクスによるセロトニン神経活動の活性化が行動にどのような変化を及ぼすかを詳細に調べた。その結果、セロトニン神経活性化は、ノーズポーク課題とレバー押し課題を遂行するための辛抱強さに対して異なった働きをしていることが明らかになった。この行動結果は、今後セロトニン神経活動のカルシウムイメージングを行う上で重要な指標となるため。平成29年度では、前年度に引続き同一個体が遂行するノーズポーク課題とレバー押し課題において、オプトジェネティクスによるセロトニン神経活動の活性化が行動にどのような変化を及ぼすかを詳細に調べた。その結果、ノーズポーク課題とレバー押し課題を遂行するための辛抱強さに対してセロトニン神経活性化は異なった作用をすることが明らかとなった。さらに、セロトニン神経細胞にG-CaMP6を発現させたマウスを用いて、覚醒下での小型微小カメラを用いたカルシウムイメージングを行った。平成29年度では、同一個体が遂行するノーズポーク課題とレバー押し課題において、オプトジェネティクスによるセロトニン神経活動の活性化が行動にどのような変化を及ぼすかを詳細に調べた。

その結果、セロトニン神経活性化は、ノーズポーク課題とレバー押し課題を遂行するための辛抱強さに対して異なった働きをしていることが明らかになった。この行動結果は、今後セロトニン神経活動のカルシウムイメージングを行う上で重要な指標となる。しかしながら、覚醒下マウスからの小型微小カメラを用いたカルシウムイメージンの手法を現時点で確立出来ていないから。セロトニンはうつ病や注意欠陥多動性障害などの衝動性を伴う精神疾患と深く関わっており、受容体やトランスポーターに作用する薬が神経疾患治療薬として開発されている。しかしながら、セロトニン神経活動がどのように神経疾患と関連しているのかについては未だ謎が多い。申請者らはこれまでラット及びマウスを用いたIn vivoでの研究から、セロトニン神経細胞の起始核の一つである背側縫線核のセロトニン神経活動が、遅延報酬獲得のために報酬が与えられる小窓にノーズポークを持続する行動(報酬待機行動)をしている際に辛抱強く待つことを増進することを示す結果を報告してきた。本研究は、セロトニン神経系に注目し将来獲得できる報酬に対して辛抱強く振る舞う時の神経機構の解明を目的とする。そのために、セロトニン神経選択的に緑色蛍光カルシウムセンサであるG-CaMP6を発現させたマウスに報酬獲得のため辛抱強く待つ課題(ノーズポーク課題)と辛抱強く行動する課題(レバー押し課題)を学習させ、小型微小カメラを用いたカルシウムイメージングにより背側縫線核のセロトニン神経が辛抱強く振る舞う時にどのような応答をするかを調べる。平成30年度では、前年度に引続きセロトニン神経細胞にG-CaMP6を発現させたトランスジェニックマウスを用いて、覚醒下での小型微小カメラを用いたカルシウムイメージングを行った。しかしながら、トランスジェニックマウスではG-CaMP6の発現量が十分でなく、神経活動を計測できなかった。そこで、AAV virusを用いて背側縫線核にG-CaMP6を発現させた。その結果、十分なG-CaMP6の発現量を得ることができ、カルシウムイメージングによる神経活動記録に成功した。平成28年度に実施した実験結果を踏まえ、平成29年度にはセロトニン神経選択的に緑色蛍光カルシウムセンサであるG-CaMP6を発現させたマウスにノーズポーク課題とレバー押し課題を学習させ、小型カメラを用いたカルシウムイメージングにより背側縫線核のセロトニン神経が辛抱強く振る舞う時にどのような応答をするかを調べる。平成30年度では、覚醒下マウスからの小型微小カメラを用いたカルシウムイメージンの手法を早急に確立させる。そして、セロトニン神経選択的に緑色蛍光カルシウムセンサであるG-CaMP6を発現させたマウスにノーズポーク課題とレバー押し課題を学習させ、小型カメラを用いたカルシウムイメージングにより背側縫線核のセロトニン神経が辛抱強く振る舞う時にどのような応答をするかを調べる。小型微小カメラのレンタル料を他の助成金で支払ったため。理由:小型微小カメラのレンタル料として計上するため。使用計画:平成30年度の小型微小カメラのレンタル料として使用予定。平成29年度の小型微小カメラレンタル料として使用予定。
2次元同時分光イメージング計測による大径極薄<10umウェハ機上全面厚さ計測技術

次世代大口径ウェハ極薄化工程で必要な厚さ計に求められる性能を満たすため、(1)測定レンジ最適化(全レンジ網羅)・高精度化(公差評価、厚さ変動評価)・精度保証(誤差特性の解明)、(2)広域イメージング厚さ計測技術、(3)プロセス制御のためのオンマシン、インプロセス計測技術、の各要素技術を開発し、世界最高水準の半導体製造技術に資する技術に仕上げた。次世代極薄(<10μm)半導体・強誘電体ウェハ製造におけるウェハ厚さ検査技術として、(a)高精度厚さ計測、(b)ウェハ全面同時計測、及び(c)ウェハ脱着搬送不要オンマシン計測、を可能とする技術研究を推進し、本方式による(a)厚さ計測範囲0.1μm 100μm,厚さ変動計測確度10nm以内(b)Φ300mmエリア一括計測及び(c)加工機上計測を実現させる。平成25年度は、以下のような研究進展があった。測定対象のシリコンの光学的特性(基礎吸収、自由担体吸収、屈折率分散、温度やドーピングによる変動)を調査し、それらが厚さ測定に及ぼす影響を定量的に明らかとした。またその光学特性に対して最適な分光計測条件を原理的に求めた。1点(ポイント)の厚さ計測を行う装置を開発し、測定範囲、測定分解能が開発目標を達成することを実証した。またポイントスキャンによる厚さ分布計測やオンサイト計測も達成した。次ステップとして分光カメラによる厚さ測定のための準備を行った。以下に成果をまとめる。課題(a)に対して、分光計測条件の最適化による原理的および実機測定実験による実証を行い、当初目標を達成した。課題(b)に対して、(a)の条件によるポイントスキャン方式のウェハ全面厚さ測定を実施した。また、スキャンレス同時計測のために(a)の測定条件を満たす分光イメージング計測のための照明およびカメラの選定を進めた。課題(c)に対して、試作装置の研削盤機上設置を行い、加工直後のウェハをその場で計測することを実現させた。以上の成果を、学会発表2報、ワークショップ1報、および国際会議論文1報として公表した.【研究計画】ウェハ脱着搬送不要オンマシン計測、を可能とする技術研究を推進し、本方式による(a)厚さ計測範囲0.1 μm -100 μm、厚さ変動計測精度10nm以内、(b)Φ300mmエリア一括計測、及び(c)加工機上計測、を実現させる。平成25年度において(a)と(c)の目標達成の目途がついた。以後は(b)エリア一括計測に加えて、(a')測定精度保証技術と(a")厚さ計測範囲の拡張、の研究に重点を置いた。【実績】平成26年度の研究進展を述べる。【課題(b)分光イメージングによるエリア厚さ計測】視野60mm角未満など限定的な条件であるが分光イメージングによる厚さ計測を達成した。ウェハ全面計測のための結像光学系の最適化を図りながらInGaAsカメラ、分光器、などの選定購入を行い、大口径ウェハ用の全面厚さ計測システムの構築を進めた。【課題(a')測定精度保証技術】仕上げ前のウェハ加工面が持つ平坦度や表面粗さなどの表面性状の条件が厚さ計測に及ぼす影響について調査を行った。試験片をラップシートを用いた手研磨で砥粒番手と研磨回数を条件として任意表面状態を得られるようにして、表面と裏面の表面性状を独立に制御された試料を準備して、本研究で開発した厚さ計測装置で測定を行った。表面粗さの厚さ計測の影響についてBeckmannモデルなどによる簡単な解析結果と定量的に良く一致する傾向が確認され、Ra100nm以下の粗さは直接的に測定精度に影響しないことを確認した。一方、平坦度は厚さ計測に影響する恐れがある事がわかり、今後その程度を定量的に調べていく。【課題(a")厚さ計測範囲の拡張】光学計測条件と厚さ計測範囲と厚さ測定精度の関係について原理的な検討を行い、一桁以上の拡張を達成した。以上の成果を学会発表1報、ワークショップ発表1報、国際会議論文2報、学術論文1報として発表した。最終年度の今年度は提案時の計画どおり以下3項目の研究を推進した。1.イメージング計測によるウェハ厚さ分布計測技術開発InGaAs素子近赤外線カメラを用いた前分光式の分光イメージング機構を構成した。広域のファブリペロー干渉画像取得のため大口径テレセントリックレンズを用いた測定構成を構築した。本装置等を用いてイメージング厚さ計測の実演を行った。その結果、エアギャップの干渉縞計測や、数センチ角の領域の厚さイメージング計測に成功した。一方で、照明の開発において、開発した可変単色照明の単色性と照度が不足など課題が解決できず今年度中で大口径ウェハの全面計測の達成には至ることができなかった。そこで予算の制限から現行方式から代替え方式の検討に切り替えて検討を行った。ステージスキャンによる厚さイメージングによって機上全面計測の実現目途がついた。また波面計測による表面形状の計測法の検討も行った。2.測定条件の最適化

先進半導体デバイス製造におけるウェハ薄化工程で必要な測定のための要求仕様(厚さ範囲、計測精度、表面粗さの影響を受け難い)に対応させるために、測定原理に基づく最適な分光測定条件を求め、光通信用の光スペクトラムアナライザを導入した測定装置を構築して最適な分光測定条件の計測を実現させた。平坦度、厚さ精度、表面性状が制御された標準試料に対する測定実験からその有用性を実証した。3.測定精度保証標準試料を用いた厚さ測定実験から、理想的な測定条件下での測定精度を調べ、要求仕様級の測定精度限界を確認した。測定光学系のアライメントエラー(測定条件に起因)や、ウェハ表面性状(加工条件に起因)が厚さ測定精度に及ぼす影響をコンピュータシミュレーションから調べる手法を開発した。多種および複合した誤差要因条件について測定精度に及ぼす影響を定量的に調べ、保証される測定精度を予測した。次世代大口径ウェハ極薄化工程で必要な厚さ計に求められる性能を満たすため、(1)測定レンジ最適化(全レンジ網羅)・高精度化(公差評価、厚さ変動評価)・精度保証(誤差特性の解明)、(2)広域イメージング厚さ計測技術、(3)プロセス制御のためのオンマシン、インプロセス計測技術、の各要素技術を開発し、世界最高水準の半導体製造技術に資する技術に仕上げた。当初の研究計画に挙げられた3課題のうち、【(a)厚さ計測範囲0.1 μm -100 μm、厚さ変動計測確度10nm以内】は100%、【(b)Φ300mmエリア一括計測】の60%、及び【(c)加工機上計測】について90%が達成され、次年度でいずれの課題も完了する目途が立った。今後は(b)の達成に重点を置き、更に加えて(a')測定精度保証技術と、(a'')厚さ計測範囲の拡張、および(d)サファイアウェハやタンタル酸リチウムウェハなど多様な材料への対応、に関する研究まで視野に入れており、研究計画立案当初以上の成果の達成も見込める状況である。27年度が最終年度であるため、記入しない。光計測最終年度となる平成27年度は、まず【課題(b) Φ300mmエリア一括計測】を達成するために広域計測用テレセントリックレンズを導入した前分光方式の厚さ計測システムを構築して本研究の当初計画の達成を目指す。更に加えて【(a')測定精度保証】のための標準試料を用いた校正技術の確立と波面センサを用いた表面形状計測を導入する。【(a'')厚さ計測範囲の拡張】測定精度を犠牲にせずに厚さ計測範囲を0.1 μm -1000 μmと従来の10倍とする技術確立を行う。【(d)サファイアウェハやタンタル酸リチウムウェハなど多様な材料への対応】も行う。特に、論文投稿を主とした成果発表と技術移転など実用化に向けた活動に力を入れていく。次世代極薄(<10μm)半導体・強誘電体ウェハ製造におけるウェハ厚さ検査技術として、(a)高精度厚さ計測、(b)ウェハ全面同時計測、及び(c)ウェハ脱着搬送不要オンマシン計測、を可能とする技術研究を推進し、本方式による(a)厚さ計測範囲0.1μm 100μm,厚さ変動計測確度10nm以内(b)Φ300mmエリア一括計測及び(c)加工機上計測を実現させる。上記(a)(b)(c)の3主課題に対して、以下の達成がされた。課題(a)に対して、その実現のための原理的な条件を明らかとし、その実現のための機器構成要素ごとの選定条件も明らかとしており、80%の達成ができた。残る20%は加工による表面性状が測定精度に及ぼす影響である。課題(b)に対して、ポイント
文化財建造物の保存に必要な木材及び植物性資材の安定確保の基礎的要件に関する研究

日本文化を象徴する伝統的木造建造物とその技術を継承するために、建造物の維持修復に必要な木材や茅などの植物性資材を確保するための要件を明らかにした。資材を使用する修理技術者と供給する森林管理者との情報ギャップを埋めるために、資材の樹種別数量・品質や供給可能量を明らかにし、森林育成のあり方、資材流通システム、木材消費構造について解析した。伝統的建造物用資材の使い方について文化財維持の立場から実験と検討を行った。日本文化を象徴する木造建造物とその技術を未来に継承するために、文化財建造物の修理に必要な木材や茅などの植物性資材を安定的に確保するための基礎的な要件を明らかにした。これまで資材を使用する修理技術者と供給する森林管理者との間の情報交換が十分でないために、どのような樹木を育てればよいかが森林側に伝えられていなかった。本研究ではその間のギャップを埋めるために多様な視点から調査・実験を行った。具体的には、修理用資材の樹種別数量および品質を明らかにすること。森林資源から見た木材及び植物性資材の供給可能量を明らかにすること。供給側の森林と使用側の建造物を繋ぐための、森林育成のあり方、資材流通システム、木材消費構造について解析すること。文化財建造物修理用資材の使い方について文化財保存の立場から実験と検討を行うことを本研究の課題とした。1.文化財建造物の修理用資材の需要量及び品質に関する調査:富山県、福岡県、山口県で行われている寺院と解体修理を対象に現地調査を実施し、使用部材の規格、品等、数量について調査を行った。文献調査により、過去の修理実績報告書から単位軒面積当たりの樹種別資材量を建造物の種類ごとに算出する。また、同じく文献から長尺大径材の使用量を建造年代別、建造物の種類ごとに調査を行った。2.使用部材樹種判定システムの開発:文化財建造物の使用樹種をより正確に判定するために、木片の細胞構造を用いた手法による樹種判定技術の開発を進め、微量の試料から富山県、福岡県、大分県で行われている寺院と解体修理を対象に樹種の判定を行った。3.代替材による修理技術の評価:こけら葺きの屋根用資材として資源の枯渇が懸念されているサワラを対象として、約1m^2の屋根型試験体を8体製作し、スギ人工林材を使用した屋根との比較実験を行った。秋田県、宮崎県で採取したスギ人工林材と埼玉県で採取したサワラ人工林材を用いて実際に屋根を葺き、暴露実験等を行い長期的な劣化程度の評価を開始した。4.修理用資材の供給可能量に関する調査:木曽ヒノキについては天然更新調査と天然木の上部直径の測定による樹幹形評価を行い、現地からの供給可能量の予測を行った。天然ヒノキ材の流通の中心である名古屋地域において流通関係者からの聞き取りによってヒノキ高品位材の流通調査を実施した。5.檜皮剥皮実験:千葉、和歌山、山口、福岡の4地域において設定したヒノキ実験林の経過観察を継続し、剥皮木と対照木の直径と樹高を計測した。6.社寺有林調査:文化財建造物を多く所有する宗教団体を対象として、森林の状況、今後の取り扱いにあたっての考え方、生産される木材と所有する建造物の維持との関係について聞き取り調査を実施した。7.山村地域のコミュニティ調査:群馬県六合地域を対象に集落の聞き取り調査を実施し、地域の伝統的建造物の実態、これらを維持するための地域住民の意識調査を行った。8.ホームページの機能向上:ホームページ開設の主たる目的は、文化財建造物の維持のために修理の立場にある建築家と資材供給の立場にある森林管理者との情報交換の場を提供すること、および文化財建造物の維持のために健全な森林の維持と大径材を使用する社会システム構築が必要であることを社会に訴えること、さらに一般社会からの情報収集にある。このため、本研究ホームページの内容の充実を図った。1)文化財建造物の修理用資材の需要量及び品質に関する調査:富山県、福岡県、山口県で行われている寺院と解体修理を対象に現地調査を実施し、使用部材の規格、品等、数量について調査を行った。

また、同じく文献から長尺大径材の使用量を建造年代別、建造物の種類ごとに調査を行った。2)使用部材樹種判定システムの開発:文化財建造物の使用樹種をより正確に判定するために、木片の細胞構造を用いた手法による樹種判定技術の開発を進め、微量の試料から富山県、福岡県、大分県で行われている寺院と解体修理を対象に樹種の判定を行った。3)代替材による修理技術の評価:こけら葺きの屋根用資材として資源の枯渇が懸念されているサワラを対象として、スギ人工林材を使用した屋根との比較実験を行った。秋田県、宮崎県で採取したスギ人工林材と埼玉県で採取したサワラ人工林材を用いて実際に屋根を葺き、暴露実験等を行い長期的な劣化程度の評価を開始した。4)修理用資材の供給可能量に関する調査:木曽ヒノキについては天然更新調査と天然木の上部直径の測定による樹幹形評価を行い、現地からの供給可能量の予測を行った。天然ヒノキ材の流通の中心である名古屋地域において流通関係者からの聞き取りによってヒノキ高品位材の流通調査を実施した。5)檜皮剥皮実験:千葉、和歌山、山口、福岡の4地域において設定したヒノキ実験林の経過観察を継続し、剥皮木と対照木の直径と樹高を計測した。6)社寺有林調査:文化財建造物を多く所有する宗教団体を対象として、森林の状況、今後の取り扱いにあたっての考え方、生産される木材と所有する建造物の維持との関係について聞き取り調査を実施した。7)山村地域のコミュニティ調査:群馬県六合地域を対象に集落の聞き取り調査を実施し、地域の伝統的建造物の実態、これらを維持するための地域住民の意識調査を行った。8)ホームページの機能向上:ホームページ開設の主たる目的は、文化財建造物の維持のために修理の立場にある建築家と資材供給の立場にある森林管理者との情報交換の場を提供すること、および文化財建造物の維持のために健全な森林の維持と大径材を使用する社会システム構築が必要であることを社会に訴えること、さらに一般社会からの情報収集にある。このため、本研究ホームページの内容の充実を図った。日本文化を象徴する木造建造物とその技術を未来に継承するために、文化財建造物の修理に必要な木材や茅などの植物性資材を安定的に確保するための基礎的な要件を明らかにした。本研究では資材を使用する修理技術者と供給する森林管理者との間のギャップを埋めるために多様な視点から調査・実験を行った。1)使用部材樹種判定システムの開発:文化財建造物の使用樹種をより正確に判定するために、木片の細胞構造を用いた手法による樹種判定技術の開発を進め、微量の試料から富山県、京都府、大分県、宮城県で行われている寺院と解体修理を対象に樹種の判定を行った。2)代替材による修理技術の評価:屋根用資材として資源の枯渇が懸念されているサワラを対象として、スギ人工林材を使用した屋根との比較実験を行った。秋田県、宮崎県で採取したスギ人工林材と埼玉県で採取したサワラ人工林材を用いて実際に屋根を葺き、暴露実験等を行い長期的な劣化程度の評価を行った。3)修理用資材の供給可能量に関する調査:木曽ヒノキについては天然更新調査と天然木の上部直径の測定による樹幹形評価を行い、森林からの供給可能量の評価を行った。また、天然ヒノキ材の流通の中心である名古屋地域において流通関係者からの聞き取りによってヒノキ高品位材の流通調査を実施した。
大学が生み出す付加価値の実証分析：大学院教育および産学連携活動の評価

大学院教育において、どの観察可能な教員属性が、研究指導の付加価値に影響を与えるかを分析するため、初等中等教育における教育付加価値推定法を拡張した。具体的には、個人レベルの教育付加価値の指標を作り、それがどれだけバイアスを持っているかを評価し、雇用、引退が生じた時に大学においてどのような教員属性の変動が生まれ、それが物理学分野における大学院教育の研究業績の向上を目指した教育付加価値にどれだけ影響を与えるかについて分析を行った。比較的バイアスの少ないと考えられる付加価値推定値を用いて、具体的にどの教員属性を変化させれば学科全体の平均的な教員付加価値が向上するのかといった直接的な政策示唆を得るべく、新たな教員の雇用や引退といった学科内のturnoverを教員属性を変化させる要因として用いるような分析を行った。この方法によって、少なくとも変化前と変化後でどれだけ学科内の平均的な教員属性に変化が生じ、それが組織内の平均的な付加価値の変動にどれだけ影響を与えたかという分析を行える状況が生まれる。また、誰が誰を教えたかというsortingの内生性に対処でき、かつ組織の固定効果を取り除くことができる。残った問題は雇用自体は意思決定の結果であるという内生性であるが、雇用を除き、定年などによって外生的に決定される引退のみをヴァリエーションを生じさせる要因として用いることである程度は対処できる。分析の結果、学科内での「教授」の職位を持つ教員の割合が増えるような雇用と引退のヴァリエーションが生じると、学科内の平均的な付加価値の向上に結びつく可能性が示された。また、組織内での平均的な研究業績の向上に結びつくような雇用が生じると、平均的な付加価値の向上に結びつく可能性が示された。本研究では観察可能な教員の影響力の限界効果を計測することを目的とているが、その前段階の研究である、観察不可能な影響力も捉えられる分析について、指導教官の変更、付加価値モデルおよびマッチング法を使う手法を用いる必然性を積極的に擁護するため、推定手法について再度考察する必要が生じたため。第一に、推定された付加価値を用いて大学院において「属人的」教育がどれだけ重要か、あるいはコースワークのように整備された一般的な教育過程がどれだけ重要か、相対的重要性を明らかにする。第二に、付加価値推定値が、研究分野においてどう異なるかを明らかにする。大学院教育において、どの観察可能な教員属性が、研究指導の付加価値に影響を与えるかを分析するため、本年度は第一に、研究者個人レベルの付加価値を推定し、推定された付加価値にバイアスがどの程度あるかについて評価する方法について考案した。教育経済学の分野で用いられる教員付加価値モデルを用いて付加価値が時間を通じて変化する場合とそうでない場合において推定し、推定された教員付加価値推定値が実際にどれだけ学生のスコアの向上を予測できるか、といった予測バイアスの程度を評価するための手法を検討した。上記を基とした推定値とバイアスの程度の評価についてはまだ暫定的な結果であるが、第二に、推定された付加価値と観察可能な教員属性との相関を分析した。Kikuchi & Nakajima(2017)で用いた東京大学物理学研究科にについてのデータを用いてシンプルなクロスセクションでの回帰分析を行なった結果、教員が「教授」の職位であること、より多くの研究業績があること、海外でPhDを取得したことの三つが有意に指導の付加価値と正の相関を持ち、年齢が高いほど指導の付加価値と有意に負の相関関係がある可能性が示された。また、研究業績と付加価値の間には凸な関係性があることが特徴的なパターンとして現れた。第三に、具体的にどの教員属性を変化させれば学科全体の平均的な教員付加価値が向上するのかといった直接的な政策示唆を得るべく、新たな教員の雇用や引退といったイベントを教員属性を変化させる要因として用いるような分析について考案した。教員付加価値の推定手法について当該分野において活発な議論が行われているが、その分野におけるサーベイ、及び、本研究のような状況に対応させる際の妥当性についての議論が不十分であり、推定結果について確定させるにはまだ詳細な検討が必要であると判断したため。また、特許データを用いた産学連携の評価についての分析について着手できなかったため。

分析の結果、学科内での「教授」の職位を持つ教員の割合が増えるような雇用と引退のヴァリエーションが生じると、学科内の平均的な付加価値の向上に結びつく可能性が示された。また、組織内での平均的な研究業績の向上に結びつくような雇用が生じると、平均的な付加価値の向上に結びつく可能性が示された。本研究では観察可能な教員の影響力の限界効果を計測することを目的とているが、その前段階の研究である、観察不可能な影響力も捉えられる分析について、指導教官の変更、付加価値モデルおよびマッチング法を使う手法を用いる必然性を積極的に擁護するため、推定手法について再度考察する必要が生じたため。個人レベルの教育付加価値推定方法とバイアス評価についての手法が本研究のような小標本の場合どの程度信頼性のおけるものであるか単純なモンテカルロシミュレーションを行い、小標本特性について分析する。次に、どの教員属性を変化させれば付加価値の向上に結びつくかについて、政策的示唆を得るための推定手法及び結果を確定させる。第一に、推定された付加価値を用いて大学院において「属人的」教育がどれだけ重要か、あるいはコースワークのように整備された一般的な教育過程がどれだけ重要か、相対的重要性を明らかにする。第二に、付加価値推定値が、研究分野においてどう異なるかを明らかにする。本年度は特許データ分析を行わなかったため、処理・分析に必要なワークステーションを購入する必要が生じなかったが、分析を行える状況になり次第購入する。本年度は特許データの分析に着手できず、データを分析するために購入する予定であったMac Proの購入を見送ったからである。新しい当該PCが発売されればそれを購入する予定である。
放電進展機構の相転移的研究

本研究は放電進展現象を導電性円柱形の放電路の先端部が周囲のガスを気相からプラズマ相に変換しながら一定方向に高速度で進農するいわゆる相転移問題としてモデルを構築し、そのモデルによる理諭と実験から得られる結果とを対照させながらモデルの完成を実現したものである。以下に、これまで3年問に及ぶ研究成果の概要を示す。1.放電路中では非線形拡散方程式が成り立ち、放電路先端の境界条件は電流連続の式と進展条件式であり、この2つの条件式から先端電位一定を理論的に導出したこと2.非線形拡散方程式によると印加電圧と先端電位を与えて電圧、時間のスケール変換を行うと進展長と放電路の電位分布が一意に定まる3.誘電体の厚さが25μm75μmの範囲では厚さと先端電位はほぼ比例関係にある4.放電を支配しているパラメタは先端電位、進展特性、移動度の3つであり、これらの関係は独立ではなく2つのパラメタから1つを導出できる関係にあることがわかった5.この3つのパラメタを進展パラメタと呼び、これらの関係から実験データを用いた放電のシミュレーションをして、その際の導出方法をフローチャートによって簡単化し、それぞれのパラメタの数値を導出した6.解析について本実験システムとは異なる実験データなどの解析を行った7.実験結果とモデルを対応させながらモデルにおける進展開始条件および進展停止条件について検討して1つの捉え方としてこれらの条件を構築した本研究は放電進展現象を導電性円柱形の放電路の先端部が周囲のガスを気相からプラズマ相に変換しながら一定方向に高速度で進農するいわゆる相転移問題としてモデルを構築し、そのモデルによる理諭と実験から得られる結果とを対照させながらモデルの完成を実現したものである。1.放電路中では非線形拡散方程式が成り立ち、放電路先端の境界条件は電流連続の式と進展条件式であり、この2つの条件式から先端電位一定を理論的に導出したこと2.非線形拡散方程式によると印加電圧と先端電位を与えて電圧、時間のスケール変換を行うと進展長と放電路の電位分布が一意に定まる3.誘電体の厚さが25μm75μmの範囲では厚さと先端電位はほぼ比例関係にある4.放電を支配しているパラメタは先端電位、進展特性、移動度の3つであり、これらの関係は独立ではなく2つのパラメタから1つを導出できる関係にあることがわかった5.この3つのパラメタを進展パラメタと呼び、これらの関係から実験データを用いた放電のシミュレーションをして、その際の導出方法をフローチャートによって簡単化し、それぞれのパラメタの数値を導出した6.解析について本実験システムとは異なる実験データなどの解析を行った7.実験結果とモデルを対応させながらモデルにおける進展開始条件および進展停止条件について検討して1つの捉え方としてこれらの条件を構築した本研究は沿面放電の背後電極を刃型にすることによって直線状に伸びる放電を実現し、その特性を調べてきた。進展モデルを作り理論的検討を行ってきた。その特徴は放電進展現象を導電性円柱形の放電路の先端部が周囲のガスを気相からプラズマ相に変換しながら一定方向に高速度で進展するいわゆる相転移問題としてモデル化し、進展条件式を導入したことである。今までに明らかになった事項は次の通りである。1.放電路中では非線形拡散方程式が成り立つ。2.先端部の境界条件は、電流連続の式と進展条件式である。この2つの条件式から、放電路先端部の電位は一定で進展することが理論的に導かれる。このことは、進展条件式は電流連続の式と先端電位一定の式とから誘導されることを意味する。3.非線形拡散方程式によると印加重圧V_nと先端電位V_lを与え、電圧、時間のスケール変換を行うと、進展長l_1(t_1)と放電路の電位分布が一意に定まる。以上の理論的結果および実験結果を用い誘電体の厚さと先端電位の関係を検討した結論として、放電進展モデルの理論解と実験結果と用いて沿面放電進展時の誘電体の厚さと先端電位の関係について検討した。その結果、誘電体の厚さが25μm75μmの範囲では厚さと先端電位はほぼ正比例することが分かった。誘電体の厚さをさらに厚くし、直線状の沿面放電を実現するためには実験装置をスケールアップする必要がある。本研究は沿面放電をモデル化し、放電を支配しているパラメータを物理的に検討整理し、最終的には放電をシミュレーションにより検討可能にすることを目的としている。実験としては背後電極を刃型にすることによって直線状に伸びる放電を実現し、進展モデルを構築した。その特徴は放電進展現象を導電性円柱形の放電路の先端部が周囲のガスを気体からプラズマ相に変換しながら高速度で進展するいわゆる相転移問題としてモデル化し進展条件を導入したことである。更に、理論的解析により次のことが明らかになった。放電路中では非線型拡散方程式が成り立つ。先端部の境界条件は、電流連続の式と進展条件式である。この二つの条件式から先端電位一定ということが理論的に導かれらた。本年度えられた成果は、放電を支配するパラメータは先端電位、進展特性、移動度の三つであることが明確になったことである。三つのパラメータは独立ではなく、二つから他を導くことができる。これら三つのパラメータは電極条件、実験条件、周囲条件等多くの条件によって変化する.しかしこれらの諸条件とパラメータ間の関係は本研究室の実験条件以外は不明である。

本年度は広く内外の実験結果を収集し上記の関係を整理して、実験条件が与えられたときにコンピュータによって放電をシミュレートできるようなプログラム(プロトタイプ)の作成を目指す。本研究は沿面放電をモデル化し、放電を支配しているパラメタを物理的に検討整理し、最終的に放電をシミュレーションによって検討可能なものにすることを目的としている。これまでの研究成果では放電路中では非線形拡散方程式が成り立ち、放電路先端の境界条件は電流連続の式と進展条件式であり、この2つの条件式から先端電位一定を理論的に導出したことと放電を支配しているパラメタは先端電位、進展特性、移動度の3つであり、これらの関係は独立ではなく2つのパラメタから1つを導出できる関係にあるということが明らかになっていた。今年度の研究成果は上記の3つのパラメタを進展パラメタと呼び、これらの関係から実験データを用いた放電のシミュレーションをして、その際の導出方法をフローチャートによって簡単化し、それぞれのパラメタの数値を導出して検討を行った。さらに、この解析については本実験システムとは異なる実験データなどの解析についても数的には少ないが行った。さらに、実験結果とモデルを対応させながらモデルにおける進展開始条件および進展停止条件について検討して1つの捉え方としてこれらの条件を構築できた。これらの成果によって本モデルの枠組みはできたといえる。しかしながら、まだ完全となるまでには検討していかなければならない課題も残されているので、1つずつクリアすることで、コンピュータにより実験条件の入力だけで放電をシミュレーションできるようなプログラム(プロトタイプ)の作成が可能なものとなる。
C型肝炎ウイルスによる発癌機序の解明及び肝細胞癌遺伝子診断法の開発

肝細胞癌組織に特異的に発現し発癌に関与している遺伝子を同定する目的で、肝細胞癌症例の癌部と非癌部組織での遺伝子の発現をSSH法を用いて解析した。その結果、癌部で7つの既に知られている遺伝子と2つの未知の遺伝子が高発現しており、decorinが抑制されていた。次に、肝細胞癌患者と非肝細胞癌患者から得られたC型肝炎ウイルスの全塩基配列を決定し、相互に比較検討した。その結果、肝細胞癌患者において高頻度に認められる変異部位があり、これらの数を加算すると非肝細胞癌患者よりも有意に高い数値であった。一方、C型肝炎ウイルス感染レセプターと推定されているCD81の多様性は病期により変化していなかった。しかし肝細胞癌患者の癌組織と末梢血のCD81は6例中3例で3'端非構造領域の相違が認められた。更に、HCV replicon(R)を用いてHCV遺伝子変異が感染細胞に及ぼす影響を検討した。NS5A蛋白はtransにR増殖を抑制し、ISDR上流のserine残基の変異は増殖活性にcriticalであった。R増殖の際に1,217遺伝子の大部分は有意に発現が変動しなかったが、IL-8,GRO1,GRO2などが発現低下していた。慢性肝炎組織ではchemokine(CK)遺伝子の発現が増強しており、培養肝細胞ではNS5A蛋白自身が制御配列の活性化によりCKの過剰発現を誘導した。NS5A蛋白はCK遺伝子発現を修飾することにより、C型慢性肝炎の病態形成に関与すると考えられた。培養肝細胞にHCVコア蛋白を発現させ、細胞内mRNAの発現の変化をDNA microarrayを用いて解析検討したところ、コア発現細胞において、v-myc, PCNA, DACD-1, HDGF等が発現上昇し、v-jun, VEGF, IRF-1, IL8などが発現抑制されていた。これらの変化が肝発癌と関連している可能性が示唆された。C型肝炎ウイルスの持続感染と肝発癌は密接に関連していることが知られている。ウイルス側の要因としてC型肝炎ウイルス遺伝子の特定の構造が発癌に関連していることが示唆されているが、現在まで発癌と関連するC型肝炎ウイルス遺伝子領域は明らかにされていない。そこで、本研究ではC型肝炎ウイルス蛋白の直接的な発癌機序の解析、肝細胞癌と関連する宿主遺伝子の解析、および発癌に関連するC型肝炎ウイルス遺伝子構造の解析という3つの方向からアプローチしている。昨年度は肝細胞癌組織に特異的に発現或いは発現が低下して発癌に関与していると思われる遺伝子を同定する目的で、肝細胞癌症例の癌部と非癌部組織での遺伝子の発現をsupression subtraction hybridization法を用いて解析し、癌部において既知の7遺伝子、未知の2遺伝子の高発現とdecorinの発現抑制を認めた。今年度は肝細胞癌の発癌に関連するC型肝炎ウイルス遺伝子構造を明らかにするために、肝細胞癌患者と非肝細胞癌患者から得られたC型肝炎ウイルスの全塩基配列を決定し、相互に比較検討した。一方、CD81はC型肝炎ウイルスの感染レセプターと推定されている。この多様性は肝病変の進展と関連する可能性もあるので、肝細胞癌との関連について調べた。末梢血から抽出したCD81のcDNA塩基配列を比較すると、病期による変化は認められなかった。

しかし肝細胞癌患者の癌組織と末梢血のCD81を比較すると、6例中3例に3'端非構造領域において相違が認められた。肝細胞癌の発癌に関連する可能性があり、今後の解析を予定している。HCVreplicon(R)を用いてHCV遺伝子変異が感染培養細胞に及ぼす影響を検討した。R増殖はNS5A遺伝子構造に規定されており、ISDR上流のserine残基の変異は増殖活性にcriticalであった。またadaptive mutationを持たないNS5A蛋白はtransにR増殖を抑制した。次に、R増殖の際に感染培養細胞内で発現する遺伝子群をDNA microarray法で検討した、1,217遺伝子の大部分は有意に変動しなかったが、IL-8, GR01, GR02などのchemokine(CK)遺伝子の発現が低下していた。C型慢性肝炎組織における包括的宿主遺伝子発現と感染培養肝細胞における遺伝子発現に対するNS5A蛋白の作用を解析したところ、慢性肝炎で肝組織内CK遺伝子の発現が増強しており、NS5A蛋白自身が制御配列の活性化によりCKの過剰発現を誘導することが示された。NS5A蛋白はCK遺伝子発現を修飾することにより、C型慢性肝炎の病態形成に関与すると考えられた。更に、アデノウイルスベクターを用いて培養肝細胞にHCV-core蛋白を発現させ、細胞内mRNAの発現の変化をDNA microarrayを用いて解析検討したところ、core発現細胞においてv-myc, PCNA, DACD-1, HDGF等の発現が上昇し、v-jun, VEGF, IRF-1, IL8などの発現が抑制されていた。これらの変化が肝発癌と関連している可能性が考えられた。
広帯域精密X線観測によるブラックホール近傍の時空構造の解明

我々は、代表的なディスクライン天体であるMCG-6-30-15に焦点を絞り、ディスクライン構造の検証を行った。ディスクラインの構造に迫るためには連続成分のモデルを正しく評価することが不可欠である。本研究の目的は、モデル依存しないアプローチから高エネルギー範囲にわたるスペクトル変化を明らかにした上で、そのスペクトル変化をできるだけ少ないパラメーターの変化で説明できる連続成分の物理的モデルを見つけ、それを用いてディスクラインの必然性に迫ることである。これを達成するために、我々は、鉄エネルギー付近における高いエネルギー分解能と40keVまで感度をもつ「すざく」衛星を用いて、データ解析を行った。加えて、X線回折格子によって「すざく」よりも高いエネルギー分解能をもつChandra衛星を用いてスペクトル吸収線構造を調べた。このように、様々なX線天文衛星の特徴を最大限に生かして研究を行った。「すざく」衛星で2006年1月に観測された露光時間約339ksecのデータを用いて、スペクトルハードネス(6-10keVと0.5-3keVのカウントレートの比)とX線強度(6-10keVのカウントレート)の関係を調べた。なお、0.5-3keVは電離吸収の影響が強い帯域である。その結果、10keV以下で明るくなるほど、スペクトルがソフトになることを明らかにした。次に、Chandra衛星で2004年の5月に観測された露光時間約522ksecのデータ解析を行った結果、X線強度に応じてMgとSiの吸収線の等価幅が変化していることを明らかにした。このことから、10keV以下のスペクトル変動は主に電離吸収体の吸収量の変化によるものであることを示した。我々は、Chandra/HETGSのデータを解析することでBH遠方からの鉄輝線の等価幅を20eV程度と評価し、既に報告されていたYoung et al.(2005)の結果を確認した。その上で、George and Fabian(1991)の結果を踏まえて、等価幅20eVの鉄輝線から期待される0.6π程度の立体角を持つ反射体を導入した。それだけでは10keV以上で卓越するスペクトル成分を説明できないため、電離した物質による強い吸収を起こす成分(N_H10^<24>cm^<-2>)を仮定したモデルを考えた。このモデルを用いて「すざく」衛星とChandra衛星のスペクトルについて解析を行った結果、極端に広がった鉄輝線(いわゆるディスクラインモデル)を入れなくても、エネルギースペクトルを良く説明できることが分かった。このモデルを様々なタイムスケールでの明るい状態のスペクトルと暗い状態のスペクトル、および強度毎にスライスしたスペクトルについて当てはめたところ、観測されたすべてのスペクトル変化を、power-lawの直接成分の強度と強い吸収を受けた成分の強度、低電離吸収体の電離度の3つのパラメーターの変化だけで説明できることを明らかにした。また、この時、直接成分の強度と吸収成分の強度の間に強い逆相関があることを発見した。この逆相関関係は、中心からのX線が電離した物質により部分吸収されていることを強く示唆している。その一方で、power-lawの直接成分の強度と電離度にははっきりと相関関係が見られた。これらの結果を踏まえて、我々は、MCG-6-30-15のX線スペクトル変化は、広がったX線源の視線上で遮断する光電離された吸収ガスによって主に生じているという"absorbing cloud envelope"モデルを提案する。以上より、我々は、ディスクライン天体として有名なセイファート1型銀河MCG-6-30-15のデータ解析を行い、様々な時間スケールにおけるスペクトル変化を説明するモデルを構築し、ディスクライン構造に迫った。その結果、極端に幅の広がったディスクラインを導入しなくても、観測されたスペクトルの形状とその変化を自然に説明できることができた。

このことから、10keV以下のスペクトル変動は主に電離吸収体の吸収量の変化によるものであることを示した。我々は、Chandra/HETGSのデータを解析することでBH遠方からの鉄輝線の等価幅を20eV程度と評価し、既に報告されていたYoung et al.(2005)の結果を確認した。その上で、George and Fabian(1991)の結果を踏まえて、等価幅20eVの鉄輝線から期待される0.6π程度の立体角を持つ反射体を導入した。それだけでは10keV以上で卓越するスペクトル成分を説明できないため、電離した物質による強い吸収を起こす成分(N_H10^<24>cm^<-2>)を仮定したモデルを考えた。このモデルを用いて「すざく」衛星とChandra衛星のスペクトルについて解析を行った結果、極端に広がった鉄輝線(いわゆるディスクラインモデル)を入れなくても、エネルギースペクトルを良く説明できることが分かった。このモデルを様々なタイムスケールでの明るい状態のスペクトルと暗い状態のスペクトル、および強度毎にスライスしたスペクトルについて当てはめたところ、観測されたすべてのスペクトル変化を、power-lawの直接成分の強度と強い吸収を受けた成分の強度、低電離吸収体の電離度の3つのパラメーターの変化だけで説明できることを明らかにした。また、この時、直接成分の強度と吸収成分の強度の間に強い逆相関があることを発見した。この逆相関関係は、中心からのX線が電離した物質により部分吸収されていることを強く示唆している。その一方で、power-lawの直接成分の強度と電離度にははっきりと相関関係が見られた。これらの結果を踏まえて、我々は、MCG-6-30-15のX線スペクトル変化は、広がったX線源の視線上で遮断する光電離された吸収ガスによって主に生じているという"absorbing cloud envelope"モデルを提案する。以上より、我々は、ディスクライン天体として有名なセイファート1型銀河MCG-6-30-15のデータ解析を行い、様々な時間スケールにおけるスペクトル変化を説明するモデルを構築し、ディスクライン構造に迫った。その結果、極端に幅の広がったディスクラインを導入しなくても、観測されたスペクトルの形状とその変化を自然に説明できることができた。
グラファイト表面における分子ビームおよびラジカルビームの吸着・散乱特性

グラファイト表面における一酸化炭素と窒素の衝突散乱過程を表面温度150 400 K、及び並進運動エネルギー275 600 meVの間で制御して実験計測と解析を行った。両分子は質量が同じ直線分子であるが,重心位置とダイポールの大きさが異なっている.しかしながら,両分子とも非常に類似した散乱強度の角度分布を示すことがわかった.これは表面が比較的軽い炭素原子の2次元ネットワークで構成されているため,分子-表面間の衝突時に表面が原子の連なった網のような振る舞いをすることに由来する特異な散乱過程であることが明らかとなった。グラファイト表面での分子およびラジカル種の吸着・散乱特性を明らかにすることをが本研究の目的である。この目的を遂行するため、(1)ラジカル種の発生機構の開発(2)グラファイト表面における超音速分子線の衝突散乱ダイナミクスの実験計測(3)ヘリウム原子線散乱法を用いたグラファイト表面上でのラジカル種生成機構の解析の三項目を実施した.この結果、(1)に関してはイオンシャワー法によりラジカル種の生成を促す機構を設計・構築し動作確認を行うところまで立ち上げ作業が進んだ。(2)についてはグラファイト表面における一酸化炭素分子と窒素分子の衝突散乱過程を表面温度150 Kから400 Kまで、及び並進運動エネルギー275 meVから600 meVまでの間で詳細に変化させて実験計測と解析を行った。両分子はどちらも質量が同じ直線分子であるが、重心位置とダイポールの大きさが異なるという違いを持っている。このため、フッ化リチウム表面においては衝突時の回転エネルギーへのエネルギー移動過程が両分子間で著しく異なることが我々の過去の研究から分かっている。このような違いがグラファイト表面においても散乱過程に現れることが期待された。しかしながら驚いたことに、どちらの分子とも非常に類似した散乱強度の角度分布を示すことが明らかとなった。これは表面が比較的軽い炭素原子の2次元ネットワークで構成されているため、分子ー表面間の衝突時に表面が原子の連なった網のような振る舞いをすることに由来する特異な散乱過程であるということが理論計算による解析から明らかとなった。(3)についてはn-dopeしたグラファイト表面に酸素分子を吸着させた際に酸素ラジカルの形成に伴う表面から酸素への電子授受過程をヘリウム原子線散乱法によって捉えることに成功した。清浄なグラファイト表面における一酸化炭素分子と窒素分子それぞれの衝突散乱過程を、超音速分子線を用いた散乱計測実験と理論散乱モデル計算解析から明らかにした。具体的には、分子が表面に衝突する際に分子の運動エネルギーが、表面の格子振動、即ちフォノンエネルギーや分子の回転エネルギーに変換される割合が、分子の構造や、分子の衝突運動エネルギー、および表面の温度の変化に対して、それぞれどのように変化するのかを超音速分子線の散乱強度角度分布計測と米国のMansonらが最近確立させた理論モデル計算を基に解析した。一酸化炭素と窒素とは質量が極めて近い分子であり、分子中心と重心位置との違いが及ぼすエネルギー移動への変化の知見が得られることが期待されるため選択した。この結果、分子構造や分子の持つダイポールの大きさによらず、どちらの分子の場合もグラファイト表面の炭素原子10.8個分(グラファイトリング1.8個分)の質点と衝突をした場合の古典力学的描像で分子の衝突散乱を記述できることが明らかになった。これはグラファイトが炭素1個ではなくCC結合によってつながった複数個の炭素原子団で協奏的運動をして分子衝突に応答していることを意味している。エネルギー移動は、具体的には表面温度150 Kから400 Kおよび入射エネルギー275 meVから600 meVの範囲において、分子の約40 %の並進運動エネルギーが衝突によって失われることが明らかとなった。表面温度と入射エネルギーそれぞれの増加に伴い、散乱後の分子の回転温度が線形に増加することも明らかとなった。いずれも一回衝突過程を経た散乱過程であり、この実験条件下において正常なグラファイト表面では際立った吸着過程は存在しないことが明らかとなった。グラファイト表面における分子散乱実験を行い、新たな知見を得ることができた。しかしながらラジカルビームはラジカル種の安定的な生成が予想通り容易ではないため、引き続き調整が必要な段階にある。このような状況のため「おおむね順調に進展している」と評価をした。引き続き分子ビーム、ラジカルビームとグラファイト表面との相互作用を、それぞれ超音速分子線技術を用いて解析する。特に、ラジカル種が絡むと考えられる電子ドープグラファイト表面を生成し、ラジカル種とグラファイトの相互作用がどのようなプロセスにおいて起きるかのモデルシステムを構築して明らかにする。試料として用いている消耗品の高配向性熱分解グラファイトを今年度から少し予定より多めに使用することになるが、前年度の繰り越し予算を利用して購入する予定である。このほか、次年度の研究費は分子線ノズルと加熱ヒータセット、分子線コリメータや分子線用高純度ガス、ICF銅ガスケットなどの消耗品に使用する予定である。