hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光受容体ロドプシンを用いたG蛋白質共役型受容体の多量体形成の機能的意義

近年、多くのGタンパク質共役型受容体において多量体を形成することが報告されているが、その機能的意義について明らかになっている例は少ない。そこで、二量体形成がGタンパク質活性化制御を行っているのか検討するため、ロドプシンと代謝型グルタミン酸受容体(mGluR)を用いて2分子間の構造変化伝搬とそこに関わる構造変化について解析した。その結果、ロドプシンでは構造変化伝搬は見られなかったが、mGluRでは観測できた。さらに、mGluRの1分子内構造変化、2分子間構造変化伝搬に関わる可能性のある残基を同定した。G蛋白質共役型受容体(GPCR)は、そのアミノ酸配列からいくつかのグループに分類できる。そこで本研究では、GPCRファミリー1のロドプシンとファミリー3の代謝型グルタミン酸受容体(mGluR)を用いて、その構造変化を二量体化との関連について解析を行うことを目的とし、両受容体の種々の変異体を作製し解析した。1.ロドプシン二量体において、一方の分子を光刺激し構造変化させ、それが残りの分子へと伝搬されG蛋白質を活性化するか検討した。ロドプシン(500nmに吸収極大)に少数の変異を施し吸収極大を約440nmに短波長シフトさせた変異体を作製し、野生型と共発現・精製した。そして、長波長側の光を照射することにより、野生型のみを選択的に光刺激した。その結果、変異体に由来するG蛋白質の活性化はほとんど認められず、構造変化の伝搬を観測することはできなかった。今回の試料は界面活性剤を用いて精製した試料であり、次年度は、共発現させた膜試料を用いてさらに検討を行う。2.これまでにmGluRにおいて、変異を施すことにより刺激非依存的にG蛋白質を活性化する構成的活性化変異(CAM)部位をいくつか見いだしている。これらCAM部位は活性化に伴う構造変化にとってキーになる領域である可能性が高い。そこで、このうち、ヘリックスVに見いだしたCAM部位の構造変化について、他のヘリックスとの相互作用変化を中心に解析を行った。その結果、このCAMに対して他のヘリックスのCAMとを組み合わせることにより、刺激非依存的な活性化能が低下し、野生型の活性化能に近づくことが解った。これは、両残基の相互作用が活性状態形成にとって重要な役割を果たすと考えられた。次年度は、この残基間相互作用が二量体の1分子内で形成されているのか2分子間で形成されているのかを検討する。そこで本研究では、GPCRファミリー1のロドプシンとファミリー3の代謝型グルタミン酸受容体(mGluR)を用いて、その刺激受容後の構造変化を二量体化との関連について解析を行うことを目的とし、両受容体の種々の変異体を作製し解析した。ロドプシン(500nmに吸収極大)に少数の変異を施し吸収極大を約450nmに長波長シフトさせた変異体A及び約520nmにフトさせた変異体Bを作製し、共発現させた。この膜試料においてヘテロ二量体を形成していることを免疫沈降法により確認した。そして、長波長側の光を照射することにより、変異体Bのみを光刺激したが、変異体Bに由来する活性はほとんど認められなかった。この結果は、ロドプシン二量体において、構造変化の伝搬はほとんど起こっていないと考えられた。これらCAM部位は活性化に伴う構造変化にとってキーになる領域であると考えられる。これらを組み合わせた二重変異体の解析を行った結果から、これらのうちの2つの残基の相互作用が活性状態形成にとって重要な役割を果たすと考えられた。さらに、これらCAMの共発現からヘテロ二量体を形成させ解析したところ、上記の2残基の相互作用は二量体の1分子内で形成されている可能性が高いことがわかった。
文字列データ解析システムの構築と平安中期歌語生成に関する研究

平安中期成立かといわれる類題和歌集『古今和歌六帖』約4500首を対象に、独自に開発した文字列解析システムを用いて、すべての和歌の出典考証を行った。また、複雑な書き入れに対応したテキストデータ作成のため、タグ付け規則を案出した。そして、六つの伝本のテキストファイルを作成した。それらを対象に、諸本の同一歌を横並びで比較対照でき、しかも、底本を自由に選択できる校本システムを開発した。さらに、伝本の原態、特殊な漢字表記、朱筆書き入れに関する基礎資料を作成した.平安中期成立かといわれる類題和歌集『古今和歌六帖』約4500首を対象に、独自に開発した文字列解析システムを用いて、すべての和歌の出典考証を行った。さらに、伝本の原態、特殊な漢字表記、朱筆書き入れに関する基礎資料を作成した.1、平安中期成立という類題和歌集『古今和歌六帖』の伝本のうち、桂宮本・永青文庫本・黒川本の電子テキストを作成した。研究分担者(黒木香)、研究協力者(南里一郎)の他、新たに4名の文系研究者(古瀬雅義・藏中さやか・長谷川薫・日比野浩信)の協力を得た。計算機を用いた文字列解析をするための基礎作業である。また、影印本に見られる複雑な書き入れの電子テキスト化には、新たに研究協力を依頼した情報科学研究者(三宅真紀)の提案によるタグ付けを採用した。日本古典文学の分野では初めての試みであろう。そして、研究分担者2名(竹田正幸・波多野賢治)と先の1名(三宅真紀)には、今回作成した電子テキストの表示・検索システムの作成を依頼している。2008年度内には、三者三様の特色あるシステムが提供される予定である。2、『古今和歌六帖』の出典考証に着手し、その一部を公表した。文字列解析器e-CSA(efficient characterstring analyzer)Ver.2.00(竹田正幸開発)を用いることで、複雑な本文異同のために困難であった出典考証を、能率的に進めることができた。第一帖については考証結果をまとめて公表した(田坂憲二担当)。今後、第二帖は南里一郎が担当する。第三帖以降は研究代表者主導で作業を進めるが、その一部は、歌語研究会(同志社大学文化情報学部学生研究会)の研究テーマとして提供し、活動を2008年2月から開始している。3、『古今和歌六帖』所収万葉歌について、第一帖の考察を行った。誤写や誤読によって新しい歌ことばが生まれることは少なくないが、約4500首もの和歌を収め、かつ、本文の乱れを指摘されている『古今和歌六帖』については、新しい歌ことば誕生の場として、あらためて歌集全体を見直すべきであることを論じた。4、平安中期の私家集『恵慶法師集』の輪読と成果公開は、筑紫平安文学会の活動として今後も継続していく。1、平安中期成立とされる類題和歌集『古今和歌六帖』の伝本を、黒木香氏・古瀬雅義氏・藏中さやか氏・南里一郎氏・長谷川薫氏の協力を得て、新たに二本、電子テキスト化した。これで、平成19年度に作成した三本に加え、内閣文庫和学講談所印本および江雲渭樹印本の合計五本を、研究対象として扱うことができる。さらに、『古今和歌六帖』諸本の悉皆調査、および校本出版を企図する黒田彰子氏(愛知文教大学・教授)を中心とする研究グループとの連携により、今後も逐次、他の伝本の電子テキストの提供を受けることができるようになった。計算機処理のためにはテキストのフォーマットを変更する必要があるが、データの増補はたいへん有益である。2、複雑な書き入れの電子テキスト化には、三宅真紀氏の提案によるタグ付けを採用しているが、竹田正幸氏の協力により、その枠組みの中で、さらに書き入れの実状に即した、論理的なタグ付け規則を考案した。竹田氏には、検索システムの構築を依頼し、その仕組みはほぼ確定している。また、波多野賢治氏によって作成されたテキストの表示・検索システムは、その試行版を、現在、関係者に公開している。3、『古今和歌六帖』の出典考証は、文字列解析器e-CSAVer.2.00(竹田正幸氏開発)を用いて引き続き行った。第二帖は、田坂憲二氏が担当し、また、第六帖の冒頭部分は、歌語研究会(同志社大学文化情報学部学生研究会)が研究テーマとして採り上げ、それぞれ成果を公開した。とくに後者は、『古今和歌六帖』の出典未詳歌の注釈という難解な課題を、情報科学の技術を用いることにより、学部学生の論理的思考力を養成するための教育コンテンツとして活用したという点において、きわめて独創的な試みである。4、平安中期の私家集『恵慶法師集』の輪読の成果として、歌合・定数歌全釈叢書十一『恵慶百首全釈』(風間書房)を出版した他、『恵慶法師集』中務唱和歌群の注釈も公表した。

平安中期成立とされる類題和歌集『古今和歌六帖』の伝本について、黒木香氏・古瀬雅義氏・藏中さやか氏・南里一郎氏・長谷川薫氏の協力を得て、2008年度までに、五本(桂宮本・永青文庫本・黒川文庫本・内閣文庫和学講談所印本・同江雲渭樹印本)を電子テキスト化した。そこで、本年度は、それらの電子テキストを影印に照らして再度チェックするとともに、既存のソフトを用いて、伝本相互に本文を比較対照しながら、電子テキストの精度を高めることに努めた。さらに、五本すべての原本を、所蔵機関(宮内庁書陵部・熊本大学附属図書館・ノートルダム清心女子大学附属図書館・国立公文書館)に赴いて閲覧し、影印では確認できない擦り消しや墨滅の様子を把握した。そして、それらの情報を電子テキストに加えるためのタグを新たに考案し、データに入力した。また、『古今和歌六帖』諸本の悉皆調査、および校本出版を企図する黒田彰子氏(愛知文教大学・教授)を中心とする研究グループから、寛文九年版本のテキストデータを譲り受け、フォーマットを変更した上で、架蔵の原本との本文確認作業を行った。このデータは、本共同研究における六本目の電子テキストとして使用できる。その一方、出版社(エムワイ企画)に入稿して、黒田氏の企図する校本出版にも貢献することができた。なお、波多野賢治氏による文字列解析ツールは、紙媒体を脱却した校本ともいうべきもので、諸本の同一歌を横並びで比較対照でき、しかも、底本を自由に選択して、他本の表記の異なる文字列をカラー表示できる。書き入れをもとに生成される本文の検索が可能である点も、豊富な異文をもつ『古今和歌六帖』研究に資するところ大である。電子テキストの原本の著作権問題があるため、現時点ではこのシステムを一般に公開することはできないが、さらにシステムの改良に努めた上で、将来的には社会に供したい。
巨大クラスターイオンによる機能性有機材料評価技術の研究

大きなサイズのArクラスターイオンは有機材料を低ダメージにスパッタリングできるため、SIMS法やXPS法での実用化が始まった。クラスターイオン銃を供えた表面分析装置が市販され、クラスターイオンが有機材料分析のデファクトスタンダードとなった。深さ方向分析だけでなくArクラスターイオンを収束し、SIMS法の1次イオンとして用いることにより、質量イメージングを実現した。これまで、Arクラスターイオンを収束させることは困難であると考えられてきたが、約1ミクロンに収束させることに成功した。これにより、収束Arクラスターイオンビームを使った分子イメージング法への道が開拓できた。プロトン脱離や付加など複雑な脱離機構を有する有機分子を高感度に検出するためには、入射するイオン種やエネルギーを最適化することが必要である。本年度は、広いエネルギー範囲で様々な有機分子の2次イオン収量測定を行い、有機分子の2次イオン放出機構を試みた。さらに、無機材料、特にシリコンからの2次イオン放出についても詳細な検討を行った。スピンコート法、ディッピング法や真空蒸着法などで作成した種々の有機材料をターゲットとした。また、生体試料として培養細胞を用いたが、培養基板そのものは、試料の厚みや分子分布が極めて不均一であり標準試料としては適していない。このため、培養した細胞を基板から剥離し遊離細胞とし、混合攪拌した細胞ペーストを標準試料として用いた。細胞ペーストは、粘度が高くスピンコートできないため均一な膜厚を得るために、キャスト後に一定高さに引き伸ばす手法を開発した。また、細胞ペーストは"生もの"であるため乾燥後にデシケーターの中で保管してもSIMSスペクトルが変わってしまうほど劣化してしまい、保存が効かないという課題がある。ディープフリーザーで保管することにより劣化を防ぐとともに、解凍時に吸着してしまう水分を抑えるため、塗布後の試料基板を窒素封入しジップロックに入れることとした。数週間保存後に解凍しSIMS測定したところ全く劣化がなく、生体試料の標準試料として十分であることが判った。これらの試料に、入射エネルギーやイオン種を系統的に変化させ、正負の2次イオンスペクトルを測定し、フラグメントイオン低減とイオン収量を向上させるために必要な入射条件の検討を行った。さらに、簡単なPCA法(Principle Component Analysis)によるデータ解析も行い、基本的な動作を確認した。これまで、Arクラスターイオンを収束させることは困難であると考えられてきたが、新しいノズル開発や色収差の小さいレンズを使うことにより、数ミクロンに収束させることに成功した。巨大クラスターを用いる表面分析の最も期待されている新しい応用分野は生命科学分野であり、1細胞分析から薬物動態、バイオマーカー探査など様々な可能性がある。細胞内の主要成分である脂質分子については既に検討を始めており、細胞や組織切片を使い脂質分子の検出に成功している。しかし、検出感度という点ではいまだに不十分であり、高感度化すなわち2次イオン収率向上とフラグメントイオンの抑制が今後の大きな課題である。組織切片など自然由来のサンプルには様々な生体高分子が存在するだけでなく、サンプル中に存在するKやNa原子が分子に付加する、アルカリ付加分子イオンも同時に検出されるため質量スペクトルは複雑になる。このため、高い質量分解能が2次イオン分析部には必要となる。現在市販されているSIMS装置の質量分解能は3000程度と低いため、新しい質量分析手法を取り入れることが必要である。Orbtrapなどの最新の質量分析手法を積極的に採用して数万の質量分解能を持つ新しいSIMS装置を今後開発していく。巨大クラスターは数千と多数の原子分子からなるため数keVに加速しても運動エネルギーがそれぞれの原子に分配され、数eVの低エネルギーイオンビームと同じ速度を持つ。これにより低損傷エッチングを実現でき、ポリマーや生体高分子などの機能性有機材料のの深さ方向分析が可能となる。すでに機能性有機材料として実用化されている有機半導体の多層膜の深さ分析に成功しており、その有用性を示してきた。さらに、多くの材料の深さ分析を行い、これまで有機物の深さ分析に用いられてきたC60イオンなどと比較して、ダメージが少ない、エッチング時の表面荒れが抑えられる、スパッタ率の変動がないなど優れた特徴を有していることを明らかにした。PMMAやPCのポリマーの表面にクラスターを照射し表面に残るダメージを光電子分光法やエリプソメーターを使って調べたところ、ダメージ層は1nm以下と極めて薄くC60のようにポリマー組成比の変化は見られなかった。

また、光電子スペクトルを詳細に調べたところ、スパッタリングに用いるクラスターイオンのサイズ分布やエネルギーなどの加工条件を最適化することにより、化学結合状態(ケミカルシフト)も照射前後でほとんど変化させることなくエッチングできることを示した。この結果は、クラスタービームを照射してエッチング加工した表面は光電子分光法でも状態変化が見られず、クラスターイオンを、2次イオン質量分析法のプローブとしてだけでなく、光電子分光法のエッチングビームとしても有用に利用できることを示している。機能性有機材料の深さ方向や埋もれた界面などの化学結合状態を計測できる新しい評価法の基礎を確立した。光電子分光装置を販売している主要なメーカーからArクラスターイオン銃を搭載することがアナウンスされており、有機物の深さ分析を実現できる新しい手法として活用が期待されている。生体試料の標準サンプル作成法が確立されておらず、位置からの開発になったが、当初予定していたクラスターサイズ依存性について測定することができた。25年度が最終年度であるため、記入しない。多くの機能性有機材料について、巨大クラスターイオンの持つ低ダメージ性については明らかにすることができた。また、表面に残るダメージについて、イオンの加速エネルギーやクラスターサイズ依存性を明らかにすることもできた。これらの研究により低損傷エッチングに必要な要件を明確化することができた。1000以上のクラスターサイズを用いることで10keV以下のビームエネルギーでも多くの有機材料に対し十分低ダメージであることが、明らかになり、これまでのクラスター生成法やイオン化法で対応できることが分かった。れらの成果は当初予想していたより早く達成することができ、多くの論文発表に繋がった。これらの要素技術を使った市販装置も開発され実用化に成功したが、更に応用分野を広げていくためには解決しなければならない問題も多い。ダメージ制御が予想より早く完成したので、これらの課題への取り組みが早めることができた。体系的なデーターを得るためには、多くの生体高分子の測定を行う必要があるが、装置開発と同時並行にすすめるのは困難が伴うと予想される。低ダメージエッチングが可能となり深さ方向分析に最も適したビームであることは明らかになったが、さらに多くの分野に使っていくためには多くのことを検討する必要がある。ビーム強度の増大、ビーム径の縮小、更にはArだけでなく他の分子からなるクラスター種の生成などがこれからの大きな課題としてクローズアップされてきた。今後これらの課題解決に向けた取り組みを本格化させることが必要になり、ガス供給法やビーム収束カラムなど大幅な見直しが必要になるが、そのために必要な予備実験を開始した。
立法過程と社会経済構造の変化-日米比較分析

1.研究の目的この研究は高度成長期以降における日本の立法および公共政策を,立法過程・および社会経済構造の変化,さらに国際的諸条件の変化との関連において総合的・実証的に分析し,日本の政策体系および政策過程の変化の方向と問題点を明らかにすることを主たる目的とする.2.研究の方法日本の立法および立法過程の特徴を明らかにするために,外国,とくにアメリカ合衆国における立法および立法過程との比較を試みた.また,資料のデータベース化を推進しようとした.3.研究の成果(1)政策過程の変化本研究では,立法過程をより広い文脈においてとらえるため,「政策過程」という新しい概念をキータームとして用いたが,戦後日本の政策過程は次のような諸段階に分けることができる.1)体制変革・再編期(1945-1960年), 2)高度成長期(1960-1973年), 3)撹乱期(1973-1980年), 4)回復期(1980年以降).全体としていうと,日本の政策過程は,これらの諸段階を通して次第に実質的にデモクラタイズしてきていると認められる.(2)個別的な政策領域と立法国会立法の年当りの数は高度成長期以降は比較的に安定しているが,政令,省令,通達さらに行政取決めによる政策処理の件数が激増してきている.これは, 1973年の石油危機以降,日本経済をとりまく環境的諸条件の急激な変化に対応する必要によるものである.本研究は,その様相を,産業政策,労働政策,科学技術政策,農業政策,消費者保護政策,学校教育政策,外交政策について解明している.1.研究の目的この研究は高度成長期以降における日本の立法および公共政策を,立法過程・および社会経済構造の変化,さらに国際的諸条件の変化との関連において総合的・実証的に分析し,日本の政策体系および政策過程の変化の方向と問題点を明らかにすることを主たる目的とする.2.研究の方法日本の立法および立法過程の特徴を明らかにするために,外国,とくにアメリカ合衆国における立法および立法過程との比較を試みた.また,資料のデータベース化を推進しようとした.3.研究の成果(1)政策過程の変化本研究では,立法過程をより広い文脈においてとらえるため,「政策過程」という新しい概念をキータームとして用いたが,戦後日本の政策過程は次のような諸段階に分けることができる.1)体制変革・再編期(1945-1960年), 2)高度成長期(1960-1973年), 3)撹乱期(1973-1980年), 4)回復期(1980年以降).全体としていうと,日本の政策過程は,これらの諸段階を通して次第に実質的にデモクラタイズしてきていると認められる.(2)個別的な政策領域と立法国会立法の年当りの数は高度成長期以降は比較的に安定しているが,政令,省令,通達さらに行政取決めによる政策処理の件数が激増してきている.これは, 1973年の石油危機以降,日本経済をとりまく環境的諸条件の急激な変化に対応する必要によるものである.本研究は,その様相を,産業政策,労働政策,科学技術政策,農業政策,消費者保護政策,学校教育政策,外交政策について解明している.1.本年度の研究活動本年度は、2回の研究方針打合せ会議のほか、研究分担者による報告とこれを中心とする討論・意見交換のための定例研究会を8回、外部からの講師を招いての特別研究会を3回開催し、知見の共同的深化・拡大に努めた。これと平行して、立法・政策データベースの設計、データの収集・整理・準備的編集の作業を推進した。2.研究によって得られた知見(1)立法過程の理論モデルについては、ひとつの有力な手がかりが得られた。これは漏水・給水モデルまたはエントロピー・モデルと名付けられるもので、社会経済的損失を政府が政策資源を補償的に供給する活動を数理的に展開しようとするものである。さらにこのモデルは政策問題を班員が考える場合のフレームとしても役立つことが、討論の結果、確認された。(2)個別的な政策領域についての立法の研究によって、1970年代後半以降80年代にかけて、わが国の社会経済的条件・国際的条件が変化するにともなって、企業,労働,消費者,技術者,さらに青少年の活動様式が変化し、国会立法,政令,省令,通達などが質・量ともに大きく変化してきていることが確認されつつある。本年度の研究は日本に集中した感があるが、これは日本の変化がきわめて大きいため、やむをえないことと考えている。3.データベースの作成(1)基本的なモジュールの構成を決定した。(2)将来、知識ベース・システムに展開していくことを想定したシステム構成をとることとした。
共感覚メタファーのモデル化と分散システムユーザインタフェースへの応用

(1)コミュニケーションの計算モデル化共感覚メタファーが本来目標としていた分散における環境と人間のインタラクションを明確にするために,人間のコミュニケーションの計算モデル化を行った.すなわち,分散環境における共感覚UIメタファーをモデル化するに当たって環境におけるコミュニケーションの構造を記述するモデルの確立を行った.(2)共感覚UIメタファーのモデル化(1)の結果に基づき,従来の我々のUIメタファーモデルを共感覚を扱えるように拡張した.写像への感覚属性の導入を試み,UIで使う上で実際的に必要な共感覚の種類について考察した.また,環境とのコミュニケーションをより効率的に行うために,アバタ-の導入とそのスクリプティングシステムを構築した.(3)共感覚UIメタファーモデル化に基づくUIの実装(2)の基礎概念に基づき実際にシステムを構築した.システム構築に当たっては特に,実際に利用で必要になる感覚のモダリティについての実験を含ませコンピュータネットワークのUIに必要十分なモダリティについて考察した.研究計画においては,(3)のシステムの評価する手法の構築も目標としたが,本年度は上記のシステムの構築にとどまった.したがって被験者を用いた利用実験,その結果のデータの分析による評価手法の確立は今後の課題として残った.(1)コミュニケーションの計算モデル化共感覚メタファーが本来目標としていた分散における環境と人間のインタラクションを明確にするために,人間のコミュニケーションの計算モデル化を行った.すなわち,分散環境における共感覚UIメタファーをモデル化するに当たって環境におけるコミュニケーションの構造を記述するモデルの確立を行った.(2)共感覚UIメタファーのモデル化(1)の結果に基づき,従来の我々のUIメタファーモデルを共感覚を扱えるように拡張した.写像への感覚属性の導入を試み,UIで使う上で実際的に必要な共感覚の種類について考察した.また,環境とのコミュニケーションをより効率的に行うために,アバタ-の導入とそのスクリプティングシステムを構築した.(3)共感覚UIメタファーモデル化に基づくUIの実装(2)の基礎概念に基づき実際にシステムを構築した.システム構築に当たっては特に,実際に利用で必要になる感覚のモダリティについての実験を含ませコンピュータネットワークのUIに必要十分なモダリティについて考察した.研究計画においては,(3)のシステムの評価する手法の構築も目標としたが,本年度は上記のシステムの構築にとどまった.したがって被験者を用いた利用実験,その結果のデータの分析による評価手法の確立は今後の課題として残った.
SiGeデバイスの高性能化

SiGe系ヘテロデバイスは、高速動作や発光機能の可能性等の優れた特性を有し、次世代の半導体デバイスの一つとして研究が盛んに行われている。一方、人工衛星、原子炉及び粒子加速器の発展に伴い、、耐放射線性に優れたデバイスの開発が社会的ニーズとなっている。デバイスの放射線損傷に関する研究は、通産省の次世代基盤技術開発制度(S.56H.1)の『半導体素子の耐環境強化』として研究が実施された。このプロジェクトで様々なデバイスの放射線損傷について研究が行われたが、上記のSiGe系デバイスについての報告はない。本研究では、耐放射線性を有するSiGeデバイスを開発する基礎的資料の蓄積を目的とした。研究に使用したSiGeデバイスはベルギーのIMECで作製されたSiGeダイオードHBTである。線源として、電子線、中性子線、陽子線、アルファ線、及びカーボン粒子線を選択し、デバイスの放射損傷について以下の成果を得た。(1)照射によりSiGeデバイスの特性は劣化し、これはSiGe層中の格子欠陥に関与している。(2)Ge原子のエネルギー吸収が少ないため、Ge濃度の増加により損傷が減少する。(3)デバイス特性の劣化と照射線源との関連が理論計算より明確に確認された。Ge濃度の高いSiGeデバイスは耐放射線性に優れることが分かったので、マグネトロンスパッタ法を用いて高Ge濃度のSiGeデバイスの試作を行った。作製したフォトダイオードの光学的特性は、SiGeデバイス特有の特性が観測された。本研究で提案したSiGeデバイスの作製方法は、装置が簡便かつ・低コストであると共に、SiGeの低温成長が期待される。衛生通信用機器の構成素子としての利用が期待できるSiGeデバイスの放射線照射損傷に関する研究をこれまで行ってきた。本年度は、Ge含有量、面積、周囲長等をパラメータとして作製されたHBT (Hetrojunction Bipolar Transistor)とダイオードを試料に用いて、これらの放射線損傷について調べた。試料の作製はベルギーのIMECにて行い、SiGe層の成長には、UHVCVD (Ultra High Vaccum Chemical Vapor Deposition)法を用いた。電子線と陽子線および中性子線の各種放射線の照射は、日本原子力研究所・高崎研究所および立教大学・原子力研究所にて行った。照射後、電流/電圧(I/V)特性、容量/電圧(C/V)特性、DLTS(Deep Level Transient Spectroscopy)特性及び容量/温度(C/T)特性の測定より、電気的特性と結晶学的特性の両面からデバイスの損傷機構を総合的に考察した。放射線の照射により、SiGeダイオード、HBTともに電気的特性は劣化した。低い照射量での損傷には表面や界面領域の損傷が、高い照射量ではSiGe量の損傷が電気的特性の劣化に寄与していることが、I/V特性、C/V特性、及びDLTS測定の結果の比較から分かった。異なるGe含有量のデバイスの損傷について比較したところ、Ge含有量の大きいものほど損傷が少ないことが分かった。また、異なる線源による照射損傷を比較したところ、電子線と中性子線では中性子線照射による損傷が電子線のそれと比較して23桁大きいことが分かった。また、陽子線照射による損傷は中性子線と同程度であった。これらの結果は、照射によるはじき出し原子数や吸収エネルギーの理論計算から導き出した結果とオーダー的に一致した。SiGeの成長を行うために、マグネトロンスパッタ装置の改良とRHEEDの購入を行った。来年度からマグネトロンスパッタ法によるSi_<1-x>Ge_xの成長とデバイス作製及び評価を行う。衛星通信用機器の構成素子としての利用が期待できるSiGeデバイスの放射線照射損傷に関する研究をこれまで行ってきた。本年度は、陽子線を照射したSiGeデバイスの放射線損傷を調べ、以前の電子線、中性子線照射の結果と比較検討を行うと共に、マグネトロンスパッタ法によるSi_<1-X>Ge_Xの成長を行った。

陽子線照射損傷の実験に用いた試料は、ベルギーのIMECにて作製されたHBT(Hetrojunction Bipolar Transistor)とダイオードを用い、日本原子力研究所・高崎研究所にて陽子線の照射を行った。異なる線源による照射損傷を比較したところ、陽子線照射による損傷は中性子線と同程度であり、電子線照射による損傷と比較して23桁小さいことが分かった。また、これらの結果は、照射によるはじき出し原子数や吸収エネルギーの理論計算から導き出した結果とオーダー的に一致することが確かめられた。SiGeの成長を行うために、マグネトロンスパッタ装置の基板ホルダーを改造し900°Cまで基板温度を昇温可能にした。また、成長したSiGe薄膜の結晶性を評価するためRHEED装置の製作を行った。4インチSiウエハ-上に純Geシートを置いた物をターゲットとして用いてSiGe薄膜のスパッタリングを行った。基板温度800°C、Arガス圧5×10^<-2>Pa、RF電力120Wにおいて、Si基板上にSiGe薄膜のエピキタシャル成長ができた。ターゲットに用いるGeシートの面積を変えることにより成長したSiGe薄膜のGe含有量が変化し、Ge含有量が多いほど成長膜の結晶性と表面モホロジーが悪くなる傾向があることが分かった。来年度は、マグネトロンスパッタ法により成長したSiGe層を用いたデバイス作製とその耐放射線性評価および研究のまとめを行う。SiGe系ヘテロデバイスは、高速かつ高周波数領域での動作や発光機能の可能性等の優れた特性を有し、次世代の半導体デバイスの一つとして期待されており、我々はSiGe系ヘテロデバイスの耐放射線性強化に関して研究を行っている。本年度は、照射線源として主にカーボン粒子線を選択し、これまで他の照射線源による成果と比較検討した結果以下のことが明らかになった。1)放射線照射により、SiGeデバイスの電気的特性は劣化し、これはSiGeエピタキシャル層中の格子欠陥に関与している。2)Ge含有量の増加により損傷が減少する。この原因としては照射時における結晶格子中のGe原子へのエネルギー授受がSiへのそれより少ないことが考えられる。3)デバイス特性の劣化と照射線源との関連が照射による結晶原子のはじき出し原子数と非イオン化エネルギー損失の計算結果から明確に確認された。Ge含有量の多いSiGeデバイスは耐放射線性に優れている。そこで、マグネトロンスパッタ法を用いてフォートダイオードの試作を試みた。成長条件は、基板温度:600°C、Arガス圧:5×10^<-2>Pa、RF電力:200W、スパッタレート:10nm/minであった。成長時間を10分間とし、1000ÅのSiGe層を成長させた。RHEEDによるSiGe層の分析から、エピタキシャル成長が確認された。作製したフォトダイオードの光学的特性は、SiGeデバイス特有の特性が観測された。
慢性特発性蕁麻疹における皮膚マスト細胞のMrgX2発現上昇の機序の解明

皮膚線維芽細胞を新たに培養し、Mrgx2の発現に関して末梢血中マスト細胞を皮膚線維芽細胞と共培養したところフローサイトメトリーで有意にMrgX2の発現の上昇が末梢血マスト細胞に比べ確認された。抗PLA2G3阻止抗体、DP1拮抗薬およびL-PGDS抑制薬を用いてPGD2の関与を検討は施行できなかった。またIL-31とTSLPで皮膚マスト細胞刺激をする成熟に関与するかをみたが前年度同様の結果であった。Mrgx2の発現増強によってsubstance P刺激後の脱顆粒能、サイトカインの産生、脂質メディエーターの産生が増強するか調べる予定である。ケラチノサイトから放出されるIL-31とTSLPでヒト由来の皮膚マスト細胞を刺激し成熟しMrgX2のマスト細胞上の発現を見たところ、マウス由来マスト細胞と異なり仮説ではあるが、ヒト皮膚由来のマスト細胞では刺激が入らない可能性が示唆された。皮膚線維芽細胞とヒト末梢血由来マスト細胞の共培養を行ったところ、フローサイトメトリーではMrgx2の発現上昇が明らかとなった。前年度はフローサイトメトリー時にマスト細胞のMrgX2の染色と測定に線維芽細胞が混入し何らかの影響を与えていることを想定していたが、技術的に線維芽細胞が混入せず施行できたため仮説通りの結果が出ている。今後はn数を増やすよう工夫し研究する予定である。ヒト皮膚マスト細胞とヒト皮膚線維芽細胞との共培養を共培養なしのものと比較しDNA chipで網羅的発現解析を行う。フローサイトメトリーではヒト皮膚由来線維芽細胞とヒト臍帯血由来マスト細胞を分離する場合、二重染色で施行したが、今後トリプターゼで細胞を全て遊離させた後、洗浄しフラスコ内のmediumに戻しヒト皮膚由来線維芽細胞のみ接着させ、ヒト臍帯血由来のマスト細胞を上清から抽出。成熟のマーカーとしての、Hdc(histamine decarboxylase,ヒスタミン合成酵素)、Ptgds2(hematopoietic PGD2 synthase)、Cmal(cymase,結合織マスト細胞に発現しているプロテアーゼ)を指標としMrgx2の発現を評価する。また様々なヒト由来マスト細胞でMrgX2のマスト細胞上の発現を確認するため、ヒト皮膚マスト細胞の培養など得ることを考え、植皮術だけでなく、ヒフ腫瘍摘出術などでの腫瘍断片の余剰皮膚などがあれば承諾を得てヒト皮膚マスト細胞の培養に使用しn数を増やす。またIL-31とTSLPで皮膚マスト細胞刺激をする成熟に関与するかをみたがこちらも同様の結果であった。Mrgx2の発現増強によってはsubstance P刺激後の脱顆粒能、サイトカインの産生、脂質メディエーターの産生が増強するか調べる予定であった。今回の研究では仮説としたものと期待された研究結果が異なっていることが一因ではあるが他要因についても改善を考えている。具体的にケラチノサイトから放出されるIL-31とTSLPでヒト由来の皮膚マスト細胞を刺激し成熟しMrgX2のマスト細胞上の発現を見たところ、マウス由来マスト細胞と異なり仮説ではあるが、ヒト皮膚由来のマスト細胞では刺激が入らない可能性が示唆された。また線維芽細胞とヒト滑膜由来マスト細胞の共培養を行ったところ、フローサイトメトリーではMrgx2の発現上昇は明らかでなかった。線維芽細胞の培養期間が長くなってしまったことや、フローサイトメトリー時にマスト細胞のMrgX2の染色と測定に線維芽細胞が混入し何らかの影響を与えていることを想定した。現在ヒト皮膚由来マスト細胞を植皮術などの植皮片から得ているが昨年度植皮術が多くなかったことや、ヒト由来の培養マスト細胞の培養で得られる細胞数が少なく様々な研究に使用すると言いう側面があり、ヒト皮膚由来細胞の使用が制限された点もある。今後はn数を増やせるよう工夫し研究する予定である。フローサイトメトリーではヒト皮膚由来線維芽細胞とヒト

臍帯血由来マスト細胞を分離する場合、二重染色で施行したが、今後トリプターゼで細胞を全て遊離させた後、洗浄しフラスコ内のmediumに戻しヒト皮膚由来線維芽細胞のみ接着させ、ヒト臍帯血由来のマスト細胞を上清から抽出。成熟のマーカーとしての、Hdc(histamine decarboxylase,ヒスタミン合成酵素)、Ptgds2(hematopoietic PGD2 synthase)、Cmal(cymase,結合織マスト細胞に発現しているプロテアーゼ)を指標としMrgx2の発現を評価する。またヒト皮膚マスト細胞の培養で細胞数を増やすために植皮術だけでなく、ヒフ腫瘍摘出術などでの腫瘍断片の余剰皮膚などがあれば承諾を得てヒト皮膚マスト細胞の培養に使用しn数を増やす。ヒト皮膚マスト細胞とヒト皮膚線維芽細胞との共培養を共培養なしのものと比較しDNA chipで網羅的発現解析を行う。フローサイトメトリーではヒト皮膚由来線維芽細胞とヒト臍帯血由来マスト細胞を分離する場合、二重染色で施行したが、今後トリプターゼで細胞を全て遊離させた後、洗浄しフラスコ内のmediumに戻しヒト皮膚由来線維芽細胞のみ接着させ、ヒト臍帯血由来のマスト細胞を上清から抽出。また様々なヒト由来マスト細胞でMrgX2のマスト細胞上の発現を確認するため、ヒト皮膚マスト細胞の培養など得ることを考え、植皮術だけでなく、ヒフ腫瘍摘出術などでの腫瘍断片の余剰皮膚などがあれば承諾を得てヒト皮膚マスト細胞の培養に使用しn数を増やす。予定していたDNA chipで網羅的発現解析を行う予定であったが線維芽細胞の変性により施行できなかった。炎症を模倣するためTNF-α処理をした皮膚線維芽細胞の使用予定は来年施行予定である。Mrgx2の発現に関してフローサイトメトリーで有意な結果は出ていない。また抗PLA2G3阻止抗体、DP1拮抗薬およびL-PGDS抑制薬を用いてPGD2の関与を検討は施行できなかったので試薬の購入などに使用する予定である。またIL-31とTSLPで皮膚マスト細胞刺激をする成熟に関与するかをみたがこちらは他試薬で検討する予定である。Mrgx2の発現増強によってはsubstance P刺激後の脱顆粒能、サイトカインの産生、脂質メディエーターの産生が増強するか調べる予定である。Hdc(histamine decarboxylase,ヒスタミン合成酵素)やPtgds2(hematopoietic PGD2 synthase)、Cmal(cymase,結合織マスト細胞に発現しているプロテアーゼ)など抗体購入が今年度購入できなかったため次年度使用額が生じた。DNA chipで網羅的発現解析を行う予定であったが線維芽細胞の変性により施行できなかった。
金属鉄／窒化鉄ナノ複合軟磁性粉体の創製

前年度に引き続き、α"-Fe16N2粉体からα-Fe/γ'-Fe4Nナノ複合体を合成する基本的なプロセスを確立することを試みている。前年度の結果から、原料として用いていたα"-Fe16N2粉体が大気中で酸化してしまうことが判明しており、今年度はα"-Fe16N2粉体をできる限り大気にさらすことなく、熱処理をおこない、α-Fe/γ'-Fe4Nナノ複合体を形成させる方法として、反応性ガス雰囲気下でのXRDその場測定をおこなう反応系の構築を試みた。反応は、高温環境下で粉末と様々なガスを反応させることができる電気炉にておこなった。電気炉にはX線を透過する窓がついており、RD装置と併せて使用することにより、生成した物質の構造をXRD測定により評価することができる。具体的には、(a)水素ガス還元により酸化鉄粉体から金属鉄粉体を合成し、(b)得られた金属鉄粉体をNH3ガスで窒化することにより、α"-Fe16N2粉体を合成する。そして、(c)得られたα"-Fe16N2粉体をN2ガス雰囲気下で熱処理することにより、α-Fe/γ'-Fe4Nナノ複合体を合成する事を目指す。本法では試料粉体を大気中に取り出すことなくα-Fe/γ'-Fe4Nナノ複合体を得ることができるので、高品質な試料が合成できることが期待できる。始めに(a)水素ガス還元により酸化鉄粉体から金属鉄粉体を合成するプロセスについて検討した。還元温度やH2ガス流量等を制御することにより、あまり焼結していない状態の金属鉄粉体を得ることに成功した。α"-Fe16N2粉体からα-Fe/γ'-Fe4Nナノ複合体を合成する基本的なプロセスを確立することを試みた。原料となる大きさ5060nm程度のα"-Fe16N2粉体は、酸化鉄粉末の水素ガス還元・アンモニアガス窒化により作製した。続いて、得られたα"-Fe16N2粉体を不活性ガス雰囲気下でガラス管に封入した後に、通常の電気炉で所定時間加熱する事により熱処理を行った。熱処理後の試料の粉末X線回折測定を行った結果、幅広い熱処理条件でα-Fe/γ'-Fe4Nナノ複合体が得られることが判明した。しかしながら、得られた試料の磁気特性を測定したところ、熱処理条件によらず飽和磁化が約160emu/gと小さく、更に保磁力も約500Oeと大きい値となり、原料として用いたα"-Fe16N2粉体に何らかの問題があることが示唆された。そこで、原料として用いたα"-Fe16N2粉体の特性を詳細に評価した。XRDパターン的には単相と見なせる試料であったが、飽和磁化は約165emu/gであった。この値はα"-Fe16N2相の理論飽和磁化値の約70%程度であることから、何らかの不純物が混在している事が明らかになった。また、別途実施したメスバウア測定から、酸化相が30%程度混在していることも明らかになった。原料として用いたα"-Fe16N2粉体は通常の管状炉で合成しており、管状炉からの取出時には大気暴露される問題があった。そのため表面の酸化に由来する特性劣化が起こっていたと思われ、α"-Fe16N2粉体合成プロセスの改善が必要であることが判明した本年度にて、α"-Fe16N2粉体からα-Fe/γ'-Fe4Nナノ複合体を合成する基本的なプロセスを確立することを目的としていたが、原料として用いていたα"-Fe16N2粉体に問題があることが判明したため、その解決に想定外の時間が必要となった。そのため、当初の目的よりはやや遅れ気味の状況と考えている。しかし、上記したα"-Fe16N2粉体表面が酸化する問題に関してはすでに解決済みであり、現状では表面がほとんど酸化していない上質なα"-Fe16N2粉体原料を入手できる状況を確立している。

始めに(a)水素ガス還元により酸化鉄粉体から金属鉄粉体を合成するプロセスについて検討した。還元温度やH2ガス流量等を制御することにより、あまり焼結していない状態の金属鉄粉体を得ることに成功した。上述したように、現状では現状では表面がほとんど酸化していない上質なα"-Fe16N2粉体原料を入手できる状況を確立している。今後は上質な酸化フリー原料を用いて、当初の計画通りの実験を継続していく予定にしている。
在宅訪問栄養食事指導に関わる管理栄養士の実践力育成のための発展的教育プログラム

在宅訪問栄養食事指導の現状とニーズの把握のため、介護における各専門職にアンケート調査を行い、在宅で求められる栄養食事支援のコアとなる知識・スキル・行動/態度に関する教育目標を明確化し、管理栄養士養成課程における在宅栄養支援実践力を養う模擬患者(SP)演習プログラムの開発を行った。栄養ケアプロセスに沿った評価項目に対する学生の自己効力感に焦点をあて評価したところ、学生自身が実践のための具体的な自身の課題を把握することに役立つ教育プログラムであることが明らかとなった。在宅栄養支援における教育と現場に関する現状把握のため、二つの調査を実施した。一つ目は、管理栄養士養成課程における在宅療養支援に関する教育方法を検討した。管理栄養士養成課程学生を対象に、管理栄養士による在宅療養支援に関するDVD教材を用いた観察学習、および模擬患者に対して在宅栄養食事指導を実施する面接体験学習を実施し、学生の自己効力感に焦点をあて検討した。「A.医療倫理と対人スキル」「B.記録、プレゼンテーション」「C.医療(介護)チームの一員での役割」「D.栄養アセスメント」「E.栄養診断」「F.栄養管理計画・栄養介入」「G.モニタリングと評価能力」の7つの学習分類からなる計25問を設定し、同一の自記式質問紙法により各学習前後に調査した。観察学習では、7つの学習分類全てにおいて視聴後の平均得点の上昇がみられ、自己効力感が低いものでもDVDを視聴する代理的体験により、自己効力感が喚起されることを見出した。管理栄養士養成課程の学生において、観察学習は在宅栄養支援の自己効力感を高める有効な方法と考えれ、この成果を発表した(佐藤香苗、多田賢代、川上貴代:管理栄養士養成課程における在宅栄養支援教育に対するビデオ学習の効果学生の自己効力感に焦点をあてて.Health Sciences Vol.29,No.2,2013)。また、前述の観察学習から半年経過後に面接体験学習を実施し、同様に調査したところ、自己効力感の上昇は鈍い結果となったが、模擬体験は学生自身が具体的な課題を見出す有効な方法であることが示された。二つ目は、在宅栄養支援の現状から管理栄養士に求められている支援の内容や技量について検討した。在宅療養支援に携わる医師、訪問看護師、介護支援専門員、訪問介護員が、在宅療養者に対して管理栄養士が行う栄養支援として必要と思う事項や技能を問う調査票を作成し、郵送法にて調査した。本研究では、管理栄養士養成課程および高度専門職業人養成大学院(修士課程)において訪問栄養食事指導の実践力を養えるよう実践教育プログラムを構築することを目指しており、そのための現状把握、教育目標の明確化や教育法の検討を目的として平成25年度に実施した二つの調査(観察学習と体験学習の効果についての検討、在宅支援の現任者である介護支援専門員等他職種および管理栄養士に対する在宅訪問栄養食事指導に関する調査)について、H26年度はその分析・検討および社会への情報発信を行った。また、教育目標達成評価に専門臨床試験OSCE(Objective Structured Clinical Examination)を取り入れ、在宅栄養食事指導OSCEを開発・実施するために、管理栄養士養成校でOSCEを手がけている大学教員等との情報共有を図る「高度専門職としての管理栄養士教育を考える会」を立ち上げ、第61回日本栄養改善学会学術総会研究自由集会を開催した。自由集会では、大学の取り組みを6演題、大学院の取り組みを2演題設定し、参加者40人が得られ、盛況かつ活発な集会にすることができた。本研究では、管理栄養士養成課程および高度専門職業人養成大学院(修士課程)における在宅訪問栄養食事指導実践力向上のための教育プログラムを開発し、改善向上した上で専門臨床試験OSCE(Objective Structured Clinical Examination)を取り入れた教育目標達成評価を行う実践教育プログラムを構築することを目的としている。そのためにまずは、在宅療養支援において管理栄養士に何が求められているかを研究開始初年度より調査・検討を行い、その結果を平成26年度第73回日本公衆衛生学会総会、自由記述回答内容に関して今年度第62回日本栄養改善学会学術総会にて発表した。次に教育目標の明確化と教育媒体の開発に向け、第62回日本栄養改善学会学術総会研究自由集会の開催、第4回日本栄養学教育学会学術総会ラウンドテーブル形式での発表を行った。自由集会は昨年度から開催し、在宅訪問栄養食事指導現任者や大学教員間における情報の共有を図っている。ラウンドテーブル形式での発表では、模擬患者(Simulated Patient;SP)を用いた在宅療養者に対する栄養指導演習の効果に関する検討結果を発表した。自由集会やラウンドテーブルの参加者からの意見を参考に在宅訪問栄養食事指導能力を養うSP演習プログラムを開発し、授業に活用し、その効果を検討した。また、開発したSP演習プログラムを管理栄養士養成課程における栄養教育論実習で活用できるよう実習書の執筆を行った。訪問栄養食事指導の現状を把握し、研究自由集会やラウンドテーブル形式による発表を通じて、在宅訪問栄養食事指導現任者や管理栄養士養成課程および高度専門職業人養成大学院の教員と情報を共有することで、教育目標の明確化や教育法の検討ができ、実践教育プログラムの一つの方策として在宅訪問栄養食事指導能力を養うSP演習プログラムの開発が行えた。本研究では、管理栄養士養成課程および高度専門職業人養成大学院(修士課程)における在宅訪問栄養食事指導実践力向上のための教育プログラムを開発し、改善向上した上で専門臨床試験OSCEを取り入れた教育目標達成評価を行う実践教育プログラムを構築することを目的としている。そのため、在宅療養支援において管理栄養士に何が求められているかを調査し、その結果のもと教育目標を明確化し、在宅訪問栄養食事指導現任者や大学教員間で情報の共有を図り、意見を参考に在宅訪問栄養食事指導実践能力を養う模擬患者演習プログラムを開発した。

そして、これを管理栄養士養成課程における授業に活用できるよう「模擬患者を用いた面接技法と指導記録(SOAP)ー在宅訪問栄養食事指導事例」を執筆し、2016年度刊行され(株式会社建帛社より発行)、栄養教育論実習の使用テキストとして活用されている。訪問栄養食事指導の現状を把握し、在宅訪問栄養食事指導現任者や管理栄養士養成課程および高度専門職業人養成大学院の教員と情報を共有することで、教育目標の明確化や教育法の検討を行い、管理栄養士養成課程における実践教育プログラムの一つの方策として在宅訪問栄養食事指導能力を養う模擬患者演習プログラムの開発を行った。これを管理栄養士養成課程における授業で活用できるよう実習書の執筆を行い、現在他大学において当該実習書が授業に活用されている。管理栄養士養成課程における在宅訪問栄養食事指導実践力向上のための教育プログラムを構築することを目的とし、まず、訪問栄養食事指導の現状、在宅療養支援において管理栄養士に何が求められているかを把握するため、施設に勤務する訪問看護師、介護支援専門員、訪問介護員および管理栄養士を対象にアンケート調査を行った。また、在宅訪問栄養食事指導現任者や管理栄養士養成課程等の教員と情報を共有し、教育目標および教育法の検討も併せて行った。管理栄養士養成課程栄養教育論実習テキスト(株式会社建帛社発行)に「模擬患者を用いた面接技法と指導記録(SOAP)ー在宅訪問栄養食事指導事例」を執筆し、在宅療養支援を担える管理栄養士を育成するための教育プログラムの構築へと繋げた。在宅訪問栄養食事指導の現状とニーズの把握のため、介護における各専門職にアンケート調査を行い、在宅で求められる栄養食事支援のコアとなる知識・スキル・行動/態度に関する教育目標を明確化し、管理栄養士養成課程における在宅栄養支援実践力を養う模擬患者(SP)演習プログラムの開発を行った。栄養ケアプロセスに沿った評価項目に対する学生の自己効力感に焦点をあて評価したところ、学生自身が実践のための具体的な自身の課題を把握することに役立つ教育プログラムであることが明らかとなった。訪問栄養食事指導における実践力育成にむけた実践教育プログラムの開発とその構築を目指す上での前段階となる現状把握、教育目標の明確化や教育法の検討のための調査を実施し、実践教育プログラム開発に向けての方向性を見出すことができた。また、実践教育プログラム構築のためには、管理栄養士養成課程および高度専門職業人養成大学院の教員と連携し情報を共有していくこと、OSCEや模擬指導演習において重要な役割を果たす模擬患者の協力などが大変重要なポイントとなるが、研究自由集会の開催など取り組み、その下地をつくることができた。
ろう接が困難な高Mg含有アルミニウム合金の超音波併用ろう接

高Mg含有高力アルミニウム合金のろう接はこれまで不可能であった。本研究は、超音波振動を利用してそのろう接を可能にし、さらに、高強度の継手を得ることを目的に行った。超音波振動をろう接部に付加することによって、純アルミニウムが大気中でフラックスを用いずにうまくろう接できることがこれまでの研究で判明していたので、ろう接が不可能であったMg含有アルミ合金にも本法を適用した。純亜鉛をろう材にして接合すると、約160MPaの接合強度の継手が得られた。この強さは母材強度の約50%であり、十分な強度とはいえない。ろう層部の観察から、母材から溶出したMg介在物が多数存在し、亀裂がこの介在物を通っており、Mg介在物の形成が強度低下の原因と考えられた。ろう層部でのMg介在物は、加熱に伴うMgの接合表面偏析に起因していることを、EPMA、AESとESCAによって確認した。これに基づき、Mgの表面偏析の低減策として、加熱速度の向上、Mg溶解度を減少させて、ろう材自体の強度上げるべく、Zn-Al-Si合金ろう材を試作してろう接した。Mgの溶解は抑制され、接合強度は上昇したが不十分であった。純亜鉛箔をろう材に選び、ろう層部の凝固組織を制御することによって、細粒化し、Mgの表面偏析を抑制することによって接合強度を高める可能性を検討し、2.5%Mg合金では、母材破断するまでに接合強度を高めることに成功した。実規模試片への適用実験として、押出し材に本法の適用を試みた。超音波振動の導入効率が悪いために、接合面積が60%程度で、高い接合強度は得られなかった。超音波の導入効率の向上が今後の検討課題である。超音波振動を付加しながら大気中で純アルミニウムをろう接する実験は既に成功しており、母材破断する継手が得られているので、本研究では、この手法をこれまでろう接が不可能であった約5mass%の高Mgを含有したアルミニウム合金に適用して、その接合の可能性を検討した。ろう材には、これまで通り純亜鉛を使用し、接合温度、超音波振動の振幅、超音波振動の付加時間、接合時の圧力と接合面の粗さを変数として接合部の金属学的評価と接合強さとの関係を調べた。超音波振動を付加することによって、これまでろう接不可能であった本合金がうまくろう接されることが示された。接合温度が約400°C、振幅が2550μm、付加時間が1sec、接合圧力が0.1MPa以上で健全な接合がなされ最高強さ約160MPaのろう接継手が得られた。この強さは母材強さの約50%であり、十分な強さとはいえない。強さが大きくならない原因を探るべく接合部の組織を観察した。その結果、ろう層部には、これまでに観察されたことのない析出物あるいは晶出物と考えられる介在物が多数存在することが認められたため、これをEPMAで分析した。その結果、母材から溶出したと考えられるMgからなる介在物と判明した。引張試験後の破断部を観察すると、亀裂はこのMg介在物部から生じてこの部分を連ねて伝播していることから、Mg介在物の形成が強度低下の要因と判断した。このMgは母材から来ることは間違いないため、加熱に伴うMgの接合表面への偏析挙動について検討した。EPMAとAESとESCAによってMgの挙動を調べると明らかに表面へ激しく偏析する事が判った。

表面偏析量と加熱速度との間には密接な相関があり、加熱速度の上昇によってMgの偏析量が減少することが明らかとなった。Mgを約2.5%および5%を含有した二種類の高力アルミニウム合金について、純亜鉛箔をろう材として、超音波振動を付加してろう接を行った。その結果、大気中でフラックスを用いずにそのろう接が可能になることが見いだされた。しかし、接合強度は低く母材強度の約50%であった。接合強度が加熱速度の上昇とともに向上する傾向があることから、含有成分元素のMgの表面偏析と析出挙動についてEPMA、AESとESCAを用いて検討した。その結果、加熱速度の上昇とともにMgの表面偏析量は減少し、ろう層部におけるMg介在物量も減少して接合強度が上昇することが明らかになった。次に、ろう材の強度を高めて接合強度をさらに向上させるために、Zn-A1-Si合金ろう材を試作した。このろう材を用いてろう接した結果、ろう層部にSiリッチの第二相が晶出して、接合強度は上昇しないことが判明した。続いて、再び、純亜鉛箔をろう材に選び、ろう層部の凝固組織を制御することによって、細粒化し、Mgの表面偏析を抑制することによって接合強度を高める可能性を検討し、2.5%Mg合金では、母材破断するまでに接合強度を高めることに成功した。実規模試片への適用実験として、押出し材に本法の適用を試みた。接合面積は約50%になるものの、超音波振動の導入効率が悪いために、高い接合強度は得られなかった。しかし、超音波同入時のエネルギーロスを少なくするか、より高出力の超音波装置を用いれば高信頼性のろう接が可能であると思われる。