hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規な溶液内化学反応速度解析法としての拡張型キャピラリー電気泳動反応器の開発

これを基にアレニウスプロットおよびアイリングプロットを作製し,活性化エネルギー,活性化自由エネルギー,活性化エンタルピーおよび活性化エントロピーを得ることが出来た.すなわち,“錯体"の活性化パラメータ測定のための拡張型CERとしての温度可変型ZP-CERの開発に成功した.種々の分野における“錯体システム"の有用なキネティクス(反応速度論)解析法に対する喫緊のニーズに応えるべく,キャピラリー電気泳動分離プロセスを“錯体システム"の「反応容器」として用いるというコンセプトに基づき“拡張型"キャピラリー電気泳動反応器(CER)の開発を行った.金属錯体の生成反応速度解析の新たな手法として,zone-passing mode CER(ZP-CER)を開発し,さらにその適用範囲を非金属錯体の生成反応系,および色素の加水分解反応系へと拡張した.さらに,温度可変型ZP-CERを開発し,これを用いて非金属錯体の生成反応における活性化パラメータを取得することに成功した.上述のように,本年度の研究計画項目,"錯体"の生成反応速度度解析のための拡張型CER「zone-passing mode (ZP-) CER」の創出,および,ZP-CERの“錯体"の置換反応速度度解析への拡張を概ね達成することができている.次年度も,当初の研究計画通りに研究を推進する.現在の研究項目を引き続き遂行すると共に,特に「“錯体"の活性化パラメータ測定のための拡張型CERとしての温度度可変型CERの創出」に注力して研究計画を遂行する.分析化学次年度以降も,当初の研究計画通に研究を推進する.現在の研究項目を引き続き遂行すると共に,zone-passing mode CERの種々の反応系への拡張,および,“錯体"の活性化パラメータ測定のための拡張型CERとしての温度度可変型CERの創出のの項目に新たに着手する.今年度は当初計画よりも経費使用額が増加したが,その増加分が前年度繰り越し額よりも少なかったため.キャピラリーなどの比較的高額な消耗品類の使用量が当初の見込みより少なかったため.次年度以降も当初の研究計画通り,消耗品の購入,および学会参加のための旅費を研究費の主たる使途とする.また,今年度よりZP-CERの種々の反応系への拡張を行っており,天然シデロフォアなど,比較的高額な試薬類の購入が必要となり,本年度と同様当初計画よりも支出が増加する見込みである.次年度以降も当初の研究計画通り,主として消耗品の購入,および旅費を研究費の使途とする.また,次年度以降は,zone-passing mode CERの種々の反応系への拡張を遂行するため,比較的高価な試薬類の購入が必要であり,本年度より支出が増加する見込みである.
位置検出型有機フルカラーイメージセンサの開発

フレキシブル有機イメージセンサの開発の要素技術として位置検出センサの開発を行った。特に赤色センサの感度と高精度化について検討した。表面抵抗層としてZnO:Alをもちいることで素子の安定動作を実現し,高感度化できることが分かった。また一次元位置検出センサの測定精度について検討した結果,表面抵抗層と有機受光層の間での電荷のトラップが測定精度に関係していると結論付けられた。そこで表面抵抗層の抵抗率や光受光層の厚さを検討することによって測定精度が改善できることを明らかにした。また表面抵抗層にAgを使用することで積層構造が可能であることを実証した。近年,フレキシブルな基板上に製作できるイメージセンサが新しい電子デバイスとして期待されている。しかし現在その素子構造にはCMOS構造を用いており,高画素化や製作工程の複雑化が問題となっている。そこで本研究では,積層型の光点位置検出センサ(PSD)を有機半導体材料で作製することで,より簡単にフレキシブルイメージセンサを作製できる素子構造を提案している。このPSDは,赤,緑,青のそれぞれに色選択性を持つ受光素子を積層しているため,素子の小型化やプロセスの簡単化ができ,また画素分離の無いカラーセンサを作ることができる。またその原理は入射した光が表面抵抗層を通過して受光層で光電変換される。発生した電荷は表面抵抗層を通って左右の両電極まで流れる。その出力電流I1,I2は,光が入射した位置から両電極までの距離に反比例するため,両電流の比からどの位置に光が照射されたかを求めることができる。今年度は赤色と緑色に感度をもつPSDを作製し,その高精度化と耐久性について取り組んだ。また積層化に必要となる表面抵抗層の材料や成膜条件について検討した。まず赤色に感度をもつPSDについての測定精度を調べた結果,-2V印加時において測定誤差率が8.8%生じていた。そこで発生する電流についてポアソン方程式から理論式を導き素子の電極間幅や受光層の厚さなどについてシュミレーションしたところ受光層の膜厚を変えることで測定精度が大きく変化することが分かった。実験結果では受光層の厚さを30nmから90nmに増加することで6.8%誤差が低下することを証明でき,測定誤差率を2.0%まで向上することができた。また緑色領域に感度をもつ受光素子をペリレン誘導体とフラーレン誘導体を用いた構造で作製しているが耐久性が低く,現状では安定動作に至っていない。また積層化に必要な表面抵抗層としてAg電極を1520nm程度に成膜することで表面抵抗層として利用できることが分かった。PSDの高感度化と測定誤差の改善については概ね順調に進展しているが,青色領域のPSDについては現在素子の動作安定性が悪く,電極とのバッファー層や混合する材料の選定と受光特性の評価を繰り返しながら安定動作する素子の開発を行う予定である。現状でのイメージセンサ構造は主にCMOS構造が用いられており,高画素化や製造工程の複雑化が問題となっている。そこで本件では積層型の位置検出センサを有機半導体材料で作製することにより,より簡単にイメージセンサを作製できる素子構造を提案した。また赤,緑,青のそれぞれに色選択性を持つ受光素子を積層することで,素子の小型化やプロセスの簡単化ができ,また画素分離の無いカラーセンサを作ることができる。昨年度は赤色と緑色に感度をもつ位置検出センサを作製し,その高精度化と耐久性について取り組んだ。まず赤色に感度をもつ素子についての測定精度を調べた結果,-2V印加時において測定誤差率が8.8%生じていた。そこで表面抵抗層表面および受光層内での電荷の捕獲についてシュミレーションし,実験値と比較したところ受光層の膜厚を厚くすることで測定精度が改善されることを報告した。今年度は積層化に必要な表面抵抗層としてAg電極を用いた素子の作製を行った。Agを1520nm程度の厚さにすることで表面抵抗層として利用できることが分かった。また素子特性は受光感度は低下するが安定的に動作し,積層化できることが確認できた。また素子の応答特性を測定した結果,数kHz程度であることが分かった。平成28年度は引き続き緑色と青色に感度を有する有機材料を用いた位置検出センサの開発を行う。また積層化には赤色と緑色のPSDを積層化して光の妨げが少ない構造や測定精度の高い構造について検討する。

また共通電極も透明化する必要があるため,ITO透明電極やAg電極,Au電極についても比較検討する。有機光センサ平成28年3月に開催された春季応用物理学会に参加する予定であったが,校務のため参加できなかったため使用計画に差額が発生した。次年度の国際学会の旅費と学会参加費として使用する予定である。
学校における動物飼育の歴史的・倫理的・法的課題と展望

本研究は「学校における動物飼育の歴史的・倫理的・法的課題と展望」として、小学校において動物を飼育する教育上のメリットと、学校・教師の知識不足からくる無意図的な動物虐待の可能性がある中で、小学校に飼育小屋は本当に必要なのか、必要だとしたらその動物はウサギやニワトリでよいのかについて、歴史的・倫理的・法的な視点から、それぞれ検討し、最終的に学校飼育動物の望ましいあり方についての展望を導き出すことにある。
老人福祉施設等における能力開発が業務遂行に与える効果の測定

調査研究は、特別養護老人ホーム等の施設職員を対象としたアンケート調査、そしてアンケート調査の質問紙及び選択肢の作成、調査結果の分析・考察を深めるために実施したケーススタディの2つの方法により行なわれた。アンケート調査の回答者は187人であるが、そのうち女性が78.6%を占めている。特別養護老人ホーム勤務者が89.3%、また寮母・寮父が94.7%(うち女性は77.0%)である。今回の調査研究は、特別養護老人ホームに勤務する寮母が主体となっている。業務を遂行するための知識・技術を「充分持っている」とする施設職員は4.3%にとどまっている。「ある程度持っている」は48.1%、「不足がちである」は50.3%である。だが、「全く不足している」とする回答が9.1%あった。現場施設職員の約1割が業務を遂行するための知識・技術が全く不足していると回答していることは看過できないものである。この点から、施設職員に対する能力開発の必要性が指摘できる。施設職員自身が必要と考える知識・技術のなかで最も多かったのは、「老人介護の知識」55.6%、「老人の心理・精神保健」57.6%であり、次いで「老人介護の技術」45.5%である。要介護老人の介護に従事する施設職員は、当然ではあるが、老人介護に必要な知識・技術や老人(痴呆性老人を含め)の心理状態等の知識を求めている。だが、介護の専門職として、対人援助の基盤となる「ケースワーク・グループワーク等の対人援助技術」や「老人との関係づくりの技法」を挙げるものは少なかった。前者は23.0%、後者は20.9%にとどまっていた。施設職員が参加を希望する能力開発の機会としては、「他の施設・機関での派遣研修・交流」が39.6%と多いのが特徴的であつた。集合形式や講演形式に対するニーズは多くはなく、能力開発のあり方が問われている。
海底洪積粘土地盤の長期沈下に関する設計パラメーターの同定のための研究

本研究は、海底地盤の特性のうち未解明の課題されている洪積粘土の長期沈下特性を対象とし、その合理的設計方法の提案を目的としている。研究代表者らが中心メンバーとして活動を行ってきた「大阪湾海底の地盤研究会(土質工学会関西支部)」ならびに「大阪湾海底地盤情報研究委員会(同)」では、1300本にものぼる大阪湾海底地盤の調査ボーリングデータに基づいて構築された地盤情報データベースの学術的ならびに実務的利用について今なお議論を行っており、沖合い部での土木事業の設計に関し有意義な成果が期待されている。本研究の成果で得られた成果は以下の通りである。1.地盤情報データベースを用いた地盤特性の地域性の把握ボーリング試料データによる大阪湾地盤情報データベースの適用例を示した。データベースに基づきマッピング、ゾーニングなどの手法を用いることにより、地盤の地域性を明らかにした。すなわち、大阪湾を神戸付近、大阪港付近、泉州地域の3つに分類し、それぞれの物理的性質、圧密特性の検討や圧密曲線の正規化を行い、地域性が存在することを示した。2.地域情報データベースに基づく沈下特性の評価各地層を細分化することにより、自然間隙比・自然含水比などの物理自然状態、液性限界・塑性限界などのコンシステンシー限界、圧密特性などの整理が可能となることを示した。また、沈下特性の把握に重要な排水層の判定を地盤情報データベースに基づいて実施しうることを明らかにし、地層の細分化の考え方と併せて沈下特性の評価を行った。3.沖積粘土、洪積粘土の粘土鉱物組成・物理化学的特性と工学的特性との相関ボーリング試料に対して、粘土鉱物の同定を行うとともにCECなど物理化学的特性を評価し、それらと圧密特性など地盤工学的特性との相関についての検討を行い、工学的特性には粘土分含有量の寄与が大きく、堆積環境の影響を受けることを示した。本研究は、海底地盤の特性のうち未解明の課題とされている洪積粘土の長期沈下特性を対象とし、その合理的設計方法の提案を目的としている。研究代表者らが中心メンバーとして活動を行ってきた「大阪湾海底の地盤研究会(土質工学会関西支部)」ならびに「大阪湾海底地盤情報研究委員会(同)」では、1300本にものぼる大坂湾海底地盤の調査ボーリングデータに基づいて構築された地盤情報データベースの学術的ならびに実務的利用について、今なお議論を行っており、沖合部での土木事業の設計に関し有意義な成果が期待されている。当該年度の成果は以下の通りである。1.地盤情報データベースを用いた地盤特性の地域性の把握大阪湾地盤情報データベースに登録されているデータを、神戸付近、大阪港付近、泉州地域の3つに分類し、それぞれの物理的性質、圧密特性の検討や圧密曲線の正規化を行い、地域性が存在することを明らかにした。さらに、大阪港付近のボーリング試料を用いた鉱物分析をX線回折分析により行い、粘土鉱物の物理化学的特性による物理的特性、工学的特性への影響について考察を行った。2.地盤情報データベースに基づく沈下特性の評価各地層を細分化することにより、自然間隙比・自然含水比などの物理自然状態、液性限界・塑性限界などのコンシステンシー限界、圧密特性などの整理が可能となることを示した。本研究は、海底地盤の特性のうち未解明の課題とされている洪積年度の長期沈下特性を対象とし、その合理的設計方法の提案を目的としている。

研究代表者らが中心メンバーとして活動を行ってきた「大阪湾海底の地盤研究会(土質工学会関西支部)」ならびに「大阪湾海底地盤情報研究委員会(同)」では、1300本にものぼる大阪湾海底地盤の調査ボーリングデータに基づいて構築された地盤情報データベースの学術的ならびに実務的利用について今なお議論を行っており、沖合い部での土木事業の設計に関し有意義な成果が期待されている。当該年度の成果は以下の通りである。1.沖積粘土、洪積粘土中の構成粘土鉱物の同定圧密特性の粘土鉱物の要因の解析のために、構成粘土鉱物の同定をX線回折によって実施し、物性値との相関を検討した。2.地盤情報データベースの構築と地盤特性の評価ボーリング試料データによるデータベースの構築とその適用例を示した。データベースに基づきマッピング、ゾーニングなどの手法を用いることにより、地盤の地域性が明らかになり、圧密解析における排水層の選定など三次元的な地盤特性の把握が可能となることが示唆された。本研究は、海底地盤の特性のうち未解明の課題とされている洪積年度の長期沈下特性を対象とし、その合理的設計方法の提案を目的としている。当該年度は最終年度にあたっており、その成果は以下の通りである。1.地盤情報データベースによる地盤特性の評価ボーリング試料データによって構築されたデータベースの適用例を示した。2.沖積年度、洪積粘土の粘土鉱物組成・物理化学的特性と工学的特性との相関海成粘土中に含まれる粘土鉱物の同定を行うとともにCECなど物理化学的特性を評価し、それらと圧密特性など地盤工学的特性との相関についての検討を行い、工学的特性には粘土分含有量の寄与が大きく、堆積環境の影響を受けることを示した。
オオバギ(トウダイグサ科)と花序で繁殖するヒメハナカメムシの送粉共生の起源

トウダイグサ科オオバギ属の一部の種では、花序の上で繁殖するヒメハナカメムシやクダアザミウマによる特殊な送粉様式が見られる。本申請研究では、オオバギ属およびその近縁種を対象に研究を行い、これらの送粉様式が風媒やジェネラリストによる送粉様式から進化したことを明らかにし、特殊な送粉様式が栄養器官を防衛するアリとの共存を促したという仮説を提出した。本課題の活動として、当該年度には以下の2点に主に取り組んだ。1.オオバギ属における送粉者と防衛アリの相互作用おもにマレーシア・サラワク州ランビル国立公園で、送粉者と防衛アリの相互作用について観察を行った。その結果、種にもよるが、アリの密度の高いアリ植物種については、花芽や未成熟果実の防衛のために積極的にアリを誘引するメカニズムが存在することを明らかにした。しかし、開花期間中は、アリを誘引している報酬が分泌されず、アリの密度は著しく低かった。またアリを忌避する効果があると考えられている匂い物質も検出されている。したがって、オオバギ属は送粉者を妨げる可能性のある防衛アリを開花期間中は遠ざけていることが示唆された。2.近縁属アカメガシワ属2種の送粉生態オオバギ属における送粉者の進化を考える上で、近縁種がどのような送粉様式をもっているのかを明らかにすることは重要である。当該年度、日本に広く分布するアカメガシワとランビル国立公園に分布するMallotus wrayiiの送粉様式を明らかにした。興味深いことに、両者とも風と昆虫両方を花粉媒介に用いる特異な送粉様式を持っていた。昆虫の中では、ハチ類、ハエ・アブ類が送粉に重要であった。一方、アザミウマやカメムシ類も雄花序には多く見られたが、送粉者としての寄与は限定的であった。2.については学会で発表を行ったほか、論文執筆に向けて準備中である。また、本課題の進行状況について国際林冠学会で発表をおこなった。H23年度は、以下の4点に主に取り組んだ。アリと送粉者のコンフリクトはほとんど観察されなかった。この結果は、論文としてまとめ、国際誌に投稿することができた。2.近縁属アカメガシワ属2種の送粉生態オオバギ属における送粉者の進化を考える上で、近縁種がどのような送粉様式をもっているのかを明らかにした。これまでに、アカメガシワ2種について送粉システムの調査を行った結果、風媒と虫媒をあわせもった送粉システムを持つことが明らかになった。ほぼ投稿論文としてまとめおわり、近日投稿予定である。3.オオバギ属の送粉システムの多様性の検討標本庫の標本や文献情報をもとに、属内の種を送粉システムに関連の深い携帯形質に基づいて分類した。今後、送粉システムの確認および系統樹に基づいた分析をおこなうためのデータを得た。4.オオバギへのカメムシの誘引メカニズムの検討オオバギへのカメムシの訪花について、カメムシ自身のにおいが関与している可能性を検討するための予備実験を行った。1.オオバギ属における送粉者と防衛アリの相互作用:前年度、マレーシア・サラワク州ランビル国立公園で、送粉者と防衛アリの相互作用について観察を行い、アリの密度の高いアリ植物種については、花芽や未成熟果実の防衛のために積極的にアリを誘引するメカニズムが存在すること、防衛アリと送粉者のコンフリクトはほとんどないことを明らかにした。この結果を、国際誌に投稿し、受理してもらうことができた。2.オオバギ属に近縁なアカメガシワ属2種の送粉生態:オオバギ属における送粉者の進化を考える上で、近縁種がどのような送粉様式をもっているのかは重要である。これまでに、日本とボルネオ島のアカメガシワ2種について送粉システムの調査を行った結果、風媒と虫媒をあわせもった送粉システムを持つことが明らかになった。この結果を国際誌に投稿し、受理された。3.オオバギ属Macaranga sinensisの送粉様式:台湾のランユー島で花外蜜腺によって送粉者を誘引するMacaranga sinensisの送粉様式を明らかにし、論文としてまとめ、国際誌に受理された。標本庫の標本や文献情報をもとに、属内の種を送粉システムに関連の深い形態形質に基づいて分類すると、同様の送粉様式を持つと思われる種が複数の系統で見られる。この送粉様式は、オオバギ属内で何度も進化した可能性がある。

4.オオバギ属の送粉者と防衛アリの関係:オオバギ属のうちクダアザミウマによって送粉される種で、送粉者が分泌物によって防衛アリを追い払うことがわかった。化学分析とバイオアッセイの結果、分泌物に含まれるデカン酸にアリ忌避効果があることがわかった。オオバギ属、アカメガシワ属について、送粉システムの同定を順調に進めている。送粉者であるクダアザミウマが、アリ忌避物質を分泌しているという興味深い仮説も得た。一方で、カメムシの誘引メカニズムについては、計画していた実験が、カメムシの行動を実験室下で再現することが困難なためにうまくいっておらず、さらに方法の検討が必要である。24年度が最終年度であるため、記入しない。送粉サービス及び花資源の需供バランスとネットワーク構造の関係について、理論生態学者の協力を得られたので、モデルを構築し、理論的に検討する。ショウガ科については、解析を終えた論文として投稿した。できるだけ早い受理を目指す。トウダイグサ科について、送粉者の調査、植物、送粉者双方の系統関係の分析をすすめる。送粉者を共有するメリットについて、送粉者を共同で誘引する効果がいわれているが、それに加えて、送粉者の移動を促す効果があるという仮説を得た。これについても、理論的に検討したい。
異学の禁と漢詩－天明・寛政期の日本における漢詩の位置づけ

2014年度は、(1)中村蘭林の学問における漢文・漢詩・和歌の役割をそれぞれ調査・分析し、口頭発表・論文投稿を行い、(2)山本北山の新出文献(書簡・文集)を調査した。なお中村蘭林は、寛政異学の禁の主導者の一人、柴野栗山の師であり、寛政異学の禁の前段階ともいえる近世中期半ばの江戸における学術・文芸の展開について理解する上で重要な人物である。また山本北山は、寛政異学の禁前後に、異学の禁には関与しない形で、江戸と秋田で儒学と漢詩文の世上への浸透に貢献した人物である。(1)については、(ア)蘭林が室鳩巣の文芸観を継承したことと反朱子学の立場に転じなかったことを検証し、蘭林が必ずしも仁斎・徂徠学に依拠せず、むしろそれらと並行・競合する形で、朱子学者としての独自の立場から、古代中国の散文を学ぶことに意義を見出していた可能性を指摘し、また(イ)宝暦10年の時点の蘭林が、徳川将軍及び家臣団に、和歌の吟詠を媒介として、平安時代の天皇・公卿の徳行・学識から感化を受けさせながら儒学を学ばせ、家臣団には学力に応じた人材登用を課す提案を行っていたことを検証した。寛政異学の禁の前段階として位置づけられる文教政策立案の規範が、中国ではなく日本、しかも武家政治以前の朝廷に見出されていた点、また漢詩文ではなく和歌がその契機とされた点は特筆されるべきである。(2)については、(ア)秋田県古文書館所蔵の書簡など史料約120点、並びに(イ)関西大学図書館所蔵の朝川善庵(編)『北山山本先生文集』巻五(写、端本)を調査した。以上の調査研究を通して、寛政異学の禁と漢詩の詩風変化をそれぞれ〈思想〉と〈文学〉だけの問題として扱うのではなく、〈近世中期日本における文教振興〉という広い視座の内に位置づけるための基盤を少しずつではあるが築き上げることができたと考えている。26年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度の研究成果は、(ア)修士論文で得られた山本北山関連研究成果の整理と発表、(イ)江戸時代中・後期における諸芸のあり方に関する具体的な研究、に二分できる。(ア)では、修士論文の一部として行った山本北山の諸芸論研究を精錬し、(1)儒者と諸芸指導書、及び経世済民と技芸の関係、(2)〈男性らしい〉芸道としての挿花、という二つの視角から口頭発表・論文執筆を行った。(1)については日本近世文学会の全国大会にて口頭発表を行い、同学会誌への論文投稿を予定している。(2)については、東京大学比較文学比較文化研究室発行の英文論文集に論稿を投稿済みである。少なくとも山本北山の視点から見れば、天明・寛政年間の詩風転換が経世済民(特に教化)と不可分であることを確証した。(イ)では、(ア)(1)の延長線上として、秦滄浪が棋譜に寄せた漢文の序文を取り上げ、対琉球の外交手段としての囲碁のあり方を追究し、米国のアジア研究学会全国大会にて口頭発表を行った。囲碁が広く一般に行われる娯楽でありながら、実際的な外交手段としても機能しており、且つそれに一儒者が注目していたことを確認できた意義は大きかった。以上の研究を通して、寛政異学の禁と漢詩の関係を推し測るためには、まず同時代の広範囲な学芸奨励、中でも儒者による諸芸(儒学・漢詩文・武術・挿花・書・囲碁・医学・卜占など)の奨励のあり方の解明が必須であることを強く認識した。結果、寛政異学の禁に関与した人物の詩論に焦点を当てる研究は、より広範囲な学問・芸術の奨励の研究の一端として位置づけられる必要があることが判明した。それ故、異学の禁関係者の個別研究から全体像の描出、との展開が予想されていた当初の年次計画は、全体像の把握から個別研究へ、という手順へと反転させられるべきであり、平成24年度は3年次の計画として提示していた全体的な枠組みの研究を行ったことになる。平成25年度の研究成果は、(ア)山本北山の詩文諸芸論に関する研究の全国学会誌への掲載、(イ)中村蘭林の作文論・詩歌論の調査研究、(ウ)江戸時代中・後期における教訓和歌の調査研究、の三点に整理できる。(ア)『近世文藝』第99号に掲載された論文で、山本北山が詩文論においては荻生徂徠の擬古説を否定する一方、儒学においては荻生徂徠の経世思想を引き継いでいる点、また北山の詩文諸芸論の根底には、個人の修身・心の涵養ではなく、制度・風俗の整備を介した教化を目指す経世観が作用していた点について論証し、新説を提示した。天明・寛政期における詩風転換と儒学・経世学の関連の一端を明らかにすることができた。(イ)寛政異学の禁に先行して朱子学の奨励を企図した奥儒者、中村蘭林の学術と詩文論について調査をすすめ、暫定的な研究結果について第6回学際日本駒場フォーラムで口頭発表を行った。蘭林が詩文・詩歌の制作の奨励を通して如何なる教化を目指したか、特に山本北山との対比によって明らかにした。(ウ)天明・寛政期前後における雅文芸と修身・教化の関係を探るべく、教訓和歌の調査研究に着手した。

まずは幕臣、野田成勝による教訓和歌集『要語歌』(文化14年〈1817〉序刊)を取り上げ、フランス・パリで開催された国際比較文学会大会で口頭発表を行い、漢文・漢語による頭注・傍注の分析を通して、儒学と和歌の直接的な接点について明らかにした。漢詩を扱う上では和歌にも注意を払うべきであることが明らかになった。以上の調査研究により、天明・寛政期前後の漢詩と儒学の関連について更に理解を深め、先行研究が指摘する以上に、反擬古の立場を標榜する儒者の詩論・文芸観が、各々の儒学思想、殊に各々が理想とする「教化」のあり方に依拠していることを明らかにすることができた。2014年度は、(1)中村蘭林の学問における漢文・漢詩・和歌の役割をそれぞれ調査・分析し、口頭発表・論文投稿を行い、(2)山本北山の新出文献(書簡・文集)を調査した。なお中村蘭林は、寛政異学の禁の主導者の一人、柴野栗山の師であり、寛政異学の禁の前段階ともいえる近世中期半ばの江戸における学術・文芸の展開について理解する上で重要な人物である。また山本北山は、寛政異学の禁前後に、異学の禁には関与しない形で、江戸と秋田で儒学と漢詩文の世上への浸透に貢献した人物である。(1)については、(ア)蘭林が室鳩巣の文芸観を継承したことと反朱子学の立場に転じなかったことを検証し、蘭林が必ずしも仁斎・徂徠学に依拠せず、むしろそれらと並行・競合する形で、朱子学者としての独自の立場から、古代中国の散文を学ぶことに意義を見出していた可能性を指摘し、また(イ)宝暦10年の時点の蘭林が、徳川将軍及び家臣団に、和歌の吟詠を媒介として、平安時代の天皇・公卿の徳行・学識から感化を受けさせながら儒学を学ばせ、家臣団には学力に応じた人材登用を課す提案を行っていたことを検証した。寛政異学の禁の前段階として位置づけられる文教政策立案の規範が、中国ではなく日本、しかも武家政治以前の朝廷に見出されていた点、また漢詩文ではなく和歌がその契機とされた点は特筆されるべきである。(2)については、(ア)秋田県古文書館所蔵の書簡など史料約120点、並びに(イ)関西大学図書館所蔵の朝川善庵(編)『北山山本先生文集』巻五(写、端本)を調査した。以上の調査研究を通して、寛政異学の禁と漢詩の詩風変化をそれぞれ〈思想〉と〈文学〉だけの問題として扱うのではなく、〈近世中期日本における文教振興〉という広い視座の内に位置づけるための基盤を少しずつではあるが築き上げることができたと考えている。26年度が最終年度であるため、記入しない。天明文化年間における漢詩をめぐる言論を、同時代の儒者・漢学者たちによる教化と諸芸奨励の文脈上に位置づけることができた。また、研究成果を日米の全国学会発表などの場で発表した。山本北山と中村蘭林の著述の詳細な分析を通して、天明・寛政期とその前後における漢詩のあり方を、「教化」との関連において明らかにした。またその研究成果を国内外の学会で口頭発表、並びに全国学会誌上で論文としてまとめ、世に問うことができた。今後は、寛政異学の禁が、同時代の儒者・漢学者たちによる教化と漢詩を含めた諸芸奨励の文脈上にてどのような位置を占めるのかを解明する必要がある。研究計画通り、異学の禁に関与した人物の個別研究を進めていく予定でおり、異学の禁推進派からは西山拙斎と頼春水、異学の禁反対派からは山本北山と大田錦城に焦点を絞ることにする。また、異学の禁以前の幕府における朱子学の様相を明らかにするために、中村蘭林の著述も研究対象とする計画でいる。今後は、「教化」をキーワードとして、天明・寛政期における詩風転換の歴史的な位置づけを更に精錬していく計画である。
新しい幾何学的フラストレーション磁性物質の総合的研究

平成22年度は2次元三角格子を持つBotallackite構造を持つM_2(OH)_3Xの磁性解明を行った。S=1、Heisenbergスピンを持つNi_2(OH)_3X(X=Br,I)は基本的に反強磁性転移する。Ni_2(OH)_3IはNi_2(OH)_3Brと比べてより結晶格子が歪むようになるが、Ni_2(OH)_3Brの三角格子面内で実現していた強磁性主体のスピン相関が、反強磁性の相関と競合するためにフラストレーション性が高まっているを示した。S=3/2、Isingスピンを持つCo_2(OH)_3Xは四面体構造のCo_2(OH)_3Xと同じく複雑な性質を示した。Co_2(OH)_3Brは逐次相転移し、T_<N2>以下で弱強磁性を伴う。スピン容易軸は三角格子面内であり、2つの磁気相ではサイトごとの秩序を示した。Co_2(OH)_3IはT_N=10Kで反強磁性転移する。磁気構造は特定できず解明することができなかったが、incommensurateな磁気構造を取ることが予想される。Co_2(OH)_3Xにおける複雑な磁性は、幾何学的フラストレーション性を有する2次元三角格子上に、単純な方向ではない異方性をもったスピンが存在していることが原因であると思われる。過去に研究されたS=1/2量子スピンによるCu_2(OH)_3Xの磁気考察とともに2次元三角格子Botallackiteの結果を論文投稿予定である。前年度までに四面体構造を持つNi_2(OH)_3Clは、中性子散乱・μSR測定において異なる磁性を示しているが、非磁性置換及びハロゲン置換を行うことで磁性の振舞いを調べた。非磁性置換については選択的置換がなされ、2種類ある磁気反射のうち低温で現れる磁気反射が消失した。一方ハロゲン置換においては、低温で現れる磁気反射が残り、元物質に比べて静的な振舞いを示すようになった。また転移温度は一番置換されたもので2倍程度に上昇した。S=1/2スピンによる四面体構造でその新奇な磁性により注目度が高いClinoatacamiteCu_2(OH)_3Clの単結晶試料による磁気測定を行い、この結果を国際会議で発表した。また前年度までに実験・解析が行われた四面体構造を持つCo_2(OH)_3Brの磁性の結果報告がPhysical Review Bに掲載された。今年度は幾何学的フラストレーション物質M_2(OH)_3X(M:磁性イオン、X:ハロゲンイオン)のうちCo_2(OH)_3Xの研究を中心に行った。過去の研究において、Co_2(OH)_3Clのゼロ磁場における基底状態はカゴメアイス類似の状態とされている。一方、同結晶構造を持つCo_2(OH)_3Brは以前、逐次反強磁性相転移、磁場中で複雑な振舞を示すことを報告した。今回HをD化したCo_2(OD)_3Brの多結晶体の中性子回折測定を行い、世界で初めてゼロ磁場各磁気相での磁気構造を決定した。Co_2(OD)_3BrにおいてはCo_2(OH)_3Clよりカゴメ格子の相関が強いがゆえに、全体ではなくカゴメ格子の1/3のスピンのみが揺らいでいると思われる。磁場中2K以下においては磁気誘起相転移を示し、5kOe以上で全く別の長距離秩序、20kOe以上ではCo_2(OD)_3Clと同じカゴメアイス類似の磁気構造を持つ。この系はフラストレーション性及びスピン異方性が強く、比較的弱い外部磁場でスピン構造が劇的に変化することが分かった。ハロゲンを一部置換したCo_2(OH)_3Cl_<1-x>Br_xにおいてμSR測定を行った。ミクロな視点からこの系のスピン揺らぎが置換率xとともに連続的に変化することを観測した。1軸方向に一様に歪んだ四面体を持つフラストレーションとして他に例がない。ハロゲン置換及び外場によるスピン制御により、磁気構造及びスピン揺らぎを制御することができる特異な物質である。以上の結果は理論・実験双方のフラストレーション磁性研究に解明の糸口を与えるであろう。今年度は、幾何学的フラストレーション磁性体M_2(OH)_3X(M=Cu,Ni,Co,Fe,Mn;X=Cl,Br,I)の単結晶育成を中心に行った。銅系水酸塩化物Clinoatacamiteにおいては、結晶サイズが2mm×1mm×1mm大の現在において世界最大の結晶が得られた。Clinoatacamiteは以前の研究において、T_<N1>=18Kにおいて長距離秩序を形成、T_<N2>=6.4K以下で長距離秩序とスピン揺らぎが共存した相の存在が確認されている。しかし粉末試料を用いた中性子回折ではT_<N1>の秩序は確認されていない。今回、単結晶試料を用いた磁気測定によると新たにT_<N2>以下において、b軸方向に弱強磁性を持つことが分かった。今後単結晶試料を用いた中性子散乱実験等でこの物質非常に特異な磁性を解明することが期待される。三角格子構造を持つCo_2(OH)_3Brは他の三角格子構造のM_2(OH)_3Xと比べて特異な性質を示すことが分かった。

単結晶試料を用いた磁化率測定によると、他の三角格子M_2(OH)_3Xは単純な反強磁性転移を示すのに対し、Co_2(OH)_3BrはT_<N1>=7.7Kにおいて反強磁性転移を示し、さらにT_<N2>=2.9Kで面内方向に弱強磁性成分を持つ転移を示した。多結晶体を用いた中性子弾性散乱測定によると、T_<N1>では他の磁性体と同様な周期での転移を示し、T_<N2>では四面体構造のCo_2(OD)_3Brと同じく、T_<N1>の秩序形成サイトとは全く違ったサイトで秩序が見られ、T_<N2>以下でのスピン揺らぎの存在も示唆される。Co_2(OH)_3Brは他の三角格子M_2(OH)_3Xと比べてスピン相関の競合によるフラストレーション性が強く、詳細な比較することで三角格子における幾何学的フラストレーションの解明が期待される。平成22年度は2次元三角格子を持つBotallackite構造を持つM_2(OH)_3Xの磁性解明を行った。S=1、Heisenbergスピンを持つNi_2(OH)_3X(X=Br,I)は基本的に反強磁性転移する。Ni_2(OH)_3IはNi_2(OH)_3Brと比べてより結晶格子が歪むようになるが、Ni_2(OH)_3Brの三角格子面内で実現していた強磁性主体のスピン相関が、反強磁性の相関と競合するためにフラストレーション性が高まっているを示した。S=3/2、Isingスピンを持つCo_2(OH)_3Xは四面体構造のCo_2(OH)_3Xと同じく複雑な性質を示した。Co_2(OH)_3Brは逐次相転移し、T_<N2>以下で弱強磁性を伴う。スピン容易軸は三角格子面内であり、2つの磁気相ではサイトごとの秩序を示した。Co_2(OH)_3IはT_N=10Kで反強磁性転移する。磁気構造は特定できず解明することができなかったが、incommensurateな磁気構造を取ることが予想される。Co_2(OH)_3Xにおける複雑な磁性は、幾何学的フラストレーション性を有する2次元三角格子上に、単純な方向ではない異方性をもったスピンが存在していることが原因であると思われる。過去に研究されたS=1/2量子スピンによるCu_2(OH)_3Xの磁気考察とともに2次元三角格子Botallackiteの結果を論文投稿予定である。前年度までに四面体構造を持つNi_2(OH)_3Clは、中性子散乱・μSR測定において異なる磁性を示しているが、非磁性置換及びハロゲン置換を行うことで磁性の振舞いを調べた。非磁性置換については選択的置換がなされ、2種類ある磁気反射のうち低温で現れる磁気反射が消失した。一方ハロゲン置換においては、低温で現れる磁気反射が残り、元物質に比べて静的な振舞いを示すようになった。また転移温度は一番置換されたもので2倍程度に上昇した。S=1/2スピンによる四面体構造でその新奇な磁性により注目度が高いClinoatacamiteCu_2(OH)_3Clの単結晶試料による磁気測定を行い、この結果を国際会議で発表した。また前年度までに実験・解析が行われた四面体構造を持つCo_2(OH)_3Brの磁性の結果報告がPhysical Review Bに掲載された。
ガングリオシドによる神経系の機能調節

神経系の形成と神経機能の調節に関わるガングリオシドの役割を明らかにすることを目的として以下の検討を行い、新しい成果と今後の解決するべき問題が示された。(1)コリン作動性ニュ-ロンに特異的なガングリオシドが初めて明らかにされた。A系列とα系例のハイブリッド型の新しいガングリオシドで、トリシアロ体とテトラシアロ体の二種類が見い出された。今後、コリナ-ジック機能との関わりの解明が急務となってきた。(2)神経機能の基本をなすシナプス伝達におけるガングリオシドの役割を検討した。神経細胞レベルでの記憶の機序として注目されている海馬シナプスの長期増強が、ガングリオシド存在下に大きく誘発されることがわかった。老齢脳の可塑性を高めるためにガングリオシドを応用する明確な根拠になるものと期待される。(3)ガングリオシドの各種イオンチャネル機能に対する効果を調べるため、脳ωーコノトキシン感受性カルシウムチャネルに結合してその活性を制御していると考えられる2種のタンパク質を同定した。一方、カルシウム、ナトリウム電流におよぼすガングリオシドの効果をパッチクランプ法で調べる準備をしている。(4)脳形成期のガングリオシドの役割を調べるために、胎児脳神経線維先端の成長円錐を単離して、膜タンパク組成とガングリオシドを含む膜脂質の分析を行った。成長円錐から成熟シナプスに至る方化を明らかににした。(5)神経細胞に分化するP19細胞を用いて、cーjun遺伝子を恒常的に発現するC2C5細胞をつくった。C2C5細胞はTPA処理でニュ-ロフィラメント強陽性となり、ガングリオシドGM3は消失したことから、cーjun遺伝子によるGM3の一過性制御が示唆された。(6)ニワトリ受精卵にレチノイン酸注入で多重神経管形成モデルを初めてつくった。抗ガングリオシドモノクロ-ナル抗体を用いて、胎児性C系列ガングリオシドの発現をみたところ、細胞分化よりは神経成長に関わることが推定された。
歯の硬組織に発現する周期パターンの非ゲノム制御機構に関する基礎的研究

本研究は生体の形づくりに遺伝子以外の要因がどのようにかかわるか,との視点から,生体に見られる周期パターンの発現機構とその制御因子の特定を目的としてなされたもので,特にエナメル質成熟過程で発現する動的パターンの制御機構を検討している.本年度は、既に実施したin vitroでの周期パターン形成系の作製実験で得られたデータをもとに,エナメル芽細胞層に発現するパターンの発生周期と個体のバイオリズムの関係を検討した.飼育環境の明暗周期と成熟期エナメル芽細胞の周期パターン形成に及ぼす影響について:ラットを恒明環境で長期間飼育すると個々のラットの行動パターンに乱れが生じ,生体ホルモンの値や血中カルシウム値等にも大きなばらつきが生じることが知られている.そこで長期間恒明環境で飼育したラットと、通常飼育ラットにおけるエナメル芽細胞の形態変化の周期とSA部がつくる縞状パターンの形態を比較したところ、両群で差がないことが確認され、成熟期エナメル芽細胞のパターン形成を伴う周期的形態変化は、飼育環境の明暗周期から独立した、極めて安定した種に固有なリズム現象であることが確認された。ラット切歯エナメル器では、乳頭層とエナメル芽細胞層全体にギャップ結合が網目状に発達しており、成熟期のエナメル器が全体として一つの機能ユニットをなしていると考えられる。事実、エナメル芽細胞層に実験的に嚢胞様変化を起こさせ、エナメル芽細胞層の連続性を局所的に分断したところ、嚢胞周囲の広い範囲でGBHAの縞状パターンの消失や乱れが見られたことは、ラット切歯ではエナメル器の細胞層がギャップ結合でつながれた一つの化学反応槽を形成しており、エナメル芽細胞の形態変化はその反応槽に生じた非平衡化学反応が細胞の機能と形態のリズミカルな変化を誘導した可能性を示している。本研究機関中に得られた実験結果は、生体の形態形成に果たす非グノム反応系の役割の重要さを示すとともに、その本態解明のための足がかりを与えるものと思われる。また、エナメル質形成機構はその実験系として極めて有用であることが示された。本研究は歯の硬組織に発現する特異な周期模様や、その形成細胞が示すリズミカルな形態変化についての本態を解明することを目的に、それらを制御するプログラムが遺伝子上ではなく、生体内の非ゲノム化学反応系にあるのと仮説を検証しようとするものである.初年度の本年は、非平衡化学反応系の一つであるBelousov-Zhabotinskii反応(BZ反応)を用いた自発的パターン形成システムを構築し、エナメル質や象牙質など、歯の硬組織に発現する周期パターンと相同のパターンを発生させるための反応条件設定を行った.更に発現したパターンをビデオ画像に記録してその動態を解析した.BZ反応は一種の酸化還元反応で,反応条件によっては視覚的に認識可能な一定のリズムを発生し(時間的振動反応),更にこの反応系を空間的に展開させることで周期的な縞模様を発生する(空間的振動反応).空間的振動反応は時間軸に沿った化学反応の伝翻であり,BZ反応ではこれが特有な縞状パターンとして伝翻する.本実験で用いたBZ反応の反応液は硫酸、臭素酸ナトリウム、フェロイン、マロン酸の混合液で、これをシャーレや特性の二重ガラス管等に展開すると、暗赤色の反応液中に次々と青い動的な縞状パターンが発生する.本年度の成果として、同心円状、螺旋状、階段状など、GBHA染色によって成熟期エナメル質上に発現が確認されている縞状パターンと相同のパターンが、この反応系で総て再現された.更に発生するパターンが容器の形状と反応液の量に依存して決定されることも初めて確認された.以上、初年度の研究から、歯の成熟期エナメル芽細胞層やエナメル質中に発現する周期パターンが、細胞層または細胞外基質における特異な物理化学反応を反映した現象である可能性が大きいことが示唆された.次年度はパターン形成シミュレーションシステムを確立するとともに、歯の形成細胞を人為的に操作して、細胞層における機能変化がパターン形成に及ぼす影響ついてin vivoの検索を行い、仮説を検証する.本研究は生体の形づくりに遺伝子以外の要因がどのようにかかわるか,との視点から,生体に見られる周期パターンの発現機構とその制御因子の特定を目的としてなされたもので,特にエナメル質成熟過程で発現する動的パターンの制御機構を検討している.本年度は、既に実施したin vitroでの周期パターン形成系の作製実験で得られたデータをもとに,エナメル芽細胞層に発現するパターンの発生周期と個体のバイオリズムの関係を検討した.飼育環境の明暗周期と成熟期エナメル芽細胞の周期パターン形成に及ぼす影響について:ラットを恒明環境で長期間飼育すると個々のラットの行動パターンに乱れが生じ,生体ホルモンの値や血中カルシウム値等にも大きなばらつきが生じることが知られている.そこで長期間恒明環境で飼育したラットと、通常飼育ラットにおけるエナメル芽細胞の形態変化の周期とSA部がつくる縞状パターンの形態を比較したところ、両群で差がないことが確認され、成熟期エナメル芽細胞のパターン形成を伴う周期的形態変化は、飼育環境の明暗周期から独立した、極めて安定した種に固有なリズム現象であることが確認された。

事実、エナメル芽細胞層に実験的に嚢胞様変化を起こさせ、エナメル芽細胞層の連続性を局所的に分断したところ、嚢胞周囲の広い範囲でGBHAの縞状パターンの消失や乱れが見られたことは、ラット切歯ではエナメル器の細胞層がギャップ結合でつながれた一つの化学反応槽を形成しており、エナメル芽細胞の形態変化はその反応槽に生じた非平衡化学反応が細胞の機能と形態のリズミカルな変化を誘導した可能性を示している。本研究機関中に得られた実験結果は、生体の形態形成に果たす非グノム反応系の役割の重要さを示すとともに、その本態解明のための足がかりを与えるものと思われる。また、エナメル質形成機構はその実験系として極めて有用であることが示された。
磁気ピンセットによるマウス胚左右軸決定におけるノード流の作用機構の解明

23年度は磁気ピンセットにより一方向に制御された力を細胞にかけるためには、ノード脇のメカノセンサーと考えられている個々の繊毛に対して少数の磁気ビーズを付着させる試みを行った。磁気ビーズ表面の一部分のみにセンサー繊毛と結合する官能基を修飾し、接着する確率を抑える必要がある。そこで先行研究で報告されているスポットラベル法[Hill et al Biophys. J. 9857-66(2010)]を参考にしてセンサー繊毛に磁気ビーズを付着させることを試みた。表面にStreptavidinを修飾したマイクロ磁気ビーズ(Dynal/Invitrogen社製)をガラス基板上に置き、その上から金をコーティングする。この時ガラス基板の接触しているわずかな表面積を除き、磁気ビーズ表面は金の薄膜でコーティングされる。次にチオール基を持つポリエチレングリコール:Thiol-PEG, NektarTherapeutics社製)をビーズ表面にコーティングさせることでビーズ表面の一部のみがAvidinを持つ状態となる。ノード繊毛表面はあらかじめbiotinylated wheat-germ agglutinin(b-WGA ; Vector Laboratories, USA)を培養液に混ぜインキュベーションすることでセンサー繊毛表面がBiotinを担持する状態にしておく。ここにAvidin化された磁気ビーズを導入することでAvidin-Biotinの結合力により1本の繊毛限られた少数の磁気ビーズのみを付着させることができる。実験の結果磁気ビーズを接着させることには成功したが予想よりも多くのビーズが付着し凝集してしまい繊毛細胞の性質に影響を与えてしまうこととなった。今後はビーズの最適な濃度の検討し細胞に影響をしない実験条件を探すことが必要となる。なお、本研究課題は24年度の若手Bが採択されたため、途中で辞退することとなった。
癌の胎児形質転換の臨床病理と分子機構

これまでの研究成果から高悪性度胃癌のサブタイプとして同定された胎児形質胃癌に特徴的な癌関連遺伝子を網羅的遺伝子解析データベースから抽出し、多数の臨床検体を対象として発現を調べた。まず、既に分子標的薬の存在するHER2の陽性所見は、このサブタイプの胃癌では比較的高頻度(30-40%)に認められ、抗HER2抗体薬の適用となりやすいことが明らかになった。また新規の治療標的候補分子や腫瘍免疫回避関連分子の中に、このサブタイプで比較的特異的に高発現している分子を複数同定した。臨床検体を対象とした免疫染色による発現検討でもこれらの所見が確認されたが、今後はさらにこれらの遺伝子増幅や悪性度との関連について、対象症例を増やして解析を進めている。これまでは主に進行癌を対象に検討を行ってきたが、早期胃癌における胎児形質の意義についても検討を実施した。粘膜下層浸潤癌の外科切除症例約200例を対象に、胎児形質マーカー(AFP, SALL4, GPC3, CLDN6)の発現を調べた所、これらの陽性所見は脈管侵襲などの高悪性度因子との有意な相関が認められた。今後は300例程度まで解析症例を増やし、胎児形質が早期胃癌においてリンパ節転移リスク因子となるか検討を行う。これらの成果により、悪性度の高い胎児形質癌において有力な分子標的薬候補の同定や成り立ちの理解、また早期胃癌においては局所切除の妥当性の指標となる知見が得られることが期待される。今年度予定していた胎児形質マーカー遺伝子のメチル化解析は実施できなかった一方、胎児形質胃癌に特徴的な分子の抽出および免疫染色による発現検討では、悪性度との関連、あるいは治療標的として有力な分子が複数同定でき、概ね順調に進展していると考えられる。胎児形質マーカー発現の分子機序について、エピジェネティックな変化、特にDNAメチル化異常が関連しているという仮説の検証を進め、さらにこの変化をもたらす分子機構に迫っていく。胎児形質の早期癌での意義を明らかにするため、早期胃癌症例数を増やして胎児形質とリンパ節転移リスクとの関連について検討を行う。胃癌以外の主な癌種についても胎児形質転換が生じていることやその頻度を明らかにするため、肺癌や胆膵癌等でも臨床検体を用いて胎児形質マーカー発現や臨床病理学的因子・予後との関連について解析を進める。今年度予定していたDNAメチル化解析を翌年度に実施することとなったため、これに必要な費用を翌年度分として請求した。
ミクロ空間での不均質過熱状態における気泡生成機構の解明

昨年度に引き続き、マイクロアクチュエーターへの応用を念頭に置いて、マイクロメートルオーダーの気泡の生成とその挙動を実験的に明らかにした。加熱のための電気ヒーターは、半導体微細加工技術を用いて製作したもので、一部分だけ線幅を細くして抵抗値を上げることで実現している。計約200種類のヒーターはマイクロスケールでそれぞれ異なる非一様な温度状態を形成することを期待している。幅1ミクロンから2ミクロンのヒーターによってフロリナート中で生成される気泡は観測可能となるのが2ミクロン程度であるのに比べ、幅5ミクロン以上のヒーターでは発生した気泡は瞬間的に10ミクロン程度になることがわかった。これは均質核沸騰の結果であり、微細加工技術によるなめらかなヒーター面のゆえんである。光の波長程度である1ミクロン程度の気泡は観測できなかったが、スケール効果による気泡の浮力や対流熱伝達のマイクロスケールでの影響が明らかになった。特に、80ミクロンの長さの半分を高温ヒーター、残り半分を低温ヒーターとした場合には、高温ヒーター上で生成し平衡となっている直径400ミクロンの気泡が、電圧の上下によって屈伸するように低温部のヒーターへ近づくことや、X型のヒーターでは中央の最高温度部で生じた100400ミクロンの気泡が電圧一定の元で自発的に左右に往復運動することが初めて観測された。これらはすべてマイクロスケールでの非一様温度場がもたらした気泡界面の表面張力勾配に依存するマランゴニ効果によるものと推測できる。さらには、気泡とヒーターの間の薄い液膜を通る熱伝達も、マイクロ気泡の挙動に非常に重要な役割をすることがわかった。マイクロアクチュエーターあるいはマイクロエンジンへの応用を念頭に、マイクロメートルオーダーの気泡の生成およびその機構の解明を進めている。今年度はまず200種類にもおよぶマイクロ電気ヒーターを九州工業大学マイクロ化総合技術センターの半導体加工装置を用いて製作した。市販されているサーマルインクジェット用のヘッドに内蔵されているマイクロヒーターは100ミクロン程度の大きさであるが、本研究では1ミクロンまでの小ささを実現するため、シリコンウェハー上の酸化膜(絶縁材)に金属で導線を描き、その線幅を局所的に変化させることでジュール発熱させるという方法を採用した。一般に微小な気泡ができるためには局所的に非常に高温な部分を作ることが必要だからである。これまでのところ段差型とX字型のヒーターを用いて10ミクロン以下の気泡の生成を確認しており、気泡の成長の様子も新たに購入したレーザーフォーカス変位計でサブミクロンオーダーの精度で計測が可能となった。温度場との関連やヒーター形状の影響など詳細な検討は継続中である。またCWレーザー加熱による微小気泡の生成も試みたが、吸光部であるところのカーボン系塗料をコートした面積を10ミクロン以下にするのが困難で100ミクロン以下の気泡の安定生成には至っていない。一方、理論的に現象を理解するための手段として二相流を扱える数値コードをCIP法とC-CUP法を組み合わせて作り、界面の大変形にも適用可能などその有効性を確かめた。