hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アセチルコリン受容体並びにNaのチャンネルに対する麻酔薬の作用機序の解析ー培養副腎髄質細胞での検討ー

ハロセンは,前者を抑制した(IC_<50>1.3do)が,後者に対する抑制は弱かった(IC_<50>>20%).他方,ドロペリドールは,後者を強く抑制した(IC_<50>34μM)が,前者に対する抑制は弱かった(IC_<50>>100μM)(雑誌論文2,3).2)^3H-フェンサイクリジンは,ニコチン性受容体-イオンチャンネル複合体近傍(Ko4.3μM),電位依存性Naチャンネル近傍(Kd77.4μM)に結合し,カルバコール(IC_<50>10μM),ベラトリジン(IC_<50>56μM)による^<22>Na流入,カテコールアミン分泌を阻害した(雑誌論文4).3)高濃度カリウムによる^<45>Ca流入は,上記のいずれの麻酔薬によっても阻害されなかった(雑誌論文1, 2, 3, 4).4)以上の成績から,麻酔薬は(1)Caチャンネルを阻害しないが, (2)カルバコールによるNa流入,ベラトリジンによるNa流入を選択的に抑制することにより, Ca流入に依存した細胞機能を低下させることが示された.5)副腎髄質細胞のNaチャンネルが,神経組織のそれに極めて類似していることは既に報告した(雑誌論文5). ^3H-サキシトキシニン, ^3H-L-ニコチン, ^3H-フェンサイクリジン, ^3H-テトラカイン結合に対する各種麻酔薬の影響を検討し,麻酔薬の細胞膜での作用点,作用機序の解析を進めるべく準備中である.前年度、私達は、ケタミン、ドロペリドール、フェンサイクリジンなどの全身麻酔薬が、(1)電位依存性Caチャンネルを阻害しないが、(2)ニコチン受容体ーイオンチャンネルを介する細胞内へのNa流入、並びに、(3)電位依存性Naチャンネルを介する細胞内へのNa流入を抑制することによって、結果的には、カルバコール、ベラトリジンによるCa流入、カテコールアミン分泌を低下させることを示した。本年度は、1.^3Hーフェンサイクリジン結合:ニコチン様受容体ーイオンチャンネル複合体近傍(Kd4.3μM)並びに、電位依存性Naチャンネル近傍(Kd77.4μM)に結合した。この結合は、カルバコール、ムスカリン、クラレ、ヘキサメトニウム、テトロドトキシン、ベラトリジン、αーサソリ毒では阻害されなかった。ドロペリドール(100μM)、ケタミン(100μM)は、結合を40.3、80.1%まで低下させた。2.電位依存性Naチャンネル:^3Hーサキシトキシニン結合はkd5.8nM、Bmax427.2fmols/10^7cellsであった。ケタミン(1mM)は結合を阻害しなかった。3.ニコチン様受容体:^3H-l-ニコチン結合のkd(50μM)は、l-ニコチン作用のEC_<50>(16μM)とほぼ一致した。結合は、saturable,reversibleであり、association dissociationのhaef-timeはそれぞれ90秒であった。ケタミン(100μM)は結合に対して影響をあたえなかった。以上、1.全身麻酔薬は、ニコチン様受容体ーイオンチャンネル複合体並びに、電位依存性Naチャンネルに機能的に連関した部位に結合し細胞内へのNa流入を阻害するが、その正確な結合部位は同定し得ないこと、2.ドロペリドール、ケタミンは、それぞれ1度の差はあるものの、フェンサイクリジンと結合部位を共有することが示された。
胎児期からの親子による適塩和食と健康づくりの推進

本研究は適塩と和食の推進により、地域の乳幼児とその両親の循環器疾患予防と健康増進を目指すクラスター比較対照試験である。平成27、28年度は、京都府内2市2町に協力を依頼し、1市1町を介入地域と対照地域に割付け、乳児前期健診対象児の両親1,525人(父親752人、母親773人)を対象に、ベースライン調査として早朝尿のNa、K、Cr測定と自記式食生活調査を実施し、推定食塩摂取量および尿中Na/K比の個人結果を返却した。平成28、29年度は、介入地域の乳児後期健診で、尿検査の集団結果を掲示、リーフレットと毎月一汁三菜の献立を写真で示した食育カレンダーを1世帯に1部配布するとともに、個人の尿検査と食生活調査結果に基づく食支援を行った。平成29年6月平成30年8月は、1年半後の1歳8カ月健診において、主観的暮らし向きを加えた食生活調査(追跡調査)を実施し、減塩意識および食物摂取頻度の変化を父母別、主観的暮らし向き別に明らかにした。ベースラインと追跡調査の両方に回答した210人71.9%(父親81人62.3%、年齢36.5±6.0歳、母親129人79.6%、34.5±5.1歳)を対象とした。追跡調査の結果、1年半後では父母共に減塩意識が有意に上昇した。乳児前期健診の推定食塩摂取量とNa / K比で4群に分けて追跡したところ、食塩・Na/K比高値群で汁物摂取頻度が改善した。2歳5カ月児健診では、減塩と野菜・果物摂取推奨の印刷媒体と、調味料の使用に用いる1mlの計量スプーンを配布し、市の管理栄養士が個別指導を実施した。平成31年1月からは、最終評価として、3歳半健診において両親と児を対象に尿中塩分測定調査と食生活調査を開始した。介入地域全体への啓発として、平成29年は全医療機関、平成29、30年は全幼稚園、保育所に食育カレンダーを配布、掲示を依頼し、活用状況を電話で聞き取った。介入地域では、1歳8カ月児健診において、食育効果を追跡調査により確認した。また、地域において若年期への健康増進の取組を効果的に進めていく資料として、暮らし向きと食習慣との関連について調査した。2歳5カ月児健診において、追跡調査で得られた食育前後の食物摂取頻度と減塩意識の結果を両親や関係者に情報提供した。介入地域では、乳児後期健診、1歳8カ月児健診、2歳5カ月児健診において食支援を継続的に実施した。3歳半健診で、両親に加え、児でも尿中塩分測定調査を実施するにあたり、介入地域と対照地域2市2町の保健師、管理栄養士と方法等について協議し、平成31年1月より調査を開始した。介入・対照地域ともに、最終評価として3歳半健診において、両親と児を対象に尿中塩分測定と食生活調査を実施する。調査対象者はおよそ保護者約1200人、児約600人である。早朝尿による推定食塩摂取量と尿中Na/K比を測定し、食生活調査の結果と合わせて、個人と集団への還元を行う。介入地域と対照地域の両親と児の推定食塩摂取量、尿中Na/K比、および両親の変化量の比較を行う。本研究は、胎児期から乳幼児期に至る子どもとその両親を対象に、医師、管理栄養士、保健師がチームを組んで、適塩と和食の推進により循環器疾患予防と健康増進を目的に、栄養アセスメント、計画立案、評価の公衆栄養マネジメントを5年間継続して行うクラスター割り付け比較対照試験である。研究初年度である平成27年度は、研究計画を倫理委員会に申請し、許可を得た。【対象】京都府内2市(南丹市、長岡京市)2町(京丹波町、精華町)に協力を依頼し、調査方法等について個別に協議を重ねた。その結果、京丹波町と南丹市は介入地域、精華町と長岡京市は対照地域として研究協力が得られた。平成27年10月より6カ月間の予定で、介入地域の乳児前期(4ヶ月)健診対象児の父親と母親を対象に研究を開始した。【方法】乳児前期健診時に起床後第1尿を提出させ、ナトリウム(Na:mEq/l)、カリウム(K:mEq/l)、クレアチニン(mg/dl)を測定し、田中の計算式により推定食塩摂取量、推定カリウム摂取量、尿中Na/K(ナトカリ比)を算出した。尿検査は、検査会社に委託して炎光法により測定を行った。また、身体特性2項目、食品摂取頻度8項目の自記式食習慣調査を実施した。【結果】南丹市では51人、京丹波町では55人の研究協力者を得た。これらの協力者の尿検査の結果から、塩分と野菜類等の摂取状況を評価し、助言をつけて個別返却した。今後は、ベースライン調査を各市町において、6カ月間継続し、以後の乳幼児健診において、母親を対象とした健康教育を実施する予定である。対照地域である1市1町においては、平成28年度からの実施の許可が得られた。研究助成の採択結果を受け研究計画の審査を大学倫理委員会に申請したが、開催が8月下旬となり研究開始が遅れた。倫理委員会の承認を得て、2市2町の行政に依頼、担当者との協議を重ね、首長に対する依頼、決裁、住民への周知に予想以上の時間を要した。

しかし、予定した地域の研究協力は予定通り得られている。本研究は適塩と和食の推進により、地域の若年期からの循環器疾患予防と健康増進を目指すものである。平成27年度から28年度は、ベースライン調査として乳児前期健診受診児の両親を対象とし、食習慣と推定食塩摂取量および尿中Na / K比との関連を検討した。【方法】京都府内3市町の乳児前期健診受診児393人(受診率97.2%)の保護者755人(2053歳、父369人、母386人)のうち、研究同意者449人(同意率59.5%)から、記載不備、高血圧治療中、早朝第1尿以外の者を除外した366人(解析率48.5%、父166人、年齢34.5±5.4歳、母200人、32.1±4.9歳)を解析対象とした。性、年齢、身体特性、授乳状況、食物摂取頻度7項目、減塩意識、採尿時間について自記式調査を実施し、尿中Na、K、Cr値を測定し、推定食塩摂取量(g /日)および尿中Na / K比(mgEq比)を算出した。食物の高摂取群と低摂取群、減塩意識の有無により対象を2群に区分し、性別に推定食塩摂取量と尿中Na / K比の中央値を比較した。【結果・考察】推定食塩摂取量の中央値は父7.7、母8.1と、父が有意に低かった。母の授乳による食事摂取量増加の影響が考えられた。尿中Na / K比は父4.1、母3.9で有意差はなかった。父の推定食塩摂取量は、漬物高摂取群8.6が低摂取群7.6より有意に高かった。母の推定食塩摂取量は、減塩意識あり群8.0が意識なし群8.5より、野菜高摂取群7.9が低摂取群8.5より有意に低かった。母の尿中Na / K比は、野菜高摂取群3.6に対し低摂取群4.3、大豆製品高摂取群3.1に対し低摂取群3.9、果物高摂取群3.5に対し低摂取群4.0と、いずれも高摂取群で有意に低かった。地域の若年女性において、野菜、大豆製品、果物の高頻度摂取により尿中Na / K比が低下している可能性が示唆された。介入地域1市1町と対照地域1町のベースライン調査が計画通りに終了し、推定食塩摂取量と食事パターンとの横断的分析を実施することが出来た。また、新たに開始した対照地域1市の調査が順調に実施されている。介入地域の1市では、平成29年6月から平成30年3月の1歳8カ月児健診において、大学と市が共同で作成した食育資料による個別指導を、市の管理栄養士が実施した。また、健診対象児の保護者に対して、乳児前期健診と同様の項目に新たな質問を加えた食生活調査を実施した。子育て世代における食物摂取頻度および減塩意識の食育前後の変化を明らかにすること、また、父母別の暮らし向きと1食物摂取頻度、減塩意識、2身に付けたい食知識(以下、食知識)、3健康情報入手源(以下、情報入手源)の関連を把握し、地域における健康格差の縮小の一助とすることを目的とした。平成29年610月までの追跡調査の結果、減塩意識が全体で有意に上昇し、実施した減塩行動として調味料を減らす、野菜を多くとる割合が高かった。これは、これらの行動が実施しやすいことを示唆していると考えられる。食の情報源は男女で差がみられた。父親はテレビに偏るが、母親は料理の作り手となる場合が多いので料理アプリが最多で、雑誌や本からも父親の2倍の割合で情報を得ていた。子育て世代が多く使い、生活の中で利用しやすい手段を食育の介入源とすることが重要であると考える。暮らし向きとの関連は、父親では、全体的に食に対する関心が低く、主観的暮らし向きと食生活の関連は少なかったことから、全体への支援の必要性が示唆された。
非アルコール性脂肪性肝疾患の発症・進展におけるスカベンジャー受容体発現細胞の意義

非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)では酸化ストレスが病理進展機序の一端を担うと考えられるが、その詳細は未だ不明のままである。酸化ストレス傷害の一様式である肝細胞風船様変性は、非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)診断の要件となっているが、判別に難渋することが稀でない。本研究はユビキチン免疫組織化学染色の併用がNASH病理診断に有用であることを示した。さらに其の様にして正確に診断されたNASH/NAFLD組織標本において、スカベンジャー受容体を介しマクロファージに取り込まれる酸化リン脂質の局在が腫瘍壊死因子産生と密接に関連することが示され、酸化ストレス悪循環回路形成の可能性が示唆された。動脈硬化性疾患との疾患背景の類似性から、非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)、特に非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)進展機序には、マクロファージ・スカベンジャー受容体が重要な役割を担っていると考えられる。その関与を明らかにするため、タンパク・転写物の組織局在同定を軸に本研究プロジェクトを立案した。具体的にはKupffer細胞および活性化星細胞におけるスカベンジャー受容体の発現が、炎症性サイトカインや増殖因子をメディエイターとした炎症性・線維化プロセスに如何なる影響を与えうるのかについて、ヒトNASH/NAFLD病理検体を対象とした検討を計画した。NASH/NAFLDについては、その病態・病理機序のみならず、疾患概念についても十分なコンセンサスが確立されているとは言い難く、ごく最近、本研究開始の直後に国際的な診断基準の見直しがあった。そのため本研究の検討対象として予め選出していた症例に、診断の見直しを強いられたが、その過程で診断ツールとして肝細胞内のユビキチン陽性凝集物の存在が有用であることを明らかにすることが出来た。NASHの診断には、小葉中心性の大滴性脂肪化に加えて風船様変性を示す傷害肝細胞の出現が必須となっているが、これを同定することが症例によっては困難な場合があり、風船様変性に伴って傷害肝細胞内にしばしば形成されるユビキチン陽性凝集体の検出が補助的所見として病理診断にきわめて有益であった。以上の検討により得られた所見を、繰越研究費用を活用しデータのブラッシュアップを行った上で、国内外の学会や医学雑誌上に発表した。非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)、特に非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)進展機序には、マクロファージ(Mφ)・スカベンジャー受容体(SR)が重要な役割を担っていると考えられる。その関与を明らかにするため、主要因子の組織局在同定を軸に本研究プロジェクトを立案した。具体的にはクッパー細胞および活性化星細胞におけるSRの発現が、炎症性サイトカインや増殖因子をメディエイターとした炎症性・線維化プロセスに如何なる影響を与えうるのかについて、ヒトNASH/NAFLD病理検体を対象とした検討を計画した。昨年度から収集・組織診断の再検討をすすめてきたNASH/NAFLD病理検体に対し、以下の免疫組織化学的検索を行った。数種のSR、酸化ストレスの指標でありSRのリガンドとして重要な過酸化リン脂質(oxPL)、そしてNASH/NAFLD病態における主要な炎症性サイトカインである腫瘍壊死因子(TNF-α)について、免疫組織化学単染色/二重染色を行い、これら因子の組織発現・局在と相互の関連性について検討した。oxPLは、脂肪化肝細胞およびMφ/クッパー細胞に局在が観察され、脂肪化肝細胞の酸化傷害および血中酸化脂質の取り込み・細胞内蓄積を反映すると考えられた。oxPL陽性細胞数は組織学的傷害度と有意な相関を示した。一方TNF-αは、Mφ/クッパー細胞に発現しており、陽性細胞数は組織学的傷害度および血中肝酵素値と相関した。TNF-α陽性細胞数はoxPL陽性細胞数との間にも有意な相関を示し、TNF-α発現Mφ/クッパー細胞の多くがoxPL局在を伴っていた。以上の研究結果は、NASH/NAFLD肝組織におけるoxPL局在とTNF-α発現との密接な関連性を明らかにし、両因子の相互連関による酸化ストレスの増強を介したNAFLD/NASH発症・進展プロセスへの関与を示しているものと考えられた。交付申請以降に国際的な非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)診断基準の見直しが行われ、収集サンプルの再検討とサンプルの追加を余儀なくされたものの、予想されたよりも早くに研究遂行に必要なサンプル数を確保出来、遅れを取り戻すことができた。25年度が最終年度であるため、記入しない。計画2年目の研究内容を予定通りに進める。ただし免疫組織化学的手法による検討を優先し、確実に結果を得られるようにアレンジする。
受精能獲得と透明帯付着機構に関する精子の形態学的研究

1.受精能獲得(CAP)に伴うブタ精子の細胞膜変化凍結割断法でのハムスター精子のCAPにおける観察で、先体周囲細胞膜(PAPM)に顕著な変化が見られたので、PAPMに大小の膜内粒子(IMP)を持つブタ精子を用いてより詳細に観察した。CAP溶液中での培養時間の延長に伴ってIMPとFilipin-ステロール複合体の欠損領域が拡大し、ステロールの減少がIMPの減少に先行した。IMPの単位面積当たりの密度の変化を調べ統計的解析を試みた所、小粒子は減少し、大粒子はPAPM全体では変化しないことが明らかになった。これらの観察から膜ステロールや小粒子は膜の安定化に寄与して時節を得ない膜融合を阻止し、CAP中に減少して膜構造が単純化し、先体反応時の外先体膜との融合が可能になると考えられる。2.透明帯認識付着タンパク質SP56のマウス精子における局在マウス精子のもつ蛋白質SP56(Mr56,000kD)は、マウス卵の透明帯を構成する糖蛋白質の一つZP3と特異的に結合する(Bleil JD & Wassarman PM 1990:Proc.Natl.Acad.Sci.USA 87;5563-5567)。我々はDr Bleilと共同で形態的アプローチからこの蛋白質が同種卵の認識と透明帯への付着に関与する証拠をえた。マウス精子の頭部は特有な釣り針状をしているが、モノクローナル抗体によりSP56の局在を先ず共焦点顕微鏡で調べた所、SP56は先体部の辺縁に三ケ月状に分布し、既報のZP3の結合位置と一致することがわかった。又これは受精のさいにマウス精子が透明帯に付着する位置ともよく一致する。更に我々は免疫-金コロイド法と表面レプリカ法を組み合わせて、細胞膜表面にある抗原物質の局在を細胞全景の中で電子顕微鏡レベルでとらえる方法を開発した。免疫反応により細胞膜表面に付着した金粒子はPt-C蒸着時にトラップされて、精子が溶解された後もレプリカ膜に残留し、抗原の位置を示しうる。本法によりSP56は精子頭部最尖端部には存在せず、上記先体辺縁部を被う細胞膜外表面に局在する事が確認された。1.In vitro受精能獲得(CAP)に伴うブタ精子の細胞膜変化(公表準備中)齧歯類のCAPを凍結割断法で観察した結果、膜のうち先体周囲細胞膜(PAPM)に最大の変化が見られた事から、PAPMに13nmと8nmの明瞭に異る膜内粒子(IPM)を持つブタ精子を用いて、CAP時に起る細胞膜変化のより詳細な観察を試みた。(方法)射出精子を洗浄後、TYH培養液で4時間培養してCAPを誘起し0、2、3、4時間後に固定し、凍結割断法により観察した。一部の固定精子は0.05%フィリピン溶液で処理し、膜内ステロ-ルの変化を調べた。上記培養条件下では、4時間後にはほぼ全数の精子がCAPを示す超活性運動をし、非常に高い受精率の得られることが確認された。(観察と考察)

0時間(培養開始直後)の精子ではPAPMのIMPは一様に分布している。他種と同様ブタ精子でもフィリピンーステロ-ル複合体(FSC)の密度はPAPMで最大で先体後部細胞膜では踈である。24時間培養した精子では大小様々なIMPやFSCの欠損領域がパッチ状に出現する。パッチの大きさは、時間とともに増大する傾向が見られ、主部、赤道部間に出現頻度の差は見られない。培養後、小粒子(8nmIMP)の数は減少し、大粒子(13nmIMP)の数は変化しないが、一部分に集合する傾向が見られることからIMP欠損領域の出現は大粒子の移動と小粒子の消失によると考えれる。これらの所見はPAPMからのステロ-ルの消失、小粒子の消失及び大粒子の移動により膜構造の単純化した領域が形成されることがCAP中の重要な出来事であり、これにより先体反応時の膜隔合が可能になるらしい。上記と同様の観察をヒト精子について行ったが、PAPMのIMPやFSCの分布に変化は認められなかった。ヒト精子には顕著な個体差の有る事が知られているので、現在、各個人別の検出法を試行中である。In vitro受精能獲得(CAP)に伴うブタ精子の細胞膜変化(公表準備中)ハムスター精子のCAPを凍結割断法で観察した結果、細胞膜のうち先体周囲細胞膜(PAPM)に顕著な変化が見られたので、PAPMに13nmと8nmの明瞭に異る膜内粒子(IMP)を持つブタ精子を用いてCAP時に起るPAPMのより詳細な観察を試み、更にデータを計測して統計的解析を認みた。(方法)Kiev液に保存した精子を実験室に運搬し、TYH液で洗浄後、4時間培養してCAPを誘起し、その間1時間毎に固定試料を得た。又コントロール(C)としてKiev液中の精子を固定した。培養後、精子をカフェインを含む受精培地に移動すると超活性運動を示す精子が遊離するので、これをSU(Swim-up)として固定した。精子の一部はFilipin溶液で処理し、膜内ステロールの変動を調べた。(観察と考察)先体反応した精子の割合を調べるとC=6(単位%) 1h=28 2h=44 3h=51 4h=45と上昇したが、SU=14と少く、受精する精子は培養終了時には末反応と考えられた。以下末反応精子について観察すると時間の延長に従ってIMPとFilipin-ステロール複合体(FSC)の欠損領域がそれぞれC=3(単位%),3 1h=6,13 2h=13,15 3h=16,18 4h=18,27 SU=28,41と上昇し、二者間では常にFSC欠損領域の広がりが先行した。これはPAPMからのステロールの減少がIMPの減少に先行すると考えられる。IMP存在領域で単位面積あたりのIMP密度の変化を大小粒子別々にPE両面の和で調べ、IMP欠損領域分を減じると、それぞれC=595(単位No/μm^2),2692 1h=575,2325 2h=634,1641 3h=592,1789 4h=637,1710 SU=657,1546となり、小粒子は減少し、大粒子は変化しないことが示された。これらの観察から膜ステロールや小粒子は膜の安定化に寄与して時節を得ない膜隔合を阻止し、CAP中に減少して膜構造が単純化し、先体反応時の外先体膜との隔合が可能になると考えられる。マウス精子のもつ蛋白質SP56(Mr56,000kD)は、マウス卵の透明帯を構成する糖蛋白質の一つZP3と特異的に結合する(Bleil JD & Wassarman PM 1990:Proc.Natl.Acad.Sci.USA 87;5563-5567)。我々は形態的アプローチからDr Bleilと共同でこの蛋白質が同種卵の認識と透明帯への付着に関与する証拠をえた。
真空紫外域透過フィルタとフォトダイオードアレイによるプラズマ中の不純物分布計測

真空紫外域でも高い量子効率が得られるシリコンフォトダイオード(AXUVD)アレイと、真空紫外域でバンドパス特性を持つ金属薄膜フィルタを組み合わせたシステムによって、プラズマ中の特定不純物からの真空紫外光強度の空間分布・時間変化に関する情報を、比較的簡便な装置で得ることを目的として、本研究を実施した。前年度までに、真空対応の小型アンプとフィルタ交換機構を含む計測システムの設計・製作、ならびにCHS装置への設置を完了したので、今年度はAl薄膜(膜厚0.2ミクロン)およびその参照用フィルタを用いた計測を、CHSの高密度NBIプラズマ(電子密度5×10^<19>m^<-3>以上、電子温度300eV程度)から放射される真空紫外光(波長17-75nm)に対して行った。参照用フィルタはAl、LiF、およびParylene樹脂の組み合わせにより作成し、この参照用データを差し引くことで真空紫外光強度の空間分布を求めた。既存の斜入射型分光器(観測波長域10150nm)による計測から、フィルタ透過帯域における支配的な発光種は酸素の3価ないし4価イオンであることが分かった。この計測結果から、NBI放電プラズマ中において、低電離酸素イオン不純物からの発光の空間分布の時間変化を高速に測定することができ、プラズマ中心部において発光が放電終了まで順次上昇し、酸素不純物が蓄積して行く様子を観測することができた。本成果についてはサンディエゴで開催された高温プラズマ計測に関する国際会議にて発表するとともに、Review of Scientific Instruments誌にて論文として発表した。当初1組のモジュールのみで計測を行っていたが、その後もう1組のモジュールの製作・設置も完了し、2組で計40チャンネルの計測によってより詳細な空間分布の測定が可能となっている。プラズマ中の特定不純物からの真空紫外光強度の空間分布・時間変化に関する情報を、比較的簡便な装置で得ることを目的として、真空紫外域でも高い量子効率が得られるシリコンフォトダイオード(AXUVD)アレイと、真空紫外域でバンドパス特性を持つ金属薄膜フィルタを組み合わせたシステムを設計し、Al薄膜を用いて実際に製作を行った。Al薄膜(膜厚0.2ミクロン)は真空紫外領域の17-75nmの光子に対して50-60%の透過特性を持っているが、軟X線以上のエネルギーの高い光子も同時に透過する。そこで参照用として、真空紫外域以外はほぼ同じ透過特性を持つフィルタをAl、LiF、およびParylene樹脂の組み合わせにより作成し、この参照用データを差し引くことで真空紫外光強度の空間分布を求めることにした。真空対応の小型20チャンネル電流・電圧変換アンプを製作し、さらにシャッターを兼ねたフィルタ交換機構を含めて全体をICF114のポートに設置できるように、できるだけコンパクトに設計した。フィルタ透過帯域における支配的な発光種は既存の斜入射型分光器(観測波長域10150nm)によって同定する。2個の同一モジュールによって、横長断面の2方向から20チャンネルのAXUVDアレイでプラズマを見込むように設計したが、今年度は単一モジュールのみをCHS装置に設置し、予備的な計測を行った。来年度はモジュールを追加するとともにデータ収集・処理系を整備し、本格的なトモグラフィ計測を予定している。また高Z不純物の輸送を模擬するためネオン・アルゴンなどのガスを少量パフし、その後の放射強度分布の時間変化を調べたり、モデルとの比較により不純物の輸送係数を導出することも計画している。本研究については国内学会においてすでに報告を行っているが、来年度は国際会議での発表および学術雑誌論文の投稿を予定している。
トライボ圧縮静水圧による局所的材料硬化を活用した高品位切削法の新開発

精密機械加工において,加工表面品位の向上は重要である.本研究は,切削点近傍に局所的に圧縮静水圧を導入し余分な塑性変形を低減させつつ加工することで加工表面品位を向上させる切削工具の開発と,それによる切削機構の解明を目的としている.切削機構の解明のため,まずすべり要素を付与した切削工具を開発し,アルミニウムを対象に切削の分子動力学シミュレーションを試みた.その結果,切削溝両肩部のバリの顕著な低減が確認された.続いて,すべりと転がり要素による2種の工具を実開発し,純アルミニウムを対象に切削実験した.その結果,シミュレーションと類似した傾向が確認され,とりわけ転がり要素による優位性が明らかにされた.切削による除去加工において,延性材料ではバリを代表とする余分な塑性変形を,脆性材料では,き裂の拡大による破壊を極力低減させることが,加工後の表面品位を向上させるために求められている.本研究では,すべりないし転がり接触圧により,延性・脆性材料の加工領域に局所的に圧縮静水圧を付与することで材料を硬化させ,簡便に余分な塑性変形やき裂を抑制しつつ精密かつ高品位に切削する新手法を開発する.これにより,研削を用いなければ得難いとされている圧縮静水圧環境を切削にも導入可能となり,高表面品位の加工が実現できると考えられる.平成27年度は,まず,提案手法の効果と工具の設計指針を明らかにするため,分子動力学シミュレーションモデルを構築し,アルミニウムおよびシリコンを被削材に想定し,すべりおよび転がり治具を付与することによって切削点近傍に局所的に圧縮静水圧環境を付与できる剛体ダイヤモンド工具による切削過程のシミュレーションを試みた.その結果,双方の材料に対しても,切削点直下の領域にGPaオーダの圧縮静水圧環境が生成され,バリの低減が達成可能なことを明らかにした.次に,シミュレーション結果を参考にしつつ,実際にすべり治具を付与した局所圧縮静水圧生成型切削工具の製作を試みた.汎用性を考慮して,金属用の局所圧縮静水圧生成型工具は,市販の切削工具を複数組み合わせて連結させる工夫によって実現させた.一方,脆性材料用の局所圧縮静水圧生成型工具は,単結晶ダイヤモンド工具に対し,ピコ秒パルスレーザ照射による除去加工を施すことにより,治具と切削工具が一体型となる方式で実現させた.まず,局所静水圧生成型切削工具のモデルを用いた分子動力学シミュレーションを遂行した結果,切削点近傍における準静水圧の付与と,バリの低減が認められた.次に,金属用に市販工具の組合せによるすべり治具付き静水圧生成型切削工具を試作できた.また,脆性材用に単結晶ダイヤモンド工具のピコ秒レーザ加工により,すべり治具一体型の静水圧生成型切削工具を試作できた.これらの成果は,ほぼH27年度の研究計画に記載した予定のとおりに進んだために得られたことから,おおむね順調と判断した.切削による除去加工において,延性材料ではバリを代表とする余分な塑性変形を,脆性材料では,き裂の拡大による破壊を極力低減させることが,加工後の表面品位を向上させるために求められている.本研究では,すべりないし転がり接触圧により,延性・脆性材料の加工領域に局所的に圧縮静水圧を付与することで材料を硬化させ,簡便に余分な塑性変形やき裂を抑制しつつ精密かつ高品位に切削する新手法を開発する.これにより,研削を用いなければ得難いとされている圧縮静水圧環境を切削にも導入可能となり,高表面品位の加工が実現できると考えられる.平成28年度は,まず,前年度に製作したすべり冶具と切削工具を一体化させたすべり式の局所静水圧付与型単結晶ダイヤモンド切削工具により,純銅を対象に微小引っかき加工装置上において微小切削実験を試みた.その結果,工作物を加圧するためのすべり冶具により,工作物の切削領域に十分な圧縮作用がもたらされれば静水圧による作用が発現し,バリは低減されることが観測された.さらには,汎用旋盤上で,汎用切削チップに高速度工具鋼製のすべり冶具を付与したすべり式の局所静水圧付与型切削工具も設計・製造した.製造した工具を用いて純アルミニウム棒材を切削した結果,静水圧の効果から,すべり冶具を付与した場合は慣用切削に比べバリの生成が抑えられることも確認された.そして,これらの結果が前年度に試みた分子動力学シミュレーションの結果とよく似ていることを確認した.次に,汎用切削チップに,市販の小型玉軸受のレースの外側が工作物と接触する方式を採用した転がり治具として付与した,転がり式の局所静水圧付与型切削工具を設計・製作した.平成28年度に,当初の予定のとおりに,すべり治具付き静水圧付与型工具を用いた微小切削および汎用切削の実験を実施し,バリの抑制に対する提案手法の有効性が示され,さらには,転がり治具付き静水圧付与型工具の設計・製作が実現できた.これにより,平成29年度には,当初の予定のとおりに,転がり治具付き静水圧付与型工具による切削実験と評価,さらには成果のまとめ(すべり・転がり冶具式局所静水圧切削実験結果とシミュレーションの比較を含めた総合的な評価)が実施できることから,上記の判定とした.ただし,計画に遅れが生じることを避けるため,当初の研究計画書に記載したように,工作物材料を絞る選択をした.

具体的には,脆性材料に対する評価は諦め,延性材料に対する評価に絞り,遅れが生じないよう配慮した.切削による除去加工において,延性材料ではバリを代表とする余分な塑性変形を,脆性材料では,き裂の拡大による破壊を極力低減させることが,加工後の表面品位を向上させるために求められている.本研究では,すべりあるいは転がり接触圧により,延性・脆性材料の加工領域に局所的に圧縮静水圧を付与することで材料を硬化させ,簡便に余分な塑性変形やき裂を抑制しつつ精密かつ高品位に切削する新手法を開発する.これにより,研削を用いなければ得難いとされている圧縮静水圧環境を切削にも導入可能となり,高表面品位の加工が実現できると考えられる.平成29年度は,市販の小型玉軸受のレースの外側が工作物と接触する方式による転がり治具を汎用切削工具に取り付けることによって前年度に製作した,転がり式の局所静水圧付与型切削工具を用い,汎用旋盤上において純アルミニウム工作物を切削し,慣用切削工具および前年度に実施したすべり冶具を付与した切削工具による切削実験結果と比較した.その結果,転がり冶具を付与した場合の切削では,切削溝の両肩に生成されるバリの規模が慣用切削に比べて顕著に低減され,さらには,すべり冶具式工具による切削の場合よりもバリ低減の効果が大きいことも明らかにした.また,すべり冶具式工具による切削の場合に見られたような擦過痕も生成されないことを確認した.そして,これらの結果が分子動力学解析結果と同じ傾向を示すことも確認した.よって,研究期間を通じ,すべり式および転がり式の局所静水圧付与型切削工具による切削が,表面品位の向上に対し有用であること,とりわけ転がり式の工具における優位性を明らかにすることができた.精密機械加工において,加工表面品位の向上は重要である.本研究は,切削点近傍に局所的に圧縮静水圧を導入し余分な塑性変形を低減させつつ加工することで加工表面品位を向上させる切削工具の開発と,それによる切削機構の解明を目的としている.切削機構の解明のため,まずすべり要素を付与した切削工具を開発し,アルミニウムを対象に切削の分子動力学シミュレーションを試みた.その結果,切削溝両肩部のバリの顕著な低減が確認された.続いて,すべりと転がり要素による2種の工具を実開発し,純アルミニウムを対象に切削実験した.その結果,シミュレーションと類似した傾向が確認され,とりわけ転がり要素による優位性が明らかにされた.平成27年度に,当初の予定のとおりに分子動力学シミュレーションによって局所静水圧付与型切削の有効性が示され,また,すべり治具付き工具が試作できたことから,平成28年度の計画に示したように,すべり治具付き静水圧付与型工具による延性・脆性材料の実切削による性能評価と,転がり治具付き静水圧付与型工具の設計・試作に取り組む方針である.計画を遅延させないため,当初の研究計画書にも記載したように,被削材を延性材料に絞る変更を取り入れたものの,平成28年度は,当初の計画のとおり,すべり治具付き静水圧付与型工具を用いた微小切削および汎用切削の実験を実施し,バリの抑制に対する提案手法の有効性が示され,さらには,転がり治具付き静水圧付与型工具の設計・製作が実現できた.よって,平成29年度の計画に示したように,転がり治具付き静水圧付与型工具による切削実験と評価,さらには成果のまとめ(すべり・転がり冶具式局所静水圧切削実験結果とシミュレーションの比較を含めた総合的な評価)が実施する方針である.
角度分解光電子分光による極性半導体のスピン軌道相互作用の研究

本年度は、主に下記の3テーマについて、角度分解光電子分光法(ARPES)を用いた強いスピン軌道相互作用と空間反転対称性の破れが創るスピン分裂バンド構造の直接観測と、第一原理バンド計算を基にした微視的機構の解明を目指して、研究を行った。1.レーザーARPES装置の改良と汎用化望遠レンズ付きの高感度カメラを用いて2方向から測定試料をリアルタイム観測することによって、0.1mm程度の試料でも、高精度にフェルミ面の測定を行うことが可能となった。装置性能の評価を行った結果、角度分解能< 0.2度、偏光度>99%、および測定試料上のレーザーのスポット径0.1mmを達成した。2.極性半金属MoTe2におけるトポロジカルバンド構造の研究MoTe2は低温相において、スピン偏極したアーク状のトポロジカル端状態が存在することが示唆されている。本研究では、自ら開発を進めてきたレーザーARPES装置を用いて、極性を有する結晶構造の表と裏において、異なるトポロジカル端状態が形成されていることを明らかにした。3.PdBi2における超伝導状態の研究東大物性研辛研究室と共同研究を行い、低温(1K)まで到達可能なレーザーARPES装置を用いて、バルクとトポロジカル表面バンドの超伝導状態の電子状態を精査した。転移温度以下において、トポロジカル表面バンド構造においても、フェルミ準位の状態密度が減少し、超伝導ギャップが開く様子が観測された。本研究課題を通して、当初想定していた極性半導体という範疇を大きく超えて、超伝導体を含む多様な物質において普遍的に存在するスピン軌道相互作用の役割やトポロジカルな性質を明らかにすることに成功した。さらに、所属研究室において1meVを切る高分解能測定が可能なレーザーARPES装置を定常運転化に至らせ、様々な物質の電子構造の高精度・短時間測定を可能にさせた。27年度が最終年度であるため、記入しない。レーザー角度分解光電子分光装置を用いて、BiTeX (x=I, Br and Cl)のサブ表面領域(2nm)に形成される巨大ラシュバ型スピン分裂サブバンド構造を観測した。スピン分裂の大きさはBiTeXのバルクバンドギャップに対して大まかな反比例関係を示すことが明らかとなり、2次元巨大ラシュバ型スピン分裂伝導帯を得るための物質設計の新たな指針を得た。2. BiTeIにおけるバルク3次元バンド構造とサブ表面2次元バンド構造の分離および解明BiTeIにおいて真空紫外放射光を用いた波長依存角度分解光電子分光を行い、バルクの3次元バンド構造と、サブ表面の2次元バンド構造をそれぞれ分離観測した。最表面から厚さ2nmに存在する電荷蓄積層の中に、結合エネルギー04eVにかけて量子化サブバンド構造(n=1,2)が形成されていることが明らかとなり、サブ表面領域に局在する2次元電子系のバンドエンジニアリングにおいて新たな知見を得た。3.ヘリウム放電管・レーザーを光源とした角度分解光電子分光装置の建設汎用的な光源であるヘリウム放電管を用いた角度分解光電子分光装置を完成させた。さらに、市販の非線形光学結晶BiBO、BBOを用いた汎用的な超高エネルギー分解能レーザー角度分解光電子分光装置を開発した。多結晶Auのフェルミ端を測定することによって7.4 Kにおいてエネルギー分解能0.9meV以下が実現していることを確認した。今後、レーザー光源の高強度・高分解能・偏光選択という利点を活かし、BiTeX (X=I, Br and Cl)に加えて、様々な物質の電子構造の高精度・短時間測定への利用が期待される。本年度は、主に下記の3テーマについて研究を行った。1."レーザー角度分解光電子分光(ARPES)装置の開発と定常運転化"非線形光学結晶BBOを用いてチタン・サファイアレーザーの第四次高調波(FHG)を発生させる際、第三次高調波と基本波の和周波としてFHGを得ると、第二次高調波の倍波としてFHGを得るときに比べて、より短波長のレーザー光を発生させることができる。今年度は、そのような(3+1)倍波を発生させる光学系を購入し、光源のエネルギーが6.41 eV (193 nm)のレーザーARPES実験を行えるようにした。2."層状ビスマス・パラジウム超伝導体におけるトポロジカルバンド構造の研究"b-PdBi2(空間群I4/mmm)は空間反転対称な層状構造を持つ超伝導体(Tc = 5.3 K)である。この物質の電子構造におけるスピン軌道相互作用の効果を明らかにするため、角度分解光電子分光およびスピン角度分解光電子分光を用いてバンド構造とスピン分極の精査を行った。結果として、フェルミ準位を横切るスピン偏極表面状態を観測し、これがトポロジカルに保護されたものであることを明らかにした。[M. Sakano, et al., submitted.]。3."弱いトポロジカル絶縁体候補物質Bi2TeIにおけるスピン分極バンド構造の観測"カリフォルニア大学バークレー校ローレンス・バークレー国立研究所に3ヶ月間留学し、レーザー光源を用いたスピン分解角度分解光電子分光装置によって、新規ビスマス層状化合物Bi2TeIのフェルミ面近傍におけるスピン・電子構造の精査を行った。結果として、非自明なヘリカルスピン構造を有する伝導帯を観測した。

本年度は、主に下記の3テーマについて、角度分解光電子分光法(ARPES)を用いた強いスピン軌道相互作用と空間反転対称性の破れが創るスピン分裂バンド構造の直接観測と、第一原理バンド計算を基にした微視的機構の解明を目指して、研究を行った。1.レーザーARPES装置の改良と汎用化望遠レンズ付きの高感度カメラを用いて2方向から測定試料をリアルタイム観測することによって、0.1mm程度の試料でも、高精度にフェルミ面の測定を行うことが可能となった。装置性能の評価を行った結果、角度分解能< 0.2度、偏光度>99%、および測定試料上のレーザーのスポット径0.1mmを達成した。2.極性半金属MoTe2におけるトポロジカルバンド構造の研究MoTe2は低温相において、スピン偏極したアーク状のトポロジカル端状態が存在することが示唆されている。本研究では、自ら開発を進めてきたレーザーARPES装置を用いて、極性を有する結晶構造の表と裏において、異なるトポロジカル端状態が形成されていることを明らかにした。3.PdBi2における超伝導状態の研究東大物性研辛研究室と共同研究を行い、低温(1K)まで到達可能なレーザーARPES装置を用いて、バルクとトポロジカル表面バンドの超伝導状態の電子状態を精査した。転移温度以下において、トポロジカル表面バンド構造においても、フェルミ準位の状態密度が減少し、超伝導ギャップが開く様子が観測された。本研究課題を通して、当初想定していた極性半導体という範疇を大きく超えて、超伝導体を含む多様な物質において普遍的に存在するスピン軌道相互作用の役割やトポロジカルな性質を明らかにすることに成功した。さらに、所属研究室において1meVを切る高分解能測定が可能なレーザーARPES装置を定常運転化に至らせ、様々な物質の電子構造の高精度・短時間測定を可能にさせた。当初の計画においては極性層状半導体BiTeX(X = I, Br and Cl)を研究対象としていた。本研究ではそれに加えて、空間反転対称性の破れた遷移金属ダイカルコゲナイドやパラジウム・ビスマス超伝導体、新規層状ビスマス化合物半導体において、自発的スピン偏極電子状態を直接観測することができた。それぞれの物質において、巨大2次元/3次元巨大ラシュバ型スピン分裂伝導帯や、バルクにおけるスピン自由度とバレー自由度が結合した電子状態、半金属におけるトポロジカルに保護されたスピン偏極表面状態、といったさまざまな新奇な電気・磁気協調現象を見出すことができた。以上の理由から、本研究は当初の計画以上に進展していると考えられる。27年度が最終年度であるため、記入しない。今後は、これまで観測されたスピン偏極電子状態のうち、その起源が未解明なものについては、さらなるスピン・電子構造の精査や理論計算・他の実験手法を用いて、起源を解明していく。そして、これまでに各物質において観測および起源解明されたスピン偏極電子状態を、統一的観点から見直すことによって、さらなる新規電気磁気協調現象の探査や、スピントロニクス材料開発についての指針を得る。BiTeX (X=I, Br and Cl)のサブ表面・バルクバンド構造の解明、およびレーザー角度分解光電子分光装置の開発を当初の計画よりも早く行うことができた。
やわらかいネットワーク環境構成手法の研究

本研究では、システム環境やユーザ要求の変化に対応できる「柔軟性」を備えた「やわらかい」ネットワークの実現に必要な諸技術を構築することを目指した。これに対して、以下の成果が得られた。1.分散アプリケーションプログラムの動的改版機構の実装運用中の分散システムによるユーザへのサービス提供を中断することなく、分散アプリケーションプログラムをバージョンアンプする技術として、我々は動的改版手法を提案している。これを、TCP/IPネットワークに接続されたUNIXワークステーションに実装し、その実現可能性と有効性を明らかにした。ここでは、通常はディスク等の二次記憶装置に対する読み書きを必要とするチェックポイント取得操作を、プロセスの実行制御のみによって実現することにより、オーバヘッドの大幅な削減を可能とした。2.非同期リカバリプロトコルシステム要素の故障してもユーザにサービスを提供し続けるようなシステムを構築することにより、故障に柔軟に対応するやわらかいシステム構築が実現される。この実現方法としてチェックポイント・リカバリの手法がある。従来のリカバリプロトコルでは、複数のプロセスを同期的に一時停止させる必要があることから、ユーザに対するサービス提供の停止時間が長くなり、システムとしての柔軟性力十分とは言えなかった。我々は、非同期リカバリプロトコルを考案し、この問題を解決した。3.移動体ネットワークのためのチェックポイントプロトコルこれまで、システム故障への対処による柔軟なシステム構築の実現という問題はネットワークに固定された端末を対象として検討されてきた。これに対し、移動体ネットワークに対する技術は十分に検討されていない。我々は、移動体の特性、すなわちネットワークへの接続位置が動的に、しかもユーザの利用中に変化すること、二次記憶装置の容量が十分でないこと、電源容量が十分でないこと、などを考慮した新しいチェックポイントプロトコルを構築することによって、この問題を解決した。4.大規模ネットワーク環境のための多重化技法とその実現プロトコル障害に対して「柔歌に対処可能な」ネットワークを構築するための多重化技法として、擬似能動的多重化技法を提案した。近年のマルチベンダ環境において、インターネットをはじめとする広域ネットワークにおいて,障害時の回復時間の短い多重化技法を提案し、その実現プロトコルを設計した。現在までに、シミュレーション環境下では、従来手法の3割の時間で回復可能であることが確認されている。本研究では、システム環境やユーザ要求の変化に対応できる「柔軟性」を備えた「やわらかい」ネットワークの実現を目指している。1.分散アプリケーションプログラムの動的改版機構の実装運用中の分散システムによるユーザへのサービス提供を中断することなく、分散アプリケーションプログラムをバ-ジョンアップする技術として、我々は動的改版手法を提案している。従来のリカバリプロトコルでは、複数のプロセスを同期的に一時停止させる必要があることから、ユーザに対するサービス提供の停止時間が長くなり、システムとしての柔軟性が十分とは言えなかった。我々は、移動体の特性、すなわちネットワークへの接続位置が動的に、しかもユーザの利用中に変化すること、二次記憶装置の容量が十分でないこと、電源容量が十分でないこと、などを考慮した新しいチェックポイントプロトコルを構築することによって、この間題を解決した。

我々は、移動体の特性、すなわちネットワークへの接続位置が動的に、しかもユーザの利用中に変化すること、二次記憶装置の容量が十分でないこと、電源容量が十分でないこと、などを考慮した新しいチェックポイントプロトコルを構築することによって、この問題を解決した。4.大規模ネットワーク環境のための多重化技法とその実現プロトコル障害に対して「柔歌に対処可能な」ネットワークを構築するための多重化技法として、擬似能動的多重化技法を提案した。近年のマルチベンダ環境において、インターネットをはじめとする広域ネットワークにおいて,障害時の回復時間の短い多重化技法を提案し、その実現プロトコルを設計した。現在までに、シミュレーション環境下では、従来手法の3割の時間で回復可能であることが確認されている。
二酸化炭素/エポキシド共重合体型電解質の創製と特異的なイオン伝導挙動の解明

本研究では、CO2/エポキシド共重合体に見られるイオン伝導挙動の特異性を解明することを目的とした。高塩濃度のポリエチレンカーボネート電解質における特徴的なイオン伝導度の上昇は、α緩和(セグメント運動)に関与しないイオン種が高分子鎖の絡み合いをほぐすことでセグメント運動が活性化し、速くなったセグメントがイオンと共に協同的な運動をするために起こることが示唆された。エーテル含有量が約30%の共重合体は、それぞれのホモポリマーの電解質よりも優れたイオン伝導度を示すことが分かった。得られた電解質のLiイオン輸率は0.7以上を示し、優れた電池特性を示すことが分かった。本年度は、まず単純な構造のCO2/エポキシド共重合体を合成し、カーボネート/エーテル比率(交互性)とイオン伝導度の関係を調査した。具体的には、プロピレンオキシド(PO)を用いた交互性の異なる共重合体P(PC-PO)の合成を行った。重合用の触媒については、Coサレン触媒の他、FeおよびMnコロール錯体を用いた。エーテル結合を多く含むP(PC-PO)共重合体の合成には、特にFe錯体が触媒として優れていることが分かった。P(PC-PO)のエーテル含有量が約0.6%から70%まで5種類の共重合体を合成することに成功した。P(PC-PO)-LiTFSI(60 mol%)電解質の複素インピーダンス測定およびDSC測定の結果からは、共重合体のエーテル含有量が38%のときに最もイオン伝導度が高く、またエーテル含有量が38%および70%のときに最もガラス転移温度が低くなることが明らかになった。得られた各試料のVTFプロットからは、イオン輸送に関する活性化エネルギーEaがエーテル含有量の増加に伴い上昇し、キャリアイオン数に関係する定数Aがエーテル含有量が38%のところで極大値をとる挙動を示すことも分かった。エーテル結合部をある程度含むことによって、金属塩が解離しやすくなり、キャリアイオン数が増加する一方で、エーテル結合を多く含んでしまうことにより、解離したカチオンがエーテル酸素にトラップされやすくなり、キャリアイオン数が減少したためではないかと考えられる。一方、市販のポリエチレンカーボネート(PEC)を用いたLiTFSI電解質の誘電緩和測定および動的粘弾性測定の予備実験を実施した。高塩濃度のPEC-LiTFSIにおける特徴的なイオン伝導度の上昇は、α緩和(セグメント運動)に関与していないイオン種が高分子鎖の絡み合いをほぐすことでセグメント運動が活性化し、速くなったセグメントがイオンと共に協同的な運動をしているために起こることが示唆された。本年度は、前年度に引き続きカーボネート/エーテル比率(交互性)とイオン伝導度の関係を調査した。具体的には、モノマーをプロピレンオキシドからイオン伝導性に優れるエチレンオキシド(EO)に変更し、交互性の異なる共重合体P(EC-PO)の合成を行った。重合用の触媒については、従来のCoサレン触媒の他、ダブルメタルシアニド錯体を用いた。エーテル結合が比較的多く含まれる共重合体の合成には、特にダブルメタルシアニド錯体が優れていることが分かった。本年度は、P(EC-PO)のエーテル含有量が約30%の共重合体を合成することに成功し、そのLiTFSI電解質はそれぞれの共重合成分のホモポリマー(PEOおよびPEC)の電解質よりも優れたイオン伝導度を示すことが分かった。この結果は、前年度までに得られているプロピレンオキシド(PO)系の共重合体P(PC-PO)における基礎知見にほぼ一致するものであり、エーテル含有量が30%付近に最適な共重合体の組成があることが推察される。ポリカーボネート側鎖構造の影響については、エチレンオキシド長が1から3のものを合成し、イオン伝導性との関連を明らかにすることができた。一方、市販のポリエチレンカーボネート(PEC)を用いた高濃度LiTFSI電解質の広帯域誘電スペクトル測定からは、kHz以下の低周波側ではイオンの動きを反映する電極分極の大きな緩和が現れ、kHz以上の高周波側では高分子のセグメント運動に由来する誘電緩和が見られた。PECおよびポリエーテル電解質の誘電損失ピークの塩濃度依存性の比較からは、PEC電解質では2種類のピーク(セグメント運動に由来するα緩和、何らかの局所運動に由来するβ緩和)が観察された。塩濃度増加に伴い、α緩和のピークが増大し、高濃度で高周波側にシフトすることを初めて明らかにした。本年度は、前年度までに得られた様々な交互性のPPCやグリシジルエーテル型共重合体のイオン伝導度を測定した。各種SPEのイオン伝導度は、基礎物性測定により得られる各データとの相関性を詳しく調査し、その特異性の解明を試みた。さらに、各種CO2/エポキシド共重合体型SPEの誘電緩和挙動を解析し、金属塩濃度の増加によるTgの低下を引き起こす要因を考察した結果、以下のことが分かった。イオンと相互作用していない速いセグメント運動(αfast)と、塩の溶解に伴い安定な溶媒和構造を形成することで運動性が低下した遅いセグメント運動(αslow)の2種類の誘電緩和ピークを測定したところ、従来型ポリエーテルとポリカーボネート電解質には2つの大きな相違点があった。1つは、ポリカーボネート型の場合、高濃度において高分子の運動性が向上しているのに対し、ポリエーテル型では低下したこと、もう1つは、ピーク全体の面積(誘電緩和の大きさに相当)がポリカーボネート型では大きく向上したことである。これらは、高分子鎖の剛直性が関与していると考えられる。