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超弦理論の非摂動的定式化

1時空の不確定性原理の定式化米谷は10年以上前に超弦理論における時空の短距離構造を特徴づける一般的指導原理として、「時空の不確定性関係」を提唱した。最近の超弦理論の発展により、この考え方の正しさがますます明らかになってきている。今年度は、この原理の基礎をさらに固めるため、弦の高エネルギー散乱、および量子ブラックホールの力学におけるスケールの特徴づけを調べ、いずれにおいてもM理論のスケールが重要な役割を果たすことをつきとめた。これらの結果を含む、総説的な論文を現在準備中である。2非可換幾何学との関係一方、加藤は、弦理論の非摂動的な定式化を探るため、非可換時空の立場から研究を進めた。今年度は特に、D-braneと弦の相互作用を記述する境界状態を、D-brane側の非可換性をフルに取り入れて構成する事により、世界体積上の非可換性とそれが埋め込まれている外部時空の構造の間の双対的な関係を明らかにした。また、外部B場に由来する非可換性を、開弦と同等であることが知られている非局所的点粒子の理論においてどのようなメカニズムで発現するのかも研究中である。3 D-braneの力学と超対称性風間は前年度、米谷およびJevickiとともに行った拡張された共形不変性の研究に引き続き、Matrix理論におけるD粒子の有効作用の決定に対する対称性の役割についての研究を行った。拡張された共形対称性のみでは一般の軌跡に対する有効作用を決定することができないことを明確にした後、超対称性の解析に取り組み、有効理論における超対称変換が直接導ける形で超対称Ward恒等式を導いた。これらの成果は近日発表する予定である。4拡張されたAds/CFT対応米谷は、拡張された共形不変性を根拠として、行列理論の相関関数と10次元超重力理論との間に拡張されたAds/CFT対応関係が存在すべきことを提唱し、大N極限の行列理論の2点関数を計算することに初めて成功した。その結果は、いわゆるholographyの性質と行列模型の11次元ローレンツ不変性との両立可能性を考察するうえで重要と思われるある種のscreening機構が存在することを示唆している。5不安定D-ブレーン系における超対称性D-ブレーンはいわゆるBPSの性質があるため、超対称を持った理論で通常記述できる。しかし、D-ブレーンと反D-ブレーンが共存する系や、Ramond-Ramond電荷を持たないような不安定な系では超対称性は少なくとも明示的には存在しない。米谷は、このような系を含む一般の10次元開弦理論、すなわち、GSO射影を行わないような系において、N=2の超対称性が自発的に破れた相として存在していることを初めて具体的に示すことに成功した。

米谷は、このような系を含む一般の10次元開弦理論、すなわち、GSO射影を行わないような系において、N=2の超対称性が自発的に破れた相として存在していることを初めて具体的に示すことに成功した。弦理論の背後に潜む原理の探究:米谷は以前から追求している弦理論の短距離時空構造を特徴づける一種の不確定性原理についての研究をさらに進めた。typeIIA弦理論の観点から最も基本的な自由度とみなされるD-粒子の力学のうちもっとも重要な定性的性質である11次元プランクスケールl_pg_s^<1/3>l_sが、確かに時空の不確定性原理と通常の量子力学のハイゼンベルグの不確定性原理を組み合わせることによって導けることを示した。さらに、typeIIB弦理論の立場から基本的とみなされるD-インスタントンの力学に対する自然な模型である行列模型も時空不確定性原理から導けることを示した。その他、時空不確定性原理の立場からのD-粒子の力学に対する超対称行列模型の高次補正の構造を分析、重力子超多量項の真空への凝縮機構の定式化、などについて研究を進めた。D-粒子の力学の解析:風間は、11次元M理論の基本構成要素と考えられる点状のD-brane(D粒子)の量子ダイナミックス(具体的には散乱過程)を研究した。D粒子の散乱については、これまで無限に重い古典的粒子としての取り扱いしかなされておらず、従ってD粒子の反跳効果が本質的である非前方散乱振幅は知られていなかったが、風間は平野と共に経路積分を用いて量子化された有限質量のD粒子と通常の弦の励起状態との一般的な散乱振幅を計算することに成功した。さらに風間は量子化された二つのD粒子同士の散乱振幅を、経路積分、境界状態頂点関数、及び開弦チャンネルにおけるオペレーター形式、という三種の異なる形式で計算する方法を開発した。こうして得られた結果はM理論のミクロな定式化を探る上で重要な情報を与える。曲がった空間におけるD-粒子力学と位相的行列模型の研究:加藤は、まずD-braneの力学を調べるための手掛かりとして曲がった空間上の曲がったD-braneについて調べた。特に群多様体上の可能なD-braneを分類し、弦との相互作用を記述する境界状態を一般的に構成した。またT-双対性の下での変換規則についても明らかにした。この方法は、保存流の自己同型写真像に基づいており適応範囲は広い。次に加藤は、時空の非可換性を出発点にして弦理論の非摂動的な定義を与える一つの試みを提唱した。この考察によればIIB超弦理論の非摂動的定義として先に提唱されていたIIB行列模型の背後には、8元数に基づく自己双対方程式が存在している事が明らかになった。また、12次元の理論との関係も示唆されるが、その意味付けは今後の課題である。1時空の不確定性原理の定式化:米谷は10年以上前に超弦理論における時空の短距離構造を特徴づける一般的指導原理として、「時空の不確定性関係」を提唱した。最近の超弦理論の発展により、この考え方の正しさがますます明らかになってきている。これにもとづき、D-braneの力学の定性的性質が極めて少数の仮定から導き出せるだげでなく、'tHooftやSusskindが数年前に提唱したholography原理の背景としても重要な性質であることを、シカゴ大学のM.Li博士との共同研究により明らかにした。2非可換幾何学との関係:一方,加藤は、弦理論の非摂動的な定式化を探るため、非可換時空の立場から研究を進めた。
韓国における地方政府の「まちづくり」政策と地域共同体の形成過程

1年延長して最終年度となった当該年度は、それまで収集した資料やデータを元に、論文「韓国の大都市基礎自治体における地域共同体の形成過程ソウル・城北区東仙洞と大邱・寿城区上洞を事例に」(北海学園大学経済学会『経済論集』第66巻第3号)を書き上げるとともに、若干の補足調査を行うため大邱広域市寿城区上洞でのフィールドワークと忠清南道洪城郡での聞き取り調査を行った。それらを踏まえて、最終的な研究成果報告書を作成し印刷製本した。当該年度は、主に資料収集及び予備調査を行った。しかし、当初の研究実施計画では研究対象地の地方政府としてソウル特別市、大田広域市、釜山広域市の3広域自治体とその基礎自治体を取り上げるとしてきたが、大田大学校での本務校の在外研修(2015年3月8日9月7日)を通じて新たに忠清南道と大邱広域市を追加し、釜山広域市を外すことにした。1、大田大学校での在外研修中に大田広域市及び忠清南道及び洪城郡のマウルづくり政策に関する行政資料の収集と翻訳を行うとともに、9月中旬に訪問し予備調査を行った。3月中旬には大田広域市の社会関係資本支援センター及び都市再生支援センター、忠清南道庁及び洪城郡庁を訪問し、予備調査を行った。2、ソウル特別市については、9月中旬にソウル特別市マウル共同体総合支援センターを訪問し予備調査を行うとともに、3月中旬に城東区マウル社会的企業支援センターを訪問して予備調査を行った。3、10月中旬に済州大学校で開催された日韓交流研究大会(韓国平生教育学会・日本社会教育学会共催)に参加し、大邱大学校及び大邱広域市関係者と情報交換を行うとともに、韓国全体のマウルづくりについての情報収集を行った。3月中旬には、大邱広域市マウル共同体支援センターを訪問し、予備調査を行った。4、収集した行政資料等を翻訳しなが内容把握に努めた。半年間、本務校での在外研修により大田大学校に滞在していたことにより、各地の行政関係者やマウルづくり支援センター等の担当職員との人脈もでき、資料収集や予備調査等がスムーズに行えているからである。当該年度は、設定した4つのフィールドでの継続的な聞き取り調査及び情報収集、そしてフィールドワークを行った。大邱広域市では、市マウル共同体づくり支援センターで引き続き情報収集を行うとともに、寿城区庁の都市デザイン課を訪問して区のマウルづくり政策について説明を受けた。また、区都市再生支援センターでの情報収集も行った。地域共同体形成過程の事例として、寿城区上洞(サンドン)住民センターを訪問し、マウルづくりの進展状況について聞き取り調査を行うとともに、上洞(サンドン)マウルでのフィールドワークを行った。大田広域市では、引き続き市社会関係資本支援センターでの聞き取り調査を行うとともに、市都市再生支援センターを訪問し、中区元都心再生事業の進展状況について情報収集を行った。地域共同体形成過程の事例として、中区石橋洞(ソッキョドン)マウルづくりについて引き続き情報収集を行った。忠清南道では、新しく設置された道マウルづくり支援センターを訪問し、引き続き道のマウルづくり政策の進展について情報収集を行うとともに、洪城郡の新しく設置された郡マウルづくり支援センターでもその後の情報収集を行った。地域共同体形成過程の事例として、洪城郡長谷面(チャンゴッミョン)オヌイ圏域で関係者への聞き取り調査とフィールドワークを行った。ソウル特別市では、城北区東仙洞(トンソンドン)住民センターを訪問し、区のマウルづくり政策と東仙洞(トンソンドン)マウル計画団のマウル計画について聞き取り調査を行うとともに、マウル活力所の取り組みについて情報収集を行った。地域共同体形成過程の事例として、東仙洞(トンソンドン)マウルでのフィールドワークを行うとともに、関係者への聞き取り調査を行った。収集した資料や聞き取った情報等については、適宜翻訳を行っている。韓国での調査期間が講義等のない年度末に集中せざるをえず、昨年度の現地調査が3月末に修了したばかりであり、現在収集した資料や情報を翻訳しながら整理しているところである。当該年度は、4つのフィールドでの継続的な聞き取り調査及びフィールドワークを行うとともに、学会での研究報告及び論文2本の執筆を行った。フィールドでの調査では、まず8月から9月にかけて大邱・寿城区のサン洞でマウルづくりのリーダーたちへの聞き取り調査を行った。またソウル・城北区のトンソン洞でもマウルづくりのリーダーたちへの聞き取り調査を行った。さらに、忠清南道・洪城郡のオヌイ圏域でも、リーダーたちへの最終的な聞き取り調査を行った。11月には大田広域市の社会関係資本支援センターの前センター長から、ライフヒストリー調査の最終聞き取り調査を行った。学会発表は、7月にコミュニティ政策学会で、前年度までの調査を踏まえて、「韓国における自治体「マウルづくり」政策の進展状況とその比較」と題した研究報告を行った。さらに、12月末及び3月末発行の「韓国における地方政府によるマウルづくり政策とその比較」(北海学園大学経済学会『経済論集』第65巻第3号)「リーダーのライフヒストリーから見る韓国・太田型マウルづくり」(北海学園大学経済学会『経済論集』第65巻第4号)とにおいてそれまでの研究成果を執筆した。3月には、大邱・寿城区のサン洞とソウル・城北区のトンソン洞で最終的な聞き取り調査を行った。現在、その際の調査データの翻訳及び分析作業を行っているところである。

韓国での調査時期が講義のない年度末等に集中せざるをえず、昨年度は最終年度でありながら、年度内にすべての調査研究を終わらせることができなかった。現在、3月に行った調査データの翻訳・分析作業を進めており、夏休み等に補足調査を行い研究を1年遅れで修了する予定である。1年延長して最終年度となった当該年度は、それまで収集した資料やデータを元に、論文「韓国の大都市基礎自治体における地域共同体の形成過程ソウル・城北区東仙洞と大邱・寿城区上洞を事例に」(北海学園大学経済学会『経済論集』第66巻第3号)を書き上げるとともに、若干の補足調査を行うため大邱広域市寿城区上洞でのフィールドワークと忠清南道洪城郡での聞き取り調査を行った。それらを踏まえて、最終的な研究成果報告書を作成し印刷製本した。当初の計画どおり、次年度は各地方政府毎に行政部局・担当者等への聞き取り調査を中心に進めて行く。その際、特に資料収集が遅れている大邱広域市での調査に力を入れていく予定である。今年度8月から9月に各フィールドでの最終調査を行う予定であり、これまで収集して情報をもとに、研究成果をまとめて行きたい。補足調査調査と研究成果の報告(7月のコミュニティ政策学会及び論文執筆)を年内に進める予定である。韓国での調査期間が予定より短かったため。韓国での調査期間が予定より短かったこと。韓国側の研究協力者を招聘した国際研究会の開催を予定(本年6月)
株式市場における投機的バブルと暴落のメカニズム

1998年から2000年にかけて起きた米国のインターネット・バブルとバブル崩壊のメカニズムを研究した。(1)インターネット関連企業の株価の逆累積分布はパレート分布に従っており、パレート指数が1に近づいた時、暴落が起きていることが分かった。(2)バブル崩壊は、イジング・モデルにおける相転移に対応することを理論的に示した。実証研究として、米国の株式市場に上場されている全株式の修正済み株価(日次)の分析を行なった。対象とした期間は、1998年から2002年までのインターネットバブルが生成、崩壊した約5年間である。バブル初期の1998年1月を基準時点として、株価を基準化する。すなわち、相対価格の統計的性質を考察する。ここで、S(O)は、基準時点の株価である。まず全銘柄の修正済み株価を基準時点の株価でわり、相対株価を求め、次に相対株価の分布を日毎に描き、相対株価分布の統計的性質の変化を調べる。相対価格を使うことのメリットは、各銘柄の株価が基準時点から何倍(あるいは何分の1)になったかを調べることができ、相対株価の変化が銘柄そのものの株価の高低に依存しない点にある。次の統計的法則が観察されることを確かめた。(1)相対株価分布は裾野部分でベキ乗則に従っている。(2)相対株価分布のベキ指数α(Gini係数)は、バブル期の1999年からインターネット・バブル崩壊が起きた2000年2月後半にかけて低下してゆき、ベキ指数αはバブルの崩壊(相対株価分布の分散の発散)後、再び上昇している。この実証結果は、日本におけるインターネットバブルの実証結果と一致している。このことから、バブル期には価格、相対価格の価格格差が急激に広がり、これがバブルを崩壊させる前兆になっていることが米国市場のデータでも確かめられた。実証研究として、マルチファクター・モデルを用いて、インターネット・バブル期とその崩壊期の最適ポートフォリオの収益分布を日ごとに描き、統計的性質を分析した。全期間の最適ポートフォリオのリターン分布が負の方向に長い歪んだ分布になっていることが分かった。この結果は、最適ポートフォリオを計算し株式のリスクをコントロールしようとする機関投資家(たとえば、年金基金)がバブル期にIT銘柄を大量に保有し、リスクを負う結果になっていることを示唆している。この理由は規模ファクターをモデルに取り入れることで、ITバブルで資産規模が拡大した株式銘柄が高いウエイトでポートフォリオに含まれるようになり、バブルが成長する段階でそのウエイトが徐々に高まってゆくことがわかった。理論研究として、バブルの生成と崩壊が自律的に起きるメカニズムを説明する理論モデルを提案した。CAPMに従う合理的投資家と他の投資家の行動から自らの行動が影響されるノイズトレーダーが共存するモデルを考え、ノイズトレーダーが他の投資家の投資行動と同時に、株価のモメンタムに従って投資態度を決める、モメンタム・ストラテジーをとる場合、バブルの生成と崩壊が自動的に起きることを理論的に示した。為替市場において、ポートフォリオ・セレクションを行う合理的投資家とキャリー・トレードを行う投資家を仮定すると、同様のメカニズムで、為替レートのバブルとクラッシュが起きることも示せた。昨年度開発したバブルとバブル崩壊の理論モデルをさらに発展させた。モデルの概要は、次のとおりである。伝統的なCAPMに基づいて投資活動を行う「合理的投資家」と他の投資家の動きと市場のモメンタム(トレンド)を予測して投資活動を行う「ノイズトレーダー」が市場に存在すると仮定する。ある確率で価格の上昇トレンドが現れるとノイズトレーダーはさらなる上昇を予想して積極的に投資を行い、他のノイズトレーダーがこの動きに同調するため上昇トレンドが強化されバブルが発生する。バブル終盤に価格のモメンタムが低下すると、突然崩壊(相転移)が起きる。本年度はさらに次のことを研究した。1.確率的効用関数の最大化を通じて投資選択を決めるノイズトレーダー・モデルと、エントロピー最大化モデルの理論的な関係をこの分野の文献をもとに考察した。エントロピー最大化問題の双対性から、2つのモデルが同一であることが明らかになった。この結果は、統計物理学の基礎原理であるエントロピー最大化の観点から行動ファイナンスでしばしば議論されるノイズトレーダーの行動原理を導くことができることがわかった。2.ノイズトレーダーの存在が、株式市場や為替市場で必然的に引き起こすバブルとバブルの崩壊は、エントロピー最大化モデルにおける相転移現象に対応することを理論的に示した。この結果はモデルが相転移(暴落)を起こす前後のノイズトレーダーの投資行動と市場価格の関係を理論的に分析することで、これまで「なぞ」とされてきた株式市場や為替市場の暴落時のボラティリティの変動のメカニズムを理解できると考えられる。
異方性金クラスターの合成法の探索と構造、電子状態の評価

異方的な金クラスターの一つである極細金ナノロッド(AuUNRs)をチオラートで修飾することに平成28年度に成功していた。平成29年度はこの手法をさらに洗練させ、チオラート保護AuUNRs(AuUNR:SR)を5ー15 nmの範囲で長さ制御し、高効率に合成することに成功した。配位子交換されたAuUNR:SRはオレイルアミン保護AuUNRs(AuUNR:OA)と比べ安定であることを、局在型表面プラズモン共鳴(LSPR)の挙動を追跡することで、明らかにした。これは、合成に使われていたアミンに対して、今回採用したチオラートはより強固に金表面に配位することができ、AuUNRsの表面をより強く安定化できた結果であると考えられる。この成果により、AuUNRsの低い安定性を改善でき、単離精製や応用への展開を可能にした。また、透過型電子顕微鏡観察では、AuUNR:OAと同様AuUNR:SRが多重双晶構造を維持していることが分かった。光学特性としては、AuUNRsでは長さとともに長波長にシフトするLSPRが赤外域に見られ、この共鳴波長が直径が10 nm以上の金ナノロッド(AuNRs)と比べて長波長側に観察された。これは直径が微細化されたAuUNRsで初めて見られた性質であり、異方的な金クラスターの特異な性質を見出した貴重な例である。また、アスペクト比が3程度のAuUNR:SRでのみ、共鳴波長が大きく短波長にシフトする挙動が観察され、AuNRsのLSPR挙動と大きく異なっている。このことから、短いAuUNR:SRではプラズモニックな電子の集団運動ではなく、電子準位間の一電子遷移に由来する吸収が観察されたと推察している。以上の結果は、高評価でJ. Am. Chem. Socに受理され、異方性金クラスターの合成と光物性の観点で大きな関心を集めている。このことは表紙として本論文が採用されたことからも伺える。29年度が最終年度であるため、記入しない。直径が2nm以下の極細金ナノロッド(AuUNRs)を合成して、その安定性を調べた。紫外可視近赤外分光と透過型電子顕微鏡観察により、AuUNRsはそのレイリー不安定性から端からの断裂が起こり、自発的に粒子へと形態を変えることが明らかとなった。オレイルアミンが系中に共存することにより、この分解過程はかなり抑制されるため、オレイルアミンが合成のテンプレートとしてだけでなく、形態を保つためにもオレイルアミンが必要であることがわかった。配位子を交換をするのに必要な短いAuUNRsの性質を調べ、その光学特性を明らかにした。直径を2 nm程度に維持したまま、4ー15 nmの長さの異なるAuUNRsを合成することに成功した。いわゆる数十nmの太い直径のロッドとは異なり、1000 nm以上の長波長領域に表面プラズモン共鳴の共鳴ピークが強く見られた。このことは、細いロッドでは光学特性が異なることを示唆していると考えている。アミン保護で合成した短いロッドをチオールを用いて配位子交換し、形態を調べた。数種類の異なるチオール配位子を用いて交換を行ったが、それらについては大きな違いは見られなかった。配位子をチオールに交換することで表面プラズモン共鳴は短波長にシフトした。透過型電子顕微鏡による観察からロッドが少し太くなり、さらに長さも短くなっていた。それがロッドで見られる表面プラズモン共鳴の共鳴ピークが短波長シフトした原因だと考えられる。また、光学スペクトルの急激な変化から、ロッドの表面保護材がチオールに交換されたと推測している。配位子交換には成功しており、ロッド形状のチオールが配位した極細金ナノロッドを合成することに成功している。その形状は透過型顕微鏡観察により、直径は2 nmのロッドであることがわかっており、チオール保護された極細金ナノロッドの合成に成功したと言える。また、この構造体は前駆体であるアミン保護の物と比べて安定性も向上しており、チオール保護により材料応用への可能性を高めた。極細金ナノロッド(AuUNRs)の劣化過程を調べ、高温、あるいは表面保護剤が低濃度の条件下において、直径が2 nm以下のAuUNRsが球状微粒子へと変形することを我々は発見した。今年度は特に、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いてその途中過程を明らかにすることに注力した。AuUNRsの劣化過程の溶液を途中でサンプリングし、TEMにより、ロッドの形状を直接観察した。TEM像から、ロッドの長さが時間とともに短くなり、最終的に直径が約2 nmの粒子まで変化していることが明らかとなった。以上のことから、ロッドは高温、あるいは表面保護剤が低濃度の条件において、長さが短くなっていくことが直接的なTEM観察により明らかとなった。この現象は表面保護剤であるオレイルアミンによって抑えられていたレイリー不安定性がオレイルアミン低濃度条件下では顕著に現れたためであると考えている。これらの結果はJ. Phys. Chem Cにて報告済みである。次に、合成したAuUNRsの結晶構造を評価した。TEMを用いて、約500個のAuUNRsの結晶構造を観察した。AuUNRsの結晶構造を詳細に解析した結果、約80%のAuUNRsがfcc構造の111面を共有して連結した双晶構造をもつことがわかった。

他にも110方向に伸長した単結晶性のAuUNRsと多結晶からなるAuUNRsがTEMで観察された。さらに、多重双晶を構成する結晶子サイズから、大部分のAuUNRsが、fcc構造の結晶が111面を連結した多重双晶構造体をもつと結論した。AuUNRsの最も単純化されたモデル構造として、Au147量体相当の立方八面体が双晶面を介して111方向に連結した一次元構造を提案した。これらの結果についても上とは別のJ. Phys. Chem Cにて報告済みである。昨年度に続けてオレイルアミンによって保護された極細金ナノロッド(AuUNRs)の性質やその構造を詳しく調べた。それによって、オレイルアミンに保護された直径が1.6 nm前後のAuUNRsにおいて、双晶面が周期的に見られることを見出し、その周期性から、AuUNRsは立方八面体のAuの147量体が1次元に連結した1次元オリゴマーであることがわかった。このことは、極細金ナノロッドがすでにクラスターの連なった異方性クラスターとしての性質を示すことを明らかにした重要なモデルである。本研究課題の中心的な内容である異方性金クラスターの構造評価に成功したと言える。異方的な金クラスターの一つである極細金ナノロッド(AuUNRs)をチオラートで修飾することに平成28年度に成功していた。平成29年度はこの手法をさらに洗練させ、チオラート保護AuUNRs(AuUNR:SR)を5ー15 nmの範囲で長さ制御し、高効率に合成することに成功した。配位子交換されたAuUNR:SRはオレイルアミン保護AuUNRs(AuUNR:OA)と比べ安定であることを、局在型表面プラズモン共鳴(LSPR)の挙動を追跡することで、明らかにした。これは、合成に使われていたアミンに対して、今回採用したチオラートはより強固に金表面に配位することができ、AuUNRsの表面をより強く安定化できた結果であると考えられる。この成果により、AuUNRsの低い安定性を改善でき、単離精製や応用への展開を可能にした。また、透過型電子顕微鏡観察では、AuUNR:OAと同様AuUNR:SRが多重双晶構造を維持していることが分かった。光学特性としては、AuUNRsでは長さとともに長波長にシフトするLSPRが赤外域に見られ、この共鳴波長が直径が10 nm以上の金ナノロッド(AuNRs)と比べて長波長側に観察された。これは直径が微細化されたAuUNRsで初めて見られた性質であり、異方的な金クラスターの特異な性質を見出した貴重な例である。また、アスペクト比が3程度のAuUNR:SRでのみ、共鳴波長が大きく短波長にシフトする挙動が観察され、AuNRsのLSPR挙動と大きく異なっている。このことから、短いAuUNR:SRではプラズモニックな電子の集団運動ではなく、電子準位間の一電子遷移に由来する吸収が観察されたと推察している。以上の結果は、高評価でJ. Am. Chem. Socに受理され、異方性金クラスターの合成と光物性の観点で大きな関心を集めている。このことは表紙として本論文が採用されたことからも伺える。今後はより安定で構造の決まった極細金ナノロッドを合成するため、チオールによるエッチングを試みる。そのための条件検討を進めていきたいと考えている。現状チオールを単に加えた場合、何らかの構造体に変化することなく、分解してしまっていることがわかっており、より詳細に条件を検討する必要があると考えている。
ヒッタイト語の動詞体系の歴史言語学的研究

粘土板の厳密な時代区分に基づいて、ヒッタイト語動詞を分析した結果、つぎの2点が明らかになった。1.1人称と2人称の現在複数形の語尾には通常の-weniと-teni以外に、-waniと-taniという語尾があるのに対して、過去形には-wenと-tenだけで、-wanと-tanという語尾はみられない。この問題に関して、アクセントのある語尾のeは保たれたが、アクセントのない語尾のeはaになったという変化がヒッタイト語の先史に起こったことを提案する。この音法則によってつくられたeを持つ語尾とa持つ語尾のうち、ヒッタイト語では前者が一般に広がった。現在形において-waniと-taniが存続したのに対して、過去形において-wenと-tenしかない理由は、3人称複数の現在語尾-anziと過去語尾-erの母音と音色の影響と考えることができる。2.母音語幹動詞に付与される3人称単数現在語尾の文献学的および言語学的な分析によって、^*-tiも^*-diも前ヒッタイトの時期に破擦音化を蒙ったことが分かった。破擦音化によってつくられた2つの語尾^*-tsiも^*-dziのうち、前者がヒッタイト語で広く2次的に一般化されたが、少数の動詞は古期ヒッタイト語の時期に古い状態を保持したまま、類推による全面的な画一化を拒んでいた。他方、^*tと^*dの場合と異なり、印欧祖語の有声帯気音^*dhはヒッタイト語において^*iの前で決して破擦音にならない。この事実は印欧祖語の^*tと^*dと^*dhがアナトリア祖語の段階でまだ別個の音素として存在したということを示している。ヒッタイト語に代表されるアナトリア諸語の多くは、印欧系の諸言語のなかでも最も古い時期に記録されている。したがって、サンスクリット語やギリシア語に保存されている帯気音がアナトリア祖語の時期になお存続していたと考えることはそれ自体まったく無理のないことである。近年の印欧語研究における最も重要な成果のひとつは、アナトリア諸語(ヒッタイト語、パラ-語、楔形文字ルウィ語、象形文字リウィ語、リュキア語など)で記録された文献資料の追加である。これによって、真の意味でのアナトリア比較研究の推進が可能になった。本年度の研究では、このような資料面での進展を背景として、印欧祖語の*dと*dhがアナトリア祖語の段階でまだ保持されていたことを示そうとした。この見方を裏付ける根拠は、印欧祖語の*iの前の*dと*dhがアナトリア諸語で異なる対応を示すという事実に求められる。2次的な形態的影響を受けた可能性がある形式を除外するなら、印欧祖語の*diはヒッタイト語の-za、パラ-語の-ti、楔形文字ルウィ語の-ti、象形文字ルウィ語の-ti、-ri、リュキア語の-diに対応するのに対して、印欧祖語の*-dhiはヒッタイト語において-ti、-tで現われる。つまり、印欧祖語の*dがヒッタイト語において*iの前で破擦音化を蒙っているのに対して、*dhは破擦音として現われていない。この2種類の対応は、印欧祖語に想定される*dhと*

dがアナトリア祖語の時期にまだ融合していなかったと考えることによって、最も自然に説明することができる。また、ヒッタイト語のzという文字は無声の[ts]だけではなく、対応する[dz]を表わすのにも用いられていたように考えられる。ヒッタイト語では、1人称と2人称の現在複数形の語尾として、通常の-weniと-teni以外に、-waniと-taniという語尾が少数ながら記録されている。この1人称複数-waniと2人称複数-taniという現在語尾については、いくつかの歴史的な説明が試みられてきた。例えば、ルウィ語からの借用とする説、-taniを*th_2en-iという祖形から直接導き、-waniのaを-taniからの類推によるとする説、祖形に零階梯の*-wn、*-tn(>*-wan、*-tan)を建て、それに1次語尾に特有の小辞*-iが付与されたとみなす説などである。しかしながら、これらの試みのいずれも、対応する過去語尾が常に-wen、-tenであり、-wan、-tanが決して現われない事実を説明することができない。また、最近Melchertが提案した、アクセントの落ちない*eは開音節においてaになるという音法則は、-waniと-taniという語尾が弱形において語尾にアクセントの落ちないタイプに限られているという独自の分布をよく説明するが、それでも、何故過去語尾に-wen、-tenが一般化されているのかという問題が残される。筆者は、アクセントの落ちない*-eN♯は-aN♯になるのに対して、アクセントの落ちる*-eN♯はヒッタイト語で-eN♯になるという音変化を提案したい。この規則によって、ヒッタイト語の語根クラス動詞の複数1人称と2人称の過去語尾は-wen、-ten(<*-wen、*-ten)で現われることになり、**-wan、**-tanを駆逐する源を過去形のパラダイム内部に得ることができる。また、現在形において-wani、-taniが存続したのに対して、過去形において-wen、-tenが一般化された理由は、3人称複数の現在語尾-anziと過去語尾-erの母音の音色の影響と考えることができる。ヒッタイト粘土板の厳密な時代区分に基づいて、母音語幹動詞に付与される3人称単数現在語尾を統計的に調査した結果、次の2つのことが明らかになった。(1)古期ヒッタイト語のオリジナルの粘土板では、a-語幹動詞とu-語幹動詞がとる一般的な語尾は-zziであるが、後の時代のコピーでは-ziという語尾が増えていること、(2)地方、i/e-語幹動詞では、時代にかかわりなく、-zziという語尾が一般的であること。(1)については、古期ヒッタイト語のオリジナルの粘土板に記録されているar-nu-ur-zi「彼は持ってくる」KBoVI2I38という形式が、その中期ヒッタイト語におけるコピーではar-nu-ziKBoVO3I9と書き改められているような事例からも裏づけられる。これは、azとuzという文字に関しては、画数が多いために、後の時代の書記はそれらを省略して記録したことによると考えられている。(2)については、izという文字は3画から成る簡単なものであるために、古期ヒッタイト語のオリジナルの粘土板においても、その中期、後期ヒッタイトのコピーにおいても、書記はizを省略せずに-iz-ziと書いたと考えられる。ところが、このようにizを省略する十分な動機がないにもかかわらず、izが書かれていない例が古期ヒッタイト語にいくつかみられる。たとえば、u-e-mi-zi「彼は見つける」KBoVI2IV12、i-e-zi
アミノ酸ラセミ化法を用いた骨遺物の年代測定

昨年度の研究により,イラン・アルセンジャンTang-e Sikan洞窟遺跡から出土した骨中には有機成分がほとんど残存していないことが明らかとなり,アミノ酸ラセミ化を用いた年代測定は困難であると考えられた。そこで今年度は,以下の3点について研究を推進していき,他の手法によって遺跡のシークエンスに正確な年代を付与することを目指した。(1) ABOx-SC法による炭化物の高確度な14C年代測定法の確立:昨年度に立ち上げたABOx-SC法(Radiocarbon誌に投稿し,現在査読中)をTang-e Sikan洞窟遺構の各層から得られた炭化物に適用して14C年代決定を行い,ABA法による年代値と比較を行いつつ,各層に正確な14C年代を付与した。石器の型式から推定されている年代,イラン南部地域の遺跡に関して報告されている他の年代と比較しながら,この地域の編年の再構築を行った,結果を論文にまとめ,まもなく国際誌に投稿予定である。(2)イラク・クルディスタンQalat Said Ahmadan (QSA)遺跡の編年構築:QSA遺跡から採取した炭化物の高確度14C年代測定を行った。その結果,PPN層は7570-7385 cal BP,proto HassunaーHassuna層は6230-6010 cal BP,Samarra層は6065-5930 cal BPという年代を示すことが明らかになった。得られた結果をラフィダーン誌に報告した。(3)骨試料の炭酸ヒドロキシアパタイトによる14C年代測定:骨試料の無機成分である炭酸ヒドロキシアパタイトを用いた年代測定法の検討を開始した。年代既知の骨を用いた検証の結果,高温で焼かれた骨は,炭酸ヒドロキシアパタイトによる14C年代測定法が有効であることがわかったが,Tang-e Sikan洞窟遺跡から出土した骨に対する有効性は確認できず, 14C年代測定を行うまでには至らなかった。26年度が最終年度であるため、記入しない。イラン・アルセンジャンTang-e Sikan洞窟遺跡から採取した炭化物および動物骨試料に対し,主に以下の4点について研究を推進した。(1)トレンチB3の4層から採取した炭化物の14C年代決定:14Cを含まない炭化物(阿蘇-3噴火の際の木質炭化物)を用いて,試料調製を含めたトータルのバックグラウンド値を正確に見積もることにより,4層の炭化物の高精度14C年代決定をめざした。その結果,4層の年代は41,900ー40,600 calBPであり,2層,3層と同じ年代をもつこと,6層以下はほぼ14C測定限界の年代をもつことが明らかになった。この結果は,本研究課題にとって非常に重要な成果である。結果をEA-AMS-5国際学会で公表した。(2) ABOx-SC法による炭化物試料前処理:(1)の炭化物試料の中には,保存状態が悪い試料の損失を避けるため,酸-アルカリ-酸(ABA)試料前処理の際,0.1M NaOH溶液(通常は1.0M)のアルカリ処理にとどめたものがある。これらの試料の14C年代値の信頼性を確認するため,効果的に外来有機物が除去可能であるとされる酸-アルカリ-湿式酸化-段階加熱(ABOx-SC)法を立ち上げた。年代値が既知の炭化物試料に本手法を用いて14C年代測定を行い,ABOx-SC法の有効性を確認した。本結果は来年度の研究推進につながる有意義な結果である。(3)限外ろ過法の確立:限外ろ過法を用いた骨ゼラチンの高精度・高確度な14C年代測定法の確立に努め,結果を国際誌3報他に公表した。(4)動物骨試料のゼラチン抽出:動物骨試料に対し、脱灰時の塩酸の濃度を低くし(0.1M),アルカリ処理を短時間にして,骨の本質成分の損失を最大限抑えつつゼラチン抽出を行った。しかし,ゼラチン収率は非常に低く(0.1%以下),骨試料に有機成分がほとんど残存していないことが明らかになった。

その結果,PPN層は7570-7385 cal BP,proto HassunaーHassuna層は6230-6010 cal BP,Samarra層は6065-5930 cal BPという年代を示すことが明らかになった。得られた結果をラフィダーン誌に報告した。(3)骨試料の炭酸ヒドロキシアパタイトによる14C年代測定:骨試料の無機成分である炭酸ヒドロキシアパタイトを用いた年代測定法の検討を開始した。年代既知の骨を用いた検証の結果,高温で焼かれた骨は,炭酸ヒドロキシアパタイトによる14C年代測定法が有効であることがわかったが,Tang-e Sikan洞窟遺跡から出土した骨に対する有効性は確認できず, 14C年代測定を行うまでには至らなかった。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は,骨の年代決定法としてアミノ酸ラセミ化年代法を提案し,限外ろ過法を用いた骨ゼラチンの高精度・高確度な14C年代値と組み合わせることによって、ラセミ化速度を正確に算出することにより,5万年より古い骨の正確なアミノ酸ラセミ化年代決定をめざしたものであるが,イラン・アルセンジャンTang-e Sikan洞窟遺跡から採取した動物骨試料においては,有機成分がほとんど残存していないことが明らかになった。つまり,アミノ酸ラセミ化年代法は,本対象骨試料に対しては有効でないことが明らかになり,骨の無機成分による年代測定を行う必要性が生じた。そのための準備に時間を費やしたものの,現在,準備はほぼ完了している。また,新たに試みる予定のU-Th法に関しては,論文等からの情報収集を終え,実段階に入りつつある。一方,炭化物の年代測定に関しても,新たな試料前処理法(ABOx-SC法)を立ち上げ,すでに手法の信頼性の確認を終え,実試料の分析に取りかかることができる状況にあり,来年度前半には測定を終了できる見込みである。以上のことから,Tang-e Sikan洞窟遺跡のシークエンスに正確な年代を付与するという本研究課題の研究目的に対し,おおむね順調に進展していると判断した。来年度は,今年度に得られた結果を踏まえ,主に以下の3点について研究を推進していき,Tang-e Sikan洞窟遺跡のシークエンスに正確な年代を付与することをめざす。(1) ABOx-SC法による炭化物の14C年代決定:昨年度に立ち上げたABOx-SC法をTang-e Sikan遺跡の各層から得られた炭化物に適用して14C年代決定を行い,ABA法による年代値と比較しつつ,各層に正確な14C年代を付与する。(2)動物骨試料の炭酸ヒドロキシアパタイトの14C年代測定:骨試料に有機成分が残存していないことが明らかになったため,骨の無機成分である炭酸ヒドロキシアパタイトを用いて14C年代測定を行う。まず,埋没中に骨に入り込んだ外来炭素を適切な化学処理によって除去した後,段階加熱を行なうことにより,骨試料から炭酸ヒドロキシアパタイトのみを分離抽出し,信頼性のある14C年代測定が可能かどうかを確認する。可能性が見られた場合は,本手法を用いて,Tang-e Sikan遺跡から採取した骨試料の14C年代測定を行う。(3) (2)の手法は14C測定限界の年代より古い骨に対しては使えない。そこで,U-Th年代測定法を用いて,骨の年代決定を試みる。まず,骨表面を酸リーチングした後,レーザーアブレーションICP質量分析計(LA-ICP-MS)により,骨の中心から外側に向けて1列になるようにレーザーを照射していき,各測定点のU濃度,230Th/238U,234U/238Uを測定する。
不斉反応試剤のキラル源となるキラル化合物の開発と不斉反応への応用

キラルな構造を持つ医薬農薬では薬理効果を持ちかつ人体には有害な作用をおよぼさない鏡像体の一方のみを使用することの必要性が認識されはじめた。これに伴い鏡像体的に純粋なキラル物質を合成する為の不斉合成反応や光学分割法の新規な手法の開発が合成化学の分野の大きな課題の一つになっている。本研究は不斉合成反応試剤や光学分割試剤の合成に利用できる新規なキラル化合物の開発を目的とするものである。本課題に関して当該年度内での実績は以下のとおりである。すでに光学活性体の合成が完了していた化合物(1)-(3)に加えて構造上関連のある化合物(4)を新たに合成した。ついでこれらの化合物の不斉源としての有用性を調べる為に、これらを不斉中心としたクラウンエーテルおよび非環状ポリエーテルを合成し液膜系でのラセミ分子の鏡像体区別輸送実験を行なった。(3)その結果より、不斉源として最も優れたものはビシクロ[3,3,1]ノナン骨格を持つ(3)であり、不斉源として有効に働くには分子骨格はキラルな立体配座に固定されかつベンゼン環のように立体障害の大きな部分が分子のキラルな状態を強調するように存在することが好ましいと分かった。不斉反応試剤等のキラル源としての利用を目的とした分子設計を行なう際に不斉源としての効果を高めるには分子骨格をどのように修飾すべきかについて、本研究の成果は有用な知見となる。他に今回の研究において非環状ポリエーテル化合物がクラウンエーテルに匹敵する不斉識別能力を持ちうることが明らかになったが、この結果はホスト-ゲスト化学での新しい知見であり光学分割剤としてポリエーテル類を考える際に有用である。本研究の成果は報文として現在投稿中である。
副腎クロマフィン細胞のアセチルコリン受容体機構と活性ペプチドによる調節

副腎髄質クロマフィン細胞は、カテコールアミンを含有する神経細胞のモデルとしても、最近各方面から関心が寄せられている。本研究では、このクロマフィン細胞のアセチルコリン受容体刺激応答とこの機構に及ぼす活性ペプチドとくにVIPの影響などについて検索した。その結果、1.ウシ副腎クロマフィン細胞では、ニコチン様受容体の刺激で、外液Ca^<2+>の急速な細胞内への流入とカテコールアミンの分泌がみられたが、ムスカリン様受容体の刺激では、細胞外液Ca^<2+>の細胞内への流入はみられず、カテロールアミンの分泌もみられない。2.モルモット副腎クロマフィン細胞では、ムスカリン様受容体の刺激によってもカテコールアミンの分泌はみられ、これは細胞内Ca^<2+>プールからのCa^<2+>の遊離によるものと考えられた。事実、クインIIやフラIIなどのCa^<2+>指示〓を用いた検索から、ムスカリン様受容体の刺激によっても細胞内遊離Ca^<2+>レベルの上昇が観察された。3.VIPは、ニコチン様受容体刺激による細胞応答には殆ど影響を与えなかったが、ムスカリン様受容体刺激による細胞応答を増強した。また、1μM以上のVIPは、それ自身で細胞内遊離Ca^<2+>レベル上昇を伴わずにカテコールアミン分泌を促進することを見い出した。VIPによるカテコールアミン分泌の機構は、今後の話題として残された。
情報統合による大規模災害時救助支援用道路交通情報解析システム

本研究は、地震をはじめとする大規模災害時において、被災地状況とその周辺の広域道路状況などを一括把握でき、円滑・迅速な救助活動に供することを目的とするものである。そのため、画像情報や地図情報を統合活用し、被災地周辺の個別特徴情報をそれぞれ抽出し、さらにそれらを連携して解析をすることで、大規模災害時での救助活動に必要な被災地周辺情報を自動生成できる画像解析手法を検討し、試作システムを構築した。1.試作システム全体の設計:航空画像、衛星画像と地上画像、GIS情報、及び地域属性情報の統合から、被災地周辺情報の抽出を経て、救助活動支援用情報を出力するに至るまでのシステム全体の設計を行った。なおここでの設計において、災害時救助や道路交通情報管理に関係する各方面からの意見をうかがい参考とした。2.平常時多視点情報自動統合処理部の構築まず、平常時において異なる時刻に異なる高度や位置から異なるセンサーを用いて撮影された航空・衛星画像群を位置合わせして統合し、統合基盤情報を生成するシステム部位を計算機上に構築した。なお、ここでの画像の位置合わせにおいては、画像内の長いエッジやコーナーの情報を、画像処理手法を駆使して抽出し活用することで、画像間の明るさや色、及び局所的な形状の変化に対処した。次に、統合された画像情報にGIS情報を統合する部位を計算機上に構築した。ここでは、画像撮影時点の位置情報を利用し、さらに基準となる対応点を画像と地図双方から抽出し、幾何学変換を用いることで画像情報とGIS情報を関連づけた。3.基礎実験・評価:これまでに作成したシステム部位の基礎実験と評価を、実データを用いて行った。航空・衛星画像、GIS情報として、すでに所有しているものと本申請で購入するものを活用した。都市部における6枚の衛星画像(1m解像度,780m×780m)と航空画像(25cm解像度,200m×200m)を活用して実験を行った結果、最大3メートル以内の誤差での位置合わせが可能であった。1.被災地周辺情報自動抽出処理部の構築:平常時において収集され統合された情報と災害時に得られた情報とを照合比較することにより、被災地周辺情報を自動抽出するシステム部位を構築した。具体的には、山間部や都市部の災害前後に撮影された衛星画像と航空画像を用い、それぞれの画像内でエッジ情報や色情報が変化している領域を自動的に抽出する部位を計算機上に構築した。なお、画像の撮影位置や時刻によらず高速に高精度に自動抽出するため、画像間での輝度や形状の時間・空間差分情報だけでなく、すでに統合されているGIS上の街区情報や道路情報も利用した。2.自動連携解析処理部の構築:個別に抽出された被災地周辺情報(変化領域)を連携解析し、救助活動に必要となる種々の情報を生成する部位を構築した。具体的には、山間部においては、植生領域、土砂崩れ領域、及び浸水領域などを、都市部においては、建物倒壊領域、道路閉塞領域、及び渋滞領域などを段階的に抽出する手法を考案し実装した。特に、道路閉塞領域の抽出においては、先に抽出された変化領域のみならず、その周辺領域間の隣接関係や包含関係について解析することで、変化領域が通行可能な領域か、そうでないかの正確な判定を実現した。3.最適撮影手法検討:災害時に被災地情報を効率良く習得するための最適な空撮画像撮影方法を検討した。センサー特性、撮影範囲、画像の解像度、撮影時間、及び入手時間の状況を考慮して検討したが、衛星画像や航空画像それぞれに利害得失があり、地上情報との効率良い統合が必要との結論に達した。本年度の研究成果は以下である。1.画像補完方法検討:異なる種類の複数画像やデジタル地図情報を統合し、相互に利用することで、単体画像だけでは抽出が困難となる情報を容易に抽出するための補完手法を検討した。2.総合実験:上空画像とデジタル地図情報や数値標高データを用い、試作システムの実験と評価を行った。被災箇所や道路閉塞箇所などの各種情報の抽出率は70%程度であるが、画像入力から出力までの自動処理がほぼ実現可能であり、また災害の概要を把握する目的には使える可能性は見出せた。3.応用システムの検討:ここまでの検討と試作を踏まえ、統合情報の解析手法が実際の救助活動に役立てられる応用システムを検討した。また、研究協力者からの交通管理や救助・防災についての意見も踏まえ、各種の災害救助活動や防災活動に効率良く利用できるような情報入力方法や生成方法を検討した。さらに、ここで得た研究成果を国内外の学会で発表し、学術的な評価を受けた。
地域力を活用した中小規模病院の看護の質向上を目指した新たな人材育成システムの開発

高齢社会の到来により、医療や介護の需要が増大しており、質の高い医療サービスの提供が求められている。サービスを提供する医療機関の約8割は300床未満の中小規模病院であり、その役割と機能の向上が不可欠である。また、看護職は全医療従事者の約4割を占め、サービスの直接的提供者となるため、果たすべき役割は大きい。しかし、中小規模病院に所属する一般的な看護師の看護実践能力は低く、専門性が高い看護師数は少ない。さらに、継続教育体制や人材育成システムの病院規模による格差が今日的課題となっている。そのため、看護系大学教員と看護管理者が地域でコラボレーションする『新たな看護職人材育成システム』の開発を目指す。
ナノリアクターによる特異な構造を有するナノ材料の創製

ナノ材料は大きな比表面積やバルク固体とは異なる表面状態、量子効果などにより期待を集めているが、本研究では、従来材料と同じ構造のままサイズのみをナノメーターレベルとするのではなく、多孔質担体の細孔を反応場とする新しい概念の反応器-ナノリアクターを用いた合成によって、従来法では合成されていない特異な構造をもつナノ材料を創製することを目指した。反応原料をあらかじめ担体催行中に吸着させ、迅速熱分解または気相加水分解反応を利用して反応を開始させることで、ナノメーターサイズのカーボンならびにチタニア、バナジア、白金、酸化ロジウムを高収率かっ高密度、高分散に合成することに成功した。新しい概念の反応場であるナノリアクターを提案し,ナノ材料の合成を行った。市販の活性炭の細孔を反応場として用いて,アントラセンからのナノカーボンの合成,チタニウムテトライソプロポキシドからのチタニアナノ粒子の合成,ロジウム(I)ジカルボニルアセチルアセトナートからのロジウムナノ粒子の合成を行った。活性炭を減圧脱気したのち、反応原料蒸気を吸着させ,キュリーポイントパイロライザー(迅速誘導加熱装置)内で約3000K/sで5001100°Cまで迅速昇温することによって熱分解反応を起こさせた。いずれの反応系でも5nm以下のナノ粒子が担体細孔内に高収率で得られた。良好な分散で高密度に分布した生成物であった。カーボンの場合,ナノリアクターなしでは20100nmのカーボンブラックしか得られないが,ナノリアクター中では2nm程度のグラフェンシートが23層重なったナノカーボンが得られた。昇温速度が速いほど高い収率でナノカーボンが得られた。このナノカーボンは酸素との反応性が非常に高かった。チタニアの場合では,反応温度の上昇とともに収率が増加し764°Cでは50%を超える収率が得られた。比較のために緩速昇温実験を行ったところ収率は30%程度であった。迅速に昇温することにより,原料が細孔外へ散逸する前に反応させることに成功し,ナノ材料が合成されたといえる。さらに高温まで迅速昇温すると収率は低下した。これは副生する気体によって原料が細孔から排出されるためと考えられる。ロジウム合成の場合にも764°Cで73%という非常に高い最大収率が得られたが,粒子サイズは415nm程度と比較的分布が大きかった。このように,ナノリアクターはカーボン,酸化物,金属という種々のナノ粒子の合成に有効であった。本研究は、新規なナノ粒子合成法によって、従来にない特異な構造をもつナノ材料を創製することを目的としている。本年度は、合成担体を用いてナノ材料を作製し、詳細なキャラクタリゼーションを行って、合成したナノ材料の応用可能性を検討した。均一細孔担体(メソポーラスカーボンOMC,メソポーラスシリカSBA-16)の合成を行った。メソポーラスシリカは,界面活性剤のPluronic F127, P123とSi源であるTEOSを用いて,35°Cでエージング後,130°C,8時間の水熱処理を行い,AIC13と空気中,550°Cで1時間焼成して作製した。メソポーラスシリカを鋳型として,フルフリルアルコールを含浸させ350°Cで硬化後フッ酸でシリカを除去することによりメソポーラスカーボンを合成した。市販活性炭ならびに合成メソポーラスシリカ担体,合成メソポーラスカーボンを用いて,ナノカーボンと金属酸化物ナノ粒子の合成を行い,TEM観察,X線回折,X線光電子分光,電子線プローブエネルギー分光,N2吸着によってキャラクタリゼーションを行った。白金については金属ナノ粒子が得られ,チタニア,バナジウムについては量論組成の酸化物ナノ粒子が,ロジウムについては不定比の酸化物ナノ粒子が得られた。カーボンについては,ナノリアクター中では2nm程度のグラフェンシートが23層重なったナノカーボンが得られており,この電極材料への応用について検討するため,キャパシタへの加工と評価装置の作製を行った。ナノ材料は大きな比表面積やバルク固体とは異なる表面状態、量子効果などにより期待を集めているが、本研究では、従来材料と同じ構造のままサイズのみをナノメーターレベルとするのではなく、申請者らが提案した新しい概念の反応場であるナノリアクターでの合成によって、従来法では合成されていない特異な構造をもつナノ材料を創製することを目指した。熱分解反応と加水分解反応を利用してナノメーターサイズのカーボンならびにチタニア、バナジア、白金、酸化ロジウムを合成した。提案法で作製した新規ナノカーボンのキャパシター電極への応用実証実験を行った。合成したナノカーボンと導電材のカーボンブラック、バインダーのPTFEを重量比8:1:1で混練したものを錠剤成型機を用いて直径13mmのタブレット状に成型して、電極を作製した。これを電解液である1mol/L

EMIBF4プロピレンカーボネート溶液とともにセル中に入れ、キャパシターの評価を行った。従来用いられている活性炭電極に比べ、ナノカーボン電極を用いたキャパシターの方が大電流領域での静電容量低下が少なく、速度性能に優れることが分かった。比較のために高密度活性炭素繊維電極も評価したところ,高密度活性炭素繊維電極は活性炭電極とナノカーボン電極の間の速度性能を示した。これはメソ孔の発達した炭素材の方が速度性能がよいことを示している。ナノリアクターの工業的応用には迅速昇温の方法が課題となるが,反応温度に保った高温部に試料を落下させる方式により十分な昇温速度が達成できることを確認した。