hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
有機溶媒中における酸化還元酵素の機能化とその応用

近年、有機合成化学の新手法として有機溶媒中における酵素反応の利用が注目されている。しかし、これまでの研究対象は殆どが加水分解酵素であり、酸化還元酵素の研究例は大変少なかった。これは有機溶媒中における効率的な補酵素の再生系や電子伝達系の構築が大変難しい為である。一方、我々はこれまでに種々の複素多環系オルトキノン類の化学的機能について詳細に検討を加え、それらが種々の酸化還元反応において非常に効率のよい電子伝達触媒として機能することを見い出している。そこで本研究では、このような複素多環系キノン類の電子伝達機能を利用し、有機溶媒中における酸化還元酵素の機能化とその応用開発を目的として検討を行った。電子伝達触媒としては、補酵素PQQやそれと類似の構造を有する各種ピロロキノリンキノン誘導体、インドールキノン誘導体、キノリンキノン誘導体、さらにより入手しやすいフェナンスロリンキノン誘導体などを用いた。酵素反応としては主にアルコール脱水素酵素によるアルコール類の酸化反応を取り上げ、種々の反応条件や基質の適用範囲について検討を行った。特に有機合成化学への応用を目的とし、有機溶媒の種類や基質特異性および立体選択性について詳細に検討を加えた。さらにジアホラーゼやカタラーゼのような酸化還元酵素の添加効果についても検討し、反応条件の最適化を行うとともに、本系の応用範囲を拡張することに成功した。これらをさらに発展させ、各種電子伝達メディエーターを利用した有機溶媒中における新規な複合酸化還元酵素反応系(カルボニル化合物の立体選択的還元反応や酸素添加反応など)についても検討し、予備的知見を得た。
フェルミ・ガンマ線衛星による超新星残骸の観測からせまる宇宙線起源

本研究では、大規模な星形成領域(MSFR)における高エネルギー粒子の加速過程の調査を行ってきた。この天体は、本研究の調査天体である超新星残骸(SNR)のゆりかごであり、この天体の物理環境が「SNRが宇宙線加速源である」という仮説する検証する上で重要な鍵を握っている可能性がある。この研究では主にLATによるガンマ線観測とX線天文衛星XMM-Newton搭載のEPIC検出器によるX線観測を行った。この結果、MFR候補天体のG25からガンマ線検出に成功し、その特徴がMSFRからのガンマ線検出の唯一の事例であるCyg Xと非常に似ており、G25がMSFRからのガンマ線検出の2番目の事例であることを強く示唆していることを発見した。2016年2月に打ち上げられたX線天文衛星Hitomiの開発に貢献した。特にHitomi搭載の軟ガンマ線検出器(SGD)の主検出器であるSi/CdTeコンプトンカメラの偏光性能の実証実験を行った。地上データに基づくX線望遠鏡の測定能力を知ることは精確な天体観測をする上で必須となる。私は実行リーダーとして、11月に行われた大規模放射光施設Spring-8で100%偏光X線ビームを用いて、SGDの検出器能力の測定試験(15名程度が参加)の準備を進め実験を成功させた。この試験によって、SGDがモジュレーションファクター60%程度で60-600 keVのガンマ線の偏光度を測定できることを初めて実証した。これはX線で非常に明るいかに星雲であれば3%程度の精度で測定できることを示唆しており、10%程度の偏光であれば十分に検出可能であることを実証した。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、断熱膨張期の超新星残骸(SNR)における加速粒子を観測的に調査することで、SNRが宇宙線加速源であるかの検証を進めることである。この目的のため、非常に大きなサイズを持つCygnus LoopをLATで観測し、ガス密度の異なる空間領域ごとにスペクトルの取得を米国SLAC研究所にて行った。解析の結果、>1 GeVと>3 GeVのカウントマップで異なる領域(北東/西)が明るいことを確認し、空間領域ごとに異なるスペクトルブレイクを持つ兆候を得られた。さらにCygnus Loopを空間的に4分割して、スペクトルを測定した結果、ブレイクの違いが統計的に有意に見られた。現在、この違いが系統誤差でないか、さらに詳細に調査しているところである。もしこの違いが系統誤差でないとすれば、このエネルギー帯域で、単一のSNRのエネルギーブレイクが顕著に確認されたのは初めてのこととなる。これは周囲のガス密度がSNRのスペクトルブレイク(加速できるエネルギー上限値の指標)に与える影響を理解する上で非常に大きな手がかりとなる。ほとんどのSNRは、星形成領域において形成される。近年の研究から、この星形成領域はSNRが誕生する以前から星風で加速された粒子がトラップされている可能性を指摘されている。この仮説を検証するため、大質量の星形成領域候補であるG25領域を、LATを用いて観測し、米国SLAC研究所にて解析を行った。解析の結果、星形成領城とほぼ同程度のサイズを持っガンマ線の観測に成功した。現在、このガンマ線が本当に星形成領域からの放射であるのか、詳細な検討を行っているところである。もしそうであれば、星形成領城からのガンマ線放射の2天体目の例となる。先例との比較を行うことで、星形成領域での粒子加速のプロセスについて大きな示唆が得られると期待される。大質量の星形成領域(MSFR)における高エネルギー粒子の加速過程の調査を行ってきた。MSFRもSNRと同様に広がりを持つ高エネルギー天体であり、SNR観測で培った解析技術を生かしMSFRのガンマ線解析を行った。私は5年分のLATデータを用い、ターゲット天体を最近報告されたMSFR候補の天体リスト約20天体にまで広げた。この結果、MFR候補天体のG25からガンマ線検出に成功し、そのスペクトルと空間形状の詳細な解析を行った。さらに私はX線観測によって、MSFR G25を形成していると思われるOBクラスターを初めて発見した。私はこのG25領域付近の水素原子、水素分子、赤外線のデータを調査するこで、この領域にMSFRを構成すると考えられるバブルの存在を発見し、観測されたガンマ線がこのバブルの内部に存在していることを示した。これはMSFRからのガンマ線検出の唯一の事例であるCyg Xと同じ空間的特徴である。ガンマ線スペクトルの形状もCyg Xの特徴と合致しており、G25がMSFRからのガンマ線検出の2番目の事例であることを強く示唆している。さらにスペクトル形状が空間的にほぼ均一であることを明らかにし、ガンマ線がバブル内の磁場乱流で加速された粒子からの放射である強い示唆を得た。またMSFRのモデリングを行うことで、高エネルギー粒子の物理パラメータを評価しCyg Xとの比較を行った。これにより、ガンマ線光度がOBクラスターの放射エネルギーではなくバブルの体積に依存していることを発見した。私はこの研究を主導的にすすめ日本天文学会と国際会議で口頭発表を行い、投稿論文として準備している(LATチーム内で査読中;投稿間近)。

本研究では、大規模な星形成領域(MSFR)における高エネルギー粒子の加速過程の調査を行ってきた。この天体は、本研究の調査天体である超新星残骸(SNR)のゆりかごであり、この天体の物理環境が「SNRが宇宙線加速源である」という仮説する検証する上で重要な鍵を握っている可能性がある。この研究では主にLATによるガンマ線観測とX線天文衛星XMM-Newton搭載のEPIC検出器によるX線観測を行った。この結果、MFR候補天体のG25からガンマ線検出に成功し、その特徴がMSFRからのガンマ線検出の唯一の事例であるCyg Xと非常に似ており、G25がMSFRからのガンマ線検出の2番目の事例であることを強く示唆していることを発見した。2016年2月に打ち上げられたX線天文衛星Hitomiの開発に貢献した。特にHitomi搭載の軟ガンマ線検出器(SGD)の主検出器であるSi/CdTeコンプトンカメラの偏光性能の実証実験を行った。地上データに基づくX線望遠鏡の測定能力を知ることは精確な天体観測をする上で必須となる。私は実行リーダーとして、11月に行われた大規模放射光施設Spring-8で100%偏光X線ビームを用いて、SGDの検出器能力の測定試験(15名程度が参加)の準備を進め実験を成功させた。この試験によって、SGDがモジュレーションファクター60%程度で60-600 keVのガンマ線の偏光度を測定できることを初めて実証した。これはX線で非常に明るいかに星雲であれば3%程度の精度で測定できることを示唆しており、10%程度の偏光であれば十分に検出可能であることを実証した。計画していたガンマ線解析以外の研究の仕事量が増加したため。例えば、2015年度打ち上げ予定のX線天文衛星Astro-H搭載のHXI検出器が宇宙空間で正常に動作をするかの評価を行うため熱真空振動試験に参加した。また日本国内の研究者や米国NASAと共同で、HXI・SGDの応答関数を含む解析ソフトウエアの開発を行っている。私はNASAの作成した解析コードが期待された通りの動作と結果を出力するかの検証を主に担当している。さらにサイエンスグループとして、系内で最も若いSNR G1.9+0.3の観測提案を主導しAstro-Hで達成するサイエンスの立案においても貢献している。また私は2014年にNuSTARによるSNR RX J1713.7-3946の観測提案(提案は受理)において共同提案者として参加し、観測で期待されるスペクトルのシュミレーションを担当した。27年度が最終年度であるため、記入しない。今年度にはSPring-8において、SGDの主検出器であるコンプトンカメラの偏光能力の実証実験を行う。また引き続きソフトウェアの開発や、X線で行えるサイエンスについての考察についても引き続き行うなど、解析以外にも研究時間を使用する予定である。一方で、計画していた星形成領域の解析では、ガンマ線、X線、赤外線、電波データを用いた多波長解析であり、解析量と情報量が多量である。これは解析時間の増加と、LATチーム内の査読に時間の増加につながる。解析時間の短縮を目的として、でき得る限り、多波長データではなくガンマ線データの解析に集中して論文を準備するようにする。
金属欠乏星が起こすガンマ線バーストと極めて明るい超新星の研究

申請者は極超新星に付随した電波残光放射の解析を行い、その放出物質が非相対論的な速度をもつことを示した。また極超新星の光度がピークを迎える数日前に、可視光帯域において前兆放射が観測されうることを初めて予言した。これは極超新星の発生機構に迫る重要な理論的成果であり、観測と関連している点で優れている。申請者は他にも、初期宇宙で誕生する可能性がある超大質量星が引き起こすガンマ線バースト(GRB)の研究に着手した。そしてそれが極めて長い継続時間をもつGRBとして、現行の観測衛星でも十分検出できる可能性があることを初めて示した。この結果は宇宙に広く存在する超巨大ブラックホールの起源を解明する上で重要である。さらには当初の研究計画の範疇を越えて、周囲からの質量降着がある状況で超大質量星が成長する過程を定量的に調べる研究に着手した。そしてこれまでに考慮されてこなかったアウトフローの効果を取り入れた数値計算コードを作成した。27年度が最終年度であるため、記入しない。初代星は宇宙の諸構造を理解する上で重要な天体であるが,それに関する我々の理解は未だ不十分な点が多い.申請者はこれまでガンマ線バースト(以下GRBと略記)のような爆発現象から初代星の性質に迫ることを目的として研究を行ってきた.これに引き続き当該年度では爆発からだけでなく形成過程からも初代星の性質に迫ることにより、初代星の形成から爆発に至るまで統一的に理解することを目指した.申請者は初代星と似た構造をもつ青色超巨星がGRBを起こした場合,継続時間が一万秒を越えるultra-long GRBというべき新種族のGRBを起こす可能性を予言した.さらにultra-long GRB残光中には超新星に似た成分が付随する可能性を予言した.機を同じくして予言した特徴をもつultra-long GRBが三例程発見された.本研究の結果初代星起源のGRBも超新星成分を伴ったultra-long GRBとして観測される可能性があることがわかった.初代星の形成過程に対する我々の理解は未だ不十分である。特に周囲の環境が星を形成するガスに与える影響は、形成される初代星の性質を決める上で重要であるのにも関わらず、これまで部分的にしか考えられてこなかった。初代星の性質は初代星を起源とするGRBの発生率に影響を与えるのでGRBの観測にも関連してくる。そこで本研究では先行研究に比べてより現実的な環境下における、初代星を形成するガスの熱進化を調べた。本研究の結果,周囲の環境が初代星形成に与える影響は大きく,初代星は以前考えられていたよりもやや低質量の星が支配的である可能性を指摘した。宇宙で最大級の爆発現象であるガンマ線バーストには,継続時間の短い(2秒以下)ショートガンマ線バーストと継続時間が長い(2秒から100秒位)ロングガンマ線バーストの2種族があることが知られていた。申請者は,金属量が少なくて初代星と似た構造をもつ青色超巨星がガンマ線バーストを起こした場合,1万秒程度の継続時間をもつultra-longガンマ線バーストと呼ばれるべき新しいガンマ線バーストの種族がある事を予言した.さらにそれらは超新星爆発に似た残光を持つ事を予言した。この予言の後に、以上の性質を持つultra-longガンマ線バーストが3つ程度発見されたため,申請者のモデルは国際的に注目され,3つの国際会議で口頭発表を依頼された。また,初代星を形成するガス雲の熱進化に対する背景紫外線や宇宙線照射の影響を調べることをもテーマとし,爆発現象からだけでなく形成過程からも初代星の性質に迫ることで,初代星の形成から爆発に至るまで統一的に理解することを目指した。従って,当初の計画以上に研究が進展したと言える。当該年度の研究において,青色超巨星がガンマ線バーストを起こした場合,明るい超新星成分を伴ったultra-long GRBとして観測される可能性があることを示した.近年極めて明るい超新星の観測が進み,その多様性が示唆されている.特に,極めて明るい超新星の一部には大質量星崩壊後に形成された中性子星やブラックホールと降着円盤の系からのエネルギー注入を起源としたものがある可能性が示唆されている.

このようなモデルはガンマ線バーストで想定されているモデルと類似している.今後の研究においては,ガンマ線バーストと極めて明るい超新星といった,今まで異なったものと考えられていた現象を統一的に理解することを目指したい.27年度が最終年度であるため、記入しない。
胸膜悪性中皮腫に対する新規治療法-発光ダイオードによる光線力学的治療の開発

我々は、難治性固形がんである悪性胸膜中皮腫に対する新たな治療戦略として、局所療法である光線力学的治療(Photodynamic therapy:PDT)を発光ダイオード(LED)を利用して十分な抗腫瘍効果を得られるか否やか検証した。LEDは、安価で様々な形態に合わせて作成可能で、今後、臨床応用が大変期待される。ヒト悪性胸膜中皮腫細胞MSTO-211Hに対して光感受性物質レザフィリンを使用したPDTを施行し、感受性試験を施行し、in vitroにおける抗腫瘍効果について検討した。コントロールとして、悪性胸膜中皮腫細胞に対して認可されたpemetrexedを利用した感受性試験では、100%致死に至るだけの抗腫瘍効果を得られなかった。MSTO-211H細胞に対して、通常臨床で使用しているダイオードレーザーと同程度にLEDは、強い抗腫瘍効果を有していた。さらにMSTO-211H細胞を5週齢のヌードマウスの皮下に移植し、担癌マウスを作成し、in vivoにおいてもLEDを使用したPDTを施行した。照射条件は、20mW/cm^2、100J/cm^2で、腫瘍に対してLEDを接触させて施行した。低出力・長時間にわたるLEDによる接触照射は、in vivoにおいても強い抗腫瘍効果を有していた。低コスト、簡便性で様々な形態に作成可能なLEDを利用した治療法は、今後、悪性胸膜中皮腫に対する新たな集学的治療の1つとして大いに期待できる結果だった。1.ヒト悪性胸膜中皮腫細胞に対して腫瘍親和性光感受性物質レザフィリンと664nm付近の赤色発光ダイオード(LED)を使用して光線力学的治療(PDT)を施行した。ヒト悪性胸膜中種は、上皮型、肉腫型、二相型と組織学的に分類され、とくに肉腫型のものは種々の薬剤等に対して耐性を示し難治性である。LEDによるPDTでは、感受性試験の結果、上皮型、肉腫型に関係なくヒト悪性胸膜中皮腫細胞に対して良好な抗腫瘍効果を有し、in vitroではLEDはレーザーと同等の治療成績が得られた。2.5週齢のヌードマウスの大腿部にヒト悪性胸膜中皮腫細胞MSTO-211Hを皮下に移植し、担癌マウスを作成した。レザフィリン10mg/kgを投与後、100Jlcm^2のレーザー照射を施行したところ、7日後に腫瘍は消失し、CRを得ることができた。悪性胸膜中皮種に対してPDTは、有効な治療法であることが示唆された。同様に、LEDを腫瘍から2mmはなして固定し、LEDによるPDTを施行した。照射する総エネルギーを一定にし、出力25mWで1時間、100mWで17分と2つの照射条件で腫瘍壊死範囲に差異をみとめるか否やか検討した。25mW、1時間照射の方がLEDによる形成される壊死範囲が大きく、熱発生などもみとめず、治療効果が高いことが証明された。すなわち、LEDによる悪性胸膜中皮腫に対するPDTは、抗腫瘍効果を有し、特に低出力で長時間照射することの有効性が示唆された。今後は、LEDによる長時間照射に際に、照射休止時間をとることの有用性、壊死範囲について検討する。
日本古写経・敦煌文献と一切経音義との対照から見た漢訳仏典の用語に関する基礎的研究

本研究は日本に現存し、調査できた一切経音義(玄応音義25巻)の128巻を全文データ入力したデータベースに基づき仏典の用語・語彙の比較研究を行う。一切経音義に採録された用語・語彙と日本古写経および敦煌仏典に見られる用語・語彙の比較研究に依って唐代長安で使用されていた標準仏典のテキストの概要を研究するものである。現在の高麗版大蔵経を底本とし、宋元明版を対校した大正新脩大蔵経は各版の編集時に種々手をいれ長安仏教テキストと異なる仏典テキストとなっているケースが多々見られる。そこでこの研究を通じて長安仏教テキストの新たな一面を学界に提示することを課題としている。
フラーレン・コンピュータの開発

平成27年度以降の計画は論理回路の作製と演算操作の実施であるが,初年度で行うべきソフトウェアの環境設定が計画通りに進まなかったため,平成27年度は環境設定を中心に実施した.ソフトウェアはLinux上で動作するフリーウェアのGXSM2を用い,初期画面設定,コントローラ用デバイスの認識,SPM(走査プローブ顕微鏡)モードでの動作設定,X/Y/Z方向のチャンネル設定,出力電圧・スピード設定等を行い,また出力信号については矩形波の場合と三角波の場合のそれぞれについて,画面上,およびオシロスコープで波形の確認を行った.本来ならばこの一連の作業をコンピュータに直接インストールしたLinux上で実施すべきであったが,初年度ではWindows 7上の仮想環境であるVMWare上にLinuxをインストールし,この中でGXSM2を実行していたため,画面遷移や設定ファイルの保存に不具合が生じ,プログラミングできる状況ではなかった.そこで改めてコンピュータに直接Linuxをインストールし,プログラミング作業を開始することができた.初年度の計画は実験設備の構築と試料の作製である.実験設備の構築については,単層カーボンナノチューブおよびフラーレン分子を室温下でも短時間で効率よく操作できる制御システムの検討を行った.具体的には,本研究設備品費で購入した制御用コントローラと原子間力顕微鏡の力センサーとのシステム上の融合を図り,そのために必要となる回路系デバイスの設計とソフトウェアの環境設定を行った.ソフトウェアはLinux上で動作するフリーウェアのGXSM2を用い,初期画面設定,コントローラ用デバイスの認識,SPM(走査プローブ顕微鏡)モードでの動作設定,X/Y/Z方向のチャンネル設定,出力電圧・スピード設定等を行い,また出力信号については矩形波の場合と三角波の場合のそれぞれについて,画面上,およびオシロスコープで波形の確認を行った.三角波が必要な理由は,高い精度でプロープ先端を試料に接近させるためである.現在はより精度良く操作できるための条件として矩形波と三角波を組み合わせた波形を出力できるよう,プログラミング作業を開始している.試料の作製については,他所で確保した長さが比較的短い単層カーボンナノチューブを用い,それらを平坦基板上に散布する工程を実施した.具体的には,東北大学にて単層カーボンナノチューブが一様に孤立分散した溶液の調整を行い,基板上に均一に存在するために分散液の滴下方法について検討を行った.さらに単層カーボンナノチューブ両端が開口するための条件について検討した.平成27年度以降の計画は論理回路の作製と演算操作の実施であるが,初年度で行うべきソフトウェアの環境設定が計画通りに進まなかったため,平成27年度は環境設定を中心に実施した.ソフトウェアはLinux上で動作するフリーウェアのGXSM2を用い,初期画面設定,コントローラ用デバイスの認識,SPM(走査プローブ顕微鏡)モードでの動作設定,X/Y/Z方向のチャンネル設定,出力電圧・スピード設定等を行い,また出力信号については矩形波の場合と三角波の場合のそれぞれについて,画面上,およびオシロスコープで波形の確認を行った.本来ならばこの一連の作業をコンピュータに直接インストールしたLinux上で実施すべきであったが,初年度ではWindows 7上の仮想環境であるVMWare上にLinuxをインストールし,この中でGXSM2を実行していたため,画面遷移や設定ファイルの保存に不具合が生じ,プログラミングできる状況ではなかった.そこで改めてコンピュータに直接Linuxをインストールし,プログラミング作業を開始することができた.制御用コントローラを動作させるためのソフトウェア(GXSM2)が無償であったため,導入を容易に実施することができ,出力波形の設定,確認も容易に行えたため,実験設備の構築に関しては60%は達成している.試料の作製に関しては,ナノチューブのサンプルは他所で確保することができ,基板上に散布する作業も他施設で実施することができたため,当面の目標は80%以上達成している.実験設備の構築にあたっては最終的には装置の改良が残された課題であるが,研究分担者が所属する施設において速やかに実施する予定である.平成27年度以降においては当初の計画通り,論理回路の作製,演算操作の実施を目指して研究の推進を図る.差額に対応する金額は本来「KolibriReceptor Kit」と「1MHzレゾネータ/ウエハ」を購入する予定であったが,送料を含めると予算をオーバーしてしまうため,次年度に回すこととなった.当該年度中には購入できなかったため,次年度に「KolibriReceptor Kit」と「1MHzレゾネータ/ウエハ」を購入する.
ヒトにおけるアスコルビン酸合成不能(グロノラクトン酸化酵素欠損)の分子遺伝子学的研究

ヒトはアスコルビン酸生合成経路の最終段階を触媒するグロノラクトン酸化酵素(GLO)を欠損しているため、ビタミンCを合成できない。本研究において、ヒトにおけるGLO欠損の原因を遺伝子レベルで解明することを目指し、次のような結果を得た。ラット肝臓のGLOに対するcDNAをプロ-ブとして用い、種々の動物ゲノムDNAをサザンブロット法で分析した結果、ヒトはGLO遺伝子を持つが、ハイブリダイゼ-ションの強さは、他のGLO活性を有する動物の場合に比して弱いことが分かった。そこで、ヒトとラットのGLO遺伝子を塩基配列の上で比較するため、ラムダファ-ジで作ったヒトおよびラットのゲノムDNAライブラリ-から同遺伝子のクロ-ニングを行い、得られたクロ-ンの塩基配列を決定した。ラットの重りを持つ三つのクロ-ンについて調べたところ、ラットのGLO遺伝子は20キロベ-ス以上の長さを持ち、12個のエキソンと11個のイントロンより構成されることが明らかとなった。また、ヒトの陽性クロ-ンの一つはゲノムDNAのサザンブロットで認められる約12キロベ-スのEcoRI断片を含み、その中にラットのGLO遺伝子の3個のエキソンに対応する塩基配列が見出された。その内一つの配列では、ラットのエキソンの5′側でかなりの部分が欠失していた。108塩基からなるエキソンについてラットとヒトの間で配列を比較すると、ヒトで1塩基の欠失があり、両者の相同性は75%であった。アミノ酸配列で比較すると相同性は64%と低く、しかも変化の大きい置換が数多く認められた。これらの事実は、ヒトのGLO遺伝子が進化の過程で機能を失った後、選択圧を受けることなく変異を蓄積して来たことを示唆する。即ち、ヒトのGLO遺伝子は偽遺伝子の状態でヒトゲノム中に存在していることが判明した。
胚性幹細胞に由来する骨格筋幹細胞を用いた筋変性疾患治療の基盤技術開発

筋ジストロフィー症に代表される筋変性疾患に対する根本的治療法は存在せず、その転帰は不幸な経過をたどる。新規治療の試みとして遺伝子治療が模索されているが、現在の方法では特異的な遺伝子変異を持つ一部の筋変性疾患のみが対象となり、普遍性を持つ新しい治療展開が期待されている。根本的治療法がなく不幸な転帰をたどる患者さんに明るい未来をもたらす治療法を確立するには、ES細胞より骨格筋幹細胞であるsatellite細胞形成に至る機構を明らかにした上で、大量培養にて作成するシステムの構築を行ない、新しい治療体系の確立が必須である。本研究では、ES細胞よりsatellite細胞を特異的に形成する基盤技術開発を行った。ES細胞をembryoid bodyの形で培養し、マトリジェル上で培養を継続することにより筋繊維の発現を確認した。さらに、詳細な観察にて、Pax3,Pax7を発現する骨格筋幹細胞であるsatellite細胞の発現も確認した。このsatellite細胞は、SM/C-2.6というマウスsatellite細胞を認識する抗体で分離可能であり、分離したSM/C-2.6陽性細胞は、in vitro, in vivoにおいて骨格筋組織へ分化し得ることを確認した。また、in vivoに移植したSM/C-2.6陽性細胞は長期にわたって存在すること、筋障害を加えることにより増幅すること、二次移植が可能であることにより、satellite細胞という骨格筋幹細胞であることを確認した。現在、マウスES細胞で得られた知見をもとに、霊長類ES細胞においてもその成果を検討し、筋ジストロフィー症に対する治療基盤技術の開発を目的として、研究を継続している。その達成のためには、上記基盤技術の開発とともに、全身に分布する障害筋組織を修復するために、作成されたsatellite細胞を全身の筋組織に生着させ、成熟させるといった面からの研究も必須である。本研究では、ES細胞よりsatellite細胞を作成する基盤技術を開発した。マトリジェル上でembrypoid bodyを培養することにより、骨格筋およ骨格筋幹細胞であるsatellite細胞が形成された。特異抗体を用いることにより、ES細胞由来satellite細胞を分取し、マウス骨格筋に注入することにより、生体内における機能評価を行った。移植されたsatellite細胞は、障害を受けた骨格筋の再生に関与することが示された。さらに、移植されたsatellite細胞は、長期にわたり骨格筋幹細胞として生着し、時間をおいた骨格筋障害に対しても、骨格筋再生過程に寄与することが示された。

その達成のためには、上記基盤技術の開発とともに、全身に分布する障害筋組織を修復するために、作成されたsatellite細胞を全身の筋組織に生着させ、成熟させるといった面からの研究も必須である。このような視点より研究を行った。本研究では、ES細胞よりEB形成を経て、SM.C-2.6特異抗体を用いてsatellite細胞を特異的に作成、分離する基盤技術の開発を行った。作成したsatellite細胞をマウスに移植し、骨格筋障害を加えたマウスにおいて、骨格筋再生に寄与することを明らかとした。さらに、これらのsatellite細胞を採取して再移植を行い、骨格筋障害を加えることにより骨格筋再生に寄与することを明らかにした。また、6カ月間という長期の期間にわたって観察を行い、筋ジストロフィー症に対する治療基盤技術の開発の素とした。
Ge及びSiGeの酸化機構の研究

本基盤研究Aはこの3年間を通して、GeおよびSiGeの酸化機構に関して圧倒的に新しい結果を生み出すことができた。また高圧酸化によって何故酸化レートが減速されるかに関しては高圧の酸素同位体ガス酸化を行い、酸素の拡散が酸素圧力とともに抑制されていることを初めて明らかにした。ここからGeの酸化に対する反応形式をモデル化し、今のところ定性的ではあるがGeの酸化に対する一般的理解まで到達することができたと言える。さらにそのようにして形成されたGeO2/Geを超高真空中で熱処理をすることでGeOが脱離しGeO2膜は結晶化することはすでにわかっていたが、それを抑えるために表面に脱離障壁層を設けても、結晶化は進み、脱離と結晶化は直接的関係ではなく、界面反応そのものが結晶化を促していることが実験的に明らかになった。SiGeに関しては、SiGeとGeO2の反応を調べる熱処理実験から、SiGe中のSiがGeO2を還元して自らがSiOxとなることによってGeを析出させるというプロセスになっていることを昇温脱離実験から初めて明らかにした.この事実はSiGeゲートスタックのプロセスを構築していく上で極めて重要な結果である.つまり,SiGeを酸化すると,最初はSiおよびGeが酸化されるが,酸化とともに界面の酸素濃度が下がりGeO2はSiGeのSiを酸化し,Siが優先酸化されるようになり,そして一度SiO2で覆われるようになるとGeは酸化されずに界面に析出されていく.このプロセスがSiGeゲートスタック界面を劣化させていることになる.これを防ぐにはできる限りSiGeの酸化時間を短くするか酸化の際の実効的酸素圧を下げることである.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。現在の情報通信技術の基本を構成しているSi CMOS集積回路において見られるように,半導体の酸化プロセスの理解と制御は決定的に重要である。Si技術の先を狙うSiGe,Ge技術においてはさおさらこの事が求められる。しかしながら,デバイス技術が先行するあまりにこの基本技術が不明瞭のまま技術開発が進められている。そこで本研究を計画しH28年度から開始した。具体的な結果の新規性・重要性に関しては,11の進捗状況において記すことにし,ここでは全体像を述べる。酸化過程は基本的には酸素分子が半導体基板と化学反応することによって形成される。Si,Ge,SiGeの場合,どれも反応の自由エネルギー変化は負であり,熱力学的には酸化物が自動的に形成される。Siの場合には酸化過程は大変良く調べられておりDeal-Grove則という形でモデル化されてきた。また実験結果もそのことを指示している。Geの場合にも表面的にはSiの場合に似た形でGeO2が形成されていくので同じことが起きていると世界中のほとんど研究者が疑いなく考えてきた。我々はその部分に疑いをもち,初年度に11で述べるように直接的にその違いを示す結果を得ることができた。またSiGeの酸化では,上記で述べた反応の自由エネルギー変化がSiとGeとは異なることによって,Siの方が安定な酸化膜が形成されGeはサブオキサイドができやすいことになってしまう。そこでSiGeからSiO2を選択的に酸化させる技術が実際上重要になってくるがその指導原理がない。H28年度はSiの選択酸化が起きた時のGeの振る舞いを詳細に調べ,明確な結果を得ることができた。本研究ではSiGeデバイスを作成すると言うことを目的としてはいないが,そのもっとも基本であるSiGeの酸化過程に決定的な結果を得ることができた。H28年度は研究開始初年度であったが,実験的にきわめて大きな一歩を踏む出すことができた。Geの酸化機構に関しては,以下の二つの発見があった。(1)Geの酸化機構はDeal-Grove機構ではまったく説明できない。(2)酸化時の酸素圧力が高いと酸化レートが落ちることがある。この2点は研究課題であるGe酸化機構を決める上で決定的に重要な役割を果たすはずである。(1)に関しては,酸素同位体を用いた酸化実験によって明らかになったものであり,(2)の結果は実際の酸素圧力を100気圧以上まであげて,酸化膜の成長を測定することから決めた結果である。いずれも実験的に直接的に得た結果であり,また世界初の実験結果である。一方で,SiGeの酸化に関しては,Siの酸化,Geの酸化とはまったく異なる振る舞いを示す。つまり通常の酸化を行うと,SiO2もGeO2も形成されることは容易に想像されるが,実際のゲートスタックを形成するという観点からは好ましくないことがわかってきた。これは両者が存在すると,SiO2がGeO2よりも熱力学的に安定であることから,GeO2が還元されてしまい非飽和GeOxが形成されてしまうことから生ずる。そこで,SiGe上にSiO2を選択的に形成するための酸化手法を探るための研究を進めており,この場合は低圧酸素下における酸化がこれを実現させることがわかってきた。ただこの場合,Siだけが酸化されるとGeはどこかで消費されるか析出しなくてはならなくなる。このGeの行方がようやくわかってきた。以上の二点は本研究の中で核をなすものであり,初年度の成果として予想以上のものと言える。

また高圧酸化によって何故酸化レートが減速されるかに関しては高圧の酸素同位体ガス酸化を行い、酸素の拡散が酸素圧力とともに抑制されていることを初めて明らかにした。ここからGeの酸化に対する反応形式をモデル化し、今のところ定性的ではあるがGeの酸化に対する一般的理解まで到達することができたと言える。さらにそのようにして形成されたGeO2/Geを超高真空中で熱処理をすることでGeOが脱離しGeO2膜は結晶化することはすでにわかっていたが、それを抑えるために表面に脱離障壁層を設けても、結晶化は進み、脱離と結晶化は直接的関係ではなく、界面反応そのものが結晶化を促していることが実験的に明らかになった。SiGeに関しては、SiGeとGeO2の反応を調べる熱処理実験から、SiGe中のSiがGeO2を還元して自らがSiOxとなることによってGeを析出させるというプロセスになっていることを昇温脱離実験から初めて明らかにした.この事実はSiGeゲートスタックのプロセスを構築していく上で極めて重要な結果である.つまり,SiGeを酸化すると,最初はSiおよびGeが酸化されるが,酸化とともに界面の酸素濃度が下がりGeO2はSiGeのSiを酸化し,Siが優先酸化されるようになり,そして一度SiO2で覆われるようになるとGeは酸化されずに界面に析出されていく.このプロセスがSiGeゲートスタック界面を劣化させていることになる.これを防ぐにはできる限りSiGeの酸化時間を短くするか酸化の際の実効的酸素圧を下げることである.昨年度にGeの酸化機構がSiとは本質的に異なることを直接見いだすことに成功した。そもそもSiのDeal-Grove機構は酸素分子の拡散ということで定式化されており、その証拠として同位体酸素を用いた実験でその機構は証明されてきた。GeはSiと同じような酸化時間に対して酸化膜の成長を示すので、誰もがSiと同じようにDeal-Grove則が成立するものと信じてきた。しかし我々はGeの酸化レートに対して異常な酸素圧力依存性を示すことを発見していた。そこでGeの酸化に対して酸素同位体を用いて酸素の拡散を調べる実験を行った。その結果からGeではSiとは全く異なる形で酸化が進んでいることが初めてわかった。その速度論を明らかにするために、今年度は意図的にGeO2/Ge上にSiO2を堆積したサンプルの同位体実験を行い、酸素の拡散を調べ、またその酸化レートを調べたと。これによってさらにSiとGeの酸化機構の違いが明瞭に示された。一方、SiGeに対して良好な界面特性を示すゲートスタック構造をすでに報告してきたがSiGeの酸化機構そのものに関しては現象論以上の理解が進んでいないというのが現状であった。もちろん高温ではGeの酸化濃縮という現象が起きていることはすでに報告されているが、実際のゲートスタック形成温度でのSiGe界面における酸化膜成長に関する知識は極めて乏しい。そこで、今年度は物理測定に特化し、SiGeの酸化による界面の変化をXPSとRaman分光を用いて検討した。その結果、SiGeの酸化に伴って、界面にGeが析出すること、そしてそれがアモルファス状態ではなく結晶性の膜であることがわかった。
日常的推論の論理と言語形式:量化表現、条件文、モーダル表現を中心として

本研究では、日本語と、英語などの西欧語、および類型論的に日本語に近い韓国語を対象として、推論の表現形式におけるこれらの言語間の差異と類似性を網羅的に調べ、言語の普遍性と個別性の問題に新たな観点から焦点をあてることを試みた。特に、日本語における形式的側面の解明と並行して、西欧語の文脈依存性という非形式的側面を明らかにし、それぞれの言語において従来手つかずである面を補完することを目ざした。一部に完全な成果を挙げるには至らなかった部分も存在するが、おおむね所期の目的を達することができたと考えられる。以下、具体的に、主な研究成果をあげる。1.おおむね平成17年度以降、それまでの研究成果を国際会議などで発表してきた。例えば、田窪、坂原は、2006年度に、東京大学での国際シンポジウム「認知言語学の哲学的基礎」で発表し、また、田窪は、韓国延世大学での国際認知言語学会、Wisconsin大学での日本語・韓国語言語学会などで研究発表をおこなった。2.おおむね平成18年度以降、今までの研究成果を論文の形をとって発表してきた。例えば、三藤は、イベント意味論の枠組みに基づく日本語の名詞句の意味論について論文を執筆し、平成19年5月に刊行の予定である。また、田窪が、上記、Wisconsin大学で行われた日本語韓国語言語学会議で発表した論文2編(単著1編、海外研究協力者のKaufmannとの共著1編)が平成19年3月に出版された学会プロシーディングに掲載された。平成19年2月下旬に、分担者のほぼ全員と海外研究協力者などにより淡路夢舞台国際会議場で3日間にわたるワークショップを開催し、研究発表と4年間の研究成果の総括をおこなった。具体的な計画は未定だが、今後も研究上の交流を維持していくことで一致した。本研究は、推論および推論に関わる言語形式の研究を通じて、日常言語における推論がどのような形でなされるのかを考察し、論理形式と日常言語との相関関係を探求することを目的としている。一般に、推論の形式自体は原則として母語に依存しないと考えられるが、言語によっては、推論の形式を言語形式で明示しない場合がある。また、ある種の推論形式が言語的に区別されない場合もある。本研究では、計画年度内に、日本語と、英語などの西欧語、および類型論的に日本語に近い韓国語を対象として、推論の表現形式におけるこれらの言語間の差異と類似性を網羅的に調べ、言語の普遍性と個別性の問題に新たな観点から焦点をあてることを目標とした。本年度は、広く、日本語、英語およびドイツ語などの西欧語、韓国語のコーパスから、日常的推論、量化表現、条件文、モーダル表現に関わる言語現象を採集、分類し、理論的考察のための基礎データを作成した。また、海外共同研究者との討議の場として、次の2つを設定した。1.8月下旬に、海外共同研究者のKaufmannおよび、日本側分担者の一部が滞在中のウィーン工科大学において、1週間程度、集中討議をおこなった。その際、今後4年間の、全体的な方針を決め、また、それまでの各人の予備的な考察から出てきた問題的を総ざらいし、今後の各人の分担を明確化した。2.2月下旬および3月上旬に、1年目の総まとめとして、神戸松蔭女子学院大学および京都大学で集中的討議の場を設けた。ここでは、海外共同研究者のほとんどが来日し、それまでの成果を研究発表として報告するとともに、次年度の計画の練り直しをおこなった。

本研究は、推論および推論に関わる言語形式の研究を通じて、日常言語における推論がどのような形でなされるのかを考察し、論理形式と日常言語との相関関係を探求することを目的としている。本年度は、前年度の研究成果を踏まえ、日本語、英語およびドイツ語などの西欧語、韓国語のコーパスから、採集、分類した、日常的推論、量化表現、条件文、モーダル表現に関わる言語現象を理論的に考察した。さらに海外共同研究者との討議の場として、以下を実施した。1.9月下旬に、日本側分担者の一部が、海外研究協力者のSellsの所属するStanford大学を訪問し、1週間程度集中討議をする場を設けた。この場では、前年度の各人の予備的な考察から出てきた問題点を整理し、今後の各人の分担をより明確化することを目的とした。2.1月下旬に、海外共同研究者および他の海外からの研究者と、京都大学で1週間程度、共同討議する場を設けた。これは西欧語の分析を中心とした。3.2月下旬に、Sellsおよび韓国側の海外研究協力者を中心として、日本語と韓国語の対照言語学的研究の集中的討議の場を設けた。また、次年度の計画の練り直しをおこなった。本年度は前年度に収集した基礎的なデータの整理・分析に重点を置いたが、次年度に向けて、それを、一般的、普遍的な形の理論としてまとめることに着手した。特に、日本語と他言語の共通点と相違点を明らかにし、それが、言語の普遍性と個別性の問題とどう関わるかを考察した。本年度は、前年度までの研究成果を踏まえ、日常的推論、量化表現、条件文、モーダル表現に関わる言語現象の理論的な考察を続け、前年度までに収集した基礎的なデータの整理・分析に基づいて、それを、一般的、普遍的な形の理論としてまとめる作業を継続し、その成果は国際学会での発表、論文などの形をとってあらわれてきている。特に、分担者の田窪は上記国際シンポジウム「認知言語学の哲学的基礎」で研究発表するとともに、韓国延世大学で開かれた国際認知言語学会、ウイスコンシン大学でひらかれた日本語・韓国語言語学会で発表した。さらに、海外共同研究者らとの討議の場として、以下を実施した。1.7月に分担者の坂原は国際シンポジウム「認知言語学の哲学的基礎」を東京大学で組織するとともに研究発表をおこなった。2.8月下旬に、海外共同研究者のKaufmannを京都大学に招いて、モーダル述語の意味論と統語論、および条件文の反事実的解釈、時間の従属節の意味論ついて討議した。3.2月下旬に、分担者の今仁は海外共同研究者のKaufmannの所属するNorthwestern大学を訪問し、1週間程度集中的に討議した。その結果、日本語と他言語の共通点・相違点と言語の普遍性と個別性の問題との関わりについての考察を深めた。また、代表者と分担者の松井は、条件文・モダリティに関する実証実験の準備として眼球運動測定処理システムを導入し、試験的な運用をおこなった。年度末に近い時期の導入であったので、本格的な実験は来年度になる。本年度は、最終年度にあたり、日常的推論、量化表現、条件文、モーダル表現に関わる言語現象の理論的な研究を続け、その成果の一部を、国際学会での発表、論文などの形をとってまとめた。例えば、三藤は、イベント意味論の枠組みに基づく日本語の名詞句の意味論について論文を執筆し、2007年5月に刊行の予定である。
H. pyloriタイプIV分泌システムのヒトでの発現様式と新しい機能

わが国のHelicobacter pyloriは、胃癌と強く関連した強毒型である。本研究では、強毒性マーカーであり、初期感染機構であるタイプIV分泌システム(cag PAI)の機能に焦点をあて、そのヒト胃粘膜での発現様式と発症との関係を解明する。まず、患者胃粘膜で観察されたH.pylori初期感染機構"2段階粘着"について解析した。H.pyloriはcag PAI以外の粘着メカニズムで胃粘膜に粘着し、次にcag PAIを使って上皮細胞の微絨毛を泡化して除き、強固な粘着(intimate adherence)を行う。この際、CagA分泌蛋白の役割は、培養細胞実験成績に基づいて考えられてきた"hummingbird"型細胞変性ではなく、上皮細胞の萎縮と剥脱であると考えられた。このような強固な粘着は宿主依存的で、同一クローンによる家族感染で、強固な粘着が高頻度で検出される感染例と、殆ど観察されない感染例が観察された。わが国で分離されるH.pyloriはcagPAI陽性(cagA、cagE陽性)の"強毒型"である。そこで、極東ロシアでの感染例について同様の解析を行った。予想通り遺伝子型はわが国とは異なり、cagA陰性例が約20%存在した。このcagA陰性例には、従来余り検討されてこなかった症例が含まれていた。例えば、胃癌例があり、膵炎や食道粘膜下腫瘍例が含まれていた。今回見いだされた胃癌例、膵炎例あるいは食道粘膜下腫瘍例とcagA陰性H.pylori感染の関連解明が急務であると考えられる。また、H.pylori細胞内ATPレベルの解析で重要な知見が得られた。幾つかの試薬でH.pylori細胞内ATPレベルを低下させると、H.pyloriの強い運動性が瞬時に停止した。H.pyloriの運動性とATPレベルに関連があることが分かった。本研究では、強毒性マーカーであり、初期感染機構であるタイプIV分泌システム(細菌分泌タンパクを胃粘膜上皮細胞内に注入するシステム)に焦点をあて、胃粘膜biopsyを電子顕微鏡解析することによって、ヒト(患者)胃粘膜での機能を調べた。まず、家族感染株を解析対象とした。リボタイピング解析の結果、この家族では、男児が父親のH.pyloriに感染していた。父親は慢性胃炎、男児は蛋白漏出性胃症と診断された。胃粘膜biopsyの電顕像は父親と男児では大きく異なっていた。男児では胃粘膜に定着しているH.pyloriの85%でタイプIV分泌システムによる典型的な台座形成(intimate adherence)が確認された。一方、父親の胃粘膜に定着しているH.pyloriでは、典型的な台座形成は確認できず、多くの胃biopsyでみられるような隙間のある粘着様式であった。しかも、男児のH.pyloriで膜の泡化現象(vesiculation)が顕著にみられた。なお、病原性遺伝子型はcagE、cagA、vacA s1a/m1、iceA1、babA2であった。以上の解析結果から、H.pyloriがヒトの胃粘膜では(1)膜の泡化現象で微絨毛を切断し、(2)台座形成で代表される強固な粘着を行う"2段階粘着"を示すことが分かった。しかも、その発現は宿主依存的で、蛋白漏出性胃症を患った男児で顕著で、慢性胃炎の父親では少なかった。あるいは、"2段階粘着"は蛋白漏出性胃症と関連するのかもしれない。現在、培養細胞レベルで解析を行っている。また、タイプIV分泌システムが逆輸送をも媒介する可能性、例えば「H.pyloriがタイプIV分泌システムを介して上皮細胞内からATP等を遊離させ、細胞内ATP濃度を減少させる」可能性について検討している。

今回見いだされた胃癌例、膵炎例あるいは食道粘膜下腫瘍例とcagA陰性H.pylori感染の関連解明が急務であると考えられる。また、H.pylori細胞内ATPレベルの解析で重要な知見が得られた。幾つかの試薬でH.pylori細胞内ATPレベルを低下させると、H.pyloriの強い運動性が瞬時に停止した。H.pyloriの運動性とATPレベルに関連があることが分かった。
間欠カオス力学系のエルゴード理論的極限の研究

以前の研究において,私は,エルゴード的無限不変測度をもち,間欠カオスを生じるような区間上の写像の力学系の測度無限大となるような集合Aに対して,エルゴード理論の基本的な問題である時間平均(Aへの軌道の滞在時間/経過時間)の極限について研究した.そして,その極限の存在のための十分条件およびその極限値に関する一連の結果を得た.また,この時間平均の極限値が定まらずに振動するような条件を得た.本研究では,私の今までの研究を発展させること及び拡張することを目指し,次の2点を目的とした.(1)間欠カオス力学系において,積分が無限大となる関数のエルゴード和についてどのようなエルゴード理論的極限定理が成り立つかを調べること.(2)多次元の間欠カオス力学系に対して,上記の時間平均の極限が存在するか否かを研究すること.(1)については,積分が無限大となる関数のエルゴード和の比が測度収束するための条件及びその極限値に関する結果,積分が無限大となる関数のエルゴード和の比がほとんどすべての初期値に対して0に収束するための十分条件,積分が無限大となる関数のエルゴード和の比の極限が定まらずに振動するための十分条件を得た.この成果は専門誌に掲載されることになった.また,(2)については,多次元写像の不変測度の研究において,優れた研究を行っているP.Gora, A.Boyarskyらから,示唆に富む多次元写像の例を教わった.この例を深く考察することにより,エルゴード理論的な研究を推進する上で有益と思われる多次元の間欠カオス力学系の例をいくつも見いだすことができた.その結果,2次元のある写像族に対して,区間上の写像の力学系に関する結果を拡張できる見通しがついた.現在,その詳細を検討しているところである.以前の研究においては,私は,エルゴード的無限不変測度をもち,間欠カオスを生じるような区間上の写像の力学系の測度無限大となるような集合Aに対して,エルゴード理論の基本的な問題である時間平均(Aへの軌道の滞在時間/経過時間)の極限について研究した.そして,その極限の存在のための十分条件およびその極限値に関する一連の結果を得た.また,この時間平均の極限値が定まらずに振動するような条件を得た.本研究では,私の今までの研究を発展させること及び拡張することを目指し,主として,次の2点を目的にしてきた.(1)間欠カオス力学系において,積分が無限大となる関数のエルゴード和についてどのようなエルゴード理論的極限定理が成り立つかを調べること.(2)多次元の間欠カオス力学系に対して,上記の時間平均の極限が存在するか否かを研究すること.(1)については,積分が無限大となる関数のエルゴード和の比が測度収束するための条件及びその極限値に関する結果,、積分が無限大となる関数のエルゴード和の比がOにほとんどすべての初期値に対して収束するための十分条件,積分が無限大となる関数のエルゴード和の比の極限が定まらずに振動するための十分条件を得た.現在,細部を検討し,投稿に向けた準備を進めているところである.また,多次元写像の不変測度の研究において,優れた研究を行っているP.Gora, A.Boyarskyらから,示唆に富む多次元写像の例を教わった.この例を深く考察することにより,エルゴード理論的な研究を推進する上で有益と思われる多次元の間欠カオス力学系の例を見いだすことができた.今後は(2)の方向の研究を大いに推進させるとともに,(1)の研究をより充実させる予定である.以前の研究において,私は,エルゴード的無限不変測度をもち,間欠カオスを生じるような区間上の写像の力学系の測度無限大となるような集合Aに対して,エルゴード理論の基本的な問題である時間平均(Aへの軌道の滞在時間/経過時間)の極限について研究した.そして,その極限の存在のための十分条件およびその極限値に関する一連の結果を得た.また,この時間平均の極限値が定まらずに振動するような条件を得た.本研究では,私の今までの研究を発展させること及び拡張することを目指し,次の2点を目的とした.(1)間欠カオス力学系において,積分が無限大となる関数のエルゴード和についてどのようなエルゴード理論的極限定理が成り立つかを調べること.(2)多次元の間欠カオス力学系に対して,上記の時間平均の極限が存在するか否かを研究すること.(1)については,積分が無限大となる関数のエルゴード和の比が測度収束するための条件及びその極限値に関する結果,積分が無限大となる関数のエルゴード和の比がほとんどすべての初期値に対して0に収束するための十分条件,積分が無限大となる関数のエルゴード和の比の極限が定まらずに振動するための十分条件を得た.この成果は専門誌に掲載されることになった.また,(2)については,多次元写像の不変測度の研究において,優れた研究を行っているP.Gora, A.Boyarskyらから,示唆に富む多次元写像の例を教わった.この例を深く考察することにより,エルゴード理論的な研究を推進する上で有益と思われる多次元の間欠カオス力学系の例をいくつも見いだすことができた.その結果,2次元のある写像族に対して,区間上の写像の力学系に関する結果を拡張できる見通しがついた.現在,その詳細を検討しているところである.
分子軌道法による水素吸蔵合金の水素占有サイトの解析とそれに基づく合理的材料設計

バナジウムは、水素化によって適度な安定性を持つγ相(VH_2)と、非常に安定なβ相(V_2H,VH)を形成することが知られている。昨年度は、γ相の安定性に対する合金効果の測定と、β相の電子状態の解析を行ってきた。本年度は、種々の合金元素を添加したバナジウム合金について、低水素圧領域でのPCT(圧力-組成-等温)測定を行い、バナジウム水素化物β相(V_2H,VH)の安定性に及ぼす合金元素の影響を系統的に調べた。PCT測定は、濃淡電池型水素圧力センサーを備えた中・低水素圧用PCT装置を用いて電気化学的な方法で行った。低水素圧領域でのPCT測定により、β相(V_2H,VH)の安定性に及ぼす合金元素の影響を初めて明らかにした。さらに、V_2Hの安定性は、合金元素の添加量にほぼ対応して変化することを明らかにした。また、V_2H相およびVH相の安定性は、添加する合金元素の種類によって、周期表に従って単調に変化することを明らかにした。一方、合金元素による安定性の変化の度合いは、V_2H相とVH相ではやや異なることがわかった。この結果、V-Ti-M3元系合金において、V_2Hの不安定化により相対的にVHが安定化したようにみえる場合もあることが示唆される。実際、V-Ti-Cr合金やV-Ti-Mn合金において、これらの現象が見いだされた。これら一連の結果に基づいて、バナジウム水素化物の安定性を制御した高容量水素吸蔵合金の最適合金組成について検討を行った。本研究では、これらのバナジウム水素化物(V_2H,VH,VH_2)の電子状態を計算し、各水素化物中の水素の占有状態を詳細に調べた。また、V_2Hの電子状態に及ぼす合金元素の影響を調べた。さらに、種々のバナジウム合金を作製し、その水素吸蔵特性を実験から系統的に調べた。電子構造の計算には、分子軌道法の一つであるDV-Xαクラスター法を用いた。計算より、原子間の結合次数および各原子のイオン性を求めた。V_2Hにおいて水素は、バナジウムのBCC格子の8面体サイトを占有し、(011)原子面に平行に2次元的に配列している。このとき、バナジウムの格子は、水素の入る(011)原子面間が[001]方向に広がったBCT構造をとる。一連の計算より、水素化に伴うV_2Hの格子歪みを理解することができた。V_2Hでは、バナジウム-水素間のイオン的な結合をできるだけ強くし、かつバナジウム原子間の結合をできるだけ保つような巧妙な格子歪み起こっていることが明らかになった。一方、バナジウム-水素原子間のイオン的な相互作用は、V_2H<VH<VH_2の順に変化しており、バナジウム-水素原子間のイオン的な結合が、バナジウム水素化物の安定性を考える上で重要である示唆される。実際、種々の3d遷移金属(M)の添加による、M-H間のイオン性の差の変化は、実験により求めたV_2H相の平衡水素圧の変化と一部の元素を除きほぼ一致した。この外、バナジウム合金の水素化物安定性に及ぼす合金元素の影響を系統的に調べている。