hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
活性化マイクログリアにおけるＣＯＸ－１の機能に関する検討

一過性脳虚血障害モデルラットのPET実験では、神経障害後に生じる神経炎症反応過程においてもCOX-1がマイクログリアの活性化に重要な役割を果たす可能性をin vivoイメージング条件下で捉えることができた。同時に、活性化マイクログリアの特異的マーカーとしてCOX-1が有用であり、脳虚血障害後の炎症の評価ツールとして診断や治療方針決定に活用できる可能性が示唆された。上記の研究遂行状況から、当初の計画通り、神経炎症過程におけるCOX-1機能と動態の基礎的解析は順調に進められていると言える。また、次段階にある診断・治療ターゲットとしての活用へ向けた検討の準備も開始し、有用である可能性を示唆する結果も得られている。今年度までの検討では、マイクログリアの活性化を誘導する過程でCOX-1が重要な役割を果たすことを明らかにしてきた。この結果を受け、次年度はCOX-1を発現する活性化マイクログリアが神経障害または修復においてどのような役割を果たしているのかを明らかにすることを目的として研究を進める。一過性脳虚血障害モデル動物におけるCOX-1の動態についてはPET実験により明らかになったところであるが、この虚血障害におけるCOX-1の機能について下記の項目に従って検討する予定である。1COX-1遺伝子欠損による虚血障害の変化:COX-1が関与するマイクログリアの活性化が、一過性脳虚血後の脳内において神経障害を増悪させることに関与するのか、むしろ修復に関与するのか等、その機能の特性について明らかにしたいと考え、COX-1遺伝子欠損マウスを用いて虚血再灌流後の神経炎症、神経細胞死の程度をin vivo(PET実験など)とin vitro(生化学実験など)の両側面から解析する。また、この時に脳内で生成されるプロスタグランジン(PG)サブタイプそれぞれの変化についても定量解析し、その変化パターンによってもCOX-1機能を特徴づける知見が得られると期待される。2COX-1選択的アゴニストまたはアンタゴニスト投与による虚血障害の変化:上記検討1の結果を踏まえて、COX-1が治療薬剤のターゲットとして有用であるかについて検討を行う。また、PETによる薬物動態学的な検討も併せて行い、薬剤開発に有用な知見を得ようと考える。平成25年度は前述の研究計画に従い、実験動物(COX-1遺伝子欠損マウス、正常ラット)の購入に研究費を使用する。PET撮像実験に必要な試薬と消耗品、生化学実験に必要な抗体などの染色用試薬、ディスポーザル実験器具の購入も予定している。最終的に、研究成果の発表を目的として論文投稿および学会参加を行うため、英文校正費、投稿料、学会参加費、旅費等の必要経費に研究費を使用する。
L-セリンとグリシンの神経細胞死抑止機序解明と神経疾患治療への応用可能性の検討

我々はこれまでに、マイクログリア機能が非必須アミノ酸であるL-セリン、グリシンに大きく依存していることを示してきた。神経細胞は、培養下においてはL-セリン、グリシン非存在下では長期生存が極めて難しくなることを示している。それに対し、アストロサイトの機能形態や生存には、両アミノ酸は全く関与せず、逆にアストロサイトは両アミノ酸を細胞外に分泌していることを示した。神経細胞やマイクログリアは、細胞外液中のL-セリン、グリシンに大きく依存しているのに対し、アストロサイトはなぜ細胞外に両アミノ酸を分泌できるのかという問題は、L-セリン、グリシンを解糖系の中間代謝産物より生合成する際の律速酵素である3フォスフォグリセリン酸脱水素酵素(3PGDH)の発現レベルの大きな違いに起因すると考えられた。すなわち、3PGDHの発現は、アストロサィトで高く、神経細胞やマイクログリアではごく低いことを我々は明らかにした。L-セリン、グリシンは、一次培養大脳皮質神経細胞の生存期間を濃度依存性に延長する。そのメカニズムについては、殆ど明らかではなかった。我々は、細胞生存に関わる因子群、特に抗アポトーシス因子として知られるBcl-2ファミリー遺伝子群を中心に、RT-PCR法を用い、L-セリン、グリシンによって発現が変動するかどうかについて調べた。その結果、アポトーシス抑止因子Bcl-wの発現が、L-セリン、グリシンの濃度依存性に上昇することを見出した。このBcl-wの発現上昇は、L-セリン、グリシンによる神経細胞生存期間延長の一つの機序であると考えられた。更に最近、アルツハイマー病発症の危険因子であるアポリポプロテインEが、マイクログリアから放出され、更にこの放出がアストロサイト由来のL-セリンに依存していることを見出し研究を展開している。L-セリンは、重要なリン脂質であるフォスファチジールセリンや、脳内に豊富に存在するスフィンゴリピッド生合成に必須のものであり、L-セリンが脳内で極めて重要な細胞制御因子として、作用していることがより明確になった(投稿準備中)。以上より、L-セリン、グリシンの脳内濃度上昇を誘導することが、新たな神経疾患治療法となることを示唆している。すなわち、3PGDHの発現は、アストロサイトでは高いが、神経細胞やマイクログリアではごく低いことを我々は明らかにした。

L-セリンは、重要なリン脂質であるフォスファチジールセリンや、脳内に豊富に存在するスフィンゴリピッド生合成に必須のものであり、L-セリンが脳内で極めて重要な細胞制御因子として、作用していることがより明確になった(投稿準備中)。以上より、L-セリン、グリシンの脳内濃度上昇を誘導することが、新たな神経疾患治療法となることを示唆している。
SAWストリーミングを用いた新しいアクチュエータの研究

弾性表面波は伝搬面上の微小な水を流勤させたり、飛翔させたりすることがわかり、それらの水の勤きをSAWストリーミングと名付けた。本研究の目的は、このSAWストリーミング現象の解明を行うこと、及び電気的制御が簡単な微小流体素子としての特徴を有しているため、チューブのない流体ガイドや、ポンプ、ノズルのないインクジェット素子などの液体輸送機能を持ったアクチュエータへの応用について基礎的な研究を行うことである。得られた成果をまとめると以下の通りである。1.本現象を説明する最も基本的な式をアコースティックストリーミングの理論を利用して導出する事ができた。2.水を流動させたり、飛翔させたりする力をSAWストリーミング力と名付け、1.で得られた理論を用いて計算を行った。その結果、流体に作用する力が非常に大きいことが分かった。また、実験結果ともよく一致した。同時に存在するその反力の測定により理論の検証を行った。3.SAWストリーミングが示すさまざまな水の動きを、(1)基板の表面状態(親水性、疎水性)、(2)電気的入力パワー、(3)周波数、パルス周期、パルス長、(4)水の量などをパラメータとして観測を中心とした測定を行った。また、可視化の実験を行った。4.これらの理論及び実験結果よりSAWデバイスを用いた流体素子の可能性が明確になった。1つの応用例として超音波モータ(IDTモータと名付けた)を試作した。また、ジェット機能を利用した新しいポンプの提案を行った。弾性表面波は伝搬面上の微小な水を流動させたり,飛翔させたりすることが分かり,それらの水の動きをSAWストリ-ミングと名付けた.本研究の目的は,このSAWストリ-ミング現象の解明を行うこと,及び電気的制御が簡単な微小流体素子としての特徴を有しているため,チュ-ブのない流体ガイドや,ポンプ,ノズルのないインクジェット素子などの液体輸送デバイスへの応用について基礎的な研究を行うことである.得られた成果をまとめると以下の通りである.1.水を流動させたり,飛翔させたりする力をSAWストリ-ミング力と名付け,その理論式を導出した.周波数が異なるSAWデバイスを作り,SAWストリ-ミングによる力の測定を行い,理論式の検討を行った.その結果,周波数依存性を確かめることができたが,力の大きさが理論と不一致であり,さらに検討が必要なことが分かった.2.SAWストリ-ミングのアクチュエ-タへの応用(a)IDTモ-タの試作交差指電極(IDT)を水中にいれ翼をストリ-ミングによる回転させたり直進させたりするもので,効率は悪いが音が無いなどの特徴を持っている.(b)微小ポンプの試作二枚のガラス板の間に導入された液体をSAWストリ-ミングジェットにより連続的に空中に飛翔させるものである.飛翔方向や量の制御が可能である.3.その他の応用圧電セラミックス基板を用いると,基板面上が等方性なのでIDTを任意の位置に配置することが可能である.基板上で液体の移動方向を任意に制御できることを実験的に確かめた.微小量液体の混合や反応を行わせるシステムが実現可能である.弾性表面波は伝搬面上の微小な水を流動させたり、飛翔させたりすることがわかり、それらの水の動きをSAWストリーミングと名付けた。

また、実験結果ともよく一致した。同時に存在するその反力の測定により理論の検証を行った。3.SAWストリーミングが示すさまざまな水の動きを、(1)基板の表面状態(親水性、疎水性)、(2)電気的入力パワー、(3)周波数、パルス周期、パルス長、(4)水の量などをパラメータとして観測を中心とした測定を行った。また、可視化の実験を行った。4.これらの理論及び実験結果よりSAWデバイスを用いた流体素子の可能性が明確になった。1つの応用例として超音波モータ(IDTモータと名付けた)を試作した。また、ジェット機能を利用した新しいポンプの提案を行った。
ダイヤモンド薄膜付着強度を増加させる新しい基板前処理手法の開発

ダイヤモンド薄膜においては,基板と薄膜は蒸着の初期に核が発生した点でのみ接していることが従来から確認されている。このため薄膜生成にあたっては,薄膜の核の数すなわち核発生密度を増加させることが重要となる。ここではダイヤモンド薄膜付着強度を増加させる新しい基板前処理手法の開発の基礎として,原子レベルからの薄膜付着モデルを開発し,コンピュータシミュレーションの実施により種々の現像を数値的に明らかにした。得られた実績を要約して以下に示す。1.核発生に及ぼす基板傷つけ処理の影響を解明することを目的として,傷つけ処理を施したシリコン基板と反応ガスからなる核発生二次元モデルを考案し,同基板上に発生するダイヤモンド核を対象とした数値シミュレーションを行った。その結果,核発生過程を数値的に明らかにした。2.薄膜形成に及ぼす基板傷つけ処理の影響を解明することを目的として,1.で考案したモデルを発展させた核成長二次元モデルを考案し,シリコン基板上に発生および成長するダイヤモンド核を対象とした数値シミュレーションを行った。その結果,核成長過程を数値的に明らかにした。3.ダイヤモンド薄膜をシリコン基板から引きはがすのに必要な力を数値的に求めることを目的とし,2.で考案した核成長二次元モデルを用い数値計算を行った。その結果,薄膜が基板からはがれる過程を数値的に明らかにするとともに,薄膜を引張る速度と薄膜を基板から引きはがすのに必要な力との関係を明らかにした。
非線形放物型方程式の自己相似性と解の特異性

非線形放物型偏微分方程式に対して、自己相似解の解構造を解明すると共に、時間大域解の漸近挙動における自己相似解の役割について研究を行った。とくに非線形項の指数がSobolevの埋め込みの意味で臨界的な場合の非線形放物型方程式の自己相似解の構造について新たな結果が得られた。さらに走化性方程式系に関わる非線形問題への応用について研究を行った。非線形方程式における解の有限時刻での爆発現象あるいは集中現象などの特異性の発現の背後に、自己相似性というスケール不変性がしばしば見られる。本研究では、非線形放物型偏微分方程式に対して、自己相似性という観点から解の特異性についての考察を行う。とくに解の爆発現象および特異な振る舞いをする解に対してスケール不変性を有効に利用することにより考察を行う。以下の問題について重点的に研究を行う。(1)非線形熱方程式の自己相似解の解構造を解明すると共に、時間大域解の漸近挙動における自己相似解の役割、特異性をもつ解と自己相似解との関連を考察する。(2)(1)に関連する非線形定常問題に対して、変分的アプローチおよび常微分的アプローチ等により、その解構造に関する研究を行う。(3)非線形熱方程式における研究で得られた結果・手法を走化性方程式系およびその他の非線形問題に対して応用を行う。非線形放物型偏微分方程式に対して、自己相似性という観点から解の特異性について考察を行った。とくに本年度は、相似変換に関する不変性をもつ非線形放物型偏微分方程式および系に対して、自己相似解の解構造を解明すると共に、時間大域解あるいは有限時刻爆発解の漸近的性質における自己相似解の役割について考察を行った。非線形項の指数がSobolevの埋め込みの意味で臨界的な場合の非線形放物型方程式に対する自己相似解の構造について考察を行った。非線形楕円型偏微分方程式に対する変分的手法を用いることにより空間次元に依存して正値解の解構造が変化することを明らかにした。これらの自己相似解の解構造は、放物型偏微分方程式の初期値問題において、敷居解(thre shold solution)の漸近挙動と密接な関連をもつことが予想される。走化性方程式系における後方自己相似解および前方自己相似解の構造とその時間大域解および有限時刻爆発解における役割について考察を行った。空間2次元の前方自己相似解については、球対称性と無限遠方での減衰条件を仮定することにより単独スカラーの問題に帰着することができ、詳細な解の構造を明らかにすることができた。さらに十分小さな初期値から出発する解は、時間の経過とともに先に述べた自己相似解に漸近することを示すことができ、それにより解の長時閥挙動を明らかにすることができた。1次元p-ラプラス微分作用素をもつ2点境界値問題に対して、符号変化する解が存在するための精密な十分条件を与えることができた。今後、時間発展問題との関連が興味深いものと思われる。非線形放物型偏微分方程式における解の有限時刻での爆発現象あるいは集中現象などの特異性特の発現の背後に、自己相似性というスケール不変性がしばしば見られる。本研究では、非線形放物型偏微分方程式に対して、自己相似性という観点から解の特異性についその考察を行った。とくに本年度は、準線形定常問題の2点境界値問題の解構造および走化性方程式系に対する爆発現象に関連する後ろ向き自己相似解の特徴付けを中心に研究を行った。1次元p-ラプラス微分作用素をもつ2点境界値問題に対して、非線形項の増大度が原点の近傍と無限遠方において同じオーダーの挙動をもつ場合の解構造について考察を行った。非線形項の増大度が原点の近傍と無限遠方で異なる場合には、線形化固有値との関係によって解の存在・非存在が決定されることが知られているが、増大度が等しい場合には、符号変化する解について、少なくとも2つの解が存在するか、あるいは解が存在しない、という異なる解構造をもつことが明らかになった。粘菌の集中現象を記述するために導出されたKeller-Segel系については、空間3次元以上においては自己相似的な集中現象およびBurgers的な移流を伴う集中現象が見られることが知られている。ここでは、空間次元3次元以上9次元以上において後ろ向き自己相似解の解構造について考察を行い、それらの詳細な漸近的性質を明らかにすることができた。とくに加算無限個の自己相似解が存在し、それらは特異定常解との交点数により特徴付けることができること、原点を除いた適当な部分で特異定常解に漸近することが明らかとなった。今後、爆発速度および爆発形状との関連が興味深いものと思われる。とくに熱方程式における零点数比較定理を援用することにより自己相似的な爆発解についての考察が進展するものと期待できる。本研究では、非線形放物型偏微分方程式に対して、自己相似性という観点から解の特異性についての考察を行った。

とくに本年度は、Sobolev臨界指数増大度をもつ非同次定常問題の解の構造について中心に研究を行った。非線形項がSobolevの埋め込みの意味で臨界的な増大指数をもつ非線形楕円型偏微分方程式の正値解の構造について考察を行った。分岐理論、比較定理による優解・劣解の方法により最小解の存在を示した。とくにパラメータに関して単調な最小解の存在を示すとともに、それら最小解属の極値解(extremal solution)の存在および正則性についても考察を行った。非線形問題の極値解の存在・非存在は、非線形性、領域の空間次元、幾何学的条件に依存すること、および対応する放物型問題の解の挙動に大きな影響を及ぼすことが知られている。さらにSobolev臨界指数増大度をもつ非同次定常問題の非最小解の存在・非存在について考察を行った。とくに非最小解と最小解の差を考えることにより解の多重性に関する考察を行った。適当な汎関数に対して変分的手法を用いることとPohozaev型の恒等式を用いることにより、非線形項がSobolev臨界指数増大度をもつ場合には、正値解の解構造が本質的に空間次元に依存することを明らかにした。とくに空間次元3,4,5と6以上において解の多重性が変化することを示すことができた。これらの定常問題の解構造は、放物型偏微分方程式の初期値問題の解の漸近的性質の考察において、重要な働きをするものと予想される。
5軸マシニングセンタのアーティファクトによる高精度,高能率な性能評価法

5軸マシニングセンタの高精度・高能率な性能評価法として,アーティファクトを使った評価法を新たに提案し,その方法の妥当性について検討を行った.提案した評価方法は,球が3次元的に配置されたアーティファクトと,その球の中心座標を測定できる検出器で測定することで評価する方法である.計算機上にて,5軸マシニングセンタの各運動軸間の幾何学的な偏差を与え,アーティファクトを測定した際の測定誤差から,それらの幾何学的な偏差を最小自乗法によって推定した.推定した偏差は高い精度で推定可能であることを示すことができ,本手法の妥当性を示すことができた.5軸マシニングセンタの高精度・高能率な性能評価法として,アーティファクトを使った評価法を新たに提案し,その方法の妥当性について検討を行った.提案した評価方法は,球が3次元的に配置されたアーティファクトと,その球の中心座標を測定できる検出器で測定することで評価する方法である.計算機上にて,5軸マシニングセンタの各運動軸間の幾何学的な偏差を与え,アーティファクトを測定した際の測定誤差から,それらの幾何学的な偏差を最小自乗法によって推定した.推定した偏差は高い精度で推定可能であることを示すことができ,本手法の妥当性を示すことができた.今年度は,アーティファクトの測定結果から、5軸制御マシニングセンタが持つすべての幾何偏差を推定する方法をシミュレーションによって確認した.まずは、直交する3軸の直進運動軸を持つ工作機械を計算機上に表現し,アーティファクトによって測定される測定データから,最小二乗法を用いて、幾何偏差の推定を行った.工作機械が持つ精度を大幅に上回る精度で推定することができ,本手法が直交する3軸の直進運動軸をもつ工作機械に適用可能であることを確認した.その後,回転1軸を追加した4軸同時制御工作機械も同様にシミュレーションによって,偏差が推定可能であることを確認した.ダブルボールバーによる5軸制御マシニングセンタの幾何偏差測定を行った.また,提案する測定法による実測のために,検出器を製作する上で必要な機器のリストアップと具体的な設計を行った.現在、5軸制御マシニングセンタの精度評価法としてダブルボールバーを用いた評価法が提案されている.その評価方法には考慮すべき誤差要因があるため、実機による実験によって測定の再現性を評価し,その測定誤差に影響を与える要因を検討した.その結果,測定速度や,測定角度範囲が測定精度に与える影響が大きいことを明らかにし,測定する際の留意点を示すことができた.そして, 5軸マシニングセンタの高精度・高能率な性能評価法として,アーティファクトを使った評価法を新たに提案し,その方法の妥当性についで検討を行った.提案した評価方法は,球が3次元的に配置されたアーティファクトと,その球の中心座標を測定できる検出器で測定することで評価する方法である.その球の中心座標位置はあらかじめ,高精度な測定機で校正されているとして,計算機上にて, 5軸マシニングセンタの各運動軸間の幾何学的な偏差を与え,アーティファクトを測定した際の測定誤差から,それらの幾何学的な偏差を最小自乗法によって推定した.推定した偏差は,工作機械の創成理論に則って,工具-工作物間に直接影響を及ぼす偏差として13個の偏差を推定対象とした.その推定され13個の偏差は高い精度で推定可能であることを示すことができ,本手法の妥当性を示すことができた.
ポリケチド化合物の翻訳合成を指向した疎水性修飾炭素骨格含有ペプチドの合成手法開発

天然物の一種であるポリケチド化合物はしばしばペプチドとの複合体として天然に存在する。こうした化合物はポリケチド鎖による疎水性とペプチド鎖による親水性を併せ持つことで強力な生理活性を示すことが知られ、現在広く薬として使用される化合物も存在する。一方、翻訳反応は高い基質許容生により様々なペプチドやバイオポリマーを合成することができる。そこで本研究では生理活性を示す人工のポリケチド類似化合物の獲得を見据え、翻訳反応を用いて多様なポリケチド類似ペプチドを合成する手法の確立を目指す。
多様な小児看護の場で働く看護師への倫理的看護実践強化プログラムの構築

小児看護ケアモデルを活用し独自に考案した介入プログラムを混合病棟や診療所等の多様な小児看護の場で働く看護職に対して実施した場合の倫理的看護実践の変化や改善効果は何か、臨床研修として応用する場合の課題は何かが本研究の問いである。2018年度は所属大学の公開講座等で本介入プログラムを行った場合の効果の検証を目的として行った。【方法】医療処置を受ける小児と家族への基本的な倫理的看護実践の具体例を示す24項目の小児看護ケアモデル(以下,PNCM)を活用したプログラムを看護師対象に行った。対象者は初回2時間の講座冒頭に受講前PNCM実施頻度Aを記入した。次いで医療処置の基本的な小児看護に関するミニレクチャー(約30分)の後に実践例B、PNCM実行可能性Cを記入した。2カ月後に研究者がA、Bの用紙を対象者に郵送し再度記入と返送を求めた。ACは介入且つデータとし分析した。【結果】参加者14名中2カ月後まで参加9名、初回のみ参加5名であった。前者9名のうち他科経験者8名で受講動機は「日頃の実践の見直しや振り返り」、「小児看護の院内研修がない」等であった。調査AからCへは10項目の中央値が増加、2カ月後のAは6項目が増加し、3項目はCを上回る増加が見られた。後者5名の受講動機は「異動となり小児看護の経験が浅いため関わりを学びたい」等だった。全員が他科経験者でAからCへは12項目が増加したが講座後の実施頻度の改善は確認できなかった。小児看護の経験の浅い対象者は初回のみの参加となり実施頻の改善まで確認ができなかった。したがって、次年度も同様の実行性の高いプログラムを開講すると同時に効果の継続性を確認する必要があると考える。また、がん治療拠点病院の小児がん看護研修(参加27名)でPNCMを活用した実践例の振り返りを実施した。今後は小児看護CNSにより継続実施を試みる予定である。2018年度は、混合病棟や診療所を含む多様な小児看護を実践する看護師に対して所属大学の公開講座等で本介入プログラムを行った場合の効果と普及の可能性や実行性はどれくらいかを検証することを目的とし計画を実施した。公開講座を実施した結果、参加者14名のデータ分析を進めているところであり、一部分析結果をまとめ公表する準備を進めることができた。また、医療施設における実施の可能性を模索することを第3段階目の計画として挙げていたが、がん拠点病院における小児がん看護研修にて実施することができ、小児看護専門看護師による継続的な実施の可能性も予定していることからおおむね順調に進展していると考えている。今年度も昨年度と同様に混合病棟や診療所を含む多様な小児看護を実践する看護師に対して所属大学の公開講座等で本介入プログラムを行った場合の効果と普及の可能性や実行性はどれくらいかを検証することを目的として計画を実施する。また、医療機関における実行可能性を模索するため、小児がん看護研修での継続的な実施状況を小児看護専門看護師と連携・協力して把握していきたいと考えている。さらに、海外における小児看護に関する基礎教育及び現任教育の現状についても情報収集し、我が国における小児看護に関する継続教育の在り方を検討したいと考える。

小児看護ケアモデルを活用し独自に考案した介入プログラムを混合病棟や診療所等の多様な小児看護の場で働く看護職に対して実施した場合の倫理的看護実践の変化や改善効果は何か、臨床研修として応用する場合の課題は何かが本研究の問いである。2018年度は、混合病棟や診療所を含む多様な小児看護を実践する看護師に対して所属大学の公開講座等で本介入プログラムを行った場合の効果と普及の可能性や実行性はどれくらいかを検証することを目的とし計画を実施した。公開講座を実施した結果、参加者14名のデータ分析を進めているところであり、一部分析結果をまとめ公表する準備を進めることができた。また、医療施設における実施の可能性を模索することを第3段階目の計画として挙げていたが、がん拠点病院における小児がん看護研修にて実施することができ、小児看護専門看護師による継続的な実施の可能性も予定していることからおおむね順調に進展していると考えている。今年度も昨年度と同様に混合病棟や診療所を含む多様な小児看護を実践する看護師に対して所属大学の公開講座等で本介入プログラムを行った場合の効果と普及の可能性や実行性はどれくらいかを検証することを目的として計画を実施する。また、医療機関における実行可能性を模索するため、小児がん看護研修での継続的な実施状況を小児看護専門看護師と連携・協力して把握していきたいと考えている。さらに、海外における小児看護に関する基礎教育及び現任教育の現状についても情報収集し、我が国における小児看護に関する継続教育の在り方を検討したいと考える。学科長の職務を優先したため、学会発表および論文投稿にかかる旅費や投稿料等の経費を支出することができなかった。今年度は国内外の学会への参加および学術誌への投稿のために使用する予定である。
悪性脳腫瘍に対する遺伝子分子生物学的手法を用いた新たな治療戦略

予後不良な悪性グリオーマに対し、MBP遺伝子発現プロモータで自殺遺伝子(HSVtk)を制御した脳特異的レトロウイルスベクターを用いた遺伝子治療の基礎研究を続けてきた。さらに、グリオーマ細胞のMBP遺伝子発現量によって遺伝子導入効率が左右されない治療法として、MAGE-D4遺伝子(Cancer Res 61:4809-4814,2001;Gene 277:129-137,2001)や他の遺伝子発現プロモータを組込み込んだ高力価グリオーマ特異的レトロウイルスベクターの開発も試みている。現在、数種類のプロモータ領域が同定できており、それぞれのプロモータを組込んだレトロウイルスベクターの構築と、その細胞障害活性を検討している。選択的部位ゲノム挿入レトロウイルスベクターの開発は、2、3のプログラム候補が完成し、高力価活性の誘導を検討中である。悪性グリオーマの中で最も悪性度が高く未分化な神経膠芽腫(GBM)はOlig2転写因子を高率に発現しており、Olig2以降の分化制御カスケードの障害した病態とも解釈できる。それ故、Olig2下流因子を同定し、GBMの障害された分化過程を修復することで悪性度の低い病態に分化させる新たな治療法にも着手している。ONS-M21抗体が認識するグリオーマ関連抗原がintegrin・3(Br J Cancer 68:831-837,1993;Br J Cancer 79:333-339,1999)であることから、integrin・3の脳内発現するメカニズムと、MAGE-D4遺伝子や他の遺伝子増幅との相関についても検討している。グリオーマのCystatin C、CDC25BおよびRCAS1の表現の意義については既に論文発表した。さらに、マウスES細胞より誘導したマイクログリアの組織内浸潤能を用いた新たな免疫細胞療法の開発にも着手している。平均余命が一年から一年半の神経膠芽腫に対し、MBP遺伝子発現プロモータで自殺遺伝子(HSVtk)を制御した脳特異的レトロウイルスベクターを用いた遺伝子治療の基礎的研究を続け、10数編の英語論文に発表してきた。しかし、MBP遺伝子発現プロモータでは、その遺伝子発現量により遺伝子導入効率が左右されるので、MAGE-E1遺伝子(Cancer Res 61:4809-4814,2001;Gene277:129-137,2001)や、それ以外のグリオーマ高発現プロモータ組込み高力価グリオーマ特異的レトロウイルスベクターを用いた新たな遺伝子治療法の開発や、ベクターの特異的部位導入システムの開発を試みているが、未だ公表の段階ではない。ONS-M21抗体が認識するグリオーマ関連抗原がintegrin α3であったので(Br J Cancer 68:831-837,1993;MolImmunol 32:407-416 1995;Anticancer Res 18:4311-4315,1998;CancerLett 127:171-176,1998;Br J Cancer 79:333-339,1999)、脳内でのintegrin α3発現メカニズムと、MAGE-E1やその他の高発現遺伝子増幅との相関についても研究中で、グリオーマの発生機序や脳内浸潤メカニズムの観点からも探求中である。

さらに、ES細胞より誘導したマイクログリアを用いた脳内免疫応答の解析や(J Neuroimmunol 160:210-218,2005)、この免疫反応調節機能を用いた新たな免疫細胞療法の可能性についても検討中である。上記研究以外では、コモンマーモセット(霊長類)を用いたMBP遺伝子発現プロモータでHSVtk遺伝子を制御した脳特異的レトロウイルスベクターの安全性試験も遂行中である。予後不良の悪性グリオーマに対し、MBP遺伝子発現プロモータで自殺遺伝子(HSVtk)を制御した脳特異的レトロウイルスベクターを用いた遺伝子治療の基礎的研究を続けてきた。しかし、各腫瘍内のMBP遺伝子発現量によりMBP遺伝子発現プロモータの遺伝子導入効率が左右されるので、M4GE-D4(E1)遺伝子(Cancer Res 61:4809-4814,2001;Gene 277:129-137,2001)や、それ以外のグリオーマ高発現プロモータ組込み高力価グリオーマ特異的レトロウイルスベクターの開発を進めている。第一世代のベクターの安全性については、英国のBioReliance社からreplication competent retroviruses (RCR)の混在の無い事が実証された。さらに、Common Marmosets (霊長類)を用いたin vivo安全性についても追求中である。また、レトロウイルスベクターの特異的部位導入法の開発を試みているが、未だ公表の段階ではない。我々が作製したONS-M21抗体が認識するグリオーマ関連抗原の一つがintegrinα□であり(Br J Cancer 68:831-837,1993;Mol Immunol 32:407-416 1995;Anticancer Res 18:4311-4315,1998;CancerLett 127:171-176,1998;Br J Cancer 79:333-339,1999)、グリオーマ細胞の表面糖鎖とintegrin α3発現メカニズムとの相関についても研究を開始する計画である。その他、グリオーマのCystatin CやCDC25Bの表現の意義についても探索中である(Hum Pathol 36:1008-1015,2005;J Clin Pathol, in press)。さらに、マウスES細胞より誘導したマイクログリア(J Neuroimmunol 160:210-218,2005)の組織内浸潤能を用いて、悪性グリオーマに対する新たな免疫細胞療法の開発を試みている。予後不良な悪性グリオーマに対し、MBP遺伝子発現プロモータで自殺遺伝子(HSVtk)を制御した脳特異的レトロウイルスベクターを用いた遺伝子治療の基礎研究を10数年間続けてきた。さらに我々は、グリオーマ細胞のMBP遺伝子発現量によって遺伝子導入効率が左右されない遺伝子治療として、MAGE-D4遺伝子(Cancer Res 61:4809-4814,2001; Gene 277:129-137,2001)、あるいは他の候補遺伝子発現プロモータを組込み込んだ高力価グリオーマ特異的レトロウイルスベクターを用いた新たな遺伝子治療法の開発を試みてきた。現在、それぞれのプロモータ領域がほぼ同定できたので、それぞれのプロモータを組込んだレトロウイルスベクターの構築と、その細胞障害活性について検討している段階である。今後1年以内に論文発表ができる見込である。選択的ゲノム部位挿入
光と音による印加磁場下の磁気機能性ナノ流体の物性計測と内部構造変化が及ぼす影響

本研究では,内部粒子径が10nm程度の磁気機能性ナノ流体(磁性流体)を取り上げ,光や音により非接触で熱物性変化等の計測を行い,磁場による流体内部構造変化と物性変化の相関性を精査することを目的とした.実施事項・成果は次の通りである.1強制レイリー散乱法により熱拡散率の計測を行った.その結果,熱拡散率が磁場印加後から経時的に増減するといった特徴的な変化や異方性が捉えられた.2超音波流速分布計測(UVP)を用いて,UVP+PD法によるレオロジー特性の推定を行った.測定システムの問題からレオロジー特性の推定には至らなかったが,乱流下の流動計測に成功し,特徴的な乱流構造の変化が捉えられた.外部環境に応答してその性質が変化する流体を機能性流体といい,取り分け磁場に応答する流体を磁気機能性流体という.本研究では,磁気機能性流体の一種で内部に10nm程度の強磁性微粒子を分散させた磁気機能性ナノ流体(磁性流体)を取り上げ,光と音を用いた非接触,非侵襲による熱物性やレオロジー特性の計測を行い,磁場印加による流体内部構造の変化と物性変化の相関性を精査することを目的とする.近年,多くの研究者が磁気機能性ナノ流体の製作,研究を行っている(例えば,L. S. Sundar et al., Exp. Therm. and Fluid Sci., 37(2012) 65-71.)が,本研究では磁気機能性ナノ流体として市販の磁性流体を用いて研究を実施した.本年度は,実施計画に基づき実験装置の製作,予備実験,物性計測を行い,以下に記すような結果が得られている.(1)強制レイリー散乱法による熱拡散率の計測:光学系の構築,予備実験,予備実験に基づく改良を進めた.水の熱拡散率については比較的精度よく求めることが出来るようになり,磁性流体の熱拡散率の測定も実施し,ばらつきは大きいものの測定には成功した.磁場印加下の計測も実施しており,磁場印加後の熱拡散率の経時変化を捉えつつある.(2)UVP+PD法によるレオロジー特性の計測:本年度は,現所有の矩形管を用いて,様々な磁場印加状況下における速度分布の変化をUVPで計測し,これと併せて差圧や伝熱の計測を行うことで,物性や伝熱特性の磁場印加方向の依存性について調べた.様々な磁場印加条件による速度分布変化が捉えられ,差圧のデータと併せてレオロジー変化の解析法を検討中である.(3)超音波伝播特性による内部構造解析:パルサー/レシーバーによる音速計測装置と両側に振動子を取り付けた試験セルによる音速測定装置の2種類の実験装置の製作を行っている.本研究では,磁場に応答する磁気機能性流体の一種で,内部強磁性微粒子が10 nm程度の磁気機能性ナノ流体(磁性流体)を取り上げた.磁場印加下の磁性流体は,内部強磁性微粒子が凝集し,磁場方向に鎖状クラスターを形成する.このクラスターの磁場印加時からの成長,形成方向(磁場方向)によって,磁場印加による物性変化には,異方性や経時変化があることが示唆される.本研究では,光や音を用いて非接触,非侵襲により熱物性やレオロジー特性の計測を磁場印加下で行い,磁場印加による流体内部構造の変化と物性変化の相関性を精査することを目的としている.本年度は,実施計画の2年目に当たり,昨年度からの継続事項を実施計画に基づいて研究を進め,以下に示すような結果が得られている.1.強制レイリー散乱法による熱拡散率の計測:磁性流体の熱物性計測については,強制レイリー散乱法により磁場印加後からの経時変化の計測が可能になった.詳細に計測を実施し,磁性流体の熱物性の異方性,磁場印加後からの経時変化,磁場強度依存性など内部クラスター構造変化に依存すると見受けられる特徴的な物性変化を捉えている.2.超音波伝播特性による内部構造解析:流体中の超音波伝播速度を高精度に測定するシステムの構築が完了し,測定を実施している.現状では,上記と同じ磁場印加条件下で超音波伝播物性の異方性,経磁変化を測定し,熱物性変化と超音波伝播物性変化の比較を試みている.3.UVP+PD法によるレオロジー特性の推定:本年度は,新たなUVPシステムを構築し,導入した.UVP+PD法によるレオロジー特性の推定のため,予備実験として粘弾性流体(界面活性剤水溶液)を試験流体として,実際に速度分布と差圧の計測を行い,レオロジー特性の推定を試みた.今後より詳細な解析方法を検討し,磁性流体に適用していく予定である.本研究では,内部粒子が10nm程度で外部磁場に応答してその性質を変化させる磁気機能性ナノ流体(磁性流体)を取り上げた.磁性流体は,磁場印加によって熱物性や見かけの粘度が変化するといった非常に興味深い特性を持つ.磁場印加下の磁性流体では,磁場方向に内部強磁性微粒子が鎖状クラスターを形成することが知られている.先に記した物性変化は,鎖状クラスターの形成が大きく影響し,異方性やクラスター成長に伴う経時変化があることが示唆される.本研究では,光や音を用いて非接触,非侵襲により熱物性変化等の計測を行い,磁場印加による流体内部構造の変化と物性変化の相関性を精査することを目的とし,下記に示すような成果が得られている.

1.熱拡散率の経時変化:高時間・高空間分解能の熱拡散率測定法である強制レイリー散乱法によって,磁性流体の熱拡散率の磁場印加後からの経時変化・異方性の測定に成功した.磁性流体の熱拡散率は,磁場印加後から経時的に増減するといった特徴的な変化が捉えられた.2.超音波伝播特性:音速測定システムを構築し,磁性流体中の超音波伝播特性を調べた.熱拡散率の測定と同条件では,わずかに磁場印加による音速変化が捉えられたのみであったが,熱拡散率の経時変化と相関性が示唆される結果であった.しかしながら,音速変化が微小であるため,超音波伝播特性・物性変化との相関性については引き続き,測定・検証を重ねる予定である.3.超音波による流動特性:新たな超音波流速分布計測(UVP)システムを構築し,流動特性を調べた.UVP+PD法によるレオロジー特性の推定については,磁場印加領域と差圧測定区間の問題からレオロジー特性の推定には至らなかった.しかしながら,熱流動特性として,強制対流熱伝達の磁場方向依存性や磁性流体乱流おける磁場印加領域下流の乱流構造の変化といった磁性流体特有の熱流動現象が捉えられた.本研究では,内部粒子径が10nm程度の磁気機能性ナノ流体(磁性流体)を取り上げ,光や音により非接触で熱物性変化等の計測を行い,磁場による流体内部構造変化と物性変化の相関性を精査することを目的とした.実施事項・成果は次の通りである.1強制レイリー散乱法により熱拡散率の計測を行った.その結果,熱拡散率が磁場印加後から経時的に増減するといった特徴的な変化や異方性が捉えられた.2超音波流速分布計測(UVP)を用いて,UVP+PD法によるレオロジー特性の推定を行った.測定システムの問題からレオロジー特性の推定には至らなかったが,乱流下の流動計測に成功し,特徴的な乱流構造の変化が捉えられた.強制レイリー散乱法による磁気機能性ナノ流体(磁性流体)の熱拡散率計測に成功し,磁場印加時の熱拡散率の異方性,磁場印加後からの経時変化,磁場強度依存性といった物性変化のデータを順次取得している.また,これに併せて超音波伝播特性の計測システムの構築も完了し,熱物性計測と同様の条件で実験を行い比較が可能な状況になっている.UVPについても新システムを構築し,予備測定として,粘弾性流体を試験流体として用いて,UVP+PD法によるレオロジー特性の推定の実施を進めているところである.以上を通して概ね順調に研究は進展している.流体工学次年度は,研究実施計画の最終年度ということで,磁場印加時の磁気機能性ナノ流体(磁性流体)の熱物性の異方性や経時変化,磁場依存性についてより詳細に計測を行い,超音波伝播物性のデータと比較することで内部構造変化と熱物性変化の相関性について総括してく予定である.また,熱物性変化と同様にレオロジー特性についても計測を重ね,磁場印加下における磁性流体のレオロジー特性の磁場方向依存性などについても議論していく予定である.最終的にはこれらの成果をまとめて,国際会議や論文で発表する.
シンプレクティック多様体に対する層理論とコホモロジー理論

本研究課題において具体的な目標としていたことのうち、1.テ-タ関数の理論の偏極シンプレクティックトーラスへの一般化、2.1の結果の、リーマン面およびそのヤコビ多様体への応用、3.偏極シンプレクティック多様体のコホモロジーに関する消滅定理に対して、ある程度の結果と新たな知見を得ることができた。1については、必ずしもケーラー的でない偏極に対しても、対応するテ-タ関数を定義できること、異なる偏極を用いて得られるテ-タ関数の空間の間には(ベクトル空間としての)同型対応が存在することが示された。実際、同型写像を2通りの方法で構成することができる。これらの間の関係を調べることは未達成であるが、同型のユニタリ性の問題等も含めて興味深い。なお、多少修正が必要だが、シンプレクティック・トーリック多様体に対しても同様の結果が得られると思われる。2に関しては、リーマン面および偏極の退化という点に対しては、2次元閉多様体上の平坦G主束の同型類の空間(ただしGは一般のコンパクト単純リー群)を含めて統一的に扱うことができることがわかり、さらにG=U(1)の場合にはリーマン面の退化との関連がかなり明確に記述できた。3に対しては、偏極シンプレクティック多様体の層係数コホモロジーについて小平消滅定理の拡張が成り立つことが判ったが、退化のないきれいな(中間)偏極を許容するものはかなり限られたものしかなく、応用上は、偏極に退化を許すあるいは滑層構造を持つシンプレクティック空間としての偏極まで範囲を広げて考察することが重要と思われ、今後の課題として挙げておく。なお、J.E.Andersenも上記1、3の結果の一部を独立に得ていることをコメントしておく。
高指数面基板上の副格子交換エピタキシーによる半導体多層膜結合共振器の研究

代表的なIII-V族化合物半導体であるガリウムヒ素薄膜の高指数(113)B面基板上へのエピタキシャル成長において、IV族元素であるゲルマニウムを中間層として挿入することにより、その上下で副格子の配列を交換して成長する副格子交換エピタキシーを実現した。この技術を利用することで、上下の共振器層で二次非線形感受率の符号が異なる分極反転型の半導体多層膜結合共振器をエピタキシャル成長だけで高品質に作製できることも実証した。未開拓周波数領域の電磁波であるテラヘルツ波を簡易に発生する新奇発光素子を実現させるうえで重要となる作製技術の開発に成功した。高指数面GaAs基板上で副格子の配列を交換してエピタキシャル成長を行うことを目的に、現有の固体ソース分子線エピタキシー成長装置にIV族元素のソース材料としてGeを導入した。当初の予定では、高純度Ge材料をインストール後にGaAs/Ge/GaAsヘテロ構造で副格子交換が行われるGe層厚やエピタキシャル成長条件を見出す予定であったが、結晶成長装置に多数の不具合が発生し、今年度はGaAs/Ge/GaAsが結晶成長可能な装置状態を達成するのがやっとであった。ウエハボンディングを使って作製したGaAs/AlGaAs結合共振器構造の発光特性から、結合共振器構造へGeを導入する際には2つの共振器モードの電場がともに節となる位置に導入することで、テラヘルツ波発生により適した薄膜構造になることを見出した。副格子交換エピタキシーを実現するためのIV族材料としてGeを新たに導入して現有の固体ソース分子線エピタキシー成長装置の立ち上げを実施した際に多数の不具合に見舞われた。AlAs材料を成長する際に用いるAl用蒸発源セルの破損、成長室とイオンポンプをつなぐゲートバルブの開閉異常、超高真空をつくり出すのに用いるベーキングヒーターユニットの漏電等である。このような多数の不具合への対応に追われたため、当初予定していた高指数面GaAs基板上GaAs/Ge/GaAs構造の結晶成長を行うことができず、最適条件を見出すという当初の研究目標を達成することができなかった。高指数面GaAs基板上で副格子の配列を交換してエピタキシャル成長する技術を確立し、2つのモード光によるテラヘルツ帯差周波発生を高効率化する分極反転型の半導体多層膜結合共振器の作製技術に応用することを目的として以下の内容に取り組んだ。副格子交換を実現するIV族元素として高純度Ge材料を前年度にインストールした固体ソース分子線エピタキシー成長装置を用いて、(113)B GaAs基板上にGaAs/Ge/GaAs構造を成長した。反射高速電子線回折(RHEED)によるその場観察、および成長後の異方性エッチャントによるメサパターン加工と走査電子顕微鏡(SEM)による断面形状観察から、5 nm程度のGe層導入により副格子交換が実現できることがわかった。さらに、透過電子顕微鏡(TEM)及び走査型透過電子顕微鏡(STEM)によるヘテロ構造断面の微視的観察を実施したところ、欠陥のない高品質なヘテロ薄膜が形成されていることが確認できた。Ge層上下での副格子配列交換は、STEM観察時の特性X線検出による高空間分解能元素分析(EDX)マップからも確認できた。2つの共振器を結合するブラッグ反射多層膜の中央にGe層を導入したGaAs/AlAs結合共振器を(113)B GaAs基板上に成長した。試料の断面SEM観察から、Ge層により副格子交換した後も良好な界面をもつGaAs/AlAs多層膜が形成されていることが確認できた。試料の光学反射スペクトルを計測すると、ストップバンド中央にシャープな2つの共振器モードが明瞭に観測された。当初計画で予定していたパルスレーザ光照射によるテラヘルツ帯差周波発生の検証にまでは至っていないが、テラヘルツ波発生素子に適した半導体多層膜結合共振器を実現するブレークスルー的な薄膜形成技術が確立できたと考えている。平成28年度前半では、高指数(112)B及び(113)B GaAs基板上のGaAs/Ge/GaAsで副格子の配列交換を実現するためのGe層厚、成長温度、As4分子線照射量等の条件を見出すとともに、原子間力顕微鏡による表面形状観察、X線回折による結晶構造評価、フォトルミネッセンスによる光学評価等を行うことで副格子交換エピタキシーにより形成した薄膜の結晶品質を明らかにする。後半では、高指数GaAs基板上の副格子交換エピタキシー技術を使って分極反転型のGaAs/AlAs結合共振器薄膜を作製し、構築済みの時間領域テラヘルツ分光システムによりテラヘルツ波発生特性を評価する。実験結果とシミュレーション結果を比較し、本手法が結合共振器薄膜の形成技術として有用であるかどうかを検証する。2017年度第64回応用物理学会春季学術講演会にて発表した"(113)

B GaAs基板上の副格子交換によるGaAs/AlAs多層膜結合共振器"は注目講演の1つに選定された。半導体工学、結晶工学、光エレクトロニクス
撥水性の表面粗さ及び温度依存を利用した高分子電気絶縁材料劣化診断技術の開発

ポリマーがいし材料の初期表面劣化診断指標である撥水性に関して、その形成過程等の時間的な変化を評価する新しい評価技術を開発した。特に、試料表面粗さや表面温度の違う箇所の撥水性を同時比較することにより、その劣化診断精度が大きく向上出来ることを示した。また、水滴形状の非接触立体計測について検討し、水滴上に映り込む光源位置情報から、非接触・鉛直方向からの接触角評価を可能とする画期的な劣化診断手法の開発に成功した。1.電気学会調査専門委員会「屋外用ポリマー絶縁材料の性能評価・改質技術調査専門委員会」を電力中央研究所の本間広也博士他と立ち上げ、シリコーンゴムに代表される高分子電気絶縁材料の利点である表面の撥水・撥油性の診断・計測技術について、国際的な調査・研究状況を確認した。その結果、撥水性に関しては、その維持及び回復特性として、撥水性の時間的な変化を評価する新しい評価技術の規定化等が検討されてきたが、試料表面粗さの効果や試料表面温度の効果などの撥水性診断指標計測結果へ影響を与える各種因子の克服が、その時間的変化も含めて問題点となってきた。(この検討結果を学会発表し、電気学会論文誌に投稿し、掲載が決定した)2.撥水状態の詳細な定量化手法に関しては、研究代表者の平成20年度までの萌芽研究等によりめどがついていたので、平成22年度は試料に意図的な温度勾配や表面粗さ変化を与えるなどして、それらの影響を撥水性の時間的変化を含めて詳細に計測・定量化し、撥水性評価時の各種パラメータの変化による影響を逆に利用する画期的な撥水性の計測・評価手法について検討した。3.本調査専門委員会共通試料を複数のメーカーにより作成し、充填材配合状態、吸水状態などをパラメータとして、撥水性を詳細に計測し、これらのパラメータの影響を、他の連携研究機関の計測結果と比較検討する事を可能とし、本研究手法の優位性と注意点を総合的に検討可能な態勢を整えた。4.撥水性の維持・回復能力を含めて、材料の経年劣化などを定量的に評価可能な新技術を開発する上で、水滴撥水状態の立体計測の可能性を検討し、いくつかの手法で成功した。今後、この撥水状態の立体計測技術の完成度を向上させ、撥水性能評価システムの確立について検討していく。1.電気学会調査専門委員会「屋外用ポリマー絶縁材料の性能評価・改質技術調査専門委員会」を幹事として、電力中央研究所の本間広也委員長と共に運営し、シリコーンゴムに代表される高分子電気絶縁材料の利点である表面の撥水性の診断・計測技術について、国際的な調査・研究状況を確認した。その結果、撥水性に関しては、その維持及び回復特性として、撥水性の時間的な変化を評価する新しい評価技術について検討することの必要性が明らかとなった。そこで、試料表面粗さの効果や試料表面温度の効果などの撥水性診断指標計測結果へ影響を与える各種因子について、その影響の時間的変化も含めて検討してきた。(この検討結果を研究会で発表し、電気学会論文誌に投稿した)2.撥水状態の詳細な定量化手法に関しては、上記の調査専門委員会共通試料を用いて、試料に意図的な温度勾配や表面粗さ変化を与えるなどして、それらの影響を撥水性の時間的変化を含めて詳細に計測・定量化し、撥水性評価時の各種パラメータの変化による影響を逆に利用する画期的な撥水性の計測・評価手法について検討した。3.本調査専門委員会共通試料を複数のメーカーにより作成し、充填材配合状態、吸水状態などをパラメータとして、撥水性を詳細に計測した結果、これらのパラメータの影響が、各撥水性の計測手法により必ずしも同じとは成らない可能性が示唆された。4.撥水性の維持・回復能力を含めて、材料の経年劣化などを定量的に評価可能な新技術を開発する上で、水滴撥水状態の立体計測について検討し、いくつかの手法で成功した。最終年度では、この撥水状態の立体計測技術の完成度を向上させ、撥水性能評価システムの確立を推進していく。本研究に関して、電気学会の「屋外用ポリマー絶縁材料の性能評価・改質技術調査専門委員会」を幹事として、電力中央研究所の本間広也委員長と共に運営した。その成果を、平成25年3月の電気学会全国大会シンポジウムS1として、8件の発表により広く公開した。本研究の成果は、S1ー2「ポリマーがいし材料の表面撥水性と評価技術の開発」として発表した。その研究実績を次に示す。1.ポリマーがいし材料の初期劣化診断技術として期待されている表面撥水性に関しては、その維持及び回復特性を含め、撥水性の形成過程などの時間的な変化を評価する新しい評価技術について検討することの有用性や必要性を明らかとした。特に、試料表面粗さの効果や試料表面温度の効果などの、撥水性診断指標計測結果へ影響を与える各種因子について、その影響の時間的変化も含めて検討した。この検討結果を研究会やシンポジウムで発表し、電気学会論文誌に投稿した。

2.撥水状態の詳細な定量化手法に関しては、上記の調査専門委員会共通試料を用いて、試料に意図的な温度勾配や表面粗さ変化を与えるなどして、それらの影響を撥水性の時間的変化を含めて詳細に計測・定量化し、撥水性評価時の各種パラメータの変化による影響の大きさを逆に利用する画期的な撥水性の計測・評価手法を提案した。3.共通試料の充填材配合状態、吸水状態などをパラメータとして、撥水性を詳細に計測した結果、これらのパラメータの影響が、各撥水性の計測手法により見かけ上、必ずしも同じとは成らない可能性を示唆し、この原因が前進・後退接触角の差に起因することを示唆した。4.撥水性の維持・回復能力を含めて、材料の経年劣化などを定量的に評価可能な新技術を開発する上で、水滴撥水状態の立体計測について検討した。水滴上に映り込む光源位置情報から、非接触・鉛直方向からの接触角評価を可能とする画期的な劣化診断手法の開発に成功した。水滴の立体形状の非接触観測に、観測範囲は限定されるが成功している。また、接触角法・スプレー法・DDT法について、試料温度や表面粗さの、各試料の撥水性評価結果への影響を詳細に観測する計測手法を確立することができた。水滴の立体計測の、接触角の計測範囲の拡大が望まれる。撥水状態の時間的形成過程と、蒸発に伴う時間的乾燥過程は、実機器の劣化診断を行う上で極めて有益な情報を与える可能性が示唆されたので、最終年度に撥水性計測の各手法ごとに評価方法の完成度を上げていく。24年度が最終年度であるため、記入しない。水滴の立体形状計測に関しては、観測方向を試料面に斜めの方向からを採用し、形状評価用光源位置を複数にするなどして、非接触での撥水性観測による撥水性評価指標の定量化を更に改善する。撥水性の温度依存性と表面粗さ依存性については、同一試料面に温度分布や粗さ分布を与えることにより、同一の試験(撥水性形成)条件での観測を進める。これらの結果を調査専門委員会の他の研究機関による同様なまたは異なる試験結果と比較検討する事により、劣化診断技術と表面物性制御技術の更なる発展を目指す。更に、これらの結果は、電気学会調査専門委員会技術報告としてまとめ、広く公開することを目指す。