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明治期の建築界における様式(style)の概念の移入と摂取に関する研究

主に二つの側面から研究を行った。一つはStyle概念の移入のキーパーソンとみなされる伊東忠太を通じてその摂取の過程を見る研究であり、他の一つは明治末に当時の最先端の建築思潮として英国から採り入れられた「世界様式」説に注目する研究である。研究結果を箇条書きにすると次のようである。1)伊東は西欧のStyleを建築にとって重要な概念と見て、明治25年の卒業論文『建築哲学』で「建築派流(Style)論」を展開した。2)伊東はさらに明治41年末に「建築進化論」を発表し、そこでは建築の様式はそれぞれの地域(国)と時代に特有なもので、我国では古来の木造建築の伝統をもとにその材料を変えて我国特有の建築様式を創立すべしと唱えた。3)明治43年には「我邦将来の建築様式を如何にすべきや」の討論会が開かれた。この頃になると既に、スタイルが持っていたかつての重々しい意味合いは薄れ始めていた。それには、西欧でのアール・ヌーヴォーやセッションの台頭や近代運動の中での様式概念の希薄化が関係していた。4)明治期、西欧の基盤的なものと潮流的なものを同時に混在的に受容していた。1907年に英国の雑誌上で発表された「世界様式」説を即座に同年に翻訳紹介したことなどは、最新の思想を採り入れようとする態度の現れである。日欧ともに1910年代には、自国様式樹立の願望がある中で、一方では世界共通様式も唱えられ、また様式の概念そのものも希薄化の方向にむかっていた。5)当初Styleの概念は建築にとって非常に重要なものとして日本に採り入れられた。日本にも古来、〇〇様や〇〇造などの概念があったが、それらとの結び付きはあまり顧みられることがなかった。そこには西欧の新しい思想に順応しようという態度が見られた。その他、西欧の様式概念の都合のいいところだけを採り入れる、言わばご都合主義や断章主義とでも呼べそうな移入の態度も見られた。様式(Style)概念の移入の中心的人物は伊東恵太であった。伊東は明治25年の卒業論文『建築哲学』において、建築を芸術であるとして、それをStyleの概念を用いて規定し、さらにこのStyleを国民嗜好(national taste)を用いて規定した。『建築哲学』の中心テーマは「建築派流論」(派流とは伊東がStyleに当てた訳語)であった。この国民嗜好によって規定される様式の考え方は、明治末の伊東の「建築進化論」や建築界を挙げての「我国の建築様式は如何にあるべきや」の議論につながっていく。こういった建築様式の考え方は、当時1900年前後の西欧の各国での「国民様式」を求める気運に連動するものであった。Styleは明治末期まではその訳語が定まらなかったように、また結局は様と式の合成語として「様式」が当時新たに当てられるようになったように、日本では新しい概念であった。様式概念の西欧からの移入は、他の新たな概念と同様に、西欧での在来の伝統的なものと、時代の最先端の考え方を同時に摂取するものであった。伝統的で基底的なものとの区別が必ずしも定かではなかった。それでも最先端のものへの関心は著しく、西欧での新しい思潮や動向が素早くキャッチされている。明治末期、西欧で新たに発せられた「世界様式(world Style)」の考え方がいち早く採り入れられて議論の対象になっている。

この「世界様式」の導入については、必ずしも西欧最新情報というだけではなく、それを受け入れる思想的土壌が明治期の社会に培われていたことを、今年度の別記論文で発表した。今年3月に“英国1907年の「世界様式」説とその位置"を日本建築学会近畿支部に、同4月に“伊東恵太の大正期の建築様式観を巡って"、並びに“明治期の翻訳記事`建築に於ける材料の勢力'について"を同学会大会に、それぞれ投稿する予定である。平成9年度に引き続いて、明治期に様式(style)の概念の移入とその確立に努力した伊東忠太の様式概念の理解と消化の過程を中心に研究を行った。1907年に英国で発表され日本でもいち早く紹介された「世界様式」説についても研究を進めた。当時、西欧でも日本あるいは他の後進国でも、それぞれにナショナリズムの高まりとともに、新たな国民様式創立の願望が強まっていた。そんな中、世界のすべての物事が共通化するとして、建築の「世界様式」説が唱えられた。それはそれなりに新しい認識と息吹を示すものであったが、やはり依然としてその根底には19世紀的な建築様式観が流れていた。当時、建築は世界的に材料を、伝統的な石・レンガあるいは木材から近代工業材である鉄・コンクリート・ガラスへと大きく転換させていた。この材料の転換とともに、建築の様式も大きく変革するという認識が世界に広く見られた。日本でも、この材料の転換を図りつつ新しい日本独自の国民様式の創立が目指されたが、その根底にある様式観はやはり歴史主義的あるいは折衷主義的なそれであった。伊東忠太の唱えた「進化主義」はまさしくそれを代表するものであった。しかしやがて、伊東自身も含めて、大正期になると世界的な趨勢のもとで、様式概念そのものが希薄化して近代主義的な傾向を増していく。明治期、西欧の様式概念を重大に受け止めて、それを熱心に移入していく過程には、国の事情の違いもあって、西欧のものからのずれやいいとこ取りあるいは誤解も介在することになる。しかしまたそれ故に、異文化の受容過程に広く見られるように、折衷的ないしは新たなものが生まれて行くという現象も見せるのである。
高強度イオンビームの2次元強度分布計測のためのビームモニター材料の開発

本研究では酸化物へのイオンビーム照射により生ずる発光現象(イオン衝撃発光)を利用し、高強度イオナビームの2次元ビームモニタリングが可能なビームモニター材料の開発を目的として行った。従来の酸化物(アルミナ、シリカなど)を使ったモニター材では、高強度ビーム照射で発光が飽和してプファイルが観察できなかったり、熱応力によりモニター板そのものが破壊してはまうことがあったが、本研究の結果これらの点を克服したモニター材料を開発することができた。本研究における特色は、これまでビームモニター材料として使われてきた酸化物(アルミナなど)粉末をアルミニウムまたは銅に分散した合金を作製したことにより、イオン衝撃発光を酸化物粒子で受け持ち、イオンビームによる熱および熱応力による影響を母相の金属によって受け持つ材料を開発した点にある。本報告書では、これらの合金の作製法および高密度ビーム照射による発光挙動と耐熱性について記述した。それらは以下のようにまとめられる。ビームモニター用酸化物分散合金を粉末冶金法によって作製した。ビーム照射特性については東北大学ダイナミトロン加速器によるヘリウムイオンビームを用いて評価した。添加する酸化物の種類および酸化物の量、酸化物粒子の大きさおよび母相金属などのモニター材の発光特性、熱特性、加工性への影響を評価した結果、アルミナを25%含み母相金属に銅を用いたアルミナ分散銅合金が、高強度イオンビームの2次元ビームプロファイルを良好にかつ長期にわたってモニターできることが分かった。また水冷ステージに固定することにより、13MW/m^2のビーム熱負荷によってもほとんど温度上昇が見られず、かつビーム形状を良好にモニターできた。これらの検討の結果、モニター材料の材料設計指針と今後の実用化に必要な基本条件を求めることができた。加速器による高エネルギーイオンビームの幅広い分野への応用のためにはビームの位置・強度およびその2次元プロファイルをビーム輸送途中、照射ターゲット位置でモニターすることが不可欠である。従来のセラミックス板によるイオン衝撃発光を利用したモニター法の原理を応用した金属・セラミックス分散合金を用いることにより従来法ではプロファイル計測ができなかった高エネルギー密度領域のビーム2次元強度プロファイルを計測するモニターを開発した。これまでの基礎的検討データから数種類のモニタ材用候補合金を製作し、東北大学サイクロトロンと東北大学・工学部・ダイナミトロンの照射装置にて高エネルギー密度イオンビームを照射し、耐熱性および発光特性を評価した。イオンビーム照射下でのモニタ材発光スペクトルをとり、照射期間の増大による発光量の減少のメカニズムを検討するため、真空チャンバーを分光器が取り付けられるように改良し、また、モニター試料を加熱することにより、試料の高エネルギービーム照射による高温時における発光と、ビーム照射後の試料の再加熱によるイオン衝撃発光量の減少の回復プロセスの検討を行うための、加熱装置の設置と加熱による暗電流の評価などの検討を行った。本研究ではこれまでに開発したビームモニター材料について、加速器を用いて水素イオン照射およびヘリウムイオン照射を行い、許容ビーム強度および発光強度低下の過程を調べた。ベース金属としてアルミニウムまたは銅を用い、発光材料としてアルミナ用いたモニター材に113MW/m2に相当するイオンビームを照射してその表面温度上昇の挙動を調べた。表面温度がベース金属の融点に達すると表面が溶融した場合にはモニター材料として機能しなくなるだけでなく、蒸発やガス発生などでビームダクトなどを汚染するおそれがあるので、表面温度の上昇は出来かぎり小さい方がよい。イオンビーム強度と表面温度の関係からモニター材の許容ビーム強度を求めたところ、同じアルミナ含有量の場合、アルミニウムをベースとしたモニター材の温度上昇が銅をベースにしたものにくらべて大きいことが分かった。ビームモニター材を作製する過程における圧延などの加工はアルミニウムをベースにしたモニター材の方が優れているが、本研究で目的とする高強度ビームの2次元強度分布計測のためには銅をベースにしたモニター材料がより適していることが明らかとなった。

また材料中への固溶度がほとんどなく、多量に注入すると材料中で気泡を作り、さらにブリスターを形成して表面を剥離させるヘリウムイオン照射をモニター材料に照射したが、金属に照射した場合にブリスターによる表面剥離が生ずる照射量では表面の損傷が観察されなかった。これはモニター材の製造プロセスに起因するベース金属の多孔質構造によるものであると考えられた。今後は、これらの成果に基づき、より大型のモニター材の製作を進める。本研究では酸化物へのイオンビーム照射により生ずる発光現象(イオン衝撃発光)を利用し、高強度イオンビームの2次元ビームモニタリングを行うビームモニター材料の開発を行った。従来の酸化物(アルミナ、シリカなどでは、高強度ビーム照射で発光が飽和し、さらに熱応力によりモニター板そのものが破壊してしまうことがあったが、これらの点を克服し、水冷ステージ上に固定した場合、13MW/m_2の熱負荷によってもほとんど温度上昇の見られないモニター材料を開発した。本研究における特色は、これまでビームモニター材料として使われてきた酸化物(アルミナなど)粉末をアルミニウムまたは銅に分散した合金を作製し、イオン衝撃発光を酸化物粒子で受け持ち、熱および熱応力による影響を母相の金属によって受け持つことにより、高密度イオンビームに対しても発光が飽和せず、かつ溶融しない材料を開発した点にある。これらの合金を用いて高粒子負荷による熱と照射による発光強度劣化を評価し、高強度ビームモニター材料としての特性を評価した。モニター用酸化物分散合金は粉末冶金法によって作製した。ビーム照射特性については東北大学ダイナミトロン加速器によるヘリウムイオンビームを用いて評価した。添加する酸化物の量、酸化物粒子の大きさ、母相金属による熱特性、加工性への影響を評価した結果、アルミナを25%含み母相金属に銅を用いたアルミナ分散銅合金が、高強度イオンビームの2次元ビームプロファイルを良好にかつ長期にわたってモニターできることが分かった。また水冷ステージに固定することにより、13MW/m^2のビーム熱負荷によってもほとんど温度上昇が見られず、かつビーム形状を良好にモニターできた。さらに、より大型のモニター材料製作に必要な加工性について圧延などの加工性を検討し、この合金が50%までの冷間加工が可能であることが示された。これらの検討の結果、今後の実用化に必要な基本条件を求めることができた。
「生きいてる化石」貝形中類(甲殻類)の祖先形質および系統分類に関する研究

単純な蝶番構造,二叉型の第二触角,明瞭な体後部体節など遺存的形質をもつKeijcyoidea属の1種について,新種(Keijcyoidea infralittoralis)として記載するとともに,これまで知られていなかった生態的特性(生活場所や行動様式)を明らかにした.また,孵化後の全脱皮段階における背甲形態と付属肢の形態を初めて明らかにし,これについて記載した.成体では第7肢がないことが本分類群の大きな特徴であるが,発生の初期には現れているため,他の貝形虫類と共通の祖先をもつことが示唆された.発生過程での付属肢の付加パターンは,他の貝形虫分類群と大きく異なるが,これは岩礁地の粗粒堆積物中に潜って生息するという特性に特化されたものであることが示唆された.一般の貝形虫類は,開殻に大顎の頂部を用いることが知られているが,Keijcyoidea infralittoralisを含むPlatycopida貝形虫類は,大顎の頂部が短く小さい.また,頂部の受けとなるfrucral pointもKeijcyoidea infralittoralisの大顎付近にはなく,その代わりにもっと前方にfrucral pointに代わる部位があることを突き止めた.また,第二触角の基部には瘤状の部位があり,これがその部位に対応することが分かった.これらと,第二触角に伸びる筋系から,本分類群の開殻には,大顎が用いられるのではなく,第二触角の基部が用いられていることが明らかになった.したがって,本分類群の開殻メカニズムは,派生型のものとは根本的に異なっており,この違いは食性の進化と密接にかかわっていることが議論された.単純な蝶番構造,二叉型の第二触角,明瞭な体後部体節など遺存的形質をもつKeijcyoidea属の1種について,新種(Keijcyoidea infralittoralis)として記載するとともに,これまで知られていなかった生態的特性(生活場所や行動様式)を明らかにした.また,孵化後の全脱皮段階における背甲形態と付属肢の形態を初めて明らかにし,これについて記載した.成体では第7肢がないことが本分類群の大きな特徴であるが,発生の初期には現れているため,他の貝形虫類と共通の祖先をもつことが示唆された.発生過程での付属肢の付加パターンは,他の貝形虫分類群と大きく異なるが,これは岩礁地の粗粒堆積物中に潜って生息するという特性に特化されたものであることが示唆された.一般の貝形虫類は,開殻に大顎の頂部を用いることが知られているが,Keijcyoidea infralittoralisを含むPlatycopida貝形虫類は,大顎の頂部が短く小さい.また,頂部の受けとなるfrucral pointもKeijcyoidea infralittoralisの大顎付近にはなく,その代わりにもっと前方にfrucral pointに代わる部位があることを突き止めた.また,第二触角の基部には瘤状の部位があり,これがその部位に対応することが分かった.これらと,第二触角に伸びる筋系から,本分類群の開殻には,大顎が用いられるのではなく,第二触角の基部が用いられていることが明らかになった.したがって,本分類群の開殻メカニズムは,派生型のものとは根本的に異なっており,この違いは食性の進化と密接にかかわっていることが議論された.貝形虫類の現生2大分類群Podocopa亜目とMyodocopa亜目の「生きている化石」の例として,それぞれCytherella科とPolycope科を選定した.Podocopa・Cytherella科については,白亜紀中期と石炭紀末期の同分類群について,背甲の大きさ(殻長,殻高,殻幅)を計測して個体発生を表した過去の文献データと対照し,現生の分類群の個体発生と比較を行った.その結果,現生の分類群は相対的に殻幅が著しく劣成長であることがわかった.この現生分類群は,生体の行動観察から,粗粒堆積物中に潜って生活することが,研究代表者によって明らかになっており,薄い殻幅はそのような生活に対する適応形態であると考えられる.白亜紀中期以前には,生長期間を通して穀幅が減少しないとすれば,粗粒堆積物中には棲まず,他の貝形虫類と同様に表在生活をおくっていた可能性が高い.すなわち白亜紀末期の大量絶滅を生き延びる手段として,堆積物中に潜る生活を獲得した可能性が高い.Myodocopaについては,Polycope科の分類群が砂中間隙に生活していることは知られていたが,その詳しい行動パタンは,知られていなかった.VTRを用いて行動観察をしたところ,背甲前縁部に発達した鋸歯状の突起を,背甲をすばやく動すことにより堆積物粒子を掻き分けることに利用していること,また多くの貝形虫類で進化の結果,癒合・矮小化した体後部が,本分類群では退化せず,ロコモーションにアクティブに用いられていることがわかった.この性質は,分類群が異なるが同じく依存的なCytherella科の分類群と向じ形質を同じ機能を持たせていることで共通していることがわかった.,貝形虫類の2大分類群であるPodocopaとMyodocopaのうち,前者に含まれるPlatycopida(目),Cytherelloidea(科),Keijcyoidea sp.と,後者に含まれるMyodocopida(目),Polycopidae(科)Axelheibergella sp.について,新たな知見が得られた.両者とも,その背甲と付属肢に多くの祖先的形質を残した「生きている化石」である.

前者については,背甲の特異な蝶番構造について観察と考察を加え,その構造が単なる殻の開閉だけでなく,行動の際に外部から殻に加わるズレや捩れの力に対抗するために,他の貝形虫類には見られない構造を独自に進化させている可能性を示した.また,前者については,行動観察の結果から第1触角をほぼ180度動かして移動に用いるというユニークな性質を把握すると共に,この動きを司る筋肉のネットワークを調べたところ,他の貝形虫類とは大きく異なった体軸方向に長く伸びる筋肉が確認できた.この形質は,背甲の筋肉痕に反映されるため,化石に応用してこの形質の発現や進化について議論できる可能性を作った.後者の分類群については,北極海に近縁種が生息することがわかり,亜熱帯と北極海という広範な地域を祖先的な形質をもった系統が結びつけるという,深海や海底洞窟の群集で知られるような現象が見られた.本年度夏季には,スウェーデンにおいてカンブリア紀,オルドビス紀,シルル紀の地層がみられる代表的な露頭を訪れ,この時代の貝形虫類とそれに近縁な節足動物化石を採集して,現世標本と比較するためのリファレンス標本を採集することができた.Platycopidaは,二叉型の第二触角や胴部に明瞭な体節を持つなど原始性を残し,いわば「生きている化石」と目される分類群である.しかしこれまでに報告されているPlatycopidaの分類群は,生息場所が浅海から漸深海であるため生体が得られることが稀で,脱皮齢を通した形態形成については観察されておらず,進化系統を考察するための重要な情報が欠けていた.本研究では,これを飼育して全9齢全てについて背甲および全付属肢の記載を行った.その結果,第1齢(最初期幼体)では,Podocopidaの体制よりも進んだ状態であることが明らかになったが,二叉型付属肢を持つ事によってPlatycopidaの体制が祖先的であるとすれば,現世で最大の種多様性を擁するPodocopidaの体制が,幼形成熟(paedomorphic)的であることが示唆された.またPlatycopidaは,Podocopidaと比較して第七胸肢を欠くことが知られているが,個体発生の中途段階(第6齢および第7齢)ではその原基が観察された.これは,Platycopidaが,Podocopidaと祖先を同一にすることを強く示唆するものである.PlatycopidaとPodocopida内の分類群の系統関係については,すでにDNAの塩基配列の比較を含めて議論されているが,明確な関連性は説明できていない.しかし,初期幼体の第一触角における剛毛式(chaetotaxy)には,Podocopidaの中のDarwinuloideaとTerrestricytheroideaとに完全な一致が見られる.3者は,異なる生態的位置,生活習慣を持っているので,これらは機能的側面よりも遺伝的側面に拠るところが大きいと考えられ,PlatycopidaとPodocopidaの系統関係を考察する上での新知見となった.最終年度である今年度は,日本動物分類学会第41回大会(6月/徳島大学),日本古生物学会2005年年会(7月/東京大学),第15回オストラコーダ国際シンポジウム(9月/ベルリン自由大学),日本動物学会北海道支部例会(12月/北海道大学),日本古生物学会第155回例会(2月/京都大学)において本研究の成果を発表した.また駿河湾相模湾沿岸において,主に間隙性貝形虫類の採集を行い,大磯海岸(神奈川県)では,「生きている化石」ともいうべきTerrestricythere属の未記載種を発見した.
地域統合のシンボルとしての神社

本研究における問題意識は、地域の発展、統合にたいして神社がどのような機能を果たしてきたか、である。このテーマを理論的・実証的に分析するために最も参考になる事例を検討した結果、本研究は調査対象として北海道の神社を選定した。また、さらに、北海道内の神社の成立、発展過程についての実態を把握し、研究の枠組および種々の研究条件を検討した結果、北海道内の神社のなかでも特に、いわゆる「屯田兵村神社」に焦点をあわせることに決定した。そして、これまで現地調査を中心に「屯田兵村神社」の現状分析調査をおこなってきたものである。「屯田兵村神社」は、明治の北海道開拓のなかで、37の屯田兵村の成立、発展過程とともに設立された。それぞれの神社の成立、発展過程をみると、明治以降、現在にいたるまでの変化は、かなり複雑であるが、現在でもなお屯田兵村とほぼ同数存在している。それら「屯田兵村神社」の多くが、現在なお地域とのつながりを強くもち、地域の人々の心の支えとなっていること、さまざまなかたちで地域社会に貢献していること、そして地域統合のシンボルとして機能している実態を確認することができた。この点を具体的に「研究成果報告書」において提示した。なお、そうした「屯田兵村神社」が、たとえば北海道内の神社のなかでも「士族移住神社」と比べた場合、神社の機能のちがいはどうかといった問題については、さらにさまざまな検討を加える必要があり、今後検討したい課題である。地域の発展、統合にたいして神社がどのような機能を果たしてきたかを理論的・実証的に分析し、地域統合のシンボルとしての神社の意味を明らかにすることが、本研究の目的であり、平成4年度は、資料所在調査、文献調査が研究の中心であった。これについてはほぼ所期の目的を達成することができた。研究目的を達成するため本研究は、1、地域統合のシンボルとしての神社を分析するための社会学的枠組みを設定するとともに、2、その枠組みを用いて、北海道における神社の実態について、明治以降、現在にいたる変化の分析をおこなうことをめざすものであるが、これについても今年度は、文献調査、神社の現状分析調査などをふまえて検討を加えてきた。調査対象については、ひき続き現討をおこなっているが、研究の枠組および種々の研究条件を検討の結果、屯田兵村における神社に焦点をあわせることにほぼ決定した。平成5年度は、基礎的文献の収集と検討の作業は引き続きおこなっていくものの、1、調査対象の決定、2、現地調査の実施、以上2つを研究の柱としておこなっていく。調査対象の屯田兵村は、37存在し、屯田兵村神社もほぼ同数存在しているので、予備調査をふまえて調査対象を制限するかどうかを決定する。平成6年度は1、補足調査の実施、2、調査報告書の作成を中心とした調査のとりまとめをおこなっていく。地域の発展、統合にたいして神社がどのような機能を果たしてきたかを理論的・実証的に分析し、地域統合のシンボルとしての神社の意味を明らかにすることが、本研究の目的であり、平成5年度は、平成4年度に引き続き資料所在調査、文献調査をおこなってきた。調査対象については、屯田兵村における神社に焦点をあわせることに決定したので、それにもとづいて、基礎的文献の収集と検討の作業おこなってきた。ただし、屯田兵村についてはかなりの研究の蓄積があり、さらに文献調査が必要であると思われる。また、屯田兵村神社についての資料蒐集もさらにおこなっていく必要性があることを確認した。

調査対象の屯田兵村神社については、現地調査の実施、ならびに郵送法による質問紙調査を実施中であり、またデータの点検・集計作業の段階であるが、地域統合のシンボルとしての特徴を強くもつことを確認した。1.昨年度に引き続き北海道内の神社、特に屯田兵村神社38ケースを中心に実態調査を実施した。2.これまで実施した北海道神社に関する量的な調査および北海道帯広地方の神社の事例と、屯田兵村神社の各データを比較検討した。3.神社に関する明治、大正、昭和ならびに現在の状況から、屯田兵村神社は、北海道の開拓史、神社史の中でも特異な位置づけにあることが明らかとなった。そして、本研究テーマとして設定した地域統合の役割に関しては、多くの屯田兵村神社が、強い社会統合の機能を有していること、それは北海道開拓の初期の段階のみならず現在もなお、強い地域統合の機能を有していることが明らかとなった。
Moth eye 効果を利用した光吸収素子の開発

夜行性の蛾(moth)の角膜による光の吸収現象(Moth eye効果)を解明し,その工学的応用の可能性を調べるために以下の研究を行った.1 Moth eye効果を光学的に説明するために,Moth eye効果を起こす蛾の角膜の表面観察を行い,角膜の表面が2次元の周期構造(2次元回析格子)であることを確かめた.そこで,2次元回析格子による波動散乱現象を,Helmholtz方程式に関する3次元の境界値問題として定式化し,この境界値問題に,筆者らがこれまで1次元回析格子の解析に用いてきた数値解法(安浦の方法)を適用した.2 1で導いた数値解法は,閉曲面(つまり2次元回析格子の表面の1周期)における最小2乗法に帰着するため,その実行には膨大な数値処理量が必要である.そこで,この大型の最小2乗問題を解くために,ネットワーク上のワークステーションを用いて並列・分散処理を行うソフト(パラレルフェア)を科研費により購入した.そして,現有設備(11台のワークステーションによるネットワークシステム)を用いて大型の最小2乗問題が解けるような環境設定およびアルゴリズムの開発を行った.現在,このアルゴリズムを用いて,2次元回析格子に関する固有値問題(つまり入射波を零としたときの回析問題)を解き,2次元回析格子に励起される表面波の伝搬定数と界分布を求めている.この表面波の伝搬定数と回析波のエバネッセントモードとの伝搬定数が一致したとき(位相整合),光の強い吸収(光共鳴吸収)が発生する.そこで,Moth eye効果を起こす蛾の角膜の2次元回析格子によるモデル化を行い,先のアルゴリズムを用いて光共鳴吸収を求め,これがMoth eye効果であることを確かめている.夜行性の蛾(moth)の角膜による光の吸収現象(Moth eye効果)を解明し,その工学的応用の可能性を調べるために以下の研究を行った.1 Moth eye効果を光学的に説明するために,Moth eye効果を起こす蛾の角膜の表面観察を行い,角膜の表面が2次元の周期構造(2次元回析格子)であることを確かめた.そこで,2次元回析格子による波動散乱現象を,Helmholtz方程式に関する3次元の境界値問題として定式化し,この境界値問題に,筆者らがこれまで1次元回析格子の解析に用いてきた数値解法(安浦の方法)を適用した.2 1で導いた数値解法は,閉曲面(つまり2次元回析格子の表面の1周期)における最小2乗法に帰着するため,その実行には膨大な数値処理量が必要である.そこで,この大型の最小2乗問題を解くために,ネットワーク上のワークステーションを用いて並列・分散処理を行うソフト(パラレルフェア)を科研費により購入した.そして,現有設備(11台のワークステーションによるネットワークシステム)を用いて大型の最小2乗問題が解けるような環境設定およびアルゴリズムの開発を行った.現在,このアルゴリズムを用いて,2次元回析格子に関する固有値問題(つまり入射波を零としたときの回析問題)を解き,2次元回析格子に励起される表面波の伝搬定数と界分布を求めている.この表面波の伝搬定数と回析波のエバネッセントモードとの伝搬定数が一致したとき(位相整合),光の強い吸収(光共鳴吸収)が発生する.そこで,Moth eye効果を起こす蛾の角膜の2次元回析格子によるモデル化を行い,先のアルゴリズムを用いて光共鳴吸収を求め,これがMoth eye効果であることを確かめている.
粒子法と有限要素法を組み合わせた強非線形流体・構造連成解析法の構築

強非線形自由表面流れと構造物の動的応答を連成させて解くために、メッシュレス法である粒子法とメッシュ法である有限要素法を組み合わせた強非線形流体・構造連成解析手法の構築を行った。流体ソルバーには大規模計算向きのSPH法と陽的MPS法を採用し、いずれもGPU上での計算が可能な計算コードを使用した。これらの粒子法と組み合わせるべきFEMソルバーには、非定常解析が可能なオープンソースであるlibMeshを採用した。一方向ではあるが、実問題への適用が可能な大規模粒子法とFEMを組み合わせた強非線形流体・構造連成解析を実現できたことは、今後の流体・構造連成解析の発展に貢献するものである。海水打ち込みや砕波などの強非線形流れと構造物の動的応答を連成させて解くため、粒子法と有限要素法(FEM)を組み合わせた強非線形流体・構造連成解析手法の構築を行った。強非線形流れの解析には半陰解法のMPS法、構造物の弾性応答解析には陽解法のFEMを用いることで、各タイムステップで反復計算を要することなく安定した時間発展が可能であることを確認した。流体・構造間の情報伝達に関しては、MPS法側では構造物の変形を移動物体境界として考慮し、陰的に時間発展させることで流体の流れと圧力場を計算する。FEM側では各接点に対して圧力場から重み平均値として得られる圧力を荷重として作用させ、陽的に時間発展させることで構造物の変位を得ることができる。構築したMPS/FEM連成解法について、弾性板へのダム崩壊流の衝突問題に関する実験結果と数値計算結果の比較により、強非線形流れと弾性構造体との連成問題に適用可能であることが確認できた一方で、流体・構造ソルバー間のタイムステップが3桁程度異なることが判明した。そこで、課題遂行のための選択肢を増やすべく、陽解法型の粒子法と陰解法型の有限要素法の組み合わせについても検討することとした。陽的粒子法であるSPH法に着目し、GPGPU対応のオープンソースであるDualSPHysicsを船舶への海水打ち込み問題に適用し、拘束模型実験、自由動揺計測実験との比較を行った。その結果、甲板への海水打ち込みを伴う水波と船体の相互作用を高精度に再現できることが判明した。これはDualSPHysicsが演算処理にGPUを利用しているため、単一のGPUでも数千万粒子まで取り扱えることによるところが大きい。次年度はMPS/FEM連成解法への構造非線形性の考慮、SPH/ FEMの構築を通じて、強非線形流体・構造連成解析手法としての確立を目指すことが望まれる。海水打ち込みやスロッシングなどの強非線形流れと構造物の変形を連成させて解くため、粒子法と有限要素法を組み合わせた強非線形流体・構造連成計算手法の構築を行っているが、昨年度に実施した研究により、流体ソルバーに半陰的MPS法、構造ソルバーに陽的有限要素法を用いた場合には、両ソルバー間の計算タイムステップが3桁異なることが判明した。このような大きなタイムステップ差は計算の不安定化や精度の低下を招く恐れがあるため、陽的粒子法と陰的有限要素法の組み合わせを新たに検討することとした。従来から完全陽解法の粒子法として知られるSPHについてはオープンソースのSPHysicsコードを使用し、流体ソルバーとして海水打ち込み問題への高い適用性を確認した。一方、従来は半陰解法として知られていたMPS法についても陽的な時間発展アルゴリズムが提案されており、この陽的MPS法を石油タンクのスロッシング問題に適用し、計算格子を用いる格子法CFDに対する優位性を確認した。いずれの問題に対しても、実用的には大規模な数値計算が求められるため、SPH、MPSのソルバーにはGPUコンピューティングに対応した計算コードを使用している。海水打ち込みについては船体全体の構造応答と入射波の相互干渉、スロッシングについては液面動揺と浮き屋根の構造変形の連成影響を検討するため、これらの流体ソルバーと組み合わせるべき陰的有限要素法のコーディングを行った。この構造解析コードについてもGPU利用によって計算速度を加速させることが望ましく、NVIDIA社のCUDA開発環境を用いて流体・構造連成ソルバーの構築に取り組んでいるところである。今年度は陽解法型の流体ソルバーであるSPHとMPSと組み合わせるべき、陰的有限要素法の基礎的なコーディングを行った。流体ソルバー側がGPGPU対応コードとなっており、構造ソルバー側もGPGPUに対応させて、大規模な流体・構造連成問題への適用を可能とすることが今後の発展性を考えるうえで理想的である。そこで、GPU上で実行が可能な構造解析ソルバーのコーディングを行っているが、時間不足もあり未だ完成には至っておらず、当該年度の計画に対して研究がやや遅れているものと判断した。砕波を伴うような強非線形流れと構造物の変形を連成させて解くために、粒子法と有限要素法を組み合わせた強非線形流体・構造連成解析手法の構築を行った。特に従来の数値計算技術では取り扱いが困難な自由表面の大変形を伴う強非線形流れの解析手法として知られる粒子法計算の高速化と大規模化に取り組んだ。粒子法としてはMPS陽解法を採用し、GPGPUが実行可能な計算コードへと拡張を行った。開発した計算コードは過去に実施した海水打ち込みを伴う船舶の波浪中漂流問題などを通じて精度検証を行った。さらに、巨大地震によって発生する外部に溢流が生じるような石油タンクのスロッシングなど、現実社会で問題となっている課題についてもGPUクラスタを用いることで適用可能であることを確認した。

粒子法と組み合わせるべきFEMには、非定常解析が可能なオープンソースソルバーであるlibMeshを用いた。船舶海洋工学分野で取り扱われる問題では、構造物の変形による流れへの影響は総じて小さく、構造物の存在や動揺によって生じる流動の変化が支配的であるため、片方向の流体・構造連成解析法の構築を行った。ただし、オープンソースを採用することにより、今後の両方向連成解析への発展に期待ができる。流体から構造へのデータの受け渡しについては、汎用性を優先してFEM用メッシュとは独立したMPSの壁粒子データから重み付して抽出する方法を採用した。現在使用しているCADデータからの壁粒子自動生成法では、曲率が大きい場所に多くの壁粒子が配置されるため、構造解析用メッシュとの相性が良いことが特徴である。構築した強非線形流体・構造連成解析法の妥当性を今後確認するために必要となる検証用データについて、2次元水槽にて薄板の強制動揺試験を実施し、自由表面の大変形を伴う流体と流体からの力を受けて変形する薄板の時刻歴データを得た。強非線形自由表面流れと構造物の動的応答を連成させて解くために、メッシュレス法である粒子法とメッシュ法である有限要素法を組み合わせた強非線形流体・構造連成解析手法の構築を行った。流体ソルバーには大規模計算向きのSPH法と陽的MPS法を採用し、いずれもGPU上での計算が可能な計算コードを使用した。これらの粒子法と組み合わせるべきFEMソルバーには、非定常解析が可能なオープンソースであるlibMeshを採用した。一方向ではあるが、実問題への適用が可能な大規模粒子法とFEMを組み合わせた強非線形流体・構造連成解析を実現できたことは、今後の流体・構造連成解析の発展に貢献するものである。今年度は半陰的MPS法と陽的FEMを組み合わせた強非線形流体・構造連成解析手法を構築すべく、コーディングを行った。構築したMPS/FEM連成解法の妥当性について、ダム崩壊流と弾性板の2次元相互干渉に関する模型実験との比較を行い、強非線形流れと弾性応答を定性的に再現可能であることを確認した。当初の研究計画ではMPS/FEMの組み合わせについてのみ検討を行う予定であったが、流体・構造ソルバー間のタイムステップの桁数が大きく異なることが判明し、この問題が今後の課題遂行に支障となる可能性を懸念して、陽解法型の粒子法と陰解法型の有限要素法の組み合わせについても新たに検討することとした。その結果として、MPS/FEM連成解法への幾何学的非線形、材料非線形の組み込みが未着手となっている。陽的な粒子法としてSPH法に着目し、船舶工学分野における強非線形流れの問題のひとつである波浪中の海水打ち込み解析への適用を試みた結果、SPH法の有用性自体は確認されたが、陰的FEMとの連成部分のコーディングについては時間不足のため未着手となっている。以上より、当該年度の計画に対して研究がやや遅れているものと判断した。GPUコンピューティングに対応した陰的有限要素法のコーディングを早期に完了させ、構造応答を含めた海水打ち込み時の船体応答問題についてはSPHと組み合わせて、浮き屋根の変形を含めた石油タンクのスロッシング問題についてはMPSと組み合わせることで、従来の計算手法では実施が困難であった強非線形流体・構造連成解析を実施し、強非線形流れと構造応答の連成考慮の重要性について検証する。
セメントイン(新発見内在性架橋接着分子)を利用したタンパク質の糊付け技術の開発

私たちが見つけた糊代をもったタンパク質(トラッピン)に関する基礎と応用研究を行い以下の成果を得た。(1)トラッピン分子中の糊代部分すなわちセメントイン領域を遺伝子工学的に作り,性質を明らかにするとともに,二次構造を決定しランダムコイル構造をとっていることを明らかにした。(2)トラッピン遺伝子は,エクソンよりもイントロンの方がよく保存されているという際だった特徴を有する。これは通常の遺伝子とは全く逆であり,どのようにしてそのようなことが起こったかは興味深い問題である。イボイノシシのトラッピン遺伝子を詳細に解析し,この問題を解決した。すなわち,ジーンコンバージョン(gene conversion)によってイントロンの配列がもとのものと置き換えられている結果,イントロンにたまった変異が消去され,見かけ上,不変のように見えていることが明らかになった。(3)糊代部分を利用して,タンパク質架橋酵素トランスグルタミナーゼの簡便かつ高感度検出法を開発した。すなわち,糊代部分に蛍光性のGFP(green fluorescent protein)をつなげた融合タンパク質を作製したところ,トランスグルタミナーゼの優れた蛍光性基質となり,組織抽出液中及び組織切片上のトランスグルタミナーゼを容易に検出できることが明らかになった。(4)アルツハイマー病等の中枢神経疾患におけるトラッピンとトランスグルタミナーゼの関与を調べるために,変性脳におけるこれら分子の局在を免疫組織化学的に調べ,老人班の形成に関与するらしいことをつきとめた。私たちが発見した新型のプロテアーゼインヒビターは,インヒビター領域のN末端側に接着領域を持ち,働き場所に共有結合でとどまるという風変わりなタンパク質で,その働きのみならずドメイン構造の観点からも注目を集めている。このファミリーにはいくつかの同族分子が存在するが,そのうちの2つ(WAP-1,WAP-2)について局在部位を明らかにするとともに,応用の観点から興味が持たれる接着領域(セメントイン)にグリーン・フルオレッセント・プロテイン(GFP)をくつけた融合タンパク質を遺伝子工学的に生産した。成果の概要を以下に示す。1)インサイチュハイブリダイゼーション及び抗体染色の結果,エラスターゼ阻害能を有するエラフィン(WAP-1)は気管の上皮細胞と大腸の陰窩(Crypt)に多く発現していることが明らかになった。一方,2)WAP-2の機能は不明であるが,血中にかなりの量が存在することから,創傷治癒・炎症との関連で注目されている。インサイチュハイブリダイゼーションの結果,WAP-2は小腸の陰窩細胞(エンテロエンドクリン細胞)で作られ,血中に分泌されているらしいことが判明した。応用面の成果として,3)トランスグルタミナーゼによって架橋接着されるセメントイン領域に,蛍光を発するタンパク質として最近重宝されているGFPを遺伝子工学的にくつけた融合タンパク質の調製に成功した。タンパク質分子をセメントインによって接着する際のセメントインの振る舞いをモニター出来ることになり,今後の研究を加速するものと期待される。私たちが1994年に初めて見つけた糊代を持ったタンパク質(トラッピンと総称)に関する基礎及び応用研究の一環として,螢光性のセメントインを調整しセメントインの付加価値を高めるとともに,糊代部分すなわちセメントインを遺伝子工学的に生産し,その二次構造を推定した。(1)蛍光性セメントイン分子の作製:これまでの研究で,セメントインは期待どおり非常に優れたタンパク質の接着剤になることがわかっているが,さらにセメントイン分子を標識することが出来れば利用価値は格段に上がる。そこで,最近よく利用されているクラゲ由来の蛍光性タンパク質GFP(Green Fluorescent Protein)及びその改良型との融合タンパク質として発現させることを試み,蛍光性のセメントインを作ることに成功した。(2)セメントインの二次構造:糊代として働くセメントイン領域は,一次構造上は,LysとGlnに富む繰り返し構造をとっていることが明らかになっているが,より高次の構造については不明である。そこで,大腸菌で生産したセメントインを用いて二次構造の決定をおこなった。立体構造に関する情報は,セメントインの接着能を理解し,応用に役立てるためには極めて重要である。

まず,セメントインを大腸菌でマルトース結合タンパク質との融合タンパク質として発現させ,セメントイン部分のみを切り離し精製した後に,円偏光二色性(CDスペクトル)を測定することによって,二次構造であるαヘリックス,β構造の含量を求めたところ,予想外に,特徴的な二次構造は持たず,ランダムコイル構造をとっていることが判明した。最初はαヘリックス構造が主ではないかと予想していたが,よく考えてみると,ランダムコイルの方がより効率よくタンパク質を架橋するのに適した構造といえそうである。私たちが見つけた糊代をもったタンパク質(トラッピン)に関する基礎と応用研究を行い以下の成果を得た。(1)トラッピン遺伝子は,エクソンよりもイントロンの方がよく保存されているという際だった特徴を有する。これは通常の遺伝子とは全く逆であり,どのようにしてそのようなことが起こったかは興味深い問題である。イポイノシシのトラッピン遺伝子を詳細に解析し,この問題を解決した。すなわち,ジーンコンバージョン(gene conversion)によってイントロンの配列がもとのものと置き換えられている結果,イントロンにたまった変異が消去され,見かけ上,不変のように見えていることが明らかになった。(2)糊代部分を利用して,タンパク質架橋酵素トランスグルタミナーゼの簡便かつ高感度検出法を開発した。すなわち,糊代部分に蛍光性のGFP(greenfluorescent protein)をつなげた融合タンパク質を作製したところ,トランスグルタミナーゼの優れた蛍光性基質となり,組織抽出液中及び組織切片上のトランスグルタミナーゼを容易に検出できることが明らかになった。(3)アルツハイマー病等の中枢神経疾患におけるトラッピンとトランスグルタミナーゼの関与を調べるために,変性脳におけるこれら分子の局在を免疫組織化学的に調べ,老人班の形成に関与するらしいことをつきとめた。
高血圧性肥大心筋に対するデクスメデトミジンの直接心筋保護効果

デクスメデトミジンは高血圧性肥大心筋において,正常心筋とは異なるメカニズムにより,虚血再灌流障害に対する直接心筋保護作用を発揮することが明らかとなった.正常心筋ではデクスメデトミジンはα2アドレナリン受容体を介した内皮型一酸化窒素合成酵素(eNOS)の活性化により新保護作用を発揮するが,肥大心筋においては,デクスメデトミジンの心保護作用は発現が増加しているα2アドレナリン受容体ではなく,発現が正常に保たれているイミダゾリン1受容体を介していることが示唆され,さらにその保護作用はeNOS非依存的である可能性が示唆された.高血圧性肥大心筋における心筋虚血再灌流障害に対するデクスメデトミジンの直接心筋保護効果について、高血圧性肥大心筋としてSHR、コントロールとしてWKYの摘出心を用いて検討している。実験は、ラットの心臓を摘出し、コントロール群とデクスメデトミジン群に分けて行い、デクスメデトミジン群では虚血前にデクスメデトミジンを30分間投与してプレコンディショニングしている。その後に30分間の灌流中断、120分間の再灌流を行うことで虚血再灌流障害を作製している。これまでの結果から、コントロール、高血圧性肥大心筋の両者において、デクスメデトミジンの虚血前投与により、虚血再灌流時の心ポンプ機能、左室拡張末期圧が改善し、とりわけ再灌流早期の改善が著明であった。また再灌流後に左室を摘出し梗塞巣サイズを測定したところ、デクスメデトミジンのプレコンディショニングにより梗塞巣サイズはSHRとWKY両者において有意に縮小した。このことから、デクスメデトミジンは高血圧性肥大心筋においても直接心筋保護効果を持つと考えられる。今後はまずその責任受容体を同定するために、α2受容体拮抗薬、イミダゾリン1受容体拮抗薬を用いて同実験を行い、また両受容体の定量評価を行うことにより、WKY、SHRそれぞれにおいてのデクスメデトミジンによる心保護効果の責任受容体の同定を行う予定である。さらに、各受容体の下流にある各種タンパク質のプロテオミクス実験へと進む。正常心筋(WKY)と高血圧性肥大心筋(SHR)の両者において、虚血再灌流障害(IRI)に対するデクスメデトミジン(DEX)のプレコンディショニング効果をランゲンドルフ灌流装置を用いて前年度から引き続きまずはex vivo実験を行った。その結果、SHRにおいてもDEXはIRIに対して心筋保護効果を有する事を発見した。また、その責任受容体としてα2受容体とI1受容体の2つが可能性として考えられるが、正常心筋ではその両者が重要であるのに対して、肥大心筋ではI1受容体がキーとなる可能性が示唆された。当初平成28年度に施行予定であったα2受容体、I1受容体の発現量の比較についても平成27年度に実験を行い、ウェスタンブロット法により、SHRではWKYに比べてα2b受容体の発現が増加している事を解明した。I1受容体に関しては両者に有意差を認めなかった。この受容体の発現量の差異がex vivo実験の結果とどのように関連するのかは今後の課題である。また、ミトコンドリア実験に関しては、正常心筋の単離ミトコンドリアをDEX投与下にincubationし、ミトコンドリア機能を測定したが、コントロールに比べて有意な差を認めなかったため、DEXはミトコンドリアに対しての直接作用は持たない事が示唆された。今後はwhole heartにDEXを投与したうえでの心筋ミトコンドリアの機能解析を行う事が課題となっている。ex vivo実験は順調に行えた。ミトコンドリア実験では当初期待されたデクスメデトミジンの作用を検出できなかったため、更なる解析が必要となっている。また、受容体の発現量解析については一部次年度に予定していた実験を行えている。研究者は本研究において,高血圧自然発症ラット(SHR),ウィスター京都ラット(WKY)の単離心を使用し,デクスメデトミジン(DEX)は高血圧性肥大心筋においても,虚血祭灌流障害に対して直接心筋保護作用を保持することを明らかにした.しかしながら,その保護作用の責任受容体は正常心筋と肥大心筋では異なり,正常心筋ではα2アドレナリン受容体を,肥大心筋ではイミダゾリン1受容体を介して,DEXはそれぞれの心筋梗塞サイズを縮小し,心筋を保護することが示唆された.さらに,正常心筋におけるDEXの心保護作用の機序として知られている内皮型一酸化窒素合成酵素(eNOS)のリン酸化について解析したところ,正常心筋ではDEXはα2受容体依存性にeNOSのリン酸化を促進したのに対し,肥大心筋ではDEXはeNOSのリン酸化には寄与しなかった.さらに,α2アドレナリン受容体の各サブタイプとイミダゾリン1受容体について,正常心筋と肥大心筋の間での発現の比較を行った.各受容体は両種のラットの心筋に存在が確認され,発現量の比較を行ったところ,肥大心筋ではα2A/2Bアドレナリン受容体が正常心筋と比較して,有意に発言増加していた.イミダゾリン1受容体の発現量については,両ラットの間に有意差はなかった.以上より,DEXは肥大心筋において,発現量が正常に保たれているイミダゾリン1受容体を介して,虚血再灌流障害に対する直接心筋保護作用を保持することが示された.

デクスメデトミジンは高血圧性肥大心筋において,正常心筋とは異なるメカニズムにより,虚血再灌流障害に対する直接心筋保護作用を発揮することが明らかとなった.正常心筋ではデクスメデトミジンはα2アドレナリン受容体を介した内皮型一酸化窒素合成酵素(eNOS)の活性化により新保護作用を発揮するが,肥大心筋においては,デクスメデトミジンの心保護作用は発現が増加しているα2アドレナリン受容体ではなく,発現が正常に保たれているイミダゾリン1受容体を介していることが示唆され,さらにその保護作用はeNOS非依存的である可能性が示唆された.おおむね予定通りの実験を行えている。肥大心筋におけるデクスメデトミジンの心筋保護作用についての機序の解明が今後の課題である。麻酔科学デクスメデトミジンの心筋保護効果について、その機序の同定と、正常心筋と肥大心筋における相違点について明らかにしていく。
超高速応答可能な液晶性環動ゲルアクチュエータの開発

本研究では液晶性を有するポリロタキサン(以下PR)とその架橋体を合成し、可動な架橋構造を有する新奇な液晶ゲルの合成とその応用を検討した。PRは複数の環状分子をひも状の高分子が貫通した分子構造をもち、分子ネックレスとも呼ばれる。このPRの環状分子同士を結合することで、架橋点が自由に動く環動高分子材料を合成することができる。本研究ではPRの環状分子に液晶基を結合し、側鎖が可動な液晶性PRを合成した。これを環動高分子にして低分子液晶で膨潤することで液晶性ゲルを合成することに成功した。得られた液晶性環動ゲルの膨潤特性や温度応答特性、力学物性を調べることでソフトアクチュエータとしての可能性を見出した。本研究では、液晶性を有するポリロタキサンとその架橋体を合成し、可動な架橋構造を有する新規な液晶ゲルの合成とその応用を検討する。初めに、ポリエチレングリコール(PEG)とα-シクロデキストリン(CD)を用いてポリロタキサンを合成する。次に側鎖となる液晶分子を種々の長さのスペーサーを介してCDに結合することにより、可動な液晶側鎖を有する高分子液晶を合成する。得られた液晶性ポリロタキサンを示差走査熱量計や偏光顕微鏡などで観測をするとともに、低分子液晶との相溶性を調べる。さらに液晶性ポリロタキサンを架橋させることで液晶性環動ゲルを得る。架橋には温度の選択が比較的自由な光架橋を利用する。得られた液晶性環動ゲルは、温度応答特性や電場応答特性を調べることでソフトアクチュエータとしての可能性を探る。昨年度に引き続き、メソゲン構造と液晶性との関係を調べるためにメソゲン化ポリロタキサンの合成を行った。メソゲンには合成の容易さと光機能性の観点からアゾベンゼンを用いた。また、今年度は、液晶ゲルの合成とその力学特性の解析に重点を置き、ポリロタキサンを架橋剤とした光重合による液晶ゲルの合成を行った。まず、ポリロタキサンを架橋剤とするためにポリロタキサンのCDにビニル基を導入した。次いでこのポリロタキサンと液晶性ビニルモノマーおよび光重合開始剤を溶媒中で混合し、光照射することでゲル化を行った。最後に溶媒を低分子液晶で置換することで架橋点が可動な液晶ゲルを得た。架橋剤であるポリロタキサンに種々の置換基を導入し、低分子液晶溶媒との親和性を変化させることで液晶ゲルの膨潤度や粘弾性に違いが見られた。本研究では液晶性を有するポリロタキサンとその架橋体を合成し、可動な架橋構造を有する新奇な液晶ゲルの合成とその応用を検討した。初めにポリエチレングリコール(PEG)とシクロデキストリン(CD)を用いてポリロタキサンを合成する。次に側鎖となる液晶分子を種々の長さのアルキルスペーサーを介してCDに結合することにより、可動な側鎖を有する高分子液晶を合成する。得られた液晶性ポリロタキサンを架橋させることで液晶性環動ゲルを得る。昨年度に引き続き、メソゲンの構造と液晶性との関係を調べるためにメソゲン化ポリロタキサンの合成を行うと同時に、液晶ゲルの合成と力学特性の測定を行った。メソゲン化ポリロタキサンの合成では、主鎖の配向と側鎖メソゲンの配向が一致するように、メソゲンの分子長軸を主鎖と平行になるように結合したSide-on型の合成を試みた。メソゲンには合成の容易さと光機能性の付与という観点からアゾベンゼン誘導体を用いた。Side-on型メソゲンのポリロタキサンへの修飾反応は、Head-on型に比べて修飾率が低くなった。これはSide-on型ではメソゲン間の立体障害が増加しているためと考えられる。また、液晶ゲルの合成では、ポリロタキサンを架橋剤として液晶モノマーの光重合を行い液晶環動ゲルを合成した。熱や電場に対するより大きな応答を期待して一軸配向した液晶ゲルを得るために、配向膜上での液晶環動ゲルの合成も試みた。架橋剤であるポリロタキサンに種々の置換基を導入し、低分子液晶溶媒との親和性を変化させることで液晶ゲルの膨潤度や粘弾性に変化が見られた。本研究では、ポリエチレングリコール(PEG)とシクロデキストリン(CD)を用いてポリロタキサン(PR)を合成し、次に側鎖となる液晶分子を種々の長さのスペーサーを介して環状分子に導入することによって、可動な液晶側鎖を有する高分子液晶を合成する。