hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
植物の細胞膜プロトンポンプの活性制御機能の解明

これまでの研究により、青色光による気孔開口では、青色光を受容した光受容体フォトトロピンが、細胞膜プロトンポンプ(H^+-ATPase)のC末端から2番目のスレオニンのリン酸化とリン酸化部位への14-3-3蛋白質の結合を引き起こすことにより活性化し、気孔開口の駆動力を形成することが明らかとなっているが、このリン酸化を触媒するプロテインキナーゼやホスファターゼは未だ明らかとなっていない。そこで、本研究では、まず、ソラマメ孔辺細胞プロトプラストを用いてin vitroでのH^+-ATPaseリン酸化反応系を確立し、リン酸化反応の生化学的特徴付けを行った。その結果、プロトプラストより単離したミクロソーム膜画分中にATPに依存してH^+-ATPaseのC末端のリン酸化を引き起こすプロテインキナーゼが存在すること、また、同画分中にH^+-ATPaseのリン酸化C末端を脱リン酸化するホスファターゼが存在することが明らかとなった。一方、近年の研究により、孔辺細胞で見出されたC末端のリン酸化と14-3-3蛋白質を介した活性化機構は、植物細胞を通じた共通の活性化機構であることが明らかとなってきている。そこで、材料調整の容易なシロイヌナズナの黄化芽生えから精製した細胞膜を用いて解析を行い、孔辺細胞と同様に細胞膜中にプロテインキナーゼとホスファターゼが存在することが明らかとなった。さらに詳細な解析を進めた結果、プロテインキナーゼは、界面活性剤TritonX-100に高感受性であり、膜構造が活性に必須であること、また、ホスファターゼは、Mg要求性のタイプ2Cプロテインホスファターゼ(PP2C)タイプのホスファターゼであり、H^+-ATPaseと複合体を形成していることが明らかとなった(投稿中)。これまでの孔辺細胞を用いた研究により、細胞膜H+-ATPaseは、C末端スレオニン残基のリン酸化とリン酸化部位への14-3-3蛋白質の結合により活性化されることが明らかとなったが、このリン酸化反応に関わるプロテインキナーゼやホスファターゼは、未だ明らかとなっていない。そこで、まず、シロイヌナズナの黄化芽生えから、水性二相分配法により単離した細胞膜画分を用いてin vitroでリン酸化反応系の確立を行った。その結果、ATPを加えただけではH+-ATPaseのリン酸化は検出されなかったが、14-3-3蛋白質とリン酸化C末端の結合を安定化し脱リン酸化を阻害するカビ毒素フシコクシンをATPと同時に加えることにより、H+-ATPaseのC末端のリン酸化が検出されることが明らかとなった。次に、in vitroでのH+-ATPaseの脱リン酸化反応を調べた結果、脱リン酸化が観察され、H+-ATPaseを脱リン酸化するホスファターゼも細胞膜に局在していることが示唆された。さらに、ホスファターゼ阻害剤を用いて脱リン酸化反応を行なった結果、EDTA存在下で脱リン酸化が阻害され、H+-ATPaseの脱リン酸化に関わるホスファターゼとして二価カチオン要求性のタイプ2Cプロテインホスファターゼ(PP2C)の関与が示唆された。さらに、H+-ATPaseの免疫沈降物におけるH+-ATPdseの脱リン酸化反応を調べた結果、興味深いことに、H+-ATPadeの脱リン酸化が観察された。この結果は、免疫沈降物中にH+-ATPaseを脱リン酸化するホスファターゼが存在することを示唆している。そこで、H+-ATPaseの免疫沈降物のSDS-PAGE解析を行った結果、H+-ATPaseと共同沈降する蛋白質が少なくとも7個存在することがわかった。
格子計算による核子および中間子からの新物理探索

本課題では極微な世界を記述する新物理法則の探索を核子や中間子をプローブとして行う事を目標に、その理論計算の精度向上を目指している。格子ゲージ理論に基づく数値計算が現状で唯一の方法であるが、その精度向上のために、新しい計算技術の応用と新規開発を行いつつキーとなる物理量の計算を行う。新物理の決定的証拠となる陽子崩壊事象をとらえようとする観測実験により寿命の下限の更新が進んでいる。本課題では、観測実験の結果から新物理候補理論の制限を行う橋渡しとなる陽子崩壊QCD行列要素の計算を行っている。技術の有効性を確認できたAMA(All-Mode Averaging)の物理点直上の計算への応用を進め、行列要素の一通りの大規模計算が、ドメインウォールフェルミオンとウィルソンフェルミオンの双方で完了した。さらに、それぞれで、物理的プロセスの崩壊幅の導出に必要な演算子くりこみの検討を行っており、その完成を待って、それぞれ論文に纏め出版する。新物理法則の候補となる強結合理論(Large-Nf QCD)の解析では、8フレーバーQCD理論の格子計算を継続し、様々な分散縮小法を適用することにより、測定が困難な物理量についてもシグナルを得ることに成功している。昨年度から兆候を見いだしていた、フレーバー一重項擬スカラー(通常のQCDではη')が重くなる現象は、同スカラー(σ)が軽くなる現象と共に、新規な動力学の発現と考えられるが、最終解析の工夫により更なる精度向上が見込めるため、来年度にかけてそれを行い、出版の予定である。また、同モデルの電弱精密検証に重要な役割を担うSパラメタの測定にも成功しており、さらに、副産物として、テクニベクター、軸性ベクターの崩壊定数の測定も進めており、纏めて出版の予定である。陽子崩壊の研究では、特にウィルソンフェルミオンで演算子くりこみの手法の開発で、カイラル対称性の仮定できない場合の理論的精査が不完全で、更なる検討が必要になった。同じ演算子くりこみでドメインウォールフェルミオンの場合は過去の手法の踏襲により実行可能であるが、今年度はハドロン3点関数の解析に注力したため、次年度に持ち越しとなった。新物理法則候補の強結合理論(Large-Nf QCD)の解析では、8フレーバーQCD理論の格子計算からヒッグス粒子の候補となるフレーバー一重項スカラー(σ)の質量、とそれと対をなすη'質量の計算に成功したが、解析手法の工夫による更なる精度向上が見込めるため、研究を継続する。同モデルの電弱精密検証に重要な役割を担うSパラメタ測定の副産物として、テクニベクター、軸性ベクターの崩壊定数の測定も行っており、事業延長により最終結果を導き、出版の予定で進めている。また、分散縮小法の一つであるYang-Mils勾配流を用いた同模型の幾何学的性質と動力学との関連を理解するための、既存真空配位を用いた測定も行っており、主な結果は出そろったがその精査と最終結果の導出に時間を要する。陽子崩壊の研究では、ウィルソンフェルミオンでの非摂動くりこみの理論的考察を進めており、これにより最終結果を導く計画である。同じ演算子くりこみでドメインウォールフェルミオンの場合は過去の手法を踏襲して完成させる。8フレーバーQCD理論の格子計算では、フレーバー一重項スカラー(σ)の質量、とそれと対をなすη'質量の、解析手法の改良により精度向上を行い、最終結果を出版する。同モデルのテクニベクター、軸性ベクターの崩壊定数の測定を完了し、Sパラメタと共に複合模型の可能性を探ると共に、発現している新規の動力学的側面を纏めて出版する。また、同模型の幾何学的性質と動力学との関連に関する成果を纏め、こちらも出版を計画している。従来の計算では統計精度に改良の余地があったが、AMA(All-Mode Averaging)の適用により大幅な誤差縮小を実現した。まだ現実のudクォーク質量より重い点の数値計算からの外挿であるが、技術の有効性に目処がたち(論文投稿中)、今後の物理質量直上の計算への応用に期待が持てる結果である。新物理法則の候補となる強結合理論(Large-Nf QCD)の解析では、8フレーバーQCD理論の格子計算を行い、その理論でヒッグス粒子の候補となるフレーバー一重項スカラー(σ)の質量等の計算を行った。ここではσは新素粒子のフェルミオンとその反粒子の複合粒子として記述される。現実世界のσの計算は格子QCDの難問として知られており、その原因の一つに統計精度を出すのが困難な量であることが挙げられる。ここでは使用する格子作用の対称性を用いた分散縮小法によりシグナルを得ることに成功している。結果として、通常のQCDでは考えられない低質量が実現されていることが確認できた(核子的な状態をはじめ、その他の複合粒子の質量と共にまとめ論文投稿中)。実験で確認されたヒッグス粒子の質量は125GeVと、一般的に複合模型では相当小さいが、この模型ではその実現可能性があり、更なる追求に期待が持たれる。

この課題で応用/開発する新技術として(i)分散縮小法、(ii) AMA、(iii)変分法と相関行列、(iv) Yang-Mils勾配流をあげている。4点ののうち2点(i),(ii)については実績概要に述べたように成功している。残りのうちYang-Mils勾配流の応用については、Large-Nf QCDでテストを行っており、特にフレーバー一重項擬スカラー(通常のQCDではη')質量の測定で顕著な成果を上げつつある。また、σの解析では、特に真空の寄与の相殺が重要で統計的に困難な問題であるが、これを新たな分散縮小法により改善するアイデアをテストしている。成功すれば一段の精度向上に繋がる可能性がある。これらとその他のスペクトラムとの比較から近似的スケール不変かつカイラル対称性が自発的に破れた新奇な非摂動論的動力学の端緒が見えつつあり、今後の進展が期待される。本課題では極微な世界を記述する新物理法則の探索を核子や中間子をプローブとして行う事を目標に、その理論計算の精度向上を目指している。格子ゲージ理論に基づく数値計算が現状で唯一の方法であるが、その精度向上のために、新しい計算技術の応用と新規開発を行いつつキーとなる物理量の計算を行う。新物理の決定的証拠となる陽子崩壊事象をとらえようとする観測実験により寿命の下限の更新が進んでいる。本課題では、観測実験の結果から新物理候補理論の制限を行う橋渡しとなる陽子崩壊QCD行列要素の計算を行っている。技術の有効性を確認できたAMA(All-Mode Averaging)による改良の結果を出版し、この技術の物理点直上の計算への応用を進めている。ドメインウォールフェルミオンとウィルソンフェルミオンによる二つの独立した計算が進行中である。新物理法則の候補となる強結合理論(Large-Nf QCD)の解析では、8フレーバーQCD理論の格子計算を行い、その理論でヒッグス粒子の候補となるフレーバー一重項スカラー(σ)の質量、暗黒物質候補となるテクニ陽子、暗黒物質の理論パラメタとして重要なディラトン崩壊定数等の結果を出版した。これらの計算には様々な分散縮小法を適用することによりシグナルを得ることに成功している。さらに、Yang-Mils勾配流の応用により、フレーバー一重項擬スカラー(通常のQCDではη')質量の測定に成功し、論文に纏めているところである。Nfが大きくなるにつれて、σが軽くなり、η'が重くなるという、新奇な動力学が発現していることが確認されており、量子異常とスケール普遍性の競合によるゲージ場の量子論の新たな側面として重要な発見といえる。4点ののうち2点(i),(ii)については昨年度までに実用化し、(iv)は実績概要に述べたように成功している。
高温分子線を用いた高品質硫化亜鉛薄膜の低温成長と電導性制御

本研究においては、硫化亜鉛薄膜、セレン化亜鉛薄膜を分子線エピタキシ法で成長させ、それらの成長過程を反射高速電子線回折法で調べ、主として薄膜の成長速度および光学的性質を調べた。この実験に用いた分子線は、通常の分子線セルの出口に高温部を設けたセルから吐出される分子線......高温分子線......を用いた。P型アクセプタードーパントとしLiを成長中に供給すると、成長中に曲率をもつストリーク像が出現することを見いだし、これが成長表面テラスのBステップ端に取込まれたLi原子が起因する1次元格子によることを明らかにした。さらに、無傾斜GaAs基板を用いると、成長速度がLi供給を増すと極度に低下し、ある量以上の供給で全く成長しないことを見いだし、高濃度Liを含む薄膜の成長が困難であることが示された。この成長速度低下の原因はLiが取込まれたステップ端からの膜成長が起こらないことによると考えられる。しかし、意図的に傾斜させたGaAs基板上への成長を行った結果、傾斜角を15度にすれば成長速度の低下が防止できることが判明した。得られた薄膜のフォトルミネッセッスは束縛励起子発光が支配的で、高品質であることが示された。また、Liをドープした薄膜では、LiがZn格子点に有効にドープされ、格子間Liの発生が抑制され、低温でもFA発光を示す薄膜が成長できた。低温(4.2K)でFA発光が支配的であることは、薄膜中のドナー性不純物が極めて少ないことを意味し、高温分子線を用いる方法はLiアクセプタド-ピングのための有効な方法であることが示された。さらに、無添加ZnSe膜において、励起光照射時間に依存するという特異な性質を始めて見いだした。この発光はセレン空孔と孔励起で生成されたキャリアとからなる複合中心であると考えられ、無添加ZnSe膜中のセレン空孔も見積もjる指標となりうることが期待される。ZnS/GaAs (001)薄膜は格子不整合度が高く、格子緩和後に表面ファセットが発生しやすい。このことは、原子的スケールでの平坦性をもつ多層膜を成長させる上で望ましくない。さらに、Liをドープすると、成長速度の低下と反射高速電子線回折像にLiの一次元列に起因する曲率を持つストリーク(curved streak)が観察される。そこで、本年度はGaAs (111)基板上へのMBE成長を試みた。その結果(111)B面ではエピタキシ成長が持続するが表面平坦性は不十分である。一方、(111)A面では双晶発生を伴い最終的に多結晶化する。この原因を探るために、極性面上への成長初期過程と供給分子(原子)の付着と離脱を鏡面反射点強度の観察を行った。また、Curved-streakと表面Liの関係を明らかにする目的で、オフ方位とオフ角の異なるGaAs (001)基板上へのMBE成長を行った。その結果、1)Curved-streakはLi供給直後には見られず、Li供給下でMBE成長を継続して始めて現れる。このことは、Liの供給により表面テラスの発達に異方性があることを示す。2)Bステップと垂直方向にオフした基板ではテラス長に関係なくCurved-streakが観察されが、Bステップと平行方向にオフした基板では全く観察できない。

これらの事実は、Li原子列が確かにBステップに沿って形成されていることを裏付ける。などが判明した。Liが関係する一次元配列は、Bステップからの2次元層成長を妨害し、成長速度を低下させること示唆される。また、curved-streakが観測される最小一次元配列長は70A以上必要であることも判明した。成長速度の低下とLi原子列の存在は、Liの一様ド-ピングを実現する上で重要であり、その解決を図るべく実験を継続している。本研究においては、硫化亜鉛薄膜、セレン化亜鉛薄膜を分子線エピタキシ法で成長させ、それらの成長過程を反射高速電子線回折法で調べ、主として薄膜の成長速度および光学的性質を調べた。この実験に用いた分子線は、通常の分子線セルの出口に高温部を設けたセルから吐出される分子線......高温分子線......を用いた。P型アクセプタードーパントとしLiを成長中に供給すると、成長中に曲率をもつストリーク像が出現することを見いだし、これが成長表面テラスのBステップ端に取込まれたLi原子が起因する1次元格子によることを明らかにした。さらに、無傾斜GaAs基板を用いると、成長速度がLi供給を増すと極度に低下し、ある量以上の供給で全く成長しないことを見いだし、高濃度Liを含む薄膜の成長が困難であることが示された。この成長速度低下の原因はLiが取込まれたステップ端からの膜成長が起こらないことによると考えられる。しかし、意図的に傾斜させたGaAs基板上への成長を行った結果、傾斜角を15度にすれば成長速度の低下が防止できることが判明した。得られた薄膜のフォトルミネッセンスは束縛励起子発光が支配的で、高品質であることが示された。また、Liをドープした薄膜では、LiがZn格子点に有効にドープされ、格子間Liの発生が抑制され、低温でもFA発光を示す薄膜が成長できた。低温(4.2K)でFA発光が支配的であることは、薄膜中のドナー性不純物が極めて少ないことを意味し、高温分子線を用いる方法はLiアクセプタド-ピングのための有効な方法であることが示された。さらに、無添加ZnSe膜において、励起光照射時間に依存するという特異な性質を始めて見いだした。この発光はセレン空孔と光励起で生成されたキャリヤとからなる複合中心であると考えられ、無添加ZnSe膜中のセレン空孔を見積もjる指標となりうることが期待される。
アンデス先住民のクロニカ(記録文書)と「ナポリ文書」-クロニカの新しい読み方-

本研究で取り上げたクロニカは、無文字世界のアンデスに生まれた先住民グァマン・ポマ(1550?-1616)が独習したスペイン語を駆使して書き綴った約1200ページに及ぶ浩瀚な『新しい記録と良き統治』(1615年擱筆。初版は1938年)である。20世紀末、イタリア人学者が「ナポリ文書」を論拠に、作品の著者をグァマン・ポマではなく、混血のイエズス会士ブラス・バレラとする新説を主張し、学界を揺るがす大論争を惹起した。新説は、その根拠である「ナポリ文書」が偽造文書であることが判明したため、学界ではほとんど支持されていないが、論争の結果、グァマン・ポマをスペイン語でクロニカを著した稀有な先住民として一方的に評価したり、その作品をアンデス文化の百科事典とみなしたりしてきた従来の研究の問題点が明らかになった。また、グァマン・ポマが、インカ期にワマンガへ移住させられたヤロ人のクラーカ(先住民集団の首長)を出自としていたことから、植民地時代初期のアンデス社会における「クラーカ」としての彼の行動や役割を解明して、作品編纂の動機や目的などを再検討する作業が急務となった。今回の調査・研究により、植民地時代当初よりスペイン当局に積極的に協力したグァマン・ポマが、17世紀初頭、他の先住民集団チャチャポヤ人との土地訴訟に敗れて以来、それまで、スペイン人聖職者ムルーアの影響下に書き綴っていたクロニカの草稿にかなりの修正を加え、最終的に、「インディオの父」と評価されるスペイン人ドミニコ会士ラス・カサスの思想を受け継ぐ論策として作品を完成させたのが判明した。また、16世紀末には、スペイン語に関して、会話のみならず、読み書きの能力も備えたクラーカが少なからず存在したことや、先住民たちが「訴訟」という法的手続きをスペイン支配の中で学び取り、生存手段として積極的に利用していたことなどが明らかになり、植民地時代における先住民社会の実態の解明に大きな手掛かりが得られた。従来、本研究で取り上げているアンデスの先住民クロニスタ(記録文書作成者)フェリペ・グァマン・ポマ・デ・アヤラ(以下ポマと略記)はクラーカ(首長)の地位を棄てて「貧しい民」となって諸国をめぐり、過酷な植民支配の実態を具に見て回った後、先住民の自由と生命や伝統文化を守るため、独学で習得したスペイン語を駆使してクロニカ『新しい記録と良き統治』を著し、スペイン国王フェリペ三世に献呈した、いわば「解放の神学」の先駆者とみなされてきた。しかし、彼が1590年以来、植民地政府を相手取って、奪われた先祖代々の土地の返還を求める訴訟を起こしていたことが明らかとなり.伝統的なポマ像が疑問視されることになった。今回の研究では、ポマが土地をめぐる裁判に敗訴してから、先記のクロニカにかなりの修正・加筆を施した事実を検証するため、生地であるワマンガ市にある国立文化庁付属の地方古文書館で土地の返還をめぐる訴訟文書を調査した。また、ポマ自身が関わった土地訴訟文書は公刊されているが、校訂に杜撰さが散見されるため、ペルー・カトリック大学のリリアナ・レガラド教授らの協力を得て、デンマーク王立図書館がデジタル化した同文書の原本を解読した。

その結果、非インカ系の民族集団の出身であるポマがインカ系貴族の出であることを名乗らざるを得なかった背景が明らかになったので、現在はその歴史的意味を植民地アンデスの先住民文化の脈絡に位置づけて分析し、キリスト教文化をたくみに取り込んで自己主張する新しい社会階層が出現していたことを解明する作業に従事している。研究成果は第52回国際アメリカニスト会議(本年7月セビーリャ大学で開催)で報告発表予定。また、昨年3月にポマの作品に関する新しい解釈を公にしたニューヨーク市立大ラケル・チャン・ロドリゲス教授らとポマの作品の編纂過程とその集団的性格(複数の協力者の存在)の歴史的意味について検討した。その成果は本年8月ボゴタで開催される「第6回ラテンアメリカ文化をめぐるアンデス会議」で発表予定。先住民グァマン・ポマ(1550?-1616)が独学で習得した征服者の文字言語(スペイン語)を駆使して著した浩瀚かつ貴重なクロニカ(記録文書)『新しい記録と良き統治』Nueva Cronica y Buen Gobiernoには、キリスト教文化を取り込んで自己主張する被征服者の巧妙な生存戦略がいくつか認められる。今回の研究では、スペイン王室の進める植民政策を厳しく批判し、先住民インディオに対するスペイン国王の賠償義務を論じたラス・カサス(1484-1566)の思想を、グァマン・ポマが継承し、発展させたことを解明し、その歴史的な意味を考察した。その研究成果は第52回国際アメリカニスト会議(2006年7月スペイン・セビーリャ大学)の歴史部会および、大阪外国語大学グローバルダイアログ研究会主催の国際シンポジウム「トラウマの社会史-民衆のトラウマと歴史参加-」(2006年12月)で基調講演として報告発表した。また、前年度の海外調査で収集したワマンガ市における土地訴訟関係の文書やグァマン・ポマが関わった土地返還訴訟に関わる文書(プラド・テリョ文書)をもとに、グァマン・ポマのような先住民支配者層にとり、スペイン語を話すだけでなく、「文字」を用いて意思の伝達を図るのがスペイン支配下で伝統的な権威を維持するのに必要不可欠な要素であったことを解明した。その成果は、ペルー・カトリック大学が2006年度に新設した「アンデス研究プログラム」(大学院修士・博士課程)の国際学術委員会委員および客員教授として、同プログラムの開講記念講演会で発表した(2006年8月)。現在、2006年度の海外調査で収集した「聖職者弾劾文書」や「土地訴訟関係文書」をもとに、クロニカを著す以前のグァマン・ポマの経歴に注目し、先住民支配者(クラーカ)としてのグァマン・ポマの行動と作品執筆の関係を解明することに従事し、その成果は2007年4月、サンチアゴ市(チリ)で開催される第4回ペルー研究者国際会議(International Congress of Peruanists in Foreign Countries)で発表予定である。20世紀末、イタリア人研究者ラウラ・ラウレンチク(ボローニャ大学・考古学)が従来の説を覆して、『新しい記録と良き統治』Nueva Cronica y Buen Gobiernoはアンデス先住民グァマン・ポマの名をかりて、混血のイエズス会士ブラス・バレラ(16世紀末にイエズス会から追放)が著したクロニカ(記録文書)であると主張し、その論拠に「ナポリ文書」もしくはミッチネリ文書と呼ばれる史料の存在を挙げた。その結果、世界各国のアンデス史研究者の間で大論争が繰り広げられてきた。本年度は、従来のクロニカ研究に欠けていた、著者(クロニスタ)の閲歴と文書執筆の動機解明に重点を置き、ラウラ説が信憑性に欠け、「ナポリ文書」が偽造文書に近いことを実証するため、クロニスタとしてより、ワヌコ地方を出身とするヤロ人の先住民共同体の首長としてのグァマン・ポマの行動を解明することを目的に研究を進めた。
超高強度制振主架構における柱梁接合部構成法の開発と設計法構築

現行の耐震規定をはるか超える極大地震動に対しても,機能維持を目標とした高い耐震性能を制振構造に付与するために,超高強度鋼材に利用し,弾性限変形を従来の2倍以上に高めた主架構の実用は有効な解決手段となり得る。超高強度主架構の合理的な実現および普及には溶接施工の煩雑性の回避と,弾性範囲での使用を前提とする超高強度鋼材を用いた主架構に適正な安全余裕度を確保する接合部構成が重要な課題である。本研究では従来の溶接施工条件が適用可能な接合部構成法を指向するとともに,主架構の安全余裕度として梁の塑性変形能力を確保することを念頭に置き,ガセットプレートを積極的な破断防止機能と捉えたガセットプレート付柱梁接合部の設計法を構築することを目的とした。本研究では,ニ段階でブレースおよびガセットプレートが取り付く部分架構実験を実施し,ブレース軸力、梁端接合部詳細および床スラブがガセットプレート付柱梁接合部および主架構の弾塑性挙動に与える影響を検討した。また,広範な設計パラメータを考慮した有限要素解析によるパラメトリックスタディーを実施し,接合部の詳細な応力伝達機構を分析した。以上の結果を総合し,ガセットプレート付き柱梁接合部の耐力評価,接合部の推奨ディテールの提示とその具体的な設計法を提案した。本研究は近年開発された超高強度鋼材H-SA700を活用した高靱性・高強度主架構を実現するための,接合部構成法およびその設計法の構築を最終目的としている。提案する接合部構成法は現在我が国で主流である通しダイアフラム形式ではなく,外ダイアフラム形式によって,柱梁接合部およびダンパー型ブレースの取り付け部を構成するもので,超高強度鋼材の使用における課題となっている溶接施工の問題の克服を試みたものである。本年度は,まず提案する接合部ディテールを適用したブレース付部分架構実験を実施した。実験ではガセットプレートの有無およびダンパーブレースの有無を変動因子とし,ガセットプレートの存在およびブレース軸力が柱梁接合部の弾塑性挙動に与える影響を検討した。その結果,外ダイアフラム形式で取り付けた縁スチフナでガセットを補剛することによって,ガセットプレートによる鉛直ハンチとしての性能が期待できる一方,縁スチフナが大きな応力を負担するため,縁スチフナに沿ったガセットプレートの塑性化の進展がみられた。上記の実験結果を踏まえて,ガセットプレートの板厚,縁スチフナの有無を変動因子とした有限要素解析を行い,縁スチフナの負担応力に見合うガセットプレートの板厚を選定するか,縁スチフナによる補剛を行わなければ,ガセットプレートの塑性化を防止できることがわかった。ただし,縁スチフナによる補剛を行わないと,梁端からガセットプレート先端への塑性ヒンジの移行は見込めないことがわかった。本年度は,ブレース付部分架構実験のシステムの構築およびジグの設計からはじめ,計画通り提案する接合部ディテールを適用した部分架構実験を遂行できた。また,実験から明らかになったガセットプレートの塑性化の要因を数値解析によって明らかにすることができた。研究2年目の本年度は,昨年度実施した純鉄骨部分架構と同一寸法の主架構に,床スラブを取り付けた試験体を製作し,より現実的な柱梁接合部の条件を考慮して,載荷実験を実施した。実験ではガセットプレートの有無を変動因子とし,本年度と昨年度の実験結果を比較することで,ガセットプレートの存在および床スラブの影響が柱梁接合部の弾塑性挙動に与える影響を総合的に検討した。また,有限要素解析によって,制振ダンパーとして機能するブレースを取り付けた架構挙動の把握およびブレースの軸力が接合部の性能に与える影響について考察を行った。さらに,接合部性能に大きな影響を与える外ダイアフラムの厚さ,せい,ブレースが取り付くガセットプレートの補剛スチフナの有無といった接合部ディテールならびに架構の弾性変形量を変動させるため,柱断面および長さをパラメータとした数値解析によるパラメトリックスタディーを実施した。以上の検討から,現行の接合部設計指針に準拠して接合部係数の必要値を満足するように設計すれば,床スラブが取り付く場合であっても,早期の接合部破壊を防止し,安定した挙動を示すことが可能であることがわかった。また,実設計においても床スラブの存在を陽に考慮した設計を行える様に,床スラブの抵抗を考慮した接合部の力の釣り合いを考え,床スラブが圧縮力を負担する正曲げおよびスラブ内の鉄筋が引張力を負担する負曲げ時の両方に対して耐力評価法を提案した。本年度は,床スラブを取り付けた試験体を製作し,実験の遂行および実験結果の分析を主に行った。ただし,当初の見込みより床スラブの製作に費用を要したため,主架構にさらにブレースを取り付けた実験を実施することができなかった。この点を補完するため,昨年度実施したブレース付試験体の実験結果を援用し,ブレースの挙動を精度良く再現できる数値解析モデルを構築し,その結果からブレース軸力の影響も含めた接合部挙動に関する考察・分析を行った。以上より,昨年度から実施してきた接合部性能に影響を与える各因子についての整理・分析を概ね終えることができた。

超高強度主架構の合理的な実現および普及には溶接施工の煩雑性の回避と,弾性範囲での使用を前提とする超高強度鋼材を用いた主架構に適正な安全余裕度を確保する接合部構成が重要な課題である。本研究では従来の溶接施工条件が適用可能な接合部構成法を指向するとともに,主架構の安全余裕度として梁の塑性変形能力を確保することを念頭に置き,ガセットプレートを積極的な破断防止機能と捉えたガセットプレート付柱梁接合部の設計法を構築することを目的とした。本研究では,ニ段階でブレースおよびガセットプレートが取り付く部分架構実験を実施し,ブレース軸力、梁端接合部詳細および床スラブがガセットプレート付柱梁接合部および主架構の弾塑性挙動に与える影響を検討した。また,広範な設計パラメータを考慮した有限要素解析によるパラメトリックスタディーを実施し,接合部の詳細な応力伝達機構を分析した。以上の結果を総合し,ガセットプレート付き柱梁接合部の耐力評価,接合部の推奨ディテールの提示とその具体的な設計法を提案した。平成29年度は,種々の接合部ディテールの影響を把握するために,数値解析によるパラメトリックスタディーを継続して実施する。また,本年度の実験と同一の接合部ディテールを適用し,さらに現実的な条件での性能を検討するため,床スラブを付加した試験体を制作し,その力学性状の把握を行う。また,平成29年度は,梁にも超高強度鋼材を適用することで,必要耐力を確保しつつ高い弾性限変形を獲得できる可能性を模索するため,まず有限要素解析によって精度の高い机上検討を行い,接合部の基本ディテールを決定する。今後は実験結果および数値解析によるパラメトリックスタディーの結果から,接合部設計法および推奨ディテールについて取りまとめる。また,本研究で提案する柱に超高強度鋼材を用い,柱梁接合部には,普通鋼材の外ダイアフラム形式を採用した制振架構のシステム性能を応答解析によって検討し,極大地震に対する損傷低減効果の観点から提案する架構の有効性を明らかにする予定である。
ウシの腫瘍免疫におけるエフェクタ-細胞の解析と免疫療法

家畜の腫瘍に対する宿主の免疫監視機構に関与するエフェクタ-細胞の解析は、T細胞サブセットの同定が不十分なため遅れている。最近ウシリンパ球サブセットに対するモノクロ-ナル抗体が作出され同定が可能となった。ウシ白血病はBLV感染に起因するBリンパ腫である。白血病牛の体表腫瘍に対し免疫賦活剤であるNocardia rubraの細胞壁骨格(N-CWS)接種で腫瘤の退縮を認めた。そこで腫瘤退縮時におけるエフェクタ-細胞の同定とその活性について検討し以下の成績を得た。1.N-CWS(0.5-4mg/腫瘤)を腫瘤内に23回接種すると5個体の10腫瘤中7腫瘤で完全退縮を認めた。2.N-CWSを接種すると4日目にマクロファ-ジが14日目ではBOCD4(ヘルパ-T)細胞の浸潤が顕著であった。3.in vitroでのN-CWSによるウシ単核球の活性化を調べた。マクロファ-ジは10μg/mで活性化されマウスL細胞障害能が上昇した。また0.011μg/mの濃度で幼若化が促進した。4.単核球をマイトマイシン処理アロリンパ球とN-CWS(0.1μg/m)で5日間培養し、これをエフェクタ-細胞としてアロキラ-をみるとN-CWS無添加にくらべ顕著に細胞障害活性の上昇が認められた。
個体の老化に伴う遺伝的変化とエピジェネティックな変化の比較

個体の老化の原因として遺伝子突然変異とDNAメチル化の変化がどれ程重要であるかについてトランスジェニックマウス(Muta^<TM>)を用い検討した。このマウスでの突然変異検出にはDNAをラムダファージの中にパッケージする必要があるが、このために原報よりも新たに報告された方法を採用することが有効であることを見出した。この方法を用い脾臓での突然変異頻度を測定すると加令と共にほぼ直線的に増加し、その増加率は年当り約100%であることが分かった。データがまだ不十分であるが肝と脳でも同じような傾向がみられる。この値はヒトで観察されている年当りの突然変異増加率15%の20100倍に相当し、マウスとヒトの老化速度の違いにほぼ匹敵するものであり体細胞突然変異が老化に重要であることが示唆された。他方、DNAメチル化についてはこのマウスでの解析が間に合わなかったが、すでにいくつかの遺伝子で老化に伴い変化すること、しかもその変化率はマウスではヒトより約20倍高いことが分かっており、こちらも重要であると考えられる。ただし突然変異は10^<-5>の頻度の現象であるのに対し、メチル化の変化は数10%の細胞で見出される。従って突然変異は老化に伴う癌細胞の発生に、またメチル化の変化は組織の老化に伴う諸機能の低下に関与しているのではないかと推測される。なお、DNAメチル化の変化は遺伝子の発現調節部位だけでなく、遺伝子内部であってもその遺伝子の発現調節に関与し得ることも明らかにした。
外国人児童・生徒の学習を支援する市民団体と学校のネットワーク形成に関する日独比較

昨年度に引き続き、渡日児童・生徒への日本語・学習支援を行うボランティア団体「子どもひろば」に参加し、参与観察を行った。「子どもひろば」は大阪市で日本語を教えるボランティア団体「ことばの会」を母体とし、平成16年度にボランティア研修会を実施してボランティアを養成し、平成17年から活動を始めている。「子どもひろば」の主な活動は、台湾、韓国、中国出身の生徒の受験指導と、中国語の母語教室である。渡日生徒には、日本の受験システムや渡日生徒のための受験の特別枠を設けている高等学校の情報等を子どもと親に説明する必要性があり、ボランティア団体が学校やその他の団体の情報を収集し、子どもと親に媒介する役割を果たしていることが明らかになった。一方ドイツでは、昨年度に引き続き、移民の子どものための助成機関(Regionale Arbeitsstelle zur Forderung von Kindern und Jugendlichen aus Zuwandernfamilie、以下RAAと記す)の訪問調査を行った。ノルトライン・ヴェストファーレン州に27あるRAAのなかで、ビーレフェルトのRAAにおいてインタビュイー調査及び参与観察を行った。ビーレフェルトにも、移民の子どもの学習支援を行う地域団体があり、RAAはそうした団体の情報を移民の子どもや親に提供している。さらに、母語の話せる相談員が、子どもの進学相談、余暇の活動、親の相談活動も行っている。また、RAAには週4時間RAAに勤務する学校教員(Verbindungslehrer)もおり、学校とRAAの間の情報交換、共同プロジェクトを行っている。このようにRAAは移民の子どもや親の相談窓口になっているだけではなく、学校や学校外の団体と移民の子どもや親を結ぶコーディネーターの役割を果たしており、移民の子どもの支援ネットワークの要として機能していることがわかった。日本では地域のボランティア団体が、試行錯誤しながら学校やその他の団体と連絡をとり、渡日児童・生徒の支援を行っている。しかし、学校とボランティア団体との情報交換や連絡はまだまだ充分とはいえない。その意味で、今後ドイツのRAAのような地域団体と学校や地域団体を結ぶコーディネーターの存在から、日本の渡日児童・生徒の支援ネットワークの構築を考えていく上で大きな示唆を得ることができるといえよう。なお、本研究の成果は、18年度の本大学の紀要に公表する予定である。平成16年度は、外国人児童・生徒の学習を支援する市民団体として、大阪市にあるボランティア団体「ことばの会」に参加し、外国人の子どもに対する支援活動の様子を調査した。「ことばの会」では、大阪市立総合生涯学習センターと提携してボランティア養成講座を開催し、小学校や中学校の教師を講師として招き、外国人児童・生徒の教育課題について現場の教師とボランティア市民との情報の共有化を行っていた。また養成講座の受講者のなかから新たなボランティアを募集することで、支援者の組織が形成され、学習支援のネットワークが拡大していく様子が観察された。市民団体の養成講座を通して、行政と小・中学校の教師、ボランティアが結びつき、あらたな支援活動が生み出されていく過程が明らかになった。また、大阪府外国人教育研究会や関西日本語指導者研究会にも参加し、教師の間で情報交換とネットワークの形成が行われていることがわかった。一方、ドイツの外国人の子どもの支援団体であるRegionale Arbeitsstelle zur Forderung von Kindern und Jugendlichen aus Zuwandererfamilie (以下RAA)を訪れ、RAAが市民団体と学校を結びつけるコーディネーターとしてどのように機能しているのか、インタビュー調査を行った。RAAでは外国人の子どもの学習支援を行う他に、教師のための現職教育を行ったり、大学との連携で学習支援プロジェクトを実施するなど、幅広い活動を展開していることがわかった。また、RAAのソーシャルワーカーが学校の中に入り込んで外国人の子どもの支援活動を行うなど、学校との連携が進んでいる。このようなRAAの活動は、日本における学校と市民団体との連携を考えていく上で示唆的である。本年度は日本とドイツの支援組織について調査を行ったが、支援組織相互の連携についてさらに調査し17年度に成果をまとめて発表したい。

このようにRAAは移民の子どもや親の相談窓口になっているだけではなく、学校や学校外の団体と移民の子どもや親を結ぶコーディネーターの役割を果たしており、移民の子どもの支援ネットワークの要として機能していることがわかった。日本では地域のボランティア団体が、試行錯誤しながら学校やその他の団体と連絡をとり、渡日児童・生徒の支援を行っている。しかし、学校とボランティア団体との情報交換や連絡はまだまだ充分とはいえない。その意味で、今後ドイツのRAAのような地域団体と学校や地域団体を結ぶコーディネーターの存在から、日本の渡日児童・生徒の支援ネットワークの構築を考えていく上で大きな示唆を得ることができるといえよう。なお、本研究の成果は、18年度の本大学の紀要に公表する予定である。
無曝気で有機物・窒素除去と発電が可能な微生物燃料電池型廃水処理法の開発

硝化細菌生物膜が形成されたエアカソード(硝化エアカソード)と粒状炭素充填層に脱窒汚泥を保持させた脱窒バイオカソードの両方を設置したカソード槽、電気産生微生物を保持させたアノードを設置したアノード槽からなる二槽式のハイブリッドカソード型MFCを提案した。アノード槽での有機物分解に併せてカソード槽でのエアカソードから透過した酸素を利用した硝化で生成した硝酸イオンの脱窒バイオカソードでの脱窒による窒素処理が安定的に進行すると同時に、硝化エアカソードーアノード間および脱窒バイオカソードーアノード間で発電可能であることを実験的に実証した。1.硝化汚泥培養槽へ浸漬することにより予め硝化細菌生物膜を形成させたエアカソードと予め馴致して電気産生微生物を含む生物膜が形成され安定的に出力が得られる状態にしたアノードを組み合わせた一槽式MFC(NB系)を種々の操作条件において回分実験した。NB系におけるTN除去速度は最大で約3g-N/(m2・d)に達し、アンモニア性窒素と有機物が共存する期間では、硝化で生じた硝酸イオンが残留することなく脱窒されることが明らかとなった。対照系では、操作を繰り返しても実質的な生物学的硝化は生じず、予め硝化細菌生物膜を形成させることの有効性が実証された。系内での硝化速度は、エアカソードの酸素透過フラックスやアンモニア窒素濃度に強く依存した。また、対照系との比較から、エアカソード近傍での硝化の進行は電気的出力の向上に寄与することおよびエアカソードから透過した酸素が硝化に利用されることが電荷収率の向上に寄与することがわかった。なお、本系における硝化は、数か月経過後でも主としてエアカソード上の生物膜内で進行しており、微生物群集解析からNitrosomonas属やアンモニア酸化細菌およびNitrospira属の亜硝酸酸化細菌が高く検出された。2.フェルト状カーボンと粒状炭素をそれぞれ電極材に用いた脱窒バイオカソードを試作して、アノード槽とプロトン交換膜で隔てた二槽式MFCとして連続運転したところ、いずれの系においてもカソード槽における硝酸イオンの減少に加え、電気的出力が得られ、窒素収支からカソード槽において硝酸イオンが電子受容体として脱窒が進行していることがわかった。また、カソード槽への流入硝酸イオン濃度や滞留時間に除去率が依存した。なお、粒状炭素充填層をカソードとした系は、フェルト状カーボンに比べて性能が高く、後者では深部が有効に作用していない可能性があり、その改善の必要性が示唆された。1.昨年度に引き続き、ハイブリッドカソード型MFCへ適用するためのエアカソードについて、初期酸素透過フラックスおよび硝化細菌生物膜の事前形成状態の影響を実験的に検討した。エアカソード表面への硝化細菌生物膜の事前形成が十分でなくても無生物状態でなければ、その後の運転で発達して硝化能が向上することおよび酸素透過フラックスに応じて硝化速度が大きくなることがわかった。また、有機成分が共存する条件下においても、運転の継続に伴い硝化速度は低下するもの、約1年経過後でも硝化能は維持されており、有機物の共存が限定的となるハイブリッド型MFCにおいて長期に安定した硝化の継続可能性が示唆された。さらに、長期な酸素透過能の低下に伴う硝化性能の低下を避ける可能性を見出した。一方、昨年度の実施結果を受け、脱窒バイオカソードの電極材としてフェルト状カーボンを利用する試みとして集電体となる棒状導電体を薄く覆うようにフェルト材を設置して脱窒細菌の植種と馴致を行った。電気化学的測定から硝酸イオン還元能は有していると判断されるものの、脱窒速度は小さく、電極材や構造を含めて再考の必要性が示唆された。2.予め硝化細菌生物膜を形成させたエアカソードとフェルト状カーボンを用いて予め馴致した脱窒バイオカソードで構成されるハイブリッドカソードを用いて試作したMFCの回分予備実験において、硝化は進行するもののTN減少速度は想定に比べてかなり小さく、上述したように脱窒バイオカソードに依存していると考えられ、その改善の必要性が示唆された。なお、装置性能を評価するための基礎データとして、本系の反応に関わる形態別窒素等について、アノード槽とカソード槽を隔てるプロトン交換膜の透過性を回分透過試験により把握した。昨年度の実施内容と結果を踏まえて、性能を上げるべく脱窒バイオカソードの作製に工夫をしたうえで馴致等の準備を行ったものの、結果的に十分な脱窒活性が得られていない起因し、また、その原因の把握に加え、カソード材料や電極構造の変更ならびに装置構成の見直し等に時間を要していることもあり、本年度に計画していた試作装置の運転によるデータ収集が当初の予定に比べて遅れている。1.これまでに得られた結果を踏まえ、事前に電気産生汚泥を保持させたフェルト状カーボンのアノード、事前に硝化細菌生物膜を形成させたエアカソード、粒状グラファイト充填層を電極材として事前に脱窒汚泥を表面に保持させた脱窒バイオカソードおよびアノードーカソード間を隔てる陽イオン交換膜で構成されるハイブリッドカソード型MFCを試作した。模擬含窒素有機性廃水とそれから有機物を除いた模擬廃水をそれぞれアノード槽とカソード槽へ満たした回分試験から、カソード槽における生物学的硝化、それに伴うアンモニウムイオンのアノード槽からカソード槽への陽イオン交換膜を介した迅速な透過およびカソード槽内での生物学的脱窒が継続的に進行することにより、系内の全窒素が除去されることが初めて実証された。

回分操作を繰り返して長期に時間が経過後のカソード槽における硝化速度は、実験開始初期に比べて4倍程度増大した。その一方で、TN減少速度は40%程度低下した。これは、カソード反応や硝化反応で消費されずにカソード槽内に酸素が残留することに起因しており、エアカソードの酸素透過フラックス適正化の必要性が示唆された。2.ハイブリッドカソード型MFCにおける有機物分解と脱窒の進行に伴い、エアカソードーアノード間および脱窒バイオカソードーアノード間のそれぞれで安定的に発電した。脱窒バイオカソードーアノード間の電力は、TN除去速度の大小とおおむね一致したものの、酸素還元反応の関与も示唆された。3.本研究の試作装置は硝化速度に比して脱窒速度が十分とは言い難く、単位面積当たりの脱窒能に加えて有効に作用する電極面積の向上を検討する必要性が示唆された。硝化細菌生物膜が形成されたエアカソード(硝化エアカソード)と粒状炭素充填層に脱窒汚泥を保持させた脱窒バイオカソードの両方を設置したカソード槽、電気産生微生物を保持させたアノードを設置したアノード槽からなる二槽式のハイブリッドカソード型MFCを提案した。アノード槽での有機物分解に併せてカソード槽でのエアカソードから透過した酸素を利用した硝化で生成した硝酸イオンの脱窒バイオカソードでの脱窒による窒素処理が安定的に進行すると同時に、硝化エアカソードーアノード間および脱窒バイオカソードーアノード間で発電可能であることを実験的に実証した。研究目的を達成するために研究実施計画に記した硝化細菌生物膜が形成されたカソードを用いたMFCの試作、その基本特性の把握および脱窒バイオカソードの試作とそれを用いた二槽式MFCによる基本特性の把握の各項目に関し、準備と実験が進められている。その結果として、まずは、試作した硝化細菌生物膜が形成されたエアカソードや脱窒能バイオカソードにおいて、それぞれに想定された機能を発揮することが実証されるとともに、研究実績の項で記したような基本特性に関わる種々の実験結果が得られている。本年度までの実施結果を勘案し、次年度に実施の項目の選択と集中を図り、単位面積当たりの活性を高めることは重要であるもののそれだけに固執せず、有効に作用する表面積の増大を念頭においてカソード材料や電極構造の変更ならびに装置構成を見直し、初年度の実施結果からその利用可能性が示唆された充填層型電極を組み入れた装置の試作・運転に注力する。その一方で、フェルト状カーボンの改善に加えて、代替の電極材の探索も並行する。これらを通じて、まず、根本となる提案プロセスの実証と基本特性の把握を最優先に取り組むこととする。その進捗状況を踏まえ、本系の性能向上のための改善や原因の究明等が必要な場合には、これらを優先し、概ね順調に進展することになった場合には、モジュール化への展開を改めて検討することとする。環境工学上述したように概ね順調に進展していることから、当初の研究実施計画に沿って研究を遂行する予定である。なお、一部の実験装置は実験を継続し、長期的安定性等に関わる知見を収集する予定である。上述した理由により、試作装置を用いた実験等に当初計画に比べて遅れが生じることとなったため、当初、本年度に予定していた装置の継続的な運転操作ならびに各種分析や微生物群集等の把握のために必要なる消耗品や機器類の経費を次年度に回すこととした。
NMDA受容体と癌抑制遺伝子産物APCおよびDLGファミリーの複合体形成意義

NMDA受容体は海馬における長期増強(LTP)に必須なイオンチャンネルである。NMDA受容体のC末端にはPSD-95などのDLGファミリー蛋白質が結合し、NMDA受容体のクラスタリングに関与していることが明らかにされている。さらに、大腸癌抑制遺伝子産物APCはPSD-95やDLGと複合体を形成し、これらがPSD-95のオリゴマー形成によりNMDA受容体-PSD-95複合体と会合しひとつの複合体として存在することから、本研究はAPCのDLGファミリー蛋白質結合モチーフS/TXVを破壊したマウスを作製しその表現型の解析を目的としている。本年度の研究実績は以下の通りである。(1)APC、DLGファミリー蛋白質結合モチーフS/TXVを欠損マウスを作製するため構築したターゲッティングベクターをエレクトロポレーション法によりES細胞TT2へ導入し、相同組換えを起こしたES細胞抗生物質G418を用いてスクリーニングを行った。(2)アグリゲーション法またはインジェクション法によりキメラマウスを作製した。(3)ホモ欠損マウスを作製するためにヘテロ欠損マウスの交配を行い、ホモ欠損マウスを得た。(4)得られたホモ欠損マウスの個体レベルでの表現形を解析するために、ホモ欠損マウス脳より調製した組織切片の電子顕微鏡による観察、脳特異的マーカーの染色を行った。またホモ欠損マウスを電気生理学的、あるいは空間学習能などを行動学的な手法を用いて解析を行った。今後、引き続き新たなラインのホモ欠損マウスの作製とその表現型を詳細に解析し、脳の発生と分化、神経回路形成、海馬における長期増強(LTP)や小脳における長期抑圧(LTD)等神経の可塑性、あるいは空間学習能など、生化学的、分子細胞生物学的、電気生理学的、行動学的に解析を行うことを計画している。
傾斜平板上の液滴の転落を利用した自己組織化膜の欠陥検出

傾斜平板上の液滴が転落を開始する臨界角度について,実験結果を精度よく予測する理論モデルは未だ構築されていない.固液のぬれ挙動に基づき,液滴に作用する重力と表面張力の釣り合いの条件から,転落角度を理論的に算出する方法について考察した.液滴の転落は,液滴付着面の最大幅と,前進接触角と後退接触角の差である接触角履歴に依存することを明らかにした.数種類の供試液体および試料平板に対する転落角度の実験値は,理論値と非常によい一致を示した.また,傾斜平板上の3次元的な液滴形状を近似的な理論から求める手法を提案した.理論的に求めた液滴形状は,実際の形状とよく一致した.転落角度に対する上述の結果を利用して,自己組織化単分子膜(SAMs)の欠陥を簡便に検出する手法について検討を行った.浸漬法により,シリコンウェハー基板上にSAMsを施した試料板を作成した.まず,BCAおよびエチレングリコールに対する前進および後退接触角θ_A,θ_Rの測定を行った.表面にnmスケールの欠陥をもつ膜と一様な標準膜において,接触角履歴(θ_A-θ_R)には,12°程度の差が現れることを示した.この結果は,表面に分子レベルの欠陥がある場合,巨視的なぬれ性に変化が現れることを示している.ついで,1μ1の液滴を対象に,SAMs試料板上での転落角度の測定を行った.12°の接触角履歴の差に対し,転落角度には6°以上の変化が現れ,接触角の測定よりも感度よく欠陥膜が判別できることを示した.傾斜平板上の液滴が転落を開始する臨界角度について,実験結果を精度よく予測する理論モデルは未だ構築されていない.固液のぬれ挙動に基づき,液滴に作用する重力と表面張力の釣り合いの条件から,転落角度を理論的に算出する方法について考察した.液滴の転落は,液滴付着面の最大幅と,前進接触角と後退接触角の差である接触角履歴に依存することを明らかにした.数種類の供試液体および試料平板に対する転落角度の実験値は,理論値と非常によい一致を示した.また,傾斜平板上の3次元的な液滴形状を近似的な理論から求める手法を提案した.理論的に求めた液滴形状は,実際の形状とよく一致した.転落角度に対する上述の結果を利用して,自己組織化単分子膜(SAMs)の欠陥を簡便に検出する手法について検討を行った.浸漬法により,シリコンウェハー基板上にSAMsを施した試料板を作成した.まず,BCAおよびエチレングリコールに対する前進および後退接触角θ_A,θ_Rの測定を行った.表面にnmスケールの欠陥をもつ膜と一様な標準膜において,接触角履歴(θ_A-θ_R)には,12°程度の差が現れることを示した.この結果は,表面に分子レベルの欠陥がある場合,巨視的なぬれ性に変化が現れることを示している.ついで,1μ1の液滴を対象に,SAMs試料板上での転落角度の測定を行った.12°の接触角履歴の差に対し,転落角度には6°以上の変化が現れ,接触角の測定よりも感度よく欠陥膜が判別できることを示した.固体表面にあらさや不均質などの異方性が存在すると,液体が固体面上を前進してぬらしていくときに現われる前進接触角が,後退して乾かすときの後退接触角と異なる履歴現象が観察される.接触角履歴の大きさは,微視的な異方性が顕著なほど大きくなる.この性質を利用して,自己組織化膜(SAMs)表面のnmレベルの欠陥検出を行う方法について検討を行った.浸漬法により,浸漬時間を変化させて数種類のSAMs試料板を作成した.浸漬時間5分の均質な標準膜に比べ,浸漬時間24分の膜では表面に数nm程度の欠陥が観測され,長時間膜では部分的に多層膜構造をとる不均質部分が認められた.研究代表者が提案した二次元メニスカスの離脱を利用する方法を用い,BCAおよびエチレングリコールに対する接触角を詳細に測定したところ,欠陥の度合いに比例して,接触角履歴が大きくなることを示した.実際の品質管理において,接触角を迅速かつ精度よく測定するのは困難な場合が多い.接触角よりも計測が容易な傾斜平板上の液滴の転落角度から膜質評価を行う方法について検討した.液滴が転落する臨界角度について,実験結果を精度よく予測する理論モデルは未だ提案されていない.固液のぬれ挙動および液滴に作用する重力と表面張力の釣り合いの条件から,転落角度が液滴の最大幅から見積もられることを示した.水平平板上に設置した液滴の幅は平板を傾けても変化しないことに着目し,軸対称液滴形状の数値計算結果から液滴幅を算出し,転落角度を求める方法を提案した.SAMs試料板に対する体積1μlの液滴の転落角度の測定値は,考察した理論値と非常によく一致した.転落角度の測定を利用して,膜質評価を行う簡便な手法が可能であることを示した.自己組織化膜を施したシリコンウェハー試料平板について、BCAおよびエチレングリコールに対する前進および後退触角θ_A、θ_Rの測定を行った.表面にnmスケールの欠陥をもつ膜と一様な標準膜において、接触角履歴(θ_A-θ_Rには,12°程度の差が現れることを示した.

この結果は、表面に分子レベルの欠陥がある場合、巨視的なぬれ性に変化が現れることを示している.過去の理論的な考察から、傾斜平板上の液滴の転落角度は、接触角履歴の大きさに直接依存することを明らかにしている.欠陥膜と標準膜の判別を、測定がより容易な転落角度から行うため、種々の液滴体積に対する転落角度の計算を行った.その結果、接触角履歴に対する転落角度の変化を大きくするには、体積をできるだけ小さくする必要があることを示した.1μ1の液滴を対象に、試料板上での転落角度の測定を行った。12°の接触角履歴の差に対し、転落角度には6°以上の変化が現れ、接触角の測定よりも感度よく欠陥膜が判別できることを示した.また、転落角度よりさらに傾斜角度を大きくしたときの液滴の転落速度について測定を行った.転落角度より10°程度大きくなると、速度が急激に大きくなる現象が認められた.目視で観察が可能な、約1mm/minの速度が現れる傾斜角度には,欠陥膜と標準膜で、5°以上の差が認められた.転落角度よりさらに簡便な測定から,欠陥膜の検出が可能であることを示した.