hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
血清microRNAプロファイルに基づく侵入奇胎の早期診断法確立・成立機序の解明

このため、従来から進めてきた子宮内容組織(胞状奇胎組織)の直接の解析ではなく、侵入奇胎成立時の、血清miRNAを研究対象とした。本研究では、1)血清からセルフリーmiRNAが抽出されている。2)胞状奇胎の子宮内容除去術前患者血清からは、has-miR-520bおよびhas-517a-3p(胞状奇胎組織で高発現していることが報告されているmiRNA)がほぼ全例で検出された。3)侵入奇胎診断確定時(治療前)の血清からhas-miR-520bおよびhas-517a-3pの発現は29%(2例/7例)で確認された。検討した侵入奇胎では、検出時に侵入奇胎診断時のhCG値は5003000 mIU/mlであり、比較的病巣が小さい症例であったために、セルフリーmiRNAの検出率が低いことが推察された。侵入奇胎症例の病状によりセルフリーmiRNAの検出率が異なることが推定されたため、侵入奇胎の腫瘍マーカーとして有用性のある血清miRNAを同定するためには、病巣の大きい侵入奇胎のセルフリーmiRNAを用いたマイクロアレイ解析が必要と考えられた。侵入奇胎に進展する胞状奇胎と自然寛解する胞状奇胎の違いは不明である。侵入奇胎組織の摘出は臨床的に困難であるため、血清セルフリーmiRNAの検出を試みた。胞状奇胎手術前の血清からは、has-miR-520bおよびhas-517a-3p(胞状奇胎組織で高発現していることが報告されているmiRNA)がほぼ全例で検出された。一方、侵入奇胎診断確定時の血清では、has-miR-520bおよびhas-517a-3pの検出は約30%にとどまった。侵入奇胎の腫瘍マーカーとして有用性のある血清miRNAを同定するためには、病巣の大きい侵入奇胎を用いた解析が必要と考えられた。雄核発生胞状奇胎で発現が多い父性発現miRNAであるhsa-miR-517a-3p, hsa-miR-520bを侵入奇胎・胞状奇胎由来miRNAの指標とした。これらのmiRNAが、奇胎組織中に多く存在することは確認した。また、侵入奇胎・胞状奇胎セルフリーmiRNAをテンプレートとした場合にも、増幅することができる症例があることは確認できた。本年は、当初の予定通り、回収された血清miRNAを用いて、アレイ解析を行い、侵入奇胎例および侵入奇胎にならなかった胞状奇胎、および非妊娠コントロールでmiRNAプロファイルのの比較を行う予定である。侵入奇胎になった症例で特異的なmiRNAの抽出を目指す。見つかったmiRNAに対しては、血清miRNAに対して、個別にバリデーションまでを行う予定である。1)侵入奇胎症例を、確実にリクルートし、アレイ解析を行う。2)胞状奇胎症例についても、検討に組み入れる。胞状奇胎症例における、has-miR-520bおよびhas-517a-3pの推移について調査する。婦人科腫瘍学残額が少額であり、適切な購入物品がなかったため。残額が少額であり、適切な購入物品がなかったため。平成28年度予算として、消耗品の購入に充てる。平成29年度予算として、消耗品の購入に充てる。
身体から読み直す日露文化交流史-外交儀礼を中心に

平成14年度は、国外ではモスクワの外交史料館、ペテルブルグの海軍文書館、ナショナル図書館、国内では、神戸市立博物館、長崎県立図書館、長崎市立博物館で関連史料を調査・閲覧した。平成15年度は、国外ではロシア海軍文書館、ナショナル図書館、国立歴史文書館、東洋学研究所、国内では、戸田郷土資料館、下田開国資料館、根室郷土資料保存センターで関連史料の調査・分析を行った。ペテルブルグ国際会議では「強いられた旅行者:日本人の見たペテルブルグ」、ヨーロッパ日本研究協会(於ワルシャワ)では「江戸時代の日露相互イメージ」、モスクワの第7回日露フォーラムでは「17-19世紀にロシアに渡った日本人漂流民」と、題して報告し、各国の学者と意見・情報を交換した平成16年度は、モスクワの国立図書館、エストニアの国立文書館で史料の調査・分析を行い、タルトゥ学派の文化記号論者と知見を交換した。国内では長崎県立図書館、シーボルト記念館で関連史料の調査・分析をおこなった。ウラジオストクの日露国際シンポジウムで「江戸時代における日露相互観-ステレオタイプとその変遷」と題して報告した。平成17年度は、国外ではペテルブルグの海軍文書館、ナショナル図書館、東洋学研究所、クラスノヤルスク国立文書館で、国内では、赤間本陣伊藤家で史料を調査・分析した。上海で開催された第四回アジア研究者国際大会で「江戸期の日露関係の鏡としての外交儀礼」、ウラジオストクで開催された第21回日露極東シンポジウムでは「外交儀礼から見た江戸時代の日露交渉(第一回と第二回遣日使節の比較)」と題して報告した。国内では、京都大学で開催されたロシア・東欧学会で「外交儀礼から見た幕末の日露交渉(第三回遣日使節を中心に)」と題し報告した。外交関係をみるだけでは分らない変化が儀礼をみることにより分かるとの結論に達し、成果報告集『身体から読み直す幕末日露交渉史-外交儀礼を中心に』にまとめた。本研究の課題は身体の観点から日露文化交流を見直すことにある。ロシア出張では、そのための史料の調査収集とロシア人研究者との意見交換を主目的とした。すなわち、ロシア国立海軍文書館では第二回遣日使節団長であるレザノフの日誌、第三回遣日使節団長であるプチャーチンの日誌などを調査、複写した。ロシアナショナル図書館写本部ではレザノフ文書を調査、複写した。ロシア帝国外交文書館では、第一回遣日使節団長のラクスマンの日誌、レザノフの手紙、日誌などを調査、複写した。ロシア国立法令文書館では、日露文化交流の出発点となった日本からの漂流民伝兵衛の陳述を調査し、必要箇所を複写した。さらに、ポストニコフ博士やチェレフコ博士と意見を交換した。ルイビンスクで行われた国際会議では日露文化交流史の観点からネフスキーをとりあげ報告し、アルパートフ博士、リフチン博士などと議論を交わした。国内では、東京大学の史料編纂所が所有する北方史料を調査し、「魯西亜人取扱手留」を複写した。「日露関係史料をめぐる国際研究集会」に参加し、ロシア国立海軍文書館館長ソボレフ氏、同副館長マレヴィンスカヤ氏、サンクトペテルブルグ大学クリモフ教授、東京大学藤田覚教授、保田孝一岡山大学名誉教授、中村喜和一ツ橋大学名誉教授などと意見を交換した。特別展示「ロシア海軍と日本-19世紀の日露関係史料-」や「日露関係史料原本特別陳列会」では、日本とロシアの原本史料類を見た。以上の史料・見聞をもとに、目下論文「身体表現から見た第2回日露会談」(仮題)を執筆中である。

平成15年度は、前年度に引き続き、関連史料の調査・収集をおこなつた。具体的には、ロシアでは、ロシア海軍文書館、ロシア海軍博物館、ロシア海軍図書館、ナショナル図書館、国立歴史文書館、東洋学研究所で資料調査をおこなった。海軍博物館では、モジャイスキーの絵をすべて撮影した。日本では、戸田村郷土資料館、下田郷土資料博物館、下田市史編纂室、宝仙寺で第三回プチャーチン遣日ロシア使節団関係の資料を調べ、根室郷土資料保存センターでは第一回ラクスマン遣日使節団関係の資料を調べ、長崎県立長崎図書館、長崎市立博物館では第二回レザノフ遣日使節団関係の資料を調べた。以上の調査資料に関しては、以下の国際学会で研究成果を報告し、国内外の研究者と情報を交換した。モスクワの「漂流民シンポジウム」ではロシアの対日政策を決定づけたピョートルと伝兵衛の出会いについて報告し、ウラジオストクの「日露学術シンポジウム」ではロシアのナショナルアイデンティティについて報告した。下田で開催された「開国シンポジウム」では意見を交換した。ワルシャワでは、パネラーの一人として、視覚メディアに現れた「江戸時代の日露相互イメージ」について報告、ロシアおよびヨーロッパの日本学者と知見を交換した。今回の諸報告により、日露交流において身体の果たした役割の重要性が明らかになった。さらに、大阪外国語大学ヨーロッパI講座発行の『ロシア・東欧研究』第18号に「江戸時代のロシアイメージ」と題し、研究成果を公表、現在印刷中である。外交儀礼の分析を中心に日露関係における異文化コミュニケーションの質(第三国を介してのコミュニケーション、直接コミュニケーション、模擬コミュニケーション)により形成されたロシアイメージの多様性を明らかにした。ナショナリズム形成以前のイメージの多様性の問題が今後の課題である。平成16年度は、前年度に引き続き、関連史料の調査・収集をおこなった。具体的にはロシア連邦とエストニア共和国で外交儀礼についての資料収集をおこない、現地の研究者と意見を交換した。ペテルブルグのロシア国立海軍文書館では第一回遣日使節団の船長をつとめたロフツォフの日誌を閲覧・複写し、同館で出版される『レザノフ資料集』共同執筆の打ち合わせをおこなった。モスクワにあるロシア国立図書館では第二回使節団に同行したチレジクスのアルバムを閲覧・複写した。エストニア歴史文書館では第二回使節団に同行したルヴェンシュテルンの航海日誌を閲覧・複写した。また、タルトゥ大学の文化記号論研究者と儀礼について意見を交換した。さらに、クルゼンシュテルンの地図帳の中に大黒屋光太夫が書いた地図を見つけることができた。またペテルブルグでは伊勢漂流民が持ってきた伊勢暦を発見することができた。ウラジオストクの日本センターで開催された日露シンポジウムにおいて「江戸時代における日露相互観-ステレオタイプとその変遷-」と題して報告し、国内外の研究者と知見を交換した。また、郷土史料館、歴史文書館、ロシア科学アカデミー考古学・歴史研究所極東支部で資料を収集した。さらに日本センターでは、日露文化交流についてロシア人の日本研究者および日本文化愛好家と意見を交換した。日本では、長崎県立長崎図書館、長崎市立博物館で第二回レザノフ遣日使節団関係の資料を調べた。
エネルギーを制限したしきい値回路の計算限界の解明

本研究で得られた結果は大きく以下の2つである.【結果1:一般化対称関数全てを計算することのできるエネルギー効率のよいしきい値回路の構成】本研究で与えた構成は,従来知られていたものに比べ,回路の規模が指数的に小さいものになっている.【結果2:与えた構成の最適性の証明】この結果によって,エネルギーが小さい場合の結果1で与えた構成は,これ以上よくすることのできない最適な構成であることを示すことに成功した.本年度は,本研究の目標1である,「既知の結果を一般化した関数に対するトレードオフを明らかにする」ことを目標とし,研究を行った.具体的にはパリティ関数を一般化した関数である,GIP関数に対するエネルギー効率の良いしきい値回路の構成を与えた.構成を与えるのに際し,計算機実験の結果や,自身が過去に示したパリティ関数を計算するしきい値回路の構成等を利用した.本研究ではさらに,与えたしきい値回路の構成が最適であることの証明も目指している.計画の段階では,パリティ関数と同じ「素子削減法」をGIP関数にも適用できるのではないかと考えていたが,GIP関数には簡単には適用できそうにないことがわかった.そこで,現在は通信複雑度を利用した証明に切り替え,研究を行っており,概ね証明することができている.また,これら結果について,他大学の研究者等と議論を行ったところ,今回の構成はさらに一般化された関数にも適用できる可能性が見えてきたため,もう少し研究を進めたうえで,論文にまとめ,国際会議や雑誌に投稿していく予定である.もう一つの目標であったPnD関数については,今のところ大きな結果は得られていない.具体的には,計算機実験がまだ終わっていない状況である.これは,研究費の関係で,デスクトップパソコンの購入台数を1台に変更し,プログラミングも自身で行うことにしたためであるが,今後も継続して研究を行っていく予定である.本年度は,前年度に引き続き本研究の目標1である,「既知の結果を一般化した関数に対するトレードオフを明らかにする」ことを目標とし,研究を行った.前年度の研究で,GIP関数に対するエネルギー効率の良いしきい値回路の構成を与えており,本年度はそのしきい値回路の構成が最適であることの証明を目指していた.回路の最適性を示す過程で,前年度構成を与えたしきい値回路をさらに改良する構成を与えることもできた.具体的には,以下の2点の改良に成功した.1つ目は,前年度構成を与えたしきい値回路はGIP関数を計算するのみの回路だったのに対し,GIP関数を完全に包含する,一般化対象関数全てを計算することのできる回路を与えることができた.2つ目は,前年度の構成に比べエネルギー効率のよい構成のしきい値回路を与えることができた.さらに,消費エネルギーが小さい場合に対して,その構成が最適であるということも証明することができた.最適性を示すにあたり,計画段階では「素子削減法」や「通信複雑度」を利用した証明手法の応用を考えていたが,それらを上手く利用することができそうにないことが明らかになったため,本研究では全く新しい形の証明手法を提案することもできた.一方で,もう一つの目標であったPnD関数及び足し算関数については,今のところ大きな結果は得られていない.これらについても,今後も継続して研究を行っていく予定であるが,目標1で計画段階をはるかに上回る成果が出ているため,次年度はまずこちらを優先的に研究を進めていく.当初の計画以上に本研究の目標1に対して結果が得られ,そちらを重点的に研究を行ってきた.方向性は大きく変わってしまったが,得られた成果は大きく,おおむね順調に進展していると言える.本年度は本研究の最終年度であり,これまでに出た結果の総まとめを行った.本研究で得られた結果は大きく以下の2つである.【結果1:一般化対称関数全てを計算することのできるエネルギー効率のよいしきい値回路の構成】本研究で与えた構成は,従来知られていたものに比べ,回路の規模が指数的に小さいものになっている.しきい値回路は一般にエネルギーを制限すると回路の規模が大きくなってしまうというトレードオフの関係が成り立つ場合が多いが,本研究では,許されるエネルギーの量に応じて,適切な構成を与えることにより,どのようなエネルギー量の場合にも使うことのできる結果を与えることができた.さらに,後述する結果2によって,エネルギーが小さい場合の結果1で与えた構成は,これ以上よくすることのできない最適な構成であることを示すことに成功した.【結果2:与えた構成の最適性の証明】結果2では,従来よく知られていた「素子削減法」や「通信複雑度」とは全く異なる新しい証明手法を提案することもできた.この手法は,今回結果1で考慮した一般化対称関数だけでなく,この世に存在するすべての関数に対して適用することのできる,極めて汎用性の高い手法となっている.すなわち,どのような関数であっても,この手法を適用することで構成可能なしきい値回路の規模の下界を得ることができる.また,本年度は,得られた結果を基に論文を完成させた.この論文は査読付き国際会議に投稿をしたが,残念ながら不採択となってしまったため,現在は他の査読付き国際会議への投稿に向け改良中である.本研究で得られた結果は大きく以下の2つである.【結果1:一般化対称関数全てを計算することのできるエネルギー効率のよいしきい値回路の構成】本研究で与えた構成は,従来知られていたものに比べ,回路の規模が指数的に小さいものになっている.【結果2:与えた構成の最適性の証明】

この結果によって,エネルギーが小さい場合の結果1で与えた構成は,これ以上よくすることのできない最適な構成であることを示すことに成功した.事前の計画では,本年度は「GIP関数,及び,PnD関数と呼ばれる関数に対して,トレードオフの関係が成り立つことを示す」ことを目標としていた.「研究実績の概要」で述べた通り,残念ながらPnD関数については,今のところ大きな結果は得られていない.一方で,GIP関数については,当初の計画以上の結果が出ており,間を取ると,おおむね順調に進展していると言える.得られた結果は現在論文にまとめている途中であり,来年度前半に国際会議に投稿,後半に国際会議での発表及び学術雑誌への投稿を目指す.また,来年度は最終年度であり,本研究の最終目標である,トレードオフの関係が成り立つ関数の十分条件についても探っていきたい.アルゴリズム論GIP関数に関する結果は,現在行っている追加の研究を行った上で論文にまとめ,国際会議や雑誌に投稿していく予定である.来年度は,当初の目標であった足し算関数に関する研究と並行して,今年度あまり結果の出なかったPnD関数についても研究を進めていく.効率的に執行したため,次年度使用額が生じた.国際会議の参加費などが,当初の予定よりも安価に済んだため.次年度使用額と合わせて有効に活用していく.計画に大きな変更はないが,成果発表に伴い,旅費の支出が多くなる予定であるため,次年度使用額と合わせて有効に使用していく.
実験的ステロイド緑内障家兎眼の線維柱組織における房水流出抵抗の電顕的研究

ステロイド緑内障における眼圧上昇のメカニズムを調べるため、実験的ステロイド緑内障家兎眼の線維柱組織を電子顕微鏡標本を作製して検索した。生後約1.5ヶ月の白色幼若家兎を一週間無処置で飼育後、ステロイド投与群と対照群の2群に分けて実験を行った。ステロイド投与群には酢酸メチルプレドニゾロン(デポメドロール^<【O!R】>)40mg/ml、0.1ml/kgを毎週1回づつ結膜下注射し、対照群には酢酸メチルプレドニゾロンと同量の生理食塩水を結膜下注射した。約13週間でステロイド投与群は対照群に比べ眼圧の上昇が認められた。10mmHg以上の眼圧上昇の認められたステロイド投与の家兎群と対照群の家兎の前房にhorseradish peroxidase(HRP)を注入し、一時間後頚動脈の留置カテーテルより2.5%glutaraldehyde溶液を注入して潅流固定し眼球を摘出した。摘出した眼球より隅角部の組織を実体顕微鏡下で切り出し、電顕標本を作製し房水流出路を観察した。同様の実験をHRP投与から潅流固定までの時間を変えて行ったところ、ステロイド投与群の家兎眼線維柱組織内でのHRPの局在は対照群に比べ時間的な遅れが認められた。これは、家兎眼線維柱組織内での房水流出抵抗が増大したためと考えられた。房水の流出路および流出機構には差が認められないと思われた。現在は家兎眼線維柱組織内での房水流出抵抗の増大部位と抵抗増大の原因について検索中である。
低消費エネルギー型ＧＰＵベース次世代気象計算コードの開発

気象計算はスパコンで実行される重要なアプリケーションの一つである。気象計算を最新のGPUスパコンで効率的に実行するためには、複雑な最適化手法を導入する必要がある。本研究では、これらをアプリケーションに簡単に導入できるフレームワークを開発した。ユーザーは、フレームワークを用いることで、従来通りのコードを記述するだけで、GPUスパコンに最適化されたコードを生成できる。これを用い気象庁で開発されている非静力気象モデルASUCAをGPUスパコンへ実装した。これを東京工業大学のGPUスパコンTSUBAME2.5で実行し、高い生産性・可搬性を実現しながら、高い実行性能で高い空間解像度の気象計算を実現した。本研究では、気象庁が次期天気予報の現業コードとして開発している気象計算コードASUCAの完全版をフルGPU化する。GPUは画像処理を目的に開発されたプロセッサであり低消費電力で高速演算できる。これを汎用計算である気象計算ASUCAに適用し、高速かつ高精細な格子で計算することにより気象計算精度が格段に向上することを目的とする。一般のスパコンはエネルギー消費が大きく、東京工業大学のGPUスパコンTSUBAME2.5で計算することにより従来のCPUを搭載したスパコンの1/5の消費エネルギーで同じ予測を可能にする。また、GPU版ASUCAの開発を通し、実アプリケーションでの高い生産性を達成できるGPU利用技術を確立する。本年度においては、ほぼ当初の研究計画通りに、物理過程モジュールのGPUコードへの書き直しを行い、GPU版ASUCA本体である大気の流体計算の部分(力学過程)のコードを最新に更新しTSUBAME2.5への最適化を行った。GPUに特化した言語CUDAを直接用いた実装では保守性や拡張性に乏しいため、格子に基づいたシミュレーションのためのマルチGPUコンピューティング・フレームワークを開発し、これをASUCAへ適用しGPUへ実装した。フレームワークは、大規模GPU計算で重要となるノード間の通信を隠蔽する計算手法に対応している。従来の手法を拡張し、ノード内の通信ではGPU同士で直接通信する手法を新たに導入し、性能を向上させた。また、フレームワークを開発することで、GPUアプリケーションを高生産に開発する方法についての有益な知見が得られた。またTSUBAMEでGPU版ASUCAが大規模に実行できることを確認した。来年度は、GPU版ASUCAへGPUアーキテクチャを考慮した数値計算手法や高精細な格子を活かした高精度な数値計算手法を開発・導入し、気象予測精度の向上を目指していく。GPUに特化した言語CUDAを直接用いASUCAを実装すると、保守性や拡張性に乏しいため、本研究では、格子に基づいたシミュレーションのためのマルチGPUコンピューティング・フレームワークを開発し、これをASUCAへ適用しGPUへ実装した。構築したフレームワークは、格子上のステンシル計算を簡便に表現する機能を提供する。プログラムユーザは、これを用い、格子計算のコアとなる格子点を更新する関数のみを記述し、フレームワークはこれを基にGPUスパコン向けの最適化されたGPU実行コードを生成する。また、大規模GPU計算で重要となるノード間の通信を隠蔽する計算手法に対応した。構築したフレームワークを用い、GPU版ASUCAを実装した。大気の流体計算(力学過程)のコード全体と物理過程モジュールの一部を実装し、東京工業大学のスパコンTSUBAME2.5へ最適化した。フレームワークに基づいたGPU版ASUCAによって、TSUBAME2.5の4108 GPUを利用した大規模気象計算を高性能に実行することに成功した。また、気象庁で用いられている実際の入力データを用い、TSUBAME2.5上で水平解像度500mという高い空間解像度の気象計算を実現した。本研究で開発したフレームワークは、気象計算以外の格子に基づいたシミュレーションに適用することが可能となっている。フレームワークの構築とこれを用いたASUCAの開発を通して、GPUアプリケーションを高生産に開発する方法について有益な知見が得られた。格子法に基づいた大規模物理計算研究計画に示した通り、ASUCAの物理過程モジュールのGPU化を行い、ASUCA本体である力学過程のコードを最新に更新し、完成版を東京工業大学のスパコンTSUBAME2.5のGPU上で高精細格子を用い大規模に実行することに成功した。また、ASUCAの物理過程モジュールおよび力学過程のGPU化を通して、GPUに適した最適化手法、高い生産性でGPUアプリケーションを開発し利用する方法が確立した。

特に力学過程の開発を通して、格子に基づいたシミュレーションを高い生産性で開発することができるフレームワークを構築した。フレームワークを用いることで、実装が複雑で導入が困難なGPUスパコンで性能を引き出すために重要となる通信を隠蔽する計算手法を簡便に導入することが可能となっている。このフレームワークは、気象計算だけではなく、その他の格子に基づいたシミュレーションの開発に有用である。また、フレームワークの構築を通して、GPUアプリケーションを高生産に開発する方法についての有益な知見が得られた。現在、業務で運用できるGPU版ASUCAがほぼ完成しており、TSUBAME2.5を用いGPU版ASUCAの実行性能測定と消費エネルギーの測定を進めている。平成26年度の計画である高精細格子を用いた大規模計算を既に一部実行しており、また汎用的なGPUコンピューティング・フレームワークを構築できており、当初の計画以上に進展していると言える。業務で運用できるGPU版ASUCAがほぼ完成したので、気象庁で用いられている実際の入力データを用い、TSUBAME2.5でこれを実行することで実行性能および消費エネルギーの測定を開始している。平成26年度は、GPU版ASUCAの最適化を進め、GPU版ASUCAとCPU版ASUCAの実行性能および消費エネルギーを比較し、実アプリケーションにおいてGPU計算が有用であることを示すことを目指す。また、GPU版ASUCAを発展させ、平成26年度はGPUアーキテクチャと高精細な計算格子を考慮した流体計算の数値計算手法を開発し導入していく。GPUの性能を最大限に引き出すため、メモリアクセスを減らし計算回数を増やしたGPUアーキテクチャを考慮した数値計算手法を開発し導入する予定である。また、TSUBAME2.5の4000GPU以上を利用した大規模気象計算を行い、水平解像度200m以下という高い空間解像度を目指す。これに、200m程度の乱流まで再現することが可能な乱流モデルや高い空間解像度を活かした高精度な移流計算などを検討し導入し、最終的に気象予測としての精度向上を追求する。
新規構造半導体レーザの高温動作メカニズムの解明と光電子融合集積回路への応用

近年の通信システムでは特に近距離ネットワークで通信トラフィックが増大していることに伴い、通信速度や消費電力、通信機器のサイズ・コストなどの要求を満たす光集積回路とLSI等を融合したICTデバイスを用いた高速大容量通信技術が必要不可欠となっている。本研究では、この光電子融合集積回路を実現する際に重要な課題である高温環境下における光集積回路の動作に焦点を当てる。本研究申請者はこれまでにIID-QDIという技術で半導体レーザの温度特性を極めて向上出来ることを見出した。本研究ではこの技術の物理的要因を理解し、それを応用することで高温環境下でも特性劣化を引き起こさない光集積回路の実証を目的とする。
高周期典型元素π共役環状化合物の創成及び芳香族性の解明

シクロプロペンの高周期14族元素類縁体は、大きく歪んだ環骨格と反応活性な二重結合を有していることから、特異な反応性を示す化学種であり精力的に研究されている化合物群である。これまでに骨格原子がケイ素原子2個、炭素原子1個からなるジシラシクロプロペンの合成に成功し、さらにそれを前駆体とする事でケイ素-炭素混合型2π電子系芳香族化合物であるジシラシクロプロペニリウムイオンの合成に成功している。そこで本研究では、ジシラシクロプロペン及びジシラシクロプロペニリウムイオンの反応性について検討した。・ジシラシクロプロペンの熱反応ジシラシクロプロペンをトルエン中で加熱すると、飽和な骨格ケイ素上のシリル基がラジカル的に脱離し、溶媒であるトルエンと反応する事でベンジル置換ジシラシクロプロペンがジ得られる事を見出し、その単離及び構造解析に成功した。また、このベンジル置換ジシラシクロプロペンのメタノールによる捕捉反応ではメタノールがケイ素=炭素二重結合部位にsyn付加している事を明らかにした。・ハロゲン置換ジシラシクロプロペンの合成ジシラシクロプロペニリウムイオンに1当量の^nBu_4N・Brをトルエン中で反応させることにより臭素置換ジシラシクロプロペンの合成に成功した。X-線結晶構造解析の結果ケイ素-臭素結合のσ^*結合とケイ素=炭素二重結合が結合的な相互作用を形成することによりσ^*アロマティシティーが発現していることを明らかにした。シクロブロペンの高周期14族元素類縁体は、大きく歪んだ環骨格と反応活性な二重結合を有していることから、特異な反応性を示す化学種であり精力的に研究されている化合物群である。これまでにケイ素不飽和三員環の合成に成功し、さらにそれを前駆体とする事で骨格原子が全てケイ素原子からなる芳香族化合物の合成に成功し、高周期14族元素における芳香族性について明らかにしている。そこで本研究では、さらに拡張した高周期14族元素の芳香族性を明らかにするため、ケイ素-炭素混合型類縁体の合成を目的とした。・ケイ素-炭素混合型類縁体(ジシラシクロプロペン)の合成と構造tBu_3Si置換ジリチオシランと酸塩化物との反応により、骨格原子がケイ素原子2個、炭素原子1個からなるジシラシクロプロペンが得られる事を見出し、その単離及び構造解析に成功した。各種NMR、UVスペクトル、X線結晶構造解析の結果からケイ素=炭素二重結合を含む三員環骨格を有している事を明らかにした。・ケイ素-炭素混合型2π電子系芳香族化合物(ジシラシクロプロペニリウムイオン)の合成合成に成功したジシラシクロプロペンを前駆体とし、ジシラシクロプロペンと1当量のトリチルカチオンをトルエン中、室温で反応させたところケイ素-ケイ素結合の酸化的切断により骨格元素がケイ素原子2個、炭素原子1個からなるジシラシクロプロペニリウムイオンを合成・単離する事に成功した。各種NMR、理論計算によりπ電子が非局在化したフリーな芳香族化合物である事を明らかにした。
アコースティッククロマトグラフィー

超音波の液体クロマトグラフ過程への影響をイオン交換、ポリエーテルのイオン交換樹脂対イオンとの錯形成を利用することにより評価した。通常のイオン交換では、溶媒和の強いイオンの親和性が相対的に強まり、逆に溶媒和の弱いイオンの親和性が弱まる傾向が見られた。その結果、混合移動相系ではイオン交換平衡が影響され、nmol程度の吸着量変化が見られることがわかった。しかし、超音波の照射は温度上昇を招き、観察された結果が温度上昇によるものと区別することが困難であった。これを克服するために、より温度変化に敏感でかつ温度による影響が定量的に評価されているポリエーテルとカリウムイオンのイオン交換樹脂中での錯形成をプローブとした。その結果、ポリエーテルの錯形成は投入した音のエネルギーに比例して変化すること、静電的相互作用が関与しない系では音場の影響はほとんど見られず温度上昇による効果で説明できること、ポリエーテル分子によって音場感受性に差があることなどが明らかになった。また、音場を分離エネルギーとして用いる粒子の分離を検討し、500kHzの超音波を照射することで粒子を分離できる装置を設計した。本装置では、石英製セル内に約1.5mmの流路をつくり、その中心に音場の節を形成させることができる。この装置を用いることで、音場の節に粒子を節に集合させ得ること、対抗場を利用することにより粒子の表面状態を反映した平衡位置に粒子を誘導でき得ることを明らかにした。本装置によって一粒子の表面状態を知ることができるものと期待できる。問題点として、顕微鏡による観察には焦点距離などに限界があり、デジタル方式の観察が必要であることが指摘できる。
討議倫理学における「普遍化原理」に関する研究

本「研究の目的」は、これまでの討議倫理学研究に基づいて、討議倫理学の総合的(すなわち、根拠付け問題と適用問題に関する)研究を完成させるために、討議倫理学の道徳原理である「普遍化原理」を(目的1)現実的な討議倫理学のために新たに定式化し、(目的2)根拠付ける、という残された課題を解決すること、である。これらの目的のために、「研究実施計画」に従って昨年度までは、研究の進め方は逆になったが、主に(目的2)に関して研究を進め、(目的2)は達成した。そこで、最終年度である今年度(平成30年度)は、(目的1)を達成するために新たな道徳原理の定式化について考察した。その結果、公共的討議を行うことができない現実の問題状況を、従来の討議倫理学の道徳原理では解決できず、新たに定式化した「普遍化原理」(道徳原理)によって解決できる、ということを明らかにした。そして、その成果を、大学紀要に発表し、開催した国際討議倫理学研究会で報告を行った。それ故、(目的1)も達成することができた。本研究代表者は、これまで科学研究費補助金の助成に基づいて、第一に、討議倫理学の適用可能性(適用問題)(若手研究(B)2007-2010年)、第二に、道徳的「規範」の究極的根拠付け(根拠付け問題)(若手研究(B)2011-2014年)、について研究してきた。これらの研究から明らかになったことは、適用問題に関しては、「公共的討議」だけではなく、自己内対話としての「仮想的討議」が必要であり、根拠付け問題に関しては、従来の道徳的「規範」の根拠付けには問題があるが、新たなアプローチで規範を根拠付けることができる、ということであった。残された課題として、上述のように、(目的1)道徳「原理」の定式化と(目的2)根拠付けがあり、本研究ではこれらの課題を考察し、解決した。それによって、討議倫理学の総合的研究を完成させることができた。本「研究の目的」は、討議倫理学の総合的研究を完成させるために、討議倫理学の道徳原理である「普遍化原理」を(1)現実的な討議倫理学のために新たに定式化し、(2)根拠付けること、である。この目的のために、「研究実施計画」によれば、今年度(平成28年度)は、目的(1)すなわち「普遍化原理」の定式化のために、「普遍化可能性」と討議倫理学の「普遍化原理」に関する研究を考察し、まとめる計画であった。しかし、資料の関係もあり、今年度は、目的(2)すなわち「普遍化原理」の根拠付けに関するこれまでの研究を読解し、分析し、考察した。具体的には、ハーバーマスによる「普遍化原理」の根拠付けに関する、W. Rehg (1991)、H. Keuth (1993)、E. Tugendhat (1993)、K. Malowitz (1995)、K. Ott (1996)、Chr. Lumer (1997)、U. Steinhoff (2006)の諸論考を読解し、分析し、考察した。その結果、ハーバーマスによる根拠付けの問題が明らかになった。その問題とは論点先取である。しかし、考察を進める中で、遂行的自己矛盾に基づいた超越論的語用論的なアプローチによって、論点先取を回避し、「普遍化原理」を根拠付けるというアイディアを得た。そして、このアイディアを、「研究実施計画」に従って、琉球大学で開催した討議倫理学研究会において、発表し、議論し、有益な示唆を得ることができた。今年度(平成28年度)は、研究目的の一つである「普遍化原理」の定式化に関する文献の読解、分析までを予定していたが、資料の関係もあり、もう一つの研究目的である「普遍化原理」の根拠付けに関する文献の読解、分析、考察を行った。当初は、文献の読解、分析まで進む予定であったが、考察が捗り、論点先取を回避できるような「普遍化原理」の根拠付けのアイディアまで研究を進めることができた。又、「研究実施計画」に従い、討議倫理学研究会を開催し、そのアイディアについて議論を行い、様々な示唆を得ることができた。確かに、「研究実施計画」で予定していた、批判的社会理論研究会への参加は行うことができなかったが、以上の研究の進捗状況から、完全に「研究実施計画」通りに、研究が進展しているわけではないが、おおむね順調に進展していると、自己評価できる。この目的のために、「研究実施計画」に従って昨年度(平成28年度)は、目的(1)から研究を進める予定であったが、変更になり目的(2)から研究を進めた。今年度(平成29年度)は、この変更に伴い、「研究実施計画」と平成28年度の実施状況報告書の「今後の推進方策」に従って、第一に、「普遍化原理」の根拠付けの完成(目的(2))を、第二に、「普遍化原理」の定式化(目的(1))に関する諸論考の読解及び分析を行った。

まず第一に、「普遍化原理」の根拠付け(目的(2))に関しては、これまでの先行研究を読解・分析した結果、従来の根拠付けは論点先取であることを明らかにし、その成果を大学紀要に発表した。更に、超越論的語用論的な根拠付け、すなわち、遂行的自己矛盾に基づく根拠付けに従って、論点先取に陥らずに、「普遍化原理」を根拠付けることができることを明らかにし、その成果を大学紀要に発表した。これらの成果から、目的(2)については、ほぼ達成したと考えられる。第二に、「普遍化原理」の定式化(目的(1))に関しては、様々な文献の読解と分析を行い、そこから得られたアイディアを批判的社会理論研究会で発表し、「利害関係者」と「討議参加者」との関係等、「普遍化原理」を適切に定式化するための着想を得ることができた。今年度(平成29年度)は、「研究実績の概要」に記したように、第一に、「普遍化原理」の根拠付け(目的(2))に関しては、大枠が完成し、その成果を2編大学紀要に発表した。第二に、「普遍化原理」の定式化(目的(1))に関しては、文献の読解・分析から得られたアイディアを、批判的社会理論研究会で発表し、「普遍化原理」を適切に定式化するための着想も得られた。それ故、全体としては、「研究実施計画」と平成28年度の実施状況報告書の「今後の推進方策」通りに研究は進んでいると考えられる。従って、確かに、平成28年度の「今後の推進方策」で予定していた、ドイツの研究者との意見交換あるいは第二回討議倫理学研究会の開催を行うことはできなかったが、今年度の研究の進捗状況からすると、研究はおおむね順調に進展していると、自己評価できる。本「研究の目的」は、これまでの討議倫理学研究に基づいて、討議倫理学の総合的(すなわち、根拠付け問題と適用問題に関する)研究を完成させるために、討議倫理学の道徳原理である「普遍化原理」を(目的1)現実的な討議倫理学のために新たに定式化し、(目的2)根拠付ける、という残された課題を解決すること、である。これらの目的のために、「研究実施計画」に従って昨年度までは、研究の進め方は逆になったが、主に(目的2)に関して研究を進め、(目的2)は達成した。そこで、最終年度である今年度(平成30年度)は、(目的1)を達成するために新たな道徳原理の定式化について考察した。その結果、公共的討議を行うことができない現実の問題状況を、従来の討議倫理学の道徳原理では解決できず、新たに定式化した「普遍化原理」(道徳原理)によって解決できる、ということを明らかにした。そして、その成果を、大学紀要に発表し、開催した国際討議倫理学研究会で報告を行った。それ故、(目的1)も達成することができた。本研究代表者は、これまで科学研究費補助金の助成に基づいて、第一に、討議倫理学の適用可能性(適用問題)(若手研究(B)2007-2010年)、第二に、道徳的「規範」の究極的根拠付け(根拠付け問題)(若手研究(B)2011-2014年)、について研究してきた。これらの研究から明らかになったことは、適用問題に関しては、「公共的討議」だけではなく、自己内対話としての「仮想的討議」が必要であり、根拠付け問題に関しては、従来の道徳的「規範」の根拠付けには問題があるが、新たなアプローチで規範を根拠付けることができる、ということであった。残された課題として、上述のように、(目的1)道徳「原理」の定式化と(目的2)根拠付けがあり、本研究ではこれらの課題を考察し、解決した。それによって、討議倫理学の総合的研究を完成させることができた。今後の研究の推進方策として、第一に、今年度(平成28年度)には実施できなかった「批判的社会理論研究会への参加」を行い、国内の研究者と意見交換をしたい。第二に、研究目的の一つである「普遍化原理」の根拠付けを完成させたい。第三に、もう一つの研究目的である「普遍化原理」の定式化に関する諸論考の読解及び分析を行いたい。
中心体構成蛋白質の同定と、その細胞分裂制御における機能

細胞周期に依存して中心体に局在し活性化するセリン/スレオニンキナーゼPolo-like kinase(Plk)はMPFによって活性化され、中心体のユビキチンリガーゼ複合体APCの構成蛋白質Tsg24、Cdc16、Cdc27をリン酸化しAPCを活性化し、Cyclin Bをユビキチン化しプロテアソームで分解し細胞分裂後期を完成させることを見い出した。またPKAも中心体にM期特異的に局在しAPCのTsg24とCdc27をリン酸化しAPC活性を抑制し、この抑制はPlkより優勢であることを発見した。これまでAPCがリン酸化により制御されていることが示唆されてきたが、今回はっきりと促進抑制の制御が証明できた。更にAPCの新規構成因子であるDoc1、APC11、Cdc23遺伝子を単離し構造を決定すると共にユビキチン化による制御を明らかにした。APC活性を制御するFzrやp55CDC遺伝子も単離し、pds1やCyclin Bのユビキチン化の制御機構を解析した。また新たな中心体に局在する細胞分裂制御因子を単離し解析するために、中心体の種々のモノクローナル抗体を作成しpericentrin-like遺伝子や構造蛋白と考えられる新規遺伝子を多数単離に成功した。またPlkがMPM-2キナーゼであることを証明し、MPM-2抗原が中心体に多数存在することが判明し、精製中心体の二次元電気泳動から蛋白を精製し抗原遺伝子を単離し構造を決定した。
救急部門勤務後2,3年目看護師の職場適応(適応力)と支援モデル構築に関する研究

本研究の目的は救急部門に勤務する2,3年目看護師の職場適応(適応力)を促進するための支援モテルを構築することである。18年度に行った救急部門2,3年目看護師の個別インタビュー・フォーカスグループインタビューから勤務後2,3年目の体験を明らかにした。1年目の『居場所がない』から数ケ月後に『居場所がある』と職場の中の自分の位置を確認し、2年目では居場所を得た後に看護の意味を考え始め患者や家族に関心が向けられていく様子がうかがわれた。これらの体験を基に職場適応を促進するための支援モデル案を構築した。この支援モデル案を提示して管理者および2,3年目スタッフを対象としたワークショップを開催した。ワークショップではスタッフ、管理者を異なるグループとし支援モデル案に対する意見を募った。その結果、スタッフと管理者では職場適応に繋がる文援の受け止めが異なっていることが浮き彫りになった。ワークショソプで得られた意見などを分析し新たな支援モデルを構築した。支援モデルは勤務後2,3年目までの育成過程における共通したイベントを中核に構築した。支援モデルは、新人ナースから3年目に至る間のイベント毎に効果的と考えられる支援を病棟管理者とスタッフナースに分類して提示した。看護者の職場適応のためにはスタッフと管理者が共に人材育成に関わることによって、育成されるナースにとって居場所があるという実感を持てる職場環境を整える必要がある。この支援モデルは救急部門の看護師の体験から構築されているが、実際のイベントに対応させているので救急部門に限定せず広く活用されることを期待している。新卒看護師の1年以内の早期離職が問題視されて久しいが、院内の研修制度や新卒看護師に対するサポート体制の充実がなされているにも拘らず、その割合が減少するのではなく1割以上になったとの報告がある。本研究では特に勤務がきつく、配属された看護師のストレスが高いとされる救急部門の看護師が(1)なぜ、救急部門を選択したのか、(2)1年目に離職を考えたのに職場に残留した理由は何か、(3)2,3年目看護師の適応プロセス(適応力)を探る。これらのことから、救急部門勤務後2,3年目看護師の適応プロセス(適応力)を明らかにし、適応力育成と施設側の支援モデルを構築する2年間の継続研究である。1年目は計画に沿って1次調査、2次調査を実施した。1次調査では、関東・北海道の救急医療施設長および看護管理者の了解が得られた施設のなかで、救急部門に勤務する看護師の承諾が得られた8施設の看護師25名(うち分析対象23名)に個別面接調査を実施した。面接時間は平均40分程度であった。2次調査のグループインタビューは2年目看護師6名、3年目看護師2名の協力を得て各1時間30分程度行った。1年目の分析では救急部門選択理由、人間関係、辞めたいと思った時・辛いとき及びその時の対処行動、仕事への思い、辞めたいと思ったかが継続した理由について分析した。分析の結果、選択理由に関連して「救急ナースへの憧れ」、人間関係に関連して「先輩との関係」「同僚との関係」「人間関係の辛さ」、辛さに関連して「社会人としての辛さ」「余裕のなさ」「出来ない自分」「脱却できない辛さ」、対処行動として「気持ちの吐露」、継続の理由として「成長の自覚」「賞賛される喜び」等が抽出された。本データに加え、2年目はこれらのデータを分析したうえ、救急部門の管理者、2,3年目看護師の参集を求めワークショップを開催し、意見収集しながら支援モデルを策定し、評価を受ける予定である。本研究の目的は救急部門に勤務する2,3年目看護師の職場適応(適応力)を促進するための支援モデルを構築することである。

1年目の『居場所がない』から数ヶ月後に『居場所がある』と職場の中の自分の位置を確認し、2年目では居場所を得た後に看護の意味を考え始め患者や家族に関心が向けられていく様子がうかがわれた。これらの体験を基に職場適応を促進するための支援モデル案を構築した。この支援モデル案を提示して管理者および2,3年目スタッフを対象としたワークショップを開催した。ワークショップではスタッフ、管理者を異なるグループとし支援モデル案に対する意見を募った。その結果、スタッフと管理者では職場適応に繋がる支援の受け止めが異なっていることが浮き彫りになった。ワークショップで得られた意見などを分析し新たな支援モデルを構築した。支援モデルは勤務後2,3年目までの育成過程における共通したイベントを中核に構築した。支援モデルは、新人ナースから3年目に至る間のイベント毎に効果的と考えられる支援を病棟管理者とスタッフナースに分類して提示した。看護者の職場適応のためにはスタッフと管理者が共に人材育成に関わることによって、育成されるナースにとって居場所があるという実感を持てる職場環境を整える必要がある。この支援モデルは救急部門の看護師の体験から構築されているが、実際のイベントに対応させているので救急部門に限定せず広く活用されることを期待している。
界面構造ユニットを制御した構造・機能材料の創出

本年度は、界面構造制御および異種元素添加による界面特性発現メカニズムの解明を目指し、これまでの推進してきた界面構造の解析と制御に加え、界面特性の解析に重きを置き研究を執り行う計画であった。この計画の遂行のため、次の3点を中心に研究を推進した。(1)双結晶を用いた界面構造制御と解析、(2)界面構造の変化を直接観察するための透過型電子顕微鏡用加熱ホルダー安定化システムの導入、(3)界面局所物性測定のため走査プローブ顕微鏡の計測手法の検討。しかし、平成29年4月25日をもって科学研究費助成事業特別推進研究の新規採択による重複制限により本研究は廃止となったため、研究計画の進捗は限定的であった。下記に研究期間内に置いて得られた成果を述べる。代表的な構造用材料であるアルミナにおいて、周期的な転位列形成される小傾角粒界を双結晶法により作製した。さらに、粒界転位に対し種々の異種元素を導入し、その偏析分布を解析したところ、異種元素のイオン価数に依存して2種類の転位コアに選択的に偏析することが明らかとなった。先行研究により2種類の転位コアはそれぞれ正および負の電荷を有していることが示唆されており、異種元素の偏析分布は、弾性的相互作用に加え電気的相互作用を加味することでよく説明できることが分った。このことは、イオン性結晶における異種元素偏析現象は電気的相互作用に強く依存することを示している。なお、本研究により得られた知見および課題は、代表研究者らの結晶界面関連研究にて引き続き検討することとしている。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、透過型電子顕微鏡(TEM)をはじめとする先端ナノ計測技術を駆使して材料界面に形成される構造ユニットの原子・電子構造を定量的に評価・解析するとともに、第一原理計算に基づく理論解析を併用することで、界面構造ユニットによる機能特性発現機構を明らかにし、新規かつ特異な機能特性を有する機能界面の設計と創出を目標とする。本年度は、界面原子構造計測、界面特性理論計算、界面構造ユニット制御プロセスの各項目に関して必要となる要素手法の開発を行った。界面計測に関して、走査透過型電子顕微鏡(STEM)法による界面の原子構造および局所組成の定量的な測定のための観察条件の詳細な検討を行った。各種のSTEM像結像条件およびエネルギー分散型X線分光(EDS)分析における電子チャンネリング効果を含むシミュレーションを併用した解析により、粒界・界面における原子レベル構造・組成情報を抽出するのに最適な観察条件を模索し、ジルコニアをはじめとする酸化物結晶粒界の組成分析へと適用した。理論計算に関して、複雑構造を有する酸化物結晶粒界における原子拡散の理論解析手法の確立を行った。古典分子動力学法および第一原理全エネルギー計算を併用した方法により、これまで原子レベルの詳細が不明であったアルミナ対称傾角粒界における支配的な原子拡散経路と原子移動エネルギー障壁の理論評価を行った。界面制御プロセスに関して、雰囲気を制御して結晶の接合が行える熱拡散接合炉の作製・立ち上げを行った。無添加および異価数状態をとるドーパントを添加したアルミナ双結晶を作製し、TEM/STEMを行った結果、粒界原子構造が実際に接合雰囲気に依存して変化することを見出した。本研究の骨子は、界面元素を実験的に計測し、理論計算と融合することによってその機能発現メカニズムを解明することにある。本年度は、三つの重要な研究ユニット((1)界面原子構造計測手法、(2)界面理論計算手法、(3)界面構造ユニット制御プロセス)を立ち上げ、全体目標にとって必要となる要素手法の開発を行った。(1)の界面計測に関して、STEM像コントラストの検出器位置(電子散乱角度)依存性、およびエネルギー分散型X線(EDS)組成分析に与える電子チャンネリングの効果に関して、実験観察とシミュレーションを併用した解析を行い、界面構造および組成の原子レベル解析のために適した観察方法および条件を検討した。理論計算を併用した解析により、イットリウム添加ジルコニア結晶粒界におけるドーパント偏析および局所組成変化の定量解析を行った。(2)の理論計算に関して、アルミナ対称傾角粒界における原子構造と原子拡散について古典分子動力学法及び第一原理計算を併用した解析を行い、粒界における具体的な原子拡散パスと要素拡散パスにおける移動エネルギー障壁の定量的な見積りを行った。拡散特性を支配する可能性のある因子として移動原子の配位環境に関係する幾何学的因子に着目し、移動エネルギー障壁との相関を検討した。(3)の界面制御プロセスに関して、雰囲気下結晶接合炉を導入し、無添加およびドーパント添加アルミナ双結晶試料の作製を行った。モデル試料として、雰囲気に応じて異なる価数状態を取りうるTiをドーパントとして添加したアルミナ双結晶試料を作製した。異なる接合雰囲気で作製された双結晶試料を高分解能STEM観察により解析した結果、粒界の原子構造は接合雰囲気に依存して顕著な変化を示すことが明らかとなった。本年度はこれまで開発を行ってきた界面原子構造計測、界面理論計算、界面構造ユニット制御の三つの要素技術を活用し、界面構造と機能発現メカニズムとの相関性を総合的に検討した。下記に主要な成果を挙げる。(1)プロジェクトにて導入した雰囲気下結晶接合炉を用いて大気中および還元ガス雰囲気において高温熱処理されたアルミナ粒界を作製し、その粒界原子構造を原子分解能STEMにより詳細に解析した。この際、軽元素に敏感な結像条件を選択することで、通常識別しにくい酸素カラム位置についても可視化した。2つの粒界の原子構造は異なっており、形成雰囲気が粒界構造に強く影響し得ることが明らかとなった。

これは粒界構造制御を検討する上で重要な結果である。また、これら2つの粒界に対して金属元素を添加したものを作製し、粒界構造の解析を行ったところ、粒界構造と添加元素のイオン価数との間に何らかの相関があることが示唆された。今後は詳細な原子構造解析と理論解析を行い、構造変化のメカニズムおよび粒界特性の解明を目指す。(2)イットリア安定化ジルコニア粒界に関して、Stern-Brocot treeによる幾何学解析により、整合性の低い粒界(ランダム粒界)の原子構造をよく記述する理論の構築を行い、さらにこれを双結晶を用いた粒界作製手法と原子分解能STEM観察実験により実証した。(3)粒界機械特性の解明のため、その場TEM機械試験法を用いてチタン酸ストロンチウム粒界と格子転位との相互作用を動的に直接観察した結果、粒界の方位関係によって転位に対する抵抗が異なることが明らかとなった。本知見は多結晶性材料の機械特性制御を検討する上で重要である。本年度は、本研究プロジェクトにて研究初年度に導入した雰囲気下結晶接合炉を本格的に稼動させ、特定の方位関係を有する粒界において原子構造と形成雰囲気との相関性を検討した。結果的に粒界局所構造および添加元素の偏析位置が形成雰囲気に強く依存することを見出している。これまで特定の粒界に対してその形成雰囲気依存性を原子レベルで評価した例は見受けられず、本成果は粒界構造制御の本質的理解につながる重要なものであり、期待以上の成果であると言える。また、その他の界面構造の理論的評価や粒界機械特性の解析については一定の成果が認められ、おおむね計画通り進んでいるものと判断できる。本年度は、界面構造制御および異種元素添加による界面特性発現メカニズムの解明を目指し、これまでの推進してきた界面構造の解析と制御に加え、界面特性の解析に重きを置き研究を執り行う計画であった。この計画の遂行のため、次の3点を中心に研究を推進した。(1)双結晶を用いた界面構造制御と解析、(2)界面構造の変化を直接観察するための透過型電子顕微鏡用加熱ホルダー安定化システムの導入、(3)界面局所物性測定のため走査プローブ顕微鏡の計測手法の検討。しかし、平成29年4月25日をもって科学研究費助成事業特別推進研究の新規採択による重複制限により本研究は廃止となったため、研究計画の進捗は限定的であった。下記に研究期間内に置いて得られた成果を述べる。代表的な構造用材料であるアルミナにおいて、周期的な転位列形成される小傾角粒界を双結晶法により作製した。さらに、粒界転位に対し種々の異種元素を導入し、その偏析分布を解析したところ、異種元素のイオン価数に依存して2種類の転位コアに選択的に偏析することが明らかとなった。先行研究により2種類の転位コアはそれぞれ正および負の電荷を有していることが示唆されており、異種元素の偏析分布は、弾性的相互作用に加え電気的相互作用を加味することでよく説明できることが分った。このことは、イオン性結晶における異種元素偏析現象は電気的相互作用に強く依存することを示している。
ルテニウム(II)錯体触媒によるベル-ゾフ・ザボチンスキー反応の光変調

ルテニウム(II)錯体を触媒とするベル-ゾフ・ザボチンスキー(B-Z)反応の光変調の化学的要因を解明し、化学反応機構の一般化をはかることを目的に研究を進めた。B-Z反応は、光感受性触媒存在下で、光照射すると、種々に光変調を惹く起こす。例えば、光照射によるB-Z化学振動の停止、振動周期の変化等がある。本研究では、光変調が顕著な反応系について、光変調の様子と支配因子について検討した。主な結果について述べる。1:薄層溶液におけるB-Z反応の光変調-暗部(マスク)から発生する化学波に及ぼすマロン酸濃度の影響-ペトリ皿中でB-Z反応を行なわせると、化学振動の空間伝播によって化学波が発生するが、光照射下、中央部にマスク(暗部)を置くと、マスクがペースメーカーとなって、化学波が発生し、光照射部にむかって伝播する。この化学波の像を実体顕微鏡を通してCCDカメラで追跡し、化学波の波長、伝播速度等とB-Z試薬濃度との関係を調べた。この反応系でマロン酸濃度によって光効果が影響されることが分った。高濃度のマロン酸存在下では、化学波の波長が短く、伝播速度はおそく、B-Z反応におけるRu(II)→Ru(III)→Ru(II)の反応速度が早くなる。結果として、短波長で輪郭がはっきりした化学波像が観察される。この化学波の光変調はB-Z反応による光情報の変換としての基礎として重要であり、制御因子としてのマロン酸の重要性が明らかになった。2:フロー系(CSTR)における光変調と制御因子CST系の光変調において臭化物イオン(Br^-)の役割が重要である。反応系にBr^-を添加して良く混合した条件で反応を行なわせると、光変調効果が増し、少ない光量で反応が停止する。これらの結果を纏めて、日本化学会、アメリカ化学会誌に投稿する予定である。また、パルス光照射下では光変調は化学振動の位相変化として現れ、Br^-を添加しない時には、位相の前進が生ず、Br^-共存下では位相が遅延する。この場合Br^-添加によって生じた、臭化マロン酸が光変調による位相の遅れや、振動停止に重要な役割をになっていることが分った。