hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
室温スピン注入を実現するInPベーススピントロニクス

InPベーススピントロ二クスを実現するために、Mn添加ZnSnAs2とIII-V半導体のヘテロ接合形成の可能性について調べた。磁性半導体を含む磁性量子ナノ構造では、InP基板に格子整合するAl0.48In0.52As, Ga0.47In0.53Asと、ZnSnAs2薄膜とMn添加ZnSnAs2薄膜とのヘテロエピタキシャルの可能性について検討し、InAlAs/ZnSnAs2:Mnの磁性量子井戸構造の作製を実証した。室温強磁性の起源を調べるために3次元アトムプローブや3次元蛍光X線ホログラフィーの測定を来ないスピノーダル分解相の可能性やAs面の揺らぎなど強磁性に影響する実験結果を得ることができた。Mn添加ZnSnAs2:Mn薄膜は, InP基板上に格子整合して薄膜結晶成長することができ室温強磁性を示す磁性半導体薄膜である。このような理由から、InPベーススピントロ二クスを展開させていく磁性半導体として有望と考えられ研究を進めている。本研究テーマでは、デバイス応用のために微細パターン形成が必要であり、InP基板上に成長されたZnSnAs2:Mn薄膜のエッチング加工の可能性とそのプロセス条件について検討を行った。その結果、InP基板上のZnSnAs2:Mn薄膜は、硝酸あるいは硫酸をベースとしたエッチング溶液で、パターン形成できることが分かった。特に硝酸溶液は基板であるInPと選択性があり、ZnSnAs2:Mn膜の選択エッチング溶液として最適であることが確認できた。また、硫酸の場合には、ZnSnAs2とInP基板の両方に対してエッチングできることから、これらの溶液を組み合わせることで所望のパターン形成が可能であることが分かる。このような結果に基づいて適切なレジストを選択し、ホール効果測定用のホールバーを、サイドエッチイングの影響の少ない状態でパターン形成することができた。デバイス応用の基本となるスピン注入を測定する方法であるハンレ効果測定の実験を行うためにp型InP基板上にZnSnAs2:Mn薄膜を成長させた。今後、これらの基板を用いてハンレ効果を測定するための微細パターン形成を予定している。本年度は、再度分子線エピタキシーによる結晶成長条件の見直しを行った。基板温度を変化させて化学量論比になるZnSnAs2薄膜の作製条件を確認し、最適な基板設定温度が340°Cであることが分かった。本年度は、InPベーススピントロ二クスデバイスを実現するために、プロトタイプとして、InP基板に格子整合する半導体薄膜であるAl0.48In0.52As, Ga0.47In0.53Asについて、ZnSnAs2薄膜とMn添加ZnSnAs2薄膜とのヘテロエピタキシャルを検討しInAlAs/ZnSnAs2:Mn構造の磁性量子井戸構造(MQW)の作製を試みた。InP基板上に低温分子線エピタキシー法(MBE)によって成長したZnSnAs2緩衝層およびInAlAs層について、高分解能X線回折パターン(HR-XRD)によって結晶構造を調べた。このHR-XRDで現れたフリンジパターンはZnSnAs2薄膜に起因するもので、良好な結晶性と界面状態を示している。さらに、断面透過型電子顕微鏡(TEM)によってZnSnAs2/InP上に成長した260nm厚のInAlAs層について,電子ビームを<110>InP方向から入射した断面観察を行った。このTEM像からInAlAsはZnSnAs2緩衝層にエピタキシャル成長しているが、あわせて貫通転位も見られる。InP/ZnSnAs2ヘテロ界面近傍のTEM像から界面層は非常に急峻でありフラットネスも良好であることが確認できた。次に、InAlAs/ZnSnAs2/InAlAsQWとInAlAs/ZnSnAs2:Mn/InAlAsMQWのTEM像を調べた。InAlAs層は25nm、ZnSnAs2:Mn層のMn組成比は3%であり、InP基板側から4,6,9nmと膜厚を変えた。これらのTEM観察からMnAsなどの2次相は観測させず、良好なQWが実現されていることが確認できた。低温MBE成長でIII-V族半導体とII-IV-V2族半導体のヘテロエピタキシャル界面が良好に成長することを確認でき、ZnSnAs2:Mnからなる新たなエピタキシャル結晶工学技術の一端を構築できた。本研究課題は、InP基板に格子整合して室温強磁性を示すII-IV-V2半導体であるZnSnAs2:Mn薄膜の結晶成長の研究を発展させ、スピントロ二クスデバイスへの展開を意図している。本年度は、ZnSnAs2:Mn薄膜のデバイス応用を実現するために必要な分子線エピタキシーの結晶成長技術の最適化と薄膜の膜厚依存性について結晶成長を行った。ZnSnAs2:Mn薄膜結晶の最適化には主に基板温度と原料フラックスを変化させ、その組成依存性や電気特性、磁気特性を調べた。基板温度は300-360°Cの範囲で変化させて、組成分析を行った結果、低温側ではZnリッチな成膜条件となっており、340°Cの基板温度で、Zn,Sn,Asが化学量論的な組成比であることが確認された。

また、この条件でMnを添加するとSnが減少することも確認された。一方で、このようなZnSnAs2:Mn薄膜の特徴を明らかにし、室温強磁性の起源を探る研究も進めることができた。母体材料であるZnSnAs2薄膜について、これまでSpring-8を用いた蛍光X線ホログラフィーの測定を行い、ZnSnAs層のAs面が大きく揺らいでいることが明らかになり、このような構造がMn原子をドーピングした際にひずみの緩和に役立っている可能性を示した。これらの結果を発展させて、さらにZnSnAs2:Mn薄膜についても解析を進めている。さらに、3次元アトムプローブを用いた測定から、母体材料を構成するZn,Sn,Asについては均一な原子分布を観測することができたが、Mnについては不均一な原子分布になっていることが明らかになった。このような結果は、スピノーダル分解相と関連しており閃亜鉛鉱構造のMn-As構造がネットワークをつくり強磁性の起源に関わっている可能性を強く示唆している。今後の室温強磁性の起源の解明に大きく近づいたと考えているInPベーススピントロ二クスを実現するために、Mn添加ZnSnAs2とIII-V半導体のヘテロ接合形成の可能性について調べた。磁性半導体を含む磁性量子ナノ構造では、InP基板に格子整合するAl0.48In0.52As, Ga0.47In0.53Asと、ZnSnAs2薄膜とMn添加ZnSnAs2薄膜とのヘテロエピタキシャルの可能性について検討し、InAlAs/ZnSnAs2:Mnの磁性量子井戸構造の作製を実証した。室温強磁性の起源を調べるために3次元アトムプローブや3次元蛍光X線ホログラフィーの測定を来ないスピノーダル分解相の可能性やAs面の揺らぎなど強磁性に影響する実験結果を得ることができた。ZnSnAs2:Mn薄膜をInPベーススピントロ二クスデバイスに適用するためには、基本構造となる量子井戸構造などの作製が必要である。InP基板上で格子整合して結晶成長できるIIIーV族半導体のInGaAsやInAlAsと量子ナノ構造の作製を行った。分子線エピタキシーを用いて積層構造を作製する結晶成長条件については最適化されていないが、基本的な量子ナノ構造を作製できることを検証することができた。一方、ZnやSnがIIIーV族半導体ではドーパントとなるために、伝導性に影響することが予想される。特にInGaAsはバンドギャップが小さく伝導性がp型になる傾向がある。一方、InAlAsはバンドギャップが大きいことからZnSnAs2とのヘテロ構造が安定であると考えられる。このような観点から、さらに結晶成長条件の最適化を検討する。このように研究の進捗はおおむね順調に進展していると考えられる。半導体工学研究の推進方向として、(1)ZnSnAs2:Mn薄膜の強磁性発現のメカニズムの解明、(2)InPベーススピントロ二クスデバイスへの展開を重点としている。強磁性半導体の発現メカニズムについては、蛍光X線ホログラムや電子線ホログラムを用いた局所構造に関する共同研究により解明を継続する。また、昨年から進めている3次元アトムプローブ法を用いた原子分布に関する研究については、引き続き解析を進めMnの局所分布などを明らかにし、Mnを含むZnSnAs2のコヒーレントクラスター磁性半導体の構造検証を進める。スピントロニクスデバイスへの応用については、スピン偏極注入を検証するために電極パターン形成などを行い、スピン注入実験を進めることを計画している。
血漿 S19リボソームタンパク質の細胞性免疫反応における役割

結核菌(死菌)を血漿に曝すと、血液凝固反応に伴い、血漿中のリボソームタンパク質S19(RP S19)が結核菌膜上の負荷電領域を足場にして血漿トランスグルタミナーゼ(FXIIIa)により架橋二量体化され、単球のC5aリセプターを介して単球/マクロファージを動員することが明らかになった。このことから、結核菌が局所に侵入したとき、血管外へ透過したRP S19が上記の機序で架橋されて単球/マクロファージを動員し、菌を貪食処理すると考えられた。この単球走化には、補体活性化産物C5aも関与していた。結核菌感染に対する自然免疫反応に、補体系とともにRP S19も関わっていることが示された。この研究は、結核感染防御において、血管外へ透過した血漿S19リボソームタンパク質(RPSI9)が結核菌膜上で架橋二量体化され、単球/マクロファージを動員し菌を貧食処理させるとともに、結核菌に対する細胞性免疫能を獲得させるのではないかという仮説を検証することを目的とする。平成22年度は下記の点を明らかにするために、in vitroの実験を行った。(1)乏血小板血漿において、結核菌が存在したとき内因性凝固反応は引き起こされるか?(2)凝固反応後得られた血清は単球遊走能を有するか?(3)単球走化活性は抗RP SI9抗体により抑制されるか?(4)(3)の単球走化活性は、C5aリセプターを介した反応であるか?(5)血液凝固第XIII因子は関与しているか?結核菌(青山株)死菌を乏血小板血漿に曝すと、結核菌懸濁液の濃度依存性に凝固時間の短縮が認められた。このことから、結核菌膜上の負荷電領域との接触により、血漿の内因系凝固カスケードが活性化されることが示唆された。得られた血清には単球走化活性が認められ、抗RP S19抗体により抑制された。またC5aRアンタゴニストにより走化活性は抑制されたことから、C5aリセプターを介した反応であることが判明した。XIII因子欠損血漿において単球走化活性は認められなかったが、FXIIIを添加して正常血漿を再構築すると走化活性は回復した。活性型XIII因子(XIIIa)の阻害剤であるp-chloromercuriphenylsulfonic acid (PCMPS)を共存させると単球走化活性が抑制された。すなわち、血液凝固反応に伴い、血漿中のRP S19が結核菌膜上の負荷電領域を足場にして血漿トランスグルタミナーゼ(FXIIIa)により架橋二量体化され、C5aリセプターを介して単球/マクロファージを動員することが予想された。この研究は、結核感染防御において、血管外へ透過した血漿S19リボソームタンパク質(RP S19)が結核菌膜上の負荷電領域で血漿トランスグルタミナーゼ(FXIIIa)により架橋二量体化され、単球/マクロファージを動員し菌を貪食処理させるとともに、結核菌に対する細胞性免疫能を獲得させるのではないかという仮説を検証することを目的とする。平成23年度は下記の点について検討を行った。【RP S19架橋化二量体の生成および単球/マクロファージ遊走機構の確認】結核菌(青山株)死菌を乏血小板血漿に曝したとき、血液凝固反応後の上清(血清)中にRP S19架橋化二量体が生成されることを、ウェスタンブロッティングにより確認した。pH7.4の生理的条件下、結核菌を超音波処理して負の荷電を増加させると、未処理の場合に比し血漿の凝固時間の短縮が認められ、血清中のRP S19架橋化二量体の生成も増加した。正の荷電体であるGlucosamine (GlcN)を共存させると、GlcNの濃度依存性に単球走化活性が抑制された。FXIII欠損血漿では血清化後の走化活性は減弱し、FXIIIを添加して正常血漿を再構築すると上昇した。以上のことから、血漿中のRP S19が結核菌膜上の負荷電領域で、血液凝固反応に伴いFXIIIaにより架橋二量体化され、単球を動員することが明らかとなった。【単球走化誘導への補体系の関与についての検討】(1)好中球走化活性:結核菌存在下、好中球の走化活性が出現した。FXIIIの関与は認められなかった。この活性はC5aリセプターアンタゴニストにより抑制された。(2)C5aの不活化:FXIII

欠損血漿では、carboxypeptidase B (CPB)処理によりC5aを不活化すると単球走化活性は消失した。FXIIIを添加して正常血漿を再構築すると走化活性は上昇したが、CPB処理により抑制された。(3)補体系および血液凝固系のブロック:予め56°C、30分処理して補体系を壊したFXIII欠損血漿を用いたとき、結核菌による単球走化活性は殆ど消失した。以上のことから、結核菌により誘導される単球走化活性には補体系も関わっていることが明らかになった。この研究は、結核感染防御において、血管外へ透過した血漿S19リボソームタンパク質(RP S19)が結核菌膜上の負荷電領域で血漿トランスグルタミナーゼ(FXIIIa)により架橋二量体化され、単球/マクロファージを動員し菌を貪食処理させるとともに、結核菌に対する細胞性免疫能を獲得させるのではないかという仮説を検証することを目的とする。研究の結果、結核菌(青山株)死菌をヒト乏血小板血漿に曝したとき、凝固反応に伴いRP S19架橋化二量体が生成されること、RP S19架橋二量体化には結核菌膜上の負荷電領域および血漿トランスグルタミナーゼ(FXIIIa)が必須であること、また生成したRP S19架橋化二量体はC5aリセプターを介して単球を遊走させることが明らかになった。この単球走化誘導に対しては、結核菌由来の因子や補体系の関与も示唆されたので、それについて検討を加え、Q137E-RP S19変異体遺伝子導入マウス血漿を用いた実験等を行った。1)結核菌膜表面に存在するリポグリカンや糖鎖は、血漿中のMBLやフィコリンと結合して補体レクチン経路を活性化することが考えられた。2)3つの補体活性化経路全てを遮断するため、抗ヒトC3抗体ビーズによりヒト乏血小板血漿を前処理し、C5aの産生を抑制した。その後結核菌に曝すと、血清化後の単球走化活性は抑制された。3)当研究室で作成した、架橋化二量体の生成ができないQ137E-RP S19変異体遺伝子導入マウスの血漿では、内因系凝固カスケードの活性化が有意に遅延した。以上のことから、血漿中に結核菌が存在するとき引き起こされる単球走化活性は、RP S19架橋化二量体のみならず、補体活性化産物C5aによる誘導も加味されていることが明らかになった。結核菌感染に対する自然免疫反応に、補体系とともにRP S19も関与していることが示された。病気にて入院し手術を受け、術後も加療が続いているため、計画通りに進まなかった。24年度が最終年度であるため、記入しない。補体系の単球走化誘導への関与について確認するため、3つの補体活性化経路すべてに共通するC3を吸収させる抗ヒトC3抗体ビーズを作成する。乏血小板血漿を予め抗ヒトC3抗体ビーズで処理し、血清化後の単球走化活性がどの程度抑制されるか検討する。我々の研究室では、架橋化二量体の生成ができないGlnI37Asn-RP S19変異体遺伝子導入マウスを作成した。そのマウスの血漿を用いて結核菌により凝固反応が起こるかどうか、血清中にRP S19架橋化二量体が出現するかどうかを検討する。In vivoの実験では、ツベルクリン反応を行うことにより、結核菌に対する細胞性免疫能の獲得に差異があるかどうかを検討する。
サルコペニア予防に向けた通信型運動・栄養支援プログラムの開発

昨年度から引き続き、介入地区ACにおいて、各地区約20名のステークホルダー(当該地区住民、事業所、行政機関等)から構成される協議体「コミュニティ会議」を継続した。この協議体は毎月1回開催され、当該地区のフレイル・サルコペニア予防活動が協議・実行された。各地区コミュニティ会議でフレイル予防の普及方法を検討する中で、公式PRキャラクターを表紙に据えたオリジナルリーフレットが作成された。また、ポールウォーキングと食品摂取多様性のチェックから成る地域型プログラムが、3地区で合計12回開催され、延べ799名が参加した。昨年度から開始された情報通信技術によるスクワットチャレンジは、2018年5月から3地域に設置場所が拡大され、モデル地区間競争が実施された。C地区とB地区では、全設置場所のなかで、毎月1、2位を争うほどスクワット運動が活発に実践された。特に、3地区すべてに設置してからは、A地区でも実践回数が増加し、地区間競争が継続のモチベーションとなる可能性が示唆された。本介入期間中(2017年6月2018年12月)に、モデル3地区で延べ5340名が合計568,301回のスクワット運動を実践した。2018年7月には、ベースラインから2年後の追跡調査を実施した。本調査では、2016年時の調査対象者15,500名のうち、2018年6月1日時点までの死亡者472名、転出者307名、職権削除等17名を除く14,704名を対象とした。調査対象者のうち、10,890名から調査票を回収できた(回収率74.1%、追跡率82%)。解析の結果、フレイルや低身体機能の該当率には有意な交互作用がみられなかったものの、本研究概要や重要キーワードの認知度が対照地区よりも介入地区で有意に高まり、各地区とも食品摂取多様性得点などの健康行動に良好な変化がみられた。サルコペニアやフレイルの予防・改善には、レジスタンス運動やウォーキングなどの運動を実践して体力を保持すること、たんぱく質をはじめとした多様な食品を摂取して栄養を確保すること、社会参加を通じて人や社会と結びつくこと、が必要となる。これまでに、我々は、運動・栄養・社会参加からなる複合プログラムがフレイル予防に有効であることを示してきた。しかし、有効なエビデンスを明らかにすることと、住民の実践との間には、いまだ大きなギャップがある。本研究では、地域全体でのフレイル・サルコペニア予防に活用できる運動・栄養支援ツールとそれらを活用したプログラムの開発を目的としている。当該年度は、ベースライン調査と介入地域の課題分析、そして課題解決に必要となるチームビルディングをおこなった。本研究は、研究フィールドとの協議の結果、当初の予定よりもスケールを拡大して実施することとなり、モデル地域を選定した。65-84歳の男女15500名を対象とした郵送調査を実施し、11925名から調査票を回収できた。モデル地区における運動面、栄養面の課題分析をおこない、その結果をモデル地区住民と共有し、具体的な介入内容や支援ツールに関する協議をおこなった。協議の結果、研究計画や提案内容の見直しをおこなうこととなったものの、運動に関する介入とツールの大まかな計画を定めることができた。また、本研究で収集されたデータを用い、運動・栄養面に関する関連分析を進め、学会で報告した。ベースラインデータのデータセット構築とデータ分析に想定以上に時間がかかってしまい、課題解決に向けたチームビルディングに遅れが生じた。ポール・ウォーキングや筋力運動、たんぱく質をはじめとした多様な食品摂取の普及・推進方法を協議するため、介入地区である3つの対照地区において、平成29年4月から平成30年3月までの間に計32回の協議会(A地区11回、B地区10回、C地区11回)を開催した。今年度は、この協議会で出されたアイデアを実行した。A地区では、スクワット運動の実践を普及するために、情報通信機器を活用した「A地区スクワット・チャレンジ」を実施した。平成29年6月8日のチャレンジブース設置から、平成30年1月7日までの間で、延べ1060名(男性422名、女性638名)が計39,346回のスクワット運動を実践した。B地区では、ウォーキングの歩数や参加人数が合計されるとともに、地域の見どころや危険個所などが地図上にプロットされるアプリケーションを作成した。また、多様な食品摂取の普及に関しては、「さあにぎやかにいただく」という語呂合わせを普及するためのポスターやパンフレットが作成された。この多様な食品摂取の重要性を啓発するオリジナル(住民が登場する)ポスターやレシピ、多様性チェック表は、現在、ショッピングモールや飲食店、公共施設など、地区全域に掲示や配布が進められており、この取り組みは、A地区、C地区にも波及している。さらに、10の食品群を紙媒体でチェックするだけでなく、タブレット上でチェックできるアプリケーションも作成された。平成29年12月から平成30年3月にかけて、ポール・ウォーキングと食の多様性普及をセットとしたイベントを地区内で順番に開催する企画が立案され、順次、実行されているところである。協議体メンバーが中心となってのイベント企画・開催や、多機関が連携しての食の多様性の普及啓発が軌道にのりつつある。少しずつではあるが、地域内に広がっている手ごたえが得られている。

この協議体は毎月1回開催され、当該地区のフレイル・サルコペニア予防活動が協議・実行された。各地区コミュニティ会議でフレイル予防の普及方法を検討する中で、公式PRキャラクターを表紙に据えたオリジナルリーフレットが作成された。また、ポールウォーキングと食品摂取多様性のチェックから成る地域型プログラムが、3地区で合計12回開催され、延べ799名が参加した。昨年度から開始された情報通信技術によるスクワットチャレンジは、2018年5月から3地域に設置場所が拡大され、モデル地区間競争が実施された。C地区とB地区では、全設置場所のなかで、毎月1、2位を争うほどスクワット運動が活発に実践された。特に、3地区すべてに設置してからは、A地区でも実践回数が増加し、地区間競争が継続のモチベーションとなる可能性が示唆された。本介入期間中(2017年6月2018年12月)に、モデル3地区で延べ5340名が合計568,301回のスクワット運動を実践した。2018年7月には、ベースラインから2年後の追跡調査を実施した。本調査では、2016年時の調査対象者15,500名のうち、2018年6月1日時点までの死亡者472名、転出者307名、職権削除等17名を除く14,704名を対象とした。調査対象者のうち、10,890名から調査票を回収できた(回収率74.1%、追跡率82%)。解析の結果、フレイルや低身体機能の該当率には有意な交互作用がみられなかったものの、本研究概要や重要キーワードの認知度が対照地区よりも介入地区で有意に高まり、各地区とも食品摂取多様性得点などの健康行動に良好な変化がみられた。月に1回の頻度で、モデル地域の住民から意見をもらいつつ、運動および栄養に関する介入内容と必要なツール作成を進める予定である。引き続き、各地区の活動の定着に向けて研究を継続する予定である。平成30年7月には、ベースラインから2年後に相当する追跡調査を実施する。これにより、クラスター・非ランダム化比較試験のデザインに基づいたアウトカム評価とプロセス評価をおこなう。今後は、これらの結果についても報告していく予定である。計画の見直しが生じ、予定よりも若干おくれたため。国際学会での発表を取りやめたため、残預金が生じている。次年度は追跡調査を実施する予定であるため、この残預金はその予算として使用する予定である。計画に遅れは生じているものの、次年度は介入の実行が目標であるため、それによってすべて使用する計画である。
導入期の学習者のための音楽教育教材の開発と活用方法の検討

導入期のこども達にピアノ教育を行う場合の「読譜力」習得のための補助教材の開発とその活用法の検証を行った。カードは二回作成し,改良を行った。第一回目のカードは平面的な階段図を右に向かって階段が上がるように表し,楽譜を階段の高さに合わせて対応させて作成した。第二回目のカードは立体的な階段図において,右側にピアノの鍵盤図も対応させてよりわかりやすくイメージしやすいカードに改良を行った。【階段カードの活用法】(1)ピアノの鍵盤は右に行くほど順に高くなることを認知させるために,音を出しながら,鍵盤を階段に見立てて指で上り下りを繰り返す(2)右が高くなり,左が低くなることを階段カードと対応させ理解させる訓練を行う(※年齢が低い場合は右高音部を小鳥のさえずり,左低音部を像の足音などわかりやすい動物で表現すると効果的)(3)高音部譜表の楽譜の第1線より第4線へと上に音符があるほど音が高くなり,下に音符があると低いということを認知させる(4)階段一つが,鍵盤一つと対応していることを認識させる(5)鍵盤カードを見ながら詣で階段を押さえドレミと音名を言う練習を行う(6)ピアノの鍵盤と高音部記号の楽譜とを対応させる訓練を行う。57歳児においては同じ事の繰り返しを長時間行うと飽きて集中力が欠如してくるため,レッスン時の終了前に次回のレッスン曲の予習として,5分以内に行うのが効果的である。また本研究により,鍵盤カードを活用する事により短時間に読譜が完了し,全体をつかんだ演奏が可能になることが立証された。音楽教育全般,歌唱,その他の楽器演奏においても,鍵盤カードを活用する事により「読譜力」が容易に習得出来るので,短時間で音楽の向上へと導きやすい環境が整うと推測される。
ピーク電力カットと回生電力量増加のための電気車駆動系の革新的な設計法と運転法

電気鉄道における回生ブレーキは,ピーク電力低減,回生電力量増大の余地がある。本研究では,回生ブレーキ時の定出力領域の拡大のための誘導機設計法と停動トルク余裕を切り詰めるための制御法,回生ブレーキのみで列車を停止させる際の最適ランカーブを明らかにする。これらの各方法は,1kW級ミニモデルで実験的に検証した後,実車の主回路から列車運転まで模擬できるリアルタイムシミュレータで検証を行う。本研究は,現代の高性能なインバータと車上情報伝送装置など,最新の車両搭載機器の活用することで,主回路システムの革新的な設計法と制御法,および列車運転法を明らかとし,電気鉄道の省エネルギー化に寄与することを目的とする。
Ｃ（ｓｐ３）－Ｈ及びＣ（ｓｐ）－Ｈ結合活性化を経るアルキニル化反応の開発．

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
対人関係療法をとりいれた摂食障害親子プログラム開発と地方都市支援ネットワーク創造

摂食障害は深刻な疾患であるにもかかわらず、多くの患者が十分な治療や支援を受けられないまま在宅生活を送っている。私たちは、現在行っているコホート研究において、摂食障害患者の母親がサポートを受け、孤立感が軽減し、傾聴する力が増すことが、患者(娘)の摂食障害症状改善に結びつくことを明らかにしつつある。これらの研究成果から、患者の症状改善には母親が孤立せず安定し、親子の会話が良好であることが非常に重要であることが示唆された。そこで、すでに多くの精神疾患で治療エビデンスが確立している家族心理教育と対人関係療法を組み合わせることで、摂食障害に対する効果的な治療・支援プログラムを開発する予定である。
韻律中心の英語音声教育の有効性:聴解及び発話テスト(アクセント度判定)による検証

音素(音素識別訓練)よりも韻律レベル(音変化等)を中心とした音声教育が、日本人英語学習者の聴解および発音能力全般の向上に重要な影響を与えるかどうかを調査した。大学在学中の日本人英語学習者から、長期的かつ多角的に聴解および発話データを収集するため、3つの被験者グループを対象に実験授業を半期間実施した結果、韻律指導の有効性が検証された。さらに、韻律教育中心にコミュニケーション・テキストを試作し、その教育効果を検証した。同一のリスニング教材を使用して、第一に、音素(音素識別訓練)よりも韻律レベル(音変化等)を中心とした音声教育が、日本人英語学習者の聴解および発音能力全般の向上に重要な影響を与えるかどうかを検証する。まずは市販の発音・リスニングテキストを使用し、大学在学中の日本人英語学習者から、複数年度にわたって、長期的かつ多角的に聴解および発話データを収集し、検証をおこなうことを目的とする。第二に、上記で得られた実験結果をもとに、より効果的な発音・リスニングテキストを開発することを目的とする。試作した英語教材を用いて同様の被験者とデータ収集方法により、開発した教材の教育効果を検証することを目的とする。同一のリスニング教材を使用して、本年度(平成21年3月31日)は以下の要領でデータ収集および研究報告を行なった。<データ収集および実験授業>(1)被験者:早稲田大学教育学部1年次生一般英語選択授業受講者(2)実験グループ:(1)音素教育グループ(2)韻律教育グループ(3)コントロール(各25名ずつ)(3)実験(授業)計画:各グループ共通の教育内容同一教材を使用しリスニング・内容理解・発話練習を半期間行う。(90分×13回)各グループ特有の教育内容(1)音素:日本語音素との対比説明・音素の個別練習・似ている音素の識別練習(2)韻律:強勢リズム・弱形・音変化(同化・連結・脱落など)の説明&発音練習(3)コントロール:音声教育は行わず、比較文化的な観点で教材を解説し、ロールプレイなど実施(4)データ収集:3回にわたり聴解テストと発音テストを実施し、各教育効果を測定する。(テスト実施時期:(1)実験授業受講直前(2)受講直後(3)受講から半年後)<発音テストの内容>会話文(1文半程度)を被験者が録音室内で読み上げたものを録音した。2,3分の内容自由のプレゼンテーションをビデオ録画した。30文の短文を録音する。<データ分析および結果報告>英語母語話者教師がアクセント度などを判定する。何を基準に英語母語話者教師がアクセント度を判断するかについて、予備的な結果報告を、ジャーナルに投稿した。現在校正作業中。(H21研究の概要)過去5年間は既存のリスニング教材を使用して検証実験を行ってきたが、より効果的な発音・リスニングテキストの開発を目指して、本年度は90分授業1回分のテキストを試作し模擬授業を行った。模擬授業を踏まえ、テキストの内容および練習問題の検討を行った。平成22年4月以降はそれに基づいて半期分全15回の授業テキストを作成するとともに、発音および聴解データの収集と分析を行う予定である。(試作テキストの内容)(1)大学一年生対象のコミュニケーション用教材(2)道案内や空港でのやりとりなどの実践的なテーマを起用〔決定済み〕(3) 90分の授業で使用できる3回分のユニットを作成〔一回分のみ作成済み〕(4)各ユニットにおいては、韻律と音素の両方を取り扱うことのできる英文を作成(5)内容理解の演習問題については各グループともに同一のものを使用(6)音声指導に関しては、テキストの英文を教材として各グループで異なった内容の発音練習が行えるようなプリントを作成する。(実施内容の詳細)10月:資料集め11月:テキストに採用するテーマおよびレイアウトの検討(北海道教育大学大賀京子氏と研究打合せ)12月・1月:大妻女子大学T.Wright氏に英文作成を依頼2月・3月:(1)内容理解問題の検討(大賀京子氏・於東京打合わせ)(2)韻律および音素に関する練習プリントおよび解答の作成(3)模擬授業の実施(専門家を対象としたもの)(4)テキスト内容および練習問題の再検討(3)学生対象の実験授業の実施(実施できず)本研究では、大学生対象の英語音声(聴解・発音)教育の為の効果的なリスニング教材の開発と韻律教育e-Learningシステムの開発を目指し、その教育効果を検証することを目的とする。平成23年度は、旅行英語を題材としてリスニングテキストの開発の最終段階の編集作業を行った。前年度まで他同種教材の比較・検討を行ってきたが、本年度は、それに基づいてテキストの原稿を執筆した。(前年度に作成した荒原稿に手を加え、本原稿を確定した。)そのうえで、昨年度より準備を進めてきた、テキストに対するリスニング・エクササイズの問題を作成した。

エクササイズは2011年3月末の段階で7割ほどの作成が終了した。エクササイズは、トップダウン方式に基づいたものを中心に、語学テキストに詳しい北教大の研究者の協力を得て作成した。また、2月から3月にかけてテキストに準拠したリスニング用CD教材の作成を行った。3名のプロのナレーター(米国人女性1名・英国人男性1名・英国人女性1名)を起用し、英語語学教材を中心に扱うスタジオ編集会社(巧創社)に録音・編集を依頼した。録音と編集作業は2月に開始し、3月中に効果音等の音入れと、リスニング問題(ディクテーション)用の編集なども行った。最終年度の2011年度(平成23年)は、開発したCD教材を使用して、(1)統制群と(2)トップダウン方式のみの教育の実験群、(3)トップダウンおよびボトムアップ教育(韻律教育)を実施する実験群に対して、実験授業を半期間(90分×15回コマ分)実施し、授業直前・直後・2か月後の聴解能力を測定して教育効果を検証する予定である。<研究目的>本研究では「韻律指導」を明示的に行うBottom-up型指導と,Listening starategyを明示的に指導するTop-down型指導を組み合わせたInteractive型(併用型)の英語聴解教育の効果を測定し、有効性を検証することを目的とした。<データ収集(実験授業)>同一の自主開発聴解教材を使用して1学期間(90分/14回)の実験授業を大学中級コミュニケーション授業内(習熟度別)で行い、<ディクテーション中心のBottom-up型指導>と<Listening strategy指導を行うTop-down型指導>、<韻律指導とListening strategy指導を行う併用型指導>の3クラス(約25名ずつ)で、聴解指導の効果を比較した。各クラスともに、同一回数CD音声を流したが、指導内容を差別化するために、異なった練習問題に取り組ませることにした。聴解能力の測定は客観テスト(WeTEC)により4回実施([1]授業直前[2]授業9回終了後[3]全授業終了後[4]第3回試験2か月後)し、全4セクションのうち、Section 3(大意把握)とSection4(具体情報聞き取り)]計45問分を分析対象とした。<研究結果・今後の予定>WeTECの結果から、併用型指導では他の指導法よりも広範囲でより早い時期に聴解力が向上することがわかった。その結果を受け、より効果的な韻律指導とListening strategy指導の為のシラバス・教材の開発を目指すこととした。まず、テキスト原稿の推敲、練習問題の追加・変更、CD教材の改訂作業を行った。また、授業評価アンケートの結果に基づき、自宅学習用の教材や、授業内の理解度テストの参入を決め、2012年は、全20回の実験授業で同様のデータ収集を行う予定である。
複数台分散型電源設置配電系統における電力変換器統合制御法の研究

分散型電源を複数台設置し、系統を形成する際の問題点を明らかにするため、配電系程度の容量である離島系統の周波数変動を計測し、小規模な完全独立系を分散型電源を用いて形成する場合には従来注目の集まっている電圧変動問題のみならず周波数変動についても考慮が必要であることを明らかにした。特に数分以下の周期で変動するサイクリック成分、十数分以上の周期で変動するサステンド成分が東日本系統と比較して大きく、サイクリック成分抑圧のためのエネルギー貯蔵装置導入やサステンド成分抑圧のための分散型電源間の協調が重要となる可能性を示すデータを得ることが出来た。また、分散型電源導入時の影響シミュレーションへの適用を指向して様々な施設における負荷(事務所ビル、研究所、病院など)の時間変動を計測した。統計効果が小さいためこれら個々の負荷では平均消費電力と比較して短い時間での電力変動が大きいことが明確となった。負荷変動にそれぞれ特徴があり、モデル作成の重要な基礎データとなることが期待される。エネルギー貯蔵装置の中で高効率で出力を短時間に大幅に変更可能なSMESに着目し、低損失で大容量化が容易な電流型電力変換器の制御系とその制御可能範囲について検討を進めた。配電系統の電圧安定化を主たる目的としてUPFCの導入を提案し検討を進めた。理論計算により電圧変動抑制のために必要なUPFC容量の検討を行った結果、広い負荷状態で小容量のUPFCのみで電圧変動抑制が可能なことが判明した。また、スイッチングまで含めた計算機シミュレーションにより短絡事故時の動作特性について検討を行った。その結果、直列変圧器の洩れインピーダンスによる限流効果が期待できることが判明した。本年度の研究では分散型電源を配電系統に接続する際に容易に連系が可能となるように系統側と分散電源側双方において、電圧変動問題について対処法を検討した。系統側の対策としては配電用変電所や線路の途中に設置されている負荷時タップ切替え装置を電力変換器に置き換え、更に直列補償装置と直流を介してリンクさせた直並列補償装置(SSC)の導入を検討し、自律的に電圧変動を補償する手法を提案し、シミュレーションによる検証を行った。SSCでは直列補償器を利用するため、系統に直接電圧を注入することが可能であり、更に並列補償器を利用することにより、有効電力がSSCを通過することが可能となり、同容量の電力変換器を利用した場合、制御可能範囲を広げることが可能となる。瞬時電圧低下の補償特性をシミュレーションにより検証した。また、直列補償器を利用していることから事故電流抑制の可能性を探るべく、シミュレーションを行った。電力変換器側の対策としては、通常、電力変換器では利用されないac-AVR制御を利用し、電圧変動を抑制する手法を提案した。ac-AVR制御を利用することにより電圧変動の抑制を個々の電力変換器が担うことが可能となる。しかし、ac-AVR制御では電圧を一定に保つために必要な有効電力と無効電力が制御不能となり、場合によっては過大な電力を供給することとなる。そのため場合によっては従来から用いられている有効・無効電力制御(PQR)を利用せざるを得ない場合も存在するため、ac-AVRとPQRを系統に対しショックレスで切替える方法について検討を行った。いずれの制御においてもPLLの役割が重要となり、高速に同期が取れるゼロクロスPLL方式にFFとFB制御を掛け、高い精度の位相情報を得る方策について検討を行った。
フッ素系樹脂を用いた補綴材の開発およびその臨床的効果

1.ポリ三フッ化塩化エチレン(PCTFE)微粉末10ccに太さおよび長さが12.80μmのガラス繊維0.5gを混入したペースト状の複合レジンおよびポリイミド樹脂よりなるプライマーを試作した。(1)プライマーを介して当複合レジンを歯科用Co-Cr合金に焼付けると(250°C、2hr焼成)両者の接着力は最高値で150kg/【cm^2】であり、実用的強さを有していた。(2)当複合レジンを250°C、2hr焼成した試料は引張り強さ、伸び率、弾性率、ロープ硬さはそれぞれ322kg/【cm^2】、43%、87×【10^2】kg/【cm^2】、7.6であり、前装冠またはポンテック基底面下に焼付けて使用し得る機械的強度を有していた。(3)ポーセレン、床用PMMA、Co-Cr合金、当材、PCTFE、フルオロカーボン(FC208)などのIn vitroにおける菌付着量(S.mutans)および脱離抵抗性(超音波法)は30日間以内の観測で、試料の表面粗さ値と、またそれら材料の水に対する接触角の大きさとに依存していた。菌付着量および脱離抵抗性はポーセレンが最も少なく、ついでPMMA、Co-Cr合金、本材の順に大きくなり、他のフッ素系樹脂ではさらに大となる傾向にあった。」2.マウス頭蓋骨由来の細胞増殖法による毒性試験で、5日間の細胞増殖率はポーセレン94%、当材57%、PCTFE36%、PMMA21%の順に低下し、当材の口腔内使用上の毒性に関する問題点は発見されなかった。」3.橋義歯適応者5例のそれぞれについて、粘膜非圧接触型の惰円型ポンテック基底面材質として、鏡面研磨12%Pd合金、艶焼ポーセレンおよび当材の3種を使用し、1週間後におけるこれら基底面の歯垢付着率を比較した結果、平均値でそれぞれ45、22、16%であり、当材はポーセレンと同等もしくはそれ以下であった。当材を補綴物に使用するにあたって、技工上の作業はきわめて容易であり、従来の技術範囲で十分に行えるものであった。
なぜ, 「彼に会えば電話して下さい」は変なのか?―通時的観点からのアプローチ

現代日本語では「彼に会えば電話して下さい」のように,条件標識として接続助詞の「バ」が用いられ,その主節の述語が命令形で表される場合,その従属節述語として動作を表す述語は用いることが出来ない.このようなバ条件文の性質はよく知られているが,なぜ,そのような従属節述語の制約が存在するかという点についての考察は数少ない.歴史的にはこのような用例が存在しているため,冒頭で述べたような現代日本語の条件表現における制約は通時的に生じたものであると考えられる.本研究ではこのような制約が生じた過程を通時的に考察する.現代日本語では「彼に会えば電話して下さい」のように,条件標識として接続助詞の「バ」が用いられ,その主節の述語が命令形で表される場合,その従属節述語として動作を表す述語は用いることが出来ない.このようなバ条件文の性質はよく知られているが,なぜ,そのような従属節述語の制約が存在するかという点についての考察は数少ない.歴史的にはこのような用例が存在しているため,冒頭で述べたような現代日本語の条件表現における制約は通時的に生じたものであると考えられる.本研究ではこのような制約が生じた過程を通時的に考察する.
超好熱性アーキアのチアミン生合成における硫黄転移機構の解明と水素生産への応用

超好熱性アーキアの含硫補因子を生成する硫黄転移機構は不明である。システインデスルフラーゼ(CSD)はL-システインからL-アラニンと硫黄を生成する反応を触媒し、バクテリアやユーカリアにおける硫黄転移に必須な酵素である。興味深いことに、進化系統樹の根に近い超好熱性アーキアの多くはCSD遺伝子ホモログを有していない。一方、Thermococcus kodakarensisは超好熱性アーキアのなかでは珍しくCSDホモログを有している。本研究では、生命起源に近い生物であるT. kodakarensisのCSDに着目し、超好熱性アーキアの硫黄転移の分子基盤を解明することを目的としている。T. kodakarensisは元素硫黄を最終電子受容体として呼吸を行う絶対嫌気性アーキアであるが、元素硫黄が存在しない環境でも糖(またはピルビン酸)を代謝しプロトンを電子受容体として水素発生型呼吸を行うことで生育できる。csd遺伝子を破壊したDCD株を構築し、培地中の元素硫黄の有無での生育を野生株と比較した。その結果、元素硫黄含有培地(+S0培地)では両株の生育に違いは見られなかった一方で、元素硫黄非含有ピルビン酸含有培地(-S0+ピルビン酸培地)では、DCD株は生育しなかった。さらに、-S0+ピルビン酸培地に元素硫黄を加えて生育を比較すると、元素硫黄含量の増加に応じてDCD株は野生株と同等の生育を示した。生化学的な解析により、-S0+ピルビン酸培地におけるT. kodakarensisの生育不能は鉄硫黄クラスター(Fe-S)生合成能の欠損によるものであった。CSDの獲得によって元素硫黄の存在しない環境でのFe-S生合成能を獲得できた結果、元素硫黄の存在しない環境で本菌の生育が可能となったと考えられた。
損傷認識を人為的に促進し紫外線ＤＮＡ損傷修復を飛躍的に高める手法の開発

核へ移行し、結合することでシクロブタン型ダイマー(CPD)の歪みを大きくする低分子の抗CPD抗体を構築するため、抗CPDモノクローナル抗体産生細胞よりクローニングした重鎖可変領域(VH)及び軽鎖可変領域(VL)に加えSV40の核移行シグナル(NLS)を使いscFvを作製した。しかし構築したscFvのCPDに対する結合能は、本来のIgG抗体より大幅に低下していた。そこでNLSを持つFabを作製したところ、CPDを特異的に認識することを確認した。核へ移行し、結合することでシクロブタン型ダイマー(CPD)の歪みを大きくする低分子の抗CPD抗体を構築するため、抗CPDモノクローナル抗体産生細胞よりクローニングした重鎖可変領域(VH)及び軽鎖可変領域(VL)をペプチドリンカーでつなぎ、さらにVLのC末にSV40の核移行シグナル(NLS)続いてHis-tagを付加したscFvを作製した。しかし構築したscFvのCPDに対する結合能は、本来のIgG抗体より低下していた。そこでVH-CH1-NLS-His-tagまたはVL-CL-NLS-His-tagを各々分泌型である抗体発現用ベクターに組み込んだものをミエローマ細胞にco-transfectionし、抗CPD Fab抗体産生細胞の樹立を試みた。その結果不安定ながら、抗CPD Fab抗体産生細胞を得ることが出来た。このFabがCPDを特異的に認識することを、抗His抗体を2次抗体に使ったELISAアッセイで確認することができた。核へ移行し、結合することでシクロブタン型ダイマー(CPD)の歪みを大きくする低分子の抗CPD抗体を構築するため、抗CPDモノクローナル抗体産生細胞よりクローニングした重鎖可変領域(VH)及び軽鎖可変領域(VL)をペプチドリンカーで繋ぎ、さらにVLのC末にSV40の核移行シグナル(NLS)続いてHis-tagを付加したscFvを作製した。ペプチドリンカーとしては古典的な(G4S)3及び(G4S)(GGRAS)(G4S)2の2種類を使用したが、いずれも大腸菌で大量発現させた際、封入体を形成し不溶化した。封入体を6M塩酸グアニジンで可溶化し、いったんβーメルカプトエタノールで還元した後に酸化型グルタチオンやL-Arg存在下塩酸グアニジンを段階透析することで巻き戻しとS-S結合形成を行いscFvを精製した。この精製したscFvについてCPDとの結合をELISA assayで調べたところ、ペプチドリンカーの違いに関係なく、本来の抗体より低下していた。scFv化による抗原結合能の低下が見られたので、本来のIgGにより近い定常領域の一部を持ったFab抗体の作製を試みた。VH-CH1-NLS-His-tag及びVL-CL-NLS-His-tagを各々大腸菌で発現させたところ、scFv同様封入体を形成し不溶化した。6M塩酸グアニジンで可溶化した両者をモル比1:1で混ぜ、巻き戻しとS-S結合形成を行ったが、Fabを効率良く精製することは困難であった。scFv化した際、抗原認識部位の高次構造が本来のものとは若干異なる場合が有り、その際は抗原との結合能が低下してしまうことがしばしば観察される。VHとVLをつなぐペプチドリンカーを変えたり、あるいはVHとVLの順番を逆転させることで改善される場合もあるが、本課題では2種のリンカーを試したものの違いは見られなかった。可変領域のアミノ酸と定常領域のアミノ酸が相互に関係し尚且つ重鎖と軽鎖が相互作用して高次構造を決定するため、scFv化して上手く行くかどうか予想するのは困難である。該当なし
液液界面の特異性を用いる分子認識とSHG分光法による認識機能解析

本年度の研究の遂行によって液液界面,液膜界面における相関移動あるいは膜透過といった分子の輸送現象,あるいは溶媒和現象を観測することで,液液界面を利用した分子認識機能について検討を行い,以下のような知見を得た。チオ尿素基,チオウロニウム基をアニオン認識部位に持つ一連のレセプターを合成し,液/液界面における特異的分子認識能について検討した。ニトロベンゼン/水系において,ビスチオウレア型のレセプターがリン酸イオンと特異的な1:2錯体を形成し,界面を横切る相間移動を起こすことをポーラログラフィー法により明らかとした。昨年度検討したレセプターよりもリン酸イオンに対する錯形成能は若干小さいものの,高効率なリン酸イオンの相関移動を達成する上で水素結合に起因する安定なレセプター:リン酸イオンの1:2錯体の形成が重要であることが示唆された。また,種々の有機溶媒を用いて形成した液液界面系にアンスロイルオキシ基を吸着させ,時間分解全反射蛍光測定を行うことで,液液界面に吸着した分子周囲の誘電率が優先的溶媒和現象に依存することを見いだした。液膜界面における分子の吸着,膜透過過程についてSHG分光法および蛍光分光法を用いて検討した。脂質二分子膜で構成されるベシクルを水溶液中に分散させ,一連のヘミシアニン分子の膜吸着,膜透過過程を観測したところ,カチオン性のヘミシアニン分子に比べて双性イオン型のヘミシアニン分子の膜透過が非常に遅いことを見いだし,また,膜透過速度がヘミシアニン分子のアニリン部位に結合したアルキル鎖の長さが短いほど膜透過が遅くなることを明らかとした。液液界面分子認識について,本年度は主として,液液界面張力と液液界面イオン移動を用いた研究を展開した,液液界面における研究は主に物理化学的興味からのアプローチが多く,分子認識や化学センサー開発に目を向けた研究例は少なく,特にアニオンを対象として種々のイオノフォアの構造効果や選択性を詳細に調べた例は本研究が初めてである。界面張力の変化により界面錯生成能を評価した結果,チオ尿素基によるアニオン認識能とクラウンエーテル基によるカチオン認識能の両者を持つレセプター分子において,脱水和エネルギーの大きなリン酸イオンに対する高い選択性が得られた。これはイオン選択性電極や溶媒抽出で見られる二相分配系の選択性とは異なる結果であり,界面特異的選択性の発現を達成できた。また,液液界面促進移動では,チオ尿素基を認識部位とする各種レセプター分子を用いて実験した。アニオンの促進移動波が観測され,これは液液界面においてイオノフォアーアニオンが水素結合により錯形成し,エネルギー的に安定な錯体を形成することが分かった。アニオン促進移動波を詳細に解析することにより,界面反応機構解析やイオン移動化学種の同定を行い,さらに錯形成定数,及びイオン移動エネルギーなどに対する定量的知見を得た。界面とバルクとの錯形成能の序列は同列と考えるのが一般的とされているが,これとは異なる序列を与えるイオノフォアを見いだした。この選択性がバルクとは異なるという結果は分子の吸着性,疎水性・配向性等の液-液界面に特異的な支配因子を反映したものと考えられる。また,フレキシブルな構造を持つイオノフォアが,アニオンの脱水和エネルギー的には著しく不利であるリン酸イオン2分子を水相から有機相へ輸送していることも見いだした。液液界面分子認識について,表面界面張力,液液界面イオン移動,表面第二高調波発生(SHG)の測定により検討した。界面張力測定では,アニオン認識部位としてチオウロニウム基を有するモノ型及びこれにチオ尿素基を付加したビス型のレセプターを新規合成して界面認職能を検討した。これらのレセプターはバルク溶液中ではリン酸二水素イオンに対しては殆ど結合しないが液液界面では強い選択性を示すことが分かった。特にビス型では,昨年度検討したレセプターよりも1桁以上の界面吸着定数の変化が認められた。また,界面イオン移動の測定では,認識部位としてチオ尿素基を2個持つレセプターとアニオンとの液液界面における錯生成反応を検討した。その結果アニオンの種類により錯体の化学量論が異なることを見いだし,親水性の強い硫酸イオンに対してレセプターが2:1で結合することが分かった。SHGを用いた液液界面イオン認識の検討では,アゾベンゼンをSHG活性グループとし,15クラウン5を認織部位とするレセプター分子について,液液界面におけるアルカリ金属イオン認識能を検討した。液液界面における錯体のSHGスペクトルがバルク溶液中の吸収スペクトルよりも長波長シフトすることからアゾベンゼン基は水よりも低極性の場に存在することが示され,金属イオンの種類によるSHG強度の変化から界面におけるイオンの選択性は抽出選択性と同じ傾向にあることが示された。また,入射偏光依存性の測定により錯生成に伴う分子の配向変化を評価した結果,アゾベンゼンの分子軸は錯生成によって界面と平行になる方向に傾くことが明らかとなった。液液界面自体の構造について,アンスロイルオキシ基を蛍光団に有するプローブ分子を用いて時間分解計測を行った結果,油水界面におけるダイナミックストークスシフトを初めて観測し,界面における優先的溶媒和構造の存在を明らかとした。

チオ尿素基,チオウロニウム基をアニオン認識部位に持つ一連のレセプターを合成し,液/液界面における特異的分子認識能について検討した。ニトロベンゼン/水系において,ビスチオウレア型のレセプターがリン酸イオンと特異的な1:2錯体を形成し,界面を横切る相間移動を起こすことをポーラログラフィー法により明らかとした。昨年度検討したレセプターよりもリン酸イオンに対する錯形成能は若干小さいものの,高効率なリン酸イオンの相関移動を達成する上で水素結合に起因する安定なレセプター:リン酸イオンの1:2錯体の形成が重要であることが示唆された。また,種々の有機溶媒を用いて形成した液液界面系にアンスロイルオキシ基を吸着させ,時間分解全反射蛍光測定を行うことで,液液界面に吸着した分子周囲の誘電率が優先的溶媒和現象に依存することを見いだした。液膜界面における分子の吸着,膜透過過程についてSHG分光法および蛍光分光法を用いて検討した。脂質二分子膜で構成されるベシクルを水溶液中に分散させ,一連のヘミシアニン分子の膜吸着,膜透過過程を観測したところ,カチオン性のヘミシアニン分子に比べて双性イオン型のヘミシアニン分子の膜透過が非常に遅いことを見いだし,また,膜透過速度がヘミシアニン分子のアニリン部位に結合したアルキル鎖の長さが短いほど膜透過が遅くなることを明らかとした。