hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ガラス封止一体型可溶性ポリシラン/有機色素混合EL素子の開発

1.新規ポリシランの設計および合成(1)従来行ってきた水溶性ポリシランの合成を行い、その基本的な光学特性および耐久性などについて調査した。その結果、ポリメチルフェニルシラン(PMPS)から誘導した水溶性ポリシランは、光による劣化が激しくポリヘキシルフェニルシラン(PHPS)は耐久性が強いことが分かった。(2)容易に入手可能なデカフェニルシクロペンタシランを原料として、高分子量のポリシランを合成する方法を考案した。この方法により比較的長波長(380nm)で吸収・発光するポリシランを簡便に得ることが出来ることとなった。(3)ポリシラン側鎖に液晶分子を有する新規ポリシランの合成を行った。2.共鳴エネルギー移動過程の高効率化と導電性ゾルゲルガラスの試作昨年度に引き続き最適なポリシラン/有機色素分子の探索および新規に合成したポリシランの光特性と有機色素の組み合わせについて検討した。PMPSは入手が容易であり大量の水溶性ポリシランの合成には利点を持つ化合物ではあるが、水溶性化合物に誘導した場合、ゾルゲルガラス中でも耐久性の改善ははかれなかった。一方、PHPSはゾルゲルガラス中で高い耐性を示すことが分かった。従って、本研究の目的を達成するためには、PHPSおよびすでにゾルゲルガラス中で高い耐性を示すことが判明しているポリ(m-ヘキソキシフェニル)フェニルシランが適切であることが明らかとなった。3.可溶性(水溶性)/有機色素混合薄膜EL素子の作製とガラス封止ITO電極付きガラス基板上に可溶性(水溶性)ポリシラン/有機色素混合薄膜をスピンコート成膜を行いEL素子を作製し、その発光を確認した。平成14年度の研究概要ポリシランの特性を生かし単独あるいは複合して、新規なEL素子の開発を行うことを目的とし以下検討した。1.可溶性、水溶性ポリシランの合成ポリシランの主鎖構造はその側鎖により電子的あるいは立体的な影響を受け、その光吸収あるいは発光波長が大きく変化する。これまで知られている限り、側鎖に2つのフェニル基を有するポリジフェニルシラン(PDPS)はもっとも長波長(400nm)に吸収もつ化合物であるが、不溶・不融であるためデバイス化が困難である。そこで、片側のフェニル基上に長鎖アルコキシ基を導入することにより、溶媒への可溶化を検討したところC6以上の直鎖アルキル基を導入した場合に通常の有機溶媒に溶解性の良いポリジフェニルシラン誘導体を得ることができた。これらを使用してPDPSの光特性を保存したまま、スピンコート法により薄膜化可能な化合物を得ることができた。さらに、フェニル基上に四級アンモニウム基を導入することによりアルコールに可溶なポリジフェニルシラン誘導体を合成し、ゾルゲルガラス中に封止できることを明らかとした。2.ポリシラン封止ゾルゲルガラスの作製ポリシランは紫外光照射により主鎖が酸化し、発光効率が低下することが実用上の問題点として知られている。これに対し我々は、水溶性ポリシランをゾルゲルガラス中に導入し、主鎖が十分に伸展していること、またガラス母体の大気遮断及び保護効果により、前述の紫外光照射に伴う発光効率低下が顕著に抑制可能であることを実証した。本年は1.記載のアルコールに可溶なポリジフェニルシラン誘導体をゾルゲルガラス中に導入し、同様なガラス母体の保護効果が得られることを確認した。この技術を発展させることにより、封止膜と一体化した各種有機機能薄膜、有機ELデバイス等の可能性が示された。1.新規ポリシランの設計および合成(1)昨年度に引き続き側鎖に親水性基(アンモニウム塩構造)を有する新規水溶性ポジシランの合成およびすでに開発した水溶性ポリシランの合成を行った。

最近、ポリジメチルシランにシクロデキストリンを作用させることによって、ポリジメチルシランがシクロデキストリンに包摂され水に溶解したとの報告がなされた。この方法がその他のポリシラン類に適用される、あるいはポリシランの側鎖置換基を包摂されるよう最適化することができれば、ガラスに封じ込める可能性が開けると考え、PMPSおよび側鎖にエーテル結合を有するポリシランを新たに設計・合成しシクロデキストリンを用いて、それらの水に対する溶解性等を検討した。その結果、含有するポリシラン量は必ずしも満足のゆくものでは無いが、PMPSを含めて数種類のポリシランのシクロデキストリン包摂体が水溶性を示すことが分かった。(2)アセチレンの両端にケイ素数6からなるポリシランを合成した。しかし、その紫外吸収スペクトルはほとんどケイ素数6のポリシランの吸収波長と同じで、アセチレン結合を介しての共役の効果は観測できなかった。2.共鳴エネルギー移動過程の高効率化と導電性ゾルゲルガラスの試作昨年度に引き続き最適なポリシラン/有機色素分子の探索および新規に合成したポリシランの光特性と有機色素の組み合わせについて検討した。新たに得たシクロデキストリンに包摂したポリシラン類をゾルーゲルガラスに封じ込め、そのスピンコート膜を作製し発光スペクトルを測定したところ、使用したポリシランの発光波長に相当する位置に発光が観測されこの方法が有効であることを確認した。3.可溶性(水溶性)/有機色素混合薄膜EL素子の作製とガラス封止ITO電極付きガラス基板上に可溶性(水溶性)ポリシラン/有機色素混合薄膜をスピンコート成膜を行いEL素子を作製し、その発光を確認した。1.新規ポリシランの設計および合成(1)従来行ってきた水溶性ポリシランの合成を行い、その基本的な光学特性および耐久性などについて調査した。その結果、ポリメチルフェニルシラン(PMPS)から誘導した水溶性ポリシランは、光による劣化が激しくポリヘキシルフェニルシラン(PHPS)は耐久性が強いことが分かった。(2)容易に入手可能なデカフェニルシクロペンタシランを原料として、高分子量のポリシランを合成する方法を考案した。この方法により比較的長波長(380nm)で吸収・発光するポリシランを簡便に得ることが出来ることとなった。(3)ポリシラン側鎖に液晶分子を有する新規ポリシランの合成を行った。PMPSは入手が容易であり大量の水溶性ポリシランの合成には利点を持つ化合物ではあるが、水溶性化合物に誘導した場合、ゾルゲルガラス中でも耐久性の改善ははかれなかった。一方、PHPSはゾルゲルガラス中で高い耐性を示すことが分かった。従って、本研究の目的を達成するためには、PHPSおよびすでにゾルゲルガラス中で高い耐性を示すことが判明しているポリ(m-ヘキソキシフェニル)フェニルシランが適切であることが明らかとなった。
蛋白質中の化学反応はどのように構造変化を引き起こすエネルギーに変換されるか

蛋白質の非線形な運動を捉える試みとして、弱い摂動としての非線形運動の蛋白質におけるあり方を探る研究を行った。具体的には、非線型性の効果が抑えられている0K近傍と有限の温度でのミオグロビンの分子動力学シミュレーションを行い、振動エネルギー緩和の様子を解析した。0Kでは、非線型運動の基礎となるモードカップリングは、単純な低分子系と同じ3次のカップリングに基づいたフェルミ共鳴で記述できることが分かった。これは、運動エネルギーが移動していく先のモードが、(1)周波数の関係ω=ω1+ω2のようなフェルミ共鳴条件を満たす、(2)モードが立体構造上オーバーラップしている(これはそのまま3次のカップリング係数が大きいことと等価である)の2条件によって選択されていることからの知見である。有限温度では、0Kとは異なり、共鳴型のエネルギー移動は観測されず、3次以上のモードカップリングによるエネルギー移動が観測された。これは、共鳴型のエネルギー移動は大きなlag phaseを持つために、それlag phaseの間に励起しているモード間で、カップリングの程度に従って、エネルギーの散逸が完了してしまい、共鳴により移動すべきエネルギーが残らないためであると考えられる。このふたつのフェルミ共鳴とモードカップリングという、蛋白質の非線形運動の基礎となる現象を明らかにした。蛋白質には立体構造を変化させること、即ち大きな非線型運動を行うことで、その機能のスイッチングを行っているものが数多くある。スイッチは、光の受容、リガンド分子の結合、反応などによって切り替わり、立体構造変化へと導く。このような大きな非線型運動を起こす機構を原子レベルで解明するために、本年度は、最も基本的な素過程である光励起による振動緩和をとりあげ、非線型性の効果が抑えられているOK近傍でのシミュレーションによって研究した。対象としては、光励起による振動緩和が最もよく研究されているミオグロビンを取り上げた。シミュレーションの手順は、OKで、ある振動モードに初期運動エネルギーを与え、そのエネルギーがどのようなモードに移動していくかを見るというものである。その結果、非線型運動の基礎となるモードカップリングは、単純は低分子系と同じ3次のカップリングに基づいたフェルミ共鳴で記述できることが分かった。このことは、蛋白質のような巨大な複雑系でも振動モードが独立なものとして振る舞っているという説明と等価である。常温での振動緩和は、はるかに複雑な様相を呈するが、それらも分割すれば、このような基本的なエネルギー移動の重ねあわせとして記述できるものと考えられる。具体的には、非線型性の効果が抑えられている0K近傍でのミオグロビンのシミュレーションを行い、振動エネルギー緩和の様子を解析した。シミュレーションの手順は、0Kで、ある振動モードに初期運動エネルギーを与え、そのエネルギーがどのようなモードに移動していくかを見るというものである。その結果、非線型運動の基礎となるモードカップリングは、単純な低分子系と同じ3次のカップリングに基づいたフェルミ共鳴で記述できることが分かった。さらに、4次のカップリングの解析を行い、ω1=ω2+αという共鳴条件によってスペクトルのブロードニングが起こるというところが、3次のカップリングと異なるところであることが、確かめられた。さらに現在、低振動のエネルギー緩和を解析するために、内部座標系による解析を進行させている。昨年度までは、非線型性の効果が抑えられているOK近傍でのシミュレーションを行ったが、今年度はより高温領域での振動エネルギー移動の研究を行った。

シミュレーションの手順は、ミオグロビンに有限温度で、ある振動モードに初期運動エネルギーを与え、そのエネルギーがどのようなモードに移動していくかを見るというものである。有限温度であるために、初期状態に結果が大きく依存するために、500回のシミュレーションの平均をとった。その結果、OKとは異なり、有限温度では共鳴型のエネルギー移動は観測されず、3次以上のモードカップリングによるエネルギー移動が観測された。これは、共鳴型のエネルギー移動は大きなlag phaseを持つために、それlag phaseの間に励起しているモード間で、カップリングの程度に従って、エネルギーの散逸が完了してしまい、共鳴により移動すべきエネルギーが残らないためであると考えられる。この温度依存性のシミュレーションから、蛋白質に特有のガラス転移挙動が観測された。それは、170K近傍を挟んで、エネルギー移動の大きさが不連続的に大きくなることに現れている。これは、170K近傍で、他のconformational substateに移行することによって、モードの全体構造が変わることで、見かけ上カップリングの程度が増大したためであると考えられる。
自動車運転場面の視覚情報認知に対する聴覚情報の干渉効果

昨年度の研究では、自動車運転時の移動電話を使用した会話や意思決定が、道路上の危険及び重要事象(標識、信号、歩行者、駐車車両など)認知に与える干渉効果を測定するため、新たな指標を開発した。具体的には、被験者が自動車運転場面のビデオを注視中、同時に電話による会話を模倣した聴覚音声課題を遂行し、その後実施した各事象の出現有無を問う質問紙回答結果より、信号検出理論に基づく感受性d'値を算出し、道路認知パフォーマンスを測定した。その結果、運転場面の出現事象に対する認知レベルの判断は音声情報の同時処理により低下し、その効果はデマンドの低い道路環境でより一層大きくなることが示された。本年度では昨年度の実験を発展させ、2つの実験が実施された。音量効果実験では、聴覚課題の音量の大小を変化させ、音源効果実験では音声刺激の提示方法(ヘッドホンVSスピーカー)を変化させた。結果より、音量の大小、提示方法の双方とも道路場面の認知パフォーマンスに大きな影響を与えなかった。しかし、NASA-TLXにより測定された心的作業負荷は、音量が小さくなると全体的に高くなる傾向にあり、ヘッドホン提示条件の場合に一部の尺度で高くなった。昨年度の結果と併せて考えると、音量条件の変化や音声情報の呈示条件を変化させても道路認知パフォーマンスの変化が認められないことは、聴覚音声課題の重畳そのものが道路認知パフォーマンスに影響を与えることが提起される。一方で、音量が小さくなり音源からの距離が遠くなると、被験者は認知パフォーマンスを維持しようとするために、心的作業負荷が増大し音声情報により一層注意が向けようとする可能性が結果より示唆される。以上より、自動車運転中の情報機器使用による会話は、音声情報の提示方法に依存せず道路認知パフォーマンスに負の影響を与え、音声情報の提示状態によってその心的作業負荷が増大することが指摘される。本研究の目的は、自動車運転時の危険及び重要事象(標識、信号、歩行者、駐車車両など)に対する再認パフォーマンスが、同時遂行される聴覚音声課題や道路状況によりいかなる影響を受けるかを調べ、その機制を明らかにすることである。自動車運転時の移動電話・ラジオや音声情報システム使用など音声情報負荷に関する先行研究では、従来これらの機器操作と運転パフォーマンスとの干渉問題に焦点が当てられていた。しかし近年では、会話時や意思決定時の干渉効果の重要性を指摘する研究が評価されつつある。また、運転時の対象認知と聴覚課題との関係まで深めた実証研究は僅かであり、都市道路や住宅道路など種々の道路状況における干渉効果の差異にも検討すべき点が多いことが、先行研究のレビューより明らかとなった。以上をふまえ、本年度の実験では、被験者に自動車運転場面のビデオを注視中、同時に電話の会話をシミュレートした聴覚課題を遂行させた。その後、各事象の出現有無を問う二者択一質問紙に回答させた。再認パフォーマンスの指標として、信号検出理論に基づく感受性d'値が算出された。そして聴覚課題有無や道路場面状況によりd'値を始めとする各種変数がいかに変化するかを検討した。以下にはd'値に対する結果の概略のみ報告する。実験結果より、再認課題より信号検出理論におけるd'値は、出現事象の少ない道路状況の方が出現事象の多い道路状況よりも有意に高かった。また聴覚課題と道路状況との交互作用が認められ道路状況事象少条件d'値は音声課題重畳により減少することが示された。d'値が認知指標であると仮定すると、運転場面の出現事象に対する認知レベルの判断は聴覚音声情報の同時処理により低下し、その効果は道路環境に依存することが結果から示唆される。すなわち、運転時の認知パフォーマンスは、比較的開けた道路環境においてこそ音声課題の影響を受けやすいと考えられる。
定時制・通信制高等学校の再編成に関する実証的研究

本研究は,わが国の定時制・通信制高等学校が,現在いかなる教育機会として存在し,どの様な問題を抱えているかを明らかにした上で,今後これらの教育を改善・改造する有効な視点を実証的に評価・検討することを目的として進められた.具体的にわれわれは,数種類の調査を実施し,以下の知見を得た.定時制高校の制度的特徴として,勤労青年少年教育としての独自性強調,教育諸条件の問題,地域社会との結びつき,制度学校運営の多様性,教育理念と生徒層の現実のギャップなどがあげられる.これに対し,通信制はより生涯教育的な性格が強く,定時制と通信制は教育運営,生徒層,教育効果の点でかなり異質である.(1)教育効果の観点から,多様な生徒層の実態と学校生活の意義,学校の教育的対応を明らかにした.中途退学者の規定要因分析,障害者受入れの実態などを具体的に検討した.(2)後期中等教育人口の急減期における定時制・通信制生徒数及び学校数を西暦2000年まで将来予測を行った.後期中等教育システムに関する教育政策モデルを想定し,教育人口を全国及び各都道府県別に推計した結果,いずれのモデルにおいても今後かなり生徒減少を経験することが明らかとなった.(3)学校統廃合の実施は中卒勤労青少年の高校教育機会を大幅に低下させている.(4)専修コースなど先導的な学校経営の実態と明らかにするとともに,今後の定通教育のあり方や教育改善・改革策に対する教育の意見を調査により把握した.教員の意見は,所属県の教育の状況や教育政策・行財政のコンテクスト(例えば学校統廃合の進行度)により異なるが, ,勤労青少年教育としての立場を守りつつ,生涯教育的な改善策に対しても肯定的である.また単位制高校導入や大検の採用等,焦点的な問題について教員の意見を明らかにした.今後は,生涯教育の観点からの改善・改革だけでなく,リポーティブ・エデュケーションの観点から取らえていくことが必要である.本研究は,わが国の定時制・通信制高等学校が,現在いかなる教育機会として存在し,どの様な問題を抱えているかを明らかにした上で,今後これらの教育を改善・改造する有効な視点を実証的に評価・検討することを目的として進められた.具体的にわれわれは,数種類の調査を実施し,以下の知見を得た.定時制高校の制度的特徴として,勤労青年少年教育としての独自性強調,教育諸条件の問題,地域社会との結びつき,制度学校運営の多様性,教育理念と生徒層の現実のギャップなどがあげられる.これに対し,通信制はより生涯教育的な性格が強く,定時制と通信制は教育運営,生徒層,教育効果の点でかなり異質である.(1)教育効果の観点から,多様な生徒層の実態と学校生活の意義,学校の教育的対応を明らかにした.中途退学者の規定要因分析,障害者受入れの実態などを具体的に検討した.(2)後期中等教育人口の急減期における定時制・通信制生徒数及び学校数を西暦2000年まで将来予測を行った.後期中等教育システムに関する教育政策モデルを想定し,教育人口を全国及び各都道府県別に推計した結果,いずれのモデルにおいても今後かなり生徒減少を経験することが明らかとなった.(3)学校統廃合の実施は中卒勤労青少年の高校教育機会を大幅に低下させている.(4)専修コースなど先導的な学校経営の実態と明らかにするとともに,今後の定通教育のあり方や教育改善・改革策に対する教育の意見を調査により把握した.教員の意見は,所属県の教育の状況や教育政策・行財政のコンテクスト(例えば学校統廃合の進行度)により異なるが, ,勤労青少年教育としての立場を守りつつ,生涯教育的な改善策に対しても肯定的である.また単位制高校導入や大検の採用等,焦点的な問題について教員の意見を明らかにした.今後は,生涯教育の観点からの改善・改革だけでなく,リポーティブ・エデュケーションの観点から取らえていくことが必要である.昭和60年代半ばから70年代にかけて後期中等教育人口の急減期が予想されており、その中で定時制・通信制高校を今後どのような教育機関として位置づけていくかが焦点的課題となっている。このような課題に対し、今年度は昨年度からの研究成果をひき継ぎ、調査データの分析・検討を進めるとともに、以下に示す研究の成果を得た。(1)定時制通信制教育に関する教育人口及び学校数の将来推計を人口動態を基にしたシミュレーション分析により行った。具体的には教育人口のinput-outputが現状のまま維持される現状維持モデルと全日制全入モデルを作成し、西暦2000年までの将来予測を行なった。(2)定時制・通信制高校教員に対し、学校改革・改善策に関する意見調査を実施した。単位制高校実施に対しては賛否相半ばであったが、賛成意見の内実は既存の定時制・通信制は現状のままとし、別タイプの高校としてならば賛成とするものが多い。また有効な改善策としては「クラス定員の縮小」を望む教員が65.4%と最も多く、次いで「カウンセラーの配置」など主に生徒指導をめぐる改善策への要望が強いことが明らかとなった。他に生涯教育機関としての位置づけやカリキュラム等についての意見を尋ねたが、教員の意見は所属県の教育政策・行財政のコンテクスト(例えば学校統廃合の進行度)によって大きく左右されることが明らかとなっている。(3)定時制・通信制の教育の実態については、昨年度からの学校調査データの分析を進めるとともに、他方、中退者に対するインタヴュー調査を行うことにより、中退メカニズムの解明と彼らの職業キャリア、教育キャリアの追跡を行なっている。
日本人自閉症児に見られる新規染色体コピー数変異の探索

自閉症の発症には,遺伝素因が強く影響することが知られているものの,染色体異常や遺伝子変異の判明する例は,自閉症児全体のせいぜい10-15%程度に過ぎず,大部分の症例では原因不明である.申請者は,自閉症固有の病態を理解し,新たな原因遺伝子検索や有効な治療法を開発する上で効率的な手段を確立するために,自閉症関連タンパク質問相互作用ネットワークを構築した(Sakai, Sci TM, 2011).本研究では,日本人における自閉症の遺伝的背景をゲノムワイド・マイクロアレイCGH解析によって明らかにし,インタラクトームとの関連性からその機能的な意義を解明する.自閉症の多様な遺伝的要因と生物学的な発症メカニズムとの関連を包括的に理解する試みはこれまでに例がなく,本研究計画は,効果的な治療戦略を創出する上で重要な基盤になることが期待される.研究初年度である本年は,本計画内容に関して,九州大学遺伝子・ゲノム解析倫理委員会の承認を得た.当院小児科を受診した特徴的な臨床徴候を示す患児を対象に,末梢血から採取したDNAを用いてマイクロアレイCGH解析を行った.その結果,これまでに報告のない新たな遺伝子コピー数変異(cNv)を含む,4例の染色体構造異常(5q,22q,12p,および2p領域)を検出する-ことができた(論文投稿準備中).これらのCNVと臨床表現型との関連性,および自閉症の普遍的メカニズムについて,培養細胞とマウスモデルを用いた実験を計画・進行中である.自閉症の発症には,遺伝素因が強く影響することが知られているものの,染色体異常や遺伝子変異の判明する例は,自閉症児全体のせいぜい10-15%程度に過ぎず,大部分の症例では原因不明である.申請者は,自閉症固有の病態を理解し,新たな原因遺伝子検索や有効な治療法を開発する上で効率的な手段を確立するために,自閉症関連タンパク質問相互作用ネットワークを構築した(Sakai, Sci TM, 2011).本研究では,日本人における自閉症の遺伝的背景をゲノムワイド・マイクロアレイCGH解析によって明らかにし,インタラクトームとの関連性からその機能的な意義を解明する.自閉症の多様な遺伝的要因と生物学的な発症メカニズムとの関連を包括的に理解する試みはこれまでに例がなく,本研究計画は,効果的な治療戦略を創出する上で重要な基盤になることが期待される.研究初年度である本年は,本計画内容に関して,九州大学遺伝子・ゲノム解析倫理委員会の承認を得た.当院小児科を受診した特徴的な臨床徴候を示す患児を対象に,末梢血から採取したDNAを用いてマイクロアレイCGH解析を行った.その結果,これまでに報告のない新たな遺伝子コピー数変異(cNv)を含む,4例の染色体構造異常(5q,22q,12p,および2p領域)を検出する-ことができた(論文投稿準備中).これらのCNVと臨床表現型との関連性,および自閉症の普遍的メカニズムについて,培養細胞とマウスモデルを用いた実験を計画・進行中である.
Dendritic cellの分化因子の精製とcDNAのクロ-ニング

報告者は一例の悪性組織球症患者の末梢血より悪性組織球症細胞(MH細胞)と、これに親和性を示すhelper T cellを得た。後者はILー2存在下で前者を樹状細胞に分化させる液性因子を分泌することを発見し、これに樹状細胞分化因子(dendritic cell differntiation factor,DCDF)と名付けた。今回の研究ではこのDCDFの分離精製を行いcーDNAのクロ-ニングに必要な情報と材料の確保という基本的な成果が得られた。まず、DCDFの粗分画は培養上清を硫酸アンモニウム分画を行い、6070%飽和硫安沈澱分画を得、これを20mM TrisーHCI buffer,pH7.8に対して透析を行った。これをファルマシアFPLCシステムをもちいてカラムクロマトグラフィ-を行って精製した。まず、陰イオン交換クロマトグラフィ-としてMonoーQクロマトグラフィ-を行うと、活性分画は素通り分画に得られた。これを濃縮し、20mM TrisーHCI buffer,pH7.4に対して透析し、陽イオン交換クロマトグラフィ-としてMonoーSクロマトグラフィ-を行った。すると、活性分画は吸着分画として現れた。この分画をさらに濃縮し、ゲル漉過クロマトグラフィ-を行うと、活性分画は分子量約40kdの部分に現れた。これをSDSーPAGEを行うと、40kdのバンドのほかに数本の共雑蛋白のバンドがみられ、完全精製には至っていない。この部分精製DCDF標品を用いてDCDFの血液単球に対する作用を検討した。DCDFは血液単球に対して突起形成などの形態学的な樹伏化、HLAーDR抗原の発現を著明に強め、またCD1抗原の発現を誘導した。DCDFは完全精製には至っていないので、cーDNAクロ-ニングにまでは至っていない。
超高圧を利用した異常磁気伝導を示す遍歴らせん磁性体の開拓

立方晶ペロブスカイトSrFeO3は、金属的伝導性とらせん磁性を併せもつ希有な酸化物として古くから知られていたが、単純ならせん磁性では説明できない磁気輸送特性を示すことから、スカーミオンなどのトポロジカルに新しいらせん磁性相の存在が期待されていた。本研究では、フローティングゾーン法と高圧合成法を組み合わせることで、SrFeO3およびその周辺物質の大型単結晶育成に世界で初めて成功し、磁化・抵抗・ホール抵抗測定から多彩な新奇らせん磁性相を含む磁気相図を確立した。さらに磁場中における偏極中性子回折実験を行うことで、この系が4つの磁気伝搬ベクトルを有するmulti-Qらせん磁性体であることを見いだした。高圧下で酸素アニールすることで得られるペロブスカイトSrFeO_3は、低温でらせん磁性を示すことが知られていた。しかしながら最近我々のグループがこの物質の大型単結晶育成に成功し、ホール抵抗測定などにより基底状態が単純ならせん磁性でないことが明らかになりつつある。本年度は、トポロジカルホール効果を示すことが示唆された立方晶ペロブスカイトSrFeO3において、スカーミオン相(特異な渦状スピンの長周期構造をもつ相)が実現しているかどうかを確認するため、FZ法と高圧合成を組み合わせることで大型単結晶を作製し、マックスプランク研究所のKeimer教授らのグループと共同で、PSI(スイス)において磁場中における小角中性子散乱(SANS)実験を行った。その結果、トポロジカルホール効果を示す相において、単一の伝搬ベクトルでは説明できない新しいトポロジカルらせん磁性相が実現していることが示唆された。今後、4軸中性子回折系を用いた実験により、詳細な磁気構造の決定を行う予定である。次に、共同研究者の上田健太郎氏がパイロクロア型モリブデン酸化物(Y,Tb,Cd)2Mo2O7の高圧合成に成功し、パイロクロア格子上の局所的な三角格子に配置した非共面的なスピン構造に由来するトポロジカルホール効果を観測することに成功した。中性子回折による詳細な磁気構造を決定するため、現在高圧下単結晶作製を試みている。本研究は、高圧合成法を用いてスカーミオンなどの新奇ならせん磁性を示す遷移金属酸化物の開拓及びそれらの単結晶育成を行い、異常磁気輸送現象の探索とそのメカニズムの解明を目的として行った。研究期間の前半は、中性子回折実験により立方晶ペロブスカイトSrFeO3が4つの等価な<111>方向に伝搬するmultiple-Qの新奇らせん磁性相を有することを明らかにした。最終年度は、SrFeO3でみられたような新奇磁性相の開拓を目指し、室温強磁性を示す立方晶ペロブスカイトSrCoO3に着目してその周辺物質の高圧合成を行った。SrCoO3のAサイトの一部を元素置換した大型単結晶試料を作製したところ、置換量が増えても立方晶構造が保たれること、また置換によって強磁性相が急速に不安定化し、新たな磁気相が出現することを見いだした。今のところ単一ドメインの大型単結晶が得られていないため、磁気輸送特性の精密測定には成功していないが、今後は単結晶育成条件を最適化し、パルス強磁場下での磁気輸送測定や中性子回折実験を行うことで、新たな磁気相の詳細を明らかにする予定である。近年、磁気スカーミオンと呼ばれるトポロジカルに安定な渦状のらせんスピン構造体が、新しいスピントロニクス技術を生み出す舞台として注目されている。本研究で扱った立方晶ペロブスカイトSrFeO3は、金属的伝導性とらせん磁性を併せもつ希有な酸化物として古くから知られていたが、その一方で単純ならせん磁性では説明できない物性も報告されており、新しいスカーミオン相の存在が期待される系だと言える。本研究では、育成が困難であったSrFeO3の大型単結晶の高圧合成を行い、磁化・抵抗・ホール抵抗測定及び中性子回折実験を行うことで、磁気基底状態の解明と新しいトポロジカルらせん磁性相の探索を目指した。その結果、SrFeO3は5種類のらせん磁性相をもっており、そのうち低温低磁場の2種類のらせん磁性相が、巨大トポロジカルホール効果を示すこと、またわずかなCo置換よってそれらが不安定化することを確認した。このわずかなCo置換を行った試料を用いて、磁場中における偏極及び非偏極中性子を用いた小角中性子散乱実験を行ったところ、低温低磁場相において2種類のスカーミオン格子が実現していることを強く示唆する結果を得ることができた。現在、これらが新奇なスカーミオン格子であることを裏付けるべく、偏極中性子回折実験の解析や、理論的な考察を進めているところである。小角中性子散乱により、SrFeO3においてまったく新しいトポロジカルらせん磁気相の存在を示唆する結果が得られたため。

また、トポロジカルホール効果を示す新しい系、パイロクロア型モリブデン酸化物(Y,Tb,Cd)2Mo2O7の高圧合成に成功したこと。25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究ではまず、SrFe1-xCoxO3の単結晶試料の高圧合成を行い、それらの磁気相図を作成した。x >0.15で系が強磁性的になることが既に報告されていたが、我々は特にx < 0.1の領域に着目し、SrFeO3で見いだされた5種類のらせん磁性相がわずかなCo置換によってどのような影響を受けるかを調べた。その結果、x = 0.01では5種類のらせん磁性相が確認されたものの、x = 0.02では相の種類が3つに、それ以上xを増加させると1種類になること確認された。これは、SrFeO3で実現した新奇なmulti-Qらせん磁気相が、わずかな磁性不純物によって不安定化し、シンプルなsingle-Qらせん磁性相になることを示唆している。さらに、新奇ならせん磁性相の磁気構造を詳しく調べるため、マックスプランク研究所Keimerグループの協力のもと、小角中性子散乱及び偏極中性子散乱実験を行った。試料はFeサイトの1 %をCoで置換したものを用いた。その結果、最低温において立方晶の4つの等価な<111>方向に磁気伝搬ベクトルをもつmulti-Qらせん磁性相が実現していることが明らかとなった。これは、基底状態として3次元スカーミオン格子が実現している可能性を強く示唆するものであり、世界初の観測例だと言える。また、共同研究者である関真一郎氏により、キラルな空間群をもつCu2OSeO3が、B20合金系で見られたものと同じ2次元スカーミオン格子を発現することが見いだされた。この物質は、絶縁体としてスカーミオン磁気相を示す初めての系であり、また電気磁気効果を示す興味深い系である。新しいトポロジカルらせん磁性相が示唆されたSrFeO3に着目し、SrサイトのBa置換系やFeサイトのCo置換系などの周辺物質を積極的に開拓する。さらに、中性子散乱を用いた磁気構造解析を進めていく。今後は、SrFeO3の低温低磁場相が新奇な3次元スカーミオン格子相であることを裏付けるべく、偏極中性子回折実験の解析を進める。また、歪みゲージを用いて磁気転移に伴う格子変形を測定することにより、スカーミオン相を含む各磁気秩序相の対称性を調べる。これにより、中性子回折実験から示唆された磁気構造モデルの検証を行うことができると期待している。次に、パルス強磁場中でSrFeO3のホール抵抗測定を行うことで、低温高磁場におけるらせん磁性相の解明を目指す。これにより特に20T以上の高磁場領域で出現するらせん磁性相が、単一のQベクトルをもつコニカルらせん磁性なのか、複数のQベクトルをもつスカーミオン格子なのかといった情報を得ることができると期待される。これと平行して、SrサイトやFeサイトの元素置換を試みる。これにより、パルス強磁場下でしか出現しなかったらせん磁性相を、実験室系のマグネットで到達可能な低い磁場下で安定化させることができるようになると期待される。
ハイドロキシアパタイトを担体とした骨形成因子による骨形成の検討

1.ハイドロキシアパタイト(以下アパタイト)の長管骨骨膜下移植による骨形成の検討8週齢SDラットを用い、脛骨骨膜下および骨膜上に2×3×4mmのアパタイト多孔体を移植した。その結果、骨膜下移植群では骨形成が認められ、新生骨はアパタイト多孔体のporeの内部まで存在していた。骨膜上移植群では、アパタイトと骨表面の間に軟部組織の介在を認め、新生骨の形成は殆ど認められなかった。新生骨とアパタイトとの境界面を観察すると、アパタイトはいわゆるscallopingを形成しており、この新生骨はアパタイトがなんらかの吸収細胞によって吸収された後、形成されたことを示唆しており、従来の骨髄内の移植と異なり、新しい知見と考えられた。さらにこのアパタイトと新生骨の境界付近に認められる多核細胞と、アパタイトの外層に認められる多核細胞は、胞体の大きさや、核の数が異なり、異なる性質をもった細胞と考えられ、酵素染色などの手法により、その性格を追求中である。また更にアパタイトにTGF-βを含浸させ、骨膜下に移植し、組織学的な検討を遂行中である。F344ラット(new born)の頭頂部皮下に5ないし20ng/animalのTGF-βを注射投与した。その結果非投与群に比し、投与群では石灰化速度の低下、骨標識率の低下、類骨層幅の低下などの骨形成抑制傾向を認めた。TGF-βは従来の報告では骨形成促進作用があるとされてきたので、再度確認するために、同じ動物を用い直視下にTGF-βを頭蓋冠骨膜下に注射したところ、注射部位にwoven boneの形成を認めた。この反応の違いは、投与したTGF-βの局在による周囲の細胞の反応の違いと考えられた。1.ハイドロキシアパタイトの長管骨骨膜下移植による骨形成の検討ハイドロキシアパタイトの移植に関する過去の研究は、骨髄内への移植がほとんどであり、その際認められる新生骨はハイドロキシアパタイトの表面に直接添加される様式をとっている。われわれは、ハイドロキシアパタイトを骨膜下に移植し、どのような細胞の連鎖が起き、骨形成が生ずるのか検討した。8週齢のSDラットを用い、3群に分けた。骨膜下移植群(近位脛骨骨膜下に移植)、脛骨骨膜上移植群(近位脛骨骨膜上に移植)、大腿骨骨膜上移植群(大腿骨骨幹中央に移植)。移植したハイドロキシアパタイトは、焼成温度900度、気孔率70%、気孔径90μmで4×3×2mm大のブロックを用いた。移植後6週で屠殺し、組織学的な検討を行った。その結果骨膜上にハイドロキシアパタイトを移植した群では、ハイドロキシアパタイトと骨表面の間に軟部組織の介在を認めたが、骨膜下で移植した群では介在する組織を認めず、骨とハイドロキシアパタイトの間に新生骨を認め、この新生骨はハイドロキシアパタイトと結合していた。このハイドロキシアパタイト表面の新生骨を観察すると、ハイドロキシアパタイトが吸収されてscallopingを形成したところに新生骨が形成されており、今までの報告にない新しい骨新生の様式を確認した。2.低用量TGFーβのラット頭蓋冠に対する影響TGFーβは骨基質内蛋白であり、大量の局所投与により骨形成を促進する可能性が指摘されている。しかし過去のこれらの報告では、用いられている量が非生理的な量であり、形成される量も線維性骨であることから、低量を用いた。F344雄ラットを用い、TGFーβを0,5,20ng/animalの用量で週6日、2週間頭頂部中央皮下に投与した。その結果対照群に比し、TGFーβ投与群では石灰化速度の低下、骨標識率の低下、類骨層幅の低下を認め、骨基質形成および石灰化の抑制傾向が認められた。

TGF-βは従来の報告では骨形成促進作用があるとされてきたので、再度確認するために、同じ動物を用い直視下にTGF-βを頭蓋冠骨膜下に注射したところ、注射部位にwoven boneの形成を認めた。この反応の違いは、投与したTGF-βの局在による周囲の細胞の反応の違いと考えられた。
血管内皮前駆細胞の組織再生への応用

ヒト血管内皮前駆細胞(EPC)を末梢血から分離・培養を試みた.血管内皮マーカーならびに幹細胞マーカー陽性の前駆細胞を用いて血管新生能の観点からそれらの性質を正常血管内皮細胞と比較した. EPCは正常血管内皮細胞に比較し,血管新生因子の産生が高いこと, in vitroにおいて血管新生能が亢進していることが見出された.またこれらはin vivoでは虚血部位に動員されており、組織再生に貢献できる可能性が示唆された.ヒト血管内皮前駆細胞(EPC)を末梢血から分離・培養を試みた.血管内皮マーカーならびに幹細胞マーカー陽性の前駆細胞を用いて血管新生能の観点からそれらの性質を正常血管内皮細胞と比較した. EPCは正常血管内皮細胞に比較し,血管新生因子の産生が高いこと, in vitroにおいて血管新生能が亢進していることが見出された.またこれらはin vivoでは虚血部位に動員されており、組織再生に貢献できる可能性が示唆された.平成21年度の研究成果としては、ヒト末梢血からのEPCの分離培養の系を立ち上げることができた。末梢血由来のEPCはUEA-1 lectin陽性で、DiI-4c-LDLの取り込み陽性であり血管内皮としてのcharacterが確認された。また、マウスからも同様に末梢血からEPCを分離し、それらの培養方法を検討し、系を立ち上げることができた。マウスEPCに関してはBS1-B4 lectinが陽性であることが示され、またVEGFR2やCD144などの血管内皮マーカーの発現が確認された。これらはいずれもCD34、CD105などの幹細胞マーカーが陽性であることがFACSによって確認され、前駆細胞としての性質を培養条件下でも維持することが示された。これらのEPCを用いて血管新生能について解析をした。正常血管内皮細胞と比較して、増殖が早いこと、また遊走に関わるシグナル分子Aktのリン酸化が亢進していることなどを確認した。これらのEPCはVEGFに対して正常血管内皮細胞よりも遊走能が亢進していた。これらのことより、末梢血から血管内皮前駆細胞を分離培養することが可能で、それらが確かに血管内皮細胞にin vitroで分化することが示され、高い血管新生能をもっていることが示唆された。将来的にはこれらの細胞を組織に移植することにより虚血に陥った部位の血管新生を促進するための利用なども可能になると思われ重要である。平成22年度の研究成果としては、ヒト末梢血からの前駆細胞が正常血管内皮細胞に比較して増殖や遊走能が高いことを確認した.さらに今年度は前駆細胞が低酸素環境内において他の正常血管内皮細胞と比較して生存能が高いのかどうかについても解析した.CD90陽性でかつ血管内皮マーカーポジティブな前駆細胞は低酸素環境下においてもアポトーシスをおこしづらく,生存能が高いことが示された.このことより虚血に陥った組織においてこれら前駆細胞が血管新生に有利に働く可能性が示唆された.また,低血清条件下において正常血管内皮細胞よりもアポトーシスをおこしにくいことが示され,前駆細胞がより虚血や低酸素状態におかれても生存する能力が高いことが示唆された.また,さらにこれらの細胞はVEGFR2の発現が高く,虚血に陥った組織で発現が亢進したVEGFによって動員されやすいことが示された.次に初代培養である前駆細胞をin vivo移植して組織への動員の程度を解析するために細胞のラベリング法を検討した.ウイルス発現ベクターによる蛍光タンパクの発現をせずにこれら細胞を蛍光標識して生体内でトレースするためにPKH26dyeやPKH67dye,さらにPolalicなどにより細胞を蛍光標識して生体内で観察可能期間や蛍光強度,また検出する手法についても検討を行っている.1週間くらいの期間であれば標識された細胞の検出が可能であることが示され,今後創傷部位などにおける動員の程度を解析する予定である.またこのような末梢血由来の前駆細胞は血管内皮用培地で培養すると血管内皮マーカー陽性になることから,今後血管内皮への分化誘導の至適条件を解析する予定である.平成23年度の研究成果としては、ヒト末梢血からの前駆細胞が正常血管内皮細胞に比較して血管新生能がが高いことを確認した.さらに今年度は前駆細胞が低酸素環境や低血清環境において他の正常血管内皮細胞と比較して生存能が高いのかどうかについても解析した.CD90陽性でかつ血管内皮マーカーポジティブな前駆細胞は低血清・低酸素環境下においてもアポトーシスをおこしづらく,生存能が高いことが示された.このことより虚血に陥った組織においてこれら前駆細胞が血管新生に有利に働く可能性が示唆された.また,スフェロイドプレートによるスフェロイド形成能も高いことから血管新生能が高ことがわかった.さらにこれらの細胞はVEGFR2の発現が高く,VEGF刺激によるAktの活性化も正常血管内皮細胞よりも著しく,VEGFによって動員されやすいことが示された.次に初代培養である前駆細胞をin vivo移植して組織への動員の程度を解析するために細胞のラベリング法を検討した.ウイルス発現ベクターによる蛍光タンパクの発現をせずにこれら細胞を蛍光標識して生体内でトレースするためにPKH26dyeやPKH67dye,さらにPolalicなどにより細胞を蛍光標識して生体内で観察可能期間や蛍光強度,また検出する手法についても検討を行っている.

1週間くらいの期間であれば標識された細胞の検出が可能であることが示された.マトリゲルでこれらの細胞を懸濁しマウスの皮下に移植してinv ivo血管新生能を検討したところ,正常血管内皮懸濁マトリゲルよりもより多くの血管新生が見られた.これら前駆細胞において,COX-2,VEGFのほか,幹細胞マーカーの他に腫瘍血管内皮細胞において発現が充進していた分子のいくつかの分子の発現充進も見られ,その高い血管新生能のメカニズムの一つと考えられた.
人工草地生態系におけるカヤネズミの役割

今年度調査を行った大分県畜産試験場(大分県直入郡久住町)内の採草用牧草地では、外来牧草の播種される人工草地と半自然草原(以下野草地)が隣接しており、野草地は8月に年に一度の刈り取りを行っている草地(以下刈り取り野草地)および3月に年一回の火入れを行っている草地(以下火入れ野草地)に分けられ、また二つの人工草地は、いずれも5月・7月・9月に刈り取りを行う3回刈り利用となっている。4月から7月までの調査の結果、人工草地ではアカネズミ・ハタネズミ・カヤネズミが捕獲され、火入れ野草地ではハタネズミ・アカネズミが捕獲された。これに対し、刈り取り野草地では、カヤネズミのみが捕獲された。火入れ野草地および人工草地では、アカネズミおよびハタネズミの密度が非常に高くカヤネズミに対してトラップが機能せず、カヤネズミの調査が思うように進まなかった。それにもかかわらず、刈り取り野草地においてカヤネズミおよび他の二種の食痕がほとんど見つからなかったことから、今回調査した草地においては、カヤネズミは野草地ではなく基本的に人工草地を利用することが明らかとなった。このことから、カヤネズミは草の成長の遅い野草地よりも葉の長い外来牧草が長い期間繁茂する人工草地を長期利用すると考えられ、生態学的には評価の低い人工草地が野生哺乳類の生息地として野草地よりもむしろ高い機能を持つ場合もあることが示唆された。また、今回の調査地のように高密度にアカネズミおよびハタネズミの生息するに場所では、新たな調査方法を考案する必要がある。2002年8月に韓国ソウルで開催された国際生態学会INTECOLにおいて、これまでの研究成果を発表した。
マグネシウム合金中の階段状c転位の形成メカニズムと林転位強化への展開

本研究課題は希薄マグネシウムーイットリウム(Mg-Y)基固溶体合金においてクリープ変形時に導入される特異な階段形状を持つ不動化されたc転位に注目し,これら階段状c転位の導入プロセスの検討と,階段状c転位を用いた強化法の有効性について検討することを目的としている.平成30年度は室温下で導入された階段状のc転位がMg-Y基固溶体合金の200°C近傍のクリープ挙動に対する与える影響について検討した.2種類のMg-Y-Zn希薄固溶体合金を対象とし,そのクリープ挙動のY濃度依存性の検討を行ったところ,Y濃度を増加させるとクリープ変形の主たる担い手である底面上のa転位の割合が増加するため,低Y濃度の固溶体に比べてa転位のすべり運動の抑制効果が期待できることがわかった.室温で導入された階段状のc転位が高温クリープに与える影響を検討したところ,荷重負荷直後の特性については改善が認められたものの,クリープ速度に大幅な改善は認められなかった.その要因として,室温での塑性変形時には階段状のc転位と同時に,底面上のa転位も高密度に導入されることが考えられる.また,転位と同時に双晶も粒内に導入されるため,双晶導入に伴う付加的な効果も考慮する必要があることがわかった.更に,予変形後の試料に静的熱処理を加えると底面上のa転位は高密度のまま残留する一方,階段状のc転位の割合が低下する傾向が認められた.以上より,熱的に安定な階段状のc転位を導入し,その純粋な効果を検討するためには,室温での予変形は適切ではなく,ひずみ負荷時の温度やひずみ速度が重要であると考えられる.平成30年度ではより高濃度のイットリウムを添加したMg-Y-Zn固溶体合金をターゲットとした.これは高温下で変形の主すべり系である底面aすべりの割合を増加させ,より階段状c転位の効果を抽出しやすくすることを狙ったものである.検討の結果,予想通りY濃度を増加させたMg-0.87Y-0.02Zn合金ではより高温側で底面aすべりの割合が増加した.また,本合金は室温下で階段状のc転位が導入できることから強い林転位効果が期待されたが,室温で導入された階段状のc転位の熱的安定性は本年度ターゲットとしたクリープ温度である480Kでは低く,その効果はクリープのごく初期に限られることがわかった.ところで,Y濃度がより低いMg-0.3Y-0.02Zn合金では,450Kのクリープにおいて変形初期から導入された階段状のc転位がクリープ変形に伴い増加するとの結果が得られている.従って単純な室温下での塑性ひずみ付加は安定な階段状c転位の導入方法として適切ではなく,温度ならびにひずみ速度を考慮した階段状c転位の導入プロセスを検討する必要があることが明らかとなった.そのため,今後は室温以上の温度を付加した条件で予ひずみを付与し,一旦導入された階段状c転位の熱的安定性を検討することとした.平成30年度の検討の結果,室温塑性変形で導入された階段状c転位の熱的安定性は良好でなく,高温変形時には回復や移動によってその形状を維持できない可能性が見出された.すなわち,階段状c転位の易動度は導入される温度によって異なる可能性が平成30年度の検討結果によって示唆された.従って階段状c転位の熱的安定性を詳細に検討するため,令和元年度には階段状c転位の易動度や運動形式について室温塑性変形と熱処理の組み合わせや,室温塑性変形後の試料の転位組織を加熱ホルダを用いて観察することで明らかにする.このことから,本研究課題の目的の一つである,階段状c転位の発生ならびに導入起源を明らかにすることが可能であると考えられる.また,これまでの実験結果より,Mg-0.3Y-0.02Zn合金を用いるとクリープ変形を利用した階段状c転位の制御は比較的容易であると考えられる.そのため,来年度は室温以上の温度下での予変形を用いた効果的なc転位の導入プロセスの探索を行う一方,Mg-0.3Y-0.02Zn合金を用いてクリープ条件下で階段状c転位の制御を行い,室温強度に与える影響を調査することで,階段状c転位を用いた強化法の有効性を検討する.本研究課題は希薄マグネシウムーイットリウム(Mg-Y)基固溶体合金においてクリープ変形時に導入される特異な階段形状を持つ不動化されたc転位に注目し,これら階段状c転位の導入プロセスの検討と,階段状c転位を用いた強化法の有効性について検討することを目的としている.平成30年度は室温下で導入された階段状のc転位がMg-Y基固溶体合金の200°C近傍のクリープ挙動に対する与える影響について検討した.2種類のMg-Y-Zn希薄固溶体合金を対象とし,そのクリープ挙動のY濃度依存性の検討を行ったところ,Y濃度を増加させるとクリープ変形の主たる担い手である底面上のa転位の割合が増加するため,低Y濃度の固溶体に比べてa転位のすべり運動の抑制効果が期待できることがわかった.室温で導入された階段状のc転位が高温クリープに与える影響を検討したところ,荷重負荷直後の特性については改善が認められたものの,クリープ速度に大幅な改善は認められなかった.

その要因として,室温での塑性変形時には階段状のc転位と同時に,底面上のa転位も高密度に導入されることが考えられる.また,転位と同時に双晶も粒内に導入されるため,双晶導入に伴う付加的な効果も考慮する必要があることがわかった.更に,予変形後の試料に静的熱処理を加えると底面上のa転位は高密度のまま残留する一方,階段状のc転位の割合が低下する傾向が認められた.以上より,熱的に安定な階段状のc転位を導入し,その純粋な効果を検討するためには,室温での予変形は適切ではなく,ひずみ負荷時の温度やひずみ速度が重要であると考えられる.平成30年度ではより高濃度のイットリウムを添加したMg-Y-Zn固溶体合金をターゲットとした.これは高温下で変形の主すべり系である底面aすべりの割合を増加させ,より階段状c転位の効果を抽出しやすくすることを狙ったものである.検討の結果,予想通りY濃度を増加させたMg-0.87Y-0.02Zn合金ではより高温側で底面aすべりの割合が増加した.また,本合金は室温下で階段状のc転位が導入できることから強い林転位効果が期待されたが,室温で導入された階段状のc転位の熱的安定性は本年度ターゲットとしたクリープ温度である480Kでは低く,その効果はクリープのごく初期に限られることがわかった.ところで,Y濃度がより低いMg-0.3Y-0.02Zn合金では,450Kのクリープにおいて変形初期から導入された階段状のc転位がクリープ変形に伴い増加するとの結果が得られている.従って単純な室温下での塑性ひずみ付加は安定な階段状c転位の導入方法として適切ではなく,温度ならびにひずみ速度を考慮した階段状c転位の導入プロセスを検討する必要があることが明らかとなった.そのため,今後は室温以上の温度を付加した条件で予ひずみを付与し,一旦導入された階段状c転位の熱的安定性を検討することとした.平成30年度の検討の結果,室温塑性変形で導入された階段状c転位の熱的安定性は良好でなく,高温変形時には回復や移動によってその形状を維持できない可能性が見出された.すなわち,階段状c転位の易動度は導入される温度によって異なる可能性が平成30年度の検討結果によって示唆された.従って階段状c転位の熱的安定性を詳細に検討するため,令和元年度には階段状c転位の易動度や運動形式について室温塑性変形と熱処理の組み合わせや,室温塑性変形後の試料の転位組織を加熱ホルダを用いて観察することで明らかにする.このことから,本研究課題の目的の一つである,階段状c転位の発生ならびに導入起源を明らかにすることが可能であると考えられる.また,これまでの実験結果より,Mg-0.3Y-0.02Zn合金を用いるとクリープ変形を利用した階段状c転位の制御は比較的容易であると考えられる.そのため,来年度は室温以上の温度下での予変形を用いた効果的なc転位の導入プロセスの探索を行う一方,Mg-0.3Y-0.02Zn合金を用いてクリープ条件下で階段状c転位の制御を行い,室温強度に与える影響を調査することで,階段状c転位を用いた強化法の有効性を検討する.平成30年度の組織観察用試料として,希薄固溶体試料を用いて検討を行ったが,TEM試料調整時の研磨時に,当初予定していた研磨法の改善が必要となった.そのため,既存の研磨機に用いる専用の治具と50万以下の追加装置を導入した.一方で,設備備品費に形状していたガス置換炉については,本学設置済みのガス置換可能な電気炉を本研究課題のために占有可能となった.以上より,当初の計画に比べ研究用試料の熱処理に必要な費用は減額されたものの,試料研磨に要する費用が増大した.