hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
一般組織化に関する構成的研究

我々は既に5種類の部品からなる構造体(ロボット)の構造情報(システム記述)を交配し、突然変異を加えていろいろな構造体を自動的に産み出すシステムを構成したが、淘汰を含む進化のメカニズムのモデル化には至らなかった。今回は淘汰を導入し、自然選択による組織化のメカニズムを探究した。ハードウェアモデルとしては、前回のものは物理的な条件の設定がむずかしいので、植物の、根からの養分供給と、光によるエネルギー供給による成長を想定したモデルを構築した。素子は受光素子、成長素子、接続素子の3種類とし、システム記述のアルゴリズムにもとづいて成長させ、環境(光と養分の状況)を変えて実験した。システム記述は各素子に同一のものがセットされており、根からの養分補給と、光の環境を与えると、それらの環境とシステム記述に応じて、いろいろな植物が繁茂する。環境を変えると、あるシステム記述を持ったものは繁茂するが他のシステム記述を持ったものは育たないといった違いが生じる。もう一つの試みとして、この種のメカニズムをパーセプトロン型の学習機械に適用した。その結果、認識対象に対して必要な数の必要な機能を持った特徴検出細胞を自然に獲得できることが計算機シミュレーションによって示された。前回の試みと今回の二つの試みはそれぞれ、進化を含む自然界の一般組織化の部分的なメカニズムをシミュレートするものであり、この種の試みの積み上げによって、組織化の一般原理が徐々に明らかになることが期待される。
新しいアッセイ系によるイソギンチャクの新規ペプチド毒探索の試み

イソギンチャクの新規ペプチド毒探索のための新しいアッセイ系を検討した。分子間相互作用解析装置を用いたチャネル結合アッセイ系は、毒成分とシナプトソーム溶液間の非特異的結合の低減化が困難で、実用は難しいことが分かった。一方、サワガニを用いたアッセイ系では、各種イソギンチャクより、新たな新規ペプチド毒の単離に成功した。また2本刺し膜電位固定法によって、これまでに単離した新規ペプチド毒の作用機構を解明した。1.新規ペプチド毒探索の新しいアッセイ系として「Biacoreを用いたチャネル結合アッセイ」の条件検討を行った。まず、既知のイソギンチャクのNaチャネル毒Toxin IIをリガンドとしてBiacoreのチップに固定し、ラット脳から調製したシナプトソーム溶液をアナライトとしてフローした。その結果、リガンドを結合していないブランクと比較して、シナプトソーム添加時に得られたセンサーグラムは、有意な結合パターンを示し、再現性も確認された。そこで、シナプトソームに対して結合能を有さないコントロールとして、分子量が同程度であるウシ膵臓由来トリプシンインヒビターBPTIをチップに固定して同様の測定を行ったところ、Toxin IIと比較して1/3程度の結合が観察された。この結合は非特異的結合とみられるので、現在、シナプトソーム調製法の改良等を試み、非特異的結合の低減を図っている。2.ヒトを刺すことで知られる有害なイソギンチャクは数多いが、その毒成分が調べられたものは数少ない。そこでそれらの内、毒成分が未解明のカザリイソギンチャク、ハナブサイソギンチャク、ヒメフトウデイソギンチャクに注目して、サワガニを指標とした毒成分の単離を試みた。その結果、前者2種では、粗抽出液において毒性を示さなかったが、ヒメフトウデイソギンチャクでは比較的強い毒性を示し、ゲルろ過、逆相HPLCによる単離を試みた結果、数成分のペプチド毒の単離に成功した。現在その構造解析を進めている。3.以前にジュズダマイソギンチャクからは4成分のペプチド毒を単離し、そのうち3成分は一次構造的に新規なペプチド毒であったが、その生化学的性状について、いくつか調べ切れていない点があった。そこで、それらの性状解明を行い、ジュズダマイソギンチャク由来の新規ペプチド毒に関するデータを取りまとめた。Biacoreによる新しいアッセイ系の確立は条件検討の段階にあり、次年度以降の継続課題となったが、従来のサワガニ毒性試験法によって、数成分のペプチド毒の単離に成功したことから、進捗状況は予測の範囲内にあり、おおむね順調に進展していると考えられる。1.研究代表者によって、これまでに単離にされた新規ペプチド毒(イボハタゴイソギンチャク由来のSHTX I, II,ジュズダマイソギンチャク由来のHa III,ヒメニチリンイソギンチャク由来のPl II,Cribrinopsis sp.由来のJiibo V,Metridiumsp.由来のMetridin様ペプチド)の6成分を精製し,アフリカツメガエルの卵母細胞に各種イオンチャネル(Kv1.2, Kv3.4, hERG, GIRK1/2)を発現させ,新規ペプチド毒による機能阻害や機能修飾を2本刺し膜電位固定法で解析した。その結果,イボハタゴイソギンチャク由来のSHTX I, IIの2成分に,Kv1.2チャネルに対する機能阻害が認められた。2.これまでに新規ペプチド毒探索の対象とされていなかったイソギンチャク類の近縁種とサンゴ類(ソフトコーラル)に対して、活性のスクリーニングを行った。具体的には、イトイソギンチャクモドキ、オオウミキノコ、ツツウミヅタ、ヤワタコアシカタトサカの4種に対して行ったところ、4種すべてでサワガニに毒性を示したが、なかでもイトイソギンチャクモドキとツツウミヅタの2種はサワガニに強い毒性を示した。そこで、イトイソギンチャクモドキについては、ゲルろ過、逆相HPLCによる毒成分の精製を試みたが、ゲルろ過後の活性画分は凍結操作によって失活してしまい、精製には至らなかった。従来のイソギンチャク毒では凍結による失活は稀で、本毒成分はこれまでの毒とは異なる性状を有することが期待されることから、現在、その精製を試みている。3.以前にヒメニチリンイソギンチャクから単離した5成分のペプチド毒(Pl I-V)については、内4成分は構造的に新規なペプチド毒であったが、一次構造の決定には至っていないなかった。そこでcDNAクローニングを行い、その全アミノ酸配列を解明した。Biacoreによる新しいアッセイ系については未だ条件検討の段階ではあるが、並行して行っている膜電位固定法による新規ペプチド毒の作用機構の解明および、イソギンチャク類の近縁種とサンゴ類における毒成分の探索にいおいて、一定の成果が得られたことから、おおむね順調に進展していると考えられる。1.研究代表者によって、これまでに単離された新規ペプチド毒(Cribrinopsis sp.由来のJiibo III,V-1, V-2)の3成分を精製し,アフリカツメガエルの卵母細胞に各種イオンチャネル(Kv1.2, Kv3.4, hERG, GIRK1/2, Kir2.1)を発現させ,新規ペプチド毒による阻害効果の有無を15通り(3成分×5チャンネル)調べた。その結果、いずれの組み合わせにおいても、明確な阻害効果は認められなかった。

2.これまでに新規ペプチド毒探索の対象とされていなかった六放サンゴ亜綱のイソギンチャク目以外の種として、ホネナシサンゴ目に属するオオホネナシサンゴの活性スクリーニングを行った。粗抽出液はサワガニに強い毒性を示したので、ゲルろ過、逆相HPLCによる毒成分の精製を試みた。ゲルろ過でのサワガニ毒性は、これまでのイソギンチャク目の対象種とは異なり、ペプチドの画分には認められず、分子量30,000あるいはそれ以上のvoid volume付近に認められた。その後の逆相HPLCにおいては複数のピークが確認されたが、活性はいずれも失活してしまい、毒成分の単離には至らなかった。現在、活性を保持したままでの精製を試みている。3.これまでに調べていないイソギンチャクとして、ウメボシイソギンチャク科Paracondylactis属のニンジンイソギンチャクを入手したので、サワガニに対する毒性を指標に、ゲルろ過と逆相HPLCにより、毒成分の単離を試みている。4.以前にヒメニチリンイソギンチャクから単離した5成分およびジイボ(Cribrinopsis sp.)から単離した3成分については、その多くが構造的に新規なペプチド毒であったが、一次構造の決定には至っていない成分が残されていた。そこで昨年度に引き続き、cDNAクローニングを行い、その全アミノ酸配列を解明した。イソギンチャクの新規ペプチド毒探索のための新しいアッセイ系を検討した。分子間相互作用解析装置を用いたチャネル結合アッセイ系は、毒成分とシナプトソーム溶液間の非特異的結合の低減化が困難で、実用は難しいことが分かった。一方、サワガニを用いたアッセイ系では、各種イソギンチャクより、新たな新規ペプチド毒の単離に成功した。また2本刺し膜電位固定法によって、これまでに単離した新規ペプチド毒の作用機構を解明した。1. Biacoreを用いたチャネル結合アッセイ系の確立および各種イソギンチャク粗抽出液に対するスクリーニングシナプトソーム調製法の改良等の検討を行い、非特異的結合に対する課題を解決し、早期にアッセイ系を確立する。確立後、そのアッセイ系の特徴を活かしたスクリーニングを行う。スクリーニングは、すでに手元にある30種程度のイソギンチャクから調製した粗抽出液を対象に行い、確立したアッセイ系の有効性を確認する。2.新しいアッセイ系と従来のサワガニアッセイ系による新規ペプチド毒の探索と構造決定スクリーニングによって活性の認められたイソギンチャクについては、新しいアッセイ系による活性を指標にして、ゲルろ過、逆相HPLC、イオン交換HPLCなどにより、ペプチド毒を単離し構造決定する。また昨年度同様に本年度も、従来通りのサワガニに対する毒性を指標としたペプチド毒の探索を並行して行っていく。3.これまでに単離した新規ペプチド毒の詳細な作用機構の解明代表者がこれまでにサワガニに対する毒性を指標に単離してきた新規ペプチド毒は20成分近くあるが、これらは一次構造的に全くの新規であることから、その作用機構はほとんどが未解明のままである。そこで、これらの毒が作用する可能性が高い各種イオンチャネル(Kv1.2, Kv3.4, hERGなど)をアフリカツメガエルの卵母細胞で発現させ、新規ペプチド毒による機能阻害や機能修飾を2本刺し膜電位固定法で解析し、有効利用に向けた詳細な作用機構の解明を行う。1. Biacoreを用いたチャネル結合アッセイ系の確立
植物が生産する低分子化合物によるAlストレス耐性獲得の分子機構

酸性土壌における植物生育阻害要因であるAlイオンに対する植物の耐性機構の解明を試みた。1. Al耐性を示すソバを材料に以下の点を明らかにした。(1)ソバはAl処理により、根圏へただちにシュウ酸を分泌した。(2)シュウ酸分泌はAlイオンストレスに特異的であった。(3) 150μMAlの3時間パルス処理により、シュウ酸分泌は8時間にわたって認められた。(4)シュウ酸の分泌は根端010mmの所に限られていた。(5)アニオンチャンネル阻害剤のうち、フェニルグリオキサルによってシュウ酸の分泌が抑制され、その結果、根の伸長が抑制された。(6)ソバは根、葉にAlを集積しその90%が細胞液中に存在し、シュウ酸が主たる有機酸であった。(7)細胞液中のAlはシュウ酸と1:3の複合体を形成して存在し、Alを無毒化している。以上の結果よりAl耐性種のソバはAlストレスにより、まずシュウ酸を根圏に分泌し、Al-シュウ酸複合体を形成することによりAlを無毒化する。一方、根内に進入したAlは細胞内でシュウ酸と結合して無毒化するので、ソバは2段階の方法でAlを無毒化して耐性を獲得していることが明らかになった。2.タバコ培養細胞を使い以下の結果を得た。(1) Alは二価鉄依存の脂質過酸化を促進する。(2)クロロゲン酸とカフェイン酸はAlと二価鉄による脂質過酸化と細胞死を抑制した。(3)これらの結果はフェニルプロパノイド類が抗酸化剤として作用することを明らかにした。エビスグサ(Cassia tora)はAl耐性植物として知られている。エビスグサを50μM AlCl_3(pH4.5)で処理すると、4時間のlagの後、クエン酸が分泌され、クエン酸の分泌量はAl処理濃度に比例して増加した。クエン酸の分泌はAlに対して特異的であった。酸性土壌でよく生育するアジサイ葉の新鮮重1Kgに15.7mmolのAlが含まれており、その3分の2は細胞溶液中に認められた。そこで生葉および細胞抽出液を^<27>Al-NMRで分析した結果、Al-クエン酸複合体(1:3)のシグナルと一致した。アジサイ葉中の細胞抽出液から純化したAl:クエン酸複合体と同量のAl^<3+>を用いてトウモロコシ根の伸長に対する影響を調べた。その結果、20μM AlCl_3は50%の伸長阻害を示したが、20μMのAlを含む純化したAl:クエン酸複合体は全然阻害しなかった。ソバの一種はAlに対して強い耐性を示し、50μM AlCl_3(pH4.5)でも生育阻害を受けなかった。分泌物を調べた結果、ソバは蓚酸を分泌することを認めた。葉中のAlの分布を調べた結果、Alの90%が細胞溶液中に存在し、濃度は2.03mMであった。次に葉中のAlの存在形態を生葉および細胞抽出溶液を^<27>Al-NMRで調べた。Alは有機酸と結合し、その主要な有機酸は蓚酸であり50mM含まれていた。根からアルミニウム(Al)キレート物質の分泌がアルミニウム耐性機構の一つとされている。シュウ酸を分泌するソバとクエン酸を分泌するエビスグサを用いて、生理生化学的な手法により、シュウ酸やクエン酸の分泌特性を解析した。ソバにおけるシュウ酸の分泌部位は根の先端から1cmまでのところに限られていることを明らかにした。シュウ酸の分泌はリン酸欠乏やランタンによって誘導されず、Alによる特異的な応答反応を示した。3時間のAlパルス処理で8時間までシュウ酸の分泌が認められたが、その後シュウ酸の分泌がなくなった。

アニオンチャンネル阻害剤のうち、シュウ酸の分泌に対して、A-9-CとDIDSの影響が認められなかったが、PG(10μM)の添加によってシュウ酸の分泌が50%ほど減少された。Al(25μM)またはPG(10μM)のみの場合、根の伸長阻害は見られなかったが、AlとPGが共存する場合、根の伸長が40%ほど阻害された。この結果は根から分泌されるシュウ酸がAl無毒化に重要な役割を果たしていることを示している。エビス草では、Al処理後6時間までクエン酸の分泌が非常に少なく、その後急速に増加することが明らかとなった。Alで3時間処理後、クエン酸で根のAlを除去してもその後のクエン酸の分泌パターンは変わらなかった。これらの結果はアルミニウムによるクエン酸の分泌には数時間の誘導期間が必要であることを示唆している。上記の結果により、植物の種類によって根から分泌されるアルミニウムキレート物質が異なるるだけではなく、分泌の過程も異なる。このことは植物の種類に適した耐性機構がそれぞれ発達してきたことを示唆している。
小型放射光を用いた真空紫外円二色性分散計の開発と生体分子構造解析への応用

タンパク質,核酸,多糖類などの生体物質の高エネルギー遷移に基づいた構造解析を可能にするため,昨年度に引き続いて広島大学放射光科学研究センターのビームライン15を用いて,真空および水溶液中で310140nmの波長領域で円偏光二色性スペクトルが測定可能な真空紫外円二色性分散計(VUVCD)の開発と整備を行った.分光器のグレイティングミラーが焦げているため新しいものと交換し,光量のさらなる増加とS/N比も倍程度改善された.これらの装置が正常に作動することを標準試料(カンファースルホン酸)のスペクトル測定により確認するとともに,8種のL型アミノのスペクトルを測定し,速報誌Chemistry Letters,826(2002)に報告した.さらに,昨年からの課題であったペルチェ素子付温度可変セルの開発を行い,-3070°Cの領域で温度可変できるセルの開発に成功した.このセルを用いてミオグロビンの熱変性と低温変性のVUVCDスペクトルを世界ではじめて測定し,Analitical Sciences,19,129(2003)に報告した.さらに,種々の糖類のスペクトルを測定し,論文作成中である.また,ab initio計算によるアミノ酸のVUVCDスペクトルの理論計算を行い,200nmと180nm付近のスペクトルの帰属を行った.また,モデルポリペプチドを用い,αヘリックス,βシート,ランダムコイルのスペクトルを測定し,3種のタンパク質の二次構造予測を行い,X線構造解析結果と比較することにより,真空紫外領域まで測定波長を広げることで,より正確に構造解析ができることを確認した.これらの成果は,日本化学会をはじめすでにいくつかの学会で発表済みである.装置の開発に関しては,まだCDとUV吸収スペクトルの同時測定が課題として残っているが,ほぼ本研究課題の目的を達成し,平成15年4月からの全国共同利用に対応できる状況になった.タンパク質,核酸,多糖類などの生体物質の高エネルギー遷移に基づいた構造解析を可能にするため,昨年度に引き続いて広島大学放射光科学研究センターのビームライン15を用いて,真空および水溶液中で310140nmの波長領域で円偏光二色性スペクトルが測定可能な真空紫外円二色性分散計(VUVCD)の開発と整備を行った.分光器のグレイティングミラーが焦げているため新しいものと交換し,光量のさらなる増加とS/N比も倍程度改善された.これらの装置が正常に作動することを標準試料(カンファースルホン酸)のスペクトル測定により確認するとともに,8種のL型アミノのスペクトルを測定し,速報誌Chemistry Letters,826(2002)に報告した.さらに,昨年からの課題であったペルチェ素子付温度可変セルの開発を行い,-3070°Cの領域で温度可変できるセルの開発に成功した.このセルを用いてミオグロビンの熱変性と低温変性のVUVCDスペクトルを世界ではじめて測定し,Analitical Sciences,19,129(2003)に報告した.さらに,種々の糖類のスペクトルを測定し,論文作成中である.また,ab initio計算によるアミノ酸のVUVCDスペクトルの理論計算を行い,200nmと180nm付近のスペクトルの帰属を行った.また,モデルポリペプチドを用い,αヘリックス,βシート,ランダムコイルのスペクトルを測定し,3種のタンパク質の二次構造予測を行い,X線構造解析結果と比較することにより,真空紫外領域まで測定波長を広げることで,より正確に構造解析ができることを確認した.これらの成果は,日本化学会をはじめすでにいくつかの学会で発表済みである.装置の開発に関しては,まだCDとUV吸収スペクトルの同時測定が課題として残っているが,ほぼ本研究課題の目的を達成し,平成15年4月からの全国共同利用に対応できる状況になった.タンパク質,核酸,多糖類などの生体物質の高エネルギー遷移に基づいた構造解析を可能にするため,広島大学放射光科学研究センターのビームライン15の建設と,真空および水溶液中で310140nmの波長領域で円偏光二色性スペクトルが測定可能な真空紫外円二色性分散計(VUVCD)の開発を行った。光吸収による放射光強度の減少を防ぐため,光学系をすべて高真空にし,同期整流増幅装置(lock-in amp)の安定性や真空中での光弾性変調子の位相変調を向上させるため光サーボリファレンス方式を採用した。また,高真空下で水溶液を保持できるMgF_2光学セルの開発を行った。これらの装置が正常に作動することをoff-line実験で確認し,速報誌Chem.Lett.,832(2000)に報告した。さらに,これらの光学システムをビームライン15に設置し,標準試料(カンファースルホン酸)のスペクトルを310140nmの波長領域で測定した結果,290nmと192nmでの強度比が2:1で,190nm以上の波長では,市販のCD測定装置で測定したスペクトルと一致した。また,数種のアミノ酸の光学異性体(D体とL体)のスペクトルが全波長領域で正負対象なスペクトルを示すことを確認し,本装置の有効性が示された。さらに,いくつかのアミノ酸とともに,タンパク質や糖類のVUVCDスペクトル測定に世界で初めて成功した。このように,放射光を用いたVUVCD装置の開発に成功し,生体高分子の構造解析への実用化の見通しが立ち,本研究課題の第一目標を達成できた。しかし,現在のシステムではまだノイズが大きいので,その対策が今後の課題である。また,本年度に計画していたペルチェ素子付温度可変セルの開発は,まだ試作の段階であり,次年度に完成を目指す。

タンパク質,核酸,多糖類などの生体物質の高エネルギー遷移に基づいた構造解析を可能にするため,昨年度に引き続いて広島大学放射光科学研究センターのビームライン15を用いて,真空および水溶液中で310140nmの波長領域で円偏光二色性スペクトルが測定可能な真空紫外円色性分散計(VUVCD)の開発を行った。課題であったスペクトルのS/N比を改善するため,ビームラインの再アラインメントを行った結果,120nmで光量が一桁上昇するとともにS/N比も倍程度改善された。これらの装置が正常に作動することを標準試料(カンファースルホン酸)のスペクトル測定により確認するとともに,数種のアミノ酸の光学異性体(D体とL体)のスペクトルが全波長領域で正負対象なスペクトルを示すことを確認し,速報誌Chem. Lett.,522(2001)に報告した。さらに,昨年からの課題であったペルチェ素子付温度可変セルの開発を行い,-3070°Cの領域で温度可変できるセルの開発に成功した。このセルを用いてミオグロビンの熱変性と低温変性のVUVCDスペクトルを世界ではじめて測定し,本装置の生体分子構造研究における実用性を示した。これらの成果は,2001年9月に仙台で開催された第8回円二色生国際会議の招待講演に選ばれるとともに,ポスター賞を受賞した。現在,分光器のグレイティングミラーが焦げているため新しいものと交換中であり,光量のさらなる上昇とS/N比の改善が期待できる。また,ロックインアンプの直流成分を取り出し,CDとUV吸収スペクトルの同時測定に取り掛かっており,次年度の完成を目指す。タンパク質,核酸,多糖類などの生体物質の高エネルギー遷移に基づいた構造解析を可能にするため,昨年度に引き統いて広島大学放射光科学研究センターのビームライン15を用いて,真空および水溶液中で310140nmの波長領域で円偏光二色性スペクトルが測定可能な真空紫外円二色性分散計(VUVCD)の開発と整備を行った.分光器のグレイティングミラーが焦げているため新しいものと交換し,光量のさらなる増加とS/N比も倍程度改善された.これらの装置が正常に作動することを標準試料(カンファースルホン酸)のスペクトル測定により確認するとともに,8種のL型アミノのスペクトルを測定し.速報誌Chemistry Letters,826(2002)に報告した.さらに,昨年からの課題であったペルチェ素子付温度可変セルの開発を行い,-3070°Cの領域で温度可変できるセルの開発に成功した.このセルを用いてミオグロビンの熱変性と低温変性のVUVCDスペクトルを世界ではじめて測定し,Analitical Sciences, 19,129 (2003)に報告した.さらに,種々の糖類のスペクトルを測定し,論文作成中である.また,ab initio計算によるアミノ酸のVUVCDスペクトルの理論計算を行い,200nmと180nm付近のスペクトルの帰属を行った.
ガラス短繊維強化FRTPの疲労に及ぼす界面特性の影響

はじめに,射出およびスタンピング成形された短繊維強化FRTPの静的及び疲労特性に及ぼす母材(主としてポリプロピレン(PP))と強化材の界面特性の影響について調べた.その結果,長繊維ペレットを用いた射出成形FRTPの静的強度はいずれも短繊維ペレットの射出成形FRTPより約80%静的強度が向上することがわかった.また,降伏点にも改善が認められた.しかし,剛性は静的強度ほどに増加しなかった.射出成形により繊維が破損するため,ペレット中の繊維長は810mmあれば十分である.一方,長繊維ペレットを用いたFRTPの疲労強度は低サイクル寿命領域で,短繊維ペレットFRTPより3080%高いが,高サイクル寿命領域ではその差は僅かとなり繊維長の疲労強度に及ぼす影響は小さくなることがわかった.また,PP母材中の繊維が長いことにより,クリープ変形に対する特性が大幅に改善される.さらに,PP母材はほとんど吸水しないが,ガラス繊維と複合させることでFRTPの吸水能が高くなること,母材とガラス繊維の界面で吸水されることもわかった.この吸水によりFRTPの静的引張り強度,疲労強度はともに低下する.しかし,吸水による静的強度の低下は20%程度と少ない.ガラス繊維と接触する側のPPシート表面を低温プラズマにより処理し,繊維との親和性を高めることにより,安価で強度特性の優れた熱可塑性樹脂を母材とするFRTPの製造の可能性を示した.この処理により,はく離強度は50%,静的強度も約20%の向上が確認された.さらに,FRPについても,母材樹脂を変性することにより,強化材との界面特性が改善されることから,エポキシ母材に超微粒子ゴムを混入し,FRPの静的および疲労強度の向上を図った.繊維/母材間の界面特性の改善と母材の高じん性化によりCFRPの静的および疲労特性が大幅に改善されることが示された.はじめに,射出およびスタンピング成形された短繊維強化FRTPの静的及び疲労特性に及ぼす母材(主としてポリプロピレン(PP))と強化材の界面特性の影響について調べた.その結果,長繊維ペレットを用いた射出成形FRTPの静的強度はいずれも短繊維ペレットの射出成形FRTPより約80%静的強度が向上することがわかった.また,降伏点にも改善が認められた.しかし,剛性は静的強度ほどに増加しなかった.射出成形により繊維が破損するため,ペレット中の繊維長は810mmあれば十分である.一方,長繊維ペレットを用いたFRTPの疲労強度は低サイクル寿命領域で,短繊維ペレットFRTPより3080%高いが,高サイクル寿命領域ではその差は僅かとなり繊維長の疲労強度に及ぼす影響は小さくなることがわかった.また,PP母材中の繊維が長いことにより,クリープ変形に対する特性が大幅に改善される.さらに,PP母材はほとんど吸水しないが,ガラス繊維と複合させることでFRTPの吸水能が高くなること,母材とガラス繊維の界面で吸水されることもわかった.この吸水によりFRTPの静的引張り強度,疲労強度はともに低下する.しかし,吸水による静的強度の低下は20%程度と少ない.ガラス繊維と接触する側のPPシート表面を低温プラズマにより処理し,繊維との親和性を高めることにより,安価で強度特性の優れた熱可塑性樹脂を母材とするFRTPの製造の可能性を示した.この処理により,はく離強度は50%,静的強度も約20%の向上が確認された.さらに,FRPについても,母材樹脂を変性することにより,強化材との界面特性が改善されることから,エポキシ母材に超微粒子ゴムを混入し,FRPの静的および疲労強度の向上を図った.繊維/母材間の界面特性の改善と母材の高じん性化によりCFRPの静的および疲労特性が大幅に改善されることが示された.ポリプロピレンを母材とし,ガラス繊維を強化材とするFRTPの静的および疲労強度特性に及ぼす繊維長/母材との界面特性の影響を検討した.はじめに,射出成形により製作された平均繊維長の異なる試験片を用いて,静的/疲労試験を行った.衝撃強さと同様,平均繊維長が長くなれば静的強度も明らかに増すが,疲労強度,特に高サイクル疲労特性の顕著な改善は認められなかった.これは,一つには,試験片を射出成形により製作しているため,長い平均繊維長を有する試験片が得られなかったためであると考えられる.また,繊維と母材との界面強度が低く,繊維端末で生じたはく離が容易に繊維に沿って成長するため,少々繊維が長くなっても長寿命域での疲労特性の著しい改善が生じなかったことも考えられる.そこで,今後,長繊維ペレッfと射出・プレス併用成形により繊維長が6mm以上の試験片を製作し,疲労強度に対する臨界繊維長を明らかにする.次いで,界面特性の観点から,スタン'ブルシーfを用いたFRTPの静的,疲労特性に及ぼす水環境の影響を明らかにした.一般に,FRTPではガラス繊維と母材間の化学的な結合が弱く,界面に水が浸透しやすい.本研究の結果,母材はほとんど吸水しないが,ガラス繊維と複合化することにより,FRTPは見かけ上,大きく吸水することがわかった.この吸水により,静的強度および疲労強度は20%程度低下する.強度と吸水の間に相関がある.また,海水環境下では一般水より吸水が少なく,海水がFRTPの強度特性に水以上に大きな強度劣化をもたらすことはない.最後に,母材との接着性を高めるため,強化材であるガラス繊維のプラズマによる表面処理の有効性を検討した.

その結果,プラズマ処理に用いる稀薄ガスの種類,ガス圧,プラズマを発生させるための電極電圧等により,複合材料の静的強度を最も高める条件が存在することがわかった.今後は,強化繊維だけではなく,母材に対するプラズマ表面処理法を開発,適用する.はじめに,射出成形およびスタンピング成形された短繊維強化FRTPの静的及び疲労特性に及ぼす母材(主としてポリプロピレン(PP))と強化材との界面特性の影響について調べた.その結果,長繊維ペレットを用いた射出成形FRTPの静的強度はいずれも短繊維ペレットの射出成形FRTPより約80%静的強度が向上することがわかった.また,降伏点にも改善が認められた.しかし,剛性は静的強度ほどに増加しなかった.射出成形により繊維が破損するため,ペレット中の繊維長は810mmあれば十分である.一方,疲労特性については,長繊維ペレットを用いたFRTPの疲労強度は低サイクル寿命領域で,短繊維ペレットFRTPより3080%高いが,高サイクル寿命領域ではその差は僅かとなり繊維長の疲労強度に及ぼす影響は小さくなることがわかった.また,PP母材中の繊維が長いことにより,クリープ変形に対する特性が大幅に改善される.さらに,PP母材はほとんど吸水しないが,ガラス繊維と複合化されることでFRTPの吸水能が高くなること,母材とガラス繊維の界面で吸水されることもわかった.この吸水によりFRTPの静的引張り強度,疲労強度ともに低下する.しかし,吸水による静的強度の低下は20%程度と少ない.ガラス繊維と接触する側のPPシート表面を低温プラズマにより処理し,繊維との親和性を高めることにより,安価で強度特性の優れた熱可塑性樹脂を母材とするFRTPの製造の可能性を示した.この処理により,はく離強度は50%,静的強度も約20%の向上が確認された.さらに,FRPについても,母材樹脂を変性することにより,強化材との界面特性が改善されることから,エポキシ母材に超微粒子ゴム混入による静的および疲労強度の向上を図った.繊維/母材間の界面特性の改善と母材の高じん性化によりCFRPの静的および疲労特性が大幅に改善されることが示された.
RC造建築物を対象とした固有周期の日変動メカニズムの解明と早期劣化診断への応用

1.実建物の長期連続振動モニタリング(財)電力中央研究所・南研究棟を対象として実施した長期連続振動モニタリングで取得した固有振動数の経時変化(2003年12月2006年1月)の分析を行った。その結果,夏季には建物の外表面温度の上昇とともに固有振動数が高くなること,冬季には室内暖房に依存した耐震壁表面温度の上昇に伴って固有振動数が高くなることを確認した。これらの観測結果は,温度応力によって固有振動数に日変動が現れる仮説を支持するものである。2.鉄筋コンクリート柱の模型試験固有振動数の日変動の発生メカニズムを解明するため,無筋および鉄筋コンクリート柱の模型振動試験を実施した。試験では,試験柱(サイズ10×10×56cm)の一面のみに温度変動を与えた状態で自由振動試験を一定時間間隔で実施して、試験柱の温度分布と固有振動数を測定した。この試験を試験柱が無損傷である場合(健全時)と最大耐力まで載荷して損傷させた場合(損傷時)で実施した。健全時の試験結果によれば,無筋コンクリート柱については,側面温度の上昇とともに固有振動数が高くなり,側面温度の低下とともに固有振動数が低くなる傾向が明瞭に確認された。鉄筋コンクリート柱でも,固有振動数の変動幅は小さいものの,固有周期と温度の関係について同様の傾向が認められた。これらの結果は,項目Aで観察された構造部材温度と固有振動数の関係と整合しており,温度応力によって固有振動数に日変動が現れる仮説を支持するものである。一方で,損傷時の試験結果によれば,鉄筋コンクリート柱において側面温度の上昇とともに固有振動数が低くなる傾向が観察された。この損傷時の固有振動数の経時変動は健全時とは正反対の挙動を示すものであり、この性質を原理とする新しい構造診断法が成立する可能性を見出すことができた。振動モニタリングに基づき実建物の振動特性の日変動を分析した。研究内容を以下の2項目に分けて述べる。(1)建築物の固有振動数の日変動と制震補強効果による変動量の比較段階的に制震補強が実施された10階SRC造建築物(電力中央研究所我孫子地区南研究棟本館)を対象として,常時微動記録に基づいて補強期間中における固有振動数の経時変化を分析した。制震補強は中間4層について下階から上階へと順に実施されており,設計値によれば常時微動時には補強後の層剛性が補強前と比べて1224パーセント増加する。一連の記録を互いに重複しないように15分の小サンプルデータに切り分け,各小サンプルデータにARMAMAモデルによる振動モード同定法を適用して,南北方向と東西方向の1次固有振動数を同定した。その結果,補強の進展につれて固有振動数が日変動を伴いながら増加していく様子を捉えることができた。補強工事前後の固有振動数の変化率を平均値で評価すると,東西方向で4.7パーセント,南北方向で7.2パーセントの増加となる。一方で,固有振動数の日変動は東西方向で3.0パーセント,南北方向で3.4パーセントであり,補強工事による増加率に比較して無視できない変動である。(2)建築物の固有振動数の年間変動上記項目(1)と同じ建物を対象として15ヶ月にわたる長期振動モニタリングを実施し,固有振動数の年間変動を考察した。モニタリングでは,建物の各階で常時微動を測定するとともに,最下階の柱と最上階の壁面で内外温度を測定した。その結果,固有振動数の日変動は年間を通じして発生しており,特に柱や壁の温度が日を追って上昇していく時期(57月)に日変動の振幅が大きくなることを明らかにした。また,2004年10月新潟県中越地震や2005年2月16日茨城県南部地震などの小地震の前後では,固有振動数の日変動に変化が現れないことが判明した。

この損傷時の固有振動数の経時変動は健全時とは正反対の挙動を示すものであり、この性質を原理とする新しい構造診断法が成立する可能性を見出すことができた。
60～80℃領域の高温負荷がもたらすセメント硬化体の物性変化とその機構の解明

本研究では,セメント硬化体に6080°Cの高温が作用したときの圧縮強度などの力学的物性の変化,さらには,化学的な劣化について検討を行った.その結果,80°Cの高温が作用すると,20°C一定条件に比べ,強度の増進が小さくなることが,空隙構造変化の観点から考察された.また,石灰石微粉末を含んだ場合,初期に高温が作用したとき,セメント硬化体に亀甲状のひび割れをもたらす可能性が高くなることを示した.こうした高温作用による化学劣化の抑制,強度低下の抑制も骨材条件によっては,セメントを石炭灰(フライアッシュ)で一部置換することが有効であることが示唆された.本研究では,分子レベルからマイクロメートルスケールまでのセメント硬化体の組織構造に基づき,これらの高温負荷による力学的特性,物質透過性といった物性の変化を検討し,そのメカニズムを解明することを目的としている.本年度は,種々の高温履歴のもと,セメント硬化体の細孔構造,強度,剛性に及ぼす影響について検討を行った.普通ポルトランドセメント,高炉セメントB種,普通ポルトランドセメントを20%置換したフライアッシュセメンと異なるセメントで,セメントペーストとモルタルで小型供試体を作製した.各供試体は,打設直後に型枠の打設面を封緘し,20°C,もしくは80°C一定,さらにマスコンクリート中心部の水和発熱を模擬した仮想温度履歴の3種の温度環境に曝した.なお,打設1日後には脱型し全体を再度封緘して,材齢28日まで上記温度環境に静置したのち,水銀圧入試験,圧縮試験を行った.その結果,普通ポルトランドセメント,混合セメントを用いたセメントペースト及びモルタルに仮想のマスコンクリート中心温度を作用させた場合,材齢28日では常温養生に比べ全材料で強度は増進した.80°C一定の温度負荷をセメントペーストに作用させると,普通ポルトランドセメントを用いた場合,C-S-Hの構造変化によって常温養生に比べ強度・剛性が低下したが,スラグ,フライアッシュを用いた場合は傾向が異なり,微視的な観点からさらなる検討が必要であることが分かった.80°C一定環境にモルタルを曝すと,ペーストと骨材の線膨張係数の違い,自己乾燥などの影響から骨材界面が損傷し,空隙を粗大化させ強度が低下する傾向が見られた.地下水に曝されるコンクリート橋脚杭で,亀甲状のひび割れがスリランカで観察され,遅延エトリンガイト(以下,DEF)による内部損傷の可能性について検討した.スリランカのセメントのX線分析をした結果,石膏の量が日本のセメントより多くDEFの発生可能性が示唆された.本年度は,初期に水和熱による高温履歴を受けたセメント硬化体のクリープ特性の把握とエトリンガイト遅延生成(DEF)による膨脹要因,混和材の及ぼす影響を検討した.クリープについては,モルタル試験体を用いて,圧縮,直接引張,曲げの3つの持続載荷試験で,初期高温履歴(80°C)の有無およびフライアッシュ混和がクリープ特性に及ぼす影響について検討した.材齢28日では,初期に高温履歴を与えると,高温の履歴がない場合に比べ強度が増加し,フライアッシュ混和に関係なくクリープひずみを載荷応力で除したスペシフィッククリープは小さくなった.また,高温履歴がある場合,フライアッシュを混和したモルタルは無混和に比べ圧縮強度が小さいにもかかわらず,圧縮,直接引張,曲げのスペシフィッククリープはほぼ同じ値となった.高温履歴によって,フライアッシュを混和すると,ポゾラン反応が促進され,圧縮強度には影響しないが,クリープを抑制する数nmレベルの空隙が増加するため,普通セメントのみの場合より強度は小さいが,クリープは同等となったと考えた.さらに,初期に90°CのDEF促進高温負荷を与えたモルタル試験体を用いて,DEFの発生に対する石灰石微粉末の影響とフライアッシュによるDEF抑制効果について検討した.結果,早強セメントを石灰石微粉末15%置換し,SO3を3%添加すると,30日以降に急激な試験体の膨脹が確認でき,石灰石微粉末混入がDEFを促進することが分かった.また35日以降はSO3を3%添加した早強セメントの試験体でも膨張が観察された.SO3を添加しても早強セメントをフライアッシュに25%置換した試験体においては,4ヶ月経過後も膨張は確認されなかった.以上のことから,コンクリート材料が初期高温履歴を受ける場合,フライアッシュを混和させると,クリープは減少し,DEFの抑制にも有効であることが分かった.研究課題最終年度は,昨年度から継続検討している,高温負荷による遅延エトリンガイト生成(Delayed Ettringite Formation,以下,DEF),および80°Cの高温負荷によるセメント硬化体の線膨張係数の変化を中心に検討を行った.DEFよる膨張ひび割れの可能性が報告されているスリランカでは,石灰フィラーセメントを使用しており,欧州の研究グループもフィラーセメントを用いたコンクリートでDEFによる膨張が大きくなるという実験結果を示していたことから,石灰石微粉末から溶出する炭酸イオンがDEFに与える影響について検討を行った.その結果,石灰石微粉末を混和したセメントでは,石灰石微粉末無混和に比べ,早期にDEFによる膨張が観察されたが,最終的な膨張量は小さかった.

また,高温負荷後炭酸イオン含有溶液に浸漬させると,大きな膨張が確認され,炭酸イオンが十分に供給されるとDEFが促進される可能性が示唆された.追加で行った簡易検証実験でも,炭酸イオン含有溶液に浸漬した条件においてより多くの硫酸イオンの溶出が認められ,炭酸イオンによりDEFが促進され得ることを確かめた.また,フライアッシュ25%混和させると,初期高温負荷,SO3の3%添加,炭酸イオン含有溶液浸漬といったいずれのDEF促進環境でも,材齢1年経過後で膨張は観察されず,DEFの抑制効果が確認された.また,放射性廃棄物処分施設のセメント系人工バリアの物性に対する高温作用の影響検討の1つとして,高温作用がセメント硬化体の線膨張係数に与える影響に着目し,基礎的な検討を行った.その結果,80°Cの高温作用を受けると,普通ポルトランドセメントのみ,フライアッシュを混和した場合ともに,線膨張係数は徐々に低下する傾向があった.フライアッシュを混和した方が,反応が遅いため,高温作用に対する線膨張係数の応答が比較的緩慢であった.また,本条件では,骨材は線膨張係数の変化にさほど影響を与えないことが示唆された.本研究では,セメント硬化体に6080°Cの高温が作用したときの圧縮強度などの力学的物性の変化,さらには,化学的な劣化について検討を行った.その結果,80°Cの高温が作用すると,20°C一定条件に比べ,強度の増進が小さくなることが,空隙構造変化の観点から考察された.また,石灰石微粉末を含んだ場合,初期に高温が作用したとき,セメント硬化体に亀甲状のひび割れをもたらす可能性が高くなることを示した.こうした高温作用による化学劣化の抑制,強度低下の抑制も骨材条件によっては,セメントを石炭灰(フライアッシュ)で一部置換することが有効であることが示唆された.当初の計画どおり,2年目の平成26年度は,高温負荷を受けたセメント硬化体のクリープ特性,収縮挙動を中心に研究を進めた.クリープについては上記のようにフライアッシュ混和の効果などが確認できたが,収縮については,高温環境での自己収縮ひずみの計測がうまくいかず,十分な検討ができなかったため,高温環境でのひずみ計測手法の開発を含めて今後検討を行う.27年度が最終年度であるため、記入しない。コンクリート工学DEF発生に石灰石微粉末の影響が大きいことはスリランカでの亀甲ひび割れの要因にも考えられ,当初の計画より研究発展があった.日本でも石灰石微粉末を用いて初期高温履歴がある場合に同様の劣化が考えられるため,最終年度もこれらの課題に取り組む.また,平成26年度では,物質移動抵抗性の検討が不十分であったため,核種の崩壊熱によって持続的な高温封緘環境で自己乾燥が進行したときの収縮ひび割れ,骨材界面の損傷などに着目しながら,バリア性能を維持する物質移動抵抗性の検討を行い,透初期,もしくは持続的に高温負荷が作用する構造物に長期耐久性能をもたらす最適な材料設計について検討する.当初の計画どおり,初年度は,高温負荷を受けたセメント硬化体の組織構造の変化の検討を中心に研究を進めた.水銀圧入法による空隙分析は,数多くのケースで分析し,種々の高温負荷が与える空隙構造変化をペースト,モルタルの両面から検討できた.水蒸気・窒素吸着法,低温DSCの分析はまだ実施できていないが,これらの分析による微細組織は平成26年度に行うクリープの挙動に大きく影響すると考えられるため,クリープ実験とともに行うこととした.また,空隙構造に基づいた強度・剛性変化の分析も,混和材を用いた様々な配合で多角的に行うことができた.27年度が最終年度であるため、記入しない。
食道癌microRNAにおける癌関連microRNAの同定と機能解析

食道癌は集学的治療が行われているにもかかわらず、高頻度に再発もしくは遠隔転移を起こす予後不良な疾患である。食道癌の新しい治療法及び診断法を開発するためには、詳細なメカニズムを理解することが重要である。我々の教室ではこれまでに食道癌におけるmicroRNA(miRNA)の発現解析を報告してきた。しかしながら、いまだ解析の進んでいないmiRNAは多数ある。これらを踏まえ、下記の研究を行った。1)食道癌臨床検体におけるmiRNA発現解析。我々の教室ですでに論文発表されている食道癌臨床検体30例における73種類のmiRNA発現プロファイルから候補miRNA(miR-23a、miR-26a、miR-27b、miR-96、miR-128b、miR-129)を同定した。症例数を増やすため臨床検体のcDNAを90例作成し、候補miRNAの発現状況をRT-PCRで再度評価した。miR-96に関しては、発現上昇に伴い生存期間の有意な短縮を認めた。2)miRNAの発現抑制実験。食道癌細胞株TEシリーズ及びKYSEシリーズのmiR-96の発現状況をRT-PCRで評価した。最も発現の多く見られたKYSE70にmiR-96のinhibitorを導入し発現抑制を、最も発現の少なかったTE-8にmiR-96のmimicを導入して発現促進を行った。RT-PCRで発現抑制もしくは発現促進がなされていることを確認した。miR-96の発現抑制もしくは発現亢進が細胞増殖に与える影響をギムザ染色及びWST-1により評価した。現在のところ細胞増殖には有意な差が見られていない。3)miR-96の発現抑制もしくは発現亢進が癌細胞の浸潤能及び遊走能に与える影響をcell invasion assayや癌細胞の細胞遊走assayなどで評価した。また、オンラインソフトにて同定されたmiR-96のターゲット遺伝子の機能解析も行った。食道癌は集学的治療が行われているにもかかわらず、高頻度に再発・遠隔転移を起こす予後不良な疾患である。食道癌の新しい治療法、診断法を開発するためには、詳細なメカニズムを理解することが重要である。我々の教室では現在までに、食道癌におけるmicroRNA(miRNA)の発現解析を報告してきた。これらを踏まえ平成29年度には以下の研究を行った。我々の教室ですでに論文発表されている、食道癌臨床検体30例における73種類のmiRNA発現プロファイルから候補miRNA(miR-23a、miR-26a、miR-27b、miR-96、miR-128b、miR-129)を同定した。食道癌細胞株TEシリーズ、KYSEシリーズのmiR-96の発現状況をRT-PCRで評価した。最も発現の多く見られたKYSE70にmiR-96のinhibitorを導入し発現抑制を、最も発現の少なかったTE-8にmiR-96のmimicを導入してして発現促進を行った。RT-PCRで発現抑制、発現促進がなされていることを確認した。miR-96の発現抑制、発現亢進が細胞増殖に与える影響をギムザ染色、WST-1により評価した。今後浸潤能や遊走能に関しても評価を行う予定である。cDNAの作成に予想以上に時間がかかり、定量実験、細胞株での実験に遅れが生じている。

3)miR-96の発現抑制もしくは発現亢進が癌細胞の浸潤能及び遊走能に与える影響をcell invasion assayや癌細胞の細胞遊走assayなどで評価した。また、オンラインソフトにて同定されたmiR-96のターゲット遺伝子の機能解析も行った。miR-96の発現抑制、発現亢進が癌細胞の浸潤能、遊走能に与える影響をcell invasion assayや、癌細胞の細胞遊走assayなどで評価する。また、オンラインソフトにて同定されたmiR-96のターゲット遺伝子の機能解析も予定している。また、癌部で発現の低下していたmiRに関しても症例を増やして再検討する。cDNA作成に時間がかかり、定量実験、細胞株での実験に遅れが生じ蛋白解析が行えなかったため。29年度、30年度分予算は30年度で使用できると考えている。
有機金属試剤を用いる有機テルル化合物のリガンドカップリングに関する研究

アルケニルテルリドとして(E)-および(Z)-ジスチリルテルリドならびに(E)-および(Z)-スチリルフェニルテルリドを合成し、各テルリドとLi_2PDCl_4ならびにPd(OAc)_2との反応をアセトニトリル溶媒中で行なった。それぞれの反応における生成物の単離収率ならびに異性体比は次のようであった。Li_2PdCl_4との反応:55%(E,E:E,Z=66:34);69%(E,E:E,Z:Z,Z=22:47:31);41%(E,E:E,Z:Z,Z=63:35:2);73%(E,E:,Z:Z,Z=20:52:28)でいずれも生成物は1,4-ジフェルニブタジエンであった。後二者からはリガンドカップリングで期待されるスチルベンも得られたがその収率は10%以下と低かった。一方、前二者とPd10AeL_2との反応ではリガンドカップリングによる生成物は全く得られず、テルルがアセトキシ基で置換を受けた酢酸スチリルがそれぞれ56%(E:Z=96:4)と58%(E:Z=18:82)の収率で単離された。通常、有機テルリドとパラジウム(II)塩は(R_2Te)_2PdU_2や〔(R_2Te-PdCl_2〕_2などの錯体を形成するものとされており,今回、著者らの見出した知見、すなわち炭素-テルル結合が切断されて炭素-炭素結合あるいは炭素-酸素結合が形成されるという発見は有機テルルの化学の分野において基礎的な面で重要である。一方、ジフェニルテルリドおよびジドデシルテルリドとLi_2PdCl_4との反応では〔Ph_2Te)PdCl_2〕_2形成および1-ドデセン〔58%)の生成におわり、Pd(10Ae)_2との反応では(Ph_2Te)_2Pd10Ae)_2形成および1-ドデセン(84%)の生成が起こり、いずれからもリガンドカップリングあるいは炭素-炭素合成生成は起こらなかった。
固液界面領域での微細分相構造形成過程の解明と機能性表面創造手法への展開

本年度は、種々の条件下での界面活性剤分子の吸着構造形成過程を原子間力顕微鏡(AFM)によりin-situ観測し、生成する構造と諸物性との因果を推定するとともに、簡潔なモデルの一つとして二価アルコール(ジオール)水溶液中を想定した分子シミュレーションによる検討を行った。その結果、以下のことが明らかになった。疎水基構造の異なる種々の陽イオン界面活性剤の雲母表面における吸着状態能像及び表面間相互作用力をAFMによりin-situ測定した。低濃度領域では、アルキル鎖が長いとドメイン構造を形成し、短いと表面に均一に吸着する傾向が強くなる。また、高濃度時、吸着第2層の形成はアルキル鎖が短い場合は第1層形成の完了後に始まった。これらの違いは、活性剤分子のアルキル鎖間に働く疎水性引力の違いであると考えられた。粗視化モデルを用いた分子動力学シミュレーションにより、二価アルコール(ジオール)の水溶液中でのコロイド粒子の表面間力と界面構造について検討した。その結果、(1)バルク中ではジオール-水の混合液体は単相として安定に存在するが、表面間距離がジオール分子の長さ以下になると表面間制限空間内でジオール・水の液液相分離が起こる、(2)それと同時に表面間には水の液架橋による引力が働く、ことなどを見出した。この挙動は一価アルコールの場合(昨年度の成果)と定性的に一致したが、液架橋による引力の大きさは一価アルコールの場合の約1/2であった。これは、ジオール分子内の2つ親水基によって液架橋の界面が乱されるためである。本年度は、基礎的検討として、種々の条件下での両親媒性溶質(界面活性剤、アルコールなど)分子の吸着構造形成過程を原子間力顕微鏡(AFM)によりin-situ観測するとともに、吸着種の分子論的モデル化を重点に検討したその結果、以下のことが明らかになった.アルカン溶媒中では、微量の水分の混在で付着力が激増するが、アルコールを混入すると界面活性効果により付着力が減少するまたHLB値の低い非イオン性界面活性剤の添加でも同様の傾向が見られた.HLB値の高い界面活性剤では、長距離引力が発生するとともに表面近傍では吸着層による立体反発斥力が観測されたこの吸着層は、雲母表面のAFM像によっても確認された.高分子水溶液中の雲母板に吸着した高分子一分子をAFMを用いて識別することに成功し、溶解条件や溶液条件により吸着構造が異なることを確認した.<分子動力学シミュレーション>粗視化された分子モデルを用いた分子動力学計算により、アルコール・水混合溶液中における親水性コロイド粒子の表面間力を評価した混合溶液はバルク中では単相として安定に存在しているが、両表面がアルコール分子の長さ以下まで接近すると表面間隙の近傍でアルコール・水の液液相分離が起こり、表面間に水の架橋による強い引力が生じることを初めて見いだした.その引力はアルコール濃度が約90vol%のときに最大値を示し、この値はアルコールの疎水基が長くなるにつれて増加した.これらの結果は、AFMによる実測データと少なくとも定性的に一致した.本年度は、種々の条件下での界面活性剤分子の吸着構造形成過程を原子間力顕微鏡(AFM)によりin-situ観測し、生成する構造と諸物性との因果を推定するとともに、簡潔なモデルの一つとして二価アルコール(ジオール)水溶液中を想定した分子シミュレーションによる検討を行った。