hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
金ナノフィンアレイによる近赤外光捕集ナノ界面の大面積創製

すでに蛍光分子の発光増強がみられており、フィンにより捕集された光と、フィン間に導入された分子の相互作用を示す知見が得られつつある。その知見をもとに、系統的な分光評価とフィンのデザイン(とりわけ間隔制御)を行い、より強い相互作用が得られるようにする。またフィン間に導入する分子の配向制御も重要なファクターとなる。計画にも記載したように、π電子系が広がった多環化合物を使い、フィン間での分子配向制御も同時に進める。最終年度として、それら分子配向、分子吸収特性、フィン構造がマッチした捕集界面の創製に注力する。28年度が最終年度であるため、記入しない。ナノ工学平成27年度以降は、フィン間の空間への色素分子導入とその閉じ込め光と分子の相互作用による機能化の実現を目指す。具体的には初年度で見出した構造・光閉じ込め相関情報をもとに、適切に選択された色素分子(おもにπ平面分子)をフィン間に導入し、入射光と色素分子の相互作用について理解を深める。さらにそこからエネルギーデバイス応用に向けた研究を推進する雇用を想定していたテクニカルスタッフとして適切な人材が見つからなかったため。本研究費において研究を効率的に推進するため、テクニカルスタッフを一名雇用した。本研究計画期間(3年間)中の雇用費用ならびに、それに伴う研究費の留保の必要となった。テクニカルスタッフの雇用を早急に実施する。テクニカルスタッフの雇用費用として、学術研究助成基金助成金から年額約200万円/年/人を2年分(H27年度およびH28年度)として使用する。また研究費として年額50万円(100万円/2年分)を確保する。
マグネシウムおよびカリウム欠乏による健康障害---安定同位体を用いた実験的研究---

過労やストレスが原因と考えられる突然死が東南アジアや日本でおきている。青年男子に発症例が多い。その成因として慢性的ミネラルバランスの乱れとストレスが引金になると考えた。カリウム(K)とマグネシウム(Mg)に注目した。Mgの体内分布の追跡にstable isotope 26Mgを使い、動物実験を行った。1. Mg and/or K欠乏下マウスの生存率:(1)Mgのみ欠乏は性差はない。4週間以内に全例死亡した。(2)MgとK同時欠乏では若い雄マウスは2週間後に全例死亡したが、雌は全例生存した。4月令の雄は死亡の時期が1週間遅れた。雌は6週間後までに全例が死亡した。(3)生殖器官を摘出し、Mg/K欠乏食を与えた雌雄マウスの死亡率に性差はなかった。2. Mg/K欠乏食を1週間後与えたマウスの臓器中元素濃度は、(1)Mg欠乏食であるにも拘わらず心筋、腎中Mg濃度は対照と有意な差はなかった。(2)K濃度は筋の雌雄、肝、腎の雄で有意に低値であった。3. Mg and/or K欠乏食を1週間与え、26Mgを静注し、その取込を観察した。心筋と腎のMg濃度は正常値を維持しているが、投与した26Mgをかなり取込み、特に心筋は投与6時間後まで取込続けた。4. Mg/K欠乏における高温ストレスの影響を観察した。通常(23°C,60%)および高温(30°C,60%)環境下で通常食群とMg/K欠乏食群に分け1週間飼育した。餌に関係なく高温環境下で肝、腎、血漿過酸化脂質は上昇するが、脳では不変だった。ミネラル濃度は高温下の雄Mg/k欠乏食群で変動が大であった以上の結果からMg/K欠乏に対して若い雄が感受性が高く、恒常性維持機能が障害を受けやすいことを明らかにすることができた。突然死の成因として慢性的なミネラルバランスの乱れにストレスが加わり、突然死の危険が増加するという仮設を立てた。すなわちカリウム(K)欠乏に加えて慢性的な低マグネシウム(Mg)状態が引き金となるという説である。動物実験を行い次の結果を得た。1.Mg and/orK欠乏状態にしたマウスの生存率:(1)8週令マウスにMgのみ欠乏食を与えても性差はない。6日後から26日後に全例死亡した。(2)8週令マウスにMg/K欠乏食を与えると2週間後に雄は全例死亡するが、雌は全例生存している。34月令マウスでは雄は14日後から死亡しはじめ、23日後には全例が死亡した。雌は19日後から死亡しはじめ39日後に全例が死亡した。(3)6週令で生殖器官を摘出し、8週令からMg/K欠乏食を与えた雌雄マウスは14日後から死亡しはじめ、性差はなかった。2.8週令マウスにMg/K欠乏食を与え、1週間後に屠殺し、臓器中元素濃度を測定した。

Mg欠乏食を与えているにも拘わらず心筋、腎臓中Mg濃度は対照と有意な差はなかった。骨中Mgは雌雄共に、肝、筋、脳中Mgは雄のみが有意に低値であった。K濃度は筋の雌雄、肝、腎の雄で有意に低値であった。肝中Ca,Mn,Cuの濃度は雄のみ有意に低値であり、Coは雌雄共に有意に高値、Moは雌雄共に有意に低値、Feは雌のみ有意に高値であった。3.肝中過酸化脂質の増加は雄で早期に観察された。以上の結果からMg/K欠乏に対して若い雄が感受性が高く、恒常性維持機能が障害を受けやすいことを明らかにすることができた。そこでMgおよびKの安定同位体を使いこれら元素の体内代謝回転、性ホルモンレセプターとの関係を次年度に観察する。さらにNa-K ATPaseに対する低Mgの効果を介して細胞膜の透過性の変化、その結果として血管の緊張や攣縮などを誘発し、高血圧や虚血性心疾患等循環器系疾患発症が起こりやすい状態になると言う仮設を証明しようとする。1.マグネシウム(Mg)欠乏,またはマグネシウム/カリウム(Mg/K)欠乏状態の状態の時に投与されたMgの運命---stable isotope(26Mg)による追跡Mg and/or Mg/K欠乏すると体内ミネラルバランスが崩れる。マウスに1週間Mg and/or Mg/K欠乏食餌を与え、26Mgを静注した。本来体内にあるMg(その殆どは24Mg)との割合も算出して検討した。(1)血漿および血球中Mg濃度:26Mgの取込みは血球中の方が遅い。(2)腎及び心筋中Mg濃度:Mg and/or Mg/K欠乏食を与えても正常値を維持する。しかし投与した26MgはMg欠乏群では6時間後まで上昇を続けた。腎では26Mgは常にcont群より欠乏食群で高値であった。(3)欠乏食群の精巣でもMg濃度は低下し、26Mgは常に欠乏食で高かった。通常(23°C,60%)及び高温(30°C,60%)環境下、雌雄マウスを通常食群とMg/K欠乏食群に分け1週間飼育した。(1)肝、腎、血漿及び脳過酸化脂質を観察した。肝では雌雄ともに高温群の方が有意に高値であった。恒温群の雌のみ通常食群よりMg/K欠乏群の方が高かった。腎で著変はなかった。血漿では雌雄ともに高温vs恒温間に差はあったが、食餌は無関係であった。脳では各群間に差はなかった。(2)Mg濃度は欠乏食群で低下したが、腎、心筋、脳では正常値を維持した。種々の元素濃度の変化は雄の方が雌より大きかった。3.まとめstable isotopeによるtracer実験で、欠乏臓器へのMg取込みは心筋、赤血球は他の臓器より、充足に時間を要する。高温暴露影響も、Mg/K欠乏のミネラルバランスへの影響も、雌より雄が感受性が高い。
AYA世代がんサバイバーヘの心理社会的支援 : 学業と職業に関する研究

本研究は、AYA世代(Adolescent and Young Adult)のがんサバイバーが、日々、直面する心理社会的課題に対し包括的な支援を提供するために、彼らが抱えている心理的ニーズと、就学や就労ならびに経済的課題を明らかにすることを目的に行った。NCCN(National Comprehensive Cancer Network)のインタビューガイドを参考に、患者会を通じて応募があった10都道府県在住のがんサバイバー19名の研究参加者に、半構造的インタビューを行い分析した。その結果、がんサバイバーは、がんの告知を受け、医師から治療の選択を短時間で求めれる経験、セカンドオピニオンや専門医を探すプロセス、そして死を認識することを契機に、高い自律性と主体性を身につけて、専門医学会が公表する医療情報等から一人で意思決定をしていることがわかった。その一方、診断から退院までの医療費の自己負担額は約100500万円と高額で、半数が両親等から経済的支援を受けていた。また、退院後も長期に化学療法(抗がん剤や分子標的薬)を行う場合、自己負担額が月49万円と、高額医療費の限度内であっても、その経済的負担は少なくない。また、就労との両立を図るうえで、職場に合理的配慮の制度があると答えたのは半数で、通院による化学療法と就労の両立が大きな課題であることが分かった。さらに、妊孕、結婚、幼い子を持つ親として不安など、枚挙を厭わない心理的課題について、相談相手を親や友人、配偶者に求めることは、相手に対して過度な精神的負担を与えることを経験しており、死に直面する危機的な心理状態への対応を訓練した専門家への相談を必要としていた。そのため、現在は、同じ疾病や同世代のメンバーで構成された患者会が、がんサバイバーの抱える孤独感や不安の軽減に、大きく貢献していることも明らかになった。
リン酸四カルシウム配合グラスアイオノマーセメントに関する研究

う蝕予防填塞材料として我々が試作したリン酸四カルシウムセメントは、カルシウムおよびリンの供給源として作用し、しかもグラスアイオノマーセメントと異なりセメント直下のエナメル質の再石灰化を促進させることが明らかになっている。さらに半萌出の第一大臼歯を用いた臨床試験の結果、本セメントは12ケ月後で約50%のう蝕減少率を示した。しかしながらリン酸四カルシウムセメントには、エナメル質への接着強さがグラスアイオノマーセメントより低いために、口腔内で短期間に脱落するという欠点がある。本研究では、歯質へ接着することが知られているグラスアイオノマーセメントに4CPを配合したセメントを試作し、グラスアイオノマーセメントにリン酸四カルシウムセメントの効果を付与できるかどうか検討した。グラスアイオノマーセメントはFuji Ionomer TypeIII(FujiIII)(GC東京)を用いたリン酸四カルシウム(4CP)の配合量は0,2,5,10%とした。4CPを10%まで配合しても圧縮強度の低下は認められなかった。しかし硬化時間、圧縮強度、崩壊率、24時間後及び7日後のエナメル質への接着強さを考慮すると4CPの配合量は5%までが適当と考えられた。4CPを5%配合したセメント(5%4CP)の硬化時間、圧縮強度、崩壊率、24時間後及び7日後のエナメル質への接着強さは、それぞれ4分、112.3MPa、0.36%、2.3MPa、2.3MPaであった。また、5%4CPからのカルシウムとリンの溶出量はFujiIIIに比べて浸漬3または4日後まで約1.5から2.5倍に増加したが、その後は有意差を認めなかった。一方、5%4CPからのフッ素の溶出量はFujiIIIに比べて全期間にわたり約90から50%に減少した。
ハイブリッドモデルによるクラスター堆積膜の作製過程とその物性評価

クラスター堆積法は従来の薄膜作製プロセスよりも優れた物理的・化学的特性をもつ薄膜を作製可能な新技術として期待されている。得られる薄膜の特性はクラスターの作製条件に強い影響を受けるために、優れた性質をもつ薄膜を得るための最適な作製条件を見出すことは重要である。しかしながら、実験条件の多様性により、成膜条件を実験的にのみ解析するのは困難である。本研究の目的はシミュレーションにより成膜条件と薄膜の性質との関係を得ることにある。気相からの成膜過程やクラスター堆積過程は通常、連続体として扱えないほど薄いガスの中で行われている。具体的にはガスの平均自由行程と系の代表的な長さの比で定義されるクヌッセン数が大きい条件であり、ガスの運動はナビエ・ストークス方程式では表せない。そのため、これらのガスの運動を解くためには個々の原子の運動を追跡して、全体のガスの運動を求める必要がある。本研究では、その手法の一つであるボルツマン方程式の確率解法(モンテカルロ直接法)をガス中のクラスター成長に適用し、さまざまな条件下で生成するクラスターの大きさの分布をシミュレーションした。さらに、得られたクラスターの大きさと並進速度をクラスター堆積過程の原子レベルシミュレーションの入力データとして計算に使い、基板表面でのクラスター堆積過程のダイナミックス、さらにその堆積膜の物性値を求め、成膜条件との関連について研究をしている。具体的にはクラスターの大きさ、堆積速度による薄膜の均一性や充填密度について検討している。本研究は、空間的、時間的にスケールの異なる現象を統一的に取り扱うことのできるハイブリッド模型を提案し、第一原理計算を基本として、モンテカルロ法、タイトバインディング法、及び古典分子動力学法を駆使して、既に実験的に行われている複雑な物質の創製過程のシミュレーションを行い、その本質の理解を深めることを目標としている。原子レベルでのシミュレーションとマクロな物質創製過程の解析を融合する試みは、極めて困難であり、従来ほぼなされていなかった。今回は、この重要なテーマに本所のスーパーコンピューターを限界まで活用して立ち向かっている。原子数として100個程度の系は、第一原理計算がそのまま適用できるが、現実的な系の詳細な物性計算を行うことは出来ていない。本研究では、この問題を抜本的に改善すべく、第一原理計算結果からエネルギーパラメーターを抽出し、その値をモデル計算のパラメーターとして利用し、複雑な構造を持つ大規模系へ適用している。これまでに、モンテカルロ直接法を用いて、希薄流体からのクラスター成長過程をシミュレートし、各種の実験条件がクラスター成長に及ぼす影響を調べると共に、それらが基板上で作る新しい構造の持つ物性を検討した。
コーンビーム型三次元X線CT装置の散乱線評価と再構成画像の改善

コーンビーム型3次元CT装置は、2次元投影データを用いるため、ヘリカルスキャン型CT装置に比べ、短時間で3次元画像を再構成できる、人体の体軸方向に対し高い空間分解能を持つ、等の利点がある。しかい、被検体で発生した散乱X線の除去が難しく、再構成画像の画質は劣っている。本研究では、コーンビーム型3次元CT画像の画質改善の研究を行い、下記のような成果を得た。1,モンテカルロシミュレーションで2次元投影データにデータに含まれる被写体から発生した散乱X線の強度分布を定量的に解析した。このシミュレーション結果を基に、散乱線を含む投影データと3次元再構成画像の関係を定量的に明らかにした。また、この関係を実験でも確認した。2,シミュレーションの結果、照射線強度分布を制御できると散乱線を減少できることが分かった。この結果を基に実際に照射線量分布の制御を行い、3次元再構成を行った。再構成画像でのCT値低下の割合が減り、画質の改善が確認された。3,さらに画質を改善するため、投影データまたは再構成画像への処理方法を開発した。各処理方法でCT値低下の軽減、ノイズの除去やコントラストの改善に効果があった。また、ウェーブレット変換を用いた方法では、再構成時の補正フィルタを容易に設計でき、余分な再構成時間を費やすことなく画質改善ができた。コーンビーム型3次元CT画像の画質は医用診断の能力の向上でなくてはいけない。現在、臨床実験を通して、上の研究成果の確認作業が行われている。今回の研究は、コーンビーム型CT装置の欠点を改善するもので、本方式のCTの実用化に有用であると考えている。平成7年度は計画を順調に遂行し、様々なコーンビーム型CT装置の構造や撮影条件での散乱線と再構成画像の関係を調べることが出来た。まず、コーンビーム型三次元CTの試作機でのデータ収集をシミュレーションするモンテカルロプログラムを作成した。そのプログラムを用い、様々な条件下で検出器に入る散乱線を定量的に計算した。その結果、検出器に入射する散乱X線の量は当初予想した値より多く、被写体や照射条件に大きく依存することが分かった。特に、被写体中央部で散乱線の含有率が大きくなり、被写体厚が10cmでは、散乱線は直接線の2倍になった。つぎにシミュレーションで計算した直接線および散乱線の強度分布を投影データとし、再構成画像への散乱線の影響を検討した。その結果、被写体の中心部では、多量の散乱線が検出器に入射するため、中央のCT値が下がるカッピング効果が起こることが分かった。厚さ10cmの被写体の中央のCT値は30%も低下した。また、被写体透過後の直接線が一定となるフィルタを用いると、被写体中央部の直接線に対する散乱線の割合が低下し、画像全体でCT値が低下するものの、カッピング効果を抑制出来ることが分かった。さらに、空間分解能を調べるための様々な形状の被写体を仮定し、再構成での像の歪みをシミュレーションした。以上に結果から、散乱線の分布データを基にして、投影データや再構成画像データを画像処理し、散乱線によるCT値の減少やコントラストの低下を補正する、平成8年度に予定している劣化画像に対する画像処理アルゴリズムの開発に必要な多くの情報を集めることが出来た。平成8年度には、平成7年度の結果から、散乱線の除去および散乱線で劣化した画像の画質改善を目的に研究を行った。本年度の研究結果を次にまとめる。1.昨年度の研究結果から、検出器に到達するX線強度が一定になるように被写体にX線を照射すると、散乱線の画像への悪影響が少ないことが分かっていた。実験的に確認するため、照射X線量を制御するAlフィルタを設計し、試験機で実験を行った。その結果、シミュレーションで予想したように、散乱線の再構成画像への悪影響を少なくすることが出来た。

現在、最適なフィルタの設計を行っている。2.上で設計したフィルタでも取り除けない散乱線の影響で画像のコントラストが低下し、二次元CTと比べ画質が悪い。画質改善のため次のように処理方法を検討している。・二次元画像の画像処理に利用されてきた手法を三次元画像に拡張し、再構成後の三次元画像に処理を行い画質の改善を検討している。・二次元の投影データに二次元の画像処理を行った後、三次元画像再構成を行い、画像処理の影響が再構成画像にどの様な影響を及ぼすかを検討している。・ウェーブレット変換を応用し、再構成時に多重解像度解析を行い、コントラスト強調やノイズ除去の処理を行うことで、再構成画像の画質改善を検討している。最後に、本年度は試験機で成人男子の撮影が出来、人体データを対象に再構成画像の画質評価を行った。これは本年度の研究費でメモリを大幅に増設できたため可能になったことを報告しておきます。コーンビーム型3次元CT装置は、2次元投影データを用いるため、ヘリカルスキャン型CT装置に比べ、短時間で3次元画像を再構成できる、人体の体軸方向に対し高い空間分解能を持つ、等の利点がある。しかし、被検体で発生した散乱X線の除去が難しく、再構成画像の画質は劣っている。本研究では、コーンビーム型3次元CT画像の画質改善の研究を行い、下記のような成果を得た。1,モンテカルロシミュレーションで2次元投影データにデータに含まれる被写体から発生した散乱X線の強度分布を定量的に解析した。このシミュレーション結果を基に、散乱線を含む投影データと3次元再構成画像の関係を定量的に明らかにした。また、この関係を実験でも確認した。2,シミュレーションの結果、照射線強度分布を制御できると散乱線を減少できることが分かった。この結果を基に実際に照射線量分布の制御を行い、3次元再構成を行った。再構成画像でのCT値低下の割合が減り、画質の改善が確認された。3,さらに画質を改善するため、投影データまたは再構成画像への処理方法を開発した。各処理方法でCT値低下の軽減、ノイズの除去やコントラストの改善に効果があった。また、ウェーブレット変換を用いた方法では、再構成時の補正フィルタを容易に設計でき、余分な再構成時間を費やすことなく画質改善ができた。コーンビーム型3次元CT画像の画質は医用診断の能力の向上でなくてはいけない。現在、臨床実験を通して、上の研究成果の確認作業が行われている。今回の研究は、コーンビーム型CT装置の欠点を改善するもので、本方式のCTの実用化に有用であると考えている。
虫瘤形成昆虫アオキタマバエとその寄主植物の生活史同調性に関する進化生態学的研究

寄主個体間、寄主個体内比較の手法により、アオキミタマバエの京都個体群が最適な状態にある幼果を選択的に利用するという仮説の検証を試みた。タマバエは特に寄主個体間で、最適フェノロジー状態にある幼果を特に好んで攻撃した。結果的に、タマバエは寄主フェノロジーに対する分断(自然)選択を及ぼしており、個体群内でのアオキの遺伝的多様性の保持に貢献していると思われた。また、寄主個体間比較の手法により、アオキミタマバエが羽化時期を能動的に調節しているという仮説の検証を試みた。タマバエの羽化時期は、早熟なフェノロジー傾向を見せた寄主ほど早くなり、タマバエが羽化羽化タイミングをある程度コントロールしていることが予測された。これにより、地球温暖化のような気候変動下でもある程度の順応性を有することが示唆された。しかし、順応能力は比較的限られたものであった。国内各地でアオキミタマバエ個体群を探索し、2年目以降の調査に備えた予備調査を実施した。気候的には主調査地である京都個体群よりも寒冷な北陸で調査を行った。しかし、北陸では京都個体群よりもタマバエの出現時期が早く、単純な温度に対する対応では説明がつかなかった。北陸では京都個体群とは異なる形態の共進化が起こった可能性がある。これは、本種の進化の地理的なダイナミクスを考慮する上で興味深い。しかし、北陸でのアオキのフェノロジーに関してはデータが得られなかったため、今後の研究が必須である。
疲労き裂発生から伝播までの寿命推定を革新的に向上させるための材料特性に関する研究

本研究における初年度は,予圧縮後の引張り塑性変形能への繰返し荷重の影響について明らかにするための,試験・計測システムを構築した。また,本システムを用いて予備的試験を行い,問題点を抽出・改善して試験方法を確立し,良好な試験結果を得ることが可能なことを確認した。第2年度は,試験・計測システムを改善し,荷重制御によって準静的に圧縮・引張り試験を自動で行うようなシステムに改造した。このシステムを用いて,載荷速度0.002Hzで,1回,10回,100回繰返す圧縮・引張り載荷試験を行い,その後の破断伸び性能が載荷回数ごとに異なることを明らかにした。また,数値解析モデルを作成し,予備的な計算を行った。最終年度は,作成した「圧縮塑性変形と引張り塑性変形を繰返し与えた後の伸び性能の変化」を計測する試験システムを用いて,溶接構造用鋼と建築構造用鋼の繰返し圧縮・引張り塑性変形が繰返し回数ごとの破断伸びへの影響を明らかにし,圧縮塑性変形や応力集中が大きいほど,圧縮・引張り塑性変形の繰返し回数が多いほど,その後の破断伸びが低下することを明らかにした。さらに,溶接構造用鋼の繰返し圧縮・引張り試験による破断伸び性能の限界値を用いて,数値解析モデルによるき裂先端の圧縮ひずみとその後の引張りひずみを求めて,疲労き裂伝播シミュレーションを行い,疲労き裂伝播試験結果と比較した。その結果,一定荷重振幅の場合の疲労き裂伝播試験結果よりも低速側にあるものの,疲労き裂先端の力学的環境と材料の限界値を比較することによる疲労き裂伝播の評価法を開発するという,本研究の目的を達成することができた。さらに,一定振幅荷重で伝播中にスパイク荷重が作用して,疲労き裂伝播が遅延する現象もシミュレートすることができた。一定荷重振幅で,疲労き裂が伝播中に過大荷重作用した揚合,き裂伝播が減速停留することが知られている現象は,現在の疲労き裂伝播評価法では評価できない。本研究では,疲労き裂先端の圧縮塑性変形の影響を考慮した材料の変形能を疲労破壊の限界値として捉え,疲労き裂先端の力学的環境と,この限界値を比較することで疲労き裂が発生し,伝播するという仮定の可能性を検討し,材料の疲労限界値の定量的な把握,評価する方法を明らかにすることを月的としている。本年度は,現在までの研究により明らかにした,静的圧縮後・引張り破断させた場合の破断伸び減少現象について,従来型高張力鋼と耐疲労鋼で確認試験を行い,耐疲労鋼の破断伸びの低下が従来鋼よりも少なく,新しい評価法でも疲労き裂伝播性能が優れていると判断できることを明らかにした。本年度の主目的である試験は,予圧縮後の引張り塑性変形能への繰返し荷重の影響について明らかにするために,その試験・計測システムを構築し,材料の挙動を把握することであった。試験・計測システムは,デジタル寸法計測器とスライダを導入して,圧縮,引張り載荷時の試験片最小断面を検索し,計測可能なシステムを構築した。また,本システムを用いて予備釣試験を行い,問題点を抽出・改善して試験方法を確立し,良好な試験結果を得ることが可能なことを確認した。また,材料特性と比較するための,繰返し載荷時におけるき裂先端での力学的環境を明らかにするための汎用解析プログラムによる数値解析モデルを作成し,予備的な計算を行った。本研究における疲労き裂伝播に関する基本的な考え方について,日本船舶海洋工学会の講演会で発表した。一定荷重振幅で,疲労き裂が伝播中に過大荷重が作用した場合,き裂伝播が減速停留することが知られている現象は,現在の疲労き裂伝播評価法では評価できない。

本研究では,疲労き裂先端の圧縮塑性変形の影響を考慮した材料の変形能を疲労破壊の限界値として捉え,疲労き裂先端の力学的環境と,この限界値を比較することで疲労き裂が発生し,伝播するという仮定の可能性を検討し,材料の疲労限界値の定量的な把握,評価する方法を明らかにすることを目的としている。本年度は,昨年度までに構築した予圧縮後の引張り塑性変形能調査のための試験・計測システムを用いて,繰返し圧縮・引張り塑性変形を受けた後の材料の伸び性能を把握することであった。その結果,構造用軟鋼において,無載荷の場合や降伏応力程度の圧縮・引張り荷重を受けた場合には,破断伸びにほとんど変化は認められないものの,降伏応力以上の圧縮・引張り荷重を受けた場合には,破断伸びは減少すること,及び圧縮・引張り荷重履歴を受ける回数によっても影響を受け,1回よりも10回の荷重履歴を受けた場合のほうが破断伸びが減少することを明らかにした。また,昨年度作成した,材料特性と比較するための,繰返し載荷時におけるき裂先端での力学的環境を明らかにするための汎用解析プログラムによる数値解析モデルを用いて疲労き裂伝播解析を行った。本年度は,き裂長さを3種類に変えた場合の一定荷重振幅下における疲労き裂伝播について解析した。本研究における疲労き裂伝播に関する成果は,代表者が所属する,社団法人日本溶接協会鉄鋼部会技術委員会FTE委員会第3回本委員会の技術講演会で発表した。本研究における初年度は,予圧縮後の引張り塑性変形能への繰返し荷重の影響について明らかにするための,試験・計測システムを構築した。また,本システムを用いて予備的試験を行い,問題点を抽出・改善して試験方法を確立し,良好な試験結果を得ることが可能なことを確認した。第2年度は,試験・計測システムを改善し,荷重制御によって準静的に圧縮・引張り試験を自動で行うようなシステムに改造した。このシステムを用いて,載荷速度0.002Hzで,1回,10回,100回繰返す圧縮・引張り載荷試験を行い,その後の破断伸び性能が載荷回数ごとに異なることを明らかにした。また,数値解析モデルを作成し,予備的な計算を行った最終年度は,作成した「圧縮塑性変形と引張り塑性変形を繰返し与えた後の伸び性能の変化」を計測する試験システムを用いて,溶接構造用鋼と建築構造用鋼の繰返し圧縮・引張り塑性変形が繰返し回数ごとの破断伸びへの影響を明らかにし,圧縮塑性変形や応力集中が大きいほど,圧縮・引張り塑性変形の繰返し回数が多いほど,その後の破断伸びが低下することを明らかにした。さらに,溶接構造用鋼の繰返し圧縮・引張り試験による破断伸び性能の限界値を用いて,数値解析モデルによるき裂先端の圧縮ひずみとその後の引張りひずみを求めて,疲労き裂伝播シミュレーションを行い,疲労き裂伝播試験結果と比較した。その結果,一定荷重振幅の場合の疲労き裂伝播試験結果よりも低速側にあるものの,疲労き裂先端の力学的環境と材料の限界値を比較することによる疲労き裂伝播の評価法を開発するという,本研究の目的を達成することができた。さらに,一定振幅荷重で伝播中にスパイク荷重が作用して,疲労き裂伝播が遅延する現象もシミュレートすることができた。なお,本研究の成果は逐次発表してきたが,論文も執筆中であり,本年中に公表予定である。
新たに発見したマウス尿路関連リンパ組織の役割

生体が外界と接する部位には免疫学的障壁が存在し、口腔や咽頭に局在する“扁桃"などはその一例である。一方、当研究チームでは尿生殖器も外界と交通することに着目し、その関連リンパ組織の探索に力を入れている。これまでの成果において、動物の尿路粘膜(特に腎盤や膀胱)にリンパ組織が存在することを見出してきた。本研究では、この“尿路関連リンパ組織"の構造ならびに機能を動物やヒトの検体を用いて明らかにする。また、尿路関連リンパ組織の発達は尿生殖器の病態、特に腎臓病の進行と密接な関係にあることを予測しており、疾患モデル動物や症例の解析からその臨床的意義を考察する。
レアアース・フリー赤色、緑色蛍光体の開発と応用

本研究によって得られた成果をまとめると、(1)種々のI2-IV-F6:Mn4+赤色蛍光体,(2)種々のII-IV-F6:Mn4+赤色蛍光体, (3) Na2SiF6:Mn2+黄色蛍光体、(4) CaCO3蛍光体、アルカリハライド蛍光体、(5) SnO2蛍光体、(6)Ga2O3蛍光体の作製及び特性評価を系統的に行った。また、将来のナノ構造蛍光体の開発を目指して、化合物半導体微結晶や多孔質Siの発光特性を調べた。さらに、金属微粒子を用いたガルバニックセル無電界エッチングによるSiナノワイヤーの作製にも成功した。研究初年度は、化学的手法によう多孔質Siの作製から、HFにKMnO_4酸化剤を添加することにより偶然発見した、K_2SiF_6:Mn^<4+>赤色蛍光体の発光諸特性について詳細な理論的、実験的解析を行った。この赤色蛍光体の最大の特徴として、高性能蛍光体が極めて安価に合成可能になることが上げられる。"高性能蛍光体"は、具体的には、i)外部量子効率が極めて高く(約40%)、ii)青色LED励起で最大の赤色発光強度、iii)高温での温度消光が少なく、かつiv)「希土類元素フリー」が上げられる。青色LEDで強く発光する赤色蛍光体は当将来の環境・気候変動を懸念し「2008北海道洞爺湖サミット」で議論されたCO_2削減案件(2050年までCO_2排出50%削減がG8諸国の長期目標)の達成を左右しかねない重要なものである。ちなみに、全電力に占める照明用途の割合は約20%であり、高効率照明としての白色LED実現には、赤色蛍光体が不可欠である。供給国中国に大きく依存している「希土類」を含まない蛍光体としても、大きな魅力である。初年度は、この六フッ化物蛍光体であるK_2SiF_6:Mn^<4+>と類似の蛍光体、A_2BF_6:Mn^<4+>(A=Na,Cs,NH_4;B=Si,Ge,Sn,Mn)の合成にも成功し、これら蛍光体の諸性質も調べた。また、六フッ化物蛍光体を母体とし、Mn^<2+>を賦活剤とした新しい黄色蛍光体の合成にも成功した。さらに、SnCl_2、MnF_2、KC1:Sn^<2+>などの赤、緑、青色発光蛍光体の合成と諸特性の測定も行った。そして、蛍光体だけでなく、LEDやナノワイヤ物質、半導体微粒子と蛍光体との複合機能素子の開発を目指して、これら材料の物性を解明すべく、基礎研究も進め、所望の結果を得た。研究の最終年度である今年度は、研究の主眼である純化学的手法による各種蛍光体の作製と特性評価に傾注した。これら蛍光体の母体結晶として、(1) I2-IV-F6、(2) II-IV-F6、(3)アルカリハライド結晶、(4) CaCO3、(5)SnO2結晶が上げられる。母体結晶に対する賦活イオンとして、Mn2+、Mn4+、Ce3+、Tb3+、Eu3+、Cr3+を検討した。(1)のI2-IV-F6蛍光体では、Mn2+イオン賦活黄色蛍光体でのユニークな光照射劣化現象を観測した。そして、その原因として、光イオン化現象(Mn2+→Mn3+)を提案した。(2)のII-IV-F6蛍光体として、BaSiF6:Mn4+やBaTiF6:Mn4+、ZnSiF6・6H2O:Mn4+の赤色蛍光体の合成に成功し、諸特性を調べた。そして、前者の二つについては、我々が以前に開発した高性能K2SiF6:Mn4+赤色蛍光体と同等に近い特性を示すことが分かった。(3)では、NaClやKClを母体結晶としたCe3+賦活青色蛍光体やCe3+をドナーイオンとし、Tb3+をアクセプタイオンとする共賦活エネルギー輸送蛍光体を開発した。(4)のCaCO3ではCe3+とTb3+の共賦活緑色蛍光体を作製した。(5)のSnO2蛍光体では、Mnイオンを賦活させることにより、近赤外にピークを有するユニークな発光を観測した。3価のMnイオンによるものと考えている。以上を総合すると、Mnイオンは2価から7価までの価数を取ることが可能であり、適切な母体材料を選ぶことで、青色から近赤外までの広い波長域をカバーできる魅力的な賦活イオンと結論される。研究初年度では、化学的手法によう多孔質Siの作製から、HFにKMnO

4酸化剤を添加することにより偶然発見した、K2SiF6:Mn4+赤色蛍光体の発光諸特性について詳細な理論的、実験的解析を行った。この赤色蛍光体の最大の特徴として、高性能蛍光体が極めて安価に合成可能になることが上げられる。“高性能蛍光体"は、具体的には、i)外部量子効率が極めて高く(約40%)、ii)青色LED励起で最大の赤色発光強度、iii)高温での温度消光が少なく、かつiv)「希土類元素フリー」が上げられる。今年度は、初年度の実績を踏まえ、Mn4+賦活赤色蛍光体のK2XrF6やNa2ZrF6だけでなく、Cr3+賦活したGa2O3赤色蛍光体も開発し、それらの物性を調べた。また、SnドープNaCl蛍光体やCe3+とMn2+を共賦活したCaCO3蛍光体も作製し、これらの蛍光特性を調べた。さらに蛍光体の母体材料を意識して、SnO2の基本物性も調べた。さらに、蛍光体としての多孔質シリコンの新しい作製方法である非電源印加陽極化成法を開発し、諸特性を調べた。そして、多孔質シリコンだけでなく、多孔質シリコン微粒子やシリコンナノワイヤー、光源としてのZnOランダムレーザの諸特性も調べた。研究者の熱意と向学意欲に富む研究室学生のおかげ。特に研究者は、平日だけでなく祝日にも研究課題と向き合い、また土曜日及び日曜日も学術論文執筆の努力が実った結果と言える。25年度が最終年度であるため、記入しない。前年度と同様、研究者の熱意と向学意欲に富む研究室学生のおかげ。さらに、大学院生だけでなく学部学生の行っている研究成果を積極的に国内外に発表することで、日本の大学の学術水準の高さがアピールできた。研究が順調に進展しているので、特記すべき問題点などはなく、よって対応策も不要である。ただ、大学の研究はどうしても真理の探求を意識しすぎて、「基礎」に重点がおかれやすい。「基礎」が重要なことは勿論、今後は更なる企業からの協力を仰ぎ、「応用(実用化)」を強く意識した研究も進めたい。そのための最適な研究方法や研究設備の充実にも努力したい。前年度と同様、研究が順調に進展しているので、特記すべき問題点などはなく、よって対応策も不要である。ただし、これも昨年度度同様であるが、大学の研究はどうしても真理の探求を意識しすぎて、「基礎」に重点がおかれやすい。「基礎」が重要なことは勿論、企業に積極的に働きかけ、「応用(実用化)」を強く意識した研究も進める。そのための研究設備の充実にも努力する。
日本式ソーシャルワーカー教育プログラムの発信―中国・韓国・台湾を中心に―

本研究の目的は、まず、研究代表者や研究分担者が日本で行っているソーシャルワーカー教育をアジア諸国(韓国・台湾・中国)で活用や応用することができるかを検討することにある。次には、活用・応用できる内容を吟味し、比較的進んでいる日本のソーシャルワーカー専門教育や研修をアジア諸外国に発信していく方法を考えていこうとするものである。そのため本研究では、はじめにアジア諸国のソーシャルワーカー研修や教育の現状を分担して把握した。次に、各分担者が日本のそれぞれの大学や社会福祉職員・教員に実施してきた研修プログラムを精査した。それらを踏まえて、特に今回は、研究代表者が受け入れている中国人大学院生を仲介者にして、比較的まだハード面の充実も少ない中国(内モンゴル自治区)で、プログラムの試行を行った。現地の資格や研修制度・地域・文化の状況を視野に入れて事前に作成したレジュメ等(中国語)を用い、内蒙古佐后旗陽光家政培訓基地(家政婦紹介所:家政婦=地域・家庭での介護の担い手)において、研究代表者が中国人の大学院生(通訳兼務)と二人で1日研修を行った。その成果として、事後アンケートによると、まだ資格や制度などが未整備とはいえ、このような研修に受講生は満足しており有効であったと考えられる。具体的には1支援する利用者への意識や対応の確認、2自身の行っていることに対する専門性への意識の覚知、である。しかしその一方で、3この職種への社会的地位の低さに対する不満(認知度や給与など)も明らかになった。このように試行的ではあるが、アジア諸国で具体的ケア技術に加えたソーシャルワーカーとしての基礎的教育の意義は大きい。ゆえに次の課題は、固有な専門職教育方法と研修プログラム内容の検討が不可欠になると考える。今年度は研究分担者各自が、関係するアジアの国に関してヒアリング調査の資料やプログラム・教材づくりの精査を行っている段階である。とくに、各国のソーシャルワーカーに対する1基盤づくりプログラム、2スキル・アップを意識したプログラム、3その1と2に妥当で適切な教材づくりの検討、を行ってきた。結果、今年度はまず基盤づくりプログラムを精査しないと、スキル・アップを意識したプログラムがつくれないということがわかった。そこで、基盤づくりに特化してプログラムや教材づくりを、先行研究をふまえて作成してきた。また、各国の文化や地域性に加えて、ソーシャルワーカー教育のレベルなども視野に入れながら研究をすすめてきたところである。そのなかにあって、まず研究代表者は、自身がこれまで学生や現場ソーシャルワーカーなどの演習・研修で活用してきたもののなかから、アジアの諸外国で共通に利用できるものを選択し、プログラムと教材づくりをはじめたところである。他の研究者については、それをモデルに研究をすすめてもらっているところである。とくに、研究分担者である齋藤順子氏については、研究代表者だけではモデル作りが困難であったので、今年度は協力して一つのものをつくることを行った(なお、彼女の中心的担当が専門的スキル・アップ研修であることも協力の理由)。この教材に関して中国内モンゴルで平成29年度に教育プログラムの試行と検証を行う予定となっている(実施機関については、すでに調整済み)。なお、モデルとなる教材については、中国語に翻訳する作業を中国人の大学院生に行ってもらい、実際に活用できるようにシミュレーションを行った。「やや遅れている」という理由は、資料の精査をふまえたプログラム作成や教材づくりが各研究者によって、進捗状況が違うと判断したからである。今年度も研究分担者においては、関係するアジアの国に関してのヒアリング調査資料や、プログラム教材作りの精査を行っている段階である。特に、齊藤分担研究者は、韓国との相互交流の中で教育の現状把握を行っているところである。また、研究代表者は、基盤づくりのプログラム教材を用いて、中国内モンゴルで演習するための中国版を作成した。それを活用し、中国院生の通訳のもと、陽光家政婦紹介所で実施した。結果は、1日本との文化の違い、2基礎教育の違い、3言語の違い(内モンゴルという特性もあったが、モンゴル語しかわからない人もいたため)、4福祉施策の進捗度、などからA.利用者をどうみるのか、B.家族にどうかかわるのか、という基本的な関わり方や理解に効果を示すことがわかった。つまり、基本的考え方や視点の構築には、本教材は意義があることが実証できた。また、ヒアリングをすると、学ぶことの意欲とそうした研修でのキャリアアップを望んでいることも理解できた。そこで、最終年度は、韓国もしくは台湾という比較的アジアでも福祉がすすんでいる国へ、前回作成した教材にスキルアップできる教材を韓国・台湾版として作成し、ソーシャルワークの技術面での発信による効果等を検証してみたい。そのうえで、日本式ソーシャルワーカーの教育プログラムの意義や発信方法等をまとめていきたい。今年度は、当初の計画通りアジア(中国内モンゴル)での演習を実施することができ、おおむね順調にすすんでいると判断している。

現地の資格や研修制度・地域・文化の状況を視野に入れて事前に作成したレジュメ等(中国語)を用い、内蒙古佐后旗陽光家政培訓基地(家政婦紹介所:家政婦=地域・家庭での介護の担い手)において、研究代表者が中国人の大学院生(通訳兼務)と二人で1日研修を行った。その成果として、事後アンケートによると、まだ資格や制度などが未整備とはいえ、このような研修に受講生は満足しており有効であったと考えられる。具体的には1支援する利用者への意識や対応の確認、2自身の行っていることに対する専門性への意識の覚知、である。しかしその一方で、3この職種への社会的地位の低さに対する不満(認知度や給与など)も明らかになった。このように試行的ではあるが、アジア諸国で具体的ケア技術に加えたソーシャルワーカーとしての基礎的教育の意義は大きい。ゆえに次の課題は、固有な専門職教育方法と研修プログラム内容の検討が不可欠になると考える。平成29年度は、夏期休業の期間を利用し、各研究者が中国、台湾、韓国に共通の教材プログラムの試行とその妥当性・有効性の検証を行うことを考えている。夏期休業期間前は、そのために1さらなるプログラムの精緻化、2アポイントを取ること、3ヒアリング調査項目の精査、を行う。さらに各研究者が行っている独自の教材やプログラムでの担当の検討やそれに関する他の研究者と国内での比較検討を行いたい。平成30年度は、夏期休業中の期間を利用し、各研究者が韓国、台湾で基盤づくり教育プログラムに加え、スキルアップ教材の作成と試行による検証を行っていきたい。そのために、夏期休業期間前は、1さらなるプログラムの精緻化、2ヒアリング調査項目の精査、を行う。さらに各研究者が行っている独自の教材やプログラムでの担当の検討やそれに関する他の研究者と、国内での比較検討を行いたい。また、その成果を学部教育等で発表していきたいと考えている。研究分担者である齋藤順子氏に関しては、今年度、彼女とメール等で連絡調整を行い、研究代表者との基礎的なプログラム作成と教材づくりを一緒に行い、確認作業をすすめてきた。そのため、彼女の直接経費が発生しなかった。平成28年度、研究分担者とメール等で連絡調整し、教材作りを行ったため直接経費がかからず、繰り越しとなった費用については、最終年度の試行や調査にあてる予定である。彼女に対して、今年度分担する研究費をおさえ、その分、研究代表者のアジアの国への試行と調査にあてることとしたい。
ソーシャルワーカーの専門的力量形成過程における支援システムの構築に関する調査研究

本研究では、ソーシャルワーカーの専門的力量形成過程における支援システム構築に向けて、2つの調査を実施した。まず、現場実践経験年数の異なる2つのグループによる同一事例の検討結果を比較したところ、中堅ワーカーには次の4つの傾向があることが見出せた。(1)一つのアプローチを行う際にその根拠が明確な点、(2)個々のアプローチが全体的な援助展開のなかでどのように位置づくのかを確認しながら進めていた点、(3)若手ワーカーの発言からはみられなかった高度な面接技法を活用しようとしている点、(4)若手ワーカーよりも多様な視点を持っている点。そして、熟達化研究の視点からは、(1)ソーシャルワークの価値・理論と現実状況とのマッピングがスムーズに行えるための、事例検討やスキル獲得に向けた教育・研修の必要性、(2)ソーシャルワーカーの「倫理綱領」や「行動指針」を念頭に置いたうえでの自己評価の機会が必要性であることが考察された。また、20代・30代のソーシャルワーカー各10人を対象に行った生活史調査からは、何人かに共通する専門的力量形成を促進する契機を抽出することができた。そして、それらの結果をキャリア発達の視点から検討したところ、20代のソーシャルワーカーの専門的力量形成を促す方向性としては、知識・技術面での安定した力量を身につけ、仕事の継続を可能にするための職場内外での研修会やスーパービジョン等の場の提供が必要であることが見出せた。また、30代のソーシャルワーカーにとっては、多様な生活状況に応じた職務形態や職場環境の整備等支援態勢の確立、組織での役割や職位の変化に伴うノウハウを保する機会の提供等の必要性が見出せた。平成15年度は、以下の2つの調査研究を行った。一点目は、若手と中堅のソーシャルワーカーを対象とした、力量形成の過程についての聞き取り調査の実施と、そこから力量形成の契機を抽出することである。具体的には、社団法人日本社会福祉士会に所属する、(1)福祉の仕事に携わり3年以上5年未満の20代半ばのソーシャルワーカー10名と、(2)福祉の仕事に携わり10年以上経過している30代後半の9名についての聞き取り調査を行った。30代については、今後1名の調査を計画中である。現時点では、それぞれのインタビュー結果から、その人の生活史をまとめ、力量形成を促した契機を表としてまとめる段階まで行った。二点目は、若手と中堅の医療ソーシャルワーカー各5名を対象とし、同一の事例を検討することで、そこで話されたコメントの違いを導き出すことである。具体的には、埼玉県医療社会事業協会に所属する、(1)医療ソーシャルワーカーとしての経験年数が34年の人5名と、(2)医療ソーシャルワーカーとしての経験年数が1316年の人5名を対象に、それぞれに事例検討の場を設けて、23時間の事例検討会を開催した。現時点では、そこでの発言内容を録音し発話記録を作成し、特徴を抽出する作業まで行った。次年度は、以上の調査結果を基にして力量形成支援システムの検討を行い、積極的に学会発表、論文作成を行う予定である。

そして、熟達化研究の視点からは、(1)ソーシャルワークの価値・理論と現実状況とのマッピングがスムーズに行えるための、事例検討やスキル獲得に向けた教育・研修の必要性、(2)ソーシャルワーカーの「倫理綱領」や「行動指針」を念頭に置いたうえでの自己評価の機会が必要性であることが考察された。また、20代・30代のソーシャルワーカー各10人を対象に行った生活史調査からは、何人かに共通する専門的力量形成を促進する契機を抽出することができた。そして、それらの結果をキャリア発達の視点から検討したところ、20代のソーシャルワーカーの専門的力量形成を促す方向性としては、知識・技術面での安定した力量を身につけ、仕事の継続を可能にするための職場内外での研修会やスーパービジョン等の場の提供が必要であることが見出せた。また、30代のソーシャルワーカーにとっては、多様な生活状況に応じた職務形態や職場環境の整備等支援態勢の確立、組織での役割や職位の変化に伴うノウハウを確保する機会の提供等の必要性が見出せた。
脳動脈瘤形成におけるタイトジャンクション蛋白の関与について

実験脳動脈瘤モデルにおいて、動脈と動脈瘤壁の機能維持および不安定化に関わる分子について明らかにするため、電子顕微鏡による内皮細胞形態と動脈瘤の大きさを確認した(JNeurosurg. 2005 Mar ; 102(3) : 532-5.)。動脈瘤の増大につれマクロファージの浸潤が増加し、occludinおよびZO-1の減少が著しいことが判明した。OccludinおよびZO-1は蛋白分解系により制御されていることを明らかにした。さらにこれらのDegradationに関与する蛋白は高血圧とエストロゲン欠乏状態で血管壁に増加すること、またこの上昇にangiotensinIIが一部関与することも明らかにした。これらの結果からタイトジャンクション蛋白の安定化が動脈瘤形成抑制に重要と考えられた。成果をまとめJ Hypertensionに投稿し、受理された。我々は中高年の女性に脳動脈瘤が多いことに着目し、雌ラットを用いて腎動脈結紮・生理食塩水経口投与(高血圧誘発)と一側頚動脈結紮(血流ストレス誘発)施行後に両側卵巣を摘出し、エストロゲン欠乏状態で脳動脈瘤を発生させる新しい動物モデルを開発した(J Neurosurg.2005;103:1046-51.)。この動物の脳動脈瘤において炎症性細胞の発現や炎症性変化を示ししている(J Neurosurg.2007,107:405-11)。そこで脳動脈瘤壁おいて血管内皮の間隙が拡大し、この間隙よりマクロファージが浸潤する可能性があることから、血管内皮細胞表面のタイトジャンクション蛋白の発現低下がその誘因になると考え、血管壁の退行性変化から動脈瘤形成にいたると想定し、タイトジャンクション蛋白発現変化やその分子学的機構について検討した。occludin,ZO-1、およびVE-cadherin, claudinなどの発現変化について脳動脈瘤誘発を行ったラット脳血管を用いて調べたところ、脳動脈瘤形成初期から免疫組織学的にoccludin,ZO-1発現が低下しており、電顕画像で拡大した間隙におけるマクロファージの接着を認めた。またタイトジャンクション蛋白の発規低下と相関してマクロファージの浸潤の増加を確認した。今後さらにこれらの蛋白発現変化とestrogenやestrogen receptorsの機能との関連性について解析する予定である。脳動脈瘤壁におけるccludinおよびZO-1の減少に関与する分子機構を調べた。ccludinおよびZO-1の遺伝子レベルでの変化はみられなかったが、タイトジャンクション蛋白のDegradationに関与すると考えられるMCP-1, MMP-9およびNOX4の増加がみられ、ccludinおよびZO-1は転写レベルではなく、蛋白分解系により制御されていることを明らかにした。またmineral corticoid receptor阻害剤を投与するとDegradation関連分子の低下がみられ、マクロファージの血管壁内への浸潤が低下し、動脈瘤の形成が抑制された。これらの結果をまとめて現在J Hypertensionに投稿し、revisionの審査を受けている。ccludinおよびZO-1の遺伝子レベルでの変化はみられなかったが、タイトジャンクション蛋白のDegradationに関与すると考えられるMCP-1,MMP-9およびNOX4の増加がみられ、ccludinおよびZO-1は転写レベルではなく、蛋白分解系により制御されていることを明らかにした。
デバイス化を目指したI-III-VI族半導体量子ドットの粒径制御技術の開発

I-III-VI族半導体ナノ粒子は、発光材料や光電変換デバイスへの利用が期待されているナノ粒子材料であり、均質な組成および粒径をもつナノ粒子の化学合成法の開発が求められている。本研究は、これらのナノ粒子の合成および粒径制御について研究を行い、出発物質や粒子表面を安定化する配位子が生成物に与える影響を調査した。また、光を利用した粒径制御「サイズ選択光エッチング」について、反応条件の検討を行った。半導体ナノ粒子(量子ドット)は、直径が10ナノメートル前後の半導体材料であり、電子と正孔が狭い領域に閉じ込められるため、バルク材料にはない光学特性や電子特性が発現する。現在広がりつつある蛍光体応用に限らず、LEDやレーザーから太陽電池に至るまで、特殊な電子構造を活用する研究に注目が集まっている。その中で最も重要なのは、サイズと組成の均一なナノ粒子を製造する技術と、それらを基板上にコーティングする技術である。本研究は、半導体ナノ粒子の粒径制御を実現する手法として、I-III-VI族ナノ粒子の合成条件がナノ粒子形状や光特性、長期安定性に与える影響を調査した。また、合成後のナノ粒子を光酸化溶解させることによってサイズを制御する「光エッチング法」を、3元系のナノ粒子に適用することを試み、反応条件の考察や改善を行った。また、ナノ粒子を基板上に塗布する技術に関して研究を行い、スピンコーティングやインクジェットによって均一な薄膜を形成できる溶媒条件や、成膜後の形態に大きな影響を与える配位子の選択に関して、一部に従来のII-VI族系ナノ粒子によるモデル実験も踏まえながら研究を行った。3元系ナノ粒子の合成は、そのほとんどが高沸点溶媒中で加熱した金属塩に硫黄やセレンの錯体を加える方法で行われる。2種類の金属塩のカルコゲンとの反応性を揃えることが重要で、本研究では150°C程度というII-VI族ナノ粒子の合成温度(300°C)と比べてかなり低温の条件で、さまざまな粒径領域のものを合成することに成功している。光エッチングに関しては、水溶液中における硫化銅インジウムナノ粒子の光酸化溶解を起こすことに成功した。半導体ナノ粒子(量子ドット)は、蛍光体としての利用が広がりつつある一方で、次世代の光電変換デバイスへの応用も期待されている。液中で化学合成されるコロイド状量子ドットは、気相成長法によって作製される自己組織化量子ドットと比較して大量生産に向いている。しかしながら、均一な粒子を得ることの困難さや、粒子表面の配位子がデバイス特性に影響を与えるなどの問題があり、これらを使用した実用的なデバイスはほとんど例がない。本研究では、合成条件の工夫や、光を用いた粒子サイズ制御技術「光エッチング」を利用し、均一な粒径と光学特性をもつ量子ドットの調製を試みる。さらに、粒径を制御された量子ドット薄膜を作製し、得られる超格子構造を観察することで、粒径制御の効果を検証する。本年度は、主に硫化銅インジウムについて研究を行い、ドデカンチオールを配位子とした4 nm程度のやや多分散な粒径をもつナノ粒子を得ることに成功した。光エッチングを行うために、水溶性の配位子への置換を行い、さまざまな組成の水溶液中での、ナノ粒子の光化学的挙動を調査した。光エッチング法は、半導体量子ドットに光を照射したときに起こる自己酸化溶解反応を粒径制御に利用するものである。反応によって、粒子の構成元素の酸化種が生成するので、これを効率よく溶解する溶液条件が必要である。検討の結果、中性水溶液中に塩化アンモニウムを含有させることで、ナノ粒子の溶解が進み、量子サイズ効果によってスペクトルがブルーシフトすることを見出した。しかしながら、エッチング効率を上げるために水溶液の酸素濃度を高めると、暗時でも酸化溶解が起こることがわかり、改善が必要である。合成条件の検討により、平均粒径4 nmの硫化銅インジウムナノ粒子の合成に成功した。最近は、光エッチングに用いるさらに粒径の大きなナノ粒子を合成するために配位子や溶媒についてさらに検討を行った結果、その平均粒径を8 nm程度まで大きくすることに成功している。本研究の一つの課題であった配位子交換による粒子の水溶化は、硫化銅インジウムについてこれまで報告がなく、当初はナノ粒子の凝集や分解を引き起こしてしまい困難であった。対策として、配位子に3-メルカプトプロピオン酸を用い、求核性を増大させる試薬として有機塩基である2-アミノエタノールを用い、各試薬の脱水を徹底することで、ほとんど光特性に影響を与えないまま水溶化することに成功した。本研究で精密な粒径制御を行う一つの手法として挙げている光エッチング反応は、酸素存在下でナノ粒子に光照射し、発生した電子を酸素へと移動させることで、残ったホールによってナノ粒子を自己酸化溶解させるというものである。粒径の減少によってバンドギャップが増加すると、照射光を吸収しなくなって反応自体が停止する。