hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナノシートを用いた可視光利用可能な逆反応抑制型光触媒系の開発

またPtを担持することで、可視光照射下において水素発生可能あり、さらにCO2還元触媒部位として、金属錯体を吸着させることでCO2還元にも活性を示すことを見出した。この結果は層状酸窒化物が可視光利用可能な光触媒として、有望な材料である可能性を示唆している。本研究では層状化合物を用い、酸化・還元反応場を空間的に分離することで逆反応抑制を可能にした光触媒系を構築し、かつ可視光を利用して水分解反応を達成することを目的としている。昨年度、可視光応答型材料として有望である層状ペロブスカイト酸窒化物Li2LaTa2O6Nの合成に成功した。本年度はこれまでにほとんど明らかとなっていない層状構造を有する酸窒化物の光触媒特性を明らかにするため、Li2LaTa2O6Nの光触媒特性の詳細な検討を行った。その結果、Li2LaTa2O6Nは可視光応答型の光触媒として機能し、かつRu金属錯体光触媒と組み合わせることでCO2還元反応に活性を示すことを見出した。また、これまでに一般的に用いられてきた単純なペロブスカイト構造を有する酸窒化物光触媒とその活性を比較したところ、Li2LaTa2O6Nがより高い活性を示すことがわかった。これは層状酸窒化物の光触媒特性を明らかとした初めての例であり、層状ペロブスカイト型酸窒化物の光触媒としての高い可能性を示唆している。さらに、層状ペロブスカイト型酸化物を酸窒化物の前駆体として用いた従来とは異なる方法を用いることで、新たに10種類の層状ペロブスカイト型酸窒化物の合成に成功した。これまでに合成例の極めて少ない層状ペロブスカイト型酸窒化物を合成する汎用的な方法を見出したという点において、評価が高いと考えられる。本年度得られた結果は国内の学会のみならず、国際学会においても積極的に発表しており(国内2件、国際3件)、国内学会では学生講演賞を、国際学会ではStudent Presentation Awardを受賞するなど、対外的にも評価を得ている。本年度は可視光利用可能な材料の開発を目指し、研究を行った。一般的に層状窒化物の合成は困難であると認識されているが、合成条件を詳細に検討することで層状ペロブスカイト型酸窒化物であるLi2LaTa2O6Nを合成し、そのCO2還元光触媒としての活性を評価することに成功した。Li2LaTa2O6Nは可視光応答型の光触媒として機能するだけでなく、従来広く用いられてきた単純な層状ペロブスカイト型酸窒化物よりも高いCO2還元活性を示すことを見出した。層状ペロブスカイト型酸窒化物の光触媒、およびその高いポテンシャルを明らかとした初めての例である。さらにこれまでに合成例が極めて少ない層状ペロブスカイト型酸窒化物であるが、層状ペロブスカイト型酸化物を前駆体として用いる方法を用いることで、A2LaTa2O6N (A = K, Rb, Cs)、K2ATa2O6N (A = Pr, Nd, Sm)、K2A2Ta3O9N (A = Ca, Sr, Ba), CsLa2Ta3O8N2の組成式で表される新規層状酸窒化物10種を新たに創出した。さらにこれらに化合物は空気中の水でさえも層空間に取り込む水への強い親和性を示し、かつ可視光照射下において光触媒活性を示すこともわかった。本研究ではナノシートを用い、(1)層空間と触媒表面で酸化・還元反応サイトが分離した逆反応抑制型光触媒系の構築、(2)可視光を利用した水分解反応の達成を目的とした。
多次元可変ディジタルフィルタの設計とその適応信号処理への応用

多次元ディジタルフィルタの周波数特性の可変機能について考察し,多次元可変ディジタルフィルタの設計法とその周波数可変性能について理論的に考察した.1.これまでに知られている1次元の可変ディジタルフィルタ(周波数変換,実数・複素並列形全域通過構造)の設計法を整理・比較し,その多次元への拡張可能性を考察した.2.上記の考察をもとに,円対称低域通過形の多次元可変ディジタルフィルタの設計手法を考案した.ここでは,多次元可変ディジタルフィルタとして,並列全域通過構造,伝達関数の周波数変換による構造によって,多次元可変ディジタルフィルタの可変特性を実現した.3.上で得られた多次元可変ディジタルフィルタの周波数可変特性の能力を理論的および計算機実験によって評価した.ここで,とくに多次元フィルタにおいて問題となる安定性および安定化可能性について検討した.4.ニュートン法を用いて,より可変精度の高く計算量の少ない多次元可変ディジタルフィルタの構造を提案した.シミュレーションによって,この構造が優れた特性を有することを確認した.基本的な1次元の場合の適応ノッチ可変フィルタにおいて,出力誤差の3乗によって誤差関数を定義するときの適応能力と収束性について理論的に考察し,パラメータと収束速度と安定性について数学的な理論式を導き,シミュレーションによって,この理論式が妥当であることを確認した.多次元ディジタルフィルタの周波数特性の可変機能について考察し,多次元可変ディジタルフィルタの設計法とその周波数可変性能について理論的に考察した.1.これまでに知られている1次元の可変ディジタルフィルタ(周波数変換,実数・複素並列形全域通過構造)の設計法を整理・比較し,その多次元への拡張可能性を考察した.2.上記の考察をもとに,円対称低域通過形の多次元可変ディジタルフィルタの設計手法を考案した.ここでは,多次元可変ディジタルフィルタとして,並列全域通過構造,伝達関数の周波数変換による構造によって,多次元可変ディジタルフィルタの可変特性を実現した.3.上で得られた多次元可変ディジタルフィルタの周波数可変特性の能力を理論的および計算機実験によって評価した.ここで,とくに多次元フィルタにおいて問題となる安定性および安定化可能性について検討した.4.ニュートン法を用いて,より可変精度の高く計算量の少ない多次元可変ディジタルフィルタの構造を提案した.シミュレーションによって,この構造が優れた特性を有することを確認した.基本的な1次元の場合の適応ノッチ可変フィルタにおいて,出力誤差の3乗によって誤差関数を定義するときの適応能力と収束性について理論的に考察し,パラメータと収束速度と安定性について数学的な理論式を導き,シミュレーションによって,この理論式が妥当であることを確認した.多次元ディジタルフィルタの周波数特性の可変機能について考察し,多次元可変ディジタルフィルタの設計法とその周波数可変性能について理論的に考察した.1.これまでに知られている1次元の可変ディジタルフィルタ(周波数変換,実数、複素並列形全域通過構造)の設計法を整理、比較し,その多次元への拡張可能性を考察した.2.上記の考察をもとに,円対称低域通過形の多次元可変ディジタルフィルタの設計手法を考案した.ここでは,多次元可変ディジタルフィルタとして,並列全域通過構造,伝達関数の周波数変換による構造によって,多次元可変ディジタルフィルタの可変特性を実現した.3.上で得られた多次元可変ディジタルフィルタの周波数可変特性の能力を理論的および計算機実験によって評価した.ここで,とくに多次元フィルタにおいて問題となる安定性および安定化可能性について検討した.4.上の2と3と同様の考察を円対称帯域通過特性およびファン通過特性に対しておこなった.円対称帯域通過形においては,中心周波数と阻止帯域幅の独立的な可変特性を実現し,ファン通過形においては,ファンの中心角と広がり幅の独立的可変特性を実現し,その可変性能を評価した.多次元ディジタルフィルタの周波数特性の可変機能について考察し,多次元可変ディジタルフィルタの設計法とその周波数可変性能について理論的に考察した.1.これまでに知られている1次元の可変ディジタルフィルタ(周波数変換,実数・複素並列形全域通過構造)の設計法を整理・比較し,その多次元への拡張可能性を考察した.2.上記の考察をもとに,円対称低域通過形の多次元可変ディジタルフィルタの設計手法を考案した.ここでは,多次元可変ディジタルフィルタとして,並列全域通過構造,伝達関数の周波数変換による構造によって,多次元可変ディジタルフィルタの可変特性を実現した.3.上で得られた多次元可変ディジタルフィルタの周波数可変特性の能力を理論的および計算機実験によって評価した.ここで,とくに多次元フィルタにおいて問題となる安定性および安定化可能性について検討した.4.ニュートン法を用いて,より可変精度の高く計算量の少ない多次元可変ディジタルフィルタの構造を提案した.シミュレーションによって,この構造が優れた特性を有することを確認した.5.基本的な1次元の場合の適応ノッチ可変フィルタにおいて,出力誤差の3乗によって誤差関数を定義するときの適応能力と収束性について理論的に考察し,パラメータと収束速度と安定性について数学的な理論式を導き,シミュレーションによって,この理論式が妥当であることを確認した.
生物無機化学における構造と特異機能の研究

本研究は、生体系に存在する金属錯体の構造と特異機能を分子レベルで解明し、これに基づいて新しい錯体による精密化学反応系を構築することを目的とした。このため、生体関連低分子錯体、高分子錯体、およびモデル錯体について、(1)多重相互作用、(2)反応過程制御、(3)精密モデル化、(4)新反応系、の諸点について、重点的に研究を行った。1.多重相互作用酵素ー基質、タンパク質ー核酸、ホルモンー受容体などの特異的結合の解明のため、中心金属周辺でのアミノ酸側鎖基の関与する非共有性相互作用、植物ホルモン受容体モデル銅(I)錯体、銅酵素の活性中心構造、DNA結合性タンパク質(亜鉛フィンガ-)などの研究を行い、それぞれ生体系の理解に重要な知見を得た。2.反応過程制御ヘムタンパク質のミオグロビン、ヘモグロビン、シトクロムPー450の活性中心ヘム近傍のアミノ酸を部位特異的に変換し、反応過程への影響を調べた。また、電子伝達体ルブレドキシンにおけるNーH...S水素結合が、電子伝達過程に重要な働きをすることを結論した。3.精密モデル化シトクロム酸化酵素の酸素還元過程を時間分解ラマン分光法で追求し、反応中間体を特徴づけた。また、本酵素の結晶化とX線結晶解析を進めた。光合成過程における水分解酵素のマンガン部位モデル錯体その他の精密モデル錯体の合成を行った。4.新反応系鉄ー硫黄クラスタ-を触媒として二酸化炭素固定によるケト酸の合成を行った.細胞毒ス-パ-オキシド不均化酵素モデル鉄錯体を開発し、その有効性を明らかにした。さらに,鉄,銅の錯体による酵素分子の活性化と有機化合物の酵素化反応を詳細に調べた。以上の成果をあげるため、全体会議、班長会議で情報連絡を緊密に行い、さらに公開シンポジウム(第1回)を東京にて開催した。購入したコンピュ-タ-により研究成果を集積し、ニュ-スレタ-で公表した。
iPS細胞を用いた次世代再生医療の実現と国民の意識基盤作りに向けた保健教育の考案

本研究は、次世代における再生医療社会の理解と社会的受容を促進することを目指した再生医療社会理解プログラムを作成するために、京都大学iPS細胞研究所、茨城県立緑岡高校との連携のもとで、生徒参加型の再生医療理解学習プログラムを作成した。その結果、生徒が主体的に取り組むアクティブラーニング型の再生医療理解教育プログラムの限界を提示することができた。同成果を高大連携教育のモデルプログラムとして提案できた。日本をはじめ全世界では,iPS細胞を用いた新しい再生医療の実現に向けて研究がスタートした。文部科学省では実用化に向けたロードマップが作成され,現在,医療技術開発を中心に大きく進み出している。そして,早くも2014年9月には世界ではじめてのiPS細胞を用いた臨床試験が行われた。本研究では「学校での教育」という側面,特に,「保健」という視点から学校での教育のポイントを明確化して教育内容の提言を行い,先行している医学面での基礎研究および臨床研究に加え,教育面でのサポートによって新しい再生医療に向けた国民の社会的意識基盤を作ることを目的としている。H26年度の成果として,当初の計画通り,iPS細胞と再生医療に対する質問紙調査を(1)中学生,高校生および大学生,(2)医療従事者に対して実施した。その成果は学会および論文として公表した。2014年12月23日には,シンポジウム「iPS細胞と再生医療の現状とその未来」を開催した。県内外から約200名の中学生,高校生,大学生,教職員,保護者が参加した。京都大学CiRAから八代嘉美准教授をお招きし,ポスター作成には附属中学校の3年生に協力して頂いた。さらに,再生医療をわかりやすく理解するための教材を開発し,上記シンポジウムで実践した。また,CiRAによる最先端研究の動向や情報を収集し同じ方向性を持って進めるために,上記研究所の研究者等と双方向の連絡が取れるような体制を構築できた。以上,1年間の成果を通して,これから身近になってくるであろうiPS細胞を用いた再生医療について,国民はとても期待し医療としての現実性にも意識が向きつつあること,しかしながら,それらを理解する仕組みが未だ無いためにきちんとした情報源がほしいと考えていることが示唆され,本研究の重要性を認識した。日本をはじめ全世界では、iPS細胞を用いた新しい再生医療の実現に向けて研究がスタートした。文部科学省では実用化に向けたロードマップが作成され、現在、医療技術開発を中心に大きく進み出している。この新しい医療社会を真に理解して自分自身の医療として受け止める必要がある。そこで、本研究では「学校での教育」という側面から次世代再生医療の実現に向けた国民のQOL向上を目指した。保健という視点から学校での教育のポイントを明確化して教育内容の提言を行い、先行している医学面での基礎研究および臨床研究に加え、教育面でのサポートによって新しい再生医療に向けた国民の社会的意識基盤を作ることを目的とした。2015年度は高大連接続も見据え,計画的・継続的な教育プログラムを試行した。すなわち、[1]高大接続研究「再生医療教育講座私たちの考える未来の再生医療社会科学は社会の一員である」の実施,[2]毎月の再生医療通信「懸け橋」の発行、[3]京都大学で毎年開催されてきた高校生対象「京都大学iCeMS/CiRAクラスルーム幹細胞研究やってみよう!まずは観察から」を本学で実施した。特に、[1]は90分x 10回を以下の4つの柱よって構成した。(1)細胞の観察や専門用語を学び、また、再生医療実現に向けた省庁,大学等研究機関の取り組みを紹介し、「iPS細胞と再生医療の基礎的な知識を身につける(3回)」、(2)ケースメソッド「20年後のある日家族の病気発覚」を作成し医療の選択を仮想体験し,期待・不安・問題点等を想像する「未来を覗く(1回)」。(3)「科学成果を伝え考える(2回)」、(4)「社会を創造する(4回)」では、高校生が将来の再生医療社会を実現するために各職種からどうすべきかを討論し発表会を行った。研究実施計画に従い,順調に研究を進められたため。すなわち,計画通り,iPS細胞と再生医療に対する質問紙調査を(1)中学生,高校生および大学生,(2)医療従事者に対して実施した。(1)については,再生医療の実現に期待し治療の際の選択肢の一つと捉えていること,そして様々な面で情報を求めていることが明らかになった。考え方には男女差が認められた。(2)については,iPS細胞や再生医療を治療の一つとして賛成としていた。また,再生医療に関する知識は複雑な内容を含んでいる。そのような複雑な知識を正しく理解できる方法が再生医療の発展とともに不可欠になると考え,分かりやすくかつ楽しんで学んでもらえるように「iPSさいぼうBINGO」を考案した。

「iPSさいぼうBINGO」はプレイヤー同士のコミュニケーションを通じて楽しさを味わいながらiPS細胞や再生医療について理解を深める教具であり,2014年12月23日に開催したシンポジウム「iPS細胞と再生医療の現状とその未来」で実施し好評を得た。健康科学質問紙調査結果について,投稿論文を作成し公表する。再生医療は,科学・医療・社会が融合したテーマとなるため,子どもたちがそれらについて授業や実習等を通して理解していけるような内容の授業・実習等を立案し,高校や中学校で実践してモデル教育を提言する。再生医療の基礎・臨床研究を最先端で行う京都大学CiRAとのつながりを大切にし,再生医療に関わるシンポジウムをCiRAと連携しながら開催する。論文掲載料が平成27年度になったため。論文掲載料として公表するにあたり使用する予定。
非財務情報開示が株価発見・企業財務特性に与える効果の分析

研究計画期間(平成30令和2年)の初年度においては, [1]会社利益予想の改訂が株価発見過程に与える影響の分析, [2]企業のCorporate Social Performance (CSP)が会社利益予想精度に与える影響の分析, [3]特許情報とCSPが企業のリスク・リターン特性に与える影響の分析, [4]商標権情報が株式価値と財務特性に与える影響,について実証分析を実施し,国内外の学会での研究発表を行い,一部については論文として成果を公開した.[1]では,個別銘柄ティックデータから計算された5分間隔データを用いて,東京証券取引所による取引システム(arrowhead)の稼働後に,会計情報に対する市場反応も高速化したことを示した.[2]ではCSPの高い企業ほど,会社利益予想の精度が高いことを実証的に明らかとした.次に[3]では, moderator-mediator modelを用いて,技術競争力(特許情報), CSP,そして株式上で評価されたリスク・リターン特性の相互関係について分析し,技術競争力の高い企業ほど,投資家との信頼関係の構築を目的としてCorporate Social Responsibilities(CSR)を意識した経営を行っており,その結果としてリスクが低いことが示された.最後に[4]では商標権の量的,質的な向上は,企業のリスク低減と付加価値の創出につながることを示した.個別株式ティックデータを用いた研究では当初は5分間隔データを使用する予定であったが, 1分間隔データを使用した分析に変更した.これに伴う追加コーディング,データの再処理により,マーケットストラクチャー関係の分析に若干の遅れが生じた.ただしCSR,特許情報,商標権情報に関する分析については当初の計画をほぼ達成した.株式個別銘柄ティックデータの再処理と実証分析用1分間隔データの構築は2019年6月に修了する予定で,これにより非財務情報開示の株価発見過程への分析の開始が見込まれる. CSR評価インデックスについては,データ更新を終え,直近年度分の指数の計算に入っており,これを用いた研究についても進展が期待できる.研究計画期間(平成30令和2年)の初年度においては, [1]会社利益予想の改訂が株価発見過程に与える影響の分析, [2]企業のCorporate Social Performance (CSP)が会社利益予想精度に与える影響の分析, [3]特許情報とCSPが企業のリスク・リターン特性に与える影響の分析, [4]商標権情報が株式価値と財務特性に与える影響,について実証分析を実施し,国内外の学会での研究発表を行い,一部については論文として成果を公開した.[1]では,個別銘柄ティックデータから計算された5分間隔データを用いて,東京証券取引所による取引システム(arrowhead)の稼働後に,会計情報に対する市場反応も高速化したことを示した.[2]ではCSPの高い企業ほど,会社利益予想の精度が高いことを実証的に明らかとした.次に[3]では, moderator-mediator modelを用いて,技術競争力(特許情報), CSP,そして株式上で評価されたリスク・リターン特性の相互関係について分析し,技術競争力の高い企業ほど,投資家との信頼関係の構築を目的としてCorporate Social Responsibilities(CSR)を意識した経営を行っており,その結果としてリスクが低いことが示された.最後に[4]では商標権の量的,質的な向上は,企業のリスク低減と付加価値の創出につながることを示した.個別株式ティックデータを用いた研究では当初は5分間隔データを使用する予定であったが, 1分間隔データを使用した分析に変更した.これに伴う追加コーディング,データの再処理により,マーケットストラクチャー関係の分析に若干の遅れが生じた.ただしCSR,特許情報,商標権情報に関する分析については当初の計画をほぼ達成した.株式個別銘柄ティックデータの再処理と実証分析用1分間隔データの構築は2019年6月に修了する予定で,これにより非財務情報開示の株価発見過程への分析の開始が見込まれる. CSR評価インデックスについては,データ更新を終え,直近年度分の指数の計算に入っており,これを用いた研究についても進展が期待できる.実証分析用データベースの構築において,データ仕様の変更が生じたため,株式個別銘柄ティックデータ購入費用の一部を次年度に繰り越して使用することとした.現在(令和元年5月)見積書作成を依頼し6月初旬に追加分のデータを導入, 7月以降にデータの加工作業を開始する予定である.
速度勾配テンソル第2不変量に基づく壁面せん断乱流の圧力抵抗発生機構の探究

H30年度は十分発達した二次元粗面チャネル流の壁面抵抗係数に対する粗さピッチ比PRに対する影響を調査するために,チャネル断面内のせん断応力分布,粗さ底層内のせん断応力ならびに第二不変量の分布の評価を行った.せん断応力分布は,粗さ要素一ピッチ当たりの空間平均量として算出した.その際,せん断応力分布はレイノルズせん断応力(Reynolds shear stress),粘性応力(Viscous stress),分散性応力(Dispersive stress)の和として与えた.断面内のせん断応力分布を直線近似して得られたチャネル上壁面および下壁面高さ位置におけるせん断応力値から,壁面抵抗係数のPR値による増加は,粗さ要素を付加した下壁面側のせん断応力値の増加によることを確認した.粗さ底層内のせん断応力分布から,下壁面側のせん断応力値の増加は主としてレイノルズせん断応力によることが明らかにされた.PRによるレイノルズせん断応力値の増加は,粗さ要素間溝部と溝部上方流体の混合が粗さ要素から生じるはく離せん断層が発達することで強化されたためである.つぎに,壁面抵抗係数のPR依存性に対して,第二不変量の立場から明らかにすることを試みた.二次元流の平均速度勾配テンソルの第二不変量Qに着目すると,溝部上流領域では粗さピッチ比による差は小さいが,溝部下流領域の粗さ要素側面近傍断面で粗さピッチ比による差が顕著となる.下流側粗さ要素近傍断面において,Q値はPR値によらず負値であるが,PR値の増加に伴いその絶対値は増加する.これは,溝部上流側粗さ要素から生じたはく離せん断層が下流側粗さ要素に衝突することで,流れ方向平均速度の流れ方向微分値が増加したことによる.なお,下流側粗さ要素近傍断面を除く溝部下流領域においてPR=4でQ>0の傾向が著しく,粗さ要素間溝部により強い平均渦度場が形成される.平成28年度は,十分発達した2次元粗面チャネル流の局所壁面摩擦抵抗係数Cfの評価とPIV計測の予備実験として簡易に製作した流路内の断面平均速度分布の計測を実施した.Cf値の評価は,最初に滑面平板にて十分発達したチャネル流で実施された.測定はチャネル高さに基づくレイノルズ数Rehが25008500の範囲において行われ,計測値がDeanの抵抗側に対して5%以内で一致することを確認した.その後,粗さ要素(矩形断面(3mm×3mm)の角棒)をチャネル上下壁面に粗さピッチ比PRが2,4および8で配置した.測定はRehが25006500の範囲で実施された.3条件のPR値において,Cf値はReh数の増加に伴い滑面の結果と同様に減少した.また,PR値に対するCf値の増加率はPR=3付近で最も大きくなることが分かった.PIVによる予備実験は,簡易チャンル風洞を製作(測定部寸法は長さ500mm,幅300mmおよび高さ20mmを有する.)して実施された.測定部の一部(長さ100mm)は透明アクリル板で製作された.購入したPIV計測システムではチャネル断面平均速度が0.69m/s2.06m/sの範囲で良好に粒子画像を取得することが可能であった.粒子画像からソフトウエアで計算された流れ方向平均速度の妥当性は断面内平均速度分布から算出した流量とオリフィス流量計で設定した流量を比較してなされ,両者は良好に一致した.また,簡易風洞測定部片壁面に粗さ要素を設置し,粗さ要素周りの流れについて計測を実施した.アクリル製粗さ要素の表面で生じる鏡面反射を抑制することで良好な粒子画像の取得が可能であった.また,粒子画像をもとに粗さ要素間溝部内の速度ベクトルを算出して流動パターンを確認した.平成28年度の実施計画では,(1)十分発達した二次元粗面チャネル流の抵抗係数の評価,(2)レーザーシート入射方法の検討およびPIV予備計測を実施することであった.(1)については,滑面平板にて十分発達したチャネル流で壁面静圧から局所壁面摩擦抵抗係数Cfを算出し,Deanが提案した抵抗側と良好に一致することを確認した.さらに,チャネル上下壁面に矩形粗さ要素を粗さピッチ比2,4および8でチャネル高さに基づくレイノルズ数が25006500の範囲でCfの計測を行った.その結果,PR=3付近でCf値の増加率が最も大きくなった.(2)については,簡易チャネル風洞を製作して実施した.レーザーシートの透過性を高めるために,透明アクリル板で測定部ならびに矩形粗さ要素を製作した.粗さ要素近傍では,アクリル製粗さ要素表面で生じる鏡面反射の影響によって粗さ要素近傍において適切な粒子画像が取得できなかった.そこで,アクリル製粗さ要素表面をサンドペーパーで擦ることで鏡面反射を抑制する対策を行い,粗さ要素近傍においても良好な粒子画像が得ることができた.PIV予備計測においては,滑面平板で流路断面内の流れ方向平均速度の測定を実施した.PIVで得られた流れ平均速度分布を積分して得られた流量をオリフィス流量計で設定した流量と比較したところ,両者は良好に一致した.これにより,PIVによる流路内速度の計測が適切に行えることが確認された.以上を勘案して,"区分(2)おおむね順調に進展している."と判断した.H29年度は十分発達した二次元粗面チャネル流の壁面抵抗係数に対する圧力抵抗の寄与

ならびにチャネル断面内の平均速度分布の評価を行った.チャンル断面内の速度分布の評価はPIVにより実施された.PIVによる速度評価においてレーザーシート光を均一に入射させる必要がある.H28年度はチャネル上壁および下壁面に粗さ要素を設置して研究を実施していたが,上下面に粗さ要素があると均一に挿入することが困難であったため,下壁面のみに粗さ要素を設置するように変更した.この変更に伴い,H28年度に実施した局所壁面摩擦抵抗係数Cfの計測を再度行った.下壁面のみに粗さ要素を設置した場合でも粗さピッチ比PRによるCf値の変化傾向は上下壁面に設置した場合と同様な傾向(ただし,Cf値の大きさは異なる.)が得られた.そこで,H29年度では下壁面に粗さ要素を設置した場合で,粗さ要素に作用する圧力抵抗ならびに断面内平均速度の計測を行った.圧力抵抗係数Cdpの評価はチャネル高さに基づくレイノルズ数Rehが1000,1500,2000および5000で実施された.Cdp値はPR値の増加に対して増加するものの,PR=2においてRehが2000以上で負の値となり,粗さによるCf値の増加との対応性の説明が困難となった.これについては,圧力の計測精度や圧力抵抗係数の評価法の再検討が必要である.断面内平均速度分布の計測は,Rehが1000,1500および2000で実施された.PR=2の分布は滑面流の結果と同様な分布傾向(チャネル中心軸に対して対称)分布となったが,PR=4および8は下壁面で生じる圧力抵抗が大きいために,非対称な分布となった.H29年度では,PR=2,4および8について圧力抵抗係数と断面内平均速度およびレイノルズ応力の計測を実施することであった.圧力抵抗係数を粗さ要素表面圧力の計測値から評価したが,PR=2においてその値が負となったため,圧力の計測精度および圧力抵抗係数の評価法の再検討が必要となった.PIVによる断面内計測については,平均速度の評価をおこなったものの,レイノルズ応力の算出が実施されていない.上記の2点について,今後実施する.H30年度は十分発達した二次元粗面チャネル流の壁面抵抗係数に対する粗さピッチ比PRに対する影響を調査するために,チャネル断面内のせん断応力分布,粗さ底層内のせん断応力ならびに第二不変量の分布の評価を行った.せん断応力分布は,粗さ要素一ピッチ当たりの空間平均量として算出した.その際,せん断応力分布はレイノルズせん断応力(Reynolds shear stress),粘性応力(Viscous stress),分散性応力(Dispersive stress)の和として与えた.断面内のせん断応力分布を直線近似して得られたチャネル上壁面および下壁面高さ位置におけるせん断応力値から,壁面抵抗係数のPR値による増加は,粗さ要素を付加した下壁面側のせん断応力値の増加によることを確認した.粗さ底層内のせん断応力分布から,下壁面側のせん断応力値の増加は主としてレイノルズせん断応力によることが明らかにされた.PRによるレイノルズせん断応力値の増加は,粗さ要素間溝部と溝部上方流体の混合が粗さ要素から生じるはく離せん断層が発達することで強化されたためである.つぎに,壁面抵抗係数のPR依存性に対して,第二不変量の立場から明らかにすることを試みた.二次元流の平均速度勾配テンソルの第二不変量Qに着目すると,溝部上流領域では粗さピッチ比による差は小さいが,溝部下流領域の粗さ要素側面近傍断面で粗さピッチ比による差が顕著となる.
環境的要因が関わる低温活性金属酵素の低温適応機構の解明とその応用

好冷菌産生酵素の低温での高い活性発現を導く"環境的要因"を明らかとすることを目的として研究を進展させた。その結果として、実験材料とした好冷性海洋細菌Shewanella sp.のフォスファターゼがマグネシウムなどを高濃度に含む環境下でフォールディングすることによって分子表面に高い揺らぎを示す部位を獲得でき、この部位の存在が本酵素の低温での効率よい活性発現に重要であることを明らかとした。好冷菌産生酵素が有する低温での高い活性の発現能(低温活性発現能)にとって、触媒部位に位置する求核基が、低温から常温における触媒反応時に効率よく基質分子に作用することが重要である。多くの加水分解酵素では、求核攻撃を担う求核基は、補因子である金属イオンにより脱プロトン化されたOH^-分子であり、基質に対する求核攻撃に適した空間に配置されている。その適切な空間配置は金属イオンの種類に支配されると考えられ、その金属を配位させる機構が低温活性発現能を導く"環境的要因"であると考えられる。そこで、本研究では、好冷菌Shewanella sp.が産生し、その触媒部位中に2個の金属を配位している、低温活性金属酵素Cold-active protein tyrosine phosphataseに着目した。平成20年度には、配位金属をMgイオンに置換したMg型酵素を作成し、その機能特性をZn型酵素と比較することを計画した。Mg型酵素を作製するために、大腸菌で封入体として発現した蛋白質を、100mM MgCl_2を含む緩衝液中において再生させることで調製した。その酵素学的特性を大腸菌で発現した酵素[Zn型酵素]のそれと比較したところ、Mg型酵素の反応最適温度(30°C)がZn型酵素のそれ(50°C)より低温側にシフトしており、低温域での触媒反応効率がZn型酵素に比べて高いこと、また、Mg型酵素の熱安定性がより低いことを明らかとした。このことから、本酵素の低温活性発現能には配位金属種がより"軽い"Mgイオンであることが重要であると考えられた。構造解析に必須となる、Mg型酵素の結晶化に成功しており、現在、SPring8を用い決定した構造とZn型酵素の構造との比較解析を行うことで金属置換によって柔軟性が変動した領域即ち低温活性発現能に直接関与する領域を特定しつつある。好冷菌産生酵素の低温での高い活性の発現能(低温活性発現能)にとって、触媒部位に位置する求核基が、低温から常温における触媒反応時に効率よく基質分子に作用することが重要である。多くの加水分解酵素では、求核攻撃を担う求核基は補因子である金属イオンにより脱プロトン化されたOH^-分子であり、基質に対する求核攻撃に適した空間に配置されている。本研究では,好冷菌Shewanella sp.が産生し、触媒部位中に2個の金属を配位しているCold-active phosphataseに着目した。平成21年度には、(1)配位金属をMgイオンに置換したMg型酵素の構造特性をZn型酵素と構造を比較すること、(2) Shewanella sp.における金属濃度環境を制御する因子(金属輸送蛋白質など)の探索を試みた。(1)については、Mg型酵素の構造モデルを分解能1.3Åで決定した。決定した構造とZn型酵素の構造との比較解析を行うことで金属置換によって柔軟性が変動した領域が分子表面から触媒部位近傍構造までつながっていることを明示した。柔軟性の高い領域の分布から、Mg型酵素では、低温において低下した溶媒の分子運動が効率よく触媒部位に伝達されることで低温活性発現が可能となると示唆した。(2)に関しては、海水に含まれる2価イオンの存在・非存在下で培養したShewanella sp.で発現している蛋白質を2次元電気泳動法で比較した。その結果、2価金属イオンが培地中に海水濃度で存在することによって、2種の塩基性蛋白質(約20kD)の発現誘導を確認した。現在、これらの蛋白質をアミノ酸配列分析によって同定し、低温活性酵素の低温環境適応能に対する"環境的要因"との相関を確認しつつある。本研究では、好冷菌Shewanella sp.が産生し、触媒部位中に2個の金属を配位しているCold-active phosphataseに着目した。

平成22年度には、(1)EDTA処理によって低温での効率良い活性発現能が低下した酵素(EDTA処理Mg酵素)の立体構造をMg型酵素の構造と構造を比較すること、(2)Shewanella sp.における金属濃度環境を制御する因子(金属輸送蛋白質など)の探索を試みた。(1)については、EDTA処理Mg酵素の構造を分解能1.3Åで決定した。決定した構造とMg型酵素の構造との比較解析を行うことで、金属置換によって柔軟性が変動した領域が分子表面から触媒部位近傍構造までつながっている領域が、低温において低下した溶媒の分子運動を効率よく触媒部位に伝達させることで低温活性発現を可能とすることを強く示唆することができた。(2)に関しては、前年度に2次元電気泳動法で明らかとした、培地中の2価イオンの濃度上昇によって特異的に含有量が増加する2種の塩基性蛋白質(約20kD)が、それぞれリボソーマルプロテインL10、L11であることを明らかとした。今後、低温活性発現能を有する有用酵素の創出させるためのシステム開発には、これらの2種の蛋白質が低温活性発現能を導くフォールディングに与える影響を調べることが重要である。
不育症女性のくり返す喪失による悲嘆からの回復を促す看護介入プログラムの開発と検証

本研究は、不育症女性のくり返す喪失による悲嘆とその回復に焦点を当て、悲嘆からの回復を促すための看護介入プログラムの開発と検証を目的としている。この目標を達成するために、日本語版周産期悲嘆尺度の開発、尺度使用による不育症女性の悲嘆状況調査、不育症女性のくり返す喪失の受け止めと悲嘆過程、不育症女性のケアニーズなどを明らかにすることを計画している。これらのことから、不育症女性の悲嘆について客観的な指標を得ることができ、不育症女性の悲嘆過程およびその悲嘆からの回復過程に関する新たな知見を得、支援に貢献することができると考える。平成30年度は日本語版周産期悲嘆尺度の開発を計画していた。研究初年度に尺度原作者から翻訳の承諾を得てバックトランスレーションを行い、日本語版の第1版を作成した。今年度は、その日本語版第1版を用いて表現の適切さや答えやすさなどについて予備調査の実施、翻訳尺度の修正、流死産経験のある女性を対象とした調査の実施、日本語版完成版の作成を計画し、研究者所属機関および調査実施機関における倫理審査委員会の受審準備を進めた。また、並行して周産期の喪失における悲嘆に関する国内外の文献を収集し検討を行った。文献検討を進める中で、周産期における喪失からの回復過程においては本邦と諸外国では類似点もあるが相違点もあることが推察され、研究目的に沿った今後の調査内容やフィールドの選定などの検討を行った。今年度は日本語版周産期悲嘆尺度の完成を計画していたが、対象者の特性により、質問項目には注意深い配慮が必要であり、そのような背景を考慮した尺度原案の作成と倫理審査委員会の受審準備に時間を要したため、研究の進捗に影響している。また、研究者所属機関における本務が過密となり、研究に対するエフォートを確保することが困難であったことが要因である。令和元年度は、日本語版周産期悲嘆尺度の開発を継続して進める。所属機関および調査実施機関における倫理審査委員会の承認を得た後、日本語版周産期悲嘆尺度を完成させる。完成版を用いて、不育症女性の悲嘆状況を調査する。これらのことから、不育症女性の悲嘆について客観的な指標を得ることができ、不育症女性の悲嘆過程およびその悲嘆からの回復過程に関する新たな知見を得ることができると考える。平成29年度は周産期の喪失における悲嘆に関する文献検討を進め、悲嘆尺度の翻訳を計画していた。周産期の喪失における悲嘆に関しては、流産および死産後の悲嘆を中心とした和文献および英文献を取り寄せ検討を行った。流産および死産後の悲嘆に関する文献は多数存在するが、不育症女性のくり返す喪失における悲嘆に関する文献は少なく、国内外の文献を収集中である。不育症女性は、不育症ではない女性と比較して抑うつや不安が強く、医療者による精神的支援を必要とすることが明らかとなっているが、引き続き、具体的な支援について文献検討を行う。また周産期における悲嘆尺度に関しては、米国の原作者と連絡をとり、日本語への翻訳の承諾を得た。尺度のバックトランスレーションを行い、日本語版の第1版を作成した。初年度は文献検討と尺度の翻訳を主としており、おおむね計画通りに進んでいる。

また、研究者所属機関における本務が過密となり、研究に対するエフォートを確保することが困難であったことが要因である。平成30年度は引き続き文献検討を行う。また、翻訳した日本語版第1版の信頼性と妥当性等を検討するための研究計画書を作成し、所属機関の倫理審査を受ける。倫理審査委員会による承認を受けた後に、日本語版を使用したデータ収集を行い、尺度の信頼性および妥当性について検証し、修正の後に日本語版周産期悲嘆尺度の完成版とする予定である。令和元年度は、日本語版周産期悲嘆尺度の開発を継続して進める。所属機関および調査実施機関における倫理審査委員会の承認を得た後、日本語版周産期悲嘆尺度を完成させる。完成版を用いて、不育症女性の悲嘆状況を調査する。平成29年度は、研究の遂行はおおむね順調であったが、関連図書の購入費や旅費の支出が予定よりも少なかった。平成30年度はデータ収集を実施し、人件費や謝金としての支出予定である。また、研究成果発表のための旅費および論文掲載費、図書および文献購入費、研究遂行のための消耗品購入費に支出予定がある。平成30年度は、研究の進捗が遅れたため予定していた支出より少なかった。令和元年度は、データ収集を実施し、謝礼の支出予定である。また、研究成果の発表および情報収集のための旅費、研究遂行のための消耗品購入費に支出予定がある。
呼吸相に伴う感覚運動皮質の反応変化に関する研究

痛覚,脳または自律神経の反応における呼吸の影響を検討するために,脳波,交感神経皮膚反応(SSR),指尖容積脈波(DPG),主観的痛みスケールを記録した。左手に呼気と吸気時にそれぞれ電気刺激を与えた。刺激強度は痛覚閾値とした。刺激強度は同一であったにも関わらず,被験者の主観的痛みスケールでは,吸気の電気刺激に比較して呼気刺激で痛みが弱いと感じていた。痛み関連脳電位の後期成分の振幅は吸気よりも呼気で小さかった。痛みの情報処理は呼吸によって動揺し,痛みは呼気時に中枢神経システムによって制御されていることが示唆された。平成24年度は昨年度に引き続き,研究実施計画の2)呼吸相が痛覚情報処理に及ぼす影響についてと,5)運動誘発電位の呼吸相による変化について,研究を進めてきた。2)の研究では,刺激強度をより詳細に設定できる刺激装置(PAS7000)を用いて,痛覚閾値レベルとその4倍の刺激強度で痛み刺激を行い,痛みスコア別に,誘発電位と交感神経活動を比較した。脳波,交感神経皮膚反応(SSR),指尖容積脈波(DPG),呼気CO2濃度を連続的に記録し,CO2濃度が20 mmHgを越えた時(呼息)か下回った時(吸息)に刺激した。被験者は刺激毎に痛みの主観をWong-Bakerスケールを参考に判断した。痛みスコアは,閾値刺激では吸息時に1と判断した数が呼息時45回よりも多く,閾値4倍刺激では,吸息時に2と判断した数が呼息時67回よりも多かった。痛覚誘発電位とSSRは,閾値刺激と閾値4倍刺激のいずれも,呼息時で振幅が小さかった。DPG振幅は,刺激から約4拍で低下をはじめ,約6拍で最大に低下した。痛みスコア別に脳波,SSRを加算すると,N1,P1,SSR振幅はスコアに比例して変化した。呼息相と吸息相に痛覚閾値とその4倍強度で刺激を与えた結果,どちらの強度でも痛みの主観が呼息相で減弱し,N1,P1の振幅も減少した。また,SSR振幅も呼息相で減少し,DPG振幅の低下も減少した。これは,刺激強度レベルに関わらず呼息時に痛みが抑制されやすいことを示している。5)の研究では,安静呼吸,深呼吸,強制呼吸時の各呼吸相に,運動閾値の1.2倍強度の経頭蓋磁気刺激を行い,運動誘発電位と呼気終末二酸化炭素濃度(ETCO2)との関係を検討した。呼吸相の違いにより,MEP面積に有意差が認められたが,振幅,潜時については認められなかった。閾値の1.2倍強度ではMEPの振幅,潜時の変化を検知できない可能性が示唆された。平成25年度は,研究実施計画の2)呼吸相が痛覚情報処理に及ぼす影響と3)呼吸相の違いが感覚閾値強度の刺激のawarenessに与える影響についての研究を進めてきた。2)の研究では,呼吸相の違いによる痛覚関連脳電位の発生源を探索することを目的に行った。健常者15名を対象として,呼吸のタイミングで左手を表皮内電気刺激して得られた31チャンネル脳電位のsLORETA解析を行った。刺激後170-190ms(N1)と350-370ms(P1)の発生源について呼息/吸息の刺激タイミングで比較した。Cz波形でN1が出現した9例と不明瞭な6例でも比較した。その結果,N1出現の有無に関わらず両側の前帯状皮質,上・中前頭回に発生源が推定されたが出現群ではさらに前頭葉凸面の活動が認められた。P1の時間帯では,痛みに関連する前帯状皮質,島前部,眼窩前頭皮質のほか,広範な脳領域が活性化したが,特に吸息時の刺激で有意に強かった。Cz波形でのN1出現の有無には前頭葉凸面の活動の個人差が関わっているが,早期から前帯状皮質は活性化し,他の痛み関連皮質へ活動が波及する。その活動は吸息時の刺激タイミングでより大きいことが示唆された。3)の研究では,呼吸相の違いによる体性感覚誘発電位の変動を検証することを目的に行った。健常者10名を対象として,呼息時と吸息時に正中神経を電気刺激し,脳波を記録した。その結果,SEP後期成分(刺激後100300ms)は吸息刺激に比較して呼息刺激で有意に振幅が大きかった。触圧覚など大径有髄線維を伝播する体性感覚では,息を吸うときよりも吐くときに刺激された方が前頭葉の反応は大きいことが示唆された。

平成23年度においては,研究実施計画の2)呼吸相が痛覚情報処理に及ぼす影響について,5)運動誘発電位の呼吸相による変化について,主に研究を行った。2)の研究では,呼息相と吸息相に痛覚刺激を与え,主観的な痛みの程度,痛覚誘発電位および交感神経活動が呼吸相で変化するかを検討した。健常成人を対象に,脳波,交感神経皮膚反応(SSR),指尖容積脈波(DPG)を連続的に記録した。刺激は,呼息時または吸息時に左手背に表皮内刺激電極で電気刺激を与えた。刺激強度はWong-Bakerスケールで2(軽度の痛みで少しつらい)とした。刺激毎に,わずかな痛みの場合には右の示指,軽度の痛みで少しつらい場合には中指の伸展をするように被験者に指示した。脳波は加算平均し,痛覚誘発電位であるN1,P1を解析した。SSRも加算平均し,最大陰性振幅を解析の対象とした。主観的な痛みの程度について,Wong-Bakerスケールで1(わずかな痛み)と被験者が判断した回数は,全270回中,吸息時は116回で,呼息時は180回であった。N1振幅,P1振幅,SSR振幅はそれぞれ呼息時で小さかった。呼息相と吸息相に一定強度の痛み刺激を与えた結果,主観的な痛みの程度が呼息相で減弱し,N1,P1,SSR振幅も減少した。これは,同一強度の刺激であっても,呼吸相の違いにより痛覚情報のインプットが変化すると考えられる。5)の研究では,経頭蓋磁気刺激装置を用いて大脳運動野皮質を刺激し,対側の短母指外転筋から運動誘発電位(MEP)を計測した。呼吸フロー機器のモニターを見ながら呼気時と吸気時に刺激を与え,得られたMEPの振幅を比較した結果,呼気時に比べて吸気時にMEPは増大した。このことから,吸気時に手指筋に至る皮質脊髄路の活動が促通されたと考えられる。本研究の目的は,健常人を対象に,感覚皮質や運動皮質の反応を,脳波等の生理学的手法で捉えると伴に,心電図,脈波,呼吸CO2濃度,胸郭運動,交感神経皮膚反応などの自律神経活動を同時に記録して,呼吸相および心循環がそれらの情報処理へ及ぼす影響を明らかにすることである。平成24年度は昨年度に引き続き,同じテーマに対して実験方法をわずかに変化させて,データの信頼性,妥当性を高めることができた。また,その内容については学会等で発表した。本研究の目的は,健常人を対象に,痛み刺激や弱刺激,経頭蓋磁気刺激に対する感覚皮質や運動皮質の反応を,脳波等の生理学的手法で捉えると伴に,心電図,脈波,呼吸CO2濃度,胸郭運動,交感神経皮膚反応などの自律神経活動を同時に記録して,呼吸相および心循環がそれらの情報処理へ及ぼす影響を明らかにすることである。平成23年度は,痛み刺激や経頭蓋磁気刺激に対する感覚・運動皮質の反応を捉えることに成功し,成果を学会等で発表した。研究計画の2)呼吸相が痛覚情報処理に及ぼす影響については,これまでのデータを整理し,成果発表できるように準備を進めて行く。5)運動誘発電位の呼吸相による変化については,刺激の頻度や強度等を変えて検討していく。3)呼吸相の違いが感覚閾値強度の刺激のawarenessに与える影響,4)心循環が痛覚情報処理に及ぼす影響についてはデータ採取できるように経過鵜を進める予定である。平成23年度の研究を継続して行うが,2)呼吸相が痛覚情報処理に及ぼす影響についてはAδ線維を選択的に刺激すると考えられている表皮内刺激電極のほか,C線維を選択的に刺激する電極を用いて脳波や自律神経活動の違いを比較する。また,5)運動誘発電位の呼吸相による変化については,より限定した部位を刺激することができる経頭蓋磁気刺激装置を用いて運動誘発電位(MEP)を計測する。その他,3)呼吸相の違いが感覚閾値強度の刺激のawarenessに与える影響や4)心循環が痛覚情報処理に及ぼす影響についても進めて行く予定である。
高度な分子組織系の超高速光応答

ナノメーターサイズの超微粒子および分子組織系の超高速光応答を調べることを目的とし、静岡大学、メルボルン大学、CSlROの研究者が分担・協力して以下のような成果をあげた。1)アラキジン酸単分子累積膜、アニオン性のナフィオン高分子膜、両親媒性分子の自己組織化膜、及び水溶液系で、Cd^<2+>イオンを担持あるいは分散し、硫化水素と反応させてナノメーターサイズのCdS超微粒子を形成した。さらにアンモニアによる前処理、CdS生成後の熱処理、3-メルカプト-1、2-プロパンジオールによるキャッピング処理、水酸化カドミウムによる2層構造超微粒子形成などの表面処理を行った。2)これらのCdS超微粒子を400nmのフェムト秒レーザーで励起し、過渡ブリーチング測定を行った。いずれの試料でもエキシトン生成による1ピコ秒以下の極めて速い過渡ブリーチングが観測された。その再結合あるいはトラップされたものの消滅などによる回復挙動は、超微粒子サイズ、表面処理、マトリクスの微視的環境などにより大きく影響された。ナフィオン膜系で、大きな超微粒子(約5nm)では、回復にともない過渡ブリーチングスペクトルの極大波長が長波長側にかなりシフトした。キャッピング処理によりそのようなシフトはなくなった。過渡ブリーチングの時間依存性は、多くの場合2成分とオフセットで表されたが、長寿命と短寿命成分の割合はサイズおよび表面状態に依存した。水酸化カドミウム層をつけた2層構造超微粒子では、過渡ブリーチングスペクトルはかなりブロードで粒子径の分布が広いことがわかった。さらに処理前に比べ全体的に寿命が短くなり、長寿命成分の分率もかなり減少し、表面のトラップサイトが減少していることがわかった。本国際学術研究共同研究により、主に次のような成果が得られた。1)アニオン性高分子としてナフィオンフィルムを用い、塩化カドミウム水溶液に浸してカドミウムを担持させた。このフィルムに硫化水素を反応させて塩化カドミウム(CdS)半導体の超微粒子(直径数ナノメーター)を分散固定化した。その過程でアンモニア処理、熱処理、あるいはチオール処理などにより粒子サイズや表面状態を制御した。このようなフィルムをフェムト秒レーザー(波長400nm)により光励起し、吸収スペクトル変化およびそのフェムトピコ秒ダイナミクスを検討した。2)フェムト秒レーザー照射直後から400500nmの波長域で元の吸収が弱くなる過渡ブリーチングが観測された。これは価電子帯から伝導帯に電子がバンドギャップ励起され、CdS超微粒子表面にエキシトンあるいは電子・正孔対としてトラップされたためである。この過渡ブリーチングスペクトルは、大きな(約4.9nm)CdS超微粒子では幅広く、またブリーチングの回復に伴ってレッドシフトした。小さい(約3.5nm)CdS超微粒子で短波長側に観測された狭いブリーチングスペクトルはシフトを示さなかった。また回復速度にもサイズ効果がみられ、小さいCdS超微粒子の方が速い回復を示した。大きなCdS超微粒子ではサイズ分布が広いことも示された。このような結果は、半導体超微粒子の非線形光学効果や光触媒作用の制御に有益な知見を与えるものである。ナノメーターサイズの超微粒子および分子組織系の超高速光応答を調べることを目的とし、静岡大学、メルボルン大学、CSIROの研究者が分担・協力して以下のような成果をあげた。

さらにアンモニアによる前処理、CdS生成後の熱処理、3-メルカプト-1,2-プロパンジオールによるキャッピング処理、水酸化カドミウムによる2層構造超微粒子形成などの表面処理を行った。2)これらのCdS超微粒子を400nmのフェムト秒レーザーで励起し、過渡ブリーチング測定を行った。いずれの試料でもエキシトン生成による1ピコ秒以下の極めて速い過渡ブリーチングが観測された。その再結合あるいはトラップされたものの消滅などによる回復挙動は、超微粒子サイズ、表面処理、マトリクスの微視的環境などにより大きく影響された。ナフィオン膜系で、大きな超微粒子(約5nm)では、回復にともない過渡ブリーチングスペクトルの極大波長が長波長側にかなりシフトした。キャッピング処理によりそのようなシフトはなくなった。過渡ブリーチングの時間依存性は、多くの場合2成分とオフセットで表されたが、長寿命と短寿命成分の割合はサイズおよび表面状態に依存した。水酸化カドミウム層をつけた2層構造超微粒子では、過渡ブリーチングスペクトルはかなりブロードで粒子径の分布が広いことがわかった。さらに処理前に比べ全体的に寿命が短くなり、長寿命成分の分率もかなり減少し、表面のトラップサイトが減少していることがわかった。