hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
外乱磁界源の可視化に基づく高機能・高性能アクティブ磁気シールドの開発とその応用

心磁界計測を主目的として,円筒分離型磁気シェルを持つ能動磁気シールドをアモルファス磁性薄帯とFRPの複合材を用いて試作開発した.水平床置きで,奥行き2.4 m,高さ,幅はそれぞれ1.4,m,総重量は560 kgであるが,容易に移動・移設可能である.このシールドの性能を実証するために,16ch SQUID心磁計と,本研究で新たに開発した6 ch一次元アレイフラックスゲート心磁計によって健常男性の心磁計測に成功した.能動磁気シールドのために,フラックスゲートとサーチコイルを一体化した広帯域高分解能磁気センサを新たに開発した.磁気マーカを用いるバイオイメージングのための卓上型シールドを製作した.3次元で磁気マーカの集積点を同定する方法を開発した.心磁界計測を主目的として,円筒分離型磁気シェルを持つ能動磁気シールドをアモルファス磁性薄帯とFRPの複合材を用いて試作開発した.水平床置きで,奥行き2.4 m,高さ,幅はそれぞれ1.4,m,総重量は560 kgであるが,容易に移動・移設可能である.このシールドの性能を実証するために,16ch SQUID心磁計と,本研究で新たに開発した6 ch一次元アレイフラックスゲート心磁計によって健常男性の心磁計測に成功した.能動磁気シールドのために,フラックスゲートとサーチコイルを一体化した広帯域高分解能磁気センサを新たに開発した.磁気マーカを用いるバイオイメージングのための卓上型シールドを製作した.3次元で磁気マーカの集積点を同定する方法を開発した.前年までの研究結果(基盤A)に基づき,左右1対の分離型磁気シェルにおいて,シェイキング磁界漏洩のさらなる抑制のためにシェル内アモルファス磁性テープ分布を厳密に左右同構造化と能動補償系に用いるパワーアンプの低雑音化(ハム雑音除去)を最重要課題とした.確保のしやすさから磁性テープを米国製からドイツ製に切り替えた,このためGFRPと一体固化する製作工程が新たな磁性テープ材に問題無く整合するかを検証し,素材の発注・納入,分離型磁気シェルの製作・納入の全行程が年度内で間に合わなくなった.また,パワーアンプからのハム雑音の完全なる抑制に協力メーカ側で予想以上に時間を要し,これも納入が間に合わなかった.このため年度目標は一部未達となったが得られた成果を以下に示す。1.改良型磁気シールドでは外シェルと内シェルの2重化とした.外シェルでは磁気シェイキングを受ける磁性層をシェル中央部の1層のみとし,RFノイズがSQUIDに干渉するのを防ぐために銅メッシュ層を取り入れた.内シェルは磁気シェイキングをしないパッシブ磁性層のみとして,製作をメーカに依頼した。2.パワーアンプのハム雑音は電源トランス部分を別筐体として0.5m程度のケーブルで分離することで抑制できることを検証した.3.非干渉制御系の前段階として高いシールド比を実現しながら磁界勾配の発生を抑制できる過補償の考えを提唱し,旧型シールドに対して過補償制御系を設計製作して評価した.その結果,10μT入射時,シールド中心で最大の遮蔽率(1100)が得られる補償磁界の下では,勾配が0.5nT/cmもあるが,7.5%補償磁界を増加(7.5%過補償)すれば,遮蔽率は250となるが,勾配は0.2nT/cm以下を達成した.4.磁気ナノ粒子を用いたバイオイメージングのために必要な、高いSN比での計測を可能とする計測手法を開発した。すなわち、磁気マーカーの非線形特性を解明するとともに、この非線形性を利用して励起磁界と信号磁界を周波数帯で分離する新規なイメージング手法を開発した。1.大型分離型シールドの改良型(2号機)を設計製作した.本来は初年度末の納入予定であったが,主構造部材であるアモルファス磁性薄帯をこれまでとは異なる仕様としたため海外からのサンプル入手とその評価に時間を要し2年目であるH23年度初頭に完成した.左右の磁気シェルの完全対称性,磁気シェルを主シェルとその内側に取り付ける副シェルに分離し,主シェル内に銅メッシュを組み込んだ構造とした点が改良点である.総重量は約560kgで,部屋型シールドの重量の約1/5と軽量化されている.2.能動補償用電力増幅器も開発期間が数ヶ月伸びH23年度初頭の納入となったが,主に電源トランス部分を別の筐体としたことで出力電流に電源ライン周波数の基本波および高調波を全く含まない要求性能にそうものを開発できた.3.能動補償系の安定化を図るためにフラックスゲートとサーチコイルをハイブリッド化し,高分解能で広帯域(fc=30kHz)な新たな仕組みを考案した(特許出願済み).4.これらの改良の結果H23年9月に初めて分離型磁気シールド内で16chDROS-SQUID心磁計を用いて22才の健常男性から心磁界分布(MCG)を計測できた.これは部屋型や円筒型の閉じたシールド以外で,1次微分グラディオメータSQUID構成にて初めてとなるマイルストーン的成果である.5.研究代表者が2002年に発案したフラックスゲートの低雑音化を進めた結果,R波,T波が充分識別可能な測定ができることを示すことができた.(2012日本生体磁気学会にて報告予定,PA057原田他)

6.磁気イメージングについては磁気マーカーの非線形特性を利用して励起磁界の周波数と信号周波数を分離する磁気マーカーの好感度な検出法を開発し、-本方法に基づく磁気バイオイメージングシステムを試作した。また、このシステムを用いてファントムの表面磁界のマッピングを行い、この磁界マップからファントム内部の磁気マーカーの3次元位置推定を行うための解析手法を開発した。1.能動磁気シールドでキャンセル効果を高めようとフィードバックゲインを上げると系の位相遅れのために発振する.この問題を実用的なレベルで解決するために,フラックスゲートとサーチコイルを組み合わせ30 kHz付近で位相送れが45°程度となる高分解能広帯域なフィードバック用センサ(ハイブリッドマグネトメータ)を提案し,プロトタイプを製作して性能を調べた.この結果,分解能は10 Hz以上で4 pT/√Hz,1 Hzで8 pT/√Hzを達成した.これによって分離型能動磁気シールドに高いゲインの能動補償回路を組み込むことができる様になり高いシールド比を実現した.2.基本波型直交フラックスゲート(FM-OFG)を多数アレイ化するときに低周波帯に発生していた干渉の原因を突きとめ,これを解決した.さらに6 chのFM-OFG1次元アレイを製作し,初めてアレイ構造で人の心磁を同時多点計測するのに成功した.また,外乱磁界を多点観測するために安価なオープンソースマイコンArduinoを用いて,内蔵10 bit AD変換器の前に可変ゲインプリアンプを設けUSB経由でリアルタイムにデータを取り込めるシステムを開発した.3.狙ったところで最大のシールド効果が発揮されるような適応型の能動磁気シールドを1軸対称構造でかつ開口部を持つ形で設計し,卓上型サイズでにおいてプロトタイプを製作した.直径60 cm,高さ30 cm,そのうち開口部は1014 cmで,シールド内部へのアクセスが容易になっている.シールド比は最大で3160を得た.4.特異値分解法を用いた磁気ナノ粒子の位置推定法を開発し、表面磁界データから30 mmの深さにある20 mm離れた二つのナノ粒子の検出を可能とした。また、磁気マーカー検出に対する能動磁気シールドの有効性を示した。H23年9月に主要テーマの1つであるMCGの計測に成功したが,これは当初研究プランの開始時期に達成できたことになる.能動磁気シールドのための安定な制御系実現のためにフラックスゲートの新規な広帯域化に成功したこと,電力増幅器の低雑音化にも一定の成果があったことも判断要因である.24年度が最終年度であるため、記入しない。分離型磁気シェルに能動補償を実装し能動磁気シールドの基本的な動作はほぼ確立したが,線スペクトル性雑音の低減達成と引換に,元々雑音の存在しない周波数においてノイズフロアの上昇が依然見られる(〓0.3pT/〓Hzノイズフロアを低減すべく能動補償系の制御回路と電流増幅回路の低雑音化をさらに進める.3軸磁界センサの回路設計が2012.3月時点で完了した(励磁電力の低減とセンサヘッド間干渉の除去).また,PCとアナログ系を繋ぐインターフェイスをArduino+Pythonにて試作完了した.これによって雑音磁界の可視化を進める.また,生体磁気イメージングの実験に対して,5月末納入予定の直径60cm,高さ30cmのシキル分離型能動磁気シールドを適用して実用性を確かめる.24年度が最終年度であるため、記入しない。
ファジィ・ハードウェアによるインテリジェント・センサシステムの構成

インテリジェント・センサへの応用を考えた場合、その信号処理部分であるファジィ・ハードウェアに要求される性能としては、小形化、低電圧化、低消費電力化に加え、温度ドリフト等の外部環境の影響を受けないことが特に重要である。これらのことを実現するため、以下に示す三つの新しい技術を提案して、ブレ-ドボードおよびコンピュータシミュレーションによって、その性能を確認した。1.除算器を必要としないファジイ推論アルゴリズムの提案小形化を実現する上で、問題となっていた点の一つは、非ファジイ化演算で用いられる除算器の実現である。そこで本研究では、非ファジイ化演算で除算器を必要としないアルゴリズムを新たに提案した。このアルゴリズムに基づくファジイ・ハードウェアは除算器がなく、小形化できる。2.外部環境に影響を受けないバイアス回路各ブロックの特性がバイアス電圧、バイアス電流で決定されることに着目して、外部環境に影響されないバイアス回路を実現することで、ファジイ・ハードウェア全体の外部環境の影響を小さく押さえることができた。従って、各ブロックにはドリフト抑制機構等は必要なく、非常に簡単な構成で実現できる。ブロック間の接続にFolded Circuitを用いることで、電源電圧に対する動作電圧範囲を大きくすることができ、低電圧を達成した。
変分法を用いた自由表面を有する非ニュートン流体の数値解析法の開発

本研究では,変分原理を用いた新しい定式化とそれに基づく新しいプログラムコードの開発により,フレッシュコンクリートや雪崩など非ニュートン流体でモデル化される物質のシミュレーションを容易にした.本研究では,一般的な非ニュートン流体に加え,砂などの流動性を持つ物質を扱えるようにし,対象となるモデルを拡張した.また,定式化に改良を加え,数値計算の収束性を改善させた.また,モデルの妥当性を検証するため,スランプ試験を行い,数値計算と比較を行った.変分原理を用いた非ニュートン流体の数値解析手法の開発を行うため,平成25年度は,1.複雑な境界条件を持つ定式化,2.流れ則に従う場合の定式化,3.定式化に基づいたプログラムの実装を行った.1については,「複雑な形状をした壁面境界を扱う」定式化と「壁面境界上において壁面に直交する方向の流速成分が非ゼロの値を取りうる」定式化を行った.前者については変分原理による定式化だけでは表現が困難であったため,サブセルを使う数値的な工夫により改良を試みている.後者については,単純に壁面境界上で制約条件を導入する定式化を行った.従来の定式化では,変分原理を介して,解くべき境界値問題を別の体積積分のみで表現される別の等価なミニマックス問題に置き換え,そのミニマックス問題を解いていた.しかし,この後者の問題では,壁面上での面積積分を加えた形で定式化させた.これについてはすでにプログラムに実装済みであり,解析結果は26年度に行う実験結果と比較する予定である.2については,応力の第二不変量を変数とする降伏関数の形を新しく定義することで,ひずみ速度によって粘性が変わるshear-thinning流体,shear-thickening流体などを表現することが可能となった.これらの非Newton流体を表現しうる降伏関数を導入したことは大きな成果であると言えるが,妥当性の検証はまだ十分であるとは言えず,次年度以降引き続き検証を行う予定である.本研究の目的は,フレッシュコンクリートなどの非ニュートン流体の流動解析の数値計算手法を開発することである.26年度は以下のテーマについて基礎的課題を解決した。1.これまで開発してきた定式化には数値計算量が多く,また反復計算における収束が良くないという問題点があった.この問題を解消するため,ポテンシャル関数の離散化を工夫し,定式化を修正した.これにより,定式化の段階で現れる式が単純化され,線形方程式の縮約が容易になり,未知数の数を減らすこと可能となった.また,線形方程式の条件数が大きくならないように適切に解くべき式の選択を行うことで,反復計算の収束性および安定性が向上した.これらの修正の結果,プログラムコードはエンドユーザにとって扱いやすいものになった.また,開発者にとっても,これらの問題点に悩まされることなくプログラムコードの開発が可能となり,今後の研究の発展に大きく寄与するものとなった.2.数値計算手法の妥当性を検証する比較材料とするため,スランプ試験の様子をビデオ撮影し,フレッシュコンクリートの流動性を調べた.通常のコンクリート材料を用いた場合,得られる実験値のバラツキが大きく,十分な再現性が得られないため,供試体から粗骨材を除くケースも試した.数値計算と実験結果を比較した結果,数値計算における構成式と壁面との境界条件の扱いに課題があることが判明した.そのため,27年度はこれらの課題を解決する予定である.本研究の目的は,フレッシュコンクリートや土石流などの非ニュートン流体の流動解析の数値計算手法を開発することである.これまでの主たる研究成果は以下の通りである.1.流体を含むセルの処理を工夫することにより,計算精度の向上,数値不安定性の改善を行った.計算精度の向上は,セルを細かくしサブセルを用いることにより実現した.また,数値不安定性の改善は,自由表面付近のセルにおける流体の割合の下限値を設定することで,解くべき方程式の条件数を小さくすることが可能となった.2.スランプ試験を元に数値パラメータを同定し,流動性の再現シミュレーションを行った.スランプ試験は,標準的な配合で作成されたフレッシュモルタルやフレッシュコンクリートを用いた.実験と解析を比較した結果,ある程度の再現計算はできたものの,既往の構成関係式では再現できないところもあり,新しいモデル化を導入したほうが良いことが分かった.3.非関連流れ則に従う構成関係式を定式化に組み込んで実装を行った.これまでの定式化と異なり,ひずみ速度が塑性乗数を含む場合の構成関係式を扱えるように拡張した.その結果,流体だけでなく,自由表面を含む砂や土砂の流動性を解析することができるようになった.3.は最終年度の主な成果である.今後の研究の展開として,フレッシュコンクリートの構成関係式を検討,開発することと構造物と連成解析のための数値計算手法の開発を行い,砂と剛体球を用いた実験を行うことがあげられる.本研究では,変分原理を用いた新しい定式化とそれに基づく新しいプログラムコードの開発により,フレッシュコンクリートや雪崩など非ニュートン流体でモデル化される物質のシミュレーションを容易にした.本研究では,一般的な非ニュートン流体に加え,砂などの流動性を持つ物質を扱えるようにし,対象となるモデルを拡張した.また,定式化に改良を加え,数値計算の収束性を改善させた.また,モデルの妥当性を検証するため,スランプ試験を行い,数値計算と比較を行った.非ニュートン流体の挙動を効率的かつ安定して解くための解析手法の研究・開発を行った.また,数値実験と比較するための実験を行い,データを取りまとめた.

応用力学27年度は,砂の流動的な挙動をシミュレートするための定式化を行う.また,その解析結果と比較する材料として標準砂を用いた数値実験を行う.26年度中に判明した構成式および壁面境界の扱いについても検討を行う予定である.平成25年度は,1.複雑な境界条件を持つ定式化,2.流れ則に従う場合の定式化を行い,それらをプログラムに実装することであった.2については,定式化および実装を完了している.1については定式化とその一部の実装が完了しており,引き続きプログラムコードの開発を行う予定である.コードの開発は計画段階から複数年かけて行う予定にしており,予定通りの進捗である.ただ,研究成果の論文投稿や学会発表は十分とは言えないため,一度研究成果をまとめる必要があると考えている.すでに非ニュートン流体の定式化については目的を達成したため,平成26年度は砂の流動性を表現しうる定式化を行う.また,複雑な境界条件を対象とした定式化をプログラムに実装し,実問題を取り扱えるようにする.さらに,妥当性の検証を行うため,非ニュートン流体のベンチマークとなりうるような実験を行う.これらの予定が早期に達成された場合は,弾性体との連成解析に着手する.残金が少額であったため,使用しなかった.データを記憶させるデバイス(USB)の購入にあてる予定である.
三叉神経痛覚情報処理過程における抑制性ニューロンの機能的役割

三叉神経脊髄路核内における痛覚情報処理過程を解明するため,抑制性神経伝達物質γアミノ酪酸(GABA)合成酵素(GAD67)遺伝子の代わりに緑色蛍光タンパク(GFP)遺伝子を組み込んだ新生マウス(GAD67-GFPノックインマウス)の三叉神経付き脳幹スライス標本を作製した。三叉神経脊髄路核のGABA性ニューロンは,三叉神経より興奮性入力を受け,同じ核内の非GABA性ニューロンの活動を抑制していた。さらに,三叉神経痛治療薬カルバマゼピンは,三叉神経核内のGABA性ニューロンよりも非GABA性ニューロンへ強い抑制効果を示した。三叉神経支配領域に出現する疼痛に対する鎮痛・徐痛方法を開発するためには、求心性神経情報の脳幹内神経回路における処理様式を理解することが必要である。本研究は、三叉神経路脊髄核内における痛覚処理過程における抑制性ニューロンの役割を解明することを目的としている。本年度は、GAD67-GFPノックイン新生マウスから三叉神経-脳幹スライス標本を作製し、三叉神経根を電気刺激することにより、三叉神経路脊髄核内GABA性ニューロンの応答を、ホールセルパッチクランプ法を用いて記録した。その結果、GFP陽性(GABA性)ニューロン20例中17例において刺激後、興奮性シナプス後電位(EPSP)が見られた。残り3例ではEPSPと抑制性シナプス後電位(IPSP)が見られた。これに対し、GFP陰性(非GABA性)ニューロン31例においては、EPSPのみ認められるものが11例、IPSPのみが2例、EPSPとIPSPの両方認められるものが18例であった。いずれのニューロンにおいてもEPSPは刺激後約10msの潜時で、IPSPは刺激後約25msの潜時で現れた。また、記録電極内にテキサスレッドを混ぜ、ニューロンの形態を調べた。GABA性ニューロンの細胞体はほとんどが多極型(10例中8例)であるのに対し、非GABA性ニューロンは双極(10例中5例)あるいは錐体型(5例)であった。以上の結果から、三叉神経路脊髄核のGABA性ニューロンは、三叉神経より興奮性入力を受け、同じ核内の非GABA性ニューロンの活動を抑制するものと思われた。このことから、GABA性ニューロンの活性化は三叉神経支配領域の疼痛に対し鎮痛効果を持つと考えられた。昨年度は、GAD67-GFPノックイン新生マウスから三叉神経-脳幹スライス標本を作製し、三叉神経根を電気刺激することにより、三叉神経路脊髄核内GABA性ニューロンの応答を、ホールセルパッチクランプ法を用いて記録した。その結果、三叉神経路脊髄核のGABA性ニューロンが、三叉神経より興奮性入力を受け、同じ核内の非GABA性ニューロンの活動を抑制することを明らかにした。本年度は、この標本を用い三叉神経痛に対する古典的治療薬のcarbamazepine(CBZ)の薬理効果について検討した。核内のGFP陰性(非GABA性)ニューロン9例では、CBZ(100μM)の投与により、膜抵抗の上昇および発火頻度の低下が認められた。GFP陽性(GABA性)ニューロン6例ではCBZ投与により発火頻度の低下がみられたが、膜抵抗の上昇は認められなかった。このことから、CBZは三叉神経核内ニューロンの活動を抑制するが、GABA性ニューロンより非GABA性ニューロンを強く抑制するものと思われた。すなわち、CBZは三叉神経核内で抑制性ニューロンよりも興奮性ニューロンを強く抑制することで鎮痛効果を持つと考えられた。三叉神経支配領域に出現する疼痛に対する鎮痛・除痛方法を開発するためには、求心性神経情報の脳幹内神経回路における処理様式を理解することが必要である。これまでに、GAD67-GFPノックイン新生マウスから三叉神経-脳幹スライス標本を作製し、三叉神経根を電気刺激することにより、三叉神経路脊髄核内GABA性ニューロンの応答を、ホールセルパッチクランプ法を用いて記録した。その結果、三叉神経路脊髄核のGABA性ニューロンが、三叉神経より興奮性入力を受け、同じ核内の非GABA性ニューロンの活動を抑制することを明らかにしている。本年度は,膜電位イメージング法を新生マウス脳幹標本に適用し,三叉神経根の電気刺激に対する延髄三叉神経脊髄路核における神経興奮伝播様式を動画像として解析し,さらに三叉神経痛治療薬カルバマゼピンの神経興奮伝播に対する抑制効果を検討した。

三叉神経付き脳幹ブロックおよびスライスの両標本を膜電位感受性色素で染色した後,標本からの赤色蛍光を特殊高速高感度光計測システムで計測・記録した。三叉神経根の電気刺激後10msで三叉神経脊髄路尾側亜核に強い蛍光,すなわち興奮が認められ,その後数百ms持続した。興奮が長期間持続する状態はcentral sensitization(中枢神経における痛覚増強)と考えられた。電気刺激によって誘発される尾側亜核の興奮は100μMカルバマゼピンの投与で著しく抑制された。以上の結果から,本年度の研究においては膜電位イメージング法を用いてcentral sensitizationとカルバマゼピンの痛覚抑制効果が三叉神経脊髄路尾側亜核のレベルで惹起されることを明らかにした。
実録データベースの構築と公開

昨年度に引き続き、架蔵実録写本のデータベース化のための基礎データの作成を行った。具体的には、約200点の実録写本について、【外題・読み・序(人名)(年代)・跋(人名)(年代)・目録題・内題・尾題・巻冊・寸法・奥書(筆者)(年代)(地名)・内容(人名)(地名)(年代)・keyword・備考】という項目(内容の年代・人名・地名、キーワードなどは複数設定)をたててデータを取った。このデータの、従来の書誌データと比較した場合の特長は、内容に関する項目を設けていることである。このことによって、江戸時代のある人物について知りたい、或いは歌舞伎小説の題材になった事件の原話について知りたい、というような、従来では調べにくかった情報を検索することが可能になる。実録研究に関しても、書名だけでは判らない、内容についての情報を得ることが出来るので、新出資料の同定などに貢献できると考えられる。現在、架蔵資料の整理はほぼ終了し、年度末にかけて、大量の良質の資料(年代の確定が可能な物が多いため他の資料の判定に有効)を所蔵する高崎市の矢口丹波記念文庫の蔵書のデータ化に取りかかる予定である。尚、成果の公表については、計画書にある通り、印刷物とはせず、データベースを作成して公表・継続的に更新することにする。方法としては、インターネットを考えており、そのためのホームページは、既に人文学部のサーバー上に立ち上げてある。現在は、Lotusによって作成しているが、今後、Web上で公開できるように形式を整えて、発表する予定である。また、Web上でファイルを配布することも検討している。平成9年度に支給された補助金によって、ノート型パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ及び、記憶装置・接続機器等の備品、関連ソフト等の消耗品を購入した。これによって、当初予定していた自己の蔵書の画像データベース化を図ったが、以下の事由によって若干の軌道修正を行うに至った。1デジタルカメラによる撮影とパソコンへの入力が意外に時間がかかること。2必要な解像度にするとファイルの容量が大きくなってしまうこと。3データベースに関する知識が不十分であること。これに伴って、1データベース(そのソフト)について習熟することを目指す。2フィルムスキャナを新たに購入し、これによって、光学写真によって撮影した物を利用する可能性を探る。という変更を行った。現状では、本研究課題に直接関わる成果は形になっていないが、予定していたとおり、インターネット上にホームページを開設し、簡単な蔵書目録を公開している。今後は、この目録を、順次強化していくことで、研究成果の公表とする予定である(計画書にも述べたとおり、第一義的には、印刷物による研究成果の公表は考えていない)。尚、この補助金によるコンピュータの導入によって、当初予定していなかった、授業における画像教材の開発が飛躍的に進むこととなり、学生や関係研究者の間でも概ね好評であることを申し添えておく。
血液型D抗原の発現制御メカニズムの解明

輸血療法においてRhD抗原はABOとならぶ主要血液型抗原である。D抗原の発現は赤血球特異的であり、D抗原関連分子群が正常に働かなくなると赤血球は正常な形態を保てなくなる。D抗原の発現制御メカニズムを解明することは、赤血球が形態や機能を保つメカニズムを解明する上でもきわめて重要である。これまでに、D抗原の発現制御に重要なのは、Rhファミリー分子およびその他の相互作用分子との膜蛋白複合体形成と、スプライシング制御であることが判明している。本研究はRhD抗原の発現制御メカニズムをこれら相互作用分子とスプライシング制御機構に着目して検討、その分子間ネットワークを明らかにすることを目的とする。
保育者の転機における自己形成プロセスに関する研究

本研究では,保育者が自らの転機についての語りから,転機の要因や転機における保育者の自己の変容について明らかにする。具体的には,まず,保育者の成長に関連性が強い保育者効力感を縦軸としたライフラインを記入し,保育者の転機の時期やその要因,プロセスについてインタビューを実施する。そして,そこで得た言語データをSCATを用いて分析を行う。その結果,転機の要因として3つのカテゴリーと異動との関連性が示された。そして,保育者が転機を「問題認識,省察,将来の展望,困難な状況の発生,他者との相互作用の活性化,他者との実感と展望の共有」,以上6つの段階のプロセスとして認識していることを示した。本研究では、転機において保育者アイデンティティが変容させ、保育者としての自己を確立していくという仮説を立て、保育者の保育者アイデンティティの獲得に影響を与えるような転機の存在を生涯発達の視点から明らかにするとともに、その転機のプロセスを明らかにすることで、保育者の保育者アイデンティティの変容について検討を行う。今年度は、時間の経過が伴うインタビュイーの心情の変化を捉えるのに有効である「ライフ・ライン・インタビューメソッド(Life-line Interview Method:LIM)」を用いることとした。そして、保育者歴30年以上の保育者8名にインタビューを実施言語データをサンプリングした。この言語データを大谷(2008)が提唱するSCAT(Steps for Coding Theorization)を用いて分析を行った。その結果、転機の要因として3つのカテゴリーと異動との関連性が示され、保育者が転機をi問題認識、ii省察、iii将来の展望、iv困難な状況の発生、v他者との相互作用の活性化、vi他者との実感と展望の共有、以上6つの段階から構成されるプロセスとして認識していることが示された。そして、保育者個人だけでなく、他の保育者と実践コミュニティを形成し、コミュニティが将来の展望を共有することの重要性を示した。また、分析方法について、当初、テキスト・マイニングと定性データ分析を用いようと考えていたが、これらだけでは保育者の成長に伴って生じる転機の経験の個別・具体的な側面を捉えることが難しいと考え、グラウンデッド・セオリー・アプローチ(GTA)や複線経路・等至性モデル(TEM)、SCATなどの分析方法について検討を実施した。平成26年度は、まず、前年度の基礎的資料の調査の成果をもとに、どの規模の自治体のどのような保育者にインタビューを行うべきか、その研究対象者を選定し、インタビューを実施した。そして、予備調査として関係部局の協力のもとに、研究協力者2名に対してインタビューを実施し、そのインタビュー方法と分析方法を検討した。インタビューによって収集した言語データを比較検討し、本調査で用いるインタビュー法について選定を行った。その結果、サンプリング方法としては、LIMとVTRを用いた映像刺激法を用いることとし、分析方法については、TEMとGTA、SCATを選定し、その分析法による結果の相違点を明らかにして、さらにテーマごとにこの3つの分析法を使い分けることとした。次に、本調査では、関係部局の協力をもとに、本格的にインタビューを20年以上の経験年数を持つ熟達化した保育者に実施した。インタビューによって得た言語データを分析し、その分析方法(TEM、GTAなど)を選定し分析を行った。この研究の成果として、保育者の自己形成が所属する実践コミュニティの在り方につよく影響を受けていることが明らかとなった。そこで、本研究では、保育者の実践コミュニティの在り方について着目し、さらに保育者へのインタビューを行い、実践コミュニティの形成プロセスについてモデル化を行った。最後に、それらの成果を受けて、次年度以降の研究計画の検討を行った。2ヵ年の研究成果から、保育者の自己形成に実践コミュニティが影響を与えていることが示唆された。そこで、実践コミュニティの再構築を促すような現職向け、養成校向けの2つの研修プログラム策定の計画について検討した。そこで、本研究では保育カンファレンスの有効性に着目し、保育者の実践コミュニティの再構築を促すような保育カンファレンスの在り方について検討すること目的として設定した。本研究では、まず、保育者の転機の要因、時期など、基本的な質問項目を作成、実施を行い、保育者の転機に関する基礎的な量的な調査を実施した。その概要は、保育者は転機の経験において多様な他者とのかかわりによってそれを乗り越えていったことが示された。そしし、他者との関係性が3つの段階を経て変容していくことを明らかにした。まず、第1段階として、先輩から後輩へと世代間に広がり、第2段階として、同じ職業間へと広がり、さらに第3段階として、異業種への広がっていくことが実証できた。次に、転機に関するの基礎資料をもとに、対象者を選定し、対象者に対してインタビュー調査を行い、保育者の転機の事例を収集し、その経験における成長プロセスについて、2つの質的研究の技法を用いて明らかにした。概要としては、転機の要因として3つのカテゴリーと異動との関連性を明らかにした。そして、保育者が転機をi問題認識、ii省察、iii将来の展望、iv困難な状況の発生、v他者との相互作用の活性化、vi他者との実感と展望の共有、以上6つの段階のプロセスとして認識していることが明らかとなり、他の保育者と実践コミュニティを形成し,将来の展望を共有することの重要性を示した。最後に、2年間の研究の成果をもとに、どのような時期に保育者に対してどのような研修内容が適切なのか、検討を行い養成教育、現職教育への新たな視座として、新たなプログラムの作成を行った。感情共有型、展望共有型の保育カンファレンスの方法について提案し、その実際の場面について分析を行った。

その概要としては、TEM保育カンファレンスによって、保育者が言葉による相互共有の高い談話スタイルで話し合いを行い、状況説明や当事者批判などの発話はほとんど見られないことが明らかとなった。本研究では,保育者が自らの転機についての語りから,転機の要因や転機における保育者の自己の変容について明らかにする。具体的には,まず,保育者の成長に関連性が強い保育者効力感を縦軸としたライフラインを記入し,保育者の転機の時期やその要因,プロセスについてインタビューを実施する。そして,そこで得た言語データをSCATを用いて分析を行う。その結果,転機の要因として3つのカテゴリーと異動との関連性が示された。そして,保育者が転機を「問題認識,省察,将来の展望,困難な状況の発生,他者との相互作用の活性化,他者との実感と展望の共有」,以上6つの段階のプロセスとして認識していることを示した。平成26年度中に、計画していた全ての研究計画を終えており、それらの知見は学会や研究会などで発表を行っている。さらに、当初27年度に設定していた、保育者の実践コミュニティの再構築を促すような研修プログラムについてすでに検討を行っており、実際に予備調査として研究プログラムは、3度実施され、そのプログラムの精査が進められている。教育学今後は、研修プログラムの第一次策定(試行モデル)を、夏前までに策定する。具体的には、関係部局の協力をもとに、保育士による研究会と共同で、研究の成果をもとに研修プログラムの試行モデルの策定を行う。試行モデルをもとに、質問紙やインタビューの質問項目を作成する。この質問紙調査によって得られたデータの収集と分析については、統計的な分析によってその特徴や課題について明確に示す。研修プログラムの精選化による第二次策定は、関係部局の協力をもとに、園内研修と共同で、研究の成果をもとに研修プログラムの試行モデルの精錬化を実施する。精錬化したモデルをもとに、質問紙やインタビューの質問項目を再構成する。最終的には、研修プログラムを完成させて、プログラムとして研究報告書を執筆、印刷する予定である。研究計画において示した3段階の内、2転機の事例収集と分析は今年度中に実施しており、学会発表や論文として成果を示すことができた。引き続き、1の基礎的資料の収集と分析については、質問紙の項目を自由記述だけでなく、心理尺度の作成を目的にして、実施することで、さらなる3で示した現職教育における研修プログラムの作成につなげていきたい。また、分析方法については、計画書に記述した分析方法だけでなく、新たな分析方法について質的、量的の量側面から検討を行い、さらに混合法の視点から分析方法の在り方について検討している。調査に必要な物品などが比較的安く購入することができたため次年度使用費額が生じた。現在、保育者に対してPAC分析を実施して、保育者の転機における保育実践コミュニティや他者とのかかわりの在り方について、その発展プロセスの実相を明らかにする質問紙調査の実施に向けて取り組んでいる。
中学生の生活習慣が動脈硬化に及ぼす影響

○研究目的近年の生活リズムの変化は,心身の健康に影響を及ぼしている。生活習慣病の若年化等,様々な問題が提起されてきているので,早期から動脈硬化度の評価を行うことは一次予防の観点からも重要と考える。そこで,本研究では,中学生を対象に,動脈硬化度の年齢変化の観察と,その変化に及ぼす生活習慣との関連や動脈硬化度が,新しい健康指標として中学生の保健指導に適用できるかどうかを検討した。○研究方法O市立S中学校の688名(男子358名、女子330名)を対象に,2009年9月に生活習慣に関する調査及び動脈硬化測定を実施した。身長,体重,腹囲とともに,体脂肪率、血圧測定し各測定結果や肥満関連指標と比較・検討した。食習慣については詳細な内容把握のため,栄養管理ソフトに付随する調査票を用いた栄養評価を行った。動脈硬化の測定に関しては、(株)ユメディカ製「加速度脈派測定システム(アルテットライトタイプ)」(PCAI)とオムロンコーリン社製fomPWV/ABIを用いた。統計処理法は,t検定,x^2検定,相関分析及び分散分析,重回帰分析を用い各検定の有意水準はp<0.05とした。○研究成果動脈硬化指数の測定結果は,指尖脈波値(PCAI)が,男子が58.1±9.9(dv),女子は53.0±7.1(dv)で男子の方が有意に高値を示したが,年齢による差は見られなかった。一方,脈波伝播速度(PWV)は男子940.8±103.4(cm/s),女子は924.8±106.0(cm/s)で男子は女子よりも有意に高値を示した。年齢比較では,男子は年齢が上がるにともない有意に高値を示したが,女子は年齢による有意差はなかった。また,PCAIとPWVの単相関は,男子がr=0.102,女子はr=0.124,全体ではr=0.112で男女とも有意な相関関係はなかった。PCAIは心拍数のみ有意な負の相関係数を示したのに対し,PWVは体重,BMI,腹囲,収縮期血圧,拡張期血圧,心拍数が有意な説明変数として抽出された。生活習慣では,食習慣との有意な相関は認められなかったが,肥満度と摂取食品の関連性では,やせ傾向児は米飯や麺類など炭水化物の摂取が他群より有意に少なく,肥満傾向児は肉類や揚げ物類など脂質を多く含む食品の摂取が有意に多かった。また,肥満と生活習慣では寝起きの状況,朝食の摂取,運動時間,室内での生活時間との関連がみられた。運動習慣では運動時間が長いほどPWVが高い傾向がみられ,運動時間とPWVの間に有意な相関が認められた。
高圧水中合成金属水素化物微小試料のイオンビーム分析と電子構造分析

高圧下で合成された材料は、常圧下で作製されるものと異なる結晶構造と新しい機能を示す可能性がある。本研究では、高圧下水中におけるレーザー加熱によって最近合成された微小なニオブ水素化物についてその組成と電子構造および化学状態を評価してニオブ水素化物生成を明らかにした。このため、微小試料分析のためにキャピラリ収束を用いたイオンビーム検出法を開発し、水素組成を評価できることを示した。また、この微小試料に対して大型放射光施設で開発されたマイクロビーム硬X線光電子分光法を応用し、その電子構造および化学状態を分析して水素とニオブとの化学結合形成を明らかにした。前年度に新しく開発した試料支持法と直径40μmのマイクロビーム硬X線光電子分光法を用いて、連携研究者の協力の下、軽水および重水を用いた超臨界水中でいくつかの水素化段階に調整した微小Nb水素化物試料について化学状態分析を行った。X線回折法によると、合成試料は金属Nbと侵入型NbHおよびNbH2化合物とから成ると予想されるが、市販のNb酸化物から作製した標準試料と比較した結果、調査したどの試料の試料表面も少なくとも10 nmの深さにわたってNb酸化物(Nb2O5)で覆われていることを確認した。さらに、試料内部に水素化物が形成されていることを明らかにするため、新しく開発された広角電子レンズと直径12μmの硬X線マイクロビームを用いて角度分解型硬X線光電子分光を行い、化学状態の深さ分布分析を行った。その結果、深さとともに増加するNb水素化物に起因した成分を見出し、水素化の証拠の一つを得た。一方、出口径40100μmのガラスキャピラリと試料位置を調整するマイクロステージを備えたマイクロイオンビーム分析装置(検出器配置によってラザフォード後方散乱(RBS)法、反跳粒子検出(ERD)法、核反応(NRA)法が可能)を作製・調整した。まず、Auメッシュ(#100;線径30μm、間隔224μm)を用いてRBSスペクトル測定が可能であることを示し、メッシュの線径から測定の空間分解能を評価した。また、超臨界重水中合成した重水素化試料に対してD(3He,p)α核反応を用いた核反応イオンビーム分析を行った。この結果から、測定の問題点を明らかにして試料保持法を改良した。本課題で新しく開発した試料支持法と直径40μmの硬X線を用いた角度積分型光電子分光法で軽水および重水を用いた超臨界水中でいくつかの水素化段階に調整した微小Nb水素化物試料の化学状態を分析した。X線回折法によると、合成試料は金属Nb、侵入型NbHおよびNbH2化合物から成り、内殻準位スペクトルにも水素化物の化学シフト成分を観測できたが、調査したどの試料表面も少なくとも10 nmのNb酸化物(Nb2O5)で覆われ、試料内部に水素化物が形成されていることが分かった。また、新しく開発された広角電子レンズと直径2μmのマイクロ硬X線ビームを用いた角度分解型光電子分光を行い、酸化物生成が比較的少ない侵入型NbD試料について深さとともに増加するNb水素化物を見出すとともに、内殻準位の化学シフトだけでなく、表面酸化物と試料内水素化物の価電子帯構造を分離して水素化に伴う価電子帯構造の変化を明らかにし、水素化の証拠を得た。一方、ガラスキャピラリと試料位置を調整するマイクロステージを備えたマイクロイオンビーム分析装置(検出器配置によってラザフォード後方散乱(RBS)法、反跳粒子検出(ERD)法、核反応(NRA)法が可能)を本課題で作製し、AuメッシュのRBS測定から空間分解能を評価した。また、D(3He,p)α核反応イオンビーム分析により、NbD2試料として合成した試料に対してD/Nb=2±0.8の結果を得るとともに、測定装置の問題点を明らかにして改良した。本課題最終年度に実験室建屋の耐震工事が急遽実施されたため、精度の向上や水素化段階の異なる試料の評価、ERD法による深さ分析評価は今後の課題となった。このように、マイクロビーム硬X線光電子分析の新しい解析法とその有用性を示し、新しいマイクロイオンビーム分析の見通しを得るとともに、超高圧超臨界水中における金属水素化物生成の証拠を得た。超臨界軽水中で合成した微小Nb化合物試料について、新しく開発した試料支持法と直径40μmのマイクロビーム硬X線光電子分光法を用いて化学状態分析が可能であることを示した。X線回折法によると、合成した試料は金属Nbと侵入型NbHとから成ると予想されるが、硬X線光電子分光では、少なくとも10 nmの試料表面がNb酸化物(Nb2O5)で覆われていることが明らかになった。

より内部に水素化物が形成されていると考えられるが、現時点で光電子分光法による水素化物生成の確証は得られていない。一方、重水を用いて超臨界重水中合成した試料について、D(3He,p)α核反応を用いた核反応イオンビーム分析を試験的に行った。その結果、X線回折でNbD及びNbD2とから成ると評価された試料についてD/Nb=2±0.9の結果を得、水素化物形成に十分な量の水素がNb試料中に存在することを明らかにした。また、キャピラリによる効果的なイオンビーム集束を行うため、ガラスキャピラリの集束機構について検討するとともに、試料位置を調整するマイクロステージを備えたマイクロイオンビーム分析装置を作製、調整中である。試料については、連携研究者の協力の下、NbHxの水素組成x = 12の作製条件の決定や重水素化試料の作製に成功した。また、Nb以外の金属の水素化についても探索中である。大型放射光施設利用による硬X線光電子分析については、新しく整備された広範囲角度分解型電子レンズと、角度積分型測定より1桁小さい直径約2μmの硬X線マイクロビームを用いて化学状態の深さ分析を行うことができた。これを用いて水素化物に起因するスペクトル成分を明らかにし、水素化の証拠の一つが得られた。角度積分型測定で得た結果は、国際会議等で発表し、学術論文としてまとめた。角度分解型測定の結果の詳細は、現在検討中であるが、次年度開催される国際会議で発表予定である。したがって、硬X線光電子分析による化学状態分析は当初予定どおり成果を得たと自己評価する。一方、イオンビーム分析による水素濃度測定については、ガラスキャピラリを用いてラザフォード後方散乱スペクトルが測定できることを示し、この測定法の空間分解能を評価できた。しかし、核反応法および反跳粒子検出法による水素濃度測定には未だ至っていない。このように、当初の予定より少し遅れていると考える。試料については、予定通り、連携研究者の協力により、組成の異なる軽水素化および重水素化試料が準備できた。これらの成果は、日本放射光学会、日本原子力学会、日本セラミックス協会の国内学会で発表し、国際会議2報と国際学術雑誌論文1編として公表した。したがって、総合的におおむね順調に進展していると判断した。震災に起因した予算交付の遅れにより、平成23年度後期に予定していた放射光施設利用の硬X線光電子分析測定は行わなかったが、平成23年度前期の測定により、開発した手法で化学状態分析が可能であることを実証するとともに、試料支持法の問題点を明らかにして改良した。また、平成24年度前期の課題を獲得した。したがって、まだ水素化の確証が得られていないが、硬X線光電子分析による化学状態分析は予定より進んだ成果を得たと自己評価する。一方、イオンビーム分析による水素濃度測定については、反跳粒子検出法による測定をまだ行っていないが、核反応法を用いた検出に成功し、ガラスキャピラリによるイオンビーム集束機構の解明による効率的なイオンビーム集束の指針やイオンビーム分析測定上の問題点を明らかにできた。このように、平成24年度の分析に向けた準備を整え、ほぼ予定通りに進行していると考える。試料については、連携研究者の協力により、組成の異なる試料やこれと同様の重水素化試料の作製が可能となり、予定より進んだ準備ができた。硬X線光電子分析による化学状態の深さ分析については、詳細な解析を行い、完了する。
一体的経営体としての商店街組織による商いとまちづくりのマネジメントシステムの開発

本研究は、主に地方中心市街地活性化のために、商店街組織が中心的役割を果たしながら個別店舗の業種・業態改善や住環境改善、景観づくり等を、商店街全体として戦略的に進めるためのマネジメントシステムを開発する研究である。次の3つを開発した。(1)マネジメントの意識と技術を育む「まちづくり協定」策定プロセスのモデル(2)小規模商店街に適したテナント・マネジメントの方法(3)商い・景観の総合協議支援シミュレーション・データベース(仕組みとコンテンツ)本研究は、主に地方中心市街地活性化のために、商店街組織が中心的役割を果たしながら個別店舗の業種・業態改善や住環境改善、景観づくり等を、商店街全体として戦略的に進めるためのマネジメントシステムを開発する研究である。次の3つを開発した。(1)マネジメントの意識と技術を育む「まちづくり協定」策定プロセスのモデル(2)小規模商店街に適したテナント・マネジメントの方法(3)商い・景観の総合協議支援シミュレーション・データベース(仕組みとコンテンツ)本研究は、商店街組織が中心的役割を果たしながら個別店舗の業種・業態改善や住環境改善、景観づくり等を、商店街全体として戦略的に進めるためのマネジメントシステムを開発する研究である。研究は次の3つの内容から成る。(1)マネジメント意識と技術を育む「まちづくり協定」策定プロセス・モデルの開発(2)テナントマネジメントシステムの開発(3)商い・居住・景観の総合協議システムの開発18年度は次のことを進めた。(1)については、まちづくり協定策定作業と並行して、まちづくり協定の精神や内容に基づく実験的なプロジェクトを実施することによって生まれる、商店街店主の「気づき」の効果を検証した(建築学会計画系論文集に発表)。また引き続き、協定締結後の運用初動期において自律的なマネジメントに繋げるため、「商店街の市民サポーターづくりプロジェクト」等を進めている。(2)については、「店の連なりの維持」「地域の担い手としての商店主の居住継続」「新たな出店者支援」を目標として、地権者および出店希望者のマッチングのための仕組み作りを行うための課題整理を行った。地権者が店廃業や共同化を契機としてテナント経営をまちづくり会社等の支援のもと進めることを想定し、地区内不動産会社へのヒアリングや、共同店舗等の事業化研究会の実施を通して、ニーズ・課題把握を行った。(3)については、地元設計者・施工者・店主参加による研究会を立ち上げ、半年にわたる検討の結果、商店街の町家型店舗の特長を生かした、景観づくりや業態改善、住環境改善に資する設計モデル(=建築元型)を作成した。そして、これを事前学習や計画協議の場で活用することを目指して、インターネットを介して地域に公開され、また、創意工夫点を随時更新可能なオープンプラットフォーム型データベースの試行版を作成した。また、シミュレーション等を行う商店街まちづくり拠点を開設した。本研究は、商店街組織が中心的役割を果たしながら個別店舗の業種・業態改善や住環境改善、景観づくり等を、商店街全体として戦略的に進めるためのマネジメントシステムを開発する研究である。19年度は次のことを進めた。商い・居住・景観の創造的な協議を支えるデータベース(以下DBとする)の開発については、昨年度から発展させ「地域の多元的なヒストリー・DB」の理論と骨格を作成した。その内容は、第一にまちづくり文脈としての景観であり、第二にパブリック・ヒストリーとしての景観である。これらは、歴史的町並みが残っていない地域で、なお豊かで創造的な景観形成や商店街活性化の議論のより所とするものだ。まちづくり文脈としての景観とは、現在進行形の様々なまちづくり活動のアイデアや実践の蓄積をつなぐ物語の中に価値づけるという「まちづくりの文脈化」を行い、そこに担保される根拠によって生み出す景観である。またパブリック・ヒストリーとしての景観とは、地域の歴史から個店の商売の歴史を掘り起こし、美的景観だけでない、地域の社会的価値、生活景価値を付与した場所や建築物として顕在化させる景観である。これまでのまちづくりの蓄積をこの視点から整理し、DBとしてくみ上げ中である。初期案は、「地域協働まちづくり支援のためのデータベースの研究(3)-まちづくり文脈とアイデアを結ぶデータベース作成に向けて」として2007年度日本建築学会梗概で発表した。テナントマネジメントシステムの開発については、地方都市で地域循環型のまちづくりを支える担い手として商店街が生き残るには、商店街の戦略にあったテナント誘致をマネジメントできるように、商店街が事業主体となった共同店舗等の事業を興していく必要性が明確化した。そこで、これを「市民まちづくり事業」として定義しその事業化を進めながら、主体形成の方法やテナントマネジメントの方法を整理中である。20年度は次のことを進めた。商い・居住・景観の創造的な協議を支えるデータベースは昨年度に枠組みを作った「地域の多元的なヒストリー・データベース」にWEBデータベース機能とgoogle mapを活用した地図情報システム機能を加えて完成させた。地図上のプロットを通して様々な地区・敷地の計画アイデアや事例が相互参照できるようになる。進行中のまちづくりで活用できるように、WEBデータベースの知識を用いることなく、現場の人(行政職員、設計者など)カミ随時更新しやすいWEBデータベースの形式を工夫した(Filemaker Pro10を使用)。この成果は21年度建築学会大会梗概で発表予定である。

テナントマネジメントシステムについては、1)商店街まちづくり会社の市民事業による事業収入と専従職員の配置のもとで、2)商売継続意向店主向けの改修支援、業種・業態改善支援プログラムと、3)空き店舗・将来廃業予定店舗オーナー向けの「土地と所有の分離」によるまちづくり会社の運営によるテナントリーシング・プログラムという枠組みを確定した。対象フィールドである鶴岡市山王商店街では、これにもとづき、有限責任事業組合(LLP)の設立後1年が経ち、まちづくり会社をまもなく設立予定である。香川県庁所在地にある商店街による「土地と所有の分離」と「連鎖的共同事業」による商店街再生事例は、経済産業省の補助事業のモデルにもなっているが、これは10万都市規模の再生モデルには成り得ていない。本研究成果は、こうした地方中規模都市における、商住一体の商店街の良さを残しながらの商店街再生のための有効な方法の一つと提示できたと考える。こられの経緯、成果は、共著「住民主体の都市計画」のなかで、事例報告と論説を記した。
熱的および化学的に安定な一次元ナノ反応場における単結晶磁性体ナノワイヤの水熱合成

炭素で被覆されたアルミニウム陽極酸化皮膜の直線状ナノ細孔は炭素の高い熱および化学安定性のため、高温の酸やアルカリを用いた水熱合成の反応場となり得る。この一次元ナノ空間でフェライトなどの磁性体を水熱合成すれば、その空間規制のためサイズの揃った単結晶の磁性体ナノワイヤの生成が期待できる。前年度までは一次元ナノ空間の創製を行い,ナノ空間での水熱法による単結晶のナノワイヤの合成,さらに電気メッキ法による磁性体ナノワイヤの合成に成功した。とくに,電気メッキ法ではすぐれた点が多く,本研究ではこの方法による磁性体ナノワイヤの合成に力を注いだ。前年度までは電気メッキ可能な金属はFe-Ni合金だけであった。しかし、Fe-Ni合金は軟磁性体であるので超高密度磁気媒体には不向きである。そこで,本年度はコバルト,鉄,ニッケルなどの単金属のメッキを試み、ニッケルのメッキに成功した。前年度までの方法ではメッキ前に炭素被覆膜の外表面に堆積した炭素膜だけはあらかじめ酸素プラズマ処理などの方法で取り除いていた。この処理がないと,金属は炭素被覆膜の外表面だけにメッキされ,膜内の炭素被覆一次元ナノ空間には金属が入り込まない。しかし,炭素被覆膜の外表面に堆積した炭素膜は超高密度磁気媒体として利用した場合に潤滑膜あるいは保護膜となり,この炭素膜を取り除かず処理することが望ましい。そこで,メッキ条件の最適化をさらに進め,炭素被覆一次元ナノ空間のサイズや形を変えることで,炭素膜の除去無しでメッキにより金属がナノ空間に充填される条件を探索し、最終的に外表面の炭素膜が存在してもナノ細孔へのFe-Ni合金のメッキができる条件を見出した。磁性体ナノワイヤは基礎的にも応用の面でも注目されており、とくに超高密度磁気媒体や磁気センサーとしての利用が期待されている。この様な用途においてナノワイヤに求められる特性は、結晶性が高いこととナノメータスケールでサイズが均一であることである。本研究では、熱的および化学的に安定で制御された構造をもつ一次元ナノ空間を創製し、その空間を水熱反応の場として利用することで、単結晶でかつサイズの揃ったフェライトなどの磁性体ナノワイヤの水熱合成を目指している。具体的にはアルミニウム陽極酸化皮膜の均一で制御された直線状ナノ細孔の内壁を炭素で均一に被覆することで、熱的および化学的に安定な一次元ナノ空間を創製する。このナノ空間内に出発原料を導入した後、水熱合成条件で処理を行うことで、単結晶でサイズも均一なフェライトナノワイヤを合成する。本年度は以下のような結果が得られた。(1)アルミニウム陽極酸化皮膜の調製高密度磁気記録媒体への応用を考慮して、アルミニウム板そのものを陽極酸化するのではなく、シリコン基板上に蒸着したアルミニウム金属薄膜を陽極酸化した。蒸着条件を変化させることでアルミニウム薄膜の厚さを50nmから1000nmまで変化させたものを用いた。これを硫酸溶液中でアルミニウム金属層だけを陽極酸化することで、シリコン基板上に直径10nm程度で長さがアルミニウム層の膜厚に等しい直線状細孔を有する陽極酸化皮膜が生成した。(2)アルミニウム陽極酸化皮膜の炭素被覆上記で生成したアルミニウム陽極酸化皮膜/シリコン基板に800°Cでプロピレンを流した。これにより炭化水素ガスからの熱分解炭素がアルミニウム陽極酸化皮膜の外表面とナノ細孔の内壁に均一に堆積することを確認した。これは、炭素堆積後、フッ酸処理でシリコンを完全に溶解させ、不溶分として残ったカーボンナノチューブを透過型電子顕微鏡で観察することで行った。以上、本年度で熱的および化学的に安定な一次元ナノ空間を創製することができた。次年度でこのナノ空間を利用して強磁性体ナノワイヤを作製する予定である。