hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
運動後の炭水化物摂取タイミングが翌日の朝食摂取後の血糖反応に及ぼす影響

本研究の目的は、持久性運動後に低下した筋グリコーゲンの回復について、炭水化物摂取タイミングの栄養効果をヒトで明らかにすることに加えて、もっと簡便にその効果を知ることのできる方法の開発にある。平成9年度には、夕方の練習で低下した筋グリコーゲンを翌朝の早朝練習の前までに充分回復させるために、夕食のタイミング(練習終了後から夕食まで)のあり方に目標を絞って、以下の様に検討した。すなわち、健康な成人男子を用いて、1週間の間隔をとって2回、2日間づつの実験日を設けた。いずれの実験でも第一日の夕方に10キロメートルを負荷し、その直後にウエイトトレーニングを負荷した後に、調製した夕食を運動負荷終了後1時間以内と、3時間後の場合の2つに分けて実験を行った。いずれの実験でも一夜安静に休養させた後の翌朝の朝食前に大腿筋より筋サンプルを採取した。また、前日の運動直後にも大腿筋より筋サンプルを採取した。これらのサンプルの筋グリコーゲンを分析した。その結果、運動直後に夕食をとると翌朝の筋グリコーゲン量は高くなり有意に回復したが、運動3時間後に夕食をとると回復が不完全なものが認められた。したがって、夕方の練習で低下した筋グリコーゲンを、翌朝の朝練習前までに回復させるには確実性が高いことがわかった.平成10年度は、平成9年度とほぼ同じ実験をおこなった.第一日の夕方のトレーニング後に、調製した夕食を運動負荷終了2時間後にとる条件で、1つは運動直後に高糖質食のコーンフロステをとる場合ととらない場合の2つに分けて実験を行った。いずれの実験でも一夜安静に休養させた後の翌朝の朝食前に血液を採取し、その後に調整食をとらせ、その後15,30,60,90分に採血した。その結果、運動直後に高糖質の補食をとっても翌朝の朝食後の血糖反応に差はなかった。本年度の研究目的は、持久性運動後に低下した筋グレコ-ゲンの回復について、炭水化物摂取タイミングの栄養効果をヒトで明らかにすることにある。すなわち、夕方の練習で低下した筋グリコーゲンを翌朝の早朝練習の前までに充分回復させるために、夕食のタイミング(練習終了後から夕食まで)のあり方に目標を絞って、以下の様に検討した。健康な成人男子を用いて、1週間の間隔をとって2回、2日間づづの実験日を設けた。いずれの実験でも第一日の夕方に10キロメートルを負荷し、その直後にウエイトトレーニングを負荷する。その後に、調製した夕食を運動負荷終了後30分以内と、2時間後の場合の2つに分けて実験を行った。いずれの実験でも一夜安静に休養させた後の翌朝の朝食前に大腿筋より筋サンプルを摂取した。その結果、運動直後に夕食をとると翌朝の筋グリコーゲン量は高くなり有意に回復したが、運動2時間後に夕食をとると回復が不完全なものが認められた。したがって、夕方の練習で低下した筋グリコーゲンを、翌朝の朝練習前までに回復させるには確実性が高いことがわかった。本年度の研究目的は、持久性運動後に低下した筋グリコーゲンの回復について、炭水化物摂取タイミングの栄養効果をヒトで明らかにすることに加えて、もっと簡便にその効果を知ることのできる方法の開発にある.すなわち、夕方の練習で低下した筋グリコーゲンを翌朝の早朝練習の前までに充分回復させた場合に、筋サンプルを採らない方法、すなわち血中のエネルギー物質の動態から推定できないかを検討した.

健康な成人男子を用いて、1週間の間隔をとって2回、2日間づづの実験日を設けた.いずれの実験でも第一日の夕方に10キロメートルを負荷し、その直後にウェイトトレーニングを負荷する.その後に、調製した夕食を運動負荷終了後30分以内と、2時間後の場合の2つに分けて実験を行った.いずれの実験でも一夜安静に休養させた後の翌朝の朝食前に血液を採取した.その結果、運動直後に夕食をとると翌朝の血中遊離脂肪酸の濃度が高く、逆に血糖濃度が低い傾向があることがわかった.
亜硝酸前処理を用いるクラフトパルプの酵素漂白に関する研究

(1)ブナUKPを亜硝酸前処理、酵素漂白、二酸化塩素漂白、過酸化水素漂白の4段漂白することによって、通常の五段(OCEHD)と同等の白色度(87%)と粘度(20cP)のパルプが得られる。AOXは0.1kg/pulp tとすることができる。(2)カッパー価が30程度のアカマツクラフトパルプを90°Cで3時間、硝酸(添加率:4%)と亜硝酸塩(添加率:0.3%)で処理したところ、カッパー価が半減する。(3)亜硝酸前処理法は、二酸化窒素前処理法と違って気相の二酸化窒素、および2段の前処理が不要である。両者の効果は同等である。(4)フェノール性モデル化合物は、非フェノール性モデル化合物と比較し、非常に速やかに分解される。ベラトリルグリセロール-β-グアイアシルエーテル(VG)のCα-Cβ結合が開裂し、ベラトルアルデヒド(Vd)を与える。(5)VGのα-エチルエーテル(VGE)は、α-エチルエーテルの酸加水分解によってVGを生成し、Cα-Cβ結合の開裂によりVdを与える。(6)デヒドロジイソオイゲノールのメチルエーテル(β-5型モデル)、およびイソオイゲノールのメチルエーテルも、Cα-Cβ開裂によってVdを与え、また後者は室温においても速やかに分解する。(7)ベラトリルグリセロール-β-シリンギルエーテル(VS)、およびVSのα-エチルエーテル(VSE)は、VG、およびVGEと同様に分解してVdを与える。しかし、VSはVGよりも速やかに分解し、またスレオ型VSはエリスロ型VSよりも速やかに分解する。(8)亜硝酸漂白法を実用化するための障害は窒素化合物を含む廃液の処理法にあり、もし、廃液を回収して硝酸と亜硝酸塩を再生できれば、この方法は優れた漂白法と成り得る。パルプの亜硝酸前処理におけるリグニンと炭水化物の反応機構を解明することを目的として、以下のことを検討した。1.亜硝酸処理におけるクラフトパルプの挙動について(1)アカマツ材よりカッパー価26.4、28.8、39.0のクラフトパルプ調製した。(2)70°C、90°C、100°Cでパルプの亜硝酸処理を行い、最適条件として亜硝酸添加率0.3%、硝酸添加率4%、90°C、3時間の条件を見いだし、カッパー価13.2、パルプ粘度15.8cPのパルプを得た。(3)このパルプの酸素添加アルカリ抽出および酸素漂白条件については現在評価を行っている。2.パルプ中のリグニンおよび炭水化物の反応機構について(1)非フェノール性β-O-4型リグニンモデル化合物およびリグニン-糖結合体モデル化合物を合成した。(2)窒素気流下、90°Cでモデル化合物の亜硝酸処理および硝酸処理を行った。(3)前述の亜硝酸処理において、分解物としてベラトルムアルデヒドを同定、定量し、新規な分解反応として、リグニン側鎖のα位炭素とβ位炭素との結合が酸化的に開裂する反応を見いだした。この反応は、パルプの亜硝酸処理における効果的なリグニン分解を説明する重要な反応である。1.アカマツクラフトパルプと様々なリグニンモデル化合物を用い、亜硝酸処理における脱リグニン機構を考察した。(1)アカマツパルプを様々な温度で3時間、硝酸(添加率:4%)と亜硝酸塩(添加率:0.3%)で処理を行ったところ、90°Cと100°Cで脱リグニンが促進された。

(2)フェノール性モデル化合物は、非フェノール性モデル化合物と比較し、非常に速やかに分解された。ベラトリルグリセロール-β-グアイアシルエーテル(VG)のCα-Cβ結合が開裂し、ベラトルアルデヒド(Vd)を与えた。(3)VGのα-エチルエーテル(VGE)は、α-エチルエーテルの酸加水分解によってVGを生成し、その後Cα-Cβ結合の開裂によりVdを与えた。(4)ベラトリルグリセロール-β-シリンギルエーテル(VS)、およびVSのα-エチルエーテル(VSE)は、VG、およびVGEと同様に分解してVdを与えた。しかし、VSはVGよりも速やかに分解し、スレオ型VSはエリスロ型VSよりも速やかに分解した。(5)デヒドロジイソオイゲノールのメチルエーテル(β-5型モデル)、およびイソオイゲノールのメチルエーテルも、Cα-Cβ開裂によってVdを与え、また後者は温室においても速やかに分解した。(6)VSを重水を用いた硝酸で処理したところ、Cβに重水素が置換されたVSが得られ、Cα-Cβ不飽和結合の生成を経るCα-Cβ結合開裂の機構が示唆された。2.現在、酸素漂白における炭水化物の解重合に及ぼす亜硝酸処理リグニンの作用等について解明している。
戦後日本の社会変動とマイノリティ教育の研究―1970年代以降の夜間中学に着目して

本研究の目的は、戦後の夜間中学を事例として、戦後日本社会で周縁化された人々(マイノリティ)を巡る教育の歴史を明らかにすること、そのことを通して現代において包摂型社会を構築するための教育のあり方について示唆を得ることである。本研究で得られた知見は、高度経済成長を経て国際社会の中での日本の位置づけが変化する1970年前後が夜間中学においても重要な転換点になっており、義務教育を「すべての人」に保障するという目的意識によって夜間中学が包摂的な学び場となったことである。本研究の目的は、主として戦後の夜間中学に着目しながら、戦後日本社会で周縁化された人々(マイノリティ)の被教育経験及び彼・彼女らに対する教育実践・政策に関する歴史を明らかにすることを通して、1戦後日本の社会変動とマイノリティ教育に関する歴史像を構築すること、2現代において包摂型社会を構築するための教育課題について示唆を得ることである。平成28年度は、以下の三つの課題に取り組んだ。第一に、戦後の夜間中学及びマイノリティ教育に関連する史料調査である。この主題に関連する史料に関する先行研究は乏しく、散在する史料を地方公共図書館や所蔵する個人を対象に調査・収集を行った。特に夜間中学に関連しては、全国夜間中学校研究会や数名の研究者と協働して網羅的な史料調査に取り組み、その成果の一部を目録として公開した。第二に、戦後の社会変動とマイノリティ教育に関する諸理論・諸研究の整理を行った。本研究が対象とする範囲は、部落解放教育、在日朝鮮人・外国人教育、障害児教育等の広範な範囲に及ぶため、研究状況の全体像をまずは把握する必要があった。特に障害児教育の分野に関しては、東京大学の小国喜弘教授の研究グループの共同研究にも参画し、情報交換を行った。第三に、次年度に向けた研究体制の整備である。特に、全国的な史料調査と並行し、マイノリティ教育との関係の深かった関西方面の夜間中学の現・旧教員との情報交換をった。またマイノリティ教育に造詣の深い研究者との研究交流や聞き取りも実施し、本格的な研究遂行の基盤づくりを行った。夜間中学に関連する史料の全国的な網羅的調査とその公開、戦後の社会変動とマイノリティ教育に関する諸理論・諸研究の整理、次年度の研究体制の整備という当初の目標については、計画通り遂行することができた。さらに、本年度は関西方面のマイノリティ教育(解放教育)の研究に1970年代当初からコミットしてきた研究者とのつながりを構築することができたため、当初の計画以上に順調に研究を遂行することができた。ただし、マイノリティ教育に関連する諸研究と戦後日本の社会変動の関係の整理に関しては、対象となるものが広範に及ぶため、その全体像の把握においては次年度も引き続き作業を進める必要があることが明らかになった。上記のような状況から、総合的に見れば研究は順調に進展していると言える。本年度は、引き続き戦後日本の社会変動とマイノリティ教育に関連する諸研究のレビューや研究交流を行った。特に、一橋大学の木村元研究室との研究交流においては、戦後日本の社会変動を「学校化社会」の形成過程として捉え、その境界に関わる事例として夜間中学を位置づける視座を得ることができた。また、東京大学の小国喜弘研究室との研究交流を通して、1970年代の障害児教育を始めとするマイノリティ教育の状況について知見を深めることができた。さらに、新たに神戸学院大学の水本浩典研究室との研究交流が始まり、兵庫県神戸市の夜間中学及び周辺の被差別部落に関する知見を深めることができた。成果報告やアウトリーチ活動に関しては、まず、日本教育学会、教育史学会、基礎教育保障学会において戦後の夜間中学に関する学会報告を行い、貴重な助言を得ることができた。次に、アウトリーチ活動としては、宮城県仙台市で活動する仙台自主夜間中学のスタッフ研修会において、公立夜間中学の歴史に関して講演を行って知見を提供すると共に、自主夜間中学の現状や課題について新たな知見を得ることができた。今回研究を進める中で、1970年代以降の夜間中学に関しては、韓国や中国からの引揚帰国者、在日朝鮮人、障害者、難民・移民等の様々なマイノリティの夜間中学への就学動向、教師達の教育実践や言説の変化、全国夜間中学校研究会での議論、自主夜間中学設置の動向等、様々な要因が複雑に絡まっており、全国的動向の把握と個別の事例研究を丁寧に進める必要があることが浮かび上がってきた。今後は、ひとまず対象時期を197080年代に絞り、史料収集・保存、聞き取り調査、実践記録の検討等を着実に進めていく予定である。今後は、マイノリティ教育に関連する諸研究と諸事例の調査を進めながら、それが戦後日本の社会変動とどのように関り合い、また夜間中学という空間にどのような影響を与えたのかを踏み込んで検討したい。そのためには、一方で文献研究を継続しながら、個別の学校や地域を選定して具体的な事例の検証を行う必要がある。

本年度は、本研究で取り上げる事例の候補としていた大阪・兵庫の夜間中学に対して史料調査を行うとともに、関係者(現・旧教員、卒業生等)に対する聞き取り調査も可能な範囲で実施したい。また、全国夜間中学校研究会との良好な関係を継続し、史料整理やその成果報告においてアウトリーチ活動を実施予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。教育学、教育史29年度が最終年度であるため、記入しない。
法制度内の子どもに対する差別・偏見・ステレオタイプ

日本は超高齢社会に突入し、高齢化が進んでいる。これは逆に言えば、社会内の子どものマイノリティ化が急速に進んでいるということでもある。そうした社会背景を踏まえて、次世代の社会を担う子どもの利益・権利を真に適正に確保することは重要な課題である。本研究は、各種法制度内の場面において、人々が子ども(未成年者)に対して持っているステレオタイプ・偏見・差別の構造を、総合的・実証的に解明することを目的としている。さらには、社会内・法制度内で子どもの利益・権利を真に適正に確保するための政策提言を目指す。2018年度は、主に次の2つを行った。第一に、子どもに対するステレオタイプ調査として、一般人840名を対象とするオンライン調査を実施した。具体的には、ステレオタイプ内容モデル(SCM)という社会心理学の分析枠組みに基づいて、日本社会において、子どもという集団に対する人々のステレオタイプ(集団イメージ)の本質にはどのような特徴があるのかを分析した。第二に、研究代表者が前研究課題で実施した法意識調査(研究課題16H06699「子どもの法的地位をめぐる現代日本人の法意識」参照)の量的データを用いて、子どもに対する差別意識という観点から、新たな分析をした。これらの研究成果の一部は、2018年6月Law and Society Association(米国法社会学会)学術大会及び2019年3月東京大学基礎法学研究会において研究報告を行った。また、これらの研究成果は、「助教論文」の一部として、2018年2月に東京大学大学院法学政治学研究科に提出した。おおむね当初の計画どおりに、初年度にオンライン調査を実施し、順調にデータの収集・分析を行うことができた。初年度は、まず最も基礎的な研究として、人々の子どもに対する抽象的な集団イメージを把握するところから始めた。本研究の2年目となる2019年度は、初年度に得られた基礎的な知見をもとに、具体的な各種法制度の場面を念頭においた心理実験等を行い、引き続きデータを収集する計画である。
過食・肥満を伴う新しい糖尿病動物(NPYトランスジェニックマウス)の作製

従来からの神経ペプチドに関する研究は、大部分が脳内もしくは、脳室内に急性もしくは亜急性にペプチド、もしくはアナログやアンタゴニストを投与し、ペプチドの生理学的意義を追求せんとするものであった。しかし、多くの疾患においてはその経過は慢性であり、遺伝因子、環境因子の複雑な相互作用のもと、病態が形成されてゆくと考えられる。近年の遺伝因子組み換え技術の進歩は、トランスジェニックマウスという、一生涯を時間軸としてペプチド作用をみることができるモデル動物を誕生させ、新しい研究のアプローチを可能にした。我々はこのトランスジェニックマウスを作製し、遺伝、環境両因子の関与を解析するにあたって、特に以下の2点に注意を払った。(1)NPYを中枢神経系のみに過剰発現させること。これは脳腸ペプチドともよばれるように、ペプチドはしばしば脳と末梢腸管の相方に存在し、相反した作用を示すことが多いからであり、NPYも末梢投与ではbuliminとしての作用を示さない。したがって、Gordon教授(Mt.Sinai大学医学部.米国)より、主として中枢神経系のみに過剰発現させる目的でThy-1(リンパ球表面の糖鎖抗原)プロモーターを頂だいし、トランスジェニックマウスを作製した。(2)マウスのNPY cDNAを過剰発現させること。神経ペプチドはその構造や作用における種差がつねに存在し、NPYといえどもその可能性は否定しえない。少なくとも脳の高次機能をみてゆく上で、ヒトのペプチドをマウスに過剰発現させるメリットは何ら存在しない。マウスNPY cDNA及びgenomic DNAをクローニングし、その構造を決定した。NPYトランスジェニックマウスは3系列誕生し、サザンブロット解析により、110数コピー組み込まれていることが判明した。現在、ノザンブロット解析やNPY免疫染色とともに、摂食行動や学習、記憶、情動行動を解析中である。
ナンセンス変異の認識を介したmRNA分解(NMD)活性化機構の解明

近年、真核細胞におけるmRNAサーベランス機能のひとつとして、転写・複製中のエラーやスプライシング時のエラーにより生じる不適切な翻訳終結コドン(ナンセンス変異)を含むmRNAを選択的に分解するNMD(Nonsense-Mediated mRNA Decay)経路と呼ばれる監視機構の存在が明らかとなってきた。既存のNMD関連因子は、まず遺伝学的に単離された後に、ナンセンス変異を含むmRNA上に局在し機能することが明らかとなってきたが、分解経路の活性化を担う因子をはじめとしたNMD特異的な制御因子は不明であった。そこで私はNMD経路で分解されるmRNA上の局在を指標とした生化学的手法を用いて、NMD特異的因子の網羅的な単離を試みることにした。モデル生物としては出芽酵母細胞を用いることにした。HIVウイルス由来のmRNA配列特異的なRNA結合蛋白質(姻)認識配列を組み込んだ、正常なレポーター遺伝子と、それにナンセンス変異を含ませた遺伝子の2種類を用意し、それぞれを出芽酵母細胞に導入し、λN蛋白質-レポーターmRNA複合体を免疫沈降した後、SDS-PAGE上で展開し、MARDI TOF-MASSによって蛋白質を単離同定する方法を試みることにした。正常なレポーター遺伝子とナンセンス変異を含むレポーター遺伝子、それぞれを導入した出芽酵母細胞の抽出液からレポーターmRNA-結合蛋白質複合体を単離し、複合体中に含まれる蛋白質の差異を検出した。その結果、ナンセンス変異を含むmRNAに特異的に結合している蛋白質が存在したため、MARDI TOF-MASSを用いて単離同定したところ、Ssal蛋白質であることがわかった。Ssa1のNMD経路への寄与を検討する目的で、Ssal遺伝子の破壊株を作製し、ナンセンス変異を含むmRNAの分解を検出したところ、分解速度が著しく低下していることがわかった。さらに、SsalはUpf因子群と直接的に相互作用することを確認している。これらの結果から、SsalがNMD経路におけるトリガーとなる可能性が高いと考えている。既存のNMD関連因子は、まず遺伝学的に単離された後に、ナンセンス変異を含むmRNA上に局在し機能することが明らかとなってきた。しかし、分解経路の活性化を担う因子をはじめとしたNMD特異的な制御因子は不明である。そこで私はNMD経路で分解されるmRNA上の局在を指標とした生化学的手法を用いて、NMD特異的因子の網羅的な単離を試みている。具体的にはHIVウイルス由来のmRNA配列特異的なRNA結合蛋白質(λN)認識配列を組み込んだ、正常なレポーター遺伝子と、それにナンセンス変異を含ませた遺伝子の2種類を用意し、それぞれを出芽酵母細胞に導入し、λN蛋白質-レポーターmRNA複合体を免疫沈降した後、SDS-PAGE上で展開し、ナンセンス変異を含ませた株から特異的なバンドを検出し、MARDITOF-MASSによって蛋白質を単離同定する方法を試みることにした。現在、レポーター遺伝子として2種類の遺伝子を選択し、酵母細胞内でのmRNA発現系を確立した。また、ナンセンス変異を含ませたレポーターmRNAは即座に分解されていることをNorthern法により確認している。今後はRNA結合蛋白質(λN)が、自身の認識配列依存的にmRNAに結合していることをNorth-Western法により確認し、系の確立を進めていきたいと考えている。その結果、正常なmRNAとナンセンス変異を含むmRNAのそれぞれに特異的に結合している蛋白質が存在したため、それぞれに関して、MARDI TOF-MASSを用いて単離同定した。現在、mRNAに結合できないこれらのRNA結合蛋白質の変異体を作製し、mRNA分解への寄与、並びにUpf因子群への関与について検討している。ナンセンス変異を含むmRNAに結合する蛋白質においては、Upf因子群との相互作用を確認しており、NMD経路におけるトリガーとなる可能性を考えている。

既存のNMD関連因子は、まず遺伝学的に単離された後に、ナンセンス変異を含むmRNA上に局在し機能することが明らかとなってきたが、分解経路の活性化を担う因子をはじめとしたNMD特異的な制御因子は不明であった。そこで私はNMD経路で分解されるmRNA上の局在を指標とした生化学的手法を用いて、NMD特異的因子の網羅的な単離を試みることにした。モデル生物としては出芽酵母細胞を用いることにした。HIVウイルス由来のmRNA配列特異的なRNA結合蛋白質(姻)認識配列を組み込んだ、正常なレポーター遺伝子と、それにナンセンス変異を含ませた遺伝子の2種類を用意し、それぞれを出芽酵母細胞に導入し、λN蛋白質-レポーターmRNA複合体を免疫沈降した後、SDS-PAGE上で展開し、MARDI TOF-MASSによって蛋白質を単離同定する方法を試みることにした。正常なレポーター遺伝子とナンセンス変異を含むレポーター遺伝子、それぞれを導入した出芽酵母細胞の抽出液からレポーターmRNA-結合蛋白質複合体を単離し、複合体中に含まれる蛋白質の差異を検出した。その結果、ナンセンス変異を含むmRNAに特異的に結合している蛋白質が存在したため、MARDI TOF-MASSを用いて単離同定したところ、Ssal蛋白質であることがわかった。Ssa1のNMD経路への寄与を検討する目的で、Ssal遺伝子の破壊株を作製し、ナンセンス変異を含むmRNAの分解を検出したところ、分解速度が著しく低下していることがわかった。さらに、SsalはUpf因子群と直接的に相互作用することを確認している。これらの結果から、SsalがNMD経路におけるトリガーとなる可能性が高いと考えている。
圧電結晶の活性表面と弾性表面波の超長距離伝搬を利用した高感度極性ガスセンサ

圧電結晶の活性表面は極性ガスを検出するための弾性表面波センサの感応膜として用いると、低減衰であるために、感度の向上に有用であると考えられる。本申請課題では極性ガスとして工業的に重要な微量水分(<1ppm)を対象とし、水晶の活性表面の起源が非晶質の加工変質層であることを見出してゾルゲル反応で合成したシリカ膜により模擬し、SAWの著しい長距離伝搬が可能なボールSAWセンサに適用した場合に、これまでになく応答が高速で高感度な微量水分センサとして利用できる可能性を示した。本研究の目的は圧電結晶の活性表面を用いた弾性表面波の超長距離伝搬を用いた高感度極性ガスセンサを開発することである。当初、圧電結晶の極性ガスに対する活性表面は紫外線(UV)照射した表面により見出されたが、研究の過程でその他の原理に基づく活性表面が実用的な性能を有することが分かった。具体的には、極性ガスの中でも最も強い極性を持つ水蒸気は半導体産業において1ppm以下の濃度管理が求められているが既存のセンサは感度と応答時間の点で性能が不十分である(1ppmに10分)。一方で、光学研磨された水晶球を用いたボールSAWセンサにおいて1ppmを15秒測定できる性能を持つものが存在することが分かったが、メカニズムが不明だった。状況から圧電結晶の活性表面の存在が示唆されたため、応答の有ったセンサについてレーザー顕微鏡観察、顕微ラマン散乱スペクトル測定、エネルギー分散型X線分析、X線光電子分光法、緩衝フッ酸溶液を用いたエッチングを実施した。その結果、表面に極薄い非晶質のシリカ層が存在し水和反応している可能性が高いことが分かった。この非晶質シリカは鏡面加工された水晶の表面には存在しないとされているものであるが、研磨工程が同じでも加工条件の微妙な違いで発生したと考えらえる。一方で、このように優れた特性を持つ非晶質シリカを利用するために、模擬する方法を探索し、スパッタリング成膜およびゾルゲル反応を試した結果、ゾルゲル反応で作製したシリカが水蒸気に高感度なことが分かった。しかし、センサとして用いる場合にガス温度(室温)の変動による応答のドリフトが問題になり、センサセルの開発においてガスの吸着性や死容量の低減だけでなく、2つのセンサを用いて高精度な応答の補償ができるようにセンサ間の熱伝導性も考慮にいれた設計が必要なことが分かった。当初、圧電結晶の極性ガスに対する活性表面は紫外線(UV)照射した表面により見出されたが、研究の過程で圧電結晶の非晶質層に基づく活性表面がより高性能であることが分かった。しかし、センサの定量性および再現性を検証するためには、精密な温度補償と測定系内への水分リークの完全な遮断が必要である。また、極低濃度の水分については較正が不十分だった。そこでH25年度には、精密な温度補償が可能とされている高調波ボールSAW素子にH24年度に微量水分への高感度性が見出されたゾルゲルSiOxを塗布したセンサを開発した。測定された周回波にWavelet解析を適用して基本波(80 MHz)と3次高調波を抽出し、各周波数における遅延時間と振幅2分法を用いて効率的に決定する手法を開発した。その結果、周波数差分により測定室の空調に起因した0.1°C程度の温度変動に起因した出力の変動までも高精度に除去できることが分かった。次に、センサ性能を検証するために最も高感度な水分検出器であるキャビティリングダウン分光装置(CRDS)を用いて微量水分濃度を較正するとともにセンサセルのリークの原因解明に利用して再現性の高い微量水分測定を行うための基盤を整えた。その結果、作製したセンサは10 nmol/molレベルの水分濃度の変化を明瞭に検出できる感度を持ち、検出限界は0.2 nmol/molだった。この性能はボールSAWセンサが感度の面でCRDSに匹敵する性能を有することを示唆する。更に、応答時間に関してはCRDSよりも短いことが分かった。以上のことから圧電結晶の活性な表面の起源の一つである非晶質層を摸擬してボールSAWセンサに適用することで従来にない高感度なSAWセンサを開発できる目途が立った。極性ガスとして水分子を対象とした場合に、前年度までの研究により、水晶の加工変質層が有用であることを見出し、非晶質シリカの効果であることをゾルゲル法で合成したシリカ膜(ゾルゲルシリカ膜)により検証した。その結果、0.2 nmol/mol(ppb)の検出限界を持つ微量水分センサとして利用できる可能性が示された。

この性能は微量水分測定器の分野で最も高感度なキャビティリングダウン分光装置(CRDS)と同等であり、さらに応答時間に関してはその1/10と著しく短かった。しかし実用化を見据えた場合に、センサ出力の長期にわたる安定性(ドリフト、感度の経時変化の除去)が重要であるが、高調波素子を用いた温度変動によるセンサ出力の除去(温度補償)はまだ完全ではなかった。そこでH26年度には測定機器の回路定数の温度依存性の除去を目指して、従来の周波数差分に異なる周回波間での遅延時間の差分を組み合わせた「周波数周回差分」を考案して適用した。その結果、計測器に起因した出力の変動は見られなくなり、極性分子と活性表面の相互作用のみを精密に評価できる基盤が整った。一方で、ゾルゲルシリカ膜を用いたセンサの出力はやはりドリフトしていたことが明らかになったため、原因が膜に吸着した様々な有機分子の脱離にあると考えセンサのベーキングを実施した。その結果、130°Cの乾燥窒素中で十分な時間処理するとドリフトを著しく低減できることが分かった。このようにボールSAW微量水分センサを実現できる見込みが得られたため、アンダーサンプリングを用いた測定装置の簡略化も試みた。アンダーサンプリング時の応答の定式化した結果、信号対雑音比は60%程度に下がるものの十分実用的な出力が得られることが分かった。26年度が最終年度であるため、記入しない。超音波工学、材料評価26年度が最終年度であるため、記入しない。圧電結晶の新しい活性表面の形態を見出して、実用化可能な性能のセンサの開発に目途が立ちつつある。ボールSAW素子の高精度化に重要な電極材料や対数の検討も進め、軽量な材料(Al)や少対数(3対)の有用性を実証することができた。この活性表面を人工的に生成する方法は必ずしも容易ではないかもしれないが、H24年度から着手したX線光電子分光法や二次イオン質量分析等の表面分析技術を駆使して応答機構の解明を図っている。圧電結晶の非晶質層が微量水分に対して高感度であることを見出し、その簡便な模擬方法についてもゾルゲル法を用いることで目途が立った。高調波素子を用いたセンサを用いて高精度な温度補償を実現できたことは、圧電結晶の活性表面の精密な評価を実現する上で重要な進展である。また、検出対象物質のリークを完全に遮断するために必要な配管やセンサセルの作製に関する知見も集積されてきた。これらの進展を踏まえて紫外線照射による圧電結晶の活性表面の調査を行うことで当初の目的を達成できると考えられる。このため本申請課題はおおむね順調に進展していると判断する。極性ガスの中でも微量水分は半導体産業で強いニーズがあるため、これに応えられるようなボールSAWセンサを圧電結晶の活性表面を利用して開発する。高調波素子を用いたセンサは当初最終年度に検討する予定だったが、前倒して実施する可能性がある。高調波素子の利用により温度変動によるセンサ出力の変動を精密に除去できる見込みが得られたが、センサの計測系(パルサーレシーバ、オシロスコープ等)における温度補償は不十分だった。この点について、ボールSAWセンサは多重周回を用いることが原理であるため、異なる周回間の差分を用いてセンサそのものの応答(SAW伝搬経路における変化)を高精度に抽出できると考えられる。そこで、H25年度に行った周波数差分に加えて周回差分を適用することで、圧電結晶の活性表面を検証するための測定方法を改善し、紫外線照射したセンサの特性を調査する。
造血幹細胞の単一細胞単位での非対称分裂機構の解析

我々は造血幹細胞の分裂から産生された一対の娘細胞(Pired DaughterCells ; PDCs)間における発現遺伝子の解析から、Tie2の分子分配に着目した。Tie2の各PDCへの分配は、定常時には非対称な分配が起こる一方で、活発な増殖期には均等な分配が起こることが分かった。また、Tie2のリガンドAng-1による刺激は、非対称分裂を促進することも示唆された。本研究の知見は、造血幹細胞の分裂様式の操作や、幹細胞の増幅のための基盤となることが期待される。平成22年度はまず、骨髄から採取する造血幹細胞の純化方法の改善を行った。具体的には、これまで用いてきたSlamマーカーに加えてCD34を用いること、さらに造血幹細胞特異的に発現する分子であるEvi-1ノックインGFP遺伝子改変マウス(東京大学、黒川峰夫博士供与)を用いることで、これまで採取してきた細胞群よりも均一な細胞群として造血幹細胞を採ることができるようになった。この方法で採った幹細胞のPDCを網羅的遺伝子解析の系で発現遺伝子のプロファイリングを行ったところ、いくつかの遺伝子においては発現パターンが対称的なものと非対称的なものに区別できることが分かった。次に上述の解析系を、実際に幹細胞の増殖期モデルに適用する実験を行った。モデルとしては5-FU投与後8日目の造血幹細胞を用いて、非投与群(コントロール)との比較を行った。PDCの遺伝子発現解析の結果、コントロールと比較して投与群では、対称的な発現パターンを示す遺伝子(例:Tie2など)が増加することが分かった。また一方で、この増殖期の造血幹細胞の発現パターンについて、免疫染色によるタンパク質レベルでの分子分配パターニング解析を行ったところ、遺伝子解析結果と同様にTie2などは分配パターンに対称性が見られることが分かった。以上より本年度我々は、(1)改善された単一細胞での網羅的遺伝子解析系を確立し、(2)幹細胞増殖期モデルにおいて、対称的に動く遺伝子群を特定、さらに(3)これらの分子の分配をタンパクレベルで確認する系を確立できたことから、今後の細胞の増幅に関与する分子の特定とその機能解析に関する基盤を確立できたと考えられる。本研究は、造血幹細胞の分裂から産生された一対の娘細胞(Pired Daughter Cells ; PDC)の各々の発現遺伝子を単一細胞単位で検討し、非対称性の分裂機構を明らかにすることを目的とした。本研究では、Evi-1ノックインGFP改変マウスを用い、極めて厳密に純化された造血幹細胞に対し単一細胞レベルでの遺伝子発現解析を行った。1回分裂後の各PDC間における発現遺伝子プロファイルの比較を行ったところ、Tie2の発現は、PDC間において非対称な分配の差が顕著で、より未分化な娘細胞においてTie2の発現が維持されることが考えられた。次に5-FU投与後8日目の造血幹細胞を増殖期幹細胞のモデルとして用い、各PDC間における遺伝子発現パターンの比較を行った。すると非投与群のPDC間では非対称的な分配を受ける造血幹細胞マーカーTie2が、増殖期の幹細胞では対称的に発現することが分かった。また、免疫染色法を用いたタンパク質レベルの解析からも、増殖期の造血幹細胞においては、Tie2あるいはCD48は対称的に分配が起こることが分かった。これらの結果から、定常時の造血幹細胞におけるTie2の発現は未分化な幹細胞側にのみ分配されるが、増幅期の対称分裂の際には、Tie2は均等に分配されることが示唆された。さらに我々は、造血幹細胞培養下において、Tie2のリガンドAngiopoietin-1(Ang-1)を添加し幹細胞の分裂様式に与える影響を検討した。すると、Ang-1非添加群に比べ添加群では非対称に分裂するPDCが増加することが分かった。このことから、Tie2/Ang-1シグナルの増強は幹細胞の分裂様式を非対称なものにシフトさせることが考えられた。
高感度太陽中性子観測システムの構築および予備観測

本研究は,太陽フレア時にイオンがいかにして高エネルギーにまで加速されるかを調べるため,そのイオンが太陽大気中で作る中性子のエネルギー分布や生成量の時間変化を観測することを目的とする.中性子を測るのは,太陽地球間の磁場の影響を受けずに直進してくるので,イオンの加速時の情報を保持しているからである.本科研費では,加速器実験で使用された粒子飛跡検出装置(SciBar)を,上記の目的のための観測装置として改良後,メキシコのシェラネグラ山頂(4600 m)に設置するため,小型試作装置で予備観測を行った.そして,観測結果を計算機シミュレーションと比較・検討し観測システム(SciCRT)を構築・稼働させた.本研究の目的は,加速器実験で使用されたSciBarと呼ばれる粒子検出器を,高度4600mのメキシコ・シェラネグラ山頂に移設し,高感度太陽中性子観測システム(SciCRT)を構築し,太陽フレアに於ける粒子加速機構解明のための基礎的な観測データを取得することである.そのために,まず,その小型の装置(miniSciCR)を製作し,予備観測を実施して,本観測システムの設計・構築を推進する.なお,本観測システムSciCRTは,多方向ミューオン望遠鏡としても活用し,宇宙天気予報へ寄与することも,本研究の視野に入っている.平成23年度は,miniSciCRを現地シェラネグラ山頂へ設置し予備観測を実施した.予備観測のデータは中部・名古屋・信州の各大学の研究協力者によって解析し,コンピュータ・シミュレーションとの比較に基づき本装置の設計が進められた.また,アメリカのフェルミ加速器研究所にあったSciBar検出器を,メキシコのINAOE研究所(高度2150m)へ搬送し,総重量15トンの加速器ビーム用の装置を宇宙線観測用にするために回転して支える架台を新たに製作,装置を組み立て直した.平成24年8月には,日本から3名の研究者がメキシコへ出張し,検出器の4分の1に対し,光センサと電子回路,データ収集パソコン,電源を取り付け,麓での予備観測を実施し,宇宙線の信号を取得することに成功した.さらに,平成24年11月と平成25年2月にそれぞれ2名ずつの研究者がメキシコへ出張し,検出器全体で宇宙線の信号を捉えることに成功した.その後,検出器を安全に山頂へ移設する方法が検討され,平成25年度早々には,麓から高度4600mのメキシコ・シェラネグラ山頂への移設を開始する予定である.本研究の目的は,加速器実験で使用されたSciBarという粒子検出器を,高度4600mのメキシコ・シェラネグラ山頂に移設し,高感度太陽中性子観測システム(SciCRT)を構築,太陽フレアに於ける粒子加速機構解明のための基礎的観測データを取得することである.そのため,まず,小型の装置(miniSciCRT)を製作,予備観測を実施し,本観測システムの設計を推進する.また,本装置は多方向ミューオン望遠鏡として活用,宇宙天気予報への寄与も視野に入れて研究を進める.平成23年度はminiSciCRTをシェラネグラ山頂に設置,予備観測を実施し,観測データとコンピュータ・シミュレーションとの比較から,本装置の設計を行った.また,アメリカ・フェルミ加速器研究所のSciCRTをメキシコ・INAOE研究所(高度2150m)へ搬送,解体・回転・再組立を実施,宇宙線観測用に改造した.平成24年8月には検出器の1/4をセットアップし,山麓のINAOEにて予備観測を実施,宇宙線の信号を捉えることができた.また,平成24年11月から平成25年2月にかけて装置を増強し,SciCRT検出器全体での予備観測に成功した.その後,総重量15トンの検出器を山頂へ移設する方法の検討に入った.平成25年4月から山頂の観測小屋の建設を開始,本装置を解体・山頂へ移送し,観測小屋内への設置を行った.平成25年5月から装置のセットアップの後,測定のための試験・調整に入り,平成25年9月に連続観測を開始した.取得データの量は,中性子とミューオン合わせて,1ヶ月に2TB程度と大量のため,メキシコ自治大学の研究協力者が毎月山頂へ登っている.しかし,本装置はインターネットに接続されているので,その活用に向けて,データ量と転送速度という問題点に関し,今後検討を重ね,改善していかねばならない.本研究は,太陽フレア時にイオンがいかにして高エネルギーにまで加速されるかを調べるため,そのイオンが太陽大気中で作る中性子のエネルギー分布や生成量の時間変化を観測することを目的とする.中性子を測るのは,太陽地球間の磁場の影響を受けずに直進してくるので,イオンの加速時の情報を保持しているからである.本科研費では,加速器実験で使用された粒子飛跡検出装置(SciBar)を,上記の目的のための観測装置として改良後,メキシコのシェラネグラ山頂(4600 m)に設置するため,小型試作装置で予備観測を行った.そして,観測結果を計算機シミュレーションと比較・検討し観測システム(SciCRT)を構築・稼働させた.本研究の目的は,加速器実験で使用されたSciBarと呼ばれる粒子検出器を,高度4600mのメキシコ・シェラネグラ山頂に移設し,高感度太陽中性子観測システム(SciCRT)を構築し,太陽フレアに於ける粒子加速機構解明のための基礎的な観測データ取得することである.また,その小型の装置(miniSciCR)を製作し「予備観測」を実施して,本観測システムの設計・構築を推進することである.同時に,SciCRTを多方向ミューオン望遠鏡として活用し,宇宙天気予報へ寄与することも視野に入れている.

miniSciCRに関しては,当初の予定通り,メキシコ自治大学大学院学生の研究協力により,名古屋大学に於ける製作・動作試験を終え,現在,現地シェラネグラ山頂で「予備観測」を実施・継続している.そして,これまでに得られた予備観測のデータは,中部・名古屋・信州の各大学の研究協力者によって解析が進められている.特に,装置に入射してくる宇宙線粒子の飛跡に関しては,コンピュータシミュレーションとminiSciCRの観測結果との比較検討が進められ,本観測装置のトリガ条件についての基礎的かつ重要な判断材料を提供している.SciCRTに関しては,最後に装置が使用されたアメリカにて解体の後,メキシコに移送され,シェラネグラ山麓の研究所にて90度回転して組み立てられた.しかし,新たに準備した検出器の架台の強度が不足し,架台の補強と,その強度試験中である.データ収集用の回路系やコンピュータ,検出器用の光ファイバーなどの周辺機材は,日本での調達と調整を終え,現地へ移送済みである.上記の他に,本装置を「多方向ミューオン望遠鏡」として使用することが,信州大学の研究協力者を中心に進められており,また,現在のVMEバスではなく,より高速なデータ伝送系による新たなデータ収集システムの検討も開始した.予備観測用のminiSciCRに関しては,計画通り順調に進んでいる.ただし,予期されたことではあったが,検出器が小さいので,そこから得られる情報には限界があり,本装置の設計やトリガ条件の設定に関しては,コンピュータシミュレーションを活用して,装置のスケールの差を補完しながら実施している.一方,本装置に関しては,平成23年度に,INAOE研究所で組み立て直した際に,最初に設計した架台が強度不足で,再設計し,もう一度解体して組み立て直すという予期せぬ工程が入ってしまい,貴重な時間を費やしてしまった.しかし,平成24年度には,先にも述べたように,麓にての装置の稼働に成功した.「予備観測」用のminiSciCRに関しては,計画通り順調に進んでいる.ただし,予期していたことではあったが,検出器が小さいので,そこから得られる情報には限界がある.現在は,そのような限られた条件の中で,コンピュータシミュレーションと対比させながら,装置の特性を調査している.一方,本装置であるSciCRTに関しては,先に述べたように,シェラネグラ山麓の研究所にて90度回転して組み立てたのだが,架台の強度が不足したため,検出器に予想以上のたわみが生じてしまった.そのため,架台を補強し強度試験を行うという,余分な仕事が発生した.そこで,当初は,本装置であるSciCRTの組み立て後に,光ファイバーの取り付けや,データ取得回路・コンピュータの試運転を兼ねて,メキシコへ出張し,作業得る予定であったのだが,やむなくメキシコ出張を中止とした.
水平アーチ型セミサブ浮体橋梁の波浪応答特性に関する研究

本研究では,水平アーチ型の浮体橋梁について,従来の独立ポンツーン基礎をセミサブ型の水中浮体基礎におきかえた,「水平アーチ型セミサブ浮体橋梁」について考えた.特に,その波浪応答特性について研究することを目的とし,浮体基礎の形状を工夫することによる耐波浪性能の向上の可能性について検討した.まず,浮体基礎単体に作用する強制波力ならびに造波抵抗力を求める必要があるが,これは,軸対称FEMプログラムならびに3次元任意形状に対するFEMプログラムを用いて算出した.これらのプログラムは,流体部での無限境界条件を満足させるため,無限要素を導入したものである.次に,浮体橋梁上部工を弾性はりとしてモデル化し,汎用有限要素法解析プログラムであるNASTRANに橋梁全体系モデルを弾性モデルとして入力した.これにより,流体-弾性橋梁系の動的相互作用を考慮した波浪応答解析を実施することができる.浮体基礎形状の効果を見るため,浮体基礎の没水部体積を一定としたまま,その形状を変化させ,波浪応答特性に及ぼす影響を調べた.その結果,セミサブ型において良好な特性が得られた。さらに、大阪市が計画している夢州-舞州連絡橋(浮体式旋回可動橋)について,その実設計レベルの詳細モデルに対しての検討をおこない,フェンダー特性ならびに橋梁上部工の弾性変形を考慮した解析(時刻歴応答解析)が本研究と同様な手法により可能であることを示した。本研究では,水平アーチ型の浮体橋梁について,従来の独立ポンツーン基礎をセミサブ型の水中浮体基礎におきかえた,「水平アーチ型セミサブ浮体橋梁」について考えた.特に,その波浪応答特性について研究することを目的とし,浮体基礎の形状を工夫することによる耐波浪性能の向上の可能性について検討した.まず,浮体基礎単体に作用する強制波力ならびに造波抵抗力を求める必要があるが,これは,軸対称FEMプログラムならびに3次元任意形状に対するFEMプログラムを用いて算出した.これらのプログラムは,流体部での無限境界条件を満足させるため,無限要素を導入したものである.次に,浮体橋梁上部工を弾性はりとしてモデル化し,汎用有限要素法解析プログラムであるNASTRANに橋梁全体系モデルを弾性モデルとして入力した.これにより,流体一弾性橋梁系の動的相互作用を考慮した波浪応答解析を実施することができる.浮体基礎形状の効果を見るため,浮体基礎の没水部体積を一定としたまま,その形状を変化させ,波浪応答特性に及ぼす影響を調べた.その結果,セミサブ型において良好な特性が得られたが,一方,通常の設計諸元においては,静的安定性に関してはセミサブ型の方が劣ることも明らかとなった.また,水平アーチの効果を調べるため,ライズ比を変化させた解析を行ったが,波浪による(水平)動的応答に関しては,付加質量の効果が大きくなるため,必ずしもアーチアクションの効果は現れない,という結果になった.本研究では,水平アーチ型の浮体橋梁について,従来の独立ポンツーン基礎をセミサブ型の水中浮体基礎におきかえた,「水平アーチ型セミサブ浮体橋梁」について考えた.特に,その波浪応答特性について研究することを目的とし,浮体基礎の形状を工夫することによる耐波浪性能の向上の可能性について検討した.まず,浮耐基礎単体に作用する強制波力ならびに造波抵抗力を求める必要があるが,これは,軸対称FEMプログラムならびに3次元任意形状に対するFEMプログラムを用いて算出した.これらのプログラムは,流体部での無限境界条件を満足させるため,無限要素を導入したものである.次に,浮体橋梁上部工を弾性はりとしてモデル化し,汎用有限要素法解析プログラムであるNASTRANに橋梁全体系モデルを弾性モデルとして入力した.これにより,流体-弾性橋梁系の動的相互作用を考慮した波浪応答解析を実施することができる.浮体基礎形状の効果を見るため,浮体基礎の没水部体積を一定としたまま,その形状を変化させ,波浪応答特性に及ぼす影響を調べた.その結果,セミサブ型において良好な特性が得られた.さらに,大阪市が計画している夢

州-舞州連絡橋(浮体式旋回可動橋)について、その実設計レベルの詳細モデルに対しての検討をおこない、フエンダー特性ならびに橋梁上部工の弾性変形を考慮した解析(時刻歴応答解析)が本研究と同様な手法により可能であることを示した。
電荷移動が伴う遷移金属化合物群における遍歴電子濃度e/aと原子価に関する統一論

研究代表者は、第一原理バンド計算FLAPW法を活かしてFLAPW-Fourier理論を発展させ、遷移金属化合物も含めて1原子あたりの遍歴電子数e/aに関する統一した体系を確立してきた.これは逆格子空間での産物であり、単位胞毎に均質化された平均の電荷分布を与える.これに対して、実空間において定義される電子濃度パラメータに原子価(valence)がある.これは、構成元素毎の電荷量として定義されるので、化合物の場合には、不均一電荷分布を評価することになる.研究代表者はe/aと原子価の二つの電子濃度パラメータの同時解析の重要性を主張してきた.初年度は、元素単体として個性の異なるNa, Si, V, Fe, Cuを選びこれらの元素を使って電荷密度分布を求めた.さらに1:1等比化合物として、電荷移動が顕著なZintl化合物NaTl (cF16)及びAlFe (cP2)を取り上げてe/aと原子価の同時評価を試みた.本年度は、初年度の計画を発展させて、やはり電荷移動が顕著と期待されるP化合物を選択しe/aと原子価の関係を調査した.例えば、PSc (cF8)について電荷密度分布を計算し、いずれも電気陰性度が小さいSc原子からその値がより大きいP原子に向けて電荷移動が観察され、Scの原子価は単体における値3より低下し2.5価、一方、Pの原子価はその単体の値5より増加して5.5価となった.その平均値4.0はe/a=4.15と整合した.初年度に得られた電荷密度分布から各構成元素の原子価を評価する解析手法の確立に集中した.特に、WIEN2k-FLAPW法で採用されているlocal orbitalの取扱いに不明なことが多く、多くの時間を割いたが最終的にはその解析手法の確立に成功し、e/aと原子価に関する整合性のある結果を得ることが出来、その成果をPhilosophical Magazineに投稿した.初年度に取り上げた周期律表にある5種類の元素Na, Si, V, Fe, Cu及びイオン結合性が強く電荷移動が顕著な化合物として知られているNaTl (cF16)と軌道混成効果が高いAlFe (cP2)化合物について1原子当たりの遍歴電子数e/aと原子価について得られた結果を解析した.e/aの解析手法はすでに確立しており問題は生じなかったが、電荷密度分布データより原子価を抽出する解析過程において、原子球と中間領域の境界で電荷密度分布の滑らかな接続を達成することに手間取り、予定よりもその進展がやや遅れた.しかし、本年度の12月にはe/aと原子価の同時決定とその解析に成功して、その結果を、Philosophical Magazineに2018年12月に投稿することが出来た.一方、今年度に計画した電荷移動が大きいと期待されるP化合物に関する研究は順調に進展した.本研究は、2019年度で最終年度を迎える.我々は、逆格子空間を使うが故に、単位胞で平均化された電荷分布から求まる1原子当たりの遍歴電子数e/aと、電荷移動が有限な化合物で必然的に生ずる不均一電荷分布を実空間の電荷分布から定量的に評価出来る原子価(valence)が互いに相補的な役割を演じることを指摘し、この二つのパラメータを同時に評価する手法を確立した.最終年度には、この根幹を支えてきたHume-Rothery電子濃度則の物理に関してそのReviewを執筆することにした.この中で、e/aと原子価の同時決定の重要性を含めて本研究の成果を内外に公表する計画である.研究代表者らは、第一原理バンド計算FLAPW法を活かしたFLAPW-Fourier理論を発展させ、種々の金属結合、共有結合、イオン結合を持つ元素と化合物を広く解析することで、1原子あたりの遍歴電子数e/aを正確に求める手法を確立してきた.この理論はフェルミ球とブリルアンゾーンの相互作用を基軸とした逆格子空間での産物であり、単位胞内で価電子帯の電子分布を平均化し一様な電荷分布を持つとして扱う.e/aと類似な概念に原子価がある.原子価は化合物の構成元素間の結合力で決まり、構成元素毎に異なる値を持つ.本研究は、逆格子空間において求まるe/aと実空間の電荷密度分布から求まる原子価を比較検討する.初年度は元素単体として金属結合が支配的なNa,共有結合が支配的なSi、遷移金属としてFe、金属間化合物として、電荷移動が顕著なZintl化合物NaTlと電荷移動が無視出来ないAlFeを選択した.初年度には代表的な元素と金属間化合物を選び、電荷密度分布計算の手法を確立することに最大限の努力を払い、それに成功した.そして、結合形態が大きく異なるNa (cI2), Si (cF8), Fe (cI2)を選択して、それぞれのWigner-Seitz cellあたりの総電荷量を計算することが出来た.本研究では、この値を原子価と定義した.