hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒト人工多能性幹細胞から分化誘導した細胞における腫瘍化リスクの軽減

人工多能性幹細胞(iPS細胞)はOct3/4,Sox2,Klf4,c-Myc(YM-4)を用いて作製されてきた。この4遺伝子からc-Mycを除いて(YM-3)もiPS細胞は作製できる。開発当初、iPS細胞はウイルスを使用して、これ等の遺伝子を細胞に導入することで作製された。しかし、ウイルスはリプログラグラミング因子をゲノムにっ挿入するため、ゲノムに傷をつけてしまう可能性がある。結果、作製した細胞が腫瘍化するリスクを持つこととなる。これ回避するために、ゲノムに挿入されないベクターを使用してiPS細胞を作製する方法がある。しかし、この方法でのiPS細胞作製効率は非常に低い。そのため、由来する人が異なると作製できない場合もあり、実用的ではなかった。本研究において、私はリプログラミング因子の一つであるLIN28をYM-4或いはYM-3に加える事によってiPS誘導効率を上げる事を見出した。LIN28を加えて、ゲノムに挿入されないベクターを用いてiPS細胞作製を行ったところ、効率が上昇し、効率よくiPS細胞を作製することが出来た。この事から、腫瘍化リスクが軽減されたiPS細胞の効率的な作製に成功した。さらに、LIN28の作用機序を解き明かすことは、LIN28を使用して作製したiPS細胞を医療に使用するには必要である。現在、LIN28は体細胞の増殖は増やさず、リプログラミングさかけた細胞の増殖を効率良くし、iPS細胞の作製効率を上げる事がわかってきた。一方で、iPS細胞の樹立後において、LIN28を用いて作製したiPS細胞は増殖、遺伝子発現ともにES細胞、YM-4を用いて作製したiPS細胞と同じであった。iPS細胞の開発当初からiPS細胞から分化誘導した移植用細胞が腫瘍化する危険性が危惧されていた。iPS細胞を細胞移植医療の資源として開発する上で腫瘍化リスクを減らすことは急務である。iPS細胞は、レトロウイルスベクターやレンチウイルスベクターを用いて作製されてきた。これらのウイルスベクターは自身の遺伝子情報を宿主のゲノムに挿入することで安定的な遺伝子発現を行うため、iPS細胞由来の移植用細胞が腫瘍化する危険性がある。これまで、iPS細胞はOct3/4,Sox2,Klf4,c-Myc(YM-4)を用いて作製されてきた。c-Mycを用いず作製されたiPS細胞由来の分化細胞では、腫瘍化リスクが軽減することがしられている。しかし、YM-3因子で作製したマウスiPS細胞由来のキメラマウスにおいても腫瘍は発生することが学会で報告され、iPS細胞の作製に使用する癌遺伝子をさらに減らす必要があることが示唆された。また、Ym-3でiPS細胞を作製した場合、腫瘍化リスクは軽減されるが作製効率が非常に減少してしまう事が問題であった。他のグループは異なる4または3因子(Oct3/4,Sox2,Nanog,Lin28、Oct3/4,Sox2,Nanog)を用いてヒトiPS細胞の作製に成功した。これら、6種類の遺伝子を組み合わせてiPS細胞の作製を試みる中で、Lin28がiPS細胞の作製効率を上昇させることを見出した。Lin28はYm-3に足すことでiPS細胞の誘導効率を上昇させる。Lin28を使用すれば腫瘍化リスクを軽減したiPS細胞を効率よく作製できる可能性がある。来年度はLin28を使用し作製したiPS細胞で腫瘍化リスクが増えないか、LIN28の作用機序を検討することでアプローチする。
石炭変換用高活性・高選択性触媒の開発

石炭を輸送機関用液体燃料に変換する方法には直接法と間接法がある.本研究班は間接法に関する研究を推進するものであるが,間接法とは,石炭をまず部分酸化して合成ガスに変換した後,触媒を用いて合成ガスから炭素水素系またはアルコールなどの含酸素化合物系の液体燃料に変換する方法をいう.間接法は直接法に比べて反応工程の数は多いように見えるが,最終製品がほとんどで不純物を含まず,また各種の内燃機関が要求する品質特性を与えられる可能性がある.この間接法の総合効率を向上するために,石炭のガス化から始まる一連の各工程において用いられるべき活性,選択性の優れた触媒の開発を行った.本年度の研究成果の大要は次の通りである.富永博夫, KCIで修飾したシリカゲルにモリブデンを担持することによりC_1-C_5混合アルコール合成触媒が得られた.アルコールのSTYは400g/kg-cat hを超え,しかも選択率を70%以上とすることができた.西山誼行,種々の2成分系触媒による石炭の水蒸気ガス化について活性と生成組成を調べ特にNa+Ca触媒は比較的高濃度のCO_2とH_2の共存下でも活性が高く,合成ガス製造に有利であることを見出した.渡部良久,希土類化合物が種々の石炭のCO_2ガス化,水蒸気ガス化反応に高い触媒活性を示すことが見出された.藤元薫,超臨界状態のヘキサンを反応媒体としF-T合成反応を実施した.その結果,良好な温度制御下で速やかに物質拡散が進行し,生成物は気-固相反応に近い分布を示した.菊地英一,スラリー床式液相F-T合成に高活性な超微粒子触媒の調整ならびに修飾方法について検討を行ない,塩化コバルトの水溶液を水素化ホウ素カリウムで液相還元して得た超微粒子で鉄系触媒の3倍近い高い炭化水素空時収率を得た.八嶋建明,ブタンを芳香族炭化水素へと転化する触媒の研究を行なった. Fe-シリケートを合成し,芳香族生成の選択性が非常に高いことを見出した.芳香族が生成する段階は,むしろ弱い固体酸点において有効に促進されることを明らかにした.乾智行,ペンタシル型のFe-シリケートおよびPt担持メタロシリケートをそれぞれ開発した.前者はC_2C_4オレフィンをほとんど定量的に高オクタン価ガソリンに変換し,後者はプロパンを70%の選択率で芳香族に変換する.石炭を輸送機関用液体燃料に変換する方法には直接法と間接法がある.本研究班は間接法に関する研究を推進するものであるが,間接法とは,石炭をまず部分酸化して合成ガスに変換した後,触媒を用いて合成ガスから炭素水素系またはアルコールなどの含酸素化合物系の液体燃料に変換する方法をいう.間接法は直接法に比べて反応工程の数は多いように見えるが,最終製品がほとんどで不純物を含まず,また各種の内燃機関が要求する品質特性を与えられる可能性がある.この間接法の総合効率を向上するために,石炭のガス化から始まる一連の各工程において用いられるべき活性,選択性の優れた触媒の開発を行った.本年度の研究成果の大要は次の通りである.富永博夫, KCIで修飾したシリカゲルにモリブデンを担持することによりC_1-C_5混合アルコール合成触媒が得られた.アルコールのSTYは400g/kg-cat hを超え,しかも選択率を70%以上とすることができた.西山誼行,種々の2成分系触媒による石炭の水蒸気ガス化について活性と生成組成を調べ特にNa+Ca触媒は比較的高濃度のCO_2とH_2の共存下でも活性が高く,合成ガス製造に有利であることを見出した.渡部良久,希土類化合物が種々の石炭のCO_2ガス化,水蒸気ガス化反応に高い触媒活性を示すことが見出された.藤元薫,超臨界状態のヘキサンを反応媒体としF-T合成反応を実施した.その結果,良好な温度制御下で速やかに物質拡散が進行し,生成物は気-固相反応に近い分布を示した.菊地英一,スラリー床式液相F-T合成に高活性な超微粒子触媒の調整ならびに修飾方法について検討を行ない,塩化コバルトの水溶液を水素化ホウ素カリウムで液相還元して得た超微粒子で鉄系触媒の3倍近い高い炭化水素空時収率を得た.八嶋建明,ブタンを芳香族炭化水素へと転化する触媒の研究を行なった. Fe-シリケートを合成し,芳香族生成の選択性が非常に高いことを見出した.芳香族が生成する段階は,むしろ弱い固体酸点において有効に促進されることを明らかにした.乾智行,ペンタシル型のFe-シリケートおよびPt担持メタロシリケートをそれぞれ開発した.前者はC_2C_4オレフィンをほとんど定量的に高オクタン価ガソリンに変換し,後者はプロパンを70%の選択率で芳香族に変換する.
戦後経済復興期~高度経済成長期の日本における工業開発と農村社会

本研究の成果は、主に2点にまとめられる。第一に、政府や自治体の工業開発は、農村社会が独自の役割を果たす領域(土地買収や水利等)を有しており、農村社会の共同性と政府の政策に体現される公共性とにずれが生じていた点を明らかにした。第二に、1960年代における雇用の増加と農村社会の変化は工業開発への農家の関心の多様化を促し、特に農村女性が「母親」としての観点から工業開発に反対し、自治体もこれを政策に取り入れた点を明らかにした本研究の成果は、主に2点にまとめられる。第二に、1960年代における雇用の増加と農村社会の変化は工業開発への農家の関心の多様化を促し、特に農村女性が「母親」としての観点から工業開発に反対し、自治体もこれを政策に取り入れた点を明らかにした1、本年度の研究は、第一に、戦後経済復興期高度経済成長期に工業開発が取り組まれた地域での資料収集、第二に、高度経済成長期に石油化学コンビナート建設計画がたてられ反対運動が生じた静岡県三島市・清水町に関する考察、第三に、三島市のコンビナート反対運動を実施するうえで重要な役割を果たした松村美与子氏への聞き取り調査(フランスにて)の3つにまとめることができる。2、工業開発が取り組まれた地域での資料収集に関しては、現実に工業開発が進んだ地域として静岡県三島市、三重県四日市市、大阪府堺市、兵庫県尼崎市に関して、農村部と隣接し工業化自体は遅れたものの開発が取り組まれた事例として、福島県と新潟県に関して、資料収集を行った。兵庫県尼崎市に関しては、高度成長期の開発に関する地元住民の動向がわかる史料を発掘し、写真撮影を行った。3、静岡県三島市・清水町の考察に関しては、主に静岡県立中央図書館、三島市立図書館などでの資料収集とともに、当事者からの聞き取り調査を行い、考察を進めた。その成果を、静岡県近代史研究会9月例会(於:静岡県総合福祉会館)で報告し、当該地域において1950年代から既存工業の工業化や第三次産業の成長がみられていたことや、母親の会にみられる女性の自立的行動が、コンビナート反対運動に意味をもったことを明らかにした。4、当初の計画にはなかったが、調査の過程で、三島市が自治体としてコンビナート反対を決定するうえで重要な役割を果たした松村調査団団長松村清二氏の妻・松村美与子氏(87歳)が、フランスに居住していることが判明した。同氏の年齢と研究を進める上で同氏から得られる情報および同氏が所蔵する史料の重要性に鑑み、急遽フランスにて聞き取り調査を実施した。1,本年度の研究は,第一に戦後経済復興期高度経済成長期に工業開発が取り組まれた地域に関する資料収集,第二に政策を受け止める側の地域社会の経済構造に関する分析,第三に昨年度収集した資料の考察結果や聞き取りに関する研究会や文字媒体による発表の三つにまとめられる.2,工業開発が取り組まれた地域に関する資料収集については,県文書に関して,愛知県公文書館,岐阜県歴史資料館,大阪府公文書館など,現実に工業開発が進んだ地域資料に関して,静岡県三島市,兵庫県尼崎市など,工業開発が農村社会に与えた影響に関する同時代にまとめられた文献に関して,国立国会図書館,一橋大学図書館などへの資料収集調査を行なった.兵庫県尼崎市においては,農業委員会議事録と同地区の旧土地台帳の所在が確認され,その一部をカメラによる撮影・複写を行なった.3,政策を受け止める側の地域社会の経済構造に関する分析としては,当該期の地域経済を国内経済全体の中に位置づける作業として,国勢調査報告を用いての,産業別人口の地域分布とその変化に関するデータ処理とその分析を行なった.その結果,第三次産業部門の就業人口の増加が第二次産業部門の増加とともにみられる地域の場合,工業開発に対して消極的な態度を取る場合があることが判明した.4,昨年度収集した資料に関しては,四日市の事例に関する考察の一部を,『大塚久雄『共同体の基礎理論』を読み直す』で発表した.聞き取り調査のうち松村美與子氏の聞き取り調査に関して,静岡県近代史研究会6月例会で報告し,その資料的価値や先行研究との関連に関する批物を受けたうえで,『社会科学論集』122号に掲載した.1、本年度の研究は、第一に、戦後経済復興期高度経済成長期に工業開発が取り組まれた地域における資料収集調査及び関係者への聞き取り調査、第二に、工業開発を受け止めた農村社会の対応に関する把握、とりわけ兵庫県尼崎市、静岡県三島市、神奈川県小田原市などの事例研究の深化であった。2、資料収集については、全体動向に関して、国立国会図書館のほか、名古屋、大阪、広島などの公立図書館において、事例研究について兵庫県尼崎市に関して尼崎市立地域研究史料館、尼崎市立図書館など、静岡県三島市に関しては、三島市立図書館で資料の撮影・複写『を行った。あわせて今年度は、本研究課題に関わる業務に実際に携わっていた方で、現在も健在で聞き取りが可能な方が急速に減少している緊急性に鑑み、聞き取り調査を重視して進めた。尼崎市で6名、三島市で2名の方から聞き取りを好い、その過程で発掘された一次史料の収集(写真撮影)を行った。3、農村社会の考察に閲しては、なお研究は継続中であるが、今年度は2で指摘した、聞き取り調査に重点をおいたため、事例研究を深化させる形で研究を進めた。

その結果を3点にまとめれば、第一に、都市郊外の工業開発に関して、1950年代の農村社会では工業開発に伴う公害問題が自覚されながらもその対応は主に旧村レベルで行われており自治体が直接関与するケースが少なかった点、第二に、1960年代に郊外住民や農民から自治体へ工業開発に伴う問題解決のたあの要求が出された結果、自治体が国・県の政策枠組のなかで、住民生活の観点から水や大気などの維持を政策課題と意識し始めた点、第三に、他方で日本の場合、企業内の福利厚生が労働者とって重要な意味を持っていたため、二業開発に伴って流入した労働者意識と自治体の公的政策とにギャップが生じた点が挙げられる。
DNA二重らせんの多形性と塩基配列との関連

DNA二重らせんの多形性と塩基配列との関連について結論を集約することを目標として新たにCGCGTATACGCG等ドデカマ-5種とTTATATAA等オクタマー5種とを合成し、ラマンスペクトル等によって水溶液中の多形性を調査した。また、ヌクレオソームコアー粒子とその構成要素である146塩基対DNAならびにヒストンオクタマーを精製し、差ラマンスペクトルの測定ならびに解析によってDNA-ヒストンの相互作用について知識を得た。以上に基いて11項目から成る結論を導いた。すなわち〔ア〕DNA二重らせんの多形をおこしている因子の概観、〔イ〕多形性の記述に当り、まず連続した2個の塩基対ごとに「固有の」コンホメーション多形をあてはめ、次にこれらがつながった場合その境目に生じた葛藤に対する妥協を考慮していく記述方法の提案、〔ウ〕CpG,GpC,GpG(=CpC),ApT,TpA,ApA(=TpT)についての「固有」のコンホメーション多形の提唱、〔エ〕G・C塩基対とA・T塩基対とが混在した場合の多形性の規則の斜述、〔オ〕シトシンのメチル化の効果等である。なおヌクレオソームコアー粒子でヒストンオクタマーを巻いているDNAは主としてA・T塩基対部位にA形局所構造を持つと考えられた。これらの結論の詳細は昭和61年3月に提出の研究成果報告書の記されている。また昭和61年2月26日午后1時5時半に東京大学薬学部3階講堂において公開発表会を開催し、(1)概要、(2)DNAフラグメントの新しい合成法、(3)DNA振動形の追究、(4)ラマンスペクトルによる溶液中DNAの構造解析、(5)薬物との相互作用によるDNAの構造変化、という5項目に分けて発表を行なった。ここでは約70名の聽衆を得、多くの討論が盛んに行われた。
シンプレクティック空間上のD-加群の研究

本研究課題において具体的な目標としていたことのうち、1.2次元多様体上の平坦接続のモジュライ空間の滑層構造の解明とD-加群の構成、2.幾何学的量子化の一般化としてのコホモロジー理論における消滅定理、について得られた結果と、その過程で明らかになった今後の課題等を以下に記す。1.については、平坦接続のモジュライ空間の幾何学的量子化の次元に関するフェアリンデの分解公式の、シンプレクティック幾何学的な証明を与えることと並行させて研究を進めた。その結果、「ハミルトン的群用の下での幾何学的量子化に関する重複度公式」を応用することにより、上記分解公式が自然に得られることが判った。その際、モジュライ空間の滑層構造は、運動量写像の臨界値におけるシンプレクティック商の滑層構造という形で一般的に考察が可能であり、Kirwanによる部分的特異点解消が有効であることを示したMeinrenken-Sjamaarの結果が鍵となった。なお、本研究者が有限次元のトーラス作用を用いているのに対し、Meinrenken-Woodwardは無限次元のループ群作用を解析して同公式を証明した。両者の相関の解明は、未達成のまま残ったD-加群の構成等に関連して興味深いと考えられ、今後の課題として挙げておく。2.に関連して、シンプレクティック・トーリック多様体上に退化付き不変偏極の族を構成し、同伴する幾何学的量子化の推移に祭し、特殊なラグランジュ部分多様体上への局所化現象が起こることを示した。さらに、この不変偏極による幾何学的量子化を層係数のコホモロジーとして記述し、上記局所化に対応するコホモロジーの消滅を示すことができた。昨年度得られたシンプレクティック・トーラスに対する同様の結果を踏まえつつ、これらをより広いクラスのシンプレクティック多様体に拡張することは、引続き今後の課題としておく。
ＬＨＣ－ＡＴＬＡＳ実験におけるベクターボソン対に崩壊する新粒子探索

本年度もLHC-ATLAS実験は重心系エネルギー13TeVで順調に陽子・陽子衝突を行い、2015-17年に取得した積分ルミノシティはおよそ80/fbに達した。本研究員は引き続きCERN研究所に積極的に渡航し、トリガーの専門家としてオンラインソフトウェアの管理・運用、取得したデータのクォリティチェックを行って実験の遂行に貢献した。並行して、2015-16年に取得した36/fbのデータを用いた解析を進めた。昨年度から続いて、リーダーとしてATLAS実験内の解析サブグループ(約30人からなる国際グループ)を主導した。新粒子が2つのボソンに崩壊する信号を考える。片方のボソンは背景事象を抑制するためレプトン崩壊することを要求する。もう片方は崩壊分岐比の大きいハドロン崩壊モードを用いる。昨年度、開発・性能評価を行ったハドロン崩壊するボソンの新しい再構成テクニックを適用した。解析の結果、観測されたデータは標準模型の背景事象と誤差の範囲内でよく一致し、新粒子の兆候は得られなかった。余剰次元模型のひとつであるバルク・ランドール=サンドラム模型で予言される新粒子KKグラビトンを質量1.75 TeV以下で棄却する厳しい制限を与えた。今後もさらにデータを足して断面積に対する上限値をどんどん下げていき、質量数TeVの新粒子発見を目指す。感度改善の鍵を握る次世代の技術として、機械学習を用いてハドロン崩壊するボソンを選択するアルゴリズム開発も進めた。信号検出効率をそのままに、背景事象を1.1倍から1.5倍削減できる見込みだ。現在、系統誤差の見積もりを進めており、2021年までに解析で実用化することを目指している。29年度が最終年度であるため、記入しない。CERNに建設されたLHC加速器は2年間に及ぶ長期調整期間を経て2015年5月Run-2実験を開始した.陽子陽子衝突の重心系エネルギーは13 TeVに達した.本研究ではLHCに設置されたATLAS検出器で本年度取得した積分ルミノシティ3.2/fbの全データを用いて解析を行った.LHCで重い新粒子が生成されベクターボソン対に崩壊する事象の発見を目指す.重心系エネルギーの向上によって1 TeV以上の質量を持つ重い新粒子の生成断面積は2012年までのRun-1と比べておよそ10倍となった.したがって,この領域に着目すると本年度取得したデータで既にRun-1を上回る感度で新粒子探索が可能である.2つのベクターボソンのうち一方がレプトン崩壊し,もう一方がハドロン崩壊するモードに着目した.このモードは崩壊分岐比が比較的大きく,背景事象も少ないため高い発見能力が期待される.本研究では(1)ハドロンジェットの内部構造を詳細に研究し,ベクターボソン由来の信号に対する検出効率を保ったまま背景事象を削減した.(2)事象を記録するトリガー条件を考案し,信号の検出効率を約20%向上させた.(3)背景事象の研究から事象選別の最適化を行い,信号の発見感度を従来と比較して約10%向上させた.解析の結果,見積もられた背景事象を有意に上回るデータは観測されなかったが,ランドール=サンドラム模型で予言される新粒子Bulk RSグラヴィトンの信号を仮定すると質量約1 TeV以下の領域を棄却し,Run-1データから得られた制限をおよそ300 GeV改善した.研究結果を2015年12月にATLAS実験報告書(CONF Note)で公表した.2016年3月にイタリアLa Thuileで行われたMoriond QCD国際会議に参加し,グループを代表してこの結果を含むATLAS実験最新結果を報告した.Run-2初年度である本年度は積分ルミノシティ3.2/fbのデータ取得に留まったが,上で述べたように高質量領域では既にRun-1を上回る感度を達成可能であり,取得したデータを速やかに解析して結果を公表することが重要であった.Run-1での解析をベースに,上で述べたような感度向上のための改良を施した.解析は順調に進み,結果を12月にATLAS実験報告書(CONF Note)として公表できた.この結果を含むATLAS実験最新結果をMoriond QCD国際会議で発表した.現在結果を他のチャンネルと統計的に組み合わせて学術論文として公表する準備を進めている.解析はCERNに積極的に滞在して行った.現地ではデータ取得の要となるトリガーシステムの専門家として,シフトを取って検出器の運営に携わった.大型実験の中で自分の役割を果たし,実際に検出器を動かしてデータ取得に貢献する事も大切だ.重心系エネルギー13TeVの陽子陽子衝突実験LHC Run-2は2年目の運転を終えた。ATLAS検出器によるデータ取得は順調に進み、積分ルミノシティは40/fbに達した。本年度もトリガーの専門家としてシフトを取ってデータ取得に貢献した。ATLASトリガーシステムはデザイン値を超える事象発生レートへの対応に成功し、データ取得効率は90%を上回った。物理解析に使用可能なデータ量は36/fbである。昨年度から引き続き、2つの弱ボソンに崩壊する重い新粒子の探索を行っている。全チャンネルの中で最も幅広い質量領域に感度をもつ1レプトン終状態に着目した。本年度は以下の4つの成果を得た。(1) 2015年に取得した3.2/fbのデータ解析結果を他の解析チャンネルと組み合わせて学術論文として公表した。

ランドール=サンドラム余剰次元模型で予言されるbulk RSグラヴィトンの質量に対して1.1TeVの下限を与えた。(2) 2016年の夏までに取得した13/fbのデータを用いて、解析の途中経過をICHEP国際会議とATLAS実験報告書(CONF note)で公表した。質量500GeV以上の領域で見積もられた背景事象を有意に上回る信号は観測されなかった。Bulk RSグラヴィトンの質量に対して1.25TeVの下限を与え、1レプトンチャンネルのみで(1)の結果を上回った。(4)並行して、多変量解析を用いて弱ボソンからの信号検出効率を保ったまま背景事象をさらに落とすための新手法開発も行っている。開発中の手法を用いると新物理発見感度を約20%改善することができる。本研究の主な研究課題であるboosted boson taggingの改良で大きな成果を得た。これまでは弱ボソンの運動力学再構成にカロリメータで測定したエネルギーのみを用いていたが、内部飛跡検出器の情報を組み合わせることで高運動量領域における質量分解能の向上を実現した。これによってより厳しい事象選別を課すことができ、新物理探索の感度向上が見込まれる。この新手法を実際の解析で用いて新物理探索を推し進めた。4月からATLAS内部の2ボソン共鳴探索グループの1レプトン終状態解析責任者に就任し、約30人からなる国際共同研究チームを率いている。CERNに積極的に滞在し、共同研究者と議論しながら主体的に解析を進めることができた。以上の理由から本研究はおおむね順調に進展していると考える。本年度もLHC-ATLAS実験は重心系エネルギー13TeVで順調に陽子・陽子衝突を行い、2015-17年に取得した積分ルミノシティはおよそ80/fbに達した。本研究員は引き続きCERN研究所に積極的に渡航し、トリガーの専門家としてオンラインソフトウェアの管理・運用、取得したデータのクォリティチェックを行って実験の遂行に貢献した。並行して、2015-16年に取得した36/fbのデータを用いた解析を進めた。昨年度から続いて、リーダーとしてATLAS実験内の解析サブグループ(約30人からなる国際グループ)を主導した。新粒子が2つのボソンに崩壊する信号を考える。片方のボソンは背景事象を抑制するためレプトン崩壊することを要求する。もう片方は崩壊分岐比の大きいハドロン崩壊モードを用いる。昨年度、開発・性能評価を行ったハドロン崩壊するボソンの新しい再構成テクニックを適用した。解析の結果、観測されたデータは標準模型の背景事象と誤差の範囲内でよく一致し、新粒子の兆候は得られなかった。余剰次元模型のひとつであるバルク・ランドール=サンドラム模型で予言される新粒子KKグラビトンを質量1.75 TeV以下で棄却する厳しい制限を与えた。今後もさらにデータを足して断面積に対する上限値をどんどん下げていき、質量数TeVの新粒子発見を目指す。感度改善の鍵を握る次世代の技術として、機械学習を用いてハドロン崩壊するボソンを選択するアルゴリズム開発も進めた。信号検出効率をそのままに、背景事象を1.1倍から1.5倍削減できる見込みだ。現在、系統誤差の見積もりを進めており、2021年までに解析で実用化することを目指している。
超伝導RE系酸化物の溶浸凝固法およびファセット包晶凝固シミュレーション

超伝導REBCO酸化物(RE=Y,Nd等)およびREBCO/Agにおけるファセット型123(REBa_2Cu_3O_<7-X>)結晶の組織形成機構を明らかにするため、大気或いはAr-1%O_2雰囲気での溶浸凝固及び一方向凝固によるRE123結晶の成長過程と組織について実験的及び解析的に研究した。溶浸凝固ではY211(/Ag)或いはNd422(/Ag)の焼結多孔体中にBa-Cu-O(-RE,Ag)系融液を溶浸し、包晶温度(Tp)以下にして温度勾配下で123結晶を成長させ、形状変化がなく微細均一なミクロ組織をもつ試料を得た。123相の柱状晶から等軸晶へのマクロ組織遷移条件と成長界面温度変化についての解析を、R(成長速度)-ΔT(成長過冷度)、およびΔT(結晶生成過冷度)-Vc(冷却速度)の関係を用いて行い、RおよびG(温度勾配)と試料大きさ(断面積)の影響を明らかにした。また、123結晶の成長過程について、ファセット成長速度の界面方位依存性や結晶核生成などを考慮した2次元数値シミュレーションを行い、123相の成長と組織形成過程、柱状晶の優先成長や融液中で新123結晶が核生成・成長して分岐柱状晶や等軸晶化する過程を示した。さらに、ズーム型顕微鏡を具備した高温直接観察装置により、RE123結晶(RE=Nd,Sm,Gd)の核生成・成長過程をMgO(100)基板上で直接観察した。RE123結晶を種々の過冷度で核生成・成長させ、界面成長速度(u)及び結晶生成の潜伏時間(t_<inc>)を求めた。uは相対過冷度ΔTr(=ΔT/Tp)の関数として式:u=A_<gp>ΔTr^2/η(T)で近似され、A_<gp>は定数,η(T)は粘度である。核生成速度(I_v)は結晶数と時間の関係から式:I_v={A_n/η(T)}exp(-B/ΔTr^2)で与えられ、AnとBは定数である。uおよびIvの値は過冷度のほか包晶温度Tpにも依存した。YBCO(Yba_2Cu_3O_<7-x>)試料の形状変化を同一211量(f211=0.55)の試料で比較し、通常一方向凝固試料ではプロセス前後の形状変化(約16%収縮)が大きいが、溶浸凝固試料ではほとんど変化がなかった。211量の少ない試料(f211=0.1)では123結晶中の211粒子はセル状ミクロ分布が生じ易いが、溶浸凝固試料では緻密な211圧粉体のため拡散層の効果が小さく123結晶中の211粒子は均一微細に分散した。溶浸凝固試料の123結晶マクロ組織と凝固条件(温度勾配G、凝固速度R)の関係を調査し、柱状晶-等軸晶遷移条件は試料の大きさ(断面積)が大きいほど低R側(高G側)になり、一方向凝固試料での結果と一致した。

211量の小さいAg添加試料では、123結晶中の211及びAg粒子がセル先端付近の拡散層と粒子pushing効果によりミクロ分布と粒子粗大化を生じるが、f211の大きい溶浸凝固試料及び一方向凝固試料では、Ag粒子は211粒子のブロック効果により123結晶中に微細均一に分散した。Ag添加試料の柱状晶-等軸晶遷移条件はAg無添加試料の遷移条件より低凝固速度側にシフトし、これはAg粒子による123成長の拡散障壁効果などが原因と考えられた。次いで、123相の成長界面温度変化と組織遷移の解析を行った。ある冷却速度において123相が試料端部で核生成する際の過冷度(ΔT)として判定固相率f_s=10^<-10>,0.01の2種類の場合を想定し、このΔTを初期値に試料端で結晶ができ成長するとき、123相の界面位置をX_i、その成長速度をR_iとすると成長速度R_iは:R_i=dX_i/dt=A・ΔT_r^2/η(T)、A:定数、η(T):融液の粘度、である。この微分方程式をルンゲークッタ法により解くと界面位置X_iが時間tの関数として得られ界面温度T_iはX_iと温度分布から求まる。試料端での123相核生成後の凝固に伴う界面温度の変化を解析した例(G=20K/cm)では、凝固速度が遅く(R=0.15μm/s)、柱状晶凝固する場合には、界面温度は凝固進行に伴い上昇したが、等軸晶化する場合(R=2.0μm/s)には界面温度が次第に低下するため界面前方で新たな123結晶の核生成が起こる。また、中間(R=0.35μm/s)の場合は界面温度の変化はほとんどなく遷移条件に近い。これまでのYBCO試料に加え、低酸素雰囲気での凝固によりNdによるBaサイトの置換が適性に制御できるNdBCO(NdBa_2Cu_3O_<7-x>)試料についてもAr-1%O_2雰囲気での溶浸凝固実験を行い、一方向凝固試料での形状変化(約16%収縮)に比べて溶浸凝固試料ではほとんど変化がない結果を得た。,また、溶浸凝固試料では緻密なNd422圧粉体の使用と微細化材CeO_2の0.5mass%添加により123結晶中の422粒子が均一微細に分散した。Ag添加試料では,緻密な圧粉体中のNd422粒子のブロック効果により,Ag粒子は123結晶中に微細均一に分散した。溶浸凝固法でのAg添加試料の柱状晶-等軸晶遷移条件は、通常一方向凝固法と同じ近似式:G>A・R(A=6.4×10^9K・s/m^2)で与えられ、Ag無添加試料の場合より低凝固速度側にシフトした。これはAg粒子による123結晶成長の拡散障壁効果等が原因であろう。次いで、123相の成長界面温度変化と柱状晶-等軸晶組織遷移条件の解析を行った。このためまずNd123相の成長速度R(μm/s)と過冷度ΔT(K)の関係式R=A・ΔT_r^2/η(T),(A:定数=3.5×10^<-5>,ΔTr=ΔT/Tp, TP:包晶温度,η(T):融液の粘度)を得た。また、核生成の過冷度ΔT(K)を求めるため、修正型Johnson-Mehl-Avrami式によりTTT曲線とCCT曲線を計算し、等軸晶形成の実測値により最適化した。ある冷却速度で123相が試料端部で核生成する過冷度(ΔT)として判定固相率f_s=10^<-10>,0.01の場合を想定し、このΔTを初期値に試料端から結晶が成長するとき、123相の界面位置をX_i、成長速度をR_iとするとR_iは:R_i=dX_i/dt=A・ΔT_r^2/η(T)である。この微分方程式をルンゲークッタ法で解き界面位置X_i及び界面温度T_iを時間tの関数として得た。NdBCO系での界面温度の変化を解析した結果、YBCO系の場合と同様に、柱状晶凝固する温度勾配が大きく凝固速度の小さい条件(G=29K/cm, R=0.22μm/s)では界面温度は凝固進行に伴い上昇した。等軸晶化する場合(G=21K/cm, R=0.76μm/s)は界面温度が次第に低下し界面前方で新たな123結晶の核生成が起こる。界面温度の変化がない場合が遷移条件に相当した。
関数空間上の作用関数の研究

半単純可換Banach環の最大正則部分環とApostol環(decomposable積作用素に対応する要素全体)が一致するための十分条件をGelfand空間の言葉を用いて与えた.これをFoureir multiplierのばあいに応用し,Lp-multiplierの自然なスペクトルをもつ関数全体に含まれる多元環の構造を調べた.個別作用関数がある特別な場合にも類似したことが分かるようになった.また,可換C^*環から部分環への弱射影が存在するための十分条件を与えた.色々な関数空間上の幾つかの試験関数族に対するBKW作用素の構造を調べた.特に,有界閉区間上の実連続関数の空間上のある条件を満たすBKW作用素を決定し,円板環に対するBKW作用素の構造を調べた.Blaschke積の弱無限積を調べ,その応用としてGorkin-Mortiniの素イデアルに関する問題を解決した.また,Douglas環が余次元1の線形等距離写像をもつ場合の特徴づけをした.平方根をとる操作について閉じている可換C^*環の極大イデアル空間の構造について,それが局所連結の場合に決定できた.可換Banach環上の環準同形写像では,ある条件を満たす場合は準同形写像の場合のように極大イデアル空間の間の連続写像とさらに複素数体上の環準同形写像を引き起こし,その両者により記述できる事が証明できた.この条件は比較的緩い条件であるので,たとえば上への環準同形写像やもう少し一般的に"局所的に"上への環準同形写像であれば,この条件を満たす事がわかる.我々の得た可換Banach環上の環準同形写像の表現定理を用いて,多様な環準同形写像が自動的に線形である事が証明できる.たとえば円板環上の環準同形写像において,その像が非定数関数を含むとき,その環準同形写像は線形であることがわかった.連続関数からなる関数空間や多元環にたいして,その作用関数全体からなる空間や多元環の構造を探る上で重要な道具立てが得られたと考えている.半単純可換Banach環の最大正則部分環とApostol環(decomposable積作用素に対応する要素全体)が一致するための十分条件をGelfand空間の言葉を用いて与えた.これをFoureir multiplierのばあいに応用し,Lp-multiplierの自然なスペクトルをもつ関数全体に含まれる多元環の構造を調べた.個別作用関数がある特別な場合にも類似したことが分かるようになった.また,可換C^*環から部分環への弱射影が存在するための十分条件を与えた.色々な関数空間上の幾つかの試験関数族に対するBKW作用素の構造を調べた.特に,有界閉区間上の実連続関数の空間上のある条件を満たすBKW作用素を決定し,円板環に対するBKW作用素の構造を調べた.Blaschke積の弱無限積を調べ,その応用としてGorkin-Mortiniの素イデアルに関する問題を解決した.また,Douglas環が余次元1の線形等距離写像をもつ場合の特徴づけをした.平方根をとる操作について閉じている可換C^*環の極大イデアル空間の構造について,それが局所連結の場合に決定できた.可換Banach環上の環準同形写像では,ある条件を満たす場合は準同形写像の場合のように極大イデアル空間の間の連続写像とさらに複素数体上の環準同形写像を引き起こし,その両者により記述できる事が証明できた.この条件は比較的緩い条件であるので,たとえば上への環準同形写像やもう少し一般的に"局所的に"上への環準同形写像であれば,この条件を満たす事がわかる.我々の得た可換Banach環上の環準同形写像の表現定理を用いて,多様な環準同形写像が自動的に線形である事が証明できる.たとえば円板環上の環準同形写像において,その像が非定数関数を含むとき,その環準同形写像は線形であることがわかった.連続関数からなる関数空間や多元環にたいして,その作用関数全体からなる空間や多元環の構造を探る上で重要な道具立てが得られたと考えている.ある条件を満たす正則可換Banach環上の環準同型写像に対して,それから導かれるGelafand空間上の連続関数を定め,それを用いて表現することが可能であることを証明した.半単純可換Banach環の最大正則部分環とApostol環(decomposable積作用素に対応する要素全体)が一致するための十分条件をGelfand空間の言葉を用いて与えた.これをFoureir multipierのばあいに応用し,R^n上のL^p-multiplierの自然なスペクトルをもつ関数全体に含まれる多元環の構造を調べた.このような空間を一般化したような空間ではde Leew Katznelsonの定理に対応した結果があることが分かった.さらに,平方根関数が作用する可換C^*環のGelfand空間を位相的に特徴づけることにも成功した.このことからある種の特別な関数が作用する関数空間は連続関数をすべて含むことがかなり見通しよく示すことができる.個別作用関数がある特別な場合にも類似したことが分かるようになった.また,可換C^*環から部分環への弱射影が存在するための十分条件を与えた.色々な関数空間上の幾つかの試験関数族に対するBKW作用素の構造を調べた.特に,有界閉区間上の実連続関数の空間上の{1,x,x^2,x^3,x^4,}に対するある条件を満たすBKW作用素を決定し,円板環の{

1,z,z^2}に対するBKW作用素の構造を調べた.Blaschke積の弱無限積を調べ,その応用としてGorkin-Mortiniの素イデアルに関する問題を解決した.また,Douglas環が余次元1の線形等距離写像をもつ場合の特徴づけをした.可換Banach環Aの代数構造とAの極大イデアル空間の位相構造は深く関わりあっている.平方根をとる操作について閉じている可換C*環の極大イデアル空間の構造について,それが局所連結の場合に決定できた.その際,Chechコホモロジーと被覆次元の言葉により記述できた.また,極大イデアル空間が局所連結であると,平方根をとる操作に関して閉じている単位的可換Banach環は可換C*環だけである事が古くから知られていたので,我々の得た結果は単位的可換Banach環に対する結果として捉える事ができる.可換Banach環から別の可換Banach環への準同形写像は極大イデアル空間の間の連続写像を引き起こし,それによりほぼ合成作用素として表現できる.一方環準同形写像ではこのようになっているとは限らないが,ある条件を満たす場合は醇同形写像のばあいのように極大イデアル空間の間の連続写像とさらに複素数体上の環準同形写像を引き起こし,その両者により記述できる事が証明できた.この条件は比較的緩い条件であるので,たとえば上への環準同形写像やもう少し一般的に"局所的に"上への環準同形写像であれば,この条件を満たす事がわかる.複素数体上には線形ではない環準同形写像があること,一方無限次元のBanach環では環準同形写像が時として自動的に線形になることが古くから知られていた.我々の得た可換Banach環上の環準同形写像の表現定理を用いて,多様な環準同形写像が自動的に線形である事が証明できる.たとえば円板環上の環準同形写像において,その像が非定数関数を含むとき,その環準同形写像は線形であることがわかった.連続関数からなる関数空間や多元環にたいして,その作用関数全体からなる空間や多元環の構造を探る上で重要な道具立てが得られたと考えている.
北陸の里山生態系における生物多様性:現状,問題点および保全・活用に向けての提言

「里山問題」は,日本の生物多様性問題の最重要課題のひとつであるとともに,資源の持続的利用のモデルでもある.しかし,里山地域(中山間地と大きく重なる)は,過疎化,高齢化問題をかかえており,その活性化は急務であるが,解決困難である.本課題では,能登半島の里山生態系において,里山の現況と地域住民によるその利用を調査し,持続的利用にむけた提言を目指している.以下はその主要結果である.1.能登半島の輪島市,珠洲市,穴水町,能登町をたびたび訪問し,金沢大学里山駐村研究員をはじめとする地域住民から,山菜,海藻等の利用,里山への問題意識について,過去と現在の状況を聞き取りを実施した.聞き取りには,テープレコーダーを併用し,日本人通訳が同行し,研究室に帰ってから,ノートを整理した.2.珠洲市三崎町小泊地区,輪島市町野町金蔵地区,輪島市門前地区,輪島市名舟地区において,アンケート用紙を配布し,住民による里山利用の変遷,里山に対する意識を調査した.アンケート項目には,年齢,性別,学歴,現在の職業,過去及び現在の里山利用の内容と頻度,里山問題への意識,里山問題を解決するための要望事項,意見等を質問した.どの地区においても高齢者が多く,青少年,幼児はほとんどいなかった.3.里山問題をグローバルな視点から捉えるために,Millennium Ecosystem Assessment(ミレニアム生態系評価)等の国際的取組における「生態系保全」,「資源利用」,「伝統知識」等の概念を用いて問題を整理した.以上を通して,能登半島における里山利用の変遷,過去及び現在の問題点を明らかにしつつある.特別研究員の来日直後であり,また11月3月までの冬季にあたり野外調査には適さないので,以下の項目を実施した.(1)文献調査;日本における里山問題の把握をするために,多数の里山関連の文献(日本語,英語等)を収集し読了した.その結果,「里山問題」は,我が国の生物多様性問題の最重要課題のひとつであるとともに,資源の持続的利用のモデルでもある.しかし,里山地域(中山間地と大きく重なる)は,過疎化,高齢化問題をかかえており,その活性化は急務であるが,困難な課題である.それを念頭に置き,石川県各地の里山生態系において,生物多様性と地域住民によるその利用について,(1)現状と問題点を明らかにし,(2)持続的利用にむけた提言をすることが重要であることを理解した.今後,(1)過去から現在にいたる里山の変遷を古地図,航空写真等から復元するとともに,住民への聞き取り,里山の野外調査をおこなう.その際,住民による里山の管理形態,管理程度との関連に特に注目する.(2)韓国,トルコ等においても比較資料を収集することにより,生態系と人々の暮らしの連関に焦点を当て,地方・地域・グローバルレベルでの視点から里山に影響を及ぼしている問題,持続的管理・保全への戦略を議論する予定である.(2)予備査察:金沢大学角間キャンパス内の里山ゾーン(金沢市角間町),能登半島(門前町猿山)等の石川県内の里山を訪問し,今後の調査法を検討した.(3)里山問題関連のシンポジウム等:以下に出席し,コメントした.1.『能登の里山を生かす』.「いしかわ地域づくり円陣2005」第2分科会.「能登の自然学校」,石川地域づくり協会.門前町.2005.11.23.2.「大学と地域をつなぐ、『角間の里』から加賀・能登の里山へ」.朝日・大学パートナーズシンポジム「人をつなぐ未来をひらく大学の森-里山を『いま』に生かす」.朝日新聞社・金沢大学・龍谷大学・金沢大学・龍谷大学.2005.12.17.3.能登の自然と里山利用.17年度社会貢献推進事業「金沢大学タウン・ミーティングin能登」.石川県能登町ホテル「のときんぷら」.2006.3.4.「里山問題」は,日本の生物多様性問題の最重要課題のひとつであるとともに,資源の持続的利用のモデルでもある.しかし,里山地域(中山間地と大きく重なる)は,過疎化,高齢化問題をかかえており,その活性化は急務であるが,解決困難である.本課題では,能登半島の里山生態系において,里山の現況と,地域住民によるその利用を調査し,持続的利用にむけた提言を目指している.以下はその主要結果である.1.能登半島の輪島市,珠洲市,穴水町,能登町をたびたび訪問し,金沢大学里山駐村研究員をはじめとする地域住民から,山菜,海藻等の利用,里山への問題意識について,過去と現在の状況を聞き取りを実施した.聞き取りには,テープレコーダーを併用し,日本人通訳が同行し,研究室に帰ってから,ノートを整理した.2.珠洲市三崎町小泊地区,輪島市町野町金蔵地区,輪島市門前地区,輪島市名舟地区において,アンケート用紙を配布し,住民による里山利用の変遷,里山に対する意識を調査した.アンケート項目には,年齢,性別,学歴,現在の職業,過去及び現在の里山利用の内容と頻度,里山問題への意識,里山問題を解決するための要望事項,意見等を質問した.どの地区においても高齢者が多く,青少年,幼児はほとんどいなかった.3.2006年6月末から7月に,トルコの里山的環境(牧野を含む)において,土地利用,薬草・山菜利用等に関する野外調査を行い,石川県との比較を行った.

4.里山問題をグローバルな視点から捉えるために,Millennium Ecosystem Assessment(ミレニアム生態系評価)等の国際的取組における「生態系保全」,「資源利用」,「伝統知識」等の概念を用いて問題を整理した.以上を通して,能登半島における里山利用の変遷,過去及び現在の問題点を明らかにしつつある.「里山問題」は,日本の生物多様性問題の最重要課題のひとつであるとともに,資源の持続的利用のモデルでもある.しかし,里山地域(中山間地と大きく重なる)は,過疎化,高齢化問題をかかえており,その活性化は急務であるが,解決困難である.本課題では,能登半島の里山生態系において,里山の現況と地域住民によるその利用を調査し,持続的利用にむけた提言を目指している.以下はその主要結果である.1.能登半島の輪島市,珠洲市,穴水町,能登町をたびたび訪問し,金沢大学里山駐村研究員をはじめとする地域住民から,山菜,海藻等の利用,里山への問題意識について,過去と現在の状況を聞き取りを実施した.聞き取りには,テープレコーダーを併用し,日本人通訳が同行し,研究室に帰ってから,ノートを整理した.2.珠洲市三崎町小泊地区,輪島市町野町金蔵地区,輪島市門前地区,輪島市名舟地区において,アンケート用紙を配布し,住民による里山利用の変遷,里山に対する意識を調査した.アンケート項目には,年齢,性別,学歴,現在の職業,過去及び現在の里山利用の内容と頻度,里山問題への意識,里山問題を解決するための要望事項,意見等を質問した.どの地区においても高齢者が多く,青少年,幼児はほとんどいなかった.3.里山問題をグローバルな視点から捉えるために,Millennium Ecosystem Assessment(ミレニアム生態系評価)等の国際的取組における「生態系保全」,「資源利用」,「伝統知識」等の概念を用いて問題を整理した.以上を通して,能登半島における里山利用の変遷,過去及び現在の問題点を明らかにしつつある.
準線形楕円型方程式の研究

弾性弦及び、弾性膜の定常状態に着目し、そのモデル方程式を導出すると共に、得られた準線形楕円型方程式の解析を行い、その解の構造について以下の結果を得た。まず、ストレスと変位が一般の単調関係で与えられているときの弾性弦のモデル方程式を導出し、外力が保存スカラー場あるいは保存ベクトル場で与えられている場合の解析を行った。得た結果は、解のパラメーターの依存性、安定解、不安定解の存在、特殊な外力が与えられた場合の解の正確な表示等である。ここで適用した方法は、主としてエネルギー汎関数をソボレフ空間上で考え、それに対して凸解析、ミニマックス理論を適用するという変分学的方法である。また、特殊な外力の場合にこの変分学的方法によって得た結果と楕円積分による解の完全な表現より得られるを比較する結果を比較検討した。次に、非線形弾性膜のモデル方程式を考察し、そのパラメータと解の依存を表す分岐ダイアグラムを球対称解に対して得ることができた。この方程式は表面張力等を表す平均曲率型方程式と異なり零解における線形化方程式が退化しており、ふつうの分岐理論は適用不可能であるため、線形化方程式にかわるものとしてp-ラプラス方程式を考えた。通常の場合と異なり、固有関数を係数とする退化型楕円型微分方程式が現れ、この可解性が問題となるが、球対称解の場合には関数空間をうまく設定することにより、解を構成することが出来た。その他、代数学的、幾何学的問題に対してもいくつかの結果を得る事ができた。
π-電子系置換ジシランの光反応と光感応性ポリマーへの応用

π-電子系とSi-Si結合を主鎖に交互に有するポリマー,ポリ[(ジシラニレン)フェニレン],ポリ[(ジシラニレン)ナフチレン],ポリ[(ジシラニレン)チエニレン〕,ポリ[(ジシラニレン)ジチエニレン],ポリ[(ジシラニレン)ブトエンイン-1,4-ジイル],ポリ[(ジシラニレン)エチニレン]を合成し,それらの光反応性を検討した。これらのポリマーは通常の有機溶媒に可溶で,スピンコーティングにより薄膜に加工できる。ポリマー薄膜を空気中で紫外光照射するとSi-Si結合の解裂とSi-O結合の形成がおこった。さらにこれらのポリマーの光反応機構の解明を目的として光反応を溶液中,アルコールなどの捕促剤の存在下および不在下で行いその分子量変化とスペクトル変化を検討した。その結果,溶液中での光反応ではまずSi-Si結合の解裂によってシリルラジカルが生成すること,生成したシリルラジカルは不均化してシレンとヒドロシランに変換されるか他のポリマー分子のπ-電子系を攻撃して袈橋をおこすことが明らかとなった。ポリマーケイ素上にアルキル基が置換している場合には架橋反応が,アリール基が置換している場合には不均化が優先して進行することも見い出された。又,ポリマーの光反応性は主鎖に含まれているπ-電子系が拡張されるに従って低下することもわかった。これらは今後のポリマー設計の上で重要な知見になると考えられる。さらにより多くの知見を得る目的で,本ポリマーのモデル化合物であるジシラニレンフェニレンオリゴマーを合成しその光反応を行った。ポリ[p-(ジシラニレン)フェニレン]は感光性でフォトレジスト材料として利用可能であることを報告している。本研究ではこのポリマーの感光性機能発現のメカニズムを解明する目的でそのモデル化合物としてp-(ペンタメチルジシラニル)トリメチルシリルベンゼン(1)およびp-ビス(マ-フェニルテトラメチルジシラニル)ベンゼン(2)を合成しその光反応を詳細に検討した。1の光反応ではジシラニルユニットからベンゼン環への1.3-トリメチルシリル基転位によって生成するシレンの二重化が起った。よりポリマーに近いモデル化合物である2の光反応からはシレンの生成は進行したが二量化はおこらなかった。又、その他にSi-Si結合の均一解裂によるシリルラジカルの生成とその不均化およびジシラニルユニットからのシリレンの脱離が認められた。これらの結果は本ポリマーの光感応性がSi-Si結合の解裂に基づくことを示している。新しいタイプの有機ケイ素ポリマーとして各種の置換基を有するポリ[(シリレン)エンイン](3),ポリ[(ジシラニレン)エンイン](4),ポリ[(ジシラニレン)エチニレン](5),ポリ[(シリレン)ジチエニレン](6),ポリ[(ジシラニレン)ジチエニレン](7),ポリ[(トリシラニレン)ジチエニレン](8)を合成することに成功した。又,これらのポリマーの光反応性を検討したところ4,5は良好な感光性を有し.紫外光照射によって低分子量化することが明らかとなった。同じタイプのポリマーでもSi-Si結合を有さない3は全く感光性を有さず光感応性機能発現にはSi-Si結合の存在が不可欠であることがわかった。又,ポリマー6-8はほとんど感光性を示さなかった。ポリマーモデル化合物としてビス(ベニタメチルジシラニル)ジチオフェンを合成してその光反応を行ったところ全く感光性を示さなかった。新しいタイプの有機ケイ素ポリマーとしてπ-電子系とケイ素-ケイ素結合を主鎖に交互に有するポリマーを合成し、それらの光反応性を検討した。ポリ[(ジシラニレンフェニレン]類、ポリ[(ジシラニレン)ナフチレン]

類およびポリ[(ジシラニレン)チエニレン]類は相当するビス(クロロシリル)化合物のナトリウムによる縮合で合成した。ポリ[(ジシラニレン)ジチエニレン]類はビス(ブロモチエニル)ジシランを原料としたニッケル錯体触媒存在下での脱ハロゲン化縮合で得られた。ポリ[(ジシラニレン)エチニレン]類はテトラシラシクロオクタジインの開環重合で合成した。これらのポリマーは有機溶媒に可溶の固体で、優れた製膜性を有している。ポリマー薄膜を空気中、低圧水銀灯で光照射するSi-Si結合の解裂とSi-O結合の生成が確認された。さらにこれらのポリマーの光反応機構を解明する目的で、光反応を溶液中、メタノールなどの捕捉剤の存在下および不在化で行いその分子量変化、NMRなどのスペクトルの変化を検討した。その結果、溶液中での光照射ではまずケイ素-ケイ素結合の解裂によってシリルラジカルが生成すること、生成したシリルラジカルは不均化してシレンとヒドロシランに変換されるか、他のポリマー分子のπ-電子系を攻撃して架橋をおこすことが明らかとなった。ポリマーケイ素上にアルキル基が置換している場合には架橋反応が、アリール基が置換している場合にはシレンとヒドロシランの生成が優先して進行することも見い出された。叉、光反応性はポリマー内のπ-電子系が拡張されるに従って低下することがわかった。このように本研究では今後の感光性有機ケイ素ポリマーの設計の上で重要な知見が得られた。さらに上記の光反応機構をより確かにする目的で、本ポリマーのモデル化合物であるジシラニレンフェニレンオリゴマーを合成しその光反応を行った。
水溶液系におけるスピン・トラッピング法の確立

スピントラッピング法は、短寿命ラジカルの捕捉・固定に近年広く重用されている。しかし、本法は、スピントラッピング反応機構が十分に解明されておらず、未だ確立された手法とはいえない。そこで、水溶液系における本法の使用条件を確立するため、下記の研究を行った。1.水溶液系に適したスピントラップ試薬を選定するため、水溶性のスピントラップ試薬として新しく開発された3,3,5,5-テトラメチル-1-1ピロリン-N-オキシド、α-(4-ピリジル-1-オキシド)-N-t-ブチルニトロン、N-t-ブチル-α-2-スルホフェニルニトロン、3,5-ジブロモ-4-ニトロソベンゼンスルホン酸と、これまで本研究代表者が使用してきた2-メチル-2-ニトロソプロパン(MNP)、フェニル-大-ブチルニトロン(PBN)、5、5 ́-ジメチル-1-ピロリン-1-オキシド(DMPO)を併用して相互の捕捉結果を比較・検討した。特に、アミノ酸、ジペプチド、核酸塩基などの水溶液にγ線を照射した場合、生じた生体分子ラジカルの捕捉にあたっては、みかけ上MNPとPBNが最も効率的であり、スピンアダクトのESRパラメータが捕捉ラジカルの構造を敏感に反映したのはMNPとDMPOの場合である。2.スピントラッピング反応機構に関する速度論的知見を得るため、アメリカ合衆国ノートルダム大学放射線研究所との共同研究で、パルス電子線照射下の時間分解ESR測定を行った。既に、ニトロメタンのアシアニオンに捕捉される場合、マイクロ秒領域での先駆体ラジカルの減衰とスピンアダクトの増加を解析して、基本的な有機ラジカルの捕捉に関する二次反応の速度定数を決定し、アメリカ化学会誌(1988年、110巻、2753項)に発表した。更に、1988年夏には、水溶液系に最適なスピントラップ試薬であるMNPについて、予備的な時間分解ESRの測定を行った。