hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
小児難治性ネフローゼに対するリツキシマブの作用機序の解明

本研究では小児難治性ネフローゼ症候群(NS)においてSMPDL3bの尿中排泄が疾患活動期に特異的に低下していることを世界で初めて明らかにした。さらにリツキシマブ(RTX)投与によりB細胞が枯渇しているにもかかわらず再発を繰り返す「リツキシマブ抵抗性」を示す患者では寛解期においてもSMPDL3bの尿中排泄が低下していることが判明した。一方ループス腎炎、IgA腎症においてはSMPDL3bの排泄は保たれていた。以上からSMDPL3bがNS疾患活動期に特異的に低下していること、RTXがSMPDL3b依存性に効果を発揮していることが示唆され、NSにおけるRTX反応性予測マーカー開発の足がかりが得られた。腎糸球体podocyteにおけるSMPDL3bの発現を健常者と小児難治性ネフローゼ症候群6例の患者検体において蛍光抗体法にて染色し、比較したところ難治性ネフローゼ症候群(頻回再発型・ステロイド依存性ネフローゼ症候群)患者において発現の低下を確認した。また健常コントロール群と難治性ネフローゼ症候群患者群における尿中SMPDL3b分子の排泄量の違いをdotblot法にて検出、比較したところ難治性ネフローゼ症候群患者では優位に排泄が低下していた。さらに難治性ネフローゼ症候群患者において、リツキシマブ投与前と投与後寛解中の尿検体を比較したところ、SMPDL3b分子の排泄がリツキシマブ投与後には増加している傾向が見られた。またpodocyteのスリット膜関連分子であるpodocinの尿中排泄には有意差は見られなかった。以上から小児難治性ネフローゼ症候群患者では腎糸球体podocyteにおけるSMPDL3b分子の発現と尿中排泄が低下していることが判明した。これらは、SMPDL3b分子の低下はスリット膜の異常とは独立した尿蛋白関連分子であることを示した新規の知見である。特に尿中SMPDL3b分子の排泄についてはリツキシマブ投与の効果の指標となる可能性があり、現在英文論文(pdiatric international)に投稿中であり、また平成29年度の日本腎臓病学会および日本小児腎臓病学会で発表予定である。腎生検標本上と尿中のSMPDL3b分子の発現、排泄に差があることを示した。検体数が少なかったため今後標本数を増やす必要がある。またSMPDL3b分子のpodocyteでの発現低下がなぜ尿蛋白をもたらすのか、あるいはなぜ難治性ネフローゼ症候群においてSMPDL3b分子の発現が腎糸球体上での発現が低下するのかの検討がこれからの課題として残っている。小児難治性ネフローゼ症候群(NS)に用いられるリツキシマブ(RTX)はB細胞を枯渇させT細胞とのクロストークを抑制することにより抗尿蛋白効果を発揮するとされているが、B細胞枯渇中にもかかわらず再発を繰り返す例や、B細胞が陽性にもかかわらず寛解を維持している例が存在する。これらのことからNSの一部にB細胞非依存性の病態が想定されていた。2011年にFornoniらはpodocyteの細胞膜上に発現しているAcid sphingomyelinase like phosphodiesterase 3b (SMPDL3b)をRTXが直接標的とすることを報告した。SMPDL3bは細胞膜に発現するスフィンゴミエリンをセラミドに変換する酵素であり、その機能や発現の低下は脂質ラフトを介するシグナリングの異常をもたらし、細胞骨格の制御が不安定になるとされているが小児期発症NSにおける意義は不明であった。申請者らは小児難治性NSおよびその他の糸球体疾患におけるSMPDL3b発現の意義について、NSでは腎糸球体上のSMPDL3bの発現が低下していることを腎生検切片の蛍光抗体法で示した。また再発中のNSでは寛解期や他のループス腎炎、IgA腎症、紫斑病性腎炎症例で同程度の蛋白尿を示す症例と比べて尿中SMPDL3bの排泄が特異的に低下していることをdot blot法にて明らかにした(業績1、第52回小児腎臓病学会)。特にRTX抵抗例では、RTX反応性のNSとは対照的に寛解中にもSMPDL3bの発現と尿中排泄が低下していたことが判明した(第52回小児腎臓病学会)。以上からSMPDL3bの発現の変化が小児難治性NSにおいて病態や重症度に関与していることが示唆され、尿中SMPDL3bの排泄量を測定することでNSの疾患活動性やRTXへの反応性予測マーカーの開発への基礎データが得られた。培養podocyteを用いてSMPDL3bのノックアウト後の細胞骨格の変化を蛍光抗体法、細胞骨格関連分子の発現解析、co-cultureシステムを用いた蛋白透過性試験等を行い、SMPDL3b分子がpodocyteの機能形態維持に必要であることを示す。またTLR3,7,9を介する自然免疫系の下流分子の発現解析を行い、SMPDL3bがpodocyteにおいても自然免疫を抑制的に制御しているかどうかを確認する。小児腎臓病学
2次元における可解な異常ゲージ理論の研究

本研究の目的は,2次元において可解性を損なうことなくゲージ自由度の一部が量子異常によって力学的な振る舞いを獲得する模型の普遍的な構造なり,性質なりを研究することを目的として始めた.実際に,解析を行った系は,運動項を持たない非可換ゲージ場にカイラルフェルミ場が結合した2次元QCDの強結合極限と,2次元超重力理論として定式化されたN=1 Neveu-Schwarz-Ramond超弦模型の二つである.これらの模型に,BRST量子化法を適用し,BRST電荷の構成とベキ零性,物理的状態とユニタリ性の解析などを行った.演算子形式では,古典論での保存電荷と量子論のそれとは,一般に一致せず,理論の正則化に関係した補正が必要となる.この補正を正しく考慮することで,量子論的に矛盾のない解析が可能となる.2次元QCDでは,カイラル異常によるこの補正は,共変化sea gull項として知られてるが,今回の研究で,2次元超重力理論においても同様の補正項が現れ,Weyl対称性に現れる量子異常と密接に関係していることが明確になり,さらに,それを考慮することでこれまでに知られている基本的な結果を矛盾なく再現できることが示せた.2次元QCD,超重力理論とも,全く同様の手法でで解析を進めることができ,一般的に,量子異常が知られていて場について線形になるゲージが存在する系に対して適用できるアルゴリズムが明確にできた.これらの成果の一部は既に論文として公表した.本研究の目的は,2次元において可解性を損なうことなくゲージ自由度の一部が量子異常によって力学的な振る舞いを獲得する模型の普遍的な構造なり,性質なりを研究することを目的として始めた.実際に,解析を行った系は,運動項を持たない非可換ゲージ場にカイラルフェルミ場が結合した2次元QCDの強結合極限と,2次元超重力理論として定式化されたN=1 Neveu-Schwarz-Ramond超弦模型の二つである.これらの模型に,BRST量子化法を適用し,BRST電荷の構成とベキ零性,物理的状態とユニタリ性の解析などを行った.演算子形式では,古典論での保存電荷と量子論のそれとは,一般に一致せず,理論の正則化に関係した補正が必要となる.この補正を正しく考慮することで,量子論的に矛盾のない解析が可能となる.2次元QCDでは,カイラル異常によるこの補正は,共変化sea gull項として知られてるが,今回の研究で,2次元超重力理論においても同様の補正項が現れ,Weyl対称性に現れる量子異常と密接に関係していることが明確になり,さらに,それを考慮することでこれまでに知られている基本的な結果を矛盾なく再現できることが示せた.2次元QCD,超重力理論とも,全く同様の手法でで解析を進めることができ,一般的に,量子異常が知られていて場について線形になるゲージが存在する系に対して適用できるアルゴリズムが明確にできた.これらの成果の一部は既に論文として公表した.
音声知覚自動訓練装置を用いた音声学習過程の比較言語心理学的研究

人間の音声知覚は本来、生得的傾向や過去経験を背景に個体発生の過程で形成されるものであるから、その獲得過程を記述することは音声知覚研究において不可欠な方法である。(音声知覚研究における学習パラダイム)。本研究ではこの新たなパラタイムを第2言語学習に適用し、音声知覚学習の獲得過程を記述分析した。(1)コンピュータを用いた音声訓練における効果的動機づけ要因および学習パラメータの分析フィードバックの機能と社会的文脈の促進効果を検討するため、強化刺激の種類(般性強化刺激、成績、正誤のフィードバック)を操作可能な音声知覚訓練システムを開発し、その有効性を明らかにした。(2)日本語とアメリカ英語(米語)の音声知覚に関する比較言語的研究両言語の一方を母国語とする話者が他方の言語の音韻を第2言語として習得する際どこに困難を感じるか検討するため、一連の知覚実験を実施した。日本語話者ではいくつかの米語子音および母音の、米語話者ではモ-ラに依存した日本語特殊音素の知覚に問題が見られた。また、こうした知覚実験における正書法上の問題も明らかとなり、その対処法が検討された。(3)アメリカ人による日本語拍感覚の音声知覚学習を題材にした獲得過程の分析アメリカ人による日本語長母音・短母音・特殊音素の音声知覚訓練を題材にして、その獲得過程を記述分析した。音声文脈の多様性に関し訓練刺激の集合を操作し、その獲得過程を比較検討した。最終的な知覚特性に差がなくとも、獲得過程は大変異なった。また、音声知覚学習と発声学習の交互作用に関し、音声知覚学習による発声への影響への検討した。(4)日本人による中国語子音の音声知覚学習を題材にした獲得過程の分析日本人にとりいくつかの中国語子音対の弁別が困難であることを確認した。今後こうした子音を用いた音声知覚訓練を実施する予定である。
ＦＣレセプター修飾による心不全と動脈硬化の治療

アドリアマイシン誘導性およびLPS投与慢性心不全モデル急性心筋炎・心不全で得られた結果が、一般臨床では最も多い心疾患である慢性心不全でも当てはまるかという事を検討した。1)ミオシンによる急性心筋炎の場合と同じく、FcγRIIB, FcγRIII, FcγRのKOマウスに、アドリアマイシン(510mg/kg/day, 3回/週)およびLPS(10mg/kg/day)の腹腔内投与を行い、それぞれ慢性心筋障害・心不全と慢性敗血症モデルを作成した。またWTのマウスでも、それぞれアドリアマイシンとLPS投与の心不全を作成した(各n=1015)。2)FcγRIIBKOマウス群では、別に用意したWTマウスよりのリンパ球を移注し、それぞれアドリアマイシンとLPS投与による心不全を作成(各n=1015)。3)心不全の評価には、心エコー法による左室内腔計測と左室収縮能・拡張能およびdp/dtの解析を行った。4)屠殺時には、心重量の測定、通常の心病理の他、NF-κB, eNOSなどのITIMの下流の分子の発現をウェスタン法やRT-PCRで検討。FcγRIIBKOマウスでの心不全の増悪とNF-κBの発現低下の傾向がみられた。また、3種類のFcγRノックアウトマウスを用い、心筋障害進展におけるおのおののFcγRの意義を解析。in vitroでのITIM下流のシグナルの分析を行い、慢性心障害・心不全モデルとして、アドリアマイシン心筋症およびLPS投与の敗血症モデルで得られたおのおののFcγRの意義を確認した。さらにFcγRノックアウトマウスとアポリポプロテインEノックアウトマウスとの交配マウスを用いて動脈硬化症進展におけるFcγRの意義を解析した。本結果を論文としてまとめた。当初の計画通り進捗している。データー検討と成果の発表本年度は、科学講座や一般市民を対象としたセミナーで発表し、特に臨床的意義を意見交換する予定である。また、アメリカ心臓病学会(American Heart Association)や日本免疫学会での発表も予定している。アドリアマイシン誘導性およびLPS投与慢性心不全モデル平成24年度においても、急性心筋炎・心不全で得られた結果が、一般臨床では最も多い心疾患である慢性心不全でも当てはまるかという事を検討した。1.急性心筋炎モデル平成23年度においては3種類のFcγRKOマウスを用いて、FcγRの修飾・制御を検討した。1)FcγRIIB, FcγRIII, FcγR(全てのFcγRサブファミリーの欠損)

KOマウス3種類にブタ心筋ミオシンにより急性心筋炎・心不全を惹起した(各n=10)。またワイルドタイプ(WT)マウスにも心筋炎を惹起した(n=10)。2)1)で用いた心筋炎・心不全群に対して、それぞれ免疫グロブリン(Ig)で治療を行った。投与方法は既報に則った(1mg/kg/day、腹腔内投与)。観察期間は21日間とした。3)心筋炎・心不全の重症度が、WTのマウスに比較して、FcγRIIBKOマウスで軽減したが、FcγRIIIおよびFcγRのKOマウスでは軽減しなかった。また、免疫グロブリン治療により、FcγRIIIおよびFcγRのKOマウスではその程度が軽減したが、FcγRIIBKOマウスでは不変であった。4)FcγRIIBKOマウスでの心筋炎・心不全の軽減を確認後、WTマウスのリンパ球(1x107個)を移注した同マウスの病変の程度を検討した。WTのリンパ球を移注されたFcγRIIBKOマウス心筋炎では、病変はFcγRIIBKOマウス心筋炎に比し軽減した。5)心筋炎の病変の程度の評価には、心エコー法のみならず免疫・病理学的検討を用いた。免疫・病理学的検討には、通常のH.E.染色のほかマクロファージやT-リンパ球(CD4, CD8), ICAM-1、P-selectinなどの接着分子の免疫染色、NF-κBやeNOSのウェスタン法とRT-PCRなどを実施した。当初の計画通り進捗している。大きな実験的トラブルもなく、計画の進展も順調である。昨年度に引き続き、3種類のFcγRノックアウトマウスを用い、心筋障害進展におけるおのおののFcγRの意義を解析する。またin vitroでのITIM下流のシグナルの分析を行い、慢性心障害・心不全モデルとして、アドリアマイシン心筋症およびLPS投与の敗血症モデルで得られたおのおののFcγRの意義を確認する。さらにFcγRノックアウトマウスとアポリポプロテインEノックアウトマウスとの交配マウスを用いて動脈硬化症進展におけるFcγRの意義を解析する。データー検討と成果の発表本年度は、科学講座や一般市民を対象としたセミナーで発表し、特に臨床的意義を意見交換する予定である。また、アメリカ心臓病学会(American Heart Association)や日本免疫学会での発表も予定している。急性心筋炎・心不全で得られた結果が、一般臨床では最も多い心障害である慢性心不全でもあてはまるかということを検討する。1)平成23年度のミオシンによる急性心筋炎の場合と同じく、FcγRIIB, FcγRIII, FcγRのKOマウスに、アドリアマイシン(510mg/kg/day, 3回/週)およびLPS(10mg/kg/day)の腹腔内投与を行い、それぞれ慢性心筋障害・心不全と慢性敗血症モデルを作成する。WTのマウスでも、それぞれアドリアマイシンとLPS投与の心不全を作成する(各n=1015)。2)FcγRIIBKOマウス群では、別に用意したWTマウスよりのリンパ球(1×107個)を移注し、それぞれアドリアマイシンとLPS投与による心不全を作成する(各n=1015)。3)観察期間は約30日45日間とする。心不全の評価には、心エコー法による左室内腔計測と左室収縮能・拡張能およびdp/dtの解析を行う。
行動制御神経中枢の比較研究、新しいストラテジーと概念の確立

行動制御の中枢機構研究における今後のストラテジーを探るため、無脊椎及び脊椎動物を含む多くの動物種での実験系を用いて比較解析を行った。その結果、各実験系での多数の新たな知見が得られたと共に、各系に共通する問題点も明らかになった。(1)生理・解剖・遺伝学的手法を用いた中枢神経回路の解析から、各実験系に即しての機能が説明できないシナプス接続が多数発見された。これらを説明するためには、多種感覚入力の統合、多種運動出力の協調制御など神経回路網レベルの観点を導入した新たな実験モデルの開発が必要であり、今後の研究の一つの指針を与えている。(2)神経伝達物質・修飾物質についても、多くの新物質が報告されたが、それらの活動で現在説明不可能なものも少なくない。特に修飾物質についてはその作用機序がほとんど不明である。その行動制御での重要性を考えると、分子レベルでのニューロン活動調節様式を今後詳細に調査する必要があろう。以上、問題点と共にそれぞれにに対応した今後の研究指針も明確となった。動物の行動制御機構は生物進化の過程で試行錯誤によって現在の形を取るに到っており、多数の局面を有している。その理解のためには本研究で用いた回路網・細胞・分子レベルの解析のみでは明らかに不十分であり、例えば進化生物学・適応生物学的なアプローチも必要不可欠である。しかし少なくとも今後数年間の研究方向について具体的な指針を得ることができた点において、本研究の所期の目的は十分に達成されたと考えられる。本年度はまず各サブグループによる研究の推進に重点をおいた。1)中枢神経系接続の検討:昆虫およびヤムシの光感覚,化学感覚について、感覚性介在ニューロンの生理学的検索,組織学および細胞標識法による観察を行った。感覚情報の初期処理についての機能,形態の両面を調和させた研究方法が用いられ、効果をあげつつある。(渋谷,立田,吉田)2)中枢運動出力経路の検討:節足動物の摂食行動,逃避行動の運動パターン形成機構を対象に機能,形態両面を併せて解析した。またキイロショウジョウバエの人為突然変異による吻伸展摂食行動異常個体を用いて、吻伸展行動の制御機構の解析を行う試みも行った。その結果、吻伸出筋に神経系異常に起因する構造異常が起る系統を得た。また節足動物に対比して脊椎動物の摂食行動を調査するため、ヒキガエルの摂食行動運動パターン形成回路についての研究を行った。さらに節足動物神経系で局在性ノンスパイキングニューロンが行動パターン形成に寄与していること、特に相反する作用を持つ並列回路として存在することを明らかにした。この結果は、行動の選択,可塑性付加機構のひとつとして注目される。(谷村,白石,上田,久田)3)行動制御に関与する神経伝達物質,神経活動修飾物質に関する解析を行ない、また神経分泌細胞による行動修飾について研究、特にセロトニン,オクトパミン,プロクトリンなど生体アミン,ペプチドの作用,局在性を調査した。軟体動物,節足動物についてこれらの物質が含まれる神経細胞の同定、これらの物質の作用が解析された。(桑沢,竹内,小林,岡島,山口,鷲尾)。これらの成果について学会発表のほか、基礎生物学研究所研究集会と共同の発表討論会を行った。本年度は各サブグループによる研究の推進と,成果の発表討論による研究連絡を行った.研究連絡会は9月初頭長崎にて開催した.1).中枢神経接続の検討:昆虫,ヤムシの光感覚,化学感覚中枢経路での二次,三次さらに高次の介在ニューロンの形態を蛍光染色法,コバルト染色法で明らかにし,その応答特性を調べた.形態,機能両面で特徴ある多数のニューロンが発見され,かつそれらのシナプス接続の生理性質も解明された.これら介在ニューロンは今後同定ニューロンとして用いることにより,中枢での感覚情報処理過程のより厳密な解析が可能である.(渋谷,立田,吉田)

2).中枢運動出力経路の検討:学習,動機づけ等,行動制御での高次中枢機構を細胞レベルで解明して行くための実験系として,ニクバエの摂食行動,ザリガニの姿勢制御,マスの求愛交尾行動を対象としてそれらの定量解析を行動レベルで行なうと共に,その中枢神経回路を調べた.その結果,節足動物においても脊椎動物同様に行動の広範な変化性,および合目的性が明らかになった.これは無脊椎動物が,魚,両生類とともに高次中枢機能解析の実験モデル系として充分有用であることを示している.また中枢解析の手段として遺伝学的手法の導入が試みられ,ショウジョウバエ突然変異株の摂食行動異常が解析された. (谷村,白石,上田,久田)3).伝達物質,神経活性物質:軟体,節足動物を用いて研究が進められ,オオグソクムシ心臓ではAchとアミン系物質(5HT)が拮抗することが示された.また昆虫骨格筋では,グルタミン酸とオクトパミン,さらにペプチドであるプロクトリンなどの相互作用も調べられた.(桑沢,竹内,小林,山口,鷲尾)4).内分泌機能との関連:昆虫前胸腺と中胸神経節の接続,機能が明らかにされた. (岡島)本研究では行動制御中枢機構の比較解析に基づいて今後の研究ストラテージの確立を目指してきたが、今年度は過去2年間に得た研究結果の取りまとめと論文発表を中心に活動した。取り扱う実験動物種および研究手法により研究班は4つのサブグループに大別されるが、各グループからの結果を総合することにより、以下の結論を得た。(1)感覚・運動系の神経回路網を神経生理/解剖学及び遺伝学的手法により精査した結果、非常に多様な神経接続が発見され、また新たな神経要素も数多く同定された。これらの発見は、従来の知見を基本的には支持しているが、互いに矛盾する場合も少なくない。個々の感覚・運動系について今後さらに研究を進める必要がある。(2)多種感覚入力の総合、多種運動出力の協調的制御についても、多数の新たな神経要素が同定された。とくに局在性介在ニューロンがこれら高次中枢機能に関与する可能性が示されたが、これらを同定ニューロンとして取り扱うためには今後の更なる基礎的調査が必要である。(3)神経修飾物質として、アミン、ペプタイド系物質が行動制御で重要な役割を果たすことが判明した。これらは伝達物質の働きを修飾する効果を示し、感覚・運動情報処理に直接関与するのではなく、間接的により高次の統合、協調に関与すると考えられる。以上の結果、今後多面的なアプローチが必要であると共に、適切な実験系を同一種において多数確立することにより、これらの系の間の相互作用を段階的に解析していくのが、一つの有力な研究ストラテージであると結論される。
ゾル・ゲル法による酸化物磁性体および超伝導体の合成

ゾル・ゲル法を利用して酸化鉄系磁性体およびBi系酸化物高温超伝導体の合成を試み、ゲルからの結晶化過程を熱分析、X線回折法等を用いて追跡した。以下、結果を各系ごとに述べる。1.酸化鉄系磁性体の合成Fe(acac)_3の酢酸溶液から得たαーFe_2O_3薄膜を還元雰囲気中で熱処理することにより磁気特性の優れたFe_30_4薄膜が得られることを既に報告した。今回はこのFe_3O_4薄膜を空気中で酸化することによりγーFe_2O_3薄膜を調製した。ESR測定の結果からγーFe_20_3薄膜が強磁性的であり自発磁化の容易軸方向が膜面内を向いていること、および薄膜中でFe^<3+>は極めて歪んだ結晶場中に置かれていることがわかった。一方Fe(acac)_3溶液を空気中で乾燥することによってゲルに変え、ゲルの結晶化挙動をDSCおよびX線回折により調べた。その結果、300°C付近でゲル中に存在すると考えられるFe(acac)_3の分解反応が起こり、同時にαーFe_2O_3が析出することがわかった。2.Bi系酸化物高温超伝導体の合成Bi、Pb、Sr、Ca、Cuの酢酸塩および硝酸塩を出発原料として用い、これらを酢酸ーアンモニア混合溶液に溶解しpHを調節することによりゾル溶液とした。これを加熱してゲルに変え、ゲルの熱処理に伴なう結晶化の過程を追跡した。低温の熱処理では超伝導相は生成せず、Bi_2O_3、CuO、CaCO_3等が析出した。800°Cで5時間熱処理することにより80K級の超伝導相が得られた。更に830855°C、12時間の熱処理で110K級超伝導相が析出した。その割合は845°C付近で熱処理した試料において最も高く、電気抵抗測定の結果から試料の臨界温度は104Kであることがわかった。すなわち、空気中での比較的短時間の熱処理により高い臨界温度を示す超伝導体の合成が可能であった。
脳内植込み電極とフィードバック機能を持つ刺激ディバイスによる脳機能制御の研究

ヒト脳組織の光学的特性(吸収計数・散乱計数)を開頭手術中に測定し、脳内光伝播のシミュレーションに基づき、頭皮上からの時間分解スペクトロスコピーによる局所脳血流・脳酸素代謝・脳機能の三次元推定を行った。また、可視光分光法を用いて開頭手術(脳腫瘍、難冶性てんかん等の手術)中にヒトの局所脳血流・脳酸素代謝・脳機能を測定する技術を開発した。種々の脳機能異常(パーキンソン病、本態性振戦、ジストニア、中枢性疼痛等)において、様々な部位(視床、視床下核、淡蒼球など)のDBSの効果を、神経内科学的、精神生理学的、神経心理学的に評価するとともに、これに関与すると考えられる神経回路を、神経生理学的、神経解剖学的に解明した。DBSの臨床応用として、パーキンソン病に対する視床下核刺激、デイストニアに対する淡蒼球内節刺激、各種の疼痛・振戦に対する視床刺激・大脳皮質運動野刺激の方法を確立し、十分な治療効果を得ることができた。以上の結果から、空間分解能の良い脳機能イメージング(PETおよびfMRI)と、時間分解能の良い頭皮上からの近赤外分光法を駆使して、DBSの効果に関連する脳内メカニズムを分析することができた。今後は、現在の体内埋設型刺激デイバイスにプログラムされた刺激スケジュールを用いた刺激に加えて、光工学技術によって脳内シグナルを検出し、これを刺激デイバイスにフィードバックないしフィードフォワードする技術を確立し、人工神経素子の概念に近づく新しい体内埋設型刺激デイバイスを開発する予定である。脳深部刺激療法をパーキンソン病、本態性振戦、post-stroke tremor、dystonia、幻肢痛の症例に施行した。また、振戦を認める症例の筋電図をモニターし、筋電図にトリッガーして刺激装置がONになる装置を開発した。振戦を抑制する刺激部位の検討では、パーキンソン病、本態性振戦では視床Vim核をcathode、視床Vop核をanodeとする刺激方法が有効であった。しかし、post-stroke tremorでは視床Vim核をanode、視床Vop核をcathodeとする刺激方法が有効であった。また、有効な刺激強度はpost-stroke tremorで最も高値であった。長期の刺激効果を検討すると、有効な刺激閾値は継時的に増加し、その増加の割合は本態性振戦振戦で最も高値であった。これらの結果から、振戦の原因によって有効な刺激部位や刺激強度が異なることが明らかとなった。また、振戦の抑制には視床Vim核と視床Vop核を含む広い範囲の刺激が有効で、AC-PC lineに対して約45度の角度で電極を挿入する必要があるものと結論された。さらに、難冶性の振戦に対しては2本の電極を同側の視床に植込んで刺激を行なうdual-lead stimulation methodの有効性を確認し、Journal of Neurosurgeryに報告した。これと同時に、振戦の出現するときのみ刺激がONとなり、振戦が出現していないときには刺激がOFFとなるシステムを構築した。まず、振戦に関与する上肢の表面筋電図を多チャンネルで同時記録し、振戦出現の直前と振戦出現後の筋電図を分析し、振戦が出現する直前の筋電図にトリッガーをかけて刺激をONとする方法を開発した。これによって、企図振戦が抑制されることも臨床的に確認できた。振戦38例ならびに書痙6例の計44例例(55側)に対して視床Vim/Vo核刺激を行い、全例で手術後に十分に満足できる振戦ならびに書痙の抑制効果が認められた。今回の結果から、パーキンソン病ならびに本態性振戦ではVim核をcathode、Vop核をanodeで刺激する方法が有効であった。post-stroke tremorでは逆にVim核をanode、Vop核をcathodeで刺激する方法で著効例が多く認められた。

また、focal dystoniaに分類される書痙ではVim核をanode、Vop核をcathodeとする刺激が有効であった。また、視床Vim核をcathode刺激した症例と比較して、視床Vop核をcathode刺激した症例の刺激強度が高かった。これらの結果から、各種の振戦や書痙に対する脳深部刺激療法の刺激部位ならびに刺激方法については結論が得られた。一方、振戦制御のフィードバック機能を持つデバイスの開発では、postural/action tremorあるいはwriter's cramp症例の胸部、上腕、前腕の筋肉から表面筋電図を記録し、それぞれのpostural/action tremorに先行して出現する筋電図をトリッガーとして、脳深部刺激装置のスイッチをONとするシステムを開発した。また、この筋電図反応から刺激のトリッガーをかけるシステムは、筋電図の振幅、周波数をそれぞれ分析し、症例ごとにトリッガーの設定レベルを調整できる方法で、同時に複数の筋電図の変化を統合してトリッガーのONとOFFを決定することが可能となった。この装置の開発によって、筋電図をトリッガーとするフィードバック機能を持った脳深部刺激が可能となった。今後、脳内信号として、視床の振戦同期ニューロン、大脳皮質の緩電位変動ならびに近赤外線を用いた経頭蓋的な脳血流変化をトリッガーとしてpostural/action tremorあるいはwriter's crampの制御を行う装置を筋電図を用いたトリッガー装置の改良と平行して開発する段階に到達した。不随意運動ならびに難治性疼痛を中心にDBSを施行し、DBSのオンとオフに伴う局所脳血流・脳酸素代謝・脳機能の時間的推移を、頭皮上から近赤外分光法で分析し、DBSの刺激条件と刺激部位による違いを明らかにした。またDBSによって誘発される局所脳血流・脳酸素代謝・脳機能の時間的推移を、頭皮上から近赤外分光法で検出し、その特徴を明らかにすることができた。特に、振戦に対する酸素化ヘモグロビンと脱酸素化ヘモグロビンの変化は顕著であり、酸素化ヘモグロビンと脱酸素化ヘモグロビンの変化を刺激のトリッガーとして使用することが可能となった。これを利用して頭皮上から近赤外分光法によって脳表の脳内シグナルを検出し、これによって駆動することのできる体外型刺激デバイスを開発し、このデバイスを組み込んだシステムの動作特性についての検討を開始することができた。さらに、筋電図によって駆動することのできる体外型刺激デバイスと体内型刺激装置に使用できるデバイスを完成した。この体内型刺激デバイスを用いて、動作時振戦の症例で、振戦に対するフィードフォワードとフィードバック制御の比較を行ない、フィードバック制御では振戦を完全に制御することは困難であり、臨床的にはフィードフォワード制御が有効であることを明らかにした。今後は振戦に先行する脳血流ならびに脳酸素代謝の変化で刺激をトリッガーする方法に加えて、脳内の神経活動の変化によって刺激をトリッガーする方法を開発する予定である。
刺激応答性構造色バルーンの開発とマイクロカプセルによる金ナノロッド配列構造の形成

1.光硬化性樹脂ポリ桂皮酸ビニルを球殻部位に有する構造色バルーンの溶媒及び光応答性構造色バルーン、すなわち直径数百μm、膜厚数百nmのマイクロカプセルは、薄膜干渉によって様々な色を発現する。この構造色バルーンは膨張、収縮に伴い膜厚と色調の変化が起こる。カプセルの球殻部位にポリ桂皮酸ビニルを用いた物は紫外光照射によって光硬化性を示すため、構造色の溶媒応答性が光制御できる。まずバルーンの周辺の溶媒をアセトン/水混合溶媒に交換すると、サイズ変化とそれに伴う色調変化が確認出来た。これに紫外光を照射したところ、変形前、変形中のいずれにおいてもサイズ変化速度を制御出来ることを確認した。特に変形中における紫外光照射では任意のサイズと色調に固定化することが可能であった。このような応答性の変化は、三次元ネットワークの形成による溶媒含有・透過速度の減少および機械的耐久性の向上に由来する変形速度の低下によると推測された。2.液晶の欠陥線を利用した有機ナノ粒子の二次元配列液晶中では、配向の異なる領域の境界に欠陥が発生し、その周囲には配向ひずみ由来のポテンシャル極大が形成される。この欠陥領域に球状の多分岐型高分子を選択的濃縮させる方法を確立させた。無配向状態(等方相)の液晶に対しては、高分子は均一に溶解した。温度を下げ配向秩序の高いネマチック相にしたところ、液晶と高分子の相分離が起こり、同時に欠陥線部分への高分子の濃縮が確認できた。特にコレステリック相では、液晶配向制御との組み合わせによって二次元周期構造を大スケールに形成させることに成功した。またこの多分岐型高分子と同程度の粒径を有するAuナノ粒子を液晶被覆して導入したところ、同様に欠陥線への濃縮が確認された。これは無機/金属ナノ粒子を用いた大スケールの二次元周期構造が形成可能であることを意味しており、光学挙動などの変化が期待される。24年度が最終年度であるため、記入しない。構造色とは、可視光の波長と同じ程度(数百nm)の微細な物理的構造と光学的効果(回折、反射、干渉など)によって色が発現する現象である。構造色バルーン、すなわち直径数百μm、膜厚数百nmのポリスチレンマイクロカプセルは、薄膜干渉によって様々な色を発現する。この構造色バルーンは浸透圧による膨張、表面張力による収縮を起こし、それに伴い膜厚と色調の変化が起こることを研究代表者らが以前発見した。平成23年度は、この構造色バルーンに溶媒応答性だけでなく光応答性を付与することを目的とし、光硬化性ポリマーを用いてバルーンを調製した。ポリ(ビニルシンナメート)(PVC)は光環化付加反応によってポリマー主鎖同士が架橋されることが知られている。よってPVCで形成された構造色バルーンに紫外光照射すると三次元ネットワーク構造が形成されてポリマー球殻の機械的耐久性が向上し、変形が起こりにくくなると期待される。PVC(重量平均分子量Mw=177000)を材料とし、二重乳化法によって構造色バルーンを調製した。このバルーンの溶媒応答性を確認するために、フローセルとシリンジポンプを用いアセトン/水混合溶媒を導入すると、サイズ変化とそれに伴う色調変化が確認出来た。PVCはこの混合溶媒に難溶であるため、薄膜のポリマー総量は変化せず、バルーンのサイズ変化に伴って膜厚が変化することにより色調の変化が起こったと推測された。バルーン変形前に紫外光照射した場合には収縮を停止させられたのに対し、光照射しなかったものではバルーンの収縮と共に大幅な色調変化が見られた。これを応用し、任意の色調を呈したところで色調変化を停止させられることも確認した。このような応答性の変化は、三次元ネットワークの形成による溶媒含有・透過速度の減少および機械的耐久性の向上による変形速度の低下によると推測された。

またこの多分岐型高分子と同程度の粒径を有するAuナノ粒子を液晶被覆して導入したところ、同様に欠陥線への濃縮が確認された。これは無機/金属ナノ粒子を用いた大スケールの二次元周期構造が形成可能であることを意味しており、光学挙動などの変化が期待される。24年度が最終年度であるため、記入しない。当初計画通り、構造色バルーンに溶媒応答性以外の別の応答性を付与することに成功した。また次年度(24年度)目標である金ナノロッドに関して多少の試行を行い、報告の時点での進展は無いが、進捗としては当初計画通りである。構造色バルーンの材料として硫黄系高分子を用い、金ナノロッドと接合させることで配列構造を形成させる。またイオン液体由来ポリマーの合成と、イオン交換による屈折率変化、それに伴う構造色変化についても検討を行う。
イギリス諸島における社会系教科教育課程の多様性にみられる普遍性と固有性

イギリス諸島地域では,地域毎に教育課程が異なる。社会系教科教育課程の場合,イングランドとウェールズは地理科・歴史科カリキュラムであり,北アイルランド及びアイルランド共和国も近似する一方,スコットランドは統合的な社会科カリキュラム形態であることを現地調査をふまえ臨床的に明らかにした。さらに,カリキュラム及び学習対象といった外形面では地域固有的な差異がある一方,育成学力論・学力観には普遍的内容の通底が示唆されることを地理教育を事例に見いだした。研究第2年次である平成24年度は,次のような研究と成果発表を行った。1前年度までの研究成果を,日本地理教育学会・日本社会科教育学会における一般発表,並びに人文地理学会における特別研究発表(招待発表)にて報告し,学会活動へ還元した。2日本地理学会web査読学会誌「E-jpurnalGEO」の地理教育特別号編集委員長として,前年度までの成果ををふまえて編集を指揮し巻頭言を記した。3日本社会科教育学会刊行の『新編社会科教育学事典』を,研究成果をふまえて分担執筆し公刊した。4国際地理学連合(地理教育専門委員会)大会・EuroGEO(ヨーロッパ地理教育研究者協会)大会(8月:ドイツケルン)に参加し,イギリスを含めた地理教育研修者と交流しするとともに,日本へ来日したロンドン大学地理教育学教室主任教授Dr.D.Lambertと東京で交流し,本研究課題に関する情報収集・研究討議を行った。研究最終年度である平成25年度は,次の研究を行った。1平成24年度までの研究成果を日本との国際比較の視座から考察し,アメリカ合衆国ロサンゼルスで開催された国際的学会大会「アメリカ地理学会」国際地理教育研究セッションで発表した。2イギリスの追加調査として,スコットランド地理教師協会及び中等教育学校訪問調査を遂行した。3スコットランドの社会科・地理教育におけるカリキュラム変遷についての研究成果を,日本地理教育学会で発表した。4これまでの研究成果を総合的に振り返り,教育課程の普遍性と固有性の背後にある学力象を国際的視点から検討する必要があることを見いだした。初年度である平成23年度は,アイルランド及び北アイルランドを主研究対象地域とし,次のような研究を行った。(1)アイルランド及び北アイルランドの社会系教科教育に関する文献・教材資料の収集と,現地調査の打ち合わせ。(2)これまでの研究成果を基にしたアイルランドの社会系教科教育・地理教育に関する発表を,日本地理教育学会大会で,アイルランド国立大学メイヌース校(アイルランド唯一の公立教育大学)地理教育担当研究者Dr.S.Waddingtonと連名で実施した。(3)北アイルランドに関しては,アルスター大学地理教育学研究室(コールレーン)のDr.C.Lindaをカウンターパートにした現地調査を9月末に遂行し,現地学校訪問を含む情報収集・研究交流を行った。(4)それまでの研究成果を,日本地理学会学術大会及び日本社会科教育学会全国大会で口頭発表するとともに,関連論文・書籍で活用し,学会・社会へ成果還元を図った。研究計画に沿い,別記のような研究及びその成果発表を行ったため。研究計画に沿った文献調査・現地調査・学会発表等を行ったため。今後の研究方策は,次の二つに大別される。第一は,1これまでのアイルランド地域の社会系教育に関する研究成果をふまえたブリテン島地域の調査,2最終年度として,上記調査結果をふまえた本研究課題(イギリス諸島における社会系教科のカリキュラムの多様性・固有性・普遍性解明)のとりまとめ,である。第二は,24年度の調査・成果発表で得られた新知見(イギリス諸島の社会系教科カリキュラムが欧州・USAを中心とした世界的動向に置かれている位置と特色の予察的知識)を,動態的に解明する方策の策定である。これは,本課題研究成果を,グローバルに発展させる企図を有している。今年度は,次のような研究計画に基づく使用となる予定である。1ブリテン島地域における現地調査。2研究成果の,国内学会・国際学会での発表ととりまとめ。3補足関連資料の収集・国際的情報交換の実施と研究成果の発展方策の策定。2年目の24年度は次のような研究計画に基づく使用となる予定である。(1)4月8月:スコットランド及び大陸諸国の社会系教科教育に関する文献・教材資料の収集と,現地調査の打ち合わせ。(2)89月:スコットランド及び大陸諸国に関する現地調査(3)10月3月現地収集データの整理・分析と成果の学会発表(中間発表,日本国内)(4)10月3月:上記中間報告内容の再検討,並びに次年度以降の研究のための文献・教材資料の収集及び現地共同研究者との交流・調整
トルコにおける被災市街地の移転復興が現地復興に与えた影響と復興手法としての可能性

災害からの復興の仕方は、国や地域によって異なる。被災した地域の文化、社会経済状況、地域社会構造、法制度の特徴が反映されるからである。1999年マルマラ地震では、トルコの災害法の規定に基づき、震災復興の第1段階は、全壊した住宅と事業所を、郊外に新規開発した復興住宅団地に「移転復興」させることであった。この段階は、地震の直後から取り組まれ、20002004年に約43千戸の恒久住宅と約1000戸の復興個人事業所の建設・供給によって基本的に完了した。一方、被災市街地での現地復興については、安全性に配慮して、地盤条件に対応させて個別耐震基準の遵守とともに都市計画による建築階数規制がダウンゾーニングされ、建物の階数制限が強化された。被災した68階建の建物が、再建にあたっては24階建以下に制限された。それは郊外に移転復興する住宅と事業所の空間量を差し引いた被災市街地の再建空間計画であった。しかし、郊外に移転した事業所の営業はふるわず、被災市街地の中心商業地域では2階建の仮設店舗が再建され、賑わいを取り戻しだしたのが20032006年頃で、これが復興第2段階である。一方、これらの郊外に供給された復興住宅・事業所を獲得する権利は借家層にはないこともあって、全壊しなかった損傷程度の建物は修理して使い回されるようになっていった。本研究の成果では、上記のような復興過程に引き続き、2007-2009年を研究期間とし、第3段階の被災市街地の復興実態を明らかにした。空地が増えていた被災市街地では、商店街での現地再建が急速に進展しはじめた。主要な被災都市であるアダパザル市とデールメンデレ市の中心市街地を事例都市として、定期的な現地踏査による市街地の復興過程と街並み景観の変化をデータ化し、階高不揃いの街並み再建の実態を明らかにした。同時に、この時期にトルコの地方自治体制度が改定され、大都市自治体制度に移行し、被災市街地の復興から大都市圏整備計画としての都市開発に移行している現状を明らかにした。さらに、被災市街地での再建および新築建物の階高制限にもかかわらず、全員合意の区分所有制度は改定されず、被災建物の再建復興は、個人あるいは企業が、区分所有者の権利を買い集めることによって個人建物として再建が進んでいることを明らかにした。こうした都市復興の理解と同時に、10人の被災者への詳細なインタビュー調査を実施し、被災者の生活再建過程について都市部では復興への関わり方を通して、被災者の個々の復興過程の多様化の実態を明らかにした。1999年8月及び11月に発生した二つの地震の複合災害であるマルマラ地震から8年目を迎えた。被災都市郊外に住宅団地を新規開発する、自己所有建物が全壊した被災者に対する住宅と事業所の「移転復興」は公共事業として完了した。アダパザル市の全壊したサカルヤ県庁舎の郊外移転復興は未だ途上にある。

その復興住宅団地では、居住者の生活が落ち着く一方、事業所活動は経営的に困難を極めた現状にある。2007年9月に実施した被災地の現地調査では、被災市街地での「現地復興」は、業務施設(自動車販売などロードサイド系店舗や中心商店街での商業・業務施設)は、震災後の施行された建築制限によって2階あるいは3階建てという低層建物による再建復興が進みつつあるものの、全壊した集合住宅では、都市計画規制強化のもので権利調整ができず補修されないまま放置状態にあり再建のめどが立っていない現状と、一部被災集合住宅が権利を買い集めて再建されている状況を確認することができた。さらに、半壊あるいはそれ以下の被害のため現存している被災建物は個別の補修が進められているものの耐震補強的改修は進まず、その建物補修と取り壊された建物の再建に一体的に取り組み、既成市街地の震災復興を如何に計画的に進めるのか、被災自治体は大きな課題に直面している。そこで、被災市街地の「現地復興」の実施に大きく関わる新大都市自治体制度及び建設関連制度、災害法制度(改定案)について、収集した現地資料の翻訳を進めた。大都市制度の改正によって、大都市自治体への合併的移行が進み、被災時と異なる自治権限委譲が予定され、被災市街地の現地復興が自治体によって異なる展開となることが予想される。また、次の災害に備えて進められた災害法の改訂は議決されていないが、膨大な被害が想定されるイスタンブル地震への災害対応・復興対応を考察するために、改訂法案の翻訳を進めた。トルコ・マルマラ地震から9年目の復興状況について、アダパザル市及びデールメンデレ市での現査と、10名の被災者についてそれぞれの住宅・生活及び事業所・仕事の再建・復興プロセスについヒアリング調査を実施した。自己所有していた住宅及び事業所が全壊した被災者を対象に、郊外に復興住宅団地及びそのセンター地区に復興業務ビルを建設するという「移転復興」がこの地震災害の最も特徴的な復興プロセスである。そこでは復興住宅での居住生活の落ち着きに対して、復興業務ビルでは地上階以外の2階、3階で基本的に空家状態が継続しており、当初の移転復興は業務に関しては成功しなかった。他方、本研究のテーマである都市計画的に審査以前の半分の規模しか建物の復興新築が許可されない被災地の「現地復興」では、業務ビル及び区分所有の集合住宅の再建が活発に進んできた。業務ビルの再建事例は、全壊した被災ビルの関係権利者の合意による再建は規模半減規制のため不可能で、有力権利者か全権利を買い取ることで、店舗等を3階建てで再建し、余剰床を賃貸するという再建プロセスが一般化していること、集合住宅では個人またな住宅開発企業が区分所有権利を買い集めて土地権利を個別化し、3階建ての集合住宅を新規建築して分譲するというプロセスでの市街地復興が急速に進展していることが確認された。そこには、被災者ではなく被災と無関係に転入してきた人々が住宅を購入して居住し始めている。さらに、半壊や一部損壊で修復した集合住宅では、被災者の多くが転出し、その住宅は賃貸住宅として供され、相対的に安い家賃のため学生や所得の相対的に少ない人が居住しているのが現状であることが明らかとなった。トルコ・マルマラ地震から10年目の復興状況について、アダパザル市を中心に現地復興調査を実施するとともに、震災10周年記念事業に参加して、発表と討論を行った。
表面微細加工によるマイクロチップの沸騰冷却制御

素子の高集積化およびクロック周波数の増大に伴い、コンピュータチップの発熱密度が増大している。これに対する高性能冷却法として不伝導性液体を用いた浸漬沸騰冷却が考えられているが、液体の高い濡れ性のため沸騰開始に必要な伝熱面過熱度が高く、沸騰開始前後でチップ温度のオーバーシュートがかなり大きくなることが主な原因で実用化に至っていない。本研究は、一般の液体に対しては沸騰核として有効であるリエントラント型のキャビティが上述のような高濡れ性液体の場合にも有効であるかどうかを実験的に確かめることを第一の目的とした、模擬チップの沸騰開始および沸騰熱伝達に関する研究である。試験液体はフロリナートFC-72、伝熱面はシリコンウエハを切り出した10×10mm^2の模擬チップであり、その表面には半導体の製造技術を用いてリエントラントキャビティが設けてある。キャビティの口径3種類(1.6μm、3μm、9μm)および個数密度2種類(81および9.6×10^3個/cm^2、それぞれピッチ1mmおよび0.1mmに相当)の場合および平滑面の場合について実験を行った。また、FC-72中の溶存空気の影響を明らかにするため空気のモル分率が約3×10^<-4>(脱気状態)と約3×10^<-3>(過冷度25Kにおける飽和状態)の二つの条件でそれぞれ実験を行った。結果は以下のとおりである。(1)沸騰開始温度は溶存空気の量によって大きく異なるがキャビティ径および液体過冷度による影響は小さい。(2)脱気状態の場合、沸騰開始温度はキャビティ口径から求められる臨界過熱度よりかなり高い。したがって、キャビティ内に液が進入し不活性になっていると考えられる。また、既存の不均室核生成理論では沸騰開始が説明できないと考えられる。(3)キャビティを有するチップの伝熱特性は平滑面チップよりかなり優れており、限界熱流束も高くなる。(4)空気溶存状態の場合の伝熱特性は脱気状態の場合に比べてやや高い。電子素子の高集積化に伴う発熱密度の増加に対するチップの高性能冷却法として,不伝導性液体を用いた浸漬沸騰冷却が考えられている.しかし,核沸騰開始時に伝熱面温度がオーバーシュートし,かつこの沸騰開始温度が不安定である問題を有することが実用化の妨げとなっている.本研究では,一般の液体に対しては有効と考えられているリエントラント型のキャビティ(口径が内部の空洞部より小さい孔)が濡れ性の高い液体についても沸騰開始温度制御法とし有効かどうかを検討した.伝熱面は厚さ0.5mmのシリコンウェハを10×10mm^2に切った模擬チップであり,試験液体FC-72の中に浸漬されて直接通電加熱される.リエントラントキャビティは,Si02のスパッタリング,電子線リソグラフィ,湿式エッチングの組み合わせにより模擬チップ表面に1mmまたは0.1mmの間隔で作製した.実験は口径が1μmおよび3μmのキャビティを有するチップと平滑面チップの三種類を用いて,沸騰開始温度に及ぼすキャビティの口径と配列密度および液過冷度(3K,25K)の影響をプール沸騰実験により調べた.また,溶存空気量の影響を調べるために過冷液を脱気した場合と空気を充分に溶存させた場合について比較実験を行った.

その結果,FC-72のような濡れ性の高い液体に対しても,本実験で用いたリエントラント型のキャビティは沸騰開始温度の低減に有効であること,溶存空気が沸騰開始温度の低下および沸騰熱伝達に及ぼす効果が極めて大きいこと,口径1μmのキャビティは口径3μmのものよりも沸騰開始温度が比較的低いこと等を明らかにした.また,口径1μmのキャビティの沸騰開始温度については既存の不均質核生成の理論により説明できるが,口径3μmの場合には理論値よりも高い値を示した.素子の高集積化およびクロック周波数の増大に伴い、コンピュータチップの発熱密度が増加している。これに対する高性能冷却法として不伝導性液体を用いた浸漬沸騰冷却が考えられているが、液体の高い濡れ性のため沸騰開始に必要な伝熱面過熱度が高く、沸騰開始前後でチップ温度のオーバーシュートがかなり大きくなることが主な原因で実用化に至っていない。本研究は、一般の液体に対しては沸騰核として有効であるリエントラント型のキャビティが上述のような高濡れ性液体の場合にも有効であるかどうかを実験的に確かめることを第一の目的とした、模擬チップの沸騰開始および沸騰熱伝達に関する研究である。試験液体はFC-72、伝熱面は表面に半導体の製造技術を用いてリエントラントキャビティを設けたシリコンウエハ(10×10mm^2)である。本年度は、未沸騰域から限界熱流束までの沸騰曲線全体が得られるように装置の改良を行うとともに、口径3μm、9μmのキャビティを0.1mm間隔で9.6×10^3個/cm^2の密度で設けた表面微細加工チップおよび無垢の平滑面チップの三種類について実験を行った。その結果をまとめると以下のとおりである。(1)表面微細加工チップの沸騰開始過熱度は最高で約20K、伝熱面温度のオーバーシュートは約14Kである。この温度はキャビティの口径を臨界半径とする気泡の成長に必要な伝熱面過熱度に比べてがなり大きい。したがって、キャビティは内部に液体が入り込んで不活性となっており、沸騰開始過熱度を決めるスケールはより小さい。(2)表面微細加工チップは平滑面チップより伝熱特性に優れ、熱流束は約58W/cm^2高く、伝熱面温度は約610K低くなる。また、口径の異なる二種類のチップを比較すると伝熱面過熱度が24K以下では9μmのチップが、それ以上の高過熱度では3μmのチップの伝熱特性が優れるが、その差は小さい。(3)表面微細加工チップの限界熱流束は最高で約25W/cm^2(過冷度25Kの場合)であり、平滑面チップより5W/cm^2程度高い。