hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自己組織化単分子膜の微細パターニングを用いたナノ光学素子

本研究は,自己組織化単分子膜上にナノレベルのパターニングを行い,それがナノ光学素子作成に有効であることを示すものである.近年,ナノメートルオーダの分子レベルにおいて,自己組織化プロセスが注目されている.ナノオーダの構造を有する自己組織化単分子膜(SAMs : self assembled monolayer,以下SAM膜と称す)は,界面活性な有機物の極性部会と基板表面との相互作用によって分子が表面に吸着し,しかも非極性部分に働く分子間の相互作用によって分子同士が集合して整然と並ぶことで形成される膜である.このSAM膜の作製は,成膜しようとする表面を溶液に浸すことで高密度で充填した単分子膜が形成される.本研究では,SAM膜上にマイクロコンタクトプリンティング法によってナノオーダのパターニングを行い,親水・疎水性の区別が明確な極微細なパターンを創生すること,すなわち,数ミクロンから数百ナノのサイズの発光素子を製作し,高精細な未来の画像表示装置の発光素子としての有効性を示すことを目的とした.本研究は,安定した膜構造を有する自己組織化単分子膜に,微細なパターニング技術を融合する形で遂行したものであり,従来にはないような微細な,しかも安定したナノパターンが得られ,自己組織化単分子膜の表面の濡れ特性を利用することによって,超高解像度のディスプレーが実現できる.本研究では,精細な凹凸を持つシリコンゴムなどの材料にアルカンチオールなどを塗布し,基板表面の押し付けることによって,ナノオーダのパターニング精度を持つ単分子のパターンを形成した.コンタクトプリンティングと呼ばれるこの手法は,容易に大量生産等の産業技術への応用が可能である点も重要である.実験として親水部・疎水部を予めパターニングしておくことにより,親水部のみに選択的に導電性高分子膜を形成することができる.この手法をコンタクトプリンティングと組み合わせることで,ナノオーダの親水パターンに発光素子の有機材料を選択的に吸着させることが可能であり,直接SAM膜によって発光色素や光変調素子などをパターニングすることも可能である.すなわち,光の波長より小さい精度で光学素子を製作することができた.本研究は,自己組織化単分子膜上にナノレベルのパターニングを行い,それがナノ光学素子作成に有効であることを示すものである.近年,ナノメートルオーダの分子レベルにおいて,自己組織化プロセスが注目されている.ナノオーダの構造を有する自己組織化単分子膜(SAMs : self assembled monolayer,以下SAM膜と称す)は,界面活性な有機物の極性部会と基板表面との相互作用によって分子が表面に吸着し,しかも非極性部分に働く分子間の相互作用によって分子同士が集合して整然と並ぶことで形成される膜である.このSAM膜の作製は,成膜しようとする表面を溶液に浸すことで高密度で充填した単分子膜が形成される.本研究では,SAM膜上にマイクロコンタクトプリンティング法によってナノオーダのパターニングを行い,親水・疎水性の区別が明確な極微細なパターンを創生すること,すなわち,数ミクロンから数百ナノのサイズの発光素子を製作し,高精細な未来の画像表示装置の発光素子としての有効性を示すことを目的とした.本研究は,安定した膜構造を有する自己組織化単分子膜に,微細なパターニング技術を融合する形で遂行したものであり,従来にはないような微細な,しかも安定したナノパターンが得られ,自己組織化単分子膜の表面の濡れ特性を利用することによって,超高解像度のディスプレーが実現できる.本研究では,精細な凹凸を持つシリコンゴムなどの材料にアルカンチオールなどを塗布し,基板表面の押し付けることによって,ナノオーダのパターニング精度を持つ単分子のパターンを形成した.コンタクトプリンティングと呼ばれるこの手法は,容易に大量生産等の産業技術への応用が可能である点も重要である.実験として親水部・疎水部を予めパターニングしておくことにより,親水部のみに選択的に導電性高分子膜を形成することができる.この手法をコンタクトプリンティングと組み合わせることで,ナノオーダの親水パターンに発光素子の有機材料を選択的に吸着させることが可能であり,直接SAM膜によって発光色素や光変調素子などをパターニングすることも可能である.すなわち,光の波長より小さい精度で光学素子を製作することができた.本年度は,主に自己組織化単分子膜の評価(膜表面の接触角測定による濡れ性の評価やナノインデンテーションによる超微小硬さ等)と,従来から行っているMEMSの研究で培われたマイクロパターニングの技術によってパターニング作成の最適条件を確定する基礎データを蓄積した.以下にその詳細を述べる.膜表面の接触角の測定は,表面の濡れ物性の重要なデータとなるものである.これは接触角測定装置を用いて,主に接触角度と浸漬時間との関係を詳細に測定した.このデータから,自己組織化単分子膜は浸漬後約30分で形成されることが明らかになった.また,この接触角測定から,表面の濡れ方の度合いを比較することが可能であり,ミクロな表面物性を自由自在に変化させることにより濡れ物性(親水性や疎水性)をコントロールすることが可能であることが確認できた.ナノインデンテーションによる超微小硬さ測定は,研究代表者が従来から積極的に行っている研究テーマである.これは超微小押込み硬さ

試験機を用いて,圧子の押込み深さと押込み荷重との関係を連続的に測定することによって表面を評価する.本測定では,自己組織化単分子膜を形成した表面を対象に,圧子の押込み荷重をパラメータとして測定し,基礎データを蓄積した.表面のマイクロパターニングについては,転写する際の実験条件を把握するために比較的大きなサイズ(一辺が10μm角)の精細な凹凸を持つマイクロパターンをシリコンゴム上に形成させ,その面にアルカンチオール,アミノシランなどの単分子を塗布し,基板表面に押し付けることでマイクロオーダのパターニング精度を持つ単分子のパターンを形成することができた.本年度は,昨年度の結果を踏まえて,昨年に引き続き,主に自己組織化単分子膜の表面の評価と,マイクロパターニングの技術によって,パターニング作製の最適な条件を確定するために,諸条件の実験を実施し,データを蓄積した.以下に,本年度に得られた結果等を述べる.本年度は,特に表面のマイクロパターニングにおける転写する際の実験条件について,最適な負荷荷重や負荷時間,パターニング間隔,マイクロパターニングの一辺の長さ,深さ等を確定するために,詳細な実験を行った.表面に形成するマイクロパターニングについては,転写する際の最適な条件を把握するために,昨年度(一辺が10μm角)に比較して,本年度はより小さなサイズ(一辺が1μm角)の微細な凹凸を持つマイクロパターンを,有機材料を比較的容易に転写可能なPDMS(シリコンゴム)上に形成させた.本実験では,PDMSの凹凸部分に,アルカンチオール,アミノシラン等の自己組織化する単分子の膜(SAM膜)を綿棒で均一に塗布し,事前に表面上を洗浄したガラスウエーハ上に転写する.この場合の負荷荷重や負荷時間をパラメータとして実験を行った.その結果,負荷荷重については1020gfが,負荷時間については10秒が本実験の範囲では,最適であることが確認された.また,転写したパターン上にSAM膜が形成されているかどうかを,蛍光色素(発光素子の有機材料)を塗布することによって確認した.これは,転写されたパターンに蛍光色素が選択的に吸着させる方法で,この確認によって,本方法が今後の光学素子の製作に応用される可能性を示すことができた.本研究は,自己組織化単分子膜上にナノレベルのパターニングを行い,それがナノ光学素子作成に有効であることを示すものである.近年,ナノメートルオーダの分子レベルにおいて,自己組織化プロセスが注目されている.ナノオーダの構造を有する自己組織化単分子膜(SAMs : self assembled monolayer,以下SAM膜と称す)は,界面活性な有機物の極性部分と基板表面との相互作用によって分子が表面に吸着し,しかも非極性部分に働く分子間の相互作用によって分子同士が集合して整然と並ぶことで形成される膜である,このSAM膜の作製は,成膜しようとする表面を溶液に浸すことで高密度で充填した単分子膜が形成される.本研究では,SAM膜上にマイクロコンタクトプリンティング法によってナノオーダのパターニングを行い,親水・疎水性の区別が明確な極微細なパターンを創生すること,すなわち,数ミクロンから数百ナノのサイズの発光素子を製作し,高精細な未来の画像表示装置の発光素子としての有効性を示すことを目的とした.
加齢に伴う毛包幹細胞の変化とそのメカニズムの解明

これまでの研究により、加齢したマウスにおいて、毛周期の進行にともない毛包幹細胞が枯渇し、結果として脱毛することを明らかにしていた。加齢(ゲノム損傷)に伴い、皮膚にどのような組織学的な変化が見られるのか解析したところ、毛包幹細胞自身がK1などの表皮角化細胞の分化マーカーを発現し、毛包幹細胞が表皮分化している事が明らかとなった。さらに、若齢マウスと加齢マウスから毛包幹細胞をセルソーターにより回収し定量PCRを行ったところ、c-mycやNotch1など、表皮角化細胞の分化に関わる遺伝子の発現変化を見出だした。c-mycはWntシグナルのターゲット遺伝子である事から、Wntシグナルに着目したところ、実際にWntシグナルが加齢したマウスの毛包幹細胞で亢進している事も明らかとなった。加えて、Wntシグナルが亢進しているマウスにおいて、毛包幹細胞が表皮角化細胞の分化マーカーを強く発現している事を見出だし、毛包幹細胞の加齢とWntシグナルとの関連性が明らかとなった。加齢やゲノム損傷に伴う毛包幹細胞の変化を分子レベルで解明すべく、毛包幹細胞における遺伝子の発現変化にも着目し、網羅的な遺伝子発現解析を実施した。若齢マウスと加齢マウスから毛包幹細胞をセルソーターにより純化しマイクロアレイ解析を行った。加齢マウスから純化した毛包幹細胞の遺伝子発現プロファイルが、若齢マウスから純化した毛包幹細胞の遺伝子発現プロファイルに比べ、表皮角化細胞の遺伝子発現プロファイルに近づいている事が明らかとなった。26年度が最終年度であるため、記入しない。【研究計画1】加齢やゲノム損傷に伴う毛包幹細胞及び微小環境の組織学的解析⇒加齢に伴い皮膚にどのような組織学的な変化が見られるのか解析した。・加齢に伴い毛包幹細胞においてゲノム損傷応答が起こっている事を確認した。・毛包幹細胞がゲノム損傷を受けると、毛包幹細胞は自己複製能を失い、ニッチ内で異所性の分化を示す事を確認した(Klなどの表皮角化細胞の分化マーカーが毛包幹細胞においても認められた)。・加齢に伴い、最終的に毛包幹細胞が枯渇し、脱毛する事を確認した。加齢やゲノム損傷に伴う毛包幹細胞の変化の本質を解明すべく、毛包幹細胞やニッチにおける遺伝子の発現変化にも着目し研究を進めた。しかしながら、候補分子からのアプローチだけでは限界があり、また想定外の発現変化を見落す可能性が高いため網羅的な解析を行う事を視野に入れている。そこで、【研究計画II】を現在実施中である。【研究計画II】加齢やゲノム損傷による毛包幹細胞での遺伝子発現変化の解析Step1)セルソーターを利用し毛包幹細胞を純化する実験系をセットアップした。Integrinα6、CD34、Sca1を指標に、マウスの毛包幹細胞をセルソーターにより純化する実験系をセットアップした。Step2)『若齢マウス(7・8weeks)』と『加齢マウス、あるいはゲノム損傷マウス』から毛包幹細胞をセルソーター(FACSAriaII)により純化し、定量PCRを行う事で毛包幹細胞での遺伝子の発現変化を解析した。実際に『加齢マウス、あるいはゲノム損傷マウス』の毛包幹細胞において、Lhx2などの毛包幹細胞のマーカー遺伝子の発現低下を見出だし、またc-mycやNotch1など、表皮角化細胞の分化に関わる遺伝子の発現変化も見出だした。Step3)純化した毛包幹細胞を用い、遺伝子の発現変化をマイクロアレイにより網羅的に解析する(準備中)【研究計画I】加齢やゲノム損傷に伴う毛包幹細胞の組織学的解析の進展状況・加齢に伴い毛包幹細胞においてゲノム損傷応答が起こっている事を確認した(前年度)。・ゲノム損傷(加齢)にともない毛包幹細胞が表皮分化している事が明らかとなった(毛包幹細胞の運命追跡実験)。・加齢したマウスにおいて、毛周期の進行にともない毛包幹細胞が枯渇し、結果として脱毛することを明らかにした。・加齢したマウスの毛包幹細胞細胞において細胞老化は観察されなかった。・『若齢マウス』と『加齢マウス』の毛包幹細胞から抽出したRNAを用い定量PCRを行ったところ、c-mycやNotchlなど表皮角化細胞の分化に関わる遺伝子の発現変化も見出だした。→c-mycはWntシグナルのターゲット遺伝子である事から、加齢マウスの毛包幹細胞におけるWntシグナルという点に着目し、Wntシグナルが亢進しているマウスを導入し、現在解析を行っている。毛包幹細胞における遺伝子の発現変化にも着目し研究を進める。しかしながら、候補分子からのアプローチだけでは限界があり、また想定外の発現変化を見落とす可能性が高いため網羅的な解析を行う事を視野に入れている。【研究計画II】加齢による毛包幹細胞での遺伝子発現変化の解析の進展状況Step2)『若齢マウス』と『加齢マウス』から毛包幹細胞をセルソーターにより純化し、定量PCRを行う事で毛包幹細胞での遺伝子の発現変化を解析した(研究計画I参照)。Step3)抽出したRNAを用い、マイクロアレイにより網羅的な遺伝子発現解析を行い、毛包幹細胞を制御する因子の特定を試みる。加えて、色素幹細胞にも着目し、毛包幹細胞において発現し色素幹細胞のニッチ因子として働く因子の特定も試みる(準備中)。

これまでの研究により、加齢したマウスにおいて、毛周期の進行にともない毛包幹細胞が枯渇し、結果として脱毛することを明らかにしていた。加齢(ゲノム損傷)に伴い、皮膚にどのような組織学的な変化が見られるのか解析したところ、毛包幹細胞自身がK1などの表皮角化細胞の分化マーカーを発現し、毛包幹細胞が表皮分化している事が明らかとなった。さらに、若齢マウスと加齢マウスから毛包幹細胞をセルソーターにより回収し定量PCRを行ったところ、c-mycやNotch1など、表皮角化細胞の分化に関わる遺伝子の発現変化を見出だした。c-mycはWntシグナルのターゲット遺伝子である事から、Wntシグナルに着目したところ、実際にWntシグナルが加齢したマウスの毛包幹細胞で亢進している事も明らかとなった。加えて、Wntシグナルが亢進しているマウスにおいて、毛包幹細胞が表皮角化細胞の分化マーカーを強く発現している事を見出だし、毛包幹細胞の加齢とWntシグナルとの関連性が明らかとなった。加齢やゲノム損傷に伴う毛包幹細胞の変化を分子レベルで解明すべく、毛包幹細胞における遺伝子の発現変化にも着目し、網羅的な遺伝子発現解析を実施した。若齢マウスと加齢マウスから毛包幹細胞をセルソーターにより純化しマイクロアレイ解析を行った。加齢マウスから純化した毛包幹細胞の遺伝子発現プロファイルが、若齢マウスから純化した毛包幹細胞の遺伝子発現プロファイルに比べ、表皮角化細胞の遺伝子発現プロファイルに近づいている事が明らかとなった。26年度が最終年度であるため、記入しない。マウスの毛包幹細胞において、加齢に伴いゲノム損傷応答が蓄積している事を見出だした。そして毛包幹細胞がゲノム損傷を受けると、毛包幹細胞は自己複製能を失い、一方で表皮角化細胞の分化マーカーの発現を示し、最終的には毛包幹細胞の枯渇を伴った脱毛を示す事を見出だした。この様に、加齢に伴う毛包幹細胞システムの破綻、及びそれに伴う脱毛を見出だしたことから、研究がおおむね順調に進展していると判断している。今後は、純化した毛包幹細胞を用いてマイクロアレイ解析を行う事で、加齢やゲノム損傷に応じて、毛包幹細胞が分子レベルでどのような変化を示すのか理解することができると考えている。そして毛包幹細胞がゲノム損傷を受けると、毛包幹細胞は自己複製能を失い、毛包幹細胞の枯渇による脱毛を示す事を見出だした。また加齢したマウスの毛包幹細胞においてc-mycやNocth1などの表皮角化細胞の分化に関わりを持つ遺伝子が発現上昇している事、加えてWntシグナルが亢進している事を発見し、分子レベルでの解析もさらに進んでいる。組織レベル、分子レベルでの解析はおおむね順調に進んでいると考えている。今後は、純化した毛包幹細胞を用いてマイクロアレイ解析を行う事で、加齢に応じて、毛包幹細胞が分子レベルでどのような変化を示すのかさらなる理解が進むと考えている。加齢やゲノム損傷に伴う毛包幹細胞の変化の本質を解明すべく、毛包幹細胞やニッチにおける遺伝子の発現変化にも着目し研究を進める。しかしながら、候補分子からのアプローチだけでは限界があり、また想定外の発現変化を見落とす可能性が高いため網羅的な解析を行う事を視野に入れている。
文化政策による地域活性化の実態及び効果に関する総合的研究

1.芸術文化活動についての全国実態調査地方公共団体(39道府県)が地域振興の観点から実施、支援してきた芸術文化活動(各県10件程度)を対象に、事業主体、特色、内容、形態等25項目にわたって調査し、統計的手法により分析した。これにより、全国的な数値データを得るとともに、開催による効果、今後の改善点等を把握した。2.個別事例についての調査(1)長浜市の住民意識調査:(株)黒壁を中心に特異な地域振興を図っている長浜市について、文化事業に関する住民意識調査(21項目にわたるアンケート)を実施し、市民の文化についての意識を浮き彫りにした。(2)各地の特色ある文化事業の調査:特色ある文化事業、これを展開している文化施設、及び関係の自治体を対象に実地調査を実施し、その実態を把握、分析した。(3)文化指針における理念の分析:文化指針を策定している25県中11県について、その理念を分析し、各県の文化政策についての基本的な考え方を把握した。3.総括以上の結果を総合し、地域における芸術文化事業の教育・経済・社会等に及ぼす効果を測定し、各自治体の文化政策についての理念を把握し、問題点・課題を抽出するとともに、成功事例を中心とするモデルを提示し、今後の望ましい地域文化政策の基本的方向を明らかにすることができた。平成7年度には、地方公共団体が地域活性化の観点から実施している芸術文化事業に係る全国実態調査及び特定のパイロット事業についての第1次実地調査を行った。1.パイロット事業についての第1次実地調査全国で実施されている先駆的・先進的なパイロット事業を抽出し、第1次の現地調査を行った。対象:富山県利賀村、北海道札幌市・富良野町、三重県、滋賀県、愛知県、静岡県、新潟県、愛媛県、浜松市等の行政当局、文化施設、文化事業内容:行政当局、芸術文化関係者、文化施設、地元住民等に対するヒアリングないしインタビュー2.全国実態調査地域活性化に成功しているとされる芸術文化事業について、下記の項目を中心に、全国実態調査を行った。調査項目:事業の主体、事業の特色(芸術文化的効果)、活動の内容(鑑賞型、参加型)活動の形態(自主事業等)、目的とする効果(社会的効果、経済的効果、教育的効果)、効果の達成度(自己評価)、目的達成のための方法(規定要因、阻害要因)1.芸術文化活動についての全国実態調査地方公共団体(39道府県)が地域振興の観点から実施、支援してきた芸術文化活動(各県10件程度)を対象に、事業主体、特色、内容、形態等25項目にわたって調査し、統計的手法により分析した。
マニキュア等に含まれる有害化学物質の個人ばく露測定と学生指導用コンテンツの作成

本研究は、マニキュアや除光液を用いたネイルによる使用者の有害化学物質ばく露に着目し、ネイル時の有機溶剤濃度を計測し、その結果を教材としてまとめることである。この研究成果は、生活系有機溶剤へのばく露について学生の指導、及び多くの国民に正しい使用を促せるものである。1.マニキュア、除光液の選定有名ブランド20社のうち商品の多かった5社について成分を調査し、有機溶剤7種(ホルムアルデヒド、酢酸エチル、イソプロピルアルコール、酢酸ブチル、1-ブタノール、スチレン、アセトン)を含有するマニキュア、除光液のそれぞれについて、5社1商品ずつ選定した。2.個人ばく露測定測定は、会議室(23m2)において、左右の手、足のマネキンを使用し、マニキュア使用時、マニキュア除去時について、それぞれ換気扇停止時と稼働時(換気量: 0.9m3/min)の4パターンで実験した。測定位置は、使用者の口元、及び乳児の推定呼吸域高さ(使用者位置から約0.8m、床上約0.1m)の2点で固体捕集-GC分析法・HPLC分析法で行った。また、使用者の口元にVOCモニターを装着し、作業映像と合わせたリアルタイムモニタリング計測も同時に行った。有機溶剤7種について測定した結果、換気扇停止時において、マニキュア使用時に許容濃度に対する測定値割合が最も高かったのは、使用者の口元で酢酸ブチル4ppm(許容濃度100ppm)、除光液使用時では、使用者の口元でアセトン64ppm(許容濃度200ppm)であった。換気扇稼働時はいずれの測定値も許容濃度の1/50未満であった。換気を行うことで、ばく露量を低減できることが分かった。3.学生指導用コンテンツの作成測定値とリアルタイムモニタリングデータを用いたばく露状態がわかるコンテンツを作成した。現在、残りの4社についても確認中である。実験後、データをまとめて論文発表を予定している。
耐環境型半導体β-FeSi_2単結晶の成長、評価とストイキオメトリ制御

β-FeSi2は、次世代の赤外域のオプトエレクトロニクスデバイス用化合物半導体として注目されている。しかしながら、化合物半導体研究にとって欠かせない基本的情報が欠如しており、p-n接合の形成すらも困難な状況にある。基本特性の欠如は半導体用超高純度鉄が入手できないことが最も大きい原因となっており、超高純度鉄を用いた、測定に耐えられる高品位単結晶の成長と、それを用いた基本特性の評価が急務となっている。本研究は、申請者らが開発した半導体グレードの超高純度鉄を原料として、(1)化学気相輸送(CVT)法によるバルク単結晶の成長と評価、(2)分子線エピタキシー(MBE)によるエピタキシャル膜の2次元成長の実現、および(3)成長結晶のストイキオメトリーのずれが特性に与える影響の調査を主眼として研究を進めた。その結果として、CVT法による成長機構を明らかにし、素材純度の影響を明らかにすると共に、バルク結晶で初めてフォトルミネッセンスの発光を観測することに成功した。また、Si(111)基板に水素終端処理を施すことにより、世界に先駆けてβ-FeSi2単結晶薄膜のエピタキシャル成長を実現した。さらに、成長結晶に対し、ホール測定を行った結果、他のナローギャップ半導体で報告されている温度変化によるp型からn型への明瞭な反転が観測され、原料供給比に反転温度が依存することを明らかにした。以上のように、高純度素材と水素終端処理を施したSi基板を用い、成長条件を検討することで、初めて半導体特性を有するβ-FeSi2薄膜単結晶の成長に成功し、不純物およびストイキオメトリーからのずれが電気特性に影響を及ぼすことを初めて明らかにすることが出来た。本研究の結果、ドーピングおよびp-n接合形成といったデバイス化の研究が可能な状況となった。β-FeSi_2は、そのバンド構造が直接遷移型であるとの報告が成され、次世代オプトエレクトロニクスデバイス用化合物半導体として注目されている。また、豊富な資源と耐環境性に優れた材料であることが挙げられ、いわゆる環境半導体として脚光を浴びることになった。しかしながら、化合物半導体研究にとって欠かせない、化学量論的組成からのずれ、それに伴う固有欠陥種、ドナーあるいはアクセプターの固溶度、さらには移動度等基本的情報が欠如している。本研究の目的は、申請者らが開発した超高純度鉄を素材として用い、特性評価に耐えられる純度、結晶性および形状を持つ高品位β-FeSi_2単結晶の化学気相輸送法による成長条件を明らかにするとともに、今後の研究に欠かせない基本特性として存在領域、固有欠陥、ドナーあるいはアクセプターに関する基本的情報を得ることにある。平成14年度における研究結果として、以下のような成果が得られた。1.半導体用超高純度鉄の作製手法として、工業生産が可能なプロセスを開発した。2.β-FeSi_2単結晶の化学気相輸送法成長に関して、輸送剤の検討を行い、ヨウ素が最適であるとの結論を得た。3.化学気相輸送法の輸送機構を明らかにした。4.精密X線回折により得られた針状単結晶の成長方向およびファセット面の同定を行った。5.バルク結晶で初めてフォルトルミネッセンスの発光を観測でき、結晶が極めて高品位であり、本研究の最終目標である上記特性解明に十分使用可能であることが明らかとなった。以上の成果の内、1に関しては投稿論文として発表済みであり、2から5については論文として投稿済みである。β-FeSi2は、そのバンド構造が直接遷移型であるとの報告が成され、次世代のオプトエレクトロニクスデバイス用化合物半導体として注目されている。

また、豊富な資源と耐環境性に優れた材料であることが挙げられ、いわゆる環境半導体として脚光を浴びることになった。しかしながら、化合物半導体研究にとって欠かせない、化学量論的組成からのずれ、それに伴う固有欠陥種、ドナーあるいはアクセプターの固溶度、さらには移動度等基本的情報が欠如している。本研究の目的は、申請者らが開発した超高純度鉄を素材として用い、特性評価に耐えられる純度、結晶性および形状を持つ高品位β-FeSi2単結晶の化学気相輸送法による成長条件を明らかにすると共に、今後の研究に欠かせない基本特性として存在領域、固有欠陥、ドナーあるいはアクセプターに関する基本的情報を得ることにある。平成15年度における研究結果として、以下のような成果が得られた。(1)前年度開発した半導体用超高純度鉄の工業生産用プロセスにおいて、更なる不純物分離効率向上のための酸化精製手法を考案し、その有効性を確かめた。(2)上記プロセスにより、ガス不純物を考慮した化学的純度99.9996%を達成した。(3)β-FeSi2単結晶の化学気相輸送法成長に関して、電気的測定が可能な大きさの結晶を得ることに成功した。結晶の径は前年度の結果に比し2倍以上となり、従来の針状結晶に加え数ミリ径の球状結晶の得られる可能性を明らかにした。(4)ホール測定を実施し、本研究で得られた高純度素材を用いた結晶の電子移動度は市販高純度素材を用いて成長した結晶に比し大きいことを明らかにした。(5)本研究で得られた高純度鉄と高純度Siをソースとして用い、Si基板上に分子線エピタキシーによる薄膜形成を試みた。その結果、この化合物では初めて基板上での直接合成を行うことに成功した。以上の成果の内、(1)に関しては投稿論文として発表済みであり、(2)から(5)については論文として投稿準備中である。β-FeSi_2は、次世代のオプトエレクトロニクスデバイス用化合物半導体として注目されている。また、デバイス作製に欠かせない薄膜の2次元成長つまりSi基板上への直接成長に関する報告もない。本研究の目的は、申請者らが開発した超高純度鉄を素材として用い、特性評価に耐えられる純度、結晶性および形状を持つ高品位β-FeSi2単結晶の成長条件を明らかにすると共に、今後の研究に欠かせない基本特性として、固有欠陥、ドナーあるいはアクセプターに関する基本的情報を得ることにある。平成16年度においては15年度のバルク結晶成長に加え、分子線エピタキシー法による(111)Si基板上への直接成長を試み、以下のような成果が得られた。1.理がエピタキシャル成長に及ぼす影響を調べた結果、水素終端処理した(111)Si基板上にエピタキシャル成長することに成功した。2.板温度依存性を調べた結果、580°Cにおいてβ-FeSi2単相が得られ、それ以下の温度ではε相が混在し、それ以上の温度では、多結晶膜となることを明らかにした。3.ース供給比の影響を調べた結果、Fe:Siフラックスが1:2の時β-FeSi2単相が得られることを明らかにした。
金属ガラスの変形機構を考慮したマルチスケールモデリングの研究

交付申請書に記載した3点の研究実施計画の項目に対応して,当該年度に実施した内容を記述する.まず,アモルファス金属の機械的特性評価の変形メカニズムの検討について,初期の自由体積に応じてヤング率といった弾性特性がほぼ決定されることを,一連の計算力学シミュレーションから明らかにした.そして,塑性変形挙動は,初期の自由体積に加えて,20面体を主とする内部局所構造の崩壊にともなう変形誘起の自由体積の存在を提案した.それら自由体積の局在化によりせん断帯の生じることを明らかにした.実際の材料では,多重のせん断帯が生じ,その干渉による分岐や停留が塑性変形能に大きく影響を与えることがわかっている.本研究では,多重せん断帯の創出する原子モデルを新たに提案し,その力学的な効果や熱的な特性評価を行つた.せん断帯内部では高温になるとともに,自由体積が著しく増大していることがわかつた.つぎに,結晶相を含む複合化の力学的特性を分子動力学シミュレ旨ションにより解析した.本研究で新たに提案した多重せん断帯原子モデルを適用することにより,結晶相がそのサイズではなく分散配置が一様な塑性変形の継続に強く影響を与えることを初めて明らかにした.これら一連の知見は,塑性変形能を向上させる複合化処理技術の向上に貢献した.そして最後に,種々の材料データベースを用いて多元系の緩和過程における内部構造の解析キデルを新たに提案し,比較的安定なクラスター構造がアモルファス構造の中距離秩序構造である可能性を示唆した.周期性を持たない金属ガラスの変形に関する基礎メカニズムは,一般の金属のように転位に起因するすべり変形挙動とは大きく異なる.したがって,これまで転位の運動に着目した変形場をとらえる力学理論の方向性とは全く異なる概念の提案と,その力学モデルの構築が不可欠である.結晶性材料の場合,結晶方位に基づく結晶学的規則(ローカルルール)の下で,長距離効果の弾性相互作用場により変形場が支配されている.一方,ローカルルールの設定されるドメインが,金属ガラスの場合不均質構造であり,局所的に結晶化した場合のナノ組織である.外部負荷における金属ガラスの変形挙動の基礎的な理解のため,本年度は2元系の組成に対するアモルファス構造を分子動力学シミュレーションにより作成し,2軸応力負荷の下での降伏現象,ならびに降伏曲面に関する検討を行った.Zr-Cuの2元系に対して種々の作成法により初期構造を作成し,実験から得られている動径分布関数に合うことを確認した.そして,2軸引張りシミュレーションの結果,静水圧を考慮したvon Misesの降伏曲面が最もその特性を表現していることを見いだした.これは,最近出版された論文で言われているMohr-Coulomb則に合致することと異なっている.結晶性材料とは異なり,降伏点の定義が明確に定まらない結果,その降伏応力の整理の仕方に相違点があると思われる.特に,圧縮側での相違点に関して,内部構造変化に着目しながら今後検討を加える必要がある.周期性を持たない金属ガラスの変形に関する基礎メカニズムは,一般の金属のように起因するすべり変形挙動とは大きく異なる.したがって,これまで転位の運動に着目した変形場をとらえる力学理論の方向性とは異なる概念の提案と,その力学モデルの構築が不可欠である.まずは,安定な金属ガラスの短距離構造を決定する構造因子やガラス形成における熱力学的秩序パラメータの抽出を行うことにより,金属ガラスの基本構造の物性予測を可能にする.そして,引張り・圧縮やせん断荷重に対する基本変形特性を,第一原理計算や分子動力学シミュレーションに基づき予測し,金属ガラスの降伏現象について解明することを目指している.研究成果としては,以下の点が挙げられる.二元系モデルを用いた多軸負荷に対する分子動力学シミュレーションを行った.特に,せん断変形に対する垂直応力,静水圧の依存性について検討を行い,その結果,従来から言われている垂直応力とともに,せん断面に対する垂直応力も依存する新たな知見を得た.また,Zr基の金属ガラスに対してナノインデンテーションを実施し,結晶性材料に見られる転位の集団化挙動に立脚した変位バーストに対応する現象を得た.現在,そのメカニズムについては検討中である.金属ガラスの短距離構造を再現しうる多体系の原子間ポテンシャルの構築を試みた.参照構造にする合金系を再現するモデルをいくつか提案し,マクロな物性値のみならずフォノン分散特性に着目して,最適なポテンシャルパラメータを選択した.このポテンシャルの同定には,多元系の角度依存性を考慮して,角度依存の原子埋め込み法(MEAM)による同定を行った.今後は,提案した最適なパラメータセットに対して,分子動力学シミュレーションにより熱履歴を与えて形成能,変形能に関する考察を行う.周期性を持たない金属ガラスの変形に関する基礎メカニズムの解明のため,引張り・圧縮やせん断荷重に対する基本変形特性を,大規模分子動力学シミュレーションに基づき解析し,金属ガラスの降伏現象について検討した.その結果,従来から言われている静水圧依存性,そして最近発表された垂直応力依存性の両者が,応力状態によってその寄与の比率を変えながら関与していることを明らかにした.そして,ボロノイ多面体解析を平衡状態と変形状態に対して適用し,局所的な幾何学的構造と機械的特性・変形特性との関係を数値実験的に解明した.20面体を構成する5角形面の比重が大きくなれば,自由体積の減少とともに,機械的特性や引張り強さが向上した.2元系のCu_xZr_<1-x>の成分をパラメータにして解析した結果,最適な比が存在することがわかり,実験結果との比較検討を起こった.また,安定な金属ガラスの短距離構造を決定する構造因子や熱力学的秩序パラメータについての検討も行い,金属ガラスの基本構造の物性予測を可能にする熱力学的手法について検討を行った.

さらに,従来から言われている理論的なガラス形成能に関する基準に対して,原子ひずみテンソルを導入した新たな考察を加えた.原子ひずみテンソルの第一不変量(体積ひずみ)と8面体せん断びすみ(ゆがみ量)を用いたガラス変形能に関する検討を行った結果,従来からの体積ひずみと同様にゆがみを表すパラメータも有効な指標であることがわかった.最後に,金属ガラスの短距離構造を再現しうる多体系の原子間ポテンシャルの構築を試みた.現在既知である二元系アモルファス材料の動径分布関数等の実験データに適合するように,多変数パラメータを決定する最適化手法を提案し,そのポテンシャルパラメータの同定を行い原子間ポテンシャルの構築を行った.周期性を持たない金属ガラス(アモルファス金属)の変形に関する基礎メカニズムは,一般の金属のように転位に起因するすべり変形挙動とは大きく異なる.まずは,金属ガラスの基本構造に対して,引張り・圧縮やせん断といった基本変形特性を大規模分子動力学シミュレーションにより原子論的な観点から調べた.そして,金属ガラスの有限変形とそれを律する局所的な熱力学的秩序パラメータを抽出し,局所構造の発生,拡散,消滅を繰り返しながらマクロ場の不均質変形へと進行するマルチスケールモデリングに基づく評価手法の確立を目的とした.1.金属ガラスに引張り変形やせん断変形を加え,変形応答に応じた内部構造の変化をボロノイ多面体解析により調査し,系全体の自由体積や局所構造を形成する2次元的幾何形状との関係についてまとめた結果,変形とともに20面体短距離秩序構造が減少し,系全体の自由体積が増加することがわかった.2.金属ガラスの塑性変形の基礎メカニズムは,せん断帯の発生とその発展に帰着されることを計算科学的に明らかにした.3次元の解析では,熱上昇の大きな変形のせん断帯の生成があり,2次元の解析では多数のせん断帯の発生の生成および合体の垂動を明らかにした.3.ナノ結晶相を持つ金属ガラスの計算機モデルを提案し,その存在が変形の局所化に与える影響について検討した結果,微小でも分散配置が塑性変形能に大きく寄与することがわかった.4.ガラス形成能を予測する理論的な考察に対して,原子論的な観点から原子ひずみを算出し,体積ひずみの依存性とともにせん断変形を示すゆがみ量の寄与について考察した.交付申請書に記載した3点の研究実施計画の項目に対応して,当該年度に実施した内容を記述する.まず,アモルファス金属の機械的特性評価の変形メカニズムの検討について,初期の自由体積に応じてヤング率といった弾性特性がほぼ決定されることを,一連の計算力学シミュレーションから明らかにした.
温熱療法とEGFR阻害薬の併用療法

我々は温熱療法とCetuximabの併用による、抗腫瘍効果について検討を行った。ヒト口腔扁平上皮癌細胞株であるOSC-19,HSC-3を用い、温熱下におけるEGFRおよびリン酸化EGFR(p-EGFR)の発現レベルについて実験を行った。EGFRおよびp-EGFRは温熱療法後48時間で発現のピークを認め、またCetuximabの投与後は、EGFR,p-EGFRの発現の減少が認められた。温熱療法にCetuximabを併用することにより、従来から知られている温熱療法の効果だけでなく標的分子の発現上昇を図ることで、CetuximabのEGFRに対する癌細胞への感受性を高めることが示唆された。In vitroで、温熱療法によって口腔癌細胞におけるepidermal growth factor receptor (EGFR)の発現の変化を観察した。43°C、1時間でインキュベーター内で加温し、その後のEGFRの発現を経時的にwestern blot、RT-PCRを用いて研究した。口腔癌細胞株の一つであるOSC-19では、加温後1日目から2日目にかけてtotal EGFRの発現量が徐々に増加した。さらに興味深いことには、phosphorylation EGFRの増加を認め、hyperthermiaによってEGFRがactivatingされたことが示唆された。またEGFR阻害薬の一つであるセツキシマブを用いて細胞レベルでの抗腫瘍効果をcytotoxic assayによって検討を行った。非加温群と比較して、加温群においてセツキシマブの抗腫瘍効果が増加していることが分かった。In vivoモデルを行っていくための、腫瘍移植モデルを作成した。口腔癌細胞株であるHSC-3,OSC-19,SCC25の安定した皮下移植モデルを樹立するための細胞数の調整を行った。また温熱療法施行のために、リゾビストを腫瘍内に注入し、交流磁場をかけることで腫瘍特異的に加温できる手技を身につけた。実験は当科の大学院生が行い、9月にハイパーサーミア学会でこれまでの結果を研究報告する予定である。進行口腔癌に対する治療は外科的療法が主体となるが、術後の機能・審美障害など抱える問題は多く、新たな治療法の開発が必要とされている。近年、様々な分子標的薬剤が開発され、乳癌、大腸癌、悪性リンパ腫などで画期的な成績が報告されている。頭頸部癌においても、抗EGFR抗体薬(セツキシマブ)の臨床への導入が予定されており高い期待を集めている。本研究では、安全性が高くかつより高い抗腫瘍効果が得られる治療法の開発を目的に、EGFR阻害薬に温熱療法を加えることにより標的分子の発現誘導と腫瘍抑制に対する相乗効果、さらに早期の臨床応用を目指し、トランスレーショナル研究を行ってきた。これまでの研究において、温熱療法によるEGFRの発現上昇およびEGFRの活性化を見出した。そこで最終年度は温熱療法とCetuximabの併用による、抗腫瘍効果について検討を行った。結果:EGFRおよびp-EGFRは温熱療法後48時間で発現のピークを認め、またCetuximabの投与後は、EGFR,p-EGFRの発現の減少が認められた。現在、臨床応用に向けたin vivo実験を施行中である。口腔外科大学院生の協力もあり、おおむね予定通りに進んでいるが、in vitroの中でアポトーシス誘導の有無のチェックについてはTUNEL assayが本来終了している予定であったが、まだ途中段階であり、現在進行中である。In vivoにおいては、腫瘍の皮下移植モデルを樹立させたが、実際に温熱療法とEGFR阻害薬との併用療法については、まだ開始できていないため、早めに進めていく予定である。計画書のとおりに実験を遂行していく。やや遅れている実験については、早めに取り組んで観察を行う。大学院生にも手伝ってもらい、定期的なミーティングを行い、実験に反映させる。国内での学会参加のみで、海外での学会参加を今年度は行わなかったため、旅費に関して当初の予定より使用しなかったことが一つの理由として考えられる。実験結果が少しずつ得られてきていることから、次年度は海外での学会報告が可能であると考え、次年度使用額が生じた分を使用していく予定である。また実験で使用する物品費なども当初の計画通り使用して進めていく予定である。
マイクロアレイを使用したストレス刺激下における歯周組織の遺伝子発現の検討

ストレスは,歯周病のポテンシャルリスクファクターとされ,その関与が示唆されているが,作用機序の詳細については不明である.我々は,ラットストレスモデルを使用して,種々の研究を行い,歯周病の歯槽骨吸収においても神経ペプチドが関与していることを示唆したが,歯周組織局所に放出される神経ペプチドは1種類ではなく,ダイナミックに変動する各種因子の遺伝子発現を捉えるために,マイクロアレイを使用して網羅的に検討した.実験動物として,ウイスター系ラットを使用し,ストレス負荷群,非ストレス負荷群の2群に分けた.全身的には連日夜間12時間拘束ストレスを与え,局所的には臼歯部にナイロン糸を結紮する方法で実験的歯周炎を惹起させた.2,4,6,8,10日に各群3匹ずつ動物を安楽死させ,摘出した上顎右側第2臼歯頬側歯肉からtotal RNAを抽出して蛍光標識化したcRNAを合成し,マイクロアレイにて競合的ハイブリダイゼーションを行い,実験期間中の歯肉の遺伝子発現パターンを解析した.その結果,ストレス負荷群で2倍以上に発現した83遺伝子を機能的に分類した場合,GeneOntology(GOSLIMS)により,ストレス応答に関与しているものは6遺伝子であった.さらに,サブスタンスPやNeurokininに代表されるTachykinin-1の遺伝子発現は,非ストレス負荷群と比較して2日目で強発現していた.その後,4日目には歯周炎の発症初期に関与するchemokineや炎症性骨吸収に強く関与するInterleukir-1β,Interleukin-6の急激な発現上昇が認められた.今後,さらに詳細な遺伝子解析を行うと同時に,各遺伝子発現をsiRNA等で抑制できると歯周組織への影響を軽減できる可能性がある.ストレスは,歯周病のポテンシャルリスクファクターとされ,その関与が示唆されているが,作用機序の詳細については不明である.我々は,ラットストレスモデルを使用して,種々の研究を行い,歯周病の歯槽骨吸収においても神経ペプチドが関与していることを示唆したが,歯周組織局所に放出される神経ペプチドは1種類ではなく,ダイナミックに変動する各種因子の遺伝子発現を捉えるために,マイクロアレイを使用して網羅的に検討した.実験動物として,ウイスター系ラットを使用し,ストレス負荷群,非ストレス負荷群の2群に分けた.全身的には連日夜間12時間拘束ストレスを与え,局所的には臼歯部にナイロン糸を結紮する方法で実験的歯周炎を惹起させた.2,4,6,8,10日に各群3匹ずつ動物を安楽死させ,摘出した上顎右側第2臼歯頬側歯肉からtotal RNAを抽出して蛍光標識化したcRNAを合成し,マイクロアレイにて競合的ハイブリダイゼーションを行い,実験期間中の歯肉の遺伝子発現パターンを解析した.その結果,ストレス負荷群で2倍以上に発現した83遺伝子を機能的に分類した場合,GeneOntology(GOSLIMS)により,ストレス応答に関与しているものは6遺伝子であった.さらに,サブスタンスPやNeurokininに代表されるTachykinin-1の遺伝子発現は,非ストレス負荷群と比較して2日目で強発現していた.その後,4日目には歯周炎の発症初期に関与するchemokineや炎症性骨吸収に強く関与するInterleukir-1β,Interleukin-6の急激な発現上昇が認められた.今後,さらに詳細な遺伝子解析を行うと同時に,各遺伝子発現をsiRNA等で抑制できると歯周組織への影響を軽減できる可能性がある.現在,ストレスは,歯周病のポテンシャルリスクファクターとされ,疫学的研究を中心に,その関与が示唆されているが,作用機序の詳細については不明である.よって,歯周病の病因を解明するうえで,神経系の関与を研究,解明することが急務である.我々は,ラットストレスモデルを使用して,種々の研究を行い,歯槽骨周囲の細胞に発現している神経ペプチドの1つであるサブスタンスP受容体に対するmRNA発現を検出した.これにより歯周病の歯槽骨吸収においても神経ペプチドが関与していることが示唆されたが,歯周組織局所に放出される神経ペプチドは1種類ではなく,ダイナミックに変動する各種因子の遺伝子発現を捉えるために,マイクロアレイを使用して網羅的に検討することを今回の目的とする.今年度は目的を達成するために以下の研究を行った.すなわち,実験動物として,ウイスター系ラットを使用し,ストレス負荷群,非ストレス負荷群の2群に分けた.全身的には連日夜間12時間拘束ストレスを与え,局所的には臼歯部にナイロン糸を結紮する方法で実験的歯周炎を惹起させた.2,4,6,8,10日に動物を安楽死させ,採取した血液より,副腎皮質刺激ホルモン,副腎皮質ホルモン,カテコールアミン量を測定した.さらに,胸腺,脾臓を摘出し相対重量から全身のストレス度合を測定した.この結果,血液中のストレス指標は上昇し,胸腺,脾臓の萎縮も見られ,動物がストレス状態にあることが確認された.来年度はこれらの結果をふまえ,摘出した歯肉からRNAを抽出して蛍光標識化したcRNAを合成し,マイクロアレイにて競合的ハイブリダイゼーションを行い,実験期間中の各時期における歯肉の遺伝子発現パターンを解析する.特に神経系に関与する遺伝子に注目し,強発現している神経系の遺伝子をリストアップする.ストレスは,歯周病のポテンシャルリスクファクターとされ,その関与が示唆されているが,作用機序の詳細については不明である.

我々は,ラットストレスモデルを使用して,種々の研究を行い,歯槽骨周囲の細胞に発現している神経ペプチドの1つであるサブスタンスP受容体に対するmRNA発現を検出した.これにより歯周病の歯槽骨吸収においても神経ペプチドが関与していることが示唆されたが,歯周組織局所に放出される神経ペプチドは1種類ではなく,ダイナミックに変動する各種因子の遺伝子発現を捉えるために,マイクロアレイを使用して網羅的に検討することを本研究の目的としている.今年度は目的を達成するために以下の研究を行った.すなわち,実験動物として,ウイスター系ラットを使用し,ストレス負荷群,非ストレス負荷群の2群に分けた.全身的には連日夜間12時間拘束ストレスを与え,局所的には臼歯部にナイロン糸を結紮する方法で実験的歯周炎を惹起させた.2,4,6,8,10日に動物を安楽死させ,摘出した頬側歯肉,口蓋側歯肉からtotal RNAを抽出して蛍光標識化したcRNAを合成し,マイクロアレイにて競合的ハイブリダイゼーションを行い,実験期間中の歯肉の遺伝子発現パターンを解析した.その結果,2日目の頬側歯肉ではサブスタンスPをコードする遺伝子であるTAC1(4.6倍)が強発現しており,その他にもストレスに関与するMucin19(9.5倍),glycoprotein GP2(3.9倍),tescalcin(2.5倍),trans-golginetwork protein1(2.4倍),parvalbumin(2.0倍)が発現し,ストレスの歯周病局所への影響の一端が見えてきた.今後,すべての実験期間における遺伝子発現を解析し,各遺伝子の時間的変動も含めてさらに詳細な遺伝子解析を行う予定である.ストレスは,歯周病のポテンシャルリスクファクターとされ,その関与が示唆されているが,作用機序の詳細については不明である.我々は,ラットストレスモデルを使用して,種々の研究を行い,歯周病の歯槽骨吸収においても神経ペプチドが関与していることを示唆したが,歯周組織局所に放出される神経ペプチドは1種類ではなく,ダイナミックに変動する各種因子の遺伝子発現を捉えるために,マイクロアレイを使用して網羅的に検討した.今年度は目的を達成するために以下の研究を行った.すなわち,実験動物として,ウイスター系ラットを使用し,ストレス負荷群,非ストレス負荷群の2群に分けた.全身的には連日夜間12時間拘束ストレスを与え,局所的には臼歯部にナイロン糸を結紮する方法で実験的歯周炎を惹起させた.2,4,6,8,10日に各群3匹ずつ動物を安楽死させ,摘出した上顎右側第2臼歯頬側歯肉からtotal RNAを抽出して蛍光標識化したcRNAを合成し,マイクロアレイにて競合的ハイブリダイゼーションを行い,実験期間中の歯肉の遺伝子発現パターンを解析した.その結果,ストレス負荷群で2倍以上に発現した83遺伝子を機能的に分類した場合,Gene Ontology(GO SLIMS)により,ストレス応答に関与しているものは6遺伝子であった.さらに,サブスタンスPやNeurokininに代表されるTachykinin-1の遺伝子発現は,非ストレス負荷群と比較して2日目で強発現していた.その後,4日目には歯周炎の発症初期に関与するchemokineや炎症性骨吸収に強く関与するInterleukin-1β,Interleukin-6の急激な発現上昇が認められた.
小・中学校における睡眠学習教材の実用化研究

これまでに開発してきた睡眠学習プログラム(指導案)をデジタルコンテンツ化し、そのWeb学習教材の有効性と活用性を検討した。Web教材については、画像等に関わる5項目と、内容等に関わる5項目で評価した。いずれにおいても高い評価が得られ、睡眠教育に対して有効な活用が期待できると考えられた。また、睡眠教育プログラムを滋賀県下の学校園に広めることを目的に、教員が睡眠の科学的知識を習得し、幼児・児童・生徒の基本的な生活習慣の確立に向けて睡眠の教育を展開させることのできる教員の研修プログラムを考案し実践した。その結果、幼稚園の教師ならびに保護者から高い評価を得ることができた。一連の睡眠教育研修プログラムは教師の研修成果を高めるとともに、子どもたちの生活習慣を改善するのに有効であることが確かめられた。小学校における睡眠教育の支援に向けて小学校教員用の睡眠学習Web教材を作成し,その有効性を検討した。Web教材の作成にあたっては,平成19年度に発表した「子どもたちが睡眠の大切さに気づく授業の実践」(早寝・早起き・朝ごはん全国フォーラムinしが)の資料を主に使用した。Web教材の有効性については質問紙調査を実施した。対象は現職教員62名および学生33名である。調査内容は画像等に関わる5項目および内容に関わる5項目の計10項目を設定し,5段階評価で得点化した。画像等に関わる項目の平均得点は4.14.5の範囲にあり,内容等に関わる項目の平均得点は4.04.3の範囲にあった。これより授業支援に有効であると考えられた。Web教材の改善に向けては,「操作のしやすさ」では1画面上に収めて操作がし易いようにすること,「リンクのはり方」では元のページを残しつつ見たいページにとべるようにすることなど,技術的な内容が多かった。内容に関わる項目については,「教材(教具)の説明」に関して内容が難しいという指摘があったが,睡眠の専門的な知見に基づいてできる限り易しく表現しているので大きな改善は難しいと考えられた。続いて,中学校における睡眠学習プログラムを作成して実践化を図り,授業評価を行った。中学1年生と3年生の生徒評価では,授業の満足度,内容の理解度,生活への活用度,教具の適切度のいずれにおいてもほぼ全員から「大いにある」または「まあまあある」の評価が得られた。なかでも1年生の教材の適切度で「大いにある」が50%近くを占めたことから,使用した教材の適切性が伺える。授業者および観察者の評価では,提示する教材の数や説明の仕方でいくつか改善点が指摘されたものの,全般的には生徒が睡眠の科学的知見を通して自分の睡眠を見直したり,睡眠への関心を高めたりしていたことが高く評価された。平成17年度に作成した睡眠教育ハンドブックの内容を中学生向けに再構成した。それをもとに、学年の発達をふまえた睡眠に関する指導内容を設定し、中学1年および3年生を対象に開発した睡眠学習プログラムを作成した。そのプログラムをもとに研究協力者が授業実践した結果、授業者および授業観察者の評価においては、いずれの学年の授業においても、提示した資料の説明の仕方や効果的な板書の仕方においていくつかの改善点が指摘されたが、全般的には、生徒が睡眠の科学的知見を通して、自分の睡眠生活を見直したり、再発見したりしていたことが高く評価された。昨年度報告した小学校の睡眠学習に比べると、生徒のつぶやきや反応が少ないために、授業者の説明の多い「提示・説明型」の授業になる傾向がみられたので、生徒が互いの体験や思いを交流し合いながら自分の睡眠について深く考えることのできる方法を授業者は工夫・改善する必要があると考えられる。次に、中学校における睡眠教育の支援に向けて、昨年度に作成した小学校教員用の睡眠学習Web教材に加えて中学校教員用のWeb教材を作成し、その有効性を検討した。授業者の自己評価は以下のとおりである(5段階評価)。(1)第1学年-授業の満足度:3、生徒の理解度:4、研修で得た知識の活用度:3、Web教材の有用度:4(2)第3学年-授業の満足度:4、生徒の理解度:4、研修で得た知識の活用度:3、Web教材の有用度:4いずれの学年においても、Web教材の有用度は「4」であったが、研修で得た知識の活用度が「3」であったことから、Web教材の有効な活用の仕方について今後さらに検討する必要がある。平成22年度教員研修モデルカリキュラム開発事業において成果が認められた幼保ならびに小学校の睡眠教育プログラムを滋賀県下の学校園に広めることを目的に、教材・教具ならびにテキストを作成し、効果について検討した。幼保では、「あさひをあびてスイッチオン」の紙芝居(H22年度作成)を基に動画(DVD)教材を作成し、教員の研修(睡眠教育実践講座)に活用した。

そして、園児に睡眠の大切さに気付かせ、よい睡眠を得るために心がけることを内容とした指導(エプロン型シアターの実践)に対するデモ教材の有効性について検討した。その結果、教員10名の評価は、内容に対する充実度、斬新度、説明度、ならびに刊行に対する重要度、期待度、活用度、需要度のいずれにおいても「たいへん満足できる:5」または「まあまあ満足できる:4」が90%以上であった。小学校では、これまでに作成した体育科(保健領域)ならびに保健体育科(保健分野)での睡眠教育プログラムの実践に活用できるテキストを作成し、その有効性について検討した。テキストの特徴としては、睡眠6ヶ条と補足6ヶ条を柱とした睡眠の科学、児童生徒が自らの睡眠について調査する睡眠日誌(就床時刻と起床時間、起床時の目覚め感や気持ち、就床前と起床後の光の状態、1日の運動・食事記録、夢の様子など)を掲載している。そのテキストを用いて小学5年生を対象に実践した結果、睡眠の科学について教師の説明から学ぶだけでなく、自分の睡眠について体験的に調査し、生活行動をもとにした睡眠について考えることができ、実感の伴った学習を展開することができた。授業者の評価は、テキスト内容に対する充実度:4、斬新度:4、説明度:5、刊行に対する重要度:5、期待度:4、活用度:4、需要度:5であった。今後は、睡眠教育を教育課程全般にわたって展開できるようにするために、教科、特別活動(学級活動)、総合的な学習の時間において横断的に活用できる睡眠教育プログラムの開発が必要である。