hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
「場所」の魅力の解明－場所経験が人生移行に与える影響

本研究の目的は「場所」の持つ魅力や,「場所」経験に伴う心理的変化を明らかにする事である。住み心地が良く,住み続けたいと感じる「場所」や,旅人が訪れたい,滞在し続けたいと思う「場所」とはどのようなものだろう,という問題に対して「モチベーション」「アフォーダンス」という2点に焦点を当て検討することであった。以下の4点について研究を行った。(1)聖地巡礼者に対して,巡礼行動の動機および巡礼中の心的変化,人生移行における意味についての聞き取り調査を行った。また,四国の遍路道の接待小屋の運営者に対して,接待の動機や,接待をすることで得られる心的効果について聞き取り調査を行った。また,接待文化が地域のソーシャルキャピタル形成に与える影響について検討を行った。(2)H28年度に作成した環境志向性尺度の精度を高めるため,新たなWeb調査を行い,また,妥当性を確認するため,大学生を対象に,自分の好きな場所の写真と尺度得点の関係について調査,分析を行った。その結果,尺度の妥当性が確認された。(3)観光都市に在住する市民と,観光を目的に訪れた観光客が同じ都市をどのように評価するのかを明らかにするため,PEN-A(Photo Elicitation Narrative-Approach)を用いて調査,分析を行った。その結果,定住市民が人間関係を介して地域を評価するのに対して,観光客は個人的嗜好を介して,訪問地を評価することなどが明らかになった。(4)コミュニティにおけるサードプレイス利用が,居住継続意図や生活満足に与える影響について,Web調査を実施した。分析の結果,ファーストプレイス,セカンドプレイスへの意味づけを媒介として生活満足度を高めることなどが確認された。本研究の目的は「場所」の持つ魅力の仕組みと,「場所」経験に伴う心理的変化を明らかにする事であった。上記の目的を達成するため,(1)山行者動機と達成感調査,(2)環境志向性と定住・観光意図に関する調査,(3)コミュニティにおける居場所と定住意図に関するWeb調査,(4)旅行者と居住者の観光地評価に関するWeb調査,(5)観光地の再訪性に関するWeb調査を実施した。これらの調査の結果,住み心地が良く住み続けたいと感じる「場所」や,旅人が訪れたい,滞在し続けたいと思う「場所」について検討を行った。また,場所に対する評価形成において,属性の違いによる媒介される心理的機能が異なることなどを明らかにした。本年度は,場所アフォーダンスについては,予定していた全ての地域において実施することは出来なかったが,コミュニティに関する調査及び旅行動機に関する調査を計画以上に進めることが出来た。平成28年度は,以下の通り調査研究を行う。(1)PEN-Aによる場所アフォーダンスの調査:前年度に引き続き,京都,那覇について調査。(2)旅行者のモチベーションと訪問先の「場所」に関する意識調査。
有職母親の複数役割満足感を高める要因の解析 －日本とノルウェーの国際比較－

本研究では、有職母親の就労継続の鍵となる複数役割満足感を高める要因を有職母親が受けてきた教育、意識などの視点から探究することを目的とする。さらに男女共同参画が進み、女性の社会進出が進んでいるにもかかわらず、合計特殊出生率が1.7を超えているノルウェーにおける有職母親にも同様の調査をし分析する。2018年度は調査票を設計し、先行研究をさらに深め、調査項目について先生方に専門知識の授与をお願いし、併せて学会発表などで指摘のあった点などを検討した結果、質問項目を精査し、2019年度に質問紙調査を行う。記述統計、パス解析などから日本とノルウェーの働く母親の複数役割満足感を高める要因と現在の仕事、子育てとの関わり分析する。2018年度に日本とノルウェーの有職母親の調査票調査を行うことを試み、調査票を作成し、調査会社に見積もりを出してもらったが、当初の予定よりも費用がかかり、さらに調査項目と対象、人数を精査する必要があった。一方で、先行研究や学会発表によって先生方からいただいたコメントなどから有職母親の意識とともに父親の意識や育児行動も、母親の複数役割満足感の要因になる可能性も考え、2019年度に調査票を再度作成し、調査することとした。先生方のコメントを踏まえて、2019年3月「An Expansionist Theoryにおける有職母親のMultiple Roleの要因の検討」をまとめ、査読付き投稿論として『生活経済学研究』Vol.49,pp.27-39に掲載された。2019年度はノルウェーのNTNU(国立科学技術大学)と本務校であるお茶の水女子大学との共同研究もスターとすることから、スカイプ会議、お互いの訪問によるワークショップなどノルウェーのジェンダー研究の先生方の意見もうかがう機会がある。ノルウェーの先生方のコメントも参考にして、質問紙調査票を作成し、実施する予定である。調査結果は記述統計、パス解析分析を行い、有職母親の教育背景、複数役割満足感を両国で比較し、複数役割満足感の要因について調べる予定である。また国内外の学会で分析結果を発表し、多くのコメントをいただき、さらに研究を深めていく予定である。【2019年度】ノルウェーのNTNU(国立科学技術大学)のジェンダー研究センターの先生方とスカイプ、お互い両国の訪問の際などにご意見をお聞きする予定である。引き続き日本とノルウエーの女性労働の基本統計、先行研究を踏まえ、集めた情報から日本とノルウェーの有職母親の質問紙調査を作成する。調査結果を記述統計、パス解析で分析し、日本とノルウェーの結果を比較検討する。調査の内容や、解析について、NTNUの先生方や院生とノルウェーの共同研究としてデータ分析をする。研究会や学会で報告をし、国内外の先生方からコメントをいただく予定である。【2020年度】日本とノルウェーの調査票の分析に基づき、調査票調査では明らかにならなかった点、あるいは新たに見いだされた視点について、日本とノルウェーの働く母親当事者、あるいは研究者にインタビューし、考察を深める。引き続き学会、投稿論文などで発表する。必要であれば父親の調査の実施も考えており、検討している。【2021年度】これまでの調査のまとめと発表を行う。日本で国際セミナーを開催し、NTNUのジェンダー研究センターの先生方との研究会・セミナーを予定している。議論を深め、研究成果を広く発信する。報告書の作成も考えている。【2019年度】

ノルウェーのNTNU(国立科学技術大学)のジェンダー研究センターの先生方とスカイプ、お互い両国の訪問の際などにご意見をお聞きする予定である。引き続き日本とノルウエーの女性労働の基本統計、先行研究を踏まえ、集めた情報から日本とノルウェーの有職母親の質問紙調査を作成する。調査結果を記述統計、パス解析で分析し、日本とノルウェーの結果を比較検討する。調査の内容や、解析について、NTNUの先生方や院生とノルウェーの共同研究としてデータ分析をする。研究会や学会で報告をし、国内外の先生方からコメントをいただく予定である。【2020年度】日本とノルウェーの調査票の分析に基づき、調査票調査では明らかにならなかった点、あるいは新たに見いだされた視点について、日本とノルウェーの働く母親当事者、あるいは研究者にインタビューし、考察を深める。引き続き学会、投稿論文などで発表する。必要であれば父親の調査の実施も考えており、検討している。【2021年度】これまでの調査のまとめと発表を行う。日本で国際セミナーを開催し、NTNUのジェンダー研究センターの先生方との研究会・セミナーを予定している。議論を深め、研究成果を広く発信する。報告書の作成も考えている。国際比較研究の場合、社会、経済状況の変化もあるため、調査時点を同時に揃えることを考え、2018年度と2019年度でそれぞれ行う予定だった有職母親の調査票調査をノルウェーと日本で同時に行うことにした。調査費の見積もりが各年度で使用を予定していた研究費では足りなかったため、前倒し請求もお認めいただいた。その後、学会発表や先生方のご意見などうかがい、さらに調査項目を絞り、対象者、人数など再検討した結果、2019年度に調査票調査を実施することとした。国際比較のため、調査費用がかかるため2018年度は他の経費で使用することをを抑えた。2019年度の調査費用に充てることを予定している。主な調査費用は質問紙調査と、ノルウエーのNTNU大学ジェンダー研究センター訪問、インタビュー調査の予定である。また国内外の学会発表や論文投稿といった機会も2018年度と同様、貴重な意見がうかがえるため、積極的に参加し、報告することを予定している。
好中球機能異常マウスの感染防御能の低下と炎症の誘発

活性化した好中球は、まずNADPHオキシダーゼによって酸素からスーパーオキシド(O_<2^->)を産生し、O_<2^->は過酸化水素(H_2O_2)に代謝され、さらに好中球のみが保有するミエロペルオキシダーゼ(MPO)によってH_2O_2は次亜塩素酸(HOCl)に代謝される。これら活性酸素は殺菌が本来の役割であるが、時に炎症性疾患を起こす可能性もある。本研究では、活性酸素産生の欠如という好中球機能異常を持つマウスの生体防御能と、そのマウスに誘発する炎症を解析することを目的として、以下の重要な知見を得た。すなわち、(1)MPOノックアウトマウス(MPO-KOマウス)は、主要肺炎起炎菌であるクリプトコッカス感染に対する生体防御能が顕著に低下しており、MPOの欠損によって細胞性免疫系の活性化が不十分になっていることがその一因であることが示唆された。(2)MPO-KOマウスやNADPH酸化酵素ノックアウトマウス(CGDマウス)を用いて、紫外線誘発皮膚炎における好中球由来活性酸素の関与を検討した。背部皮膚にUVBを照射すると、好中球の浸潤時期は、CGDマウスが最も早く、MPO-KOマウスがそれに続き、野生型マウスが最も遅かった。CGDマウスやMPO-KOマウス好中球のKCに対する走化性が野生型マウスよりも高いことを実証した。浸潤した好中球が産生するプロテアーゼ(MMP9)が皮膚組織に傷害を及ぼしている可能性が示唆された。すなわち、好中球が産生する活性酸素は、UVB誘発皮膚炎発症時の好中球の浸潤を制御していることが判明した。(3)活性化された好中球は殺菌後速やかにアポトーシスを起こす。MPO-KOやCGDマウスの好中球のアポトーシスが正常好中球に比べて遅延するメカニズムを探ったところ、フォルボールエステル(PMA)で活性化したマウス好中球のアポトーシスにp38MAPKが関与しており、その活性はO_<2^->の制御を受けているがHOClの制御は受けていないことが分かった。好中球は、生体に侵入してきた病原微生物を殺菌することが本来の役割である。活性化した好中球は、まずNADPHオキシダーゼによって酸素からスーパーオキシド(O_2-)を産生し、O_2-は過酸化水素に代謝され、さらに好中球のみに存在しているミエロペルオキシダーゼ(MPO)によってH_2O_2を好中球次亜塩素酸(HOCl)に代謝する。このようにして好中球から産生された種々の活性酸素によって病原微生物の殺菌を営んでいるが、その活性酸素が長時間放出されつづけると、時に組織傷害をもたらして炎症性疾患を起こす可能性もある。そこでMPOノックアウトマウス(MPO-KOマウス)やNADPHオキシダーゼのノックアウトマウス(CGDマウス)を用いてこの可能性を検証した。オゾン層の破壊によって地表へのUVBの到達量が増加している。皮膚がUVBに曝されて炎症を起こすと患部に好中球が浸潤する。マウス背部

皮膚にUVBを照射した際の好中球の浸潤速度は、MPO-KO/CGD二重欠損が最も早く、CGDマウスやMPO-KOマウスがそれに続き、野生型マウスが最も遅かった。すなわち、好中球が産生する活性酸素は、UVB誘発皮膚炎発症時の好中球の浸潤を制御していることが判明した。活性化された好中球は殺菌後速やかにアポトーシスを起こす。この現象は好中球からの活性酸素の放出が長時間持続すると正常組織にも傷害を及ぼすので、その傷害を極力回避するためのものである。MPO-KOやCGDマウスの好中球のアポトーシスが正常好中球に比べて遅延するメカニズムを探ったところ、PMAで活性化したマウス好中球のアポトーシスにO_2-とHOClはアポトーシスの一連の経路の異なる過程に関わっていることが強く示唆された。病原微生物などの侵入によって活性化した好中球は、まずNADPHオキシダーゼによって酸素からスーパーオキシド(O_2^-)を産生し、O_2^-は過酸化水素(H_2O_2)に代謝され、さらに好中球のみに存在しているミエロペルオキシダーゼ(MPO)によってH_2O_2は次亜塩素酸(HOCl)に代謝される。その活性酸素が長時間放出されつづけると、時に組織傷害をもたらして炎症性疾患を起こす可能性もある。そこで、MPOノックアウトマウス(MPO-KOマウス)やNADPHオキシダーゼのノックアウトマウス(CGDマウス)を用いて、紫外線誘発皮膚炎における好中球由来活性酸素の関与を検討した。マウス背部皮膚にUVBを照射すると、好中球の浸潤時期は、CGDマウスが最も早く、MPO-KOマウスがそれに続き、野生型マウスが最も遅かった。CGDマウスやMPO-KOマウス好中球のKCに対する走化性が野生型マウスよりも高いことを個体レベルで実証した。浸潤した好中球が産生するプロテアーゼ(MMP9)が皮膚組織に傷害を及ぼしている可能性が示唆された。一方、活性化された好中球は殺菌後速やかにアポトーシスを起こす。MPO-KOやCGDマウスの好中球のアポトーシスが正常好中球に比べて遅延するメカニズムを探ったところ、フォルボールエステル(PMA)で活性化したマウス好中球のアポトーシスにp38MAPKが関与しており、その活性はO_2^-の制御を受けているがHOClの制御は受けていないことが分かった。
高感度電離真空計の開発

本研究は、極高真空(圧力が10^<-10>Pa以下の超高真空)を測定するための真空計の開発に関わるものである。極高真空領域の真空計としては、熱陰極型電離真空計が有望であるが、極高真空では、熱電子がイオンを発生させる確率が小さくなるために測定が困難であるばかりでなく、無駄に陽極を衝撃する電子が熱やX線を発生して測定が妨害される。本研究では、特殊な電極構造(直列静電レンズと凹面鏡電界)によって電子に往復振動をさせ、電子の飛行距離を長くして、信号対雑音比を改善している。電極間電位分布、電子とイオンの軌道等に関して充分な計算機シミュレーションにもとずいて製作した第1号、第2号の試作電極による実験を、実際に小型装置の中に実現した極高真空中で推進するとともに、その経験を踏まえて、第3号試作電極のシミュレーション設計を行い、製作した。第1号、第2号試作電極で得られた重要な成果の一つは感度の値そのもので、比較的広い動作条件範囲で、容易に、安定に、80Pa^<-1>以上の値が得られた。これは、従来のほとんどの熱陰極型電離真空計の感度(0.10.4Pa^<-1>)のおよそ400倍で、これだけでも、この真空計が従来の普通の熱陰極型電離真空計のおよそ400分の1の圧力を測定できる事を示して居る。第2の重要な点は、電極などからの脱ガスの影響である。これの重要性は充分に予測されて居たが、実際に極高真空中で実験することによって、改めてその重要性が再確認された。また各電極に電位を与える為の電流導入端子部からの微量の真空洩れなども、予想より遥かに厳しい影響を与えることが再確認された。これらの諸経験を踏まえた第3号試作電極についての実験結果が年度内に得られなかったことは残念であるが、一年以内に成果を得る予定である。1.(目的)微少なエミッション電流(Ie)で充分な信号強度が得られる真空計を開発することによって、Ieが作り出すX線光電子電流などの雑音電流を著しく減少させるだけでなく、真空計の動作温度を引き下げて電極からの脱ガスを減少させ、極高真空を測定できる真空計を実現する。2.(方法と今年度の成果)(1)従来検討を重ねて来た超高感度真空計である直列静電レンズ型真空計(CSLゲージ)に関してコンピュータシミュレーションの方法を改善し電子による空間電荷の分布状態を考慮に入れることによって理論的検討の精度を高めた。(2)真空槽の排気系を一部改善し、上記のCSLゲージについての実験を進めた。すなわち、各電極電位を、上記の計算機シミュレーションで得られた最適電位から試行錯誤的に微修正して真の最適電位を模索した。その結果、Ie=0.5μAで動作させたときに、感度係数S=7080Pa^<-1>程度(900010000 Torr^<-1>程度)の高い感度が容易に安定に得られる事がわかった。この感度は普通のBAゲージの感度のおよそ300500倍程度である。このことは、この真空計が、従来の真空計の最低測定限界圧力の1/3001/500程度の圧力を、容易に測定できる事を意味する。3.(次年度の目標)(1)上記の実験は10^<-9>Pa(10^<-11>Torr)程度の真空までしか実施されていないから、実際に極高真空中での動作を確認するためには装置の改良が必要である。

平成4年度に購入した新しい設備を利用して平成5年度の早い時期に実際に極高真空を作成しその中で上記の実験を繰り反してその性能を確認する。(2)上記の実験に使用したCSLゲージは薄板電極を組み合わせて作成されて居たが、薄板電極では脱ガスに関して不利であるので新しく細線で形成された多数のループ電極によって形成された新型CSLゲージを作成する。その際にシミュレーション計算を改善して、空間電荷の空間的な分布状態を制御できるすぐれた高感度ゲージへと研究を進める。本研究は、極高真空(圧力が10^<-10>Pa以下の超高真空)を測定するための真空計の開発に関わるものである。極高真空領域の真空計としては、熱陰極型電離真空計が有望であるが、極高真空では、熱電子がイオンを発生させる確率が小さくなるために測定が困難であるばかりでなく、無駄に陽極を衝撃する電子が熱やX線を発生して、測定が妨害される。本研究では、特殊な電極構造によって電子に往復振動をさせ、電子の飛行距離を長くして、信号対雑音比を改善している。本年度には、実際に極高真空を小型装置の中に実現して、第1号、第2号の試作電極による実験を推進するとともに、その経験を踏まえ、第3号試作電極のシミュレーション設計を行い、製作した。第1号、第2号試作電極で得られた重要な成果の一つは感度の値そのもので、比較的広い動作条件範囲で、容易に、安定に、80Pa^<-1>以上の値が得られた。これは、従来のほとんどの熱陰極型電離真空計の感度(0.10.4Pa^<-1>)のおよそ400倍で、これだけでも、この真空計が従来の普通の熱陰極型電離真空計のおよそ400分の1の圧力を測定できる事を示して居る。第2の重要な点は、電極などからの脱ガスの影響である。これの重要性は充分に予測されて居たが、実際に極高真空中で実験することによって、改めてその重要性が再確認された。また各電極に電位を与える為の電流導入端子部からの微量の真空洩れの影響なども、予想より遥かに厳しい影響を与えることが再確認された。これらの諸経験を踏まえた第3号試作電極についての実験結果が、年度内に得られなかったことは残念であるが、一年以内に成果を得る予定である。
微小管系分子モーターの化学-力学共役機構と力学的破断特性の統一的解明

本研究では,観測結果に基づいて,キネシンの化学-力学状態遷移ネットワークモデルを論理的に構築し,動力学的特性の統一的再現を実現した.主要サイクルの解析により,一般に信じられている標準的モデルとは本質的に異なる次の結果を得た.(1)特定のサイクルのみに依存せず,ATP濃度および外部負荷に応じてサイクルの反応経路を変化させながらdead endを回避して,安定した前進ステップ運動を実現する.(2)後方への外部負荷に対するロバスト性を維持するために,ATP濃度にかかわらず,主要サイクルに対するネットワーク上での適切な反応経路を選択している.微小管系分子モーターの一つであるキネシンを対象にして、これまでに報告されている単一分子観測データを徹底的に調査/分析し、化学-力学変換機構を表現する確率的モデルを構築した。キネシンは二つの足の各々にATP結合サイトを持ち、単独で持続的二足歩行することが可能な分子モーターである。(1)各足のヌクレオチド結合状態に依存した微小管との結合の強さおよび(2)化学的状態遷移の間に存在する分子内張力に起因した対称性/非対称性に基づく考察により、これまで考慮されてこなかった力学的ステップ遷移および化学的状態遷移を取り入れた確率的ネットワークモデルを構築し、これまで知られていた描像とは異なる以下の結果を導きだした。(1)ATP高濃度下での前進ステップ遷移では、これまで考えられてきた後足でのATP加水分解に続く前足へのATP結合を経由する標準的サイクルではなく、後足での加水分解を待たずに前足へのATP結合が確率的に生じ、後足でATPが加水分解によりADPへと化学変化して後足と微小管との結合状態が弱結合へと変化した後、後足が前方に踏み出すサイクルを主に使っている可能性が示唆された。(2)後方へ高負荷が掛けられた時の後退ステップ運動を最小限に抑えるために、微小管と弱結合と成るADP結合状態が前足に出現するサイクルを極力回避するような状態遷移ネットワークを有する可能性が示された。(3)ATP低濃度条件下において、前方への負荷もしくは後方への低負荷が加えられた場合に限り、前足へのATP結合を介在しない力学的ステップ遷移が生じる可能性が示唆された。以上の結果は、基本的にATPは各足へ結合しやすくかつ脱離しにくいという化学的性質、およびADPは基本的に各足から脱離もしくは各足へ結合しやすいという化学的性質、並びに前足と後足の間に働く分子内張力に起因した化学反応速度の対称性/非対称性のみから自然に導かれる確率過程であることが明らかと成った。微小管系分子モーターの一つであるキネシンを対象にして、これまでに報告されている単一分子観測データを徹底的に調査/分析し、化学-力学変換機構を表現する確率的モデルを構築した。(1)各足のヌクレオチド結合状態に依存した微小管との結合の強さおよび(2)分子内張力に起因した化学的状態遷移の間に存在する対称性/非対称性に基づく考察により、これまで考慮されてこなかった力学的ステップ遷移および化学的状態遷移を取り入れた確率的ネットワークモデルを構築し、従来とは異なるATP濃度に強く依存した前進ステップサイクルを導いた。この結果は富重らの一分子観測実験に基づくモデルと定性的に一致する。結果をまとめると以下のようになる。(a)高ATP濃度下では、両足ATP状態からの、後ろ足でのATP加水分解反応に引き続き力学的ステップ遷移が生じる。(b)低ATP濃度下では、後ろ足でのATP加水分解反応を伴うスリップサイクルがメインサイクルとなり、外部負荷に耐えながら、確率的に前進ステップ遷移が生じる。以上の結果は、基本的にATPおよびADPは各足へ結合しやすくかつ脱離しやすいという化学的性質、並びに前足と後足の間に働く分子内張力に起因した化学反応速度の対称性/非対称性のみから自然に導かれる確率過程として再現される。キネシンはATP加水分解エネルギーをつかって,細胞の中心から外側に向かって微小管上を二足歩行しながら,細胞内貨物輸送を担うモータータンパク質である.前足および後足に対応したモータードメインへのATP結合,ATPの加水分解,およびADP脱離は,前足と後足の間に働く分子内張力の影響に基づくgating機構(主要な反応は,この前に起きる反応が完了するまで強く抑制される)によって制御され,その結果として,前進ステップ運動を駆動する主要サイクルが実現すると一般に考えられている.しかしながら,確率的に生じる化学反応を,分子モーターが正確に制御しているとは考え難い.もしも主要サイクルから逸脱する化学的遷移が起きてしまった場合,どのようにdead endを回避して,サイクルを進めるのだろうか?本研究では,観測結果に基づいて,キネシンの化学-力学状態遷移ネットワークモデルを論理的に構築し,動力学的特性および力学的破断特性の統一的再現を試みた.そして主要サイクルの解析により,一般に信じられているキネシンの標準的モデルとは本質的に異なる次の結果を得た.(1)特定のサイクルのみに依存せず,ATP濃度に応じてサイクルの反応経路を変化させながらdead endを回避して,安定した前進ステップ運動を実現する.(2)後方への外部負荷に対するロバスト性を維持するために,ATP濃度にかかわらず,主要サイクルに対するネットワーク上での適切な反応経路を選択している.また、化学-力学状態遷移サイクルを構成する各状態遷移の自由エネルギー面の計算に必要な、高精度で高効率な溶媒和自由エネルギー計算法を開発した。

この手法は、密度汎関数法において導入する参照系を、従来通りの理想気体から、液体状態の記述においてより有効な剛体球参照系に置き換えることにより、従来法のhypernetted chain(HNC)近似に比べ、密度汎関数テーラー展開の速やかな収束を実現している。本研究では,観測結果に基づいて,キネシンの化学-力学状態遷移ネットワークモデルを論理的に構築し,動力学的特性の統一的再現を実現した.主要サイクルの解析により,一般に信じられている標準的モデルとは本質的に異なる次の結果を得た.(1)特定のサイクルのみに依存せず,ATP濃度および外部負荷に応じてサイクルの反応経路を変化させながらdead endを回避して,安定した前進ステップ運動を実現する.(2)後方への外部負荷に対するロバスト性を維持するために,ATP濃度にかかわらず,主要サイクルに対するネットワーク上での適切な反応経路を選択している.キネシンに関する現在までに報告されている単一分子観測データを再現する確率的ネットワークモデルを構築することができた。その結果を解析することにより、これまでに知られていなかった上述の様な物理的洞察を得た。現在、本研究による結果をまとめた論文を執筆中である。また、単独で持続的に二足歩行しながら貨物輸送する他の細胞骨格系分子モーターに対しても同様なアプローチが有効であることが示されたので、今後の進展が期待出来る。分子モデルを出発点にした自由エネルギー解析に基づく研究を進めるために必要な、高精度/高効率溶媒和自由エネルギー計算法を開発した。アミノ酸側鎖や数百個の有機分子に適用し、1 kcal/mol程度の精度で溶媒和自由エネルギーが計算可能であることを示した。本研究の内容はJ. Compt. Chem.で出版予定である。生物物理学研究計画では予定していなかったが、単独で持続的に二足歩行しながら貨物輸送する細胞骨格系分子モーター、ミオシンVに関しても、これまでに報告されている単一分子観測データを再現する確率的ネットワークモデルを構築し、キネシンと比較しながら、両者の類似点および相違点を明確にすることにより、分子モーターの化学-力学変換機構に関する新たな物理的洞察の獲得を目指す。これまでは主に観測結果をベースにした確率的モデリングによるトップダウン的研究であったが、最近我々が開発した高精度/高効率溶媒和自由エネルギー計算法を用いて、分子モデルを出発点にした自由エネルギー解析に基づく研究も進めて行く。キネシンに関する現在までに報告されている単一分子観測データを再現する確率的ネットワークモデルを構築することができた。これは初年度に予定していた以上の進展である。単独で持続的に二足歩行しながら貨物輸送する他の細胞骨格系分子モーターに対しても同様なアプローチが有効であることが示されたので、今後の進展が期待出来る。また、研究実績の概要では述べなかったが、キネシンの単一分子観測データの理論的解析から、外部負荷による微小管からの破断過程には、異なる長さスケールを持つ複数の状態が関与していることが明らかに成りつつある。
熱損失を受ける希薄乱流予混合火災の局所的消炎に関する研究

これまで不明な点が数多く残されている熱損失を受ける希薄乱流予混合火災の局所消炎機構を明らかにすることを目的として研究を行った。時々刻々と変化する火災面の様子をレーザートモグラフィーにより可視化し、その断面像を画像処理および解析した。本助成期間では、ルイス数の異なる火災の局所消炎のスケールを定量化し、それぞれの火災について局所消炎が全体の消炎に発展する条件について検討を加えた。その結果以下の結論が得られた。希薄メタン/空気火災の場合では、全体の消炎と局所消炎の関係は初期乱れ強さによって影響の程度が異なる。初期の乱れが小さい条件では、火災面の形状が層流火災に近いため、局所消炎の頻度は少ない。従って、初期の乱れが小さい場合では、局所消炎は全体の消炎に大きな影響を与えていないと考えられる。これに対して、初期の乱れが大きい場合では、局所消炎の頻度は多くなる。特に、よどみ点付近において局所消炎が発生し、その領域がよどみ点を中心として大きくなる場合では、全体の消炎が生じる可能性が高くなる。希薄プロパン/空気火炎では、初期の乱れの大きさに関わらず、局所消炎する頻度が少なく、全体の消炎に与える影響も小さい。また、燃料濃度が消炎限界濃度に近づいても大きなスケールの局所消炎は観察されない。さらに、全体の消炎に大きく影響を与えると考えられるよどみ点付近での局所消炎も観察されていない。このことは、希薄プロパン/空気火炎はルイス数効果にともない、冷壁面への熱損失の影響を受ける前に火炎伸張などの影響を大きく受けて消炎するためであると考えられる。このことは、希薄メタン/空気火炎で観察された燃料濃度が消炎限界濃度に近づくと局所消炎する頻度が高くなることに対比しており、ルイス数効果による消炎機構の違いを示している。
基礎・基本の定着を図る複式理科学習指導の創造~学年別指導における理科学習指導法~

1研究の目的小学校複式学級において,基礎・基本の定着を図る理科学習指導をつくるために,理科の学習内容分析と複式の効果的な学習指導の充実を授業実践を通して検討した。2研究の方法(1)小学校複式理科学習の課題点を,実践研究やアンケート,学習指導要領を基に探る。(2)複式理科学習指導を充実させるために,学習内容の分析を基にした指導内容の絞り込みと基礎・基本の定着を図る直接・間接指導の明確化。(3)分析した学習内容や直接・間接指導の視点を明確にした指導計画を想定しての授業実践。(4)授業実践を基にした,指導内容の重点化や直接・間接指導の効果的な指導法を明らかにしたポイント集の検討。3研究成果(1)小学校複式理科学習の課題点○1時間の中で,2学年の学習のねらいを達成させなければならないため,学習内容を分析し,指導内容を厳選する必要がある。○観察・観察,実験・実験と重なる場合において,内容や安全上の配慮等の検討が必要。(2)学習内容の分析を基にした指導計画の想定○本時のねらいを基にした学習内容の分析を行い,最も大切な指導内容に焦点化した指導を行い,理解のしにくいところやねらいに迫る大切な場面は直接指導を行う。○評価や単元の系統性に留意しながら,できるだけ類似単元を組み合わせた単元配列の方が異学年の交流を持ちやすかったり,教師の教材研究のしやすさがあったりする。(3)授業実践○授業では,小黒板に何を書かせ,どんな意見の交流が生まれるのかを想定して臨む。「なぜか」「どうして」「こうなるかも」「できたぞ」等の子どもの意識が芽生えるような発問の工夫を行う。また,子どもに考えさせる部分のところは直接指導で行う。(4)ポイント集の検討○実践単元を中心としたポイント集を作成した。特に,2学年のねらいを達成するための指導内容の重点化を図ることと,類似単元を組み合わせた配列を行うと,教材研究のしやすさと異学年の交流が自然と生まれやすいよさがあることが分かった。
「黒いイギリス人」と任意団体活動―植民地初期ナイジェリアにおける「市民社会」研究

本研究は、英領ナイジェリアにおける任意団体活動の実態および表象を検討し、当該地域における「市民社会」の歴史的発展過程を明らかにするものである。本年度は、1880年から1920年に出版されたラゴス新聞の再評価を行うとともに、記念事業団体に関する叙述の分析を進めた。アフリカを対象とした記憶研究が、内戦・植民地支配のトラウマや、国民国家の成立と記憶の問題、さらに口承伝統や宗教行事等を媒介とする現代の記憶化を題材としてきた一方で、本研究の記念事業団体分析は、従来の記憶研究の理論を応用しながら、19世紀後半から続く記念・顕彰行為の歴史的変遷を明らかした。記念事業団体のラゴス新聞における叙述に共通するのは、自らのネイション(ヨルバランド、ラゴス、ナイジェリアなど状況により変化)の歴史を「構築」する手段として記念事業が一翼を担うと繰り返されていた点である。記念事業によって歴史を創造し、目に見えるかたちで記録に残すことが、ラゴス社会の近代化を促進すると主張されており、同様の言説が流通し受容されていた。ここで注目すべきは、イギリスの記念・顕彰行為とともに、ヨルバ民族の記念行為が進歩的な見本として参照されていることである。さらに、2011年7月と11月にはイギリスで、アフリカの出版文化史と教育史に関する文献資料収集とラゴス新聞の内容分析を行った。本研究を土台とした博士論文の口頭試問通過が、本年度における最大の成果であり、通時的な視座から植民地初期のラゴス新聞を詳細に読み込み、一次史料の社会史的分析と新聞記事の内容分析や広告分析を組み合わせた手法と視点の独自性が高く評価された。また、ラゴスで出版された新聞の史料的価値に関する論文を執筆中であり、雑誌への投稿を予定している。本研究の目的は、植民地初期ナイジェリアにおける「市民社会」の歴史的発展過程を明らかにすることである。当該地域および時代に対する「市民社会」概念の適合性は留意すべきであるものの、任意団体活動の実態および新聞の表象分析を通して、出版文化史におけるラゴス新聞の再評価と、従来宗教別・階層別・人種別に分断された社会だと書かれてきた19世紀後半から20世紀前半のラゴス社会の再解釈が可能になった。今後も、植民地という空間を本国から分離したものとしてとらえるのではなく、本国/植民地、支配者/被支配者を、その二重性に留意しながら一つの分析枠で扱い、本研究が対象とした地域および時代における「公共圏」論や「想像の共同体」論の適用について更に精細な分析を行い、植民地初期ナイジェリアの出版文化史と発展思想の議論に寄与したい。本研究の課題は、英領ナイジェリア殖民地における、任意団体活動の実態及び新聞のおける表象を検討し、アフリカにおける「市民社会」歴史的発展過程を明らかにすることである。本年度は、6月に開催されたイギリス帝国史研究会にて国内のイギリス帝国史研究の動向を確認し、7月から8カ月間は、本研究の主要な史料となる南部ナイジェリア出版された新聞を詳細にみていく必要性から、イギリスでの史料収集を行った。イギリス滞在期間中は、関連セミナーに参加するとともに、本研究の土台となる1880年から1920年に出版された新聞7紙を閲覧・複写し、任意団体活動に関する文献および史料調査を行った。その際には、以下の4点に焦点をあてた。第一に、1880年から1920年英領ナイジェリアで出版された新聞の特徴および社会における位置。第二に、当時の新聞に記録されている任意団体活動全般に関する記述。第三に、記念事業団体の描写。第四に大英帝国に関連する任意団体団体の描写である。この海外渡航により、来年度から研究の成果報告を行うための、情報・史料・文献収集および分析作業の大部分お終えることができた。また収集した史料の考察によって以下の分類は得た。第一に、植民地初期の南部ナイジェリアでアフリカ人エリートが設立した任意団体の分類は、宗教団体、余暇活動団体、文学・教育団体、記念事業団体、職業別団体、大英帝国関連団体の7種類に分類でき、それぞれの特徴と時代による変化、新聞における描写の特徴が明らかになった。第二に、大英帝国に関連する団体として注目した、ヴィクトリア女王即位50周年・60周年記念式典委員会に関する記述から、ナイジェリア史において議論が続いているヨルバ人意識発展の過程における大英帝国の役割が見えてきた。12月には成果の一部をバーミンガム大学にて報告した。

ここで注目すべきは、イギリスの記念・顕彰行為とともに、ヨルバ民族の記念行為が進歩的な見本として参照されていることである。さらに、2011年7月と11月にはイギリスで、アフリカの出版文化史と教育史に関する文献資料収集とラゴス新聞の内容分析を行った。本研究を土台とした博士論文の口頭試問通過が、本年度における最大の成果であり、通時的な視座から植民地初期のラゴス新聞を詳細に読み込み、一次史料の社会史的分析と新聞記事の内容分析や広告分析を組み合わせた手法と視点の独自性が高く評価された。また、ラゴスで出版された新聞の史料的価値に関する論文を執筆中であり、雑誌への投稿を予定している。本研究の目的は、植民地初期ナイジェリアにおける「市民社会」の歴史的発展過程を明らかにすることである。当該地域および時代に対する「市民社会」概念の適合性は留意すべきであるものの、任意団体活動の実態および新聞の表象分析を通して、出版文化史におけるラゴス新聞の再評価と、従来宗教別・階層別・人種別に分断された社会だと書かれてきた19世紀後半から20世紀前半のラゴス社会の再解釈が可能になった。今後も、植民地という空間を本国から分離したものとしてとらえるのではなく、本国/植民地、支配者/被支配者を、その二重性に留意しながら一つの分析枠で扱い、本研究が対象とした地域および時代における「公共圏」論や「想像の共同体」論の適用について更に精細な分析を行い、植民地初期ナイジェリアの出版文化史と発展思想の議論に寄与したい。
アミノ酸の同位体比分析を用いた古栄養学の確立に資する基礎的研究

研究計画2年目の本年度はGC/MS(ガスクロマトグラフ/質量分析計)を用いた特定アミノ酸の誘導体化法の開発およびスペクトル解析に注力し、毛髪や爪を構成する主要タンパク質であるケラチンの要素であるアミノ酸等を対象にいくつかの手法を開発した。さらに本年度からキャピラリー分取システムをGC/MSに新たに接続し、個別化合物を単離する手段を得た。この単離法およびその後のステップである精製法の最適化を現在検討中である。欧州からシベリア・東アジアを含む広大な地域の古人骨の収集が進んでいる。特に欧州やバイカル湖周辺の地域の資料が充実しており、骨コラーゲンの抽出も順調に進んでいる。バルクの骨コラーゲンの安定同位体分析や放射性炭素年代測定はほぼ終了しており、それらの資料は次の段階である化合物単位での同位体分析を待つ状態にある。海外の機関との共同研究も進めており、研究計画中で必要となる動物試料の準備や分析機器類の整備を順次推進している最中である。個別化合物単位での安定同位体分析に必要な分取システムを無事導入することができた。これにより計画に必要な分析機器類が一通り揃った。最終的な分析対象である古人骨資料は昨年度に引き続き収集を継続しており、コラーゲン抽出等のルーチン作業は滞りなく進んでいる。現代人試料(頭髪・爪)および共同研究者から譲渡された動物試料の分析をさらに推進する。一通り分析が完了し次第、古人骨等の考古資料の分析も開始する。これらの考古資料は引き続き収集・整理作業を継続する。人体組織の安定同位体比は栄養状態・生理状態に影響を受けることが報告されているが,体組織同位体比に対する各要因の影響の程度やメカニズムに関する基礎データが不足している。本研究では技術的制約から特にデータの乏しい化合物単位での安定同位体分析を用いた栄養状態・生理状態の解析法を開発し,先史時代人の古栄養学・古病理学研究に同手法を応用することを目的としている。研究開始初年度である本年度は実験環境の整備に比較的多くの時間を割いた。GC/MS(ガスクロマトグラフィー/質量分析計)の新規導入および運転の開始、特定アミノ酸の分離同定法の検討を実施した。特に頭髪や爪等の体組織を構成する主要タンパク質・ケラチンの成分であるシステイン・シスチンのGC/MS分析に焦点を当てた。酸化反応と各種の誘導体化法を用いた既存の分析方法に検討を加え、複数の誘導体化試薬を用いたいくつかの有望な分析プロトコルを考案した。これらの手法については、現在再現性の確認やさらなる方法論の改良を試みている最中である。一方、本研究計画の到達目標である過去の人々の栄養状態を復元するために、新たに国内外の古人骨等の考古学資料・人類学資料の収集を行った。後期旧石器時代から新石器時代、歴史時代を含む様々な時代と地域の資料が充実しつつある。また今後の方策の箇所でも述べたが、動物実験の実施が困難な状況となったため代替となる動物資料の検討を行った。具体的には別機関における飼育実験の依頼、また自然状態で栄養不足を経験した野生動物試料の利用を検討した。本研究計画の予算のうち最大の支出であるGC/MSの導入と稼働が滞りなく進んでいる。計画していた特定アミノ酸の分析法の開発も進んでおり、今後の実試料の分析にも目処が立った。過去の資料については元からあるものに加え、さらなる資料の収集も行っている。GCを用いた分析法の開発をさらに進める。プロトコルが完成し次第、現代人の頭髪試料・考古資料等の実資料の分析を順次実施する。所属機関の変更に伴い利用できなくなった機器類があるため、新たに当該機器を保有する機関との共同研究を開始する。特に同位体比分析を行える機関との連携を検討中である。また計画していた動物実験は現所属機関での実施が困難であるため、研究協力者との共同作業とする方策を考えている。当面は現代人の試料を中心に分析を進める予定である。
脳内全シナプスの活動ダイナミクス測定に基づく神経回路動作機構の追究

本研究では、ショウジョウバエ幼虫をモデル系として用い、シナプス活動イメージング、統計的データ解析、遺伝学を駆使して、シナプス集団の活動ダイナミクスの解析を行なっている。今年度は、シナプス集団の活動パターンの定量的解析と、そのパターンの各相を担うシナプスのデータ解析による同定を進めた。全ニューロンにカルシウムプローブを発現させた個体を用いて、中枢神経系におけるシナプスの蛍光強度変化を観測した。シナプスは細胞体に比べて高密度に存在するため、形態のみから個々のシナプスを分離することは容易ではない。そこで、単一のシナプスを構成する画像上のピクセルは、同じような蛍光変動するという過程に基づいて、統計力学的な最適化手法であるsimulated annealing法を用いてピクセルをシナプスにクラスタリングした。これによりシナプスの特徴的な形態と活動を抽出することに成功した。ショウジョウバエ幼虫の中枢神経系は、動物の運動(前進運動、後進運動)を反映して、尾側から頭側へ伝播する活動波、および逆に頭側から尾側へ伝播する活動波、という回路活動パターンを示す。これらの活動パターンにおける個々のシナプスの活動を解析した。すると、単一の神経節内においてシナプスの活動順序は明確な時間構造を示すことが分かった。各神経節内では、大部分のシナプスはほぼ同時に活動し、他の部分ではその同時活動に続いて徐々に活動が伝播していく様子が観察された。さらに、この傾向は前進運動パターン、後進運動パターンの双方において見られたが、その同時活動するシナプス群が双方の間で部分的に一致しないことが分かった。このことから運動制御回路は、各行動に対する共有部分と特化した部分に分解可能であることが示唆された。以上の結果から、神経回路内にモジュール構造が存在し、それらの組み合わせの違いによって異なる運動パターンが生成される、という回路描像が示唆された。シナプス集団の活動解析を実現するためには、大規模カルシウムイメージング画像データから、個々のシナプスを分離・同定することが必要であるが、シナプスは互いに類似していて、しかも密集しているので、通常の物体識別アルゴリズムではシナプス構造の分離は困難である。本年度は、統計物理学の分野で開発されている多自由度状態探索アルゴリズムであるsimulated annealing法を導入することにより、このシナプス分離に成功し、研究が大きく前進した。一方、測定装置の故障により一時的にデータ取得に遅れが発生した。そこで、修理の間にシナプス構造の分離、統計的データ解析手法の最適化に注力し、データ解析プロセスの効率化を実現できた。今後、神経回路の集団活動における個々のシナプスの活動ダイナミクスの解析を進めることにより、個々のシナプスの機能的役割を明らかにする。特に、異なるシナプス間の揺らぎの相関を統計的に解析することにより、互いに強く結合していると考えられるシナプス群を同定し、全シナプス集団を、特定のダイナミクスを示す部分集団にクラスタリングする。そして、その部分集団で遺伝子発現を誘導するトランスジェニック系統を探索・利用することにより、それらのシナプスの活動を亢進・抑制したときの神経回路ダイナミクスの変化を解析することで、回路ダイナミクスがシナプス集団間の相互作用によってどのように生み出されるのかを明らかにする。神経回路は、多数の神経細胞の集団的な活動によって機能を生み出す。カルシウムイメージング等の測定技術の進展により、近年、脳内の多数の神経細胞の活動を同時に記録することで、脳がシステムとしてどのように機能しているのかを明らかにしようとする研究が世界的に進行している。神経細胞の細胞体で測定する従来の研究は、神経回路の集団的振る舞いについて詳細な解析を可能にしている。一方、神経回路の集団活動を規定するのは、神経細胞間の情報伝達であり、それはシナプス部で起こる。シナプスは細胞体に比べて一桁ほど小さいため、神経活動の測定は容易ではない。最近の研究において我々は、細胞体からの活動記録では見過ごしてしまう重要な情報がシナプスレベルの活動測定を行なうことで得られることに気付いた。そこで、本研究では、技術的な困難を克服することにより、シナプス集団の活動イメージングをショウジョウバエ幼虫の全脳で行なうことで、より包括的な神経活動測定系の構築に挑戦している。これまでに、シナプス部での神経活動を効率よく測定できるプローブの開発に成功している。そこで、本年度は、これらのプローブで神経系全体のシナプスを可視化するために、新規系統の作成を進めた。まず、プローブの発現量を増やすために、神経系で遺伝子発現用の遺伝子(Gal4)を誘導するトランスジェニック系統を複数作成した。また、Gal4システムとは別のLexA-LexAopシステムでプローブを発現する系統を作成した。更に、神経組織での散乱を抑えて、より深部からのイメージングを行なうために、長波長プローブR-CaMP2の発現系統を作成した。以上の系統は全て幼虫の神経系での高発現が確認できており、神経系全域におけるシナプスイメージングを可能にする系統が作成できたと言える。全神経系のシナプス可視化を行なうために必要な種々のトランスジェニック系統の作成を進めた。その結果、Gal4-UASシステムを使って膜局在GCaMP6f及び、R-CaMP2を発現させる系統、及び、LexA-LexAopシステムを使って膜局在GCaMP6fを発現させる系統を作成した。免疫組織学的解析により、これらの系統は全て神経回路で高効率にプローブを発現させることが明らかになった。また、微弱な蛍光を安定して検出するために、励起用レーザを改良して高出力化と安定化を行なった。

更に、作成したトランスジェニック系統を基に、プローブ遺伝子のコピー数を増やした系統を遺伝学的掛け合わせにより作出した。本研究では、ショウジョウバエ幼虫をモデル系として用い、シナプス活動イメージング、統計的データ解析、遺伝学を駆使して、シナプス集団の活動ダイナミクスの解析を行なっている。今年度は、シナプス集団の活動パターンの定量的解析と、そのパターンの各相を担うシナプスのデータ解析による同定を進めた。全ニューロンにカルシウムプローブを発現させた個体を用いて、中枢神経系におけるシナプスの蛍光強度変化を観測した。シナプスは細胞体に比べて高密度に存在するため、形態のみから個々のシナプスを分離することは容易ではない。そこで、単一のシナプスを構成する画像上のピクセルは、同じような蛍光変動するという過程に基づいて、統計力学的な最適化手法であるsimulated annealing法を用いてピクセルをシナプスにクラスタリングした。これによりシナプスの特徴的な形態と活動を抽出することに成功した。ショウジョウバエ幼虫の中枢神経系は、動物の運動(前進運動、後進運動)を反映して、尾側から頭側へ伝播する活動波、および逆に頭側から尾側へ伝播する活動波、という回路活動パターンを示す。これらの活動パターンにおける個々のシナプスの活動を解析した。すると、単一の神経節内においてシナプスの活動順序は明確な時間構造を示すことが分かった。各神経節内では、大部分のシナプスはほぼ同時に活動し、他の部分ではその同時活動に続いて徐々に活動が伝播していく様子が観察された。さらに、この傾向は前進運動パターン、後進運動パターンの双方において見られたが、その同時活動するシナプス群が双方の間で部分的に一致しないことが分かった。このことから運動制御回路は、各行動に対する共有部分と特化した部分に分解可能であることが示唆された。以上の結果から、神経回路内にモジュール構造が存在し、それらの組み合わせの違いによって異なる運動パターンが生成される、という回路描像が示唆された。シナプス集団の活動解析を実現するためには、大規模カルシウムイメージング画像データから、個々のシナプスを分離・同定することが必要であるが、シナプスは互いに類似していて、しかも密集しているので、通常の物体識別アルゴリズムではシナプス構造の分離は困難である。本年度は、統計物理学の分野で開発されている多自由度状態探索アルゴリズムであるsimulated annealing法を導入することにより、このシナプス分離に成功し、研究が大きく前進した。一方、測定装置の故障により一時的にデータ取得に遅れが発生した。そこで、修理の間にシナプス構造の分離、統計的データ解析手法の最適化に注力し、データ解析プロセスの効率化を実現できた。これまでに作成したプローブ系統を用いて、計画予定通りに神経組織全体のシナプスイメージングを進め、時系列データの統計解析を行なう。
ポリジアセチレン固相重合薄膜による高移動度FETの創製

ポリジアセチレンは、固相重合によって高度に発達した主鎖共役系を形成できることから、高速移動度が期待される。本研究では、紫外線、熱、電子線等の様々な重合条件について検討を行い、モノマー薄膜のSEM観察時にジアセチレンモノマーが均一に重合する様子から、電子線照射による重合法の有用性を見出した。電子線照射では、均一にモノマーの重合が起き、FET特性も優れた性能を示し、最大ホール移動度が4cm^2/Vsに達する高い値が得られた。光重合法では重合度が不均一であるのに対して、電子線照射では均一に重合反応が進行することがわかり、今後の実用化展開が期待される。テフロンでラビングしたSiO_2基板上にポリジアセチレンモノマーを蒸着し、50°Cにおいて、数μm x10μmのドメインサイズに達する帯状(フローリング状)の結晶ドメインが得られた。しかしながら、多数の線状のクラックが観測された。このことは、配向膜の実現に成功したものの、基板表面とPDA薄膜の表面エネルギーの違いにより多数の表面クラックや剥がれが生じたものと考えられる。このような50°Cで得られたPDA薄膜をFETに用いた素子では、最大移動度0.1cm^2/Vs程度の値が得られた。また、LB法による2次元単分子結晶膜の形成について検討した。水面上へのPDA溶液の展開の後、圧縮によって2次元結晶膜を得た。その後、FET基板上へ転写して、光重合を行いFETデバイスを完成させた。単分子FETを形成し、FET特性の測定を行ったが、移動度は10-5cm2/Vsに留まった。今後、成膜方法の最適化によって、移動度の向上を目指す。さらに、単結晶の育成について検討を行った。本研究では、ガスフロー型昇華精製や溶媒からの単結晶育成を試みた。昇華精製では、ガス流量、結晶成長温度の最適化によって、ミリサイズの単結晶育成が可能となった。また、溶媒からの再結晶法による結晶成長においては、数種類の溶媒について検討を行った結果、THFとトルエンからの再結晶によって、数100μmに達する結晶を得た。前年度までにおいて、LB膜及び真空蒸着膜によるジアセチレンモノマーの成膜と紫外線照射によるポリジアセチレン薄膜の形成について検討を行ってきた。LB法では、成膜条件の最適化によって比較的良好な薄膜が形成できるものの、成膜時に水を用いることやCd等の有害金属の使用が必要であることが大きな問題点であり、最大移動度も10^<-5>cm^2/Vs程度の低い値に留まった。そこで、本研究では、真空蒸着プロセスによる成膜に焦点を絞った。蒸着成膜では、特に、テフロンでラビングしたSiO_2基板上にポリジアセチレンモノマーを蒸着し、基板温度を50°Cに設定した場合、数μmx10μmのドメインサイズに達するフローリング状の結晶ドメインが得られ、最大ホール移動度0.1cm^2/Vs程度の値が得られている。しかしながら、SEM、AFM観察から多数の線状のクラックが膜内部に観測され、より高速の移動度を実現するためには、新たな重合手法が必要とされていた。電子線照射では、均一にモノマーの重合が起き、FET特性も優れた性能を示し、最大ホール移動度4cm^2/Vs程度の高い値が得られた。光重合法では重合度が不均一であるのに対して、電子線照射では、均一に重合反応が進行することがわかった。最終年度は、電子線照射プロセスの最適化について検討する。また、本年度は、レーザー走査(アニール)による光重合、結晶化の促進についても検討を行い、高分子薄膜の配向性制御、レーザー走査方向への結晶ドメイン形成に成功した。これらの研究成果も統合する。ジアセチレン基を有する有機化合物(DA)は、熱あるいは光により固相重合でき、古くから主鎖伝導を用いた高移動度有機半導体材料として期待されている。その一方で、DAを用いた有機FETでは、これまで移動度が、最速でμ_h10^<-3>cm^2/Vs程度に留まっていた。これは、有機FETを作製する過程において、重合時におけるわずかな体積変化による基板からの有機薄膜の剥離が原因で、材料が有する本質的な高い電気特性を引き出せてないことを突きとめた。そこで、本研究では簡便に高移動度を実現する方法として有機絶縁膜をバッファー層に用いてPDAのわずかな体積変化による剥離を抑え、さらに裏面からの光重合により活性層中におけるキャリア伝導層の均一な重合に取り組んだ。石英基板上にゲート電極としてA1層を、絶縁膜としてパリレン-Cを積層させた。

石英側から重合させるためA1層(15nm)とパリレン層(300nm)を極薄く成膜した。その後、基板温度を50°Cに維持した状態で、10,12-ペンタコサジイン酸(PDA)を真空蒸着法にて積層させ活性層を形成した。水、酸素濃度が、共に10ppm以下の環境下で裏面(石英基板側)から波長254nm、照射エネルギー300μW/cm^2のUV光を60min照射しPDAを重合させた後、真空蒸着法にてAu電極パターン(L/W=50μm/2mm)を形成しソース電極、ドレイン電極を作製した。同時にSi基板上に作製したリファレンス素子では、キャリア移動度は0.13cm^2/Vsに留まったが、裏面から重合させた場合、4倍程度高い移動度0.54cm^2/Vsが確認された。また、通常のSi基板上での重合と比べパリレン-C絶縁膜を用いて裏面からUV光で重合させた場合、基板からの剥離が抑制されていることが確認できた。さらに、重合時に電子線を用いることにより体積変化による基板からの剥離を最低限に抑え、最速でμ_h3.8cm^2/Vsの高い移動度が得られた。しかしながら、電子線重合では真空中でのプロセスが必要となり、さらには大面積化が困難であることなどデメリットも多く、今後の課題が明らかとなった。