hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光音響顕微鏡による新素材の熱物性定数推定法の開発

光音響顕微鏡による新素材の熱物性定数の推定法を確立するために、材料をエポキシ樹脂に絞り、1.光音響信号(PA信号)の発生メカニズムの解明を行った。次にその発生メカニズムを検討し、2.エポキシ系接着剤の熱拡散率を材料に非接触で簡単に推定する方法について検討した。得られた結果を以下に示す。1.エポキシ樹脂のPA信号の発生メカニズムの解明(1)試料の下に置くバッキング材が光反射型の場合と光吸収型の場合の2者に分類し、各々の場合におけるPA信号の発生源を実験的に検討した。光反射型バッキング材の場合、傷のない部分では樹脂が、光吸収型の場合バッキング材が、それぞれPA信号の主な発生源となることを明らかにした。さらに傷部分では、両バッキング材とも傷先端で散乱された光によるPA信号が支配的となることを明らかにした。(2)PA信号の伝搬経路は、樹脂裏面とバッキング材表面の不完全接触による空気層を伝搬し、マイクロホンに達することを明らかにした。2.エポキシ系接着材の熱拡散率の推定(1)熱的性質が大きく異なるPP基板と黒鉛基板上のエポキシ系接着剤の熱拡散率を推定した結果、提案した方法が基板の熱的性質に関係なく接着剤の熱拡散率を推定できることを明らかにした。(2)基板の物理定数(比熱,密度,熱拡散率など)が未知であっても接着剤の熱拡散率を簡単に推定できることも明らかにできた。
極東ロシア沿海地域における鉱物資源の時空特性に関する研究

ロシア極東のシホテアリン地域には、白亜紀-古第三紀の珪長質火成岩類が広く分布し、これに伴って様々な金属鉱化作用が見られる。中でも、この地域北端のムノゴベルシンノエ鉱床は、熱水性の含金鉱脈鉱床であり、鉱床学的にも資源的にも重要である。この鉱床の生成にかかる石英中の流体包有物の産状と性状を調査した。その結果、次のような事実が明らかになった。1)気液3相からなる流体包有物が金鉱床を生成した鉱化流体の性質を反映しているものと推定される。2)鏡下での性質から、流体包有物は、気相二酸化炭素、液相二酸化炭素、塩水溶液からなると推定される。3)室温近傍で加熱すると、気相が収縮し、液相二酸化炭素に均質化する。その温度は28.330.1°Cであった。4)冷却すると塩水溶液は凍結し、加熱により氷点下で溶融する。その温度は-3.4-2.6°Cであった。すなわち、包有流体のNaCl相当塩濃度は約54wt%に相当する。5)冷却に際して、二酸化炭素の水和物が生成し、氷点下で塩水溶液が溶融した後も、氷点上まで残存する。この水和物は最終的に+7.7+9.2°Cで消失した。6)高温度にまで加熱すると、均質化する前に多くの包有流体が漏出し、また包有物自体が爆散することが多い。7)いくつかの流体包有物では、265320°Cで、気相が液相に均質化した。8)娘鉱物として固相を含むような高塩濃度流体包有物は認められない。流体包有物のこのような性質は、本邦の北上型金鉱床産石英中の流体包有物の性質とよく類似しており、両鉱床の生成環境の類似性を暗示し、一部が日本のかつて大陸と地続きであり、その後漂移したとする考え方を支持する。ロシア極東シホテアリン地域の,主として蛍石,錫,鉛/亜鉛,朋素などの鉱床およびこれらと成因的に密接な関係を有すると推定される酸性深成岩類の地質調査を実施した.現地では,鉱床の産状の調査,鉱床の母岩や鉱石の産状と性状,鉱石鉱物の性質などに着目して調査を行ない,室内実験用の試料を採取した.また,酸性火成岩類については主として岩石の産状(変成堆積岩類との時間的空間的関係)および帯磁率などの物理的性質について調査し,化学組成分析や放射年代測定用の試料を採取した.調査に先だって,これまでの研究から明らかになった一連の成果を当該学会(The Society of Resourse Geology)において公表した.そのタイトルは以下のようである.シホテアリン地域の花崗岩質岩石は,その生成時期および生成場所に応じて著しく異なった性質を有する.斑状結晶の産状と性質,enclaveの産状と性質,花崗岩の生成年代,構成鉱物の特性,帯磁率などについて新しい知見が得られた.造岩鉱物中の含有元素,とくにハロゲン元素の分布特性から,岩系別また鉱床別に一定の規則性がある可能性が考察される.また,花崗岩のとくに石英や長石中の結晶化包有物や流体包有物の産状および性状から,鉱床母岩の時間的空間的性質や鉱化溶液の物理化学的性質などを明らかにしつつある.2年間にわたって,極東ロシア沿海地域とくに南部地域の地質鉱床調査と資料の収集を行った.

これはそれ以前に進めていた沿海地域の北部および中部地域に対するのと同種の継続研究である.当該国の政治的外交的不安定性から,折角採取した岩石および鉱石試料が長いこと入手できないという事態が続いた.これは計画立案の初期においても,若干懸念されたことであったが,実際に出来してしまい計画が大幅に遅れることとなった.(この種の地球科学的研究を進めるにあたっては,試料の入手が必須であり,今後に一つの暗い影を投げかけている.)幸い,研究分担者の辛抱強い折衝と関係機関の弛みなき努力が功を奏してようやく搬入され,急ぎ,試料の調整,観察および実験用の試料の作成へと動き出した.主として花崗岩質岩石の年代測定,主成分および微量成分の化学組成分析,帯磁率測定などがおこなわれ,母岩の変質,造岩鉱物の化学的性質や内部の包有物の性質などについて解析を進めてきた.この結果,当該地域における中生代以降のマグマ活動の実態と,その産物である深成火成岩体の分布,産状,岩石化学的性質が明らかにされつつある.これらの性質と本邦における類似岩石の性質との比較は,日本海のオープニングという地質現象を理解する上で不可欠の情報を提供している.また,これらの深成酸性岩に伴って生じたと考えられるいくつかの鉱床,とくに金鉱床・銀鉱床・蛍石鉱床などについて,鉱床地質学的・鉱石鉱物学的研究が進められた結果,この地域における鉱化流体の性質や鉱石の性質などについての知見が得られ,本邦の類似鉱床との成因的比較がなされつつある.これらの結果については,すでに日本地質学会や資源地質学会などにおいて公表してきた.
複合酸化物フィラー内の粒子分散状態が複合材料の曲げ強度に及ぼす影響の解明

本研究は、複合酸化物フィラーの微構造の観点から人工歯冠における曲げ強度向上の指針の確立を目指すものである。曲げ強度向上の因子として、化学組成、粒子径、粒径分布、フィラー含有量があり、これまでに、これらと曲げ強度の関係については知見が得られている。しかしながら、前歯よりも奥の歯に必要な200MPa以上の曲げ強度は実現できていないことが課題となっている。本研究では、複合酸化物粒子内における酸化物の分散状態に着目し、分散状態が複合材料の曲げ強度に及ぼす影響を明らかにして課題解決し、再現性良く300MPaの曲げ強度を実現することを目的としている。本研究では、複合酸化物フィラー/樹脂複合材料の曲げ強度を向上させると共に再現性よく曲げ強度を分析するために、樹脂へのフィラー含有量をできるだけ大きくすることが必要である。粒径分布がフィラー含有量に影響することはわかっており、単分散に近い原料フィラーが必要である。そこで、フィラーの出発原料となる液滴を発生させる原料液滴発生装置を試作した。動作試験を実施し、単分散に近いフィラーが得られることをデータとして取得し、本研究に必要な常温、常圧下における4時間以上の連続運転が可能であることを確認した。また、液滴を粒子に転換する合成プロセスを利用して複合酸化物粒子中の酸化物の分散状態について分散状態を制御する技術の研究を実施した。原料を硝酸塩、酢酸塩、炭酸塩、水酸化物、ゾル等に種類を変化させながら、フィラーの合成試験を実施した。原料の熱分解挙動について示差熱重量分析により取得したデータと、複合酸化物粒子中の酸化物の分散状態について電子顕微鏡を用いた元素分布のデータを解析して調べた結果、原料が熱分解する際の析出過程が分散状態に影響することがわかり、熱分解挙動の異なる原料の組み合わせで、選択的に分散状態を変化できることがわかった。本研究は、複合酸化物フィラーの微構造の観点から人工歯冠における曲げ強度向上の指針の確立を目指すものであり、複合酸化物粒子内における酸化物の分散状態に着目し、分散状態が複合材料の曲げ強度に及ぼす影響を明らかにして、300MPaの曲げ強度を実現することを目的としている。平成30年度は、次年度以降に酸化物分散状態の違いが複合酸化物フィラー/樹脂複合材料の曲げ強度に及ぼす影響を解明して目的を達成するために、原料液滴発生装置の試作および複合酸化物粒子中の酸化物分散状態を制御する技術に関する研究を実施した。試作した原料液滴発生装置は、本研究に必要な動作ができることを確認したと共に目的の粒径分布でフィラーが得られることを確認し、フィラーの合成条件と酸化物の分散状態との関係を解析した結果から、合成条件の違いによる酸化物分散状態への影響がわかった。本研究の実施計画通りに研究は進展しており、研究の目的を達成するための基盤となる本年度の目標を達成した。令和元年以降は、平成30年度の研究データおよび知見を基に、酸化物分散状態の違いが複合酸化物フィラー/樹脂複合材料の曲げ強度に及ぼす影響を解明する研究を実施する。平成30年度の研究で得られたフィラー合成条件を基に複合酸化物フィラーを合成し複合酸化物フィラー/樹脂複合材料を作製して曲げ強度のデータ取得し、酸化物分散状態と曲げ強度の関係について調べる。比較データとして固相混合で調製した複合酸化物フィラー/樹脂複合材料の曲げ強度データも取得する。酸化物分散状態は電子顕微鏡法による元素分布により解析して確認し、フィラーおよび複合材料の破壊挙動を力学的試験により解析することで、酸化物分散状態の違いによる曲げ強度への影響を明らかにする。

本研究は、複合酸化物フィラーの微構造の観点から人工歯冠における曲げ強度向上の指針の確立を目指すものであり、複合酸化物粒子内における酸化物の分散状態に着目し、分散状態が複合材料の曲げ強度に及ぼす影響を明らかにして、300MPaの曲げ強度を実現することを目的としている。平成30年度は、次年度以降に酸化物分散状態の違いが複合酸化物フィラー/樹脂複合材料の曲げ強度に及ぼす影響を解明して目的を達成するために、原料液滴発生装置の試作および複合酸化物粒子中の酸化物分散状態を制御する技術に関する研究を実施した。試作した原料液滴発生装置は、本研究に必要な動作ができることを確認したと共に目的の粒径分布でフィラーが得られることを確認し、フィラーの合成条件と酸化物の分散状態との関係を解析した結果から、合成条件の違いによる酸化物分散状態への影響がわかった。本研究の実施計画通りに研究は進展しており、研究の目的を達成するための基盤となる本年度の目標を達成した。令和元年以降は、平成30年度の研究データおよび知見を基に、酸化物分散状態の違いが複合酸化物フィラー/樹脂複合材料の曲げ強度に及ぼす影響を解明する研究を実施する。平成30年度の研究で得られたフィラー合成条件を基に複合酸化物フィラーを合成し複合酸化物フィラー/樹脂複合材料を作製して曲げ強度のデータ取得し、酸化物分散状態と曲げ強度の関係について調べる。比較データとして固相混合で調製した複合酸化物フィラー/樹脂複合材料の曲げ強度データも取得する。酸化物分散状態は電子顕微鏡法による元素分布により解析して確認し、フィラーおよび複合材料の破壊挙動を力学的試験により解析することで、酸化物分散状態の違いによる曲げ強度への影響を明らかにする。生じた次年度使用額は平成30年度に試作した原料液滴発生装置の改良に該当する使用額である。当該装置は研究代表者の設計に基づいた特別仕様であるために第一試作機の作製までに仕様の改善等で当初計画よりも時間を要した。そのため、液滴径調整のための改良に必要なデータ取得が遅延し、次年度における試作機の改良が必要になった。改良は次年度においてフィラーの合成条件と酸化物の分散状態との関係を調べるために、フィラーの粒子径を変化させるための改良であり次年度初期に改良を実施し、フィラーの合成順序を調整することで研究全体の進捗には影響が無い。また、平成30年度における目標は達成できている。次年度は、次年度使用額を使用して研究計画通りの原料液滴発生装置の改良を行う。
新生代型化学合成群集の出現とその古生態学的要因

新生代型化学合成群集に特徴的なシロウリガイ類やシンカイヒバリガイ類はハナシガイ科を伴う上部漸深海域の種多様性の高い群集に加わったことが明らかとなった。また、シンカイヒバリガイ類は北米に中期始新世に出現したものの日本に分布を拡大した時期は後期始新世前期漸新世であることも明らかとなった。さらに、暁新世の活平層から沈木群集を世界で初めて発見し、シンカイヒバリガイ類が認められないことも判明した。活平層から産出したモミジソデボラ科の巻貝は日本では白亜紀に栄えた仲間で、暁新世まで生き延びたことが明らかとなった。これらから、新生代型化学合成群集はPETMの深海域での絶滅事変後に出現したと考えられる。当初に予定されたいた北海道浦幌町の暁新統活平層から沈木群集と思われる化学合成群集を発見し、同定を進めた。その結果、堆積物食者の二枚貝類、デトリタス食者である巻貝類、腕足類、単体サンゴを含むものの、笠貝類、ハナシガイ(二枚貝)、ハイカブリニナ?(巻貝)など沈木群集に見られる軟体動物群から構成されていることが分かった。この群集は暁新世としては今のところ世界唯一の沈木群集と考えられる。また、北西太平洋では白亜紀末に絶滅したと思われていたモミジソデボラ科巻貝の新種を新生代の地層から初めて発見した。さらに、同じく浦幌町の暁新統常室層に由来すると思われる転石中に化学合成系二枚貝であるツキガイモドキ類とハナシガイ類を採集した。今後の更なる検討が必要であるが、冷湧水群集の可能性はある。いずれにせよ、これら暁新世の群集中には始新世以降に認められているシンカイヒバリガイ類やシロウリガイ類は見られない。さらに、浦幌町の漸新統縫別層の日本最古のシンカイヒバリガイを発見した石灰岩層から化学合成群集に特有な微小な巻貝であるハイカブリニナの新種を発見した。日本の漸新世からは初めての報告となる。他の産地の報告もふまえ、ハイカブリニナ類は新生代以降シンカイヒバリガイ類との随伴性が高いことも明らかとなった。以上の成果のほか、上越沖から採集された後期更新世完新世の貝化石を検討し、貝化石群集中に化学合成系二枚貝であるハナシガイとオウナガイを認めた。日本海側の冷湧水群集では、ニュージーランドと同様に中生代に栄えたハナシガイ属の方が新生代型のオウナガイ属に比べて卓越していることも明らかとなった。このことは化学合成群集の変遷を検討する際には、生物地理学的な観点も加える必要性があることを示唆している。北海道東部の浦幌町から補足的な化石採集を行い、ハナシガイ類やツキガイ類を含む沈木群集の発見に努めた。その結果、ハナシガイ類やツキガイ類を含む沈木群集をさらに発見した。しかし、新生代の沈木群集に特徴的なシンカイヒバリガイ類は発見されなかった。このことは、PETM(暁新世-始新世温暖化極大事件)後に、新生代型の化学合成群集が出現したことを示唆している。また、種の同定の際に化学合成種ではないが、エゾバイ科と思われる巻貝の新属・新種とワダツミフネガイ類の新種を発見し、記載を進めた。古第三紀の化学合成群集の検討を進めるかたわら、和歌山県串本町紀伊大島の下部中新統熊野層群敷屋層から最古のシロウリガイ属の新種とナギナタシロウリガイ属を認め、群集構造を検討して、データに加えた。種多様性について総括したところ、始新世漸新世の新生代型のシロウリガイやシンカイヒバリガイを含む化学合成群集は上部漸深海域に生息し、種多様度が高い傾向が明らかとなった。また、種多様度の高い原因は化学合成種以外の二枚貝多歯類や肉食者・腐肉食者の個体数比が高いためと考えられる。ちなみに、ハナシガイ類を含む暁新世の1沈木群集もほぼ同様な結果が得られたが、この群集では腕足類が卓越している。相対的に見ると、中新世以降の中部漸深海帯の群集よりも均等度は低い傾向にあり、始新世漸新世の新生代型の化学合成群集中には頻繁に捕食痕が見られることから、捕食圧の増加に関係すると考えられる。以上の結果から、本研究の計画当初に予想したように、新生代型化学合成群集は、暁新世以前の上部漸深海域に生息する種多様度の高いハナシガイ類を含む群集にシロウリガイ類やシンカイヒバリガイ類が加わって形成されたことが明らかとなった。

これらから、新生代型化学合成群集はPETMの深海域での絶滅事変後に出現したと考えられる。研究計画に沿い、北海道道央の始新統幌内層の化石を採集し、リストを作成した。その結果、幌内層の化石群集ではオウナガイ類とシロウリガイ類が卓越し、多歯類二枚貝、肉食・腐肉食性の巻貝類が付随する事が判明した。また、ツキガイ類をほとんど伴わない事も明らかとなった。さらに、和歌山県漸新統牟婁層群の化石を検討し、リストを作成した。幌内層の群集と類似するものの、北海道の漸新統縫別層の群集と同様にシンカイヒバリガイ類が加わる事も明らかとなった。したがって、日本では少なくとも後期始新世にオウナガイ類の卓越する群集にシロウリガイ類が加わり、前期漸新世にこうした群集にシンカイヒバリガイ類が新たに加わった可能性が示唆される。ドイツのゲッチンゲン大学では北米産のシンカイヒバリガイ類を検討した。その結果、シンカイヒバリガイ類に近縁な仲間が中期始新世には出現していたものの、多様化し、日本付近まで分布を広げた時期は始新世末期前期漸新世であることを明らかにした。この成果は論文化し、国際誌に投稿中である。イギリスのリーズ大学では世界各地の化学合成群集化石標本を検討した。その結果、これまで世界唯一の暁新世の化学合成群集とされてきた北米パノーチェ丘陵の群集が化学合成群集ではない事を明らかにした。また、南極の白亜紀末期から世界最古のオウナガイ属を認め、オウナガイ類が卓越する群集は白亜紀末期に出現したことも明らかにした。ニュージーランドのオークランド大学では、ニュージーランドの中新世の化学合成群集を採集検討した。その結果、シンカイヒバリガイ類、シロウリガイ類が卓越し、オウナガイ類の代わりにハナシガイ類、ツキガイ類が随伴する事が明らかとなった。以上から、世界的にもオウナガイ類の卓越する群集に、始新世にシロウリガイ類が、漸新世にシンカイヒバリガイ類が加わって、新生代型の化学合成群集が形成されてきたことが判明した。当初に予定されていた北海道浦幌町の暁新統根室層群上部の活平層から世界でおそらく唯一の沈木群集を発見し、同定できた。この沈木群集については、種レベルでの同定が終了していないが、群集構成の観点からはおよその結果が得られた。また、その際に得られたモミジソデボラ科巻貝の新種について記載論文を投稿した。さらに、同じく浦幌町の暁新統根室層群上部の常室層から化学合成系の二枚貝も発見できた。当初計画していた漸新統縫別層産貝化石群を検討し、ハイカブリニナ属巻貝の新種を発見し、記載論文を投稿し、受理された。こうした成果を地元に還元するため、浦幌町で化学合成群集に関しての講演を行った。以上の成果のほか、上越沖から採集された後期更新世完新世の貝化石を検討し、その結果を論文化した。以上から、平成24年度の計画はほぼ達成され、研究はおおむね順調に進展していると言える。当初予定されていた幌内層、牟婁層群の貝化石の同定を終了し、日本での新生代型化学合成群集の形成過程がおおよそ判明した。ゲッチンゲン大学では、シンカイヒバリガイ類の多様化が生じたのは始新世末期前期漸新世であることを明らかにし、その成果を論文化した。リーズ大学ではこれまで世界唯一の暁新世の化学合成群集とされてきた北米パノーチェ丘陵の群集が化学合成群集ではない事を明らかにした。このことは、平成24年度に調査を予定している北海道の根室層群で、化学合成群集が発見されれば、世界唯一の暁新世の化学合成群集となり、白亜紀から始新世に至る化学合成群集の進化を知る大きな手がかりとなることを意味している。オークランド大学では、日本にも多く見られる中新世の化学合成群集を検討し、日本と若干異なる事を明らかにした。このことは、新生代型の化学合成群集の多様化が中新世に顕著になった可能性を示唆している。以上から、平成23年度の本研究の目的はほぼ達成され、研究は順調に進展しているといえる。
プラスチック可塑剤DEHPの肝発がんにおけるヒトPPARα関与の解明とリスク評価

フタル酸ジ-2-エチルヘキシル(DEHP)は、ポリ塩化ビニル製品の主要な可塑剤として汎用されている。一方、DEHPのヒトでの発がんリスクについてはたびたび議論されてきた。DEHPの代謝物は核内に存在する受容体のアゴニストとなるため、その受容体の発現が低く、機能も異なるヒトでは発がん作用はみられないとされてきた。しかし、ヒトと同じ機能を有する受容体を持っているマウスにおいてもDEHP投与により肝腫瘍の形成が見られた。しかし、腫瘍形成経路に違いが見られた。プラスチック可塑剤のフタル酸ジ-2-エチルヘキシル(DEHP)はげっ歯類において肝腫瘍の形成をもたらすため、ヒトでのリスクが懸念されている。DEHPはペルオキシゾーム増殖剤活性化受容体(PPARα)のリガンドであるため、PPARαを介した腫瘍形成機構があると考えられている。しかしPPARαはヒトとマウスで機能や発現量が異なることが指摘されている。そこで我々は、ヒト型のPPARαをもつトランスジェニックマウスと通常のマウス型のPPARαをもつ野生型マウス(それぞれのPPARαの発現量は同程度)を用いて発がん実験を行った結果、DEHPの肝腫瘍形成パターンが異なることを明らかにした。腫瘍形成経路の差異を検討するため、パスウェイ解析を行い絞り込んだ結果、腫瘍の有無により非腫瘍部位の細胞周期に関わる遺伝子の変化が見られていることが明らかになった。PPARαのマウス型とヒト型の違いにより細胞周期遺伝子発現が異なったことから、この制御の機能的違いにより腫瘍形成パターンが異なったのかもしれない。プラスチック可塑剤として用いられているフタル酸ジー2-エチルヘキシル(DEHP)はげっ歯類において肝腫瘍を引き起こすため、ヒトでのリスクが懸念されている。DEHPはペルオキシゾーム増殖剤活性化受容体(PPARα)に結合するため、PPARαを介した腫瘍形成機構があると考えられているが、ヒトとマウスではPPARαの機能や発現量が異なることが指摘されている。我々は、通常のマウス型のPPARαをもつ野生型マウスと同程度の発現量を有するヒト型のPPARαをもつトランスジェニックマウスとを用いて発がん実験を行った。その結果、DEHPの肝腫瘍形成パターンが異なることを明らかにした。前腫瘍病変も加えて解析を行うと、好塩基性腫瘍の有無はDEHPの用量と遺伝子型の両方の影響を受けることが明らかとなったが、好酸性腫瘍ではそのような影響は見られなかった。以上より、PPARα以外の経路の候補として考えられていた構成的アンドロスタン受容体を介した経路で起こる腫瘍とは異なることが示唆された。プラスチックの可塑剤として用いられているフタル酸ジ-2-エチルヘキシル(DEHP)はげっ歯類において肝腫瘍の形成をもたらすため、ヒトでのリスクが懸念されている。DEHPの代謝物はペルオキシゾーム増殖剤活性化受容体α(PPARα)のリガンドであり、PPARαを介した腫瘍形成機構が想定されてきた。そのため、ヒトとマウスで機能や発現量が異なるPPARαを介した肝腫瘍はヒトでは起こらないとの見方もされている。我々は、このPPARαの機能の違いを考慮し、ヒト型のPPARαをもつトランスジェニックマウス(hPPARαマウス)と通常のマウス型のPPARαをもつ野生型マウス(hPPARαマウスのPPARα発現量は野生型マウスと同程度である)を用いて発がん実験を行った結果、両者でDEHPの肝腫瘍形成パターンが異なることを明らかにした。さらに、前腫瘍病変も加えて解析を行うと、好酸性の腫瘍ではなく好塩基性の腫瘍形成がDEHPの曝露と関係がある可能性が示された。これまでPPARα以外の経路の候補として考えられていた構成的アンドロスタン受容体を介した経路ではなく、小胞体ストレスの関与が考えられた。これにはPPARαのノックアウトマウス、野生型マウス、hPPARαマウスというPPARαの違いは関係していなかった。以上より、DEHPによる肝腫瘍形成にはPPARαを介した経路とPPARαを介さない経路の両方が存在する可能性が示唆された。腫瘍のパターンが均一ではなく、個体間の差が大きいために、経路の絞り込みが十分にできていないため衛生学最近公表された他グループの論文が似たような研究を行っており、その結果を手掛かりに進める。腫瘍形成経路がを絞り込むのに予想以上に時間がかかったため予定より少し遅れているため、その分を繰り越した。研究計画に沿って実施する。研究計画に則り、試薬類に使用する。今年度の解析が思う様に進まず、次年度に一部実験を繰り越したため繰り越した金額を用いて今年度やる予定だった実験内容から手をつけ、後は実験計画通りに進める。
認知機能障害による2次介護予防対象者への、新しい評価法の検証と訓練の有用性調査

本年度は、宮城県栗原市若柳地区で本研究を行った。対象者は、運動訓練を定期的に行っている若柳(下町・下在の地域)在住の方々で、本研究の内容を説明し、同意が得られた26名を対象にした。対象者には、定期的な運動に加え、計算ドリルと記憶の問題を3か月行って頂いた。評価方法は長谷川式簡易知能評価とMini-Mental State Examinationとコグニスタットを用いて、訓練前後で認知機能を評価した。結果、3か月間訓練が行えた方は26名中19名で、7名が脱落した。3か月間訓練が継続できた19名では、長谷川式簡易知能評価では、訓練前26.7±5.8が訓練後29.4±1.0に有意(P=0.0026)に改善した。Mini-Mental State Examinationでも、訓練前26.7.±5.0.が訓練後29.4±1.0に有意(P=0.0045)に改善していた。点数が低下している方はいなかった。見当識・注意・言語(理解・復唱・呼称)・構成・記憶・計算・推理(類似・判断)の項目が個々に評価できるコグニスタットでは、記憶の項目が有意(P=0.0075)に改善していた。他の項目の改善は無かった。長谷川式簡易知能評価とMini-Mental State Examinationは総合点で評価するので、改善が提示できても、どのような認知機能が改善したかを評価できなかったが、コグニスタットを用いることにより認知機能の種々の項目のうち、どこが良くなったかを示すことができた。高知県室戸市で行政の抽出した認知症の2次介護予防対象者に、本研究への参加案内を出した。同意し、エントリーした方は25名であった。その25名に、長谷川式認知機能評価(以下HDS-R)とMinim-Mental State Examination(以下MMSE)を評価した。両検査が共に30点満点の方は16名、残りの9名はHDS-R、MMSEのどちらかが30点未満であり、今回の調査対象とした。訓練前の評価点数の組み合わせ(HDS-R,MMSE)は、(26,27)(26,26)(30,26)(29,23)(28,24)(29,30)(29,29)(28,28)(28,26)であった。認知症cut-off値を、HDS-Rは20/21、MMSEは23/24とすると、1例がMMSEで23点であり、認知症が疑われた。次に、これらの症例にCOGNISTAT(以下コグニスタット)を評価し、見当識、注意、言語(理解・復唱・呼称)、構成、記憶、計算、推理(類似・判断)の10評価項目について調査した。その結果、標準値以下と評価された症例は、見当識1例、注意7例、言語(理解)9例、言語(復唱)0例、言語(呼称)9例、構成9例、記憶3例、計算9例、推理(類似)9例、推理(判断)9例であった。言語(理解)、言語(呼称)、構成、計算、推理(類似)、推理(判断)の6項目は、全例感度良く抽出されていた。ウォーキングを中心とした運動介入を行った。3名が訓練から脱落した。残り6名の訓練前後の評価は、HDS-Rは改善2例、悪化3例、不変1例で、全体では、訓練前平均点28.0点が訓練後26.8点に低下した。MMSEは改善4例、悪化1例、不変1例で、全体では、訓練前平均点26.0点が訓練後27.2点に高くなっていた。コグニスタットは、注意で向上2例、見当識、記憶で、それぞれ1例ずつが向上していた。残りは不変であった。今回の目的の一つは、現在汎用されているHDS-RやMMSEでは認知症と診断されない人に対し、コグニスタットを用いて評価することで、軽度認知障害者をより感度よく抽出できるかを検証することである。今年度は、高知県室戸市で抽出された2次介護予防対象者に、HDS-R、MMSE、コグニスタットを評価した。HDS-RとMMSEでは認知症と評価できなかった症例にコグニスタットを導入することで、見当識、注意、言語(理解・復唱・呼称)、構成、記憶、計算、推理(類似・判断)の10評価項目のうち、言語(理解)、言語(呼称)、構成、計算、推理(類似)、推理(判断)の6項目が、感度良く評価されていることを実証できた。また、一般に推奨されている「ウォーキング」を中心とした運動が、認知機能の改善に有用であるか、地域の介護予防に繋げていける実用的なものであるかを調査した。コグニスタットは、感度よく軽度認知障害者を検出でき、認知機能のどの項目に問題があるかを詳細に評価できることが分かった。次年度から行う認知機能で失った分野に特化した指導・訓練の評価に、導入できると思われた。症例の数は少ないものの、1年目の目的は達していて、現在までの進捗状況は、おおむね順調に進展していると考える介護予防事業で「2次介護予防対象者」の方に、コグニスタットという認知機能評価法を導入した。

コグニスタットは、長谷川式簡易知能評価(以下HDS-R)やMini-Mental State Examination(以下MMSE)の様に合算された点数によって認知機能の評価をするのではなく、認知機能が持つ見当識・注意・言語(理解・復唱・呼称)・構成・記憶・計算・推理(類似・判断)の項目について、個々に評価可能で、それぞれに障害の程度を評価できる。そのため訓練するべき分野や訓練効果が明確になり、軽度認知障害の進行予防や改善に期待が持て、地域での介護予防の成果向上に繋がると考える。本年度は宮城県栗原市において、1年目の室戸市と同様に、2次介護予防対象者の方に案内を出した。そして、本研究に同意しエントリーした方20名を対象に、HDS-R、MMSEを評価し、どちらかが30点未満の方(8名)にコグニスタットを評価した。コグニスタットでは、構成・注意・記憶・計算の項目は、全例感度良く抽出されていた。介入の対象者は8名で、HDS-Rは訓練前26.5点が訓練後27.3点に、MMSEは訓練前平均点25.6点が訓練後26.5点に向上した。また、コグニスタットは注意で向上が1例、記憶で2例、計算で2例が向上、残りは不変であった。また、コグニスタットで抽出された個々の問題点<構成・注意・記憶・計算の項目>に特化した訓練を室戸で予定していたが、対象者が集まらず出来ていない。行政対応の症例のみでは、本研究の対象者数を十分に抽出するのは難しい。今後は、対象者の掘り起こしが課題となる。高知県室戸市と宮城県栗原市において、介護予防事業で「2次介護予防対象者」の方に、コグニスタットという認知機能評価法を導入した。長谷川式簡易知能評価(以下HDS-R)やMini-Mental State Examination(以下MMSE)は、評価項目が合算された点数によって認知機能の評価をするが、コグニスタットは認知機能が持つ見当識・注意・言語(理解・復唱・呼称)・構成・記憶・計算・推理(類似・判断)の項目について、それぞれに障害の程度を評価できる。そのため訓練するべき分野や訓練効果が明確になり、軽度認知障害の進行予防や改善に期待が持て、地域での介護予防の成果向上に繋がると考えたからである。平成27年度(1年目)には、高知県室戸市の2次介護予防対象者の方に案内を出し、6名の方に同意が得られ最終評価が可能であった。コグニスタットは、注意で向上2例、見当識、記憶で、それぞれ1例ずつが向上、残りは不変であった。平成28年度(2年目)は、宮城県栗原市においても同様に、2次介護予防事業の1つとして評価を8名に行った。コグニスタットは、注意で向上1例、記憶2例、計算2例が向上、残りは不変であった。平成29年度も同様に、介護予防事業での導入を計画していたが、介護予防制度の改正により、新しい「介護予防・日常生活支援事業総合事業」が高知県室戸市と宮城県栗原市の両市でスタートした。そのため、これまで行ってきた2次介護予防としての運用が困難となった。訓練成果のデータを集積するためには、より多くの対象者を集める必要があり、この1年間(平成29年度)は2市との今後の運用に関して調整を行った。結果、室戸市は介護2次予防事業から完全に撤退することとなった。栗原市は、介護予防事業とは別に、若柳地区で行うこととなった。本年度は、宮城県栗原市若柳地区で本研究を行った。対象者は、運動訓練を定期的に行っている若柳(下町・下在の地域)在住の方々で、本研究の内容を説明し、同意が得られた26名を対象にした。対象者には、定期的な運動に加え、計算ドリルと記憶の問題を3か月行って頂いた。評価方法は長谷川式簡易知能評価とMini-Mental State Examinationとコグニスタットを用いて、訓練前後で認知機能を評価した。結果、3か月間訓練が行えた方は26名中19名で、7名が脱落した。
消化器外科手術後愁訴に対する鍼灸治療の基礎的および臨床的研究

(1)ラット消化管運動に対する鍼通電刺激の効果とそのメカニズム:ラットの空腸にstrain gaugeを縫着して空腸運動を記録し、自律神経作用薬の影響および鍼通電刺激の効果について検討した。その結果、腹部通電刺激や後肢鍼通電刺激によってネオスチグミン投与時と同様の変化がみられIMC(空腹・期強収縮運動)の出現頻度が増加する事がわかった。また、ラットの近位結腸にワイヤー電極を縫着してLSB (Long Spike Bursts)を記録した。鍼通電は後肢へ通電頻度(3,15,100Hz)を変えて比較した結果、100Hz鍼通電によって結腸の電気活動が有意に増加した。このメカニズムを検討するために、CCK-AあるいはCCK-B受容体拮抗薬を脳室内投与後に100Hz鍼通電を行った結果、CCK-A受容体拮抗薬投与よって結腸運動亢進反応が拮抗された。また、この結果を裏付けるために鍼通電前後の脳脊髄液中のCCK濃度を定量した結果、明らかに鍼通電後にCCKが増加していた。従って鍼通電刺激によって中枢のCCKが増加し、CCK-A受容体を介して腸管運動が亢進される事が確認出来た。(2)ヒト胃電図を指標とした鍼刺激の影響に関する検討:胃電図に関する基本的な検討を行うと共に、人為的にmotion sicknessを引こし、その際の嘔気に対する鍼刺激の影響について胃電図を指標として検討した。その結果、置鍼群では、motion sicknessに伴う胃電図の異常波形の出現が抑制され、他群に比べ早期に正常波形へと回復した。また、嘔気の出現率とその程度についても、置鍼群では対照群に比して低い傾向を認めた。内関穴に対する置鍼刺激は、胃電図の異常波形の出現を抑制し、嘔気などを中心とするmotion sickness症状の緩和に有効であることが示された。本年度は結腸運動に対する鍼通電刺激の効果及び嘔気に対する鍼刺激の勢果を検討した。1.ラット結腸運動に対する鍼通電刺激の効果(動物実験)ラット結腸の電気活動であるLSB (long spike bursts)を記録するために、近位結腸に電極を縫着し、慢性的に記録した。5分間に出現するLSBの数を指標に、ラットの後肢(前脛骨筋)に鍼を刺入し、30分間の通電刺激を行った。なお、通電頻度は3、15、100Hzとした。3Hz刺激では刺激前が3.6±1.2回であったのに対し、刺激後30分が3.7±1.1回、刺激後60分が3.9±1.4回であった。15Hz刺激では刺激前が3.9±0.9回であったのに対し、刺激後30分が4.3±1.2回、刺激後60分が4.3±1.3回であった。100Hz刺激では刺激前が3.7±1.0/5回であったのに対し、刺激後30分が4.9±1.1回、刺激後60分が5.0±1.0回であった。よって3、15Hz刺激ではあまり変化しなかったが、100Hz刺激ではLSBの頻度が増加した。現在は100Hz刺激によるLSB発生頻度の増加にCCKが関与しているのかを検討するために、CCK-Aレセプター拮抗薬(CR1505)およびCCK-Bレセプター拮抗薬(L365-260)をラットの脳室内に投与し、その影響を検討中である。

2.嘔気に対する鍼刺激の効果(ヒト実験)嘔気を主症状とするmotion sicknessを、optokinetic drumにより人為的に引き起こし、内関穴への鍼刺激がその症状の程度を改善するのかを胃電図を指標に検討した。健常成人36名を無作為に対照群・置鍼群・鍼通電群に分類して比較した。その結果、対照群および鍼通電群に比して、置鍼群ではmotion sicknessに伴う胃電図の異常波形の出現が抑制され、早期に正常波形へと回復すること、さらに嘔気症状の出現率が最も低いことを確認した。これらの事は、置鍼による鍼治療がmotion sicknessに伴う嘔気に対して有効であり、その背景に胃電図の異常波形の抑制という生理的な変化が関わっている事を示唆するものであった。(1)ラット消化管運動に対する鍼通電刺激の効果とそのメカニズム:ラットの空腸にstrain gaugeを縫着して空腸運動を記録し、自律神経作用薬の影響および鍼通電刺激の効果について検討した。その結果、腹部通電刺激や後肢鍼通電刺激によってネオスチグミン投与時と同様の変化がみられIMC(空腹期強収縮運動)の出現頻度が増加する事がわかった。また、ラットの近位結腸にワイヤー電極を縫着してLSB(Long Spike Bursts)を記録した。鍼通電は後肢へ通電頻度(3,15,100Hz)を変えて比較した結果、100Hz鍼通電によって結腸の電気活動が有意に増加した。このメカニズムを検討するために、CCK-AあるいはCCK-B受容体拮抗薬を脳室内投与後に100Hz鍼通電を行った結果、CCK-A受容体拮抗薬投与よって結腸運動亢進反応が拮抗された。また、この結果を裏付けるために鍼通電前後の脳脊髄液中のCCK濃度を定量した結果、明らかに鍼通電後にCCKが増加していた。従って鍼通電刺激によって中枢のCCKが増加し、CCK-A受容体を介して腸管運動が亢進される事が確認出来た。(2)ヒト胃電図を指標とした鍼刺激の影響に関する検討:胃電図に関する基本的な検討を行うと共に、人為的にmotion sicknessを引こし、その際の嘔気に対する鍼刺激の影響について胃電図を指標として検討した。その結果、置鍼群では、motion sicknessに伴う胃電図の異常波形の出現が抑制され、他群に比べ早期に正常波形へと回復した。また、嘔気の出現率とその程度についても、置鍼群では対照群に比して低い傾向を認めた。内関穴に対する置鍼刺激は、胃電図の異常波形の出現を抑制し嘔気などを中心とするmotion sickness症状の緩和に有効であることが示された。
光遺伝学を用いたマウス脳梗塞モデルにおける大脳皮質運動野―感覚野の機能連関の解析

近年脳梗塞後片麻痺のリハビリテーションに反復磁気刺激などを使ったneuromodulationが盛んに行われている。しかし、メタアナリシスの検討では臨床的に推奨されるレベルにはまだ達していない。これまでは、脳梗塞の機能代償には脳梗塞側大脳半球と健側大脳半球間の機能的結合の調節が主に注目されていた。しかし、近年では脳梗塞側大脳半球内の皮質間結合の重要性も強調されている。実際一次運動野脳梗塞は一時的な同側の感覚障害を引き起こし、運動障害からの回復やリハビリテーションの効果に大きな影響を与える。しかしながら、その感覚障害の発生機構については不明であった。本研究では、マウスの一次運動野(vM1)に限局した脳梗塞モデルを用いて、脳梗塞後の一次感覚野(vS1)でのin vivo電気生理学記録を行った。その結果、ヒゲの触覚刺激に対する神経活動の時間分解能(Temporal coding)が脳梗塞後の急性期には、vS1の皮質全層にわたり有意に低下した。興味深いことに、亜急性期では、vM1から密な結合を受ける深い5層のみ回復を示さず他の層は回復を示した。シミュレーション実験の結果から、このTemporal codingの低下は、vM1からの抑制性入力の低下に起因することが示唆され、モデル上で梗塞後のvS1の神経活動に抑制性入力を入れると、Temporal codingは回復した。以上の結果から、運動野脳梗塞によって、vM1からのvS1への皮質間の抑制入力が低下して、Temporal codingが低下した。また、その回復過程においても、運動野との結合関係の強い深い5層と他の層では違いがみられた。運動野と感覚野の皮質間の結合関係が、感覚情報処理の神経機構回復へ影響していることが示唆された。本年度で電気生理学的実験の神経活動やcurrent source densityの詳細な解析を終え、統計学的に有意であることを確認した。同時に実験データをまとめて、図などを作成した。現在投稿準備中である。次年度は実験成果を積極的に発表し、論文投稿を行い成果を発表する予定である。脳梗塞回復過程における運動野(M1)と感覚野(S1)の機能的結合関係を解明するため、運動野に脳梗塞を作成するモデルマウスを計画通り確立した。その後、M1脳梗塞後3日目にS1から電気生理実験を行った。その結果、感覚刺激に対応した神経活動以外の神経活動が増加し、結果的に刺激に対応した神経活動のコーディングが障害されていた。これらが、運動野障害時の一過性の感覚障害が出現する原因ではないかと考えた。さらに、14日目にも同様の実験をおこなったところ、興味深いことに大脳皮質の層によって回復過程が違うことを見出した。この違いが研究目的である、S1とM1との機能的結合関係によるものではないかと推定し、神経トレーサーにて解剖学的結合関係を確認した。その結果S1からM1への神経結合が強い層で、回復過程が遅れているという結果を得た。次にこの神経機構をさらに詳細に評価するため、S1とM1での同時電気記録を行い、その結果をintegration-and-fire modelとcurrent source densityを用いたシュミレーションを行った。その結果、M1からS1のへのfeedforward inhibitionの存在が示唆された。これらの結果から、運動野脳梗塞時の感覚障害にはM1からのfeedforward inhibitionの消失による、神経活動のコーディング障害が関与していることがわかり、さらにS1とM1の相互の結合関係の違いによってその回復過程が違うことを明らかにした。当初計画通り、脳梗塞モデルを確立し、運動野脳梗塞時の感覚野での電気生理学的変化が詳細に検討できた。ヒゲの運動野を前後方向に分けて体部位選択的な運動野脳梗塞モデルを作成するという当初の計画は、光遺伝学的手法とmicrostimulationを駆使してmappingをおこなったが、あきらかに分離できるという結果を得られなかったため断念した。しかし、運動野脳梗塞後の感覚野での神経活動の変化を、シュミレーション等を行うことにより、運動野からのfeedforward inhibitionの影響であることを示せたことは当初の計画を越えた成果であった。

シミュレーション実験の結果から、このTemporal codingの低下は、vM1からの抑制性入力の低下に起因することが示唆され、モデル上で梗塞後のvS1の神経活動に抑制性入力を入れると、Temporal codingは回復した。以上の結果から、運動野脳梗塞によって、vM1からのvS1への皮質間の抑制入力が低下して、Temporal codingが低下した。また、その回復過程においても、運動野との結合関係の強い深い5層と他の層では違いがみられた。運動野と感覚野の皮質間の結合関係が、感覚情報処理の神経機構回復へ影響していることが示唆された。本年度で電気生理学的実験の神経活動やcurrent source densityの詳細な解析を終え、統計学的に有意であることを確認した。同時に実験データをまとめて、図などを作成した。現在投稿準備中である。今後は現在得られた運動野から感覚野へのfeedforward inhibitionの存在の役割を詳細に検討したい。具体的には抑制性ニューロンのひとつ、Parvalbumin陽性介在ニューロンにチャネルロドプシンを発現させ、脳梗塞後に感覚野で光刺激をおこない、この抑制性ニューロンを活動させることによって、障害されたコーディングが回復するかを検討する予定である。次年度は実験成果を積極的に発表し、論文投稿を行い成果を発表する予定である。前年度に行わなかった光遺伝学的実験を行うため、その実験に必要な動物購入、物品の購入に使用する。論文投稿準備に時間がかかってしまったため、次年度は実験の成果発表を積極的に行っていき、さらに論文の英文校正や投稿に使用予定である
溶液塗布製膜法による革新的な有機電極とそのデバイス応用

本年度は,塗布プロセスで作製可能な有機論理回路の実現を目指すため,昨年度までに確立した高移動度有機半導体単結晶の塗布製膜プロセスの信頼性を飛躍的に高めるプロセスの開発を行った.論理回路へ応用することが可能な高移動度を有する大面積単結晶有機半導体薄膜の塗布製膜プロセスについては,すでに本課題で確立したものであり,2013年度に論文で報告している.研究代表者は,この製膜プロセスにおいて,製膜条件のわずかな差が作製される薄膜の結晶性にクリティカルな影響を及ぼす課題が存在することを見出した.これは,実用的な有機論理回路の安定的な生産を考慮した場合に解決すべき,重要な課題である.そこで本年度は,実デバイスへの応用を見据え,単結晶性高分子の添加による溶液の高粘度化で,製膜の安定性を大きく向上させる一方で,有機半導体のキャリア輸送性能との両立も図る製膜法を考案し製膜プロセスの確立を試みた.この手法では作製された高分子と低分子有機半導体の複合有機半導体薄膜は,有機半導体単結晶薄膜と高分子薄膜の二層構造を形成する.作製された薄膜の半導体層の結晶性は,高分子を添加しない従来法で作製された薄膜と同等であることが確かめられた.また,この製膜法によれば,従来法と同等のキャリア伝導性能を有する高移動度薄膜を,従来の製膜速度からその4倍の速度製膜という広い製膜条件範囲で作製することが可能であり,高分子の添加がプロセスウインドウの拡大に大きく寄与することが明らかになった.従来法と比較して製膜安定性および単結晶薄膜の製膜速度が劇的に向上した本手法は,大規模な論理回路の形成に非常に強力な手段であり,本研究課題の標題にも掲げられている塗布可能な有機電子デバイスの実用化を推し進めるという観点から,重要な成果であると考えている.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は革新的な塗布型有機半導体電極の作製に向け、高移動度の有機半導体薄膜の作製手法を確立することを目指した。本研究においては、これまでに当研究室で確立されている溶媒に溶けやすい分子に適用可能な単結晶作製法に加え、溶媒に溶けにくい有機半導体材料に適用可能な新しい溶液を用いた手法で分子の配列を高度に制御した薄膜を作製することにより、溶液法をもちいて、高いキャリア伝導性能を発現させることが可能な分子系をこれまで以上に広げることを試みた。半導体材料としては、PentaceneやDNTTといったこれまでに溶液法の適用が困難であった有機半導体分子を用いた。に溶液法を適用可能にするため、これらの有機半導体の可溶性の前駆体を熱安定性に優れたイオン液体に溶解させ、イオン液体中で熱変換し、有機半導体をイオン液体の表面に析出させるという手法を新たに開発した。これにより、イオン液体の表面という固体などの表面と比較して自由度の高い系において有機半導体の分子を集合させることが可能になり、分子を規則正しく配列させることが可能になることが期待される。実際に、この手法を用いて有機エレクトロニクスへ応用に適したシート状の薄片状単結晶を得ることに成功した。実際に電界効果トランジスタを作製し得られた結晶のキャリア伝導性能を評価したところ、これまでに報告されている最高クラスの性能を有することが明らかにした。これらの成果は、高性能な塗布型有機電極に向けた研究のみならず、高移動度の塗布型有機半導体デバイスの開発・応用という観点においても大きなインパクトを持つ。本年度は革新的な塗布型有機半導体電極の作製に向け、高移動度の高分子有機半導体薄膜の作製手法を確立することを目指した。高分子有機半導体においては、主鎖方向と主鎖でのキャリア伝導を比較した場合、大きな異方性があることが知られており、主鎖の方向に大きな移動度を持つことが期待される。しかしこれまでの一般的な製膜手法であるスピンコート法を用いた場合、主鎖の配向を制御することはできなかった。また特定の高分子半導体に対し特殊な方法をもちいて配向度を高める手法は報告されていたものの、多くの分子に適用可能な一般的な手法ではなかった。本年度は、分子の運動性の高い自由度を有すると考える液体の表面に着目し、その表面において高分子の主鎖を高度に配向させる手法の開発を目指した。具体的にはイオン液体と呼ばれる極めて熱的安定性に優れた液体表面上に高分子半導体薄膜を形成し、有機半導体のガラス転移温度以上の高温において薄膜を圧縮・配向化することにより、高度に配向した有機半導体薄膜を形成することに成功した。またこの手法は一般的な高分子有機半導体材料であるPBTTT、P3HTやPNDTBTなどへ適用可能であることを確認しており非常に汎用性の高い手法であることが明らかになった。またPBTTTC16を用いた場合に作製した薄膜の配向度を二色比を用いて定量的に評価したところ、15.6とこれまで報告されているPBTTT配向膜の中で最高の配向度を有していることが明らかになった。研究代表者のこれまでの研究において、液体の表面における高い分子の運動性は分子を周期的に配列させるのに非常に有利であるという知見を見出してきたが、その手法の適用範囲は低分子材料へ限られるものであった。本年度の研究成果は液体表面の高い自由度を用いた分子配向性の制御技術の適用範囲を、多くの化合物群を有する高分子有機半導体材料へと飛躍的に広げるものであり、高性能な塗布型有機電極に向けた研究のみならず、高移動度の塗布型有機半導体デバイスの開発・応用という観点においても、非常に大きなインパクトを持つものであると考えられる。

本年度は,塗布プロセスで作製可能な有機論理回路の実現を目指すため,昨年度までに確立した高移動度有機半導体単結晶の塗布製膜プロセスの信頼性を飛躍的に高めるプロセスの開発を行った.論理回路へ応用することが可能な高移動度を有する大面積単結晶有機半導体薄膜の塗布製膜プロセスについては,すでに本課題で確立したものであり,2013年度に論文で報告している.研究代表者は,この製膜プロセスにおいて,製膜条件のわずかな差が作製される薄膜の結晶性にクリティカルな影響を及ぼす課題が存在することを見出した.これは,実用的な有機論理回路の安定的な生産を考慮した場合に解決すべき,重要な課題である.そこで本年度は,実デバイスへの応用を見据え,単結晶性高分子の添加による溶液の高粘度化で,製膜の安定性を大きく向上させる一方で,有機半導体のキャリア輸送性能との両立も図る製膜法を考案し製膜プロセスの確立を試みた.この手法では作製された高分子と低分子有機半導体の複合有機半導体薄膜は,有機半導体単結晶薄膜と高分子薄膜の二層構造を形成する.作製された薄膜の半導体層の結晶性は,高分子を添加しない従来法で作製された薄膜と同等であることが確かめられた.また,この製膜法によれば,従来法と同等のキャリア伝導性能を有する高移動度薄膜を,従来の製膜速度からその4倍の速度製膜という広い製膜条件範囲で作製することが可能であり,高分子の添加がプロセスウインドウの拡大に大きく寄与することが明らかになった.従来法と比較して製膜安定性および単結晶薄膜の製膜速度が劇的に向上した本手法は,大規模な論理回路の形成に非常に強力な手段であり,本研究課題の標題にも掲げられている塗布可能な有機電子デバイスの実用化を推し進めるという観点から,重要な成果であると考えている.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の目標は高品質な有機半導体の薄膜の作製であった。最初に想定していたアプローチとは異なるとはいえ簡便に高い移動度を有する薄膜を作製する手法を確立したという点において、おおむね順調に進展していると判断した。本年度の目標は新規のドーピング手法の探索を予定していた。昨年度まではドーピングに不利な低分子材料で高移動度を得ていたが、本年度は新たにドーピングに有利であると考えられる高分子材料でも高移動度の薄膜を得ることに成功した。新規の高分子薄膜の作製法は非常に独創的かつ従来の手法と比較しても、高配向度の薄膜が得られる等優位性が多いことに加え学術的なインパクトも有している。高伝導度を実現する化学的ドーピングに向けた基礎的な製膜技術を確立したことから、研究は順調に推移していると考えている。今後は、得られた高移動度の薄膜にドーピングを行い、高い伝導度を有する薄膜の作製を目指すとともに、現在得られている薄膜についてその構造や結晶性などについて詳細な評価をX線回折測定や分光学的な解析などの手法を用いて行うことで、今後の有機半導体の高配向化に関する研究の知見を深めていきたいと考えている。今後は、得られた高移動度の薄膜に化学的な手法や電気化学的な手法を用いてドーピングを行い、高い伝導度を有する薄膜の作製を目指す。また、現行の有機半導体薄膜の作製法を基に、さらに簡便に高移動度の薄膜を得られる手法を開発することも検討している。