hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
3次元偏光制御顕微鏡による3次元分子配向の3次元観測

コラーゲンは線維方向と入射電場の方向が一致した場合に強い第二高調波を発生することが知られているが,光軸方向にコラーゲン線維が向いた試料を開発した装置で観測したところ,ラジアル偏光励起で強い信号が得られ,提案手法の原理確認を行うことができた.
凝固の数学モデルに関する熱物性値の測定

本共同研究では,プロセス・シミュレータの基礎データを得ることを目的として,液体金属および合金の熱伝導度,比熱,放射率,表面張力および粘性係数の測定を行うこととし,日本側の熱伝導度,比熱おび放射率を担当することとした.ただし,本研究計画の採択が,平成6年12月であったので,本年度は,測定方法についての調査および予備実験を行うことを主な目的とし,また,これに関して英国側の研究者と討論した.研究実績の概要は以下のとおりである.◎熱伝導度の測定このテーマは日英双方で担当することとし,英国側ではレーザ・フラッシュ法を,日本側では非定常熱線法を用いることとした.非定常熱線法を液体金属のような導電性物質に適用する場合には,測定プローブを絶縁性物質で被覆する必要がある.さらに,精密な測定を行うためには,この被覆層が十分高い熱伝導度を有し,十分薄いことが要求される.そこでまず,これらの条件を満足する被覆物質およびその形成方法を検討した結果,被覆物質としてはアルミナが最適であり,合金の高温酸化を利用して形成できるとの結論に達した.そこで,プローブをAIを含有する合金とであるアルメルで作製し,それを空気中,960°Cで10分間酸化した.このプローブでグリセリンおよびエチレン・グリコールを測定した結果,それぞれ,0.290.31W/m・kおよび0.260.27W/m・kの値を得,これらの値が文献値と概ね一致することから,基本的に測定が可能であることを確認した.現在,水銀の測定を行っているが,得られた測定値(13W/m・k)は,文献値(8.5W/m・k)と比較して大きく,対流の影響を受けていると考えられる.この点に関しては改善の余地がある.また,本法の液体金属への適用性に関して英国側の研究者と議論した結果,アルメルを酸化した場合,酸化膜にはアルミナ以外に,アルメルの成分であるNi,Co,Si,Mnの酸化物も含まれているために,高温の液体金属に適用する場合には金属に還元される酸化物もあり,絶縁性が維持できなくなる可能性があるとの指摘があった.この対策として,Alを固溶するPtをプローブ材として使用し,これを酸化してアルミナ単相の被覆層を形成することが提案され,今後実験することとした.◎比熱の測定高温における比熱の測定方法としては,落下型熱量計,ブンゼン型熱量計,断熱型熱量計,示差走査型熱量計,ホット・ストリップ法などがあるが,いずれの方法においても,高温部における液体金属の保持に関しては問題がある.今回の共同研究においては,試料をレビテーション法により溶解・保持し,熱量計に試料を投下するという新しいタイプの落下型熱量計が提案された.現在,この方法の実施の可能性について,さらに調査を進めている.◎放射率の測定放射率の測定法としては,試料からの放射光強度を測定し,同じ温度における黒体からの放射光強度と比較するという方法が一般的であり,本研究においてもこの方法を採用した.液体銅およびニッケルに関して測定を行ったところ,たとえば,波長800nmにおいては,それぞれ,0.10(1400°C)および0.31(1600°C)の値を得た.ただし,英国側研究者と議論した結果,赤外域においては放射強度が低下し,その強度の定量測定が不可能な場合もあるので,反射率を測定し放射率を決定する方法に関しても研究を進めたほうが良いとの結論に達した.これに関しては,今後実験を行う予定である.また,液体金属をセラミックス製のるつぼに保持した場合には,酸化やるつぼからの汚染をともない,これが放射率値に影響することがあるので,金属や非接触で保持できるコールド・クル-シブルの導入は必須であるとの指摘もあった.これに関しても検討を進めるこことした.本共同研究では,プロセス・シミュレータの基礎データを得ることを目的として,液体金属および合金の熱伝導度,比熱,放射率,表面張力および粘性係数の測定を行うこととし,日本側の熱伝導度,比熱おび放射率を担当することとした.ただし,本研究計画の採択が,平成6年12月であったので,本年度は,測定方法についての調査および予備実験を行うことを主な目的とし,また,これに関して英国側の研究者と討論した.研究実績の概要は以下のとおりである.◎熱伝導度の測定このテーマは日英双方で担当することとし,英国側ではレーザ・フラッシュ法を,日本側では非定常熱線法を用いることとした.非定常熱線法を液体金属のような導電性物質に適用する場合には,測定プローブを絶縁性物質で被覆する必要がある.さらに,精密な測定を行うためには,この被覆層が十分高い熱伝導度を有し,十分薄いことが要求される.そこでまず,これらの条件を満足する被覆物質およびその形成方法を検討した結果,被覆物質としてはアルミナが最適であり,合金の高温酸化を利用して形成できるとの結論に達した.そこで,プローブをAIを含有する合金とであるアルメルで作製し,それを空気中,960°Cで10分間酸化した.このプローブでグリセリンおよびエチレン・グリコールを測定した結果,それぞれ,0.290.31W/m・kおよび0.260.27W/m・kの値を得,これらの値が文献値と概ね一致することから,基本的に測定が可能であることを確認した.

現在,水銀の測定を行っているが,得られた測定値(13W/m・k)は,文献値(8.5W/m・k)と比較して大きく,対流の影響を受けていると考えられる.この点に関しては改善の余地がある.また,本法の液体金属への適用性に関して英国側の研究者と議論した結果,アルメルを酸化した場合,酸化膜にはアルミナ以外に,アルメルの成分であるNi,Co,Si,Mnの酸化物も含まれているために,高温の液体金属に適用する場合には金属に還元される酸化物もあり,絶縁性が維持できなくなる可能性があるとの指摘があった.この対策として,Alを固溶するPtをプローブ材として使用し,これを酸化してアルミナ単相の被覆層を形成することが提案され,今後実験することとした.◎比熱の測定高温における比熱の測定方法としては,落下型熱量計,ブンゼン型熱量計,断熱型熱量計,示差走査型熱量計,ホット・ストリップ法などがあるが,いずれの方法においても,高温部における液体金属の保持に関しては問題がある.今回の共同研究においては,試料をレビテーション法により溶解・保持し,熱量計に試料を投下するという新しいタイプの落下型熱量計が提案された.現在,この方法の実施の可能性について,さらに調査を進めている.◎放射率の測定放射率の測定法としては,試料からの放射光強度を測定し,同じ温度における黒体からの放射光強度と比較するという方法が一般的であり,本研究においてもこの方法を採用した.液体銅およびニッケルに関して測定を行ったところ,たとえば,波長800nmにおいては,それぞれ,0.10(1400°C)および0.31(1600°C)の値を得た.ただし,英国側研究者と議論した結果,赤外域においては放射強度が低下し,その強度の定量測定が不可能な場合もあるので,反射率を測定し放射率を決定する方法に関しても研究を進めたほうが良いとの結論に達した.これに関しては,今後実験を行う予定である.また,液体金属をセラミックス製のるつぼに保持した場合には,酸化やるつぼからの汚染をともない,これが放射率値に影響することがあるので,金属や非接触で保持できるコールド・クル-シブルの導入は必須であるとの指摘もあった.これに関しても検討を進めるこことした.
量子ホワイトノイズと非線形無限次元解析

本研究では,古典確率解析において'素'過程の役割を担っているブラウン運動とポワソン過程を量子ホワイトノイズ解析の枠組みにおいて統一し,従来の伊藤解析を拡張した。具体的な項目は以下のとおりである。(1)正規積ホワイトノイズ方程式。ホワイトノイズ作用素論の根幹にあるシンボルの理論を深化させた。それによって,拡張された確率微分方程式のの解の存在・一意性・滑らかさを詳細に調べた。(2)ホワイトノイズの高次冪とレヴィラプラシアン。ホワイトノイズの2乗とレヴィラプラシアンの関連を明らかにし,レヴィラプラシアンに付随する確率過程を直積分によって構成した。(3)複素ホワイトノイズ。シーガル・バーグマン同型をホワイトノイズ作用素に対して通用する形に拡張し,核型性に依存しない作用素シンボルの特徴づけ定理を証明した。作用素のユニタリ性の判定条件を証明し,正規積ホワイトノイズ方程式の解がユニタリになるための必要十分条件を導いた。(4)物理への応用。散逸過程を記述する種々の方程式の相互関係を組織的に研究し,数理的諸問題を明らかにした。フォック空間系列に関連して,特異なボゴリューボフ変換が現れるのを確認した。(5)代数的確率論からの視点。「量子分解」によるグラフの隣接作用素の漸近的スペクトル解析を確立させた。新しい例を構成し,極限分布のみたす必要条件を導いた。この制限を乗り越えて,q-変形ガウス分布を議論するための予備的考察を行うとともに,別のタイプの極限定理も証明した。(4)物理への応用。無限次元解析・量子確率(IDAQP)の立場から理論的展開を図るとともに、散逸系の物理学などへの応用を見据えた形で研究セミナー・研究集会・外国人招聘を核とした共同研究を実施した。主要な研究項目は次の通り。1.正規積ホワイトノイズ方程式。これは、量子ホワイトノイズの定式化によって、従来の伊藤型方程式を著しく拡張したものである。その解の存在・一意性・滑らかさは、ホワイトノイズ超関数空間に荷重付フォック空間による階層を導入することで詳しく議論された。非線型方程式も含む一般的な解の存在定理も証明された。2.ホワイトノイズの高次冪とレヴィラプラシアン。特に、ホワイトノイズの2乗については、レヴィラプラシアンに付随する熱方程式の解を記述することが発見された。付随する確率過程の構成やくりこみなど新しい課題が続出した。3.複素ホワイトノイズ。ホワイトノイズ作用素のシンボルによるユニタリ性の判定条件が得られた。これを用いて、正規積ホワイトノイズ方程式の解がユニタリになる必要十分条件が与えられ、ホワイトノイズの2乗は、物理でいう「異なる真空」を結び付けていることが示唆された。4.物理への応用。ホワイトノイズの高次巾は数学的産物としてだけではなく、ある種の物理モデルに潜在していると考えられる。ミクロ系からマクロ系への移行を正準演算形式によって扱う非平衡熱場力学(NETFD)を発展させた。それによって、散逸過程を記述する種々の方程式の相互関係が一貫した体系の下で明らかにされた。5.代数的確率論からの視点。新しい独立性の概念である「シングルトン独立性」に付随する中心極限定理を相互作用フォック空間を用いて証明した。これによって、離散グラフ上の隣接作用その量子分解という概念に到達し、生成・消滅作用素の類似物の重要性とガウス・ポワソン対応に新しい視点が与えられた。無限次元解析・量子確率(IDAQP)における近年の発展を支える形で、これまでの未解決問題の解決を図るとともに、応用面における課題を探索した。また、日伊共同フォーラム「量子確率と情報数理」を主催するとともに、外国から多くの研究者を招聘し共同研究を実施した。従来の伊藤型方程式を著しく拡張し、その解の存在・一意性・滑らかさを複素ホワイトノイズを用いる新しい方法で示した。

ホワイトノイズの2乗については、レヴィラプラシアンに付随する熱方程式の解を記述することが発見され、これをきっかけとして、高次冪に対応する確率過程の構成について、目下、研究を進行させている。3.複素ホワイトノイズ。指数ベクトルの過剰決定性や作用素のコヒーレント状態表現など、理論の基礎を固める結果を得ている。古典的なシーガル・バークマン同型の再構成と非ガウス拡張がこれからの課題である。4.物理への応用。ホワイトノイズの高次冪は数学的産物としてだけではなく、ある種の物理モデルに潜在していると考えられ、物理モデルへの応用を模索した。ミクロ系からマクロ系への移行を正準演算形式によって扱う非平衡熱場力学(NETFD)を再考し、有限温度の統計物理との関連を念頭におきながら研究を進行させた。5.代表的確率論からの視点。新しい概念である「量子分解」を集中的に研究し、特に、グラフの隣接作用素の漸近的スペクトル解析の手法として確立させた。こてによって量子中心極限定理の新しい応用が拓かれ、従来の独立性の諸概念を拡張するきっかけとなった。無限次元解析・量子確率論における最近の発展を取り入れながら、未解決問題へのアプローチを図り、応用面における課題を探索した。また、仙台ワークショップ「量子確率と量子情報」を主催するとともに、内外から研究者を招聘しセミナーと共同研究を実施した。1.正規積ホワイトノイズ方程式。従来の伊藤型方程式を著しく拡張し、その解の存在・一意性・滑らかさを詳細に調べるために、シンボルの理論を2つの方向で深化させた。第一は、核型性に基づく無限次元正則関数の空間に帰着させる特徴づけ定理であり、第二は複素ホワイトノイズを用いる新しい方法である。2.ホワイトノイズの高次冪とレヴィラプラシアン。ホワイトノイズの2乗とレヴィラプラシアンの関連を明らかにし、レヴィラプラシアンに付随する確率過程を直積分によって構成した。シーガル・バーグマン同型を再考し、核型性に依存しない作用素シンボルの特徴づけ定理を証明した。これによって、作用素のユニタリ性の判定条件が得られ、正規積ホワイトノイズ方程式の解がユニタリになるための必要十分条件を導いた。4.物理への応用。散逸過程を記述する種々の方程式の相互関係を組織的に研究したが、物理特有の形式的議論を超える数理的諸問題が残された。量子ホワイトノイズをフォック空間系列に基づいて議論し、特異なボゴリューボフ変換が現れるのを確認した。5.代数的確率論からの視点。新しい概念である「量子分解」によるグラフの隣接作用素の漸近的スペクトル解析を確立させた。新しい例を構成し、極限分布のみたす必要条件を導いた。この制限を乗り越えて、q-変形ガウス分布を議論するための予備的考察を行うとともに、別のタイプの極限定理も証明した。
主鎖の局所運動抑止を基盤とする全芳香族ポリマーの体積膨張率の制御と機能発現

高耐熱性ポリマーの体積膨張率(CVE)の計測精度向上と独自の設計指針に基づく低CVEポリイミド(PI)の材料設計および熱膨張挙動の計測を行った。PI主鎖の局所運動性を抑止する設計として1「凝集構造制御」を検討し,高結晶化PI薄膜で顕著に小さなCVEを観測した。さらに,主鎖に2m-フェニレン構造、3分子内・分子間水素結合、4屈曲性脂環構造を導入した新規PI群を合成し、それらの熱膨張挙動とCVE値を解析した。設計2で得られた屈曲性PI薄膜は非晶質であり、凝集状態は結晶性PIに比べて疎だが、CVEが大きく低下する興味深い結果を得た。さらに低CVEを示す無色透明・耐熱絶縁性PI薄膜の開発に成功した。H27年度(初年度)は,高耐熱性ポリマーの体積膨張率(CVE)計測の精度向上と独自の設計指針に基づく超低CVEポリイミド(PI)の分子設計および熱膨張挙動の計測に注力した。計画に従い,ファイバ型マルチチャンネル分光器およびフーリエ変換近赤外分光光度計を用いて、温度可変透過型光干渉スペクトル測定系を構築するとともに、スペクトルのシミュレーション技術を改良してポリイミド(PI)薄膜における膜厚の温度依存性を高精度で決定する分光的手法を構築した。本研究で用いた近赤外光(λ=8001800 nm)は,光透過性が高いため着色した薄膜も計測可能であり、また可視光に比べて波長が約2倍となることから、半導体絶縁膜(膜厚:1550μm)に対応する高分子薄膜のCTEとCVEの計測精度が大幅に向上した。次いで、PI主鎖の局所運動性を抑止する材料設計として、1高結晶化による「凝集構造制御」を検討した。剛直な主鎖をもつ半結晶性PIは、熱イミド化時の昇温速度により凝集状態の制御が可能であり、高温ホットプレートを用いた“超高速昇温"で、高結晶性のPI薄膜を得ることができた。PI分子鎖の凝集の程度は、X線回折(広角・視斜角入射)や屈折率測定、密度測定により定量的な評価を行った。また,PI主鎖の局所運動の評価は,DMA(動的機械分析)スペクトルにより行った。予測通り,高結晶性のPI薄膜において,既存のPIよりも顕著に小さなCVEが観測された。上記の1と並行して、既存の剛直な構造を有するPI群に加え、主鎖に2m-フェニレン構造、3分子内・分子間水素結合、4屈曲性脂環構造をそれぞれ導入した新規PIを合成し、その熱膨張挙動とCVE値を詳細に解析した。広角X線回折から、屈曲性PI薄膜はほぼ非晶質であり、その凝集状態は結晶性PIに比べてかなり疎であるにもかかわらず、CVEが結晶性PIに比べて低下するという興味深い結果が得られ,CVEの値も目標値(<100 ppm/K)に近づく114 ppm/Kであった。m-フェニレン構造を有する屈曲性高分子が小さな体積膨張を示す現象は、これまで観測されたことがないため,次年度は新たにこの機構の解明に取り組む。一方,分子内・分子間水素結合(アミド結合間や水酸基-カルボニル基間)の形成や屈曲性脂環構造の導入はCVE抑制には効果的であったが,その効果は限定的であった。さらに詳細な検討が必要である。高耐熱性ポリマーの体積膨張率(CVE)計測の精度向上と独自の設計指針に基づく低CVEポリイミド(PI)の分子設計および熱膨張挙動の計測を行った。ファイバ型および近赤外分光光度計を用いて、温度可変透過型光干渉スペクトル測定系を構築するとともに、シミュレーション技術を改良してPI薄膜の膜厚の温度依存性を高精度で決定する手法を構築した。近赤外光は透過性が高いため着色した薄膜も計測可能であり、また波長が可視光の約2倍であるため、計測精度が大幅に向上した。次いで,PI主鎖の局所運動性を抑止する設計として、1高結晶化による「凝集構造制御」を検討した。剛直な主鎖をもつ半結晶性PIは、熱イミド化時の昇温速度により凝集状態が制御でき、"超高速昇温"で得られたPI薄膜の分子鎖の凝集を、X線回折や屈折率、密度測定により定量的に評価した。加えて動的機械分析によりPI主鎖の局所運動の評価を行い,高結晶性PI薄膜において顕著に小さなCVEを観測した。さらに,主鎖に2m-フェニレン構造、3分子内・分子間水素結合、4屈曲性脂環構造を導入した新規PI群を合成し、その熱膨張挙動とCVE値を解析した。屈曲性PI薄膜は非晶質であり、凝集状態は結晶性PIに比べても疎だが、CVEが大きく低下する極めて興味深い結果が得られた。一方,分子内・分子間水素結合の形成や屈曲性脂環構造の導入はCVE抑制に効果的であったが,効果は限定的であった。最後に,低CVEを示す無色透明・耐熱・絶縁性ポリマーの分子設計を行った。

特に、4の脂環式酸無水物とm-フェニレンジアミンから合成されるPI群については,その特異な構造から低CVEと極めて高い光透明性,低誘電率が得られたことから,薄膜の光学物性(光透過性、屈折率、複屈折、熱光学係数)と誘電特性の評価を行い,このPI群が新規の光電子機能性高分子として優れた特性を示すことを明らかにした。高耐熱性ポリマーの体積膨張率(CVE)の計測精度向上と独自の設計指針に基づく低CVEポリイミド(PI)の材料設計および熱膨張挙動の計測を行った。PI主鎖の局所運動性を抑止する設計として1「凝集構造制御」を検討し,高結晶化PI薄膜で顕著に小さなCVEを観測した。さらに,主鎖に2m-フェニレン構造、3分子内・分子間水素結合、4屈曲性脂環構造を導入した新規PI群を合成し、それらの熱膨張挙動とCVE値を解析した。設計2で得られた屈曲性PI薄膜は非晶質であり、凝集状態は結晶性PIに比べて疎だが、CVEが大きく低下する興味深い結果を得た。さらに低CVEを示す無色透明・耐熱絶縁性PI薄膜の開発に成功した。次年度は、前年度の14の検討を継続するとともに、得られた知見を基盤として、超低体積熱膨張係数(CVE < 90 ppm/K)を有する新規の耐熱・絶縁性ポリマー薄膜材の分子設計を行う。密度汎関数法(DFT)計算により、結合二面角の回転障壁や分子分極率、IRスペクトルやvan der Waals体積を事前に予測することにより、分子設計の確度を格段に高めることができる。なお、2または3と4を組み合せた分子設計も検討する。次いで、上記の指針に基づいて合成・調製した新規PI群のCVE測定と各種物性評価(熱物性、動的粘弾性、絶縁性、広角X線)を行う。特に、4の脂環式PIについてはその特異な構造から高光透明性と低誘電率(脂環式酸無水物による電荷移動相互作用の抑止と分極率の低下)が期待されることから、得られた薄膜の光学物性(光透過性、屈折率、複屈折、熱光学係数)と誘電特性(100 kHz1 GHz)の評価を行う。上記の検討により,もし1つのポリマー材料で低CVE,高透明性,低複屈折,低誘電率が同時に達成できれば、半導体回路に加え、光導波回路(光集積回路)を組み合わせた次世代光電子混載多層配線基板の光配線+絶縁材料として用途が大きく拡大すると考えられる。高分子構造・高分子分光・機能性高分子H27年度に「近赤外ファイバ型マルチチャンネル分光器」を導入予定であったが,ポリイミド薄膜の分光測定を進めたところ,研究室で保有していた近赤外分光光度計とファイバ型分光器が使用可能であることが明らかとなった.解析ソフトウェアの改良を行い,分光特性と測定精度を見極めるために装置の購入を延期した。H28年度はポリイミド薄膜の体積膨張率計測の更なる高精度化のために,高感度ファイバ型マルチチャンネル分光器(浜松ホトニクス社製)を導入予定である。
穀物の備蓄施設設計のためのエキスパ-トシステムの開発

本研究は、穀類の大規模貯蔵施設設計の基礎資料を得るために、操業中のサイロを使用し、サイロに材料の投入・排出および静止時におけるサイロ壁体に加わる圧力を実測した。その結果、材料の投入量が増えるにつれて、サイロ壁体圧力は、指数関数的に増加し、材料物が排出されるときは、サイロの壁体圧力は排出開始直後に急激に増加し、その後振動しながら減少し、静止時は、時間が経過するにつれて僅かであるが徐々に減少し続けることが明かになった。これらの現象(特に材料の流れ)を解明するために、モデルサイロを用いて、サイロの形状(対称、非対称)、材料の投入方法(モデル中央部供給、壁面部供給)、排出口の大きさを変えて、材料がスム-ズに流れる条件を調べた。排出中の堆積材料のながれは、排出口が開かれると、排出口の上部にある堆積材料が最初に排出され、そのあとで、左右のホッパ壁面にある材料が左右から同時に排出口に流れ込み、排出口付近で衝突し、そのため、排出できない産物の運動エネルギがホッパ部壁体の圧力の上昇を引き起こすことが観察されたので、材料の投入をサイロ壁面上部、ホッパの形状を非対称として排出すると、きわめて流動性をよくすることが明かになった。さらに、ホッパ部の素材を変えて、同様の試験を繰り返したところ、サイロ円筒部の素材と関わりがあり、その効果は複雑であった。以上の実験をもとにして、大型ばら貯蔵サイロの実用化を推進する食糧備蓄施設設計の支援プログラムを開発した。穀類の大規模貯蔵施設の設計のために、得られた過去の膨大なデータとともに、サイロ壁体に加わる応力を実測し、エキスパートシステムを応用して、大型ばら貯蔵サイロの実用化を推進する食糧備蓄施設設計の支援プログラムを開発し、従来試行錯誤的に行なわれ、事故または過大投資を招いたサイロ設計に適切な方式を与えようとするものである。本年度は、現状の操業中のサイロを用いて、サイロ壁体に加わる圧力を直接測定し、データレコーダに記録し、これをAD変換して、コンピュータで分析した。また、サイロ周辺の温度・湿度は打点記録計にて記録し、圧力データと併せて検討中である。これらのデータの一部を分析した結果、産物をサイロへ投入する時に発生するサイロ壁体圧力の変化は、産物の投入量が増えるにつれて、指数関数的に増加するが、産物が排出される時には、サイロの壁体圧力は、排出開始直後に急激に増加することが明らかになった。これは、産物が絞り込まれた排出口に急に流れ込み、排出できない産物の運動エネルギがホッパ部壁体の圧力の上昇を引き起こすものと思われる。この結果については農業機械学会九州支部誌(1988)に掲載した。排出時のサイロ壁体圧力の上昇を防止する方法を検討するため、以下のモデル実験を行なった。排出時にはサイロ中央部から排出されることが観察されているので、投入はサイロ壁面付近とし、さらにホッパに沿って材料がスムーズに排出されるように排出用ホッパの形状を非対称とした。その結果、材料をサイロ周辺に供給する効果はかなり期待され、非対称ホッパ形状は、極めて流動性をよくすることが明らかになった。一方、ホッパ部の素材を変えて、試験をしてみたが、サイロ円筒部の素材と関わりがあり、その効果は複雑であった。
電気回路結合系の同期現象が介在するエネルギー・情報伝達に関する総括的研究

複雑系科学誕生の契機となったカオス現象発見の一道程として、同期現象の研究が挙げられる。同期現象は電力システム・通信システムなどをはじめ、工学のあらゆる分野において利用されている、代表的な非線形現象である。本研究課題で対象とした同期現象は、近年注目されている準周期同期現象、カオス同期現象をはじめ多自由度非線形系や分布系における自己組織化現象など、いわゆる広義の同期現象を対象としている。本研究組織は現象の解明とその工学的応用を目標として研究を行ってきた。本研究グループが得た主要な実績を以下に要約する。割れた卵形カオスアトラクタは強制自励振動系に現れる代表的なカオスアトラクタで、本研究代表者によるアナログ計算機実験によって40年前に発見された。非線形力学に現れる二階の代表的な三個の方程式、すなわちRayleigh、Duffing、およびVan der Pol方程式を統合した二次元非自励(周期)方程式を構成し、これらに微小パラメータ理論を適用した詳細な数値実験を行い、割れた卵形カオスアトラクタの起源は保存系Duffing方程式のカオスの海に在ることを突き止めた。この成果は、カオスアトラクタの分類をはじめ、構成などの逆問題ないしは複雑系科学の進歩に一石を投じた成果と考えられる。電気回路結合システムの概周期・カオス同期現象の研究に関連して、空間的に結合した電磁弾性梁の装置-弾性的連続・電磁的離散系-を製作し、実験的検証と同時に、現象を記述する数理モデルの検討をおこなった。本研究分担者の行った実験結果から、連続体において生じる長波長非線形波動は、実験装置の大きさに制限されて観測されなかったが、短波長波動現象を説明するのに偏微分方程式による現象の記述は物理的正当性を欠くことが示された。偏微分系、常微分系の中間に位置する有限非線形結合系の振動、同期現象、波動現象は、実験における観測結果との比較から、差分微分方程式系における力学によって定性的に説明ができ、その不安定定在波解の高次元多様体間の関係が波動の発生に大きく関与することを示した。この結果は現実の結合システムの諸現象と数理モデルの関連性に対する大きな知見と考えられる。複雑系科学誕生の契機となったカオス現象の発見は非線形振動として観測される同期現象の研究に源流の一つが在ることは否めない。本研究組織は同期現象を中心に据えて、エネルギーや情報伝達に関わる総括的な研究を行っている。本研究組織が今年度に達成した実績を以下に要約する。研究代表者である上田は、今までに非線形力学の研究者達が達成した諸成果の情報交換を円滑に行うこと、並びに、彼等が何を動機として、またどのような境遇の元で成果を挙げてきたのかを若手の研究者に知ってもらうことを目的として、カオスが此の世で認知される以前にカオスに関連する研究に従事して来た研究者達自身による記録をカリフォルニア大学のラルフ・アブラハム名誉教授と共同で編集し出版した。代表者は、これ以外に電力系統の停電事故に関連する非線形力学系の分岐現象などの研究を行った。研究分担者である、伊東、高安、リアボフらはインターネットなどにおける情報伝送システムの動作解析に有用な理論的基礎の一部を構築した。また、地震発生機構に関連する分岐現象を追求し、地震発生の予測可能性に挑戦した。研究分担者である奥村、引原、倉光らは電気回路、電力伝送、電子回路における同期現象に関連する研究を発展させつつある。

パワーエレクトロニクスの発達に伴い電力系統に直流による電力伝送が導入されつつあるが、交流系統との同期や安定性に関連する非線形現象の解明を行った。また、発振器のカオス的挙動に関する詳細も古くて新しい問題である。分担者達は地味ではあるが着実な成果を積み上げている。これらは何れも、生々しい工学的応用さらには現象の制御に必要不可欠な、(広義の)同期現象に関連する基礎研究である。同期現象は電力システム・通信システムなどをはじめ、工学のあらゆる分野において利用されている。本研究課題で対象とした同期現象は、近年注目されている準周期同期現象、カオス同期現象をはじめ多自由度非線形系や分布系における自己組織化現象など、いわゆる広義の同期現象を対象としている。本研究組織は現象の解明とその工学的応用を意識して研究に従事してきた。本研究グループが得た主な成果を以下に要約する。割れた卵形カオスアトラクタは強制自励振動系に現れる代表的なカオスアトラクタで、本研究代表者によるアナログ計算機実験によって40年前に発見された。非線形力学に現れる二階の代表的な三個の方程式、すなわちRayleigh、Duffing、およびVan der Pol方程式を統合した二次元非自励(周期)方程式を構成し、これらに微小パラメータ理論を適用した詳細な数値実験を行い。割れた卵形カオスアトラクタの起源は保存系Duffing方程式のカオスの海に在ることを突き止めた。この成果は、カオスアトラクタの分類をはじめ、構成などの逆問題ないしは複雑系科学の進歩に一石を投じた成果と考えられる。電気回路結合システムの概周期・カオス同期現象の研究に関連して、空間的に結合した電磁弾性梁の装置-弾性的連続・電磁的離散系-を製作し、実験的検証と同時に、現象を記述する数理モデルの検討をおこなった。本研究分担者の行った実験結果から連続体において生じる長波長非線形波動は、実験装置の大きさに制限されて観測されなかったが、短波長波動現象を説明するのに偏微分方程式による現象の記述は物理的正当性を欠くことが示された。偏微分系、常微分系の中間に位置する有限非線形結合系の振動、同期現象、波動現象は、実験における観測結果との比較から、差分微分方程式系における力学によって定性的に説明ができ、その不安定定在波解の高次元多様体間の関係が波動の発生に大きく関与することを示した。この結果は現実の結合システムの諸現象と数理モデルの関連性に対する大きな知見と考えられる。
遺伝子病研究のための新しい遺伝子導入・発現法の開発

今年度は遺伝子治療の基礎技術の開発のために次の2つの研究成果を上げることができた。1.遺伝子導入活性を持った膜融合リポソームの精製とその活性の定量化本年度は、センダイウイルスの膜融合活性を利用して高分子物質を細胞内に効率よく導入する方法を改良して、一枚膜の膜融合リポソームを調製しその活性を定量化することに成功した(中西・芦原・千田ら、論文投稿準備中)。精製した膜融合リポソームは、直径379nmの球状で、その最外部にウイルスのスパイクに類似した構造が存在することが、電子顕微鏡やレーザー光散乱装置を使った実験から明らかになった。これらリポソームはその70%以上が細胞膜と直接融合する能力を持っていた。さらにこの粒子に薬剤耐性遺伝子を封入しヒト培養細胞に導入すると、OD_<540>ユニットあたり4x10^5/mlの遺伝子導入活性を示し、遺伝子治療に必要とされる効率を満たしていることが明らかになった。2.センダイウイルス・ベクターの開発センダイウイルスを利用して細胞質で持続的に遺伝子を発現するシステムを作るために、持続感染の機構の解析とセンダイウイルスの遺伝子組み替えの研究を行った。まず温度感受性変異ウイルスの解析から、ウイルスのMタンパク質の量的異常が持続感染を引き起こすこと、この変異は遺伝子発現に影響を与えないことを明らかにした(近藤・中西ら、1993)。さらにワクチニアウイルスを使ってセンダイウイルスのNP、P、Lの各遺伝子を発現させた細胞に、ウイルスゲノムの両末端とホタル・ルシフェラーゼ遺伝子を結合させたマーカーRNAを導入してヌクレオキャップシド状の構造を作ることに成功し、さらにこの構造をセンダイウイルス感染細胞に導入することによりルシフェラーゼ遺伝子を発現させることに成功した(近藤・中西ら、投稿準備中)。これらはRNAウイルスを使った遺伝子発現ベクター開発の第一歩を達成した成果である。
電力システムのオンライン広域安定度モニタリング方式の開発

本研究では、電力システムで常時観測される有効電力潮流変動より、電力システムに存在する動揺モードを実時間で同定し安定度を評価する方式を提案するとともにそのプロトタイプを試作し、実測データを用いた評価試験によりその有効性を明らかにしている。本研究での研究実績をまとめると以下のようになる。1.実時間FFTによる周波数領域での動揺モードの同定手法を提案し、Matlab/Simulink環境下でパーソナルコンピュータおよびAD・DA変換部を有するDSPボードによりオンライン安定度モニタリングシステムのプロトタイプを試作した。さらに、実測データを用いた試作システムの評価試験によりその有効性を明らかにした。2.電力システム内の複数箇所で実測された有効電力潮流の変動パターンの類似性解析(コヒーレンシ解析)により、電力システムに含まれる動揺パターンをグループ化し、これにより広域安定度モニタリングのための最適観測点の選定法を明らかにした。また、選定された観測点での観測情報を基にした安定度評価方式の有効性を明らかにした。3.試作したモニタリングシステムのプロトタイプの評価試験結果より、実システムへ移行する際の間題点についての検討を完了し、特に問題のないことを明らかにした。電力システムのオンライン安定度モニタリングシステムの試作を完了し、実系統500kV幹線での有効電力潮流の実測データを用いた実時間オンラインシミュレーションにより、その機能評価を行い良好な結果が得られた。本モニタリングシステムはADおよびDA変換インターフェースを有するDSPボードにより構成しており、本ボード上での実時間処理により、有効電力潮流の観測信号に含まれる複合動揺の検出が可能であり、ファジイ推論によるモード分解を経て個々の動揺に対する安定度評価を可能としている。また、系統内すべての500kV幹線での有効電力潮流の観測信号の解析により、広域安定度評価のための観測点の選定手法を明らかにした。本研究での研究実績の概要は以下のようになる。1.実時間FFTによる周波数領域での動揺モードの同定手法を提案し、Matlab/Simulink環境下でパーソナルコンピュータおよびAD・DA変換部を有するDSPボードによりオンライン安定度モニタリングシステムのプロトタイプを試作している。さらに、実測データを用いた試作システムの評価試験によりその有効性を明らかにしている。また、選定された観測点での観測情報を基にした広域安定度評価方式を開発した。3.試作したモニタリングシステムプロトタイプの評価試験結果より、実システム移行する際の問題点についての検討を完了し、特に問題のないことを明らかにした。
コンテクストを反映したデータモデルに基づくWeb文書の分類と検索

本研究は内容に基くWeb文書の分類を可能とする文書システムの構築を目標としていた。従来用いられているキーワードの出現頻度に基づく「内容」と我々が認識する内容との間のギャップは大きいため本研究ではシステムに機械的に内容を判断させる方針を断念した。その代わりに人間が文書の分類を行うことを前提として研究を進めた。システムは分類情報の定義と交換を行う機能を提供し、ユーザが漸進的に分類を拡張することを可能とすることを目指した。我々は分類情報をシステムを構成するコンポーネントとして捉えた。以下、これらを分類コンポーネントと呼ぶ。分類コンポーネントは内容を特徴付けるキーワードとそれらが文書内で果たす役割を定義する。キーワードの役割のパターンによって分類を行う。このアイデアは大澤のKeyGraphの研究からヒントを得たものである。分類コンポーネントは他のコンポーネントを参照することによりより複雑な分類を表現することが可能である。これは既存の分類情報の再利用という目的のために必ず必要な機能であるが、当初は予期していなかっ問題を引き起こす要因となった。一般にユーザは文書を複数の異なる視点で分類を行う。システム上ではこれは同じ分類コンポーネントが違う目的(コンテクスト)で共有されることを意味する。共有されるコンポーネントの内部データ(主にユーザからのフィードバック)に対する一つのコンテクストでの更新が別のコンテクストで好ましからざる影響を引き起こすからである。調査の結果こうした共有コンポーネントの問題は未だ有効な解決方法が無いことが判明した。本研究ではこの問題を主として取り組み、本研究ではシステムの構築にこそ至らなかったがOOAD的なアプローチによる解決が有効であることを示すことができた。本研究の主たる目的は「ユーザの文書用途に関するコンテクスト」に基づいてWebページを半構造化し、後の検索に役立てるシステムの設計と実装を目的としている。コンテクストの取得のためにはシステムが(1)ユーザがページのような意図で閲覧していたか認識できる(2)ページの内容の意味的な把握が可能であるという二つの機能を有することが必要であると考えられる。これらの機能を実現するためには様々な要素技術が必要である。また、その中でも既存の技術では実現されていないものは我々自身で開発せねばならない。こうした問題点を明確にするために我々は始めにUML(Unified Modeling Language)を用いてシステムの概念設計を行った。設計を行った結果、以下の問題点が明らかになった。本システムの機能(1)を実現するにあたってはユーザインタフェースの設計がシステムの性能を左右する。ユーザは様々な意図を持ってページを閲覧する。こうした多様な意図をあらかじめ全て想定することは不可能であると思われる。次に(2)の問題についてであるが、文章の半構造化に関して我々は新しい手法を研究中である。この手法は自然言語的な意味理解とキーワードの出現頻度を用いた意味抽出手法の中間に位置する。文章の種類を決定する「構造語」と文章の内容を表す「内容語」によって文章のパターンを特定し、半構造化する、という方針を立てた。しかしながらこうしたパターンの多様性もまた事前に全て想定することが不可能である。こうした問題を現実的なやり方で解決すべく、我々はシステムに容易な方法で柔軟な拡張を可能とする機能を付加する方針を立てた。拡張にはシステムに新しい機能をもたらす拡張と、システムの扱うデータのモデルの拡張が考えられる。前年度では前者の拡張性に重点を置き、システムのコンポーネントの整合的な組み合せの問題に関する業績をあげることに成功した。
ストレス惹起インスリン抵抗性に伴う血管内皮障害への硫化水素による治療戦略

ストレス惹起インスリン抵抗性に伴う血管内皮障害への硫化水素(H2S)治療の可能性を評価した。血管内皮障害はストレス惹起インスリン抵抗性による重要臓器障害の主要因である。硫化水素は血管内皮に多く発現し多彩な生理活性を有し、動脈硬化、糖尿病、敗血症との関連が注目される。重症疾患モデルとして熱傷ラットを用いた。雄性SDラットに熱傷を受傷させ、その後硫化水素産生の基質であるLシステインを経口投与させた。受傷から3日後下行大動脈を採取し実験に供した。硫化水素は熱傷により惹起されたインスリン抵抗性を改善した。また酸化ストレスを抑制し、血管弛緩反応を改善する傾向にあった。治療薬としての可能性が期待できる。第3のガスメディエーターとして多様な生理活性を有するH2S(硫化水素)の内皮由来血管弛緩作用、抗炎症作用、抗サイトカイン作用に注目が集まっている。インスリン抵抗性に伴う血管内皮障害とH2Sの関与についての研究は未だない。しかしながらストレス(熱傷、敗血症)モデル動物におけるアウトカムを改善したとする報告、糖尿病、インスリン抵抗性における関与が報告されている。本研究ではH2Sがストレス惹起インスリン抵抗性に伴う血管内皮障害に対し、治療へとつながる可能性の有無について評価し、さらにはそのメカニズムを明らかにすることである。平成25年度においてはストレスモデル動物へのH2S投与による血管内皮細胞機能への影響を検討した。ストレス(侵襲)モデルとして熱傷ラットを用いた。雄性SDラットをペントバルビタールで麻酔し、3度熱傷を体表面積55%、Sham群では37°Cの温水につけた。熱傷受傷直後よりL-システイン1 mg/kg BWを経口摂取させ、対照には生理食塩水を投与した。3日目に屠殺し、上下行大動脈を採取、一部は血管内皮細胞を単離、蛋白を抽出し、Western blot法に用いた。大動脈より抽出、定量された4群(Sham+vehicle、Sham+H2S、Burn+vehicle、Burn+H2S)のタンパクサンプルを用い、特異的抗体(Akt,p-Akt,RasおよびCSE)を用いたWestern blot法にて定量を行った。また一部は摘出後速やかにOCTコンパウンンド内で液体窒素にて冷却し凍結切片を作成し、スーパーオキサイド産生、Nitrotyrosineの発現を観察した(平成24年度実施計画であったが、平成25年度も継続して実施)。摘出した下行大動脈をクレブス・リンゲル液に保存、リング標本を作製し、オーガンバスに固定し等尺性張力を測定した。フェニレフリンの用量依存反応反応、アセチルコリンによる内皮依存性血管弛緩反応用量依存反応について検討した。第3のガスメディエーターとして多様な生理活性を有するH2S(硫化水素)の内皮由来血管弛緩作用、抗炎症、抗サイトカイン作用に注目が集まっている。ストレス(熱傷、敗血症)モデル動物におけるアウトカムを改善したとする報告、糖尿病、インスリン抵抗性における関与が報告されている。一方血管内皮障害はインスリン抵抗性における重要臓器障害の主要因である。本研究ではH2Sがストレス惹起インスリン抵抗性に伴う血管内皮障害に対し治療へとつながる可能性の有無について評価し、そのメカニズムを明らかにすることである。平成24年度においてはストレス惹起インスリン抵抗性モデル動物へのH2S投与による血管内皮細胞内シグナルトランスダクションの変化について検討した。雄性SDラットをペントバルビタールで麻酔し、III度熱傷を体表面積55%に行った。熱傷受傷直後よりL-システイン1 mg/kg BWを経口摂取させた。3日目に屠殺し、上下行大動脈を採取、一部は血管内皮細胞を単離、蛋白を抽出し、特異的抗体(Akt,p-Akt,RasおよびCSE)を用いたWestern blot法にて蛋白を定量した。また一部は摘出後速やかに凍結切片を作成しスーパーオキサイド産生、Nitrotyrosineの発現を観察した。第3のガスメディエーターとしての多様な生理活性を有するH2S(硫化水素)の内皮由来血管弛緩反応、抗炎症作用、抗サイトカイン作用に注目が集まっている。しかしながら侵襲によるストレス(熱傷、敗血症)モデル動物におけるアウトカムを改善したという報告、糖尿病、インスリン抵抗性における関与が報告されている。平成26年度においてもストレスモデル動物へのH2S投与による血管内皮細胞機能への影響を検討した。雄性ラットをペントバルビタールで麻酔し、3度熱傷を体表面積55%、sham群では37°Cの温水につけた。熱傷受傷直後よりL-システイン1mg/kg BWを経口摂取させ、対照には生理食塩水を投与した。3日目に屠殺し、上下行大動脈を採取、クレブス・リンゲル液に保存、リング標本を作製し、オーガンバスに固定し等尺性張力を測定した。フェニレフリンの用量依存性血管収縮反応、アセチルコリンによる用量依存性内皮依存性血管弛緩反応について検討を行っている。

第3のガスメディエータとしての多様な生理活性を有するH2S(硫化水素)の内皮由来血管弛緩反応、抗炎症作用、抗サイトカイン作用が注目されている。侵襲によるストレス(熱傷、敗血症)モデル動物におけるアウトカムを改善したという報告、糖尿病やインスリン抵抗性へのH2Sの関与が報告されている。しかしインスリン抵抗性に伴う血管内皮障害とH2Sの関与についての研究は未だない。本研究ではH2Sがストレス惹起インスリン抵抗性に伴う血管内皮障害に対し、治療へとつながる可能性の有無について評価し、さらにそのメカニズムを明らかにすることである。平成27年度においては26年度に引き続きストレスモデル動物へのH2S投与による血管内皮細胞機能への影響を検討した。ストレス(侵襲)モデルとして熱傷ラットおよびマウスを用いた。ペントバルビタールで麻酔し、温水で3度熱傷を受傷させた。受傷直後よりLーシステイン1mg/kg HWを経口摂取させた。3日後に屠殺し、上下行大動脈を採取、リング標本を作製し、等尺性張力を測定した。フェニレフリン用量依存性血管収縮反応、アセチルコリン用量依存性血管内皮依存性血管弛緩反応について検討を行った。平成24ー25年度に行った大動脈凍結切片を用いたスーパーオキサイド産生、Nitrotyrosine発現の結果を加味すると、H2Sは侵襲ストレスにより引き起こされる酸化ストレスを抑制し、血管内皮機能を温存している可能性が示唆された。ストレス惹起インスリン抵抗性に伴う血管内皮障害への硫化水素(H2S)治療の可能性を評価した。血管内皮障害はストレス惹起インスリン抵抗性による重要臓器障害の主要因である。硫化水素は血管内皮に多く発現し多彩な生理活性を有し、動脈硬化、糖尿病、敗血症との関連が注目される。重症疾患モデルとして熱傷ラットを用いた。雄性SDラットに熱傷を受傷させ、その後硫化水素産生の基質であるLシステインを経口投与させた。受傷から3日後下行大動脈を採取し実験に供した。硫化水素は熱傷により惹起されたインスリン抵抗性を改善した。また酸化ストレスを抑制し、血管弛緩反応を改善する傾向にあった。治療薬としての可能性が期待できる。等尺性張力測定が安定せず、条件の調整などに時間を要したため。麻酔科学平成27年度については引き続きリング標本を用いた等尺性張力測定による血管収縮反応、内皮依存性血管弛緩反応についての実験を進めていく。さらに新鮮単離血管内皮細胞を作製し、H2S+およびH2S+環境下でGSNO(NOドナー)にて刺激し、その後細胞を回収し蛋白を抽出する。特異的抗体を用いたWestern blot法にて発現蛋白を定量、解析し、ストレスにより血管内皮細胞で発現する蛋白がH2S存在下ではどのように変化するかを確認し、シグナルの関与について検討する予定である。平成24年度計画したシグナルトランスダクション解析に抗体、試薬の変更など費やした。また下行大動脈リング標本による等尺性張力測定が安定せず、条件の調整に時間を要した。熱傷ストレスラットにおけるH2S投与による効果は死亡率の低下により確認できている。western blotについては一部抗体がワークしていない。
DNA/キトサン/脂質複合体を用いたマルチレイヤーGTR, GBRメンブランの開発

DNA、キトサン、人工脂質を用いたマルチレイヤー化GTR、GBRメンブランについて検討を行った。また、DNA/キトサン/人工脂質フィルム、GTR用メンブラン、Ti板上でのマルチレイヤー化についても検討した。DNA/キトサン/人工脂質複合体メンブランは、黄色ブドウ球菌、歯周病菌、真菌には抗菌・抗真菌性を示した。また、DNA/キトサン/人工脂質フィルム、GTR用メンブラン上での多層化は可能で、上記と同じ抗菌・抗真菌性を示した。L-アラニンとn-decyl alcohol, n-dodecyl alcoholから人工脂質を2種(C10-L-Ala/pts、C12-L-Ala/pts)合成した。また、サケ精子由来の塩基対が異なるDNA(300bp、3000bp、7000bp)とキトサンからDNA/キトサンを各々合成した。3種のDNAとキトサンから合成したDNA/キトサン合成物はいずれも水不溶性で白色粉末であった。この粉末を2種の人工脂質の水溶液中で攪拌させ、さらに人工脂質と反応させ、DNA/キトサン/人工脂質合成物を得た。合成物はDNA/キトサンと同様に見ず不溶性の白色粉末であった。得られた合成物を少量の蒸留水と混合してペースト状にしたのち、直径5mmのシリコン型に入れて自然乾燥および凍結乾燥し、円形ディスクシートを作成した。何れの方法でも成形性を保ち、賦形性は良好であった。表面のSEM像では繊維質の複合体が積層している状態が観察され、間隙も多く認められた。また、引っ張り強さは0.4MPaと低い値ではあったが、フレキシブルな性状を示し、メンブランとして使用可能と考えらた。抗菌性は、P.aeruginosaには殆ど認められなかったが、S.aureus、P.gingivalisには抗菌性が認められた。DNA/プロタミン複合体については、賦形性が良好であったが、Porphyromonas gingivalis W83、Prevotella intermedia ATCC25611に対しては抗菌性が少なく、プロタミンは賦形性を与えるための素材として使用することは可能と考えられたが、抗菌性は期待できないと考えた。DNA/キトサンフィルムを基材にしたDNA/キトサン/人工脂質マルチレイヤーメンブラン、ポリ乳酸/グリコール酸共重合体メンブレンを基材にしたDNA/キトサン/人工脂質複合体マルチレイヤーメンブラン、ポリ乳酸-DNAメンブランを基材としたDNA/キトサン/人工脂質マルチレイヤーメンブランは抗菌性は認められた。生体反応については、現在継続中である。Tiプレート上のマルチレイヤーの抗菌性:直径50mmのTiのプレートを用い、ポリアリールアミン塩酸塩水溶液、DNA、キトサン、人工脂質と順次反応させて膜を作成した。表面は灰色に若干変色していたが、多層膜の形成は確認できていない。この生成した膜に対してフィルム密着法で抗菌性を検討したが、明確な抗菌性は認められなかった。ハロー法による再検討も必要と考えている。総合評価:DNA/キトサン/人工脂質複合体は、少量の蒸留水と混合すればペースト状になり、成形性、賦形性は良好であった。引っ張り強さは低い値ではあったが、ややフレキシブルな性状を示し、メンブランとして使用可能と考えられた。DNA/キトサン/脂質複合体の機械的性質について、しなやかさの改善を意図してDNAの塩基対を変えた。合成時には3000bp、7000bpを用いた合成複合体は300bpを用いたときに比べて撚糸状を呈したが、凍結乾燥後の性状には変化は認められなかった。抗菌性については、Staphyrococcus aureus、Porphyromonas gingivalis、Prevotella intermediaに対して抗菌性を示した。また、Candida albicansにも抗真菌性を示した。ただ、塩基対の長さを変えても抗菌性に変化は認められなかった。細胞毒性は、マウス由来の繊維芽細胞L-929の細胞生存率は高い値を示し、細胞毒性は少ないものと考えられた。一方、DNA/キトサンフィルム、DNA/キトサン/人工脂質複合体、ポリ乳酸/グリコール酸共重合体を基材にしたDNA/キトサン/人工脂質マルチレイヤーメンブランにも抗菌性、抗真菌性が認められた。以上のことから、DNA/キトサン/人工脂質複合体を用いてGTRメンブランを開発することは可能と考えられたが、GBRについては、さらに検討が必要と考えられた。