hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
分子性半導体結晶デバイス界面の分光学的研究と有機エレクトロニクスへの展開

近年の有機電界効果トランジスタの顕著な進歩に伴い,デバイス構造を利用して分子性半導体材料の新側面を切り拓く研究が可能になりつつある.本研究では、電界効果型デバイス構造を利用した変調分光測定によって,有機半導体界面に蓄積した電荷キャリヤの電子状態を明らかにする分光学的研究を進展させた.特に,有機トランジスタがユニポーラ型であるという特徴を活用し,半導体チャネルへの電場印加効果と電荷蓄積効果のそれぞれを,光吸収スペクトルの変化分として分離し測定することが可能なことを見出した(昨年度).本年度はこの手法をさらに展開し,電荷変調スペクトルの印加ゲート電圧依存性と温度依存性の詳細な測定を行い,スペクトル構造の起源を明らかにすることに成功した.電荷変調スペクトルでは,負のゲート電圧印加によってチャネル内に正孔が蓄積することから,基本的に分子のイオン化による吸収スペクトルのブリーチング(吸収減衰)による吸収変化が観測される.しかしながら測定により得られた吸収減衰の強度は,電荷キャリヤ数から期待される強度の510倍程度にも達した.詳細な解析により,このような吸収減衰増強の原因が,空間的に広がった局在電子状態(トラップ準位)へのキャリヤの蓄積によりキャリヤ当たり510個に及ぶ近接分子の振動・電子エネルギーが再構成されたため生じたことが明らかになった.特にこれらの結果は,高品質のペンタセン薄膜トランジスタにおいて,電荷輸送が浅いトラップ準位を媒介としたトラップ-リリースモデルの1験的な証拠を与えるものである.(1)近年の有機電界効果トランジスタの顕著な進歩に伴い、デバイス構造を利用して分子性半導体材料の新しい側面を切り拓く研究が可能になりつつある。本研究では、電界効果型デバイス構造を利用した変調分光測定により、有機半導体薄膜の光吸収に対する電場効果と電荷注入効果を分離して測定することに成功した。得られた電場変調/電荷変調スペクトルをもとに、有機半導体・ペンタセンの光励起状態とポーラロン効果の様相を明らかにすることに成功した。実験では溶融石英上に成膜した半透明の金電極(ソース、ドレイン、ゲート)とパリレンゲート絶縁膜からなる電界効果型デバイスを作製して用いた。0.1-1kHzの周波数でゲート電界を印加し、ロックイン検出法により、S/N比の良好な変調スペクトルを得た。電場変調スペクトルでは、可視域全域にわたりシュタルクシフトによる吸収スペクトルの一次微分的構造が、また2.8eV付近には、光学禁制(1Ag)状態が電場印加によって活性化される様子が観測された。それに対し電荷変調スペクトルでは、電荷注入によるトラップ近傍の分子の格子変形によって分子振動準位が変調を受けたスペクトル構造が観測されることが分かった。(2)さらに単結晶デバイスへの展開のため、空気中で安定、かつ大きな移動度を示すことが知られるDNTTの単結晶トランジスタの作製を行った。電極、絶縁体界面などに注意を払った素子形成を行った結果、酸化シリコンによるゲート絶縁膜上をCytopによりコートし、その上に薄片単結晶を貼り付け、さらに分子性導体TTF-TCNQをソース・ドレイン電極とする方法によって、移動度が8cm2/Vsを超える高性能デバイスを得ることに成功した。近年の有機電界効果トランジスタの顕著な進歩に伴い,デバイス構造を利用して分子性半導体材料の新側面を切り拓く研究が可能になりつつある.本研究では、電界効果型デバイス構造を利用した変調分光測定によって,有機半導体界面に蓄積した電荷キャリヤの電子状態を明らかにする分光学的研究を進展させた.特に,有機トランジスタがユニポーラ型であるという特徴を活用し,半導体チャネルへの電場印加効果と電荷蓄積効果のそれぞれを,光吸収スペクトルの変化分として分離し測定することが可能なことを見出した(昨年度).本年度はこの手法をさらに展開し,電荷変調スペクトルの印加ゲート電圧依存性と温度依存性の詳細な測定を行い,スペクトル構造の起源を明らかにすることに成功した.電荷変調スペクトルでは,負のゲート電圧印加によってチャネル内に正孔が蓄積することから,基本的に分子のイオン化による吸収スペクトルのブリーチング(吸収減衰)による吸収変化が観測される.しかしながら測定により得られた吸収減衰の強度は,電荷キャリヤ数から期待される強度の510倍程度にも達した.詳細な解析により,このような吸収減衰増強の原因が,空間的に広がった局在電子状態(トラップ準位)へのキャリヤの蓄積によりキャリヤ当たり510個に及ぶ近接分子の振動・電子エネルギーが再構成されたため生じたことが明らかになった.特にこれらの結果は,高品質のペンタセン薄膜トランジスタにおいて,電荷輸送が浅いトラップ準位を媒介としたトラップ-リリースモデルの1験的な証拠を与えるものである.
脊髄の疼痛伝達機序における一酸化窒素の役割に関する研究

平成6年度に、ラットを用い、フォルマリンの下肢注入による疼痛刺激により、同側の脊髄内に一酸化窒素合成酵素を含有する細胞が増加することを明らかにした。しかし、それらの細胞が疼痛刺激により一酸化窒素が発生するか否かは明らかではない。平成7年度は、前年の研究をもとに、脊髄内の一酸化窒素が疼痛によって発生するか否かを以下の実験を行い研究した。ラット24匹に対し、ペントバルビツール麻酔下に気管切開を行い、筋弛緩薬を投与し人工呼吸とした。大腿動静脈にカテーテルを挿入し、動脈圧測定、血液ガス測定、薬物投与に使用した。胸椎10-12レベルの椎弓切除を行い、腰髄1-2レベルの脊髄を顕微鏡下に露出した。一酸化窒素測定用の電極を硬膜下に10mm挿入し約1時間測定値が安定した後、SNPを静脈内投与し一酸化窒素が発生することを確認した。非手術側下肢、あるいは尾をペアンを用いて約5秒間はさみ、一酸化窒素電極の発生する電位をペンレコーダに動脈圧とともに記録した。平均3度の刺激を行い動脈圧は刺激中約15%上昇したが、一酸化窒素電位は、一時低下しその後前値に復したが、その程度は有意ではなかった。次に、一酸化窒素合成阻害薬であるL-NAMEを0.3,3,30mg/kg投与し、上記刺激による反応性を調べた。L-NAME投与によって一酸化窒素電位は低下した。疼痛刺激により動脈圧の反応性は保たれ、L-NAME投与前と同様に一酸化窒素電位は、一時低下しその後前値に復する結果を得た。ペントバルビタール麻酔下のラットに人口呼吸を行い、大腿動脈にカテーテルを挿入し、動脈圧の測定、血液ガスの分析に用いた。大腿静脈を、輸液と薬剤投与路として確保した。胸椎10レベルの脊椎の椎弓切除を行い、腰椎2-3レベルの脊髄を露出し、レーザードップラー組織血流計を用いて脊髄血流量を測定した。1、全身投与の一酸化窒素(NO)が、脊髄血流にどのような影響を及ぼすかについて、一酸化窒素合成酵素(NOS)阻害薬であるL-NAMEを0.5,5,50mg/kg投与し検討した。L-NAME5mg/kgの投与で、動脈圧の最大上昇約20%、脊髄血流の約20%の低下が見られた。2、脊髄腔内投与のL-NAMEの効果を検討した。第5、6腰椎間よりカテーテルを挿入し、コントロールとして生理食塩水50μl,又はL-NAME0.5,5,50μg,を投与した。脊髄血流量に明らかな変化はみられず、局所投与のL-NAMEは、脊髄血流量を変化させないことが示唆された。3、疼痛刺激によって生じる脊髄血流量の変化について検討した。尾を交流電流で刺激し脊髄血流に及ぼす影響を検討した。電気刺激後、脊髄血流量は25%増加した。1、におけるL-NAMEの全身投与下では、基礎脊髄血流量は低下したが、刺激による脊髄血流増加率は各投与量下で差は見られなかった。2、における局所投与のL-NAMEは脊髄血流量を変化させず、電気刺激後の血流量増加は未処置群と差はみられなかった。4、疼痛モデルとして、ラットの足底に5%ホルマリン50μlを注入した。注入後脊髄を取り出し、NADPH diaphoraseでNOSを染色した。脊髄のNOSは、疼痛群ではコントロールに比し増加が見られた。特に脊髄後角部において著明に増加していた。疼痛刺激により脊髄内の一酸化窒素合成酵素を含有する細胞が増加することが平成6年度の研究で明らかになったが、それらの細胞が疼痛刺激により一酸化窒素が発生するか否かは明らかではなかった。

大腿動静脈にカテーテルを挿入し、動脈圧測定、血液ガス測定、薬物投与に使用した。胸椎10-12レベルの椎弓切除を行い、腰髄1-2レベルの脊髄を顕微鏡下に露出した。一酸化窒素測定用の電極を硬膜下に10mm挿入し約1時間測定値が安定した後、SNPを静脈内投与し一酸化窒素が発生することを確認した。非手術側下肢、あるいは尾をペアンを用いて約5秒間はさみ、一酸化窒素電極の発生する電位をペンレコーダに静脈圧とともに記録した。平均3度の刺激を行い静脈圧は刺激中約15%上昇したが、一酸化窒素電位は、一時低下しその後前値に復したが、その程度は有意ではなかった。次に、一酸化窒素合成阻害薬であるL-NAMEを0.3,3,30mg/kg投与し、上記刺激による反応性を調べた。L-NAME投与によって一酸化窒素電位は低下した。疼痛刺激により動脈圧の反応性は保たれ、L-NAME投与前と同様に一酸化窒素電位は、一時低下しその後前値に復する結果を得た。
前立腺癌の薬剤感受性に関与する新規遺伝子のスクリーニン グ

本研究は、前立腺癌のドセタキセル感受性に関わる新規遺伝子を抽出することと、そのメカニズムを解明し、新規治療ターゲットの発見につなげることを目的とした。前立腺癌細胞株の1細胞あたり1遺伝子がノックアウトされた細胞集団にドセタキセルを投与し、ドセタキセル投与下に生存することができた細胞からいずれの遺伝子がノックアウトされていたかを解析した。結果、抑制時に前立腺癌の進展を促す可能性があることが近年報告された遺伝子が抽出された。新規遺伝子を発見するために、抽出されたその他の新しい候補遺伝子の機能抑制を行った場合に前立腺癌細胞がドセタキセル抵抗性を示すのかを検討したが、有意な差を認めなかった。本研究は、前立腺癌のエンザルタミドまたはドセタキセル感受性に関わる新規遺伝子を抽出することと、そのメカニズムを解明し、新規治療ターゲットの発見につなげることを目的としている。我々はまず、エンザルタミド感受性に関わる新規遺伝子の探索を試みたが、実験の根本となる細胞株に対するエンザルタミドの最小致死濃度の設定がうまくいかなかったため、ドセタキセル感受性に関わる新規遺伝子の探索へと目標を転換した。ドセタキセルにおいては最小致死濃度の設定が完了したため、前立腺癌細胞株の各細胞に対し各々1遺伝子をノックアウトすることができる実験系(交付申請書に記載)を用いて、遺伝子の機能抑制(ノックアウト)スクリーニングを行った。具体的には、1細胞1遺伝子がノックアウトされた細胞集団にドセタキセルを投与し、ドセタキセル投与下に生存することができた細胞からいずれの遺伝子がノックアウトされていたかを次世代シーケンサーを用いて解析した。結果、抑制時に前立腺癌の進展を促す可能性があることが近年報告されたBACE2遺伝子や、膀胱癌で抗癌剤感受性に関わることが報告されたmir1182(miRNA)などの遺伝子が上位にランキングされ、遺伝子のスクリーニングとして機能している実験系であることが示唆された。その他にも、抗がん剤の感受性に関わる遺伝子として報告のない、興味深い候補遺伝子を抽出することができたため、これらの抽出しえた遺伝子の機能抑制を行った場合に前立腺癌細胞がドセタキセルに対して抵抗性を示すのかを今後検討する予定である。我々はまず、エンザルタミド感受性に関わる新規遺伝子の探索を試みたが、実験の根本となる細胞株に対するエンザルタミドの最小致死濃度の設定がうまくいかなかったため、ドセタキセル感受性に関わる新規遺伝子の探索を行うこととした。ドセタキセルにおいては最小致死濃度の設定が完了した。前立腺癌細胞株の各細胞に対し各々1遺伝子をノックアウトすることができる実験系を用い、ドセタキセル投与下に生存することができた細胞からいずれの遺伝子がノックアウトされていたかを次世代シーケンサーを用いて解析した。結果、様々な候補遺伝子を抽出することができたため、当研究はおおむね順調に進展しているものと考えられる。その他にも、抗がん剤の感受性に関わる遺伝子として報告のない、興味深い候補遺伝子を抽出することができたため、これらの抽出しえた遺伝子の機能抑制を行った場合に前立腺癌細胞がドセタキセルに対して抵抗性を示すのかを検討を行った。しかし、候補遺伝子がノックアウトされた細胞とコントロール細胞の生存率を比較したところ、有意差を認めなかった。濃度条件を変更し、検討を行ったが同様の結果であったため、新規遺伝子の発見には至らなかった。ゲノム編集技術を用いて、抽出できた候補遺伝子のうち上位10の遺伝子各々を欠失させた前立腺がん細胞株を作成し、ドセタキセルに対する感受性の変化を評価する予定である。これにより実験系としての妥当性を担保でき、またドセタキセル感受性関連遺伝子として、そのメカニズムの解明に値する遺伝子を同定することが可能であると思われる。

また、このような遺伝子を同定できた場合は、ヒト臨床検体における発現も同時に検討する予定である。泌尿器腫瘍H29年度に参加予定の出張の予算が想定より増額したため、H28年度の支出を抑えた。H29年度の出張費に充てる。
細網内皮系機能亢進ラットにおける実験的根尖病変の病理学的免疫組織化学的基礎研究

根尖病変の形成には、根尖部歯周組織の炎症反応・免疫応答が、深く関与していることは明らかである。近年、根尖病変の形成過程における病変中の免疫担当細胞や免疫グロブリンの変動に関する報告や、免疫不全動物における根尖病変形成に関する報告が多数見られる。また、我々のこれまでの実験では、免疫抑制剤であるFK-506を投与することにより、ラットの実験的根尖病変形成が促進的に働いた。そこで今回セファランチン(細網内皮系機能亢進剤)により細網内皮系細胞の増殖状態にあるラットを用い、実験的に根尖病変を形成し、病理組織学的、組織形態計測学的に検索することにより、細網内皮系機能亢進という状態が、根尖病変形成に対してどのような影響を与えるか検索した。実験期間中のラットの体重は、実験群と対照群で差は認められなかった。1週の組織学的所見では、両群ともに、根部歯髄の歯冠側1/2程度が壊死に陥っており、根尖部歯周組織の炎症性細胞浸潤は、ごくわずかに認められた。2週においても両群に差はほとんど認められず、根部歯髄の歯冠側3/4程度が壊死に陥り根尖部歯周組織にわずかな炎症性細胞浸潤が認められた。4週及び6週に関しては現在実験中である。組織形態計測学的には、両群とも経時的に根尖病変の面積が大きくなる傾向が認められた。また、1・2週とも両群に差は認められなかった。今回の実験では、セファランチンの投与の露髄時より行ったため、露髄直後におけるセファランチン投与の効果が十分でなかったことが可能性として考えられる。今後は、3・4週の検索を継続して行い、また、セファランチンの投与期間を露髄以前より行い検索する予定である。
血小板に含まれる骨形成促進因子の骨格形成と血管における生理的役割の解明

本研究では申請者の研究グループが発見した、骨形成を促進する血小板由来タンパク質の作用機序の解明と将来的な臨床応用を目指し研究を行った。その結果、目的タンパク質は筋組織などで異所性骨形成を誘導するサイトカインであるbone morphogenetic protein(BMP)に対して細胞レベルおよび生体レベルにおいてその活性を増強することが明らかとなった。本研究の成果から、目的タンパク質が骨形成促進薬となる可能性が示唆された。本研究では、申請者の所属研究グループが世界に先駆けて発見した、骨形成を促進する血小板由来タンパク質の作用機序の解明と将来的な臨床応用を目指し研究を進めている。本年度はまず、大腸菌の発現系を用いて目的タンパク質を調製し、Bone Morphogenetic Protein (BMP)による骨芽細胞分化誘導の促進活性を評価した。その結果、得られた組み換えタンパク質はBMPによる骨芽細胞の分化を促進した。また、この組み替えタンパク質をBMPとともにマウスに移植する事で、BMPによって誘導される異所性骨形成が強く促進される事を確認した。一方、目的タンパク質単独の場合では骨芽細胞分化誘導とマウスにおける異所性骨形成は引き起こさなかった。目的タンパク質はBMPシグナルを増強する事から、細胞内BMPシグナルの調節機構を解析した。BMPによる細胞内シグナル伝達には転写因子Smadのリン酸化が重要で、この脱リン酸化を調節するホスファターゼPPM1AはBMP活性を阻害する事が明らかとなった。さらにこの機序を解析した結果、PPM1AはSmadの脱リン酸化を起こすだけではなく、プロテアソーム系を介したSmadの分解を促進する事でBMPシグナルを調節している事が明らかとなった。従って、目的タンパク質のBMPシグナル増強の作用機序として、PPM1Aなどの因子を介したSmadのリン酸化への影響を検討する必要があると考えられた。本研究では、申請者の所属研究グループが世界に先駆けて発見した、骨形成を促進する血小板由来タンパク質の作用機序の解明と将来的な臨床応用を目指し研究を行った。前年度に目的タンパク質がin vitroおよびin vivoでBone Morphogenetic Protein(BMP)シグナルを増強する事が確認された。そこで、今年度は目的タンパクの作用機序解明のため、細胞内BMPシグナル調節機構の解析を進めた。BMPによる細胞内シグナル伝達には転写因子Smad1とCo-SmadであるSmad4が重要な役割を果たすことが知られているが、BMPによる骨芽細胞分化誘導についてはSmad1が、筋分化抑制にはSmad4がそれぞれ重要である事が明らかとなった。またSmadの脱リン酸化を調節するホスファターゼと報告されているSCP1はSmadの脱リン酸化に依存せず、さらに下流の因子をも調節していることが明らかとなった。さらに、形態形成誘導因子であるWntがBMPと協調的に骨芽細胞分化を誘導し、そのメカニズムはGSK3β依存的かつβ-catenin非依存的であることが示された。従って、目的タンパク質の作用機序として、SCP1やWntなどの因子を介したBMPシグナル増強への影響を検討する必要があると考えられた。
ベトナムにおけるマテリアルフローモデルと連携した水・物質循環モデルの構築

既往データが限定的な途上国の流域において,地域多様性や社会動態を一定程度把握し,水環境改善策の立案に資する定量・動的な情報を創出が求められている。本研究では,ベトナム国Nhue-Day川流域を例に,流域の分類化,タンクモデルを用いた水・物質循環解析,典型集落での詳細なマテリアルフロー解析を組み合わせることで,一定程度の実用性に資する定量データを創出できることを実証的に示した。本研究では,ベトナム国Nhue-Day川流域をフィールドとし,マテリアルフローモデルに基づく地域資源の循環解析を水量・水質動態モデルに連携させることで,地域性および社会動態を反映できる『水・物質循環モデル』を構築し,対象地域にてその実用性を評価する。本年度は,以下の3項目について主に取り組んだ。1.流域の分割と河道図の作成:標高データ, GPSを用いた現地踏査および衛星画像の使用を組み合わせ,低勾配地域で複雑な河川網を有すNhue-Day川流域にて河道図を作成した。その後,経済社会条件や水利用特性が均一と見なせるレベルで流域を小流域に分割した。2.小流域でのマテリアルフローの構築およびそのための基礎データの収集:1最少行政単位ごとの社会統計データを用い,流域内の小流域を対象にクラスター分析を行い,小流域を3つのグループに分けた(都市,郊外,農村)。2農村クラスター内小流域にて100世帯に対して社会調査およびため池管理状況調査を実施し,季節に応じた取水・排水実態を明らにし,窒素・リン・水のマテリアルフローを構築した。3都市クラスター小流域内にて,30世帯への調査を実施し,家庭排水の排出水量・水質変動特性を明らかにした。代表都市クラスター流域の流末端にて河川水質・水量調査を実施し,都市クラスターの排水特性を把握することで,都市クラスターマテリアルフロー構築の基礎情報を得た。3.予備的水量モデルの構築:タンクモデルの考え方を小流域ごとに適用し,Nhue川の上・中流部までを対象とした水量モデルを予備的に構築した。一部水門にて得られた水量データを用いてモデルのキャリブレーションおよびバリデーションを行った。今後のより精緻なモデル構築のための基礎データの蓄積のため,雨期における河川水量・水質データとして,2013年8月および9月にNhue川本流の河川調査を計2回実施した。本研究では,ベトナム国Nhue-Day川流域をフィールドとし,マテリアルフローモデルに基づく地域資源の循環解析を水量・水質動態モデルに連携させることで,地域性および社会動態を反映できる「水・物質循環モデル」を構築し,対象地域にてその実用性を評価する。本年度は,以下の項目について主に取り組んだ。1.水量モデルの構築と妥当性の検証:流域内にて最も河川汚濁が深刻な上・中流域を対象に,流域を小流域に分割し,小流域ごとに3段ダンクモデルを適用した。モデルの較正および妥当性検討を行い,都市域・郊外域それぞれにおける雨季・乾季の水収支を解析した。その結果,都市域では雨季・乾季共に1段目タンク(表層)からの流出が大部分であること,乾季の水流入の5割強は都市排水であることが示され,特に乾季中の都市排水の直接的な流出が顕著であることが示された。一方,郊外域では2段目タンク(中間層)からの流出が大部分であり,当該地域の土地利用の特徴である水田が,水収支に影響を与えていることが示唆された。2.流下に応じた水質・水量変動および水量・水質の時間変動の解析:河川調査を実施し,流下に応じた水質・水量変動および水量・水質の時間変動を解析したところ,当該河川では,低勾配であることおよび支流・分流が複雑に入り組むことなどから,流下に応じて水量が大きく上下していることがわかった。水質については,最上流部での紅河からの分流以降,都市部にて急激に水質が悪化し,その後,郊外部を経て次第に水質が回復する傾向がみられた。また,流下に応じた水量の変動は大きいものの,日変動は少なく,特に都市排水が水量の一定量を占めている上流部(都市域,晴天時)においても,日変動は限定的であり,概ね一定の水量・水質で推移していた。合わせて,生活排水特性調査を実施し,都市河川調査と合わせ,汚濁負荷の流下に伴う変化についての検討に着手した。1.物質循環モデルの農村地区への適用:汚染された河川水を農業利用し,その影響が懸念される当該流域中流域の農村地区を対象に,本研究にて構築した物質循環モデルを適用し,ここ30年にわたる窒素とリンの物質循環を解析した。その結果,人由来廃棄物や畜産廃棄物を高効率に使用していた1980年ごろの農業・畜産連携システムが,2010年には農業・畜産・漁業連携システムへと変化し,上記の廃棄物の多くが養殖池を通じて水環境に流出するように変化していたことが明らかとなった。その結果,窒素およびリンの水系への排出量は上記期間に約2倍,および3倍にそれぞれ増加していた。これより,当該モデルが対象地域の水・物質循環を窒素・リンの観点から解析し,水・物質循環の健全化に向け一定程度の実用性を持って利用できることが示された。

2.都市排水調査と河川調査による有機物汚濁負荷の解析:都市部における排水の家庭排出直後の組成調査と,都市排水を受け入れる河川の流下に応じた水質・汚濁負荷調査を合わせて行うことで,当該流域における主に有機物負荷の解析を行った。その結果,下水処理普及率がいまだ低い当該流域都市部において,腐敗槽からの排水が河川水質に影響を与えていることが示され,下水道未整備かでは腐敗槽の運用状況が河川水質を変化させうることが示唆された。平成25年度までに1流域の分割と河道図の作成,および2マテリアルフローの構築着手,平成26年度までに3マテリアルフローの構築,および4水量もモデルの構築,平成27年度までに5水質モデルの構築と,6モデルの実用性評価を行う予定していた。14についてはほぼ予定通り実施し,5および6については窒素・リンに関してほぼ計画通りに実施できた。一方で,炭素に関する物質循環解析については遅れている点があり,全体としてやや遅れていると判断される。平成27年度に一部実施できなかった炭素に関する現地調査を平成28年度に実施することで,炭素に関する目的もほぼ達成できる予定である。一方,ここで構築した物質解析の手法は,関連研究にてベトナム国フエ市においても適用されるなど,すでに波及的成果も出つつある。本研究では,ベトナム国Nhue-Day川流域をフィールドとし,マテリアルフローモデルに基づく地域資源の循環解析を水量・水質動態モデルに連携させることで,地域性及び社会動態を反映できる「水・物質循環モデル」を構築し,対象地域にてその実用性を評価することをその目的とした。H28年度は,前年度の研究を延長して以下について取り組んだ。天候条件などから前年度に一部実施できなかった現地調査を実施し,排水などの炭素データを整備した。これにより,これまでの窒素・リンに関する物質循環解析に,新たに炭素の解析を加えることができた。これにより,水,窒素,リンおよび炭素の観点から,当該流域の物質循環について検討することが可能になった。その結果,ハノイ市内における炭素の物質循環に関しては,都市由来の炭素の大部分が環境中に排出されていること,水量ベースではこれまであまり注目されてこなかったし尿汚泥の不法投棄が炭素ベースでは環境中への排出で有意に寄与することがわかった。また,季節に応じたため池およびその他の水環境のデータ蓄積を行ったことで,季節に応じた解析が一定程度可能になった。その結果,乾季の6ヶ月間には流域から排出される水量の都市部で約7割が3段タンクモデルの表層から,郊外部で約7割が中間層から排出され,雨季の6ヶ月間には都市部で約8割が表層から,郊外部で約9割が中間層から排出されることが推計された。これより,流域内の都市部・郊外部の違いのみならず,季節によって物質循環に違いが生じることを具体的に示した。既往データが限定的な途上国の流域において,地域多様性や社会動態を一定程度把握し,水環境改善策の立案に資する定量・動的な情報を創出が求められている。本研究では,ベトナム国Nhue-Day川流域を例に,流域の分類化,タンクモデルを用いた水・物質循環解析,典型集落での詳細なマテリアルフロー解析を組み合わせることで,一定程度の実用性に資する定量データを創出できることを実証的に示した。平成25年度までに,1流域の分割と河道図の作成,および2マテリアルフローの構築着手,平成26年度までに3マテリアルフローの構築,および4水量もモデルの構築を予定していた。
聴覚障害児を対象とした日本語能力評価システム開発のための基礎的研究

本研究は,コンピュータを利用した聴覚障害児の日本語能力評価システムを試作し,その有効性に関する基礎的検討を行うことを目的としている.本年度は,昨年度に試作したシステムを改良し、反応方法がより簡易である文節の読み時間を測度として、統語構造の複雑さが異なる数種類の複文の読みについて検討した。その結果、文の種類に応じて文節の読み時間の変化パターンが異なること、読み時間の個人差が顕著であり読み速度の速い群と遅い群との間で統語解析の方略が異なることが示唆された。この点を更に詳細に検討するために文の音読、黙読、速読の各々の読み課題を実施し、読みにおける速度と文の統語解析との関連を検討した。その結果、読み速度の個人差は黙読と速読において顕著であること、黙読と速読における読みの速度が速い群と遅い群との間では、統語解析の方略が異なることが明らかとなった。この結果は反応時間を利用した文理解の評価結果が、音韻的符号化への依存度や反応の慎重さ等の方略の違いをも反映することが示唆していると考えられる。本研究の結果、コンピュータによる日本語能力評価システムは(1)反応時間を測度とすることで文理解の処理過程が検討できる点、(2)プログラムの部分的な改良で様々な言語材料や反応方法を扱える点で、聴覚障害児の読みの個人差を検討する上で有効となる可能性が示された。一方で反応時間を測度とした場合、読み方略や反応方略といった日本語能力以外の要因が結果に影響することも明らかになった。日本語能力のより適切な評価システムの開発するためには、これらの要因を統制する方法を検討する必要がある考えられ、この点は今後の課題として残された。本研究では,コンピュータを利用した聴覚障害児の日本語能力評価システムを試作し,その有効性に関する基礎的検討を目的としている.本年度は,(1)評価システムの一部を作成し,大学生を対象にして語順の異なる文の統語的処理および意味的理解に関する予備的検討を行うと共に,(2)刺激用画像を取り込んだ際のシステムの作動確認や,音声による反応方法の検討を試験的に実施した.その結果,(1)については語順の異なる文間で誤答率および処理時間に差は認められなかった.一方で文の意味的理解に関しては,特定の語順において特に高い誤答率を示すことが明らかになった.また処理時間や誤答率において,個人間の差を検出することができ,評価システムとして有効であることが示された.一方で,内省報告からキーボード操作の難しさや画面の視認性などの問題点が指摘された.(2)については,画像のサイズや情報量によって提示に要する時間に差異が生じること,音声による反応においてソナグラム等で計測した実時間とコンピュータプログラム上で計測する時間に多少の差異が生じることが明らかになった.なお音声による反応については各試行間での時間の差異が一定しており,コンピュータによる測定時間を回帰式によって実時間へ換算することで,精度の高い測定が可能であることが明らかになった.聴覚障害児童・生徒を対象にした場合,上記の様な反応方法等に関するシステム上の問題を改善することが必要である.また現在,小学校教科書等の文章に使用される語句や文の統語構造についての分析を平行して行っており,これらの結果をもとに評価用の文材料の選定を進めている.本研究は,コンピュータを利用した聴覚障害児の日本語能力評価システムを試作し,その有効性に関する基礎的検討を行うことを目的としている.本年度は,昨年度に試作したシステムを改良し、反応方法がより簡易である文節の読み時間を測度として、統語構造の複雑さが異なる数種類の複文の読みについて検討した。
セノオ楽譜と洋楽受容

本研究では、セノオ楽譜が、大正時代の音楽文化、洋楽受容の様子を実によく反映した楽譜シリーズであることをさまざまな側面から明らかにした。人気の竹久夢二の表紙画ばかりでなく、大衆から好まれた帝国劇場や浅草オペラのレパートリー、来日したりレコードで聴くことのできたりした海外の著名な演奏家の愛奏曲や日本を代表する声楽家の愛唱曲、そして徐々に台頭してきた日本人作曲家の作品など、大正時代の音楽を語る上で欠かせないあらゆる要素と密接に結びついている。セノオ楽譜によって、大正時代の音楽の流行はときに支えられ、ときに創出された。セノオ楽譜の例は、楽譜出版が人々の音楽の趣味に影響を与えることができることを示している。そして、レコードや雑誌などさまざまなメディアが交錯する中で、セノオ楽譜は出版され、受容された。これは、妹尾の幅広い活動・人脈がその基礎を形成している。つまり、妹尾の多彩な「顔」ー若い頃は声楽家として舞台に立ち、作編曲や歌詞の翻訳をしたほか、評論家として音楽雑誌に多くの記事を寄稿、また日本で最初のラジオ放送に携わる、等々ーこれらの活動が相乗効果を挙げ、日本の音楽界の最高峰で活躍する人々との信頼関係が、彼の活動全体を支えていたのであろう。この時代の日本では、セノオ楽譜で明確に表れていたように、いわゆる「芸術音楽」や「ポピュラー音楽」といった区別が存在せず、西洋音楽が並列的に受容されていた。セノオ楽譜の幅広いレパートリーを「玉石混交」と言ってしまうことは簡単である。しかし重要なことは、その多種多様なレパートリーがセノオ楽譜の購買者に対して、フラットに開かれていたということである。さまざまな音楽世界が、「素晴らしい芸術音楽」とか「陳腐な流行歌」というような価値判断を伴うことなく、平等に広がっていた。それがセノオ楽譜であり、それが受け入れられたのが大正時代だったのである。本研究が対象とするピース楽譜、セノオ楽譜の全楽譜のデータベースを作成している。ここには、収録されている作品の作品名、作曲者名、出版年、解説、版と所蔵先などの項目が設けられている。これまでに、東京藝術大学附属図書館、国立音楽大学附属図書館に所蔵されている資料を中心に、約300点の楽譜を調査し、その情報を入力した。今後は、竹久夢二美術館や明治学院大学図書館付属日本近代音楽館で調査を継続していく。また、公的な図書館に現存が確認できない楽譜については、出版社が刊行した出版目録や楽譜の背表紙、新聞などに掲載された広告などをもとに、確認できる範囲の情報を入力した。こうして体系的に調査することによって、セノオ楽譜のピース楽譜シリーズではない、セノオ音楽出版社からの楽譜を確認することができた。また、同じ楽譜でも版違いの楽譜も、その存在をすべて登録することで、どのような楽譜が再版を重ねているのかが明らかになってきた(たとえば『軍艦行進曲』や『夜の調べ』などは20版を超えている)。楽譜への解説も、年代ごとに傾向があることがわかった。この解説には、当時の(少なくとも出版者の)音楽観が如実に表れており、貴重な資料と言える。それらが検索できるようになる意義は大きい。データベースの作成と平行して、大正時代の音楽文化の状況を、当時の音楽雑誌の記事から調査した。今年度は、主に『音楽界』と『新音楽』を調査し、セノオ楽譜のなかで出版された作品にまつわる記事を収集した。楽譜が音楽界と密接に関わっていたことは、受容史を考えるうえで、重要な観点となる。データベースは、ほぼ当初の計画通り入力を進められている。また、音楽雑誌等、当時の音楽界の状況についても、おおむね順調に調査ができている。

それがセノオ楽譜であり、それが受け入れられたのが大正時代だったのである。セノオ楽譜のデータベースの入力を進め、本年度中に完成させる。また、完成したデータベースについては、ウェブサイトで公開し、一般に利用できるようにする。セノオ楽譜の洋楽受容における役割を考察し、学会で口頭発表する予定である。
解適合格子を用いた星形成研究の展開

恒星は、分子雲コアとよばれる高密度なガス雲が自己重力によって収縮して誕生する。誕生する星は、母体となる分子雲コアと比較して、非常に小さい。したがって、この過程を数値シミュレーションで調べるためには、10万100万倍もの非常に大きなダイナミックレンジを必要とする。この大きなダイナミックレンジを実現する方法として、解適合格子法が世界的に注目されはじめている。そこで、本研究では、解適合格子法を用いた数値シミュレーションコードを新たに開発した。この数値シミュレーションコードには、星形成で重要になる自己重力のほか、星間磁場の効果を調べるために、磁気流体力学も実装した。自己重力の解法としてマルチグリッド法を用いることにより、スケーラビリティが0(N)で自己重力を高速に解くことを可能にした。また、磁気流体力学の解法には双曲型磁荷消去法を導入し、非常に磁場が強い場合にも、安定な解放を実現した。この数値シミュレーションコードの性能を評価するために、さまざまなテストを行った。その結果、磁気流体力学と自己重力の両方が2次精度を達成することを確認した。さらに、過去の代表的なテスト計算問題と同様のモデルについて比較シミュレーションを行った。その結果、本研究で開発した解適合格子シミュレーションコードは、過去の計算結果と良い整合性が得られることを確認した。これらの結果を日本天文学会欧文報告書に論文として投稿し、平成19年に掲載された。本研究の当該年度中の実績概要はおもに以下の3点である。1点目は、解適合格子コードに磁気流体力学を実装した点である。星形成においては、星間磁場の効果が重要であり、磁気流体力学の実装は必須であった。解適合格子上における磁気流体力学の実装は、星形成分野ではいくつかのグループと競合する点である。完成した解適合格子コードの成果を論文にまとめ投稿した。現在は審査中である。論文では、磁気流体力学をはじめ、自己重力のスキームに対して、様々なテストを行い、解適合格子コードが2次精度を達成していることを確認した。さらに、磁気雲の自己重力収縮にともなう、原始星とアウトフローの形成という、より実践的なテスト問題も行い、この解適合格子コードの実用性を示した。2点目は、入れ子状格子における自己重力磁気流体力学シミュレーションを用いた星形成・惑星形成の研究である。この入れ子状格子コードは、上記の解適合格子コードのプロトタイプであり、以下の成果を挙げた。すなわち、(1)磁気雲の重力収縮時における角運動量と磁場の関係の研究、(2)アウトフローとジェットの形成についての原理的なメカニズムの解明、(3)木星型惑星の形成時にアウトフローが形成する可能性、(4)種族IIIの星形成時においてもアウトフローが形成される可能性を明らかにした。3点目は、観測との連携である。本研究代表者は、アウトフローと星間磁場の整列問題を理論的に研究した。本年度はその成果を、近赤外線の偏光観測に応用した。観測は、NGC2071に対して、SIRPOLを用いて行われたものである。以上3点が当該年度の研究成果である。
把持・非把持状態間の柔軟な遷移に基づく器用なロボットマニピュレーション

本研究では,ロボットによる物体のマニピュレーションの問題を扱っている.物体を把持した状態での操りと,物体を把持せずに,押す・転がすなどしての操り(グラスプレス・マニピュレーションと呼ばれる)を統一的に計画・実行できる手法を開発することで,把持状態・非把持状態の間を巧みに遷移させながら,人間のように器用な操りを行う能力を,ロボット上で実現させることを目的としている.今年度は,把持・非把持状態の双方に適用可能な,多指ハンドによる物体拘束のロバスト性を評価する手法を開発した.これは,外乱に対して拘束がどれくらいまで耐えられるかを定量的に評価するものであり,これまでに開発した不静定接触力の計算法を利用して,線形計画問題を繰り返し解くことによって評価値を得ることができる.また,この評価指標を利用して,多指ハンドによる物体拘束の計画アルゴリズムを開発した.具体的には,評価指標の値が最も大きくなる拘束方法を探索することによって,(準)最適な指配置を決定する,というものである.ただし,評価指標の計算コストが大きいため,緩和問題を利用して計算量を軽減する手法を合わせて開発した.このアルゴリズムを把持計画ソフトウェアの「Grasp It!」を改造して実装した結果,マグカップや直方体を対象物体として,把持による物体拘束だけでなく,テーブルの上に物体を押しつける,といった非把持の物体拘束も自動計画できることを確認した.本研究では、ロボットによる物体のマニピュレーションの問題を扱っている.物体を把持した状態での操りと,物体を把持せずに,押す・転がすなどしての操り(グラスプレス・マニピュレーションと呼ばれる)を統一的に計画・実行できる手法を開発することで,把持状態・非把持状態の間を巧みに遷移させながら,人間のように器用な操りを行う能力を,ロボット上で実現させることを目的としている.今年度は,外乱に対するマニピュレーションのロバスト性を力学的に評価する手法の開発を行った.ロバスト性の評価値の算出に必要な組み合わせ計算を減らすことのできる条件を理論的に求め,これによって計算の高速化が行えるようになった.この結果は把持/非把持のマニピュレーションのいずれにも適用可能である.また,把持/非把持状態の双方に適用可能な最適関節トルク計算法を提案した.外乱に対抗するために内力を高めるような関節トルクを求める計算アルゴリズムと,必要最小限の関節トルクを求めるアルゴリズムの2つを開発した.これらは把持/非把持マニピュレーションの計画において,用途に合わせて使い分けることができる.また,いずれのアルゴリズムも線形計画法に基づくものであり,短時間で計算が行える.さらに,開発した手法の検証のために,マニピュレーション実行環境を構築した.2自由度2本指+非駆動1本指の構成のハンドと,産業用マニピュレータの組み合わせであり,Linuxからの制御が可能となっている.本研究では,ロボットによる物体のマニピュレーションの問題を扱っている.物体を把持した状態での操りと,物体を把持せずに,押す・転がすなどしての操り(グラスプレス・マニピュレーションと呼ばれる)を統一的に計画・実行できる手法を開発することで,把持状態・非把持状態の間を巧みに遷移させながら,人間のように器用な操りを行う能力を,ロボット上で実現させることを目的としている.今年度は,把持・非把持状態の双方に適用可能な,多指ハンドによる物体拘束のロバスト性を評価する手法を開発した.これは,外乱に対して拘束がどれくらいまで耐えられるかを定量的に評価するものであり,これまでに開発した不静定接触力の計算法を利用して,線形計画問題を繰り返し解くことによって評価値を得ることができる.また,この評価指標を利用して,多指ハンドによる物体拘束の計画アルゴリズムを開発した.具体的には,評価指標の値が最も大きくなる拘束方法を探索することによって,(準)最適な指配置を決定する,というものである.ただし,評価指標の計算コストが大きいため,緩和問題を利用して計算量を軽減する手法を合わせて開発した.このアルゴリズムを把持計画ソフトウェアの「Grasp It!」を改造して実装した結果,マグカップや直方体を対象物体として,把持による物体拘束だけでなく,テーブルの上に物体を押しつける,といった非把持の物体拘束も自動計画できることを確認した.
美術鑑賞における触覚の特性と役割に関する研究

本研究は、美術鑑賞活動における触覚が果たす役割について、鑑賞者の発話分析から明らかにしようとするものである。調査方法は、鑑賞者が作品から受ける印象・感覚を彼らが発する言葉から分析する。その分析から美術作品から受ける「触覚性」の側面を見いだすものであった。分析の結果として、鑑賞者の発話を意味内容別に美術作品から受ける「触覚性」について分類することができ、美術鑑賞における触覚の特性や役割の一端を明らかにできたと考えている。それは、「○○のような感触」といった鑑賞者の経験した身体感覚へと同一化させようという働きが最初に表れるということ。その後「○○とは少し違う」といった自身の身体感覚と分離あるいは拡張させる働きが表れる。言い換えれば、鑑賞者のイメージの広がりをもたらす重要な要素を「触覚性」が担っていることを示すことができた。この考察を踏まえ触覚を重視した美術鑑賞教材の開発を行った。開発にあたっては、財団法人たんぽぽの家(奈良市)や医療法人直志会袋田病院(茨城県)など行われている障害をもつ人たちの芸術活動や彼らをサポートする人たちの活動を観察・調査を行った。特に多くの示唆を得たのは、盲目の造形作家である光島貴之氏から指導を受けた立体コピー作成機による作品鑑賞である。紙に描いた部分を浮き上がらせるこの機器を使用し、美術作品の輪郭線を触覚で感じることができる鑑賞教材を開発した。この教材により鑑賞者は、「かたち」への関心や「作品の材質」への興味が顕著にあらわれるようになった。また、鑑賞した作品の特徴を他者へ触覚で伝える題材をこの機器を用いて行った。この題材は、作品のもつ触覚性を理解することで、作品の特徴を再現し伝えることができる。また伝えられたことが理解できる興味深い題材となった。課題としては、立体コピー作成機では再現が困難な作品について教材開発を進めることと、作品の「触覚性」に関して鑑賞者の属性により変容があり、研究を進めていきたいと考えている。美術作品の触覚性に関して、美術批評を中心に文献資料を収集し考察を行う。この調査・考察から、先行研究の整理や現在の美術分野における「触覚」の言説を知ることができた。美術作品における触覚性に関して、その特性に焦点があてられるようになったのは、1950年代からドイツやアメリカを中心に美学の分野で研究が行われてきた。しかし、鑑賞者の視点から触覚の特性に焦点をあてた研究は1990年代までは行われていない。日本においては、1990年代から美術館における教育活動への関心の高まり、障害者による芸術活動の広がりなどにより、美術鑑賞活動における触覚の特性が研究課題となっている。立体的な工夫を凝らした教材が開発され触知による鑑賞活動が行われているが、その手段が作品鑑賞にどれほどの役割を果たしているかは示されていない。これらのことが、文献資料や美術館職員への調査によりわかった。そこで、実際に鑑賞者がどのような作品に触覚性を感じるのかを、申請者が所属する大学の学生約10名に宮城県美術館に展示されている作品を、目が見える状態で鑑賞させた。質問紙により、触覚的な印象の強い作品を選ばせ、その根拠を記述させた。その結果、立体的な作品が多く選ばれたことは予測できたことが、平面作品も立体作品に3割程度選ばれていた。この根拠には、被験者である学生が以前に体験したことを想起させる主題であったことや、特定の色彩に対する嗜好など、とても個人的な経験が触覚性を被験者に与えていることが分かった。この予備的な調査により、触覚性には、直接的な感覚「てざわり」のようなものと、「てざわり」から想起される間接的な感覚があり、それらを鑑賞者の言葉・言語から区分すること可能であることを確認した。また、19年度においては、これまでの研究をまとめ検討を重ねるとともに、新たな課題となった鑑賞者(被験者)の意味が不明確な発話を考察していきたいと考えている。

この教材により鑑賞者は、「かたち」への関心や「作品の材質」への興味が顕著にあらわれるようになった。また、鑑賞した作品の特徴を他者へ触覚で伝える題材をこの機器を用いて行った。この題材は、作品のもつ触覚性を理解することで、作品の特徴を再現し伝えることができる。また伝えられたことが理解できる興味深い題材となった。課題としては、立体コピー作成機では再現が困難な作品について教材開発を進めることと、作品の「触覚性」に関して鑑賞者の属性により変容があり、研究を進めていきたいと考えている。
超分子リビング重合の開発

汎用的超分子連鎖重合法の開発に向け、今年度も研究を続けてきた。昨年度までに開発したトリフェニレン・ペリレンビスイミド・ポルフィリン・ヘキサフェニルベンゼンを利用した超分子重合に関する研究を論文にまとめるべく、実験条件の最適化を行った。分仕事に、異なる実験条件を用いていたが、可能な限り同一条件で行えるよう、最適化を行った。現在論文にまとめている段階である。また、上記の研究過程において、ポルフィリン誘導体を加熱する・冷却することにより超分子重合が進行する極めて稀有な系を見出すことに成功した。超分子ポリマー形成はエントロピー的に不利であり、加熱すると逆反応(脱重合)が進行するのが常識であった。今回超分子ポリマーにアルコールを共存させることで、LCSTと同様の原理で加熱により超分子重合が進行する初の例を発見した。アルコールがアミド基と水素結合を形成し、超分子ポリマーを脱重合する。しかしながら、その状態は多くのアルコールを1モノマーがトラップすることになり、エントロピー的に超分子ポリマー形成よりも不利である。その為、加熱することでアルコールが外れ、超分子ポリマーが形成された。一方、本系を冷却するとアルコール同士が水素結合によりクラスター化し、モノマーから外れることで超分子ポリマーが再形成することも見出した。すなわち、加熱・冷卻、どちらでも超分子重合が進行することを見出した。本系は本外国人特別研究員が筆頭著者としてnature chemistryに論文がacceptされた。28年度が最終年度であるため、記入しない。汎用的超分子連鎖重合法の開発を目指し、水素結合性π共役モノマーの開発を行った。モノマー分子のデザインはπ共役分子の種類を中心に、水素結合性官能基の種類や数、ならびに側鎖内における位置などを最適化した。また同時に超分子重合の条件として、温度・溶媒組成・添加物効果など、あらゆる条件の検討を行った。その結果、25 °C、メチルシクロヘキサン・クロロホルム混合溶媒に少量のアルコールを添加した条件下において、トリフェニルアミン、ペリレンビスイミド、ならびにポルフィリンを用いた誘導体が、超分子連鎖重合の可能性を示すことを見出した。具体的には、ポリマーの成長末端からのみ超分子重合が進行していくのを、動的光散乱法ならびに円二色性分光法により確認した。連鎖重合はポリマーの成長反応だけでなく、開始反応も制御できて初めて実現できたといえる。現在はこれらのモノマーのための開始剤の開発に注力している。アミド基の水素結合性ドナーまたはアクセプターの一方を潰すことで開始剤として働くと推測している。また同時に、これらの分子を基板に固定化し、基板表面からの超分子重合の可能性を調べている。すでに側鎖の末端にチオール基を導入した分子が金基板表面にπ共役面が平行になるように配置されることを確認している。上記の開発したモノマーを加える事で、モノマーが金表面に固定化された分子を開始剤として超分子重合を開始し、基板に対し垂直配向することを期待している。汎用的超分子連鎖重合法開発に向け、今年度も研究を続けてきた。昨年度に開発したトリフェニルアミン、ペリレンビスイミド、ならびにポルフィリン誘導体に加えて、さらにより大きな共役コアであるヘキサフェニルベンゼン誘導体においても開発した戦略が有効であることを確認した。さらに論文にまとめるため、条件の最適化を繰り返しそれぞれの再現性を確認し、現在論文を投稿し返事を待っている状況にある。またこの論文作業と並行し、開発した分子を基板に固定化し、金電極表面からの超分子重合の可能性を検討した。当初うまく行かなかったが、これは蒸着した金の表面が分子レベルでは無視できないほど平滑でないことが原因であることが示唆された(30 nm前後のラフネス)。そのため、平滑な金電極表面を出す方法を開発したところ、超分子ポリマーがしっかりと接着することが確認された。現在は超分子ポリマーが期待通り電極表面に垂直に生えていること、また電極表面から重合が起こっていることを確認すべく実験を行っている。とりわけ、QCM測定による重量変化を重要な測定と位置づけている。またGI-SAXS法による配向の確認、偏光IR測定などを行っている。上記の研究に加え、実験過程で幾つかのモノマーが加熱すると超分子ポリマーが形成されるという現象を見出した。従来、超分子ポリマーは加熱すると脱重合するため、完全に逆の傾向である。この興味深い現象も現在調査はじめ、すでにいくつかの要因を突き止めた。当初の予定通りすでに複数のπ共役系分子を用いて超分子重合の制御に成功し、現在論文を投稿している。また当初の予定以外にも興味深い事実を発見している。

アルコールがアミド基と水素結合を形成し、超分子ポリマーを脱重合する。しかしながら、その状態は多くのアルコールを1モノマーがトラップすることになり、エントロピー的に超分子ポリマー形成よりも不利である。その為、加熱することでアルコールが外れ、超分子ポリマーが形成された。一方、本系を冷却するとアルコール同士が水素結合によりクラスター化し、モノマーから外れることで超分子ポリマーが再形成することも見出した。すなわち、加熱・冷卻、どちらでも超分子重合が進行することを見出した。本系は本外国人特別研究員が筆頭著者としてnature chemistryに論文がacceptされた。当初の予定通りすでに複数のπ共役系分子を用いて超分子重合の制御に成功している。当初の計画通り汎用的超分子重合の開発に成功した。そのため、現在はさらなる発展系として、金電極表面からの超分子グラフト重合実現にむけ研究を行っている。電極表面から生えた超分子ポリマーの解析はこれまで行ってきた溶液中に分散した超分子ポリマーに関する研究とは要求される測定方法が大きく異る。GI-SAXS, ATR-IR,反射スペクトル測定、QCM測定など、どの測定が一番適しているかを質的・量的に判断し実験系を立ち上げる必要がある。必要に応じて共同研究を展開し、測定に関して支援をしてもらえるような環境を整えるのも重要であると考えている。現在NIMSの研究者に対しコンタクトを取り共同研究に関していろいろな可能性を探っている。また、少し先になるが電極間を橋渡すように超分子ポリマーを繋げることで、最終的にはFETなどの応用に展開することを目指す。28年度が最終年度であるため、記入しない。当初の計画通り超分子重合用の候補化合物を増やす。これまでの経験上、π共役系分子の種類の選択も重要であるが、同時に側鎖の分子デザインもコアの種類に応じて調整する必要があることが分かっている。現時点ではレパートリーが少ないということもあり、ある程度手探りですすめ、その後合理的に予測できるように理論を確立する。また、うまく超分子重合ができる化合物に関しては電極表面への固定化ならびに超分子重合を調べていく。