hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
特異な安定性を示す遷移金属酸化物クラスターの光イオン化による電子状態の解析

平成12年度:レーザー蒸発型クラスター堆積装置た遷移金属系酸化物クラスター作製を行い、これまで研究報告がなかった新たな安定酸化物クラスター(マジック・ナンバー・クラスター)の存在を明らかにした。Fe、Co、Ni系の酸化物クラスターでは、M_9O_6、M_<13>O_8、M_<43>O_<20>(M=Fe, Co, Ni)がマジック・ナンバー・クラスターであること、Mo酸化物系ではMo_<14>O_<42>が極めて生成量が多く、さらにMo_7O_<21>とMO_9O_<27>も安定クラスターであることを見いだした。同族元素であるWでも同様の安定クラスターが観測されており、バルクでの安定酸化物であるMoO_3もしくはWO_3と関連し、構造のみならず電子状態が関係したマジック・ナンバー・クラスターであると推測される。これら酸化物マジック・ナンバー・クラスターの観測が可能になったのは、クラスター源の改良を行い、質量数が数千(amu)までのクラスターを大量に安定して作成できるようになった結果である。平成13年度:これらマジック・ナンバー・クラスターについて、第1原理に基づく安定構造と電子状態の理論計算を進めている。遷移金属クラスターについては本研究以前に正20面体構造に起因すると考えられる7、13そして19個の原子を含むマジック・ナンバー・クラスターについて実験的観測を行い報告しており、金属クラスターとそれらの酸化物クラスターについて光励起法により電子状態の実験的観測を試み、第1原理計算によるマジック・ナンバー・クラスターの安定構造と電子状態の理論計算と合わせて、安定クラスターの起源についてより詳細に研究を行った。これらの結果は、酸化物クラスターでは必ずしも幾何学的構造安定性だけではなく、電子状態すなわち金属原子と酸素原子との結合に支配される要因があることを示している。また、遷移金属酸化物マジックナンバークラスターの磁性については、第1原理計算から求めた電子状態から、FeならびにCoでは金属原子同士の強磁性結合と酸素原子でのスピンの反強磁性的配向が見られた。Niではクラスターサイズに依存し、強磁性から反強磁性配向への変化がM_9O_6からM_<13>O_8で起こっていることが分かった。このような電子状態の理論計算値と実験結果との対比を現在進めている。平成12年度はレーザー蒸発型クラスター堆積装置を用い、これまで研究がほとんど進んでいなかった酸化物クラスター系で、新たにいくつかの安定酸化物クラスター(マジック・ナンバー・クラスター)の存在を明らかにした。特にMo酸化物系ではMo_<14>O_<42>が極めて生成量が多く、さらにMo_7O_<21>とMo_9O_<27>も安定クラスターとして観測された。また、同族元素であるWでも同様の安定クラスターが観測されていることから、バルクでの安定化合物であるMoO_3もしくはWO_3と関連し、構造のみならず電子状態が関係したマジック・ナンバー・クラスターであると推測される。現在これらマジック・ナンバー・クラスターについて、第1原理に基づく安定構造と電子状態の理論計算を進めている。

これら酸化物マジック・ナンバー・クラスターの観測が可能になったのは、クラスター源の改良を行い、質量数が数千(amu)までのクラスターを大量に安定して作成できるようになった結果である。さらに、現在金属クラスターとそれらの酸化物クラスターについて光励起法により電子状態の実験的観測を試み、安定クラスターの起源についてより詳細に研究を行っている。Fe、Co、Ni系の酸化物クラスターでは、M_9O_6、M_<13>O_<14>、M_<43>O_<20>がマジック・ナンバー・クラスターであること、一方で多くの遷移金属クラスターについては正20面体構造に起因すると考えられる7、13そして19の原子を含むマジック・ナンバー・クラスターを実験的に見いだしてきた。これらの結果は、酸化物クラスターでは必ずしも構造だけではなく電子状態すなわち金属原子と酸素原子との結合に支配される要因があることを示している。平成13年度:平成12年度に引き続き、レーザー蒸発型クラスター堆積装置た遷移金属系酸化物クラスター作製を行い、安定酸化物クラスター(マジック・ナンバー・クラスター)についての研究を進めた。観測されたマジック・ナンバー・クラスターについて、第1原理に基づく安定構造と電子状態の理論計算を進めている。遷移金属クラスターについては本研究以前に正20面体構造に起因すると考えられる7、13そして19個の原子を含むマジック・ナンバー・クラスターについて実験的観測を行い報告しており、金属クラスターとそれらの酸化物クラスターについて光励起法により電子状態の実験的観測を試み、第1原理計算によるマジック・ナンバー・クラスターの安定構造と電子状態の理論計算と合わせて、安定クラスターの起源についてより詳細に研究を行った。これらの結果は、酸化物クラスターでは必ずしも幾何学的構造安定性だけではなく、電子状態すなわち金属原子と酸素原子との結合に支配される要因があることを示している。また、遷移金属酸化物マジックナンバークラスターの磁性については、第1原理計算から求めた電子状態から、FeならびにCoでは金属原子同士の強磁性結合と酸素原子でのスピンの反強磁性的配向が見られた。Niではクラスターサイズに依存し、強磁性から反強磁性配向への変化がM_9O0_6からM_<13>0_8で起こっていることが分かった。このような電子状態の理論計算値と実験結果との対比を現在進めている。
血液型不適合造血幹細胞移植後IgM抗体関連溶血性貧血の予測・早期診断法の確立

従来、PLSは直接グロブリン試験を用いて診断されてきたため溶血は主にIgG型抗体の関与が考えられていた。一方でIgM型抗体の意義は十分検討されていない。今研究でABO副不適合造血細胞移植例でホストABO抗原に対するIgG型およびIgM型の抗体価を経時的に測定し、PLS発症の臨床病態を解析した。これまで25例のABO副不適合造血細胞移植を解析し、5例でIgG型、IgM型の抗赤血球抗体を一過性に検出した。3例はIgM型抗赤血球抗体が先行して出現し、2例はIgG型とIgM型を同時に検出した。ABOの組み合わせはA型のホストに0型のドナー3例、発症頻度25%とB型のホストにA型のドナー2例、発症頻度66%であった。移植後中央値19日(13-19日)に臨床的に溶血がおこり、中央値5日間(3-11日間)で軽快した。全例で赤血球輸血の必要量が一時的に増加した。臍帯血移植症例での発症例はなかった。全例でGradeII以上の急性GVHDを続発し、全身性ステロイド治療を要した。IgM抗体を産生しながら重度の溶血を起こさなかったのは、IgG型抗体が低力価で推移したことが考えられる。IgM型抗体は、IgG型抗体よりも早期もしくは同時に出現し、IgM型抗体の測定は、PLSの早期診断に有用であると考えられた。
ソフトマテリアル系の秩序構造形成:炭化水素鎖の構造形成とその役割

薄膜系における炭化水素鎖の構造形成を、n-アルカンを用いて調べた。長鎖分子膜膜系では、分子軸が基板に垂直に配向する垂直配向と平行に配向する平行配向状態が特徴的に出現する。本研究で系統的に出現挙動調べた結果、蒸着速度が遅く基板温度が高い場合、さらに鎖長の短いアルカン、炭素数が偶数のアルカンの方が垂直配向状態になりやすいことがわかった。明確な基板依存性も現れたが、これは真空蒸着という速度論的要因に支配されやすい成膜方法を用いたことが影響していると推測された。この分子配向の形成メカニズムについてはコンピュータシミュレーションによっても調べた結果、分子と基板との相互作用の強さにより分子配向挙動が大きく変化することが明らかになりつつある。次に、n-アルカンなどに見られる特徴的な高温結晶相"回転相"における炭化水素鎖の振る舞いを調べた。回転相では低温結晶相と比較し、分子は分子軸周りの回転的な運動や、分子軸に沿った並進的運動が激しい。これらの構造揺らぎについてX線散漫散乱を解析することにより考察したが、分子は短距離相関を持って揺らいでいることがわかった。次に、n-アルカンの末端をSH基で置換したn-アルカンチオールを用いることで末端基間に弱い水素結合を有する炭化水素鎖分子結晶の構造形成を調べた。その結果、n-アルカンと類似した構造形成を示す一方で、水素結合の存在に起因する特有の構造形成過程を見ることができた。その他、ポリプロピレンに見られる分子鎖が交差する特徴的な結晶相(γ相)における構造形成を実験的手法で調べた。さらに剛直な長鎖分子をモデル化した棒状分子と球状粒子の混合系における棒状分子の秩序構造形成をコンピュータシミュレーションによって調べ、統一的な秩序形成メカニズムを提案した。ソフトマテリアル系の基本構造である炭化水素系長鎖分子で最も簡単な分子構造を持つ、n-アルカンを用い、真空蒸着膜の構造を調べた。真空蒸着時の蒸着速度、基板温度、基板種類等の成膜条件および分子鎖長が蒸着膜の構造、戸特に、基板に対する分子の配向に与える影響を系統的に調べる実験を行った。その結果、蒸着速度が遅く、基板温度が高い程、基板に分子軸が垂直に配向(垂直配向)しゃすいことが明らかになった。基板温度が高くなり、n-アルカンが回転相状態の温度領域に入ると垂直配向の出現する蒸着速度範囲が大きく広がった。これは回転相における分子の拡散が容易になるためと考えられる。使用したポリイミド、ペット、ガラスの3つの基板依存性を比較すると、ポリイミド・ペット・ガラスの順に垂直配向が出現しやすいこともわかった。蒸着速度が速い場合や基板温度が低い場合は、垂直配向領域に加えて、分子軸が基板に平行に配向(平行配向)する領域が出現する。しかし、蒸着膜は垂直配向領域と平行配向領域のみからなり、等方的な配向領域は支配的ではなかった。平行配向領域は高温で熱処理することにより、垂直配向領域へと変化する。配向変化速度は温度が高い程速いことから、配向変化には何らかの活性化状態が存在すると考えられる。この時の活性化エネルギーの基板依存性、分子鎖長依存性を調べた。その結果、明確な基板依存性はなかったが、ここで調べたC23,C25,C27の3つのアルカンで比較するとC23とC27の平行配向から垂直配向への配向変化の活性化エネルギーに対してC25は数倍大きい値が得られた。ソフトマテリアル系の基本構造である炭化水素系長鎖分子で最も簡単な分子構造を持つ、n-アルカンを用い、咋年度に引き続き真空蒸着膜の構造を調べた。

真空蒸着時の蒸着速度、基板温度、基板種類等の成膜条件および分子鎖長が蒸着膜の構造、特に、基板に対する分子の配向に与える影響を系統的に調べる実験を昨年度から継続している。昨年度の炭素数奇数のn-アルカンを用いた検討に引き続き、今年度は炭素数偶数(C24,C26)のn-アルカンを用いた研究を行った。その結果、奇数アルカン同様、偶数アルカンでも蒸着速度が遅く、基板温度が高い程、基板に分子軸が垂直に配向(垂直配向)しやすいことが明らかになった。ここで、垂直配向領域のみの蒸着膜が得られる成膜条件は、炭素数偶数のアルカンの方が奇数アルカンよりも広いことがわかった。C23,C25,C27のバルク低温安定相は斜方晶系相(O相)であるのに対し、C24,C26では三斜晶系相(T相)である。出現する多形によって垂直配向になりやすさが異なることが明らかになった。C24,C26の真空蒸着膜や基板上へ融液を展開し結晶化させた膜(融液成長膜)において、バルク結晶には見られない斜方晶系相(O相)や単斜晶系相(M相)などの準安定多形が出現することがわかった。O相は熱処理により容易にT相やM相へ転移する。しかし、M相とT相の間の転移は観測されなかった。2枚の基板で融液を挟んだ状態で結晶化させたC26膜では、基板上で結晶化させた場合と比較すると準安定相(M相)の割合が相対的に減少した。したがって、広い自由表面の存在が準安定多形の出現に深く関わっていると考えられる。高分子系の炭化水素鎖の構造形成を探るため、ポリプロピレンの結晶化挙動を調べた。通常、炭化水素鎖は結晶相ではその分子軸を互いに平行に揃えて配列するが、ポリプロピレンでは、結晶相内で炭化水素鎖が交叉するγ相結晶が存在する。γ相結晶化における炭化水素鎖の配列のメカニズムを探る研究に着手した。ソフトマテリアル系の基本構造である炭化水素系長鎖分子で最も簡単な分子構造を持つ、n-アルカンを用い、昨年度に引き続き真空蒸着膜の構造を調べた。真空蒸着時の蒸着速度、基板温度、基板種類等の成膜条件および分子鎖長が蒸着膜の構造、特に、基板に対する分子配向に及ぼす影響を系統的に調べた。今年度は分子配向挙動の基板依存性に焦点を合わせ、ポリイミド基板、Si基板を用いた時の分子配向の膜厚依存性を調べ、2つの特異な異法的分子配向出現メカニズムとその基板依存性に関して結論を得た。ある蒸着条件において、ポリイミド基板を用いると、蒸着時間(膜厚)によらず、アルカン分子は基板に対して分子軸を垂直に配向させ配列する(垂直配向)。一方、基板にSiを用いると蒸着時間が短い(膜厚の薄い)段階では垂直配向が支配的に成長するが、蒸着時間増加に伴って分子軸が基板に平行に配向した(平衡配向)領域の割合が増加する。ある蒸着条件では蒸着初期ですでに平行配向領域が形成されていることが確認されたが、別の条件ではあきらかに途中の段階で平行配向領域が生成する。通常、基板による分子配向挙動の違いは基板と分子の直接的相互用に支配されると考えられるが、そうであれば、ある基板では蒸着時間によらず垂直配向領域のみしか生成しないのに対し、ある基板では途中から平行配向領域が生成する実験事実は説明できない。この基板依存性に関する事実は、使用する基板と蒸着分子の直接的相互作用を遮蔽する工夫を施した実験においても確認された。
音場-重力-流体場の複合による粒子のサイズと構成物質の二次元一括分離

これまでに蓄積した知識と技術によりセルを設計、作製し、音場-重力複合場での粒子挙動を観察して、以下のことを明らかにした。イオン交換過程のダイナミクスイオン交換樹脂の音響物性は、対イオンによって変化する。音場-重力複合場内でイオン交換樹脂一粒を用いてイオン交換過程を追跡すると、イオン交換の進行と共に浮揚位置が変化する。したがって、浮揚位置の時間変化からイオン交換過程の動的挙動を検討することが可能である。陽イオン交換樹脂を用いて、種々のイオンから水素イオンへの置換過程を追跡し、さらにその結果とPlanck-Nernst式に基づいて解析した。その結果、アルカリ金属イオン類のイオン交換樹脂中での拡散係数を求めることに成功し、さらにテトラエチルアンモニウムイオンではイオン交換が完全には完結しない可能性を見出した。音場-流体場を利用する大きさの選別上述の通り重力方向では物質分離の可能性を確認したので、重力と垂直な方向の流れを利用してサイズ分離の可能性を検討した。セル内の流れによるストース抵抗と横方向の音響放射力の釣り合いからから横方向の音響放射力を見積もった。大きな粒子ほど横方向の音響放射力が大きく、その結果セル中央部にとどまるのに対して、小さな粒子は流れによる影響で下流方向への変位が大きいことが明らかになった。安定した試料注入が困難であったが、試料注入法を工夫することで、シリカゲル粒子の大きさ分離に成功した。これにより、サイズと物質両方を同時に見分ける2次元分離の可能性が強く示唆された。
島弧型玄武岩質マグマ噴火のマグマ系と噴火機構解明のための日ロ共同研究

カムチャッカのクリチェフスコイ火山において地球物理学的および岩石学的研究を実施した。研究期間中に4点の傾斜計を設置し、既存の地震計を合わせた観測網を構築・維持させることができた。そして2010年の噴火活動中に1020分の周期でのサイクリックな傾斜変動を観測し、ストロンボリ式噴火モデルを構築した。特に過去3000年間の噴火堆積物の物質科学的解析を行った結果、3000年間で2タイプの初生玄武岩質マグマが存在し、ひとつのタイプから別のタイプへと次第に入れ替わっていることが明らかになった。また最近80年間の噴火では火山直下のマグマ供給系が噴火活動期毎に更新されていることも明らかになった。22年度は初年度であり、まずロシア側のカムチャッカにある火山学・地震学研究所と、今後の研究計画の細部について打ち合わせを行った。その後、対象火山であるカムチャッカ・クリチェフスコヤ火山地域において本年度の研究活動を実施した。実施内容および成果は以下のとおりである。○本研究の2つの柱のひとつである地球物理学的観測ための、準備に今年度は重点をおいた。まずロシア側が構築している複数の観測点を実際に視察し、重点観測点を選定した。そしてそれらの観測点において、主要な装置である傾斜計設置の準備を行い、さらにロシア側が設置している地震計などと合わせて、予察的観測を実施した。滞在期間中では、山頂火口での噴火が頻発しており、その結果、質の良いデータが得られることを確認できた。そして次年度からの本格観測の準備を行った。○もうひとつの柱である噴出物の物質科学的解析に関しては、現地に精通しているロシア側研究者と、広域的な踏査を行い、本格的な火山地質学的調査・試料採取が可能であることを確認した。そして一部の噴火年代の明らかな溶岩流の試料採取も行った。さらにロシア側が保有している試料についても調査を行い、一部については供与を受けることとなった。試料についてはロシアからの持ち出し手続きのために、日本への輸入には4か月以上の日数が必要なことが判明した。○ALOS衛星データを用いた衛星SAR干渉画像の解析を行った。予想されてはいたが、積雪および氷河地域のために、画像の解析には困難が伴うことが確認できた。GPSによる地上観測値とのデータ統合化の検討中である。23年度では、22年度の調査・観測の問題点をふまえて、9月に実施したフィールドワークでは地質調査・試料採取に重点をおいた。実施項目およびその詳細は以下のとおりである。1.ロシア側の協力体制の維持・強化:8月後半にカムチャッカにおいて日露米の沈み込み帯の諸現象に関するワークショップが行われ、中川・高橋は実行委員会のメンバーとして参加した。また研究分担者や協力者も参加し、地球物理学および地質学的研究成果や研究計画についてロシア側と活発な討議を行い、関係者全体の問題意識の共有ができた。2.地球物理学的観測に関しては本年度から本格的な観測を開始した。さらに夏には傾斜計および地震計の保守を行った。ただし23年度では噴火活動は低調であり、良質なデータを豊富には得ることはできなかった。3.本年度では標高3000m以下の地点での地質調査を実施し、噴火年代の明らかな噴出物に関しては組織的な試料採取を実施した。そして、北西山麓の一部の溶岩流を除き、最近数百年間の山麓火口からの噴出物に関して試料採取は終了した。さらに山頂火口からの噴出物の採取も一部については実施し、次年度からの本格的調査のための予察的調査を行った。4.噴出物の物質科学的解析のための準備を行った。特に同位体比測定のための試料処理の変更を行うので、それに伴うルーチンを検討した。5.11月には前年度に震災のために実施できなかったロシア人研究者を日本に招聘し、今年度の研究成果の整理と次年度の研究計画の打ち合わせ、および必要なロシア政府への許可申請の委託を行った。25年度はこれまで研究対象としていたクリチェフスコイ火山と、隣接するトルバチェク火山が噴火活動中であり貴重なデータとサンプルが収集できた。まず地球物理学的観測としては、ロシア側の地震観測点に設置した傾斜計、およびロシア側既設の地震計・GPSのバッテリー交換等の保守を行い、観測を継続するとともに、ロシア側データの収集を行った。地質調査および試料採取では、特に山頂部の調査に重点をおき、山頂火口周辺から噴火直後の噴出物を採取した。また噴火年代既知のサンプルの追加収集および予察的にトルバチェク火山の調査も行った。観測データの解析により、ストロンボリ式噴火活動時に特徴的な超長周期微動を始めて観測した。これにより火道内のマグマの脱ガスプロセスとそれに関連した噴火プロセスを議論した。

これは類似の噴火する火山で普遍的におきる現象と考えられた。物質科学的解析では特に過去3000年間の噴出物について200以上の試料について全岩化学組成を求めた。その結果、全てSiO2<55%の玄武岩質マグマが活動していること、またK2O含有量の異なるlow-Kとhigh-Kの2タイプのマグマが並行して活動していることが判明した。さらに3000年前にはlow-Kタイプが卓越しているが、噴火年代が新しくなるほどhigh-Kの比率が増加し、過去100年間の活動では1937年を除き、全てhigh-Kタイプが活動していることが明らかになった。また2013年噴出物は、その直前の2010年噴出物と化学組成が明瞭に異なっており3年足らずの静穏期を挟んで、マグマ系が更新されたと推定できる。過去100年間の鏡下観察によるとそれぞれの噴出物ではマグマ混合の証拠が見出されたが、その端成分はともに玄武岩質マグマであると推定された。24年度では8月の現地調査において、カムチャッカ火山地震観測所の維持する観測点に設置した傾斜計、およびロシア側既設の地震計・GPSのバッテリー交換等の保守を行った。そして観測を継続するとともに、ロシア側データの収集を行った。岩石学的試料の採取は、24年度は山頂部に重点をおいた。標高34003800m付近までで山頂火口より噴出した噴火年代の明らかな噴出物について,火山地質学的手法により噴火推移を復元し,代表的試料を採取した。また山麓部についても前年度に引き続き、地質調査と岩石試料の採取を行った.また日本の衛星ALOSのデータを用いたクルチ地域の干渉SAR予備解析を実施し、GPSなど地上観測値とのデータ統合化について検討したが、さらなる解析を行う必要がある.23年度に採取した噴出物のXRFによる全岩化学組成分析を継続実施した。微量元素・同位体比分析については質量分析計の調整が必要となり、25年度に本格的は修理を行うこととした。24年度に採取予定のサンプルについてロシアからの輸入に時間がかかったが、年度内には分析を開始できると考えている.現在までの解析では、過去80年間の噴火では、噴火年代毎にマグマ組成が異なることが確認できた。またその差は結晶分化やマグマ混合などの浅所マグマ内のプロセスだけで説明できず、より深部からの異なる多様な玄武岩質マグマが頻繁に上昇していることを示唆している。なお24年度に実施予定の、ロシア側海外共同研究者との平成25年度の観測・研究に関する打ち合わせを、ロシア側の都合により25年7月に実施した。設置した傾斜計は順調に稼働しており、冬季にも概ねデータを得られることが確認できた。ただし22年度では活発であった噴火活動が、23年度では低調になったことが予想外であった。地質学的・物質科学的研究においては試料採取は順調に進んでいる。25年度が最終年度であるため、記入しない。当初予定した観測点に傾斜計を設置でき、さらに各年度での保守も実施でき、傾斜計だけではなく地震・地殻変動などの種々のデータは順調に収集された。また地質調査・試料採取も順調であった。ただし、試料輸出手続きの煩雑さのため日本での分析作業が遅れ気味である点、また山頂火口の調査が技術的な面でできなかった点が問題であった。
害虫防除技術による生態系の変容に関する科学技術史・環境史的研究

今年度は以下の3つのテーマについて研究をすすめた。1.害虫をめぐる自然観近代日本における害虫をめぐる自然観の変容について分析し、『トンボと自然観』(京都大学学術出版会)の一部として出版した。近世以前の日本においては「害虫」という用語もなく、害虫を駆除するという発想も持たないものが少なくなかった。だが19世紀末以降、農事試験場や帝国大学などで応用昆虫学の研究体制が整備されていくにつれて、害虫を支配可能とみなす自然観が普及していく。ここで重要な役割を果たしたのが、私立昆虫研究所を設立した名和靖である。本稿では名和昆虫博物館所蔵の資料を用いて、19世紀末から20世紀半ばにかけての害虫をめぐる自然観の変容を明らかにし、科学史・環境思想史的な考察をおこなった。2.日本における進化論日本における進化論の導入をあつかった先行研究について調査し、『生物科学』誌に寄稿した。これまで日本における進化論は、さまざまな「抵抗」によって正しい「受容」が妨げられたと理解されてきた。明治期における進化論は「歪曲」されて導入されたため、社会進化論に偏ってしまった。最近の研究では皇国史観からの「抵抗」も存在したことが指摘されている。さらに戦後のネオ・ダーウィニズム受容も、ルイセンコ理論や今西進化論による「抵抗」を受けたとされている。それに対して本研究では、従来の歴史理解は「受容」と「抵抗」のみに注目しすぎていることを批判し、同時代の文脈を踏まえた歴史叙述が必要であることを指摘した。3.衛生昆虫学の成立過程日本における衛生昆虫学の成立過程について資料収集・研究をすすめた。その結果、植民地統治と衛生政策の関係、医学研究において動物学者・昆虫学者が果たした役割、戦時マラリア研究が生物学・医学に与えた影響などについて明らかにされた。本研究の成果は来年度中に学会報告・論文として発表される予定である。
ガングリオシド生合成に関与するGM3合成酵素のcDNAクローニング

ガングリオシドは、細胞膜上に存在する、シアル酸を含む一群の糖脂質で100種以上の分子種が知られている。ガングリオシドは、その塘鎖部分の多様性を介して細胞間認識、接着、分化等、様々な現象に関与していると考えている。これらのガングリオシドは、最も単純な、ガングリオシドであるシアリルラクトシルセラミド(GM3)を経て合成される。本研究では、ガングリオシド合成の第一段階触媒する、GM3合成酵素の、cDNAクローニングを酵素欠損株を利用した、発現クローニングにより試みている。現在、抗GM3抗体を用いて陽性細胞を、スクリーニング中である。更に、本研究の過程でアルキル化剤処理によって得られた、低転移性のメラノーマ細胞株の中にGM3を含めた糖脂質全体の生合成の最初の段階であるグルコシルセラミド合成酵素の欠損株を見いだした。この細胞には、いかなる糖脂質も存在しないので、糖脂質の生理機能を解析する上で極めて重要な情報を提供してくれるものと期待される。実際、この変異株は、糖脂質、あるいはスフィンゴ脂質を全く含まない完全合成培地でも生育することができ、このことから糖脂質は、この、メラノーマの生存にとって必須な要素ではないことが示唆された。さらにこの変異細胞は、親株がより上皮細胞に近い形態を示すのに対して、典型的な二極性の繊維芽細胞状の形態を示した。現在変異株の性状の解析と、変異株を利用したグルコシルトランスフェラーゼのクローニングを、平衡して行なっている。
前期～中期中新世の熱帯・赤道循環系の形成とインドネシア海峡の閉塞との相互関係

本研究では,統合国際深海掘削計画(IODP)によって赤道太平洋で掘削された過去800万年間にわたる堆積物を使用し,前期中新世から中期中新世の放散虫化石群集に基づいて,海洋表層環境の復元を行った.その結果,前期中新世末(16.7Ma)以降,赤道太平洋におけるサーモクラインの東西勾配が発達したことが明らかになった.この時期にインドネシア海峡が部分的閉塞したことが原因である可能性がある.前期中新世末から中期中新世初期にかけてMCOと呼ばれる汎世界的な温暖化が起こったことが知られているが,東赤道太平洋ではサーモクラインの浅海化により顕著な温暖化は起こらなかった.初年度の目的は,前期中新世から中期中新世の低緯度放散虫化石層序を確立することである.研究試料には統合国際深海掘削計画(IODP)によって掘削された過去800万年間にわたる堆積物を使用した.掘削地点は東部太平洋のU1335地点であり,岩相は主に石灰質軟泥より成り,保存の良い放散虫化石を含む.これらのコア試料から合計74試料を採取し,試料処理を施した後,検鏡用のプレパラートを作成した.本研究では合計230の種・グループが産出した.これらの群集は,太平洋低緯度の標準微化石層序の示準種を含むので、RN2からRN5の4化石帯に区分することができた.GTS2012によると前期/中期中新世境界はC5Cn.1nの最上部に設定されているので, U1335地点の189.6 mcdに境界をおくことができた.U1335地点のコアから,合計45の出現・消滅事件を確認することができた.そのうち17の事件が前期/中期中新世境界付近(16.515.5 Ma)で,8の事件が中期中新世中期(13.713.4 Ma)で認められた.これらのことから2つの時期にfaunal turnoverが起きたことが分かる.最初のfauna turnoverはmiocene climatic optimumと呼ばれる汎地球規模の温暖化の時期に起きた.この時期は赤道太平洋で一次生物生産性が活発化したことで知られている.したがって生物生産性の増加が原因である可能性がある.2番目のfaunalturnoverは南極氷床の拡大に伴う汎世界的な寒冷化の時期に一致する.赤道太平洋でも著しい水温低下が起きたことが報告されているので,水温低下がこのturnoverの原因である可能性が高い.しかしこれら2つのturnoverは始新世/漸新世境界のそれに比べると小さな変化であったといえる.当初計画していた通りに研究が進んでいる.初年度前半は,新第三紀の古海洋およぶ古生物学に関する文献調査を行った.本研究の目的は放散虫化石の群集解析に基づいて,前期中期中新世の赤道太平洋における海洋環境を復元することである.しかしこれらの時代の放散虫化石の種類は,現在は生息していない絶滅種を多く含むため,絶滅した放散虫化石の古生物地理的な情報を得る必要があった.文献調査によって明らかになった放散虫化石の絶滅した各種の地理的分布から,温暖種と寒冷種の2つのグループに分けることができた.さらに温暖種に関しては西部群集と東部群集の2グループに細区分することができた.その成果の一部を6月の古生物学会で発表することができた.初年度後半は,上記概要の通り,前期中期中新世の東赤道太平洋の放散虫化石層序を確立することができた.912月にかけて実験室で海洋底堆積物を薬品処理したのちに微化石を抽出し,検鏡用のプレパラートを作成した.このプレパラート作成のために初年度の研究費を使用した.顕微鏡で微化石を同定しつつ,代表的な個体の写真撮影を行った.この撮影した映像をパソコンにとりこみ,分類学的な論文執筆のため,イラストレーターで微化石写真プレートを作成した.この画像取り込みのパソコンを購入するため初年度の研究費を使用した.詳細な分類学的な検討の結果,種の出現・絶滅の歴史を明らかにすることができた.本年度の目的は,前期中新世から中期中新世の放散虫化石群集に基づいて,東赤道太平洋の海洋環境変遷史を復元することである.研究試料には統合国際深海掘削計画(IODP)によって掘削された過去800万年間にわたる堆積物を使用した.掘削地点は東部太平洋のU1335地点であり,前期中新世には東赤道太平洋に位置していた.本研究では合計230の種・グループが産出した.これらの群集は,太平洋低緯度の標準微化石層序の示準種を含むので、Sanfilippo and Nigrini (1998)によって提唱された化石帯区分を使用することができ, RN2からRN5の4化石帯に区分することができた.U1335地点のコアから,合計45の出現・消滅事件を確認することができた.そのうち17の事件が前期/中期中新世境界付近(16.515.5 Ma)で,8の事件が中期中新世中期(13.713.4 Ma)で認められた.これらのことから2つの時期にfaunal turnoverが起きたことが分かる.しかし始新世/漸新世境界のそれに比べると小さな変化であるといえる.種多様性は前期中新世で比較的低く,中期中新世で比較的高い.このことから漸新世中期で減少した種多様性は中期中新世になって回復したことが分かる.

この種多様性の増加は,群集の均衡度が高くなったことが原因であると考えられる.放散虫群集はクラスター解析によって大きく4つのグループに分けることができた.(古)生物地理に基づくと,クラスターAは湧昇,クラスターB1は寒冷水塊,クラスターB2は温暖水塊,クラスターCは貧栄養水塊の指標であると判断される.これら4グループの産出頻度の変遷から,4つの時期(16.7, 14.6, 14.1, 13.5 Ma)に海洋環境が変化したことが推測された.1年目に論文調査を行い,放散虫化石の地理的分布の整理を行った.1年目後半に試料処理を行い,顕微鏡観察用のプレパラートを作成した.2年目前半に顕微鏡観察を行うことにより赤道太平洋の放散虫化石層序を確立し,地層の年代を決定するための尺度を作成した.2年目後半にプレパラートに封入されている放散虫化石の種類と個体数を計数し,放散虫化石群集組成を明らかにし,海洋環境変遷史を復元した.以上のように,当初の予定通りに進行している.本研究では,統合国際深海掘削計画(IODP)によって東赤道太平洋で掘削された過去800万年間にわたる堆積物を使用し,前期中新世から中期中新世の放散虫化石群集を行った.これら東赤道太平洋放散虫群集変化とRomine and Lombari (1985)による西赤道太平洋(DSDP Site 289)の放散虫化石群集のデータに基づくと,前期中新世末(16.7Ma)以降,赤道太平洋における放散虫化石群集は,東西の類似性が低下していることが明らかになった.このような赤道太平洋における東西群集の類似性低下は,サーモクラインの東西勾配が発達したことを示すと考えられる.サーモクラインの東西勾配が発達した原因は不明である.この時期にインドネシア海峡が部分的閉塞したこと,中央アメリカ海峡におけるパナマシルの上昇や北ニカラグア海嶺の沈降によって,大西洋と太平洋間の海水交換が制限されたことなど,が原因である可能性がある.東赤道太平洋におけるサーモクラインの浅海化は,赤道湧昇流によって下層から低温・高栄養塩の水塊を表層(有光層)へ効率的に運ぶことが可能になったと考えられる.この出来事は,中期中新世に起こった大西洋から太平洋へのシリカスイッチの要因の1つになったと考えられる.前期中新世末から中期中新世初期(およそ1715Ma)にかけて,Miocene Climatic Optimum (MCO)と呼ばれる汎世界的な温暖化が起こったことが知られているが,本研究によると東赤道太平洋で顕著な温暖化は認められなかった.これは赤道湧昇流の活発化によって,下層から比較的低温な水塊が表層へ上昇してきたことが原因であったと考えられる.最近の大気-海洋モデルは,MCO期に大気中の二酸化炭素濃度が増加し温暖化すると東赤道太平洋で赤道湧昇流が活発化すると報告しており,本研究の結果と整合的である.本研究では,統合国際深海掘削計画(IODP)によって赤道太平洋で掘削された過去800万年間にわたる堆積物を使用し,前期中新世から中期中新世の放散虫化石群集に基づいて,海洋表層環境の復元を行った.その結果,前期中新世末(16.7Ma)以降,赤道太平洋におけるサーモクラインの東西勾配が発達したことが明らかになった.この時期にインドネシア海峡が部分的閉塞したことが原因である可能性がある.前期中新世末から中期中新世初期にかけてMCOと呼ばれる汎世界的な温暖化が起こったことが知られているが,東赤道太平洋ではサーモクラインの浅海化により顕著な温暖化は起こらなかった.今年度も当初の予定どおりに進めていく.
大深度地下空間を活用した情報通信系ライフライン幹線の機能と役割に関する調査研究

首都直下地震対策が緊急の課題である現在、世界に多大な影響力を持つ東京の企業の業務中枢機能を維持することが重要である。ミュンヘン再保険会社が発表した都市のリスク指数では、東京の危険度は710と他の都市の高くても100前後という値に比べて非常に高く、国際的に東京の危険性が危惧され、今後東京での国際的企業の経済活動が阻害される恐れがある。現在国際的に行政のみならず民間企業も地震リスクに対策を行うことが必要とされている。特に中央防災会議首都直下地震専門対策委員会においても、企業が災害時に重要業務を継続するためのBCP(事業継続計画)の策定を行うことが必要と報告されている。しかし日本の企業の地震リスク対策は不十分であり、ここ30年以内に起こる可能性の高い首都直下地震による多大な被害も懸念される。そこで企業が具体的にこれらの地震リスクを低減し事業継続を行なうための防災投資の提案を行う必要がある。都市の防災基盤整備としての安全街区構築のためのスキーム検討として、新たな保険制度の提案を目指して下記項目について検討を進めた。BCPのISO化や、企業統治の一環として企業の一層の危機管理が求められる中で、都市のライフラインや建築の設備系統を強固に整備して、特別に信頼性を高めた地域を、日本独自の「安全街区」として提案する。こうした「安全街区」が実現した場合の、安全街区内の高い仕様の建物について、地震利益保険や再保険市場での査定、あるいは不動産投資市場における評価への影響について調査を行った。また海外への研究発表に重点をおいて研究活動を進めた。また、環境と防災両面に資する「都市環境インフラ」の構築に向けての包括的な概念検討を継続して進めており、関連の実測調査や現地調査、文献調査を組み合わせ、今後の研究展開に資する基盤的な要素について幅広く検討を行い成果を得た。研究は、1.人工系都市基盤・都市インフラに関連する研究、2.都市内自然資本に関連する研究、3.各都市の基礎調査、4.安全・安心確保のための関連事例等の基礎調査に分類される。関連する社会的な要求を背景に、意義ある研究を行うことができた。研究助成に御礼申し上げる次第である。特に中央防災会議首都直下地震専門対策委員会においても、企業が災害時に重要業務を継続するためのBCP(事業継続計画)の策定を行うことが必要であると報告されている。そこで企業が具体的にこれらの地震リスクを低減し事業継続を行うための防災投資の提案を行う必要がある。

大深度地下空間を利用したライフライン幹線実現を目途として、今年度の研究においては、複数の企業が共同で防災に関する都市基盤整備に投資することで、首都直下地震時においてもライフライン系の安定供給を確保し、BCPを遂行できる地域の仕組みを「安全街区」として提案し、システム構築と有効性の検証を行った。愚弟的には、東京湾北部地震と同程度の地震の被害想定を行うことによって安全街区による地域の安全性の向上により首都直下地震発生時の企業が受ける被害が低減することを評価する。更に安全街区の提案によって営業停止被害の年間損失期待額の低減を検討し安全街区に投資して妥当な金額を防災投資として算出し、安全街区への投資の有効性を検討する。これらの検討によって、都市の防災基盤整備としてのライフライン幹線及び安全街区構築の有効性を検証し、今後の東京の防災投資に役立てることを目的とする。今年度の研究においては、都市の防災基盤整備としての安全街区構築のためのスキーム検討として、新たな保険制度の提案を目指して下記項目について検討を進めた。BCPのISO化や、企業統治の一環として企業の一層の危機管理が求められる中で、都市のライフラインや建築の設備系統を強固に整備して、特別に信頼性を高めた地域を、日本独自の「安全街区」として提案する。こうした「安全街区」が実現した場合の、安全街区内の高い仕様の建物について、地震利益保険や再保険市場での査定、あるいは不動産投資市場における評価への影響について調査を行った。また海外への研究発表に重点をおいて研究活動を進めた。【1】安全街区が実現した場合、安全街区内のhigh-grade buildingsについて、(1)地震利益保険(事業中断の損害対策)の成立可能性について(2)保険の査定、再保険市場での評価への影響について(3)不動産投資市場における評価への影響について(デューデリジェンス等)【2】BCPのISO化や、企業統治(コーポレートガバナンス)の一環として企業の危機管理が求められる中で、地震リスクの大きなカリフォルニアにおける建築設備系や都市のインフラ・ライフライン系のリスクヘの対応策の現状についてまた、環境と防災両面に資する「都市環境インフラ」の構築に向けての包括的な概念検討を継続して進めており、関連の実測調査や現地調査、文献調査を組み合わせ、今後の研究展開に資する基盤的な要素について幅広く検討を行い成果を得た。研究は、1.人工系都市基盤・都市インフラに関連する研究、2.都市内自然資本に関連する研究、3.各都市の基礎調査、4.安全・安心確保のための関連事例等の基礎調査に分類される。関連する社会的な要求を背景に、意義ある研究を行うことができた。研究助成に御礼申し上げる次第である。
陰イオンガス三次元飛跡検出器を用いた方向に感度を持つ暗黒物質探索実験

暗黒物質は存在が様々な観測から示唆されているが未だに「未発見」の粒子であり、世界中で探す試みが行われているが発見には至っていない。DAMAによって発見が主張されているが、他実験により否定されている。本研究ではこのDAMAと他実験の結果が矛盾する領域を従来手法よりも確実な探索手法である「方向感度を用いた手法」によって探索することで、暗黒物質を発見もしくは感度を制限することを目的とする。
嫌気性流動層バイオリアクターシステムによる下・廃水の高度処理

高効率の固液分離機能と生物学的処理機能を有している嫌気性流動層バイオリアクターシステム(AFPBバイオリアクター)を好気性生物処理槽の前段に設置した下水の高度処理システムを提案し、そのシステムによって廃水中のSS、BOD、窒素およびリン成分などの汚濁成分が効率よく処理されるための条件を確立することを目的として研究を行った。その結果、1.微量の無機凝集剤(PAC)と高分子凝集剤(弱アニオン系ポリマー)を併用すると下・廃水中のSS、コロイド、リン化合物などを造粒化することができた。2.下水の造粒化には凝集剤による物理的作用に加えて、糸状性細菌や球菌など生物学的フロック形成構造が働き、沈降性の良い高密度フロックが形成された。3.下水造粒汚泥には脱窒菌、硫酸塩還元菌、メタン生成菌などが生息し、極めて生物活性の高い汚泥であった。4.好気性生物処理槽(バイオコードを充填した接触曝気槽)では溶解性BOD成分の酸化分解と硝化が高速度で達成された。硝化液をAFPBバイオリアクターへ循環させると、造粒汚泥中に生息する脱窒菌によって窒素除去を行うことができた。5.造粒汚泥中の脱窒菌数は107個/ml以上生息し、水温10°Cにおいても1.5mgN/gMLSS・hという高い脱窒活性を示した。また接触曝気槽での硝化菌数は約107個/ml生息し、その硝化活性は1mgN/gMLSS・hであった。6.下水処理場における汚泥処理施設から発生する高濃度のSS、COD、窒素、リン成分などを含有する汚泥脱離液の処理への適用性に関して検討した結果、COD、窒素、リン成分の除去率は約98%、約84%および99%に達し、極めて処理性能が高いことが判った。結論として、本処理システムは全滞留時間約5時間という短い滞留時間で下・廃水の高度処理として機能を発揮できた。また高負荷条件で高濃度の各種汚濁物質を含有する廃水の高度処理法としても利用できることが判った。高効率の固液分離機能と生物学的処理機能を有している嫌気性流動層バイオリアクター(AFPBバイオリアクター)を好気性生物処理槽の前段に設置した下水の高度処理システムを提案し、そのシステムによって廃水中のSS、BOD、窒素およびリン成分などの汚濁成分が効率よく処理されるための条件を確立することを目的として研究を行った。その結果、1.微量の無機凝集剤(PAC)と高分子凝集剤(弱アニオン系ポリマー)を併用すると、下・廃水中のSS、コロイド、リン化合物などを造粒化することができた。2.下水の造粒化には凝集剤による物理的作用に加えて、糸状性細菌や球菌など生物学的フロック形成機構が働き、沈降性の良い高密度フロックが形成された。5.造粒汚泥中の脱窒菌数は10^7個/ml以上生息し、水温10°Cにおいても1.5mgN/gMLSS・hという高い脱窒活性を示した。また接触曝気槽での硝化菌数は約10^7個/ml生息し、その硝化活性は約1mgN/gMLSS・hであった。6.本処理システムは硝化液循環方式を採用しているので、処理水中に約5mg/l程度のNO^-_3-Nが残留するが、造粒汚泥を炭素源とする第二脱窒槽を付設すると約1mg/l以下にまで処理され、その除去率は9698%に達した。7.AFPBバイオリアクターで生成される下水造粒汚泥は脱窒のための良好な炭素源であり、造粒汚泥のBOD減少量と脱窒量との比は3.5であった。また、造粒汚泥のCOD_<Cr>成分の約50%が脱窒のための炭素源として利用できることが判った。結論として全滞留時間約5時間という短い滞留時間で下・廃水の高度処理としての機能を発揮させることができた。

4.好気性生物処理槽(バイオコードを充填した接触曝気槽)では溶解性BOD成分の酸化分解と硝化が高速度で達成された。硝化液をAFPBバイオリアクターへ循環させると、造粒汚泥中に生息する脱窒菌によって窒素除去を行うことができた。5.造粒汚泥中の脱窒菌数は107個/ml以上生息し、水温10°Cにおいても1.5mgN/gMLSS・hという高い脱窒活性を示した。また接触曝気槽での硝化菌数は約107個/ml生息し、その硝化活性は1mgN/gMLSS・hであった。6.下水処理場における汚泥処理施設から発生する高濃度のSS、COD、窒素、リン成分などを含有する汚泥脱離液の処理への適用性に関して検討した結果、COD、窒素、リン成分の除去率は約98%、約84%および99%に達し、極めて処理性能が高いことが判った。結論として、本処理システムは全滞留時間約5時間という短い滞留時間で下・廃水の高度処理として機能を発揮できた。また高負荷条件で高濃度の各種汚濁物質を含有する廃水の高度処理法としても利用できることが判った。下水処理場において、汚泥処理施設から量的には流入下水の数%ではあるが、高濃度のSS、COD、窒素、リン成分などを含有する汚泥脱離液が発生する。また、近年下水汚泥の集中処理化が行われつつある。したがって、水処理系や環境水への汚濁負荷を軽減するためには、汚泥脱離液の高度処理は極めて重要な課題である。そこで、有機物、窒素、リンの高効率処理システムとして開発中の嫌気性流動層バイオリアクターシステムが汚泥脱離液の処理に適用できるかどうかを検討した。混合汚泥の加圧ろ過時に発生する脱水ろ液(CODC r ;約810mg/l、TN ;約70mg/l、T-P ;約5.6mg/l)を滞留時間20時間以上で連続処理を行った結果、COD r、窒素、リン成分の除去率はそれぞれ約98%、約84%および約99%に達し、処理水中の濃度はそれぞれ約20mg/l、約11mg/lおよび0.06mg/lであった。リン成分は無機凝集剤のPACによりリン含有汚泥として、ほぼ完全な除去が期待できた。窒素成分についてはTN負荷量が0.08kg/m3・日以下では、完全な硝化・脱窒作用により、約1/2が窒素ガスとして大気中へ放出され、約1/2が汚泥系に移行した。以上の結果から、本処理システムは高負荷条件で、高濃度の各種汚濁物質を含有する汚泥脱離液の高度処理法として使用できることが判った。
有機前駆体ペイント還元法による革新的金属ナノワイヤ・ナノワイヤ透明導電膜の創製

フレキシブル透明導電膜用の銀ナノワイヤー透明導電膜の合成において、低コスト・高環境性・高スループット合成が可能な、有機前駆体ペイント還元法を開発し、最適化をした。前駆体合成手法・塗布手法・還元手法を最適化することによって、ポリカーボネート基板上に抵抗率10Ω、透過度70%以上で、誰にでも前駆体合成から膜の作製まで1時間で合成可能な手法を開発した。高アスペクト比有機前駆体を合成するために、カルボン酸の種類(C2C6)や混合の種類、混合比や超音波の照射条件(周波数・出力・時間)がカルボン酸銀のモルフォロジーや構造に及ぼす影響を検討した。結晶構造評価のために、FT-IR、モルフォロジーに関しては、FE-SEMを用いて観察を行い、画像解析によって生成物の短軸・長軸径及びアスペクト比の評価を行った。またカルボン酸の種類や混合比によっては、カルボン酸銀の分解温度も異なり、銀への還元条件も異なるため、TG-DTAにより熱物性を詳細に調査し、基礎データを収集した。また、金属ナノワイヤーへの還元手法・条件の検討に関して、還元温度やヒドラジン濃度の違いによって、銀ナノワイヤーを構成する銀ナノ粒子の結晶化状態(核生成・生長)が変化し、銀ナノワイヤーの密度や短軸径が変わるため、還元剤の種類や濃度、温度がカルボン酸銀還元のモルフォロジーに及ぼす評価を詳細に検討した。当初の実験計画通りに、順調に進んでいる。本成果については、2015年度に招待講演が一件、2016年度も、本研究内容について、国際学会から招待講演を受けている。28年度はカルボン酸銀合成のみ検討を行ったが、これらの合成技術をフィードバックし、卑金属である銅及びニッケルへの応用のために、カルボン酸卑金属前駆体の合成を検討し、銀の場合と同様に卑金属ナノワイヤー用高アスペクト比有機前駆体の合成条件の検討と評価を行った。銅に関しては、針状前駆体の合成を実現した。また超高アスペクト銀ナノワイヤー合成のために、高アスペクト比有機前駆体合成の検討を行った。合成条件を再最適化することによって少ない銀の量で高導電性と透明導電性を兼ね備えた、銀ナノワイヤーグリッド形成技術を開発した。また合成した銀ナノワイヤー膜の透明性・導電性を、FT-IRによる拡散反射スペクトル測定、紫外可視分光装置、低抵抗率計で測定・評価を行った。また膜の形成状態をFE-SEMで観察し、銀ナノワイヤーの短軸径・アスペクト比・被覆率の画像解析を行い、評価を行った。またフレキシブルなプラスチック基板への製膜を行い、曲げ耐性・基板への密着・接合性の評価を行った。本研究の合成法では、有機前駆体の還元時に銀ナノ粒子が析出し、低融点の銀ナノ粒子がそのまま拡散し、基板と直接接合する技術を開発した。高アスペクト前駆体の合成と、成膜技術を開発することにより、透過度80%以上、抵抗値10Ω・cmのフレキシブル透明導電膜が、低コストで廃棄物の発生しないプロセスで誰にでも簡単に1時間程度で合成できる技術を開発した。超高アスペクト金属ナノワイヤー合成のために、高アスペクト比有機前駆体の配列制御技術の検討を行う。短軸径100nm・アスペクト比50の有機前駆体を40本整列させ還元すれば、短軸系が70nmでアスペクト2000の超高アスペクト比の銀ナノワイヤーが得られる。超高アスペクト比を達成するために、有機前駆体の配列手法を検討する。前駆体自身が高アスペクトであるので、インクジェットやエアブラシのノズル径を調整すれば、比較的容易に整列・配列させることが出来ると考えられる。基板のXY方向にそれぞれ配列させることによって、少ない金属量で高導電性と透明導電性を兼ね備えた、金属ナノワイヤーグリッド形成技術を開発する。各種金属ナノワイヤー膜の透明性・導電性を、FT-IRによる拡散反射スペクトル測定、紫外可視分光装置(現有)、低抵抗率計(現有)で測定・評価を行う。また膜の形成状態をFE-SEMで観察し、銀ナノワイヤーの短軸径・アスペクト比・被覆率の画像解析を行い、評価を行う。またフレキシブルなPET基板への製膜を行い、曲げ耐性・基板への密着・接合性の評価を行う。本研究の合成法では、有機前駆体の還元時に銀ナノ粒子が析出し、低融点の銀ナノ粒子がそのまま拡散し、基板と直接接合する特徴を持つ。基板断面をFE-SEMで観察し、金属ナノワイヤーとPET基板との界面を詳細に評価する。膜の詳細な評価は、研究分担者と協力して行う。以上の項目を実施し、革新的な金属ナノワイヤー合成・金属ナノワイヤー透明導電膜技術を開発する。また、本成果を積極的に、国内・国際学会で発表する予定である。ナノ材料化学
ステントグラフト治療を含めた大動脈疾患に対する治療体系の確立

実験に使用するステントグラフトについては、グラフト(市販のwoven Dacronfabric、porosity-150ml/cm^2/min)を購入し、現有のステント作製機を利用してステンレスワイヤー(biocompatible stainless steel wire(316L))から自作した。15kg程度の成犬(各群5頭、計10頭)を用いて、全身麻酔下にステントグラフト留置の動物実験を行った。A群としてL2L5の位置にステントを留置するグループ、B群とし、てA群と同様のステントを下行大動脈(鎖骨下動脈T8まで)へ挿入するグループ、の2群に分け比較検討した。対麻痺の評価は、ジョンソンスケールを用い、直後、1日後、2日後、3日後、1週間後、1ヶ月後と経時的に観察したがA群の2例のみに下肢の筋力低下を認め、対麻痺が現れた例は無かった。1ヶ月後に脊髄を採取して光顕標本、電顕標本を作製し、病理学的検討を加えたが両群に明らかな差は認めなかった。脊髄虚血による生化学的反応を評価するために、髄液(後頭部から23G針で脳室を刺して採取)と血液中の乳酸を測定した。髄液中の乳酸はA群で実験前が1.7±0.3mmol/L、ステントグラフト留置後15、30、60分で3.1±1.9、3.9±1.1、11.9±2.5mmol/Lであったのに対して、B群では実験前が1.8±0.6mmol/L、ステントグラフト留置後15、30、60分で2.9±1.2、3.4±1.7、3。9±2.0mmol/Lと60分後に有意差を認めた。Neuron-Specific Enolase,Glutamateの測定を経時的に行ったが、各グループに有意差は認めなかった。実験に使用するステントグラフトについては、グラフト(市販のwoven Dacron fabric、porosity 150ml/cm2/min)を購入し、現有のステント作製機を利用してステンレスワイヤー(biocompatible stainless steel wire(316L))から自作した。15kg程度の成犬(各群4頭、計8頭)を用いて、全身麻酔下にステントグラフト留置の動物実験を行った。A群としてL2L5の位置にステントを留置するグループ、B群としてA群と同様のステントを下行大動脈(鎖骨下動脈T8まで)へ挿入するグループ、の2群に分け比較検討した。対麻痺の評価は、ジョンソンスケールを用い、直後、1日後、2日後、3日後、1週間後、1ヶ月後と経時的に観察したがA群の1例のみに下肢の筋力低下を認め、対麻痺が現れた例は無かった。髄液中の乳酸はA群で実験前が1.7±0.3mmol/L、ステントグラフト留置後15,30,60分で3.1±1.9,3.9±1.1,11.9±2.5mmol/Lであったのに対してB群では実験前が1.8±0.6mmol/L,ステントグラフト留置後15,30,60分で2.9±1.2,3.4±1.7,3.9±2.0mmol/Lと60分後に有意差を認めた。今後はNeuron-Specific Enolase, S-100,Glial Fibrillary Acidic Proteinの測定を経時的に行い、各グループの違いをさらに検討する。9±2.0
ゲージ理論の幾何学的研究

研究代表者は、本年度の目標のひとつである安定正則ベクトル束のアインシュタイ・エルミート計量の退化の様子の解明に取り組んだ。シュウとの共同研究により、安定な反射的連接層にはアインシュタイ・エルミート計量が入る事が分かっていたが、安定正則ベクトル束のアインシュタイ・エルミート計量のモディライ空間を含むより大きなモディライ空間:安定な反射的連接層の直和からなるモディライ空間を考えると、これはコンパクトなモディライ空間を構成することを確認した。研究分担者はそれぞれの分担領域において研究を行なった。・小田、石田、中川は、トーリック多様体を詳しく調べ、・西川は、負曲率等質空間上の調和写像の無限遠境界値問題の解の存在定理を、対称空間でない等質空間の場合に拡張し、・納谷は、球面上のヤン・ミルズ場のモ-ス指数の最適な評価を与え、また、曲率が正のコンパクト自己双対多様体の分類に取り組んだ。