hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
酵素阻害反応を用いた有機リン化合物放散量測定器の開発

本研究の目的は、有機リン化合物の毒性メカニズムである酵素阻害反応を利用し、呈色により視覚的に有機リン化合物の放散量を把握できる測定器を開発することである。前年度までに液相での呈色の反応系を確立し、有機リン化合物捕集のためのPFS(パッシブフラックスサンプラー)を試作して実環境調査に適用した。最終年度は有機リン化合物放散量を測定するためのPFS捕集測定法と既存のマイクロチャンバー法との比較試験を行い、放散量測定方法の最適化を行った。以下に詳細を示す。既存手法との比較試験として、研究報告例の多いフタル酸エステル(DEHP)を対象とし、2種類の塩ビフローリングから放散されるDEHPの放散速度をPFSによる捕集測定とマイクロチャンバー法を用いて求め、両測定値の比較を行った。PFSで測定したDEHPの放散量は拡散長の逆数に比例し、サンプリング時間に比例した。2種類のフローリング材からの放散量の比は1,33となり、マイクロチャンバー法で測定した放散量の比(1.34)と一致した結果が得られた。測定方法については、溶媒を用いてろ紙から有機リン化合物を抽出後、試薬を投入して発色させる方法とした。試薬は、基質をブチリルチオコリン、酵素をコリンエステラーゼ、呈色剤をDTNBとした。抽出溶媒を比較したところ、高濃度エタノールやアセトンでは反応の阻害効果が大きかったが、5%エタノールは阻害の影響はみられなかった。TPPを用いた添加回収試験を行ったところ、超音波により約9割回収できることがわかり、抽出溶媒をとして5%エタノールを用いることとした。呈色試薬の定量下限は、吸光度測定の場合0.03mg/ml、目視の場合0.22mg/mlであった。この場合、放散量を1000μg/m2/hとすると、6時間捕集で吸光度による有機リン化合物の検出が可能であり、24時間捕集で目視による有機リン化合物の存在の判定が可能である。以上のことから、本研究により現場で簡便に有機リン化合物の放散を確認できる測定器を開発できたといえる。
強皮症における抗酸化酵素peroxiredoxin Iに対する自己抗体の解析

Peroxiredoxin I(PrxI)に対する自己抗体は、全身性強皮症患者では有意に上昇していた。抗Prx I抗体が陽性であった患者は肺線維症、心臓疾患がより高率であり、抗PrxI抗体は酸化ストレスの血清マーカーと正の相関を示した。また、抗PrxI抗体はPrxIの酵素活性を抑制した。以上のことから、抗PrxI抗体は全身性強皮症における酸化ストレスと相関し、疾患重症度を反映する有用なマーカーである可能性が示唆された。<研究結果>1)全身性強皮症(SSc)における抗Prx I抗体ELISA法を用いてSSc患者70名および健常人23名におけるPrx I抗体を測定した。IgG型抗Prx I抗体の吸光度は、健常人と比較し有意に上昇していた。対照的に、IgM型Prx I抗体は上昇していなかった。また、limited型SScとdiffuse型SScの両郡間でPrx I抗体に有意な差は認められなかった。健常人の吸光度の平均値+2SD以上を陽性と判定したところ、SScでは33%(23/70)が抗PrxI抗体陽性であった。対照的に、健常人では陽性例は認められなかった。このように、抗Prx I抗体はSScで有意に上昇していることが明らかとなった。2)SScにおける抗Prx I抗体と臨床所見との相関抗Prx I抗体と臨床所見との相関を検討した。抗Prx I抗体が陽性であったSSc患者では、陰性であったSSc患者と比較して、罹病期間がより長く、肺線維症、心臓疾患、抗トポイソメラーゼI抗体、血清ガンマグロブリン値の上昇、血沈亢進がより高率に認められた。さらに、抗Prx I抗体価は%DLco、%VC、酸化ストレスの血清マーカーである8-isoprostane値および腎血管抵抗の指標であるpulsatility indexと正の相関を示した。<研究の意義>今回の研究で、SSc患者では健常人と比較して抗Prx I抗体が有意に高値を示すことが明らかとなった。さらに、この自己抗体はSSc患者における肺線維症の重症度、腎血管障害の程度、高ガンマグロブリン血症、血沈の亢進と相関を認めた。このことから、抗Prx I抗体はSScの重症度を反映する有用な血清マーカーとなりうることが明らかとなった。<研究成果>1)免疫ブロット法によるIgG型抗Prx I抗体の確認ELISA法では、全身性強皮症(SSc)患者の33%でIgG型抗Prx I抗体が陽性であることが明らかとなったため、この自己抗体の存在を免疫ブロット法にて確認した。ELISA法でIgG型抗Prx I抗体が陽性であったSSc患者血清は、Prx Iと反応し25kDaにバンドを認めた。対照的に、IgG抗Prx I抗体陰性SSc患者および健常人ではこのバンドは認められなかった。このことから、SSc患者におけるIgG抗Prx I抗体の存在が免疫ブロット法により確認された。ELISA法にて抗Prx I抗体陽性SSc患者より抽出したIgGは、有意に(平均59%)Prx Iの酵素活性を抑制した。対照的に、抗Prx I抗体陰性SSc患者および健常人より抽出したIgGはPrx Iの酵素活性を抑制しなかった。このことから、IgG型抗Prx I抗体はPrx Iの酵素活性を抑制することが示唆された。<今回の研究の意義>今回の研究で、SSc患者血清中にIgG型抗Prx I抗体が存在することがELISA法および免疫ブロット法で確認された。さらに、IgG型抗Prx I抗体はPrx Iの酵素活性を抑制したことから、抗Prx I抗体がPrx Iの活性を抑制しSScにおける酸化ストレス過剰状態やそれに伴う病態形成に関与している可能性が示唆された。
Recoveryを目的とした左室unloading時の細胞移植効果

効率的な心機能回復に重要な“移植細胞の成熟心筋細胞への分化"に注目し,よりLVAD駆動中の重症心不全患者のより効率的なBridge to recoveryを可能とする細胞治療法を開発すると共にレシピエント心のSERCA2aに注目し,心機能の改善機序を分子生物学・細胞レベルで明らかにすることである。本研究では,LVAD使用によるunloading時といった条件を設定し,既に心筋細胞のphenotypeを有するneonatal cardiomyocytesをgold standardとして使用し,既に臨床応用されているbone marrow stromal cells,心筋細胞への分化に関して既に多くの研究がなされている胎児性幹細胞(ES cell),近年注目されている心臓源性の心筋前駆細胞(resident cardiac stem cells)といった心筋細胞への分化が期待される未熟な細胞を使用する。本年度は、まずgold standardであるneonatal cardiomyocytesの正常な発達分化を形態学的・機能的に確認した。ついで、resident cardiac stem cells(c-kit+cells)の心筋細胞分化の確立により、その生理学的機能に関し検討を開始した。正常のneonatal cardiomyocytesは、形態学的には経時的成長していくが、機能的(特に拡張機能に関して)には生後4週間にてほぼ成体と同様の機能に成熟してくることが確認された。同様に、他の正常心にneonatal cardiomyocytesを移植した場合にもほぼ同様の結果が確認された。以上の結果は、未熟な心筋分化可能な細胞を他の心臓に移植した場合にも、正常な発達分化が可能である事を示唆する上で、極めて重要な情報と言える。現在、同様のことをc-kit陽性細胞(生体心筋幹細胞)においても確認中である。
近現代イスラームにおける「排除」と知識人に関する研究

本研究は、近現代におけるイスラーム的知識の「統合」の中にあらわれる「排除」の現象に着目するものである。その際、20世紀エジプトの事例から、イスラーム的知識の「統合」と「排除」の過程を詳細に辿り、その論理と権力構造を、「近代主義者」、「異端者」、「女性」、「復古主義者」の事例から明らかにすることを目指す。平成30年度は、研究環境の整備とともに、「排除」の対象となった事例として、「近代主義者」「異端者」「女性」に関する研究に着手した。「近代主義者」としては、法律家カースィム・アミーン(1863-1908)の著作の分析と、長期にわたるその評価の移り変わりの検討を行ってきた。この点について、2018年11月に共同研究者であるMohammed Moussa氏、岡崎弘樹氏、内田直義氏との研究打ち合わせを行ったほか、岡崎弘樹氏には、アラブ近代思想史研究者の立場から、アミーンの周辺の思想についての調査(2019年1月30日から2月13日まで、エジプトおよびヨルダン)を依頼した。今後、岡崎氏らとの研究会を継続し、その成果を共有する予定である。また、所有資料の読み込みを行い、平成31年度の刊行を目指し、アミーンに関する論文執筆に着手するとともに、報告準備を行っている。「異端者」の事例については、ナスル・ハーミド・アブーザイド(1943-2010)に関する所有資料の分類と整理を行ない、平成31年度に行う国際会議での報告を準備しているところである。「女性」については、背景情報の整理として、女性運動と宗教言説の展開をまとめ、2019年1月に国際会議で報告した。平成30年度は、研究環境の整備としてハード面(PC等の配備)およびソフト面(「排除」をめぐる理論に関する調査と研究協力者との研究目的の共有)を整えることができた。さらに、三つの事例についての研究に着手し、その成果を出版する機会に向けて順調に作業を進められている。平成31年度は、2019年4月28日に行われる国際ワークショップにおいて"Pioneers in Rereading the Sacred Text: Emerging New Intellectuals and Gender Questions"として「近代主義者」に関する報告を行い、また2019年6月9日の国際シンポジウムにおいて"Fighting Over Homes: A Story of `Heretic' in the 20th Century Egypt"として「異端者」に関する報告を行う。いずれの事例についても、31年度中に、エジプト・フランス・オランダでの現地調査を行い、情報を補い、今年度中にそれぞれ英語論文としてまとめることを目指している。また、「女性」と「復古主義者」についての情報収集および先行研究の読み込みを開始する。さらに研究協力者との研究会を継続し、それぞれの研究成果を共有する予定である。
パニック障害の生物学的マーカーの開発

パニック障害においてモノアミン関連酵素(MAOA)と血清コレステロール値との関連が見出され(特に男性)、発症年齢とパニック発作時の症状数など重症度との関連や家族内発症が影響が示された。その他、合併症としては広場恐怖やうつ病の合併が疾患としての重症度を高めることも示された。診断マーカー候補の一つとして光トポグラフィー(NIRS)を用いた前頭葉機能の検討を行い、前頭前皮質内側部についてパニック障害のTrait marker、罹患者のみで賦活の低下を認めた前頭葉外側部についてはState markerとなる可能性が示された。またCOMTVal158Met多型において左前頭葉での賦活の相違が認められ、疾患群における自律神経症状との対応が考えられた。パニック障害などの精神疾患における適切な生物学的診断マーカーの開発は急務であり,根本的治療法や治療薬及び予防法開発の重要な手がかりが得られると考えられる。今年度はサンプリングを継続的に行い,本研究において使用できるパニック障害患者のサンプル数(血清,全血)で500以上,健常対照者については約200を収集することができた。ここで,パニック障害患者の初診時の各種血液検査データと臨床症状やパニック障害の重症度,COMT,MAOA多型との関連を検討したところ,特に男性において一部のモノアミン関連酵素と血清コレステロール値との関連を示唆する知見が得られた。また,既に報告のある血清マーカー候補として3-methyl-4-hydroxyphenylglycerol(MHPG),BDNFについての検討を行う準備を進めた。その他,一卵性双生児不一致例において診断マーカー候補の一つとして光トポグラフィーを用いた前頭葉機能の検討を行い,前頭前部についてはTrait marker,前頭葉外側部についてはパニック障害のState markerとなりうる可能性が示された。研究代表者が以前より行っていた東京大学等との共同研究において500K SNPチップを用いたパニック障害に関するゲノムワイド相関研究においてAPOL3など複数の遺伝子について疾患感受性が認められた。因子について診断マーカーとなりうる可能性のある候補が複数見出されており,次年度はそれらを含めた診断マーカーの可能性を検討する予定である。パニック障害においては特徴的で簡便なマーカーがないため、専門的な治療を受けるまでに多くの時間と労力が消費され、社会における間接的な経費の増大につながっているとの指摘もなされている。そこでパニック障害における適切な生物学的診断マーカーの開発は急務であり、根本的治療法や治療薬及び予防法開発の重要な手がかりが得られると考えられる。本研究においてはパニック障害に関する大規模なサンプリングを行い、検討対象となるパニック障害患者のサンプル数(血清、全血)で500以上、健常対照者については約200を収集した。臨床情報を解析したところ、発症年齢がより若年であったり、広場恐怖や抑うつ状態の合併においてパニック障害の重症度が増すことが見出された。パニック障害患者の初診時の各種血液検査データと臨床症状やパニック障害の重症度、COMT,MAOA多型との関連を検討したところ、特に男性において一部のモノアミン関連酵素と血清コレステロール値との関連を示唆する知見が得られた。その他診断マーカー候補の一つとして光トポグラフィー(NIRS)を用いた前頭葉機能の検討を行い、一卵性双生児不一致例において罹患者と健常者の双方で賦活の低下を認めた前頭前皮質内側部についてパニック障害のTrait marker、罹患者のみで賦活の低下を認めた前頭葉外側部についてはState markerとなる可能性が示された。中間表現型の検討としてはCOMTVal 158Met多型の低活性型(met/met多型)において左前頭葉での賦活の増加が認められ、疾患群における自律神経症状との対応が考えられた。
中国における仏教の伝播経路に関する実態調査

[平成2年度]中国社会科学院世界宗教研究所(北京)において、当該地域に関する資料を収集し、さらに調査の実施方法などについて助言を受けて現地へ移動した。本調査は中国社会科学院の全面的支援を得ているが、特に研究協力者として下記の中国側研究者5名が全行程に同行し、日中の仏教・宗教の研究者が現地において研究成果を交換し、討議を重ねながら踏査を実施した。中国社会科学院世界宗教研究所楊曾文氏中国社会科学院世界宗教研究所高洪氏陜西省社会科学院歴史研究所暢耀氏陜西省社会科学院歴史研究所陳景富氏陜西省社会科学院歴史研究所王亜栄氏調査地の概略を挙げれば以下のとおりである。終南山・大興寺・西安碑林・興教寺・香積寺・大雁塔・広仁寺・華厳寺跡(上記寺院の所在地は西安市及び長安県)千仏鉄塔(咸陽)三陽寺塔(高陵)薬王山石刻(耀県)精進寺塔(澄城)飛泉寺(白水)昭仁寺(長武)太平寺宋塔(岐山)法門寺(扶鳳)上・下悟真寺(藍田)八雲塔(周至)等の、陜西省中・南部の寺院・石窟において、各自の分担課題に従って調査活動を行った。其の結果、特に法門寺文物の資料価値の高さを認識するに至った。1988年11月に法門寺出土品の一般公開が開始されたが、同寺文物について北京大学の李羨林教授は、「半坡遺跡・秦俑の発見に次ぐ、第三の重要文物の発見であり、歴史・文化・政治などの研究に大きな貢献をなすものである。)と高く評価しているが、この度の現地調査において其の指摘に誤りのないことを確認したと同時に、加えて陜西省における仏教の展開と発展について、シルクロ-ドの遺跡としての大仏寺・慈禅寺が極めて重要な位置にあることを明確に把握し得た。[平成3年度]本年は、陜西省(平成2年度調査地域)と黄河を挟んで相対する山西省の調査を実施した。中原の仏教は、山西省の南部に先ず伝わり、その後次第に北上して行くが、その証左となるのが東アジアの仏教聖地として名高い「五台山」である。「五台山」はこれまで中国政府の政策により、外国人には未解放の地域であったが、1985年に解放となり、さらに1989年には「五台山文物研究所」が開設され、研究調査の面において大きく伸展した。近年には五台山の仏教について数多くの研究成果が公刊されており、本調査ではそれらを参考資料としたうえで、仏教の伝播経路を逆に辿り、未調査地域である山西省南部を踏査した。本調査は中国社会科学院の全面的支援を得ているが、特に研究協力者として下記の中国側研究者3名が全行程に同行し、日中の仏教・宗教の研究者が現地において研究成果を交換し、討議を重ねながら踏査を実施した。中国社会科学院世界宗教研究所丁明夷氏山西省社会科学院五台山研究会理事崔正森氏山西省社会科学院助理研究員温金玉氏調査計画に基づいて太原市周辺より調査を開始し、次いで山西省の南部地域に範囲を広めた。調査地域内で実地踏査した寺院名等を以下に挙げる。大仏寺・太山寺・双塔寺・多福寺・奉経寺・天龍山石窟(太原市)、玄中寺(交城県)、香岩寺(柳林県)、慈相寺・鎮国寺(平遥県)、千仏崖(霍県)、大雲寺(臨汾県)、普救寺・万固寺・栖岩寺塔(永済県)、海会寺(陽城県)、開化寺・定林寺(高平県)、南・北吉祥寺(陵川県)、正覚寺・法雲寺(長治県)、龍門寺・金燈寺・同寺石窟(平順県)、石馬寺(昔陽県)などの実態調査を実施した。仏教が中国に伝播した経路について、従来はシルクロ-ドを経由して、長安・洛陽などの中原に伝わり、その後、黄河の下流地域や淮河の流域を経て長江流域に伝播したと考えられてきた。仏教初伝の寺と言い伝えられている洛陽の白馬寺がその経由を示している。本研究では、寺院・石窟・碑文などの文物について現地調査を実施した結果、特に南北朝時代・隋代・唐代における仏教の中国への流入経路が明かとなり、各時代における仏教の展開形態が明確に把握できた。終南山・大興寺・西安碑林・興教寺・香積寺・大雁塔・広仁寺・華厳寺跡(上記寺院の所在地は西安市及び長安県)千仏鉄塔(咸陽)三陽寺塔(高陵)

薬王山石刻(耀県)精進寺塔(澄城)飛泉寺(白水)昭仁寺(長武)太平寺宋塔(岐山)法門寺(扶鳳)上・下悟真寺(藍田)八雲塔(周至)等の、陜西省中・南部の寺院・石窟において、各自の分担課題に従って調査活動を行った。其の結果、特に法門寺文物の資料価値の高さを認識するに至った。1988年11月に法門寺出土品の一般公開が開始されたが、同寺文物について北京大学の李羨林教授は、「半坡遺跡・秦俑の発見に次ぐ、第三の重要文物の発見であり、歴史・文化・政治などの研究に大きな貢献をなすものである。)と高く評価しているが、この度の現地調査において其の指摘に誤りのないことを確認したと同時に、加えて陜西省における仏教の展開と発展について、シルクロ-ドの遺跡としての大仏寺・慈禅寺が極めて重要な位置にあることを明確に把握し得た。[平成3年度]本年は、陜西省(平成2年度調査地域)と黄河を挟んで相対する山西省の調査を実施した。中原の仏教は、山西省の南部に先ず伝わり、その後次第に北上して行くが、その証左となるのが東アジアの仏教聖地として名高い「五台山」である。「五台山」はこれまで中国政府の政策により、外国人には未解放の地域であったが、1985年に解放となり、さらに1989年には「五台山文物研究所」が開設され、研究調査の面において大きく伸展した。近年には五台山の仏教について数多くの研究成果が公刊されており、本調査ではそれらを参考資料としたうえで、仏教の伝播経路を逆に辿り、未調査地域である山西省南部を踏査した。本調査は中国社会科学院の全面的支援を得ているが、特に研究協力者として下記の中国側研究者3名が全行程に同行し、日中の仏教・宗教の研究者が現地において研究成果を交換し、討議を重ねながら踏査を実施した。中国社会科学院世界宗教研究所丁明夷氏山西省社会科学院五台山研究会理事崔正森氏山西省社会科学院助理研究員温金玉氏調査計画に基づいて太原市周辺より調査を開始し、次いで山西省の南部地域に範囲を広めた。調査地域内で実地踏査した寺院名等を以下に挙げる。大仏寺・太山寺・双塔寺・多福寺・奉経寺・天龍山石窟(太原市)、玄中寺(交城県)、香岩寺(柳林県)、慈相寺・鎮国寺(平遥県)、千仏崖(霍県)、大雲寺(臨汾県)、普救寺・万固寺・栖岩寺塔(永済県)、海会寺(陽城県)、開化寺・定林寺(高平県)、南・北吉祥寺(陵川県)、正覚寺・法雲寺(長治県)、龍門寺・金燈寺・同寺石窟(平順県)、石馬寺(昔陽県)などの実態調査を実施した。仏教が中国に伝播した経路について、従来はシルクロ-ドを経由して、長安・洛陽などの中原に伝わり、その後、黄河の下流地域や淮河の流域を経て長江流域に伝播したと考えられてきた。仏教初伝の寺と言い伝えられている洛陽の白馬寺がその経由を示している。本研究では、寺院・石窟・碑文などの文物について現地調査を実施した結果、特に南北朝時代・隋代・唐代における仏教の中国への流入経路が明かとなり、各時代における仏教の展開形態が明確に把握できた。中国社会科学院世界宗教研究所(北京)において、当該地域に関する資料を収集し、さらに調査の実施方法などについて助言を受けて現地へ移動した。調査地の概略を挙げれば以下のとおりである。終南山・大興寺・西安碑林・興教寺・香積寺・大雁塔・広仁寺・華厳寺跡(上記寺院の所在地は西安市及び長安県)千仏鉄塔(咸陽)三陽寺塔(高陵)薬王山石刻(耀県)精進寺塔(澄城)飛泉寺(白水)昭仁寺(長武)太平寺宋塔(岐山)法門寺(扶鳳)上・下悟真寺(藍田)八雲塔(周至)等の、陝西省中・南部の寺院・石窟において、各自の分担課題に従って調査活動を行った。1988年11月に法門寺出土品の一般公開が開始されたが、同寺文物について北京大学の李羨林教授は、「半坡遣跡・秦俑の発見に次ぐ、第三の重要文物の発見であり、歴史・文化・政治などの研究に大きな貢献をなすものである。」と高く評価しているが、この度の現地調査において其の指摘に誤りのないことを確認した。
代数的位相幾何学と多様体の種々の構造

代数的位相幾何学に関する成果として、松本堯生は同変CW複体とシェ-プ理論の研究を行い、有限群が作用する位相空間のシェ-プを定義して、正規空間では部分群で固定される部分空間のシェ-プだけで決まることを示した。また、大川哲介は一般ホモロジ-論を研究し、それに関する入射包絡を定義して存在性等の諸性質を新たに見出した。多様体の幾何的構造に関し、垣水修は結び目理論を結び目の補空間の基本群により研究し、その一つの部分群が結び目の非圧縮ザイフェルト膜の選び方によらずに定義できて、さらに補空間内の極大ファイバ-ド部分多様体のファイバ-の基本群として実現できることを示した。また、松本堯生は、結び目が位相的に解けるためには、その補空間が二個の可縮な部分空間の和集合となることが必要十分であることを示した。この成果は一般の結び目への拡張が期待される。多様体の代数的構造に関して、河本直紀はり一代数の研究を行い、部分イデアルについて束をなしているり-代数のクラスは、その可換代数が有限次元で、かつイデアルと商代数をとる作用に関し閉じていれば、拡大をとる作用に関しても閉じていることを示した。多様体上の解析学に関しては、前田文之は随伴構造をもつ調和空間を研究し、そのマルチン境界について詳細に論じて応用もこめた新知見を得た。上記の他に、小池正夫(共著)による、対角方向に幾何的に減少する要素をもつ行列の行列式に関する研究成果、等もえられた。
顎変形症治療による情動コミュニケーション障害の改善に関する研究

顎変形症群と健常群における表情について比較検討した。顎変形症患者は無表情では若干,悪印象寄りの表情を示し,基本的表情においては,健常群より表状が弱いことが判った。そのため,人に表情を読み取られるとき健常群より不正確になる可能性が存在する。しかし,外科的矯正治療により顎変形症が改善されると,各表情と無表情で、健常群にほぼ近似し,「表情」においても,改善がなされている事が判った。治療を受けた患者は,顔の第一印象や,表情の豊かさにおいて改善を自覚していることが示された。本研究サンプル取得開始に当たり1.本研究に関して倫理委員会にて承認を受けた。2.顔貌写真撮影における最適条件を確認した。I.顔貌サンプルの採取(1)変形症(術前)群と健常群,顔貌サンプルの採取.1.手術前の顎変形症患者,および健常者より,無表情,および7つの主要感情カテゴリー(1.退屈,2.嬉しさ,3.驚き,4.恐れ,5.怒り,6.嫌悪,7.悲しみ)に関して感情の表出の顔貌を正貌,側貌,斜位の3方向からデジタルカメラにて同時撮影し同一表情の3方向の顔貌写真データを採取した(2)術後6ヶ月を経過した患者から術後の顔貌写真データを同様の条件で取得したがサンプル数が不十分なため22年度に引き続きデータを採取する事としたII.顎変形症による表情変化の検討(1)二次元心理空間へのマッピングによる表情の位置づけ.1.得られた顔貌写真のうち正貌写真を用いRussell & Bullockらの方法に基づき快-不快,覚醒度の評定による二次元心理空間にマッピングをおこなった.2.健常群と顎変形症各群の表情の位置づけに関して一致不一致の検証.各群間でやや異なる傾向は見られたが有意差はなく、引き続きサンプルの追加が必要と思われる。(2)表情要素に関与する形態変化に関する検討.1.正面顔貌上に基準点を定義し,健常群と顎変形症群の表情変化との関連性を検討した.III.側貌および斜位顔貌における表情識別に関する検討(1) I.-(1)で得た,側貌,および斜位顔貌写真を正貌写真におけるII.-(1)と同様に二次元にマッピングが可能か否か検討を行ったが確定的な結果が得られなかったため、22年度に引き続きサンプル数を増やし再検討を行う平成21年度に引き続きサンプルを採取した。本学倫理委員会にて承認済みの内容について同意書をいただいた方を被検者とした。I.顔貌サンプルの追加採取(1)変形症(術前)群と健常群,顔貌サンプルの採取.1.手術前の顎変形症患者,および健常者より,無表情,および7つの主要感情カテゴリーに関して感情の表出の顔貌を正貌,側貌,斜位の3方向からデジタルカメラにて同時撮影し同一表情の3方向の顔貌写真データを採取した.(2)前年度に引き続き術後6ヶ月を経過した患者から術後の顔貌写真データを同様の条件で取得した.II.顎変形症による表情変化の検討(1)二次元心理空間へのマッピングによる表情の位置づけ.1.前年度に引き続き,正貌写真を用いRussell & Bullockらの方法に基づき快-不快,覚醒度の評定による二次元心理空間にマッピングをおこなった.2.健常群と顎変形症群の表情の位置づけに関して不一致である傾向が見られているが,有意差を示すにいたっていない。追加サンプルで検証する予定である。III.側貌および斜位顔貌における表情識別に関する検討斜位顔貌写真は正貌写真と同様の二次元マッピングは困難であった。確認のため23年度も追加検証をおこなう。IV.術後の顔貌について21年度と同様にマッピングを行い治療による変化を検討した1治療による顎骨の移動と表情変化の相関に関する検討:顎骨移動と表情変化に明らかな相関はみられない。2治療による表情変化と健常群との近似性に関する検討:治療により健常群に近似してゆく傾向がみられた。V.健常群と顎変形症群における,表情強度の比較1無表情と各表情について,パーソナルコンピュータ上のモーフィングソフトウェア(morph)を用いた表情間移行顔貌を作成について条件設定を確定した。具体的検証は23年度に持ち越した。1.顎変形症による表情変化の検討二次元心理空間へのマッピングによる表情の位置づけ.(1)患者群の術後顔貌について正貌写真を用いRussell&Bullockらの方法に基づき快-不快,覚醒度の評定による二次元心理空間にマッピングをおこなった.術前との比較では,各表情においては有意な変化はみられなかった。(2)無表情顔貌においては術前より若干,覚醒・快方向へシフトする傾向がみられた。(3)健常群と顎変形症群の表情の位置づけに関して異なる傾向が見られたが,有意差は示さなかった。2.側貌および斜位顔貌における表情識別に関する検討

(1)追加検証をおこなったが側貌は正貌写真と同様の二次元マッピングは困難であった。(2)斜位顔貌写真は正貌とほぼ同様のマッピングが可能であった。3.術後の顔貌について同様にマッピングを行い治療による変化を検討した(1)治療による顎骨の移動と表情変化の相関に関する検討:顎骨移動と表情変化に明らかな相関はみられなかった。(2)治療による表情変化と健常群との近似性に関する検討:治療により健常群に近似してゆく傾向がみられた。4.健常群と顎変形症群における,表情強度の比較顎変形症患者は健常群と比較して各表情の表情強度が若干弱い傾向がみられた。以上より疾患群において心理状態と表情の間に乖離は生じていないが,無表情において健常群より不快および眠りよりの表情要素が認められた。変形症の治療により無表情は若干健常側へ近づく傾向が見られた。顎変形症患者は各種表情においてはほぼ同様の表情認知度であったが,無表情において健常者より若干マイナスイメージを示す傾向があり,治療により改選する可能性が示唆された。
肥満、ＮＡＦＬＤ／ＮＡＳＨにおけるＳｅｍａｐｈｏｒｉｎ３Ｇの役割に関する検討

昨年度までの研究において、コリン欠乏高脂肪飼料メチオニン減量食(CDAHFD食負荷)を行い、Sema3GKOマウスでは体重減少が認められたのに対し、野生型では体重増加が認められた。また、Sema3GKOマウスでは肝機能障害が軽減されている可能性が示唆された。次に8週齢のマウスに対して8週間の高脂肪食負荷を行なったところ、やはりSema3GKOマウスは野生型に比較して有意に体重増加が小さいことが示された。ブドウ糖負荷での血糖上昇はSema3GKOにて有意に小さく、インスリン低血糖試験(ITT)ではSema3GKOにてインスリン抵抗性が有意に小さく、野生型に比較して耐糖能が良好であることが示された。その後も高脂肪食負荷を数回繰り返し、体重や糖代謝の点に関して、上記の再現性を確認した。次に、運動量を評価するべく、行動試験を行った。運動量測定装置(ACTIMO)を使用し、11日間に渡って、行動量を計測した所、Sema3GKOマウスでは有意に行動量が増加していた。Y字迷路を用いた検討では、Sema3GKOマウスにおいて総アーム進入回数が有意に増加していた。また、不安関連行動評価法として用いられる高架式十字迷路では、オープンアームに対する進入回数および滞在時間がSema3GKOマウスにおいて有意に増加していた。近年、内皮細胞由来Sema3Gが海馬における神経シナプス構築や可塑性に役割を果たすことが報告された(Neuron 2019)。我々の結果もSema3Gの中枢における役割を示唆しており、このような中枢性作用が末梢における肝障害軽減、体重減少に関与している可能性もある。今後引き続き検討を行う。肥満、脂肪肝、脂肪肝炎におけるSemaphoin 3G (Sema3G)の役割を明らかにすることを目的として研究を進めた。Sema3Gノックアウト(KO)マウスと野生型マウスに、コリン欠乏高脂肪飼料メチオニン減量食負荷や高脂肪食負荷を行った所、Sema3GKOは野生型に比較して、体重増加が少なく、ブドウ糖負荷試験とインスリン抵抗性試験の結果から、耐糖能が良好であることが再現性をもって示された。次に、脂肪組織や褐色脂肪組織に着目して、炎症や脂肪分化に関する検討を開始した。脂肪組織におけるマクロファージの浸潤をIba-1染色にて定量評価を行なったところ、Sema3GKO脂肪組織ではIba-1陽性細胞が少なく、炎症が軽減されている可能性がある。続いて、脂肪分化に伴うSema3Gの発現様式をin vitroで検討した所、マウス繊維芽細胞3T3L1細胞やヒトやマウスの脂肪組織から得た間質血管分画の脂肪分化に伴ってSema3Gの発現が認められることを確認した。今後も炎症と脂肪分化の観点からSema3Gの機能解析を進める。さらに興味深いことに、Sema3GKOマウスを用いて行動試験を行った所、野生型に比して行動様式が異なることが明らかとなった。エネルギー代謝の中枢神経支配は現在着目されている分野であり、このような幅広い視点から研究が進められていることは評価に値する。in vitroの実験では、HepG2細胞に対して、TGF-β刺激を行い、Sema3Gリコンビナント添加の有無によりSmadのリン酸化の程度に差が生じるかを検討した。ウェスタンブロットにて、リン酸化Smad2とSmad2/3を定量評価し、Sema3G添加群にてリン酸化smad2の発現が多い傾向は認めたが、再現性が得られず、実験を繰り返す予定である。また、ヒトの脂肪組織から間質血管分画(SVF)を採取し、脂肪細胞への分化実験を行った。3T3L1細胞と同様に、分化に伴ってPPARγの上昇が認められ、Sema3Gの発現が確認できた。また、Sema3GKOマウス、野生型マウスの精巣周囲脂肪組織を採取し、そこから得たSVFを培養し、脂肪分化実験を行った。これまで同様、脂肪分化に伴って、Sema3Gの発現を確認した(野生型マウス)。脂肪分化の程度について、PPARγはSema3GKOマウスの方が野生型に比して高値であり、組織学的にSema3GKOマウスにおいて脂肪細胞が小型化し、総数が多いことと矛盾しない結果と考えた。また、Sema3GKOマウスのSVFに対して、TGF-β刺激を行い、Sema3Gリコンビナント添加の有無によりsmadのリン酸化の程度に差が生じるかを検討した。ウェスタンブロットにて、psmad2とsmad2/3を定量評価したが、明らかな差が認められず、再検討を行う。Sema3GKOマウスに超高脂肪コリン欠乏メチオニン減量食(CDAHFD食負荷)を行い、経時的に体重の変化を観察し、脂肪肝の程度などの検討を行った。16週齢(負荷8週)のマウスにおいて、Sema3GKOにおいて体重減少が認められたのに対し、WTでは体重増加が認められた。両群間で食餌摂取量に有意差はなかった。肝重量についても違いはなかったが、AST、γ-GTPに関して、Sema3GKOの方がWTに比して有意に低値であり、肝機能障害が軽減されている可能性が示唆された。脂質に関しては、総コレステロール、中性脂肪がSema3GKOの方がWTに比して有意に高値であった。これらを考察すると、末梢血のコレステロール値が上昇する一方で、肝臓の炎症は軽減されているという結果となり、コレステロールのクリアランスなどが関与していることも推察される。

この結果に基づき、Sema3GKOでは肝臓の炎症が軽減されるという仮説を立て、検証を進めている。HE染色では明らかな脂肪滴の違いなどは見受けられなかったが、マッソントリクローム染色、シリウスレッド染色では、WTにおいて線維化が強い印象を受けた。実際にヒドロキシプロリンの定量を行うと、有意差は得られなかったが、WTにおいて高い傾向があった。しかし、NAFLD activity score、Sirius-red positive scoreの定量では、2群間に明らかな差は認められず、WTにおいて肝臓の線維化が強いという結論には至ることが出来なかった。次に、PCRにより各種炎症性サイトカインの変化を観察した。TNF-α、col1A1、col3A1、col4A1に関して、Sema3GKOの方がWTよりも有意に低値であり、MCP-1、IL-6に関しては有意差はないものの低値の傾向があり、これらの点については、仮説と矛盾しない結果が得られた。産前産後の休暇及び育児休業取得に伴い、平成28年度は当初の予定よりも研究内容を縮小した。そのため計画内容として、進捗状況は遅れている。今年度は「高脂肪食/超高脂肪コリン欠乏メチオニン減量食(CDAHFD)負荷モデルにおけるSema3Gの発現様式と肥満、脂肪肝に与える影響の検討」を中心に進めた。上記に述べたよう、超高脂肪コリン欠乏メチオニン減量食(CDAHFD)とは、脂肪肝、NASH、肝線維化の病態モデルであり、体重減少を抑制し、かつ短期間で線維化まで進行するという利点があることが知られている。まずCDAHFD食での検討を行っており、そこから得られた課題を引き続き検討する。また高脂肪食負荷での検討では、CDAHFD食と同様、Sema3GKOではWTに比して、有意に体重増加が少ないことが示された。HE染色、シリウスレッド染色では明らかな差は認められなかった。耐糖能に関しては、Sema3GKOではブドウ糖負荷による血糖上昇が有意に抑制され、インスリン抵抗性が小さいことが示された。これが体重の差異によるものか、肝臓の炎症の程度が関連しているのかは、現時点で結論はでていない。以上のように、高脂肪食負荷での検討がまだ不十分であり、CDAHFD食との違いなども考慮しながら実験を進める予定である。昨年度までの研究において、超高脂肪コリン欠乏メチオニン減量食(CDAFHD食負荷)を行い、Sema3GKOマウスでは体重減少が認められたのに対し、野生型では体重増加が認められた。また、Sema3GKOマウスでは肝機能障害が軽減されている可能性が示唆された。次に8週齢のマウスに対して8週間の高脂肪食負荷を行なったところ、やはりSema3GKOマウスは野生型に比較して有意に体重増加が小さいことが示された。ブドウ糖負荷での血糖上昇はSema3GKOにて有意に小さく、インスリン低血糖試験(ITT)ではSema3GKOにてインスリン抵抗性が有意に小さく、野生型に比較して耐糖能が良好であることが示された。肝障害や肝の線維化については、CDAHFD食負荷の時と同様に、PCRや染色等で評価を行い、わずかにSema3GKOで軽減している結果であったが、有意差は認められなかった。高脂肪食負荷では、CDAHFD食負荷に比較して肝障害が軽度であったため、両群間での差がはっきりとしなかったと考えられる。
世界のなかの日本美学

この研究は、平成15年度発足の科学研究費「特定領域研究」に、同じ主題による新領域を申請するためのものである。そのため、7月30日京都、9月7日東京、10月12日広島、と3回研究会をもった。まず、趣旨と狙いについての認識を共有したうえで、研究分担者にそれぞれ具体的な研究計画の立案を求め、それに対して代表者から意見を伝えるなどして、推敵を加えた。第二回の研究会では、それらの研究計画案を持ち寄り、領域の全体像の面から検討を加え、補充すべき主題を洗い出し、本企画調査の研究分担者以外から、それらを担当すべき研究者を考え、参加を要請することにした。最後の研究会では、それらの研究者をも招き、最終調整を行った。この間、専門家を招いてアドヴァイスを受けたほか、その後も連絡をとりあって、申請書類の作成に努め、首尾よく、新領域を申請する214ページの書類を提出することができた。作成された新領域の計画案の概略を記すならば、主題を言うまでもなく「世界のなかの日本美学」である。この主題を《日本美学への求心》と、《外部世界の意識》の2つの方向に分節する。そして、前者については「日本美学の創出」、「日本美学の自覚化」、「日本的感性の射程」、後者については「美学における欧米/アジア」、「美の政治的次元」の5つの研究項目を立てた。これらの項目のもとに、計19の計画研究案をそろえた。公募研究を予定して、この研究計画の趣旨を多くの研究者に伝えることを図る。総括班を置いて、研究の集約と、内外への発信、特に海外からの思想の受信の機能を徹底することにした。申請書を提出したのちも、研究代表者は、採択された場合の研究計画の実行をにらみ、海外の研究者たちとの意見交換に努めている。
外来重要害虫ノクチリオキバチのリスク管理に関する研究

ノクチリオキバチが東アジアに侵入した場合の被害を予測した結果、ノクチリオキバチが日本を含む東アジアに侵入し、定着するリスクがあることを明らかにした。ニトベキバチに寄生する線虫はDeladenus属(新種)と同定され、宿主雌成虫を不妊にしている可能性が高いことを明らかにした。また、ニトベキバチに寄生蜂クロヒラタタマバチが寄生し、ノクチリオキバチの侵入定着に対する抵抗要因となりうることを明らかにした。東アジアのマツ類に対するノクチリオキバチ共生菌の病原性とミューカスの毒性を明らかにするため、南アフリカのケープタウンでマツ類の枯損被害を起こしているノクチリオキバチ雌5頭を採取・解剖し、共生菌Amylostereum areolatum5菌株とミューカスを分離した。その分離菌株のジェネットを識別するため、分離菌株間で対峙培養を行った。その結果、5菌株は同じジェネットであることがわかった。在来キバチ共生菌の病原性やミューカスの毒性を明らかにするため、スギ・ヒノキ材からニホンキバチ、ヒゲジロキバチを採取・解剖し、それぞれ共生菌キバチウロコタケ3菌株とミューカスを分離した。東アジアに侵入した場合の分布域(危険地域)を推定するため、南アフリカにおいてノクチリオキバチによるマツ類の枯損が発生しているケープタウンやダーバンの平均気温を収集した。キバチの在来天敵(線虫や寄生蜂)の寄生性や寄生様式を明らかにするため、昨年設置した餌木からヒゲジロキバチを採取し、採取したキバチの腹部からDeladenus属の寄生線虫を検出し、同キバチの共生菌を用いて培養することができた。また、今年は5月10月にかけて愛知・長野・岩手県においてカラマツやアカマツを伐採し、その丸太による餌木を設置した。東アジアのマツ類に対するノクチリオキバチ共生菌の病原性とミューカスの毒性を明らかにするため、南アフリカのPinus radiata材から脱出したノクチリオキバチ50頭を用いて腹部を解剖し、共生菌の菌株とミューカスを分離した。その結果、分離した50菌株はすべて同一のジェネットであった。一方、ノクチリオキバチとニトベキバチのミューカスについて成分分析を行った結果、タンパク質と炭水化物で構成されていること、タンパク質と炭水化物はニトベキバチに比べ、ノクチリオキバチが多いことを明らかにした。東アジアに侵入した場合の分布域(危険地域)を推定するため、ニュージーランド、オーストラリア、ブラジル、アルゼンチン、チリ、米国、カナダでノクチリオキバチによる枯死被害の分布と対応する気象データを収集した。その他に、南アフリカでの被害分布や被害林での被害実態調査を行った結果、ノクチリオキバチによるマツ類の枯損についてその被害がダーバンからネルスプロートまで広がっていることを明らかにした。キバチの在来天敵(線虫)の寄生性や寄生様式を明らかにするため、ノクチリオキバチと同属のニトベキバチ雌成虫を青森県田子町で採集し、解剖したところDeladenus属の寄生線虫を検出した。線虫に寄生されたキバチ雌成虫には卵がないものがあり、あっても10数個しかない上に卵巣小管が破壊されていて産卵は不可能と思われた。これらのことから、ニトベキバチに寄生する線虫は宿主雌成虫を不妊にしている可能性が高いことを明らかにした。南アフリカに分布するノクチリオキバチ共生菌はすべて同一ジェネット(クローン)であることを明らかにした。P. elliotti、P. taeda、P. patulaにニトベキバチ共生菌、ノクチリオキバチ共生菌、ミューカス、共生菌およびミューカス、コントロールとして寒天を接種した結果、ミューカス、共生菌およびミューカスを接種した3種類のマツで樹脂異常漏出が見られることを明らかにした。ニトベキバチとヒゲジロキバチに寄生線虫を確認し、寄生率はそれぞれ、53%と100%であった。ニトベキバチとヒゲジロキバチから検出された線虫はキバチ成虫の血体腔に雌成虫とそれに由来する幼虫寄生していた。ニトベキバチとヒゲジロキバチから分離して培養した線虫の形態を観察したところ、中部食道球がなかった。寄生の生態と分離した線虫の形態観察から、ニトベキバチとヒゲジロキバチに寄生する線虫はDeladenus属(新種)と同定した。線虫に寄生されたキバチ雌成虫には卵がないものがあり、ある場合も10数個しかない上に卵巣小管が破壊されていて産卵は不可能と思われた。以上から、ニトベキバチに寄生する線虫は宿主雌成虫を不妊にしている可能性が高いことを明らかにした。ニトベキバチに寄生蜂クロヒラタタマバチが寄生し、ノクチリオキバチの侵入定着に対する抵抗要因となりうることを明らかにした。

達成目標とした南アフリカのケープタウンでマツ類の枯損被害を起こしているノクチリオキバチ雌50頭から分離した共生菌Amylostereum areolatum50菌株を対峙培養した結果、分離菌株はすべて同一のジェネットであった。ノクチリオキバチによるマツ類の枯損についてその被害が南アフリカでダーバンからネルスプルートまで広がっていることを明らかにした。ノクチリオキバチと同属のニトベキバチ雌成虫を青森県田子町で採集し、解剖したところ、Deladenus属の寄生線虫を検出した。線虫に寄生されたキバチ雌成虫には卵がないものがあり、あっても10数個しかない上に卵巣小管が破壊されていて産卵は不可能と思われた。以上から、ニトベキバチに寄生するDeladenus属の線虫は宿主雌成虫を不妊にしている可能性が高いことを明らかにした。以上の結果により、おおむね順調に進展していると考えた。24年度が最終年度であるため、記入しない。南アフリカなどにおいてノクチリオキバチの共生菌とミューカスの分離を行い、マツ類に対する分離菌の病原性やミューカスの毒性を明らかにし、キバチ類から分離した共生菌に関して対峙培養や塩基配列分析などにより、集団構造や遺伝的多様度を解析し、各集団の特徴づけを行う。また、南アフリカなどでノクチリオキバチによる枯死被害の分布と対応する気象データを収集し、東アジアに侵入した場合の分布域(危険地域)の推定を行い、キバチ成虫から寄生線虫が発見された場合、寄生率、食餌菌範囲を調べるとともに、寄生の影響(不妊化率など)を調査する。一方、キバチの寄生蜂を調査し、データベースを作成するとともに、寄生性などを検討する。
プリンティング熱電デバイスを指向したBi-Te熱電インクの高性能化

熱電発電は熱電材料を用いて温度差から電力を得る技術であり,無駄に捨てている廃熱を電力として有効利用する新技術として注目を浴びている.熱電発電の産業応用のためには,低コストで大面積・高密度の熱電デバイスを作製することが求められており,国内外の多くのグループがプリンティング熱電デバイスの開発研究を行っている.本研究課題において我々は,プリンティング用Bi-Te系熱電インクを開発し,(1)熱処理条件とナノバルク中での結晶配向を制御することにより,市販品と同等の性能を実現することに成功した.また,(2)インプリンティング技術を導入することにより,微小サイズの熱電素子パターンを得ることに成功した.本研究では,プリンティング熱電素子の実現を目指し,我々が産学共同研究により開発した「Bi-Te熱電インク」の高性能化を目指す.この熱電インクは熱電材料Bi2Te3のナノ粒子を有機溶媒に分散したものであり,印刷の後熱処理を行うだけで熱電モジュールが作製できる物である.平成27年度は下記の2つの事項に関して顕著な研究実績を得た.1.熱電インク中のインク粒子の直接観察熱電インクの高性能化のためには,インク中の熱電微粒子の形状と大きさに関する直接的な情報が必要である.我々は熱電インクを洗浄したシリコン基板に担持させ,溶媒を乾燥させた後に,AFMによるインク微粒子の観察を行った.観察の結果,熱電インクの形態は大きく2種類に分類できることが明らかとなった.一つは大きさが14×6 nm程度の微小単結晶,もう一種類の粒子はサイズが大きなBi2Te3凝集粒子である.統計処理を行うことにより,これら単結晶粒子と凝集粒子の統計分布が添加する有機保護剤の有無や種類によって変わることを明らかにした.これは今までの粒度分布測定では得られなかった情報であり,今後の研究推進に大変重要である.2.熱電インクから作製したナノバルク熱電素子の性能向上上記の熱電インクの熱電物性を評価するために,熱電インクを種々の条件下で乾燥させた後,これをダイスに詰めてホットプレスを行ってナノバルク体を作製した.ナノバルク体を直方体に切り出し,10 Kから340 Kの温度範囲で熱電特性を測定し無次元性能指数ZTを算出した.アルゴン雰囲気中で乾燥させただけの場合は,最大値がZT =0.32程度であるのに対して,真空乾燥工程を加えることにより,室温でZT =0.5まで上昇させることに成功した.これは主に電気抵抗率が減少したためで,ナノバルク内での微粒子同士の接触抵抗の軽減が性能向上の鍵であることが明らかとなった.上記のように本研究の進捗は順調に推移している.これらの業績に基づき,我々は当該年度に3件の国内学会議報告を行った.これに加えて,平成28年度実施予定であったナノ粒子熱電評価システムも前倒しで構築し27年度内に完成させ,実際にBi2Te3ナノ粒子の熱物性を測定・評価することが出来た.以上の状況から,進捗状況は「当初の計画以上に進展している」と自己評価した.本研究では,プリンティング熱電素子の実現を目指し,我々が産学協同研究により開発した「Bi-Te熱電インク」の高性能化を目指す.平成28年度は下記の二つの事項について顕著な研究成果を得た.1.熱電インクから作製したナノバルク熱電素子の性能向上上記の熱電インクの熱電物性を評価・向上させるために,熱電インクを乾燥させた後に,これをダイスに詰めてホットプレス処理を行い,ナノバルク対を作製した.さらに所定の温度下でナノバルク体に一軸応力を加えて塑性変形させることにより,ナノバルクの結晶方位の配向性を制御し性能向上を行った.得られた試料を直方体に切り出し,10 Kから340 Kの温度範囲で熱電物性を測定し,無次元性能指数ZTを算出した.塑性変形を加えないランダム配向試料ではZT=0.5であったのに対して,塑性変形ナノバルクは応力に垂直な方向において,p型でZT=0.9,n型でZT=1.0を達成した.これは市販のバルク材料と同等の性能であり,熱電インクの実用への道を拓くものであると言える.さらに,p型とn型では結晶配向のメカニズムが異なることも明らかにし,ナノオーダーにおける結晶配向というナノテクノロジーの要素技術についても基礎的な知見を得ることが出来た.2.熱電インクを用いたナノインプリンティングの試み熱電インクを用いたプリンティング熱電素子の作製方法としては,インクジェットプリンティングが一般的に考えられるが,より大きなアスペクト比の素子を得るために,ナノインプリンティング法を活用した印刷法を試みた.予備的な実験として,50 μm角の正方形パターンや,同サイズの太さの線状パターンの印刷に成功した.次年度は,印刷条件を最適化することにより,ナノインプリントを用いた熱電素子の作製を目指す.上記のように本年度の進捗は順調に推移している.これらの業績に基づき,我々は当該年度に1件の国際会議発表および1報の査読付き欧文論文を発表し,さらに2件の招待講演も行った.また計画通りナノインプリントによる熱電素子の作製にも着手でき,相応のパターンを形成することに成功している.以上の状況より,進捗状況は「(2)おおむね順調に進展している」と判断した.

本研究では,プリンティング熱電デバイスの実現を目指し,我々が開発した「Bi-Te熱電インク」の高性能化と素子作製を目指す.平成29年度は下記の二つの事項について顕著な研究成果を得た.1.熱電インクから作製したナノバルクの性能向上の試みいくつかのバルク熱電材料において,バルク中に析出した金属微粒子が伝導キャリアを選択的に散乱するキャリアフィルタリング効果により熱電能が増強することが報告されている.p型およびn型の熱電インクに金属テルルを過剰に混入し,攪拌・乾燥後,粉末をダイスに詰めてホットプレスすることによりナノバルクインゴットを得た.p型では組織中に金属テルル微粒子が析出した目的の構造を作ることに成功したが,n型ではテルルの析出は見られなかった.p型の熱電能を広い温度範囲で測定したが,熱電能の増強は見られず,キャリアフィルタリング効果は観測されなかった.2.インプリンティング法を用いた微小熱電素子の印刷高アスペクト比の印刷熱電素子を,インプリンティング法を用いて作製した.厚さ100 nmのpt電極を蒸着したシリコン基板に対して表面処理を行った後,熱電インクを滴下する.アルゴンガス中で乾燥させBi-Teの厚膜とした後,パターンを彫ったステンレス製モールドを150°C,40 MPaで厚膜に押しつけることによりパターンの転写を行った.その結果,幅100μm30μm,長さ2.8 mmのラインパターン,一辺100μm30μmの正方形パターンのBi-Te素子パターンを形成することに成功した.この素子パターンを550°C,5分で熱処理することにより得られた素子は,バルク試料と同等の熱電能を示し,電気抵抗率の増加は2倍以内に抑えられた.これはインクジェット印刷素子に比べて510倍の性能改善に対応しており,熱電インクを用いたプリンティングデバイスの実現に大きく近づいたと言える.熱電発電は熱電材料を用いて温度差から電力を得る技術であり,無駄に捨てている廃熱を電力として有効利用する新技術として注目を浴びている.熱電発電の産業応用のためには,低コストで大面積・高密度の熱電デバイスを作製することが求められており,国内外の多くのグループがプリンティング熱電デバイスの開発研究を行っている.本研究課題において我々は,プリンティング用Bi-Te系熱電インクを開発し,(1)熱処理条件とナノバルク中での結晶配向を制御することにより,市販品と同等の性能を実現することに成功した.また,(2)インプリンティング技術を導入することにより,微小サイズの熱電素子パターンを得ることに成功した.本研究は順調に推移しており,熱電インクから作製したナノバルクの性能が実用レベルに達している.この成果が認められ,平成29年発行予定の『フレキシブル熱電変換材料の開発と応用(シーエムシー出版書籍)』へ「インクジェットを活用したプリンティング熱電モジュールの開発」として執筆が予定されている.最終年度は,ナノインプリンティングを活用した素子の作製について研究を推進していく.固体物理,熱電変換本研究課題は,2015年10月に基盤研究(C)として追加採択を受けたものである.予算執行期間が短くナノ粒子に配位する保護剤の最適化を次年度に行うこととしたため,次年度使用額が発生した.研究は順調に進んでおり,使用残高の残りとして1万円あまりを次年度使用額とした.ナノ粒子に配位する保護剤の最適化を実施した後,Bi-Te熱電インクの高性能化を実現するため,研究計画に沿って助成金を計画的に執行する.主として消耗品費に使用する.