hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脊髄における循環障害の病態,特に選択的脆弱性の生化学的研究

平成7年度はまず実験的脊髄疾患モデルの作製と確立に第一の主眼をおいた。最初に行ったのは、家兎の脊髄空洞症モデルで、、臨床用磁気共鳴画像装置により、軽い麻酔下に、脊髄の空洞の形態を経時的に観察が出来るようになった。本法を用いて、経時的な磁気共鳴画像診断装置によるin vivoの脊髄の形態学的変化と電子顕微鏡を用いた脊髄の形態学的変化の関連を調べた。一方、大動脈クロスクランプ法を用いたラットの脊髄虚血の実験も行った。しかしながら実験途中で死亡する動物もありなかなかデータが安定しなかった。平成8年度は前年度と同様、実験モデルが確立した家兎脊髄空洞モデルを用いた。昨年、本実験動物モデルの病理学的所見に関しては報告したが、本年度はその水分動態と脊髄循環障害の動態の変化を調べた。まず経静脈的にエバンスブルーを投与し、共焦点レーザー顕微鏡により血管からのエバンスブルーの漏出を調べたが組織内への漏出は見られなかった。本脊髄空洞症モデルにおいて電子顕微鏡的に確認された白質の細胞外水分量の増加は、脊髄虚血後に起こるとされている血管透過性亢進による血管原性浮腫ではなく、脊髄空洞症に併発する水分動態の異常による可能性が高いことが推察され、この所見は本病態の病因解明に重要な知見と考えられた。本年度はまず実験的脊髄疾患モデルの作製と確立に第一の主眼をおいた。最初に行ったのは、家兎の脊髄空洞症モデルで、これは昨年、その病理学的所見に関しては報告したが、今回、臨床用磁気共鳴画像装置により、軽い麻酔下に、脊髄の空洞の形態を経時的に観察が出来るようになった。本法を用いて、形態学的な観察以外に、浮腫の病態や、脊髄血流測定なども可能になりうる。同様の実験を行っている、海外の研究者に問い合わせ、実験成功のための秘訣の教示を請うた。今後実験データの更なる安定化が期待できる。ラット脊髄の凍結損傷のモデルについては、私どものグループがその実験系を確立し、すでにその形態学的変化、組織内水分量と脊髄血流量との関係については論文に報告ずみである。今後本モデルを用いて、さらに生化学的研究を行う方向性も検討している。実験的脊髄疾患モデルの確立には一定の成果を得た。また、脊髄血流測定の技術も確立できた。しかし、第二段階の生化学的検討まで進めなかった。これには脊髄虚血モデルを作製することが大変難しいことがその理由として挙げられるが、海外の研究者との意見交換によりほぼクリア-された。さらにもう一つの理由としては阪神大震災のため1月から8月末まで動物実験施設での動物実験が出来なかった。幸いにして、9月にほぼ復旧し実験が可能となった。したがって、本年度の残りの期間で初年度の計画のかなりの部分は達成できた。平成8年度には、時間のかかる実験脊髄腫瘍モデルによる実験は割愛し、先に述べた3つのモデルに集中する事により、当初の成果をあげうる。平成8年度は前年度と同様、実験モデルが確立した家兎脊髄空洞症モデルを用いた。本脊髄空洞発症前に脊髄後索白質内に細胞外水分量が増加することが電子顕微鏡的に確認された。また、空洞周囲に脱髄やグリア細胞の増生が見られた。この所見は6ヶ月後の慢性空洞症においても同様であった。
キャビティ流れの数値的・実験的研究

本研究の成果は、以下のようにまとめられる。1.気泡二相流モデルと差分法を用いて、有限幅直進翼及び回転翼回りの非定常粘性キャビテーション流れの計算を行った。計算は低レイノルズ数でしか行えなかったため、実験結果との定量的な一致は得られていないが、定性的には良く対応し、本モデルがこの様な流れの計算に有効であることが示された。2.翼端渦は単純なRankine渦的な構造をしておらず、翼上面と下面それぞれの境界層を起源とする2つの渦核を持つことが示された。これにより、翼端渦キャビテーションがツイストするリボン状の形状となることが説明された。3.翼面上のキャビティが大きくなると翼端渦が弱くなる。しかし、翼端渦の回転によって翼端付近の剥離が促進され、翼端付近の翼面上キャビティは大きくなる。4.キャビティによって剪断層が持ち上げられるため、粘性後流が厚くなる。5.回転翼においては、遠心力の影響により翼面の流れが翼端側に向かい、直進翼とは全く異なる翼面流れを形成する。6.高レイノルズ数の計算には、適切な乱流モデルの導入もさることながら、計算格子の生成が大きな鍵を握ることが示された。7.有限幅直進翼を用いた精密な実験を行い、キャビテーション観測の他に、翼面圧力分布や流場計測を行った。特に、翼端渦の位置や流速分布を詳細に計測した。これらの実験データは、計算結果の詳細な解析とともに、上記流れ構造の解明に役立てられた。キャビティ流れの新しい数値解析法として研究代表者らにより、気泡二相流モデルが提案され、複雑な流場を表現出来ることが示されているが、本研究はその可能性をさらに追求したものである。気泡二相流モデルは基礎方程式がナビエ・ストークス式と気泡群の成長方程式で、これを有限差分法により数値的に解くものである。理論解析法の研究としては、下記の2つを行った。(1)計算スキームの改良:従来の気泡二相流モデルは各物理量の保存性についての考慮が十分ではなく、これが数値解の安定性を損なっていた。本年度はその点を検討し、基礎式を保存性のある差分式にし、保存性を考慮して新たにプログラミングを行った。また乱流モデルとしてLESを導入し、高レイノルズ数流れまで計算出来るようにした。(2)各種流場への適用の可能性:これまでの計算対象は翼型などの二次元流場が主であったが、本年度は直進有限巾翼とプロペラを想定した回転する有限巾翼について計算を行った。レイノルズ数が1000と低いが、翼端渦のロール・アップ、遠心力による境界層内の二次流れの発生、両者のキャビティパターンの差異など、基本的な特徴が計算できた。実験としては(1)高迎角の翼型の剥離流中に発生するキャビテーション(2)直進有限巾翼に発生するキャビテーションの実験を行なった。対応する数値解析結果は実際のキャビティ挙動をよくシミュレートしているが、定量的な一致は十分でなく、さらに研究の必要があることが明らかになった。本年度の研究成果は、以下のようにまとめられる。1.気泡二相流と差分法を用いて、回転翼回りの非定常粘性キャビテーション流れの計算を行った。回転翼においては、遠心力の影響により翼面の流れが翼端側に向かい、直進翼とは全く異なる翼面流れを形成する。また、キャビティも翼端側の方が非常に大きくなる。2.上記と同様の計算手法を用いて、後退直進翼の計算を行った。後退翼では、後退角のない楕円翼に比べて、スパン方向への圧力勾配が生じるため、翼上面で翼端に向かう流れが生じる。この流れによる渦度が翼端渦と干渉し、翼端渦を弱め、拡散する。

また、流れ方向に軸を持つ渦度(翼端渦と同じ渦度)が、翼上面の広い範囲にわたり、翼より少し離れた所に分布し、翼端から離れた所にもう一つのピークを持つようになる。これが、実験で見られた翼面シートキャビティから縦渦キャビティへの移行、ひいてはキャビティの安定化と、スパン方向のキャビティの分断に大きく関わっているものと考えられる。3.計算に使用したものと同じ形状の後退翼模型を用いて、既存の楕円翼模型との比較実験を行った。その結果、上記で述べた縦渦キャビティの発生とキャビティの安定化、スパン方向のキャビティの分断が観測された。また、翼面流れも、翼上面で翼端に向かっているなど、計算と良く対応する結果が得られた。4.計算格子の生成法を検討した。その結果、高レイノルズ数計算が可能な格子の生成法の糸口がつかめた。
ロコモティブシンドローム予防のための超音波検査を用いた下肢筋の客観的評価法の開発

【研究目的】先進国における高齢者人口の増加は大きな問題である.中でも,わが国の高齢化問題は深刻であり, 65歳以上の高齢者が総人口に占める割合は2割を越え世界でも有数の超高齢化社会を迎えている.そこで,日本整形外科学会では運動器障害による要介護状態や要介護リスクの高い状態を表す新しい言葉としてロコモティブシンドローム(ロコモ)を提唱している.本研究の目的は,超音波検査を用いて大腿四頭筋を画像解析し,加齢、筋力および筋質との関係を明らかにすることである.【研究方法】健常ボランティア145名290肢を対象とし, 45歳未満を若年群(136例,平均年齢23.2±5.0歳), 4564歳を中年群(62例, 55.7±6.3歳), 65歳以上を高齢群(92例,平均年齢73.2±5.3歳)とし,膝伸展筋力および超音波画像の評価値の比較検討を行った.なお,本研究は岐阜大学医学研究倫理審査委員会の承認を受けて実施した.超音波検査は,超音波診断装置GEヘルスケア社製LOGIQe, 6.014.0MHzのリニア型プローブを使用し,大腿四頭筋厚(muscle thickness of the quadriceps femoris : QMT)と筋内部エコーを評価した.筋内部エコーについては,コンピュータによるテクスチャー解析を行い, MEAN, skewness(SKEW), kurtosis(KURT), inverse different moment(IDM), sum of entropy(SUM)およびangular second moment(ASM)を指標に用いた.膝伸展筋力は,下肢筋力測定装置を用い,利き手と同側の大腿四頭筋の等尺性最大膝関節伸展筋力を計測した,検査肢位は端坐位,股関節90度屈曲位,膝関節90度屈曲位とし、筋力測定機器のパッドを下腿遠位部に装着し測定を行った.【研究成果】QMT, SKEW, KURT, IDM, ASMおよび膝伸展筋力は若年群と中年群に比し高齢群において有意に低下した.一方, MEANとSUEは中年群と高齢群と比較し若年群で有意に減少した.重回帰分析の結果,膝伸展筋力の実測値と超音波画像特徴より求めた推定値は有意に相関した.本研究では,大腿四頭筋について,膝伸展筋力と筋厚および筋質とを比較検討し,年代間に有意な差を認めた.今回の検討によって得られた超音波画像の解析方法は高い精度で膝進展力の推定が可能であり,ロコモの予防に有用である可能性が示唆された.今後更なる検討を行い,筋年齢という新たな指標の確立に取り組みたいと考える.【研究目的】先進国における高齢者人口の増加は大きな問題である.中でも,わが国の高齢化問題は深刻であり, 65歳以上の高齢者が総人口に占める割合は2割を越え世界でも有数の超高齢化社会を迎えている.そこで,日本整形外科学会では運動器障害による要介護状態や要介護リスクの高い状態を表す新しい言葉としてロコモティブシンドローム(ロコモ)を提唱している.本研究の目的は,超音波検査を用いて大腿四頭筋を画像解析し,加齢、筋力および筋質との関係を明らかにすることである.【研究方法】健常ボランティア145名290肢を対象とし, 45歳未満を若年群(136例,平均年齢23.2±5.0歳), 4564歳を中年群(62例, 55.7±6.3歳), 65歳以上を高齢群(92例,平均年齢73.2±5.3歳)とし,膝伸展筋力および超音波画像の評価値の比較検討を行った.なお,本研究は岐阜大学医学研究倫理審査委員会の承認を受けて実施した.超音波検査は,超音波診断装置GEヘルスケア社製LOGIQe, 6.014.0MHzのリニア型プローブを使用し,大腿四頭筋厚(muscle thickness of the quadriceps femoris : QMT)と筋内部エコーを評価した.筋内部エコーについては,コンピュータによるテクスチャー解析を行い, MEAN, skewness(SKEW), kurtosis(KURT), inverse different moment(IDM), sum of entropy(SUM)およびangular second moment(ASM)を指標に用いた.膝伸展筋力は,下肢筋力測定装置を用い,利き手と同側の大腿四頭筋の等尺性最大膝関節伸展筋力を計測した,検査肢位は端坐位,股関節90度屈曲位,膝関節90度屈曲位とし、筋力測定機器のパッドを下腿遠位部に装着し測定を行った.【研究成果】QMT, SKEW, KURT, IDM, ASMおよび膝伸展筋力は若年群と中年群に比し高齢群において有意に低下した.一方, MEANとSUEは中年群と高齢群と比較し若年群で有意に減少した.重回帰分析の結果,膝伸展筋力の実測値と超音波画像特徴より求めた推定値は有意に相関した.本研究では,大腿四頭筋について,膝伸展筋力と筋厚および筋質とを比較検討し,年代間に有意な差を認めた.今回の検討によって得られた超音波画像の解析方法は高い精度で膝進展力の推定が可能であり,ロコモの予防に有用である可能性が示唆された.今後更なる検討を行い,筋年齢という新たな指標の確立に取り組みたいと考える.
構造機能維持及び超早期復旧を可能にするPCaPC耐震構造システムの研究

地震後の超早期復旧が可能な構造物を安価に提供できる構造形式の確立を目的とし,部材の損傷および残留変形を抑制できる圧着型プレキャスト(以下PCaと略記)プレストレスト(以下PCと略記)構造に波形鋼板ダンパーまたは混合より線を組み合わせて,復元性とエネルギー消費性能を両立した構法の開発・研究を行った。20年度は,実験的研究として,混合より線を用いたブレース型ダンパーについて静的繰り返し載荷実験を行った。19年度に開発した19本より混合より線を架構内にX型ブレースとして配置した場合,端部回転を拘束して低荷重時によりがほどけるのを防止すれば,より線は張力が正の状態で復元力を維持したまま,安定した履歴ループを描いて十分なエネルギー消費を行うことを確認した。また解析的研究として,19年度に提案したPC鋼材の付着すべりモデルを更に修正することで,圧着型PCaPC部材の地震時挙動を非常に精度良く予測可能なFEMモデルを構築し,繰り返し載荷時における付着応力分布の推移を明らかにした。次いでPCaPC部材圧着面におけるPC鋼材の抜け出し量とひずみ増分の関係に着目し,付着応力分布の推移を反映した部材端回転バネM-θモデルを,骨組解析に組み込める形で提案した。これを用いて,19年度までに実験的に実用可能性を確認した2種の構造形式(波型鋼板ダンパーを用いたPCaPC構造,および混合より線を緊張材としたPCaPC構造)について,復元性の維持に必要なPC鋼材最低量を簡便に見積もる算定式を導出し,設計時に適切なダンパー量を決定する手法を提案した。地震後の機能維持及び超早期復旧可能な構造物の実現を目的として,損傷抑制性能の高いプレキャストプレストレスト(以下PCaPC略記)、架構に,地震時応答低減のためのダンパー要素を付加した構造形式について研究を行った。PCaPC架構に組み込むのに適した形状で,低価格・維持管理容易という利点を有する「波形鋼板を用いたダンパー」を開発し,性能を実験的に検証した。また,PCaPC架構の特徴的な挙動を模擬できるFEMモデルを構築し,既往の実験結果が精度良く追跡できることを確認した。更に骨組み解析において,架構とダンパー要素の履歴の重ね合わせにより,提案する構造形式を適用した建物の地震時挙動が予測可能であることを示した。具体的な内容は以下である。ダンパーは,薄板波形鋼板の上下に高剛性厚板平鋼板を接続することで,波形鋼板に変形を集中させ効率的にエネルギー消費を行うことを可能とした。ダンパー単体の載荷実験において,波形鋼板の形状によりダンパーとしての構造性能が制御できることを確認した。次いで開発したダンパーを組み込んだ,40%スケール1層1スパンのPCaPC架構を用いて静的交番載荷実験を行い,残留変形を抑制しつつ,地震時応答低減に十分なエネルギー消費性能が得られることを確認した。解析に関しては,既往の研究で提案されたより線の付着応カ-すべり量履歴に改良を加え,目地部の開閉を許容したFEMモデルに組み込んだ。解析結果を既往の片持ち梁実験結果と照合し,部材全体の荷重-変形関係のみならず,コンクリートやPC鋼材等の構成要素の挙動までをも精度良く追跡できることを確認した。次いで実験に用いたPCaPC架構とダンパーをそれぞれ線材に置換した骨組み解析を行い,実験に用いた試験体全体の履歴が,架構とダンパーそれぞれの履歴の重ね合わせから得られることを確認した。
クィア・LGBT映画祭とオルタナティヴなコミュニティの生成

3年間にわたる本研究期間中、国内では、計7のクィア・LGBT映画祭、国外では、計3の映画祭を訪れ、プログラミングや運営組織の成り立ち、地域社会との連携のあり方などについて調査を行った。最終年度には、国内外のクィア・LGBT映画祭運営組織、プログラマー、研究者を招聘しての国際ワークショップを開催し、とりわけ地方都市における映画祭の現状、運営上の戦略や継続的開催の困難などについて率直で有意義な議論を交わすことができた。本年度は、国内外の映画祭に参加し、運営の形態や上映作品の選定、および地域のコミュニティとの連携のあり方を中心に調査を行った。「第15回ソウル国際女性映画祭」は、世界で最も充実した女性映画祭のひとつに数えられるが、女性監督によるクィア映画作品を集めた「クィア・レインボー」企画を毎年組んでいる。本年度は、クィア×フェミニズムをテーマに、商業大作から独立系中編映画まで多彩な作品が上映された。この企画のプログラマーを務めるHong So-in氏に聞き取りを行い、プログラミングに関する貴重な情報を得ることができた。映画祭と同時開催された国際シンポジウム「女性映画の新たな地図:産業・政策・ネットワーク」にも参加、映画祭に関わる知見を広げることができた。国内では、「第4回アジアン・クィア映画祭」に参加し、アジア諸国のLGBT映画製作の現状についての情報を収集した。「第8回青森インターナショナルLGBTフィルムフェスティバル」では、映画祭実行委員長の成田陽子氏から、運営方法やプログラミングについて話を聞く機会を得た。「第17回タイ・ショートフィフルム・ビデオ映画祭」では、ディレクターのチャリダ・ウアバルムンジット氏およびプログラミング責任者のサンチャイ・チョティロセラネ氏への聞き取り調査から、タイ国内のLGBT映画制作の状況についての情報を、また、タイ国立フィルム・アーカイヴでは、国内のクィア映画研究に関する資料を収集した。「第3回愛媛LGBT映画祭」は、地元のNPO団体レインボープライドが主催し、映画祭を通じた啓蒙運動、コミュニティ形成に取り組んでいるという特徴を持つ。ここでも、主催者への聞き取り調査を行い、運営に関する話を聞く機会を得た。本年度は、映画祭への参加と聞き取り調査を通じて映画祭関係者とのネットワークを構築できたことが最大の収穫であったといえる。昨年度に引き続き、26年度も国内外のクィア・LGBT映画祭に参加し、調査を行った。参加した映画祭は以下の通りである。【(1)第16回ソウル国際女性映画祭(2)第10回香川レインボー映画祭(3)第21回台湾Women Make Waves映画祭(4)第4回愛媛LGBT映画祭】(1)ソウル国際女性映画祭は、例年通り、量、質とともに圧倒的な存在感を見せつけたが、政治的意識の高さも健在であった。本年度の「クィア・レインボー」セクションは、人種・階級・ジェンダーと交差する女性のクィアネスに焦点を当て、セクシュアリティの境界を問うプログラミングを特徴としていた。同セクションを担当するプログラマー・HONG So-in氏には今年も聞き取り調査を行い、韓国内でのクィア映画をめぐる状況について学んだ。(2)香川レインボー映画祭は、初めての参加であったが、実行委員長・藤田博美氏に聞き取り調査を行い、地方都市でこうした映画祭を開催する際の問題などについて多くの示唆を得た。(3)台湾Women Make Waves映画祭へも初参加であったが、(1)と並んで、アジアを代表する大規模な女性映画祭である本映画祭が、どのようにフェミニズムとクィアを架橋していくのかを、台北という大都市でのアクティヴィズムを通して学ぶことができた。(4)愛媛LGBT映画祭への参加は今年が4回目ということもあり、企画や運営、プログラミングなどが少しづつ変化していく様子をじっくりと観察することができた。性的マイノリティの人権は、愛媛県や松山市の人権施策の一環に位置づけられており、自治体との良好な協力関係を窺わせる映画祭となっていた。また、BL映画の上映などによる観客層の変化なども、オルタナティブなコミュニティ生成のあり方を考えていく本プロジェクトにとっては、重要な問題を提起していたといえる。本研究は、クィア・LGBT映画祭が性的マイノリティのための新たなコミュニティを生成する可能性を探ることを目的として開始された。3年間にわたる調査は、研究実施計画に基づいて実施され、国内および韓国、台湾の映画祭はすべて予定通り参加することができたものの、北米の映画祭については予算と時間の都合から調査を実施することができず残念であった。国内では、「青森インターナショナルLGBT映画祭」、「東京国際レズビアン&ゲイ映画祭」「アジアン・クィア映画祭」「関西クィア映画祭」「香川レインボー映画祭」「愛媛LGBT映画祭」および2015年に開始された「大須にじいろ映画祭」に参加し、国外では、「ソウル国際女性映画祭」、「ウィメン・メイク・ウェイブ映画祭」(台湾)、「台湾国際クィア映画祭」に参加した。実行委員会や運営スタッフ、プログラマーへの調査を実施し、映画祭企画の意図や運営上の困難、助成や後援の有無、観客の反応、映画祭同時企画などから、クィア・LGBT映画祭が、非当事者の包摂によってどのようなものへと変化しつつあるのかを分析することが可能となった。

また、最終年度には、こうした調査に加え、映画祭運営関係者や研究者を招いて国際ワークショップを開催し、映画祭がもつアクティビズムとしての側面や、コミュニティ構築に果たす役割などについて率直な意見交換を行い、学術的なだけでなく映画祭運営や性的マイノリティのコミュニティ生成に関わる実践的な知見を交換しあうことができたのは大きな収穫であった。したがって、本研究の重要性として、クィア・LGBT映画祭が、地方で孤立しがちな性的マイノリティに他のコミュニティと連繋する機会を提供し、従来の社会運動とは異なる開かれたアクティヴィズムの可能性を明らかにした点を挙げておきたい。3年間にわたる本研究期間中、国内では、計7のクィア・LGBT映画祭、国外では、計3の映画祭を訪れ、プログラミングや運営組織の成り立ち、地域社会との連携のあり方などについて調査を行った。最終年度には、国内外のクィア・LGBT映画祭運営組織、プログラマー、研究者を招聘しての国際ワークショップを開催し、とりわけ地方都市における映画祭の現状、運営上の戦略や継続的開催の困難などについて率直で有意義な議論を交わすことができた。本年度は、未訪であった二つの国内外の映画祭(香川レインボー映画祭および、台湾Women Make Waves映画祭)へ参加できたことが大きな収穫であった。昨年同様、実際に映画祭の会場へ足を運び、観客を含めて映画祭がどのような「情動の空間」を醸成しているのかを直に観察することは、本プロジェクトにとって重要な方法論のひとつなっているからである。それと同時に、主催者への聞き取り調査や、プログラミングの調査も続行し、映画祭の企画、運営といった実践的な活動に関わる諸問題の分析にとりかかっているところである。また、映画祭の調査を行うのと並行して、その成果として、セミナーおよび、学会報告を行った。7月には、関西社会学会研究活動委員会の特別活動であるジェンダー・セクシュアリティ研究会でセミナー講師をつとめ、日本におけるクィア・LGBT映画祭の意義、役割について話しをした。こうした映画祭の発展は、クィア・スタディーズの発展や映画文化(Film Culture)との関連において考察することが必要であり、その試みの第一歩となったセミナーであった。また、2015年3月には、ウィーン大学(オーストリア)で開催された学会Representations and Self-representations of Queer(s) in East Asiaに出席し、本研究課題をテーマにした学会発表を行った。"Queer Connectivity: Film Culture and Festivals in Japan"と題したその発表において、筆者は、日本のクィア・LGBT映画祭がどのようなメディア・アクティヴィズムとなりえ、また、どのようなコミュニティ生成に関与・寄与しうるのかについて、理論的な考察を試みた。視覚文化研究本プロジェクトも27年度に最終年を迎える。過去2年間に続き、国内の映画祭に実際に足を運び、調査を行う予定である。その一方で、研究成果を、学会報告や論文というかたちでまとめていく予定である。これまでの調査をもとに、クィア・LGBT映画祭の役割や意義について、より理論的な考察を行っていきたいと考えている。また、本研究のまとめとして、クィア・LGBT映画祭をテーマにした国際シンポジウムを企画中である。学術的意義はもちろんのこと、社会運動という視点から映画祭の役割に関する議論を深めていきたい。
超音波による密着界面型欠陥の高感度評価のための非線形周波数ミキシングの解明

本課題では、密着界面における超音波の非線形周波数ミキシング現象を理論的、実験的に明らかにするための基礎的研究に取り組んできた。今年度の研究で得られた主な成果は以下の通りである。(1)非線形スプリング界面に二方向から異なる周波数の弾性平面調和波が入射した場合の反射・透過特性の解析(平成28年度から継続して実施)をさらに進め、密着界面における周波数ミキシングを実験的に検証するための入射条件を理論的に考察した。界面非線形性に起因して発生する二次高調波成分およびミキシング周波数成分(二つの周波数の和、差周波数成分)の伝搬方向を検討したところ、界面に対して45度およびー45度の方向からわずかに異なる周波数の縦波を入射した場合、界面の法線に近い方向に和周波数の縦波が伝搬するという結果が得られた。この結果を実験的に検討するため、二個のアルミニウム合金ブロックを対向接触させて構成した密着界面に対して45度およびー45度の方向から異なる周波数(0.8 MHz、1.2 MHz)の縦波バースト波を入射し、界面から法線方向に伝搬する超音波を測定した。その結果、測定波形に二つの入射波の和周波数(2 MHz)成分が含まれていることが確認された。また、和周波数成分の大きさは、二つの入射波振幅のそれぞれに比例して変化することがわかった。さらに、界面に加えた接触圧力の変化とともに和周波数成分の大きさが変化することがわかった。(2)材料非線形性に起因した周波数ミキシングの基礎的検討として、種々のアルミニウム合金ブロックに異なる周波数(3.5 MHz、4.5 MHz)の横波バースト波を入射して交差させ、三波相互作用により発生する縦波の波数ベクトル方向に伝搬する超音波を測定した。その結果、測定波形に含まれる和周波数(8 MHz)成分の大きさが合金の添加元素や処理条件によって異なることが確認された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、密着界面における超音波の周波数ミキシング現象を理論的、実験的に明らかにし、密着界面型欠陥の高感度な非破壊評価に向けた基礎的知見を得ること、および積層部材の非破壊評価への適用性を検討することを目的としている。今年度の取り組みでは主に以下の成果が得られた。(1)密着界面を非線形スプリング界面としてモデル化し、二方向から平面調和弾性波が入射した場合の非線形挙動を摂動法によって解析した。これにより、二方向から入射する弾性波の周波数、入射方向と、周波数ミキシングで発生する弾性波の伝搬方向の関係を導いた。(2)周波数ミキシング現象の測定に先立つ基礎的検討として、二個のアルミニウム合金ブロックを接触させて密着界面を構成し、斜め方向からバースト超音波を入射して反射波および透過波の測定を行った。また、同じ接触状態で縦波および横波超音波の垂直反射率を測定し、垂直界面剛性および接線界面剛性を求めた。その結果、斜め入射に対する反射波振幅は、同定した界面剛性を用いてスプリング界面モデルにより計算した結果と良好に対応することを確認した。また、接触圧力の変化に伴って、透過波に含まれる二次高調波振幅が変化することを明らかにした。(3)スプリング界面としてモデル化した密着界面型欠陥を有する弾性平板におけるラム波の伝搬挙動をスペクトル要素法によって解析した。この結果、欠陥部を透過したラム波の振幅に及ぼす界面剛性やラム波モード、周波数の影響を明らかにした。また、スリットや疲労き裂を有するアルミニウム合金平板におけるラム波透過特性の測定を行った。この結果、スリットを有する平板については数値解析と測定結果が良く対応することを明らかにした。また、疲労き裂を有する平板に外部引張負荷を加えたときの透過ラム波振幅の変化について、数値解析結果を踏まえて検討を行った。交付申請書に記載した今年度の計画は、(1)非線形スプリング界面に二方向から入射した超音波による非線形相互作用の解析、および(2)二方向から異なる中心周波数のバースト超音波を入射し、非線形効果により発生する超音波を測定するための計測システムの構築、に関するものであった。(1)については、「研究実績の概要」に記載した通り、理論的な定式化を行い、有用な解析結果が得られた。(2)については、現有するゲーテッドアンプに機能を追加することにより目的とした計測システムを構築し、予備的な検討を進めた。また、二方向から交差する超音波の周波数ミキシングの理論的、実験的検討を行う上で、密着界面に斜めに入射した超音波による非線形効果である高調波発生特性を明らかにしておくことが重要と判断し、「概要」に記載した実験的検討を行うとともに、非線形スプリング界面における高調波発生の理論解析の統一的な再定式化を行った。さらに、密着界面型欠陥を含む構造部材における超音波伝搬特性に関する基礎的検討として、スリットや疲労き裂を有する平板におけるラム波の伝搬挙動に関して数値解析および実験的検討を行った。以上のことから、研究は計画に沿っておおむね順調に進んでいると評価する。本研究では、密着界面における超音波の非線形周波数ミキシング現象を理論的、実験的に明らかにし、密着界面型欠陥の高感度な非破壊評価に向けた基礎的知見を得ること、および積層部材の非破壊評価への適用性を検討することを目的としている。また、密着界面における周波数ミキシング現象を基礎的観点から明らかにするため、その特別な場合として、超音波が界面に斜め方向に入射する場合の高調波発生特性についても検討課題としている。

今年度の研究で得られた主な成果は以下の通りである。(1)密着界面を非線形スプリング界面としてモデル化し、前年度に行った摂動解析の定式化に基づいて、基本波として平面調和縦波が斜め方向に入射した場合に反射波および透過波に含まれる二次高調波振幅の数値解析を行った。その結果、反射、透過した縦波と横波に含まれる二次高調波振幅と基本波入射角、界面パラメータの関係を明らかにした。特に透過縦波について、界面パラメータの値によっては垂直入射よりも斜め入射の場合に二次高調波振幅が大きくなり得ることが示された。(2)二個のアルミニウム合金ブロックの接触界面に対してバースト超音波を垂直および斜め方向に入射した場合の反射波、透過波を計測できるよう測定系を改良し、ブロックの接触状態を変化させた場合の反射波、透過波に含まれる二次高調波振幅の変化を測定した。その結果、接触荷重を増加、減少させる過程において二次高調波振幅の変化が垂直および斜め入射に対して同様の傾向を示すことを確認した。(3)上記の測定系とは別の周波数ミキシング測定系を構築し、予備実験として単一のアルミニウム合金ブロック中における周波数ミキシングの測定を行った。その結果、二つの横波のミキシングによって発生する和周波数成分の縦波が測定できることを確認した。交付申請書に記載した今年度の実施計画は、(1)非線形スプリング界面モデルによる周波数ミキシングの理論的検討、(2)接触界面における周波数ミキシングの実験的検討、(3)周波数ミキシング測定の妥当性検討のための別の測定系の構築、であった。また、研究実績の概要に記した通り、周波数ミキシング現象の解明のため、斜め入射超音波による高調波発生特性に関する検討にも注力した。(1)については、斜め入射縦波による二次高調波発生特性の数値解析を行い、高調波発生特性に及ぼす基本波入射角や界面パラメータの影響を明らかにしたのに加えて、これを拡張し、非線形スプリング界面に二方向から平面調和縦波が入射した場合に発生する周波数ミキシング成分の振幅の解析を進めている。(2)については、斜め入射バースト波による高調波発生特性の実験的検討を行ったのに加えて、二方向からバースト超音波を入射した場合の接触界面からの垂直方向散乱波を測定し、和周波数成分が含まれることを確認している。(3)については、(2)の測定系とは別の測定系を構築して周波数ミキシングの予備実験を行っており、今後、(2)の測定系による測定結果の妥当性の検討に用いることが可能である。これらの検討に加えて、前年度に測定した疲労き裂を有するアルミニウム合金平板における対称モード、反対称モードのラム波透過波形を用いて、スペクトル解析により各周波数成分の透過率と平板に加えた引張荷重(き裂の開口度)の関係をさらに検討した結果、対称モードラム波の透過率はき裂開口とともに単調に減少する一方、反対称モードラム波では透過率とき裂開口度の関係が周波数により異なることを明らかにするなど、密着界面型欠陥の超音波モニタリングに向けた基礎的知見を得ている。以上のことから、本研究は計画に沿っておおむね順調に進んでいると評価する。
聴覚障害留学生のニーズに合わせた日本語教育に関する基礎的研究

聴覚障害留学生の学びという視点から日本語教科書を精査し、指導事項の精選に関する留意点をまとめた。また、中国出身の聴覚障害留学生を被験者として、「日本事情」科目のシラバスを作成した。内容は「日本と中国」、「ろう者と聴者」など複数の視点から現代の日本を考察できるようにした。教育に関するユニットを設け、日本の教科書が手話や点字を紹介・解説していること、中国の古典や文化を尊重していることをとりあげたところ被験者は高い関心を示した。ニーズに合わせた教材開発推進の必要性が示唆された。1.研究環境整備の一環として、国内で公刊されている最新の日本語教育教科書・教材・専門書を収集した。国外資料は英語圏、中国、韓国で出版されたものを主に収集した。また、聴覚障害留学生への日本語教育は書記日本語の教育のみならず手話教育を加えた2領域の教育が不可欠であることから日本の手話教科書・教材なども収集した。さらに留学生の出身国として今後可能性が高まると想定されるアジア圏の手話教科書資料も収集した。2.収集した教科書・教材について、聴覚障害者の学習に無理のない学習項目・内容・記述であるかいなか、指導方法にどのような工夫・修正が必要かなどの視点から分析した。3.先行研究例および参考資料の発掘を目指して『日本語教育』(日本語教育学会)誌を中心に、障害を持つ日本語学習者等に言及する論考の有無を1970年代までさかのぼり調査した。過去に障害者が置かれてきた状況を反映してか特筆すべき資料の発掘には至らなかったが、この結果は本研究課題の今日的意義を証するものとなった。4.沖縄県日本語教育研究会2010年度第3回研究発表会(2011,3.8琉球大学)において発表した。「留学生30万人計画」のもとでは障害留学生の増加が見込まれること、障害を有する留学生の中でも聴覚障害留学生は特別なサポートが必要であり、ニーズに合わせた日本語教育研究の必要性があることを国内の指導例と海外の動向を踏まえて報告した。1.研究開始の平成22年度から研究環境整備の一環として、国内外の日本語教育学・日本語学関係刊行文献・資料収集に努めている。平成23年度は研究環境充実のため教材・教具類を中心に資料収集に努めた。平成23年度収集の教材・教具類は国内刊行・製作のものに限った。2.収集した教材・教具類について、「聴覚障害者が学習する場合」および「聴覚障害者を対象に教授する場合」を想定し、学習項目・内容・記述など多方面から精査した。その結果、収集した市販教材・教具類の範囲においては全面的修正を要するような甚だしく不都合、不適切なものは認められなかった。3.上記「2.」より、聴覚障害を有する学習者に特化した教材・教具開発という課題と並行して、ユニバーサルデザインの観点を教材・教具開発にどのように導入するかという視点からの新たな課題が確認された。過渡期においては、指導に当たる教授者の工夫に委ねられる部分が相当大きいことに鑑み、日本語教育教員に対する研修として聴覚障害や手話への理解を目指したプログラムの必要性が示唆された。4.障害留学生の出身国・地域の文化と日本の文化を連携させた「日本事情」科目のシラバス開発を試みた。中国出身学生を対象としたシラバスを試作するとともに一部ユニットを試行した。日本の伝統芸能とされる狂言や落語に中国由来の題材が見られること、それら中国にルーツを持つ題材が日本の学校教育において漢文教材としても現れることを取り上げた。その結果、日中の文化交流に関する理解を通じて、日本の文化と教育への関心が深まった。5.日本言語政策学会研究例会(平成24年2月18日於麗澤大学東京研究センター)で成果の一部を発表した。1.平成24年度前半は平成23年度に収集した学習・教授資料の分析と精査を行うと共に、並行して収集を継続した。聴覚障害者が学習するという場面に視点を設定し、指導方法・学習項目・内容・記述に無理がないか否か多方面から検証した。検証は主に、視覚的効果に着目して行われた。日本語クラスの構成として、「聴者の中に一人、または少数の聴覚障害留学生」、「クラス全員が聴覚障害を持つ留学生」などいくつかのパターンが考えられる。本研究では一貫して全員が聴覚障害を有するクラスを想定して検証した。検証の結果、著しく不都合、不適切なものは認められなかった。2.平成23年度に一部着手した、障害当事者のアイデンティティ・ろう文化の視点を取り込んだ「日本事情」シラバス開発を継続して行った。中国出身の聴覚障害留学生を被験者として、相対的・複眼的視点からカリキュラムを構成した。伝統芸能鑑賞を軸に、発展的に「日・中」「聴者・ろう者」双方の文化・教育を取り上げる内容とした。全体は3ユニットから成る。ユニット1:手話狂言、手話落語を鑑賞し、日本の伝統芸能に中国由来の原話モチーフが使われていることを確認する。ユニット2:伝統芸能が手話によって演じられていること、その歴史などを確認する。

ユニット3:日本の中等教育国語科における漢文教育を糸口に日本の教育内容、学校教育体系について理解を深め、中国の教育との異同を考察する。被験者は日本の教育について来日前に形成された一定の負のイメージを持っていたが、日本の学校教育体系・内容について理解を深めた結果、日中双方の教育文化について客観的に見る視点を得た。3.2012年日本語教育国際研究大会(名古屋)において成果の一部を発表した。4.中国・韓国出身の聴覚障害留学生への日本語指導担当者から研究全般への評価を受けた。予定した資料の収集及び分析を行った。分析を通して、ユニバーサルデザインの観点をどう位置づけるかという新しい検討課題を得ることができた。「日本事情」科目のシラバスを試作し、部分的に試行した。24年度が最終年度であるため、記入しない。資料収集と分析を継続する。中国・韓国出身留学生を受講対象にするという設定で「日本事情」科目を中心に、シラバス開発を継続し、順次、ユニットを試行する。試行結果をもとに、改善点を抽出し、完成度を高めることとする。聴覚障害者のアイデンティティ、ろう文化等を尊重することを基本方針とする。
気相・表面その場分光による多結晶シリコン・プラズマ堆積機構の解析

1.気相反応過程の解析多結晶シリコン堆積のためのSiF_4/SiH_4/H_2混合気体のプラズマ中に生成されるラジカル種の種類と密度を,計算機シミュレーションおよび質量分析法により予測した.主なラジカル種としては,SiH_4から生成されるSiH_3,H,およびSiF_4から生成されるSiF_3およびFラジカルが基板表面近傍で支配的であり,堆積速度と正の相関を有するのはSiH_3であることを明らかにした.2.表面反応および膜堆積過程の解析(1)SiH_4/H_2にSiF_4を添加することにより,膜中の結晶成分が50%から80%まで結晶成分が向上した.このことから,SiF_3およびFは成膜のためのSi原子の供給はしないが,膜質の向上に寄与していることを明らかにした.またH_2希釈率を増加させると,更に堆積初期における結晶の成分が向上した.このことから,HラジカルもしくはH_2も堆積過程に影響を及ぼしていることを示した.(2)SiF_3およびFの効果を調べるため,Si薄膜表面にSiF_4プラズマが与える影響を調べた.その結果,c-Siにくらべa-Siのエッチング速度が高く,SiF_4/SiH_4/H_2プラズマ中ではa-Si成分の半選択的エッチングが結晶成分の向上に寄与していることが示唆された.また,結晶成長を阻害する不純物に対する影響にも着目し,Fが表面の酸素に吸着しやすいことを明らかにした.しかし表面から脱離して除去されるには至らなかった.(3)反応室の外部より別途Hラジカル生成源を設け,Hラジカルが膜表面に及ぼす影響を調べた.Hラジカル処理により堆積した膜が除去されることから,Hラジカルの主な効果がエッチング効果であることを示した.しかし詳細な解析の結果,エッチングにより生じる表面荒れ層の下層には,結晶成分が処理前よりも向上した層が形成されていることが明らかになった.1.気相反応過程の解析多結晶シリコン堆積のためのSiF_4/SiH_4/H_2混合気体のプラズマ中に生成されるラジカル種の種類と密度を,計算機シミュレーションおよび質量分析法により予測した.主なラジカル種としては,SiH_4から生成されるSiH_3,H,およびSiF_4から生成されるSiF_3およびFラジカルが基板表面近傍で支配的であり,堆積速度と正の相関を有するのはSiH_3であることを明らかにした.2.表面反応および膜堆積過程の解析(1)SiH_4/H_2にSiF_4を添加することにより,膜中の結晶成分が50%から80%まで結晶成分が向上した.このことから,SiF_3およびFは成膜のためのSi原子の供給はしないが,膜質の向上に寄与していることを明らかにした.またH_2希釈率を増加させると,更に堆積初期における結晶の成分が向上した.このことから,HラジカルもしくはH_2も堆積過程に影響を及ぼしていることを示した.(2)SiF_3およびFの効果を調べるため,Si薄膜表面にSiF_4プラズマが与える影響を調べた.その結果,c-Siにくらべa-Siのエッチング速度が高く,SiF_4/SiH_4/H_2プラズマ中ではa-Si成分の半選択的エッチングが結晶成分の向上に寄与していることが示唆された.また,結晶成長を阻害する不純物に対する影響にも着目し,Fが表面の酸素に吸着しやすいことを明らかにした.しかし表面から脱離して除去されるには至らなかった.(3)反応室の外部より別途Hラジカル生成源を設け,Hラジカルが膜表面に及ぼす影響を調べた.Hラジカル処理により堆積した膜が除去されることから,Hラジカルの主な効果がエッチング効果であることを示した.しかし詳細な解析の結果,エッチングにより生じる表面荒れ層の下層には,結晶成分が処理前よりも向上した層が形成されていることが明らかになった.
動的斜め蒸着法による金属ナノ粒子の形態制御とプラズモニクスへの展開

本研究は,平成17年度から19年度の3年間で,真空蒸着成膜中に基板の傾斜角や面内角を変化させる動的斜め蒸着法に基づいて,金属のナノ粒子の形態を制御することを目指して行った.具体的にはナノ粒子のサイズ(目標10-100nm),アスペクト比(目標1-10)の設計・制御とこれらを適当な間隔(目標1-100nm)をおいて配向配置する方法を確立することを目標にした.この目標達成のため,1)幾何学的成膜条件によるナノ形態の制御,2)基板加熱やイオンビーム照射などを援用した形態制御,3)形態制御された貴金属ナノ粒子のプラズモン特性の応用を検討した.その結果,1については動的斜め蒸着によって表面に異方性凹凸を形成したSiO_2層をひな形層に用い,その上にAu,Agなどの金属を少量蒸着することで,他の方法では実現することが困難な扁長ナノ粒子の自己組織的な配向配列に成功した.また,計画の初期の段階で,この扁長ナノ粒子アレイが表面増強ラマン分光(SERS)用の増強基板として極めて良好な特性を示すことが分かり,3の検討を前倒しして実施した.現在,高感度なSERS基板,SERSイメージング基板としての実用化の検討を始めている.一方,動的斜め蒸着に外部からエネルギーを与えることによって,形態制御の高度化を目指した2では,加熱基板上に金属を斜めに蒸着するだけで,太さ数10-数100nm,長さ10μmに達する単結晶ナノワイアが成長することを偶然発見した.我々のみならず,世界の研究者が全く予想していなかった現象であり,この分野の研究者に大きなインパクトを与えた.今後ナノワイアもナノ粒子の一種ととらえ,その成長メカニズムの解明や,プラズモニクスやスピントロニクスへの応用を検討していく予定である.本研究は,平成17年度から19年度の3年間で,真空蒸着成膜中に基板の傾斜角や面内角を変化させる動的斜め蒸着法に基づいて,金属のナノ粒子の形態を制御することを目指して行った.具体的にはナノ粒子のサイズ(目標10-100nm),アスペクト比(目標1-10)の設計・制御とこれらを適当な間隔(目標1-100nm)をおいて配向配置する方法を確立することを目標にした.この目標達成のため,1)幾何学的成膜条件によるナノ形態の制御,2)基板加熱やイオンビーム照射などを援用した形態制御,3)形態制御された貴金属ナノ粒子のプラズモン特性の応用を検討した.その結果,1については動的斜め蒸着によって表面に異方性凹凸を形成したSiO_2層をひな形層に用い,その上にAu,Agなどの金属を少量蒸着することで,他の方法では実現することが困難な扁長ナノ粒子の自己組織的な配向配列に成功した.また,計画の初期の段階で,この扁長ナノ粒子アレイが表面増強ラマン分光(SERS)用の増強基板として極めて良好な特性を示すことが分かり,3の検討を前倒しして実施した.現在,高感度なSERS基板,SERSイメージング基板としての実用化の検討を始めている.一方,動的斜め蒸着に外部からエネルギーを与えることによって,形態制御の高度化を目指した2では,加熱基板上に金属を斜めに蒸着するだけで,太さ数10-数100nm,長さ10μmに達する単結晶ナノワイアが成長することを偶然発見した.我々のみならず,世界の研究者が全く予想していなかった現象であり,この分野の研究者に大きなインパクトを与えた.今後ナノワイアもナノ粒子の一種ととらえ,その成長メカニズムの解明や,プラズモニクスやスピントロニクスへの応用を検討していく予定である.成膜中に基板の傾斜角や面内角を変化させることによって複雑な3次元形態を有する薄膜を形成することが可能な動的斜め蒸着法によって,貴金属ナノ粒子の形態制御を行っている.具体的にはひな形層として50°82°で蒸着したSiO2連続2方向蒸着膜を用い,その異方性形態表面上に少量のAgを斜め蒸着することによって細長いナノ粒子,すなわちナノロッドを形成する.本年度は以下について検討した.1,幾何学的成膜条件とナノ形態の関係解明現有の成膜装置を使い,SiO_2とAgの組合せで幾何学的な成膜条件を変化させた膜を作製し,できた薄膜の形態との関係を詳細に調べた.形態はSEMやAFMによって直接観察し,光学スペクトルとの相関についても調査した.Agの形態はSiO2やAgの蒸着角を変化させると平均粒径やアスペクト比が系統的に変化した.SEMの後方散乱電子像から求めたナノロッドの平均粒径やアスペクト比から予想される局所プラズモン共鳴のエネルギーと,実際に作製した試料について透過率を測定してもとめた共鳴エネルギーは,定量的にもよく一致することが明らかになった.さらにこれらのナノロッドについて表面増強ラマン分光(SERS)を行った結果,バイオ化学センサとして有望な優れた特性を持つことがわかった.2,基板温度制御機構の導入と雛型の形態制御新たに赤外線ランプ加熱ヒータを導入し,成膜中に基板の姿勢を変化させながら加熱することのできるシステムを製作した.基板温度を400°C程度に加熱しても,基板の姿勢を制御するモータが加熱しないよう基板ホルダの材質などを工夫した.実際に加熱基板上にSiO2とAlの動的斜め蒸着膜を作成した結果,これまで予想していた結果とは異なる興味深い結果が得られた.詳細は次年度以降に検討する.

成膜中に基板の傾斜角や面内角を変化させることによって複雑な3次元形態を有する薄膜を形成することが可能な動的斜め蒸着法によって,貴金属ナノ粒子の形態制御を行っている.本年度は以下について検討した.昨年度までに確立した動的斜め蒸着法による金属ナノロッドアレイ形成技術を化学的に安定なAuに適用することにより、安定で再現性の高いSERS基板を実現した。動的斜め蒸着法によれば、Auナノロッドの局所プラズモンの共鳴波長を、Auの誘電応答関数の虚数部が小さくなる近赤外領域にチューニングすることが容易であり、これによって、Agナノロッドアレイと同等かそれ以上の高いラマン散乱の増強を実現した。また、高感度なSERS基板では基板表面の清浄化が課題であるが、これを解決するために、光触媒機能を有するひな形上への貴金属ナノロッドの形成の試みを開始した。2.高温斜め蒸着法による金属ナノウィスカ成長の発見基板を蒸着する物質の融点の1/2以上に加熱し、80°以上のすれすれの角度で金属を蒸着すると、太さ数10数100nm、長さ10μmに達する単結晶のナノウィスカが成長することを発見した。これまで蒸着によって針金や坩塙の表面に金属ウィスカが成長することは知られていたが、ウィスカの成長に斜め方向から蒸着されることが決定的な要因になっていることを発見したのは我々が初めてである。Appl.Phys.Lettに発表した論文は投稿から受理まで2ヶ月弱、Virtual Journal of Nanoscale Science & Technologyにも選ばれるなど高い評価を得た。既発表の論文ではAlウィスカについて論じているがすでにAu,Ag,Feなどでもウィスカが成長することを確認している。成長の詳細なメカニズムの解明と実用的な有用性を見いだすことが今後の課題である。[課題1]光触媒機能を有するひな形層への貴金属ナノ粒子の形成我々は過去に光触媒機能を有する形態制御薄膜を開発した実績があるが,その際には成膜後に大気中での熱処理が必要であった.しかしながらAuナノ粒子のひな形として用いる場合,光触媒特性を持つ膜を動的斜め蒸着装置内で形成しなければならない.我々は酸素雰囲気下で400°Cに加熱した基板上に酸化チタンを動的斜め蒸着し,光触媒活性が高くかつ表面の異方性形態を有するTiO2ひな形層を形成することに成功した.TiO2ひな形上にAuナノ粒子を形成した試料において,光触媒活性があること,およびラマン散乱の増強を確認した.また光触媒活性を持たないSiO2ひな形層上に形成したAuナノロッドのSERS特性と比較してTiO2ひな形層を用いるとスペクトルの再現性が向上することが分かった.[課題2]干渉構造を用いた局所電場の制御反射率の高いAg鏡上に厚さを0200 nmで変化させたSiO2層を形成した上に,動的斜め蒸着によってAuまたはAgのナノロッドアレイを形成した.ひな形の厚さを適当に選ぶことで,ひな形層内での光の干渉によって,表面に形成したナノ粒子にほぼ100%光を吸収させたり,全く光を吸収させずに反射させることが可能であることを実証した.光の吸収量と,ナノ粒子近傍に増強される電場の強さの間には密接な関係があると考えられ,光の吸収が大きくなることはSERSへの応用に有用であると予想される.[課題3]高温斜め蒸着による金属ウィスカ成長の制御トレンチ基板へのA1の高温斜め蒸着により,側壁へのウィスカの選択成長に成功した.また,ウィスカの成長時に基板表面で反射するA1原子がウィスカの成長に重要な寄与をしていることを見いだした.
高分子拡張共役電子系としての置換ポリアセチレンの創製と特性の解明

本年度は、1)広い主鎖共役を有し、かつ高い分子量と溶解性、および溶解性を合わせ持つ置換ポリアセチレンを合成するための分子設計法を確立すること、2)一置換アセチレンから誘導されるポリマーの溶液中における安定性を系統的に検討することを目的とした。1)種々の縮合芳香環を有するアセチレンの重合を検討した結果、生成ポリマーの主鎖と側鎖との間に大きな立体障害が働くようなモノマーをW触媒によって重合することで、広い主鎖共役を有するポリマーが得られることが分かった。また、ポリマーの溶解性を向上するために、側鎖としてアルキルエステルを導入した場合、種々の有機溶媒に可溶なポリマーが得られることが分かった。生成ポリマーは高い分子量を有しており、これを反映して優れた成膜性を示した。主鎖の広い共役に基づき、生成ポリマーはドープすることによって半導体程度の導電性を示し、また大きな非線形光学特性を示した。2)WおよびRh触媒によって合成したポリ(フェニルアセチレン)のクロロホルム、THFおよびトルエン中における安定性を検討した結果、W触媒から得られたトランスリッチなポリマーは分解速度に溶媒依存性がないのに対し、Rh触媒で合成したシスポリマーは溶媒によって分解速度が大きく異なることが分かった。分解はクロロホルムやトルエン中で速く起こり、THF中では遅いものであった。主鎖の分解は光照射によって促進され、THF中遮光することにより分解はほぼ防ぐことが可能であることを見いだした。また、ラジカル捕捉剤を添加することによっても分解速度は大きく低下することを明らかにした。さらに、ベンゼン環上に置換基を導入することによって分解速度は低下し、この効果は置換基のかさ高さに影響されることを見いだした。分解は酸素による主鎖の酸化的切断によって起こることを明らかにし、またその際、主鎖の立体規則性は失われないことを見いだした。