hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
チュルク系諸言語における接触と変容のメカニズムに関する調査研究

本年度は、中国西北部、シベリア、ウズベキスタン、イラン、トルコにおいて、以下のテーマについて現地調査を実施した。1.小集団における言語接触の実態調査:小規模なエスニック集団や職業集団の言語が地域の優勢言語の影響下でも固有の言語を保持している実態を、中国甘粛省のサリグ・ヨグル語、イランのアゼルバイジャン語とカシュカーイー語、トルコのラディノ語、クリム・タタール語、ウイグル語、アブダル・ジャーゴンを対象に調査した。2.方言調査:従来地域方言と見なされていたバリエーションの中には、隣接する他言語との接触による変化の場合もある。ウィグル語地域と隣接したウズベキスタンのフェルガナ地方での方言調査を行い、この地域のウズベク語と隣接するウイグル語の関係についてデータを収集した。3.接触研究のための記述調査:接触による変化を跡づけるためには詳細な記述が必要である。そのための記述調査を、カザフ語、キルギス語、ウイグル語などを中心に、本年度も継続した。4.接触の社会的状況調査:チュルク諸語の多くがロシア語の影響下にある。そこで、ロシア語との一般的な接触状況を観察するためアルメニア語における接触状況を調査した。また、スペイン語のトルコ語との接触変種であるラディノ語と対照するため、バスク語の状況を調査した。5.文献調査:言語接触による歴史的変化を明らかにするため、ロシア科学アカデミーとヘルシンキ大学で、ユーラシア北方の諸言語に関する文献調査を行った。なお調査研究の全般にわたり、海外共同研究者として王建新(中国・中山大学)、研究協力者として、梅谷博之(東京大学院生)、江畑冬生(東京大学院生)、大崎紀子(京都大学COE研究員)、西岡いずみ(九州大学留学生センター非常勤講師)、西村多恵(京都大学院生)、古屋薫(東京大学院生)、吉田浩美(法政大学非常勤講師)が参加し、研究分担者との共同作業を行った。本年度は、これまでの現地調査・文献調査を継続しつつ、最終年度としての成果の取りまとめを行った。具体的な実績は以下のとおり。1.言語接触に焦点を置いたチュルク諸語の現地調査:中国新彊でシベ語とウイグル語の調査を行い、従来指摘されていないウイグル語の異化現象を明らかにした。甘粛省ではサリグ・ヨグル語のモーダル表現についてデータを集めた。シベリアではヤクート語の音韻や名詞形態論について調査した。カザフスタンでは複雑なカザフ語の指示詞が距離と談話構造により分類できることを示した。ウズベキスタンでは、中国に近い地域で話されるウズベク語コーカンド方言ウイグル語との類似特徴を見い出した。イランではカシュカイ語統語法へのペルシア語の影響を明らかにした。トルコでは、クルムタタール語がトルコ語の影響で獲得した新たな音素体系、および、イスタンブルに残るユダヤ・スペイン語(ラディノ語)の特徴を明らかにした。また、日本在住の話者の協力を得て、キルギス語、ウイグル語の調査も行った。2.言語接触と言語変化の研究:チュルク語において言語接触によりどのような言語変化が生じたかを明らかにするために、古代ウイグル語、チャガタイ語、新ウイグル語という、それぞれ古代、中期、近世期に属する資料について、文献学的な研究を行った。
在日外国人女性の乳児へのボンディング障害に対する予防的支援方法の探索的研究

本研究は、Leininger(1988)の文化ケアの多様性と普遍性の理論に基づいている。在日外国人女性が慣れない日本の異文化の中で出産や育児を経験する際には、言語や文化の障壁によって、十分な育児支援を受けられず、産後うつ症状を生じやすい。産後の抑うつ状態とボンディング障害との関連を示す国内外の既存研究も多く(北村, 2017)、外国人女性が家族や身近なサポーターによって育児支援が得られない場合、産後うつやボンディング障害の症状を招きやすいと考えられる。そこで本研究では、在日外国人女性における産後の社会支援、産後うつ症、ボンディング障害の関連について問う、質的研究を行う。
マウス肺発癌耐性遺伝子Par2のポジショナルクローニング

我々はBALB/cマウスのウレタン誘発肺発癌性遺伝子であるPar2のポジショナルクローニングを目指している。昨年度までに、Par2を含む第18染色体の約20cMの領域をC57BL/6からBALB/cに移入したBALB. B6-Par2 congenic系統を樹立し、Par2の第18染色体上の位置を約0.5cMの領域に絞った。さらに、BALB. B6-Par2とBALB/cとの間でキメラマウスを作製し、Par2形質の責任因子は腫瘍化標的細胞自身に存在することを明らかにするとともに、Par2形質の責任因子は二段階発癌説におけるイニシエーションへの感受性を修飾することを示した。Par2形質に関するこれらの情報に従って、セレラ社のmouse genome databaseを検索したところ、約0.5cMのPar2領域に極めてfidelityの低い損傷乗り越え型DNA polymeraseであるPolιcDNAの塩基配列を決定すると、BALB/c PolιcDNAのcDNAはsingle nucleotide polymorphismやアミノ酸配列の観点から、非常に特異であることが明らかになった。よって、現在我々は、BALB/cのPolιが他系列のそれに比べ活性が低いか、或いは、質的にfidelityが高いなどの原因により、ウレタンによるイニシエーションの際に癌関連遺伝子の変異頻度を下げ、腫瘍発生を減じているのではないかと推測している。一方、Polι遺伝子の形質転換能を調べる為、BALB/3T3細胞に同遺伝子を導入し、強制発現させたところ、対照に比し高頻度の形質転換が観察された。Polιの強制発現により、DNA複製におけるfidelityが減少し、突然変異の増加と細胞の形質転換がもたらされるものと考えられ、我々の仮説を支持する実験結果である。今後、この試験管内モデルを利用してPolιによる形質転換の分子機我々はBALB/cマウスのウレタン誘発肺発癌性遺伝子であるPar2のポジショナルクローニングを目指している。今後、この試験管内モデルを利用してPolιによる形質転換の分子機BALB/cマウスはその18番染色体上にウレタン誘発肺発癌耐性遺伝子であるPar2(Pulmonary adenoma resistance 2)を有している。我々はPar2遺伝子のポジショナルクローニングを行うため、まずを含む約20cMの染色体領域をC57BL/6からBALB/cに移入したBALB.B6-Par2 congenic系統を樹立した。このBALB.B6-Par2系統を利用した高精度染色体マッピングにより、Par2の第18染色体における位置を約0.5cMの領域にまで絞られている。今年度は、セレラ社より発表されたmouse genome databaseを利用し、Par2領域における候補遺伝子の検索を行った。すると、約0.5cMのPar2領域は物理長にして約2Mbpであり、その内部に極めてfidelityの低い損傷乗り越え型DNA polymeraseであるPolιの遺伝子を有することが判明した。様々なマウス純系のPolιcDNAの塩基配列を決定すると、BALB/c PolιcDNAのcDNAはsingle nucleotide polymorphismやアミノ酸配列の観点から、非常に特異であることが明らかになった。一方、Par2の候補遺伝子選択に有用な情報を得るため、BALB.B6-Par2とBALB/cとの間でキメラマウスを作成し、同マウスにおけるウレタン誘発肺腫瘍を解析した。すると、キメラマウスに発生した肺腫瘍の8割以上がBALB.B6-Par2細胞由来であった。従って、Par2形質の責任因子は腫瘍化標的細胞自身に存在することが判明した。さらに、キメラマウスにおいては、BALB/c細胞由来腫瘍とBALB.B6-Par2細胞由来腫瘍の平均サイズが同等であり、Par2形質の責任因子は二段階発癌説におけるイニシエーションへの感受性を修飾することも明らかになった。これらの実験結果はPolιが有力なPar2候補遺伝子であることを支持している。よって、今後はPolιをPar2候補遺伝子と考え、さらなる解析を進める。我々はBALB/cマウスのウレタン誘発肺発癌耐性遺伝子であるPar2のポジショナルクローニングを目指している。

昨年度までに、Par2を含む第18染色体の約20cMの領域をC57BL/6からBALB/cに移入したBALB.B6-Par2 congenic系統を樹立し、Par2の第18染色体上の位置を約0.5cMの領域に絞った。さらに、BALB.B6-Par2とBALB/cとの間でキメラマウスを作製し、Par2形質の責任因子は腫瘍化標的細胞自身に存在することを明らかにするとともに、Par2形質の責任因子は二段階発癌説におけるイニシエーションへの感受性を修飾することを示した。Par2形質に関するこれらの情報に従って、セレラ社のmouse genome databaseを検索したところ、約0.5cMのPar2領域に極めてfidelityの低い損傷乗り越え型DNA polymeraseであるPolιの遺伝子が存在することを発見した。様々なマウス純系のPolιcDNAの塩基配列を決定すると、BALB/c PolιcDNAのcDNAはsingle nucleotide polymorphismやアミノ酸配列の観点から、非常に特異であることが明らかになった。よって、現在我々は、BALB/cのPolιが他系統のそれに比べ活性が低いか、或いは、質的にfidelityが高いなどの原因により、ウレタンによるイニシエーションの際に癌関連遺伝子の変異頻度を下げ、腫瘍発生を減じているのではないかと推測している。今年度は、Polι遺伝子の形質転換能を調べる為、BALB/3T3細胞に同遺伝子を導入し、強制発現させたところ、対照に比し高頻度の形質転換が観察された。Polιの強制発現により、DNA複製におけるfidelityが減少し、突然変異の増加と細胞の形質転換がもたらされるものと考えられ、我々の仮説を支特する実験結果である。今後、この試験管内モデルを利用してPolιによる形質転換の分子機序について明らかにし、さらには生体内における肺腫瘍発生との関わりについても追求して行く。我々はBALB/cマウスに特異的なウレタン誘発肺発癌耐性遺伝子であるPart2のポジショナルクローニングを目指している。昨年度までに、Part2をの有力な候補遺伝子として、極めてfidelityの低い損傷乗り越え型DNA polymeraseであるPolιの遺伝子を提案した。様々なマウス純系のPolιcDNAの塩基配列をsingle nucleotide polymorphismやアミノ酸配列の観点から比較すると、BALB/cのPolι遺伝子は独特の性質を有する。
超高速移動無線パケットアクセスにおける周波数領域等化処理に関する研究

次世代移動無線通信では超高速パケットアクセスが主流になることが予想され,誤り訂正符号と自動再送要求を組み合わせたハイブリッド自動再送要求(HARQ)技術の採用が不可欠である.マルチキャリア符号分割マルチアクセス(MC-CDMA)とHARQの併用により厳しい周波数選択性フェージング環境下においても優れたスループット特性が得られることが知られている.一方,伝送特性を改善する技術としてアンテナダイバーシチ技術がよく知られている.私は以前に受信側での等化処理なしで受信ダイバーシチ合成を可能とする時空間符号化送受信ダイバーシチ(STBC-JTRD)を提案しだ.提案方式では伝送効率の低下を引き起こすことなく任意の数の送信アンテナが配置できるため,下りリンク(基地局→移動局)伝送に用いることで,複数アンテナを基地局に配置することで,移動局の複雑性を回避できる.しかし,これまでの検討はビット誤り率(BER)特性に限られており,スループット特性については明らかにしていなかった.そこで私は,ターボ符号化HARQを用いるMC-CDMAパケット伝送を対象に,STBC-JTRDによるスループット特性改善効果を明らかにし,従来の時空間符号化送信ダイバーシチ(STTD)よりも優れたスループット特性が得られることを明らかにした.ところで,STTDでは任意の送受信アンテナ数を実現するための送信符号の設計規範が存在するが,STBC-JTRDには,そのような設計規範が存在していなかった.そこで私は,STBC-TRDの送受信信号処理が送受信アンテナ数によらずに行列演算で表現できることを示し,STBC-JTRDの送受信信号処理はSTTDの送受信信号処理を送受信機で反対にしたものであることを明らかにし,STBC-JTRDの符号設計規範の一部はSTTDの符号設計規範そのものであることを明らかにした.次世代の移動無線通信では高速,高品質な伝送が要求されている.高速移動無線チャネルは,様々な遅延時間の伝搬路から構成される周波数選択性フェージングチャネルであるのが特徴であり,符号間干渉によって伝送特性が大幅に劣化してしまう.最近,マルチアクセス能力を持ちつつ優れた伝送特牲を得ることができるマルチキャリア符号分割マルチアクセス(MC-CDMA)が注目されている.従来のMC-CDMAでは遅延パスによるブロック間干渉を防ぐためにガードインターバル(GI)の挿入を必要としたが,GI挿入により伝送効率の低下を招いてしまう.そこで,私はMC-CDMAを対象にGIを用いない周波数領域等化(オーバーラップFDE)について検討し,従来の周波数領域等化とほぼ同等のビット誤り率(BER)特性が得られることを理論解析および計算機シミュレーションにより明らかにした.更なるBER特性改善にはアンテナダイバーシチ技術が有効である.最近,送信アンテナダイバーシチ技術が移動端末の複雑性を回避できることから注目を集めており,特に時空間ブロック符号化送信ダイバーシチ(STTD)とFDEの併用が盛んに研究されてきたが,オーバーラップFDEに従来の周波数領域STTD復号法をそのまま適用することは出来なかった.そこで私はオーバーラップFDEを対象としたSTTD復号法を提案し,従来方式とほぼ同等のBER特性改善効果が得られることを明らかにした.また,高スループット特性の実現には誤り訂正符号と自動再送要求を組み合わせたハイブリット自動再送要求(HARQ)技術が有効である.私はオーバーラップFDEを用いるターボ符号化Mc-CDMA HARQのスループット特性を明らかにし,低符号化率においてはGI挿入損分だけ従来方式よりも優れたスループット特性が得られることを示した.次世代の移動無線通信では高速,高品質な伝送が要求されている.高速移動無線チャネルは,様々な遅延時間の伝搬路から構成される周波数選択性フェージングチャネルであるのが特徴であり,符号間干渉によって伝送特性が大幅に劣化してしまう.最近,マルチアクセス能力を持ちつつ優れた伝送特性を得ることができるマルチキャリア符号分割マルチアクセス(MC-CDMA)が注目されている.一方,伝送特性を改善する技術としてアンテナダイバーシチ技術がよく知られている.私は周波数非選択性チャネルを対象に提案した,受信側での等化処理なしで受信ダイバーシチ合成を可能とする時空間符号化送受信ダイバーシチ(STBC-JTRD)を周波数選択性フェージングチャネルへ拡張した周波数領域時空間符号化送受信ダイバーシチを提案した.そして提案するダイバーシチ技術によりMC-CDMAの伝送特性を大きく改善できることを明らかにした.提案方式では伝送効率の低下を引き起こすことなく任意の数の送信アンテナが配置できるため,下りリンク(基地局→移動局)伝送に用いることで,複数アンテナを基地局に配置することで,移動局の複雑性を回避できる.しかし,これまでSTBC-JTRDでは受信アンテナ数は4本までに制限されていた.そこで私は,よく知られている時空間符号化送信ダイバーシチ(STTD)の送信符号行列を用いることで,STBC-JTRDにおいても5本以上の受信アンテナが可能であることを示した.また,提案してきた時空間符号化方式が周波数空間符号化にも適用できることを示し,周波数空間符号化送受信ダイバーシチ(SFBC-JTRD)を提案した.そして,マルチキャリア伝送方式における伝送特性を大きく改善できることを明らかにした.次世代移動無線通信では超高速パケットアクセスが主流になることが予想され,誤り訂正符号と自動再送要求を組み合わせたハイブリッド自動再送要求(HARQ)技術の採用が不可欠である.マルチキャリア符号分割マルチアクセス(MC-CDMA)とHARQの併用により厳しい周波数選択性フェージング環境下においても優れたスループット特性が得られることが知られている.一方,伝送特性を改善する技術としてアンテナダイバーシチ技術がよく知られている.

私は以前に受信側での等化処理なしで受信ダイバーシチ合成を可能とする時空間符号化送受信ダイバーシチ(STBC-JTRD)を提案しだ.提案方式では伝送効率の低下を引き起こすことなく任意の数の送信アンテナが配置できるため,下りリンク(基地局→移動局)伝送に用いることで,複数アンテナを基地局に配置することで,移動局の複雑性を回避できる.しかし,これまでの検討はビット誤り率(BER)特性に限られており,スループット特性については明らかにしていなかった.そこで私は,ターボ符号化HARQを用いるMC-CDMAパケット伝送を対象に,STBC-JTRDによるスループット特性改善効果を明らかにし,従来の時空間符号化送信ダイバーシチ(STTD)よりも優れたスループット特性が得られることを明らかにした.ところで,STTDでは任意の送受信アンテナ数を実現するための送信符号の設計規範が存在するが,STBC-JTRDには,そのような設計規範が存在していなかった.そこで私は,STBC-TRDの送受信信号処理が送受信アンテナ数によらずに行列演算で表現できることを示し,STBC-JTRDの送受信信号処理はSTTDの送受信信号処理を送受信機で反対にしたものであることを明らかにし,STBC-JTRDの符号設計規範の一部はSTTDの符号設計規範そのものであることを明らかにした.
ブリルアン散乱による磁性多層膜のスピン波の研究

東北大学科学計測研究所付属機械工場で作成した(3+3)パスタンデム型ブリルアン散乱装置を用いて、金属磁性多層膜のスピン波測定に重点を置いて研究を進めた。特に、磁性多層膜に特有の人工的磁気秩序構造とスピン波スペクトル構造の関係を明らかにすることを目的とした。磁性多層膜試料は東北大金研でrf-スパッタ法及びイオンビームスパッタ法で作成した。反強磁性結合Fe/Cr多層膜では、外部磁場により各Fe層の磁化を強磁性的に揃えた状態では、1組のバルクスピン波ピークのみが観測される。一方、2枚のFe層の磁化が外部磁場に対し互いに傾いたキャント状態では、磁気的ユニットセルの大きさの増加に対応して、2組のスピン波ピークを観測することが出来た。この結果は、反強磁性状態の存在を光散乱により実証出来ることを意味している。長周期フェリ磁性Co/Gd多層膜のスピン波を、295Kと79Kで測定した。スピン波振動数の磁場依存性を測定し、理論計算と比較した結果、295KではGdは常磁性状態にありCo層のみがスピン波に関与していることが分かった。一方、79Kのスピン波スペクトルは295Kのスペクトルと大きく異なっており、フェリ磁性構造を反映している。フェリ磁気秩序構造を考慮した現象論的計算により、定性的にではあるが、観測されたスピン波振動数の分布を再現することが出来た。CoとGdの界面における交換相互作用を考慮した、より詳細な計算が進行中である。強磁性/反強磁性多層膜(PtMnSb/CuMnSb)の低温におけるスピン波測定は、Heクライオスタットの真空漏れのため、年度内に完了することが出来なかった。以上の磁性多層膜の研究に加えて、金属多層膜の表面弾性波の測定、アモルファス磁性合金のスピン波と表面弾性波測定も行った。
能動耳介を用いたアクティブオーディション

動物のように動く耳たぶ(能動耳介)によって音環境を認識するロボットを実現することを目指し,音の方向を検出する音源定位機能の基礎について研究を行なった.実際の能動耳介システムを開発し,その音響や動作の特性を明らかにするとともに,動物のように二つの耳で音源方向を高精度に推定するための方法および能動的な音源定位における動作生成の方法を提案した.動物のように動く耳たぶ(能動耳介)によって音環境を認識するロボットを実現することを目指し,音の方向を検出する音源定位機能の基礎について研究を行なった.実際の能動耳介システムを開発し,その音響や動作の特性を明らかにするとともに,動物のように二つの耳で音源方向を高精度に推定するための方法および能動的な音源定位における動作生成の方法を提案した.アクティブオーディションによる音環境理解のための新しいデバイスとして,動物を例に能動的動作可能な柔軟耳介を考案し,その基礎的性質を研究した.また聴覚能の重要な機能の一つである音源定位能を実現する上で能動動作の活用法について考察した.以下に得られた主要成果4点を記す.1.能動耳介の設計耳介そのものの動作を実現するため生物を模した柔軟な機構を考え,これを設計・試作した.以下の3で得られた特性データを元に形状や構造について改良を加え,適当な指向性と周波数特性を得た.また,駆動機構を工夫することで自己雑音の少ない集音機構である点も特徴である.2.能動耳介の運動モデル複雑な柔軟耳介の動作を扱うための運動学モデルを導出し,実際に開発した装置においてそのモデルの妥当性を検証したところ,良好な結果が得られた.3.能動耳介の音響特性耳介の変形に伴う音響特性の変化について,周波数特性の観点から特性を測定し,特に音源定位に重要な指向性と耳介ノッチについて検討した.この結果を用い,必要に応じて耳介形状を改良した.4.能動的音源定位バイノーラル移動ロボットと拡張カルマンフィルタを用いた音源定位を対象に,拡張カルマンフィルタ内の推定誤差の分散行列のノルムを評価規範と考え,これを最適化する動作を行うことで音源定位能の改善する方法を提案した.提案法の有効性は数値例によって検証した.提案法は能動耳介の動作を生成する上で不可欠の基礎をなす考え方であり,23年度に継続する予定である.猫などに見られる能動的に動作する耳介を用いた聴覚機能の実現に向け、1)新しい能動耳介の設計・製作と、その動作計画を目的とした2)音源方向推定における最適な弁別法について研究を行なった。1)では、22年度の成果を継承し、柔軟構造を有する能動耳介の動作が聴覚特性に影響のあること、およびその関係を実験を通じて定量的に示した。一方、耳介にシリコンゴム以外の素材を用いることで聴覚特性変動を顕著にすることを試み、新しい構造の小型能動耳介システムを開発した(発表予定)。対象とする空間・周波数の特徴を実環境で考察するためこのシステムは人間頭部に合わせた大きさであり、着用することも可能である点で22年度のものに比べ、より現実的な構成となっている。2)では,1)で得られた聴覚特性変動が非常に複雑なことから、簡単な近似モデルによる動作生成は非常に難しいことが想定され、収録した音データなどシステム毎に調整・適応可能なアプローチの必要性が特に顕著となったことを踏まえ、実際の耳介システムにおいて事前に収録したデータベースから音源方向を推定する方法を検討することとした。具体的には、能動耳介の簡略化システムである可動式の耳介システムをベースに、二つのマイクロホンでのレベル差を特徴量と考えデータ誘導ノルムを用いた音源方向推定法を考案した。また、実際の実験を通じて提案法が、通常の余弦ノルムに比べ良好に音源方向を推定できることを示した。以上の二つの成果を通じて、能動耳介という新しい聴覚デバイスの実現可能性を建設的に示せた点、またその基本的な特徴と要素技術を提案した点で、本年度の研究は今後に繋がる成果を得たと考えている。
ノンコーディングRNAによるT細胞分化および発がん抑制制御機構の解明

T細胞は感染防御だけでなく、がん、アレルギー、生活習慣病など多くの疾患に関わる。T細胞がその機能を発揮するためには分化過程において細胞の運命が厳格に制御されなければならない。これは様々な転写調節因子によって制御されているが、詳細は明らかでない。申請者らは以前、転写因子Bcl11bがT細胞分化に必須であることを報告した。さらにBcl11bのエンハンサー領域から転写される非コードRNA(ThymoD)を発見し、これがT細胞の運命制御に重要であることを示した。ThymoD欠損マウスではT細胞性白血病を発症する。そこで本研究では、ThymoDによるT細胞分化および白血病抑制機構を解明することを目指す。
不斉結晶を用いた均一系絶対不斉反応の開発と光異性化晶出法による完全分割法の確立

ラセミ体から光学活性体を導く手段の一つとして優先晶出法が知られている。しかし,この手法は一度の結晶化で得られる結晶の量は数%と低く,再結晶を繰り返しても最大で50%の回収率にすぎない。ラセミ化優先晶出法を利用すると一回の結晶化でラセミ体の完全分割が可能になる。現在までに軸不斉化合物の分割の成功例は,1971年にPincockにより報告されたBinaphthylの1例のみである。Binaphthylは50°Cでの半減期が14.5分であり,室温でも徐々にラセミ化してしまう基質である。この手法の一般性と光不斉反応への応用を目的とし,種々のC-N軸不斉化合物でのラセミ化優先晶出と得られた光学活性体での光不斉誘導を検討した。例えば軸不斉ピリミジノンは室温では全くラセミ化しないが,100°C付近ではC-N結合が回転することで徐々にラセミ化し,170°Cの高温では瞬時にラセミ化する。種々のピリミジノン誘導体が高い確率でコングロマレート結晶を形成することを見出した。このような軸不斉化合物を高温でラセミ化させながら結晶化を行うことで片方の鏡像体の結晶を選択的に得ることができる。2-メチルフェニル体と2-エチルフェニル体は融点が低く,溶融状態から結晶化を試みたが,ラセミ体であった。2,4-ジメチルフェニル体は少量の1,2,3,4-テトラメチルベンゼンを用いて170°Cで結晶化させると1-32%eeのピリミジノンが得られた。2,4-ジクロロ体175°Cの結晶化で72-73%eeの光学活性体に誘導することができた。2-メチル-4-クロロ体は180°Cの結晶化で70-72%eeの光学活性体に誘導することができた。得られたピリミジノンはアルコールから一度再結晶することにより100%eeの化合物を単離することができた。すなわち,全く不斉源を用いずに,C-N軸不斉ラセミ体の光学分割に成功した。軸不斉ピリミジノンは結晶状態では光反応に不活性であるが,溶液中で光照射すると光学活性なDewarピリミジノンへと誘導できた。以上のように,アキラルな基質の不斉結晶化を見出し,さらに今まで報告例のないC-N軸不斉化合物のラセミ化優先晶出に成功し,新たな絶対不斉合成の領域を開拓しできた。本研究は有機結晶の特性を利用した新規不斉合成の開発と反応機構の解明を目的とし,今までの概念をうち破る新たな新領域を開拓する。

アキラルな基質が形成する不斉結晶のキラリティー情報を均一系へと誘導して光学活性物質へと導く研究と,軸不斉を有する化合物のラセミ体の混合物から,高温におけるラセミ化晶出法により,外的不斉源を用いることなくラセミ体を光学活性体へ完全分割し,さらに不斉合成への応用を視野に入れて研究している。現在のところ,窒素原子上に嵩高い置換基を導入したアキラルな鎖状イミドが不斉結晶を形成し,そのキラリティーが低温で溶解後も長時間保持していることを見出した。その分子配座を利用して,光反応による光学活性オキセタンの合成やブチルリチウムとの付加反応,水素化試薬による還元反応により,高光学純度での生成物の合成に成功した。さらに,常温では軸不斉を有するが高温では容易にラセミ化する軸不斉化合物を構築し,高温におけるラセミ化晶出法を試みた。種々の1-アリールピリミジノンが高い確率でコングロマレートを与えることを見出した。170°Cでの結晶化により,80%ee以上の光学純度での完全分割に成功した。さらに,この光学活性体を用いて水素化試薬との反応による還元体の合成や光反応により,さらなる不斉合成を展開することに成功した。ラセミ体から光学活性体を導く手段の一つとして優先晶出法が知られている。しかし,この手法は一度の結晶化で得られる結晶の量は数%と低く,再結晶を繰り返しても最大で50%の回収率にすぎない。ラセミ化優先晶出法を利用すると一回の結晶化でラセミ体の完全分割が可能になる。現在までに軸不斉化合物の分割の成功例は,1971年にPincockにより報告されたBinaphthylの1例のみである。Binaphthylは50°Cでの半減期が14.5分であり,室温でも徐々にラセミ化してしまう基質である。この手法の一般性と光不斉反応への応用を目的とし,種々のC-N軸不斉化合物でのラセミ化優先晶出と得られた光学活性体での光不斉誘導を検討した。例えば軸不斉ピリミジノンは室温では全くラセミ化しないが,100°C付近ではC-N結合が回転することで徐々にラセミ化し,170°Cの高温では瞬時にラセミ化する。種々のピリミジノン誘導体が高い確率でコングロマレート結晶を形成することを見出した。このような軸不斉化合物を高温でラセミ化させながら結晶化を行うことで片方の鏡像体の結晶を選択的に得ることができる。2-メチルフェニル体と2-エチルフェニル体は融点が低く,溶融状態から結晶化を試みたが,ラセミ体であった。2,4-ジメチルフェニル体は少量の1,2,3,4-テトラメチルベンゼンを用いて170°Cで結晶化させると1-32%eeのピリミジノンが得られた。2,4-ジクロロ体175°Cの結晶化で72-73%eeの光学活性体に誘導することができた。2-メチル-4-クロロ体は180°Cの結晶化で70-72%eeの光学活性体に誘導することができた。得られたピリミジノンはアルコールから一度再結晶することにより100%eeの化合物を単離することができた。すなわち,全く不斉源を用いずに,C-N軸不斉ラセミ体の光学分割に成功した。軸不斉ピリミジノンは結晶状態では光反応に不活性であるが,溶液中で光照射すると光学活性なDewarピリミジノンへと誘導できた。以上のように,アキラルな基質の不斉結晶化を見出し,さらに今まで報告例のないC-N軸不斉化合物のラセミ化優先晶出に成功し,新たな絶対不斉合成の領域を開拓しできた。
中距離インテリジェンス環境情報取得システム

海沿いや山間部での商用電源が容易に取れない観測拠点にも設置が可能なセンサー網システムを開発した。開発したセンサーは、光通信用近赤外半導体レーザーと受光素子を利用して、水分に対する吸光度の違いから雪・雨・みぞれの観測が可能なセンサーであり、これらは雪質まで判別することができる。得られたデータは、近距離センサー通信網を通して数km離れた所用電源が使用でき、インターネットが使える拠点まで伝送可能である。これらを組み合わせることにより、広域にわたるセンサーネットワーク網の構築が可能になった。前年度(24年度)に試作開発した、1.0μmおよび1.4μmの2種類の近赤外域発光ダイオードを光源に用い、2波長における光の水分吸光度の違いを利用した吸収分光計測による雪・霙・雨天候判別インテリジェンスセンサーと中距離パケットデータ転送システムと組み合わせた。Xbeeを用いた200m400m間の近距離データ通信網と、商用電源を用いない太陽光パネルもしくは水車発電等の独立電源を利用した数km程度の伝送が可能な中距離パケット伝送システムを開発し、両者の接続実験を行った。その結果、商用電源が確保できてインターネット端末が使える施設環境までのデーター転送に成功した。この開発により、インターネットを利用して中距離データ転送システムにアクセスが可能になったので、計測ポイントからの距離に関係なく、観測データにリモートアクセス取得することが可能になった。センサを接続する端末は、センサデータを電圧にさえ変換してあれば、測定対象は幅広い分野で観測可能である。10kmから最大50km間の中距離データ伝送用システムとして、商用電源が使えるUHF430MHz帯のホスト機とサブホスト機のデーター伝送を確立した。この区間は誤り訂正機能をパケット伝送の中に採り入れて取得したデータの確実な受け渡しシステムを開発した。センサー端末から、サブホスト機(サブホスト拠点)までを結ぶ、約200m400mまでの通信は2.4GHzのスペクトラム拡散データー通信を用いて確立した。本機の消費電力は数mAなので、太陽電池パネルなどの独立型電源と組み合わせて据え置き型電源独立型センサーノードとして使用できる。またノード間を繋げれば最大数kmはデーターの受け渡しが可能である。本機に、寄り回り波観測用超音波センサーを取り付けて、水際沿岸部から、商用電源が使用できるサブホストまでのデーター転送を可能にした。水位センサーは、能登九十九湾内に設置して、直線にして約100km離れた研究実施場所で、風景も合わせて常時観測およびデーター受信・解析できる状態になっている。24年度は11月初旬に、他機関で観測された寄り回り波とされる周期10秒間を越える長周期の波を観測した。富山湾は能登半島の先端付近(珠洲、九十九湾付近)に最初の波頭が出現し、その後、富山の入善地区付近に向かう。引き続き、観測を継続中である。また可搬型降雪センサーは、可視域シリコン系センサーが使用できない0.91.4μm帯の近赤外域発光ダイオードおよびInGaAsフォトダイオードを用いて、みぞれ観測可能な差分分光計測を利用した降雪センサーを開発試作した。波長900nmは水分の吸収が少なく、一方波長1400nm帯は水分の吸収が大きい。そこで雨、みぞれ、雪の気象状態により二波長での水分吸収率の違いから、天候状態を判別するに至った。位相敏感検出部の小型化が進めば可搬型センサーとしての活用が期待できる。商用電源が設置困難な観測場所において、太陽光パネルと蓄電設備を併設した独立電源と100m以内の小電力近距離通信用デバイスを用いてインテリジェンスセンサー網を試作開発した。これに小型マイコンを搭載して、商用電源使用可能な基地局まで中距離データ電送可能なセンサー通信網の開発を行った。インテリジェントセンサーは、近赤外域の2波長の光源および受光素子を利用して、水分に対する吸光率の違いから、雪・みぞれ・雨の判別可能な降雪・降雨センサーを開発した。これまでのセンサーはレーダーも含めて、1波長のみの使用であり雪質まで判定不能であったが本開発により、雪の水分量が推定できるようになり、雪崩発生の危険性予測、峠等の道路状況の危険予知、滑走路設備の路面状況把握の可能性が見いだされた。また本課題で構築したインテリジェンス波観測センサー網を利用して、富山湾特有の寄り回り波に対して、新潟県境から能登半島までを含む広域エリアの観測が可能になった。大規模波浪観測事態は、国土交通省の観測施設が富山湾内に1カ所あるだけだったが、本課題により湾岸沿いに、大規模な工事を伴わないで設置できる可能性が見いだされた。また光通信用デバイスを用いた酸素ガスセンサー網システムが開発され、地球環境の保護にも役立つ成果が得られた。光分光応用近距離データー通信網、中距離パケットデーター転送にのシステム開発には、概ね成功しており、実際のデーター転送も可能になった。確実性、安全性、データーの保全性には課題が残っているが、開発の8割は成功しているので概ね順調に進展していると自己評価した。

当初の予定では、基本的な伝送機機の小型基板化まで行う予定であったが、現在、基本設計までは終わっている。試作において、波長安定度などスペックの再現性(歩留まり)に若干の問題があり、本格的な発注加工には至っていない。実験室レベルでの使用評価は、既に済んでおり、基本的には回路上、問題が無いことを確認している。ただし、実装で部品固定となると最適な物にしたいので、スプリアス放射の抑制など電波法に耐えられる機器の開発を目指している。また、非接触の水位センサーはサブホストまでのデーター伝送は確立されている。降雪センサーもみぞれ状態まで観測できることから概ね、当初の予定通り研究は進展していると考えられる。開発した機器の応用として、富山湾特有の「寄り回り波」の観測および防災警報システムの構築に発展させる予定である。平成24年度に製作した中距離データー伝送システムを活用して、富山湾の寄り回り波の観測および警報注意報発令システムの基礎システムを構築する。現在、リアルタイムでのデーター伝送であるが無線伝送であるため途中ノイズ混入等でデーターが途切れることが多い。そのため寄り回り波自体、地形上これまで多くの被害や人的犠牲をもたらしてきた富山湾入善地区に上がる前に、能登半島で寄り回り波の兆候が現れるので、まず能登半島での観測を確実に行う。その後入善地区到達までは時間があるので、入善地区の観測は、1秒毎のリアルタイム連続データー転送でなくても、例えば10分毎に溜め込んだデーターの一括送信でも十分間に合うと考察される。そのため、入善地区のデーター現地サブホスト局に有る程度データー蓄積したものをパケット伝送してデーターを取得する方式に変更する。これらの得られたデーターを、波動方程式を用いて寄り回り波の物理的ダイナミクスの解析に着手する。シミュレーションと合わせて、実地観測とのデーターとをすり合わせることにより、シミュレーションの為に必要な正確なパラメーターの取得を目的とする。実地試験観測の準備が気候・天候に左右され準備が遅れたため。そのため機材設置が出来なかった。またその成果を発表する学会にも参加出来なかったため。中距離インテリジェンスデーター通信網を利用して、寄り回り波の観測・警告システムの構築、その他環境計測のための実地観測を行う。(1)端末での電源独立型センサデータ収集伝送装置の開発を目指す。太陽光パネル、鉛蓄電池、電荷二重層キャパシタ、電源を確保し、Zigbeeなどの近距離通信網とサブホスト局を有機的に繋ぐシステムの設置[600,000](2)データー転送の確実性を増すために、商用電源を用いることができるサブホスト局でのパソコンへ、データーを一時保管する。それを一定時間毎に、遠隔(無線)で送信要求をしてホスト局へ転送するシステムを完成させ、伝送データーの信頼性を高める。[400,000](3)解析に着手する。特に富山湾の東側、湾奥部では卓越する波の周波数の違いに着目する。これらを基に富山湾固有波振動の存在を分析する。
膜タンパク質ＴＩＭ－４の新規結合分子の発見と炎症細胞機能亢進機構の解明

T-cell immunoglobulin and mucin domain 4(TIM-4)は、樹状細胞やマクロファージなどの細胞膜上に発現する分子であり、phosphatidylserineやTIM-1と結合することで、死細胞の除去やT細胞の機能調節に関与すると考えられている。一方申請者は、TIM-4がマスト細胞の機能発現にも関わることを明らかにした。マスト細胞は、体内に侵入した抗原と速やかに反応してケミカルメディエーターを遊離し、また、種々のサイトカインを合成・分泌することにより、アレルギー性炎症反応に深く寄与していると考えられている。申請者は、TIM-4がleukocyte mono-immunoglobulin-like receptor 5に結合することによりマスト細胞のサイトカイン産生を増加させることを明らかにした。一方、ケミカルメディエーターの放出はTIM-4により誘導されなかった。したがって、TIM-4は即時的なアレルギー反応よりも慢性的なアレルギー性炎症に関与していると考えられる。また、申請者は膜型に加えて可溶型のTIM-4も存在すること、膜型のTIM-4がある種のプロテアーゼにより切断されることで可溶型として遊離すること、可溶型TIM-4もマスト細胞のサイトカイン産生を増加させる機能を持つことを明らかにした。さらに、正常マウスに比べて、アレルギー性肺炎症を起こしたマウスでは血清および肺胞洗浄液中の可溶型TIM-4レベルが増加すること、本モデルマウスの症状は抗TIM-4抗体投与により抑制されることがわかった。したがって、アレルギー疾患においては、体内の可溶型TIM-4レベルが増加しており、その機能を阻害することで症状を抑えられると考えられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。マスト細胞は、アレルギー反応に深く関与する細胞であり、アレルギー疾患の理解と治療には、マスト細胞の機能制御機構の解明が非常に重要である。TIM-4は、細胞膜上に発現する蛋白質であり、死細胞除去やT細胞機能の調節に関与する。しかし、アレルギー4反応におけるTIM-4の役割は明確でない。これまでに申請者は、TIM-4がマスト細胞に結合しサイトカイン産生を亢進させること、既知の結合分子であるLMIR5に加えてTIM-3にも結合することを見いだしている。一方、これら分子にTIM-4が結合した場合の機能は明らかでない。そこで、マスト細胞におけるTIM-4とLMIR5、TIM-3相互作用の機能を解析した。マスト細胞のLMIR5の発現をRNA干渉により低下させると、TIM-4処理によるサイトカイン産生が減弱した。また、LMIR5を欠損したマスト細胞では、野生型の細胞に比べてサイトカイン産生量が低かった。一方、TIM-3遺伝子の発現を低下あるいは欠損させたマスト細胞では、野生型マスト細胞よりもTIM-4処理後のサイトカイン産生量が多かった。また、TIM-3を欠損したマスト細胞をTIM-4で処理した場合のサイトカイン産生は、LMIR5遺伝子の発現をRNA干渉により低下させることで抑制された。したがって、TIM-4はLMIR5と結合してサイトカイン産生を誘導し、TIM-3はTIM-4-LMIR5結合によるサイトカイン産生に対して抑制的に働いていると考えられる。以上より、TIM-4とLMIR5との結合を特異的に阻害することで効率的にマスト細胞の機能を抑えることができる可能性がある。さらに申請者は、可溶型のTIM-4が存在することを見いだした。従来TIM-4は細胞膜上に発現すると考えられていたため可溶型TIM-4の存在意義は不明である。今後は、可溶型TIM-4の生成機構や機能等を調べる予定である。予定していた研究課題はほぼ達成することができた。また、マクロファージや破骨細胞にTIM-4が結合した場合の役割も明らかにし、論文として発表することができた。

ただし、マスト細胞に関しては、論文発表や特許取得はできていないため、区分2とした。そこに到達できなかったのは、TIM-4には膜型だけでなく可溶型が存在するという、当初の予想を超える結果を得ることができ、さらなる解析が必要となったためである。申請者は、可溶型のTIM-4も存在することを見いだした。そこで今後は、膜型および可溶型のTIM-4が、各種疾患の新規治療標的や診断マーカーとしてふさわしいか突き止めることを目的として、下記2項目を明らかにする。1)可溶型TIM-4の生成機構および機能膜型TIM-4が切断されて可溶型として遊離されるのか、マスト細胞等のサイトカイン産生を増加させるか調べる。2)ヒトにおいても可溶型TIM-4は存在するかヒトの可溶型TIM-4の測定系を確立させ、健常人と患者サンプルにおける可能型TIM-4レベルを測定する。
重力波データ抽出方法の開発：新たな解析手法および分散型コンピューティングの導入

アインシュタインが一般相対性理論で予言した重力波は,100年の時を経て実際に観測できる技術が確立した.2019年末からは日本のKAGRAプロジェクトも実観測に入ることから,重力波観測は,物理学から天文学へと学問の域を広げていく.本研究では,未知の重力波を捉える方法開発・効率のよい波源天体のパラメータ推定法の開発を行うとともに,分散型コンピューティングを利用して科学のアウトリーチ活動も推進する.アインシュタインが一般相対性理論で予言した重力波は,100年の時を経て実際に観測できる技術が確立した.2019年末からは日本のKAGRAプロジェクトも実観測に入ることから,重力波観測は,物理学から天文学へと学問の域を広げていく.本研究では,未知の重力波を捉える方法開発・効率のよい波源天体のパラメータ推定法の開発を行うとともに,分散型コンピューティングを利用して科学のアウトリーチ活動も推進する.
動作調節機能とその学習過程を模擬・評価するための神経筋系数理モデルの研究

本研究では,動作調節機能を対象とした新しい運動療法やその効果・有効性を評価する方法を構築するための基礎研究として,訓練による学習・習熟過程の模擬・再現も視野に入れた神経筋系の数理モデルを開発することを目的としている.このため,特に下肢の運動状態や筋出力状態,およびその学習過程を模擬・再現できる神経筋系モデルを構築することに焦点を絞って進めてきた。前年度は脊髄レベルの機能的神経回路で左右交番的な運動リズムを生成する上で重要な役割を果たすと考えられているリズム生成機構を、2つの神経振動子からなるCPGとしてモデル化した。今年度はこのモデルにフィードバック制御、フィードフォーワード制御、予測制御の機構を組み込むため、基本パラメータを決めるための実験を実施した。様々なリズム周期(周期30秒0.5秒の12段階)でヒトが目標を追従する動作(立位で身体を左右にリズミカルに動かす運動)を運動計測装置、筋活動計測装置、側圧中心計測装置を用いて測定した。その結果、リズム周期が30秒から2秒に近づくにつれてリズム運動を修正・調節する要因が外的なものから内的なものに徐々に変化し、周期が0.82秒の範囲では主に内部モデルに基づいた目標リズム追従が行われている可能性が見いだされた。この結果をもとにフィードバック制御ループを支配するパラメータがリズム周期の増加に伴って弱くなり、逆に予測制御ループを支配するパラメータが1Hz前後でもっとも強くなるような機構を設け、神経新藤氏を改良した。これにより、リズム追従機構におけるフィードバック制御、予測制御およびそれらの切り替わりを適正に表現できるモデルを構築することができた。本研究では,動作調節機能を対象とした新しい運動療法やその効果・有効性を評価する方法を構築するための基礎研究として,訓練による学習・習熟過程の模擬・再現も視野に入れた神経筋系の数理モデルを開発することを目的としている.このため,特に下肢の運動状態や筋出力状態,およびその学習過程を模擬再現できる神経筋系モデルを構築することに焦点を絞って進めてきた.今年度はモデリングのベースとなる生体物理量の計測を7名の被験者について行い,モデルのデザイニングを検討した.計測は以下の要領で行った.被験者には自転車エルゴメータを一定速度(50rpm)で疲労困憊まで継続的にペダルを漕ぐように指示した.このときペダリングの負荷は20Wから開始し,20W/minでステップ状に増加する設定とした.ペダリング中に計測した項目は,VICONによる3次元モーションキャプチャ(全12カ所),表面筋電(大腿二頭筋,外側広筋),呼気ガス(VO2, VCO2, Volume),血圧・心拍・心拍出量である.この計測データの詳細な解析は次年度における課題とするが,下肢運動のキネティクスをVICON計測によるキネマティクス情報から算出し,その筋電とペダリングペース信号に対する関連性から,発揮筋力とリズム制御の関係を考察する.また,今年度は,上記実験とは異なるパラダイムによる運動制御系計測の準備を進めた.この実験では軌跡追従タスクによる身体パラメータを計測可能である.この2実験から得られたデータに基づいて,学習・習熟過程の現象論的研究からモデリングへの導入を行う.本研究では,動作調節機能を対象とした新しい運動療法やその効果・有効性を評価する方法を構築するための基礎研究として,訓練による学習・習熟過程の模擬・再現も視野に入れた神経筋系の数理モデルを開発することを目的としている.このため,特に下肢の運動状態や筋出力状態,およびその学習過程を模擬・再現できる神経筋系モデルを構築することに焦点を絞って進めてきた.前年度はモデリングのベースとするため被験者が自転車エルゴメータを漕いでいる最中の生体物理量の計測を行うことでモデル全体のデザイニングを検討した.今年度は脊髄レベルの機能的神経回路で左右交番的な歩行様リズムを生成する上で重要な役割を果たすと考えられている中枢パターン生成器(CPG)のモデリングを検討した.多くの先行研究ではCPGを単純な微分方程式で記述される非線形振動子の結合系としてモデル化している.これを用いることで実験から得られる生体物理量のダイナミクスを定性的に説明することはできるが,定量的に再現することは難しい.我々は脊髄CPGの神経系に関して得られている神経生理学的知見をよい精度でモデル化する必要があることを確認した.また,単一神経モデルとしては様々なモデルが提案されているが,本CPGモデルを構築するために用いる神経モデルとして,ダイナミクスの再現性と計算コストの両面から検討し,Izhikevich(2003)により提案されているスパイキングニューロンモデルを用いる方針を固めた.神経細胞モデルが示すダイナミクスは,あるパラメータの連続的な変化に伴い質的に変化する揚合がある(分岐現象).CPGモデルとして重要なダイナミクスは漸近安定な振動性のダイナミクス(安定リミットサイクル振動)であり,神経モデルが安定リミットサイクルを持つに至る分岐の種類は複数存在する.このスパイキングニューロンモデルには,パラメータを適切に調節することでリミットサイクル振動を生成する複数の分岐経路を任意に選択することができるというメリットがある.本研究では,動作調節機能を対象とした新しい運動療法やその効果・有効性を評価する方法を構築するための基礎研究として,訓練による学習・習熟過程の模擬・再現も視野に入れた神経筋系の数理モデルを開発することを目的としている.このため,特に下肢の運動状態や筋出力状態,およびその学習過程を模擬・再現できる神経筋系モデルを構築することに焦点を絞って進めてきた。

前年度は脊髄レベルの機能的神経回路で左右交番的な運動リズムを生成する上で重要な役割を果たすと考えられているリズム生成機構を、2つの神経振動子からなるCPGとしてモデル化した。今年度はこのモデルにフィードバック制御、フィードフォーワード制御、予測制御の機構を組み込むため、基本パラメータを決めるための実験を実施した。様々なリズム周期(周期30秒0.5秒の12段階)でヒトが目標を追従する動作(立位で身体を左右にリズミカルに動かす運動)を運動計測装置、筋活動計測装置、側圧中心計測装置を用いて測定した。その結果、リズム周期が30秒から2秒に近づくにつれてリズム運動を修正・調節する要因が外的なものから内的なものに徐々に変化し、周期が0.82秒の範囲では主に内部モデルに基づいた目標リズム追従が行われている可能性が見いだされた。この結果をもとにフィードバック制御ループを支配するパラメータがリズム周期の増加に伴って弱くなり、逆に予測制御ループを支配するパラメータが1Hz前後でもっとも強くなるような機構を設け、神経新藤氏を改良した。これにより、リズム追従機構におけるフィードバック制御、予測制御およびそれらの切り替わりを適正に表現できるモデルを構築することができた。
大面積で一義的に配向したキラルな共有結合フレームワークの機能開拓

我々は、重合性のカルボン酸とキラルなアミンとの塩を鋳型重合することにより得られる多孔性高分子について研究を続けている。最近、10 cm2の大面積でキラル空孔が一義的に配向した多孔性高分子フィルムを得る手法を確立した。この材料は、従来の多孔性材料に欠けていた要素を兼備した、興味深い研究対象である。本研究では、この材料について、単結晶X線構造解析に準ずる精密構造解析を行った。また、今回の多孔性高分子が、パラニトロアニリン誘導体を包摂させることで、優れた非線形光学材料になることと、ならびに、鋳型であるキラルなアミンのラセミ体を光学分割するための優れた媒体になることを明らかとした。応募者が2003年間より継続してきた研究の不連続的な発展として、昨年度「10 cm2の大面積でキラル空孔が一義的に配向した多孔性高分子フィルム」を得る手法を確立した。この新材料は、従来の多孔性材料に欠けていた要素を全て兼備する、極めて興味深い研究対象である。このフィルムは、液晶を前駆体とする高分子材料でありながら、あたかも「単結晶」のBlagg反射を想起させるシャープなX線回折を与える。そこで、大型放射光施設(SPring-8)にて得られる高品質なX線を用い、この回折データを徹底採取し、単結晶X線構造解析を模した手法で解析することにより、従来の高分子材料とは次元の違う詳細・精密な構造情報を得ることを目指した。具体的には、原料純度、フィルム成形の条件、系内重合の条件を徹底的に最適化するとともに、得られたサンプルのトリミング(構造欠陥部位を切除)により、可能な限り「単結晶」に近く、なおかつ構造解析に耐えるサイズを持ったサンプル片を調製した。次いで、上述のサンプル片のX線回折データをSPring-8のビームラインにて採取し、得られた回折データを解析したところ、格子だけでなく空間群も決定され、分子レベルの極めて詳細な構造が分かった。すなわち、空間群P6122の六方格子の中では、カルボン酸が6回軸に沿って集積した二重らせん構造を取り、二重らせんが作るチャネル中には、アミンがやはり二重らせんに沿って配列することが明らかとなった。今回の高分子フィルム材料について、当初の想定以上に詳細な分子レベルの構造が明らかとなった。また、幸運なことに、この高分子フィルム中に包摂されたゲスト分子が、ゲスト分子自身のキラリティーの有無に関わらず、らせん構造に沿って配列されることが分かった。応募者が継続してきた研究の不連続的な発展として、一昨年度「10 cm2の大面積でキラル空孔が一義的に配向した多孔性高分子フィルム」を得る手法を確立した。また、放射光X線を用いた昨年度の検討により、この材料の分子レベルでの詳細構造が明らかとなった。すなわち、空間群P6122の六方格子の中では、カルボン酸が6回軸に沿って集積した二重らせん構造を取り、二重らせんが作るチャネル中には、アミンがやはり二重らせんに沿って配列する。一方で非線形光学効果は、次世代光エレクトロニクスの鍵技術として注目される。大きな双極子を持つ色素はしばしば顕著な非線形光学効果を示すが、これら色素が非線形光学効果を示ためには、非対称な構造に配置される必要がある。また、得られる非線形シグナルのコヒーレンス性を高めるためには、色素分子の規則配列における欠陥や粒界を抑える必要がある。このような理想構造を得るための一般法は存在しないが、今回我々が開発した多孔性高分子フィルムは、空孔中に色素分子を吸着させるだけで、非線形光学効果発現の理想構造を作り出す万能テンプレートとなると期待される。そこで、典型的な非線形光学色素であるp-ニトロアニリンの誘導体を多孔性高分子フィルムに導入し、得られる複合体の非線形光学効果を調べた。例えば波長800 nmのレーザー光を入射したところ、波長400 nmの発光が観測される、いわゆる二次の非線形光学効果が観察された。興味深いことに、巨視的配向構造を持たない参照用のフィルムを作成し、その非線形光学効果の強度を調べたところ、今回のフィルムの10%強度の非線形光学効果しか観察されなかった。今回のフィルムの巨視的配向構造のために出力される光の相互干渉が抑えられ、コヒーレンス性が向上したと考えられる。研究計画時点から、非線形光学効果が観察されるところまでは予想していたが、巨視的な配向構造のためにその強度が通常の10倍増強され、本法の有用性が顕著に示されたため。また、放射光X線を用いた一昨年度の検討により、この材料の分子レベルでの詳細構造が明らかとなった。