hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
次世代半導体デバイスのための不純物分布計測技術の開発

実験では、試料は厚み方向に不純物分布のあるシリコンを用い、断面方向から観察できるようにTEMの断面試料作製の要領でface to faceで貼り合わせた後に楔型に加工した。この後、一方の面にはオーミック電極を、もう一方の面にはショットキー電極を形成してEBIC試料を作製、SEMを使って観察した。ショットキー電極側から電子線を入射した場合、試料の厚いところでは大きなEBICが流れた。face to faceで貼り合わせた表面近くでは不純物濃度に分布があるので、不純物分布に応じたEBIC電流の変化が見られ、理論と一致する傾向が得られた。オーミック側から電子線を入射した場合、不純物濃度に応じて、EBICがある厚みで最大となる結果が得られた。この傾向も、理論と一致する。EBICのシミュレーションは、予め分かっている不純物濃度を使って3次元の輸送方程式を有限要素法を使って解くことで行った。様々な条件でシミュレーションを行ったが実験の結果を正しく再現できないことが判明した。この原因としてface to face試料作製の難しさにあるように思われる。TEMではあまり問題とならないが、2枚の試料を貼り合わせている接着剤の層が、研磨中に表面近傍の濃度変化のある層に付着し、EBIC観察の障害となっているように思われる。以上のように本手法は、定性的には簡便に不純物の分布が分かるが、手量的に行うためには、試料作製をより慎重に行う必要がある。半導体デバイスの開発には,静電ポテンシャルを制御することが必要で,これは不純物の種類や濃度を変化させることで実現する.新しくデバイスを開発する時,不純物が設計どおりに制御できているか調べることが必要になる.しかし,デバイスの微細化が進む中,そのような手法の開発が遅れている.本研究では,電子ビームを照射したときに流れる電流を測ることで,不純物濃度を分析する手法の開発を目指した.電子顕微鏡を使って行う手法であり,空間分解能は非常に高く出来,濃度に応じて誘導電流が変化することを確認出来た.しかし,そのために試料を加工する必要がある.試料作製法を改良することで,より信頼できる手法になると期待される.実験および解析は、ほぼ計画通りに進んでいるから。来年度が最終年度であるので、不純物濃度の定量的評価および空間分解能の観点で研究を進め、本手法の限界を見極める。このために、シュミレーションプログラムを作成して観察結果を説明できるようにするとともに、観察実験も行って結果の理解を深める。電子顕微鏡学不純物濃度の定量的評価および空間分解能の観点で研究を進める。このために本年度はシュミレーションプログラムを作成した。来年度は、実験のほかシミュレーションを併用して、上記課題に取り組む。EBIC信号量が少なく、僅かな変化を十分に捉えられておらず測定法に改善の余地はあるものの、EBICの実験を行い有用な知見を得ることが出来たから。H27年度に大学を異動し研究の進捗が遅れたために来年度に引き続き研究が必要となったため。研究代表者の他大学への異動が決まり、研究遂行のために電子顕微鏡の移設が必要不可欠となった。
ＤＮＡ損傷チェックポイントによるクロマチン構造変換を介した新たな組換え修復制御

相同組換え(HR)は、ゲノムの脅威となるDNA二重鎖切断(DSB)を修復する。HR機構については、DNAレベルの素過程の理解が進んできたが、生体内のHRでは「染色体の選択」といった問題が加わる。体細胞では「姉妹染色体間HR」が「相同染色体間HR」より優位に起こる。姉妹染色体間HRはゲノムの変化を伴わないが、親由来ゲノムの情報交換が起こる相同染色体間HRは、娘細胞で情報が欠落する染色体異常につながる。従ってこの「優位性」の理解はゲノム安定性を守る仕組みを知る上で重要である。本研究の目的は姉妹染色体間HRの優位性に、DNA損傷チェックポイントによるクロマチン構造変換が関与する可能性を調べることである。そこで私はDNA損傷チェックポイントキナーゼRad53の新たな活性に着目した。Rad53は、体細胞と異なり相同染色体間HRが優位になる減数分裂期の計画的DSBには活性化されない。そこでRad53過剰発現の影響を調べた。結果、Rad53は相同染色体間HRを阻害し、姉妹染色体間HRを促進する活性を持つことが示唆された。しかしRad53はHR素過程を促進しなかったので、Rad53がクロマチン構造変換を介して姉妹染色体間HRを促進する可能性を考えた。平成24年度は、減数分裂期におけるRad53活性化による姉妹染色体間HRの分子機構に迫れる結果を得た。減数分裂期の姉妹染色体間HRは、減数分裂期特異的な染色体構造の構成因子Hop1とRed1によって阻害されている。そこでRad53過剰発現によってRad53活性化を模倣した細胞においてこれら蛋白質の挙動を調べた。結果、Rad53は、Hop1とRed1の染色体局在を部分的に阻害し、染色体から解離させることがわかった。解離の時期と組換え修復の間に相関が見られた。従ってRad53がクロマチン構造変換に作用して組換え修復を制御する可能性が示唆された。24年度が最終年度であるため、記入しない。DNA二重鎖切断(DSB)を修復する相同組換え(HR)については、DNAレベルの素過程の理解が進んできたが、生体内のHRでは「染色体の選択」といった問題が加わる。姉妹染色体間HRはゲノムの変化を伴わない。しかし、親由来ゲノムの情報交換が起こる相同染色体間HRは、娘細胞で情報が欠落する染色体異常につながる。平成23年度は、減数分裂期におけるRad53活性化のサイレンシング機構を調べることによって、Rad53を減数分裂期の計画的DSBに対して活性化することができた。さらにサイレンシングには、計画的DSB部位の構成的なエピジェネティック制御が関与する可能性を得た。以上の結果の重要性は、1)翌年度の研究に重要な、過剰発現でなく生理的に意味のある活性型Rad53による組換え修復制御の解析系を得ることができたこと:2)エピジェネティクスによってDSB形成以前に規定されたゲノム環境がDNA損傷チェックポイントの活性化制御に関与することが示唆されたことである。

減数分裂期の姉妹染色体間HRは、減数分裂期特異的な染色体構造の構成因子Hop1とRed1によって阻害されている。そこでRad53過剰発現によってRad53活性化を模倣した細胞においてこれら蛋白質の挙動を調べた。結果、Rad53は、Hop1とRed1の染色体局在を部分的に阻害し、染色体から解離させることがわかった。解離の時期と組換え修復の間に相関が見られた。従ってRad53がクロマチン構造変換に作用して組換え修復を制御する可能性が示唆された。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成23年度では、Rad53活性化のサイレンシングの仕組みの解明を大きく進めることができ、今後、新たな組換え修復制御を明らかにする観点からも重要な進展を得ることができた。しかし、サイレンシングの仕組みは研究計画当初あまり重きを置いていなかったので、新たな組換え検出系の構築に遅れが生じている。平成23年度に得る事のできた系を用いて生理的に重要な活性型Rad53によるDSBの組換え修復への影響を調べて、姉妹染色体間HRを促進する可能性をさらに調べる。またプロテオミクスから示唆されたクロマチン構造変換に関与するRad53のターゲットの変異を導入して影響を調べる。Rad53による組換え修復制御の観点からもRad53活性化制御は重要であるので、活性化サイレンシングの仕組みの解明も追求する。また引き続き、最終的にこれら変異体の姉妹染色体間HRへの影響を直接的に検討する組換えアッセイ系の構築を試みる。
日本における鉄道の軍事的利用に関する研究

平成9年度については,日中戦争開始以降の日本国内における鉄道の軍事輸送計画および輸送実績について、前年度にほぼ終了した「関東軍特別演習」の動員輸送以外の動員輸送の調査を実施した。また中国東北における鉄道輸送力についても、日本国内にある史料について並行して調査を進めることとした。これらの史料は、体系をなして保存されている状態はあまり期待できず、断片的な史料の発掘が必要と予測していたが、交通博物館に保存されている長崎惣之助氏(日中戦争、太平洋戦争時の鉄道省運輸局長、鉄道次官、戦後日本国有鉄道総裁)の旧蔵文書の中に、戦時中の国有鉄道全般とくに輸送計画、建設計画にかかわる史料が含まれていることを知り、この文書から関係史料のマイクロ・ファルムをプリントすることとした。その結果、日中戦争開始当時の国鉄における軍事輸送実績について約1年分のものを集めることができた。輸送計画については、直接軍事輸送そのものの計画ではないが、年度ごと、ないし分野ごとの輸送計画の史料を、太平洋戦争期まで集めることができた。同時に、当時計画された東京・下関間の広軌新幹線計画の史料も輸送力関係のものを中心に集めた。中国東北については、この文書の中に鉄道省が作成した日本国内、朝鮮、中国にまたがる輸送力調査の結果をまとめた史料を発見した。これは軍事輸送計画の基礎データとして使われたと推測されるもので、戦中期における輸送計画データはほぼ集積を終った。しかし、輸送実績史料は日中戦争開始当初を除いては発見できなかった。このような状態で、年度内に論文をまとめることはできなかった。しかし、瀋陽、大連になお未見の史料があることをあらたに知ったので、平成10年度にはこれらの史料探索を実施し、平成11年度には論文をまとめたいと考えている。平成8年度については、日中戦争期の鉄道軍事輸送調査を中心とし、国内と中国東北と両者についての資料収集とデータ処理を実施した。1.国内については、(1)すでに防衛庁防衛研究所図書館所蔵の関東軍特別演習関係動員輸送計画書(国有鉄道および関連地方鉄道)をマイクロフィルム化してあったので、そのデータ処理、(2)国内における戦時計画輸送実施のための交通統制について、東京都公文書館所蔵の交通統制関係資料のマイクロフィルム化を実施した。2.中国東北については、「満州国」内鉄道全般にわたる列車運転時刻表(昭和15年10月改正の分、すでにコピー化)を基礎に、軍事輸送関係線区における輸送力測定のための補助的資料の収集とデータ処理作業を途中まで実施、残りは平成9年度に完成することとした。3.すでに収集した昭和1415年度の「満州国」における鉄道(南満州鉄道および満州国国有鉄道)の輸送力関係資料(関東軍野戦鉄道司令部旧蔵)から昭和16年に実施された関東軍特別演習における輸送力および輸送体制についての基礎データを作成する作業を開始したが、補助的な資料が不足していることが判明し、平成8年度にはいくらかのものを収集した。平成9年度にはその補充と、基礎データ作成を実施する予定である。
静脈性造影剤とCTを用いた脳のperfusionの解析

脳のperfusion CTを施行した。方法は、造影剤急速静注によるダイナミックCTである。パソコン上でperfusion CTによるCBF測定のソフトウェア(deconvolution法)を作成した。PETによるCBFと比較することで、脳perfusion CTの定量性を評価した。そのため、CTとPET画像を重ね合わせるプログラムも作成した。対象は正常ボランティア5名と慢性期の虚血性脳疾患4名である。1.視覚的評価。CT-CBFでは、脳表上の血管、深部静脈、静脈洞が、CBFの非常に高い領域として示された。脳実質に関しては、灰白質と白質のコントラストはCT-CBFとPET-CBFとでほぼ同等であった。患者群での虚血部分と正常部分とのコントラストも、両者でほぼ同等であった。2.定量性評価。正常ボランティアでは、脳表上の血管をできるだけ含まないように設定したROIの計測(大脳皮質、基底核、大脳白質)で、CT-CBFは^<15>O-H_2O PETの結果と比較的よく一致した。患者群で血管成分を除外せずに計算した撮像面内の脳全体のCT-CBFは、PET-CBFと比べて、+41+60%と高値となり、誤差が大きかった。血管成分を除外して計算すると、この差は0+4%となり両者はほぼ一致した。また、病変側の大脳半球では+3+12%、反対側の大脳半球では-9+3%の値であった。3.血管成分を除外した脳実質の相関係数は、0.620.72であり、比較的良い相関が得られた。1.視覚的評価。2.定量性評価。ボランティア6名に脳のperfusion CT、^<15>O H_2O PET、^5O CO PETを施行した。perfusion CTはTOSHIBA Aquilionを使用した。collimation 8 mm x 4列で、眼球を避けた角度で基底核と内頚動脈先端部が含まれるスライス面を設定。肘静脈からヨード造影剤イオパミロン370を5ml/secのスピードで総量40mlを静注した。1.0sec./rotation、80 kVp、200 mAsで、3040回連続撮像した。画像データをパソコンに転送し、自作のプログラムでCBFとCBVの算出を試みた。まず、maximal slope modelで解析を行ったが、灰白質と白質のコントラストが悪く、造影剤のbolus性が不十分なためと考えられた。次にcentral volume principleに則ったdeconvolution法で解析を行った。ROIの計測で、CBFはperfusionCTでは、大脳皮質、基底核、大脳白質が、それぞれ30.6±4.5、39.2±5.4、20.3±3.1(ml/min/100g)であり、^5O H_2O PETの結果(それぞれ31.2±4.5、34.1±6.8、21.8±2.1)とよく一致した。CBVはperfusion CTでは、大脳皮質、基底核、大脳白質が、それぞれ3.3±0.2、4.5±0.6、1.6±0.2(ml/100g)であり、^5O CO PETの結果(それぞれ3.3±0.7、4.4±1.9、4.3±1.1)と前二者は概ね一致したが、大脳白質での値は大きく異なった。CTとPET画像の間には、画素の実長、撮像時の被検者の頭部の傾きに差異がある。これを補正するプログラムも開発した。PET画像をCT画像の画素に合わせて補間補正し、非線形最小自乗法にて画像の位置が最も一致す3次元的平行移動、回転移動のパラメータを求めた。これによりCT画像と解剖学的に同一な座標にPET画像を再構築することに成功した。

このプログラムを使用することで、今回のように異なるモダリティの画像を比較検討する場合に、より正確な評価が可能となると期待される。平成12年度に作成した脳perfusion CT解析ソフトウェア(deconvolution法)の改良を行った。これを用いて、慢性期の虚血性脳疾患4名(全て男性、3769歳)を対象として、^<16>O-CO_2PETと比較することで、脳perfusion CTの定量性を検討した。1.視覚的評価。CT-CBFでは、脳表上の血管、深部静脈、静脈洞が、CBFの非常に高い領域として示された。脳実質に関しては、灰白質と白質のコントラストはCT-CBFとPET-CBFとでほぼ同等であり、虚血部分と正常部分とのコントラストもほぼ同等であった。2.定量性評価。血管成分を除外せずに計算したCT-CBFは、PET-CBFと比べて、断面内の脳全体で+41+60%と高値となり、誤差が大きかった。血管成分を除外して計算すると、この差は0+4%となり両者はほぼ一致した。同様に血管成分を除外して計算すると、CT-CBFはPET-CBFと比べて、灰白質のみでは+2+12%、白質のみでは-6+5%の値であった。また、病変側の大脳半球では+3+12%、反対側の大脳半球では-9+3%の値であった。3.相関係数の算出。血管成分を除外した脳実質の相関係数は0.670.72であり、比較的良い相関が得られた。以上、今回の研究により、脳perfusion CTでは血管成分を含めたままのデータではCBFが実際よりも大きく計算されることがわかった。そのため、血管成分を自動的に除外するプログラムを作成した。その結果、血管成分を除外し、arterial inputを内頚動脈で計算することで、CBFをほぼ正確に測定することができることがわかった。今後、脳perfusion CTは脳血液潅流の定量的評価の有力な手段の一つとなると考えられる。
舶用ディーゼルエンジンに適用するＰＭ低減システムの実用化に関する研究

ディーゼルエンジンから排出される排気ガスには有害物質のPM(粒子状物質)が含まれており、船舶用低減システムの実用化が期待されている。本研究では、実用化を念頭に、高周波電源とフィルターユニットをそれぞれ検討し、PM低減システムを構築した。システム用高周波電源に、擬似可変コンデンサを適用することによって、フィルターに強磁性金属を適用でき、急速加熱と高温加熱により、電源効率の向上を確認した。また、PM除去とシステムの安定動作を可能とした。ディーゼルエンジンからの排気ガスには、NOx(窒素酸化物)、SOx(硫化酸化物)、PM(粒子状物質)といった有害物質が含まれており、自動車用の浄化装置は一部実用化されている。しかし、船舶における同様のシステムは未だ開発中である。NOxとPMは、一方を低減するともう一方が増加してしまうといったトレードオフの関係にあり、ディーゼルエンジン本体の改良だけでは、両方を低減させることが難しい。そこで、本研究では、NOxを低減するように改良した舶用ディーゼルエンジンにおいて、増加したPMを低減させるためのPM低減システムについて開発、検討している。このシステムを実用化するには、(1)PM捕集と加熱に最適なフィルターの検討(2)フィルター加熱に適した電源の開発(3)舶用ディーゼルエンジン運転時におけるPM低減システムの信頼性、安全性、耐久性の確認の3工程が重要である。昨年度までに(2)のフィルター加熱用電源について検討し、本年度は(1)の最適なフィルターについて検討するため、PM低減システムを実際のディーゼルエンジンに据え付けた。その結果、PM低減システムにより、PMが低減することが実証され、その低減効果が得られた。本研究では、PMを捕集したフィルターの再生に誘導加熱を用い、非接触でフィルターを加熱することが特徴である。これにより、フィルターの温度制御が容易となり、また、フィルターの焼損や配線の断線といった問題が解決される。本年度は、特に(2)のフィルター加熱用電源について検討した。高周波誘導加熱用電源として現在まで提案してきた回路トポロジーを礎に、ソフトスイッチングインバータを新しく開発した。フィルターには誘導加熱に適した強磁性金属を用いるが、温度変化に伴い誘導加熱等価負荷のインダクタンスと抵抗が大幅に変化するといった問題がある。そこで、本研究では誘導加熱用電源として、擬似可変コンデンサを用いた新しいソフトスイッチングインバータを提案している。擬似可変コンデンサを利用することによって、周波数を一定としたまま、負荷変動に対する共振追尾制御が容易になり、負荷となるフィルターの温度が変化し、誘導加熱等価負荷の値が変化したとしても、複雑な制御が不要となった。これにより、常にソフトスイッチングを維持することができ、スイッチングストレスが軽減されるといった特長を持つ。ディーゼルエンジンから排出される排気ガスには、NOx(窒素酸化物)、SOx(硫化酸化物)、PM(粒子状物質)が有害物質として含まれている。これらの浄化技術は、自動車用に一部実用化されているが、船舶における同様のシステムは未だ開発中である。NOxとPMは、一方を低減するともう一方が増加してしまうといったトレードオフの関係にあり、ディーゼルエンジン本体の改良だけでは、両方を同時に低減させることが難しい。NOx低減を実現する舶用ディーゼルエンジンは、PMが増加してしまう。そこで、本研究では増加したPMを低減させることを目的に、船舶に搭載するPM低減システムについて開発、検討している。これまでの研究で、PM低減システムにより、PMが低減することが実証され、その低減効果が得られた。本研究では、PMを捕集したフィルターの再生に誘導加熱を用い、非接触でフィルターを加熱し、PMを浄化することが特徴である。パワーエレクトロニクスディーゼルエンジンからの排出ガスの中で、有害物質と考えられているPMは、非常に小さな粒子である。

そのため、捕集フィルターは、小さい微粒子を捉えることができなければならないが、フィルターのメッシュを細かくしすぎるとすぐに目詰まりを起こす可能性がある。目詰まりを起こすと、ディーゼルエンジンの背圧が高くなり、エンジン出力への悪影響が懸念される。PMを捕集しながら浄化することが理想であるが、その場合、排気温度がPM燃焼温度より低いため、排気ガスによってPM低減システムの捕集フィルターが冷却されてしまう。そのため、加熱温度を維持するために大電力が要求される。そこで、消費電力を抑制するために、フィルターはPMを捕集するだけとし、目詰まりを起こす前に予備のフィルターに切り換える方式を採用する。実際に、PM低減システムをディーゼルエンジンに据え付け、捕集フィルターによるPMの低減効果を検討した。その結果、メッシュを細かくすることでPMの低減効果が得られた。捕集されたPMは、誘導加熱を用いてPMが燃焼する温度まで加熱して浄化し、フィルターが再生される。このとき、提案した擬似可変コンデンサを用いる誘導加熱用電源をPM低減システムに適用することで、加熱温度が変化しても、共振追尾制御により、常にソフトスイッチングを維持し、安定に駆動可能である。しかし、漏れ磁束によってPM低減システム周辺部への影響もあるため、捕集フィルターを高効率で加熱できない問題を解決する必要があり、今後、漏れ磁束対策を施して、無駄な電力を軽減させる方策を検討する。ディーゼルエンジンからの排出される排気ガス中のPMは、650°C以上に加熱すると燃焼分解されることが知られている。そこで、PMを金属フィルターにて捕集し、フィルターを加熱することでPMを燃焼させ、低減させるシステムとしている。本研究では、フィルターの加熱に誘導加熱を適用することが特長であり、これにより、フィルターの加熱温度が制御でき、フィルターの過熱や温度むらによる温度低下が原因のPM燃焼失敗がなくなる。誘導加熱においては、強磁性金属を加熱する際には効率良く加熱できることから、本研究においてもPM捕集用フィルターに強磁性金属を適用する。しかし、強磁性金属はキュリー温度が存在し、キュリー温度以上に加熱すると常磁性金属に変化するため、誘導加熱等価負荷が急激に変化するといった問題がある。また、一般的に、負荷変動に対しては共振周波数追尾制御を用いるが、駆動周波数を制御すると、加熱部分も変化してしまうといった問題もある。そこで、本研究ではこの誘導加熱等価負荷の変化に対して常にソフトスイッチングを維持するような共振追尾制御を、一定周波数で行うことでこれらの問題を解決している。これらを解決する方法として、擬似可変コンデンサを提案し、誘導加熱用電源に適用することで、フィルター形状、フィルター材質を変更しても、常にソフトスイッチングを維持することができる。その結果、PM捕集用金属フィルターの最適化を検討しやすくなり、今後は、フィルターの最適化に取り組む予定である。
２歳児の表象機能の発達及び自己の様相に関する発達モデルの構築

本研究では、2歳から3歳にかけての自己の発達および表象機能の発達について考察することを目的とした。遊び場面を観察対象として、家庭での母子相互作用および、保育園での仲間同士の関わりを分析した結果、2歳後半から3歳頃に自らの視点をもって他者と向きあう主体が形成されることが示唆された。仲間同士での遊びでは、3歳頃より模倣することを宣言したり、模倣することを要請する関わりが新たに観察され、その発達的意味を考察した。本研究は、実験と観察を組み合わせた方法により、2歳児の表象機能の発達及び自己の様相に関する発達モデルを3年計画で構築することを目的としている。2年目にあたる今年度は、予備的に取得済みの2歳児1名の言語使用に関するデータ分析を引き続き進めた。また、前年度に保育園で観察を行った2歳児の遊び場面の縦断的観察記録の分析を行い、仮説の生成を進めた。本研究は,実験と観察を組み合わせた方法により,2歳児の表象機能の発達及び自己の様相に関する発達モデルを3年計画で構築することを目的としている。今年度は,主に以下の二点について研究を進めた。まず,予備的に既に取得済みの2歳児1名の言語使用に関するデータ分析を進め,内的シンボル(言語)の理解,使用と自己の様相との関連について考察を行った。続いて,半年間,保育園の2歳児クラスの縦断観察を実施し,仲間同士の自他関係の変化及び自己の様相との関連に関する基礎データを得た。本研究の目的は、2歳児の表象機能の発達及び自己の様相に関する発達モデルを構築することである。当初は、2歳代には、表象機能の発達に伴い自己が一時的に脆弱になりやすい特徴がみられること、これらが実行機能の成熟に伴って克服されていく過程を,4つの側面(自己像認知、外的シンボル、言語、自他関係)から検討する予定であった。しかしながら、主に二つの観察研究によって言語と自他関係に関して検討してきた結果から、モデルの構築を進める方向性を修正する必要があるという認識に至った。とりわけ、2歳児の自己の様相を1言語の使用から認識世界を捉えること、2遊び場面での対他関係や遊び方の特徴という二つの側面から捉え、これらを関連づける必要があると考えている。今年度は、母子相互作用場面における一児の観察事例のデータの解釈を進め、児の認識世界の広がりと対他関係の発達の関連性について分析を進めた。また、現在も2歳児クラス(現在は年少クラス)の遊び場面での観察を継続し、データの分析を進めている。これまでに実施した二つの観察研究(一児の事例研究と2歳児クラス集団を対象にした観察研究)を通して、モデル構築の方向性を1言語の使用を軸にして2歳代の認識世界および対他関係の特徴を整理すること、2集団あそび場面での仲間同士の関係性やあそび方の特徴を軸にして整理すること、とした。これをふまえ、今年度は、上記1に関わる母子相互作用場面における一児の観察事例の解釈を進め、論文としてまとめた。具体的には、1歳10ヶ月から2歳半に至る過程で、母子のあそびの中でどのような共有テーマが立ち上げられているのか、そのテーマが成立する背後にある児の認識世界の特徴について月齢ごとの特徴を考察した。その結果、主にわかったことは、2歳半前後に、自分が体験した出来事に対する自己関与的態度を言語で表明するという事実である。この結果から、2歳半を「自分の視点で出来事に向きあう主体(自己)が形成される出発点となる年齢」として考察した。今年度は、一児の事例研究を論文としてまとめたと同時に、2歳児クラスのあそび場面の観察をすすめ、前半期のデータのカテゴリ分類を行った。この結果は、平成28年4月に開催される日本発達心理学会(北海道大学)で発表する予定である。2歳児クラスの観察結果から、3歳前後の自己の発達を考えるうえで言語が果たす役割が重要であることが、示唆されている。この結果を、来年度中には、学術論文としてまとめていきたいと考えている。本研究では、モデル構築を進めるにあたり、二つの観察研究(一児の発話使用に関する事例研究と2歳児クラスの自由あそび場面の観察研究)を行った。第一の研究では、2歳児1名の言語使用に着目し、2歳から3歳にかけての認識世界と対他関係の特徴を検討した。第二の研究では、自由あそび場面での観察を通して、仲間同士の関係性やあそび方の特徴を検討した。第一に関しては、既に平成27年度に論文としてまとめ、国内学会でも発表している。今年度は、2歳児クラスのあそび場面での子ども同士の相互作用に関する観察事例の分析を進めた。本研究では、2歳児クラスの後半に観察された「言葉での約束事を含む模倣」に着目し、その発達的意味を考察することを主な目的とした。約束事を含む模倣は、1他者への要請や宣言を伴う模倣、2教える発話を伴う模倣、3言葉あそび、の三つに分類された。約束事を含む模倣では、子どもが他児との間で「(◯◯というやり方で)△△しよう」といった共有目標(joint goal)を作り出している点に特徴があると考えられた。これらは、Tomasello(2014)が述べる3歳児の特徴にも合致しており、本研究では、3歳3歳半前後を「「joint goal」を共有する存在として、「わたし」と「あなた」を強く意識するようになる発達的時期」として考察した。

この研究成果は、主に平成28年度の発達心理学会で発表している。本研究では、2歳から3歳にかけての自己の発達および表象機能の発達について考察することを目的とした。遊び場面を観察対象として、家庭での母子相互作用および、保育園での仲間同士の関わりを分析した結果、2歳後半から3歳頃に自らの視点をもって他者と向きあう主体が形成されることが示唆された。仲間同士での遊びでは、3歳頃より模倣することを宣言したり、模倣することを要請する関わりが新たに観察され、その発達的意味を考察した。今年度は、約半年間、育児休業の為に研究を中断しており、実質的には約7ヶ月間の研究期間であった。その間には、当初から必要があると考えていた2歳児クラスの子どもたちの遊び場面の観察を開始し、既に入手してある母子相互作用場面の2歳児の発話データの解釈を進めた。論文の執筆や業績には直接つながっていないが、今年度は、モデル構築を進める方向性を修正するという判断をし、そのための枠組み構築を進めるという点では有意義な7ヶ月だったと判断している。全体としての実施状況としては、(4)遅れている状況だが、具体的なモデル構築の方向性を見極めていくための示唆が得られているという点で(3)やや遅れている、と判断している。今年度は、2歳児クラスを対象にした研究結果を広く発信し、様々な意見や助言等をふまえて、学術論文としてまとめていきたいと考えている。発達心理学今後は、まず、母子相互作用場面における2歳児の発話データの分析結果をまとめて、論文として公刊することが課題である。また、モデル構築の方向性を新たに修正し、現在、継続観察を続けている2歳児の観察を8月頃に修了し、その成果をまとめる準備を進める予定である。今年度は、出産と育児のために7月より育児休業に入ったため、当初予定していた研究計画を十分に進めることが出来なかった。そのため、研究の実施状況としては「遅れている」と評価している。当初の計画では,今年度中に,次年度に本格実施するモデル検証の実験のために,外的シンボル(おもちゃ等のレプリカ)を用いた予備実験と,マークテストを用いた自己像認知に関する予備実験を行う予定であった。しかしながら,諸事情によって予備実験実施が困難となり,今年度は,主に観察データの入手と分析を進めることとなった。予定変更に伴う計画の見直しが余儀なくされたため,研究の実施状況としては,やや遅れていると評価している。育児休業を取得し、予定していた国際学会等での発表が困難になる等、当初の計画とは異なる使用計画となった。産前産後の育児休業を取得しており、事業期間が1年延期となった。そのため、次年度の研究継続のために残金が余る形になっている。平成28年の4月に北海道大学で開催される日本発達心理学会での発表旅費や論文作成に必要な書籍等の入手のために主に使用したいと考えている。当初予定していた研究計画を見直し、育児休業復帰後に研究期間を1年間延長し、その期間内に2歳児を対象とした実験を行いたいと考えている。また、今年度中には、既に取得している2歳児の観察記録の分析結果を論文としてまとめたいと考えている。
高性能燃料電池のためのポリエーテル系電解質膜に関する研究

平成17年度はポリエーテル電解質(SPE-1)の改良と膜電極接合体の作成および燃料電池運転試験を行った。低加湿条件下でのプロトン伝導度の向上を目的として、イオン交換容量(IEC)を増大させ分岐または架橋点を導入して安定化した新型のSPE-1膜を合成した。これら分岐・架橋SPE-1膜のプロトン伝導度は未架橋膜に比べて高い値を示した。特に、高いIEC(2.50meq/g)を有する架橋膜ではその効果が顕著であり、100、120°Cいずれの温度でも低加湿条件下でのプロトン伝導度を1桁程度向上させることに成功した。SPE-1電解質を用いてコロイド沈着法により触媒層を調製し、燃料電池運転試験を実施した。電解質とカーボンブラックの組成比(SPE-1/CB)を変化させてカソード特性を調べたところ、電流密度900mA/cm^2におけるSPE/CB=1.0電極の白金質量活性は27A/gであり、ペースト法で調製した同じ組成の電極の約2倍高い活性が得られた。この値は、フッ素系電解質(Nafion)で最適化した電極の質量活性20A/gをも上回っている。また、Tafel勾配は理論値の70mV/decにほぼ一致した値が得られていることから、プロトンと酸素が十分に供給されていることが確認できた。実用電位0.7Vにおける電流密度はペースト法電極の2倍(320mA/cm^2)に達した。コロイド沈着法により物質供給を阻害することなく触媒利用率が高められた結果、総合的な性能が大幅に向上したものと考えられる。さらに、濃度過電圧はコロイド沈着法のSPE/CB=0.5の電極が、最も低い値を示しており、高電流密度運転が要求される場合には、0.5≦SPE/CB<1.0の範囲が適していることを見出した。以上の成果から、新型ポリエーテル電解質を用いることにより燃料電池の高性能化が達成できることが明らかとなった。平成16年度はポリエーテル電解質の設計と合成、および電解質膜の基礎物性解析を行った。電解質の基本骨格として、結合エネルギーが大きく安定で、求核置換重縮合または酸化重合反応により容易に高分子量体が得られ、電気陰性度が大きく水分子による求核置換攻撃を受けにくい、等の要件を満たす分子構造を探索し、フルオレニル基を有する芳香族ポリエーテルを選定した。ポリエーテルはフルオレニリデンジフェノールとビス(4-フルオロフェニル)スルホンの重合により合成した。このポリエーテルをクロロ硫酸と反応させることにより、スルホン酸化ポリエーテル電解質(SPE-1)を得た。また、ビスフェノールAを50mol%共重合させた共重合電解質(SPE-2)も同様の方法で合成した。スルホン酸化反応条件(溶媒、温度、クロロ硫酸濃度、添加方法)を詳細に検討し、所望の位置にのみ、かつ定量的にスルホン酸基を入できる方法を見出した。SPEの構造は、1H MRおよびIRスペクトルにより確認した。SPEは極性有機溶媒に可溶で、溶液キャスト法により無色透明の強靭な膜とすることができる。SPEは耐熱性に優れており、分解開始温度は250°C以上、ガラス転移温度は有していない。加水分解安定性・メタノール耐性にも優れており、高温水蒸気や高温メタノール水溶液と1ヶ月以上接触させても、分光スペクトル、分子量、膜物性に変化は見られなかった。100%RH下におけるプロトン伝導度を測定したところ、IECが1.14(meq/g)のSPE-1が100°C以上の高温でもプロトン伝導度の減少を示さず、140°Cで0.20Scm^<-1>と高い値を保持した。SPI-1に比べ顕著ではないが、嵩高いフルオレニル基による保水効果が現れているものと考えられる。以上のように、新たに設計したスルホン酸化ポリエーテル電解質が、燃料電池用電解質膜として要求される特性を満たしていることを確認した。

コロイド沈着法により物質供給を阻害することなく触媒利用率が高められた結果、総合的な性能が大幅に向上したものと考えられる。さらに、濃度過電圧はコロイド沈着法のSPE/CB=0.5の電極が、最も低い値を示しており、高電流密度運転が要求される場合には、0.5≦SPE/CB<1.0の範囲が適していることを見出した。以上の成果から、新型ポリエーテル電解質を用いることにより燃料電池の高性能化が達成できることが明らかとなった。
自然発症高血圧ラット(SHR)の免疫抑制性α-グロブリン蛋白の欠損に関する研究

自然発症高血圧ラット(SHR)は、高血圧の発症以前に免疫機能の異常が出現する。武市らによれば、T細胞機能の低下が著明であることが報告されている。先に我々は、正常血漿中に存在し、T細胞を抑制的に調節するα-グロブリン(IRA)が、SHRの血漿中には欠損していることを明らかにした。この欠損蛋白はIRA蛋白(9個の亜群から成る)のうち数個であり、そのうち、免疫抑制活性の比較的強く亜群(IRA-II、及びIRA-V)について抗体を作成するためウイスターキョートラットIRAより、アフィニラィークロマト、ACA-34カラム、ゲル濾過、FPLCシステムを使用したMohopカラムによる等電点分画、およびHPLCによる逆相クロマトを行い目的の分画を学離、同定した。免疫抑制活性はConA応答及びNZB/W F_1マウスで出現する抗DNA抗体産生抑制を指標とした。上で得た分画は型のごとくBALB/Cマウス皮下に免疫源として与えミエローマ(SP_2/OAg株)と細胞融合(PEG1500使用)によりハイブリドーマを得その中からIgGタイプの安定株を選択した。抗体の精製は硫安分画、ProtenA-Sepharose4Bカラム、抗原-Sepharose4Bカラムによるアフィニテークロマトによった。ポリカーボン製プートを用いた。ILISA法を確立し、IRA-II及びIRA-Vが0.1ng/mlのオーダで定量出来ることを確認した。SHRの種々の週令のものを用い、血中IRA-II及びIRA-Vの定量を行ったところ、8週令頃よりIRA-Vにおいて特に濃度が減少していることが判明した。IRA-IIの変動はIRA-Vにくらべ軽度であった。30週令のものではIRA-I及びII共にほとんど検出来なかった。本蛋白の欠損がSHRの免疫異常の発症及び維持に如何なるかかわり合いを持つか不明であるが、今後さらにこの点について追究することは、血圧異常と免疫とのかかわり合いの解明にとって重要であると考える。Cooperbandらの方法に準じWKYラット及びSHRラットよりIRA分画を得た. SHRより得たIRAを家兎に免疫し,抗SHR-IRA抗体を得た.これと同時にConA応用抑制作用を指標にCooperbandらの方法とは異なる方法で血漿より免疫抑制分画(IRAに比してさらに抑制活性の強い分画)を調製したので, SHRより得た分画に対し,上記同様家兎で抗体を得た.この二種類の抗体をSepharose4Bに結合させ,アフィニティーカラムを作製した.WKYラット血漿より得たIRA分画及び今回の免疫抑制分画をそれぞれ上記カラムにかけ,非吸着性蛋白を回収した(これらの分画が先の予備実験で明らかにした,いわゆるSHRに欠損又は不足していたα-グロブリン蛋白である).次に, SHRに欠損する蛋白を精製する目的で,上記非吸着性分画をACA-34カラムによるゲル濾過, FPLCシステムを使用したMonoPカラムによる等電点分画,およびHPLCによる逆相クロマトを行った.これら精製分画について,マウス脾細胞のConA応答, PHA応答, LPS応答に及ぼす影響を検討した.その結果, WKYのIRA蛋白でSHRに欠損している亜分画にConA, PHA, LPSいずれの応答をも抑制する活性があることが確認された.IRAとは異なる抑制蛋白から同様に精製した亜分画の抑制活性は更に強いものであることが判明した.次に,このように得られた二種類の亜分画を大量得るための手段として,これらのものに対するモノクローナル抗体を得る目的で,上記精製分画,各20μgを型通り,マウス皮下に繰返し注射し,抗体価の上昇した時期に脾細胞を取り出し, sp2/0-Ag14との間でハイブリドーマを精製した.現在, HAT培地中に増殖した抗体を分泌しているクローンの確立を急いでいる.自然発症高血圧ラット(SHR)は、高血圧の発症以前に免疫機能の異常が出現する。

SHRの種々の週令のものを用い、血中IRA-II及びIRA-Vの定量を行ったところ、8週令頃よりIRA-Vにおいて特に濃度が減少していることが判明した。IRA-IIの変動はIRA-Vにくらべ軽度であった。30週令のものではIRA-I及びII共にほとんど検出来なかった。本蛋白の欠損がSHRの免疫異常の発症及び維持に如何なるかかわり合いを持つか不明であるが、今後さらにこの点について追究することは、血圧異常と免疫とのかかわり合いの解明にとって重要であると考える。
標準的高さと代数・数論力学系の周辺

高さとは、代数体上の代数多様体の点や部分代数多様体の算術的な「大きさ、複雑さ」を測る量と考えられる.代数多様体が支配的な自己有理写像を持つときには,写像の反復合成に関する次数の増大度を測る力学系次数という基本的な量がある.当該研究では、ブラウン大学のシルバーマン氏との共同研究で,有理点の写像の反復合成に関する高さの増大度(有理点の算術的次数)と,力学系次数との関係を調べた.また,アーベル多様体のときに,有理点の算術的次数と力学系次数の関係を詳しく調べた.代数体上に定義された代数多様体に対し,その上の代数的点の算術的な「大きさ,複雑さ」を測る量として,その点の高さを考えることができる.代数体上に定義された代数多様体がそれ自身への支配的な有理写像を持つときに,代数点の高さなどが写像の合成についてどう振る舞うかについての研究を進めた.上に関連して,ミッシェル・ジョイス氏とジョセフ・シルバーマン氏との共同研究で,古典的にランデン変換とよばれる変換を射影空間の有理写像とみなして,その力学的な性質を調べた.これは,arXiv:1308.5355にプレプリントとしてアップロードされている.また,一般に,完備な付値環上の半安定な曲線が与えられたとき,特殊ファイバーの重み付き双対グラフが考えられる.双対グラフの因子について,そのグラフを表す通常二重点をもった曲線を用いることによって,代数的階数という概念がルチア・カポラソ氏によって導入された.昨年度の山木壱彦氏との共同研究の研究を元に,超楕円的な場合と種数が3の場合について,代数的階数がグラフの組み合わせ的な階数と一致することを示すことができた.これは,arXiv:1401.3935にプレプリントとしてアップロードされている.(昨年度のジョセフ・シルバーマン氏との共同研究のうち,2つのプレプリントの雑誌掲載が決まった.また,多項式三角同型の反復合成に関する次数増大に関するプレプリントの雑誌掲載が決まった.)高さとは、代数体上の代数多様体の点や部分代数多様体の算術的な「大きさ、複雑さ」を測る量と考えられる.代数多様体が支配的な自己有理写像を持つときには,写像の反復合成に関する次数の増大度を測る力学系次数という基本的な量がある.当該研究では、ブラウン大学のシルバーマン氏との共同研究で,有理点の写像の反復合成に関する高さの増大度(有理点の算術的次数)と,力学系次数との関係を調べた.また,アーベル多様体のときに,有理点の算術的次数と力学系次数の関係を詳しく調べた.代数体上に定義された代数多様体の有理点については,その算術的な「大きさ,複雑さ」を測る量として高さとよばれる量がある.代数多様体がそれ自身への支配的有理写像を持つときに,その写像に関して良く振る舞う高さ(標準的)が存在すれば,その標準的高さを用いて代数多様体と写像の算術的な性質を分かることがある.今年度は,ブラウン大学のジョゼフ・シルバーマン氏と研究打ち合わせを重ね,有理点の算術的な増大度と写像の次数の増大度の関係を,一般の支配的有理写像に関して得ることができた.さらに,この関係を用いて,今までよりも広い範囲で良い高さ関数が存在することが分かった.特に,自己射のときにはかなり満足できる結果を得た.応用として,アーベル多様体のネフな直線束に関する標準的高さ関数について,その高さが0の有理点はアーベル多様体で次数の低い部分アーベル多様体を平行移動した部分アーベル多様体の有限個の共通和に含まれることが分かった.これらは,プレプリントとしてarXiv:1208.0815, arXiv:1212.3015, arXiv:1301.4964にアップロードされている.また,一般に,完備な離散付値環上の半安定な曲線が与えられたとき,特殊ファイバーの重み付き双対グラフが考えられる.山木壱彦氏と共同で,その双対グラフ上の因子がいつ一般ファイバーの因子に,階数を保ったまま持ち上がるかという問題を考え,楕円曲線の場合に満足できる結果を得た.これは,プレプリントとしてarXiv:1304.6979にアップロードされている.(数年前のregular polynomial automに関するプレプリントは雑誌掲載が決まった.前年度から調べ始めた,標準的ベクトル高さが一般にはK3曲面で存在しないことはプレプリントにまとめ雑誌掲載が決まった.)代数体上に定義された代数多様体の有理点については、その算術的な「大きさ、複雑さ」を測る量として高さとよばれる量がある.代数多様体がそれ自身への支配的有理写像を持つときに、その写像に関して良く振る舞う高さ(標準的高さ)が存在すれば、その標準的高さを用いて代数多様体と写像の算術的な性質を分かることがある.一方,代数多様体がそれ自身への支配的有理写像について,写像の増大度を測る力学的次数という基本的な量がある.今年度は,部分多様体について,高さの増大度がどうなるかを調べた.また,非アルキメデス幾何との関係から忠実なトロピカル化について調べた.また,研究期間全体を通じて,シルバーマン氏との共同研究で,力学系数と有理点の算術的次数に対する関係で,基本的な性質を得るなど,満足できる結果を得ることができた.

その応用として,アーベル多様体のネフな直線束に関する標準的高さ関数について、その高さが0の有理点はアーベル多様体で次数の低い部分アーベル多様体を平行移動した部分アーベル多様体の有限個の共通和に含まれることが分かる.また,山木壱彦氏と共同で、その双対グラフ上の因子がいつ一般ファイバーの因子に、階数を保ったまま持ち上がるかという問題を考え、超楕円曲線と種数が3の場合に満足できる結果を得ることができた.これらの結果について,今年度に,カナダのBanffでの研究集会や,イタリアのSISSAでの研究集会,また,東京大学での代数学シンポジウム,日台整数論の研究集会で講演の機会を頂いた.代数幾何学研究結果をプレプリントとしてまとめることができたので.今年度は幸運にも研究が非常に順調に進み,4つのプレプリントarXiv:1208.0815,arXiv:1212.3015, arXiv:1301.4964,arXiv:1304.6979にまとめることができた.代数体上に定義された代数多様体がそれ自身への支配的な有理写像を持つときに,代数点の高さなどが写像の合成についてどう振る舞うかについては,まだ分からないことが多いので,調べていきたい.標準的高さ関数についてかなり理解が進んだが,まだ一般の支配的有理写像については標準的高さ関数がいつ存在するかや,存在するときにはどのような性質を持つかはまだ分からないことが多いので,調べていきたい.6月の台湾の出張についての旅費と滞在費,およびフランスでの出張についての滞在費が先方から出して頂けることになったため.また,平成26年度3月末日から4月初めにかけてのカナダでの研究集会の帰りの分の旅費は次年度に使用するため.平成26年度3月末日から4月初めにかけてのカナダでの研究集会の帰りの分の旅費および滞在費の一部として使用する.また,9月には外国出張を含め,いくつかの研究集会での参加が見込まれるので,その旅費と滞在費に使用する.6月に台湾で関連する研究集会があり講演の機会も与えられているので,旅費として使用したい.また,9月にもフランスで関連する研究集会があるので,旅費として使用したい.その他,関連する研究集会に参加し研究打ち合わせをするための旅費に用いたい.また,今年度に購入したPCに必要なソフトウェアの購入と,研究で必要な書籍の購入に研究費を用いたい.
シリカエアロゲルによる高エネルギー宇宙線同位体比の精密測定：宇宙線伝播機構の解明

本研究では、南極周回気球に一次宇宙線測定器を搭載し、主にベリリウムの同位体比を精密測定し(HELIX実験)、宇宙線の伝播機構の理論モデルを検証する。荷電粒子の速度測定装置であるリングイメージングチェレンコフ検出器において、輻射体として用いる屈折率(n)1.15-1.16の疎水性シリカエアロゲルのタイル(大きさ11 cm ×11 cm ×1 cm)の量産(96枚)を完遂した。全数に対する初期光学的評価、すなわち、目視検査(ひび割れの有無等)、レーザー最小偏角法による屈折率の測定、分光光度計による可視光透過率の測定を実施した。透過率は、全てのタイルで目標値(厚み1 cmのタイルに対し、波長400 nmにおける透過率が70%以上)を達成した。屈折率は、目標であるn=1.15-1.16の範囲に概ね納まり、良好な制御ができた。ひび割れに関する歩留まりは約80%であり、予想(90%)をやや下回ったが、実機に必要な数(36枚)に対して十分な数量のタイルを製作したので、大勢に影響はないと考えられる。部分的にひび割れて実機に搭載できないタイル等を利用して、ウォータージェットカッターによる、大きさ10 cm ×10 cmへのトリミングの試験を、いずれも複数枚に対して4回実施した。いずれも切断状態は良好で、少数ながら歩留まりは100%であった。切断加工の歩留まりを90%と予想していたので、タイルのひび割れによる損失数を取り戻すことも期待できる。トリミングしたタイルは試作金属フレームに適合することを確認できた。タイルをフレームに接着する手法も確立しつつある。今後、国内における詳細光学的測定(タイルの一様性評価等)を実施し、良品を選択の上、切断加工を行う。加工後、光学的性能の劣化がないことを確認し、フレームに接着した上で、米国に移送し、最終詳細光学測定ののち、測定器への組み込みを実施する。当該年度の目標であったシリカアロゲルの量産を完遂したことで、おおむね順調に進展していると判断する。シリカエアロゲルの製作に、研究代表者独自の手法であるPin drying法を用いる過程で、量産における未経験の問題に直面したが、温度管理法を改善することでこれを解決し、新たな知見を得た。米国側におけるフレーム設計の都合で、フライトタイルへの切断加工の実施は翌年度に繰り越すことになったが、その間、切断加工の試験を繰り返し、フレームへの組み込みの準備も十分できた。また、当初の予定より、国内での初期光学的性能評価を拡充して精確に行うことができた。国内において、ひび割れのない全タイルについて、詳細光学的測定(タイルの一様性評価等)を実施し、フライトタイル候補となる良品を選択する。これらに切断加工を施し、光学的性能の劣化がないことを確認する。タイルをフレームに接着したのち、安全のため、便を分割して米国に移送し、当地での設備を用いて最終詳細光学測定(較正)を実施する。較正データを取得したタイルは順次、測定器本体に組み込みを開始し、南極気球フライトに向けた準備を進めて行く。

米国側におけるフレーム設計の都合で、フライトタイルへの切断加工の実施は翌年度に繰り越すことになったが、その間、切断加工の試験を繰り返し、フレームへの組み込みの準備も十分できた。また、当初の予定より、国内での初期光学的性能評価を拡充して精確に行うことができた。国内において、ひび割れのない全タイルについて、詳細光学的測定(タイルの一様性評価等)を実施し、フライトタイル候補となる良品を選択する。これらに切断加工を施し、光学的性能の劣化がないことを確認する。タイルをフレームに接着したのち、安全のため、便を分割して米国に移送し、当地での設備を用いて最終詳細光学測定(較正)を実施する。較正データを取得したタイルは順次、測定器本体に組み込みを開始し、南極気球フライトに向けた準備を進めて行く。