hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高齢者の心身健康増進スピリチュアルケアプログラムの開発と検証

幸い関係者の尽力により、この課題はクリアされ、研究対象者・協力者が確保される見通しとなった。よって、現在までのところ、本研究課題はおおむね順調に進捗しているといえる。三重県S市における介護予防事業の一環として、地域在住高齢者の心身健康増進プログラムのパイロットスタディを行った。具体的には、スピリチュアルケア、笑いを利用したポジティブ感情の喚起、自分の人生を振り返って生きる意味・目的を再確認する回想を取り入れた「心と身体の健康づくり」研修を約3か月に渡って4回実施した。スピリチュアルケアの目的は、日々の生活の中で自然や先祖・子孫との一体感を強め、自分の生きる意味や目的を再確認することである。そのために、各研修内容に準じた簡単な課題を提示し、スピリチュアルな体験を毎回日記に記録してもらった。また笑いに関しては、笑い体操を実施し、ポジティブ感情と心身の健康の増進を図った。研修終了後の感想の記述や聞き取りからは、幸福感やポジティブ感情が高まり、不安や心配といったネガティブ感情が和らいだという意見が見出された。今回はパイロットスタディであり、横断的な介入プログラムとして実施・効果検証を行うまでには至らなかった。今後は、研修内容や回数等を洗練させたプログラムを他の地域で実施し、プログラムの一般化に向けて実施することを計画している。今年度は、健康増進プログラムを開発し、三重県S市において試験的に実施した。本来は調査紙調査を含むプログラムの本格的な実施を行う予定であったが、四日市看護医療大学研究倫理審査の承認に時間を要したため、年度内に実施できなかった。生命倫理や医学統計学者等の外部委員数名と学内の内部委員で構成される所属研究機関の研究倫理審査委員会で承認され研究遂行となる。開発した心身健康増進スピリチュアルケアプログラムの実施前に、スピリチュアリティに影響を与える要因を検討するために、プログラム内容・評価で核となる項目を独立変数とし、ステップワイズ法による重回帰分析を地域在住高齢者へ実施した。結果として、ソーシャル・キャピタルの豊かさ、笑う頻度が多くあり、信仰を持ち、身体の痛みがないことは正の影響が認められ、喫煙習慣は負の影響が認められた。上記の調査結果を参考にプログラム内容を厳選し、G県内の複数の地域で無作為比較試験による介入研究で実施した。プログラム内容は運動器障害予防や笑いを用いた健康体操の他、自然・先祖の超越的な繋がりや、スピリチュアリティと健康に関する講話で構成。調査内容は両群ともプログラム前後で、健康関連QOL尺度はSF-8の下位尺度8項目およびPCS(身体的健康)とMCS(精神的健康)、ソーシャル・キャピタルは金子らの認知的5項目(SC)、主観的幸福感(4段階評定)、スピリチュアリティは20項目版SKY式精神性尺度等および竹田らの高齢者版スピリチュアリティ健康尺度を用いて質問紙調査を行った。Mann-Whitney U検定による介入群と対照群のプログラム前後の群間比較で有意差が認められたのは健康関連QOLの社会生活機能とMCSでSCの対人的つながり等が有意傾向であった。また、Wilcoxonの符号順位検定で介入群の前後比較では、幸福感、健康関連QOLの全体的健康、精神的健康、PCS、スピリチュアリティ等に有意差があり、顕著に得点が高かった。
ハンナ・アーレントにおけるthinkingの政治的役割

平成19年度の本研究では、前年度に引き続きハンナ・アーレントの思考thinking概念と物語論との関係を考究しつつ、アーレントの物語論を他の思想家や研究と絡めて比較・分析した。1、前年度は、ソクラテスに関するアーレントの議論を念頭に置きながら、思考と政治的経験の記憶の問題、また政治的経験の受け継ぎの問題を考究した。2、本年度は前年度に引き続き、『過去と未来の間』を参照しつつ、思考と政治的経験の記憶・受け継ぎの関係を考究した。アーレントは『過去と未来の間』以降、政治的活動それ自体を経験することだけではなく、その経験を事後的に思考することの意義を強調するようになった。思考の政治的働きは、政治的活動が行われた後に、それに関して思考し、問いかけ、意味を取り出していくこととしてアーレントに意識されていったのである。『過去と未来の間』という書物自体、アーレントによる思考の政治的実践の試みであった。前年度に注目していたのは、この思考の政治的実践とアーレントの物語ることとの密接な結びつきであった。本年度はまず、思考が政治的役割を果たす様式としての、物語るという行為に関するアーレントの議論を検証し、彼女の物語論を分析した。そして思考の政治的実践としてのアーレントの物語論を、他の思想家や歴史学者の物語論と比較・検証しつつ、その特異性と意義を考究することで、アーレントにおけるthinkingの政治的役割の一面を明らかにすることができた。本研究は、ハンナ・アーレントの思考thinking概念を彼女の政治思想との関連から位置づけ、彼女が思考活動に見出した政治的役割を考究した。1、『精神の生活』を主要テキストとして、アーレントの思考概念の基本的特徴である「退きこもり(withdrawal)」と、彼女が思考活動の理想的なモデルと捉えたソクラテスに関する議論を検証した。アーレントがソクラテスにみていたのは、政治の領域であるポリスの市場と思考の領域とを行き来し、孤独な思考と市民との対話を連接させる試みであった。この検証から、伝統的哲学者の思考様式への批判としてのみならず、政治的行為にのみ重きを置くプラグマティックな思想への批判として、アーレントの思考概念を位置づけることができた。2、アーレントが思考の意味として位置づけたのは、理解(understanding)である。伝統的哲学のように事物の認識や真理を希求するのではなく、思考はある出来事や事物が人間にとっていかなる意味や本性をもつのかを問いかけ、その意味を獲得して理解する行為とされる。理解は人間が苦痛や悲しみを伴う現実世界と対峙し、それを受け入れる方途であるとアーレントは考えていた。この思考と理解の結びつきへの着目から、現実世界に直接働きかけることによってそれに向き合う政治活動とは対照的な、世界を理解し現実を受け入れることでそれと対峙するものとしての思考活動が、アーレントにとって政治と思考が切り結ぶ接点であったということを確認することができた。本年度は上記の成果に関して、拙論「ハンナ・アーレント「真理と政治」の分析-事実の真理の諸問題」を雑誌『文化交流研究』において発表し、また文化交流研究会では「ハンナ・アーレント-政治における嘘」という報告を行った。平成18年度の本研究では、ハンナ・アーレントの思考thinking概念をその政治思想との関連づけ、特にアーレントの物語論との関係から思考の政治的役割について考究した。1、前年度には、アーレントがソクラテスをモデルとして思考活動を把握し、政治領域であるポリスと思考の領域のあいだを行き来しながら、市民との対話と思考活動を結びつけようとしたソクラテスの試みに関するアーレントの議論を分析した。2、本年度はソクラテスに関するアーレントの議論を基底におきつつ、主に『過去と未来の間』を参照しながら、思考と政治的経験の記憶および受け継ぎの問題を考究した。アーレントは、第二次大戦後に明らかとなった問題を、政治的な活動や経験の少なさではなく、その政治的経験を事後的に「継承し、問いかけ、思考し、想起する精神」の欠如であると捉えた。『過去と未来の間』という著作自体、アーレントがこの問題意識を自らの実践的思考のなかで解決しようとする試みであった。本研究は、アーレントが実践的思考をいかに遂行し、また実践的思考の内実をどのように提示しているかを分析した。その分析のなかで彼女の物語論に着目し、実践的思考の過程と物語ることとの関係を明らかにした。3、アーレントの物語論は、上述した思考と政治的経験の分離という状況に対して提起されている。言語化し物語る行為において、政治的経験や出来事のリアリティは思考と切り離されることなく、理解可能な記憶として継承されるとアーレントは捉えている。本研究ではこの物語による思考とリアリティとの和解というテーマを取り上げ、アーレントがこの過程をいかに位置づけているかを考究した。

思考の政治的働きは、政治的活動が行われた後に、それに関して思考し、問いかけ、意味を取り出していくこととしてアーレントに意識されていったのである。『過去と未来の間』という書物自体、アーレントによる思考の政治的実践の試みであった。前年度に注目していたのは、この思考の政治的実践とアーレントの物語ることとの密接な結びつきであった。本年度はまず、思考が政治的役割を果たす様式としての、物語るという行為に関するアーレントの議論を検証し、彼女の物語論を分析した。そして思考の政治的実践としてのアーレントの物語論を、他の思想家や歴史学者の物語論と比較・検証しつつ、その特異性と意義を考究することで、アーレントにおけるthinkingの政治的役割の一面を明らかにすることができた。
多次元組織データを用いた組織予測理論へのデータ同化による新規材料設計因子の探索

持続発展可能な社会の構築に向けて、エネルギー利用効率化を推進する高機能軽金属材料の開発は重要な課題である。軽金属材料では微量添加元素による微視的組織制御が不可欠であり、近年では計算科学・データ科学を用いた材料設計が注目されている。こういった設計アプローチは既存の理論・データの範疇での特性最適化・プロセス開発効率化に対しては有効に働くと考えられるが、革新的な高機能材料開発に向けては材料特性に影響する新規な微細組織因子の発見が重要である。本研究では、アルミニウム合金の機械的特性を主な対象として、原子ミクロスケールにかけて取得可能な多次元組織データに対して理論予測・機械学習アプローチを用いて、材料特性に寄与する組織データを抽出するとともに、抽出データをデータ同化手法により材料組織学の理論に還元し、高機能材料設計の指針となる新規微細組織因子を見出すことを目的とする。今年度は機械的特性を制御した種々のアルミニウム合金に対して組織データの取得を実施した。特にアルミニウム合金の代表的な不純物元素であるFeおよびSi元素が強度・延性に及ぼす影響に着目し、1000系(工業的純アルミ)および8000系(Fe過剰添加Al合金)について集中的に調査を実施し、合金成分および加工熱処理条件の違いによる特性変化を確認した。材料組織データについては、材料組織学への還元を前提として、粒径・転位密度・集合組織などの一般的な組織情報を取得するとともに、EDSなどの分光法による多次元スペクトルデータを原子ミクロスケールに渡って取得した。今後は継続的に組織データを取得すると共に、取得した多次元組織データを用いた機械学習による特性予測・誤差評価を行い、材料特性に影響する新規組織因子の抽出に取り組む。機械的特性を制御した種々のアルミニウム合金に対して組織データの取得を実施した。特にアルミニウム合金の代表的な不純物元素であるFeおよびSi元素が強度・延性に及ぼす影響に着目し、1000系(工業的純アルミ)および8000系(Fe過剰添加Al合金)について集中的に調査を実施した。1000系合金:熱処理条件の変化による微量Fe, Si元素存在状態の変化を中心に調査を実施した。8000系合金:Fe添加量および加工条件の変化による加工組織の変化を中心に調査を実施した。他のアルミニウム合金も含めて継続的に組織データを取得すると共に、取得した多次元組織データを用いた機械学習による特性予測・誤差評価を行い、材料特性に影響する新規組織因子の抽出に取り組む。データ取得の候補としては代表的な時効硬化型合金である6000系(Al-Mg-Si)を検討しており、時効処理に伴う特性変化の基礎データを調査中である。得られたデータに対して、概念駆動モデルに基づく特性予測を行い、実測値との差分に寄与する組織データを機械学習手法により抽出する。

データ取得の候補としては代表的な時効硬化型合金である6000系(Al-Mg-Si)を検討しており、時効処理に伴う特性変化の基礎データを調査中である。得られたデータに対して、概念駆動モデルに基づく特性予測を行い、実測値との差分に寄与する組織データを機械学習手法により抽出する。
ビオローゲン結合型金属ポルフィリンの光励起分子内電子移動過程に関する研究

昨年に引き続き新規な光増感剤と電子伝達体とを結合し、光励起分子内電子移動が容易に進行する錯体の合成を行なった。この錯体は1分子で光増感剤と電子伝達体との両方の機能を持つことを明らかにした。具体的成果は以下の通りである。ビオローゲン結合型ポルフィリンの構造と機能との関係を調べるために一連の化合物を合成し、この化合物の蛍光強度、蛍光寿命、T-T吸収の減衰とメチレン鎖長との関係を調べ、特にポルフィリンの光励起一重項状態を経由したメチルビオローゲンへの電子移動過程に焦点をあてて実験を行った。ビオローゲン結合型ポルフィリンの蛍光強度は、ビオローゲンの結合していないポルフィリンの蛍光強度と比べて小さく、メチレン鎖長が短くなるほど小さくなることがわかった。すなわち、メチレン鎖長が短くなるほどビオローゲンによる蛍光の消光がよく起こっていることを示している。ビオローゲン結合型ポルフィリンではいずれのメチレン鎖長の場合にも蛍光の減衰は2成分であった。長寿命の蛍光を示す成分はビオローゲンの結合していないポルフィリンの寿命とほぼ同一であるが、短寿命成分はメチレン鎖長に大きく依存していることがわかった。これらのビオローゲン結合型ポルフィリンには2種類のコンフォーメーションがあり、短寿命成分は分子内電子移動が可能なコンフォーメーションに起因していると思われる。ビオローゲン結合型亜鉛ポルフィリンではT-T吸収の減衰に対応して還元型ビオローゲンの生成も観測される。さらに生成した亜鉛ポルフィリンカチオンと還元型ビオローゲンの反応(逆反応)過程を測定した。その結果、還元型ビオローゲンの寿命は約1μsと長寿命であることがわかった。これらビオローゲン結合性ポルフィリンを用いた光水素発生が見られた。
内耳内リンパ水腫形成における体内ホルモンの日内リズム障害による影響

メニエール病の病理学的病態は内耳の内リンパ水腫であるが、その病因については不明な点が多い。また、発症には生活環境における外的ストレスによる体内リズム変調が関与し、そのリズム変調による内耳液制御の破綻が内リンパ水腫を形成あるいは促進させる可能性がある。我々は、日内リズムの表現型として最も信頼性が高いメラトニンを用いて、メニエール病における日内リズム変調について検討してきた。メニエール病症例と健常成人における唾液中メラトニン濃度の日内リズムをsingle cosinor法を用いて解析した。また、ストレススコアー、睡眠時間なども調査し、相関性の有無を検討した。両群ともに、唾液中メラトニン分泌は有意な日内リズムを持つことを証明し、とくにメニエール病群ではリズム解析による平均値および振幅値がそれぞれ0.77pg/mg(95%Cl,0.46-1.08),0.99pg/mg(95%Cl,0.60-1.38)であり、健常成人の2.18pg/mg(95%Cl.1.18-3.18),2.68pg/mg(95%Cl,1.42-3.97)に比して有意に低下していた。頂点位相はメニエール群で23:30,正常群で1:59と位相の前進がみられた。臨床データ(聴力、CP%、罹病期間など)との相関はなく、ストレスやうつ傾向を示すデータの上昇との関連性が強く、それらの背景因子が影響している可能性を示唆した。1年間めまい発作が誘発されなかった症例群では1年後のメラトニン濃度は平均値、振幅ともに有意な上昇を認め、メニエール病発症におけるメラトニン分泌あるいはリズム変調の関与が考えられた。(Aoki M,2005)。また、内耳液制御にはNa-K-ATPaseを介して、バゾプレッシン(ADH)、アルドステロンなどの内分泌系ホルモンが関与している可能性が報告されている。そこで、メニエール病症例、その他の末梢性めまい症例などを対象に血漿バゾプレッシン(ADH)濃度を測定した。メニエール病症例の発作期での血漿ADH濃度は5.80±1.37pg/mlであり、間歇期の2.26±0.41pg/mlに比べて有意に高い結果であった。興味あることにその他の末梢性めまい症例では、発作期は1.71±0.23pg/ml、間歇期では1.45±0.15pg/mlであった。これは健常成人での正常範囲である0.3-3.5pg/mlと有意な差はなかった。ストレススコアーにおいてもメニエール病発作期ではその発作前3ヶ月以内のストレスイベントスコアーが他疾患群より有意に高かった。こうしたことから、メニエール病症例においてはストレス制御システムとして作動する視床下部・下垂体・副腎皮質系のfeedback systemの破綻に伴うバゾプレッシン分泌の感受性増強がメニエール病発症の病因に関与している可能性が示唆された。しかし、こうしたADHあるいはメラトニンなどの内分泌系異常が、メニエール病症例における症状発現の結果なのか、ストレスなどの外的環境因子によるものか、それとも症状発現あるいは内リンパ水腫形成に関与した発症メカニズムの一端を担っているのかは不明である。

メニエール病症例の発作期での血漿ADH濃度は5.80±1.37pg/mlであり、間歇期の2.26±0.41pg/mlに比べて有意に高い結果であった。興味あることにその他の末梢性めまい症例では、発作期は1.71±0.23pg/ml、間歇期では1.45±0.15pg/mlであった。これは健常成人での正常範囲である0.3-3.5pg/mlと有意な差はなかった。ストレススコアーにおいてもメニエール病発作期ではその発作前3ヶ月以内のストレスイベントスコアーが他疾患群より有意に高かった。こうしたことから、メニエール病症例においてはストレス制御システムとして作動する視床下部・下垂体・副腎皮質系のfeedback systemの破綻に伴うバゾプレッシン分泌の感受性増強がメニエール病発症の病因に関与している可能性が示唆された。しかし、こうしたADHあるいはメラトニンなどの内分泌系異常が、メニエール病症例における症状発現の結果なのか、ストレスなどの外的環境因子によるものか、それとも症状発現あるいは内リンパ水腫形成に関与した発症メカニズムの一端を担っているのかは不明である。メニエール病の発祥には生活環境における外的ストレスによるリズム変調が関与し、そのリズム変調による内耳液制御の破綻が内リンパ水腫を形成および促進させる可能性が考えられる。まず、我々は、メニエール病症例において、日内リズムの最も有用な表現型であるメラトニンの目内リズムを検討し、メニエール病症例群では健常成人群に比して、メラトニン産生低下と日内リズムの異常があることを報告した。また、内リンパ水腫制御に関係する水チャンネルのレギュレーションを制御していると考えられているバゾプレッシン(抗利尿ホルモン:ADH)の血清濃度をメニエール病群と他のめまい群で比較したところ、有意に前者で血清ADHは高い結果となり、とくに末梢性めまい群ではめまい発作期と非発作期では血清ADHに差がないにもかかわらず、メニエール病群では有意に発作期に高かった。メニエール病の発作期群では同時に検討したストレススコアーも有意に高かった。そこで、マウスを用いて、日内リズムを破綻させるために飼育条件を終日完全暗所、終日完全明所、12時間ずつの明所暗所とした場合で内リンパ水腫が形成されるかどうか検討した。同時に血中メラトニン濃度を測定し、12ヶ月飼育の後、内耳を採取し、ホモジネートした成分内のメラトニン濃度も測定した。また現時点では内リンパ水腫形成に有意な結果とはなっていないが、現在、アルドステロン(Na-K-ATPaseを介して、内耳液制御を行っている報告がある)の連日投与を併用することで内リンパ水腫形成が促進される傾向にあり、更なる実験を継続している。メニエール病(MD)の発症には生活環境因子や外的ストレスによるリズム変調が関与し、そのリズム変調による内耳液制御の破綻が内リンパ水腫を形成および促進させている可能性が考えられる。そのため、MD症例における日内リズムを検討した。3時間ごとに唾液中メラトニン濃度を計測し、最小二乗法に基づいたコサイナー法を用いて日内リズム解析した。13人のMD患者と13人の健常成人において、唾液を3時間ごとに回収した。唾液メラトニンのサーカディアンリズムの統計解析は、24-12時間の複合コサイン・モデルを使用した。唾液メラトニンのサーカディアンリズムの統計解析は、MemCalcシステムを用いて、single cosinor法、F(t)=M+Acos(2πt/c+φ)に基づき,平均メラトニン濃度およびリズムの統計を推定している中央値、リズム振幅、頂点位相を計測した。
ソーラーアップドラフト発電施設における超高層煙突構造および洋上構築法に関する研究

本調査研究では,はじめに200MW級SUPGの主要構造としてSchlaichらによる高さ1000mのコンクリート製円筒タワー(総重量は,約53万トン)の試設計を参考に,鋼製シェルおよび鋼製トラスの二つの構造形式による円筒状の煙突構造体の概略設計を行った.次に,洋上でこのような大型鋼製タワーを支持することができる浮体基礎構造について検証し,二つの浮体式SUPGの構造実現性を検討した.ここでは,二つの構造形式に対して,限界傾斜角を仮定し,自重ならびに風荷重による構造体の応力解析を実施し,その安全性を検証した.ソーラーアップドラフト発電施設に対して,発電の効率化を目指したこれまでの検討により,コレクター部の形状を最適化するとともに,高さ1,000m,直径120mの煙突を構築できれば,最大出力約200,000kWの発電が可能であることが明らかとなっているので,本研究では,地震が多発する我が国において,限られた国土にこのような超高層の煙突を建設するためには,洋上で浮体構造物として構築することが望ましく,洋上に1,000m級の超高層構造物の構築の可能性を検討している.対象構造物に対して,有限要素解析および部分要素実験を通じて,耐荷力特性,構造安定性などの力学性状について検討してきた.その結果,コンクリート製と同様に鋼製のタワー構造の実現性,ならびにその総重量を明らかにした.また,浮体部分に関しても,タワー重量の7-8倍程度の重量(体積)を確保できれば,応答特性からもタワー構造が成立することが分かった.既存の構造スケールに対して,構造解析を行い,構造寸法の概略を示し,現行の煙突構造に対する設計基準に基づいても十分に安全であることを示した.ソーラーアップドラフト発電(Solar Updraft Power Generator)は,約50年前,ドイツの構造技術者によって考案された再生可能エネルギーの一つである.このシステムは,地上にガラス等の屋根を敷き詰めた熱収集部(コレクター)において太陽放射熱を温室効果で封じ込めることで地上の空気を暖め,この暖まった空気を煙突を通じて上空の低温な空気との間に生じた対流により空気流を起こし,タービンをまわす発電法である.本研究では,国土の狭い日本への適用に際して,ソーラーアップドラフト発電が洋上で実現可能であるか,浮体式タワー構造の構造実現性を検討した.洋上に設置することで設置場所の地形的制約を受けないこと,地震や巨大な構造物を支えるための基礎を検討する必要がないこと,そして,事故の際に周辺への人的被害が出ないなどの利点が期待できるためである.ソーラーアップドラフト発電用の煙突と浮体モデルについて検討した結果,1000mタワーを二つ試設計した.一つは,鋼製のシェルで構成され最大傾斜角を10度とし,質量が52.7万トンとなった.もうひとつは,鋼製トラスで構成され最大傾斜角を5度とし,質量が11.2万トンとなった.それぞれ,最低限求められる断面性能を示したに過ぎず,部材の溶接やタワー基礎について今後より詳細な設計が行われる必要がある.しかし,既存の1000mRCタワー設計の質量が52.7万トンであること,現在828mと世界一高い超高層ビル「ブルジュハリファ」の質量が50万トンであることを考慮すると,少なくとも鋼製シェルのモデルは質量の観点からは,妥当な重量であるが,これだけの巨大な構造物を海上で構築するには,多くの課題を解決しなければならない.本調査研究では,はじめに200MW級SUPGの主要構造としてSchlaichらによる高さ1000mのコンクリート製円筒タワー(総重量は,約53万トン)の試設計を参考に,鋼製シェルおよび鋼製トラスの二つの構造形式による円筒状の煙突構造体の概略設計を行った.次に,洋上でこのような大型鋼製タワーを支持することができる浮体基礎構造について検証し,二つの浮体式SUPGの構造実現性を検討した.ここでは,二つの構造形式に対して,限界傾斜角を仮定し,自重ならびに風荷重による構造体の応力解析を実施し,その安全性を検証した.1000mクラスの超高層構造体に作用する風力評価の高精度化,煙突ー浮体の一体構造の波浪によるに動揺に関するシミュレーションを実施し,構造実現性をさらに検討する.また,繊維強化プラスチック(FRP)などの新材料を用いた複合構造物としての力学特性についても検討し,実務者などにヒアリングを行うことで,建設方法に関しても別途検討を行う.複合構造構造寸法検討結果が出た時点では,初年度内の時間的制約上,風洞実験の実施のための構造モデルを作成できなかった.構造モデルを作成して,風洞実験を実施するか,モデル製作費が高騰する場合は,数値シミュレーションにて検証を行う.
回転機構を用いた高次制御射出成形金型の開発

本研究では直径150nm程度の超多層CNTである気相成長炭素繊維(VGCF)を高流動ポリスチレンに混合した樹脂基材料を射出成形する際に,金型をスライドさせせん断力を与えることにより繊維を成形品表面に垂直に突出させることを目的とする.フィラーとして超多層CNTである気相法炭素繊維(直径150nm,以下VGCF)の黒鉛化品を使用したマトリクス樹脂にはポリスチレン(Styron679)を使用した.複合材料は樹脂中にVGCFを均一に分散させるために,二軸の混練機によりトルクが一定になるまで混練したものを粉砕してペレットに状にして使用した.試験片の成形には,たて型射出成形機(型締力35tf)を使用した.2プレート式で間にスペーサを入れることで30×30×2mmの薄板試験片を2枚成形することができる.可動側金型の一部にリニアガイドを設置し,任意のタイミングで成形品の表面にせん断力を付与することができる.スライドさせるタイミングは充満直後に設定量だけ手動で行った.また,可動側プレートの材質を変更することにより成形品表面の冷却速度を変化させることができる.今回は,3mm厚のベークライト板と真鍮板を使用した.VGCFの充填量は10vol.%とし,主に固定側の金型温度を変化させた.試験片表面上のVGCFの突出の有無を調べるため,成形品を流動方向に沿って割り,光学顕微鏡を用いて横方向から観察した.成形条件により,成形品の表面に突出しているVGCFが観察できた.突出した部分の長さは最大でおよそ5μm程度であった.突出したVGCFの本数は型板の温度に大きく依存し,固定側の金型表面にのみ多く,その形態は金型の材質により大きく変化することがわかった.可動側金型に断熱性の高いベークライト板を装着して,固定側金型を120°Cと著しく高温にすると4000本/mm^2最も多く突出することがわかった.これとは逆にベークライト側もしくは真鍮側の表面にはほとんど突出していなかった.また,突出している繊維の角度を調べた.いずれの条件でも繊維のほぼ半数がほぼ垂直に突出していることがわかった.また,型板のスライドの有無による突出本数の量への影響も調べた.流動方向と同じ方向にスライドさせる場合が正の方向,流動と逆方向にスライドさせる場合が負の方向である.型板を充満直後にスラィドさせることで突出繊維の本数に若干の差がみられた.突出のメカニズムは未だ明らかではないが,金型温度を高温に維持することにより樹脂が低粘度状態にある時,樹脂の流動で一様に配向し弾性変形したVGCFが回復する際に突出すると推測される.平成14年度は数十μmオーダの微細形状の転写性について詳細に調べた.具体的には数μmから数十μmの深さを有するさまざまな形状の微細V溝について射出成形実験を行い,微細形状の転写性に与える樹脂物性および分子配向の影響を調べた.まず,表面に微細V溝を加工したコマを金型に装填し,射出圧縮成形法により金型温度等の成形条件を様々に変化させて実験を行った.コマの表面に加工した微細V溝はピッチ4μmから100μmの連続V溝,単独V溝を用意した.また実験には,光学グレードのポリカーボネート樹脂を用いた.実験結果より,流動方向と平行に溝を配置した場合には溝幅が50μm程度と大きいと流動時の繊維配向の影響により比較的深く転写されることがわかった.しかし,溝幅が10μm以下の場合には配向の影響はあまり見られなかった.このことについては,今後物性が大きく変化させられるように樹脂材料を選択し詳細に検討する必要がある.また,V溝のサイズが小さくなるに従い転写率が低くなり,連続V溝と単独V溝の転写率の差が大きくなる.これより樹脂を微視化すると溝サイズと樹脂物性の関係が転写機構に大きな影響を及ぼすことが考えられる.並行して多層カーボンナノチューブであるVGCFをポリスチレンに混ぜた複合材料中においての繊維配向制御についての予備実験も行った.事前にVGCFとPS樹脂を混練し,それをペレット化することにより射出成形材料とした.結果から射出成形時にほぼ全てのVGCFが流動方向に配向していることがわかった.また,上下の金型の温度を40°C程度変化させると冷却速度の違いから収縮量から差が現れ片面だけ繊維が数ミクロン程度ほぼ垂直に突出することがわかった.今後,機械的に外力を加えて制御する方法について検討する.本研究では直径150nm程度の超多層CNTである気相成長炭素繊維(VGCF)を高流動ポリスチレンに混合した樹脂基材料を射出成形する際に,金型をスライドさせせん断力を与えることにより繊維を成形品表面に垂直に突出させることを目的とする.フィラーとして超多層CNTである気相法炭素繊維(直径150nm,以下VGCF)の黒鉛化品を使用したマトリクス樹脂にはポリスチレン(Styron679)を使用した.複合材料は樹脂中にVGCFを均一に分散させるために,二軸の混練機によりトルクが一定になるまで混練したものを粉砕してペレットに状にして使用した.試験片の成形には,たて型射出成形機(型締力35tf)を使用した.2プレート式で間にスペーサを入れることで30×30×2mmの薄板試験片を2枚成形することができる.

可動側金型の一部にリニアガイドを設置し,任意のタイミングで成形品の表面にせん断力を付与することができる.スライドさせるタイミングは充満直後に設定量だけ手動で行った.また,可動側プレートの材質を変更することにより成形品表面の冷却速度を変化させることができる.今回は,3mm厚のベークライト板と真鍮板を使用した.VGCFの充填量は10vol.%とし,主に固定側の金型温度を変化させた.試験片表面上のVGCFの突出の有無を調べるため,成形品を流動方向に沿って割り,光学顕微鏡を用いて横方向から観察した.成形条件により,成形品の表面に突出しているVGCFが観察できた.突出した部分の長さは最大でおよそ5μm程度であった.突出したVGCFの本数は型板の温度に大きく依存し,固定側の金型表面にのみ多く,その形態は金型の材質により大きく変化することがわかった.可動側金型に断熱性の高いベークライト板を装着して,固定側金型を120°Cと著しく高温にすると4000本/mm^2最も多く突出することがわかった.これとは逆にベークライト側もしくは真鍮側の表面にはほとんど突出していなかった.また,突出している繊維の角度を調べた.いずれの条件でも繊維のほぼ半数がほぼ垂直に突出していることがわかった.また,型板のスライドの有無による突出本数の量への影響も調べた.流動方向と同じ方向にスライドさせる場合が正の方向,流動と逆方向にスライドさせる場合が負の方向である.型板を充満直後にスラィドさせることで突出繊維の本数に若干の差がみられた.突出のメカニズムは未だ明らかではないが,金型温度を高温に維持することにより樹脂が低粘度状態にある時,樹脂の流動で一様に配向し弾性変形したVGCFが回復する際に突出すると推測される.
WT1遺伝子の癌遺伝子機能の新展開：白血病細胞の代謝シフトとゲノム安定性の維持

白血病および様々な固形癌に過剰発現するWT1遺伝子が腫瘍細胞の代謝酵素と結合しこれらの酵素の活性を増強すること、さらにこの相互作用を標的とした低分子化合物が効率よく白血病細胞に細胞死を誘導することを明らかにした。これらの結果は、白血病細胞においてWT1タンパクと代謝酵素の相互作用が分子標的となることを示し、新たな分子標的治療法の開発につながる可能性を示している。本研究では白血病および様々な固形癌に過剰発現するWT1遺伝子の腫瘍細胞の代謝(解糖系およびRNA代謝-タンパク合成系)およびゲノム安定性維持における機能の分子学的機序を、WT1タンパクとそれらの経路において重要な役割を果たすbindingpartnerとの相互作用に着目し、明確にすることを目的としている。解糖系におけるWT1遺伝子の機能の解析としては、WT1強制発現をした白血病細胞において、解糖系関連遺伝子A(仮称)が過剰発現していることを明らかにした。さらにWT1が転写因子として、解糖系関連遺伝子Aのプロモーターに直接結合しその活性を調節することで、A遺伝子の発現レベルを上昇させ、白血病細胞の解糖系の活性を増強しうることを明らかにした。WT1遺伝子のゲノム安定性の維持における機能については、これまでに明らかにしたWT1タンパクとゲノム代謝因子Xとの相互作用の詳細を明らかにするために、Xタンパクと結合するWT1の部分配列ペプチドのスクリーニングを行い、Xタンパクと結合しうるWT1の部分配列を同定した。さらに、この部分配列ペプチドをWT1発現白血病細胞に導入したところ、細胞死を誘導できることが明らかになった。これらの結果はXタンパクとWT1の相互作用もまた分子標的治療法の標的となりうることを示している。最後に、本研究で同定されるWT1タンパクとbindingpartnerの相互作用を標的とした白血病に対する分子標的治療法の開発のために、WT1結合タンパクの大腸菌での発現精製を行うとともに、WT1の部分配列ペプチドとWT1結合タンパクの結合阻害物質のスクリーニング系を検討し、感度・再現性ともにスクリーニングに用いるのに十分であることを確認した。また、WT1の新規アイソフォームを同定するとともに、WT1遺伝子発現の新規調節因子としてmiR-125aを同定した。本研究ではWT1遺伝子の腫瘍細胞の代謝およびゲノム安定性維持における機能の機序を明確にすることを目的としている。まず、本研究ではWT1が転写因子として、解糖系関連遺伝子Aのプロモーターに直接結合しその活性を調節することで、A遺伝子の発現レベルを上昇させ、白血病細胞の解糖系の活性を増強しうることを明らかにした。これは白血病や固形癌の多くで過剰発現するWT1遺伝子の新たな癌遺伝子機能であり、学術的な意義は大きい。さらにWT1タンパクと解糖系因子のプロモーター領域への直接結合も明らかになった。これはデコイ核酸を用いたWT1タンパクとゲノムDNA配列の相互作用を標的とした新たな治療法の開発の可能性を示すものであり、本研究は順調に推移している。本研究の特色はWT1タンパクと腫瘍細胞の代謝やゲノム安定性の維持において重要な役割を果たすbindingpartnerの相互作用に着目して、その詳細を明確にするとともにその相互作用を標的とした分子標的治療法の開発を目指すことにある。そのためには、生存に重要な役割を果たす、WT1タンパクと他の分子の相互作用を同定し、その阻害物質を明らかにする必要がある。本研究では代謝因子YとWT1の相互作用に加えゲノム代謝因子XとWT1の相互作用についてもWT1側の結合配列を同定できた。さらに、これらの知見をもとに、これらのWT1の結合配列と代謝因子Y、ゲノム代謝因子Xそれぞれの結合を阻害する分子のスクリーニング系をセットアップすることができた。これらはWT1とbindingpartnerの相互作用を標的とする分子標的治療法の開発を進めるうえで必須のステップであり、この点からも本研究は順調に推移している。本研究では白血病および様々な固形癌に過剰発現するWT1遺伝子の腫瘍細胞の代謝およびゲノム安定性維持における機能の分子学的機序を、それらの経路において重要な役割を果たすWT1タンパクとbindingpartnerの相互作用に着目して明確にすることを目的としている。平成28年度はこれまでに明らかにした、WT1タンパクと直接結合して癌細胞の生存に重要な役割を果たすエネルギー代謝因子Y(仮名)とWT1タンパクの相互作用を阻害する低分子化合物を同定するために、代謝因子Yとビオチン化WT1由来ペプチドAを用いて、スクリーニングを行った。低分子化合物ライブラリー約6000化合物についてスクリーニングを行った結果、エネルギー代謝因子YとWT1ペプチドAの結合を阻害する複数の化合物を同定した。これらはWT1タンパクとエネルギー代謝因子Yの結合を標的とした白血病に対する分子標的治療法の開発につながる可能性がある。さらに我々はWT1タンパクが様々な代謝関連因子と結合して白血病細胞の生存に関与している可能性を考え、白血病細胞の細胞質に局在し、WT1タンパクと結合するタンパクを探索した結果、これまでに報告のない新規のWT1結合タンパクの候補Z(仮名)を同定することができた。さらにこの新規WT1結合タンパクと結合するWT1由来ペプチドBを白血病細胞に導入すると、効率よく細胞死を誘導することができた。このWT1由来ペプチドBはエネルギー代謝因子Yには結合しないため、WT1タンパクのWT1由来ペプチドBに該当する部位とタンパクZの結合は白血病に対する分子標的薬開発の新たな標的になる可能性がある。また、WT1タンパクは白血病のみならず、様々な固形癌においても過剰高発現しているので、今回の成果は多くの悪性腫瘍に対して適応可能な分子標的治療法の開発につながる可能性がある。本研究の特色は、WT

1タンパクと腫瘍細胞の代謝やゲノム安定性の維持において重要な役割を果たすbindingpartnerの相互作用に着目して、その詳細を明確にするとともにその相互作用を標的とした白血病に対する分子標的治療法の開発を目指すことにある。H28年度は、WT1タンパクと直接結合して癌細胞の生存に重要な役割を果たすエネルギー代謝因子YとWT1タンパクの相互作用を阻害する低分子化合物のスクリーニングを行い、その結果、結合を阻害する複数の化合物を同定した。これらの成果はWT1タンパクとエネルギー代謝因子Yの結合を標的とした白血病および固形癌に対する分子標的治療法の開発につながる可能性があり、本研究は順調に推移している。さらに今回我々が新たに同定した新規のWT1結合タンパクの候補Z(仮名)は白血病細胞の細胞質に局在し、この新規WT1結合タンパクと結合するWT1由来ペプチドBを白血病細胞に導入すると、効率よく細胞死を誘導することができた。このことから、従来核に局在し転写因子として機能すると考えられてきたWT1タンパクの新たな癌遺伝子としての機能を明らかにする端緒になる可能性がある。さらに、タンパクZとWT1タンパクの結合が新たな分子標的となる可能性が示されたことから、これに関しても、WT1を標的とする腫瘍特異的な分子標的治療法の開発につながる可能性があり、本研究は順調に推移していると考えられる。本研究では白血病および様々な固形癌に過剰発現するWT1遺伝子の腫瘍細胞の代謝(解糖系およびRNA代謝-タンパク合成系)およびゲノム安定性維持における機能の分子学的機序を、WT1タンパクとそれらの経路において重要な役割を果たすbindingpartnerの相互作用に着目して明確にすることを目的とし、WT1タンパクが癌細胞の生存に重要な役割を果たすエネルギー代謝因子Y(仮名)と直接結合してその活性を増強していることをこれまでに明らかにしてきた。H29年度は、WT1タンパクとエネルギー代謝因子Yの結合様式の解析を進めた結果、WT1タンパクが複数の領域でエネルギー代謝因子Yと結合することを明らかにした。新たに同定したWT1タンパクの結合領域(B領域)の配列ペプチド(WT1由来ペプチドB)をWT1発現白血病細胞に導入すると効率よく細胞死を誘導し、この領域での相互作用も白血病細胞の生存に重要であることが示され、これらの相互作用が白血病細胞に対する分子標的薬の標的になりうることを示した。さらにH28年度に同定した、WT1タンパクの結合領域(A領域)とエネルギー代謝因子Yの相互作用の阻害化合物のValidationを行い、白血病細胞の増殖抑制効果を確認した。
ポリグルタミン病に対する凝集阻害ペプチドの新規脳内デリバリーによる分子治療

ポリグルタミン(PolyQ)病は蛋白質が脳内で凝集することが原因の神経疾患である。研究代表者はPolyQ病の治療薬開発を目指し、PolyQ病の凝集を抑える分子QBP1を同定したが、治療への応用にはQBP1の脳への移行効率が問題であった。本研究では、QBP1の脳への移行効率の改善を目指し(1)様々な分子の細胞内移行を可能にするPTD分子の中からQBP1の脳内移行を可能にするPTDを検討し、(2)QBP1を小さくするため、治療効果に必要なQBP1の部分を検討した。その結果(1)数種類のPTDはQBP1に付加すると脳内への移行が改善する可能性を示し、(2)治療効果に必要なQBP1の部位の同定に成功した。近年、アルツハイマー病、パーキンソン病、ポリグルタミン(PolyQ)病など多くの神経変性疾患において、蛋白質のミスフォールディング・凝集が神経変性を引き起こすという共通の発症分子メカニズムが考えられるようになった。研究代表者らは異常伸長PolyQ蛋白質の凝集を治療標的として、これまでに異常伸長PolyQ鎖結合ペプチドQBP1(SNWKWWPGIF)を同定し、PolyQ病モデルショウジョウバエに対しQBP1の遺伝子発現による治療効果、さらに細胞膜透過型PTD-QBP1の体外からの投与による治療効果を示した(Hum Mol Genet, 2003、Mol Ther, 2007)。しかしPolyQ病モデルマウスに対しては、PTD-QBP1の血液脳関門(BBB)通過効率・脳内浸透性が悪く、わずかな治療効果が得られたのみであった。今年度は、QBP1を体外からの投与によりBBBを通過し、脳内広範囲に効率良く到達する治療分子としての開発を目的とし、まず1、様々な細胞膜透過型ペプチド(PTD)を付加したQBP1のBBB通過効率をin vitro BBB再構築系を用いて検討し、効率は低いがBBBを通過するPTD-QBP1を幾つか同定した。今後はさらに細胞外分泌シグナルの付加などによりBBBを高効率で通過するQBP1のデザインが期待できる。そして2、脳内移行性・生体内安定性に優れた物性を持つQBP1類似化合物の設計を目指し、まず活性に必須な基本骨格を明らかにするためQBP1のアミノ酸置換ミュータントを作製し、それらのPolyQ凝集阻害活性の検討を行った。その結果QBP1の最小活性配列(WKWWPGIF)と活性に必須なアミノ酸(W3, W5, W6, I9, F10)が明らかとなった。今後QBP1の活性に必須なアミノ酸骨格を基本としたQBP1類似化合物による創薬が期待できる。近年、アルツハイマー病、パーキンソン病、ポリグルタミン(PolyQ)病など多くの神経変性疾患において、蛋白質のミスフォールディング・凝集が神経変性を引き起こすという共通の発症分子メカニズムが考えられている。研究代表者の研究室ではこれまでにPolyQ鎖結合ペプチドQBP1が同定され、QBP1の遺伝子発現によりPolyQ病モデルショウジョウバエでの凝集阻害・神経変性抑制効果が示された(Hum Mol Genet, 2003)。さらにQBP1を体外から投与できる治療薬としての開発を目指し、研究代表者はペプチド・タンパク質などの細胞内導入を可能にする細胞膜透過性シグナル(PTD)に着目した。そしてPTDを付加したPTD-QBP1の体外からの投与によるショウジョウバエに対する治療効果を示した(Mol Ther, 2007)。しかしモデルマウスに対しては、PTD-QBP1の血液脳関門(BBB)通過効率が悪く、わずかな治療効果が得られたのみであった(Neurosci Lett, 2009)。今年度は、QBP1を体外からの投与によりBBBを通過し、脳内広範囲に効率良く到達する治療分子としての開発を目的とし、様々なPTD(Tat、Antpなど)、およびPTDと分泌シグナルの両方をもつSecPenを付加したQBP1のBBB通過効率とBBBに与える影響をin vitroBBB再構築系を用いて検討した。いずれのPTDも、QBP1のBBB通過効率を改善させた。またラット脳毛細血管内皮細胞を用いた細胞毒性試験では、PTDを付加したQBP1は5μM以上の濃度で顕著な細胞毒性が現れた。さらにPTD-QBP1はBBB再構築系に添加直後はBBBのバリアー機能の指標であるTEERを減少させ、タイトジャンクション構成タンパク質であるclaudin-5の発現パターンを変化させたが、培地からPTD-QBP1を除いて24時間後にはTEERは回復したことから、PTD-QBP1がBBBに与える影響は一過性であると考えられた。
ミリ波帯通信用の新しい高Q誘電体の材料開発とナノ構晶構造解析

グリーンフェイス系材料では、ナノ結晶構造解析によりR_2O_<11>多画体内のR-O間の結合強度変化が比誘電率及び誘電率の温度係数と密接な関係を有することが明らかにされた。さらに、Cuサイトの遷移金属置換によりQ・f値の改善が認められ、特にzn置換ではQ・f=165000GHzが得られている。これらの知見に基づいた組成制御により、Sm_2Ba(Cu_<1-x>Co_x)O_5において[]_γ=16,Q・f=89000GHz、[]_f=-9ppm/°Cが得られることが明らかとなった。コランダム系材料では、NbのTa置換によりQ・f=347000GHzを持ち、アルミナに匹敵する高Q材料が得られている。さらに、分子軌道法によりTaO_6八面体内部の結合強度変化が高Q化に重要な役割を果すことが示唆された。また、近年の通信機器の小型化および高性能化に対する要求があり、積層タイプのデバイスの開発が急務である。このためAgとの同時焼成が可能な高いQ・f値を有するLTCC(Low-tempefature co-fired ceramics)が求められている。本研究では、特にコランダム系材料において、LiF添加による低温焼成化の効果が顕著に認められ、850°CにおいてQ・f100000GHz以上の値が得られているために高Q・LTCC材料として考えられる。さらに、温度特性を行い、Q・f値が低下するもののτ_f=0ppm/°Cに近い特性が得られる事が明らかとなった。また、これらの組成系以外に、ナノ結晶構造解析に基づき、基地局に適したマイクロ波誘電特性を持つエシナイト系誘電体材料やMgO-V_2O_5の2成分系から成る高Q・LTCC材料が創製されており、エシナイト構造ではNbサイトのWおよびTiの置換によりQ・f値の大幅な改善が認められ、従来のエシナイト系材料より優れた誘電特性が得られている。本研究では、ミリ波帯通信に必要不可欠な新規の高Q・低誘電率誘電体材料の創製とナノ結晶構造解析による材料設計指針を確立するため、グリーンフェイス系材料(Y_2BaCuO_5)及びコランダム系材料(Mg_4Nb_2O_9)を中心に取り組んでいる。グリーンフェイス系材料では、ナノ結晶構造解析によりR_2O_<11>多面体内のR-O間の結合強度変化が比誘電率及び誘電率の温度係数と密接な関係を有することを明らかにした。さらに、Cuサイトの遷移金属置換によりQ・f値の改善が認められ、特にZn置換ではG・f=165000GHzが得られている。これらの知見に基づいた組成制御により、Sm_2Ba(Cu_<1-x>Co_x)O_5においてε_r=16,Q・f=89000GHz,τ_f=-9ppm/°Cが得られることが明らかとなった。一方コランダム系材料では、NbのTa置換によりQ・f=347000GHzを持ち、アルミナに匹敵する高Q材料が得られている。また、近年の通信機器の小型化、高性能化に対する要求があり、積層タイプのデバイスの開発が急務である。

このためAgとの同時焼成が可能な高いQ・f値を有するLTCC(Low-temperature co-fired ceramics)が求められている。本研究では、特にコランダム系材料において、LiF添加による低温焼成化の効果が顕著に認められ、850°CにおいてQ・f>100000GHz以上の値が得られている。この値は、実用化されているAl_2O_3ベースのLTCC材料のQ・f値の100倍以上であり、高周波数化に十分対応可能な材料である。上述のように本研究において、高いQ・f値を持つ新規のマイクロ波誘電体材料が得られつつあり、今後ナノ結晶構造解析による材料設計指針の確立に向けた詳細な検討が必要であるものと考えられる。またLTCC(材料では、従来タイプの低温焼成誘電体材料より遥かに低損失な誘電体基板の開発に向け、温度特性制御の可能性を検討し、高Q下でLTCC材料の創製を行う。本研究では、ミリ波およびテラヘルツ波を用いた次世代通信の到来を見据え、これらの周波数帯でのデバイスへの応用が可能な新規誘電体の創製に向けた研究を進めている。特にこれらの高周波帯では高Q・低誘電率材料が必要不可欠であり、本研究ではコランダム系材料(Mg_4Nb_2O_9)およびグリーンフェイス系材料(Y_2BaCuO_5)を中心に新規の材料系も含め高Q・低誘電率材料の開発を進めてきた。さらに、この種の誘電特性を有する誘電体材料においては、これまで未開発領域である為、特性制御に向けた材料設計指針確立の為、ナノ結晶構造解析を進めてきた。本年度において、第一原理計算により各結晶構造内の電子状態とマイクロ波誘電特性との相関性について検討し、グリーンフェイス系材料では、希土類元素を含むR_2O_<11>多面体(R=希土類)内におけるR-O間の結合強度の変化が誘電率に影響を及ぼすことを明らかにした。さらに高Q化に向け焼成時間依存性について検討し、Y_2BaZnO_5においてQ・f=190000GHzが得られ、ナノ構造解析によりZnの蒸発との関係が明らかになった。一方、コランダム系材料では、NbO_6八面体内の共有結合性の変化が誘電率および品質係数に大きく寄与することが明らかになり、NbO_6八面体内の結合性を高めることにより、高Q・低誘電率化が可能であることが明らかになった。さらに、MgO_6八面体におけるMgの置換による結合強度の変化からも、マイクロ波誘電特性との関係が明らかになり、コランダム系材料において、結晶構造に基づいた組成制御によるマイクロ波誘電特性の制御に向けた知見が得られつつある。さらに本研究では素子の小型に向けた低温焼成化にも取り組み、コランダム系において温度特性に優れたLTCC材料を開発している。また、新規LTCC材料として、MgO-V_2O_5系においても同様に高Q・LTCC材料に関する知見が得られている。本研究では、従来のマイクロ波帯での応用だけでなく、今後の情報通信技術の高度化を踏まえてミリ波帯などの高周波で使用可能な高い品質係数(Q・f)を持つ材料の創製とその材料設計の指針の確立に向けた構造解析を進めてきている。本年度では、コランダム系材料においては、第一原理計算により、MO_6(M=Mg, Mn and Co)およびAO_6(A=Nb, Ta and Sb)八面体において電子状態計算を行い、マイクロ波誘電特性との相関について検討した。MgをMで置換した場合、Q・f値は大幅に減少し、電子状態計算の結果から、遷移全属の3d軌道と酸素の2p軌道の混成軌道によりMO_6八面体内のM-O間の共有結合が強くなり、一方、NbO_6八面体ではNb-O間の結合強度が低下することが明らかとなった。NbサイトをTaおよびSbで置換した固溶体ではQ・f値は増加し、300000GHzを超える特性が得られている。