hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
3次元的椎間板細胞培養システムの開発と力学環境下での椎間板の細胞生物学的応答解析

(目的)従来の単層平板培養法では常に高い圧にさらされている椎間板の圧負荷に対する細胞応答を解析するのは不適当であり、椎間板細胞の3次元的培養を試みた。(方法)屠殺直後の4歳成牛尾椎椎間板の髄核を無菌的に採取し細切した。0.1% collagenaseで細胞を分散させ、1000rpmで10分間遠心し細胞を分離した。1.2% alginateを含む生理的食塩水に髄核細胞を浮遊させ28Gの針を用いて102mMCaC12液に滴下し、microbeads内に椎間板細胞を封入した。これを10%FBSを含むDMEMで培養し培養液は1週間毎に交換した。同時に細胞の単層平板培養も行った。(結果)椎間板の髄核細胞はalginateのmicrobead内に3次元的に保持され、培養開始後1か月間以上生存しうることが確認された。ヘマトキシリン-エオジン染色による組織学的検討においては従来の単層培養された椎間板細胞は低面に沿って樹状突起を伸ばした多形角の細胞形態を呈したが、Alginate beads内の椎間板細胞は豊かな細胞質を有する楕円形であり生体髄核組織中の形態により類似して立体構造を呈していた。また、Alcian blue染色では細胞周囲が青色に染色され酸性ムコ多糖を合成分泌していると判定された。(今後の展開)椎間板細胞の細胞骨格であるアクチンフィラメント(直径約6nm)およびmicrotubules(直径約24nm)を蛍光染色し、共焦点レーザー顕微鏡で3次元的に観察を行う予定である。当初アガロースゲル内3次元培養法も試みたが圧負荷実験には不適当であると判断され、今後alginate beadsを用いた3次元的椎間板細胞培養法を採用することにした。
Microglia と Spreading depression の神経損傷への影響

●千葉大式脳外傷作成装置の改良を行った結果、ラットに一定の頭部外傷が作成できるようになり、特に受傷側の視床には再現性よくmicrogliaの活性化と神経細胞の脱落が起こることが確認された。●肉眼的な脳組織の脱落がないがmicrogliaの活性化が広範にみられる軽傷頭部外傷において、頭部外傷後の運動障害はbeam balanceにおいてのみ認められ、軽度にとどまった。記銘力傷害は、運動障害に比し明らかであった。●外傷後1、3、7日後の亜急性期に、microglia、astrocyteの反応を、また軸索損傷を抗アルツハイマー前駆蛋白(APP)抗体により検討した結果、視床における軸索損傷には、microgliaの活性化が影響を与えている可能性が示唆された。●FK506を外傷直後に一回投与を行った場合は頭部外傷後の神経細胞死を部分的に抑制し神経保護効果を認めるが、連続して投与することによりmicrogliaの活性化を抑えるとともに一回投与で認められた神経保護効果を相殺する効果が認められた。本年度ははじめに1984年に当教室で開発し、以来使用してきたラット用fluid-percussion injury外傷作成装置の老朽化に伴い一部改良を加えるとともに、海外のfluid-percussion injury外傷作成装置に比しおよそ2分の1の低い最大水圧で外傷ができる機序につき検討した。今まで当教室の装置では、(1)最大圧力までの立ち上がりが早い、(2)陽圧に引き続き陰圧がかかることで説明してきたが、(3)頭部に接続する管自体に振動があり頭蓋骨にたいし加速度を発生しており水圧の変化と相乗効果を有していることが判明した。次に、脳挫傷による肉眼的な脳組織の脱落がないか最小限であるがmicrogliaの活性化が広範にみられる軽傷頭部外傷(受傷時無呼吸430秒、死亡率0)において、頭部外傷後の記銘力傷害や運動障害がみられるかどうかについて検討した。運動能力試験では、rotarodで外傷後5日目まで潜時の短い、すなわち運動能力の低い傾向があり(P=n.s.)、7日目でsham ope群とほぼ同じレベルに回復し、beam balanceとbeam walkingでは外傷後1日目でスコアの低い傾向(p=n.s.)がみられたが、1週目には全く回復していた。運動障害より充分回復した受傷1週後でのモリスの水迷路を用いた記銘力試験では有意な(p=0.02)記銘力傷害が認められた。本実験の外傷のレベルから頭部外傷後の記銘カ傷害には神経構造の脱落を伴わない分子生物学的機序があることが強く示唆され、次年度はmicrogliaの活性化の修飾を行いmicrogliaの関与について検討す。また時問的・空間的なreactive microgliaとreactive astrocyteの分布につては本年度において受傷後4週目までの検討を加えた。本年度はまず、千葉大式脳外傷作成装置が老朽化し受傷時の生理反応や頭部外傷の重症度にばらつきが多くなったため、外傷作成装置の改良を行った。頭部に衝撃圧を伝える管を短くし、管と頭部との固定を改良することによりより一定した頭部外傷の作成が可能となった。この改良型千葉大式fluid-percussion装置を用い、雄性Sprague-Dawleyラット(350-400g)に抱水クロラール麻酔下に左側頭部に直径4mmの骨窓を設け、硬膜外から水の衝撃圧による頭部外傷を作成した。外傷後1、3、7日後に深麻酔下に4%パラホルムアルデヒドを用い潅流固定し、ミクログリアの反応を抗OX42、アストロサイトの反応を抗GFAP抗体、また軸索損傷を抗アルツハイマー前駆蛋白(APP)抗体により、免疫組織化学的染色を行った。OX42陽性のミクログリアは、外傷部位の皮質、外傷側の海馬CA1内側、CA3、歯状回、視床に認められた。視床は、他部位に比較し、OX42陽性ミクログリアの発現のピークが遅延しており、7日目で最も多くの陽性細胞が認められた。GFAP陽性の反応性アストロサイトは、3日目をピークに、外傷側半球を中心に認められた。軸索損傷の視標である顆粒状のAPPの蓄積は、7日目の観察で外傷側脳梁、外包、帯状回背側部、視床にかけて認められた。以上の結果より、外傷による損傷脳、特に視床における軸索損傷には、ミクログリアの活性化が影響を与えている可能性が示唆された。

また、免疫抑制剤FK506の損傷脳に対する保護効果について、脳の免疫担当細胞であるミクログリアの受傷後の反応、軸索損傷および神経細胞死とを中心に観察を開始したところである。これまでに千葉大式脳外傷作成装置の改良を行った結果、ラットに一定の頭部外傷が作成できるようになり、特に受傷側の視床には再現性よくミクログリアの活性化と神経細胞の脱落が起こることが確認された。本年度は、免疫抑制剤FK506の損傷脳に対する保護効果について、脳の免疫担当細胞であるミクログリアの受傷後の反応および神経細胞死とを、視床のlaterodorsa(LD)nucleusを中心に観察を行った。ラットはFK506(1.0mg/kg)を外傷直後に一回静脈内投与したグループと同量を7日間連続で腹腔内投与したグループに分けた。FK506一回投与群では、受傷後7・14日後の残存神経細胞数は対照群に比し有意に高かった。一方、FK506を7日連続投与した群では、対照群に比し有意の残存神経細胞数の増加を認めなかった。OX42陽性ミクログリアの数はFK506連続投与群では有意に減少したが、一回投与群では対照群に比し有意差が無かった。すなわち、FK506を外傷直後に一回投与を行った場合は頭部外傷後の神経細胞死を部分的に抑制し神経保護効果を認めるが、連続して投与することによりミクログリアの活性化を抑えるとともに一回投与で認められた神経保護効果を相殺する効果があったと思われる。また、ミクログリアの活性化が頭部外傷後の神経細胞の生存に重要な働きをしている可能性が示唆された。Spreading depressionの影響に関しては、改良された外傷作成装置では大脳皮質の障害が以前に比し軽く、受傷後にspreading depressionを起こす頻度が少なくなり研究の効率に支障を生じるようになったため、大脳皮質により障害の強いcontrolled cortical impact injuryモデルを用いて検討を開始した。
静水圧平衡近似を超えた銀河団ガス分布の動力学的モデル構築

静水圧平衡を超えた銀河団ガス分布の動力学的モデル構築のため、銀河団の質量の大部分を担うダークマターの構造と進化を、N体シミュレーションを用いて検証した。まず、ダークマターハローの進化を記述する球対称崩壊モデルの予言が、シミュレーション中の個々のハローの進化をどの程度よく記述するかを調べた。その結果、現在時刻付近からモデルの予言がシミュレーションの結果からかなりずれるが、これはダークマターの速度分散が発達すること、すなわちハローの内部の緩和が主な原因であることを示した。続いて、球対称崩壊モデルを三軸不等の楕円体に拡張した、楕円体崩壊モデルがシミュレーション中のハローの進化をどの程度よく予言するかを調べた。個々のハローについてモデルとシミュレーション結果を比べた場合、シミュレーション中のハローを楕円体で近似する手法に依存する点が多く、また、楕円体崩壊モデルが多くの近似や仮定を含むため、定量的に差異を議論することは難しい。一方で、多くのハローを統計的に見た場合、ハローを楕円体で近似する手法に依存せず、シミュレーション結果とモデルには明確な差異がある。すなわち、初期時刻では両者とも、重いハローほど丸い傾向があるが、現在時刻になると、モデルの予言では変わらず重いハローほど丸いのに対し、シミュレーション結果は軽いハローほど丸い。本研究では両者のずれが生じていく過程をはじめて示し、その原因をハロー内部の緩和過程と結びつけて説明した。また、ハローの球対称性からのずれが、ハローの内側と外側とで異なることを示し、観測的にハローの非球対象性を測定する際にこの事実が与える影響を議論し、観測と直接比較できるハローの軸比の分布を作成した。以上の結果は銀河団内部の力学的過程についてより深い洞察を与えるとともに、将来の観測において検証可能な、ハローの非球対称性についてのモデルを構築した点で重要である。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題の目標である、静水圧平衡近似を超えた銀河団ガス分布の動力学的モデルの構築をするため、銀河団を構成するダークマターハローやガスの分布に関する球対称の仮定の妥当性を詳しく検証した。ダークマターハローの非線形成長を記述する最も簡単なモデルが球対称崩壊モデルであるが、それを球対称ではない楕円体のハローに拡張したモデルが楕円体崩壊モデルである。先行研究の中に、楕円体崩壊モデルの予言では重いハローほど球対称性が高いのに対して、宇宙論的シミュレーションから取り出したハローは軽いほど球対称性が高いという矛盾した結果がある。本研究では、新たに用意した高精度の宇宙論的シミュレーションを用いてこの矛盾の存在を改めて確認した。さらに、この矛盾の原因をを追及するために、まず、楕円体崩壊モデルのもとになっている球対称崩壊モデルが、シミュレーションから取り出したダークマターハローの進化をどの程度よく記述しているかを検証した。その結果、球対称崩壊モデルはダークマターハローの半径が最大になる時刻を早く、また、その最大半径を小さく予測することがわかった。さらにビリアル定理が予言するハローの現在の半径は、シミュレーション中のハローの半径よりも小さいことも発見した。そして、上記の不一致はダークマターの運動を記述する方程式である、ジーンズ方程式の速度分散を含む項をモデルに導入することで解決できることを示した。これらの結果は静水圧平衡近似を超えた銀河団ガス分布の動力学的モデルの構築の足掛かりとなるばかりでなく、宇宙の構造形成について従来より進んだ理解を助けるものである。本研究課題の目標である、静水圧平衡近似を超えた銀河団ガス分布の動力学的モデルの構築に向けて、その基礎となるような結果を得ることができた。ただし、大規模かつ高精度のシミュレーションデータを扱っているため、その解析に多大な計算時間を要してしまい、平成26年度中に得られた結果を発表論文の形にまとめることはできなかった。

ただしその解析自体はある程度想定通り進んでおり、学会発表の形にはできている。近日中に結果を整理して論文にまとめ、さらに先の研究に進むことができると予想している。27年度が最終年度であるため、記入しない。基本的にはこれまでの研究を延長する方針である。まずは、これまでに得られた結果をもとに、ダークマターの速度分散の進化を記述できるような理論構築を目指す。それを用いて球対称崩壊モデルを修正したモデルを構築し、新たなモデルが現実の観測に及ぼす影響を吟味する。さらに、今回の結果を基礎にして、ダークマターハローの楕円体崩壊モデルと宇宙論的シミュレーションとの間の矛盾点を探る。その原因を詳らかにしたうえで、楕円体崩壊モデルを修正して、シミュレーションと矛盾しないような、球対称性を仮定せずにダークマターの非線形成長を記述するモデルを構築する。そのようなダークマターのモデルをもとにして銀河団ガスの非球対称な分布や進化を記述するモデルを考案し、最終的に「静水圧平衡近似を超えた銀河団ガス分布の動力学的モデルの構築」という目標を達成する。
分割型高温超伝導マグネット実用化のための普遍的接合技術の創成と実証

分割型高温超伝導マグネットの普遍的工学手法の創成と実証を目指し、普遍的接合手法の確立、多孔質体を用いた除熱システムの最適化、大型高温超伝導導体および接合部の設計・作製の3点を目的として研究を行った。除熱システムの研究では、金属多孔質体を用いることで、膜沸騰が抑制されることを確認し、本システムが有効であることを示した。また100 kA通電が可能な導体と接合部を開発し、本概念の実証をすることができた。本研究の目的は、分割型高温超伝導マグネットの実現性を示すために、普遍的接合技術を創成し、マグネット分割の基本概念を実証することである。以下、具体的な目的を示す。(1)接合部最適化(荷重方向・接合面被覆等)による電気的接合性能向上方法を確立する。(2)接合界面での超伝導物理モデルを検討し、線材に依存しない普遍的な接合技術を確立する。(3)多孔質体の除熱性能評価実験と数値解析コード高度化による除熱システムの最適化を行う。(4)冷却チャンネルも含めた4kA級の接合部を作製し、本概念を実証する。本年度は上記、目的を達成するために、以下の項目を実施した。1)高温超伝導導体の機械的接合法の開発接合面の角度、荷重条件、導体構造に対する接合性能向上の系統的な実験・数値解析を行い、接合抵抗が目標値より小さくなる条件を見出すこと、接合面上に真空蒸着装置により均質な金属薄膜を形成する(接合抵抗低減策の1つ)条件を明らかにすることを目標とした。数値解析によって接合抵抗低減が可能な接合面角度、導体構造を明らかにし、接合試験によってこれを実証した。荷重条件の選定・金属薄膜形成条件の検討については装置整備が年度末までかかってしまったため、来年度以降に実施する予定である。2)多孔質体を用いた先進冷却システムの開発本年度は、多孔質体を用いたLN2流動試験装置の整備(所持していた装置の真空断熱化)、多孔質体内部伝熱流動解析コードの改良(冷媒を水として開発済みのものをLN2が取り扱えるように変更)を目標とした。LN2流動試験装置については、真空断熱工事が年度内に完了し、次年度以降の実験体制を構築することができた。また、解析コードについては、支配方程式の離散化方法を見直すことで、LN2を用いた場合に想定される急激な相変化を伴う熱流動場の解析を一部可能とした。1)高温超伝導導体の機械的接合法の開発昨年度の30 kA級導体の製作の実績を元に本年度は100 kA級導体の製作を行った。接合部製作の歩留まり向上のために、酸化皮膜の影響を低減する接合面加工法・接触圧力を均一化する施工法を提言し、実際の製作に反映させた結果、接合抵抗を2 nano-ohmに抑えることに成功し、118 kA at 4.2 K, 0.45 T、100 kA at 20 K, 5.3 Tの通電に成功した。2)多孔質体を用いた先進冷却システムの開発本年度は、ブロンズ粒子焼結金属多孔質体と液体窒素を用いた冷却システムにおいて液体窒素の流量、サブクール度と沸騰曲線の形状・核沸騰開始点の関係を評価した。また、過去の研究で得られていたブロンズ粒子焼結金属多孔質体と水を用いた冷却システムにおける熱伝達特性と比較し、他の流体を用いた場合の熱伝達特性がサブクール度の高い対流領域では予測できる見込みがあることを示した。さらにヘリカル型核融合炉FFHR-d1のヘリカルコイルをモデル化し、上記先進冷却システムを適用した場合の冷却特性を数値解析で評価し、多孔質体を用いた場合に局所的に温度上昇を抑える効果が得られることを示した。(3)多孔質体の除

熱性能評価実験と数値解析コード高度化による除熱システムの最適化を行う。本年度は上記、目的を達成するために、以下の項目を実施した。1)高温超伝導導体の機械的接合法の開発接合面の角度、荷重条件、導体構造に対する接合性能向上の系統的な実験・数値解析を行い、小型導体を用いた実験の結果と数値解析によって、大型導体を用いた場合の接合抵抗の予測するモデルを確立した。また、マグネトロンスパッタ装置を用いて金属薄膜を接合面に形成して接合試験を実施し、接合抵抗を低減させるには接合面の凹凸スケールよりも大きな膜厚が必要であることを示した。さらに30 kA級の導体を製作し、接合抵抗が核融合炉用マグネットに適用できるレベルまで低減できることを実証した。2)多孔質体を用いた先進冷却システムの開発本年度は、昨年度整備した液体窒素流動試験装置を用いて、ブロンズ粒子焼結金属多孔質体を用いた冷却システムにおいて、液体窒素の流量・サブクール度と除熱特性の関係を評価した。サブクール度の変化に対して、限界熱流束はほぼ一定であり、流量の増加にともない限界熱流束が大きく向上することを示した。また、分割型マグネットを模擬した伝熱解析を行い、マグネット内の材料配置が冷却システムとして重要であることを示した。本年度は高温超伝導導体の機械的接合法の開発に関して、荷重条件の選定・金属薄膜形成条件の検討を行う予定であったが、装置整備・装置納品が年度末までかかってしまったため、来年度以降に実施する予定となった。その他、実施項目に関してはおおむね順調に進展している。25年度が最終年度であるため、記入しない。本年度はBSCCO導体、GdBCO導体を用いた接合試験および数値解析を通して、接合抵抗の定量的評価が可能な解析モデルを提案し、大型導体での接合抵抗の予測ができる手法を確立した。また、当初の予定通り、マグネトロンスパッタ装置を用いて接合面の金属薄膜を形成して、その膜厚と接触抵抗の関係性を評価することができた。さらに当初の予定を超えて30 kA級の導体の製作と接合試験を行い、大型導体における低接合抵抗の実現にも成功している。多孔質体を用いた先進冷却システムの開発についても、着々とデータを取得しており、また、マグネット全体の設計へ適用した場合の伝熱解析も進めている。以上、全体を通して、おおむね順調に進展していると言える。高温超伝導導体の機械的接合法の開発については、本年度整備した複数方向荷重試験装置、および真空蒸着装置を用いて、荷重条件最適化、金属薄膜の適用による接合性能低減方法を実験および数値解析によって検討する。また、本年度に解明した接合面角度、導体構造の最適化による接合抵抗低減を、より大型の導体(印加電流2kA以上)を用いて実証する。多孔質体を用いた先進冷却システムの開発については、本年度整備したLN2流動試験装置を用いて、LN2のサブクール度、金属多孔質体の材質・粒子径・気孔率、伝熱面と多孔質体の界面の状態をパラメータとして流動特性および伝熱特性を取得する。また、実験データを数値解析コードの参照データとして用いて、数値解析コードの高度化を図る。あわせて、分割型マグネットをモデル化して、伝熱解析を行い、冷却システムが成立する条件を検討する。高温超伝導導体の機械的接合法の開発については、引き続き、2 kA級の銅ジャケット付BSCCO導体および銅ジャケット付YBCO・GdBCO導体の接合面に金属薄膜を形成し、金属薄膜の材質・厚さ等の条件と接合抵抗の関係性を評価して、接合抵抗の低減とばらつきの抑制が可能な最適接合条件を検討する。
プロセス指向に基づく柔構造プログラミングに関する研究

本研究では、人間の思考過程としてのプログラミング自身を主体的にとらえ、その過程にあってプログラムは動的に生成および更新されるものと考えるプロセス指向の考え方にたち、プログラムよりはプログラミングを中心とした、人間の創造的作業環境の構築を目指して、その基礎となる計算モデルを研究してきた。特に、分散処理環境のもとでのプログラミング支援は、基本的にはユ-ザインタフェ-スの高度化であり、ネットワ-クトランスペアレントな環境が要求される。このような観点にたって進めてきた研究の成果をまとめると次のようになる。1.お互いが協調して作業をするためには、情報を提供しあうための共通の場が必要である。そこで、場を通じてメッセ-ジを通信しあう並列オブジェクト指向モデルを考案し、Kamuiモデルと名づけた。2.様々なハ-ドウェアのもとで様々な言語で分散しているオブジェクトを統一的に取り扱うために、オブジェクトの多重ビュ-に基づいたメッセ-ジのグル-プ化という概念を導入し、これがオブジェクトの型として有効に機能することを明らかにした。3.メッセ-ジの送出側でメッセ-ジの処理順序を構造的に宣言して送り出し、Kamuiモデルの場をメッセ-ジの処理順序を整形するフィルタとして使うことより、並列性を最大限に生かしつつ、処理順序を制御できるメッセ-ジ処理機構を開発した。4.Kamuiモデルにメタレベル計算機構を導入し、オブジェクト間のメッセ-ジの構造化および隠蔽化を行うモデルの開発を行った。5.実際の分散システムは空間的にも、時間的にも閉じたものではなく、開放的なシステムであり、そこでは名前を局所化するメカニズムが必要とする。これを資源へのアクセスパスに基づいて名前付けする開放分散モデルを開発した。従来、計算機プログラミングを基本的には関数としてとらえたて方法論が提唱されてきたが、本研究では人間の思考過程としてのプログラミング自身を主体的にとらえ、プログラムよりはプログラミングを中心とした人間の創造的作業環境の構築を目指してきた。特に、今後は分散処理環境のもとで、多数の人間が強調して作業を進めていくことが前提となる。1.個々人がその守備範囲内で独立に作業を進めていくためには、オブジェクト指向のパラダイムが適しているが、お互いが協調するためには情報を提供しあうための共通の場が必要である。2.分散環境が発展してくると、様々なハ-ドウェアのもとで様々な言語で分散しているオブジェクトを統一的に取り扱うことが必須になってくる。そのため、オブジェクトの多重ビュ-に基づいたメッセ-ジのグル-プ化という概念を導入し、これがオブジェクトの型として有効に機能することを明らかにした。3.オブジェクトが並列に動作しているとき、メッセ-ジの処理順序が問題になることがあり、そのためオブジェクトの動作の並列性を捨てざるをえなかったが、メッセ-ジの送出側でメッセ-ジの処理順序を指定して送り出し、Kamuiモデルの場をメッセ-ジの処理順序を整形するフィルタとして使うことにより、並列性を最大限に生かしつつ、処理順序を制御できるメッセ-ジ処理機構を開発した。4.Kamuiモデルでは場を通してオブジェクトのグル-プ化を行い、場はそこに所属するオブジェクトにメッセ-ジを配送するだけであるが、場が行う仕事を指定できるメタレベル計算機構を導入した。計算機がネットワ-クで結合された分散環境下で、多数のプログラマが並行して共通のソフトウェアを作成・共有するソフトウェア環境が今後ますます展開されていくであろう。われわれはこのようなシステムを並列オブジェクトの概念で統一することで、本来動的な振舞いをするプログラミングのプロセスを柔軟に、すなわち動的に扱うことが容易になるし、かつ空間的にも分散したシステムを高度に統合することも可能になるものと考えている。

1.メッセ-ジの処理順序に半順序関係を前提とした、メッセ-ジの到着順序の制御機構モデルを提案し、その枠組に基づきメッセ-ジ群に到着順を構造的に宣言する並列オブジェクト指向計算モデルを開発した。2.分散環境は空間的にも、また時間的にも絶えず変化している開放的な世界と考えるべきである。そのときの最大の問題は、オブジェクトが環境内でユニ-クに存在することが仮定できないことであり、資源につけられた名前に衝突が発生することである。そのため、資源をユニ-クに掌握できる小世界をドメインと呼び、ドメイン間のインタフェ-スとなるポ-トを介してオブジェクトを認識し、メッセ-ジを伝搬する開放分散モデルを開発した。3.これまでの並列オブジェクト指向計算モデルでは、オブジェクト間の相互作用ともいうべき通信形態に研究の主眼が置かれてきた。しかし、オブジェクトの記述能力をあげるためには、オブジェクト自身の機構はきわめて重要であり、そのためレベルに応じてオブジェクトの記述を行うメタレベル計算モデルの開発を行った。
可変形状床を用いた歩行移動インタフェース

歩行移動インタフェースは、バーチャルな空間を歩いて移動する感覚を生成する。自然な歩行感覚を得るためには、2つの機能を実現しなければならない。まず第一に、歩行運動を行わせつつ、体の位置を一定に保つ移動の打ち消しが不可欠である。移動の打ち消しを行うためには、歩行者の足の動きに合わせて床を逆方向に駆動する仕掛けが必要である。次に、歩行による移動のもう一つの重要な機能として、方向の変換がある。好きな方向に行けるのでなければ自然な歩行とは言えない。移動の打ち消しと方向の変換をどうやって同時に実現するかということが、歩行移動インタフェースの中心的な技術になる。本研究では、ロボットタイルの研究において得られた知見を活かし、全方向トレッドミルのような汎用性を有する新たな歩行移動インタフェースの開発を行った。この新方式には試行錯誤が必要なため、3つの段階を踏んで、5年間の研究を進ていめる。[Increment 1]可動モジュール単体の開発(H2930)[Increment 2]8個の可動モジュール群による、問題点の洗い出し(H31)[Increment 3] 25個の可動モジュール群によるシステム全体の構築と評価(H3233)。本年度、可動モジュールの位置を検出するセンサーシステムを開発した。適切にゾ・ゲル変換を行うためには、各可動モジュールが自分の位置を知らなければならない。多数の可動モジュールの位置を個別に求めるためには、それぞれの可動モジュールが能動的に位置を知る必要がある。そのため、各可動モジュールが区別できるような情報を発信するアクティブマーカーを搭載し、それを天井に設置したカメラで検出した。本研究ではロボットタイルを出発点に、新たな歩行移動インタフェースの実現を目指している。ロボットタイルは46台の全方向移動機構を有する床が、飛び石のように連なり、歩き去った後のタイルが歩行者の前方に戻ってきて新たな歩行面を提供するものである。歩行方向が変わると、その方向にタイルが迎えにくるので、任意の方向に歩行が可能である。タイル上面に昇降機構を載せれば、階段などの凹凸面の提示も可能である。本研究ではタイルに相当する全方向移動機構として、可動モジュールの設計と製作を行ってきた。この新機構は、2つの動輪の差動によって全方向の移動を実現するもので、人が載る天板は、動輪が向いている方向とは来異なる任意の方向を向くことができるように旋回軸を備えている。ゾル・ゲル変換を行うためには、この可動モジュールを複数台同時に走行させる必要がある。そのためには、各可動モジュールの位置をリアルタイムに計測しなければならない。多数の可動モジュールの位置をそれぞれ独立に求めるためには、それぞれのIDが必要であり、それを発信するために、アクティブマーカーを備えたモーションキャプチャスタジオを用意した。ゾル・ゲル変換は、歩行者の移動に合わせて行う必要があるため、このスタジオは歩行者の動作計測も合わせて行っている。アクティブマーカーを搭載できるように、可動モジュールテストベッドに適宜改良を加えた。上記の成果によって、可動モジュール単体のハードウェアは完成し、複数の可動モジュールを製作する次のステップにつなかった。本研究では、多数の可動モジュールがゾル・ゲル変換を行う「可変形状床」という独創的な概念に基づく新たな歩行移動インタフェースの実現を目指す。これは、歩行面を多数の可動モジュールの集合体で構成し、歩行者が立つ部分はそれらが密に結合し、流動性のないゲル状になる。その歩行面の周辺には、可動モジュールが互いに結合せず、流動性のあるゾル状になっている。歩行者が移動してゲル状領域の端に近づくと、ゾル状の可動モジュールがそこに寄り集まってきて新たなゲル状の歩行面を生成する。歩き去った後のゲル状可動モジュールは結合を解き、周囲のゾル状可動モジュール群に溶け込む。歩行者が移動すると、ゲル状領域が反対方向に移動し、元の位置に戻す。この機能により任意方向の移動を打ち消すことが可能になる。このようなゾル・ゲル変換による形態生成は、真性粘菌などの生物が行動する際のモデルとなっており、床の形状変化を効率的に行う手法として有効である。今後の方針としては、このような可変形状床を実現するために、以下の研究項目を設定し、段階的(インクリメンタル)に研究を進める。[Increment 1]可動モジュールの全方向移動機構と位置検出センサーを開発する。[Increment 2] 8個の可動モジュールを製作し、ゾル・ゲル変換および、歩行者の移動ができるか確認する。[Increment 3] 25個の可動モジュールを製作し、ゾル・ゲル変換を行うアルゴリズムを開発し、システム全体を完成させる。この新方式には試行錯誤が必要なため、3つの段階を踏んで、5年間の研究を進める。[Increment 1]可動モジュール単体の開発(H2930)

[Increment 2]8個の可動モジュール群による、問題点の洗い出し(H31)[Increment 3] 25個の可動モジュール群によるシステム全体の構築と評価(H3233)本年度は、まず可動モジュール単体の開発から着手した。可動モジュールに所定の性能をもたせるためのテストベッドを設計し試作した。可動モジュールは任意の方向に動く必要があるため、そのような機能を有する駆動機構を製作した。基本機能は、既存のロボットタイルと同じであるが、ゾル・ゲル変換を円滑に行うために、小型化が必要である。さらに走行速度を上げるために、摩擦力の大きな車輪を搭載するとともに、駆動力が有効に伝達される床の材質を検討した。本研究ではロボットタイルを出発点に、新たな歩行移動インタフェースの実現を目指している。ロボットタイルは46台の全方向移動機構を有する床が、飛び石のように連なり、歩き去った後のタイルが歩行者の前方に戻ってきて新たな歩行面を提供するものである。歩行方向が変わると、その方向にタイルが迎えにくるので、任意の方向に歩行が可能である。タイル上面に昇降機構を載せれば、階段などの凹凸面の提示も可能である。しかし、タイルを駆動させる車輪と床の間の摩擦力に限界があるため、タイルの加減速と最高速度に制約がある。このため、歩行速度の上限が低く(秒速20cm程度)、次のタイルが迎えに来るのを、立ち止まって待たなければならないのが実状であった。また、従来のロボットタイルはオムにディスクとよばれる複雑な全方向移動機構を有しているため小型化が困難で、コストも高かった。これらの問題点を踏まえ、本年度は新しい駆動機構を有する可動モジュールの設計を行った。この新機構は、2つの動輪の差動によって全方向の移動を実現するもので、人が載る天板は、動輪が向いている方向とは来異なる任意の方向を向くことができるように旋回軸を備えている。この可動モジュールを試作し、動作を確認した。最高速度は毎秒速1mに達し、大幅な性能向上が期待される。歩行移動インタフェースは、バーチャルな空間を歩いて移動する感覚を生成する。自然な歩行感覚を得るためには、2つの機能を実現しなければならない。まず第一に、歩行運動を行わせつつ、体の位置を一定に保つ移動の打ち消しが不可欠である。移動の打ち消しを行うためには、歩行者の足の動きに合わせて床を逆方向に駆動する仕掛けが必要である。次に、歩行による移動のもう一つの重要な機能として、方向の変換がある。好きな方向に行けるのでなければ自然な歩行とは言えない。移動の打ち消しと方向の変換をどうやって同時に実現するかということが、歩行移動インタフェースの中心的な技術になる。本研究では、ロボットタイルの研究において得られた知見を活かし、全方向トレッドミルのような汎用性を有する新たな歩行移動インタフェースの開発を行った。
ギラン・バレー症候群で上昇するモノクローナル IgG 抗 GM1抗体の神経・組織学研究

モノクローナルIgG抗GM1抗体は運動神経終末においてシナプス前部、特にシュワン細胞や神経軸索に結合していることが示唆された。モノクローナルIgG抗GM1抗体は神経終末のCa^<2+>channelに結合し、Ca^<2+>の流入を阻害して神経伝導障害を誘発することが示唆された。本研究では、ギラン・バレー症候群患者で誘発される運動神経疾患に注目し、特に患者で特異的に上昇する抗ガングリオシド抗体の抗GM1抗体に着目し、mouse monoclonal IgG抗GM1抗体(anti-GM1 mAbs)の神経伝達機構に対する影響を電気生理学的に、運動神経組織への結合性について免疫組織化学的に検討した。ラットの自発性筋活動電位(MAP)はanti-GM1 mAbs(1:200)を投与してもMAPの頻度に影響を与えなかったが、anti-GM1 mAbs(1:100)を投与すると1分後でMAP頻度が減少した。また、MAPは洗浄することにより徐々に回復した。Anti-GM1mAbsはMAPの頻度を抑制したが、振幅には影響を与えなかった。ラット横隔膜の運動神経・筋接合部における免疫組織染色では、anti-GM1 mAbsは神経軸索のマーカーであるanti-Neurofilament 200(anti-NF)や神経前部のシナプス小胞の膜タンパクのマーカーであるanti-Syntaxin(anti-Syn)と同様の部位を染色したが、神経後部にあるアセチルコリン受容体のマーカーであるα-Bungarotoxinと同様の部位は染色しなかった。以上の結果から、anti-GM1 mAbsはanti-NFやanti-Synと同様の部位を染色することから神経・筋接合部の神経前部に結合して運動麻痺に関与していることが示唆された。小脳Purkinje細胞のP型のVGCCs電流を測定した結果、-40mVから活性化し、0mVでピークとなるP型VGCCs電流が観察された。このとき、Externalsolution中にanti-GM1 mAbs(1:100)を投与し、P型VGCCsに対するGBS患者血清の影響を検討した。VGCCs電流はanti-GM1 mAbs(1:200)投与により、31.2%まで抑制された。これに対して、anti-GM1 mAbs(1:200)の投与で変化は見られなかった。(2)自発性筋活動電位(融P)に対するカルシウムチャネル拮抗薬の影響以上の結果から、anti-GM1 mAbsの神経伝達抑制作用は電位依存性カルシウムチャネルを介して、運動麻痺に関与していることが示唆された。1.神経・筋接合部でのmouse monoclonalIgG抗GM1抗体とIgG抗GalNAc-GD1a抗体の局在の比較検討した。ラット横隔膜の運動神経・筋接合部における免疫組織染色では、IgG抗GM1抗体は神経軸索のマーカーであるNeurofilament 200(NF200抗体)抗体や神経前部のシナプス小胞の膜タンパクのマーカーであるSyntaxin(Syn抗体)と同様の部位を染色したが、神経後部にあるアセチルコリン受容体のマーカーであるα-Bungarotoxinと同様の部位は染色しなかった。一方、抗GalNAc-GD1a抗体はS100やSyn抗体、α-BuTxと同様の部位を染色した。また、IgG抗GM1抗体は終末ミエリンを形成するシュワン細胞を標識するS100抗体やNF抗体と同様の部位を染色した。3. Collagenase処理は運動神経終末のシナプス前部が消失させる。Collagenase処理した横隔膜切片を用いた染色ではIgG抗GM1抗体とIgG抗GalNAc-GD1a抗体を染色しなかった。以上の結果から、IgG抗GM1抗体は主に運動神経のpresynapseに結合し、IgG抗GalNAc-GD1a抗体はpresynapseだけでなくpostsynapseにも結合した。このことから、GBSで上昇する抗GalNAc-GD1a抗体と抗GM1抗体には運動神経終末での結合性に違いがあることが示唆された。平成23年度、IgG抗GM1抗体を用いて自発筋活動電位の検討、神経・筋接合部の免疫組織染色を行い、さらに抗GalNAcGD1a抗体との比較検討して日本薬学会第132年会で発表した。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度はガングリオシド合成酵素GM2 synthaseのsenseo ligodeoxynucleotidesとantisense oligodeoxynucleotidesのアンチセンスとミスセンスオリゴヌクレオチドを用いて自発筋活動電位の影響を検討する。
生物化学兵器軍縮と産業活動

本研究はデュアルユーステクノロジーの軍事転用の典型である生物兵器および化学兵器、各々の禁止条約成立の経過を、実際の科学技術の面から明らかにすることを目的として始められた。すなわち科学技術の面から条約の成立やその実効性の追求のプロセスを明らかにし、それによって、民需と軍需の境界が不明確となりつつある現代の技術の軍事転用、あるいは誤用を防ぐ方策を提案することを目指していた。そのような観点からは、2000年末から01年にかけて、日本で旧日本軍のクシャミ剤と呼ばれるジフェニルシアンアルシンの処理が国内で行われたことが重要である。この件について申請者は、近日刊行が予定されている'Disabling Chemical Weapons'(Macmillan)の一章'Japan:Prospects for the Disabling and Other Chemical Weapons abandonedin China'としてまとめている。この問題はCWC(化学兵器禁止条約)の規定していない、いわば軍需と民需の狭間である、グレーゾーンの化学物質についてより厳格に見ていこうというひとつの流れを生み出す可能性がある。その意味で化学兵器軍縮の充実にとって重要な一歩である。その一方で、BWC(生物兵器禁止条約)の強化のための、特に製薬企業の研究開発とBWとの関連を整理することをもくろんだ話し合いは進んでいない。これは、先端的研究の知的所有権の問題をどのように保護するかという方策が、企業にとって心もとなく映ることによる。この問題は、CWにもかかわる問題であり、研究開発者がその成果を十分確保できる情報公開の方法を今後構築する必要がある。これは、単にBCWに限らず、ヒトゲノム解析その他の先端科学の定着にとっても重要なことだと考えている。本年度は、基本的な外交文書、各国の産業水準やその動向を示す文書・特許などの収集を行い、またそれら軍縮交渉に当たった官僚および生物兵器禁止条約の再検討会議に出席した外交官の間き取り調査、それに1960年代に日本各地で発足した生物化学兵器研究会のメンバーに対しても聞き取り調査を行う予定だった。このうちもっとも成果があったのは日本各地で発足した生物化学兵器研究会のメンバーに対しても聞き取り調査であり、もうひとつは新たに計画に取り込んだ、PRTR(環境汚染物質排出・移動登録制度)の実施を控えての中小企業の準備状況の調査だった。PRTRは化学兵器禁止条約の実効を上げる有力な手段と判断できる。後者の調査は特に「毒物管理」の観点から実情を知るために行った。それはPRTRを単に環境汚染物質に限定するのではなく、各事業所で使用している化学物質全般の流通管理に利用できないかと考えるからだ。生物化学兵器テロの恐れを米国政府などは強調しているが、こうした状況では一元的な毒物管理が求められる。実効ある管理のためには費用と労力の少ない方法を考えることが必要で、来年度はそうした観点からさらに調査を進める。1999年度は、旧日本軍の化学兵器工場があった広島県の大久野島におけるヒ素汚染の状況についての調査を精力的に行った。同工場は通常の意味での産業活動ではないが、製造工場であるという点で、またその跡地が汚染されているということで、現代的な問題として取り組んだ。大久野島のヒ素汚染が明らかとなったのは1996年であるが、調査が進むにつれ汚染が予想以上に広がっていることが判明した。また、大久野島を管理する環境庁では汚染土壌の処理を進めたが、ヒ素だけでなく鉛汚染もあることが明らかとなった。戦前、どのような原料を用いて化学剤を製造していたのかが、軍事秘密の制約もあって十分に分からないことも、処理作業にとってはマイナスとなっている。これは工場跡地の利用などで今でも、また将来においても起こる可能性がある問題である。

こうした問題を起さないようにするためにもCWC(化学兵器禁止条約)の毒物原料管理のシステムが有効だと判断されるが、本年度聞き取り調査を行った事業所について見る限りでは、まだその点の理解は不充分のように判断される。しかし今後はPRTR(化学物質の排出量等の届出制度)なども実施され、こちらは各事業所が提出した情報が公開されるので、CWCの不充分な点を補うことができるのではないかと、期待できる。来年度はその辺に焦点を当てて聞き取り調査を行いたい。特にCWCは強制的な制度だが、PRTRは自主性を前提にしているという違いが、各事業所の取り組みにどのように反映するか注目される。本研究はデュアルユーステクノロジーの軍事転用の典型である生物兵器および化学兵器、各々の禁止条約成立の経過を、実際の科学技術の面から明らかにすることを目的として始められた。すなわち科学技術の面から条約の成立やその実効性の追求のプロセスを明らかにし、それによって、民需と軍需の境界が不明確となりつつある現代の技術の軍事転用、あるいは誤用を防ぐ方策を提案することを目指していた。そのような観点からは、2000年末から01年にかけて、日本で旧日本軍のクシャミ剤と呼ばれるジフェニルシアンアルシンの処理が国内で行われたことが重要である。この件について申請者は、近日刊行が予定されている'Disabling Chemical Weapons'(Macmillan)の一章'Japan:Prospects for the Disabling and Other Chemical Weapons abandonedin China'としてまとめている。この問題はCWC(化学兵器禁止条約)の規定していない、いわば軍需と民需の狭間である、グレーゾーンの化学物質についてより厳格に見ていこうというひとつの流れを生み出す可能性がある。その意味で化学兵器軍縮の充実にとって重要な一歩である。その一方で、BWC(生物兵器禁止条約)の強化のための、特に製薬企業の研究開発とBWとの関連を整理することをもくろんだ話し合いは進んでいない。これは、先端的研究の知的所有権の問題をどのように保護するかという方策が、企業にとって心もとなく映ることによる。この問題は、CWにもかかわる問題であり、研究開発者がその成果を十分確保できる情報公開の方法を今後構築する必要がある。これは、単にBCWに限らず、ヒトゲノム解析その他の先端科学の定着にとっても重要なことだと考えている。
オセアニア・南太平洋の先住民文学文化と移民文学の研究

4月にワイカト大学からTe Hiranga Maori(Certificate of Maori Studies)を取得、さらに10月には、マオリ語通信教育最終の第4課程(上級)をA+の成績で修了した。本科研の3年間の硫究期間中にフィールドワークと文献を読むために必要なオセアニアのポリネシア言語の核になるマオリ語を習得したことの意義は大きい。8月にはニュージーランドのワイカト大学を拠点に、フィールドワークと資料収集を行った。調査の内容は、(1)マオリ第7代王の戴冠一周年記念式典に参加し、ワイカト地域を中心に19世紀から発展してきた"Kingitanga (King movement)"と呼ばれるマオリの民族ナショナリズムの現在のあり方を考察、(2)ワイカト地域のクラカウパパ(マオリ語イマージョンの小学校)とファレクラ(マオリ語イマージョンの中高等学校)において先住民言語教育を視察、マオリ語で異文化を学ぶ教材開発の可能性についてアンケート調査、(3)ファレ・オランガと呼ばれる伝統医療施設を訪問、インタビューし、マオリの医療とポストコロニアル文化の形成に関して考察、(4)ハミルトン市の移民成人学生を対象とする英語の授業を視察、学生たちが英語と母国語で綴った短編小説集を入手、という4点である。本科研のフィールドワークで得た成果を2008年12月にオーストラリアで開催される先住民教育に関する国際学会WIPCE(World Indigenous Peoples' Conference on Education)で発表すべく、2月に概要("Multicultural Teaching Resource for Indigenous Education : Maori and Japanese Perspective")を投稿した。結果発表は3月末日の予定である。今年度は、オセアニアの先住民・移民文学の現在の出版事情を調査し、そこに描かれる社会問題や歴史を考察、その成果は、2ヶ月ごとの連載記事(『英語青年』海外新潮欄)に発表した。具体的には、サモア人作家A.ウェンツの最新作The Songmaker's Chair(2004)に描かれる南太平洋移民のアイデンティティの問題について、ニュージーランド(以下NZ)の先住民芸術を促進する組織トイ・マオリ・アオテアロアがカナダや豪州の先住民作家を招待してマオリ作家と共にパフォーマンスやシンポジウムを行う催しを例とした先住民作家の国を越えた連携、アボリジニ作家によるベトナム戦争の記述、P.グレイスの最新作Tu(2004)などマオリ作家による両大戦のマオリ部隊についての記述と国家アイデンティティの問題について、W.イヒマエラの最新作Band of Angels(2005)にみられる地域性とグローバルな要素とのバランスについて、独立30周年のパプア・ニューギニア(以下PNG)の作家たち、R.ソアバ、R.ステラ、S.ウィンドゥオの創作活動や地域社会における識字運動と言語事情、若手作家養育の創作コンテストについて、NZ先住民言語教育の現状とメディア(マオリ放送)によるマオリ文化の再形成の可能性について論じた。8月下旬からPNG1週間、NZ1ヶ月の調査旅行を行った。PNGでは、大学で創作コースを教えるS.ウィンドゥオやR.ソアバに会い、最近の出版物と今後の創作活動の展望、米国や豪州との関係について、インタビューを行った。NZではワイカト大学でマオリ語の授業を聴講し、マオリ語トータルイマージョンの幼稚園(コーハンガ・レオ)や小学校(クラ・カウパパ・マオリ)を訪問、先住民言語文化教育の現状を調査した。マオリ語通信教育では第2教程を終え、フィールドワークに必要な言語能力の3、4割を達成した。8月から9月にかけて、クック諸島とニュージーランドで調査を行った。クック諸島は、ニュージーランド先住民マオリがもと居住していた諸島であり、民族的・言語的に共通点が多いことから、ニュージーランドにおける先住民言語教育との比較のため、アヴァルア市内の公立小学校と私立中・高等学校を訪ね、クック諸島マオリ語と英語の授業を視察した。ニュージーランドでは1980年代前半に創設されたマオリ語トータル・イマージョンの幼稚園(コーハンガ・レオ)や小学校(クラカウパパ・マオリ)が、先住民言語と文化を守る新しい世代を育てつつあるのに対して、経済的な必要性から母語よりも英語の教育が重要であるクック諸島では、先住民言語教育のもつ政治性もかなり異なる。ニュージーランドのワイカト大学では、昨年に引き続き、マオリ学科の学生を対象として、アンケートを行った。また、マオリの先住民文化における医療(健康)の概念と土地や先住民言語の保持の問題との関わりを検討するため必要な資料を収集した。フィールド・ワークに必要なマオリ語の学習は、第3教程までA+の成績で終了した。4月にワイカト大学からTe Hiranga Maori(Certificate of Maori Studies)を取得する予定である。科研最終年度は最後の第4教程(上級)を終了する。研究成果欄の論文は、先住民言語教育機関でのフィールド・ワーク及び筆者自身のマオリ語学習経験やワイカト大学で行ったアンケートに基づき、マオリの先住民言語教育、先住民メディア(マオリ放送)、先住民文学という三つの局面におけるポストコロニアル文化の形成について論じている。今年度は、そのほか、フィジーのインド系移民のエッセイや小説、ドキュメンタリー、クック諸島マオリ語と英語で書かれたクック諸島の詩集、オーストラリア・アボリジニの小説などを読んだ。調査の内容は、(1)マオリ第7代王の戴冠一周年記念式典に参加し、ワイカト地域を中心に19世紀から発展してきた"

Kingitanga (King movement)"と呼ばれるマオリの民族ナショナリズムの現在のあり方を考察、(2)ワイカト地域のクラカウパパ(マオリ語イマージョンの小学校)とファレクラ(マオリ語イマージョンの中高等学校)において先住民言語教育を視察、マオリ語で異文化を学ぶ教材開発の可能性についてアンケート調査、(3)ファレ・オランガと呼ばれる伝統医療施設を訪問、インタビューし、マオリの医療とポストコロニアル文化の形成に関して考察、(4)ハミルトン市の移民成人学生を対象とする英語の授業を視察、学生たちが英語と母国語で綴った短編小説集を入手、という4点である。本科研のフィールドワークで得た成果を2008年12月にオーストラリアで開催される先住民教育に関する国際学会WIPCE(World Indigenous Peoples' Conference on Education)で発表すべく、2月に概要("Multicultural Teaching Resource for Indigenous Education : Maori and Japanese Perspective")を投稿した。結果発表は3月末日の予定である。
導電性高分子末端への電気化学的ナノ電極接続法の開発

本研究では、はじめに単一分子レベルで制御した二次元表面結晶、及びその積層構造を電気化学エピタキシャル重合により構築し、ヨウ素で表面修飾した金単結晶基板に導電性高分子(ポリチオフェン)の大面積・完全結晶を作成する。次に作成した二次元表面結晶や高配向結晶を載せた金単結晶基板に電子線描画法、電気化学エッチング法、真空蒸着法などにより導電性高分子に電極を接続する新しい方法論を開発することを目的とする。本年度は、分子ワイヤーに電極を接続する二種類の手法を検討した。(1)電気化学エピタキシャル重合法を用いて、ヨウ素-金電極上に単一分子レベルで重合させた分子ワイヤーの表面二次元結晶を、接着性高分子を介して表面酸化シリコン基板(絶縁性基板)に転写し、金の真空蒸着により分子ワイヤーへの電極接続を行った。ギャップ間隔が10μmとマクロながら、FETを作製し、大きな移動度を得ることができた。(2)電子ビームリソグラフィーとナノプリント法を用いて、30nm間隔のナノギャップ電極を作製する新しい手法を開発した。SOGレジストを塗布したシリコン基板に電子ビームリソグラフィーにより30nmギャップのモールドを作製した後、その上に金剥離層としてクロムを数nm蒸着した後、電極材料である金を50nm厚ほど蒸着した。これをポリエチレンテレフタレート(PET)基板上に圧着転写し、30nm間隔のナノギャップ電極を精度良く作製する新しい方法を開発した。電子ビームリソグラフィーの条件を変えて、30-110nmの間隔のナノギャップ電極を作製することに成功した。本研究では,我々が開発した技術,電気化学エピタキシャル重合を用い,初めに単一分子レベルで制御した二次元表面結晶,及びその積層構造を電気化学エピタキシャル重合により構築し,ヨウ素で表面修飾した金単結晶基板に導電性高分子(ポリチオフェン)の大面積、完全結晶を作成する。次に作成した二次元表面結晶や高配向結晶を載せた金単結晶基板を裏面から電子線描画法と電気化学エッチング法により30nmの微細領域を原子レベルで削ることにより,導電性高分子末端を接続する新しい方法論を開発することを目的とした。本年度は,導電性高分子の表面二次元結晶とその積層構造を形成することを目的とした。電気化学エピタキシャル重合法を用いて,ヨウ素で表面修飾した原子平坦な金属電極上にチオフェンモノマーを重合させ,一軸配向した単一層の二次元結晶を形成させた。更に形成させた表面二次元結晶を表面鋳型として用い,電圧パルスを追加し,1層ごとに積層構造を構築した。作成した積層構造の表面構造を走査トンネル所微鏡(3,4層レベルまで),原子間力顕微鏡(それ以上の層数)を用いて観測したところ,1層目の二次元結晶の配向を反映した結晶構造(1軸配向)を取っていることが明らかになった。更にこの現象を確認するため,1層目を3軸配向させた試料を用いて,積層構造を形成させたところ,予想どおり3軸方向に積層された構造が得られることが判明した。しかしながら1軸配向試料と比較すると3軸配向の積層構造はかなりランダムな構造を取ることが分かった。以上から,電気化学エピタキシャル重合を用いて,分子レベルで1軸配向した積層構造(準安定構造)を1層毎に積層できることを明らかにした。