hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
酸素透過セラミックスにおけるイオンと電子のインタープレイ

本研究では、燃料電池や酸素分離膜への応用が期待される酸素透過性セラミックスのイオン・電子の輸送特性を実験および計算の手法を組み合わせて原子・格子スケールから理解することを目指した。ペロブスカイト系の材料において酸素空孔生成エネルギーの評価を第一原理計算と熱重量測定による比較検討し、800K以上の高温でも電子・ホールは局在化していることが明らかにした。このような知見に基づいて、イオン伝導性の最適化設計への提案を行った。具体的には遺伝的アルゴリズムとキネティック・モンテカルロ法を組み合わせた計算手法によって10倍程度の伝導度向上が望めることを明らかにした。コバルトを含有するペロブスカイト型酸化物として、(La,Sr)[Co,Fe]O3, (Ba,Sr)[Co,Fe]O3, (Gd,Ba)[Co]O3を選定した。(以下、それぞれLSCF, BSCF, GBCOと略す)化学式中()および[]内は、ペロブスカイトのAおよびBサイトをそれぞれ占有する元素を示す。これらの材料の酸化物イオンと空孔の配置関係、およびイオン伝導性について注目し、マルチスケール計算シミュレーションにより検討を行った。各構造における酸素と空孔の配列自由度は非常に大きな数値となるため、正確なイオン導電性シミュレーションを行うためには、数千以上の大きな粒子数から構成される系が必要となる。このような計算系ではモンテカルロ法(MC法)や、分子動力学法(MD法)が有効であるが、一般的には実験値を参照して経験パラメーターを決定する過程を含むため、実験と計算を各々独立的に議論することが難しい。そこで、高精度第一原理計算を用いてMC法やMD法に必要なパラメーターを抽出し、実験結果から独立した手段で分子シミュレーションを行った。その結果、酸素と空孔の相互作用に由来する相転移現象や、カチオン整列に由来する酸化物イオン導電性の変化を明らかにすることができた。実験的には主にBSCFとLSCFに注目して材料の合成実験を行った。この材料では、大気中での二酸化炭素との反応によって炭酸化が進行するため、次年度以降のイオン導電性測定や電子構造解析実験などで精密な実験測定が困難になることが判明した。そこで、二酸化炭素との反応性を温度および時間に対してTG測定と第一原理計算を組み合わせて決定した。これにより、組成および測定温度域を調整することで今後の実験を実施する見通しを得ることができた。以上の得られた成果については適宜学術論文や学会等で発表した。昨年度に引き続き、(La,Sr)[Co,Fe]O3および(Ba,Sr)[Co,Fe]O3系の材料におけるイオン・電子混合導電性について計算および実験から検討を行った。計算では本年度は第一原理計算によって、電子の局在化(ポーラロンの生成)とポーラロン電子伝導に関する研究を完了した。特に本研究で対象としたCo系では0.1 eV程度の非常に低い活性化エネルギーとなることを確認し、材料中では電子伝導は律速にならず電子配置は常に局所平衡を保つことを確認した。以上より、本研究で前提にしていた実験的事実である電子輸率1の近似を検証できた。更にCoの電子状態をhigh/lowスピン状態に制御することで、イオンの移動エネルギーに有意差があることを確認できた。今後は電子配置の局所平衡を考慮したモンテカルロ計算を行う予定である。また、電子局在化も更に考慮したイオンのサイト間ホッピングのポテンシャル障壁を第一原理計算とNEB法を組み合わせて行っている。局在電子を含む系における第一原理計算は多くの場合、電子配置自由度の多様性から真に安定な構造を決定することが技術的に困難であるが、本研究では2010年に提案されたRamping法(Meredig et al., PRB, 82, 195128, 2010)に注目して基底状態決定のアルゴリズムが精度よく再現することを本年度までに確認することができ、現在電子局所平衡にある系の粒子間相互作用についてサンプリングを行っている。実験的には昨年度までに課題として抽出された二酸化炭素による劣化(酸素分圧制御時に二酸化炭素ガスを導入するため)の影響を受けないように、酸素ポンプ方式の高精度な酸素分圧制御法を確立することができた。本手法を熱天秤装置に接続し、酸素空孔生成エネルギーを高精度に決定することで次年度以降に計算結果と直接対比することが可能になった。本研究ではイオン・電子混合導電性材料に注目してその電子構造とイオン伝導特性の相関を計算及び実験から評価した。特に酸化物イオン導電性材料に対して評価を行っている。昨年度に引き続き課題とされたペロブスカイト型材料の酸素空孔の欠陥生成エネルギーを熱天秤解析(実験)と第一原理計算(計算)によって評価した。第一原理計算では従来より汎用的に用いられているGGA近似法にて2.8eVという結果が得られた。このような数値は、これまで広く引用されてきた他の研究グループによる計算結果と一致している。しかしながら、合わせて今年度実施した熱天秤による実験的測定結果によれば、酸素空孔生成エネルギーは1.2eV程度であり、極めて大きな計算=実験値の乖離が示唆された。そこで、本研究では電子局在効果を考慮したGGA+U計算を用いて酸素空孔の生成エネルギーを検討した。その結果、エネルギー値は最小1.2eV,中央値は1.5eV程度となり実験値に対してよい一致を得ることが出来た。以上の知見をもとに偏最小二乗法による統計解析を実施し、空孔周辺のカチオン配列と空孔生成エネルギーの関係を調査した。

GGA計算による解析結果は高い相関関係(相関係数0.9以上)を示したが、GGA+Uによる結果はほぼ相関がないという結果となった。この結果は、混合イオン・電子導電性材料においては、イオン配列以外の要因が欠陥生成に関与していることを示唆している。GGA+Uで見られる現象であることから、電子・ホールの配置自由度が関与していると考えられ、今後の研究指針を明らかにすることが出来た。これらの知識を応用し、イオン電子混合導電性材料表面および界面に対する第一原理計算による調査も実施した。その結果、表面や界面においては、酸素空孔生成エネルギーが表面イオン配列に強く依存しており、イオン導電性もイオン配列によっては非常に高くなることを見出した。本研究では、燃料電池や酸素分離膜への応用が期待される酸素透過性セラミックスのイオン・電子の輸送特性を実験および計算の手法を組み合わせて原子・格子スケールから理解することを目指した。ペロブスカイト系の材料において酸素空孔生成エネルギーの評価を第一原理計算と熱重量測定による比較検討し、800K以上の高温でも電子・ホールは局在化していることが明らかにした。このような知見に基づいて、イオン伝導性の最適化設計への提案を行った。具体的には遺伝的アルゴリズムとキネティック・モンテカルロ法を組み合わせた計算手法によって10倍程度の伝導度向上が望めることを明らかにした。本年度は第一原理計算によりLaCoO系ペロブスカイト材料に置いて電子伝導(ポーラロンホッピング)の移動エネルギーが十分に低く、研究計画当初に設定していたようにイオンホッピングが動的挙動の律速であることを確認した。更にCo系材料ではHigh/Lowスピン状態でのホッピングエネルギー依存性も確認することが出来たことから、Co系における電子状態によるイオン導電性挙動の系統的調査が可能になることを見出すことが出来た。以上の条件から、昨年度までに作成したキネティック・モンテカルロ(kMC)シミュレーターをそのまま使用できることを確認した。また、当初は強相関系電子の配置自由度は初期入力によって制御する予定であったが、Ramping法により半自動で計算可能になることを確認できた。これによりLSCF, BSCFのような複雑なイオン配列の系でも安定電子配置を当初予定よりも高速に求めることが可能になった。以上のように計算的アプローチについては、ほぼ予定通りに検討が進んでいる。一方、実験的分野に置いては昨年度に課題とした炭酸ガスによる影響を排する必要があり、酸素分圧制御を酸素ポンプ法に切り替える等の措置を行っている。課題は解決したが、時間的には当初よりも実験環境構築のために時間をかけており遅延している。実験的課題は計算課題の確認がメインであるため、来年度以降は注目する材料物性を見直すことで研究計画の効率化を図る必要がある。27年度が最終年度であるため、記入しない。無機固体化学計算については順調に研究が進んでいるが、強相関系電子の配置自由度を決定するためにかなりの計算時間を割いていた。Ramping法の導入により研究進捗を加速することが出来たが、本手法がNEB法のようなダイナミクスにも適用できるかは検証されていない。
ミニプラント型酪農経営の成立条件と消費者交流の効果

本研究で取り上げた3つの事例は、牛乳を主力商品とし、その商品特性として殺菌温度やNon-GMO、鮮度、地元産飼料をセールスポイントにしている点は共通している。ミニプラント牛乳購買者の消費者意識は、地元志向と商品特性志向に大別することができ、地元販売型の事例では地元産など地元志向の回答が多く、都市型の事例では商品としての牛乳の安全性などに関わる回答割合が高かった。一方、こうした消費者意識は牛乳の支払い可能額の高さには結びついていなかった。ミニプラント型酪農の取り組みは、酪農への理解に関わる消費者意識の醸成に効果的であるが、それだけでは酪農家の離農を止めることができないことも明らかになった。1.ミニプラント型酪農経営の生産方式および牛乳流通の実態解明(有)四日市酪農は、四日市酪農協が乳業部門を分社化して設立した牛乳・乳製品工場であり、現在では四日市酪農協の組合員5戸で生産されたnon-GMO牛乳のみを使用している。1日あたり生乳処理量は12tで、うち70%が牛乳、30%がヨーグルトに製造・加工される。売上高は約8億円で、牛乳が60%、ヨーグルトが40%である。主な販路は3つで、生協(東海コープ)、宅配業者(らでぃっしゅぼーや)、学校給食である。生協向け牛乳はパック詰めのPBで低温殺菌や超高温殺菌、低脂肪乳などの商品を販売している。宅配業者向け牛乳はすべて低温殺菌で瓶詰めとパック詰めの2種類がある。学校給食も瓶詰めとパック詰めの2種類がある。2.ミニプラント牛乳消費者の酪農支援意向の解明信州市田酪農の牛乳購入者の消費者意識は、地元酪農の認知度が高く、設立時頃からの購入者が多く、地元の酪農家の牛乳だから、地元の酪農家を応援したいから購入するというコアな購入者が多数を占める。しかし、こうした消費者意識は牛乳の購入上限価格の上昇には結びついていなかった。ただし、購入年数が長いほど,牛乳の購入量が多い傾向がみられたことから、牛乳消費の食習慣形成には一定に効果があると考えられる。また、酪農経営への要望としては、牛乳生産の継続が極めて高く、そのための財政負担には賛成するという回答がほとんどであり、すべての酪農家への支援(財政負担)に賛成するという無条件の賛成も多かった。ミニプラントを整備するなどして牛乳を製造・販売し、消費者との交流を進めている先進的酪農経営事例を調査し、自給飼料基盤や飼料構造などの酪農生産方式および牛乳の製造方式や販路、消費者との交流などの流通実態を明らかにするために、長野県高森町の農事組合法人信州市田酪農を調査対象とした。信州市田酪農は、1995年に44戸の小規模酪農家が出資して設立した牛乳・乳製品工場であり、自分たちの生産した生乳を自ら製造・販売して、安全安心な牛乳・乳製品を消費者に届けるとともに、酪農経営の安定化を図ることを目的としている。こうした取り組みは近年振興されている6次産業化の先駆的な事例でもある。信州市田酪農は役員7名(すべて非常勤)と職員10名、パート1名で運営され、牛乳とヨーグルトを製造・販売している。製造のための原料乳は、2010年まではすべて町内で生産された生乳を使用していたが、町内の酪農家数は4戸に減少し、2011年からは町外で生産された生乳も使用している。2011年に使用した原料乳は480tであった。販路は宅配や学校給食、地元の小売店・直売所、生協、量販店、通信販売等と多様である。なかでも宅配は設立当初に酪農家が自ら戸別訪問して開拓した販路であり、最大時の顧客数は800戸に達し、当時の町内世帯数の1/3を占めていた。2012年の宅配戸数は600戸で、うち80%が町内である。ミニプラントなどで製造された牛乳を購買し、酪農経営との交流を進めている消費者を調査し、酪農支援や農業への財政支出に関する意向を明らかにするために、農事組合法人信州市田酪農が製造・販売している牛乳・乳製品の宅配顧客を調査対象とした。調査は宅配時に調査票を配布し、郵送で回収する方法で、2013年2月に実施した。調査票の配布数は600で、回収数は339、回収率は57%であった。本研究で取り上げた3つの事例(信州市田酪農、四日市酪農、千葉北部酪農協(八千代))のミニプラントは、設立時期や生産規模は異なるが、牛乳を主力商品とし、その商品特性として殺菌温度やNon-GMO、鮮度、地元産飼料をセールスポイントにしている点は共通している。一方、牛乳・乳製品の販路として直接販売(宅配)や

学校給食、生協、宅配会社、量販店があり、その割合はミニプラントの立地条件や設立後の経緯、販売戦略等により異なっている。また、酪農家数や経産牛頭数はミニプラントの規模に応じて異なるが、酪農家数の減少傾向は共通している。酪農協が自家プラントを持つことによる経済的メリットについては、かつては奨励金などとして酪農家に還元されていたが、近年ではいずれの事例においてもそうした経済的メリットは発揮されていない。ミニプラント牛乳購買者の消費者意識は、地元販売型の信州市田では、牛乳・乳製品の購入契機・理由には地元志向の回答が多くみられ、地方都市型の四日市でも若干みられたが、首都圏型の八千代ではほとんどみられなかった。他方、四日市と八千代では商品としての牛乳の安全性やおいしさに関わる回答割合が高かった。一般消費者の回答割合は地元志向と商品特性ともに低いが、その中でも低温殺菌牛乳購入者は安全やおいしさへの志向が強かった。そのため、酪農経営の支援条件については、信州市田では地元の酪農家を想定し「すべての酪農家」の割合が高く、四日市と八千代では商品特性に結びつく「環境保全的で地域飼料資源に立脚した酪農家」が高くなっていると考えられる。また、いずれの事例においても、こうした消費者意識は牛乳の支払い可能額の高さには結びついていなかった。ミニプラント型酪農の取り組みは、酪農への理解に関わる消費者意識の醸成に効果的であるが、このような消費者意識だけでは酪農家の離農を止めることができないことも明らかになった。農業経済学牛乳の消費者調査を年内に実施したが、調査結果の入力を年度内に終了することができず、その分析も翌年度に繰り越してしまった。このことから、研究の進捗状況としてはやや遅れていると判断した。牛乳の消費者調査の実施時期を信州市田酪農の繁忙期である年末年始を避けて設定したことから、2月の実施となり、調査結果の入力が年度内に終了することができず、その分析も翌年度に繰り越してしまった。今後は研究の進捗に遅れが出ないよう、調査結果の入力が実施できるように計画する。調査対象については、最終年度の取りまとめに必要な補足調査と対照区としての一般消費者のweb調査を実施する。今後は研究の進捗に遅れが出ないよう、早めに調査が実施できるように計画する。また、調査対象については、牛乳の製造・販売が酪農経営の振興に結びついている事例を抽出し、分析する。ミニプラント型酪農経営の現地調査のための旅費、レンタカー費用、酪農家調査謝金などの費用が予算に比べ少額で済んだため。ミニプラント型酪農経営の現地調査のための旅費、レンタカー費用、酪農家調査謝金として使用する。また、牛乳の消費者調査(web調査)のための費用、ならびに、資料収集および学会での情報収集のための旅費、消耗品費(文房具)として使用する。また、ミニプラント牛乳の消費者調査(郵送調査)のための費用として謝金と通信費、ならびに、資料収集および学会での情報収集のための旅費、消耗品費(文房具)として使用する。
学級園などにおけるコンパニオンプランツの導入のあり方

「コンパニオンプランツ」とは、異なる種類の植物を植えることで、相互に成長を促進し合える作物種の組み合わせのことである。農薬や肥料を削減する取り組みとしても、農業において大変注目されている技術である。特に家庭菜園など小規模栽培において積極的に導入されており、学校教育の場においても導入可能な方法である。しかしながらWebサイト等で学校でのコンパニオンプランツの取組を調べてみたが、ほとんど例は見つからなかった。学校花壇は、ヒマワリやアサガオなどほとんど単一植物の栽培である。コンパニオンプランツは、農家や家庭菜園では浸透しているが、学校では全然行われていない。理科専門の教育者でさえ初めて知ったという人もいた。本研究では、農業現場の技術を取り入れたり、環境に優しい栽培方法を実践したりしていくという意味でぜひ、学校教育の場に導入したいと考え、その基盤作りとしてコンパニオンプランツを実施することことにした。それぞれ、単独で植えた場合と、コンパニオンプランツをした場合とを比較した。どのような結果が得られるか子どもたちと予想し、楽しみと意欲を持って栽培させることができると考えられた。ここでは、子どもたちに「コンパニオンプランツ」という栽培方法について教え、実際に単一栽培をしたケースと対比させることで、その有効性に着目させたいと考えた。対象は小学校の4年生の児童とした。このような体験をもとに、作物栽培のあり方により興味、関心を持たせ、生物多様性を含めた作物相互の関連性に着目させることを意図した。主な例である。(1)ヒマワリとトウモロコシ(トウモロコシによる風よけ効果)(2)ヒマワリとダイズ(大豆による窒素固定(養分供給))(3)トマトとトウモロコシ(空間の有効利用)(4)アサガオとトウモロコシ(空間の有効利用)子どもたちは実験にいる作物の成長の違いに驚いていた。一人一人の記録を見てみると、よく分かった。実際に家庭でも試してみた子もいた。該当年度末に実施児童に対してアンケートを行った。結果は次の通りである。コンパニオンプランツで作物を育ててみたいですか。はい23人...よく成長する農薬や肥料が少ない面白そうだおいしいのが作れる家族に自慢したいいいえ4人・...時間がない収穫できないこともある家で場所がない分からない2人...あまり興味がない(1)ほとんどの児童は「コンパニオンプランツ」について、養分を補いあう場合などお互いの成長がよくなることに気づいたと言える。(2)本校が学級編成を1年ごとに行っているため、コンパニオンプランツについて気づかせ、教え、実際にその良さを実験によって確かめさせるのは期間が限定されており難しい。(3)教師が別に栽培をするなどして、ある程度、事前に並行して栽培をするなどし、肝心な所を観察させるなどの工夫やスキルが必要である。(4)小学校の栽培学習にコンパニオンプランツという農学的・生態学的な視点を導入することにより、マンネリ化している栽培活動を活性化していけるのではないかと考えられる。主な例である。

(2)本校が学級編成を1年ごとに行っているため、コンパニオンプランツについて気づかせ、教え、実際にその良さを実験によって確かめさせるのは期間が限定されており難しい。(3)教師が別に栽培をするなどして、ある程度、事前に並行して栽培をするなどし、肝心な所を観察させるなどの工夫やスキルが必要である。(4)小学校の栽培学習にコンパニオンプランツという農学的・生態学的な視点を導入することにより、マンネリ化している栽培活動を活性化していけるのではないかと考えられる。
自家細胞と高分子材料を用いた人工尿管の構築

1.ブタ尿路上皮及び間質細胞の初代培養ブタ尿管、膀胱組織を切除し上皮層と間質層に分け、それぞれ適当な酵素にて消化し単離細胞とし、細胞培養を行った。処理条件の最適化を行った結果、上皮、間質細胞とも少なくとも4、5回の継代は可能であり、少量の組織から必要十分な細胞を確保することが可能となった。2.コラーゲンゲルを用いた尿管モデル尿路間質細胞をタイプ1コラーゲンゲルに混和し、管状のmold(鋳型)の中に流し込んで包埋した。この管状構造の内腔側に尿路上皮細胞を播種し、培養液が還流するようにした循環回路中に置いて培養することを試みた。しかし、ブタ間質細胞では、コラーゲンに包埋した場合、ヒト細胞に比べてゲルの収縮や分解が強く認められ、ゲル濃度や細胞数など条件を変えて検討したが、いずれの場合もゲルの収縮や分解によりゲルの菲薄化が認められ、強度的に循環培養回路に組み込むのに不十分であった。3.尿管無細胞化マトリックスグラフト尿管組織より細胞成分を除去しマトリックス成分のみからなる尿管無細胞化マトリックスグラフト(Ureteral Acellular Matlix Graft : UAMG)の作成を試みた。ブタ尿管組織を、リン酸緩衝食塩水、DNAse、デオキシコール酸により処理することにより無細胞化が可能であった。次にUAMG内外に上皮細胞、線維芽細胞を播種し、UAMGにおける細胞接着の程度やその後の細胞増殖について検討した結果、UAMG内面に比較し、外面の方が細胞接着、増殖は良好であった。4.UAMGによるブタ尿管置換モデルの作成UAMGを用いて、ブタ尿管部分切除後の欠損部を置換することを試みた。全身麻酔下に開腹して中部尿管を約5cm切除し、欠損部をUAMGで置換した。4週後ブタをサクリファイスし、腎、尿管を摘出し、肉眼的及び組織学的に再生状況を観察した。その結果、UAMG部は著明な萎縮と狭窄と生じ、上部尿路は著しい拡張を認めた。縫合部は周囲と強く癒着しており、縫合部からの尿漏れによる炎症が原因として考えられた。本モデルの現状における課題が明らかとなった。1.ブタ尿路上皮及び間質細胞の初代培養予備実験の結果を元に、上皮及び間質細胞の酵素処理条件について更に検討した。その結果、上皮細胞については、0.1%EDTA/PBSで処理後、dispase 2.4U/mlで30分更に0.05%trypsinで3分間処理する条件で、間質細胞については、0.5mg/ml collagenaseで30分間処理することで、細胞収量、生存率においてほぼ満足する結果が得られることが判明した。2.循環培養装置によるコラーゲンゲルを用いた尿管モデルまず、コラーゲンゲルを成型するためのガラス管によるmoldをいくつか試作した。その後、コラーゲンゲル濃度及び包埋する間質細胞の濃度について、いくつかの検討をした。コラーゲン濃度においては、最終濃度1%から3.5%まで、間質細胞は5x10^4個/mlから1.5x10^5個/mlまで検討したが、間質細胞のviabilityにおいては明らかな差を認めなかった。

しかし、低濃度のコラーゲンゲルは脆弱で取り扱いが難しく現実的でなかった。今後は、上皮の増殖、分化における影響の観点から、さらに条件を検討する予定である。また、循環培養を行う際、尿管モデルを循環回路に取り付けるための装置を試作した。3.人工尿管モデル移植実験上記のように作成した人工尿管モデルによる移植実験を行う前に、尿管組織より細胞成分を取り除きマトリックスのみからなる組織ureteralacellular matrix graft(UAMG)を用いた移植実験を行うべく、ブタ尿管からUAMGの作成する条件を検討した。現時点では、まだ完全に細胞成分を除去する酵素処理の条件が確定できず、今後も引き続き検討する予定である。1.ブタ尿路上皮及び間質細胞の初代培養ブタ尿管、膀胱組織を切除し上皮層と間質層に分け、それぞれ適当な酵素にて消化し単離細胞とし、細胞培養を行った。処理条件の最適化を行った結果、上皮、間質細胞とも少なくとも4、5回の継代は可能であり、少量の組織から必要十分な細胞を確保することが可能となった。2.コラーゲンゲルを用いた尿管モデル尿路間質細胞をタイプ1コラーゲンゲルに混和し、管状のmold(鋳型)の中に流し込んで包埋した。この管状構造の内腔側に尿路上皮細胞を播種し、培養液が還流するようにした循環回路中に置いて培養することを試みた。しかし、ブタ間質細胞では、コラーゲンに包埋した場合、ヒト細胞に比べてゲルの収縮や分解が強く認められ、ゲル濃度や細胞数など条件を変えて検討したが、いずれの場合もゲルの収縮や分解によりゲルの菲薄化が認められ、強度的に循環培養回路に組み込むのに不十分であった。3.尿管無細胞化マトリックスグラフト尿管組織より細胞成分を除去しマトリックス成分のみからなる尿管無細胞化マトリックスグラフト(Ureteral Acellular Matrix Graft : UAMG)の作成を試みた。ブタ尿管組織を、リン酸緩衝食塩水、DNAse、デオキシコール酸により処理することにより無細胞化が可能であった。次にUAMG内外に上皮細胞、線維芽細胞を播種し、UAMGにおける細胞接着の程度やその後の細胞増殖について検討した結果、UAMG内面に比較し、外面の方が細胞接着、増殖は良好であった。4.UAMGによるブタ尿管置換モデルの作成UAMGを用いて、ブタ尿管部分切除後の欠損部を置換することを試みた。全身麻酔下に開腹して中部尿管を約5cm切除し、欠損部をUAMGで置換した。4週後ブタをサクリファイスし、腎、尿管を摘出し、肉眼的及び組織学的に再生状況を観察した。その結果、UAMG部は著明な萎縮と狭窄と生じ、上部尿路は著しい拡張を認めた。縫合部は周囲と強く癒着しており、縫合部からの尿漏れによる炎症が原因として考えられた。本モデルの現状における課題が明らかとなった。
更年期女性への睡眠を促すケア導入と日常生活の質改善プログラム

更年期女性における睡眠の研究では、総睡眠時間の短縮などが認められており、昼間の眠気、日中のパフォーマンスに影響を与えていることや睡眠障害が長引くことで、精神の健康にも影響を与えることが考えられる。これまで更年期女性の健康管理、生活状況に関しての研究はアンケート調査が多く行われ、主観的評価を用いて比較しており、日常生活の中で睡眠を自律神経活動などの客観的指標及び主観的評価から総合的に評価した研究は少ない。この研究では日常生活上でのストレッサーの有無もしくはその大小に着目し、睡眠の実態を明らかにする。さらに、睡眠が翌日のパフォーマンスにどのような影響を与えているかについても検討する。
マウス肺発癌耐性遺伝子Par2の高精度染色体マッピングと機能解析

マウス肺発癌耐性遺伝子Par2は、過去の連鎖解析により第18染色体のD18Mit123遺伝子座とD18Mit4遺伝子座に挟まれた約10cMの領域に存在することが確実視されている。同遺伝子のクローニングに必須な高精度マッピングを遂行するためには、Par2の劣性アレル(発癌抑制作用なし)を有するC57BL/6(B6)の当該10cM領域をPar2の優性アレル(発癌抑制作用あり)を有するBALBへ移入したBALB-based Par2interval-specific congenic mouse(以下、コンジェニックマウス)を作製する必要がある。その方法として、まずBALB雄とB6雌のF_1を作製し、次にF_1雄をBALB雌に戻し交配する。生まれた初代戻し交配マウス、すなわちN_2の雄10匹程度の耳よりDNAを抽出し、D18Mit123,D18Mit4及びそれらに挟まれた多型マイクロサテライト遺伝子座の遺伝子型をpolymerase chain reaction(PCR)法により決定し、Par2を含む10cM全域においてheterozygousな個体を選択する。選択されたN_2雄をBALB雌へさらに戻し交配し、N_3を得る。N_2の際と同様の選択をN_3雄について行い、選択されたN_3雄をBALB雌へ戻し交配する。以下、同様の選択、戻し交配を繰り返す。N_<10>を得た時点で、Par2の10cM領域においてheterozygousnasな雌雄の個体を選択し、兄妹交配を行う。生まれた固体より、Par2領域がB6に関してhomozygousな雌雄を選択して兄妹交配し、目的のコンジェニックマウスを樹立する。本年度は、昨年度に引き続き、コンジェニックマウスの作製を進めた。現在N_8-N_9の段階にあり、当初の計画通り、樹立は間もなく達成される。高マウスは、Par2の劣性アレルを有すること以外、遺伝的にほぼBALBと同一である。よって、Par2の高精度マッピングのみならず、同遺伝子の生物機能を解析する目的の極めて有用である。
非結合型局所薬物濃度モニタリングに基づく皮膚局所薬物利用率の評価

本研究課題の実施により下記の新たな知見を得た。研究成果は、国際学会3演題を含め7演題として発表した。1.薬物動態学的局所利用率の評価(1)マルチバッチ式Zero-Net Flux法による動態解析能の向上性に関する研究微小透析法を薬物動態研究に応用する際の問題点であった時間解析能は,複数のプローブを同時に使用したZero-Net Flux法により向上できることをin vivoで明らかにした。ケトプロフェンを含有する市販貼付型医薬品適用時の皮下における非結合型薬物濃度の経時的モニタリングを行い,脂溶性の高い光分解物の皮膚内動態のモニタリングは従来のMD法では回収率が低すぎるため不能であった。Lipo-MD法の応用により回収液中に皮膚内で生成した光分解物を検出することができた。2.薬力学的局所利用率の評価応用薬理学的手法を用いてブラジキニンの3相性の血管反応(弛緩→収縮→弛緩)の作用強度の経時的変化を速度論的手法を応用して解析し,これら3つの反応の発現時間および作用時間に関するパラメータの分離評価を試みた。これにより,従来の最大薬効強度の変化を指標とする薬理学的評価では説明不能であった弛緩反応抑制剤投与時の最大収縮反応の増大などが説明できた。3.抗体を含む潅流液を用いる新規MD法(抗体潅流MD法)の開発通常のMD法では回収効率が低いと考えられる高分子量・高血漿蛋白結合性の薬物のモデルとしてテイコプラニンを選択し,市販の蛍光偏光免疫法に使用する測定キットに付属する抗体を希釈してMDの潅流液に使用することにより,人為的に組織細胞間液中と潅流液中の活動度勾配を増大させ,回収率の向上への寄与について検討した。抗体潅流MD法により25倍の回収率が得られ,非結合型薬物濃度モニタリングへの応用が示唆された。4.被覆二重円柱状放出制御製剤(CR製剤)からの薬物放出動態のin vivoモニタリングアンチピリンを含有するCR製剤を皮下に埋め込み,製剤近傍の組織中への薬物放出をMDでモニタリングした。製剤直近と製剤から10mm離れた部位への薬物送達動態は明らかに異なっており,各種MD法により表記の動態評価が可能であることが示唆された。薬物送達システム(Drug Delivery System, DDS)の開発研究に際して必要とされる製剤機能のひとつに局所における薬物利用率がある。本課題の目的は,研究代表者が独自に開発した新規マイクロダイアリシス(MD)法であるマルチバッチ式Zero-Net Flux法やリポ・マイクロダイアリシス(Lipo-MD)法等を応用し,DDS医薬品適用時の作用部位局所における非結合型薬物濃度モニタリングにより,局所薬物利用率を薬物動態学的に評価する方法について検討し,併せて応用薬理学的手法を用いた薬力学的局所利用率の評価法の可能性について検討することにある。本年度の研究により下記の新たな知見を得た。1.薬物動態学的局所利用率の評価(1)マルチバッチ式Zero-Net Flux法による動態解析能の向上性に関する研究

微小透析法を薬物動態研究に応用する際の問題点であった時間解析能は,複数のプローブを同時に使用したZero-Net Flux法により向上できることをin vivoで明らかにした。ケトプロフェンを含有する市販貼付型医薬品適用時の皮下における非結合型薬物濃度の経時的モニタリングを行い,脂溶性の高い光分解物の皮膚内動態のモニタリングは従来のMD法では回収率が低すぎるため不能であった。Lipo-MD法の応用により回収液中に皮膚内で生成した光分解物を検出することができた。2.薬力学的局所利用率の評価応用薬理学的手法を用いてブラジキニンの3相性の血管反応(弛緩→収縮→弛緩)の作用強度の経時的変化を速度論的手法を応用して解析し,これら3つの反応の発現時間および作用時間に関するパラメータの分離評価を試みた。これにより,従来の最大薬効強度の変化を指標とする薬理学的評価では説明不能であった弛緩反応抑制剤投与時の最大収縮反応の増大などが説明できた。薬物送達システム(Drug Delivery System, DDS)の開発研究に際して必要とされる製剤機能のひとつに局所における薬物利用率があるが,その評価法については整備されていない。本課題の目的は,研究代表者が独自に開発した新規マイクロダイアリシス(MD)法であるマルチバッチ式Zero-Net Flux法やリポ・マイクロダイアリシス(Lipo-MD)法に加え,新規のモニタリング法を開発し,DDS医薬品適用時の作用部位局所における非結合型薬物濃度モニタリングにより,局所薬物利用率を薬物動態学的に評価する方法について検討し,併せて応用薬理学的手法を用いた薬力学的局所利用率の評価法の可能性について検討することにある。本年度の研究により下記の新たな知見を得た。1.抗体を含む潅流液を用いる新規MD法(抗体潅流MD法)の開発通常のMD法では回収効率が低いと考えられる高分子量・高血漿蛋白結合性の薬物のモデルとしてテイコプラニンを選択し,市販の蛍光偏光免疫法に使用する測定キットに付属する抗体を希釈してMDの潅流液に使用することにより,人為的に組織細胞間液中と潅流液中の活動度勾配を増大させ、回収率の向上への寄与について検討した。抗体潅流MD法により25倍の回収率が得られ,非結合型薬物濃度モニタリングへの応用が示唆された。2.被覆二重円柱状放出制御製剤(CR製剤)からの薬物放出動態のin vivoモニタリングアンチピリンを含有するCR製剤を皮下に埋め込み,製剤近傍の組織中への薬物放出をMDでモニタリングした。製剤直近と製剤から10mm離れた部位への薬物送達動態は明らかに異なっており,各種MD法により表記の動態評価が可能であることが示唆された。
コミュニティ音楽療法を核とした新しいコンサート・モデルの研究

3年間にわたり、在宅高齢者の地域復帰支援として行なっているコミュニティ音楽療法を122回、阿蘇市仮設住宅におけるコミュニティ音楽療法を10回実施し、その発展形としてのコンサートを6回実施した。それにより、参加高齢者の心身の活性化、自己尊厳の回復、社会意識の向上に有効な効果がみられた。またコンサートにおける地域在住の音楽家の出演は、地域住民の地元音楽文化の再発見ならびに演奏家自身の社会的意識の向上を促し、新しい療法的視点に基づいた演奏活動が始動する等、音楽活動における波及効果が確認された。音楽療法の知見を持つ学生たちによるコンサート企画運営は高齢者理解、異世代間交流の契機となった。今年度も熊本市子飼商店街で継続実施しているコミュニティ音楽療法を核として、高齢者の地域における社会生活の質の向上を目指して2回のコンサートを実施した。第1回目は平成24年7月に「クラシックの力」をテーマとして大学内ホールで行い、80名ほどの聴衆が参加した。コンサート後の聴衆アンケートには合唱で参加した高齢者の音楽が他の高齢者を勇気づけたことが示唆され、それは他のプロの演奏家の演目よりも高い評価を得た。また出演高齢者がコンサート後にコミュニティ音楽療法セッションに一層積極的に係わる姿勢が見られ、こうしたポジティブな循環システムが高齢社会の健全な育成に有効であることが示唆された。これらの成果は国内外の学会で発表する機会を得た。第2回目は平成25年3月に熊本県立劇場大会議室で実施した。テーマは「復興支援」で、東北大震災と九州北部豪雨災害の被災者の支援の一環として行なった。これは学生の発案にコミュニティ音楽療法参加高齢者が賛同する形で行なわれ、参加高齢者は被災者を元気づけるべく、難しい復興支援ソングを懸命に練習した。被災地と熊本市を結ぶために、本研究者は学生と共に阿蘇市の被災者が入居されている仮設住宅(ここも高齢化が顕著)において定期的なコミュニティ音楽療法を開始、長期的な展望で被災地と熊本市をつなぐ音楽活動を始めた。地理的に離れていて、移動もままならない双方の高齢者たちの思いがつながるよう、コンサートでは被災地に送るメッセージツリーを聴衆と共に製作し、コンサート後に被災地に届けた。この試みはコンサートが地理的に離れたコミュニティを結ぶ可能性を持つことを示唆する重要な展開であり、今後も継続発展させていく必要性を感じる。また、平成25年1月からは、ノルウェーで高齢者合唱団をコミュニティ音楽療法として研究しているベルゲン大学のB.Stige氏と比較研究を始めた。最終年度にあたる25年度においては、コミュニティ音楽療法の実践場所として、熊本市子飼商店街と阿蘇市仮設住宅を設定し、高齢者の健康増進と地域交流を促進しつつ、この2地点を結ぶ架け橋としての機能を持たせたコンサートを熊本市において2回開催した。通算7年にわたるコミュニティ音楽療法の実践により、熊本市子飼商店街の参加高齢者たちは発声ならびに音楽的表現性の上で大きな進歩をみせ、24年度後半に行った阿蘇市の豪雨災害復興支援コンサートでの真摯な演奏は大きな反響を呼んだ。25年度のコンサートは、引き続いて復興支援をテーマとして企画されたが、参加高齢者の音楽に対する姿勢が、単に自己の健康増進という個人的なレベルから,他者と地域への貢献という社会的なレベルへと広がりを見せたことは特筆すべきことであった。こうした形での社会への参画は高齢者にとっては入りやすく、また自尊感情を高めることから、QOLの向上に有効であると思われる。音楽療法士が媒介役となって、阿蘇市仮設住宅の高齢者たちにコンサートの様子や聴衆たちの寄せ書きを届けたが、それは災害の風化を憂える阿蘇の高齢者たちの大きな力になっている。移動に困難を抱える高齢者たちの気持ちを結ぶ架け橋としての機能をコンサートは果たしたといえよう。またコンサートに参加したプロの演奏家にも、療法的な音楽活動への関心が高まり、高齢者施設や福祉施設へのアウトリーチ活動が開始されたことも注目に値する。音楽による地域振興は時間がかかるが、継続していくことによって様々な展望が拓けていくことが示唆されたことは本研究の重要な成果であろう。これらの取り組みは研究代表者によって毎年国内外の学会で発表されてきたが、特に2013年のヨーロッパ音楽療法学会並びに2014年の世界音楽療法会議での発表は本研究の総括となるものである。今年度は2回のコンサートを実施した。いずれも熊本市子飼商店街で継続実施しているコミュニティ音楽療法を核として高齢者の地域におけるよりよい生活を目指して企画されたもので、第1回目は平成23年7月に東北大震災復興祈願をテーマとして実施した。コミュニティ音楽療法参加高齢者は合唱で出演し、その真摯な演奏で来場者を魅了した。人生経験を重ねた高齢者ならではの被災者に対する深い哀悼と共感は、コンサート全体を祈りにかえる原動力となり、客席とステージは一体となって大きな感動をもたらした。

コンサート後に来場者から寄せられた多くの賛辞は高齢者に大きな自信を与えるとともに社会参加への意欲をかきたてるものともなった。第2回目は第1回目の成功を踏まえ、さらに広いホールで実施し、高齢者の音楽力を広く地域に発信することにした。高齢者は一層の自己研鑽に励むとともに、コンサートの企画や広報にも協力を申し出るなど、単に与えられた場に出るという受け身の立場を脱して、能動的かつ積極的に行動するようになった。その結果コンサートには130名を超える来場者があり、地域活性、地域交流にとっても大きな意味をもつものとなった。来場者は、高齢者施設から来られた十数名の方々、若い学生サークル、福祉関係者など様々な方がおられ、地域連携が一層進んだことが感じられた。またコミュニティ音楽療法に参加している学生たちが高齢者の音楽嗜好を勘案したミュージックビデオを制作上演し、世代間交流も促進された。研究は当初の計画に沿って順調に進展しており、成果発表の機会も与えられ、海外との協力体制も整いつつある。特に被災地との連携をとりつつ、新しいコンサートモデルを再考する機会を与えられたことは意義深いことであった。東北大震災により、高齢者の間でも「なんとかしなければ」という社会参加へのモチベーションが高まり、それが今年度のコンサートへの熱心な参加につながったと思われる。それは高齢者がコンサートを通して他者とのつながりを回復したり、新しい関係性を作ることにつながり、結果的に高齢者の生を豊かにすることにつながったといえよう。それはまたコンサートのスタイル自体を多様なものに導く契機ともなった。震災と言う大きな犠牲の上に払われたこの絆をさらに有意義なものにするために、今後はさらに検討を重ねて早期に範となる複数のコンサートモデルを確立したい。今後は研究の最終段階に向けて精力的に統括を進める。成果発表を論文の形でまとめるとともに、8月にノルウェーで開催されるヨーロッパ音楽療法学会での発表(口頭発表決定済み)を一応の統括としたい。コミュニティ音楽療法を継続実施しつつ、さらに地域の高齢者施設へ音楽療法を拡大して施設内コミュニティ音楽療法を行ない、それらと地域をつなぐ試みをコンサートを介して行なう。それと子飼地域における音楽療法とを比較検討しつつ、いわば地域統合としてのコンサートを模索していく。また他地域や外国との連携も深め、すでに開始しているポルトガルとの共同研究の他に、コンサートに関する共同研究を行なう研究機関を探す。前年度同様、コミュニティ音楽療法実施施設の借上げ料、コンサート実施費用、研究補助のための人件費、謝金、成果発表旅費などに使用する予定である。コミュニティ音楽療法実施場所の賃貸料、研究補助者(音楽療法士)の雇用経費、コンサート実施に関わる諸経費、資料整理に関わる謝金、成果発表のための旅費、楽譜等資料購入費などが主な研究費の使用予定品目である。
ミャンマーの高い漁業生産を支える海洋環境と潜在的リスクの評価

ミャンマーの沿岸漁業生産を担う環境要因をミエック市沖の現地調査によって調べた。5月末から半年間は雨季の影響を受け,大量の河川水が沿岸に流れ込み,同時に沿岸を「泥の海」にしていた。この著しい海水の濁りは,生態系の基礎生産者である植物プランクトンの光合成を妨げ,より上位の生態系(たとえば魚類)の縮小を招いていると思われた。この濁りはタニンダーリ川沿岸の森林伐採や,濁りを除去する役目をもつマングローブ林の減少に起因し,ミャンマーの持続的漁業のためには,これら陸域環境の保全も必要であると思われる。平成26年度は12月6日から16日にミャンマーに赴いた。この期間中,9日から13日までミエックを訪れ,雨季直後の海洋調査を行った。また,3月25日から4月3日までミャンマーを訪れ,このうち,3月27日から4月1日までミエックにて乾季終期の海洋調査を行った。雨季直後の12月は,予想に反して植物プランクトンの量が少なく,クロロフィル量は0.27.2マイクロg/Lと低かった。また,PAM蛍光法で測定した基礎生産速度は2803100 mg/m2/dayと比較的低かった。これは雨季直後とはいえど河川流量が多く,濁水が海洋に流れ込み,有光層が極めて浅い(3.515.2 m)ことによるものと,植物プランクトンの低活性(Fv/Fmとして0.320.58)によるものだと思われた。よってこの時期は河川からの栄養塩が多いものの,高濁度環境によって植物プランクトンの基礎生産が阻害されているものと思われた。しかしながら,溶存態有機物の濃度が極めて高く(4.718.0 mg/L),それを利用するバクテリアの数も1.0 x 10^62.0 x 10^7 cells/mlと一般の沿岸域よりも1桁2桁ほど高く,このような溶存態有機物から始まる微生物食物連鎖が植物プランクトンの基礎生産を補完しているものと想像された。一方,3月においては,クロロフィル量は1.06.4マイクロg/Lとそれほど12月の調査時と大きくは変わらなかったが,基礎生産速度は7704798 mg/m2/dayと12月の1.5倍程度高い数値を示した。実際,植物プランクトンの活性は高く,Fv/Fm=0.450.68と1.5倍程度の上昇を見せた。加えて,雨季後の大河からの濁質流入が低下し有光層が5.632 mと深くなったことも大きく寄与している。3月には溶存態有機物は2.14.3mg/Lと12月に比べ大幅に低下した。平成27年5月にヤンゴン及びミエックで漁獲されたタチウオ類の調査を行った。DNAバーコーディングにより、少なくとも3属5種が含まれることがわかった。また,小型個体では主に甲殻類、大型個体では主に魚類や頭足類を摂食していた。その後,9月にミエックに再度赴き,これまで実施してきた雨季直後乾季の海洋調査結果に照らし合わせるために,雨季最中の基礎生産調査を行った。その結果,雨季には沿岸の塩分が最大でも24.8であり,大量の河川流入水の影響を受けること,その河川水から大量の濁質が沿岸にもたらされ,水中消散係数は平均2.3/mと著しい濁りの影響を受けることが判明した。この濁りの影響による基礎生産の低下は顕著で,乾季のたった6.6%しかなかった。基礎生産者の主体は,日本の冬期によく出現する高栄養塩要求性・低照度耐性をもつ珪藻類であり,雨季の環境(高栄養塩・低照度)をよく反映していた。同時に,Kadan Island周辺海域で採取した表層堆積物中の海産パリノモルフ群集を解析した.その結果,渦鞭毛藻シストが少なく,代わって微小有孔虫類や有鐘繊毛虫類が優占することが判明した.この群集組成はマレーシア・セランゴール海域の表層堆積物中の海産パリノモルフ群集のそれと類似していた。温帯域での海産パリノモルフ群集は渦鞭毛藻シストが多産しているが,それとの相違の要因や熱帯域での海産パリノモルフ群集解析の有効活用法についてJIRCASワークショップで発表した。平成28年5月には再度ミエックを訪れ,主にマングローブ域の調査を行った。マングローブ底泥上には多量の微細藻類が分布しており,それが潮汐の影響により水中に懸濁し,基礎生産の多くを担っている可能性が示唆された。外国人が調査を行うことがむずかしいミャンマーにおいて,昨年に引き続き現地海洋調査を行うことができた。また,魚類の専門家により現地の重要漁獲対象種であるタチウオの調査も実施することができた。今回の海洋調査で,「雨季」が招く海洋基礎生産の低下要因が理解された。例えば日本においては,梅雨は河川流量を増やし,沿岸に栄養を供給し,その基礎生産を向上させる。一方,ミャンマーにおいて河川から栄養塩がもたらされることは同じだが,同時に大量の濁質を沿岸に運び,まるで沿岸全体を味噌汁のような濁った海に変えてしまう。消散係数2.3とは,水深1 mでほぼ日光が届かなくなるような顕著な濁りであり,このような濁りが海域全体を覆えば基礎生産の低下は避けられない。ミャンマーにおいてこのような雨季の影響はほぼ半年続く。

これが彼の地の海域の生物生産性を下げている要因だと考えられる。すなわち,当初想像していた「多量の河川水が流れ込むミャンマー沿岸は生産性が高い」という仮説は覆され,実は「半年以上の期間,大量の濁質が沿岸を覆う生産性の低い海」であり「河川水の影響が少なくなる乾季の一時期のみ生産性が回復する」にいう実態が判明した。一方,長く続く濁りが植物プランクトンの生産を阻害するが,その代わりに光を必要としない原生動物が多く出現するという事実も判明した。自然は巧みである。光が足りず植物による基礎生産が抑えられても,原生動物がそれにとって代わり,基礎生産者として役割を果たしている可能性がある。これまでに実施したミエック沖における海洋環境調査及び基礎生産調査の結果を詳細に解析し,とりまとめたところ,以下の発見がなされた;まず,基礎生産に関しては乾季(3月)が一番高く,その単位面積あたりの生産量は2.59 gC/m2/dayにも及ぶこと,その基礎生産は大型の連鎖珪藻群が担うこと,一方,乾季の後に長く続く(約半年)雨季においては基礎生産速度は乾季の7%程度にまで落ち込むこと,雨季の直後(乾季のはじまり;12月)には基礎生産は急激に上昇するが,それでも3月の半分程の1.39 gC/m2/dayであること,などである。すなわち,基礎生産性が高いのは一年のうちの乾季終期三ヶ月というごく短い時期であり,このことから,年間の基礎生産量は約129.6 gC/m2/yearという低い値に留まった。高い栄養塩レベルを鑑みると,同海域は富栄養化海域にカテゴライズされ,その代表的な生産量レベル(300-500 gC/m2/year)に届いても良いはずである。しかしながらその約半分にも満たないと言う事実は,雨季の著しい基礎生産の低さを誘導する要因前年度でも考察したように雨季の大量の濁質流入にともなう高濁度化がこの海域の基礎生産性,ひいては魚類生産性全般を下げていると考察された。以上の成果は現地大学および水産局の研究者と共有し,海域の高濁度化を招く要因の排除(プランテーションに伴う過度な森林伐採,マングローブ林の過剰伐採)に関してこれからも連携していくことを確認した。この研究が土台となり,日本の国立研究開発法人国際農林水産業研究センターが主体となって開始される,日本ーミャンマーの水産プロジェクト(マングローブ域における持続的な水産養殖プロジェクト)の発足に貢献できたことも実績として挙げておきたい。この科研費を受けて実施した,おそらく世界で初めてのミエックでの海洋環境調査の過程で,現地の関係者およびミャンマー政府と極めて有機的な関係を構築することができた。ミャンマーは未だ閉ざされた国であり,外国人が勝手に自国沿岸での科学的調査を行うことを認めていない。そのような状況下では,まずは人的信頼関係の構築が第一であり,これが今回の大きな成果のひとつである。その結果,科研費単発の調査ではなく,日本ーミャンマーの大型水産プロジェクトにつながったことも評価されて良い。科学的には,当初生物生産性が高い思われていたミエック沿岸が,実はそうではなかったということを見出したことが大きな成果であると考える。この生物生産性を阻害する要因は,河川からの大量の濁質の流入であり,それは森林やマングローブ林の過剰伐採に起因する可能性が高い。河川の真水に含まれる濁質は,沿岸に流出した後,浅く広く沿岸の水柱を覆う。まさに広大な遮光幕であり,いくら栄養塩濃度が高かろうが太陽光の差し込まない水柱では基礎生産は期待できない。
層状化合物から得られる自己組織化膜中での光二量化反応の制御

アルキルアミンにより疎水化された酸化黒鉛層間化合物中におけるアセナフチレンの光二量化反応を行い以下のことを明らかにした。炭素数16と14のアルキルアミンを同時に酸化黒鉛層間化合物中に導入しておくことにより、アルキル鎖のメチル基近傍に疎水的なナノ空間が生じ、どちらか一方のみのアルキルアミンを導入した場合よりもナノ空間へのアセナフチレンの飽和導入量が増加した。また、C14/C16比が0.3前後と0.7前後では、反応率は減少するもののアセナフチレン二量体のうちsyn体が非常に高い選択性で得られることがわかった。ナノ空間へ導入したジエチルアミノアゾベンゼンの吸収スペクトル測定では、π-π^*遷移によるピークがC14/C16が大きい場合に短波長側へシフトしたことから、ナノ空間へ導入した分子の空間内での束縛は弱まっていることが示唆された。従って、層間化合物中で生成するアセナフチレン二量体のうちsyn体の割合が大きかったのは、励起分子の拡散の抑制による効果よりむしろ反応前のアセナフチレン分子の配置による効果が大きいと推定された。一方、炭素数8で多フッ素置換されたアルキルアミンを低濃度で導入した層間化合物中では、反応率が非常に高いがsyn体の割合は低くかった。これは、ジエチルアミノアゾベンゼンのπ-π^*遷移によるピークは非常に短波長に見られたことから媒体からの束縛は弱く、励起分子の拡散が容易になった効果が強かったため考えられた。界面活性剤の導入により有機溶媒に可溶化した酸化黒鉛へアセナフチレンを自己組織的に導入した層間化合物薄膜を作製し,これに紫外光を照射することにより微小空間に固定化されたアセナフチレンの二量化反応を行い以下のようなことを明らかにした.1.長鎖アルキルトリメチルアンモニウム塩を含む試料の場合,層間化合物内に生じる空間は疎水的で、高濃度にアセナフチレン分子を導入できた.これにより分子間距置を接近させることができるため二量化反応は非常に速く進行した.さらに,反応終了後には大きな層間距離の変化が見られたことから、このアセナフチレンが導入された微小空間は剛直なゼオライトの細孔とは異なり比較的フレキシブルなものであると考えられた.2.長鎖アルキルアミンを含む試料では,酸化黒鉛に対して空間の仕切となるアルキル鎖を高濃度にできるためトリメチルアンモニウム塩の場合に比べて層間に生じる空間をさらに小さくすることができた.このため.アルキル鎖あたりのアセナフチレン導入量は1以下で,トリメチルアンモニウム塩の場合に考えられたアセナフチレンの凝集は抑制されていると思われた。種々のアルキル鎖長のアミンを含む層間化合物中に種々の濃度のアセナフチレンを導入して二量化反応を行つた場合,アルキル鎖が短いものほど励起分子の拡散が困難で,また,アセナフチレン導入量が多いほど一重項励起状態からの生成物であるsyn体の割合を増加させることができた.アルキルアミンにより疎水化された酸化黒鉛層間化合物中におけるアセナフチレンの光二量化反応を行い以下のことを明らかにした。