hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
骨格筋形成における亜鉛トランスポーターの役割解明

骨格筋は最大のエネルギー消費器官であると同時に、生体恒常性を保つために各種生理活性物質を分泌する内分泌器官としても機能する。一方、骨格筋は個体で最大量の亜鉛を有する運動器官であるが、骨格筋における亜鉛の役割は明らかではない。これまでに申請者の研究グループでは,変異型亜鉛トランスポーターZIP13を保持する脊椎手掌異形成型エーラス・ダンロス症候群患者の特徴的な症状の一つとして、筋緊張低下(Muscular hypotonia)を発症することを見出しているが、骨格筋におけるZIP13の役割は不明であった。そこで申請者は,骨格筋におけるZIP13の生理的意義解明を目指して、Zip13ノックアウトマウス(KOマウス)およびマウス筋芽細胞株(C2C12)を用いて解析した。今後、ZIP13の機能破綻がもたらす骨格筋形成に与える影響とそのメカニズムを明らかにするために、MyoD-CreマウスとZip13flox/floxマウスを交配して骨格筋特異的Zip13-KOマウスを作製して解析に用いる。さらに、ZIP13を基盤とする骨格筋関連疾患に対する再生医療研究を行って、ZIP13を標的とする新規治療法の確立を目指す。亜鉛は必須微量元素の一つであり,生体内亜鉛の約60%は骨格筋に分布する.これまでに申請者らは,亜鉛トランスポーターZIP13が脊椎手掌異形成型エーラス・ダンロス症候群(EDSSPD3)の原因遺伝子であること,EDSSPD3の特徴的な症状の一つとして,筋緊張低下(Muscular hypotonia)を示すことを見出しているが,骨格筋におけるZIP13の役割は不明であった.本研究計画は,骨格筋におけるZIP13の生理的意義について検討するものである.まず,骨格筋形成過程においてZIP13が関与しているか検討するために,マウス筋芽細胞株(C2C12)をウマ血清で筋分化誘導刺激し,骨格筋関連遺伝子(Muscle regulatory factors: MRFs)とZip13遺伝子の発現変動を解析した.その結果,筋分化誘導刺激したC2C12細胞では,MRFsおよびZip13の顕著な発現上昇を認めた.そこで,骨格筋形成過程におけるZIP13の役割を明らかにするため,C2C12細胞にZip13-shRNAを導入して得られたZip13-ノックダウン(KD)細胞株とZip13欠損(KO)マウス由来初代骨格筋細胞(Skeletal muscle cell: SkMC)に対して筋分化誘導刺激したところ,Zip13-KD細胞株およびZip13-KO-SkMCでは,MRFsの発現が有意に抑制された.以上の結果より,ZIP13は骨格筋形成過程において必要である可能性が示唆された.今後,骨格筋特異的Zip13-KOマウスを用いてZIP13による骨格筋形成メカニズムを明らかにする.さらに,Zip13-KOマウスからiPS細胞株を樹立して,骨格筋形成過程におけるZIP13の役割を詳細に解析する.これらの結果を考慮して,ZIP13を基盤とする難治性骨格筋関連疾患の原因および新規治療法の確立を目指す.平成29年度では,細胞株およびZip13-KOマウスを用いて骨格筋分化過程におけるZIP13の機能と役割について解析する.これらの結果から,骨格筋形成過程においてZIP13が必要であることが示唆された.現在,骨格筋形成におけるZIP13の機能と役割について個体レベルで解析するために,MyoD-CreマウスとZip13flox/floxマウスを交配して骨格筋特異的Zip13-KOマウスを作製して検討する.平成30年度では,これまでの検討結果を考慮して,骨格筋形成過程におけるZIP13の役割を詳細に解析し,さらに,ZIP13を基盤とする骨格筋関連疾患に対する再生医療を見越して,iPS細胞株を作製する予定である.申請者は,既にiPS細胞株の作製に必要なプラスミド(pCXLE-hUL, pCXLE-hSK-shp53, pCXLE-hOct3/4)と,野生型およびZip13-KOマウス由来皮膚線維芽細胞を入手している.骨格筋は最大のエネルギー消費器官であると同時に、生体恒常性を保つために各種生理活性物質を分泌する内分泌器官としても機能する。平成30年度は,ZIP13の機能破綻がもたらす骨格筋形成に与える影響とそのメカニズムを明らかにする.さらに, ZIP13を基盤とする骨格筋関連疾患に対する再生医療研究を行って,ZIP13を標的とする新規治療法の確立を目指す予定である.具体的な方策について下記に示す.

1骨格筋形成過程におけるZIP13の役割とその分子メカニズムを明らかにするために,Zip13-KD細胞株を用いてRNAシークエンスによる網羅的な遺伝子発現変動の解析を行う.さらに,個体レベルでの骨格筋におけるZIP13の機能と役割について,骨格筋特異的Zip13-KOマウスを作製し,筋修復能や筋力測定などの骨格筋評価系を用いて検討する.2ZIP13を基盤とする骨格筋関連疾患に対する再生医療研究を行う.具体的には,野生型およびZip13-KOマウスからiPS細胞株を作製し,骨格筋に分化誘導して,RNAシークエンスによる網羅的な遺伝子発現変動を解析する.さらに,再生医療に向けた検討として,Zip13-KO-iPS細胞株に正常なZip13遺伝子を導入し,遺伝子欠損により生じる異常が回復するかを精査する.もし,機能回復が認められた場合は,Zip13-KOマウスに正常なZIP13を有する骨格筋細胞を移植して,骨格筋機能が個体レベルで回復するかを評価する.動物実験の遅延により,当初使用する予定であった試薬や消耗品について購入できなかったことに加えて,いくつかの学会の参加を見送ったため,次年度使用額が発生した.次年度使用額の使用計画としては,動物実験に必要な分子生物学試薬と器具,免疫化学実験試薬,および細胞培養試薬と器具を申請する.本研究の成果を学会で報告する経費として旅費を予算に計上する.
血管内皮細胞の血管構築に伴う増殖関連遺伝子及び細胞外マトリックス蛋白の発見

ヒト大網から小血管を単離し、その血管内皮細胞を純粋に培養する系を確立することができた。血管内皮細胞を培養し、細胞の増殖、細胞の移動ならびに管腔の形成の3段階における分子機構を明らかにすることにした。そのために各段階における増殖に関連する遺伝子や細胞外マトリックス蛋白の発現などを検索しようと考えた。現在までに純度の高い内皮細胞の培養系の確立に時間を費したが、以下の結果を得た。1.増殖因子の中で上皮成長因子(EGF)が特にコラーゲン(IV)を含むマトリゲル内で管腔形成を著明に促進することを見出した。2.EGF存在下に血管内皮細胞の増殖が促進するが、コラーゲナーゼ阻害因子組織特異的メタロプロティナーゼ阻害因子(TIMP)が誘導されることを見出した。さらに現在、組織特異的プラスミノーゲンアクチベータ(t-PA)も誘導されることを見出した。3.管腔形成を阻害することを見出した腫瘍壊死因子(TNF)はインタロイキン-6の分泌を促進するが、EGFを添加するとさらに著明にその分泌を増強することを見出した。4.EGFによって、TIMPのmRNAのレベルも著明に上昇することが判明した。5.以上の結果は、コラーゲナーゼやプラスミノーゲンアクチベータが、血管新生に深く関与している可能性を示す。細胞外マトリックス蛋白の発現とも関連させて、今後追求していく。
データマイニングによる高度自己管理機構を有す次世代ストレージアーキテクチャの確立

本研究では、高度な自己管理機構を有する記憶システムのアーキテクチャを確立するとともに、年限内に実装を行いその有効性を明らかにすることを目的とする。従来、ストーレッジ空間はサーバ側のファイルシステム配下にあるため、ファイルシステムの改良により、問題解決が試みられて来ていたが、本研究では、サーバ側ではなく、ストーレッジ側にストーレッジ管理機能を実現することを試みる。昨年度は、ストーレッジ側で行う管理として、ディスクで構成するクラスタにおいて、ディスクの追加や故障の際のクラスタ再構成を行う手法、そのようなディスククラスタを用いて並列Webサーバーを構成する方法、およびディスクアレイ構成を前提とした連続メディアデータに対するディスクリトライアルゴリズムに関して研究を行った。本年度は、SAN (Storage Area Network)技術をPCクラスタに導入し、大規模データベース処理に適したストレージ仮想化機構を用いた共有ディスクアクセス方式について検討を行い、プロトタイプシステム上にて基本的な実装を行った。さらに、ストレージ仮想化機構による負荷分散処理方式および動的負荷投入方式について検討を行った。提案する負荷分散方式の有効性を確認するため、並列データマイニング処理を取り上げ、PCクラスタ上に実装し、評価を行った。ストレージ仮想化機能により、SAN上に分散されたオブジェクトは複数のホストコンピュータから仮想的に一つのオブジェクトとして共有されることになる。このためノード間のデータ量スキューは仮想化機構によりほぼ吸収うすることが可能なことを実験結果から確認した。また、各ノードのCPU性能の違い等による演算処理のスキューもストレージ仮想化機構によりある程度吸収できることを確認し、ストレージ側においての負荷分散機構としてストレージ仮想化機構が有効な方式であることを示した。本年度は、ストーレッジ側で行う管理として、ディスクで構成するクラスタにおいて、ディスクの追加や故障の際のクラスタ再構成を行う手法、そのようなディスククラスタを用いて並列Webサーバーを構成する方法、およびディスクアレイ構成を前提とした連続メディアデータに対するディスクリトライアルゴリズムに関して研究を行った。ディスククラスタの再構成に関しては、分散ディレクトリの持つ負荷均衡機構を用いることで再構成のプロトコルを単純化すると伴に、ユーザの戦略に合わせてオンラインで再構成する際のデータ移動の優先順位を変更する方法を検討した。その結果、容量の増減や耐故障処理といった管理をストレージ側で行う優位性を立証した。また、上記ディスククラスタを用いた並列Webサーバーの構成に関しては、並列Webサーバー間でのデータ共有の方法を、HTTPレベル(プロキシ利用)、ファイルレベル(NFS利用)、およびストレージ側で管理する分散ディレクトリを用いたページレベルの3つについて比較を行った。その結果、ストレージ側で分散ディレクトリでページ単位で管理する方法が効果的であることを示した。更に、ディスクアレイ構成における連続メディアデータに対するディスクリトライアルゴリズムについては、RAID5のパリティ計算とディスクリトライを組み合わせることで、連続メディアデータに対して信頼性と連続性を保つ方法を検討した。その結果として、ストレージ側で信頼性と連続性を管理することが適当であることを示した。
腺様嚢胞癌のヌードマウス移植継代株における組織型と悪性度の関連性に関する研究

腺様嚢胞癌は、きわめて緩徐な発育と著明な浸潤性増殖を示す唾液腺悪性腫瘍である。病理組織学的には管状型、篩状型、充実型に分けられているが、組織型の相違による臨床的意義については不明な点が多い。われわれは、現在、口底部原発のヌードマウス可移植性腺様嚢胞癌移植株の樹立に成功している。継代が進むにつれ腫瘍増殖速度は増加し、病理組織学的に初代移植時に篩状型であった腫瘍が充実型に移行している所見が認められている。今回われわれは、ヌードマウス皮下腫瘍を継代ごとに病理組織学的、免疫組織化学的、分子生物学的検索を行ない、組織型と腫瘍増殖動態について検討した。ヌードマウス皮下に移植した腺様嚢胞癌の腫瘍計測を行い、増殖速度を算定するとともに、6ヶ月ごとに採取した腫瘍片をHE染色および免疫組織染色にて検討した。その結果、初代に比較して15代目の腫瘍では増殖速度は約5倍、組織型では篩状型の約30%が充実型に移行していた。それに伴ってPCNA、Ki-67、p53、bcl-2の各LIは徐々に増加し、蛋白レベルにおいてはbcl-2が増加していた。また、TUNEL法にて継代依存的にアポトーシスの減少がみられた。これらのことから、継代による腺様嚢胞癌移植株の増殖や組織学的変化にはアポトーシスの減少が関与していることが示唆された。今後このヌードマウス可移植性ヒト腺様嚢胞癌株は腺様嚢胞癌の細胞生物学的検索において有用な実験系となるものと考えられる。腺様嚢胞癌は増殖が緩慢であるにもかかわらず、神経や脈管に浸潤しやすく、局所再発や肺転移の頻度が非常に高い.しかし同腫瘍で移植継代として樹立された系は非常に少ない.現在、われわれは口底部原発の腺様嚢胞癌患者の摘出片をヌードマウス皮下に移植し継代可能な移植株の樹立に成功している.継代が進むにつれ腫瘍増殖速度は増加し、病理組織学的に初代移植時に篩状型であった腫瘍が充実型に移行している所見が認められている。これを使用してヌードマウス皮下腫瘍を継代ごとに病理組織学的、免疫組織化学的、分子生物学的検索をおこない、組織型と臨床的経過について解明しようと試みている.5カ月ごとにBALB/cヌードマウス皮下にて継代中の口底由来腺様嚢胞癌の腫瘍組織を計測しているが、徐々に腫瘍重量が増加している。各々腫瘍を採取し病理組織学的に検討すると、初代篩状型が100%で充実型が0%であったものが、現在の継代腫瘍では充実型が約40%を占めるように様になっている。また、PCNAの免疫染色においても腫瘍増殖能の増大が確認されている。現在腫瘍の一部を用いて細胞培養を試みているのと、分子生物学的検討を行っている。
海洋レーダを用いた波浪・海流のリモートセンシングに関する基礎研究

海洋レーダによる波浪の観測は海流に比べて困難であり,その観測手法の開発が必要であった。また海洋レーダによる海洋観測には二基のレーダが必要なため,その設置場所の確保が困難であった。そこで波浪のエネルギー平衡方程式を,海洋レーダによる電波の散乱信号のデータの解析に組み込むことによって一基のレーダから波浪を観測する手法を開発した。これは,海洋レーダによる電波の散乱信号のパワースペクトル(ドップラースペクトル)と波浪スペクトルの関係式及びエネルギー平衡方程式を基に,波浪スペクトルをドップラースペクトルから求めるものである。シミュレーションによる検証の結果,波の場が一様でなくても,この手法によって波浪スペクトルを推定することが可能であることを示した。この手法を実際の観測データに適用し,現場観測と波高の比較を行った。その結果,現場観測の波高とよく一致することを示した。また海洋レーダの特性を生かした海流の解析手法を開発した。流れの場は,一般に回転成分と発散成分に分解できる(ヘルムホルツ分解)。そこでこのヘルムホルツ分解を海洋レーダで得られた高空間分解能の海流データに適用し,簡単に行う手法の開発を行った。また波の方向分布について、レーダによる観測データを波浪予測モデルと比較した。その結果両者はよく一致することを示した。短波海洋レーダによって,波浪スペクトルの推定が可能である。しかし,二次散乱を使うため,海流の観測可能域に比べて,波浪スペクトルの推定可能域ははるかに小さい。そこで短波海洋レーダから得られたドップラスペクトルデータを波浪スペクトルのエネルギー平衡方程式に周化することによって,一基のレーダから波浪スペクトルを推定する手法を開発した。海洋レーダはビーム方向を走査することによってドップラスペクトルを,レーダを中心とした極座標格子点上に得る、そのため,拘束条件として,その極座標格子点上における(1)「一次散乱と波浪スペクトルの関係式」,(2)「二次散乱と波浪スペクトルの関係式」に加えて,(3)「時間微分をゼロとしたエネルギー平衡方程式」を用いた。これは,波浪方向スペクトルの移流項とエネルギーソース関数の項で表現される。ソース関数は,風によるエネルギー入力,エネルギーの消散,四波共鳴の和として表される。これらのパラメータ化はWAM-Cycle 3と同様なものを絹いた。海上風速・風向について,拘束条件として(3)に加えて,(4)「二次元の連続の式」を用いた。さらに(5)波浪方向スペクトルが周波数及び方向に対して滑らかに変化する」(6)「波浪スペクトルの空間変化が小さい」という条件を加える。これらの条件の重み付き二乗和として表した評価関数の最小値となるように波浪スペクトル値及び海上風速・風向値を求める。この手法の妥当性を確認するため,シミュレーション及び実際の観測データによる検証を行った。その結果この手法の妥当であることが示された。海洋レーダとは短波帯の電波を海面に照射し、散乱された信号から海流・波浪などを観測する装置である。従来の海洋観測装置と異なり、海上に装置を設置する必要がなく、陵上から海洋観測が可能である。従来の海洋観測装置は、その設置した一点での海流・波浪などを観測するのみであるが、海洋レーダでは面的にこれらを観測することができる。しかし海流に比べて波浪の観測は困難であり、その観測手法の開発が必要であった。本研究では波浪のエネルギー平衡方程式を、海洋レーダによる電波の散乱信号のデータの解析に組み込むことによって一基のレーダから波浪を観測する手法を開発した。これは,海洋レーダによる電波の散乱信号のパワースペクトル(ドップラスペクトル)と波浪スペクトルの関係式及びエネルギー平衡方程式を基に,波浪スペクトルをドップラスペクトルから求めるものである。さらにこの手法を実際の観測データに適用し,現場観測と波高の比較を行った。

海洋レーダとは短波帯の電波を海面に照射し、散乱された信号から海流・波浪などを観測する装置である。従来の海洋観測装置と異なり、海上に装置を設置する必要がなく、陸上から海洋観測が可能である。従来の海洋観測装置は、その設置した一点での海流・波浪などを観測するのみであるが、海洋レーダでは高い空間分解能で海流・波浪を観測することができる。今年度はこの海洋レーダの特性を生かした海流の解析手法を開発した。流れの場は、一般に回転成分と発散成分に分解できる(ヘルムホルツ分解)。そこでこのヘルムホルツ分解を海洋レーダで得られた高空間分解能の海流データに適用し、簡単に行う手法の開発を行った。また沖縄西岸海域の海流データの解析もはじめた。波浪推定に関しては、海洋レーダによる推定値、現場観測値、波浪モデルによる推算値との相互比較が必要である。そこで波浪推算のための波浪モデルの開発に着手した。そして一部の波浪パラメータに関しては、海洋レーダによる推定値と波浪モデルによる推算値との比較を行った。波浪スペクトルにおける短い波長(短波のブラッグ散乱に関与する波の波長)の方向分布は、短波海洋レーダによって簡単に求めることができる。そこで短波海洋レーダによって求められた短い波長の方向分布と、エネルギー平衡方程式を基に予測した短い波長の方向分布とを比較した。海洋レーダによる方向分布に関しては、2つのパラメータで方向分布が表現される場合と4つのパラメータの場合とを比較した。エネルギー平衡方程式のソース関数の四波共鳴に関しては、離散相互作用近似(DIA)と厳密計算の場合についての比較も行った。まず方向分布の一次モーメントについては、短波海洋レーダ推定値と予測値はよく一致した。特に一次モーメントと風向との差は、短波海洋レーダ推定値と予測値の間で相関があった。これは風向変化に伴う波向きの変化を、エネルギー平衡方程式が予測していることを示す。方向分布の二次モーメントについても、短波海洋レーダ推定値と予測値はよく一致した。海洋レーダによる方向分布に関する2つのパラメータの場合と4つのパラメータの場合とでは、4つのパラメータで方向分布を表現した方が良いことがわかった。エネルギー平衡方程式による方向分布の予測に関しては、厳密計算の場合の方が、DIAに比べて、方向分布が狭くなることが示された。
ラット顎下腺の水および電解質分泌におけるKイオンチャンネルの役割

哺乳類の唾液腺では血管側膜に存在するBKチャネル及び管腔側膜に存在するClチャネル活性がアセチルコリン(ACh)や細胞内Caイオン濃度上昇により増加することから副交感神経刺激やAChによる唾液分泌に重要な役割を果たしていることが推察されているが直接的な証拠はなかった.今年度奨励研究Aではラット血管灌流顎下腺を用いて血管側膜を介する一方向性のCa依存性Kイオン輸送及び水分泌におけるBKチャネル役割を調べた.またラット遊離腺房細胞標本を用いてパッチクランプ法によりBKチャネルの薬理学的な性質を調べた.SP、A23187、AChにより引き起こされる大部分のCa依存性のKイオン輸送はBKチャンネルの阻害剤であるテトラエチルアンモニウム(TEA)(5または10mM)により抑制されなっかった.またAChの反応はBa、キニン、キニジンなどの薬物により抑制されるが、4-アミノピリジン、ベラパミル、リドカイン、アパミン、カリブドトキシンにより抑制されなかった.TEA、カリブドトキシン、ベラパミルはBKチャンネルを抑制することが報告されているので、今回の実験結果はBKの関与を否定するものである.これを裏ずけるためにパッチクランプ法によりラット顎下腺腺房細胞膜に存在するBKチャンネルに対するTEAの効果をoutside-outパッチおよびホールセルパッチクランプ法により確かめたところ、TEAは5mMで完全にBKチャンネルを抑制した.これらの結果は上記のKフラックスがTEA感受性のBKチャンネル以外のCa依存性Kチャンネルにより担われていることを示唆する.A23187により惹起される水輸送に対してもTEAは影響しなかったことから、Ca依存性水分泌機構にもBKチャンネルが関与しないことが考えられた.これらの研究結果は現在投稿中である.哺乳類の唾液腺では血管側膜に存在するBKチャネル及び管腔側膜に存在するClチャネル活性がアセチルコリン(ACh)や細胞内Caイオン濃度上昇により増加することから副交感神経刺激やAChによる唾液分泌に重要な役割を果たしていることが推察されているが直接的な証拠はなかった.今年度奨励研究Aではラット血管灌流顎下腺を用いて血管側膜を介する一方向性のCa依存性Kイオン輸送及び水分泌におけるBKチャネル役割を調べた.またラット遊離腺房細胞標本を用いてパッチクランプ法によりBKチャネルの薬理学的な性質を調べた.SP、A23187、AChにより引き起こされる大部分のCa依存性のKイオン輸送はBKチャンネルの阻害剤であるテトラエチルアンモニウム(TEA)(5または10mM)により抑制されなっかった.またAChの反応はBa、キニン、キニジンなどの薬物により抑制されるが、4-アミノピリジン、ベラパミル、リドカイン、アパミン、カリブドトキシンにより抑制されなかった.TEA、カリブドトキシン、ベラパミルはBKチャンネルを抑制することが報告されているので、今回の実験結果はBKの関与を否定するものである.これを裏ずけるためにパッチクランプ法によりラット顎下腺腺房細胞膜に存在するBKチャンネルに対するTEAの効果をoutside-outパッチおよびホールセルパッチクランプ法により確かめたところ、TEAは5mMで完全にBKチャンネルを抑制した.これらの結果は上記のKフラックスがTEA感受性のBKチャンネル以外のCa依存性Kチャンネルにより担われていることを示唆する.A23187により惹起される水輸送に対してもTEAは影響しなかったことから、Ca依存性水分泌機構にもBKチャンネルが関与しないことが考えられた.これらの研究結果は現在投稿中である.
硫黄架橋遷移金属錯体の合成と窒素分子に対する反応性の研究

1.既に合成している硫黄架橋二核ルテニウム錯体へのヒドラジンの配位反応とその反応生成物のキャラクラリゼーション:単結晶X線構造解析、電気化学的手法による酸化還元反応の解析、IR、ラマン分光法による配位分子の結合状態の解析、NMRによる溶存種の固定と溶液での構造の決定、XPSによる金属及び配位原子の酸化状態の決定を行った。2.上述の二核ルテニウム錯体とエーテル、ケトン、アルコール等基本的有機物との反応の解析:既にこれらのルテニウム錯体がエーテルのβ位のCH結合を活性化してβ-Cがルテニウムに配位すること、アセトンのα-位のCが硫黄に配位する事などを反応生成物の単結晶X線構造解析で明らかにしている。3.チオール架橋ルテニウム二核錯体の光反応とこれを用いる窒素分子の配位反応:二個のチオールがルテニウム二個を架橋した錯体を既に合成しているが、これに配位しているホスフィンを光反応により脱離させ、さらに配位しているカルボニルを化学反応で脱離させて窒素の配位を可能にすることを検討したが今のところ成功していない。4.1項で述べたヒドラジン錯体にO_2を反応させて配位したヒドラジンをジアゼンや窒素分子へ酸化することを試みたが、実際にはヒドラジンは変化せず、モノスルフィド架橋のRu(III)二核錯体と、S_2O^<2->_5架橋の二核錯体が得られた。
ねじれた不斉空間を構造因子とする人工高分子の合成とその不斉認識能の解明

研究計画に従い、イミノジオキソラン型セレクター(R,R)-4,4 ́-bi[5-N-isopropylimino)-1,3-dioxolane](1)を鋳型分子とする鋳型重合を試みた。しかし、計画の当初に懸念されたように(R,R)-1は、酸性条件下で極めて不安定であることから重合させる単量体であるメタクリル酸と室温で混合すると瞬時に分解し、鋳型分子としての役割を果たすことが出来なかった。一方、本研究を遂行する上で、(R,R)-1と溶液中で不斉選択的会合を行う対掌体との会合構造を明らかにすることは、不斉選択性に係わる分子の幾何形状を把握するといった意味で大きな意義を持つ。そこで、標的対掌体としてビ-β-ナフトールを選択し、(R,R)-1とより安定な会合体を形成する(S)-ビ-β-ナフトールと(R,R)-1との共結晶を調製した。得られた単結晶のX線解析から、作業仮設である二本の分子間N...HO結合が確認され、会合体形成時における(R,R)-1の水素結合部位を含む分子表面を詳細に検討することが出来た。次に、(R,R)-1と類似した分子形状を持つアミジン型セレクター(S,S)-3(構造は研究計画調書参照)を鋳型とするメタクリル酸の重合を試みた。(S,S)-3は酸性条件下において、(R,R)-1と比べて飛躍的に高い安定性を示す。しかし、長時間の加温を必要とするメタクリル酸の重合においては、(S,S)-3も完全に分解した。以上の結果から目的とする鋳型高分子を合成するためには、より緩和な重合条件ならびにメタクリル酸に代わる、より酸性度の低い単量体を見い出すことが必要なことは明らかで、現在アリルアルコール及びその類縁体を単量体として用いることを検討している。また、重合において、鋳型分子は高極性の媒質中に存在することになる。従って、極性溶媒中でのセレクター1および3のコンホ-メーションを明らかにすることも重要であり、種々の計測も併せて行った。
最適化医療を実現する小児の口呼吸鑑別診断システムの構築

本研究の目的は、機能的、形態的要因から小児の口呼吸病態を鑑別し、最適な医療介入を可能にするクリニカルパスを構築することにある。口呼吸は、小児の心身発育に悪影響を及ぼすことが知られているが、その原因は多岐にわたり、歯科と医科が連携して取り組むべき重要な課題である。本研究では、小児の大規模集団を対象に、機能的、形態的調査、ならびに歯科的介入の効果を検証することで、個々の口呼吸の原因鑑別を可能にし、有効な介入法を的確に選択できる医療体制を構築する。
屋久島における河谷地形と土砂移動プロセスに基づいた河川の類型に関する研究

地形・地質的に均質性が高く,独立した山地としてとらえられる屋久島において,地形計測と堆積物の調査から屋久島を開析する河川の地形的特徴,屋久島の起伏構造,屋久島に特徴的な巨大な礫の生産,移動プロセスを検討した.屋久島は日本でもっとも大きな平均標高と平均起伏をもつ山地の一つである.両者の関係においては他の日本の山地と同様の特徴を持ち,その標高にみあった起伏をもっている.しかし,標高帯と起伏の関係では他の山地流域とは異なった傾向を示し,標高500mまでは起伏が急激に増大し,標高700mを超えると標高が高いところほど起伏が小さくなる.これは,屋久島の隆起開始時期が他の山地より遅いにもかかわらず,隆起速度がきわめて速く,島の周縁では河川の侵食により深い谷が形成されているのに対し,島の中心部には河川侵食の影響が及ばず,小起伏の地形が広がっていることによる.今後,周縁部での尾根高度の低下と,中心部での河川による下刻と崩壊による谷の切り合いが生じ,低標高域における起伏が減少するとともに高標高域における起伏が増大していくと推定できる.屋久島の河床には中径が1mを超える大きな礫が一般的に分布している.これらは河床勾配の緩やかな地点においても見られる.また,河床勾配が大きな地点では3mを超えるきわめて大きな礫が分布している.起伏の大きい島の外縁地域を河川が横切るところで谷壁崩壊や支流からの土砂流入によって形成された天然ダムは巨大な土石流を引き起こし,これらの大きな粒径の礫が運搬されたと考えられる.このように本研究では急激に隆起しつつある孤立した山地で,きわめて多く激しい降水があるという屋久島の自然環境の特性が,屋久島独特の起伏構造をつくり,これが地質条件とあいまって巨大な岩塊の生産と土砂移動を引き起こし,河床には巨大な礫が折り重なるという景観をつくりだしていることが明らかになった.地形・地質的に均質性が高く,独立した山地としてとらえられる屋久島において,地形計測と堆積物の調査から屋久島を開析する河川の地形的特徴,屋久島の起伏構造,屋久島に特徴的な巨大な礫の生産,移動プロセスを検討した.屋久島は日本でもっとも大きな平均標高と平均起伏をもつ山地の一つである.両者の関係においては他の日本の山地と同様の特徴を持ち,その標高にみあった起伏をもっている.しかし,標高帯と起伏の関係では他の山地流域とは異なった傾向を示し,標高500mまでは起伏が急激に増大し,標高700mを超えると標高が高いところほど起伏が小さくなる.これは,屋久島の隆起開始時期が他の山地より遅いにもかかわらず,隆起速度がきわめて速く,島の周縁では河川の侵食により深い谷が形成されているのに対し,島の中心部には河川侵食の影響が及ばず,小起伏の地形が広がっていることによる.今後,周縁部での尾根高度の低下と,中心部での河川による下刻と崩壊による谷の切り合いが生じ,低標高域における起伏が減少するとともに高標高域における起伏が増大していくと推定できる.屋久島の河床には中径が1mを超える大きな礫が一般的に分布している.これらは河床勾配の緩やかな地点においても見られる.また,河床勾配が大きな地点では3mを超えるきわめて大きな礫が分布している.起伏の大きい島の外縁地域を河川が横切るところで谷壁崩壊や支流からの土砂流入によって形成された天然ダムは巨大な土石流を引き起こし,これらの大きな粒径の礫が運搬されたと考えられる.このように本研究では急激に隆起しつつある孤立した山地で,きわめて多く激しい降水があるという屋久島の自然環境の特性が,屋久島独特の起伏構造をつくり,これが地質条件とあいまって巨大な岩塊の生産と土砂移動を引き起こし,河床には巨大な礫が折り重なるという景観をつくりだしていることが明らかになった.急速に隆起する山地における河谷の発達を明らかにする基礎資料として,独立山地と見なせる離島である鹿児島県の屋久島において,河谷地形と河床堆積物の調査分析を行った.まず,デジタル標高モデルから起伏分布を計算し,屋久島の地形的特質を明らかにした.次に,現地調査と空中写真の解析から,河床堆積物の大きさと分布を明らかにした.また,地形図をもとに流域形状,水系分布の地形計測を行い,流域の地形特性値を算出した.以上から明らかになったことは次の通り.屋久島は日本の山地とほぼ同様の標高-起伏の関係を持っている.しかし,その構造は一般の日本の山地とは異なっており,標高が中程度の部分における起伏がきわめて大きくなり,標高が高くなるほど起伏が小さくなる.屋久島の多くの河川の河床には1mを超える巨大礫が分布している.礫径と河床勾配の関係を調べると,日本の他の河川と比べて同じ勾配でも礫径が大きい.また,いくつかの河川においては河床勾配が小さいにもかかわらず,2mを超える巨大礫が分布している.一方,河川を源流の位置,流域の地形特性値から分類すると,屋久島の河川は中心部の高標高,小起伏の地域から流出する流域面積が大きく流域勾配の緩い河川と,中標高,高起伏の周辺地域から流出する流域面積が小さく流域勾配が急な河川の2タイプに分類できる.前述の河床勾配に比較して特に巨大な河床礫が分布する河川は,前者のタイプの河川に相当する.これらの河川は,流路途中で高起伏域を横切るため,長大で急峻な谷壁斜面を持つとともに,その区間で急勾配の支流を合流する.この地域における巨大岩塊の生産とその流入による天然ダムの形成

・決壊が,河床勾配が比較的緩やかな地域における巨大河床堆積物の形成に寄与していることが予測される.鹿児島県の屋久島において,デジタル標高モデルに基づく起伏分布,60以上の河川流域における現地調査と空中写真の解析に基づく河床堆積物の大きさと分布,地形図計測に基づく流域形状,水系分布,河床縦断形状の特徴を調査したその結果,次のことが明らかになった.屋久島には2mを超える巨大礫が河床に分布する河川と分布しない河川の2タイプが存在する.巨大礫の礫径と河床勾配には,河床勾配が100200‰の地点で礫径は最も大きくなり,それ以下の地点では河床勾配が小さいほど礫径が小さくなり,それ以上の地点では河床勾配が大きくなるほど小さくなるという日本の他地域の河川と同様の関係が認められる.一方,これらの巨大礫の礫径は日本の他地域の河川同様の勾配の地点の礫径と比べてはるかに大きい.河川ごとに礫径変化を縦断的にみると河床勾配の減少にともなって礫径が減少していく.起伏構造は一般の日本の山地とは異なっており,標高が高い島の中心部の起伏はかなり小さいのに対し,それを取り囲む標高が中程度の部分の起伏がきわめて大きい.前述の河川タイプは,河川の源流の位置,流路途中の起伏分布によって区分された河川タイプと一致する.巨大礫が分布する河川は島の中心部または高起伏域の中心部に源流を持ち,高起伏域を横切る.これらでは,高起伏域において支流谷頭または周辺の崩壊地から土石流によって巨大礫が供給される.それらの一部は本流を堰き止め天然ダムを形成する.支流の谷頭崩壊または天然ダムの決壊に起因する巨大土石流によって河床勾配の小さな本流でも巨大礫が運搬されるが,本流沿いではふるい分け作用がはたらき下流方向へ礫径が減少する.また,源流の位置から,これらの河川は屋久島が隆起し始めた直後に形成された水系と推定できる.一方,もう1つの河川タイプはその形成が比較的遅く,今後の下刻によって巨大礫を持つ河川へと発達する可能性がある.
魯迅書信(原信)の総合解析

*魯迅がかなり意識的に使用することで、周囲の文学者あるいは芸術家たちの注目と関心を集めようと努力した、木刻手摺りの詩箋/書簡箋を、彼の意のあるところを確かめつつ分析する作業をすすめてきた。本年は、2「両地書」、3「北平箋譜」との係わりをほぼ解明し、さらに4「十竹斎箋譜」、5「芥子園画伝」と魯迅の原信との繋がりを解明する作業に及び、ほぼ初期の目標に届く、と考えている。なお、それに先立ち、未定稿ながら、6「魯迅原信にみる詩箋・書簡箋目録」をまとめてみた。570通あまりを数える原色版刷りの箋紙について、宛名人、本人との係わり、箋紙の銘柄、配色、盛られている詩文、署名、作者名、印章、版元、手紙の内容、特記すべき文学事項、典拠などを網羅したものをまとめたもの。今後、結びとして「箋紙文化の継承発展と魯迅」(仮称)という論文を付して、上梓し、研究者各位の参考に供したい。*なお報告書は昨年度に論文化した1を加えて、1、2、3、6を、とりあえず添付するものとする。魯迅の文学作品「両地書」と、二人の間で交わされた書簡「原信」の異同について、主として文人文学者による書簡箋のT(とき)P(ところ)0(機会)的な好みと使用例を調べることから始まったが、原信を照合するうちに、原信そのものであるはずの資料が、必ずしもそうはいいきれないらしいことに、気づかされている。たとえば色彩写真製版である「魯迅手稿全集」と単色1頁凸版製版と思われる「両地書真跡〈原信〉〈手稿〉」の二書はさらに厳格に比較検討されてよいし、欲をいえば著作権がらみで真跡がなお公刊されていない許広平夫人による原信も、魯迅研究に新生面をひらくものとして研究者への提供を期待したい。そのような、いわば中間発表でもある論文「〈両地書〉第三集のころの花紙・箋紙」を発表した。また引き続き同じ主題で論考を重ねる手はずである。*魯迅がかなり意識的に使用することで、周囲の文学者あるいは芸術家たちの注目と関心を集めようと努力した、木刻手摺りの詩箋/書簡箋を、彼の意のあるところを確かめつつ分析する作業を続けてきた。本年は、2「両地書」、3「北平箋譜」との係わりをほぼ解明し、さらに、4「十竹斎箋譜」、5「芥子園画伝」と魯迅の原信との繋がりを解明する作業に及び、ほぼ所期の目標に届く、と考えている。570通あまりを数える原色版刷りの箋紙について、宛名人、本人との係わり、箋紙の絵柄、配色、盛られている詩文、署名、作者名、印章、版元、手紙の内容、特記すべき文学事項、典拠などを網羅したものをまとめたもの。*なお報告書は昨年度に論文化した1を加えて、1、2、3、6を、とりあえず添付するものです。
高度なユビキタス社会を実現する情報通信政策の研究

平成18年度は、「既存の放送とブロードバンド・サービスの関係に対する予備的考察」及び関連する事項についての研究に従事した。高度なユビキタス社会が実現される時点では、放送制度を含む既存の情報通信制度の抜本的な見直しが必要となる。ブロードバンド・サービスは、従来は主に放送事業者のみが可能であったビデオ・プログラムの配信を、一般の個人に対しても可能としつつある。その様な事態が著しく顕在化する時点に備えて、放送とブロードバンド・サービスとの関係、及びそれらに対する規制のあり方に対する考察を行った。まず、ブロードバンド・インターネット・サービスによって、限定的ではあれ既存の放送サービスに類似のサービスが提供されつつある状況において、既存の放送制度の枠組みがどの様に変貌を遂げていくべぎか、という問題について検討を行った。当該問題について、特にアメリカ合衆国の連邦通信委員会(FCC)による2003年のメディア集中規制を中心に、従来からの研究を発展させる形で、次頁の拙稿(1)を公表した。当該研究は、電気通信及び放送の二分論にもとづいて構築されてきた既存の規制的枠組みに対してなされるであろう、抜本的な改革の方向性を探る上で、非常に多くの有意義な示唆をもたらし得るものである。更に、有線及び無線の通信ネットワークのIP化が、既存の情報通信制度に対して与える影響等に対する検討も継続して行った。特に近時の米国で激しい政策的議論の対象となってきた「ネットワークの中立性」の問題について、次頁の拙稿(2)及び(3)を公表した。当該問題については、我が国でも総務省を中心とする当局等によって研究が開始されている。これらは、先駆的研究として、非常に重要な意義を有するものである。以上は、論文の形で公表された、今年度に獲得された研究成果の一部である。本年度の研究は、十分にその意義を有するものであると述べて差し支えないと思われる。本研究の目的は、高度なユビキタス社会を実現する情報通信政策のあり方を検討することにある。平成17年度は、「ユビキタス社会の実現に不可欠なインターネット通信の無線ブロードバンド化を促進する競争政策のあり方」及び関連する事項についての研究に従事してきた。まず、無線通信の実現に不可欠な電磁波の周波数の割当ての問題については、従来の研究を発展させる形で、次頁の拙稿(1)を公表した。ここでは、1990年代以降に欧米で採用された専ら周波数を開放することによって競争者の新規参入をもたらす政策は、必ずしも社会の厚生の実現に有用ではなく、一定の範囲で管理された競争環境の下で有効な競争単位を創出し、消費者へのより良いサービスの提供を実現することが重要であること、を指摘した。次に、無線通信と密接に関連する有線のブロードバンド・サービスについては、次頁の拙稿(2)を公表した。ここでは、現在の米国では施設ベースの競争を促進する目的で規制緩和が行われ、有線のブロードバンド・サービスを情報サービスとして規制する政策が確立したが、当該政策が、将来的にはインターネット上のコンテンツの流通等を阻害する危険性を有することを指摘した。当該研究は、次年度以降の研究の基礎となるものである。更に、マス-マーケットのブロードバンド・サービスの普及に付随して急速に普及してきたIP電話(又はより広くVoIP)について、次頁の拙稿(3)を公表した。ここでは、如何にして既存の電気通信制度の下で提供されるサービスと同等又はそれ以上のサービスを消費者に提供することが可能な規制的枠組みを構築するか、という問題について、特に米国におけるIP電話規制の現状と今後の課題を取り上げて、詳細な検討を行った。本年度の研究は、十分にその意義を有すると述べて差し支えないと思われる。
地域の住まいとしての「障害者入所施設」の建築要件に関する研究

現在、障害者の自宅以外の住まいとしては、小規模な家庭的環境とされるグループホームと、入所施設(サービス名は「施設入所支援」)が用意されている。この入所施設について、現在の設置要件は、高齢者施設で見られる「個室ユニット型」「段階的空間構成」などの概念は、まったく取り入れられていない。また、昨今「地域に開いた施設」が求められる中で、入所施設が「地域施設」となるためには、超えなければならない課題は多い。本研究では、「地域における住まい」としての入所施設について、先進事例の調査を通じて具体的な計画要件を明らかにすることを目的とする。
一次元磁性体における量子効果の研究

1.スピン量子数1をもつ一次元ハイゼンベルグ反強磁性体の代表的物質であるNENPに少量のCuをドープした単結晶についてESRの測定を行い,二組の超微細構造を観測した。この結果はVBSモデルに基づくフラクショナルスピンと銅の原子核スピンの相互作用によるとしてうまく説明することが出来た。2.NENPに3.3at%の銅をドープした単結晶について8Tまでの定常磁場及び40Tまでのパルス磁場中で磁化の測定を行った。磁化は低磁場で急に増加し約4T以上で飽和する。更に磁場を増加させると不純物をドープしないNENPと同じように磁化は磁場に比例して増加する。低磁場での磁化曲線はVBSモデルに基づくフラクショナルスピンと銅の電子スピンの結合系についての計算により定量的な説明が可能となった。高磁場での磁化のふるまいは,ハルデンギャップの消失によるとして説明出来る。3.スピン量子数1をもつ一次元ハイゼンベルグ反強磁性体TMNIN及びNINAZについて超強磁場中で磁化測定を行い,ある磁場の値以上で磁化が急激に出現することを見出した。この結果は以前に勝又等により報告されたNENPの場合と同様なものであり,TMNINとNINAZにおいてもハルデンギャップが存在することが実験的に証明された。TMNINにおいては全磁化過程が測定された。4.通常の方法よりも早い時間で成長させたNENP単結晶についてESR及び帯磁率の測定を行い,フラクショナルスピンの存在を観測した。1.スピン量子数1をもつ一次元ハイゼンベルグ反強磁性体の代表的物質であるNENPに少量のCuをド-プした単結晶についてESRの測定を行い,二組の超微細構造を観測した。この結果はVBSモデルに基づくフラクショナルスピンと銅の原子核スピンとの相互作用によるとしてうまく説明することができた。2.NENPに3.3at.%の銅をド-プした単結晶について8Tまでの定常磁場及び40Tまでのパルス磁場中で磁化の測定を行った。更に磁場を増加すると,不純物を入れないNENPと同じように磁化は磁場に比例して増加する。低磁場の磁化曲線はVBSモデルに基づくフラクショナルスピンと銅の電子スピンの結合系についての計算で定量的に説明出来ることが分かった。高磁場の磁化のふるまいは,ハルデンギャップの消失によるとして説明出来る。3.交換相互作用が競合する一次元量子スピン系の候補物質として,SrCuO_2(スピン1/2)及びBaNiO_2(スピン1)を見つけ,帯磁率及びESRの測定を行った。両物質とも帯磁率は300K以下で常磁性帯磁率から予想される値と比べて非常に小さい。約30K以下で温度の低下に伴って帯磁率は増加する。BaNiO_2の場合は単結晶作製に成功したので,それについて帯磁率を測定したところ顕著な異示性は見られなかった。ESR測定で弱いシグナルが観測され,これは通常の常磁性共鳴としては説明できない。これらの実験より,上記二物質においては交換相互作用の競合による量子効果が現れているようである。1.スピン量子数1をもつ一次元ハイゼンベルグ反強磁性(本TMNIN及びNINAZについて超強磁場中で磁化測定を行い、ある磁場以上で磁化が急に出現することを見出した。この結果は以前に勝又達が報告したNENPの場合と同様なものであり、TMNINとNINAZにおいてもハルデンギャップが存在することが実験的に証明された。2.通常の方法よりも早い時間で成長させたNENP単結晶について、ESR測定を行ったところ、以前にNENPに少量の銅イオンを導入した場合に得られたものと類似のシグナルが観測された。この結果は結晶中に有限の長さの一次元鎖が存在し、その端にスピン1/2自由度が出現するというモデルでうまく説明されることが分かった。

この試料についての帯磁率測定の結果も同じモデルで説明され、以前のNENP・(uの結果と合わせ)、一次元鎖の端に出現する半端なスピンの存在が実験的に明らかになった。3.0.1at%の銅を含むNENP単結晶についてESR測定を行い、超微細構造を見つけた。この物質では超微細相互作用定数が二種類あること及び異方性がかなり大きいことが分かった。銅とNENP中のニッケルのスピンは弱く結合することより、上述の有限〓が実現され端に出現するスピン1/2自由度と銅スピンが相互作用し、銅スピンと銅の核スピンが超微細相互作用するモデルが考えられる。このモデルハミルトニアンを正確に解くことにより実験結果をうまく説明することが出来た。更に、超微細相互作用定数の異方性についても結晶場理論に基ずく計算を行ったところうまく説明することが出来た。以上13の結果について論文として発表した。
ケイ素系モノマーを用いたハイブリッド化低温プラズマ重合法によるCO_2分離膜の創製

アミンがCO_2と親和性を有することはよく知られており,またケイ素化合物はフレキシブルである。従って,アミノ基を有するケイ素化合物を支持膜上にプラズマ重合成することにより,高選択性と高透過性を合わせ持つCO_2分離用固定キャリアー膜の開発を検討した。さらに,高透過性は示すが,選択性が低いシリコン膜の表面を,非重合性ガスを用いてプラズマ処理することにより,高透過性を保ちつつ選択性を向上させた膜の開発をも試みた。1.シリコン系モノマーを用いたプラズマ重合膜モノマーとしては、オクタメチルトリシロキサン(OMTSO),ヘキサメチルジシラザン(HMDS),テトラメチルジシラザン(TMDS),アミノプロピルジメチルエトキシシラン(APDMEOS),ジエチルアミノキシトリメチルシラン(DEAOTMS),ビス(ジメチルアミノ)ジメチルシラン(BDMADMS)を用いた。アミノ基を有するモノマーでは,OMTSOの場合より2倍程度高い選択性(a(CO_2/CH_4)=9)が得られたが,モノマー中へのガスの溶解度の測定結果より予測される値よりは小さかった。重合膜のXPS,IR分析より,アミノ基の膜中への導入量が少なく,またモノマー構造が重合物中にはあまり反映されていないことが明かとなり,このことが高い選択性を与えなかった原因と考えられる。従って今後の指針としてよりマイルドな,すなわち,電力が小さくモノマー流量が高い条件でプラズマ重合を行う必要があることが示された。2.プラズマ処理膜ArやN_2によるプラズマ処理により,シリコン膜の選択性は顕著に増加し,場合によってはCO_2/CH_4の分離係数は50以上に達した。またその時の透過速度も3.0×10^<-4>cm^3/(cm^2 s cmHg)と高く,高選択性と高透過性を合わせ持つ膜が得られた。この膜特性は従来の高分子膜の特性をはるかに凌ぐものであたことから,実用的な観点からもかなり有望と思われる。
二酸化炭素のメタン化用ガス拡散電極触媒の探索および活性発現機構の研究

まず、二酸化炭素の電気化学的還元方法の比較を行った。銅電極を用い、二酸化炭素のパルス電解還元について検討した結果、従来の直流電解還元よりメタンおよびエチレンの生成効率が高く、しかも長時間電解で、より安定であることが判明した。次に、種々の銅合金電極を作製し、二酸化炭素を飽和した0.1モル炭酸水素カリウム溶液中における二酸化炭素のパルス電解還元によるメタンおよびエチレンの生成効率を検討した。そのため、アモルファスCu-Zr,Cu-Ti合金を単ロール法により、また結晶質Cu-Ag合金をスパッター法により作製し、電極とした。液体急冷アモルファスCu-(30,40,60)Zr,Cu-30Ti合金(いずれも原子%)のメタンおよびエチレンの生成効率はいずれも3%以下の低い生成効率を示した。しかし結晶質Cu-Ag合金電極は少量のAgを添加した場合(5-7at%)、純銅電極よりもメタンの生成効率は上昇した。ただし、多量のAg添加はメタンの生成に有害である。一方。エチレンの生成効率はAgを添加しても向上しなかった。また、純Agではメタンおよびエチレンの生成をほとんど示さないが、少量のCuを添加した合金電極では生成効率が上昇した。しかし純銅のそれを上まわらなかった。そこで、二酸化炭素の還元カソードにガス拡散電極を適用した。スパッター蒸着したCu-Ag合金の粉末、カーボンブラック粉末およびテフロン懸濁液を混ぜ、ガス拡散電極を調製した。その結果、カーボンブラックのみから成るガス拡散電極では水素だけ生成するが、Cu-Ag合金触媒を坦持した電極ではメタンおよびエチレンが生成した。電解電流密度はきわめて大きくなるが、メタンおよびエチレンの生成効率は板状Cu-Ag合金電極の場合より低下した。一方。アモルファス合金を用いたガス拡散電極を作製する前段階として、まず、液体急冷により種々のアモルファスCu合金を作製し、CO_2還元反応に対する活性が高い最適組成を見い出すことを目的とした。そのため、単ロール法によりアモルファスCu-Zr,Cu-Ti合金を作製し、電極とした。比較のため純Cu(99.994%)電極を用いた。電解セルはアノード室とカソード室をナフィオン膜で仕切ったパイレックス製H型セルを、電解液には二酸化炭素を飽和した0.1M炭酸水素カリウム溶液を使用した。電解は定電位パルス電解を用いたが、比較のため一部通常の定電位電解も行った。電解時間は1時間とした。パルス電解はカソード電位Ec ; -1.3-2.0V(SCE),アノード電位Ea ; -0.3+0.2V(SCE)と変化させた。EcとEaの保持時間はともに5秒とした。還元生成物はガスクロマトグラフで分析した。Cu電極を用いたCO_2還元生成物は主として水素、メタンおよびエチレンであった。メタンおよびエチレンの生成効率はアノードおよびカソード設定電位に大きく依存した。またメタンおよびエチレンの生成効率が最大を示す設定電位はカソードでは異なるがアノードではほぼ同じ電位依存性を示した。パルス電解の方が通常の定電位電解よりもメタンおよびエチレンの生成効率が高いことがわかった。今後アモルファス合金についても同様な実験を行い、CO_2還元生成効率を求める予定である。昨年は銅電極を用い、二酸化炭素のパルス電解還元について検討した結果、直流電解よりパルス電解還元の方がメタンおよびエチレンの生成効率が高いことを報告した。そこで本年は種々の銅合金電極を作製し、二酸化炭素を飽和した0.1モル炭酸水素カリウム溶液中における二酸化炭素のパルス電解還元によるメタンおよびエチレンの生成効率を検討した。アモルファスCu-Zr,Cu-Ti合金を単ロール法により作製した。また結晶質Cu-Ag合金をスパッター法により作製し電極とした。

アモルファスCu-(30,40,60)Zr,Cu-30Ti合金(いずれも原子%)のメタンおよびエチレンの生成効率はいずれも3%以下の低い生成効率を示した。しかし結晶質Cu-Ag合金電極は少量のAGを添加した場合(5-7at%)、純銅電極よりもメタンの生成効率は上昇した。ただし、多量のAg添加はメタンの生成に有害である。また、純Agではメタンおよびエチレンの生成はほとんど示さないが、少量のCuを添加した合金電極では生成効率が上昇した。しかし純銅のそれを上まわらなかった。そこで、二酸化炭素の還元カソードにガス拡散電極を適用した。テフロン基板上にスパッター蒸着したCu-Ag合金を剥がして粉末にし、これとカーボンブラック粉末およびテフロン懸濁液を混ぜ、ガス拡散電極を調製した。その結果、カーボンブラックのみから成るガス拡散電極では水素だけ生成するが、Cu-Ag合金触媒を坦持した電極ではメタンおよびエチレンが生成した。しかし、それらの生成効率は板状Cu-Ag合金電極の場合より低下した。