hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
河川水質モデルを用いた水田農業由来内分泌かく乱物質のアセスメントシステムの開発

1.はじめに本研究では農薬等の水田農業由来内分泌かく乱可能物質による環境影響リスク削減のため、河川中へ排水される農薬の環境影響リスクを予測し、的確かつ迅速なリスクアセスメントを行うためのツールを開発することを目標とする。2.実験方法茨城県つくば市の用排水設備を備えた昨年のモニタリング10haを含む約100haの水田群集水域で農薬流出モニタリングを行った。実験区は,河川へ排水される幹線排水路にかかる集水域の約83haの水田群より構成され,灌漑は霞ヶ浦用水と地区内循環灌漑用水を水源としたパイプライン方式によるものである。モニタリング期間は5月2日より6月16日までの間で行い、水田群以外からの流入量は主な流入水路4地点、また幹線排水路からの流出を1地点でそれぞれ流量観測を行った。また流出水は幹線排水路出口及び10ha水田群支線排水路出口にて毎週採水を行った。試料水は採水後直ちに前処理を行い,農薬成分の定量にはガスクロマトグラフ(GC/NPD)およびLC・MS/MSを用いた。2.結果本研究の成果として得られたことは、水田農業由来内分泌かく乱可能物質の流出制御において降雨時の水田からの表面流出制御が重要であること、循環灌漑が同物質の流出制御に有効である可能性と示唆された。農薬流出モデルの評価においては、2002年度のモニタリングの結果を用い河川中濃度の計算結果を実測値により検証を行ったが、2003年度水田ブロックでの農薬流出モデルの評価においては農薬使用状況調査が困難であるため、インプットデータが得られない状況にある。今後、取得方法または概算方法を検討しモデル評価を実現する必要がある。今後、この研究成果を基に具体的な農薬流出制御技術の開発や流域単位での農薬流出におけるリスク評価・管理の策定に貢献できることを期待する。今年度は水田群から水路を経て流出する農薬の挙動を把握するため,排水路系統に囲まれた水田群での農薬流出モニタリングを行った。また,農薬流出モデルの構築に関しては,水田群,水路の各部分におけるタンクモデルによる構築を試みる。2.実験方法茨城県つくば市の用排水設備を備えた約10haの水田群で農薬流出モニタリングを行った。実験区の水田群は,4水田ブロック,2支線排水路,逆川へ排水される1幹線排水路及び水田群内の代表水田より構成され,灌漑は霞ヶ浦用水と地区内循環灌漑用水を水源としたパイプライン方式によるものである。モニタリング期間は4月28日より6月16日までの50日間で,7地点において流量観測及び週一回のサンプリングを実験区内で行った。試料水は採水後直ちに前処理を行い,農薬成分の定量にはガスクロマトグラフ(GC/NPD)を用いた。3.結果農薬流出のモニタリングにおいて,モニタリング初期の大きな排水は,田植え作業に伴う落水や降雨に起因したものと考えられる。幹線排水路区分での流出は降雨のあった直後または1日後にピーク流量に達する傾向にあった。実験区の排水路における農薬はモニタリング開始後から約1ヶ月以上に渡り検出されたが検出濃度のピーク時期と濃度の値は観測地点により違いさらに農薬の種類により違った。水田群からの農薬流出モデル開発においては,水田ブロックごとの水田タンク,排水路タンク及び河川タンクでの水収支及び農薬の物質収支を計算していくモデル概念を構築した。
ウィグナー結晶のトンネル現象

超流動ヘリウム3表面上のウィグナー結晶の伝導度測定に関して、研究の進展があった。ウィグナー結晶が形成されるとヘリウム液面に周期的な凸凹が現われ、その運動が誘起する液体内部の流れの影響を受けて、ウィグナー結晶の伝導度が決まることが分かっている。したがって超流動状態に転移すると液体内部に励起される準粒子数の急激な減少に対応する伝導度の上昇が観測される。この準粒子数は超流動エネルギーギャップの構造によって大きく変化することが予想される。特に、ギャップが異方的な場合には、異方性軸がどちらの方向を向いているかによって、伝導度に定量的な差が現われることが期待される。超流動ヘリウム3にはA相と呼ばれる異方的なエネルギーギャップをもつ状態が知られている。A相ではギャップがゼロとなる点(ノード)がフェルミ面の極の位置に現われることが知られている。ノード近傍の運動量を持つ準粒子が多く励起されることが期待される。今年度、超流動ヘリウム3に磁場を加えることで、超流動ヘリウム3A相を実現し、その上でのウィグナー結晶の伝導度の測定に成功した。その解析結果から、ノードの向きが液面に垂直であることがあきらかになった。
災害復旧・救援のための民間ボランティアの活用と組織化の方法

1989年にサンフランシスコを襲ったロマ・プリエタ地震では,震災直後からボランティアの活躍で,復旧・救援活動が大いにはかどった。大震時には広範囲で同時多発的に各種の被害が発生するので,そのすべての場合に備えた対応を考え、準備しておくことは実際上不可能である。そこで、ボランティアを予かじめ登録、組織,訓棟し,被害の大きさや程度によって,提供してもらう能力や人数,配置などを考えていくための方法を模索することを目的として研究を推進した。まず、1989年ロマ・プリエタ地震におけるボランティアの活躍を、研究代表者および研究分担者が震災直後に現地で収集した資料,新聞,ヒアリングした記事ビデオなどから再現・構築した。その結果、米国赤十字社などのボランティア団体が強力なリ-ダ-シップを発揮して、災害発生直後に集まってきた大勢の一般ボランティアを統率しており、このことが復旧・救援活動において非常に有効であったことが明らかとなった。また、一般ボランティアの活動が、警察や消防士、救助隊との連携によってなされている点が特徴的であるといえる。つぎに、わが国における災害ボランティアの実態を明らかにするために、雲仙普賢岳の噴火災害におけるボランティア活動について現地調査を行った。その結果、雲仙普賢岳の噴火災害においては、これまでに奉仕活動をしたことのない人たちが初めてボランティア活動に取り組んだ例が多く見られた。この様な状況から、初めてボランティア活動を行う人たちが戸惑うことなく、しかも効率よく作業に取り組むことのできる強力な窓口、連絡、調整機能が、災害時には重要であることが示された。
異文化背景をもつ若者の逸脱行動の修復と日本型多文化共生社会の構築

本研究の「異文化背景をもつ若者による逸脱行動の実相と要因を解明し、彼らの問題性を緩和して再発を防止する方策を探り、それを手掛かりに、異文化背景をもつ者を日本社会に統合して、多文化共生社会を実現する可能性とその条件を考察する」という目的に沿って、研究メンバー間で研究目的を再確認して共有し、研究1年目に行う事項を具体的に確定した。まず、「逸脱行動の実装と要因の解明」については、犯罪や非行を行なった者に逸脱行動の背景や要因を探るための質問紙調査を実施すること、さらに、同人らと対照群(異文化背景をもつが日本社会に一応の適応をしている人達)に対して日本社会への適応要因に関する質問紙調査を実施することを決定した。そして、具体的な質問項目を確定した。次に、上記の非行・犯罪者群に対する調査については、刑や保護処分の執行を所管している法務省矯正局と保護局の理解と全面的な協力を得て、異文化背景をもつ対象者へ実施することとなった。2018年度末時点で、法務省矯正局とは調査実施に関する合意書を交わし、質問項目について同局の承認を得て確定した。一方、法務省保護局については、調査対象とする者の範疇と範囲を確定し、質問項目に対する承認も得て、2019年3月には対象となる全国の保護観察所に質問票を発送した。なお、対照群に対する調査については、質問項目を確定しており、犯罪・非行群の調査がある程度実施できた時点で、専門業者にネット調査を依頼する予定である。また、本研究では、「多文化共生社会の条件を探る」ために欧米の多民族国家を訪問し、移民政策や社会統合策、異文化背景をもつ者に対する刑事政策の制度と運用の実際を調査することを計画している。2018年度には、研究メンバー全員で、3月に約1週間、ドイツ、イギリスの刑事司法関係機関とNGOを視察し、担当者から情報を収集した。非行や犯罪を行なった者に対する調査の実施は容易ではないが、ちょうど政府が入国管理政策を修正し、2019年度から「特定領域」での外国人労働者の入国を推進することになっているところから、本研究の意義が法務省矯正局・保護局の政策的関心と合致し、本調査の成果が両局から期待されている。そういう事情から、法務省の全面的理解と協力を得ることが可能となり、順調に調査を開始することができた。また、ドイツとイギリスの刑事司法機関やNGOの視察については、在独・在英日本大使館の法務一等書記官に、本視察も含め調査研究の意義をよく理解していただけ、視察先の調整において多大な支援を得ることができ、結果的に、「多民族国家の移民統合政策の経験から学ぶ」という目的に沿って、貴重な情報を多く入手することができた。2019年度以降はドイツとイギリスで入手した情報を分析し、考察を深めていくことにしている。文献研究については、研究メンバーごとに適宜進めている。2019年度には異文化背景をもつ非行・犯罪群と対照群への質問紙調査を完了し、分析と考察を進めていく。また、欧米のいずれかの多民族国家への視察を実施する。さらに、移民の統合と異文化背景をもつ者の逸脱行動に関する文献研究も、引き続き進めていく。

また、ドイツとイギリスの刑事司法機関やNGOの視察については、在独・在英日本大使館の法務一等書記官に、本視察も含め調査研究の意義をよく理解していただけ、視察先の調整において多大な支援を得ることができ、結果的に、「多民族国家の移民統合政策の経験から学ぶ」という目的に沿って、貴重な情報を多く入手することができた。2019年度以降はドイツとイギリスで入手した情報を分析し、考察を深めていくことにしている。文献研究については、研究メンバーごとに適宜進めている。2019年度には異文化背景をもつ非行・犯罪群と対照群への質問紙調査を完了し、分析と考察を進めていく。また、欧米のいずれかの多民族国家への視察を実施する。さらに、移民の統合と異文化背景をもつ者の逸脱行動に関する文献研究も、引き続き進めていく。2018年度末の3月にドイツ・イギリスへの視察を行なったので事務処理上の理由により、そのための経費を当該年度に執行することが叶わなかった。視察は研究代表者と研究協力者の立替払いによって実施しており、来年度予算から執行する予定である。次年度使用額484,700円は、研究メンバーの立替払いによって既に執行している2018年度3月のドイツ・イギリス視察のための費用に充当し、その後に出る残金は、現在実施中の質問紙調査の分析のための費用に充てる予定である。
パルスめっきによる垂直磁気異方性膜の形成

金属合金の電析では,析出膜はしばしば特定の結晶方位に配向する,いわゆる優先方位を持つことが知られている.それ故,磁化容易軸を優先方位とする電析膜を形成すれば,垂直磁気異法性膜が得られるはずである.この優先方位は,一般に金属及び結晶化過電圧に依存する.我々は,先にパルスめっきでは,パルス条件により結晶化過電圧を広い範囲で変化させることが出来るので,パルス電流を用いて優先方位を抑制することが出来ることを見いだした.本研究では,定電流パルスを用いてコバルトおよびコバルト基合金の電説を行ない,得られた析出膜のX線解析により優先方位の測定を行なうとともに析出膜の組織観察ならびに磁気的性質の測定を行なった.電解液としてワット型浴のコバルトめっき浴を基本組成とし,特にパルス条件を平均電流密度(iav),パルス時間(ton),休止時間(toff),により設定し, iav=5-50×10-3A/cm^2, ton=1msとし, Duty cycle(ton/(ton+toff))を0.05-1.0の範囲で変化させて垂直磁気記録媒体に必要なコバルとhcp結晶のc軸に優先方位を有する電析膜を得る電析条件を求めた.垂直磁気記録媒体に必要なコバルト結晶の優先方位はX線回析では(002)面のピークとなってc軸の配向が現われる.得られた電析膜のX線回析図により,低および中程度の電流密度では(110)面に強い配向性を示すが,高電流密度すなわちピーク電流密度100mA/cm^2以上では急激にその配向性が減少し,それとともに(002)面への配向性が現われてくるなど,優先方位と過電圧の相関関係を明らかにした.また,析出膜の組織観察では,低電流密度で得られた電析膜の断面は柱状組織となり,高電流密度になるにしたがってその断面は微細な球状組織に変化することが明らかになった.高密度記録媒体として有用な垂直磁気異方性膜が得られるパルス条件を見いだすことができた.金属合金の電析では,析出膜はしばしば特定の結晶方位に配向する,いわゆる優先方位を持つことが知られている.それ故,磁化容易軸を優先方位とする電析膜を形成すれば,垂直磁気異法性膜が得られるはずである.この優先方位は,一般に金属及び結晶化過電圧に依存する.我々は,先にパルスめっきでは,パルス条件により結晶化過電圧を広い範囲で変化させることが出来るので,パルス電流を用いて優先方位を抑制することが出来ることを見いだした.本研究では,定電流パルスを用いてコバルトおよびコバルト基合金の電説を行ない,得られた析出膜のX線解析により優先方位の測定を行なうとともに析出膜の組織観察ならびに磁気的性質の測定を行なった.電解液としてワット型浴のコバルトめっき浴を基本組成とし,特にパルス条件を平均電流密度(iav),パルス時間(ton),休止時間(toff),により設定し, iav=5-50×10-3A/cm^2, ton=1msとし, Duty cycle(ton/(ton+toff))を0.05-1.0の範囲で変化させて垂直磁気記録媒体に必要なコバルとhcp結晶のc軸に優先方位を有する電析膜を得る電析条件を求めた.垂直磁気記録媒体に必要なコバルト結晶の優先方位はX線回析では(002)面のピークとなってc軸の配向が現われる.得られた電析膜のX線回析図により,低および中程度の電流密度では(110)面に強い配向性を示すが,高電流密度すなわちピーク電流密度100mA/cm^2以上では急激にその配向性が減少し,それとともに(002)面への配向性が現われてくるなど,優先方位と過電圧の相関関係を明らかにした.また,析出膜の組織観察では,低電流密度で得られた電析膜の断面は柱状組織となり,高電流密度になるにしたがってその断面は微細な球状組織に変化することが明らかになった.高密度記録媒体として有用な垂直磁気異方性膜が得られるパルス条件を見いだすことができた.
救命救急センターでの脳外傷患者に対する早期リハビリテーションの効果

学術雑誌での発表では平成16年に「リハビリテーション医学」誌において外傷性脳損傷のリハビリテーション-急性期におけるリハビリテーション-として報告した。出版物では先端医療シリーズ36リハビリテーション医学リハビリテーションの新しい流れにおいて救命救急センターでのリハビリテーションの項目を担当し、脳外傷を中心に今回の結果と結果に基づくリハアプローチについて著述した。今後の継続研究としては急性期における軽症脳外傷患者における高次脳機能障害の評価方法とリハアプローチを観点に行いたいと考えている。脳外傷患者の社会復帰は、運動障害のみならず、記憶障害・認知障害や行動障害などの高次脳機能障害が地域生活活動に大きな影響を及ぼしている。救命救急センターにおけるリハビリテーションは、特に重症者に対する急性期リハビリテーションとして重要であるにもかかわらず、リハビリテーションスタッフが次第に充実してきた現在においても十分とはいえず、特に専門的技術を有したリハビリテーション専門医が関わっている施設は未だに少ない。本研究において今年度は、(1)急性期における脳外傷患者に対する包括的な評価を行い最終的な予後予測の判定材料とすること、(2)急性期における脳外傷患者に対するリハビリテーションのOutcomeを明らかにすることを目的として研究を施行している。脳外傷患者急性期に対するリハビリテーションの評価表試案を作成し、当病院における倫理委員会の承認を得た。評価表の内容は、意識障害の評価としてGlasgow Coma Scale(GCS)を、運動障害に関してはその種類と麻痺の程度を(片麻痺についてはBrunnstrom stageを使用)、全般的知能評価としてMini Mental State Test(MMST)を、外傷後健忘に関してはGalveston Orientation and Amnesiatest(GOAT)を、合併症の評価として各部位とその程度を、日常生活動作の評価としてFunctional Independence Measure(FIM)を、脳外傷に対する総合評価としてDisability Rating Scale(DRS)を、感覚入力の評価として体性感覚誘発電位(SEP)を用いたものである。審査を通過した後、直ちに症例を蓄積しており、まもなく予定数に達する見込みである。その後検者内および検者間信頼性、鋭敏性、正確性、順序尺度、各評価との基準関連妥当性および相関関係の検定を行う。研究成果については第41回日本リハビリテーション医学会学術集会のシンポジウム「脳外傷のリハビリテーション」において報告し、雑誌「リハ医学」に研究業績を報告することが決定している。本研究の目的は救命救急センターに入院した脳外傷患者に対して早期から適切なリハビリテーションを行い、その効果について客観的に証明した上で、リハビリテーション施行後の予後予測、回復期リハビリテーションとの連携を円滑に行うことである。今年度は、まず昨年度に作成した評価表に基づき、昨年度より症例数を増やして救命救急センターにおける早期リハビリテーションの効果について検討した。またその結果の一部を平成16年6月2日から4日に開催された第41回日本リハビリテーション医学会のシンポジウム「脳外傷のリハビリテーション」のシンポジストとして報告した。さらに雑誌リハビリテーション医学に今回の結果から得られたリハの効果、患者に対する対応、リハスタッフのチームワーク、回復期のリハビリテーション病院との連携について報告した。次に当院を退院してその後に回復期にリハ専門病院で十分なリハを行い、自宅退院した患者に対するデータベースを構築した。さらに可能な症例については就労・就学との関係についても検討した。症例数が十分ではないため今年度は紙面・学会等での報告は行わなかったが、来年度に報告する予定である。また平成16年9月に米国バージニア州にあるバージニアコモンウェルス大学医学部リハビリテーション科を訪問し、米国のモデルシステムについて見学するとともに、約1時間の講演を行い、意見を交換した。その中で特に高次脳機能障害に対する早期からの心理的アプローチの重要性を認識し、今後の研究に活用することとなった。本年度は脳外傷患者に対する救命救急センターの時点からの積極的なリハビリテーションに対する長期的な経過観察からの結果を明らかにすることを目的に研究を施行した。まず急性期から積極的にリハビリテーションを施行した患者に対して最終的な機能ゴールからそのOutcomeについて判定した。次に高次脳機能障害を合併した軽度脳外傷患者に対してその回復過程と社会復帰の状況について調査を行なった。また急性期から回復期・慢性期への継続したリハシステムの重要性を検証することを課題として研究を施行した。研究成果としては平成17年6月の第42回日本リハビリテーション医学会において「急性期から積極的にリハを施行した外傷性脳損傷患者に対する予後調査」として高次脳機能障害を合併した脳外傷患者に対してその回復過程と社会復帰の状況について発表を行なった。また平成18年2月の第4回国際神経リハビリテーション医学会において`Effect of early rehabilitative approach for traumatic brain injury patients on emergency care unit in Japan'として急性期から積極的にリハビリテーションを施行した患者に対するOutcomeについて発表した。また「救命救急センターでのリハビリテーション」というテーマで脳外傷患者に対する早期リハビリテーションの重要性を著述した。今後は急性期から回復期・慢性期への継続したリハシステムの重要性の検討について報告するべく準備を進めている。

今後の課題としては急性期において身体機能障害が軽度で、高次脳機能障害が主体で早期に退院する患者に対する研究が不十分であり、これらの患者に対する高次脳機能障害、行動障害、PTSD、感情障害などの発生頻度、長期経過を明らかにする目的で研究を進める予定である。
画家による近代和風庭園の系譜

近代京都画壇で活躍した3人の日本画家の作庭について、それぞれ、以下のような成果を得た。(1)山元春挙:(1)春挙は、芦花浅水荘の庭園を機能的にも形態的にも琵琶湖と一体のものとしてデザインした。(2)庭園は建築と平行して施工された。(3)施工は、当初、京都の庭師・本井政五郎、その後、大津の庭師・木村清太郎が引き継ぐ。(2)橋本関雪:(1)関雪は、蟹紅鱸白荘にはじまり、白沙村荘,走井居、冬花庵と、生涯、建築や作庭に情熱を保ち続けた。(2)建築や作庭も、絵画と同様の創作と見なしていた。(3)白沙荘の施工は、青木集、本田安太郎などの庭師がおこなったが、細部にわたり、関雪の指示があった。(4)関雪の庭園には、中国の文人趣味に対する傾倒や歴史的教養主義がうかがえるが、明治大正時代に京都で主流をなした写実的風景式庭園のはんちゅうに入るものといえる。(3)竹内栖鳳:(1)霞中庵庭園の築造は、従来いわれていた大正元年ではなく、大正3年頃の可能性が大きい。(2)庭園のデザインは、建築同様、栖鳳の考案によるものである。施工にたずさわった庭師は本井政五郎である可能性がある。(3)霞中庵庭園は、芸生の広がり、カエデの樹林、流れ外部景観(嵐山)などで構成され、その平明さ、軽快さは、栖鳳の画風と一脈通じるものがある。上記の各画家の作庭を観察すると、関雪・栖鳳については、作庭と画風に共通性が見出せるが、春挙の芦花浅水荘は大和絵風の明るさ・のびやかさがあり、峻厳な画風とはやや趣を異にする。しかし、その春挙にしても、写真に熱中したという写実を重んじる基本的な態度が、その作庭の中に着取できる。山元春擧の芦花浅水荘(大津市)・橋本関雪の白沙村荘(京都市左京区)について、現地調査・聞き取り調査及び文献史料の収集等を行った。さらに、横山大観の池之端邸庭園(東京都台東区)に関する、資料も収集した。芦花浅水荘庭園:山元家所蔵の写真や築造記録(『別荘入費及祝品控』)などを中心に庭園の築造過程や意匠上の特徴を分析・検討し、以下のことがらを明らかにした。(1)春擧は、芦花浅水荘の庭園を形態的にも機能的にも琵琶湖と一体のものとしてデザインしたこと(2)庭園の施工は建築と並行して大正4年の築造当初から行われたこと(3)作庭にたずさわったのは、当初は京都の庭師本井政五郎で、その後地元大津の庭師木村清太郎がうけついだこと(4)明治末か大正初期にかけて、春擧は京都の本邸の庭を作り、龍安寺石庭を作品にするなど、庭園に関する興味を強くもっていたこと。なお、これらの成果は、日本造園学会誌『ランドスケープ研究』58巻5号(1995年3月)に「芦花浅水荘庭園の築造過程とデザイン」として掲載する。白沙村荘庭園:同時代の京都の庭園とはやや異なった趣を持つ白沙村荘の庭園意匠は、本質的には写意性に起因することを庭園の現地調査及び関雪の画風の分析等から仮説として持つに至った。その写

意性は、絵画作品と同様、漢籍などに深く通じ、写実のみに撤することを是としなかった関雪の資質によるものと考えられる。次年度さらに詳細に調査・研究を進める予定である。池之端邸庭園:池之端邸は1907年に築造されたが、1945年の東京大空襲で焼失し、戦後大観自身の手で再興された。この池之端邸の庭園の変遷及び大観の庭園観について記した資料を収集し、大観の庭園観を考察する端諸を得た。橋本関雪・竹内栖鳳の庭園については下記の通りの成果を得た。また、横山大観、神坂雪佳に関しては、既収集末整理資料の整理及びワープロ入力を行い、今後の研究の基盤を整えた。橋本関雪:閉鎖登記簿謄本による白沙村荘(京都市)、蟹紅鱈白荘(明石市)、走井居(大津市)、冬花庵(宝塚市)の土地入手経過調査、現地調査による庭園デザイン調査、「家」(『関雪随筆』所載)などの著述や〈春龍出蟄図〉〈池亭看魚図〉などの絵画作品の検討・分析から、以下のことがらを明らかにした。(1)大正2-3年の蟹紅鱈白荘に始まり、晩年の冬花庵に至るまで、関雪は絶え間なく建築や作庭に関わっていること(2)建築や作庭を画作と同様の創作と公言しており、それらがいわば関雪の生涯の目的であったともみなせること(3)白沙村荘の作庭に携わった庭師は、青木某・本田安太郎等でデザインは関雪の指示に依ったこと(4)関雪の庭園は、歴史性を重んじる教養主義や中国の文人に対する傾倒がうかがえるものの、基本的には近代の写実的風景庭園の系譜上にのるものであること。15EA03:竹内栖鳳:閉鎖登記簿謄本による霞中庵の土地入手経過調査や、庭園の現地調査、「涼台小話」などの著述や〈保津川図〉などの絵画作品の検討・分析から以下のことがらを明らかにした。(1)霞中庵庭園の築造は従来言われていた大正元年頃ではなく、大正3-4年頃の可能性が高いこと(2)庭園のデザインは、建築同様、栖鳳によるものであるが、施工に携わった庭師は、本井政五郎(芦花浅水荘庭園の施工に従事した庭師)の可能性があること(3)霞中庵庭園は、芝生の広がり、カエデの樹林、流れなどから構成されている。その明るさ・軽快さは、近代の写実的風景庭園の特色を顕著に示すとともに、四条派の流れを汲みつつヨーロッパの風景画の成果も取り入れた栖鳳の画業に一脈通じるところを見いだせるものである。
河口ラグーンの自然浄化機能

河口域ラグーンに形成される汽水性干潟の自然浄化機能を,そこに多発する多毛類の干潟浄化能における役割の観点より評価した.底泥の有機物分解活性としては,一段に酸素消費活性や炭酸ガス生成活性が測定されているので,まず七北田川河口干潟から底泥のカラムを,底泥表層の層構造を壊さないように採取して,底泥と上水ときガス交換より,底泥の酸素消費,炭酸ガス放出活性を測定した.その結果,七北田河口域干潟底泥の酸素消費活性は平均122mmol/m^2日,炭酸ガス放出活性は平均166mmol/m^2/日,炭酸ガス放出活性は平均166mmol/m^2/日の値をえたが,低泥カラムの間での差が極めて大きかった.河口ラグーン干潟では,多毛類のゴカイが最も普通にみられる底生動物であるので,つぎにカラム内のゴカイの現存量と底泥の総酸素消費活性,総炭酸ガス放出活性との関係を調べた.その結果,ゴカイの現存量と底泥の酸素消費活性および炭酸ガス放出活性との間には,強い正の相関があることが明らかとなった.すなわち,ゴカイが存在する場合,底泥の酸素消費活性はゴカイがいない場合の約5倍,炭酸ガス放出活性では約3倍にも達することが判明した.ゴカイが有機物分解活性を高める場合,ゴカイ自身が呼吸によって酸素を消費し,炭酸ガスを放出する,すなわちゴカイが直接に有機物を分解する場合と,ゴカイが底泥を撹拌することなどにより,微生物による有機物の分解を促進し,間接的に有機物分解を高める場合が考えられる.そこで,ゴカイ自身の有機物分解能すなわちゴカイの呼吸を測定したところ,ゴカイが存在する場合には,底泥の総酸素消費活性の53%はゴカイ自身の呼吸による活性であり, 26%がゴカイの活動によって微生物の有機物分解活性が促進されたためによるものと推定された.また,炭酸放出活性においては,ゴカイの呼吸による活性が36%,ゴカイによる間接的な活性の促進が37%になることが判明した.河口域ラグーンに形成される汽水性干潟の自然浄化機能を,そこに多発する多毛類の干潟浄化能における役割の観点より評価した.底泥の有機物分解活性としては,一段に酸素消費活性や炭酸ガス生成活性が測定されているので,まず七北田川河口干潟から底泥のカラムを,底泥表層の層構造を壊さないように採取して,底泥と上水ときガス交換より,底泥の酸素消費,炭酸ガス放出活性を測定した.その結果,七北田河口域干潟底泥の酸素消費活性は平均122mmol/m^2日,炭酸ガス放出活性は平均166mmol/m^2/日,炭酸ガス放出活性は平均166mmol/m^2/日の値をえたが,低泥カラムの間での差が極めて大きかった.河口ラグーン干潟では,多毛類のゴカイが最も普通にみられる底生動物であるので,つぎにカラム内のゴカイの現存量と底泥の総酸素消費活性,総炭酸ガス放出活性との関係を調べた.その結果,ゴカイの現存量と底泥の酸素消費活性および炭酸ガス放出活性との間には,強い正の相関があることが明らかとなった.すなわち,ゴカイが存在する場合,底泥の酸素消費活性はゴカイがいない場合の約5倍,炭酸ガス放出活性では約3倍にも達することが判明した.ゴカイが有機物分解活性を高める場合,ゴカイ自身が呼吸によって酸素を消費し,炭酸ガスを放出する,すなわちゴカイが直接に有機物を分解する場合と,ゴカイが底泥を撹拌することなどにより,微生物による有機物の分解を促進し,間接的に有機物分解を高める場合が考えられる.そこで,ゴカイ自身の有機物分解能すなわちゴカイの呼吸を測定したところ,ゴカイが存在する場合には,底泥の総酸素消費活性の53%はゴカイ自身の呼吸による活性であり, 26%がゴカイの活動によって微生物の有機物分解活性が促進されたためによるものと推定された.また,炭酸放出活性においては,ゴカイの呼吸による活性が36%,ゴカイによる間接的な活性の促進が37%になることが判明した.
子どもの自己制御学習に関するコーピングモデルの研究

自己制御学習や学習への動機づけに関する実証研究を行った。第1に、自己制御学習に関する発達研究を行った。この研究は、小学校から中学校にかけての横断研究である。学習時における援助要請および情報探索に対する達成目標の影響が,学年により、発達に違いがあるかを,小学校4年生から中学1年生を対象に,調査した。その際に,学年ごとのモデルの潜在変数の同質性を保証するために,多母集団の同時分析を共分散分析により、行った。その結果,有能さを求めることを内容とする学習目標が、援助要請に対する利得感に正の影響を与えることが示された。一方、有能であることを誇示することを内容とする遂行目標が、援助要請の利得感に正の影響をもたらすこと,援助者に対する援助性認知が,援助要請の利得感に正の影響を与えることが示された。また,援助要請の利得感の方が,援助要請の損失感よりも,実際の援助要請行動に影響していた。最後に,情報探索行動には,どの学年においても,学習目標が正の影響を与え,遂行目標は有意な影響を与えなかった。第2に、自己制御学習において,情動制御と学習方略を包括的に扱うことを目的とした,コーピングモデルを提唱した.このモデルの特徴は、達成目標が,学習場面での情動反応に影響し、それへのコーピングとして、字個性学習方略や負の情動に対する情動制御方略の使用が促されるというものであった。さらにこのモデルには,介入のためにメタ情動変数を組み込んだ,メタ情動とは,情動反応に関する覚知や評価を意味する。これが情動反応を媒介として、あるいは直接的に各方略に影響すると仮定した。このモデルを検証するために、小学生193名を対象に質問紙調査を行った.調査によって集められたデータを共分散構造分析した結果,このモデルを支持する結果を得た.自己制御学習や学習への動機づけに関する実証研究を行った。これは、小学校から中学校にかけての横断研究である。その概要は学習時における児童・生徒の援助要請および情報探索に対する達成目標の影響が,学年によってどのように発達するのかを,小学校4年生から中学1年生を対象に,調査したものである。その際に,学年ごとのモデルの潜在変数の同質性を保証するために,多母集団の同時分析を行った。その結果,学習目標が援助要請の利得感に正の影響を与えること,遂行目標が援助要請の利得感に正の影響をもたらすこと,援助者に対する援助性認知が,援助要請の利得感に正の影響を与えることが示された。第2に、子どもの達成目標傾向と教師や子どもの教室行動の関係を、達成目標に影響を与えるとされる、教室の目標構造(Ames,1992)の観点から分析を試みた。目標構造とは、教室における特定の目標を強調する風土のことでみる。小学校6年生で、達成目標のうち、学習目標傾向の高い1クラスと、遂行目標傾向の高い1クラスを選び、授業を観察した。その結果、学習目標が高い傾向のクラスと遂行目標が高い傾向のクラスでは、教師の指導・授業過程に違いがみられた。このモデルを検証するために、小学生193名を対象に質問紙調査を行った.調査によって集められたデータを共分散構造分析した結果,このモデルを支持する結果を得た.
分子進化学的手法を用いたエナメライシン(MMP-20)遺伝子の解析

得られたワニcDNAは1345塩基、448アミノ酸残基からなるオープンリーディングフレーム(ORF)を含む1496塩基配列で、カエルcDNAは1434塩基、478アミノ酸残基からなるORFを含む2413塩基配列で構成されていた。ワニcDNAの5'領域の一部は得られたクローンには含まれておらず,シグナル配列の構成は不明であった。一方で,カエルcDNAの5'領域は22個のアミノ酸残基からなるシグナル配列をコードしていた。ワニおよびカエルcDNAから推定されるアミノ酸配列を既知の哺乳類のMMPファミリー遺伝子と比較すると,ワニが6771%、カエルが6469%の高い相同性を示した。アミノ酸配列をもとに分子系統樹を描くと,ワニおよびカエルは哺乳類のMMP20とともに他のMMPファミリーとは独立した一つのクラスターを形成し,相互的位置関係も予測されたものと一致していた。さらに,両遺伝子は哺乳類のMMP20遺伝子と同様に10個のエクソンより構成され,イントロン・フェイズも哺乳類のそれと一致していた。以上の結果はMMP20が両生類,爬虫類および哺乳類の進化の過程でよく保存されたタンパクであることを示していた。哺乳類においてMMP20の主な機能はエナメル基質タンパクであるアメロジェニンの機能型ペプチドへの分解であると考えられている。その機能を司る上で最も重要な領域であると考えられるキャタリストドメインや機能を促進すると考えられるヘモペキシン様ドメインには特に高い保存性が認められ,これらの領域は進化において変異に対する負の選択が強く働いていると推察された。このことは両生類および爬虫類においてもMMP20が哺乳類と同様の機能を営んでいることを示唆している。
複雑系分子間相互作用の第一原理計算

密度汎関数理論(DFT)は分散力を記述できない。よく行われる経験的な分散力補正は新しい系への適用が難しい。そこで本研究では、電子密度応答関数に対する局所近似(Local Response)に基づいて分散力(Dispersion)を非経験的に算出するLRD法を考案し、弱い相互作用を高精度かつ効率的に記述できる新しい手法を開発した。LRD法は分子中の原子間分散力係数を基底状態電子密度の汎関数として与える。さらに、多中心相互作用への拡張や自己無撞着的解法の実装を行い、複雑な分子集合体の高精度量子化学計算を可能にした。局所密度近似や一般化勾配近似に基づく密度汎関数理論(DFT)は分散力を記述できない。よく行われる経験的な分散力補正は経験的なパラメータの適用範囲が限られる。一方波動関数理論に基づく電子相関法は分散力などの弱い分子間相互作用を記述することが出来るが、計算コストが高すぎるので生体分子のような大規模・複雑系への適用は困難である。そこで本研究では、電子密度応答関数に対する局所近似(Local Response)に基づいて分散力(Dispersion)を非経験的に算出するLRD法を考案し、弱い相互作用を高精度かつ効率的に記述できる新しい手法の開発を目指した。またメモリ共有型、および分散メモリ型の並列実装を行い、大規模系への応用に向けて電子状態計算パートの準備を完了した。最終年度である平成25年度に、この方法を第一原理分子動力学計算に拡張し、生体分子のTHzスペクトルのシミュレーションに応用する。密度汎関数理論(DFT)は、低コストで電子相関を取り入れた量子化学計算を行うことができる。しかし、ファンデルワールス力などの弱い分子間力を記述できないという大きな問題を抱えていた。申請者は先行研究[若手研究(B), 09011502, H21-H22]で、局所応答分散力(DFT-LRD)法と呼ぶ分散力計算手法を開発し、この問題を克服した。本研究ではこれを発展させ、テラヘルツ帯の指紋スペクトルなどの実験と直結する、複雑系分子間相互作用の第一原理計算を展開した。これまで、分子間力の第一原理計算では相互作用エネルギーの計算や構造解析が最終目標であることが多かった。本研究はもう一歩踏み込んで、“分子間相互作用を測る"テラヘルツ吸収スペクトルをシミュレーションによって測ることを提案した。この新しい視点は、対象が複雑になればなるほど重要性を増すと考えられる。本研究では、分子間力が支配する分光パラメータを理論的に計算することにより、理論と実験のインタープレイを模索した。この目標は完全には達成できなかったので今後の課題とする。これが実現されれば、例えば、生体反応における「鍵と鍵穴」の関係が分子間力のダイナミクスの観点から理解される。つまり、活性部位に特徴的な指紋スペクトルを分子間振動モードに帰属して理論的に解釈できる。これは、生体反応を制御したり模倣したりする工学的な取り組みへの道を拓く。なぜなら、近年のナノ空間化学の進歩により、特定の分子間相互作用を断ち切ったり強調したりすることが、既に技術的に可能となりつつあるからである。今後この方法を第一原理分子動力学計算に拡張し、生体分子のTHzスペクトルのシミュレーション等に応用していきたい。研究計画は次の三つのパートからなる。(1)局所応答分散力法に基づく高精度密度汎関数理論(LRD法)のプログラム整備(2) LRD法に基づく電子状態計算からエネルギー勾配を受け取り、第一原理分子動力学計算を行うためのコード作成(ab-initio MD)本年度までに、研究計画の要である(1)を完了した。具体的には、効率的な解析的エネルギー勾配法の導出と実装(23年度)、ONIOMM法による大規模系計算への拡張(23年度)、およびメモリ共有・メモリ分散両タイプの並列実装(24年度)を行った。DFT-LRD法の自己無撞着的解法の実装を行い、複雑な分子集合体の高精度量子化学計算を可能にした。

これは研究計画において当該年度に実施予定の項目であり、本開発の核をなすものである。同じく研究計画において当該年度実施予定とした分子動力学プログラムの整備は未完了であった。(1)分子動力学プログラムの実装量子化学計算プログラムとのインターフェースを備えたボルン・オッペンハイマーMDを実装する。MD計算から吸収スペクトルを抽出するために[Noid et al, JCP (1977)]、系の双極子モーメントの自己相関関数を計算する。これをフーリエ変換することにより吸光断面積を求める。DFT-LRD計算のボトルネックは、自己無撞着場(SCF)の手続きにおけるクーロン、厳密交換、および交換相関汎関数からの寄与を含むFock行列の繰り返し計算である。この中で、厳密交換項の効率化が最も難しいが、弱い分子間力や結合変換を精度良く記述するために不可欠である。本研究ではデュアルレベル(DL)法[Nakajima and Hirao, JCP (2006)]を用いて計算の高速化を図る。(3) DFT-SAPT法の開発対称適合摂動論(SAPT)は、単量体の波動関数を基底として二量体の分子間相互作用を摂動展開する高精度な分子間力計算手法である。本研究ではLC-DFT [Iikura, JCP (2001); Sato et al, JCP (2005)]に基づくDFT-SAPTを開発し、精密な分子間相互作用解析を可能にする。(2) DFT-LRDの高速化DFT-LRD計算のボトルネックは、自己無撞着場(SCF)の手続きにおけるクーロン、厳密交換、および交換相関汎関数からの寄与を含むFock行列の繰り返し計算である。国内会議および国際会議のための旅費、メインコード開発のためのLinux搭載デスクトップコンピュータ購入のための支出を予定している。国内会議および国際会議のための旅費:600,000円、メインのコード開発のためのLinux搭載デスクトップコンピュータ:300,000円、その他:100,000円の支出を予定している。
顎骨の成長を制御する感受性遺伝子の解析と遺伝子治療に向けての検討

顎形成の遺伝支配を明らかにするために、遺伝的背景の異なる2種のマウス近交系統、C3H/lprとMRL/rpl (MRL/lprマウスのX染色体上のSAP遺伝子に変異をきたしたマウス)の交配により背景遺伝子を再構成した(MRL×C3H)F2マウスを作出(250匹)し、それぞれのマウスに対して、体重を測定後、頭部標本を採取し、上顎骨と下顎骨の大きさを実測した。上・下顎骨の大きさ、形状(幅と長さの比)、両顎骨の調和的成長指標(上顎骨と下顎骨の測定値の比)に対して、マイクロサテライトマーカーを用いた全ゲノム連鎖解析を行った。その結果、以下のことが明らかとなった。1.下顎幅の成長には雌雄差が見られる。2.上・下顎の幅、上・下顎の形態、長さの調和的成長は多遺伝子に影響される。3.下顎の形態や上・下顎の幅の調和的成長は下顎幅の成長に規定される。4.上・下顎の幅の比に関わる候補遺伝子座は1、10、11番染色体の3領域に存在する。IGFは、成長ホルモン(GH)の成長促進作用を仲介するペプチド性成長因子の一つであり、IGFの産生に異常が起こると、様々な内分泌疾患や骨代謝疾患の原因となる。特に顎・顔面領域では顎骨の過成長、形成不全、小顎症、著明な咬合異常などを生じることが知られている。GHやIGFは、このような先天的な顎骨の形態や大きさの異常、咬合異常などを呈する疾患の治療標的と考えられている。本研究では、生理的な顎骨の大きさ、上・下顎骨の調和的成長の遺伝的制御の一端を明らかにした。これら遺伝子座にはIGF結合タンパク関連遺伝子が存在することから、原因不明の顎骨や顎顔面部の発育障害に対しても、IGF作用を標的とした治療の可能性が示唆された。Insulin-like growthfactor(IGF)は、成長ホルモン(GH)の成長促進作用を仲介するペプチド性成長因子の一つであり、IGFの産生に異常が起こると、様々な内分泌疾患や骨代謝疾患がひき起こされ、顎・顔面領域では顎骨の過成長、形成不全、小顎症、著明な咬合異常などが生じる。このようなIGFの産生異常に起因する顎骨の形態や大きさの異常、咬合異常などを呈する疾患には、GHやIGFを標的とした治療法の開発が望まれる。しかし、GHやIGFの機能は多岐にわたり、全身に及ぼす様々な影響を考慮すると、GHやIGFの投与による治療には多くの困難をともなう。そこで、本研究では顎骨の大きさを規定する遺伝子解析を行い、とくに顎骨成長におけるIGFの作用に関与する感受性遺伝子との関連を検討することにより、IGFの機能を組織選択的に制御しうる新しい遺伝子治療法の開発を目的とする。平成18年度には、一般的な大きさのC3H/lprマウス(3か月齢の体重:約30g)と、C3H系マウスに比べて体重が1.5倍で体長も大きいMRL/rplマウス(MRL/lprマウスのX染色体上のSAP遺伝子に変異をきたしたマウス)との交配により、背景遺伝子を再構成したマウス(MRL×C3H)F2群を約300匹作出し、体重を測定後、頭部標本を採取し、顎骨の大きさを実測した。

顎骨の大きさとマイクロサテライトマーカーを利用したDNA多型とのリンケージ解析を行った結果、第1染色体と第10染色体に下顎幅径を規定する候補遺伝子座が存在することが示唆された。さらに、これらの遺伝子座に存在する候補遺伝子をゲノムデータベースを用いて検討したところ、これらの遺伝子座にはIGF結合タンパク関連の遺伝子が存在することが明らかとなった。1.上下顎の幅あるいは長さの調和は、多遺伝子に影響される。2.上下顎の形態は多遺伝子に影響される。3.下顎幅の成長には雌雄差がある。4.下顎の形態や上下顎の幅の調和は下顎幅によって影響される。5.上下顎の幅の比に関わる遺伝子座は1と10と11にある。
ＦｅＣｏ薄膜のナノ構造制御による高保磁力化

本研究では薄膜技術を用いてFeCoの格子を制御し、格子歪などを導入することで格子の軸比を変化させたときの磁気特性の変化を調べた。1. Rh下地層上にFeCoエピタキシャル薄膜を作製し、熱処理することで保磁力が増大し、このときRh/FeCo界面においてFeCo層に格子歪がみられた。(i)磁性下地層の成膜条件の検討ならびに、(ii)磁性下地層上に成膜したFeCoの格子歪と磁気特性の調査Fe4N(001)上にFeCoがエピタキシャル成長した場合、その格子の軸比(c/a)は1.21になると計算され、高い結晶磁気異方性が発現する可能性がある。そこで、Fe4N(001)薄膜の作製条件を検討した結果、スパッタリングガスであるArにN2ガスを混合することでFe4N相の(001)面に由来するピークの出現をXRDにて確認した。しかしながら、Feのピークが残存しており、Fe4N単相膜を得るためにはさらなる成膜条件の検討が必要であることが分かった。そこで、単相であるために比較的容易にエピタキシャル薄膜が得られ、かつFeCoの軸比(c/a)を変化できる可能性のあるRhを下地層として用い、FeCoをエピタキシャル成長させた場合のFeCoの軸比を調べた。成膜条件の最適化を行った結果、Rh(001)[100]//FeCo(001)[110]の方位関係でエピタキシャル成長したFeCo薄膜が得られた。このときFeCoのc/aは1.01であった。Nなど軽元素はFeCoの格子間に侵入し、その格子定数を歪ませる可能性がある。そこでAr+N2混合ガスを用いてFeCo層を成膜し、磁気特性と格子定数を調べた。Arガスに窒素ガスを20%混合してFeCo層を成膜するとFe4N相のピークが出現したことから、窒素ガス混合スパッタ法を用いることによりFeCo層の窒化に成功したと考えられる。たま、窒素ガスを10%混合してFeCo層を成膜し、さらに200°Cで熱処理した試料ではc/aが1%程度伸びることが分かった。具体的には以下の検討を行った。(a)下地層による格子歪と磁気特性への影響調査(b)添加元素による格子歪の導入と磁気特性への影響調査本研究により、以下の内容が明らかになった。1. Rh(100)下地層上にFeCoエピタキシャル薄膜を作製することができた。このRh/FeCo薄膜を200°Cで熱処理することで、膜面直方向において比較的大きな保磁力が得られた。この保磁力は、Rh/FeCo/Rh/FeCo積層膜で報告されている保磁力と同等の値であった。2.このFeCo薄膜の組織観察を行った結果、Rh/FeCo層界面近傍において、約10 nmにわたり格子縞に乱れが見られた。これはFeCo層内におよそ10 nmにわたり格子歪が導入されたことを示しており、Rh/FeCo界面ではFeCo層に歪が導入され、それによって保磁力が向上した可能性を示唆している。3.添加元素によるさらなる格子歪の導入を目指し、Rh下地層上にFeCo-XまたはFeCo-X-N薄膜(X=Zr,Mn,Cr,V,Sn)を作製した。その結果、c/aが最大で6%ほど増大したFeCo系薄膜が得られ、さらに膜面直方向に異方的な磁化曲線を示した。これは添加元素によりFeCo-X層のc/aが増大し、それによってc軸方向に異方的な磁気異方性を発現したためと考えられる。H24年度は装置トラブルもあり当初の計画からやや遅れているが、すでにその遅れをカバーできる体制を整えており、研究全体の進捗に問題はない。25年度が最終年度であるため、記入しない。本年度はRh下地層上に成膜されたFeCoの格子歪および磁気特性について調査する。具体的な研究内容は以下の通りである。軽元素である窒素はFeCoの格子間に侵入し、その格子を歪ませる可能性がある。Rh下地層上に成膜されたFeCoは界面における格子ミスフィットの影響で既に一軸方向に歪んでいるため、窒素の侵入によってさらに格子歪が拡大する可能性が考えられる。そこで、FeCo層の成膜時にN2ガスを混合することで軽元素であるNをFeCo層内に侵入させ、FeCoの格子定数および磁気特性の変化を調べる。FeCo層に元素Xを添加することで格子が歪む可能性が考えられる。したがって、Rh上に成膜したFeCo層に様々な元素Xを添加した場合のFeCo層の格子歪と磁気特性を調査する。このとき、添加元素Xとして窒素との結合しやすい元素(Ti, V, Crなど)を選択し、(i)の手法でFeCo層内にNを導入することで、添加元素Xと軽元素(N)の相乗効果によりFeCo層の格子歪の増大を試みる。
精密微粒子設計に基づくコロイド準結晶の創成

構造の明確な粒径分布の狭いディスク状粒子を精密に合成するために、単分散ポリスチレン球状粒子を少量の良溶媒であるTHFを含んだ水に分散し、その分散液を回転圧縮装置内で撹拌した。得られた粒子を使って、メタクリル酸メチルおよびスチレンの原子移動ラジカル重合を行い、分子量分布の狭いグラフトポリマーで修飾したディスク状粒子を合成することに成功した。さらに、水酸化コバルトディスク状粒子を合成し、それをシリカ被覆後にポリマーブラシを付与する経路を新規に開発した。ポリマーブラシ付与ディスク状粒子の秩序形成の過程を共焦点レーザースキャン蛍光顕微鏡を用い観察した。本研究の目的の一つは、構造の明確な粒径分布の狭いディスク状粒子を精密に合成することである。そこで、膨潤粒子回転圧縮法によりポリスチレンディスク状粒子を合成した。具体的には、単分散ポリスチレン球状粒子を少量の良溶媒(THF)を含んだ水に分散し、その分散液を回転圧縮装置内で撹拌することによりディスク状粒子を調製した。この際、粒子の凝集を抑制するために、分散相(水)への界面活性剤の種類(ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール)、微粒子濃度などを検討した。これらの粒子に固定化開始剤を付与するために、蛍光標識シリカ層で覆うことを試みた。尚、蛍光標識は来年度以降の構造解析を精度良く行うために施す必要がある。シリカ層の原料となるテトラエトキシシランの滴下速度、濃度を最適化することにより、数十ナノメートル程度のシリカ層をディスク状粒子表面に付与することが出来た。重合開始基担持シランカップリング剤とシリカ被覆ディスカッションをエタノール中で撹拌し、さらに、アンモニアを加えることにより、重合開始基をディスク状粒子表面に付与した。得られた粒子を使って、メタクリル酸メチルおよびスチレンの原子移動ラジカル重合を行った。具体的には、開始基付与ディスク状粒子を少量のDMFに分散させ、メタクリレート、重合触媒となる塩化銅、そのリガンド、さらに、遊離開始剤を混合し、真空下、60°Cで重合することにより、分子量分布の狭いグラフトポリマーで修飾したディスク状粒子を合成することに成功した。反応条件を鋭意検討した結果、ディスク状粒子の合成、シリカ層の導入、開始基およびポリマーブラシのディスク状粒子表面への導入に成功した。それぞれの反応ステップにおいて、微粒子が凝集することが頻発したが、条件を精査し反応を繰り返すことにより、合成ルートを最適化出来たことは極めて意義深いと考えている。また、当初の計画には予定していなかったが、硝酸コバルトの水熱反応により、水酸化コバルトディスク状粒子を合成することに成功した。ポリスチレンディスク状粒子とは異なり、水酸化コバルトディスク状粒子は粒子表面に多くの水酸基を有していることから、ポリマーブラシの付与をより簡便且つ効率的に行える可能性があり、今後、この粒子を用いた研究も期待できる。ポリマーブラシ付与ディスク状粒子分散液の顕微鏡観察を早急に行う必要があると考えている。ポリマーブラシ付与ディスク状粒子の合成経路の開発を行った。ポリマーブラシ付与ポリスチレンディスク状粒子の合成経路、さらに、シリカ被覆水酸化コバルトディスク状粒子にポリマーブラシを付与する経路を新規に開発した。それらのグラフトポリマーの良溶媒にポリマーブラシ付与ディスク状粒子を様々な体積分率で分散させ自己組織化による秩序形成の過程を検討した。この際、比重・屈折率を合わせた混合溶媒を用いることにより重力および溶媒とのファンデルワールス相互作用の影響を小さくし、熱力学的に平衡状態を保つなどの工夫を加えた。蛍光標識したディスク状複合粒子が形成する組織体の構造解析は、共焦点レーザースキャン蛍光顕微鏡を用いた実空間観察により行った。複合粒子のアスペクト比の影響を評価するために、グラフト鎖の分子量を異なる試料を用いて実験を行った。その結果、分子量が小さくなるほど、つまり、アスペクト比が大きくなるほど二次元秩序配列しやすくなる傾向にあった。グラフト分子量が大きくなりアスペクト比が小さくなるほど、秩序性は低下する傾向にあった。また、ごく少量のイオン性基を含有したポリマーブラシ付与複合微粒子を有機溶媒に分散させ、その中の微粒子の配列構造を顕微鏡観察した。その結果、長距離秩序性のない周期構造を観測した。当初の予定にはなかったが、ブラシ間相互作用に加え、静電相互作用を併用することの有用性を示した結果である。これにより、準結晶創成法の新たな展開を期待しうる。ポリマーブラシ付与ディスク状粒子の合成経路の開発を引き続き行う。特に、ポリマーブラシを導入しやすい無機材料の粒子を合成することに注力する。グラフトポリマーの良溶媒にポリマーブラシ付与ディスク状粒子を様々な体積分率で分散させ自己組織化による秩序形成の相図を作成する。

この際、比重・屈折率を合わせた混合溶媒を用いることにより重力および溶媒とのファンデルワールス相互作用の影響を小さくし、熱力学的に平衡状態を保つなどの工夫を加える。また、秩序構造の構築の際に、各種剪断力(圧力、流れ、微振動)を用い、動的な構造形成についても検討する。蛍光標識したディスク状複合粒子が形成する組織体の構造解析は、共焦点レーザースキャン蛍光顕微鏡を用いた実空間観察により行う。その際、高速スキャンモードを併用することにより、秩序構造形成過程の動的解析を行うことも検討する。高分子化学主に試薬およびガラス器具類購入費として計上していた物品費がおさえられたことによる。顕微鏡観察がすすんでおらず、これを来年度に実施することになったため。また、学会発表などの外部発表を来年度に行うことにしたため。複合微粒子合成用の試薬およびガラス・プラスチック器具類を購入する。また、顕微鏡観察用の特殊セルを作製するために物品費が必要となる。次年度以降に計画変更した外部発表を行うための旅費などに使用する。
超新星爆発におけるレーリー・テーラー型不安定の研究

まず、超新星爆発直後のレーリー・テーラー不安定について線形解析を行った。東京大学の野本らによる現実的な流体力学モデルを超新星爆発のモデルとして採用した。その結果、水素に富む層とヘリウム層の境界やヘリウム層と炭素・酸素層の境界が、レーリー・テーラー的に極めて不安定になることを発見した。爆発初期にあった擾乱は爆発中に百倍から千倍にまで成長する。これは、野本、茂山と供著の論文としてAstrphysical Journal誌に掲載された。われわれの結論の正しさは、その後、京都大学の蜂巣らをはじめとするたくさんのグループの多次元シミュレーションで確かめられた。超新星爆発におけるレーリー・テーラー不安定の多次元シミュレーションは国内の多くのグループで行われていたので、われわれは方針を変えた。レーリー・テーラー不安定で成長した擾乱は非線相互作用の結果乱流を作る。この様な乱流による混合が超新星でも重要であると考えられるが、多次元シミュレーションでこの過程を計算するのは極めて難しい。そこでわれわれは地上実験で得られたデータをうまく再現する、半現象論的なモデルを超新星爆発に適用することを試みた。今後この試みを発展させ超新星爆発における物質混合を明らかにしていきたい。