hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
構造音響・強連成場における本質的静粛化に関する研究

本研究では,これまで未解明であった強連成場における固有ペアを陽な形で表現し,それによるモデルを基調とした静粛化制御法の提案を主目的としている.まず,境界条件などの条件から固有値問題を定式化し,固有ペアを導出した.次に,強連成場における固有関数の直交条件を導出し,これを用いることで固有ペアの正当性をチェックした.さらに,これを基調としたポテンシャルエネルギ制御法を提案し,その有用性を明らかにした.本研究では,これまで未解明であった強連成場における固有ペアを陽な形で表現し,それによるモデルを基調とした静粛化制御法の提案を主目的としている.まず,境界条件などの条件から固有値問題を定式化し,固有ペアを導出した.次に,強連成場における固有関数の直交条件を導出し,これを用いることで固有ペアの正当性をチェックした.さらに,これを基調としたポテンシャルエネルギ制御法を提案し,その有用性を明らかにした.本研究では,例えば自動車、新幹線、航空機など極めて高い気密性を有する構造音響・強連成場の理論的解明を試み,その本質的な抑制手法の体系的な理論構築を目的としている.当該年度における主な結果は以下の通りである.(1)これまでに明らかにきれている音響パワーモードは、振動場から音場への一方向における単純な平板を対象に展開されているに過ぎず,三次元問題など実情に即したシステムにおける音響パワーモードは未だ見出されていない.さらに,騒音と振動を同時に扱う理論が欠落していた.そこで,構造音響・強連成場における騒音と振動の直交因子の存在を見出し,当該因子を抑制することで騒音・振動現象を必ず抑制できることを明らかにした.(2)柔軟フィルムの表面改質技術である電極パターニング技術とラミネート技術を融合することで,スマートフィルムとスマートアクチュエータが一体化したスマートフィルム(厚さ:420μm)を作成した.さらに,一次元平板状構造物を対象として,当該スマートフィルムを用いたモード制御系を構築し,その有用性を実験によって立証した.(3)連成面において,振動の影響を受けずに透過音が低減可能な壁面透過音制御システムを提案した.当該システムは圧電材料・遮音板・インダクタンス回路から構成され,回路を調整することで,広帯域の騒音抑制効果が得られる.さらに,当該システムを新幹線車両に適用し,デッキ部および客室のパンタグラフ部における騒音低減効果を実証した.本研究では,例えば自動車、新幹線、航空機など極めて高い気密性を有する構造音響・強連成場の理論的解明を試み,その本質的な抑制手法の体系的な理論構築を目的としている.当該年度における主な結果は以下の通りである.(1)狭い二重壁構造と閉空間場の連成問題について音響パワーモード制御の観点から研究を行った.まず,間隙のポテンシャルエネルギを最小化することで,閉空間場のそれを抑制することを試みた,しかしながら,目的の達成には至らなかった.これは,間隙での静粛化を行うために,2つの平板が同振幅同位相で振動するようになるため,閉空間に接する平板の変位が必ずしも抑制されないことを意味している.以上のことから,閉空間場における騒音を抑制するには,閉空間場自身とそこに接する平面の連成を考慮した場合のみが有効であることが明らかになった(2)スマートストラクチャの基盤材料となるセンサやアクチュエータへの透明性の付与は,透明フレキシブルディスプレイとの融合など産業面における応用は多岐にわたる.そこで分布定数系アクチュエータの設計手法と導電性高分子を融合させることにより,透明性を付与したフィルムアクチュエータの創生手法を提案する,本論文では透明導電性高分子の基本特性を言及するとともに,代表的な導電性高分子であるPEDOT/PSSを電極材料として具体的な検証を行った.その結果,特定の振動モードのみを励起可能な透明フィルムアクチュエータの機能を実証した.当該手法は,窓ガラスの遮音問題のように,センサ・アクチュエータの透明性が要求される場合に非常に有効となる強連成場の解析には,有限要素法などを援用して強制応答解を得る手法がある.しかしながら,連成問題の本質を理解してプログラミングされた数値解析法が仮にあったとしても,そこで得た解はそれでも単なる数値データの集合に過ぎず,対象としている構造システムの背後に潜在する本質的な特性を理解するのは困難であり,条件が変わればその都度,最初から再解析する必要が生ずる.音響・構造連成場における静粛性を追求する上で固有ペアは必須である.固有ペアをベースにグリーン関数が定義できれば,音場の支配因子である音圧と粒子速度が一意に記述できる.すると最適システムを構築する際に系統だったアプローチが可能となり,評価指標として音響ポテンシャルエネルギや構造運動エネルギなどを用いる場合,その記述は固有ペアを基調として展開することができる.そして何よりも重要な点は,系統だった設計を行う基盤を確立することにより,理論的に到達できる静粛化限界を知ることができることである.平成23年度は,長年未解明とされていた一面弾性・五面剛壁で構成される直方体キャビティを対象に,固有ペアを導出するための基本的考え方を記したのち,連成固有関数をクラスタ関数の和として記述することにより空間整合条件の成立が可能となることを明らかにした.また,陽な形で得た固有ペアの有意性を立証するために,固有関数直交条件を導入し,連成系における固有ペアを基調として音圧および音響ポテンシャルエネルギを展開定理で記述した.

さらに,数値解析の立場から音響・構造連成現象を明らかにし,連成効果によって生ずる固有ペアには,通常の定在波型モードに加えて,エバネセントモードが発現することを示した.次に,両面弾性直方体キャビティの場合にまで理論を拡張し,固有値問題を数値的に解く段階までは至らなかったものの,実験により固有関数の基本的特性を把握した.
寒冷地未利用バイオマスを用いたバイオマス変換産業の構築

シラカンバは寒冷地に大量に存在する早生広葉樹であるが、有効利用されずに放置されている。北海道には他にも、多くの除・間伐材、わら類などの農業廃棄物が存在する。これら未利用資源を有効利用できるバイオマス変換産業を北海道に創出するための基礎的・応用的研究を行った。更に、シラカンバ外樹皮に特異的に存在するベチュリンを生分解性ポリマー、界面活性剤、生理活性物質など高度な用途に利用する技術の確立を計った。シラカンバ木材、農業廃棄物などをバイオマス変換産業の原料に利用するために、主要成分であるセルロース、リグニンとヘミセルロースの無公害・省エネルギー・省資源型簡易成分分離技術(常圧酢酸法とHBS成分分離法)を新たに開発した。50%を占めるセルロースは製紙、糖化・発酵によるバイオケミカルス、機能性セルロース誘導体など広範な用途に利用できることを明らかにした。ヘミセルロースとリグニンもほぼ定量的に単離され、ヘミセルロースはバイオケミカルス、食料添加物、医薬品、リグニンはクリーンで高熱量の燃料シックレス接着剤、環境浄化資材など高度な用途に使用できた。ベチュリンを簡易に単離・精製し、生分解性プラスチック、医薬品、天然界面活性剤などに利用する技術を確立した。これらの結果は北海道にベチュリン(シラカンバ外樹皮成分)、低質木材、農業廃棄物を有効利用したバイオマス変換産業を創設できることを示唆した。寒冷地早生樹で未活用資源であるシラカバを主要原料とするゼロエミッション型バイオマス変換産業を新たな地域産業として振興する基礎的研究を行った。シラカバ外樹皮から簡便な操作でベチュリンを大量に単離・精製する方法を検討した。その結果、(1)外樹皮の細片を酢酸を用いて減圧下で環流抽出する、(2)酢酸を回収し、残滓に少量の水を加え、粗抽出物を分離した、(3)抽出物をケン化し、ケン化物を凍結乾燥し、アルコールから再結晶することによりベチュリンが外樹皮の約25%の収率で得られた。外樹皮の抽出残滓は主にスベリンであるが、スベリンの加水分解物の化学構造を検索し、その構造特性を明らかにし、スベリンの有効利用に関する基礎的知見を得た。木部から作成したチップから、先ず、小型抽出器を用いた硫酸触媒を含む90%酢酸水または塩酸触媒を含む95%酢酸水で環流する常圧酢酸成分分離法によりパルプ(セルロース)を調整した。反応液(パルプ廃液)から酢酸を回収し、残留物にパルプの水洗浄液を加えることにより、単糖類(ヘミセルロース由来)を含む水可溶部と酢酸リグニンに分離した。分別・分離した各成分の性状を詳細に分析し、成分分離条件を設定した。その結果、パルプは製紙用パルプ、溶解用セルロースおよび糖化原料に有効利用できることが明らかになった。また、糖類には木部の1520%の単糖類が存在し、有効利用できることが明らかになった。酢酸リグニンの化学構造および理化学性質を精査し、有効な用途に変換する基礎的知見を取得した。これらの結果に基づき、75-100L容大型抽出装置を作成し、外樹皮から大量のベチュリンとスベリン、木部からパルプ、糖類および酢酸リグニンを大量に分離し、酢酸を回収する一連のプロセスを検討した。寒冷地早生樹で未活用資源であるシラカンバを主要原料とするゼロエネルギーミッション型バイオマス変換産業を新たな地域産業として振興するための基礎的研究を行った。シラカンバの外樹皮および木材チップから大量の有用成分を分離するために100l容大型抽出装置を試作し、この装置を使用し、外樹皮から酢酸抽出により大量のべチュリンを単離精製するプロセス、チップから常圧酢酸抽出によりパルプ、糖類およびリグニンを大量に分別分離するプロセスを確立した。ベチュリンを高度な用途に利用するために、鎖長を異にする各種ジエステルを合成し、物性を精査した。その結果、ジエステルは炭素鎖により250°Cの融点を示す結晶から液体まで種々の性状を示すことが明らかになり、新たな用途の開発が可能であることが示唆された。ベチュリンを抽出した外皮残査は主にスベリンから構成されているが、温和な水素化分解により液化することが可能であり、液体燃料やケミカルスに変換できることが明らかになった。木材から分離したセルロースは製紙用パルプとして利用でき、さらには簡単な処方で酢酸セルロースや糖化発酵原料に使用することが可能であるとの結果が得られた。糖類は活性炭、イオン交換樹脂などで脱色精製し、ラニーネッケルで相応する糖アルコール類に変換できた。リグニンは特異的な熱溶融性を示し、炭素繊維、繊維状、シート状および粒状の活性炭に変換することが出来た。天然物から簡便で操作で高性能の成形活性炭を製造する技術が本研究で初めて提案された。内樹皮の有効利用技術、スベリンから有用ケミカルスの製造技術、リグニンからエポキシ樹脂などのシックレス接着剤など、さらにセルロース、糖類の高度な用途の利用する技術を確立することにより、小規模な装置でも寒冷早生樹を用いたバイオマス変換産業の構築を計る。

更に、シラカンバ外樹皮に特異的に存在するベチュリンを生分解性ポリマー、界面活性剤、生理活性物質など高度な用途に利用する技術の確立を計った。シラカンバ木材、農業廃棄物などをバイオマス変換産業の原料に利用するために、主要成分であるセルロース、リグニンとヘミセルロースの無公害・省エネルギー・省資源型簡易成分分離技術(常圧酢酸法とHBS成分分離法)を新たに開発した。50%を占めるセルロースは製紙、糖化・発酵によるバイオケミカルス、機能性セルロース誘導体など広範な用途に利用できることを明らかにした。ヘミセルロースとリグニンもほぼ定量的に単離され、ヘミセルロースはバイオケミカルス、食料添加物、医薬品、リグニンはクリーンで高熱量の燃料シックレス接着剤、環境浄化資材など高度な用途に使用できた。ベチュリンを簡易に単離・精製し、生分解性プラスチック、医薬品、天然界面活性剤などに利用する技術を確立した。これらの結果は北海道にベチュリン(シラカンバ外樹皮成分)、低質木材、農業廃棄物を有効利用したバイオマス変換産業を創設できることを示唆した。北海道に大量に自生する寒冷地早生樹であるが、有効利用されていないシラカンバを主な原料として、グリーンケミカルス、ファインケミカルス、生分解性プラスチック、バイオエネルギーなどを製造するバイオマス変換産業を寒冷地に創設し、寒冷地に新たな産業を振興するための基礎的研究を行った。シラカンバを常圧酢酸抽出法により、セルロース、リグニンおよび糖類に分離した。セルロースから生分解性ポリマーの原料である酢酸セルロースを経済的に調製する技術を確立した。セルロースは酵素糖化して得られるグルコースからグリーンケミカルスが調製できる。糖類は脱色・精製・還元し、キシリトールを高い収率で調製することができた。リグニンをケン化し、エポキシ化した樹脂を、農産廃棄物である籾殻と混合し、保温性、遮音性、防水性に優れた籾殻成形品を製造する技術を確立した。また、リグニンと古紙を混合し、熱圧プレスすることによりリグセル成形品を作成する技術を確立した。シラカンバ外樹皮から30%の収率で高価なベチュリンを調製する技術を確立した。ベチュリンを高度な用途に利用するために、ベチュリンの官能基を化学修飾し、生分解性界面活性剤、サイズ剤、紙力増強剤、ポリアミドの製造を行った。また、抗エイズ剤の出発物として知られるベチュリン酸の新たな合成法を検討した。外樹皮からベチュリンを抽出した残りの成分であるスベリンから簡便な方法でアスファルト軟化剤を調製した。内樹皮の化学成分を検索し、内樹皮からケミカルスを製造する基礎的知見を取得した。これらの成果は寒冷地に特異的に繁茂するシラカンバ樹木に含まれる全ての化学成分を高度利用するゼロエミッション型バイオマス産業の創設を示唆する。特に、樹皮成分のベチュリンは、シラカンバにのみ特異的に存在するから、ベチュリンを中核としたシラカンババイオマス変換工業は寒冷地に特異的な産業として発展できる。
β2-ミクログロブリンアミロイド線維形成・沈着の分子機構解明

長期血液透析患者の骨関節組織に沈着するβ2-ミクログロブリン(β2-m)アミロイド線維は、従来試験管内ではpH2.5という酸1生域でしか伸長せず、中性pHでは脱重合していた。最近、特定の生体分子群がβ2-mアミロイド線維(fAβ2M)に特異的に結合し線維を安定化させること、臨界ミセル濃度程度のドデシル硫酸ナトリウム(SDS)が中性pH域でβ2-mの立体構造を部分的に変化させ、線維伸長を引き起こす事を解明した。本研究では、SDSと同様の効果を有する生体分子を探索し、生体内線維形成機序を解明する事、及び線維形成を阻害・不安定化させる有機化合物を探索し、治療薬開発への糸口をつかむ事を目指す。これにより、病態解明の進展と、新たな治療戦略の構築が期待できる。本年度の成果は下記の通りである。1.SDSに類似した構造を持つ生体分子である各種リゾリン脂質のfAβ2M伸長効果を、脂肪酸炭素数と親水基について系統的に解析した結果、マイナスに荷電した親水基を持っリゾフォスファチジン酸とリゾフォスファチジルグリセロールは、fAβ2Mの伸長促進効果を示すことを確認した。また、ラウリン酸、オレイン酸など一部の遊離脂肪酸にも線維伸長促進効果があることを見出した。2.透析患者から抽出したアミロイド線維を核として、線維がSDSの添加により中性pH溶液中で伸長することを示し、生体のアミロイド中にSDS型のシードが含まれていることを確認した。また、SDS型と酸性pH環境下で伸長する線維の立体構造が異なっている可能性があることを赤外吸収スペクトル法などにより示した。3.ポリフェノール類などの有機化合物を試験管内線維伸長反応系に添加し、線維伸長の阻害能を探索した。チオフラビンT蛍光法、電気泳動法などにより、阻害活性を示す物質を見出した。長期血液透析患者の骨関節組織に沈着するβ2-ミクログロブリン(β2-m)アミロイド線維は、従来試験管内ではpH2.5という酸性域でしか伸長せず、中性pHでは脱重合していた。1.SDSに類似した構造を持つ生体分子であるリゾリン脂質について、fAβ2M伸長効果を解析した。疎水基である脂肪酸の炭素数が1418で、マイナスに荷電した親水基を持つリゾフォスファチジン酸とリゾフォスファチジルグリセロールは、fAβ2Mの伸長促進効果を示した。一方、親水基の正味荷電がゼロであるリゾフォスファチジルコリン、リゾフォスファチジルエタノールアミンには効果が認められなかった。2.超音波による核形成の誘導;β2-mモノマー単独では酸性pHや、中性SDS存在下等の線維が伸長する条件下で孵置しても線維は形成されない。ここに超音波処理を行うと、アミロイド線維の核形成反応が起こり、線維が形成されることを示した。これは超音波振動を加えることで衝突確率が増加し凝集が促進されたことを示し、核形成反応がある確率で生成し得る物理化学的過程であることを意味している。この知見から、生体内では特定の分子環境によるβ2-m分子の局所濃縮等の核形成反応促進機序が示唆され、今後探索を行う予定である。また、SDS型と酸性pH

環境下で伸長する線維の立体構造が異なっている可能性があることを赤外吸収スペクトル法などにより示した。3.ポリフェノール類などの有機化合物を試験管内線維伸長反応系に添加し、線維伸長の阻害能を探索した。チオフラビンT蛍光法、電気泳動法などにより、阻害活性を示す物質を見出した。
歯周病細菌の菌体間結合分子メカニズムの解明とバイオフィルム阻害剤の開発

本研究では、まず、早期定着菌である口腔レンサ球菌の菌体表層glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase(GAPDH)活性を測定し、Porphyromonas gingivalisとの共凝集活性との相関を調べた結果、菌体表層GAPDH活性と共凝集活性との間には強い相関があることがわかった。そこで、強い活性を示した口腔レンサ球菌5種のGAPDHを精製し、P.gingivalis線毛との結合特性を生体分子間相互作用解析装置(BIAcore)で調べた結果、すべて特異的かつ高親和性の結合を示した。また、それらのGAPDH遺伝子には95%以上の相同性が認められた。次に、リコンビナントGAPDH(rGAPDH)を作製・精製し、酵素処理後、逆層カラムを用いたHPLCによりペプチド断片画分を回収し、P.gingivalis線毛を結合させたM5センサーチップを用いて各画分の結合をBIAcoreにより測定した。強い結合が見られた画分を質量分析法およびアミノ酸シーケンサで解析した結果、アミノ酸残基166-183の領域がP.gingivalis線毛結合部位であることがわかった。化学合成により作製したこの領域に相当するペプチドはP.gingivalisと口腔レンサ球菌との共凝集を阻害することを確認した。また、S.gordoniiランダムノックアウトライブラリを用い、混合バイオフィルムのスクリーニング方法を新規開発し、P.gingivalisとの混合バイオフィルム形成過程に関与するS.gordoniiの遺伝子群について調べた結果、S.gordoniiは多様な遺伝経路を通じて異菌種間の口腔バイオフィルムの成熟を統治することが示唆された。歯周病細菌が口腔内に定着し、その病原性を発揮するためには、初期デンタルプラーク形成菌との菌体間結合が重要な役割を果たしている。我々は、これまでに、有力な歯周病細菌であるPorphyromonas gingivalisと早期定着菌であるStreptococcus oralisとが強い共凝集活性を示し、この共凝集にはP.gingivalis線毛のC末端側とS.oralisの菌体表層に存在する酵素(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase:GAPDH)が関与していることを明らかにした。GAPDH遺伝子の塩基配列は非常に保存されていることが知られており、他の口腔細菌のGAPDHもP.gingivalisの定着に関与している可能性が考えられた。本年度の研究では、まず、種々の早期定着菌である口腔レンサ球菌の菌体表層GAPDH活性を測定し、P.gingivalisとの共凝集活性との相関を調べた。その結果、菌体表層GAPDH活性と共凝集活性との間には強い相関があることがわかった。そこで、強い活性を示した口腔レンサ球菌5種のGAPDHを精製し、P.gingivalis線毛との結合特性を生体分子間相互作用解析装置(BIAcore)で調べた結果、すべて高親和性の結合を示した。次に、結合活性領域を同定するために、種々の酵素で分解したGAPDH画分をHPLCにより精製し、各画分のP.gingivalis線毛との結合能をBIAcoreで測定したところ、アミノ酸残基166-183の領域に強い結合活性が認められた。今後は、この領域やP.gingivalis線毛のC末端側のアミノ酸配列を基に合成ペプチドを設計し、バイオフィルム阻害剤の開発に繋げたい。歯周病細菌が口腔内に定着するためには、初期デンタルバイオフィルム形成菌との菌体間相互作用が重要な役割を果たす。我々は、これまでに、歯周病細菌Porphyromonas gingivalisの有する線毛が種々の初期デンタルバイオフィルム形成菌の表層に存在するglyceraldehyde-3-phospate dehydrogenase(GAPDH)と結合することを報告した。

本研究では、まず、初期デンタルバイオフィルム形成菌の一つであるstreptococcus oralisのリコンビナントGAPDH(rGAPDH)を作製し、P.gingivalis線毛と特異的に結合することをWestern blot法および生体分子間相互作用解析装置(BIAcore)を用いて確認した。次に、rGAPDHをリシルエンドペプチダーゼで処理し、逆層カラムを用いたHPLCによりペプチド断片画分を回収し、P.gingivalis線毛を結合させたM5センサーチップを用いて各画分の結合をBIAcoreにより測定した。その結果、アミノ酸残基163-196の領域に強い結合が見られた。このペプチド断片をさらにトリプシシやアスパラギン酸特異的分解酵素などにより処理し、得られた画分の線毛結合能をBIAcoreにより測定した結果、アミノ酸残基166-183の領域が結合部位であることがわかった。この領域に相当するペプチドを化学合成し、P.gingivalis線毛との結合特性をBIAcoreにより解析したところ、特異的で高親和性の結合を示した。このペプチドは、streptococcus gordoniiでも100%の相同性が見られることや、P.gingivalis線毛とS.oralis GAPDHの結合を抑制する傾向が見られたことから、有力なP.gingivalis定着阻害剤の候補となりうるものと考えられる。
半導体ナノ結晶界面を基盤とするキラル化学の実践

表面にキラル配位子を有する半導体ナノ結晶を合成し、基本的なキラル光学特性の解明、表面のキラル構造を介した不斉認識、さらに自己組織化特性の評価を行った。システイン保護CdSナノ結晶の円二色性(CD)スペクトルを詳細に評価し、光学活性の起源を明らかにした。また、CdTeナノ結晶の発光特性を利用し、消光効率におけるエナンチオマー間の差を評価しキラルセンサーとした。さらに、キラル配位子により被覆された水溶性CdTeナノ結晶がファイバーネットワーク状の自己集合構造を形成することを見出した。不斉の認識、転写、増幅は生体分子システムの理解および創薬において重要な役割を果たす。一方、機能材料開発の観点からナノ構造体への不斉転写が活発に研究されている。申請者は、キラル配位子を有する半導体ナノ結晶における光学活性の起源を明らかにし、配位子-ナノ結晶界面においてキラル構造が記憶されることを初めて見い出した。本研究では、半導体ナノ結晶界面におけるキラル転写、メモリーシステムを確立し、さらに、キラル逆転写・増幅ならびにキラル識別システムへ発展させ、半導体ナノ結晶界面を基盤とするキラル超分子化学の開拓を目指す。本年度は、半導体ナノ結晶の発光特性を利用し、表面のキラル配位子を介した発光性のキラル認識システムの構築を行った。具体的には、D-またはL-システインにより保護されたCdTeナノ結晶の合成し、コアのCdTeナノ結晶と検体となるキラル化合物間のエネルギー移動または、電子移動に基づく消光効率におけるエナンチオマー間の差を評価した。キラル化合物である葉酸とD,L-システイン保護CdTeナノ結晶の組み合わせにおいては、D-システイン保護CdTeナノ結晶について高い消光効率を与えた。ナノ結晶の精製により、ナノ結晶表面における表面配位子と余剰配位子の分子数の制御を行ったところ、大量の余剰配位子を含むナノ結晶系ならびに表面配位子数が少ないナノ結晶系においてキラル識別は見られなかった。このことから、ナノ結晶表面におけるキラル配位子(システイン)を介した、キラル分子間との相互作用の差が半導体ナノ結晶によるキラル認識に寄与していることが明らかとなった。本年度は、表面に局在化したキラル構造を実証するため、金属結合部位がそれぞれチオールならびにセレノールであるD,L-システインならびにセレノシステインを配位子として、CdSeならびにCdTeナノ結晶を合成した。システインで保護されたCdSeならびにCdTeナノ結晶はバンドギャップが異なるにもかかわらず、ほぼ同一の円二色性(CD)スペクトルを与えた。これはセレノシステイン保護ナノ粒子についても同様の結果が得られた。一方、コアを同一のCdTeとして、表面配位子をシステインとセレノシステインとしてそのCDスペクトルを比較すると、システインと比較して、セレノシステインにおいてCDピークの長波長シフトが観察された。以上の結果はキラル配位子で保護された半導体ナノ結晶において、その不斉源が半導体ナノ結晶-配位子界面に局在化していることをサポートした。また、システインとセレノシステインを等量混合して作製したナノ結晶においては、システイン保護ナノ結晶とセレノシステイン保護ナノ結晶の中間のCDスペクトルが得られ、表面配位子の組織化による協同効果はないものと考えられる。申請者は、キラル配位子を有する半導体ナノ結晶における光学活性の起源を明らかにし、配位子ーナノ結晶界面においてキラル構造が記憶されることを初めて見い出した。本年度は、表面に局在化したキラル構造とその円偏光二色性(CD)への影響を実証するため、金属結合部位がそれぞれチオールならびにセレノールであるD,L-システインならびにセレノシステインを配位子として、CdSナノ結晶を合成し、CDスペクトルの時間変化を詳細に評価した。その結果、いずれの配位子を用いた場合においても、CdSコア由来の吸収帯に同形状のCDが誘起され、配位子の主な発色団であるカルボニルとCdSコアの誘起分極がCD発現に由来していることを明らかとした。また、低波長領域にあらわれるCDピークについて、ナノ結晶サイズに依存しないことから、ナノ結晶-配位子界面に局在する電子遷移(具体的には金属-

配位カルコゲナイド間のMLCT)に由来することが強く示唆された。コア由来のCDは、システインメチルエステル保護のナノ結晶においては観測されず、未修飾のシステインからのみ観測されることから、ナノ結晶表面における配位子間の相互作用による発色団の配向、それに伴う不斉分極の増大が誘起分極に大きく寄与していることが明らかとなった。通常、半導体ナノ結晶と配位子との結合には、チオール基が用いられ、金属-チオール結合に不斉構造が局在化していることを考察していたが、今回、セレノール基で保護したナノ結晶を世界で初めて合成し、CDプロファイルが変化することを初めて見い出した。これは、我々の考察を支持するものであり、研究を大きく進展させた。24年度が最終年度であるため、記入しない。半導体ナノ結晶界面特有のキラル化学を実証する。具体的には、表面特異的な隣接発色団、蛍光団間のキラル-キラル間の励起子カップリング(ジアステレオ的)による、特徴的な円二色性ならびに発光(円偏光発光)特性の発現について検討を行う。また、これまで達成できていないキラル場を記憶した半導体ナノ結晶表面を利用して、有機配位子への逆転写について検討する。
イプシロン代入法に関する研究

イプシロン代入法に関しては、帰納的マーロ順序数と弱コンパクト基数の帰納的類似物について研究を行った。その他、証明論全般についての考察や計算量理論と関連する研究も行った。自然数上の繰り返しのない単調帰納的定義についての理論に対してイプシロン代入法を以前に自分でつくっておいたが、それを基にして帰納的マーロ順序数までの集合論と同等であることを以前に自身で示しておいた非単調帰納的定義についてイプシロン代入法を開発し、その妥当性を証明した。すなわち、その停止性を当該の手製の帰納的順序数系の整礎性により示した。また日本数学会秋季賞受賞に伴う論説を「数学」に寄稿した。海外での発表と討論として、7月にシンガポールで開催されたAsian Mathematical Conferenceで招待講演をし、また2月にStanford大学とCalifornia大学Berkeley校において講演をした。帰納的マーロ順序数までの集合論と同等な自然数上の非単調帰納的定義についてのイプシロン代入法の課題である弱コンパクト基数の帰納的類似物であるような反映的順序数までの集合論と同等である非単調帰納的定義についてのイプシロン代入法を開発した。この結果はJournal of Symbolic Logicに掲載された。またイプシロン代入列の長さを与える関数を当該の順序数までの帰納法で定義できることを示し、研究誌に投稿するとともに、日本数学会において講演した。その他の成果として、極限存在原理と辞書式順序が対応することを見出すことによりL.Beklemishevが提出した未解決問題を解き、日本数学会において講演した。さらに高い反映原理を低い反映原理の繰り返しで捉えるための順序を発見し、日本数学会において講演した。他方、科学基礎論学会秋の研究例会において招待講演をし、その内容に加筆したものが科学基礎論研究に掲載されることになった。また雑誌「現代思想」に「ゲーデルの無矛盾性証明」を寄稿した。江口直日との共同研究として、指数時間で計算できる関数のクラスと丁度一致する帰納法(predicative nested recursion)と対応する項書き換え系上の順序EPOも同時に発見した。これらの成果を研究誌に投稿するとともに、日本数学会において講演した。海外からの研究者Anton Setzer (Swansea)を受け入れて、証明論と型理論について共同研究を行った。Cut eliminationヤイプシロン代入法による無矛盾性の研究において、そこで対象としていた巨大順序数の公理系がrecursively Mahlo operationで近似できることも示している、ということが分った。ここでのrecursivelyをはずすと、集合論でいつも問題になる、巨大基数間の大小、一方が他方より大きい、というだけでなく、如何に大きいかを言い表すときにMahlo operationを用いる。これで一方が他方より「ずっと大きい」と結論できる。しかし、それではどれだけどう大きいか、あるいは逆に言えば小さいほうからMahlo operationsをどう繰り返せば大きいほうを近似できるのかは、いままで問われていなかった。本年度の研究のひとつはこの問いに答えたものである。次にふたつの論理計算で、ともに論理的に正しい論理式しか証明しない、しかしその証明の長さが一方が他方よりずっと短いことがある(speed-up)、という問題について考察した。これを示すには証明のサイズに関してnon-trivialな下界を示さなければならない。問題になる論理式が量化記号無しの命題論理の論理式である場合であると、このようなspeed-upの存在を示すのは、NP=?co-NPの解決に非常に近く、はなはだ困難である。本年度の研究では、second order論理計算間でなら、不完全性定理の有限な形を用いてspeed-upが存在することを示した。さらに多項式時間計算可能関数を特徴付けるsafe recursionから、safe nested recursionに移行すれば、指数時間計算可能関数が特徴付けることができることを示した。また、無予盾性証明とはいかなる営為なのかについて論じた。
モーションキャプチャを用いた新しい物理教材の開発

1開発した教材の特徴本研究によって、Webカメラに映し出された物体の運動を、リアルタイムに解析して表示する新しい高校物理のための教材を開発することができた。これによって、ばね振り子や単振り子、あるいは床の上でバウンドするなどの物体の位置、速度、加速度をリアルタイムに計算し、モニタ上にグラフ化することが可能となった。初学者である高校生が、様々な物理現象を理論と結びつけて理解するために、この教材が有効な手助けになると思われる。研究を進める上で最も大きな課題であった解析速度は、本研究で購入したPCやカメラを使って、プログラム上でメモリアクセスを少なくしたり、記録した映像を利用したりして、飛躍的に向上させることで解決した。その結果、1秒間に15回以上の解析(当初の150%)を実現し、分解能の向上により、十分な環境光があれば、高校物理で扱うほとんどの運動の解析が可能となった。また、開発した教材は、制作したアプリケーションを入れたPCとWebカメラのみの極めてシンプルな構成であり、比較的手軽に利用することができるとともに、パソコンに不慣れな生徒であっても簡単に操作することが可能である。2開発した教材の効果実際に高校2年生の物理授業で教材を使用した。単振動の速度0の瞬間や衝突の瞬間など、これまで理論的に示すことはできたが、直感的に理解させることが難しかった位置での物理量を、非常に簡単に示し、分からせることができた。例えば、「振り子が止まる瞬間に加速度が最大」、「床との衝突によって、水平方向の速度成分はほとんど変化しない」などである。この教材を用いることによって、特に力学現象に関する生徒のより深い理解を促すことができた。
ハドロンコライダーで超高ルミノシティーを達成する新しい衝突方式

平成14年度(1)スーパーバンチ傾斜衝突の幾何学とbeam-beam tune spreadの理論的背景を明らかにした。平成15年度(1)strong-strong 3Dシミュレーションコードの予備研究として行っていた空間電荷効果シミュレーションコード「PATRASH」のユーザーフレンドリーな形式への改造作業とドキュメント作りを行った。(2)数学的に厳密に取り扱うバリアーバケット力学の構築を開始した。カオス現象の出現するパラメーターを評価した。(3)スーパーバンチの集団運動を取り扱う計算機コードを開発した。特にHead-tail Instability等の抑制にLadau-dampingがRFバンチ等より効果的に機能する事を見出した。ビーム・ビーム相互作用の理論的研究スーパーバンチの傾斜交差衝突に於けるビーム・ビーム相互作用について理論と計算機シミュレーションの両面から、その有効性と物理的本質の解明を行って来た。ハイブリッド交差の有効性を更に大幅に改善する目的で考案された傾斜交差では二つのビームの遭遇距離の関数として非線形の収束と発散が旨くコントロール出来る事が解明された。以上は所謂strong-weak modelに基づいた結果である。一方、PACMAN効果について、従来のRFバンチ衝突との対比により定性的解明が進められている。スーパーアバンチ内でのmixing効果が有効だろうと言う評価であるが。スーパーバンチ集団運動不安定の解明系統的研究の一環として、懸念されるHead-tail不安定の評価が行われた。一般に仮定される金属真空容器の抵抗impedanceに起因するwakeが引き起こす不安定について、マクロモデルによる計算機シミュレーションの方法で、スーパーバンチのパラメーター(粒子線密度、バンチ長、シンクロトロン振動数)を関数に不安定性の成長速度(e-folding time)が計算された。LHCアップグレードグループとの討論・研究会(*)将来のLHCアップグレード案としてスーパーバンチ衝突の検討が開始されているが、このグループとの機会ある毎の討論を通じて、更なる有効点・問題点の洗い出しを行って来た。その結果真空壁から発生する二次電子の加速が起こらず、著しく超伝導状態にある真空壁への熱負荷が小さくなる事が判明した。
遺伝性血液疾患の病因と治療に関する分子遺伝学的アプロ-チ

本研究は遺伝性血液疾患の中でも主に赤芽球を病態の場とする疾患を選び、病因から診断そして治療に関する基礎的な解析を行なった。1)日本、台湾、タイおよびマレ-シアのβサラセミアの病因解析をPCR法で増幅したDNAを用いてdot blotting、direct cloningそしてdirect sequencingにより行なった。その結果タイでは9種類、マレ-シアでは11種類、台湾で3種類、日本では8種類の変異を明らかにした。また非放射活性物質を用いたDNA診断法の開発も行なった。2)サラセミアの治療に関する基礎的研究においては、ヒト由来の細胞であるKMOE細胞及びKU812細胞が薬剤により胎児型及び成体型グロビン遺伝子の発現を選択的に誘導できることを明らかにした。また両グロビン遺伝子をタンデムに連結した分子を持つトランスジェニックマウスを作成し、両遺伝子がマウス内において組織特異的かつ発生のステ-ジ特異的な発現をすることを明らかにした。3)遺伝性メトヘモグロビン血症の分子遺伝学的解析を行なうにあたり、まず正常のNADH-チトクロ-ムb5還元酵素(b5R)遺伝子の構造解析を行なった。その結果本遺伝子は30kbにおよび、9つのエクソンからなり、プロモ-タ-領域にはGC boxが見られた。また可溶型b5RのN末端のアミノ酸をコ-ドするコドン26は第2エクソン内に位置しており、可溶型b5Rはスプライシイングの違いにより生じるのではなく、膜結合型b5Rが翻訳後その25と26番残基の間で切断を受けて生じるものと結論された。全身型遺伝性メトヘモグロビン血症の患者からb5R遺伝子を単離し、コドン127番目第一塩基チミヂンがシチヂンへと置換していることを明らかにした。この変異により同アミノ酸残基がセリンからプロリンへと置換するがαヘリックス構造が破壊され、b5RのNADH結合に障害を来たすことが推測され、電子伝達が妨げられ全身型遺伝子メトヘモグロビン血症を来たしたものと結論された。遺伝性血液疾患として、グロビン鎖合成の異常に基づくサラセミアと、NADH-cytochrome b5還元酵素(b5R)の欠損による遺伝性メトヘモグロビン血症を対象に研究を行った。まずサラセミアについては、台湾、タイそしてマレーシアのサラセミアについては解析を行い、フレームシフト変異とスプライシング変異とを見い出した。さらにこのフレームシフト変異が、アジア地域において複数のオリジンを持つことを多型の解析により明らかにした。また日本のδβサラセミアにおいて広範な欠失の範囲を塩基レベルで明らかにした。最近PCR法を用いて全βグロビン遺伝子を含む領域を増幅し、これについてクローニング、シークエンシングそしてオリゴヌクレオチドとのドットハイブリダイゼーションを行う簡便な解析法を確立した。この手法を用いて、現在タイにおいて約70個のβサラセミア遺伝子の解析をほぼ終了し、全部で9種類の変異が存在することを明らかにした、この内2種はタイに特有な新しい変異である。これらの知見はタイにおけるDNA診断を確立する上で重要である。さて、遺伝子治療に際しては、遺伝子の発現機構の解明が必須であるが、このために有効な赤芽球系細胞の同定を試みており、新たに細胞株を見い出し現在種々の誘導剤のグロビン鎖合成への影響を量的及び質的な面から検討している。

一方遺伝性メトヘモグロビン血症に関しては、その病因遺伝子であるNADH-cytochrome b5還元酵素遺伝子を正常者から単離し、35kbにわたる全塩基配列を決定した。この疾患は欠損が見られる組織ごとに、全身型、赤血球型、血球型とに分類されている。全身型については遺伝子を解析し、塩基変化を見出しており、このためNADHとの結合に障害をきたすアミノ酸置換が生じることがわかった。さらに他の2型についても患者及びその家族から得られた血球を用いてEBウイルスでトランスフォームした細胞を分離し、解析を進めている。前年度行なったサラセミアの解析をさらに進め、日本人ならびにマレ-シア人のβサラセミアを対象に、先に報告したPCR法を用いて、変異を明らかにした。マレ-シアにおいては11種類の変異が見いだされた。このなかでマレ-人に特異的な変異はcodon15フレ-ムシフト変異のみで残りは、中国人や、インド人に見いだされた変異であった。ただ例外があり黒人で報告されている、3'RNA切断シグナルの変異が検出された。多型の解析より、独立に生じた変異と考えられた。日本人のサラセミアにおいては日本人特有の変異が6個見いだされた。特に第3エクソン内の変異が2種類見いだされ、いずれも極めて不安定なβグロビン鎖のためにサラセミアを来たすことが明らかになった。これらは東南アジアのサラセミアでは見られない新しいタイプの変異である。この変異はヘテロ接合体でも高度な溶血性貧血を来たすためマラリアに対する利点がなく、マラリアの頻発する地域では見られないのであろう。また中国人からマイグレ-トしたと考えられる変異も2種類見いだした。一方黒人で報告されている変異も1種類存在したが、多型の解析から変異が多発したものと推測された。ヒトAγグロビン遺伝子とβグロビン遺伝子とをタンデムに連結した分子を作成した。これを受精卵に導入し、トランスジェニックマウスを単離しグロビン遺伝子の発現を検討した。上記組換え体のクロモゾ-ムへの挿入が確かめられた5系統のうち3系統においてグロビン遺伝子の発現が造血組織のみにおいて見られた。その中で1系統は成体期において、ヒトβグロビン遺伝子の発現が、内因性のグロビン遺伝子の118%にも及んでいた。このトランスジェニックマウスの詳細な解析により、グロビン遺伝子はその断片のみで組織特異的かつ発生のステ-ジ特異的な発現をすることが確かめられた。
漂砂量の数値予測のためのシートフロー漂砂シミュレーターの開発

種々の漂砂の移動形態の中でシートフロー状態では,短時間に多くの土砂が輸送されることから,海浜変形を論じる上でもシートフロー漂砂の高精度の予測が鍵となる.シートフロー漂砂は高濃度に土砂を含んだ流れ場で輸送されるから,清水流を対象として開発されたセンサーがほとんど使用できず,流動特性の実験的把握には,ビデオ画像解析による以外にない.また,画像解析には膨大な時間と労力を必要とすることから,現在でも必ずしも十分なデータが蓄積されてはいない.本研究では,このような研究の現況に鑑み,シートフロー漂砂の物理機構解明のための2つの核となるアプローチ,すなわち砂粒子運動の数値シミュレーターと簡易画像解析手法に関して基礎的技術開発を行い,それらの成果を集約して,力学モデルと直結した海浜変形予測への道を拓くことを目的とした.さらに,本研究で開発するシートフローシミュレーターを現地海浜に適用するにあたっては,現地海浜に見られる種々の複雑要因を予め検討しておくことも重要である.研究分担者による諸課題は,このような観点から(1)振動流装置によるシートフロー漂砂の水理実験,(2)数値移動床によるシートフロー漂砂シミュレーターの開発,(3)現地海浜に見られる種々の複雑要因の検討(3-1多方向不規則波;3-2斜め遡上波;3-3浸透効果;3-4波による海底地盤の液状化)と設定され,個々の成果を,シートフローシミュレーターを軸として有機的に関連づける基本的方向付けが示された.種々の漂砂の移動形態の中でシートフロー状態では,短時間に多くの土砂が輸送されることから,海浜変形を論じる上でもシートフロー漂砂の高精度の予測が鍵となる.シートフロー漂砂は高濃度に土砂を含んだ流れ場で輸送されるから,清水流を対象として開発されたセンサーがほとんど使用できず,流動特性の実験的把握には,ビデオ画像解析による以外にない.また,画像解析には膨大な時間と労力を必要とすることから,現在でも必ずしも十分なデータが蓄積されてはいない.本研究では,このような研究の現況に鑑み,シートフロー漂砂の物理機構解明のための2つの核となるアプローチ,すなわち砂粒子運動の数値シミュレーターと簡易画像解析手法に関して基礎的技術開発を行い,それらの成果を集約して,力学モデルと直結した海浜変形予測への道を拓くことを目的とした.さらに,本研究で開発するシートフローシミュレーターを現地海浜に適用するにあたっては,現地海浜に見られる種々の複雑要因を予め検討しておくことも重要である.研究分担者による諸課題は,このような観点から(1)振動流装置によるシートフロー漂砂の水理実験,(2)数値移動床によるシートフロー漂砂シミュレーターの開発,(3)現地海浜に見られる種々の複雑要因の検討(3-1多方向不規則波;3-2斜め遡上波;3-3浸透効果;3-4波による海底地盤の液状化)と設定され,個々の成果を,シートフローシミュレーターを軸として有機的に関連づける基本的方向付けが示された.様々な漂砂の移動形態の中でシートフロー状態では、短時間に多くの土砂が輸送されることから、海浜変形を論じる上でもシートフロー漂砂の高精度の予測が鍵となる.シ一トフロー漂砂は高濃度に土砂を含んだ流れ場で輸送されるから、清水流を対象として開発されたセンサーがほとんど使用できず、流動特性の実験的把握には、ビデオ画像解析による以外にない.また、画像解析には膨大な時間と労力を必要とすることから、現在でも必ずしも十分なデータが蓄積されてはいない.本研究では、このような研究の現況に鑑み、シートフロー漂砂の物理機構解明のための2つの核となるアプローチ、すなわち砂粒子運動の数値シミュレーターと簡易画像解析手法に関して基礎的技術開発を行い、それらの成果をシ一トフローシミュレーターに集約して、力学モデルと直結した海浜変形予測への道を開くことを目的としている.砂粒子運動の数値シミュレーターは、砂粒子の相互干渉を考慮しつつ個々の砂粒子の運動を数値的に追跡することにより、シ一トフロー漂砂の挙動を模擬しようとするものであり、簡易画像解析手法は、市販のビデオカメラで撮影した画像をフリーウェアとして容易に入手出来る画像処理ソフトウェアを組み合わせてパーソナルコンピュータ上で処理することにより,安価で汎用的な画像処理を実現しようとするものである.初年度である本年は、振動流下のシ一トフロー漂砂の挙動を安定して長時間計測するために、専用の振動流装置を導入して、移動速度分布や濃度分布などシ一トフロー漂砂の特性を理解する上で鍵となる物理量の計測を実施した.実験は、均一粒径と多種混合粒径の両条件で行われ、粒子運動のビデオ画像が上記の簡易画像解析により処理された.さらに、これと平行して、個別要素法に基づく砂粒子運動の数値シミュレーターに関しても、より多くの粒子を対象に高速計算が可能となるよう計算コードの改良を実施した.種々の漂砂の移動形態の中でシートフロー状態では,短時間に多くの土砂が輸送されることから,海浜変形を論じる上でもシートフロー漂砂の高精度の予測が鍵となる.シートフロー漂砂は高濃度に土砂を含んだ流れ場で輸送されるから,清水流を対象として開発されたセンサーがほとんど使用できず,流動特性の実験的把握には,ビデオ画像解析による以外にない.また,画像解析には膨大な時間と労力を必要とすることから,現在でも必ずしも十分なデータが蓄積されていない.

本研究では,このような研究の現況に鑑み,シートフロー漂砂の物理機構解明のための2つの核となるアプローチ,すなわち砂粒子運動の数値シミュレーターと簡易画像解析手法に関して基礎的技術開発を行い,それらの成果をシートフローシミュレーターに集約して,力学モデルと直結した海浜変形予測への道を拓くことを目的としている.砂粒子運動の数値シミュレーターは,砂粒子の相互干渉を考慮しつつ個々の砂粒子の運動を数値的に追跡することにより,シートフロー漂砂の挙動を模擬しようとするものであり,簡易画像解析手法とは,市販のビデオカメラで撮影した画像をフリーウェアとして容易に入手できる画像処理ソフトウェアを組み合わせてパーソナルコンピュータ上で処理することにより,安価で汎用的な画像処理を実現しようとするものである.本年は,昨年度導入した振動流装置を用いて,移動速度分布や濃度分布などシートフロー漂砂の特性を理解する上で鍵となる物理量の計測を実施した.本年度の実験は,特に現実の海浜で問題となる混合粒径の条件を主に行われ,分級(粒度分布の変化)のメカニズムの解明に必要なデータの蓄積が進められた.さらに,これと平行して,個別要素法に基づく砂粒子運動の数値シミュレーターに関しても,多数粒子を対象とした分級過程の計算を実施した.種々の漂砂の移動形態の中でシートフロー状態では,短時間に多くの土砂が輸送されることから,海浜変形を論じる上でもシートフロー漂砂の高精度の予測が鍵となる.シートフロー漂砂は高濃度に土砂を含んだ流れ場で輸送されるから,清水流を対象として開発されたセンサーがほとんど使用できず,流動特性の実験的把握には,ビデオ画像解析による以外にない.また,画像解析には膨大な時間と労力を必要とすることから,現在でも必ずしも十分なデータが蓄積されてはいない.本研究では,このような研究の現況に鑑み,シートフロー漂砂の物理機構解明のための2つの核となるアプローチ,すなわち砂粒子運動の数値シミュレーターと簡易画像解析手法に関して基礎的技術開発を行い,それらの成果をシートフローシミュレーターに集約して,力学モデルと直結した海浜変形予測への道を拓くことを目的としている.砂粒子運動の数値シミュレーターは,砂粒子の相互干渉を考慮しつつ個々の砂粒子の運動を数値的に追跡することにより,シートフロー漂砂の挙動を模擬しようとするものであり,簡易画像解析手法とは,市販のビデオカメラで撮影した画像をフリーウェアとして容易に入手できる画像処理ソフトウェアを組み合わせてパーソナルコンピュータ上で処理することにより,安価で汎用的な画像処理を実現しようとするものである.本年は,昨年に引き続き,振動流装置を用いて移動速度分布や濃度分布などシートフロー漂砂の特性を理解する上で鍵となる物理量の計測を実施した.本年度の実験は,特に現実の海浜で問題となる混合粒径の条件について実施し,非定常分級過程の動的特性を詳細に把握することに重点を置いた.さらに,個別要素法に基づく砂粒子運動の数値シミュレーターの改良も継続し,より多数粒子を高速で追跡できるコードを開発して分級過程のシミュレーションを実施した.(以上776字)
磁場によるナノ配位空間の制御とナノ空間への分子磁気吸着

Cu^<2+>以外の金属イオンを用いたCPL-1系や他の集積型金属錯体生成への磁場効果を試みたが,著しい結晶成長や形態変化はみられたものの,構造(組成)変化は得られなかった。ゲート錯体LPCも磁場中調製によってモルフォロジーは不規則形状から滑らかな表面を持つ四角柱へと大きく変化したが,構造は変化せず,窒素吸着等温線も変わらなかった。磁気的に興味深い多孔性集積型金属錯体への磁気吸着を検討するために,定圧で吸着の磁場応答を検出できる圧力フィードバック式吸着量測定装置を開発した。ガス流入量を一定にして,吸・脱着に伴う圧力変化を打ち消すように排出量を調節した。磁気吸着による圧力変化ΔPはΔ〓Δ_XH^2P_0(Δ_X,吸着に伴う磁化率変化;H,磁場強度;P_0,全圧)で与えられる。CPL-1への酸素の磁気吸着の例を示した。ノイズが大きいが,酸素流入量と排出量の差から見積もった磁気吸着量を相対圧に対してプロットした。ΔPは圧力の1.2乗に依存した。常磁性の酸素ばかりでなく,反磁性の水素も磁気吸着したことから,吸着に伴って吸着分子とCPL-1の間で電子移動が起こっていると推定され,吸着状態の分子の磁性あるいは固体細孔内の局所磁場が大きな役割を果たしており,磁場による圧力応答が表面磁性に極めて敏感であることを示唆している。LPCのゲート圧への磁場効果は得られていないが,ゲート圧のシフトが得られれば,磁場による顕著な吸着量制御が可能になると期待される。Cu(ClO_4)_2、Na_2pzdc(もしくはH_2pzdc)およびpyzを用いて、Cu_2(pzdc)_2(pyz)・2H_2O^<3)>錯体(CPL-1)の生成条件を用いて、磁場(>3T)下で調製すると針状結晶が混入した。磁場強度の増加とともに針状結晶は成長し、27Tでは数百μの長さになったが、依然として混合物であった。そこで、6Tで生成した針状結晶を選び出し、これを種結晶として再度同条件で磁場調製して単結晶を得た。構造解析の結果,Cu(pzdc)(pyz)・ClO_4)であることがわかった。窒素吸着等温線によれば、細孔はほとんど消失しており、磁気吸着研究には適さなかった。磁場調製錯体は230°CでのアニーリングによってCPL-1に変換するが、6Tの磁場中では構造を保持した。同じ溶液から合成条件を変えて調製したところ、色調の異なる青色粉末が得られた。元素分析の結果、pyzが含まれていないことが示唆され、DSCやIRからは水が多量に含まれることがわかった。粉末X線回折線をリートベルト法で解析した結果、Cu(pzdc)・2H_O)であることがわかった。結晶中の水は105°C付近で脱水し構造変化がみられるが、水にさらすと可逆的に構造が回復した。この脱水試料の窒素吸着量は少なく、脱水による細孔生成は起こらなかった。この構造は温度アニールによって新しい構造へ転換した。磁気的に興味深い多孔性集積型金属錯体に適用するために、吸着量の多いゼオライト5Aや活性炭素繊維を用いて、磁場による酸素および水素吸着制御を行った。酸素は常磁性であるにも関わらず磁場によって脱着し、一方、反磁性である水素は磁気吸着した。これらは明らかに吸着状態の磁性あるいは局所磁場が大きな役割を果たしており、磁場による圧力応答が表面磁性に極めて敏感であることを示唆している。