hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
肺癌の治療指針としての癌遺伝子腫瘍抑制遺伝子の異常

単変量解析で、p53変異のある患者の予後は有意に不良であった(p=0.01,logarnk test)。また、Coxの比例ハザードモデルを用いた多変量解析ではp53の突然変異は病期、性別とともに独立した予後不良因子であることが示された(ハザード比1.84、p=0.018)。臨床上、肺癌患者の管理指針として有用である可能性が高く、今後臨床応用についても検討を進める予定である。この結果は現在英文誌に投稿中であり、1993年米国癌学会で発表予定である。平成5年度は二年目として、DNAレベルでのp53腫瘍抑制遺伝子の解析のまとめを行うとともに、免疫組織化学的手法を用いたp53の解析を開始した。また、他の遺伝子としてc-erbB-2遺伝子、網膜芽細胞腫遺伝子、染色体3番短腕、9番短腕の解析を開始した。福岡大学、産業医科大学で切除された非小細胞肺癌120例におけるp53遺伝子の患者予後に及ぼす影響の解析は終了した。p53の突然変異は41/120(34%)に認められた。組織型別には扁平上皮癌(62%)が腺癌(28%)より高頻度であった。p53遺伝子の突然変異は有意な病期と独立した予後不良因子であることが明らかとなった。今回の検討ではp53の突然変異はエクソン5-8におけるもののみを検索しておりその意味では見落としもあると考えられたために、免疫組織化学的に突然変異によって半減期が延長し増量した蛋白を検出するアプローチも開始した。DNAレベルと蛋白レベルの異常の一致率は60%程度にすぎなかった。蛋白レベルの異常のもつ意義について解析を行う予定である。癌遺伝子c-erbB-2遺伝子の免疫組織化学的検討と可溶性蛋白の血清中濃度測定を行った。組織中では腺癌の43%、扁平上皮癌の27%に発現が認められた。血清c-erbB-2蛋白量は対照群より高値であり、組織発現例で高値を示す傾向にあった。腺癌では病期の進展との関連が示唆され腫瘍マーカーとして有用である可能性がある。microsatellite polymorphismを用いた染色体3番短腕のヘテロ接合性の喪失の検討を腫瘍と正常DNAペアのそろっている比較的最近の症例100余例で開始した。9番短腕の解析、網膜芽細胞腫遺伝子異常の解析は海外の研究室での共同研究という形で開始しており、次年度末までにはこれらの多くの遺伝子異常の臨床的意義の意義付けに関する知見が得られるものと期待される。平成6年度は最終年度として、p53遺伝子、網膜芽細胞腫遺伝子の解析、第三染色体短腕、第9染色体短腕、第5染色体長腕、等の解析を行うとともに、多くの遺伝子異常の総合的評価を行った。p53遺伝子に関しては、福岡大学、産業医科大学での切除例120例における結果をすでに発表したが、時代的にぬけが少なくなくまた二施設にわっているため、症例選択にバイアスがかかると考えられた。このため産業医科大学での連続129症例を設定しこれを用いて、その他の遺伝子を含めての検討を行った。p53遺伝子の解析はDNAレベルと免疫組織学的検討の両方を行い、予後との関連についての検討を行った。35%に突然変異を54%に蛋白の核内蓄積を認めた。両者の一致率は60%であった。予後に関する影響は、腺癌と扁平上皮癌では異なっており、腺癌ではp53の異常は予後不良因子であったが、扁平上皮癌では有意差がなかった。この集団は比較的新しい症例なので観察器官が短く、今後さらに観察を続ける必要がある。microsatellite polymorphismをもちいた3p,5q,9pのヘテロ
ニューロン・グリア相関よりみた内因性活性物質による神経系細胞の増殖・分化調節機構

マウス神経芽腫細胞(Neuro 2a,NS-20Y,NIE-115,NAs-1)よりグリア芽細胞の増殖を抑制する因子(グリア細胞増殖抑制因子、GGIF)の産生統をスクリーニングした。〈結果・考察〉4種の神経芽腫細胞のうちマウス腹水型神経芽腫細胞NAs-1の培養液に強いGGIF活性が認められた。この因子はDEAE-Sephacelカラムに吸着する酸性タンパク質で、GGIF1(33-40.5KMr)およびGGIF2(31-34KMr)の2成分に分かれた。GGIFはラット正常グリア芽細胞、アストロサイトーマ(GA-1)やシュワノーマ(354-A)のDNA合成および細胞分裂をdose-dependentに抑制し、グリア細胞成長因子(GMF)によって刺激されたブリア芽細胞に対しても、DNA合成促進および細胞分裂促進を抑制した。GGIFは、GO期にあるグリア芽細胞のGMF刺激によるS期への誘導を特異的に抑制した。しかし、GMFの持つグリア芽細胞分化促進能に対しては阻害害果を示さなかった。すなわち、グリア芽細胞のGMF刺激によって誘導されるアストロサイト様細胞への形態分化がGGIFによって阻害されなかった。さらに、GMF刺激によるグリア芽細胞内S-100タンパク含量の上昇に対してもGGIFは影響を与えなかった。これらの結果より、GGIFはグリア性細胞の増殖を抑制しグリア芽細胞に対してはGMFによる細胞増殖促進効果のみ阻害し、細胞分化促進効果には影響を与えなかった。
イオン性液体を用いる不燃性二次電池の創製

【研究の目的】リチウム二次電池の安全性向上のための対策技術として、不揮発性・不燃性という特徴を有する常温型溶融塩(イオン性液体)を不燃性電解液として応用することを試みた。平成15年度は、AlCl_3-1-ethyl-3-methylimidazolium chloride (EMIC)常温型溶融塩をベースとする電解液を用いて検討した結果、放電電圧3.2-3.7Vで作動すること、粘度や導電率などの電解液の物性よりも、Li^+濃度が高い液組成を用いる方が、放電特性が良好になるなどの知見を得た。そこで今年度は、高出力な不燃性二次電池の創製のため、以下の項目について取り組んだ。【研究実施項目】1.イオン性液体の支配的イオン種の解明とその幾何学的構造の解析対象となるAlCl_3-EMIC-LiCl_<sat>-SOCl_2浴中に存在するイオン種を解明するため、ラマンスペクトルの測定を行った。その結果、Alの析出イオン種であるAl_2Cl_7^-は存在せず、アニオン種はAlCl_4^-のみ、カチオン種はEMI^+とLi^+が存在することが分かった。さらに、プログラムGAUSSIAN03を用いて、非経験的分子軌道計算を行った結果、Li^+は2つのAlCl_4^-のClと相互作用し、それらの距離は1.9-2.7Åであることが分かった。2.新規電極作製方法の検討昨年度に引き続き、合金系負極材料(Al)に注目し、めっき法により薄膜化して、その作製条件や作動条件を検討したところ、負極として順調に作動する条件を明らかにした。また、常温型溶融塩に適合する電極として、泳動電着法を用いたバインダーブリー正極の作製条件も検討したところ、正極として作動することが明らかとなった。3.電極反応機構の解析Alめっき負極のリチウム吸蔵・放出反応を調べるため、GD-OESを用いてAlめっき負極の深さ方向の元素分析を行った。その結果、充電時に形成されたLi-Alから、全てのLiが放出されておらず、充電深度が深くなるにつれて、Li残量が増加することが分かった。AlCl_3-1-ethyl-3-methylimidazolium chloride(EMIC)常温型溶融塩(イオン性液体)を電解液に用いる不燃性リチウム二次電池の創製を行った。今年度は電解液の物性、負極特性、正極特性について検討した。電解液としては、AlCl_3-EMIC2元系浴(52mol%≦AlCl_3≦66.7mol%)にLiClを飽和溶解度添加し、微量のSOCl_2を添加したAlCl_3-EMIC-LiCl_<sat.>+SOCl_2を用いた。物性としては、凝固点・ガラス転移点、密度、粘度、導電率について調べた。凝固点・ガラス転移点は-15°C-90°C(ガラス転移点)であり、AlCl_3-EMIC2元系浴と比較して、ほとんど変化が見られなかった。密度は1.31.4g/cm^3(25°C)、粘度は2031mPa・s(25°C)を示し、Li^+濃度が高い組成ほど、密度、粘度は高くなることが分かった。また、導電率は1018mS/cmを示したが、密度・粘度とは逆にLi^+濃度が低い組成の方が高くなることが分かった。よって、室温領域にて電解液として使用できることが明らかとなった。負極の検討としては、炭素材料として、天然黒鉛、ソフトカーボン、ハードカーボンを用いるとともに、炭素材料より高容量となり得る合金系材料(アルミニウム)を検討した。さらに、バインダーを使用しない負極を開発すべく、炭素負極は泳動電着法で、Al電極は電気めっき法で作製し、本浴中にてこれらの電極が負極として作動することを見い出した。正極特性の検討にはLiCoO_2電極を用いた。C.V.測定により、3.54.2V vs.Li^+/Liにおいて、LiCoO_2電極へのLi^+の挿入・脱離反応に対応する酸化還元波が現れたことから、LiCoO_2電極が作動することが分かった。さらに、浴組成が電極特性に及ぼす影響を調べたところ、放電容量、充放電効率に大きな違いは見られなかったが、過電圧はLi^+濃度が高くなるにつれて小さくなった。以上のことから、Li^+濃度が高い組成を使用することにより、作動電圧3.23.7Vの不燃性リチウム二次電池を作製できることが明らかとなった。【研究実施項目】1.イオン性液体の支配的イオン種の解明とその幾何学的構造の解析対象となるAlCl_

3-EMIC-LiCl_<sat>-SOCl_2浴中に存在するイオン種を解明するため、ラマンスペクトルの測定を行った。その結果、Alの析出イオン種であるAl_2Cl_7^-は存在せず、アニオン種はAlCl_4^-のみ、カチオン種はEMI^+とLi^+が存在することが分かった。さらに、プログラムGAUSSIAN03を用いて、非経験的分子軌道計算を行った結果、Li^+は2つのAlCl_4^-のClと相互作用し、それらの距離は1.9-2.7Åであることが分かった。2.新規電極作製方法の検討昨年度に引き続き、合金系負極材料(Al)に注目し、めっき法により薄膜化して、その作製条件や作動条件を検討したところ、負極として順調に作動する条件を明らかにした。また、常温型溶融塩に適合する電極として、泳動電着法を用いたバインダーブリー正極の作製条件も検討したところ、正極として作動することが明らかとなった。3.電極反応機構の解析Alめっき負極のリチウム吸蔵・放出反応を調べるため、GD-OESを用いてAlめっき負極の深さ方向の元素分析を行った。その結果、充電時に形成されたLi-Alから、全てのLiが放出されておらず、充電深度が深くなるにつれて、Li残量が増加することが分かった。
未知環境外乱の学習による海中構造物の自動建設手法の開発

本研究では、水中というさまざまな外乱の存在する環境中において、弾性挙動を抑制しつつ柔軟な構造物をあらかじめ定められた軌道に沿って運び、高い精度でドッキング、結合する技術の開発を行うことを目標とした。この技術は、海洋の資源開発などで用いられる機器や構造物を、大水深において遠隔操作で自動的に設置・建設するための基本技術である。水中で柔軟構造物をあらかじめ定められた軌道に沿って運動させる問題は、剛体運動と構造物の弾性応答が連成した無限自由度系の制御問題である。さらに、構造物に加わる流体力学的外乱は相対的に大きく本質的に非線形であるなど、水中構造物特有の問題のため制御のロバスト性の確保が必要となる。このような問題に対して、限られた数のアクチュエータで、全体的にバランスの取れた安定で応答特性のよい制御系を開発しなければならない。そこで、本研究では軌道を繰り返し追従する過程で、定常あるいは準定常な流れによる外乱を学習する学習型フィードフォワード制御を開発し、これにフィードバック制御と組み合わせることにより、剛体運動と弾性応答が連成した系を安定的に軌道追従させ、目標に高い精度でドッキングさせる制御手法の定式化を行った。定式化した制御手法についてはシミュレーション計算を実施し、手法の有効性を確認した。また、大型の構造物を想定した制御実験用の弾性模型の開発を行うとともに、弾性変形計測用の高精度の超音波位置センサーを設計・製作した。水槽実験により、構造物の代表寸法の500分の1程度の精度でドッキング可能なことを実証し、所期の性能を達成することができた。本研究では、大水深において遠隔操作で構造物を自動的に設置・建設する基本技術の開発を目的としている。このため、潮流などの未知外乱中において、構造物の弾性応答をアクティブに制御しつつあらかじめ定められた軌道に沿って運び、高い精度でドッキング、結合する技術の開発を行う基礎的な技術の開発を目標としている。水中で柔軟構造物をあらかじめ定められた軌道に沿って運動させる問題は、剛体運動、姿勢制御と構造物の弾性応答が連成した無限自由度系の制御問題となる。さらに、構造物に加わる流体力学外乱は相対的に大きく本質的に非線形であるなど、水中構造物特有の問題のため制御のロバスト性の確保が必要となる。そこで、軌道を繰り返し追従する過程で外乱を学習する学習型フィードフォワードとフィードバックを組み合わせた制御の安定化を行った。さらに、定式化を行った制御手法についてはシミュレーション計算を実施し、手法の有効性を確認した。また、実証実験に向けて、大型の構造物を想定した制御実験用の弾性模型の開発を行うとともに、弾性変形計測用超音波位置センサーの超音波発信子を設計・製作した。本研究では軌道を繰り返し追従する過程で、定常あるいは準定常な流れによる外乱を学習する学習型フィードフォワード制御を開発し、これにフィードバック制御と組み合わせることにより、剛体運動と弾性応答が連成した系を安定的に軌道追従させ、目標に高い精度でドッキングさせる制御手法の定式化を行った。

定式化した制御手法についてはシミュレーション計算を実施し、手法の有効性を確認した。また、大型の構造物を想定した制御実験用の小型弾性模型の開発を行うとともに、弾性変形計測用の高精度の超音波位置センサーを設計・製作した。水槽実験により、構造物の代表寸法の500分の1程度の精度でドッキング可能なことを実証し、所期の性能を達成することができた。
拡散過程のカップリング法に基づく幾何解析の展開

通常の可微分構造を持たない特異空間上で,関数空間上の勾配曲線としての熱分布の2種の異なる定式化を同定した.これを用いて,「Ricci曲率が下に有界」の最適輸送理論による特徴づけから,熱分布の微分評価による特徴づけを導出した.また,確率解析を用いて,上記の議論で曲率条件の一種として現れる熱分布間のWasserstein距離の評価をRicci流の下で拡張した.加えて,その評価をPerelmanのL距離が定めるWasserstein型の距離に拡張した.さらに,拡散過程の鏡映カップリングの特性を最適輸送を用いて定式化した.これを利用し,Riemann多様体の極限である特異空間上へ同様の性質を拡張した.通常の可微分構造を持たない特異空間上で,関数空間上の勾配曲線としての熱分布の2種の異なる定式化を同定した.これを用いて,「Ricci曲率が下に有界」の最適輸送理論による特徴づけから,熱分布の微分評価による特徴づけを導出した.また,確率解析を用いて,上記の議論で曲率条件の一種として現れる熱分布間のWasserstein距離の評価をRicci流の下で拡張した.加えて,その評価をPerelmanのL距離が定めるWasserstein型の距離に拡張した.さらに,拡散過程の鏡映カップリングの特性を最適輸送を用いて定式化した.これを利用し,Riemann多様体の極限である特異空間上へ同様の性質を拡張した.特異空間であるAlexandrov空間上の熱流について,N.Gigli氏(Nice大)および太田慎一氏(京大)らとの共同研究を進めた.この場合,熱流にはDirichler形式と確率測度の空間上の勾配流との,2通りの構成法が知られていた.本共同研究では,空間の特異性を許容する新手法により,この2つの熱流が一致する事を示した.応用として,熱核のLipschitz連続性など状態空間の滑らかさが保証されていない場合には非常に困難とされる評価を導いた.また,Ricci流を含む,時間依存計量を持つ多様体上の拡散過程のカップリングについて研究した.カップリング構成法として知られていたランダムウォーク近似がこの場合にも有効であることを示した.またR.Philipowski氏(ボン大)との共同研究により,PerelmanのL-汎関数の熱流のもとでの単調非増大性を,前述の方法の応用として示し,Ricci流の解析に対する確率論的アプローチの有効性を明らかにした.熱半群のL^p-微分評価とL^q-Wasserstein距離の拡大率評価の同値性は,無限次元空間を含む広い枠組みで成立することが判明した.この一般化された枠組で初めて取り扱える無限次元空間上の熱半群の例について,条件を計算中である.Bonn大学のK.-Th.Sturm氏との共同研究は2月の研究訪問時に結実し,あるWasserstein距離を用いた鏡映カップリングの特徴づけに成功した.新しい定式化は特異空間でも意味を持ち,実際に条件がGromov-Hausdorff収束で保たれることを示した.Riemann多様体の場合に限っても,熱分布の差の全変動に関する比較定理など,微分幾何学的手法では未知の興味深い結果を得た.更に,比較対象となる空間での具体的な計算も与えた.また,この解析を通じて,熱分布の時間発展について曲率の下限の符号に拘らず単調非減少になる,新しいWasserstein距離を発見した.既知のWasserstein距離の拡大率評価は負曲率の場合には拡大評価となるため,新しい現象として,更なる解析が期待される.太田慎一氏,N.Gigli氏らとの共同研究で得ていた,コンパクトAlexandrov空間上の熱分布に関する結果は,そのアイデアの斬新さ・簡明さ故に,当該分野に大きなインパクトを与えた.実際,このアイデアに基づき,Gigli氏およびAmbrosio,Savareの各氏により,非コンパクトAlexandrov空間を含む非常に広範な枠組みへと拡張された.これらの結果について,国内外の研究集会で発表し,関連する研究課題について,国内外の研究者と議論を重ねた.特に,9月にBonn大学で開催された国際研究集会"Stochastic analysis and its applications"では,鏡映カップリングに関する進行中の研究成果を発表し,多くの聴衆からの関心を得た.M. Erbar氏,K.-T.Sturm氏との共同研究により,既知の「Ricci曲率の下限と次元の上限が存在する」という性質の,(より適用範囲の広い)言い換えである曲率次元条件について,熱分布の微分評価による解析的定式化との同値性を一般の測度距離空間の枠組みで示した.この同値性を満たすために,2条件を橋渡しする幾つかの新しい(同値)条件を提唱し,それらの間の関係について詳細な解析を加えることで,この対応関係を示した.更に,導入した新しい条件の副産物として,曲率次元条件に関連する新たな関数不等式を幾つか発見した.これらは条件が次元パラメータに依存しない場合の結果の精密化に相当し,今後のより精密な解析が期待される.Ricci流の下での確率解析について,天羽隆史氏(立命館大学)との共同研究を継続し,論文をほぼ書き終える段階に至った.Lott氏により導入された新しい時空間経路空間上の汎関数が定める最適輸送費用が熱分布に対しては時間について非増加になることを示した.また,カップリングを(汎)関数に代入した量の可積分性が,弱い仮定の下で検証可能であることを明らかにした.これによって,先行研究での議論の誤りを修正することができた.

これらの結果について国内外の研究集会で発表,および関連分野の研究者と議論し,広く関心を得ている.特に曲率次元条件に関する成果は当該分野の研究者に大きなインパクトを与え,既に,この成果に基づき測度距離空間上の幾何解析に着手した新たな研究論文が幾つも現れている.既知であった「Ricci曲率の下限」に関連する熱半群の微分評価に次元の条件を加味した精密化に対して,一般の枠組で,対応するWasserstein距離評価の定式化と同値性の証明に成功した.特異性を持つ空間上で,熱半群に対する曲率次元条件を得るための嚆矢となる結果と言える.熱半群の微分評価には広汎な応用があり,研究の進展は測度距離空間上の幾何解析に大きく資するものである.また,この同値性を通じて得たWasserstein距離評価はそれ自体新しいものであり,最適輸送に基づく熱分布の解析学に新たな光を当てるものと期待される.微分評価とWasserstein距離評価の双対性についても,gauge-Orliczノルム双対性を含む形で,技術的な条件を全て取り除いた形で成り立つことを明らかにした.また,そのために必要なHopf-Lax半群の理論を拡張した.さらに,Wasserstein距離評価が,その対象となるMarkov核への各種操作に対して安定であることを示した.特に従属操作での安定性を通じて,熱分布の従属操作で得られる半群に対する新たな微分評価を得た.RIcci流の下での確率解析について,Lott氏により導入された新しい時空間経路空間上の汎関数が定める最適輸送費用が熱分布の元で非増大となることを,天羽隆史氏(立命館大)との共同研究で得つつある.これは,Philipowski氏との共同研究を継承する内容と位置づけられる.発見的考察は済み,技術的な困難を克服していく段階にある.これらの結果について国内外の研究集会で発表,および関連分野の研究者と議論し,広く関心を得た.特に,議論の発展として,一般の測度距離空間の枠組で「曲率次元条件」に相当する他の定式化との関係を調べる共同研究をK.-T. Sturm氏,M. Erbar氏(Bonn大)と着手した.目標に掲げた鏡映カップリングの最適輸送理論による特徴づけには成功し,そこから,Riemann多様体上でも新しいと言える,期待以上の成果を得た,Alexandrov空間上の熱流については,他の研究者に先を越されたものの,それを踏まえた更なる進展の可能性が期待できる.熱半群の微分評価に関連する結果は,一般論が構築できた点において,順調に展開できていると言える.25年度が最終年度であるため、記入しない。測度距離空間上の解析については,次元についての情報を加味した形での研究に着手し,一定の成果を得つつある.また,新たな共同研究は,理想的な形で実れば,当該分野の基礎となるべき極めて重要な進展をもたらすものと期待できる.Hopf-Lax半群に対する研究を推進することで,Ricci流の下での解析の手段へとその枠組を広げることができると考えられる.昨年度に得た結果はそのための礎ともみなせ,今後の進展への手がかりを得たと言える.これまで,sub-Riemann多様体上での解析への応用について,やや手薄になっていた.一方で,海外の研究集会での講演及び研究交流を通じて,F.Baudoin氏やP.Lee氏など,当該分野のエキスパートに知り合うことができた.彼らとの議論や共同研究を通じて,この方面の研究推進を強化する.
両生爬虫類における自律分散メカニズムの研究

同種個体は、ある目的のために協同したり、集合する場合と、逆に、要求が一致するため競争関係になって、互いに排除するばあいがある。このような矛循した2つの要因が、同種の個体関係の様々な存在形態をもたらす。とりわけ、集合する動物では、集合を維持するためのメカニズムに関心がもたれてきた。このような動物の集合は、魚類や哺乳類についてよく調べられてきたが、系統的にその中間に位置する両生類、爬虫類のグループについては、あまり関心が持たれていなかった。両生類では、多くの種類のカエルのオタマジャクシが、群れて集合をつくる。このうちの社会的群れには、ヒキガエル型とツメガエル型という2つの異なる型の群れがある。前者の群れは平面的で、主に水底を移動しながら、摂食する。一方、後者の群れは立体的で、オタマジャクシは水中に浮かんで、同じ向きに並び、水中の浮遊物を濾しとって食べる。そこで、これらの2つの型のオタマジャクシの集合行動を観察することを計画し、初年度は、後者のツメガエル型の群れをつくるヒメアマガエルを用いて、実験下でのオタマジャクシの群れの動きをビデオにとり、解析をおこなった。今年度は、前者の型の群れをつくるニホンヒキガエル、ヘリグロヒキガエルについて、野外のオタマジャクシの群れの観察をおこなった。さらに、ニホンヒキガエルについては実験室内でビデオで幼生の集合の動きをビデオに撮影し、そのデータを解析した。
Bacillus属細菌胞子の発芽・増殖過程の劣化を指標とした損傷菌生成機構の解析

細菌芽胞が殺菌ストレスにより損傷を受けると回復するために発芽及び発芽後増殖に要する時間が増大し、結果的に対数増殖期に入るまでの時間(誘導期)が増大する。今年度は抗菌性を持つ香辛料精油成分、carvacrol,thymolを添加した場合の,B. subtilis芽胞の発芽について検討した。その結果、発芽誘導剤としてL-asparagine, D-glucose, D-fructose, K+の混合物(AGFK)を用いた場合は, carvacrolよりもthymolの方が低濃度で発芽誘導の阻害が見られ,互いに異性体の関係にある両者は発芽系に対する親和性が異なる可能性が示唆された。さらに発芽終了後の菌体に,thymol、加熱処理、ガンマ線照射を行い、その後の増殖パターンを比較したところ,thymolの添加濃度の増加に応じて発育遅延が増大した。更に,加熱処理を行ってから発芽させた芽胞を用いてthymolを含むTSB中で培養した場合,thymol単独処理時と比較して発育遅延が明確に増大した。これらの結果から,thymolが発芽後成長段階に作用していることに加え,加熱処理との複合によって相乗的な抑制効果が得られることが示された。一方,ガンマ線照射芽胞を用いて同様の実験を行った場合は,thymolとの複合処理による発育遅延がガンマ線照射による遅延に加算されることが分かったが、加熱で見られたような複合処理による相乗効果は確認できなかった。以上より,carvacrolとthymolはB. subtilis芽胞の発芽を抑制する効果があり,特にthymolについては発芽後成長も抑制することが分かった。更に,芽胞の加熱処理においても発芽過程に抑制効果があることが見出され,これらを複合することで発育遅延が増大し,より高い抑制効果が得られる可能性を強く示すものであった。本研究においてはBacillus subtilis芽胞の発芽・増殖過程に着目し、60Coγ線照射に対して芽胞の発芽・増殖過程のどの段階の損傷が細胞致死の要因となるのかを明らかにすることが最終目標である。。本年度は芽胞のガンマ線発芽増殖過程をマイクロプレートリーダーにより得た増殖曲線と顕微鏡観察により検討し、発芽増殖過程におけるガンマ線照射後の影響について調べた。同時にこれらから得られたゲノムDNAの電気泳動により、DNA切断、修復の状況をモニターした。Bacillus subtilis 168株から芽胞を調製し、種々の線量の60Coγ線を照射したのち,コロニー計数法により生残曲線を得た。ガンマ線照射後の芽胞は指数関数的に減少し、D10は約2.1 kGyを示した。次にマイクロプレートリーダーによりLB培地中での損傷芽胞の発育過程を追跡した。さらにL-アラニンによる発芽処理についても検討した。その結果、γ線及び加熱により芽胞の発育遅延が見られ、B. subtilis芽胞の発芽システムはγ線ではほとんど損傷せず、98°C加熱では損傷することが示唆された。位相差顕微鏡像観察から、L-アラニンによる発芽処理にγ線照射芽胞は正常に応答したが、98°C加熱処理芽胞の一部では発芽応答が見られなかった。さらに芽胞の発芽増殖過程において経時的に試料を採取し、ゲノムDNAを抽出し、制限酵素NotIにより断片化したDNAに対し、パルスフィールドゲル電気泳動を行なった。その結果から、γ線と98°C加熱処理ではB. subtilis芽胞に与える損傷は異なり、γ線では主にDNAに、98°C加熱処理芽胞では芽胞表層の発芽システムに損傷を及ぼすことが推察された。現在は研究計画に従い、芽胞の発芽増殖過程の生理活性変化、細胞損傷、細胞分裂の変化を蛍光色素染色により可視化し、顕微鏡観察により評価しているところである。当初平成29年度においては芽胞の発芽増殖過程をDNA染色試薬や酵素活性評価試薬を用いて染色し、Co-60γ線照射後の芽胞の発芽増殖過程における生理学的変化を明らかにする予定であった。しかし染色条件の検討に思いのほか時間がかかり、現時点では十分な結果が得られていない次年度の早い時期にこれらを明らかにし、放射線の影響によって発芽ご生育のどのステージに異常が認められ、また回復、損傷にいずれかに至る要因は何かについてできるだけ早く明らかにする予定である。前年度の研究によりBacillus subtilis芽胞の発芽と対数増殖開始時点において加熱においては顕著な阻害効果が見られたのにかかわらず、ガンマ線照射においてはほとんど阻害効果が現れないことが分かった。芽胞のガンマ線による死滅要因の一つとして、水に起因して発生する酸化ストレスによる間接作用があると考えられている。しかし、実際にコア内部の脱水が直接作用および間接作用を制御し耐性化に関与しているか、また、コアに多量に存在するDPAが耐性に関与するかどうかについても検討されていない。そのため、今年度はBacillus subtilis 168株とそのspoVFAB(DPA合成酵素遺伝子)欠損株に対して、挿入組み換えプラスミドを用いて耐熱性蛍光タンパク質YFP3.2またはRedoxセンサーとして用いられるroYFP1を芽胞コア内で発現させる組み換え体を作成し、芽胞形成培地に各濃度のDPAを添加した系においてコア内DPA濃度が異なる組換体芽胞を調製し、加熱処理およびガンマ線照射下におけるコア内タンパク質の安定性、生存性にDPA含量がどのように影響するのかについて検討した。加熱処理においては、芽胞のDPA濃度の上昇に応じてコア内発現蛍光タンパク質の消光は抑制され、生存率が上昇した。

このことから、DPAがコアの脱水化・自由水の減少によるコア内タンパク質変性を抑制したと推察した。一方、ガンマ線照射では、DPAの蓄積に依存したコア内発現蛍光タンパク質の消光抑制は加熱に比べ、少なかった。また、168株とDPA合成欠損株の死滅速度に顕著な違いはなく、ガンマ線はコア内発現蛍光タンパク質を失活させるもののコア内の水分に起因する間接作用よりもガンマ線の直接作用の寄与のほうが大きく、DPAの蓄積やそれに伴う脱水化のガンマ線照射に対するコア内タンパク質の保護への寄与は少ないことが示唆された。前年度の研究によりBacillus subtilis芽胞の発芽と対数増殖開始時点において加熱においては顕著な阻害効果が見られたのにかかわらず、ガンマ線照射においてはほとんど阻害効果が現れないことが分かった。この原因としては、加熱の場合には芽胞に含まれる発芽や増殖に必要なタンパク質が変性したため、阻害効果が現れた一方、放射線照射の場合は水分含量の少ない芽胞コア内に存在するゲノムDNAに直接作用し、タンパク質に対する影響は軽微であったため、発芽過程に阻害効果が表れなかった推測した。これを検証することを優先した。今後は研究計画に従い、芽胞の発芽増殖過程の生理活性変化、細胞損傷、細胞分裂の変化を蛍光色素染色により可視化し、顕微鏡観察により評価氏、当初の目標を達成する予定である。細菌芽胞が殺菌ストレスにより損傷を受けると回復するために発芽及び発芽後増殖に要する時間が増大し、結果的に対数増殖期に入るまでの時間(誘導期)が増大する。今年度は抗菌性を持つ香辛料精油成分、carvacrol,thymolを添加した場合の,B. subtilis芽胞の発芽について検討した。その結果、発芽誘導剤としてL-asparagine, D-glucose, D-fructose, K+の混合物(AGFK)を用いた場合は, carvacrolよりもthymolの方が低濃度で発芽誘導の阻害が見られ,互いに異性体の関係にある両者は発芽系に対する親和性が異なる可能性が示唆された。さらに発芽終了後の菌体に,thymol、加熱処理、ガンマ線照射を行い、その後の増殖パターンを比較したところ,thymolの添加濃度の増加に応じて発育遅延が増大した。更に,加熱処理を行ってから発芽させた芽胞を用いてthymolを含むTSB中で培養した場合,thymol単独処理時と比較して発育遅延が明確に増大した。これらの結果から,thymolが発芽後成長段階に作用していることに加え,加熱処理との複合によって相乗的な抑制効果が得られることが示された。一方,ガンマ線照射芽胞を用いて同様の実験を行った場合は,thymolとの複合処理による発育遅延がガンマ線照射による遅延に加算されることが分かったが、加熱で見られたような複合処理による相乗効果は確認できなかった。以上より,carvacrolとthymolはB. subtilis芽胞の発芽を抑制する効果があり,特にthymolについては発芽後成長も抑制することが分かった。更に,芽胞の加熱処理においても発芽過程に抑制効果があることが見出され,これらを複合することで発育遅延が増大し,より高い抑制効果が得られる可能性を強く示すものであった。
知的活動支援のためのメディア統合に関する研究

本研究の目的は,メディア統合に基づき,情報の表現に留まらず,情報の獲得・理解伝達あるいは交流など,各種の知的活動を支援するための方策を明らかにしようとすることであった.まず,マルチメディア技術を支える基礎理論として,情報が何らかのメディアによって表示される際の基本構造,および,メディア変換の基本的仕組を明らかにしようとした.マルチメディア技術は今後の基幹技術の一つと位置付けられながら,その技術を支える理論的な枠組みを持たないまま,実用化が進んでおり,マルチメディア技術の将来のためにも,本研究の目標達成のためにも,その欠陥を埋めておくことが重要であると判断したからである.その結果,メディアにより表現された情報には情報の内容に留まらず,表示のための情報が備わっていること,またメディア変換に当たっては,この表示のための情報を所要のメディアに適合した記述に変換するばよいことを明らかにした.これを基礎に情報を加工し,メディア変換を通じて,効果的なメディア統合を実現するという基本構造と技法について論じた.この結果を例証するため各種の知的活動支援システムを作成した.情報の獲得・理解支援については映像と音楽情報の統合およびユーザの選好性を重視した地図情報処理システムの作成,また情報の伝達あるいは交流については対話型3次元形状モデル生成システムの作成あるいはエージェント間の概念学習を含む意図伝達方式の提案,さらには情報提示などを支援するものとして文書画像中のグラフ図形の表示変換システムを作成した.先の地図情報システムもその一つと考えられる.しかしメディア統合の際の重要な課題である適切なメディア選択の問題については人間の情報感受特性など認知科学的な検討が必要となるため今後の課題とした。近年,計算機出力の表示媒体としての多彩なメディアの開発と,計算機の処理能力の飛躍的向上により,計算機による処理の結果を多角的に表示し,その効果的な理解・利用を可能にする条件が整いつつある.また,計算機システムに対する考え方は,システム自体を知能化していくという方向より,人間の種々の知的活動(学習・創作・知覚・コミュニケーションなど)の能力を拡大させる知的支援ツールとして計算機を捉えるという方向の重要性が認識されつつある.このような状況を背景として,本研究では,汎メディア型知的活動総合支援システムの構築という目標の下に,これに望まれる様々な処理タスクを考慮し,その実現のための情報の獲得・表現・処理・変換・加工・蓄積などに必要な,メディア複合体に関する処理技術について包括的に検討することを目標としている.本年度は,その第一段階として,人間の知的活動のうち,コミュニケーション・知覚・理解に重点を置き,各種メディアによって表現された情報の獲得・変換・提示に関する処理手法について議論した.まず,複数メディアからの情報獲得に関しては,動画像情報と音楽情報という2つの時系列メディアが同時に利用される代表的な例として,ダンスシーンを取り上げ,これら両方のメディアの併用による複数人物間の動作理解の実現を図った.また,異なるメディア間での情報変換に関しては,多様性をもったデータ表現形式の1つであるグラフに焦点を当て,ユーザのデータ表現意図に応じて適宜,その表現形式を変換・伝送・提示する知的コミュニケーションの実現を目的として,そのためのグラフ画像の記号化処理について検討した.さらに,情報の提示に関しては,地図画像情報システムにおいて,ユーザとの対話を通じて,ユーザの要求に合致した適切な詳細さをもつ経路情報を,地図画像データから抽出・提示するための手法について提案した.本研究の目的は、メディア統合に基づき,情報の表現に留まらず,情報の獲得・理解,伝達あるいは交流など,各種の知的活動を支援するための方策を明らかにしようとすることであった.まず,マルチメディア技術を支える基礎理論として,情報が何らのメディアによって表示される際の基本構造,および,メディア変換の基本的仕組を明らかにしようとした.マルチメディア技術は今後の基幹技術の一つと位置付けられながら,その技術を支える理論的な枠組みを持たないまま,実用化が進んでおり,マルチメディア技術の将来のためにも,本研究の目標達成のためにも,その欠陥を埋めておくことが重要であると判断したからである.

その結果,メディアにより表現された情報には情報の内容に留まらず,表示のための情報が備わっていること,またメディア変換に当たっては,この表示のための情報を所要のメディアに適合した記述に変換すればよいことを明らかにした.これを基礎に情報を加工し,メディア変換を通じて,効果的なメディア統合を実現するという基本構造と技法について論じた.この結果を例証するため各種の知的活動支援システムを作成した.情報の獲得・理解支援については映像と音楽情報の統合およびユーザの選好性を重視した地図情報処理システムの作成,また情報の伝達あるいは交流については対話型3次元形状モデル生成システムの作成あるいはエージェント間の概念学習を含む意図伝達方式の提案,さらには情報提示などを支援するものとして文書画像中のグラフ図形の表示変換システムを作成した.先の地図情報システムもその一つと考えられる.しかしメディア統合の際の重要な課題である適切なメディア選択の問題については人間の情報感受性特性など認知科学的な検討が必要となるため今後の課題とした.
アルファ粒子計測用ヘリウムビーム源の定常化の研究

国際熱核融合実験炉(ITER)において生成されるアルファ粒子の空間・速度分布を計測するために、高密度のヘリウム以上の重い粒子のビームを燃焼プラズマ中に入射するシステムが考えられている。入射された中性ヘリウム(He^0)粒子はアルファ粒子と荷電交換反応を行い、その際アルファ粒子は高エネルギーのHe^0に変換され、エネルギーアナライザーにより計測される。He^0ビーム生成法の一つとして、イオン源でヘリウム水素イオン(HeH^+)を生成し1次ビームとして取り出した後、HeH^+成分のみを磁場で分離し、1MeV程度まで加速する。その後、中性化セルでHe^0に変換しプラズマ中に入射することが考えられている。本研究課題では、数keV程度の領域においてHeH^+ビーム電流の割合をEXB型質量分析器を用いて計測し、ITERにおいて必要とされる電流密度が得られるかを評価することが目的である。最初に、エネルギー分析型質量分析器を用いてHeH^+ビーム引き出しの最適条件を調べた。その結果、水素ガス圧力を0。3mTorr以下にし、ヘリウムガスの圧力を上げていくことで、HeH^+ビーム電流が増加した。更に、ガス圧力を上げた状態で(例えば、10-30mTorr)、アーク電圧を下げていくと(例えば、30-50V)、HeH^+ビーム電流は若干下がるものの、He^+ビームがほとんど引き出されなくなる条件を見出した。このことは、ビーム引き出し後にビーム種を分離する必要性がなくなるため、実機において、簡便性を大きく向上させる結果となる。前述と同様な放電条件で、EXB分離器を用いた各ビーム電流計測実験を大なった結果、定性的に同様な結果を得ることが出来た。国際熱核融合実験炉(ITER)において生成されるアルファ粒子の空間・速度分布を計測するために、高密度のHe以上の重い粒子のビームを燃焼プラズマ中に入射するシステムが考えられている。入射された中性ヘリウム(He^0)粒子はアルファ粒子と荷電交換反応を行い、その際アルファ粒午は高エネルギーのHe^0に変換され、エネルギーアナライザーにより計測される。産総研では、実機レベルのイオン源を用いてHeH^+がより多く生成される条件を300Vのビームを用いて前年度までに見出している。そこで、エネルギー20kV程度の全ビームからHeH^+の電流成分のみを電磁石で分離し、電流の割合を計測するシステムの設計・製作・実験を行った。その結果、電流計測部におけるHeH^+ビームの割合は全ビーム成分(H^+,H_2^+,H_3^+,H_e^+,HeH^+)の約0.5%程度である事が見出された。20kVの領域では、HeH^+ビームがチャンバー内に存在するガスにより解離されている可能性がある。ITERでの使用に際しては一桁程度割合を高める必要が有る。以上の結果から、1keV程度で混合イオンビームをイオン源から引き出し、その後にHeH^+成分を分離しかつ1MeV程度まで加速するシステムがより実用化の可能性が高いことを見出した。本研究課題では、数keV程度の領域においてHeH^+ビーム電流の割合を質量分析器を用いて計測し、ITERにおいて必要とされる電流密度が得られるかを評価する。今年度は、イオンビームシステムの整備を行うとともに混合イオンビームの引き出し実験に成功した。次年度は、質量分析器の整備と電流計測を行う予定となっている。
集積回路に用いられるナノメータ・スケールMOSトランジスタの研究

集積回路に用いられるナノメータ・スケールMOSトランジスタに関する研究として、下記の事を行った.(1)3次元MOSトランジスタの新しい構造、及び、動作の提案微細SGT型・M-SGT型3次元MOSトランジスタを評価解析する事により、動作特性に対する構造パラメータの抽出、及び、入力電圧波形依存性の解析を行った.その結果、微細SGT型・M-SGT型3次元MOSトランジスタの動作機構を解析的に定式化し、そのモデル化を行った。これにより、徴細SGT型・M-SGT型3次元MOSトランジスタにおける動作速度、電力消費、微細構造を律速している要因をデバイスパラメータ毎に定量的に評価することが可能となった。(2)3次元MOSトランジスタを用いた新しい回路構成、回路レイアウトの提案集積回路の動作速度、電力消費、微細構造を律速している要因を、デバイスパラメータ、及び、回路設計パラメータ毎に定量的に評価することが可能となった。(3)3次元SGT型フラッシュメモりの提案,及び,動作機構の解析本研究では,Flashメモリを高集積化するために,新しいFloating Channel type SGT(FC-SGT)Flashメモリを提案した。FC-SGT Flashメモリはチャネル部をフローティング構造としている。また,FC-SGTフラッシュメモリの消去動作を決定するチャネル部表面電位の消去時間依存性を,2次元デバイスシミュレータを用いて明らかにした。これらの動作機構の解析により,FC-SGT Flashメモリは,チャネル全面での両方向書込・消去動作が可能である事を初めて明らかにした。従ってFC-SGT Flashメモリは高集積化,低消費電力,高速な書込動作及び高信頼性を同時に実現できる。特に,FC-SGT Flashメモリの書込特性は,従来の平面型Flashメモリと比べて約2倍の高速性を実現できることを示した。集積回路に用いられるナノメータ・スケールMOSトランジスタの研究として、本年度は、下記の事を行った。(1)3次元デバイス、及び集積回路における測定用システム3次元MOSトランジスタ、及び、3次元MOSトランジスタによる集積回路の測定システムを構築した。更に、3次元MOSトランジスタの静特性、過渡特性を評価する制御プログラムを新たに開発した。その後に、既存の2次元・3次元MOSトランジスタ、及び、その集積回路の基本的な諸特性を測定し、従来測定してきた結果と比較することによって、上記測定装置の性能評価を行い、新規測定システムの正常動作を確認した。(2)3次元デバイスを用いた集積回路設計に関する研究ワークステーション上に、回路設計ツールを構築した。その後、3次元MOSトランジスタを用いた集積回路設計技術に関して研究した。具体的には、従来存在していなかった半導体基板に対して垂直方向のデバイスデザインを可能にする技術を新たに開発した。これにより、初めて、3次元MOSトランジスタを用いた集積回路の回路設計が可能となり、今後の研究の環境が整った。(3)微細SGT型、及び、M-SGT型3次元MOSトランジスタの試作本研究プロジェクトの予算で、東北大学の超高密度・高速知能システム実験施設にて、微細SGT型、及び、M-SGT型3次元MOSトランジスタの試作を開始した。具体的には、微細SGT型、及び、M-SGT型3次元MOSトランジスタの試作に必要な、要素プロセスの研究開発をした。今後の研究期間にて、3次元MOSトランジスタをさらに高速・低消費電力動作化・微細構造化し、さらなる超高速・超高密度集積回路を実現するために、3次元MOSデバイスの構造的特徴を考慮した動作機構の解析、及び、新しい回路・レイアウトの提案を行う。集積回路に用いられるナノメータ・スケールMOSトランジスタに関する研究として、本年度は、下記の事を行った。

(1) 3次元MOSトランジスタの新しい構造、及び、動作の提案デバイス・シミュレータと、上記試作した微細SGT型・M-SGT型3次元MOSトランジスタを評価解析する事により、SGT型・M-SGT型3次元MOSトランジスタの動作特性に対する構造パラメータの抽出、及び、入力電圧波形依存性の解析を行った。その結果、微細SGT型・M-SGT型3次元MOSトランジスタの動作機構を解析的に定式化し、そのモデル化を行った。これにより、微細SGT型・M-SGT型3次元MOSトランジスタにおける動作速度、電力消費、微細構造を律速しでいる要因をデバイスパラメータ毎に定量的に評価することが可能となった。(2) 3次元MOSトランジスタを用いた新しい回路構成、回路レイアウトの提案回路・シミュレータと、同施設にて試作した微細SGT型・M-SGT型3次元MOSトランジスタを用いた集積回路を評価解析した。これにより、集積回路の動作速度、電力消費、微細構造を律速している要因を、デバイスパラメータ、及び、回路設計パラメータ毎に定量的に評価することが可能となった。今後の研究期間にて、今年度までの知見を元に、2次元MOSデバイスでは実現し得なかった3次元デバイス特有の新しい回路構成、及び、新しい回路レイアウトを提案する。集積回路に用いられるナノメータ・スケールMOSトランジスタに関する研究として、これまでに明らかにしてきた(1)3次元MOSトランジスタの新しい構造、及び、動作の提案,(2)3次元MOSトランジスタを用いた新しい回路構成、回路レイアウトの提案の知見を推進し、本年度は、3次元型超高密度不揮発性メモリの研究に発展させた。[1]3次元SGT型フラッシュメモリの提案,及び,動作機構の解析Flashメモリを高集積化するために,新しい3次元構造型Flashメモリを提案した。従来の3次元構造型Flashメモリはチャネル部が基板に接続された構造であり,更にホットキャリア注入による書込を行う必要があった。故に高集積化は実現するものの低消費電力かつ高速な書込動作及び高信頼性を実現することは困難であった。従って,本研究では,上記の問題を解決する新しいFloating Channel type SGT(FC-SGT)Flashメモリを提案した。FC-SGTフラッシュメモリはチャネル部をフローティング構造としている。また,FC-SGTフラッシュメモリの消去動作を決定するチャネル部表面電位の消去時間依存症を,2次元デバイスシミュレータを用いて明らかにした。これらの動作機構の解析により,FC-SGT Flashメモリは,チャネル全面での両方向書込・消去動作が可能であることを初めて明らかにした。従って,FC-SGT Flashメモリは高集積化,低消費電力,高速な書込動作及び高信頼性を同時に実現できる。特に,FC-SGT Flashメモリの書込特性は,従来の平面型Flashメモリと比べて約2倍の高速性を実現できることを示した。
現生ストロマトライトの形成機構

微生物のコロニーが作った縞状の堆積構造物であるストロマトライトは先カンブリア時代にシアノバクテリア(藍藻)によって大規模に形成され、多くの古生物学研究者によって研究されてきた.ところが、近年、イエローストン、アイスランド、オーストラリア、ポーランドなどの温泉や地熱地帯にはシアノバクテリアのみならずさまざまな微生物が生息しており、現世のストロマトライトとしてその生成機構に興味がもたれてきた.今回、南西諸島の深海底のクリーンスモーカーの外壁にも耐熱性バクテリアがバイオマットを作り、バライトや石英の結晶を形成することを明らかにした.また、国内外の温泉や鉱山(イエローストン、アイスランド、韓国、南極バンダ湖、オニックス川、北海道阿寒、知床、恐山、金沢、富山、島根)からさまざまなバイオマットを見つけ、走査型および透過型電子顕微鏡、エネルギー分散分析、蛍光顕微鏡、X線粉末回折分析で調べた結果、Ca,Si,S,Fe,Mn,P,Srなどを含んだ方解石、ブ-セライト、水酸化鉄鉱物などの生体鉱物を発見し、生体鉱物の多様性とバクテリアの核形成について国際雑誌や国際会議などで報告した.微生物のコロニーが作った縞状の堆積構造物であるストロマトライトは先カンブリア時代にシアノバクテリア(藍藻)によって大規模に形成され、多くの古生物学研究者によって研究されてきた.ところが、近年、イエローストン、アイスランド、オーストラリア、ポーランドなどの温泉や地熱地帯にはシアノバクテリアのみならずさまざまな微生物が生息しており、現世のストロマトライトとしてその生成機構に興味がもたれてきた.今回、南西諸島の深海底のクリーンスモーカーの外壁にも耐熱性バクテリアがバイオマットを作り、バライトや石英の結晶を形成することを明らかにした.また、国内外の温泉や鉱山(イエローストン、アイスランド、韓国、南極バンダ湖、オニックス川、北海道阿寒、知床、恐山、金沢、富山、島根)からさまざまなバイオマットを見つけ、走査型および透過型電子顕微鏡、エネルギー分散分析、蛍光顕微鏡、X線粉末回折分析で調べた結果、Ca,Si,S,Fe,Mn,P,Srなどを含んだ方解石、ブ-セライト、水酸化鉄鉱物などの生体鉱物を発見し、生体鉱物の多様性とバクテリアの核形成について国際雑誌や国際会議などで報告した.
メソフェーズ系電子材料における分子の動的制御と電荷輸送機能に関する研究

π電子共役系を分子中心に有するディスコチック液晶は高速の電荷移動度を示しうる液晶性半導体として近年の有機エレクトロニクス研究の一つの興味深いカテゴリーとして活発に研究されている。このディスコチック液晶性半導体について(1)自発的配向特性の制御に係る研究として数種のペルフルオロアルキル置換トリフェニレン液晶の自発的配向特性を表面エネルギーの観点から定量的に解釈すること及び(2)電荷移動の高速化に向けてディスコチック液晶のカラム構造の制御をフタロシアニンmオキソポリマー液晶に対して分子間の特異的相互作用を導入することにより実現することについて研究を行った。その結果、自発的配向特性の解明では、プレーナー配向した薄膜の表面エネルギーを液適法による接触角測定から評価することに成功した。これにより、各種基板上での強い自発的ホメオトロピック配向性は、プレーナー配向により界面エネルギーが上昇することに起因するという示唆が得られ、一連の配向挙動の実験結果を支持する。一方、電荷移動の高速化では8本鎖フタロシアニンシリコン錯体(長鎖はSC18H37及びOC18H37)をモノマー、ダイマー、オリゴマーとして合成、軸配位子に依存した液晶相の熱安定性やダイマーが過熱時に重合が優先しない熱的に安定なカラムナー液晶相を示すことが判った(アルコキシ長鎖誘導体の場合は180°C以上で重合することが知られている)。電荷移動度(TOF法)はホールについて10-3-10-4cm2V-1s-1オーダであるが軸配位子の違いにより変化することからカラム形成時の積層状態についてホッピング電荷移動の観点から軸配位子の立体的効果と相互作用に関する考察を行った。
やり投げにおけるヤリに加える力からみた投げ技術の評価と投てき方法の最適化

やり投げ競技において,ヤリはたわみ,リリース後も振動しながら飛行することが知られている。これまでに,ヤリの弾性体としての側面に注目し,振動特性を明らかにしてきた。その結果,人間が行う投げ動作を分析する際にも,ヤリは弾性体として扱う必要があるとの結論に達した。しかし,弾性体と見なすことは,投げ動作の力学的解析をさらに難しくすることになる。それは,力学的解析のためにはヤリの入力情報が不可欠で,その精密な測定が難しいからである。これらを解決するには,力を測定するセンサを独自に開発する以外にない。本研究では,投てきの際にヤリに加わる加速度を測定するシステムを開発した。本年度は,昨年度に収録したデータに加え,さらに競技レベルの高い選手から低い選手まで幅広くデータを収集し,やり投げを力学的に解析することを目的とした。本年度に得られた研究成果を以下にまとめる。ヤリに加わる運動量が大きいほどヤリの飛距離は大きくなることが認められた。しかし,ヤリのリリース直前で高い加速度を獲得している選手の方が,ヤリの投てき距離が大きくなるとは限らなかった。これには,最高加速度に達するまでの間に相当する運動量を獲得していることが原因していると考えられた。より大きな飛距離を獲得するにはより大きな運動量を獲得する必要があり,運動量をより多く獲得するには,最高加速度(力の最大値)を高くすることのほかに最高加速度を加える時間を長くする方法も考えられる。選手には,どの動作局面でより大きな加速度の獲得を見込めるのかを考えることが望まれる。今後,本測定システムを用いて,さらに多くのデータを収集しやり投げの投げ技術(ヤリに加わる力)を体系化できるように努力したい。本年度は,開発した加速度センサを用いて,多くの競技者の力量情報を収集し,やり投げを力学的に解析することを目的とした。本研究によって得られた成果を以下にまとめる。(1)それぞれの選手の加速度波形は特徴的であるが,熟練した選手では,個人内でほぼ同じ波形であった。(2)ヤリのリリース直前でより高い加速度を獲得している選手でも,ヤリの投てき距離が大きくなる傾向は認められなかった。(3)ヤリに加わる加速度を時間積分し,ヤリの投射初速度を求めたが,被験者による明確な相違は認められなかった。本測定システムを用いて,さらに多くのデータを収集しやり投げの投げ技術(ヤリに加わる力)を体系化できるようにしたい。