hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自己組織化ナノ潤滑膜を用いた摩擦制御に関する研究

今後は実用化の観点からこの複合潤滑膜の信頼性,実用性評価を行う.超高密度記録用には厚さが2nm程度の潤滑膜が求められる。しかし、潤滑膜には磁気ディスク表面を保護する吸着性と摩擦を低下させる流動性が同時に求められる。1つの分子あるいは1層の潤滑膜でこの両者を同時に満たすことはできないため、吸着性を受け持つ吸着層と流動性を受け持つ流動層とを個別に制御して潤滑膜を形成する必要がある。本年度の成果を以下に記す。(1)吸着層と流動層からなる潤滑膜の総膜厚は潤滑剤分子溶液の濃度、および引き上げ速度に伴って厚くなることが明らかになった。しかし、その後の熱処理は総膜厚を低下させることを明らかにした。一方、吸着層は熱処理時間に伴って厚くなることを明らかにした。こうして、潤滑層厚さを1Åの精度で固定するノウハウを得た。(2)吸着層、流動層いずれも摩擦係数を低下させる。しかし、前者の方が低下率は高い。裸面の摩擦係数が0.6のDLCを用いると、摩擦係数低下率は、吸着層が0.19nm^<-1>、であるのに対し流動層は0.0079nm^<-1>であった。また、耐久性も固定層の方が流動層より寿命が短いと言う結果を得た。(3)固定層の膜厚が1.01.5nmでかつ、流動層の膜厚が1.52.0nmの最も摩擦係数が低く、また寿命も長い。これよりさらに潤滑膜を厚くすると、摩擦係数は増加し、また潤滑膜の寿命も短くなった。この原因は、目視によれば、潤滑膜表面の不均一性(粗さ)増加によるものと考えられる。これまでの研究で,ナノ潤滑膜は固定層1層,流動層1層の,合わせて2層構造が摩擦係数を低減させる上で効果的であることを明らかにしてきた。本年度は,ナノ潤滑膜の耐久性に関して継続して研究を行った。ピンオンディスク型のトライボメータを用いて,ナノ潤滑膜(固定層+流動層)を塗布したダイヤモンドライクカーボン試料の摩擦履歴を測定した。同時にエリプソメータにてナノ潤滑膜のスクラッチ痕を観測した。その結果,摩擦履歴は,流動層の摩耗,固定層の摩耗,固体接触,固体接触による試料破壊が連続して表れること,およびそれらが明確に区別できることが明らかになった。そこで,流動層および固定層が摩耗して固体接触が開始するまでの時間をナノ潤滑膜の寿命と考え,約100の試料の寿命を測定したところ,固定層1層,流動層1層の,合わせて2層構造のときが最も寿命が長く,これより膜厚が増加すれば却って寿命が短くなることが明らかになった。続いて,ナノ潤滑膜を,自己組織化単分子(固定層)+フッ素系高分子(流動層)で作ったもののスクラッチ試験を行い,その結果をフッ素系高分子(固定層)+フッ素系高分子(流動層)のナノ潤滑膜の試験と比較したところ,前者の方が強度が高いことが明らかになった。この理由に関して,自己組織化単分子膜のほうがフッ素系高分子より塗布膜表面が滑らかであるからであろうと考察した。上で述べた,ナノ潤滑膜は固定層1層,流動層1層のときが最も寿命が長かったのも,これ以上にナノ潤滑膜を厚くすると,潤滑膜が自己疎液性のため潤滑分子凝集が起こるためであると考えられる。さらに,ナノ潤滑膜を塗布した固体の摩擦係数は,基材の摩擦係数,固定潤滑剤を単分子層だけ塗布したときの摩擦係数,および流動潤滑剤を単分子層だけ塗布したときの摩擦係数の3つの摩擦係数の組合せで表されることを明らかにした(3パラメータモデル)。
18世紀フランスの農村における酒類小売業の展開―ブルターニュ地方を例として―

最終年度である平成30年度は、ブルターニュ地方農村における酒類小売業の展開に関する研究の総括として、収集した史料の分析、比較検討を行い、以下のような研究成果を得た。第1に、ほぼ全ての農村の教区で居酒屋の存在が確認できたが、交通の要衝となり、定期市の開かれる市場町は、農村における酒類の分売拠点となった。また、農村の居酒屋には、一年を通じて開かれているものと祝祭や定期市開催時など限定的な期間のみ開かれたものとが存在した。販売された酒類は、主に葡萄酒と林檎酒だが、その土地で生産された酒類が最も多く流通し、その結果、ブルターニュ地方東部では葡萄酒が、中部や北部では林檎酒が主に流通した、ただし、沿岸貿易の盛んな沿岸部では、ブルターニュ地方外で生産された葡萄酒も都市だけでなく農村で消費された。第2に、18世紀ブルターニュ地方の農村における居酒屋は、都市と異なり、厳密な法的認可を必要としていなかった。したがって、酒税の支払いをすれば、誰でも酒類の販売をすることができた。その結果、パン屋や職人が酒類を販売する事例も確認できた。また、内陸部の農村では、借地農のような人々も酒類の販売に関わっていたし、漁村においても漁民たちが行った兼業の1つとして居酒屋があった。第3に、農村における居酒屋で販売された酒類を検討すると、客層によって販売する酒類や販売形態が異なることも確認された。エリート層には葡萄酒が自家消費用に瓶や樽で販売され、庶民は居酒屋で葡萄酒や林檎酒を消費したのである。以上のように、18世紀の農村は、全体として自給自足的な伝統的な経済にとどまっていたとしても、その枠組みの中において、商品流通と接続されていた。では、この構造はいつどのように変化するのか。おそらく、そのことは輸送手段の問題に加えて、そこに住む農民たちのライフスタイルとも関わっていよう。これについては今後の課題としたい。平成28年度は、18世紀ブルターニュ地方の農村で活動した酒類小売業者数の集計と、それに基づき活動場所を把握することを目指した。本目標を達成するため、私は、まず、パリやロリアンにて、ブルターニュ地方史やフランス流通史に詳しいフランス人研究者に会い、本研究に関する助言を求めた。次に、ブルターニュ地方の各大学に提出された学位論文から酒類小売業者に関するデータの収集に努めた。そして、フランスの国立文書館、イル=エ=ヴィレーヌ県文書館で、それぞれ2度資料調査を行った。そして、これら2つの文書館に所蔵されているブルターニュ地方三部会によって徴収された酒税の記録を収集した。酒税記録は、多くの場合、断片的な情報しか与えてくれないが、1788年のものに関しては、ブルターニュ地方全体についてかなり詳細な情報を得ることができた。また、1768年の同業組合に関する調査記録からブルターニュ地方北西部について貴重なデータを得た。資料調査とデータ集計から得られた本年度の調査結果は、次のとおりである。第1に、1788年の酒税記録によれば、ブルターニュ地方全体で5966軒の酒類小売業者が、そしてその内4440軒が農村部で記録されている。ブルターニュ地方東部から中部にかけての地域が全体の約76%を占める。この地域は、葡萄酒やリンゴ酒の生産地域と重なるものである。第2に、農村における酒類小売業者は、小教区町bourgs paroissiauxに店を開いた。これらの町は、教会のある小教区の中心であり、定期市が開かれ、多くの場合街道沿いに位置している。第3に、1年を通じて開かれている店は多くないようである。例えば、カンペール司教区で1月から2月にかけ283軒の酒類小売業者が記録されたけれど、9月から10月にかけては、53軒と激減する。この理由については、次年度以降の課題の中で考察を深める。本研究は、18世紀フランス農村における酒類小売業者の活動についてブルターニュ地方を例として明らかにしようとするものである。平成28年度末の時点における本研究の進捗状況は概ね予定通りであると考える。以下、その理由について説明する。本研究が採択された後、私は、平成28年6月からインターネット等を通じて研究テーマに関する書籍、論文の調査を行い、収集に努めた。また、フランス人研究者とメールで連絡をとり、研究に関する助言を求めた。これらの助言に基づきながら、私は平成28年8月に1週間(パリ)、平成29年3月に1週間(レンヌ)、フランスで資料調査を行った。また、現地で、フランス人研究者と会い、未刊行論文の所在等、日本では得られない情報の入手に努めた。その結果、平成28年度の目標としていた酒税記録を主とする酒類小売業者の数を把握するうえで利用可能な史料を網羅的に収集することができた。研究成果の発表については、平成28年度は初年度であるため、当初から国内学会への貢献を中心とした。私は、まず、平成28年4月に、京都大学の主催する史学研究会にて、本研究課題と関連する葡萄酒の輸送業者に関する報告をした。また、同年12月には、早稲田大学で開かれたセミナーで、ワインの歴史に関する報告をし、フランス革命研究会にて18世紀ブルターニュ地方で試みられたアルコール飲料の専売制について報告した。さらに、国内の学術雑誌に関連テーマで論文を投稿し、掲載された。また、平成28年度に行った調査研究の成果は、平成29年度に、ドイツのチュービンゲン大学で開かれる国際学会にて報告の予定である。

本研究は、18世紀フランスの農村における酒類小売業の実態調査を目的としている。平成29年度は、前年度の成果と問題とを引き継ぎつつ、次の2つの問題群について調査を進めた。(1)農村の居酒屋の営業規定に関する法令の調査(2)農村の居酒屋の営業実態の調査本目標を達成するため、私は、フランスのフィニステール県文書館(ブレスト)で、資料調査を行った。また、居酒屋の営業に関する修士論文など公刊されていない研究を南ブルターニュ大学付属図書館で調査した。資料調査とデータ集計から得られた本年度の調査結果は、次のとおりである。第1に、18世紀ブルターニュ地方では、ナントの事例を除いて都市部でも農村部でも居酒屋の同業組合は存在せず、自由職業であった。ただし、居酒屋を開くにあたり、毎年、年税をブルターニュ地方三部会に支払うことが決められていた。その際、居酒屋を開こうとする人は、酒を出す時に用いるための壷や瓶、秤を徴税請負人に見せる必要があった。また、営業時間については、ブルターニュ高等法院の決定により、日曜のミサの時間に開くことが禁じられていた。第2に、農村における酒類小売業者の営業に関連し、居酒屋には一年中開かれていたものと、特定の時期のみ開かれたものと、二つのタイプがあった。例えば、ポンティヴィ市郊外で記録された酒税記録によれば、二件の居酒屋は、大市にあわせて開かれた。また、定期市に加えてブルターニュ地方で毎年夏に開かれるパルドン祭はアルコールの消費量を増加させ、居酒屋の営業に影響を与えた。また、居酒屋は、必ずしもそれが位置する場所の住人によって経営されていたわけではなかったし、いわゆる「老舗」が多いわけでもなかった。例えば、ユゼルの近くの村に住む商人、イヴ・マルミニョンは、ブレスト市で宿屋を5ヶ月間だけ開いた。平成28年度に引き続き、平成29年度も、私は、インターネット等を通じて研究テーマに関する書籍、論文の調査を行い、収集に努めた。また、フランス人研究者とメールで連絡をとり、研究に関する助言を求めた。これらの予備調査に基づきながら、私は平成29年9月に1週間(ブレスト)、平成30年3月に1週間(ロリアン)、フランスで資料調査を行った。また、現地で、フランス人研究者と会い、未刊行論文の所在等、日本では得られない情報の入手に努めた。その結果、平成29年度の目標としていた酒類小売業者の営業に関する規定や営業の実態を把握するうえで利用可能な史料のいくつかを収集することができた。ブルターニュ三部会による酒類販売に関わる決定、酒税徴税事務所によって記録された脱税に関する文書、市場町で活動した酒屋の帳簿を見つけることができた。また、居酒屋の営業に関する修士論文など公刊されていない研究を南ブルターニュ大学付属図書館で調査し、農村研究の一環として集められたデータから居酒屋に関するものを見つけることができた。しかし、他方で、農村の酒類小売業者の資産を把握するデータの網羅的な収集はほぼ不可能であるとわかった。特に資産を推計するために不可欠な史料である人頭税記録は、都市では詳細なデータが残っているものの、農村について見つけることは困難である。
バイオ3D プリンターを用いた脳アミロイド血管症モデルの作成と病態機序の解明

脳アミロイド血管症は血管壁に主としてAβ40が蓄積し血管壁が脆弱となり、正常血圧でも血管が破綻し、しばしば大脳皮質下の大出血を起こす疾患である。これまで多くのアルツハイマー型認知症の動物モデルであるトランスジェニックマウスが作成されてきたが、脳アミロイド血管症は再現されておらず病態機序解明や治療法開発に苦渋している。我々のグループは従来の再生医療/ティッシューエンジニアリングの手法とは全く異なるアプローチで、細胞凝集塊を積み上げることにより、任意のXYZの位置に複数の細胞を配置することにも成功し、細胞だけで任意の形状の細胞構造体を作る手法(Bio Rapid prototyping system;以下BRP)を確立した。またロボットシステムにより、細胞だけで立体的な構造体を作成するいわゆるバイオ3Dプリンターの開発に成功し、線維芽細胞と内皮細胞、平滑筋細胞の組み合わせで、他所にはみられない弾力性を持ったチューブ状の細胞構造体を作成することに成功した。今回、この基盤を応用し細胞のみで構成した小口径Scaffoldfree細胞チューブを用いて脳アミロイド血管症のモデルを作成し、その病態生理を解明することを目的として研究している。今年度は、Bio Rapidprototypingsystemとバイオ3Dプリンターを用いて、脳アミロイド血管症のモデル血管をin vitroにおいて作成を試みた。ヒト線維芽細胞(NHDF 40%)/平滑筋細胞(SMC 60%)/ヒト臍帯静脈内皮細胞(Huvec 10%)のコンストラクトを作り細胞にAβが付着する進行度を調べた。我々は細胞凝集塊を積み上げることにより、任意のXYZの位置に複数の細胞を配置することにも成功し、細胞だけで任意の形状の細胞構造体を作る手法を確立した。接着系細胞が有する基本的機能である細胞凝集現象により、細胞を低接着性のwellに置いておくだけで細胞同士が融合し球体(細胞凝集塊、スフェロイド)が形成される。ヒト線維芽細胞(Normal Human Dermal Fibroblast;NHDF)と平滑筋細胞(Smooth Muscle Cell ;SMC)およびヒト臍帯静脈内皮細胞(human umbilical vein endothelial cell; Huvec)を用いてスフェロイドを作りAβが細胞に付着するか実験を行った。NHDF(40%)/SMC(60%)/ Huvec 10%の比率でスフェロイドを剣山に挿入し細胞を融合させ管腔構造を持つコンストラクトのチューブ型を作りAβが細胞に付着するか実験を行った。Aβ40ペプチドを含む培養液に入れ4週間培養し血管の平滑筋構造の中に付着したAβを蛍光免疫染色で確認した。一方、神経芽細胞株SHSY-5Yにアミロイド前駆蛋白遺伝子(APP)を安定発現させた細胞株を作成した(SHSY-APP)。この細胞株の培養上清中にはAβ40は600.6pg/ml, Aβ42は46.4pg/mlの濃度で含まれている。管腔構造のチューブをSHSY-APPの培養上清の中で24週間培養し、血管の平滑筋構造の中に付着したAβを蛍光免疫染色で確認した。コラーゲン4免疫染色とAβ免疫染色の二重蛍光染色では、細胞外マトリックスに存在するコラーゲン蛋白にAβ蛋白が沈着している事が判明した。現在、血管を構成している3種類の細胞、NHDF/SMC/Huvecを用いてスフェロイド形成後、3Dプリンターを用いて積層を行い血管を作成した。また各種濃度のAβ40を含む培養液を加えた結果、平滑筋構造の中のコラーゲン蛋白にAβ蛋白が付着していた。今後はコントロールの血管とAβ40ペプチドを加えた血管の力学的強度、生理学的機能、分子生物学的機能を解析する。次に脳アミロイド血管症のモデルとコントロール血管の組織学的病理学的解析を行う。Aβ40ペプチドの血管壁の沈着部位、その周囲の内皮細胞や平滑筋、アストロサイトの足突起の形態を詳細に解析する。さらに脳血液関門の生理学的機能についても両者で比較する。例えば物質透過性、ICAM-1など種々の接着分子の発現状態などを免疫組織学的にも検索する。血管培養中に内皮から分泌される炎症性サイトカイン(IL-1, IL-12, TNF-α, IFN-γなど)はELISA法で測定する。ApoE4はアルツハイマー病の遺伝的危険因子であることが証明されており、脳から血管を介してAβが排出されるメカニズムとしてApoE4蛋白の関与が想定されている。In vivoの実験でアミロイド血管症のモデル血管にApoE4蛋白(コントロールとしてApoE2蛋白)を加える事により、血管壁から血管腔内へAβ蛋白が移動する動態を解析し排出されるメカニズムを解明する。さらに実験動物への血管の移植実験を行いin vivoでの脳アミロイド血管症のモデルを解析する予定である。

また数社の企業と共同開発したロボットシステムにより、細胞だけで立体的な構造体を作成するいわゆるバイオ3Dプリンターの開発に成功し、線維芽細胞と内皮細胞、平滑筋細胞の組み合わせで、他所にはみられない弾力性を持ったチューブ状の細胞構造体を作成することに成功した。今回、この基盤を応用し細胞のみで構成した小口径Scaffoldfree細胞チューブを用いて脳アミロイド血管症のモデルを作成し、その病態生理を解明することを目的として研究している。今年度は、Bio Rapidprototypingsystemとバイオ3Dプリンターを用いて、脳アミロイド血管症のモデル血管をin vitroにおいて作成を試みた。スフェロイドの実験ではNHDF(40%)/SMC(60%)のスフェロイドもしくはコンストラクトを作りAβ40の溶液に入れ細胞にAβが付着するのかを行い、次にAβ40と42の時間(1,4,8,12,24時間)と濃度(0.25, 0.5, 1.0 μM)に対する付着の進行度を調べた。我々は細胞凝集塊を積み上げることにより、任意のXYZの位置に複数の細胞を配置することにも成功し、細胞だけで任意の形状の細胞構造体を作る手法を確立した。接着系細胞が有する基本的機能である細胞凝集現象により、細胞を低接着性のwellに置いておくだけで細胞同士が融合し球体(細胞凝集塊、スフェロイド)が形成される。ヒト線維芽細胞(Normal Human Dermal Fibroblast;NHDF)と平滑筋細胞(Smoots Muscle Cell ;SMC)を用いてスフェロイドを作りAβが細胞に付着するか実験を行った。NHDF(40%)/SMC(60%)の比率でスフェロイドを融合させコンストラクトを形成し、これを各種濃度のAβ40を含む培養液に入れ24時間培養し細胞表面に付着したAβを免疫染色で確認した。Aβ40の濃度の0.25, 0.5 μMではAβの付着は観察できなかったが、1.0 μM濃度ではスフェロイド表面にAβの付着を確認できた。次に、管腔構造を持つコンストラクトのチューブ型を作りAβが細胞に付着するか実験を行った。NHDF(40%)/SMC(60%)のスフェロイドを剣山に挿入し細胞を融合させ管腔構造のチューブを作成した。一方、神経芽細胞株SHSY-5Yにアミロイド前駆蛋白遺伝子(APP)を安定発現させた細胞株を作成した(SHSY-APP)。この細胞株の培養上清中にはAβ40は600.6pg/ml, Aβ42は46.4pg/mlの濃度で含まれている。管腔構造のチューブをSHSY-APPの培養上清の中で15週間培養し、細胞表面に付着したAβを免疫染色で確認した。培養1週後より細胞表面にAβ40の付着を確認し2週目までは増加したが、以降は細胞死が起こり始めたので現在はこの培養上清の比率を変えて細胞死が起こらない条件設定を行っている。脳アミロイド血管症は血管壁に主としてAβ40が蓄積し血管壁が脆弱となり、正常血圧でも血管が破綻し、しばしば大脳皮質下の大出血を起こす疾患である。
不特定多数のユーザが音声認識誤りを訂正した結果を活用した音声情報検索に関する研究

ユーザの協力によって性能が向上する音声情報検索システムを開発した。そして、日本語のポッドキャスト(インターネット上の音声データ)を対象とした全文検索サービスをインターネット上で公開して実証実験をした。音声認識誤りにユーザが気づいたときに、効率的に訂正ができる新たなインタフェースを実現した結果、ユーザが訂正すればするほど検索精度が向上でき、さらに訂正結果を学習する仕組みを導入することで音声認識性能も向上できた。本研究は、エンドユーザに音声認識誤りを訂正する協力をしてもらうことで、音声情報検索性能、音声認識性能をどこまで高くできるかを探求することを目的とする。本年度は、課題(1)「Web上のポッドキャスト等のテキスト全文検索技術」、課題(2)「ユーザが音声認識による自動書き起こしテキストを閲覧し、認識誤りを訂正することを促す方法」、課題(3)「ユーザが訂正を繰り返した正解情報の自動学習等に基づく音声認識性能の向上技術」に関する研究を計画通り進めた。具体的には、課題(1)に関して、Webクライアント用インタフェース、音声認識器に加え、音声認識状態管理部、データベース管理部、検索サーバを実装し、検索用Webサイトを構築した。音声認識状態管理部では、複数の音声認識器の負荷をモニタリングすることで、データベース管理部と連携してポッドキャストを次々と認識可能にした。検索サーバでは、ユーザによるテキスト全文検索とインタフェースの画面遷移を可能にした。課題(2)に関しては、ユーザがポッドキャストの音声認識結果を閲覧し、音声認識誤りを訂正できる機能をWebクライアント用インタフェースとして実現した。音声認識の中間表現(単語グラフ)を要約したconfusion network(信頼度付き競合候補)を利用することで、ユーザが見通し良く効率的に訂正できるようにした。課題(3)に関しては、訂正により正しい書き起こしテキストが得られるので、音響モデルや言語モデルの再学習に取り組んだ。ポッドキャストは、ニュース、講演、インタビューなど、言語(内容)的にも音響的にも多様な特性の音声データを含むので、個々の特性に依存した音声認識を可能にした。本研究は、エンドユーザに音声認識誤りを訂正する協力をしてもらうことで、音声情報検索性能、音声認識性能をどこまで高くできるかを探求することを目的としている。本年度は、課題(1)「Web上のポットキャスト等のテキスト全文検索技術」、課題(2)「ユーザが音声認識による自動書き起こしテキストを閲覧し、認識誤りを訂正することを促す方法」、課題(3)「ユーザが訂正を繰り返した正解情報の自動学習等に基づく音声認識性能の向上技術」に関する研究を計画通り進めた。具体的には、課題(1)に関して、Webクライアント、音声認識器、音声認識状態管理部、データベース管理部、検索サーバを改良して安定性と機能を高めた。また、新たにビデオポットキャストへの対応を目指して検討し、今後の動画対応の可能性を高めた。課題(2)に関しては、音声認識結果閲覧・訂正用Webインタフェースや検索機能のユーザビリティを改善した。特に、音響イベント検出において音楽の有無の自動判定を改良し、笑い声等の音響イベントの検出にも取り組んだ。課題(3)に関しては、訂正により正しい書き起こしテキストが得られるので、それを音響モデルや言語モデルの再学習に用いて性能を改善する手法を実現した。一部のポットキャストに対しては人手による書き起こしを用意して、性能評価を行った。さらにRSS中の情報や話題や番組形式の違いを音声認識において考慮して、認識性能の向上に取り組んだ。本研究の成果は、産総研が2008年6月12日(木)にプレス・リリースをおこない、その結果、テレビの二つの番組と新聞9紙で報道された。科研費NEWSレター2008年11月発行p.8でも取り上げられた。
東・東南アジア・太平洋域内の多元的国際移動と労働市場の階層化

本研究の目的は、東・東南アジア及び太平洋諸国域内で変容し始めた人の移動につき、その「新しさ」を見いだし、多元的になっていることを明らかにし、今後同地域における労働市場が階層化していくことを明らかにすることにあった。「新しい」移動の特徴として、鳳珠メイドや建設労働者などのような未熟練労働から専門職や熟練労働者の移動も移動していること、従来東南アジアの域内労働市場に参入していなかったミャンマーの労働者が域内に移動していること、パートナーを求める婚姻を目的とする移動等が確認された。また、その要因としては、同地域における少子化、高齢化に加え、高等教育の商業化、さらにはLCC等の発達があげられる。本研究の目的は、アジア・太平洋諸国間における人の移動と労働市場の変化に注目した研究である。従来は家庭内労働や建設現場、さらには農園などで働く未熟練労働力の移動が朱であったが、近年質的にも、量的に変化した「新しい」人の移動に関し、アジア太平洋諸国間で検討することを目的としている。初年度である今年度は、(1)既存研究の収集と整理。(2)国勢調査、労働力統計、教育統計(特に高等教育関係)など既存の政府統計の収集と整理ならびに分析、(3)現地での予備調査の3点に重点を置いた。主な対象国としては、シンガポール、マレーシア、タイ、ミャンマー、中国、香港を中心に置いた。2010年の国勢調査を基に、各国内における国籍の「非保有者」の把握、高等教育機関、専門教育機関における留学生の把握、さらには各国で「合法化」している外国人労働力の把握などを行い、いわゆる「見える=合法的」労働者に関する人の移動の状況を把握した。質的移動としては、従来の未熟練労働力から熟練労働力ともいえる専門職の移動が見られる一方で、ミャンマーなど新たな労働力の出してとしての国の動きが明確になってきた。これらの「新しい」人の移動の背景には、アジア諸国における高等教育の普及、労働市場におけるミスマッチなどが大きな要因として考えられる。本研究の目的は、従来から論ぜられていた「アジア諸国間の人の移動」に関して、(1)人の移動の中身(=質的変化)、に加え、(2)量的変化を総合的に分析し、アジア諸国間(含む太平洋諸国)における、人の移動の変化を明らかにし、最終的にはこれらの人の移動によって、(1)労働市場の階層化、(2)アジア諸国における人の移動:高学歴化、専門職化という共通の社会現象に関して、従来の社会科学、さらには国民経済を基礎にする経済活動と検討することである。質的移動に関しては、未熟練労働から専門職労働への変化が極めて顕著な変化である。一言で言えば、「家庭内労働から介護士へ」と表現できよう。この背景には出して側における高等教育・専門教育の普及がある。受けて側の高齢化社会という要因が挙げられる。フィリピンの動きが代表例である。高齢化と同時に起きている少子化もまた、新しい人の移動を促進している。すなわち、婚姻に伴う移動である。他方、従来の人の移動を加速化させている背景には、高等教育の商業化、特に先進国の高等教育機関が東南アジアを「市場」と捉え、積極的な国際展開を行っていることが指摘される。代表例がマレーシア、シンガポールである。本研究の目的は、アジア太平洋地域を中心に、「新しい人の移動」を明らかにすることであった。従来アジア諸国からの人の移動に関しては、フィリピンから西アジア諸国への家内労働力としての移動に象徴されるように、「未熟練労働」「低賃金労働」さらには建設業や農園労働者など、いわゆる肉体的労働者が主流であったといえる。また、従来の人の流れは、東南アジアや西アジアから湾岸石油産出国へという動きに始まり、1980年代の後半から98年のアジア通貨危機までは東南アジア諸国間の移動(特にインドネシア労働者)と西アジアから東南アジアへの移動という大きな流れがあった。しかし、本研究では、人の移動が3つの意味で大きく変わったことを明らかにした。1つは、未熟練労働者から専門職労働者へと移動する人々の人材としての質の変化である。これは「頭脳流出」という表現もされるが、見方を変えれば、アジア諸国内での高等教育の成果により、国内市場を超えて近隣諸国へ専門職を供給できる状況になっているともいえる。また、あわせて香港やマレーシア、タイなどは高等教育を「産業」として捉え、国内のみならず、海外から積極的に学生獲得に乗り出しており、この意味において、高等教育のビジネス化に伴う人の移動という面が極めて強い。第2の変化が、高齢化ならびに少子化に伴う人の移動である。前者に関しては、フィリピンのケアギバーの移動がもっとも顕著な例である。専門教育と技術を身につけてフィリピンのケアー気バーが各国の介護を支え始めている。後者の事例が国際結婚に伴う移動である。

第3の特徴が、流出国の拡大である。もっとも顕著な事例がミャンマーであろう。また、こうした人の移動の変化の背景には、高等教育のビジネス化に加え、LCCの発達、情報機器の普及に伴う労働力市場の情報の国際化などが指摘された。本研究は「人(労働者、留学生など)の移動」に関する研究テーマという性格上、出して側、受け手側の双方からの現地調査が必要である。このために、それぞれの国の担当者ができる限り同時期に、ペアとなって調査を実施することによって効果が上げられる。しかし、複数の研究者の日程調整など、調査実行に遅れが生じている。また、移動する労働者は、受け入れ国側では「外国人労働者」と位置づけられることから、所轄する省庁(特に内務関係)からの理解と協力によりデータ提供を受ける際に、時間を要している。24年度が最終年度であるため、記入しない。アジア・太平洋諸国間の「新しい」人の移動の鳥瞰図を描くために、引き続き、受け入れ国側、出して側の現地調査を行い、双方のデータや情報を照合する作業を続ける。その際に、『新しい』人の移動の特徴を明確にするために、対象国、対象とする人の移動を絞り込む。また、関係データに関しては、当該国の現地大学や現地研究者の一層の協力関係を強めることで、目的を達成する。
ノイズの強い影響下での時変周波数および時変振幅の性質をもった波信号のベイズ推定

適用を想定しているデータの時変周波数・振幅の特性を理想化したシュミレーションデータを作成し、このデータに対して、非線形・非ガウスモデルに従来使わされてきた拡張カルマンフィルターが実用可能かどうかを探った。多数の数値実験により、この方法による限界が明らかとなった。次に、非線形・非ガウス時系列ベイズモデルの表現方法のひとつである状態空間表現において、比較的高次元の状態ベクトルの推定方法の解法として最近提案されたモンテカルロフィルター(以後MCFと略す)法の適用可能性を探った。MCFは、確率変数の分布を解析関数で近似する従来の方法から、より複雑な対象に対してシンプルに記述をめざす、数値的に分布を記述する方向の近年の流れを受けたものである。従ってアルゴリズムはきわめて簡単であるが、計算機上の計算量はきわめて多い。また、萌芽的研究であるので、数値計算誤差をどの様に見積っていくかがまだ定まってはいない。よって、MCFにもとづいた解法を提案するために必要とされる基礎的な数値実験をかなり行った。例えば、モデルの同定に重要な働きをする尤度(あるいはAIC)の計算に伴う数値誤差の見積りを充分に行った。これらの基礎数値実験をへて、まずシミュレーションデータにたいしてMCFを適用し、観測ノイズが大きいために、時変ARモデルによるスペクトル推定が困難な場合にも、時変の周波数および振幅値をほぼ正しく推定できるという意味において満足のいく結果を得ている。さまざまな観測ノイズの状況において、どの程度推定が可能かのチェックを数値実験で行い、現在当初念頭にあった実際のデータボエジャーで得られた土星の輪による太陽光のoccultation-への応用を行っている。プログラム開発は、MCFの基礎数値実験に手間取り、計画調書に述べたほどは進まなかったが、基礎的な研究を通して、数値計算上でのノウハウが蓄積され、いくつかの新しい知見がえられた。
光合成リズムに合わせた間欠照射によるＬＤスキャン照射技術の開発

【研究方法】本研究では、LDスキャンによる植物栽培は先行例がなく新規性が高い。また、光合成リズムに合わせたスキャンを行うことで、更なる省エネが期待でき、将来3WクラスのハイパワーLDを使用すれば照射範囲を3m2以上に拡大可能である。またLD導入数も抑えられ、更なるコスト削減が期待でき、高収益で安全・安心な食の供給することが可能である。これらのことを考慮して、LEDより発光効率の高いLDを用いて、光合成リズムに合わせた間欠照射によるLDスキャン照明技術の開発を行った。栽培には基本的に640680nmの赤色、430450nmの青色が10:1の比率で照射する必要がある。光合成に必要な赤色はLDスキャンによる照明で行った。スキャン面積はレーザー出力1Wであるため、光量との関係から1m2を一つのパラメータとして設定し、青色は連続照明で行った。果菜類は葉菜類と比較して栽培期間が3ケ月5ケ月間必要である。研究期間1年で2種類の葉菜類(レタス、冬菜)、1種類の果菜類(ピーマン)を栽培するために、一種類約3ケ月に分けて実施した。研究の前半(8月11月)は葉菜類のレタス、冬菜の栽培を実施した。後半(12月2月)は果菜類のピーマンの栽培を行った。【研究成果】葉菜類のレタス、冬菜ともLDスキャンによる照明で、既存の三波長合成ハイパワー白色LEDとなんら遜色なく生育することが栽培実験から確認できた。1m2当たりの消費電力を比較するとLEDの6V×0.5A×20個=60W、対して出力1WのLDで、3.5V×1A×1個=3.5Wと少なく、省エネに貢献できた。ピーマンについては、LED栽培は露地栽培と変わりなく生育、収穫も確保できたが、出力1WのLDでは、光不足のため、植物体も弱々しく、収穫までには至らなかった。この解決には、3W以上のパワーの大きなLDが必要と思われる。
脂質代謝酵素を標的とした進行性大腸がんアジュバント療法剤の開発

昨年度に樹立した2種の大腸がん細胞(DLD1とLoVo)と1種の胃がん細胞(MKN45)の抗がん剤(イリノテカンやイリノテカン活性代謝物SN38、パクリタキセル、5-フルオロウラシル)耐性株におけるNrf2の活性化の有無をウェスタンブロット法にて調べたところ、いずれの耐性株においてもNrf2の恒常的活性化が認められた。Nrf2活性化機序を調べるために、4種の抗がん剤処理による活性酸素種(ROS)とその脂質過酸化産物(ヒドロキシノネナールなど)の生成量を測定した結果、抗がん剤によって程度は異なるがそれらの生成量はいずれの場合も増加した。また、抗がん剤耐性化に伴うNrf2の恒常的活性化の程度はそのROS産生量と正の相関を示したことから、抗がん剤によるROS産生の亢進がNrf2の恒常的活性化の主因であると示唆された。昨年度に調製したAKR1B10またはAKR1C3過剰発現細胞の4種の抗がん剤に対する感受性は非耐性細胞より低く、それら酵素の発現抑制細胞の抗がん剤感受性は高かったことから、これら酵素の高発現が消化器がん細胞の抗がん剤耐性において主要な役割を果たすと考えられた。上記3種の消化器がん細胞の抗がん剤耐性化による4種のABCトランスポーターアイソフォーム(ABCB1、ABCC1、ABCC2とABCG2)の発現変動をウェスタンブロット法にて調べたところ、4種のアイソフォームのうちABCB1の発現上昇が顕著であり、ABCB1阻害剤ベラパミルでの前処理は抗がん剤感受性を有意に高めた。また、抗がん剤耐性化はABCB1の基質であるローダミンの細胞外への排出を促進した。さらに、Nrf2活性化剤スルフォラファンでの前処理はABCB1の発現と機能を亢進したことから、Nrf2の恒常的活性化はABCB1の発現誘導を介して抗がん剤耐性化において重要な役割を果たすと推察された。平成29年度に調製した抗がん剤耐性細胞を用いてほぼ予定通りに実験を進めることができた。本年度中の実施を予定していたABCトランスポーターの発現機序について全て網羅することはできなかったが、抗がん剤耐性化におけるABCB1の意義等についても検証できたため、概ね順調に進展していると考えられる。今後は抗がん剤耐性細胞を用いてNrf2以外のABCB1発現誘導機序を探索する。また、抗がん剤耐性化と代謝の関連性を明示すべく、イリノテカンやSN38を用いて耐性細胞と非耐性細胞中の代謝物量をLC/MS/MS法にて定量する。さらに、既存のAKR (AKR1B10とAKR1C3)阻害剤やABCB1阻害剤による抗がん剤耐性克服効果の検証を行う予定である。可能ならば、他の抗がん剤耐性に対する交叉耐性の有無やそれら阻害剤による交叉耐性克服効果についても調査したいと考えている。2種の大腸がん細胞(DLD1とLoVo)と1種の胃がん細胞(MKN45)をイリノテカン、5-フルオロウラシル、イリノテカンの活性代謝物SN38とタキサン系抗がん剤パクリタキセルを含む増殖培地で培養することによってそれぞれの抗がん剤耐性細胞の調製に成功した。本研究において樹立できた抗がん剤耐性細胞のうち、DLD1細胞とMKN45細胞の抗がん剤耐性化に伴うアルドケト還元酵素(AKR)アイソフォームの発現変動を調査した結果、4種のいずれの抗がん剤においても耐性化に伴うAKR1C1とAKR1C3の発現上昇が認められたが、それらのうちAKR1C3の上昇が顕著であった。MKN45細胞の抗がん剤耐性細胞ではこれらに加えてAKR1B10の高発現も認められた。また、これらAKRアイソフォームの発現上昇はリアルタイムPCR解析においても認められ、特異基質を用いた酵素活性測定において抗がん剤耐性細胞における酵素活性の増大が見られたことから、これら4種の抗がん剤耐性化時には2種のAKRアイソフォーム(AKR1C3とAKR1B10)の遺伝子発現が恒常的に高められることが示唆された。AKR1C3とAKR1B10のリコンビナント酵素を調製し、脂質との結合能を調査したところ、これら酵素の脂肪酸への結合は認められなかった。しかしながら、リノール酸やドコサヘキサエン酸などの不飽和脂肪酸はAKR1C3やAKR1B10を強力に阻害することが示された。当初はイリノテカン、5-フルオロウラシル、カペシタビンとロイコボリンの4種の抗がん剤に対する耐性細胞を調製する予定であったが、今回用いた細胞はカペシタビンとロイコボリンの添加によって死滅したため、それら抗がん剤の耐性細胞は調製できなかった。しかし、その代わりにイリノテカンの活性代謝物SN38とタキサン系抗がん剤パクリタキセルの耐性細胞の調製に成功したため、イリノテカン、5-フルオロウラシル、SN38とパクリタキセルの4種の抗がん剤耐性細胞を用いて研究を進めている。本年度中の実施を予定していたNrf2を中心としたAKR1C3とAKR1B10の発現調節機構の解明ができなかったが、次年度以降に予定していた酵素過剰発現や酵素発現抑制細胞が既に構築できているため、概ね順調に進展していると考えられる。

昨年度に樹立した2種の大腸がん細胞(DLD1とLoVo)と1種の胃がん細胞(MKN45)の抗がん剤(イリノテカンやイリノテカン活性代謝物SN38、パクリタキセル、5-フルオロウラシル)耐性株におけるNrf2の活性化の有無をウェスタンブロット法にて調べたところ、いずれの耐性株においてもNrf2の恒常的活性化が認められた。Nrf2活性化機序を調べるために、4種の抗がん剤処理による活性酸素種(ROS)とその脂質過酸化産物(ヒドロキシノネナールなど)の生成量を測定した結果、抗がん剤によって程度は異なるがそれらの生成量はいずれの場合も増加した。また、抗がん剤耐性化に伴うNrf2の恒常的活性化の程度はそのROS産生量と正の相関を示したことから、抗がん剤によるROS産生の亢進がNrf2の恒常的活性化の主因であると示唆された。昨年度に調製したAKR1B10またはAKR1C3過剰発現細胞の4種の抗がん剤に対する感受性は非耐性細胞より低く、それら酵素の発現抑制細胞の抗がん剤感受性は高かったことから、これら酵素の高発現が消化器がん細胞の抗がん剤耐性において主要な役割を果たすと考えられた。上記3種の消化器がん細胞の抗がん剤耐性化による4種のABCトランスポーターアイソフォーム(ABCB1、ABCC1、ABCC2とABCG2)の発現変動をウェスタンブロット法にて調べたところ、4種のアイソフォームのうちABCB1の発現上昇が顕著であり、ABCB1阻害剤ベラパミルでの前処理は抗がん剤感受性を有意に高めた。また、抗がん剤耐性化はABCB1の基質であるローダミンの細胞外への排出を促進した。さらに、Nrf2活性化剤スルフォラファンでの前処理はABCB1の発現と機能を亢進したことから、Nrf2の恒常的活性化はABCB1の発現誘導を介して抗がん剤耐性化において重要な役割を果たすと推察された。平成29年度に調製した抗がん剤耐性細胞を用いてほぼ予定通りに実験を進めることができた。本年度中の実施を予定していたABCトランスポーターの発現機序について全て網羅することはできなかったが、抗がん剤耐性化におけるABCB1の意義等についても検証できたため、概ね順調に進展していると考えられる。平成30年度には4種の抗がん剤耐性細胞を用いてAKR1C3とAKR1B10の発現調節機構において中心的な役割を担うと考えられているNrf2の活性化の有無を判定する。また、発現上昇が認められたAKRアイソフォームの意義を明らかにするために、抗がん剤処理時に細胞内で増加するカルボニル化合物(脂質由来アルデヒドやケトン体など)を探索する予定である。さらに、抗がん剤の細胞外への排泄に関わるABCトランスポーター(ABCB1やABCC1など)の抗がん剤耐性化に伴う発現変動を精査し、可能ならばその発現変動機序や抗がん剤排泄能の変動等についても調査するつもりである。今後は抗がん剤耐性細胞を用いてNrf2以外のABCB1発現誘導機序を探索する。また、抗がん剤耐性化と代謝の関連性を明示すべく、イリノテカンやSN38を用いて耐性細胞と非耐性細胞中の代謝物量をLC/MS/MS法にて定量する。さらに、既存のAKR (AKR1B10とAKR1C3)阻害剤やABCB1阻害剤による抗がん剤耐性克服効果の検証を行う予定である。可能ならば、他の抗がん剤耐性に対する交叉耐性の有無やそれら阻害剤による交叉耐性克服効果についても調査したいと考えている。カペシタビンとロイコボリンの代わりとしてSN38とパクリタキセルに対する耐性細胞を調製するために時間を要したため、Nrf2を中心としたAKR1C3とAKR1B10の発現調節機構の解明できなかった。その発現調節機構を調査するための消耗品費(培養細胞関連品と検出試薬)が残額として生じた。本実験は平成30年度の早期に遂行する予定である。
神経成長因子の発生学的見地と胎児脳、及び脳形成不全におけるニューロン成熟との相関

本研究課題においては主として、脊髄のdysraphismの発生病態の研究を行ってきた。その中でニューロンの発生異常に関する共通した所見としては、随伴するneuronal componentのovermaturationが存在することを強調してきた。そのニューロンの過剰成熟の存在に基づき、neuronal maturationが主体となり中枢神経発生過程で一度完成した神経管が再開裂し、神経管癒合不全が発生するということが示され、ここにはNGFの発生発達動態の異常が示唆される。しかし、neuron成長に重要な役割が認められているNGF自体がいかなる発生過程を持つかについては明らかではない。過去、私共が行なってきた研究では、ここに一部のニューロンがニューロペプタイドの異常な発生発達動態を持って過剰に形成、成長してゆくことが判明した。NGF発現動態の分析結果は、繊維芽細胞成長因子FGF(Fibroblast Growth Factor)に限られるが、胎児脳組織自体のニューロン成熟とNGFの関与についての見解を得るところまで進展してきた。繊維芽細胞成長因子FGFであるbasicFGFを対象として胎仔マウスおよび新生仔マウスの脳脊髄の凍結標本に対して免疫組織科学的検索を繰り返し行った。その結果、海馬を中心にその局在が認められた。この所見はNGFが海馬、新皮質のニューロンで生合成され、全脳基底野のコリン作動生ニューロンの軸作をアセチルコリンとは反対方向に逆行輸送され動作するという概念に類似性を持つ可能性を示唆しているものと思われた。中枢神経系奇形のニューロン成熟障害の病因病態に関しては、不明のことが多く、この正常胎児での発現動態をコントロールとして、特に癒合不全におけるニューロン過剰成熟の現象に関する分析に移る前段階まで研究を進めることができた。また、胎児脳組織が脳組織移植のドナーとしての役割を果たす際のニューロン成熟の動態にも、本研究でのNGFのニューロン成熟との相互関係に関しての見解は中神経系の移植学における重要な情報となることが期待される。本年度の本研究の具体的内容として、動物実験モデルに癒合不全mutant mouse(C57BL/6N系Spd/Spd)を選択した結果、NGF発現動態の分析に関しては、すべて同系mouseで検索することから開始した。妊娠mouseを用い、胎生16、17、18日、および出生後0、1、2、5、7日の胎仔新生仔の脳脊髄の連続切片を作成し、HE染色、KB染色に供した。そのパラフィン固定標本より、rabbit抗NGF抗体AB927(抗原mouse顎下腺NGF)による免疫組織化学的検索を施行したが、すべてに染色反応は得られなかった。次には、凍結標本に対して同じ酵素抗体法の手順をとり通常の1000倍希釈に加え、100倍希釈の抗NGF抗体を用いてその反応性をみたが、陽性所見は得られなかった。従って、同実験動物モデルを対象とする本研究方法では、他に交差反応を有するNFG familyを用いる必要が生じたため、繊維芽細胞成長因子FGF(Fibroblast Growth Factor)を対象として上記検索を繰り返した。その結果には、FGFは、acidic FGFとbasic FGFのうち前者に確実な染色性を示し海馬を中心にその局在が認められた。この所見は、NGFが海馬、新皮質のニューロンで生合成され前脳基底野のコリン作動性ニューロンの軸索をアセチルコリンとは反対方向に逆行輸送され作動する、という概念に類似性を持つ可能性を示唆しているものと思われ、今後この指標を用いて発生動態からニューロン成熟異常の中での動きからその役割を追究して行く計画である。

本研究の方法論として、動物実験モデルに癒合不全mutant mouse(C57BL/6N系Spd/Spd)を選択し、NGF発現動態の分析に関してはすべて同系mouseで検索をすすめてきた。妊娠mouseを用い、胎生16,17,18日、および出生後0,1,2,5,7日の胎仔/新生仔の脳脊髄の連続切片を作成し、HE染色、KB染色に供した。昨年度はそのパラフィン固定標本より、次には凍結標本に対して胎仔マウスおよび新生仔マウスの脳脊髄の連続切片に対してrabbit抗NGF抗体による免疫染色を行なったが、全てに染色反応は得られなかった。次に、交差反応を有する他のNGF familyとして繊維芽細胞成長因子FGF(Fibroblast Growth Factor)であるacidic-FGFとbasic-FGFを対象として上記検索を繰り返した結果、前者に染色性が確認され、海馬を中心にその局在が認められた。この所見は、NGFが海馬、新皮質のニューロンで生合成され前脳基底野のコリン作動性ニューロンの軸索をアセチルコリンとは反対方向に逆行輸送され作動する、という概念に類似性を持つ可能性を示唆しているものと思われた。本年度は、そのFGFが出生前からどのような発現様式を呈するかを検討することに主眼をおき、同手法を用いて検索した。対象は出生1日目の新生仔と妊娠マウス21日目の胎仔の脳を摘出して凍結標本とした。使用した抗acidic-FGF抗体の希釈倍数の決定は10倍から160倍まで段階的に免疫染色を行ない、染色性の最も良い倍率を選んだ。結果においては、成マウスの脳の切片では海馬を中心にFGFの局在がみられたが、胎生21日目の胎仔では、標本部位の作成手技上の問題もあり、決定的なFGF positive elementの発現は得られなかった。今後はさらに、広くNGF familyの発現動態を検索し、これらの指標を用いて発生動態からニューロン成熟異常(特に脳、脊髄形成不全)の中での動きからこれらのNGF familyの役割を追求していく計画である。本研究課題においては主として、脊髄のdysraphismの発生病態の研究を行ってきた。その中でニューロンの発生異常に関する共通した所見としては、随伴するneuronal componentのovermaturationが存在することを強調してきた。そのニューロンの過剰成熟の存在に基づき、neuronal maturationが主体となり中枢神経発生過程で一度完成した神経管が再開裂し、神経管癒合不全が発生するということが示され、ここにはNGFの発生発達動態の異常が示唆される。しかし、neuron成長に重要な役割が認められているNGF自体がいかなる発生過程を持つかについては明らかではない。過去、私共が行なってきた研究では、ここに一部のニューロンがニューロペプタイドの異常な発生発達動態を持って過剰に形成、成長してゆくことが判明した。
二つの電荷分離方式を取り入れた新しい可視光応答光触媒の開発

TiO_2/WO_3二層光触媒とPt超微粒子-WO_3系光触媒の光活性を利用した異なる電子・正孔電荷分離方式を取り入れた新しい複合光触媒セルの開発を行なった。さらに、WO_3の代わりに可視光吸収効率の良い、かつ安価なα-Fe_2O_3を用いたセルも作製した。α-Fe_2O_3膜の場合、WO_3膜よりは、メタノールの分解速度はやや劣るが、これは分解過程で中間生成物が異なるため、分解メカニズムに違いがあることが分かった。対向ターゲット式スパッタ装置を用いて、AtとO_2の高純度混合ガス雰囲気中でWターゲットを反応スパッタすることでガラス基板上に500nm程度の厚みをもつWO_3膜を形成した。WO_3形成膜はアモルファスに近い状態を示したので、結晶性を改善する目的で、アニール処理(酸素雰囲気中、400°C、2時間)を行った。その結果、WO_3膜はアニールにより結晶性が著しく改善されることが明らかにされた。次に、Tiターゲットを反応スパッタすることでモザイク状厚さ50nmのアナターゼの結晶構造を示すTiO_2層を上記WO_3下地層の表面に形成させ、二層膜を作製した。TiO_2/WO_3二層膜の透過率の吸収端は下地WO_3層が担持されたため、可視光の長波長側ヘシフトし、可視光応答が改善された。TiO_2/WO_3膜の露出表面積比と可視光照射時のメタノールの分解量の関係を調べた結果、面積比TiO_2:WO_3=70%:30%の二層膜が、分解効率が一番良いことが分かった。このことにより、下地のWO_3膜が太陽光中の可視光を有効に吸収しており、これによってTiO_2単層膜の光活性が改善されている。また、WO_3膜の表面が、ある程度(30%)露出し、空気に触れた方が分解特性は向上する。これは膜表面における電子ー正孔の再結合が減少するためであると考えている。本研究では、WO_3単層膜のみでは光活性は観測されなかったが、WO_3膜表面に短時間スパッタ法(1分以下)でPtの超微粒子を担持させたPt-WO_3膜では、メタノールの分解量が約30倍増大することが分かった。これらの結果をもとに、WO_3膜表面の露出部分のみに短時間スパッタ法(1分以下)でPtの超微粒子を担持させたTiO_2/Pt-WO_3二層膜の新しい可視光応答光触媒セルでは、TiO_2WO_3二層膜および、Pt-WO_3膜の場合よりもメタノールの分解量は最も多くなることが明らかにされた。対向ターゲット式スパッタ装置を用いて、ArとO_2の高純度混合ガス雰囲気中でFeターゲットを反応スパッタすることでガラス基板上に500nm程度の厚みをもつF_2O_3膜を形成した。Fe_2O_3形成膜はアモルファスに近い状態を示したので、結晶性を改善する目的で、アニール処理(酸素雰囲気中、400°C、2時間)を行った。その結果、Fe_2O_3膜はアニールにより結晶性が著しく改善され、α-Fe_2O_3の結晶構造を示すことが明らかにされた。次に、Tiターゲットを反応スパッタすることでモザイク状厚さ50nmのアナターゼの結晶構造を示すTio_2層を上記α-Fe_2O_3下地層の表面に形成させ、二層膜を作製した。TiO_2/α-Fe_2O_3二層膜の透過率の吸収端は下地αFe_2O_3層が担持されたため、可視光の長波長側ヘシフトし、可視光応答が改善された。TiO_2/α-Fe_2O_3膜の露出表面積比と可視光照射時のメタノールの分解量の関係を調べた結果、面積比TiO_2:α-Fe_2O_3=75%:25%の二層膜が、分解効率が-番良いことが分かった。このことにより、下地のα-Fe_2O_3膜が太陽光中の可視光を有効に吸収しており、これによってTiO2単層膜の光活性が改善されている。また、α-Fe_2O_3膜の表面が、ある程度(25%)露出し、空気に触れた方が分解特性は向上する。これは膜表面における電子-正孔の再結合が減少するためであると考えている。本研発では、α-Fe_2O_3単層膜のみでは光活性は観測されなかったが、α-Fe_2O_3膜表面に短時間スパッタ法(1分以下)でPtの輝微粒子を担持させたPt-α-Fe_2O_3膜では、メタノールの分解量が約20倍増大することが分かった。

これらの結果をもとに、α-Fe_2O_3膜表面の露出部分のみに短時間スパッタ法(1分以下)で唐の超微粒子を担持させたTiO_2/Pt-α-Fe_2O_3二層膜の新しい可視光応答光触媒セルでは、TiO_2/Pt-α-Fe_2O_3二層膜および、Pt-α-Fe_2O_3膜の場合よりもメタノールの分解量は最も多くなることが明らかにされた。対向ターゲット式スパッタ装置を用いて、70%Ar-30%O_2高純度混合ガス中で純度99.9%Feターゲットを反応スパッタすることでFe_2O_3膜をガラス基板上に形成した。形成膜は酸素雰囲気中でのアニール処理によりα-Fe_2O_3の結晶構造を示した。前年の結果から、α-Fe_2O_3膜表面の露出部分のみに短時間スパッタ法でPtの極薄膜を担持させたTiO_2/Pt-α-Fe_2O_3二層膜の新しい可視光応答光触媒セルでは、メタノール分解量は格段に増大しており、今年度はα-Fe_2O_3膜の最適な形成条件を見いだすために、α-Fe_2O_3層の膜厚を200500nm、Pt超微粒子のスパッタ時間を1060秒、等を変化させながら上記の新しい可視光応答光触媒セルを鯉作した。また、成膜後、醸素雰囲気中で20400°C、13時間のアニール処理を行い、結晶性、表面構造の変化を調べた。TiO_2/α-Fe_2O_3膜の面積比はTiO_2:α-Fe_2O_3=75%:25%、TiO_2膜厚は50nm一定とした。α-Fe_O_3膜厚が200nmから400nmまで厚くなると、メタノールの分解量(光活性)が比例して増大し、それ以上の500nmではほぼ飽和した。Pt超微粒子のスパッタ時間を10秒から20秒まで長くすると光活性が急激に増大するが30秒以上では逆に急激に減少した。また、アニール温度、時間はともに高くて、長い方が、光活性が一番良好であった。α-Fe_2O_3薄膜の最適な形成条件は膜厚:400nm、Pt超薄膜(2nm膜厚)のスパッタ時間:20秒、アニール温度:400°C、アニール時間:3時間であることが明らかにされた。α-Fe_2O_3膜の場合、WO_3膜よりは、メタノールの分解速度に関する光活性はやや劣るが、これは分解過程で中間生成物が異なるため、分解メカニズムに違いがあり、Pt極薄膜の還元作用が時間の経過とともに弱くなると考えている。