hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
プロテアーゼカスケードの時期特異的な活性化の生理機能

申請者らは,アスパルチルプロテアーゼであるヒトレニン(hRN)とその基質でありアンジオテンシンIIの前駆体・ヒトアンジオテンシオーゲン(hANG)に関する発生工学的研究を行い,♂hRN導入(Tg)マウスと交配させた♀hANG-Tgマウスにおいて,妊娠期間特異的に高血圧が誘発されることを世界で初めて発見した(Science274,995-998,1996:研究業績4).この時に,タンパク尿の排泄,腎臓疾患,胎盤浮腫および求心性心肥大等の臓器障害や痙攣発作を伴う"妊娠中毒症"に類似した症状が見出された.さらに興味深いことに,胎児の子宮内発育遅延(intrauterine growth retardation:IUGR)が明らかとなった(投稿中).しかし,♂hANG-Tgマウスと交配させた♀hRN-Tgマウスでは,妊娠中にこのような症状は観察されなかった.ごく最近申請者らは,アストロサイトで産生されるホルモン・アンジオテンシン前駆体(アンジオテンシノーゲン)の遺伝子ノックアウトマウス(Agt-KO)に一過性の虚血浮腫モデル(凍結損傷:cold injury)を施して,Evans blueの漏出を指標に血液脳関門(BBB)の機能的回復を検討した.その結果,野生型と比べてその回復は著しく障害されているが,アンジオテンシンの投与によって有意に機能修復されることを証明し,未知のアンジオテンシン受容体の存在を予測した(Nature Med.4,1078-1080,1998:研究業績1).また,hypoxiaなどの母体の病的状態下における胎児脳の内部環境のhomeostasisとBBBの制御機構がどのように影響されるのかは全く不明である.そこで本研究は,プロテアーゼカスケードの妊娠時期特異的な活性化機構とその生理作用を明らかにするために,以下の2点に焦点を絞ることとした.(1)時期特異的な活性化機構の解明:交配パターンの組み合わせによって,プロテアーゼカスケードの活性化に相違が生ずるメカニズムを明らかにした.(2)胎盤及び胎児脳の機能形成の解析:胎盤機能とIUGRを伴う胎児脳のBBBの形成過程を明らかにする為に,現在胎児と新生児の脳におけるBBBの機能検定の実験系の確立に取り組んでいる.申請者らは,アスパルチルプロテアーゼであるヒトレニン(hRN)とその基質でありアンジオテンシンIIの前駆体・ヒトアンジオテンシオーゲン(hANG)に関する発生工学的研究を行い,♂hRN導入(Tg)マウスと交配させた♀hANG-Tgマウスにおいて,妊娠期間特異的に高血圧が誘発されることを世界で初めて発見した(Science274,995-998,1996:研究業績4).この時に,タンパク尿の排泄,腎臓疾患,胎盤浮腫および求心性心肥大等の臓器障害や痙攣発作を伴う"妊娠中毒症"に類似した症状が見出された.さらに興味深いことに,胎児の子宮内発育遅延(intrauterine growth retardation:IUGR)が明らかとなった(投稿中).しかし,♂hANG-Tgマウスと交配させた♀hRN-Tgマウスでは,妊娠中にこのような症状は観察されなかった.ごく最近申請者らは,アストロサイトで産生されるホルモン・アンジオテンシン前駆体(アンジオテンシノーゲン)の遺伝子ノックアウトマウス(Agt-KO)に一過性の虚血浮腫モデル(凍結損傷:cold injury)を施して,Evans blueの漏出を指標に血液脳関門(BBB)の機能的回復を検討した.その結果,野生型と比べてその回復は著しく障害されているが,アンジオテンシンの投与によって有意に機能修復されることを証明し,未知のアンジオテンシン受容体の存在を予測した(Nature Med.4,1078-1080,1998:研究業績1).また,hypoxiaなどの母体の病的状態下における胎児脳の内部環境のhomeostasisとBBBの制御機構がどのように影響されるのかは全く不明である.そこで本研究は,プロテアーゼカスケードの妊娠時期特異的な活性化機構とその生理作用を明らかにするために,以下の2点に焦点を絞ることとした.(1)時期特異的な活性化機構の解明:交配パターンの組み合わせによって,プロテアーゼカスケードの活性化に相違が生ずるメカニズムを明らかにした.(2)胎盤及び胎児脳の機能形成の解析:胎盤機能とIUGRを伴う胎児脳のBBBの形成過程を明らかにする為に,現在胎児と新生児の脳におけるBBBの機能検定の実験系の確立に取り組んでいる.
地中探査レーダシステムの高性能化

本研究の最終年度では、地中レーダシステムの高性能化のために、次のような研究を実施し記述のような成果を得た。(1)モノパルス型レーダのパルス幅が2nS,6nSの2機種を使用して、同じ地下状態での受信波形について、スペクトル分折、ケプストラム解析を行った。その結果、パルス幅2nSの波形分折では地下1m以下の地中伏態の探査に向き、6nSでは地下数mの探査が可能であることがわかった。なおスペクトル分折法として、FFT(高速フーリェ変換)よりMEM(最大エントロピー法)が地下探査によいことがわかった。(2)コンクリート構造物模型に対するレーダ信号のスペクトル分析の結果、特定の周波数にてピークが現れた。このピークの理論的説明を検討したところ、原因は電磁波の高周波磁界の励振による2次波源の存在を考慮すると説明できることがわかった。この説明により電波の偏波特性による測定結果の相違も説明できる。(3)電磁波散乱界の過渡応答を差分時間領域法(FD-TD)により計算した。その結果、受信波形の第3ピークの出現時間に地下空洞の影響が現れており、これは実験で得られた結果とも一致している。本計算法によって得られる過渡電磁界の特徴をケプストラム解析、Log/CFAR処理に摘用して、信号処理に取入れ、レーダシステムの高度化が可能である。(4)地下の媒質状態は不均一で分散性である。また、目標物の形状も複雑である。このような対象物で反射されたレーダ信号は、統計的処理が必要で、まず、統計的性質を調べ、それに合う処理法を開発した。その結果、対象物の存在を従来のS/N比以上の良好の状態で表示できるようになった。平成3年度の研究実績においては、当初計画した研究計画をほぼ達することができた。すなわち(1)レ-ダ信号処理のパソコンにDSPボ-ドを組み込んで、FFT計算のハ-ドウエア化、画像処理の高速化達成:この方式改善により、デ-タ処理時間が約4分の1時間に短縮できた.(2)埋設物の検出のためのアルゴリズムとして、ケプストラム法の確立(研究発表参照):ケプストラム解析を地下層の位置同定に適用し、解析の理論的背景、結果に及ぼす各種パラメ-タを評価した.(3)レ-ダ信号の統計的性質の検討と、レ-ダ信号のCFAR処理の適用により、信号とクラッタ比の改善達成:パルス型地中レ-ダで取得された信号の統計的性質は、ワイブル分布に従っていることがわかった.従って、CFAR処理を施すことによって、クラッタの抑圧効果が明かとなった.(研究発表参照)(4)電磁波散乱問題の解法として、差分時間領域法(FD-TD)による計算結果と従来の方法の比較(研究発表参照):波動方程式のFD-TD法による数値解法を導入して、2次元の複数個の埋設物に対する電磁波の過渡散乱を求めることができるようになった.従来の1次元モデルでの過渡散乱波形との比較検討を進める予定である.(5)実物大模型の作成とホログラフィックレ-ダによる実験デ-タの取得および信号処理(研究発表参照):コンクリ-ト内に埋設された鉄筋に位置を同定するため、ホログラフィックレ-ダを用いて、実験を行い、レ-ダ信号処理を行った.信号処理の結果、クラッタが抑圧され、鉄筋の位置に電磁波の応答が得られた.本研究の目的は、地中探査レーダシステムの高性能化について、未解決の諸問題を検討し、実用化に向けての実際的な地中レーダを構築するすることである。探査レーダシステムの高性能化上の問題点は、ハードウェア構成上の電波形式、回路方式は既に検討されており、とくに困難な未解決の課題はない。

事実レーダシステムにおいて、探査距離、分解能の限界は、レーダにて得られる信号のS/N比(信号電力対雑音比)からの制限でなく、受信信号の高度な分析がまだ十分に行われていないためである。ソフトウェア上の問題は、受信信号に含まれる地中情報の解析、その成果を反映した信号処理法と大別できる。当該年度の研究成果を項目毎に列挙すると、1.ケプストラム解析、2.レーダ信号の統計的性質とLog/CFAR処理、3.過渡電磁界の差分時間領域法による解析である。1、2が信号処理であり、3は電磁界に含まれる地中情報の解析である。以下得られた成果を要約する。1.ケプストラム解析:多層誘電体構造における多重反射には、地下目標物からの位置情報、大きさの情報が含まれており、ケプストラム解析の適用により、それらを抽出できることを示した。2.レーダ受信信号の統計的性質とLog/CFAR処理:受信信号の確率密度分布はWeibull分布に従うことを明らかにし、受信信号にLog/CFAR処理を適用することにより、目標物の存在が明瞭になることを示した。3.過渡電磁界の解析:差分時間領域法(FDTD)では、地下構造モデルの誘電率分布、目標物の形状の設定が容易で、電磁界の時間的変化を追跡するのが可能である。計算の結果、目標物の過渡電磁界に及ぼす影響が判明した。これらの詳しい研究成果については、別冊の研究成果報告書を参照されたい。
軟体動物神経ペプチドの生理的機能と生合成機構に関する研究

1.アフリカマイマイから単離した3種類のペプチド(FMRFamide,ACEP-1.fulicin)の抗体を用いて、この動物の神経-筋系におけるペプチドの局在を免疫組織化学的に調べた.その結果、FMRFamideとACEP-lは脳及び食道下神経筋内の多くのニューロン、心臓神経及び心房に分布していることがわかった。生理実験の結果と併せ考えて、両ペプチドはこの動物の心拍動調節に関与していると考えられる。またfulicinは脳及び足神経筋内のニューロン、陰茎牽引筋及びその支配ニューロンに存在していることを明らかにし、生理実験の結果と併せて、fulicinはシナプス修飾物質として、陰茎牽引筋の収縮調節に関与していると結論した。2.Fulicinのアナログ42種類を合成し、陰茎牽引筋を生物検定系として構造-活性関係を調べた。その結果、1)N末から2番目のD型アミノ酸の存在が極めて重要,2)3番目のGluも重要でこれらが活性の一つのセンターである、3)C末がアミド化した全体として5個のアミノ酸の存在が必要、等を明らかにした。3.アフリカマイマイ中枢神経節からmRNAを抽出してcDNAライブラリーを作成し、PCRによってfulicinをコードしていると思われるcDNAの一部を得た。この産物をもとにプローブを作成し、cDNAライブラリーをスクリーニングしてfulicinをコードする完全長の遺伝子を得た。また、in situ hybridizationの結果から今回単離されたfulicinの遺伝子が、実際に中枢神経節、特に脳及び足神経節内のニューロンにおいて発現していることを明らかにした。以上の研究結果は,D型アミノ酸を有する神経ペプチドの生理的機能と生合成機構について重要な知見を与えるものと考えられる.1.アフリカマイマイから単離した3種類のペプチド(FMRFamide,ACEP-1.fulicin)の抗体を用いて、この動物の神経-筋系におけるペプチドの局在を免疫組織化学的に調べた.その結果、FMRFamideとACEP-lは脳及び食道下神経筋内の多くのニューロン、心臓神経及び心房に分布していることがわかった。以上の研究結果は,D型アミノ酸を有する神経ペプチドの生理的機能と生合成機構について重要な知見を与えるものと考えられる.
脳虚血後に浸潤する血液細胞による神経修復機構の解明

脳梗塞は我が国における、寝たきりの原因の第1位、死因の第4位を占めている。脳梗塞に対して有効な治療法は、脳梗塞発症の早期に開始する必要があり、長期にわたって有効な治療法は現在までに発見されていない。脳梗塞は、脳への血流が途絶することにより、脳組織が壊死する病態であり、脳には強い炎症が引き起こされる。脳梗塞の後に起こる炎症は、麻痺などの神経症状を悪化させて社会復帰の妨げとなる。本研究は脳梗塞後の炎症を制御する治療法を開発するため、特に炎症を収束に向かわせるメカニズムを解明した。脳虚血モデルにおける組織修復のメカニズムを解明するために、本研究では脳梗塞発症後6日目(脳内の炎症が鎮静化する時期であると知られている)の時期に着目する。脳細胞、脳内に浸潤した炎症細胞を虚血脳からセルソーターを用いて単離し、マイクロアレイ解析を行うことによって、組織修復因子や神経栄養因子を産生する集団を同定する。さらに、これらの組織修復因子や神経栄養因子の産生を制御し、組織修復の機能を決定する転写因子(マスター遺伝子)を同定する。続いて、脳をすり潰した脳抽出液を分画化、質量分析を行い、組織修復の機能を持つ細胞集団を分化誘導する内因性組織因子(脳内因子)を検索する。回復期の脳梗塞巣において修復因子を産生する細胞集団を同定し、表面マーカーを決定できた。この形質を誘導するのに重要な転写因子の候補を得ており、転写因子の重要性をKOマウスを用いて解析している。脳梗塞における修復担当細胞の特徴を決定し、これらが脳梗塞後の炎症によって誘導される分子メカニズムを解明した。脳梗塞の炎症は、脳細胞の虚血壊死に伴う内因性炎症惹起因子(DAMPs)の放出によって惹起されるが、DAMPsが脳組織から排除されることが炎症の収束、組織の修復に重要であることを見出した。脳梗塞から炎症細胞を抽出し、蛍光標識したDAMPsを添加したところ、マクロファージの細胞内に取り込まれていることを見出した。その分子メカニズムを探るため、マクロファージ細胞株(RAW264.7)に高効率のランダム変異を導入し、DAMPsを取り込まない細胞株を樹立して、マイクロアレイによる網羅的な遺伝子発現解析を行った。DAMPsはScavenger受容体によってマクロファージの細胞内に取り込まれ、リソソームに運ばれることによって分解されていることが判明した。Scavenger受容体の欠損マウスでは、脳梗塞の体積が拡大し、DAMPsの組織内残存がみられ、脳梗塞後の炎症が遷延化していることが明らかとなった。脳梗塞後の炎症によって、マクロファージにおけるScavenger受容体の発現が上昇し、特にScavenger受容体の発現が高いマクロファージは炎症を起こさず、DAMPsを積極的に排除し、修復因子を主に発現することが明らかとなった。今後は、脳梗塞後のScavenger受容体の発現誘導に関わる因子の同定を試み、炎症の収束を促進することができる薬剤の開発に研究成果をつなげる必要がある。脳梗塞内における修復担当細胞とその特徴を決定できた。さらに修復細胞の誘導因子を同定する段階に進んでいる。よって本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。免疫学脳梗塞後の修復メカニズム、その誘導因子を同定し、新規治療法の開発に応用する。試薬や機器類などの節約により生じた差額差額分は消耗品に使用する
新規リン調節経路(PFB)の発見と異所性石灰化抑制機構の解明

長期透析患者では高リン血症が高頻度に観察され、異所性石灰化による心血管病変が死因の50%を占めていることから、その予防が生命予後に重要な意味を持つ。高リン血症に起因して異所性石灰化をもたらすPFB(PHEX-FGF23-Fetuin-BRC)経路を解明する目的で、破骨細胞におけるリン感受分子(リントランスポーター)の同定と、その代謝メカニズムについての解明を行なった。破骨細胞に存在するリン酸輸送分子を同定するために、^<32>Pラベル体を用いた取り込み実験により破骨細胞のリン輸送能の特性を検討した結果、これまで報告されているNa/Piトランスポーターとは異なる、酸性域で活性を持つ新規分子の存在を明らかにした(Am J Physiol Cell Physio1,288(4)C921-31,2005)。また、破骨細胞には特異的なリン酸排出機構が存在することを明らかにし(2005年骨代謝学会)、PFBにおける破骨細胞の重要性を明らかにした。本分子の実体解明を行うために、トランスポーターデータベースによる候補分子の探索および、破骨細胞活性化前後でのマイクロアレイにより候補分子を探索し、数個の候補分子を同定した。さらに、近年新たに同定されたリン調節ホルモンFGF-23の調節機構を転写レベルで明らかにし、FGF-23のPFBにおける役割を明らかにした(Am J Physiol Endocrinol Metab,288(6)E1101-E1109,2005)。これらのことより、骨、特に破骨細胞は生体内リン代謝調節において重要な役割の一端担う器官であり、他の組織にはない非常にユニークなシステムを持つことが明らかとなった。今後の更なる解析により慢性透析患者の予後を改善できる異所性石灰化阻害剤の開発につながるとともに生体内リン代謝調節機構を明らかにするものと期待できる。長期透析患者では高リン血症が高頻度に観察され、異所性石灰化による心血管病変が死因の50%を占めていることから、その予防が予後に重要な意味を持つ。高リン血症に起因して異所性石灰化をもたらすPFB(PHEX-FGF23-Fetuin-BRC)経路を解明する目的で、破骨細胞におけるリン感受分子(リントランスポーター)の同定と、カルシウム・リン結晶化阻害因子Fetuinの分泌機構の解明を行なっている。我々は破骨細胞に存在するリン酸輸送分子を同定するために、^<32>Pラベル体を用いた取り込み実験により破骨細胞のリン輸送能の特性を検討した結果、これまで報告されているNa/Piトランスポーターとは異なる、酸性域で活性を持つ新規分子の存在を明らかにした(Am J Physiol Cell Physiol,288(4) C921-31,2005)。また、現在破骨細胞特異的なリン排出機構も明らかにしており、PFBにおける破骨細胞の重要性を示している。そこで本分子の実体解明を行うために、トランスポーターデータベースによる候補分子の探索および、破骨細胞活性化前後でのマイクロアレイにより候補分子を探索し、現在解析を進めている。さらに、近年新たに同定されたリン調節ホルモンFGF-23の調節機構を転写レベルで明らかにし、FGF-23がリン代謝調節に重要な作用を持つビタミンDのフィードバックに直接関わることで、リン代謝調節を行なっていることを明らかにした(Am J Physiol Endocrinol Metab, in press)。今後、Fetuinの骨における役割とリン輸送分子との関連を、破骨細胞培養系ならびにモデル動物にて検討する。またリン感受分子の同定と機能解析を行い、BRCの機能とPFB経路の調節機能の検討を行う予定である。
ICFを用いた要保護児童の社会適応に関する研究

児童養護施設や里親家庭で暮らす618歳の要保護児童121人を対象に、養育者にアンケートや面接でICF-CY、CBCL、社会適応度の調査を行った。ICF-CYを因子分析したところ、3つの重要な因子(精神・対人因子、学習因子、環境因子)が抽出された。また、その3因子とCBCLの各尺度について相関分析、重回帰分析を行ったところ、精神・対人因子と学習因子が問題行動に影響していることがわかった。ICF-CYと社会適応度の分散分析の結果でも、社会適応度に精神・対人因子や学習因子が特に大きく関与していることがわかった。今回の研究で、ICF-CYが児童福祉領域で有益な評価尺度として活用できることがわかった。本研究は、児童養護施設や里親家庭などで社会的養護受けている要保護児童が、社会適応を得るために、ICF(国際生活機能分類)を活用して生活機能を評価し、社会適応を改善する方略を検討することを目的としている。そこで、まず要保護児童の生活機能を評価するために、ICFを用いた質問紙を作成した。質問項目の選定にあたっては、ICFの項目は非常に膨大であることから、各構成要素(心身機能・身体構造、活動、参加、環境因子)に基づき、実際の要保護児童の姿と、日本の社会・文化的事情から不要な項目を、専門家らとともに意見交換をして除いた。また、多くの児童は、機能的に問題がないケースが多いことから、心身機能・身体構造については、診断名や困難など何らかの阻害因子あるいは促進因子がある場合にのみ、詳細に評価することした。現在、社会適応を考える際ための活動と参加の項目については、データがないことから、活動と参加のドメインについては、全項目を質問項目とした。評価は、WHOの定める評価点に則った5段階を用いることとした。要保護児童の社会適応をよいものとするためには、子どもたちの弱い部分やできないことにのみ着目するのではなく、その子の強みやできることを見つけていく必要があることから、ICFを活用することで子どもたちの促進因子をとらえていくことができると考える。次に、既存の質問紙で、今回のICFの質問項目と比較できるものなどがないか検討をした。CBCL(The Child Behavior Check List)は社会適応尺度と、問題行動尺度に分かれることから、ICFの活動・参加状況との検討の際に有用であると考えられた。さらに、26年度に、フィールド調査を行うために関係機関との調整をして、調査開始の準備を整えた。平成25年度に行った調査研究の準備をうけて、9月に大分県内の児童養護施設および里親・ファミリーホームに研究への協力依頼文書(1.研究へのご協力のお願い、2.研究協力者、保護者への同意説明文(研究計画書)、3.研究への参加意思確認のための同意書、4.対象児リスト)を郵送し、研究対象施設および対象児を絞り込んだ。そのなかで7つの児童養護施設と4つのファミリーホームと1里親を研究対象施設として選定し、事前アンケート(子どもについての基本情報、CBCL(The Child Behavior Check list)を含む)を郵送。11月末までに記入後返信していただいた。そして12月から3月の約4ヶ月間、各施設等に赴き、実際の面接調査を行った。面接はICFより抽出した質問項目について面接者が質問し、施設職員や里親などの被験者が調査紙に5段階評価等を記入していく形で進めた。そしてICFに関する質問終了後に「家庭、学校、地域における社会適応度アセスメントツール」に回答してもらい、対象児の各環境における全般的な適応について5段階評価をしてもらった。当初は1回あたり6090分程度の面接の予定であったが、被験者が質問の意図を把握するためにじっくりと考えたり、具体的事例を記入することに時間がかかったため、120150分という時間がかかってしまった。面接時間の短縮が課題としてあがった。そして3月に事後アンケート調査を行い、1年間の通学状況(出席日数、遅刻、早退)を記入して返送してもらった。本研究調査において最終的に122人分のサンプルを得た。非常に貴重な意見と実用化に向けたたくさんの示唆をいただいた。平成27年度は、前年(平成26年度)に大分県内の児童養護施設、里親、ファミリーホームにおいて実施した実態調査(事前アンケート、面接調査、事後アンケート等)で集めたデータの解析を行い、その活用についての検討を行った。集積したデータは最終的に125名分にのぼり、それをまずは調査紙からデーターベースにするための入力作業に思いのほか時間がかかった。集めたデータの統計学的な処理を、佐賀県の肥前精神医療センターの臨床心理士、作業療法士等に行っていただいた。そして、その情報をもとに計5回の研究検討会を肥前精神療法センターにて行った。しかしながら処理するべき情報量が膨大であることから、作業がうまく進まず、平成27年度だけでは統計処理が間に合わず、平成28年度も引き続き研究を続けることにさせていただいた。なお、データー解析と並行して研究関連の書籍や文献の収集、および学会・研究会への参加を行った。児童養護施設・里親・ファミリーホームなどで生活する子どもの置かれている状況をさまざまな角度から検討することができ、研究に活かせる多くの情報を入手することができた。今後の展開として検討している要保護児童への治療的介入のことについてもたくさんの示唆を得た。

本研究を通じて、最終的にはICFを用いて社会的養護の枠組みの中にいる子どもたちの生活機能を簡便に把握できるツールの開発につなげていきたいと考えており、平成28年度に現在の研究をしっかりとまとめて社会に出せる形にしていきたいと考えている。当初の予定では平成27年9月頃までにデータ解析を完了する予定であったが、データ集約担当の研究協力者の事情(妊娠・出産に伴う体調不良のため)により、研究協力ができなくなり、他の研究協力者の確保が困難だった。そのため、データ集約および解析の開始が遅くなり、本年度中の研究完了が困難となった。児童養護施設や里親家庭で暮らす618歳の要保護児童121人(男67人、女54人)を対象に、養育に携わる養育者(里親あるいは施設職員)にアンケートや調査面接の形式でICFの詳細分類についての聞き取り調査、CBCL(子どもの行動チェックリスト)による状態把握などを行った。ICFの調査に関しては、事前に作成したアセスメントシートを用い、ICFの各構成要素(心身機能、身体構造、活動、参加、環境因子)のほぼすべての詳細項目について、WHOの定める評価点に則り、0:問題なし、1:軽度の問題、2:中等度の問題、3:重度の問題、4:完全な問題の5段階評価を行った。その結果、得られたデーターを因子分析にかけたところ、3つの重要な因子が抽出され、それぞれの因子を精神・対人機能因子、学習機能因子、環境因子と名付けた。要保護児童の生活機能を評価する上で、精神機能や対人関係、学習機能、人的な環境因子(良いかかわりを持てる人の存在や影響)が重要な鍵をにぎることがわかった。また、ICFの解析で得られた3つの因子それぞれと、CBCLの8つの下位尺度(ひきこもり、身体的訴え、不安抑うつ、社会性の問題、思考の問題、注意の問題、非行的問題、攻撃的問題)および上位尺度(総得点、内向尺度得点、外交尺度得点)について相関分析、重回帰分析を行ったところ、精神・対人機能因子と学習機能因子はCBCLと相関関係があり、特に精神機能や対人機能が問題行動には寄与していることがわかった。このことから、ICFでも子どもの問題行動による機能障害を評価できることがわかった。今回の研究で、ICFを用いて要保護児童の生活機能を評価することは意味があり、ICFは医療領域だけでなく福祉領域でも機能評価としては十分妥当な尺度であることがわかった。児童養護施設や里親家庭で暮らす618歳の要保護児童121人を対象に、養育者にアンケートや面接でICF-CY、CBCL、社会適応度の調査を行った。ICF-CYを因子分析したところ、3つの重要な因子(精神・対人因子、学習因子、環境因子)が抽出された。また、その3因子とCBCLの各尺度について相関分析、重回帰分析を行ったところ、精神・対人因子と学習因子が問題行動に影響していることがわかった。ICF-CYと社会適応度の分散分析の結果でも、社会適応度に精神・対人因子や学習因子が特に大きく関与していることがわかった。今回の研究で、ICF-CYが児童福祉領域で有益な評価尺度として活用できることがわかった。平成26年度に予定していた事前アンケート調査、面接調査、事後アンケート調査はすべて無事に終了した。平成27年度に途中まで進んでいるデーター解析を完成させ、本研究のまとめを行い、まとまり次第、学会等で発表を行っていく予定である。
脊柱型ロボットを応用した手術用内視鏡の開発

効率的な内視鏡下手術の実現のため、軟性内視鏡の特徴である柔軟性と硬性内視鏡の特徴である視野の固定性を兼ね備えた屈曲操作が可能な医療用高自由度内視鏡のモデルを開発し、各性能を比較して評価を行った。開発した内視鏡モデルは3種類である。それらは,(1)各関節にギアを内蔵したギア内臓型、(2)プーリを介したワイヤ駆動で固定しユニバーサルジョイント機構を持つ独立駆動型、(3)10関節毎にワイヤを固定しユニバーサルジョイント機構を持つ連携駆動型であった。ギア内蔵型は3種類のステッピングモータを搭載しており、各関節は回転運動と屈曲運動から構成された。独立駆動型と連携駆動型の各関節は手元に設置されたステップモータからプーリとプーリベルトを介して動力を伝達する腱駆動方式である。各関節は2つの屈曲運動から構成された。全てのモデルはファイバースコープを搭載することができる。性能評価項目として、モータステップ数に対応する関節角度と角速度とした。関節角度はデジタル角度計にて計測し、これを時間微分して各速度とした。モータの回転数に対応した理論関節角度および理論角速度を算出し、測定値との比較を行った。(1)ギア内蔵型:理論値より僅かに大きい角度をとりながら線形に変化している傾向が認められた。ほぼ均一な角速度で安定して動作したことが分かった。(2)独立駆動型:理論値より小さい角度をとりながら線形に変化している傾向が認められた。一定の速度で安定した動作をすることが分かった。(3)連携駆動型:ステップ数の増加に従い、理論値との差が増加していることが分かった。動作精度において、ギア駆動が最も良かった。しかし、ギア内蔵型と連携駆動型は構造上、内視鏡に不適と考えられる。将来的には、連携独立型の関節数で正確な位置情報を取得でき、独立関節型のようにワイヤで動作をする多内視鏡が最適と考えられる。現在、硬性内視鏡を使用する内視鏡下手術では、障害物等がある場合、斜視鏡を用いて対処するがその扱いは困難で熟練を要する。本研究では軟性内視鏡の柔軟性を持ち合わせた多関節内視鏡の開発を目指す。本年度は以下の3つの目的を持って、手術用内視鏡の開発を実行した。各項目についての実績を示す。(1)脊柱型ロボット内視鏡の開発内視鏡の動作を検証するためにモーター内蔵型とワイヤー牽引型の2通りの試作機を製作した。その機構は両試作機とも各関節部にユニバーサルジョイントを使用した。駆動力として、ワイヤー牽引型ではステップモータを使用し、モーター内蔵型には径6mmのサーボモータを使用した。(2)コンピュータ制御による関節駆動機能モーター制御については日本ナショナルインスツルメンツ社製ソフトウエアLabViewを用いてモータコントローラボード(PCI7344)から信号を発信し、インターフェース(UMI-7764)にドライバ及びモータを接続し制御した。ワイヤー牽引型において、1ステップにつき1.5度で、全体として30度まで安全に駆動できた。(3)三次元モニタリング機能製作した多関節内視鏡の動作を、側面と上面の2方向からのCCDカメラにて、動画検証を行った。これにより、形式上の三次元モニターを達成できた。しかし、各平面上の動作であり、これらの画像から内視鏡の三次元形状を連続でモニターすることは困難であった。この理由として、各平面の関節角度を算出することは可能であるが、良平面の角度を合成して、三次元形状を算出しようとすると、かなりの誤差を生じてしまうためであった。今後の予定として、直接、各関節の角度をポテンショメータ等で計測する予定である。

動作精度において、ギア駆動が最も良かった。しかし、ギア内蔵型と連携駆動型は構造上、内視鏡に不適と考えられる。将来的には、連携独立型の関節数で正確な位置情報を取得でき、独立関節型のようにワイヤで動作をする多内視鏡が最適と考えられる。
ヴェルサイユ条約をめぐるイギリス外交とヨーロッパ国際秩序、１９２４－１９２９年

平成29年度は研究計画におおむね沿って、史資料の収集、論文の執筆および公刊、研究会での報告をそれぞれ行った。第一に、本年度はイギリスとアメリカで史料収集を行った。ロンドン近郊のイギリス国立公文書館では、1920年代後半のイギリスの対外政策決定過程における財政的制約を評価するのに必要な大蔵省文書ならびに主要大蔵官僚の個人文書を調査した。ワシントンDC近郊のアメリカ国立公文書館(Archives II)では28年8月に調印されたパリ不戦条約に関する国務省文書を収集した。その結果、戦争放棄に関する多国間枠組みについて、イギリスのみならず第一次大戦後の新興大国アメリカの果たした役割を分析することが可能となった。第二に、本研究課題の最終成果として、博士学位論文「イギリスの対独『宥和』、1924ー1930年ドイツをめぐるヨーロッパ国際秩序の再編」を慶應義塾大学に提出した。同論文はイギリスが20年代後半に展開したヴェルサイユ条約をめぐる対ドイツ政策の形成および対外交渉過程を実証的に分析し、第一次世界大戦後におけるヨーロッパ国際秩序の安定化にイギリスが果たした役割を検討するものである。20年代後半のイギリス政府内で対ドイツ政策に携わった人々の対外認識を膨大な量の一次史料から析出することで、イギリスがヨーロッパの相対的安定期に対独「宥和」、すなわちドイツの要求に沿ったヴェルサイユ条約の修正を選択した論理を解明した。第三に、以上の作業と並行して、研究成果を口頭報告する機会も得た。神戸で開催された日本国際政治学会研究大会では「パリ不戦条約の成立とイギリス外交」を、渡邉昭夫先生が主宰されている八王子サロンでは博論の概要をそれぞれ報告した。29年度が最終年度であるため、記入しない。平成28年度は研究計画に沿って、論文の執筆と公刊、ならびに史資料の収集を行った。第一に研究課題の中核をなすラインラント占領問題について、1920年代後半のイギリス政府が展開した政策を実証的に分析し、その成果は「連合国ラインラント占領をめぐるイギリス外交、1924ー1927年」として査読誌『法学政治学論究』に掲載された。この分析により、ロカルノ条約の成立を機にイギリス政府内では対外政策決定過程の中心にあった外相サー・オースティン・チェンバレンのみならず、政策立案の多くを担う外務省(中でもドイツ問題を中心的に扱う中欧局の主要官僚)、また軍事的見地から外務省に助言を提供した陸軍省幹部がそれぞれの対独脅威認識を著しく低下させており、この点こそイギリス政府が占領の早期終結を求める基本的論理であったことが明らかとなった。第二に、研究をさらに前進させるべく、イギリス各地で6月および12月に史料収集を行った。ロンドンの国立公文書館では分析の終点である1929年8月のハーグ会議前後の内閣、外務省、大蔵省ならびに陸軍省ファイルを、ケンブリッジのチャーチル・アーカイヴ・センターでは当時の内閣書記官長であったモーリス・ハンキーの個人文書を、またオックスフォードのボドリアン図書館では当時の陸相ワージントン=エヴァンズおよび駐独大使ホラース・ランボルドの個人文書を収集し、今後の分析の重要な部分をほとんどくまなく入手することができた。平成28年度は当初の計画で定めたとおり、研究の土台となる史料収集をおおむね完了するとともに、研究成果の一部を査読誌に公刊することができた。次年度の活動では研究の土台となる史料収集の継続はもちろんのこと、研究成果の発表にも重点を置くことにしたい。より具体的には学会での報告ならびに現在執筆中の論文の公刊である。
固体高分子形燃料電池用電極触媒における高分子-金属間相互作用の解析

固体高分子形燃料電池触媒表面の利用率向上のためには高分子/金属界面への本質的な理解が必要である。本研究では、単結晶電極を用いて高分子/金属界面のモデル化を行った。火炎溶融法によりPt合金単結晶を作製することに成功した。合金単結晶は、単味Pt単結晶と異なる電気化学特性を示すことが初めて明らかとなった。高分子吸着前後の電極表面の構造は表面分析法を用いて解析した。電極表面にモデル分子が吸着することにより電気学特性が変化した。固体高分子形燃料電池触媒表面の有効利用のためには高分子/金属界面への本質的な理解が必要不可欠である。本研究では、複雑な高分子/金属界面の構造を系統立てて解析するため、1よく規定されたPt単結晶上に、鎖長制御されたモデル高分子を単分子層吸着させたモデル界面を構築する。2構築したモデル高分子/金属界面の構造をSTMやXPSなどの表面分析法を用いて原子・分子レベルで解析する。3モデル界面の水素酸化活性(アノード)並びに酸素還元活性(カソード)と構造解析結果から、プロトン伝導が確保され、触媒活性サイトがブロックされない、耐久性のある界面構造の開発指針を提案することを目的とした。本研究では、固定高分子形燃料電池の電極触媒界面をモデル化するため、燃料電池反応において触媒能の高い単結晶電極の作製を行った。純Pt単結晶を足掛かりに、カソード触媒用Pt-Co合金単結晶(平成23年度)、アノード触媒用Pt-Ru合金単結晶(平成24年度)の作製を新奇な火炎溶融法を用いて試みた。本研究により初めてPt-Co合金並びにPt-Ru合金の単結晶を作製することに成功した。モデル高分子吸着前のそれぞれの作製した単結晶電極の電気化学特性を測定した(平成23年度並びに24年度)。合金化することにより、水素吸着波が減少し、表面酸化波が高電位にシフトすることが初めて明らかとなった。また、その清浄な単結晶電極表面の構造をSTM、XPS、LEED、LEISSなどの表面分析法を用いて解析した(平成23年度並びに24年度)。作製した単結晶電極にモデル高分子を吸着し、その電気化学特性並びに表面構造をSTMを用いて解析を行った(平成23年度並びに24年度)。電極表面にモデル分子が吸着することによりその電気学特性が変化した。次世代電源として注目を集めている固体高分子形燃料電池の実用化には、Pt触媒使用量の低減が必須である。しかし、膜電極接合体において触媒表面が有効に利用されないという問題点がある。触媒表面の有効利用のためには高分子/金属界面への本質的な理解が必要不可欠である。本研究では、複雑な高分子/金属界面の構造を系統立てて解析するため、よく規定されたPt単結晶上に、鎖長の制御されたモデル高分子を単分子層吸着させたモデル界面の構築を試みた。固体高分子形燃料電池においてPt-Coなどの合金触媒が高い酸素還元活性を有することが見出されている。モデル界面の構築のため、Pt-Co合金単結晶を自作し、その電気化学挙動を詳細に解析した。解析結果から、水溶液中において水素吸着波の減少、並びに表面酸化過程が合金化の度合いによって変化することが初めて明らかとなった。また、同合金単結晶表面の走査型トンネル顕微鏡(STM)によるその場観察に成功した。平行して、Pt単味(111)単結晶電極上におけるモデル高分子の吸着構造のSTMその場観察を行った。初年度は、解析に適した重合度の模索及び分析法の確立を目指すため、シンプルな分子構造を持ち、様々な重合度が市販されているポリアクリル酸をモデル高分子として研究を進めた。低重合度のポリアクリル酸のSTM観察に成功し、ポリアクリル酸の濃度により、多層吸着することが明らかとなった。初年度の目標である、モデル高分子ポリアクリル酸による単分子層形成の条件を絞ることが出来た。次年度は、実用PEFCイオノマー(Nafionなど)と同様の主鎖骨格並びに官能基を有するモデル高分子を目的の鎖長に自前で合成し、研究に使用する。高分子の吸着構造及びPt電極表面形状変化(安定性)の解析は、特異吸着アニオンを含まないHF水溶液中(酸性雰囲気100%加湿PEFC運転を模擬)においてin situ STMとIRASにより行う。高分子の配列構造解析及びPt電極の電子状態測定は、電極表面を大気に曝すことなく溶液から超高真空に持ち込む電気化学ー超高真空複合装置を用いて、それぞれLEEDとXPSにより行う。解析結果より、プロトン伝導が確保され、触媒活性サイトがブロックされない、耐久性のある界面構造の開発指針を提案する。初年度において研究に必要な物品を購入した。次年度は、研究を維持するための消耗品に研究費を充てる。試薬、単結晶作製用Pt線、テフロン器具など。
現代中国社会における政治動員・大衆運動とプロレタリア文化大革命

現代中国における政治動員・大衆運動の系譜の分析に力を入れた。主な政治運動として取り上げているのは、三反・五反運動、百花斉放・百家争鳴運動、反右派闘争、大躍進運動、社会主義教育運動である。上海市档案館における資料調査を通して、それぞれの運動に関する公文書(档案)を網羅的に収集・整理し、新資料に基づいて研究を進めた。その結果、先行の諸研究に付け加えるべき新たな知見も得た。研究を通して得た新たな知見に関しては、「大躍進時期の政治過程と労働現場」(『近きに在りて』第50号53-67頁)および「人民共和国建国初期における政治的暴力と社会秩序」(『歴史評論』歴史科学協議会、通巻681号43-55頁)という研究論文として学術誌に発表した。これらの論文では、上海での現地調査で入手した档案資料をもとに、建国初期50年代の都市社会の政治運動の内実を、具体的な事例に基づき、政治権力と民衆との関係性の側面に光を当てつつ明らかにした。特に現代中国における政治動員・大衆運動の系譜の分析に力を入れた。研究を通して得た新たな知見に関しては、「建国初期中国社会における政治動員と大衆運動-「三反」運動と上海社会(195152年)」(『アジア研究』第51巻第3号)という研究論文としてレフリー付学術誌に発表した。この論文では、上海での現地調査で入手した档案資料をもとに、これまで経済的引き締めの側面からのみ捉えられがちであった建国初期の政治運動内部において、ひとびとの生活規範の改変や社会主義的価値の世俗化が進行していたことを、具体的な事例に基づきながら明らかにした。また同時に、「中華人民共和国成立前後における『移民都市』上海の性格とその変容に関する総合的研究」[科研費基盤研究(B)代表者高綱博文]に関しておこなわれた、国際ワークショップにおいて「建国初期上海労働現場における政治動員と大衆運動」と題した発表をおこない、日中両国の研究者で学術討論をおこなうことができた。以上の研究活動を通してまとめた研究成果(『現代中国の社会変容と集合行為』)の研究論文を完成させた。
硫黄特性活用の光化学プロセスの開発とその精密有機合成への利用

本研究は、高選択的有機合成を目指して、有機光化学の分野の知見を有機硫黄試剤を用いた精密有機合成に導入、低温かつ中性条件下で遂行できる光化学を活用した硫黄官能基変換法等を開拓し、新しい光化学に基づいた精密有機合成の分野を構築するものである。本年度は、ジチオアセタールS-オキシド硫黄官能基に焦点をあてて研究を遂行した結果、次のような成果を得ることができた。1.トリデカナールジチオアセタールS-オキシドの光化学反応ジチオアセタールS-オキシドの光化学反応の基礎知見を得るべく、トリデカナールジチオアセタールS-オキシドの光照射を行った。硫黄部位にP-トリル基なる紫外線吸収基が存在する場合、254nm光でトリデカナールが生成した。この新しい光化学反応は、酸素により影響を受けること、溶媒効果は殆んどないこと、トレーサ実験、さらには増感実験により、炭素-硫黄結合の等極開裂から開始されることなどが明らかとなった。」2.ジチオアセタールS-オキシドの光分解反応の有機合成への利用前項に記したように、光化学反応を活用することによって、ジチオアセタールS-オキシドから相当するカルボニル基への変換が中性ないし塩基性下で達成できるようになった。これは、分子内に酸に不安定な官能基を有するアルデヒドの合成に極めて都合が良く、例えば5-テトラヒドロピラニルオキシル基を持つペンタナールが合成できた。さらに、β-受容体遮断薬であるプロプラノロールやピンドロールの合成中間体である3-(2-ナフチルオキシ)-2-アリルオキシプロパナールや3-(N-アリル-4-インドリルオキシ)-2-(アリルオキシ)-1-プロパノールの光学活性体が、本光学反応の開発によって、合成できることが明らかとなった。
新拡張アンサンブル法による蛋白質フォールディング機構の自由エネルギー解析

本研究の目的は、ランダムコイル状態から天然状態への蛋白質フォールディング機構を物理化学的な観点から考察することである。そのため、溶媒効果を厳密に取り入れたポテンシャル関数を用い、さらに近年我々により開発された非常に効率のよい分子シミュレーションの手法(拡張アンサンブル法、例えばレプリカ交換分子動力学法など)を用いた。まず、我々はこれまで開発してきた様々な拡張アンサンブル法の効率に関する評価を行い、従来提案されてきたレプリカ交換法と比較して、我々の開発したレプリカ交換マルチカノニカル法やマルチカノニカルレプリカ交換法が非常に優れたサンプリング手法であることを示した。次に、この手法を用いて、溶媒を露に考慮した条件下で、5残基ペプチドであるMet-enkephalinや13残基のペプチドであるC-peptideに関する計算を行った。これにより、1)蛋白質折れ畳みに関する溶媒効果や2)αヘリックス形成機構に関する原子レベルでの詳細な解析を行った。
イーストエンドのユダヤ人社会とユダヤ文学の文化論的研究

現代世界の文化形成に重要な影響を与えたメガロポリス=ロンドンの、多文化的な伝統のいわばテンプレートとなった、イーストエンドのユダヤ人社会の本質の解明と、その共同体と個人のアイデンティティーが最も集約された形で表現されているユダヤ文学の特徴を文化論的に追求するのが私たちの研究目的であった。以下3点に絞って研究成果の概要を記す。1イーストエンドのユダヤ人社会の歴史的位置付けクロムゥエルによって17世紀中葉に再び定住を許されたセファルディー系ユダヤ人が権力の中枢に位置してイギリス人とユダヤ人の2つのアイデンティティーを使い分けたのに対して、アシュケナジム系のユダヤ人がイーストエンドにプロレタリアートの集団として定住することによって自らのアイデンティティーを形成していく過程を明らかにした。2イディッシュ文化とコックニー文化の融合第二次世界大戦後に自らの共同体を喪失したユダヤ人が、反ユダヤ主義と戦いながら、イギリス人とユダヤ人の両方のアイデンティティーを超越しようとする試みを、劇作家スティーヴ・バーコフの事例研究を通して分析した。3人種関係論的な位置付けマスとしての現代イギリスのユダヤ人を、宗教的共同体から人種的マイノリティーへの移行ととらえる定式化した見方を批判し、人種的アイデンティティーが実際には性的、宗教的、政治的アイデンティティーと複合的に影響しあうことを検証した。1基本調査研究1)歴史的な背景の調査:イーストエンドの2つの異なったユダヤ人社会、即ちSephardic communityとAshkenazic communityの文化的、社会的な背景の包括的な調査。2)第1次資料の収集とその解読及び分析:鍵になるユダヤ人作家の作品分析の過程で得た知見については2-1を参照のこと。2個別領域研究1)ユダヤ人のアイデンティティー形成と反ユダヤ主義:イーディッシュ文化のイギリス文化への同化過程においてユダヤ人劇作家が直面した問題を分析した。とりわけ1930年から1960年にかけて反ユダヤ主義との係わりにおいて極めて政治性を帯びた作家とまったく非政治的な作家に両極分解する。この時期、どのように個々のアイデンティティーが形成されたかは理想主義的な社会主義社会の建設を目指した初期のシオニズムとの関係が重要であることをSimon Blumenfeld氏を通して知り得たことは本年度最大の収穫であった。2)コックニーのアイデンティティー形成へのユダヤ人社会の貢献:1で述べた2つの異なるユダヤ人社会の中で特にSephardic communityの果たした役割が大きい。この点については来年度さらに詳細な研究を行う予定であるが、本年度Daniel Mendozaという拳闘家の存在を探し当てることができた。大衆文化とアイデンティティー形成についてこの人物を核にしてさらなる理論構築を行う予定である。現代世界の文化形成に大きな影響を与えたメガロポリス=ロンドンの、多文化的な伝統創造の礎石となったイーストエンドのユダヤ人社会とユダヤ人文学の文化論的研究をイギリス文化研究のひとつの柱として確立するために主に次の二点の研究を推進した。1イーディッシュ文化がコックニーと融合していく過程世界中に広がるユダヤ人社会は共有する宗教や文化を通して相互の同質性を維持しようとするが、同時にその根付いた先の国の文化から影響を受けてユニークな発展を遂げるという特質がある。イーストエンドのユダヤ人社会の場合、初めは労働者階級との連帯や左翼知識人とのつながりの中でイギリス文化に同化していったが、第二次世界大戦のドイツ軍の空爆による壊滅的な打撃を受けて、文化の核となる自らのコミュニティーを喪失したユダヤ人たちは、例えばスティーヴン・バーコフの場合に顕著なように、郷愁としての大陸のユダヤ人社会を伝統的なイギリスの労働者階級の文化のなかに再構築していこうとした。その過程において彼らのアイデンティティーは極めて両義的なものとなる。2政治的テーマとの関係の中でユダヤ人社会を人種関係論的にいかに位置付けるか戦後のイギリス社会への同化の過程において露呈したユダヤ人の両義的なアイデンティティーは、ユダヤ人社会の政治的立場に分裂をもたらすが、それは次世代においてさらに非政治性(apolitical)という性向をもたらす。この非政治性とは単に政治への無関心だけでなく、多様な政治的立場を容認するという意味である。人種関係論的に見ると、彼らは「イギリス化されたユダヤ人」としてイギリスの多民族・多文化国家政策の先鞭となってゆくのである。
全電子混合基底第一原理分子動力学法による分子設計・物質設計

本研究では、密度汎関数理論(DFT)の局所密度近似(LDA)に基づき、1電子波動関数を原子軌道関数と平面波の重ね合わせとして表わす効率的な第一原理計算手法として全電子混合基底法を開発し、ユーザフレンドリーな分子設計支援システムとして完成させた。これを用いて、第一原理分子動力学法によるフラーレンへの異種原子挿入過程をシミュレーションするとともに、Ni4,Ni6と酸素分子やメタノール分子との衝突過程を調べた。ところで、DFTは基底状態を良く記述するものの励起状態には適用できない。DFTの枠組みを越えて多体問題の自己エネルギーを扱うGW近似を組み入れることにより、準粒子エネルギーを精度良く計算することができる。我々は、全電子混合基底法にGW近似を組み入れ、Lin, Nan, Kn(n=28)、Mgn, SinクラスターやCO分子などの系のイオン化ポテンシャルと電子親和力を求めることに成功した。また、エキシトン効果を取り入れた光吸収スペクトルの計算も試みた。一般に、化学反応は電子励起状態を経由することで多様な反応経路を取り得る。我々は、電子励起状態における原子ダイナミックスを追跡するために、全電子混合基底法に、時間に依存するKohn-Sham方程式を積分しながら分子動力学シミュレーションを行うルーチンも組み入れ、H$_2$+Li$_2$の反応を追跡した。基底状態から出発した場合には、二つの分子は分子内振動を繰り返しながら反発し合うが、励起状態では2LiHへの組み替え反応が起こることを明らかにした。反応の電子論的ピクチャーについて説明するとともに、この種の化学反応における、自発的原子移動による電子励起状態からの自然緩和機構およびその逆過程として、原子衝突による電子の自然励起機構を提案した。励起状態を経由した原子ダイナミックスの制御の問題への具体的な方法論が完成したといえる。局所密度近似(LDA)の一電子波動関数を原子軌道関数と平面波の重ね合わせとして表わす効率的な第一原理計算手法として全電子混合基底法を開発し、まず第一原理分子動力学シミュレーションを行った。C_<60>に異種原子を高速に入射することにより、これを内包或いは置換させる可能性を調べた。Se,Te,Sbなどは40eV程度の比較的小さな入射エネルギーでフラーレンの六員環中央を通り抜け内包することが分かった。また、Asは内包ではなくC_<60>の骨格に置換される可能性が高いことを示した。このプログラムをベースに分子設計支援システムを構築すべく、本年度は可視化ソフトウェアAVS Express/Visを購入し、昨年購入のワークステーションに導入した。本研究では、基底状態のみならず電子励起状態を扱うため、全電子混合基底法に従来のLDAを超えて多体問題の自己エネルギーを扱うGW近似を取り入れ、ナトリウムおよびリチウム・クラスターの準粒子エネルギー(イオン化ポテンシャルと電子親和力)を計算した。また、電子励起状態において原子ダイナミックスを追跡する方法の開発も行い、全電子混合基底法に、時間に依存するKohn-Sham方程式を積分しながら分子動力学シミュレーションを行うルーチンを組み入れ、H_2+Li_2の反応を追跡した。基底状態から出発した場合には、二つの分子は分子内振動を繰り返しながら反発し合うが、一方、HOMOレベルにいる二つの電子をLUMOレベルに励起させた状態から出発すると2LiHへの組み替え反応が起こることを明らかにした。
表面弾性波巨大減衰素子用強磁性薄膜材料の開発研究

膜厚200Aニッケル膜を表面弾性波デバイスに蒸着すると、20 Oeのバイアス磁場で表面弾性波を40dB/cmも減衰させる巨大減衰効果が見出されている。これより巨大な減衰効果を得るため200Aニッケル膜をタングステン膜で挟んだ多層膜を作り、交流帯磁率と表面弾性波の伝播の磁場依存を調べた。その結果、ほぼ多層膜の層数に比例して減衰効果が大きくなることが分かり、より一層の巨大減衰効果をもつデバイスの開発の可能性があることを明らかにした。更にその実用化のためには微少なバイアス磁場で制御可能な磁性膜の開発が要求される。本年度は軟磁性材料であるアモルファス磁性膜に注目し、まずZr系アモルファス(Fe_<1-×>Co_×)_<85>Zr_<15>の薄膜を作成し、その磁気特性を調べた。また、基板にはホトセラムと石英を用い基板依存も同時に調べた。アルゴンガス圧が1×10^<-3>Toor以下の条件で作ると保磁力は1Oe以下となり、しかもニッケル膜より大きい交流帯磁率のピ-クを持つことが分かり、所期の目的のアモルファス磁性膜を得ることが出来た。以上のように目標の特性を有する磁性膜が得られたので、実用化へのステップとして、基板に電気機械結合係数が水晶より大きいリチュウム・タンタレイト(LiTaO_3)を用いた表面弾性波デバイスを設計し、富士通の協力を得て、200、500、700、900MHzの四種類のサイズ10mm×5mmのものを作った。但し、電極がすぐ破壊されるという問題が生じ、この点を回避するため従来の実験システムの改良が必要となった。検討の結果、この問題はスパッタ-時の薄膜作成治具や減衰量測定用基板治具を改良することによって解決し得る見通しが出来、現在進行中である。この研究過程で、角型の磁化ル-プを描く多層膜ニッケル膜の作成条件を得、これが膜の島構造と密接な関連があることが分かり、このことに関する基礎的研究も進めている。近年、水晶基板につくられた"すだれ状"電極間に厚さ約200AのNi膜を蒸着すると、20Oeという弱い外部確場で表面弾性波の挿入損失を40db/cm以上の広範囲にわたり制御出来る表面弾性波巨大減衰効果が見出された。しかも、この挿入損失は、膜厚に依存し、上記200Aで最大になり、膜厚を厚くすることによって、より大きな挿入損失をもつ表面弾性波デバイスをつくり得ないことも明らかになった。また上記実験と同時におこなわれた、交流帯確率の測定は、交流帯確率の外部確場依存性と挿入損失のそれとに密接な関連があることも明らかにした。本研究の目的は、上記事実の検討の結果、約200AのNi膜を非確性金属W膜で交互にはさんだ多層膜をスパッター法により作製し、より挿入損失の大きな表面弾性波デバイスの開発基礎研究を行うことにある。本年度は、次項に記す研究をおこなった。1.本年度研究費で、スペクトル・アナライザーを購入し、168、231、300MHzの表面波を励起出来る"Li型"電極をもつSTーカット水晶基板を用い、表面波伝播、減衰の測定が出来るよう整備した。