hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
熱ショック蛋白質を戦略基盤においた原虫エスケープ機構の解明

感染は病原体と宿主間の熾烈な凌ぎあいであり、双方ともあらゆる手段を尽くしてサーバイバルを計る。それ故感染は病原体、宿主の双方にとって激烈なストレスとなり、各々がそのサーバイバルのための基本戦略のためにHSPを利用していることが予想される。我々は、エスケープ機構の異なる種々の原虫感染の系を用いて、宿主防御及び原虫エスケープに係わるHSPの機能を解析し、以下のような結果が得られた。1.宿主マクロファージへのHSP65の発現と宿主防御1)弱毒株原虫が感染した場合あるいは、感染抵抗性マウスでは初期防御に働くγδ、NK、NKT細胞等の宿主免疫系が宿主マクロファージにHSP65を発現させることによりマクロファージ機能を亢進させ、防御免疫を成立させる。なお初期防御免疫系は、原虫の種類により大いに異なる。2)一方強毒株感染マウスあるいは感受性マウスにおいては、原虫が宿主マクロファージでのHSP65の発現を阻止することによりエスケープする。2.原虫自体へのHSPの発現(マラリア原虫の系)1)弱毒株はHSP90の発現機構に欠陥があるため免疫能が正常なマウス内ではエスケープできない。2)強毒株は感染抵抗能力を持つC57BL/6マウス等に感染した時には原虫自体にHSP90を発現してエスケープする。3)全く抵抗性のないSCIDマウスやCD4^+T細胞欠如マウスではエスケープにHSP90の発現を必要としないと思われる。今後、細胞内寄生性微生物のエスケープ機構と宿主防御免疫系による感染マクロファージへのHSP65の発現、および微生物自体へのHSPの発現とエスケープあるいは毒力との関連性に法則性があるのか否かを種々の微生物および種々の系統のマウスを用いてさらに解析していかなければならない。HSPは、生物が原核細胞から高等動物への進化の過程で、様々な環境下において適応分化する上で本質的な係わりを持ってきたと考えられている。このようなHSPの機能を鑑みると、宿主防御からの厳しい攻撃に耐えてエスケープし、感染を成立させるために病原体自身もHSPを活用しているであろう。予想のごとく我々の一連の実験から、HSP90がマラリア原虫の強毒株の病原性(エスケープ)に関与していることを示唆させる以下のような結果が得られた。ii)弱毒株が感染したC57BL/6マウスやBALB/cマウス赤血球から回収した原虫は、HSP90の発現は弱いが、強毒株の感染後回収した原虫には、HSP90の非常に強い発現が見られる。iii)強毒株あるいは弱毒株を感受性のSCIDマウスに感染させた後に回収した原虫からは、完全にHSP90は消失する。iv)C57BL/6マウスからαβ型T細胞、ことにCD4^+T細胞を除去後に強毒株を感染させた場合には、回収原虫からHSP90は消失する。なおこのHSP90は、強毒株マラリア原虫の核内に発現する。このようにマラリア原虫は、強毒になるほど原虫自体にHSP90を発現して宿主防御免疫系からエスケープを図る。しかし、感染防御能を欠いたCD4^+T細胞の除去マウスやSCIDマウスに感染した場合には、容易にエスケープできるためHSP90の発現を必要としない。複雑な生活史を持ち、多様な抗原変異により、宿主免疫系からエスケープするとされているマラリア原虫においては、肝細胞内型のschizontやmerozoiteでは、原虫自体にHSP70が発現されることが知られている。

しかし、このHSPがマラリア原虫のエスケープの手段として貢献しているか否かについては明らかではない。本研究ではマウスマラリア原虫Plasmodium berghei、P.yoeliiの強毒、弱毒株を用いて原虫HSP90の病原性への関与を検討した。ついでマラリアHSP90をクローニングし、さらにHSP90の結合蛋白の同定を行うこと等により、強毒株原虫のエスケープに係わるHSP90の発現機序および機能を探った。今年度の成果は以下のごとくである。1.免疫系の正常なC57BL/6マウスやBALB/cマウスは、マラリア原虫の弱毒株に感染した場合に一時的にparasitemiaが出現するが感染後3週間頃までに完治する。一方強毒株感染では3週間以内に全て感染死する。2.弱毒株が感染したC57BL/6マウスやBALB/cマウス赤血球から回収した原虫はHSP90の発現は弱いが、強毒株の感染後回収した原虫にはHSP90の非常に強い発現が見られる。3.ところが強毒株でもSCIDマウスに感染させた後回収した原虫ではHSP90の発現は完全に消失する。4.C57BL/6マウスからαβ型T細胞、ことにCD4^+T細胞を除去後に強毒株を感染させた場合にも回収原虫からHSP90は消失する。5.P.yoelii強毒株のHSP90cDNAは、721個のアミノ酸をコードしていた。6.推察されるアミノ酸配列は、P.falciparumのHSP90と最も高い相同性(86%)を示した。またヒト、マウスのHSP90とは、ともに63%の相同性を示した。7.強毒、弱毒株間には3カ所のsilent mutatinが存在していた。8.残念ながらHSP90の結合蛋白の同定はまだ進行中である。HSPは生物が原核細胞から高等動物への進化の過程で様々な環境下において適応分化する上で本質的な係わりを持ってきたと考えられている。このようなHSPの機能を鑑みると、宿主防御からの厳しい攻撃に耐えてエスケープし感染を成立させるために病原体自身もHSPを活用していることが予想される。そこである種のHSPがマラリア原虫の病原性発現に機能していないか否かを検討した。一連の実験からHSP90がマラリア原虫の強毒株の病原性(エスケープ機構)に関与していることを示唆させる以下のような結果が得られた。1.免疫系の正常なマウスはマラリア原虫(Plasmodium yoelii)の弱毒株(NL strain)に感染した場合に一時的に虫血症が出現するが感染後3週間頃までに完治する。一方強毒株(L strain)感染では3週間以内に全て感染死する。3.ところが不思議なことに強毒株でも免疫機能の全くないSCIDマウスに感染させた後に回収した原虫ではHSP90の発現は完全に消失する。4.マウスからab型T細胞、ことにCD4^+T細胞を除去した場合にはこれらのマウスはSCIDマウスと同等に防御能を失うが、このようなマウスに強毒株を感染させた場合にも回収原虫からHSP90は消失する。
国定教科書使用実態の研究-明治・大正期地方教育界と国定教科書-

1.明治37(1903)年4月から、全国一斉に国定教科書が使用されたと一般に考えられているが、岐阜県が国定教科書への切り替えを完了させたのは、明治39年であった。検定教科書の取扱い、国定教科書の導入、過渡期の経過措置等、地方教育行政担当者の具体的な対応とその国定教科書観が明らかになった。2.岐阜県下、地方教育会が設定した教科書研究会の動向が明らかになった。国定教科書使用準備が教育会単位で取り組まれ、地域の有力教員達に担われて新国定教科書へのマニュアルが作成されていく経緯を明らかにした。国定教科書使用に際して、教授細目の編成、実地授業と研究会の設定など、各地域での取り組み実態とそれぞれの特色が明らかになった。3.学校日誌、実地授業研究録等を調査し、学校現場での実地授業と批評会の頻度、形成、内容について、教科ごとの分類を試みた。4.教育家の日記類から、大正期の教科書研究会の様子、新教育運動の教育思想の波及状況が明らかになった。5.『雑誌愛知教育』を調査し、国定教科書関係記事・論説を検索して、事項・内容のカード作成作業をすすめた。国定教科書第一期、第二期について作業を行った。6.師範学校附属小学校研究会の内容、さらに愛知教育会が開催した種々の教員講習会の内容が明らかになった。7.師範学校スタッフが、講習会講師あるいは教育会雑誌の執筆陣として、きわめて精力的に活動しており、県内の授業形態の範型作りに絶大な影響を及ぼしていた具体相が明らかになった。1.岐阜県における教科書国定制への移行経過について、明治期県庁文書はじめ教科書行政関係資料を調査し、旧検定教科書の取扱い、文部省著作新教科書の導入、過渡期の経過措置等、それぞれの時期、手順等の具体的プロセスを明らかにした。岐阜県が国定教科書へ切り替えを完了させたのは明治39年であったが、県の教育当局は文部省著作教科書について、「使用日尚浅キヲ以テ未ダ遽ニ基適否ヲ判ジ難シ」との認識を示していた。地方における教育行政担当者の文部省著作教科書に対する認識の在りようとして、注目すべき実相が明らかになった。2.岐阜県教育会雑誌、岐阜日日新聞を検索し、町村教育会、郡部教育会、連合教育会等に登場した教科書論議を検討し、地方教育会において開催された教科書研究会の動向を明らかにし、その地方的異同に注目しつつ考察をすすめた。3.学校所蔵資料として、岐阜市の金華小学校、関市の安桜小学校、中津川市南小学校の学校日誌を調査し、第一期ならびに第二期国定教科書期の教科書使用状況、「実地授業と批評会」について比較を試みた。4.高山市西小学校所蔵の『実地授業研究録』、『教材研究会記録』、『教授法研究会記録』の分析によって、明治末年から大正初年における教科書使用の様相が明らかになった。5.多治見市史編纂室が所蔵する『沢井義三郎日記』(元養正小学校長)に検討を加え、大正2年段階の教科書研究会の様相、大正5年2月段階の大正新教育運動の教育理論の波及状況、影響関係が明らかになった。1.岐阜県における事例研究の継続作業として、その成果の一部をとりまとめ『岐阜大学教育学部研究報告=人文科学=』第43巻第1号、第2号に投稿した。(1)明治37年(1904)段階、武儀郡教育会、加茂郡教育会、羽島郡教育会、益田郡教育会、武芸郡教育会等の動きに照明をあて、国定教科書使用に際して、教授細目の編成、実地授業と批評会の設定状況、さらに日露戦争期、戦時教育を説く教育会雑誌の論調ならびに戦時教材編纂に取り組み始めた地方教育会の動向を明らかにした。(2)明治38年(1905)4月以降、国定国語教科書の全学年使用となり、教員組織による教科書研究・授業研究が推進され始めた様相、郡視学会議の動向、さらに教育会雑誌にあらわれた教科書論議について考察を加えた。

国定教科書使用準備が教育会単位で取り組まれ、拠点校の有力教員達に担われて新国定教科書へのマニュアルが作成されていく経緯を明らかにした。愛知県における事例研究の推進(1)愛知県教育センター所蔵『雑誌愛知教育』を調査し、研究推進上、基本資料としてマイクロフィルム化し、国定教科書関係記事、論説の悉皆検索企図して、事項、内容のカード作成作業をすすめつつある。明治37年から大正期、国定教科書第一期、第二期の期間について作業を終えた。(2)「愛知県教育史」編纂事業にともなう新たな教育史資料のなかで、師範学校附属小学校研究会の内容、さらに愛知教育会が開催した種々の教員講習会に注目し、そこでおこなわれた諸教科の講義ならびに実技講習等の詳細を明らかにした。
走査トンネル顕微鏡探針直下における光学非線形性を用いた局所分子マニピュレーション

STMの探針試料間の非線形光学特性を利用することにより、非常に微小な光源を実現できれば、これを用いた顕微分光測定や微細な物質操作が可能になると考えられる。そこで本研究ではSTM探針直下の光学非線形効果を調べ、効率的な非線形光発生のための条件を明らかにすることと、STM探針微小光源の物質操作法としての有効性を探ることを目的とした。1)レーザーをSTMと組み合わせ、探針試料問で効率的に非線形効果を発生させるためのシステムを構築し、調整した。2)STM探針試料問での電場増強の定量的な評価を、実際の系に近い形状や物質配置に対して解析に求めることは困難である。そこで有限差分時間領域法(FDTD法)を用いた数値計算を行い、大きな増強が期待できること、増強が強くなる波長を制御できる可能性があることが確認できた。3)構築したSTMへのレーザー照射系の調整を行い、光整流電流の検出によって探針直下での非線形効果の大きさを測定した結果、みかけの電場増強効果に探針の状態によって非常に大きなばらつきが生じることがわかり、先鋭であるだけではなく、形状および状態が十分安定な探針を使用することが探針直下の非線形光学効果の利用には不可欠であることが結論された。4)カーボンナノチューブ(CNT)はその形状や機械的な強度から、上記のような目的に探針材料として非常に適していると考えられる。CNTを用いたSTM探針非線形光学効果の特性を調べるために、CNT先端での電場増強効果を評価する目的でCNTのSTM観察を試みた。CNTを再現性よく観察するための基板としてHOPGおよび金蒸着膜を用いた。どちらも十分な平坦性が得られたが、HOPGではグラフェンシートの端などで特異的な電子状態が観察され、CNTと混同しやすいコントラストが生じるため、上記の目的には金蒸着膜が適していることがわかった。5)強い電子励起下での分子の振る舞いを調べる目的で、フラーレン薄膜にSTM探針からの正孔注入をおこない、電子注入の場合と同様に分子の重合・解離が生じることがわかった。反応の機構はイオン反応モデルで説明できることがわかった。STMの探針試料ギャップの非線形光学特性を利用することにより、非常に微小な光源を実現できれば、これを用いた顕微分光測定手法や微細な物質操作が可能になると考えられる。しかし、探針直下での光学非線形現象については、その機構を含め、いまだに明らかでないことが多い。そこで本研究ではSTM探針直下の光学非線形効果の性質を詳しく調べ、効率的な非線形光発生のための種々の条件を明らかにすることと、モデル物質とする分子膜を対象に和周波発生光、差周波発生光によるSTM探針微小光源による局所的な構造変化を誘起し、物質操作技術としての有効性を検証することを目的としている。今年度は以下のことを行った。1)計画した実験を行うのに必要なグリーンレーザーの強度の評価パルスレーザーとともに照射して和周波光を発生させるために使用するグリーンレーザーを購入するにあたり、毛計画した実験に必要な強度をこれまでの報告および用いている実験系での光電場増強度のその場測定などから評価した。2)探針直下光学非線形性を利用した和周波光発生システムの構築

現有のフェムト秒パルスレーザーと購入した半導体励起YAG2倍波グリーンレーザーをSTMと組み合わせ、探針試料間で効率的に和周波光を発生させるためのシステムを構築し、調整した。3)STM探針試料間の電場増強についての計算手法による評価STM探針試料間での電場増強の定量的な評価を、実際の系に近い形状や物質配置に対して解析に求めることは非常に困難である。そこで有限差分時間領域法(Finite Difference Time Domain : FDTD法)を用いた数値計算によってシミュレートし、やはり大きな増強効果が期待できること、および増強が強くなる波長をコントロールできる可能性があることが確認できた。STMの探針試料ギャップの非線形光学特性を利用することにより、非常に微小な光源を実現できれば、これを用いた顕微分光測定手法や微細な物質操作が可能になると考えられる。しかし、探針直下での光学非線形現象については、その機構を含め、いまだに明らかでないことが多い。そこで本研究ではSTM探針直下の光学非線形効果の性質を詳しく調べ、効率的な非線形光発生のための種々の条件を明らかにすることと、モデル物質とする分子膜を対象に和周波発生光、差周波発生光によるSTM探針微小光源による局所的な構造変化を誘起し、物質操作技術としての有効性を検証することを目的としている。今年度は以下のことを行った。昨年度に引き続き、STMへのレーザー照射系の調整を行い、光整流電流の検出によって探針直下での非線形効果の大きさを測定した。その結果、みかけの電場増強効果に探針の状態によって大きなばらつきが生じることがわかり、先端が先鋭であるだけではなく、先端形状および状態が十分安定なSTM探針を使用することが探針直下の非線形光学効果の利用には不可欠であることが結論された。カーボンナノチューブ(CNT)はその形状や機械的な強さという特性から、上記のようなSTM探針として現在の目的に非常に適していると考えられる。CNTを用いたSTM探針非線形光学効果の特性を調べるために、CNT先端での電場増強効果を光整流電流を用いて実際に評価する目的でCNTのSTM観察を試みた。CNTを再現性よく観察するためには原子オーダーで平坦な表面が必須であるが、その基板としてHOPGおよび金蒸着膜を用いた。どちらも十分な平坦性が得られたが、HOPGではグラフェンシートの端などで特異的な電子状態が観察され、CNTと混同しやすいコントラストが生じるため、上記の目的には金蒸着膜が適していることがわかった。
温暖化に伴う土壌圏溶存有機物の動態解析と森林生態系変化予測

本研究では,森林生態系において,温暖化・温度上昇に対する堆積腐植層(0層)中の溶存有機物(DOM)の組成変化を解析することを目的として,0層試料の室内インキュベーション実験ならびに簡易チャンバーを用いた野外における温度上昇実験によって,温暖化・温度上昇に伴うDOMの応答変化,とくにその組成変化を明らかにした。筑波大学附属川上演習林内のミズナラが優占する落葉広葉樹林下の褐色森林土および山梨県大弛国有林内のコメツガを主体とする針葉樹林下のポドゾル性土を研究対象地点として,O層試料(川上演習林)を,10°C,15°C,20°Cの異なる温度条件下で80日間培養後に蒸留水を用いて得られた浸出液中のDOM,および野外において簡易チャンバーを用いて得られた土壌浸透水中のDOMに関する実験を行った。1.室内実験で得られた浸出液中の溶存有機炭素濃度(以下,DOC)は,培養の温度上昇により濃度上昇のピーク時期が経時的に変化すると伴に,DOMの親水性画分割合は,実験開始時よりも80日目試料で高く,共存する陽イオンの溶出量は,培養温度が高いほど早い時期にその濃度が上昇する傾向が示された。さらに,DOMの化学構造は,培養温度によって異なり,温度が高いほど不飽和度が高く,より低温では芳香族炭素が増加することが示唆された。2.野外実験により得られた浸透水中のDOMは,簡易チャンバーによりO層の日平均温度が0.5°Cほど上昇し,DOC濃度も高くなった。DOMは落葉分解の中間産物として生成されるものが主体と考えられ,室内実験で得られた培養温度とDOC濃度の関係から考えると,温度がより高いほど分解が促進されると考えられた。また,O層温度上昇により溶出DOC濃度の上昇が早くなったが,DOMの親水性画分割合への温度上昇による明確な影響は認められなかった。また,温度上昇により土壌表層の一般的理化学性に変化が認められた。3.以上,温暖化・温度上昇は,溶出DOMの濃度上昇を伴いながら,より不飽和度が低い芳香族炭素(おそらくフェノール,フルポ酸様物質)の溶出を促進し,ひいては土壌表層の諸性質が変化する可能性があることが明らかとなった。上記の気候帯の異なる両研究地点の比較から,より冷涼な気候帯に属する森林生態系ほど,温暖化・温度上昇に対するDOMの性状・化学組成が大きく変化し,森林生態系の将来的な変化予測にとって基礎的な知見が得られた。(1)研究地点として、ミズナラを主体とする森林生態系(火山灰由来の酸性褐色森林土,筑波大学農林技術センター川上演習林)およびコメツガを主体とする森林生態系(花崗岩由来のポドゾル性土,山梨県大弛国有林内)を設定した。(2)上記両地点において,各2ヶ所に,土壌溶液中の溶存有機物採取のためのポーラスカップおよび体積腐植層の浸透水中の溶存有機物採取のためのゼロテンション採水装置を設置した。同時に土壌水分・温度計(ロガー式)も設置した。

(3)両地点の層位別土壌試料について,土壌有機物の蓄積量・組成分析,非晶質アルミニウムと鉄の形態分析及び土壌呼吸量・バイオマス量の測定を行った。また,得られた土壌溶液および浸透水中の溶存有機物についてLeenheer(1986)による企画分析を行った。(1)(3)の研究を通して(本研究の初年度),両地点の植生・土壌型が異なる森林生態系における体積腐植層の量と組成ならびに溶存有機物の量と組成が明らかとなり,土壌温度・水分および土壌微生物との関連性が強く示唆された。今年度は,いわば自然条件下での土壌圏溶存有機物の動態を調べた研究であり、来年度からの模擬温暖化実験に対する対照データの収集期間として位置づけられる。1.平成15年度に、研究地点として、ミズナラを主体とする森林生態系(火山灰由来の酸性褐色森林土:筑波大学農林技術センター川上演習林)およびコメツガを主体とする森林生態系(花崗岩由来のポドゾル性土:山梨県大弛の国有林)を設定して研究を開始し、いわば自然条件下での土壌圏溶存有機物の動態を調べたが、今年度は、温暖化模擬チャンバーを作成し(アクリル製)、上記2地点に設置し、チャンバーの有無が土壌温度・水分・溶存有機物の量と組成に及ぼす影響を室内実験とともに野外でデータを測定した。2.川上演習林での野外実験は、計測機器の不具合で、初期の目的に合うデータの採取が都合よく出来なかったが、実験室に持ち帰ったO層試料を、一定の水分量で、10、15、そして20°Cで培養し、溶存有機物抽出装置を用いて培養期間の経過に伴う量および組成の変化を調べた。その結果、培養初期では、各温度で抽出溶存有機物に変化が認められなかったが、培養後期では抽出量・組成共に20°Cでの変化が著しくその他の温度条件とは異なることが認められた。3.大弛国有林では、野外実験もほぼ目的に沿ったデータが測定できた。つまり、チャンバーを設置した6月から降雪前の11月までのデータであるが、チャンバーに口径5mmの穴を10cm^2当たり100個程度持った蓋をおいたチャンバーで、平均0.5°Cの地温上昇が認められ、その際採取した溶存有機物は、明らかにチャンバーに蓋をしないあるいはチャンバーを設置しない場合と異なった。ただし、チャンバー内の空気の相対湿度や土壌水分は、チャンバー蓋ありの場合がより高い状態が観測され、こんごの改良が必要であることが考えられた。4.上記のように、温暖化が溶存有機物の量と組成に大きな影響を及ぼすことが明らかとなったが、来年度は再度改良したチャンバーで追試を行い、最終的に、土壌自体への化学的・生物的な影響を明らかにして、生態系の変化予測を試みる。本研究では,森林生態系において,温暖化・温度上昇に対する堆積腐植層中の溶存有機物(DOM)の組成変化を解析することを目的とした。そのために,堆積腐植層の室内インキュベーション実験ならびに簡易チャンバーを用いた野外における温度上昇実験によって,温度上昇に伴うDOMの応答変化,とくにその組成変化を明らかにした。筑波大学附属川上演習林内のミズナラが優占する落葉広葉樹林下の褐色森林土および山梨県大弛国有林内のコメツガを主体とする針葉樹林下のポドゾル性土を研究対象地点として、O層試料をインキュベーター内で一定期間,10°C,15°Cおよび20°Cの異なる温度で培養後,蒸留水によって得られるDOM,そして,野外において簡易チャンバーを用いて,O層の温度上昇を生じた条件下で得られた土壌浸透水中のDOMに関する実験を行った。その結果:
超高速分光による原子層物質の非平衡キャリアに関する研究

単層グラフェン(Gr)における光キャリアの高速緩和を活用した過飽和吸収や光スイッチングが検討されており、実際に素子の作製が行われている。さらなる高速動作のためには、光キャリア緩和を律速するホットフォノンボトルネックの軽減が望まれる。本研究では光キャリアと基板との相互作用による基板へのエネルギー流出に注目した。エピタキシャルGrは全面的に基板と接触しており、転写Grと比べて基板との相互作用が強いことが予想される。領域内研究グループからSiC上のエピタキシャルGrと転写Grを提供いただき、発光アップコンバージョン測定を行った。その結果、遷移エネルギー0.7 eVにおけるエピタキシャルGrの発光減衰が、転写Grのそれよりも高速であることがわかった。この結果は、観測帯域におけるエピタキシャルGrのキャリア分布がより高速に緩和することを示している。キャリア冷却のモデル計算により実験結果を再現し、Grのキャリアと基板のフォノンとの相互作用の強さを評価した。カーボンナノチューブ(CNT)に内包された分子の配列制御は、分子の集団的な機能発現や効率的な重合反応の面から重要である。一方、二次元表面へのパイ電子分子の吸着では、絶縁体基板と金属基板の違いによって分子配列が異なることが知られている。本研究ではこの知見をもとに、CNTの電子状態と内包分子の配列との関係に注目した。パイ電子分子であるペリレンを半導体的・金属的CNTに内包し、分光測定により分子配列を調べた。その結果、半導体的CNTでは分子面がチューブ軸に対して傾き、金属的CNTでは分子面がチューブ軸に対して平行であることが示唆された。領域内研究グループの第一原理計算によってこれらの配列は支持された。半導体的CNTと金属的CNTでは、ペリレンとCNTの間にはたらくファンデルワールス力の大きさが異なることにより、配列の違いは説明される。29年度が最終年度であるため、記入しない。グラフェンは二次元的な原子層物質であることから、その光キャリア緩和は基板や周辺雰囲気の影響を強く受ける。そのため、周辺環境(基板や雰囲気、温度など)を制御することにより、光学応答の高速化が期待できる。一方で、近年、価電子帯頂および伝導帯底におけるバレー自由度を活用したバレートロニクスが提案されている。このバレートロニクスの舞台として、グラフェンとは異なりエネルギーギャップをもつ単層遷移金属ダイカルコゲナイドが注目されている。この物質は直接遷移型半導体であり、円偏光をもつ光によって、バレー選択的なキャリア(励起子)生成が可能である。光パルスの時間幅は電気パルスのそれより数桁短くすることが可能であるから、信号の高速化も期待できる。以上の背景のもと、本研究の目的は、1)様々な周辺環境にあるグラフェンの光励起状態の緩和過程を観測し、周辺環境の制御による光学応答の高速化を調べること、2)遷移金属ダイカルコゲナイドのキャリア(励起子)ダイナミクスを調べ、超高速バレートロニクスに関する知見を得ることである。さらに、高強度光パルスや電場などの外場印加による光学応答の制御の可能性について探索する。1)に関する本年度の実績は次の通りである。領域内研究者からSiC基板上にエピタキシャル成長した単層グラフェンを提供いただき、アップコンバージョン法に基づく時間分解発光測定を行った。得られた結果をこれまでに観測している石英基板上に転写された単層グラフェンの結果と比較した。キャリア-フォノン相互作用を考慮したキャリア冷却のモデル計算を行い、実験結果と比較した。これらの結果から、グラフェンのキャリアと基板のフォノンとの相互作用に関する知見を得た。2)について、領域内研究者から単層二硫化モリブデンを提供いただき、ポンプ・プローブ法に基づく過渡吸収測定を行った。研究実績の概要に記述したように、本研究の目的を達成するために、様々な基板上のグラフェンの光学応答を時間分解測定する必要がある。これに対して、本年度において、SiC基板上エピタキシャル単層グラフェンの時間分解発光測定に成功しており、光キャリア緩和に対する基板の影響を定量的に扱うモデル計算も可能としている。一方、石英基板上転写単層グラフェンに対するポンプ・プローブ分光について、学術論文を発表した。本研究では、遷移金属ダイカルコゲナイドのキャリア(励起子)ダイナミクスを調べることも目的としている。これに対し、単層二硫化モリブデンの過渡吸収測定を行っており、励起波長の選択およびノイズの軽減の必要があることがわかった。以上の状況から、本研究はおおむね順調に進展していると評価した。

カーボンナノチューブ(CNT)に内包された分子の配列制御は、分子の集団的な機能発現や効率的な重合反応の面から重要である。一方、二次元表面へのパイ電子分子の吸着では、絶縁体基板と金属基板の違いによって分子配列が異なることが知られている。本研究ではこの知見をもとに、CNTの電子状態と内包分子の配列との関係に注目した。パイ電子分子であるペリレンを半導体的・金属的CNTに内包し、分光測定により分子配列を調べた。その結果、半導体的CNTでは分子面がチューブ軸に対して傾き、金属的CNTでは分子面がチューブ軸に対して平行であることが示唆された。領域内研究グループの第一原理計算によってこれらの配列は支持された。半導体的CNTと金属的CNTでは、ペリレンとCNTの間にはたらくファンデルワールス力の大きさが異なることにより、配列の違いは説明される。様々な基板上のグラフェンの光学応答に関する研究について、SiC基板上エピタキシャル二層グラフェンやバッファー層がないSiC基板上グラフェンなどの時間分解分光測定を検討する。光キャリア緩和に対する基板の影響をより詳細に検証していく。遷移金属ダイカルコゲナイドの光学応答に関する研究について、使用するレーザー光源の出力の広帯域化、安定化を検討する。ノイズを軽減するため、光学系の改善も検討する。実験を通じてバレートロニクスに関する知見を得るだけでなく、二次元励起子の物理について研究を進めていく。29年度が最終年度であるため、記入しない。
宋代辺防体制における異民族統制と辺境貿易との相互関係に関する研究

宋・遼(契丹)・西夏(党項)の三国鼎立の国際情勢の中で、三国が接境した地域に立地した麟州・府州の地には、府州折氏・豊州王氏など党項・契丹より宋(中国)へ帰順し、その地域に土着した豪族がいた。宋朝は、この土着豪族を安撫し、府州・豊州の地方長官に任用し、一族の勢力を活用することによって、政治的・軍事的な辺防体制を確立した。宋朝は、遼・西夏に対する辺防体制の確立のため、麟州・府州の管域を核として、軍政管区とも称すべき軍事区画である畿府路を設置して、麟府路の経営によって辺防の効果を挙げることに成果を得た。この麟府路経営において、最も重要な役割を荷担ったのが、党項(タング-ト)族に自出し、漢人化していた府州折氏であった。本研究の単年度における主要研究主題は、府州折氏及び豊州王氏などの異民族出身の土着豪族の宋朝辺防体制の中における軍事的、政治的、経済的(主として辺境貿易)な役割を究明して、麟府路経営の実態及び辺防体制上の位置づけを解明した。この研究成果は、『宋代における麟府路について』として、学術誌(東洋史研究)に発表が確定的に予定されている。なお、本年度研究成果『宋代における麟府路について』に続いて、西夏(党項族)との辺境に位置した〓延路の横山寨一帯の土着豪族の動向についても続稿を予定しており、一連の研究成果を「宋代地方行政と辺防体制」として結実したい。
有価物回収型排水処理技術の基盤となる細菌硫黄飢餓応答機構の解析

細菌は通常は最も利用しやすい無機硫酸イオン(SO^<2->_4)を硫黄源とする。しかし「硫酸飢餓」と呼ばれる硫黄欠乏状態に陥ると、その環境に存在する様々な有機化合物を分解して硫黄源とする。我々は、細菌が有する硫黄飢餓応答のメカニズムを上手く制御することで、近年成長著しい電子工業分野において洗浄剤として使用されているジメチルスルホキシドを含有する排水から、メタンスルホン酸を高効率で生産可能な生物学的廃水処理システムの構築を最終的な目的としている。細菌は他の微生物と同様その生育に硫黄を必要とするが、通常は最も利用しやすい無機硫酸イオン(SO^<2->_4)を硫黄源とする。しかし自分の周辺環境から自由にSO^<2->_4を摂取できない、「硫酸飢餓」と呼ばれる一種の硫黄欠乏状態に陥ると、その環境に存在する様々な有機化合物を分解して硫黄源とする能力を持っている。我々は、細菌が有する硫黄飢餓応答のメカニズムを上手く制御することで、近年成長著しい電子工業分野において剥離剤や洗浄剤として使用されているジメチルスルホキシド(DMSO)を含有する排水から、ファインケミカルであるメタンスルホン酸(MSA)を高効率で生産可能な生物学的廃水処理システムの構築を最終的な目的としている。本年度は、MSAから亜硫酸イオンへの代謝系酵素遺伝子群を含むssuEADCBFオペロンの転写調節に関与する転写制御因子、ならびにDMSO_2からMSAへの代謝調節因子sfnR遺伝子の転写調節に関与する転写制御因子をコードする遺伝子を取得する目的で、基礎的な各オペロン転写調節機構の詳細な解析を実施した。まずsfnECRオペロンの転写単位についてRT-PCR法により解析した後、プライマーエクステンション法により転写開始点を決定した。加えてsfnECR上流領域の各種deletion解析やDNase I footprinting解析を行なった結果、1)SfnRが自身の遺伝子を含むsfnRの発現を抑制していること、2)CysBがsfnECRのプロモーター領域に直接結合して転写を活性化していること等が明らかとなった。来年度以降、CysBやSfnRが硫酸飢餓を認識するためのシグナル分子を解析していくことで、MSAの高生産に向けた要素技術の確立を目指す。またssuオペロンの転写調節機構の解析についても、現在mRNAの発現量が低く解析が難航したため、ssuプロモーター領域をプラスミドに組み込んだ組換え体を作製し、引き続き詳細な転写解析を行なっていく。細菌は他の微生物と同様その生育に硫黄を必要とするが、通常は最も利用しやすい無機硫酸イオン(SO^2-_4)を硫黄源とする。しかし自分の周辺環境から自由にSO^2-_4を摂取できない、「硫酸飢餓」と呼ばれる一種の硫酸欠乏状態に陥ると、その環境に存在する様々な有機化合物を分解して硫黄源とする能力を持っている。本年度は、CysBやSfnRが硫酸飢餓を認識するためのシグナル分子を解析することで、MSAの高生産に向けた要素技術を確立することとした。まずSO^2-_4存在下で、ジメチルスルホン(DMSO_2)からMSAへの代謝に関与する2つのオペロンsfnECR、sfnFGの転写を抑制するシグナル分子を絞り込むために、SO^2-_4代謝系cys遺伝子の破壊株を用いた発現解析を行なった。その結果、sfnFGの発現はSO^2-_4イオン自身により抑制されることが強く示唆された。一方、sfnECRの発現は硫酸イオン同化経路において亜硫酸イオンよりも下流に位置する代謝産物、つまりスルフィドイオン(S^2-)もしくはシステイン自身により抑制されることが示唆された。これらの事実は、sfn遺伝子群がCysBとSfnRの2つの転写調節因子によって抑制され、階層的に硫黄源を資化することを示している。今後は、排水中の硫酸飢餓状態を保持するために、硫酸還元菌等を用いてSO^2-_4を除去するプロセスも必要になってくることから、硫酸還元菌の代謝メカニズムについても、分子レベルで詳細な転写解析を行なっていく。細菌は他の微生物と同様その生育に硫黄を必要とするが、通常は最も利用しやすい無機硫酸イオン(SO_4^<2->)を硫黄源とする。しかし自分の周辺環境から自由にSO_4^<2->を摂取できない、「硫酸飢餓」と呼ばれる一種の硫黄欠乏状態に陥ると、その環境に存在する様々な有機化合物を分解して硫黄源とする能力を持っている。

我々は、細菌が有する硫黄飢餓応答のメカニズムを上手く制御することで、近年成長蓍しい電子工業分野において剥離剤洗浄剤として使用されているジメチルスルホキシド(DMSO)を含有する排水から、ファインケミカルであるメタンスルホン酸(MSA)を高効率で生産可能な生物学的廃水処理システムの構築を最終的な目的としている。昨年度までの研究により、排水中の硫酸飢餓状態を保持することが非常に重要であることが明らかになったことから、硫酸還元菌等を併用してSO_4^<2->を除去するプロセスの開発が必要であった。そこで本年度は主に、硫酸還元菌の代謝メカニズムについて、タンパク質レベルで詳細な発現解析を行なった。硫酸還元菌の1種であるDesulfotignum balticumを用いて、硫酸還元において重要な役割を果たす遺伝子を取得するため、安息香酸および酩酸等を炭素源として培養した細胞から全タンパク質を抽出後、各種調製を行い、2D-PAGEによるタンパク質発現パターンの解析を行なった。その結果、新たなelectron transter proteinホモログが硫酸還元状態で高発現していることを見出し、本遺伝子を効率的に発現させることで継続的にSO_4^<2->を除去できる可能性が示さた。現在、これら硫酸還元菌の代謝系の特徴を生かした新たな有価物回収型排水処理システムの検討を行なっている。
理科カリキュラムの現状と到達度との関連に関する国際比較研究

「理科の到達度および科学的態度の国際比較」に関して次のことを分析し報告している。1.各国の理科の到達度2.問題形式(選択肢形式・求答形式・論述形式)別の到達度3.科学的態度・興味について「理科カリキュラムの国際比較」に関して次のことを報告している。アルゼンチン、オーストラリア、ベルギー、ブルガリア、カナダ、コロンビア、キプロス、チェコ、デンマーク、イギリス、フランス、ドイツ、ギリシャ、香港、ハンガリー、アイスランド、イラン、イスラエル、イタリア、韓国、クウェート、ラトビア、リトアニア、オランダ、ニュージーランド、ノルウェー、フィリピン、ルーマニア、ロシア、スコットランド、シンガポール、スロバキア、スロベニア、南アフリカ、スウェーデン、スイス、アメリカの37ヶ国について、国の概要、教育制度、科学のカリキュラムと教授法、評価の方針と実施について調べ、各国のカリキュラムの比較を行い、各国の類似点と相異点を明らかにした。また、各国の教育制度図を載せた。その他、第3回国際数学・理科教育調査に用いられた科学カリキュラムフレームワークおよびそのカテゴリーについても載せた。2.TIMSSの理科カリキュラム分析の責任者であるミシガン州立大学のDr William Shmidtから研究計画のレビューを受けた。3.理科カリキュラム分析と理科到達度分析を行った。また,平成9年度は,理科カリキュラム分析と理科到達度分析を別々に行い,理科到達度分析および到達度とカリキュラムとの関連分析については予備的な分析にとどめた。理科カリキュラム分析については,国際的に共通に選ばれた115の科学のトピックスが各国の学習指導要領において,どの学年で導入され,どの学年で最も強調され,また,どの学年で終了するか,を中心に調べた。4.分析結果に対して助言や示唆を与えてもらうため,理科の各領域の専門家の大学教官4人からなる専門委員会を作った。5.分析結果を専門委員に示し,専門委員の助言に基づき,その都度追加分析を行った。1.平成10年度は理科カリキュラムについて以下の分析研究を行った。また,年度末に理科到達度との関連分析も開始した。2.分析結果に対して助言や示唆を与えてもらう専門委員会を2回開催した。●理科カリキュラムの内容について1.国際的に共通に選ばれた115の科学のトピックス(地学20トピックス,生物25トピックス,物理・化学50トピックス,その他20トピックス)が各国の学習指導要領において,どの学年で導入され,どの学年で最も強調され,また,どの学年で終了するか。2.上記の115の科学のトピックスが各国の教科書の中でどの学年で導入され,どの学年で詳しく扱われ,また,どの学年で最後に扱われているか。3.科学のトピックスが学習指導要領および教科書の中での扱われ方の整合性はどうなっているか。つまり,学習指導要領で学習するように指示されたトピックスが教科書でも扱われているか。4.教育制度の違い(入学年令,義務教育の年限,大学前の学校年限,小・中・高等学校各学校段階の年限)5.これまで行われた教育課程改訂の方法と理科教育に関する最新の改訂における強調点と改正点「理科カリキュラムの内容について」アルゼンチン、オーストラリア、ベルギー、ブルガリア、カナダ、コロンビア、キプロス、チェコ、デンマーク、イギリス、フランス、ドイツ、ギリシャ、香港、ハンガリー、アイスランド、イラン、イスラエル、イタリア、韓国、クウェート、ラトビア、リトアニア、オランダ、ニュージーランド、ノルウェー、フィリピン、ルーマニア、ロシア、スコットランド、シンガポール、スロバキア、スロベニア、南アフリカ、スウェーデン、スイス、アメリカの37ヶ国について、国の概要、教育制度、科学のカリキュラムと教授法、評価の方針と実施について調べ、各国のカリキュラムの比較を行い、各国の類似点と相異点を明らかにした。「理科の到達度に関して」次のことを分析した。A.各国の理科の到達度B.基準レベル(トップ5%,トップ25%)で比較したときの各国の到達度C.各領域(物理・化学・生物・地学・環境その他)別の到達度D.問題形式(選択肢形式・求答形式・論述形式)別の到達度
芝草病害の発生特性解析と低農薬管理技術の確立

本研究は、芝草病害の発生特性を解析し、病害の早期診断法を検討するとともに、芝草健全育成法の改良、薬剤散布の改善と化学、生物防除法の併用を検討し、芝地の低農薬総合管理システムを確立することを目的とした。芝地病害の病原菌の正確な同定は早期診断と防除に必須である。芝地の詳細な観察やDNA解析により、5種の新病害、病原菌が同定された。また、芝地重要病害の発生時期を左右する病原菌生息密度に関する季節的変動データが得られ、さらに、病害の発生度を客観的に評価する画像解析法が考案された。これらの成果は、病害発生初期の薬剤の適切な選択と薬剤処理のタイミングの重要性を指摘している。芝地に散布される農薬のうち、殺菌剤「グラステン」、除草剤「テルブカルブ」が流出しやすいことが指摘された。農薬流出への対策として低水量農薬散布が検討され、多数の検定農薬は所定よりも低い水量散布で防除効果とその持続性が高いことが実証された。病害発生の早期発見と発生箇所に対する農薬の低水量スポット散布は農薬流出の危険性と農薬使用量を減少させる効果がある。また、芝地に生息する植物生長促進菌類や菌根菌を土中で増殖させたり、適切に配合した植物成長ホルモンと肥料とを施用することによって、芝草が健全に育成され、病害発生が激減することが確認された。さらに、芝地から病原性糸状菌に拮抗する放線菌、細菌が検出されたが、実用化は今後の研究問題として残された。拮抗性微生物を含有し、土壌病害対策用として市販されている微生物資材の芝地病害防除効果が試験され、ダラ-スポット病、洋芝葉腐病に対して予防、回復効果があることが証明された。これらの資材の活用は芝地の減農薬管理に有効である。以上の研究成果を基礎に、芝地の低農薬管理ソフトウエアの性能改善が図られ、病害発生危険線の設定条件が改良された結果、重要病害の発生を3日前までに予測できる程度に精度が向上した。このソフトウエアの活用により、散水、施肥を含む芝地管理、病害の予防と早期治療が可能となり、低農薬総合管理システムが確立された。このシステムは全国約600箇所のゴルフ場で採用されている。1.ゴルフ場のウェザ-ステイションから得た気象情報、特に気温、湿度、降雨量、日射カロリー等の要因とダラ-スポット病、葉腐病、さび病、ピシウム病等の発生との相関を解析し、気象情報から70%以上の確率でこれらの病害の発生を予測できるコンピュータープログラムを組み立てた。さらに、踏圧、日射時間、地下水分量等の要因を加え精度を高める検討を継続している。2.日本芝葉腐病の病原菌リゾクトニアの培養型が特異的であること、本病はピシウム属菌との複合感染によって発生が激化することを明らかにし、薬剤防除法の再検討の必要性を確認した。

また、芝草に発生するライグラスの新病害2種の病原菌Limnomyces roseipellis、Leptosphaerulina trifolii、ならびにピシウム病の病原菌Pythium vanterpooliiを同定し、薬剤耐性を解析するとともに、有効な防除法の検討を開始した。3.殺菌剤と有機カルシウム剤との併用によって薬剤効果が促進され、薬剤施用量を1/4に減量できること、殺菌剤散布時の希釈水量を0.2-0.5 1/m^2とすると薬剤効果が高まり減農薬に役立つことなどを実証した。4.芝地から分離した放線菌からPythium菌に強い拮抗性を有する株を選抜し、拮抗作用の検定を開始した。また、芝草病害の生物防除にTrichoderma horzianumと可溶性有機資材との併用が有効であること、市販の微生物資材の速効性、遅効性などの特徴を利用するとダラ-スポットの防除が可能であることなどを明らかにした。5.ゴルフ場内調整池、排水口から採取した水に含まれる農薬を分析し、農薬施用と水系残留との相関を解析し、残留の危険性と減農薬の必要性を実証した。1.ゴルフ場に設置されたウェザ-ステーションからの気象情報、特に気温、湿度、降雨量、日射カロリー等の要因の他に芝面の微気象の変動を考慮してダラ-スポット病、葉腐病、さび病、ピシウム病等の発生予測の確度向上に努め、75-80%以上の確率でこれらの病害の発生を予測できるコンピュータープログラムを組み立てた。2.日本芝葉腐病の病原菌リゾクトニア[AG2-2(IV)]型菌の培養性質は特異的であり、さらに90%以上の確率で本病原菌は特異的遺伝子配列のプラスミドを有しているため、他の病害を引き起こす同型菌と遺伝子レベルで識別できることを見い出し、圃場で利用できる病原菌同定キットへの応用を検討中である。3.殺菌剤の防除効果に及ぼす散布水量の影響を検討し、従来の1l/m^2よりも0.2-0.5l/m^2の水量の方が殺菌剤の効果が高まることを確認した。水の減量は減農薬に直結する重要ポイントである。4.芝地から分離した放線菌からPythium菌に強い拮抗性を有する数株を選抜し、その拮抗作用を検定している。また、芝草根圏からVA菌根菌を分離し、2種のGlomus属と同定し、現在生物防除への応用を検討している。さらに、ダラ-スポット病が市販微生物資材散布で予防できること、資材の散布時期を考慮すると回復効果が顕著であり、農薬との併用によって減農薬に役立つことを実証した。5.コーライシバに秋期に発生する淡褐色円形パッチの病原菌、Fusarium acuminatumを同定し、新病害として登録するとともに、本菌が翌春の春はげ病の発生に密接に関係することを明らかにした。また、ダラ-スポット病菌はパッチ内茎葉、葉腐病菌はパッチ内茎葉ならびに隣接の健全部の茎葉および地際部から高頻度に分離されることを明らかにした。本研究は、ゴルフ場の芝地病害の病原菌同定技術を充実して早期診断技術を改善するとともに、病原菌の密度、増殖ならびに病害発生と気象条件との相関を解析することによって各病害の発生特性を把握し、病害発生予察管理システムのソフトウエアの精度向上を図ることを目的としている。本年度は、ゴルフ場に設置されたウエザ-ステーションからの気象情報に前年度までの研究成果を加味して、コンピュータープログラムを改善し、葉腐病ダラ-スポット病、ピシウム病、さび病などの芝地重要病害の発生を初発3日前までに約90%の確度で予測できるよう精度を向上させた。ベントグラスに発生するイエロ-パッチ、日本芝リゾクトニアパッチおよび象の足跡の病原菌をDNA解析したところ、前二者は象の足跡菌とは全く異なる菌であることが証明された。また、日本芝葉腐病菌には特異的プラスミドがあり、他の病原菌とは異なり光感受性が高いことが示された。
地下マイクロセンシングのためのマイクロセンサーの開発

本研究は,マイクロマシン技術を駆使することにより,地下マイクロセンサーの設計・試作を行ない,さらに,それを用いた地下計測法の研究により,地下マイクロセンシング技術の基礎を築くことを目的として実施したものである。本研究の内容と主な成果は以下の通りである。1.静電容量型弾性波センサー:広帯域・高感度静電容量型加速度センサーの,(1)仕様の策定と概念設計,(2)プロセス設計,(3)試作,(4)性能評価,(5)多成分化の検討,(6)超高感度・低雑音化の検討,を行なった。これにより約1kHz以下の帯域で平坦な感度特性を有する加速度センサーを作製することができた。また,本センサーを用いて3成分弾性波検出器を試作し,弾性波の3次元粒子運動軌跡を検出可能であることを実証した。2.光干渉型弾性波センサー:光ファイバー先端に振動子とハーフミラーよりなるファブリ・ペロー干渉計を形成し,それにより加速度を検出する弾性波センサーを設計・試作した。これにより,約1kHz以下の帯域で動作する完全受動型加速度センサーを実現することができた。また,多成分化へ向け,センサーの設計・製作法の検討を行なった。3.光干渉型ハイドロフォン:光ファイバー先端のファブリ・ペロー干渉計により水中での音圧を検出するハイドロフォンについて,原理の検討および設計・試作を行なった。本センサーにより水中スピーカーから放出された弾性波を約1kHz以下の帯域で検出できることを示した。4.ファイバーグレーティングセンサー:光ファイバー上に周期的に屈折率変化を作成し,それをセンサーとして用いる方式について,(1)グレーティングの具体的作成法の検討,(2)試作,(3)各種センサーとしての性能評価,(4)深海底温度センサーの試作,を行なった。これにより,任意の周波数を反射するファイバーグレーティングを作製可能になった。さらに,0.001°C程度の分解能を有する高感度深海底温度センサーが実現した。また,ファイバグレーティングハイドロフォンの性能について基礎的検討を行なった。5.プローブ型微小ラドンセンサー:光ファイバ端面のシンチレータとカソードによりラドンを検出する微小ラドンセンサーを試作したところ,基準線源からのα線を検出することができた。本研究は,マイクロマシン技術を駆使した地下マイクロセンサーの開発と,それを用いた地下計測法の研究により地下マイクロセンシングの基礎を築くことを目的としている。今年度の研究実績は下記の通りである。1.弾性波センサーの開発:広帯域・高感度静電容量型加速度センサーおよび光干渉型振動センサーについて,(a)設計,(b)シリコンプロセス,(c)センサーの製作と方式上・製作上の問題点の抽出,(d)室内性能試験,を行なった。また,静電容量型加速度センサーについては,サーボコントロール回路の設計・製作を行なった。光干渉振動センサーについては,光干渉計測システムの設計・製作を行なった。これらにより,弾性波センサーのプロトタイプを製作しその特性を評価できた。2.マイクロゾンデの開発:マイクロゾンデについて,(a)概念設計,(b)有限要素法による強度計算,(c)シリコン・ガラス陽極接合部の強度試験,を行なった。これらの結果から,マイクロゾンデの製作法について具体的に検討を行なった。

3.地下マイクロセンシングに関する検討:学会・研究会および実フィールドにおいて,地下マイクロセンシングに対する社会的ニーズ,産業界のニーズ,ならびに関連技術につについて調査・検討を行なった。以上のことより,本年度は概ね当初計画通りに研究を遂行でき,順調に研究が進展していると考える。本研究は,マイクロマシン技術を駆使した地下マイクロセンサーの開発と,それを用いた地下計測法の研究により地下マイクロセンシングの基礎を築くことを目的としている。今年度の研究実績は下記の通りである。1. (a)弾性波センサーの開発:広帯域・高感度静電容量型加速度センサーおよび光干渉型振動センサーについて,、前年度に引き続き,(a)センサーの試作と方式上・製作上の問題点の抽出,(b)室内およびミニフィールドでの性能評価,(c)再製作,を行なった。静電容量型加速度センサーについては,センサーを製作し性能評価を行なうとともに,3軸化のための検討および設計・製作を行なった。さらに電子回路部分についても検討を行なった。光干渉型振動センサーについては,センサーの試作・性能評価を行なった。また,ファイバーグレーティングを用いたアレイ計測を検討するとともに,実際にファイバーグレーティングを製作しその特性を評価した。さらに,ハイドロフォンについてもセンサーの設計・試作を開始した。2.(b)マイクロゾンデの開発:圧カセンサと一体型のゾンデについて,(a)ゾンデの試作と方式上・製作上の問題点の抽出,(b)室内性能試験,を行なった。これにより圧カセンサと一体型のゾンデを実現可能であることを確認した。本研究は,マイクロマシン技術を駆使した地下マイクロセンサーの開発と,それを用いた地下計測法の研究により,地下マイクロセンシングの基礎を築くことを目的としている。本年度の研究成果は以下の通りである。(a)弾性波センサーの開発:広帯域・高感度静電容量型加速度センサーおよび光干渉型振動センサーについて,平成10年度度に引き続き,(a)センサーの試作と方式上・製作上の問題点の抽出,(b)室内およびミニフィールドでの性能評価,(c)再製作,を行なった。静電容量型加速度センサーについては,低雑音電子回路部の検討および設計・製作も行った。本センサを金属製のマイクロゾンデにマウントし東北大学工学部内ミニフィールドで性能試験を実施し,信号の検出に成功した。また,本センサが設計値に近い特性を有することを明らかにした。