hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
表面弾性波巨大減衰素子用強磁性薄膜材料の開発研究

2.上記の水晶基板上に、スパッター法により125A厚のNi膜と50AのW膜を交互に積層した多層膜を作製した。3.上記多層膜の交流帯確率が、層数に比例して増強された確場依存性を示すことを確かめた。4.表面弾性波の多層膜による挿入損失も、上記交流帯確率の場合と同様に、層の数に比例し増強された確場依存性を示すことがわかった。以上の如く、研究結果は、本研究の目的に述べた、より大きな確場制御挿入損失をもつ表面弾性波デバイスの開発が可能であることを明らかにした。現在、非晶質強確性多層膜について、同様の研究をおこない、巨大減衰効果の機構解明とデバイスの開発を試みている。200Åニッケル膜を表面弾性波デバイスに蒸着すると20〓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い出されている。これより巨大な減衰効果を得るため200Åニッケル膜をタングステン膜で挾んだ多層を作り、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、ほゞ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-x>Cox)_<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>Torr以下の条件で作ると保磁力は1〓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。以上の様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100mm×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点が判明し、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、上記の問題はスパッタ-時の作成冶具や減衰量測定用基板冶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係があることが分り、この基礎的研究も進めている。
ランダム化比較試験を用いた環境・エネルギー政策研究の手法確立

研究の2年目は、各自のフィールドにおけるRCTによる環境・エネルギー政策評価の実践を行った。具体的には、RCT研究の課題について経済学的観点から、アンケートあるいは既往文献等を元に整理を行った。また、研究者ごとに各々の研究トピックを対象に実際に環境政策をRCTで行うための検討を行なった。具体的には、研究代表者と分担者がお互いに手法や課題などについてアドバイスを行う形で協力を行った。メンバー共同で行うRCTの実践事例としてみやま市の生ごみ分別の促進策をRCTで評価することを当初計画していたが、8月から導入予定であった分別制度が10月に開始となり、全域での制度施行が2月からとなった。本事業では、フィールドにおけるRCT実験事例を行うにあたり研究チームで現場の行政と連携することが必須であるため、2年目に予定していたフィールド実験を3年目に行うことにした。そのため、みやま市の行政と相談し、今年度はベースラインデータを取ることとし、RCTは次年度に行うこととした。なお、ベースラインデータは、戸別訪問し、生ゴミ分別の参加の有無や社会経済的データに関する調査を行った。現状の手法の課題や応用の際の利点・欠点などを日本語で論文としてまとめたこと、また研究会を開いて実践のRCT手法の応用を学び、研究会を通じてネットワークづくりに貢献したこと、そしてさらなる発展のためそれぞれの分野においてRCTの検討を行なったことにより今後の国内でのランダム化比較試験を用いた環境・エネルギー政策研究の発展にある一定の寄与が出来たといえる。研究の2年目は、各自のフィールドにおけるRCTによる環境・エネルギー政策評価の実践を行う予定であった。当初計画していたみやま市の生ごみ分別の促進策をRCT評価を2年目に予定していたところ制度の導入時期などの兼ね合いからフィールド実験を3年目に行うことにした。そのため、RCTによるフィールド実験は、これから行う計画である。一方で、RCTは実験対象地の状況に応じて対処することが大事であり、最終的には実験研究の精度を高めることになる。よって、今年度継続して研究を行う。研究を進めるにあたり行政との協力体制については何ら問題ない。その他、横尾は1年目に発表を行ったRCTを用いたフィールド実験を行うことの倫理的問題を検討した。成果は、独立行政法人経済産業研究所のRIETI Discussion Paper Seriesに日本語論文としてまとめた。また、鈴木は、国外の開発分野の文献レビューを行い、実験系論文が受けてきた批判への対処が行われているか、改善された点と未解決の課題について整理し、論文を執筆した。本論文は2019年6月に『農業経済研究』に掲載予定である。久保は自然保護区におけるレクリエーション分野のRCTフィールド実験をレビューするとともに、我が国の国立公園における入域料徴収に関する社会実験の内容について検討を行った。そして、野村はRCT手法を用いることの利点と欠点をまとめ、最後に農林分野への応用の可能性を示唆した論文をまとめた。以上、研究目的として挙げていた研究手法の確立と国内研究を推し進める布石となる研究成果を一定以上挙げており、国内の環境政策研究のコミュニティに広く知らしめることが出来た。これらのプロセスを通じて、日本におけるエビデンスに基づく環境・エネルギー政策形成に貢献できていると考える。昨年12月にはみやま市の全区長会議(議長:市長)で戸別訪問の依頼を行い、2月から3月にかけて戸別訪問を終え、全地区からランダム抽出したおよそ1000世帯分のデータをとった。現在、4月からデータ入力を行っており、5月末までに入力を終える予定である。6月から7月にかけて分析を行い、集計結果を出す予定にしている。その結果に基づいて、実験を行うかどうか検討し、可能と判断されれば、仮定や介入の検討、ならびに評価を行う。予定としては、介入と介入後の戸別訪問による世帯データを来年の1月から3月にかけて行う計画である。本研究は、海外で行ったRCT手法による研究実践の知見に基づき、日本における環境・エネルギー政策分野でのフィールドでRCTを用いた政策効果検証のための手法の確立をめざす。初年度は、まずEFFECT研究会を立ち上げ、昨年研究会を2回開いた。開発経済学など既に多くのフィールドでRCTを用いた政策効果検証研究が行われている分野の研究者も招聘し意見交換を行った。また、研究会では、環境・エネルギー政策をRCTで評価する手法の明確化や、フィールドでRCTをすることの倫理的な課題を整理した。研究分担者の横尾、久保(国立環境研究所)の主導でフィールド実験の倫理面について検討した。現実社会の人々の行動を対象とする実験であるため、その倫理的な課題を整理し、解決方法を検討した。これは環境経済政策学会で特別セッションを設置して発表した。加えて、同セッションでは、エネルギー分野でKen Haig(北海道大学公共政策大学院客員教員)が行政・産業界と連携してRCTを行うことの課題と解決策について報告した。欧米でRCTを行ってエネルギー政策の評価を行う研究者との意見交換として、5月には、横尾が英国・マンチェスター大学で行われたワークショップに参加した。また、開発経済学を専門とする鈴木(東京大学)が諸外国における開発分野のRCTの論文レビューを行い、ガイドライン等の情報を収集を行った。また、これらの成果を随時、政策担当者と共有しており、環境省や地方自治体の職員と意見交換を行っている。また、次年度の調査準備として、野村のとりまとめで、研究メンバーで現地の行政との意見交換やフィールドの情報収集を行い、調査内容について検討を行なった。申請書作成当初通りの計画で初年度の研究を遂行できたことからおおむね順調に進展していると評価する。

EFFECT研究会を立ち上げ、昨年は会を2回開いた。開発経済学など既に多くのフィールドでRCTを用いた政策効果検証研究が行われている分野の研究者も招聘し意見交換を行った。研究会では、環境・エネルギー政策をRCTで評価する手法の明確化や、フィールドでRCTをすることの倫理的な課題を整理した。研究分担者の横尾、久保(国立環境研究所)の主導でフィールド実験の倫理面について検討した。現実社会の人々の行動を対象とする実験であるため、その倫理的な課題を整理し、解決方法を検討した。これは環境経済政策学会で特別セッションを設置して発表した。横尾は「倫理的課題の検討」を発表し、野村は「OECD環境・エネルギー分野の政策RCT研究の動向を発表した。加えて、同セッションでは、エネルギー分野でKen Haig(北海道大学公共政策大学院客員教員)が行政・産業界と連携してRCTを行うことの課題と解決策について報告した。欧米でRCTを行ってエネルギー政策の評価を行う研究者との意見交換として、5月には、横尾が英国・マンチェスター大学で行われたワークショップに参加した。また、2回目の研究会では、開発経済学を専門とする鈴木(東京大学)が諸外国における開発分野のRCTの論文レビューを行い、ガイドライン等の情報を収集を行った報告をした。また、これらの成果を随時、政策担当者と共有しており、環境省や地方自治体の職員と意見交換を行っている。また、次年度の調査準備として、野村のとりまとめで、研究メンバーで現地の行政を訪問し、意見交換やフィールドの情報収集を行い、調査内容について検討を行なった。研究の2年目は、各自のフィールドにおけるRCTによる環境・エネルギー政策評価の実践を行った。具体的には、RCT研究の課題について経済学的観点から、アンケートあるいは既往文献等を元に整理を行った。また、研究者ごとに各々の研究トピックを対象に実際に環境政策をRCTで行うための検討を行なった。具体的には、研究代表者と分担者がお互いに手法や課題などについてアドバイスを行う形で協力を行った。メンバー共同で行うRCTの実践事例としてみやま市の生ごみ分別の促進策をRCTで評価することを当初計画していたが、8月から導入予定であった分別制度が10月に開始となり、全域での制度施行が2月からとなった。本事業では、フィールドにおけるRCT実験事例を行うにあたり研究チームで現場の行政と連携することが必須であるため、2年目に予定していたフィールド実験を3年目に行うことにした。そのため、みやま市の行政と相談し、今年度はベースラインデータを取ることとし、RCTは次年度に行うこととした。なお、ベースラインデータは、戸別訪問し、生ゴミ分別の参加の有無や社会経済的データに関する調査を行った。
受精とくに前核形成過程における蛋白質リン酸化の関与について

精子進入直後より卵の種々の蛋白(116kd,98kd,91kd,60kd,45kd,43kd,35kd,33kd,27kd)の燐酸化が亢進することが一次元の電気泳導上確認され、45kdと33kdの蛋白においては2次元の電気泳導において蛋白が同定でき、この燐酸化に関してはCa ionophore(A23187)を用いた卵内Ca濃度の上昇によっても、またTPAを用いたPKC活性化によっても亢進が認められた。また受精においてPKC,Tyrosine kinase,Protein phosphatase,Calmodulineがどの様に関与しているかにおいて検討したところ、PKCにおいてはTPA・staurosporine・H7を用いた実験により燐酸化(45kd,33kd蛋白を含む)の持続及び形態的には染色体の分離・第二極体に関与していることが確認された。Tyrosine kinaseに関してはGenisteinを用いた実験により45kd・33kd蛋白の燐酸化にtyrosine kinaseが関与していることが確認され(45kd蛋白に関しては直接tyrosine残基が燐酸化される)、形態的には前核形成・極体放出に関与していることが認められた。Protein phosphataseに関してはinhibitorであるOkadaic acidを用いて検討したところOkadaic acidは種々の蛋白の燐酸化を亢進するものの受精においては逆に抑制される91kd蛋白の燐酸化を亢進してしまい、形態的には染色体のdecondensationは認められるものの核膜の形成はおこらずまた極体放出も抑制されてしまうことが確認された。Calmodulinに関しては燐酸化(受精において亢進するほぼすべての蛋白質)の抑制と前核形成・極体放出の抑制が認められるがこれはCa ionophore(A23187)を用いた卵活性化の時にも認められるが、TPAを用いたPKC活性化の時には認められないことが確認され、従ってPKCとcalmodulinは共通のものの活性化に関与しているかもしくはPKCの活性化にcalmodulinが関与していることが示唆された。増殖因子の関与については卵におけるreceptorが確認されていないEGFにおいて精子侵入後において燐酸化の亢進と前核形成の促進が認められこれはgenisteinにより抑制されたがEGFが直接何に作用しているのかは今後の課題である。
新しい太陽電池材料の開拓を目指した分極超構造の作製

極性を持つ物質で発現するバルク光起電力効果は、高効率太陽電池を実現する新しい光電変換の原理となる可能性を有する。本研究では、本来極性を持たないモット絶縁体であるLaFeO3を他の絶縁体と接合させることで、接合界面の極性不整合に誘起された自発分極を発現させることに成功した。自発分極の存在によって、光電流の符号が膜厚や界面の終端面によって変化するという異常な光起電力効果が発現することを明らかにした。また、分極が誘起されたLaFeO3接合では、極性のないモット絶縁体接合に比べて光電流発生に寄与する活性層が厚くなり、光電変換性能が向上することを示した。自発分極を持つ物質は、pn接合のような異種接合を作製しなくても光起電力を示すことが知られており、バルク光起電力効果(BPVE)と呼ばれている。BPVEを利用した光電変換素子は、光電流が電子の移動度によって制限されないことや、バンドギャップ以上の光起電圧が出力できるなど、pn接合型の素子にはない優れた特性を示すことから、新しい環境発電素子などの創製につながると期待されている。しかし、自発分極を持つ多くの物質はバンドギャップが大きく、可視光に対する応答性を示す極性物質が限られていることが問題であった。そこで本研究では、薄膜超構造を利用してもともと極性を持たない狭ギャップの物質に極性を誘起し、新しいバルク光起電力材料を開拓することを目的とする。今年度は、酸化物のヘテロ接合界面を使って分極を誘起することを試みた。ペロブスカイト型酸化物の(001)面でヘテロ接合を作製すると、界面での極性不連続に起因して分極を誘起することができる。この方法を、LaFeO3とSrTiO3の接合に適用した。LaFeO3はバンドギャップ2.1 eVのモット絶縁体で、可視光を十分に吸収するが、バルク試料では極性を持たない。しかし、ヘテロ接合にしたLaFeO3では分極が誘起されていることを圧電応答力顕微鏡(PFM)によって確認した。また、接合の終端面を変えると分極方向が反転することも明らかにした。次に、終端面の異なる2つのヘテロ接合の光起電力特性を調べたところ、分極方向の反転に対応して、光電流の符号も反転した。また、分極が誘起されたLaFeO3接合は、他のモット絶縁体のヘテロ接合に比べて、大きな光電流密度を示した。以上の光起電力特性は、LaFeO3誘起された分極によるバルク光起電力効果で説明することができると考えている。今年度は、LaFeO3とSrTiO3のヘテロ接合において、界面で生じる極性不連続性を利用して非極性絶縁体のLaFeO3に分極状態の誘起を示唆する結果が得られた。しかし、研究計画に入っていた、人工超格子を利用した新しい極性物質の開拓まで進めることができなかった。人工超格子の研究が遅れた原因として、当初計画に入っていなかった有機電荷移動錯体において可視光照射による大きな光起電力効果を見出したため、そちらの研究に注力したためである。昨年度は、LaFeO3/SrTiO3ヘテロ接合において、界面の極性不連続に誘起された分極状態がLaFeO3薄膜に発現していることを明らかにした。また、界面の終端面を変えることで光起電力の符号反転が起こるという、異常な光起電力効果の発現も見出した。今年度は、電子線ホログラフィー法を利用して接合界面の静電ポテンシャル分布を調べ、異常な光起電力効果の起源の解明を目指した。電子線ホログラフィー観察の結果、LaFeO3薄膜内部でポテンシャル勾配が存在しており、その向きは接合界面の終端面に依存していることが明らかになった。また、ポテンシャル勾配の向きは、光起電力効果の符号とは逆向きであることも判明した。以上の結果から、異常な光起電力効果の原因は、極性化したLaFeO3で発生するシフト電流であると結論された。シフト電流は結晶構造の空間反転対称性の破れた物質において量子力学的な効果で発現する光電流であり、太陽電池の新しい光電変換原理になり得ると期待されている。そこで昨年度後半から、可視光照射で大きなシフト電流を発生する物質の有力候補として、強誘電性を示す有機電荷移動錯体の研究に着手した。tetrathiafulvalene-p-chloranil (TTF-CA)はその代表的な物質であり、そのバンドギャップは0.5 eVと強誘電体としては非常に小さい。TTF-CAの単結晶試料に疑似太陽光を照射すると、大きなゼロバイアス光電流が観測された。その光電流密度は既報の他の強誘電体に比べて数桁大きく、また0.6 eVから3.5 eV以上の広いスペクトル範囲で光電流応答が起きていることを明らかにした。以上より、TTF-CAが可視光に応答するシフト電流光電変換材料として優れた特性を持つこと示すことができた。

また、分極が誘起されたLaFeO3接合では、極性のないモット絶縁体接合に比べて光電流発生に寄与する活性層が厚くなり、光電変換性能が向上することを示した。LaFeO3/SrTiO3ヘテロ接合における光起電力効果の起源を明らかにするため、電子線ホログラフィーを用いて接合界面付近の静電ポテンシャル分布の測定を行う。またLaFeO3における光電流強度の膜厚依存性を調べ、光電流発生に寄与している活性層の膜厚を評価する。また、人工超格子を利用した極性物質の開拓の計画を変更し、強誘電性を示す有機電荷移動錯体におけるバルク光起電力効果に関する研究を優先的に進める。28年度が最終年度であるため、記入しない。薄膜界面の光機能性28年度が最終年度であるため、記入しない。
超音波振動を利用した氷晶形成の制御による食品の高品質冷凍技術の開発

超音波振動を利用した食品の高品質冷凍技術の開発を目的に,超音波振動が水の過冷却と氷晶形成に及ぼす影響を実験的・理論的に追究した.超音波振動を高出力で付与した場合には過冷却の解除効果が顕在化するが,低出力で照射した場合には弱い過冷却の促進効果が見出された.また,超音波振動の振幅に2025kHzの周期的な変動を付与することで過冷却促進効果が若干向上する結果を得た.さらに変動磁場の併用による促進効果が示された.また,分子動力学計算を行い,水分子に交番電場による攪乱を付与することで,氷晶成長の遅れを誘起できる可能性が示された.以上により,外部力を利用した食品の高品質冷凍技術の開発の基礎が得られた.コールドチェーンの発達に伴って食品を安全かつ美味しく凍結保存する技術の確立が求められている.凍結保存は原理的には,低温化と活性水分の低減により生化学反応の抑制を図るものであるが,凍結の過程で細胞レベルのミクロ現象が生じ,これが各種の凍結損傷に繋がる.したがって,食品の品質を劣化させない効果的な凍結技術の開発が課題となる.本研究では,超音波振動を利用した凍結過程における氷晶形成の能動的制御を追究する.すなわち,超音波の付与によるミクロな振動および超音波キャビテーションを利用して,細胞内外の氷結晶の微細化と氷核生成数の増進を図り,それによる高品質な凍結を実現する冷却技術の開発を目標とする.本年度は,昨年度の結果をもとに,食品の主構成要素である水の過冷却促進を実現するための操作条件を,(1)超音波振動の付与,(2)変動磁場の付与,(3)超音波振動と変動磁場の併用の3つの方法について実験的に検討を進めた.また,超音波振動が水の過冷却に及ぼす影響を理論的に検討する基礎として,TIP6P水分子モデルを用いた氷晶成長の分子動力学シュミレーションを実施し,そのメカニズムについて理論的追究を進めた.その結果,(1)振幅を一定周期で変化させる超音波振動を付与すると,弱い過冷却の促進効果が見られた.(2)超音波振動と変動磁場を組み合わせると,低過冷却度での核生成は少なくなり,若干ではあるが平均過冷却度が増加する傾向が見出された.しかし,実験回数は十分ではなく,今後も実験を継続し慎重に効果を検討する必要がある.(3)氷晶成長の分子動力学シュミレーションの結果,交番電場による微小攪乱を水に与えると,氷晶成長が一次的に遅れる場合があることが見出された.水素結合ネットワークが攪乱される結果,氷晶界面への水分子の取り込み過程であるカイネティクスが変化するためと予想されるが,今後も検討を継続する.コールドチェーンの発達に伴って食品を安全かつ美味しく凍結保存する技術の確立が求められている.凍結保存は原理的には,低温化と活性水分の低減により生化学反応の抑制を図るものであるが,凍結の過程で細胞レベルのミクロ現象が生じ,これが各種の凍結損傷に繋がる.したがって,食品の品質を劣化させない効果的な凍結技術の開発が課題となる.本研究では,超音波振動を利用した凍結過程における氷晶形成の能動的制御を追究する.すなわち,超音波の付与によるミクロな振動を利用して,過冷却の促進および細胞内外の氷結晶の微細化を図り,それによる高品質な凍結を実現する冷却技術の開発を目標とする.本年度は,昨年度の結果をもとに,食品の主構成要素である水の過冷却促進を実現するための操作条件を超音波振動に変動磁場を併用する方式について実験的な検討を進めた.その結果,両者を併用すると,低過冷却度での核生成は少なくなり,若干ではあるが平均過冷却度が増加する傾向が確認された.また,理論的な検討としてTIP6P水分子モデルを用いた氷晶成長の分子動力学シュミレーションを行い,適度な強度の微小攪乱を一定回数付与した場合に一時的に氷晶成長が抑制されることが見出された.研究期間全体を通じて以下の成果が得られた.(1)振幅を一定周期で変化させる振幅変調超音波振動を付与すると,弱い過冷却の促進効果が見られた.(2)変動磁場を併用すると,協同効果によるさらなる過冷却促進効果が生じる.しかし,本研究で得られた過冷却促進効果は約0.5K程度と小さく,食品凍結に利用するためには一層の効果の向上が必要である.(3)分子動力学シュミレーションの結果,交番電場による微小攪乱を水に与えると,水素結合ネットワークが攪乱される結果,氷晶成長が一次的に遅れる場合があることが見出された.攪乱の与えた方と過冷却度の関係の検討が今後の課題である.超音波振動を利用した食品の高品質冷凍技術の開発を目的に,超音波振動が水の過冷却と氷晶形成に及ぼす影響を実験的・理論的に追究した.超音波振動を高出力で付与した場合には過冷却の解除効果が顕在化するが,低出力で照射した場合には弱い過冷却の促進効果が見出された.また,超音波振動の振幅に2025kHzの周期的な変動を付与することで過冷却促進効果が若干向上する結果を得た.さらに変動磁場の併用による促進効果が示された.また,分子動力学計算を行い,水分子に交番電場による攪乱を付与することで,氷晶成長の遅れを誘起できる可能性が示された.以上により,外部力を利用した食品の高品質冷凍技術の開発の基礎が得られた.コールドチェーンの発達に伴って食品を安全かつ美味しく凍結保存する技術の確立が求められている.

凍結保存は原理的には,低温化と活性水分の低減により生化学反応の抑制を図るものであるが,凍結の過程で細胞レベルのミクロ現象が生じ,これが各種の凍結損傷に繋がる.したがって,食品の品質を劣化させない効果的な凍結技術の開発が課題となる.本研究では,超音波振動を利用した凍結過程における氷晶形成の能動的制御を追究する.すなわち,超音波の付与によるミクロな振動および超音波キャビテーションを利用して,細胞内外の氷結晶の微細化と氷核生成数の増進を図り,それによる高品質な凍結を実現する冷却技術の開発を目標とする.本年度は,模擬食品として純水ならびに生理食塩水溶液を供試し,超音波振動の付与による過冷却促進実験を行い,過冷却度に及ぼす超音波振動の効果を操作条件と関連づけて実験的に検討した.また,超音波振動が水の過冷却に及ぼす影響を理論的に検討する基礎として,TIP6P水分子モデルを用いた氷晶成長の分子動力学シュミレーションモデルを構築し,その妥当性を検証した.これらの項目を実施した結果,本年度は以下の成果を得た.(1)1MHzの超音波振動を振幅一定で付与すると,超音波出力の増加につれて過冷却の解除効果が現れ,過冷却の促進効果は認められなかった.(2)振幅を周期的に変化させる振幅変調超音波振動を付与すると,振幅変調周波数が20から25kHz付近で弱い過冷却の促進効果が見られた.(3)過冷却の促進効果は超音波出力の増加に対して極大値を示し,超音波強度が強すぎると過冷却効果は減少することが明らかになった.(4)分子動力学モデルを用いた数値計算により,水分子間の水素結合状態および氷核の成長挙動を分子レベルで捉えることが可能となった.当初計画した(1)実験装置の製作,(2)超音波振動を付与した水の凍結実験,(3)氷の結晶成長の分子動力学シミュレーションモデルの構築は予定どおり実施された.その結果,振幅変調超音波振動を付与すると弱い過冷却の促進効果が見られたことは望ましい結果である.しかし,超音波出力の増加に対して極大値を示す傾向が現れたことから大幅な過冷却促進が難しいことが予想される.このため,新たな効果を併用した協同効果の発現などの可能性についても検討を進める必要があり,その方策として超音波振動と変動磁場の併用について検討を進めた.実験回数が不足しているため,データの確かさは十分ではないものの低過冷却度での核生成の確率が低下し,過冷却促進の可能性が見出されたことは,今後の実験の方向性が得られたと言える.また,氷核成長の分子動力学シミュレーションについては,純水を対象とした計算が可能となり,水分子の水素結合ネットワークの形成や水分子の取り込みによる氷晶成長挙動の把握が可能となった.今後は、これを用いて変動する外部力に起因する微小攪乱が水分子の凍結挙動の解析を行う計画である.以上のことから,本研究はおおむね予定どおりに進展していると考えられる.当初計画した(1)実験装置の製作,(2)超音波振動を付与した水の凍結実験,(3)氷の結晶成長の分子動力学シミュレーションモデルの構築は予定どおり実施された.その結果,振幅変調超音波振動を付与すると弱い過冷却の促進効果が見られたことは望ましい結果である.しかし,超音波出力の増加に対して極大値を示す傾向が現れたことから大幅な過冷却促進が難しいことが予想される.このため,操作条件を変えた実験の継続と,新たな効果を併用した協同効果の発現などの可能性についても検討を進める必要があると考えられる.また,氷核成長の分子動力学シミュレーションについては,純水を対象とした計算が可能となり,水分子の水素結合ネットワークの形成や水分子の取り込みによる氷晶成長挙動の把握が可能となった.
RNA結合タンパク質による膜タンパク質の小胞体輸送経路の選別機構と品質管理

分泌タンパク質(膜タンパク質)の小胞体膜内腔への移行は、(1)mRNAが小胞体膜上のリボソームで翻訳されながらトランスロコンを通過するシグナル認識粒子(signal recognition particle : SRP)依存的翻訳時輸送(Cotranslational translocation)と、(2)mRNAが細胞質の遊離型リボソームにおいて翻訳された後、トランスロコンを通過するSRP非依存的翻訳後輸送(Posttranslational translocation)の系がある。これら2つの輸送系の使い分けは、分泌タンパク質のシグナルペプチド配列の疎水性度の違いによって決められるというモデルが提唱されているが、その選別機構については未だ不明な点が多く、研究がほとんど進んでいない。本研究では、膜タンパク質の社会の秩序維持、品質管理の最初の段階である、膜タンパク質をコードするmRNAの翻訳の時間的・空間的制御機構、SRP依存的翻訳時輸送とSRP非依存的翻訳後輸送の選別機構を解析し、RNA結合タンパク質Khd1による膜タンパク質の品質管理機構を解明することを目的として研究を進めた。本年度は、Khd1のターゲットmRNAとして同定した膜タンパク質をコードするmRNA群(MID2,MTL1,WSC2)に着目して解析をすすめ、以下の結果を得た。(1)Khd1がSRPのサブユニットの一つSec65と結合する。(2)khd1変異により低下したMTL1 mRNAの安定性はsec65-1変異によって回復する。(4)khd1ccr4二重変異株では細胞壁合成が異常になっていた。以上の結果から、Khd1とSRPサブユニットにより、mRNAの安定性制御と膜輸送が関連すること、Khd1による制御は細胞壁合成に関わる膜タンパク質の発現制御に関わること示唆された。分泌タンパク質(膜タンパク質)の小胞体膜内腔への移行は、(1) mRNAが小胞体膜上のリボソームで翻訳されながらトランスロコンを通過するシグナル認識粒子(signal recognition particle : SRP)依存的翻訳時輸送(Cotranslational translocation)と、(2) mRNAが細胞質の遊離型リボソームにおいて翻訳された後、トランスロコンを通過するSRP非依存的翻訳後輸送(Posttranslational translocation)の系がある。本研究では、膜タンパク質の社会の秩序維持、品質管理の最初の段階である、膜タンパク質をコードするInRNAの翻訳の時間的・空間的制御機構、SRP依存的翻訳時輸送とSRP非依存的翻訳後輸送の選別機構を解析し、RNA結合タンパク質Khd1による膜タンパク質の品質管理機構を解明することを目的として研究を進めた。本年度は、Khd1のターゲットmRNAとして同定した膜タンパク質をコードするmRNA群(MID2, MTL1, WSC2)に着目して解析をすすめ、以下の結果を得た。(3) Khd1がSRPのサブユニットの一つSec65と結合する。(4) khd1変異により低下したMTL1 mRNAの安定性はsec65-1変異によって回復する。以上の結果から、Khd1とSRPサブユニットにより、mRNAの安定性制御と膜輸送が関連するという可能性が示唆された。
非理想気体中における非定常衝撃波/渦干渉流れの数値解法の開発

本研究期間に行った研究成果は以下の通りである。(1)熱化学非平衡を考慮した非定常極超音速衝撃派干渉流れの数値解法の開発(2)湿度を考慮した非定常遷音速衝撃派/渦干渉流れの数値解法の開発(3)非定常三次元極音速衝撃派/衝撃派干渉流れの計算コードの開発(4)三次元飛行機雲計算コードの開発(5)非定常三次元極超音速熱化学非平衡衝撃波/衝撃派干渉流れの計算コードの開発(6)軸対称電磁プラズマ粘性流れの計算コードの開発上記の数値解法ならびに計算コードの開発により、熱化学非平衡、非平衡凝縮については非定常三次元の数値解析が可能となり、電磁プラズマについては軸対象を仮定した粘性流れの数値解析が可能になった。さらに具体的な非理想気体流れ問題を数値解析したところ、いくつかの興味深い計算結果が世界に先駆けて得られている。たとえば、フィン周りにおける非定常三次元極超音速熱化学非平衡衝撃波干渉流れの計算では、化学反応による衝撃波離脱距離の減少が場合によってはフィン表面における空力加熱を極端に増加させる可能性があることが示され、将来の宇宙往還機開発における重要な知見を与えたと言える。また、高湿度中を航行する航空機翼周りの飛行機雲の計算に世界に先駆けて成功したことで、実際の大気環境における航空機性能の評価に向けた貴重な研究基盤が完成したと言える。これらの研究成果はすでに複数の国際会議で発表し、また複数の国内外の雑誌に論文が掲載されている。平成9年度に行った研究の成果は以下の通りである。1)熱化学非平衡を考慮した非定常極超音速衝撃波干渉流れの数値解法の開発TypelV衝撃波干渉流れを反応がある非理想気体の状態について数値解析するために、Parkの2温度化学反応モデルに基づく熱化学非平衡コードを開発した。空間方向には4次精度コンパクトMUSCLTVDスキームとAUSM DVを、時間方向にはニュートン反復を施した時間最大2次精度のLU-SGSスキームを用いた。これにより計算された計算結果と反応を無視した場合の計算結果とを比較した場合、衝撃波干渉の形態が全く異なった非定常流れになることが示され、熱化学非平衡を考慮した非理想気体流れの数値計算の必要性が示された。本研究成果は、米国航空宇宙学会にて発表している。2)湿度を考慮した非定常遷音速衝撃波/渦干渉流れの数値解法の開発相対湿度を考慮した非定常遷音速流れを数値解析するために、古典凝縮論の非平衡凝縮モデルに基づく気液二相流コードを開発した。空間方向には4次精度コンパクトMUSCLTVDスキームと流束差分離法を、時間方向にはニュートン反復を施した時間最大2次精度の対角化近似因子化法を用いた。高迎角に設定した2次元NACA0012翼の周りの遷音速流れを数値解析した結果、翼上面に発生した非定常衝撃波/境界層干渉に連動した非平衡凝縮が起こることが示された。さらに、この干渉から発生した非定常後流渦中においても急激な圧力の減少に伴う凝縮が発生し、後流自体が不安定になることがわかった。本研究成果は、日本機械学会流体工学国際会議にて発表している。平成10年度に行った研究成果は以下の通りである。1)非定常三次元極超音速衝撃波/衝撃波干渉流れの計算コードの開発熱化学非平衡を伴う非定常三次元極超音速衝撃波/衝撃波干渉流れを計算するための計算コードのベースとなる理想気体コードを開発し、数値解法の妥当性を検証した。衝撃波と境界層が干渉して複雑な非定常流れになることが実験により報告されている平板上の鈍頭フィン周りの極超音速流れを計算した結果、その非定常性が、複数のはく離衝撃波、衝撃波干渉に伴う複数の超音速ジェットならびに複数のはく離渦が複雑に干渉し合うことにより生じていることが計算により明らかとなった。本研究成果は米国航空宇宙学会にて発表している。

2)三次元飛行機雲計算コードの開発湿度を伴った非定常三次元遷音速衝撃波/渦干渉流れを計算するための計算コードのベースとなる三次元遷音速翼周りの湿り空気流れ計算コードを開発し、湿り空気の急激な膨張に伴って発生する非平衡凝縮(飛行機雲)の計算を行った。その結果、相対湿度を増加させるに伴い、翼周りの非平衡凝縮は翼性能を急激に悪化させることが計算により得られ、実在する大気中を航行する航空機の性能を評価する上で、相対湿度を考慮することが重要であるという知見を得た。本研究成果は、フランスボルドーで開催された第16回数値流体力学国際会議にて発表している。平成11年度に行った研究成果は以下の通りである。1)非定常三次元極超音速熱化学非平衡衝撃波/衝撃波干渉流れの計算コードの開発前年度開発した非定常三次元極超音速衝撃波/衝撃波干渉流れの計算コードに、平成9年度開発した熱化学非平衡コードの計算アルゴリズムを組み込んで、熱化学非平衡を伴う非定常三次元極超音速衝撃波干渉流れの計算コードを完成させた。極低温の風洞実験では、超音速ジェットがフインに衝突していないことが報告されている三次元フィン周りの極超音速衝撃波干渉流れについて、主流温度を増加させ、熱化学非平衡を伴う流れ条件で計算したところ、衝撃波離脱距離が実験結果に比べて著しく減少し衝撃波干渉形態を変化させることが明らかとなった。特に、超音速ジェットがフィン表面に衝突することにより予想以上の空力加熱が生じる可能性があることが示唆され、熱化学非平衡性の考慮が重要であることが立証された。本研究の成果は、2000年6月にコロラドで開催されるALAA Fluid Dynamics Conferenceで発表する。2)軸対称電磁プラズマ粘性流れの計算コードの開発MPDスラスター内の非平衡電磁プラズマ流れを計算するコードのベースになる軸対称電磁プラズマ粘性流れの高効率陰的差分解法に基づく計算コードを開発した。圧縮性ナビエ・ストークス方程式と、マクスウェル方程式ならびにオームの法則から導出された電磁場の誘導方程式を連立して解くためにLU-SGS法と点陰解法に基づく陰的差分解法を新たに開発した。これを用いることにより、従来は緩和法などで流れの方程式とは分離して計算されていた誘導方程式を流れの方程式と全く同じ計算アルゴリズムで計算することができるようになり、また解の収束性を加速することに成功した。本研究の成果は、日本機械学会論文集に掲載予定である。
直腸癌手術での神経合併切除による膀胱性器機能回復を目的とした神経自家移植

直腸癌等の根治手術では、骨盤部の神経を合併切除する場合があり、その結果切除神経の機能障害に基づく術後のQOLの悪化が避けられない。この機能再建の目的で神経自家移植と再生チューブを開発し臨床応用した。再生チューブは生体内で分解される乳酸ポリマーの内空をコラーゲンスポンジで充填した構造で、末梢神経線維がこれに沿って再生する。犬を用いた実験で、8cm坐骨神経を神経再生チューブで再建し、形態学的に神経線維が再生し、電気生理学的にも神経機能の再生が確認された。(臨床応用例)Rb領域のリンパ節転移陽性直腸癌に対する低位前方切除術の後、左内腸骨動静脈領域に局所再発した患者である。以前から右股関節を中心に下肢の運動が不自由で、左脚に頼って歩行を行うなど、不自由な右脚の運動を左脚が補っていた。そのために、左股関節から左大腿部の運動制限を少しでも起こせば、術後の歩行機能が非常に悪くなる恐れがあった。2002年2月1日に左内腸骨動静脈領域の直腸癌再発に対して手術を施行した。左内腸骨動静脈、左尿管、左閉鎖動静脈、膀胱左側半分、及び前回手術で再建に用いられた結腸・直腸を切除し、人工肛門を造設した。この切除操作により左閉鎖神経を合併切除した。左閉鎖神経の切除部分25mmを、直径4mmの神経再生チューブにより架橋した。手術直後は筋力を認めず、用手的介助により左脚の内転・内旋の運動が可能な状態であった。また左閉鎖神経支配領域の皮膚知覚は著しく鈍磨していた。その後経時的に左脚内転・内旋の運動機能の改善を認め、5月後の現在、左脚の内転・内旋機能と歩行機能は術前と同様となった。しかし皮膚知覚は術直後に比較して明らかに改善を認めるものの、若干の異常知覚を残している。この症例では、神経合併切除術により一時的に悪化した左脚の運動機能は、経時的に改善し、最終的には術前と同様にまで回復した。神経切除と神経系再建により直腸癌の根治性と膀胱性器機能回復(温存)を両立させる手術法は、国内外を問わず、また動物実験を含めても報告されていない。この問題を解決するために、本研究ではビーグル犬を用いて以下の研究を行なった。進行した直腸癌の根治を想定して下腹神経の切除術を施行し、その際に生ずる神経切除部分の再生を(1)神経再生デバイスの移植によって再建する。(2)運動機能には影響を及ぼさない自家の皮神を採取し、これを自家移植することによって再建する。これによって、膀胱と性器を支配する神経の機能を回復させ、最終的には膀胱性器の機能温存(回復)を期待する。(1)については、乳酸酪酸の共重合体のポリマーからなるファイバー束に神経再生の足場にラミニンを含有させた神経再生デバイスを用いた。その結果、組織学的には、神経再生とみなされる細い線維組織が確認された。また(2)の脚の自家皮神経を用いて神経系の再建を行なう方法についても検討した。その結果、後者についても組織学的に神経再生とみなされる所見を確認した。今後は、形態学的な再生のみならず、機能的な再生についても、膀胱や性器の機能を測定して評価する予定である。具体的には、神経系の再建がなされなかった場合と、膀胱や性器の機能を比較することによって、この神経系再建術の効果を評価し、平成14年度の終わりまでに、ヒトの直腸癌において根治性と機能回復(温存)の両立が期待できる手術手技を、ビーグル犬を用いて確立することを目的とする。現在までの犬を用いた実験で、神経自家移植では膀胱性器機能が回復することは可能であるが、満足出来る程度まで機能が回復する率は、約20%と予期したよりも低かった。それで新たな方法として、既に京都大学再生医学研究所が開発しつつある神経再生デバイスを、本研究に利用させてもらうべく、同研究所との共同研究に着手した。これまでの基礎研究では、ポリグリコール酸のチューブ単独のデバイスでは腕脚の神経再生には効果があるが、骨盤内の神経再生を目的とした場合には神経再生に用いるデバイスチューブの開存期間が短いので、開存期間を長期にするために更に変形し難いチューブを用いることにした。またチューブ単独のデバイスに比較して、チューブ内にコラーゲンスポンジを挿入したデバイスの方が、より神経再生効率に優れるので、コラーゲンスポンジを挿入したタイプのものを使用することとした。(1)その結果・骨盤内の膀胱・性器の機能回復についての結果は得られていないが、骨盤内の神経で下肢上部の運動機能を支配する神経に関しては、十分な効果が期待できることが明らかとなった。京都府立医科大学の「人間を対象とする医学研究審査委員会」において審査を受けた結果、この神経再生デバイスの臨床応用の許可が平成14年1月22日に下された(平成14年2月4日付け京都新聞、第十三面)。そこで、平成14年2月1日に臨床応用の手術第一例目が施行された。現在のところ、術後経過は順調で、本年4月から5月ころには、神経再生デバイス移植の効果が最終的に評価できるものと考えられる。(2)膀胱性器機能障害の回復に用いられる神経再生デバイスについては、現在も動物実験を継続中であるが、平成14年度中には、ある程度の成果が得られる見当しである。

直腸癌等の根治手術では、骨盤部の神経を合併切除する場合があり、その結果切除神経の機能障害に基づく術後のQOLの悪化が避けられない。この機能再建の目的で神経自家移植と再生チューブを開発し臨床応用した。再生チューブは生体内で分解される乳酸ポリマーの内空をコラーゲンスポンジで充填した構造で、末梢神経線維がこれに沿って再生する。犬を用いた実験で、8cm坐骨神経を神経再生チューブで再建し、形態学的に神経線維が再生し、電気生理学的にも神経機能の再生が確認された。(臨床応用例)Rb領域のリンパ節転移陽性直腸癌に対する低位前方切除術の後、左内腸骨動静脈領域に局所再発した患者である。以前から右股関節を中心に下肢の運動が不自由で、左脚に頼って歩行を行うなど、不自由な右脚の運動を左脚が補っていた。そのために、左股関節から左大腿部の運動制限を少しでも起こせば、術後の歩行機能が非常に悪くなる恐れがあった。2002年2月1日に左内腸骨動静脈領域の直腸癌再発に対して手術を施行した。左内腸骨動静脈、左尿管、左閉鎖動静脈、膀胱左側半分、及び前回手術で再建に用いられた結腸・直腸を切除し、人工肛門を造設した。この切除操作により左閉鎖神経を合併切除した。左閉鎖神経の切除部分25mmを、直径4mmの神経再生チューブにより架橋した。手術直後は筋力を認めず、用手的介助により左脚の内転・内旋の運動が可能な状態であった。また左閉鎖神経支配領域の皮膚知覚は著しく鈍磨していた。その後経時的に左脚内転・内旋の運動機能の改善を認め、5月後の現在、左脚の内転・内旋機能と歩行機能は術前と同様となった。しかし皮膚知覚は術直後に比較して明らかに改善を認めるものの、若干の異常知覚を残している。この症例では、神経合併切除術により一時的に悪化した左脚の運動機能は、経時的に改善し、最終的には術前と同様にまで回復した。
プロトン伝導性酸化物のドーパントの位置と理論計算のための格子エネルギーの評価

申請者はこれまでの研究結果から、理論計算において格子エネルギーが最も小さくなるプロトン伝導体の原子配置は、実際には取りにくいのではないか、という仮説を立てている。このことを明らかにするために、申請者は理論と実験手法を融合させた研究手法を提案している。プロトン伝導体の理論計算を行っている研究者の中で、上記のことを言及している研究者は申請者以外に確認されておらず、学術的に大きな価値がある。特にプロトン伝導体の理論計算を進めていく上で、適した格子エネルギーを示すことが出来れば、理論計算を行う研究者コミュニティーに対して優れたガイドラインになると期待できる。
質量分析機器を用いた肝がんの超早期診断方法の開発

病態時における細胞においては、疾患に関連したタンパク質の発現および活性の変動により、代謝・分解された新たな代謝産物が生成される。このような疾患特異的な低分子量の代謝産物を網羅的、包括的に解析した研究は、さまざまな問題から十分に成果を達成していない。研究代表者は、肝がんに発現、生成が認められる代謝産物を中心に網羅的に分析して、代謝産物の変動パターン解析ならびに肝がん特異的バイオマーカーの同定を実施し、将来的な質量分析計を用いた早期診断法の開発を目指した。今年度は、臨床サンプルを用いた前処理条件・分析機器条件・データ解析手法の最適化をはかった。臨床サンプルが含有する低分子代謝物の多様性・複雑性を考慮し、主な分析機器としてはGCMSを用いて検討した。水/メタノール/クロロホルム混合溶媒を用いて水溶性/脂溶性代謝物を回収し、(Blight&Dyer法)、誘導体化処理を行った後にGCMSによる解析に供した。さらに解析に必要なサンプル量の検討を行った。これらの予備実験の検討がほぼ終了し、現在、肝臓がん患者の臨床サンプルを用いて検討を行っている。現在、肝がんに対する治療方法としては、肝動脈塞栓療法やエタノール注入、肝臓の部分切除、持続動注化学療法などが存在する。そこで、適切なインフォームドコンセントのもと、肝動脈塞栓療法の前後の患者から治療前後での血清および尿を提供していただき、GC/MSを用いた比較解析を実施している。今後、得られた解析結果と、肝がんの進行度、悪性度、抗がん剤の効果などの臨床的カテゴリーとを照らし合わせることで、肝がん特異的な代謝産物の変動パターンを明らかにするとともに、メタボリックフィンガープリンティングの手法の超早期診断としての適用性について検討する予定である。水/メタノール/クロロホルム混合溶媒を用いて水溶性/脂溶性代謝物を回収し、(Blight & Dyer法)、誘導体化処理を行った後にGCMSによる解析に供した。研究代表者は、肝がんに発現、生成が認められる代謝産物を中心に網羅的に分析して、代謝産物の変動パターン解析ならびに肝がん特異的バイオマーカーの同定を実施し、将来的な質量分析計を用いた早期診断法の開発を目指し、本研究課題を実施した。本研究では、肝がん患者と、肝がん発症の主原因のひとつとされている肝炎患者、そして、健康診断により健康である確認できた健常人との間で、血清中の代謝産物の比較解析を行った。はじめに、液体クロマトグラフ質量分析計(LC/MS)を用いてメタボローム解析を進めたが、変動のあるピークを捉えることはできたものの、その分子の同定にまでは至らなかった。そこで、ガスクロマトグラフ質量分析計(GC/MS)を用いたメタボローム解析を実施した。その結果、肝がん患者特異的に変動する代謝産物、肝炎患者特異的に変動する代謝産物、肝がんと肝炎患者ともに変動する代謝産物などアミノ酸や有機酸を中心とした様々な代謝産物バイオマーカー候補を見出すことができた。肝がんの進行度の指標になる可能性のある代謝産物バイオマーカー候補については決定できなかったものの、治療効果判定に有用である可能性のある代謝産物バイオマーカー候補を見出すことができた。これらの結果は、メタボローム解析による肝がんの早期診断法の確立の可能性を示しており、今後のステップとして、実用化に向けた研究(大規模試験や他施設研究など)が必要である。
血管内皮細胞における低酸素シグナルによる炎症誘発性応答機構の解明

生体が低酸素環境に曝されたときには、生体の主要な酸素供給経路に位置する血管内皮細胞(EC)は、様々な病態疾患に伴う低酸素応答の仲介役的存在であると考えられる。研究代表者らは、ECに発現する低酸素応答性転写因子ARNT遺伝子を欠失させたマウスを作製・利用することにより、生体内の炎症に細胞内低酸素応答がどのように関与するのかを解析した。その結果、ECの低酸素応答は、生体の炎症惹起に寄与している可能性が示された。これまでにこれらのECに観られる様々な病態解析は行われてきたが、低酸素環境がどのような制御メカニズムを介してこれら病態を形成する分子機構にリンクしているのかは明らかでない。その理由のひとつには、生体内低酸素環境にあるECを含め各細胞集団の低酸素応答の多様性にあるものと考えられる。そこで、我々は、独自に開発したEC特異的ARNT遺伝子欠失マウスを利用することにより、ECに限局した低酸素不応答性環境で炎症病態モデルを構築し、生体内環境でしかもECに限局した低酸素応答を評価することを試みた。本変異マウスでは、低酸素シグナルの要の転写因子であるHIF-1とHIF-2の両シグナルの不活化を目的にそれぞれのalphaサブユニットと共有会合するARNT分子をEC特異的に欠失させた。申請者は、上記マウスを利用した肺高血圧症モデルを作製し、肺動脈の血管リモデリングの様子を解析した。その結果、ECのARNT欠失は、肺性高血圧症に伴う血管リモデリングを起こしにくいことが分かった。現在、肺動脈における血管リモデリングに対するARNTの機能について詳細な解析を進めている。本変異マウスで病態の軽減は、病態後期の血管内皮細胞、血管平滑筋および間質組織でのエンドセリンー1の発現低下で確認された。これらの結果より血管内皮細胞のARNT分子を介した情報伝達が肺高血圧症発症に関与していることが示唆された。
インターエレメント化合物によるフラーレンの分子変換とその機能

ケイ素化フラーレン類の合成:光化学的に発生させた有機ケイ素活性種であるシリルラジカル(R3Si.)等と.フラーレン類の反応を検討した。求核的性質が期待されるシリルラジカルは、フラーレンへの付加が期待される。生成物としてどの位置の付加体が生成するか、叉、付加するシリルラジカルの数はいくつか、興味深い所である。昨年度の研究成果である三員環ジシリランとC60の付加においては、1,2-及び1,4付加の環状付加体が得られた。鎖状のジシランの場合、果たして付加位置は、1,2-,1,4なのか、さらに1,6-等の付加が起こるのか未知である。生成物は、電子供与性のケイ素置換基を有するので、電子豊富なC60誘導体が得られると期待される。電子的構造に関して、レドックス電位の測定による実験的データと理論計算によるHOMO/LUMOエネルギーやフラーレン上の電荷密度との比較検討により明らかにした。さらに、反応性置換基を有するジシランを用いた付加反応を試み、得られた付加体のケイ素上の置換基の分子変換により、種々の官能性誘導体の合成を行なった。具体的には、水溶性フラーレン誘導体やLB膜作成用の長鎖アルキル基を有する誘導体の合成を試みている。また、ポリシラン類からのシリルラジカルを用いて、新しいフラーレンドープ型ポリシランの合成にチャレンジし、その物性の解明を試みている。この反応の興味深い点は、付加の位置、数及び付加体の構造及びそれらの物性であり、それらに関する情報を得るために理論計算グループとの共同研究を行な、実験データが確認された。