hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
核磁気共鳴法を用いた視覚による共同注意に関わる脳内過程の研究

本研究は、他者と注意を共有する共同注意に関わる脳内過程を検討するために、注意転換を促す刺激として目(視線)のパタンや指さしのシンボルを用いて、fMRIによる脳機能計測を行った。初年度(14年度)は、目と矢印をキューとした注意転換実験を行った。キューの種類(目、矢印)、キューとターゲットの時間間隔(SOA:100,500msec)を変数として解析したところ、目のSOA=500msec課題において、左中心前溝および上頭頂小葉の活動が検出された。SOA=500msecでは、シンボルの形によらず、キューの向きとターゲットの位置が一致した場合の反応時間の加速が減少するが、目のパタンによって運動への注意や準備に関わる前頭頭頂関連部位の活動が喚起されたことで、目のパタンは(抑制が必要なほど)より強い注意転換を喚起している可能性が示唆された。次年度(15年度)は、キューの向きとターゲットの位置の一致度に応じた脳活動を解析するために、event-related analysisを実施した。キューとターゲットが一致している目のSOA=100msec課題では左中心前溝が、一致していない目のSOA=500msec課題では、右の中前頭回および下頭頂小葉が有意に活動していた。矢印よりも目の方が強い注意転換を喚起し、SOA=500msecではそれを抑制する脳活動が生起していることが確認された。最終年度(16年度)には、指さし記号と矢印を用いて、初年度と同様の実験を行ったところ、指さし記号においても目と同様の結果が得られた上に、その反応時間および脳活動に性差が検出された。指さしによる注意転換の場合、男性においてはSOA=100msec課題でも抑制されていることが示唆された上、男性においては情動に関連した扁桃核の活動が、女性においては眼球運動に関与するとされるレンズ核の活動が検出された。男性においては、指がさしている向きに意味がない場合にはそれを容易に無視できること、指さし記号によって男性には情動反応が、女性には共同注視が喚起されることが示唆された。3年間の研究によって、視線や指さし等の、他者と注意を共有する際に用いられる視覚刺激は、矢印やその他の人工的視覚刺激とは異なる脳内活動を引き起こす可能性が示された。更に、これらの刺激に対する性差の存在も明らかになった。注意を喚起するためのシンボルはあらゆる場面で用いられるが、場面や目的に応じたわかりやすいシンボルを考えるうえでも、本研究の成果は参考になると思われる。我々人間は、他者の目を見ると反射的にその視線の先を追い、他者と注意を共有する。これは、言語の獲得や他者とのコミュニケーションにおいて、非常に重要な機能であるとされる。反応時間の研究においては、目は反射的に注意の転換を促すことが検証されているが、その脳内基盤についてはまだよく知られていない。

我々は核磁気共鳴法(fMRI)を用いた先の研究において、目や矢印などの注意の転換を促すシンボルを見ている際には、恣意的な方向指示シンボルを見ている際に比べて、左の運動前野および下頭頂葉が有意に賦活することを示した。これらは運動の準備や運動に関する注意に関わる部位であり、反射的な注意転換の脳内基盤である可能性が高い。本研究においては、方向を示すシンボルとターゲットとの提示時間間隔をより短くして、目などの方向指示シンボル提示直後の注意転換に関わる脳内基盤を検討した。使用した方向指示シンボルは、目または矢印の2種類、シンボルとターゲットとの時間間隔は、500msecまたは100msecの2種類であり、実験は2x2の4条件で行われた。その結果、500msec目を提示する条件では、100msec目を提示する条件と比べて、左運動前野と頭頂間溝が有意に賦活した。500msec矢印を提示する条件との比較においては、この賦活は検出されなかった。一般に、注意転換を促すキューとターゲットとの時間間隔が長い方が反応時間は短くなる傾向にあり、運動前野と頭頂間溝などの運動関連部位は、注意を転換した結果の運動反応促進に対応する脳活動であることが示唆されたといえる。昨年度に引き続き、他者の目や矢印などの図形から喚起される視覚的注意に関する脳内過程を核磁気共鳴法(fMRI)を用いて検討した。昨年度は、方向を示すシンボルとターゲットとの提示時間間隔(SOA)を、先行研究より短くして(100および500msec)、目や矢印などの方向を指示するシンボル提示直後の注意転換に関わる脳内基盤を検討した。その結果、目の図形をSOA=500 msecの条件で提示した時に、左運動前野と頭頂間溝が有意に賦活した。これは、注意を転換した結果の運動反応に関連する脳活動であると予測されたが、block designの課題では、それが運動促進に対応するのか、抑制に対応するのかまでは特定不可能であった。そこで今年度は、event-related fMRIとして解析を行い、更に詳細に検討した。その結果、ターゲットの方を向いている目がSOA=100msecの条件で提示された場合に、左運動前野が賦活し、その賦活は、同条件で矢印を提示する場合と比べても、有意であった。つまり、目を見たときの左運動前野の活動は、運動反応促進と関連していると考えられる。また、ターゲットと反対を向いている目がSOA=500msecの条件で提示された場合には、右中心前溝と後頭葉が賦活した。右前頭葉は、いわゆる「注意」に関与している部位であり、反射的な反応の出力を抑制する必要がある条件で賦活したことをうまく説明する。反応時間の研究では、反射的な注意転換は、目の図形でも矢印でも起きるという結果が報告されているが、本研究では、脳内過程としては両者に差異があることを示したといえる。今年度は、共同注意を喚起する視覚刺激として「指さし」をとりあげ、他者の指さしに喚起される視覚的注意転換に関する脳内過程を核磁気共鳴機能画像法(fMRI)で検討した。方向指示シンボルとして、指さし記号(IDX)と矢印(ARW)の2種類、方向指示シンボルとターゲットとの時間間隔を100あるいは500msecの2種類として、計4種類の実験課題を実施した。単なるターゲット検出をベースライン課題として、それとの比較によって脳活動を検出したところ、指さし記号の100msec後にターゲットを提示した課題(IDX100)においてのみ、顕著な脳活動が検出された。
微地形の影響を考慮したサイスミックマイクロゾーニングに関する研究

微地形の影響を考慮したサイスミックマイクロゾーニングを行うために十分な強震記録のデータセットは少ない.それを補う目的で地震観測を小田原市坊所公民館と小田原市立町田小学校に設置し,地震記録の収集に努めている.さらに,その作業と平行して,サイスミックマイクロゾーニングを行うに際して,地盤情報に関するデータベースである国土数値情報に含まれる地形学的情報のみから地形を微地形に分類する手順を提案した.本手順は津軽平野,能代平野,庄内平野,新潟平野,濃尾平野などに適用し,各地域の微地形分類図を作成した.既往の微地形分類図との検証により,分類誤差は3%程度と小さく,本分類手順の精度が良いことが確認された.本手順は国土数値情報という全国を網羅した数値地理情報を利用していることから,他の地域に応用することが容易である.その一例として分類手順を関東地方に適用し作成した微地形分類図を用いて,想定地震に対する液状化危険度分布予測を試みた.既往の研究成果により,液状化の発生の難易は微地形と密接な関係があり,各微地形毎に液状化を発生せしめる最大速度振幅が提案され,微地形分類のみから液状化発生の有無を予測することが可能となっている.現在までのところ,地震動強さに及ぼす微地形の影響に関する資料は少なく,研究代表者らによる地震観測点を含めた多数の記録の蓄積を待たなければならないため,本研究では,対象地点の地震動強さについては既に提案した方法に基づいている.これは地形毎(微地形より大規模な地形)に決定される地盤の揺れやすさを考慮し,既往の距離減衰式を利用することで最大速度で表現した震度分布図を得るものである.1987年千葉県東方沖地震を例にとり,震度分布図と微地形分類図との重ね合わせから予測された液状化危険度の分布は,実際の液状化発生地点と良い対応が示された.微地形の影響を考慮したサイスミックマイクロゾーニングを行うために十分な強震記録のデータセットは少ない.それを補う目的で地震観測を小田原市坊所公民館と小田原市立町田小学校に設置し,地震記録の収集に努めている.さらに,その作業と平行して,サイスミックマイクロゾーニングを行うに際して,地盤情報に関するデータベースである国土数値情報に含まれる地形学的情報のみから地形を微地形に分類する手順を提案した.本手順は津軽平野,能代平野,庄内平野,新潟平野,濃尾平野などに適用し,各地域の微地形分類図を作成した.既往の微地形分類図との検証により,分類誤差は3%程度と小さく,本分類手順の精度が良いことが確認された.本手順は国土数値情報という全国を網羅した数値地理情報を利用していることから,他の地域に応用することが容易である.その一例として分類手順を関東地方に適用し作成した微地形分類図を用いて,想定地震に対する液状化危険度分布予測を試みた.既往の研究成果により,液状化の発生の難易は微地形と密接な関係があり,各微地形毎に液状化を発生せしめる最大速度振幅が提案され,微地形分類のみから液状化発生の有無を予測することが可能となっている.現在までのところ,地震動強さに及ぼす微地形の影響に関する資料は少なく,研究代表者らによる地震観測点を含めた多数の記録の蓄積を待たなければならないため,本研究では,対象地点の地震動強さについては既に提案した方法に基づいている.これは地形毎(微地形より大規模な地形)に決定される地盤の揺れやすさを考慮し,既往の距離減衰式を利用することで最大速度で表現した震度分布図を得るものである.1987年千葉県東方沖地震を例にとり,震度分布図と微地形分類図との重ね合わせから予測された液状化危険度の分布は,実際の液状化発生地点と良い対応が示された.
SCIDマウスを利用したATL細胞のin vivo増殖モデルの作製

4例のATL患者リンパ節、3例のATL患者末梢血単核球(大部分が白血病細胞)を、計32匹のSCIDマウスに接種した。リンパ節切片接種マウスでは、凍結保存片の1例は増殖せず、2例は未だ結果が判明していないが、残り1例では、4匹のネズミ中2匹(A,B)で約3ヵ月後に腫瘤形成をみた。マウスAでは,腫瘤は患者リンパ節と区別のつかない病理組織像を示し、腎,膵,肝臓への細胞浸潤も認められた。腫瘤構成細胞の細胞表面形質解析では、CD2(+)CD3(+)HLAーDR(+)ILー2Rβ(+)のヒトT細胞が大部分で、一部CD20(+)のB細胞が混じていた。この結果から、腫瘤は、腫瘍の性格を有する主にヒトT細胞により成ると考えられたが、サザ-ン法では、Alu配列は検出されたが、明らかなモノクロ-ナル増殖を示すHTLVーIプロウィルスの組み込みを示す結果は得られなかった。ただし、PCR法では、HTLVーIは検出されている。次に、マウスBでは、外見上同様の腫瘤形成がみられ、Alu配列やヒト染色体を示す分裂細胞の検出から、ヒト由来細胞の増殖と考えられたが、組織像はB細胞腫瘍型で、表面形質や免疫組織染色結果からB細胞が主体を占めると考えられた。末梢血白血病細胞を腹腔接種したマウスでは、肝臓に軽度細胞浸潤を示す例や、腹腔内より23週後にヒト細胞回収可能な例、血中可溶型ILー2受容体α鎖(Tac)の上昇をみた例もあるが、in vivo増殖モデルの作製には、リンパ節切片の腎被膜下接種の方が良いと思われた。今後、例数を増やしながら、接種材料,方法等を検討し、再現性良いモデルをつくる必要がある。
モリブデンとタングステンに基づく酸化還元プロキシの開発と日本海環境変動の解析

6族元素のMoとWは,酸化的な海水にはMoOn_4^2-,WO_4^2-として存在し,ともに保存性成分的な分布を示す.しかし,強還元的環境でMoは硫化物として沈殿するが,Wは沈殿しない.したがって,堆積物中Mo/W比は,よい酸化還元プロキシになると期待される.しかし,その定量は困難であった.我々はマイクロウエーブ分解-ICP-MSによる堆積物中Mo,Wの分析法を開発した.分解にHC10_4を用いないこと,操作を通してブランク値を低く抑えることにより,簡便かつ精確な分析を実現した.31の堆積物試料について,MoとWを希釈法と固相抽出法で定量した.両元素とも,二つの方法の測定値は数%の誤差範囲内で一致した.希釈法は,簡便であり多試料の濃度定量に適している.固相抽出法は,MoとWを主要成分から分離できるので,MoとWの安定同位体比精密測定に適している.北海道岩内沖(43°23'N,140°04'E,水深900m)堆積物コアの各層から採取した99試料について,24成分を定量し,過去4万7千年の酸化還元状態の変遷を考察した.Mo/W比は,酸化的環境の堆積層では約3であり地殻存在度と等しいが,4.6万年前,3.1万年前,1.91.5万年前,および1万年前には926まで増加した.全硫黄とよい相関を示した(r=0.58).さらに,Mo/W比異常の年代は,日本海の他海域での先行研究において,強還元的環境が出現したと報告されている年代とほぼ一致した.以上の結果は,Mo/W比がよい酸化還元プロキシであることを強く示唆している.今後,堆積物中MoとWの安定同位体比測定法を開発し,その酸化還元プロキシへの応用を検討する.本研究の成果を論文にまとめ,地球化学の国際誌に投稿する.さらに,本法を地中海,太平洋などさまざまな海域の古海洋研究に応用する.堆積物中モリブデンとタングステンの分析法の開発乾燥堆積物試料約100mgを用いて,モリブデンとタングステンを回収率95%以上,変動係数5%未満,有効数字3桁で分析できる方法を開発した.開発した方法は以下の要素から成る.(1)マイクロウェーブ分解装置による湿式灰化,(2)閉鎖系蒸発乾固装置による蒸発乾固と再溶解,(3)8-ヒドロキシキノリン固定化樹脂(TSK-8HQ)カラムを用いる分離濃縮,(4)ICP質量分析装置による定量.(1)の分解条件を最適化し,過塩素酸を不用とした.この結果,過塩素酸イオンおよびその分解生成物が(2)の再溶解溶液から除かれ,それを希釈するだけで(4)によるタングステンの定量が可能となった.希釈法と固相抽出法による測定結果は,よく一致した.また,(2)の再溶解試料およびその希釈試料を用いて,主要成分・微量成分の定量が可能であることを確かめた.北海道岩内沖堆積物コア試料の分析1998年11月,北海道岩内郡岩内町沖(43°22' 36'' N, 140°04' 10'' E,水深900m)で採取されたIWANAI No.3堆積物コア試料の分析を行った.コアの全長は7.3m,最下部の年代は46,530 y BPである.このコアの各層から約200個の試料を採取し,分析に供した.上記で開発した方法により,MoとWを定量した.また,再溶解試料を用いて主要成分・微量成分(Al, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Ba, Uなど)を定量した.また,採取試料の一部を用いて,C, N, Sを定量した.これらのデータを解析し,この堆積物は,4回強還元的環境を経験したことを明らかにした.堆積物中モリブデン/タングステン比が古海洋酸化還元プロキシとして有用であることを立証した.来年度は以上の結果を論文にまとめ,発表する.6族元素のMoとWは,酸化的な海水にはMoOn_4^2-,WO_4^2-として存在し,ともに保存性成分的な分布を示す.しかし,強還元的環境でMoは硫化物として沈殿するが,Wは沈殿しない.

したがって,堆積物中Mo/W比は,よい酸化還元プロキシになると期待される.しかし,その定量は困難であった.我々はマイクロウエーブ分解-ICP-MSによる堆積物中Mo,Wの分析法を開発した.分解にHC10_4を用いないこと,操作を通してブランク値を低く抑えることにより,簡便かつ精確な分析を実現した.31の堆積物試料について,MoとWを希釈法と固相抽出法で定量した.両元素とも,二つの方法の測定値は数%の誤差範囲内で一致した.希釈法は,簡便であり多試料の濃度定量に適している.固相抽出法は,MoとWを主要成分から分離できるので,MoとWの安定同位体比精密測定に適している.北海道岩内沖(43°23'N,140°04'E,水深900m)堆積物コアの各層から採取した99試料について,24成分を定量し,過去4万7千年の酸化還元状態の変遷を考察した.Mo/W比は,酸化的環境の堆積層では約3であり地殻存在度と等しいが,4.6万年前,3.1万年前,1.91.5万年前,および1万年前には926まで増加した.全硫黄とよい相関を示した(r=0.58).さらに,Mo/W比異常の年代は,日本海の他海域での先行研究において,強還元的環境が出現したと報告されている年代とほぼ一致した.以上の結果は,Mo/W比がよい酸化還元プロキシであることを強く示唆している.今後,堆積物中MoとWの安定同位体比測定法を開発し,その酸化還元プロキシへの応用を検討する.本研究の成果を論文にまとめ,地球化学の国際誌に投稿する.さらに,本法を地中海,太平洋などさまざまな海域の古海洋研究に応用する.
重み付き複雑ネットワークのマルチフラクタル性 : 解析手法の確立とその応用

ネットワークとは、何等かの要素(ノード)とそれらの間の関係(リンク)からなる集合の総称であり、複数の要素からなる系の多くはネットワークとみなすことができる。複雑ネットワークとは多数のノードからなるネットワークのことで、近年様々なネットワークが共通する統計的性質を持つことが明らかになってきた。本研究は、複雑ネットワークに対してマルチフラクタル性と呼ばれる物理量の大きさに応じて物理量が異なる自己相似分布する性質を解析するための解析方法の確立を目的としている。また、マルチフラクタル性に基づいたネットワークの分割法を提案し、ノードを医療用医薬品としてリンクを同時処方とした場合の医薬品処方相関ネットワークに対する適用例を通して、これまでの研究で得られた分割法との類似点・相違点を解明する。本年度の主な研究成果として、平均場近似を用いてスケール・フリー・フラクタル・ネットワークの質量指数を解析的に示した事がある。質量指数とはマルチフラクタル性を特徴づける指標の一つであり、質量指数と複雑ネットワークにおいて重要な指数である次数分布指数およびフラクタル次元との関係性を明らかにした。これにより、いくつかの条件を満たしている場合に限るが、スケール・フリー性とフラクタル性を同時に有するネットワークにおいては、そのネットワークは構造そのものがマルチフラクタル性を示すことが明らかになった。一般的なマルチフラクタル解析において、系そのものがマルチフラクタル性を示した例はなく、本研究が初めてである。また、ネットワーク上の統計量の分布に関する研究として、媒介中心性の分布がフラクタル・ネットワーク上でマルチフラクタルになる事を数値的に示した。媒介中心性はモジュール構造を解析するうえで重要となる統計量であり、マルチフラクタル解析に基づいたモジュール解析を実現するうえで大きな足掛かりとなる。複雑ネットワークにおけるマルチフラクタル解析法を確立することができたことは順調な進展であった。また、医薬品の処方データを医薬品処方相関ネットワークとしてネットワークとして扱うことを可能にして、そのネットワーク構造を解析することができたことも順調な進展であった。ただし、マルチフラクタルを用いたモジュール構造の抽出による医薬品の分類に関しては、マルチフラクタル性を使ったモジュール分割法を作成できず進展させることが難しかった。しかし、スケールフリー・フラクタル・ネットワークの質量指数を解析的に明らかにしたことは、計画以上の進展であった。複雑ネットワーク上の様々な物理量の流れを解析することが今後の推進方策である。また、一般的なマルチフラクタル解析においては存在しなかった母体の構造そのものがマルチフラクタルになる性質について詳しく調べることも推進方策である。ネットワーク構造そのものがマルチフラクタルになる場合とネットワーク構造がユニフラクタルやフラクタルでない時に、物理量の分布でマルチフラクタルになる場合の相違点を調べる。現実の系との対応として、マルチフラクタルであるWWWを使ってウェブを見て回る人々の流れを解析する。マルチフラクタルを用いて行える応用方法を研究する事は一般的なマルチフラクタル解析においても重要なことなので、今後の研究課題である。

質量指数とはマルチフラクタル性を特徴づける指標の一つであり、質量指数と複雑ネットワークにおいて重要な指数である次数分布指数およびフラクタル次元との関係性を明らかにした。これにより、いくつかの条件を満たしている場合に限るが、スケール・フリー性とフラクタル性を同時に有するネットワークにおいては、そのネットワークは構造そのものがマルチフラクタル性を示すことが明らかになった。一般的なマルチフラクタル解析において、系そのものがマルチフラクタル性を示した例はなく、本研究が初めてである。また、ネットワーク上の統計量の分布に関する研究として、媒介中心性の分布がフラクタル・ネットワーク上でマルチフラクタルになる事を数値的に示した。媒介中心性はモジュール構造を解析するうえで重要となる統計量であり、マルチフラクタル解析に基づいたモジュール解析を実現するうえで大きな足掛かりとなる。複雑ネットワークにおけるマルチフラクタル解析法を確立することができたことは順調な進展であった。また、医薬品の処方データを医薬品処方相関ネットワークとしてネットワークとして扱うことを可能にして、そのネットワーク構造を解析することができたことも順調な進展であった。ただし、マルチフラクタルを用いたモジュール構造の抽出による医薬品の分類に関しては、マルチフラクタル性を使ったモジュール分割法を作成できず進展させることが難しかった。しかし、スケールフリー・フラクタル・ネットワークの質量指数を解析的に明らかにしたことは、計画以上の進展であった。複雑ネットワーク上の様々な物理量の流れを解析することが今後の推進方策である。また、一般的なマルチフラクタル解析においては存在しなかった母体の構造そのものがマルチフラクタルになる性質について詳しく調べることも推進方策である。ネットワーク構造そのものがマルチフラクタルになる場合とネットワーク構造がユニフラクタルやフラクタルでない時に、物理量の分布でマルチフラクタルになる場合の相違点を調べる。現実の系との対応として、マルチフラクタルであるWWWを使ってウェブを見て回る人々の流れを解析する。マルチフラクタルを用いて行える応用方法を研究する事は一般的なマルチフラクタル解析においても重要なことなので、今後の研究課題である。
19世紀アジア世界における開発と経済発展―グローバルヒストリーの観点から

(1)19世紀後半におけるアジアの経済発展の実態とそれを可能にした諸要因を、(a)市場の二重構造化と工業化、(b)農業開発と小農・商業資本の役割、以上2点から考察し、アジア側の「主体性」を解明した。(2)工業化の端緒に関して、英領インドにおいては中国向け綿糸輸出を開拓したボンベイ商人の役割、中国では洋務運動期の造船業を嚆矢とする機械工業の発展の重要性を明らかにした。(3)農業開発に関して、英領インド、蘭領東インド外島部、タイのデルタ開発、ロシア極東部を相互に比較し、従来の欧米資本のプランテーション経営とは異なる、アジア現地人・現地資本による広域の地域市場向け生産の拡大の実態を解明した。1.第一年次は研究課題の再確認を行うことを主眼として、3回の研究会を行った。初回(2013年12月)は、先行した科研共同研究の成果である『アジアからみたグローバルヒストリー』の拡大書評会を行い、19世紀後半の南アジア・東南アジア・東アジア諸地域の経済発展を再考する研究史上の価値を再確認した。第二回(2014年3月)では、(a)市場の二重構造化と工業化、経済ナショナリズム、(b)農業開発と小農・商業資本の二つのサブテーマに関して、分担者が取り組む課題を明確化した。1.第二年次は、研究対象の時期を19世紀後半に限定して、(a)市場の二重構造化と工業化、経済ナショナリズム、(b)農業開発と小農・商業資本の役割、の二つのサブテーマに関して、3回の定例研究会(2014年6月:岐阜県立図書館、2014年12月:大阪大学中ノ島センター、2015年3月:淡路国際会議場「夢舞台」)を開催し、南アジアの英領インド、東南アジアの蘭領東インド外島部、タイのチャオプラヤ・デルタ、中国・清朝、ロシア帝国極東地方、それぞれの地域における事例を相互に比較した。2.第4回研究会(2015年8月)は、繰り越し経費を使用して、アメリカ・テキサス大学サンアントニオ校特任准教授のGeorge B. Souza氏を招聘し、19世紀の蘭領東インドにおける農業開発を近世18世紀からの連続性でとらえるため、オランダ東インド会社時代の輸出向け農業開発の実態を考察した。第3回研究会(淡路・夢舞台)には、経済開発における「アジアの主体性」を考察するため、国際労働力移動・移民史の専門家であるJan Lucassen, Leo Lucassen両氏を、オランダより特別講師として招聘し、19世紀ー20世紀前半のアジア諸地域の移民(華僑・印僑)とグローバル化、経済開発、国内での労働力移動との連続性、およびビッグ・データの蓄積と処理法について議論した。3.南アジア英領インドの工業化に関する政府刊行物のデータを、インドの業者に依頼してデータ入力を行い、データベースを作成した。第二年次は、順調に定例研究会を3回(昨年度からの繰り越し分を加えると4回)開催することができ、二つのサブテーマにに関して、それぞれの分担地域に関する個別具体的な研究を進めることができた。南アジア、東南アジア(大陸部と島嶼部)、東アジア(中国と日本)での農業開発・工業化政策をめぐる地域間比較にも着手することができた。ただし、個別の比較を超える「類型化」「モデル化」を提示するまでには至っていない。1.今年度は最終年度にあたるため、研究成果の総括と、国際学会での成果発表を重視した。2015年5月のアジア世界史学会(AAWH)第三回大会(シンガポール・南洋理工大学)、2016年3月のグローバルヒストリー・コンソーシアム第二回ワークショップ(大阪大学・中ノ島センター)で、「農業開発と小農・商業資本の役割」を再考し、従来の欧米資本によるプランテーション経営とは異なる、アジア現地人・現地資本による市場向け生産の拡大を明らかにした。2016年1月には、インド・ネルー大学高等研究所と共催で第8回日印対話国際集会を開催してアジア工業化の歴史的起源を議論した。19世紀後半の中国・英領インドにおける工業化の端緒が、いずれも第一次産品の内外市場向け生産の拡大と緊密に結びついた、海運業の発展と密接に関係していたことを明らかにした。2.最終的な成果をまとめるために、一部経費を繰り越して、2016年度も継続して三回の研究例会を行うことにした。2016年11月に、イギリス・ケンブリッジ大学名誉教授のAnthony Hopkins氏を招聘し、大阪と東京で、19世紀を再考する国際ワークショップを開催した。特に大阪では、19世紀アメリカの経済的発展を世界史の文脈で再考すると共に、本科研の主題である「19世紀アジアの農業開発と工業化」が有した独自性を議論した。3. 2016年の二回の研究会をうけて、2017年3月初頭に最終的な論文集の執筆構想を確定し、原稿の検討会を行った。論文集のタイトルを、『大分岐を超えてーアジアから見る19世紀論再考』と決定した。さらにHopkins氏との討議を踏まえて論集構成のreviewを受けるため、アメリカ・ワシントンを訪問し関係者と討議を重ねた。

(2)工業化の端緒に関して、英領インドにおいては中国向け綿糸輸出を開拓したボンベイ商人の役割、中国では洋務運動期の造船業を嚆矢とする機械工業の発展の重要性を明らかにした。(3)農業開発に関して、英領インド、蘭領東インド外島部、タイのデルタ開発、ロシア極東部を相互に比較し、従来の欧米資本のプランテーション経営とは異なる、アジア現地人・現地資本による広域の地域市場向け生産の拡大の実態を解明した。第一年次は、10月からの半年間しか共同研究の時間がなかったため、2回の研究会しか実施できず、当初は分担の確認と相互の研究テーマの連関性、全体の中での位置づけの再確認に追われた。第二回研究会により、二つのサブテーマの関連性を明確にできたため、第二年次に向けた体制が整った。さらに、繰り越し金を使って企画した第三回研究会において、南アジアと東南アジア島嶼部での農業開発の比較検討を行い、(b)農業開発と小農・商業資本については、小農生産とアジア地域間貿易の発展、アジア現地商人の関与と役割等、共同研究の課題が一層明確になった。(a)市場の二重構造化と工業化、経済ナショナリズムについては、関連する基本的史料の入手と統計データの整備に着手した。1.第三年次も、引き続き3回(繰り越し分を加えると4回)の定例研究会を開催する。そのうち、初回の2015年5月は、シンガポールで開催されるアジア世界史学会(AAWH)第3回国際会議において部会を組織し、研究の中間報告を英語で行う。2.2015年8月の京都国際会議場で開催予定の世界経済史会議で来日する経済史研究者を巻き込んで、会議の前後にセミナーやワークショップを開催する。3.2016年3月には、研究の最終報告として、大阪大学未来戦略機構がオクスフォード大学等と共同で開催するグローバルヒストリー・ワークショップにおいて、パネルを組織する。27年度が最終年度であるため、記入しない。グローバルヒストリー1.第二年次も引き続き4回の定例研究会を開催して、二つのサブテーマに関する各自の研究課題を第一次史料を駆使して解明する。2.不足する史料については、イギリス、フランス、インド、インドネシア等の公文書館や史料館を直接訪問し、必要なものを閲覧・入手する。3.入手した史料については、基本データとして活用する「公共財」として、デジタル化による整理・分析作業を行う。そのために必要となる入力作業は、インドの業者に委託する。4.「アジアの主体性」を考える具体的事例として、国際労働力移動とアジア諸地域との関連を論じた論文集Migration in Global Historyの編著者であるJan Lucassen, Leo Lucassenの両氏をオランダより研究会に招聘して、19ー20世紀前半のアジア諸地域における移民・労働力移動とグローバル化、その起動因について議論を行う。
疾病関連細菌の迅速・簡易カウンティグを行うスマートバイオデバイスの開発

細菌検出用バイオセンサの開発を中心に検討し、細菌培養に必要な装置・試薬一式を購入し、研究室内に細菌培養エリアを構築した後、電気化学的な検出原理の検証を進めた。具体的には、フォトリソグラフィーにて2&#181;mのセンシング領域を持つ細菌検出用バイオセンサを試作し、イムノリアクションに基づく方式による検出を検討した。細菌をセンサ表面に捕捉するプローブ分子の選定はELIZAにて行い、選択性の高い抗体を見出した。プローブ分子の検討後、電極材料を金として、センサ表面にチオールを介してアミノ基を導入しカップリング反応により抗体を固定化した。センシング領域とアウトプットシグナルの関係を明らかにするためインピーダンス、サイクリックボルタンメトリー、ディファレンシャルパルスボルタンメトリーにて測定法を検討し、細菌を電気化学的に検出可能であることを実証した。センサパフォーマンスの向上を目指し、プローブ分子の密度、センサの集積化、細菌をターゲットとした電気化学検出を試みている。モデル細菌としてまずは扱いが容易な皮膚常在菌3種の同時計測を目指しているが、現状マルチ計測は達成していない。並列解析のための電極配置に改善の余地があるため、引き続き、より実際の測定に則した形でデザインを行う。また、モバイルデバイスに適した計測アプリケーション作製を並行して検討している。LabVIEWを用いたノートPC用計測システムのプロトタイプは作製したが、マルチチャネル入力には対応していない。より複雑な計測に対応するLabVIEWベースの計測システムを作製するとともに、簡易表示化も検討する。モデル細菌を用いて電気化学的に検出するバイオセンサチップの作製に取り組み、イムノリアクションに基づく方式にて検出の目途が立った。最終年度のシステム化・実装化に繋げることができたためおおむね順調な経過といえる。疾病関連細菌のマルチ検出が課題として残っているため、現状達成できている検出原理を拡張することで、高速検出を実現するバイオセンサのプロトタイプ試作が可能となると考える。また、手軽にセンシング結果を表示するために簡易表示化を検討する。参加を見込んでいた国際学会に学内用務のため参加しなかったことと、購入予定であった一連の試薬を購入せずとも検出原理が確認できたため次年度使用額が生じた。一方で、研究の進捗により、今後微細加工装置使用料やスパッタリングターゲットの費用が生じるため、センサ試作代として使用する予定である。
コールドスプレー法による高分子材料高速成膜技術の確立

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
熱帯雨林地域の資源植物を利用した創薬シード分子の検索と化学的研究

熱帯雨林地域に自生する薬用資源植物の有効利用を目的として、本年度は下記植物を研究対象として選ぶことにより、創薬シード分子の検索と合成化学的研究を行い、いくつかの成果を得た。1.マレーシアに自生し、モルヒネ代用品として伝承的に用いられてきた植物Mitragyna speciosaの塩基成分を検索し、新規アルカロイドの発見と不斉全合成による構造決定に成功した。さらに、主塩基Mitragynineを先導物質として、強力ななオピオイドレセプター刺激作用を発現する新規有用化合物の創製を目指し、Mitragynineの各種誘導体を多数合成した。これらを薬理活性評価に付したところ、7-Hydroxy体とpseudoindooxy体が共にモルヒネを凌ぐ強力な鎮痛活性を示すことが見いだされた。2.カリマンタン島にて採集したクスノキ科Cryptocarya属植物から、前年度までの研究により新規ピロン型化合物を見いだしているので、今年度はその不斉全合成による構造決定を試みている。また、本新規天然分子を制ガン活性を始めとした各種薬理活性評価に付した。3.熱帯・亜熱帯地域に自生するタコノキ科Pandanus属植物の化学的研究を行い、タイおよびフィリピン産のPandanus amaryllifoliusから新規骨格を持つpyrrolidine型アルカロイド類を発見することができた。今後、本アルカロイド類の化学合成、薬理活性評価を実施する予定である。熱帯雨林地域に自生する薬用資源植物の有効利用を目的として、本年度は下記植物を研究対象として選び、創薬シード分子の探索と化学的研究を行い、いくつかの成果を得た。2.アヘン代用薬として伝承的に用いられてきたマレーシア産のアカネ科植物Mitragyna speciosaに関して詳細な成分検索を実施した。その結果、5種の新規物質を含むコリナンテ型インドールアルカロイドを単離構造決定できた。(Tetrahcdronに発表)また、主塩基Mitragynineのオピオイド性鎮痛作用についての作用機序等が明らかにされつつある。3.インドネシア産のタコノキ科Pandanus属植物の研究に先立ち、沖縄地方に自生する同属植物(Pandanus tectorius)の成分検索を行い、新規リグナン系化合物を含む15種の二次代謝産物を分離同定したが、本植物にはアルカロイドの存在は認められなかった。また、新しい骨格を持つPandanusアルカロイド(pandamarine類)の合成を試み、Pandamarilactarm-3x,-3yの初めての全合成に成功した。(Heterocyclesに発表)熱帯雨林地域に自生する薬用資源植物の有効利用を目的として、本年度は下記植物を研究対象として選ぶことにより、創薬シード分子の検索と合成化学的研究を行い、いくつかの成果を得た。
近接場・原子間力複合顕微鏡の開発と細胞膜研究への応用

近接場顕微鏡を倒立蛍光ノマルスキー顕微鏡上に構築し、両者のインターフェースを完成させた。これによって、蛍光やノマルスキー顕微鏡法を用いて、試料のなかで見たい部位を見つけ、次に、その部位を近接場顕微鏡でさらに10倍拡大して、高分解能で観察する、という手順での観察ができるようになった。光学的な回折限界の分解能での蛍光・ノマルスキー観察と近接場顕微鏡観察が同時にできるようにしたのは、これが世界で最初である。具体的には、光ファイバーを曲げてカンチレバ-型にしたものの先端に40-150nm程度の開口を設けた。透過モードによる観察の場合には、開口の小さいものを用いて分解能をかせいだ。蛍光モードの場合には、開口をやや大きくして分解能をやや落としても、蛍光の励起強度を増した方が、全体としての性能はよかった。試料からの蛍光、または、散乱光を、通常の光学顕微鏡の対物レンズ(63倍または100倍)で集光して、顕微鏡につけた光電子増倍管に導き検出するようにした。また、試料とカンチレバ-は、光学顕微鏡で観察しながら、位置を調節できるようにした。培養細胞のアクチン線維を蛍光染色し、水溶液中での観察、及び、乾燥させた後に大気中での観察をおこなった。原子間力顕微鏡タッピングモードによる形態像と近接場蛍光モード/光散乱モードによる光学像(形態像と光学像は同時観察できる)とを対比させる事が可能である。結果は、細胞膜と細胞骨格との相互作用の研究に近接場/原子間力顕微鏡はきわめて有用であることを示すものであった。細胞や生体超分子システムなどの機能の構造的基礎を理解するためには、これらを生きている状態で、あるいは、機能状態で観察・観測することが必須である。このためには、光学顕微鏡が有用であるが、分解能がいかにも低く不十分である。もし電子顕微鏡なみの分解能をもつ光学顕微鏡ができれば、これは、細胞生物学、生物物理学、分子生物学、生理学、病理学、薬理学等に画期的な進歩をもたらすであろう。本申請研究の目的は、近接場顕微鏡の開発を推進し、水溶液中の細胞膜や培養細胞について、光学顕微鏡の回折限界をはるかに越える分解能での光学観察を可能にすることである。本年度は近接場-原子間力顕微鏡を開発し、非接触モードの原子間力顕微鏡によるカンチレバ-(プローブ)と試料間の距離の制御に成功した。これは、水中でもおこなうことができた。水中で使用できる近接場顕微鏡は、世界で初めてのものである。試料からの蛍光、または、散乱光を、通常の光学顕微鏡の対物レンズ(40倍、開口数0.9)で集光して、光電子増倍管で検出した。また、試料とカンチレバ-は、ビデオモニターで観察しながら、位置を調節できるようにした。この装置を用いて、培養液中での培養細胞の観察をおこなった。培養細胞は、パラフォルムアルデヒドで固定したものである。通常の光学顕微鏡法では、分解能とコントラストの問題で見えないような細胞内の線維構造が、きわめて明瞭に観察された。分解能は50nm程度であった(光学顕微鏡より6倍良い)。本研究の目的は、近接場顕微鏡の開発を推進し、水溶液中の細胞膜や培養細胞を、通常の光学顕微鏡の分解能より510倍の分解能で観察することを可能にすることである。通常の光学顕微鏡(位相差、微分干渉、蛍光が使える必要がある)の上に組み立てることによって、光学顕微鏡で見たい部分を捜し、その部分を近接場顕微鏡でズ-ムアップするというような使い方をできるようにすることを目指した。本年度は、装置の試験を、色々な細胞膜のプレパレーションや培養細胞について行い、装置を改善していった。また、蛍光観察用のプローブと散乱光測定用のプローブを別々に開発した。蛍光観察では、分解能を犠牲にしても、信号強度を高める工夫をした。散乱光の観察では、プローブの開口径を十分小さくし、水中で40nm程度の空間分解能を達成した。

これらを使い分けつつ、両方をある程度同時に実現できるプローブの開発もおこなった。装置の実用試験の試料として、生細胞や固定培養細胞(蛍光抗体、蛍光ビーズなどで細胞膜上のレセプターや膜骨格/細胞骨格を標識する)、細胞質側を露出させた細胞膜標品、赤血球膜などを用いた。また、多種の蛍光色素を用いて実験した。このような試料については、すべて、水中で光学顕微鏡の分解能を310倍上回る結果が得られるようになった。今後の問題としては、信号/雑音比のさらなる改善、分解能をさらに3倍上昇させること、画像を取得するのに必要な時間を、現在の1020分から1分程度にまで縮めること、などが挙げられる。
メカノケミカル反応を利用したSUS触媒的水素製造法と二酸化炭素完全分解法の開発

ステンレススチール(SUS304)製遊星型ボールミル中で水をミリングすると、非加熱、非加圧で水の全量分解反応が進行し、水素が定量的に生成する。反応の進行にはSUS合金を構成する金属とメカノエネルギーが重要である。平成29年度までの研究の成果として、水だけでなく炭化水素やエーテルでも同様に水素が効率良く生成することも明らかにするとともに、メタンなどの小分子量気体状炭化水素類も副生する事をガス分析技術を駆使して明らかにした。特に芳香族化合物共存下、ジエチルエーテルをミリングすると、芳香核の還元が定量的に進行することが明らかになり、ジエチルエーテルを還元剤とした核還元法として米国化学会のOrg. Lett.誌に公表した。この水素生産技術の派生技術検討として、SUS304ボールとH2O、CO2をミリング処理したところCO2が減少する事が示され、低回転数では水素ガスとSUS構成金属炭酸塩が、また、回転数が高いと水素ガスとメタンが定量的に生成することが明らかになった。固体表面の化学分析を詳細に実施した結果、金属炭酸塩が反応中間体であり、本反応は、CO2から金属炭酸塩を経てCH4に変換される逐次反応であることが明らかになった。市販のFeCO3をZrO2容器中水素存在下ミリングしたところ、同様にCH4の生成が確認された。しかしCH4の生成率は低くSUS304中での反応に及ばなかったことから、合金を使用することが効率向上の鍵であることも分かった。既にコンバージョン100%の反応条件は達成されているが、さらに「反応時間を短くする」、「投入エネルギーを減少させる」ことでさらなる反応効率向上が可能である。今後、本共同研究で確立したCO2のメタン化反応を実用的な方法論として確立するためには、ポット型反応容器を使用するバッチ法から連続フロータイプのメカノ反応装置を開発する必要がある。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。ステンレススチール(SUS)製遊星型ボールミル中で水をミリングすると、非加熱、非加圧で水の全量分解反応が進行し、水素が定量的に生成する。また、直鎖状のn-ペンタンやn-ヘキサンなどの低分子量炭化水素やジエチルエーテルからも同様に水素が効率良く発生する。また、水素とともにメタンなどの小分子量気体状炭化水素類も副生しており、水素の脱離だけではなく炭素ー炭素結合が開裂して、水素と小分子量気体状炭化水素(微量のエタン、プロパンも確認されるが主としてメタン)に収束することが判った。また、SUS製遊星型ボールミル中で水とCO2をミリングすると、回転数が低いと水素と炭酸鉄が生じ、回転数が高いと水素とメタンが定量的に生成する。水素は水の定量的分解で生成し、炭酸鉄(あるいはH2CO3)からメタンへの還元に一部消費されている。本研究の申請時点ではメタンも水素と炭素に分解されているものと考えていたが、XPS等の詳細な分析研究の結果、気体状のメタンはほとんど分解されない事が判明した。ミリングによるメカノエネルギーの気体への伝播が困難であるため、メタンに収束すると考えれば合理的である。また、エネルギー収支に関しては、ミリングで容易に水素が発生するSUS304ボールと、発生しにくいカーボンボール(ゼロ価の鉄が構成成分)を使用した場合の反応系内温度の差違が明確に生じることを明らかにした。このエネルギー差は『水分子から水素を取り出すために投入している基本的なメカノエネルギー』として解釈できるため、エネルギー収支の基盤として確立することができた。無尽蔵な資源である水と多様な有機化合物(水素キャリア)の分子内水素を、効率良く取り出す方法論とともに、CO2を完全にメタンに変換して再利用する、ゼロエミッションの循環系構築を目指してさらに研究を遂行する。1メカノケミカル的水素発生効率の最適化:水素発生効率の高い有機化合物はペンタン、ヘキサン、ジエチルエーテルであり、特にジエチルエーテルが高いことが明らかとなった。また水素発生効率はSUSボールの組成により大幅に変化し、「CrとFeのバランスが重要であること」、「ボールミル回転数に依存すること」、「使用するボールの適度な重量(メカノエネルギー)が重要であること」、「直径5 mmのボールと1 mmのボールを組み合わせると衝突効率が向上し効率良く水素が生成すること」が明らかとなった。なお研究開始当初は、「水を共存させて系内で水素ガスを発生することで、メタンが水素と炭素に変換される」ものと考えていたが、平成28年度の詳細な検討により、メタンに代表される小分子量気体状炭化水素はほとんど分解されず、メタン等のガスとして収束することが明らかとなった。2二酸化炭素完全分解法(二酸化炭素からメタンへの定量的変換法)の開発: SUS304容器中でCO2と水をミリングするのみでCO2をメタンに完全に変換することができるが、これは、対称構造で熱力学的に安定なCO2が水に溶解して炭酸、さらには炭酸鉄に変換されて反応が進行していることが明らかになった。現在反応スキームを明確にするため、「炭酸鉄と水素」あるいは「炭酸鉄と水酸化鉄」を組み合わせて反応の進行を詳細に追跡するなど、反応機構の解明を含めた最適化を推進している。

3反応機構解明:反応後に生成する金属を含む固体成分の微量分析を駆使して詳細に分析した結果、反応の進行過程で生じる中間体(水から水素が生じる反応では水酸化鉄や水酸化クロム、一方、CO2の分解反応では炭酸鉄)の存在に関する情報が収集されつつある。以上の進捗状況より、当初の計画がそれぞれ達成されているだけでなく、反応スキームも明確になってきている現状から、研究計画は概ね順調に進行していると判断した。ステンレススチール(SUS304)製遊星型ボールミル中で水をミリングすると、非加熱、非加圧で水の全量分解反応が進行し、水素が定量的に生成する。反応の進行にはSUS合金を構成する金属とメカノエネルギーが重要である。平成29年度までの研究の成果として、水だけでなく炭化水素やエーテルでも同様に水素が効率良く生成することも明らかにするとともに、メタンなどの小分子量気体状炭化水素類も副生する事をガス分析技術を駆使して明らかにした。特に芳香族化合物共存下、ジエチルエーテルをミリングすると、芳香核の還元が定量的に進行することが明らかになり、ジエチルエーテルを還元剤とした核還元法として米国化学会のOrg. Lett.誌にin pressとなっている(2018年4月採択)。平成30年度は総仕上げとして、水素発生効率のさらなる向上を目指して研究を進める。同様に、SUS製遊星型ボールミル中で水とCO2をミリングすると、低回転数では水素ガスと炭酸鉄が、また、回転数が高いと水素ガスとメタンが定量的に生成することを明らかにした。水素は水の定量的分解で生成し、炭酸鉄(あるいはH2CO3)からメタンへの還元に一部消費されている。さらに詳細なXPSによる反応追跡により、少量の「鉄カーバイド」が検出されたため、カーバイドも反応中間体であることが明らかになっている(特許出願準備中)。最終年度となる平成30年度は、反応機構の解明とともに、メカノケミカル的水素発生効率とCO2の水を水素源とした完全分解(メタン製造)効率の向上を図り、ゼロエミッションのエネルギー循環系構築を目指してさらに研究を仕上る所存である。1メカノケミカル的水素発生効率の最適化炭化水素でも水素が効率良く生成することを明らかにした。H29年度の成果として、特にジエチルエーテルの活性が高く、芳香族化合物共存下ジエチルエーテルをミリングすると、芳香核還元が定量的に進行することを明らにし、ジエチルエーテルを還元剤とした核還元法として米国化学会のOrg. Lett.誌にin pressとなっている(2018年4月採択)。また、水素発生効率がボールの組成で大幅に変化し、既に「CrとFeのバランス」、「ボールミル回転数」、「ボールの適度な重量」が重要であり、「サイズの異なるボールを組み合わせると衝突効率が向上し効率良く水素が生成すること」を明らかとした。平成30年度は、さらに詳細な検討を進め、ボール数・サイズ・磁性特性・ボールミルの回転数との相関が明確に示されるデータを取得する予定である。これもH30年9月を目処に論文投稿をする予定であり、「今後の研究の推進方策」にその仕上げ研究を示した。2二酸化炭素完全分解法の開発メタンと水素の生成反応においては、CO2と水からH2CO3あるいはFeCO3が生成することで対称性が崩れて反応が進行することを明らかにしている。H29年度はXPSを駆使した反応追跡により少量の「鉄カーバイド」を検出し、新たな反応中間体を突きとめた。
マイクロ流れでの水系複雑流体の構造制御による機能性発現と医療系μ流動制御への展開

マイクロ流れでの高分子水溶液を用いた流動制御については,(1)マイクロチャネル内の高分子の挙動に対するすき間の影響を明らかにし,続いて,(2)高分子水溶液の電場によるイオン濃度の調整による流動性の制御および(3)マイクロチャネル内の二液混合に対する高分子の渦発生機能の利用に関して実験的に明らかにした.また,粒子分散系については,(4)電場を印加し,粒子運動を制御することにより,粒子の分散状態が制御できることを解析的に明らかにした.マイクロ流れでの高分子水溶液を用いた流動制御については,(1)マイクロチャネル内の高分子の挙動に対するすき間の影響を明らかにし,続いて,(2)高分子水溶液の電場によるイオン濃度の調整による流動性の制御および(3)マイクロチャネル内の二液混合に対する高分子の渦発生機能の利用に関して実験的に明らかにした.また,粒子分散系については,(4)電場を印加し,粒子運動を制御することにより,粒子の分散状態が制御できることを解析的に明らかにした.本年度は,基礎的な流れ場でのマイクロ流れ特有の機能性の発現による流動特性の変化について検討した.まず,平行平板型レオメータのギャップを50ミクロンと微小にした単純せん断流を発生させ,2面に電位を持たせた場合の流動性の変化について,高分子電解質水溶液を用いて検討した.その結果,十分な再現性を得るに至らなかったが,条件によって流動性の変化が見られた.すきまの平行度の改善を行って実験をする予定であったが,レオメータの不具合から実施できず,この点は次年度に行う予定である.並行して,2枚のガラス電極を用いてスリット流路を作製し,壁面に電位を与えたときの流動性の変化を測定した.この場合も電解質高分子を用い,条件によっては流動性の変化が生じることが確認できた.現在,再現性の向上のために流路の改良を行っている.また,DNA高分子を用いて,マイクロチャネル内での高分子の挙動を直接可視化して確認する実験も行い,5ミクロン程度のすきま内では流動性に壁面の影響が現れやすいことを明らかにした.同じくスリット型流路に脱塩した水に粒子を分散させたコロイドを流した場合の流動性とその構造の安定性について調べた.流動時の吸光度の変化から,流量による構造変化があることが明らかになった.さらに,解析的には壁面の電位による流れの中での粒子のマイグレーションについて検討し,粒子の壁面に向かう移動が生じることをシミュレーションで確認した.本年度は,まず,レオメータを用いて電解質高分子溶液の微小すきまでの電場下での流動特性の変化を検討した.しかし,電場による十分な差異は確認できなかった.この点は,電場により高分子の移動は生じるものの高濃度域と低濃度域の影響が相殺して,測定される粘度に違いが現れなかったものと考えられる.一方で,マイクロチャネル内の電解質高分子溶液の流れの電場による制御実験も行い,電場印加による影響について,以下の結果が得られた.まず,電場により流路内に高分子の偏在が発生し,速度分布が変化することが明らかになった.その結果,ミリオーダーの流路では流動性が増すが,逆にマイクロオーダーの流路では流動抵抗が増えるという反対のER効果が現れることが発見された.これらの違いは高分子サイズが流路サイズに近いため,高分子の広がりに影響が出た結果と考えられる.一方,陽イオン系の界面活性剤により電気的特性を改善した数ミクロンオーダーの粒子を用いて,同様にマイクロ流路内での挙動を観察した結果,電場下で粒子の流れと直角方向の移動が観察され,流体混合などに利用できることが確認された.また,電場下の粒子挙動については解析的にも検討し,やはり粒子運動が電場で制御できることをシミュレーションからも明らかにした.さらに,粒子分散系の脱塩コロイドを用いた実験では,スリット流れで流れ場の形状により,流動特性に違いが生じることを明らかになった.本年度は,まとめの段階として,高分子水溶液を用いた流動制御について,(1)マイクロチャネル内の高分子の挙動に対するすき間の影響を明らかにし,続いて,(2)高分子水溶液の電場によるイオン濃度の調整による流動性の制御および(3)マイクロチャネル内の二液混合に対する高分子の渦発生機能の利用に関して実験的に検討した.その結果,(1)では急縮小部を有するマイクロ平面チャネルに高分子溶液を流し,流路高さが10μm程度になると,高分子の挙動に流路サイズの影響が現れることを流れ場の観察から明らかにした.特に渦の安定性に注目して検討し,流路サイズが小さい場合に粘弾性により生じる渦の不安定性が押さえられることを解明した.また,(2)では高分子溶液のイオン濃度を調整することにより,高分子の形態を変えられ,その結果,流動性の制御が可能であることを示した.そして,イオン濃度調整を電場印加で可能になることをマイクロチャネルを用いて明らかにした。さらに,(3)では高分子添加により生じる渦の不安定性を利用することにより,凸部を有するマイクロ平面チャネル内で二液混合を促進できることを明らかにし,その流路形状による混合効果への影響を解明した.一方,マイクロ流路中で液体に分散した微小粒子の動きが電場印加により制御することが可能であることを,数値シミュレーションで明らかにし,流体混合に利用できることを示した.また,電場強度による流れの中での粒子挙動を定量的に明らかにした.これらの結果から,実験結果の再現性について,もう少し検討を要するが,マイクロチャネル内で高分子や粒子の動きを制御することが可能であり,二液混合などに応用できることを解明した.