hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マルチフェロイック結晶の実用化に向けた物質設計と機構解明

前年度に磁性強誘電体候補物質として遷移金属をドープした立方晶BaTiO_3と六方晶BaTiO_3の単結晶を作製する方法を考察した.一般的に立方晶BaTiO_3の単結晶は,大型単結晶を得るのが難しく,トップシード法など特殊な方法で育成する必要がある.我々はこの立方晶BaTiO_3の単結晶を実験室レベルで使用可能な大きさ,直径7mm長さ50mm,を育成することに成功した.さらにFeを置換した単結晶の育成にも成功した.また六方晶BaTiO_3に関しては既に大型単結晶育成方法を確立しているが,この系に対するFe置換も試み,15%程度まで可能であることを確かめた.このようにして得られた単結晶の磁性と誘電性を調べた結果,(1)六方晶BaTiO_3系では1%程度のFeドープで強誘電性が消失するが,室温以上の磁気転移点を示す強磁性的挙動を確認した.(2)立方晶BaTiO_3系では,Feを数%以上ドープすることにより強磁性が現れ,このT_cは600K程度であることを確認した.また,この系の強誘電転移点は3%Feドープ程度まで室温以上に存在するが,これ以上の組成では室温以下となることも確認した.立方晶系の磁性は強誘電性の転移点と密接に関連しており,相転移近傍で誘起される歪場とスピンの結合が示唆された.系の不均一性に起因するリラクサー的強誘電性と磁化の異常(増加)は結合しており,このリラクサー的挙動はラマン散乱のセントラルピークの強度の温度変化ともよく一致した.これらの結果から,乱れた系の超交換をベースとする磁気的相互作用は局所的な対称性の変化によく対応することを確かめた.なお,Feをドープした六方晶BaTiO_3単結晶の強磁性発現のメカニズムは2つ存在するFeサイト間の特異な磁気的相互作用に起因することと計算により確かめた.前年度に磁性強誘電体候補物質として遷移金属をドープした立方晶BaTiO_3と六方晶BaTiO_3の単結晶を作製する方法を考察した.一般的に立方晶BaTiO_3の単結晶は,大型単結晶を得るのが難しく,トップシード法など特殊な方法で育成する必要がある.我々はこの立方晶BaTiO_3の単結晶を実験室レベルで使用可能な大きさ,直径7mm長さ50mm,を育成することに成功した.さらにFeを置換した単結晶の育成にも成功した.また六方晶BaTiO_3に関しては既に大型単結晶育成方法を確立しているが,この系に対するFe置換も試み,15%程度まで可能であることを確かめた.このようにして得られた単結晶の磁性と誘電性を調べた結果,(1)六方晶BaTiO_3系では1%程度のFeドープで強誘電性が消失するが,室温以上の磁気転移点を示す強磁性的挙動を確認した.(2)立方晶BaTiO_3系では,Feを数%以上ドープすることにより強磁性が現れ,このT_cは600K程度であることを確認した.また,この系の強誘電転移点は3%Feドープ程度まで室温以上に存在するが,これ以上の組成では室温以下となることも確認した.立方晶系の磁性は強誘電性の転移点と密接に関連しており,相転移近傍で誘起される歪場とスピンの結合が示唆された.系の不均一性に起因するリラクサー的強誘電性と磁化の異常(増加)は結合しており,このリラクサー的挙動はラマン散乱のセントラルピークの強度の温度変化ともよく一致した.これらの結果から,乱れた系の超交換をベースとする磁気的相互作用は局所的な対称性の変化によく対応することを確かめた.なお,Feをドープした六方晶BaTiO_3単結晶の強磁性発現のメカニズムは2つ存在するFeサイト間の特異な磁気的相互作用に起因することと計算により確かめた.本研究ではマルチフェロイック結晶を実用化するために、室温以下で磁性と強誘電性を示す物質群の探索に取り組んだ。まず物質系の選択として、強誘電体候補物質として六方晶ペロブスカイトh-BaTiO_3,立方晶ペロブスカイトc-BaTiO_3,六方晶系化合物PbVO_3を選択し、強磁性発現候補物質としてMn_2O_3,Fe_2O_3,Co_2O_3を選択した。これらの化合物は固相法で合成したものをフローティングゾーン法で単結晶化し、それらの磁性と誘電性を測定した。その結果、c-BaTiO_3-Co_2O_3,h-BaTiO_3-Fe_2O_3,およびh-BaTiO_3-CO_2O_3の系で室温付近で強磁性を示すことを確認した。これらの特徴は透明であり、かつ絶縁性を示しながら室温で強磁性を示すことであり、いわゆる希薄磁性体DMSとは異なる挙動を示すことが明らかになった。現在の課題は強磁性発現のメカニズム解明であり、酸素欠損、あるいはドーピングによって導入された電子キャリアーとの関連を調べることであり、もしキャリアーとの相関が無ければ、全く新しいタイプの磁性強誘電体系となると考えられる。そこで、誘電体中の磁性イオンの配位環境、価数について検討を行うため、EXAFSとXANESにより磁性イオンの価数と配位環境を調べた。その結果、これらの遷移金属イオンは6配位環境にあり、B-サイトのTiイオンの位置を占有することおよびドープ量に伴って価数が変化することを確かめた。

前年度に磁性強誘電体候補物質として遷移金属をドープした立方晶BaTiO_3と六方晶BaTiO_3の単結晶を作製する方法を考察した.一般的に立方晶BaTiO_3の単結晶は,大型単結晶を得るのが難しく,トップシード法など特殊な方法で育成する必要がある.我々はこの立方晶BaTiO_3の単結晶を実験室レベルで使用可能な大きさ,直径7mm長さ50mm,を育成することに成功した.さらにFeを置換した単結晶の育成にも成功した.また六方晶BaTiO_3に関しては既に大型単結晶育成方法を確立しているが,この系に対するFe置換も試み,15%程度まで可能であることを確かめた.このようにして得られた単結晶の磁性と誘電性を調べた結果,(1)六方晶BaTiO_3系では1%程度のFeドープで強誘電性が消失するが,室温以上の磁気転移点を示す強磁性的挙動を確認した.(2)立方晶BaTiO_3系では,Feを数%以上ドープすることにより強磁性が現れ,このT_cは600K程度であることを確認した.また,この系の強誘電転移点は3%Feドープ程度まで室温以上に存在するが,これ以上の組成では室温以下となることも確認した.立方晶系の磁性は強誘電性の転移点と密接に関連しており,相転移近傍で誘起される歪場とスピンの結合が示唆された.系の不均一性に起因するリラクサー的強誘電性と磁化の異常(増加)は結合しており,このリラクサー的挙動はラマン散乱のセントラルピークの強度の温度変化ともよく一致した.これらの結果から,乱れた系の超交換をベースとする磁気的相互作用は局所的な対称性の変化によく対応することを確かめた.なお,Feをドープした六方晶BaTiO_3単結晶の強磁性発現のメカニズムは2つ存在するFeサイト間の特異な磁気的相互作用に起因することと計算により確かめた.
北陸地方における融雪地すべり発生のメカニズムと観測法に関する研究

福井県は本州の中程にあり、降雪地帯としてはむしろ南限に位置する。しかし、これまでに豪雪もあり、春先には融雪が原因と考えられる地すべりも多数発生している。これは、標高にしてわすが500mの差異にもかかわらず地形、気候の変化が大きいためと思われる。特に、大野市近辺の奥越地方では毎年のように1mを超す降雪があり、融雪地すべりも多数発生している。また、越前海岸地方は温暖であるが、地質的に地すべりが発生しやすく、これまでに夏季の梅雨の後や融雪による地すべりが発生している。北陸地方で多発している、融雪地すべりのメカニズムと観測方法を研究することは非常に重要と考えられるが、ここでは、福井県丹生郡越前町で発生している梨ケ平地すべりを例にとりその特徴などについて調べ、さらに最近のデータにより、この地すべりについて詳しく調べ、そのことにより北陸地方の融雪地すべり発生原因・メカニズム、観察方法などについて調べた。その結果、これまでの報告のように、最大融雪継続日数と地すべり発生回数との間には密接な関係があり、福井県の融雪データと地すべり発生回数について調べたところほぼ同様な傾向があることがわかった。また、梨ケ平地すべりを例にとり、降水量と地下水位や、地盤傾斜についてフィールドワークを2年間行なった。その結果、降水量は無論、地下水位に深く関係し、降水量、特に冬季の降雪量と地盤傾斜移動量が深く関係することがわかった。これらのことより、北陸地区の地すべりの発生メカニズムについて報告した。福井県は本格的な降雪地帯としてはほぼ南端に位置しているが、春先には融雪地すベりが、これまでに相当発生している。平成7年度現在で、地すベりが進行中の箇所は少ないが、福井県丹生郡越前町梨子ケ平地すべりは昭和57年度から発生し、かなり大規模な地すベりが発生している。したがって、本年度はこの梨子ケ平地すベりを福井県における典型的な融雪地すベりとして、調査研究を行った。同地は隆起海岸懸崖の上方に広がる傾斜地であり、古くから開拓された棚田が広がっている。全体的に地すベりは幾つかのブロックに別れて滑っており、複雑な形態となっている。地すベり地は福井県最東部の日本海に面した越前海岸にある。隆起海岸であり、典型的な海岸段丘であり、標高100mに達する海触崖が続いている。地すベり地は標高が100m240mであり、段丘の上方に広がる傾斜地である。その斜面は尾根線に対して緩斜面の北側斜面と急斜面の南側に分けられる。地すベりは緩斜面の北側斜面に発生している。これは地層が東西に存在し、北側に傾斜していることに関係があると思われる。地すベりの発生に地下水位が直接関係することは周知のことであり、梨子ケ平地すべりにおける降水量と地下水位の関係を中心に調査研究をおこなっている。また、これらの研究において、土壌の電気抵抗より簡単に地中の含水率を測定する方法を検討し、実際に観測に用いると共に論文発表を行った。梨子ケ平地すべり発生地における現地調査として、主に降水量と地下水位の関係、あるいは降水量、地下水位と各地すべり発生個所の地盤傾斜についての実地調査と2年間の研究のまとめを行なった。その結果、梨子ケ平地すべりの例より北陸地方の地すべりのメカニズムについて、次のような結果が得られた。1.この地域の地すべりの素因としては次のことが考えられる。(1)土質がおおむね凝灰質から風化れき岩(2)北へ約35度傾斜した「流れ盤構造」2.地すべり誘因としては、次のことが主に考えられる。(1)地すべり頭部に水田と溜め池、さらに水路破損(2)道路の建設(人工的誘因)(3)大雨と融雪(特に融雪期に地下水の大幅な上昇と傾斜計の異常数値)

3.北陸地方独自のすべり面形状と深さの特徴は存在しないが、今回の観測例はすべて、形状は沢型、馬蹄形であり、浅いタイプで深さ約5m、深いタイプで深さ約15mの地すべりがほとんどである。4.地下水位はほとんどのブロックで地下1015mであり、降雨、融雪による影響が大きい。5.移動面積および移動状況は、梨子ケ平地すべりを例にとれば、移動面積は約12ha、各ブロックとも幅15m程度、移動土量は928,000m^3程度である。北陸地方では、小規模な崩壊が毎年各所で発生し、少しずつ確実に傾斜・移動している。平成11年度は以上のようなことを観測し、報告した。
連立型反応拡散セル・オートマトンの研究

従前の研究において、パターン形成の数理モデルであるような反応拡散系であるグレイ・スコットモデルを元にセル・オートマトンを構築した。そのセル・オートマトンの一般化を考えることにより反応拡散現象を表す新しいセル・オートマトンの一群を構築する。微分方程式は連続的に状態を表現するモデルであるから、得られるパターンも連続的なものとなるが、セル・オートマトンは離散的に状態を表現するモデルであり、微分方程式よりも単純に現象を表現したり、微分方程式では表現できない現象を表現する可能性もあると考えられる。本年度では、主にチューリングパターンに着目して研究を行った。反応拡散系ではチューリングパターンと呼ばれる空間パターンが生じることがあり、グレイ・スコットモデルはそのような反応拡散系の一つである。具体的には、拡散効果がない場合には一様な定常状態をとるが、拡散項の影響によりその状態から非一様な定常状態(空間パターン)が生じる場合をいい、このことを拡散誘導不安定性という。構成したセル・オートマトンについて、拡散効果がない場合は速やかに定常状態になるが拡散効果によって非一様な定常状態が生じるものを調査した。拡散誘導不安定性については空間1次元のセル・オートマトンでも確認できるが、空間パターンを見るためには空間2次元のセル・オートマトンを考える必要がある。空間2次元の場合には離散点を正方格子上にとる以外に三角格子、六角格子上にとる3種類が考えられ、最近傍のセルの個数が異なる。また、正方格子の場合にはムーア近傍とフォン・ノイマン近傍の2つの近傍系が考えられる。格子や近傍系による非一様な定常状態の相違を調査した。本年度は、「連立型反応拡散セル・オートマトン」について、これまでの研究により得られた性質・特徴を踏まえて、応用数学での活用を検討する予定としていた。反応拡散系の応用数学での活用の一つにチューリングパターンがあり、例えば生物の形態形成の数理モデルとして用いられている。「連立型反応拡散セル・オートマトン」にも反応拡散系と同様のチューリングパターンと考えられる空間パターンが存在することが分かった。得られたセル・オートマトンの性質・特徴のうち、主にチューリングパターンに着目して、応用数学での活用を検討することができたので、おおむね、計画を遂行することができたと考える。「連立型反応拡散セル・オートマトン」の応用数学での具体的な活用として、チューリングパターンが発生するようなセル・オートマトンを生物の形態形成の数理モデルに活用することを研究し、その研究結果を学会講演、学術論文により発表する。最終年度であるため、前年度までに研究を実施した「連立型反応拡散セル・オートマトン」について、これまでの研究結果をまとめ、その研究結果を学会講演、学術論文により発表する。そのセル・オートマトンの拡張を考えることにより反応拡散現象を表す新しいセル・オートマトンの一群を構築する。微分方程式は連続的に状態を表現するモデルであるから、得られるパターンも連続的なものとなるが、セル・オートマトンは離散的に状態を表現するモデルであり、微分方程式では表せないような反応を表現することができる。その結果として、構築したセル・オートマトンの中には微分方程式のセル・オートマトン化では得られないようなパターンを形成するセル・オートマトンも存在すると考えられる。「連立型反応拡散セル・オートマトン」の最も簡単な場合は2つの変数が2つの状態のみを取るものであり、ある場所のセルの状態が4つ(2×2)の状態しかないことから、反応を表すルールの種類が256種類(4の4乗)になる。そして、拡散の度合いを表すパラメータの値を変えるごとに異なるセル・オートマトンになる。そこで、本年度ではその中で、「一方の変数には拡散がなく、もう一方の変数に最近接のセルにのみ拡散する場合」の256種類と、「両方の変数が最近接のセルにのみ拡散する場合」の256種類を調査した。これは2変数の反応拡散方程式では「一方の変数には拡散項がなく、もう一方の変数にのみ拡散項がある場合」と「両方の変数に同じ拡散係数をもつ拡散項がある場合」に各々対応すると考えられる。このセル・オートマトンについて、基本的なパターンによる分類、拡散度の変化に伴うパターンの変化、パルス型進行波やフロント型進行波の構成、大域解の構成を行った。対応すると考えられる微分方程式の解と比較して、相違点を明らかにする。得られた性質により、構成したセル・オートマトンを分類する。本年度では「連立型反応拡散セル・オートマトン」の最も簡単なものの中で、「一方の変数には拡散がなく、もう一方の変数に最近接のセルにのみ拡散する場合」の256種類と、「両方の変数が最近接のセルにのみ拡散する場合」の256種類を調査することにしていた。このセル・オートマトンについて、基本的なパターンによる分類、拡散度の変化に伴うパターンの変化、パルス型進行波やフロント型進行波の構成、大域解の構成を行うこと、対応すると考えられる微分方程式の解と比較して、相違点を明らかにすること、得られた性質により、構成したセル・オートマトンを分類することを本年度の研究計画としていたが、おおむね、それらの計画を遂行することができた。

微分方程式は連続的に状態を表現するモデルであるから、得られるパターンも連続的なものとなるが、セル・オートマトンは離散的に状態を表現するモデルであり、微分方程式では表せないような反応を表現することができる。その結果として、構築したセル・オートマトンの中には微分方程式のセル・オートマトン化では得られないようなパターンを形成するセル・オートマトンも存在すると考えられる。そこで、本年度ではそのセルオートマトンを空間2次元や3次元に拡張したセル・オートマトンを調査した。空間2次元の場合には離散点を正方格子上にとる以外に三角格子、六角格子上にとる3種類が考えられ、最近傍のセルの個数が異なる。また、正方格子の場合にはムーア近傍とノイマン近傍の2つの近傍が考えられる。更に、拡散パラメータを変化する毎に異なるセル・オートマトンが定義されるが、その中で、主に「一方の変数には拡散がなく、もう一方の変数に最近接のセルにのみ拡散する場合」と、「両方の変数が最近接のセルにのみ拡散する場合」を調査した。これは2変数の反応拡散方程式では「一方の変数には拡散項がなく、もう一方の変数にのみ拡散項がある場合」と「両方の変数に同じ拡散係数をもつ拡散項がある場合」に各々対応すると考えられる。このセル・オートマトンについて、基本的なパターン、拡散度の変化に伴うパターンの変化、パルス型進行波やフロント型進行波の調査を行った。また対応すると考えられる微分方程式が存在するものについては、パターンを比較して、相違点を検証した。本年度では「連立型反応拡散セル・オートマトン」を空間2次元や3次元に拡張したセル・オートマトンを調査する計画であった。その中で主に「一方の変数には拡散がなく、もう一方の変数に最近接のセルにのみ拡散する場合」と、「両方の変数が最近接のセルにのみ拡散する場合」を調査することにしていた。このセル・オートマトンについて、基本的なパターンによる分類、拡散度の変化に伴うパターンの変化、パルス型進行波やフロント型進行波の調査を行うことをを本年度の研究計画としていたが、おおむね、それらの計画を遂行することができた。従前の研究において、パターン形成の数理モデルであるような反応拡散系であるグレイ・スコットモデルを元にセル・オートマトンを構築した。そのセル・オートマトンの一般化を考えることにより反応拡散現象を表す新しいセル・オートマトンの一群を構築する。微分方程式は連続的に状態を表現するモデルであるから、得られるパターンも連続的なものとなるが、セル・オートマトンは離散的に状態を表現するモデルであり、微分方程式よりも単純に現象を表現したり、微分方程式では表現できない現象を表現する可能性もあると考えられる。本年度では、主にチューリングパターンに着目して研究を行った。反応拡散系ではチューリングパターンと呼ばれる空間パターンが生じることがあり、グレイ・スコットモデルはそのような反応拡散系の一つである。具体的には、拡散効果がない場合には一様な定常状態をとるが、拡散項の影響によりその状態から非一様な定常状態(空間パターン)が生じる場合をいい、このことを拡散誘導不安定性という。
社会統制が犯罪行動に与える影響とその意図せざる結果

本研究の目的は、「社会統制が犯罪行動に与える影響とその意図せざる結果」について理論的かつ実証的研究を行うことである。その目的を達成するために、以下の研究課題に取り組んだ。(1)医療大麻合法化(Medical Marijuana Laws,以下MML)が犯罪に与える影響を検討した共同研究では、MMLがメキシコ麻薬組織の活動へ負の供給ショックを与え、メキシコ国境に面する州のMML導入により、犯罪が減少することを理論化し、実証した研究である。査読付き国際雑誌(The Economic Journal)からの修正・再提出の審査結果を昨年度受け、今年度はその再提出に向けた修正を行った。査読の結果、条件付き採択となり、現在は、微修正を加えた論文の最終結果待ちである。(2)暴力団排除条例(以下、暴排条例)が暴力団の勢力や犯罪に与える影響を検討した共同研究では、暴排条例は暴力団の資金源を間接的に絶つことにより暴力団の組員数は減少する一方、離脱後に生活資金に困った元組員による振り込め詐欺が増加することを理論化し、実証した。本年度は、昨年度までに得られた結果をもとに論文の執筆を行った。本研究は、査読付き国際雑誌投稿へ向け、現在執筆の修正中である。上記の研究は、制度が組織犯罪や違法市場にいかなる影響を与えるかを明らかにした。その発展として、個人の非合法的組織への参加が違法賃金に与える影響を検討した研究が、以下の(3)である。(3)ギャングへの参加が違法賃金に与える影響が人種間でいかに異なるのかをアメリカのデータを用いて検討した。その結果、ギャングへの参加は白人の違法賃金を高めるが、この効果は黒人やヒスパニックにはみられなかった。この人種間で異なる効果のメカニズムを検討した。しかし、昨年度得た実証結果に多少の不備があったため、改めて分析を行い、現在査読付き国際雑誌投稿に向けて修正中である。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、社会統制と犯罪行動の関係を、制度・集団・個人の3つの社会統制の水準から理論的に明らかにし、実証研究を行うことである。この目的を達成するために、以下4つの研究課題に取り組んだ。1つ目は、Norwegian School of EconomicsのEvelina GavrilovaとFloris Zoutman氏との共同研究である。アメリカにおける医療大麻合法化(以下MML)が、メキシコ麻薬組織の活動に損害を与えると理論立て、実証分析の結果、アメリカ・メキシコの国境付近の州がMMLを導入することで暴力犯罪が減少することを示した。さらに、違法薬物の価格は増加する一方、その取引量は減少することも明らかにした。2つ目は、Pennsylvania State Universityの星野哲也氏との共同研究で、暴力団に関する研究である。暴力団排除条例による暴力団衰退に伴い、暴力団以外の犯罪組織が増加することを理論とし、実証分析の結果、振り込め詐欺が増加、また既存の暴力団競合度合いが低い地域の方が、その犯罪増加率が高いことを示した。3つ目は、Third Party Policing(以下TPP)という市民に犯罪統制・予防の役割を担わせる理論の検証である。東京都の一部の地域に導入されたぼったくり防止条例が、売春市場に与える効果を推定し、さらに規制の意図せざる結果として、規制行為以外の犯罪への伝播や転移があることも示した。以上3つの研究は、制度導入の時間的・地理的な差を駆使して因果推論を試みたものである。4つ目の課題は、Harvard UniversityのChristopher Winship教授との共同研究である。社会学においてパネルデータを用いた研究のレビューし、その問題点を明らかにした上で、問題点に対処するアプローチを提示する因果推論の応用・実践に関する研究である。本研究の目的は、社会統制が犯罪行動に与える影響とその意図せざる結果における理論的かつ実証的研究を行うことである。目的を達成するために、以下4つの研究課題に取り組んだ(1-3は昨年度からの継続、4は今年度から着手)。(1).医療大麻合法化(Medical Marijuana Laws以下MML)が犯罪に与える影響を検討した研究では、地理的データの使用、推定方法の拡張を行った。昨年度得た結果に加え、MMLが犯罪に与える負の効果は、メキシコ国境から離れた群になるほど小さくなるという結果を得た。本研究は、国際的学術雑誌からの修正・再提出の審査結果を受け、現在再提出に向け修正中である。(2).暴力団排除条例が暴力団の勢力や犯罪に与える影響を検討した研究では、各都道府県警より暴力団組員数の推移データを入手、警視庁の公開データより暴力団員の逮捕に関する区別パネルデータを作成した。これらのデータを用いて、昨年得た結果のメカニズムの検証を行った。本研究は、国際的学術雑誌への投稿準備を進めており、4-5月中に投稿予定である。(3).因果推論の方法論の研究は、観察データを用いた社会学における因果推論の応用・実践を示唆することを目的とする。本研究は、パネルデータを用いて因果関係を推定する際に誤りがちな点を指摘し、適切な推定や内生生チェックのプラシーボテストなどを実証例と共に説明し提示する。(4).本研究は、違法薬物市場おける人種間の収入格差を分析する。アメリカのNLSY97データを用いて、ギャング参加が薬物売人の収益率に与える影響は人種間で異なるかを推定した。ギャング参加の違法収入に与える影響は白人のみに存在することが明らかとなった。また、このメカニズムの検証も同じデータを用いて行った。

本研究は、国際的学術雑誌への投稿準備を進めており、6-7月中に投稿予定である。研究課題(1-2)では、制度が犯罪に与える影響とその意図せざる結果という課題に対し実証分析を行うことができた。さらにその意図せざる結果となる背後にあるメカニズムも計量分析を通じて明らかにした。この2つの研究より犯罪組織がいかに収益を求める集団であるかを理解し、このプロセスで「個人の犯罪組織への加入は収益増加につながるのか」という新たな課題が見つかり、研究課題(4)の着手に至った。これらの研究課題を計量分析を通じて厳密に実証することができたのは、研究課題(3)により、因果推論を行う際に必要な仮定や推定方法の応用を学ぶことができたためである。本研究の目的は、「社会統制が犯罪行動に与える影響とその意図せざる結果」について理論的かつ実証的研究を行うことである。その目的を達成するために、以下の研究課題に取り組んだ。(1)医療大麻合法化(Medical Marijuana Laws,以下MML)が犯罪に与える影響を検討した共同研究では、MMLがメキシコ麻薬組織の活動へ負の供給ショックを与え、メキシコ国境に面する州のMML導入により、犯罪が減少することを理論化し、実証した研究である。査読付き国際雑誌(The Economic Journal)からの修正・再提出の審査結果を昨年度受け、今年度はその再提出に向けた修正を行った。査読の結果、条件付き採択となり、現在は、微修正を加えた論文の最終結果待ちである。(2)暴力団排除条例(以下、暴排条例)が暴力団の勢力や犯罪に与える影響を検討した共同研究では、暴排条例は暴力団の資金源を間接的に絶つことにより暴力団の組員数は減少する一方、離脱後に生活資金に困った元組員による振り込め詐欺が増加することを理論化し、実証した。本年度は、昨年度までに得られた結果をもとに論文の執筆を行った。本研究は、査読付き国際雑誌投稿へ向け、現在執筆の修正中である。上記の研究は、制度が組織犯罪や違法市場にいかなる影響を与えるかを明らかにした。その発展として、個人の非合法的組織への参加が違法賃金に与える影響を検討した研究が、以下の(3)である。(3)ギャングへの参加が違法賃金に与える影響が人種間でいかに異なるのかをアメリカのデータを用いて検討した。その結果、ギャングへの参加は白人の違法賃金を高めるが、この効果は黒人やヒスパニックにはみられなかった。この人種間で異なる効果のメカニズムを検討した。しかし、昨年度得た実証結果に多少の不備があったため、改めて分析を行い、現在査読付き国際雑誌投稿に向けて修正中である。研究課題1-3では、制度が犯罪に与える影響を違法市場や犯罪組織を介して理論立てることで、社会統制と犯罪のパラドキシカルな関係をある程度理解できることがわかった。今後は、個々の研究課題をもう一段階抽象化し、体系だった理論を目指す必要がある。
種間雑種において発現するトランスポゾン群の解析

本研究は、植物の雑種ゲノムの安定化におけるトランスポゾンの役割を解明することを目的とし、コムギ植物を材料に、雑種ゲノムにおいて発現するトランスポゾン群の体系的な解析を行った。本研究の主な成果は以下の通り。(1)マカロニコムギ-タルホコムギ三倍体種間雑種における高頻度染色体倍加:マカロニコムギ(Triticum durum、2n=28、♀親)とタルホコムギ(Aegilops squarrosa、2n=14、♂親)の交配に由来する三倍体F_1雑種(2n=21)は、高い花粉稔性及び、自殖種子着粒率を示すことを見出した。さらに、細胞遺伝学的解析により、(a)この三倍体F_1雑種では、減数分裂の過程で非還元配偶子が高頻度に形成され、(b)雌雄の非還元性配偶子の合体により六倍体F_2雑種(2n=2)が生じることが明らかとなった。六倍体F_2雑種は、正常に成長し、高頻度(>90%)で種子をつける。従来、ペルシアコムギ(Triticum carthlicum)とタルホコムギの三倍体F_1雑種で、高頻度染色体倍加が起きることは知られていたが、マカロニコムギ-タルホコムギ三倍体雑種での高頻度染色体倍加は知られておらず、この発見は新規でる。この結果は、現在広く栽培されるパンコムギ(六倍体、2n=42)の母方の祖先がマカロニコムギである可能性を示唆する。(2)コムギ種間雑種におけるトランスポゾンの発現:マカロニコムギ-タルホコムギ三倍体F_1雑種とその自殖後代(F_2-F_3)の根、葉と幼穂からtotalRNAを抽出し、RT-PCR法により、copia型レトロトランスポゾンの発現の有無を調査したが、明確なトランスポゾン転写活性は、検出されなかった。本研究では、雑種ゲノムの安定化におけるトランスポゾンの役割を解明することを目的とし、雑種ゲノムにおいて発現するトランスポゾン群の体系的な解析を行っている。本年度は、3カ年の研究期間(平成14-16年度)の初年度にあたり、今後2カ年の研究の基礎を築くべく、コムギとその近縁種を材料とした種間雑種の作成と雑種で発現するトランスポゾンの発現状況の予備的調査を行った。主な成果は、以下の通り。(1)種間雑種の作成:二粒系コムギ(Triticum durum、2n=28)とタルホコムギ(Aegilops squarrosa、2n=14)の交雑からF_1雑種を得、さらにF_1雑種を自殖して得たF_2植物を現在栽培中である。根端の分裂組織を用いて、F_1雑種とF_2植物の染色体数を確認したところ、F_1雑種は2n=21、F_2植物は2n=42であり、F_1からF_2に移行する過程で染色体数の倍加(複二倍体化)が起こったことが分かった。さらに、これら雑種の形態学的・細胞学的特徴を詳しく調べたところ、雑種では、草丈が異常に高くなること(雑種強勢によるものと思われる)、また複二倍体化は、雌雄の非還元配偶子の結合によって生じたことなどが明らかとなった。(2)F_1雑種でのトランスポゾンの発現:現在、F_1雑種の幼穂からtotal RNAを抽出し、トランスポゾンのDNA塩基配列に基づくプライマーを用いて、RT-PCRを行い、F_1雑種におけるトランスポゾンの発現の有無を検証中であるが、これまでのところ、トランスポゾンの転写活性は検出されていない。今後、RNAを抽出する組織の種類や、RT-PCRで用いるプライマーの配列を検討しつつ、さらに解析を続ける予定である。本研究では、植物の雑種ゲノムの安定化におけるトランスポゾンの役割を解明することを目的とし、雑種ゲノムにおいて発現するトランスポゾン群の体系的な解析を行っている。現時点での主な成果は、以下の通り。(1)種間雑種の作成とその生育特性の解析:二粒系コムギ(Triticum durum、2n=28)とタルホコムギ(Aegilops squarrosa、2n=14)を交配してF_1雑種を得、さらにF_1雑種を自殖して得たF_2及びF_3植物を現在栽培中である。根端の分裂組織を用いて、F_1雑種とF_2及びF_3植物の染色体数を確認したところ、F_1雑種は2n=21、F_2及びF_3植物は2n=42であり、F_1からF_2に移行する過程で染色体数の倍加(複二倍体化)が起こったことが分かった。また、F_1雑種の花粉母細胞を用いて減数分裂過程を観察したところ、第一分裂における復旧核の形成が確認された。このことから、複二倍体が、雌雄の非還元配偶子の合体により生じたことが強く示唆された。また、これら雑種の形態を調査したところ、草丈や分けつにおいて明らかな雑種強勢がみられ、親植物との比較において、統計的に有意な違いが見られた。

(2)F_1雑種でのトランスポゾンの発現:現在、F_1雑種の幼穂からtotal RNAを抽出し、トランスポゾンのDNA塩基配列に基づくプライマーを用いて、RT-PCRを行い、F_1雑種におけるトランスポゾンの発現の有無を検証中であるが、これまでのところ、トランスポゾンの転写活性は検出されていない。今後は、現在栽培中のF_2及びF_3植物も加えて、RNAを抽出する組織の種類や、RT-PCRで用いるプライマーの配列を検討しつつ、さらに解析を続ける予定である。本研究は、植物の雑種ゲノムの安定化におけるトランスポゾンの役割を解明することを目的とし、コムギ植物を材料に、雑種ゲノムにおいて発現するトランスポゾン群の体系的な解析を行った。本研究の主な成果は以下の通り。(1)マカロニコムギ-タルホコムギ三倍体種間雑種における高頻度染色体倍加:マカロニコムギ(Triticum durum、2n=28、♀親)とタルホコムギ(Aegilops squarrosa、2n=14、♂親)の交配に由来する三倍体F_1雑種(2n=21)は、高い花粉稔性及び、自殖種子着粒率を示すことを見出した。さらに、細胞遺伝学的解析により、(a)この三倍体F_1雑種では、減数分裂の過程で非還元配偶子が高頻度に形成され、(b)雌雄の非還元性配偶子の合体により六倍体F_2雑種(2n=2)が生じることが明らかとなった。六倍体F_2雑種は、正常に成長し、高頻度(>90%)で種子をつける。従来、ペルシアコムギ(Triticum carthlicum)とタルホコムギの三倍体F_1雑種で、高頻度染色体倍加が起きることは知られていたが、マカロニコムギ-タルホコムギ三倍体雑種での高頻度染色体倍加は知られておらず、この発見は新規でる。この結果は、現在広く栽培されるパンコムギ(六倍体、2n=42)の母方の祖先がマカロニコムギである可能性を示唆する。(2)コムギ種間雑種におけるトランスポゾンの発現:マカロニコムギ-タルホコムギ三倍体F_1雑種とその自殖後代(F_2-F_3)の根、葉と幼穂からtotalRNAを抽出し、RT-PCR法により、copia型レトロトランスポゾンの発現の有無を調査したが、明確なトランスポゾン転写活性は、検出されなかった。
応力歪下のアモルファス系の動力学的シミュレーション

高分子結晶中のアモルファス層:これまで作成してきたゴム弾性および絡み合い系の分子運動のシミュレーションプログラムを、絡み合いが高濃度に濃縮された系の応力や化学ポテンシャルの計算に適用できるように改良し、絡み合い濃度xを変えて一軸変形の剛性率Gを計算してGがxとともに急激に増大することを見出した。また、絡み合いが濃縮された系内のtrapped chainとfree chainの化学ポテンシャルμ_tおよびμ_fを計算し、μ_tは絡み合い濃度xとともに急激に減少するがμ_fは常にメルトと同じ値を取ることを見出した。これは、結晶化の過程でfree chainはアモルファス層へ急速に追い出されることを意味し、高分子結晶の高次構造(球晶など)の形成の原因であると考えられる。アモルファスシリカ系:シリカガラスに対して,Feuston-Garofaliniにより提案された3体の相互作用を含むポテンシャルを用いて分子動力学シミュレーションを行った。粒子数1500個の系に対して周期境界条件を用いた。9000Kから出発して,段階的に200Kおきに各温度0.1nsずつ保持しながら冷却していった。その結果,温度の上昇とともにある温度までは体積が膨張するが,その後体積が極小値をとり再び膨張に転じるというシリカガラス特有の性質を定性的に再現することが出来た。さらに,等温圧縮率の温度依存性を計算した。その結果,Saito-Ikushimaがレイリー散乱の温度依存性から求めた等温圧縮率の温度依存性を定性的に再現することが出来た。(1)絡み合い濃縮系の力学的性質のシミュレーションによる研究本研究グループでこれまで作成してきた、ゴム弾性および絡み合い系の分子運動のシミュレーションプログラムを、絡み合い濃縮系の応力計算に適用できるように修正し、絡み合い濃度の関数として、系の剛性率を計算した。このシミュレーションではbond-fluctuationモデルの環状高分子の永久絡み合い系(カテナ網目)を用いた。まだシミュレーションの予備的結果であるが、絡み合い濃度を2倍にすると剛性率は2.0倍に、4倍にすると6.2倍になるという結果を得た。これは、高分子結晶中のアモルファス相はメルトの状態とは大きく異なった力学特性を有しているという我々の仮説が正しいことを裏付けている。現在は、高分子の分子量は巨視的変形様式を変えて、さまざまなアモルファスの状態の力学的性質をシミュレーションで研究している。(2)アモルファスシリカ系の分光学的およびシミュレーションによる研究アモルファスシリカの構造を正確に反映させるために、SiとOの結合角を考慮したポテンシャルを取り入れたMDシミュレーションプログラムを作成し、動作確認を行った。一方また、シリカ表面の欠陥構造を調べるためにエキシマレーザを照射して発光を測定し、非架橋酵素(≡Si-O・)による1.9eVの発光と酸素空孔(≡Si...Si≡)による2.7eVの発光を観測した。更に低エネルギーイオンによるエッチングを行い、これらの発光が消滅することを見出した。これらの現象はシリカ表面の欠陥構造に由来すると考えており、今後、これを明らかにするためのシュミレーションを行う。高分子結晶中のアモルファス層:これまでの研究で我々は,高分子結晶中のアモルファス層には絡み合いが高密度に濃縮されて、強い内部応力が加わった特殊な状態にあることを明らかにした。これまで作成してきたゴム弾性および絡み合い系の分子運動のシミュレーションプログラムを、絡み合いが高密度に濃縮された系の応力や化学ポテンシャルの計算に適用できるように改良した。このプログラムを用いて、絡み合い濃度xを変えて一軸変形の剛性率Gを計算し、xを2倍にするとはGは2.0倍に、4倍にすると6.2倍になるという結果を得た。また、絡み合いが濃縮された系内のtraped chainとfree chainの化学ポテンシャルμ_tおよびμ_fを計算し、μ_tは絡み合い濃度xとともに急激に減少するがμ_fは常にメルトと同じ値を取ることを見出した。これは、結晶化の過程でfree chainはアモルファス層

急速に追い出されることを意味し、高分子結晶の高次構造(結晶など)の形成の原因であると考えられる。アモルファスシリカ系:アルモファスシリカの構造を正確に反映させるために,SiとOの結合角を考慮したポテンシャルをとりいれたMDシミュレーションプログラムを作成し,バルクの問題に対して動作確認を行った。シリカの分子動力学では,主な相互作用の項はBorn-Maier-Hugginsタイプのポテンシャルをベースとしたものである。その中に,Coulomb力の項を含むが,バルクではEwaldの方法が用いられる。Ewaldの方法を表面問題に拡張するためのの定式化を行った。これらと並行して,実験的研究を行った。1つは,酸水素バーナーでシリカガラス管を成型加工したときに,表面から500μmの領域でOH量が増大することを見出した。また、表面を機械研磨したガラス表面のレーザー損傷を測定し,湿度の高いところに放置しておくと損傷しきい値が低くなることを見出した。
視覚障がいのある学生と医療者に配慮された臨床評価支援アプリ(UD-MAP)の開発

本邦では視覚障がい者の職業教育として、はり師、あん摩マッサージ指圧師、理学療法士等の医療職の養成が行われている。これらの医療職が取り扱う疾患・症状は様々だが、近年は治療効果に対する客観的な評価が求められる。しかし、視覚障がいのある医療者は、症状や重症度の評価に用いるツール(視覚的アナログスケールや評価票など)の運用に困難がある。
金属ヒドリド種を触媒とする原子効率型分子変換反応の開発

遷移金属ヒドリド錯体は種々の触媒反応に広く用いられており、炭素ー炭素二重結合の異性化、アルコールを用いた水素移動型還元など、その反応形式は多岐にわたる。本研究員の所属する研究室では、これまでにホモアリルシリルエーテルおよびカーボネートの炭素ー炭素二重結合異性化により、対応するアリル化合物が選択的に得られるという知見を有している。本研究ではより広範なアルケニルシリルエーテル類のオレフィン異性化を検討したところ、以下の成果1および2を得た。また本研究員は現在までにRuHCl(CO)(PPh3)3錯体とエノンとの量論反応により生じるβ-ルテニウムケトンの単離とX線結晶解析による同定に成功しており、さらなる検討から成果3を見出した。(1)ホモアリルシリルエーテルから1炭素分メチレン鎖を伸ばした末端アルケニルシリルエーテルに対して、RuHCl(CO)(PPh3)3触媒を作用させると、選択的な異性化が進行することを見出した。特に酸素原子の根元の置換基の効果が大きく、Ar基の場合、二重結合が1つ異性化したホモアリルシリルエーテルが得られるが、水素の場合では、エノールシリルエーテルまで異性化が進行する。(2) RuHCl(CO)(PPh3)3触媒を用いて1-シロキシ1,4-ジエンあるいは1-シロキシ1,5-ジエンの異性化も検討したところ、いずれの場合においても対応する1-シロキシ1,3-ジエンが高い選択性で得られることを見出した。(3) RuHCl(CO)(PPh3)3錯体とフェニルビニルケトンから生じるβ-ルテニウムケトンをPPh3とともに触媒量用いることで、アルデヒドとフェニルビニルケトンとのカップリング反応が進行し、対応する1,3-ジケトンが生成した。このことからβ-ルテニウムケトンが反応中間体と考えられるオキサ-π-アリルルテニウムと平衡下にあると強く示唆される。27年度が最終年度であるため、記入しない。遷移金属ヒドリド錯体は種々の触媒反応に広く用いられており、オレフィンの異性化、アルコールを用いた水素移動型還元、C-H結合活性化を伴った炭素-炭素結合形成反応など、その反応形式は多岐に渡る。またこれまでに本研究員の所属する研究室ではルテニウムヒドリド種のオレフィン異性化と続く結合形成反応についての知見を有しているが、本研究では特にこの異性化/結合形成反応を様々な新規反応へ適応させるべく検討したところ、次のような成果1-3を得た。また本研究員は現在までにRuHCl(CO)(PPh3)3錯体とエノンによる生じたβ-ルテニウムケトン錯体の安定性を見出しており、成果4を得た。(1)ホモアリルカーボネートをマロン酸ジエステルおよびRuHCl(CO)(PPh3)3触媒存在下加熱撹拌すると、二重結合の異性化続くアリル位アルキル化が進行した生成物が良好な収率で得られることを見出した。(2)より詳細なメカニズム解明のためにホモアリルカーボネートの異性化のみについて詳細に検討したところ、良好に異性化が進行し対応するアリルカーボネートが得られた。本反応においては酸素原子の根元の置換基の大きさや、酸素上の置換基の大きさが異性化の度合いに大きく関与することを見出している。(3)さらに異性化反応をホモアリルシリルエーテルへと拡張を試みたところ、カーボネートと同様に対応するアリルシリルエーテルが得られることを見出した。なお置換基によってはビニルシリルエーテルが生成することも見出しており、この点はカーボネートと大きく異なる点である。(4) RuHCl(CO)(PPh3)3錯体とエノンとの量論反応により生じた結晶をX線構造解析により、β-ルテニウムケトンの正確な構造を同定した。

(3) RuHCl(CO)(PPh3)3錯体とフェニルビニルケトンから生じるβ-ルテニウムケトンをPPh3とともに触媒量用いることで、アルデヒドとフェニルビニルケトンとのカップリング反応が進行し、対応する1,3-ジケトンが生成した。このことからβ-ルテニウムケトンが反応中間体と考えられるオキサ-π-アリルルテニウムと平衡下にあると強く示唆される。(1)、(2)ルテニウムヒドリド触媒存在下、ホモアリルカーボネートとマロン酸ジエステルから二重結合の異性化を伴った炭素-炭素結合形成反応を見出すことに成功した。また本系ではアリル位アルキル化のステップが配位子の選択によって、位置選択的に結合形成が進行する余地を残しており、柔軟性のある有用な有機合成となりうると考えている。(3)アルケニルシリルエーテルを用いた場合にビニルシリルエーテルへと変換することはすでに報告されているが、本研究ではアリルシリルエーテルが得られることから、新たな知見であると考えている。現段階では置換基の種類によって選択性に違いが見られる。しかし金属種や配位子などの精細な条件によって、異性化の位置の精密なコントロールが期待できる。(4)これまでルテニウムエノラートとβ-ルテニウムケトンとの平衡は明らかになっておらず、十分に開発の余地が残されている。本研究者はこの錯体を炭素求核剤とした新たな反応へと応用できると考えており、新たな炭素アニオン種の反応手法ではないか考えている。27年度が最終年度であるため、記入しない。初年度の研究において、ホモアリルカーボネートからアリルカーボネートへの異性化と続く置換反応が確認できたことから、より遠隔なアルケニルカーボネートへの発展を試みる。例えばもう1炭素鎖伸ばしたアルケニルカーボネートの検討を行う。その後種々のアルケニルカーボネートへと拡張する予定である。またアリル位アルキル化だけでなく、Diels-Alder反応や、メタセシス反応など他のオレフィンを反応点とする反応条件についても検討し、異性化との組み合わせによる位置選択的な結合形成反応について検討する。また、β-ルテニウムケトン中間体を炭素求核剤としたβ位選択的な結合形成反応の展開についても試みる。具体的には分子内にエノンとアルデヒド部位の両方をもつ基質を合成し、種々の金属ヒドリド種について知見を得ることとしたい。
資源開発用自律移動型知能機械のビジョンシステムに関する研究

1.研究目的:地下資源および地下空間を開発する場合、劣悪な環境からの作業員の解放を目指して、ロボットの導入が試みられている。このロボットには自律移動性が期待されており、これを実現するためには作業対象物の認識は不可欠である。本研究では、画像による岩石の3次元形状計測および自己移動軌跡の推定について検討することを目的とする。2.研究計画:2台のカメラを用いて複眼視を構成し、さらにレーザスポットを照射して強制対応点を設け、領域を分割して三角測量における相関計算の時間を減少させる。さらにおよびレーザスポット2点を用いて、移動形態を判別し、画像照合により移動距離、回転角の推定を行う。3.研究成果:複眼視による形状計測では、強制対応点を設けることにより領域が分割され、偽対応点の減少および計算時間の短縮が可能となった。さらに、マルチスリット光を用いるとさらに処理時間を減少させることが可能となることが確かめられた。移動軌跡の推定に関する実験では、2点のレーザスポットの輝点の位置を検出することにより、直進あるいは回転の移動形態を判別することが可能となった。直進距離については、レーザスポット光の輝点を用いて三角測量の原理で容易に算出された。回転角度の推定については、回転の幾何学形状を基に推定式を算出した。実際の推定では、初めに画像に微分処理を施し、得られたエッジをXおよびY軸方向に斜影し、斜影ベクトルの照合により画像の移動量を求め、この値を推定式に代入して回転角を得た。計算値と設定値とを比較した結果、両者はほぼ一致することが確かめられた。
BUdR,IUdR in vitro二重標識法による腫瘍細胞動態解析法の確立

(2)ラット骨肉腫(POB)を用いて、in vivo標識(腹腔内投与)およびin vitro標識による結果の異同について検討した。in vivo標識では、ABC法、APAAP法の併用で解析できたが、in vitro標識では染色状態が不良のため、ABC法のみにより二枚の連続標本を用いて解析した。この結果、in vivo標識によるpotential doubling timeとin vitro標識によるそれには、大きな差異はなかった。しかし、in vitro標識での染色状態(BUdR-BR3)は不安定であり、溶液中のBUdRあるいは染色過程での抗体(BR3)の濃度を変化させても明らかな改善は得られなかった。(3)免疫組識染色は、かなりtime consumingであることから、臨床応用を考える上でより実際的かつ迅速なflow cytometryによる解析の可能性についても平行して検討した。微量の臨床検体を用いることから、細胞のlossの少ない未固定法の導入、および混入する正常細胞(リンパ球、線維芽細胞など)除去のための抗サイトケラチン抗体の利用を試みた。この結果、培養細胞においては、界面活性剤添加ののち一次、二次抗体を添加していく未固定法の手技をほぼ確立した。また、phycoerythrin標識抗サイトケラチン抗体を作製することで、正常細胞を解析データから大部分除去することが可能となった。
複合粉末による高性能焼結材料の製造

本研究の成果は,次の3項に総括されてる.1.鉄基複合粉末を実験室規模で製造するための,メッキ装置・方法を確立したことによって,鉄粉末粒子上に均一で密着性良好なニッケル,ニッケルーリン合金,ニッケルーボロン合金等の無電解メッキが可能となった.2.Fe-Ni, Fe-Ni-P複合粉末圧粉体の焼結過程を研究した.その結果, Fe-Ni-P, Fe-Ni-B複合粉末圧粉体はFe-Ni複合粉末圧粉体に比較して焼結が促進され,その焼結促進は主として昇温過程に生ずることを明らかにした.また,これらの焼結促進について考察し,その機構を提示した.3.複合粉末を用いたFe-Ni-P, Fe-Ni-B焼結合金の機械的性質について研究した.その結果, Fe-Ni-P複合粉末焼結合金は混合粉末を用いた同種の焼結合金に比べて高強度・高延性であり,特に延性の改善が著しいことを明らかにした. Fe-Ni-B複合粉末焼結合金は, Fe-Ni複合粉末焼結合金と比較すると同等の引張強さで,より高延性であった. Fe-Ni-P焼結合金の微細組織は, 2つの領域からなる複合組織を示した.一方Fe-Ni-B焼結合金は,球状気孔が分散した均一なFe-Ni-B合金組織を示した.これらの微細組織によって,良好な機械的性質が得られることを提示した.本研究の成果は,次の3項に総括されてる.1.鉄基複合粉末を実験室規模で製造するための,メッキ装置・方法を確立したことによって,鉄粉末粒子上に均一で密着性良好なニッケル,ニッケルーリン合金,ニッケルーボロン合金等の無電解メッキが可能となった.2.Fe-Ni, Fe-Ni-P複合粉末圧粉体の焼結過程を研究した.その結果, Fe-Ni-P, Fe-Ni-B複合粉末圧粉体はFe-Ni複合粉末圧粉体に比較して焼結が促進され,その焼結促進は主として昇温過程に生ずることを明らかにした.また,これらの焼結促進について考察し,その機構を提示した.3.複合粉末を用いたFe-Ni-P, Fe-Ni-B焼結合金の機械的性質について研究した.その結果, Fe-Ni-P複合粉末焼結合金は混合粉末を用いた同種の焼結合金に比べて高強度・高延性であり,特に延性の改善が著しいことを明らかにした. Fe-Ni-B複合粉末焼結合金は, Fe-Ni複合粉末焼結合金と比較すると同等の引張強さで,より高延性であった. Fe-Ni-P焼結合金の微細組織は, 2つの領域からなる複合組織を示した.一方Fe-Ni-B焼結合金は,球状気孔が分散した均一なFe-Ni-B合金組織を示した.これらの微細組織によって,良好な機械的性質が得られることを提示した.1-(1)焼結過程Fe粉末にNi-Pをメッキした複合粉末を作製し、その圧粉体の焼結過程を研究した。その結果、メッキ層中のP含有率が共晶組成(11%P)以上のFe-Ni-P圧粉体はFe-Niメッキ粉末圧粉体より焼結が促進されることを示し、またその焼結促進機構についても明らかにした。これらの成果は、論文にまとめ、現在印刷中である。1-(2)機械的性質Fe-Ni-P複合粉末を用いた焼結合金の機械的性質について研究し、本焼結合金は混合粉末を用いた同種焼結合金に比べて高強度・高延性であることを示し、この原因は複合粉末特有の複合組織によることを明らかにした。これらの成果は、論文にまとめ投稿した。2-(1)焼結過程Fe粉末にNi-Bをメッキした複合粉末を作製し、その圧粉体の焼結過程を研究した。その結果、Ni-Pと同じ共晶型状態図を示すNi-BをメッキしたFe-Ni-B圧粉体はFe-Ni-Pと同様に焼結が促進されることがわかった。この成果は、粉体粉末冶金協会秋季大会(1986年11月)において発表した。現在はB添加量を増やすために、メッキ法を改良中である。2-(2)機械的性質
冠動脈再狭窄防止を目的としたPTCA用高分子マトリックスの設計に関する基礎研究

本研究は平成9年度平成11年度の3年間の研究計画によって構成されている。平成9年度はブタ大動脈組織からエラスチンを単離して、そのエラスチンを熱シュウ酸処理することによりα-エラスチンを調製した。α-エラスチンに疎水性アミノ酸誘導体であるVal-OMeを種々の濃度(5,10,20,30,50,100等量)の水溶性カルボジイミドを用いて結合させて化学修飾α-エラスチンマトリックスを作製した。水溶性カルボジイミド20等量を用いて作製した化学修飾α-エラスチンマトリックスのコアセルベート特性が最も良好な結果((1)コアセルベーション開始温度が最も低温側にあること、(2)コアセルベート層を最も短時間で形成すること)を示した。平成10年度は化学修飾α-エラスチンマトリックスのCDを測定し、その二次構造はα-ヘリックスであることを示した。平滑筋細胞の増殖を促進する酵素のチロシンキナーゼの阻害薬であるゲニスチンは化学修飾α-エラスチンマトリックス・コアセルベート層中に約30%取り込まれる結果が得られた。エラスチン中の高ホモロジー領域に共通して存在するペンタペプチドGly-Val-Gly-Val-Pro(GVGVP)繰り返し構造部分のポリマーを合成し、ポリペプチドマトリックスを作製した。ポリマーの大きさとコアセルベーション特性を検討したところ、ポリマーが大きいほど、低温側でコアセルベーションが開始されることがわかった。平成11年度は化学修飾α-エラスチンマトリックスの血小板凝集阻害能を検討した。その結果、化学修飾していないα-エラスチンに比べて約2倍の血小板凝集阻害能が認められた。ニワトリ血管平滑筋細胞に対しては化学修飾α-エラスチンマトリックス及びポリペプチドマトリックスの遊走活性が認められた。実験計画ではウサギ及びヒト血管平滑筋細胞を用いて検討する予定であったので1年延長し、それらの遊走及び増殖に対する化学修飾α-エラスチンマトリックス及びポリペプチドマトリックスの効果を検討したところ、これらのマトリックスはいずれも平滑筋細胞の遊走及び増殖を促進した。また化学修飾α-エラスチンマトリックス・コアセルベート及びポリペプチドマトリックス・コアセルベートの効果を検討したところ、いずれも平滑筋細胞の増殖を抑制した。このことからコアセルベート状態のマトリックスの有用性が認められた。平成9年度の計画は(1)化学修飾α-エラスチンマトリックスの作製、(2)化学修飾α-エラスチンマトリックスのコアセルベート特性及び薬剤取り込み及び(3)化学修飾α-エラスチンマトリックスコアセルベートの血小板凝集阻害の検討である。上記(1)及び(2)については、組織を脱脂して、1M MaCl中でホモジネートし、その操作を6回繰り返して組織中の糖タンパクを除去し、ついで0.1N NaOH中で100°Cに加熱する操作を6回繰り返してコラーゲン等を除去してエラスチンを単離した。そのエラスチンを熱シュウ酸処理することによりα-エラスチンを調整した。