hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
2次元ヘリウムの量子物性

2次元強相関フェルミ粒子系のモデル物質である、グラファイト上吸着第2層目のヘリウム3単原子層の熱容量と核磁気共鳴測定を0.1mKに至る超低温度まで行い、その低温量子相図を完成した。その結果、低密度での気-液相転移、フェルミ液体相のスピン揺らぎ効果、フェルミ液体相と低密度整合相の間に零点空格子点相が存在する可能性、低密度整合相でのギャップレススピン液体磁性、高密度非整合固相のフラストレート強磁性など多数の新奇量子相・量子現象が見出された。零点空格子点相では、2次元系にもかかわらずスピン-質量分離が起こり得ることも理論的に分かった。グラファイト表面に吸着した単原子層ヘリウム3(^3He)は、2次元フェルミ粒子系の強相関効果を調べる上で理想的な実験系である。今年度は、^4Heを1層プレコートしたグラファイト表面上に吸着した単原子層^3Heの磁気的性質を、70μK【less than or equal】T【less than or equal】500mKの4桁にわたる広い温度範囲と4.9【less thanor equal】ρ【less than or equal】9.4nm^<-2>の広い面密度(ρ)範囲で調べた。その結果、ρの増加とともに2次元^3Heの基底状態は、正常フェルミ流体相(領域I)、異常量子相(領域II)、モット局在相(4/7整合相)、過剰粒子相(領域IIIa、IIIb)、弱い強磁性相(領域IV)と多彩に変化することが分かった。それぞれの量子相は、共鳴磁場の異常シフト(領域I)、2流体モデルを示唆するような磁化の温度依存性(領域II)、多体交換相互作用の競合がもたらすギャップレススピン液体状態(4/7相)、0.3mK以下でのスピン1重項への転移を示唆する磁化異常(領域IIIa)、過剰粒子の性質が強磁性的なものへ変化(領域IIIb)、一様な弱い強磁性相への磁気的変化(領域IV)など、低温で非常に興味深い性質を示す。また、領域IIIに対応する吸着1層目と2層目の密度域に対して行った磁場中熱容量測定では、ゼーマン項に比べて異常に大きな磁場変化と熱緩和時間の変化を観測した。これは多体交換相互作用の競合が変化して磁気的フラストレーションが変化した可能性と、グラファイト基板と^3He薄膜間に磁気的な熱伝導機構が存在することを示唆している。一方、強く相互作用する2次元フェルミ粒子系の一般的性質を理論的に調べるために、これまで開発された高温展開の方法と厳密対角化などの数値計算手法を改良した。今年度は、3角格子上でハイゼンベルグ模型の拡張版やt-J模型を使ってモット絶縁体近傍での比熱、帯磁率などの物理量を計算し、新奇なスピン液体状態についても調べるための準備を行った。パルスNMR法による2次元3^Heのスピン-スピン緩和時間(T_2)の測定を開始し、次の知見を得た。(1)熱緩和時間およびパルス発熱量を実測することで、100μKという超低温度までスピンエコー測定ができることを実証した。(2)4/7整合近傍密度においてT_2の温度依存性を調べたところ、T〓200mKで空格子点の熱励起によって増加すること、20〓T〓200mKで温度に依らず一定値をとること、T〓20mKで減少(原因は未解明)することが分かった。(3)T=100mKでのT_2の密度依存性を調べたところ、4/7相で最小値をとるV字型の振る舞いをすることが分かり、4/7相以下の密度域で零点空格子点相が実現しているとする我々の仮説を支持する結果を得た。また、未発見の超流動転移を探索すべく精密な帯磁率測定を行ったが、100μKまでの温度範囲、4/7相の前後-5%から+9%の密度範囲では磁化と共鳴周波数に異常は発見されなかった。一方、2次元固体3^Heの磁場中熱容量を測定したところ、交換相互作用に比べて小さい磁場を印加しても熱容量ピークが低温にシフトしたり分裂するなど、複雑かつ顕著な変化を示すことが明らかになった。これは強い磁気フラストレーションを反映したものと考えられる。熱伝導の測定からは、3^He薄膜内のフォノンやスピン波で巨視的距離を伝搬した後、不純物クラスターを介してグラファイト基板へ流れ込むという熱伝導のメカニズムを提案した。グラファイト上に吸着した2層目のHeには、1層目のHe原子に対する相対位置が異なる2種類のサイトがある。そこで2層目の2次元3^Heを、カゴメ格子上のスピン系と三角格子上のスピン系とが相互作用する系としてモデル化し、比熱や帯磁率の温度依存性を高温展開の手法で調べた。その結果、実験で見出された比熱のdouble-peak構造や帯磁率のギャップレス的な振る舞いが再現できることが分かった。

1. 2次元^3Heの4/7整合相直下の密度域で零点空格子点相が実現していることを示す熱容量測定の結果を検証するため、スピン-スピン緩和時間(T_2)の測定を進めた。エコー信号の減衰をより広い時間領域まで拡げて測定したところ、広い密度範囲に渡って2種類の(T_2)成分が観測された。長い方の成分の全磁化への寄与は温度にも密度にも依らず5%と小さいことから、グラフォイル吸着基板の配向性の分布に起因する非本質的なものであると考えられる。この結果は、4/7整合相直下の密度域がマクロに相分離したモデルとは矛盾し、零点空格子点相モデルとは矛盾しない(福山)。2. 4/7相について最近提案された吸着構造に従うと、^3He原子の1/4を非磁性な^4Heに置換することにより理想的なカゴメ格子上量子スピン系の実現する可能性を提案した。この系の熱容量を実際に測定したところ、顕著なダブルピーク構造が観測された。数十mKの高温ピークは^3He原子と^4He原子がその吸着サイトを交換する熱励起に由来するとしてよく説明できるので、これより充分低温ではカゴメ格子スピン系が実現していることが期待できる。スピン系に由来する1mK以下の低温ピークは、三角格子系に比べて短距離秩序の成長が阻害されていることを示しており、理論予測と一致する(森下)。3.単層液体^3Heの有効模型として多体スピン交換相互作用を加えた三角格子t-J模型を厳密対角化により調べた。その結果、4/7相にドープされた領域において、強磁性的な二体交換と反強磁性的な四体交換相互作用が競合することによって、新しい量子相が出現し得ることを見出した。さらにエネルギー分布の解析から、この新量子相ではスピン-質量分離的な振舞いが見られることを明らかにした。この結果は、グラファイト基板上に吸着した^3Heにおける比熱の二重ピークを説明することができると考えられる(小形)。1)グラファイト上の吸着^3He原子層のうち、第2層目と第4層目の低密度域の熱容量を超低温度まで注意深く測定したところ、第3層目同様に、これらの2次元^3Heもごく低密度(0.5nm^<-2>の自己凝縮相すなわち2次元液滴(パドル)を形成することを見出した。グラファイト基板からの距離すなわちポテンシャルが大きく異なる24層目がほぼ同じ密度のパドル相を形成するという事実は、これが理想的な2次元^3Heの性質であることを示しており、フェルミ粒子系に対する第一原理計算の信頼性をテストする上でも重要な指標となる(福山)。2)白濱グループ(A02班)と共同で、グラファイト上2層目^4Heについて、4/7整合相より少し低密度試料のねじれ振り子実験を行い、200mK以下の低温で回転慣性能率が低下する超流動レスポンスを観測した。また、臨界速度の存在を示唆するような回転慣性能率の振り子速度変化も観測した。これらは、零点空格子点による固体の超流動状態の可能性を示唆する興味深い結果である(福山)。3)グラファイト上の2層目^3He 4/7相の一部を非磁性の^4He原子に置換したときの磁気熱容量の変化を調べ、カゴメ格子上量子スピン系の実現と三角格子系との比較を行った(森下)。4)4/7整合相の理論模型として、三角格子上でサイト別に2種類の交換相互作用をもつハイゼンベルグ模型を取り上げ、その性質を高温展開法で調べた。その結果、4体項以外にも、幾何学的フラストレーションの効果として、観測された比熱のダブルピーク構造や低温に向かって緩やかに上昇し続ける帯磁率の温度変化を説明し得ることを示した(小形:連携研究者)。
延髄腹外側野の代謝調節型グルタミン酸受容体の高血圧における役割

【目的】循環調節に重要な役割を演じている延髄腹外側野(ventrolateral medulla;VLM)において代謝調節型グルタミン酸受容体が高血圧の維持に関しているか否かを、遺伝的高血圧ラットを用いて検討した。3.同様にNMDAおよびAMPAによる昇圧とSNAの増加もSHRで大であった。【結論】SHRでは、VLMにおけるイオン調節型および代謝調節型アミノ酸受容体刺激に対する反応性が亢進しており、このことが高血圧の発症維持に関与している可能性が示唆された。
新世代アルミニウム合金中の高強度化サイトの構造解析と原子空孔可視化の挑戦

金属材料は工業製品に最も広く用いられているが,代表的な金属材料である鉄鋼材料を高比強度金属に置き換えることにより,大幅な省エネルギー化が期待される.本研究では,高比強度金属の代表であるチタン合金とアルミニウム合金,そして,新たに注目を集めている高エントロピー合金について,添加元素近傍の三次元局所構造解析を蛍光X線ホログラフィーにより行った.チタン合金中で添加元素の果たす役割,アルミニウム合金中の局所構造が添加元素により異なる様子,高エントロピー合金の原子配列が室温時効により変化することを,それぞれ明らかにした.(1)代表的なβ安定化元素であるNb,Ta,Vを20at%含む二元系チタン合金単結晶について,各β安定化元素近傍の局所構造解析を蛍光X線ホログラフィーで行った.これらの添加元素近傍では,ω相中であるにもかかわらず,β相の構造を維持する傾向があることがわかった.その傾向から,局所構造の観点ではV>Nb>Taの順でβ安定化元素の効果が高いことを明らかにした.(2) Al-2Mg-2Zn-0.07Agアルミニウム合金を170°Cで60分時効した試料について,原子空孔を引きつける効果があるとされる添加元素であるAg近傍の局所構造を蛍光X線ホログラフィーで解析した.(3)急冷凝固したFCC型高エントロピー合金Al0.3CrFeCoNi中のNi近傍局所構造解析を,蛍光X線ホログラフィーで行った.高エントロピー合金中は室温時効により原子位置が徐々に変化し,FCC格子位置に近づくことがわかった.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。純AlにZn,Mg,Agなどを添加して合金化し,さらに,100300°Cの中温域で熱処理を行うと,高密度のナノ析出物あるいはその前駆体であるナノクラスターを形成して,塑性変形を担う転位の運動が抑制されるので,降伏応力が飛躍的に増大する.これらの添加元素の中でも,Agはそのほとんどが熱処理によって析出物中に拡散移動する.また,Ag近傍には原子空孔が多数存在すると考えられている.そこで,Al-Zn-Mg-Ag合金中のAg Lα蛍光X線を用いて蛍光X線ホログラフィー実験を行った.Agのごく近傍半径0.5nm以内では再生原子像の強度が弱く,遠方ほどFCCの原子像が強かった.今後は,Ag近傍で再生原子像の強度が弱い理由を追試ならびに透過電子顕微鏡観察により明らかにしたい.(2)高エントロピー合金結晶構造がFCCの高エントロピー合金Al0.3CrFeCoNiの多結晶インゴットをArアーク溶解で作製し,同一の5mmサイズの比較的大きな結晶粒について試料作製直後と1年間室温時効後のNi近傍局所構造を蛍光X線ホログラフィーで解析した.試料作製直後はNi原子から第二近接の原子像が{111}面内で<110>方位に0.04nm変位している様子が再生された.しかし,1年時効後は変位を生じていない原子像が再生された.また,試料作製直後はホログラムに生じる定在波線が明瞭に観察されたが,1年時効後は不明瞭であった.今後は,他の3d遷移金属元素近傍の局所構造解析を行うと共に,純Ni単結晶の再生原子像ならびにホログラム中の定在波線に及ぼす塑性ひずみの影響も調査する.ホログラム中に現れる定在波線が不明瞭であったため解析が困難であったが,アルミニウム合金試料中のAg濃度が0.07at%と低いにもかかわらず,Ag近傍の原子像を再生できたことから,当初の予想通り本研究で蛍光X線ホログラフィーを利用できることを確認できた.よって,研究は概ね順調に進展している.一般に蛍光X線ホログラフィーで再生される原子像の強度は,ホログラムの記録に用いた蛍光X線を発する原子に近いほど強い.ところが,本研究で得られた結果では,Agのごく近傍の原子像強度が弱く,遠方の原子像が強いことから,Ag近傍で原子配列に何らかの異常が生じていることが推測される.この結果は,従来知られていない知見であり,今後は実験結果の解析とアルミニウム合金の理論再生原子像を比較することにより,原子空孔の所在を突き止める.金属材料は工業製品に最も広く用いられているが,代表的な金属材料である鉄鋼材料を高比強度金属に置き換えることにより,大幅な省エネルギー化が期待される.本研究では,高比強度金属の代表であるチタン合金とアルミニウム合金,そして,新たに注目を集めている高エントロピー合金について,添加元素近傍の三次元局所構造解析を蛍光X線ホログラフィーにより行った.チタン合金中で添加元素の果たす役割,アルミニウム合金中の局所構造が添加元素により異なる様子,高エントロピー合金の原子配列が室温時効により変化することを,それぞれ明らかにした.(1)代表的なβ安定化元素であるNb,Ta,Vを20at%含む二元系チタン合金単結晶について,各β安定化元素近傍の局所構造解析を蛍光X線ホログラフィーで行った.これらの添加元素近傍では,ω相中であるにもかかわらず,β相の構造を維持する傾向があることがわかった.その傾向から,局所構造の観点ではV>Nb>Taの順でβ安定化元素の効果が高いことを明らかにした.(2) Al-2Mg-2Zn-0.07Agアルミニウム合金を170°Cで60分時効した試料について,原子空孔を引きつける効果があるとされる添加元素であるAg近傍の局所構造を蛍光X線ホログラフィーで解析した.

(3)急冷凝固したFCC型高エントロピー合金Al0.3CrFeCoNi中のNi近傍局所構造解析を,蛍光X線ホログラフィーで行った.高エントロピー合金中は室温時効により原子位置が徐々に変化し,FCC格子位置に近づくことがわかった.アルミニウム合金中に含まれる微量元素Ag近傍では,再生原子像の強度がAgのごく近傍で弱く,遠方で強いことがわかった.この結果は,一般的な蛍光X線ホログラフィーの再生原子像の強度分布と逆の傾向を示している.したがって,Ag近傍では原子配列に何らかの乱れが生じているか,Agのごく近傍に原子空孔が存在することにより,Agのごく近傍の再生原子像強度が弱くなっている可能性がある.そこで,アルミニウム合金中に含まれる平均原子について,理論計算ホログラムからその再生原子像を求める.理論計算で求めた再生原子像強度と実験結果を比較し,先に示した可能性について検証する.具体的には,Ag近傍に原子空孔が1個ないし2個ある様々なケースについて再生原子像強度を理論計算し,実験結果から得られた再生原子像の強度分布が再現できるか検証する.再現できれば,Agのごく近傍のサイトに原子空孔が存在することが示唆されると期待される.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
δ-トコフェロールの脂肪組織に対する抗炎症効果とその作用機序の解明

肥満状態が長期に続くと、脂肪組織へのマクロファージの浸潤により炎症が誘導され、それをきっかけに様々な生活習慣病が惹起されると考えられている。従って、脂肪組織の炎症誘導を阻害できれば生活習慣病が惹起されないのではないかと推察した。そこで、ビタミンE同族体の1つであるδ-トコフェロールに着目して、脂肪組織に対する抗炎症効果について検討する事にした。まずは、炎症誘導した脂肪細胞を用いて検討した後、自然発症炎症誘導マウスを用いて、δ-トコフェロールを含んだいくつかのビタミンE同族体を混餌した餌を連続的に摂取させた時の脂肪組織への抗炎症効果について検討を行いたいと考えている。
神経再生医療実現のためのミニブタ穿通枝脳梗塞モデルを用いた基盤的研究

ミニブタ穿通枝脳梗塞モデルを開発して、神経幹細胞移植による脳梗塞治療法の開発を目指した。白質に限局した脳梗塞が再現性よく作成できた。経時的な組織学的所見では、梗塞巣は虚血後7日では拡大することが判明した。軸索が最も脆弱でミエリンやその他の組織に障害が及ぶことが判明した。血管組織だけは障害から免れ、梗塞巣内でも生き残ることが判明した。また、ミニブタ脳より採取した神経細胞より、自己複製能と多分化能をもつ神経細胞塊が得られた。これらの細胞を標識し脳内に移植した。移植細胞が、ホスト脳で神経ネットワーク形成やそれに伴い機能改善をもたらしているかについては確認できなかったが、MRIと病理組織学的にホーミング(生着の前段階と考えられる)までは確認することができた。神経幹細胞のみの移植ではホスト脳での増殖や神経ネットワーク形成には不十分である。ドラックデリバリーシステムによる栄養因子持続投与の必要性を実感した。そこでラット脳梗塞モデルを用いてドラッグデリバリーシステムによるbFGF持続投与実験を追加した。bFGF持続投与により軸索の伸長が一部確認できたが、bFGFの副作用のためか脳梗塞巣は対照群に比較して脳浮腫のため大きくなる傾向を示した。栄養因子の種類や組み合わせさらに至適濃度は今後詳細に検討する必要性がある。神経幹細胞のみでなく血管内皮細胞などと組み合わせたnuerovasucular signallingを考慮した治療法も期待が持てる。【背景と目的】トランスレーショナルリサーチを目的とし大型動物(ミニブタ)を用い選択的白質梗塞モデル(穿通枝梗塞モデル)を作成し,脳梗塞急性期の病態変化を多角的に解明する。さらにこのモデルをもとに新しい脳梗塞治療法(成長因子による神経再生など)の開発戦略の構築を目指す。【方法】ミニブタ(19-42kg)を使用(n=35)。前脈絡叢動脈(AchA)を遮断し内包に穿通枝梗塞を作成する。24時間(n=7),2日(n=5),1週間(n=7),4週間(n=3),その他(n=13)及びsham(n=5)モデルを作成し,誘発筋電図(MMEP),MRI,行動評価表,免疫組織染色,電子顕微鏡にて経時的変化を評価した。【結果】MRIにて内包に91.4%(32/35)の再現率でラクナ梗塞が確認された。MMEPでは血流遮断後平均6.2±1.1分にて電位の消失を認めた。15分の一時遮断ではMMEP上電位は消失するが組織学的には脳梗塞が発生しないことが確認された。AchA閉塞(AchAO)群では行動障害が出現し24時間で最大障害となるが12日までには機能が回復された。AchAO群の脱髄巣を分析した結果24時間から1週間の間に梗塞巣の拡大が有意差をもって確認された。電子顕微鏡所見では壊死中心部では軸索、髄鞘の壊死が認められた。その周囲では24時間後に認められた著明な細胞間隙、傍軸索間隙の浮腫及び軸索の破壊が1週後には壊死領域となった。1週間後には梗塞巣の拡大と軸索変性が認められた。【考察】AchAを選択的に遮断することにより高い再現率が得られたと考えられる。MMEPの結果から白質では6分の血流遮断により膜電位勾配の消失やエネルギー代謝の障害が起こり電気生理学的機能は停止するが15分までの虚血では可逆的である事が示され,この間はIschemic penumbraであると考えられた。組織標本では急性期から慢性期にかけて梗塞巣の拡大が認められた。【結論】新しい動物実験モデルを開発した。本研究は純粋な白質障害を高い再現性をもって作成可能であり,経時的な微小環境変化を捕らえる事ができる。本モデルは軸索(神経)再生などの今後の脳梗塞治療研究に有用である。【目的・背景】

ミニブタ脳梗塞モデルとラット脳梗塞モデル(研究デザインの工夫:最適条件検索は試行錯誤研究となるため数百匹の個体を要する。ミニブタラクナ梗塞を用いることは実験動物倫理上また物理的にも現実性が乏しいためラット内包モデルを開発し代用する)を用いて、神経幹細胞移植による脳梗塞治療法の開発を目指した。【方法】ミニブタは、中大脳動脈(中大脳動脈閉塞モデル;MCAO)あるいは前脈絡叢動脈(ラクナ梗塞モデル)を電気凝固した。側脳室壁より脳室下層・上衣層細胞を採取し、EGEやbFGFを加えた無血清培地で浮遊培養を行い増殖きせ、神経細胞塊の形成を試みた。細胞塊をフェリチン(Fe2+)存在下に培養し移植細胞を標識し(MRIと組織標本で細胞の同定のため)、脳内に移植した。ラット内包障害モデルは大脳白質〔内包)へ定位的にエンドセリンを注入し白質梗塞を作成した。同部位に徐放化ゲルによるbFGFの持続投与を行い軸索再生について病理組織学的に検証した。【結果】ミニブタ梗塞モデルでは、標識された細胞は、自己複製能と多分化能をもつ神経細胞塊が得られた。移植細胞がMRIと組織標本で確認できた。移植細胞が、ホスト脳で神経ネットワーク形成やそれに伴い機能改善をもたらしているかについては確認できなかったが、ホーミング(生着の前段階と考えられる)は確認できた。ラットラクナ梗塞モデルでは、bFGF持続投与により軸索の伸長が一部確認できたが、bFGFの副作用のためか脳梗塞巣は対照群に比較して脳浮腫のため大きくなる傾向を示した。【研究意義】神経幹細胞のみの移植ではホスト脳での増殖や神経ネットワーク形成には不十分である。ドラックデリバリーシステムによる栄養因子持続投与の必要性を実感した。ただし、栄養因子の種類や組み合わせさらに至適濃度は今後詳細に検討する必要性がある。神経幹細胞のみでなく血管内皮細胞などと組み合わせたnuerovasucular signallingを考慮した治療法も期待が持てる。
Cr_2O_3(0001)薄膜表面の構造と水素の吸着・拡散

本研究では,Cr(110)表面に膜厚を制御したCr203(0001)単結晶薄膜を作製し,その構造と物性を明らかにするとともに,薄膜中の水素の拡散係数を求め,Cr203(0001)表面と膜中での水素の動態を解明することを目的としている.本年度は,1.走査トンネル分光装置の整備,2.赤外吸収分光によるフォノンスペクトル測定,3.走査トンネル分光による電子状態測定,4.Cr2O3(0001)への水素吸着,の4項目について研究を行った.1では,新たに走査トンネル分光装置を整備し,このためのCr(110)試料を作製した.2では,昨年度に見出した光学縦モードフォノンの詳細な温度依存性を測定し,磁気的相転移について考察した.3では,走査トンネル分光を用いて電子状態の測定を行った.膜厚が1nmまでは金属的,1nmを越えると絶縁体的になることを明らかにした.赤外吸収分光およびオージェ電子分光の結果をあわせて考察すると,膜厚1nmの時は化学組成的にCr2O3が形成されているにもかかわらず金属的な電子状態を示し,膜厚が1nm以上で絶縁体に転移すると考えられる.1nm以下では金属との近接効果により金属的振る舞いを示すものと考えられる.4.では熱脱離分光法を用いて,Cr2O3(0001)への水素吸着の実験を行った.90K以上の温度では,平坦な表面には水素は吸着しないことを明らかにした.しかしながら欠陥サイトでは解離吸着する可能性があることを見出した.本研究では,Cr(110)表面に膜厚を制御したCr203(0001)単結晶薄膜を作製し,その構造と物性を明らかにするとともに,薄膜中の水素の拡散係数を求め,Cr203(0001)表面と膜中での水素の動態を解明することを目的としている.本年度は,1.低温試料ホルダーの作製,2.赤外吸収分光システムの構築,3.Cr203(0001)単結晶薄膜の作製とフォノン測定,の3項目について研究を行った.1では,液体Heを用いて4Kまで冷却可能な試料ホルダーを新たに作製した.2では,超高真空中の試料に対して,500cm-1まで測定可能な赤外検出器と分光計の設計・製作をおこなった.3では,Cr(110)表面を直接酸化することでCr203(0001)単結晶薄膜の作製を行った.酸化時間を変化させることで膜厚を変化させた.オージェ電子分光の測定を行い,20Lでおよそ1nmの単結晶薄膜が形成されることを明らかにした.2で構築した赤外吸収分光系を用いて膜厚の異なる試料について測定を行い,720cm-1付近に光学縦モードに起因する吸収ピークを新たに見出した.この値はバルクフォノンの振動数に比べて6cm-1程度ソフト化している.吸収ピークの温度依存性を調べたところ,150K以上で振動数が低波数側にシフトし,それと同時にスペクトル幅が増大することがわかった.この原因として,低波数振動モードとの非調和結合と磁気的相転移について考察した.本研究では,Cr(110)表面に膜厚を制御したCr203(0001)単結晶薄膜を作製し,その構造と物性を明らかにするとともに,薄膜中の水素の拡散係数を求め,Cr203(0001)表面と膜中での水素の動態を解明することを目的としている.本年度は,1.走査トンネル分光装置の整備,2.赤外吸収分光によるフォノンスペクトル測定,3.走査トンネル分光による電子状態測定,4.Cr2O3(0001)への水素吸着,の4項目について研究を行った.1では,新たに走査トンネル分光装置を整備し,このためのCr(110)試料を作製した.2では,昨年度に見出した光学縦モードフォノンの詳細な温度依存性を測定し,磁気的相転移について考察した.3では,走査トンネル分光を用いて電子状態の測定を行った.膜厚が1nmまでは金属的,1nmを越えると絶縁体的になることを明らかにした.赤外吸収分光およびオージェ電子分光の結果をあわせて考察すると,膜厚1nmの時は化学組成的にCr2O3が形成されているにもかかわらず金属的な電子状態を示し,膜厚が1nm以上で絶縁体に転移すると考えられる.1nm以下では金属との近接効果により金属的振る舞いを示すものと考えられる.4.では熱脱離分光法を用いて,Cr2O3(0001)への水素吸着の実験を行った.90K以上の温度では,平坦な表面には水素は吸着しないことを明らかにした.しかしながら欠陥サイトでは解離吸着する可能性があることを見出した.
「贖罪と刑罰」の歴史人類学的研究

「贖罪と刑罰」の問題は人類史上、社会と文化とに<埋め込まれた>存在である。この点では、他の諸問題と比べて、格段の重みを持っていた。「贖罪と刑罰」は種々の文化要素、宗教、呪術、法、経済、権力、裁判、習俗などと深く結びついていて、容易に分け難い存在であった。始原的には、「贖罪」は宗教、呪術と結びついており、非行によって生じた共同体の穢れを払い、神の(神神の)怒りを解くための、共同体内部的儀式として営まれていた。従って、いわば「内部的」刑罰-「国津罪」の系統に属していた。「贖罪」思想をこうした宗教的違反、軍事的違反、性的タブー違反の系列(穢れの思想)から解放したのは、ヨーロッパ中世初期(8-9世紀)において裁判権力者の、地域における「平和」維持の志向であった。この志向を背景になって、裁判不出頭者や判決不服従者にたいする「アハト」(追放)の刑罰(公的刑罰)が登場してきた。こうして「贖罪」観念はヨーロッパにおいてしだいに個人主義化し、世俗化する。非行者本人が謝罪をおこなったり、非行者の親族友人が放免を請願したりすることを契機に、裁判権力者は非行者を恩赦に付したり、巡礼行を課したりして、刑事司法の中に、新らしい意味の「贖罪」観念を導入していった。中世後期から近世初期の時代(14世紀から17世紀)には、糺問的職権的司法がしだいに広がっていくものの、いまだ当事者主義裁判が影響力を行使していた。糺問的職権的司法が制度的定着を見る以前の、刑事司法のきわめて流動的、混乱的時代に、当事者本人の「贖罪」思想を背後にした、殺人の和解やウァフェーデの誓約がある一定の役割を果たしえたのには、理由があった。I研究資料の収集本年度は3箇年に及ぶ研究の初年度であったので仕事の1つは「贖罪と刑罰」に関する研究資料の収集にあてた。(1)ヨーロッパ法史上の資料としては、とくに原始キリスト教およびグレゴリウス改革関係の文献を収集した。(2)中国法、朝鮮法、ベトナム法、ユーラシア北方法、蒙古法、インド法、イスラム法に関する法史学関係の基本書の収集にあたった。関係の史料書として中国歴代刑法志・朝鮮李朝時代秋官志の収集に従事した。(3)法人類学、宗教人類学、文化人類学、比較法学関係の文献の収集にあたった。以上について本研究課題の考察に必要な基本資料について収集の目的はほぼ達成された。II研究の発表(1)ドイツ中世後期の都市とその周域とにおける血讐(連鎖的殺害)事件と、その処理方法(とぐに和解)とに関して論文を発表した。そのなかで、とくに注目したいのは、加害者が被害者側にへりくだった姿勢、恭順な態度を示すことで順罪が果たされ、和解が容易に成立したことである。(2)「法系論と法文化論」と題して比較法学に関する一研究動向を発表した。オセアニア社会においては殺人行為について「それが終身刑や死刑で回復されるものであろうか」と問題が提起されていて「贖罪と刑罰」を考える一助になる。(3)『戦争と平和の中近世史』(歴史学研究会編・2001・青木書店)の批評会(2003年3月8日・熊本大学文・法学部)においてヨーロッパ史関係の論文の紹介・批評をおこなった(口頭発表)。本研究課題の考察にとって注目すべき点は、「戦争」が、論者によってそれぞれ「フェーデ」として、あるいは「神明裁判」として解されていることである。

○研究資料の収集および整理研究課題の中心問題に関わる資料の収集を「大公アウグスト図書館」(ヴォルフェンブッテル)において行った。主に、中世および近世中央ヨーロッパにおけるフェーデおよび血讐とその処理に関するもの。フェーデおよび血讐は、権利要求に基づく紛争と共に、非行・不法・犯罪を含んでいる。とくに中世・近世都市における事例をできる限り多数集め、その処理方法を記した「ウァフェーデ(復讐断念の誓約)」の文書の収集にあたった。○研究の進展次の3点について研究を進めた。(1)中国清代の訴訟においては、相手当事者による不当で、横暴な請求(「欺圧」)に対して他方当事者が自己の側の悲惨な状態(「冤抑」)をうったえ官憲による「懲戒・伸冤」を申し出る構図が存した。官憲の介入の程度問題はあるにせよ、例えばヨーロッパ初期社会を含め、広く世界の訴訟法史において見いだされる現象と考えられる。必ずしも中国法史に特有なものとはいえないものがある。(2)ヨーロッパ中世初期、フランク時代の部族法典には「人命金・贖罪金」と「公的刑罰・換刑贖罪金」とが区別されている場合があった。このことから、「贖罪金から刑事刑(公的刑罰)へ」といった刑法の発展図式(通説)には再考の余地がある。もう一つ、これに関連するのは中国秦漢時代における「贖刑」の刑罰であり、そこに共通性がある。(3)ヨーロッパ中世初期における教会贖罪書には、幼児が両親、とりわけ母親と共寝して圧死する事例が挙げられ、これに対する贖罪の方法が規定されている。この事例は、母親による過失として捉えるべきか、殺人としての故意行為として見るべきなのか、当時聖職者の間で論議が交わされた。ここには、中世初期刑法の重要問題が浮かび出ている。I研究資料の調査・収集(1)国内においてアジア・アフリカ・オセアニアにおける贖罪と刑罰に関係する史料および研究文献の調査・収集にあたった。とくに法人類学、文化人類学関係の雑誌における研究論文の調査・収集を中心とした。研究の現時点における問題点が明らかになった。(2)国外(ドイツ連邦共和国)において、16世紀を中心とするドイツ近世のウァフェーデ(復讐断念誓約)の文書の調査および筆写を主にゲッティンゲン大学図書館・ブラウンシュヴァイク文書館においておこなった。未刊史料の保存および公刊の状況の情報が得られた。II研究の内容および発表(1)ウァフェーデ(復讐断念誓約)ついて16世紀を中心に研究にあたった。マクデブルクの審判人判決録に示された、ツェルブスト市裁判所への法意見(法鑑定)の調査からは、贖罪と刑罰をめぐって貴重な史料証言が得られた。「謝罪」の意思表示が恩赦を招き、ウァフェーデの誓約において刑罰を免除させたが、その反面、ウァフェーデの破約に対しては、刑事刑が科せられた。紀要『熊本大学法学部人文社会論集』第4号(2005)に発表の予定である。(2)人類学的研究としてパプアニューギニアで起きた1980年の呪術師殺害事件の裁判例に関し研究にあたった。その判決によれば、被告の行為は、金銭的利得や地位を取得といった利己的目的のためでなく、社会的に危険な呪術師(被殺者)に対する自己防衛的なものであったこと、被告は被害者の親族に対し改悛、賠償の意思表示をおこなっていることから、重い刑事刑ではなく懲役3箇月、豚5頭の賠償を命じられた。この判決に知られるのは「緊張をきたした人間関係の回復」であり、ここには贖罪思想の根源があった。熊本大学研究拠点形成報告書に発表の予定である(2005)。
地域性に根ざした地域保健活動の探索に関する研究

保健師が、社会や健康課題の変化、地区の変化をいかに把握しているかを調査することで地域の類型化を試み、新しい保健師活動開発への示唆を得ることを目的とする。16市町村へのインタビュー調査及び147市へのアンケート調査を行った。保健師は住民間の絆の弱体化や保健師との関係の減弱を全地域で感じ、地区組織作り活動の基盤が不足する地域が出現していることが明らかになった。地域包括ケアシステム構築への積極姿勢が明らかになり、高齢社会での活躍が期待された。地区類型として、昔ながらの市街地/農山村、新興住宅地、高層マンション地区が導かれた。従来型の地区活動を土台にした予防活動推進の刷新の必要性が明らかになった。研究の目的は、行政保健師の地域保健活動の範囲や展開方法の類型と、地域社会の市町村単位・小規模地域単位での地域性(ソーシャルキャピタル・人口規模・地理的な特徴・歴史文化・社会資源の豊かさ等)の類型を照合し、多様化した今日の地域の個別状況に応じた地域保健活動の方法を見出すことである。平成25年度は、(1)保健師の活動の範囲及び個への働きかけ・集団への働きかけ・地域づくり・保健計画や政策提言・事務作業等に割く時間の調査や、(2)保健師の視点で地域性がどのようにアセスメントされているかを調査し、(1)より保健師活動の類型化を得、(2)より地域性の類型化を保健師の視点から得ることであった。さらにまた、(3)ソーシャルキャピタルの観点から地域性を類型化するための調査票の準備を計画していた。実績として、(1)および(2)の調査においては、先行研究や看護協会、厚生労働省の報告を収集し、調査票の素案を作った。まだ項目が多く実際の調査に適するように項目の精錬を行っているところである。中でも類型化に必要な質問項目の絞り込みを行っているところである。(3)については、近隣の3自治体から詳細な資料提供を受け、全国調査にかなうようなソーシャルキャピタル調査票を考案しているところである。全体的に予定より遅れているが、(1)、(2)に関しては、次年度間もなく調査が行えるところまで準備ができている。(3)については、一つの自治体のソーシャルキャピタル分析だけでも時間を要することが分かり、研究の順番を入れかえて、ソーシャルキャピタル調査は平成26年度の予定していた個別自治体聞き取り調査と併せて行うことを検討したいと考えている。【研究の目的】保健医療福祉システムは今日多様化しており、保健師の職位も課長等の行政計画に関わる上位者も出現し、保健師の役割が種々取りざたされている。平成9年の地域保健法成立以来、保健師の活動は拡充と衰退の岐路に立たされているいるともいえる今日、自治体ごとの活動を俯瞰的に見つめなおし、保健師の活動を活性化する方策を検討することが必要であると考える。そこで、地域保健活動について、地域性に見合う活動方法を導き、公衆衛生看護学の理論的・実践的な充実に寄与することを目的としてこの研究を行う。【研究実施計画】平成25年度は自治体の特徴の類型化と地域保健活動の類型化を導くための調査を行う調査票を、文献調査と研究班の意見交換にて試作した。しかし、得られる文献の限界等(求める情報が含まれていない等)により、満足ゆくものは作れなかった。平成26年度は研究班が自治体からの聞き取り調査を行って調査票を作成しなおす方向に切り替えた。【平成26年度研究の成果】北海道、青森県、千葉県、静岡県、石川県、福井県、島根県、沖縄県から15市町の聞き取りを行った(人口規模3万人程度80万人程度)。保健師数が10名前後の小規模な市町では、住民に身近な保健活動が継続されていたが、市町村合併や移住者の増加による住民性の変化等により、活動のやりにくさが表面化していた。保健師数がそれ以上の中規模の市では、職位の高い保健師が増え、スタッフ保健師数は多くはなく、地区担当が母子保健以外は十分に機能できず地区把握が不十分になっていた。職位の高い保健師が、スタッフも兼ねて活動する例も見られた。保健師がもっと多い大規模の自治体では、職位の高い保健師とスタッフ保健師の連携や情報交換の仕組みができ、地域保健活動に専念する保健師とそれを生かす職位の高い保健師の役割が明確になっていた。平成27年度には、この結果をもとに全国調査を行う。研究の目的は、今日的な社会状況に照らした新たな保健師活動の指針を得ることであり、異なる地域性を持つ地区に対する地域保健活動の現状を把握して類型化し、自治体の属性や保健師の考え方との関連を調べることであった。当初の計画では、まずどのような地域性の地区があるかの質問紙調査を行うことであったが、質問紙の選択肢を考えるための聞き取り調査を先行させることとし、平成25、26年度に全国16市町の保健師に対する訪問聞き取り調査を行った。暫定的分析の結果を全国調査用の質問紙として作成たが、27年度(最終年度)に丁寧に分析した結果、高層マンションや新興住宅地において従来の活動方法では対応できない状況が生じていることや、どのような地域においても住民の考え方・保健師に課せられた仕事・自治体組織の変化が根底にあることが明らかになった。16市町の調査では全国の状況に一致するものか判然としないため、地域特性を6つに分類し、地域活動事業の優先度や保健師の活動方法等との関連を調べることができるように質問紙を作り直し、全国調査した。

効率よく多様な地域性の情報を得るため、人口規模10万人以上の市を対象に質問紙を配布し、回答の回収率は40.1%であった。回答した市の58%に高層マンション地区、83%に新興住宅地があり、両地区では従来の地区分担制や家庭訪問による指導、キーパーソンの育成による地域づくりが十分機能していないことが分かった。保健師が役割意識を持って特定保健指導を行っていたのは、昔ながらの市街地55.9%、昔ながらの農山村39.0%であったのに対し、高層マンション地区では28.8%に過ぎなかった。新たな地域性に対応した保健活動はまだ十分に見つけられておらず、出先機関と本庁の保健師間の連携不十分などの組織的課題も明らかになり、今後は従来型の保健師活動をこのまま推進すべきかどうかの検討の必要性が示唆された。保健師が、社会や健康課題の変化、地区の変化をいかに把握しているかを調査することで地域の類型化を試み、新しい保健師活動開発への示唆を得ることを目的とする。16市町村へのインタビュー調査及び147市へのアンケート調査を行った。保健師は住民間の絆の弱体化や保健師との関係の減弱を全地域で感じ、地区組織作り活動の基盤が不足する地域が出現していることが明らかになった。地域包括ケアシステム構築への積極姿勢が明らかになり、高齢社会での活躍が期待された。地区類型として、昔ながらの市街地/農山村、新興住宅地、高層マンション地区が導かれた。従来型の地区活動を土台にした予防活動推進の刷新の必要性が明らかになった。初年度(平成25年度)の研究において、文献が得られなかったことによって不十分であったことが遅れた理由の第1である。保健師の活動に関する文献は、学術論文が少なく、調査票作成に必要な情報が記載されていないものがほとんどであった。方針を変えて、平成26年度に行った自治体聞き取り調査は、まあまあ順調に行えた。保健活動の類型については、結果に示したようにある程度整理できた。しかし、一つの自治体の中にも限界集落から市街地まで多様性のある地域が内在されているのが今日であり、地域類型を分類する的確な指標の選定に迷って、全国調査の調査票作成が遅れた。そのため、27年に延長して全国調査を行う申請を提出した。(承認された)地域看護学平成27年4月6月に調査票を精錬・完成する。平成27年7月8月に全国調査平成27年10月に集計平成12月までに自治体類型と地域保健活動類型を突合させた新たな保健活動のあり方について考えをまとめる。保健師への質問紙調査を終了する予定であったが、調査票作成までで平成25年度は終了した。倫理審査を受け調査票配布するのは平成26年度に繰り延べになった。ソーシャルキャピタル全国調査のための調査票を作成する計画であったが、時間を要しており、調査票作成は平成26年度の半ばになる予定である。研究を進めるにあたって、全国調査のための調査票作成が予定通り進まず、全国調査が終わらなかったことによって次年度使用額が生じた。調査表作成が進まなかった理由は、自治体の地域保健活動が想定した以上に多様であり、分析に時間を要したことである。平成26年度前半に調査票配布・回収を行って保健活動の類型化、保健師の視点での地域性の類型化の結果を得る。
触法行為を行った知的障害者への刑事司法における支援

知的障害を含む精神障害を有していると思われる2入以上の受刑者の調査の結果、引受人が見つかりにくく仮釈放がつかず、再犯までの期間が短いことが分かった。出所時に精神保健福祉法26条通報されているケースなど、特に支援が必要なケースにおいて、再犯が高い現状も明らかになった。一方で更生保護施設や知的障害者施設等の受け入れは容易ではないものの、不可能ではなく、情報共有と連携の重要さが鍵となることが分かった。知的障害犯罪者は通常、責任能力が認められて刑務所で処遇さけているが、知的障害を有する者だけではなく、比較検討するために、m符合受刑者(精神医療のために医療を主として行う刑事施設等に収容する必要はないが、精神医療上の配慮を要する者)や精神障害受刑者も含めて、それまでの経歴や障害の内容や治療歴、主たる犯罪の状況、現在の処遇状況、受刑後の帰住予定地(引受状況)等を調べるため、刑務所へのアンケート調査を作成した。そして、調査票の配布や、それとは別に刑務所や少年院、更生保護施設、自治体の関係施設等への訪問調査を行い、具体的に知的障害を有する受刑者や触法少年、あるいは元受刑者の処遇において、苦心している点等の調査や逆に効果的な方策について、聞き取り調査を開始した。アンケート調査に関しては、回収し終えたものの今後の分析を必要とし、また訪問調査も中間的な検討であるが、受刑中に精神疾患に関する服薬等があれば、ほぼ確実に精神保健福祉法26条による矯正施設長からの通報は行われていることがわかった。しかしながら、通報後の診察やその後のかかわりに関しての状況は、自治体によって大きく異なっていることもわかった。一方で、知的障害を有する者が出所後、円滑に社会復帰していくためには社会での受入れが必要であるので、ひとつの選択肢であると思われる知的障害者施設における受入れについても訪問調査を行った。知的障害施設においては、矯正施設や出所者に対する情報は限定されており、また、地域における施設の在り方をめぐって、出所者を受け入れることが容易ではないことから、関係機関の情報共有や連携が課題と思われた。昨年度得られた知見をもとに、今年度は調査の分析と、その結果を踏まえた調査研究を進めていく。1.知的障害犯罪者は通常、責任無能力とされることはなく、責任能力が認められて刑務所で処遇されている。刑事司法段階で配慮が必要とされることも多いうえに、刑務所では処遇が困難とされることも多い。そこで本年度は、知的障害を有する触法者の施設内処遇に関しては刑務所やPFI刑務所である社会復帰促進センター、同じく社会内処遇に関しては知的障害者援護施設や障害者支援施設、知的障害児施設への訪問調査を行った。具体的に知的障害を有する受刑者や触法少年、あるいは元受刑者の処遇において、苦心している点等の調査や逆に効果的な方策について、聞き取り調査を開始した。受刑中に精神疾患に関する服薬等があれば、ほぼ確実に精神保健福祉法26条による矯正施設長からの通報は行われているものの、出所後、円滑に社会復帰していくためには社会での受入れが重要であり、現実には、地域社会との共生やそのことにより施設や施設利用者に関する透明性の確保が求められている現代においては、出所者を受け入れることが容易ではない。しかし、関係機関の情報共有や連携の配慮によっては、受入れは可能であるという知的障害者施設からの意見もあり、その課題を刑事施設側にどのように伝えて連携するかが鍵となることが明らかになってきた。2.加えて、昨年度の刑務所での聞き取り調査の際、高齢者も知的障害者と同様、帰住先が確保できないために再犯につながってしまうことが大きな課題となっていることをたびたび指摘された。昨年度行った知的障害者の受刑段階での調査と比較するために、刑事司法段階や処遇において配慮が必要とされる高齢者の問題についても検討を行い、論文とした。まず第1に、初年度に刑事施設で行った「知的障害者を含む再犯以上の精神障害受刑者」について、データの解析を行った。矯正統計等公表されているデータと比較すると、出所後の引受の困難さ、刑務作業の困難さ(休養等の多さ)、服薬率の高さが明らかであり、これにより仮釈放にはならずに満期釈放になっており、つまり保護観察が付されないことによって、引受等がうまくいかず支援の手が行き届かないことが多いことが予想され、それによって医療や福祉とのつながりが生まれず、再犯につながるという悪循環が見て取れた。また、精神保健福祉法上26条の矯正局長の通報状況をみると、前刑時にも多くの場合通報されているケースも多くはなく、さらに他の統計からも調査の後診察にはつながっていないことが分かった。これは、通報や調査時は出所直前あるいは直後のため、症状や病状が比較的落ち着いており、診察あるいは入院等医療機関につながらないことを意味しているように思われる。

その後に再犯が繰り返されている現状から考えると、なんらかの形での治療を含めて医療・福祉機関とを結びつけることが肝要であり、調査の時期や調査主体・調査方法について、専門的知識と技術を用いて振り分けをし、社会復帰につながるような制度運用上の工夫の余地があるように思われる。調査したうち、特に群馬県の方式が非常に有効であるように思われた。第2に、精神障害受刑者収容機関である医療刑務所を含めた刑事施設や、知的障害者を積極的に受け入れている更生保護施設へ訪問調査を行い、処遇の実態や、受入れの際のノウハウやスキル等を調査した。身体的病状の悪化した精神障害受刑者であっても周囲の医療機関の受入れが困難で、刑事施設が医療・福祉施設化しており、社会復帰に向けて刑事施設における処遇と医療・福祉的支援が必要であろう。その中で特別調整、保護観察所や地域生活定着支援センター等を中心とした福祉との連携は新たな試みとして注目すべきであるが、その中で、その試みが帰住先のない人を中心としているため、制度から外れる対象者も多いことが、今後の課題として考えられた。
反応・拡散現象と流体現象の結合による新しい自己組織化秩序の創成

反応拡散系における秩序(パターン)形成の例として有名なBelousoz-Zhabotinsky(BZ)反応やヨウ素酸・亜砒酸反応系に伴う流体現象とその流体現象が反応拡散パターンにフィードバック効果を与えて現れる階層的秩序形成の理解を目指し、実験、数値計算を行った。具体的には(1)BZ反応における化学反応波(反応拡散パターン)の波長は1mmであるのに対し、発生している対流の波長は100mm程度である。従来はそのスケールの違いを説明できていなかった。実験において、波長の違う対流の出現条件などを明らかにした。また、水溶液表面における流体の構造を明らかにするとともに表面変形との関連を検討した。(2)平成17年度に実施した、ヨウ素酸・亜砒酸反応系において発生する対流と加速する化学反応波のメカニズムとBZ反応系において発生する対流のメカニズムの類似点について詳細に検討を行った。(3)水溶液表面において弾性的効果を取り入れたモデルの改良や表面に特殊な拡散要素を取り入れたモデルを提案した。それらの数値計算の結果は実験結果を良く再現しており一定の成果を得た。それぞれの実験、および、数値計算を通し、反応拡散パターンのスケールに比べ、長距離に働くメカニズムが流体現象発生に大きく寄与していることが示唆され、新しいモデルの提案とメカニズムの理解に繋がった。長距離に働く要素として空気居中を拡散する物質の存在、水溶液表面上での弾性的効果、長距離拡散効果などが考えられ、全てを包括した物理的理解へ向けた試みが行われた。反応拡散系における秩序形成の問題は、自然現象・生命現象に見られるパターンやリズムの生成の類似性から、実験、数値実験、理論解析など多くの研究が行われてきた.一方、多くの自然現象では物質の移動を伴う流体現象を含んでおり、盛んに研究が行われてきた.多くの場合現象の複雑性から、反応拡散系と流体系は独立な現象として扱われ、それぞれが独自の分野を作り出し発展し成熟して来た.申請者らは、反応拡散系における秩序(パターン)形成の例として有名なBelousov-Zhabotinsky (BZ)反応やヨウ素酸・亜砒酸反応系に伴う流体現象と、その流体現象が反応拡散パターンにフィードバック効果を与えて現れる新しい階層的秩序形成を実験的に明らかにすることを目的としている.更に、数値実験、解析による理論的アプローチを行い、これまでの反応拡散系の枠組みを包括するような自己組織化秩序の学問体系の構築を目指すとともに新たな研究分野の創成を目指している。本年度は、1.微小重力下における反応・拡散・流体系の実験2.BZ反応における流体現象を理解するため新しいモデルの提案と数値実験3.水溶液界面を介した化学反応による力学的運動の発生を行なった.微小重力下実験では、微小重力下実験に適した水溶液表面変形を観測する画像処理手法を開発し、BZ反応パターン濃度分布に起因するマランゴーニ効果による水溶液表面変形測定を行なった.また、それらの結果をもとに、水溶液表面での特殊な効果とし、弾性モデルを取り入れたモデルの提案を行なった.弾性モデルを用いることによりBZ反応にみられる反応拡散流体現象の一部の現象(長波長対流の出現)が初めて説明できることを示した.更に、化学反応から力学的運動エネルギーを発生する新しい実験系としての確立を目指した実験を行なった.そこではマランゴーニ効果がエネルギー変換を担っている要素であることを示した.反応拡散系における秩序(パターン)形成の例として有名なBelousoz-Zhabotinsky(BZ)反応やヨウ素酸・亜砒酸反応系に伴う流体現象とその流体現象が反応拡散パターンにフィードバック効果を与えて現れる階層的秩序形成の理解を目指し、実験、数値計算を行った。