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電解製錬の高効率化・省電力化を目指した酸素発生電極材料の研究

亜鉛の電解製錬は,我が国で最も重要な製錬プロセスの一つである.その中核を成す電解工程では,陰極上に亜鉛が還元析出されると同時に陽極において水の酸化分解反応(酸素発生反応)が進行する.現在,陽極には銀を1wt%程度含有する鉛電極が用いられており,この電極は比較的安定ではあるものの酸素発生反応の過電圧は1 V程度とかなり高く,電気エネルギーの大幅な損失の原因となっている.本年度は,酸素発生反応に対して高い活性を有する酸化物触媒候補材料の安定性の評価を,塩基性・中性・酸性水溶液を用いて行った.その結果,酸性水溶液中では貴金属酸化物以外の酸化物はほとんど溶解することが明らかとなった.そのため貴金属酸化物を中心に酸性水溶液中における触媒活性の評価と比較を行い,現在もメカニズムの解明に取り組んでいる.また,塩基性水溶液中における酸化物触媒候補材料の触媒活性評価結果を系統的に検討することにより,以下の知見を得た.1.単純ペロブスカイト型構造の遷移金属酸化物CaBO3よりも四重ペロブスカイト型構造の遷移金属酸化物CaCu3B4O12の方が酸素発生反応に対する触媒活性は高くなった(B = Ti, V, Cr, Mn, Fe, and Co).2.活性の高さは「Fe>Co>>その他の遷移金属」の関係があった.3. O 2pバンドの中心とBサイト遷移金属の非占有3dバンド中心のエネルギー差を触媒活性の記述子として提案し,構造が同じまたは類似であれば,このエネルギー差が小さいほど触媒活性が高くなることを実験と計算を組み合わせて明らかにした.上記成果に関して,これまでにすでに3本の英文原著論文を発表しており,一部プレスリリースも行っている.また一連の検討の中で,酸素発生反応と酸素還元反応の両方に高い活性を有する触媒材料も得られたため,派生研究として,金属空気電池などのデバイス中で評価を行うためのセルの試作を行うまでに至っている.比較的酸化物が安定な塩基性水溶液中においては,数多くの触媒候補材料の系統的な評価によって,酸素発生反応のメカニズムの解明および触媒活性を高くするために必要な因子について,深い考察を行うことができた.しかしながら,酸性中性領域においては多くの酸化物は不安定で溶解するため,系統的な評価・比較が困難な状況にある.今後はより幅広いpH領域において酸素発生反応に対して活性を有する可能性の高い,貴金属酸化物や金属材料を中心とした評価にも力を入れていくとともに,酸性中性領域における酸素発生反応のメカニズムと塩基性領域における酸素発生反応のメカニズムの差異についても検討を行う.また一連の検討の中で,酸素発生反応と酸素還元反応の両方に高い活性を有する触媒材料を発見するなど,思いがけない進展もあったため,派生研究として,金属空気電池などのデバイスの試作と応用も行う.得られた成果はこれまで通り,学術論文としてや学会などで積極的に発表していく予定である.亜鉛の電解製錬は,我が国で最も重要な製錬プロセスの一つである.その中核を成す電解工程では,陰極上に亜鉛が還元析出されると同時に陽極において水の酸化分解反応(酸素発生反応)が進行する.現在,陽極には銀を1wt%程度含有する鉛電極が用いられており,この電極は比較的安定ではあるものの酸素発生反応の過電圧は1 V程度とかなり高く,電気エネルギーの大幅な損失の原因となっている.本年度は,酸素発生反応に対して高い活性を有する酸化物触媒候補材料の安定性の評価を,塩基性・中性・酸性水溶液を用いて行った.その結果,酸性水溶液中では貴金属酸化物以外の酸化物はほとんど溶解することが明らかとなった.そのため貴金属酸化物を中心に酸性水溶液中における触媒活性の評価と比較を行い,現在もメカニズムの解明に取り組んでいる.また,塩基性水溶液中における酸化物触媒候補材料の触媒活性評価結果を系統的に検討することにより,以下の知見を得た.1.単純ペロブスカイト型構造の遷移金属酸化物CaBO3よりも四重ペロブスカイト型構造の遷移金属酸化物CaCu3B4O12の方が酸素発生反応に対する触媒活性は高くなった(B = Ti, V, Cr, Mn, Fe, and Co).2.活性の高さは「Fe>Co>>その他の遷移金属」の関係があった.3. O 2p

バンドの中心とBサイト遷移金属の非占有3dバンド中心のエネルギー差を触媒活性の記述子として提案し,構造が同じまたは類似であれば,このエネルギー差が小さいほど触媒活性が高くなることを実験と計算を組み合わせて明らかにした.上記成果に関して,これまでにすでに3本の英文原著論文を発表しており,一部プレスリリースも行っている.また一連の検討の中で,酸素発生反応と酸素還元反応の両方に高い活性を有する触媒材料も得られたため,派生研究として,金属空気電池などのデバイス中で評価を行うためのセルの試作を行うまでに至っている.比較的酸化物が安定な塩基性水溶液中においては,数多くの触媒候補材料の系統的な評価によって,酸素発生反応のメカニズムの解明および触媒活性を高くするために必要な因子について,深い考察を行うことができた.しかしながら,酸性中性領域においては多くの酸化物は不安定で溶解するため,系統的な評価・比較が困難な状況にある.今後はより幅広いpH領域において酸素発生反応に対して活性を有する可能性の高い,貴金属酸化物や金属材料を中心とした評価にも力を入れていくとともに,酸性中性領域における酸素発生反応のメカニズムと塩基性領域における酸素発生反応のメカニズムの差異についても検討を行う.また一連の検討の中で,酸素発生反応と酸素還元反応の両方に高い活性を有する触媒材料を発見するなど,思いがけない進展もあったため,派生研究として,金属空気電池などのデバイスの試作と応用も行う.得られた成果はこれまで通り,学術論文としてや学会などで積極的に発表していく予定である.
脳動脈瘤スクリーニング検査のための診断支援システムの開発

頭部MRA(magnetic resonance angiography)検査は一般に造影剤は不要であるため患者への生理的、経済的負担が少なく、脳血管形態のスクリーニング検査として注目されている。本研究の目的はMRAを用いた脳動脈瘤スクリーニング検査のためのコンピュータ支援診断システムを開発することである。今年度は、動脈瘤検査を受けた患者のMRA画像からいろいろなケースの動脈瘤の症例と動脈瘤でない症例を収集した。次に、MIP(maximum intensity projection)画像の動脈瘤を自動検出するための基礎研究として、MIP画像の動脈瘤の強調フィルターの設計、動脈瘤候補拾い出し処理の研究を行った。1.大阪府市立泉佐野病院放射線科の医師らとともに頭部MRA検査を受けた症例の中で,動脈瘤の存在が確定した22症例と動脈瘤が存在しないことが権定した36症例を収集した。患者情報を消去した後、大容量記憶メディア上に画像データベースを作成した。2.任意の角度の3次元MIP画像を作成し、動脈瘤を強調する方法を開発した。この方法を動脈瘤が存在するMIP画像に適用し、動脈瘤の強調の程度を調べ、動脈瘤強調フィルターの最適化を行った。3.動脈瘤強調画像において、特徴量の多重しきい値処理をすることによつて、動脈瘤候補を拾い出す方法を開発した。3つの症例の6枚のMIP画像(一つの動脈瘤を含む)に適用した結果、True Positiveが5、Fa1se Positive(FP)が37、False Negativeが1であった。一枚当たりのFPの数は、6個であった。今後は、このFPを減らす処理を開発する予定である.頭部MRA(magnetic resonance angiography)検査は一般に造影剤は不要であるため患者への生理的、経済的負担が少なく、脳血管形態のスクリーニング検査として注目されている。今後は、このFPを減らす処理を開発する予定である.
都市周辺斜面の地震時危険度評価の研究

兵庫県南部地震では,34人の死者が出た西宮市仁川の地すべりほか,阪神間の住宅地で多数の地すべりが発生した.地震は土層に速い応力変化を与えるため,非排水せん断状態になる.地震時地すべりを再現することを目的として,兵庫県南部地震を契機として,地震の実波形(5Hz)での載荷・制御・データ収録のできるリングせん断試験機を開発したが、この試験機を用いて仁川地すべりで採取した大阪層群の砂質土試料で試験を行った.現場に最も近い地震観測点であったJR宝塚駅で観測された3成分の地震記録より,仁川の地すべり斜面のすべり面の深さと方向に作用したと推定される垂直応力とせん断応力を算出し、試験機に入力した.その結果、地震力の載荷後,直ちに移動が始まり,波形のピークが終了してからも次第に加速し高速地すべりを実験的に再現出来た.間隙水圧は載荷と同時に大幅に上昇し,地震波形が小さくなってからも次第に上昇した。移動が生じるせん断ゾーンで粒子破砕が生じ,粒子破砕が生じると体積収縮により間隙水圧が生じる「すべり面液状化」が発生し,地震力が小さくなっても間隙水圧の上昇と運動の加速が継続したと考えられる.すべり面の強度が非常に小さい状態,見かけの摩擦角(φa)が、6.1°とかなり低い値となったことが、仁川の約20°の緩傾斜斜面で,高速地すべりが発生した原因であると説明できた.すべり面液状化の主な原因である粒子破砕の発生特性については、現場の土と豊浦標準砂について比較試験を行い、組成鉱物等の違いにより、粒子破砕は相当程度異なることがわかった。また、周波数特性を調べるために、一定垂直応力下で両振り載荷で液状化させる試験を繰り返した。その結果、両対数グラフ上で高い周波数ほど液状化に至るまでに必要なエネルギーは小さくなることがわかった。
「データパラレル超並列データベースサーバアーキテクチャの研究」

データベース処理に対する超並列計算機の適用が模索されているが,巨大なデータベース処理ではソート処理が最も多大な実行時間を必要としていることから,(例えば,1GBのソートに数時間必要),本年度は超並列マシンによるソートの高速化について検討した。まず,1024プロセッサのマスパーMP-1,8192プロセッサのCM-2,512プロセッサのAP-1000上にそれぞれラディックソート,バイトニックソート,サンプル化バブルソートの3種のアルゴリズムを実装し,その特性を評価した。この結果,バーチャルプロセッサ比によって最適なアルゴリズムが異なる点,さらにマシンによっても最適アルゴリズムが異なることが明らかになった。即ちマシン毎にプロセッサの処理能力ならびにプロセッサ間の結合度及び通信性能が異なることからアーキテクチャに適したアルゴリズムの選択が不可欠である。例えばメッシュ結合型マシンとハイパーキューブマシンとでは、大きな通信距離の差が生じることからアーキテクチャパラメータにより、最適なアルゴリズムを選択するヒューリステイクスを考案した。超並列マシンのアーキテクチャは、そこで走行する主要なアプリケーションから決定され、必ずしも万能である必要はなく、ソートの様に全域的なランダム通信が得意とは限らず、この様なヒューリスティクスは有効である。関係データベースアルゴリズムをデータパラレルマシン上に実装し、その可能性について詳細に評価した。プログラミングは容易ではなく、又データパラレルマシンでは、負荷分散が困難であることが判明した。本年度は主記憶上でのアルゴリズム開発が中心であったが、一部2次記憶を利用した大規模処理の実験を試み,特にバーチャルプロセッサの割り付けアルゴリズムの開発を行ったが、より詳細な評価は今後の課題である。
可視光で駆動する光可逆性ケージド化合物の開発

ケージド化合物は生理活性物質の活性部位を光分解性保護基で保護した化合物であるため、ケージド化合物を用いると細胞内外における活性物質の放出を光でコントロールできるようになる。本研究で開発された光分解性保護基を用いてケージドグルタミン酸を合成したところ、光でグルタミン酸を放出することが確認された。光分解の量子収率は0.04で、この値はすでにケージドグルタミン酸としての有用性が示されているMNI-Glutamateと同程度の値であった。本研究の目的は可視光で駆動するケージド化合物の開発である。ケージド化合物は、光応答性色素部位と生理活性物質の2つの部位からなる分子で、光励起により分解し、生理活性物質を放出する。本年度は特に新規ケージド化合物の光応答性色素部位の分子設計・合成及び、その光反応性の最適化を行うためのモデル化合物の合成・物性研究を行った。1.先ず、ケージド化合物の前駆体となる新規光応答性色素として、ニトロキノリンおよびニトロキノリン骨格に置換基を導入した2種類の類縁体を合成した。ニトロキノリン及びそれら類縁体は、出発化合物のキノリン誘導体から2-3段階の合成でそれぞれ簡便に得られた。2.次にケージド化合物における新規ニトロキノリン類の有用性を確かめるため、光照射により酢酸分子を放出するモデル化合物を設計した。モデル化合物はそれぞれの前駆体から1段階で合成した。得られたモデル化合物は、含水溶媒中(メタノール:水=1:1)、暗所で安定に存在することが分かった。また、モデル化合物の構造決定を行うため、X線結晶構造解析およびNMR測定を行った。その結果モデル化合物は結晶中では1成分で存在するが、溶液中では回転異性体との平衡状態にあることが分かった。さらに回転異性体の存在比率は溶媒に依存して変化することがわかった。さらに紫外可視吸収スペクトル測定により、モデル化合物は400nm以上の可視領域まで吸収帯が存在し、可視光による光励起が可能であることが確認された。また、モデル化合物の溶液への光照射に伴う吸収スペクトルの変化が観測され、光分解反応が確認された。光分解生成物の構造分析を、ESI-MS及びNMRで行ったところ、光照射で酢酸分子が放出されたことが確認された。ケージド化合物は、光分解性保護基(ケージング基)を生理活性物質に結合させることにより、生理活性物質を一時的に不活性にした分子である。これに光照射すると、ケージング基が外れ、生理活性物質の本来の活性が瞬時に復活する。本年度は、昨年度開発したケージング基の異なる部位に置換基を導入した誘導体を合成し、その置換基効果を検討することにより、光反応性の最適化を行った。1.先ず、昨年度合成した新規ケージング基である、5-メトキシ-8-ニトロキノリンを用いたケージド化合物のモデル分子の光物性を検討した。このモデル化合物は光照射により酢酸分子を放出することがすでに分かっている。より詳細な光物性の検討の結果、この分子の光分解量子収率は0.05であることがわかり、これまでに報告されている、ケージング基と同程度の活性を示すことが明らかとなった。また、溶液中、室温、暗所で3日間放置したところ、全く分解が見られなかったことから、暗所での高い安定性があることがわかった。2.次にこの新規ケージング基の光物性を最適化するために、置換基の位置を変えた、6-メトキシ-8-ニトロキノリンおよび、メトキシ基を持たない8-ニトロキノリンを原料とし、ケージド化合物のモデル分子を合成した。これら構造決定を行うため、X線結晶構造解析およびNMR測定を行った。その結果、いずれのモデル化合物も、溶液中では回転異性体との平衡状態にあることが分かった。また、溶液への光照射に伴う吸収スペクトルの変化が観測され、光分解反応が確認された。光分解生成物の構造分析を行ったところ、光照射で酢酸分子が放出されたことが確認されたが、光反応はより複雑となることが分かった。現時点では、ケージド化合物に用いるのは昨年度合成した5-メトキシ-8-ニトロキノリン誘導体のケージング基が最適であると考えている。ケージド化合物は生理活性物質の活性部位を光分解性保護基で保護した化合物である。ケージド化合物を用いることにより細胞内外における活性物質の放出を光でコントロールできるようになる。そのため多様な生理活性物質のケージド化合物が開発され、その有用性が報告されている。ケージド化合物に用いられる生理活性物質の多様性に比して、光分解性保護基の種類はそれほど多くないが、近年の可視化技術のハード面の発展と共に、光分解性保護基自体の発展も必要とされてきている。

そこで本研究ではケージド化合物に使うための新規光分解性保護基の開発を行ってきた。本研究で新たなケージド化合物のプラットフォームとして開発されたジヒドロキノリン骨格を持つ光分解性保護基は、カルボン酸部位を有する生理活性物質を保護するのに適している。この新規光分解性保護基に関して、まず光で酢酸を放出するテスト化合物を複数合成し、置換基の導入位置の違いによる光物性の違いを検討し、構造最適化を行ってきた。その結果、最適な構造及び、ケージド化合物に必要とされる物性、すなわち暗所での安定性、350nm付近の紫外線の吸収効率、光分解による生理活性物質の放出効率に優れていることが示された。また実際にこの光分解性保護基を用いてケージドグルタミン酸を合成したところ、テスト化合物で見られた物性を示し、光でグルタミジ酸を放出することが確認された。光分解の量子収率は0.04で、この値はすでにケージドグルタミン酸としての有用性が示されているMNI-Glutamateと同程度の値であった。
水素結合規制に基づく機能性分子の光配向と機能発現応答材料の創出

本研究ではカルボキシル基を有し,直線偏光紫外光の照射により分子配向を任意に制御できる水素結合性の光配向性高分子液晶(H-PLCP)に水素結合部を有する機能性分子を導入・配向させ,機能性材料とH-PLCPとの間に形成される水素結合を利用した新規機能性材料の創出を目指した。また,本課題の遂行途中において,N-ベンジリデンアニリン基を有する高分子液晶が光配向性を有することを見いだし、組成や官能基依存性についても評価した。本課題の目的は,水素結合性の光配向性高分子液晶(H-PLCP)とフッ素を含有する疎水性部からなるブロックコポリマーに,水素結合部を有する機能性分子を導入・配向させ、機能性材料とH-PLCPとの間に形成された水素結合を外部刺激によって可逆的に脱着再結合制御できる材料の創成である。すなわち,水素結合性メソゲンを有する高分子と疎水性高分子からなる種々のブロックコポリマーの合成と光配向,およびそれらと水素結合性部を持つ機能性色素と配向した水素結合性メソゲンとの相互作用、熱や溶媒雰囲気下での複屈折や蛍光異方性などの挙動変化を精査する。24年度は,水素結合部位を持たない,種々の分子量の光配向性高分子液晶をRAFT重合により合成し、分子量の光配向性への影響を検討した.その結果,これらの高分子は,光反応性はほぼ同一である一方、熱処理による分子配向性が分子量に強く依存することがわかった。また,分子配向を誘起するためには,薄膜全体が不溶化するだけの光架橋が必要であり、この架橋量は分子量が小さいほど、より多くの光架橋を生成する必要があることが明らかとなった。この結果より、ブロックコポリマーを作製する際においても,分子配向を誘起するために必要な分子量を予測することが可能となった。また,水素結合部を有する色素として,分子末端にピリジル基を有する非対称なチオフェン誘導体を合成した。この色素とH-PLCPを複合化したところ、チオフェンの吸収や発光挙動が変化し、色素が液晶性を示さなくとも配向を誘起できることがわかった。また,水素結合を介して基板表面に固定化することで,色素の昇華が抑制され、耐熱性が向上することも明らかにした。1.これまでに開発した側鎖にケイ皮酸を有する水素結合性高分子液晶と、ピリジンを末端に有する色素の複合体の協調的な光配向をより詳しく調べた。分子の片末端をアルキル鎖で修飾し,分子片末端にピリジル基,反対側にアルキル基を導入したチオフェン誘導体では,対称性材料と比較してカルボン酸とも容易に複合化することがわかった。水素結合性の光配向性液晶高分子と複合化することによる配向制御を検討し,光配向処理を施したHPLCPフィルムに色素をスピンコートしたところ,HPLCPの配向方向と平行にチオフェン誘導体の吸収の二色性が確認できる複合膜が得られた。また,この複合膜の偏光蛍光スペクトルを測定したところ,波長500nm付近において高い偏光発光特性を示すことがわかった。さらに,同等の構造を有し,水素結合性を示さない液晶性オリゴチオフェンをHPLCPと複合化させたところ,ピリジン環末端を有する色素は液晶性色素とほぼ同等の分子配向性を示すことがわかった。色素の配向により偏光発光が達成できることを確認し、それらの水素結語の有無による発光特性をさらに調査している。2.側鎖にベンジリデンアニリン基を有する高分子液晶が光配向可能であることを新たに見いだした。シッフ塩基として単純構造の高分子液晶が、313nm直線偏光を照射することにより光異性化と光分解に基づく分子配向を誘起した。また,露光したフィルムを液晶温度において熱処理することによって配向増幅も誘起できることがわかった。さらに,He-Cdレーザー光を用いた2光束偏光干渉光露光によるSR形成では,アゾベンゼンと類似した挙動によりSRが形成されるが、連続した露光により、配向の乱れや光分解により,SRの高低差は減少する傾向が見られた。アゾベンゼン類と同様に光異性化反応に基づいて光配向することが明らかになり、光学的透明材料での可逆的光分子配向が期待できる。前年度において側鎖にN-ベンジリデンアニリン(NBA)を有する高分子液晶を合成し、その光反応挙動や光配向、薄膜の安定性について調査した。薄膜に直線偏光紫外(LPUV)光を照射すると、軸選択的trans-cis光異性化に基づいて光照射と同時に偏光軸に対して垂直方向にNBA分子が配向することを見いだした。本年度は側鎖にNBA、シアノビフェニル基を有する共重合体を合成し、直線偏光を照射することで軸選択的trans-cis光異性化によりNBAが偏光軸に対して垂直方向に配向し、それに伴いシアノビフェニルが協調的に分子配向することを確認した。また,側鎖の窒素原子の位置を入れ替えた2種類のNBA高分子を合成し,非対称偏光ホログラフィーを行った。

その結果,高分子骨格と窒素原子がより離れた高分子においてシャープで大きな高低差の回折格子が形成されることがわかった。これは,非対称偏光ホログラフィーにおいて偏光分布と強度分布の2つの駆動力が十分量必要であるためと考えられる。また,偏光変換特性に関してはブレーズ型回折格子において偏光照射に対して従来のグレーティングにない偏光変換機能を発現した。さらに,単純プロセスによる光応答性高分子液晶フィルムの作製を目指し,前駆体を有するポリマーと、低分子をその場反応させることでNBA基を有する高分子液晶フィルムを作製し、それを光配向させることに成功した。また,これまでに開発した水素結合性高分子液晶と種々の光反応性低分子化合物を添加した薄膜の光配向挙動について検討した。化合物はポリマーフィルムと水素結合し、均一なコンポジットフィルムを作製でき、添加量を調整することで、光反応性低分子化合物との相互作用によりフィルムの光配向性を任意の光照射領域に調整できることが明らかとなった。26年度が最終年度であるため、記入しない。高分子化学26年度が最終年度であるため、記入しない。一方,色素についてもフルオレンの他、種々の分子構造や性質を有する水素結合性色素の合成が完了している。以上の状況から当初の計画以上に進展している。水素結合性の光配向性高分子液晶を利用した偏光発光ならびに発光波長制御に関しては当初の計画通りに進行している。発光波長を水素結合で制御するために、ピリジン末端の機能性色素を合成しそれらの複合体ならびに光配向膜上へのコーティングを実施し、一連の評価方法を確立した。一方、本計画に加えシッフ塩基を有する高分子液晶の光配向挙動が見いだされている。現在、予備検討として,水素結合部位を有し,発光機能以外の性能を有する色素の合成に着手している。この材料は水素結合によって色調を変化し、酸性高分子内に取り込めるだけでなく,力学的な刺激によっても色調を変化できる。発光波長制御に加え、電気的特性に注目した機能性色素のデザイン合成を行ない、それらの分子配向ならびに異方的な電気特性の発現と制御を水素結合を利用してめざす。また、本計画に加えシッフ塩基を有する高分子液晶の光配向挙動が見いだされ、その不安定さや錯体形成能を利用した新たな展開にも取り組んでいる。24年度では色素の合成に注力し,物性測定に関する予算の使用量が低くなった。そこで24年度の結果を元に,一定以上の分子量を有するH-PLCPとフッ素を含有する疎水性部からなるブロックコポリマー(HB-PLCP)を合成する。また,24年度に合成したオリゴチオフェンを始めとする種々の水素結合性色素について,(HB-PLCP)内における配向性や発光特性の変化について検討する。当初予定していた試薬使用量が少なくなったこと、および出張回数の減少合成スピードをアップする。また学生人数が増えたので使用量は自ずと増加する。
単分子誘電体の機能開拓と応用

【研究目的】本研究では,単一分子で強誘電体的な振る舞いを示す「単分子誘電体」を取り上げ,その物質群の拡張と,高度デバイス化を視野に入れた物性解明及び機能創出を目指す.我々はこれまでに,単一分であたかも強誘電体の様な分極履歴を示す究極の微小誘電体「単分子誘電体」の開発に成功している.そこで本研究では,「単分子誘電体」の1誘電性能の向上と物質群の拡張,2物性解明,3機能開拓を行うとともに,4高度デバイス化を達成し,「単分子誘電体」に関する一連の広範な学理を形成する.【本年度の実施計画と成果】初年度は,「単分子誘電体」のデバイス化を見据え,誘電性能の向上を目指した.強誘電体における性能とは,主に分極履歴の発現温度と自発分極の大きさを指すが,本系では既に室温での分極履歴の発現に成功している.そこで,以下の計画に沿って,自発分極の飛躍的な向上を目指した.・本研究で扱うPOM分子は,多段階の安定還元状態をとることが知られている.還元により注入された電子は,内包された金属イオンの動きに対して逆方向に動くことが示唆される為,還元数に応じた自発分極の増大が期待できる.実際,これまでに達成されていない[Ag⊂POM]の還元に成功したため,今後,この物質を用いた物性測定を行う予定である.尚,本成果は既に論文として発表した.・一方,時間分解可能な構造物性評価によって強誘電性発現の機序を解明するとともに,「単分子誘電体」の物性発現に必要な構造モデルを作成することを目標としていた.この測定には室温で安定な[Tb⊂POM]の作製が必須となり,本年度内にこの物質開発に成功した.現在は,時間分解可能な高輝度X線構造解析に向けて共同研究者と打合せを行っている段階である.本年度は,「単分子誘電体」のデバイス化を見据え,誘電性能の向上を一つの目標と定めた.この目標に対し,これまでに達成されていない[Ag⊂POM]の電子状態制御に成功したため,上記の目標を概ね達成し,順調に進展している.また,時間分解可能な構造物性評価によって強誘電性発現の機序を解明するとともに,「単分子誘電体」の物性発現に必要な構造モデルを作成することも本年度の目標と設定した.これに対し,既に共同研究者と時間分解可能な高輝度X線構造解析に向けて打合せを重ねていることから,当初の研究計画通りに進展している.本年度は研究計画通りに研究が進んだため,当初の研究計画通り,下記に従って研究を進める.【物質群の拡張】来年度は,これまでに得られた「単分子誘電体」をベースに,誘電性能の向上を図る.また,新しいタイプの「単分子誘電体」開発を行う.【物性解明】本段階では,未だ詳細な物性が解明されてない「単分子誘電体」において,時間分解可能な構造物性評価によって強誘電性発現の機序を解明する.具体的には,時間分解可能な高輝度X線構造解析及びローレンツ型透過電子顕微鏡(ローレンツTEM)を用いて,分極形成及び緩和過程を直接観測し,評価する.【機能創出】「単分子誘電体」は新しい物質群である為,予測を超えた機能出現が期待できる.そこで,本段階では磁場による分極制御,及び単分子磁石で観測される巨視的な量子トンネル現象の出現を探査する.また,磁場による分極制御を試みる.【高度デバイス化】本研究で開発する「単分子誘電体」は単一分子で記録を保持できることから,従来の常識を覆す超高密度メモリの創出が期待できる.そこで,今後,「単分子誘電体」のメモリ効果を実証し,分子メモリデバイスのプロトタイプ構築を目指す.【研究目的】本研究では,単一分子で強誘電体的な振る舞いを示す「単分子誘電体」を取り上げ,その物質群の拡張と,高度デバイス化を視野に入れた物性解明及び機能創出を目指す.我々はこれまでに,単一分であたかも強誘電体の様な分極履歴を示す究極の微小誘電体「単分子誘電体」の開発に成功している.そこで本研究では,「単分子誘電体」の1誘電性能の向上と物質群の拡張,2物性解明,3機能開拓を行うとともに,4高度デバイス化を達成し,「単分子誘電体」に関する一連の広範な学理を形成する.【本年度の実施計画と成果】初年度は,「単分子誘電体」のデバイス化を見据え,誘電性能の向上を目指した.強誘電体における性能とは,主に分極履歴の発現温度と自発分極の大きさを指すが,本系では既に室温での分極履歴の発現に成功している.そこで,以下の計画に沿って,自発分極の飛躍的な向上を目指した.・本研究で扱うPOM分子は,多段階の安定還元状態をとることが知られている.還元により注入された電子は,内包された金属イオンの動きに対して逆方向に動くことが示唆される為,還元数に応じた自発分極の増大が期待できる.実際,これまでに達成されていない[Ag⊂POM]の還元に成功したため,今後,この物質を用いた物性測定を行う予定である.尚,本成果は既に論文として発表した.・一方,時間分解可能な構造物性評価によって強誘電性発現の機序を解明するとともに,「単分子誘電体」の物性発現に必要な構造モデルを作成することを目標としていた.

この測定には室温で安定な[Tb⊂POM]の作製が必須となり,本年度内にこの物質開発に成功した.現在は,時間分解可能な高輝度X線構造解析に向けて共同研究者と打合せを行っている段階である.本年度は,「単分子誘電体」のデバイス化を見据え,誘電性能の向上を一つの目標と定めた.この目標に対し,これまでに達成されていない[Ag⊂POM]の電子状態制御に成功したため,上記の目標を概ね達成し,順調に進展している.また,時間分解可能な構造物性評価によって強誘電性発現の機序を解明するとともに,「単分子誘電体」の物性発現に必要な構造モデルを作成することも本年度の目標と設定した.これに対し,既に共同研究者と時間分解可能な高輝度X線構造解析に向けて打合せを重ねていることから,当初の研究計画通りに進展している.本年度は研究計画通りに研究が進んだため,当初の研究計画通り,下記に従って研究を進める.【物質群の拡張】来年度は,これまでに得られた「単分子誘電体」をベースに,誘電性能の向上を図る.また,新しいタイプの「単分子誘電体」開発を行う.【物性解明】本段階では,未だ詳細な物性が解明されてない「単分子誘電体」において,時間分解可能な構造物性評価によって強誘電性発現の機序を解明する.具体的には,時間分解可能な高輝度X線構造解析及びローレンツ型透過電子顕微鏡(ローレンツTEM)を用いて,分極形成及び緩和過程を直接観測し,評価する.【機能創出】「単分子誘電体」は新しい物質群である為,予測を超えた機能出現が期待できる.そこで,本段階では磁場による分極制御,及び単分子磁石で観測される巨視的な量子トンネル現象の出現を探査する.また,磁場による分極制御を試みる.【高度デバイス化】本研究で開発する「単分子誘電体」は単一分子で記録を保持できることから,従来の常識を覆す超高密度メモリの創出が期待できる.そこで,今後,「単分子誘電体」のメモリ効果を実証し,分子メモリデバイスのプロトタイプ構築を目指す.
ミレニアム開発目標とインドシナ諸国における基礎教育開発の現状分析

本研究では、インドシナ諸国の初等教育開発に焦点をあて、主に下記の三つの分野を研究目的とした。第一は、2002年のカナナスキス・サミット以降の各国際機関、二国間援助機関、途上国政府の取り組みをレビューし、今までのその到達点と問題点を明らかにすること。第二は、インドシナのベトナム、ラオス、カンボジアを事例にそれらの国々の教育開発の現状と援助機関の役割を分析すること。第三は、第一と第二の分析結果をふまえて、インドシナ三国がMDGsを達成するために効率的な政策提言を提唱すること、であった。本研究は、国際機関や二国間援助機関の途上国における教育援助の流れをグローバルな視野に立って分析しつつ、インドシナ三国の国レベルでの政府の初等教育政策やドナー援助協調の分析に焦点を当てたことを特色した。近年、MDGsのレビュー研究は世界中で多くなされているが、途上国の基礎教育政策やドナーの援助協調に着目し、教育問題を教育の需要と供給の両面から政策的かつ学問的研究はほとんどされてない。途上国のMDGs達成するための問題点を明らかにし、費用対効果の高い教育公共政策のあり方の方向性を定義することを目的した。上記の研究目的と研究意義をもとに、本年度は、これまでに現地でデータ・資料収集、インタビュー調査を行い作成した成果論文をもとに米国ワシントンDCに本部をもつ世界銀行(国際機関)で本研究の対象国であるベトナム、ラオス、カンボジアの教育セクターを担当するタスクマネージャーと意見交換を行った。また、世界銀行でも研究成果の発表もセミナーを通して行った。本研究の目的は、インドシナ諸国の初等教育開発に焦点をあて、以下の三つの分析をすることである。まず、第一に各国際機関、二国間援助機関、途上国政府の取り組みをレビューし、その到達点と問題点を明らかにする。第二にベトナム、ラオス、カンボジアを事例にそれらの国々の教育開発の現状と援助機関の役割を分析する。第三に、第一と第二の分析結果をふまえて、インドシナ三国がミレニアム開発目標を達成するために効率的な政策提言を提唱することである。本研究は、全世界が2015年のMDGsの初等教育の完全普及達成目標に向かって動いていく中で、インドシナのベトナム、ラオス、カンボジアで三国の政府と援助機関がどのような取り組みを行っているのか、また、これまでの達成度と最終目標の完全達成可能性を検証する。17年度は、国内での研究として、現段階で事例三国がMDGsの完全達成に向けて、どの程度達成をしているのか、教育に関する先行研究や世界銀行をはじめとする援助機関のレポートから検証した。また、世界的な初等教育完全普及に向けての流れが現時点でどれほど進行しているのか、他の途上国と比較しグローバルで見た達成度と、これら三国の位置づけについても検証した。現地調査での作業としてラオスにて政府機関や、現地援助機関から教育政策の資料やデータを入手し、現地の小学校を視察し現状を検証した。とくに検証した点は、下記の分野である。(1)教育公共財政、公共教育政策(2)ドナー間の協調や援助国側の政策、効率性(3)当該国の特徴的な教育に関する問題(4)現時点までの当該国のMDGs達成度とその評価(5)当該国の2015年までにMDGsの達成可能性と問題点さらに、世界銀行本部にてベトナム、ラオス、カンボジアにおける基礎教育開発に関する資料収集を行い、世銀のタスクマネージャーにインタビューを行った。本研究は、まだ始まったばかりであるため、現段階で雑誌論文などとして研究成果を出していない。まず、第一に各国際機関、二国間援助機関、途上国政府の取り組みをレビューし、その到達京と問題息を明らかにする。本研究は、全世界が2015年のMDGsの初等教育の完全普及達成目標に向かって動いていく中で、インドシナのベトナム、ラオス、カンボジアで三国の政府と援助機関がどのような取り組み行っているのか、また、これまでの達成度と最終目標の完全達成可能性を検証する。18年度は、現地調査での作業としてラオスとカンボジアにて政府機関や、現地援助機関から教育政策の資料やデータを入手し、現地の小学校を視察し現状を検証した。(1)教育公共財政、公共教育政策(2)ドナー間の協調や援助国側の政策、効率性(3)当該国の特徴的な教育に関する問題(4)現時点までの当該国のMDGs達成度とその評価(5)当該国の2015年までにMDGsの達成可能性と問題点さらに、世界銀行本部にてベトナム、ラオス、カンボジアにおける基礎教育開発に関する資料収集を行い、一世界銀行のタスクマネージャーにインタビューを行い、国際機関の基礎教育支援の動向についても現状を把握した。

第三は、第一と第二の分析結果をふまえて、インドシナ三国がMDGsを達成するために効率的な政策提言を提唱すること、であった。本研究は、国際機関や二国間援助機関の途上国における教育援助の流れをグローバルな視野に立って分析しつつ、インドシナ三国の国レベルでの政府の初等教育政策やドナー援助協調の分析に焦点を当てたことを特色した。近年、MDGsのレビュー研究は世界中で多くなされているが、途上国の基礎教育政策やドナーの援助協調に着目し、教育問題を教育の需要と供給の両面から政策的かつ学問的研究はほとんどされてない。途上国のMDGs達成するための問題点を明らかにし、費用対効果の高い教育公共政策のあり方の方向性を定義することを目的した。上記の研究目的と研究意義をもとに、本年度は、これまでに現地でデータ・資料収集、インタビュー調査を行い作成した成果論文をもとに米国ワシントンDCに本部をもつ世界銀行(国際機関)で本研究の対象国であるベトナム、ラオス、カンボジアの教育セクターを担当するタスクマネージャーと意見交換を行った。また、世界銀行でも研究成果の発表もセミナーを通して行った。
尿アルカリ化剤による抗がん剤治療効果の増強と効果予測

腫瘍内は酸性環境にあり、腫瘍の成長や転移を促進することでがんは悪性化する。一方、塩基性抗がん剤は、酸性環境で分子型分率が低くなることで細胞膜透過性が低下し、治療効果が減弱する。よって、腫瘍内環境を中性化することで、がんの悪性化を抑え、抗がん剤の治療効果を増強することが期待できる。そこで、アシドーシス治療剤である重曹に着目し、重曹を飲水投与することで腫瘍内中性化を図れるのではないかと仮定した。非侵襲的に腫瘍内中性化を評価する手法として、尿pH変化を利用する。本応募課題では、重曹投与による尿pHアルカリ化を指標として腫瘍内中性化を図り、塩基性抗がん剤の抗腫瘍効果を増強させることを目的とする。
言語類型論と日英語:音韻、統語、意味、談話における類型論の総合的研究

日本語と英語は、しばしば対照的な性質を持った言語であるように考えられがちである。しかしながら、言語類型論という言語のタイプ分けの観点から、その音、文法、意味などを研究すると、日英語間にかなりはっきりした差異が観察される場合もあれば、深い点で共通性が見られる場合もある。また、言語の中には様々な傾向が混在している場合があり、日本語の中に特定の場合に英語と共通する面が見られたり、英語の中にも日本語と共通する点が見られたりする。今年度は、国際ワークショップとしてTypology of the Descriptions of Motion Events(7月3日)、「言語類型論と日英語」講演会として、Dan Slobinカリフォルニア教授(7月2日)、Anvita Abbiジャワハルラル・ネール大学教授(8月12日)の講演会を開催し、言語類型論と日英比較に関する最新の動向を探り、各分野の研究への理解を深めた。このほか、松本(意味論)は、移動表現の類型論に関して、使役移動を含めた幅広い考察に基づいてTalmyの類型論の再定式化を試みた。その成果を関西言語学会、Morphology & Lexicon Forum、東京大学COE研究会において発表した。西光(談話)は「言語対照シンポジウム-条件表現をめぐって-」(7月)において発表論文に対する講評を行なった。また4th Int'l School in Linguistic Typology and Anthropology(9月、アルメニア)において談話ストラテジーに関する招待講演を行い、日本語と英語の矛盾に対する敏感さの違いを実証的に示した。窪薗(音韻論)は、日本語の音韻構造にどのような非対称性が見られるか、また他の言語(英語、韓国語、ルーマニア語等)の非対称性現象との間にどのような異同が見られるか考察した。その結果、二重母音と考えられている[ai]と[au]の間に有標性の違いが見られ、その違いが諸言語に共通していることが明らかになった。来年度は、このような非対称性からみた言語類型の可能性を探る。岸本(形式統語論)は、主に統語的な移動(例えば主要部移動)により生成される単位と形態的な要請により生成される要素との違いについて研究を行った.その結果,少なくとも日本語のような膠着言語では,形態的な特徴と統語的な移動を結びつけるような必然性がないことを明らかにできた。Prashant(機能統語論)は、東アジア・南アジアの諸語における複合動詞を類型論的なアプローチから研究した。複合動詞の後項動詞に関して,同音の語彙的な動詞と多義性の関係にあると主張するButtの主張が正しくないことを2つの国際学会で主張した。意味(松本):空間移動事象の言語表現につい類型論的な研究を行った。7月には国内の諸学者を招いて「言語対照ワークショップ:移動表現の類型論と類型の一貫性」を、9月にはLen Talmyニューヨーク州立大学名誉教授を招いてWorkshop on the Semantics of Motion開き、意見交換を行った。移動表現の類型が、使役移動や視覚移動しては異なるパターンを示すことが、様々な言語で明らかになった。同時にメタファーを含む語彙の意味論についても、類型論的な視点を交えて日本語英語の分析を行った。音韻(窪園):日本語二型アクセント方言(鹿児島方言、甑島方言、長崎方言)のアクセント調査を行い、そこから得られたデータをもとに、モーラと音節の類型について考察を行った。その結果、モーラと音節は二者択一的な韻律特徴ではなく、「モーラが音節より有標性が高い」、よって「特定言語においてはモーラは音節を前提にして存在する」という仮説が得られた。談話(西光):直接発話行為がなぜ文のタイプと遂行文の2種類あるのかを解明し、主観性の度合いの違いとしてその区別がなされていることを示した。またさらに考察を進め、対人社会心理学および説得心理学の知見により、ともすればいくつかの中心となる仮説が有機的に統合されていない語用論の現状を是正すべく、語用論の基盤に対する理論的考察をはじめている。形式文法論(岸本):本年度は,おもに,述語と項の階層関係についての研究を行った.その結果,移動や状態変化などの述語の表す意味の違いによって,同じマーキングを受ける項でも,統語的なステータスが異なってくるという知見が得られた。機能統語論(Pardeshi):飲食動詞について、アジアの諸言語における用法(文法的用法を含む)を日本語、英語との比較において行い、その普遍性と個別性を明らかにした。今年度は,各分野における類型論的課題について,日本語,英語,その他の言語のデータに基づいて研究を行った.研究はまとめの段階に入りつつある.音韻論:二重母音の非対称性と外来語アクセントについて、対照言語学的研究を行った。二重母音の非対称性については、[ai]と[au]の振る舞いが異なることを日本語の諸方言(東京、鹿児島、甑島)と他の言語(韓国語、ルーマニア語)のデータをもとに論じた。また外来語アクセントについては日本語の諸方言と韓国語慶尚道方言とを比較し、その異同を論じた。(窪薗)

形式統語論:本年度は,特に日本語において機能範疇として機能すると考えられる否定語の「ない」の中にも,文法化する以前の状態を保っているものがあることを,否定のイディオムなどを用いることにより検証した。(岸本)機能統語論:「前・後」のような空間概念た「以前・以降」のような時間概念へ拡張する際の言語間に見られる普遍性と個別性を,マラーティー語、日本語、英語などの対照研究を通じて明らかにした。特に、非直示的な状況では、マラーティー語と日・英語は正反対の拡張パターンを示し、その背後にある捉え方の違いに光を当てた。(パルデシ)意味論:英語の結果構文に関する研究,およびメタファーに関する論文をまとめら.また,移動表現の類型論に関するワークショップを行い,今まで移動のみ基づいて行われてきた類型を,使役移動,視覚的放射を含めて議論する時に,新たなパタンが浮かび上がってくることを明らかにした.その成果は,書籍に形にすべく編集中である.(松本)語用論:語用論の基礎理論を説得の立場から考え、日本語語用論学会のシンポジウムにて概略を発表。また自動詞・他動詞の言語対照の本を編集中。(西光)今年度は、各分野における言語の類型に関する研究のまとめを行った。また、Kobe Conference on Language Typologyを開催し、内外の学者を交えて成果を発表し合う中で、類型の性質や各分野における類型の相関関係についても考察を行った。各分野における主な成果は以下の通りである。音韻論(窪薗):同一言語内に見られる類型論的な対立という観点から、日本語の2方言(鹿児島方言、甑島方言)のアクセントと音節・モーラの関係について調査分析を進め、東京方言と対比しながら考察を行った。甑島方言が鹿児島方言よりもモーラ性が高いこと、その一方で東京方言に類似した音節性を示すことを明らかにした。形式統語論(岸本):言語普遍性の観点から、日本語の諸特性について考察した。特に、「名詞句+動詞」の連鎖を持つイディオムとそれと同じ動詞が現れる通常の文との比較を行った結果,イディオムの構文は,通常の名詞句とは異なる配置をするものが多くあることが分かり,それに対する理論的な考察を行った。意味論(松本):日英語を含む移動動詞の比較研究をまとめた。特に、英語と日本語の移動表現の性質については、従来の移動の様態に関する考え方を修正する必要があることを、移動に関わる音象徴表現の研究から明らかにした。語用論(西光):従来から進めてきた、他動性に関する比較研究(英語、日本語、その他のアジアの言語に関するもの)をまとめた。また、類型の異なる言語の接触について考察し、言語接触の遍在性を、日本語の「ている」形の方言と標準語の接触を例に検討した。機能的統語論(プラシャント):南・中央・北東アジア諸語における複合動詞、マラーティ語の移動表現および他動性についての考察をもとに、言語の類型について考察を行った。当該現象に関して言語間に見られる類似点や相違点を明らかにし、統一的な説明を試みた。
平均発話長MLUによる韓国語の初期文法発達と韓国語の幼児言語コーパスの形態素分析

平成30年度は韓国語の基礎文法の習得に関して、助詞の獲得を中心に研究を行い、Ryuコーパスから抽出した3,723文を分析し、五つの助詞の習得順序を明らかにした。韓国語の助詞習得過程はRyuコーパスの3人の子どもの間で一致しており、「目的格lul/ul」→「独立助詞(追加)do」→「主格ka/i」→「主題nun/un」→「所有格ui」の習得過程を見せることが分かった。この結果は次年度に国際学会で発表する予定である。また、Ryuコーパスの形態素分析研究に関しては、日本語コーパスであるJCHATの運営プログラムを入手し、JCHATのシステムを分析しながらRyuコーパスに適応できる方法を探っていた。JCHATのように形態素のタグ付けと文種類や状況説明などのコメントを入れるためには、まず文法の分析が可能にするプログラムを開発しなければならない。今年度はJCHATを慎重に分析し、次年度は韓国語を対象にした文法分析プログラムを開発する計画である。文法分析に加え、コーパスの形態素タグ付けのためには語彙辞書(lexical dictionary)が必要である。今年度はRyuコーパスから3人の幼児が発話した9,460tokenを取り出し、名詞の語彙辞書を作成する作業に着手した。まだ作業中であるが、次年度もその作業を引き続き遂行する計画である。本研究の目的である「平均発話長(MLU)による韓国語の初期文法発達の解明」はおおむね達成した。本研究では初期文法発達の項目として「助詞」と「動詞の活用形態素」を設定し、その発達過程を明らかにすることを具体的な研究課題にしている。今年度、交付申請書に記載した研究計画のとおり、「韓国語の助詞」における習得過程を明らかにした。CHILDESで公開されているRyuコーパスの分析の結果、3人の幼児の助詞習得過程が一致しており、「目的格lul/ul」→「独立助詞(追加)do」→「主格ka/i」→「主題nun/un」→「所有格ui」の習得過程を見せることが分かった。しかし、助詞の習得は形態論だけではなく統語論的な観点からの分析が必要となり、先行研究やコーパスの再解析を行っている。「韓国語の幼児言語コーパスの形態素分析」に関しては、JCHATプロジェクトの責任者の協力を得て、形態素分析作業に着手している。現在はJCHATのシステムを見本として韓国語のコーパスにどのように適用できるかを探っている。今年度行われた「平均発話長(MLU)による韓国語の助詞発達過程」に関する結果を基に、統語論的な発達過程に関する考察を追加し、「韓国語の格助詞の第一言語習得過程」を主題にした論文を執筆し、国際ジャーナルに投稿する計画である。また、「韓国語の幼児言語コーパスの形態素分析」に関して形態素を付加する作業を来年度本格的に行う計画である。現在、Ryuコーパスを分析し、3人の幼児が発話した9,460tokenを取り出し、語彙辞書を作っている。来年度は語彙辞書と文法分析プログラミングを完成させる計画である。

「韓国語の幼児言語コーパスの形態素分析」に関しては、JCHATプロジェクトの責任者の協力を得て、形態素分析作業に着手している。現在はJCHATのシステムを見本として韓国語のコーパスにどのように適用できるかを探っている。今年度行われた「平均発話長(MLU)による韓国語の助詞発達過程」に関する結果を基に、統語論的な発達過程に関する考察を追加し、「韓国語の格助詞の第一言語習得過程」を主題にした論文を執筆し、国際ジャーナルに投稿する計画である。また、「韓国語の幼児言語コーパスの形態素分析」に関して形態素を付加する作業を来年度本格的に行う計画である。現在、Ryuコーパスを分析し、3人の幼児が発話した9,460tokenを取り出し、語彙辞書を作っている。来年度は語彙辞書と文法分析プログラミングを完成させる計画である。次年度使用額が生じた理由としては人件費の未使用が挙げられる。現在Ryuコーパスは幼児と養育者の自然発話が記録されており、本研究の課題である「幼児言語コーパスの形態素分析」までは進んでいない。本年度の研究計画として韓国語の文法分析を行い、「形態素のタグ付け」作業を人件費を使って遂行する計画であったが、「形態素のタグ付け」作業より先行する文法分析の作業が遅れてしまい、人件費の使用が無かったことになった。韓国語の文法分析においては、日本語のJCHATのシステムを分析し、韓国語にそのシステムを適用するように研究している。しかし、JCHATのシステムもかなり複雑な体系を持ち、データの量も少なくはない。従って、膨大な量のデータがどのような仕組みで動いているのかを理解するためにかなり時間がかかってしまった。次年度は人件費を使い、分析した結果を基にして「形態素のタグ付け」作業に集中して進める計画を立てている。その他に次年度は海外学会への参加等で旅費を支出する予定があり、論文投稿に伴う経費も支出する予定である。
パンルヴェ型微分方程式と無限次元可積分系

本年度は主に,ワイル群の非線形表現の代数幾何的構成とパンルヴェ方程式・無限可積分系の関係についての研究を行った.パンルヴェ方程式の一つの起源にある種の有理曲面上のアフィンワイル群の双有理表現がある.昨年度はそれを代数幾何的な手法を用いて,アフィン型とは限らないワイル群の表現に拡張した.今回はさらに曲面とは限らない,高次元のある有理代数多様体に擬正則写像として作用するワイル群の双有理表現を構成することに成功した.対応するルート系は曲面の場合に比べて,より一般なものを扱える.特に対称なアフィン型の場合を網羅しており,離散可積分系としても興味ある対象である高階q-パンルヴェ方程式を生成する.得られたワイル群作用は全てトロピカル(全正値双有理写像による)表現であり,超離散極限を経て,組み合わせ論的な対応物を許す.さらに曲面上の因子の規格化された定義多項式を考察することから,タウ函数(高さ関数のある種の類似)が構成される.いくつかのアフィン型の場合については,タウ函数を通してKP階層やUC階層などの無限可積分系との直接の関係を明らかにすることができた.UC階層とは,以前に研究代表者自身が,普遍指標と呼ばれるシューア多項式の一般化を特徴付けるために構成した新しい可積分系であり,その自然なq-類似としてq-UC階層がある.今回は未知の懸案であったq-UC階層の付随する線形問題(ラックス形式)を構成した.ひとつの応用として,ソリトン解を許すような新しい非線形発展方程式が得られる.この結果を端緒として今後UC階層の数理物理的視点からの研究の進展も期待される.1.ガルニエ系について.パンルヴェ第4方程式の2変数版に相当する退化ガルニエ系の解をタウ関数を用いて調べた.タウ関数の満たす双線形方程式を構成し,その自明な対称性から元の退化ガルニエ系の非自明な双有理正準変換を求めた.また,全ての有理関数解について,シューア多項式による明示公式を与えた.2.普遍指標とダルブー鎖とパンルヴェ方程式の関係について.普遍指標とはヤング図形の組に付随したシューア多項式の一般化である.普遍指標がダルブー鎖と呼ばれるある種の非線形格子を解くことを示した.さらにこの結果と,周期境界条件を課したダルブー鎖が(A型)パンルヴェ方程式と等価である事実を合わせることにより,パンルヴェ方程式の普遍指標解を構成した.3.無限次元可積分系とパンルヴェ方程式について.UC階層とは以前に構成した普遍指標の特徴付ける無限次元可積分系である.今回はそのq-差分類似(q-UC階層)を導出した.これは新しいクラスの差分ソリトン方程式を与えている.また特に同次多項式解として普遍指標を許すことを示した.q-UC階層の相似簡約によってq-パンルヴェ方程式が得られることを証明した.この結果によってパンルヴェ方程式の背後にUC階層という無限可積分系が潜んでいることが明らかになった.本年度は主に,パンルヴェ微分方程式のq-類似,所謂q-パンルヴェ方程式と無限可積分系の関係についての研究を行った.UC階層とは,以前に研究代表者自身が,普遍指標と呼ぼれるシューア多項式の一般化を特徴付けるために構成した新しい可積分系であるが,今回はその自然なq-類似として,格子q-UC階層を導入した.格子q-UC階層は2次元格子上の新しいクラスの離散可積分系を定め,それ自体興味深い対象である.さらに適当な周期条件と自己相似条件を課すことにより,格子q-UC階層からA_n^<(1)>,D_5^<(1)>,E_6^<(1)>型の<q->パンルヴェ方程式が導かれることを示した.この結果の直接の帰結として,q-パンルヴェ方程式の普遍指標による代数的な解が自然に従う.(古典的)パンルヴェ微分方程式がそのq-類似の連続極限として得られることを鑑みれば,上記の結果はパンルヴェ方程式の解に普遍指標が現れることの内在的な理由を,UC階層という無限可積分系を介して,与えていることになる.q-パンルヴェ方程式の一つの源に,有理曲面に付随したアフィンワイル群の双有理表現がある.今回はそれを,代数幾何的な手法を用いて,アフィン型とは限らないワイル群の表現に拡張した.得られたワイル群作用は全てトロピカル(全正値双有理写像による)表現であり,超離散極限を経て,組み合わせ論的な対応物を許す.さらに曲面上の因子の規格化された定義多項式を考察することから,タウ函数が構成されるが,それはKPやUC階層などの無限可積分系との関係を明示する際に威力を発揮するものである.以上の結果について,雑誌論文として発表を行った.本年度は主に,ワイル群の非線形表現の代数幾何的構成とパンルヴェ方程式・無限可積分系の関係についての研究を行った.パンルヴェ方程式の一つの起源にある種の有理曲面上のアフィンワイル群の双有理表現がある.昨年度はそれを代数幾何的な手法を用いて,アフィン型とは限らないワイル群の表現に拡張した.今回はさらに曲面とは限らない,高次元のある有理代数多様体に擬正則写像として作用するワイル群の双有理表現を構成することに成功した.対応するルート系は曲面の場合に比べて,より一般なものを扱える.