hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
出血性ショック時の臓器障害に対する一酸化窒素(NO)発生剤の効果に関する研究

I群:HS+生食(コントロール群N=7)、II群:HS+SNAP(SNAP投与群N=7)、III群:シャムHS+SNAP(シャムコントロール群N=6)。SNAPの投与量は5mcg/Kg/10分の負荷量投与後、5mcg/Kg/時で持続投与を行った。返血後のpHは重曹で補正し、pH7.25以上を目標とした。検討項目として、循環動態、血清カテコラミン(CA),NOx、NAテスト。結果:脱血量は1,11群で差がなかったが、SNAP投与群の生存率(100%)は生食投与群(57%)より高値であった。SNAP投与群では、HS中の血行動態を改善、HS後のNAテストを改善、アシドーシスの進行阻止、CAの上昇抑制をみた。NOxの変化は全群で正常範囲内に留まった。考察:HS初期にNOは上昇する。これはecNOSからである。HS,が遷延するとiNOSが活性化され、NOがさらに上昇し、種々の細胞毒性物質が出現する。これは1-5時間以降であるとされる。in vitroでSNAPを投与するとiNOSの活性が抑制されることが知られている。本研究の結果は同じメカニズムがHSの病態に効果的に作用したものと思われる。しかし、NOxの上昇がないことから、外因性NOの血小板や多核顆粒球の血管内皮粘着抑制作用によるのかも知れない。NAテストがSNAP投与群で保たれた。血管反応性がHS後に鈍化することは知られ、NAに対する反応性の変化にNOが関与すると報告されている。NOドナーの投与がecNOSからのNO過剰生産を抑えたか、あるいは血管平滑筋細胞内に誘導されるiNOSの誘導を抑制し、血管の反応性が保たれたものと推測される。第2年度では犬における出血性ショック時のNO発生剤(SNAP)の効果に続いて、ラットモデルを用い、まず肺血症性ショックについて調べた。臨床的に使用されているNO発生剤であるニトロプルシッドナトリウム(SNP)を使用した。気管切開後、人工呼吸器に接続し敗血症性ショックに与えるNO発生剤の効果を検討した。SNPを0.5μg/kg/min投与した後、エンドトキシンとしてE.Coli由来LPSを投与し敗血症性ショックを作成し、ショック前、ショック後60分、120分、240分におけるNoxを測定した。対照群は生食を投与した。【結果】1.NOx濃度は時間経過とともに、25±9、44±12、48±10μmol/Lと上昇した。2.SNP投与群ではNOxの上昇を抑制することができなかった。3.SNP投与群、対照群間で生存率に差はなかった。【考察】直接的なNO発生剤のSNAP投与は出血性ショック時の微小循環障害の改善により、生存率を改善したが、敗血症性ショックでこのような効果が見られなかったのはLPS投与により誘発されるNO産生は今回使用した程度のNO発生剤投与では抑制できなかったからと考えられる。NO発生剤投与がiNOS活性を抑制すると報告されていることが今回の研究の背景であるが、報告されているものはin vitroでかつ大量投与であるため、今回の投与量は相対的に少量であったと考えられる。【現時点でのまとめ】臨床使用量のSNP投与では、敗血症ショックにおけるiNOS活性を抑制することはできない。麻酔下出血性ショック(HS)ラットにおいて、吸入酸素濃度、呼吸方法が、死亡率に及ぼす影響を検討した。【対象、方法】SDラット(10週雄)を、M21群;吸入酸素濃度21%(n=7)、機械換気、M100群;100%(n=7)、機械換気、S21群;21%(n=7)、自発呼吸、S100群;100%(n=7)、自発呼吸の4群に分けた。
大サイズクラスターを用いた水-アルコール混合系におけるミクロ相分離の赤外分光研究

水とアルコールの混合の様相を分子レベルで理解するために、水とメタノールの混合クラスターに着目し、その分子間構造を赤外分光法により調べた。まず水クラスターに比べて知見に乏しかったメタノールのみからなるクラスターに焦点を絞り、サイズ(構成分子数)10-50の範囲で、その中性及びプロトン付加体が基本的に一次元水素結合鎖のみからなる単純な単環(プロトン付加体では二環)構造を取ることを明らかにした。続いてメタノール-水混合クラスターの構造を調べ、特定サイズにおいて水をメタノールが取り囲む包接構造が形成されることの実験的証拠を得た。本年度はまず混合クラスター生成源の開発に力を注ぎ、サイズ100程度のクラスターが安定に生成するクラスター源を高圧ノズルと電子衝撃イオン化の組み合わせにより構築した。また、これと平行して、大サイズを考える上で基本となる小サイズ混合クラスターについて赤外分光計測を行うと共に海外共同研究者と理論的考察を行い、水/メタノールの相対濃度の変化により、水素結合強度に明瞭な反協同効果が発現することを見いだした。これは水素結合の反協同効果をクラスターで検証した初めての例である。また、非常に異性体数が多い混合クラスターのスペクトルを解析するために、複数のクラスター構造の寄与を熱力学的重み付けにより取り込んでスペクトルのシミュレーションを行うHarmonic Superposition Approximation(HAS)法を小サイズ混合クラスターに適用し、実測スペクトルを定性的に再現出来ることを確認した。本年度は水-アルコール混合系を考える上で基本となる、純粋なアルコール分子からなる大きなクラスターの赤外分光を行った。最も単純なアルコールであるメタノールの中性クラスター(MeOH)_nとプロトン付加メタノールクラスターH^+(MeOH)_nの二つを対象とした。中性クラスターではフェノール1分子を紫外発色団として混入させ、フェノール部のブロードな電子遷移を経由した多光子イオン化を利用してサイズ選択赤外-紫外二重共鳴分光を行った。n=10-40のサイズ範囲で3μm領域の赤外スペクトルを観測することに成功した。プロトン付加クラスターに関しては、重連型四重極質量分析器を用いて赤外解離分光を行い、厳密にサイズ選択されたクラスターのスペクトルをn=10-50のサイズ範囲で観測した。中性クラスターとプロトン付加クラスターのスペクトルはお互いに良く類似し、特にn=30以上のサイズでは両者は良く一致した。これは、余剰プロトンがメタノールの水素結合構造に与える影響が大きくなく、更に大きなクラスターにおいては、その影響の希釈が進むためであると考えられる。3μm領域の赤外スペクトルにおいては、水素結合OH伸縮振動が3300cm^<-1>を中心とする単一の強いバンドとして現れ、自由OH伸縮振動バンドは観測されなかった。メタノールの水素結合ネットワークは、その配位特性から2配位(donor-acceptor, AD)分子からなる単純な直線鎖状(あるいは円環)構造を好むと予想されるが、鎖の分岐が起きると、分岐点は3配位(double acceptor single donor, AAD)となる。3配位サイトの水素結合の強度は2配位部分に比して協同効果で増強され、より低波数に現れる。しかし3100cm^<-1>付近と予想される3配位サイトの水素結合バンドの強度は3300cm^<-1>付近の2配位サイトのバンドに較べて10%以下であり、メタノールの水素結合ネットワークにおける3配位サイトの割合は極めて低いことが分かった。これは近年の分子動力学計算による凝集相メタノールへの予想と一致した結果である。水とアルコールは巨視的には任意の比率で混合するが、ミクロレベルでは水部分とアルコール部分に分離していることが様々な実験で示唆されている。しかし、液体における分子間構造を直接的に明らかにする実験手法は依然として存在せず、水ーアルコールのミクロ相分離の実際には未解明な点が多い。そこで、本研究では、水ーアルコール混合の様相を分子レベルで理解するために、水ーメタノール混合クラスターに着目し、その分子間構造を赤外分光法により調べた。研究の第一段階として、水クラスターに比べてこれまで知見の乏しかったメタノールのみからなるクラスターに焦点を絞り、メタノール分子間の水素結合構造の解明を行った。複数の赤外分光手法を用いて、これまでにない大きなサイズ(構成分子数)領域(サイズ10-50)における中性及びプロトン付加メタノールクラスターの赤外スペクトルを得た。スペクトルの解析から、メタノールは基本的に一次元水素結合鎖のみからなる単純な単環(プロトン付加体では二環)構造を取ることを明らかにした。更に、希ガス分子のタグ付け法により、クラスターの温度(内部エネルギー)変化よる構造変化を調べ、ミクロスケールの相転移に相当する、水素結合環の大きな構造変化(開環)の観測に成功した。続いて、電荷によりサイズ選択が比較的容易となるプロトン付加水ー

メタノール混合クラスターに注目し、その赤外スペクトルの観測を行った。既知の水の水素結合構造情報に本研究の第一段階で得られたメタノールのそれを併せて考えることを混合スペクトル解釈の基盤とし、スペクトルの解析を行った。その結果、これまで質量分析で示唆されていた、特定サイズにおけるメタノールの水包摂構造の形成を光学スペクトルから立証することが出来た。大きな混合クラスターの構造解明が本研究の目的であるが、その基盤となる(1)クラスター源の開発(2)水、メタノールそれぞれの純粋なクラスターの赤外分光と構造解明がこれまで順調に進んでいる。来年度、最終的な目標の混合系の観測に挑戦する体制がこの2年間で構築されている。24年度が最終年度であるため、記入しない。来年度は水-メタノール混合クラスターの赤外分光実験を推進し、これまでに計測された水、メタノールそれぞれのクラスターの赤外スペクトルとの比較から、クラスター内における相分離が発現するかどうかを調べる。混合クラスターはサイズ選択に必要な質量スペクトルが非常に複雑になることが予想され、信号強度と質量分解能の相反関係の中で計測可能な妥協点が見つかるかどうかが問題であると予想している。クラスター源の条件を混合クラスターに対して最適化し、必要とする混合クラスターの生成を高効率化し、信号強度の増大を必要ならば図る予定である。
閉鎖性内湾における水産用抗生物質の循環と生物濃縮に関する研究

(1)紫外線照射下では抗生物質濃度C(t)は指数関数的に減少した(C(t)=C_iexp(-αt)、tは時間)。消失速度αは初期濃度C_iに依存した。OTCは低濃度で消失しやすいが、AMP, OTCとも10mM以上では容易に分解しない。(2)底泥中の残留抗生物質は、湾内全域に広がっており、乾泥1g当たり、AMPで2-30μg、OTCで、0.05-0.35μg程度、湾央部養殖域ではそれぞれ、15-25μg、0.15-0.35μg程度と高濃度であった。底泥表面下0-5cm及び5-10cm層でも含有量に差は見られなかった。底泥層厚を10cmとして湾内全域の底泥に含まれる抗生物質量を概算すると、AMPで8ton、OTCで80kgとなった。(3)プランクトンはOTC含有培地でよく増殖し、かつ高濃度培地ほど増殖率は高かった。培養21日目の原生動物細胞中のOTC濃度は、OTC濃度10,50,100,200μM含有培地で,それぞれ89.8,12.4,69.8,128.9μM/cellと増加し、(10μM培地の結果を除き)高濃度培地ほど生物濃縮が進んでいた。この結果は、OTC濃度が高い前報の場合(100,500,1000,2000μM)と同様の結果を得た。(4)海水中のAMP, OTC濃度は(St.Aでは)AMPで2002年7月に最大0.56ppb、OTCでは8月に0.25ppb程度であった。(5)ヴェトナムのエビ養殖池での抗生物質濃度は,TMP(trimethoprim)は表層で0.31.1ppm,底層で0.32.1ppm, SMX(sulfamethoxazole)は最大1.85.6ppm, NFXC(norfoxacin)は最大14ppm, OXLA(oxolinic acid)は0.51.8ppm,底泥中のTMPは湿泥1g当たり0.020.13mg, SMXで0.010.08mg, NFXCで0.12.6mg, OXLAで最大0.1mg程度であった.海水中の濃度及び底泥中の残留量ともきわめて高濃度であった.(6)浦ノ内湾及びヴェトナムエビ養殖池の堆積物から各種抗生物質耐性菌を探索した。中には強い抗生物質分解能を有するものも見つかった。【目的】今日、エビや魚類の養殖には病気の治療と予防の目的で抗生物質が多量に使われている。

内湾生態系の中でこれらの循環と濃縮過程を解明する目的で,海水と懸濁物に含まれる濃度,光(紫外線)や海水による消失特性及びプランクトンによる吸収特性を明らかにした。【方法】2000年8月から10月にかけて,目の糞養殖場とグリンピア前養殖場で海水を,目の糞養殖場で沈降懸濁物を採取した。これらをその日のうちに濾過・冷凍しておき,後日解凍・濃縮して高速液体クロマトグラフ(HPLC)を用いて濃度を測定した。また,陸上実験では光(紫外線)や海水による消失量,プランクトンによる吸収量を調べた。【結果と考察】陸上実験:4w/m^2の紫外線照射下では,アンピシリン(ABPC)消失速度はほぼ一定であったが,テラマイシン(OTC)では濃度が1μM以下になると,消失速度が大きくなることが分かった。また,海水を用いて10μM溶液を作り水温27°Cで放置すると,7時間で8%消失した。OTC(0.1mM)含有海水で培養したプランクトン(珪藻)は,1個体当たり1.32fg程度吸収することが分かった。海水中の抗生物質:ABPCは昨年と比べると採水日や水深によって差はあるが,同程度の濃度が検出された(最大1.4ppb)。一方,OTCは採水日に関係なくかなりの濃度で検出された(最大4.9ppb)。ABPC,OTCとも下層にいくほど濃度が低下した。これは,陸上実験の結果から,海水や紫外線による破壊やプランクトンの吸収を受けたと思われる。懸濁物中の抗生物質:懸濁物沈降量は平均3.15g_<wet>/day/m^2であった。この懸濁物中には湿重量1g当たり,ABPCで42μg,OTCで12μg含まれていた。以上の結果:抗生物質は光(紫外線)や海水に破壊され,プランクトンに吸収されるが,その消失速度は種類や濃度によって異なることが分かった。しかし,多量の抗生物質を連続して与えれば,養殖場直下では分解されながらも一定濃度で溶存するものと思われる。(1)紫外線照射下では抗生物質濃度C(t)は指数関数C(t)=C_iexp(-αt)で表現される。tは時間で、消失速度αは初期濃度C_iに依存した。OTCは低濃度で消失しやすいが、AMP, OTCとも10mM以上では容易に分解しない。(2)底泥中の残留抗生物質は、湾内全域に広がっており、乾泥1g当たり、AMPで2-30μg、OTCで、0.05-0.35μg程度、湾央部養殖域ではそれぞれ、15-25μg、0.15-0.35μg程度と高濃度であった。底泥表面下0-5cm及び5-10cm層でも含有量に差は見られなかった。底泥層厚を10cmとして湾内全域の底泥に含まれる抗生物質量を概算すると、OTCで8ton、AMPで80kgとなった。(3)プランクトンはOTC含有培地でよく増殖し、かつ高濃度培地ほど増殖率は高かった。培養21日目の原生動物細胞中のOTC濃度は、OTC濃度10, 50, 100, 200μM含有培地で,それぞれ89.8, 12.4, 69.8, 128.9μM/cellと増加し、(10μM培地の結果を除き)高濃度培地ほど生物濃縮が進んでいた。この結果は、OTC濃度が高い前報の場合(100, 500, 1000, 2000μM)と同様の結果を得た。(4)海水中のAMP, OTC濃度は(St.Aでは)AMPで7月に最大0.56PPb、OTCでは8月にO.25ppb程度であり、昨年に比較しかなり減少していた。これは人工餌料の使用率が高まったため海水中への溶出が減少したことによる。(5)沈降懸濁物量は平均41.1g/day/m^2であった。濾過直後の懸濁物単位湿重量当たり、AMPで最大491μg/day/m^2(11月)、OTCで420μg/day/m^2(7月)であった。昨年の結果と比較して、海水中の含有量は減少したものの、懸濁物中ではあまり変化なかった。(6)ヴェトナムのエビ養殖池の海水中には、TP及びSMXがそれぞれ2ppm程度の高濃度で検出された。
フラーレン分子の安定性と反応性に関する理論的研究

1.1994年に結合共鳴エネルギー(Bond Resonance Energy,BRE)という指数を提案し、これをもとにしてC70までのフラーレン分子に対してlsolated Pentagon Rule(lPR)が成り立つことを証明した。今年度はやはりBREを用いて、それより大きなフラーレン分子でもlPRが成り立つことを示した。C84のlPRを満足するすべての異性体と比較的安定なlPRを満足しない異性体についてBREを計算し、C84の単離できない異性体の不安定性が主として2つの5員環に共有されたπ結合の不安定性に帰せられることを明らかにした。2.フラーレン骨格に4員環を2個導入すると、5員環が4個減り6員環が2個増えるので、比較的小さなフラーレン分子でもlPRを満足する異性体を作ることができる。このようなつフラーレンでは、BREが大きな負の値となる不安定なπ結合は少なく、C48(D4d)やC56(C2v)のような異性体は単離できる程度の安定性をもつと予想される。3.π電子が円筒を一周するとその位相が2πだけ変わるような、仮想的なカーボン・ナノチューブを考案し、そのπ電子エネルギー準位を求める公式を導いた。この公式を用いて、そのエネルギー構造を調べたところ、この種の構造のカーボン・ナノチューブの炭素原子1個当たりのπ結合エネルギーは、グラファイトの炭素原子1個当たりのπ結合エネルギーにきわめて近いことがわかった。4.現実のカーボン・ナノチューブの両端はキャップで被われている。キャップを構成している炭素原子の局在化エネルギーは小さく、その部分の反応性が大きいという実験事実と矛盾しない。
AEレートプロセス解析を用いたコンクリート損傷度の定量的評価法の開発

コンクリート材料の研究・技術開発に関連する諸問題は、これまで主に論じられてきた建設・施工技術に関するものから環境問題に係るものへと移り変わりつつある。その中で最近特に注目され始めた問題に、既存コンクリート構造物の環境劣化に対する維持・管理がある。我が国の社会資本として整備されてきた大量の社会基盤を構成するコンクリート構造物に、経年劣化や様々な災害による被害を受けた事例が近年数多く報告されるようになり、劣化とか損傷の程度を速やかに評価し構造物の機能維持のために必要な措置を講じる技術の開発が求められている。この現状は世界的にも注目され、維持管理に関連する技術開発は研究の急務と考えられている。そこで、コンクリート損傷度の定量的な評価技術を、アコースティック・エミッション(AE)法を適用し開発することにした。本研究では、AEレートプロセス解析をコア・コンクリートの圧縮試験に適用し、損傷度評価の手法の開発を行った。その場合には、コンクリートの損傷累積を、理論的に取り扱う必要があることより損傷力学と結び付けることにした。これは、維持管理に関連するコンクリート工学の分野では革新的な試みと言える。コンクリートの維持管理に関して損傷度評価手法の開発は、多くの要因が関連し、特に初期値を用いない手法については、世界的にも未知の分野と言える。したがって、本研究は、最先端といえるコンクリートの損傷力学の概念を用い、世界的に注目されている豊富なコンクリートのAE研究に関する成果に基づいて、損傷度の定量的な評価法を開発したものである。コンクリート損傷の定量的な評価に関連して,H13年度は管理可能な劣化コンクリート供試体として凍結融解劣化を対象とし,凍結融解試験装置を整備した.実験では,これによって作成した損傷程度の明らかなコンクリート供試体を用いて圧縮試験を実施した.このような実験的なデータを踏まえて,レートプロセス理論、AE検査法の標準化、損傷力学による損傷の定量化手法などについて検討を行った.これより得られた主な成果は以下のようである.(1)損傷コンクリートの物性評価コンクリート構造体から採取されたコア供試体の種々の検査法について検討し,現状の成分検査の方法を整理統合した.さらに,現有のAE試験装置によるコア供試体の一軸圧縮試験でのAE計測の実用化についても検討した.(2)コンクリートの圧縮特性の定量化コンクリートの圧縮特性は,応力-ひずみ関係として各種のモデルが提案されているが,これを調査・検討し実験時に容易に決定可能なモデルパラメータの選定と決定法を考案した.(3)AEレートプロセス解析法の開発AE発生頻度をレートプロセスとして解析する手法は既に提案済であるが,コア・コンクリート供試体の圧縮試験に適用するには,実用的な手法として確立するためのデータベースの開発が求められている.そこで、この可能性を検討した.(4)コンクリート材料への損傷力学の適用コンクリートの破壊過程に損傷力学を適用することにより,定量的な損傷度の評価法を理論化を検討した.実際には,圧縮試験に限られているため圧縮過程に適用可能な損傷力学理論を整理し,損傷パラメータのAEパラメータとの整合性など,解析と評価に重要な要因を明らかにした.(1)損傷コンクリートの物性評価,(2)コンクリートの圧縮特性の定量化,(3)AEレートプロセス解析法の開発,(4)コンクリート材料への損傷力学の適用などに関する初年度の成果に基づいて、それぞれの研究テーマについて,さらにデータの拡充をはかった.ここで,AE計測については実験室で実施する際の汎用的なシステム並びに手順の開発についても検討することになった.これらの成果については積極的に国際誌(2件)及び国際会議等で発表し(2件)、最先端の研究動向の公表を心がけた.さらに,以下の研究テーマを新たに展開し、レートプロセス解析による定量的な損傷度評価法の開発に結び付けることになった.(5)劣化コンクリートの損傷度の評価これまでの実験データを基に,データベースの構築とその拡充を図った.これにより,わずかな数のコア供試体の試験での損傷度評価の可能性が示された.(6)コンクリート損傷度の損傷力学による定量化

コンクリートの種々の損傷を伴う要因を研究対象とし、それらの損傷したコンクリートの損傷力学による損傷度の定量化を目指し,硫酸塩劣化のコア供試体の採集と実験を実施した.(7)AEレートプロセス解析による損傷コンクリートの評価AE計測法を適用した実験結果に基づいてレートプロセス理論の適用性を明らかにし、レートプロセス解析法としてデータベースに基づく定量的な評価手法を検討した.過去2年間の成果に基づいて、AE計測手法と測定データに関する大幅な拡充をはかった。AE計測については実験室で実施する際の汎用的なシステム並びに手順の開発についても検討した。これによって,試験法の実用化が図られたと考えられる.それらの成果は、以下に示す研究テーマに収束させて、レートプロセス解析による定量的な損傷度評価法の開発に結び付けることができたと考えられる。(1)コンクリート損傷度の損傷力学による定量化コンクリートの種々の損傷を伴う要因として,凍害と炭酸化に注目し、それらの制御された損傷を伴った供試体を用意し,コンクリートの損傷力学による損傷度の定量化を目指した。その結果,ローランドモデルの損傷パラメータにより,定量的に損傷度が表示できることが明らかになった.(2)AEレートブロセス解析による損傷コンクリートの評価AE計測法を適用した実験結果に基づいてレートプロセス理論の適用性を明らかにし、レートプロセス解析法として定量的な評価手法を開発した。特に,これまでに明らかになっていたレート値による損傷程度の表示の妥当性を明らかにした.(3)損傷度評価法の開発最終年度において、上記の研究を総括し、損傷度の決定法を開発した。目標としたのは、予め初期値にあたる健全な状態での物性値が与えられていないコンクリート・コア供試体の損傷度評価である。これを実用的な評価法として汎用性のある試験手順、実験条件、データ解析法などについて検討した。その結果,凍害での損傷劣化の損傷パラメータ値の推定,炭酸化による中性化深さとAE解析による相対損傷度との一致など,十分な実用性を確認することができた.
高分子の高次構造制御により発現する屈折率異方性を利用した新しい波長変換素子の開発

二次の非線形光学材料を用いて効率よく第二高調波を発生させるためには位相整合条件を満たさなければならない。位相整合法にはバルクによるものと導波路を利用したものがある。非線形光学高分子はこれまで導波路を用いた位相整合法のみが研究されてきた。高分子は延伸、ポーリングにより屈折率を変化させることが可能である。その屈折率を制御することができれば任意の波長において非臨界位相整合をとることができる。本研究の目的は非線形光学高分子の各誘電主軸の屈折率制御とその屈折率制御を利用したバルク位相整合SHGの実証である。本実験で用いたポリウレアは縮重合により合成した。このポリウレアは主鎖にベンゼン環が入っており、分子鎖方向の分極率が最も大きくなると考えられる。キャスト法により作製した膜を異なる倍率で延伸した後、172°C(Tg=175°C)、8KVでコロナポーリングを行った。m-ライン法により各延伸倍率の屈折率の測定を行い、メーカ・フリンジ法により波長(1064nm)の非線形光学定数を求めた。1.7倍延伸ポーリングした膜の非線形光学定数はd_<11>=1.4、d_<13>=0.6、d_<12>=0.2pm/Vとなった。d_<13>≠d_<12>となるのは延伸、ポーリングすることにより点群mm2の対称性を持つようになるからだと考えられる。この高分子の二次の非線形特性は尿素基に由来するものである。尿素の非線形光学感受率はβ_<xzz>>β_<xyy>≒0となっており、延伸とポーリングにより膜のd_<13>に対してβ_<xzz>が有効に作用するようになりd_<13>>d_<12>になると考えられる。1.7倍延伸した試料の位相整合特性を調べた所、θ=90、φ=49.2において高分子材料では初めてバルク状態で位相整合が達成されていることが確認できた。
独居要介護高齢者の安全に関する訪問時間内外を含めた訪問看護実践についての研究

本研究は、独居要介護高齢者の安全な生活のために行っている訪問看護実践の実態と、訪問看護事業所及び訪問看護師の背景による実践の違いについて明らかにすることを目的に、訪問看護ステーション管理者600名を対象とした近畿地方実態調査を行った。結果、訪問看護師が身体アセスメントとケアを実践することに比べ、フォーマル・インフォーマルサポートとの連携や協働の頻度が有意に少ない現状が明らかになった。また、自己研鑽が必要だと考えている訪問看護師ほど安全を意識して実践している頻度が多く、小規模の事業所に所属する訪問看護師ほど自己研鑽が必要であると考えている状況が明らかとなった。本研究は、訪問看護師が訪問時間内外を通し、独居要介護高齢者の安全な生活のために行っている訪問看護実践の実態を調査すること、加えて、訪問看護事業所及び訪問看護師の背景による実践の違いについて明らかにすることを目的としている。平成26年度は、まず、研究の第一段階である独居要介護高齢者の安全に関する訪問看護実践の実施状況についての質問紙作成と、プレテストの実施を行った。質問紙は、研究者のこれまでの研究で明らかにした内容と文献をもとに、独居要介護高齢者の安全に関する訪問看護実践に対する訪問看護ステーション及び訪問看護師の背景による影響についての概念枠組みを作成し、以下の質問項目を設定した。1訪問看護事業所の概要について11項目、2訪問看護師の属性について6項目、3訪問看護師が想定しているリスクについて6項目、4独居要介護高齢者の安全に関する訪問看護実践について126項目、5独居要介護高齢者の安全に関する訪問看護師としての考えについて3項目。また、質問紙修正の参考にするため、質問紙の内容に関する自由意見欄を設けた。プレテストは、郵送法にて東播磨地域にある訪問看護ステーション連絡協議会に所属する訪問看護ステーション12か所の管理者12名を対象に実施し、7名(58.3%)の回答を得た。数字を記入していただく質問項目で、記入漏れが一人あたり17か所あったこと、回答時間が20分と想定していたところ、実際には30分程度かかったという意見が3名から寄せられたことなどから、質問紙の表示方法と、回答時間の目安の修正が必要と考えられた。質問内容については、「わかりにくい質問はなかった」という意見があった一方、「同じ質問項目が続き答えにくかった」という意見もあり、平成27年度実施予定の近畿地方実態調査に向けた質問紙の検討の必要性が考えられた。本研究は、訪問看護師が訪問時間内外を通し、独居要介護高齢者の安全な生活のために行っている訪問看護実践の実態を調査すること、訪問看護事業所及び訪問看護師の背景による実践の違いについて明らかにすることを目的に、近畿地方実態調査を行った。それにより、訪問看護師の安全管理に対する意識向上のための教育、地域ケアシステムにおける安全管理の課題の明確化を図り、今後の訪問看護実践の質向上とともに、独居要介護高齢者の安全性の向上に資することを目指した。近畿地方実態調査では、平成27年度に実施したプレテストの結果を得て精錬させた無記名自記式質問紙票を用い、層化無作為抽出により600か所の訪問看護ステーションを抽出し、訪問看護ステーション管理者を対象とした郵送法での調査を行った。結果、訪問看護師は、身体・精神面のアセスメントを綿密に行い体調管理のためのケアを行う頻度が有意に多く、それに比べてフォーマル・インフォーマルを含めた周囲のサポート体制に関するアセスメント及び連携や協働の頻度が有意に少ない現状が明らかになった。また、訪問看護事業所及び訪問看護師の背景による実践の違いでは、自己研鑽が必要だと考えている訪問看護師ほど安全を意識して実践している頻度が多いこと、加えて、緊急時訪問看護加算の算定があり、認定看護師などの看護師以外の資格がなく、スタッフ数が少ない小規模の事業所に所属する訪問看護師ほど自己研鑽が必要であると考えている状況が明らかとなった。身体・精神面のアセスメントと体調管理のためのケアは医療職である訪問看護師に求められる重要な役割であるが、独居要介護高齢者の生活上での安全を守るためにはフォーマル・インフォーマルを含めた周囲のサポートとの連携・協働が必要不可欠であることから、今後、連携に関する研究をすすめる必要性と、小規模事業所の訪問看護師をいかに支援するかの検討をすすめる必要性が示唆された。平成26年度の計画である、質問紙の作成とプレテストの実施まで順調に研究が進められた。プレテストの結果を受けて、平成27年度の本調査に向けた質問紙の修正にとりかかることができており、おおむね順調に進展している。27年度が最終年度であるため、記入しない。在宅看護平成27年度は、プレテストの結果を受けて質問紙の修正を行い、修正版の質問紙を用いて近畿地方実態調査を実施する。

近畿地方実態調査では、対象となる600か所の訪問看護事業所を、ポータルサイトWelfare And Medical Service NETwork Systemより得たリストをもとに層化無作為抽出法を用いて抽出し、郵送法で調査することを計画している。近畿地方実態調査にて、本研究の目的である、独居要介護高齢者の安全な生活のために行っている訪問看護実践の実態と、訪問看護事業所及び訪問看護師の背景による実践の違いについて明らかにしていく。27年度が最終年度であるため、記入しない。
沖縄と本土の型染に関する文化と美意識についての比較研究

【研究内容】沖縄県の沖縄島を中心とした紅型,福島県の会津若松,田島,喜多方を中心とした会津型,三重県鈴鹿市の白子・寺家を中心とした伊勢型について,それぞれの色彩,文様,技法などの相違点を明らかにし,型染の美意識について比較検討し,技法,染色法,色彩,道具,型紙の面から紅型の特徴と美意識を考察した。【研究結果】(1)染型紙:伊勢型,会津型は,白地彫りと染地彫りのいづれかであるのに対して,紅型は,白地彫りと染地彫りの両方がひとつの染型に存在している場合が多い。(2)技法や道具:紅型には「糸掛け」が,伊勢型には「糸入れ」が残っている。「糸入れ」と「糸かけ」は異なる技法である。紅型はほとんど突彫りであるが,シーグアーなどを使う道具彫りもみられる。(3)彫り台:紅型の型を彫るときの台は沖縄豆腐を乾燥加工した「ルクジュウ」を使って彫る。(4)型屋と染屋(紺屋):伊勢型には,型彫り専門の彫り職人を抱えた型屋と染め専門の染屋(紺屋)があり,その専門性は粋を極めた技となって,重要無形文化財技術保持者(人間国宝)を生み出すことになる。紅型はデザインから染めに至るまで,全ての工程を一人でできる技能を持っている。(5)色彩:伊勢型,会津型は、おおむね単色が多い。これに対して紅型は、顔料を使った多色染である。紅型は、[紅入色型染]を略して[紅型]と呼ぶように、小紋様の小紋紅型などは、[色差し][色配り][隈取り][二度刷り]など多色の色使いである。「隈取り」は紅型のみにみられる技法である。(6)染色法:紅型は,捺染法であり,伊勢型,会津型は浸染法である。(7)文様:紅型は古典柄など図案化されていて、伊勢型は繊細であり、会津型は複数の染型でひとつの文様をつくるなど技巧的である。(8)美意識:紅型の美意識は,伊勢型から生まれた江戸小紋や,中形にみられるような粋好みの美意識ともちがう。これまで見てきた紅型の隈取りや白地彫り染地彫りがひとつの型紙に共存しているという特徴が幻想的で自由で明るい紅型の美意識を生み出しているといえる。(9)教育の現場で:「紅型」を地域教材として取り上げ,現職教員で大学院生の島袋麻美の教育実践を指導し,教育成果を得ている。

1東京にて:シルク博物館「世界のふろしき展」、大江戸博物館「新シルクロード展」、東京国立博物館、及び同資料館にて「紅型と会津型の特色」を収集し、沖縄の紅型は、小紋型・中型同様、江戸時代に隆盛の兆しをみせたことを掴む。型染の発生は、正倉院の御物に型染めとみられる布があることから、次年度は正倉院で確認。現存する型の染めの中で最も古い衣服は、日本傘文様素襖(室町)である。2沖縄島にて:沖縄県立首里高等学校染織デザイン科へ出向き、学校教育の中での紅型の扱いを調査。知念びんがた工房で「糸かけ」(通称「糸入れ」)した染型を撮影。3会津若松にて:会津工業高等学校で所蔵されている染型を調査。会津型の特徴を知るには喜多方へ行くようにとの助言を得る。4喜多方にて:県指定重要有形民俗文化財「会津の染型紙と関係資料」(市指定「喜多方(小野寺家)の染型紙及び関連用具」内訳)小紋、中型、縞、追掛、友禅、小本、絣がある中で最も多いのが絣型であった。織の絣とは違う趣の染型の絣である。会津型の特徴は、この絣型とうるみ型にあることを知り、「蔵の里」でうるみ型を調査。会津型の特徴が染型を見てわかるようになった。5ウイーン、ドイツにて:ウイーンのジャポニスムを見ることは出来なかったが、ドイツバイエルン・ナショナル博物館でステンシルを見ることが出来た。撮影は不許可。6会津田島にて:辺見輝夫氏宅を訪問。会津型、常磐紺型、うるみ型に関する資料収集を行う。7沖縄島にて:首里城「琉球王朝紅型の美」展、沖縄県立博物館「柳宗悦の心と眼柳宗悦の民藝と巨匠たち」展、文化講座「柳宗悦の仕事とその根本思想」にて資料収集。8本土の型染は単色が多い。これに対して沖縄のそれは多色染(藍型を除く)である。文様についても本土と沖縄の型染には差異がみられ、文様の線やリズムは、そこに生きた人々の美意識が集約されているとの理解が深まった。○いくつかの文献から,現存する型染の中で最も古い衣服は、東京国立博物館蔵の二本傘文様素襖(室町)であると思っていたが,調査した結果,これは,糊防染ではあるが,筒描き(手描き)による型染であることが判明した。染型紙を用いた型染として,現存する最も古い衣服は,室町時代の上杉謙信所用の帷子である。山形県米沢市の上杉神社に伝わる紋付き小紋帷子である。〇三重県鈴鹿市にて白子の伊勢型紙資料館へ出向く。鈴鹿市文化振興部文化課の宮崎哲郎氏立ち会いの下,文化財である伊勢型紙を数百枚撮影する機会を得た。伊勢型の特徴は,緻密で繊細で,伊勢型紙そのものに芸術性を帯びた作品として成り立っているが,元々は,染柄として彫られた染型紙であり,今でもそのことには変わりはない。○又,その資料館で伊勢型紙保存会会長(彫師)の方とお会いすることができ,その結果,紅型の「糸かけ」と伊勢型の「糸入れ」は同じものであると解釈していたことの誤りに気づく。○沖縄県立首里高等学校染織デザイン科へ赴き,紅型の授業を参観して,小・中・高等学校で,地域教材として,伝統工芸を生かした授業を展開してみる価値を見出した。○知念紅型工房へ再び訪問し,今回は,知念績元氏にお目にかかれ,直接教えをいただいた。「糸かけ」の出来る唯一の名匠である。○紅型の三宗家(沢砥,城間,知念)のもう一人の城間紅型工房へ出向く。城間栄順氏の「松にかかりたる藤の文様」があり,撮影許可をもらう。○清少納言の「枕草子」に,"めでたきもの"として『花房長く咲いた藤の,松にかかりたる・・』のくだりがある。紅型の文様に表現されており(富士栄1999),沖縄の紅型が平安時代の本土文化の影響を受けている点で,極めて興味深い文様である。琉球舞踊古典女踊り衣裳に使われている。○首里城にて琉球舞踊「柳」の舞を撮影することができた。その衣裳の紅型の文様にも,この「松にかかりたる藤」の文様が使われている。○紅型,伊勢型,会津型の三者を比較すると,それぞれの美意識は,「色の紅型,粋な伊勢型,純な会津型」にまとめられる。○今回,石垣市立八重山博物館へ行った時には,2000年に展示されていた紅型衣裳はなかった。
太陽光照射により防食機能を自己再生する有機コーティングの創製

導電性ポリマーであるポリアニリンを用い、Fe-11Cr鋼の表面に酸化重合膜を形成し、乾湿繰り返し下での防食機構解析を実施。腐食試験用に屋外の気温と相対湿度の日変化を忠実に再現できる気象シミュレータを作製し、この中で塩化物イオン付着量を0.0011.0g/m^2の範囲で変化させた。膜が健全な部分では1.0g/m^2の塩化物イオン付着量でも、赤さび発生は見られないことから、膜自体の環境遮断機能は優れていることが分かった。膜欠陥部(クロスカット部)に関しては、研磨ままの試験片では塩化物イオン付着量0.0010.1g/m^2の条件で軽微な赤さび発生が見られたが、ポリアニリン酸化重合膜をコーティングした場合には赤さび発生が見られなかった。腐食試験後、クロスカットの周囲のみポリアニリンが変色していたことから、ポリアニリン膜と露出金属部との電気化学的なカップリングにより防食機能を示す可能が示唆された。しかし、塩化物イオン付着量1.0g/m^2の条件では、グロスカット部からポリアニリン膜/下地界面に塗膜下腐食が起こり、コーティング膜の剥離が生じた。乾湿が繰り時の電位変化を解析した結果、ポリアニリン酸化重合膜をコーティングした試験片は、乾湿繰り返し環境で、研磨ままの材料よりもやや貴な電位を示すことが分かった。塩化物イオン付着量が少なく孔食発生電位が低い際には、酸化体被覆により不働態化が促進される。しかし、塩化物イオン付着量が高く孔食発生電位が低下する環境では、酸化体の有する貴な電位が、皮膜欠陥部において、孔食を誘発する危険性があることが明らかになった。尚、厳しい腐食環境でのポリアニリンの塗膜下腐食を防止するため現在用いられているクロメート(SrCrO_4)について端面防錆機構をケルビンプローブで解析したところ鋼母地のアノードおよびカソード反応速度を抑制していることが分かった。1.局部腐食防止に適する導電性ポリマーの特性解明導電性ポリマーの酸化還元電位(E1)、金属材料の不働態化電位(E2)、局部腐食発生の臨界電位(E3)の相対的な位置関係から、局部腐食防止に適用可能な導電性ポリマーの性質を一般化することを目指し研究を実施。短時間の定電位電解重合と長時間の低電流重合を組み合わせることで、ポリアニリン被覆の膜厚の再現性を高める手法を開発した。不働態化能力の異なる3種類のステンレス鋼(11Cr、18Cr、18Cr-8Ni)にポリアニリン被覆を行い、還元処理などを施すことで、酸化体および還元体で被覆された試料を作製した。これらを酸性および中性の濃度の異なる塩化物水溶液中で浸漬試験を行ったところ、中性塩化物環境ではE1<E3、酸性塩化物環境ではE2<E1<E3であることが導電性ポリマー被覆材の防食機能発現の条件であることを見出した。具体的には、ポリアニリンに関しては、酸化体よりも還元体被覆の方が防食作用が高いことを見出した。2.大気腐食試験装置の設計・製作と耐食性評価プログラム制御型の恒温恒湿槽を用い屋外の気温と相対湿度の日変化を忠実に再現できる気象シミュレータを作製。また、溶融AgClをエポキシ樹脂に埋め込むタイプの小型照合電極を考案し、乾湿が繰り返される大気腐食環境でのポリアニリン被覆ステンレス鋼の電位変化と耐大気腐食性を研究した。その結果、酸化体を被覆した場合には、電位が研磨肌の試料に比較し高いことと、海浜地域を模擬した塩化物イオン付着量1g/m^2の場合には、酸化体被覆により腐食が促進されることが分かった。以上、本年度の研究から太陽光照射により再生すべき防食機能は、乾湿繰り返し時に起こる金属の電位上昇を防止することが可能な導電性ポリマー還元体であることが解明された。次年度は、太陽光照射により還元体を再生する技術を研究予定。

しかし、塩化物イオン付着量が高く孔食発生電位が低下する環境では、酸化体の有する貴な電位が、皮膜欠陥部において、孔食を誘発する危険性があることが明らかになった。尚、厳しい腐食環境でのポリアニリンの塗膜下腐食を防止するため現在用いられているクロメート(SrCrO_4)について端面防錆機構をケルビンプローブで解析したところ鋼母地のアノードおよびカソード反応速度を抑制していることが分かった。
古墳出現期における土器生産流通体制の研究

本研究は、古墳出現期に吉備形、讃岐形、東阿波形、河内庄内形、大和庄内形などと呼ばれる特定の胎土と型式学的な特徴を備えた土器群の生産と流通に焦点をあてて、その生産の消長、製作の中心、および流通の範囲と規模(流通量)などを探ろうとするものである。また、それぞれの土器群と他の在地製作の土器とめ関係を総合的に整理し、各地域の様式構造全体を理解することも目的としている。研究の手続として、(1)各土器群に関する研究の現状の把握と整理、(2)資料実態の把握、(3)製作地にかかわる胎土分析結果の文献集成、(4)実地調査、を基礎的な作業として実施した。(1)については、平成15年度に『畿内古式土師器研究文献目録(稿)』としてその一部をとりまとめた。成果報告書では、吉備形甕の分布から西日本における当該期の交通,流通のありかたについて検討した成果をとりまとめた。176遺跡603点の資料をもとに、地形図上で出土遺跡および出土量を検討し、交通路の推定、出土数の偏在性から核となる遺跡のありかた、移動の方向性などを考察した。その結果、古墳出現期研究の主要な課題である、北部九州から瀬戸内海、大阪湾をへて大和へいたる交通路の実態と、その結節点となる主要な遺跡の分布を確認し、畿内での分布状況から古墳出現期の地域構造についても言及した。本研究は、古墳出現期に吉備形、讃岐形、東阿波形、河内庄内形、大和庄内形などと呼ばれる特定の胎土と型式学的な特徴を備えた一群の土器の生産と流通に焦点をあてて、その生産の消長、製作の中心、流通の範囲と規模(流通量)などを探ろうとするものである。本年度の研究実施計画にそって、(1)研究の現状の再整理、(2)資料実態の把握、(3)胎土分析結果の集約、(4)実地調査、の各項目にわたる作業を実施した。(1)(2)(3)では、研究の対象となる吉備南部、讃岐、阿波、および畿内地域の当該期土器に関わる文献、および資料を収集整理し、特に畿内地域の古式土師器を扱った文献については、成果報告書『畿内古式土師器研究文献目録(稿)』(2004.3)に取りまとめた。(4)の実地調査としては、高知県東崎遺跡・林田遺跡・松ノ木遺跡・仁ノ遺跡・ヒビノキ遺跡・稗地遺跡・大鶴津遺跡、小籠遺跡、岡山県高島王泊遺跡、徳島県庄・蔵本遺跡、広島県下沖3号遺跡、大町七九谷A・B地点遺跡、成岡A地点遺跡等の出土土器について、観察・実測・写真撮影等の資料調査を実施した。その他の成果の公表は、以下のとおり。論文等:A「古墳時代の始まりを告げる土器の広がり」『西と東の弥生土器-卑弥呼の時代の安芸・備後』広島県立歴史民俗資料館(2003.10)B「小形丸底土器の地域性-形態からみた大和と河内-」『古式土師器の年代学』(財)大阪府文化財センター(印刷中)口頭発表:「土器と地域文化-土器からみた古墳出現前後の畿内・吉備・出雲と広島-」広島県立歴史民俗資料館平成15年度文化財講座(2003.10)本研究は、古墳出現期に吉備形、讃岐形、東阿波形、河内庄内形、大和庄内形などと呼ばれる特定の胎土と型式学的な特徴を備えた一群の土器の生産と流通に焦点をあてて、その生産の消長、製作の中心、流通の範囲と規模(流通量)などを探ろうとするものである。また、それぞれの土器群と他の土器との関係を踏まえた様式構造全体の理解も目的としている。本年度の研究実施計画にそって、(1)各土器群の研究の現状の再整理、(2)資料実態の把握、(3)胎土分析結果の集約、(4)実地調査、の各項目にわたる作業を実施した。

今年度は、(4)実地調査に重点を置き、大阪府久宝寺遺跡、加美遺跡、萱振遺跡、奈良県城島遺跡、兵庫県尾崎遺跡、小神辻の堂遺跡、清水遺跡、北山遺跡、徳島県芝遺跡、福岡県博多遺跡群、大分県安国寺遣跡、守岡遺跡、等の出土土器について、観察、実測、採拓、写真撮影等の資料収集を実施した。特に、近年明らかになった庄内形の地方類型に関して、播磨型、筑前型それぞれの典型資料を観察し、河内型、大和型との相互の関係について、属性レベルでそれぞれの特徴を検討した。また、小型精製器種に関して資料観察を重点的におこない、畿内における地域性と北部九州との関係を検討した。(1)、(2)、(3)の課題については、前年度に続き継続的に資料収集をすすめ、特に当該期土器の胎土分析に関わる文献の収集を重点的に実施した。実地調査も、この成果から観察資料の選択をおこなったものである。成果の公表には、口頭発表として、「形態からみた小型丸底土器の地域性」(考古学研究会関西例会第131回研究会)がある。本研究は、古墳出現期に吉備形、讃岐形、東阿波形、河内庄内形、大和庄内形などと呼ばれる特定の胎土と型式学的な特徴を備えた土器群の生産と流通に焦点をあてて、その生産の消長、製作の中心、および流通の範囲と規模(流通量)などを探ろうとするものである。また、それぞれの土器群と他の在地製作の土器との関係を総合的に整理し、各地域の様式構造全体を理解することも目的としている。本年度は、研究実施計画に沿って(1)各土器群に関する研究の現状の把握と整理、(2)資料実態の把握、(3)胎土分析結果の文献集成、(4)実地調査等の作業を実施した。また、西日本地域における当該期の交通のありかたを把握するために、一次的な分布域が瀬戸内海の中央部に位置し、二次的な分布範囲も他の土器群にくらべて広範囲におよぶ吉備形甕を対象として、その分布形態の検討をおこなった。岡山県外の174遺跡について出土個体数を五万分の一地形図上におとすことで、出土遺跡の立地を確認し、分布から交通路の推定、出土数の偏在性から核となる遺跡のありかた、移動の方向性などを考察した。さらに、古墳時代前期以降の交通路(特に瀬戸内海海上交通)のありかたと比較し、類似点と相違点に言及した。以上の成果をとりまとめ報告書を作成し、論文として「小型丸底土器の地域色-形態からみた大和と河内-」『古式土師器の年代学』((財)大阪府文化財センター)を発表した。
原子ナノワイヤー内包ナノチューブの創製と物性探索

本研究は、原子が一個一個に直線状で並んだ原子ナノワイヤをカーボンナノチューブ(CNT)に内包した、新しいタイプのCNTの創製してその評価を行うことを研究目的にしている。CNT内部に創製することに成功した原子ナノワイヤは、金属原子ナノワイヤ、ダイヤモンドナノワイヤ、窒化ホウ素ナノチューブや極細のグラフェン・ナノリボンのどである。これらの全ての新規CNTは今までになかった物性を示すことが明らかになった。さまざまな原子ワイヤーをカーボンナノチューブ内部に高収率で合成するためには、不純物を含まない高純度かつ高品質なカーボンナノチューブを用いることが重要となる。このため、平成22年度では、はじめに高品質なカーボンナノチューブの合成条件の確立に加えて、水素プラズマ処理をはじめとする不純物の除去法を開発した。これによって、アモルファスカーボン等の不純物をほぼ完全に取り除いたカーボンナノチューブを得ることに成功した。さらに、この高純度、高品質カーボンナノチューブを用いて、希土類金属、種々の金属塩、芳香族分子をなどの幅広い物質について、直径が1原子から数原子程度の太さのワイヤーを創成することに成功した。特に、AgI原子ワイヤーについては、直径の小さなナノチューブ中では、1原子列の原子ワイヤーではAgとIが交互に並んだバルク相には全く対応しない構造が実現し、ナノチューブの直径が太くなるについてバルク相と同じ構造をもつワイヤーが出現することが分かった。このバルク相と同じ構造を持つワイヤーについて構造を詳しく調べた結果、α,β,γ相という3つの異なるバルク相でも、通常では147°C以上で安定となるα相がカーボンナノチューブ内部では室温で実現していることが分かった。α相では、Agが結晶格子内を自由に移動する"超イオン伝導体"として知られており、これはAgを高速に輸送できる超イオン伝導ナノワイヤーが実現した可能性がある。また、希土類のEu原子ワイヤーについては、HAADF-STEM観察を行い、極めて明瞭に個々の原子を可視化することに成功した。これを用いることで、ナノワイヤー中ではEu原子が大きく運動しており、構造揺らぎが極めて大きな系であることが明らかになった。本研究では、新規ピーポットとして、コロネン、ペリレン誘導体を始め8種の多環芳香族内包ピーポット、6種の典型元素を含む分子を内包したピーポット、3種のアダマンタン誘導体を内包したピーポット、Yb, Eu等の希土類金属、アルカリ土類金属(Rb, Cs)、アルカリ金属(Ca,Sr,Ba)、を内包したナノワイヤー内包ピーポットの創製に成功した。この様な広範な物質を対象とした系統的なピーポットの合成は他に例がなく、今回の成果によってピーポットのナノサイエンス・ナノテクノロジーの可能性を探るための土台を築くことができたと言える。また、本研究を通して、ピーポットを合成するためには、不純物の少ない高品質カーボンナノチューブを用いることに加え、内包させる物質の蒸気圧および炭素との濡れ性が十分に確保される必要があることが明らかとなった。これは、新規ピーポットをデザインし合成する際に重要な指針を与えるものであり、さらなるピーポット創製の基盤となる知見である。また、合成した新規ピーポットの構造解析に、球面収差を補正した高分解能電子顕微鏡(AC-TEM)を適用した。種々の検討を行った結果、軽元素が主体のピーポットでは、低加速電圧(80keV)の高分解能観察(HRTEM)法が有効であり、フォーカスを変えることでカーボンナノチューブの螺旋度の決定と内包物質の高分解能観察を両立させることが可能であることがわかった。また、原子番号の大きな元素を含んだピーポットの構造解析には、暗視野法の一種であるSTEM-HAADF法が非常に有効であることも明らかとした。この手法を用いると、軽元素であるカーボンナノチューブ中の炭素原子はほぼ透明となり、内包された物質の構造を選択的に、高コントラストの輝点として原子ごとに直視することが可能になる。カーボンナノチューブ(CNT)内部をナノリアクターとして用いた本研究で新たに新規ピーポットを創製した。さらに、これらのピーポッドの高温熱処理で新規のナノワイヤ状物質をCNT内部に合成することに成功した。これまでに、ダイヤモンド・ナノワイヤ、微小径をもつ単層窒化ホウ素ナノチューブ、微小幅をもつグラフェンナノリボン、超微径カーボンナノチューブ、1本鎖のポリチオフェン、などの低次元ナノ物質を新たに生み出すことに成功した。これらの物質は、有機合成的手法、CVD法、レーザー蒸発法などの通常の合成法では実現が極めて困難であるが、ナノチューブナノリアクターを用いることで、短時間で容易に合成できることが明らかとなった。特に、微小幅をもつグラフェンナノリボンの創製は興味深い。PTCDA分子を内包した単層CNT(SWCNT)を800°Cで熱処理をすると、SWCNT中の極小幅のグラフェン・ナノリボン(GNR)を合成することができた。さらに、高温熱処理を続けると、2枚のGNRがSWCNT中で反応して、カイラリテイーが制御されたCNTに成ることを発見した。

CNT中で2枚のGNRがCNTへと構造変位する様子はこの実験が最初であり、極めて独創性が高い。この研究は、Nature Communicationsに発表された。また、ダイアマンテン(diamantane)分子を内包したCNTピーポッドに高温熱処理を施すとダイヤモンド・ナノワイヤが生成することを世界に先駆けて突き止めた。これは、ダイヤモンドのようなsp3構造をもつ、世界初のナノワイヤである。この結果はAngewandte Chemie誌に発表され掲載号の表紙を飾った。カーボンナノチューブ内部で物質を反応させる、つまりカーボンナノチューブをナノリアクター本研究で新たに創製した新規ピーポットを用いることで、これまでに、ダイヤモンドナノワイヤ、微小径単層窒化ホウ素ナノチューブ、微小幅グラフェンナノリボン、超微小径カーボンナノチューブ、1本鎖ポリチオフェン、などの低次元ナノ物質を新たに生み出すことに成功した。これらの物質は、通常の合成法(有機合成的手法、CVD法、レーザー蒸発法)では実現が極めて困難であるが、ナノチューブナノリアクターを用いることで、短時間で容易に合成できることが明らかとなった。さらに我々は、コロネンを内包したピーポットを経由することで、太さが1 nm以下のグラフェンナノリボンを選択的に合成することに成功した。創製に成功した窒化ホウ素ナノチューブは直径0.7 nmの絶縁体ナノチューブである。サブナノメートルの金属および半導体カーボンナノチューブは比較的容易に合成できるのに対して、絶縁体ナノチューブの報告例はこれまでに無かった。アンモニアボランを内包したナノピーポットを経由することで、微小径窒化ホウ素ナノチューブを世界に先駆けて合成することに成功した。絶縁体の微小径チューブは、可視光に透明なナノサイズの試験管として、光を用いたナノ空間での現象の追跡に最適な物質であり、この材料がもたらすインパクトは極めて大きい。以上の例からわかるように、ピーポットを経由することによるカーボンナノチューブのナノリアクター応用は、新規かつ重要な低次元ナノ物質を生み出す極めて有用な手段となる。本手法で初めて達成されたナノ物質も多数あり、これら新規物質群を中心とした新たなサイエンスを展開する礎が築くことができたことが、本研究の成果として極めて重要である。カーボンナノチューブ(CNT)内部をナノリアクターとして用いた本研究で新たに新規ピーポットを創製した。さらに、これらのピーポッドの高温熱処理で新規のナノワイヤ状物質をCNT内部に合成することに成功した。これらの物質は、有機合成的手法、CVD法、レーザー蒸発法などの通常の合成法では実現が極めて困難であるが、ナノチューブナノリアクターを用いることで、短時間で容易に合成できることが明らかとなった。特に平成26年度は、コロネンをCNT内部に密に内包させた後、700°C程度で高温アニーリングを行うと非常に長く、2nm以下の極小幅をもつグラフェンナノリボン(GNR)が高効率で合成できることを発見した。これは、世界最小の幅を持つGNRである。さらに、このCNTの表面を有機修飾することでCNT自体を絶縁化することにも成功した。