hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
無限可積分系の幾何学とモジュライ理論の新展開

これは今後p進幾何学的な観点からモジュライ空間を研究するための重要な一歩であると考えることができる.また,森脇は曲線のモジュライ空間の数論幾何学的に性質を考察し,さらにモジュライ空間のNef因子について新しい知見を得た.三輪のグループはサイン・ゴルドン模型および制限サイン・ゴルドン模型の形状因子の構成と指標の研究を行い,共形場理論の可換カレントの超対称的な類似物について2次元表現の融合積の構造定理を示し,指標を制限コトスカ多項式によって表し,共形場理論の指標と一致するという予想を肯定的に証明した.山田のグループはパンルヴェ方程式系のベックルント変換について研究誌,新しい知見を得た.高崎のグループは(2+1)非線形シュレーディンガー方程式系を考察してその特種解を構成し,さらにトロイダルリー代数の表現を使って双線形関係式を得た.上野とJ.Andersenは共形場理論からモジュラー函手を構成したが、特にリー代数がsl(n,C)の場合にモジュラー函手とそれから構成される3次元位相場の理論を詳細に研究し、それが本質的にTuraevの構成した不変量を一致することを証明した。また、上野と清水のグループは一般レベルのアーベル的共形場理論を見直して、理論を数学的に厳密に展開することに成功した。さらに、この理論は正標数の場合にも拡張することができることを示した。桂とG.van der Geerはカラビ・ヤウ多様体の研究を継続して行なった。特にこれまで研究がされていなかった正標数の場合を中心に研究を行い、3次元以上のカラビ・ヤウ多様体のピカール多様体やピカール数と正則1次型式の間に関して興味ある関係を見いだした。加藤文元はp進解析空間の理論を使ってモジュライ空間の構造を調べる研究を続け、正標数の代数曲線に有限群が作用し、野性的な分岐が生じる場合に理論を応用して、曲線と有限群のペアの変形を構成することに成功した。また、加藤文元はp進解析空間の理論をさらに一般化してrigid幾何学の一般論を構成した。また、望月新一は代数曲線のモジュライをanabelian幾何学の観点から研究し、ガロア群と数論幾何学で興味ある結果を得た。また、森脇敦はモジュライ空間のサイクルに関して研究を行い新しい知見をえた。山田泰彦のグループは楕円型パンルベ方程式の超幾何型関数解の幾何学的な性質を解明した。また、これまでA^<(1)>_n型の幾何学的クリスタルに関する理論をD^<(n)>_n伊)型の幾何学的クリスタルに関して拡張することに成功した。さらに、上野のグループはリーマン球面上の確定特異点をもつ微分方程式と楕円曲線上に確定特異点をもつ微分方程式との対応関係を楕円曲線の退化の観点から考察できる場合があることを示した。本年度の研究は前年度の研究を引き継ぎ、結果を深化させることを主眼点においた。上野のグループは共形場理論の応用を視野に入れて研究を行った。特に、モノドロミー表現から得られる絡み目群の表現を写像類群の表現として捉えることによって、4点付きリーマン球面のタイヒミュラー空間のニールセン・サーストンコンパクト化は群SU(n)の量子表現から決定できることを示した。この議論は、点の個数を増やした場合にも拡張できることが期待される。
先進材料の微小環境における環境劣化挙動

微小な材料として、薄膜の腐食挙動を検討した。厚さ50mμ0.2mmのSUS304ステンレス製鋼板4種類を熱処理することによって組織制御し、サイズが微小になることにともなう腐食挙動の変化を検討した。1200K,86.4ksの溶体化焼鈍により結晶粒を成長させることによって、板厚方向に結晶粒がひとつしかない構造"Bamboo structure"を作ることができた。この材料を用いて、鋭敏化挙動に及ぼす応力の効果を検討した。(1)鋭敏化挙動はバルク材と比べて速度が速いことを除き、粒界および粒内での炭化物析出形態は、同様であった。(2)923K,973Kおよび1023Kでの鋭敏化で、鋭敏化度は時間とともに増大しピークを示した後、減少した。特に、ピークを示す時間は973Kおよび973Kでバルク材よりも急速であった。(3)鋭敏化熱処理時に引っ張り応力を与えると、鋭敏化度は低下することが明らかとなった。(4)鋭敏化熱処理時に引っ張り応力を与えた場合の応力軸に対する粒界の角度-傾角-と鋭敏化度との相関を検討した。傾角の増大かつ応力が大きくともなって炭化物析出の幅が大きくなることがわかった。これは、応力の負荷によって炭素の拡散が促進され、特に粒界で特に顕著なため大傾角での鋭敏化が特に促進されたことがわかった。以上のように、薄い板材における腐食挙動を検討することによって、結晶粒界の性格と炭化物析出ならびにそれにともなう腐食挙動の変化について、検討することができた。ナノデバイス、マイクロマシン、ナノ医療材料、情報・電子材料など科学技術の高度化に伴い、構造材料が従来とは比較にならないほど微小な形状スケールで用いられるようになってきている。一方、記憶媒体など、高度にクリーンに保たれた空間で使用されながら僅かな損傷もシステム全体の機能停止に至る、先進機能材料の超マイルド環境での微細損傷が顕在化しつつある。さらに、様々な先進機能を発揮する複合化薄膜材料では各層の耐環境性が層間の相互作用により、大きく変化し、予想外の損傷を生じることがある。本研究では、マイクロ・ナノサイズの金属試料あるいは金属、非金属複合薄膜材料の水溶液あるいは湿潤環境での微小な環境劣化過程の試験法を確立し、さらにその機構を解明・検討することを目的としている。本年度は、特に応力負荷環境での腐食挙動の解析法と薄膜のマイルドな環境での腐食挙動について検討した。微細線を水溶液中で曲げ状態で回転することによって微小環境での腐食疲労試験を行うことができた。特に、湿潤高温環境での銅、青銅、ニッケル細線の挙動について検討した。一方、銅薄膜の水蒸気環境での腐食挙動については水晶微小天秤法(QCM)をもちいて検討した。温度、相対湿度の違いによって銅の腐食速度は変化する。いずれも初期の直線的増加から、放物線則に移行することが分かった。一方、銅膜の生成法によって腐食挙動は大きく異なり吸着水の形態がその後の挙動に大きく影響することがわかった。
ニュートン主義における自然と「人間の科学」の成立

本研究は「人間の科学」の生誕の地だった18世紀スコットランドのニュートン主義に焦点を当てつつ、近代科学が見た「自然」がどのような「人間的自然」の生成に結びつき、この連関がどのように変容して現代的な人間観、社会観を生み出したかを、次の点について解明した。(1)近代科学における迷宮としての自然(2)自然という書物の解釈学(3)「精神の科学」と普遍的命令文の生成(4)二つの秩序本年度は以下の2点を解明した。(1)「精神の科学」と普遍的命令文の生成科学の対象を自然から「人間的自然」へ変え、科学の方法によって「人間的自然」の解釈体系を建設すれば、対他者、対自己的行為を志向する、普遍的妥当性を持つ命題が得られることになる。そこからニュートンが『光学』で主張した、科学の方法による「道徳哲学の刷新」という展望が開かれる。ここに人間に関する科学的知が人間の道徳的進歩をもたらすという、啓蒙のプロジェクトの正当性があった。この「人間の科学」を創成したプロジェクトの根底にあったのは、自然と人間を結びつける存在論的な理性概念だった。以上により、18世紀研究の積年の課題だった、啓蒙の社会・政治・経済思想におけるニュートン的科学の意味を解明する展望を示した。(2)二つの秩序このような人間的自然の言説が記述した秩序には相互に対立しあう以下の2類型があり、この対立は現代の社会科学にまで受け継がれている。(a)自生的秩序:A・スミスの体系は重力の法則のように、人間の意志の在り様と無関係に自生的に生成し、貫徹する秩序の像を提示した。こ(b)創発的秩序:以上の二種類の自生的、自然的秩序に対立したのは、自由意思を持つ人間の意志、知性、意欲、情念という非決定論的要素が作り出す、道徳的、社会的秩序だった。このような定式化によって、科学の影響という文脈の中で、啓蒙以後のさまざまな社会・政治・経済理論への展開を説明する道筋を示した。本研究は「人間の科学」の生誕の地だった18世紀スコットランドのニュートン主義に焦点を当てつつ、近代科学が見た「自然」がどのような「人間的自然」の生成に結びつき、この連関がどのように変容して現代的な人間観、社会観を生み出したかを、以下の点について解明した。(1)近代科学における迷宮としての自然(2)自然という書物の解釈学(3)「精神の科学」と普遍的命令文の生成(4)二つの秩序(5)自己中心性と表象の世界の成立本研究は「人間の科学」の生誕の地だった18世紀スコットランドのニュートン主義に焦点を当てつつ、近代科学が見た「自然」がどのような「人間的自然」の生成に結びつき、この連関がどのように変容して現代的な人間観、社会観を生み出したかを、次の点について解明した。(1)近代科学における迷宮としての自然(2)自然という書物の解釈学(3)「精神の科学」と普遍的命令文の生成(4)二つの秩序本研究は科学史、18世紀思想史にかかわる近年の動向と、申請者が行ってきたイギリス・ニュートン主義の研究、および手稿類を含めた校訂版全集が刊行されてようやく全貌が明らかになりつつあるトマス・リードの研究を踏まえ、17世紀の近代科学のプロジェクトを、自然という書物を解読する試みととらえ、そこから啓蒙期の人間・社会観とその学(「人間の科学」)が生まれる過程を、主に18世紀イギリス思想史の研究によって明らかにする。これを踏まえて初期近代の「迷宮」としての自然の表象が、19世紀にいたって透過的な「人間的自然」へと変化し、それが20世紀の人間中心主義の形成へと導いたことを解明する。資料研究としては、各地文書館が所蔵する草稿研究と文献電子データ・ベースの活用を結びつけた、新しい思想史の手法の開発を目指す。本年度では上記の課題を、以下の諸点の解明を通じて行った。(1)近代科学における迷宮としての自然(2)自然という書物の解釈学その結果、(1)トマス・リードを手がかりに、迷宮としての自然のイメージが18世紀においても持続していることを明確にし、それとの関連で経験主義的なニュートン主義の展開を展望することができた。(2)については、書物の解釈学という視点から近代における人間の科学の成立を解明する手がかりを得た。とくにトマス・ホッブズとアダム・スミスの修辞学について、その重要性を確認することができた。現在までの成果をまとめ、平成24年度科学研究費公開促進費による出版『ニュートン的モーメント』に盛り込むべく、執筆を進行させている。研究計画のうち、23年度に予定した研究を完了することができた。本年度は(1)自己中心性と表象の世界の成立を以下の点の検討によって解明するとともに、全体の総括を行う。・W・ヒューウェル、G・F・W・ヘーゲル、L・フォイエルバッハたちの複数性論批判・古典派経済学と限界効用学派を中心とした、19世紀の社会科学体系の行為理論の分析・18世紀後半からの数理的物理学の発展・19世紀における社会的言説の変化・20世紀社会科学の合理性観念23年度計画の成果の全体はまだ公表していないため、今後24年度計画の遂行と平行して発表する。該当なし研究計画通りに、以下の24年度の計画を遂行し、それに即して研究費を使用する。(3)「精神の科学」と普遍的命令文の生成(4)二つの秩序

(3)、(4)については、ホッブズ、ロック以来の18世紀の「人間の科学」の諸体系を分析するとともに、スミスとA・ファーガスンを比較する。ファーガスンは人間の意欲こそが文明社会の興隆と衰退の原因であると考え、古代社会と近代商業社会を対比したが、このような人間の創発的、道徳的行為能力に基づく道徳的秩序の観念は、スミスのような自然的秩序の主唱者たちが看過していたものではない。むしろ彼らが時折見せる進歩に対する悲観的な視線は、道徳的秩序に対する考慮が原因だとも見ることができる。本年度はスコットランド哲学研究センターでの調査を中心とする。そのため合衆国プリンストン神学校に客員研究員として滞在し、合衆国でアクセスできる初期近代から現代にいたる電子データ・ベースの検索、および近代科学史と合衆国におけるスコットランド哲学の展開に関する一次資料を収集する。同センターで開催される国際リード・シンポジウムに参加して研究成果を報告するとともに、海外の主要な研究者と研究交流を行う(以上計4週間、外国旅費および消耗品費)。収集したマニュスクリプト資料については読み取り、入力を行う(研究補助:のべ7時間×20日)。国内では早稲田大学、京都大学、国立国会図書館で電子データ・ベースの調査を行う。(国内旅費)。刊本資料については、啓蒙時代の「人間の科学」関係図書に関する刊本資料および研究書の収集を行う(備品費)。
頭頸部扁平上皮癌におけるFGFR遺伝子異常の解明と検出

FGFRは、受容体型チロシンキナーゼファミリーに属しているキナーゼで、FGFR1、FGFR2、FGFR3、FGFR4によりFGFRファミリーを構成している。リガンドは線維芽細胞増殖因子(FGF)であり、22種の構造的に類似したタンパク質がファミリーを構成している。FGFRを介して伝達されるシグナルはMAPK経路やPI3K/AKT経路に流れ、このシグナル伝達は、癌においては、細胞増殖、血管新生、細胞遊走、浸潤、転移などに関わっている。またFGFRは、過剰発現、遺伝子過増幅、変異、転座によって活性化することが報告されている。本研究ではFGFR阻害薬のターゲットとなる頭頸部扁平上皮癌に生じたFGFRドライバー遺伝子異常を明らかにすることを目的とし、頭頸部癌の臨床検体よりFGFR遺伝子における塩基置換、遺伝子コピー数の変化、他の遺伝子との融合などの異常のプロファイリングを明らかとし、頭頸部癌のタイプごとに対するFGFR遺伝子変異の検討を進めている。頭頸部扁平上皮癌では同じ扁平上皮癌であっても上咽頭癌ではEBウイルス、中咽頭癌ではHPVウイルスの関与が原因としてあがり、下咽頭癌では喫煙、アルコールによる発癌機序が推測されており遺伝子異常のプロファイリングは異なる。FGFR阻害薬については、FGFRドライバー遺伝子異常のプロファイリングが必須である。本研究計画では、口腔、上咽頭、中咽頭、下咽頭、喉頭の各亜部位別より得られた頭頸部癌臨床検体を用いてFGFR遺伝子の配列をサンガー法による遺伝子解析を用いて調べて正常な遺伝子配列と比較することにより、頭頸部扁平上皮癌におけるFGFR遺伝子の変異を解析する。また、ならびにFISH法を用いてFGFR遺伝子の遺伝子融合を解析する。頭頸部扁平上皮癌を対象とし、口腔、上咽頭、中咽頭、下咽頭、喉頭の5亜部位からサンプルを採取している。サンプル採取は順天堂浦安病院において耳鼻咽喉・頭頸科の肥後、山内が行っている。各亜部位別に10症例計50例を目標とし、サンプル採取のため2018年に順天堂浦安病院でのIRBに申請し当研究の承認を受けた。現在各亜部位におけるサンプル採取を進めているところである。2018年はサンプル採取を中心に行なっており、遺伝子解析を2019年度より開始する予定である。遺伝子解析に関しては腫瘍内科の加藤を研究協力者とし、適宜耳鼻咽喉・頭頸科の肥後、大峡が検査を行う予定である。癌の病理検査のために行った生検サンプルあるいは手術の際に採取した組織サンプルを用いて、ホルマリン固定パラフィン包埋(FFPE)切片を作成し病理判定を行う。FFPE切片の残余サンプルから切片サンプルのがんを一定割合以上含む部分を削りだし、削り取った組織サンプルから核酸(DNA+RNA)を抽出精製する。抽出精製した核酸よりFGFR遺伝子配列をサンガー法による遺伝子解析を用いて調べて正常な遺伝子配列と比較することにより、頭頸部扁平上皮癌におけるFGFR遺伝子の変異を解析する。また、FISH法を用いてFGFR遺伝子の遺伝子融合を解析する。これまでに報告されている論文などの情報を基に、見出された変異の候補において1)FGFR2、FGFR3における発がんに関連すると考えられる1塩基置換の検出をターゲットとする。本研究は、研究代表者の肥後が中心となって全般的に研究計画を主導する。肥後は研究統括を行うとともに遺伝子解析を行う。標本の採取に関しては順天堂浦安病院において肥後ならびに山内が行い、本学においては大峡があたる。分担者である同科の大峡、山内は遺伝子解析においてもその実行を担う。また、遺伝子変異のデータ解析については、肥後が実施する一方で、本学の遺伝子解析部門の長である加藤のサポートを受けフィードバックを受ける。

頭頸部扁平上皮癌を対象とし、口腔、上咽頭、中咽頭、下咽頭、喉頭の5亜部位からサンプルを採取している。サンプル採取は順天堂浦安病院において耳鼻咽喉・頭頸科の肥後、山内が行っている。各亜部位別に10症例計50例を目標とし、サンプル採取のため2018年に順天堂浦安病院でのIRBに申請し当研究の承認を受けた。現在各亜部位におけるサンプル採取を進めているところである。2018年はサンプル採取を中心に行なっており、遺伝子解析を2019年度より開始する予定である。遺伝子解析に関しては腫瘍内科の加藤を研究協力者とし、適宜耳鼻咽喉・頭頸科の肥後、大峡が検査を行う予定である。癌の病理検査のために行った生検サンプルあるいは手術の際に採取した組織サンプルを用いて、ホルマリン固定パラフィン包埋(FFPE)切片を作成し病理判定を行う。FFPE切片の残余サンプルから切片サンプルのがんを一定割合以上含む部分を削りだし、削り取った組織サンプルから核酸(DNA+RNA)を抽出精製する。抽出精製した核酸よりFGFR遺伝子配列をサンガー法による遺伝子解析を用いて調べて正常な遺伝子配列と比較することにより、頭頸部扁平上皮癌におけるFGFR遺伝子の変異を解析する。また、FISH法を用いてFGFR遺伝子の遺伝子融合を解析する。これまでに報告されている論文などの情報を基に、見出された変異の候補において1)FGFR2、FGFR3における発がんに関連すると考えられる1塩基置換の検出をターゲットとする。本研究は、研究代表者の肥後が中心となって全般的に研究計画を主導する。肥後は研究統括を行うとともに遺伝子解析を行う。標本の採取に関しては順天堂浦安病院において肥後ならびに山内が行い、本学においては大峡があたる。分担者である同科の大峡、山内は遺伝子解析においてもその実行を担う。また、遺伝子変異のデータ解析については、肥後が実施する一方で、本学の遺伝子解析部門の長である加藤のサポートを受けフィードバックを受ける。2018年度はサンプル採取を中心に行った。最も金額を投入することになる遺伝子解析を2019年度に行うため、2018年の研究費の一部を2019年度へ移動させることとした。
生涯の中で体制が大きく変化する動物にも個性はあるか

動物の個体が、異なる複数の状況で、一貫した行動的な傾向を示すことは、動物の個性と呼ばれ、急速に研究が進んできた。変態等で体制が大きく異なる動物で、変化の前後でも同じように個性が見られるかを検討した。幼虫と成虫の体制も生息場所も異なるトンボ類を中心に、行動を記録したデータに基づき、幼虫と成虫の活動性等を検討した。アオモンイトトンボで、活動性の高い幼虫は成虫でも活動性が高い傾向があった。シオカラトンボでは、成虫の活動性には個体間の差が見られたが、成虫と幼虫の活動性の間に有意な相関は見出されなかった。行動の連続的な記録からのデータは、時間的な相関を考慮に入れて解析することが有効と思われる。生涯のうちに体制が大きく変化する、トンボ類(アオモンイトトンボならびにシオカラトンボ)およびアシナガバチ類(フタモンアシナガバチ)を用いて、体制の大きな変化である変態の前の行動を計測した。また、これらの種における。変態後の行動の計測方法を確立するための予備的な実験を行なった。さらに、カエル類(ツチガエルおよびトノサマガエル)について、変態の前および後での行動の計測方法を確立するための予備的な実験を行なった。行動の記録は予備的な実験に先立つ試行以外は、動画によって行い、画像解析ソフトウェアを用いて動画から動きの基礎データを自動的に抽出したものを用いて分析した。本研究で対象としている動物は比較的明るい条件でも野外条件とよく似た行動を示すため、照明条件等の実験環境を試行錯誤的に変えることにより、画像解析ソフトウェアにより動きの基礎データを自動抽出することが可能になった。過去の動物の個性の研究で'大胆さ'(boldness)と呼ばれている、新奇な物体などに対する反応と、一般的な活動性の高さのちがいの関係を分析することを試みるため、動きの量に関わる複数の指標を使った検討に供する、複数のカメラを同時に使った行動の詳しい動画記録を行なった。トンボ類については、少数の個体を使って、変態の前および後の行動計測を行なった。変態前の個体の行動の特徴は変態直後には引き継がれるが、変態後時間がたつにつれて次第に変態前の特徴は薄れていくという傾向が認められた。ただし、現在はこれについてデータが得られている個体数が少ないため、個体数を増やす必要がある。この結果については、日本生態学会大会において発表した。生涯のうちに体制の大きな変化を経験する生物における、体制変化前後での個体の個性の変化や安定性を、変態という形での体制変化が起こる、トンボ類、カエル類、アシナガバチにおいて検討した。データの取得は動画による記録によって行なった。トンボ類では、シオカラトンボおよびアオモンイトトンボにおいて、幼虫および成虫での行動の記録とそれに基づく個性の特定を行なった。このうち、アオモンイトトンボにおいては、幼虫時の活発さと成虫羽化後の活発さとの間に統計的に有意な相関が認められた。フタモンアシナガバチにおいては幼虫時および成虫時の行動の記録を行なった。カエル類においては、ツチガエルとトノサマガエルで幼生期の動画記録を行ない、ツチガエルでは少数の個体について成体期の動画記録を行なった。過去の個性の研究で、"大胆さ"(boldness)と呼ばれている指標と単純な活動量の大小との関係を検討するため、複数の動きの指標を算出して検討するとともに、環境中に新奇な物体を登場させてそれへの反応を見る予備的実験を行い実験条件を検討した。移動量や移動時間の割合のような単純な活動性の指標とともに、活動量の差分など活動量の時間的変化の指標や循環統計の統計量を使った動きの方向性の特徴も検討した。単純な活動性の指標と活動量の時間的変化の指標の間には相関関係が認められないケースも見られた。アオモンイトトンボでの結果を中心として日本生態学会大会において発表した。変態という大きな体制変化を個体の生涯のうちに経験する生物における、体制変化の前と後での、個体の個性の関係を主としてトンボ類で検討した。データの記録はおもに動画の撮影により行なった。同様の記録と解析を体制の変化が小さいバッタ類とアメンボ類についても行なった。トンボ類の動画データの解析に基づいて、幼虫と成虫の活動性等を比較した。シオカラトンボでは、成虫の活動性には個体間の差が見られたが、幼虫期の活動性については統計的に有意な個体間の変異が検出されなかった。幼虫期の活動性を測定する際の環境条件の設定を検討する必要があると思われる。また、成虫の活動性および捕食者のモデルを接近させたときの行動を比較したところ、後者の条件での活発さと一般的な活動性の間には有意な相関が見られなかった。一方、アオモンイトトンボでは、成虫と幼虫での活動性のあいだに正の相関があった。環境条件の異なる個体群間でも活動性のちがいを検討した。動画記録により得られたデータから、活動性などに加えて活動量の時間的な安定性等についても解析した。相対的に安定したコンスタントな活動性を示すかどうかは、個体の活動性における成虫・幼虫それぞれの時期の中での時間的な相関も考慮しつつ、個体の個性の新たな面として検討をする必要がある。あわせて、個体の個性のデータの解析法を検討した。個体の直前の状態の影響をも受けることが多いため、時系列データの解析に似た分析が必要であることが示唆された。

変態等で体制が大きく異なる動物で、変化の前後でも同じように個性が見られるかを検討した。幼虫と成虫の体制も生息場所も異なるトンボ類を中心に、行動を記録したデータに基づき、幼虫と成虫の活動性等を検討した。アオモンイトトンボで、活動性の高い幼虫は成虫でも活動性が高い傾向があった。シオカラトンボでは、成虫の活動性には個体間の差が見られたが、成虫と幼虫の活動性の間に有意な相関は見出されなかった。行動の連続的な記録からのデータは、時間的な相関を考慮に入れて解析することが有効と思われる。対象としている動物種の大部分で、体制変化前だけでなく体制変化後も動画に基づく行動の記録を行なうことができるようになった。動画記録からデータを抽出して、単純な活動性以外の、活動性の時間的な変化や運動の方向性の特徴等も、データの形式整備の一部を除いて、自動化して行えるようになった。そして、アオモンイトトンボにおいては、成虫期と幼虫期の活発さのあいだに有意な相関があることを明らかにした。これにより本研究の目的の一部を達成することができた。行動生態学アオモンイトトンボにおいて成虫期と幼虫期の行動の特徴間に有意な相関を見つけているので、この種に実験・調査の努力を集中していく。アオモンイトトンボについてはさらに計測個体を増やしてデータを補強するとともに、体制変化後の時間経過と行動の特徴の関係を、成虫期のデータを複数回とることにより、検討する。他種についても、体制変化前後の行動の特徴の関係のデータの取得と解析をすすめる。また、室内条件では行動の動画記録により自動化したデータの取得がほぼ可能になっているが、室内条件での行動の特徴が野外条件での特徴を反映していることを明らかにするため、野外での行動の特徴の測定を、複数のカメラでの動画記録により行なうことを試みる。体制の大きな変化である変態前の行動について計測の方法等を確立することができ、変態前について行動の計測を一部の種ではあるが行なうことができた。さらに、変態後についても計測の方法確立のための実験をすすめることができた。動画と画像解析による自動的なデータ抽出による方法では大量のデータを扱うことが可能になった。さらに、少数の個体とはいえ、体制の大きな変化の前と後の両方での行動データを得て、その関係を分析することができた。こらのこと全体は、予定を上回る進行状況である。一方で、体制変化の前あるいは後のそれぞれの時期の中での行動変化に注目する必要が結果から出てきた。これは新しい点ではあるが、それぞれの時期の行動測定の方法や回数に変更を加えることが必要になった。計画に沿って、体制の大きな変化の前の行動データが得られている動物については、体制の変化の後の行動を計測する。また、個体数が少ない、予備的な結果だけが得られているものについては、より大きな個体数での計測を行なう。体制変化の前と後の時期間のちがいは重要であるが、初年度の結果からは、体制変化の前または後の、それぞれの時期内の変化も重要であり、体制の変化の直前と直後の行動に相関があっても、体制の前の時期の全体での行動と後の時期の全体での行動に相関があるとは限らないことが示唆された。
自然通風型熱交換器を用いた高効率空調システムに関する研究

本研究の目的は、効率的なオフィス用空調システムの研究開発である。自然通風型熱交換器を天井面に付設する空調シスデムの適正化に向け、システムを構成する自然通風型熱交換器、天井開口、冷水搬送システムなど各要素のスペックが空調システムの冷却特性に与える影響を定量的に把握し、適正な設計条件を明確にした。1.自然通風型熱交換器の冷却特性の評価1)天井面の開口面積、熱交換器周辺の気流ガイド(チムニー)の構成など、天井を構成する各種構成材の形状を変化させた小規模実験を行った。その結果、天井開口面積、天井懐などの形状、チムニーの形状、により通気抵抗係数、コイル前後の圧力が変化し、コイルの冷却能力に大きな影響を与えることがわかった。2)天井および自然通風型熱交換器の熱移動モデルを作成し、各種条件の異なる場合について、コイルの冷却能力を実用的な精度で求める実験式を導き、その妥当性を検証した。さらに、この熱移動モデルを用い天井の適正な形状および構成を明らかにした。3)自然通風型熱交換器の設置パターンと室温分布の関係を実験により把握し、室温分布のばらつきを適正に維持するような熱交換器の冷却能力および設置パターンを明確にした。2.空調用冷水をカスケード的に利用する冷水再循環方式の実用検討1)空調機(AHU、FCU)からの還り冷水を自然通風型熱交換器で再度利用する冷水再循環方式に関し、そのシステム構成、省エネルギー効果を把握した。2)実大規模の実験により、室内温度分布、室内気流速度分布を計測し、均一な室内温度分布、少ない気流速度であることを確認した。本研究の目標は、効率的なオフィス用空調システムの研究開発である。自然通風型熱交換器を天井面に付設する空調システムの適正化に向け、システムを構成する自然通風型熱交換器、天井開口、冷水搬送システムなど各要素のスペックが空調システムの冷却特性に与える影響を定量的に把握し、適正な設計条件を明確にした。その結果、天井開口面積、天井懐などの形状、チムニーの形状により通気抵抗係数、コイル前後の圧力が変化し、コイルの冷却能力に大きな影響を与えることがわかった。1.自然通風型熱交換器の冷却特性の評価

1)天井面の開口面積、熱交換器周辺の気流ガイド(チムニー)の構成など、天井を構成する各種構成材の形状を変化させた小規模実験を行った。その結果、天井開口面積、天井懐などの形状、チムニーの形状、により通気抵抗係数、コイル前後の圧力が変化し、コイルの冷却能力に大きな影響を与えることがわかった。2)天井および自然通風型熱交換器の熱移動モデルを作成し、各種条件の異なる場合について、コイルの冷却能力を実用的な精度で求める実験式を導き、その妥当性を検証した。さらに、この熱移動モデルを用い天井の適正な形状および構成を明らかにした。3)自然通風型熱交換器の設置パターンと室温分布の関係を実験により把握し、室温分布のばらつきを適正に維持するような熱交換器の冷却能力および設置パターンを明確にした。2.空調用冷水をカスケード的に利用する冷水再循環方式の実用検討1)空調機(AHU、FCU)からの還り冷水を自然通風型熱交換器で再度利用する冷水再循環方式に関し、そのシステム構成、省エネルギー効果を把握した。2)実大規模の実験により、室内温度分布、室内気流速度分布を計測し、均一な室内温度分布、少ない気流速度であることを確認した。
脱ユビキチン化酵素とインスリン受容体基質の相互作用が癌細胞の形質発現に果たす役割

私はインスリン、インスリン様成長因子(IGF)の細胞内シグナルを仲介する分子、インスリン受容体基質(IRS)の量制御機構に着目し、それを介したインスリン/IGFの応答性調節機構の解明を目的に研究を進めてきた。本年度は、IRSの下流分子の活性の阻害やIGFシグナルのフィードバック機構の破綻によりIRSが高発現し、シグナルが過増強されている癌細胞を探索するため、1. mTOR阻害剤rapamycinで前処理後、IGFで刺激したがん細胞におけるAktのリン酸化の検討、2. IGFで刺激したがん細胞におけるUSP7とIRSの相互作用の解析、を行った。その結果、ヒト前立腺がん由来細胞DU145において、rapamycinの前処理によりAktのリン酸化が亢進した。しかし、USP7阻害剤P5091の処理によりIRSの量が減少した細胞においても、rapamycin処理によるAktのリン酸化の亢進が見られたことから、この細胞においてはIRSの量制御を介さずにIGFシグナルが過増強されると結論した。一方IGF刺激によりUSP7とIRSの相互作用が変動しない細胞としてヒト前立腺がん由来細胞PC3を見出した。この細胞では、IGF刺激によるUSP7のIRSからの解離やIRSの分解が観察されず、また、IRSの発現抑制によりDNA合成が顕著に抑制された。これらのことから、PC3細胞においてIGFシグナルのフィードバック機構が破綻→USP7とIRSの相互作用が維持→IRSの脱ユビキチン化が促進→IRSの量が増加→IGFシグナルが過増強される→がんの形質獲得、維持という機構が働いていると考えられた。この機構の発見は、癌の形質獲得・維持に重要な役割を担うIGF活性の修飾機構の一端を明らかにできたという点で基礎研究としての意義が極めて高く、また、IGFシグナル・活性が過増強されているがんの治療につながる重要な研究成果だと考えられる。(抄録なし)私はインスリン、インスリン様成長因子(IGF)の細胞内シグナルを仲介する分子、インスリン受容体基質(IRS)の量制御機構に着目し、それを介したインスリン/IGFの応答性調節機構の解明を目的に研究を進めてきた。(抄録なし)
生理活性成分による反芻家畜の栄養素代謝制御

【目的】食品の安全性、機能性を高めるナチュラル・ハーブが注目されている。我々はこれまで飼料ハーブであるヘラオオバコが高品質、高収量な粗飼料になり得ること、および生理活性成分を多量に含有し、ヘラオオバコ給与時にストレス条件下にあるヒツジのタンパク質合成速度が亢進することを明らかにした。これらの結果から、ヘラオオバコの生理活性成分が細胞レベルでタンパク質合成に効果があると仮定している。しかしながら、ヒツジの筋肉細胞を使用してこの点を明らかにすることは難しい。そこで、本実験ではニワトリ胚筋芽細胞を用いてアミノ酸代謝を測定し、タンパク質合成に及ぼすヘラオオバコの生理活性成分の影響を解明しようとした。【方法】実験にはニワトリから採取した胚筋芽細胞(n=50)を用いた。はじめに、胚筋芽細胞を単離し、DM199を用いて培養した。ヘラオオバコの抽出液を2.5、5、10%添加し、培養をさらに24時間続けた。対照はDM199のみで培養を続けた。胚筋芽細胞におけるタンパク質合成はトレーサー法を用いて測定した。すなわち、胚筋芽細胞を[^3H]ロイシンおよび[^<14>C]ロイシンを含む培養液で培養し、細胞内に取り込まれた[^3H]ロイシンおよび[^<14>C]ロイシンの放射能を液体シンチレーションカウンターで計測することによりタンパク質合成の指標とした。【結果】タンパク質合成はヘラオオバコの抽出液を添加することにより用量依存的に低下した。以上の結果より、ヘラオオバコの生理活性成分はニワトリ筋肉内タンパク質合成に対しては抑制的にはたらく可能性が示唆された。【目的】反芻家畜は第一胃という特殊な消化吸収器官を有し、第一胃発酵のため、摂取タンパク質と吸収タンパク質の質と量が著しく異なることが知られている。代謝タンパク質給与システムでは、ナイロンバッグ法を用いて第一胃内飼料タンパク質分解性を測定することによりタンパク質吸収量を精度高く推定できる。本研究の目的は、ストレス条件下にあるヒツジにおいてタンパク質吸収量および栄養素代謝に及ぼすヘラオオバコ給与の影響を明らかにすることである。平成20年度はナイロンバッグ法によるタンパク質吸収量および同位元素希釈法による糖代謝関連物質の測定法を検討した。【方法】実験には乾草を給与した第一胃フィステル装着ヒツジ2頭を供試した。ナイロンバッグに乾草35gを入れて第一胃に投入し、経時的にナイロンバッグを第一胃から取り出し、水洗、乾燥後、ケルダール法により粗タンパク質含量を測定した。第一胃内飼料タンパク質分解性の経時的変化をOrskovの式に代入してタンパク質吸収量を算出した。また、[1-<13>^C]プロピオン酸による同位元素希釈法の動物実験および分析方法を検討した。【結果】第一胃内における飼料タンパク質の分解率は投与24時間後に約70%であり、その後緩やかに増加し、72時間後には約90%に達した。飼料タンパク質の分解速度を表す指標(c値=0.045)およびタンパク質吸収量はARFC飼養標準(1993)と類似した値を示した。したがって、ナイロンバッグ法はタンパク質吸収量の推定に適用できると判断された。一方、[1-<13>^C]プロピオン酸の同位元素希釈法についてはヒツジを用いて予備実験を実施したものの、ガスクロマトグラフィー質量分析装置による分析では満足できるデータが得られておらず、分析方法のさらなる検討が必要である。これまで飼料ハーブであるヘラオオバコが高品質、高収量な粗飼料になり得ること、および生理活性成分を多量に含有し、ヘラオオバコ給与時にストレス条件下にあるヒツジのタンパク質合成速度が亢進することを明らかにしてきた。これらの結果から、ヘラオオバコの生理活性成分が糖質代謝にも影響を与えると仮定し、暑熱暴露ヒツジにおける血漿グルコースおよびプロピオン酸代謝動態を測定しようとした。【方法】実験にはヒツジ4頭を用いた。ヘラオオバコ給与およびオーチャードグラス主体乾草給与の2飼料区を設定し、1期24日間のクロスオーバー法に従い、生物環境制御室内で実験を実施した。各飼料区において常温時(20°C、18日目)および暑熱暴露時(30°C、5日目)に[U-^<13>C]グルコースおよび[1-^<13>C]プロピオン酸の同位元素希釈法を用いてグルコース、プロピオン酸の代謝回転速度、プロピオン酸由来のグルコース代謝回転速度を測定した。グルコースのエンリチメントに関しては、イオン交換樹脂を用いて単離した後、Tserng & Kalhan(1983)の方法によりグルコースを誘導体化し、ガスクロマトグラフィー質量分析装置(GC/MS)を用いてエンリチメントを測定した。血漿グルコース濃度は酵素法により測定した。[1-^<13>C]プロピオン酸の同位元素希釈法についてはMoreauら(2003)の方法に従って測定した。【結果】血漿グルコースおよび遊離脂肪酸濃度に関しては測定が終了したが、[1-^<13>C]

プロピオン酸に関してはガスクロマトグラフィー質量分析装置による分析では満足できるデータが得られておらず、新たにガスクロマトグラフィー燃焼同位体比質量分析計を使用しての測定法を検討している。【目的】食品の安全性、機能性を高めるナチュラル・ハーブが注目されている。我々はこれまで飼料ハーブであるヘラオオバコが高品質、高収量な粗飼料になり得ること、および生理活性成分を多量に含有し、ヘラオオバコ給与時にストレス条件下にあるヒツジのタンパク質合成速度が亢進することを明らかにした。これらの結果から、ヘラオオバコの生理活性成分が細胞レベルでタンパク質合成に効果があると仮定している。しかしながら、ヒツジの筋肉細胞を使用してこの点を明らかにすることは難しい。そこで、本実験ではニワトリ胚筋芽細胞を用いてアミノ酸代謝を測定し、タンパク質合成に及ぼすヘラオオバコの生理活性成分の影響を解明しようとした。【方法】実験にはニワトリから採取した胚筋芽細胞(n=50)を用いた。はじめに、胚筋芽細胞を単離し、DM199を用いて培養した。ヘラオオバコの抽出液を2.5、5、10%添加し、培養をさらに24時間続けた。対照はDM199のみで培養を続けた。胚筋芽細胞におけるタンパク質合成はトレーサー法を用いて測定した。すなわち、胚筋芽細胞を[^3H]ロイシンおよび[^<14>C]ロイシンを含む培養液で培養し、細胞内に取り込まれた[^3H]ロイシンおよび[^<14>C]ロイシンの放射能を液体シンチレーションカウンターで計測することによりタンパク質合成の指標とした。【結果】タンパク質合成はヘラオオバコの抽出液を添加することにより用量依存的に低下した。以上の結果より、ヘラオオバコの生理活性成分はニワトリ筋肉内タンパク質合成に対しては抑制的にはたらく可能性が示唆された。
反陽子の物質中での異常な長寿命状態の研究

1)KEKの陽子シンクロトロンを用いて反陽子の液体ヘリウム中での消滅時間分布を測定し,ヘリウム中に静止した反陽子の約3%が長寿命の準安定状態にトラップされていることを発見した。通常,反陽子を物質中に止めると10^<ー12>秒で消滅してしまうことが知られており,我々の発見した状態は異常なものである。準安定状態の寿命は単一の指数分布では表されず,最長の成分は約3μsである(発表論文1,2)。2)上記の成果を更に発展させ,反陽子の異常長寿命状態生成の機構を理解するため,CERNの低速反陽子蓄積リング(LEAR)で反陽子をガス中に止めて消滅時間分布を測定する実験を行った。このために,カウンタ-システム,ガス標的システム,デ-タ収集システムを新たに構築した。その結果(発表論文3),ガス中でも液体中で観測されたのとほぼ同じ寿命の長寿命状態が存在することを見いだした。分子間距離,温度などの条件が非常に異なるにもかかわらず,ほぼ同じ寿命の準安定状態が存在することが分かったことは,今後の研究を進める上で重要である。また,不純物の効果, ^4Heと^3Heの違いなどについてのデ-タも収集した。3)液体からガスまで連続的に条件を変えて測定をするため,ヘリウム・フロ-・クラオスタットを購入し,来年度の実験に備えた準備を完了した。
『スーヤガダンガ』の翻訳と注解

本研究の目的は、ヴァイドゥヤ(Vaidya)の校訂本を底本として、初期ジャイナ教の最重要聖典の一つである『スーヤガダンガ』(Suyagadamga)の第1篇(全16章)を、批判的かつ厳密に和訳を試みることにある。『スーヤガダンガ』は、仏教をはじめとする同時代の異教徒の教義を知る上で極めて重要な聖典であるにも関わらず、『アーヤーランガ』や『ウッタラッジャーヤー』のように、全章にわたってヨーロッパ人学者による批判校訂本は存在しない。まず、これまでに公刊されているSuttagame、註釈家シーラーンカのテキストやジャンブーヴィジャヤ等による諸刊本を比較参照し、ヨーロッパ人学者による研究成果を最大限に活用しながら、韻律学の視点から異読(variant readings)に基づいた新しい読みを提示した。また、『スーヤガダンガ』にみられる未解読で難解なアルダ・マガダ(Ardha-Magadh?)語彙を語源学的に考究した。欧米人やインド人学者の精密な関連研究を参照することによって、あるいは『スーヤガダンガ』を初めとする最古層に属するジャイナ教聖典群、それに『スッタニパータ』、『ダンマパダ』、『テーラ・ガーター』、『テーリー・ガーター』等の最初期仏教文献にみられる並行詩節(parallel verse)や平行詩脚(parallel pada)によって、これら未解決のアルダ・マガダ語彙を、中期インド・アリアン語(Middle Indo-Aryan)の視座から解明することを試みた。平行詩節・詩脚を見出すに当たって、先た出版した初期ジャイナ教聖典と初期仏典の語彙索引と詩脚索引を有効に活用した。そして、アルダ・マガダ語彙の正確な語源を提示し、ジャイナ教聖典はもとより、パーリ語で書かれた仏典の詩節を随時引証しながら、一詩節ずつ慎重に和訳した。『スーヤガダンガ』(suyagadamga)はシッダーンタ聖典群の中でも最古層に属する聖典の一つと見做され、ジャイナ修行者の敬虔な信仰生活を題材に、主として異教の教義を論駁することに目的がおかれている。それ故、初期ジャイナ教の全貌を知る手がかりを与えてくれるばかりでなく、仏教をはじめとする同時代の異教徒の教義を知る上で極めて重要な聖典である。しかしながら、この聖典は最も難解なテキストの一つとして研究者には周知の事実である。『スーヤガダンガ』は、『アーヤーランガ』や『ウッタラッジャーヤー』のように、全章にわたってヨーロッパ人学者による批判校訂本は存在しない。第1章から第5章までを和訳をするに当たって、これまでにインドで公刊されているSuttagame、註釈家シーラーンカのテキストやヴァイデヤの校訂本、さらにはヨーロッパ人学者による研究成果を最大限に活用・検討した。テキストが難解であるため、研究者によって読解の方法に違いがみられる。ボレーは伝統的な註釈文献の解釈に基づいて第4章までテキストの校訂とドイツ語訳をしており、一方アルスドルフはそのような伝統にとらわれることなく韻律学の視点から第4章の批判校訂と英訳を行っている。これら先学の研究を注意深く参照し、清新な読み(異読)を取り入れ和訳に反映させた。

また、先に出版した初期ジャイナ教聖典と初期仏典の語彙索引と詩脚索引を有効に活用しながら、『ウッタラッジャーヤー』をはじめとする最古層のジャイナ教聖典群や『スッタニパータ』等の最初期仏教文献にみられる並行詩節や並行詩脚を見つけ、それによって、未解読で難解なアルダ・マガダ語彙の正確な語源も示唆した。さらに、地獄を主題にした第5章では、『ウッタラッジャーヤー』や仏典の『スッタニパータ』、それに『マハーバーラタ』等から共通内容の詩節を取り上げ提示した。本研究の目的は、ヴァイドゥヤ(Vaidya)の校訂本を底本として、初期ジャイナ教の最重要聖典の一つである『スーヤガダンガ』(Suyagadamga)の第1篇を、批判的かつ厳密に和訳を試みることにある。『スーヤガダンガ』は、仏教をはじめとする同時代の異教徒の教義を知る上で極めて重要な聖典であるにも関わらず、『アーヤーランガ』や『ウッタラッジャーヤー』のように、全章にわたってヨーロッパ人学者による批判校訂本は存在しない。今年度、第6章から第16章までを和訳をするに当たっては昨年度と同様な研究方法で行った。まず、これまでに公刊されているSuttagame、註釈家シーラーンカのテキストやジャンブーヴィジャヤ等による諸刊本を比較参照し、ヨーロッパ人学者による研究成果を最大限に活用しながら、韻律学の視点から異読(variant readings)に基づいた新しい読みを提示した。また、『スーヤガダンガ』にみられる未解読で難解なアルダ・マガダ(Ardha-Magadhi)語彙を語源学的に考究した。欧米人やインド人学者の精密な関連研究を参照することによって、あるいは『スーヤガダンガ』を初めとする最古層に属するジャイナ教聖典群、それに『スッタニパータ』、『ダンマパダ』、『テーラ・ガーター』、『テーリー・ガーター』等の最初期仏教文献にみられる並行詩節(parallel verse)や並行詩脚(parallel pada)によって、これら未解決のアルダ・マガダ語彙を、中期インド・アリアン語(Middle Indo-Aryan)の視座から解明することを試みた。並行詩節・詩脚を見出すに当たって、先に出版した初期ジャイナ教聖典と初期仏典の語彙索引と詩脚索引を有効に活用た。そして、アルダ・マガダ語彙の正確な語源を提示し、ジャイナ教聖典はもとより、パーリ語で書かれた仏典の詩節を随時引証しながら、一詩節ずつ慎重に和訳した。
ナノサイズ炭素系の電子物性に関する理論的研究

フラーレン分子,カーボンナノチューブの発見以降,ナノメターサイズの炭素系物質群に関する基礎物性の解明と工学的応用に関する研究が強い関心を集めている.ナノサイズの炭素系では,炭素原子骨格が作り出すパイ電子のネットワークトポロジーが電子物性に大きな影響を与えることが最近の研究から明らかになってきている.本研究では,ナノサイズ炭素系における電子輸送特性を理論的に解析することによって,特に炭素ネットワークトポロジーと電子物性との関係を明らかにし,新規ナノデバイスの理論的提案を行なうことを目指す.平成14年度では,ナノサイズ炭素物質と超伝導接合系におけるジョセフソン効果及び直流ジョセフソン電流の振る舞いを解析した.本研究では,高い数値信頼性を得るために,再帰グリーン関数法に基づいて理論解析を行った.解析の結果,超伝導体で挟まれたナノグラファイト領域における炭素ネットワーク形状に依存して,ジョセフソン電流の振る舞いが大きく変化することがわかった.特に,ジグザグ型の端をもっグラファイトリボンを超伝導体で挟み込んだ場合には,コヒーレンス長とジョセフソン電流の接合長依存性がリボンの幅に依存することがわかった.これは、ジグザグ端をもつグラファイトリボンのエネルギー分散が,リボンの幅について,べき乗の関数になっていることが原因である。また、このような振る舞いは、通常のジョセフソン接合系では現れない特異な振る舞いであり、ナノサイズ炭素系に特有であることがわかった。今後はさらに,外部磁場への応答も含め,応用面での可能性を検討したい.フラーレン分子,カーボンナノチューブの発見以降,ナノメターサイズの炭素系物質群に関する基礎物性の解明と工学的応用に関する研究が強い関心を集めている.ナノサイズの炭素系では,炭素原子骨格が作り出すパイ電子のネットワークトポロジーが電子物性に大きな影響を与えることが最近の研究から明らかになってきている.本研究では,ナノサイズ炭素系における電子輸送特性を理論的に解析することによって,特に炭素ネットワークトポロジーと電子物性との関係を明らかにし,新規ナノデバイスの理論的提案を行なうことを目指す.平成13年度では,炭素ネットワークトポロジーが,電子輸送特性に及ぽす影響を,強結合模型に基づいて,ランダウアー公式に用いて理論解析した.特に,不純物あるいは格子欠陥をもつグラファイトリボンの電子輸送特性を詳しく調べた.グラファイトリボンのコンダクタンスが,格子欠陥のサイズや形状に対して強く依存する,特異な振る舞いを示すことが明らかになった.リボンから取り去ったA副格子サイトの数とB副格子サイトの数の差がゼロか否かによって,シングルチャンネル領域での透過確率が定性的に異なる振る舞いをすることがわかった.これは,通常の量子細線で見られない振る舞いであり,非常に興味深いといえる.さらに本年度では,ナノサイズ炭素物質と超伝導接合系におけるジョセフソン効果を解析するためのプログラム開発を行なった.高い数値信頼性を得るために,グリーン関数法に基づいてプログラムを作成した.現在のところ,超伝導体で挟まれたナノグラファイト領域におけるネットワーク形状に依存して,ジョセフソン電流の振る舞いが大きく変化することがわかってきている.今後はさらに,外部磁場への応答も含め,詳細な解析を行なう方針であるフラーレン分子,カーボンナノチューブの発見以降,ナノメターサイズの炭素系物質群に関する基礎物性の解明と工学的応用に関する研究が強い関心を集めている.ナノサイズの炭素系では,炭素原子骨格が作り出すパイ電子のネットワークトポロジーが電子物性に大きな影響を与えることが最近の研究から明らかになってきている.本研究では,ナノサイズ炭素系における電子輸送特性を理論的に解析することによって,特に炭素ネットワークトポロジーと電子物性との関係を明らかにし,新規ナノデバイスの理論的提案を行なうことを目指す.平成14年度では,ナノサイズ炭素物質と超伝導接合系におけるジョセフソン効果及び直流ジョセフソン電流の振る舞いを解析した.本研究では,高い数値信頼性を得るために,再帰グリーン関数法に基づいて理論解析を行った.解析の結果,超伝導体で挟まれたナノグラファイト領域における炭素ネットワーク形状に依存して,ジョセフソン電流の振る舞いが大きく変化することがわかった.特に,ジグザグ型の端をもっグラファイトリボンを超伝導体で挟み込んだ場合には,コヒーレンス長とジョセフソン電流の接合長依存性がリボンの幅に依存することがわかった.これは、ジグザグ端をもつグラファイトリボンのエネルギー分散が,リボンの幅について,べき乗の関数になっていることが原因である。今後はさらに,外部磁場への応答も含め,応用面での可能性を検討したい.
チタニアナノチューブへの可視光応答性付与による高機能漂白材料の創製

ウシ歯を紅茶に7日間浸漬し,変色試料を作成して、3種類(TiO2粉末、TNT:非加熱・加熱処理)の粉末をそれぞれ3%の過酸化水素水に添加し、変色歯モデルに塗布した。加熱処理をせず結晶性を高めていないTNTの方が、可視光で反応することが明らかとなった。このメカニズムを解明し高活性可視光応答型TNTが合成可能になれば、今までにない低濃度の過酸化水素水で短時間に高い漂白効果を発揮することが可能となることが示唆された。次にTNTの増量が歯の漂白効果への影響を確認するために、TNTを増量した漂白剤を用いて漂白処理を行ったところ、TNTの配合量を増加させるにつれ上昇する傾向が認められた。はじめにTNTの光触媒活性を見るためにUV照射を行いながらESR法にてラジカルの測定を行った。測定にはESR装置(ESP350E、BRUKER社)を用い、1分ごとに10分間測定を行った。次に、メチレンブルー(MB)溶液にTNT粉末(非加熱、加熱処理)を加え、UV照射下にて攪拌を行い、規定時間ごとに紫外可視分光光度計(UVmini-1240、島津製作所)をもちいてMB溶液の吸光度を測定した。漂白効果の検討として市販のハイドロキシアパタイトペレット(APP-100、PENTAX)をMB溶液に2週間浸漬し着色させたものを変色歯モデルとし、3種類(TiO2粉末、TNT:非加熱・加熱処理)の粉末をそれぞれ3%の過酸化水素水に添加し、変色歯モデルに塗布した。そして、歯科用LED照射器(コスモブルー、GC)にて5分間照射した。この操作を3回繰り返し、歯科用色彩計(シェードアイNCC、松風)にて測色を行った。色彩表示はCIEL*a*b*表色系を用い、漂白の程度は色差ΔE*abとL*,a*,b*値で評価した。UV照射下において、酸化チタン、非加熱のTNTと加熱処理を行ったTNTともにラジカルの発生が確認できた。また、加熱処理を行ったTNTは非加熱のTNTより大きなMB濃度の変化がみられた。これは加熱処理によりTNTの結晶性が向上し、触媒効率が上がったと考えられる。また、測色の結果、TiO2粉末の試料と比較し、TNTを用いた試料では漂白効果は有意に増大した。これは、過酸化水素水で処理することにより、非加熱のTNTが歯科用LED照射器の光をより効率よく吸収しやすく変化したためと考えられる。歯牙漂白法で用いられる薬液は、3035%の高濃度の過酸化水素水を用いることが多く、その副作用として、歯質表面を塑造にし、有髄歯では知覚過敏症、無髄歯では歯根に外部吸収を引き起こす可能性が報告されている。近年、酸化チタンの光触媒作用により低濃度の過酸化水素でも漂白効果が引き出せる材料が開発されたが、過酸化水素の生体への危険性および歯質の侵襲は完全には抑えられない。本研究は、従来の酸化チタンよりも高機能光触媒材料である酸化チタンナノチューブの低次元ナノ構造および結晶構造を制御して可視光応答性を付与し、従来の漂白剤よりさらに低濃度の過酸化水素水で高い漂白効果を与え、患者への危険性および歯牙侵襲を最低限に抑える漂白剤の開発し、高機能な新しいナノ生体材料創出のための指針を構築する。各作業過程においてサンプリングを行い、合成プロセスすべてにおいて相関関係を検討し、生成メカニズムを明確にする。また、形態制御が可能かどうか検討し、サイズ制御因子を抽出する。そして、最適な材料が創製される条件を確立する。微細構造評価では、走査型電子顕微鏡(SEM)(既存設備)と透過型電子顕微鏡(TEM)(既存設備)を使用し、低次元ナノ構造およびサイズを観察する。また、X線回折装置(既存設備)を用い、定性分析と定量分析を行い、TNTが作製できているかどうか確認している。化学合成法によるTNTの生成メカニズムの解明については、研究分担者の関野らが発見した鋳型などは用いずに自己組織化によって形状がほぼ一定なTNTを生成することができる化学合成法を用いた。酸化チタンはアナターゼ型3.2eV、ルチル型3.0eVのバンドギャップエネルギーを持っており、紫外線を利用して光触媒として利用されている。しかし、歯科治療で用いられている光源は可視光領域であり光触媒特性を最大限発揮できない。そこで、歯牙漂白治療へ応用させるために、硫黄ドープによる可視光応答型酸化チタンナノチューブ(S-TNT)の作製を行った。TNT作製の化学合成プロセスに準じて、原料に硫黄源としてチオウレアを加えてS-TNTを作製し、様々なサイズのTNTにおいて修飾を試み、結果のフィードバックを行ない、TNTサイズと硫黄ドープの相関関係を明確にし、制御条件の指針を得ている。現在のところ安定した可視光応答型酸化チタンナノチューブ(S-TNT)の作製には至っていない。歯を削ることなく歯を白くできる漂白法が広く盛んに研究されるようになり,新しい漂白剤も多く開発されてきた.現在では二酸化チタンを触媒として過酸化水素水の濃度を減少させる製品がいくつか市販されており,その中でもTiC Nanotubes (TNT)は特異的なナノチューブ構造とチタニア結晶の持つ多様性との共生により優れた光触媒能を示すことが報告されている.