hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脳内Na+負荷による食塩嗜好および血圧上昇における脳内（プロ）レニン受容体の役割

正常食塩食飼育下の雄性Wistarラットにおいて、脳室内に慢性的高Na+負荷を行うと、血圧、血管交感神経活動(SNA)、飲水量、尿量、食塩嗜好、および食塩嗜好が上昇を示した。また、食塩嗜好、バゾプレシン分泌やSNAの調節において重要である視床下部室傍核(PVN)における(プロ)レニン受容体、アンジオテンシンII、アンジオテンシン1型受容体、アルドステロンの発現量、およびバゾプレッシン陽性細胞数が有意な増加を示すことを確認した。また、これらの変化は脳内への(プロ)レニン受容体阻害薬、アルドステロン合成酵素阻害薬、ミネラルコルチコイド受容体拮抗薬投与により有意に抑制されることが示された。さらに、プロレニンを脳室内に持続注入すると血圧、血管SNA、飲水量、尿量、食塩嗜好およびPVN内の(プロ)レニン受容体・アンジオテンシンII・アルドステロン・バゾプレッシンの発現量が増加していることを確認した。以上より、脳内への慢性的高Na+負荷により、1) (プロ)レニン受容体の発現が増え、アンジオテンシンII・アルドステロン産生が増加すること、さらにその結果として2)食塩嗜好やAVPの産生・分泌亢進がもたらされ、これらが血圧上昇をもたらしている可能性が示唆された。現在、この仮説の更なる検証のため、(プロ)レニン受容体阻害薬とプロレニンの同時投与、およびミネラルコルチコイド受容体拮抗薬とプロレニンの同時投与によるこれらの変化についての検討を行っているところである。1)実験開始のための準備1.ラットにおけるテレメトリー法による血圧・脈拍数測定:腹部大動脈からのカテーテルの挿入・留置、無麻酔・無拘束下における血圧、脈拍数の測定の練習を行った。カテーテルの挿入・留置の手技習得に時間を要したが、最終的に安定した手技を習得するに至った。そして、これらのデータを用いて専用ソフトウェアを用いて血管交感神経活動および圧受容体反射機能の評価が行えるようになった。2.ラットにおいてメタボリックケージを用いて飲水量、尿量を測定する系を確立した。3.食塩嗜好を評価するための実験系を確立した。4.脳室内注入用カニュラおよび浸透圧ミニポンプの挿入技術を習得し、実際に薬物の脳室内慢性微量投与が行えるようになった。5.関連因子の脳内発現の検討:レニン・アンジオテンシン系コンポーネントを含む各関連因子の脳内発現を検討するためにreal time quantitative RT-PCRを行っている。これまでに脳全体から抽出したRNAを用いて(プロ)レニン受容体mRNA発現量の測定が可能となっている。現在室傍核(PVN)部を正確に摘出するための手技を習得するための作業を行っているところである。2)無麻酔・無拘束下での脳室内への高Na+人工脳脊髄液の注入実験を施行しているが、血圧の変動が大きく、対照薬としての正Na+人工脳脊髄液との間に明らかな血圧値の違いを見い出すことに難渋している。既報では血圧が上昇すると報告されているため、細かい条件の違いが原因であると考え、Na+の濃度を変化させて検討を行っている。上記のごとく、テレメトリー用カテーテルの挿入・留置の手技習得に予想以上に時間がかかってしまったこと、および本研究において最も基本的でかつ重要な、脳室内高Na+人工脳脊髄液の注入実験がうまく進んでいない(予想されるような安定した血圧上昇が確認できない)ことが原因と考えている。1)正常食塩食飼育下の9週齢の雄性Wistarラットにおいて、麻酔下に、血圧測定用テレメトリーを腹部大動脈に挿入し、10週齢時に定位脳固定装置を使用して側脳室内に薬物注入用カニュラを挿入し、浸透圧ミニポンプを皮下に植込んだ。その後、無麻酔・無拘束下で、高Na+人工脳脊髄液(ACSF)(ACSFのNa+濃度を800 mmol/に調整したもの)(A群)、あるいは正常Na+ACSF(ACSFのNa+濃度を150 mmol/lに調整したもの)(B群)を21日間脳室内に持続注入した。その結果、脈拍数は両群間で有意差は見られなかったが、血圧と血管SNAはA群の方がB群に比し有意に高値となることが確認された。また、飲水量、尿量および食塩嗜好もA群の方がB群に比し有意に上昇していた。21日後に断頭屠殺し、室傍核におけるレニン-アンジオテンシン系コンポーネントの発現を評価したところ、A群においてB群に比し(プロ)レニン受容体mRNAと蛋白発現およびアンジオテンシンII濃度が有意に増加していることを確認した。現在アンジオテンシノーゲン・アンジオテンシン変換酵素・アンジオテンシン1型受容体の発現やアルドステロン濃度を評価しているところである。2)同時に、1)と同様の手技により、高Na+ ACSFに(プロ)レニン受容体阻害薬(C群)、アルドステロン合成酵素阻害薬(D群)、ミネラルコルチコイド受容体拮抗薬(E群)を溶解させたものを21日間脳室内に投与した時の各種変化をA群、B群と比較しているところである。これまでにC群、D群、E群の何れにおいても、血圧および血管SNAがA群に比し有意に低下していることを確認している。平成28年度に、テレメトリー用カテーテルの挿入・留置の手技習得に予想以上に時間がかかってしまい、出遅れてしまったことが主因と考えられる。

しかし、平成29年度には各種実験手技が安定し、順調に成果が見られるようになった。現在鋭意研究を進めているところである。正常食塩食飼育下の雄性Wistarラットにおいて、脳室内に慢性的高Na+負荷を行うと、血圧、血管交感神経活動(SNA)、飲水量、尿量、食塩嗜好、および食塩嗜好が上昇を示した。また、食塩嗜好、バゾプレシン分泌やSNAの調節において重要である視床下部室傍核(PVN)における(プロ)レニン受容体、アンジオテンシンII、アンジオテンシン1型受容体、アルドステロンの発現量、およびバゾプレッシン陽性細胞数が有意な増加を示すことを確認した。また、これらの変化は脳内への(プロ)レニン受容体阻害薬、アルドステロン合成酵素阻害薬、ミネラルコルチコイド受容体拮抗薬投与により有意に抑制されることが示された。さらに、プロレニンを脳室内に持続注入すると血圧、血管SNA、飲水量、尿量、食塩嗜好およびPVN内の(プロ)レニン受容体・アンジオテンシンII・アルドステロン・バゾプレッシンの発現量が増加していることを確認した。以上より、脳内への慢性的高Na+負荷により、1) (プロ)レニン受容体の発現が増え、アンジオテンシンII・アルドステロン産生が増加すること、さらにその結果として2)食塩嗜好やAVPの産生・分泌亢進がもたらされ、これらが血圧上昇をもたらしている可能性が示唆された。現在、この仮説の更なる検証のため、(プロ)レニン受容体阻害薬とプロレニンの同時投与、およびミネラルコルチコイド受容体拮抗薬とプロレニンの同時投与によるこれらの変化についての検討を行っているところである。2年目の平成29年度には引き続き工夫をこらしながら本実験を進めて行く。進捗状況が順調でない場合には、薬物の投与量を修正したり、実験手技の見直しのために実験のエキスパートの指導を受けることも検討している。3年目の平成30年度には引き続き工夫をこらしながら本実験を進めて行く。実験系の確立および本実験の施行が遅れ、実験用物品の使用量が計画時に比べ少なくなってしまったため。年度末に使用額の微調整がうまく行かず、46,249円の残余額が生じた。現状通り実験が順調に進めば、平成30年度には全額使用される見込みである次年度には研究推進のスピードアップを図る予定である。それに伴い必要実験用物品費が増加し、残余分を全て使用する予定である。
固体表面反応による原子・分子の負イオン機構の解明

固体表面反応によるによる原子分子の負イオン化機構の解明、ならびにその表面イオン化反応による負イオン化効率の著しく高い負イオン源の開発を目的として、研究を行っている。表面イオン化材料としては、新機能材料である六ホウ化ランタン(la【B_6】)を用いた。円筒型に加工したLa【B_6】の穴の部分に約1mm厚で粉末状La【B_6】をつめ、これを【10^(-6)】Paの真空下で1400°C以上加熱する表面酸化膜層が徐々に除去され、表面が清浄になり、仕事関数が本来の値の2,5evになる。この状態で、ガス発生器より、所定のガスを導入すると表面反応により、負イオン化する。今回ヨウ素を導入した。固体より昇華したヨウ素は、真空下高温で熱解離し中性の原子になる。このヨウ素原子はLa【B_6】表面に吸着し、ポーラスな表面を拡散しつつ、一部脱離して負イオン化する。この負イオンを引き出し加速したのち電流を測定した。導入ヨウ素粒子流を一定に保ち、La【B_6】の温度を上げて行くとヨウ素電流は指数関数的に増加するが、ある温度で最大値を経たのち減少する。La【B_6】の温度を下げて行くと、初めは、温度上昇時の曲線をなぞるがある温度以下にすると、上昇時の電流値よりも高い値を示し、いわゆる温度ヒステリシスが観測された。目下、得られた負イオンを光解離して、中性粒子ビーム化し、これら負イオンならびに中性粒子ビームを別途高温のLa【B_6】に入射し、散乱ならびに荷電変換の測定を行っている。散乱確率ならびに角度分布の入射粒子エネルギー依存性の詳細なデータを得たのちそれらを半量子力学的計算と比較し機構を考察する。
水産物中央卸売市場の発展方向に関する研究

平成8年度から3ケ年にわたり、水産物中央卸売市場の発展方向に関する調査研究を実施した。この期間に訪問した市場は札幌、盛岡、北上、花巻、仙台、福島、郡山、名古屋、岐阜、金沢、奈良、福岡、佐賀、鹿児島など10数余にのぼる。調査機会を与えてくれた文部省科学研究費に感謝申し上げたい。研究成果は以下のとおりである。1、東北ブロックでの市場間競争が激化しているのに対して、西日本とりわけ九州ブロックではそれほど競合が激しくないといった地域格差が大きい。2、卸売会社の活動が活発(市場が活性化)な市場ほど、環境変化への対応が迅速でかつ組織再編がすでに完了している。3、経営状況が必ずしも市場活性化と連動していない。つまり、無借金の卸売会社ほど経営姿勢が消極的で、将来に向けての投資行動をとっていないことが判明した。4、中央市場の発展方向が量販店対応にあることは否定できない。ただし、量販店対応には卸売会社としての情報力、組織力、金融力といった総合的マーケティングが必要であり、全ての中央市場が対応できるということでないことも判明した。5、結局、中央市場の発展戦略として、量販店対応が不可能な市場ではこれまで蓄積してきた「産地開発機能」を「商品開発機能」にシフトさせる方向で乗り切ることが唯一残された途であることも明らかとなった。平成8年度調査計画に沿って、福島及び奈良中央卸売市場(水産物)の卸売会社、仲卸業者、市場管理事務所さらに量販店等を対象に調査を実施した。得られた知見は以下のとおりである。第一に、福島市場に代表されるが卸売経営の悪化が著しく、利益が創出されていないばかりか企業倒産という重大な危機に見舞われ、公的機関としての卸売市場経営が想像以上に深く進行中であることが明らかになった。卸売会社の経営危機はバブル期における兼業業務の失敗という要因も見落とせないが、問題の本質は中央卸売市場で定められている市場・流通圏が事実上形骸化し、県境をこえて卸売会社ないし仲卸業者の競争が熾烈になっていることが大きい。第二に、量販店の競合が異業種(カテゴリーキラー等)も巻き込みながら激化し、趨勢として水産物商品の品揃え・価格・品質の優劣が顧客吸引を左右するという状況変化があり、量販店側の卸売市場・卸売会社に対する選別行動が鮮明化しているという変化が生じている。この点で、従前以上に卸売市場を利用する姿勢が量販店側に高まっているが、卸売市場はこの要望に対応できずに両者のミスマッチが拡大している。結局、外部環境としては卸売市場の生鮮水産物取扱力への会社的要請が高まっているが、人材面・戦略面等で卸売会社はその要望に対応できずに「じり貧状況」となっている。従って、卸売市場の発展方向は生鮮水産物の仕入システム、加工、配送機能をいかに高度化することにあるかが1年目調査過程で究明されたといえる。ただし、卸売市場・卸売会社の発展条件は地域的差異(西日本と東日本、首都圏とその周辺等)で微妙に異なることが考えられ、1年目の研究成果(仮説)の妥当性をさらに次年度に検証する必要がある。平成9年度調査計画に沿って、大分及び鹿児島中央卸売市場(水産物)の卸売会社、仲卸業者、市場管理事務所さらに量販店等を対象に調査を実施した。第一に前年度仮説どおり、福島等東北地域に比べ、西日本での中央卸売市場問題は相対的に深刻さの程度は軽微であることが明らかとなった。西日本にも輪入水産物が流入しているが、地魚を含む生鮮水産物需要が強く、卸売会社→仲卸業者→専門小売店→-般消費者の流通チャネルがなお健在であることがその理由である。ただし、これらの中央卸売市場取扱高は景気後退の影響もあり、いずれも低迷し、卸売会社の経営状況(収支・財務)は急速に悪化している。結果として第二に、市場内の複数卸売会社間の経営格差が拡大し、現状から判断して一市場一卸売会社化が現実味を帯び、吸収・合併が緊急に打つべき政策課題として浮上していることも明らかになった。

しかしながら、第三に西日本地域における卸売市場問題がなお深刻化していないこともあり、卸売会社のリストラ、組織改革の動きは鈍く、卸売市場全体の体質改善もかけ声とは裏腹に進捗していないのが実態である。具体的には量販店対応を眼目とした物流施設・配送センター施設の建設は一部仲卸の経営メリットにつながるだけであるから反対であるといった、改革に対する仲卸業者の抵抗が認められ、これら構造改革に関する消極的な取り組みの奥深い要因となっている。平成10年度調査計画に沿って、岐阜及び奈良中央卸売市場(水産物)さらに仙台や盛岡の中央市場の卸売会社、仲卸業者、さらに量販店等を対象に調査を実施した。岐阜市を中心に調査した結果、得られた知見は以下のとおりである。第一に、岐阜市中央市場は名古屋市を拠点とした中部経済圏に組み込まれ、名古屋市場との競合が発生し、水産物取扱高の頭打ち、じり貧化傾向に陥っている。大手GMSの水産物仕入れが品揃えの豊富な名古屋市場になっており、結果として岐阜市場の利用度が低下していることが主たる要因である。第二に、卸売会社の経営内容(財務)は資本収益率が低下しているものの、ストック部分はなお健全(長期固定適合率等)で、近い将来の経営破綻(破産)の心配はない。ただし、逆説的には将来に対する新規投資を極力抑えていることでもあり、将来の発展方向とそれに向けての戦略が構築されていないことも判明した。第三に、発展方向としては大手GMSではなく地域量販店を対象とした産地開発や共同の商品開発機能の強化が考えれら、岐阜市内を中心とした地域のニーズに併せた日本海筋の産地開発に目を向ける戦略を構築することが望ましい。
白血病幹細胞におけるエピゲノム制御異常の分子基盤解明と治療標的の検索

白血病は造血幹細胞から発生するがんであり、白血病細胞の自律的増殖と成熟血液細胞の産生障害を特徴とする。近年、がんは加齢など環境因子に伴うエピゲノム変異に加えて、遺伝子変異や染色体異常などのゲノム変異が付加蓄積した病態としても新たに認識されつつある。ただし、こうした変異の協調作用によるがん発症のメカニズムは未だ明らかでない。こうした状況の中、申請者は“BCR-ABLチロシンキナーゼによるTIF1betaリン酸化を介したエピゲノム制御異常がCML幹細胞を発生・進展させる"仮説を得た。本研究ではこれらのエピゲノムとCMLとの関わりについて明らかにすることを目的とする。細胞株を用いた実験では内在性TIF1betaをノックダウンした後に、TIF1betaまたはTIF1beta-3YFリン酸化欠失変異体を導入したヒト白血病細胞株K562を樹立した。この細胞株を用いてFLAG-TIF1betaまたはFLAG-TIF1beta-3YF結合蛋白を精製した後にLC/MS解析によって、TIF1betaチロシンリン酸化特異的なクロマチン結合複合体のタンパク質を同定している。現在ノックアウトスクリーニングによる共役分子の同定にすでに取り掛かっている。マウスを用いた実験ではSTOP-ROSA-BCR-ABLのコンデイショナルノックインマウスにおいてTIF1betaをノックアウトしたところ生存期間が有意に改善した。また、BCR-ABLTIFbetaKOマウスでは著しくCMLの進展を阻害し、一部のマウスでは白血病幹細胞を含めて、白血病が消失した。現在これらのメカニズムについて解析を行っている。概ね計画通りに進行している。本年度は特に次世代シーケンサーを使った解析やスクリーニングを推進していく。さらに、今後は研究成果をまとめ、世界に研究成果を発信していきたいと考えている。慢性骨髄性白血病(CML)はフィラデルフィア染色体(Ph)転座を伴う慢性骨髄増殖性腫瘍(MPN)の一つであり、その病源はPh染色体によって再構成されたBCR-ABL1キメラ遺伝子であり、過剰なチロシンキナーゼからのシグナル伝達がCML病態形成に不可欠である。実際、2001年に承認された特異的BCR-ABLチロシンキナーゼ阻害剤(imatinib)によって、慢性期のCML患者の治療成績は劇的に改善された。ただし、imatinib治療のみではPh陽性白血病幹細胞は消失しない。近年、エピジェネティック制御遺伝子変異が多くのがんで報告されるとともに、がんはゲノム変異とエピゲノム変異が蓄積した病態として認識されつつあるが、それらが協調して白血病幹細胞を発生・病態進展させる分子基盤は不明のままである。本研究ではTIF1betaのリン酸化と正常造血およびCMLの病態発展における意義を理解し、新たな治療戦略の発展を目指している。解析のために必要なTIF1betaの野生型およびリン酸化変異体をレトロウィルス発現ベクターに組み込みパッケージ細胞を用いたレトロウィルス作製システムに組み込むことで幹細胞にインフェクションすることができるシステムを構築した。野生型およびTIF1betaのコンディショナルノックアウトマウスを作製し、造血幹細胞をセルソーターを用いて分取し、作製したウィルスをインフェクションした。その後致死量放射線照射したマウスに移植し、造血幹細胞機能を現在解析している。また、CMLのモデルマウスを新たに作製しこのマウスとTIF1betaノックアウトマウスを交配した。このマウスを用いてCMLの病態発展におけるTIF1betaの機能及びそのリン酸化の機能解析を行なっている。本研究は3年の計画をしており、1年目の時点で既に細胞レベルの解析およびマウスへの移植をスタートしている。当初の計画申請書の通り、表現系の解析およびリン酸化複合体の解析を行なうことが出来ている。既に実験系が構築できているため、実験データを順次解析していけば十分に研究計画を達成できると考えている。標的遺伝子のライブラリースクリーニングではノックダウンだけではなく、CRISPR/Cas9によるノックアウトライブラリーでのスクリーニングを含めて検討することで、さらに研究計画を進めていきたいと考えている。

本年度は特に次世代シーケンサーを使った解析やスクリーニングを推進していく。さらに、今後は研究成果をまとめ、世界に研究成果を発信していきたいと考えている。
ノッキング現象の解明とその回避方法の提案

ノッキングに負の温度領域が影響を与えている可能性が,定容容器を使った実験であきらかになった.しかし定容容器では,燃料,非定常性,圧力,温度,乱れなどの条件が実機とは異なるので,実機の高速高負荷運転条件を模擬できる急速圧縮装置をあらたに設計製作したこの装置は九州大学で開発されたものをベースにしており,小型であること,圧縮行程の動きを変えられること,大きな振動を伴わない等の特徴を有する.この装置を使って,圧力,局所温度,可視化,排気ガス分析について計測を行うことができるようになった.このうち,局所ガス温度の測定はノッキングの発生に最も重要な因子と考えられ,壁面近くを含めて測定が可能な二線式熱電対を製作し,その精度の検証を行った.この結果,流れ場の方向,密度,流速などをパラメータとするものの2%程度の制度で瞬間ガス温度の計測が可能となった.一方,定容容器実験で得られたデータで,現有の反応を含む0次元数値解析モデルの検証を行った.本研究では独自の局所温度計測を行うことにより,現象の考察や定量的な比較の上で極めて有用な知見を得ることができた.特にノックが起きる場合と起きない場合の条件について,詳しく考察を行い,実験条件に依存するが,負の温度領域の影響は無視できないことが分かった.またノッキング回避のためには,最高温度を抑え,高温維持時間を短縮することが効果的であり,そのようなクランク機構が有効であることも明らかとなった.ノッキングに負の温度領域が影響を与えている可能性が,定容容器を使った実験であきらかになった.しかし定容容器では,燃料,非定常性,圧力,温度,乱れなどの条件が実機とは異なるので,実機の高速高負荷運転条件を模擬できる急速圧縮装置をあらたに設計製作したこの装置は九州大学で開発されたものをベースにしており,小型であること,圧縮行程の動きを変えられること,大きな振動を伴わない等の特徴を有する.この装置を使って,圧力,局所温度,可視化,排気ガス分析について計測を行うことができるようになった.このうち,局所ガス温度の測定はノッキングの発生に最も重要な因子と考えられ,壁面近くを含めて測定が可能な二線式熱電対を製作し,その精度の検証を行った.この結果,流れ場の方向,密度,流速などをパラメータとするものの2%程度の制度で瞬間ガス温度の計測が可能となった.一方,定容容器実験で得られたデータで,現有の反応を含む0次元数値解析モデルの検証を行った.本研究では独自の局所温度計測を行うことにより,現象の考察や定量的な比較の上で極めて有用な知見を得ることができた.特にノックが起きる場合と起きない場合の条件について,詳しく考察を行い,実験条件に依存するが,負の温度領域の影響は無視できないことが分かった.またノッキング回避のためには,最高温度を抑え,高温維持時間を短縮することが効果的であり,そのようなクランク機構が有効であることも明らかとなった.ノッキングに負の温度領域が影響を与えている可能性が,定容容器を使った実験であきらかになった.しかし定容容器では,燃料,非定常性,圧力,温度,乱れなどの条件が実機とは異なるので,実機の高速高負荷運転条件を模擬できる急速圧縮装置をあらたに設計製作した.この装置は九州大学で開発されたものをベースにしており,小型であること,圧縮行程の動きを変えられること,大きな振動を伴わない等の特徴を有する.本年度は装置製作と作動試験までを行った.振動対策,カム形状と実験効率の向上に特に配慮した設計を行い,初期要求仕様通りの装置を試作することができた.この装置を使って来年度は,圧力,局所温度,可視化,排気ガス分析について計測を行う.この実験データを解析することにより,実機条件でのノッキング発生原因を明確にすることができると考えている.一方,定容容器実験で得られたデータで,現有の反応を含む0次元数値解析モデルの検証を行った.本研究では独自の局所温度計測を行うことにより,現象の考察や定量的な比較の上で極めて有用な知見を得ることができた.特にノックが起きる場合と起きない場合の条件について,詳しく考察を行うことができた.来年度は急速圧縮装置によって得られるデータをつかって,実験条件でのモデルの検証を行い,さらにノッキング回避に有効と思われる希釈剤による影響を数値解析により明らかにする予定である.ノッキングに負の温度領域が影響を与えている可能性が,定容容器を使った実験であきらかになった.しかし定容容器では,燃料,非定常性,圧力,温度,乱れなどの条件が実機とは異なるので,実機の高速高負荷運転条件を模擬できる急速圧縮装置をあらたに設計製作した.この装置は九州大学で開発されたものをべースにしており,小型であること,圧縮行程の動きを変えられること,大きな振動を伴わない等の特徴を有する.この装置を使って,圧力,局所温度,可視化,排気ガス分析について計測を行うことができるようになった.このうち,局所ガス温度の測定はノッキングの発生に最も重要な因子と考えられ,壁面近くを含めて測定が可能な二線式熱電対を製作し,その精度の検証を行った.この結果,流れ場の方向,密度,流速などをパラメータとするものの2%程度の制度で瞬間ガス温度の計測が可能となった.一方,定容容器実験で得られたデータで,現有の反応を含む0次元数値解析モデルの検証を行った.

本研究では独自の局所温度計測を行うことにより,現象の考察や定量的な比較の上で極めて有用な知見を得ることができた.特にノックが起きる場合と起きない場合の条件について,詳しく考察を行い,実験条件に依存するが,負の温度領域の影響は無視できないことが分かった.またノッキング回避のためには,最高温度を抑え,高温維持時間を短縮することが効果的であり,そのようなクランク機構が有効であることも明らかとなった.
ユビキタス水素の機能とダイナミクスに関する理論的研究

水素はあらゆる環境下において多様な形態で存在し,種々の物性や機能に重要な役割を果たしている.本研究では,「ユビキタス水素」の機能とダイナミクスを取り扱うための理論的基盤を構築し,環境・エネルギー・材料・生命に関する応用研究に取り組むことを目的とする.本年度取り組んだ4つの課題について成果を報告する.(1)ユビキタス水素の拡張としてポジトロンに着目し,NOMO法によるポジトロン消滅スペクトルの計算手法を新たに確立した.本手法を希ガス原子や小分子に対して応用したところ,従来の平面波近似では困難だった消滅γ線スペクトルの半値幅の定量的な再現に成功した.(2)氷中における余剰プロトンの拡散機構を解明するため,分割統治型密度汎関数強束縛分子動力学(DC-DFTB-MD)法による大規模反応シミュレーションを実行した.その結果,氷中における高速なプロトン拡散の起源が水分子の水素結合を介したプロトンリレー(Grotthuss機構)であることを明らかにした.(3) Naイオン高濃度電解液におけるキャリアイオン拡散の微視的機構を解明するため,DC-DFTB-MDシミュレーションを実行した.その結果,高濃度条件では溶媒の配位構造の組み換えに由来する配位子交換型の拡散機構によってキャリアイオン拡散が進行することが明らかになった.(4)代表的な光駆動プロトンポンプであるバクテリオロドプシン(BR)を対象とし,光反応サイクル上でのL型中間体における1段階目のプロトン移動の微視的機構を解明するため,BR全体を量子的に取り扱うDC-DFTB-MDシミュレーションを実行した.その結果,L型中間体で特異的に出現する内部水分子がプロトン輸送のキャリアとしての役割を担っていること,および活性部位近傍に存在する内部水分子の数がプロトン移動経路となる水素結合構造を安定化させていることを明らかにした.本研究では,ユビキタスなプロトンやカチオンの微視的振る舞いを解明するための理論開発と,様々な物性や機能に関連した応用研究に取り組む.理論開発に関しては,当初計画において中心的な役割を担っていたNOMO法のポジトロンへの拡張により,従来法では困難だった消滅γ線スペクトルの半値幅の再現に成功した.応用研究に関しては,DC-DFTB-MD法およびDC-DFTBメタダイナミクス(metaD)法を用いて,溶液・電池・バイオを対象とした大規模反応シミュレーションを重点的に実施した.応用課題のうち,氷中におけるプロトン拡散に関しては,Grotthuss機構によるプロトン拡散が支配的であることを解明した.また,様々な種類の氷に対して系統的に計算を実行することにより,水分子の水素結合ネットワーク構造がプロトンの移動度を決定する要因であることを見出した.本研究により得られた知見は,将来的にナノマテリアルや膜タンパク質中でのプロトン輸送の解明に繋がることが期待される.BRにおけるプロトン輸送機構に関しては,X線自由電子レーザーを用いた時間分解型の結晶構造解析によって得られた最新のスナップショットを計算対象として,BR全体(原子数約3800)を量子的に取り扱うDC-DFTB-metaD法を実行した.その結果,L型中間体における1段階目のプロトン移動の経路,自由エネルギー障壁および反応サイクル上でのタイミングを解明した.また,脂質二重膜・水溶媒も含めた全原子モデル(原子数約50000)に対する予備的なDC-DFTB-MD計算にも着手した.これは,従来の量子MD法により取り扱うことが可能な原子数(約1001000)を遥かに凌駕している.本手法により,生体分子系の至る所で起こり得るプロトン移動を網羅的に解明できることが期待される.以上より,本研究は全体としておおむね順調に進展していると考えられる.引き続きユビキタスプロトンに関連した理論開発と応用研究に取り組む.次年度は以下の課題に取り組む.(1)経路積分(PI)MD法およびリングポリマー(RP)MD法をDC-DFTB-MD法と組み合わせることにより,核の量子効果を導入した新しい大規模量子分子動力学法(DC-DFTB-PI/RP-MD)の開発を行う.水溶液中でのプロトン拡散ダイナミクスを分子・原子レベルで解明することは,水が関与する化学・生命現象の微視的機構を理解する上で重要である.これまで開発を行ってきたDC-DFTB-MD法により,大規模系でのプロトン拡散ダイナミクスを実用的な精度で追跡することが可能になり,水・氷中でのプロトン拡散ダイナミクスへの応用が実現した.しかし,これらの研究では核の量子効果(ゼロ点振動など)があらわに考慮されていなかった.そこで本課題では,DC-DFTB-PI/RP-MDの新たな開発と,水中での余剰プロトンの拡散ダイナミクスにおける核の量子効果の検証を行う.(2)生体中に遍在するプロトンの微視的振る舞いが光エネルギー変換機能の発現メカニズムにおいてどのような役割を果たしているかを分子・原子レベルで解明するため,BRを対象としたDC-DFTB-MD/metaD計算を継続する.BRでは,発色団の光吸収を駆動力として5回ないし7回のプロトン移動が連鎖することにより,生体膜間で1個のプロトンが能動輸送される.本課題では,光反応サイクル上での2回目および3回目のプロトン移動を詳細に解析する.その結果,BRのプロトン輸送機構の微視的起源をユビキタスプロトンの観点から解明することを目指す.(3)パラジウムを代表とする水素吸蔵金属は,水素エネルギーの安定利用の観点から重要である.本課題では,量子分子動力学法に適した力場を作成し,水素吸蔵金属に適用して吸蔵能の起源を明らかにすることを目指す.

水素は多様な形態で至る所に遍在し、物質の性質や生体の機能に重要な寄与を果たしている。本課題では、このような「ユビキタス水素」の機能とダイナミクスを扱う理論的手法を開発し、エネルギー・環境・材料・生命機能に関する研究に取り組む。また、開発した手法を陽電子や金属イオンなど「ユビキタスカチオン」にも拡張する。本年度は以下の4つのテーマを遂行した。(1)プロトン束縛エネルギー評価手法の開発:プロトン束縛エネルギー(PBE)は、ユビキタス水素の解析指標の1つと考える。本研究では、分割統治法(DC)と核・電子軌道(NOMO)理論、2次伝播(PP2)法を組み合わせたNOMO/DC-PP2法を開発し、大規模系のPBE計算を可能とした。(2)アミンを用いたCO2化学吸収法の理論計算:化学吸収法では、吸収塔(40°C)ではCO2がアミン溶液に吸収され、放散塔(120°C)では逆反応が進行する。この温度効果は通常の量子化学計算では再現が困難であるが、新たに開発した調和溶媒和モデル(HSM)を適用し、実験結果の再現に成功した。さらに、この反応のダイナミクスを調べるために、DC-DFTB-MDシミュレーションを開始した。準備的な検討ではあるが、吸収過程において水のネットワークを介したプロトン移動が効率的に反応を進行させるという結果を得た。(3)陽電子対消滅γ線スペクトルの理論計算:NOMO法による陽電子消滅γ線スペクトルの計算手法を開発した。原子・小分子系に適用した結果、従来法よりも高精度に実験値を再現できることがわかった。(4)ユビキタス水素のダイナミクスの理論開発:高精度にプロトンのシミュレーションを実現するために、電子と原子核の波束を同時に扱う量子分子動力学法を開発した。この手法を液体水素に応用し、その挙動を精度よく再現することに成功した。水素は至る所に多様な形態で存在し、物質の性質や生体の機能に重要な寄与を果たしている。また、ポジトロンや金属イオンなど「ユビキタスカチオン」も適用対象とする。本年度取り組んだ3つのサブテーマについて、以下に成果を報告する。(1)アミンを用いたCO2化学吸収法におけるユビキタス水素の機能とダイナミクス:CO2を含有するアミン水溶液について、密度汎関数強束縛(DFTB)法による分子動力学シミュレーションを行った。その結果、吸収過程については、OH-がH2Oの水素結合ネットワークによって溶液中を移動し、重炭酸イオンが生成する機構が明らかになった。一方、放散過程は、プロトン化アミンから重炭酸イオンに直接プロトン移動が起こるイオン対機構によるとわかった。また、反応性を制御する因子として、吸収過程におけるアミンの塩基性、放散過程における反応分子の性質や2分子間の関係性が見出された。(2)ポジトロン対消滅におけるユビキタスポジトロンの機能とダイナミクス:核・電子軌道法により得られたポジトロン消滅γ線スペクトルの半値幅について、系統的な解析を行った。
マーケティングリサーチ手法による食品情報の提供方法に関する実証的研究

1.取り扱っている商品の質や価格帯が異なる2つの食品スーパーを対象に,青果物コーナーでの消費者の商品選択時の視点の動きや,商品選択に当たっての意識をアイカメラとICレコーダーを用いて把握するとともに,そのデータを解析することにより,店舗特性別の食品情報の提供方法を明らかにした。(1)アイカメラデータの解析から、表示上の視点の動きは、2つのスーパーともに視点が店頭表示上に書かれた情報(産地,価格,品名など)の上を移動するという「念入りチェック」と、視点が店頭表示に書かれた情報の上を移動せず瞬時に表示の外に移る「簡単チェック」の2種類が観察された。また、購入した商品については2つのスーパーともに高い割合で念入りチェックを行っている。(2)「念入りチェック」の時に注視した情報内容は、一般スーパーでは「価格」「品名」がそれぞれ7割、6割を超え、「産地」が5割近く、「量目」も3割を超えている。一方、高級スーパーでは、「品名」「価格」を注視した割合は一般スーパーと大きく違わないものの、「産地」「量目」「サイズ」「広告の品・お買い得・セール」を注視した割合は一般スーパーよりかなり低い。ただし、「レシピ」「レシピカード」「POP」といったプライスカード以外の情報を注視した割合は、高級スーパーの方が高い。(3)プロトコルデータから視点が「念入りチェック」を行っている際に考慮された情報内容は、アイカメラデータと同様に「価格」は一般スーパー、高級スーパーともに高い割合であったが、「産地」「量目・規格・サイズ」「品質・傷み・揃い」については、一般スーパーの方が考慮する割合が高くなっている。一方、高級スーパーの方が考慮する割合が高い情報内容は「嗜好」「旬」「珍しさ」であり、いわば「こだわり」商品を求める際に考慮すると考えられる情報にも注目している。1.青果物購買時における食品情報処理パターンのプレ調査消費者がスーパーで実際に青果物を購入した時の発話(プロトコル)、店内移動(動線)、視点の動き(アイカメラ)を用いて店舗内における青果物購買行動の特徴とそこでの食品情報処理パターンについてのプレ調査を行った。(なお、調査対象者は、対象店舗にて日頃買い物をしている30代50代の女性である。)その結果、以下の諸点が明らかになった。青果物購買行動は、品目選択行動と1品目内での商品選択行動から構成されており、そこでは、いくつかの食品情報を参考にしている。また、商品の売り方(包装状態、販売単位)によって商品選択行動の際に参考にする表示情報の種類と回数が異なっているものの、商品選択行動の最初に陳列棚表示を確認する行動と、表示だけでなく商品そのものを確認することは共通している。2.グループインタビューによる食品情報に関する消費者ニーズの調査消費者属性別(2534歳の有職主婦、3550歳までの有職主婦、3550歳までの専業主婦の3グループ)にグループインタビューを行い、そこでの発言記録から食品情報に関する消費者ニーズの整理を行った。その結果、使用農薬量、製造年月日(青果物は収穫日)、流通経路の情報を必要としていることが明らかになった。また、高年齢層ほど多くの食品情報を必要としていることが明らかになった。全国アンケート調査「野菜の生産流通情報に関する意識・意向調査」を実施し、情報伝達の現状および各流通段階で必要な情報項目について分析した。なお、同調査は、野菜の生産者602人、卸売業者53社、食品製造業者64社、外食業者182社、小売業者102社、2069歳の女性の消費者911名が対象である。80%以上の消費者が通常の購入時に必要と考えている情報項目は「産地名」、「安全性等の認証」、「出荷日」、60%以上は「品種名」、「栽培方法」、「農薬使用状況」、「販売業者名」、「収穫日」である。また、安全に関する不安・不満が発生した時は、「生産者の連絡先」、「温度履歴」、「栽培方法確認者名」、「生産者名」、「取引履歴」が、通常の購入時よりも10ポイント以上高くなっている。これらの情報項目は、小売業者が情報提供または保持しておく必要がある項目といえる。消費者が購入時に必要と考えている情報項目の上位8項目をみると、販売時に提供できると回答した小売業者は平均で37%であり、情報ギャップは0.63である。同様に、小売業者と卸売業者の情報ギャップは0.50、食品製造業者、外食業者と卸売業者の情報ギャップは0.58、0.56である。一方、卸売業者と生産者の情報ギャップは0.37と最も小さくなっており、密接に情報交換が行われてきた結果を示していると考えられる。また、卸売業者段階、小売業者段階では、川上と川下で情報ギャップが大きくなっていることから、卸売市場や小売業者内部で情報の減衰が起きている可能性が高い。

(2)「念入りチェック」の時に注視した情報内容は、一般スーパーでは「価格」「品名」がそれぞれ7割、6割を超え、「産地」が5割近く、「量目」も3割を超えている。一方、高級スーパーでは、「品名」「価格」を注視した割合は一般スーパーと大きく違わないものの、「産地」「量目」「サイズ」「広告の品・お買い得・セール」を注視した割合は一般スーパーよりかなり低い。ただし、「レシピ」「レシピカード」「POP」といったプライスカード以外の情報を注視した割合は、高級スーパーの方が高い。(3)プロトコルデータから視点が「念入りチェック」を行っている際に考慮された情報内容は、アイカメラデータと同様に「価格」は一般スーパー、高級スーパーともに高い割合であったが、「産地」「量目・規格・サイズ」「品質・傷み・揃い」については、一般スーパーの方が考慮する割合が高くなっている。一方、高級スーパーの方が考慮する割合が高い情報内容は「嗜好」「旬」「珍しさ」であり、いわば「こだわり」商品を求める際に考慮すると考えられる情報にも注目している。
多変量二段階抽出法における多重比較と多群判別問題への応用およびその頑健性について

2つのタイプの多変量二段階法について、困難とされてきた複数個の母集団への拡張を与え、多重比較問題に応用し、有限個の初期標本に対して有効性の比較を行うことに成功した(投稿中)。さらに、有効性が優っていることが判明した多変量二段階法について、標本数の平均を分散に関する評価式を与え、未解決とされてきた多変量二段階法の最適な初期標本数を決めるための方法を提案した(論文1)。また、平成5年4月末から6月末までの2か月間、私の研究室に滞在した逐次解析法の第一人者E.J.Dudewicz(Syracuse大学、U.S.A.)とは、二段階法のベーレンス・フィッシャー問題に対する解の有効性を研究した(投稿準備中)。この結果に対して、関係する研究者から有益な意見を得ることができ、これらが共同研究へと結びついたことで、新しい二段階法を開発することに成功した(投稿準備中)。新しい二段階法は、2つの一変量正規母集団の平均の差に関する推測に置いて、要求される精度を確実に保証する解を与え、従来提案されていたどの二段階法よりも有効な、全く新しいタイプの抽出法である。なお、新しい二段階法の標本数の定義式に含まれるパラメータの値は、モンテカルロ法による100万回のシミュレーションで計算した。さらに、頑健性の研究によって、これまで母集団分布に正規分布を仮定することが本質であると信じられてきた多変量二段階法による解が、実は、より広いクラスである楕円分布族に対しても正しいことを証明した(投稿準備中)。
柔軟変形する接触面の情報を取得する柔軟接触型力覚センサの開発

本研究では,接触部が柔らかい力覚センサを開発した.信号検出素子にカーボンナノチューブを混入したポリカーボネート材を使用し, 4軸の力が検出できるセンサ構造を検討した.ニューラルネットワークの学習プログラムにより,入出力の関係を同定し,出力信号から4軸接触力が求められることを実験的に確認した.また,接触面の接触情報を取得できる,柔軟変形可能なタクタイルデバイスを開発した.本研究では,接触部が柔らかい力覚センサを開発した.信号検出素子にカーボンナノチューブを混入したポリカーボネート材を使用し, 4軸の力が検出できるセンサ構造を検討した.ニューラルネットワークの学習プログラムにより,入出力の関係を同定し,出力信号から4軸接触力が求められることを実験的に確認した.また,接触面の接触情報を取得できる,柔軟変形可能なタクタイルデバイスを開発した.本研究では,触れた情報を取得する触覚機能と,生じている力を計測する力覚機能を併せ持つデバイスの開発と,それぞれの情報を組み合わせることで,滑りや質感などのより複雑な接触情報の取得の可能性を検討する.この中で本年度は,センサデバイスの一部である,触覚機能をもつ柔らかい接触部に関する基礎的検討を行った.この問題では,接触部の柔らかさ,柔軟変形のしやすさ,適切な情報量を考慮して,接触有無情報のみを取得できるスイッチのような構造のアレイ状の配列が妥当であるという結論を得た.また,柔らかさについては人間の指腹部の柔らかさを目標とし,機械インピーダンスの観点で人間と同じ弾性層の形成を確認した.これらの組み合わせにより,人間の触覚閾値と比べて同水準まではいかないものの,センサの触覚閾値として高感度な触覚機能の実現を実験的に確認した.このほかに,力覚機能に関する基礎実験を行った.このなかでは,より安定した出力を確保するため,センサの構造を再設計している.また,試作センサを用いてデータを取得し,そのデータを教師信号としてニューラルネットワークの非線形写像特性を用いて入出力関係を学習し,この結果を用いてセンサの信号から力の推定が実現できることを確認した.以上の取組から,柔軟な触覚部に関しては基本的な原理,構造に関する見通しが得られた.また,力覚部に関しては出力の安定化を目指して従来の力覚センサデバイスの改良を行った.また,ニューラルネットワークの学習機能の力覚センサへの適用の可能性を確認し,妥当であることを確認した.本研究では,触れた情報を取得する触覚機能と,生じている力を計測する力覚機能を併せ持つデバイスの開発と,それぞれの情報を組み合わせることで,滑りや質感などのより複雑な接触情報の取得の可能性を検討する.平成23年度は,力覚機能に関するセンサ構造を決定し,試作を行った.このなかで,安定した出力が得られ,かつ,接触面に対して垂直力,2方向のせん断力,接触点を中心とした回転モーメントの4軸接触力の情報が取得できる構造にすることができた.試作センサを用いてデータを取得し,そのデータを教師信号としてニューラルネットワークの非線形写像特性を用いて入出力関係を学習し,センサの出力信号から4軸接触力を求めることが可能なデバイスにまとめることができた.一方で,触覚機能をもつ柔らかい接触部に関する構造の検討を進めた.柔らかさ,適切な情報量などを考慮して,接触有無情報のみを取得できるスイッチ構造のアレイ状配列柔軟体デバイスについて実際に試作を行い,各接触素子においてクロストークが発生せずに,接触情報を検出できるデバイスにした.また,キーマトリクス信号処理を行うことにより,省配線化を行い,センサへの実装にむけてデバイスの試作を進めることができた.これまでの結果をまとめると,接触部の接触情報を取得する柔軟体に関する構造と信号処理に関する仕様が決定した.これにより,省配線で,かつ力覚で得られる信号情報量を考慮した,簡易な接触情報取得柔軟体の実現の見通しが得られたまた一方で,4軸接触力の取得が可能な力覚センシングデバイスおよびニューラルネットワークを利用した接触力の推定ができることを確認した.このデバイスを応用することにより,より詳細な情報を使って動作する,ロボットやメカトロニクス機器の高知能化が進むものと考える.
J・S・ミルの社会思想の体系的理解

J・S・ミルの1830年代から40年代にかけての議論を、彼の文明社会(商業社会、商業文明)観と、そのような社会観を科学的認識に高めようとした彼の試みを、ブリテンの社会理論の伝統、より具体的には、18世紀のスコットランド啓蒙から19世紀初頭のイングランドのウイッグ思想家にいたる文明社会認識との関係を念頭におきながら、検討した。具体的には以下のような点を明らかにした。これまでしばしば指摘されながら詳細な検討がなされることの少なかった19世紀初頭の『エディンバラ・レヴュー』関係者との関係を研究し、両者に共通しているのは、文明と未開・野蛮という二分法的な枠組みや、それに基づく自らの商業社会の優越への確信、そして現代社会認識のための枠組みとしての商業社会という枠組みへの依拠であることを明らかにした。また、ミルは、フランス思想の影響を自覚的に受けながら、文明という概念のもとに社会理論を展開することになるが、中産商業階級によって主導される商業社会という現代社会理解は、18世紀のスコットランド啓蒙においてきわめて精緻な形でしめされ、19世紀初頭のブリテンにおいて広く共有される見解となっており、この点で、ミルの議論はきわめてブリテン的の伝統に棹差すものであった。さらに、歴史論に多大な関心をしめして、社会変動の理論の構築にきわめて意欲的であった1840年代のミルの議論を検討し、そこには、社会と政治の相関関係への着目、社会変動の要因としての社会的要因の重視、社会発展の段階論的枠組みの援用など、社会の歴史的変化の法則にたいするさまざまなアイデアが包括的に相互の連関が念頭におかれつつ展開されていることを明らかにした。なお、これらの研究成果は博士論文としてまとめた。本年度は、功利主義をめぐる1830年代イギリスの思想状況について研究をすすめた。具体的にはJ・ベンサムからJ・S・ミルにいたる古典的功利主義の流れだけでなく、神学的功利主義についても検討を行った。ペイリーをはじめとする神学的功利主義は現在ではそれほど重視されていないが、当時にあってはベンサムらの古典的功利主義の流れよりも影響力を持っていた。実際に当時の多くの功利主義批判は神学的功利主義に向けられており、このことを考慮しないと、功利主義批判を正確に理解することが困難である。このことに留意しつつ、当時の功利主義をめぐる知的状況を、古典的功利主義、神学的功利主義、功利主義批判(直観主義、コモンセンス学派など)の間の複雑な関係としてとらえることによって、個々の議論を歴史的文脈の中で理解することができるようになった。このような歴史的文脈の理解を手がかりとして、J・S・ミルの1830年代における功利主義論が、これまでのようにベンサムとの関係でのみ理解されうるような単純なものではなく、功利主義批判への再批判と譲歩、さらに神学的功利主義への批判(神学との結びつき)と共鳴(既存道徳の位置づけ)などの多様な意図に基づいていたことが明らかになった。特に、当時のJ・S・ミルの議論を理解する上で神学的功利主義者であるジョン・オースティンとの関係に着目した。またJ・S・ミルの経済学に関しても研究をおこなった。その際にもJ・S・ミルの議論を19世紀のイギリスにおける思想状況の中で理解することを試みた。特にリカードを比較の対象とし、それぞれの思想家が何を問題としていたか、その設定した課題に対してどのような解答を提示したかを中心として考察した。なお、ロンドン大学ユニヴァシティ・カレッジ(UCL)に滞在して研究を行った。UCLは現在功利主義研究の世界的センターとなっており、同大学ベンサム・プロジェクト・ダイレクターであるフィリップ・スコフィールド教授から研究指導を受けた。まず、功利主義をめぐる1830年代イギリスの思想状況について研究をすすめた。ベンサムからJ・S・ミルにいたる古典的功利主義の流れだけでなく、神学的功利主義についても検討を行い、現在ではほとんど注目されることのない神学的功利主義の重要性を、神学的功利主義者であるジョン・オースティンの議論をミルとの関係に即して検討することで、明らかにした。その成果は論文としてまとめ公表した(「ジョン・オースティンの功利主義論とJ.S.ミル」、『イギリス哲学研究』、29、2006年)。また、J・S・ミルの社会思想を当時のコンテクストに位置づける研究を行った。具体的には、文明社会論という枠組みをミルがどのように用いているかに関して、同時代の議論と比較しながら検討した。比較対象としたのは、父のジェイムズ・ミル、ウィッグ思想家(シドニー・スミス、フランシス・ジェフリなど)、トーリー政治家・思想家(ロバート・ピール、トマス・ハミルトンなど)である。これら3者はそれぞれに特徴的な議論を行っており、この比較は当時の思想潮流を明らかにする上でも重要であり、またこれらの議論との比較によって、ミル自身がどのような知的系譜を念頭において議論を展開していたかを明らかすることができた。さらに、このような文明社会を理解する方法としてミルが提示した議論を、これまで検討の対象とされることが少なかったデュガルド・ステュアートとの関係に着目して研究した。なお、ロンドン大学ユニヴァシティ・カレッジに赴き研究を行った。同大学ベンサム・プロジェクト・ダイレクターであるフィリップ・スコフィールド教授をはじめとする同プロジェクト関係者との意見交換をおこない、功利主義をめぐる世界的な研究動向の理解に努め、その成果についても公表した(「学界展望:J・S・ミル研究の現在」、『イギリス哲学研究』、29、2006年、山本圭一郎氏との共著)。

J・S・ミルの1830年代から40年代にかけての議論を、彼の文明社会(商業社会、商業文明)観と、そのような社会観を科学的認識に高めようとした彼の試みを、ブリテンの社会理論の伝統、より具体的には、18世紀のスコットランド啓蒙から19世紀初頭のイングランドのウイッグ思想家にいたる文明社会認識との関係を念頭におきながら、検討した。具体的には以下のような点を明らかにした。これまでしばしば指摘されながら詳細な検討がなされることの少なかった19世紀初頭の『エディンバラ・レヴュー』関係者との関係を研究し、両者に共通しているのは、文明と未開・野蛮という二分法的な枠組みや、それに基づく自らの商業社会の優越への確信、そして現代社会認識のための枠組みとしての商業社会という枠組みへの依拠であることを明らかにした。また、ミルは、フランス思想の影響を自覚的に受けながら、文明という概念のもとに社会理論を展開することになるが、中産商業階級によって主導される商業社会という現代社会理解は、18世紀のスコットランド啓蒙においてきわめて精緻な形でしめされ、19世紀初頭のブリテンにおいて広く共有される見解となっており、この点で、ミルの議論はきわめてブリテン的の伝統に棹差すものであった。さらに、歴史論に多大な関心をしめして、社会変動の理論の構築にきわめて意欲的であった1840年代のミルの議論を検討し、そこには、社会と政治の相関関係への着目、社会変動の要因としての社会的要因の重視、社会発展の段階論的枠組みの援用など、社会の歴史的変化の法則にたいするさまざまなアイデアが包括的に相互の連関が念頭におかれつつ展開されていることを明らかにした。なお、これらの研究成果は博士論文としてまとめた。
ペロブスカイト磁気ナノグラニュラーにおける光誘起型巨大磁気誘電効果の発現

絶縁体中に磁性ナノ粒子を分散させた磁気ナノグラニュラーは、室温にて磁気誘電効果を示すことから、近年、次世代の超高感度磁気センサー・高周波インピーダンスチューナブルデバイスとして大きな注目を集めている。しかしながら、その誘電率変化は最高でも数%程度となっており、応用上十分な感度を有していない。そこで、本研究課題では、新たな磁気誘電材料としてペロブスカイト型磁気ナノグラニュラーを提案し、本材料において光誘起型巨大磁気誘電効果の発現を目指す。本研究課題の推進は、光学、磁性(特にスピントロニクス)、及び誘電性が互いに融合した新たな学際領域を創出させると同時に、次世代高性能磁気センサー・高周波デバイスの実現に向けた新たな設計指針を導くと期待できる。本研究目標を達成するため、昨年度は、光誘起型磁気誘電効果の測定システムを構築した。当該年度は、本測定システムを用いることで、Fe系磁気ナノグラニュラーの磁気インピーダンス特性を調べた。その結果、室温にて磁気誘電効果を観測することに成功した。また、磁気誘電効果の周波数特性は3種類の緩和時間を有するデバイ・フレーリッヒモデルに基づいた理論計算により定量的に説明できることがわかった。一方で、ペロブスカイト系光応答材料の光誘電特性を調べた結果、室温にて光誘電効果を観測することに成功した。これらの実験結果、及び計算結果をベースに、ペロブスカイト型磁気ナノグラニュラーにおける磁気誘電効果を理論解析した結果、巨大な誘電率変化が得られることが明らかになった。本研究目標を達成するため、当該年度では、光誘起型磁気誘電効果の測定システムを構築した。誘電率測定には交流4端子法を用いた。測定帯域は20Hzから1MHzとした。また、試料への磁場印加には強磁場電磁石を用いた。本電磁石では1テスラの磁場が印加可能である。これにより磁気ナノグラニュラーの磁化を飽和させることができる。試料への光照射には、赤外レーザー、及び可視光レーザー(赤、緑、青)を用いた。本光学系では、波長依存性のみならず、レーザーパワー依存性、及び直線偏光の偏光方位依存性を調べることができる。本測定システムを用いることで、Fe系磁気ナノグラニュラーの磁気インピーダンス特性を調べた結果、室温にて磁気誘電効果の観測に成功した。また、ペロブスカイト系光応答材料の光誘電特性を調べた結果、室温にて光誘電効果の観測にも成功した。本研究課題を推進することにより、光誘起型磁気誘電効果測定システムを構築することができた。また、ペロブスカイト型磁気ナノグラニュラーの作製に先立って、Fe系磁気ナノグラニュラー、及びペロブスカイト系光応答材料を作製した結果、それぞれの材料において、磁気誘電効果、及び光誘電効果の観測に成功した。これらの結果は研究実施計画に従って得られた研究成果であり、これにより平成30年度の研究内容を予定通り遂行できるものと考えられる。このような事由から本研究は順調に進展していると判断した。平成30年度では、平成29年度に構築した測定システムを用い、ペロブスカイト型磁気ナノグラニュラーの光誘起型磁気誘電特性を調べる。

本研究代表者らは、数年前、強磁性トンネル接合において世界最高の誘電率変化(=155%)の観測に成功した。このときの磁気誘電効果は、デバイ・フレーリッヒモデルに基づいた理論計算により極めて良く説明ができた。本モデルは動的誘電率の算出に極めて有効で、Fe系磁気ナノグラニュラーにおいてもその定量的理解に成功している。本モデルをペロブスカイト型磁気ナノグラニュラーに適用したところ、巨大な誘電率変化が得られることが理論的に明らかになった。本理論計算による設計指針のもと、ペロブスカイト型磁気ナノグラニュラーにおいて光誘起型巨大磁気誘電効果の発現を目指す。経費の節減を行ったため、次年度使用額が生じた。経費の節減の結果生じた使用残額については、平成30年度に成果発表のための旅費に使用する。