hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ラクティシン Q はなぜスーパーバクテリオシンなのか?

ラクティシンQは強い抗菌力と広い抗菌スペクトルを持ち、安定性の高い(100°C、pH 210でも安定)優れたバクテリオシンである。ラクティシンQは特異的なレセプターを必要とせずに、細胞膜に巨大な孔形成し(Huge Toroidal Pore)、細胞の内容物を流出させることで細胞死を引き起こした。ラクティシンQの選択的抗菌活性は、標的細胞膜の脂質構成成分に依存した。1.ラクティシンQ(LnqQ)が形成する孔のサイズ測定と作用機構の解明LnqQの細胞膜上における分子挙動を解析した結果、LnqQは両親媒性のα-helixを保持して負電荷の膜に直ちに結合した。また、flip-flopを伴い、直径4.6 nm以上の巨大な孔を形成して、菌体内の物質流出を引き起こした後、一部のLnqQ分子は膜の内部に移動した。このようなバクテリオシンの報告はなく、LnqQの作用機構をHuge Toroidal Poreモデルと命名した。2. LnqQの選択性を決定する細胞膜成分の同定LnqQはグラム陰性細菌外膜を透過できなかった。また、グラム陽性細菌を模したリポソーム(PC/PG = 5:5)と比較すると、グラム陰性細菌の外膜の内側に存在するフォスファチジルエタノールアミン(PE)と外側に存在するリポ多糖(LPS)をそれぞれ混合したリポソーム(PE/PG = 5:5、PC/PG/LPS = 5:3:2)では、LnqQの孔形成能はわずかに低下した。一方、外膜全体を模したPEとLPSを混合したリポソーム(PE/PG/LPS = 5:3:2)では、LnqQの孔形成能が劇的に低下した。しかし、LnqQは外膜に結合することも示された。よって、LnqQは外膜に結合はするもののPEとLPSが複合的に孔形成を阻害することが示された。動物細胞に豊富に含まれるコレステロール(Cho)および真菌に豊富に含まれるエルゴステロール(Erg)を含むリポソーム(PC/Cho = 9:1、PC/PG/Erg = 4:5:1)では、LnqQは結合するものの孔形成能は顕著に低下したことから、真核細胞の細胞膜中に多く存在するステロール類が、LnqQの孔形成を阻害することが示された。以上の結果から、LnqQの選択的抗菌活性は、標的細胞膜の脂質構成成分に依存することが明らかになった。ラクティシンQは特異的なレセプターを必要とせずに、細胞膜に巨大な孔形成し、細胞の内容物を流出させることで細胞死を引き起こす。しかし、ラクティシンQの抗菌力(最小生育阻止濃度;MIC)は、検定菌により大きく異なり、近縁種の間においても異なる場合がある。本研究では、このラクティシンQの選択的抗菌活性に差異をもたらす要因を明らかにすることを目的とした。まず、細胞膜成分に注目し解析を行った。ラクティシンQに対するMICが異なる種々の検定菌から抽出した脂質を用いて、蛍光プローブを内封したリポソームを作成した。ラクティシンQの添加によって、各リポソームから流出した蛍光プローブの強度を測定した。その結果、各リポソームから蛍光プローブの流出が認められたが、リポソームへの孔形成とMICに明確な関連を見出すことはできなかった。細胞膜成分は選択的抗菌活性の決定要因ではないことが示唆された。次に、ラクティシンQによる細胞膜への孔形成とMICの関連を検討するため、ラクティシンQによる検定菌の膜電位の変化を測定した。膜電位特異的プローブDiSC3(5)は、膜の電位差特異的に細胞膜上に凝集し消光状態となる。膜電位が崩壊すると、水溶液中に拡散して蛍光を放ち、蛍光強度は細胞膜への孔形成によるダメージの強さを示すと考えられる。その結果、MICの大小にかかわりなく、ラクティシンQの添加によって各検定菌の膜電位の崩壊が確認された。MICの高い検定菌では、孔形成に対する耐久力や回復力が高いと考えられた。以上の結果から、ラクティシンQの選択的抗菌活性には単に細胞膜の脂質構成成分だけではなく、細菌細胞の耐久力や回復力の差異が大きく影響することが示唆された。計画書の作成段階で、予想される問題点を明確にしていたことと、多方面からの検討を柔軟に行ったことが順調に進展する結果となった。今年度の研究成果はおおむね順調に進展しているので、今後の推進方策は当初の研究計画通り、(A)ラクティシンQが形成する孔のサイズ測定と作用機構の解明;(B)ラクティシンQの選択性を決定する細胞膜成分の同定、について行う。

平成23年度は、他の研究プロジェクトのサンプルと同時解析することで大幅な解析用試薬の節約ができたため、物品費の執行率を13%にとどめることができた。これらで節約できた経費も含めて、次年度の物品費は主に蛍光試薬やリポソーム作成などの試薬、ラクティシンQの精製に関する試薬や器具の費用として使用する予定である。旅費は成果発表のために使用する。
幼児のからだの異変とその対策

本研究では,近年の幼児のからだの問題,中でも「体温調節」と「体型」に問題をもつ子どもたちを取り上げ,その実態を把握するとともに,問題改善のための対策と具体的な保育実践について検討した。対象は,保育園児103名とし,平成15年4月から平成17年3月までの2年間,生活状況や身長・体重,体温,握力,生活活動量としての歩数を測定した。そして,5月と11月には,幼児の「体力・運動能力テスト」を実施し,分析をした。その結果,(1)幼児の就寝時刻は,睡眠時間・翌日の起床時刻,登園時刻に影響し,握力値,体温の日内変動にも関係しており,生活リズムへの影響は,就寝時刻の要因が重要視されるとともに,生体リズムに反映していることが示された。また,(2)体型は,筋力,運動能力に影響を及ぼす重要な要素であることを確認した。運動種目の成績と身長および体重との相関が認められ,とくに体重は,跳躍力や走能力とは負の相関となった。体型の大きい幼児は,筋力,片足バランス,ボール投げ,立ち幅跳びにおいて正の相関がみられた。つまり,運動能力を高めるには,園内生活時の身体活動量を増す必要があった。また,筋力と歩数との間に,男女とも有意な相関がみられ,さらに,運動種目間相互にも有意な相関がみられたことから,筋力値を高めることは運動のパフォーマンス全体の能力を向上させることになることが示された。(3)幼児のからだの問題を改善し,子どもたちが毎日を生き生きとして暮らせるようにするためには,「生活の中に運動を取り入れること」「早めの就寝と起床を心がけること」等,手軽にできることから始めていくことの大切さを確認した。(1)保育園に通園する4・5歳児とその保護者の家庭での生活習慣の実態をアンケート調査により把握した。その結果を子どものからだと心・連絡会議編「子どものからだと心白書2003」の生活(pp.123-145)で報告した。5歳児の夜間の平均睡眠時間は,平均9時間40分程度であり,就寝時刻は午後10時以降が30%を越えていた。また,夜食の摂取状況では。「よく食べる」と「時々食べる」を合わせた摂取習慣のある5歳児が70%近くもいた。幼稚園・保育園別に,排便状況をみると,毎朝,家庭で排便をすませて登園する幼児は,幼稚園児で22.8%,保育園児で17.5%しかいなかった。また,夕食前のおやつの摂取状況では,「毎日食べる」「時々食べる」という摂取習慣のある幼児の割合が,8割程度となった。(2)幼児の身体状況(身長・体重)や園内生活時(午前9時から午後4時)における体温や両手握力値,歩数を測定した。5歳児168名の午前9時の平均体温は36.4±0.4°C,午前11時は36.7±0.4°C,そして,午後4時には36.8±0.4°Cとなった。また,両手握力値は,午前9時に平均14.2±2.3kg,午前11時には14.9±2.2kg,午後4時には15.2±2.1kgとなった。午前9時からの歩数は,午前11時には平均3387±1042歩,午後4時には6966±1231歩となった。(3)データ処理後,結果を分析し,調査・測定項目間の相関性を検討した。その一部を子どものからだと心・連絡会議編「子どものからだと心白書2003」の生活(pp.148)で報告するとともに,現在,今日の幼児の抱える健康上および生活上の問題点を明らかにし,その原因と対策を考察している。

(1)子どもの生活習慣病の中でも年々増加している肥満の問題を抱える子どもたちのからだのおかしさに注目し,その問題改善の対策を検討した。その結果を,日本幼少児健康教育学会第23回大会【春季:野田大会】にて報告した。幼児の体型をカウプ指数にもとめ,体力相互の相関を検討したところ,男児はカウプ指数が高いと25m走(走力)が遅く,跳び越しくぐりも時間がかかるという傾向がみられた。一方,女児では,カウプ指数が高いと握力発揮がよく,バランス能力の高い傾向がみられた。また,カウプ指数が16.5を超える肥満傾向の幼児の出現率をみると,年少児の頃が約23割と多く,そして,年中児では1割程度と減少し,その後,年長児になると12割と,再度増えていくという特徴が確認された。(2)研究成果について,調査を協力依頼の園に対し,園児の健康保持・増進のための問題点を提示し,その改善方法を毎月1回提示した。肥満の改善策は,園において具体化し実践している。(3)得られたデータや資料を分析・整理し,幼児が健康的な生活を送ることができるよう,育児支援・生活指導マニュアルを作成中である。
両生類における初代細胞培養法および遺伝子ノックアウト細胞作成技術の構築

1.初代培養細胞への外来遺伝子導入効率を解析するための道具として、サイトメガロウイルスIEプロモーター制御にGFP遣伝子を置いたブラスミドDNAと、オーガナイザーでの発現を制御する領域が特定されているツメガエルのgoosecoid遺伝子プロモーター制御下にGFP遺伝子を置いたブラスミドDNAを作成し、これを用いたトランスジェニックツメガエルを作成した。また、goosecoid遺伝子のプロモーター制御下にあるGFP遺伝子が染色体に組み込まれていることの確認をおこなった。2.発生の非常に早いステージ(初期原腸胚)でisthmus(中脳-後脳境界)特異的に発現するc-hairy遣伝子のゲノムライブラリーから異なろ長さのプロモーター領域を単離し、その下流にGFP遺伝子を置いたブラスミドDNAを作成したが、これらの塩基配列を決定したところ、どのクローンからもプローブとして用いたc-hairy cDNA断片の配列を確認できなかった。その後も同じライブラリーから独立に複数のクローンの単離を行なったが、目的の配列を含むものを得ることは出来なかったために、現在は再度ゲノムライブラリーの構築を行なっている。今後、これを用いてトランスジェニックツメガエルを作成し、単離したプロモーター領域がisthmus特異的発現に十分であることを確認した後、isthmus特異的発現制御に必要十分な領域を特定するためにプロモーター領域に欠失を導入してさらなる解析を行なう。3.X.tropicalisの試験官内受精から個体発生過程に至る条件の検討を行なった結果、培養温度以外の条件は基本的にX.laevisに等しいことを確認した。また、約4カ月で性的に成熟することを確認した。さらに、X.laevisのcDNAから作成した複数のプローブを用いてwhole-mount in situハイブリダイゼーションを行なったところ、基本的には互いにクロスハイブリダイズし得ることを見いだした。1,初代培養細胞への外来遺伝子導入効率を解析するための道具として、サイトメガロウイルスIEプロモーター制御にGFP遺伝子を置いたプラスミドDNAと、オーガナイザーでの発現を制御する領域が特定されているツメガエルのgoosecoid遺伝子プロモーター制御下にGEP遺伝子を置いたプラスミドDNAを作成した。また、これらの組み替えDNAを用いてトランスジェニックツメガエルを作成した。染色体に組み込まれていることの確認は行っていないが、導入されたプラスミドDNA上のプロモーター領域が正確に機能していることを確認した。2,発生の非常に早いステージでisthmus(中脳-後脳境界)特異的に発現するe-hairy遺伝子のゲノムライブラリーからプロモーター領域を単離し、その下流にGEP遺伝子を置いたプラスミドDNAを作成した。今後、これを用いてトランスジェニックツメガエルを作成し、単離したプロモーター領域がisthmus特異的発現に十分であることを確認した後、isthmus特異的発現制御に必要十分な領域を特定するためにプロモーター領域に欠失を導入してさらなる解析を行う。e-hairy遺伝子の第一エクソンの配列を同定するためにcDNA5′末端領域とハイブリダイズする複数のゲノムクローンを得た。3,X.tropicalisの試験管内受精から個体発生過程に至る条件の検討を行なった結果、培養温度以外の条件は基本的にX.leavisに等しいことを確認した。また、約4ヶ月で性的に成熟することを確認した。
人工シナプス小胞の開発

神経伝達物質はシナプス小胞内に濃縮・蓄積された後、開口放出によって細胞外へ放出される。その後ターゲットとなる細胞の受容体に結合する事でシグナルを伝達している。シナプス小胞には様々なタンパク質が存在し、神経伝達物質の蓄積や開口放出に関わっている。V-ATPase(H+ポンプ)はATP加水分解のエネルギーを利用して、H+を小胞内に輸送する。これによって形成された小胞内外のH+の電気化学的勾配を利用して、小胞型神経伝達物質トランスポーターが伝達物質を小胞内に輸送している。これまでの単離シナプス小胞を用いた解析により、シナプス小胞に存在するタンパク質の概要が明らかになってきた。しかし、シナプス小胞の機能には未だ不明な点が多い。本研究では化学伝達機構解析の基盤とするために、精製タンパク質を用いた人工的なシナプス小胞を開発した。神経伝達物質トランスポーターとして、小胞型グルタミン酸トランスポーター(VGLUT)、小胞型ヌクレオチドトランスポーター(VNUT)、小胞型興奮性アミノ酸トランスポーター(VEAT)、小胞型モノアミントランスポーター(VMAT)および小胞型GABAトランスポーター(VGAT)の大量発現・精製系を構築した。さらに、開口放出に必要な因子である、PSフリッパーゼ(ATPaseII)、シナプス小胞タンパク質(SV2)も同様に精製した。V-ATPaseの代わりにバクテリア由来のF-ATPaseを精製しH+ポンプとして用いた。これらのタンパク質をともにリポソーム中に再構成したところ、再構成膜小胞はATPを添加する事で神経伝達物質を輸送した。この輸送の生化学的特徴は単離シナプス小胞と同模であった。本研究により開発した人工シナプス小胞は神軽化学伝達の分子機構を理解する上で、必須なツールとなるものと期待している。人工シナプス小胞を作製することを目的として、2つの項目での研究を行った。一つは、(1)小胞型神経伝達物質トランスポーターの大量発現・精製系の確立と、(2)膜融合の際に必須のPSフリッパーゼの大量発現・精製系の確立である。その成果は以下の4項目に要約される。1、小胞型神経伝達物質トランスポーターには、小胞型グルタミン酸トランスポーター(vesicularg glutamatetransporter, VGLUT)、小胞型抑制性アミノ酸トランスポーター(VIAAT)、小胞型抑制性モノアミントランスポーター(VMAT)、小胞型アセチルコリントランスポーター(VAchT)、小胞型ヌクレオチドトランスポーター(VNUT)、ならびに、アスパラギン酸トランスポーター(VEAT)の6種類存在する。この内、VNUTとVEATを昨年発見し、それぞれPNASに発表した。以上の研究により、人工シナプス小胞作製のための材料の供給ができるようになった。4、PSフリッパーゼの大量発現精製系を昆虫細胞を用いて確立した。この研究により、膜融合のための必須因子も供給できるようになった。現在、両者の膜タンパク質を精製しリボソームに組み込むことを進めている。本年度中に計画した研究項目は全て達成した。
分散高性能計算のための動的負荷分散法の設計と実現

本研究は,ネットワーク分散環境上での動的負荷分散機能を実現する並列オブジェクト指向分散クラスライブラリを実際に設計・構築し,不規則性をもつ大規模並列計算に適用してその有効性を検証することを目的とする:対象とする実行環境にはSMP型のPCやワークステーションをネットワーク接続したクラスタを想定し,台数は数台から百台の規模とする.ネットワークは,イーサやMyrinetなどで結ばれたLAN,及びLANをルータで接合したもの(広域分散環境を想定)とする.クラスライブラリは,オブジェクト指向言語Eiffel(またはC++,Java)を基にして構築し,分子シミュレーションや流体シミュレーション等の不規則性を持つ大規模並列計算を対象問題とする.本年度は,(1)「各PCの負荷を平衡させるための動的な負荷分散法」の開発,および,(2)動的負荷分散を効率よく行なうための「ネットワーク負荷を考慮したPC間データ転送の仕組」の開発,について研究を行なった.(1)については,大規模分子動力学計算を例に,10台程度の規模のPCクラスタをもちいて,各PCでの粒子数(負荷)を常に一定に保つためのアルゴリズムを考案・実装し評価を行ない有効性を検証した(成果[1]).(2)は,動的負荷分散そのものに直接関係するものではないが,負荷の転送などPC間でデータ転送を行なう場合に,ルータによる適切なスケジューリングにより転送効率(スループット)を向上させ,間接的に動的負荷分散の性能を高めることを目的としている.これまでに,実際にスケジューリング・アルゴリズムを考案・実装し,10台規模のPCをルータを介して接続したネットワークを例に,シミュレーションによりアルゴリズムが機能することを確認した(成果[2]).本研究は,ネットワーク分散環境上での動的負荷分散機能を実現する並列オブジェクト指向分散クラスライブラリを実際に設計・構築し,不規則性をもつ大規模並列計算に適用してその有効性を検証することを目的とする:対象とする実行環境にはSMP型のPCやワークステーションをネットワーク接続したクラスタを想定し,台数は数台から百台の規模とする.ネットワークは,イーサやMyrinetなどで結ばれたLAN,及びLANをルータで接合したもの(広域分散環境を想定)とする.クラスライブラリは,オブジェクト指向言語Eiffel(またはC++,Java)を基にして構築し,分子シミュレーションや流体シミュレーション等の不規則性を持つ大規模並列計算を対象問題とする.本年度は,(1)「各PCの負荷を平衡させるための動的な負荷分散法」の開発,および,(2)動的負荷分散を効率よく行なうための「ネットワーク負荷を考慮したPC間データ転送の仕組」の開発,について研究を行なった.(1)については,大規模分子動力学計算を例に,10台程度の規模のPCクラスタをもちいて,各PCでの粒子数(負荷)を常に一定に保つためのアルゴリズムを考案・実装し評価を行ない有効性を検証した(成果[1]).(2)は,動的負荷分散そのものに直接関係するものではないが,負荷の転送などPC間でデータ転送を行なう場合に,ルータによる適切なスケジューリングにより転送効率(スループット)を向上させ,間接的に動的負荷分散の性能を高めることを目的としている.これまでに,実際にスケジューリング・アルゴリズムを考案・実装し,10台規模のPCをルータを介して接続したネットワークを例に,シミュレーションによりアルゴリズムが機能することを確認した(成果[2]).
市民参加型の計画プロセスにおける討議の充実化支援に関する研究

まず,マスメディアの記事のワーディングに代表される社会的文脈との近似性が高い意見は,代替案集合に採択される可能性が高いということを,実証分析により明らかにした.この結果は,ワーディングの補完役としてのファシリテーターの役割を明らかにしたものである.ファシリテーターの関与が,合意形成及び討議に対する満足度に与える影響についても定量的に明らかにした.次に,参加型計画プロセスを参加者と計画策定者の双方向コミュニケーションとして捉える「2層のマネジメント」を提案した.この「2層のマネジメント」は,討議を円滑に進行するためのマネジメントと,討議内容を代替案に取り入れるためのマネジメントで構成される.1.討議内容の評価手法の適用と妥当性の検証前年度に,討議内容の評価アプローチとして,「社会的受容性」の概念を提案し,具体的な評価手法を開発した.本年度はこれに加えて,討議内容が最終的な計画案に反映される程度の指標である「採択率」と,討議の文脈が維持されている程度を示す指標である「文脈保持率」の評価手法を開発した.その上で,この社会的受容性の評価手法を実際のワークショップの意見集約結果に適用した.その結果,合意志向のワークショップにおいては「社会的受容性」と「採択率」の間に正の相関が存在することが明らかとなった.この結果は,「市民参加型討議における話題が,メディアの社会的文脈に基づいて理解しやすいものあれば,コミュニティの受容可能性が高い」ことを意味している.さらに,ファシリテーションを通じて討議内容の社会的受容度を高めることが,市民参加型討議のコミュニティにおける意義を高めることにもつながるという知見が導かれ,市民参加型の計画プロセスにおけるファシリテーションの役割を明らかにすることができた.2.討議実験の定量的分析司会者の討議関与が消極的な場合と積極的な場合のそれぞれについて討議実験を行い,参加者の納得に及ぼす影響を明らかにした.討議内容に関しては,テキスト分析によって意見内容推移の特異性を定量的に把握した.また,討議結果への参加者の討議評価は,実験後のアンケート調査によって収集した.その結果,参加者が自身の討議への貢献度が高いと感じている場合,司会者による積極的な関与によって参加者の納得度が高まることが,明らかとなった.さらに,参加者が発言した意見推移の特徴を記述するために隠れマルコフモデルを適用した.分析するデータを得るために,討議実験で得られた発言にテキストマイニング手法を適用して,単語の共起関係や係り受け関係をもとに意見の抽出を行った.最終年度である本年度は、以下の研究を実施した。1.討議のファシリテーション手法の提案2.統合的な「市民参加型の計画プロセスの運営技術」の提案1.として、まず、社会的文脈の参加型計画プロセスに対する寄与を明らかにした。問題設定のワーディングが意思決定に影響することは、フレーミングの一種として既に知られているが、本研究の一環として、マスメディアの記事のワーディングに代表される社会的文脈との近似性が高い意見は、代替案集合に採用される可能性が高まるということを、実証分析により明らかにした。この結果は、ワーディングの補完役としてのファシリテータの役割を明らかにしたものである。また、ファシリテータの関与の程度、関与の仕方が、合意形成及び参加者の討議に対する満足度に与える影響についても定量的に明らかにした。さらに、前述の社会的文脈の時間的遷移を定量的に明らかにするための分析手法も提案した。2.として、参加型計画プロセスを参加者と計画策定者の双方向コミュニケーションとしてとらえる「2層のマネジメント」を提案した。この「2層のマネジメント」は、討議自体を円滑に進行するためのマネジメントと、討議内容を代替案に取り入れるためのマネジメントの2種で構成される。後者は、計画策定者による仮説設定、初期の討議、討議の再構成、後期の講義の4段階で構成される。提案した「2層のマネジメント」を実際の参加型計画プロセスに適用したうえで、参加者間の認識の共有の拡大、計画策定者による問題提起の浸透の程度、等を参加者の発言により評価し、その有効性を明らかにした。まず,マスメディアの記事のワーディングに代表される社会的文脈との近似性が高い意見は,代替案集合に採択される可能性が高いということを,実証分析により明らかにした.この結果は,ワーディングの補完役としてのファシリテーターの役割を明らかにしたものである.ファシリテーターの関与が,合意形成及び討議に対する満足度に与える影響についても定量的に明らかにした.次に,参加型計画プロセスを参加者と計画策定者の双方向コミュニケーションとして捉える「2層のマネジメント」を提案した.この「2層のマネジメント」は,討議を円滑に進行するためのマネジメントと,討議内容を代替案に取り入れるためのマネジメントで構成される.1.市民参加型の計画プロセスにおける討議データの収集:実際の市民参加型の計画プロセスにおいて,ワークショップにより討議の音声データを収集した。ワークショップの討議テーマは、環境にやさしい交通のあり方である。討議を重ねることによる議論の深化を把握するために、同一メンバーが複数回討議するような事例の異なる開催回のデータを入手した。ワークショップは計5回開催されたが、研究では第2回、第3回、第4回の計3回のワークショップのデータを収集した。また、参加者の違いによる話題の変化を分析するために、3つのグループの討議データを収集した。それらの音声データのテキストデータへの変換作業も実施した。2.実験的討議データの収集:仮想的な環境下で、同一の計画課題に関する実験的討議を複数回実施した。討議テーマは、大学へのカーシェアリング導入である。

大学生12名を被験者として、6名で1グループを形成した。そのうえで、各グループでそれぞれ全3回の討議を行った。3.討議データの分析手法の開発:討議データを分析する手法を開発した。具体的には、「テキストデータの統計分析により、討議における主題を特定する手法」、「主題に関する議論の深まりの程度の定量的指標」、「主題が転移してゆく動的な過程の分析手法」、「第三者の視点から見た討議の評価手法」を開発した。さらに、討議の社会的な受容性の評価を行うために、メディアのテキストの文脈と討議の話題の類似性の程度を評価するための手法の開発も行った。収集した討議データと、開発した手法を用いて、実際の分析も実施した。実際の市民参加型討議,討議実験の双方を通じて討議データを収集済みである.また,討議の評価手法を開発し,討議データに適用して,ファシリテーションに資する知見を導出している.以上より,研究の目的はおおむね順調に進展している.研究目的を達成するための研究計画において、平成23年度は、1.市民参加型の計画プロセスにおける討議データの収集2.実験的討議データの収集3.討議データの分析手法の開発の3点を実施するとしていた。そのうち1.については、実際のワークショップの討議データを入手しており、テキストデータへの変換作業もすでに完了している。また2.については、討議実験を実施の上、討議状況のビデオ画像データをすでに収集済みである。さらに3.については、研究計画で挙げていた(A)テキストデータの統計分析により,討議における主題を特定する手法、(B)主題に関する議論の深まりの程度の定量的指標、(C)主題が転移してゆく動的な過程の分析手法、(D)非言語的コミュニケーションの分析手法、(E)第三者の視点から見た討議の評価手法、のうち、(A)、(B)、(C)、(E)については分析手法を開発しており、一部これらの分析手法を用いたデータ分析も実施済みである。以上のように、研究目的を達成するための研究計画がほぼ予定通り進捗していることから、おおむね順調に進展しているものと考える。平成25年度は,有意義な討議が行われるためのファシリテーション手法の提案と,コンフリクトの分析・調整手法と組み合わせた,市民参加型の計画プロセスの運営技術の提案を行う.1.討議のファシリテーション手法の提案:討議過程の評価結果を基に,有意義な討議を可能とするためのファシリテーション手法について提案を行う.2.統合的な市民参加型の計画プロセスの運営技術の提案:本研究課題で得られた知見を取りまとめるとともに,研究代表者がこれまでの研究で提案している,コンフリクトの分析手法や,当事者間のコンフリクト調整方策と組み合わせることにより,統合的な「市民参加型の計画プロセスの運営技術」を提案する.平成24年度は、以下の分析を行う。1.実際の討議データの分析:平成23年度に開発した分析手法を,実際の討議データ(音声データをテキストデータ化したものと,ビデオの映像データ)に適用し,分析を行う.これにより,開発手法の妥当性を検証する.また,同一メンバーが複数回
生体内総窒素量、総脂肪量、総水分量の同時・非破壊測定法の確立ならびに臨床応用

【方法】本装置の試作およびデータ処理分析用コンピューターソフトの開発後、化学物質(水、パラフィン、尿酸溶液)を用いて装置の調整を行ない、その後基礎的実験として生体試料(挽肉)中の蛋白・脂肪・水分量の本法による分析値と化学分析法による分析値の比較を行った。【結果】APSTNGはNuclear Diagnostic Systems社(USA)製を用いた。中性子の出力を10^5/nsに設定で、種々の化学物質の測定を行なった結果、(1)ガンマー線エネルギー47MeVの範囲内に、窒素、酸素、炭素のそれぞれ独立した3つの高いピークをもつガンマー線スペクトラムが得られた。(2)中性子出力10^5/ns、照射時間1時間で、挽肉を測定した結果、総被爆線量は約0.02mSvであり、総窒素量、総酸素量、総炭素量のそれぞれの変動係数は、18.6、2.8、4.6%であった。照射時間10時間では、被爆線量は約0.2mSvであり、それぞれの変動係数(CV)は、5.9、0.9、1.56%であった。胸部レントゲン写真撮影時の被爆線量と同程度(10時間照射)もしくはそれ以下(1時間照射)の結果が得られた。(3)15分間照射しIVNAA法で得られた測定値は化学分析法の結果と良く一致した。生体試料(挽肉)中の蛋白・脂肪・水分量の同時測定をはじめて可能にした。本研究の目的は、生体中性子励起分析法(In vivo Neutron Activation Analysis)の装置をNew ZealamdのAuckland大学物理学科のMitra博士、Garrett Wolff Associates会社のGarrettおよびWolff両博士の研究チームとの共同研究で開発試作して日本に初めて導入し、次いで本装置による生体内総窒素量、総酸素量、総炭素量の同時・非破壊的測定法の確立を行なうことをとした。今年度は、New Zealamdで本装置の試作、データ処理分析用コンピューターソフトの開発および装置の調整を行ない、その後化学物質(水、パラフィン、尿酸溶液)と牛挽肉を用いた基礎的な以下の実験を行なった。1)測定誤差などの分析上の装置の性能確認のための基礎データの収集2)安全性、精度と感度の向上を目的とした適正測定条件の確立結果:1)中性子の出力を10^5/nsに設定で、種々の化学物質の測定を行なった結果、ガンマー線エネルギー47MeVの範囲内に、窒素、酸素、炭素のそれぞれ独立した3つの高いピークをもつガンマー線スペクトラムが得られた。2)中性子出力10^5/ns、照射時間1時間で、挽肉(28kg)を測定した結果、総被爆線量は約0.02mSvであり、総窒素量、総酸素量、総炭素量のそれぞれの変動係数(CV)は、18.6、2.8、4.6%であった。生体中性子励起分析法(In vivo Neutron Activation Analysi;IVNAA)の装置をNew ZealamdのAuckland大学の研究チームとの共同研究で開発試作して日本に初めて導入し、次いで本装置による生体内総窒素量、酸素量、炭素量の同時・非破壊的測定法の確立を行なうことを目的とした。先ずIVNAA装置の試作、データ処理分析用コンピュータソフトの開発および装置の調整を行ない、化学物質(水、パラフィン、尿酸溶液)と牛挽肉を用いて、1)測定誤差などの分析上の装置の性能確認のための基礎データの収集、2)安全性、精度と感度の向上を目的とした適正測定条件の確立、3)挽肉の水分量を凍結乾燥法で、脂肪量をsoxhlet抽出法で、蛋白量をmicro-Kjeldahl法で化学分析してIVNAA法の測定値と比較する基礎的実験を行なった。

その結果、1)中性子の出力を10^5/nsに設定で、種々の化学物質の測定を行なった結果、ガンマー線エネルギー47MeVの範囲内に、窒素、酸素、炭素のそれぞれ独立した3つの高いピークをもつガンマー線スペクトラムが得られた。2)中性子出力10^5/ns、照射時間1時間で、準肉(28kg)を測定した結果、総被爆線量は約0.02mSvであり、総窒素量、総酸素量、総炭素量のそれぞれの変動係数(CV)は、18.6、2.8、4.6%であった。照射時間10時間では、被爆線量は約0.2mSvであり、それぞれの変動係数(CV)は、5.9、0.9、1.56%であった。胸部レントゲン写真撮影時の被爆線量と同程度(10時間照射)もしくはそれ以下(1時間照射)の結果が得られた。3)IVNAA法の測定値は化学分析の分析結果とよく一致した。
再建期アメリカ合衆国ノースカロライナ州における黒人解放民の家族形成に関する研究

昨年度に引き続いて、8月2日から9月16日までアメリカ合衆国ノースカロライナ州で課題テーマに関するリサーチを行なった。今年はかつてのプランテーション内に残されている墓地を訪ねて埋葬されている(元)奴隷たちの名前を収集し、昨年度集めた所有者の財産目録から作ったカードのデータベースと照合することによって、1860年の段階で194組の夫婦を確認することができた。続いて、1866年の同棲登録および1870年センサスと原票と比較して、これらの夫婦が奴隷解放後も夫婦として生活しているかどうかを追跡確認した。その結果、1866年から翌1867年にかけて少なくとも144組(もしかすると最大で149組)が同じ相手と同棲登録をしていることが分かった。他方、3人の男性と1人の女性は1860年段階とは異なる相手を選んで同棲登録を行なっている。また、1870年のセンサスとの比較対照から、1860年の夫婦のうち152組が1870年になっても同じ相手と生活をともにしていることが判明した。1860年の194組の夫婦のうち、78.4%に当たる152組が1870年になっても同じ相手と夫婦として生活を共にしていたという事実は、この10年間に奴隷解放に伴う社会変化が大きかっただけでなく、死亡率が高かったことを考慮すると調査以前の研究代表者の予想を上回る数字だったと言うことができる。少なくともキャメロン・プランテーションの奴隷たちについては、かつてHerbert Gutmanが主張したように奴隷たちの間の夫婦・家族の結びつきが強く、奴隷解放後の急激な変化にも関わらず家族を維持したと結論づけることができよう。2007年8月3日から9月11日まで、アメリカ合衆国ノースカロライナ州で課題テーマに関するリサーチを行なった。具体的には、ノースカロライナ大学のSouthern Historical CollectionのCameron Family Papersに収められている7点の奴隷財産目録から黒人奴隷たちの名前、性別、年齢などの個人データを収集した。これで、このプランテーションで働かされていた奴隷たちの奴隷制時代の家族のデータベースを構築する上での基礎データを揃えたことになる。現在、このデータは名前のアルファベット順に並べて整理した状態になっている。しかし、残念なことに姓名のうちの名前と性別・出生年だけのデータだけでは個人を特定することが困難で、1866年の同棲登録データや1870年および1880年のセンサス原票のデータと対照してこれらを統合するには、少なくとも奴隷解放後に彼らがどのような姓を採択して自分の名前を決定したか調べることが必要だと判明した。これには、おそらく死亡時に埋葬された墓地に行って墓碑銘の調査を行なうことが必要と考えられる。この調査については2008年度に持ち越すことになった。今後は現在の800人あまりの個人データの姓名を確定した上で、同棲登録およびセンサスの記録と照合し、奴隷解放の前後でどの程度の割合で家族組織が維持存続したかという本研究の課題について、一応の結論を出したいと考えている。また、2007年11月20日から11月26日にスペインのバルセロナで開催された国際ワークショップに参加して、意見交換を行った。
島嶼地域の特性を活かした新たな特別支援教育ネットワークシステムの構築

●本研究は島嶼圏を抱える沖縄県の地域的な特殊性に鑑み、離島地域である宮古島の地域性を最大限に活かした今後の特別支援教育の在り方を、地域ネットワーク作りを通じて考えていこうとするものである。●平良市教育委員会、宮古教育事務所と連携して、特に公立学校の担当者を対象とした研修会と学校支援を進め、最終年度は伊良部島も含めて全ての地域まで範囲を広げることができた。●平成17年度にまず毎月行われている県の巡回医療相談・訓練に宮古養護学校と連携しながら教育相談窓口を同時に開設した。これを受けて平成18年度はこの相談活動を「出張教育相談」として、宮古地域特別支援連携協議会の事業として正式に取り入れ、養護学校職員が巡回アドバイザーとして正規に相談に当たれるように図った。平成19年度は3年目という事もあり、相談窓口への相談件数が増加し、特に就学前の相談件数が増えたことが特徴的であった。●平成17年度に宮古地域特別支援連携協議会が立ち上がった。平成19年度は、特に専門家チームの在り方や教育相談、学校支援に当たっての課題を整理し、宮古教育事務所及び宮古島市教育委員会と連携しながら学校支援の件数を増やしていった。●最終年度は、教育、医療・保健、福祉、労働の4つの関係分野に加えて特に就学前についても視野を広げ、これまでに個別に行われてきた障害児支援の現状と課題についてさらに調査、研究を進めた。初年度は、県立宮古養護学校と協力して宮古圏域の公立学校を対象とした悉皆調査を行った。アンケート内容は各学校に在籍すると思われる「気にかかる子ども」の実態と、教職員の困難や悩み、さらに今後宮古養護学校に求められるニーズについて調査した。●調査結果から「気にかかる子ども」は圏域全体で1.30%を占め、さらに公立学校の担当教師の困難についても明らかとなり、全体の80%以上の教諭が養護学校との連携の必要性を訴えていた。●一方で、教育の分野を始め、医療・保健、福祉の3つの大きな関係分野を念頭に置き、各分野でこれまでに個別に行われてきた障害児支援の歴史と現状について調査、研究を進めた。●これまで宮古島では障害児に関わる関係諸機関がそれぞれ独自に支援を行ってきたが、教育、医療・保健、福祉の関係分野相互の連携はほとんど行われておらず、相互の情報交換がきわめて不足していることが明らかとなった。宮古養護学校の特別支援教育コーディネータの役割として、この関係諸機関との連携役が求められており、来年度以降は、教育の分野のみならず関係諸機関に対する詳細な調査・研究が必要であることが示された。●医療・保健の面から見た支援としては宮古病院と保健所を中心に行われてきたが、特に障害児の専門家が島内に不在であったことから、県外の専門家を年に一度招聘して、医療相談に当たってきたという経緯が明らかとなった。現在は県の巡回医療相談・訓練が毎月行われているが、来年度以降は宮古養護学校との連携の基、教育相談窓口をこの巡回相談と同時に開設できるよう準備を進めている。・本研究は島嶼圏を抱える沖縄県の地域的な特殊性に鑑み、離島地域である宮古島の地域性を最大限に活かした今後の特別支援教育の在り方を、地域ネットワーク作りを通じて考えていこうとするものである。平成17年度は、昨年度行ったアンケート調査の結果を踏まえ、県立宮古養護学校と協力しながら関係諸機関を訪ね、新たなネットワーク作りを進めた。・昨年度行ったアンケート調査の結果を踏まえ、平良市教育委員会、宮古教育事務所と連携して、特に公立学校の担当者を対象とした研修会と学校支援等を充実できるような体制作りを進めた。・沖縄県教育庁が広域特別支援連携協議会を設置し、それに伴って宮古地域特別支援連携協議会が立ち上がったことで、これまで行ってきた個人レベルから組織的ネットワーク作りへ移行するための受け皿ができた。

協議会などに参加するスタッフに、これまでボトムアップで連携を深めてきた職員が当たることでさらに緊密なネットワークの構築が可能となった.・現在は県の巡回医療相談・訓練が毎月行われているが、今年度は実際に宮古養護学校との連携の基、教育相談窓口をこの巡回相談と同時に開設した。このことで、各種相談機関が一本化され、保護者や関係職員がより利用しやすい相談体制が整いつつある。・教育の分野を始め、医療・保健、福祉の3つの大きな関係分野を念頭に置き、各分野でこれまでに個別に行われてきた障害児支援の歴史と現状について調査、研究を進めた。このことから、復帰後の関係諸機関の歴史的背景が明らかとなり、今後の特別支援教育の方向性が明確となった。●本研究は島嶼圏を抱える沖縄県の地城的な特殊性に鑑み、離島地域である宮古島の地域性を最大限に活かした今後の特別支援教育の在り方を、地域ネットワーク作りを通じて考えていこうとするものである。平成18年度は、教育、医療・保健、福祉の3つの関係分野に加えて労働の分野についても視野を広げ、これまでに個別に行われてきた障害児支援の歴史と現状についてさらに調査、研究を進めた。●全ての関係諸機関に対する調査、研究が終了したことからその成果を論文に纏めた。復帰後の関係諸機関の歴史的背景を総合的に明らかにし、今後の特別支援教育の方向性を確認した上で、宮古地域特別支援連携協議会で資料として関係者に配布し、共通理解を図った。●平良市教育委員会、宮古教育事務所と連携して、特に公立学校の担当者を対象とした研修会と学校支援をさらに進め、前年度の平良地区に加えて今年度は城辺地区まで範囲を広げることができた。●平成17年度は、毎月行われている県の巡回医療相談・訓練に宮古養護学校と連携しながら教育相談窓口を同時に開設した。このことで、各種相談機関が一本化され、保護者や関係職員がより利用しやすい相談体制が整ったが、養護学校職員の勤務にっいて支障が生じた。これを受けて平成18年度はこの相談活動を「出張教育相談」として、宮古地域特別支援連携協議会の事業として正式に取り入れ、養護学校職員が地域支援コーディネーターとして正規に相談に当たれるように図った。●平成17年度に宮古地域特別支援連携協議会が立ち上がった。平成17年度から18年度にかけて行った協議会事業を行う中で、専門家チームの在り方や教育相談、学校支援に当たっての課題が改めて浮き彫りとなった。現在平成19年度の連携協議会の構成に向けて、考慮すべき内容の整理を行い、宮古教育事務所と連携しながら準備作業を行っている。●本研究は島嶼圏を抱える沖縄県の地域的な特殊性に鑑み、離島地域である宮古島の地域性を最大限に活かした今後の特別支援教育の在り方を、地域ネットワーク作りを通じて考えていこうとするものである。平成19年度は最終年度であり、教育、医療・保健、福祉、労働の4つの関係分野に加えて特に就学前についても視野を広げ、これまでに個別に行われてきた障害児支援の現状と課題についてさらに調査、研究を進めた。●宮古における調査研究から得られた所見を元に、離島地域である奄美大島の特別支援教育の現状について、鹿児島大学附属養護学校と鹿児島県立大島養護学校と協力して調査を行い、宮古の現状と比較検討しながら論文にまとめた。さらに宮古を始め、地域特別支援連携協議会を抱える県内の6教育事務所毎に詳細な調査を行い、その課題と現状を論文にまとめた。●平良市
Triple Flame形成のための最適濃度勾配条件と火炎特性

本研究は乱流燃焼の安定化に重要な要素となる部分予混合燃焼の火炎端(Edge Flame)特性の把握とその最適燃焼条件を示すことを目的としている.この火炎端前縁には燃料と酸化剤の部分的な混合領域が存在し,Triple Flameと呼ばれる錨型形状となる.この火炎に対して実燃焼器内を模擬して濃度勾配を不均一に変化させることで火炎特性の変化を観察し,火炎端の安定性に最適な燃焼条件を明らかにする.本年度は,まずPIV(粒子画像流速測定法)とレーリ散乱法を用いた火炎面前方の流れ場及び濃度場の測定から火炎面曲率と局所燃焼速度について検討した.その結果,初期混合気流速及び燃料濃度勾配の組み合わせが異なる場合でも形成される火炎の曲率が等しい揚合には火炎面直前における局所の沸れ場及び濃度場は同一で,この曲率が等しければTriple Flameの局所燃焼速度は同一であることがわかった.次にこの濃度勾配を時間的に変化させて形成されるTripleFlameの応答を観察した.その結果,濃度勾配が緩やかな状態から急な状態へ変化する場合と,その逆の変化では,Triple Flameはヒステリシスを有する挙動を示した.これは火炎先端部付近の流れ場構造の変化によるもので,火炎の移動経路の長さが異なることが原因である.この火炎に対して16化学種25素反応を考慮した数値計算を行い検討した結果,濃度勾配が急な状態でOHラジカルが少なくなり,中間生成物のホルムアルデヒドが過濃側火炎面で多く排出されることがわかった.これは前年度の火炎発光から観察されるOHラジカル発光強度の結果とも対応している.このように濃摩勾配中の火炎は,急な濃度勾配よりも比較的緩やかな濃度勾配を維持することで燃焼強度が強い火炎形態を実現できるが,濃度の時間変化に対して安定状態へ戻りにくい構造であるため,制御が必要であることがわかった.本研究は乱流燃焼の安定化に重要な要素となる部分予混合燃焼の火炎端(Edge Flame)特性の把握とその最適燃焼条件を示すことを目的としている.この火炎端前縁には燃料と酸化剤の部分的な混合領域が存在し,これによって火炎端はTriple Flameと呼ばれる錨型形状となる.希薄予混合火炎から過濃予混合火炎へ弓形の火炎面と後流側の拡散火炎面は,相互干渉して火炎が安定な構造となると予測される.ただ実燃焼器内では不均一な濃度勾配となることが多い.従って通常のTripleFlameとなる濃度勾配(理論混合比を中心とした可燃限界濃度を含む状態)を不均一に変化させることで火炎特性の変化を観察し,火炎端の安定性に最適な燃焼条件を明らかにする.本年度は,まず火炎前縁に主流の平均流速に対する乱れ強さが0.3%程度の微小な擾乱を添加し,火炎形状,定在高さ,濃度勾配の大きさの変化などを観察した.添加した微小な擾乱が大きいほど初期の濃度勾配を緩やかな状態にする.これにより火炎曲率が小さくなり定在高さが高くなる.これらの結果より火炎特性は火炎に到達する直前の濃度勾配の大きさに支配されていることがわかった.また,通常のTripleFlameとなる濃度勾配を様々な大きさに設定し,火炎のOH, CH, C2ラジカル自発光強度を測定した.これより濃度勾配が緩やかの状態の方が各ラジカル発光強度は大きいことがわかった.火炎後流側で各ラジカル発光強度を比較すると,火炎先端付近で希薄側にCH及びC2ラジカルの最大値,過濃側にOHラジカルの最大値が存在し,反応の活発な領域が中心部からずれていること,化学反応経路が左右非対称であることがわかった.これにより不均一な濃度勾配中では,化学反応経路の変化から予混合火炎面と拡散火炎間の相互干渉の形態が変化し,後流側の燃焼排出物に違いが生じることが予測される.本研究は乱流燃焼の安定化に重要な要素となる部分予混合燃焼の火炎端(Edge Flame)特性の把握とその最適燃焼条件を示すことを目的としている.この火炎端前縁には燃料と酸化剤の部分的な混合領域が存在し,Triple Flameと呼ばれる錨型形状となる.この火炎に対して実燃焼器内を模擬して濃度勾配を不均一に変化させることで火炎特性の変化を観察し,火炎端の安定性に最適な燃焼条件を明らかにする.本年度は,まずPIV(粒子画像流速測定法)とレーリ散乱法を用いた火炎面前方の流れ場及び濃度場の測定から火炎面曲率と局所燃焼速度について検討した.その結果,初期混合気流速及び燃料濃度勾配の組み合わせが異なる場合でも形成される火炎の曲率が等しい揚合には火炎面直前における局所の沸れ場及び濃度場は同一で,この曲率が等しければTriple Flameの局所燃焼速度は同一であることがわかった.次にこの濃度勾配を時間的に変化させて形成されるTripleFlameの応答を観察した.その結果,濃度勾配が緩やかな状態から急な状態へ変化する場合と,その逆の変化では,Triple Flameはヒステリシスを有する挙動を示した.これは火炎先端部付近の流れ場構造の変化によるもので,火炎の移動経路の長さが異なることが原因である.この火炎に対して16化学種25素反応を考慮した数値計算を行い検討した結果,濃度勾配が急な状態でOHラジカルが少なくなり,中間生成物のホルムアルデヒドが過濃側火炎面で多く排出されることがわかった.これは前年度の火炎発光から観察されるOHラジカル発光強度の結果とも対応している.

このように濃摩勾配中の火炎は,急な濃度勾配よりも比較的緩やかな濃度勾配を維持することで燃焼強度が強い火炎形態を実現できるが,濃度の時間変化に対して安定状態へ戻りにくい構造であるため,制御が必要であることがわかった.
メタ分析による映像の学習効果の総合的検討と映像教材の評価法の改善に関する研究

本研究の目的は、これまでに行われてきた映像の学習効果に関する諸研究の結果をメタ分析によって総合的に検討し、映像教材の評価において検討すべき要因(学習内容、映像の種類、学習形態、学習者特性)、ならびに、測定指標を提出するとともに、それらを基に、映像教材の評価のための一般枠組みを試作することである。本年度は、その第一段階として以下の研究を行った。1.メタ分析の諸方法の比較検討メタ分析の代表的な5つの手法について比較検討を行った。その結果、effect sizeの算出法、及び、算出されたeffect sizeの事後処理について各手法に違いがあること、また、各手法の使用状況に偏りがあることが明らかにされた。これらの結果と今後の進め方について、米国の専門家にレビューを受け、それを踏まえて、現在、コンピュータ・シミュレーションに基づく最適な手法の選定作業を実行中である。終了次第、その成果を公表する予定である。2.静止画、及び、動画の学習効果に関する研究事例の収集静止画、及び、動画の学習効果について扱った研究をデータベース(Psychological Abstracts)から検索しで、それぞれ100件程度の研究論文を収集した。収集された研究論文の実験条件、課題、従属変数、分析方法、結果についての情報を整理し、メタ分析適用のための準備を進めた。その成果の一部は、近く、関連学会にて公表する予定である。3.映像教材の評価に関する予備調査の実施2.で明らかになった知見の一部を利用して、実際の映像教材に対する評価の予備調査を行った。その成果の一部は、関連学会において公表した。
異種金属間の相互作用を利用した新規発光材料の開発

本研究では,多様な置換基を有するピラゾラト配位子が架橋した白金-(銅/銀/金)錯体を合成し,発光特性を調べるとともに,異種金属間の相互作用がどのように発光に関与しているかを明らかにすることを目的としている.本研究では,多様な置換基を有するピラゾラト配位子が架橋した白金-(銅/銀/金)錯体を合成し,発光特性を調べるとともに,異種金属間の相互作用がどのように発光に関与しているかを明らかにすることを目的としている.
有機太陽電池への展開を目指した電子受容性分子と分子集合体の構築

三次元的に広がった分子構造を持つCOPV誘導体を設計し,その合成法の開拓と太陽電池への応用を行った.当初,研究題目に示した電子受容性COPV誘導体の合成と応用を目指したが,めざましい成果が得られなかったために,電子供与性アミノ置換誘導体の合成へと方針を変更した.得られたアミノ置換COPV誘導体を用いて,中性分子の紫外可視吸収スペクトルおよび電気化学測定を行うとともに,酸化によって形成したラジカルカチオン状態のESR測定を行い,太陽電池に資する材料としての特性を評価した.その結果,荷電状態(カチオン・アニオン)形成の際の再配列エネルギーが小さく,架橋炭素を介するホモ共役の効果によって分子全体にスピンが非局在化したラジカルカチオン状態を形成することを見出した.また理論計算により,ラジカルカチオン状態での電荷の非局在化によって側鎖とCOPV間の距離が近くなることを見出した.このよう効果によって,得られたCOPV誘導体は固体中で分子集合状態を形成し,三次元的に非局在化した電荷が隣接する分子との軌道間相互作用を介してホッピングすることで,優れた電荷輸送特性を発現するものと考えられる.実際,アミノ置換スピロCOPV誘導体はp型の正孔輸送材料として機能し,ペロブスカイト型太陽電池の高効率化に寄与し,20 mA/cm2に迫る短絡電流,0.9 V以上の開放電圧,0.66-0.73という高い曲線因子を示し,光電変換効率がそれぞれ12.3%,12.0%という高い値を達成した.なお,本成果に関する論文を現在執筆中であり,特許も出願予定である.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。当研究室で開発した新規材料である炭素架橋オリゴ(P-フェニレンビニレン)(COPV)を用いて,有機太陽電池に資する新しい有機材料の開発について検討を行った.今年度は特に,有機太陽電池の長寿命化を物質べ一スで解決すべく,高い安定性を有する化合物の合成に注力した.具体的には以下の2種類の安定化方法を検討した.まず,共役長が長く,熱力学的安定化効果が期待される化合物として,フェニレンビニレンユニットが6個縮環したCOPV6の合成を行った.市販のジブロモジヨードベンゼンを出発原料として用いて,当研究室で開発したリチウムナフタレニドを用いた還元的環化反応等を経て,最短合成工程数12段階にて目的物を得た.この化合物が高い光安定性や電気化学的安定性を有することが明らかとなったほか,電気化学的または化学的な酸化・還元により高い安定性をもつラジカル化学種を生成することも明らかとなっており,このような高い安定性と酸化還元特性を利用して,有機薄膜太陽電池や,近年変換効率の向上が著しいペロブスカイト型太陽電池への応用を次年度に検討する予定である.また,環状の側鎖を有することでフェニレンビニレン骨格が立体的に保護されることで安定化(速度論的安定化)された化合物の合成研究についても合成検討を行うべく,コンピュータシミュレーションを用いて合成可能性を持つ構造の探索を行った.実際の合成と光・電子物性等の基礎物性や安定性の評価ならびに太陽電池への応用については次年度に検討する予定である.当研究室で開発した新規機能性有機材料であり,π共役の拡張に理想的な剛直平面構造を有する炭素架橋オリゴ(p-フェニレンビニレン)(COPV)を用いて,有機太陽電池,特にペロブスカイト型太陽電池の高効率化に資する新しい化合物の開発を昨年度より継続して検討した.研究題目には電子受容性分子の開発を掲げているが,昨年度の実績報告書の「今後の研究の推進方策」にも記載したように,電子受容性にとらわれず,当初計画にはなかった様々な新しい化合物を開発することとした.得られた新規COPV誘導体については,ペロブスカイト型太陽電池のキャリア輸送層として実装し,光電変換効率の評価を行った.種々の化合物を検討した結果,電子供与性をもつCOPV誘導体を正孔輸送層として用いた際に良好な光電変換効率が得られることが明らかとなった.適切な置換基の選択により,ウェットプロセスで均一な正孔輸送層を形成することができ,P3HTやPEDOT等の既存のポリマー材料や,spiro-OMeTAD等の低分子系材料を用いて作成した同様の素子に比べても有意な優位性を示した.高効率化の要因について調査すべく,理論計算を用いて中性状態およびラジカルカチオン状態での分子構造や電子状態について検討したところ,カチオン状態の電荷分布と光電変換効率に有意な関係があることが判明した.すなわち,COPV上の置換基に正電荷の偏りが大きい化合物が高い変換効率を与えることが明らかとなった.この知見は,今後の材料設計の指針となる重要なものと位置づけられる.三次元的に広がった分子構造を持つCOPV誘導体を設計し,その合成法の開拓と太陽電池への応用を行った.当初,研究題目に示した電子受容性COPV誘導体の合成と応用を目指したが,めざましい成果が得られなかったために,電子供与性アミノ置換誘導体の合成へと方針を変更した.得られたアミノ置換COPV誘導体を用いて,中性分子の紫外可視吸収スペクトルおよび電気化学測定を行うとともに,酸化によって形成したラジカルカチオン状態のESR測定を行い,太陽電池に資する材料としての特性を評価した.その結果,荷電状態(カチオン・アニオン)形成の際の再配列エネルギーが小さく,架橋炭素を介するホモ共役の効果によって分子全体にスピンが非局在化したラジカルカチオン状態を形成することを見出した.