hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
”弦”の振動理論に基づいてグラウンドアンカーの残存引張り力を知る

グラウンドアンカーの残存引張り力を非破壊で把握するため,グラウンドアンカー頭部の余長部に小型バイブレータを取り付け,スウィープ加振することによって,自由長部の「弦」の振動を励起し,その固有振動周波数から緊張力を算出する方法を提案した。実際のアンカーのり面で,リフトオフ試験によって残存引張り力が判明しているグラウンドアンカーを対象に測定を試みたところ,自由長部の固有振動周波数と緊張力には明瞭な相関がみられたが,理論値との乖離があるなど,小型バイブレータの加振力で本当に自由長部の固有振動が励起されるのか,検証すべき課題が残された。そこで小型模型実験による検証を試みたが,自由長部の鋼材が太さのわりに短く,弦の振動と見なすことができない結果となった。今回,振動特性を正確に調べるため,より長い自由長部を有する実物大グラウンドアンカー模型を用いた模型実験を実施した。その結果,自由長部の長さが実際のグラウンドアンカーのように十分長ければ,自由長部に励起される振動が「弦」の固有振動と見なせることがわかった。したあがって,固有振動周波数を測定できれば、理論式から正確に緊張力を算出できることが示された。また,弦の固有振動は,余長部におけるスウィープ加振によって励起できること,自由長の固有振動を余長部で検出できることが示された。今後は,余長部のみでの加振・受振によって,確実かつ効率的に固有振動周波数を測定するシステムの確立を目指す。当初予定した模型実験を実施するとともに、実験で明らかとなった課題を解決するために、数多くの追加実験も行った。また、研究成果を地盤工学会、土木学会、物理探査学会に報告予定であるとともに、国際会議においても口頭発表した。さらに実大模型実験を継続するとともに、ナット型グラウンドアンカーについて、現場において提案する手法の適用性を検討する。
癌抗原発現ウイルスと癌抗原特異的T細胞の併用療法の開発

本研究は、抗原ペプチド発現遺伝子をゲノム内に組み込んだ腫瘍溶解性ウイルスHF10を作製し腫瘍に感染させ、さらにその癌抗原ペプチドに特異的に反応する遺伝子改変リンパ球を静脈輸注する事により、腫瘍溶解性ウイルス療法と免疫細胞療法の癌治療効果を相補的に高める新規癌治療法開発を目的とした。平成28年度は、ovalbumin(OVA)発現遺伝子を組み込んだ遺伝子改変HF10の構築を行った。HF10ゲノム内のOVA遺伝子挿入部位は、欠損のため機能的ではないUL43遺伝子部位とした。OVA遺伝子はCMVプロモーターにより発現を制御し、IRESを介してZsGreen1も発現するようにした。CMV promoter derived OVA遺伝子カセットの両端に各500塩基ずつUL43遺伝子と同じ塩基配列を配したプラスミドを構築した。このプラスミドをリニア化して、Vero細胞にHF10ゲノム及びpGuide-itと共にトランスフェクションし、1%アガロースDMEMを重層した。34日間培養後にZsGreen1を目印にプラークをピックアップし、遺伝子改変HF10の単離を行った。以上の操作により、まずZsGreen1遺伝子のみを導入したGreen-HF10の構築に成功した。PAN02細胞とSCCVII細胞に親株HF10またはGreen-HF10を10, 1, 0.1, 0.01 MOIで感染させ、継時的にMTT assayにより細胞の生存率を調べた結果、Green-HF10は親株HF10の殺細胞能力を維持していることを確認した。また、pCI-neo-cOVAをPAN02細胞に導入した24時間後、400 ug/ml G418を加えて培養し、増殖した細胞を単離してOVAを安定発現するPAN02/OVA細胞を作製した。フローサイトメトリーにより、OVAが安定発現していることを確認した。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
ジャンパー膝に対する力学的負荷を用いた新たな運動療法の開発

損傷腱に対する適度な遠心性負荷は腱の治癒を促進するとされ、ジャンパー膝に対する運動療法においても有用であるとされている。本研究では、ジャンパー膝に対する新たな運動療法の開発を目的に、膝蓋腱に遠心性負荷を与える効果的な運動様式について検証した。2018年度は、3つの運動様式について三次元動作解析装置ならびに筋電図を用いた検証を行った。運動様式は、1)平地での片脚遠心性スクワット(eccentric flat squat:EFS)、2)前方傾斜台上での片脚遠心性スクワット(eccentric decline squat:EDS)、3)片膝立ち位での体幹後傾運動(half kneeling exercise:HKE)とした。運動解析の結果、EDSはEFSに比べて膝屈曲角、膝伸筋群の筋活動、膝関節伸展モーメントの有意な増大と、膝外反角の有意な減少が認められた。また、HKEはEDSに比べて膝伸筋群の筋活動に有意差が認められなかったが、膝屈曲角の有意な増大が認められた。異なる膝屈曲角での膝蓋腱の組織弾性を超音波エラストグラフィにより計測したところ、膝屈曲角の増大に伴い組織弾性の有意な増大が認められ、膝蓋腱が伸張されることが示唆された。ジャンパー膝に対するEDSの介入効果はこれまでも報告されているが、その機序は十分に明らかにされてこなかった。本研究によりEDSの運動特性が明らかとなり、ジャンパー膝に対するEDSの有効性について運動力学的観点からの知見が得られた。また、HKEはEDSに比べて膝伸筋群の筋活動に有意差が認められなかったものの膝屈曲角の増大が得られたことから、膝蓋腱に対してより効果的に遠心性負荷を与える方法である可能性が示唆された。各運動様式における膝蓋腱の性状に及ぼす影響を明らかにするため、膝屈曲角ならびに膝伸筋群の筋活動が膝蓋腱の長さ、組織弾性、膝蓋骨の後傾角(patella-patella tendon angle:PPTA)に与える影響についての検証が必要となり、これらの計測に時間を要した。これにより、全体的な研究の進行に若干の遅れが生じたが、すでにこれらの計測を終え解析に取りかかっているため、2019年度中には遅延を修正できる見込みである異なる膝屈曲角ならびに膝伸筋群の筋活動における膝蓋腱の長さ、組織弾性、PPTAの計測は終了しており、引き続きこれらの解析を行う。また、膝蓋腱に遠心性負荷を与える大腿四頭筋のストレッチ様式について検討するため、異なるストレッチにおける膝蓋腱の長さ、組織弾性、PPTAについて超音波診断装置を用いて計測する。得られた研究成果は、関連する学際領域において学会発表ならびに論文投稿を行う予定である。

2018年度に予定していた人件費、謝金、国内旅費が一部不要となったため、差額が発生した。2019年度は、計測に伴う消耗備品の購入、被験者への謝金、成果発表のための学会参加費と旅費、論文投稿に関わる費用が必要となる。
組成と形状を制御したPd二元金属ナノ粒子触媒を用いるカーボンナノチューブの合成

本研究は、申請者が独自に開発してきた金属ナノ粒子の組成や構造の制御技術を利用して所望の形態を有するカーボンナノチューブ(CNT)合成触媒の開発を目的とした。すなわち、構造制御したPdナノ粒子を核とし、Pdの無電解金属メッキ触媒性を利用してPdナノ粒子上に遷移金属(Ni、Co、Fe)を析出させたコア-シェル構造を有する二元金属ナノ粒子を活性種とする担持触媒を用いて多様な条件下でCNTの合成をおこない、生成したCNTの形状、構造、結晶性について詳細に検討した。得られた主な成果は以下の通りにまとめられる。1.担体の種類によってCNTの生成量や形状が大きく変化した。例えば、シリカ-アルミナ担体では、アセチレン原料で多量のCNTが生成し、反応温度を600°Cから700°Cへ上昇させるとCNTの径は13nmから16nmへ若干増加した。MgOを担体に用いた場合には、触媒粒子間を連結するように非常に長いCNTの生成が認められた。電極間を連結させることができればデバイスへの展開が期待できる。2.原料ガスの種類によって生成したCNTの形状に顕著な変化が観察された。原料ガスにアセチレンを用いると反応温度に拘わらず20nm程度のCNTが生成したが、エチレンでは、アセチレンに比べ太いCNTが生成し、温度の上昇によって太さも増加した。3.CNTの炭素六角網面は、アセチレンでは軸方向と平行に発達したが、エチレンではアモルファスであった。エチレンでは、短い網面がCNTの中心に向かって斜めに向いた特殊な構造をした場合も認められた。これは、二元金属ナノ粒子触媒の遷移金属シェル部の構造を反映したものと推察される。4.触媒の遷移金属の種類(Ni、Co、Fe)を変えても触媒特性に大きな差異は認められなかった。1,形状制御した多面体ナノ粒子の選択的合成法の確立ハロゲン化ナトリウムとポリアクリル酸ナトリウムを溶解させた水溶液中で、K2PtCl4の水素還元によって立方体Ptナノ粒子の最適合成条件を検討した。その結果、ハロゲン化ナトリウムとしてヨウ化ナトリウムを用いた場合のみ立方体Ptナノ粒子が生成し、Pt濃度1.0mM、NaI/Pt比10で立方体選択率が高く、さらに、反応温度を2060°Cに変化させると80%以上の高い立方体選択率を保持したまま平均粒子径が10.57.5nmに変化させうることを見出した。2,カーボンナノチューブ(CNT)の合成と評価方法の確立(1)Auナノ粒子担持触媒石英反応菅中に設置した触媒上に窒素ガスで希釈したアセチレンを流し、CNT生成反応をおこなった。触媒担体の種類について検討した結果、シリカ-アルミナを用いた場合に最も効率良くCNT生成が生成した。反応温度550°C以上でCNTの生成が認められ、650°Cが最適で、それ以上の温度ではグラフェンシートの結晶性が低下する傾向が認められ、高温では窒素が反応した可能姓が示唆される。Auナノ粒子の粒子径に対応してCNTの外径が変化した。原料としてエチレンを用いるとアセチレンよりもグラフェンシート結晶性が悪く、太さの制御も困難となった。(2)Pdナノ粒子担持触媒Auに準じた反応条件を用い、Pdナノ粒子アルミナ担持触媒を用いてCNT生成反応をおこなった。700°C以下ではカーボンナノフィラメント(CNF)が主生成物であったが、800°CではCNTが主に生成した。Pd担持量を0.5wt%とした場合に、2.5wt%よりも結晶性が良く、太さが均一のCNTが生成した。

Pd担持量が低い方が均一に分散していることを反映したものと考えられる。1.形状制御した金属ナノ粒子の合成とキャラクタリゼーション(山田)有機保護剤として作用するポリビニルピロリドン(PVP)存在下、アルコール還元によってPdナノ粒子を調製し、さらに、Ni^<21>またはCo^<21>存在下で還元することでPdをコア、NiまたはCoをシェルとする二元金属ナノ粒子を調製した。また、新たな試みとして、H_2PtCl_6を水-DMF-トルエン溶液中、過剰のNaBH_4で存在下3時間室温、空気中で攪拌・還元することで、径が2nmの単結晶白金ナノワイヤーが簡便に合成できることを見出した。こうした金属ナノ粒子は、XRD, TEMなどによって詳細にキャラクタリゼーションした。2.カーボンナノチューブ(CNT)の合成とキャラクタリゼーション(三宅)二元金属ナノ粒子を種々の担体上に含浸担持させて触媒を調製した。CNTは、気相流通式反応装置を用い、原料ガスとしてアセチレンを流すことで合成した。触媒として二元金属ナノ粒子を用いた場合に、Pd単独よりも高い活性を示した。シリカ-アルミナ担持Pd/Ni触媒では、反応温度が500°Cよりも高い場合にCNTが生成し、温度が高くなると生成したCNTの径が太くなる傾向にあることをTEM観察によって明らかにした。Pd/Co触媒について担体の種類をシリカ-アルミナ、MgO、モンモリロナイトなどに変えた結果、特に、MgO担体を用いると、MgO粒子間を連結するように長いCNTが生成しているのがTEM観察で確認された。電極間をブリッジしたCNTの生成につながるためデバイスへの展開が期待できる。他に、「節」状の突起が付いたCNTや球状連鎖体などの生成も認められたが、反応条件をさらに詰めて再現性を確認する必要がある。Pdをコア,CoまたはFeをシェルとした二元金属ナノ粒子を調製し,これをシリカ-アルミナまたは酸化マグネシウム上に担持させてカーボンナノチューブ(CNT)合成触媒に用いた。原料ガスにアセチレンを用いた場合,反応温度が600°Cから700°Cへ増加すると,シリカ-アルミナ担体ではCNTの径が温度上昇に伴って13nmから16nmに増加したが,酸化マグネシウム担体では非常に長いCNTが生成し,径は温度に関わらず約20nmで一定であった。生成したCNTの結晶構造をラマン散乱,XRD,高分解能透過型電子顕微鏡(HRTEM)にて評価した結果,いずれも反応温度が高い程,結晶性が増加することが分かった。触媒活性種としてCo-PdとFe-Pdを用いたが,両者で活性やCNTの結晶構造にあまり差異は認められなかった。一方,原料ガスにエチレンを用いると,Fe-Pd/酸化マグネシウム担持触媒上では,反応温度が600°Cや650°CではCNTの径が15nmであったが,700°Cでは44nmと大きく増加した。生成したCNTの結晶構造は,アセチレンを用いた場合と比べて発達しておらず,また,温度を上昇させても結晶性の増加は認められなかった。HRTEMで炭素網面の配列状態を詳しく観察すると,アセチレンではCNTの繊維軸方向に平行に配列していたが,エチレンでは,短い炭素網面がCNTの中心に向かって斜めに向いており,配向状態も良くないことが分かった。このように,エチレン原料では炭素網面は特異的な様子を示したが,これは,コアーシェル構造を有する触媒の特性に関係していると考えられ興味深い。
機能性微粒子の高精度集積化法の開発および新機能発現

研究計画調書にて、"2成分系での微粒子3次元組織化による新規結晶構造フォトニック結晶の作製"を目標に掲げ、さらに、"面心立方構造以外の結晶構造作製(NaCl構造等)を目指す"と具体的な構造も示した。この目的に添い、本研究により、2成分系でのNaCl構造の作製に成功し、さらに、基板上にそのNaCl構造体のパターンを作製することにも成功した。自己組織化プロセスによりNaCl構造などの非最密充填構造を作製した例はなく、本研究により初めて実現された。NaCl構造作製だけでなく、その2次元パターン化に成功したことは、当初の研究計画立案時には、実現が大変困難と考えており、研究計画に盛り込まれていなかった目標であるが、研究進展が予想を上回ったことから、本研究期間内に実現が可能となった。この手法は、コロイド溶液の乾燥および移動過程における粒子の振る舞いを巧みに制御したもので、全く新しいコンセプトに基づいた新規手法である。これにより、最密充填構造あるいはNaCl構造の粒子細線アレイ(粒子細線を等間隔で並べた構造体)や、粒子構造体の任意のパターンを作製することに成功した。下記論文にて発表を行い、さらに詳細を投稿中である。また、本研究に対して下記賞を受賞し、特許出願準備中である。また、粒子集積体を基板上の任意の箇所に作製する"コロイド溶液モールド法"を開発し、粒子集積体パターンを自己組織化プロセスを用いて作製した。さらに、この手法にて粒子集積化プロセスを制御することにより、最密充填粒子構造体パターンだけではなく、非最密充填構造である四角格子からなる粒子細線の作製にも成功した。この非最密充填構造は、面心立方格子等の最密充填構造とはことなり、自己組織化プロセスを用いて作製された研究は報告されておらず、本研究により初めて作製されたものである。下記論文・特許にて、コロイド溶液モールド法を発表した。また、単一粒子膜パターン、粒子細線、粒子配置位置精密制御等を実現し、下記論文にて発表した。研究目的として掲げた非最密充填構造を有する粒子結晶を作製し、このパターン化を実現した。手法を下記に記す。まず、シリコン基板表面にアルキル基を有する自己組織膜(オクタデシルトリクロロシランを使用)を作製し、ここにフォトマスクを介して紫外線照射を行い、細線の両端に広い円形を持つ鉄アレイ型にシラノール基へと変性した。このパターン化自己組織膜上にポリスチレン粒子(550nmφor 800nmφ)を分散させた水溶液およびエタノール溶液を滴下した。ここで、シラノール基表面は親水性であり、一方のアルキル基表面は疎水性を有することから、溶液が鉄アレイ型にパターン化したシラノール基表面に沿って存在するため、大きな2つの液滴に別れ、その間に液架橋を形成する。その後、溶液を乾燥させることにより、両端に2つのコロイド結晶を作製し、その間に粒子からなる細線を作製した。これにより、常温・常圧にて、電子ビームやイオンビーム等の高エネルギー手法を用いず、任意の箇所に粒子細線を作製する事に成功した。この粒子細線の中央部分は単一粒子層であり最密充填構造である三角格子を有している。また、両端のコロイド結晶は最密充填構造であるfcc構造を有している。さらに、溶液に乾燥速度の速いエタノールを使用し、溶液中における粒子の分散性、溶液と自己組織膜との接触角等を制御することにより、非最密充填構造である四角格子を有する粒子細線の作製に成功した。また、本研究に関しての受賞、新聞発表、招待講演等を下記に記す。日韓セラミックス国際セミナー奨励賞(2002年11月、増田)新聞発表日本工業新聞2002年4月3日(水曜日)2面研究計画調書にて、"2成分系での微粒子3次元組織化による新規結晶構造フォトニック結晶の作製"を目標に掲げ、さらに、"面心立方構造以外の結晶構造作製(NaCl構造等)を目指す"と具体的な構造も示した。
トロンボモジュリンと好中球の相互作用と細胞接着への影響の解析

白血球表面上に発現するLFA-1とMac-1インテグリンは血管内皮上のインテグリンリガンド(ICAM-1,2)と結合する。この結合は炎症時の白血球の血管内皮への接着と遊走を制御している。我々は1血管内皮上に存在する抗凝固因子のトロンボモジュリン(TM)が白血球のLFA-1、Mac-1インテグリンと結合すること、さらに2この結合部位はTMの細胞外ドメインのセリンスレオニンリッチドメインであることを同定した。この発見は炎症時に認められる白血球と血管内皮細胞の接着において、TMが血管内皮細胞上でICAM-1,2とともに白血球との結合に関与している可能性を示唆している。重症敗血症患者の多くは多臓器不全に至り、死亡率は20-30%と現在でも依然として高く、その病態の解明と効果的治療法が切望されている。多臓器不全が起こる背景には、敗血症時にみられる全身性の過剰な炎症と血液凝固の亢進による血管内皮障害とそれに続く播種性血管内凝固症候群(DIC)の2者が生み出す“負の連鎖による臓器障害"が存在する。こうした事実から、これまで敗血症やDICに対して抗炎症・抗凝固作用を有した医薬品の開発が試みられてきたが、その多くは致死率を改善するに至っていない。近年、抗凝固因子の活性化プロテインC(APC)生成に必要なトロンボモジュリン(TM)の組換え可溶性蛋白(リコモジュリン:rhsTM)が敗血症やDICの有効な治療薬として本邦で臨床応用され、さらに米国ではTMは敗血症に対する治療効果が第3相臨床治験で検討されている。敗血症に対するTMの作用効果は、TMのトロンビンへの阻害作用、APCの生成による抗凝固作用に加え、TMの抗炎症作用が寄与していると考えられている。すなわち、TMが炎症と血液凝固のクロストークを制御する点に帰すると考えられるが、現状ではTMの抗炎症作用の詳細は明らかでない。本研究では、炎症反応の重要なプロセスである白血球の遊走、活性化を制御する細胞接着因子インテグリンに着目し、インテグリンを介した白血球の接着に及ぼすTMの影響を解析した。我々は独自にTMが白血球インテグリン(CD11a/CD18, LFA-1インテグリン)に結合することを見出した。今後は、両者の結合が持つ生理的役割を解明するとともに、敗血症モデルを利用してインテグリンとTMの結合が病態の形成に及ぼす影響を分子レベルで解析することで、TMの抗炎症作用の一端が解明され、臨床での治療効果最適化に役立つ知見を得ることができると期待する。重敗血症患者の多くは多臓器不全、DICに至り、現在でも死亡率は30%と依然として高い。そのため敗血症治療においては、抗生剤のような敗血症の治療だけではなく、過剰な炎症が引き起こす多臓器不全やDICに至る病態の解明と効果的な治療法の解明が切望されている。多臓器不全に至る過程には炎症部位の血管内皮細胞に白血球が接着・遊走し、臓器への過剰な浸潤が認められることが原因と考えられている。我々は炎症時に白血球が血管内皮細胞に接着、遊走、浸潤する過程において、従来知られていたインテグリンリガンド(ICAM-1、VCAM-1)だけではなく、血管内皮細胞上に発現しているTMと白血球beta2インテグリンが結合していることを見いだした。さらにTMの細胞外ドメインであるセリン・スレオニンリッチドメインが白血球beta2インテグリン(CD11a/CD18,CD11b/CD18)の結合に必須であることを同定した。この発見は炎症時に白血球が血管内皮細胞上に発現しているTMとICAM-1などインテグリンリガンドと協調的に作用し、白血球の接着、遊走、浸潤の過程に関与していることを示唆している。TM細胞外ドメイン(D123)と抗体の定常領域を融合したリコンビナントTMD123を作成・精製し、ヒト末梢血単細胞(PBMC)との結合を調べ、インテグリンの活性依存的に結合することを明らかにした。次にインテグリンの関与を明確にするため、β2インテグリン抗体を用いることでインテグリンとTMとの結合が阻害されることを確認した。さらにCD11a, CD11bの抗体を用いることでTMがLFA-1インテグリンと結合することを見いだした。さらに、TMのいずれのドメインがこの結合に関与しているかを明らかにするため、D1、2、3を欠損させたTMD23、TMD13、TMD12のリコンビナント変異体蛋白質を作成および精製を行った。本年度の研究で、我々はTMがインテグリンを介して白血球と結合することを新たに見出した。

今後はTMのどのドメイン(細胞外ドメインD1,2,3のいずれか)にインテグリンが結合しているのかを検討することで、この相互作用の詳細を解明する予定である。また、我々の研究は炎症時に白血球が血管内皮上に存在するTMへの結合を示唆したが、この結合が生理的にどのような役割を有しているか今後検討する予定である。そのためにインテグリンとオーセンティックなリガンドとの結合をTMが阻害する可能性、及びin vivo病態モデルを用いて病態形成における役割、炎症部位への白血球の遊走にどのように関与しているかを解析する予定である。計画していた消耗品(細胞培養の培地、細胞培養用マルチディッシュ)の購入費用が当初の見込みより抑えられたため1864円は次年度の消耗品の購入費用に充てる。
プラズマ-表面相互作用の制御

本研究の目的は、プラズマ/固体表面の相互作用を制御することによって、固体表面の選択的なエッチングや膜形成を行う方法を明らかにすることである。プラズマと固体表面の相互作用は、ラジカル/表面反応及びイオン/表面反応、UVフォトン/表面反応の複合システムととらえることができる。そこで本研究では、、まずラジカル/表面、イオン/表面反応を調べるため、SiH_4のDCグロー放電プラズマ中で発生したラジカルのみを-40°Cに冷却したSi基板上に輸送し、SiH_x吸着層を形成した後、D_2ガスの電子サイクロトロン共鳴放電によって生成した重水素ラジカル及び重水素イオンビームをこれに照射し、表面反応生成物を四重極質量分析計で検出した。その結果、HD分子及び部分的に重水素化されたシラン分子の生成・脱離が観測された。これらの分子は、SiH_x(ad)+D^*orD^+→SiH_<x-1>(s)+HD(g)及びSiH_x(ad)+D^*orD^+→SiH_<4-n>D_n(n=1,2)(g)のような表面反応で生ずる揮発性反応生成物と考えられる。これにより、SiH_x吸着層表面においてエッチング過程と膜形成過程が同時進行していることが分かった。またフォトン/表面反応における素過程を調べるために、基板表面に吸着した有機金属ガスのレーザ誘起光化学反応を調べた。Si基板上のGa(CH_3)_2単層吸着層に波長266nmの光照射すると、光化学分解反応が進行し、金属GaやCH_n基が生成されることがX線光電子分光分析により明らかになった。355nmの光照射ではGa(CH_3)_2表面吸着層の光分解は観測されなかった。これらのことは、基板(Si)表面の吸着分子(Ga(CH_3)_2)を選択的に光化学励起できることを示している。また、シランラジカルの吸着とO_2プラズマによる酸化を繰り返し、SiO_2を分子層毎に堆積する(デジタルCVD)ことに成功した。さらに、-110°Cまで冷却されたSi基板上へ弗素原子を吸着させ、これにAr^+イオン照射することで、Siを単原子層づつエッチングできることが明らかになった。
腸管恒常性維持におけるオートファジー誘導センサーとしてのNod様受容体の役割

細胞質に発現するNod様受容体は、細菌細胞壁の構成成分を認識する病原体センサーとして注目されている。本研究課題では、腸管恒常性維持におけるオートファジー誘導センサーとしてのNod様受容体の役割を追求した。その結果、Nodリガンドの刺激により、腸管リンパ組織(GALT)の樹状細胞(DC)におけるオートファゴソーム形成、ならびに小腸粘膜固有層におけるTregの誘導が促進されることが明らかになった。また、腸管上皮組織の恒常性維持にオートファジーが重要な役割を担うことが示唆された。最終年度はNodシグナルの腸管上皮組織における役割に重点を置き研究を進めた。以上より腸管上皮組織におけるNodシグナルの重要度は認められなかったが、オートファジーは細胞死と組織再生を通じて腸管上皮の恒常性維持に関わっていることが明らかになった。これまでの研究で我々は腸管膜リンパ節やパイエル板等のGALTに存在する樹状細胞では、iE-DAP (Nod1リガンド)、MDP (Nod2リガンド)による刺激でオートファジー誘導の指標であるオートファゴソームの形成が促進する事を見出していた。これらの知見はNodシグナルがオートファジーの誘導を介して、定常状態ならびに炎症状態においてGALTの恒常性維持や炎症性腸疾患(IBD)の誘導制御に貢献している可能性をうかがわせる。昨年度は予備的な実験によりiE-DAP、MDPの刺激でin vivoにおける抗原提示が増強することを抗原特異的T細胞の増殖亢進で確認した。さらにiE-DAPを投与した野生型マウスの小腸粘膜固有層ではTh1細胞の分化低下が認められ、NodシグナルがGALTの恒常性維持に関わることが示された。これらの結果を踏まえIBD誘導時におけるNodシグナルの役割に関して重点的に検討した。野生型、Nod1-/-、Nod2-/-、さらにNod1-/-Nod2-/-マウスにDSSを投与し急性腸炎を誘導させ、定法に従い、生存、下血、腸組織炎症像、腸の長さなどを指標に重篤度の評価を行ったがいずれもこれらマウス間で違いが認められなかった。一方で腸管上皮特異的にオートファジー誘導遺伝子を欠損させたマウス(Villin-Cre Atg5-flox/flox)ではDSS誘導による腸組織の炎症程度は野生型マウスに比較して著しく弱いことが確認され、腸管上皮におけるオートファジーが積極的にIBD誘導に関与することが示唆された。平成23年度の研究実施計画に掲げた項目は概ね実施されていることから。腸管上皮特異的にオートファジー誘導遺伝子を欠損させたマウス(Villin-Cre Atg5-flox/flox)を用いて定常状態、ならびに炎症状態における上皮特異的なオートファジーの役割を重点的に明らかにしていく予定である。一連の実験により野生型マウスとの間で違いが認められた部分についてはNodシグナルとの関連性を検証する。実験用マウス、FACS用抗体、ELIZAキット、一般試薬類等の消耗品の購入に充てる予定である。
ガス雰囲気下におけるレーザープラズマ軟X線の高輝度化

窒素ガス雰囲気中での金プラズマからの水の窓軟X線増強現象メカニズムを解明するためには、窒素ガスとレーザー生成金プラズマとの相互作用を様々なレーザー照射条件、ターゲット条件のもとで詳細に計測し、それらの実験結果から水の窓軟X線増強メカニズムについての理論構築を行う必要がある。今年度は、まずレーザープラズマ生成用パルスレーザーシステムとしてピコ秒YAGレーザーとナノ秒YAGレーザーの2種類のパルスレーザー装置の設置・調整とレーザーパルス伝送光学系及び集光光学系の再設計により、ターゲットへのレーザー照射条件の改善と安定化を行った。さらにターゲット照射チャンバーの改造や、レーザープラズマの空間分解スペクトル計測用トロイダルミラー集光斜入射分光器システムと軟X線ピンホールカメラの改良などを行い、レーザー生成プラズマから生じる軟X線のスペクトルに関する空間情報を高感度・高精度で測定できるようになった。そしてこれらを用いて、様々なレーザー照射条件下でレーザー生成プラズマの状態(プラズマの空間的広がりや様々なプラズマ位置での軟X線スペクトルの違いなど)を詳細に観察し、軟X線増強現象を解明するための基礎データの収集を行った。こうして得られた実験データをもとに水の窓軟X線増強メカニズムに関する理論の構築とシミュレーションコードの作成、及びシミュレーション結果と実験結果の比較検討を行い、軟X線増強現象を説明可能な物理モデルの提案を行うことができた。本年度目標としていたパルスレーザーシステムとレーザー照射光学系及びレーザープラズマ軟X線計測装置の改良と再調整、さらに軟X線増強メカニズムの解明に必要となるレーザープラズマの詳細計測実験の実施と増強メカニズに関する理論提案に関して、下記のような成果を得ることが出来、ほぼ当初目標をすべてクリア出来た。(1)ナノ秒及びピコ秒パルスレザーの照射光学系や軟X線計測系の再設計と再調整によってレーザープラズマ生成条件と計測条件が安定化し、水の窓軟X線増強メカニズム解明の基礎となるレーザープラズマ状態の詳細な計測を可能にすることが出来た。(2)改良したレーザープラズマ計測実験装置を用いて様々なレーザー照射条件下でレーザープラズマの軟X線発生状態の計測を行い、理論構築に必要となる基礎データ収集を実施した。(3)実験で得られたデータをもとに窒素雰囲気下での金プラズマからの水の窓軟X線増強のメカニズムに関する物理理論を提案し、さらにその理論をもとにシミュレーションコードの作成、及び実験結果とシミュレーション結果の比較検討を行う事が出来た。(4)以上の成果をもとに論文投稿を行い、Optics Lettersに論文を掲載することが出来た。今後は、1水の窓軟X線発生の最適化と、2他波長(例えばEUVリソグラフィー用の6nmや13nmなど)への応用展開の可能性を探ること、を目標として以下のことを実施していく。(1)ガスやターゲット材料の種類を色々変え、さらにそれらを様々に組み合わせて、レーザープラズマからの軟X線発生状態の詳細な計測を実施して、レーザープラズマと雰囲気ガスの相互作用に関する基礎データを収集する。(2)(1)の基礎データをもとにシミュレーションコードのさらなる高度化(多次元モデル化など)を進める。(3)シミュレーション計算をもとに軟X線増強の最適レーザー照射条件を探り、実証実験を通じて理論の有効性実証と最適照射条件の探索を行う。(4)雰囲気ガスによる発生軟X線の吸収損失をできるだけ低減するために、ガスセル方式やガスパフ方式などのガス導入方法の開発を行う。(5)水の窓以外の波長での軟X線増強現象可能性を調べるため、シミュレーション計算や他波長での軟X線増強実験を行い、本手法の産業界(半導体製造など)への展開可能性を探る。窒素ガス雰囲気中での金プラズマでの水の窓軟X線増幅現象メカニズムを解明するためには、雰囲気窒素ガスと金ターゲットからのレーザー生成プラズマとの相互作用を詳細に計測する必要がある。そこで今年度はそのために必要となるレーザープラズマ発生用パルスレーザーシステムとレーザー光伝送光学系の整備と、レーザープラズマの空間分解軟X線スペクトル計測用トロイダルミラー集光斜入射分光器システム及び軟X線ピンホールカメラの整備を行った。具体的には、レーザープラズマ生成用ドライバーとして、ナノ秒及びピコ秒YAGレーザーシステムの整備を行い、さらに真空チャンバー内ターゲット照射のためのレーザー光伝送光学系と集光光学系の整備やプラズマからの戻り光防止用のファラデーアイソレーターの設置などを実施し、水の窓軟X線増幅実験に必要となるレーザー照射システムの整備を完了させた。さらにレーザープラズマからの軟X線のスペクトルや軟X線発光の様子を詳細に観測するため、トロイダルミラーと射入射分光器を組み合わせた空間分解軟X線スペクトル計測システムの構築、さらにレーザープラズマと雰囲気ガスの相互作用の空間的広がりをイメージング計測するための軟X線ピンホールカメラを新しく取り付け、整備した。またレーザー集光光学系を真空チェンバー内に設置し、さらにレンズ位置やターゲットの位置などを真空チェンバー外部から自由に制御できるようこれらを電動ステージに設置して数ミクロン精度で調整可能となるよう装置の改良を行い、さらにレンズ位置とターゲット位置を連動させて駆動できるように、ステージ類はすべてコンピュータ制御できるように改造した。本年度目標としていたパルスレーザー及びレーザープラズマ軟X線実験装置の改良と整備、そして空間分解軟X線スペクトル計測機器の整備に関して、(1)ナノ秒及びピコ秒パルスレザーの据え付けや真空チャンバー内ターゲットへのビーム転送光学系とターゲット照射光学系の整備(2)真空チャンバー内へのガス導入のためのガスノズルや真空計測系の整備、低温に冷やさなければならない軟X線CCDカメラ部を高真空に保つための差動排気系の構築(3)真空チャンバー内に設置したターゲット照射光学系及びターゲットの位置をミクロンオーダーの精度で制御するための自動駆動システムの構築

(4)レーザープラズマからの軟X線スペクトルの空間分布を詳細に空間分解計測するためのトロイダルミラー集光による斜入射分光光学機器の整備と分光器の波長校正作業等をすべて完了した。さらに当初は考えていなかったレーザープラズマと雰囲気ガスの相互作用の空間的広がりをイメージング計測するための軟X線ピンホールカメラを新たに取り付けることも出来、以上により次年度以降に実施予定の低圧窒素ガス雰囲気中でのレーザープラズマの空間分解スペクトル計測のための環境整備を全て完了することができた。窒素ガス雰囲気中での金プラズマからの水の窓軟X線増強現象メカニズムを解明するためには、窒素ガスとレーザー生成金プラズマとの相互作用を様々なレーザー照射条件、ターゲット条件のもとで詳細に計測し、それらの実験結果から水の窓軟X線増強メカニズムについての理論構築を行う必要がある。今年度は、まずレーザープラズマ生成用パルスレーザーシステムとしてピコ秒YAGレーザーとナノ秒YAGレーザーの2種類のパルスレーザー装置の設置・調整とレーザーパルス伝送光学系及び集光光学系の再設計により、ターゲットへのレーザー照射条件の改善と安定化を行った。さらにターゲット照射チャンバーの改造や、レーザープラズマの空間分解スペクトル計測用トロイダルミラー集光斜入射分光器システムと軟X線ピンホールカメラの改良などを行い、レーザー生成プラズマから生じる軟X線のスペクトルに関する空間情報を高感度・高精度で測定できるようになった。そしてこれらを用いて、様々なレーザー照射条件下でレーザー生成プラズマの状態(プラズマの空間的広がりや様々なプラズマ位置での軟X線スペクトルの違いなど)を詳細に観察し、軟X線増強現象を解明するための基礎データの収集を行った。こうして得られた実験データをもとに水の窓軟X線増強メカニズムに関する理論の構築とシミュレーションコードの作成、及びシミュレーション結果と実験結果の比較検討を行い、軟X線増強現象を説明可能な物理モデルの提案を行うことができた。本年度目標としていたパルスレーザーシステムとレーザー照射光学系及びレーザープラズマ軟X線計測装置の改良と再調整、さらに軟X線増強メカニズムの解明に必要となるレーザープラズマの詳細計測実験の実施と増強メカニズに関する理論提案に関して、下記のような成果を得ることが出来、ほぼ当初目標をすべてクリア出来た。(1)ナノ秒及びピコ秒パルスレザーの照射光学系や軟X線計測系の再設計と再調整によってレーザープラズマ生成条件と計測条件が安定化し、水の窓軟X線増強メカニズム解明の基礎となるレーザープラズマ状態の詳細な計測を可能にすることが出来た。(2)改良したレーザープラズマ計測実験装置を用いて様々なレーザー照射条件下でレーザープラズマの軟X線発生状態の計測を行い、理論構築に必要となる基礎データ収集を実施した。
大豆たん白質-油-水系ゲルを用いた新規発酵食品の熟成機構の解析

大豆たん白質による新しい発酵食品の熟成機構を明らかにするために以下の研究を行った。平成4年度においては、(1)紅麹菌の精製プロティナーゼによる大豆たん白質の分解様式を検討した。本酵素による大豆たん白質の変化を電気泳動(SDS-PAGE)法で調べた結果、反応時間の経過に伴いβコングリシニンの各サブユニット、グリシニンの酸性サブユニットに対応したバンドは消失したが、塩基性サブユニットのそれはほとんど変化しなかった。(2)本発酵食品のたん白質水溶化率は熟成時間の経過に伴い増大した。本発酵食品の熟成過程におけるたん白質の電気泳動パターンは(1)の場合と同様の傾向を示した。(3)熟成過程における製品の物性変化について調べた。本発酵食品のテクスチャー試験による製品の硬さ、凝集性などは熟成時間の経過に伴い減少した。全変形に対するフォークト体の粘弾性変形は熟成時間の経過に伴い増大した。これらの研究成果に基づき平成5年度は、(4)熟成過程における製品の物性変化と組織内部の微細構造変化との関係を調べた。すなわち、熟成過程における組織内部の微細構造変化を高倍率の電子顕微鏡で観察したところ、網目構造を形成する大豆タンパク質の粒状物は熟成時間の進行に伴いより小さくなった。これは、熟成過程で製品のかたさ、凝集性などが減少すること及び大豆タンパク質がプロティナーゼの作用で分解を受ける事実とよく一致した。(5)熟成の短縮化技術を検討するために、系にタンパク質分解酵素の酵素剤を添加し、熟成過程における物性変化及び官能検査を行った。その結果、酵素剤添加区は無添加区に比べて物性が有意に変化することが明らかとなった。また、官能検査によっても熟成時間が迅速化されていると評価された。(6)製品の食品栄養学的特性についても検討し、良好な成果を得た。近年、食生活が豊になるにつれ、成人病対策が重要な課題となり、ノンコレステロール食品の開発が必要とされ、植物性たん白食品の製造が種々試みられている。しかし、微生物の機能を利用したそれに関する知見はきわめて少ない。本研究代表者は、大豆たん白質、食用油及び水から形成したゲルにエチルアルコール存在下で微生物(Monsacus属カビ)を作用させるとソフトチーズタイプの新しい発酵食品が得られることを見出した。本研究の目的は、大豆たん白質による新しい発酵食品の熟成機構を明らかにすることである。本研究においては、この発酵食品の熟成機構を解析するために以下の研究を行った。1.先ず、紅麹菌の生産するプロティーナーゼの精製を行い、精製酵素による大豆たん白質の分解様式を検討した。本酵素活性は、反応液中の添加エチルアルコール濃度の増大に伴い減少し、その濃度が低い程大豆たん白質の加水分解率は高い値を示した。本酵素による大豆たん白質の分解の様子を電気泳動(SDS-PAGE)法により調ベた結果、反応時間の経過に伴い、大豆β-コングリシニンのα及びβサブユニット、グリシニンの酸性サブユニットは分解を受れたが、グリシニンの塩基性サブユニットはほとんど変化しなかった。2.製品の熟成率(水溶性窒素量の総窒素量に対する割合)は熟成時間の経過に伴い増大した。製品の大豆たん白質は熟成過程で1の場合とほぼ同様の傾向で変化した。3.製品の破断強度は熟成時間の経過に伴い減少した。テクスチャー試験による製品のかたさ、凝集性及びガム性は熟也時間の経過に伴い減少した。クリープ解析の結果、製品の全変形に対するフォークト体の粘弾性変形及びニュートン体の粘性変形は熟成時間の経過に伴い増大した。

近年、食生活が豊になるにつれ、成人病対策が重要な課題となり、コレステロールフリー食品の開発が必要とされ、植物性たん白食品の製造が種々試みられている。しかし、微生物の機能を利用したそれに関する知見はきわめて少ない。本研究代表者は、大豆たん白質、食用油及び水から形成したゲルにエチルアルコール存在下で微生物(Monsacus属菌)を作用させるとソフトチーズタイプの新しい発酵食品が得られることを見出した。本研究の目的は、大豆たん白質による新しい発酵食品の熟成機構を明らかにすることである。平成5年度は、以下の研究を行った。1.熟成過程における製品の物性変化と組織内部の微細構造変化との関係を調べた。すなわち、熟成過程における組織内部の微細構造変化を高倍率の走査型電子顕微鏡で観察したところ、網目構造を形成する大豆タンパク質の粒状物は熟成時間の進行に伴いより小さくなった。これは、熟成過程で製品のかたさ、凝集性などが減少すること及び大豆タンパク質がプロテイナーゼの作用で分解を受ける事実とよく一致した。2.熟成の短縮化技術を検討するために、系にタンパク質分解酵素の酵素剤を添加し、熟成過程における物性変化及び官能検査を行った。その結果、酵素剤添加区は無添加区に比べて物性が有意に変化することが明らかとなった。また、官能検査によっても熟成時間が迅速化されていると評価された。3.製品の食品栄養学的特性についても検討し、良好な成果を得た。
超伝導ループ中の磁束量子を用いた量子コンピータの基礎的研究

超伝導磁束量子干渉計を用いた量子論理ゲートの実現に向けて、高抵抗微小ジョセフソン接合を含む超伝導ループ(SQUID)中の磁束量子の位置を利用した2準位系を実現するデバイスの集積化と測定を行った。集積化はNb/AlOx/Nbジョセフソン集積回路技術と電子ビーム露光による微細加工技術を用いて行われ、最小接合寸法1μm角までのジョセフソン接合が集積可能となっている。本年度は従来より実績のある超伝導単一磁束量子回路の集積化において、酸化ニオブを絶縁体として用いた超伝導ストリップ伝送線路の集積化を行い、量子論理ゲートを観測するための単一磁束量子回路の基礎的実験を合わせて遂行した。ストリップ線路の遅延時間を測定するためのリング型発振器の設計・集積化を行い、ジョセフソン臨界電流密度やインダクタンスなどの基礎パラメータの条件だしによる集積プロセス確立が達成された。本集積プロセスを用いて超伝導量子ゲートと単一磁束量子回路を合わせて集積することにより、量子論理ゲートの2準位状態の観測が容易になるものと期待される。一方、本年度は量子論理ゲートを操作する系として有望な単一磁束量子回路において、ニューロアルゴリズムを基本とした演算回路を提案し、その基本回路の設計・試作を行った。この結果は論文誌に投稿を行い受理されている。これらの結果は、量子計算と磁束量子回路の融合による計算機回路への展開という観点で重要な結果である。本年度は、超伝導磁束量子干渉計を用いた量子論理ゲートの実現に向けて、高抵抗微小ジョセフソン接合集積プロセスの確立と超伝導ループ中の磁束量子の位置を利用した2準位系の提案を目指して研究を行った。本研究で提案する、超伝導ループの中央をジョセフソン接合で短絡した系の磁束量子の位置によるエネルギーポテンシャルを数値解析により計算し、2準位系を構成できる見通しが得られている。現在、集積回路プロセスで実現可能なパラメータを調査中であり、さらに今後3接合を含む超伝導ループなどの他の方式と比較のうえ、キュビット実現により良い方式も合わせて検討し来年度も継続的に研究を行う。高低抗微小ジョセフソン接合集積プロセスに関しては、本年度新たに導入したスパッタリング装置により、信頼性の高い絶縁層であるSiO_2膜の適用が可能となった。既に、薄膜表面の粗さが少なく欠陥の少ない成膜条件を探り、高品質な絶縁膜を集積プロセスに取り入れることが可能となっている。回路の試作は、Nb/AlOx/Nbジョセフソン集積回路技術と電子ビーム露光による微細加工技術を駆使して行い、微細加工プロセスとして現有のRIE装置を用いて微細加工を行う予定である。現在、テスト回路試作のための回路パターンをCADによって設計し、本年度の消耗品で購入したガラスマスクを利用して回路パターンを製作中である。これらの進行状況を踏まえ、来年度も継続的に集積プロセスの研究を行う。また、本年度は量子論理ゲートを操作する系として有望な超伝導単一磁束量子回路において、ブースアルゴリズムによる乗算回路を提案し、将来の量子計算と磁束量子回路の融合による計算機回路への展開という観点でも進捗が得られた。数種類のインダクタンス形状をもつSQUIDを設計・集積化して計測を行ったが、現在のところ2準位系の観測に至っていない。計測は、状態を観測する観測用SQUDのスイッチング確率によって2準位状態の判別を行うものであるが、2準位状態の違いによるスイッチング確率分布に明瞭周期性が見えていない。この原因としては、現在用いている観測系ではSQUIDを初期状態に設定し、観測用SQUIDを作動するためのパルスジェネレータがMHzオーダーの発振器であるため、観測するまでの時間に外来ノイズによる接合の臨界電流値の揺らぎやデバイスの熱雑音によるデコヒーレンス効果によって2準位状態に乱れが生ずるものと考えられる。従って、外来ノイズに対しては、シールド効果の高い測定治具の作製が必要であり、デバイスの熱雑音を低減するためには、液体ヘリウム温度以下での測定が要求され、希釈冷凍機を用いた計測が必要である。また、デコヒーレンス効果によって擾乱を受ける前に観測を行うためには、より高速な発振器を用いて計測を行う必要があると予測される。一方、本年度は量子論理ゲートを操作する系として有望な超伝導単一磁束量子回路において、乗算回路の基本回路を設計・試作し、実測による回路動作の実現が達成された。この結果は、量子計算と磁束量子回路の融合による計算機回路への展開という観点で重要な結果である。

本年度は従来より実績のある超伝導単一磁束量子回路の集積化において、酸化ニオブを絶縁体として用いた超伝導ストリップ伝送線路の集積化を行い、量子論理ゲートを観測するための単一磁束量子回路の基礎的実験を合わせて遂行した。ストリップ線路の遅延時間を測定するためのリング型発振器の設計・集積化を行い、ジョセフソン臨界電流密度やインダクタンスなどの基礎パラメータの条件だしによる集積プロセス確立が達成された。本集積プロセスを用いて超伝導量子ゲートと単一磁束量子回路を合わせて集積することにより、量子論理ゲートの2準位状態の観測が容易になるものと期待される。一方、本年度は量子論理ゲートを操作する系として有望な単一磁束量子回路において、ニューロアルゴリズムを基本とした演算回路を提案し、その基本回路の設計・試作を行った。この結果は論文誌に投稿を行い受理されている。これらの結果は、量子計算と磁束量子回路の融合による計算機回路への展開という観点で重要な結果である。
Mott絶縁体の光誘起キャリアによる金属・絶縁体転移

研究室所有のArレーザーが発光しなくなったことから,当初の計画を見直し,EPRや中性子散乱を用いたd^1系モット・ハバード型絶縁体の研究を行いました.例えば,d^1系モット・ハバード型絶縁体であり,パイロクロア構造をとるLu_2V_2O_7の強磁性の起源を,実験から得たパラメーターを用いて明らかにしました.この系は,軌道が完全に反強的に配列するK2CUFなどとは異なり,パイロクロア格子を反映し,軌道が完全には反強的に配列できず,フラストレーションを解消するように,互いに約109度の配列することです.これはまさに2次元3角格子の120度構造に対応した新しい軌道配列パターンと言えます.この構造で強磁性が実現することがわかりました.また京都大学化研高野教授のグループに協力していただき,Lu_2Cr_2O_7の合成を行い,その結晶構造パラメーターを決定し,eg軌道に2個の電子が入ることがわかりました.その他にY_<1-x>Ca_xTiO_3系の粉末試料を広島大学先端研伊賀助教授らにいただき,我々が中心となり,絶対値によるPDF局所構造解析に日本国内で初めて成功しました。さらにx=0.39の試料では体温付近で相分離を起こすことを発見しました.これはセラミックスとしては非常にまれな現象です.その他の成果として,分極関数の特異性を反映して,電子構造と相関してMO_6八面体(M;遷移金属)の傾きの秩序化が生じることを提案しました.これはツインやミクロな混合相の秩序化が電子系の不安定さに起因して起こることを説明します.今までのCDW系とは異なる強い共有結合ネットワーク系における新しい形の電子系と結合した構造歪みを初めて提案したものです.パイロクロアLu_2V_2O_7では,バナジウム3d軌道に1個の電子が存在し,強磁性モット絶縁体となっている.強磁性は記憶材料関連に幅広く使われ,さらに今後のスピン注入電子デバイスを考える上で重要にもかかわらず,現在までこの物質での強磁性の起源はわかっていなかった.Lu_2V_2O_7の3d電子は,酸素8面体がつくる配位子場から,3回対称下で,a_<1g>軌道に存在すると思われる.軌道縮退がないことから,今までの考え方ではグッドイナフ・金森則による強磁性体のように思われるが,遷移積分の見積から4次摂動までを考慮した計算では,その効果は小さい.すなわち今までこの種の強磁性には縮退が必要と思われていたが,異なる軌道間すなわちa_<1g>軌道とe_g軌道間の遷移積分が,その2つの軌道間のエネルギー差よりも十分大きければ,軌道がそろったままで強磁性が出現しうることがわかった.そしてそのことがこの系で実際に起こっている可能性が高い.光によりa_<1g>軌道からe_g軌道に励起されたキャリアは,同じe_g軌道間の遷移積分がさらに大きいことから,準安定にa_<1g>軌道の強磁性を背景に金属的に動き回れるものと考えられる.このように考えることで,この系の強磁性の起源と我々が発見したLu_2V_2O_7における光照射による金属化の起源の両方を説明できることがわかった.今年度の科研費により購入したエレクトロメーターにより,高抵抗物質での光照射による抵抗変化を測定できるようになり,またクセノンランプをもちいた波長可変の光源を整備したことから,今後波長依存性を含めた実験を行うこともできるようになった.今後これらの実験を進める予定である.研究室所有のArレーザーが発光しなくなったことから,当初の計画を見直し,EPRや中性子散乱を用いたd^1系モット・ハバード型絶縁体の研究を行いました.例えば,d^1系モット・ハバード型絶縁体であり,パイロクロア構造をとるLu_2V_2O_7の強磁性の起源を,実験から得たパラメーターを用いて明らかにしました.この系は,軌道が完全に反強的に配列するK2CUFなどとは異なり,パイロクロア格子を反映し,軌道が完全には反強的に配列できず,フラストレーションを解消するように,互いに約109度の配列することです.これはまさに2次元3角格子の120度構造に対応した新しい軌道配列パターンと言えます.この構造で強磁性が実現することがわかりました.また京都大学化研高野教授のグループに協力していただき,Lu_2Cr_2O_7の合成を行い,その結晶構造パラメーターを決定し,eg軌道に2個の電子が入ることがわかりました.その他にY_<1-x>Ca_xTiO_3系の粉末試料を広島大学先端研伊賀助教授らにいただき,我々が中心となり,絶対値によるPDF局所構造解析に日本国内で初めて成功しました。さらにx=0.39の試料では体温付近で相分離を起こすことを発見しました.これはセラミックスとしては非常にまれな現象です.その他の成果として,分極関数の特異性を反映して,電子構造と相関してMO_6八面体(M;遷移金属)の傾きの秩序化が生じることを提案しました.これはツインやミクロな混合相の秩序化が電子系の不安定さに起因して起こることを説明します.今までのCDW系とは異なる強い共有結合ネットワーク系における新しい形の電子系と結合した構造歪みを初めて提案したものです.
可解リー群上の調和解析と離散部分群

代表者藤原は指数型可解リー群の単項表現に関する調和解析の研究を行ない、以下の結果を得た。1.同値な既約単項ユニタリ表現間の繋絡作用素について(フランスMetz大学のD.Arnal,J.Ludwig両教授との共同研究).(1).表現がVergne型Polarizationから誘導される場合に作用素の具体的な記述。(2).Maslov指数を用いた合成公式を満たす繋絡作用素の構成。(3).一般の作用素の単位元における局所表示。2.Penny型プランシュレル公式の応用として、連結・単連結な巾零リー群の有限重複度をもつ単項表現に伴う不変微分作用素環が可換であるというCorwinとGreenleaf両氏の結果のより直接的な別証明を与えた。3.両側半不変な超関数の空間の次元が単項表現の既約分解における重複度に等しいという、いわゆるFrobeniusの相互律を、超関数の台に制限をつけた弱い形で、指標付きの巾零対称空間に対して証明した。分担者金光はリーマン予想の周次を研究し、以下の結果を得た。1.ファーレイ分数による、1/3,1/4の短区間上の和の評価により、リーマン予想の同値条件が得られる事を示した。又、今迄知られていた巾乗モーメントによる同値条件を明確にし、古典的なフラネルの公式の根拠が実は一般デデキント和の相互法則にあるという事実を明らかにできた。2.フルヴィッツ-レルヒ・ゼータ函数の値を含む級数の値を閉じた形に表す問題を一般化して証明した。3.フルヴィッツ-ゼータ函数の値を含む級数の閉じた形の計算に成功した。これらの結果はすべて現在投稿中である。諸般の事情により当初予定していた研究順序を変更、代表者藤原は離散部分群の研究を後回しとし、可解り一群の単項表現の研究を行った。指数型の可解り一群G=expgの単項表現をfeg^*における2つの実polarizationから構成する。pij=ind^G_<Hj>X_f.Hj=exphj.x_f(expx)=e^<if(x)> (xehj.j=1,2)、ここにindは表現の誘導を表し、h_1,h_2はfeg^*における実polarizationである。この時、pi_1,pi_2はユニタリ同値であり、pi_1からpi_2への繋絡作用素が具体的に(但し、hjはPulanszkyの条件をみたすものとする)で与えられると予想されている。ここにDELTA_<H2.G>はH_2,Gのモジュラー関数の比であり、nuはある種の測度である。で与える。ここでtauはMaslonu指数を表し、T_<h2h0>,T_<h0h1>はそれぞれ(*)を正規化した等長作用素である。この時T_<h2h1>はh_0の選び方に依らずがH_1を法として十分小さな台をもつphie〓^∞_<pi1>に対して成立する事がわかった。これらの結果はArnal、藤原、Ludwigの共者論文として準備中である。分担者金光、塚田はそれぞれ整数論的、数理物理学的視点から研究を続行中である。研究代表者藤原は指数型可解リー群の単項表現に関する研究を継続し、昨年の繋絡作用素に関する結果に続き今年度はPenney型プランシュレル公式の応用を考察した。最近CorwinとGreenleaf両氏は、適切な座標系の導入とそれらに関するFourier-Malcev変換、及び余随伴軌道の詳細な解析により、連結・単連結な巾零リー群の有限重複度をもつ単項表現に伴う不変微分作用素環の可換性を証明した。