hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
加齢による姿勢戦略の変容を改善させる効果的な姿勢学習トレーニングの開発

我が国の総人口に占める高齢者の割合は過去最高を記録し続け,急速に高齢化が進んでいる.超高齢化社会への移行に伴い高齢者の転倒が増え,骨折や寝たきりが社会問題になっているため,我々は転倒予防の観点から,バランス能力の改善を目指し姿勢制御の学習メカニズムについて研究してきた.さらに,バランス能力の改善のためのトレーニング方法を考案することを目的として外乱刺激への姿勢応答の変化を調べた.健常若年者を対象として,床面の傾斜刺激を繰り返し与え,刺激の繰り返し数による立位姿勢の動揺の変化を検討した.三次元動作解析装置により身体セグメント位置や体重心(CMO)の軌跡,関節角度の変化を,筋電図計測により体幹と下肢の6筋の筋活動の変化を計測した.その結果,急激な床面傾斜刺激により引き起こされる姿勢反射は繰り返しにより減少し,これに伴い立位姿勢の動揺も減少することが明らかとなった.また,傾斜刺激100試行の繰り返しによる姿勢動揺の減少効果は数分のみだが,数百試行の繰り返しや数日間の繰り返しにより動揺減少効果は延長する可能性が示唆された.バランス能力の改善や能力低下を予防するために,立位姿勢の動揺に関与する筋の機能を向上させる方法を検討すべきである.筋への振動刺激により筋緊張を変化させることが可能であるので,立位バランスへの振動刺激の効果と体性感覚の関与を健常若年者で調べるだけでなく,高齢者や中枢神経系疾患患者での検討も目指す.本助成金の交付が決定した2018年4月に所属の変更があり,研究環境や人的環境の変化が生じたため本研究の進捗は申請時の予定よりやや遅れている.しかしながら,立位姿勢への外乱刺激の繰り返しよる影響を調べたことにより,バランス能力の改善のためのトレーニング方法の示唆を得た.研究環境や人的環境の変化が生じたが,可能な限り申請時の研究目的・計画に沿って研究を推進させるため,今後,バランス能力への中枢神経系や体性感覚の関与を評価できるよう準備を進めていく.そのために,中枢神経系を刺激可能な経頭蓋電気刺激装置や筋紡錘を刺激して筋緊張をコントロールできる振動刺激装置を設置し,バランス能力の改善のためのトレーニングに応用可能な刺激を利用した実験を行う予定である.我が国の総人口に占める高齢者の割合は過去最高を記録し続け,急速に高齢化が進んでいる.超高齢化社会への移行に伴い高齢者の転倒が増え,骨折や寝たきりが社会問題になっているため,我々は転倒予防の観点から,バランス能力の改善を目指し姿勢制御の学習メカニズムについて研究してきた.さらに,バランス能力の改善のためのトレーニング方法を考案することを目的として外乱刺激への姿勢応答の変化を調べた.健常若年者を対象として,床面の傾斜刺激を繰り返し与え,刺激の繰り返し数による立位姿勢の動揺の変化を検討した.三次元動作解析装置により身体セグメント位置や体重心(CMO)の軌跡,関節角度の変化を,筋電図計測により体幹と下肢の6筋の筋活動の変化を計測した.その結果,急激な床面傾斜刺激により引き起こされる姿勢反射は繰り返しにより減少し,これに伴い立位姿勢の動揺も減少することが明らかとなった.また,傾斜刺激100試行の繰り返しによる姿勢動揺の減少効果は数分のみだが,数百試行の繰り返しや数日間の繰り返しにより動揺減少効果は延長する可能性が示唆された.バランス能力の改善や能力低下を予防するために,立位姿勢の動揺に関与する筋の機能を向上させる方法を検討すべきである.筋への振動刺激により筋緊張を変化させることが可能であるので,立位バランスへの振動刺激の効果と体性感覚の関与を健常若年者で調べるだけでなく,高齢者や中枢神経系疾患患者での検討も目指す.本助成金の交付が決定した2018年4月に所属の変更があり,研究環境や人的環境の変化が生じたため本研究の進捗は申請時の予定よりやや遅れている.しかしながら,立位姿勢への外乱刺激の繰り返しよる影響を調べたことにより,バランス能力の改善のためのトレーニング方法の示唆を得た.研究環境や人的環境の変化が生じたが,可能な限り申請時の研究目的・計画に沿って研究を推進させるため,今後,バランス能力への中枢神経系や体性感覚の関与を評価できるよう準備を進めていく.そのために,中枢神経系を刺激可能な経頭蓋電気刺激装置や筋紡錘を刺激して筋緊張をコントロールできる振動刺激装置を設置し,バランス能力の改善のためのトレーニングに応用可能な刺激を利用した実験を行う予定である.本助成金の交付が決定した2018年4月に所属の変更があり,研究環境や人的環境の変化が生じたため申請時に予定していた物品の購入を一時,控えた経緯がある.2019年度には,本研究の目的を達成することを念頭においた計画的な助成金の使用を予定している.具体的には,脳および体性感覚への刺激が可能な装置を購入する予定としている.
ペプチドフォールディングと超分子錯体によるハイブリッド動的秩序形成

本研究では、超分子化学によるものづくりと生命分子の科学の融合領域を開拓し、生命分子に潜在する動的秩序形成を解明するための人工系ー生命系のハイブリッド材料を創出した。超分子錯体の合成技術をベースとし、生命分子であるオリゴペプチドに備わっている動的秩序形成を引き出し、新たなナノ材料の構築を行った。まず、三角形有機配位子(L)とパラジウムイオン(M)の水中での自己集合により得られる自己集合性錯体において、三角形有機配位子の設計を工夫することで、M18L6組成の六面体カプセル錯体を合成した。このカプセル錯体は、ゲストとなる有機分子を添加することにより、ゲスト分子を包接したM24L8組成の正八面体カプセル錯体へ動的変換されることを明らかにした。六面体ー八面体の構造変換のおこる、ユニークな動的超分子錯体の創出に成功した。さらに、柔軟なペプチドを素子として組み込むアプローチも行った。Pro-Gly-Pro配列のペプチドの両端に配位性のピリジル基を導入した配位子(L)と銀イオン(M)を自己集合させることにより、M12L12組成の球状の集合体の構築に成功した。得られた構造は、M3L3組成の大環状構造が4つ、知恵の輪状に複雑に絡まり合った構造であることを明らかにした。このとき、複雑さを示す交差数12は合成分子トポロジーの中で最高記録であり、柔軟な生命素子であるペプチドと人工系の配位結合を利用した自己集合を融合させることで、既存の合成手法では達し得ない複雑な分子構造を容易に作り出せることを明らかにすることが出来た。以上、本研究では、動的な超分子カプセル錯体の構築と、ペプチドと金属イオンからなる人工系ー生命系ハイブリッド分子の創出を達成した。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、超分子化学によるものづくりと生命分子の科学の融合領域を開拓し、生命分子に潜在する動的秩序形成を解明するための人工系ー生命系のハイブリッド材料を創出することを目的としている。超分子錯体の合成技術をベースにして、生命分子であるオリゴペプチドに備わっている動的秩序形成を引き出し、新たなナノ材料の構築を目指している。具体的には、超分子錯体の足場を十分に活かして、ペプチドのフォールディングや会合を促し、ペプチド2次構造によって精密に囲まれたナノ空間の創出を目標としている。本年度の研究では、まず、さまざまなパターンの動的な超分子錯体の合成を行った。三角形有機配位子(L)とパラジウムイオン(M)を水中で自己集合させることにより組み上がる自己集合性錯体において、三角形有機配位子の設計を工夫することで、三角錐ー四角錐や、六面体ー八面体の構造変換がおこる、ユニークな動的な超分子錯体の創出に成功した。続いて、超分子錯体へのオリゴペプチドの導入に向けて、超分子錯体への官能基の導入を検討した。超分子錯体として、四面体型M8L4カプセル錯体を選択した。さまざまな種類の官能基を1カ所導入した三角形有機配位子を合成し、パラジウムイオンとの自己集合を検討した。その結果、メチルエステル基を導入した配位子を用いた場合に、定量的なカプセル錯体の形成が確認された。このとき、NMR測定によって官能基の向きの異なる4種類の立体異性体の動的なカプセル形成が確認された。以上、さまざまな動的なカプセルの創出を達成した。また、カプセル錯体への官能基化も達成し、今後オリゴペプチドの導入を行う予定である。

本研究では、まず超分子錯体への自己組織化と、その超分子錯体へ結合させた生命分子(ペプチド)を活用したさらなる自己組織化、という2段階の自己組織化フェーズのあるものづくりを目標としている。これまでに、第一段階である超分子錯体の創出を達成しており、おおむね順調に進展していると考えられる。本研究の目的達成のためには、まず、超分子錯体の創出が不可欠であり、これまでに構築したさまざまなタイプの動的な錯体(三角錐ー四角錐の構造変換を起こすものや六面体ー八面体の構造変換を起こすものなど)は、最適な足場となることが期待できる。また、四面体型のカプセル錯体に対して、4方向に官能基を導入することにも達成しており、生命分子であるペプチドを導入する段階に来ている。すなわち、2段階ある自己組織化フェーズのうち、最初の超分子錯体への自己組織化フェーズを実現することができたため、次のペプチドを活用した、さらなる自己組織化を検討できる段階といえる。以上より、現在のところ本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。27年度が最終年度であるため、記入しない。官能基を導入した、四面体型のカプセル錯体に対し、オリゴペプチドを導入する。オリゴペプチドの配列として、二重らせん構造をとりながら会合することで知られる、βヘリックスをとるものを検討する。そのようなペプチドを結合させた三角形有機配位子を合成し、水中でパラジウムイオンと自己集合させることで、ペプチドが4方向に配置された四面体型のカプセルを形成させる。続いて、この水溶液をゆっくりと濃縮することで、ペプチドの二重らせん会合を促しながら、結晶化させる。このようにして、四面体型のカプセル錯体から4方向へ伸びたペプチドによって無限に連結された、ネットワーク構造を創出する。カプセル錯体の自己組織化段階では、質量分析やNMR測定によって構造決定を行い、ネットワーク形成後には単結晶X線構造解析によって、精密な構造を明らかにする。ネットワーク化の際には、ペプチドの長さを調節することで、創出するナノ空間のサイズを制御する。さらに、創出した結晶性ネットワークの巨大な親水性ナノ空間へ、タンパク質をはじめとする、さまざまな生体高分子の包接を検討する。生体高分子の水溶液に対し、結晶性ネットワークの単結晶を浸すことで、生体高分子を拡散によって単結晶内のナノ空間へ包接させる。以上の計画で研究を進め、超分子錯体と生命分子から成るハイブリッド材料の創出を実現する。
近代沖縄教育への思想史的アプローチのための基礎的研究

本研究の目標は、沖縄県教育会機関紙『琉球教育』(1895-1906)『沖縄教育』(1906-1944)の分析をつうじ、「同化教育」「皇民化教育」とその本質が規定される近代沖縄教育史を、沖縄人教師の視点から捉え直し、その「同化教育」「皇民化教育」がどのような影響を沖縄人教師の精神にもたらしたのか、また、沖縄人教師たちは押しつけられた近代学校をどのように自らのものにしてゆこうとしたのか、を掘り起こしてゆくことである。2011(平成23)年度の研究成果を、「新田義尊-「沖縄は沖縄なり琉球にあらず」という教育-」として、2012年7月に刊行予定の『近代沖縄を生きた教員たち-数量・組織・個体-(仮題、榕樹書林)に公表予定である。同論文では、近代沖縄教育の思想史的な骨格を形作った沖縄県師範学校教諭・新田義尊の生涯と思想を、新たに発見した資料(履歴書など)や、『琉球教育』の書誌的な分析を通じて明らかにしたものである。新田の個人史を明らかにすると同時に、雑誌編集担当者として匿名性のもとに教育会内部の世論形成を図ろうとした側面を明らかにした。沖縄の近代思想史研究は1910年代の伊波普猷や日清・日露戦間期の太田朝敷から開始されるが、彼らが格闘したのは、彼らに先行し沖縄像を提示した大和(日本)より来沖した役人・教師・研究者であった。その乗り越えられる壁の一人として沖縄人の前に立ちはだかったのが新田であった。新田の思想と行動を明らかにすることは、近代沖縄思想史研究の骨格や論点を明確にする意義がある。また、本研究の目的は、従来、政府や行政による教育政策の分析を中心に展開され、「同化教育」「皇民化教育」とその本質が規定される近代沖縄教育史を、沖縄人教師の視点から捉え直すことであるが、本論文は、沖縄人教師たちの視点から、師であり論敵でもある新田義尊の姿を浮かび上がらせることで、沖縄人教師たちの思想的格闘の環境を明らかにした意義がある。2012(平成24)年度の研究成果を、「1930年代前半沖縄における郷土教育の思想と実践ー豊川善曄と「沖縄人」意識の行方ー」(『沖縄キリスト教学院大学論集』第9号、2012年12月)として公表した。同論文では、沖縄県立第三中学校教諭であった豊川善曄(1888-1941)の思想と実践を、『沖縄教育』誌上の議論を中心に分析し、沖縄の教師たちが、1930年代初頭の沖縄における郷土教育にどのような可能性を見出そうとしたかを検討した。沖縄人教師たちが押し付けられた近代教育をどのように自らのものにしてゆこうとしたのかを思想史的に探ろうとする本研究課題に対して、本論文は暫定的な答えを提示したものである。2011(平成23)年度の目標として、日清・日露戦間期の『琉球教育』『琉球新報』を対象に基礎的なデータの収集・整理と、それにもとづく思想史的な論文のとりまとめなどをあげた。平成23年度に沖縄県師範学校教諭・新田義尊に関する思想史的な研究を論文化することができた。2012年7月に刊行予定の共著に公表予定である。出版に向けた最終調整を行っている。よって、研究目標の達成度として、おおむね順調に進展していると考えている。24年度が最終年度であるため、記入しない。2012(平成24)年度の主な具体的目標として、1938年から1940年に刊行された『琉球新報』における教育関連記事の検討と基礎的なデータの作成をあげている。『沖縄日報』などの新聞も存在するので、それらについても可能な限り基礎的なデータ整理の作業を行いたい。それらに基づき、次年度以降に、島袋源一郎ら教育関係者や沖縄県教育会の分析・論文化を行う予定であるが、可能であれば、2012年度から着手する。ただし、同期間を含む総力戦体制期の研究は、戦後史研究との連続性を押さえる必要があるため、論文の公表には時間がかかることが予想される。
マウス初期胚での左右決定シグナルの伝播におけるGaf-1の役割

gdf-1のノックアウトマウスでは、左右軸形成時に左側板中胚葉でのnodal発現が消失する。本研究では、左右軸形成時のgdf-1の役割に関して、マウス遺伝学、また蛋白分子の挙動や活性のアッセイを通して、gdf-1の働きを検証していた。gdf-1の発現部位のうち左右軸形成時に重要な働きをする部位を同定するため、ノードの横あるいは側板中胚葉でgdf-1を発現するトランスジェニックマウスを樹立した。その結果、ノード横にてgdf-1の発現を回復させた胚では左側板中胚葉でのnodalの発現は一部回復していた。ノード横,側板中胚葉の両方でgdf-1の発現を回復させた胚では正常胚と同様のnodal発現が観察された。gdf-1のノックアウトマウスでは左側板中胚葉でのnodalの発現が消失することから、Gdf-1の働きはNodalの活性増強、拡散促進にあると考えることができる。Nodalの活性増強、拡散促進におけるGdf-1の作用機構の解析をツメガエル胚、マウスを用いて行っていた。Gdf-1はNodalの活性を促進する働きを持つことがわかっていたが、Gdf-1はNodalの活性の及ぶ範囲を広げていることが示唆された。Gdf-1によるNodal活性促進は、NodalとGdf-1がヘテロダイマーを形成することにより起こると考えられる。これを検証するため免疫沈降法にて2者のダイマー形成を検出できるか検討した。免疫沈降に使用できるFlagタグ、HAタグ付きの各分子を作製し、ツメガエル卵母細胞の培養上清を用いた免疫沈降を行った結果、NodalとGdf-1は結合しヘテロダイマーを形成していることが示唆された。Gdf-1によるNodalの活性促進や,シグナルの及ぶ範囲の拡大は、どのような機構によるのかは不明であったが、nodalとgdf-1のRNAをインジェクションしたツメガエル胚の解析により、nodalはGdf-1とヘテロダイマーを形成することによりタンパク質の安定性等の挙動が変化することが分かり、このことがシグナル範囲の拡大に寄与していることが示唆された。gdf-1のノックアウトマウスでは、左右軸形成時に左側板中胚葉でのnodalの発現が消失する。このトランスジェニックマウスとgdf-1変異マウスとの交配により、ノックアウトマウスでノードの横あるいは側板中胚葉でgdf-1を回復させた胚を得ることができた。この個体を用いて、Whole mount in situ hybridization法にて左側板中胚葉でのnodalなどの遺伝子の発現を観察している。gdf-1のノックアウトマウスでは左側板中胚葉でのnodalの発現が消失することから、gdf-1の働きはNodalの活性増強、拡散促進にあると考えることができる。Nodalの活性増強、拡散促進におけるGdf-1の作用機構の解析をツメガエル胚、マウスを用いて行っている。Nodal、そのアンタゴニストであるLefty、Gdf-1をツメガエル胚にインジェクションすることにより、この3者間の相互作用を検討している。Gdf-1はNodalの活性を促進する働きを持つことがわかっている。これを検証するため免疫沈降法にて2者のダイマー形成を検出できるか検討する。免疫沈降に使用できるFlagタグ、HAタグ付きの各分子を作製し、ツメガエル卵母細胞の培養上清を用いた免疫沈降の系を確立した。このトランスジーンを持つマウス胚を用いて、Whole mount in situ hybridization法にて左側板中胚葉でのnodalなどの遺伝子の発現を観察した。その結果側板中胚葉にてgdf-1の発現を回復させた胚ではnodalの発現は回復していなかったが,ノード横にてgdf-1の発現を回復させた胚ではnodalの発現は一部回復していた。Nodal、Gdf-1をツメガエル胚にインジェクションすることにより、この両者の相互作用を検討した。Gdf-

1によるNodal活性促進は、NodalとGdf-1がヘテロダイマーを形成することにより起こると考えられる。これを検証するため免疫沈降法にて2者のダイマー形成を検出できるか検討した。免疫沈降に使用できるFlagタグ、HAタグ付きの各分子を作製し、ツメガエル卵母細胞の培養上清を用いた免疫沈降を行った結果、NodalとGdf-1は結合しヘテロダイマーを形成していることが示唆された。gdf-1のノックアウトマウスでは、左右軸形成時に左側板中胚葉でのnodal発現が消失する。本研究では、左右軸形成時のgdf-1の役割に関して、マウス遺伝学、また蛋白分子の挙動や活性のアッセイを通して、gdf-1の働きを検証していた。gdf-1の発現部位のうち左右軸形成時に重要な働きをする部位を同定するため、ノードの横あるいは側板中胚葉でgdf-1を発現するトランスジェニックマウスを樹立した。その結果、ノード横にてgdf-1の発現を回復させた胚では左側板中胚葉でのnodalの発現は一部回復していた。ノード横,側板中胚葉の両方でgdf-1の発現を回復させた胚では正常胚と同様のnodal発現が観察された。gdf-1のノックアウトマウスでは左側板中胚葉でのnodalの発現が消失することから、Gdf-1の働きはNodalの活性増強、拡散促進にあると考えることができる。Nodalの活性増強、拡散促進におけるGdf-1の作用機構の解析をツメガエル胚、マウスを用いて行っていた。Gdf-1はNodalの活性を促進する働きを持つことがわかっていたが、Gdf-1はNodalの活性の及ぶ範囲を広げていることが示唆された。Gdf-1によるNodal活性促進は、NodalとGdf-1がヘテロダイマーを形成することにより起こると考えられる。Gdf-1によるNodalの活性促進や,シグナルの及ぶ範囲の拡大は、どのような機構によるのかは不明であったが、nodalとgdf-1のRNAをインジェクションしたツメガエル胚の解析により、nodalはGdf-1とヘテロダイマーを形成することによりタンパク質の安定性等の挙動が変化することが分かり、このことがシグナル範囲の拡大に寄与していることが示唆された。
In-Situ重合法による複合材料の高次構造制御とその力学特性に関する研究

本研究では、In-situ重合法によって複合材料の高次構造を制御し、その高次構造と力学特性の関係を明らかにし、ナノ複合材料の分子設計の基礎を確立するために行ったものであり、以下にその概要について述べる。(1)In-situ重合法による複合材料の合成では、屈曲性マトリックスポリマーの濃厚溶液中で補強材である剛直性ポリマーを合成するIn-situ重合法(I)の方が剛直性ポリマー溶液中で屈曲性ポリマーを合成するIn-situ重合法(II)よりも、補強材である剛直性ポリマーの分散性がよく、力学特性の優れた複合材料が得られることがわかった。(2)酸・塩基相互作用がIn-situ重合法による屈曲性マトリックスポリマーと剛直性ポリマーとの複合化には最も優れていることが明らかとなった。また、In-situ重合法により得られた複合材料はブレンド法により得られた複合材料よりも高い引張強度を示すことが確認された。(3)4-ビニルピリジンースチレン共重合体(P4VPy-St)/ポリイミド(PI)系複合材料においてマトリックスポリマーP4VPy-Stのピリジン基と相互作用するカルボキシル基の導入量を定量的に変化させた補強材PIを用いることにより酸・塩基相互作用が複合材料の力学特性に及ぼす効果について検討した。その結果、PIへのカルボキシル基の導入量の増加とともに両者の相溶性が向上し、その引張強度が増大することが分かった。以上のように、酸・塩基相互作用を積極的に用いるIn-situ重合法により屈曲性マトリックスポリマー中に補強材としての剛直性ポリマーが分子状分散あるいは微分散されることにより、屈曲性マトリックスポリマーや剛直性ポリマー単独よりも高強度の複合材料を得ることができた。本研究により、当初の目的であった高性能複合材料の分子設計の基礎をある程度確立できたものと考えられる。近年、地球環境問題がクローズアップされ、新素材の開発でも、地球環境への負荷の少ない材料の登場が望まれている。また、用途の多様化に伴い高分子材料には強度と同時に多様な機能性の付与が要求されており、高分子の新規複合化技術の開発が不可欠となっている。このような社会の要請に応えるために、既に屈曲性ポリマー濃厚溶液中で剛直性ポリマーを合成するIn-situ重合法(I)を開発し、屈曲性マトリックスポリマー中に剛直性ポリマーを分子状に分散させることにより複合材料の力学特性が著しく向上することを見出した。そこで、本年度は屈曲性マトリックスポリマーと剛直性ポリマーとの間に働く水素結合、酸・塩基、電荷移動などの相互作用の種類と強度を系統的に変え、それらが複合材料の構造及び力学特性に与える影響を検討した。一方、逆に一定の分子量の剛直性ポリマー溶液中で屈曲性ポリマーを合成することにより剛直性ポリマーの分子量依存性を除いたIn-situ重合法(II)も行ない、複合材料の構造及び力学特性に与える相互作用の影響を詳細に検討し、最終的には、高性能複合材料の分子設計の基礎を確立することを目的とした。具体的には、In-situ重合法(I)による複合材料の合成では、マトリックスポリマーとして、4-ビニルピリジン/スチレン共重合体、2-ビニルピリジン/スチレン共重合体、ニトロ化ポリスチレンなどのスチレン共重合体を用い、これらの溶液中でのポリアミド酸の合成により種々の複合材料を得、そのフィルムを段階的熱処理することで、イミド化して力学特性の優れた複合材料を得た。その結果、ポリアミド酸と最も強い酸・塩基相互作用が期待できる4-ビニルピリジン/スチレン共重合体をマトリックスポリマーとして用いた場合に高い分散性と力学特性の向上が見られた。なお、In-situ重合法(II)については、剛直性マトリックスポリマーと生成した屈曲性ポリマーとの共通溶媒の選択が難しいことがわかった。

本研究により、当初の目的であった高性能複合材料の分子設計の基礎をある程度確立できたものと考えられる。近年、地球環境問題がクローズアップされ、新素材の開発でも、地球環境への負荷の少ない材料の登場が望まれている。また、用途の多様化に伴い高分子材料には強度と同時に多様な機能性の付与が要求されており、これらに応えるには、高分子の新規複合化技術の開発が不可欠となっている。このような社会の要請に応えるために、既に屈曲性ポリマー濃厚溶液中で剛直性ポリマーを合成するIn-situ重合法を開発し、屈曲性マトリックスポリマーと剛直性ポリマーの間に働く水素結合、酸・塩基、電荷移動などの相互作用が複合材料の力学特性に与える影響について検討してきた。そこで、本研究ではIn-situ重合法において、その相互作用の強度を系統的に変え、複合材料の構造及び力学特性に与える影響を検討することにより、高性能複合材料の分子設計の基礎を確立することを目的とした。屈曲性ポリマー濃厚溶液中で剛直性ポリマーを合成する場合、高分子間に働く相互作用の種類と強度を系統的に変化させて、得られた複合材料の高次構造及び生成ポリマーの分子量、分子量分布に与える影響について検討した。具体的には、4-ビニルピリジン/スチレン共重合体(P4VPy/St)の組成比を種々変化させたマトリックスポリマー溶液中でのポリアミド酸の合成により種々の複合材料を得て、さらにそのキャストフィルムを段階的に熱処理することで、イミド化して得られた複合材料フィルムの高次構造及び力学特性を測定した。その結果、P4VPy/St(25/75)またはP4VPy/St(50/50)溶液中でのポリアミド酸の合成において相互作用の強いP4VPy/St(50/50)からの複合材料の方がイミド化した際に相溶性がよいことが明らかとなり、ピリジン環とポリアミド酸との間の酸・塩基相互作用が複合材料の相溶性に重要であることが明らかとなった。さらに、トリアジン環含有高分子とニトロ化ポリスチレンとの複合材料では、ポリスチレンとの複合材料よりも相溶性が向上したことから電荷移動的な相互作用でも相溶性が向上し、補強効果を示すことがわかった。しかし、引張り強度の増大などを比較するとピリジン環とカルボン酸の相互作用の方が弱い電荷移動相互作用よりも複合化にとって適していることが明らかとなった。これらの系でもIn-situ重合法はブレンド法より分散性のよい複合材料を与えた。申請者は屈曲性ポリマー濃厚溶液中で剛直性ポリマーを合成する場合、高分子間に働く相互作用の種類を系統的に変化させ、得られた複合材料の高次構造とその力学特性の関係を検討してきた。具体的には、4-ビニルピリジン/スチレン共重合体(P4VPy/St)の組成比を種々変化させたマトリックスポリマー溶液中でのポリアミド酸の合成により種々の複合材料を得、さらにそのキャストフィルムを段階的に熱処理することで、イミド化した複合材料フィルムの高次構造及び力学特性を測定した。その結果、P4VPy/St(25/75)およびP4VPy/St(50/50)溶液中でのポリアミド酸の合成において、より相互作用の強いP4VPy/St(50/50)からの複合材料の方がイミド化した際に相溶性がよかったことから、ピリジン環とポリアミド酸との間の酸・塩基相互作用が複合材料の相溶性に重要であることが昨年度までの結果から明らかとなった。
術前訪問における手術室看護師の患者擁護実践評価指標の開発

本研究は、術前訪問における手術室看護師の患者擁護実践の評価指標の信頼性と妥当性の検証が目的である。評価指標案を作成し、手術室看護師を対象に質問紙調査を行い、有効回答443部を分析の対象とした。先行研究より、患者擁護実践を4つの概念と想定し因子分析を行った。その結果、患者の利益に関する発言8項目、患者の利益に関する行動3項目、患者の自律性の保護4項目、患者の権利の監視3項目合計18項目4因子が抽出された。内的整合性を検討するために各下位因子のα係数を求めたところ、患者の利益に関する発言=.748、患者の利益に関する行動=.723、患者の自律性の保護=.664、患者の権利の監視=.773であった。先行研究より、手術室看護師の患者擁護実践を表す実践内容を抽出し、分担研究者とともに内容の検討を行った。先行研究のみでは、患者安全行動に関する実践の抽出が不可能であったことから、海外文献の検討を行った。しかし、欧米では日本における「術前訪問」に相当する実践が外来にシフトしていることから、海外文献を術前訪問の概念に含めることが困難となった。そこで、フォーカスグループインタビューによる実践項目の抽出を行う方針となった。本研究の目的は、手術室看護師が術前訪問で行っている情報提供や術前がん患者の不安や葛藤の軽減といった患者擁護の具体的実践内容を明らかにし、術前訪問における患者擁護実践の質評価に関する指標を開発することである。この目的を達成するために、以下のステップで研究を進める。1.文献検討による構成要素の抽出:術前訪問に関する看護実践内容について、国内外の文献検討および、先行研究で実施した手術室看護師への面接調査で得られた看護実践内容をもとに、術前訪問での患者擁護実践のカテゴリーを構造化する。術前訪問における看護実践を具体的に表す内容を抽出し、患者擁護実践の構成要素を抽出する。2.看護実践の質評価指標の作成:抽出した構成要素を統合し、がん患者に対する術前訪問における患者擁護実践の質評価指標案を作成する。作成にあたって、研究班で内容妥当性の検討を行う。3.看護実践の質指標案の修正・洗練平成24年度は、1について実施した。先行研究では、術前訪問における患者擁護実践を明確にした研究は見当たらず、手術室看護師が術前訪問の際に、患者擁護役割を意識的に実施していないことが推察された。先行研究で実施した術前訪問における看護実践に関する手術室看護師のインタビューから、研究者が患者擁護実践だと考える実践内容を抽出し、指標を作成することにした。平成25年度は、質的研究から、術前訪問における患者擁護実践の構成要素の抽出、および看護一般の文献からの患者擁護実践の抽出を行う。手術看護師の術前訪問における患者擁護実践の項目抽出のために、フォーカスグループインタビューによるデータ収集を計画し、実施した。研究者と研究分担者がファシリテーターとなり、グループインタビューを運営した。研究対象者は手術看護認定看護師を含む、看護倫理に関心が高い看護師5名で、自らの看護実践における患者擁護実践について語っていただいた。現在、会話データを逐語録にし、分析を進めているところである。手術看護領域の患者擁護実践に関する先行研究および文献がほとんどないため、本データは患者擁護実践を明らかにする上で重要な資料となると考える。先行研究およびフォーカスグループインタビューの結果より抽出した術前訪問における患者擁護実践をHank(2007)の概念分析を参考に、4因子構造と仮定して質問項目を作成した。内容妥当性について外科医師・手術看護経験がある看護研究者・看護倫理の研究者と検討し、34項目に絞った。併存妥当性の検証のためにHank(2010)の保護的な看護アドボカシースケールを使用することとし、出版社および著者の許可を得て、日本語への翻訳とバックトランスレーションを行った。日本看護協会HPより医療施設に勤務する361名の手術認定看護師および所属施設を選択し、所属長へ質問紙調査の依頼を行い、手術看護認定看護師および手術室看護師へ調査用紙を配布してもらった。手術看護認定看護師の回収率は43%、看護師の回収率は40%、有効回答率は41%であった。天井効果・フロア効果を検討し、天井効果が見られた2項目を削除した。4因子構造を仮定していたことから、4因子を想定したプロマックス回転による因子分析を行った。因子負荷量が.35以上を採用し、最終的に18項目となった。4因子はα=.6.8の信頼性係数が得られた。今後、患者擁護実践評価指標として妥当かについて、保護的な看護アドボカシースケールを用いて併存妥当性の検証を行い、手術室看護師の経験年数や認定の有無、および教育背景と患者擁護実践の関連について検定を行う予定である。

内的整合性を検討するために各下位因子のα係数を求めたところ、患者の利益に関する発言=.748、患者の利益に関する行動=.723、患者の自律性の保護=.664、患者の権利の監視=.773であった。手術看護領域の患者擁護実践に関する先行研究および文献がほとんどなかったことから、フォーカスグループインタビューを追加計画し、実施したため。看護学前年度までに行った文献抽出した患者擁護実践項目の結果とフォーカスグループインタビューの結果を統合し、患者擁護実践評価指標案を作成する予定である。その後、専門家による内容妥当性の検証および、手術室看護師による表面妥当性の検証を行ったあと、手術看護認定看護師を対象に調査を行い、患者擁護実践評価指標の信頼性と妥当性を検証する予定である。昨年度は、産休育休・長期病欠による担当領域教員の欠員が2名有り、欠員分の業務をカバーするために業務量が予想より超過し、研究遂行が遅れた。手術看護領域での患者擁護実践に関する文献が見当たらないことから、質的研究をもとに実践内容を抽出する必要性が出てきたため、先行研究による患者擁護実践内容が不十分な場合、25年度もデータ収集を追加して実施する必要がある。今年度、作成した患者擁護実践評価指標の信頼性と妥当性を検証するために質問票を郵送にて調査するために通信費等および、データ入力にかかる研究補助者雇用費が必要である。文献と合わせて、フォーカスグループインタビューによる調査項目の抽出とを行い、患者用語実践のアイテムプールを作成する。アイテムプール作成後、研究分担者と内容妥当性を検討し、手術室認定看護師および手術室看護師を対象にした質問紙調査を行う。術前訪問における看護実践の質指標案の修正・洗練のために、看護実践内容が不十分な場合、手術室看護師へのインタビューによる追加のデータ収集を実施する。平成25年度中に評価指標案を作成し、平成26年度にアンケート調査による評価指標案の洗練を行う。質問紙調査票作成の物品費・印刷費調査のための郵送費データ入力のための研究補助者雇用費研究計画では、文献から抽出した看護実践項目を調査項目として用いる予定であったが、患者安全行動に関する実践項目の不足が指摘され、この項目の抽出のためにフォーカスグループインタビュー法を追加することになった。手術看護認定看護師5名を対象にフォーカスグループインタビュー法を追加する。そのため、研究対象者への謝礼、交通費が必要である。また、インタビューデータの逐語録作成の費用が必要である。追加のデータ収集が必要な場合、手術室看護師へのインタビューの謝礼とデータ収集に伴う旅費が必要である。
脳科学における確率共鳴現象

脳における情報処理過程、特に知覚や認知といった脳の高次機能にも確率共鳴同様のノイズ効果があると予想されるが、実験系の確立が困難であるために、高次機能におけるノイズの役割はほとんど分かっていない。それを明らかにするのが本研究の目的である。そのため本研究では、平成19年度に引き続き、知覚・認知における確率同期の存在を明確にするとともに、そのまとめを行った。平成19年度に確立された位相ロック値(PLV)の定義、ならびにパターン相似度の定義を使って、脳波を国際10-20法によるα波ならびにγ波に焦点を絞った全頭ならびに前頭-後頭間の引き込み特性として視覚化した。これによれば視覚刺激(顔刺激、図形刺激)がα波の位相同期を誘起し、特に顔刺激では前頭部の皮質間で相互に強く同期することが分かった。すなわち刺激提示後100-200msを中心に前頭部で最も同期し、またそれが刺激の性質に依存することが明らかになった。この同期はおおよそ100200msしか続かず、次第に各部位で脱同期が起こる。その様子を表すのがパターン相似度で、それは無刺激時との相似性を表す。この手法では、その時間変化で、最も相似度が小さくなるときに、認識が行われたことを確認した。全域で同期がそのパターン相似度とこれまで使用されてきた事象関連電位(ERP)と比較した結果、パターン相似度がα波領域で格段に優れた認識判定指標であった。さらにパターン相似度を前頭部と後頭部とに分けて局所表示すると、視覚に与えられた刺激が図形の場合と顔の場合では、その前頭部でのパターン相似度の時間変化に大きな相違が見られ、刺激の識別が可能であることが明らかとなった。この成果をもとに視覚刺激にノイズを重ねると、最大で20ミリ秒程度、認識速度が上昇することが分かった。つまり適切なノイズの存在が認識を早めると結論された。ヒト脳波の主要成分であるアルファ波は、後頭部に最も顕著に現れる10Hz前後の律動である。これは光感覚受容器を介して入力されるフリッカー刺激の影響を強く受け、その周波数がアルファ波と調和関係に近いときアルファ波が位相同期する。本年度は、この位相同期が皮質部位間に如何なる連関があるか、また雑音下ではどのように振舞うのかを調べた。また図形認識などの高度な視覚情報処理における脳波リズムのダイナミクスを明らかにするため、多義図形を提示した際の見えの交替時の皮質部位間の位相ダイナミクスを調べた。実験研究を行うにあたって、まず皮質上の広範にわたる脳波リズムの分布を明らかにするために、32チャンネル脳波計を導入し、測定により得られた時系列データをウェーブレット解析および複素デモジュレーション法によって解析した。これにより以下の点が明らかになった。(1)視覚刺激に対する脳波の引き込みは、フリッカー刺激だけでなく、より高度な視覚認知においても現れることが分かった。すなわち前頭部から頭頂部にかけて顕著に現れるガンマ波は知覚判断を反映するとされる脳波成分であるが、これが刺激提示後150600msに特徴的な引き込みを示した。とりわけ高度で複雑なヒト顔認知過程ではガンマ波の間欠的な引き込みが観察された。また、刺激材料として多義図形を提示すると、知覚交替に伴って後頭部O1と前頭部F3のあいだでガンマ波の位相同期が起こった。これらの視覚認知に伴う位相ダイナミクスの詳細と生理学的側面については未解決であるため、引き続き次年度に調べる。(2)次に視覚認知に伴う位相ダイナミクスに対する雑音の効果を調べた。今年度は主としてアルファ波に絞って、その確率同期を研究した。すなわち、単純な周期配列パターンを被験者に提示し、一方の眼に雑音光を印加した。その結果、(a)光駆動の閾値を超えない弱い摂動に対しては後頭部のみに確率共鳴が認められ、ほかの部位の脳波に有意な変化が見られなかった。その一方で、(b)光駆動を起こす強い刺激条件では、前頭部・側頭部を含む広範な皮質部位にわたって、アルファ波成分の振幅が雑音光により増大することがわかった。またある適度なノイズ強度に対して振幅が最大となった。ただし被験者や提示図形の影響が大きいため、詳細な検討を次年度に行う。生体系の情報処理システムは常に環境由来のノイズに曝されているが、システムはノイズを利用して外部刺激に対する感度を向上させるなど、ノイズを積極的に利用している。近年数多く報告されている感覚受容器の確率共鳴現象はその一例である。一方で脳における情報処理過程、特に知覚や認知といった脳の高次機能にも同様のノイズ効果があると予想されるが、実験系の確立が困難であるために、高次機能におけるノイズの役割はほとんど分かっていない。そこで本研究では、主として視覚系の知覚・認知における確率同期の存在を明確にするとともに、この現象がどのように応用できるかを検討した。平成19年度は、これまでに明らかにされているα波の確率同期現象を基にして、視覚認知に付随するα波の位相ダイナミクスと位相同期の空間分布を明らかにする新手法を確立した。すなわち視覚刺激提示に伴う脳波の測定部位間の位相差を多数回測定して位相同期率を求め、位相同期率がある閾値を超えた部位間をマークし、そのパターンの時間変化を可視化することによって、α波の位相ダイナミクスの時空間特性を明確にすることができた。

さらにこの位相同期分布から引き込みパターン相似度を定義することにより、全頭ならびに前頭後頭間の引き込み特性を明らかにすることができた。こうした手法の開発を行うことで、視覚刺激がα波の位相同期を誘起し、特に前頭部の皮質間で相互に強く同期することが分かった。すなわち刺激提示後100-200msを中心に前頭部で最も同期し、またそれが刺激の性質に依存することが明らかになった。C9脳における情報処理過程、特に知覚や認知といった脳の高次機能にも確率共鳴同様のノイズ効果があると予想されるが、実験系の確立が困難であるために、高次機能におけるノイズの役割はほとんど分かっていない。それを明らかにするのが本研究の目的である。そのため本研究では、平成19年度に引き続き、知覚・認知における確率同期の存在を明確にするとともに、そのまとめを行った。平成19年度に確立された位相ロック値(PLV)の定義、ならびにパターン相似度の定義を使って、脳波を国際10-20法によるα波ならびにγ波に焦点を絞った全頭ならびに前頭-後頭間の引き込み特性として視覚化した。これによれば視覚刺激(顔刺激、図形刺激)がα波の位相同期を誘起し、特に顔刺激では前頭部の皮質間で相互に強く同期することが分かった。この同期はおおよそ100200msしか続かず、次第に各部位で脱同期が起こる。その様子を表すのがパターン相似度で、それは無刺激時との相似性を表す。この手法では、その時間変化で、最も相似度が小さくなるときに、認識が行われたことを確認した。全域で同期がそのパターン相似度とこれまで使用されてきた事象関連電位(ERP)と比較した結果、パターン相似度がα波領域で格段に優れた認識判定指標であった。さらにパターン相似度を前頭部と後頭部とに分けて局所表示すると、視覚に与えられた刺激が図形の場合と顔の場合では、その前頭部でのパターン相似度の時間変化に大きな相違が見られ、刺激の識別が可能であることが明らかとなった。この成果をもとに視覚刺激にノイズを重ねると、最大で20ミリ秒程度、認識速度が上昇することが分かった。つまり適切なノイズの存在が認識を早めると結論された。
胚性腫瘍細胞の分化誘導とヒストンアセチル化

胚性腫瘍細胞F9のレチノイン酸(RA)による分化誘導に関与するDRF複合体にはATF-2、p300と新規JDP-2が含まれる。JDP-2の生理機能を明らかにするために、その分子構造を決定した。JDP-2はbZip型の転写因子でATF-2と分子会合する事を明らかにした。更にJDP-2は、ATF-2とp300によるc-jun遺伝子のトランス活性化を抑制する活性を有している。この抑制活性はJDP-2がヒストン脱アセチル化酵素HDAC3をリクルートする事によってクロマチンをリモデリングしているためと推定される。更にRAR/RXRのノックアウトF9細胞を用いる事によってRXRαがこの分化誘導には大切である事も判明した。又JDP-2のプロモーター領域を同定し、プロモーター上流-557/-302の領域がプロモーター活性に大切でp53依存的に抑制される事を証明した。HDAC3とJDP-2は、分化のコミットメントの段階でATF-2とp300によりDREから追い出され、p300のHAT活性が亢進する事によってc-junの転写が活性化すると考えられる。又、このJDP-2はRAによる分化誘導も抑制する。更にJDP-2のドミナントネガティブを構築し、JDP2の生理機能も現在検討している。以上より、p300はp21活性を制御し、cdk2、cdk4及びcyclin Dを介して分化誘導を制御していることが推定される。
空気シンチレーション光による超高エネルギー宇宙線飛跡撮像装置の開発

宇宙線のエネルギースペクトルが10^<20>eVまで延びていることは実験的に知られている。これらの宇宙線の起源は銀河系外であると考えられているが、既存の天体での粒子加速により説明するのは容易ではない。これらの宇宙線の起源の特定には、精度良い宇宙線のエネルギー測定とその粒子同定が重要である。現在稼動している検出器では粒子同定ははなはだ困難であり、将来の検出器としてはこの識別能力を持つ必要がある。宇宙線が大気に入ってくると、大気原子核と衝突し多数の二次粒子を生成する、この現象を空気シャワー現象という。この空気シャワーの最大発達の位置X_<max>が親の粒子同定に有効であることを米国Fly's Eyeの実験は示した。さらに高分解能の装置による測定によりよい実り多い結果が期待できる。日本の宇宙線研究所を中心とする我々のグループは、さらに高分解能の撮像システムからなる。Telescope Arrayを計画している。本試験研究では、Telescope Array計画に必要とされる高分解能の空気シャワーシンチレーション光撮像装置の開発研究を行った。この撮像装置のデバイスとして64チャンネルマルチアノード浜松ホトニクスと共同で開発を行ない、当初の目標としていた仕様を満たすことができた。大気中に高エネルギー宇宙線が突入すると空気シャワーを引き起こし、多数の二次粒子を生成する。これらの二次粒子が大気中の窒素分子、および酸素分子を励起することにより、シンチレーション光が放出される。このシンチレーション光は最高エネルギー領域宇宙線(【greater than or equal】10^<18>eV)を観測する上で非常に有効であり、我々は将来計画として有効面積3000km^2を持つシンチレーション光観測装置を検討している。本研究では撮像装置部分にマルチアノード光電子増倍管を用い、0.5゚のピクセルで12゚×8゚の視野を持つ高分解能撮像装置の開発を行なう(望遠鏡1台分の視野に対応している)マルチアノード光電子増倍管に関しては、新しい方式のものを浜松フォトニクスと共同開発してきた。この光電子増倍管は従来のものと比べ大型の5"角のものであり、光電面のうち104mm×104mmの有感領域が8×8ケのセルに分割されている。新しいダイノード構造を採用することにより、クロストークは数%以下に減少し、電荷分解能が向上するという結果が得られた。また、並行してXYステージを使ったキャリブレーションシステムの製作をすすめている。フォトンカウンティング法により、明野観測所周辺でのバックグランド光の測定を行ない、夜光とほぼ同等量の人工光バックグランドが存在することがわかった。バックグランド光除去のための光学フイルターに関しても検討を進めてきた。ワイドバンドのカラーフイルター、干渉フイルターによるトリプルバンドパスフイルター等をデザインし試作を行なった。本年度は宇宙線飛跡撮像装置の構成要素である固定型反射望遠鏡、焦点面に設置された撮像カメラ、およびデータ収集システム等の個々のシステムを完成させた。固定型反射望遠鏡は4つのセグメントミラーからなり、口径1.5mである。手動で方位角、高度角は可変であり、任意の方向を向かせることが可能である。撮像カメラは5"角型光電子増倍管4本から構成される。個々のマルチアノード光電子増倍管は8×8のピクセルからなる。この光電子増倍管を4本組み合わせて、256chの撮像カメラを製作した。オンラインシステムはデータ収集システムに実装されるネットワークに接続されたボードコンピューター(VxWorks)とホストのワークステーションで構成することにした。ボードコンピューターの高速性とワークステーションの柔軟な開発環境、優れたマンマシーンインターフェースが利用できるのが特徴である。これらの個々のシステムは製作が終り、現在組上げの段階にあり、近々、宇宙線撮像装置としての試験を行なう予定である。下に宇宙線飛跡撮像装置とマルチアノード光電子増倍管の写真を示す。
ゾル-ゲルセラミック薄膜の応力制御に基づく物性・組織制御に関する基礎的研究

ゾル-ゲル法によって作製されるゲル膜の昇温過程で発生する面内応力に及ぼす昇温速度、溶媒の沸点、触媒の種類、結晶化の効果を調べるとともに、低応力のもとで作製される薄膜を配向結晶化させる技術を開発することを目的とした。その結果、シリカゲル膜において、昇温速度が小さいほど、また、溶媒の沸点が低いほど応力は大きくなり、塩基性触媒を使用すると応力が増大しないことがわかった。また、チタニアゲル膜においては結晶化過程で引張応力が減少することがわかった。さらに、ポリビニルピロリドンを含有させて応力低減をはかったゲル膜からサブミクロン厚の配向多結晶体PZT薄膜を作製することに成功した。酸触媒を含有するSi(OC_2H_5)_4溶液をコーティング液として、スピンコーティングにより単結晶Si(100)ウェハ上にシリカゲル膜を作製した。ゲル膜を種々の速度で昇温し、その過程で応力のその場測定を行った。昇温過程で膜の面内方向に引張応力が発生し、350°Cまでの温度では、昇温速度が小さいほど応力は大きくなった。昇温過程におけるSi-OH/Si-O-SiおよびO-H/Si-O-Si赤外吸収ピーク面積比の減少、ならびに膜厚の減少の程度が、昇温速度の減少に伴って増大することから、昇温速度を小さくすると、膜の緻密化が促進され、それが、発生する応力をより大きいものにするものと推察した。一方、モル比Pb(NO_3)_2:Zr(OC_3H_7^n)_4:Ti(OC_3H_7^i)_4:PVP:CH_3COCH_2COCH_3:CH_3OC_2H_4OH:n-C_3H_7OH=1.1:0.53:0.47:0.5:0.5:22:0.98なる溶液をコーティング液として、Pt(111)/TiO_2/SiO_2/Si(100)基板上にスピンコーティングによりゲル膜とした。これを(1)アルミナボート上に置いた後ボートとともに700°Cの電気炉中に投入する、(2)700°Cの電気炉中で加熱したムライト板上に基板裏面が接するように置く、あるいは、(3)近赤外集光加熱炉中で650°C、5°C/sで昇温するという方法により10min熱処理し、PZT薄膜を作製した。アルミナボート上で加熱した場合、膜は無配向であったが、近赤外集光加熱炉中及び加熱ムライト板上で加熱した場合、膜は(001)/(100)に配向した。Si(100)基板は近赤外光を吸収するが、ゲル膜および熱処理膜は近赤外光を吸収しなかった。したがって、基板側からの加熱が配向を促す重要な因子であり、PVP含有溶液から作製される薄膜の配向制御に有効であるといえる。ポリビニルピロリドンを含有するアルコキシド溶液をコーティング液とするゾルーゲル法により、Si(100)及びPt(111)/TiO_x/SiO_2/Si(100)基板上にBa(Ti_<1-x>Sn_x)O_3(x=0.10または0.15)薄膜を作製した。1回の成膜操作で亀裂のない0.46pm(1000rpm)及び0.29μm(2000rpm)厚の薄膜を作製することができた。ただし、1000rpmで成膜した膜には直径100pmの剥離部が認められた。いずれの基板上に作製した膜においても500600°Cでペロブスカイト相が生じ、700800°Cでほぼ単一相のペロブスカイト相が得られた。ただし、Pt(111)/TiO_x/SiO_2/Si(100)基板上ではSnO_2とBaCO_3の小さい回折ピークが生じ、基板回転速度を大きくするとこれら回折ピークが減少する傾向が見られた。Pt(111)/TiO_x/SiO_2/Si(100)基板上で2000rpmで作製した膜について誘電特性の評価を行った。x=0.1、0.15の1回コーティング膜の誘電率はそれぞれ350、230、誘電損失はそれぞれ0.30、0.10であった。x=0.1、0.15の2回コーティング膜の誘電率はそれぞれ450、250、誘電損失はそれぞれ0.21、0.19であった。ポリビニルピロリドン(PVP)を含有するアルコキシド溶液を用いて、サブミクロン厚の(001)配向Pb(Zr_<0.53>Ti_<0.47>)O_

3薄膜のゾル-ゲル1回成膜を試みた。モル比Pb(NO_3)_2:Zr(OC_3H_7^n)_4:Ti(OC_3H_7^1)_4:PVP:H_2O:CH_3COCH_2COCH_3:CH_3OC_2H_4OH:n-C_3H_7OH=1.1:0.53:0.47:0.5:5:0.5:22:0.98なる溶液をコーティング液とし、スピンコーティングによりPt(111)/TiO_2/SiO_2Si(100)基板上にゲル膜を作製した。ゲル膜を350°Cで仮焼したのち650°Cで焼成した。近赤外集光加熱炉中で仮焼した薄膜は、焼成過程で(001)面に配向した。一方、電気炉中で仮焼すると、焼成膜は無配向となった。これらの結果より、350°Cでの仮焼の過程で膜が基板側から加熱されることが配向結晶化を誘起することがわかった。
光化学反応における固体表面過程のその場測定法の研究

雰囲気中の固体表面に存在する化学種の挙動が光照射下で測定できれば、その表面において進行する光化学過程の研究に重要な情報が得られる。この研究では偏光変調赤外分光法のこの目的への応用を試みた。その理由は、この方法は雰囲気の赤外吸収を消去すると同時に、表面化学種の振動スペクトルの高感度での測定を可能にするからである。本年度は光CVD法により成長するa-Si薄膜中のSiHn種の挙動をその場測定した。a-Si薄膜(膜厚<50【A!゚】)はジシラン-窒素混合ガスに水銀灯からの紫外光を照射して金蒸着膜表面上に成長させた。基板温度を室温とし、全圧を113Paとすると、-Si【H_3】種の振動による赤外吸収が測定された。基板温度を473Kに上昇させると、-Si【H_3】種のほかに>Si【H_2】または(Si【H_2】)n種に帰属できる赤外吸収があらわれる。しかし、室温で生成した薄膜を473Kに加熱しても>Si【H_2】種の赤外吸収は出現しない。この事は薄膜中に存在する-Si【H_3】種は安定である事を意味する。したがって、SiHn種の構造は気相から飛来した活性種が固相表面に到達した時の条件によって決定されると結論した。同一照射時間におけるSiHn種の赤外吸収強度は全圧667Paで最大になる。これに対し、膜厚は全圧の増加とともに減少する。また、膜厚は時間に比例して増加するのに、SiHn種の赤外吸収強度は時間に比例せず飽和の傾向を示す。このことは、薄膜中のSiHn種の濃度が成膜条件とか、膜の成長に伴なって変化する事を意味する。なお、a-Siについてこれまでの研究で見出されたSiO種の吸収は存在せず、酸素の導入によってはじめて出現した。すなわち、これまでに測定されたSiOはa-Siを空気中に取出した際に生じたものであることが明らかになった。