hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
exact WKB法に対する量子群に基づく関数等式の応用

量子力学において一次元の一体問題は最も基本的な固有値問題である。本研究では、量子群に起因する可解な場の理論および統計力学における転送行列法を、exact WKB法と組み合わせる事により、その固有値問題および解の大域的性質を特徴づける量の評価などを定量的に行った。特に、巨視的量子トンネル現象と深いつながりにある非常に浅い量子二重井戸系に関して詳細な研究を行なった。これによりχ^6-αχ^2を含む一連のポテンシャル族の背後に、1の冪乗根における量子群の構造が隠されていることが明らかになった。(発表論文1)この構造を利用して、これら一連のポテンシャル族に対して波動関数を構成することなしに、エネルギー準位を決定した。現在、この結果をさらに拡張して非エルミートな量子力学系にあらわれるパリティ時間不変性の自発的破れを我々の枠組みのなかで理解する試みを行っている。このような方法論は、シュレディンガー方程式、すなわち二階の線形微分方程式にとどまらず、さらに高階の線形微分方程式系に適用可能であることが本研究を通して明らかになりつつある。特にA型と分類される高階線形微分方程式系に関しては線形微分方程式系と、線形差分方程式系が相補的にあらわれ、双方の立場から興味深い結果が得られた。またB型と分類される線形差分方程式系の解析に対しても量子アフィン代数的構造をもつ、因子化演算子が自然にあらわれ、量子アフィン代数の既約指標に対し新しいワイル型の指標公式が導かれることを明らかにした。(発表論文2)量子力学において一次元の一体問題は最も基本的な固有値問題である。本研究は、量子群に起因する可解な場の理論および統計力学における転送行列法をexact WKB法と組み合わせる事により、その固有値問題、および解の大域的性質を特徴ずける量の評価などを具体的かつ定量的に行うことを目的とするものである。本年度の研究による具体的な結果として、あるクラスの量子二重井戸系に対してそのエネルギー準位を厳密にさだめる非線形積分方程式を得たことがあげられる。ポテンシャルが座標の正冪の単項よりなる場合に、この問題の背後に量子代数の構造が隠されており問題が非自明に簡単化することがすでにしられていた。ここでとりあつかった量子二重井戸系はこのポテンシャルに低次の摂動項をくわえることに相当する。物理的にいってこの摂動が、正の係数をもつか、負の係数をもつか、というのには大きな差異がある。二重井戸を生成するのは後者の摂動だけであり、前者は原点附近でのポテンシャルの振る舞いを修正するだけだからである。そこで素朴には2つの問題には関連がないように想像される。本研究によって、座標を複素平面に拡張することにより、この2つの問題は、実は密接に関係していることが判明した。具体的には、正の係数をもつ摂動項のはいった問題のエネルギー準位を決定する積分方程式は、負の係数をもつ摂動項のはいった問題の情報をふくみ、逆も真であることを示した。その結果極めて高精度にエネルギー準位を決定することに成功した。同様に高次の線形微分方程式系に関する研究もはじめており、こちらの方は、量子代数のq-指標とよばれるものと密接に関係していることが明らかになりつつある。(発表論文2)
無機イオンを中心とする人為起源物質の雨水・河川水における循環とその制御

酸性雨の原因となるSOx、NOxによる雨水の変質過程を、地理的・時間的に明らかにするとともに、酸性雨の河川水への影響と土地の理水作用の見積り・制御法を考察することを目的とした。広島をフィールドとし、雨水の酸性化を地理的条件との対応や気象条件から評価した。雨水は降り始めから終わりまで時間分割又は降雨量分割して自動採取した。また、降雨最中に地上付近で物質が降水中に取込まれる機構を解明するために、大気中の水蒸気とエアロゾルを同時にコールドトラップで採取した。(以下大気凝縮水と呼ぶ)。水試料中のNO_3^-、NO_2^-、Cl^-、SO_4^<2->はイオンクロマトグラフ法、Na^+、K^+、Ca^<2+>、Mg^<2+>は原子吸光法、NH_4^+は比色法、Asは我々が開発した気相化学光法により測定した。また、濁度の測定には本年度開発した光ファイバーを利用した鏡面反射型長光路セルを使った分析法を適用した。降水中の溶存物質の濃度変化の仕方は1)指数関数的な濃度減少がみられるタイプ、2)一旦減少した後、特定の成分についてのみ濃度の増加がみられるタイプ、3)しばらく降り続いた後、全ての成分について濃度の増加がみられるタイプに分類することが出来た。これらの各グループの濃度変化の原因について、大気凝縮水の分析結果や高層気象との関連と合わせて考察し、1つのシステムにより生成された雨雲からもたらされた降雨と、相異なるシステムにより生成された雨雲から連続してもたらされ見かけ上一降雨として観測される場合のあること、降水の酸性化は、雲生成の時点で既に始まっていることなどを明らかにした。河川については、梅雨期と夏季渇水期の太田川河川水を比較した。その結果、多雨期には河川流量の増加と共に、陽イオン・陰イオン総量共低下するが、陽イオンの低下はより大きく、従ってpHも低くなった。このことは渇水期に理水効果が大きく働いていることを示している。
コナジラミ類の複合共生系に見られる”菌細胞内棲み分け”の多様性と形成機構の解析

申請者らは、タバココナジラミ体内に存在する2種類の必須共生細菌が、1)同一の菌細胞内で小胞体膜を介して棲み分けを行なっており、2)必須アミノ酸の中間代謝産物をお互いに授受しあいながら必須アミノ酸を合成していることを見出した。本課題では、コナジラミ類における細胞内棲み分けの一般性を検証し、棲み分けに関する分子機構を宿主側および共生細菌側から明らかにすることを目的とする。初年度にあたる平成30年度には、以下の研究成果を得た。研究課題1:コナジラミ類における共生細菌の細胞内棲み分けの一般性の検証これまでに細胞内棲み分けが確認されているMEDQ1およびMEAM1系統に加え、タバココナジラミ複合種群に属するMED Q2系統、Asia II 6系統、China系統、およびもっとも祖先的と考えられるJpL系統を対象に解析を行なった。その結果、全ての遺伝型において、2種類の細菌が同一菌細胞内に存在し、核に隣接してArsenophonus、細胞質側にPortieraが棲み分けているのが検出された。タバココナジラミ複合種群と8,000万年以上前に分岐したとされるオンシツコナジラミでは、菌細胞の大きさがタバココナジラミとは有意に異なっていたにも関わらず、同様にArsenophonusとPortieraによる菌細胞内棲み分けが観察された。一方、イシガキコナジラミを対象として、菌細胞内の共生細菌をFISH法を用いて解析したところ、細胞質側にはPortieraが検出されたものの、核側にはいずれの共生細菌も検出されなかった。以上のことから、コナジラミが共通祖先から進化する過程で細胞内棲み分けが確立されており、初期に棲み分けを行なっていた細菌はPortieraとArsenophonusであることが示唆された。タバココナジラミ複合種群の複数種、および別属のコナジラミを対象にした研究を行い、細胞内棲み分けの一般性および多様性を明らかにすることができた。一方、日本に近年侵入したMED Q2系統については、当初予想していたRickettsiaは菌細胞内からは検出されず、検証に予想外の時間を有してしまった。結果的に、原産地付近のMED Q2系統を取り寄せることで日本に分布するものが特殊な共生細菌組成をもっていることが確認された。当初、MED Q2の共生細菌のゲノム解析も予定していたが、上記理由により解析に若干の遅れが生じた。研究開始直後に、フランスおよびスペインの研究グループから、解析を予定していたオンシツコナジラミのArsenophonusのゲノム配列が公表された。これを受け、本課題でのゲノム解析のreferenceとして有効活用するとともに、これらのゲノムを対象に加え、棲み分けに関わる共生細菌側の分子の特定を加速する。

これを受け、本課題でのゲノム解析のreferenceとして有効活用するとともに、これらのゲノムを対象に加え、棲み分けに関わる共生細菌側の分子の特定を加速する。当初、いくつかの状況証拠からMED Q2系統の必須共生細菌としてRickettsiaを想定しており、今年度はそのゲノム解析のための予算も考慮していた。しかし、予想に反して、RickettsiaがMED Q2の必須共生細菌である証拠は得られなかった。それ故、ゲノム解析のための予算使用を一時保留することとした。新たに見つかった証拠とあわせて考慮することにより、材料として使用していた日本に新規に侵入したQ2系統は、本来の細菌組成から必須共生細菌としてArsenophonusを失ったものであることが示唆された。次年度は、MED Q2系統のArsenophonusのゲノムを解析することにより、すでに解読されているオンシツコナジラミのArsenophonusとの比較や、菌細胞内で同居するPortieraとの代謝系の相補性の検証を行っていく。
『オデュッセイア』の新たな解釈と受容の研究

本研究ではホメロスの英雄叙事詩『オデュッセイア』の作品解釈と後世における受容をテーマに調査した。研究成果を書籍として社会に還元したほか、口頭発表や論文執筆により公表した。作品解釈としては、前半部分の放浪と後半部分の復讐という2つの主題をつなぐものとして「オイコス」秩序の回復を想定し、作品中の様々な要素がどのように整合されているかに焦点を絞った。後世における受容では、ギリシア悲劇や第二ソフィスト時代など古代の著述家たちから、『トロイ物語」など中世ロマン、さらにルネサンス期のペトラルカやボッカッチオ、近現代のジェイムズ・ジョイスやデレク・ウォルコットまで、時空ともに幅広い受容について概観した。今年度の研究の成果としては、論文2本、口頭発表1回があげられる。ギリシア抒情詩(エレゲイア)の翻訳が大詰めにさしかかっていることや集中講義と原稿の依頼が多かったことなどから、今年度は論文作成に関しては、研究課題のテーマでまとまった論文を書くことができなかった。とはいえ、集中講義(京都大学)の内容は、課題に直接的に関係するものであった。院生を含め、学部学生がメインの集中講義なので、これまでの研究成果を分かりやすく、また興味深く伝達することに主眼を置いた。研究成果の社会的還元という点では意味があったと思う。今年度は、かつて海外で発表したまま投稿していなかった研究を紀要に発表することにした。あわせて、これは依頼原稿であるが、ギリシア悲劇と喜劇の日本における上演の研究を学術的な商業雑誌(『文学』3,4月号)で発表した。この2論文は対象が『オデュッセイア』ではなくギリシアの演劇ではあるが、受容研究という点では課題と関係があると言えよう。以上の論文のほか、課題から発展させたテーマについて予備的研究(『オデュッセイア』のエウリュクレイアをめぐる考察)を口頭発表した。これは平成26年の夏には論文として結実する予定である。今年度は研究の成果を書籍として公刊することができた。『『オデュッセイア』ー〈戦争〉を後にした英雄の歌』(岩波書店2012年)である。成果の具体的内容としては、この本の前半では『オデュッセイア』という叙事詩が古代から現代までどのように受け入れられてきたかを時代別に論じた。とくに現代に関する部分は、これについて研究している研究者が日本にはまだいないという点でユニークな成果を上げることができたと自負する。著作の後半では作品解釈を中心に展開したが、紙幅や構成の都合で触れられなかった問題も多々あるので、今後はそれについてさらに探求していきたい。成果としてはさらに、日本西洋古典学会での口頭発表および、学会誌への論文掲載があげられる。『オデュッセイア』第22歌における女中たちの処刑をめぐる問題を取り上げ、作品構成との整合性との関連から処刑の問題を論じた。またこれは、厳密に言うと西洋古典学の研究には属さないのだが、上記の研究を行う過程で生じた疑問について書誌学的な研究を行った。『オデュッセイア』の17世紀フランス版翻案であるフェヌロンの『テレマコスの冒険』という作品の本邦初訳とされる長沢正毅『へねろむ物語』が実際に本邦初訳かどうかをめぐって、国立国会図書館の蔵書を中心としながら明治時代の初期の出版事情を考慮に入れながら検討した。結論としては長沢正毅『へねろむ物語』は出版が企図されたにも関わらずついに出版されなかった書物であり、『テレマコスの冒険』のではなくフェヌロンの『寓話集』の翻訳を目指したものであったという考えに至った。上記の成果を踏まえながら、今後も一層研究に励みたい。今年度のおもな研究成果としては、2本の論文があげられる。一つは「『オデュッセイア』のエウリュクレイアをめぐって」であり、もう一つは「アルカイックのギリシア詩人のいくさ歌』である。前者は昨年度、大阪大学で口頭発表した内容をまとめ、論文として発表した。2012年の口頭発表と学会誌で、オイコス(家)の再構築を目指す作品後半の主題の3つの関係軸を指摘した。今回はその複合的な展開のうち、乳母で女中頭のエウリュクレイアに焦点を絞り、作品中でのその機能を分析した。彼女の言動をテクストに沿って仔細に検討し、女中頭の彼女が納戸の扉を開閉する行為と、テレマコス/オデュッセウスの秘密を彼女が口外するか守秘するかということとが連動していることを示した。次に第19歌の足洗いの場面での発見的再認について、主人公の秘密を知った彼女がそれを口外するか守秘するかがそれ以降の展開を左右する重要な転回点であることを、足の傷への言及を含む他の場面との比較から明らかにした。最後にエウリュクレイアの提案をオデュッセウスが拒否する事実を明らかにし、各場面の構造を分析しその意味を考察した。

その結果、主人は召使いの提案を拒否することによって自らがオイコスの主人であることを誇示する機能があることを明らかにした。後者は『文学』のいくさと文学特集に寄稿した論文である。おもに『イリアス』およびテュルタイオスやアルキロコスなどのエレゲイア詩を取り上げた。『イリアス』についてはこれを戦記物として読むのではなく、戦争の悲惨を余すところなくえがくとともに、勝者と敗者が理解し和解し合う接点として人間的共感を力説した。またエレゲイア詩については、とりわけテュルタイオスについて兵士を戦場に駆り立てる言葉の力を分析した。すなわち勝利の名誉という光と敗北の悲惨という影のコントラストが強ければ強いほど、言葉の訴求力が高まることを指摘した。西洋古典文学日本西洋古典学会での学会発表(2012年6月)とそれに続く学会誌への論文投稿、そして課題に直接関係する書物を2012年7月に刊行した結果、書きたいことはかなり書いてしまって、いわば虚脱状態というか空白状態になったというのが一つの理由だと思う。しかし、逆に、書物や学会発表のための研究の過程で生まれた疑問点もいくつもある。今年度はそれらを発展させる予定であったが、思ったほどには発展させる時間がなかった。エレゲイアの翻訳ももう7,8年越しなので早く完成させなければならない。著作を完成させることができたのは、これまで何年も研究を続けてきたためで、刊行がたまたまこの年になり、成果達成を科研で報告できるのは望外の喜びです。学会発表も、準備にかけられる時間が限られていたのでとうてい無理だと思っていたが、実によく頑張ったと自分でも思います。でもがんばりすぎて大病をしてしまいました。一昨年の学会発表と昨年公刊した学会論文では、オイコス(家)再構築を目指すという視点から『オデュッセイア』を解釈した。この方向性を、昨年度は奴隷の観点からさぐったのであるが、これをもう少し深めたい。その延長上には最終巻の解釈も視野に入ってくることになろう。昨年も書いたことだが、Boedeker教授の着目する、歴史家たちが一方ではホメロスを批判しながら、他方ではホメロスの伝統を引き継いだ記述を採用した点について、再度考えてみたい。さらに受容研究という観点では、ピッツバーグ大学のメイ・スメサスト教授から日本におけるエウリピデス受容研究の援助を依頼された。具体的にはエウリピデス作品の日本における翻訳と上演についての情報の精度を高めることであるが、Brill's Companion to Euripidesに収録される予定である(ただし、契約締結期間が過ぎていることから共著者にはならない)。今後の研究としていま考えているのは二つの方向があります。一つは受容研究の充実で、もう一つは科研のテーマにした新たな解釈の模索です。前者については3月に大阪大学で聞いたBrown大学のBoedeker教授の講演に触発されました。古典期におけるホメロス受容において、私は歴史家が真実と虚構の差異に着目してホメロスを批判しはじめた点を重視していたが、歴史家たちが用いた表現がホメロスの伝統を継承するものだということを講演を通して学びました。差異を見るだけでは不十分であり、今後は共通性あるいは文化的連続性にも注目しなければなりません。
セレクチンを介した細胞間シグナル阻害によるラット移植心の拒絶反応制御に関する研究

目的:セレクチンは拒絶反応の最初期におこる白血球のローリングを司る接着分子であり、このセレクチンの働きを阻害することにより拒絶反応を抑制することが期待される。ラット同種心移植において、セレクチン機能を阻害するとされるスルファチドを投与しさらに抗ICAM-1/抗LFA-1抗体を併用しその生着延長効果とその機序について検討した。方法:F344→LEWの同種異所性心移植モデルを作成し、以下の各群に分けた。A群:無処置(n=7)、B群:スルファチド投与(day-1,0に1mg/rat, iv)(n=11), C群:抗ICAM-1/LFA-1抗体投与(day1,3に2.5mg/kg, ip)(n=7), D群:B群+C群(n=7)。各群のラットを移植第9日目に犠牲死させ免疫学的検索、および病理組織学的検索を行なった結果:A群の生着日数は10.4±0.9日であったのに対し、B群は18.6±2.6日、C群は20.5±0.5日、D群は30.1±2.3日とグラフト生着の有意な延長を認めた。免疫学的検索の結果、B、C、D群ともにeffector細胞の誘導が認められた。病理組織所見ではA群に比しB群、C群、D群では細胞浸潤が抑制され、心筋構造も保たれていた。考察:同種心移植においてスルファチドにより有意な生着延長を認めた。これはスルファチドが拒絶反応の最も初期に生ずる白血球のローリングを抑制して、グフラトへの細胞浸潤を抑制するためであると考えられた。またICAM-1/LFA-1経路の同時抑制により、より効果的な拒絶反応の制御が可能であると考えられた。
病児・障害児を含めた家族の健康支援の評価に役立つ測定用具の開発

慢性疾患や障害をもちながら生活する子どもを含めた家族の健康に関して、特に、保育所における家族の健康支援と、その中で保育所に勤務する看護職の担う役割に焦点をあてて文献検討を行なった。その結果、近年の医療技術の進歩や社会環境の変化にともない、疾患や障害のために日常的な観察や医療的ケアを必要する児が地域で生活するケースは多くなっており、このような児のケアに関する研究も行なわれるようになってきたことが分かった。しかしながら、児の生活する場として、保育所に焦点をあてた研究、文献は少なく、さらに、保育所看護職の役割を扱った調査研究等も非常に少ないことが明らかになった。一方その中で、慢性疾患児の家族にとって、保育所の保育士・看護職が、健康問題に関して利用する重要な社会資源であること、保育所看護職が、児と家族の健康支援について専門性を高め積極的に取り組みたいとの姿勢をもっていることも報告されていた。このような文献検討の結果をふまえ、慢性疾患や障害をもちながら生活する子どもを含めた家族の健康支援に関して、現在行なわれている支援や看護職の担う役割について、東京都及び近郊の保育所に勤務する看護職を対象に、面接調査を実施した。看護職が重要視しているアセスメントや支援の内容、保育所内外における他職種・他機関との連携、看護職の認識する課題等を記述的に明らかにすることができたが、この分野については、今後もさらに研究を続けていくことが重要である。「病児・障害児を含めた家族の健康」の概念分析の理論的段階として、関連する論文および書籍を収集し、文献検討を行なった。文献レビューの目的は、学際的な視野からこのような家族の「健康」の定義を詳細に検討することとし、論文検索にあたっては「小児」と「家族の健康」をキーワードに1997年から現在までに発表されたもの検索をした。検討した論文において、児の抱える健康問題は慢性疾患が大半を占め、児本人の療養や育児に関して家旗が抱える問題のみに着目したもの、児以外の家族成員の健康問題のみに着目したもの、およびその両方に着目したものが存在した。すでに行なわれている家族の健康支援の評価について発表された論文は小数であり、入院中の病児の家族を対象にFFFS(Feetham Family Functioning Survey)を用いて家族機能を測定することで支援の評価を試みたものなどが認められた。以上より、「病児・障害児を含めた家族の健康」に関してこれまでに行なわれた研究では、慢性疾患児とその家族に関するものが多く、このような家族の「健康」概念について明確に示唆するものは少なく、また、家族の健康支援の評価を試みたものも非常に少ないことが明らかになった。書籍については今後も検討を続ける予定である。今後は、「病児・障害児を含めた家族の健康」の作業定義を提示し、さらに、このような家族自身や、小児保健医療に携わる医療従事者を対象とした観察調査・面接により質的データを収集し定義の洗練を図り、測定用具の検討につなげる予定である。「病児・障害児を含めた家族の健康支援」について、平成20年から開始していた文献検討の結果、近年の医療技術の進歩や社会環境の変化にともない、慢性疾患や障害のある児が地域の保育所に通う例が多くなっていることから、支援の行われる場として、保育所の重要性が増していることが明らかになった。また、支援の内容は多岐にわたるが、病児・障害児とその家族に特化した健康支援のほかに、重要性が増している分野として、健康な児とその家族も含めた、保育所における感染症対策が挙げられることも明らかになった。そのような支援において、看護職の配置されている保育所では、看護職の専門性を生かした支援が重要だと考えられるものの、看護職の行なっている支援や、課題として認識されていることの詳細については、報告が少なく、未だ明らかになっていない状況である。そこで、本研究においては、特に、地域の保育所に通園する病児・障害児に対し、保育所看護職が行なう支援に焦点を当て、病児・障害児とその家族を対象とした健康支援及び、健康な児と家族も対象に含めた感染症対策について、支援とその評価に役立つチェックリストの作成につなげるため、予備調査を計画、実施した。保育所における支援としては、病児・障害児に対する直接的なケアに加えて、保護者への情報提供や保護者との連携、嘱託医との連携や、地域の関係機関との連携が行なわれていることが明らかになった。慢性疾患や障害をもちながら地域で生活する子どもを含めた家族の支援、特に、保育所における児と家族の健康支援において、疾患や障害を有する児のみならず、健康児とその家族にとっても非常に重要な感染症対策に関して、現在行なわれている支援やその課題について調査を行なった。東京都及び近郊の保育所に勤務する、経験の豊かな看護職及び保育士を対象に、面接調査を行なった。感染症対策として、看護職が、保育所内の職員、保護者、嘱託医との連携・協力体制を構築していること、専門性を発揮して児の観察・アセスメントを行なっていること、慢性疾患児などハイリスクな児への個別的対応を行なっていること、等が明らかになり、保育所の設備面の問題や、多職種での対策の徹底等を課題として認識していることが明らかになった。本調査の結果、これまで詳細に記述されていなかった、保育所における感染症対策とその中での看護職の役割が明らかになり、児と家族への健康支援とその評価に役立つチェックリストの作成に向けた、項目作成の示唆を得ることができた。今後、さらに他の支援分野についても調査が必要である。

また、感染症対策において、看護職が認識する課題が明確になったことも意義が大きい。これについてもさらに研究を進める必要があり、各課題に関して現状をより詳しく明らかにしたうえで、より効果的な感染症対策に向けて、保育士、看護職をはじめ、保育に携わる各職種、児の保護者、地域における保健福祉の各機関がもつニーズを調査していくことが重要である。慢性疾患や障害をもちながら生活する子どもを含めた家族の健康に関して、特に、保育所における家族の健康支援と、その中で保育所に勤務する看護職の担う役割に焦点をあてて文献検討を行なった。その結果、近年の医療技術の進歩や社会環境の変化にともない、疾患や障害のために日常的な観察や医療的ケアを必要する児が地域で生活するケースは多くなっており、このような児のケアに関する研究も行なわれるようになってきたことが分かった。しかしながら、児の生活する場として、保育所に焦点をあてた研究、文献は少なく、さらに、保育所看護職の役割を扱った調査研究等も非常に少ないことが明らかになった。一方その中で、慢性疾患児の家族にとって、保育所の保育士・看護職が、健康問題に関して利用する重要な社会資源であること、保育所看護職が、児と家族の健康支援について専門性を高め積極的に取り組みたいとの姿勢をもっていることも報告されていた。このような文献検討の結果をふまえ、慢性疾患や障害をもちながら生活する子どもを含めた家族の健康支援に関して、現在行なわれている支援や看護職の担う役割について、東京都及び近郊の保育所に勤務する看護職を対象に、面接調査を実施した。看護職が重要視しているアセスメントや支援の内容、保育所内外における他職種・他機関との連携、看護職の認識する課題等を記述的に明らかにすることができたが、この分野については、今後もさらに研究を続けていくことが重要である。
高周波ベクトル磁場検出・磁気力顕微鏡の開発と磁化ダイナミクスの解析

ギガ(G)Hzを越える高周波の磁場は、磁気記録ヘッドや医療用ナノ磁性粒等の先進磁性デバイス/材料において、その機能発現に重要な役割を果たしている。本研究では、高周波磁場のベクトル検出(強度と方向、極性の同時検出)が可能でナノメートルの空間分解能を有する磁気力顕微鏡を開発する事を目的として、以下の成果を得た。1)常磁性探針を用いた高周波磁場の周波数変換検出法の理論を確立し、2)高周波磁場計測に適した低ノイズの磁気力顕微鏡を開発した。これらを用いて、3)高周波磁場の周波数変換検出に成功し、4)微細な磁性材料に適した、撮像速度を改善した高周波磁場イメージング手法を開発した。本研究は、磁気力顕微鏡を用いて、微小な磁性体から発生するギガHz帯の高周波の磁場を、ナノメートルの空間分解能で、垂直方向と面内方向の二成分をそれぞれ独立に検出(ベクトル検出)し可視化する技術を開発する事を目的としている。高周波磁場を低周波で変調した時に生じる、探針振動の周波数変調を検出する手法をベースに、磁気イメージングでアーティファクトの生じにくい常磁性合金を新規に探針材料として用いて、実現を図る。今年度は、ハードディスクドライブ用の磁気記録ヘッドを標準試料として、その高周波の記録磁場を観察するための準備を行い、以下の成果を得た。1,磁気力顕微鏡を用いた高周波磁場計測の定式化本研究でベースとなる探針振動の周波数変調を用いる交流磁場検出の理論に、高周波磁場を受ける磁性探針の磁化挙動を組み込み、高周波磁場検出の理論を定式化した。2,高周波磁場計測用の試料ステージの構築磁気記録ヘッドから発生する高周波磁場をナノスケールの分解能で観測するには、ヘッド駆動用の高周波電流を効率良く伝え、同軸ケーブル等の高周波部品からの振動の伝播を押さえる必要がある。そこで、高周波の伝送路を解析して伝播ロスを最小化したのち、振動絶縁性の高い構造の試料ステージを作製し、現有の磁気力顕微鏡装置に取り付けた。3,高周波アンテナの作製探針の磁化を励磁するための高周波磁場アンテナを設計・作製した。アンテナは特定の方向に、磁場のみの照射が可能な機構を実現した。4,常磁性合金探針の作製現有の強磁性探針では、磁気ヘッドからの強い磁場による探針の磁化反転やヒステリシス応答により磁気像にアーティファクトが混入する。そこで、磁気飽和が無く、磁場に対する線形応答性に優れたFe系の常磁性合金の組成を割り出した。これをスパッタリング法でシリコン探針に成膜し、電磁石から発生する数100Hz程度の低周波磁場の検出に成功した。今年度は、高周波磁気力顕微鏡の計測系の改良と調整、および高周波磁場の周波数変換法の実証に関して以下の3項目を実施した。1、磁気記録ヘッド(観察試料)ステージの改良前年度試作した磁気記録ヘッドの固定ステージに高周波電流の印加機構を組み込んだ状態で、磁気ヘッドの表面凹凸像に含まれるノイズを計測したところ、高周波ケーブルのテンションによる振動が低い周波数で数ナノメートルの振幅で混入する事が判明した。このため、試料ステージの剛性を上げ、また磁気ヘッドの駆動ケーブルの導入方向を試料面に対して鉛直下方向からに変更する事で試料ステージとの接触面積を減らし、振動ノイズを大幅に低減させた。2、高周波アンテナの高出力化前年度試作した、探針磁化を励磁するために用いる導波管アンテナの磁場出力を向上させた。具体的には、既存の導波管を機械加工で短くカットして伝播ロスを下げるとともに、導波管下端における電磁波の給電アンテナの位置を可変にする事で、高周波磁場の波長に応じた管長に調整する機構に改良した。さらに、発振器からの電磁波の給電方式をポールアンテナによる電場給電方式から、導波管内での磁場分布がより調整し易いループアンテナによる磁場給電方式に変更した。これらの改良により、前年度比で約5倍の磁場出力を実現した。3、高周波磁場の周波数変換法の確認G(ギガ)Hz帯の高周波の磁場を探針の機械的振動で直接検出する事は困難なため、磁場の周波数の低周波化が必要となる。そこで、本研究では、高周波磁場を数10数100Hzの低い周波数で変調する事で、磁性探針に働く相互作用力に高周波磁場の勾配成分に比例した低い周波数成分を発生させ、検出する。実際に、磁気ヘッドから100Hz程度で変調した数10M数100MHzの磁場を発生させて、磁性探針の振動スペクトルを計測し、高周波磁場の周波数変換を確認した。現在までに、計画していた項目、高周波磁気力顕微鏡の改良・調整(磁気記録ヘッドステージの改良、高周波アンテナの高出力化)と高周波磁場の周波数変換の実証について研究を推進し、概ね良好な結果が得られたが、顕微鏡装置のスキャナ部分が破損し、修理に数ヶ月要したため、予定していた高周波磁場のイメージングの実証実験を実施できなかった。このため、やや遅れているとした。今年度は、前年度に引き続き、実用の磁気記録ヘッドの高周波磁場イメージング観察に向けた高周波磁気力顕微鏡の更なる改良を行った。具体的には以下の項目を実施した。1,周波数変換検出法による高周波磁場イメージングの高速化本研究では、試料が発生する高周波(GHz)の磁場を探針の機械的振動で検出するために、試料磁場を低い周波数(数10Hz)で変調し、磁場と探針磁化との相互作用力に現れる差周波(数10Hz)の項を探針振動からロックイン検波している。

しかし、この低周波変調方式では、十分な解像度の磁気像を得るための撮像時間(スキャン速度)が、1フレーム当たり10分弱であり、数10nm程度のギャップ(磁場の極性が変わる領域)幅しかない磁気記録ヘッドを試料とした場合には、熱ドリフトの影響により、磁気像の歪が生じ、試料磁場分布の正確な評価が困難となる事が判明した。そこで、数100kHzからサブMHzの周波数でも高周波磁場の周波数変換検出が可能な新たな方式を考案し、1フレーム数分程度の撮像を実現した。2,常磁性合金膜の感度調整本研究では、常磁性合金を探針被覆材料に用いるが、近年の先端的な磁気記録ヘッドから発生する磁場は非常に強い(数kOe以上)。それらの磁場を観察対象とした場合、合金磁化の磁場応答(磁化曲線)に非線形性が現れ、検出信号が磁場に比例しなくなり、磁気像の解釈が困難となる。そこで、弱磁場領域でも感度が足りる程度に探針磁化を少し低下させつつ、磁場応答の変曲点が高磁場側になるように常磁性合金の組成を調整した。これにより、磁場の強弱に寄らず、信号強度は磁場に比例するため、磁気像の解釈が容易になった。ギガ(G)Hzを越える高周波の磁場は、磁気記録ヘッドや医療用ナノ磁性粒等の先進磁性デバイス/材料において、その機能発現に重要な役割を果たしている。本研究では、高周波磁場のベクトル検出(強度と方向、極性の同時検出)が可能でナノメートルの空間分解能を有する磁気力顕微鏡を開発する事を目的として、以下の成果を得た。1)常磁性探針を用いた高周波磁場の周波数変換検出法の理論を確立し、2)高周波磁場計測に適した低ノイズの磁気力顕微鏡を開発した。これらを用いて、3)高周波磁場の周波数変換検出に成功し、4)微細な磁性材料に適した、撮像速度を改善した高周波磁場イメージング手法を開発した。現在までに、計画していた研究項目(1.磁気力顕微鏡を用いた高周波磁場計測の定式化、2.高周波磁場計測用の試料ステージの構築、3.高周波磁場計測用の試料ステージの作製、4.常磁性合金探針の作製)を推進し、それぞれ、おおむね良好な成果が得られているため、おおむね順調に進展しているとした。今年度実施できなかった高周波磁場イメージング観察の実証に重点を置いて研究を推進する。今年度に改良した磁気力顕微鏡装置に磁気記録ヘッドを組み込み、ギガHz帯での高周波磁場の高分解能での可視化を実証する。磁気記録ヘッドのイメージングでは、磁場の極性が変わる磁場の発生部(磁極)と収束部(リターンヨーク)のギャップ近傍での可視化が最も重要であるが、このギャップは幅が数10nmと狭く、高分解能での磁場の可視化が最も困難な箇所と予想される。この部分での分解能が不足する場合には、探針に成膜する常磁性合金膜の組成を調整して磁化率を上げ、膜厚を低くして探針先端の鈍化を抑える事で分解能を上げる。走査プローブ顕微鏡以下の課題について研究を推進する。1、高周波磁気力顕微鏡の計測系の改良・調整まず磁気記録ヘッドを観察試料として、表面凹凸像に含まれるノイズを計測し、高周波電流印加機構やアンテナの設置による振動の影響を調べる。ノイズが大きい場合は固定機構を強化する。次に、低い周波数(<100MHz)の交流磁場に対して、本研究で提案する周波数変換法を実証する。また、探針振動の周波数変調強度と磁気像の空間スペクトルから、本手法の感度と空間分解能を、従来の交流磁場計測法と比較する。
Ｊ－ＰＡＲＣにおける中性子電気双極子モーメント測定実験の為の測定セルの開発研究

[反射性能の決定精度の評価]超冷中性子の貯蔵容器内に反射材を入れると中性子の数に時間変化が生じる。ゆえに、シミュレーションと実測データの間でその時間変化を比べれば、反射性能を決定できるようになる(貯蔵実験)。今年度後期には、容器内の超冷中性子の軌道をシミュレーションできるようになったため、それを用いて模擬実験解析を行い、反射率が99.98%の場合までなら+-0.01%の精度で反射率を決定できることが分かった。[検出効率の補正]貯蔵実験では超冷中性子数をモニターする必要があるが、使用している比例計数管の検出効率に速度依存性があることが判明した。そこで、速度依存性の原因であるデポジットエネルギー欠損の定量的な評価を行い、速度依存性を補正できるようにした。さらに、検出効率に位置依存性があることも判明したため、シミュレーションで位置依存性の原因である比例計数管の電場のアバランシェ増幅を明らかにすることを試みた。現時点で有限要素法を用いた電場計算ができる段階まで来ており、来年度初期に位置依存性の補正も行えるようになる見込みである。[試験材の作製]1.真空蒸着を用いてニッケルモリブデンの試験材を作製することを試みた。そのままでは融点の違いにより合金膜が得られないため、ニッケルとモリブデンを別々に飛ばす二元蒸着を用いた。2.プラズマイオン注入法を用いて重水素化ダイヤモンドライクカーボン(DLC)の試験材を作製することを試みた。成膜条件に応じて水素と膜密度は値を変え、それは反射性能に影響を与える。そこで、表面分析を用いて様々な試験材の反射性能と成膜条件の関係を調べた結果、高い全反射エネルギーを付与できる成膜条件を明らかにできた。今現在、この成膜条件の試験材の準備を進めている。また、調査の中で、基板の材質と表面酸化物の除去で水素を減らせる可能性があるという重要な知見を得た。27年度が最終年度であるため、記入しない。相対論的効果とマイクロラフネス模型に従う非鏡面反射の双方が扱えるシミュレーションを用いて中性子EDM測定の模擬実験を行い、測定セルの表面粗さが2 nm RMSあれば系統誤差が十分抑えられることを確認した。また、蓄積した超冷中性子(UCN)を試料と反応させて中性子喪失率を測定する実験の準備を進めた。2014年4月と2015年3月に測定したデータを用いてシミュレーションを行い、98LのSUS316容器であればフィジビリティーがあることを見出した。現在、このように設計した容器を用いてJ-PARCにおける初のUCN貯蔵が確認できた。非鏡面反射を司る理論模型の検証実験のシミュレーション研究を行い、BL05で本実験を行うことは難しいとの結果を得た。一方、BL16の冷中性子を用いた測定は順調に行われ、非鏡面反射をよく記述する理論模型を発見した。計画書にある研究内容は以下の三つである。1.シミュレーションを用いた測定セルの設計2.製造工程の確立3.実験による性能試験と理論模型の評価以下に13の自己点検を行う。(1)相対論的効果と非鏡面反射の双方を考慮したシミュレーション研究から表面粗さ2 nm RMSの壁材を持つ測定セルに用いることで中性子EDM測定における系統誤差を抑えられることを確認できた。このような研究は今までになかったものであり、その意義は極めて大きいと考えられる。一方で、水素起因の中性子喪失効果を組み込んだシミュレーション研究に関しては進展はない。

従って、本項目の研究に関しては想像以上に進んでいる箇所とそうでない箇所が半々ある。(2)製造工程にセルの内面コーティングを組み入れることを考えて成膜のテストを行い、世界最高レベルの中性子反射率を達成するDLC成膜法を発見した。一方、研究内容にあったDeutratated-Polystyrene成膜に関して特に進展はなかった。また、含有水素量や表面粗さの制御に関するスタディも進んでいない。本項目の研究に関しては計画以上進んでいない度合いの方が大きい。(3)蓄積した超冷中性子(UCN)を用いて中性子喪失率を測定する実験の準備を進め、J-PARCにおける初のUCN貯蔵を達成した。これにより中性子喪失率の性能試験が行える体制が整った。これは計画以上の進展である。また、非鏡面反射を司る理論模型の検証実験に関して、シミュレーション研究からBL05で本研究を行うことが難しいとの結論を得た。一方で、BL16の冷中性子を用いた測定により非鏡面反射をよく記述する理論模型が発見できた。本項目の研究に関しては進展度のほうが上回っている。27年度が最終年度であるため、記入しない。新たに水素起因の中性子喪失効果を組み込んだシミュレーション研究を行う。また、BL16の冷中性子を用いた測定で非鏡面反射をよく記述できる理論模型を発見できたため、この理論模型をシミュレーションに組み込む。このようにしてシミュレーションツールを洗練し、これを用いて測定セルの最適化を行う。また、シミュレーション研究を元にしてUCNを用いた非鏡面反射測定の研究のフィジビリティーが高まるような仕様を探る。成膜試験に関しては、可能であればスプレーコーティングによりDeutratated-Polystyreneの成膜サンプルを製作してその性能評価を試す。同様に、NiMoをスパッタやイオン化蒸着で成膜を行い、本研究へと応用可能なレベルにまで反射率を向上できるように試みる。DLCに関してはより性能を向上することを目指す。このようにして製作したサンプルを用い、含有水素量や表面粗さの制御に関するスタディを進める。パラメータである表面/含有水素量はRBS/ERDAやSIMSを用い、表面粗さはAFMや光干渉計を用いて測定を行う。表面粗さの制御は、まずは滑らかな表面を持つサンプルの製作の達成を目標にする(これはDLCに関しては十分達成できている)。そのようにして用意したDeutratated-Polystyrene、DLC、NiMoを試験材とし、J-PARC MLF BL05に設置した98 LのSUS316容器に蓄積したUCNの時間変化から中性子喪失率を決定する。非鏡面反射に関しては、BL16の冷中性子を用いて測定を行う。ここまで述べてきた知見を用いて最も有望な技術を結集し、測定セルのプロトタイプを製作する。
新規ナノメディスンとしてのフッ素導入人工調製肺サ-ファクタントの開発と応用展開

私達が考案した人工調製型肺サーファクタント(LS)におけるモデルぺプチドでは、肺胞運動を模倣した圧縮・拡張に関わらず優位にα-ヘリックス構造をとります。しかしながら、LS主成分DPPCと混合すると、圧縮過程においてα-ヘリックスからβシート構造へ変化します。LS微量成分PGは完全な陰イオンであり、陽イオンであるモデルペプチドとの間に静電的相互作用が生じています。本研究においてこの相互作用がモデルペプチドの二次構造変化を抑制することを突き止めました。人工調製型肺サーファクタント脂質の基本成分はDPPC(ジパルミトイルホスファチジルコリン)、PG(ホスファチジルグリセロール)、PA(パルミチン酸)等があります。我々はこれまでに種々のフッ素化両親媒性物質の生体膜への影響を研究してきました。フッ素化両親媒性物質は体内或いは環境への蓄積性が問題視されていますが、分子全体に占めるフッ素化の割合が小さいと生体内でも短期間で代謝されると考えられています。またフッ素化合物は、その短所を超越した特異的な性質を保持しています。低い表面張力、屈折率(分極率)、比誘電率を示す一方で、密度、圧縮率、粘度、臨界温度に関しては、高い値を示します。これらの特異性は、強い分子内結合と弱い分子間相互作用に反映されています。炭化フッ素鎖は、炭化水素鎖に比べて疎水性が非常に強く、さらに疎油性でもあります。今年度はまず基礎的な知見を得るため、LS調製物(DPPC/peptide)に部分フッ素化アルコール(F8H5OH、F8H11OH)を添加し、人工調製型肺サーファクタント膜の形態像や相挙動の変化や種々の表面物性に対する影響を精査しました。短鎖F8H5OHの添加では、人工調製型肺サーファクタント膜の流動性が向上し、一方で長鎖F8H11OHでは人工調製型肺サーファクタント膜の安定性・剛直性が増強されました。これは人工調製型肺サーファクタントメカニズムに関しても新たな知見を与え、今後の研究に大きく貢献できると考えられます。人工調製型肺サーファクタント(LS)脂質の基本成分はDPPC(ジパルミトイルホスファチジルコリン)、PG(ホスファチジルグリセロール)、PA(パルミチン酸)等があります。PAは動物由来型、人工合成型双方のLS調製物の有効な添加剤として頻用されています。現在までにPAは、LS主成分DPPCの機能を助け、LS単分子膜の分子配向・パッキングを高めると考えられてきました。しかしながら、生体条件ではPAのカルボキシル基はほぼイオン型であり、LSタンパク質(カチオン)との間に静電的な相互作用が存在しているはずであると考えられます。本年度は、鎖長や親水基の異なるPAの同族(類似)化合物を使用することによって、PAの機能・役割を精査しました。各種表面物性を測定したところPA系とテトラデカノール(TD)系のみLS特有のsqueeze-out現象が確認できました。また蛍光顕微鏡(FM)画像においては、ミリスチン酸(MA)系、PA系、及びTD系で著しいドメイン形態・サイズの変化が観察されました。さらにPA系においてpH変化の影響を精査したところ、生体pH(7.4)のみでsqueeze-outを引き起こすことが分かりました。これらの結果から、親水基の解離度と疎水鎖長の分子内バランスがLS機能に深く関わっていることが明確となりました。つまり、疎水鎖(C16)と部分解離した親水基COOH基に由来するPAのHLB(hydrophile-lipophile balance)が肺サーファクタントタンパク質の界面機能に適合していることが言えます。本年度は、この特異的な相互作用(静電的相互作用)がモデルペプチドの二次構造の制御にどのように関わっているのか精査しました。モデルぺプチド単独では、肺胞運動を模倣した圧縮・拡張に関わらず優位にα-ヘリックス構造をとります。PGは完全な陰イオンであり、陽イオンであるモデルペプチドとの間に静電的相互作用が生じています。

また、PAは部分的に陰イオン体として存在していることから、PGと同様の抑制効果を発揮することが分かりました。このPAに関する知見はこれまでの常識を覆すものです。LS系で添加物として頻用されているPAの役割が明らかになったことから、本研究成果は人工調製肺サーファクタントの開発研究に大きく貢献できると考えられます。本研究により私達が考案した人工肺サーファクタントの詳細な薬効・メカニズムが明確となりました。実際の市場化に向けては多くの問題がありますが、本研究の目的は達成されたと判断できます。24年度が最終年度であるため、記入しない。(1)既存薬Surfactenの薬効を凌駕するような有効な添加物(部分フッ素化両親媒性物質)を探索します。(2)模倣ペプチドの二次構造と肺サーファクタント物性の関連性を明らかにします。
20世紀初頭のパリ・大阪郊外における拡張計画に関する比較研究

平成26年度は、郊外計画理念研究を進めた。ルイ・ボニエと関一による郊外計画についての都市理念を明らかにした。平成27年度は、地域計画研究を行った。郊外計画の対象となったイル=ド=フランス地域圏の7県の内ボニエが詳細なコミューヌごとの計画を作成した111コミューヌ及び大阪の5区について、具体的な地域計画を明らかにした。平成28年度は、パリ及び大阪の郊外計画における物的住環境に関する思想の分析及び具体的環境に関する文献調査を行った。平成26年度は、都市において郊外計画理念研究を進めた。時代背景や行政や拡張委員会の組織変遷を踏まえながら、ボニエと関による郊外計画についての都市理念を明らかにした。まずは、ボニエと関による中心市街地を含む都市理念一般について、既往研究資料を集め、整理し概括した。その後、郊外地域に対する保全・田園都市・住宅に関する理念を整理するため、まず、8月までは大阪府立図書館、大阪市公文書館等、行政の一次資料を所蔵したアーカイブ等において、私蔵資料や雑誌「大大阪」関連資料を対象に資料収集を行った。そして、関一文書など、一次資料や既往研究を含む文献資料収集調査を行った。9月にパリにおいてパリ市アーカイブセンターやパリ・アーカイブ、古きパリ委員会アーカイブなどで文献資料収集の調査を行った。10月以降は収集した資料を整理・分析し、関とボニエの中心市街地と郊外を含む一般的な都市計画理念と郊外に対する計画理念を明らかにした。その際に、一次資料である手記や論文等を精査し、なぜそのような理念に至ったのかを、影響元も踏まえて具体的に明らかにした。郊外計画理念研究を受け、郊外計画の対象となったイル=ド=フランス地域圏の7県(セーヌ=エ=マルヌ、イヴリーヌ、エソンヌ、オー=ド=セーヌ、セーヌ=サン=ドニ、ヴァル=ド=マルヌ、ヴァル=ドワズ)の内ボニエが詳細なコミューヌごとの計画を作成した111コミューヌ及び大阪の5区(西淀川区、東淀川区、東成区、住吉区、西成区)について、具体的な地域計画を明らかにした。フランスについては、CVP議事録やアーカイブの資料から、ボニエにより1916年から作成された遺産保全のための考古学的・芸術学的目録(CAA)を踏まえて、1919年から1934年に計画した各コミューヌ毎の地域計画を明らかにした。大阪については、大阪府公文書館の一次資料等から、各区における具体的な地域計画を明らかにした。その際に、行政組織内における議論内容とその変遷、計画と実施内容の相違等に着目し、計画された物的住環境を精緻に読み解いた。ルイ・ボニエ及び関一の郊外計画における具体的な地域計画についての資料を収集し、分析を行うことができた。ボニエについては、計画内容の詳細な保全と開発の選択について、関については、行政における組織の状況なども明らかにできた。平成28年度は先の2年間の研究を踏まえて、パリ及び大阪の郊外計画における物的住環境に関する思想の分析及び具体的環境に関する文献調査及びを行った。郊外計画理念研究及び地域計画研究を踏まえながら、実際に実現された住環境について明らかにすることを目的として調査を行った。パリの郊外計画については、海外調査としては2016年8月から9月にパリの建築・遺産シテアーカイブにおいてルイ・ボニエ文庫所蔵の一連の関連資料を収集した。大阪の郊外計画については、大阪府公文書館などの文献資料や都市計画図面、写真資料などを収集した。その際に、パリではパリ市建築家ルイ・ボニエによる都市保全を意識した視点及び、大阪では関一田園都市思想及び直木倫太郎の大阪市都市計画事業に関する思想に根ざした視座を持って、資料の解読・分析及び両計画の比較分析に取り組んだ。上記の研究成果を、河野康治「大阪市都市計画事業における直木倫太郎の思想に関する研究」『日本建築学会計画系論文集』81(726), 1705-1713, 2016-08、河野康治「英国住宅政策及都市計画」と大大阪に関する研究」『日本建築学会大会学術講演梗概集』F-1, 135-136, 2016-08、河野康治「関一の田園都市思想の変遷に関する研究:高等商業学校教授時代から大阪市助役時代まで」『日本建築学会計画系論文集』81(727), 1949-1957, 2016-09などとして発表した。関一及びルイ・ボニエの郊外計画理念及び当時の状況についての整理も概ね完了し、大阪及びパリでの資料収集も予定通りに遂行できた。更に、収集した資料の分析により、関及びボニエの理念及び影響元も明らかにした。平成28年度の研究計画について遂行する予定である。都市工学平成27、28年度の研究計画について遂行する予定である。
セルロースおよびリグニン系高吸水性材料の開発

高性能を有するセルロース系およびリグニン系高吸水性材料を開発するため,水溶性セルロース(HEC),パルプ等の多糖類あるいはリグニンを含む木質繊維を基材とし,これにモノマー(アクリルアミド)をグラフト重合させた後,枝ポリマーを部分加水分解する方法での高吸水性材料の製造および得られた材料の吸水性等の物性や吸水ゲルの構造と性質について検討した。得られた結果の主な点は以下の通りである。1)HECやパルプを基材とするグラフトポリマーからの吸水材料は純水中および塩類溶液中での吸水量がそれぞれ1000-3000g/gおよび100-300g/gに達するものであることがわかった。この値は市販の高吸水性材料に比べ,3-5倍程度高い値である。2)セルロースを基材とする高吸水性材料が吸水したヒドロゲルにはどのような細孔が存在しているかを明らかにするため,溶質排除法によって評価した。その結果,純水中で膨潤したゲルの場合,吸水された水の大部分は560A以上の大きな口径の孔に存在している。また,塩類溶液中で収縮したゲルの場合には大きな細孔(560A以上の細孔)が優先的に収縮することによって,試料の吸水倍率が低下していることがわかった。3)セルロース系高吸水性ポリマーの塩類溶液中における吸水性は定量的にはFloryの理論には従わず,その吸水量は塩類溶液濃度の対数値と直線関係にあることが示された。4)多量のリグニンを含有する木質繊維にビニルモノマーをグラフト重合させるには,予め繊維を過酢酸で軽度に酸化処理した後,チタンイオンとのレドックス系で重合を開始するのが有効であることを見出した。5)リグニンスルホン酸を基材とするグラフトポリマーからの吸水材料の吸水性は外部溶液のイオン濃度やpHの影響を受け難いことが明らかとなった。水溶性セルロ-ス(HEC),デンプン、パルプ等の多糖類,およびリグニンを多量に含有している木質繊維を基材とし,これにモノマ-(アクリルアミド,アクリル酸メチルなど)をグラフト重合させ,これの枝ポリマ-を部分加水分解する方法で高吸水性材料を製造すると共に,得られた材料の吸水性等の物性および吸水ゲルの構造と性質について検討した。1)HECやパルプのポリアクリルアミドグラフト物からの吸水性は他の多糖類を基材(マンナン,寒天,デンプン,アルギン酸など)とするそれや市販の合成樹脂系よりも大きく,吸水倍率は純水で3000倍,生理食塩水では300倍に達する。なお,これらの吸水性は試料のグラフト率が200%程度の時に最大を示す。2)フェノ-ル性物質には重合抑制作用があるため,グラフト重合が従来因難とされてていた木質繊維への重合は基材を予め過酢酸処理して,パ-オキサイド基を導入した後,チタン塩を添加してレドックス系で重合を開始するのが有効であることを見出した。3)水溶性セルロ-ズおよびその他多糖類を基材とするグラフト共重合体の吸水性は幹ポリマ-の粘性と相関関数がある。また,含水ゲルの粘性の濃度依存性は大きく,試料の平衡膨潤時の濃度付近でのその濃度依存性が変化する。4)吸水ゲルの多孔構造を検討するには,分子サイズの異なる溶質をゲルに拡散させる,溶質排除法が有効であることを見出した。