hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
音声対話における概念の理解と表出に関する研究

(4)プラン認識とプランニングの技法に基づき過去の対話例を利用した適応的な発話理解/表出のモデルを構築する.これらの検討の結果,次の様な結果が得られた.1)対話者のプランや信念などの信念状況,対話が行われている談話状況などが,対話理解にどのように関与しているかを明らかにした.2)タクスの構造が対話の構造に与える影響を,目的を遂行するための対話の制御方法としてモデル化した.それを前年度までに構築した意味的結束性のモデルと統合して対話モデルを作り,評価を行なった.3)発話の動機づけの問題を整理することによって、昨年度までの成果である次発話の予測メカニズムを強化した.4)文生成メカニズムと対話プランニングメカニズムを統合し,対話理解・表出システムとして完成させた.5)マルチエージェント方式による常識知識ベース構成法についてエージェントプログラミング支援法を設計,開発した.6)小規模な音声言語に関する常識知識(調音結合規則や構文規則など)および議論世界に関する常識知識をPCDIに適用することにより,音声対話理解システムを開発した.
K_L→π^0e^+e^-崩壊の探索

研究目的は、標準理論の中でCP対称性の破れの大きさを示すCKM行列のパラメータηを測定し、またその結果から標準理論の検証を行う事である。高エネルギー加速器研究機構で行われているE391a実験においてK_L→π^0νν^^-崩壊の探索をおこなった。K_L→π^0νν^^-崩壊の分岐比はηの二乗に比例しており、この分岐比を測定することでηを直接測定する事ができる。標準理論では、K_L→π^0ννの分岐比が約3×10^<-11>と計算されている。実験ではπ^0→ννからの2つの光子をカロリーメータで測定し他に1つも粒子がないことを要求してK_L→π^0νν^^-崩壊を同定する。K_L→π^0νν^^-崩壊に対して、分岐比が約10^<-3>と大きいK_L→2π^0崩壊で終状態の4つの光子の内2つ見失う事象は背景事象となる。実験では、K_Lの崩壊領域の全立体角を検出器で覆い光子を見失う事を防ぐように工夫した。今年度はデータ収集を7月まで行い、その後データ解析を行った。まず、K_L→3π^0崩壊(分岐比は約20%)を用いて予想された数のK_Lが飛んできているか、カロリメータで光子のエネルギーと位置が正しく測られているか等を確認した。K_Lの数や崩壊点の分布などは、モンテカルロシミュレーションの結果と比較し正しく理解できている事を確認した。またアクシデンタルヒットの寄与をデータで見積もり、その寄与をシミュレーションで考慮する事で、カロリメータや他の光子検出器の動作を理解してきた。解析では背景事象を見積もるために、光子を見失う事象を理解する事が重要になる。私は、光子を見失う事象を正しく理解しているかを調べるために、独自の手法を用いて解析を行った。例えば、K_L→2π^0に対してK_L→3π^0で2つ光子を見失うと背景事象となる。この2つの事象を詳しく研究することで光子を見失う原因を理解した。これらの結果は、2004年秋の学会と2005年春の学会で発表を行った。本研究の目的は、標準理論におけるCP非保存のパラメータを測定することである。E391a実験では、中性K中間子の崩壊、K_L→π^0νν^^-崩壊の測定を目的にしている。K_L→π^0νν^^-崩壊の分岐比は、標準理論におけるCP非保存の大きさを決める小林・益川行列のパラメータηの2乗に比例している。従って、実験でこの崩壊分岐比を測定することで、標準理論におけるCP非保存の大きさを直接測定できる。E391a実験では、今年度7月より本実験の主検出器であるCsIカロリメータの建設を行なってきた。私は、建設開始前までにデータ収集のための回路および周辺設備の設置を行ない、建設中にデータ収集のテストを行なって来た。10月下句から12月中旬までの期間では中性K_Lビームと今年度設置した検出器を用いて実験を行なった。この実験の目的は、検出器とK_Lビームの性能評価と理解、およびデータ読みだし部分を含めた実験装置全体のチェックである。まずデータ読みだし部分は、おおむね期待していた通りに動作した。ただ、E391a実験のために新しく製作した電子回路のチャンネルの一部にオフセットとノイズが現れる問題があった。実験終了後このモジュールの問題点と対策を検討し、既に改良の作業を進めている。また、年末より実験データの解析を進めている。K_L粒子の崩壊からの粒子のアクセプタンスを見積もるために、検出器の配置を再現したモンテカルロシミュレータを開発し、疑似データの作成を行なった。このシミュレータの開発、および疑似データの作成には、本研究費で購入した計算機を主に利用した。これまでの解析より、今回設置した検出器で収集したデータからK_L→π^0π^0π^0、K_L→π^0π^0崩壊を再構築でき、きちんとK_Lビームが来ている事や検出器が動作していることも確認できた。この結果は、3月末の日本物理学会で発表する予定である。E391a実験では、中性K中間子の崩壊、K_L→π^0υυ^^-崩壊の測定を目的にしている。K_L→π^0υυ^^-崩壊の分岐比は、標準理論におけるCP非保存の大きさを決める小林・益川行列のパラメータηの2乗に比例している。今年度は上流部・中央部光子検出器の建設、全検出器の真空テストと昨年度の実験から分かった問題点の改善を行なってきた。私は、データ収集システムの準備と昨年度に問題が見つかった電子回路の改良を行なった。問題の見つかった電子回路については、回路へ取り込む電源ラインを1本から2本にして電流を流れやすくすることで、問題が改善された。また、本実験にむけデータ収集システムの処理速度の改善を行ない、処理速度を昨年のシステムより4倍速くすることに成功した。今年2月より本実験を開始した。改良した電子回路は問題なく動作し、データ収集システムも安定して動作している。

現在までに、検出器の校正や中性K中間子ビームの特性のチェックを行ない、データ収集を開始している。データ解析も始めており、K_L→π^0π^0π^0、K_L→π^0π^0崩壊を再構築でき、きちんとK_Lビームが来ている事や検出器が動作していることも確認できた。これから今年6月までデータ収集を行ない、K_L→π^0υυ^^-崩壊の探索の解析を行なっていく。研究目的は、標準理論の中でCP対称性の破れの大きさを示すCKM行列のパラメータηを測定し、またその結果から標準理論の検証を行う事である。高エネルギー加速器研究機構で行われているE391a実験においてK_L→π^0νν^^-崩壊の探索をおこなった。K_L→π^0νν^^-崩壊の分岐比はηの二乗に比例しており、この分岐比を測定することでηを直接測定する事ができる。標準理論では、K_L→π^0ννの分岐比が約3×10^<-11>と計算されている。実験ではπ^0→ννからの2つの光子をカロリーメータで測定し他に1つも粒子がないことを要求してK_L→π^0νν^^-崩壊を同定する。K_L→π^0νν^^-崩壊に対して、分岐比が約10^<-3>と大きいK_L→2π^0崩壊で終状態の4つの光子の内2つ見失う事象は背景事象となる。実験では、K_Lの崩壊領域の全立体角を検出器で覆い光子を見失う事を防ぐように工夫した。今年度はデータ収集を7月まで行い、その後データ解析を行った。まず、K_L→3π^0崩壊(分岐比は約20%)を用いて予想された数のK_Lが飛んできているか、カロリメータで光子のエネルギーと位置が正しく測られているか等を確認した。K_Lの数や崩壊点の分布などは、モンテカルロシミュレーションの結果と比較し正しく理解できている事を確認した。またアクシデンタルヒットの寄与をデータで見積もり、その寄与をシミュレーションで考慮する事で、カロリメータや他の光子検出器の動作を理解してきた。解析では背景事象を見積もるために、光子を見失う事象を理解する事が重要になる。私は、光子を見失う事象を正しく理解しているかを調べるために、独自の手法を用いて解析を行った。例えば、K_L→2π^0に対してK_L→3π^0で2つ光子を見失うと背景事象となる。この2つの事象を詳しく研究することで光子を見失う原因を理解した。これらの結果は、2004年秋の学会と2005年春の学会で発表を行った。
平安時代文学作品における生育儀礼の研究

本年度は、研究計画の通り、生育儀礼のうち出産に関わる生誕儀礼に焦点を当てた。これまでの研究で明らかにした部分もあり、さらに発展させる形で研究を進めた。特に、新生児が誕生した際の「賜剣」について、調査・検討した。おもな研究業績は、研究会・シンポジウムでの研究発表「『源氏物語』明石姫君への賜剣ー禎子内親王の事例をめぐってー」(古代文学研究会夏季大会、平成29年8月8日)と「『栄花物語』における賜剣の意義ー『源氏物語』と創造された〈歴史〉ー」(明治大学高麗大学校共催、第8回国際学術会議、平成29年11月10日)である。いずれも、新生児の枕元に剣を置く生誕儀礼である「賜剣の儀」(=御佩刀の儀)について取り上げたもので、この儀礼の政治的意義を剣の贈り主に求めることで、先行研究とは異なる視点を示した。また、研究論文「薫の生育儀礼の政治的意義ー産養・五十日の祝い・元服をめぐってー」原岡文子・河添房江編『源氏物語煌めく言葉の世界II』(翰林書房、平成30年4月刊行)を発表した。『源氏物語』第三部の主人公・薫は、その存在の二面性から、生育儀礼の描かれ方が史実とは乖離する。ここでは、薫の生育儀礼、産養・五十日の祝い・元服について取り上げた。産養の七夜の主催者は、生母が中宮(皇后)である場合のみ今上天皇が務めることが規範となっていたにも関わらず、薫の誕生時の七夜の産養は今上帝が主催するという異例の事態であった。それだけでなく、五十日の祝いの「供餅者」を光源氏自身が務めることや、元服に際して冷泉院・秋好中宮の養子となることなど、不義の子である薫の処遇には、光源氏の政治的な思惑が見えることについてまとめた。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
イメージマップを活用した学習支援に関する実践的研究

3カ年の研究期間中、小・中学校教員との実践研究組織を通じて、小学校総合、小学校理科第3学年1単元、第4学年3単元、6学年3単元、小学校国語第5学年2単元、第6学年1単元、中学校理科第1分野2単元、第2分野2単元についてイメージマップを学習支援ツールとして活用した授業実践を行った。その結果、小学校及び中学校の理科授業において、イメージマップを学習支援ツールとして授業中に活用できることが明らかになった。小学校国語については、説明文単元、作文及び詩の単元において、イメージマップを学習支援ツールとして授業中に活用できることが明らかになった。元々、映像視聴能力測定・評価ツールとして開発されたイメージマップは、その有用性から、初等・中等教育における授業評価ツールとして多く用いられている。加えて、イメージマップは、連想したり想起したりしたことを言葉で表す作業だけで作成できる。上述した特徴を持つイメージマップを、従来の授業評価ツールから、初等・中等教育における各教科等の授業において学習者の知識獲得のための学習支援ツールとして利用できないか、この点が本研究に取り組んだ問題意識である。平成22年度においては、小・中学校教員との実践研究組織を立ち上げ、小学校理科第4学年1単元、6学年理科3単元、第5学年国語2単元、中学校理科第1分野、第2分野それぞれ1単元ずつ、イメージマップを学習支援ツールとして利用した授業実践を行った。その結果、小学校理科授業においてはイメージマップを学習支援ツールとして授業中に利用できる可能性が明らかになった。小学校国語科の実践からは、説明文単元において、学習のまとめとしてイメージマップを書かせるとより有効であることが明らかになった。同様に、中学校理科の実践からも、イメージマップを学習支援ツールとして授業中に利用できる可能性が明らかになった。次年度は、小・中学校理科においては、イメージマップを学習支援ツールとして授業中に利用する有効性を量的に明らかにしたい。さらに、小学校国語科においては、説明文単元だけに留まらず、他の単元学習における利用の可能性に検討を加える。加えて、理科、国語科だけに限らず、イメージマップを学習支援ツールとして授業中に利用する試みを各教科や総合、道徳の学習などに広げていきたい。平成23年度においては、小・中学校教員との実践研究組織の下に、小学校総合、理科第3学年1単元、第4学年1単元、第6学年国語1単元、中学校理科第1分野1単元、イメージマップを学習支援ツールとして利用した授業実践を行った。その結果、小学校・中学校理科授業においてはイメージマップが学習支援ツールとして授業中に利用できるだけではなく、教師のこれからの単元の授業のための確認ツールとして利用できる可能性も明らかになり始めた。小学校国語科の実践からは、作文及び詩の単元において、イメージマップが学習支援ツールとして有効であることが明らかになった。加えて、理科、国語科だけに限らず、イメージマシプを学習支援ツールとして授業中に利用する試みを各教科や総合、道徳の学習などに広げていきたい。研究最終年度の2012年度は、イメージマップを学習支援ツールとして活用した小学校理科1単元及び中学校理科第2分野1単元の授業実践を行い、イメージマップの学習支援ツールとしての有効性に質的・量的検討を加えた。その成果を学会発表3件、論文1報にて報告するとともに、これまでの研究成果を紙媒体の報告書にまとめ、北海道釧路市及び島根県松江市などの小中学校教師に配付し、研究成果を広く公開した。2010年度2012年度の3ヶ年の研究期間中、小・中学校教員との実践研究組織を通じて、小学校総合、小学校理科第3学年1単元、第4学年3単元、6学年3単元、小学校国語第5学年2単元、第6学年1単元、中学校理科第1分野2単元、第2分野2単元についてイメージマップを学習支援ツールとして活用した授業実践を行った。それらの授業実践に質的及び量的な分析検討を加えた結果、小学校の理科授業においても、中学校の理科授業においても、イメージマップを学習支援ツールとして授業中に活用できることが明らかになった。

これらの研究成果は、3ヶ年の間に学会発表13件、論文7報で公開されている。また、これまでの研究成果を紙媒体の報告書にまとめ、近隣の小中学校教師に配付し、広く研究成果の還元も行った。これらのことからIMTは、学習支援ツールとして公立小・中学校における日常の理科授業及び国語授業の一部の単元においても利用できることが分かり、IMTの適用範囲が広がり、当初の研究目的が達成された。イメージマップが授業中に学習支援ツールとして利用できるだけではなく、教師のこれからの単元の授業のための確認ツールとして利用できる可能性も明らかになり始めた。この点は、本研究を構想する段階においては想定していない成果が現れ始めたといえる。24年度が最終年度であるため、記入しない。昨年、今年度の通りに来年度も本研究課題を推進していけばよいと考える。
光化学大気汚染物質の化学的予測に関する基礎的研究

3年間にわたる班内協力研究により次の成果が得られた。早朝の汚染大気中にかなり高濃度(数ppb)の亜硝酸エステルが生成していることが見出され、その生成機構としてアルコールとN【O_2】の暗反応についての検討がなされた。メタノールとN【O_2】の反応について均一反応速度定数および種々の表面上での不均一反応速度定数が測定され、特に不均一反応が実際の汚染大気濃度で亜硝酸エステル生成に寄与している可能性が示唆された。またNOxやS【O_2】の酸化反応に対しても不均一光反応が起こり得ることが示された。他方本研究でオゾンと芳香族炭化水素の反応で生成することが見出された一次オゾニド、レーザー誘起けい光法で直接検出のなされた【S_2】Oなどについて分子軌道理論計算による検討がなされ、実験結果に対する理論面からの解明がなされた。その他各分担課題毎に次の成果が得られた。1.オゾン反応中間体、C【H_2】OOとS【O_2】の反応は付加体を経て進行することが明らかとなった。2.アセナフチン誘導体とオゾンの反応では二次オゾニドが単離され、前駆体である一次オゾニドは-70°Cでも不安定であることがわかった。3.S【O_2】,NOの酸化反応は共にTi【O_2】のような光触媒存在下で著しく促進され、S【O(^(2+)_3)】→S【O(^(2-)_4)】,N【O(^-_2)】→N【O(^-_3)】の反応についても各種金属酸化物による反応促進効果がみられた。4.チオフェノキシラジカルのレーザー誘起螢光スペクトルが得られ、これを利用して【O_2】,NOとの反応速度定数が測定された。5.OH+OH→【H_2】O+O(【^1D】),O(【^3P】)の反応経路がab initio計算で求められ、実験結果とよい一致がみられた。6.低圧熱分解反応装置により亜硝酸メチルの均一、不均一熱分解反応が検討された。7.アルコールとN【O_2】の不均一反応を利用した大気中徴量アルコールの定量方法が開発された。8.N【O_2】と16種の共役二重結合化合物の反応速度定数が決定され、これらの化合物は同数の炭素数をもつモノオレフィンに対して速度定数が【10^3】-【10^4】程度大きいことがわかった。
分子手術法による新規内包フラーレン類の有機合成

新世代の炭素ナノマテリアルの重要な基幹材料になると期待されているにもかかわらず、その製造効率が極端に低いため応用開発が大きく立ち後れていた内包フラーレン類の効率的有機合成のための分子変換技術を確立することを目的に本研究を行ない、下記に示す結果を得た。1、1個および2個の水素分子を内包したフラーレンC_<70>の合成既にC_<60>を用いる実験において確立した、含窒素芳香環との液相熱反応を用いる開口部形成反応を応用し、より内部空間の大きなフラーレンC_<70>を原料として、ジピリジルピリダジンとの液相熱反応を行ない、続く開口部拡大反応の後、高圧水素を作用させることにより、1個および2個の水素分子を内包した開口C_<70>を、97:3のモル比で合成した。低温での温度可変NMRにより、内包された2個の水素分子は活性化エネルギー8kcal/molで、互いに速い位置交換を行なっていることを見出した。さらに開口部を閉鎖することによって、水素1分子および2分子を内包したC_<70>、すなわちH2@C_<70>と(H_2)_2@C_<70>を合成し、全収率1%と僅かではあるが、2分子内包体(H_2)_2@C_<70>の単離に成功した。2、より大きな開口部をもつフラーレンC_<60>誘導体の合成先に我々が報告した「分子手術法」においては、12員環の開口部をもつC_<60>をTDAEで活1生化して開口部に硫黄を導入した。今回はTDAEの代わりに2当量のNa^<+->SMeを用い、次いでセレンを作用させることによって、硫黄に代わってセレンを含む13員環開口部をもつC_<60>誘導体を合成した。X線結晶構造解析の結果、この開口部は硫黄を含むものよりさらに拡大されていることを確認した。
中国における低炭素都市づくりに向けての計画制度システムの現状と課題

本研究では、2007年から国土主体機能区計画における中国の環境問題の取り込みを明らかにした上、2009年5月から国家戦略として発足した海西経済区を取り上げ、発展計画の段階にCO2の排出量削減を計画し、地域開発の事業地区のエネルギ評価指標を事業評価にしていることを明らかにした。低炭素都市づくりの実現には、持続可能な開発モデル地区として選ばれた平タン実験区、アモイ市では、地域開発のフレームワークの検討には、国の21Agendaによって作成された持続可能な開発の評価指標を適用していること、都市空間戦略レベルでは、新材料、グリーン建築、公共交通などの面で計画基準を設けていることを明らかにした。本研究は、中国の国土計画では、機能区を線引きするようにしているが、省エネルギー対策とCO2などの排出量削減対策に関して、計画段階においての取り込み、あるいは取り込む可能性がある計画課題は明らかではない。本調査では、中国の地域計画を取り上げ、都市化における地域計画制度の枠組みを解明し、計画フレームワークと関連政策に関して、持続可能な開発戦略、省エネルギー対策とCO2や廃棄物の排出量削減対策などの取り込みの実態を調査し、どのような課題と問題点があるかを明らかにしたい。今年度、雑誌論文6編、国際会議4編、国際会議の開催と論文集、国際誌の特集号の編集を行った。研究事項1中国における国土計画と地域計画の新しいありかた中国の国土計画と地域計画に関して、発展計画、土地利用計画や都市計画との関係を解明し、国土主体機能区と生態計画との連携も考察した。東北大学で開催された国際フォーラムで成果を発表し、国際誌IJSSSで研究論文を公表した。研究事項2海西経済区における地域開発のフレームワークと環境問題研究事項1で解明した地域開発のフレームワークに関して、CO2の削減も目標としている中国の新幹線の開発を取り上げ、日本、台湾との比較を行い、武漢大学で開催された国際シンポジウムで成果を発表した。なお、地域開発と深くかかわる港や空港の建設に関して、日本との比較視点で、台湾と中国、日本の港建設を比較し、台湾の国際シンポジウムで成果を発表した。研究事項3海西経済区における地域開発の実態と研究事項4海西経済区における総量規制と削減の取り込み実態研究事項3と4に関して、現地調査や資料収集を通して、研究論文のまとめ段階に入っている。平成25年度は、継続調査を実施し全体まとめを行った。研究実績として査読論文3編、学会発表6編、論文集2冊、著書1冊と資料集1冊を作成した。研究事項1中国における国土計画と地域計画の新しいありかた本研究では、2007年から中国が環境生態、自然資源の保全などの環境問題対策を取り入れ国土主体機能区を計画している実態を明らかにした。そして、2009年5月から国家戦略として取り込んできた海西経済区を取り上げ、発展計画の段階では、CO2の排出量削減計画があること、地域開発の事業地区におけるエネルギ評価指標を事業評価にしていることを明らかにした。研究事項2海西経済区における地域開発のフレームワークと環境問題地域開発のフレームワークの検討では、地方政府は国の21Agendaによって作成された持続可能な開発方針と評価指標等に基づいて、低炭素都市づくりへの実現を目標にしていることが分かった。多くの地区では、低炭素都市づくりを開発や建設の目標にしていることも明らかであった。なお、都市レベルの都市空間戦略計画では、新材料、グリーン建築、公共交通などの計画基準を設けていることを明らかにした。研究事項3海西経済区における地域開発の実態厦門地区、福州地区、三都澳地区を中心に、海西経済区の地域開発を展開していることが分かった。その中に、持続可能な開発モデル地区として選ばれた福州地区の平タン実験区、厦門地区のアモイ市では、持続可能な指標を用いて、都市空間戦略や計画基準の作成実態を明らかにした。研究事項4海西経済区における総量規制と削減の取り込み実態アモイ市の空間戦略、住宅や交通計画の取り込み、平タン実験地区の評価指標を中心に調査を実施した。海西経済区ではないが、全国のエコ環境保全型の工業団地の開発地区の資料収集、青島市静脈産業の取り込み、成都市の震災復興地区の取り込みなども調査した。本研究は、中国の地域計画では、都市化における地域計画制度の枠組みを解明し、計画フレームワークと関連政策に関して、持続可能な開発戦略、省エネルギー対策とCO2や廃棄物の排出量削減対策などの取り込みの実態を調査し、どのような課題と問題点があるかを明らかにしたい。研究事項1中国における国土計画と地域計画について、昨年度では、中国の発展計画、土地利用計画や都市計画との関係を解明し、国土主体機能区と生態計画との連携も考察した。今年度は、国レベルの持続可能な開発実験区と環境保全型のエコ工業団地の開発に関して、清華大学との協力で実施し、エコ工業団地に関する研究成果を発表した。研究事項

2海西経済区における地域開発のフレームワークと環境問題について、研究事項1で解明した地域開発のフレームワークに関して、CO2の削減も目標としている中国の都市交通計画を取り上げ、アモイ大学、北京師範大学や中国科学院地理所の研究者に依頼し、アモイ市の都市交通、それに関して、北京の都市交通の資料収集と計画評価を行った。なお、低炭素都市づくりと深くかかわる都市緑化の建設に関して、台湾大学、台北科技大学の研究者に協力してもらい、台北市の都市緑化と天津市の都市緑化に関する研究成果を国際シンポジウム論文集の編集を通して成果を発表した。研究事項3海西経済区における地域開発の実態について、上記事項との関連で、福州市の国家持続可能な開発実験区、まだ関連して成都市の関連地区を対象として、調査を実施したが、来年度も追加調査を実施する。アモイ市における低炭素都市づくりの事例地区に関して資料収集を行い、アモイ大学の研究者に資料をまとめてもらい、国際シンポジウム論文集の編集を通して成果を発表した。研究事項4海西経済区における総量規制と削減の取り込み実態について、現地調査や資料収集を継続し、研究成果のまとめ段階に入っている。当初計画では、中国国土計画の枠組みの解明、地域開発のフレームワークや環境問題との関連、地域開発プロジェクトの現地調査ということを目標としている。これらの目標を達成したことで、今年度、雑誌論文6編、国際会議4編、国際会議の開催と論文集、国際誌の特集号の編集を行った。25年度が最終年度であるため、記入しない。当初計画では、低炭素都市づくりに関して、中国国土計画の枠組みの解明、地域開発のフレームワークや環境問題との関連、地域開発プロジェクトの現地調査ということを目標としている。これらの目標を達成したことで、今年度、英語査読論文4編、国際会議4編、Springerによる英文本の編集、国際会議の英語論文集の編集、国際誌の特集号の編集を行った。内容的には、地域計画において計画フレームワーク、地域計画の計画システム、地域開発のあり方に関する調査と研究成果の発表を行い、そして都市レベルでは、緑化と居住、都市交通、新エネルギーの政策、環境保全型工業団地の開発の調査の実施や研究成果の発表を行った。調査地域も、海西経済区、主に福建省と台湾を中心として実施してきたが、この経済区と関連して北京市、成都市と天津市の関連調査も進められた。研究成果も査読論文、国際会議の論文があり、これまでの研究成果まとめとして、国際シンポジウムの論文集を編集して、国際誌の特集号も編集した。今年度、短期留学制度を活用し、中国博士課程の学生を日本へ招聘し、研究資料の整理分析と成果のまとめなどを行った。まだ、英語査読論文4編、国際会議論文4編を公表し、中国と台湾と研究協力者を金沢大学へ招いて科研成果報告会を国際ワークショップの形として開催した。国際ワークショップ論文集の編集、国際誌の特集号の編集を行った。今年度の成果をベースに、来年度には、より具体的な地域開発と環境問題を中心に、研究計画を立て、実施することにしたい。
持続可能な途上国上水道事業のための料金体系設計手法とゾーナルアプローチの開発

途上国都市部において持続可能な上水道事業を確立するために解決すべき課題の一つは、受益者のニーズを満たしつつ独立採算制を視野に入れた新料金体系を導入することである。そのためには、時間給水下における受益者の上水使用実態及びニーズの深い理解が欠かせない。本研究は、ネパール・カトマンズ首都圏とインド・カルナタカ州地方都市を対象事例とし、途上国都市部の一般家庭の上水使用実態を明らかにすること、持続可能なサービス構築のための示唆を得ることを目指した。途上国都市部の持続可能な上水道事業を確立するためには,現在の低い水道料金を見直してcost recoveryを可能にする新料金体系を導入する必要がある.しかし低料金と低水準のサービスが生み出す悪循環がこれを難しくしているのに加え,公共部門は都市全体のシステム改善のための予算を確保できないのが現実である.ゾーナルアプローチはこの膠着状態を解決するスキームとして提案され,新たな都市計画のツールになりうると期待されている.そこで本研究は,同スキームの初の適用例を対象とし実施前後の詳細な調査・分析を行う。同スキームの有効性・発展性を検討し,受益者と事業者双方にとって持続可能なサービスを構築するために有効な料金体系設計方法に関する提言を行うことを目的として遂行中である.本研究の研究対象事例は,南アジアで初めてゾーナルアプローチを適用した2つの地域である.一つは,ネパール・カトマンズ首都圏,もう一つは,インド・カルナタカ州の地方都市(フブリ・ガルバルバ)である.前者はプロジェクトが進行中であり,後者は既に新料金体系が導入された後であり,研究の関心事項である新料金体系導入によって生じると考えられる一般家庭の上水道使用の変化を観察できると考えられる.2009年度は,当初の計画通りネパール・カトマンズ及びインド・カルナタカ州において,詳細なフィールド調査を実施した.カトマンズにおいては,首都圏の一般家庭約3000世帯に対して,社会経済調査(家計調査)を実施し,彼らの上水使用状況及び社会経済状況に関する詳細なデータを収集した.カルナタカ州においては,フィールド調査及び実施者へのインタビューを通じて,プロジェクトの進行状況及び現在の上水道に関する課題などについて状況を把握した.料金改定後の上水使用状況,支払状況等については,事業実施者が独自に調査をする予定であり,調査後には必要データを提供してもらう可能性があることを確認した.尚,2つの国際学会で現在までの研究成果を報告し,専門家との意見交換を行った.途上国都市部の持続可能な上水道事業を確立するために、現在の低い水道料金を見直して独立採算制を目指した供給体制を目指す必要性があると考えられる。しかし多くの上水事業は、低料金と低水準のサービスによる悪循環に直面しており、改善のための糸口をつかめずにいる。ゾーナルアプローチはこの膠着状態を解決するスキームとして提案されたが、その成否は適切な上水料金体系の設計にかかっている。そこで本研究は、同スキームの発展に関する知見を得ることを目指して、途上国都市部の一般家庭の上水使用実態を明らかにし、持続可能なサービスを構築するために有効な料金体系設計方法及び改善計画に関する示唆を得ることを目的として実施された。本研究の研究対象事例はネパール・カトマンズ首都圏とインド・カルナタカ州地方都市である。2009年度は、両地域で分析のためのデータを収集した。前者では社会経済調査を実施し、一般家庭の上水使用及び社会経済状況に関するデータを収集した。後者では受益者及び事業者にインタビューを行い、事業の進行状況及び課題の把握につとめた。2010年度は、前年度に収集したデータの分析を行った。主に得られた成果は、以下の2点である。(1)時間給水下において一般家庭が抱える問題を明らかにした。また、一般家庭の上水使用の決定要因を定量的に明らかにした。これらの結果に基づき、事業改善のための施策に関する示唆を得た。(2)不適切な上水使用を強いられる一般家庭の特徴を明らかにした。特に時間給水下では、十分な量の上水が供給されたとしても、家庭が時間給水であることによる諸問題に対応するキャパシティを備えていなければ、適切な水使用を実現できないことを明らかにした。このことは、各家庭の特徴やニーズを理解した上でサービスを設計する必要性を改めて示唆するものである。以上の成果は、途上国の持続可能な上水道事業の設計に示唆を与えるものである。尚、研究の目的の一部であった「料金設定のための示唆」については、サービス改善前後のデータを収集できなかったため、成果は限定的であった。研究の成果発表として、国際学会にて研究結果の報告を行い、途上国の上水分野の専門家との意見交換を行った。また、台湾の工科大学の国際ワークショップにて基調講演を行い、研究成果の報告をする機会を得た。
ポジトロンイメージングによるダイズ植物における窒素栄養動態解析

ダイズ植物の根粒の行う窒素固定、及び固定された窒素化合物の移動をポジトロンイメージングによって非侵襲的、定量的に解析することを目的としている。以前、窒素固定を観察することができたが、放射能量が不十分であったために固定窒素の移動は観察できなかった。そこで、高放射能、高純度の^<13>N_2ガスを製造するための新しい方法を確立した。^<13>N_2ガスの製造時に残留する二酸化炭素を除去し、副生成物である^<13>N_2Oを還元し、高純度の^<13>N_2ガスを100 MBq以上の収量で回収することができた。可能な新しい製造方法を確立した。また、このダイズ植物の根に投与し、ポジトロンイメージングを行った結果、根粒にシグナルが認められ、窒素固定、固定された窒素化合物の移動のイメージングを観察することができた。根粒菌が窒素を固定し、窒素化合物を植物体に輸送する様子のイメージングを実現化させるために13N窒素ガストレーサーの製造法の改良を行った。昨年度に定めた"窒素酸化物を13N窒素ガスに還元する"方針に従い、13N窒素ガスの製造するシステムの構築を行った。照射済みのガスから二酸化炭素を取り除くために、ソーダライムを用い、これまで問題となってきた不純物である13N2Oを還元するために、600度に熱した還元銅を用いるシステムを構築した。ソーダライムを詰めた石英管を上流に、還元銅を詰めた石英管を下流に接続し、還元銅の管のみを電気炉で600度に熱した。このシステムに照射後のガスを通過させ、回収した。このガスの成分をガスクロマトグラフィーで分析し、放射能量を測定した。さらに、非放射性の酸素や窒素ガスを混合し、13N2ガストレーサーとした。ダイズ植物の根にガストレーサーを10分間投与し、水面を上昇させて追い出した後、ポジトロンイメージング装置によって撮像した。新しい精製方法により約100MBqの13N2ガスを回収することができた。また、ガスクロマトグラフィーの分析結果には、13N2Oのピークは認められなかった。すなわち本精製方法により13N2Oが13N2に完全に還元されていることがわかった。また、ダイズ植物の根に投与し、ポジトロンイメージングを行った結果、根粒にシグナルが認められ、窒素固定を観察することができた。また、根粒の窒素固定異なるガス組成における窒素固定の観察を行うことができた。本年度は製造方法が確立されたといえる。改良を行って、より洗練されたシステムにする必要があり、植物のセットも、より鮮明な画像を得るために新しいセルの設計を必要があることがわかった。まず、13N窒素ガスの製造時に生成する13N窒素酸化物を不純物とみなして除去するか、同時に回収するか検討した。照射済みの二酸化炭素ガスからソーダライムによって二酸化炭素のみを除去し、13N窒素酸化物を含んで約200MBqの13N標識ガスを回収した。これを植物に投与し、ポジトロンイメージングにより画像化した。また平行して13N窒素酸化物を定量し、13N標識ガス中に2/3程度含まれていることがわかった。得られた画像では根粒に13Nシグナルが得られたが、13N窒素ガスを精製して与えたときと異なる画像となった。さらに13N窒素酸化物の影響を調べるために投与時のがすに非放射性の窒素酸化物を混ぜ、植物に投与した。この場合も根粒に取り込まれこれらのことから13N窒素酸化物を除去する必要があることがわかった。さらに、高い放射能量を確保するには窒素酸化物を13N窒素ガスに還元する方針とした。そのために照射済みのガスから二酸化炭素を取り除き、銅触媒を用いて高熱に熱することで窒素酸化物を還元する準備を進めた。また、微弱なシグナルであると予想される窒素化合物の移行をより鮮明な画像として得るためには新しいセルの設計が必要である。今までの操作を踏まえ、投与が簡便かつ効率的な構造のセルを設計した。根粒の窒素固定および窒素化合物の輸送を解析するためには13N2トレーサーの製造方法を再検討し、その方針に目処を立てた。対象とする環境条件として、地上部の光条件と地下部への硝酸供給条件を予定している。肥料に含まれる硝酸態窒素による根粒の窒素固定の阻害が農業上の問題となっている。

光条件に関する実験では、13N2トレーサーと、半減期20分の11Cで標識した二酸化炭素トレーサーを用いる。2時間待てばそれぞれ放射能量が13N:1/4096, 11C:1/64となるため、同一個体を用いて異なる実験条件で次の実験が可能である。まず根粒の窒素固定を13N2トレーサーを用いて計測し、その後11CO2を葉に与え、地下部への移行を観察する。その後同一個体を用いて異なる光条件で、同様の測定を行う。それぞれの測定結果で得られた画像からどの部位へどのような速度でどれ位、光合成産物、窒素化合物が輸送されたか、定量的な解析を行う。植物の維持のために、常時、試薬やプラスチック器具、ガラス器具等消耗品が必要となる。これらの購入を行う。国外では2012年オーストラリアで開催予定の国際窒素固定学会で発表するために、旅費を計上する。
一酵素・二活性（PRMT8）の生物学的意義の解明

神経細胞の発達や高度に調節される神経伝達物質のバランスには、細胞膜を構成するリン脂質であるホスファチジルコリンがリン脂質加水分解酵素(PLase)によって水解される事が重要である。申請者らは、PRMT8がメチル化酵素活性(MTase)に加え、長年の間、小脳では未知であった新規のリン脂質分解酵素活性(PLase)として、神経細胞の樹状突起形成やアセチルコリンの産生にPRMT8の働きが必須であることを見出した。平成30年度は、PRMT8か有する一酵素二活性の生物学的意義の解明のため、二つの酵素活(MTase・PLase)に対する不活性化マウスの作製を試みた。申請者らはすでに、PRMT8のMTaseおよびPLaseの活性中心の配列に点変異を導入し、互いの酵素活性には影響がない変異体の作製に成功した。そこで、MTaseとPLase特異的不活性マウスをゲノム編集(CRISPR/Cas9 system)を用いて、1塩基を置換して不活性マウスを樹立した。興味深い事に、ホモマウスが得られたMTase不活性マウスに対して、これまでにPLase不活性マウスは胎生致死を示す結果を見出した。現在よりPLase不活性マウスは、ヘテロ妊娠マウスを用いて致死となる時期について詳細な解析を進めている。また、PRMT8の欠損マウスの大脳と小脳を用いたメチル化代謝産物やリン脂質代謝産物を解析した結果、PRMT8のMTase活性は大脳に、PLaseの活性は小脳で特異的に働く可能性が示唆された。PRMT8が有する一酵素二活性の生物学的意義を理解するためには、互いの酵素活性には影響がない変異を加えたマウスの作製が重要である。現在までにPRMT8のメチル化酵素(MTase)およびリン脂質分解酵素(PLase)の活性中心の配列に点変異を導入した不活性マウスの作製に成功した。さらに、PLase不活性マウスが胎生致死を示す結果から、生体内のリン脂質代謝におけるPRMT8が有するPLase活性の重要性が示唆された。従って、PRMT8の二活性は神経細胞の発達や、脳機能の制御に重要な役割を果たしている可能性を示すことができた。平成30年度の結果を受け、平成31年度は、これまでにPRMT8のPLase不活性マウスが胎生致死を示す結果から、ヘテロ妊娠マウスを用いて致死となる時期について詳細な解析を進めるとともに、胎児を用いたメチル化代謝産物やリン脂質代謝産物の解析を行う。また、樹立したPRMT8のMTase不活性マウスについては、メチル化代謝産物を評価や神経細胞の発達や脳機能の解析を行い、PRMT8が有する一酵素二活性の生物学的意義の解明を目指す。
蚊媒介性フラビウイルスの細胞外粒子放出機構の解析

蚊媒介性フラビウイルスの細胞外放出に影響するRabタンパク質をスクリーニングした結果、Rab8bの発現が抑制されるとウイルスの放出量が減少することが明らかになった。続いて、蚊媒介性フラビウイルス粒子の細胞内輸送経路を明らかにするために、ウイルス感染Rab8b欠損細胞に対して、様々なオルガネラマーカーとウイルスタンパク質との二重免疫染色を実施した結果、リサイクリングエンドソームマーカーであるRab11aとウイルス高原の共局在が認められた。以上から、蚊媒介性フラビウイルスの新生ウイルス粒子は、リサイクリングエンドソームを経由し、Rab8bの働きによって細胞外に放出されることが明らかになった。本研究では、細胞内膜輸送の制御因子であるRabファミリータンパク質に着目し、蚊媒介性フラビウイルスの細胞外粒子放出機構について解析し、得られた知見から粒子放出機構を標的としたウイルス増殖阻害剤を開発することを目的としている。Rabタンパク質発現抑制ライブラリーを構築し、ウイルスの細胞外放出に影響するRabタンパク質をスクリーニングした結果、Rab8bの発現が抑制されるとウイルスの放出量が減少することが明らかになった。この結果はRab8b欠損細胞においても確認され、ウイルス感染Rab8b欠損細胞では、細胞内にウイルスタンパク質が蓄積していることも明らかになった。続いて、蚊媒介性フラビウイルス粒子の細胞内輸送経路を明らかにするために、ウイルス感染Rab8b欠損細胞に対して、様々なオルガネラマーカーとウイルスタンパク質との二重免疫染色を実施した。ウイルス感染Rab8b欠損細胞で観察されたウイルスタンパク質蓄積部位では、リサイクリングエンドソームマーカーであるRab11aやトランスフェリンが局在していた。また、電子顕微鏡を用いて観察では、ウイルス感染野生型細胞に比較して、Rab8b欠損細胞内には多くのウイルス粒子を内包する小胞が多数観察された。これらの結果から、Rab8b欠損細胞ではリサイクリングエンドソームにウイルス粒子が蓄積していることが明らかになった。これまでの本研究結果から、蚊媒介性フラビウイルスの新生ウイルス粒子は、リサイクリングエンドソームを経由し、Rab8bの働きによって細胞外に放出されることが明らかになった。当該年度の研究計画では、蚊媒介性フラビウイルス粒子の細胞外輸送系を明らかにする予定であった。これまでの研究により、蚊媒介性フラビウイルスはリサイクリングエンドソームを経由することを明らかにした。この結果を基に、リサイクリングエンドソーム内におけるウイルス因子と宿主因子の関わりを詳細に解析することで、蚊媒介性フラビウイルス粒子の細胞内輸送の分子機構を明らかにすることが可能となった。また当該年度の2点目の検討事項である、輸送小胞内において相互作用しているウイルス因子および宿主因子の同定については、リサイクリングエンドソームを精製する方法を検討中である。抗体を用いた輸送小胞のアフィニティ精製法により、リサイクリングエンドソームにウイルスタンパク質が局在することが生化学的手法を用いても確認できたが、その後の研究に使用可能な量を得ることが困難であることが明らかとなった。現在、超遠心機を用いてリサイクリングエンドソームを精製する方法を検討している。本研究では、細胞内膜輸送の制御因子であるRabファミリータンパク質に着目し、蚊媒介性フラビウイルスの細胞外粒子放出機構について解析し、得られた知見から病態形成機構との関係性について考察し、さらに粒子放出機構を標的としたウイルス増殖阻害剤を開発することを目的としている。また、電子顕微鏡を用いた観察では、ウイルス感染野生型細胞に比較して、Rab8b欠損細胞内には多くのウイルス粒子を内包する小胞が多数観察された。これらの結果から、蚊媒介性フラビウイルスの新生ウイルス粒子は、リサイクリングエンドソームを経由し、Rab8bの働きによって細胞外に放出されることが明らかになった。本研究から蚊媒介性フラビウイルスはリサイクリングエンドソームを介した物質の輸送機構を利用していることが示唆され、ウイルス粒子輸送に関わる宿主因子などの詳細を明らかにすることで、ウイルス増殖を抑制する治療法の開発につながることが予想された。平成28年度は、ウイルスタンパク質を含むリサイクリングエンドソームの精製方法を確立した後に、細胞生物学的、生化学的手法を用いて、相互作用しているウイルス因子および宿主因子を同定する。

電子顕微鏡を用いたこれまでの結果から、ウイルスは粒子構造を形成した状態で、リサイクリングエンドソーム内に存在することが明らかになっており、ウイルス因子はウイルス粒子の最表面を構成するEタンパク質または、prMタンパク質である可能性が高い。これらのタンパク質の着目し、リサイクリングエンドソーム画分内でこれらのウイルスタンパク質と相互作用する宿主因子を免疫沈降および質量分析法により同定する予定である。同定した宿主因子とグルタチオンS-トランスフェラーゼなどの標識タンパク質との融合タンパク質発現プラスミドを作製し、このプラスミドを鋳型に変異体の作製を試みる。ウイルス感染細胞のライセートと精製した発現タンパク質を反応させ、pull-down法などを用いることで、ウイルスタンパク質との結合領域を明らかにする。相互作用を標的とした蚊媒介性フラビウイルス感染症治療法について検討するために、同定した結合領域を基に、細胞膜透過ドメインを付加した融合ペプチドを合成する。合成ペプチドのウイルス粒子放出抑制効果を培養細胞と感染モデルマウスを用いて検討する。基礎医学研究計画の進行の都合により、当該年度に実施する予定の実験を次年度に持ち越したため、次年度使用額が生じた。研究を申請時の計画に従い実施し、平成27年度の研究計画の結果生じた使用額については、次年度研究費と合わせ、必要な試薬、消耗品費として使用する。また、研究成果を報告できる場合、国内学会参加の旅費として使用する。
がん治療に伴う口腔粘膜炎の発生予防におけるゴマ油の有用性の検証

がん治療により発生する口腔粘膜炎は、疼痛による摂食困難から脱水や栄養状態の悪化、重度の場合には治療の変更や中止にもつながり、治療達成が困難となる。また、敗血症など感染症の原因ともなり、積極的に管理する必要がある。現在、口腔粘膜炎に広く有効な予防方法はなく、その予防や症状軽減の方法開発は重要な課題である。ゴマ油には、粘膜保護作用、抗酸化作用、抗炎症作用があることから、様々な作用を介して口腔粘膜炎を抑制する可能性が考えられる。そこで本研究では、1)実験モデル動物を用いたゴマ油塗布による口腔粘膜炎発生抑制のメカニズム、2)がん治療を受ける患者に対するゴマ油塗布の口腔粘膜炎発生抑制効果を明らかにする。
メタンプラズマ中に発生する炭化水素クラスタの検出

本研究では,ICCDカメラとNd-YAGレーザを組み合わせた高感度なレーザ散乱法を構築し,炭化水素プラズマ中の炭素クラスタの発生・成長過程の全体像を明らかにした.また,シランプラズマ中のシリコンクラスタを対象に開発された,新ラングミュアプローブ法を炭素クラスタに初めて適用した.具体的には,以下の結果を得た.1.ガスがメタン(100%),圧力が266Pa,放電電力が40100Wの実験条件において,放電開始後約0.1s程度からクラスタが出現し始める.また,炭素クラスタは,核形成,急速成長,成長飽和の3つの段階を経て,時間とともに成長する.2.炭素クラスタは,高周波電極側のプラズマ/シース境界領域で局所的に発生・成長する.この領域は,強いプラズマ発光の領域と一致し,クラスタの発生・成長に気相中のラジカルが関与していることが示唆される.3.新ラングミュアプローブ法により,負帯電クラスタは正イオンよりも大きく,また時間とともにその差は広がっており,負帯電クラスタが時間とともに成長している.以上の炭素クラスタ成長過程は,シランプラズマ中のシリコンクラスタの成長過程と良く似ており,シリコンクラスタを対象に開発されてきた種々のクラスタ検出法や抑制法が炭素プラズマにも有効である可能性が極めて高いと考えられる.今後は,質量分析により正イオン種を調べ,新ラングミュアプローブ法で調べたクラスタ質量を正確に求める.また,実際の炭素材料作製条件における種々のナノクラスタ検出法の適用可能性を調べ,高効率・品質な高効率・品質な材料作製条件を明らかにする.本研究では,メタンプラズマ中に発生していると思われる炭化水素クラスタを検出し,その発生・成長機構を明らかにすること,シランプラズマを対象に開発してきたクラスタ検出法のメタンプラズマへの適用可能性を明らかにすることを目的としている.今年度は,イメージインテンシファイア付き冷却CCDカメラと本科学研究費補助金で導入したNd-YAGレーザを組み合わせた高感度なレーザ散乱光計測システムを構築した.また,このシステムはプラズマを発生させるための高周波放電と同期しているため,散乱光強度の時間推移を高時間分解で測定できる,このシステムを用いて,炭化水素クラスタの存在,発生・成長過程について調べ,以下の知見を得た.1.ガスがメタン(100%),圧力が266Pa,放電電力が40100Wの実験条件において,プラズマ発生後約20秒以降からクラスタが検出され始め,その散乱光強度は放電電力が大きい程,時間が長い程強くなることが初めて明らかにできた.2.放電電力が100Wの条件において,散乱光強度の変化は,プラズマ発生後約20秒までは散乱光強度は検出されず,その後約20秒間で光強度は増加し,さらにその後は飽和傾向を示すことが分かった.3.まだ,クラスタのサイズと密度を区別できていないが,数10秒かけて散乱光強度が変化していることから,長時間プラズマ中に捕捉され得る負帯電クラスタのサイズ変化が散乱光強度変化の原因と考えられる.次年度は,レーザ散乱法を用いて幅広い実験条件で炭化水素クラスタの成長過程を調べるとともに,各種クラスタ検出法を適用し,より小さなクラスタの発生・成長過程について明らかにする.本研究では,ICCDカメラとNd-YAGレーザを組み合わせた高感度なレーザ散乱法を構築し,炭化水素プラズマ中の炭素クラスタの発生・成長過程の全体像を明らかにした.また,シランプラズマ中のシリコンクラスタを対象に開発された,新ラングミュアプローブ法を炭素クラスタに初めて適用した.具体的には,以下の結果を得た.1.ガスがメタン(100%),圧力が266Pa,放電電力が40100Wの実験条件において,放電開始後約0.1s程度からクラスタが出現し始める.また,炭素クラスタは,核形成,急速成長,成長飽和の3つの段階を経て,時間とともに成長する.2.炭素クラスタは,高周波電極側のプラズマ/シース境界領域で局所的に発生・成長する.この領域は,強いプラズマ発光の領域と一致し,クラスタの発生・成長に気相中のラジカルが関与していることが示唆される.3.新ラングミュアプローブ法により,負帯電クラスタは正イオンよりも大きく,また時間とともにその差は広がっており,負帯電クラスタが時間とともに成長している.以上の炭素クラスタ成長過程は,シランプラズマ中のシリコンクラスタの成長過程と良く似ており,シリコンクラスタを対象に開発されてきた種々のクラスタ検出法や抑制法が炭素プラズマにも有効である可能性が極めて高いと考えられる.今後は,質量分析により正イオン種を調べ,新ラングミュアプローブ法で調べたクラスタ質量を正確に求める.また,実際の炭素材料作製条件における種々のナノクラスタ検出法の適用可能性を調べ,高効率・品質な高効率・品質な材料作製条件を明らかにする.
ナノ空間制御された新規スピンクロスオーバー相の創成

遷移金属錯体を基本単位とするナノ構造体の合理的な設計指針の確立と、それを用いた新しい相互作用系の創成を目的に、一連の新規ナノ構造体を合成し、さらに磁気、光学的測定を行った。特に、スピンクロスオーバーを示すナノ構造体の物性測定には、構造体間の相互作用が少ない化合物系を構築する必要があり、結晶のパッキングを支配する分子間相互作用(水素結合、スタッキング)を制御する配位子と溶媒の選択が重要になる。そこで以上のことをふまえて、以下の合成法を検討した。(1)多彩なコンフォメーションを取るかさ高い連結配位子、例えば、ヒンジ構造を持つ連結配位子で構造制御された一次元鎖、クラスターを、鉄(II)イオンを中心金属イオンとし試行錯誤的に合成した。ヒンジ様の配位子は二つの基本骨格を結ぶ単結合に自由度があることから様々な集積形態が存在する。その集積形態を様々な金属を用い、種々の条件下で合成し、合理的な合成条件を検討した。(2)剛直な配位子を用い二核スピンクロスオーバー金属錯体ユニットを合成し、それを新たに連結配位子(ビピリジン、ピラジン等)を導入することでクラスターあるいは一次元状のナノ構造体を構築した。また、長鎖アルキル鎖を持つピリジン誘導体を新たに合成し、それを軸配位子とすることで、二核スピンクロスオーバー金属錯体ユニットが分散し、構造体間の相互作用が少ない化合物系を構築した。(3)(1)、(2)で合成した構造体をビルディングユニットとした多孔性金属錯体集積体を合成し、スピンクロスオーバーに対するゲストの吸脱着の影響を検討した。以上、3つのアプローチによりシンプルな同一のビルディングブロックより合理的に様々な構造体を構築し、その磁気的挙動を検討した。bpypzと鉄二価イオンが作る多核錯体を用いてナノ空間制御されたスピン状態の動的、静的制御を検討した。鉄:bpypz=1:1で形成する平面型二核錯体はスピンクロスオーバーを示すが、軸配位子の選択によりその転移温度、共同性を制御することが可能であることを見いだした。特に、軸位にビピリジンが配位し二核錯体が架橋された一次元錯体においては非常に大きな共同性が見られ、次元性制御が鉄-鉄間の共同性に大きな影響を与えることが明らかになった。一方、鉄:bpypz=5:6で形成されるヘリケート状五核錯体は、スピン状態が異なる二つのFe(II)サイトを有することを見いだした。すなわち、ヘリケート中央部にある酸素架橋三核クラスター部分[Fe_3O]^<4+>が高スピン、その上下に存在する鉄イオンが低スピンであった。なお、本研究以外に[Fe_3O]^<4+>クラスターが単離された例はなく、このような単純な錯体系において、不安定なクラスターが安定にトラップできることは錯体の反応性の点からも興味深い。さらに、五核ヘリケートのCVを測定したところ、多段階の酸化還元波を示した。X線結晶構造解析およびメスバウアースペクトルから、ヘリケートは、上下のトリス体ユニット([Fe^<11>(bpypz)_3]^-)のFe(II)とFe_3O^<4+>コア中に環境の異なる二種類のFe(II)を有することが明らかになっており、多段階の酸化還元はヘリケート構造を反映しているものと考えられる。また、銅イオンを用いた場合も同様に[Cu^<11>(bpypz)_3]^-ユニットとCu_3O^<4+>コアからなるCu^<11>五核ヘリケート錯体を形成することが明らかとなった。

遷移金属錯体を基本単位とするナノ構造体の合理的な設計指針の確立と、それを用いた新しい相互作用系の創成を目的に、一連の新規ナノ構造体を合成し、さらに磁気、光学的測定を行った。特に、スピンクロスオーバーを示すナノ構造体の物性測定には、構造体間の相互作用が少ない化合物系を構築する必要があり、結晶のパッキングを支配する分子間相互作用(水素結合、スタッキング)を制御する配位子と溶媒の選択が重要になる。そこで以上のことをふまえて、以下の合成法を検討した。(1)多彩なコンフォメーションを取るかさ高い連結配位子、例えば、ヒンジ構造を持つ連結配位子で構造制御された一次元鎖、クラスターを、鉄(II)イオンを中心金属イオンとし試行錯誤的に合成した。ヒンジ様の配位子は二つの基本骨格を結ぶ単結合に自由度があることから様々な集積形態が存在する。その集積形態を様々な金属を用い、種々の条件下で合成し、合理的な合成条件を検討した。(2)剛直な配位子を用い二核スピンクロスオーバー金属錯体ユニットを合成し、それを新たに連結配位子(ビピリジン、ピラジン等)を導入することでクラスターあるいは一次元状のナノ構造体を構築した。また、長鎖アルキル鎖を持つピリジン誘導体を新たに合成し、それを軸配位子とすることで、二核スピンクロスオーバー金属錯体ユニットが分散し、構造体間の相互作用が少ない化合物系を構築した。(3)(1)、(2)で合成した構造体をビルディングユニットとした多孔性金属錯体集積体を合成し、スピンクロスオーバーに対するゲストの吸脱着の影響を検討した。以上、3つのアプローチによりシンプルな同一のビルディングブロックより合理的に様々な構造体を構築し、その磁気的挙動を検討した。