hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
木質バイオマス由来の樹脂を用いたバイオミメティック複合材の創出

今後、合成樹脂をジュート・亜麻や竹のような天然植物繊維あるいは鉱物繊維と上記木材エポキシ樹脂を組み合わせ、新規な天然素材型複合材料を創出するとともに、樹脂そのものの架橋密度・耐熱性の向上も試みる。本研究は、木質バイオマスを原料として用い高付加価値な樹脂を新規に合成すること、ならびに該樹脂をマトリックスとし、天然材料を強化繊維とする環境適合性の高い複合材の創出を目的とする。H15年度の研究成果として、レゾルシノールを反応溶媒として選択し木材液化を行った後、該液化木材を樹脂前駆体と捉え、液化木材が有する水酸基にエピクロロヒドリンを付加反応させることにより、液状の木材エポキシ樹脂を合成できた。この木材エポキシ樹脂をジアミノジフェニルメタンにて硬化した樹脂板は市販エポキシ樹脂(ビスフェノールA型エポキシ樹脂)と同等以上の室温弾性率を有し、繊維強化複合材料用樹脂として有望と判断した。但し、硬化樹脂強度が市販樹脂の5割程度との課題があった。そこでH16年度の研究を引き続き行い、以下の成果を得た。まず、従来の木材液化工程の不均一性に着目し、木粉と液化溶媒(レゾルシノール)との固相混合を液化前工程として行うことにより、木材液化時間を従来の5時間から1.52時間程度に短縮させ得ることがわかった。その際、単なる液化時間の短縮に留まらず、得られる液化木材中の水酸基含有量が従来比で増加することが知られ、このことがエポキシ樹脂としての官能基増加、硬化樹脂の架橋密度向上をもたらすことを見出した。結果として、該木材エポキシ硬化樹脂の強度は市販エポキシ樹脂と同等以上に達し、複合材料用マトリックス樹脂としての高ポテンシャルを有する樹脂を木質バイオマス原料から創出することに成功した。さらに、植物繊維(亜麻繊維)を強化材とする天然繊維強化複合材料の調製に取り組んだ。前記木材エポキシ樹脂を未硬化状態でフィルム化し、亜麻繊維からなる不織布を挟んだ後に、ホットプレスを用いて含浸・硬化させることにより複合材を得た。破断面観察の結果、亜麻繊維への木材エポキシ樹脂の接着性は市販エポキシ樹脂より優れることが知られた。以上の検討により、強化繊維と熱硬化マトリックス樹脂の両構成要素ともに植物バイオマスを主成分とするバイオマス複合材料を創出した。
農業系副産物の籾殻と大豆皮を用いた導電性粉体の開発とその応用

農業残さであるもみ殻や大豆皮には,天然由来の多孔質構造とミネラル成分が含まれている.これらを高温窒素ガス中で炭化させると,多孔質炭素粉体が製造できる.これらの粉体をゴムやプラスチックに配合させると,適度な導電性が得られ,帯電防止材用フィラーとしての有効利用が期待できる.また,電磁波の遮蔽性や吸収性にも優れ,これら炭素粉体の焼成温度,含浸量,試料厚さによって所望の特性が得られることが分かった.農業残さであるもみ殻や大豆皮には,天然由来の多孔質構造とミネラル成分が含まれている.これらを高温窒素ガス中で炭化させると,多孔質炭素粉体が製造できる.これらの粉体をゴムやプラスチックに配合させると,適度な導電性が得られ,帯電防止材用フィラーとしての有効利用が期待できる.また,電磁波の遮蔽性や吸収性にも優れ,これら炭素粉体の焼成温度,含浸量,試料厚さによって所望の特性が得られることが分かった.もみがら焼成粉体として,もみがらのみを焼成したRH粉体,もみがらにフェノール樹脂を含浸して焼成したRHSC粉体,そしてシリコン樹脂を含浸して焼成したSi-RH粉体の3種類の多孔質炭素粉体を製造した.導電特性は, RH粉体とRHSC粉体がほぼ同一の特性を示し, Si-RH粉体は体積固有抵抗率が10^2倍程度高くなった.また, RH粉体については焼成温度を600°C1,500°Cまで変化させて測定し, 10^5倍程度の特性変化を粉体に付与することができた.さらに,粉体の粒径は導電特性にほとんど影響を及ぼさなかった.これらの結果から,粉体の導電特性を制御するには焼成温度を制御することが最も効果的であることが分かった.つぎに, EPDMゴムとの複合材料を製造し,粉体配合量を変えることによって安定した体積固有抵抗率の制御が可能かを検討した.その結果,配合量を100phr400phrまで変化させると,体積固有抵抗率は10^<15>-10^2[Ω・cm]の間で安定して制御できることが分かった.また,低密度ポリエチレンに焼成温度の異なる粉体を混合して体積固有抵抗率を測定したところ,含浸率40wt.%60wt.%で10^810^6[Ω・cm]程度の体積固有抵抗率を得ることができた.さらに,大豆皮焼成粉体について導電性の測定をしたところ,もみがら中におけるSiのような絶縁性の成分がほとんど無く,導電性はもみがら焼成粉体よりも10倍程度良かった.この特性を生かすと,もみがら焼成粉体よりも導電性が求められる際の機能性フィラーとして使用できることが示された.農業系副産物の籾殻および大豆皮焼成粉体を汎用のEPDMゴムに練りこみ,電磁波遮蔽性を測定した.その結果,200[MHz]程度までの低周波数領域で,40[dB]程度の高い遮蔽性が得られることがわかった.この際,籾殻焼成粉体よりも大豆皮焼成粉体を用いた複合材料で高い効果が得られた.電磁波を遮蔽する効果は,電磁波を試料表面での反射損失と試料内部での吸収損失に分けられる.本測定範囲では,ほとんどが反射損失であった.一般に,反射損失は大気中と試料のインピーダンス差が大きい程高く生じる.したがつて,Siが入らずに導電性が高い大豆皮焼成粉体を用いた試料において,電磁波遮蔽性が高くなったものと考えられる.つぎに,電磁波の吸収特性について,28[GHz]の高周波数の領域で測定を行った.その結果,35[dB]程度の高い電磁波吸収特性が,試料の厚さと粉体含浸量に依存した周波数域で得られた.籾殻焼成粉体と大豆皮焼成粉体の特性に大佐は無く,両者とも高い吸収性が得られた.籾殻にSi樹脂を含浸してSi量を増やした焼成粉体について,プラスチックLDPEに配合して電磁遮蔽性を測定した.電磁遮蔽性は籾殻単体や大豆皮焼成粉体の場合と比較して低くなった.これは,Siには電気を通しにくい性質があり,導電性が低くなって電磁波の反射損失が低くなったためと考えられる.これらの特性を総合すると,電磁波の遮蔽効果については40[dB]程度に達し,実用の範囲内にあることがわかった.また,吸収効果についても,35[dB]程度の高い特性が得られ,厚さや配合量を適切に選択することで,所望の周波数域で高い吸収特性を得られる可能性が高いことがわかった.これまでに,各粉体の導電性・電磁波遮蔽性・電磁波吸収性について基本特性を把握できたことから,その結果を踏まえ,より有効に電磁波の遮蔽と吸収が可能な複合材料の製造を目指した.とくに,焼成温度・配合量・Si樹脂添加量を変えた数種類の粉体,およびその粉体を用いた複合材料を作製し,特性を評価した.○供試材の作製;(1)粉体の製造に関しては,三和油脂(株)・日清オイリオグループの協力を得て実施した.ゴム系複合材料の製造については(株)宮坂ポリマー,そしてプラスチック複合材料の製造については,旭有機材工業の支援を得て実施した.旭有機材工業との連携では,抄紙法と呼ばれる紙すきを応用した手法を用いて,多量の粉体をプラスチック中に含有させることに成功した.○特性評価;(1)ゴム系複合材料

およびプラスチック複合材料において,粉体を70-80重量%母相中に混ぜることに成功し,10^<-1>Ωcm程度の低い体積固有抵抗率を実現することができた.とくに,プラスチック複合材料においては,抄紙法によって高い重量%の混合が実現できるようになり,目標値を達成することができた.(2)電磁波遮蔽の効果は,山形県工業技術センターおよび広島県西部講義用技術センターの支援を頂いて測定した.そして,主に100MHzから1GHzの低周波数領域における電磁波遮蔽効果について検討し,80100dBの高い遮蔽性を実現することができた.抄紙法により多様な繊維を混ぜ合わせることが可能になったことも,目標値を達成できた要因となった.(3)電磁波の吸収特性については,鶴岡工業高等専門学校の安斎弘樹研究室の協力を得て測定した.そして,1GHzから8GHz程度の高周波数領域における電磁波吸収特性について検討し,40dB程度の高い吸収性を達成できた.以上の結果から,これら複合材料の電磁遮蔽効果と吸収効果において,実用に耐えるまでの特性を得ることに成功した.また,本年は最終年度に当たることから,三和油脂・日清オイリオグループと協力し,粉体製造工程の効率化やどのような製品化に適しているか等の応用面の検討も進めることができた.
線虫C． elegansにおける記憶の更新に関する分子および神経回路の解析

絶えず変動する環境において動物が生存するためには、適切なタイミングで記憶を更新し、行動を変化させることが重要である。記憶の更新を制御する分子・神経基盤を解明するために、本研究では線虫<i>C. elegans</i>の温度走性行動の可塑性をモデルとして順遺伝学的スクリーニングを行ったところ、ヒトのてんかんに関与するカリウムチャネルSLO-2が記憶更新の速度を調節することが明らかになった。本研究では,記憶更新の分子・神経回路メカニズムを明らかにするために,神経回路の接続地図(コネクトミクス)が完全に明らかになっている線虫C. elegansにおける,温度走性行動の可塑性を指標として,順遺伝学的スクリーニングと変異体の解析を行っている。温度走性とは、線虫が餌の存在と環境の温度を関連させて学習し,餌のない温度勾配上において過去の飼育温度へと移動する行動である。この温度走性行動は可塑的であり,飼育温度を変化させると線虫は3時間ほどで新しい温度を学習する。本年度は実際にスクリーニングを行って,記憶更新が遅くなるような変異体を得た。興味深いことに,この変異体は飼育温度を低温から高温へと変化させた際には学習が遅かったが,高温から低温への変化に対する学習は正常であった。さらに,ポジショナルクローニングと遺伝学的解析によって上記表現型があるカリウムチャネルの機能獲得変異に起因することを見出した。ポジショナルクローニングは,スクリーニングに用いた英国産のN2とは別の,カリフォルニア由来の系統CB4858と変異株を交配させて行った。N2とCB4858との間には一塩基多型(Single Nucleotide Polymorphism, SNP)が多数同定されており,交配株のうち異常な表現型を示す系統が共通に持つゲノム領域を特定することが可能である。今後はこのカリウムチャネルの変異が,温度走性の神経回路にどのような変容をもたらすことで,結果として行動を変化させるのかを,実際にニューロンの活動をモニターすることで調べていく予定である。本研究では,記憶更新の分子・神経回路メカニズムを明らかにすることを目的とする。このために、神経回路の接続地図(コネクトミクス)が完全に明らかになっている線虫C. elegansにおける温度走性行動の可塑性を指標として、順遺伝学的スクリーニングと変異体の解析を行っている。温度走性とは、線虫が餌の存在と環境の温度を関連させて学習し、餌のない温度勾配上において過去の飼育温度へと移動する行動である。この温度走性行動は可塑的であり、飼育温度を変化させると線虫は3時間ほどで新しい飼育温度へ移動するようになる。前年度に実際にスクリーニングを行って、温度走性行動の切り替えが遅くなるような変異体を得た。また、ポジショナルクローニングと遺伝学的解析によって、上記表現型があるカリウムチャネルの機能獲得変異に起因することを見出した。今年度は、まずこのカリウムチャネルが、主要な温度受容細胞であるAFD感覚神経細胞において機能獲得することで、温度走性行動の切り替えが遅くなることを、遺伝学的解析から見出した。また、AFDは線虫の飼育温度によって異なる活動パターンを示し、飼育温度の変化にともなってAFDの活動パターンも変化する。上記カリウムチャネル変異体では飼育温度変化に伴うAFDの活動パターンの変化が遅くなることを、カルシウムイメージングによってAFDの活動を計測することで見出した。さらに、抑圧変異体の遺伝学的スクリーニングから、ある環状ヌクレオチド作動性チャネルの変異が、カリウムチャネル変異体における温度走性行動の切り替えが遅い表現型を抑圧することを見出した。設定した計画では、スクリーニングから得られたカリウムチャネルをコードする遺伝子が機能する細胞を同定する予定であった。実際には機能細胞をAFDと特定しただけでなく、カリウムチャネルの変異体ではAFDの活動パターンが異常になることを見出した。さらに、抑圧変異体の単離と抑圧の原因遺伝子の同定にも成功した。このように、設定した計画以上の成果が得られたため、「(1)当初の計画以上に進展している。」を選択した。本研究は、記憶更新の分子・神経基盤の解明を目的とする。このために、神経回路の全接続(コネクトーム)が明らかになっている線虫C. elegansにおける温度走性行動の可塑性を指標とし、順遺伝学的スクリーニングと変異体の解析を行っている。この温度走性行動は可塑的であり、飼育温度を変化させると線虫は3時間ほどで新しい飼育温度を嗜好する。前年度までに、BKタイプのカリウムチャネルをコードするslo-2遺伝子の機能獲得変異によって、温度走性行動の切り替えが遅くなることを見出した。また、slo-2が主要な温度受容細胞であるAFD感覚神経細胞において機能獲得することで、温度走性行動の切り替えが遅くなることを明らかにした。さらに、抑圧変異体の遺伝学的スクリーニングから、ある環状ヌクレオチド作動性チャネルの変異が、slo-2機能獲得変異株における温度走性行動の切り替えが遅い表現型を抑圧することを見出した。本年度はまず、生理研・久保義弘研究室との共同研究により、上記スクリーニングで得られた機能獲得型のSLO-2チャネルが、実際に野生型よりも大きいコンダクタンスを持つことをパッチクランプ法によって明らかにした。また、slo-2とともに、もう一つのBKチャネルをコードする遺伝子slo-1を欠損する線虫株では、slo-2機能獲得変異株とは逆に、飼育温度変化時の行動の切り替えが野生型よりも速くなることを見出した。

さらに、slo-2のヒトにおける相同遺伝子であるKCNT1の機能獲得変異はある種のてんかんの原因であるが、てんかん患者で見られるKCNT1のアミノ酸置換を線虫SLO-2の相同なアミノ酸に導入したところ、変異型のSLO-2は野生型よりも線虫の行動の切り替えをより遅延させた。絶えず変動する環境において動物が生存するためには、適切なタイミングで記憶を更新し、行動を変化させることが重要である。記憶の更新を制御する分子・神経基盤を解明するために、本研究では線虫<i>C. elegans</i>の温度走性行動の可塑性をモデルとして順遺伝学的スクリーニングを行ったところ、ヒトのてんかんに関与するカリウムチャネルSLO-2が記憶更新の速度を調節することが明らかになった。設定した計画のとおり,記憶の更新が遅い変異体の単離と,その原因遺伝子の同定ができたため。実際に変異体が得られ,また変異体の原因遺伝子が同定できたことで,記憶更新の際に,温度走性の神経回路を構成するニューロンの活動がどのように変化することで,行動変化を生成するのかを探索するための橋頭堡が築かれた。神経活動がどのように行動を創成するかを理解するには、行動の素過程、つまり行動要素を抽出することが重要である。線虫の温度走性行動は、前進・後退およびいくつかの異なる種類のターンによって構成される。これらの行動要素を抽出するために、多数の線虫を同時に追跡し、それぞれの線虫の行動を定量する装置であるMulti-Worm Trackerを用いて解析を行う。飼育温度変化後の各時間において、温度勾配上における野生型と上記カリウムチャネル変異体の行動要素を比較することで、どのような行動要素の組み合わせによって温度走性行動や温度走性行動の切り替えが実現されるかを調べる。また、上記カリウムチャネルのヒトにおける相同遺伝子の機能獲得変異が、神経疾患の原因となることが近年報告された。疾患の原因となる変異と相同な変異を線虫のカリウムチャネル遺伝子に導入した際に、線虫の温度走性行動が異常となるかを調べ、線虫の温度走性行動がヒト神経疾患のモデル系となるかどうか検証する。分子神経生物学まず,スクリーニングによって得られたカリウムチャネルの機能細胞を特定する。そのために,GFPなど蛍光タンパク質とのフュージョンを,元の遺伝子のプロモーターの下流で発現させて,その遺伝子が発現する細胞を特定する。また,細胞内局在も併せて調べる。さらに,それぞれの神経細胞特異的なプロモーターの下流で上記カリウムチャネルを発現させたときに学習が遅い表現型が現れるかを調べる。また,カルシウムインディケーターや膜電位インディケーターなどを用いて,機能細胞および他の温度走性に関与する神経細胞の活動を計測する。温度走性の可塑性を指標としたスクリーニングをさらに進め,記憶更新に関与する遺伝子をより多く同定する。また,低温から高温への飼育温度変化だけでなく,高温から低温への温度変化も用いる予定である。
幼児向け説明方略の熟達過程と身振りの変化－保育実習生の縦断研究－

本研究では、幼児とのコミュニケーション技能の熟達過程と説明時の方略使用及び身振り産出の関係を明らかにするために、平成26年度入学の保育者志望学生50人を、幼児への説明方略が変化すると推測される4年間(入学時の実習未経験段階から4年次の全実習(5回、各2週間)終了時点まで)にわたって追跡した。11年次(ベースライン:初心者段階)、23年次(追跡1:基礎実習修了段階)、34年次(追跡2:応用実習修了段階)の3時点で面接実験を行い、幼児を想定した説明場面を設定した他、適宜、保育環境への知識や実習の振り返り等の質問紙調査を複数回行い、保育実習生としての変化を検討した。データの収集自体は昨年度までで完了したが、分析を追加するために本年度まで期間を延長した。最終実習後の振り返りの記述データを分析した結果、子ども集団及び子ども個人への対応として、いずれも5実習中の後半2実習で変化がみられており、前年度までに発表してきた保育環境知識同様、後半の責任実習の経験での質的変化が示唆された。また、保育者に特徴的である子ども集団への対応については、あらかじめ準備できる教材の工夫の他、声の大きさや作業の進め方の区切り方等、事前準備や想定が可能な部分で工夫できるようになったことが多く報告された。これらの結果は、論文として発表した。縦断面接実験の分析結果と合わせると、自己報告による振り返りだけではなく実際の説明場面でも同様の傾向がみられ、一貫して責任実習の影響が大きいことが示された。ただし、学年進行に従い実際の保育場面を想定できるようになることで、最初に設定した実験状況では不足する部分もみられた。経年変化を追うための手法については、今後改善していく必要がある。本研究では、幼児とのコミュニケーション技能の熟達過程と説明時の方略使用及び身振り産出の関係を明らかにするために、平成26年度入学の保育者志望学生50人を、幼児への説明方略が変化すると推測される4年間に渡って追跡する。初年度である今年度は、追跡対象学生に対して、ベースラインとなる1年次(初心者段階)の面接実験を行った。さらに、保育知識及び説明方略の指標を検討するため、この追跡対象学生と上級学年・保育者を比較する質問紙調査を行った。いくつか分析上の改善点はあるものの、コミュニケーション技能の指標として有用な指標が明らかになった。これらの指標は、次年度以降の追跡でも使用する予定である。結果の一部は、学会及び紀要にて公表した。本研究では、幼児とのコミュニケーション技能の熟達過程と説明時の方略使用及び身振り産出の関係を明らかにするために、平成26年度入学の保育者志望学生50人を、幼児への説明方略が変化すると推測される4年間に渡って追跡している。今年度は、昨年度収集した追跡対象学生(1年生)と横断的に比較するため、別学年の4年生を対象として面接調査を行った。その結果、実習経験のない1年生に比べ、複数回の実習を行っている4年生の方が、説明時の幼児の理解度を考慮した説明を行っていた。また、4年生の方が幼児からの「見え方」を意識していることが示唆された。ただし、個人差が大きいため、次年度以降に収集する追跡対象学生でより詳細に検討していく。さらに今年度は、昨年度に引き続き、保育知識の変化を縦断的に検討するための質問紙調査を行った。従来の分析方法に加え、言語的な側面からの分析を追加して行っている。結果の一部は、学会及び論文にて公表した。今年度は、4年生対象の面接実験を実施した。当初予定より個人差が大きく、より多くの対象者での実験が必要となったが、実習時期の問題から十分な人数を集めることができなかった。本研究では、幼児とのコミュニケーション技能の熟達過程と説明時の方略使用及び身振り産出の関係を明らかにするために、平成26年度入学の保育者志望学生50人を、幼児への説明方略が変化すると推測される4年間(入学時の実習未経験段階から4年次の全実習(5回、各2週間)終了時点まで)にわたって追跡している。今年度は、基礎実習を修了した縦断対象学年(3年)の面接調査を行うと同時に、前年度までで不足していた4年次データ(縦断学年とは異なる対象学年)の追加収集を行った。さらに、面接調査以外での保育者としての知識の変化を検討する質問紙調査を行った。面接調査のデータについては順次分析中で、一部横断データを発表した。質問紙調査については、横断データ・縦断データともに今年度の追跡(3年次、最初の責任実習)までの分の分析を終了した。予想通り、実習未経験から見学・参加実習、責任実習と段階を経るにつれて変化がみられた。特に、保育者として一日を取り仕切る責任実習では、保育室内の環境について、玩具等の教材だけではなく、子どもの動線(動き)に関わる着眼点が増えるなどの質的な変化が示唆された。これらの結果を踏まえ、最終年度となる次年度では、責任実習(最終実習)後の振り返りに関するインタビューまたはアンケートを追加し、これまでにみられた縦断的な変化を事故報告からも補足する予定である。分析の指標を増やしたため、一部分析が完了していない。また、横断的に検討するための4年次データがやや不足している。

本研究では、幼児とのコミュニケーション技能の熟達過程と説明時の方略使用及び身振り産出の関係を明らかにするために、平成26年度入学の保育者志望学生50人を、幼児への説明方略が変化すると推測される4年間(入学時の実習未経験段階から4年次の全実習(5回、各2週間)終了時点まで)にわたって追跡している。最終年度となる今年度は、最終実習終了後の4年次時点の面接調査(縦断調査の3回目)を行った。また、横断比較のための4年次データ不足分として、縦断調査に参加していなかった対象者に対しても追加募集を行い、面接調査を実施した。さらに、4年間の振り返りや個人特性を含む複数の質問紙調査を実施した。質問紙調査に関しては、分析終了部分から順次、学会及び論文にて公表している。最終実習後の振り返り調査では、前回実習からの変化として、「子どもに伝えたいことがあるとき、どのようにしたらうまく伝わるか考える」「子どもの受けとめ方について考える」等の項目で、最終実習でより意識するようになった学生が多いことが明らかになった。この傾向は、振り返り報告だけではなく、2年生との横断比較でも同様であった。今後、面接調査の「幼児向けの説明」の映像データから、どのような部分(身振りを含む発話内容)が変化しているかの詳細な分析を進めていく予定である。なお、面接調査に関しては一部分析が終了していないため、次年度への計画延長を申請している。縦断研究の最終段階であるデータ収集は終了したものの、中途退職者のフォロー等により校務負担が増えたため、分析補助者の手配が難しく、分析の一部が完了していない。本研究では、幼児とのコミュニケーション技能の熟達過程と説明時の方略使用及び身振り産出の関係を明らかにするために、平成26年度入学の保育者志望学生50人を、幼児への説明方略が変化すると推測される4年間(入学時の実習未経験段階から4年次の全実習(5回、各2週間)終了時点まで)にわたって追跡した。11年次(ベースライン:初心者段階)、23年次(追跡1:基礎実習修了段階)、34年次(追跡2:応用実習修了段階)の3時点で面接実験を行い、幼児を想定した説明場面を設定した他、適宜、保育環境への知識や実習の振り返り等の質問紙調査を複数回行い、保育実習生としての変化を検討した。データの収集自体は昨年度までで完了したが、分析を追加するために本年度まで期間を延長した。最終実習後の振り返りの記述データを分析した結果、子ども集団及び子ども個人への対応として、いずれも5実習中の後半2実習で変化がみられており、前年度までに発表してきた保育環境知識同様、後半の責任実習の経験での質的変化が示唆された。また、保育者に特徴的である子ども集団への対応については、あらかじめ準備できる教材の工夫の他、声の大きさや作業の進め方の区切り方等、事前準備や想定が可能な部分で工夫できるようになったことが多く報告された。これらの結果は、論文として発表した。縦断面接実験の分析結果と合わせると、自己報告による振り返りだけではなく実際の説明場面でも同様の傾向がみられ、一貫して責任実習の影響が大きいことが示された。ただし、学年進行に従い実際の保育場面を想定できるようになることで、最初に設定した実験状況では不足する部分もみられた。経年変化を追うための手法については、今後改善していく必要がある。予定通り、追跡対象学生に対するベースラインとなる面接実験は終了した。さらに、今後の分析指標を得るための質問紙調査を行っている。また、当初予定していた上級学年だけではなく、少数ではあるが現役保育者のデータも収集を開始した。
デジタル画像復元技術を用いた中央アジアの禅観の研究

トゥルファン地区ではトヨク石窟、ベゼクリク石窟、バイシハル石窟、クチャ地区ではキジル石窟、クムトラ石窟、スバシ石窟の石窟壁画の一部を撮影し、それらに対する画像処理を行って不鮮明な壁画・題記を鮮明化した。そのことにより、肉眼では判読不可能な題記の一部が判読可能になる等の成果を挙げた。それと並行して禅観に関わる諸問題の考察を継続したが、この方面での主要な成果としては、観経変相の成立問題に関する考察を進展させたことが挙げられる。本年度は8月に新疆へ出張し、(資)文化財復元センターの協力のもとトゥルファンおよびスバシで可視光ならびに赤外線での撮影を行った。トゥルファン地区では、現地の文物を管理するトゥルファン地区文物局との交渉の結果、本年度はトヨク第20窟の撮影を行うこととなった(当初予定していたトヨク第42窟の撮影は、石窟の状態が危険だとのことで、残念ながら今回は実施できなかった)。またスバシではクチャ県文物局の了解のもと、スバシ第3窟と第5窟の可視光・赤外線撮影を行った。これら撮影分の画像に関しては、帰国後同センターによる復元作業を行い、これにより、大部分のものに関して不明瞭な壁画をよりはっきりとしたかたちで観察することが可能となった。特に、トヨク第20窟に関しては、従来全く観察不能であった画像の一つを、一部ではあるが観察することが可能になった。これらの復元結果の発表に関しては、今後中国側関係当局との協議の上準備を進める予定である。9月にサンクト・ペテルブルクへ出張し、国立エルミタージュ美術館に所蔵されるトゥルファン・敦煌文物の調査および可視光撮影を行ったほか、エルミタージュ美術館所蔵の観経変相の成立事情と内容の解釈に関する招待講演を行った。さらに3月にはデリーに出張し、鳩摩羅什の禅観思想に関する招待講演を行った。その後デリー国立博物館に所蔵される中央アジア文物(スタイン・コレクション)の調査ならびに可視光撮影を行い、また最近の私の観経変相研究に関する報告を行った。本年度は、トゥルファン地区文物局の協力のもとトゥルファン地区を中心に調査を行った。具体的にはトヨク第42窟および東岸の未編号窟、ならびにベゼクリク第10、26、40、41の各窟で、未発表のものを含む多数の貴重な壁画の写真を撮影することができた。この撮影データに関しては、多数に及ぶため帰国後徐々に処理を進め、処理済みの分についてはトゥルファン地区文物局にも成果を提供している。この成果に関しては、平成23年10月にトゥルファンでの開催が計画されているトゥルファン学会において、同地区文物局と共同で成果を発表すべく打合せを進めている。またクチャ地区では、クチャ県文物局の要請により、当初の予定外ではあったがクチャ市内に残る最初期のイスラム廟に掲げられた額の撮影実験を行った。この画像に関しては処理を既に完了しており、同県文物局にも成果を提供済である。デジタル復元の成果そのものの公開は、中国側関係当局との調整の上行う必要があるため、来年度の課題として残ったが、画像復元が本来の目的としていた中央アジアの石窟における禅観関係美術の分析と、それを通した実践の解明に関しては、本年度中も検討を進め、いくつかの成果を発表することができた。また9月にインドのSomaiya Collegeの招きによりムンバイの学会で敦煌壁画の制作過程に関する発表を行った際、発表後にKarlaとBhajaの石窟を訪れ多くの僧坊窟を調査できたことは、中央アジアの仏教窟における実践の先駆形態を探る上で大変有益であった。その帰途には、ニューデリーのインド国立博物館に立ち寄り、同館に所蔵されるスタインコレクションの調査ならびに写真撮影を行った。8月から9月にかけて、新彊ウイグル自治区文物局、トゥルファン地区文物局、新彊焉耆回族自治県文化体育局、新彊亀茲研究院、およびクチャ県文物局の協力のもと、新彊での撮影と調査を行った。まずトゥルファン地区ではバイシハル第3窟とトヨク第42窟で石窟壁画を撮影。次にシクチンに移動して、同地の寺院および石窟の遺跡の現状を調査。さらにクチャ地区に移動し、キジル第49窟・第161窟、クムトラ第75窟、スバシ第3窟・第5窟の撮影を行った。これらの石窟で撮影した写真については、帰国後画像処理を進め、処理の完了したものについては、事前の合意に基づき管理当局であるトゥルファン地区文物局および新彊亀茲研究院にも成果を提供している。撮影した写真の枚数が多数に上るので、画像処理は現在も進行中であるが、処理によって現状では判読の困難な題記を解読することに一部成功しており、今後作業の進展に伴ってさらに多くの研究上有益な画像資料を提供できる可能性がある。

秋に予定されていたトゥルファンでの学会は現地の事情により延期となったので、今回そこで予定していた発表はできなかったが、10月には保存状態のよくないトヨク石窟の壁画と題記の本来の姿を推定する研究を、ウィーン大学で発表(招待講演)することができた。また11月には、禅観経典のなかにしばしば見られる灌頂のイメージの背景と展開を、文献資料と美術資料の双方を用いて検討する招待講演を、金沢大学で行った。
希薄磁性半導体量子細線におけるスピン交換相互作用を利用した光機能制御の研究

CdTe/Cd_<0.75>Mn_<0.25>Te分数層超格子試料構造の形状とMn組成分布を反映した希薄磁性半導体量子細線の理論解析モデルを用いて、多バンド有効質量近似を用いた数値解析により価電子帯バンドミキシング効果と光学特性の磁場依存性を定量的に検証した。Mn組成の成長面内での空間分布がZeemanシフトと直線偏光度の磁場の印加方向異方性に及ぼす影響を明らかにすることで、バリア層に希薄磁性半導体を有する量子細線構造における磁気光学特性の特徴を抽出することができた。さらに、価電子帯バンドミキシングに起因する正孔スピンの磁場方向への再配列によって、CdTe/Cd_<0.75>Mn_<0.25>Te分数層超格子における磁気光学効果の磁場の印加方向異方性を高磁場領域(>3T)で定量的に説明できることが明らかになった。また、近接場光学顕微鏡を用いた分光測定を行い、単一のCdTe/Cd_<0.75>Mn_<0.25>Te量子細線における1次元起子とMnスピン間の相互作用の直接観測を行った。本研究により、単一のCdTe/Cd_<0.75>Mn_<0.25>Te量子細線からの発光線が7meV程度の半値幅を示し、また、発光強度の空間分布が測定温度の変化(5-11K)に敏感に依存することが明らかになった。この発光線幅の広がりは励起子磁気ポーラロン内のMnスピンの磁化の揺らぎに起因すると考えられるため、揺動散逸定理を適用した数値解析を行い、Mnスピンの磁化の揺らぎによって発光線幅が増大することを明らかにした。また、正孔スピンの磁場方向への再配列がMnスピンの磁化の揺らぎと発光線幅の磁場依存性に与える影響を予測した。以上の結果より、希薄磁性半導体量子細線における正孔スピンおよび光学特性の制御性について実験と理論の両アプローチから新たな知見を得ることができた。CdTe/Cd_0.75Mn_0.25Te分数層超格子試料構造の形状とMn組成分布を反映した希薄磁性半導体量子細線の理論解析モデルを構築し、多バンド有効質量近似を用いた数値解析により価電子帯バンドミキシング効果と光学特性の磁場依存性を検証した。Cd原子とMn原子の相互拡散に起因するMn組成の成長面内での空間分布を考慮することで、Voigt配置における異方的なZeemanシフトと磁気フォトルミネッセンス直線偏光度の磁場依存性の実験結果を定量的に再現できることが明らかになった。この結果は、CdTe/Cd_0.75Mn_0.25Te量子細線における異方的な磁気光学効果が、重い正孔成分と軽い正孔成分の混成(価電子帯バンドミキシング)に起因する正孔スピンの磁場方向への再配列によって特徴づけられいることを示唆している。正孔スピンの磁場方向への再配列は面内磁場に対するg因子が有限の値を持つ軽い正孔成分に起因するので、上記の異方的な磁気光学効果は、2方向からの量子閉じ込め効果によって価電子帯バンドミキシングが顕著に発現する量子細線構造に特徴的な現象であることが明らかになった。また、近接場光学顕微鏡を用いた分光測定を行い、単一のCdTe/Cd_0.75Mn_0.25Te量子細線からのフォトルミネッセンスが7meV程度の半値幅を示すことを明らかにした。この発光線幅の広がりは励起子磁気ポーラロン内のMnスピンの磁化の揺らぎに起因すると考えられる。揺動散逸定理を適用した数値解析により、正孔スピンの磁場方向への再配列がMnスピンの磁化の揺らぎと発光線幅の磁場依存性に与える影響を明らかにした。以上の結果より、希薄磁性半導体量子細線における静的な光学特性の磁場依存性について定量的な知見を得ることができた。

この発光線幅の広がりは励起子磁気ポーラロン内のMnスピンの磁化の揺らぎに起因すると考えられるため、揺動散逸定理を適用した数値解析を行い、Mnスピンの磁化の揺らぎによって発光線幅が増大することを明らかにした。また、正孔スピンの磁場方向への再配列がMnスピンの磁化の揺らぎと発光線幅の磁場依存性に与える影響を予測した。以上の結果より、希薄磁性半導体量子細線における正孔スピンおよび光学特性の制御性について実験と理論の両アプローチから新たな知見を得ることができた。
弱い過渡的相互作用をトリガーとしたRNAの1分子イメージング

生体高分子は通常構造転移を伴って機能している。多くの生体高分子は常に動いているのではなく、何らかの極低頻度かつ過渡的な(=発生確率が非常に低く、存在時間の短い)相互作用がトリガーとなり構造転移が引き起こされ機能していると考えられ、このような現象を追跡することは非常に難しい。応募者はこれまで、蛍光相関分光法(FCS)を用いて蛍光の点滅過程=blinkingを観測することにより、種々の化学反応の速度を1分子レベルで測定し、蛍光分子周辺の環境情報を読み出す手法開発を行ってきた(Kinetic Analysis based on the Control of fluorescence Blinking:以下KACB法)。今回、蛍光分子がほぼ消光されているヘアピンRNAを構築し、極低頻度で起こるヘアピンの開裂をKACB法により読み出すことを検討した。点滅の頻度から構造転移が起こる頻度がわかり、光っている時間の長さから開状態として存在している時間を測定できる。KACB法を用いて過渡的な弱い相互作用がヘアピンの開裂を誘起する可能性について探求を行った。ヘアピン状態では蛍光が電子移動消光されているU4ループを持つヘアピンを構築し、ほぼヘアピン状態として存在している温度条件でFCS測定を行った。多くの蛍光分子は共焦点領域通過中に一度も発光状態(=開状態)にならず、ヘアピンの開裂頻度をblinkingにより評価した。ループ部位に相補的なオリゴヌクレオチドA4を添加したところ、開裂頻度が約倍程度増加することを示唆する結果が得られた。KACB法を用いて過渡的な弱い相互作用がヘアピンの開裂を誘起する可能性について探求を行った結果、弱く、短い時間しか持続しないU4ループとA4との相互作用が、ヘアピンの開裂を誘起しうることを示唆する結果を得ることができたため。平成28年度の研究において、ヘアピン状態では蛍光が電子移動消光されているU4ループを持つヘアピンを構築してKACB法を用いて調べた結果、ループ部位に相補的なオリゴヌクレオチドA4を添加すると、過渡的な弱い相互作用が開裂頻度が約倍程度増加することを示唆する結果が得られた。平成29年度は、本現象をより詳細に検討するため、ループ部位の長さ及び配列、添加する鎖の長さ及び配列に関して種々の組み合わせを検討し、過渡的な相互作用の影響を浮き彫りにする。得られた知見を用いて、RNAの1分子イメージングへの応用を検討する。
がん細胞に集団浸潤を誘引する接触追従の機序解明と普遍性の検証

がん細胞の浸潤に関する研究は,これまで主に単一の細胞を対象に2次元の培養環境下で行われてきた.一方,生体内では,がん細胞は組織内を3次元的に集団で浸潤することが知られている.本研究は,がん細胞の接触追従という性質に着目し,集団浸潤の機序を解明することを目的とする.平成30年度では,細胞-細胞間に存在する細胞外基質構成タンパク質の解析を進めた.前年度までの研究から,集団浸潤するがん細胞種の細胞-細胞間の間隙が集団浸潤しないがん細胞種に比べて有意に広く,細胞外基質である17型コラーゲンおよびラミニン332が存在することが分かったが,平成30年度ではインテグリンβ1との結合を免疫沈降法によって調べた.その結果,17型コラーゲンがラミニン332と結合することでラミニン332が安定化し,さらにそのラミニン332がインテグリンβ1の活性化を促すことでがん細胞(ヒト扁平上皮がん細胞株A431細胞)の集団浸潤が誘引されることが明らかとなった.さらに,細胞間接着構造の一つであるデスモソームと集団浸潤との関係に着目した.電子顕微鏡による観察の結果,集団運動しないがん細胞種(ヒト大腸がん細胞株T84細胞)ではデスモソームが多数存在するのに対し,集団浸潤するA431細胞ではデスモソームの数が少なく,アドヒレンスジャンクションが多数存在することが分かった.様々ながん種の細胞株を用いて,集団浸潤の普遍性についても解析を進めた.その結果,高浸潤能を有するヒト乳腺がん細胞株(MDA-MB-231細胞)では,接触追従による集団浸潤の観察には至らなかったものの,アクチン結合タンパク質の一つであるFascin-1がLGR5の発現を亢進することで,コラーゲンゲル中の浸潤能を誘引することが明らかとなった.平成30年度では,研究実施計画をほぼ順調に遂行することができた.接触追従による集団浸潤の機序をインテグリンβ1,17型コラーゲン,ラミニン332との関係から明らかにすることができ,これらの結果を日本細胞生物学会,日本癌学会,日本分子生物学会をはじめとする学会,シンポジウム,セミナーなどで発表するに至った.さらに,原著論文として投稿することができた(現在査読中).集団浸潤しないがん細胞種としてこれまで大腸がん細胞株を用いてきたが,集団浸潤を示すがん細胞株(扁平上皮がん細胞)とがん種が異なるため,細胞塊としての表現型が異なるという問題あった.そこで,A431細胞のサブクローニングを実施し,同一のがん種で集団浸潤能の異なるサブクローン株を樹立し,細胞-細胞間の構造を比較する準備を進めた.現在20株程のサブクローン株を樹立することができ,平成30年度の終わりに集団浸潤能の解析に着手することができた.集団浸潤の普遍性についても解析を進めることができた.乳がん細胞株であるMDA-MB-231細胞では集団浸潤を観察することができなかったが,他の乳がん細胞株,膵がん細胞株,肺がん細胞株などで予備的な実験を平成30年度内に行うことができた.集団浸潤能の異なるA431細胞サブクローン株を用いて,細胞間接着構造の違いを調べる.とくにデスモソームの構成に着目し,プラコグロビン,デスモグレイン、デスモコリンなどの免疫染色,siRNAによる発現抑制,プラスミド導入による強制発現を行うことで,集団浸潤とデスモソームとの関係に迫る.さらに,様々ながん種の細胞株および正常細胞株を用いて,接触追従による集団浸潤の普遍性を調べる.デスモソームに着目するとともに,インテグリンβ1,17型コラーゲン,ラミニン332についても発現と機能を調べる.正常細胞株としては,イヌ腎尿細管上皮細胞(MDCK細胞)を用いる.乳腺がん細胞株において,Fascin-1がLGR5の発現を亢進することで浸潤能を誘引することが明らかとなったので,LGR5の下流に位置するシグナル伝達経路についても解析を行い,集団浸潤する細胞株での関与を調べる.がん細胞は悪性度が進むにつれて基質中を移動する能力(浸潤能)が増し,生体内を無秩序に移動し増殖することで個体の生命を脅かす.がん細胞の浸潤に関する研究は,これまで主に単一の細胞を対象に行われてきた.一方,実際の生体内では,がん細胞は組織内を集団で浸潤することが知られている.本研究は,がん細胞の接触追従という性質に着目し,集団浸潤の機序を解明することを目的とする.研究代表者はこれまでに,ヒト扁平上皮がん細胞株(A431細胞)を親株として,集団浸潤を示すクローン株(A431-G11細胞)の樹立に成功した.さらに,インテグリンβ1が細胞-細胞間に局在し,その活性阻害によって,集団浸潤能が失われることを明らかにした.平成29年度では,研究実施計画に従い,細胞-細胞間に局在するインテグリンβ1と結合するタンパク質を調べた.その結果,インテグリンβ1はインテグリンα2と結合し,ヘテロダイマーを形成することが明らかとなった.さらに,コラーゲンゲルに包埋したがん細胞集団の組織切片を電子顕微鏡で撮影したところ,細胞-細胞間の間隙が,集団運動しないがん細胞種(T84細胞)に比べて有意に広く,細胞外基質である17型コラーゲンおよびラミニン332が存在することが分かった.

また,RNA干渉法によって,インテグリンα2,17型コラーゲン,ラミニンα3をそれぞれ発現抑制したところ,集団浸潤が阻害されることが明らかとなった.ウエスタンブロッティングの結果,17型コラーゲンは分泌型と膜局在型の両方が存在することが分かった.平成29年度では,研究実施計画をほぼ全て遂行することができた.さらに,平成30年度に予定していた実験にも着手し,細胞間接着構造の一つであるデスモソームの有無が集団浸潤に影響を与えるという示唆を得ることができた.電子顕微鏡による観察の結果,集団運動しないがん細胞種(T84細胞)ではデスモソームが多数観察されるのに対し,集団浸潤するA431細胞ではデスモソームがほとんど観察されず,アドヒレンスジャンクションのみが多数観察された.これらの結果は,日本癌学会,日本分子生物学会をはじめとする国内外のシンポジウム,セミナーなどで発表するに至った.がん細胞の浸潤に関する研究は,これまで主に単一の細胞を対象に2次元の培養環境下で行われてきた.一方,生体内では,がん細胞は組織内を3次元的に集団で浸潤することが知られている.本研究は,がん細胞の接触追従という性質に着目し,集団浸潤の機序を解明することを目的とする.平成30年度では,細胞-細胞間に存在する細胞外基質構成タンパク質の解析を進めた.前年度までの研究から,集団浸潤するがん細胞種の細胞-細胞間の間隙が集団浸潤しないがん細胞種に比べて有意に広く,細胞外基質である17型コラーゲンおよびラミニン332が存在することが分かったが,平成30年度ではインテグリンβ1との結合を免疫沈降法によって調べた.その結果,17型コラーゲンがラミニン332と結合することでラミニン332が安定化し,さらにそのラミニン332がインテグリンβ1の活性化を促すことでがん細胞(ヒト扁平上皮がん細胞株A431細胞)の集団浸潤が誘引されることが明らかとなった.さらに,細胞間接着構造の一つであるデスモソームと集団浸潤との関係に着目した.電子顕微鏡による観察の結果,集団運動しないがん細胞種(ヒト大腸がん細胞株T84細胞)ではデスモソームが多数存在するのに対し,集団浸潤するA431細胞ではデスモソームの数が少なく,アドヒレンスジャンクションが多数存在することが分かった.様々ながん種の細胞株を用いて,集団浸潤の普遍性についても解析を進めた.その結果,高浸潤能を有するヒト乳腺がん細胞株(MDA-MB-231細胞)では,接触追従による集団浸潤の観察には至らなかったものの,アクチン結合タンパク質の一つであるFascin-1がLGR5の発現を亢進することで,コラーゲンゲル中の浸潤能を誘引することが明らかとなった.平成30年度では,研究実施計画をほぼ順調に遂行することができた.接触追従による集団浸潤の機序をインテグリンβ1,17型コラーゲン,ラミニン332との関係から明らかにすることができ,これらの結果を日本細胞生物学会,日本癌学会,日本分子生物学会をはじめとする学会,シンポジウム,セミナーなどで発表するに至った.さらに,原著論文として投稿することができた(現在査読中).集団浸潤しないがん細胞種としてこれまで大腸がん細胞株を用いてきたが,集団浸潤を示すがん細胞株(扁平上皮がん細胞)とがん種が異なるため,細胞塊としての表現型が異なるという問題あった.そこで,A431細胞のサブクローニングを実施し,同一のがん種で集団浸潤能の異なるサブクローン株を樹立し,細胞-細胞間の構造を比較する準備を進めた.現在20株程のサブクローン株を樹立することができ,平成30年度の終わりに集団浸潤能の解析に着手することができた.集団浸潤の普遍性についても解析を進めることができた.
水素結合性光配向性高分子液晶複合体におけるメカノクロミズムの発現と配向制御

水素結合部位を有する磨砕応答色素を合成し,水素結合によって光配向膜との複合化と,力学的刺激に対する光学特性の変化を調査した。特に分子末端にピリジル基を有する磨砕応答色素において,酸やハロゲン化物との複合化が可能となるだけでなく,凝集状態や電子状態を変化できるために多様な発光色も発現できることを報告した。また,これらの色素を薄膜化する方法として相溶性の低い高分子を分散媒として利用できることも報告した。さらに,これらの材料を申請者らがこれまでに研究してきた水素結合性光応答性高分子液晶と複合化することにより,配向のコントロールや発光色の変化についても検討した。圧力応答フィルムへの応用を目的として、三つの色素をポリビニルアルコール水溶液に分散させたフィルムを作製し、磨砕と熱処理により発光のパターニングを検討した。作製したフィルムはUV光下でいずれも結晶と同じ青色発光を示し、これらを磨砕することで力学的刺激を与えた部分のみ発光色が変化した。また、各フィルムを熱処理したところ、2位置換の色素(T2)、4位置換の色素( T4)を分散したフィルムでは元の青色発光を示したが、3位置換の色素(T3)のフィルムではフィルム内部に分散した結晶が緑色発光を示し、初期の発光には戻らなかった。これはT3の結晶性が低く、加熱をすることでアモルファス状になったためと考えられる。また,これらの材料を光配向処理した水素結合性光反応性高分子液晶と複合化したところ,配向膜の配向方向と平行方向に偏光発光を発現する一方、メカノクロミズムは消失し,配向状態におけるメカノクロミズムは達成できなかった。続いて,高分子化を目的として分子末端にフェノール部位を導入した種々の棒状メカノクロミック色素を合成し,発光特性について検討した。一連の合成において、初期状態ではメカノクロミック特性を示さず、酸と複合化することによってメカノクロミズムを発現できる材料を見いだした。メカノクロミック発光(MCL)は圧縮や延伸、磨砕などの機械的刺激の印加によって色素の化学構造や凝集状態が変化して誘起される発光色の可逆的な変化である。本課題では,水素結合などの非共有結合を用いてMCLの発光特性を変調・制御することを目的としている。これまでに我々は分子末端にピリジル基を導入したMCL色素について報告してきた。ピリジル基を導入することで酸やハロゲン化物との複合化が可能となるだけでなく、凝集状態や電子状態を変化できるために多様な発光色も発現できる。本年度は、これまでに磨砕応答性が確認されている色素のアルキル鎖を短縮化し、結晶性を向上させた色素を合成し、結晶状態における凝集状態を解析するとともに、種々の低分子と複合化させ、発光色および磨砕応答性の変化を検討した。合成した化合物粉末は乳鉢で磨砕することにより変色し、融点以上に加熱することにより初期状態に戻った。また,化合物に酸やハロゲンを作用させると,異なる発光色を示した状態で磨砕応答性を維持することがわかった。続いて液晶相の導入を試みた。MCL色素は、液晶性を導入することで分子の集合状態の緻密な制御が可能となり、高度な色調変化を実現できることがこれまでに報告されている。また、ネマチック相のような低粘性の液晶相を導入すれば凝集状態の変換が容易になり、高感度なMCL材料の実現が期待できる。さらに、液晶は外場によって容易に分子配向を制御できることから、偏光発光や異方的な発光色変化など軸選択的な特性制御の付与も期待できる。そこで分子末端のピリジル基をベンゾニトリルに置換した色素を合成し、液晶性及び磨砕応答性について検討した。また、Click反応を適用し、分子内のアセチレン骨格をトリアゾール環に置換したMCL材料も合成し、磨砕応答性や分子配向性についても評価したメカノクロミック発光(MCL)は圧縮や延伸、磨砕などの機械的刺激の印加によって色素の化学構造や凝集状態が変化して誘起される発光色の可逆的な変化である。これまでに我々は分子末端にピリジル基を導入したメカノクロミック色素について報告してきた。本年度は液晶高分子中に磨砕応答色素を分散させポリマーマトリックス内で再結晶することで、透明性の高い磨砕応答フィルムを作成することに成功した。また,この磨砕応答複合薄膜に異方的なずり応力を加えることにより偏光発光を誘起でき、磨砕応答薄膜に方向検知能を付与することにも成功した。一方,磨砕応答色素の共役長に着目し、有機薄膜トランジスタへの応用も検討した。その結果,磨砕応答の発現に大きく寄与していると思われるシアノスチルベン部位において分極が増大する結果,有機薄膜トランジスタとしての特性は低下することが明らかとなった。

さらに,これらの材料を申請者らがこれまでに研究してきた水素結合性光応答性高分子液晶と複合化することにより,配向のコントロールや発光色の変化についても検討した。水素結合だけでなくプロトン化やハロゲン結合などを利用することによってもMCL特性を変調・制御できることは,材料選択を広げる点で非常に有用な発見であった。発光性液晶これまでは固体特性に着目していたが,より多用途に利用できる薄膜への展開を試みる。すでに固体色素を分散した不均一系薄膜では実現しているが,均一系では実現していない。また,磨砕以外の応答にも適応できるよう工夫する予定である現時点において水素結合による発光特性の制御は「メカノクロミック特性を発現」と「メカノクロミック特性を維持したまま長波長シフト」の二種類と種類が少なく、更なる発展が要求される。また,解析に難航しており,成果を発表するにはデータが不足している為、本年度の業績は少なくなった予定していた化合物より単純な構造で機能が発現したため,物品費が予定より低くなった発光機構が会合によるものであることが推測された為、固体量子収率の変化について調査する。また,水素結合による発光特性の制御については波長シフト方向の制御を目指す前年度に得られた知見をもとに,材料設計を最適化する合成した材料の精製・同定および解析が難航し、研究が遅延したため合成をより迅速に行うまた,加熱下における発光特性を簡易的に評価する為、ファイバープローブ分光計の導入を検討する