hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
分子シミュレーションによる F1 分子モーターの回転機構の解明

本研究では、F1分子モーターの回転機構について、分子シミュレーションを用いた解析を行った。F1分子モーターのエンジンであるβサブユニットに対し、平衡分子動力学計算および自由エネルギー計算を行い、オープン-クローズ構造間の遷移の様子を明らかにすることができた。αβγ複合体では、分子動力学計算および統計熱力学理論を適用し、サブユニット間でのパッキングの非対称性が回転機構の上で重要であるとするpacking exchange modelを提唱した。本研究は,コンピュータシミュレーションを用いて,F1分子モーターの解明することを目的としている.当該年度には,まず,F1分子モーターのエンジン部分に当たるβサブユニットの構造変化について,ATPが結合状態と非結合状態での自由エネルギープロファイルを計算した.その結果,βサブユニットは,ATP非結合状態では,オープン状態が安定であり,ATP結合によってクローズド状態が安定になるという実験結果と一致した結果を得た.そして,ATP結合によってクローズド構造になる際の遷移過程について,詳細に自由エネルギープロファイルを調べたところ,β3/β7というβシートのペアの水素結合,ヒンジ部分の主鎖2面角のフリップ,P-loopでの水素結合の組換えという一連の構造変化が起こり,構造変化のスイッチを形成しているようであった.しかし,それらの構造変化では,自由エネルギーは緩やかに増加していて,トルク出力の駆動力にはなっていなかった.駆動力になっていたのは,その後の構造の屈曲過程にあった.先の一連の構造変化の結果,βシートに疎水性の面が形成され,αヘリックスBがその上を滑ることで,疎水性相互作用が強固になるという現象が起こる.その周辺の水分子を調べたところ,その構造変化の最中に水分子が排除されている様子が観察された.そのαヘリックスBが滑ることで,βサブユニット全体の屈曲構造が誘起されて駆動力を形成していることが明らかになった本研究は,コンピュータシミュレーションを用いて,F1分子モーターの解明することを目的としている.当該年度には,(1)量子化学計算と全原子レベル計算を組み合わせたQM/MM法を用いたATP加水分解反応機構解析,(2)ATP加水分解後のα-βサブユニットが閉構造から半開き構造になる構造変化の分子動力学計算,(3)リン酸解離に伴うF1分子モーター全体の構造変化の分子動力学計算,(4)F1分子モーターのβサブユニットのC端部位のアミノ酸側鎖を複数同時に変異させる分子動力学計算,(5)液体統計力学理論の専門家との共同研究によるF1分子モーターの作用機序の解明を実施してきた.(1)に関しては,学術論文としてJ. Am. Chem. Soc.に公表することができた.(2)に関しては,ほぼ計算は終了し,現在解析を進めているところである.(3)に関しては,酵母のF1-ATPase(YF1)のリン酸結合型と解離型の2種類の立体構造に対し,全原子分子動力学シミュレーションを遂行し,リン酸解離によるγサブユニットの回転と,回転子に対する固定子であるα・βサブユニットのパッキング状態の変化の関係,そして,リン酸解離に伴うアロステリックな構造遷移の伝播について解析した.(4)に関しては,1分子実験のグループと共同研究を行い,F1分子モーターのエンジンであるβサブユニットについて,γサブユニットと接触してトルクを伝える部位と想定されるC端部位のアミノ酸変異を施した分子動力学計算を遂行し,一分子実験を原子レベルで説明する結果を得た.(5)に関しては,酵母のF1-ATPaseの構造に対し液体統計力学理論を適用し,上記(3)の分子シミュレーションと相補的に解析し,サブユニットのパッキング変化と溶媒和の関係を明らかにした.本研究は,コンピュータシミュレーションを用いて,F1分子モーターの解明することを目的とした.平成24年度には,下記の成果を得た.(1)リン酸解離に伴うF1分子モーター全体の構造変化の分子動力学計算を行った.酵母のF1-ATPase(YF1)のリン酸結合型と解離型の2種類の立体構造に対し,溶媒分子も露わに含んだ全原子分子動力学シミュレーションを遂行し,リン酸解離によるγサブユニットの回転と,回転子に対する固定子であるα・βサブユニットのパッキング状態の変化の関係,そして,リン酸解離に伴うアロステリックな構造遷移の伝播について解析した.この成果は,国際学術雑誌J. Phys. Chem. Bに学術論文として出版した.(2)液体統計力学理論の専門家との共同研究によりF1分子モーターの作用機序について統計力学解析を行った.上記酵母のF1-ATPase (YF1)のリン酸結合型と解離型の2種類について(1)の分子シミュレーションと相補的に液体統計力学の解析を行い,サブユニットのパッキング変化と溶媒和の関係を明らかにした.この成果は国際学術雑誌J. Chem. Phys.に学術論文として出版した.(3) F1分子モーターのβサブユニットのC端部位のアミノ酸側鎖を複数同時に変異させる分子動力学シミュレーション計算を一分子実験と連携して行った.この変異により回転トルクが減少するが,その原因についてシミュレーション結果により考察した.この成果は国際学術雑誌Biophys.J.に学術論文として出版した.(4) ATP加水分解後のαーβサブユニットが閉構造から半開き構造になる構造変化に対する自由エネルギープロファイルを計算した.

その結果,ヌクレオチド状態の違いによる構造変化の自由エネルギープロファイルの変化が明らかになった.当初の計画では,α・βサブユニットペアに対する計算を行う予定であったが,その計算のみならず,QM/MMによるATP加水分解反応機構の研究,リン酸解離に伴うF1分子モーターのアロステリックは構造遷移の伝搬解析,βサブユニットのC端ドメインの複数同時アミノ酸変異による分子動力学計算と一分子実験の共同研究など,分子シミュレーションによるF1分子モーターの動作機構の全容解明に向けて,研究が大きく進展した.24年度が最終年度であるため、記入しない。F1分子モーターの動作機構の全容解明に向けて,全原子分子動力学シミュレーションを主たる手段として,研究を遂行していく.その中で,実験研究者とも密に情報交換をしつつ,研究を進めていく.24年度が最終年度であるため、記入しない。
血管作動性因子とその受容体を介した子宮収縮調節機序の解析とその臨床応用

子宮平滑筋はプロスタグランジン(PG)により収縮し、一酸化窒素(NO)-可溶型グアニル酸シクラーゼ(sGC)-cGMP系の活性化により弛緩することが知られている。本研究では、PG産生の律速酵素であるcyclooxgenase-2(COX-2)、PG受容体、およびNO-cGMP系の妊娠子宮筋における発現を解析し、早産治療法開発の可能性を開くことを目的とした。今年度の結果は以下のとおりである。1) PG受容体遺伝子発現の検討では、子宮収縮作用のあるEP3受容体の遺伝子発現は、妊娠初期・後期の子宮筋では非妊娠子宮筋の発現の約60%に減少した(P<0.05)が、平滑筋弛緩作用のあるEP2およびEP4受容体遺伝子発現は少くかつ妊娠では不変であった。2) Nor thern bl otによる検討では、弛緩出血症例の子宮筋のEP3遺伝子発現は正常であったが、FP受容体の遺伝子発現異常の存在が示唆された。3)経腟分娩(陣痛発来後)例の羊膜のCaX-2蛋白発現は、子宮頚部側(100%)>反対側(39%)>胎盤表面(21%)であり、頚部側で有意に発現が亢進していた(P<0.05)。しかし、陣痛発来前の予定帝王切開例の羊膜組織ではCOX-2蛋白の発現はどの部位でもごく少量であった。4) NOにより活性化されるsGCの子宮体部組織における活性(cGMP産生能)は、妊娠中期子宮筋では平均142pmol/10min/gあったが、妊娠末期には、陣痛発来前、陣痛発来後いずれの群でも有意に減少した(P<0.05)5)妊娠中期子宮筋のcGMP含有量(137pmol/g)は非妊娠時(33pmol/g)より高かった(p<0.05)。6)妊娠末期陣痛発来前の子宮筋のcGMP含有量は70pmol/gであり、妊娠中期に比して有意に減少しており(P<0.05)、陣痛発来後の子宮筋では47pmol/gとさらに減少した。cyclic GMP(cGMP)は、一酸化窒素(NO)およびナトリウム利尿ペプチドの受容体である可溶型および膜型グアニール酸シクラーゼによりGTPから産生され、血管平滑筋の弛緩作用があり、子宮平滑筋に対する収縮抑制作用も期待される。また、近年、子宮平滑筋収縮を生じるプロスタグランジン(PG)受容体にはEP1,EP3,FP受溶体、子宮平滑筋弛緩を生じるPG受容体にはEP4が報告されている。本研究では、これら受容体発現の妊娠中の変化と生理学的役割の解明、さらには、全く新しい視点の早産治療薬開発の可能性を開くことを目的として、妊娠子宮筋および子宮内組織におけるcGMPの代謝と生理作用の実験的検討ならびにPG受容体発現を介した子宮平滑筋収縮調節機構を検討した。1)ヒトの経膣分娩時には、母体血中のNO代謝物(NOx)濃度およびcGMP濃度が、陣痛発来前に比して有意に低下した。2)陣痛を伴わない予定帝王切開医分娩ではこのような低下が認められなかった。妊娠末期ラット子宮筋片にPGを投与して自律収縮を誘発し、ナトリウム利尿ペプチドあるいは8-bromo-cGMPを投与すると自立収縮が抑制され、妊娠子宮にはcGMP依存性収縮抑制機構が存在することが確認された。非妊ラットではこの収縮抑制は見られなかった。4)妊娠子宮筋におけるEP3,FP遺伝子発現は非妊子宮筋に比して約半分に低下していた。5)estrogenとprogesteroneの合剤を服用中の非妊婦ではEP3,FP発現の抑制が見られなかった。6)妊娠中のEP3,FP発現抑制にはステロイドホルモン以外の因子が関与していると考えられた。以上より、ヒトの妊娠維持機構にはcGMPを介した系のほかに、PG受容体発現をdown regulateすることによる系が存在することが示唆された。

しかし、陣痛発来前の予定帝王切開例の羊膜組織ではCOX-2蛋白の発現はどの部位でもごく少量であった。4) NOにより活性化されるsGCの子宮体部組織における活性(cGMP産生能)は、妊娠中期子宮筋では平均142pmol/10min/gあったが、妊娠末期には、陣痛発来前、陣痛発来後いずれの群でも有意に減少した(P<0.05)5)妊娠中期子宮筋のcGMP含有量(137pmol/g)は非妊娠時(33pmol/g)より高かった(p<0.05)。6)妊娠末期陣痛発来前の子宮筋のcGMP含有量は70pmol/gであり、妊娠中期に比して有意に減少しており(P<0.05)、陣痛発来後の子宮筋では47pmol/gとさらに減少した。
アメリカ合衆国のマイノリティ女性文学における「女神信仰」の表象

研究代表者(杉山)は、マイノリティ女性文学、女神信仰、宗教とジェンダーについての文化のそれぞれについて文献表を作成し、それに基づき資料を収集し、二度にわたり渡米、インディアナ大学のスーザン・グーバー教授らよりレビューをうけ、その成果をいかして、平成16年度には博士論文を完成させ、インディアナ大学英文科よりPh.D.を授与された。この博士論文をまとめ、あるいは発展させた形で、平成16年中に3回、平成17年中に4回の学会での口頭発表を行なった。平成16年の発表はアメリカ学会、日本女性学会、企業家研究フォーラム冬季大会(いずれも全国大会)、平成17年の学会発表はMESA(多民族文学学会)、新英米研究会(いずれも全国大会)およびアジア系アメリカ文学会、立命館アメリカン・セミナー(いずれも国際学会)である。これらの発表の内容およびそれを発展させたものとして、共著4冊を出版(当報告書11を参照)した。また現在論文二本論文のうち「権威ある母と平和を愛する父:家族・権力・テクノロジー」(仮)は『学際講座アメリカ・第四巻組織から見るアメリカ--家族、教会、学校、コミュニティ、団体』(ミネルヴァ書房)に、「"(It`s Only)Skin Deep"--トニ・モリソンのパッシング小説」は学術誌『言語文化』に掲載予定である。またこの単著の内容を英文で作成したものをアメリカ合衆国内で発表する可能性についても検討中で、そのための原稿も現在執筆中である。またこれらの成果の集大成として、単著『母親の語り、母親の力--現代アメリカ小説の中の女神たち--』(仮)を執筆中、平成17年度以内に完成の予定である。また15年9月に渡米し、さらに資料を収集するとともに、論文についてスーザン・グーバー教授、レイモンド・ヘディン教授らよりレビューをうけ、また米国内での成果発表についてのアドバイスを得た。その結果、アイデアのかなりな部分が、執筆中であった博士論文に取り入れられ、"Speaking with DivineAuthority : Maternal Discourse in the Works of Maxine Hong Kingston, Toni Morrison, and Leslie Marmon Silko"としてインディアナ大学英文科により受理された。これらにもとづき、その成果の一部をいかした形で、「米国における女性企業家像の成立と変還」(企業家研究フォーラム冬季研究会)という口頭発表を行なった。また16年度に多民族研究学会および英米文学会の全国大会にて発表を行なうこととなり、現在発表原稿の草稿を完成中である。成果に基づく著作の執筆もあわせて進行中である。研究代表者(杉山)は16年度も15年度にひきつづき、マイノリティ女性文学、女神進行、宗教とジェンダーについての文化的研究のそれぞれについて文献表を完成させ、それに基づき資料を収集した。平成15年9月および平成16年9月に渡米し、スーザン・グーバー教授らよりレビューをうけるとともに、インディアナ大学、UCLA図書館等で資料を収集した。それらに基づき、平成16年度に博士論文を完成、インディアナ大学より学位を取得した。それをまとめ、あるいは発展させた形で、平成16年中に3回、17年度中に4回の学会発表を行なった。平成16年の発表学会はアメリカ学会、日本女性学会、企業家研究フォーラム冬季研究会(いずれも全国大会)、平成17年の発表学会は、MESA(多民族文学学会)、新英米研究会、(いずれも全国大会)、および、アジア系アメリカ文学会、立命館アメリカン・セミナー(いずれも国際学会)である。これらの発表の内容およびそれを発展させたものをもとに、共著2冊を出版(うち一冊は印刷中、下記11を参照)した。またこれらの成果の集大成として、現在単著『母親の語り、母親の力-現代アメリカ小説の中の女神たち-』(仮)を執筆中、17年度中に完成の予定である。この単著の序論および本論の一部を、本研究の報告書の形で発表する予定で現在準備中である。
積雪寒冷地域における子供の心的ストレス負荷を考慮した新たな身体活動モデルの構築

本研究では,積雪寒冷地域の子供たちの身体活動状況や冬季間に身体活動量が低下するストレス状態を検討・分析することで,積雪寒冷地域特有の環境条件に適応した子供の身体活動モデルを構築することが目的であった.調査の結果,幼稚園児では徒歩で登園する子供たちは登園後の園内生活でも身体活動量が顕著に高い傾向が見られるなど,朝の身体活動量が一日全体の活動に影響を及ぼしていることが示唆される結果となった.小学生を対象とした身体活動量と体格の調査では,屋外での活動が多い子供は,屋内での活動が多い子供と比較して,体力ポイントが高いこと,ストレス状態が低いこと,冬季にローレス指数の増加が見られることが明らかとなった.平成27年度では特に積雪寒冷地域における子どもたちの身体活動量低下の原因について,幼稚園児や小学生を対象とした調査を実施した.まず,幼稚園児を対象とした調査では,積雪寒冷期間における一日の身体活動総量に大きく関わると考えられる登園方法についての研究を実施した.分析の結果,徒歩を中心とした身体活動を伴った登園をしている園児の一日の活動量は,バス・自家用車を利用している園児よりも有意に高かった.また,徒歩グループでは午後の活動量が午前中と同様に高く維持されるのに対し,身体活動を伴わない登園方法グループの午後の活動量が午前中と比較して大きく落ち込むことが確認された.このことから,幼稚園児では午前中,もしくは朝の時間帯での身体活動量が午後を含めた一日の身体活動に大きく影響していることが明らかとなった.この調査については,2016年2月発行の「運動とスポーツの科学第21巻(1)」に掲載(査読あり)されている.また,子どもたち同士の関わり方やコミュニケーションの様子が,身体活動量にも影響を及ぼしていると考えられるため,幼稚園児を対象としたコミュニケーション量の調査を実施した.調査にあたっては,日立製作所が開発し日立ハイテクノロジーズが事業化している「ビジネス顕微鏡」を試験的に導入し,コミュニケーション量の計測を実施している.調査の結果として,周囲とのコミュニケーション量が多い園児ほど歩数が多くなる傾向が確認され,周囲とのつながりと身体活動量とは強く関わりがあることが検証されている.この結果についてはPacific Early Childhood Education Research Associationにおいて,ポスター発表を実施している.現在,研究連携機関である幼稚園と小学校において順調に調査を進めているところである.札幌市内の幼稚園2園では,春季・夏季・秋季・冬季の年4回,園児たちの身体活動量測定,コミュニケーション量測定,インタビュー調査を実施しており,季節や気候による子どもの園内活動についてのデータ収集が進んでいる状況である.また,保護者と子どもを対象とした「家庭でできる運動あそび」についての講習会を実施し,子どもたちが運動をしたくなる環境づくりについての活動を進めている.札幌市内小学校,石狩市内小学校においては,16年生での年2回の身体発育データを測定し,夏季と冬季での身体発育状況の調査を進めている.この調査では,肥満児や低体力時ほど冬季に体重増加率が低く,逆に夏季では体重増加率が高いという結果が得られている.これにより,従来より考えられていた肥満や低体力が冬季の身体活動量の低下であるということに対して,夏季の身体活動量の関わりという点も考慮しなければならないことが示唆された.また,肥満児・低体力児ほど夏季と冬季での体重増加率の増減幅が小さいことから,年間を通して屋外での活動に消極的である傾向が考えられ,肥満・低体力の防止には屋外での身体活動を伴う遊びを促すことが効果が期待できると考えられる.これらの研究結果については,すでに日本発達心理学会での発表を済ませている.平成27年度と平成28年度の調査・研究の結果,子どもたちの身体の発育発達状況,生活習慣,身体活動量,ストレス状態について,積雪寒冷という環境要素が大きく影響を及ぼしていることが示唆されることとなった.特に,発育発達状況については,他の温暖な地域とは異なり,夏期と冬期の季節変動が肥満度や体力ポイントに直接・間接的な影響が示唆される結果となっている.肥満や低体力の状況については,北海道内の小・中学校において大きな解決すべき課題の一つとなっており,本調査の結果はその改善に向けた手がかりの一つとなるものであるため,教育現場からの関心度は高い.また,幼稚園に在籍する子どもたちを対象とした身体活動についての調査において,積雪寒冷期間ではその他の期間と比較して,外遊びでの歩数の低下による身体活動量の現象が見られることが明らかとなっている.平成28年度では,日本発達心理学会第27回大会でのポスター発表,The 21th Annual Congress of the European College of Sport Scienceでのポスター発表,The 24th Biennial Meeting of the International Society for the Study of Behaviouralでのポスター発表として研究成果の一部について公表を行っている.また,札幌市立幼稚園,札幌市立小学校,石狩市立小学校,札幌市立中学校における校内研修会での成果公表,北海道学校体育研究大会での講演としての教育現場で実際に子どもたちとかかわる教員の方々を対象とした研究成果公表や情報提供を積極的に行ってきている.教育現場からは,子どもたちの身体発育,身体活動,ストレス状況,体力など,積雪寒冷地域特有の課題として認識されはじめている.平成28年度では札幌市立幼稚園1園,札幌市立小学校1校,石狩市立小学校1校において,積雪寒冷期間の子どもの身体活動状態やストレス状態について調査を実施してきた.これまでの調査・研究の結果として,幼児期の子どもは午前中の身体活動量が多いほど午後や夕方の身体活動量も多くなっていること,幼稚園への登園方法が身体活動量に大きく影響していることなどが明らかになっている.

また,児童期の子どもたちでは,文部科学省の指導のもとに実施されている新体力テストの結果と関連させて,体力ポイントの高い児童ほど冬期の体重増加率が高く夏期の体重増加率が低くなっていること,体力ポイントの低い児童では年間を通した体重増加率の変動が少ないことなどが明らかとなった.これらのことから,季節の変動が子どもの身体活動量,体格,体力などに大きく影響していることが示唆されることとなった.調査対象となった小学校と,さらに札幌市内小学校1校では,研究結果の報告と合わせて,積雪寒冷期間における身体活動プログラムの作成・提案を実施している.これまでの提案内容は,体育授業と関連させた縄跳びのプログラム,雪上での運動遊びプログラムと服装指導,家庭で実施可能な用具を使用しない体つくり運動プログラム,小学校内で子どもたちの運動遊びを引き出す環境整備である.最終年度はこれらのプログラムとストレス状態の関連性を検証することと,プログラムの実用性についての検討を行うことが必要であると考えている.平成29年度の調査・研究の結果,子どもたちの身体の発育発達状況,生活習慣,運動習慣,ストレス状態について,積雪寒冷という環境要素が大きく影響を及ぼしていることが示唆されることとなった.特に,平成29年度では幼稚園年長の子どもたちを対象とした縦断調査の結果,運動状況やコミュニケーションの広がりが1年を通して変化していく様子や,運動会といったスポーツイベントが子どもたちの人間関係に大きな影響を及ぼしていることが明らかとなっている.北海道内の子どもたちは運動機会の減少や体力低下が大きな解決すべき課題となっており,平成29年度の調査結果はその改善に向けた手がかりの一つとなるものであり,北海道の幼児教育関係者からの問い合わせや講演依頼が多く,注目を集めている.
スポーツを通じたGC2.0展開に関する国際比較研究

GC2.0を日本において展開するために必要となる知見について、国際比較研究によって次の2点が明らかとなった。(1)国ごとの環境・状況の差が大きいため、万国共通しての参加組織充実策が存在しているわけではない。(2)CSR実践においてスポーツを活用することで一定の効果を得ることができるが、スポーツ組織そのものが自らの持つポテンシャルに気づいておらず、消極的な対応となってしまっている。今年度は、研究全体の目的であるグローバル・コンパクト(以下、GC)に関する国際比較研究を行う準備段階として、文献研究と国内調査を主な活動としてきた。各項目は研究メンバーが分担して実施した。1.文献研究:GC、スポーツ、ならびにスポーツと社会との関わりについての邦文献および洋文献を入手し、レビューを行った上で事例調査におけるヒアリング項目の洗い出しを行った。レビューの結果、GCは発足後10年が経ったが、正当性および強制力について国内外で議論となっており、このことがGC参加組織数の増加の抑制要因になっていることが明らかとなった。2.日本事例調査(GC加盟組織):6月(プレ調査)および3月に、計6組織に対しヒアリング調査を行った。内訳は企業2、自治体1、教育機関1、公益法人2である。主な結果として、加盟は個人的なコネクションによるものが多いこと、ローカル・ネットワーク事務局への期待は過度に持つべきではない、といった見解が示され、日本の参加組織の全体性は見えにくいことが判明した。3、日本事例調査(ネットワーク事務局):3月に日本におけるローカル・ネットワークの事務局である、GC-JN事務局に対しヒアリング調査を行った。国によって多少のばらつきはあるが、グローバル・コンパクトの意義目的から考えると単なる加盟組織増を喜ぶばかりではなく、量と質のバランスのとれた発展が望まれていることがわかった。また、次年度の海外調査に関する協力要請についても快諾を得た。4.その他:8月にAcademy of Managementの年次大会に出席し、GCに関連する複数のセッションに参加したことで、GC研究の世界的権威の1人であるA.Rasche教授と知己を得ることができた。現地での議論に加え、その後もメールベースで交流を続けており、彼からも海外調査への協力をいただけることになっている。今年度は研究全体の目的であるグローバル・コンパクトに関する国際比較研究を本格的に実施した。A.文献研究とヒアリング項目決定グローバル・コンパクト10周年にあたって出版されたいくつかの書籍を主体に入手とレビューを行った。ヒアリング項目は前年度のものを踏襲した。B.ヒアリング調査(1)スペイン調査9月にスペインにおけるグローバル・コンパクト展開の実態について、ローカル・ネットワーク事務局に対してヒアリングを行った。前年度に実施した日本のローカル・ネットワーク事務局とは戦略も活動も大きく異なっており、この点についての比較を中心に次年度に論文化を進める。また、スポーツ関連組織のCSR活動や、一般企業のスポーツを介したCSR活動についての調査のため、現地のサッカークラブや旅行会社を訪れ、インタビューを実施した。スポーツが盛んなスペインではあるがスポーツをCSR活動の手段として捉える向きは少ないことなどが判明した。(2)台湾調査2月に台湾におけるスポーツを介したCSR活動の実態について、地元スポーツ組織や日本企業現地支社に対してインタビューを行った。その結果、スポーツがそれほど盛んではない台湾においてもスポーツがCSR活動において果たす役割があることを確認できた。前年度の日本のものも併せ、各国の比較を中心に次年度に論文化を進める。C.成果報告前年度に実施したレビュー研究と事例研究を中心に書籍と論文をまとめた。今年度は、研究の最終年度であり、これまでに行ってきたグローバル・コンパクト(以下、GC)に関する国際比較研究をさらに発展させるとともに、関係する諸テーマについての学会報告や論文化を推し進めてきた。主な研究実績は以下の通りである。1.海外事例調査(GC-LN):8月にアメリカ・シリコンバレーにあるシマンテック社を訪問し、同社のCSR担当者であり、かつ、アメリカにおけるGCを推進するローカル・ネットワークの渉外担当者である人物にヒアリング調査を実施した。アメリカにおいては独立したローカル・ネットワークのオフィスを持っておらず、そのことがもたらすメリットとデメリットについて、詳細な話を伺うことができた。2.海外事例調査(大学のSR活動):8月にオクラホマ大学のスポーツ活動担当者に対し、ヒアリング調査を実施した。同大学はアメリカン・フットボールをはじめとする各種のスポーツの強豪校として全米にその名を知られているが、そのような大学ではどのように地域と交流を行っているか、またスポーツと学業との両立を(NCAAルールの下で)どのように実施しているかについて、詳細な話を伺うことができた。3.海外事例調査(企業のCSR活動):3月にベトナム・ハノイにあるホンダベトナム社を訪問し、同社が行っているスポーツを通じた、またスポーツ以外の点でのCSR活動についてヒアリング調査と視察を行った。特に、同社が2013年にベトナムサッカー連盟とスポンサー契約を結んだことが、政府との良好な関係を築くだけでなく、CSR活動の理念を体現したことなどについて詳細なお話を伺うことができた。

「スポーツ」「グローバル・コンパクト」「国際比較」のための知見の蓄積は順調に推移している。特に地域差や文化差に基づくCSR活動の際について知見の蓄積が順調に進んでいると考える。24年度が最終年度であるため、記入しない。今年度同様、今後においてもインタビュー調査を中心とした知見の蓄積を行うものとする。また、次年度は最終年度にあたるため、アウトプット創出にもこれまで以上に力を入れることを考えている。なお、教育機関はGCの加盟組織数が極端に少ないため、今後どのように知見蓄積を行うかについては、直接インタビュー以外の方法も含め検討する。
胎児期バルプロ酸暴露誘発自閉症スペクトラム障害におけるアストロサイト分泌因子異常

胎仔期にバルプロ酸を暴露されたマウスの培養アストロサイト(バルプロ酸アストロサイト)では、Notchシグナルに誘導される分子のmRNA量が増加することを、前年度の検討で認めた。そこで、本年度は、そのアストロサイトが神経機能に対する影響を検討した。アストロサイトのアイランドを作製し、その上に一つの神経細胞を培養し、オータプス標本を作製した。バルプロ酸アストロサイト上で培養した神経細胞の興奮性後シナプス電流の振幅は、正常対照のアストロサイト上の神経細胞のものと比較して、増加が認められた。一方、微小興奮性後シナプス電流の頻度には変化は認められなかった。さらに、一過性高浸透圧刺激により解析した開口放出可能なシナプス小胞のサイズとシナプス小胞数は、バルプロ酸アストロサイト上で培養した神経細胞において増加が認められた。以上の結果から、バルプロ酸アストロサイトは興奮性神経伝達を増強することが示唆された。自閉症スペクトラム障害の病態仮説では、興奮性神経伝達と抑制性神経伝達のバランスが興奮性側に傾いていることが考えられている。本研究結果ではバルプロ酸アストロサイトは興奮性神経伝達を増強することが示唆されたため、自閉症スペクトラム障害の病態での興奮性側への傾きは、アストロサイトの機能変化を介した興奮性神経伝達増強が関与することが考えられた。従って、研究代表者の実験仮説を支持する結果を得ることができた。バルプロ酸アストロサイトが興奮性神経伝達を増強するメカニズムを解明するため、アストロサイトと神経細胞の相互作用に着目し、関与しうる分子を同定する。胎児期にバルプロ酸を暴露されたマウスは自閉症様行動と神経機能変化を示すが、その発現機序は不明な点が多い。アストロサイトは神経機能を調整しており、自閉症スペクトラム障害の病因候補遺伝子の多くはアストロサイトに発現している。このことから、胎児期にバルプロ酸を暴露されたマウスのアストロサイトが神経機能に与える影響について検討を行った。バルプロ酸を胎児期に暴露された新生児マウスから単離培養したアストロサイト(バルプロ酸アストロサイト)ならびに生理食塩水を胎児期に暴露された新生児マウスから単離培養したアストロサイト(コントロールアストロサイト)のシート上に神経細胞を培養した。バルプロ酸アストロサイト上とコントロールアストロサイト上の神経細胞の樹状突起長に差は認められなかった。また、微小抑制性シナプス後電流の振幅と頻度にも差は認められなかった。さらに神経突起伸長に影響する分子のmRNA発現量は両アストロサイト間で差は認められなかった。しかし、興奮性シナプス伝達に関連する分子やNotchシグナルに関連する分子のmRNA発現量が、コントロールアストロサイトと比較してバルプロ酸アストロサイトで増加していることが明らかとなった。本結果から、バルプロ酸アストロサイトは興奮性シナプス伝達ならびに神経細胞とのNotchシグナルを介した相互作用に影響することが示唆された。今後は、それら分子の機能に着目し、バルプロ酸アストロサイトの神経機能への影響を解析する。バルプロ酸アストロサイトの神経突起形成への影響ならびに抑制性シナプス伝達への影響も解析することができた。また、バルプロ酸アストロサイトにおいて、mRNA発現量が変化している分子を探索することができたため、今後はその分子に着目して研究を進める。興奮性シナプス伝達に対するバルプロ酸アストロサイトの影響を検討する。変化が認められた分子の機能に着目し、電気生理学的にシナプス伝達能の解析を行い、蛍光色素を用いてシナプス形成能を評価する。
<美術>展示空間の成立・変容-画廊・美術館・美術展-

研究は,各研究分担者が,テーマの重要なアスペクトを分担して追及し,毎年四度ずつの研究例会を重ねて発表討議を重ね,報告論文集等に成果を発表するという仕方で進められた。その結果,ご開帳から東京国立近代美術館誕生にいたる日本における美術館成立過程をたどる形で,<美術>の確立とその展示空間の成立過程を,次の6つのアスペクトに則してあきらかにできた。(括弧内は,報告論集等におけるそのアスペクトに関する議論部分の執筆者の名である。)(1)展示空間の近代と前近代の関係から(木下直之) ;(2)博物館から近代美術館へ(横山勝彦) ;(3)「明治対象名作美術展覧会」と「日本近代美術」の成立の問題から(五十殿利治) ;(4)近代日本における抽象表現の萌芽との関係で(水沢勉) ;(5)国立近代美術館の誕生(蔵屋美香) ;(6)美術館理念および民芸運動との関係で(長田謙一)。さらに、日本を中心として,美術展時空間の現代的変容を次の6つのアスペクトから明らかにした。(1)共同体との関係で(神野真吾) ;(2)彫刻概念の拡張との関係で(小泉晋弥) ;(3)舞台との関係で(木村理恵子) ;(4)マンガを中心とするポップ・カルチャーとの関係で(ジャクリーヌ・ベルント) ;(5)21世紀の新しい美術館像との関係で(長谷川祐子) ;(6)万国博覧会との関係で(吉見俊也)。こうして所期の目的を達成した結果,特に,1930年代から50年代にかけての日本の近代美術館成立過程のさらに詳細な調査・研究および,1980年代の美術概念の大きな変貌とのかかわりにおける美術展時空間の変容に関する一層グローバルな視野にたった研究という、2方向で、多くの研究課題が浮上することとなった。本年度は、共同研究者各自の研究推進に相対的力点が置かれ、成果の多くもそれぞれの研究に応じた機会に発表された。代表長田は、現代的展示空間変容問題に関わる議論を国際シンポジウム「地域社会にとってなぜアートは必要か」(国際交流基金等)基調講演等で展開する一方、民芸運動等に美術館的<まなざし>の成熟を問うた。分担研究者五十殿は1927年「明治大正名作美術展」に近代日本美術史観の原形を問い;水沢は「モボ・モガ」展の企画準備と関連して大正昭和期の展覧会活動研究を推進し;木下は、猿猴庵関係資料分析ための基礎的調査を進め;長谷川は、アジア・日本の現代美術を視野に収めつつ作品と展示場所の関わりを中心に調査・研究を進め;ベルントは、<美術>とその「他者」の関係を視座に展示空間問題をカルチュラル・スタディーズ的に研究し;吉見は、20年-30年代および戦後の両期の技術イメージの変化を中心に歴史分析を進め:小泉は、岡倉天心・河口龍夫・若林奮等を見据えつつ「彫刻」展示空間の変容に関する考察を進め;蔵屋は、近代日本における制度<美術>の境界を「壁画」の展開にたどり;神野は、1980年代にピークを迎える、美術館外の空間を異化する作品発表形態に関する調査・考察を進め;木村は舞台に関わった20-30年代ドイツ・日本の美術家に関する基礎的調査を行った。研究協力者横山勝彦には、現代日本の美術館問題を地域社会との連携と言う視点から論及するために研究協力を仰いだ。

以上の個別的研究の発展に立脚しつつ、共同研究のために以下の研究会を開催し、研究討議を行った:第1回(6.27):研究計画具体化/第2回(12.18)水沢「ハンブルガー・バーンホーフ」、蔵屋「近代日本の壁画」/第3回(1.22)長田「<日本的なもの>の成立と美術展示空間」、五十殿「明治大正名作展と近代日本洋画の『名作』」/第4回(2.13)小泉「彫刻の仮設性」、木下「見世物の展示空間」。今年度は引き続き分担研究者それぞれに研究の進展をはかり成果を発表した。長田は研究例会統括のほか近代日本のデザイン展示(日本近代デザイン史連続シンポジウム報告)や現代美術展示空間(台北市立博物館国際シンポジウム報告)等に関する調査・研究を進めた。木下は「唐津くんち」曳山調査、「ニュースの誕生」展(東京大学総合研究博物館)企画・研究、「戦争記憶展示」の調査等、五十殿は近代日本美術批評について特に大衆社会・文化統制・国家的情報管理との関わりにおける考察、水沢は特に和達知男・藤牧義夫・大正期抽象発生問題との関係で調査研究を進める。蔵屋は金比羅宮など各地の壁画の実見調査・分析、近代日本テザイン史連続シンポジウムでの戦後までをも視野に入れた論述等により日本近代壁画研究を、木村はシュレンマーやカンディンスキーらバウハウスの画家たちの関わる舞台についての研究、吉見は「ニュースの誕生」展ほか多方面にわたる研究を進め成果を発表。長谷川はヴェニス・ビエンナーレ審査員等を勤め、特に歴史的空間・文化中心複数化や二重基準・技術進展との関係で、小泉は若林奮《緑の森の一角獣座》を中心として、ベルントはまんが・旧東独美術の展示・日本におけるアジア現代美術展示等との関連で、神野は川俣正「コールマイン田川」プロジェクトを中心に、それぞれ現代的展示空間問題を考察。研究例会は次の通り。1)6・26:木村「カンディンスキーの舞台」;ベルント「マンガと美術館」;水沢「萬鉄五郎と美術展」、2)7・24神野「川俣正:コールマイン田川」;横山勝彦「都市と美術館」;吉見「『ニュースの誕生』展」、3)11・6五十殿「1930年代の美術批評と『日本美術年鑑』」;木下「展示における行為と物」;鳥越けい子「聴覚的景観の保全と創造」;井村彰「モニュメントにおける文化と野蛮」、4)2000・1・28長谷川「現代美術におけるダブル・スタンダード」;小泉「若林奮<緑の森の一角獣座>」。最終年度の今年、以下のようにして研究を進展させ、とりわけ日本近代における博物館・美術館・近代美術館の成立と現代におけるその変容を多面的に解明した3年間の研究成果を報告書を中心にまとめ、発表した1)各自の分担研究課題に即して研究を進めた(長田:柳宗悦関連美術館議論及び近年国内外の美術館・美術展示論、木下:江戸時代後期開帳及び名古屋城下展示空間、横山(研究協力):明治期及び現在の美術館諸問題、五十殿:「明治大正名作美術展」(1927東京府美術館)、水沢:萬鉄五郎・マヴォ・小野忠重等関連展示空間、小泉:若林奮<緑の森の-角獣座>、長谷川:グローバリゼイションの時代における都市と美術展示、吉見:愛知万博を初めとする現代日本における公共文化事業、ベルント:美術館とマンガの関係、蔵屋:東京国立博物館表慶館及び東京国立近代美術館等日本の近代美術館、神野:コールマイン田川を中心に野外における美術展示、木村:シュレンマー等の展示空間としての舞台)2)研究例会を四度持ち、研究報告・討議を行った。第1回:蔵屋美香「近代美術館誕生」(7月15日早稲田大学)、第2回:神野真吾「『共同体』としての美術」・小泉晋弥「緑の森の-角獣座/その後」
教育機関・プログラムと連携した地域家庭への留学生受入れ；ホームステイの研究

(1)宿泊する学生(学習者・ゲスト)、(2)ホストファミリー、(3)教育機関および(4)地域社会といったステークホルダーのうち、特に前三者に対してホームステイのもたらすインパクトを明らかにする研究に取り組んだ。ホームステイの効果についての研究は「送り出し」に調査分析が集中しがちで、受入れサイドではソーシャルスキル獲得が注目されてきた程度である。本研究では従来の教育効果研究を緻密化するとともに「学習がはかどる」留学生宿舎のオプションとして、俯瞰的に日本型のホームステイ運営モデルの構築とガイドラインの設定を目指した。研究期間中には全国の大学に呼びかけ、留学生宿舎に関するアンケートを実施し、63校から回答を得た。また大阪大学の短期夏季プログラムに参加した米国などの49名の学生を対象として、ホームステイ学生とそれ以外の宿舎の学生との間で、成績の差が出るのかと行った実証的な調査を試み、その成果については日本学生支援機構の「ウェブマガジン留学交流」で広く関係者に周知した。平成29年度、平成30年度にも同様の調査を継続すると共に、最終年度は夏季にアメリカの学会(NAFSA)での発表を行って、海外の研究者や留学実務担当者との意見交換を行った。ホームステイを実施している学校を対象としたアンケート結果では、宿舎が逼迫しているからとか、ホームステイは初期開発投資が低廉、と言う捉え方は少数であり、運営コストに悩みつつも、高い教育効果を期待をしつつホームステイ運営をしている実態が明らかになった。サマープログラムの参加者アンケートの結果からは、宿舎による成績(日本語習得の結果)の顕著な差は見られず、数ある成績決定要因の一つにすぎないことが明らかになった。ただし「日本人の生活を知りたい」学生がホームステイを選択していることが示され、スムーズな文化理解に重点を置く運営のガイドライン化が望まれる。本研究では「留学生ホームステイとその教育効果」に焦点を当てる。国内の留学生向けホームステイ事業の全体像と学習プログラムと関連づけた調査を実施し、(1)学生(学習者・ゲスト)、(2)ホストファミリー、(3)教育機関および(4)地域社会といったステークホルダーのうち、特に前三者に対してホームステイがもたらすインパクトを明らかにするものである。ホームステイ教育効果研究は「送り出し学生」に調査が集中し、受入れサイドではソーシャルスキル獲得が注目されてきた。そこで研究代表者、分担者およびRAが大学内でチームを構成し、学外の研究者(海外在住)とホームステイ事業をビジネスとして運営する協力者によって、様々な面から「日本型のホームステイ」のモデル化と運営ガイドライン策定に取り組むものである。研究1年目にあたる28年度は全国での事業規模や関連業種の調査などを始めると共に、大学等へのインタビュー・聞き取りを行った。特に短期の受け入れプログラムを素材に、参加者や教員の調査や宿舎別のデータに基づいて「ホームステイの教育効果」が実証出来るかどうか検討し、成績と宿舎タイプの相関などについて検討を行ってきた。現在日本文化やライフスタイルへの関心が高まりつつある機を捉え、留学生の「勉強がはかどる」宿舎オプションとして、また観光旅客対応などに目が向きな「ホームステイ型宿泊」などと一線を画す、教育的な視点から見ても意義深い、日本型のホームステイ運営モデルの構築とそのガイドライン設定を目指し、研究を緻密化している。国内のインタビュー、また日本語プログラムの成績と宿舎とのひも付けなどの調査は比較的順調に進んでいるものの、当初予定していた以下の件については、調査が困難であったり、そもそも指標となるデータが存在せず、調査について困難が生じている。(1)日本国内における留学生ホームステイの(市場・宿泊)規模(2)海外におけるホームステイの規模や事例特に上記(1)については、関連させた調査そのものが存在しないため、各地の事例を集めて「数字を積み上げていく」作業を遂行中である。(2)については単純に現在のエフォートや予算内では手が回らない部分となっており、引き続いて部局予算などを確保しつつ、調査を進める予定である。(1)宿泊する学生(学習者・ゲスト)、(2)ホストファミリー、(3)教育機関および(4)地域社会といったステークホルダーのうち、特に前三者に対してホームステイのもたらすインパクトを明らかにするために研究を推進している。ホームステイ研究は「送り出し」に調査分析が集中しがちで、受入れサイドではソーシャルスキル獲得が注目されてきた。日本文化やライフスタイルへの関心が高まりつつある機を捉え、従来の教育効果研究を緻密化するとともに「学習がはかどる」留学生宿舎のオプションとして、俯瞰的に日本型のホームステイ運営モデルの構築とガイドラインの設定を目指している。今年度は全国の大学に呼びかけ、留学生宿舎に関するアンケートを実施し、63校から回答を得た。また大阪大学の短期夏季プログラムに参加した米国などの49名の学生を対象として、ホームステイ学生とそれ以外の宿舎の学生との間で、成績の差が出るのかと行った実証的な調査を試みている。その成果については日本学生支援機構の「ウェブマガジン留学交流」で広く関係者に周知し反響を得たが、まずホームステイを実施している学校を対象としたアンケート結果では、予想に反し、留学生宿舎が逼迫しているとか、ホームステイは初期開発投資が低廉な学生宿舎、と言う捉え方は少数派だった。その反面、ホームステイは運営コストはかかるものの、高い教育効果を期待をしているという実態が明らかになった。その反面、本学で実施したサマープログラムの参加者の間では、宿舎による成績の顕著な差は見られなかった。その一方で「日本人の生活を知りたい」と考える学生がホームステイを選択していることが明らかになった。

全国的なアンケート結果を集計し、2017年夏季プログラムについて、宿舎別に着目した学習成果モニタリングを行った。その成果については日本学生支援機構の「ウェブマガジン留学交流」で広く関係者に周知し、反響を得ている。まずホームステイを実施している学校を対象としたアンケート結果では、予想に反し、留学生宿舎が逼迫しているとか、ホームステイは初期開発投資が低廉な学生宿舎、と言う捉え方は少数派だった。その反面、ホームステイは運営コストはかかるものの、高い教育効果を期待をしているという実態が明らかになった。また本学参加学生の事前アンケート分析から、ホームステイを選択した学生は、宿舎選択にあたり「食事」「地域住民との交流」「家族的な雰囲気」「言語学習」を重視しており、ホームステイを選択しなかった学生は「費用」「広さ・間取り」「プライバシー」「立地・通学距離」「個人専用水回り設備の必要」「ネット環境」「プログラム参加学生同士の交流」を重視していた事などが明らかとなっている。また「日本人の生活を知りたい」という目的意識がホームステイを選ぶ理由となっており、日本人のホストファミリーにとってのメリットを最大化していくことが必要ではないか、と言うようなポイントが示唆された。(1)宿泊する学生(学習者・ゲスト)、(2)ホストファミリー、(3)教育機関および(4)地域社会といったステークホルダーのうち、特に前三者に対してホームステイのもたらすインパクトを明らかにする研究に取り組んだ。ホームステイの効果についての研究は「送り出し」に調査分析が集中しがちで、受入れサイドではソーシャルスキル獲得が注目されてきた程度である。本研究では従来の教育効果研究を緻密化するとともに「学習がはかどる」留学生宿舎のオプションとして、俯瞰的に日本型のホームステイ運営モデルの構築とガイドラインの設定を目指した。研究期間中には全国の大学に呼びかけ、留学生宿舎に関するアンケートを実施し、63校から回答を得た。また大阪大学の短期夏季プログラムに参加した米国などの49名の学生を対象として、ホームステイ学生とそれ以外の宿舎の学生との間で、成績の差が出るのかと行った実証的な調査を試み、その成果については日本学生支援機構の「ウェブマガジン留学交流」で広く関係者に周知した。平成29年度、平成30年度にも同様の調査を継続すると共に、最終年度は夏季にアメリカの学会(NAFSA)での発表を行って、海外の研究者や留学実務担当者との意見交換を行った。ホームステイを実施している学校を対象としたアンケート結果では、宿舎が逼迫しているからとか、ホームステイは初期開発投資が低廉、と言う捉え方は少数であり、運営コストに悩みつつも、高い教育効果を期待をしつつホームステイ運営をしている実態が明らかになった。サマープログラムの参加者アンケートの結果からは、宿舎による成績(日本語習得の結果)の顕著な差は見られず、数ある成績決定要因の一つにすぎないことが明らかになった。
第一原理電子構造計算による分子機能性極材の設計

カーボンナノチューブ(CNT)はLiイオン二次電池の負極材として期待されている。本研究では、CNTのLiイオン二次電池の負極材への応用を視野に入れ、Liイオンを吸着したCNTの電子特性を第一原理電子構造計算法により調べた。計算にはPAW法を採用し交換相関項には局所密度近似と一般化密度勾配近似(PW91)を用いた。CNTの構造はカイラリティベクトル(n、m)で一意に決まる。金属的なアームチェア型と半導体的なジグザグ型のCNT、及び比較のために二次元的なグラフェンシート(グラフェン)を用い、それぞれの安定な構造、任意のナノサイズ位相欠陥を形成するために必要とされる欠陥形成エネルギー、Li吸着エネルギー、それらの電子構造について詳細に検討した。また欠陥をもつCNTへのLiイオンのインターカレーションの過程を第一原理分子動力学法により解析し、ダイナミクスに関する興味ある知見を得ることができた。本研究で得られた結論は以下の通りである。(1)欠陥が七員環から九員環へと大きくなるに従って、CNT及びグラフェン共にその形成エネルギーが増加する。(2)同じn員環の欠陥を比較した場合、CNTと比べグラフェンの場合の欠陥形成エネルギーが大きい。これは欠陥を形成する際、CNTでは歪みのエネルギーをある程度三次元的に分散することが可能なためである。(3)Liイオンの吸着エネルギーの絶対値は欠陥の存在により増加する。(4)一般に、CNTの外壁よりも内壁にLiイオンが吸着した場合が安定である。以上のことはCNTのナノサイズの欠陥構造を制御し、Liイオンの内壁への吸着をより促進させることの重要性を示唆するものである。最適な分子構造を持つ二次電池の負極材の探索を目的として、密度汎関数法による第一原理電子構造計算により、構造欠陥のあるカーボンナノチューブ(SWNT)にリチウムイオンが吸着される過程を調べた。計算には平面波基底によるPAW法を用い、交換相関項に局所密度近似(LDA)と一般化密度勾配近似(GGA)を適用した。簡単のため7員環、8員環、9員環の構造欠陥のみを対象とした。孤立した欠陥を計算するためには、できるだけ大きなスーパーセルを設定する必要がある。本研究ではカイラリティが(5,5)と(8,0)で指定される構造を持ったSWNTそれぞれについて、軸方向に4周期から6周期を設定した大規模なスーパーセルを用いた。計算の結果、構造欠陥のあるなしにかかわらず、(8,0)SWNTへのリチウムイオンの吸着は発熱過程であり、一方、(5,5)SWNTへのリチウムイオンの吸着は、欠陥構造に依存して発熱過程あるいは吸熱過程となり得ることがわかった。次にリチウムイオンが欠陥を通り抜けて拡散するために必要となる、乗り越えるべきエネルギー障壁の値を求めた。その結果、欠陥が大きくなるにつれエネルギー障壁が低くなり、そのピーク位置は欠陥構造のゆがみを反映してSWNTの中心軸へとシフトすることがわかった。さらにリチウムイオンがこれらの欠陥構造を通り抜けて拡散する過程のダイナミクスを第一原理分子動力学法により調べた。一般にSWNTを適当な物理化学的処理により破砕することにより、リチウムの最大吸蔵量を大幅に増大させることができる。本計算結果は、ある程度大きな側壁の欠陥を通してリチウムが安定にSWNTの内部へと取り込まれることを示している。さらに本年度は、代表的な負極材料である同じ炭素系のグラファイトシートについて、層間の結合エネルギーをLDA法とGGA法により詳細に比較検討した。

金属的なアームチェア型と半導体的なジグザグ型のCNT、及び比較のために二次元的なグラフェンシート(グラフェン)を用い、それぞれの安定な構造、任意のナノサイズ位相欠陥を形成するために必要とされる欠陥形成エネルギー、Li吸着エネルギー、それらの電子構造について詳細に検討した。また欠陥をもつCNTへのLiイオンのインターカレーションの過程を第一原理分子動力学法により解析し、ダイナミクスに関する興味ある知見を得ることができた。本研究で得られた結論は以下の通りである。(1)欠陥が七員環から九員環へと大きくなるに従って、CNT及びグラフェン共にその形成エネルギーが増加する。(2)同じn員環の欠陥を比較した場合、CNTと比べグラフェンの場合の欠陥形成エネルギーが大きい。これは欠陥を形成する際、CNTでは歪みのエネルギーをある程度三次元的に分散することが可能なためである。(3)Liイオンの吸着エネルギーの絶対値は欠陥の存在により増加する。(4)一般に、CNTの外壁よりも内壁にLiイオンが吸着した場合が安定である。以上のことはCNTのナノサイズの欠陥構造を制御し、Liイオンの内壁への吸着をより促進させることの重要性を示唆するものである。