hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Nb系超伝導トンネル接合X線検出器の動作モードの研究

電子技術総合研究所において200×200μm^2の面積を有し、非常に優れた電流-電圧(I-V)特性を示すNb/Al-AlO_X/Nbトンネル接合が作製された。このトンネル接合をX線検出器として動作する際に必要な、超伝導電流を抑制するための磁場の印加速度の違いにより、検出信号のパルス波高が異なる2つの安定な動作モードが観測された。本研究では、トンネル接合の検出器としての動作モードと、I-V特性との関係を定量的に評価するために、超伝導トンネル接合における、トンネル電流、バイアス電圧及び印加磁場の関係を表すSine-Gordon方程式を数値的に解く計算コードを作成した。本研究で作成した計算コードを用いた解析から、印加する磁場の非常に微小な差で、トンネル接合内の準粒子系の位相と外部からの電磁場との共鳴モードが大きく変化し、パルス波高が高いモードと低いモードにおけるバイアス点近傍の動作抵抗が、それぞれ85kΩ及び13kΩと異なることがわかり、実験結果を定量的に説明することができた。従来、トンネル接合を検出器として動作する際には、クライオスタットの外部から電磁石により磁場を印加していた。この方式では、磁場をトンネル接合上に正確に印加することは困難であり、さらに、クライオスタット内部の微少振動による電磁場の微少な変動の原因ともなる。そこで本研究では、超伝導電流抑制磁場印加用コイルをトンネル接合上に作製する方式を考案し、設計・試作を行った。電子技術総合研究所において200×200μm^2の面積を有し、非常に優れた電流-電圧(I-V)特性を示すNb/Al・AlO_X/Nbトンネル接合が作製された。トンネル接合にX線が入射したとき、Nb電極で生成された準粒子の接合内におけるトンネル過程で電極間を移動する負電荷の電荷感応型前置増幅器による積分値が信号電荷となる。超伝導電流を抑制するための磁場の印加速度の違いにより、X線検出信号のパルス波高が異なる2つの安定な動作モードが観測された。2つの安定な動作モードにおける電流-電圧(I-V)特性を測定したところ、それぞれのモードでI-V特性が異なることがわかった。このことから、トンネル接合の検出器としての動作モードはトンネル接合素子のI-V特性に強く依存することが考えられ、I-V特性を定量的に評価するためのモデル化を行い、Sine-Gordon方程式を数値的に解く計算コードを作成した。本研究で作成した計算コードを用いてトンネル接合素子のI-V特性の印加磁場の大きさ及び方向に対する依存性を、Sine-Gordon方程式を用いて解析した。計算から、印加する磁場の非常に微小な差で、トンネル接合内の準粒子系の位相と外部からの電磁場との共鳴モードが大きく変化することがわかった。測定値と計算値を比較すると、印加磁場は、トンネル接合に対して88.8°の角度で、高いモードと低いモードにおける差がわずかに0.6Gと微小であっても、バイアス点近傍の動作抵抗は、それぞれ85kΩ及び13kΩと大きく異なった。この動作抵抗の違いは実験結果を良く説明することができた。つまり、検出器のバイアス点近傍における動作抵抗の変化が、電荷感応型前置増幅器で回収される電荷数の差がパルス波高に影響することが分かった。
太平記評判書及び関連兵書の生成に関する基礎的研究

太平記評判書(『理尽鈔』『無極鈔』など)および関連する兵書の伝本を広く調査し、相互の関係を分析した。主な成果は以下のとおりである。(1)従来、「太平記流」と一括されていた図書のうち、『恩地右近太郎聞書』『桜井書』『楠正成一巻書』は『理尽鈔』系統、『楠判官兵庫記』は『無極鈔』系統と区分されること。(2)従来、『理尽鈔』との関係が不明確であった『恩地右近太郎聞書』は、『理尽鈔』と一体のものであったこと。(3)『桜井書』『楠正成一巻書』は、『理尽鈔』研究の中から生み出されたテキストであること。楠正成の遺言の書物というスタイルは出版に際して付加された可能性を高く、当初はそうしたスタイルをとってないかったこと。(4)従来、『無極鈔』が、それ以前に成立していた『楠判官兵庫記』を利用したと考えられていたが、『楠判官兵庫記』は『無極鈔』編著者が創作したテキストであること。(5)『無極鈔』が利用した『義貞軍記』の調査から、これまで未解明であった『無極鈔』の成立時期の上限を、寛永初年(1624)とすることができること。(6)従来、未整理であった林羅山関係の著作『倭漢軍談』『七書和漢評判』『七書抄』等を整理し、相互の関係を解明するとともに、『七書抄』は林羅山の著作ではないことを示した。(7)『無極鈔』と林羅山の著作と比べると、両者はともに、江戸時代初期の、『孫子』を中心とする「七書」への関心の高まりの中で生み出された著作であるという共通性をもつが、『無極鈔』の学問基盤は羅山とは異なり、オーソドックスなものとはいいがたい面があること。(8)従来、あまり指摘の無かった、室町時代における『孫子』受容の具体例を、甲斐武田氏関係図書の中に指摘した。本年度は、和漢の兵書の内、一巻之書・訓閲集等室町期以前の古兵法書および和訳を伴う『七書』注釈書を中心として調査・資料収集を行なった。七書については流布・影響度を考慮し、三略・六韜・孫子に絞った。直接調査の対象としたのは、内閣文庫・東大国語研究室・同総合図書館・尊経閣文庫・蓬左文庫・岐阜市立図書館・金沢市立玉川図書館・彦根城博物館・京大清家文庫・岡山大学池田文庫等であり、他に東北大学(狩野文庫)・国文学研究資料館に文献複写の依頼を行なった。兵書は「軍書」「兵学の書」等とのみ記されているものが多く、内容の判別が容易ではないが、それらの調査を通じて、治国為政を主眼とする近世兵学の登場の後も室町期以来のいわゆる軍配思想(兵法)が命脈を保ち続けていたことが実感された。

今回の課題の前提として、太平記評判書を代表する『理尽鈔』と『無極鈔』とが、正成像の設定を中心とする対照的な性格をもっていることを指摘したが、両者には軍配思想やそれに関わる出陣作法等諸々の武家故実に対する関心・評価のあり方に及んで相違のあることが判明してきた。このことは理尽鈔の登場の近世兵学全体へ影響のあり方、また理尽鈔に対抗するかのように無極鈔があらわれたことの意味をより広い視野から再検討する上で重要な論点となるものと思われる。この点に関わる意味でも、いまだ未確定の両者の成立時期を限定する作業の進展がはかられなくてはならないが、無極鈔の引用書のひとつである義貞軍記が手がかりとなることが明らかとなり、現在義貞軍記の伝本研究を進めている。また、無極鈔には七書を中心とする漢籍兵書の直接的引用とその注解がみられるが、同時期もしくはこれに先行すると目される林羅山著作の兵書との比較検討を進めている。なお、この副産物として羅山著作の和漢軍談・七書和漢解評判・七書評判の生成過程の概要が判明した。本年度は、昨年度に引き続き、室町期以前の古兵法書および和訳を伴う『七書』注釈書を中心として調査・資料収集を行なった。直接調査の対象としたのは、お茶の水図書館・宮内庁書陵部・早稲田大学図書館・斯道文庫・群馬大学付属図書館・京都大学付属図書館・天理図書館・神宮文庫・大阪府立中之島図書館等であり、他に東北大学(狩野文庫)・国文学研究資料館等に文献複写の依頼を行なった。重点的に調査を行ったのは『義貞軍記』であり、写本・版本を含め、入手できる限りの資料蒐集を徹底し、同書を七系統に分類・整理した。その結果、太平記評判書のひとつである『無極鈔』収載の同書が、独自の増補記事を含むものの、寛永整版本に拠ったものであることが判明し、これまで不明であった『無極鈔』の成立上限を確定することができた。『無極鈔』は『七書』原文および和訳した資料を、時に『七書』の名を伏せて様々な形で利用し、自らの本文形成を行っているのであるが、その実態の分析及び史的意義付けを行う上でも、成立時期の確定は大きな意味をもつ。すなわち、『無極鈔』の成立時期(寛永初年から慶安三年)は、林羅山の『七書』注解(孫子諺解:寛永三年、六韜諺解:慶安二年、等)とほぼ同時期ということになり、さらに、羅山の『和漢軍談』およびその派生書とみなされる『七書和漢評判』『七書評判』等とは叙述スタイルの上でも近接するものがある。従って、室町期兵書の『七書』受容(六韜・三略が中心)と『無極鈔』(これに先行する太平記評判書『理尽鈔』のあり方も含め)や羅山著作との比較検討が、今後一層重要な課題となる。現在、「五音」「雲気」の輪を中心に、数点の室町気兵書に『六韜』摂取の形跡を見いだしており、さらに調査を進めるとともにこの点を手がかりにして、室町期から近世にかけての兵書の史的変遷を解明したい。『無極鈔』はその結節点のひとつと目される。太平記評判書(『理尽鈔』『無極鈔』など)および関連する兵書の伝本を広く調査し、相互の関係を分析した。主な成果は以下のとおりである。(1)従来、「太平記流」と一括されていた図書のうち、『恩地左近太郎聞書』『桜井書』『楠正成一巻書』は『理尽鈔』系統、『楠判官兵庫記』は『無極鈔』系統と区分されること。(2)従来、『理尽鈔』との関係が不明確であった『恩地左近太郎聞書』は、『理尽鈔』と一体のものであったこと。(3)『桜井書』『楠正成一巻書』は、『理尽鈔』の研究の中から生み出されたテキストであること。楠正成の遺言の書物というスタイルは出版に際して付加された可能性が高く、当初はそうしたスタイルをとっていなかったこと。(4)従来、『無極鈔』が、それ以前に成立していた『楠判官兵庫記』を利用したと考えられていたが、『楠判官兵庫記』は『無極鈔』編著者が創作したテキストであること。(5)『無極鈔』が利用した『義貞軍記』の調査から、これまで未解明であった『無極鈔』の成立時間の上限を、寛永初年(1624)とすることができること。(6)従来、未整理であった林羅山関係の著作『倭漢軍談』『七書和漢評判』『七書抄』等を整理し、相互の関係を解明するとともに、『七書抄』は林羅山の著作ではないことを示した。(7)『無極鈔』と林羅山の著作と比べると、両者はともに、江戸時代初期の『孫子』を中心とする「七書」への関心の高まりの中で生み出された著作であるという共通性をもつが、『無極鈔』の学問基盤は羅山とは異なり、オーソドックスなものとはいいがたい面があること。
既婚女性の動学的多変量労働供給行動の分析

本研究では、既婚女性を対象にある時点での正規労働、非正規労働の経験がその後の働き方に及ぼす効果を検証した。その結果、既婚女性自身の観察されない特性およびランダムな要因等を明示的にコントロールした場合でも、正規労働、非正規労働双方において、ある時点での仕事経験が同じ形態の仕事を経験する確率を高めることが明らかとなった。この結果は、仕事経験の内容が既婚女性自身の能力および選好に長期的な影響を及ぼすことを示唆している。本研究は、以前に実施した既婚女性の動学的多変量労働供給行動モデルにおけるState Dependenceの存在の検証を拡張し、Transitory Errorsにおける系列相関を明示的に考慮したうえで改めてState Dependenceの存在を検証することにある。この試みは非常に新しい試みであるため、本年度は関連研究のサーベイに多くの時間を費やした。関連書籍の購入だけでなく、他大学の研究者と様々な意見交流を行った。意見交流の一環としてまず2009年5月2日6日の期間、オーストラリアのUniversity of New Englandを訪問し、当該分野の研究者と意見交換を行った。また以前実施した研究の拡張可能性を探るため、8月3日5日に行われた2009 Far Eastand South Asia Meetings of the Econometric Societyにおいて論文報告を行い、出席者からのコメントを含む様々な情報交換を行った。動学的パネル・データ分析の専門家が報告する報告を聞くために2009年12月11日に広島大学で開かれた統計セミナーにも参加した。月一回行われる関西での研究会の出席も、直接本研究テーマと一致しないながらも、理論モデルの構築のみならず推定モデルおよび手法に関して多くの知見を得る機会となった。またこれらの情報をもとに本研究の出発点となる論文を共同研究者が所属するCEPS/INSTEAD,ルクセンブルクのワーキング・ペーパーに掲載し、さらに来年度北アメリカやヨーロッパにおける報告を予定している。動学的多変量推定においてさらにTransitory Errorsの系列相関を考慮することは、膨大な計算を要する。そこで、設備面で計算処理能力の高いパーソナル・コンピューターおよび統計ソフトを購入し、来年度以降の研究に備える体制づくりを計画した。動学的パネル・データ分析手法の一つである動学的ミックスド・多変量ロジットモデルの枠組みの下、ランダムなショックにおける系列相関を明示的に考慮した推定モデルに基づいて、日本の既婚女性の動学的多変量(正規労働、非正規労働、非労働力)労働供給行動の分析を行った。その結果、正規労働、非正規労働における状態依存性の存在が確認された。本研究の最終成果は、国内外の学会、コンファレンス、研究会での報告および、海外の学術雑誌への投稿を通じた多くの専門家からのコメントを反映しており、その点で信頼度の高い成果であるといえる。同じデータ・セットを用いた一変量労働供給行動に関する先行研究では、就業選択における状態依存性の存在は確認されず、ランダム・ショックにおける系列相関が既婚女性の労働供給行動に強い影響を及ぼしていることが確認されている。本研究が明らかにしたような、動学的多変量分析の枠組みで就業選択における状態依存性が存在するという結果は、女性の労働市場における就業機会の二重構造の存在を示唆している。つまり、過去に正規労働に従事した女性は非労働力状態を経験した女性に比べて今期も正規労働に従事する傾向にあり、また非正規労働に従事する労働者も同様、非正規労働の経験がその後の非正規雇用就業確率を高める。この結果から得られる政策的インプリケーションは、非労働力の状態にある女性にとってある特定期間の"就業経験"が当人の長期的な就業機会を高める、という点にある。この結果は、例えば正規労働に従事している既婚女性が出産で仕事を一度辞めてしまうことの経済的損失の大きさを意味しており、その点で育児休業を含む各種家族政策の有効性を支持する結果といえる。
シリコンナノポアを用いた光学検出による一分子DNAの塩基配列情報解読

ナノポアシーケンサにおいて高精度な塩基識別実現に向けた課題は、通過速度の低速化と安定化である。そのためには、ナノポア通過直前・直後のDNAの形態やそれに依存したドリフト運動と拡散運動の競合等を明らかにする必要がある。本研究では、ナノポア通過中、ならびに通過後のDNAコイル形成と空間的移動の観測に必要な100nm、0.1msの空間・時間分解能を有する光学的観察手法の開発、動作実証をおこない、さらにナノポア近傍の電場に起因する特徴的なDNA通過挙動を見出した。また塩基情報解読に向けてSTED利用の有効性を確認し、プラズモニック・ナノポアの作製に成功した。現行のシーケンシングにおける最大の課題である長いリード長(110万塩基)実現のために、光学的検出法を用いたナノポアシーケンサの開発を実施した。紫外光照射によってシリコンナノポア近傍に発生する光スポット(50nm程度)を利用し、長鎖DNAに対してナノポア通過過程だけでなく、通過後のドリフト・拡散運動の観測に成功した。これにより、ナノポア通過直後のDNAのコイル化過程が明らかとなった。また、紫外照射光のビームプロファイルを変化させることにより、観察領域がナノポア直下で調整できることを見出し、DNAダイナミクスをより詳細に議論することが可能になった。また、電解質溶液のイオン種に対する通過過程の依存性を同様に観察し、その傾向が、正イオンのDNAへの吸着率の違いによって説明できることを明らかにした。ナノポアに金ナノ粒子を充填し、電場局在・増強にともなう高分解能化、高コントラスト化を目指したプラズモニック・ナノポアの作製、評価を行った。ナノポアメンブレン材料として、シリコン、ならびに窒化シリコンを選定し、集束イオンビームによってナノポアを形成した。電気泳動を利用した、高効率な金ナノ粒子充填法を開発し、金ナノ粒子単体だけでなく、より電場増強度の高い二量体の充填にも成功した。二光子励起発光測定により、電場増強の実現を確認し、電磁界シミュレーションとの比較を行った。ナノポア近傍での急峻な電場勾配を活かした高分解能化を目指し、DNA修飾蛍光分子をナノポア通過直後に消光するメカニズムとして、STED光同時照射による消光を利用する方法を検討した。計算機シミュレーションにより最適な二波長の組み合わせを探索した。ナノ分解能下でのナノポアDNA検出・塩基配列情報取得を目指し、主に以下の3つの項目に取り組んだ。(1)STED法援用による高分解能化:シリコンナノポアと紫外近傍の短波長光を組み合わせることにより、ポア近傍に12nmで急激に立ち上がる電界を形成することができる。この立ち上がり距離が波長依存性をもつことを利用し、蛍光励起光(波長365nm)とSTED光(波長488nm)を組み合わせた高分解能検出の可能性を議論した。ポア近傍の3次元電磁界分布をもとに、ポアの出口近傍1nmの領域のみで蛍光を発する条件を見出すことができた。(2)プラズモニックナノポア構造による高分解能化:ナノポアに金ナノ粒子を充填することによりその空隙に局所増強電場を発生させることを試みた。ゲル電気泳動を用いて金ナノ粒子を充填させる方法を考案した。ラマン散乱分光や二光子励起発光計測、ならびにそれらの偏光依存性、励起光照射方向依存性などを詳細に調査し、充填のジオメトリーを評価できることを明らかにした。また、ナノポアに薄く金を蒸着した系に対しても、同様の設計、評価を行った。(3)DNAナノポア通過速度の制御:塩基配列情報取得のためにはDNA通過速度の低減が必須であるため、その具体的方法を検討し、実証を行った。塩電解質としてイオン半径の小さなリチウムが有利であること、ナノポアを挟んだ両側で塩濃度勾配を与えることによりDNA検出効率を低下させることなくナノポア通過速度低減が可能であること、正に帯電したアルミナをナノポアに被覆することによっても速度を低減できることなどを見出した。DNAナノポア通過過程の高時間分解能観察によるコイル化過程の解明やプラズモニック・ナノポアの高効率作製法の考案など、想定以上の成果が得られている。一方で、高分解能検出において若干の遅れが出ている。修飾した蛍光体が電解質溶媒中で予想以上に脱離することが原因であることを明らかにしており、他の蛍光体による修飾を進めている。ナノ光学新しい蛍光体修飾により、50nm分解能による塩基配列分布測定を早急に実施する。DAPIに代わりATTO、ならびにカチオン化した量子ドットによる修飾を行う。プラズモニック・ナノポアによるDNA通過過程観測を実施し、得られる空間分解能、コントラストを通して、電場局在・増強度を評価する。STED光照射による、ナノポア通過後の蛍光体の消光を利用した空間分解能の向上を実証する。
癌原物質の代謝的活性化機構と発癌の特異性に関する研究-特にヒトへの外挿-

がん原物質の発がん性の評価の最終ゴールであるヒトにおける発がん性を動物実験の結果から予測するために必要な発がん物質の代謝的活能の種差につき検討し次の成果を得た。1)ハムスターの肝より3種のチトクロムP-450を精製し、その性質をラット肝のチトクロムP-450と比較検討し、ハムスター肝ではラットと異なり、ベンズピレン水酸化活性が誘導されない原因を明らかにした。2)Tnp-p-1およびTnp-p-2のラット、マウス肝の代謝的活性化の発がん剤による誘導には性差があり、唯の方が高かった。Tnp-p-1の活性化能はマウスの方がラットよりも高く、特にTnp-p-2の活性化能は未処置マウスではラットの約10倍、Tnp-p-2前処置マウスではラットの4倍高かった。これらは、発がんの種差や性差の発現要因の1つと考えられた。3)glu-p-1のN-水酸化体はさらにO-アセテルトランスフェラーゼにより活性化される。肝における活性化能に著しい種差があり、ハムスターを100とすると、ラット38、ウサギ12、マウス1.0、モルモット0.2であり、イヌでは0.02以下であった。4)1-ニトロピレンのN-オキシドの生成には実験動物間で最大約1020倍の差があり、かつ種差の順位は1-NP-9,10-oxideと1-NP-45-oxideの生成間で全く異なっていた。5)7.12-ジメチルメベツアントラセン(DMBA)の活性代謝物メチル水酸化体の硫酸抱合による活性化につき検討し、ラット肝では硫酸抱合体の生成速度より、抱合体をGSH抱合体にする解毒反応が速いことが肝が発がん標的蔵器でない原因として示された。6)glu-p-1は投与後Hbと共有結合体を作ることが見出された。この共有結合はglu-p-1のニトロソ体を介して、HbのシスティンのSH基と反応したものと考えられた。7)MeIQxのF344ラットによる発がん実験において肝腫瘍の発生はCDFラットでは、マウスと反対に、雄の方が著しく高かった。
アンコール・ワットに見られる砂岩ブロックの風化特性と風化プロセスに関する研究

本課題では,アンコール・ワットを構成する砂岩の自然劣化の仕組みを解明して,遺跡の保存・修復事業に貢献することを目的に研究を進めた.その結果,砂岩は主に乾湿風化,加水分解,塩類風化などで劣化し,これら風化の抑制が遺跡の保全に重要であることがわかった.とくに砂岩の強度は,降雨による吸水によって最大1/2に低下することから,高水分環境で風化は進行しやすい.また,アンコール遺跡の風化速度は, 1000年あたり1194mmで進んだことがわかった.本課題では,アンコール・ワットを構成する砂岩の自然劣化の仕組みを解明して,遺跡の保存・修復事業に貢献することを目的に研究を進めた.その結果,砂岩は主に乾湿風化,加水分解,塩類風化などで劣化し,これら風化の抑制が遺跡の保全に重要であることがわかった.とくに砂岩の強度は,降雨による吸水によって最大1/2に低下することから,高水分環境で風化は進行しやすい.また,アンコール遺跡の風化速度は, 1000年あたり1194mmで進んだことがわかった.砂岩からなるアンコール・ワットの第1回廊では,表面部の浮き上がりや剥離など自然劣化が進んでいる.その原因のひとつに,砂岩柱の熱風化が挙げられてきた.しかし砂岩柱では,十分な温度分析は行われておらず,これまで熱風化の影響について検討されてこなかった.そこで本研究では,放射温度計による測定結果をもとに,砂岩ブロックに対する熱風化環境を検討した.放射温度測定は,北・南・東・西に向く回廊から4箇所(GNE, GSE, GEN, GWN),またポルチコから北・南・東・西に向く砂岩柱(PNE, PSE, PEN, PWS)を選定して行った.測定は,気温と相対湿度測定とともに2005年8月25日の午前(07:5910:07)と午後(15:5617:15)の2回に分けて実施した.これらの結果,直達日射を受ける砂岩柱表面は約51°Cまで上昇し,気温より16°C以上も高くなることがわかった.従来,野外測定や野外実験などによる砂岩の表面温度は54.0°C程度まで上昇することが報告されている.このため,この砂岩柱の表面温度は,従来の報告と大きく違わない.一方,最高・最低温度の差を,砂岩柱表面の日較差(ΔT)として,測定時間で除して温度勾配(D)を求めた.その結果,GENではΔT:1518°C,D:1.72.1°Ch-1,PWSでΔT:1316.9°C,D:1.92.5°Ch-1となった.熱衝撃破砕実験によれば,加熱速度が2°Cmin-1を超え,最大温度が350°Cを超える条件で深成岩類の表面にクラックが形成され,永久ひずみが残ったという.この実験結果を考慮すると,測定された温度勾配は,熱衝撃破砕に結びつくほど大きいものではないということができる.すなわち,アンコール・ワットの第1回廊では,日射を受ける砂岩柱表面部は高温となるが,温度勾配は小さく,日射による破砕効果は大きくないと考えられる.アンコール・ワット第一回廊では,砂岩柱の劣化がかなり進行している.これまでの本研究の成果によると,劣化は砂岩の材料学的性質と含水状態の変動に起因していると推測される.そこで,砂岩供試体の引張強度と含水比との関係を実験的に分析するとともに,回廊に設置したデータロガーの記録から気温・湿度変動を解析した.その結果,含水飽和状態の砂岩の引張強度は,乾燥状態にあるそれのおよそ1/2であることが明らかにされた.また,風化の進んだ砂岩柱では,層理の発達が強度低下に寄与しているものの,未風化の砂岩供試体を用いた試験結果から,層理の向きが強度に与える影響はほとんどないこともわかった.これらは,砂岩柱の降雨に伴う含水比増加や風化による層理開口幅の増大が,劣化の進行に強く関わることを示すものである.第一回廊のデータロガーは,向きの異なる回廊の4箇所に設置され,気温と相対湿度を1時間間隔で記録している.2007年7月23日から2008年3月21日までのおよそ8ケ月間のデータを回収して解析したところ,期間中の平均気温は北向き回廊27.5°C,南向き回廊29.5°C,東向き回廊28.7°C,西向き回廊28.7°Cであった(以下,それぞれの回廊を北,南,東,西と略称).また,相対湿度は,北73%,南66%,東67%,西69%であった.データロガーの設置環境は,いずれの回廊もほぼ同じであることから,これら測定結果は,回廊の向きによる違いを反映していると見なすことができる.とくに北向き回廊は,相対的に直達日射の影響が小さいため,他の向きの回廊より気温は上昇せず,回廊を構成する砂岩ブロックからの蒸発量も小さい.今回の現地調査では,北向き回廊のビーム上に,回廊の天井部から剥落した砂岩片が確認された.このため,北向き回廊で高湿環境が継続しやすいことが,このようなスレーキング剥離をもたらすものと推察された.1992年に世界遺産登録されたアンコールは100以上の寺院からなる.多くの遺跡は砂岩,ラテライト,煉瓦などからなり,9-12世紀にかけて建設された.

このうち,砂岩は長い期間にわたって建築石材として用いられた.砂岩で作られた柱,窓枠,偽窓枠の基部では,フレーキングが認められ,凹みを見つけることができる.そこで本年度は,アンコール・ワットを含め,おおむね建築年代が判明している23遺跡を対象に,砂岩ブロックに見られる凹みの深さ(剥離深度)とシュミットハンマによる反発値を測定し,砂岩のフレーキング速度と岩石の強度との関係を調べた.剥離深度は,柱に残された碑文やレリーフなど,オリジナルと考えられる平面からの深さをノギスで測定した.また,シュミットハンマ反発値は,2種類の反発値を求めた.すなわち,凹みを対象に,1地点を連続打撃して求めた反発値(Rf)と,凹み表面を多数打撃して求めた反発値(Rd)である.そして,Rfを新鮮な砂岩の硬さ,Rdを風化した砂岩表面の硬さと考え,これらをもとに風化係数(Wc=(Rf-Rd)/Rf)を計算した.これらの結果,砂岩の最大剥離深度は9-104mmとなり,遺跡の経過年数をもとにフレーキング速度を計算すると11-94mm/kaとなった.また,最大剥離深度は,経過年数の大きい遺跡の砂岩ほど大きく,風化係数に比例することがわかった.フレーキングは乾湿風化,加水分解,塩類風化などによると考えられるため,それら風化作用の抑制が遺跡の保全に重要であることが指摘される.
新規糖鎖センサー分子の分子代謝基盤の解明

インスリン抵抗性のメカニズムとして、エネルギー代謝において、脂質の同化に比し、糖・炭水化物同化が過少となること、つまり糖/脂質バランスの崩れ(Carbohydrate-lipid imbalance)が重要であることを提唱してきた。この代謝制御による糖/脂質調節機構(Carbohydrate-lipid balance)を明らかにすることで、各代謝臓器の各論的な側面では語ることのできなかった統合的な制御機構が明らかになると考えられる。このような発想のもとに、本発明者らは、飢餓時における肝臓内のグリコーゲン消費に応じて、肝臓迷走神経の神経性代謝情報が生理的な脂肪分解を引き起こすことを明らかにした。また、これらの制御機構を規定する肝臓内の代謝基盤として、グリコーゲン消費を感知する未知の“グリコーゲン・センサー"が存在することを明らかにした。さらに、この代謝制御性神経回路は、肝臓から迷走神経を介して中枢神経系へ送られ、そこから交感神経遠心路を通じて脂肪組織が刺激されて脂肪分解が生じることを明らかにした。肝臓の代謝パターンを神経系共通情報として翻訳するメカニズムの探求を通して、神経系代謝制御に介入しエネルギーホメオシターシスを制御する基盤となるメカニズムの解明に鋭意取り組んだ結果、肝から生合成される分子Xをを阻害することにより、肝細胞内のエネルギー基質として、糖質であるグリコーゲンと比して中性脂肪を優先的に燃焼させると同時に、脂肪組織内の脂肪分解を促進して脂肪量を減少させ、その脂肪組織を褐色脂肪組織化することができ、これらメカニズムの総和として肝臓内のβ酸化亢進と炎症抑制、酸化ストレスの軽減に繋がることを見出した。この知見をもとにPCT国際特許公開を行った。International Application No.:PCT/JP2017/018093 PublicationDate:16.11.2017肥満モデル(ob/ob、db/db)における肝脂質代謝亢進状態での脂肪組織、筋組織の糖/脂質代謝関連遺伝子プロファイリングおよび迷走神経肝枝切断モデルでの評価1-1-3肝代謝情報神経伝達分子Xノックダウンアデノウイルスにおける評価肝代謝情報神経伝達分子X RNA干渉による、神経性絶食シグナル亢進状態での脂肪組織、筋組織の糖/脂質代謝関連遺伝子プロファイリングおよび迷走神経肝枝切断モデルでの評価肝細胞内のグリコーゲン代謝変化による分子X糖鎖結合モジュールの機能解析2. in vitroで肝細胞、脂肪細胞のprimary cultureにて脂質代謝亢進状態あるいは、糖質代謝亢進状態における膜電位変化の評価以上より、本分子の代謝制御に纏わるメカニズムの解明を行うインスリン抵抗性のメカニズムとして、エネルギー代謝において、脂質の同化に比し、糖・炭水化物同化が過少となること、つまり糖/脂質バランスの崩れ(Carbohydrate-lipid imbalance)が重要であることを提唱してきた。International Application No.:PCT/JP2017/018093 PublicationDate:16.11.2017肥満モデル(ob/ob、db/db)における肝脂質代謝亢進状態での脂肪組織、筋組織の糖/脂質代謝関連遺伝子プロファイリングおよび迷走神経肝枝切断モデルでの評価1-1-3肝代謝情報神経伝達分子Xノックダウンアデノウイルスにおける評価肝代謝情報神経伝達分子X RNA干渉による、神経性絶食シグナル亢進状態での脂肪組織、筋組織の糖/脂質代謝関連遺伝子プロファイリングおよび迷走神経肝枝切断モデルでの評価肝細胞内のグリコーゲン代謝変化による分子X糖鎖結合モジュールの機能解析2. in vitroで肝細胞、脂肪細胞のprimary cultureにて脂質代謝亢進状態あるいは、糖質代謝亢進状態における膜電位変化の評価以上より、本分子の代謝制御に纏わるメカニズムの解明を行う
機能性食品成分と医薬品併用摂取による薬効および病態に及ぼす影響に関する調査研究

機能性食品と医薬品の併用あるいは機能性食品成分の病態に及ぼす影響について検討を行った。機能性食品成分と医薬品の併用による健康影響に関して、ACE阻害による降圧剤と血圧が高めの人を対象とした機能性成分であるサーディンペプチドとの併用摂取による血圧への影響を本態性高血圧ラットを用いて実験を行った。その結果、併用摂取による顕著な健康影響や疾病への影響は観察されなかった。また、糖尿病における中鎖脂肪酸摂取の影響について1型と2型糖尿病モデル動物を用いて病態へ及ぼす影響を調べた。その結果、1型糖尿病モデル動物ではリスク因子であるケトン体濃度の顕著な上昇を認めず、食用油脂と比較して延命効果を観察した。本研究では、健康食品を安心・安全、適切な利用が出来る基礎的な環境整備を通して国民の健康の保持・増進および公衆衛生の向上を図るため、利用頻度の高い機能性食品あるいは食品成分に着目し医薬品との併用による相互作用あるいは健康影響や疾病状態での健康食品の利用に関する評価検討を行っている。初年度は、類似の作用機序を有する降圧剤と血圧が高めの人を対象とした機能性食品成分の併用摂取による薬効への影響や健康影響に関して本態性高血圧モデル動物を用い検討を行った。具体的には、アンジオテンシン転換酵素の阻害による降圧剤(タナトリル)と血圧が高めの人を対象とした機能性食品素材(サーディンペプチド)を12週間高血圧モデル動物に与え、血圧に及ぼす影響(相乗・相加あるいは相殺作用)や健康影響について調べた。その結果、高血圧モデル動物の収縮期および拡張期血圧に対し顕著な影響を認めなかった。また、血液生化学指標の結果から併用摂取による顕著な生理学的健康影響は認められなかった。これらの成果は、国際会議(UJNR2013, 12/9, Tsukuba)において発表された。現在、安全性の観点から薬物代謝酵素活性に及ぼす併用摂取の影響について追加実験を実施する予定である。2年目は、I型糖尿病モデル動物における中鎖脂肪酸を含む油脂(MCT)の摂取による健康影響を検討した。糖尿病患者の合併症としてケトアシドーシスが知られているが、中鎖脂肪酸はケトン体を容易に産生するため、糖尿病患者におけるMCTの利用はケトン体上昇による病態の進行あるいは健康影響が懸念される。これまでのところ、顕著な健康影響は認めず、むしろ従来の食用油と比較して高い生存率を示した。現在、それらの原因を継続的に検討中である。これまで行った研究成果は、今年度国内外の学会で発表予定である。本研究では、健康食品を安心・安全、適切な利用ができる基礎的な環境整備を通して国民の健康の保持・増進及び公衆衛生の向上をはかるため、利用頻度の高い機能性食品あるいは食品成分に着目し、医薬品との併用による相互作用や健康影響の評価を行っている。当該年度は、類似の作用機序を有する降圧剤と血圧が高めの人を対象とした機能性食品成分の併用摂取による薬効への影響や生体への健康影響に関して本態性高血圧モデル動物を用い評価検討を行った。具体的には、アンジオテンシン転換酵素(ACE)の阻害作用が作用機序である医薬品(タナトリル)とACE活性阻害効果が示されている血圧が高めのヒトを対象とした機能性食品素材(サーディンペプチド)を12週間併用摂取した際の医薬品による降圧作用に対する機能性食品成分の影響(相乗・相加効果あるいは相殺効果など)や健康影響に関して、高血圧モデル動物(SHR)を用いて機能性食品と医薬品の併用摂取による血圧、レニン-アンジオテンシン系血圧調節因子に及ぼす影響を検討した。その結果、高血圧モデル動物の収縮期および拡張期血圧に対して併用摂取による顕著な相乗・相加効果あるいは相殺効果などの血圧応答を認めなかった。また、医薬品によるレニン活性の低下を示し、レニン-アンジオテンシン系において血圧上昇に関与する基質の低下が認められ、機能性食品成分の影響は認められなかった。一方、実験動物の血液生化学指標の結果から、併用摂取による顕著な生理学的影響を認めなかった。以上の結果より、高血圧モデル動物において降圧作用が期待される機能性食品成分の摂取は医薬品の血圧調節作用に影響せず、血液生化学指標から併用摂取は比較的安全な利用が可能な組み合わせと考えられた。その結果、高血圧モデル動物の収縮期および拡張期血圧に対し顕著や影響を認めなかった。

3年目は、II型糖尿病モデル動物における中鎖脂肪酸を含む油脂(MCT)の摂取による健康影響を検討した。これまでのところI型糖尿モデル動物に見られるような延命作用、病態改善などの有効性は認められていない。昨年度の成果は、アジア栄養会議(ACN2015, 2015/5/14-18, Yokohama)で成果報告を行う。本研究では、健康食品を安心・安全、適切な利用が出来る基礎的な環境整備を通して国民の健康の保持・増進および公衆衛生の向上を図るため、利用頻度の高い機能性食品あるいは食品成分に着目し医薬品との併用による相互作用あるいは健康影響や疾病状態での健康食品の利用に関する評価検討を行っている。初年度は、類似の作用機序を有する降圧剤と血圧が高めの人を対象とした機能性食品成分の併用摂取による薬効への影響や健康影響に関して本態性高血圧モデル動物を用い検討を行った。高血圧モデル動物の収縮期および拡張期血圧に対し併用摂取による影響を認めず、血液生化学指標の結果からも顕著な生理学的健康影響も認められなかった。成果は、国際学会(ICN2013, 9/14-19, Spein)および国際会議(UJNR2013, 12/9, Tsukuba)において発表された。2年目は、I型糖尿病モデル動物における中鎖脂肪酸を含む油脂(MCT)の摂取による健康影響を検討した。糖尿病患者におけるMCTの利用はケトン体上昇による病態の進行あるいは健康影響が懸念される。これまで顕著な健康影響は認めず、むしろ従来の食用油と比較して高い生存率を示した。現在、それらの原因を継続的に検討中である。昨年度の成果は、アジア栄養会議(ACN2015, 2015/5/14-18, Yokohama)で成果報告を行った。4年目は、2年目に行った実験で観察した高い生存率に及ぼすMCTの効果についてエネルギー代謝を中心に解析を行い、成果を学会発表(日本食品科学工学会西日本支部会, 2015/10/30-31,沖縄)と論文投稿中である。さらに、抗糖尿病作用を有する食事因子との併用効果についての検討を行い、現在分析中である。実験の進捗状況は適正と考えているが、いずれの実験も安易な評価にならないよう様々な観点から検討を行い、整理が出来たものから学会発表と論文発表を行っているが、論文はまだ受理に至っておらず、追加の実験を行っている。安全性の言及や従来の理論と反する結果の解釈を実験結果によって十分納得させるまでに至っていない。本研究では、健康食品を安心・安全、適切な利用が出来る基礎的な環境整備を通して国民の健康の保持・増進および公衆衛生の向上を図るため、利用頻度の高い機能性食品あるいは食品成分に着目し医薬品との併用による相互作用あるいは健康影響や疾病状態での健康食品の利用に関する検討を行った。
がん免疫治療の飛躍的向上をもたらすがん特異的免疫増強剤と抑制分子標的阻害剤の開発

(1)がん特異的免疫増強剤の開発に関する研究DCのエンドソーム膜と融合して効率的に内包物を細胞質内に放出し、効率的に抗原提示を高めるpH感受性リポソームにDCに結合性を持つ合成トル様レセプター2リガンド(h11c)を結合した免疫増強剤の構成成分の検討を行ったところ、pH感受性ポリマーとしてCHexpG8、リポソームへのh11c含有量として5%が最適であることが分かった。以後は、このh11c含有CHexpG8リポソーム(h11c-PGリポソーム)を免疫増強剤として用いて特性の解析を行った。卵白アルブミン(OVA)を内包したh11c-PGリポソーム、h11cリポソーム、PGリポソームおよびリポソームを投与したマウスからリンパ球を採取し、OVAを抗原エピトープとして発現するリンパ腫細胞株であるE.G7-OVAに対する細胞傷害反応を調べたところ、h11c-PGリポソームを投与したマウスのリンパ球は、他のリポソームを投与したマウスのリンパ球に比べて有意に高い反応を示した。(2)免疫抑制分子標的阻害剤の開発に関する研究免疫抑制分子(CTLA-4)標的阻害剤の作製:Tリンパ球の活性化に伴いに発現するCTLA-4は、抗原提示細胞上のB7と結合するとTリンパ球内に抑制シグナルを発生させ、Tリンパ球の免疫活性を著しく低下させる。この抑制シグナルの発生を防止し、がん免疫反応を増強するためにCTLA-4とB7間の結合を阻害するCTLA-4と結合性の高いペプチドをファージディスプレイ法などによって選択したところ、B7と同等またはそれ以上のCTLA-4との結合性を持つ3クローンを得た。交付申請当時に目的としていた1がん特異的免疫増強剤の構成成分の最適化および特性の解析と2抑制シグナルの発生を防止し、がん免疫反応を増強するためにCTLA-4とB7間の結合を阻害するCTLA-4と結合性の高いペプチドを得ることができた。最適化免疫増強剤を用いて担癌マウスモデルの治療を行う。C57BL/6マウスに同系のOVA抗原(エピトープ)を発現するリンパ腫細胞株であるE.G7-OVAを移植して成長させた後、OVAを内包した免疫増強剤を注射して最も効果的に腫瘍の増殖を抑制する投与量、投与回数等を検討する。ヒトまたはイヌのリンパ球を用いてin vitroにおいて、クローニングしたペプチドの機能を解析する。1)がん特異的免疫増強剤に関する研究: DC特異的活性化剤であるh11cの大部分は疎水性であるので、h11cをpH感受性リポソームに組み込んだ場合、リポソーム中への埋没またはポリマーによるマスクにより、DCに反応できない恐れがある。そこで、本研究では、短鎖のpH感受性ポリマーであるCHexPG8を用いた。過剰なh11cによって生体に毒性の危険性を低くし、且つ充分なDCの活性が得るために、h11c/リポソーム脂質の比の調整を行った。CHexPG8リポソームに付加するh11cの割合を150%に設定し、DCの産生するIL-12量を指標にDCの活性を評価したところ、h11c濃度が5nMまで増加し、それ以降プラトーとなった。また、550%の割合において、5nMのh11cにおけるIL-12産生量は、遊離h11cと有意な差が見られなかった。この結果より、リポソーム脂質に対する最適なh11cの割合は5%とみなした。リポソームにCHexPG8を付加することで、DCによる抗原の取り込み効率は上昇し、CHexPG8あるいはh11cを付加することにより、DCのMHC class I上のOVA提示効率は上昇した。(2)免疫抑制分子に対する標的阻害剤に関する研究:既報の配列を基にプライマーを設計し、PCRによってイヌCTLA-4とイヌIgG heavy chainのcDNAを増幅した後に接合し、クローニングを行って、塩基配列を調べたところ、既報と100%一致していた。そのcDNAを発現プラスミドに組み込んでCHO細胞に導入したところ、イヌCTLA-4-Igの発現を認めが、プロテインAを用いた精製はうまく行かなかった。そこで、既存のヒトCTLA-4-Igのイヌとの交差を調べたところ、イヌの免疫反応もブロックすることが分かった。がん特異的免疫増強剤に関する研究では、予定していた免疫増強剤構成要素の最適化および一部特性の解析を完了することができた。免疫抑制分子に対する標的阻害剤に関する研究では、イヌCTLA-4-Ig遺伝子の作製およびそれによるタンパク質の発現には成功したが、精製はうまく行かなかった。しかし、ヒトCTLA-4-Igがイヌに交差することが判明したので、以後、ヒトCTLA-4-Igを用いて研究を進める目途が立った。

卵白アルブミン(OVA)を内包したh11c-PGリポソーム、h11cリポソーム、PGリポソームおよびリポソームを投与したマウスからリンパ球を採取し、OVAを抗原エピトープとして発現するリンパ腫細胞株であるE.G7-OVAに対する細胞傷害反応を調べたところ、h11c-PGリポソームを投与したマウスのリンパ球は、他のリポソームを投与したマウスのリンパ球に比べて有意に高い反応を示した。(2)免疫抑制分子標的阻害剤の開発に関する研究免疫抑制分子(CTLA-4)標的阻害剤の作製:Tリンパ球の活性化に伴いに発現するCTLA-4は、抗原提示細胞上のB7と結合するとTリンパ球内に抑制シグナルを発生させ、Tリンパ球の免疫活性を著しく低下させる。この抑制シグナルの発生を防止し、がん免疫反応を増強するためにCTLA-4とB7間の結合を阻害するCTLA-4と結合性の高いペプチドをファージディスプレイ法などによって選択したところ、B7と同等またはそれ以上のCTLA-4との結合性を持つ3クローンを得た。交付申請当時に目的としていた1がん特異的免疫増強剤の構成成分の最適化および特性の解析と2抑制シグナルの発生を防止し、がん免疫反応を増強するためにCTLA-4とB7間の結合を阻害するCTLA-4と結合性の高いペプチドを得ることができた。(1)がん特異的免疫増強剤の開発に関する研究:1.免疫増強剤の特性解析:OVA抗原(エピトープ)を発現するC57BL/6マウス由来リンパ腫細胞株であるE.G7-OVAを用い、OVA抗原をがん抗原と見立てて、OVA内包免疫増強剤で処置したDCによるがん抗原特異的CTLの活性増強効果を検討する。2.担癌マウスにおける腫瘍治療効果の検討:腫瘍抗原を内包した免疫増強剤によって活性化された抗原提示DCを用いて、同系マウスに移植した腫瘍を治療し、腫瘍の増殖抑制効果を検討する。今年度は、担癌モデルとして、腫瘍株細胞の皮下接種によって体表に腫瘍を形成させるモデルを用いて検討する。(2)免疫抑制分子標的阻害剤の開発に関する研究:免疫抑制分子(CTLA-4)標的阻害剤の作製:昨年度作製したイヌCTLA-4-Igあるいはイヌと交差反応が認められたヒトCTLA-4-Igを用いて、ファージディスプレイ法により、これらCTLA-4と結合性の高いペプチドを選択し、クローニングを行う。最適化免疫増強剤を用いて担癌マウスモデルの治療を行う。C57BL/6マウスに同系のOVA抗原(エピトープ)を発現するリンパ腫細胞株であるE.G7-OVAを移植して成長させた後、OVAを内包した免疫増強剤を注射して最も効果的に腫瘍の増殖を抑制する投与量、投与回数等を検討する。ヒトまたはイヌのリンパ球を用いてin vitroにおいて、クローニングしたペプチドの機能を解析する。
最先端計算技術による新機能分子素子の設計・開発

オリゴフェニレンビニレンをアンテナとしてZnフタロシアニンをコアとするπ共役デンドリマーとC_60の分子接合系で光捕集電荷分離機構が発現することをTDDFTダイナミクス・シミュレーションにより明らかにした。また、1次元ピーナッツ型フラーレンポリマーの構造と電子状態の関係も調べ、カーボンナノチューブ内に直線分子が自発的に内包されることを示し、化学反応のシミュレーションや光吸収スペクトル計算も行った。1.フェニレン基をもつп共役デンドリマー(phDG2)の時間依存密度汎関数理論に基づく電子励起ダイナミクス・シミュレーションを行い、ペリフェリで光を吸収すると、ペリフェリからコアに電子・正孔が自発的に移動し、光捕集機能が実現することを示した(J.Phys.: Condens.Matter 21, 064217 ; 1-6(2009))。これは、ペリフェリのギャップがコアのギャップを挟むようなエネルギー準位構造をもつことと矛盾しない結果である。2.C_<60>とZnフタロシアニンの異種分子接合での光吸収によって生じたエキシトンの電荷分離機構を時間依存密度汎関数理論に基づく電子励起ダイナミクス・シミュレーションによって明らかにした(Appl.Phys.Lett.96, 034101 ; 1-3(2010))。この系は有機薄膜太陽電池における分子pn接合部に相当するもので、これは、C_<60>のギャップがZnフタロシアニンのギャップに対して階段状に少し低くなっているエネルギー準位構造をもつことと矛盾しない結果である。3.金属超微粒子を触媒とするナノチューブの次に述べる規則成長機構を第一原理計算により明らかにすることに成功した(Nanotechnology 21, 115601 ; 1-5(2010))。はじめにキャップはできるが、その後、炭素ネットワークが成長すると、金属微粒子と相性が悪く、相分離を起こすようにして、金属微粒子は炭素ネットワークの端に留まり続け、これがナノチューブを押し出していくように見える。これがナノチューブの規則成長機構である。4.スピン偏極したアルミニウムやナトリウム・クラスターのダブル・イオン化エネルギー・スペクトルのクラスター・サイズ依存性を全電子スピン偏極GW+T-matrix手法に基づく精密第一原理計算により求めた(Phys.Rev.B 81, 165411 ; 1-9(2010))。1.ナトリウム・クラスターの光吸収スペクトルのクラスター・サイズ依存性を全電子スピン偏極GW+Bethe-Salpeter方程式に基づく精密第一原理計算により求めた(Phys.Rev.A81,045201;1-4(2010))。2.全電子GW近似によりSi,ダイヤモンド、SiCの芯電子XPSスペクトルの精密計算を行った(Materials Transactions 51,2150-2156(2010))。3.多数のC_<60>が直線状に融合して結びついた1次元ピーナッツ型フラーレンポリマーの安定構造とエネルギーバンドを第一原理計算し、どのような構造の場合に金属になるかの考察を行い、論文をSynthetic Metalsに投稿した。4.様々な太さの単層カーボンナノチューブにポリインやヘキサンなどの直鎖分子が自発的に内包される現象を第一原理計算により解析し、論文をJournal of Physical Chemistry Aに投稿した。ポリインの両(片)端が水素終端していない場合には電子がナノチューブ側からポリイン側に移動する。その他の場合には弱い波動関数の重なりと電気四重極相互作用がエネルギー利得の主な原因である。5.高分子鎖が架橋したゴムを高速でモンテカルロ・シミュレーションするプログラムを作成し、ゴム弾性のシミュレーションを行い、論文投稿準備中である。この計算アルゴリズムはネットワークの自己組織化のシミュレーションに応用することができる。6.第一原理分子動力学シミュレーションによりCO_2+2H→HCOOHの反応仮定のシミュレーションを行った。また、密度汎関数理論(TDDFT)に基づくダイナミクス・シミュレーションにより、H_2の解離過程を検討中である。1.多数のC_<60>が直線状に融合して結びついた1次元ピーナッツ型フラーレンポリマーの安定構造とエネルギーバンドを第一原理計算し、どのような構造の場合に金属になるかの考察を行った結果がSynthetic Metalsに掲載された。2.様々な太さの単層カーボンナノチューブにポリインやヘキサンなどの直鎖分子が自発的に内包される現象を第一原理計算により解析した結果がJournal of Physical Chemistry Aに掲載された。3.高分子鎖が架橋したゴムを高速でモンテカルロ・シミュレーションするプログラムを完成させ、ゴム弾性のシミュレーションを行った。4.密度汎関数理論(TDDFT)に基づくダイナミクス・シミュレーションにより、Niダイマーを触媒とするH_2の解離過程を検討し、弱い励起でスピルオーバーが可能であることを見いだした。(論文投稿中)

5.ナトリウム・クラスターのスピン偏極した奇数量体の光吸収スペクトルのクラスター・サイズ依存性を全電子スピン偏極GW+Bethe-Salpeter方程式に基づく精密第一原理計算により解析した。6.発光素子として注目されているCdSeクラスターの非常に小さな微粒子として、(CdSe)3および(CdSe)6クラスターを考え、第一原理GW+Bethe-Salpeter計算による光吸収スペクトルの計算を行い、エキシトン励起状態を解析した。(論文投稿中)1.多数のC60が直線状に融合して結びついた1次元ピーナッツ型フラーレンポリマーにおいて電子状態が金属的になる条件を調べるとともに、孤立8員環の存在によってフラットバンドと分散性の強いバンドが生ずることを明らかにした。2.密度汎関数理論(TDDFT)に基づくダイナミクス・シミュレーションにより、Niダイマーを触媒とするH2の解離過程を検討し、弱い励起でスピルオーバーが可能であることを見いだした。(論文掲載許可)3.発光素子として注目されているCdSeクラスターの非常に小さな微粒子として、(CdSe)3および(CdSe)6クラスターを考え、第一原理GW+Bethe-Salpeter計算による光吸収スペクトルの計算を行い、エキシトン励起状態を解析した。(J.Chem.Physに論文掲載された)4.ナノチューブに7Beが内包されたときに、電子捕獲崩壊確率が増大することを第一原理計算により示した。(Chem.Phys.Lett.に論文掲載された)5.時間依存密度汎関数理論に基づいて、非断熱過程の動力学シミュレーションプログラムを作成し、OC+O+CO→OC+OCOのシミュレーションを行った。光捕集デンドリマーにC60を重なることにより、光捕集電荷分離機構が生ずることを時間依存密度汎関数理論に基づく電子励起ダイナミクス・シミュレーションによって明らかにできたことは本研究における大きな成果であると考えている。24年度が最終年度であるため、記入しない。光捕集デンドリマーの中心での光エネルギーの電気エネルギーへの変換については研究成果をあげることができたので、次年度(最終年度)は研究計画のもう一つの柱である、化学反応の促進について集中して取り込む予定である。
Curved computer generated holography for 3D displays by development of paraxial solutions

本研究では、漸近解析を用いた曲率を持つ計算機合成ホログラムの計算法を提案した。計算方法の妥当性はシミュレーションで確認し、光学再生による確認も現在取り組んでいる。また、ベッセル関数を用いた計算法も提案し、従来に比べて高速かつ少ないメモリで計算できることを実証した。漸近解析を用いた計算法については、16ノードのPCクラスタによる並列計算環境を構築し、数百ギガピクセルのホログラムデータを従来に比べて20倍高速に計算できることを実証した。この計算環境は、デジタルホログラフィ分野への応用も可能である。今回提案した計算法は、曲率を持つホログラフィックディスプレイへの応用が期待できる。