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住まい方を継承することによる集合住宅の保存

「住まい方を継承する」という視点から、建築計画学的に重要なキーワードを挙げ、それらが如何なるものか記述した。そして、それらを次代に伝え継承してゆくことが、集合住宅の保存たりうるとした。また、建築専門誌である新建築誌に掲載された戦後の集合住宅に注目し、そこで試行された住まい方に言及するとともにそれらの現況に言及した。平成19年度の主たる研究実績は、建築計画的に重要であると考えられる日本の戦後公共集合住宅を列挙したことである。列挙作業は、まだ完全なものであるとは言えないので、識者等の意見も取り入れながら、平成20年度も継続する予定である。それら集合住宅の中には、すでに取り壊されて存在しないものも含まれており、本研究の意義は大きいものと実感するところである。すなわち、集合住宅において建築計画的に竣工当初意図された(提案された)住まい方を改めて記録することは、極めて重要であると考えられるのであり、住まい方を次代に伝える、すなわち住まい方を継承することこそが、集合住宅を次代に伝えてゆくことになると考えうるのである。また、平成19年度には、実際にふたつの場所の集合住宅の現状を見学する機会を持つことができた。ひとつは、茨城県水戸市内いくつかの茨城県営住宅であり。もうひとつは、香川県坂出駅前の坂出人工土地と呼ばれる集合住宅である。いずれも、戦後の公共集合住宅史上重要なものであるが、茨城県営住宅が現在も良好に使われているのに対して坂出人工土地は、老朽化が進みその存続が危ういのではないかと思われた。坂出市に対して電話で問い合わせたところ、現在のところは取り壊し等の予定はないそうだが今後の状況は不測である。おそらくは、坂出人工土地と同じような状況にある公共集合住宅は少なくないものと考えられるのであり、本研究において、ひとつでも多クリニックの集合住宅の実態を明らかにしたいと考えているところである。本年度に行った主たる作業は、次の2点である。(1)新建築誌(発行:新建築社)の昭和23年から昭和63年までの各号に目を通し、掲載された集合住宅および集合住宅に関する記事の資料収集を行った。その数は記事総数309件、作品数101件であったが、昭和40年以前に建設されたものは、ほとんど現存していないことが明らかになった。(2)本研究の研究代表者である三上は、UR都市機構西日本支社の半世紀にわたる活動の記録誌編集に関わる中で、建築計画学的な見地から重要であると思われるものに言及し、監修者として「集住体・半世紀の挑戦」(UR都市機構西日本支社集住体研究会編)を共著という形でまとめた。それは、「Aまち」「B住棟」「C住戸」「D技術」「E再生」の5つの大項目のもとに、都合121項目が列挙され、項目ごとに解説文と事例が収められている記録誌であり、三上は解説文全てをリライトしたものである。この記録誌自体が本研究の重要な成果でもあるが、「Aまち」「B住棟」「C住戸」で挙げられている項目は、「住まい方を継承する」という視点から建築計画学的に重要であると考えるべきものである。とくに次の項目が重要であると考えられる。「Aまち」:NSペア配置、囲み型配置とコモン、準接地型住宅、タウンハウス「B住棟」:スキップフロア型住棟、スターハウスとボックス型住棟、高層スターハウスC型住棟、コーポラティブハウス、コレクティブハウス「C住戸」:メゾネットとクロスメゾネット、可変型住宅、二戸一の可能な住宅フレックス住宅・フリールーム住宅、αルーム・スペアルーム、リビングアクセス(2)で抽出した項目に照らし合わせて、(1)の現存するもののうち、住まい方を記述するべき集合住宅に言及したものである。
マイクロポーラスヘテロポリ酸の触媒設計と機能化

ヘテロポリ酸のCs酸性塩は超強酸性であり、また、超微粒子構造のため特異的に高い酸触媒活性を示す。さらに、多孔性であり、細孔に基づく分子形状選択性を発現する。本研究では二元機能ヘテロポリ酸触媒による形状選択的反応や水中酸触媒反応、および固体-固体触媒反応を検討した。Cs2.1と0.5wt%Pt-Cs2.1では、I型のN_2吸着等温線を示し、さらにn-ブタン(4.3Å)は吸着するが、ベンゼン(5.9Å)は吸着しないことから、これらのヘテロポリ化合物は、約5Å程度のウルトラマイクロ孔(7Å以下の細孔と定義されている)のみを有する多孔体であることが明らかとなった。この触媒は、水素化や酸化反応に活性である。Pt-Cs2.1はメタンの酸化を触媒するがネオペンタンやベンゼンは酸化しないユニークな触媒であることを明らかにした。水の吸着等温線の測定から、Cs2.5やCs3の表面は水の吸着を抑制する性質があることがわかった。水大過剰の下での2-メチルフェニルアセテートの加水分解では、Cs2.5はH-ZSM-5の10^3倍の活性を示した。また、水大過剰下での2,3-ジメチル-2-ブテンの水和でも、Cs2.5は他の酸化物系固体酸やH-ZSM-5に比べて高活性であった。Cs2.5を用いて1,1,2-トリフェニル-1,2-エタンジオールを反応物とするピナコール転位反応を室温で行ったところ、触媒的に反応が進行することを見出した。PTSは同条件では全く反応せず、また他の酸化物やナフィオンなどの高分子樹脂触媒も低活性であった。
植物由来食成分（フィトケミカル）の乳癌及び大腸癌に対する抗癌作用の機序解析

フィトケミカルの抗癌作用の分子機序を異なったサブタイプの乳癌細胞で解析するとともに、一次予防へ応用可能かどうかをEMS誘導乳癌モデルラットで検討した。用いたフィトケミカルはイソフラボン、クルクミン、リコペン、ノビレチン、レスベラトロールで、すべて乳癌細胞に抗癌作用を示した。その分子機序はフィトケミカルによって異なるが、増殖とアポトーシスに関連する細胞内シグナル蛋白に働き、増殖抑制とアポトーシス誘導により発揮されることが判明した。動物モデルではイソフラボンやリコペンは乳癌発症を抑制することがわかった。フィトケミカルは乳癌の一次予防に効果があるだけでなく、癌の増殖・進展を抑制する可能性がある。食物由来食成分(フィトケミカル)のサブタイプ別乳癌細胞株におけるフィトケミカルの増殖抑制機序をWSTアッセイで、細胞周期解析をフローサイトメトリー、細胞内シグナル伝達をウエスタン・ブロットにより解析した。1トマトの赤色成分であるリコペンの増殖抑制効果を、ER/PRホルモン受容体陽性乳癌細胞株(MCF-7)およびHer-2増幅乳癌細胞株(SK-BR3)、トリプルネガティブ乳癌細胞株(MDA-MB-468)の3種類の細胞株を使用し解析した。リコペンは乳癌細胞の増殖を抑制するが、とくにトリプル・ネガティブ乳癌に対しては約3倍の感受性を示し、アポトーシスを強く誘導した。リコペンはERK1/2を活性化し、サイクリンD1抑制とp21の上昇を伴い、細胞周期をG0/G1に停止させた。またAktとその下流のmTORを抑制し、Baxを上昇させアポトシーシスを誘導することがわかった(Cancer Sci. 2014 105(3):252-7)2柑橘類の果皮成分であるノビレチンは、やはりトリプル・ネガティブ乳癌細胞に対し強い増殖抑制作用を示すが、その作用機序はリコペンと異なり、ERK1/2を抑制し、サイクリンD1抑制とp21の上昇を伴いBaxは変化せず、抗アポトーシス作用のあるBcl-xLを抑制してアポトーシスを誘導することが判明した(Anticancer Res. 2014 34(4):1785-92)。このようにフィトケミカルは、いまだ化学療法に耐性であり予後が悪いトリプル・ネガティブ乳癌の予防に効果を発揮する可能性があり、乳がん発症動物モデルで検証中である。3カテキンによる乳癌細胞の増殖抑制、殺細胞を効果の検討:エピガロカテキンガラートの持つ酸化作用以外の機序を、過酸化水素消去剤であるCatalaseを同時添加することによって解析している(EB2014, San Diego, CAで発表)。【大豆イソフラボンの乳癌細胞増殖抑制効果の検討】化学構造の異なる大豆イソフラボン主要4種の乳癌細胞増殖抑制効果を検討した。乳癌細胞はホルモン受容体状態の異なる3種の細胞を用いた。大豆イソフラボン4種のうち増殖抑制効果が示されたものはゲネステイン(GEN)のみであった。細胞間の増殖抑制効果には差がなかった。細胞周期解析ではGENはG2/M期で停止させた。さらに分子レベルでG2/Mチェックポイント蛋白であるcdc2の活性がGENにより抑制されることが明らかになった(論文作成中)。【クルクミン(CUR)による細胞死誘導とシグナル伝達の解析】CURはウコンに含まれるポリフェノールである。実験の結果CURは細胞周期をG2/Mに停止させ、アポトーシスを誘導することが分かった。この機序はAktおよびErkのリン酸化(活性化)やmTORの基質であるS6K1と4EBP-1のリン酸化を抑制することがわかり、かつ抗アポトーシス作用を示すBcl-2を抑制するためであることを報告した(Anticancer Res, 2013 in press)。【活性化Rasおよび活性化Src導入細胞におけるCURのシグナル伝達機構へ及ぼす影響】各種の固形癌で活性化されているRasおよびSrc癌遺伝子を癌細胞に導入し、CURの増殖抑制効果に及ぼす影響を見てみたところ、CURの増殖抑制は癌遺伝子により差がなかった。しかし抑制機序は、Src導入細胞ではBcl-2の抑制とBaxの上昇によるアポトーシス誘導が主な作用であり、Ras導入細胞ではG2/Mでの停止が原因であることが分かった。これらの結果から癌細胞はシグナル伝達の活性化の違いによりCURの作用機序は全く異なることが判明した(Biochemical and Biophysical Research Communications, 2013 in press)。我々は今までの研究で、クルクミン、リコペン、ノビレチン、カテキンなどのフィトケミカルの乳癌抑制の分子機序を明らかにしてきた。本年度は乳癌のサブタイプ別にリコペンおよびノビレチンについて、その制がん効果の作用機序を解析した。リコペン

およびノビレチンはとくに標準治療の確立していないトリプルネガティブ乳癌細胞に対し、強力な細胞増殖抑制・アポトーシス誘導効果を示した。リコペンは細胞周期をG1期に停止させ、Baxを誘導することで制がん効果を発揮し(Cancer Sci. 2014; 105: 252-7)、またノビレチンはERKの抑制を介して細胞周期をG1期に停止させ、Bcl-xLを抑制することでアポトーシスを誘導することを報告した(Anticancer Res. 2014;34:1785-92)。このように抗腫瘍効果の分子メカニズムはフィトケミカルによって異なることが明らかになった。さらに興味あることに、これらのフィトケミカルはmTORやPARP(Poly ADP Ribose Polymerase)に対しても阻害効果があることが確認されている。さらにリコペンの乳癌発症抑制効果を検討するために、EMS誘発乳癌モデルラットを使用し、0.004%リコペンを飼料に添加して投与すると、非添加群が腺癌を発症するのに比べ、添加群では6割以上が嚢胞状腺腫を形成した。このことはリコペンは癌発生を抑え腺腫にとどめる働きがあることが示唆された。またレスベラトロールよりもBioavailabilityの高いメチル化レスベラトロールは、リコペンと同様にトリプルネガティブ乳癌細胞に効果があり、細胞周期をG1期に停止させAKT-mTORを抑制することが分かった。最近、トリプルネガティブ乳癌の新しい分子標的としてmTORやPARPが注目されており、リコペンなどのフィトケミカルは乳癌予防とともに治療にも有用である可能性が示唆された。腫瘍内科学乳癌に対する抗癌作用は現在まで、大豆イソフラボンであるゲネステイン、トマト成分であるリコペン(Cancer Sci. 2014 105(3):252-7)、かんきつ類の果皮成分であるノビレチン(Anticancer Res. 2014 34(4):1785-92)、茶ポリフェノールであるカテキン、ウコンの成分であるクルクミン(Biochem Biophys Res Commun. 2013 ;436(2):186-91)などについて細胞レベルで明らかにしてきた。また動物レベルでもゲニステインについては乳癌発症モデルを使用して予防効果を検証した(Nutr Cancer. 2012;64(8):1204-10)。しかし大腸癌については細胞レベルの研究は開始したが、大腸癌発症の動物レベルでの予防検証実験は行う余裕がなかった。このため、乳癌については一応の成果が得られたが、大腸癌の予防実験と細胞レベルの実験は進んでいないため、おおむね順調とした。【乳癌細胞株での食成分のシグナル伝達の解析】ホルモン陽性乳癌細胞株(MCF-7、T-47D)およびHer-2増幅乳癌細胞株(SK-BR3、BT-474)、トリプルネガティブ乳癌細胞株(HTB132, CRL2336)の6種類、3つの遺伝子パターンの異なるタイプの細胞特性をもった細胞株を使用し、乳がん発症予防に関与する食成分の作用を細胞増殖とアポトーシスから解析している。細胞増殖抑制効果をWSTアッセイで測定し、細胞周期解析をフローサイトメトリー(FACS)で、アポトーシスに対する作用をFACSとPARP (PolyADP Ribose Polymerase)
居住者の温冷感を考慮した空調負荷計算法の実験検証

現在の空調負荷計算法は、負荷計算の段階では居住者の温冷感を十分に考慮していない問題がある。この問題に対し、筆者は、空調負荷を再定義し、現在の負荷計算法を包含できる新しい負荷計算法として「居住者の温冷感を考慮した空調負荷計算法」を提案した。これまでは、この新しい計算法について一連のケーススタディーを行い、その有効性を明らかにした。本研究では、エアコンと壁放射パネルについて、温度センサーの設置位置や温度設定値の違いによる投入熱量を測定し、投入熱量と新しい負荷計算法で予測した結果との整合性を分析して「温冷感法」の有効性を確認した。平成25年度の研究計画では、放射冷暖房実験室のモデル化と放射冷暖房実験室の制御系の改造を主な目標とされている。1.放射冷暖房実験室のモデル化について居住者の温冷感を考慮した空調負荷計算法(以下、「温冷感法」)の有効性を検証するため、計算結果と実験結果の比較が欠かせない。そのため、実験に使う放射冷暖房実験室のモデル化が必要である。現在、放射冷暖房実験室の計算プログラムの作成・調整を行っている。これに関連して、「温冷感法」の特徴を生かしてウォームビズとクールビズによる負荷削減効果の定量的評価を行い、論文3編(査読付論文1編、査読なし論文2編)を発表した。また、「温冷感法」を潜熱負荷計算にも拡充させるために、顕熱と潜熱の両面から操作できる計算モデルの構築を行い、査読なし論文1編を発表した。2.放射冷暖房実験室の制御系の改造についてこれまで、「放射冷暖房システムの快適性・省エネ性に関する研究」のため、放射環境実験室を整備してきた。この実験室を利用してエアコンによる空気冷暖房や冷温水パネルによる床・天井・壁放射冷暖房が行えるが、これまでは、送水温度設定値に対する三方弁によるパネルへの送水温度制御ができるが、室温やグローブ温度などを検知し、それをフィードバックしてパネルへの送水量制御はできない。また、所有するエアコンは家庭用のもので、吸込み口にある室温センサーにより室温平均値を測定し室温制御を行えるが、室内の異なる場所での温冷感を検知して制御をかけることはできない。「温冷感法」の有効性を実験で検証するために、室内任意の場所での温冷感を制御できるように制御システムを改造する必要がある。1月末に、室内の任意の場所の室温やグローブ温度を検知して、放射パネルへの送水量制御システムおよびエアコンの制御システムの改修工事が完成した。平成26年度の研究計画では、温冷感設定値の違いによる投入熱量の変化を実験で調べることを目標としている。具体的に、1.室温設定値の違いによる負荷の変化、2.作用温度設定値の違いによる負荷の変化、3.PMV設定値の違いによる負荷の変化、に関する実験を予定していた。今年度は、エアコン冷暖房と壁放射冷暖房について実験を行った。しかし、実験装置の制御系の制約により、作用温度やPMVの設定値に対する自動制御ができないため、室温設定値およびグローブ温度設定値の違いによる負荷(投入熱量)の変化を調べた。エアコン冷暖房実験では、室温で制御を行った場合に比べ、グローブ温度で制御を行った場合の方は投入熱量がやや小さい結果となった。また、壁放射冷暖房実験結果からでも同様な傾向が見られる。ただし、今年度は、制御用(室温・グローブ温度)センサーの設置位置・高さが固定されていたため、今後、センサーの設置位置・高さを変えて結果の汎用性を確認する必要がある。今回の実験結果では、作用温度およびPMVと冷暖房負荷の関係を直接に示せなかったが、実験データの解析を通して、作用温度およびPMVと冷暖房負荷の関連性を割り出す必要がある。これまでの「居住者の温冷感を考慮した空調負荷計算法」では、居住者の温冷感を設定値に保つため、室内(空気や壁面など)から除去すべき熱量を顕熱のみに限定してきたため、室内の湿度は考慮されたものの、潜熱負荷は計算されない。同計算法の実用化を図るため、顕熱と潜熱の両面から操作できる計算モデルの構築が必要である。そこで、今年度は、「居住者の温冷感を考慮した空調負荷計算法」に潜熱負荷計算モデルを追加し、その有効性についても検討した。その結果をまとめ、論文1編(査読あり)と学会発表1編(査読なし)を発表した。現行の空調負荷計算法は、室温を一定に保つために室内空気に供給すべき熱量として定義されているため、負荷計算の段階では居住者の温冷感を十分に考慮できない問題がある。この問題を解決するため、筆者が、これまで、室内のある計算対象点での温冷感を設定値に保つために室内(空気または壁面など)から除去すべき熱量を空調負荷と再定義し、現行の負荷計算法を包含できる、新しい負荷計算法(居住者の温冷感を考慮した空調負荷計算法)を提案した。本研究の目的は、実験室実験を用いて提案した新しい計算法の妥当性と計算精度を確認することである。平成25年度では実験室の制御系改造と実験室のモデル化を目標とした。制御系改造工事の実施により、室内の任意の場所の室温やグローブ温度を検知して放射パネルへの送水量制御とエアコン制御が可能になった。実験室のモデル化は、放射パネルが壁面に設置される場合のものができたが、4面のパネルとも壁から離れて設置された実験室のような場合は形態係数の計算がうまく行かずできなかった。

平成26年度では、温冷感設定値の違いによる投入熱量の変化を実験で調べることを目標としたため、エアコン冷暖房と壁放射冷暖房について、室温設定値およびグローブ温度設定値の違いによる投入熱量の変化を調べた。検討点の位置は、エアコン冷暖房ではエアコンから2.0m、壁放射冷暖房ではパネルから1.5mとした。平成27年度では、在室者の位置による負荷の変化を調べることを主な目標としたため、検討点の位置を前年度から変更し、エアコン実験ではエアコンから2.5m、壁放射実験ではパネルから2.5mとした。また、高さの違いによる放射暖房の投入熱量の変化についても検討し、高さ1.2mに比べ高さ0.6mの方は投入熱量が1225%高くなることがわかった。一連の実験から、負荷が在室位置や要求される温冷感によって変わることが確認された。現在の空調負荷計算法は、負荷計算の段階では居住者の温冷感を十分に考慮していない問題がある。この問題に対し、筆者は、空調負荷を再定義し、現在の負荷計算法を包含できる新しい負荷計算法として「居住者の温冷感を考慮した空調負荷計算法」を提案した。これまでは、この新しい計算法について一連のケーススタディーを行い、その有効性を明らかにした。本研究では、エアコンと壁放射パネルについて、温度センサーの設置位置や温度設定値の違いによる投入熱量を測定し、投入熱量と新しい負荷計算法で予測した結果との整合性を分析して「温冷感法」の有効性を確認した。平成26年度の研究計画では、温冷感設定値の違いによる投入熱量の変化を実験で調べることを目標としている。実験はほぼ予定通りに実施した。建築環境工学次年度の研究計画に沿って研究を遂行していく。平成27年度は、在室者の位置や着衣量の増減による負荷の変化について実験を行い、必要に応じて、「居住者の温冷感を考慮した空調負荷計算法」の計算モデルを修正する方向性を探る。平成25年度の研究計画では、放射冷暖房実験室のモデル化と放射冷暖房実験室の制御系の改造を主な目標とされている。この二つの目標は予定の期間内に達成できた。次年度の研究計画に沿って研究を遂行していく。平成26年度は、温冷感設定値の違いによる投入熱量の変化について、平成27年度は、在室者の位置や着衣量の増減による負荷の変化について実験を行う。
東アジア共同によるNK/T細胞リンパ腫新世代治療の最適化

平成30年度では、平成26年度に開始した「新世代治療導入後の未治療節外性NK/T細胞リンパ腫(ENKL)における治療実態把握と予後予測モデル構築とを目的とした国内および東アジア多施設共同後方視的調査研究(NKEA)」を継続した。まず、平成29年度にNKEA Part Aデータセットを用い韓国Samsung Medical Centerの研究者と共同で実施した、新世代治療後に診断後2年以内の原病増悪(POD24)を経験した患者の診断時病態と予後に関する解析結果(NKEA Part B&C)を英文誌に報告した。並行して、上気道外発生例における新世代治療の適合性に関する解析結果を論文化し、英文誌に受理された。次に、限局期鼻ENKL患者における中枢神経系再発の頻度とリスク因子に関して、日本放射線腫瘍学研究機構(JROSG)悪性リンパ腫・血液腫瘍委員会の研究者と共同で検討を行った。その結果、限局期鼻ENKLに対し初回治療としてRT-DeVIC療法を行った場合の2年累積中枢神経系再発率は2%で、治療前歯肉浸潤がリスク因子であることを明らかにし、国際学会で報告した。以上により当初予定の解析をすべて終了したものの、NKEA Part Aデータセットの観察期間中央値は5.6年であり、二次性悪性腫瘍を含む遅発性有害事象の評価には短いことが指摘されていた。そこで、平成30年11月に生存と遅発性有害事象に関する追跡調査を呼びかけ、平成31年3月までに参加31施設中26施設のデータを更新した。これを用い、長期予後と遅発性有害事象に加え、診断治療間隔に関する解析を行った。平成31年度内に成果発表の予定である。年度内に東アジアの複数の研究者とENKLに関する情報交換を行い、新規治療法の臨床試験の実行可能性について検討した。複数の英文誌からENKLに関する総説の執筆依頼があり、執筆し公開された。NKEA Part Aデータセットを用いた解析を予定より早く終了し、追跡調査を実施できている。一方で治療コンセンサスレポートの作成には未着手である。ただし今年度に執筆した複数の英文総説では偏りなく国内外での治療アプローチを紹介しており、当初治療コンセンサスレポートの作成で意図した役割を果たしつつある。NKEA Part Aの調査対象期間が2000-2013年でありすでに5年以上経過したこと、このような調査研究は欧米並みにENKLの発症頻度が低い日本での治療実態を把握するのに有効であることから、NKEA Part Aに続く国内多施設共同調査研究について着手する。NKEA Part Aデータベースを利用した海外研究グループとの共同研究について検討する。新世代治療の限界を打破する新たな治療法に関する東アジア共同の臨床試験についても検討を継続する。平成29年度では、平成26年度に開始した「新世代治療導入後の未治療節外性NK/T細胞リンパ腫(ENKL)における治療実態把握と予後予測モデル構築を目的とした国内および東アジア多施設共同後方視的調査研究(NKEA)」Part Aデータセットを用い、以下の検討を行った。最初に、新世代治療群をtraining cohortとし、可溶性IL-2R以外で画像診断情報に依拠しない因子で構成される予後予測モデルの構築を試みたが、可溶性IL-2R単独が最も優れた予後予測因子と判明し目的を達成したため、モデル構築は不要となった。次に、初発限局期鼻ENKLを対象とし、診断後2年以内の原病増悪(POD24)と診断時病態、イベント後生存との関連を解析し、その結果を日本と同様の新世代治療が実施されている韓国の一施設の患者データセットを用いてvalidationを実施した。その結果、治療レジメンにかかわらず約4分の1の患者でPOD24が発生していた。POD24発生例の予後は不良であり、POD24がunmet medical needsを有する患者の同定に有用であることを明らかにし、国内外の学会で報告し、論文が受理された。並行して、上気道外発生例における新世代治療の適合性についてNKEA Part Aデータセットを用い解析した。その結果、標準治療であるRT-DeVIC療法およびSMILE療法は鼻外ENKLでは臓器機能と全身状態の点から大半の患者で実施困難であることが明らかとなった。この結果を国外学会で報告し、論文作成中である。予定したテーマのうち、残る中枢神経系再発に関する解析を終了しており、現在発表準備中である。東アジアの研究者とENKLに関する情報交換を行い、新規治療法の臨床試験の実行可能性について検討した。ENKLに関する英文総説を執筆した。NKEA Part Aデータセットを用いた解析は予定より早く進み、すでにPOD24に関しては論文が受理されている(in press)。その一方で、新世代治療の限界が多く明らかとなり、その克服のためには新たな国際共同研究の計画が望ましく、今年度以降の課題と考えられた。ENKLに関する総説は日本での治療の現状を紹介しており、今年度以降の国際研究に向けての相互理解に役立つと考える。

並行して、上気道外発生例における新世代治療の適合性に関する解析結果を論文化し、英文誌に受理された。次に、限局期鼻ENKL患者における中枢神経系再発の頻度とリスク因子に関して、日本放射線腫瘍学研究機構(JROSG)悪性リンパ腫・血液腫瘍委員会の研究者と共同で検討を行った。その結果、限局期鼻ENKLに対し初回治療としてRT-DeVIC療法を行った場合の2年累積中枢神経系再発率は2%で、治療前歯肉浸潤がリスク因子であることを明らかにし、国際学会で報告した。以上により当初予定の解析をすべて終了したものの、NKEA Part Aデータセットの観察期間中央値は5.6年であり、二次性悪性腫瘍を含む遅発性有害事象の評価には短いことが指摘されていた。そこで、平成30年11月に生存と遅発性有害事象に関する追跡調査を呼びかけ、平成31年3月までに参加31施設中26施設のデータを更新した。これを用い、長期予後と遅発性有害事象に加え、診断治療間隔に関する解析を行った。平成31年度内に成果発表の予定である。年度内に東アジアの複数の研究者とENKLに関する情報交換を行い、新規治療法の臨床試験の実行可能性について検討した。複数の英文誌からENKLに関する総説の執筆依頼があり、執筆し公開された。NKEA Part Aデータセットを用いた解析を予定より早く終了し、追跡調査を実施できている。一方で治療コンセンサスレポートの作成には未着手である。ただし今年度に執筆した複数の英文総説では偏りなく国内外での治療アプローチを紹介しており、当初治療コンセンサスレポートの作成で意図した役割を果たしつつある。上気道外発生例、および中枢神経系浸潤に関する解析と結果公表を行い、東アジアでの治療コンセンサスレポートの作成に着手する。NKEA Part Aのデータセットを用い、予後不良の各種サブグループにおける解析を、可能な限り海外研究グループと共同で実施する。治療コンセンサスレポートは東アジア以外の国々で診療の参考とされており、引き続き作成を試みる。また、Part Aで明らかにされた新世代治療の限界を打破する新たな治療法の臨床試験を東アジア共同で行うことを検討する。NKEA Part Aの調査対象期間が2000-2013年でありすでに5年以上経過したこと、このような調査研究は欧米並みにENKLの発症頻度が低い日本での治療実態を把握するのに有効であることから、NKEA Part Aに続く国内多施設共同調査研究について着手する。NKEA Part Aデータベースを利用した海外研究グループとの共同研究について検討する。新世代治療の限界を打破する新たな治療法に関する東アジア共同の臨床試験についても検討を継続する。
ゾロアスター教徒の時間・空間感覚と社会構造の分析

本研究の目的は、ゾロアスター教文化の時間感覚、空間感覚、および社会構造をコンピュータを使用して分析することであった。初年度と次年度には、ゾロアスター教徒パーシーの系譜資料に関する3,000項目にわたる資料をコンピュータによって分析した。最終年度には、時間感覚と空間感覚に関して収集した300の作文資料とフィールドワークによるデータをコンピュータによって分析した。その結果の概要は下記のとおりである。1825のマーチ(聖なる火に香木を捧げる行為)の具体的事例を分析することによって、また、マーチを行っているパーシーをグジャラーティ系譜史料で追跡することによって、ナウサリで最も等級の高い聖なる火アータシュ・ベーラーム(Atas Bahram)のマーチは、祭司系譜を出自とするパーシーが中心となって行われてきている事実を取り出した。また、祭司系譜の中でもバガリアー(Bhagaria)と呼ばれる特定の系譜に属する集団が香木を捧げることによって、聖なる火は永続的に燃えつづけてきていることも取り出した。パーシーの現実の生活場面における時間感覚については、ガーハンバール(gahambar)が最も重要な意味を持っている。ガーハンバールは本来は年6度の季節祭の機能が強かったのであるが、パーシーがインドへの移住にともなって、生業形態を農業から商業へと移行させたために、その本来の意味と機能に変化が生じてきている。調査地ナウサリのパーシーは現在新年を8月に祝うが、この新年はガーハンバールの一つと重なっている。新年は祖霊(fravasi)が帰還する時期と考えられているために、各家で祖霊を迎え、もてなし、送り出す儀礼が行われる。また、ガーハンバールは善行を行う機会であり、その運用が信託(trust)でなされる事例が多い。特に、信託の形で行われる善行が、故人や生者の霊魂の救済を目的としていることに注目すべきである。本年度は、パ-シ-の系譜史料のコンピュータによる分析を行った。分析の材料となる中心的系譜史料は、14世紀から19世紀後半にかけてナオサリに実在したゾロアスター教徒の人名と間柄を記述した史料と日記資料である。当該系譜史料が網羅しえない領域は、フィールドワークによって収集したデータで補完し、そのデータも分析の材料としたパ-シ-は個人、家族、親族、集団を単位として、一年の月・日・5刻限を特定して聖なる火に香木を捧げる。この形態はマ-チと呼ばれている。ところで、ナオサリにおいて最も等級の高い聖火のマ-チの資料に記載された姓に関して追跡を進めると、カンガとマサ-ニの頻出の度合いが極めて高い事実が取り出せた。特に、5月47%と12月38%が比較的低い割合を示しているが、その他の月は6割以上の数値を示しており、両者を合わせた各月の平均値は62%となっている。ナオサリの聖火は、日時・刻限を特定して、個人、あるいは家族を単位として香木が加えられることによって保持されているが、家族を姓で追跡すると、そこには特定の家族が主体となって聖なる火を実質的に保持している事実が取り出せた。そこで、カンガとマサ-ニをパ-シ-の系譜資料で遡及していくとさらにそこに新しい事実が発見された。すなわち、カンガに関してはカカ・ドゥンパル、マサ-ニに関してはカカ・パールン、とチャンダ・ファレドゥーンと呼ばれる出自集団の始祖にぶつかるのである。言い換えると、聖火はカカ・パールン、カカ・ドゥンパル、チャンダ・ファレドゥーンと呼ばれる出自集団で維持されており、アシャ・フェレドゥーンやマヒア-・

ファレドゥーンと称される出自集団によっては維持されてはいない事実を抽出した。本年度も昨年度に引き続き、パ-シ-の系譜史料のコンピューターによる分析を行った。分析の材料となる中心的系譜史料は、14世紀から19世紀後半にかけてナオサリに実在したゾロアスター教徒の人名と間柄を記述した史料と日記資料である。当該系譜史料が網羅しえない領域な、昨年夏期に一ヶ月余にわたって実施したフィールドワークによって収集したデータで補完し、そのデータも分析の材料とした。パ-シ-の聖なる火は、現実の生活において、どのような人たちによってどのように保持されてきているのか。聖なる火の保持の場面には、パ-シ-の集団構造のどの側面がどのように関与し、また反映されているのか。本年度はこれらの問題を明らかにし、学術大会において二度その成果を口頭発表するとともに、二つの学術論文の形でも公表した。1825年のマ-チ(聖なる火に香木を捧げる行為)の具体的事例を分析することによって、また、マ-チを行っているパ-シ-をグジャラ-ティ系譜史料で追跡することによって、次のような結果を取り出すことができた。ナウサリで最も等級の高い聖なる火ア-タシュ・ベ-ラーム(Atas Bahram)のマ-チに関しては、祭司系譜を出自とするパ-シ-が中心となって行われてきている。個人の断面でも集団の断面でも、祭司系譜を出自とする特定の家族(姓)が、また、祭司系譜の中でもバガリア-(Bhagaria)と呼ばれるれ特定の系譜に属する集団が、ア-タシュ・ベ-ラームに香木を捧げることによって聖なる火は永続的に燃えつづけてきているのである。本年度はゾロアスター教徒の時間感覚と空間感覚に関する資料を中心に分析を進めた。具体的には、時間感覚と空間感覚に関して収集した300の作文資料(有意味図版への反応を記述した文章)とフィールドワークのデータをコンピュータ操作によって分析した。パーシーの現実の生活場面における時間感覚については、ガーハンバール(gahambar)が最も重要な意味を持っている。ガーハンバールは本来は年6度の季節祭の機能が強かったのであるが、パーシーがインドへの移住にともなって、生業形態を農業から商業へと移行させたことと関連して、その本来の意味と機能に変化が引き起こされてきている。調査地ナウサリのパーシーは現在新年を8月に祝うが、この新年はガーハンバールの一つと重なっている。新年は祖霊(fravasi)が帰還する時期と考えられているために、各家で祖霊を迎え、もてなし、送り出す儀礼が行われる。その儀礼においては、二人の祭司が過去帳にしたがって、各家とそれに系譜の上で関わる死者の名前を呼び出し、それらの祖霊に特定の供え物と祈りを捧げて供養する。生と死に関わるこの儀礼慣行の意味がパーシー集団において重要であるため、彼らに独特の時間感覚を保持させてきている。また、ガーハンバールは善行を行う機会であり、パーシーではその運用が信託でなされる事例が多い。特に、信託(trust)の形で行われる善行が、故人や生者の霊魂の救済を目的としていることに注目すべきである。空間感覚に関しては、儀礼慣習との関連で祭祀空間感覚を、死体悪魔との関連で五方空間感覚を取り出すことができたが、その他については十分な分析ができなかった。今後の重要な課題として引き続き取り組んでゆく。
ATP感受性カリウムチャネル開口薬とα2受容体作動薬の併用療法による脳保護効果

ラット一過性前脳虚血モデルにおいて、α2アゴニストであるデクスメデトミジンは虚血3日後の脳保護効果を認め、またATP感受性カリウムチャネル開口薬であるニコランジルにおいては、有意差はないものの海馬CA1細胞の生存率が高い傾向にあった。併用療法は各単独療法と比べ、虚血3日後の脳保護増強効果を認めなかった。【背景】α2アゴニストとATP感受性カリウムチャネル開口薬は虚血後脳障害を軽減することが報告されている。【目的】ラット一過性前脳虚血モデルにおいて、デクスメデトミジン(Dex)とニコランジル(Nico)併用療法の脳保護効果を検討した。【対象】雄性SDラット32匹【方法】ハロタンで麻酔導入後、気管挿管し調節呼吸とした。尾動脈、左大腿静脈、右頚静脈にカテーテルを留置し、右側頭筋に体温計プローベを刺入した。その後66%亜酸化窒素とフェンタニルの10 μg/kg単回投与及び25 μg/kg/hの持続投与で麻酔を維持した。対照(C)群(生食1 ml/kg)、Dex 100 μg/kg(D)群、Nico 3 mg/kg(N)群、Dex+Nico併用(DN)群の4群(各群8匹)に分けた。側頭筋温は37.5 °Cを維持した。生食または薬剤の腹腔内投与を行い、30分後脱血により平均動脈圧を40 mmHgに維持、右総頚動脈閉塞にて右側前脳虚血状態とした。20分後に頚動脈閉塞解除と返血による脳の再灌流、再灌流30分後、麻酔から覚醒させた。虚血3日後に神経学的検査を行った。脳灌流固定後、脳冠状切片のHE染色を行い、光学顕微鏡的に右海馬、右大脳皮質の虚血脳障害の程度を比較した。【結果】神経学的検査ではC群に比べD群・DN群で有意に障害が少なかったが、D群とDN群の間に有意差はなかった。右大脳皮質の障害は群間に有意差がなかった。右海馬CA1細胞の生存率はC群に比べD群・DN群において有意に多かったが、D群とDN群の間に有意差はなかった。【まとめ】ラット一過性前脳虚血モデルにおいて、デクスメデトミジン100 μg/kgは虚血3日後の神経学的予後の改善、海馬CA1細胞における脳保護効果を認めたが、ニコランジル3 mg/kgには脳保護効果が認められず、併用療法による脳保護の増強効果は認められなかった。【背景】α2アゴニストとATP感受性カリウムチャネル開口薬は虚血性脳障害を軽減することが報告されている。【目的】ラット一過性前脳虚血モデルを用いてデクスメデトミジン(Dex)とニコランジル(Nico)併用療法の脳保護効果を検討した。【対象】雄性SDラット32匹。【方法】ハロタンで麻酔導入、気管挿管し調節呼吸とした。尾動脈、左大腿静脈、右内頚静脈にカテーテルを留置した。その後66%亜酸化窒素とフェンタニル10μg/kg単回投与および25μg/kg/hrの持続投与で麻酔を維持した。対照(C)群(生食1ml/kg、n=8)、Dex 100μg/kg(D)群(n=8)、Nico 0.75mg/kg/hr(N)群(n=8)、Dex 100μg/kg+Nico 0.75mg/kg/hr(DN)群(n=8)の4群に分けた。側頭筋温は37.5°Cを維持した。生食またはDexの腹腔内投与を行い、25分後、N群・DN群ではNicoの静脈内持続投与を開始した。生食またはDex投与30分後、脱血により平均動脈圧を40 mmHgに維持、右総計動脈閉塞にて右側前脳虚血状態とした。20分後に頚動脈閉塞解除と返血による脳の再灌流を行い、再灌流30分後に麻酔から覚醒させた。脳灌流固定後、脳冠状切片のHE染色を行い光学顕微鏡的に右海馬、右大脳皮質の虚血脳障害の程度を比較した。【結果】神経学的検査ではC群に比べD郡で有意に障害が少なかった。大脳皮質の障害は群間で有意差は認められなかった。右海馬CA1細胞の生存率はC群、DN群、N群に比べD群で有意に高かった。【結語】Dex 100μg/kgでは虚血3日後の神経学的予後の改善と海馬CA1細胞の高い生存率が認められたが、Nico 0.75mg/kg/hrの持続投与では脳保護効果はなく、併用療法による増強効果も認められなかった。

麻酔科学・蘇生学ラット一過性前脳虚血モデルを用いて、ニコランジルとデクスメデトミジンとの併用療法による脳保護効果を神経学的ならびに病理組織学的に検討し、達成できた。ラット一過性前脳虚血モデルにおいて、デクスメデトミジン100μg/kgの虚血30分前投与には脳保護効果がみられたものの、ニコランジル3mg/kgの虚血30分前投与には脳保護効果がみられなかった。今後、脳保護効果がみられるニコランジルの至適投与量・至適投与時期を検討し、その上でデクスメデトミジンとの併用療法の脳保護効果を検討する。ラットの使用数、薬剤の使用量が予測よりも少なかったためと考えられる。ニコランジルの至適投与量・投与時期についての検討に本年度より多くラットとニコランジルが必要となることが考えられ、ラット・薬剤・検査機器の消耗品の購入にかかる費用とする。
津波の浸水被害が想定される沿岸域の安心・安全な利用のための総合的研究

津波の浸水被害が想定される沿岸域の安心・安全な利用をめざし,津波の早期情報提供のためのリアルタイムシミュレーション手法の構築と津波が来襲した際の津波による被害軽減のための被害発生機構や津波外力の評価手法の構築を主眼に研究を行った.そして,リアルタイムシミュレーションシステムについてはほぼ実用レベルのものは構築でき,さらにベイズ情報量基準を用いた確率論的予測手法の構築まで実施した.また津波による被害発生機構については,津波による局所洗掘発生機構の解明を行うとともにその時間発展の予測手法の構築を行なった.さらに建物の詳細構造を考慮した津波力の評価,建物群の津波軽減効果についても特性を明らかにした.津波浸水が予測される地域での防災・減災のために,本年度は,津波の早期検知と情報発信,津波防護のための構造物の耐津波安定性,浸水時の避難施設として津波避難ビルへの津波作用の実態を中心に研究を実施した.まず,津波防護のための構造物の耐津波安定性については,研究分担者の中村と代表者の水谷が開発したFSSMモデルによる数値解析手法に基づいて検討した.その結果,防波堤を津波が越流した際,背後に形成される渦によって生じる圧力低下がケーソン転倒に大きく寄与することを定量的に示した.また,他の研究者によって指摘されている防波堤港内外圧力の特性を数値解析でも示すとともに,防波堤内外の水位差から整理できることを示した.また,背後の圧力低下を軽減させる手法として,マウンド部の透過性を大きくすることの有効性や,ケーソン上部の港内側を斜面状に切り欠くことで,防波堤背後の渦流れの様相を大きく変えることが可能となり,結果としてケーソンの耐津波性を向上させることが可能であることも示した.また,代表者の水谷は,水理模型実験と数値解析手法により,津波避難ビルを想定したRG構造の建物に作用する津波の実態を,建物形状,特に開口部やピロティーの効果などに着目して考究した.その結果,開口部をもうけることで津波作用力は大幅に軽減可能であること,また,その軽減効果はほぼ開口率に依存することを明らかにした.また,津波の打ち上げ高さについても考究し,従来使用されている入射波高の3倍の妥当性について示した.分担者の富田は,GPSブイを使った津波リアルタイムシミュレーション手法の開発に取り組んだ.GPS波浪計が第一波を感知したあと,数分で湾奥部の浸水状況を予測するための計算手法の構築を行った.計算は通常のパソコンを想定し,GPUのユニットを搭載することで特別なハードを必要とすることなく計算可能なシステムとして開発を行った.津波浸水が予想される地域での防災・減災のために,本年度は,複数のビル群による津波の変形とそれぞれのビルに作用する津波力の推定に関する研究,およびビルの開口部を考慮したビルへの津波作用力の推定方法に関する研究,ケーソンに作用する津波力と被災機構に関する研究,さらに津波浸水の早期検知のための津波リアルタイムシミュレーションの高度化のための波源の推定精度向上に関する研究を精力的に行った.研究代表者の水谷と分担者の中村は,独自に開発したFSSMモデルによる防波堤ケーソンの越流,背後の渦形成,作用津波力のシミュレーションを実施し,昨年度防波堤の被災機構の解明に関する研究のさらなる進展を行った.また,津波に対して堅牢性が確認されているRC構造のビルを対象にビル群による津波変形(水位分布・流速分布)を示すとともに,ビル群の中の個々のビルに作用する波力が水塊の持つ運動量によってほぼ推定可能であることを示し,その推定法の有効性を示した.さらに個別のビルについては開口部や津波の作用方向による津波力の低減効果について実験と数値計算から明らかにした.また,海側の形状を工夫することで作用津波力の提言に有効であることも明らかにした.また,海岸堤防背後の局所洗掘についてもさらに発展させたFS3Mモデルを使用して検討し,洗掘状況がほぼ推定可能であることを示した.分担者の富田と高川は,開発中のGPS波浪計の水位記録を使った津波浸水リアルタイムシミュレーション手法の高度化のために,限られた水位計の記録からの津波波源の推定精度を階層ベイズモデルを用いて考究し,その有効性を示した.また,富田は水谷と協力して,津波漂流物の水理模型実験も実施した.これまで単体が中心であったが,群体としての漂流物の挙動を考究した.津波浸水が想定される沿岸域において安心・安全を確保するため,(1)津波の早期検知とそれにもとづく早期予測,(2)津波による防災施設の被災機構の解明と対策工法の提示,(3)建物の細部を考慮した津波作用力の評価と建物群の津波減勢効果の評価,に重点を置いて研究を行った.(1)については,沖合津波観測波形データから波源を推定し,その波源から伝播・浸水を即座に行うリアルタイムシミュレーション手法の構築に加え,予測の曖昧さを区間推定する手法を構築し,より信頼性の高い手法の開発を行った.(2)については,F3SM法により海岸堤防背後に生じる局所洗掘の予測手法を,地盤内の透水性(浸透滲出流の効果)や津波による底質の巻き上げ(浮遊砂)の効果も含めて開発し,その妥当性の検証も行った.また,津波が底質を巻き上げた濁水であることから,浮遊砂に伴う粘性の変化を定量的に表す手法の構築を行うとともに,その効果をF3SM法にフィードバックし,津波波力への効果などの評価も行った.

ただし,粘性の効果や密度変化の効果は相殺することから結果的には従来の手法であっても大きく値が異ならないことも確認した.(3)については,建物外壁の海溝部や内部の壁などの効果を考慮した津波波力の評価を,これまでに実施してきた水理模型実験と数値解析結果に基づいて改めて解析を行い,開口率にともなう津波波力の軽減特性を示した.また,複数の建物の群としての津波減勢効果についても水理模型実験と数値解析手法から考究し,建物間隔の変化にともなう縮流効果やそれにともなう背後建物への津波波力の影響について考究した.津波の浸水被害が想定される沿岸域の安心・安全な利用をめざし,津波の早期情報提供のためのリアルタイムシミュレーション手法の構築と津波が来襲した際の津波による被害軽減のための被害発生機構や津波外力の評価手法の構築を主眼に研究を行った.そして,リアルタイムシミュレーションシステムについてはほぼ実用レベルのものは構築でき,さらにベイズ情報量基準を用いた確率論的予測手法の構築まで実施した.また津波による被害発生機構については,津波による局所洗掘発生機構の解明を行うとともにその時間発展の予測手法の構築を行なった.さらに建物の詳細構造を考慮した津波力の評価,建物群の津波軽減効果についても特性を明らかにした.研究実績の概要で既述したように,津波の早期検知についてはその精度に極めて重要な初期波形の推算のための波源域の推定精度の向上を実施した.さらに津波を海域で減勢させるための防波堤の粘り強さを評価するための数値解析手法も期待以上の評価が可能なモデルが構築できたと考える.遡上した津波からの避難のために期待される津波避難ビルに関しても,ビルの形状まで考慮した津波の作用状況が評価可能となった.さらに堅牢な建物群を津波の多重防護として評価するため,津波群による津波の変形,個々のビルに作用する津波力の評価手法も実現できたと考える.さらに建物の安定性や避難行動に影響を及ぼす漂流物の挙動についても研究を進めており,これらの成果は順調であるといえる.ただ,津波の早期検知はGPS波浪計に基づいており,それを補完するレーダーやその他の検知方法に関する検討が必ずしも十分ではなく,現状ではおおむね順調に進展していると判断した.27年度が最終年度であるため、記入しない。海岸工学今年度は,昨年度の検討に加え,海岸堤防の耐津波安定性をより精力的に行う.中村・水谷によるFS3Mモデルが海岸堤防背後の局所洗掘の推定に有効であることが示されたので,これを使って有効な対策工法を考究し,陸上への津波の軽減策を提案する.対策工法については数値解析だけでなく水理模型実験も実施する.さらに浸水した津波に対して安心できるまちづくり(安心できる住み方)に対してRC構造の建物の有効性について学術的な観点から提供可能な資料を作成すべくさらなる研究を実施する.そのため,本年度も平面波浪水槽を用いた水理模型実験とFSSMモデルによる3次元数値解析を実施する.本年度も特に建物の形状や配置について昨年度に加えてより広範な検討を加える.また,富田・高川は津波浸水リアルタイムシミュレーション手法を実用的なレベルまで完成度を高める.水谷と富田は平成26年度に実施した津波漂流物の水理模型実験の結果をまとめ,その影響を評価する手法の構築を行う.さらに水谷は本研究の総括を行う.研究実績の概要で既述したように,津波の早期検出,来週する津波の海域での防護,さらに陸上へ遡上した津波から避難するための施設としての津波避難ビルの効果について,研究代表者,分担者の研究は予定以上のペースで順調に進んでいる.また,研究を推進する上で研究協力者の小竹からも水理模型実験の結果の提供を受けるなど協力体制も機能している.
コロイド状半導体量子ドットにおける増幅キャリア抽出方法の新開発

1つの光子の照射により、量子ドット内に多数個のキャリアが生成されるコロイド状の半導体量子ドットは、そのキャリア増幅現象により、次世代の超高効率太陽電池材料として注目されている。ただし、増幅したキャリアは量子ドット内で互いに衝突する、または外部電極に伝搬するまでに捕獲されることにより熱として消失するため、増幅分のキャリアを抽出することが現状では困難である。本研究では、量子ドット内で増幅したキャリアを、共振器構造を備えた素子を利用することにより高効率に取り出すという、新しいキャリア抽出法の開発に取り組む。その開発に向け、本年度は下記の三項目を実施した。一項目は量子ドットの高品質化である。昨年度は、高効率なキャリアの増幅と、その高効率な抽出が期待できる、PbS/CdS量子ドットの試料作製法の改良を行い、発光の量子効率を約5倍向上させた。本年度は、この量子ドットの発光スペクトル線幅の狭帯化に向け、量子ドットのサイズ分散が小さくなるように作製法を改良した。マイクロウェーブの利用により、サイズ分散を±29%から±17%に縮小できた。二項目は本研究で提案するキャリア抽出法の実現に向けて設計した、共振器構造を備えた素子の作製法の改善・評価である。設計の見直しと作製法の改善により、共振器の性能の指標であるQ値が、研究開始前の目標値である500にほぼ近い480の素子を得た。また、その素子の基礎光学特性を、光学実験と理論計算の両面から明らかにした。三項目は光子増倍法の有効性の検証である。この方法により素子を動作させるためには、上記の素子にて、量子ドットの発光寿命の高速化効果を得る必要がある。実験により、この素子で約10倍の高速化効果が得られるとの結果を得た。動作の効率化に向けさらなる高速化が必要であるが、原理的には有効な方法であることを示した。その開発に向け、本年度は下記2項目を実施した。1.コロイド状半導体量子ドットの化学合成高効率なキャリアの増幅と、その高効率な抽出が期待できるPbS量子ドットの化学合成法の開発に着手し、当初の計画に沿ってその改良に取り組んだ。電子顕微鏡による粒子像の観察により、明瞭な格子縞を示す結晶性の高い量子ドットを合成する方法を見出したこと、および、4.6 nm 6.8 nmの範囲における粒径制御に成功したことを示した。また、発光スペクトルの測定結果から、本研究で開発する素子に適した、不純物発光の無い高品質な量子ドットが合成できたことを実証した。2.増幅キャリア抽出用の素子の試作本課題研究で提案するキャリア抽出法の実現に向け、独自に設計した素子の試作に取り組んだ。計算上、共振器の性能の指標である共振器Q値が500を超える素子を作製できれば、90%以上の抽出率が期待できる。この性能を満たす素子の作製に向け、計画に従って、素子の作製方法の探索、作製した素子の性能評価、および、その結果を帰還した作製法の改良に取り組んだ。これにより次年度以降の実現に向けた見通しを得た。当初の計画通り研究を実施し、おおむね期待した結果が得られている状況にある。その開発に向け、本年度は下記三項目を実施した。一項目は量子ドット合成法の改良である。昨年度は、高効率なキャリアの増幅と、その高効率な抽出が期待できるPbS量子ドットの合成法の開発を行い、不純物発光の無い高品質な量子ドットが合成できたことを示した。本年度はその量子ドットの発光の量子効率を向上させるため、量子ドットの周囲にCdS薄膜を形成したPbS/CdSコア・シェル型量子ドットの作製法の開発を進めた。シェルの形成により発光の量子効率が約5倍増大することを実証した。二項目は本課題研究で提案するキャリア抽出法の実現に向けて独自にデザインした素子の作製と評価である。作製法の改良と工夫を重ねた結果、共振器の性能の指標であるQ値が3倍向上して約300となった。最終年度までに目標とするQ値500を得る見通しを得た。光子増倍動作が働くためには、上記の素子にて、量子ドットの発光寿命が高速化される必要がある。高速化を確認するための光学計測系の構築並びに光学測定を行い、Q値の向上に連動して高速化効果が得られることを実証した。

計画通り研究を進めている。ただし現時点では、開発中の素子にて、計算上期待できるほどの効果が得られていない状況にある。1つの光子の照射により、量子ドット内に多数個のキャリアが生成されるコロイド状の半導体量子ドットは、そのキャリア増幅現象により、次世代の超高効率太陽電池材料として注目されている。ただし、増幅したキャリアは量子ドット内で互いに衝突する、または外部電極に伝搬するまでに捕獲されることにより熱として消失するため、増幅分のキャリアを抽出することが現状では困難である。本研究では、量子ドット内で増幅したキャリアを、共振器構造を備えた素子を利用することにより高効率に取り出すという、新しいキャリア抽出法の開発に取り組む。その開発に向け、本年度は下記の三項目を実施した。一項目は量子ドットの高品質化である。昨年度は、高効率なキャリアの増幅と、その高効率な抽出が期待できる、PbS/CdS量子ドットの試料作製法の改良を行い、発光の量子効率を約5倍向上させた。本年度は、この量子ドットの発光スペクトル線幅の狭帯化に向け、量子ドットのサイズ分散が小さくなるように作製法を改良した。マイクロウェーブの利用により、サイズ分散を±29%から±17%に縮小できた。二項目は本研究で提案するキャリア抽出法の実現に向けて設計した、共振器構造を備えた素子の作製法の改善・評価である。設計の見直しと作製法の改善により、共振器の性能の指標であるQ値が、研究開始前の目標値である500にほぼ近い480の素子を得た。また、その素子の基礎光学特性を、光学実験と理論計算の両面から明らかにした。三項目は光子増倍法の有効性の検証である。この方法により素子を動作させるためには、上記の素子にて、量子ドットの発光寿命の高速化効果を得る必要がある。実験により、この素子で約10倍の高速化効果が得られるとの結果を得た。動作の効率化に向けさらなる高速化が必要であるが、原理的には有効な方法であることを示した。次年度も、当初の計画通り研究を進める。当初の計画に沿った素子の改良を進めるとともに、設計方針の異なる素子の作製とその性能評価も並行して行う予定である。少額の端数分を、次年度に有効活用するため。(理由)得られた実験結果に応じて、本年度予定していた一部の実験と、次年度に行う予定としていた一部の実験の、実施順を入れ替えた。それにより若干の次年度使用額が生じた。(使用計画)予定する実験を全て遂行すると、来年度末時点での残額は0になる。昨年度の残額は物品費に加えて有効活用する。ごく少額のため、他の使用計画に変更はない。