hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
糖尿病患者の周術期血糖変動に関する研究

入室前血糖管理と最低血糖との差(最大Glycemic gap),入室前血糖管理と平均血糖値との差(mean Glycemic gap)に関する論文を執筆し投稿中である。3;術後集中治療を必要とする心臓手術が施行された患者のうち、低血糖を生じた57患者を対象に、術前血糖管理、術後血糖管理および患者予後の検討を行った。入室前血糖管理と最低血糖との差(最大Glycemic gap)と予後の関係を解析中である。また、入室前血糖管理が低血糖発生のリスク因子となるか解析している。26年度が最終年度であるため、記入しない。麻酔・集中治療26年度が最終年度であるため、記入しない。後ろ向き研究は、当初の予定であった1施設研究を、国際的多施設研究に発展させることができた。前向き研究は概ね計画通り進行している。大学人事により勤務病院の変更があったため、研究遂行がやや遅れている。しかし、いずれも研究拠点病院であり、各病院において、個々の計画を遂行に努めた。平成26年1月より神戸大学病院に移動し、糖尿病内科・心臓血管外科などと協力の上、本研究の基盤を確立し、研究続行を継続している。国際的後ろ向きDatabaseの解析を進め、論文化を行う。現在、1枚目の論文を投稿中、2枚目の論文を執筆中である。平成26年度の半ばまでに目標集積患者数に到達するよう前向き研究を継続する。現在、2枚の論文を投稿中である。また、近年臨床的問題となっている、術後せん妄も術後アウトカムに加え、更に研究を継続する。前向き研究を継続するために、術後の酸化ストレス・炎症反応と各血糖の指標を測定する。集積解析に必要なパソコンあるいは統計ソフトが生じれば購入する。論文執筆を複数進めており、投稿料・英語校正料が発生する。研究費はこれらの費用に使用する予定である。大学人事に伴い勤務病院が一時的に変更となったため、研究が計画よりやや遅れた。このため、次年度繰越金が発生した。各勤務病院は研究拠点病であるため研究遂行に問題はなかったが、新たな倫理申請が必要であったため研究が遂行できない期間が存在したことが大きな理由であった。平成26年1月より神戸大学病院に移動し、糖尿病内科の研究者や心臓血管外科をはじめとする外科系研究者と連携を取り、新たに研究遂行をできるよう体制を整えた。計画に伴い、周術期血糖管理の変動と患者予後に関する研究を続行する。また、術後せん妄など新たな臨床的アウトカムを取得する体制もできたため、神経系術後合併症に関するマーカーの測定を追加することが必要が生じた。次年度使用額はこれらの研究遂行に必要であり、これらの計画に沿って使用していく予定である。
都市スラムでの住民参加型下痢リスク調査に基づく新たなサニテーション・プランニング

世界の子供の死因第2位は下痢であり,サニテーションの不備はその主因とされる。しかし,実際のサニテーション導入案件では下痢の減少効果が有意に出ないことも多く,その効果の定量化・モデル化は実現できていない。本研究はサブサハラ・アフリカの都市スラムを対象とし,ヒト糞便の拡散・曝露とサニテーションの下痢低減効果のモデル化,およびサニテーションの効果が顕在化する普及条件を検証する。さらに,モデルを簡易化し,住民自らが簡易に測定する衛生環境データに基づき,多様な経路からの糞便の曝露を視覚的・直感的に提示することで,衛生改善策の主体的な策定が可能な新しい参加型サニテーション・プランニングの方法論を提案する。
ラットのヒゲ運動系における感覚・運動統合機序

ラットのヒゲ運動系モデルを用いて、感覚・運動統合機序の動的側面を解明しようと試みた。先行研究からヒゲ運動野はヒゲ感覚野と相互神経線維連絡があること、および、ヒゲ運動野は上丘経由で顔面神経核にアクセスしていることが明らかになっている。本研究では、ヒゲ運動野、ヒゲ感覚野および上丘で形成される神経系に着目し、time dependent scatter diagramを用いてこれらのニューロン間の機能的結合度を指標として神経回路網の動的側面を解析した。無拘束ラット標本を用いて、探索行動中および受動的に触覚刺激を与えられた時のニューロン活動をヒゲ運動野、ヒゲ感覚野および上丘に埋め込んだ慢性ワイヤー電極から導出・記録した。クラスターカッティング処理により単一ニューロン活動に分離した後time dependent scatterdiagramを作成し、ニューロン間の機能的結合度を解析した。その結果次のことが明らかになった。(1)解析した全てのニューロンで同一ニューロン間の機能的結合度は時間的に変化した。(2)探索行動中はヒゲ運動野からヒゲ感覚野および上丘に興奮性の機能的結合度をもつ一方、受動的に触覚刺激を与えられた時にはヒゲ感覚野および上丘からヒゲ運動野に興奮性の機能的結合度をもつニューロンが存在した。本研究を遂行するため、科学研究補助金は主として消耗品費として適切かつ有効に使用された。また、研究結果の一部は第25回北米神経科学学会で発表した。
閉経と卵巣全摘出による骨粗鬆症の病態差に関する研究-動物モデルおよびin vitroによる解析-

1.エストロゲン(E)低下動物モデルによる骨粗鬆化をきたす部位とE補充投与による骨密度改善効果を認める部位の実験的検討: 22週齢SDラットをSham群,OVX群,OVX+E_2群に分け,3カ月後腰椎骨(L_<3-5>),大腿骨近位端(F-P),骨幹部(F-M),遠位端(F-D)のBMDをDXAで,血中のosteocalcin(OC)と尿中deoxyridinoline(D-Pyr)/Crを前後で測定した。その結果,OVX群のL_<3-5>,F-P,F-DのBMDはSham群に比べ有意に減少したが,F-Mのそれは変化がなかった。OVX+E_2群もOVX群に比べL_<3-5>およびF-DのBMDは有意に増加したが,F-Mのそれは変化がなかった。骨吸収を反映する%D-Pyr/CrはOVX群はSham群と比べ有意に増加し,OVX+E_2群はOVX群に比べ有意に低下した。骨形成を反映する%OCは各群で有意な変化はなかった。以上から,OVXにより骨吸収は亢進し,BMDは海綿骨が豊富な部位(L_<3-5>,F-D,F-P)が減少するが,皮質骨の豊富な部位(F-M)は変化がなく,E_2の補充はOVXにより亢進した骨吸収を抑制し,OVXにより減少したBMDは海綿骨を中心に補填されることが明らかとなった。2.Eによる骨代謝調節機構の検討-動物モデルおよびin vitroによる解析-:8週齢雌性ddyマウスを同様に分け,術後経時的に骨髄細胞を採取し,各骨髄細胞の表面抗原に対するモノクローナル抗体を用いたフローサイトメトリーを行った。また骨髄細胞と骨髄間質細胞株を共培養した。その結果,OVX2週でB-220陽性の骨髄有核細胞数(プレB細胞)の著しい増加を認めた。このプレB細胞の特異的増大はE_2の補充でShamレベルに改善した。一方,正常マウスにE_2を投与しEを過剰にすると,OVXと反対に骨髄B細胞は著しく減少した。共培養系ではE_2はB細胞の増殖と分化を用量依存的に抑制した。以上から,Eの過不足による骨髄造血の変化は骨代謝の変動をきたし,骨量の低下を促す可能性が示唆された。Wister系ラットにおける卵摘による骨粗鬆化とエストロゲンによる補充効果の検討【目的】卵摘(OVX)によりいかなる部位に骨密度の変化が起こるか,また,それがエストロゲンの補充によりどのように改善するかについて,ラットを用いてDXAおよび骨形態計測により検討を行った。【方法】

24週齢ラットを用い,術前(pre)ラット(n=6)およびsham手術施行ラット(n=6)をcontrolとし,OVX施行ラット(n=6)およびOVX1カ月後から3カ月間E_2投与(17-β-E_2 100μg徐放性ペレットを脊部皮下に埋め込む)ラット(n=6)のDXAによるL_<3-5>BMDおよび大腿骨BMDを比較検討し,さらに骨形態計測にても比較検討した。【結果および考察】(1)体重補正L_<3-5>BMD・・・・・・pre群とsham群のBMDは8.77×10^<-4>±4.56×10^<-5>および8.86×10^<-4>±3.76×10^<-5>と,両群には有意差はなかった。しかし,OVX群は6.08×10^<-4>±2.70×10^<-5>と,preおよびsham群に比し,有意(p<0.001)な減少を認めた。また,OVX+E_2群のBMDは,0.832×10^<-4>±1.03×10^<-5>とOVXに比べ,有意(p<0.04)な上昇を認め,preおよびsham群とは有意差はなかった。(2)大腿骨BMD・・・・・・大腿骨BMDは近位端,遠位端,骨幹部と3カ所測定したが,遠位端がL_<3-5>BMDの変化と近似し,近位端においてもほぼ近似したが,骨幹部では4群ともほとんど変化が認められなかった。なお,遠位端および近位端は海綿骨が皮質骨よりも大きな割合を占めるが,骨幹部は皮質骨主体にて構成されていることを組織学的に確認している。(3)以上より,OVXによるエストロゲンの低下によって海綿骨を主体とする骨粗鬆化が生じるが,皮質骨に対する影響は少ないことが判明した。また,エストロゲンの補充によっても海綿骨を主体として改善効果がもたらされることが判明した。(4)現在,非脱灰標本を用いて骨形態計測上の変化ならびに各種骨代謝マカ-上の変化についても検討中である。【目的】マウスに卵巣摘出術(OVX)を施し,エストロゲン(E)が低下すると,骨量減少とともに骨髄造血が刺激され,骨髄中の有核細胞数が著しく増加する。そこで,OVXに伴い増加する骨髄細胞の質的変化を調べることにより,Eが骨代謝にいかなる影響を及ぼすか検討することを目的とした。【方法】8週齢雌性ddyマウスにShamまたはOVXを施し,OVX群の一部には17β-estradi ol (E_2)のペレット(10μg)を皮下移植した。術後,経時的に脛骨より骨髄細胞を採取した。造血細胞の特異的表面抗原マーカーの発現をB220 (B細胞系)などのモノクローナル抗体を用い,フローサイトメトリーにて解析した。また,骨髄間質細胞に依存したBリンパ球の増殖・分化を調べるため,骨髄間質細胞株ST2上で骨髄細胞を共存培養することにより,B220陽性B細胞の増殖・分化に対するE_2の作用を解析した。【結果】(1)術後2週目より,OVX群では骨髄有核細胞数の増加が認められた。OVXにより骨髄細胞のB220陽性率の上昇とMac-1(骨髄球全般)およびGr-1(顆粒球系)陽性率の低下が認められた。また,B220陽性B細胞のフローサイトメトリーパターンに変化が認められ,膜表面IgM陰性の未熟なB細胞の増加が観察された。(2)術後2週の骨髄における各表面抗原陽性細胞数を比較すると,B220陽性細胞数に限って顕著な増加が観察された。(3) OVXによる上記の骨髄細胞の量および質的変動はE_2の補充投与により回復した。(4) ST2細胞と骨髄細胞の共存培養系において,E_2はB細胞の増殖・分化を著明に抑制した。(5)正常雌性マウスにE_2を投与してE過剰にすると,7日後,骨髄B細胞が著しく減少した。【考察・結論】OVXマウスでは骨髄造血が刺激され,未熟なB細胞が増加する。またEはB細胞の増殖・分化を著明に抑制する。
Gap-junctionを介した象牙芽細胞複合体の生体防御機構に関する研究

本研究において我々は、象牙芽細胞の機能を電気生理学的に解析するとともに、象牙芽細胞間および象牙芽細胞と下層細胞間の神経系を介さない直接的な細胞間情報伝達機能に関する新しい所見を得た。さらに、象牙芽細胞と密接な関係にある象牙細管を刺激進入経路としてとらえ、象牙細管内容液の進入防御能に関する知見を加え、歯髄脈管および歯髄痛にも目を向けた。すなわち、1.低分子色素を用いたdye couplingの精査、2.ネコ象牙芽細胞に電位依存性の電流がないことの証明、3.健全象牙質・う蝕影響象牙質における象牙細管内容液の外向き流のLPS歯髄侵入抑制能、4.象牙芽細胞機能複合体の証拠、5.象牙芽細胞間electrical conductanceへの加齢の影響、5.加齢に伴う象牙芽細胞間electrical conductanceの影響、6.細胞外pHの変化に伴う象牙芽細胞間electrical conductanceの影響、7.細胞膜の機械的変形に伴う象牙芽細胞間electrical conductanceの影響、8.ネコ象牙芽細胞へのwhole-cell voltage-clamp法の応用、9.ヒト象牙芽細胞間および象牙芽細胞と下層細胞間のgap junction、10.歯髄側へのかあつによる50%リドカインの歯髄内送達法、11.健全象牙質とう蝕影響象牙質浸透性へのiontophoresisの効果、12.象牙芽細胞を含む歯髄最外層成分の象牙質浸透性への影響、13.静水圧とイオン導入法を応用した象牙細管経由の新しいDrug delivery system、14.年齢の相違によるヒト歯髄感覚と歯髄神経活動性の関連、15.冷刺激で誘発される神経原性疼痛、16.歯髄微小循環系について明らかにした。Lucifer-Yellowを用いた形態学的研究と電子顕微鏡学的手法により,(1)象牙芽細胞およびその下層の細胞間にはdye-couplingが存在することがわかった.そして,(2)その結合は電子顕微鏡学的にはgap-junctionの存在として証明された.その後,ナイスタチンを用いてdual whole cell patch-clamp法をヒト新鮮単離象牙芽細胞に応用した.その結果,(3)細胞間の電気couplingが確認され,イオンや低分子が細胞間を両方向性に通過できることが明らかになった.(4)ただし,象牙芽細胞間では電位関門は偏りのない両方向性であったが,(5)象牙芽細胞と下層細胞間の関門は,通過しやすい方向としにくい方向が存在した.(6)また,象牙芽細胞は細胞集団内の細胞数が増すほど,時定数が増加することから,細胞同土が電気的な集合体を形成していることが明らかになった.次に,機械的な変形が象牙芽細胞層の細胞のイオン膜特性に与える影響を電機生理学的に調べた.象牙芽細胞間および象牙芽細胞と下層細胞間には電気的結合の確認後,ヒト小臼歯あるいは第3大臼歯から新鮮単離した細胞に対して,顕微鏡下において尖端の丸いガラス毛細管あるいは膜にGΩシールしたピペットを吸引することで,膜に対する変形を加えた.(7)この機械的膜変形によって,イオンチャンネルの開閉には増加・減少ともに観察されなかった.また,(8)上記の細胞間の電位関門の両方向性の偏りも機械的変形で影響を受けなかった.こうしたことから,象牙芽細胞層にはgap-junctionを介した広い細胞間集合体が存在する.しかし,このcell-to-cell連絡は,象牙質感覚を起こす動水力学的な象牙細管内容液の動きで引起されたり,修飾されたりしないと考えられる.ヒト新鮮単離歯髄細胞を用いて以下のことを明らかにした.

●dual voltage clamp法を用いて象牙芽細胞間および象牙芽細胞とその下層の細胞間にelectrical couplingが存在しイオンや低分子が行き来できること,象牙芽細胞間には電位関門には方向依存性がないが,象牙芽細胞と下層細胞間には方向依存性があることを明らかにした.●先端の丸いガラス毛細管およびパッチクランプ用電極の吸引により,象牙芽細胞膜に加えた機械的変形によって,象牙芽細胞間および象牙芽細胞と下層細胞間のconductanceは影響を受けなかったことから,象牙質感覚を惹起するとされる象牙細管内容液の移動に起因する動水力学的な力によって細胞間機能結合は変調されている証拠認められなかった。●矯正学的に抜歯予定のヒト小臼歯から単離した若い象牙芽細胞(12.6±0.9yr)の方が成熟した(20.9±3.9yr)象牙芽細胞に比べて,統計学的に有意に,細胞径(長軸方向)が大きく,象牙芽細胞間においても象牙芽細胞と下層細胞間でも細胞間電気conductanceが大きいことが明らかになった.こうした事実は若い象牙芽細胞が成熟した象牙芽細胞に比べて,高い代謝活性と刺激感知・変換・伝達機能を有していることに関連していると考えられた.1.Informed consentの得られた患者から、矯正的理由で健全小臼歯を便宜抜歯し、その直後に象牙芽細胞(OB)を単離した。(1)新鮮OB間およびOBとその下層細胞間には、gap junction(lucifer yellowで示されたdye coupling)を介した細胞間の結合が存在し、集合体syncitiumとして機能していることが示された。(2)この結合がelectrical couplingであることを確認した。OB-OB結合におけるtransjunctional conductance(G_j)は電気的に両細胞間で方向非依存性であったが、OB-下層細胞結合は方向依存性であった。(3)OB集合体は電気的に大細胞であるかのようにelectrical couplingを介した大きなcapacitanceを有した。(4)象牙質痛受容歯髄神経線維を興奮させる、hydrodynamicな細管内容液の動きを想定した、OB膜の機械的変形ではG_jは変化しなかった。(5)幼弱なOBでは突起の長さは成熟細胞より有意に長く、そのG_jは有意に大きかった。(6)細胞外液のpHによってG_jは変動し6.6<7.0≒7.8<7.4であった。2.(1)ヒト抜去歯歯髄側から脱灰、健全、硬化象牙質のディスクを作製し、水力学的伝導量(L_p)を測定した後、象牙質を拡散通過するLPS量を測定した。健全歯では外向き流が拡散より優勢に働くのでLPSは歯髄内では認められなかった。(2)L_p、LPS拡散量ともに脱灰>健全>硬化象牙質の順であった。しかし、脱灰象牙質でも外向き流が存在すれば、LPSの浸透は0近くまで抑制された。また、硬化象牙質ではL_pが小さくなるので象牙質内拡散(∝R^2)も減少したが、外向きろ過率(∝R^4)がさらに減少していた。(3)非ステロイド性抗炎症薬ナプロキサンNaの象牙質浸透性を、象牙芽細胞層は抑制し、イオン導入法は促進した。
骨誘導因子(BMP)による骨芽細胞の新たな分化誘導モデルの確立と誘導機構の解析

本研究は、骨芽細胞の分化機構を解析し得る新たなin vitroのモデル実験系の確立を目的とした。すでにin vivoでは、Bone Morphogenetic Protein(BMP)が筋組織内で新生骨を誘導することが知られていたが、その細胞レベルでの骨誘導機構は不明な点が多かった。そこで、筋芽細胞株(C2C12細胞)に対するBMP-2の作用をin vitroで検討し、BMP-2が骨芽細胞の分化を強力に誘導することを明らかにした。C2C12細胞は、筋細胞の分化を解析するために広く用いられている細胞で、高頻度に成熟した筋細胞に分化する特徴を持つ。C2C12細胞をBMP-2存在下で培養したところ、筋細胞の分化マーカーであるtroponin T(Tn T)の発現や多核の筋管細胞はほぼ完全に認められなくなった。BMP-2によって筋細胞への分化が抑制された単核のC2C12細胞は、強いアルカリホスファターゼ活性を有しており、他にも骨芽細胞の分化マーカーとして知られるオステオカルシンの産生や副甲状腺ホルモンに対する反応性もBMP-2の濃度依存的に誘導されることが判明した。さらに、BMP-2による分化の調節機構を明らかにするために、筋細胞の分化を制御することが知られている一連のHelix-Loop-Helix型の転写調節因子群の発現を検討した。BMP-2は、筋細胞の分化に促進的に作用するMy oDとmyogeninのmRNAの発現を抑制した。一方、BMP-2は、筋細胞の分化に抑制的に作用するId-1の発現を誘導することが明らかとなった。以上の結果より、BMP-2は筋芽細胞の筋細胞への分化を抑制するだけでなく、それを骨芽細胞に分化誘導することが明らかとなった。筋細胞への分化の抑制には、Helix-Loop-Helix型の転写調節因子の発現調節が関与していることも判明した。この結果は、BMP-2による骨芽細胞への分化誘導にも、ある種の転写調節因子の発現が関与することを示唆している。今後、この骨芽細胞の分化誘導モデルを用いた解析により、骨芽細胞の分化の調節機構が転写因子のレベルで解明されることが期待された。
HIV増殖に必須の酵素の形成ダイナミックス研究とその阻止剤の構造学的デザイン

蛍光蛋白CFP又はYFPが組み込まれたprotease(PR)を有する感染性組み換えHIV-1クローンを利用したfluorescence resonance energy transfer (FRET)の系を用いてPRの2量体形成を検出する系を確立。これに構造学的解析を組み合わせることで野生株のPR2量体形成を阻害する一群の新規低分子化合物(PDIs)を同定・開発すると共に、前述の組み換え1HIV-1クローンのPR領域に変異を導入し、感染性やPR2量体構造の安定性を確認することで、2量体形成に重要な役割を担っているとされるアミノ酸やPDIs耐性に関与するアミノ酸の詳細な解析を行った。その結果darunavir (DRV)が野生株PRの酵素活性中心部位のAsp29、Asp30の主鎖と強固な水素結合を形成すること、さらにAsp29がPR2量体形成に重要なアミノ酸であり、DRVがこのアミノ酸との間に二つの水素結合を形成することで、PR活性の阻害効果のみならずPR前駆体が成熟するために必須の課程である2量体化も阻止しうるbi-functional protease inhibitor (PI)であることを見いだした。(Koh & Mitsuya et al. J Biol Chem. 282 : 28709-20, 2007)。最近では、DRVとは異なる基本骨格cyclopentanyltetrahydrofuran (Cp-THF)を有し、多剤耐性臨床分離HIV-1株に対して、野生株と同等(EC50値で2倍以内)の高い活性を発揮する新規PI, GRL-02031を開発(Koh, Deb & Mitsuya et al, AAC. 2009)、さらに結晶構造解析によって異なる2つの結合様式で本剤がHIV-1 PRの活性中心部位に結合することを明らかにし、このことは本剤が様々な薬剤耐性HIVに対して高い活性を発揮する機序の一つと考えられた。試験管内あるいは臨床においてDRVに対するHIVの耐性獲得は極めて困難であることが報告されているが、我々は複数の多剤耐性臨床分離株のmixtureを用いてDRV高度耐性HIVの試験管内誘導に初めて成功し、複数の多剤耐性臨床分離株の重感染により遺伝子相同組換えが起こりHIV-1がDRV高度耐性を獲得することを明らかとした(投稿中)。
有機金属化合物の機能と物性

本研究組織では有機金属化合物の機能と物性,特に重点的に有機ケイ素化合物や典型有機金属化合物の機能と物性,有機金属活性種の構造と物性,生体機能を有する有機金属化合物,触媒機能を有する有機金属化合物の研究,さらに,物質変換機能の発現に向けての研究を行うとともに,基礎的な機能設計,そのための新規有機金属化合物創出を目的とした研究を行った.総括班は,これら実施班の有機的な連絡調整を計ると共に,共通する諸問題を討議するのを目的としている.本年は2年目に当たり,研究実施上重要な年であることを念頭に,本総括班では,各研究実施班と密接な連絡を取りつつ,研究遂行上の共通諸問題を取り扱った.まず,第三回の全体会議およびシンポジウムを, 6月26, 27の両日大阪(科学技術センター)で開催した.さらに第四回のシンポジウムを, 12月11, 12の両日長岡市(長岡ニューオータニホテル)で行った.いずれのシンポジウムも公開であり,学界のみならず,産業界からも多数参加者があり,盛会であった.シンポジウム開催に関し予稿集(二回)を発行した.また,本年度の研究成果の報告書を3月に発行した.昨年に引続き,ニュースレターも発行した.総括班としての重要な計画として,核磁気共鳴装置(NMR)およびX-線結晶解析装置の購入と,有機金属化合物の構造解析業務がある. X-線による構造解析は極めて重要であるにも関わらず,装置が高価であるのと,解析に高度の技術を必要とするため,わが国では十分に普及していないのが現状である.本年度は, X-線結晶解析装置を東工大(資源科学研究所)に, NMRを阪大理学部に設置して班員のための構造解析を開始した.本研究組織では有機金属化合物の機能と物性,特に重点的に有機ケイ素化合物や典型有機金属化合物の機能と物性,有機金属活性種の構造と物性,生体機能を有する有機金属化合物,触媒機能を有する有機金属化合物の研究,さらに,物質変換機能の発現に向けての研究を行うとともに,基礎的な機能設計,そのための新規有機金属化合物創出を目的とした研究を行った.総括班は,これら実施班の有機的な連絡調整を計ると共に,共通する諸問題を討議するのを目的としている.本年は2年目に当たり,研究実施上重要な年であることを念頭に,本総括班では,各研究実施班と密接な連絡を取りつつ,研究遂行上の共通諸問題を取り扱った.まず,第三回の全体会議およびシンポジウムを, 6月26, 27の両日大阪(科学技術センター)で開催した.さらに第四回のシンポジウムを, 12月11, 12の両日長岡市(長岡ニューオータニホテル)で行った.いずれのシンポジウムも公開であり,学界のみならず,産業界からも多数参加者があり,盛会であった.シンポジウム開催に関し予稿集(二回)を発行した.また,本年度の研究成果の報告書を3月に発行した.昨年に引続き,ニュースレターも発行した.総括班としての重要な計画として,核磁気共鳴装置(NMR)およびX-線結晶解析装置の購入と,有機金属化合物の構造解析業務がある. X-線による構造解析は極めて重要であるにも関わらず,装置が高価であるのと,解析に高度の技術を必要とするため,わが国では十分に普及していないのが現状である.本年度は, X-線結晶解析装置を東工大(資源科学研究所)に, NMRを阪大理学部に設置して班員のための構造解析を開始した.
生活リズムと解離した食事制限が若年女性の生殖機能に及ぼす影響

性成熟過程にある女性の食生活は、以後の母性を担う時期の女性のQOLに重要な影響を与えるという仮説のもと、アンケート調査および動物による検証実験を実施し、様々な食生活習慣の中で朝食欠食によって引き起こされる摂食リズムと生活リズムの乖離が、生殖機能に悪影響を与えるもっとも重要な因子となる可能性を示した。この成果は、性成熟完成期女性に対して、ダイエットを行う場合でも将来の生殖機能に対する障害を最小限に抑えることが期待できる新しい視点からの提言を盛り込んだ食育プログラムを作成する上で意義ある知見といえる。性成熟過程にある女性の食生活は以後の母性を担う時期の女性のQOLに重要な影響を与えるという新しい着想から、悪影響を及ぼす可能性のある食生活習慣の因子を抽出することを目的として、18-20歳の女子学生を対象に食事習慣を含む基本的な生活習慣、体型認識やダイエット行動の実態、婦人科愁訴をふくむ身体症状についてのアンケート調査を継続して実施した。また、アンケート回答者の一部に食事記録を依頼し、栄養分析を行った。さらに雌性ラットを用いて食餌量および食餌時間の制限による性周期変化を観察し、食生活が生殖機能に及ぼす影響を検討した。アンケート調査の結果を詳細に分析したところ、不適切と考えられる食生活習慣の中でも朝食の欠食は若年女性の生殖機能に悪影響を及ぼすもっとも重要な因子のひとつである可能性が示唆された。食事記録からは調査対象者の平均的な摂取エネルギー量は推定エネルギー必要量の8割以下であることが明らかとなった。さらにラットによる検証実験においても、80%および50%制限食の負荷で性周期の乱れが観察されたが、とくに50%制限下で活動期に飢餓状態におかれている群は、非活動期に飢餓状態におかれている群に比べて正常性周期への回復が遅い傾向が認められた。以上の知見から、生活の活動開始期に行う欠食、すなわち摂食リズムと生活リズムの解離が生殖機能に大きな悪影響を与える可能性が示された。これらの成果は、性成熟完成期女性に対して、ダイエットを行う場合でも将来の生殖機能に対する障害を最小限に抑えることが期待できる新しい視点からの提言を盛り込んだ食育プログラムを作成する上で意義ある知見といえる。また、アンケート回答者の一部に対して実施した3ヶ月におよぶ食事記録の詳細な分析を行った。アンケート調査の結果を詳細に分析したところ、今回の調査においても朝食欠食群は有意に月経痛の程度が強いことが確認されたが、新たに夜型の生活が朝食欠食を誘引していることが明らかとなった。さらに食事記録の解析から朝食欠食者は一日を通した食事の中で朝食欠食分のエネルギーを補っておらず、これが全体の摂取エネルギー不足の原因の一つと推察できた。一方でラットにおける検証実験において、明期(非活動期)に100%給餌した群と暗期(活動期)に80%給餌した群の体重の推移が一致したことから朝食欠食による影響は食事量の減少よりも摂食リズムの乱れにより強く左右される可能性が導かれた。また、月経前症候群については間食摂取頻度が高くなるほど自覚症状が増え、とくに自覚症状がある群における夜間の間食による摂取エネルギーは有意に高いことが示された。以上の知見から、生活の活動開始期に行う欠食や逆に活動休止期の摂食は、摂食リズムと生活リズムの解離を引き起こし、生殖機能に大きな悪影響を与える可能性が示された。性成熟過程にある女性の食生活は以後の母性を担う時期の女性のQOLに重要な影響を与えるという新しい着想から、生殖機能に悪影響を及ぼす可能性のある食生活習慣の因子を抽出することを目的として、18-20歳の女子学生を対象に食事習慣を含む基本的な生活習慣、体型認識やダイエット行動の実態、婦人科愁訴をふくむ身体症状についてのアンケート調査を継続して実施した。また、昨年度に引き続いてアンケート回答者の一部に対して実施した3ヶ月におよぶ食事記録の詳細な分析を行った。その結果、朝食を欠食すると有意に月経痛の程度が強くなり、また便通の状態が悪いことが明らかになった。食事内容が及ぼす影響は、便通については緑黄色野菜の摂取頻度が低いと有意に便通の状態が悪いことが認められたが、月経痛についてはいずれの食品群においても摂取頻度と月経痛の程度との間に有意な差は得られなかった。機能的な月経痛の発生機序は大きく分けて、内分泌系を介する経路と自律神経系を介する経路が想定されるが、内分泌系経路においては同時に月経周期の乱れをきたすと推察される。

一方で子宮と直腸は骨盤内の主要臓器であり、月経周期に伴いホルモンおよび自律神経の影響下に、それぞれ月経痛、便秘を呈することが知られている。便通の状態を左右する要因が朝食欠食に起因する食事リズムの乱れとともに特定の食品の摂取頻度も関与していると考えられるのに対し、月経痛を引き起こす原因としては食事の内容より朝食を欠食することで生じる摂食リズムの乱れが強く影響を及ぼす可能性が示唆された。これらの成果は、性成熟完成期女性に対して、ダイエットを行う場合でも将来の生殖機能に対する障害を最小限に抑えることが期待できる新しい視点からの提言を盛り込んだ食育プログラムを作成する上で意義ある知見といえる。
第3の多機能ナノカーボン材料の創製

石油から抽出できるナノテク新素材「ダイヤ分子」には、ダイヤモンドのもつ優れた性質に加えて、ナノのサイズ、特徴的な形状、キラリティー(構造の右手・左手の関係)などから生ずる新たな機能が期待される。そこで、フラーレンやカーボンナノチューブを凌駕する第3の炭素系ナノ材料とすべく、ダイヤ分子に固有な量子特性や超機能を発掘し、工学的応用への可能性を探ることを目的に、昨年度から引き続き、理論的アプローチと実験的アプローチの双方を活用した多角的な機能開拓を行った。ダイヤ分子の結晶が、光の吸放出に有利な直接遷移型の電子バンド構造をもつこと、そのバンドギャップの大きさがダイヤ分子の大きさで調整可能なことを、第一原理に基づく理論計算で昨年度に見出している。今年度は、より高度な計算手法を取り入れて、誘電特性に関する理論計算による検討を進め、ダイヤ分子の結晶が、非常に小さな誘電率をもっており、高周波のデバイスにおける、低損失な絶縁体材料として有望であることを見出した。一方で、良質で大型なダイヤ分子の単結晶試料を作製するための専用の装置と手順の開発を本研究課題で達成したことから、理論予測を実験実証することについても検討が進んだ。実際に、単結晶試料を用いて、マイクロ波を用いた空洞共振法によって誘電率測定を行ったところ、その絶対値も理論予測と良い一致を示すことが確認できた。講演の招待を2件受けたほか、大学を代表する研究成果として国際広報誌Tokyo Tech Bulletinにおいて研究紹介された。フラーレンやカーボンナノチューブを凌駕する第3の炭素系ナノ材料とすべく、ダイヤモンド・ブロックで構成される分子・クラスター群-ダイヤモンドイド-について、そのナノサイズ・立体形状・対称性などを反映した固有な量子特性や超機能を発掘し、工学的応用への可能性を探ることを目的に、理論と実験の双方を活用した多角的な機能開拓を行った。理論的アプローチとしては、ダイヤモンドイド結晶の電子機能について、密度汎関数理論に基づく第一原理電子状態計算を行い、特に光学的性質および関連する誘電特性について詳細に明らかにした。光学特性について理論計算からの発見として特筆すべきは、バルク・ダイヤモンドの間接遷移型電子バンド構造が、ダイヤモンドイドでは直接遷移型に変化すること、そしてそのエネルギーギャップの大きさを、ダイヤモンドイドの大きさの選択で調整可能な点である。一方で実験的アプローチとしては、(1)光学特性などの評価に供することのできる高度に精製した試料の準備、(2)大型で良質な単結晶試料の作製、(3)熱物性などの基礎物性の評価について重点的に取り組んだ。(1)と(2)については、エネルギー投入が小さく有機溶剤も使用しない環境負荷の小さな方法によって、精製と単結晶化を同時に行うことのできる専用の装置と手順を開発した。これら研究成果については、学会での口頭発表および学術雑誌での論文発表を行ったが、当該分野の研究を加速するものとして注目を集めることとなり、新聞報道もなされた。
サービス部品の需要予測、在庫管理および信頼性設計に関する研究

1.製品市場残存特性ならびに部品故障特性からサービス部品需要量を求める式を展開し,製品生産形態,製品市場残存特性および部品故障特性によってサービス部品需要曲線を八つのタイプに分類できることを示した。そしてこの分類をもとに,サービス部品管理を考慮した信頼性設計のあり方を明らかにした。2.製品の生産・販売量とサービス部品の販売実績から製品市場残存特性および部品故障特性を同定し,将来のサービス部品需要量の予測法を用いれば,実用上十分な精度で将来のサービス部品需要を予測できる事を明らかにした。3.需要予測誤差を量的かつ時間的にとらえて生産・在庫計画の再計画を行う方式を明らかにし、そして提案した遂次法式のサービス部品生産・在庫計画法と従来の方法を実際のデータに適用して比較し,提案した方法の有効性を示した。4.製品市場残存特性および部品故障特性の同定誤差をあらかじめ考慮することによって,最終生産時のサービス部品生産量を適切に決定する方法を展開した。製品市場残存特性および部品故障特性の同定誤差が大きく,かつ品切れによる損失が大きい場合に,提案した一括生産方式のサービス部品生産・在庫計画法がとくに有効であることを明らかにした。また,部品寿命が指数分布に従う場合に総サービス部品需要量が簡単な式で表せることを利用し、製品市場残存特性および部品故障特性の同定誤差が生産・在庫計画に与える影響を明らかにした。5.提案した一括生産方式のサービス部品生産・在庫計画法をもとに,各種の入力データからサービス部品の最適な最終生産時期を求めることができるシミュレーションモデルを開発した。本研究は,耐久消費材メ-カが直面しているサ-ビス部品管理問題に関して,過去のサ-ビス部品需要量をもとに将来のサ-ビス部品需要量をできるだけ正確に予測する方法を確立し,次いでこの方法に基づいて,在庫レベルと即納率の観点から最適なサ-ビス部品生産・在庫計画を求めるための方法を開発し,そして最後にサ-ビス部品管理を容易ならしめる部品の信頼性設計法を展開するものである.これらの研究によって,メ-カはサ-ビス部品管理のための具体的指針を得ることになる.1.自動車部品メ-カ,プレハブメ-カ,電気製品メ-カを中心にサ-ビス部品需要の現われ方の実状調査を行った.2.製品の生産時期と生産数量,初期のサ-ビス部品需要量から市場に残存する製品を推定する逆探知法の開発を行った.3.2の結果に基づいて製品市場残存数の関数形と部品寿命の関数形の適切な設定法を確立し,人工知能の推論のもとになる論理構造モデルの展開とデ-タの整備を行った.4.3の結果に基づいてサ-ビス部品需要量の早期予測法の開発を行った.5.サ-ビス部品の需要予測のためのコンピュ-タ・ソフトウェアを開発した.6.この新しく開発したサ-ビス部品の需要予測法と,従来の過去の需要量のみによる予測法との比較検討を行った.これより,本研究で展開したサ-ビス部品需要予測法は,従来の予測法に比べて非常に優れたものであることを明らかにした.本研究は,耐久消費材メ-カが直面しているサ-ビス部品管理問題に関して,過去のサ-ビス部品需要量をもとに現在および将来のサ-ビス部品需要量をできるだけ正確に予測する方法を確立し,次いでこの方法に基づいて,サ-ビス部品在庫のためのコストと顧客サ-ビスのための即納率の観点から,最適なサ-ビス部品生産・在庫計画を求めるための方法を開発し,そして最後にサ-ビス部品管理を容易ならしめる部品の信頼性設計法を展開するものである.本年度は,本研究第1年度の研究成果である"初期のサ-ビス部品需要量から製品市場残存数を推定する逆探知法"に基づいて,1.在庫についての制約がない場合について,最適なサ-ビス

部品生産・在庫計画を求めるための定式化を行ない,そして効率よく最適な生産・在庫計画を求める方法を展開した.2.在庫スペ-スに関する制約,在庫コストに関する制約がある場合について,最適なサ-ビス部品・在庫計画を求めるための定式化を行ない,最適な生産・在庫計画を求める方法を展開した.唯,この方法は計算時間に問題があるため,更に実用に供するために発見的方法を展開した.3.2)の結果に基づいて,経営の戦略的観点から設定される即納率の尺度を導入し,その下で,在庫スペ-スに関する制約,在庫コストに関する制約がある場合について,最適なサ-ビス部品生産・在庫計画を求めるための定式化を行ない,コンピュ-タ・シミュレ-ションによる近似最適な生産・在庫計画を求めるための方法を展開した.4.以上の結果を得て,階層的サ-ビス部品センタの運用モデルを開発した.本年度は,長期にわたってサービス部品の生産を継続する場合を想定して,必要なときに,随時,サービス部品を生産,供給する逐次生産方式のサービス部品生産・在庫計画法について論じ,以下の結果を得た.1.まず、需要予測誤差を量的かつ時間的にとらえて生産・在庫計画の再計画を行う方法を明らかにし,そして提案した逐次生産方式のサービス部品生産・在庫計画法と従来の方法を実際のデータに適用して比較し,提案した方法の有効性を示した.次に,サービス部品の生産を早期に終了する場合を想定し,その後必要となると予測されるすべてのサービス部品を生産して保持する一括生産方式のサービス部品生産・在庫計画法について論じ,以下の結果を得た.2.製品市場残存特性及び部品故障特性の同定誤差をあらかじめ考慮することによって,最終生産時のサービス部品生産量を適切に決定する方法を展開した.製品市場残存特性及び部品故障特性の同定誤差が大きく,品切れによる損失が大きい場合に,提案した一括生産方式のサービス部品生産・在庫計画法が有効であることを明らかにした.また,部品寿命が指数分布に従う場合に総サービス部品需要量が簡単な式で表せることを利用し,製品市場残存特性及び部品故障特性の同定誤差が生産・在庫計画に与える影響を明らかにした.また,必要なサービス部品の量を簡単に求めることができるマトリクスを作成した.3.提案した一括生産方式のサービス部品生産・在庫計画法をもとに,各種の入力データからサービス部品の最適な最終生産時期を求めることができるシミュレーションモデルを開発した.そして,そのシミュレーションモデルを用いた数値実験の結果,品切れによる損失が大きい場合には,サービス部品の最終生産時期を適切に決定することが特に重要であることを明らかにした.
ニッケル-水素化物電池の高性能化に関する研究

ニッケル-水素化物電池の負極の性能を向上させるために,負極材料として用いる水素吸蔵合金の表面を無電解あるいは電気めっき,還元剤を含むアルカリ水溶液での処理,あるいは金属酸化物との混合によって修飾した.また,水素吸蔵合金の構成金属を異種金属で部分置換することや,AB_S,AB_2などの化学量論組織から合金組成をずらすことによって合金本体の組成制御を行った.これらの表面修飾や組成制御が水素吸蔵合金の電気化学的特性や負極性能に及ぼす影響を検討するとともに,合金上における水素電極反応や合金内の水素の挙動などの基本的特性を検討した.本研究で得られれた知見を総括すると,以下のとおりである.1.水素吸蔵合金の電気化学的特性は、構成金属を異種金属で部分置換することあるいはAB_S,AB_2などの化学量論比から合金組成をずらすことによって向上する.2.希土類系水素吸蔵合金の表面を種々の金属や金属酸化物で修飾することによって,水素電極反応に対する触媒活性と高率充放電能は改善できる。3.ラーベス相水素吸蔵合金の表面を還元剤を含むアルカリ水溶液で処理すれば、初期活性化が容易になり、高率放電能が向上する.4.電位ステップ法で評価した水素吸蔵合金中の水素の拡散係数は,構成金属を原子半径の小さい異種金属で部分置換すると増大する.5.水素吸蔵合金の組成を化学量論比からずらすと,合金中の水素の拡散の活性化エネルギーは減少し,放電高率が高くなる.以上のように,水素吸蔵合金を表面修飾あるいは組成制御して負極性能を調べるとともに,合金上における水素電極反応や合金内の水素の挙動などの基本的特性を解明し,ニッケル-水素化物電池の高性能化のためのいくつかの水素吸蔵合金の設計指針および負極の開発指針を提供することができた.ニッケル-水素化物電池の負極の性能を向上させるために,負極材料として用いる水素吸蔵合金の表面を無電解あるいは電気めっき,還元剤を含むアルカリ水溶液での処理,あるいは金属酸化物との混合によって修飾した.また,水素吸蔵合金の構成金属を異種金属で部分置換することや,AB_S,AB_2などの化学量論組織から合金組成をずらすことによって合金本体の組成制御を行った.これらの表面修飾や組成制御が水素吸蔵合金の電気化学的特性や負極性能に及ぼす影響を検討するとともに,合金上における水素電極反応や合金内の水素の挙動などの基本的特性を検討した.本研究で得られれた知見を総括すると,以下のとおりである.1.水素吸蔵合金の電気化学的特性は、構成金属を異種金属で部分置換することあるいはAB_S,AB_2などの化学量論比から合金組成をずらすことによって向上する.2.希土類系水素吸蔵合金の表面を種々の金属や金属酸化物で修飾することによって,水素電極反応に対する触媒活性と高率充放電能は改善できる。3.ラーベス相水素吸蔵合金の表面を還元剤を含むアルカリ水溶液で処理すれば、初期活性化が容易になり、高率放電能が向上する.4.電位ステップ法で評価した水素吸蔵合金中の水素の拡散係数は,構成金属を原子半径の小さい異種金属で部分置換すると増大する.5.水素吸蔵合金の組成を化学量論比からずらすと,合金中の水素の拡散の活性化エネルギーは減少し,放電高率が高くなる.以上のように,水素吸蔵合金を表面修飾あるいは組成制御して負極性能を調べるとともに,合金上における水素電極反応や合金内の水素の挙動などの基本的特性を解明し,ニッケル-水素化物電池の高性能化のためのいくつかの水素吸蔵合金の設計指針および負極の開発指針を提供することができた.ニッケルの一部を異種金属で置換したり,組成比をAB_5あるいはAB_2からずらせた非化学量論組成の希土類系およびラーベス相水素吸蔵合金の水素吸蔵・放出時の圧力一組成等温線や充放電特性について検討した結果,希土類系合金ではニッケルの一部をモリブデンやタングステンなどの異種金属で置換すると置換量の増大につれて第2相が偏析するため水素電極反応に対する交換電流密度が著しく増大し,高率放電特性が向上することが見いだされた.また,ZrNi_2系ラーベス相合金においてもニッケルの一部をバナジウムやマンガンで置換し,水素平衡圧を適当な値に調整することで水素吸蔵量の大きな合金を設計することができた.一般に,ラーベス相合金は活性化が難しく,高率放電能も悪いが,ニッケルリッチな相を第2相としてさせたり,還元剤を用いる表面改質によってこれらの特性が改善できることが明らかとなった.一方,水素吸蔵合金上での水素電極反応については過渡法による測定から水素発生反応の素反応であるVolmer反応とTafel反応の速度が化学量論比によって変化することを見いだし,化学量論組成よりもB成分を増大させると水素ガスの発生が抑制され,効率よく充電ができることが明らかとなった.ニッケル-水素電池を負極材料に用いる希土類系およびラーベス相合金の高容量化および電極特性を向上させるための指針が平成5年度の研究によってほぼ確立されたが,特異な挙動を示す合金もあるので,それらについてはさらに原因を解明する必要がある.また,充放電試験から求めた放電容量が気相系における水素の吸蔵・放出時の圧力-組成等温線から評価した水素吸蔵量よりもかなり低い値をとる合金があり,この原因についてもさらに検討しなければならない.実用的な観点からは負極の耐久性が重要な問題であるが,高容量が得られても耐久性が必ずしも十分でない合金については劣化の機構をさらに検討しなければならない.

希土類系水素吸蔵合金に対するコバルト,パラジウムなどの金属の電折および二酸化ルテニウム,四酸化三コバルトなどの導電性酸化物との混合による表面修飾の効果を電位走査法によって検討した結果,金属および導電性酸化物での修飾によって吸蔵水素のアノード酸化ピーク電流と水素電極反応の交換電流密度の値が著しく増大することおよび高率充放電特性が著しく向上することを見出した.このような特性向上が負極の導電性の向上とVolmer反応の速度の増大によることをインピーダンス測定や定電流トランジェント法での素反応解析から確認した.また,ラーベス相水素吸蔵合金の場合には,還元剤を含む水溶液中に合金を浸漬処理することにより,初期活性化が容易になるとともに高率放電特性が著しく向上することを見出し,水素吸蔵合金表面の改質が負極特性の向上に有効な手段であることを明らかにした.さらに,塊状の水素吸蔵合金に水素を吸蔵させ,電位ステップ法による水素の酸化電流の経時変化から水素の拡散係数を求め,異種金属による部分置換が拡散挙動に及ぼす影響について検討した.その結果,原子半径の小さな元素で置換するほど格子体積が減少するために水素が不安定化し,水素の拡散係数が増大することを見出した.このことは,電気化学的圧力-組成等温線から求めた吸蔵水素の熱力学的安定性および拡散係数の温度依存性から求めた合金内の活性化エネルギーの序列ともよく一致することがわかった.さらに,合金内での水素原子の拡散の活性化エネルギーは化学量論比から合金組成をずらすことによっても小さくなることを見出し,これが放電効率の向上をもたらすことを明らかにした.なお,合金の非化学量論組成が合金の熱力学的性質,結晶学的性質,金属組織学的性質および電気化学的性質に及ぼす影響については特に詳細な検討を加え,多くの新規な知見を得るとともに,二次電池負極用合金の設計指針を提出した。
励起子ポラリトンの光学的シュタルク効果

本年度はパワーアップした和周波発生によるピコ秒紫外レーザー光を励起光として、CuCl結晶の励起子共鳴付近で連続的に波長を変えながら、発光スペクトルの測定とストリークカメラによる飛行時間測定を行った。発光スペクトルでは励起波長によって励起子発光のピーク位置がシフトする現象が見られたが、強度依存性は見られなかったので、ポラリトン分散の非線形変化によるものではなく励起位置による励起子ポラリトンの緩和経路の変化であると推定される。飛行時間測定では、表面で反射したパルスと厚さ20μm程度の結晶を一往復してきたパルスのピーク間隔の時間差を測定した。励起強度に依存した分散の変化があれば、伝搬時間が変化することが予想されるが、励起強度一桁の変化の範囲で検出可能なピーク間隔の変化は見られなかった。今回の励起強度は最大3MW/cm^2で(励起子共鳴での高反射率を考慮すればこの1/10以下)、この励起レベルではポラリトンの非線形変化の検出は難しいということが結論できる。チタンサファイアレーザーの二倍波を用いればこの200倍の励起強度が可能なので、今後行ってみる予定である。
面放出形シリコン弾道電子源の開発と平面ディスプレイへの応用

本年度実施計画の下記の3項目について以下の成果が得られている。(1)弾道電子放出の高効率化と安定化・ナノ結晶シリコン層の構造制御,陽極酸化条件の最適化およびトップコンタクト形成のクリーンプロセス化などにより,ナノ結晶シリコン層での弾道電子生成効率を向上させた。また,弾道輸送の機構を飛行時間法と計算機シミュレーションなどによって解析し,弾道電子の生成を実証した。・これらを基に,素子表面の不動態化とナノ結晶層のアニール処理により,エミッション直流動作寿命を大幅に改善できた。(2)自発光平面ディスプレイの試作と評価・特性を向上させた弾道電子源アレイを励起源とし,発光波長がRGBの蛍光体スクリーンと対向させた2.6インチフラットパネルディスプレイを試作し,単純マトリクス法によるフルカラー映像表示動作を確認した。・電子放出の動的応答性,真空度依存性,表示パターンのクロストークなどの基本特性を解析し,平面ディスプレイへの適合性が検証された。(3)多結晶シリコン膜による素子の開発・低コストガラス基板上に堆積した多結晶シリコン膜による平面ディスプレイを念頭においた低温プロセス技術を確立し,素子大面積化の基盤技術を固めた。それを基に,高精細のフラットパネルを作製し,フルカラー映像表示への見通しを得た。・以上の知見を発展させ,選択的面放出弾道電子源としての有用性をディスプレイ以外の応用について検討し、微細加工への有用性を確認した。さらに,蛍光体薄膜を素子表面に積層した素子を作製し,弾道電子を真空に放出させることなく固体内で励起源として利用する発光方式の有効性を実験的に明らかにした。研究計画に記載した各項目について得られた成果を述べる。(1)弾道電子生成・放出の高効率化と安定化・PS層の構造制御,陽極参加条件の最適化,およびトップコンタクト形成のクリーンプロセス化などにより,PS層でのホットエレクトロン生成効率を向上し,電子放出効率を向上することができた。また,接触面積の大きいコンタクトの形成によって,弾道電子放出が安定化できることを確認した。・これらを基に,PS中のシリコン微結晶の表面終端原子とドライまたは電気化学的手法による終端技術を検討し,最適な終端種の下で,エミッション動作の飛躍的な安定化につながる手がかりを得た。2)ディスプレイ応用の基礎的検討・特性を向上させた素子の放出電子エネルギー分布,放出角度分散,動的応答性,エミッションの均一性および真空度依存性などを実用的な観点からくわしく評価し,面放出弾道電子源としての総合評価を行い,その特長を明らかにした。・放出電子のエネルギー分布,放出角度分散などの結果をふまえて,平面ディスプレイ素子の基本設計を行い,駆動方式も含めた検討を行った。(3)平面ディスプレイ素子としての動作検証・電子放出面が直接露出していないことに起因して電子放出特性の真空度依存性が小さいこと,シリコンプロセスが直接利用できること,電子の集束機構が不要で,蛍光体についても既存の材料塗布技術をそのまま利用できることなどを生かし,視認性のよい超薄型自発光形フラットパネルディスプレイへ応用した。ガラス基板上に堆積した多結晶シリコン膜を用いた2.6インチ86×64画素フルカラー平面ディスプレイを試作し,励起電子源としての有効性を実証した。

・電子放出の動的応答性,真空度依存性,表示パターンのクロストークなどの基本特性を解析し,平面ディスプレイへの適合性が検証された。(3)多結晶シリコン膜による素子の開発・低コストガラス基板上に堆積した多結晶シリコン膜による平面ディスプレイを念頭においた低温プロセス技術を確立し,素子大面積化の基盤技術を固めた。それを基に,高精細のフラットパネルを作製し,フルカラー映像表示への見通しを得た。・以上の知見を発展させ,選択的面放出弾道電子源としての有用性をディスプレイ以外の応用について検討し、微細加工への有用性を確認した。さらに,蛍光体薄膜を素子表面に積層した素子を作製し,弾道電子を真空に放出させることなく固体内で励起源として利用する発光方式の有効性を実験的に明らかにした。
高度技術社会における科学技術マンパワ-の問題

1.1970年代以来、アメリカにおける理工学系の人材・Ph.D.取得者の減少という全般的傾向。しかし他方で、台湾、中国、それに韓国とうのアジア系留学生の理工学系Ph.D.取得者の増加傾向。:このうちアジア系の留学生でも最近NIES出身者は、例えばPh.D.を取得すると帰国するという傾向があり、戦力となりにくくなっている。2.中国人留学生へのインタヴュ-結果。:日本の大学とうの留学生・外国人研究生のためのインフラストラクチャ-に対する評価は予想以上にきびしい。留学生にとって留学先の第一希望は相変わらずアメリカだが、アメリカ留学組は帰国しないことが多く、留学生の政府は歓迎しない。他方日本留学組は帰国するので、政府も安心して送り出すので、アメリカへ行く飛石として日本を利用するという傾向が見られる。3.企業の人事課の国際化対策調査。:三菱電気・東芝・日本電気における外国人技術者の採用方針について調査した。その結果次のような共通点が明らかとなった。最近の3年ほどの間に急速に国際化が進行した。アジア系留学生の就職条件は日本人学生のそれと同一である。欧米系人材は、欧米の大学卒業生を採用し、多くは1年契約で、更改は可能である。また待遇は日本人よりずっと良いが、日本式フリンジ・ベネフィットはない。まだ国際化の功罪の結果は出ないが、職場に外国人を入れることは、日本人従業員の国際化のための訓練となる。