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平成7年度研究計画と予算の概要

 科学技術の進展は世界全体の発展の原動力であり、科学技術の創造は基礎研究により推進される。即ち基礎研究は世界の発展の文字どおり基礎をなすものであり、世界の共通財産として利用されるべきものである。しかし市場の力では、直ちには利益を生まず、リスクが大きい基礎研究への投資は過小となることから、政府の積極的な支援が必要である。特に我が国はその経済力と科学技術力に照らし積極的に取り組む必要がある。
 平成6年度末には、融合研本館の整備、国際共同実験棟の完成などにより、これまで各所に散在していた研究者がいよいよ集まってきた。平成7年度からはようやく集中共同研究を実施する体制が整った。これにより、本格的に研究の活性化・進展が期待されている。
 融合研の運営に関連した行事としては、第3回評議員会の開催、国際ワークショップ、シンポジウムの開催、共催を行う。
 研究テーマとしては引き続きアトムテクノロジー、クラスターサイエンス、バイオニックデザインに関する研究を行う。
 国際的なネットワークの活用によって研究の国際交流を活発化することは、時代による必然の要請であるため研究情報の整備、インターネットによる情報提供に取り組む。
 また、今後新たに取り組むべきテーマの事前調査のためフィージビリティスタディ研究を行っているが、有機超格子、破壊プロセス、ブレインサイエンス、ヒューマンコミュニケーションの4テーマを実施する。

[指定研究]
原子・分子観察操作技術支援基礎技術の研究開発(産業科学技術研究開発)

 原子・分子レベルでの物質の観察・操作の実現の為、その基礎となる表面・界面反応、及び原子・分子に関わる諸現象を理論的に解明する。また、原子・分子レベルの観察・操作に不可欠な、動的高速観察技術等の支援技術の開発を行う。さらに、所定の原子構造を持つ原子集団の固体表面上での配列や反応を制御し、所望のナノメータ構造を自己組織的に作製するための基礎技術の確立を目指す。
 平成7年度は、固体表面上で、原子集団の集合状態を観察・操作する技術を研究する。
 このために、1)表面状態を制御した基板上の原子集団の構造や反応、配列の過程を原子的な精度で観察する技術、2)特定の構造のみを選択的に励起し、基板表面上での移動や表面からの脱離を生じさせる技術の研究を行う。

発電環境用高機能素材形成技術の要素技術評価等開発(電源多様化技術開発)
 発電環境用高機能素材形成技術のための各種の原子・分子観察操作装置の性能を評価し、また対象物を原子・分子レベルで構造等計測してそれを評価する手法の確立を図る。
 平成7年度は、光、電子線により励起した固体表面に、各種ガスを反応させ、その反応過程を発光分析等により解析する装置を開発し原子・分子レベルでの物質観察、成長技術の研究に応用する。

[特別研究]
クラスターサイエンスに関する研究(国際基礎研究)

 炭素クラスターからC60が単離され、一連の安定炭素クラスターが新しい化学を誕生させている。しかし、一般的にクラスターは単離できない短寿命の原子・分子集合体である(ダイナミッククラスター)このダイナミッククラスターの特性を解明するため、及びこのクラスターの安定化による利用を図る研究を行う。

 平成7年度では
1 ダイナミッククラスター特性の実験的解明
 赤外分光法、及びより長波長のサブミリ波を用い、金属クラスター、分子クラスターなどの特性解明を図る。特に、金属クラスターに有機、無機分子を吸着させその反応性を調べつつ、クラスターの構造などを調べる。また、新たな手法を導入し、クラスターの反応、クラスターサイズによる差異を調べる。
 一方、溶液クラスター特性観測装置の改良を行ない、種々の条件下での溶液中のクラスター特性を調べ、気相中のクラスターとの差異ならびにその理由を解明する。

2 ダイナミッククラスター特性の理論的解明
 水素結合クラスターを対象とし、第一原理に基づくクラスターの安定性、クラスターの形成過程を調べ、溶液実験結果との対応を図り、理論の有効性を検証しつつ、種々の現象に適用する。

3 クラスターの安定化ならび安定化クラスターの特性
 構成粒子数が均一なクラスターを表面に安定化させその構造を調べると共に、粒子数の違いによる構造変化の原因を探り、クラスターが原子・分子とバルクの間に位置しそれぞれと異なる理由を探る。
 また、種々のゼオライト中へ安定化されたクラスターを作製し、その特性を調べると共に、その原因を探り、新たな特性を予想する体系確立を図る。

バイオニックデザインに関する研究(国際基礎研究)

1.バイオクリスタルに関する研究
 骨細胞、血管内皮細胞を対象に解明的研究を行う。即ち、骨芽細胞、破骨細胞の培養系を確立し、骨形成にかかわる蛋白質等を分離精製する技術を確立し、機械的刺激又は電気的刺激を与えたときの機能的適応機能、自己修復機能についての研究を実施する。また、電子顕微鏡、レーザースキャニングコンフォーカル顕微鏡、走査型トンネル顕微鏡、原子間力顕微鏡等を用いて超微細に骨ミネラリゼーションを観察する。これらによりバイオクリスタリゼーションの解明に取り組む。さらに、生体物質と無機・有機物質とのインターフェースの解析を通じてその相互作用の解明に取り組む。
 一方、解明的研究と並行して創製的研究としてインテリジェントバイオマテリアルの創製にも取り組む。
 平成7年度では、骨芽細胞のライン化細胞について骨化過程を観察し、物理的刺激化に於る骨ミネラリゼーションのメカニズムを超微細に探ると共に、骨ミネラリゼーションにかかわる蛋白質等の機能を明らかにする。破骨細胞に生化学的刺激を与えることにより骨細胞活性化メカニズムを検討する。また、多孔質材料への皮膚細胞増殖の解明を始める。

2.分子機械に関する研究
 生物運動の分子レベルでの動力源である蛋白分子集合体における分子間、分子内駆動に寄与する基本的分子間相互作用の効果の解明を図る。このため、滑り相互作用に及ぼす水構造の影響を調べると共に、分子近傍場の解析、疎水性官能基を有する表面に働く力の性質の解析、蛋白質の人為的改変による運動機能の解析などを行う。また、生体分子の認識・結合機能等を用いた分子部品の構築、計測、制御、組立技術の開発を目指す。

 平成7年度では、アクトミオシン系の滑り相互作用に及ぼす水構造の影響を調べるため、変異体分子近傍場の力の解析に着手すると共に、コンピュータによるシミュレーションにより、膜蛋白質を例に構造形成のエネルギー計算を行い、アミノ酸の1次構造との相関を調べ、分子レベルでの認識・結合機能の解明に取り組む。さらに超分子構築方法を検討する。

[経常研究]
 ・原子集団の自己組織化に関する基礎研究
 ・クラスターの形成過程に関する基礎研究
 ・生体模倣材料要素の開発に関する基礎的研究

[科学技術振興調整費 重点基礎]
 ・原子レベルでの静的動的構造評価法の基礎に関する研究
 ・クラスターの形成過程に関する研究
 ・生体組織再構築に関する研究