Project Summarizing Research on Creative Development of Aquatic Functional Materials

• Project Area: Aquatic Functional Materials: Creation of New Materials Science for Environment-Friendly and Active Functions
• Project/Area Number: 19H05714
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 加藤 隆史 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (70214377)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 賢 九州大学, 先導物質化学研究所, 教授 (00322850) ; 鷲津 仁志 兵庫県立大学, 情報科学研究科, 教授 (00394883) ; 田中 求 京都大学, 高等研究院, 特任教授 (00706814) ; 辻 勇人 神奈川大学, 理学部, 教授 (20346050) ; 高島 義徳 大阪大学, 大学院理学研究科, 教授 (40379277) ; 原田 慈久 東京大学, 物性研究所, 教授 (70333317)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥158,990,000 (Direct Cost: ¥122,300,000、Indirect Cost: ¥36,690,000); Fiscal Year 2023: ¥31,070,000 (Direct Cost: ¥23,900,000、Indirect Cost: ¥7,170,000); Fiscal Year 2022: ¥31,460,000 (Direct Cost: ¥24,200,000、Indirect Cost: ¥7,260,000); Fiscal Year 2021: ¥34,190,000 (Direct Cost: ¥26,300,000、Indirect Cost: ¥7,890,000); Fiscal Year 2020: ¥33,410,000 (Direct Cost: ¥25,700,000、Indirect Cost: ¥7,710,000); Fiscal Year 2019: ¥28,860,000 (Direct Cost: ¥22,200,000、Indirect Cost: ¥6,660,000)
• Keywords: 水圏機能材料 / 水 / 材料構築学

Outline of Research at the Start

「水」は、人類にとって必須である。今後の人類の持続的発展および安全・安心のためには、水と調和しながら最大限機能を発揮する材料を作りだすことは喫緊の課題である。
本領域においては、「材料の科学」と「水の基礎科学」を融合させることにより、環境や生体と調和して、バイオ・電子・環境機能などを発揮する新しい材料「水圏機能材料」を創りだす。

Outline of Annual Research Achievements

領域運営のための行事の企画や研究成果の発信、研究推進のための方策決定、計画研究および公募研究の各研究者の協力・共同研究体制の構築と拡大を推進した。総括班会議を、第50回～第57回まで計8回開催して、領域の円滑な運営を企画・調整した。
日本化学会秋季事業「CSJ化学フェスタ」（於、タワーホール船堀、東京）において公開シンポジウムを令和5年10月18、19日の2日間にわたり開催した。アカデミア研究者・学生や企業研究者、さらに一般の参加者も含め、1日あたり150名以上の来場となった。水と材料の密接な関係に基づいた材料機能の創製・発現について紹介し、本領域の研究成果として、社会に公開する良い機会とした。国際評価委員会を令和6年1月9－11日（於、東京）に開催した。国際アドバイザリーボードであるヤンリ・ツァオ教授（南洋理工大学、シンガポール）、ステファン・ヘクト教授（フンボルト大学、ドイツ）の参加のもと、国際評価委員会を行った。「水圏機能材料」のコンセプト・成果に対して高い評価を得た。第7回領域会議を令和6年1月28日－30日（東京大学本郷キャンパス伊藤国際ホール、東京都）にて開催した。領域メンバーに、評価委員、産学連携アドバイザリーボード、学術調査官を加えて、約85名の参加による会議を行った。研究の十分な進捗が確認された。新学術領域研究の役割の一つである共同研究の推進が報告・議論により示された。
ホームページ（https://www.aquatic-functional-materials.org ）における情報公開やニュースレターの刊行によって、本領域の研究活動を社会に広く発信した。博士研究員を雇用して、領域共通の機器の維持管理運営を行った。また水を含む材料の解析を促進するために、領域で使う重溶媒（重水等）を購入し、計画および公募研究者に配布した。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Heidelberg University(ドイツ)
• [Int'l Joint Research] Nanyang Technological University(シンガポール)
• [Journal Article] Water-dispersible donor-acceptor-donor π-conjugated bolaamphiphiles enabling a humidity-responsive luminescence color change (2024)
  • Author(s): T. Enjou, S. Goto, Q. Liu, F. Ishiwari, A. Saeki, T. Uematsu, Y. Ikemoto, S. Watanabe, G. Matsuba, K. Ishibashi, G. Watanabe, S. Minakata, Y. Sagara, Y. Takeda
  • Journal Title: Chem. Commun. Volume: 60 Issue: 27 Pages: 3653-3656
  • DOI: 10.1039/d3cc05749f
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Preparation and Characterization of Acrylic and Methacrylic Phospholipid-Mimetic Polymer Hydrogels and Their Application to Optical Tissue Clearing (2024)
  • Author(s): Nanako Dei, Kazuhiko Ishihara, Akikazu Matsumoto, and Chie Kojima
  • Journal Title: Polymers Volume: 16 Issue: 2 Pages: 241-241
  • DOI: 10.3390/polym16020241
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Improvement in Cohesive Properties of Adhesion Systems Using Movable Cross-Linked Materials with Stress Relaxation Properties (2024)
  • Author(s): Yunpeng Qian, Ryohei Ikura, Yusaku Kawai, Junsu Park, Kenji Yamaoka, Yoshinori Takashima
  • Journal Title: ACS Appl. Mater. Interfaces Volume: 16 Issue: 3 Pages: 3935-3943
  • DOI: 10.1021/acsami.3c13342
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Supramolecular photoresponsive polyurethane with movable crosslinks based on photoisomerization of azobenzene (2024)
  • Author(s): Xin Zhou, Ryohei Ikura, Changming Jin, Kenji Yamaoka, Junsu Park, Yoshinori Takashima
  • Journal Title: Aggregate Volume: 5 Issue: 2
  • DOI: 10.1002/agt2.457
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Nanostructure Control in Zinc Oxide Films and Microfibers through Bioinspired Synthesis of Liquid‐Crystalline Zinc Hydroxide Carbonate; Formation of Free‐Standing Materials in Centimeter‐Level Lengths (2023)
  • Author(s): Takahiro Mikami, Riki Kato, Yoshihiro Hosokawa, Nobuyoshi Miyamoto, Takashi Kato
  • Journal Title: Small Methods Volume: 8 Issue: 4 Pages: 2300353-2300353
  • DOI: 10.1002/smtd.202300353
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Development of Liquid-Crystalline Smectic Nanoporous Membranes for the Removal of SARS-CoV-2 and Waterborne Viruses (2023)
  • Author(s): Takeshi Sakamoto, Kazuhiro Asakura, Naru Kang, Riki Kato, Miaomiao Liu, Tsuyoshi Hayashi, Hiroyuki Katayama, and Takashi Kato
  • Journal Title: J. Mater. Chem. A Volume: 11 Issue: 41 Pages: 22178-22186
  • DOI: 10.1039/d3ta02705h
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Self-Assembly of Peptide-Conjugated Forklike Mesogens at Aqueous/Liquid Crystalline Interfaces: Molecular Design for Ordering Transition Induced by Specific Binding of Biomolecules (2023)
  • Author(s): Uchida Junya、Niwa Anna、Hasome Mina、Makiura Rie、Abbott Nicholas L.、Kato Takashi
  • Journal Title: ACS Applied Materials & Interfaces Volume: 15 Issue: 30 Pages: 36657-36666
  • DOI: 10.1021/acsami.3c04289
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Thermotropic Colloidal Liquid‐Crystalline Hydroxyapatite Nanorod Hybrids Containing a Forklike Mesogen (2023)
  • Author(s): Junya Uchida, Ryuta Kiguchi, Riki Kato, Takashi Kato
  • Journal Title: Helvetica Chimica Acta Volume: 106 Issue: 8
  • DOI: 10.1002/hlca.202300053
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Water Fraction Dependence of the Aggregation Behavior of Hydrophobic Fluorescent Solutes in Water-Tetrahydrofuran (2023)
  • Author(s): H. Tsuji, M. Nakahata, M. Hishida, H. Seto, R. Motokawa, T. Inoue, Y. Egawa
  • Journal Title: J. Phys. Chem. Lett. Volume: 14 Issue: 49 Pages: 11235-11241
  • DOI: 10.1021/acs.jpclett.3c02882
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Solvent-Dependent Growth of Rigid Styrylstilbene Dicarboxylic Acid Microcrystals as Bent Waveguides and Microlasers (2023)
  • Author(s): D. Venkatakrishnarao, S. Hasebe, Y. Egawa, J. Tapar, R. Paniagua-Dominguez, C. S. Lau, H. Yamagishi, H. Tsuji, Y. Yamamoto
  • Journal Title: Adv. Photonics Res. Volume: 2023 Issue: 4 Pages: 2200357-2200357
  • DOI: 10.1002/adpr.202200357
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Synthetic Nanocelluloses Fluorescently Responsible to Enzymatic Degradation (2023)
  • Author(s): Koichi Shirokawa, Shoki Tanaka, Izuru Kawamura, Toshiki Sawada, and Takeshi Serizawa
  • Journal Title: Langmuir Volume: 39 Issue: 24 Pages: 8494-8502
  • DOI: 10.1021/acs.langmuir.3c00770
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Selective Acetylation of Amorphous Region of Poly(vinyl alcohol) in Supercritical Carbon Dioxide (2023)
  • Author(s): Takuya Matsumoto, Miyabi Yorifuji, Ryohei Hori, Mitsuo Hara, Norifumi L. Yamada, Hideki Seto, and Takashi Nishino
  • Journal Title: Polym. J. Volume: 55 Issue: 12 Pages: 1287-1293
  • DOI: 10.1038/s41428-023-00832-2
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Highly Stretchable Stress-Strain Sensor from Elastomer Nanocomposites with Movable Cross-links and Ketjenblack (2023)
  • Author(s): Ryohei Ikura, Kota Kajimoto, Junsu Park, Shunsuke Murayama, Yusei Fujiwara, Motofumi Osaki, Tomohiro Suzuki, Hidenori Shirakawa, Yujiro Kitamura, Hiroaki Takahashi, Yasumasa Ohashi, Seiji Obata, Akira Harada, Yuka Ikemoto, Yuta Nishina, Yasutomo Uetsuji, Go Matsuba, and Yoshinori Takashima
  • Journal Title: ACS Polymers Au Volume: 3 Issue: 5 Pages: 394-405
  • DOI: 10.1021/acspolymersau.3c00010
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Leaf-Inspired Host-Guest Complexation-Dictating Supramolecular Gas Sensors (2023)
  • Author(s): Junsu Park, Yui Sasaki, Yoshiki Ishii, Shunsuke Murayama, Kohei Ohshiro, Kengo Nishiura, Ryohei Ikura, Hiroyasu Yamaguchi, Akira Harada, Go Matsuba, Hitoshi Washizu, Tsuyoshi Minami, and Yoshinori Takashima
  • Journal Title: ACS Appl. Mater. Interfaces Volume: 15 Issue: 33 Pages: 39777-39785
  • DOI: 10.1021/acsami.3c04395
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Microphase Separation of Double-Hydrophilic Poly(carboxybetaine acrylate)-Poly(2-methoxyethyl acrylate) Block Copolymers in Water (2023)
  • Author(s): Yuji Higaki, Honoka Toyama, Takumi Masuda, Shingo Kobayashi, and Masaru Tanaka
  • Journal Title: Polym. J. Volume: 55 Issue: 12 Pages: 1357-1365
  • DOI: 10.1038/s41428-023-00831-3
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cononsolvency-Induced Microphase Separation of Double Hydrophilic Poly(2-ethyl-2-oxazoline)?Polycarboxybetaine Diblock Copolymers in Water?Ethanol Mixtures (2023)
  • Author(s): Yuji Higaki, Takumi Masuda, Mai Nakamura, and Masaya Takahashi
  • Journal Title: Macromolecules Volume: 56 Issue: 16 Pages: 6208-6216
  • DOI: 10.1021/acs.macromol.3c00696
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Material Design of Citric Acid-Modified Cellulose Composite Polymeric Materials with Both Tough and Sustainable Enhancement by Multiple Noncovalent Bonds (2023)
  • Author(s): Takuma Wada, Junsu Park, Kenji Yamaoka, Yuki Asaki, Akihide Sugawara, Ryohei Ikura, Yuya Takahashi, Naomi Takenaka, Yasutomo Uetsuji, Hiroshi Uyama, Yoshinori Takashima
  • Journal Title: ACS Appl. Polym. Mater. Volume: 5 Issue: 12 Pages: 10334-10341
  • DOI: 10.1021/acsapm.3c02107
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 水圏機能材料シリーズ第10回 (2023)
  • Author(s): 水圏機能材料総括班
  • Journal Title: 現代化学 Volume: 622 Pages: 54-55
• [Journal Article] 水圏機能材料シリーズ第11回 (2023)
  • Author(s): 水圏機能材料総括班
  • Journal Title: 現代化学 Volume: 623 Pages: 28-29
• [Journal Article] 水圏機能材料シリーズ第12回 (2023)
  • Author(s): 水圏機能材料総括班
  • Journal Title: 現代化学 Volume: 624 Pages: 28-29
• [Journal Article] 水圏機能材料シリーズ第9回 (2022)
  • Author(s): 「水圏機能材料」総括班
  • Journal Title: 現代化学 Volume: 621 Pages: 52-53
• [Journal Article] 水圏機能材料シリーズ第1回 (2021)
  • Author(s): 水圏機能材料総括班
  • Journal Title: 現代化学 Volume: 602 Pages: 46-47
• [Journal Article] 水圏機能材料シリーズ第2回 (2021)
  • Author(s): 水圏機能材料総括班
  • Journal Title: 現代化学 Volume: 603 Pages: 52-53
• [Journal Article] 水圏機能材料シリーズ第3回 (2021)
  • Author(s): 水圏機能材料総括班
  • Journal Title: 現代化学 Volume: 604 Pages: 34-35
• [Journal Article] 水圏機能材料シリーズ第4回 (2021)
  • Author(s): 水圏機能材料総括班
  • Journal Title: 現代化学 Volume: 605 Pages: 48-49
• [Journal Article] 水圏機能材料シリーズ第5回 (2021)
  • Author(s): 水圏機能材料総括班
  • Journal Title: 現代化学 Volume: 606 Pages: 34-35
• [Journal Article] 水圏機能材料シリーズ第6回 (2021)
  • Author(s): 水圏機能材料総括班
  • Journal Title: 現代化学 Volume: 607 Pages: 26-27
• [Journal Article] 水圏機能材料シリーズ第7回 (2021)
  • Author(s): 水圏機能材料総括班
  • Journal Title: 現代化学 Volume: 608 Pages: 32-33
• [Journal Article] 水圏機能材料シリーズ第8回 (2021)
  • Author(s): 水圏機能材料総括班
  • Journal Title: 現代化学 Volume: 609 Pages: 20-21
• [Presentation] 文部科学省科研費新学術領域研究「水圏機能材料」特別企画(1)：水の科学と材料科学の融合 開会挨拶 (2022)
  • Author(s): 加藤隆史
  • Organizer: 第12回CSJ化学フェスタ2022
• [Presentation] 文部科学省科研費新学術領域研究「水圏機能材料」特別企画(2)：水の理解による材料機能の創製 閉会挨拶 (2022)
  • Author(s): 髙島義徳
  • Organizer: 第12回CSJ化学フェスタ2022
• [Presentation] 文部科学省科研費新学術領域研究「水圏機能材料」特別企画(1)：材料に調和する水を使う・観る 開会挨拶 (2021)
  • Author(s): 加藤隆史
  • Organizer: 第11回CSJ化学フェスタ2021
• [Presentation] 文部科学省科研費新学術領域研究「水圏機能材料」特別企画(2)：水との調和により創造される材料機能 閉会挨拶 (2021)
  • Author(s): 田中賢
  • Organizer: 第11回CSJ化学フェスタ2021
• [Presentation] Aquatic Functional Materials (2020)
  • Author(s): Takashi Kato
  • Organizer: German-Japanese Workshop "Aquatic Materials Made to Order"
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Remarks] 水圏機能材料ホームページ
  • URL: https://www.aquatic-functional-materials.org/
• [Remarks] 水圏機能材料ホームページ
  • URL: https://www.aquatic-functional-materials.org
• [Funded Workshop] German-Japanese Workshop "Aquatic Materials Made to Order" (2020)
• [Funded Workshop] The 1st International Young Researcher Forum of Aquatic Functional Materials (2019)