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Dynamic Control of Slide-Ring Materials

Research Project

Project/Area Number 20221005
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (S)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Nanomaterials/Nanobioscience
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

ITO Kohzo  東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (00232439)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) URAYAMA Kenji  京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 教授 (20263147)
YOKOYAMA Hideakihideaki  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (80358316)
SAKAI Yasuhiro  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 助教 (30401235)
KIDOWAKI Masatoshi  芝浦工業大学, 工学部, 准教授 (80401230)
Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) SHIMOMURA Takeshi  東京農工大学, 工学研究科, 教授 (40292768)
Project Period (FY) 2008-05-12 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥202,670,000 (Direct Cost: ¥155,900,000、Indirect Cost: ¥46,770,000)
Fiscal Year 2012: ¥36,660,000 (Direct Cost: ¥28,200,000、Indirect Cost: ¥8,460,000)
Fiscal Year 2011: ¥35,750,000 (Direct Cost: ¥27,500,000、Indirect Cost: ¥8,250,000)
Fiscal Year 2010: ¥35,750,000 (Direct Cost: ¥27,500,000、Indirect Cost: ¥8,250,000)
Fiscal Year 2009: ¥61,750,000 (Direct Cost: ¥47,500,000、Indirect Cost: ¥14,250,000)
Fiscal Year 2008: ¥32,760,000 (Direct Cost: ¥25,200,000、Indirect Cost: ¥7,560,000)
Keywords高分子 / 超分子 / 力学物性 / エントロピー / 動的物性 / 架橋 / 高分子構造・物性 / 高分子合成 / ナノ材料 / 超分子化学 / ナノ機能材料
Research Abstract

We investigated the dynamics of slide-ring materials with movable cross-links, focusing on the correlation between the ability of molecular sliding and the macroscopic mechanical properties. We established a versatile synthesis of polyrotaxanes, which are the precursors of slide-ring materials, to diversify the molecular structures of the backbone polymers and ring components. We revealed that the materials generally exhibit a peculiar viscoelastic relaxation attributed to the chain sliding through the cross-links. The relaxation time is strongly dependent on the molecular structures of backbones and rings, indicating that the macroscopic mechanical response can be controlled by the design of polyrotaxanes that affects the slidability. In addition, we proposed a novel concept of entropic elasticity generated by sliding rings to explain various peculiar properties of slide-ring materials successfully.

Assessment Rating
Verification Result (Rating)

A-

Report

(7 results)
  • 2014 Research Progress Assessment (Verification Result) ( PDF )
  • 2013 Final Research Report ( PDF )
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report   Self-evaluation Report ( PDF )
  • 2008 Annual Research Report
  • Research Products

    (322 results)

All 2014 2013 2012 2011 2010 2009 2008 Other

All Journal Article (43 results) (of which Peer Reviewed: 43 results) Presentation (258 results) (of which Invited: 45 results) Book (12 results) Remarks (3 results) Patent(Industrial Property Rights) (6 results)

  • [Journal Article] Crystal structure transition of polyrotaxanes attributable to competing rings and backbone induced by in situ modification of the backbone2014

    • Author(s)
      Kazuaki Kato, Tomoya Ise, Kohzo Ito
    • Journal Title

      Polymer

      Volume: 55 Issue: 6 Pages: 1514-1514

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2014.01.044

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      Macromolecules

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      10.1021/ma3021135

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      Volume: 73 Issue: 2 Pages: 405-412

    • DOI

      10.1016/j.reactfunctpolym.2012.04.021

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      Kazuaki Kato
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      Soft Matter

      Volume: 8 Issue: 31 Pages: 8179-8179

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      Volume: 45 Issue: 16 Pages: 6733-6740

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      Kazuaki Kato
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      Journal of Synthetic Organic Chemistry, Japan

      Volume: 70 Issue: 5 Pages: 517-523

    • DOI

      10.5059/yukigoseikyokaishi.70.517

    • NAID

      10030765597

    • ISSN
      0037-9980, 1883-6526
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      Macromolecules

      Volume: 44 Issue: 21 Pages: 8661-8661

    • DOI

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      伊藤耕三
    • Organizer
      East Asia Symposium on Polymers for Advanced Technology
    • Place of Presentation
      Vladivostok, Russia
    • Year and Date
      2013-10-31
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  • [Presentation] Introduction of SeRM Products Based on Cyclodextrins and Their Applications2013

    • Author(s)
      Kohzo Ito
    • Organizer
      Wacker Press Conference
    • Place of Presentation
      Munich, Germany
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  • [Presentation] Slide-Ring Materials: Supramolecular Network with Movable Cross-Links2013

    • Author(s)
      Kohzo Ito
    • Organizer
      Workshop on Sustainable Manufacturing of Nanomaterials and their Organization for Hybrid Device Structure
    • Place of Presentation
      Bordauex, France
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    • Author(s)
      Yasuhiro Sakai
    • Organizer
      Workshop on Sustainable Manufacturing of Nanomaterials and their Organization for Hybrid Device Structure
    • Place of Presentation
      Bordauex, France
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  • [Presentation] Slide-Ring Materials: Softness is stronger than hardness2013

    • Author(s)
      Kohzo Ito
    • Organizer
      Workshop on Toghness of Polymeric Materials
    • Place of Presentation
      The University of Tokyo, Tokyo, Japan
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  • [Presentation] Topological Supramolecular Network with Entropy of Rings2013

    • Author(s)
      Kohzo Ito
    • Organizer
      Joint Seminar on Bio-Soft Matter Out-Of-Equillibrium
    • Place of Presentation
      The University of Tokyo, Tokyo, Japan
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    • Invited
  • [Presentation] Topological Gel and Slide-Ring Materials2013

    • Author(s)
      Kohzo Ito
    • Organizer
      East Asia Symposium on Polymers for Advanced Technology
    • Place of Presentation
      Vladivostok, Russia
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  • [Presentation] Physics of block copolymers, Block copolymers and supercritical fluid2013

    • Author(s)
      Hideaki Yokoyama
    • Organizer
      East China University of Science and Technology
    • Place of Presentation
      East China University of Science and Technology, Shanghai, China
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  • [Presentation] 環動高分子の基礎:環のエントロピーは高分子材料に何をもたらすのか2013

    • Author(s)
      伊藤 耕三
    • Organizer
      第28回新材料・新技術研究会
    • Place of Presentation
      生産開発科学研究所、京都府
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  • [Presentation] 自己組織化ナノ材料の形態が及ぼす物性と機能2013

    • Author(s)
      伊藤 耕三
    • Organizer
      自己組織化ナノ材料の過去、現在、未来を考えるシンポジウム
    • Place of Presentation
      産業技術総合研究所、茨城県
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  • [Presentation] 超分子ネットワークを用いた自己修復性材料2013

    • Author(s)
      伊藤 耕三
    • Organizer
      SCATE-21研究会
    • Place of Presentation
      湯島ガーデンホテル、東京都
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  • [Presentation] 高分子材料の新しい概念とその実用化2013

    • Author(s)
      伊藤 耕三
    • Organizer
      特別講演会
    • Place of Presentation
      三菱マテリアル株式会社、東京都
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  • [Presentation] 環動高分子とその応用2013

    • Author(s)
      伊藤 耕三
    • Organizer
      高分子webinar
    • Place of Presentation
      高分子学会、東京都
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  • [Presentation] 環動高分子の基礎と応用2013

    • Author(s)
      伊藤 耕三
    • Organizer
      第51回高分子材料自由討論会
    • Place of Presentation
      かみのやま温泉、山形県
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  • [Presentation] 環動高分子とその応用2013

    • Author(s)
      伊藤 耕三
    • Organizer
      技術研究会
    • Place of Presentation
      富士フィルム、藤枝、静岡県
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  • [Presentation] 環動高分子の物性とその応用2013

    • Author(s)
      伊藤 耕三
    • Organizer
      特別講演会
    • Place of Presentation
      サムソン横浜研究所、神奈川県
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      伊藤 耕三
    • Organizer
      未踏科学サマー道場、未踏科学技術協会
    • Place of Presentation
      湘南国際村センター、神奈川県
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    • Author(s)
      伊藤 耕三
    • Organizer
      第8回超分子研究会講座、高分子学会
    • Place of Presentation
      上智大学、東京都
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    • Author(s)
      伊藤 耕三
    • Organizer
      第113回配合技術研究分科会、日本ゴム協会
    • Place of Presentation
      東部ビル、東京都
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  • [Presentation] 超分子ネットワークを用いた自己修復性塗料2013

    • Author(s)
      伊藤 耕三
    • Organizer
      日本塗装技術協会50周年記念講演会、日本塗装技術協会
    • Place of Presentation
      工学院大学、東京都
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  • [Presentation] 超分子ネットワークを用いた自己修復性塗料2013

    • Author(s)
      伊藤 耕三
    • Organizer
      ライフナノテク:生活に浸透するナノテク製品、化学工学会関西支部
    • Place of Presentation
      大阪科学技術センター、大阪府
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      酒井 康博
    • Organizer
      第62回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      京都国際会館、京都府
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      加藤 和明
    • Organizer
      第62回高分子年次大会
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      高橋 祥子
    • Organizer
      Sustainable Manufacturing of Nanomaterials and their Organization for Hybrid Device Structures 2013
    • Place of Presentation
      ボルドー、フランス
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      加藤 和明
    • Organizer
      10th International Symposia on Advancing the Chemical Science (ISACS10)
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      京都大学吉田キャンパス、京都府
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      加藤 和明
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      金沢大学角間キャンパス、石川県
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      金沢大学角間キャンパス、石川県
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      横山 英明
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      金沢大学角間キャンパス、石川県
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      金沢大学角間キャンパス、石川県
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      山形大学工学部、山形県
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      山形大学工学部、山形県
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      山形大学工学部、山形県
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      浦山 健治
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      京都大学桂キャンパス、京都府
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      伊藤耕三
    • Organizer
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      Queen Mary University of London, UK
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      2012-12-18
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      伊藤耕三
    • Organizer
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      秋田大学、秋田
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      2012-09-15
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      Kohzo Ito
    • Organizer
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      Tsinghua University, Beijing, China(Invited)
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      2012-03-30
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      Kohzo Ito
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      Invited Lecture
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      Beijing University of Chemical Technology, Beijing, China(Invited)
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      2012-03-29
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      Kohzo Ito
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      Invited Lecture
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      Beijing Institute of Technology, Beijing, China(Invited)
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      2012-03-28
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      Kohzo Ito
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      Invited Lecture
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      Mahidol University, Bangkok, Thailand(Invited)
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      2012-03-20
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      酒井康博
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      千葉地区高分子若手会第29回千葉地域活動若手セミナー
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      千葉大学 西千葉キャンパス(千葉)(招待講演)
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      2012-03-08
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      伊藤耕三
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      ポリマーフロンティア
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      東京工業大学(東京)(招待講演)
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      2012-03-02
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      伊藤耕三
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      特別講演会
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      宇部興産株式会社(山口)(招待講演)
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      2012-02-28
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      Kohzo Ito
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      6th Asian Consortium on Computational Materials Science
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      東北大学(宮城)(Invited)
    • Year and Date
      2012-02-11
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      伊藤耕三
    • Organizer
      新学術領域「分子ナノシステムの創発化学」第3回公開シンポジウム
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      大阪科学技術センター(大阪)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-02-04
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      Kohzo Ito
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      7th Asian Consortium on Computational Materials Science
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      Tohoku University, Sendai, Miyagi, Japan
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      Kohzo Ito
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      Queen Mary University of London, London, UK
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      Kohzo Ito
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      ESPCI, Paris, France
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      Hideaki Yokoyama
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      山形大学、山形県
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      伊藤 耕三
    • Organizer
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      大阪大学中之島センター、大阪府
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      伊藤 耕三
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      和倉温泉、石川県
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      伊藤 耕三
    • Organizer
      日本化学会東北支部特別講演
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      秋田大学、秋田県
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      学士会館、東京都
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      伊藤 耕三
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      日本化学会ビル、東京都
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      伊藤 耕三
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      安田 貴亮
    • Organizer
      第61回高分子討論会
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      名古屋工業大学、愛知県
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      済州(韓国)
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      The 12th Pacific Polymer Conference
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      2011-11-15
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      The 12th Pacific Polymer Conference
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      第10回 関東ソフトマター研究会
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      東京大学 生産技術研究所(東京)
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      2011-11-12
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      2011-11-12
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      2011-05-26
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      第60回高分子学会年次大会
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      大阪国際会議場(大阪)
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      2011-05-26
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      第60回高分子学会年次大会
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      大阪国際会議場(大阪)
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      2011-05-25
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      大阪国際会議場(大阪)
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      2011-05-25
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      大阪国際会議場(大阪)
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      2011-05-25
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      2011-05-25
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      大阪国際会議場(大阪)
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      2011-05-25
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      第60回高分子学会年次大会
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      2011-05-25
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      2011-05-25
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      東京工業大学(東京)(招待講演)
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      東京工業大学(招待講演)
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      2011-03-11
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      第11回リング・チューブ超分子研究会シンポジウム
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      2011-03-10
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      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2010)
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      Honolulu, USA(Invited)
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      2010-12-17
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      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2010)
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      2010-12-17
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      2010-12-17
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      2010-12-17
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      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies(Pacifichem 2010)
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      2010-09-15
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      2010-09-15
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      北海道大学
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      2010-09-15
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    • Organizer
      第59回高分子討論会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2010-09-15
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      加藤和明
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      第27回シクロデキストリンシンポジウム
    • Place of Presentation
      金沢市文化ホール
    • Year and Date
      2010-09-07
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  • [Presentation] 超分子ネットワークの基礎と応用2010

    • Author(s)
      伊藤耕三
    • Organizer
      特別講演会
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      富士フィルム(招待講演)
    • Year and Date
      2010-09-03
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    • Author(s)
      伊藤耕三
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      新化学発展協会先端科学技術部会講演会
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      新化学発展協会(招待講演)
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      2010-09-02
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      伊藤耕三
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      特別講演会
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      総研化学(招待講演)
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      2010-08-31
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      Kohzo Ito
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      International Symposium on Non-Equilibrium Soft Matter 2010
    • Place of Presentation
      Nara, Japan(Invited)
    • Year and Date
      2010-08-18
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      Koichi Mayumi
    • Organizer
      International Symposium on Non-Equilibrium Soft Matter 2010
    • Place of Presentation
      Nara, Japan
    • Year and Date
      2010-08-18
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      Hideaki Yokoyama
    • Organizer
      5th Pacific Rim Conference on Rheology(PRCR-5)
    • Place of Presentation
      Sapporo, Japan
    • Year and Date
      2010-08-06
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      Yasuhiro Sakai
    • Organizer
      5th Pacific Rim Conference on Rheology(PRCR-5)
    • Place of Presentation
      Sapporo, Japan
    • Year and Date
      2010-08-06
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    • Author(s)
      伊藤耕三
    • Organizer
      第48回高分子材料自由討論会
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      つくば・江戸屋(招待講演)
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      2010-07-06
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    • Author(s)
      伊藤耕三
    • Organizer
      第4回東京大学エグゼクティブマネジメントプロラム
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      東京大学柏キャンパス(招待講演)
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      2010-07-02
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      伊藤耕三
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      日本学術振興会産学協力研究委員会第174委員会
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      弘済会館, 東京(招待講演)
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      Ji-nan, China
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      2010-06-08
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    • Organizer
      In-ternational Symposium on Polymer Physics
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      Ji-nan, China
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      2010-06-08
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    • Organizer
      International Symposium on Polymer Physics
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      Ji-nan, China(Invited)
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      2010-06-08
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      Nara, Japan(Invited)
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      2010-06-07
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      第59回高分子学会年次大会
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      2010-05-28
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      2010-05-28
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      2010-05-28
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      2010-05-27
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      2010-05-27
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      2010-05-27
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      伊藤 耕三
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      2009 APS March Meeting
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      Pittsbrtgh(USA)
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      2009-03-18
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      京都大学
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      2008-06-03
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      第57回高分子学会年次大会
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      The Royal Society of Chemistry, Cambridge UK
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      伊藤耕三、加藤和明、井上勝成、工藤成史
    • Industrial Property Rights Holder
      東京大学、アドバンスト・ソフトマテリアルズ株式会社
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2012-11-22
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    • Inventor(s)
      伊藤 耕三
    • Industrial Property Rights Holder
      東京大学、アドバンスト・ソフトマテリアルズ株式会社
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2012-256437
    • Filing Date
      2012-11-22
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      伊藤耕三、加藤和明
    • Industrial Property Rights Holder
      東京大学
    • Industrial Property Number
      2010-168846
    • Filing Date
      2010-07-28
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    • Inventor(s)
      伊藤耕三、浦山健治
    • Industrial Property Rights Holder
      東京大学、京都大学
    • Filing Date
      2010-10-19
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      伊藤耕三
    • Industrial Property Rights Holder
      東京大学
    • Industrial Property Number
      2010-168846
    • Filing Date
      2010-07-28
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    • Inventor(s)
      伊藤耕三
    • Industrial Property Rights Holder
      東京大学京都大学
    • Industrial Property Number
      2010-234741
    • Filing Date
      2010-10-19
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Published: 2008-04-01   Modified: 2019-07-29  

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