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水圏機能材料の創成に関する総括研究

総括班

研究領域水圏機能材料:環境に調和・応答するマテリアル構築学の創成
研究課題/領域番号 19H05714
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京大学

研究代表者

加藤 隆史  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (70214377)

研究分担者 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)
研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
158,990千円 (直接経費: 122,300千円、間接経費: 36,690千円)
2023年度: 31,070千円 (直接経費: 23,900千円、間接経費: 7,170千円)
2022年度: 31,460千円 (直接経費: 24,200千円、間接経費: 7,260千円)
2021年度: 34,190千円 (直接経費: 26,300千円、間接経費: 7,890千円)
2020年度: 33,410千円 (直接経費: 25,700千円、間接経費: 7,710千円)
2019年度: 28,860千円 (直接経費: 22,200千円、間接経費: 6,660千円)
キーワード水圏機能材料 / 材料科学 / 水の基礎科学 / 若手育成 / 共同研究 / 水 / 材料構築学
研究開始時の研究の概要

「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。

研究成果の概要

本領域の目的達成のために統括を行い、領域運営する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促進させた。総括班会議は57回開催し、領域運営や共同研究の状況確認やイベントの準備を行った。さらに、領域会議、公開シンポジウム、産学連携フォーラム、ニューズレター、「現代化学」誌での研究紹介、ホームページなどを通して、世界に向けて「水圏機能材料」を発信し、普及することができた。領域内の研究支援において、共通性の高い標準となる計測機器や重水素化試薬を一括購入し、各研究者に配布し、材料と水の相互作用の理解を促進させた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究領域は「材料科学」と「水の基礎科学」の融合とそれによる材料創製に焦点をあて、材料と水の新学理を創成した。「水」の存在下において環境と調和・相互作用しながら機能を発揮する材料を「水圏機能材料」と定義し、「水」と「材料」の相互作用を分子レベル・ナノ集合レベルでとらえ、水と物質の構造・機能相関の基礎学理を確立し、材料科学に展開する「水圏機能材料構築学」へ展開した。これらを、論文発表、公開シンポジウムでの成果発表や一般化学誌「現代化学」での成果掲載により、水が存在する環境において機能する材料の設計・構築の方法論・学理を示すことができ、広く社会にこれらの材料の重要性を認識してもらうことができた。

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (29件) (うち国際共著 6件、 査読あり 17件、 オープンアクセス 12件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (2件) 学会・シンポジウム開催 (2件)

  • [国際共同研究] Heidelberg University(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Nanyang Technological University(シンガポール)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Water-dispersible donor-acceptor-donor π-conjugated bolaamphiphiles enabling a humidity-responsive luminescence color change2024

    • 著者名/発表者名
      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
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 60 号: 27 ページ: 3653-3656

    • DOI

      10.1039/d3cc05749f

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Preparation and Characterization of Acrylic and Methacrylic Phospholipid-Mimetic Polymer Hydrogels and Their Application to Optical Tissue Clearing2024

    • 著者名/発表者名
      Nanako Dei, Kazuhiko Ishihara, Akikazu Matsumoto, and Chie Kojima
    • 雑誌名

      Polymers

      巻: 16 号: 2 ページ: 241-241

    • DOI

      10.3390/polym16020241

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Improvement in Cohesive Properties of Adhesion Systems Using Movable Cross-Linked Materials with Stress Relaxation Properties2024

    • 著者名/発表者名
      Yunpeng Qian, Ryohei Ikura, Yusaku Kawai, Junsu Park, Kenji Yamaoka, Yoshinori Takashima
    • 雑誌名

      ACS Appl. Mater. Interfaces

      巻: 16 号: 3 ページ: 3935-3943

    • DOI

      10.1021/acsami.3c13342

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Supramolecular photoresponsive polyurethane with movable crosslinks based on photoisomerization of azobenzene2024

    • 著者名/発表者名
      Xin Zhou, Ryohei Ikura, Changming Jin, Kenji Yamaoka, Junsu Park, Yoshinori Takashima
    • 雑誌名

      Aggregate

      巻: 5 号: 2

    • DOI

      10.1002/agt2.457

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 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 Lengths2023

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Mikami, Riki Kato, Yoshihiro Hosokawa, Nobuyoshi Miyamoto, Takashi Kato
    • 雑誌名

      Small Methods

      巻: 8 号: 4 ページ: 2300353-2300353

    • DOI

      10.1002/smtd.202300353

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of Liquid-Crystalline Smectic Nanoporous Membranes for the Removal of SARS-CoV-2 and Waterborne Viruses2023

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Sakamoto, Kazuhiro Asakura, Naru Kang, Riki Kato, Miaomiao Liu, Tsuyoshi Hayashi, Hiroyuki Katayama, and Takashi Kato
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem. A

      巻: 11 号: 41 ページ: 22178-22186

    • DOI

      10.1039/d3ta02705h

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Self-Assembly of Peptide-Conjugated Forklike Mesogens at Aqueous/Liquid Crystalline Interfaces: Molecular Design for Ordering Transition Induced by Specific Binding of Biomolecules2023

    • 著者名/発表者名
      Uchida Junya、Niwa Anna、Hasome Mina、Makiura Rie、Abbott Nicholas L.、Kato Takashi
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 15 号: 30 ページ: 36657-36666

    • DOI

      10.1021/acsami.3c04289

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Thermotropic Colloidal Liquid‐Crystalline Hydroxyapatite Nanorod Hybrids Containing a Forklike Mesogen2023

    • 著者名/発表者名
      Junya Uchida, Ryuta Kiguchi, Riki Kato, Takashi Kato
    • 雑誌名

      Helvetica Chimica Acta

      巻: 106 号: 8

    • DOI

      10.1002/hlca.202300053

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Water Fraction Dependence of the Aggregation Behavior of Hydrophobic Fluorescent Solutes in Water-Tetrahydrofuran2023

    • 著者名/発表者名
      H. Tsuji, M. Nakahata, M. Hishida, H. Seto, R. Motokawa, T. Inoue, Y. Egawa
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. Lett.

      巻: 14 号: 49 ページ: 11235-11241

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.3c02882

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Solvent-Dependent Growth of Rigid Styrylstilbene Dicarboxylic Acid Microcrystals as Bent Waveguides and Microlasers2023

    • 著者名/発表者名
      D. Venkatakrishnarao, S. Hasebe, Y. Egawa, J. Tapar, R. Paniagua-Dominguez, C. S. Lau, H. Yamagishi, H. Tsuji, Y. Yamamoto
    • 雑誌名

      Adv. Photonics Res.

      巻: 2023 号: 4 ページ: 2200357-2200357

    • DOI

      10.1002/adpr.202200357

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Synthetic Nanocelluloses Fluorescently Responsible to Enzymatic Degradation2023

    • 著者名/発表者名
      Koichi Shirokawa, Shoki Tanaka, Izuru Kawamura, Toshiki Sawada, and Takeshi Serizawa
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 39 号: 24 ページ: 8494-8502

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.3c00770

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective Acetylation of Amorphous Region of Poly(vinyl alcohol) in Supercritical Carbon Dioxide2023

    • 著者名/発表者名
      Takuya Matsumoto, Miyabi Yorifuji, Ryohei Hori, Mitsuo Hara, Norifumi L. Yamada, Hideki Seto, and Takashi Nishino
    • 雑誌名

      Polym. J.

      巻: 55 号: 12 ページ: 1287-1293

    • DOI

      10.1038/s41428-023-00832-2

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Highly Stretchable Stress-Strain Sensor from Elastomer Nanocomposites with Movable Cross-links and Ketjenblack2023

    • 著者名/発表者名
      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
    • 雑誌名

      ACS Polymers Au

      巻: 3 号: 5 ページ: 394-405

    • DOI

      10.1021/acspolymersau.3c00010

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Leaf-Inspired Host-Guest Complexation-Dictating Supramolecular Gas Sensors2023

    • 著者名/発表者名
      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
    • 雑誌名

      ACS Appl. Mater. Interfaces

      巻: 15 号: 33 ページ: 39777-39785

    • DOI

      10.1021/acsami.3c04395

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Microphase Separation of Double-Hydrophilic Poly(carboxybetaine acrylate)-Poly(2-methoxyethyl acrylate) Block Copolymers in Water2023

    • 著者名/発表者名
      Yuji Higaki, Honoka Toyama, Takumi Masuda, Shingo Kobayashi, and Masaru Tanaka
    • 雑誌名

      Polym. J.

      巻: 55 号: 12 ページ: 1357-1365

    • DOI

      10.1038/s41428-023-00831-3

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cononsolvency-Induced Microphase Separation of Double Hydrophilic Poly(2-ethyl-2-oxazoline)?Polycarboxybetaine Diblock Copolymers in Water?Ethanol Mixtures2023

    • 著者名/発表者名
      Yuji Higaki, Takumi Masuda, Mai Nakamura, and Masaya Takahashi
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 56 号: 16 ページ: 6208-6216

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.3c00696

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Material Design of Citric Acid-Modified Cellulose Composite Polymeric Materials with Both Tough and Sustainable Enhancement by Multiple Noncovalent Bonds2023

    • 著者名/発表者名
      Takuma Wada, Junsu Park, Kenji Yamaoka, Yuki Asaki, Akihide Sugawara, Ryohei Ikura, Yuya Takahashi, Naomi Takenaka, Yasutomo Uetsuji, Hiroshi Uyama, Yoshinori Takashima
    • 雑誌名

      ACS Appl. Polym. Mater.

      巻: 5 号: 12 ページ: 10334-10341

    • DOI

      10.1021/acsapm.3c02107

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 水圏機能材料シリーズ第10回2023

    • 著者名/発表者名
      水圏機能材料総括班
    • 雑誌名

      現代化学

      巻: 622 ページ: 54-55

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] 水圏機能材料シリーズ第11回2023

    • 著者名/発表者名
      水圏機能材料総括班
    • 雑誌名

      現代化学

      巻: 623 ページ: 28-29

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] 水圏機能材料シリーズ第12回2023

    • 著者名/発表者名
      水圏機能材料総括班
    • 雑誌名

      現代化学

      巻: 624 ページ: 28-29

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] 水圏機能材料シリーズ第9回2022

    • 著者名/発表者名
      「水圏機能材料」総括班
    • 雑誌名

      現代化学

      巻: 621 ページ: 52-53

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] 水圏機能材料シリーズ第1回2021

    • 著者名/発表者名
      水圏機能材料総括班
    • 雑誌名

      現代化学

      巻: 602 ページ: 46-47

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 水圏機能材料シリーズ第2回2021

    • 著者名/発表者名
      水圏機能材料総括班
    • 雑誌名

      現代化学

      巻: 603 ページ: 52-53

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 水圏機能材料シリーズ第3回2021

    • 著者名/発表者名
      水圏機能材料総括班
    • 雑誌名

      現代化学

      巻: 604 ページ: 34-35

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 水圏機能材料シリーズ第4回2021

    • 著者名/発表者名
      水圏機能材料総括班
    • 雑誌名

      現代化学

      巻: 605 ページ: 48-49

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 水圏機能材料シリーズ第5回2021

    • 著者名/発表者名
      水圏機能材料総括班
    • 雑誌名

      現代化学

      巻: 606 ページ: 34-35

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 水圏機能材料シリーズ第6回2021

    • 著者名/発表者名
      水圏機能材料総括班
    • 雑誌名

      現代化学

      巻: 607 ページ: 26-27

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 水圏機能材料シリーズ第7回2021

    • 著者名/発表者名
      水圏機能材料総括班
    • 雑誌名

      現代化学

      巻: 608 ページ: 32-33

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 水圏機能材料シリーズ第8回2021

    • 著者名/発表者名
      水圏機能材料総括班
    • 雑誌名

      現代化学

      巻: 609 ページ: 20-21

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      加藤隆史
    • 学会等名
      第12回CSJ化学フェスタ2022
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      髙島義徳
    • 学会等名
      第12回CSJ化学フェスタ2022
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      加藤隆史
    • 学会等名
      第11回CSJ化学フェスタ2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      田中賢
    • 学会等名
      第11回CSJ化学フェスタ2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Aquatic Functional Materials2020

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kato
    • 学会等名
      German-Japanese Workshop "Aquatic Materials Made to Order"
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 水圏機能材料ホームページ

    • URL

      https://www.aquatic-functional-materials.org/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [備考] 水圏機能材料ホームページ

    • URL

      https://www.aquatic-functional-materials.org

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] German-Japanese Workshop "Aquatic Materials Made to Order"2020

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] The 1st International Young Researcher Forum of Aquatic Functional Materials2019

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-07-04   更新日: 2025-01-30  

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