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バイオフィルム汚れ成長抑止のための量子論に基づくマルチスケール計算化学

研究課題

研究課題/領域番号 18K19662
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分58:社会医学、看護学およびその関連分野
研究機関東北大学

研究代表者

畠山 望  東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 准教授 (50312666)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード衛生工学 / 水回り / 超高速化量子分子動力学法
研究成果の概要

キッチン,トイレ,浴室など水回りの衛生状態を清潔に保ち,快適な生活環境を維持するには,バイオフィルム汚れの成長を抑止する衛生的な材料や表面加工,運用条件を提案可能な理論的解析手法が求められる.そこで,超高速化量子分子動力学法をベースとして,菌体を扱う粒子レベルの動的モンテカルロ法,マクロレベルの数値流体力学を適用することにより,衛生工学分野では全く新しい「量子論に基づくマルチスケール計算化学」を構築した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

量子論に立脚した汚れの理論シミュレーションを構築しながら,バイオフィルム成長の抑止を目的として理論的な解析を行う本研究は,他に例を見ない.これまでの実験則に基づくバイオフィルム成長の解析研究を超えて,量子論に基づくエネルギー解析をベースとした理論的なマルチスケール計算化学によって,素材,表面形状,表面修飾,化学活性元素種の利用などを提案することで,衛生工学における材料設計を根本的に革新し得る.

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Experimental and numerical evaluation of temperature variation by frictional heating at the interface between snow and ski2020

    • 著者名/発表者名
      Junnosuke Okajima, Takahiro Okabe, Naoto Miyamoto, Tatsuo Morimoto, Kazuhiko Tsunoda, Nozomu Hatakeyama
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      巻: 15 号: 1 ページ: 19-00507-19-00507

    • DOI

      10.1299/jbse.19-00507

    • NAID

      130007818522

    • ISSN
      1880-9863
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 携帯型キネマティックGNSSを用いたスキージャンプの高精度飛行計測2019

    • 著者名/発表者名
      宮本直人,山本敬三,森 敏,森本達郎,三浦隆治,畠山 望,宮本 明
    • 雑誌名

      第30回冬季スポーツ科学フォーラム抄録集

      巻: - ページ: 10-10

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] スキー用ワックスのトライボロジー2019

    • 著者名/発表者名
      畠山 望
    • 雑誌名

      トライボロジスト

      巻: 64 ページ: 614-619

    • NAID

      130007728684

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 高精度GNSSを用いたクロスカントリースキークラシカルレースにおけるダブルポール滑走中の頭部動作計測2019

    • 著者名/発表者名
      宮本直人, 竹田正樹, 森本達郎, 三浦隆治, 畠山 望, 宮本 明, Ohtonen Olli, Lindinger Stefan, Linnamo Vesa, Stoggl Thomas
    • 雑誌名

      スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス講演論文集

      巻: -

    • NAID

      130007836369

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Molecular Simulation Analysis for Adhesion Mechanisms Involved in Polyethylene Processed by Cold Spray2019

    • 著者名/発表者名
      Yukie Ishizawa, Ryuji Miura, Ai Suzuki, Naoto Miyamoto, Nozomu Hatakeyama, Akira Miyamoto, Chrystelle Bernard, Jean-Yves Cavaille, Kesavan Ravi, Kazuhiro Ogawa
    • 雑誌名

      ELyT Workshop 2019

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] 計算化学を用いた材料開発とバイオ分野への応用2018

    • 著者名/発表者名
      畠山 望,三浦隆治,宮本直人,宮本 明
    • 雑誌名

      Pharm Stage

      巻: 18 ページ: 47-52

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 携帯型キネマティックGNSSを用いたスキージャンプの高精度飛行計測2019

    • 著者名/発表者名
      宮本直人,山本敬三,森 敏,森本達郎,三浦隆治,畠山 望,宮本 明
    • 学会等名
      第30回冬季スポーツ科学フォーラム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Advanced Logistics Transport System (ALTRaS) Research Project2019

    • 著者名/発表者名
      Nozomu Hatakeyama
    • 学会等名
      Vehicle Technology International Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高精度GNSSを用いたクロスカントリースキークラシカルレースにおけるダブルポール滑走中の頭部動作計測2019

    • 著者名/発表者名
      宮本直人, 竹田正樹, 森本達郎, 三浦隆治, 畠山 望, 宮本 明, Ohtonen Olli, Lindinger Stefan, Linnamo Vesa, Stoggl Thomas
    • 学会等名
      日本機械学会シンポジウム:スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Molecular Simulation Analysis for Adhesion Mechanisms Involved in Polyethylene Processed by Cold Spray2019

    • 著者名/発表者名
      Yukie Ishizawa, Ryuji Miura, Ai Suzuki, Naoto Miyamoto, Nozomu Hatakeyama, Akira Miyamoto, Chrystelle Bernard, Jean-Yves Cavaille, Kesavan Ravi, Kazuhiro Ogawa
    • 学会等名
      ELyT Workshop 2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 実践的産業応用に貢献するデータ駆動型マルチスケール・マルチフィジックス計算化学2018

    • 著者名/発表者名
      畠山 望
    • 学会等名
      基礎工学研究科附属未来研究推進センター研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2018-07-25   更新日: 2021-02-19  

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