研究者紹介
センター長・顧問
[センター長／教授] 陣内浩司 [副センター長／教授] 川勝年洋 ［顧問／教授］伊藤 耕三（東大） ［顧問／特任教授］高原 淳（九大）
ソフトマテリアル研究センター センター長
東北大学 多元物質科学研究所
教授
陣内 浩司
先端電子顕微鏡によるソフトマテリアルの精密構造解析と物性研究
高分子は軽量性・柔軟性・加工性などに優れた物質であり、化学構造や分子配列の制御に加え、異種高分子や無機物質の混合などにより物性を制御することができます。私たちは最新の透過型電子顕微鏡技術を駆使することで、高分子の（自己組織化）構造、高分子結晶、ナノ粒子複合材料などの微細構造やダイナミクスを解明し、物性・機能との関係を明らかにすることを目指しています。
ソフトマテリアル研究センター 副センター長
東北大学 大学院理学研究科物理学専攻
教授
川勝 年洋
高分子多相系のマルチスケール粗視化シミュレーション
メソスケール（1-100nm程度）での不均一構造を持つ高分子材料として、高分子の多相系やフィラーとの複合系が挙げられます。これらの系のマクロ物性や流動特性を予測するためには、メソスケールの不均一構造の特徴をモデルに取り入れることが重要です。この目的のために、メソスケールの粗視化シミュレーションを軸として、ミクロ-メソ-マクロの各階層でのシミュレーションモデルを有機的に結合させたマルチスケール・シミュレーション技術の開発を行っています。
代表的な論文
Lagrangian multiscale simulation of complex flows
Yohei Morii and Toshihiro Kawakatsu; Phys. Fluids, 33 (2022) 093106.
流体粒子法で記述されたマクロな流れの各流体粒子中にミクロな分子シミュレーションを埋め込むことで、応力をその場で生成することにより高分子等の複雑流動をシミュレートする一般的な枠組みを生成した。
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Hybrid particle-field molecular dynamics simulations for dense polymer systems
Giuseppe Milano and Toshihiro Kawakatsu; J. Chem. Phys., 130 (2009) 214106.
高分子の相分離現象をシミュレートする場の理論である自己無撞着場（SCF)理論をより現実的なものとするために、SCF理論と粒子シミュレーション（分子動力学シミュレーション）を組み合わせたハイブリッドシミュレーション手法を提案し、ブロック共重合体や生体膜、ミセル、ナノフィラー等の種々のナノ構造体のシミュレーションを現実的な分子構造を用いて計算できる方法論を開発した
Density functional theory for polymer phase separations induced by coupling of chemical reaction and elastic stress
Yutaka Oya, Gota Kigugawa, Tomonaga Okabe and Toshihiro Kawakatsu; Adv. Theory Simulations, 5 (2022) 2100385.
架橋反応によるネットワークの生成と粘弾性効果の両方を取り入れた粗視化モデルを構築し、架橋の進行が粘弾性相分離挙動へ及ぼす影響をシミュレーションで明らかにした。
ソフトマテリアル研究センター 顧問
東京大学 大学院新領域創成科学研究科
教授
伊藤 耕三
高分子材料学、超分子科学
高分子、液晶、生体分子などの、「ソフトマテリアル」と呼ばれる物質群を研究の対象としています。特に、高分子のトポロジカルな拘束によって形成された”超分子ネットワーク構造”を有する「環動高分子材料」を中心に、物質合成・物性評価の両面から、将来の応用も見据えて研究を行っています。主な研究テーマは以下の通りです。
・環動高分子材料の研究
・高分子と環状分子を用いた超分子の構造と物性の研究
・ロタキサン構造を有するナノシートとその応用
ソフトマテリアル研究センター 顧問
九州大学 ネガティブエミッションテクノロジー研究センター
特任教授
高原 淳
高分子科学・表面材料科学
化学に基盤を置き、高分子の構造と物性に関して以下のような研究を行ってきました。
1) ソフト界面の設計と精密物性解析
2）天然無機ナノファイバーの界面構造制御に基づく新規（有機／無機）ハイブリッド材料の創成
3）フッ素系高分子固体の表面構造と物性の研究
4）放射光、中性子などの量子ビームを用いた高分子の構造と物性解析
5）高分子の分解と安定化
