宇和田 貴之 (ウワダ タカユキ)

UWADA Takayuki

写真a

職名

准教授

研究分野・キーワード

光化学、光物理、顕微分光

メールアドレス

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ホームページ

https://www.josai.ac.jp/~uwada/

出身大学 【 表示 / 非表示

  • 1998年04月
    -
    2002年03月

    大阪大学   工学部   応用自然科学科   卒業

出身大学院 【 表示 / 非表示

  • 2002年04月
    -
    2007年03月

    大阪大学  工学研究科  応用物理学専攻  博士課程  修了

留学歴 【 表示 / 非表示

  • 2005年05月
    -
    2005年08月

    テキサス州立大学オースティン校   研究留学

取得学位 【 表示 / 非表示

  • 大阪大学 -  博士(工学)

学内職務経歴 【 表示 / 非表示

  • 2018年04月
    -
    継続中

    城西大学   理学部   化学科   准教授  

  • 2012年04月
    -
    2018年03月

    城西大学   理学部   化学科   助教  

学外略歴 【 表示 / 非表示

  • 2008年04月
    -
    2012年03月

      台湾交通大学   理学院応用化学科   研究員

  • 2008年04月
    -
    2012年03月

      奈良先端科学技術大学院大学   物質創成科学研究科   非常勤研究員

  • 2007年04月
    -
    2008年03月

      財団法人濱野生命科学研究財団   21生命科学研究所   研究員

所属学会・委員会 【 表示 / 非表示

  • 2003年04月
    -
    継続中
     

    応用物理学会

  • 2006年04月
    -
    継続中
     

    日本化学会

  • 2003年04月
    -
    継続中
     

    光化学教会

  • 2006年04月
    -
    継続中
     

    日本分光学会

専門分野(科研費分類) 【 表示 / 非表示

  • ナノ構造化学

  • 応用物理学一般

  • 物理化学

  • 機能物性化学

取得資格 【 表示 / 非表示

  • 危険物取扱者(甲種)

研修受講歴 【 表示 / 非表示

  • 2017年08月
     
     

    Teaching effectively in English

 

研究経歴 【 表示 / 非表示

  • タンパク質包接金量子ドットの調製とその分光学的研究

    科学研究費補助金  

    研究期間: 2012年04月  -  継続中

    金量子ドットは、半導体量子ドットと同様にそれ以上のサイズでは現れない電気伝導特性や発光特性を示す。このため触媒、電極材料への応用が展開されているが、最近では発光特性に着目し半導体量子ドットに代わるナノ発光材料として期待されている。本研究ではタンパク質によるバイオミネラリゼーションによって調製した金量子ドットについて、タンパク質は高次構造をもつ巨大分子であるため、タンパク質のどの要素がスペクトルや発光収率に影響を与えているかは明らかではないため、これを分光学的に検討している。

  • 集光レーザー下におけるソフトマター物理化学

    科学研究費補助金  

    研究期間: 2008年04月  -  継続中

    常温液中下における分子の自己組織化、結晶作製手法として、レーザー光集光により生じる電場勾配が引き起こす光圧(光勾配力とも)の利用が注目を集めている。この機構として、従来は集光点における分子濃度増大、分子間相互作用の変化を光圧から議論していたが、本研究では、集光レーザーが等しく起こしうる光圧と光圧以外の現象の絡み合いに着目している。モデル系としてコロイドや液晶を対象とし、レイリー・ラマン顕微分光イメージングを駆使して集光地点のみならずその周辺を同時に観察し、集光点を起点とした諸現象の空間広がりを調べた。その結果、溶媒の局所加熱に伴う集光点を中心とした対流の発生が光圧の効率を向上させること、集光点の電場により配向した分子がその周辺分子の配向を次第に変化させることを明らかにした。ソフトマター化学、流体力学、非平衡統計力学の学際研究として、今後一層の発展が見込まれる。

  • フェムト秒レーザーアブレーション化学

    その他の研究制度  

    研究期間: 2008年04月  -  2012年03月

    10-13秒オーダーの短いパルス幅に光子を集中できるフェムト秒レーザーを用いることで、多光子吸収のような非線形光学現象を効率よく発生させることができる。その一例として、水分子の多光子吸収に伴うキャビテーションバブル発生が知られている。私はこの現象の化学反応への応用を試み、例えばバブル発生時に金イオンの還元が高効率で起きナノ粒子が生成すること、このバブルを気液界面に発生させることで、過飽和溶液からの結晶生成の効率が増大するこをと明らかにした(アミノ酸、タンパク質について)。これらの機構は現在分光学的に解明中であるが、フェムト秒レーザーでしか生じることのない新しい化学反応スキームや生成物があるものとみて、研究を進めている。

  • レイリー散乱顕微分光イメージング装置の開発

    科学研究費補助金  

    研究期間: 2005年04月  -  2007年03月

    非発光性ナノ物質の高SN比での分光分析手法として、レイリー散乱光を信号として参照光と光路を切り分けて検出する、レイリー散乱分光が有効である。本研究では、単一ナノ粒子のレイリー散乱像と広帯域レイリー散乱スペクトルをサブマイクロm の高空間分解能での同時測定を目的とし、共焦点レイリー散乱顕微分光・イメージング装置を新たに開発した。 [著書1,2論文9]光源としてフェムト秒レーザーをフォトニック結晶ファイバーに導入することで得られるレーザー白色光を用いることで、面方向200 nm、光軸方向に650 nmと高空間分解能を実現し、450-800 nmの領域で分光スペクトルをもとに試料をマッピング、画像化する。本装置は発光・非発光性にかかわらず高分解能での測定が可能なため、非染色細胞イメージングにも適応できる。現在は、動的散乱計測も同時に行い分子拡散の情報もイメージングが可能な装置へと拡張している。細胞分化など分子拡散がマクロな形態変化に繋がる系の分光学的議論を目指している。

学位論文 【 表示 / 非表示

  • 単一金ナノ粒子プラズモン共鳴分光と生細胞への応用に 関する研究

    宇和田貴之

      2007年03月  [査読有り]

    学位論文(その他)   単著

論文 【 表示 / 非表示

  • Localized Phase Separation of Thermoresponsive Polymers Induced by Plasmonic Heating

    Issei Aibara, Jun-ichi Chikazawa, Takayuki Uwada, Shuichi Hashimoto

    J. Phys. Chem. C     2017年09月  [査読有り]

    共著

    DOI

  • Preparation and micropatterning of gold nanoparticles by femtosecond laser-induced optical breakdown

    Takayuki Uwada, Shun-Fa Wang, Tsung-Han Liu, Hiroshi Masuhara

    J. Photochem. Photobiol. A     2017年06月  [査読有り]

    共著

  • Size-Dependent Optical Properties of Grana Inside Chloroplast of Plant Cells

    Takayuki Uwada, Ling-Ting Huang, Ping-Yu Hee, Anwer Usman, Hiroshi Masuhara

    J. Phys. Chem. B     2017年01月  [査読有り]

    共著

  • Plasmonic Nanofabrication through Optical Heating

    Matthias Enders, Shinya Mukai, Takayuki Uwada, and Shuichi Hashimoto

    The Journal of Physical Chemistry C     2016年03月  [査読有り]

    共著

  • Laser-driven phase transitions in aqueous colloidal gold nanoparticles under high pressure: picosecond pump–probe study

    Shuichi Hashimoto, Tetsuro Katayama, Kenji Setoura, Michael Strasser, Takayuki Uwada, Hiroshi Miyasaka

    Phys. Chem. Chem. Phys.     2016年01月  [査読有り]

    単著

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著書 【 表示 / 非表示

  • Molecular Nanodynamics vol. 1

    Hiroshi Masuhara, Yoichiroh Hosokawa, Takayuki Uwada, Guillaume Louit, Tsuyoshi Asahi (担当: 編著 )

    Wiley-VCH  2009年04月

  • ナノイメージング

    宇和田貴之、朝日剛、増原宏 (担当: 編著 )

    NTS  2008年04月

  • NanoPlasmonics: From Fundamentals to Applications

    Tsuyoshi Asahi, Takayuki Uwada, Hiroshi Masuhara (担当: 編著 )

    Elsevier  2006年04月

  • プラズモンナノ材料の設計と応用技術

    朝日剛、宇和田貴之 (担当: 編著 )

    CMC出版  2006年04月

科研費(文科省・学振)獲得実績 【 表示 / 非表示

  • タンパク質結晶をナノ反応場とした三次元金クラスター構造体形成過程のその場観察

    若手研究(B)

    研究期間:  2016年04月  -  2018年03月  代表者:  宇和田貴之

  • レーザーアブレーション法を利用したプラズモン増強光触媒の作製と評価

    萌芽研究

    研究期間:  2010年04月  -  2012年03月 

    レーザーアブレーションによって金ナノ粒子を包埋することで可視光励起を実現し、ゼオライト型結晶にすることで選択的分子吸着を可能とすることで、これまで以上の高効率光触媒反応が期待できる金ナノ粒子担持チタノシリケート結晶作製を試みる。

  • 共焦点レイリー散乱相関顕微分光装置の開発と神経細胞群の動的イメージングへの応用

    特定領域研究

    研究期間:  2008年04月  -  2010年03月 

    非染色、非侵襲で、分化に伴う細胞間相互作用を経て組織形成に至る一連の過程を分子論的に理解することを可能とする新規手法の開発が望まれている。本研究では検出信号としてレイリー散乱に着目し、顕微広帯域レイリー散乱分光により試料の静的な分光情報を、顕微動的光散乱により試料の動的な分子拡散に関する情報を、高空間分解能で同時に得ることのできる装置の構築を目的とした。

  • フェムト秒レーザー衝撃を応用したハイスループット液中極微量試薬添加技術の基礎検討

    基盤研究(B)

    研究期間:  2008年04月  -  2010年03月 

    培養液中で種々物質の吸着を阻害するパーフルオロアルキル膜やMPCポリマー膜(フォスファチジルコリン系ポリマー)表面でできた基板をfsレーザーでエッチングする操作を繰り返すことで、(1)コラーゲンやラミニン等の細胞接着因子のパターニング、(2)異種細胞の任意位置へのアレイ化に成功した。さらに、パターニングした細胞間の表面をfsレーザーで改質してラミニン等でブリッジ回路を形成すると、神経細胞では神経突起がブリッジにそって伸長し、任意の細胞回路を形成できた。また走化性細胞をブリッジ回路にそって移動させて異種細胞を接着させることができた。

その他競争的資金獲得実績 【 表示 / 非表示

  • 高分子ナノ粒子による任意の機能性分子のカプセル化とその応用の一例としての光波長変換

    提供機関:  城西大学  城西大学学長所管研究奨励金

    研究期間: 2016年10月  -  2018年03月 

  • 開発廣場雷利散射顕微影像技術用於探討蛋白質結晶的基本過程

    提供機関:  台湾・行政院国家科学委員会  一般型研究計書(個別型)

    研究期間: 2009年09月  -  2011年07月 

    We developed wide-field Rayleigh scattering spectroscopy and imaging system and demonstrated gold nanoparticle trapping dynamics upon a focused near-infrared laser irradiation. The migration, trapping, and assembling behavior of gold nanoparticles were examined at single nanoparticle level at the focus spot and its surrounding area in light and heavy water. In light water, the particle migration is driven by thermocapillary effect due to laser heating can assist the particle migration from far away, resulting in concentration increase not only at the focal point but also near the surrounding area. On the other hand, it is clarified that particle migration to the laser spot within the focal plane is not appreciable while scattering force drives the migration vertically along the direction of light propagation in heavy water. The particle existence probability at the focus is estimated as a function of lateral distance from the focus, and is compared with numerically obtained photon pressure potential. These findings will be helpful to understand initial process of protein/molecular crystallization initiated by laser trapping.

 

担当授業科目(学内) 【 表示 / 非表示

  • 2015年04月
    -
    継続中

    物理学Ⅰ

  • 2012年04月
    -
    2017年03月

    化学数学Ⅲ

  • 2012年04月
    -
    継続中

    外国書講読Ⅱ

  • 2014年04月
    -
    2016年03月

    物質機能科学特論

  • 2012年04月
    -
    継続中

    化学ゼミナール・コロキウム

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学内活動 【 表示 / 非表示

  • 2012年04月
    -
    継続中
      広報委員会(理学部)   (専攻内委員会)

  • 2012年04月
    -
    継続中
      卒業研究発表準備委員会   (専攻内委員会)

  • 2012年04月
    -
    継続中
      こども大学実施委員会   (専攻内委員会)

  • 2012年04月
    -
    継続中
      大学院FD委員会   (専攻内委員会)

  • 2015年04月
    -
    2015年08月
      アジアサマープログラムアクティビティ委員   (その他の主要活動)

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学外の社会活動(高大・地域連携等) 【 表示 / 非表示

  • 川越市小・中・大学連携理科ふれあい事業

    2016年04月
    -
    現在

  • 子ども大学にしいるま

    2012年04月
    -
    現在