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理学部 化学科 |
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学外略歴 【 表示 ／ 非表示 】
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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
国名：台湾
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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
2008年04月 - 2012年03月
国名：日本国
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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
2007年04月 - 2008年03月
国名：日本国
所属学協会 【 表示 ／ 非表示 】
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応用物理学会
2003年04月 - 現在
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日本化学会
2006年04月 - 現在
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光化学協会
2003年04月 - 現在
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日本分光学会
2006年04月 - 現在
研究経歴 【 表示 ／ 非表示 】
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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 - 現在
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。
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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 - 現在
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。
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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。
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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。
論文 【 表示 ／ 非表示 】
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Melting of a single ice microparticle on exposure to focused near-IR laser beam to yield a supercooled water droplet 査読あり
Shuichi Hashimoto, Takayuki Uwada
Phys. Chem. Chem. Phys. 26 1967 - 1976 2024年01月
担当区分：最終著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
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In Situ Absorption and Fluorescence Microspectroscopy Investigation of the Molecular Incorporation Process into Single Nanoporous Protein Crystals 査読あり 国際誌
ACS Omega 5 9605 - 9613 2020年04月
担当区分：筆頭著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：American Chemical Society
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Liquid-Liquid Interface Can Promote Micro-Scale Thermal Marangoni Convection in Liquid Binary Mixtures 査読あり 国際誌
J. Phys. Chem. C 124 2427 - 2438 2020年01月
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：American Chemical Society
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Flow-Induced Transport via Optical Heating of a Single Gold Nanoparticle 査読あり 国際誌
J. Phys. Chem. C 123 4512 - 4522 2019年01月
担当区分：第二著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：American Chemical Society
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Localized Phase Separation of Thermoresponsive Polymers Induced by Plasmonic Heating 査読あり
Issei Aibara, Jun-ichi Chikazawa, Takayuki Uwada, Shuichi Hashimoto
J. Phys. Chem. C 2017年09月
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
書籍等出版物 【 表示 ／ 非表示 】
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CSJカレントレビュー35 有機・無機材料の相転移ダイナミクス
日本化学会 編（ 担当： 分担執筆）
化学同人 2020年03月
記述言語：日本語 著書種別：学術書
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Molecular Nanodynamics vol. 1
Hiroshi Masuhara, Yoichiroh Hosokawa, Takayuki Uwada, Guillaume Louit, Tsuyoshi Asahi（ 担当： 編集）
Wiley-VCH 2009年04月
記述言語：英語 著書種別：学術書
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ナノイメージング
宇和田貴之、朝日剛、増原宏（ 担当： 編集）
NTS 2008年04月
記述言語：日本語 著書種別：学術書
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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： 編集）
CMC出版 2006年04月
記述言語：日本語 著書種別：学術書
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NanoPlasmonics: From Fundamentals to Applications
Tsuyoshi Asahi, Takayuki Uwada, Hiroshi Masuhara（ 担当： 編集）
Elsevier 2006年04月
記述言語：英語 著書種別：学術書
科研費（文科省・学振）獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】
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三成分分子結晶ナノ粒子の単一粒子フォトンアップコンバージョンダイナミクス観測
研究課題/領域番号：23K04541 2023年04月 - 2026年03月
科学研究費補助金 基盤研究(C)
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プラズモン光熱反応における非等方的温度分布の役割解明と積極的利用
研究課題/領域番号：22K04884 2022年04月 - 2025年03月
科学研究費補助金 基盤研究(C)
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タンパク質結晶細孔をテンプレートとした三次元組織化複合ナノ構造材料の創生
研究課題/領域番号：20K05269 2020年04月 - 2023年03月
科学研究費補助金 基盤研究(C)
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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
研究課題/領域番号：16K21325 2016年04月 - 2018年03月
科学研究費補助金 若手研究(B)
宇和田貴之
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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
研究課題/領域番号：22655043 2010年04月 - 2012年03月
科学研究費補助金 萌芽研究
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。
その他競争的資金獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】
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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
2016年10月 - 2018年03月
城西大学 城西大学学長所管研究奨励金
資金種別：競争的資金
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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
2009年09月 - 2011年07月
台湾・行政院国家科学委員会 一般型研究計書(個別型)
資金種別：競争的資金
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 【 表示 ／ 非表示 】
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物理学Ⅰ
2015年04月 - 現在
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化学数学Ⅲ
2012年04月 - 2017年03月
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外国書講読Ⅱ
2012年04月 - 現在
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物質機能科学特論
2014年04月 - 2016年03月
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化学ゼミナール・コロキウム
2012年04月 - 現在
社会貢献活動 【 表示 ／ 非表示 】
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川越市小・中・大学連携理科ふれあい事業
2016年04月 - 現在
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毛呂山町学校運営協議会
役割：助言・指導
毛呂山町 2023年04月 - 現在
種別：その他
学内活動 【 表示 ／ 非表示 】
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2012年04月 - 現在 広報委員会(理学部) (専攻内委員会)
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2012年04月 - 現在 卒業研究発表準備委員会 (専攻内委員会)
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2012年04月 - 現在 こども大学実施委員会 (専攻内委員会)
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2012年04月 - 現在 大学院FD委員会 (専攻内委員会)
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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)