堀田 篤 (ホッタ アツシ)

Hotta, Atsushi

写真a

所属(所属キャンパス)

理工学部 機械工学科 (矢上)

職名

教授

HP

外部リンク

プロフィール 【 表示 / 非表示

  • 堀田研究室では、ソフトマテリアルのミクロ構造から発現するマクロな新規物性を研究し、その応用分野(ナノ・バイオ・エコマテリアルなど)を開拓している。特にポリマー材料や生体材料に焦点をあて、分子・ナノ・ミクロンレベルの構造を制御・解析し、階層構造・自己集合・複合化などをキーワードに、その構造から発現する多彩な物性を研究している。

経歴 【 表示 / 非表示

  • 1994年04月
    -
    2004年12月

    ㈱ブリヂストン

  • 2002年09月
    -
    2002年12月

    ケンブリッジ大学リサーチフェロー兼キャベンディッシュ研究所研究員

  • 2003年01月
    -
    2005年03月

    カリフォルニア大学サンタバーバラ校 研究員

  • 2005年04月
    -
    2008年03月

    慶應義塾大学(理工学部)、専任講師

  • 2007年04月
    -
    2009年03月

    機械工学科2年生クラス担任

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学歴 【 表示 / 非表示

  • 1990年04月
    -
    1994年03月

    東京大学, 工学部, 物理工学科

    大学, 卒業

  • 1999年10月
    -
    2002年09月

    ケンブリッジ大学, 物理学専攻(キャベンディッシュ研究所)

    グレートブリテン・北アイルランド連合王国(英国), 大学院, 卒業, 博士

学位 【 表示 / 非表示

  • 博士(PhD), ケンブリッジ大学, 課程, 2002年09月

 

研究分野 【 表示 / 非表示

  • ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 材料力学、機械材料 (Machine Material/Material Mechanics)

  • ナノテク・材料 / 高分子材料 (Polymer/Textile Materials)

  • ナノテク・材料 / 複合材料、界面

  • 自然科学一般 / 生物物理、化学物理、ソフトマターの物理

  • ライフサイエンス / 生体医工学

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研究キーワード 【 表示 / 非表示

  • エコマテリアル

  • ゲル

  • コンポジット

  • ソフトマテリアル

  • ナノ構造

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研究テーマ 【 表示 / 非表示

  • ソフトマテリアル・バイオマテリアル・エコマテリアル・ナノマテリアルの微細構造、表面、物性、力学物性、粘弾性、複合化、高機能化とその実用化検討, 

    2005年04月
    -
    継続中

 

著書 【 表示 / 非表示

  • シンジオタクチックポリプロピレン(sPP)多孔質材料の力学物性(次世代ポリオレフィン総合研究会, Vol.15)

    前田知貴,堀田篤, 三恵社, 2022年12月

  • シンジオタクチックポリプロピレン(sPP)乾燥ゲルの構造と吸油性(次世代ポリオレフィン総合研究,Vol.14)

    前田知貴,堀田篤, 三恵社, 2021年12月,  ページ数: pp.29-33

  • Polymer nanofabrication and plasma processing

    Maeda T., Endo F., Tsuji K., Hotta A., Handbook of Modern Coating Technologies: Fabrication Methods and Functional Properties, 2021年01月

     概要を見る

    Nanofabricated polymers are extremely useful due to their high functionalities caused by the inherent multiscale structures of the nanostructured polymers. Nanostructured polymers for biocoatings can be classified into zero-dimensional (0D) polymeric nanoparticles, 1D polymeric nanofibers, and 2D polymeric nanosheets. The nanostructured polymers with such different dimensions were most often fabricated by emulsion polymerization, electrospinning, and spin coating. To add a desirable and advanced functionality to the targeted nanostructured polymers, surface modifications of the polymers can be highly advantageous. The surface modifications such as plasma etching, plasma-induced cross-linking, plasma polymerization, and chemical vapor deposition can effectively modify the surface characteristics of the nanofabricated polymers, leading to the enhancement of the bulk physical properties of the polymers. In this chapter, the fabrication methods of such nanostructured polymers are reviewed. In addition, several successful cases of well-controlled surface conditions of polymers by plasma processing are introduced.

  • 樹脂/繊維複合材料の界面制御、成形加工と評価

    犬飼駿也,黒川成貴,堀田篤, 技術情報協会, 2018年01月

    担当範囲: 416-423 長繊維セルロースナノファイバーを複合したPVAの力学物性

  • 生体吸収性材料の開発と安全性評価

    北川みどり,谷本啓示,前田知貴,堀田篤, 技術情報協会, 2017年12月

    担当範囲: 45-52 ポリエチレングリコールをベースとしたナノコンポジットハイドロゲルの温度応答性と分解挙動

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論文 【 表示 / 非表示

  • Blending Bottlebrush Polymers for Compensation of Orientation Birefringence of Polystyrene for Use as an Optical Polymer

    Tamura M., Kurokawa N., Hotta A.

    ACS Applied Polymer Materials (ACS Applied Polymer Materials)  5 ( 12 ) 10245 - 10255 2023年12月

     概要を見る

    For optical applications, including lenses, widely used polystyrene (PS) has not received much attention due to its considerably high birefringence. In this study, an efficient method was introduced to compensate for the orientation birefringence of PS through bottlebrush polymers with well-controlled PS graft chains (PS-BBP). PS-BBP were synthesized by ring-opening metathesis polymerization of norbornene-terminated PS macromonomers produced via atom transfer radical polymerization. Blend-film samples were then prepared by mixing linear PS and PS-BBP. One of the blend samples with a specific ratio of linear PS to PS-BBP (30:70) demonstrated extremely low orientation birefringence of |Δn| ∼3.9 × 10-4 even under 120% strain. In addition, the blend samples preserved almost the same refractive indices as linear PS, possessing the transparency required for optical polymers across the visible-wavelength range. The obtained PS blend could be utilized as an optical material with excellent optical properties.

  • Multifunctionality of Iodinated Halogen-Bonded Polymer: Biodegradability, Radiopacity, Elasticity, Ductility, and Self-Healing Ability

    Oyama Y., Kurokawa N., Hotta A.

    ACS Biomaterials Science and Engineering (ACS Biomaterials Science and Engineering)  9 ( 11 ) 6094 - 6102 2023年11月

     概要を見る

    A polymer with high contents of ester bonds and iodine atoms was synthesized, exhibiting sufficient biodegradability and radioactivity for biomedical applications. The iodine moieties of the synthesized polyester can generate halogen bonding between molecules, which may develop additional functional properties through the bonding. In this study, poly(glycerol adipate) (PGA) was selected and synthesized as a polyester, which was then adequately conjugated with three different types of iodine compounds via the hydroxy groups of PGA. It was found that the iodine compounds could effectively work as donors of halogen bonding. The thermal analysis by differential scanning calorimetry (DSC) revealed that the glass transition temperature increased with the increase in the strength of interactions caused by π-π stacking and halogen bonding, eventually reaching 49.6 °C for PGA with triiodobenzoic groups. An elastomeric PGA with monoiodobenzoic groups was also obtained, exhibiting a high self-healing ability at room temperature because of the reconstruction of halogen bonding. Such multifaceted performance of the synthesized polyester with controllable thermal/mechanical properties was realized by halogen bonding, leading to a promising biomaterial with multifunctionality.

  • Measurements of the Dissociation Heats of Tetrabutylammonium Acetate and Tetrabutylammonium Hydroxide Ionic Semiclathrate Hydrates

    Iwai T., Takamura S., Hotta A., Ohmura R.

    International Journal of Thermophysics (International Journal of Thermophysics)  44 ( 3 )  2023年03月

    ISSN  0195928X

     概要を見る

    Ionic semiclathrate hydrates mainly consist of water typically together with tetrabutylammonium and tetrabutylphosphonium salts. Since ionic semiclathrate hydrates have the large dissociation heat under ambient pressure and temperature conditions, various ionic semiclathrate hydrates have been studied as safety and eco-friendly phase change materials. In this study, tetrabutylammonium acetate hydrates and tetrabutylammonium hydroxide hydrates were proposed as thermal energy storage media for air conditioning and cooling lithium-ion batteries. The dissociation heat, which was a significant thermophysical property to design thermal energy storage systems, were measured at various mass fractions. The largest dissociation heats of tetrabutylammonium acetate hydrates and tetrabutylammonium hydroxide hydrates were 212.9 ± 0.9 kJ⋅kg−1 and 200.4 ± 2.2 kJ⋅kg−1. As a result of the comparison of the dissociation heats of tetrabutylammonium acetate hydrates and tetrabutylammonium hydroxide hydrates with those of other ionic semiclathrate hydrates, it was found that tetrabutylammonium acetate hydrates and tetrabutylammonium hydroxide hydrates had the promising thermophysical properties as thermal energy storage media for air conditioning and cooling lithium-ion batteries, respectively.

  • Thermophysical Properties of Ionic Semiclathrate Hydrate Formed with Tetrabutylphosphonium Malonate

    Iwai T., Oguro S., Ota I., Hiraga K., Hotta A., Ohmura R.

    International Journal of Thermophysics (International Journal of Thermophysics)  44 ( 2 )  2023年02月

    ISSN  0195928X

     概要を見る

    Ionic semiclathrate hydrate is a crystalline compound mainly composed of water, which can dissociate at ordinary pressure and temperature. Ionic semiclathrate hydrates have been widely studied to develop prospective green and safety phase change materials utilized in a thermal energy storage system to cool batteries, in air conditioning, and in a cold chain system. The thermophysical properties, such as equilibrium temperature and dissociation heat, and the mass fraction dependence of such properties need to be carefully investigated to design such systems. In this study, the equilibrium temperature and the dissociation heat of tetrabutylphosphonium malonate ionic semiclathrate hydrates were experimentally determined at various mass fractions through an established method: the maximum value of the dissociation heat was 179.70 kJ·kg−1 at w = 0.357 and the equilibrium temperature was 8.9 °C at w = 0.357. By comparing tetrabutylphosphonium malonate ionic semiclathrate hydrates with other media in terms of the measured equilibrium temperature and the dissociation heat, the usability of the hydrates as thermal energy storage media for general air conditioning was discussed.

  • Synthesis and thermophysical properties of Tetrabutylammonium picolinate hydrate as an energy storage phase change material for cold chain

    Yamamoto K., Iwai T., Hiraga K., Miyamoto T., Hotta A., Ohmura R.

    Journal of Energy Storage (Journal of Energy Storage)  55 2022年11月

     概要を見る

    Ionic semiclathrate hydrates, the water-based phase change materials (PCMs) have potential for thermal energy storage media. There are a number of hydrates, reported in the literature, which are suitable as PCMs for air conditioning system of the required temperature range 10–15 °C. In this study, Tetrabutylammonium picolinate hydrate (TBAPi hydrate) was newly synthesized as a PCM for the cold chain, which has a lower phase equilibrium temperature than the previously reported hydrates. Thermophysical properties of TBAPi hydrate were experimentally measured. The hydrate dissociation heat was determined using a differential scanning calorimeter (DSC). The phase equilibrium temperature was measured by visually observing system with a CMOS camera and microscope. Also, the cycling test was conducted to confirm the long-term stability of thermophysical properties. The largest dissociation heat was 157.7 ± 4.9 kJ・kg−1 at a mass fraction of TBAPi aqueous solution, wTBAPi of 0.37. The highest phase equilibrium temperature of TBAPi hydrate was 5.5 °C at 0.34 ≤ wTBAPi ≤ 0.36. These thermophysical properties did not change even after 200 cycles of hydrate formation and dissociation. Based on the experimental results, TBAPi hydrate can be applied to the transport and storage of vaccines, blood packs, and perishable foods.

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KOARA(リポジトリ)収録論文等 【 表示 / 非表示

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総説・解説等 【 表示 / 非表示

  • 炭素材料が開く新世代医療機器の開発

    長谷部光泉,松本知博,堀田篤,鈴木哲也

    New Diamond (ニューダイヤモンドフォーラム)  31 ( 117 ) 5 - 10 2015年04月

    記事・総説・解説・論説等(学術雑誌), 共著

研究発表 【 表示 / 非表示

  • バイオマテリアルに向けた高密度ハロゲン結合を有する多機能性エラストマーの合成

    大山裕也,黒川成貴,堀田篤

    第72回高分子学会年次大会 (Gメッセ群馬) , 

    2023年05月

    ポスター発表, 高分子学会

  • ハロゲン結合により自己修復性を有する生分解性・X線視認性エラストマーの合成

    大山裕也,黒川成貴,堀田篤

    第72回高分子学会年次大会 (Gメッセ群馬) , 

    2023年05月

    口頭発表(一般), 高分子学会

  • 高弾性な人工水晶体に向けたポリジメチルシロキサン(PDMS)ボトルブラシポリマの開発

    浅野世夏,堀田篤

    日本機械学会第62回学生員卒業研究発表講演会 (web開催) , 

    2023年03月

    口頭発表(一般), 日本機械学会

  • 腸リンパ管造影に向けたヨード化ケシ油脂肪酸エチルエステル胆汁酸ミセルの作製

    半谷隆弥,堀田篤

    日本機械学会第62回学生員卒業研究発表講演会 (web開催) , 

    2023年03月

    口頭発表(一般), 日本機械学会

  • シクロオレフィンコポリマにセルロースナノファイバを複合した高強度透明耐熱材料の作製

    武内裕太郎,堀田篤

    日本機械学会第62回学生員卒業研究発表講演会 (web開催) , 

    2023年03月

    口頭発表(一般), 日本機械学会

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競争的研究費の研究課題 【 表示 / 非表示

  • 熱可逆性を有する含水率99%以上の高強度ダブルネットワークハイドロゲルの創製

    2019年06月
    -
    2022年03月

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 堀田 篤, 挑戦的研究(萌芽), 補助金,  研究代表者

  • 高耐熱・高強度スーパーエンプラナノファイバーを作る

    2019年04月
    -
    2024年03月

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 堀田 篤, 基盤研究(A), 補助金,  研究代表者

  • ポリマーゲルを用いた人工血栓作製および血管内皮細胞を用いた血管内損傷試験モデル構築

    2018年04月
    -
    継続中

    共同研究契約,  研究代表者

  • ポリマーの熱可塑性・形状記憶性・自己修復性の基礎研究

    2018年04月
    -
    2019年03月

    受託研究,  未設定

  • ナノファイバ複合材料

    2018年04月
    -
    2019年03月

    受託研究,  研究代表者

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Works 【 表示 / 非表示

  • 血管再狭窄 長期防止に道 薬剤溶出ステント 被覆技術開発 血液付着せず内皮化増進

    長谷部光泉、鈴木哲也、堀田篤

    日刊工業新聞 朝刊21面, 

    2016年12月
    -
    継続中

    その他

     発表内容を見る

    東海大学医学部の長谷部光泉教授と慶応義塾先端科学技術研究センターの鈴木哲也所長、慶応義塾大学理工学部の堀田篤教授らは、内皮細胞の増殖を促す薬剤溶出ステント用のコーティング技術を開発した。ステントへの血液成分の付着しにくさと、内皮細胞への覆われやすさを両立させた。患者の血管の再狭窄(きょうさく)を長期的に防げる可能性がある。新技術では、まずリン脂質ポリマー(MPC)で表面を覆い、その上にダイヤモンド・ライク・カーボン(DLC)を成膜する。

知的財産権等 【 表示 / 非表示

  • 塞栓材及びその製造方法

    出願日: 特願 2021-032665  2021年03月 

    特許権, 共同

  • 塞栓材およびその製造方法

    出願日: 特願 2021-008824  2021年01月 

    特許権, 共同

  • 抗微生物性樹脂および塗材

    出願日: 特願 2019-017544, 国際公開番号 WO 2019/208674 A1  2019年10月 

    特許権, 共同

  • 化学修飾ナノダイヤモンド粒子,その製造方法,及びそれを用いたMRI造影剤

    出願日: 特願2019-41536  2019年09月 

    特許権, 共同

  • 固体(ポリ(2-メトキシエチルアクリレート)

    出願日: 特願2018-35438  2018年02月 

    特許権, 単独

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受賞 【 表示 / 非表示

  • 日本機械学会関東学生会第62回学生員卒業研究発表講演会ベストプレゼンテーション賞

    内田陸登,堀田篤, 2023年03月, 日本機械学会, 分子末端にカチオン基を有する透明ポリマ樹脂の作製とその抗菌性

    受賞区分: 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

  • 日本機械学会関東学生会第62回学生員卒業研究発表講演会ベストプレゼンテーション賞

    篠田祐樹,堀田篤, 2023年03月, 日本機械学会, ポリマ側鎖に官能基を有する生分解性ポリマの有機触媒合成

    受賞区分: 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

  • 日本機械学会関東学生会第61回学生員卒業研究発表講演会ベストプレゼンテーション賞

    石塚駿介,堀田篤, 2022年03月, 日本機械学会, カチオン基の末端を有する分子量を制御したポリスチレンの抗菌性

    受賞区分: 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

  • 日本機械学会関東学生会第61回学生員卒業研究発表講演会ベストプレゼンテーション賞

    高村修平,堀田篤, 2022年03月, 日本機械学会, 自然由来のポリメチルカプロラクトンを用いた自己修復性エラストマの作製

    受賞区分: 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

  • 第54回リバネス研究費 東洋紡 高分子科学賞

    大山裕也, 2022年02月, リバネス, 医療応用に向けた,使用用途に応じて機能性を付与できる生分解性ポリマーの合成とその高強度化

    受賞区分: 学会誌・学術雑誌による顕彰

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担当授業科目 【 表示 / 非表示

  • 物理学A

    2023年度

  • マテリアルデザイン

    2023年度

  • 理工学基礎実験

    2023年度

  • 材料科学の基礎

    2023年度

  • 開放環境科学課題研究

    2023年度

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担当経験のある授業科目 【 表示 / 非表示

  • 物理学A

    慶應義塾

    2018年04月
    -
    2019年03月

    春学期, 講義, 専任, 200人

  • 開放環境科学特別研究第2

    慶應義塾

    2018年04月
    -
    2019年03月

    通年, 専任

  • 開放環境科学特別研究第1

    慶應義塾

    2018年04月
    -
    2019年03月

    通年, 専任

  • 開放環境科学課題研究

    慶應義塾

    2018年04月
    -
    2019年03月

    通年, 専任

  • 卒業研究

    慶應義塾

    2018年04月
    -
    2019年03月

    通年, 専任

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所属学協会 【 表示 / 非表示

  • 日本ポリオレフィン総合研究会, 

    2013年04月
    -
    継続中
  • 次世代ポリオレフィン研究会, 

    2009年04月
    -
    継続中
  • American Chemical Society, 

    2005年09月
    -
    継続中
  • Biophysical Society, 

    2005年09月
    -
    継続中
  • 日本機械学会, 

    2005年04月
    -
    継続中

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委員歴 【 表示 / 非表示

  • 2016年04月
    -
    2017年03月

    科学研究費補助金・第2段審査・審査第一部会工学小委員会・委員, 日本学術振興会

  • 2014年04月
    -
    継続中

    日本機械学会広報・情報部会委員, 日本機械学会

  • 2013年
    -
    2015年

    科学研究費補助金 第1段審査(書面審査)委員, 日本学術振興会

  • 2012年04月
    -
    継続中

    日本機械学会校閲委員, 日本機械学会

  • 2011年09月
    -
    継続中

    Editorial Advisory Board, Journal of Applied Polymer Science

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