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

  • 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

  • 次世代ポリオレフィン総合研究,Vol. 11、有機シラン中間層の導入によるダイヤモンドライクカーボン/ポリオレフィン複合材料のガスバリア性向上

    前田知貴,堀田篤, 三恵社, 2017年11月

    担当範囲: 108-112

  • NANOSTRUCTURES FOR NOVEL THERAPY; Chapter 8: Electrospinning and surface modification methods for functionalized cell scaffolds

    N. Kurokawa, F. Endo, T. Maeda, A. Hotta, Elsevier, 2017年02月

    担当範囲: Chapter 8

  • 次世代ポリオレフィン総合研究,Vol. 10,ポリオレフィン材料の高ガスバリア化にむけたダイヤモンドライクカーボン(DLC)薄膜コーティングの開発

    青木拓,堀田篤, 三恵社, 2016年11月

    担当範囲: 89-94

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論文 【 表示 / 非表示

  • Pinacol hydrate as a novel thermal energy storage medium for electric vehicles

    Kiyokawa H., Kondo Y., Koyama R., Kurokawa N., Atsushi H., Alavi S., Ota I., Ohmura R.

    Journal of Energy Storage (Journal of Energy Storage)  51 2022年07月

     概要を見る

    Movement towards the gradual replacement of gasoline combustion vehicles to electrical vehicles is occurring on a global scale. Heat management of lithium-ion batteries (LIB) is necessary for long-term operation and safety of the power sources of electrical vehicles. This research suggests pinacol hydrate as a phase change material (PCM) for use as an alternative cooling media for LIB. The pinacol hydrate crystallizes under atmospheric pressure and temperatures around 45 °C, which are compatible with LIB operating conditions. Its dissociation enthalpy can control the excessive heating of the battery. The equilibrium phase transition temperature of pinacol hydrate was reported about a decade ago, but its thermal storage capacity has not been reported yet and updated quantitative measurements are required. Hence, in this study the equilibrium temperatures and dissociation enthalpies are experimentally measured for pinacol aqueous solutions prepared with mass fractions between 0.40 and 0.85. The maximum thermal storage capacity is measured by differential scanning calorimetry to be 301.9 kJ/kg for mass fraction of 0.50 which is compatible with operating conditions of up to 45.6 °C. A minimization of reservoir tank mass by 35% of that needed for conventional technologies may be possible by using pinacol hydrate.

  • Highly-toughened and dimensionally-stable TEMPO cellulose nanofiber/bio-PBSA nanocomposites fabricated via Pickering emulsion process

    Kurokawa N., Matsumoto K., Hotta A.

    Composites Science and Technology (Composites Science and Technology)  223 2022年05月

    ISSN  02663538

     概要を見る

    Bioplastic poly(butylene succinate-co-adipate) (PBSA) has several advantages because of its flexibility and high biodegradability. PBSA, however, possesses poor mechanical properties and dimensional instability. To overcome this, PBSA composites with TEMPO-oxidized cellulose nanofibers (TOCN/PBSA) were fabricated via the Pickering emulsion method. Porous bio-nanocomposite TOCN/PBSA mediums were made by the Pickering emulsion method, followed by the subsequent lyophilization to obtain TOCN/PBSA films by compression molding. It was confirmed that the Pickering-emulsion condition was a key factor to control the TOCN dispersion state in composite films. The Young's modulus of TOCN/PBSA composite films increased to 305 MPa at the TOCN concentration of 5 wt%, which was almost twice as high as that of pure PBSA. The studies on the morphology and tensile testing also revealed that the dispersion state of TOCNs was important to achieve excellent reinforcement effects and to suppress the fracture of composite films caused by stress concentration. The coefficient of thermal expansion at the TOCN concentration of 5 wt% was reduced to ∼25 × 10−5 K−1, half the value of pure PBSA. It was concluded that compounding TOCNs via the Pickering emulsion method was a very effective reinforcement method to improve the mechanical properties and the dimensional stability of PBSA.

  • Morphology and mechanical property of quenched poly(L-lactide)/N,N-dimethylacetamide gels

    Inukai S., Kurokawa N., Endo F., Maeda T., Hotta A.

    Polymer (Polymer)  242 2022年03月

    ISSN  00323861

     概要を見る

    Mechanically tough poly(L-lactide) (PLLA)/N,N-dimethylacetamide (DMAc) gels by rapid quenching using liquid nitrogen (LN) were synthesized. PLLA/DMAc solution at 110 °C was cooled at room temperature (PLLA-RT), or quenched by LN before keeping at RT (PLLA-LN). PLLA-RT with the PLLA concentrations of 5, 8, and 11 wt% did not form gel, while PLLA-RT with 14 and 17 wt% could form brittle gel exhibiting coarse structures. In contrast, PLLA-LN could form stable gel regardless of the PLLA concentration. The storage modulus of the gel with the PLLA concentration of 17 wt% increased from 78.7 kPa (PLLA-RT) to 563.7 kPa (PLLA-LN) at the strain of 0.1%. From the structural analysis, PLLA-RT formed spherulites (100–200 μm in diameter), whereas PLLA-LN formed relatively uniform network structures with continuous microporous skeletons without spherulites. The structural changes significantly contributed to the formation of stable, re-moldable, biodegradable, and biocompatible physical gels with ecofriendly and enhanced mechanical properties.

  • Thermoset poly(2-methoxyethyl acrylate)-based polyurethane synthesized by RAFT polymerization and polyaddition

    Tazawa S., Maeda T., Hotta A.

    Materials Chemistry and Physics (Materials Chemistry and Physics)  278 2022年02月

    ISSN  02540584

     概要を見る

    A solid poly(2-methoxyethyl acrylate) (PMEA)-based polyurethane (PU) has been synthesized through reversible addition−fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization followed by polyaddition. PMEA with four hydroxyl-groups (PMEA-(OH)4) synthesized using RAFT reagents with 4 hydroxyl groups works as an effective prepolymer and crosslinker. The thermoset PMEA-based PU can be obtained by mixing PMEA-(OH)4 and diisocyanate without additional agents for the synthesis. The temperature-independent mechanical property of the thermoset PMEA-based PU due to the chemical crosslinking points is confirmed by dynamic mechanical analysis (DMA) at temperatures ranging from 25 °C to 110 °C. The mechanical property at room temperature is also evaluated by tensile testing: The Young's modulus of PMEA-based PU increased from 454 ± 31 kPa to 574 ± 54 kPa by decreasing Mn of the PMEA prepolymer from 14,000 to 7,600. It is concluded that our synthesized PMEA-based PU exhibits sufficiently elastomeric characteristics as compared with conventional crosslinked PMEA, which may be used as a durable and more stretchable biomedical material.

  • Thermogelling Nanocomposite Hydrogel: PLGA Molecular Weight in PLGA-b-PEG-b-PLGA Affecting the Thermogelling Behavior

    Maeda T., Tanimoto K., Hotta A.

    Macromolecular Chemistry and Physics (Macromolecular Chemistry and Physics)  223 ( 1 )  2022年01月

    ISSN  10221352

     概要を見る

    Thermoresponsive gelation of the nanocomposites consisting of poly(lactic acid-co-glycolic acid)-b-poly(ethylene glycol)-b-poly(lactic acid-co-glycolic acid) (PLGA-b-PEG-b-PLGA) triblock copolymers and LAPONITE (LAPONITE/PLGA-b-PEG-b-PLGA nanocomposites) is investigated by decreasing the molecular weights of PLGA as 1130, 900, and 470 g mol−1. As for the pure triblock copolymers, it is confirmed by UV–vis and SANS that a micellar structure with a hydrophobic core is formed even in the case of PLGA-b-PEG-b-PLGA with the lowest PLGA molecular weight of 470 g mol−1 (Triblock0.5k). As for the nanocomposites with LAPONITE, it is found that the gelation temperature (Tgel) becomes less dependent on the PLGA-b-PEG-b-PLGA concentration and more stable as the PLGA molecular weight decreases, and that Tgel of the nanocomposites almost linearly decreases as the LAPONITE concentration increases. Eventually, the nanocomposite with Triblock0.5k reaches Tgel between room temperature and physiological temperature. In addition, gradual degradation behavior is observed for the nanocomposite with Triblock0.5k. Considering the monomeric molecular weights of LA and GA at the LA/GA ratio of ≈2.0, it is concluded that the PLGA-b-PEG-b-PLGA with the lower PLGA molecular weight (i.e., Triblock0.5k) can be effectively used for thermoresponsive and degradable hydrogels targeting biomedical applications.

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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

  • Synthesis of PMMA-PMEA-PMMA triblock copolymer and its mechanical and anti-thrombogenic properties

    N. Kurokawa, F. Endo, K. Bito, T. Maeda, A. Hotta

    日本化学会第98春季年会2018 (日本大学理工学部 船橋キャンパス,千葉) , 

    2018年03月

    口頭発表(一般), 日本化学会

  • Solidification of poly(2-methoxyethyl aclylate) via block copolymerization with poly(methyl methacrylate) and its properties

    N. Kurokawa, F. Endo, K. Bito, T. Maeda, A. Hotta

    日本化学会第98春季年会2018 (日本大学理工学部 船橋キャンパス,千葉) , 

    2018年03月

    ポスター発表, 日本化学会

  • X線視認性を有する医療用マイクロビーズの作製と空気プラズマ処理を利用したその表面改質

    岡本穣,堀田篤

    日本機械学会関東支部関東学生会第57回学生員卒業研究発表講演会 (電気通信大学,調布) , 

    2018年03月

    口頭発表(一般), 日本機械学会

  • カチオン性のポリスチレンナノ粒子の作製

    篠田航希,堀田篤

    日本機械学会関東支部関東学生会第57回学生員卒業研究発表講演会 (電気通信大学,調布) , 

    2018年03月

    口頭発表(一般), 日本機械学会

  • エレクトロスピニング法で作製したセルロース系ナノファイバを複合したポリカプロラクトンの力学物性

    谷口穂鷹,堀田篤

    日本機械学会関東支部関東学生会第57回学生員卒業研究発表講演会 (電気通信大学,調布) , 

    2018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

  • 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

  • 被覆プラスチック成形体及びその製造方法

    出願日: 特願2017-249628  2018年01月 

    特許権, 単独

  • 樹脂容器及び樹脂フィルム

    出願日: 特願2014-021475  2014年02月 

    特許権, 単独

  • 成形体

    出願日: 特願2013-234700  2013年11月 

    特許権, 単独

  • 蒸着用プラスチック成形体、ガスバリア性プラスチック成形体及びそれらの製造方法

    出願日: 特許願 2012-270636  2012年12月 

    特許権, 単独

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受賞 【 表示 / 非表示

  • 関東学生会第57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

    松枝知征,堀田篤, 2018年03月, 機械学会, 固体ポリメトキシエチルアクリレートの作製とその力学物性評価

    受賞区分: 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

  • 関東学生会第57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

    岡本穣,堀田篤, 2018年03月, 機械学会, X線視認性を有する医療用マイクロビーズの作製と空気プラズマ処理を利用したその表面改質

    受賞区分: 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

  • 関東学生会第57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

    牧良洋,堀田篤, 2018年03月, 機械学会, 有機シランおよびDLCをコーティングしたポリプロピレンの酸素バリア性

    受賞区分: 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

  • 関東学生会第56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

    市村弘毅,堀田篤, 2017年03月, 機械学会, 光グラフト重合により表面改質をしたナノファイバとポリスチレンの複合材料とその力学物性

    受賞区分: 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

  • 第30回ダイヤモンドシンポジウム最優秀賞

    中山正光, 長谷部光泉, 前川駿人, 尾藤健太, 大和裕哉, 中野裕揮, 田中美夏, 白幡智史, 林敏彦, 嶺貴彦, 松本知博, 堀田篤, 鈴木哲也, 2016年11月, 高分子学会, フッ素添加DLCの抗血栓性メカニズムの解明: 血漿タンパク質吸着量および吸着形態の評価

    受賞区分: 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

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担当授業科目 【 表示 / 非表示

  • 物理学A

    2022年度

  • マテリアルデザイン

    2022年度

  • 理工学基礎実験

    2022年度

  • 材料科学の基礎

    2022年度

  • 開放環境科学課題研究

    2022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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