堀田 篤 (ホッタ アツシ)

Hotta, Atsushi

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所属(所属キャンパス)

理工学部 機械工学科 (矢上)

職名

教授

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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)

    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

  • 機械材料・材料力学 (Machine Material/Material Mechanics)

  • 高分子・繊維材料 (Polymer/Textile Materials)

  • 複合材料・表界面工学

  • 複合材料・表界面工学 (複合材料・物性)

  • 生物物理・化学物理・ソフトマターの物理

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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

  • Structures and mechanical properties of electrospun cellulose nanofibers/poly(ε-caprolactone) composites

    Taniguchi H., Kurokawa N., Inukai S., Hotta A.

    Journal of Applied Polymer Science (Journal of Applied Polymer Science)  137 ( 42 )  2020年11月

    ISSN  00218995

     概要を見る

    © 2020 Wiley Periodicals, Inc. Poly(ε-caprolactone) (PCL) is one of the ecofriendly biodegradable polymers with excellent moldability but with rather low mechanical properties especially for the industrial and biomedical use. In this research, to overcome the problem, the two types of cellulose nanofibers, the cellulose acetate nanofibers (CA-NF) and the cellulose nanofibers (C-NF), were composited into PCL for the enhancement of the mechanical properties of PCL. CA-NF were prepared by electrospinning and converted into C-NF afterward by deacetylation. It was found that the Young's modulus of the CA-NF/PCL composite at the fiber concentration of 35 wt% significantly increased by ~3 times as compared with that of neat PCL, whereas C-NF/PCL of the same fiber concentration also increased by ~4.5 times. It was also found that the Young's moduli of CA-NF/PCL nearly reached the theoretical values calculated by the equation suggested by Tsai, but that the Young's moduli of C-NF/PCL could not reach the theoretical values. It indicates that CA-NF possessed better compatibility with PCL than C-NF, agreeing well with the fracture-surface analyses of the two composites by the scanning electron microscopy.

  • Synthesis of Thermoplastic Poly(2-methoxyethyl acrylate)-Based Polyurethane by RAFT and Condensation Polymerization

    Tazawa S., Maeda T., Nakayama M., Hotta A.

    Macromolecular Rapid Communications (Macromolecular Rapid Communications)  41 ( 19 )  2020年10月

    ISSN  10221336

     概要を見る

    © 2020 Wiley-VCH GmbH Thermoplastic solid poly(2-methoxyethyl acrylate) (PMEA)-based polyurethane (PU) is synthesized through the reversible addition−fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization and the condensation polymerization, using hydroxyl-terminated RAFT reagents and diisocyanate, respectively. Neat PMEA is a promising antithrombogenic liquid used in the medical fields. The thermoplastic property of the solid PMEA-based PU due to hydrogen bonding is confirmed by the dynamic mechanical analysis (DMA) at temperature below 72 °C. The antithrombogenic property of PMEA-based PU is also analyzed by the platelet adhesion test. The number of platelets on PMEA-based PU is 17 cells per unit area, which is smaller than that on the fluorinated diamond-like carbon (F-DLC), a well-known highly antithrombogenic material. It is concluded that a newly synthesized PMEA-based PU exhibits thermoplastic characteristics with excellent antithrombogenicity.

  • Evaluation of Crystallinity and Hydrogen Bond Formation in Stereocomplex Poly(lactic acid) Films by Terahertz Time-Domain Spectroscopy

    Hirata J., Kurokawa N., Okano M., Hotta A., Watanabe S.

    Macromolecules (Macromolecules)  53 ( 16 ) 7171 - 7177 2020年08月

    ISSN  00249297

     概要を見る

    Copyright © 2020 American Chemical Society. Stereocomplex poly(lactic acid) (sc-PLA) crystallites exhibit higher mechanical strength and thermal stability than PLA homocrystallites. In sc-PLA, a hydrogen bond that governs the physical properties is formed between two enantiomeric PLA chains during crystallization. Therefore, the investigation of this hydrogen bond is essential for a better understanding of the properties of sc-PLA. Here, we report on the terahertz spectroscopy of sc-PLA films with low crystallinities. The dielectric function in the terahertz regime allows us to estimate the crystallinity of sc-PLA because various intra- and intermolecular vibration modes lie in the terahertz frequency range. By comparison with X-ray diffraction measurements, the validity of the crystallinity evaluation based on terahertz spectroscopy is verified. Furthermore, a remarkable red-shift of the peak in the imaginary part of the dielectric function occurs as the crystallinity increases. By comparison with Fourier transform infrared spectroscopy, it is considered that this red-shift is caused by the anharmonic nature of the vibrational potential corresponding to the intermolecular libration mode of the sc-PLA crystallites. The hydrogen bond formation associated with the sc-PLA crystallization increases the anharmonicity of the vibrational potential of sc-PLA, and then the red-shift of the peak occurs. Our findings suggest that structural changes due to the stereocomplexation can be sensitively probed by terahertz spectroscopy.

  • Thermophysical Property Measurements of Tetrabutylphosphonium Oxalate (TBPOx) Ionic Semiclathrate Hydrate as a Media for the Thermal Energy Storage System

    Miyamoto T., Koyama R., Kurokawa N., Hotta A., Alavi S., Ohmura R.

    Frontiers in Chemistry (Frontiers in Chemistry)  8 2020年07月

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    © Copyright © 2020 Miyamoto, Koyama, Kurokawa, Hotta, Alavi and Ohmura. With increasing global power demand, thermal energy storage technology could play a role ensuring a sustainable energy supply in power generation from renewable energy sources and power demand concentration. Hydrates have high potential as phase change materials (PCMs) for the use as a thermal energy storage medium. To develop thermal energy storage technology using a hydrate-based material, further investigation of thermophysical properties and the selection of a suitable hydrate are required. Tetrabutylphosphonium oxalate (TBPOx) ionic semiclathrate hydrate contains oxalic acid in salt form, as a guest compound, which is classified as carboxylic acid group with low environmental impact. In the present study, the phase equilibrium temperature and the dissociation heat of TBPOx hydrate were measured. The highest equilibrium temperature of the solid hydrate formed was 9.4°C at the mass fraction 0.35 of TBPOx in aqueous solution. The largest dissociation heat was 186.0 ± 0.5 kJ·kg−1 at the mass fraction of 0.35. Comparing with other PCMs with close phase equilibrium temperatures, TBPOx hydrate is superior in safety and sustainability. These results indicate that TBPOx hydrate would be suitable as the thermal storage medium for the general air conditioning systems.

  • Mechanical properties of poly(ε-caprolactone) composites with electrospun cellulose nanofibers surface modified by 3-aminopropyltriethoxysilane

    Inukai S., Kurokawa N., Hotta A.

    Journal of Applied Polymer Science (Journal of Applied Polymer Science)  137 ( 17 )  2020年05月

    ISSN  00218995

     概要を見る

    © 2019 Wiley Periodicals, Inc. To enhance the reinforcement effects of regenerated cellulose nanofibers (RC-NF) in poly(ε-caprolactone) (PCL), we synthesized RC-NF-3-aminopropyltriethoxysilane (APS), the surface-modified RC-NF by APS. The RC-NF were fabricated by the saponification of electrospun cellulose–acetate nanofibers. The surface modification by APS was confirmed by the X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). To enhance the mechanical property of PCL, the RC-NF and the RC-NF-APS were separately compounded into PCL by compression molding. It was found that, when the fiber concentration of RC-NF-APS was 17 wt %, the Young's modulus at room temperature increased from 698.0 to 744.7 MPa, whereas the storage modulus at 55 °C almost increased from 180 to 220 MPa. The micrographs of the fracture surface of the composites revealed that the surface modification prevented the pull-out of RC-NF from PCL. It was concluded that the mechanical properties of the composites were enhanced due to the improvement of the compatibility between RC-NF and PCL by the surface modification with APS. © 2019 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2020, 137, 48599.

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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

    総説・解説(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(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(一般), 日本化学会

  • 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

    松枝知征,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(一般), 日本機械学会

  • 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

    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(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(一般), 日本機械学会

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競争的資金等の研究課題 【 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,  代表

  • 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,  代表

  • 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,  代表

  • 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, 

  • ナノファイバ複合材料

    2018年04月
    -
    2019年03月

    受託研究,  代表

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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)

    特願: 特願2018-35438  2018年02月 

    特許, 単独, 国内出願

  • 被覆プラスチック成形体及びその製造方法

    特願: 特願2017-249628  2018年01月 

    特許, 単独, 国内出願

  • 樹脂容器及び樹脂フィルム

    特願: 特願2014-021475  2014年02月 

    特許, 単独, 国内出願

  • 成形体

    特願: 特願2013-234700  2013年11月 

    特許, 単独, 国内出願

  • 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

    特願: 特許願 2012-270636  2012年12月 

    特許, 単独, 国内出願

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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

    2021年度

  • マテリアルデザイン

    2021年度

  • 理工学基礎実験

    2021年度

  • 材料科学の基礎

    2021年度

  • 開放環境科学課題研究

    2021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年度, 春学期, 教養科目, 講義, 専任, 200人

  • 開放環境科学特別研究第2

    慶應義塾, 2018年度, 通年, 専門科目, 専任

  • 開放環境科学特別研究第1

    慶應義塾, 2018年度, 通年, 専門科目, 専任

  • 開放環境科学課題研究

    慶應義塾, 2018年度, 通年, 専門科目, 専任

  • 卒業研究

    慶應義塾, 2018年度, 通年, 専門科目, 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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