Toshihiro Toyota, David A. Head, Christoph F. Schmidt, and Daisuke Mizuno
“Non-Gaussian Athermal Fluctuations in Active Gels”
Soft Matter, Vol. 7, 3234-3239 (2011)
【概要】アクチン、ミオシンからなる力生成する非平衡ゲル中における非熱的揺らぎをマイクロレオロジーにより計測・解析した。非熱的揺らぎの統計分布関数はガウスと指数関数の和で表すことができ、これらの時間依存性から、生きている細胞骨格内部で周囲環境と相互作用しながら力生成するモーターたんぱく質のダイナミクスに関する知見が得られた。

David Head and Daisuke Mizuno
“Non-local Fluctuation Correlations in Active Gels”
Physical Review E, Vol. 81, 041910-1 – 041910-11 (2010)

K. Ohnuma, T. Toyota, T. Sugawara, M. Asashima
“Directional Migration of Neuronal PC12 cells in a Ratchet Wheel-Shaped Microchamber”
J. of Biosci. and Bioeng., Vol. 108 (1), 76-83 (2009)

Taro Toyota, Naoto Maru, Marthin M. Hanczyc, Takashi Ikegami, and Tadashi Sugawara
“Self-Propelled Oil Droplets Consuming “Fuel” Surfactant”
J. Am. Chem. Soc., Vol. 131, 5012-5013 (2009)
【概要】オクチルアニリンと親水性電解質とをイミン結合で連結した両親媒性分子の水溶液に、イミン結合の加水分解に有効な触媒分子を溶解させたオクチルアニリン油滴(直径100m)を分散させると、油滴表面での加水分解の進行に伴い、生成物を放出しながら数10m/sの速さで油滴が自発泳動することを見出した。さらに、複数の油滴が近接した場合、進行方向が逆の場合は斥力的な、同じ場合は引力的な相互作用を示す。（菅原正：総括）

K. Suzuki, T. Tomita, T. Toyota, M. Iwasaka, T. Sugawara
“Hysteretic Behavior of Diamagnetic Molecular Assembly: Magnetic Field Induced Deformation of Tubular Self-assemblies Composed of Amphipilic Molecules”
Polyhedron, Vol. 28, 253-256 (2009)

Koh-ichiro Shohda, Mieko Tamura, Yoshiyuki. Kageyama, Kentaro Suzuki, Akira Suyama, Tadashi Sugawara
“Compartment Size Dependence of Performance of Polymerase Chain Reaction Inside Giant Vesicles”
Soft Matter, Vol. 7, 3750-3753 (2011)

Hiroshi Takahashi,Yoshiyuki Kageyama, Kensuke Kurihara, Katsuto Takakura, Shigeru Murata, and Tadashi Sugawara
“Autocatalytic Membrane-Amplification on a Pre-Existing Vesicular Surface”
Chem. Commun., Vol. 46, 8791-8793 (2010)
【概要】ホスホリル基をアニオン性親水部として持つ人工膜分子は、コレステロール共存下メタノールを含む緩衝溶液（pH 7.7 ~ 5.3）中で、ジャイアントベシクルを生成する。ここに双頭極性型の膜分子前駆体を添加すると、ベシクルの外膜表面がプロトン酸性自己触媒として働き、膜分子がシグモイド的に生成する。さらに、それに伴いpeeling機構でベシクルの自己生産が進行することを明らかにした。（鈴木健太郎：実験サポート、菅原正：研究総括）

R. A. Dilanian, C. Darmanin, J. N. Varghese, S. W. Wilkins, T. Oka, N. Yagi, H. M. Quiney, and K. A. Nugent
“Structural analysis of two-dimensional membrane protein crystals using X-ray powder diffraction data”
Protein Science, Vol. 20, 457-464 (2011)
【概要】二次元結晶の粉末X線回折において反射の重なりは構造情報を得る上で困難な問題であるが、我々は粉末回折のデータから直接、信頼できる低分解能の位相情報を求める方法をあみだした。この方法をバクテリオロドプシンの２次元結晶である紫膜の粉末X線回折データに用いて構造情報の復元を行った。

O. Serve, Y. Kamiya, A. Maeno, M. Nakano, C. Murakami, H. Sasakawa, Y. Yamaguchi, T. Harada, E. Kurimoto, M. Yagi-Utsumi, T. Iguchi, K. Inaba, J. Kikuchi, O. Asami, T. Kajino, T. Oka, M. Nakasako, and K. Kato
“Redox-Dependent Domain Rearrangement of Protein Disulfide Isomerase Coupled with Exposure of Its Substrate-Binding Hydrophobic Surface”
J. Mol. Biol., Vol. 396, 361-374 (2010)
【概要】thermophilic fungus由来のprotein disulfide isomeraseのb’、a’ドメインの再配置をNMRおよびX線小角散乱で調べた。その結果、酸化･還元状態の変化により、疎水性表面の露出度やドメイン間の距離などが変化することが分かった。このことから疎水性表面の露出した基質と結合し、基質の酸化を行うと考えられる。

T. Kanzaki, S. Ushioku, A. Nakagawa, T. Oka, K. Takahashi, T. Nakamura, K. Kuwajima, A. Yamagishi, and M. Yohda
“Adaptation of a hyperthermophilic group II chaperonin to relatively moderate temperatures”
Protein Engineering Design & Selection, Vol. 23, 393-402 (2010)
【概要】Ⅱ型シャペロニンは他の蛋白質のフォールディングを補助する。高熱菌由来のシャペロニンに対して、アミノ酸置換を行いより低温で機能を持つように改変した。この結果K323R変異体が低い温度で、活性が上がり、ATP依存的な構造変化も示した。この変化は変異導入によりシャペロニンのbuilt-in lid部分の可動性が上がったために起こったと考えられる。

Makiko Takeda, Takumi Kusano, Takuro Matsunaga, Hitoshi Endo, Mitsuhiro Shibayama, and Toshiyuki Shikata
“Rheo-SANS Studies on Shear-thickening/thinning in Aqueous Rodlike Micellar Solutions”
Langmuir, Vol. 27, 1731-1738 (2011)

Shogo Nobukawa, Osamu Urakawa, Toshiyuki Shikata and Tadashi Inoue
“Evaluation of Nematic Interaction Parameter between Polymer Segments and Low-Mass Molecules in Mixtures”
Macromolecules, Vol. 43, 6099-6105 (2010)

Shuji Fujii, Shigeyuki Komura, Yoko Ishii, and C.-Y. D. Lu
“Elasticity of Smectic Liquid Crystals with Focal Conic Domains”
Journal of Physics : Condensed Matter, accepted
【概要】フォーカルコニックドメイン(FCD)が空間的に支配するサーモトロピックスメクチック相の粘弾性測定を、FCDサイズの温度・ずり速度依存性に着目し行った。弾性率、FCDサイズともに温度とずり速度を組み合わせたスケーリング則によって整理することができ、スメクチック相の弾性率はFCDの表面張力によって決まることを明らかにした。（実験：藤井修治、議論：好村滋行）

Shuji Fujii, Yoko Ishii, Shigeyuki Komura, and C.-Y. D. Lu
“Smectic Rheology Close to the Smectic-nematic Transition”
Europhys. Lett., Vol. 90, 64001-1 – 64001-6 (2010)
【概要】サーモトロピック・スメクチック液晶の降伏応力がフォーカルコニックドメインのサイズに対応すること、ずり流動によりスメクチック/ネマチック相転移が誘起されることを明らかにした。（好村滋行：実験・解析の考察、今井正幸：顕微鏡観察のサポート、折原宏：顕微鏡観察のサポートと実験結果の考察）

Koji Ando, Takahiko Yamanaka, Shigeru Okamoto, Naoki Sakamoto, Hirokazu Hasegawa, and Naokiyo Koshikawa
“Microphase Separation Induced by a Differentiating Non-Solvent in a Semi-Dilute Solution of an Ultra-High-Molecular-Weight Block Copolymer”
Journal of the Society of Materials Science Japan, Vol. 60, 24-28 (2011)
【概要】数百万g/molの超高分子量を有するブロック共重合体の準希薄溶液（無秩序状態）に分化誘導非溶媒を添加する事によりミクロ相分離およびマクロ相分離が誘起される事を示した。また、それらの相分離現象を自己無撞着場理論を用いたシミュレーションにより再現し、分化誘導非溶媒の空間分布を検討した。これらによりミクロ相分離が誘起されるメカニズムについて考察した。（井上正志：粘弾性測定）

Koji Ando, Takahiko Yamanaka, Shigeru Okamoto, Tadashi Inoue, Naoki Sakamoto, Daisuke Yamaguchi, Satoshi Koizumi, Hirokazu Hasegawa, and Naokiyo Koshikawa
“Microphase Separation Induced by Differentiating Non-Solvent in a Semi-Dilute Solution Studied by Rheometry and SANS”
IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., Vol. 14, 012012-1 – 012012-10 (2010)
【概要】超高分子量のポリスチレン-b-ポリ(t-ブチルメタクリレート）ジブロック共重合体のテトラヒドロフラン準希薄溶液は無秩序状態であったが、水（分化誘導非溶媒）を添加したところミクロ相分離が発現した。さらなる添加で秩序ー秩序転移も観察された。この相転移現象を動的粘弾性測定および小角中性子散乱測定により観察した。これによりテトラヒドロフランと水との混合溶媒の選択性が重要である事が分かった。

Shigeru Okamoto, Shinpei Ito, Koji Ando, Masahiro Mouri, Akihiko Ikeda, Hirokazu Hasegawa, and Naokiyo Koshikawa
“Gelation of Photonic Microdomain Structures Formed in Semi-Dilute Solutions of Ultra-High-Molecular-Weight Polystyrene-b-Polybutadiene with Various Polybutadiene Contents”
IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. and Eng., Vol. 14, 012008-1 – 012008-14 (2010)
【概要】超高分子量ブロック共重合体の準希薄溶液中において形成されたミクロドメイン構造を、その秩序性を低下させる事なくゲル化により構造固定することに成功した。ポリスチレン-b-ポリブタジエン　ジブロック共重合体を用いた。ポリブタジエンは1,2-結合からなり、側鎖のビニル基を用いてゲル化を行った。ポリブタジエン組成が５０vol.%以上のブロック共重合体において、秩序性の低下が見られなかった。（井上正志：粘弾性測定）

Koji Ando, Takahiko Yamanaka, Shigeru Okamoto, Naoki Sakamoto, Daisuke Yamaguchi, Satoshi Koizumi, Hirokazu Hasegawa, and Naokiyo Koshikawa
“SCFT Simulation and SANS Study on Spatial Distribution of Solvents in Microphase Separation Induced by a Differentiating Non-Solvent in a Semi-Dilute Solution of an Ultra-High- Molecular-Weight Block Copolymer”
J. Phys.; Conf. Ser., Vol. 247, 012040-1 – 012040-11 (2010)
【概要】超高分子量のポリスチレン-b-ポリ(t-ブチルメタクリレート)ジブロック共重合体のテトラヒドロフラン準希薄溶液に水という分化誘導非溶媒を添加することにより観察された、秩序-無秩序転移および秩序-秩序転移現象にともなう溶媒の空間分布の変化を小角中性子散乱測定のコントラストバリエーション法により観察した。その結果を自己無撞着場に基づく計算機シミュレーション結果と比較検討した。水の添加によりテトラヒドロフランの空間分布も大きく変化を受け、これが相転移の駆動力である事が分かった。（井上正志：粘弾性測定）

Yasuyuki Maki, Kei Ito, Natsuki Hosoya, Chikayoshi Yoneyama, Kazuya Furusawa, Takao Yamamoto, Toshiaki Dobashi, Yasunobu Sugimoto, and Katsuzo Wakabayashi
“Anisotropic Structure of Calcium-Induced Alginate Gels by Optical and Small-Angle X-Ray Scattering Measurements”
Biomacromolecules, in press

Toshiaki Dobashi, Naoko Tomita, Yasuyuki Maki, Chih Pong Chang, and Takao Yamamoto
“An Analysis of Anisotropic Gel Forming Process of Chitosan”
Carbohydr. Polym., Vol. 84, 709-712 (2011)
【概要】酢酸水溶液に溶解したキトサン溶液を二枚のガラス板に挟み、水酸化ナトリウム水溶液中に浸すと、複屈折を持つ配向ゲルが生成することを見出した。キトサンゲルの生成はpHの変化によって起こること、ゲル化と同時に配向が生じることが示された。理論的な解析により、ゲル相の成長過程はOH-イオンの流入によりゲル相の成長が支配される初期過程と、とH+イオンの流出により支配される後期過程に分けられることが示された。

Tatsuya Ogawa, Shinkichi Kurachi, Masami Kageshima, Yoshitaka Naitoh, Yan Jun Li, and Yasuhiro Sugawara
“Step Response Measurement of AFM Cantilever for Analysis of Frequency-Resolved Viscoelasticity”
Ultramicroscopy, Vol. 110, 612-617 (2010)
【概要】原子間力顕微鏡を用いてナノメータースケールのソフトマター系の粘弾性スペクトルを計測する１つの方法として、磁気力によるアクティブ制御で共振抑圧した力センサーに、さらにステップ状の磁気力を加えてステップ応答を取得する方法を提案し、測定例としてマイカ表面近傍の水層の粘弾性スペクトルを提示した。

Yukihiro Tamba, Hiroaki Terashima, and Masahito Yamazaki
“A Membrane Filtering Method for the Purification of Giant Unilamellar Vesicles”
Chem. Phys. Lipids, Vol. 164, in press (2011)
【概要】生体膜/脂質膜の巨大リポソーム(GUV)を精製する新しい方法「Membrane Filtering Method」を開発した。水和法で作成したDOPG/DOPC膜のGUVの懸濁液をこの方法を用いて精製し、直径が10-30 uｍのGUVを得ることに成功した。また、この方法によりGUVと水溶性蛍光プローブや小さなリポソームを分離することができ、さらにGUVの濃縮をすることもできた。

Mahay Md. Alam, Toshihiko Oka, Noboru Ohta, and Masahito Yamazaki
“Kinetics of Low pH-Induced Lamellar to Bicontinuous Cubic Phase Transition in Dioleoylphosphatidylserine/Monoolein”
J. Chem. Phys., Vol. 134, 145102-1 – 145102-10 (2011)
【概要】 生体脂質ジオレオイルホスファチジルセリン/モノオレイン膜は中性では液晶（La）相であるが、酸性にするとキュービック（Q224）相に相転移する。本研究では時分割Ｘ線小角散乱法を用いて、そのキネティックスを研究した。混合後2-10秒以内にLa相はヘキサゴナルII (HII) 相に相転移し、その後15-30分以内にHII相からQ224 相に相転移することがわかった。後者の速度定数はpHに依存した。

Jahangir Md. Alam, and Masahito Yamazaki
“Spontaneous Insertion of Lipopolysaccharide into Lipid Membranes from Aqueous Solution”
Chem. Phys. Lipids, Vol. 164, 166-174 (2011)
【概要】グラム陰性菌の外膜の主要な脂質であるリポポリサッカライド(LPS) と脂質膜の相互作用を研究した。1個の巨大リポソーム(GUV)の近傍に低濃度LPSを添加すると、膜の相が液晶相か秩序液体(lo)相かにかかわらずGUVは可逆的な変形を起こした。この解析より、LPSが水中からGUVの外側の単分子膜に挿入してその面積を増大したことがわかる。また高濃度のLPSはlo相の膜のGUVの膜分裂を誘起した。

Yukihiro Tamba, Hirotaka Ariyama, Victor Levadny, and Masahito Yamazaki
“Kinetic Pathway of Antimicrobial Peptide Magainin 2-Induced Pore Formation in Lipid Membranes”
J. Phys. Chem. B, Vol. 114, 12018-12026 (2010)
【概要】単一GUV法を用いて、マガイニン２が形成する脂質膜中のポアからの種々の大きさの蛍光プローブの漏れを研究した。Texas-Red dextran-10kや同-3kの漏れは、初期の急速な漏れとそれに続く遅い漏れが観察され、それぞれの速度定数を決定した。この結果は、最初マガイニン2は膜に大きなポアをあけるが、その後ポアの半径は時間とともに小さくなり、最終的に安定な小さなポアになることを示唆する。

Mario Ishizaki, Hideki Tanaka, and Kenichiro Koga
“Hydrophobicity in Lennard-Jones Solutions”
Phys. Chem. Chem. Phys., Vol. 13, 2328-2334 (2011)
【概要】単純液体において疎水効果に類似の疎溶媒効果が生じる条件を明らかにした。それが生じるパラメータ領域は定圧条件で小さく，定積条件では非常に大きいこと，またそれと同等であるが，定圧と定積条件で溶媒和自由エネルギーの温度依存性が大きく異なり，定積ではより大きなパラメータ領域で温度上昇とともに溶媒和自由エネルギーが増大する（溶解度が減少する）ことを例示した。

Kenichiro Koga, Joseph O. Indekeu, and Benjamin Widom
“Infinite-Order Transitions in Density-Functional Models of Wetting”
Phys. Rev. Lett., Vol. 104, 036101-1 – 036101-4 (2010)
【概要】濡れ転移は通常一次転移として観測され，臨界濡れ転移は特異な条件においてのみ許されると認識されてきた。われわれは標準的な濡れ転移のモデルを用いて，一次転移，二次転移，高次転移がおこる条件を明らかにした。その結果，数学的に「無限次」転移で特徴付けられる極めて弱い濡れ転移がモデル中の「標準状態」近辺で出現することが明らかになった。このモデルと関連する厳密に解けるモデルを用いても，結果の主要な部分を得ることができた。

Lukman Hakim, Kenichiro Koga, and Hideki Tanaka
“Thermodynamic Stability of Hydrogen Hydrates of Ice Ic and II Structures”
Phys. Rev. B, Vol. 82, 144105-1 – 144105-11 (2010)
【概要】氷Icと氷IIの空孔に水素分子が吸着した水素ハイドレートの安定性を統計力学モデルで議論し，実験結果を説明する結果を得た。

Kenichiro Koga, Joseph O. Indekeu, and Benjamin Widom
“First- and Second-order Wetting Transitions at Liquid-vapor Interfaces”
Faraday Discuss., Vol. 146, 217-222 (2010)
【概要】濡れ転移が一次相転移であるために必要な条件を説明し，それを二つの密度汎関数モデルを用いて例示した。

Lukman Hakim, Kenichiro Koga, and Hideki Tanaka
“Novel Neon-Hydrate of Cubic Ice Structure”
Physica A, Vol. 389, 1834-1838 (2010)
【概要】ネオンを包接した氷Icの安定性をモンテカルロシミュレーションにより評価した。氷Ic自体は不安定になる高圧領域においても，ネオンを含む氷Icは安定に存在できることが予測された。

Shin-ichi Sasa, Takahiro Nemoto
“Variational Formula for Experimental Determination of High-order Correlations of Current Fluctuations in Driven Systems”
Phys. Rev. E , Vol. 83, 030105(R)-1 – 030105(R)-4 (2011)
【概要】時間平均されたカレントについてまれに生じるゆらぎは大偏差関数によって特徴づけることができる。これは確率論の基本事項である。他方、平衡統計力学によれば、空間平均された熱力学変数のまれに生じるゆらぎを特徴づける大偏差関数は熱力学関数で与えられ、ゆらぎの測定とは別に実験により決定される。そこで、時間平均されたカレントに対しても実験で決めることができる公式を与えた。

Masamichi J. Miyama and Shin-ichi Sasa
“Shear-Induced Criticality near a Liquid-Solid Transition of Collodal Suspensions”
Phys. Rev. E , Vol. 83, 020401(R)-1 – 020401(R)-4 (2011)
【概要】平衡溶媒下のコロイド分散系は、液相から結晶相へと対称性を破る１次転移を示す。溶媒にずり流れがあるとき、平衡条件下とは質的に異なり、対称性を破る２次転移が生じることが示される。

Terihisa S. Komatsu, Naoko Nakagawa, Shin-ichi Sasa, and Hal Tasaki
“Entropy and Nonlinear Nonequilibrium Thermodynamic Relation for Heat Conducting Steady States”
J. Stat. Phys., Vol. 142, 127-153 (2011)
【概要】クラウジウス関係式を非平衡定常状態に拡張しようとする試みについてのミクロ力学系からの現状での完全な説明が与えられる。特に、非平衡度の高次の部分については、経路依存性が解消できず、非平衡特有の相関をもった形で表現できることが示される。

Shin-ichi Sasa
“Thermodynamic Transition Associated with Irregularly Ordered Ground States in a Lattice Gas Model”
J. Phys. A: Math. Theor., Vol. 43, 465002-1 – 465002-12 (2010)
【概要】周期構造も準周期構造ももたないという意味で不規則だが、エントロピー密度がゼロという意味で秩序だっている基底状態と関わる熱力学転移を示し、新しい熱力学相の可能性を提示した。（IOP Select に選ばれた。）

Mami Iwata and Shin-ichi Sasa
“Theoretical Analysis for Critical Fluctuations of Relaxation Trajectory near a Saddle-Node Bifurcation”
Phys. Rev. E, Vol. 82, 011127-1 – 011127-17 (2010)
【概要】サドルノード分岐点をよぎるときの動的なゆらぎの異常増大について、その特異性を決定する理論的枠組みを提案し、具体的な計算を行った。

Hiroki Ohta and Shin-ichi Sasa
“A Universal Form of Slow Dynamics in Zero-Temperature Random-Field Ising Model”
Europhys. Lett., Vol. 90, 27008-1 – 27008-5 (2010)
【概要】ランダム磁場中の強磁性体において磁場を反転させたときに生じる遅い緩和動力学の普遍性クラスに関して、ランダムグラフ上模型の動力学の厳密解析を行い、特徴的な時間やゆらぎの発散を特徴づける指数を決定した。

Jun-ichi Fukuda and Slobodan Zumer
“Quasi Two-dimensional Skyrmion Lattices in a Chiral Nematic Liquid Crystal”
Nature Communications, 2: 246 doi:10.1038/ncomms1250 (2011)
【概要】コレステリックブルー相をバルクで示す液晶を非常に薄いセルに閉じ込めた際に生じる秩序構造について，ランダウード・ジャン理論に基づく数値計算を行なった．その結果，ある温度範囲，セル厚の範囲において，スキルミオンと呼ばれるトポロジカルな励起構造がヘキサゴナルな格子を組むことがわかった．この結果は，核子のモデル，２次元電子気体，あるいはボーズアインシュタイン凝縮体といった幅広い系で見られる構造と類似している．

Jun-ichi Fukuda and Slobodan Zumer
“Ring Defects in a Strongly Confined Chiral Liquid Crystal”
Phys. Rev. Lett., Vol. 106, 097801-1 – 097801-4 (2011)
【概要】強いキラリティを持った液晶を薄いセルに閉じ込めることにより生じる液晶の配向，欠陥構造について議論している．２枚のセル表面が同じ方向に平行配向を課す場合，セル厚がコレステリックピッチに対して不整合のとき，セル表面の配向とコレステリック配向との間にフラストレーションが生じ，その結果としてこれまでの液晶研究では見られなかった環状の線欠陥が規則的に配置する構造が生じることを，数値計算により明らかにした．

Mohammad Reza Mozaffari, Mehrtash Babadi, Jun-ichi Fukuda, and Mohammad Reza Ejtehadi
“Interaction of Spherical Colloidal Particles in Nematic Media with Degenerate Planar Anchoring”
Soft Matter, Vol. 7, 1107-1113 (2011)
【概要】液晶中に分散した2つのコロイド粒子間の相互作用を，有限要素法に基づいた数値計算によって調べた．ここで着目しているのは，粒子表面で強い水平アンカリングを示す場合である．この場合は粒子表面に2つの欠陥が生じ，粒子同士は四重極子型の相互作用を示すことが解析的議論から予測されている．しかし粒子間距離が小さい場合は，表面欠陥が動くことによってエネルギーを緩和することにより，解析的議論による予想と全く異なる挙動を相互作用ポテンシャルが示すことを明らかにした．このような振る舞いは実験事実をうまく説明できるものである．

Jun-ichi Fukuda
“Stabilization of a Blue Phase by a Guest Component: An Approach Based on a Landau-de Gennes Theory”
Phys. Rev. E, Vol. 82, 061702-1 – 061702-5 (2010)
【概要】高分子などのゲスト成分を導入することにより，コレステリックブルー相が安定化される，すなわち温度範囲が広がることが知られている．この安定化は，ゲスト成分がブルー相の欠陥のところに局在することで，自由エネルギー密度の高い欠陥の部分が実質的になくなることに由来すると考えられている．本論文では，Landau-de Gennes理論を用いた数値計算により，この推論の妥当性を定量的に調べ，事実少量のゲスト成分によりブルー相が安定である温度範囲が著しく広がることを明らかにした．（米谷慎：議論）

Jun-ichi Fukuda and Slobodan Zumer
“Cholesteric Blue Phases: Effect of Strong Confinement”
Liq. Cryst., Vol. 37, 875-882 (2010)
【概要】コレステリックブルー相がバルクでは最安定な状況で，液晶が薄いセルに閉じ込められた時にどのような秩序構造を取るかを数値計算により調べた．これまでの液晶研究では発見されたことのない秩序構造が，液晶の位相欠陥によって形成される可能性があることを明らかにした（Alfred Saupe教授追悼号におけるInvited Paper）．

Jun-ichi Fukuda
“Continuous Transformation of a – 1/2 Wedge Disclination Line to a +1/2 One”
Phys. Rev. E, Vol. 81, 040701(R)-1 – 040701(R)-4 (2010)
【概要】液晶のコレステリックブルー相の位相欠陥について，電場を印加すると，-1/2のチャージを持つ wedge disclination が +1/2のチャージを持つものに連続的に転移しうることを数値的に見いだした．これまで-1/2のと+1/2のwedge disclinationは３次元系ではトポロジー的に等価であることがわかっていたが，これらの欠陥の間での連続的な転移が実際に可能であることを明らかにしたおそらく最初の例である．

Akihiko Matsuyama
“Biaxial Nematic Phases in Rod/liquid Crystal Mixtures”
Liq. Cryst., in press
【概要】棒状分子と液晶分子の混合系における新規な２軸ネマチック相についての理論モデルを紹介した。さらに，温度や濃度に依存した２軸ネマチック相の安定性や相分離について議論した。

Akihiko Matsuyama
“Biaxial Nematic Phase in Mixtures of a Liquid Crystal and a Rodlike Polymer ”
Mol. Cryst. Liq. Cryst., in press
【概要】棒状分子と液晶分子の混合系で起こる２軸ネマチック相についての理論モデルについて議論した。

Akihiko Matsuyama
“Theory of Binary Mixtures of a Rodlike Polymer and a Liquid Crystal”
J. Chem. Phys., Vol. 132, 214902-1 – 214902-10 (2010)
【概要】長い棒状高分子と低分子液晶の２成分混合系で起こる相分離について理論的に研究をおこなった。棒状分子と液晶分子の配向によって３つのネマチック相が存在することを示し，温度と濃度によってどのような相分離が起こるかを計算した。結果は，今後，カーボンナノチューブと液晶の混合系や，液晶高分子と液晶の混合系において重要である。

喜田裕介，寺尾憲，佐藤尚弘
“ポリアクリル酸との複合体形成に伴うコラーゲンモデルペプチド三重らせん構造の安定化挙動”
高分子論文集, Vol. 67, 686-689 (2010)
【概要】メタノール中で、コラーゲンモデルペプチドが末端アミノ基との相互作用により、ポリアクリル酸と複合体を形成することを見出した。また、複合体形成に伴い、モデルペプチドの三重らせんの熱的安定性が非常に向上することを見出した。（四方俊幸：コラーゲンモデルペプチドの溶媒和に関して情報提供）

Yukio Tominaga, Mari Mizuse, Akihito Hashidzume, Yotaro Morishima, and Takahiro Sato
“Flower Micelle of Amphiphilic Random Copolymers in Aqueous Media”
J. Phys. Chem. B, Vol. 114, 11403-11408 (2010)
【概要】アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸ナトリウムとN-ドデシルメタクリルアミドのランダム共重合体が塩水溶液中で形成する花形ミセルの構造を、分子動力学計算と光散乱測定により調べた。得られた結果は、以前に提案した高分子主鎖の剛直性によって決まる最小サイズのループを有する花形ミセルモデルによって首尾一貫して説明された。

Maiko Tsuda, Ken Terao, Yasuko Nakamura, Yusuke Kita, Shinichi Kitamura, and Takahiro Sato
“Solution Properties of Amylose Tris(3,5-dimethylphenylcarbamate) and Amylose Tris(phenylcarbamate): Side Group and Solvent DependentChain Stiffness in Methyl Acetate, 2-Butanone, and 4-Methyl-2-pentanone”
Macromolecules, Vol. 43, 5779-5794 (2010)
【概要】アミロース(3,5-ジメチルフェニルカルバメート)のメチルアセテート、2-ブタノン、および4-メチル-2-ペンタノンでの分子形態を、光散乱、小角X線散乱、沈降平衡、および粘度により調べた。溶媒と高分子側鎖との水素結合により、アミロース鎖の剛直性が溶媒分子体積とともに増加することを見出した。

Yoshiki Sawa, Fangfu Ye, Kenji Urayama, Toshikazu Takigawa, Vianney Gimenez-Pinto, Robin Selinger, and Jonathan Selinger
“Shape Selection of Twist Nematic Elastomer Ribbons”
Proc. Natl. Acad. Sci. USA, in press
【概要】表裏面間で液晶が90度ツイスト配向した液晶エラストマーのリボン状試料の形態の温度変化および幅依存性を調べた。リボンの幅を増加させると、中心線は直線でガウス曲率をもつヘリコイド形態から、中心線がらせん状で円筒曲率をもつスパイラル形態に転移することがわかった。また、らせんピッチなどの構造パラメータは温度に強く依存し、ある温度でらせんの向きが反転することがわかった。実験結果を説明するモデルを構築した。

Yoshiki Sawa, Kenji Urayama, and Toshikazu Takigawa
“Temperature-Responsive Bending of Nematic Elastomers with Hybrid Molecular Alignment”
Mol. Cryst. Liq. Cryst., in press (2011)
【概要】ハイブリッド配向をもつ液晶エラストマー薄膜の温度応答性の屈曲挙動について調べた。

Akihiro Konda, Kenji Urayama, and Toshikazu Takigawa
“Strain-Rate-Dependent Poisson’s Ratio and Stress of Polymer Gels in Solvents Revealed by Ultra-Slow Stretching”
Macromolecules, in press (2011)
【概要】膨潤のタイムスケールと同等の超低速度（分速１マイクロメートル）を含めた広範囲の変形速度で、ゲル（厚さ1mm、長さ５mm程度）の伸長実験を溶媒中で行った。伸長に誘起された膨潤が伸長過程で生じることにより、ポアソン比および伸長応力の顕著な伸長速度依存性が観察された。

Yohsuke Bitoh, Kenji Urayama, Toshikazu Takigawa, and Kohzo Ito
“Biaxial Strain Testing of Extremely Soft Polymer Gels”
Soft Matter, Vol. 7, 2632-2638 (2011)
【概要】自重変形するほど低弾性率の超ソフトゲルを独立二軸伸長できる装置を製作した。平衡まで膨潤した化学架橋および物理架橋ゲルの二軸変形下の応力ーひずみ挙動を調べ、ひずみエネルギー関数を評価した。特に、化学架橋ゲルの二軸伸長データは古典ゴム弾性理論の予測とはあわないことを示し、古くから知られていた平衡膨潤状態の一軸伸長データと同理論の一致はみかけにすぎないことを明らかにした。（伊藤耕三：結果についての討論）

Yoshiki Sawa, Kenji Urayama, Toshikazu Takigawa, Antonio DeSimone, and Luciano Teresi
“Thermally Driven Giant Bending of Liquid Crystal Elastomer Films with Hybrid Alignment”
Macromolecules, Vol. 43, 4362-4369 (2010)
【概要】表裏面間でローカルダイレクターが連続的に90度回転（一方の表面は水平配向、もう一方の表面は垂直配向）しているハイブリッド配向をもつ液晶エラストマー(LCE）薄膜を作製した。ローカルダイレクターの温度変化により、薄膜の巨大な屈曲変形が誘起され、ある温度を境に屈曲方向が変化することを見出した。また、巨視的な水平配向をもつLCE薄膜の変形の温度依存性をもとに、表裏面間のひずみの線形変化を仮定すると、ハイブリッド配向LCEの曲率の温度依存性が再現できることを示した。さらに、有限要素シミュレーションにより、薄膜の表裏面間の精密なひずみ分布を求め、線形近似がよい近似であることを示した。

Toshio Tada, Kenji Urayama, Takahiro Mabuchi, Kiyoshige Muraoka, and Toshikazu Takigawa
“Nonlinear Stress Relaxation of Carbon Black-Filled Rubber Vulcanizates under Various Types of Deformation”
J. Polym. Sci., Part B, Polym. Phys., Vol. 48, 1380-1387 (2010)
【概要】カーボンナノフィラー充填系ゴムの大変形応力緩和挙動を等二軸伸長、純ずり、一軸伸長変形下で調べた。同系の応力に対するひずみ効果と時間効果の分離性の妥当性について長く議論が続いていたが、応力そのものではなく応力から平衡応力を差し引いた緩和成分に着目すると同分離性が成立することを初めて示した。また、応力の時間依存性は純ゴムとほとんど同じであり、フィラー充填系のダイナミクスはゴムマトリックスに支配されていることを示した。応力の緩和強度は、平衡応力で規格化すると変形によらずほぼ一定値になることも見出した。これらの知見は、フィラー充填系ゴムの時間依存性を考慮した大変形挙動を記述する構成方程式の導出を容易にする。

Toshihiko Ito, Ukyo Matsuwaki, Yuji Otsuka, Masahiro Hatta, Katsuichiro Hayakawa, Koichi Matsutani, Tomoyuki Tada and Hiroshi Jinnai
“Three-Dimensional Spatial Distributions of Pt Catalyst Nanoparticles on Carbon Substrates in Polymer Electrolyte Fuel Cells”
Electrochemistry, in press (2011)
【概要】白金粒子と炭素担持体からなる燃料電池電極（FCE）は、燃料電池の性能の鍵を握る重要な要素である。燃料電池の実用化を阻んでいる最大の問題の一つは、電極の劣化である。劣化機構の解明のためには、電極の詳細な構造観察が必要であり、本研究では電子線トモグラフィー法によりFCEの3次元構造を観察した。その結果、一部の白金ナノ粒子は炭素担持体の内部に存在することが分かった。観察したFCEの電気化学特性を考慮に入れると、この結果は、炭素担持体の内部に存在する白金粒子が触媒反応を持たないという従来の常識を覆す可能性を示唆している。

Hiroshi Morita, Hidekazu Sugimori, Masao Doi and Hiroshi Jinnai
“Single Chain Distribution Analysis Near a Substrate Using a Combined Method of Three-Dimensional Imaging and SCF Simulation”
Eur. Polymer J., in press (2011)
【概要】ブロック共重合体薄膜における基板表面でのブロック鎖の選択的吸着（wetting）について、電子線トモグラフィー法による３次元ナノイメージングと最新の計算機シミュレーション法を用いて分子レベルから検討した。その結果、基板付近のブロック鎖はガウス鎖状態に比べて圧縮されているが、ミクロ相分離構造の周期長に相当するだけ（基板から）離れるだけでバルク状態と同じ慣性半径を示すことが分かった。

Hiroyasu Matsugnaga, Hiroki Ogawa, Takumi Takano, Sono Sasaki, Shunji Goto, Takashi Tanaka, Takamitsu Seike, Sunao Takahashi, Kunikazu Takeshita, Nobuteru Nariyama, Haruhiko Ohashi, Toru Ohata, Yukito Furukawa, Tomohiro Matsushita, Yasuhide Ishizawa, Naoto Yagi, Masaki Takata, Hideo Kitamura, Kazuo Sakurai, Kohji Tashiro, Atsushi Takahara, Yoshiyuki Amamiya, Kazuyuki Horie, Mikihito Takenaka, Toshiji Kanaya, Hiroshi Jinnai, Hiroshi Okuda, Isamu Akiba, Isao Takahashi, Katsuhiro Yamamoto, Masamichi Hikosaka, Shinichi Sakurai, Yuya Shinohara, Akihiko Okada and Yasunori Sugihara
“Multipurpose Softmaterial SAXS/WAXS/GISAXS Beamline at SPring-8”
Polym. J., in press (2011)
【概要】ソフトマテリアルの科学的・産業的研究には、詳細な構造解析が必須である。ソフトマテリアル研究に特化したビームラインをSPring8に建設した。本研究は、BL03XUに装備されたソフトマテリアル研究用のX線散乱装置の詳細について述べたものである。

Takeshi Higuchi, Kiwamu Motoyoshi, Hidekazu Sugimori, Hiroshi Jinnai, Hiroshi Yabu, and Masatsugu Shimomura
“Phase Transition and Phase Transformation in Block Copolymer Nanoparticles”
Macromol. Rapid Comm., Vol. 31, 1773-1778 (2010)
【概要】良溶媒/貧溶媒混合溶媒からの蒸発過程を制御することにより、ブロック共重合体ナノ粒子を作製した。温度の違いにより、無秩序・方向性のないラメラ相・同心円状（タマネギ状）の構造が得られた。これらのナノ粒子を加熱することにより、ナノ粒子の内部で秩序-無秩序転移（ODT）や秩序-秩序転移（OOT）を引き起こすことができる。興味深いことは、加熱温度がブロック鎖のガラス転移温度よりも低い温度でさえも上記の構造転移が起こることで、これは、ナノ粒子という制限された空間では系のガラス温度が低くなっていることを示唆するものである。

Le Li, Kazuyuki Matsunaga, Jintao Zhu, Takeshi Higuchi, Hiroshi Yabu, Masatsugu Shimomura, Hiroshi Jinnai, Ryan C. Hayward, and Thomas P. Russell
“Solvent-Driven Evolution of Block Copolymer Morphology under 3D Confinement”
Macromolecules, Vol. 43, 7807-7812 (2010)
【概要】（バルクではラメラ構造を形成する）Poly(styrene-block-isoprene）ブロック共重合体において、THF/水混合溶媒からの析出過程を制御することで、同心の層状ミクロ相分離構造を内包するナノ粒子を作製した。さらに、このナノ粒子内部の相分離構造の良溶媒による構造変化過程を電子線トモグラフィー法による３次元可視化により調べた。その結果、同心円状ラメラ構造→PIシリンダー/PSマトリクス→PS-core-PI-shell球/PSマトリクスへと構造が変化していく様子を捕らえることができた。特に最後のPS-core-PI-shell球/PSマトリクス構造は今までに観察されたことのない特異なナノ構造である。

Sohei Motoki, Takeshi Kaneko, Yoshitaka Aoyama, Hideo Nishioka, Yoshihiro Okura, Yukihito Kondo, and Hiroshi Jinnai
“Dependence of Beam Broadening on Detection Angle in Scanning Transmission Electron Microtomography”
J. Electron. Microsc., Vol. 59, S45-S53 (2010)
【概要】走査型電子線トモグラフィー法において、長焦点光学系を実現することにより厚み1μmのABS樹脂の３次元観察に成功した。しかし、3次元像を詳細に観察すると、試料の表面から離れるに従ってスライス増がボケる現象が見られた。この傾向は、ディテクターの散乱角を大きくするほど顕著であり、電子の多重散乱に起因すると思われる。

Jueun Jung, Hae-Woong Park, Sekyung Lee, Hyojoon Lee, Taihyun Chang, Kazuyuki Matsunaga, and Hiroshi Jinnai
“Effect of Film Thickness on the Phase Behaviors of Diblock Copolymer Thin Film”
ACS Nano, Vol. 4, 3109-3116 (2010)
【概要】Polysturene-block-polyisopreneブロック共重合体の相挙動について、斜入射X線散乱法と電子線トモグラフィー法により研究した。相挙動の研究における温度変化「その場」観察では、複数の異なる相分離構造が混在し、相図の決定が困難である。本研究では、系を一度相溶状態にもたらし、温度ジャンプ法で特定の温度に落とすことで、上記のような複雑さを取り除いた。その結果、試料の厚みが相挙動に大きな影響を与えることを見いだした。試料の厚みが薄くなるにつれて、穴あきラメラ相や六方格子シリンダー相の占める温度範囲が大きくなり、逆に共連続相のそれが小さくなると言う結果を得た。

Hiroshi Jinnai, Richard J. Spontak, and Toshio Nishi
“Transmission Electron Microtomography and Polymer Nanostructures”
Macromolecules, Vol. 43, 1675-1688 (2010)
【概要】高分子不均一構造の評価のために開発された種々の3次元イメージング法について、その特徴と分解能について述べ、それぞれの手法による最新の研究例ついて概説した。また、3次元イメージング法の今後と高分子科学への貢献についても議論した。

Fenhua She, Kenichi Nihara, Weimin Gao, Peter D. Hodgson, Hiroshi Jinnai, and Lingxue Kong
“3-Dimensional Characterization of Membrane with Nanoporous Structure Using TEM Tomography and Image Analysis”
Desalination, Vol. 250, 757-761 (2010)
【概要】メンブレンのナノ細孔構造は三次元的に変化に富み、それによって濾過・脱塩能力、ファウリングポテンシャル、ひいては生成される水の水質に顕著な影響を及ぼす。したがって三次元ナノ細孔構造に関する知見は膜の性能を理解し、予見する為に不可欠なものである。透過電子線トモグラフィー、画像処理および三次元再構築を組み合わせた新規手法を、膜のナノ構造解析手法として紹介する。再構成アルゴリズムによってあらゆる方向から非破壊的に三次元ナノ細孔構造を可視化できる。この新技術によって濾過性能をより深く理解し、より正確に予見する事ができるであろう。

Shu Hotta, Yoichi Sakurai, Yuki Okuda, Tomoharu Miki, Kazuyuki Matsunaga, Fumio Hirato, Takeshi Yamao, and Hiroshi Jinnai
“Grating-Assisted Spectrally-Narrowed Emissions from an Organic Slab Crystal Excited with a Mercury Lamp”
J. Nanosci. Nanotechnol., Vol. 10, 440-447 (2010)
【概要】2,5-ビス（4-ビフェニリル）チオフェン（BP1T）の有機半導体スラブ結晶から、弱い励起強度下で狭線発光が観察される。この発光は１A以下の家庭用電源で作動する水銀ランプによって生じた。BP1Tスラブ結晶は分布ブラッグ反射器を備えている。この構造を完成させるため、スラブ結晶は石英ガラス基質表面上の回折格子に密着させる。回折格子はナノメートル単位の精度をもつ集束イオンビームを用いて精密に形成させる。発光強度の増加をともなう狭線化は、格子領域内で電磁波の前進波と後退波（反射派）の間に強いモード結合が生じることと関連している。レーザーを用いて、強励起強度下でのBP1T結晶の発光測定も行った。この発光は縦多モードレーザー発振と見られ、郡屈折率は4.56であった。強、弱双方の励起強度下ともに、励起子発光が優勢種である。狭線発光へのこれらの関与について簡単に議論する。

Yue Zhao, Kari Thorkelsson, Alexander J. Mastroianni, Thomas Schilling, Joseph M. Luther, Benjamin J. Rancatore, Kazuyuki Matsunaga, Hiroshi Jinnai, Yue Wu, Daniel Poulsen, Jean M. J. Fréchet, A. Paul Alivisatos, and Ting Xu
“Small-molecule-directed Nanoparticle Assembly Toward Stimuli-responsive Nanocomposites”
Nat. Mater., Vol. 8, 979-985 (2009)
【概要】複数の長さスケールにおいて、ナノ粒子などのナノ領域の構造体の空間構成を精密に制御することが、技術的に重要度の高い材料をボトムアップ方式で創製する上でボトルネックになっている。表面改変をしないでナノ粒子を組織化する手法はわずかしか報告されていない。本報では、低分子とブロック共重合体の組み合わせで、入手容易なナノ粒子を刺激応答性に階層構造を形成させることのできる、シンプルかつ応用範囲の広い手法を示す。ナノ粒子およびブロック共重合体の双方とも化学改変すること無く、ナノ粒子の1次元、二次元、三次元配向を、粒子間の分散と配列を制御しつつ組織化する事ができた。熱あるいは光反応性のナノコンポジットを用いて、熱や光の照射、あるいは局所環境を変化させる事でナノ粒子の空間分布を変化させる事ができる。本法は幅広いナノ粒子に適用可能であり、既存の形成加工にも適合するので、機能デバイスの生成に支障のない手法が可能となる。

Priyanka Dobriyal, Hongqi Xiang, Matsunaga Kazuyuki, Jiun-Tai Chen, Hiroshi Jinnai, and Thomas P. Russell
“Cylindrically Confined Diblock Copolymers”
Macromolecules, Vol. 42, 9082-9088 (2009)
【概要】ラメラ、シリンダー、スフィア形成性のポリスチレン-b-ポリブタジエン(PS-b-PBD)ブロック共重合体(BCPs)を、溶融状態で陽極酸化アルミナ(AAO)膜の細孔に毛細管力で取り込ませた。熱重合の後、AAOを弱酸で溶解し、BCPのナノロッドを取り出し、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて取り込まれたBCPsの形態を調べた。BCPのミクロ相分離に対する閉じ込めの効果を調べる為にAAO内の細孔の直径とブロック共重合体の分子量は変動させた。二次元拘束下のラメラ形成性BCPsでは同心円柱が観察され、ラメラの反復周期の偏向をAAO細孔の直径の関数として測定した。さらに、閉じ込めの度合いが増すに連れトラス状構造も観察された。バルクシリンダー形成性BCPでは、積層トラス様構造、一重、二重、三重らせん構造といったバルクでは見られないような多様な構造が観察された。特定の構造は、D/L0(DはAAP細孔直径、L0はBCPのバルクでの周期)に依存した。D/L0は0.92から2.22まで変動した。バルクスフィア形成性BCPsでは、コアシェルシリンダー状構造、球状ミクロドメインの単一カラム、または二つ組、三つ組球状ミクロドメインのらせん構造が見られた。透過型電子顕微鏡観察はトモグラフィーモード(TEMT)でも実施し、三次元構造を定量的に決定した。見つかった構造は拘束されたBCPsの最近のシミュレーション結果と一致した。

Haruko Saito, Masahiro Yoshinaga, Takaaki Mihara, Toshio Nishi, and Hiroshi Jinnai
“The Interface Dynamics of Bicontinuous Phase Separating Structure in a Polymer Blend”
J. Phys.: Conf. Ser., Vol. 184, 12029-12029 (2009)
【概要】スピノーダル分解（SD）過程での相分離パターンの時間発展を、X線CTを用いて同一ボリュームで観察した。経時的三次元像を吟味した結果、ブリッジ様ドメインが相分離のダイナミクスに重要な役割を果たしている事が明らかになった。SDの過程でブリッジ様ドメインのうち一部はより太く、他は細くなっていく。界面の平均曲率を通して、界面間の圧力差を定量化したところ、この圧力差が界面のダイナミクスに影響を及ぼしていることが分かった。

Tohsio Nishi, So Fujinami, Ken Nakajima, Hidekazu Sugimori, Masahiro Hatta, Martin Weber, and Hiroshi Jinnai
“Polymer Nanotechnology Applied to Polymeric Nano-soft-materials”
J. Phys.: Conf. Ser., Vol. 184, 12030-12030 (2009)
【概要】著者らは高分子ナノアロイ、ナノコンポジットの新しい評価技術を開発してきた。このナノテクノロジーは、ナノ三次元計測、ナノ物性評価系、ナノスペクトロスコピーの３つに分類できる。ナノ三次元計測においては、高分子試料用エネルギーフィルター付三次元透過電子顕微鏡を開発した。この手法を用いれば、既存のTEMでは得られなかった重要な３次元情報、元素情報を手に入れる事ができる。ナノ物性評価系は原子間力顕微鏡の力-距離曲線測定を開発し、確立した系である。ヤング率、付着エネルギーのような力学特性の分布が、高い水平解像度で定量的に得られる。これらの手法により、これまでの高分子ナノテクノロジーでは得られなかった情報が得られるようになる。いくつかの実験結果を示す。

John Dupont, Guojun Liu, Ken-ichi Niihara, Ryuhei Kimoto, and Hiroshi Jinnai
“Self-Assembled ABC Triblock Copolymer Double and Triple Helices”
Angewandte Chemie International Edition, Vol. 48 (33), 6144-6147 (2009)
【概要】アキラルでリニアなABCトリブロック共重合体を、中心となるBブロックは少なく、Cブロックが豊富で、Aブロックは最低限量含まれる溶液中にて自己組織化させると、バイオミメティックな二重らせん構造（図参照）と、一部三重らせん構造が生じる。この結果は異なる３種の溶媒の組み合わせにおいても再現された。したがってこの 多重らせん構造は熱力学的生成物と言える。

Hiroshi Jinnai, Takeshi Kaneko, Kazuyuki Matsunaga, Clarissa Abetz, and Volker Abetz
“A Double Helical Structure Formed from an Amorphous, Achiral ABC Triblock Terpolymer”
Soft Matter, Vol. 5, 2042-2046 (2009)
【概要】ポリスチレン-ブロック-ポリブタジエン-ブロック-ポリ（メチルメタクリレート）トリブロックターポリマー(SBM)の三次元らせん構造を、透過電子線トモグラフィー法を用いて実験的に可視化した結果を示す。ポリスチレン(PS)のコアをポリブタジエン(PB)のらせん形ミクロドメインが取り巻いた、左巻き、右巻きの二重らせん構造が明らかになった。らせんのピッチをコントロールするには、溶液混合によってPSコア中に短いPS鎖を加える事が不可欠であることが分かった。さらにこのらせん構造は、薄膜中ではらせん状ファイバーがハニカム板状に、膜平面に対して垂直に配列した構造を、膜厚非依存的に形成する事が判った。

Amany El-Khouly, Yoshiaki Takahashi, A. A. Safaan, E. Kenawy, and Y. A. Hafiz
“Study of Heavy Metal Ion Absorbance by Amidoxime Group Introduced to Cellulose-graft-Polyacrylonitrile”
J. Appl. Polym. Sci., Vol. 120, 866-873 (2011)
【概要】セルロース繊維にポリアクリロニトリルをグラフト重合し、さらにアミドキシム化した試料の特性評価と水中からの重金属イオンの吸着能について報告した。

Nari-aki Harada, Jushiro Yasuhara, Yukihiro Motoyama, Osamu Fujimura, Tetsuro Tsuji, Takeshi Takahashi, Yoshiaki Takahashi, and Hideo Nagashima
“A Ruthenium-Catalyzed Hydrosilane-Induced Polymerization of 3-Alkyl-3-hydroxymethyloxetane Derivatives: Facile Access to Functionalized Polyoxetanes by Virtue of Organosilyl Groups”
Bull. Chem. Soc. Jpn., Vol. 84, 26-39 (2011)
【概要】種々の置換基を有するポリオキセタンの３核ルテニウム触媒を用いた開環重合について報告した。さらにシリル基を加水分解ないしはシリル/アシル変換で水酸基やエステル基を導入し、その特性評価結果を報告した。

Amany El-Khouly, Yoshiaki Takahashi, A. A. Safaan, EL‐Refaie Kenawy, Y. A. Hafiz
“Synthesis and Antimicrobial Activity of Some Modified Cellulose-graft-Polyacrylonitrile Derivatives”
Carbohydrate Polymers, Vol. 83, 346-353 (2011)
【概要】セルロースにポリアクリロニトリルをグラフトし、さらにアミドキシムなどの誘導体に変換した試料の抗菌性について検討した。

Amany El-Khouly, Yoshiaki Takahashi, Akihiko Takada, A. A. Safaan, El-Refaie Kenawy, Y. A. Hafiz
“Characterization and Mechanical Properties of Cellulose-graft-Polyacrylonitrile Prepared by using KMnO₄/different acids as Redox System”
Nihon Reoroji Gakkaishi, Vol. 38, 133-140 (2010)
【概要】種々の酸を用いた過マンガン酸カリウムとの酸化還元系でポリアクリロニトリルをグラフトしたセルロースの特性評価と力学強度について報告した。

Hiroyuki Aoki, Toshiaki Takahashi, and Shinzaburo Ito
“Segmental Orientation of Single Polymer Chain in Langmuir-Blodgett Film Studied by Defocus Fluorescence Imaging”
Polym. J., Vol. 43, 218-221 (2011)
【概要】デフォーカス蛍光顕微鏡法により、単分子膜中の高分子鎖の配向状態を評価した。主鎖中央に蛍光色素分子を導入したポリメチルメタクリレートを合成し、その単分子膜を作製した。個々の高分子鎖を直接観察し、主鎖中央セグメントの三次元分子配向を検出した。その結果、単分子膜中の高分子鎖は二次元平面に束縛されていることが示され、また面内配向が単分子膜の作製プロセスに依存することを明らかにした。

Hiroshi Noguchi
“Solvent-free Coarse-grained Lipid Model for Large-scale Simulations”
J. Chem. Phys., Vol. 134, 055101-1 – 055101-12 (2011)
【概要】大規模計算に適した溶媒を陽に含まないタイプの新しい脂質分子模型を提案した。この模型では脂質膜の曲げ弾性や膜端の線張力などの物性を幅広く変えることができる。

Hiroshi Noguchi
“Dynamic Modes of Red Blood Cells in Oscillatory Shear Flow”
Phys. Rev. E, Vol. 81, 061920-1 – 061920-9 (2010)
【概要】周期的なせん断流中の赤血球の運動を3変数の現象論的方程式を用いて調べた。周波数と振幅によっては、複数のlimit cycle運動が共存することが明らかとなった。また、低振幅では熱揺らぎによって、limit cycle間の遷移が起こることを示した。

Hiroshi Noguchi
“Dynamic Modes of Microcapsules in Steady Shear Flow: Effects of Bending and Shear Elasticities ”
Phys. Rev. E, Vol. 81, 056319-1 – 056319-10 (2010)
【概要】定常単純せん断流中のマイクロカプセルのダイナミクスをKeller-Skalak模型を拡張した理論模型を用いて調べた。カプセルの膜の曲げ弾性とずれ弾性の比によって、ダイナミクスが定性的に大きく変わることを明らかにした。ずれ弾性が大きい場合は、tank-treadingとタンブリングが同時には起こらなくなる。

Hiroshi Noguchi
“Dynamical Modes of Deformed Red Blood Cells and Lipid Vesicles in Flows”
Progress of Theoretical Physics Supplement, Vol. 184, 364-368 (2010)
【概要】流れの下での赤血球と脂質ベシクルの運動に関する著者の最近の研究について解説した。

Tomohisa Norisuye, Satoshi Sasa, Kohsuke Takeda, Mariko Kohyama, and Qui Tran-Cong-Miyata
“Simultaneous Evaluation of Ultrasound Velocity, Attenuation and Density of Polymer Solutions Observed by Multi-Echo Ultrasound Spectroscopy”
Ultrasonics , Vol. 51, 215-222 (2011)
【概要】マルチエコー型超音波減衰法で音速、減衰係数に加えて、試料の密度を同時に算出する方法を考案した。３つの変数が同時にそろってはじめて超音波周波数領域の弾性率と粘度、断熱圧縮率が求まる。これをアクリルアミド溶液の重合過程に適用し、音響物性の重合に伴う変化を定量的に調べた。

D.-T. Van-Pham, K. Sorioka, T. Norisuye, and Q. Tran-Cong-Miyata
“Formation and Relaxation of the Elastic Strain Generated by Photocuring in Polymer Blends Monitored by Mach-Zehnder Interferometry”
POLYMER, Vol. 52, 739-745 (2011)
【概要】ポリスチレン/ポリ（ビニルメチルエーテル）の２成分系ポリマーブレンドにおいて、ポリスチレン成分を紫外光照射により架橋・硬化した。その際、反応に引き起こされた試料の微小な変形とその緩和過程を Mach-Zehnder 干渉計で in situ 測定を行った。その緩和挙動と硬化反応の動力学、さらに試料のガラス転移温度の変化との相関関係を明らかにした。

Daisuke Fujiki, Chuanming Jing, Dan-Thuy Van-Pham, Hideyuki Nakanishi, Tomohisa Norisuye, and Qui Tran-Cong-Miyata
“Polymer Materials with Spatially Graded Morphologies: Preparation, Characterization and Utilization”
Adv. Nat. Sci. Nanosci. Nanotech. (IOP Publishing), Vol. 1, 43003-1 – 43001-7 (2011)
【概要】1970 年代から展開されてきた高分子傾斜材料を作製する方法をレビューしながら、その短所および長所について紹介し、さらに最近の光反応を利用した高分子傾斜材料の作製法とその特性解析、さらにリビングラジカル法で合成された組成の傾斜を有するブロック共重合体の物性と比較しながら、傾斜高分子材料の特徴について議論した。

Raoul.R. Nigmatullin, Hideyuki Nakanishi, Qui Tran-Cong-Miyata, Daisuke Tahara, and Koji Fukao
“Application of a New Treatment Method for “Reading” the Complex Capacitance: A Quantitative Description of the Aging Phenomenon in Polymer Glass”
Commun. Nonlinear Sci. Numer. Simulat. , Vol. 15, 1286-1307 (2010)
【概要】ガラス領域にあるポリ（２－クロロスチレン）の物理的疲労のダイナミックを電気容量測定法によって測定した。実験結果の解析により、ガラス状高分子のダイナミックに関する新しい知見（相互作用する自己相似のダイナミッククラスターなど）が得られた。

Atsushi Ikeda and Kunimasa Miyazaki
“Reply to Comment on “Mode coupling Theory as a Mean- Field Description of the Glass Transition” by Rolf Schilling and Bernhard Schmid”
Phys. Rev. Lett., Vol. 106, 049602-1 – 049602-1 (2011)
【概要】我々の論文、“Mode-Coupling Theory as a Mean-Field Description of the Glass Transition”Phys. Rev. Lett. 104, 255704 (2010)に対して、R. Schillingらがコメントを投稿した（R.Schilling and B. Schmid, Phys. Rev. Lett. 106, 049601 (2011)）。本論文はそれに対する反論である。

Thomas E. Markland, Joseph A. Morrone, Bruce J. Berne, Kunimasa Miyazaki, Eran Rabani, and David R. Reichman
“Quantum Fluctuations Can Promote or Inhibit Glass Formation”
Nature Physics, Vol. 7, 134-137 (2011)
【概要】液体のガラス転移に、量子効果はどのような影響を及ぼすかを調べるために、２成分レナードジョーンズ相互作用液体の量子力学的な計算を行った。またモード結合理論を量子系に拡張し、シミュレーションの結果と比較した。その結果、量子効果が生じはじめると、波束の広がりのためガラス化しやすくなり、さらに量子効果が大きくなると今度は波束が重なり始め液化することがわかった。

Atsushi Ikeda and Kunimasa Miyazaki
“Glass Transition of the Monodisperse Gaussian Core Model”
Phys. Rev. Lett., Vol. 106, 015701-1 – 015701-4 (2011)
【概要】ガウスコアポテンシャル液体のガラス転移現象を解析した。このポテンシャルは、有限の近距離斥力となだらかなテールを持つ、いわゆる「柔らかい相互作用」系であり、近年、ソフトマターの分野で注目を集めている。我々はこの系が超高密度で、１成分系であってもガラス転移をすることを数値的に明らかにした。（Editors’ Suggestionに選ばれました。）

K. Kim, K. Miyazaki and S. Saito
“Molecular Dynamics Studies of Slow Dynamics in Random Media: Type A-B and Reentrant Transitions”
European Physical Journal Special Topics, Vol. 189, 135-139 (2010)
【概要】分子の密度が濃くなった状態での運動の凍結がガラス転移である。一方、ランダムに置かれた不純物の中を動く一つの運動の局在化はパーコレーション転移である。その両者の本質的な違いは何か。この疑問に答えるために、不純物密度を系統的に変化させたときの、運動の凍結の様子を分子動力学法を用いて調べた。

Atsushi Ikeda and Kunimasa Miyazaki
“Mode-Coupling Theory as a Mean-Field Description of the Glass Transition”
Phys. Rev. Lett. , Vol. 104, 255704-1 – 255704-4 (2010)
【概要】モード結合理論は、ガラス転移の平均場理論のダイナミクス版であると信じられている。一方、スピングラスの分野で有名なレプリカ理論はガラス転移の平均場理論の熱力学版と言われている。ダイナミクスは熱力学の転移点の影響を受けるから、両者は理論的に整合していなくてはならないが、我々はそのような整合性が「無い」ことを初めて示した。

P. Charbonneau, A. Ikeda, J. A. van Meel, and K.Miyazaki
“Numerical and Theoretical Study of a Monodisperse Hard-Sphere Glass Former”
Phys. Rev. E , Vol. 81, 040501-1 – 040501-2 (2010)
【概要】4次元剛体球液体のガラス転移研究を行った。この系は二つの意味で興味深い。まず、核生成速度が非常に遅いため、単成分系であるにもかかわらずガラス化する点。もうひとつはダイナミクスの次元依存性を見ることによりガラス転移の平均場描像を検証できる点である。後者については、モード結合理論がその平均場描像を支える理論と言われている。我々はこの系のシミュレーションを行い、確かに高次元で系が平気場的になっていることを確認した。

Hisako Akiyama, Tsutomu Hamada, Yasuko Nagatsuka, Susumu Kobayashi, Yoshio Hirabayashi, and Kimiko Murakami-Murofushi
“A Possible Mechanism of Cholesteryl Glucoside Formation Involved in Heat Shock Response in the Animal Cell Membrane”
Cytologia, in press (2011)
【概要】熱ストレスに対する細胞膜挙動について、モデル膜の相分離解析により議論した。

Tsutomu Hamada, Ryoko Sugimoto, Takeshi Nagasaki, and Masahiro Takagi
“Photochemical Control of Membrane Raft Organization”
Soft Matter, Vol. 7, 220-224 (2011)
【概要】リン脂質と光応答性アゾベンゼン脂質の混合ベシクルを作製し、膜面上における相分離構造の生成・消滅の光制御に成功した。

Takahiro Muraoka, Tatsuya Shima, Tsutomu Hamada, Masamune Morita, Masahiro Takagi, and Kazushi Kinbara
“Mimicking Multipass Transmembrane Proteins: Synthesis, Assembly and Folding of Alternating Amphiphilic Multiblock Molecules in Liposomal Membranes”
Chem. Comm., Vol. 47, 194-196 (2011)
【概要】リポソーム膜内における両親媒性オリゴマーの高次構造形成

Tsuyoshi Yoda, Mun’delanji C. Vestergaard, Yoko Akazawa-Ogawa, Yasukazu Yoshida, Tsutomu Hamada, and Masahiro Takagi
“Dynamic Response of a Cholesterol-containing Model Membrane to Oxidative Stress”
Chem. Lett., Vol. 39, 1273-1274 (2010)
【概要】酸化ストレスが誘起する膜ゆらぎ挙動を測定した。コレステロールを含む膜は、酸化に対する応答性が高いことが分かった。

Mun’delanji C. Vestergaard, Masumune Morita, Tsutomu Hamada, and Masahiro Takagi
“Alzheimer’s Amyloid Beta:lipid Membrane Interactions, Detected in Real-time”
Proc. 2010 IEEE Int. Symp. MHS, 144-148 (2010)
【概要】アミロイドβペプチドとの相互作用によるベシクルダイナミクスの顕微鏡観察を行った。ペプチドが膜に局在し、膜揺らぎを引き起こすことが分かった。膜ダイナミクスをベースにしたアルツハイマー病の毒性機構について議論した。

Tsutomu Hamada, Ryoko Sugimoto, Mun’delanji Vestergaard, Takeshi Nagasaki, and Masahiro Takagi
“Membrane Disc and Sphere: Controllable Mesoscopic Structures for the Capture and Release of a Targeted Object”
J. Am. Chem. Soc., Vol. 132, 10528-10532 (2010)
【概要】リン脂質に光応答性アゾベンゼン脂質を組み込んだモデル膜をデザインすることで、膜孔開閉の光制御に成功した。また、膜面の熱揺らぎ挙動の解析から光異性化に伴うline tensionを見積もり、膜面の自由エネルギー計算により物理メカニズムを定量的に説明した。

Makoto Mizuno, Kenji Nakamura, Takashi Konishi, and Koji Fukao
“Glass Transition and Thermal Expansivity in Silica-polystyrene Nanocomposites”
J. Non-Cryst. Solids, Vol. 357, 594-597 (2011)
【概要】ポリスチレンとシリカ微粒子のナノコンポジットのガラス転移挙動のシリカ分率依存性を誘電緩和測定とX線小角散乱測定により調べた。

Koji Fukao, Yuto Oda, Kenji Nakamura, and Daisuke Tahara
“Glass Transition and Dynamics of Single and Stacked Thin Films of Poly(2-chlorostyrene)”
Eur. Phys. J. Special Topics, Vol. 189, 165-171 (2010)
【概要】P2CSの積層超薄膜のガラス転移挙動および、そのアニール効果を誘電緩和測定により調べた。その結果、積層膜間の界面効果が重要な役割を果たしていることが明らかとなった。

Daisuke Tahara and Koji Fukao
“Anomalous Increase in Dielectric Susceptibility during Isothermal Aging of Ultrathin Polymer Films”
Phys. Rev. E , Vol. 82, 051801-1 – 051801-8 (2010)
【概要】P2CS超薄膜のエイジング過程において、誘電感受率が異常な増大を示すことが明らかになった。その異常性の起源と高分子ダイナミクスとの関係について議論を行った。

Raoul.R. Nigmatullin, Hideyuki Nakanishi, Qui Tran-Cong-Miyata, Daisuke Tahara, and Koji Fukao
“Application of New Treatment Methods for “Reading” of the Complex Capacitance: A Quantitative Description of the Aging Phenomenon in Polymer Glasses ”
Nonlinear Sci. Numer. Simulat., Vol. 15, 1286-1307 (2010)
【概要】高分子ガラスのエイジング過程で観測される複素電気容量の揺らぎを新らたなノイズ解析法に基づいて解析した。（宮田貴章：試料提供）

Kuniyasu Saitoh, Anna Bodrova, Hisao Hayakawa, and Nikolai V. Brilliantov
“Negative Normal Restitution Coefficient Found in Simulation of Nanocluster Collisions”
Phys. Rev. Lett. , Vol. 105, 238001-1 – 238001-4 (2010)
【概要】ナノクラスターの斜め衝突の直接数値シミュレーションにより従来の定義では負の反発係数になること、接触点の回転を考慮した形式では反発係数が正に留まること、弾性論に基づく準静理論がかなり良くシミュレーション結果を再現することを示した。（Phys. Rev. Lett.のeditor’s suggestionの論文に選ばれた。）

Michio Otsuki and Hisao Hayakawa
“Unified Description of Long-time Tails and Long-range Correlation Functions for Sheared Granular Liquids ”
Eur. Phys. J. Special Topics, Vol. 179, 179-195 (2010)
【概要】せん断粉体液体の同時刻長距離相関と時間相関関数のロングタイムテールを同時に扱う統一理論を定式化し、これまでの成果を統一的視点から扱えることを示した。

Song-Ho Chong, Michio Otsuki, and Hisao Hayakawa
“Generalized Green-Kubo Relation and Integral Fluctuation Theorem for Driven Dissipative Systems without Microscopic Time Reversibility ”
Phys. Rev. E, Vol. 81, 041130-1 – 041130 -4 (2010)
【概要】従来、局所的時間反転対称性が必要とされていたゆらぎの定理を時間反転対称性がない粉体系に適用することに成功した。またそれと等価な一般化Green-Kubo公式を導出した。

Kuniyasu Saitoh and Hisao Hayakawa
“Motion of a Free-standing Graphene Sheet Induced by a Collision with an Argon Nanocluster: Analyses of the Detection and Heat-up of the Graphene”
Phys. Rev. B, Vol. 81, 115447-1 – 115447-5 (2010)
【概要】グラフェンとアルゴンの衝突シミュレーションを行い、グラフェンの初期変形は線形弾性論の枠内で説明できること、グラフェンの厚さについて弾性論から示唆できること、衝突に伴う温度上昇は最小散逸原理から理解できることを示した。

Hisao Hayakawa
“Generalized Green-Kubo Formula for a Dissipative Quantum System”
Prog. Theor. Phys. Suppl., Vol. 184, 545-556 (2009)
【概要】量子散逸ブラウン粒子系に対して粉体系について発見した一般化Green-Kubo公式を適用し、従来の線形応答理論の拡張になっていることを示した。

Michio Otsuki, Hisao Hayakawa and Stefan Luding
“Behavior of Pressure and Viscosity at High Densities for Two-Dimensional Hard and Soft Granular Materials”
Prog. Theor. Phys. Suppl., Vol. 184, 110-133 (2009)
【概要】2次元粉体せん断系での粘性率の発散、圧力の発散について数値的に調べ、両者は同じ点で発散すること、単分散系ではべき的発散から指数関数的発散へのクロスオーバー、多分散系ではべき発散の指数が変化することを明らかにした。

Song-Ho Chong, Michio Otsuki and Hisao Hayakawa
“Representation of the Nonequilibrium Steady-State Distribution Function for Sheared Granular Systems”
Prog. Theor. Phys. Suppl., Vol. 184, 72-87 (2009)
【概要】粉体系での非平衡定常分布の形式的表式を導出し、小松・中川表現と一致することを示した。しかしその定常分布の観測確率はゼロであることも同時に示した。

S. Tatsumi, Y. Murayama, H. Hayakawa, and M. Sano
“Experimental Study on the Kinetics of Granular Gases under Microgravity”
J. Fluid Mech., Vol. 641, 521-539 (2009)
【概要】微小重力環境下での粉体ガスの加振実験によって理論的な対象であった粉体ガスを実際に観測した。

Chihiro Nakajima and Hisao Hayakawa
“Molecular Transport through a Bottleneck Driven by External Force”
Prog. Theor. Phys., Vol. 122, 1377-1390 (2009)
【概要】ボトルネックによる輸送効率の変化を駆動Lennard-Jones分子系のシミュレーションによって調べ、外力と流量の間のスケーリング則を発見した、

Kuniyasu Saitoh and Hisao Hayakawa
“Simulation of Depositions of a Lennard-Jones Cluster on a Crystalline Surface ”
Prog. Theor. Phys., Vol. 122, 1081-1094 (2009)
【概要】アモルファス状のレナード＝ジョーンズクラスターの個体基盤への衝突を数値的に調べた。MDの結果、臨界衝突速度で液滴状の蒸着から単分子膜への転移が起こることが明らかになった。それらの転移現象はエネルギー保存則を考慮することで理解できることが分かった。また濡れ転移や蒸着表面形状の安定性についても論じている。

Michio Otsuki and Hisao Hayakawa
“Long-time Tails for Sheared Fluids”
J. Stat. Mech.: Theory and Exp., (2009) L08003
【概要】せん断流体系の速度自己時間相関関数を理論的、数値的に調べた。散逸がない発熱によってエネルギーが増加する系では空間次元dに対して、相関関数のロングタイムテールがt^{-d/2}からt^{-d}にクロスオーバーするのに比して、熱浴系や粉体系ではt^{-(d+2)/2}にクロスオーバーすることを予言した。その結果の妥当性は数値的に確認された。

Michio Otsuki and Hisao Hayakawa
“Critical Behaviors of Sheared Frictionless Granular Materials near the Jamming Transition”
Phys. Rev. E, Vol. 80, 011308-1 – 011308-12 (2009)
【概要】摩擦のないせん断粉体粒子のジャミング点近傍の臨界的振る舞いを数値的に調べた。徹底的なMDの結果Otsuki and Hayakawa [Prog. Theor. Phys. 121, 647 (2009)]で提唱されたスケーリング則が極めて広範にかつ正確であることを確認した。更に動径分布関数と粘性率の発散についてもスケーリング則を提唱し、その正当性を確認した。

Hiroto Kuninaka and Hisao Hayakawa
“Simulation of Cohesive Head-on Collisions of Thermally Activated Nanoclusters”
Phys. Rev. E, Vol. 79, 31309-1 – 31309-9 (2009)
【概要】熱揺らぎの影響を受けたナノクラスターの衝突を数値的に調べた。２つの同じクラスターの正面衝突のMDから反発係数がある衝突速度でピークを持つことが確かめられた。また反発係数が１を超える場合が多数現れることも明らかにした。数値計算の結果のいくつかは現象論で説明がついた。（東京新聞、中日新聞(4/28）、Physical Review Focus (4/3), Sciencs News Magazine, vol.175, May 9th (2009), Nature Nanotechnology, Vol. 4, Apr. 17th (2009)等で紹介された。 ）

Kensuke Kurihara, Katsuto Takakura, Kentaro Suzuki, Taro Toyota, and Tadashi Sugawara
“Cell-Sorting of Robust Self-Reproducing Giant Vesicles Tolerant to Highly Ionic Medium”
Soft Matter, Vol. 6, 1888-1891 (2010)
【概要】新たに合成した疎水性の高い膜分子は、高イオン強度（NaClca.150 mM）の水溶液中でもジャイアントベシクルを形成する。この分散液に、膜分子前駆体を添加し、ベシクルが示す自己生産ダイナミクスをフローサイトメトリーとセルソータを併用して追跡することで、複製に際しベシクルのサイズ分布がほぼ一定に保たれる要因を解明した。（鈴木健太郎：データ解析、菅原正：総括）

Kenji Nakamura, Tatsuya Saiwaki, and Koji Fukao
“Dielectric Relaxation Behavior of Polymerized Ionic Liquids”
Macromolecules, Vol. 43, 6092-6098 (2010)
【概要】高分子化イオン液体Poly(1-ethyl-3-vinylimidazolium bis(trifluoromethanesulfonyl imide))の誘電緩和挙動を検討し、観測される緩和の帰属や伝導挙動との相関を考察した。（深尾浩次：研究助言）

Ryotaro Komada and Masami Kawaguchi
“Stability and Rheological Properties of Coagulated Silica Sols Formed from Fumed Silica Suspensions in the Presence of Hexadecyltrimethylammonium Chloride”
Langmuir, Vol. 26, 9303-9306 (2010)
【概要】シリカ分散液に陽イオン界面活性剤であるヘキサデシルアンモニウムクロライド（C16TAC）を添加した場合のゾル、添加したC16TACは全て吸着した状態でレオロジー挙動を検討した。C16TACの添加量の増加に伴い、ヒステリシス曲線はニュートン挙動、正のヒステリシスを経て、ヒステリシス曲線が交差する場合へと変化した。定常流粘性率とせん断速度のプロットは全てシア・シニングとなった。

J. C. Conrad, H. M. Wyss, V. Trappe, S. Manley, K. Miyazaki, L. J. Kaufman, A. B. Schofield, D. R. Reichman, and D. A. Weitz
“Arrested Fluid-fluid Phase Separation in Depletion Systems: Implications of the Characteristic Length on Gel Formation and Rheology”
J. Rheol., Vol. 54, 421-438 (2010)
【概要】コロイドと高分子の混合系における、コロイドの凝集現象を実験により調べた。高分子は、コロイドに対するdepletantとして働き、短距離引力相互作用を引き起こす。我々は、凝集が液固相境界線を境に始まり、相分離とガラス転移の競合により安定した凝集状態となることなどを明らかにした。

Kang Kim, Kunimasa Miyazaki, and Shinji Saito
“Slow Dynamics in Random Media: Crossover from Glass to Localization Transition”
Europhys. Lett. , Vol. 88, 36002-1 – 36002-5 (2009)
【概要】我々は、MDシミュレーションを用いて、障害物粒子がランダムに配置された空間内を、動き回る粒子の遅いダイナミクスを研究した。障害物密度が増えるに従い、ガラス転移点は急激に減少する（ガラス化しやすくなる）。さらに障害物数を増やすと、運動の凍結は、ガラス転移から、ローレンツ気体の局在転移へと変化する。さらに局在転移領域においては、障害物が増えると、流れやすくなるというリエントラント転移も発見した。

Johan Mattsson, Hans M. Wyss, Alberto Fernandez-Nieves, Kunimasa Miyazaki,Zhibing Hu, David R. Reichman, and David A. Weitz
“Soft Colloids Make Strong Glasses”
Nature, Vol. 462, 83-86 (2009)
【概要】剛体球コロイド系におけるガラス転移は、分子液体のそれと多くの共通の特徴を示すため、多くの知見がコロイド系からもたらされてきた。しかし、剛体球コロイド系では、分子性液体ガラスの重要な性質である、非アレニウス的挙動（フラジリティ）が観測されることはなかった。我々は、ポテンシャルを系統的に変化させることにより、コロイド系でフラジリティーを制御することに初めて成功した。

Tomonari Sumi, Nobuyuki Imazaki, and Hideo Sekino
“Erratum: “Dewetting-induced Globule-coil Transitions of Model Polymers and Possible Implications High-temperature and Low-pressure Unfolding of Proteins” [J. Chem. Phys. 132, 165101 (2010)]”
J. Chem. Phys., Vol. 132, 229901-1-229901-1 (2010)
【概要】[J. Chem. Phys. 132, 165101 (2010)]のFig. 3の修正。

Tomonari Sumi, Nobuyuki Imazaki, and Hideo Sekino
“Dewetting-induced Globule-coil Transitions of Model Polymers and Possible Implications High-temperature and Low-pressure Unfolding of Proteins”
J. Chem. Phys., Vol. 132, 165101-1 – 165101-8 (2010)
【概要】蛋白質の温度および圧力による変性機構に関して，液体のDFTに基づく解析を行った．高温変性および低圧変性は，水の蒸気圧曲線に近づく事による蛋白質表面での長距離におよぶ水のdewettingによって誘起されるグロビュール-コイル転移として説明出来る事を示した．また，大気圧以下の蒸気圧曲線近傍において，常に変性状態が出現する形へ蛋白質変性の相図が修正される事および，常温における大気圧以下での低圧変性の可能性を指摘した．

Makiko Negishi, Takahiro Sakaue, Kingo Takiguchi, and Kenichi Yoshikawa
“Cooperation between Giant DNA Molecules and Actin Filaments in a Microsphere”
Phys. Rev. E, Vol. 81, 051921-1 – 051921-5 (2010)
【概要】DNAもアクチン線維も生命に不可欠な大量に負電荷を持つ鎖状の高分子である。しかし、DNAはヌクレオチドが連なって、アクチン線維は蛋白質が重合して形成されていることから、それらが持つ自由度は随分と異なっている。本研究では、この２つの高分子をリピッドドロップレットに封入した場合、その直径に依存してバルクの溶液中とは全く異なる挙動局在を示すようになることを実験的に明らかにし、その機構を理論解析した。

Yanli Mao, Zhiguo Shang, Yosuke Imai, Tyuji Hoshino, Ryugo Tero, Motohiko Tanaka,Naoki Yamamoto, Katsuhiko Yanagisawa, and Tsuneo Urisu
“Surface-Induced Phase Separation of a Sphingomyelin/Cholesterol/GangliosideGM1-Planar Bilayer on Mica Surfaces and Microdomain Molecular ConformationThat Accelerates Aβ Oligomerization”
Biochim. Biophys. Acta, Vol. 1798, 1090-1099 (2010)
【概要】アルツハイマー病の顕著な症状であるアミロイドベータ(Aβ)の凝集は糖脂質であるガングリオシドGM1を介して進む。支持脂質二重膜(SPB)を用いてAβ-GM1間相互作用を調べた。マイカ上のSPBは基板構造を反映した三角形ドメインを形成してAβ繊維の伸張反応が進行したのに対し、SiO₂上ではAβ繊維構造は形成されなかった。分子動力学計算によりAβ伸張反応に活性なGM1の分子配向を解析した。

Yohei Tateishi, Naoki Kai, Hidenori Noguchi, Kohei Uosaki, Toshihiko Nagamura, and Keiji Tanaka
“Local Conformation of Poly(methyl methacrylate) at Nitrogen and Water Interfaces”
Polym. Chem., Vol. 1, 303-311 (2010)
【概要】和周波発生(SFG)分光測定に基づき、窒素および水との界面におけるポリメタクリル酸メチル(PMMA)の凝集・配向状態を評価した。(PMMA/窒素)界面において主鎖は面内で配向することを明らかにした。メトキシ基およびメチレン基は表面から垂直に、α-メチル基は面内で配向していると結論した。一方、(PMMA/水)界面において、メチレン基はランダムに配向した。この構造は、親水基であるカルボニル基が水との界面に垂直に配向することで誘起される。また、(PMMA/水)界面において水分子はカルボニル基と相互作用し、強い水素結合ネットワークを形成すると結論した。

Jun-ichi Fukuda, Makoto Yoneya, and Hiroshi Yokoyama
“Critical Reexamination of Berreman’s Theory on Surface Anchoring”
Mol. Cryst. Liq. Cryst., Vol. 516, 12-25 (2010)
【概要】表面の凹凸によって生じる液晶の表面アンカリングの理論としてよく知られているBerremanの理論について，批判的な再検討を行なった．表面アンカリングエネルギーの正しい表式を導き，Berremanの議論の何が問題であったかを明らかにした．（米谷慎：議論）

Takahiro Kishita, Kenji Takahashi, Masatoshi Ichikawa, Jun-ichi Fukuda, and Yasuyuki Kimura
“Arrangement Dependence of Interparticle Force in Nematic Colloids”
Phys. Rev. E, Vol. 81, 010701-1 – 010701-4 (2010)
【概要】ネマチック液晶中で粒子径の異なる粒子間に働く力を光ピンセットにより直接測定するとともに、液晶の弾性論に基づく理論シミュレーションを行なった。その結果、粒子間力はその配置に強く依存し、実験、シミュレーションともに、両配置での力の差が粒子間距離Rの－4.7乗に比例することを見いだした。

Jun-ichi Fukuda and Slobodan Zumer
“Novel Defect Structures in a Strongly Confined Liquid-Crystalline Blue Phase”
Phys. Rev. Lett., Vol. 104, 017801-1　-　017801-4 (2010)
【概要】コレステリックブルー相がバルクでは最安定な状況で，液晶が薄いセルに閉じ込められた時にどのような秩序構造を取るかを数値計算により調べた．これまでの液晶研究では発見されたことのない秩序構造が，液晶の位相欠陥によって形成される可能性があることを明らかにした．

Hiroshi Yokoyama, Jun-ichi Niitsuma, Jin Seog Gwag, Jun-ichi Fukuda and Makoto Yoneya
“Nanostructured Orientational Surface Patterns for Functional LC Alignment”
Proceedings of the 16th International Display Workshops, Vol. 3, 1647-1650 (2009)
【概要】微細加工をした表面によって液晶の配向制御をする試みが近年非常に盛んに研究されている．そのような表面による配向制御の基本原理と，大面積領域における微細加工を可能とする光配向，およびナノインプリンティングの技術を用いて配向制御を実現した研究についてレビューする．（米谷慎：理論面のサポート）

Jun-ichi Fukuda, Makoto Yoneya and Hiroshi Yokoyama
“Simulation Study of Cholesteric Blue Phases Under an Electric Field”
Proceedings of the 16th International Display Workshops, Vol. 2, 627-630 (2009)
【概要】液晶のコレステリックブルー相の配向，および欠陥の構造が，電場の影響によりどのような影響を受けるかを，テンソルの秩序変数に基づく連続体シミュレーションによって調べた．ブルー相の単位格子の，弱い電場による変形が過去の実験事実を再現することを見出し，さらに強い電場によって欠陥がどのような動的過程を経て変形するかを明らかにした．（米谷慎：議論）

Jun-ichi Fukuda, Makoto Yoneya, and Hiroshi Yokoyama
“Simulation of Cholesteric Blue Phases Using a Landau-de Gennes Theory: Effect of an Applied Electric Field”
Phys. Rev. E, Vol. 80, 031706-1 – 031706-15 (2009)
【概要】液晶のコレステリックブルー相の配向，および欠陥の構造が，電場の影響によりどのような影響を受けるかを，テンソルの秩序変数に基づく連続体シミュレーションによって調べた．ブルー相の単位格子の，弱い電場による変形が過去の実験事実を再現することを見出し，さらに強い電場によって欠陥がどのような動的過程を経て変形するかを明らかにした．（米谷慎：議論）
（Fig. 10 がPhys. Rev. E のKaleidoscope Imagesに採択された．）

Yoshihisa Fujii, Toshihiko Nagamura, and Keiji Tanaka
“Relaxation Behavior of Poly(methyl Methacrylate) at a Water Interface”
J. Phys. Chem. B, Vol. 114, 3457-3460 (2010)
【概要】水平力顕微鏡(LFM)測定に基づき、水界面におけるポリメタクリル酸メチル(PMMA)の緩和挙動を評価した。水界面では水分子によって可塑化されたセグメント運動が観測された。水界面におけるPMMAのガラス転移温度は、水分率からKelley-Bueche式を用いて推測した値と実験誤差範囲内で一致した。

Hironori Atarashi, Hiroshi Morita, Dai Yamazaki, Masahiro Hino, Toshihiko Nagamura, and Keiji Tanaka
“Swelling Structure of Thin Poly(methyl methacrylate) Films in Various Alkyl Length Alcohols”
J. Phys. Chem. Lett., Vol. 1, 881-885 (2010)
【概要】中性子反射率測定に基づき、非溶媒中におけるポリメタクリル酸メチル(PMMA)薄膜の凝集構造を評価した。非溶媒として、メタノール、エタノール、1-プロパノール、1-ブタノールを用いた。PMMA薄膜はこれらアルコール中で明確に膨潤し、その程度は、アルキル鎖長に反比例した。また、薄膜中におけるアルコール分率から相互作用パラメータχを算出し、アルコール界面の厚さ、また、基板界面におけるアルコール濃縮層について議論した。

Yoshihisa Fujii, Zhaohui Yang, Jessica Leach, Hironori Atarashi, Keiji Tanaka, and Ophelia K. C. Tsui
“Affinity of Polystyrene Films to Hydrogen-Passivated Silicon and Its Relevance to the Tg of the Films”
Macromolecules, Vol. 42, 7418-7422 (2009)
【概要】ガラス転移温度の膜厚依存性に及ぼす基板の効果を検討した。Si基板上に調製したポリスチレン(PS)に熱処理を行った後洗浄し、基板上に吸着したポリスチレン(PS)を偏光解析およびX線光電子分光測定に基づき評価した。疎水性および親水性いずれのSi基板上にも吸着PSが観測された。さらに、吸着層はPSの分子量の増加に伴い厚化し、その程度は疎水性Si基板の方が顕著であった。また、PSの基板界面への吸着は、界面近傍の分子鎖熱運動の低下を示唆している。

Kei-ichi Akabori, Hironori Atarashi, Masaaki Ozawa, Tetsuo Kondo, Toshihiko Nagamura, and Keiji Tanaka
“Glass Transition Behaviour of Hyper-branched Polymers”
Polymer, Vol. 50, 4868-4875 (2009)
【概要】種々の一次構造を有する多分岐ポリスチレン(HBPS)を用い、ガラス転移ダイナミクスに及ぼす分岐の効果を検討した。HBPSのガラス転移温度(Tg)は、末端基効果のため、線状ポリスチレン(PS)のTgよりも低下するが、分子内架橋を多く導入するとその関係は逆転した。この結果は、分子内架橋を導入することで、HBPSのセグメント運動が拘束されることを意味している。一方、HBPSのフラジリティーインデックスは、その一次構造に関係なく、PSのそれよりも小さかった。（深尾浩次：ディスカッション）

Yoshihisa Fujii, Hironori Atarashi, Masahiro Hino, Toshihiko Nagamura, and Keiji Tanaka
“Interfacial Width in Polymer Bilayer Films Prepared by Double Spin-coating and Floating Methods”
ACS Appl. Mater. Interfaces, Vol. 1, 1856-1859 (2009)
【概要】ダブルスピンキャストおよびフローティング法により(ポリスチレン/ポリメタクリル酸メチル) 二層膜を調製した。中性子反射率測定に基づき評価した界面厚は、ダブルスピンキャスト法の方がフローティング法と比較して3倍程度広がっていた。これは、上層を調製する際の選択溶媒によって下層界面が膨潤することを示唆している。また、熱処理後の界面厚が等しかったことから、擬平衡状態における界面厚は、膜の調製法に依存しないことを明らかにした。

Takaaki Date, Mizuki Ishikawa, Koichiro Hori, Keiji Tanaka, Toshihiko Nagamura, Makio Iwahashi, and Takeshi Serizawa
“Water Droplets for the Symmetric Adhesion of Two Poly(methyl methacrylate) Films”
Chem. Lett., Vol. 38, 660-661 (2009)
【概要】ポリメタクリル酸メチル（PMMA）薄膜上に水を滴下した後、同様のPMMA薄膜を重ね合わせることで接着力が発現することを明らかにした。接着強度は試料のタクティシティー、熱処理の有無などに依存した。

Keiji Tanaka, Yohei Tateishi, Yohei Okada, Toshihiko Nagamura, Masao Doi, and Hiroshi Morita
“Interfacial Mobility of Polymers on Inorganic Solids”
J. Phys. Chem. B, Vol. 113, 4571-4577 (2009)
【概要】エバネッセント励起蛍光寿命測定に基づき、基板界面における高分子のガラス転移温度を直接評価した。その結果、界面Tgの深さ依存性や支配因子が明らかとなった。得られた実験結果は粗視化分子動力学シミュレーションによる結果とよく対応していた。

Yusuke Sanada and Takahiro Sato
“Induced Circular Dichroism of an Optically ActivePolyfluorene Derivative in Phase-Separating Solutions”
Polym. J., Vol. 42, 195-200 (2010)
【概要】光学活性ポリフルオレン誘導体溶液に非溶媒を添加させ、相分離を起こさせると、円二色性が誘起された。この誘起円二色性は温度に敏感であり、また温度変化によってかなりゆっくりと円二色性が変化した。相分離した濃厚相濃度は40％と高く、この高濃度の濃厚相中で、ポリフルオレン分子間のキラル相互作用が円二色性を誘起したと考えられる。

Yasuhiro Matsuda, Yusuke Biyajima, and Takahiro Sato
“Thermal Denaturation, Renaturation, and Aggregation of a Double-Helical Polysaccharide Xanthan in Aqueous Solution”
Polym. J., Vol. 41, 526-532 (2009)
【概要】水溶液中で2重らせん多糖ザンサンを様々な条件で熱変性させてから再性させたときの分子形態を，多角度光散乱検出器付きサイズ排除クロマトグラフィーおよび円二色性測定によって調べた。ザンサンが低濃度の時には，熱変性により単一鎖に解離し，再性時にはほぼ中央でターンした単分子2重らせんを取るが，高濃度では熱変性させても2量体のままで，再性させると複数の2量体が解れた両端同士で間違った2重らせんを形成し，高次の会合体が形成されることを見出した。

Yurji A. Antonov and Takahiro Sato
“Macromolecular Complexes of the Main Storage Protein of Vicia Faba Seeds with Sulfated Polysaccharide”
Food Hydrocolloids, Vol. 23, 996-1006 (2009)
【概要】ソラマメから抽出されたタンパク質であるレグミンとアニオン性多糖であるkappa-カラゲナンとの中性水溶液中での相互作用，およびkappa-カラゲナン添加によるレグミンの構造安定化と会合体の解離現象の機構を，高感度DSC，円二色性，蛍光，多角度光散乱検出器付きサイズ排除クロマトグラフィー，およびメチレンブルーを用いた滴定実験により調べた。

Lukman Hakim, Kenichiro Koga, and Hideki Tanaka
“Phase Behavior of Different Forms of Ice Filled with Hydrogen Molecules”
Phys. Rev. Lett., Vol. 104, 115701-1-115701-4 (2010)
【概要】グランドカノニカルモンテカルロシミュレーションおよび自由エネルギー計算により，水素＋水系の相図を得た。水素分子を含む氷II及び氷Icの安定性を高圧領域で評価し，温度，圧力，組成の熱力学空間で相境界を決定した。

Kenichiro Koga, Joseph O. Indekeu, and Benjamin Widom
“Infinite-Order Transitions in Density-Functional Models of Wetting”
Phys. Rev. Lett., Vol. 104, 036101-1 – 036101-4 (2010)
【概要】濡れ転移は通常一次転移として観測され，臨界濡れ転移は特異な条件においてのみ許されると認識されてきた。われわれは標準的な濡れ転移のモデルを用いて，一次転移，二次転移，高次転移がおこる条件を明らかにした。その結果，数学的に「無限次」転移で特徴付けられる極めて弱い濡れ転移がモデル中の「標準状態」近辺で出現することが明らかになった。このモデルと関連する厳密に解けるモデルを用いても，結果の主要な部分を得ることができた。

Kenji Nakamura, Shuta Takase and Toshiyuki Shikata
“Viscoelastic Behavior of Aqueous Solutions of Charged Hybrid Threadlike Micelles”
Nihon Reoroji Gakkaishi, Vol. 38, 31-39 (2009)
【概要】対イオンとして界面活性剤を含む、セチルトリメチルアンモニウム ポリ（p-ビニル安息香酸）からなるハイブリッドひも状ミセル水溶液の粘弾性挙動を検討した。ミセル水溶液は低pH領域で強い粘弾性を示し、また添加塩を加えるほどその粘弾性は強くなった。（四方俊幸：研究助言、論文校閲）

Kenji Nakamura and Toshiyuki Shikata
“Systematic Dielectric and NMR Study of the Ionic Liquid 1-alkyl-3-Methyl Imidazolium”
ChemPhysChem, Vol. 11, 285-294 (2010)
【概要】様々なカウンターイオン及び、1位に様々なアルキル鎖を有するイオン液体1-alkyl-3-methyl imidazolium halideの誘電緩和測定を行った。NMR緩和時間測定から得られる結果と比較し、この系で観測される誘電緩和の帰属を行った。（四方俊幸：研究助言、論文校閲）

Kazunori Itakura, Jun Ohkubo, and Shin-ichi Sasa
“Two Langevin Equations in the Doi-Peliti Formalism”
J. Phys A: Math.Theor., Vol. 43, 125001-1 – 125001-12 (2010)
【概要】化学反応を記述する拡散反応系に対する経路積分表示から密度ゆらぎの時間発展を導く方法論を整備した。これにより、コヒーレント状態から導かれたランジュバン方程式とシステムサイズ展開によって導かれたランジュバン方程式の関係が明晰に理解された。

Akihiko Matsuyama and Yoshinari Kushibe
“Three Stage-Volume Phase Transitions of a Side-Chain Liquid Crystalline Elastomer Immersed in Nematic Solvents”
J. Chem. Phys., Vol. 132, 104903-1 – 104903-10 (2010)
【概要】液晶溶媒中に溶けた側鎖型液晶ゲルの体積相転移について理論的に研究した。側鎖の配向，バックボーン鎖の配向，溶媒の配向を考慮することで，６つの異なる構造を持ったネマチック相について議論した。構造変化をともなった３段階の体積相転移が起こることを予測した。（浦山健治：実験についての議論）

Akihiko Matsuyama
“Phase Separations in Mixtures of a Liquid Crystal and a Nanocolloidal Particle”
J. Chem. Phys., Vol. 131, 204904-1 – 204904-12 (2009)
【概要】液晶分子とナノコロイド粒子の混合系の相分離について理論的に研究を行った。液晶分子のネマチック相，スメクチックA相への相転移とコロイド粒子の結晶化の競合の結果現れる相図について理論的に計算した。液晶とナノコロイド粒子のアンカリング強度に依存して様々な相分離が起こることを示した。

Akihiko Matsuyama, Masato Yano, and Akiyoshi Matsuda
“Packaging-ejection Phase Transitions of a Polymer Chain: Theory and Monte Carlo Simulation”
J. Chem. Phys., Vol. 131, 105104-1 – 105104-8 (2009)
【概要】柔らかい高分子が球状の空洞内へパッキングされる過程と，空洞外へ排出（イジェクション）される現象についての平均場理論の構築をおこなった。空洞と高分子の相互作用によってpacking-ejection相転移が起こることをみつけた。さらにモンテカルロ・シミュレーションによって動的側面や，構築した理論の結果について確かめた。

Akihiko Matsuyama
“Volume Phase Transitions of Smectic Gels”
Phys. Rev. E, Vol. 79, 051704-1 – 051704-11 (2009)
【概要】側鎖型液晶高分子ゲルの体積相転移を記述する平均場理論を構築した。側鎖の液晶分子の配向秩序パラメーターと，主鎖の液晶高分子の配向秩序パラメーターを用いて定義することで，異なる３つのネマチック相(N1,N2,N3)とスメクチック相(S1,S2,S3)を理論的に予測した。等方相ーネマチック相転移や等方相ースメクチック相転移，ネマチック相ースメクチック相転移によってゲルの体積が不連続に変化することを見つけた。（浦山健治：実験についての議論）

H. Noguchi, G. Gompper, L. Schmid, A. Wixforth, and T. Franke
“Dynamics of Fluid Vesicles in Flow through Structured Microchannels”
EPL, Vol. 89, 28002-1 – 28002-6 (2010)
【概要】周期的に流路幅の変わるマイクロチャンネル中を流れる脂質ベシクルのダイナミクスを実験、理論、シミュレーションを用いて研究した。流速の増加によって、配向方向の振動から形態の周期的な振動に運動モードが転移することが明らかとなった。また、楕円状のベシクルでは、流れによって、対称、非対称な尾が形成されることがわかった。

Hiroshi Noguchi
“Dynamics of Fluid Vesicles in Oscillatory Shear Flow”
J. Phys. Soc. Jpn., Vol. 79, 24801-1 – 24801-10 (2010)
【概要】周期的なせん断流中の脂質ベシクルの運動を2変数の現象論的方程式を用いて調べた。周波数が高くなるにつれ、ベシクルの運動が位相がせん断流に比べて遅れていく。追随できなくなる高周波数では複数のlimit cycle運動が共存することが明らかとなった。また、熱揺らぎが時間対称性を破ることで、特定の傾斜角の振動運動を誘発することがわかった。

Atefeh Khoshnood, Hiroshi Noguchi, and Gerhard Gompper
“Lipid Membranes with Transmembrane Proteins in Shear Flow”
J. Chem. Phys., Vol. 132, 25101-1 – 25101-10 (2010)
【概要】生体膜中のタンパク質の運動を粗視化分子シミュレーションを用いて調べた。脂質分子とタンパク質分子で分子の硬さが大きく異なる場合、疎水基の長さに差がなくても、タンパク質の凝集が起こることを示した。また、単純せん断流中で生体膜の膜間のスリップ運動がタンパク質を加えると小さくなることを明らかにした。

Hiroshi Noguchi
“Swinging and Synchronized Rotations of Red Blood Cells in Simple Shear Flow”
Phys. Rev. E, Vol. 80, 21902-1 – 21902-8 (2009)
【概要】単純せん断流中の赤血球の運動を3変数の現象論的方程式を用いて調べた。高いせん断強度で起こるtank-treading運動と低いせん断強度でのtumbling運動の中間でこれまで知られている間欠的な運動だけでなく、tank-treadingとtumblingの同期が起こる領域があることを明らかにした。

Sebastian Messlinger Benjamin Schmidt, Hiroshi Noguchi, and Gerhard Gompper
“Dynamical Regimes and Hydrodynamic Lift of Viscous Vesicles under Shear”
Phys. Rev. E, Vol. 80, 11901-1 – 11901-12 (2009)
【概要】せん断流中において壁面近くでの脂質ベシクルの運動を2次元空間でのシミュレーションを用いて調べた。壁面からの距離の－2乗に比例した揚力がベシクルにかかることや、壁面近づくにつれtumbling運動からtank-treading運動への転移などが見られることなどを明らかにした。

Toshiyuki Shikata, Nao Yoshida, and Kenji Okuyama
“Anomalous Dehydration Behavior of a Short Collagen Model Polypeptide, (l-Prolyl-l-ProlylGlycyl)₅, in Aqueous Solution”
J. Phys. Chem. Lett., Vol. 1, 412-416 (2009)
【概要】コラーゲンモデルペプチドである(l-Prolyl-l-ProlylGlycyl)5の水溶液中の特異な脱水和挙動を、高周波誘電緩和測定の結果に基づいて議論した。30℃付近で観察されるこの特異な脱水和挙動は、三重らせん―単一鎖転移の引き金になっている可能性がある。

Kenji Nakamura and Toshiyuki Shikata
“Systematic Dielectric and NMR Study of the Ionic Liquid 1-Alkyl-3-Methyl Imidazolium”
ChemPhysChem, Vol. 11, 285-284 (2009)
【概要】イオン液体であるアルキルメチルイミダゾールを系統的に合成し、その物性を誘電緩和法と核磁気共鳴法を用いて検討した。その結果、イミダゾールイオンの回転拡散とイミダゾールイオンと対イオンの間に形成されたイオン対の距離揺らぎが緩和過程として観察されることが明らかになった。

Toshiyuki Shikata, Ayako Minakawa, and Kenji Okuyama
“Structure, Dynamics, and Hydration of a Collagen Model Polypeptide, (l-Prolyl-l-ProlylGlycyl)₁₀, in Aqueous Media: a Chemical Equilibrium Analysis of Triple Helix-to-Single Coil Transition”
J. Phys. Chem. B, Vol. 113, 14504-14512 (2009)
【概要】コラーゲンのモデルポリペプチドである(l-Prolyl-l-ProlylGlycyl)10の水溶液中でのダイナミックスと水和挙動を高周波誘電緩和挙動に基づき詳細に検討した。三重らせん―単一鎖転移を一種の化学反応としてとらえ、実験的に得られた三重らせんと単一鎖の分率の温度依存性から熱力学パラメータを決定した。

Toshiyuki Shikata, Nao Yoshida, Ayako Minakawa, and Kenji Okuyama
“Dynamics and Hydration Behavior of a Short Collagen Model Polypeptide, (l-Prolyl-l-ProlylGlycyl)₅, in Aqueous Media”
J. Phys. Chem. B, Vol. 113, 9055-9058 (2009)
【概要】コラーゲンのモデルポリペプチドである (l-Prolyl-l-ProlylGlycyl)5の水溶液中でのダイナミックスと水和挙動を高周波誘電緩和挙動に基づいて検討した。 (l-Prolyl-l-ProlylGlycyl)5は水溶液中で両端が電離し、Ａ型高分子のごとく振る舞うことが明らかになった。

Shin-ichi Yusa, Makoto Sugahara, Tatsuya Endo, and Yotaro Morishima
“Preparation and Characterization of a pH-Responsive Nanogel Based on a Photo-Cross-linked Micelle Formed From Block Copolymers with Controlled Structure”
Langmuir, Vol. 25, 5258-5265 (2009)
【概要】pHに応答して会合と解離を制御可能なブロック共重合体の形成する高分子ミセルのコア中に光架橋性の官能基を側鎖結合しておき、光を照射することでコアを架橋したナノゲルを合成した。（佐藤尚弘：実験に関するアドバイス）

Amany S. El-Khouly, Yoshiaki Takahashi, Akihiko Takada, A. A. Safaan, El-Refaie Kenawy, and Y. A. Hafiz
“Characterization and Thermal Stability of Cellulose-graft-Polyacryloniytrile Prepared by Using KMnO₄/Citric Acid Redox System”
J. Appl. Polym Sci., Vol. 116, 1788-1795 (2010)
【概要】セルロースに比較的マイルドな酸化還元反応でポリアクリロニトリルをグラフトする条件、生成したグラフとポリマーのNMR, FTIR, XRD等による特性評価と、DSC, TGAによる熱安定性の検討結果を報告した。

Masamune Morita, Mun’delanji Vestergaard, Tsutomu Hamada, and Masahiro Takagi
“Real-time Observation of Model Membrane Dynamicsinduced by Alzheimer’s Amyloid Beta”
Biophys. Chem., Vol. 147, 81-86 (2010)
【概要】モデル膜を用いた実験により、アルツハイマー病の原因物質であるアミロイドβペプチドにより引き起こされる膜ダイナミクスを明らかにした。

Masamune Morita, Mun’delanji Vestergaard, Tsutomu Hamada, and Masahiro Takagi
“Model-Membrane Morphological Transformations Induced by Different Amyloid Molecular Assemblies”
Proc. 2009 IEEE Int. Symp. MHS, 220-224 (2009)
【概要】アミロイドβペプチドとの相互作用による膜ダイナミクスを実験により明らかにした。

Tsutomu Hamada, Ken-ichi Ishii, Ryoko Sugimoto, Takeshi Nagasaki, and Masahiro Takagi
“Photochemical Control on Morphologies of a Cell-sized Synthetic Vesicle”
Proc. 2009 IEEE Int. Symp. MHS, 161-165 (2009)
【概要】ジャイアントリポソームの光誘起構造転移について、物理メカニズムを議論した。

Tsutomu Hamada, Yuichi Hirabayashi, Takao Ohta, and Masahiro Takagi
“Rhythmic Pore Dynamics in a Shrinking Lipid Vesicle”
Phys. Rev. E, Vol. 80, 051921-1 – 051921-7 (2009)
【概要】界面活性剤可溶化における、脂質膜ベシクルの非平衡ダイナミクスを実験的に明らかにした。ベシクル膜面に、「周期的」および「連続的」膜孔形成が観察された。この２種の膜孔形成ダイナミクスの選択は、ベシクルサイズと界面活性剤濃度に依存した。膜面の弾性エネルギーを用いて、ダイナミクスの物理メカニズムを議論した。（濱田勉：実験・解析、太田隆夫：理論考察）

Tsutomu Hamada, Masamune Morita, Yuko Kishimoto, Yuuki Komatsu, Mun’delanji Vestergaard, and Masahiro Takagi
“Biomimetic Microdroplet Membrane Interface: Detection of the Lateral Localization of Amyloid Beta Peptides”
J. Phys. Chem. Lett., Vol. 1, 170-173 (2009)
【概要】W/Oマイクロ液滴界面における多成分脂質膜の相分離構造形成を明らかにした。このマイクロ液滴は、細胞膜のモデル界面として用いることができる。アミロイドペプチドの膜相互作用について調べた結果、ペプチドがdisorder相に局在することを見いだした。

Masae Ohno, Tsutomu Hamada, Kingo Takiguchi, and Michio Homma
“Dynamic Behaviors of Giant Liposomes in Desired Osmotic Pressures”
Langmuir, Vol. 25, 11680-11685 (2009)
【概要】液適法により形成された巨大リポソームの浸透圧応答ダイナミクスについて実験的に明らかにした。
（瀧口金吾：実験・解析、濱田勉：理論考察）

Hiroyuki Aoki, Toshiaki Takahashi, Yasunari Tamai, Ryojun Sekine, Shinji Aoki, Keita Tani, and Shinzaburo Ito
“Poly(methacrylate)s Labeled by Perylene Diimide: Synthesis and Applications in Single Chain Detection Studies”
Polym. J., Vol. 41, 778-783 (2009)
【概要】蛍光プローブとしてペリレンジイミドを標識した種々のメタクリレート系高分子を合成した。色素分子を主鎖末端セグメントや中央セグメントへの選択導入、あるいは主鎖上へのランダム導入を行った。このような試料を用いた超解像蛍光計測を行うことで、高分子鎖の形態やセグメント配向など様々な情報を単一分子レベルで評価可能であることを示した。

Toru Ube, Hiroyuki Aoki, Shinzaburo Ito, Jun-ichi Horinaka, Toshikazu Takigawa, and Toshiro Masuda
“Affine Deformation of Single Polymer Chain in Poly(methyl methacrylate) Films under Uniaxial Extension Observed by Scanning Near-Field Optical Microscopy”
Polymer, Vol. 50, 3016-3021 (2009)
【概要】ポリメチルメタクリレート(PMMA)のフィルムを一軸延伸し、その中の単一高分子鎖を近接場光学顕微鏡によって直接観察することで、鎖のコンホメーションを評価した。その結果分子量200万の試料についてはマクロな延伸比と鎖一本の伸張比は一致し、単一分子鎖レベルでアフィン変形していることを直接的に明らかにした。

Ryojun Sekine, Hiroyuki Aoki, and Shinzaburo Ito
“Conformation of Single Block Copolymer Chain in Two-Dimensional Microphase-Separated Structure Studied by Scanning Near-Field Optical Microscopy”
J. Phys. Chem. B, Vol. 113, 7095-7100 (2009)
【概要】ポリイソブチルメタクリレート-ポリオクタデシルメタクリレートブロック共重合体の単分子膜を作製し、そのミクロ相分離構造中における単一高分子鎖の形態について議論した。近接場光学顕微鏡による高分子鎖一本の直接観察により、ブロック鎖はドメイン界面に対して伸張しており、その形態は界面の曲率に依存していることを示した。

Masataka Fukuoka, Hideyuki Nakanishi, Tomohisa Norisuye, and Qui Tran-Cong-Miyata
“Light Scattering Study on the Mode-Selection Process in Reversible Phase Separation of a Photoreactive Polymer Mixture”
J. Phys. Chem. B, Vol. 113, 14950-14956 (2009)
【概要】紫外光と熱で駆動したアゾベンゼンの 光異性化反応を、ポリスチレン／ポリ（ビニルメチルエーテル）(PS/ PVME) の相分離とカップリングさせることによって、相分離を可逆的に駆動した。その可逆的変化を光散乱測定装置でin situ 観測した。結果として、熱で相分離を誘起した場合は相分離構造の周期(モード)選択性が見られなかったが、光反応を用いた場合では、モード選択過程が観測された。これらの結果は、以前報告した可逆の光架橋で駆動した相分離の動力学の結果[Macromolecules 40, 5566 (2007)]と一致したことがわかった。

Dan-Thuy Van-Pham, Kazuhiro Sorioka, Tomohisa Norisuye, and Qui Tran-Cong-Miyata
“Physical Aging of Photo-Crosslinked Poly(ethyl acrylate) Observed in the Nanometer Scales by Mach-Zehnder Interferometry”
Polymer Journal, Vol. 41, 260-265 (2009)
【概要】光架橋されたポリエチルアクリレート（PEA）のナノメータスケール域における変形をMach-Zehnder 干渉計によって in situ 計測した。365 nm 紫外光の照射下で、PEA 鎖上のアントラセンは二量化され、PEA ネットワークが形成される。この反応を紫外可視分光光度計で追跡し、その動力学を Kolrausch-Williams-Watts の経験式より解析した。一方、Mach-Zehnder 干渉計を用い、この架橋反応に誘起された PEA の変形とその緩和過程を直接かつin situ 測定・解析した。結果として、緩和過程は試料の放置する時間（Aging Time）の指数関数に従って、進行することがわかった。最後に、様々な光架橋の条件下で引き起こしたひずみは、無次元化した換算時間に対して一つの曲線（マスターカーブ）で表すことができ、Aging 過程におけるひずみの緩和がある普遍な法則に従っていることを示唆していることことを見出した。

Shuji Fujii
“Discontinuous Growth of Onion Structure under Shear”
Prog. Colloid Polym. Sci., Vol. 136, 69-75 (2009)
【概要】高ずり速度から低ずり速度にクエンチした際に観察されるオニオン構造の不連続成長過程が、オニオンとラメラのシアバンド形成を経た後に達成されること、オニオンの不連続成長挙動はクエンチ後のずり速度によって決まることを示した。

Shuji Fujii, Sven Koschoreck, Peter Lindner, and Walter Richtering
“Manipulation of Colloids by a Nonequilibrium Depletion Force in Temperature Gradient”
Langmuir, Vol. 25, 5476-5483 (2009)
【概要】非イオン性界面活性剤ラメラ相の相挙動とずり誘起型オニオン相形成に関するトリブロックコポリマー添加効果を、粘度測定と流動小角中性子散乱法により調べた。二分子膜面上に吸着した高分子鎖間の排除体積効果に由来する実行表面張力の増加がオニオン相形成を阻害することを示唆した。

Koji Fukao and Daisuke Tahara
“Aging Dynamics in the Polymer Glass of Poly(2-chlorostyrene): Dielectric Susceptibility and Volume”
Phys. Rev. E, Vol. 80, 051802-1 – 051802-11 (2009)
【概要】ポリ２クロロスチレンのガラス状態でのエイジングダイナミクスを電気容量測定により調べた。実部からは体積がエイジング過程で時間とともに減少し、虚部からは誘電的感受率が時間とともに減少することがわかった。また、記憶効果は共通であるが、若返り効果は体積に関してはほとんど見られないことが明らかになった。これらの振る舞いを定性的に理解するモデルを提案した。

Yohsuke Bitoh, Norio Akuzawa, Kenji Urayama, and Toshikazu Takigawa
“Strain Energy Function of Swollen Polybutadiene Elastomers Studied by General Biaxial Strain Testing”
J. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys., Vol. 48, 721-728 (2010)
【概要】溶媒で高膨潤したエラストマーの独立二軸伸長測定を行い、広範なひずみ域のデータをもとにひずみエネルギー関数を調べた。半世紀前から高膨潤エラストマーの一軸変形挙動は理想気体系に相当する古典ゴム弾性理論でよく記述できることが知られていたが、二軸変形挙動は同理論の予測とは一致しないことを初めて示した。これによって高膨潤状態での一軸変形挙動の理論との一致はみかけにすぎないことが明らかになった。高膨潤状態のエラストマーの非線形弾性挙動を記述する現象論的なひずみエネルギー関数を導いた。

Naoki Murata, Akihiro Konda, Kenji Urayama, Toshikazu Takigawa, Masatoshi Kidowaki, and Kohzo Ito
“Anomaly in Stretching-Induced Swelling of Slide-Ring Gels with Movable Cross-Links”
Macromolecules, Vol. 42, 8485-8491 (2009)
【概要】溶媒中で平衡膨潤状態にあるゲルに一定の伸長を加えるとさらに膨潤する（伸長誘起膨潤）ことが知られている。可動性の架橋点をもつ環動ゲルの伸長誘起膨潤は、固定架橋点から成る古典ゲルにはない特異性を示した。誘起膨潤の規模の指標であるポアソン比は、古典ゲルでは加えた伸長によらず一定であるが、環動ゲルでは加えた伸長の大きさによって顕著に変化した。この環動ゲルの特異的な挙動は架橋点の可動性に由来することを明らかにした。（伊藤耕三：試料作製と考察に関する議論）

Kenji Urayama, Naoki Murata, Shoji Nosaka, Masahiro Kojima, and Toshikazu Takigawa
“Revisit to Swelling Kinetics of Gels”
Prog. Colloid Polym. Sci., Vol. 136, 107-112 (2009)
【概要】軸比（高さ／直径）を変数として，円柱および円板状ゲルの膨潤ダイナミクスを調べた．軸比が十分に大きく，および十分に小さくなると緩和時間は軸比に依存しなくなり，無限円柱および無限円板に相当する緩和時間が得られた．軸比１，無限円柱，無限円板の緩和時間の比をもとに，種々の理論の予測との比較を行なった．

Yoshiki Sawa, Kenji Urayama, and Toshikazu Takigawa
“Thermal Deformation of Imprinted Twist Nematic Elastomers”
J. Phys. Conf. Ser., Vol. 184, 012022-1 – 012022-6 (2009)
【概要】基板表面の配向膜のラビング方向が直交したセルとカイラルドーパントを用いて重合を行ない，膜の表裏面間でダイレクターが90度回転したツイストネマチックエラストマーを作製した．温度によるマクロ変形挙動を調べ，配向度の増減によって膜の表裏面のダイレクターに対して45度方向に伸縮することを明らかにした．

Kenji Urayama, Etsuko Kohmon, Masahiro Kojima, and Toshikazu Takigawa
“Polydomain-Monodomain Transition of Randomly Disordered Nematic Elastomers with Different Cross-linking Histories”
Macromolecules, Vol. 42, 4084-4089 (2009)
【概要】ネマチックエラストマー(PNE)の伸長によって生じるランダム配向ポリドメイン構造から一様配向モノドメイン構造への転移挙動を，架橋時の液晶の配向状態が異なる２種のPNEについて調べた．高温の等方相で作製したPNE(I-PNE)のポリドメイン-モノドメイン転移（PMT)は，非常に小さな応力で生じること，いわゆるソフト弾性が明確に観察された．一方，低温ネマチック相で作製したPNE(N-PNE)のPMTは，前者に比べ10倍以上の力学的仕事を要した．N-PNEは架橋時のポリドメイン配向を保持していることが偏光顕微鏡観察より明らかになり，この初期配向の記憶効果が伸長方向へのローカルダイレクターの再配向を阻害していることがわかった．

Atsushi Fukunaga, Kenji Urayama, Patrick Koelsch, and Toshikazu Takigawa
“Electrically Driven Director-Rotation of Swollen Nematic Elastomers as Revealed by Polarized Fourier Transform Infrared Spectroscopy”
Phys. Rev. E, Vol. 79, 051702-1 – 051702-5 (2009)
【概要】液晶エラストマーの電場によって生じるダイレクターの再配向挙動を偏光FTIRによって調べ，ダイレクターの回転角の電圧依存性を評価した．電場によって生じるマクロ変形との相関を調べ，ひずみとダイレクター回転角の正弦の２乗値との間に比例関係があることを見いだした．

Nadja Nijenhuis, Daisuke Mizuno, Jos A. E. Spaan, and Christoph F. Schmidt
“Viscoelastic Response of a Model Endothelial Glycocalyx”
PHYSICAL BIOLOGY , Vol. 6, 25014-25014 (2009)
【概要】Many cells cover themselves with a multifunctional polymer coat, the pericellular matrix (PCM), to mediate mechanical interactions with the environment. A particular PCM, the endothelial glycocalyx (EG), is formed by vascular endothelial cells at their luminal side, forming a mechanical interface between the flowing blood and the endothelial cell layer. The glycosaminoglycan (GAG) hyaluronan (HA) is involved in the main functions of the EG, mechanotransduction of fluid shear stress and molecular sieving. HA, due to its length, is the only GAG in the EG or any other PCM able to form an entangled network. The mechanical functions of the EG are, however, impaired when any one of its components is removed. We here used microrheology to measure the effect of the EG constituents heparan sulfate, chondroitin sulfate, whole blood plasma and albumin on the high-bandwidth mechanical properties of a HA solution. Furthermore, we probed the effect of the hyaldherin aggrecan, a constituent of the PCM of chondrocytes, and very similar to versican (present in the PCM of various cells, and possibly in the EG). We show that components directly interacting with HA (chondroitin sulfate and aggrecan) can increase the viscoelastic shear modulus of the polymer composite.

Daisuke Mizuno, Rommel Bacabac, Catherine Tardin, david Head, and Christoph Schmidt
“High-Resolution Probing of Cellular Force Transmission”
Phys. Rev. Lett., Vol. 102, 168102-1 – 168102-4 (2009)
【概要】細胞は自ら生み出した力を外部環境に印加することでその力学物性を検出している。我々は光トラップを利用して細胞が生み出す全ての力とそのうち細胞外物質に伝播した成分の両方を計測した。細胞外物質の力学強度に相当する光トラップ強度を系統的に変化させて実験を行うことで、力の伝達は外部環境の力学応答に強く依存することを見出した。この結果に基づき我々は細胞の力学知覚の物理メカニズムを提案する。

Tomonari Sumi, Chiaki Suzuki, and Hideo Sekino
“Hydrophobic Effects on Multivalent-salt-induced Self-condensation of DNA”
J. Chem. Phys., Vol. 131, 161103-1 – 161103-4 (2009)
【概要】これまで，高分子電解質系は，純粋なクーロン系として扱われるのが一般的であり，荷電高分子鎖とイオン種のみを露に扱い，水は連続体としてのみ考慮されてきた．本研究では，この様な従来のモデル化では，多価塩存在下のDNAにおいて観測されている温度上昇によるエントロピー駆動の自己凝縮転移が説明出来ない事を指摘し，塩によって誘起される水を介した疎水性相互作用の重要性を，液体論に基づくシミュレーションにより示した．

Masae Ohno, Tsutomu Hamada, Kingo Takiguchi, and Michio Homma
“Dynamic Behavior of Giant Liposomes at Desired Osmotic Pressures”
Langmuir, Vol. 25, 11680-11685 (2009)
【概要】これまでにもリポソームを用いた膜の浸透圧耐性についての研究は多い。しかし従来のリポソーム調製法を利用した実験手法では、リポソームに任意の浸透圧をかけることは困難で、浸透圧とリポソームの挙動を正確に対応させることが不可能であった。本論文では油中水滴法を用い、内部に水を持つリポソームをショ糖または塩溶液中に作製することで任意の浸透圧をかけることに成功し、リポソームの浸透圧に対する応答を直接観察した。（濱田勉：加えた浸透圧の強さと人工膜小胞の形成から浸透圧に対して応答を示すまでのラグタイムの長さとの関係の理論解析）