緒明佑哉

緒明佑哉 博士(工学)
慶應義塾大学 理工学部
応用化学科 准教授
(兼任)科学技術振興機構 さきがけ研究者 (2017-)
(兼任)文部科学省研究振興局 学術調査官 (2018-)


研究内容
略歴
主要論文
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研究室志望者の方へ
講義科目
学会活動等
English

最新情報


New
層状ポリジアセチレンとポリ-N-イソプロピルアクリルアミドの複合による伸縮可能なゲルの作製とそれを応用したマイクロ波の可視定量化に関する論文が、ACS Sensors誌に掲載されました。
Minami Nakamitsu, Hiroaki Imai, *Yuya Oaki, “Visualization and Quantification of Microwave using Thermo-Responsive Color-Change Hydrogel”
ACS Sensors 2020, 5, 133-139.

New
ポリジアセチレンとポリエチレンイミンの層状複合体による紙基板デバイスを使い、歯磨きのブラッシング力などの弱いまさつ力を可視・定量化した論文が、Journal of Materials Chemistry C誌に掲載されました。
Kei Watanabe, Hiroaki Imai, *Yuya Oaki, “A paper-based device of a specially designed soft layered polymer composite for measurement of weak friction force”
Journal of Materials Chemistry C 2020, 8, 1265-1272.
本論文は、掲載号の裏表紙内側のイラストに採用され、2020 Journal of Materials Chemistry C HOT Papersに選出されました。

New
層状ポリジアセチレンの刺激応答性色変化挙動の制御とその応用に関する最近の成果をまとめた解説記事(日本語)が、化学工業誌に掲載されました。。
*緒明佑哉, “柔軟な層状高分子材料の刺激応答性制御と外部刺激の可視・定量化”
化学工業 2019,70, 778-784.

New
ポリスチレン樹脂に層状ポリジアセチレン(PDA)を複合し、ガラス転移による分子の動きはじめを可視化した論文が、Chemical Communications誌に掲載されました。これは、國立清華大学のChi-How Peng教授との共同研究による成果です。
Shuhei Ishioka, Kei Watanabe, Hiroaki Imai, Yu-Jen Tseng, Chi-How Peng, *Yuya Oaki, “Glass-transition-induced color-changing resins containing layered polydiacetylene”
Chemical Communications 2019,55, 11723.

New
マテリアルズインフォマティクスを活用し、高容量と耐久性を両立したリチウムイオン電池有機高分子負極活物質の探索と合成に関する論文が、Advanced Theory and Simulations誌に掲載されました。これは、東京大学大学院新領域創成科学研究科の五十嵐康彦助教との共同研究による成果です。
Hiromichi Numazawa, Yasuhiko Igarashi, Kosuke Sato, Hiroaki Imai, *Yuya Oaki, “Experiment-Oriented Materials Informatics for Efficient Exploration of Design Strategy and New Compounds for High-Performance Organic Anode”
Advanced Theory and Simulations 2019, 2, 1900130.
本論文は、当該号の表紙裏側のイラストに採用されました。
本成果は、科学技術振興機構ホームページ、化学工業日報(9月11日)、日経産業新聞(9月19日)、朝日新聞(11月28日)で紹介されました。
また、本論文の筆頭著者である沼澤博道君(当時大学院修士2年)が、日本最大の化学ポータルサイトChem-Stationのスポットライトリサーチでハイライトされました。

New
ベンゾキノンとピロールの2次元ランダム共重合により、柔軟な非晶質層状物質を設計・合成し、そのはく離によって得られるナノシートの水素発生電極触媒として優れた性能を発揮することを示した論文が、Communications Chemistry 誌に掲載されました。
Shoichiro Yano, Kosuke Sato, Jumpei Suzuki, Hiroaki Imai, *Yuya Oaki, “Amorphous 2D materials containing a conjugated-polymer network”
Communications Chemistry 2019,2, 97.
本論文は、Nature Research Chemistry CommunityのBehind the Paperのコーナーでハイライトされました。

New
層状有機無機複合体の層間ゲストの酸化還元により、高速なはく離によるナノシート化が可能であることを示した論文が、Bulletin of the Chemical Society of Japan誌に掲載されました。
Yuna Yamamoto, Hiroaki Imai, *Yuya Oaki, “Redox-Mediated High-Yield Exfoliation of Layered Composites into Nanosheets”
Bulletin of the Chemical Society of Japan 2019,92, 779.
本論文は、Selected Paperに選出されました。

層状ポリジアセチレン(PDA)にポリピロールを複合し、近赤外光(NIR)を熱に変換することでPDAの色変化を起こし、NIRの可視化と強度の定量化を行った論文が、Journal of Materials Chemistry C誌に掲載されました。これは、大阪工業大学工学部の藤井秀司教授との共同研究による成果です。
Machi Takeuchi, Hisato Kawashima, Hiroaki Imai, *Syuji Fujii, *Yuya Oaki, “Quantitative detection of near-infrared (NIR) light using organic layered composites”
Journal of Materials Chemistry C 2019,7, 4089.

マテリアルズインフォマティクスを活用し、層状有機無機複合体から高効率・高収率でナノシートを得る方法に関する論文が、Advanced Theory and Simulations誌に掲載されました。これは、東京大学大学院新領域創成科学研究科の五十嵐康彦博士との共同研究による成果です。
Gentoku Nakada, Yasuhiko Igarashi, Hiroaki Imai, *Yuya Oaki, “Materials-Informatics-Assisted High-Yield Synthesis of 2D Nanomaterials through Exfoliation”
Advanced Theory and Simulations 2019, 2, 1800180.
本論文は、当該号の表紙裏側のイラストに採用されました。
本成果は、科学技術振興機構ホームページ、日経産業新聞(1月18日)、化学工業日報(1月21日)、日刊工業新聞(2月1日)、日本経済新聞(2月17日)で紹介されました。

有機高分子材料について、分子設計とは異なる視点で、ナノ~マクロスケールの形態制御を行う様々な手法とその応用に関する最近の動向をまとめた総説(Review)が、Journal of Materials Chemistry A誌に掲載されました。
*Yuya Oaki, Kosuke Sato,“Crystal-controlled polymerization: Recent advances in morphology design and control of organic polymer materials”
Journal of Materials Chemistry A 2018, 6, 23197.

層状構造を有するポリジアセチレンの刺激応答性色変化挙動が、金属イオンのインターカレーションによってどのように制御されるかについて、その場観察などの手法を用いてメカニズムを探究した論文が、Advanced Functional Materials誌に掲載されました。これは、アイントホーフェン工科大学のNico A. J. M. Sommerdijk教授との共同研究による成果です。
Machi Takeuchi, Karthikeyan Gnanasekaran, Heiner Friedrich, Hiroaki Imai, Nico A. J. M. Sommerdijk, *Yuya Oaki, “Tunable Stimuli-Responsive Color-Change Properties of Layered Organic Composites”
Advanced Functional Materials 2018, 18, 1804906.

キノン誘導体結晶の表面を使い、高い導電性と電気化学特性を有する導電性高分子ナノシートが厚さ5 nmから制御して作製できる手法に関する論文が、ACS Applied Nano Materials誌に掲載されました。
Kosuke Sato, Hiroaki Imai, *Yuya Oaki, “Two-Dimensional Conductive and Redox-Active Nanostructures Synthesized by Crystal-Controlled Polymerization for Electrochemical Applications”
ACS Applied Nano Materials 2018, 1, 4218.

当グループが最近進めている有機層状化合物(層状ポリジアセチレン)に関する成果が、理工学部のホームページでResearch Spotlight(日本語)に、英語で本大学の研究成果を紹介するKeio Research Highlight(英語)に紹介されました。これらの記事では、有機層状化合物の外部刺激に対する色変化挙動を制御する手法、それを応用して様々な外部刺激を可視化・定量化活用する一連の研究が紹介されています。是非ご覧下さい。
Research Spotlight(日本語): https://www.st.keio.ac.jp/education/research/201801.html
Keio Research Highlight(英語): https://research-highlights.keio.ac.jp/2018/06/b.html

カルボキシ基を導入した導電性高分子をナノ構造化すると、リチウムイオン電池の負極活物質として高い容量を示すことを報告した論文が、NPG Asia Materials誌に掲載されました。
Hiromichi Numazawa, Kosuke Sato, Hiroaki Imai, *Yuya Oaki, “Multistage Redox Reaction of Conductive-Polymer Nanostructures with Lithium Ion: Potentials for High-Performance Organic Anode”
NPG Asia Materials 2018, 10, 397.

層状ポリジアセチレンにゲスト分子を複合した構造を自己組織的に形成させる方法の開拓と、それを応用したデバイスによる摩擦力の可視・定量化に関する論文が、Advanced Materials誌に掲載されました。
Hideto Terada, Hiroaki Imai, *Yuya Oaki, “Visualization and Quantitative Detection of Friction Force by Self-Organized Organic Layered Composites”
Advanced Materials 2018, 30, 1801121.


研究内容

【概要】柔軟な2次元・高分子材料の創製と機能開拓
(1) 分子・共役高分子材料のナノ~マクロ形態制御とエネルギー関連分野への応用
(2) 層状有機高分子材料の刺激応答性色変化挙動の制御と外部刺激の可視・定量化
(3) 柔軟な層状有機無機複合体を利用したナノシート材料の設計と応用
(4) 実験主導マテリアルズインフォマティクスの開拓
層状物質やナノシート材料などの2次元構造を中心に、これまでに無い特徴的なナノ構造をもつ有機・無機高分子材料の創製・構造制御を行い、電池や触媒などの資源・環境・エネルギー関連分野、センサ関連分野への応用を目指します。また、各種の研究テーマに対し、小規模な実験データにデータ科学的手法と研究者の考察を融合したマテリアルズインフォマティクスを適用しながら、高効率な機能材料の開発とその手法の確立を目指します。




[最近の研究に関連した総説・解説など]
[1] 化学と工業, 2016, 69-3, 200 (平成27年度 日本化学会進歩賞受賞業績紹介).
[2]「結晶を活用した高分子の形の制御」高分子, 2017, 66, 221-222 (特集 高分子の形の制御)
[3] 「結晶を活用した高分子の形の制御」高分子 2017, 66, 221–222.
[4] “Morphology Design of Crystalline and Polymer Materials from Nanoscopic to Macroscopic Scales” Bull. Chem. Soc. Jpn. 2017, 90, 776-788 (Award Account).
[5] “Crystal-controlled polymerization: Recent advances in morphology design and control of organic polymer materials”Journal of Materials Chemistry A 2018, 6, 23197.

[6] 「柔軟な層状高分子材料の刺激応答性制御と外部刺激の可視・定量化」化学工業 2019, 70, 778–784.
[7] 「実験主導型マテリアルズインフォマティクスの確立を目指して」Bull. Jpn. Soc. Coord. Chem. (錯体化学会誌) 2019, 74, 52-56.


(1) 共役高分子材料の分子・ナノ~マクロ形態制御とエネルギー関連分野への応用

 共役高分子材料を中心に、2次元ナノ構造やナノ~マクロスケールの形態を付与・制御することを試みています。これまでにも、テンプレートや相分離の利用など、様々な手法が開拓されてきました。我々は結晶の表面、結晶の多様な形態、モノマー蒸気などを利用し、典型的な高分子合成とは異なる、独自の合成・形態制御手法を開拓しています。このような形態制御された共役高分子材料を、電池やキャパシタの活物質、水素発生の電極触媒をはじめとした、資源・環境・エネルギー関連へ応用しています。

 ナノ結晶のすき間を活用することで、結晶の持つかたちを高分子材料にナノ~マクロスケールにわたって転写することができます。例えば、ナノ結晶から構成された階層構造体では、ナノ結晶間のすき間でピロールやスチレンなどのモノマーをそれぞれ酸化重合やラジカル重合すると、もともとの結晶が持つ階層構造を転写した高分子材料が得られます[1-8]。このような階層構造体は、ナノメートルスケールの高比表面積構造とマイクロメートルスケールの構造による物質の拡散経路の確保でき、吸着材やエネルギー貯蔵などの応用で優れた性能を示すことがわかりました[8-10]。

   様々なヘテロ芳香族モノマーを有機および無機酸化剤と液相あるいは気相で反応させ、ナノ構造や形態が制御された高分子材料あるいはそのコーティングを得る新しい手法を開拓しています[9-14,16-18]。例えば、酸化剤結晶と揮発性のヘテロ芳香族モノマーの液体を同一の容器内に封入しておく系から、共役高分子の多様な形態制御や任意基材へのコーティングが可能となりました[4,14,17]。特に、酸化剤の中でもキノン誘導体に着目し、その酸化・還元活性を合成時および応用へ活用しています。キノン結晶の酸化還元反応を利用してヘテロ芳香族モノマーを酸化重合し、キノン誘導体と導電性高分子複合体を得ると、その双方の酸化還元活性を利用した高容量なエネルギー貯蔵が可能になります[10,11,13]。また、ある種のキノン誘導体はヘテロ芳香族モノマーとランダムに共重合し、乱層グラフェンに類似した非晶質な層状構造を形成することがわかりました。得られたグラフェン類似の共重合体は、水素発生反応の電極触媒として優れた特性を示しました。



[関連論文]
 [1] J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 8594.
 [2] J. Mater. Chem. 2012, 22, 21195.
 [3] Chem. Eur. J. 2013, 19, 2284.
 [4] Chem. Commun. 2014, 50, 11840.
 [5] Polym. J. 2014
 [6] Langmuir 2014, 30, 3236.
 [7] Nanoscale 2015, 7, 3466.
 [8] Chem. Commun. 2015, 51, 7919.
 [9] Chem. Commun. 2015, 51, 9698.
 [10] Chem. Lett. 2016, 45, 324.
 [11] ChemPlusChem 2017, 82, 177.
 [12] NPG Asia Mater. 2017, 9, e377.
 [13] Chem. Commun. 2017, 53, 7329.
 [14] Nanoscale 2017, 9, 7895.
 [15] NPG Asia Mater. 2018, 10, 397.
 [16] ACS Appl. Nano Mater. 2018, 1, 4218.
 [17] Commun. Chem. 2019, 2, 97.
 [18] Adv. Theory Simul. 2019, 2, 1900130.




(2) 層状有機高分子材料を用いた刺激応答性色変化材料の開拓

 層状高分子材料の柔軟性と動的機能を、層間ゲストの種類によって制御し、光・熱・力などの外部刺激を可視・定量化することを目指しています。一般に、層状構造は、層状無機化合物を指すことが多いようです。層状無機化合物では、層内に他のゲストを導入するインターカレーションおよび層をばらばらにするはく離という現象について、これまでも多くの研究が行われてきました。我々は、層状有機高分子に着目した研究を展開しています。層状有機化合物は、層状構造のインターカレーション能と有機材料の有する動的な性質を併せ持つ特異な構造とみなすことができます。この特異な構造を制御することで、インターカレーションによって制御可能な刺激応答能を有する材料を開拓してきました。さらに、最近、刺激の印加量や強さを定量的にイメージングする仕組みを提案しています。

 ジアセチレン化合物の結晶では、ジアセチレン分子間の距離がおよそ0.5 nm以下であれば、結晶構造を変えることなく重合(トポケミカル重合)が進むことが知られています。層状構造をもつジアセチレンモノマー結晶について、結晶形態や配向の制御技術の検討や、ゲストのインターカレーション、所望の基材への複合などを行った後に重合を行うことで、制御されたポリジアセチレン(PDA)を得ることができるようになりました[1-3]。PDAは、外部刺激に応答してPDA主鎖がねじれることで色変化を起こすことが知られています。我々は、層状構造の層間に様々な金属イオンや有機カチオンを導入することで、刺激への応答性、可逆性、色が制御できることを見出してきました[4-11]。導入するゲストによって層状の結晶構造の安定性や柔軟性を制御することが、刺激応答性を制御するために重要であると考えています。

 これまでの刺激応答性材料では、相転移を活用する場合が多く、転移点付近で急峻に色変化が起こるものが多く報告されています。一方、本研究で得られる層状PDAおよびそれを用いたデバイスは、印加した刺激に対して徐々に色変化を起こすことができるため、刺激の印加量やその強さを可視・定量化することができる点が特徴的です。これにより、例えば、2次元平面および3次元空間の温度勾配の可視・定量化[6]、樹脂のガラス転移に伴う分子運動の可視・定量化[13]、まさつ力の印加量・履歴・強さの可視・定量化を達成しています[10,14]。さらに、直接PDAが色変化を起こさないような外部刺激であっても、検出可能な刺激へ変換することで、同様に可視・定量化が可能となりました[12,15]。例えば、近赤外光やマイクロ波を熱に変換することで[12,15]、これらの電磁波の刺激を層状PDAを使って可視・定量化できるようになりました。



 [関連論文]
 [1] J. Mater. Chem. 2012, 22, 22686.
 [2] Bull. Chem. Soc. Jpn. 2015, 88, 1459.
 [3] Chem. Mater. 2015, 27, 2627.
 [4] Adv. Funct. Mater. 2016, 26, 3463.
 [5] Chem. Sci. 2017, 8, 647.
 [6] ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 16546.
 [7] Chem 2017, 3, 509.
 [8] J. Mater. Chem. C 2017, 5, 8250.
 [9] Polym. J. 2018, 50, 319.
 [10] Adv. Mater. 2018, 30, 1801121.
 [11] Adv. Funct. Mater. 2018, 28, 1804906.
 [12] J. Mater. Chem. C 2019, 7, 4089.
 [13] Chem. Commun. 2019, 55, 11723.
 [14] J. Mater. Chem. C 2020, 8, 1265.
 [15] ACS Sensors 2020, 5, 11723.




(3) 無機高分子材料としてのナノシートの構造設計・合成と応用

 近年、層状化合物のはく離によって得られるナノシートは、2次元材料として注目されています。グラファイトや遷移金属カルコゲナイドなど、ファンデルワールス力で積層した層状物質は、比較的容易にはく離することができ、多くの研究がなされてきました。一方で、粘土鉱物や遷移金属酸化物など、層間が静電相互作用で構成された層状物質は、その剛直な層間相互作用により、容易にはく離することができない場合が多いようです。そこで、先行研究では、主に水系媒質中でかさ高いイオンを層間に導入することで、溶剤の浸透・膨潤を経て水系媒質へ分散するナノシートを合成する方法が開拓されてきました。我々もサイズ制御などを試みてはいたものの[1-3]、ナノシート材料全般に、収率・サイズ・表面修飾の制御が十分ではない状況でした。

 我々の研究では、層間にアルキル鎖や芳香環を有する有機カチオンを予め導入しておき、「剛直な層状構造」を「柔軟な層状構造」にすることで、様々な有機溶剤中でのはく離によって表面修飾ナノシートを得る新しい系を開拓してきました[4-12]。これによって、様々な有機分子での表面修飾や所望の分散媒へのナノシートの分散が可能となりました。その応用例のひとつとして有機合成反応の触媒が挙げられます。例えば、酸化マンガンは、ベンジル位やアリル位のアルコールを選択的にアルデヒドに酸化する触媒として知られています。得られた疎水性の酸化マンガンナノシートをトルエン中での触媒反応に用いると、疎水性かつ高い比表面積に由来して高い触媒活性が得られることがわかりました[4]。また、ナノシート表面に二重結合を有する分子を修飾しておくことで、様々な有機分子との複合が可能となりました[8]。

  しかし、このはく離によってナノシートを得るプロセスは、「こわす」プロセスであり、サイズ制御や収率向上などは容易ではありませんでした。そこで、層間分子と分散媒の組み合わせを変え、機械学習によるスパースモデリングと研究者の考察を組みわせた、小規模データへの実験主導マテリアルズインフォマティクスによって、収率向上やサイズ制御を行っています[11]。



[関連論文]
 [1] Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 4127.
 [2] Chem. Eur. J. 2012, 18, 2825.
 [3] J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 4501.
 [4] Chem. Mater. 2014, 26, 3579.
 [5] Chem. Commun. 2015, 51, 10046.
 [6] Phys. Chem. Chem. Phys. 2015, 17, 32498.
 [7] Nanoscale 2016, 8, 11076.
 [8] Chem. Commun. 2016, 52, 9466.
 [9] Adv. Mater. Interface 2017, 4, 1601014.
 [10] Chem. Commun. 2018, 54, 244.
 [11] Adv. Theory Simul. 2019, 2, 1800180.
 [12] Bull. Chem. Soc. Jpn. 2019, 92, 779.


(4) 実験主導マテリアルズインフォマティクスの開拓

 近年、データ科学的手法を活用した材料の研究開発(マテリアルズインフォマティクス: MI)が、材料の種類や機能、産官学を問わず注目されています。MIとビッグデータを活用した材料の研究開発は、計算科学や情報科学に近い研究者を中心に盛んに行われてきました。これまでにも材料・プロセスの探索や、性能向上に関する成功事例が報告されています。

 我々は、実際の物質・材料を合成でき、自前のデータや経験と勘を持った実験科(化)学者が、どのようにMIを活用できるかに関心をもってきました。実験研究者のもつデータは比較的小規模であり、そこにどのようにMIを適用するかが課題です。我々は、スパースモデリングを活用し、自前のスモールデータに対するMIを開拓してきました。これまでに、最小実験数で、ナノシート材料の収率や高分子材料の電気化学特性を向上させることに成功してきました[1,2]。実験研究者に馴染みやすい、「スモールデータ」への「実験主導MI」の確立を目指した検討を進めています。

 なお、本研究テーマは、JSTさきがけ(マテリアルズインフォマティクス領域)、研究期間:2016年10月~2020年3月、課題名:はく離挙動を制御する指針の確立によるナノシート材料の機能設計において、開始・発展したものです。関係各位のご指導、ご支援に感謝申し上げます。


[関連論文]
 [1] Adv. Theory Simul. 2019, 2, 1800180.
 [2] Adv. Theory Simul. 2019, 2, 1900130.


略歴

学歴
2002 年 3 月 慶應義塾大学 理工学部 応用化学科 卒業
2004 年 3 月 慶應義塾大学 大学院理工学研究科 総合デザイン工学専攻 修士課程修了
2006 年 3 月 同 後期博士課程修了、博士(工学)

職歴
2005年4月~2006年3月 日本学術振興会特別研究員(DC2)
2006年4月~2007年3月 日本学術振興会特別研究員(PDへ資格変更)
            慶應義塾大学理工学部 応用化学科[今井宏明研究室]
2007年4月~2009年3月 日本学術振興会特別研究員(PD新規採択)
            東京大学大学院工学系研究科 化学生命工学専攻[加藤隆史研究室]
2009年4月~2012年3月 慶應義塾大学 理工学部 応用化学科 助教
2012年4月~2016年3月 慶應義塾大学 理工学部 応用化学科 専任講師
2016年4月~ 慶應義塾大学 理工学部 応用化学科 准教授
2016年10月~ 科学技術振興機構 戦略的創造研究推進事業 さきがけ研究者
2018年8月~ 文部科学省 研究振興局 学術調査官


主要論文

(62) Minami Nakamitsu, Hiroaki Imai, *Yuya Oaki, “Visualization and Quantification of Microwave using Thermo-Responsive Color-Change Hydrogel”
ACS Sensors 2020, 5, 133.

(61) Kei Watanabe, Hiroaki Imai, *Yuya Oaki, “A paper-based device of a specially designed soft layered polymer composite for measurement of weak friction force”
Journal of Materials Chemistry C 2020, 8, 1265.

(60) Hiromichi Numazawa, Yasuhiko Igarashi, Kosuke Sato, Hiroaki Imai, *Yuya Oaki, “Experiment-Oriented Materials Informatics for Efficient Exploration of Design Strategy and New Compounds for High-Performance Organic Anode”
Advanced Theory and Simulations 2019, 2, 1900130.

(59) Shuhei Ishioka, Kei Watanabe, Hiroaki Imai, Yu-Jen Tseng, Chi-How Peng, *Yuya Oaki, “Glass-transition-induced color-changing resins containing layered polydiacetylene”
Chemical Communications 2019,55, 11723.

(58) Shohei Yano, Kosuke Sato, Jumpei Suzuki, Hiroaki Imai, *Yuya Oaki, “Amorphous 2D materials containing a conjugated polymer network”
Communications Chemistry 2019, 2, 97.

(57) Machi Takeuchi, Hisato Kawashima, Hiroaki Imai, *Shuji Fujii, *Yuya Oaki, “Quantitative detection of near-infrared (NIR) light using organic layered composites”
Journal of Materials Chemistry C 2019, 7, 4089-4095.

(56) Yuna Yamamoto, Hiroaki Imai, *Yuya Oaki, “Redox-Mediated High-Yield Exfoliation of Layered Composites into Nanosheets”
Bulletin of the Chemical Society of Japan 2019, 92, 779-784.

(55) Gentoku Nakada, Yasuhiko Igarashi, Hiroaki Imai, *Yuya Oaki, “Materials-Informatics-Assisted High-Yield Synthesis of 2D Nanomaterials through Exfoliation”
Advanced Theory and Simulations 2019, 2, 1800180.

(54) *Yuya Oaki, Kosuke Sato,“Crystal-controlled polymerization: Recent advances in morphology design and control of organic polymer materials”
Journal of Materials Chemistry A 2018, 6, 23197-23219.

(53) Machi Takeuchi, Karthikeyan Gnanasekaran, Heiner Friedrich, Hiroaki Imai, Nico A. J. M. Sommerdijk, *Yuya Oaki, “Tunable Stimuli-Responsive Color-Change Properties of Layered Organic Composites”
Advanced Functional Materials 2018, 18, 1804906.

(52) Kosuke Sato, Hiroaki Imai, *Yuya Oaki, “Two-Dimensional Conductive and Redox-Active Nanostructures Synthesized by Crystal-Controlled Polymerization for Electrochemical Applications”
ACS Applied Nano Materials 2018, 1, 4218-4226.

(51) Hiromichi Numazawa, Kosuke Sato, Hiroaki Imai, *Yuya Oaki, “Multistage Redox Reaction of Conductive-Polymer Nanostructures with Lithium Ion: Potentials for High-Performance Organic Anode”
NPG Asia Materials 2018,10, 397-405.

(50) Hideto Terada, Hiroaki Imai, *Yuya Oaki, “Visualization and Quantitative Detection of Friction Force by Self-Organized Organic Layered Composites”
Advanced Materials 2018,30, 1801121.

(49) *Yuya Oaki, Yukiko Ishijima, Hiroaki Imai, “Emergence of temperature-dependent and reversible color-changing properties by the stabilization of layered polydiacetylene through intercalation”
Polymer Journal 2018,50, 319–326.

(48) Gentoku Nakada, Hiroaki Imai,*Yuya Oaki, “Few-layered titanate nanosheets with large lateral size and surface functionalization: potential for the controlled exfoliation of inorganic–organic layered composites”
Chemical Communications 2018,52, 224.

(47) Yukiko Ishijima, Hiroaki Imai, *Yuya Oaki, “Tunable Mechano-responsive Color-Change Properties of Organic Layered Material by Intercalation”
Chem 2017,3, 509–521.

(46) Machi Takeuchi, Hiroaki Imai, *Yuya Oaki, “Effects of intercalation rate on layered crystal structures and stimuli-responsive color-change properties of polydiacetylene”
Journal of Materials Chemistry C 2017,5, 8250–8255.

(45) *Yuya Oaki, “Morphology Design of Crystalline and Polymer Materials from Nanoscopic to Macroscopic Scales”
Bulletin of the Chemical Society of Japan 2017,90, 776 (受賞総説).

(44) Kosuke Sato, Mirei Arayasu, Hirotaka Masaki, Hiroaki Imai, *Yuya Oaki,“Hierarchical bicontinuous structure of redox-active organic composites and their enhanced electrochemical properties”
Chemical Communications <2017,53, 7329 (Emerging Investigator Issue 2017).

(43) Machi Takeuchi, Hiroaki Imai, *Yuya Oaki,“Real-Time Imaging of 2D and 3D Temperature Distribution: Coating of Metal-Ion-Intercalated Organic Layered Composites with Tunable Stimuli-Responsive Properties”
ACS Applied Materials & Interfaces 2017,9, 16546–16552.

(42) K. Kuwabara, H. Masaki, Hiroaki Imai,*Yuya Oaki,“Substrate coating by conductive polymers through spontaneous oxidation and polymerization”
Nanoscale 2017,9, 7895–7900.

(41) Yuna Yamamoto, *Yuya Oaki, Hiroaki Imai, “Coupled Exfoliation and Surface Functionalization of Titanate Monolayer for Bandgap Engineering”
Advanced Materials Interface 2017,4, 1601014 (8 pages).

(40) Kosuke Sato, *Yuya Oaki, Hiroaki Imai, “Phase separation of composite materials through simultaneous polymerization and crystallization”
NPG Asia Materials 2017,9, e377 (7 pages).

(39) Kosuke Sato, Hirotaka Masaki, Mirei Arayasu, *Yuya Oaki, Hiroaki Imai, “Conductive Polymer Nanosheets Generated from the Crystal Surface of an Organic Oxidant”
ChemPlusChem 2017,82, 177(Invited to Early Carrier Series).

(38) Yukiko Ishijima, Mamoru Okaniwa, *Yuya Oaki, Hiroaki Imai, “Two exfoliation approaches for organic layered compounds: hydrophilic and hydrophobic polydiacetylene nanosheets”
Chemical Science 2017,8, 647.

(37) Hiroshi Matsui, *Yuya Oaki, Hiroaki Imai, “Surface-functionalized hydrophilic monolayer of titanate and its application for dopamine detection”
Chemical Communications 2016,52, 9466.

(36) Hiroshi Matsui, *Yuya Oaki, Hiroaki Imai, “Tunable photochemical properties of a covalently anchored and spatially confined organic polymer in a layered compound”
Nanoscale 2016, 8, 11076.

(35) Mamoru Okaniwa, *Yuya Oaki, Hiroaki Imai, “Intercalation-Induced Tunable Stimuli-Responsive Color-Change Properties of Crystalline Organic Layered Compound”
Advanced Functional Materials 2016,26, 3463.

(34) Kosuke Sato, *Yuya Oaki, Hiroaki Imai, “Incorporation of Redox-Active Guest in Conductive and Redox-Active Host: Hierarchically Structured Composite of a Conductive Polymer and Quinone Derivative”
Chemistry Letters 2016, 45, 324.

(33) Masashi Honda, *Yuya Oaki, *Hiroaki Imai, “Surface-functionalized monolayered nanodots of a transition metal oxide and their properties”
Physical Chemistry Chemical Physics 2015, 17, 32498.

(32) Mamoru Okaniwa, *Yuya Oaki, *Hiroaki Imai, “Morphology and Orientation Control of Organic Crystals in Organic Media through Advanced Biomimetic Approach”
Bulletin of the Chemical Society of Japan 2015, 88, 1459.

(31) Masashi Honda, *Yuya Oaki, *Hiroaki Imai, “Hydrophobic monolayered nanoflakes of tungsten oxide: Coupled exfoliation and fracture in a nonpolar organic medium”
Chemical Communications 2015, 51, 10046.

(30) Kento Kuwabara, *Yuya Oaki, Ryo Muramatsu, *Hiroaki Imai, “Crystal-surface-induced simultaneous synthesis and hierarchical morphogenesis of conductive polymers”
Chemical Communications 2015, 51, 9698.

(29) Mamoru Okaniwa, *Yuya Oaki, Soichiro Kaneko, Kazuki Ishida, Hideyuki Maki, *Hiroaki Imai, “Advanced Biomimetic Approach for Crystal Growth in Nonaqueous Media: Morphology and Orientation Control of Pentacosadiynoic Acid and Applications”
Chemistry of Materials 2015, 27, 2627.

(28) Kosuke Sato, *Yuya Oaki, *Hiroaki Imai, “A Hydrophobic Adsorbent Based on Hierarchical Porous Polymers Derived from Morphologies of a Biomineral”
Chemical Communications 2015, 51, 7919.

(27) Kosuke Sato, *Yuya Oaki, Daisuke Takahashi, Kazunobu Toshima, *Hiroaki Imai, “Hierarchical CaCO3 Chromatography: A Stationary Phase Based on Biominerals”
Chemistry–A European Journal 2015, 21, 5034.

(26) Yurika Munekawa, *Yuya Oaki, Kosuke Sato and *Hiroaki Imai, “Incorporation of Organic Crystals in the Interspace of Oriented Nanocrystals: Morphologies and Properties”
Nanoscale 2015, 7, 3466. [Selected for Cover Picture]

(25) Ryo Muramatsu, *Yuya Oaki, Kento Kuwabara, Kosei Hayashi, *Hiroaki Imai, “Solvent-free synthesis, coating and morphogenesis of conductive polymer materials through spontaneous generation of the activated monomers”
Chemical Communications 2014, 50, 11840.

(24) Masashi Honda, *Yuya Oaki, *Hiroaki Imai, “Hydrophobic Inorganic-Organic Composite Nanosheets Based on Monolayers of Transition Metal Oxides”
Chemistry of Materials 2014, 26, 3579.

(23) Yurika Munekawa, *Yuya Oaki, *Hiroaki Imai, “An Experimental Study on the Processes of Hierarchical Morphology Replication by Means of a Mesocrystal: A Case Study of poly(3,4-ethylenedioxythiophene)”
Langmuir 2014, 30, 3236.

(22) Tatsuya Ikeda, *Yuya Oaki, *Hiroaki Imai, “Thin Film Consisting of CuO Mesocrystal Nanosheets: An Application of Microbial-Mineralization-Inspired Approaches to Thin-Film Formation”
Chemistry–An Asian Journal 2013, 8, 2064.

(21)*Yuya Oaki, Tatsuya Ikeda, Hiroaki Imai, “A Microbial-Mineralization-Inspired Approach for Systematic Syntheses of Copper Oxides with Controlled Morphologies in an Aqueous Solution at Room Temperature”
Bulletin of the Chemical Society of Japan 2013, 86, 821. [Selected Paper]

(20) Naoki Yagita, *Yuya Oaki, *Hiroaki Imai, “A Microbial-Mineralization Approach for Syntheses of Iron Oxides with a High Specific Surface Area”
Chemistry–A European Journal 2013, 19, 4419.

(19) Keisuke Nakamura, *Yuya Oaki, *Hiroaki Imai, “Monolayered Nanodots of Transition Metal Oxides”
Journal of the American Chemical Society 2013, 135, 4501.

(18) Misako Kijima, *Yuya Oaki, Yurika Munekawa, *Hiroaki Imai, “Synthesis and Morphogenesis of Organic and Inorganic Polymers by Means of Biominerals and Biomimetic Materials”
Chemistry–A European Journal 2013, 19, 2284. [Selected for the Picture on Backcover]

(17) *Yuya Oakii, Takahiro Oki, *Hiroaki Imai, “Enhanced photoconductive properties on a simple composite coaxial nanostructure of zinc oxide and polypyrrole”
Journal of Materials Chemistry 2012, 22, 21195.

(16) *Yuya Oaki, Naoki Yagita, *Hiroaki Imai, “One-Pot Aqueous Solution Syntheses of Iron Oxides Nanostructures with Controlled Crystal Phases through a Microbial-Mineralization-Inspired Approach”
Chemistry–A European Journal 2012, 18, 110. [Selected for Cover Picture]

(15) *Yuya Oaki, Keisuke Nakamura, *Hiroaki Imai, “Homogeneous and Disordered Assembly of Densely-Packed Titanium-Oxides Nanocrystals: An Approach to Coupled Synthesis and Assembly in an Aqueous Solution”
Chemistry–A European Journal 2012, 18, 2825. [Selected for Cover Picture]

(14) *Yuya Oaki, Misako Kijima, *Hiroaki Imai, “Synthesis and Morphogenesis of Organic Polymer Materials with Hierarchical Structures in Biominerals”
Journal of the American Chemical Society 2011, 133, 8594.

(13) Yuya Oaki, Hiroyuki Ohno, *Takashi Kato, “Nanosegregated Composites of an Imidazolium Salt and a Layered Inorganic Compound: Organization of Both Anions and Cations in Interlayer Space”
Nanoscale 2010, 2, 2362.

(12) *Yuya Oaki, Takeo Anzai, *Hiroaki Imai, “Homogeneous and Disordered Assembly of Densely-Packed Nanocrystals”
Advanced Functional Materials 2010, 20, 4127.

(11) Manabu Oba, Yuya Oaki, *Hiroaki Imai, “A Microbial-Mineralization-Inspired Approach for Synthesis of Manganese Oxide Nanostructures with Controlled Oxidation States and Morphologies”
Advanced Functional Materials 2010, 20, 4279.

(10) Yuya Oaki, *Hiroaki Imai, “Photochemical Reactions in Nanoscopic Organic Domains Generated from Oriented Crystals with Polymers: Nanocrystalline Mosaics as a New Family of Host Materials”
Bulletin of the Chemical Society of Japan 2009, 82, 613.

(9) Yuya Oaki, Satoshi Kajiyama, Tatsuya Nishimura, Hiroaki Imai, *Takashi Kato, “Nanosegregated Amorphous Composites of Calcium Carbonate and an Organic Polymer”
Advanced Materials 2008, 20, 3633.

(8) Yuya Oaki, Satoshi Kajiyama, Tatsuya Nishimura, *Takashi Kato, “Selective Synthesis and Thin-Film Formation of alpha-Cobalt Hydroxide through an Approach Inspired by Biomineralization”
Journal of Materials Chemistry 2008, 18, 4140.

(7) Yuya Oaki, *Hiroaki Imai, “One-Pot Synthesis of Manganese Oxide Nanosheets in an Aqueous Solution: Chelation-Mediated Parallel Control of Reaction and Morphology”
Angewandte Chemie International Edition 2007, 46, 4951.

(6) Yuya Oaki, Akiko Kotachi, Takashi Miura, *Hiroaki Imai, “Bridged-Nanocrystals in Biominerals and Its Mimetics: Classical Yet Modern Crystal Growth in Nanoscale”
Advanced Functional Materials 2006, 16, 1633.

(5) Yuya Oaki, *Hiroaki Imai, “Hierarchically Organized Architecture of Potassium Hydrogen Phthalate and Poly(Acrylic Acid): Toward A General Strategy for Biomimetic Crystal Design”
Chemical Communications 2005, 6011.

(4) Yuya Oaki, *Hiroaki Imai, “Nanoengineering in Echinoderms: Emergence of Morphology from Nanobricks”
Small 2006, 2, 66.

(3) Yuya Oaki, *Hiroaki Imai, “Hierarchically Organized Superstructure Emerging from Exquisite Association of Inorganic Crystals, Organic Polymers, and Dyes: A Model Approach toward Suprabiomineral Material”
Advanced Functional Materials 2005, 15, 1407. [Selected for Cover Picture]

(2) Yuya Oaki, *Hiroaki Imai, “The Hierarchical Architecture of Nacre and Its Mimetic Material”
Angewandte Chemie International Edition 2005, 44, 6571.

(1) Yuya Oaki, *Hiroaki Imai, ‘‘Amplification of Chirality from Molecules into Morphology of Crystals through Molecular Recognition’
Journal of the American Chemical Society 2004, 126, 9271.


[代表的な解説記事・著書]

(7) 緒明佑哉、五十嵐康彦,“実験主導型マテリアルズインフォマティクスの確立を目指して”
錯体化学会誌 2019, 印刷中.

(6) 緒明佑哉,“柔軟な層状高分子材料の刺激応答性制御と外部刺激の可視・定量化”
化学工業 2019, 70, 778–784.

(5) 緒明佑哉,“結晶を活用した高分子の形の制御”
高分子 2017, 66, 221–222.

(4) 「層状結晶からつくる有機・無機高分子材料と機能開拓」、自己組織化マテリアルのフロンティア(編集代表:中西尚志、フロンティア出版、2015年12月出版)」分担執筆、第6章

(3) 緒明佑哉,“常温の水溶液でナノ材料をつくる”
Newton 2012年, 1月号 (積水化学自然に学ぶものづくり事例紹介広告に掲載).

(2) 緒明佑哉, “多様なバイオミネラルに材料合成をならう”
化学と工業 2011, 64-9, 707 (特集記事・飛翔する若手研究者).

(1)Yuya Oaki, Hiroaki Imai, “Recent Advances in Mesocrystals and Their Related Structures”
Nanoscience Volume 1:Nanostructures through Chemistry, Ed. By Paul O’Brien, pp. 1-28, The Royal Society of Chemistry (2013). [解説記事]



受賞歴

(12) 2018年度 Polymer Journal論文賞-日本ゼオン賞(2019年5月)

(11) 平成30年度文部科学大臣表彰 若手科学者賞(2018年4月)

(10) 平成27年度(第65回)日本化学会進歩賞(2016年3月)

(9) 積水化学 自然に学ぶものづくり 研究助成プログラム 奨励賞(2010年9月)

(8) 第19回日本MRS学術シンポジウム 奨励賞(2009年12月)

(7) 日本化学会 第3回関東支部大会 優秀講演賞(2009年9月)

(6) The IUMRS International Conference in Asia 2008講演奨励賞(2008年12月)

(5) 第17回日本MRS学術シンポジウム 奨励賞(2006年12月)

(4) 日本セラミックス協会第19回秋季シンポジウム ポスター賞(2006年9月)

(3) 慶應義塾大学大学院・理工学研究科・総合デザイン工学専攻 優秀研究活動賞受賞(2006年3月)

(2) 第16回日本MRS学術シンポジウム 奨励賞(2005年12月)

(1) E-MRS (European Materials Research Society), Young Scientist Award at E-MRS Spring Meeting 2005(2005年 5月)


研究室志望者の方へ

 柔軟な2次元構造をもつ有機・無機高分子材料を扱ってみたい人、高分子材料で資源・エネルギー・環境問題に取り組みたい人、実験もデータ科学も興味がある人、一緒に研究しませんか?
 我々は「つくる」「制御」する部分を重視し、それによってどのような特性の向上や機能が発現するかを検討します。従って、何かの性能を飛躍的に向上させなければいけない、というような縛りはなく、「つくる」「制御」することで特性が向上することに重点をおき、それを楽しみたいと思います。
 研究は国内外での競争の側面があり、学会や論文を通じた発表により国際的な競争を行うことになります。その中で、この手法・材料だからできることは何か?、日本・世界でナンバー1かオンリー1になれるか?を追求し、本質的に新しくおもしろい研究にじっくり取り組みたい意欲的な方を学部4年生や大学院生として歓迎しています。


講義科目

学部設置科目
 化学B(理工学部1年秋・金曜2限)
 理工学基礎実験(理工学部2年春・火曜3~4限)
 マテリアル合成(応化3年秋・月曜5限)
 応用化学実験C(応化3年秋・火曜3~5限)
大学院設置科目
 マテリアル合成の化学(春・木曜3限)
 機能デザイン工学(秋・月曜2限)


学会活動等

所属学会
 日本化学会
 高分子学会
 日本セラミックス協会

委員会活動等(継続中)
 日本化学会 教育・普及部門 化学だいすきクラブ小委員会 委員(幹事), 2010年4月~
 日本化学会 化学フェスタ実行委員会, 委員(幹事), 2013年1月~
 日本化学会 化工誌編集委員会, 幹事委員, 2017年3月~

委員会活動等(任期終了)
 日本化学会
      教育・普及部門 化学グランプリ・オリンピック委員会 グランプリ小委員会, 委員, 2011年6月~2013年12月
 日本化学会
      年会実行委員会 会場総務小委員会, 委員, 2013年4月~ 2014年3月
 日本セラミックス協会
      行事企画委員会, 委員, 2012年9月~2015年3月
 高分子学会
        第64回高分子討論会, セッションオーガナイザー, 2015年9月
 日本化学会
        化工誌編集委員会, 委員, 2014年3月~2017年2月

アウトリーチ活動等
 研究・化学のおもしろさを小・中・高校生に知ってもらう活動を行っております。
 実施例:
  ひらめき☆ときめきサイエンス(研究成果公開・普及事業)
  ケーキ☆サイエンス(川崎市・慶應義塾連携事業、木月小学校における出前授業)
  アカデミーキャンプ2011, 2012(少年キャンプにおける出前授業)
  マナビゲート2013(小中高生のための科学技術紹介事業)
  化学の日@鴎友学園(公益社団法人日本化学会、2015年化学の日イベント)