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Li Xiang

Faculty of Advanced Life Science Frontier Research Center for Advanced Material and Life ScienceProfessor

I am engaged in understanding polymer structure and dynamics in solutions, gels and elastomers. We employ a combination of scattering techniques (neutron, X-ary and light) and rheological measurements to reveal the underlying mechanism between nanostructures and macroscopic mechanical response.

Researcher basic information

■ Degree
  • Ph.D. of Engineering, The University of Tokyo, Mar. 2015
■ URL
researchmap URLホームページURL■ Various IDs
Researcher number
  • 30759840
ORCID IDResearcher ID
  • M-8408-2017
J-Global ID■ Research Keywords and Fields
Research Keyword
  • 高分子電解質
  • Quasi-elastic neutron scattering
  • 高分子物理
  • 静的・動的光散乱
  • 小角X線散乱
  • 小角中性子散乱
  • 高分子ゲル
  • 高分子溶液
Research Field
  • Nanotechnology/Materials, Polymer materials, ソフトマター
■ Educational Organization

Career

■ Career
Career
  • May 2025 - Present
    Hokkaido University, Faculty of Advanced Life Science, Professor
  • Sep. 2021 - Apr. 2025
    Hokkaido University, Faculty of Advanced Life Science, Associate Professor
  • Apr. 2020 - Aug. 2021
    The University of Tokyo, Yamamuro Lab, Neutron Science Laboratory, ISSP, Assistant Professor
  • Apr. 2015 - Mar. 2020
    The University of Tokyo, Shibayama group, Neutron Science Laboratory, ISSP, Assistant Professor
  • Apr. 2012 - Mar. 2015
    日本学術振興会, 特別研究員(DC1)
Educational Background
  • Apr. 2012 - Mar. 2015, The University of Tokyo, 工学系研究科, バイオエンジニアリング専攻 博士課程
  • Apr. 2010 - Mar. 2012, The University of Tokyo, 工学系研究科, バイオエンジニアリング専攻 修士課程
  • Apr. 2006 - Mar. 2010, The University of Tokyo, The Faculty of Engineering, Department of Materials Engineering
Committee Memberships
  • Apr. 2022 - Present
    高分子学会, 高分子ゲル研究会運営委員, Society
  • Apr. 2025 - Mar. 2027
    東京大学物性研究所附属中性子科学研究施設 中性子散乱実験審査委員会, Society
  • Dec. 2023 - Mar. 2025
    International Gel Symposium 2024, 実行委員
  • Apr. 2022 - Mar. 2024
    高分子学会, 国際交流委員会委員, Society
  • 2023
    日本中性子科学会第23回年会, 実行委員, Society
  • Apr. 2020 - Mar. 2022
    日本中性子科学会, 交流幹事, Society
  • 2022
    International Gel Symposium 2022, Local Organizing Committee (Executive Secretary), Society
  • Jan. 2021 - Dec. 2021
    関東高分子若手会(高分子学会), 世話人代表, Society
  • Apr. 2015 - Dec. 2021
    関東高分子若手会(高分子学会), 世話人, Society
  • 2017
    International Gel Symposium 2017, Local Organizing Committee, Society

Research activity information

■ Awards
  • Aug. 2026, 北海道大学, エクセレントティーチャーズ
    全学教育科目
  • May 2024, 北海道大学, ディスティングイッシュトリサーチャー(卓越研究者)称号付与
    Li Xiang, Others
  • Mar. 2024, 日本中性子科学会, 奨励賞
    Li Xiang, Japan society, Japan
  • Apr. 2023, 文部科学省, 文部科学大臣表彰 若手科学者賞
    『パーコレーション理論に基づく超均一ゲル開発に関する研究』
    Li Xiang, Others, Japan
  • Mar. 2021, Institute for Solid State Physics, The University of Tokyo, ISSP Young Scientist Medal
  • Feb. 2020, 江野科学振興財団, 田中ゴム科学技術賞
  • May 2019, 高分子学会, 高分子研究奨励賞
  • Nov. 2016, Asia-Oceania Neutron Scattering Association, AONSA Young Research Fellowship 2017
  • Dec. 2014, 14th Asia-Pacific International Symposium on Microscale Separations and Analysis, Best Poster Awards
  • Nov. 2014, Polymer Network Groups Meeting and Gel Symposium 2014, Best Poster Awards
  • Jan. 2014, 高分子ゲル研究討論会, 優秀演題賞
  • Mar. 2013, 29th International Symposium on MicroScale Bioseparations, Students Travel Awards
  • Nov. 2012, 第32回キャピラリー電気泳動シンポジウム, 最優秀ポスター賞
  • Oct. 2012, 9th International Gel Symposium, Presentation Awards for Young Researchers
  • Jan. 2011, 帝人21世紀フォーラム, 最優秀発表賞
■ Papers
■ Other Activities and Achievements
■ Books and other publications
■ Lectures, oral presentations, etc.
  • Theoretical and experimental analysis of the physical gel degradation
    Xiang Li
    International Symposium on Polymer Physics, 15 Jul. 2026, Oral presentation
    13 Jul. 2026 - 16 Jul. 2026
  • DNA架橋ゲルの精密分子設計と材料力学特性の制御
    Li Xiang
    日本化学会 春季年会, 28 Mar. 2025, Invited oral presentation
    大阪府吹田市関西大学千里山キャンパス, Japan, [Invited], [Domestic Conference]
  • Star-polymer-DNA gels showing predictable stress relaxation behavior
    Xiang Li
    47th Annual Meeting of the Molecular Biology Scociety of Japan, 29 Nov. 2024, English, Invited oral presentation
    27 Nov. 2024 - 29 Nov. 2024, Fukuoka, Japan, [Invited], [Domestic Conference]
  • Stretch-induced Highly Ordered Structures in Gels
    Xiang Li
    Gel Symposium 2024, 21 Nov. 2024, English, Invited oral presentation
    17 Nov. 2024 - 21 Nov. 2024, Okinawa, Japan, [Invited], [International presentation]
  • ソフトマターのミクロ構造
    Li Xiang
    北海道高分子若手研究会, 26 Aug. 2023, Invited oral presentation
    北海道札幌市定山渓ホテル鹿の湯, Japan, [Invited], [Domestic Conference]
  • Star-polymer-DNA gels showing predictable stress relaxation behavior
    Xiang Li
    8th Pacific Rim Conference on Rheology, 18 May 2023, Oral presentation
    15 May 2023 - 19 May 2023, Vancouver, Canada, [International presentation]
  • 柔らかい材料のナノ構造
    Li Xiang
    青森地区 高分子学会東北支部講演会, 20 Sep. 2022, 高分子学会東北支部, Invited oral presentation
    青森県弘前市弘前大学, [Invited], [Domestic Conference]
  • Bond percolationによるゲルの時空間構造制御
    Li Xiang
    高分子討論会, 05 Sep. 2022, 高分子学会, Invited oral presentation
    北海道札幌市北海道大学, [Invited], [Domestic Conference]
  • Nanostructures of polymer gels – towards highly homogeneous gels, International webinar on gels and networks
    Xiang Li
    International webinar on gels and networks, 15 Feb. 2021, International webinar on gels and networks, Invited oral presentation
    Online webinar, [Invited], [International presentation]
  • Polymer gel with a flexible and highly ordered three-dimensional network synthesized via bond-percolation
    Xiang Li
    2nd GLowing Polymer Symposium in KANTO, 30 Nov. 2019, 高分子学会関東支部, Invited oral presentation
    東京都葛飾区 東京理科大学 葛飾キャンパス, [Invited], [Domestic Conference]
  • 散乱から見たゾル・ゲル転移
    Li Xiang
    関東高分子若手研究会サマーキャンプ, 01 Aug. 2018, 高分子学会関東高分子若手研究会, Invited oral presentation
    千葉県館山市アカデミーハウス館山, [Invited]
  • The boundary of sol and gel seen by light
    Xiang Li
    東京大学―清華大学学術シンポジウム2018, 20 Jul. 2018, 東京大学, Invited oral presentation
    東京都文京区東京大学本郷キャンパス, [Invited], [International presentation]
  • プローブ粒子から見たゲル化過程
    Li Xiang
    高分子学会東海支部 高分子講演会, 20 Dec. 2016, 高分子学会東海支部, Invited oral presentation
    静岡県浜松市アクトシティ浜松, [Invited], [Domestic Conference]
  • 均一高分子網目構造内におけるDNAの電気泳動挙動
    Li Xiang
    機能物性融合科学研究会, 02 Apr. 2015, 東京大学物性研究所, Invited oral presentation
    千葉県柏市東京大学柏の葉キャンパス, [Invited], [Domestic Conference]
■ Syllabus
  • ソフトマター科学概論, 2024年, 修士課程, 生命科学院
  • 生命融合科学概論, 2024年, 修士課程, 生命科学院
  • ソフトマター解析学特論, 2024年, 修士課程, 生命科学院
  • 生物系の分光学, 2024年, 学士課程, 理学部
  • 英語演習, 2024年, 学士課程, 全学教育
■ Affiliated academic society
  • American Chemical Society
  • THE JAPANESE SOCIETY FOR NEUTRON SCIENCE
  • THE SOCIETY OF POLYMER SCIENCE, JAPAN
■ Research Themes
  • 酒井複素ゲルプロジェクト
    戦略的な研究開発の推進 戦略的創造研究推進事業 ERATO
    Oct. 2024 - Mar. 2030
    酒井 崇匡; 北條 宏徳; Li Xiang; 作道 直幸; 池田昌司; 中野健
    高分子ゲルは、高分子網目が溶媒を含んだ物質の総称であり、様々な食品に含まれるほか、ソフトコンタクトレンズやオムツなどに活用されるなど多岐にわたって身近に存在しています。また、高分子ゲルは、弾性率として6桁以上の幅広い範囲をカバーする粘弾性物質群です。一方、高分子ゲルはその複雑で不均一な網目構造により、構造および物性の自在な制御は困難でした。研究総括らが開発したテトラゲルは、ミクロな網目構造を精密制御することによりマクロ物性を精密かつ連続的に制御可能な、極めて均一な構造を有する高分子ゲル群です。
    本研究領域では、テトラゲルで得られた学理をもとに、新しい理論体系の構築や網目構造の精密な観察等を行うことにより、一般の高分子ゲルの包括的理解(ゲル科学の探求)に挑戦します。また、生体とゲルの相互作用の制御が可能な生体組織再生の足場材料の開発(ゲル・生体相互作用の解明)を進めます。
    さらに、実体を伴う高分子ゲル(具象ゲル)の理解をもとに、普遍的な要素をとりだして抽象化したゲル(抽象ゲル)という概念を提唱し、具象ゲルおよび抽象ゲルを含む新しいゲルとして「複素ゲル」という新たな領域の構築を目指します。
    科学技術振興機構, 東京大学, Coinvestigator
  • Design of Low Entropy Polymer Network Materials for Unique Functions
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    20 Dec. 2022 - 31 Mar. 2029
    グン 剣萍; Li Xiang; 野々山 貴行; 中島 祐
    Japan Society for the Promotion of Science, Fund for the Promotion of Joint International Research (International Leading Research ), Hokkaido University, Coinvestigator, 22K21342
  • 量子散乱による超高均一ゲル形成の学理解明とその展開
    戦略的な研究開発の推進 創発的研究支援事業
    Apr. 2022 - Mar. 2028
    Li Xiang
    JST, 北海道大学, JPMJFR201Z
  • Bond percolationゲルによる網目構造と力学物性の相関解明
    科学研究費助成事業
    Apr. 2022 - Mar. 2027
    Li Xiang
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 22H02135
  • バイオ・高分子ビッグデータ駆動による 完全循環型バイオアダプティブ材料の創出
    データ創出・活用型マテリアル研究開発プロジェクト
    Sep. 2022 - Mar. 2026
    文部科学省, Coinvestigator, JPMXP1122714694
  • Fundamental understanding of polymer gels and sponges
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    05 Apr. 2021 - 31 Mar. 2025
    酒井 崇匡; 片島 拓弥; Li Xiang; 作道 直幸
    ゲルやスポンジなどの含水性高分子網目材料は、生体組織と類似の構造・物性を有し、材料科学的にも生体材料応用を目指す上でも興味深い材料である。その一方で、両者には、網目サイズや内包する水との相溶性など、相違点も多く存在する。
    本研究では、「ゲルとスポンジの類似性と特異性」を明らかにし、ゲルとスポンジを繋ぐ横断的な学理を確立することを目的とする。申請者が世界で初めて確立した、同一の成分組成からゲルとスポンジを作り分ける手法を用い、ゲル、スポンジ、ゲル・スポンジ中間物質を系統的に作製し、構造・物性を網羅的に測定・解析することで分野横断的な体系化を試みる。
    初年度は、ゲルとスポンジが作り分けられる条件を明らかにするために、高分子の濃度と特定の塩濃度をパラメータとして相図の作製を行った。ゲル化・スポンジ化過程の構造形成の速度論を共焦点顕微鏡および小角X線散乱を用いて、評価した。さらに低濃度領域におけるスポンジ化は、ゲル化反応に伴う濃度ゆらぎの増大、およびパーコレーションに伴う弾性発現をきっかけに相分離が起こることが明らかになった。この結果は、ゲル化より長い時間スケールで、希薄・濃厚なゲル相に分離する極めて特異的な現象であることを実験的に明らかにした。さらに粗視化シミュレーションモデルを用いることで、散乱実験の結果をメゾスケール構造単位で再現でき、分子論的な描像を明らかにした。
    また、in vivo実験では生理活性モチーフを必要とせずに、生体内で脂肪の成長を誘導することが観察され、スポンジ構造を有するゲルの再生足場バイオマテリアルへの応用の礎となる結果を得た。
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (A), The University of Tokyo, 21H04688
  • 皮膚に対する接着/脱離スイッチングを実現するスマートハイドロゲル表面の開発
    A-STEP
    Dec. 2020 - Mar. 2023
    秋元 文; 田中 信行; 太田 裕治; Li Xiang
    JST, The University of Tokyo, Coinvestigator
  • Investigation of gel's mechanical properties and their spatial inhomogeneity
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2019 - 31 Mar. 2022
    Li Xiang
    Based on a gel with extremely low spatial inhomogeneity that has been successfully synthesized in recent years, we intentionally introduced spatial inhomogeneity without changing the basic unit, cross-linking agent, etc. We evaluated the effect of spatial defects on the mechanical properties of the gel. Small-angle X-ray scattering experiments revealed that the structural defects were successfully introduced as intended. The type, size, and volume fraction of the defects in the gel were also determined in detail. Furthermore, a method of small-angle X-ray scattering while elongating the gel has been established, which enables a more quantitative analysis of the scattering pattern, which was previously unclear.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Early-Career Scientists, 東京大学, 19K15628
  • 超高均一ゲル作製技術の汎用高分子種への適応
    東京大学GAPファンド
    Apr. 2020 - Mar. 2021
    Li Xiang
    東京大学, 東京大学, Principal investigator
  • Developments and Potential Applications of Ideal Polyelectrolyte Gels
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2016 - 31 Mar. 2020
    Shibayama Mitsuhiro
    By synthesizing the ideal chargeable polymer and network structure, various complicated physical phenomena hidden in the charged polymer were clarified. For example, by synthesizing an ideal network of charged polymers, we discovered that the characteristic distance of the polyelectrolytes is a unique distance that does not depend on the distance between cross-linking points. In addition, by making the mouse brain transparent and examining its structure in detail using small-angle X-ray scattering, we discovered the characteristic correlation distance of the electrolyte described above, indicating the brain is a sort of polyelectrolyte gel. Furthermore, we have established a gelling method that does not have any spatial inhomogeneity by closely packing the star-shaped polymers. This achieved important requirements that lead to an understanding of the structure and physical properties of the electrolyte gel.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (A), The University of Tokyo, 16H02277
  • Fabrication of homogeneous polymer gels by using precise and reversible physical crosslinkers
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2017 - 31 Mar. 2019
    Li Xiang
    By mixing two kinds of four-armed PEG DNA conjugates in aqueous solution at room temperature, the solution immediately changed to a solid gel. This polymer gel shows repetitive sol-gel transition by elevating and lowering the sample temperature. By using the small angle neutron scattering, we investigated the spatial homogeneity of this polymer gel. The scattering patterns of gel was exactly the same with the uncrosslinked sol, indicating that the network of this polymer gel is highly homogeneous. By measuring the dynamic viscoelastic property of this gel, we found that this polymer gel shows very sharp stimuli-response against the temperature change.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Young Scientists (B), The University of Tokyo, 17K14536
■ Academic and Social Contribution Activities/Other
Social Contribution Activities
  • 柔らかい物質のナノ構造 「散乱法を用いたソフトマターの構造解析」
    29 Jun. 2024 - 29 Jun. 2024
    Lecturer
    北海道大学, 北海道新聞社
    北大道新アカデミー
Media Coverage