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Yasuda Takashi

Faculty of Advanced Life ScienceAssistant Professor

Researcher basic information

■ Degree
  • PhD, The University of Tokyo, Mar. 2024
■ URL
researchmap URLホームページURL■ Various IDs
Researcher number
  • 21005580
ORCID IDJ-Global ID■ Research Keywords and Fields
Research Field
  • Nanotechnology/Materials, Polymer materials
  • Nanotechnology/Materials, Nanostructural physics
  • Natural Science, Biophysics, chemical physics and soft matter physics
■ Educational Organization

Career

■ Career
Career
  • Apr. 2025 - Present
    Hokkaido University, Faculty of Advanced Life Science, Assistant Professor, Japan
  • Apr. 2024 - Mar. 2025
    Hokkaido University, Faculty of Advanced Life Science, 博士研究員
  • Apr. 2022 - Mar. 2024
    日本学術振興会, 特別研究員 DC2
  • Apr. 2021 - Mar. 2022
    量子科学技術国際卓越大学院, フェローシップ生
Educational Background
  • Apr. 2019 - Mar. 2024, The University of Tokyo, The Graduate School of Engineering, Department of Bioengineering, Japan
  • Apr. 2015 - Mar. 2019, The University of Tokyo, The Faculty of Engineering, Department of Materials Engineering, Japan

Research activity information

■ Awards
  • Mar. 2024, 東京大学大学院工学系研究科バイオエンジニアリング専攻 工学系研究科長賞
  • Jan. 2024, 第35回高分子ゲル研究討論会 最優秀ポスター賞
  • Jan. 2023, 第34回高分子ゲル研究討論会 Royal Society of Chemistry - Soft Matter講演賞
  • Jan. 2022, 第33回高分子ゲル研究討論会 Royal Society of Chemistry - Soft Matter講演賞
  • Mar. 2021, 東京大学大学院工学系研究科バイオエンジニアリング専攻 専攻長賞
  • Jan. 2021, 第32回高分子ゲル研究討論会 最優秀演題賞
  • Aug. 2020, 関東高分子若手会サマーキャンプ 2020 修士の部 発表賞
■ Papers
■ Other Activities and Achievements
  • Partitioning Law of Polymer Chains into Flexible Polymer Networks
    Haruki Takarai; Takashi Yasuda; Naoyuki Sakumichi; Takamasa Sakai, 08 May 2025
    The equilibrium partitioning of linear polymer chains into flexible polymer
    networks is governed by intricate entropic constraints arising from
    configurational degrees of freedom of both chains and network, yet a
    quantitative understanding remains elusive. Using model hydrogels with
    precisely defined network structures, we experimentally reveal a universal law
    governing linear polymer partitioning into flexible polymer networks. We
    establish a novel label-free, contactless method to measure partition ratio,
    based on the increase in osmotic pressure induced by external polymer chains
    partitioning into the network. Moreover, we find a universal law in which the
    partition constant is solely determined by the squared ratio $(R_g /
    l_\mathrm{cycle})^2$, where $R_g$ is the gyration radius of the polymer chain
    and $l_\mathrm{cycle}$ is the characteristic mesh size of the network, as
    defined by the cycle length.
  • Polymer Network Diffusion in Charged Gels
    Takashi Yasuda, arXiv, 2401.17551, 31 Jan. 2024
  • Universality of Osmotic Equation of State in Star Polymer Solutions
    Takashi Yasuda, arXiv, 2302.13669, 27 Feb. 2023
    We experimentally measure the osmotic pressures of linear polymers and
    three-, four-, and eight-arm star polymers in a good solvent via membrane
    osmometry. These results reveal that the osmotic equations of state in the star
    polymer solutions are universally described by the same scaling function that
    describes linear polymer solutions. This universality is achieved by canceling
    increasing overlap concentrations and decreasing osmotic pressure, owing to the
    increased arm number. We further clarify the molar mass and arm number
    dependencies of the gyration radius and interpenetration factor, ensuring
    universality in star polymer solutions.
  • Semidilute Principle for Gels
    Takashi Yasuda, arXiv, 2210.15275, 27 Oct. 2022
    Polymer gels such as jellies and soft contact lenses are soft solids
    consisting of three-dimensional polymer networks swollen with a large amount of
    solvent. For approximately 80 years, the swelling of polymer gels has been
    described using the Flory--Huggins mean-field theory. However, this theory is
    problematic when applied to polymer gels with large solvent contents owing to
    the significant fluctuations in polymer concentration. In this study, we
    experimentally demonstrate the superiority of the semidilute scaling law over
    the mean-field theory for predicting the swelling of polymer gels. Using the
    semidilute scaling law, we experimentally determine the universal critical
    exponent $\nu$ of the self-avoiding walk via swelling experiments on polymer
    gels. The experimentally obtained value $\nu\simeq 0.589$ is consistent with
    the previously reported value of $\nu\simeq 0.588$, which was obtained by
    precise numerical calculations. Furthermore, we theoretically derive and
    experimentally demonstrate a scaling law that governs the equilibrium
    concentrations. This scaling law contradicts the predictions made by de Gennes'
    $c^{*}$ theorem. A major deficiency of the $c^*$ theorem is that the network
    elasticity, which depends on the as-prepared state, is neglected. These
    findings reveal that the semidilute scaling law is a fundamental principle for
    accurately predicting and controlling the equilibrium swelling of polymer gels.
■ Lectures, oral presentations, etc.
  • 光散乱でつなぐ高分子溶液とゲルの浸透圧の物理
    安田 傑; 水本 朔陽; Li Xiang
    第37回 高分子ゲル研究討論会, 20 Jan. 2026
  • 高分子ゲルの浸透圧における溶媒の質依存性を記述する普遍的状態方程式
    篠﨑 蒼平; 安田 傑; 作道 直幸; 酒井 崇匡
    第37回 高分子ゲル研究討論会, 20 Jan. 2026
  • 光散乱が明らかにする濃厚領域の高分子溶液の浸透圧の支配法則
    水本 朔陽; 安田 傑; Li Xiang
    第60回北海道支部研究発表会, 19 Jan. 2026
  • ゲルの浸透圧のスケーリング則に基づく排除体積指数のクロスオーバーの観測
    篠﨑 蒼平; 安田 傑; 水本 朔陽; Li Xiang; 作道 直幸; 酒井 崇匡
    第74回 高分子討論会, 18 Sep. 2025
  • 網目のトポロジー変換による高分子ゲルの弾性変化の解明
    安田 傑; 大槻 亮; Li Xiang; 作道 直幸; 酒井 崇匡
    第74回 高分子討論会, 17 Sep. 2025
  • 高分子溶液の状態方程式における分子量限界の普遍性
    水本 朔陽; 安田 傑; Li Xiang
    第74回 高分子討論会, 16 Sep. 2025
  • 光散乱を利用した動的結合高分子の平衡定数の決定
    印東 杏夏; 安田 傑; Li Xiang
    第74回 高分子討論会, 16 Sep. 2025
  • DNA架橋物理ゲルの分解挙動の定量解析
    末村 唯; 大平 征史; 安田 傑; Li Xiang
    第74回 高分子討論会, 16 Sep. 2025
  • Universal equation of state of osmotic pressure for polymer solutions and gels
    Takashi Yasuda
    Hokkaido University-LeNet International Symposium, 15 Feb. 2025
  • 均一な網目を持つゲルへの直鎖高分子の透過ダイナミクス
    宝居 治希; 安田 傑; 作道 直幸; 酒井 崇匡
    第 36 回 高分子ゲル研究討論会, 23 Jan. 2025, Oral presentation
  • 超均一ゲルにおける結晶化ダイナミクスの解明
    鎌倉 壮太郎; Xiaoyuan Wang; 安田 傑; Li Xiang
    第 36 回 高分子ゲル研究討論会, 22 Jan. 2025, Poster presentation
  • ゲルの準希薄スケーリング則による高分子溶媒相互作用の評価
    篠崎 蒼平; 安田 傑; 作道 直幸; 酒井 崇匡
    第 36 回 高分子ゲル研究討論会, 22 Jan. 2025, Oral presentation
  • Experimental verification of elastic modulus theory through super-homogeneous gels
    Haoyu Wang; Takashi Yasuda; Li Xiang
    第 36 回 高分子ゲル研究討論会, 22 Jan. 2025, Oral presentation
  • Partitioning law of polymer chains into polymer gel at equilibrium
    Haruki Takarai; Takashi Yasuda; Naoyuki Sakumichi; Takamasa Sakai
    2024年度 第2回 マテリアルDX 若手ワークショップ, 02 Dec. 2024, Poster presentation
  • 高輝度 DLS が可能にする低分子ペプチドの構造評価
    末村 唯; 安田 傑; 大平 征史; 野村 幸汰; 沼田圭司; Li Xiang
    2024年度 第2回 マテリアルDX 若手ワークショップ, 02 Dec. 2024
  • 高分子溶液とゲルに普遍的な浸透圧の状態方程式
    安田 傑; 作道 直幸; 酒井 崇匡; Li Xiang
    2024年度 第2回 マテリアルDX 若手ワークショップ, 02 Dec. 2024
  • ゲルの浸透圧のスケーリング指数：塩添加の影響
    篠崎 蒼平; 安田 傑; 作道 直幸; 酒井 崇匡
    第73回 高分子学会年次大会, 07 Jun. 2024, Poster presentation
  • 均一な網目構造を持つゲルに対する高分子鎖の透過法則の解明
    宝居 治希; 安田 傑; 作道 直幸; 酒井 崇匡
    第73回 高分子学会年次大会, 07 Jun. 2024, Poster presentation
  • 食品用ゲルの浸透圧におけるスケーリング則
    武重 翔竜; 安田 傑; 作道 直幸; 酒井 崇匡
    第35回 高分子ゲル研究討論会, 26 Jan. 2024, Oral presentation
  • ゲル網目の架橋点分解によるゲルの弾性率の評価
    大槻 亮; 安田 傑; 作道 直幸; 酒井 崇匡
    第35回 高分子ゲル研究討論会, 26 Jan. 2024, Oral presentation
  • 高分子ゲルの浸透圧の普遍法則
    安田 傑; 作道 直幸; 酒井 崇匡
    第35回 高分子ゲル研究討論会, 25 Jan. 2024, Poster presentation
  • 構造明確なゲルに対する高分子の分配挙動の解明
    宝居 治希; 安田 傑; 作道 直幸; 酒井 崇匡
    第35回 高分子ゲル研究討論会, 25 Jan. 2024, Oral presentation
  • Semidilute principle of osmotic pressure in polymer gels
    Takashi Yasuda; Naoyuki Sakumichi; Takamasa Sakai
    CEMSUPRA 2024, 08 Jan. 2024, Poster presentation
  • 高分子ゲルにおける浸透圧の普遍法則
    安田 傑; 作道 直幸; 酒井 崇匡
    第11回 ソフトマター研究会, 18 Dec. 2023, Oral presentation
  • 高分子ゲルの浸透圧の普遍法則
    安田 傑; 作道 直幸; 酒井 崇匡
    関東ソフトマター2023, 21 Oct. 2023, Poster presentation
  • 高分子ゲルの浸透圧を支配する準希薄高分子溶液のスケーリング則
    安田 傑; 作道 直幸; 酒井 崇匡
    第72回 高分子討論会, 28 Sep. 2023, Oral presentation
  • アガロースゲルの浸透圧の支配法則
    武重 翔竜; 安田 傑; 作道 直幸; 酒井 崇匡
    第72回 高分子討論会, 27 Sep. 2023, Oral presentation
  • Semidilute principle for polymer gels
    Takashi Yasuda; Naoyuki Sakumichi; Takamasa Sakai
    ISMC2023, The 7th International Soft Matter Conference, 05 Sep. 2023, Poster presentation
  • Semidilute scaling law for polymer gels
    Takashi Yasuda; Naoyuki Sakumichi; Takamasa Sakai
    28th International Conference on Statistical Physics, 11 Aug. 2023, Oral presentation
  • Semidilute principle for gels
    Takashi Yasuda; Naoyuki Sakumichi; Takamasa Sakai
    SPSJ International Polymer Conference, 19 Jul. 2023, Oral presentation
  • 3・4・6・8 分岐ネットワークゲルにおける弾性率の統一的支配法則
    大槻 亮; 安田 傑; 大友 元奎; 吉川 祐紀; 作道 直幸; 酒井 崇匡
    第72回 高分子学会年次大会, 25 May 2023, Poster presentation
  • ゲルの準希薄原理による de Gennes のc*定理の否定
    安田 傑; 作道 直幸; 酒井 崇匡
    第72回 高分子学会年次大会, 25 May 2023, Oral presentation
  • Universal Equation of State of Osmotic Pressure for Polymer Gels
    Takashi Yasuda; Naoyuki Sakumichi; Takamasa Sakai
    8th Pacific Rim Conference on Rheology, 17 May 2023, Oral presentation
  • 星型高分子溶液における浸透圧の普遍的状態方程式
    安田 傑; 井野 将暢; 作道 直幸; 酒井 崇匡
    関東高分子若手研究会 学生発表会・交流会2023, 04 Mar. 2023, Oral presentation
  • 3・4・6・8分岐ネットワークゲルにおける弾性率の統一的支配法則
    大槻 亮; 安田 傑; 吉川 祐紀; 作道 直幸; 酒井 崇匡
    第34回 高分子ゲル研究討論会, 20 Jan. 2023, Poster presentation
  • 共有結合の網目と過渡結合の網目における浸透圧の普遍法則
    安田 傑; 作道 直幸; 片島 拓弥; 酒井 崇匡
    第34回 高分子ゲル研究討論会, 20 Jan. 2023, Oral presentation
  • ゲルとスライムにおける浸透圧の普遍法則
    安田 傑; 作道 直幸; 片島 拓弥; 酒井 崇匡
    第10回 ソフトマター研究会, 21 Nov. 2022, Oral presentation
  • Semidilute scaling principle for polymer gels
    Takashi Yasuda; Naoyuki Sakumichi; Takamasa Sakai
    Gel Sympo 2022, 30 Sep. 2022, Poster presentation
  • Universal equation of state of osmotic pressure in polymer network system
    Takashi Yasuda; Naoyuki Sakumichi; Takamasa Sakai
    Canadian Material Science Conference 2022, 23 Jun. 2022, Oral presentation
  • Semidilute scaling law of osmotic pressure for polymer gel swelling
    Takashi Yasuda; Naoyuki Sakumichi; Takamasa Sakai
    Polymer Network Group 2022, 16 Jun. 2022, Oral presentation
  • de Gennes の c* 定理を否定する高分子ゲルの準希薄スケーリング則
    安田 傑; 作道 直幸; 酒井 崇匡
    第33回 高分子ゲル研究討論会, 20 Jan. 2022, Oral presentation
  • 星型分岐性高分子溶液から見る高分子ゲルの浸透圧の普遍性
    安田 傑; 作道 直幸; 酒井 崇匡
    第70回 高分子討論会, 06 Sep. 2021, Oral presentation
  • 高分子ゲルの平衡膨潤を予測する浸透圧の準希薄スケーリング則
    安田 傑; 作道 直幸; 酒井 崇匡
    第70回 高分子学会年次大会, 26 May 2021, Oral presentation
  • 高分子ゲルのゲル化過程における浸透圧の普遍性
    安田 傑; 作道 直幸; 酒井 崇匡
    第25回 東日本支部修士発表会(関東地区修士発表会)及び第60回関東地区レオロジー研究会, 08 Mar. 2021, Oral presentation
  • 高分子ゲルのゲル化過程における浸透圧の普遍性
    安田 傑; 作道 直幸; 酒井 崇匡
    関東高分子若手研究会 2020年度 学生発表会・交流会, 27 Feb. 2021, Oral presentation
  • 高分子ゲルの膨潤収縮を記述する浸透圧の準希薄スケーリング仮説
    安田 傑; 作道 直幸; 酒井 崇匡
    第32回 高分子ゲル研究討論会, 22 Jan. 2021, Oral presentation
  • 相互会合性分岐高分子が形成する一時網目の浸透圧
    安田 傑; 片島 拓弥; 作道 直幸; 酒井 崇匡; 内藤 瑞; 宮田 完二郎; 鄭 雄一
    MRM Forum 2020, 08 Jan. 2021, Poster presentation
  • 分岐数が均一なスライムの浸透圧
    安田 傑; 片島 拓弥; 作道 直幸; 酒井 崇匡; 内藤 瑞; 宮田 完二郎; 鄭 雄一
    第19回 関東ソフトマター研究会, 21 Nov. 2020, Oral presentation
  • 高分子ゲルの膨潤過程における浸透圧
    安田 傑; 作道 直幸; 酒井 崇匡
    日本物理学会 2020年秋季大会, 08 Sep. 2020, Poster presentation
  • 高分子のゲル化過程における浸透圧の普遍的状態方程式
    安田 傑; 作道 直幸; 酒井 崇匡
    第69回 高分子討論会, 07 Sep. 2020, Poster presentation
  • Universality of osmotic pressure in dynamic covalent networks
    Takashi Yasuda; Takuya Katashima; Naoyuki Sakumichi; Mitsuru Naito; Kanjiro Miyata; Ung-il Chung; Takamasa Sakai
    第71回 高分子討論会, 05 Sep. 2020, Oral presentation
  • ゲル化過程における浸透圧を記述する普遍的状態方程式
    安田 傑; 作道 直幸; 酒井 崇匡
    関東高分子若手研究会 サマーキャンプ2020, 07 Aug. 2020, Oral presentation
  • 普遍的熱力学の観点から見た高分子ゲルの浸透圧と弾性率
    作道 直幸; 安田 傑; 吉川 祐紀; 酒井 崇匡
    第69回 高分子学会年次大会, 27 May 2020, Oral presentation
  • ゲル化過程における浸透圧の普遍的状態方程式
    安田 傑; 作道 直幸; 鄭 雄一; 酒井 崇匡
    第69回 高分子学会年次大会, 27 May 2020, Oral presentation
  • 高分子ゲルの浸透圧における普遍的状態方程式
    作道 直幸; 安田 傑; 酒井 崇匡
    日本物理学会 第 75 回年次大会, 12 May 2020, Oral presentation
  • Universal Equation of State of Osmotic Pressure in Gelation Process
    Takashi Yasuda; Naoyuki Sakumichi; Ung-il Chung; Takamasa Sakai
    Grand Views of Soft and Liquid Matter Physics, 20 Mar. 2020, Poster presentation
  • ゲル化過程における浸透圧の挙動解析
    安田 傑; 作道 直幸; 鄭 雄一; 酒井 崇匡
    関東高分子若手研究会2018年度 学生発表会・交流会, 02 Mar. 2019, Poster presentation
■ Research Themes
  • Design of Low Entropy Polymer Network Materials for Unique Functions
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    Dec. 2022 - Mar. 2029
    グン 剣萍; Li Xiang; 野々山 貴行; 中島 祐; 安田 傑
    低エントロピー高分子網目の構造観察のため、透過型電子顕微鏡で高分子の広域網目構造を観察する技術を世界で初めて開発した。本方法を利用し、膨潤によって得られる低エントロピー高分子網目の構造観察を行ったところ、内部の網目鎖が平均的に高張状態であることが視覚的に確認された。一方で本材料をさらに膨潤させると、網目鎖が過膨潤によって部分的に切断された様子が観察された。ここから、低エントロピー高分子網目中の高分子鎖は確かに極限伸長状態にあることが分かった。また膨潤に伴う網目鎖の切断は、網目が均一に近いとある膨潤率においてほぼ同時に、不均一であると伸長限界に達した鎖から徐々に生じることが分かり、本現象が力学特性にも影響した。ここから低エントロピー高分子網目は、網目構造の不均一性がその特性に重大な影響を及ぼす系であると分かった。
    なお同様の知見は、小角X線散乱などの他の構造解析実験からも示唆されている。
    また、低エントロピー高分子網目ゲルが特異な力学－膨潤カップリングを示すことを明らかとした。一般的なゲルは、一軸伸長された状態で徐々に乾燥させる、サンプル幅が減少すると共に応力が増大する。一方で低エントロピーゲルで同じ実験を行うと、サンプル幅の減少に伴って応力が減少した。また溶媒中で平衡膨潤させた一般的なゲルを同溶媒中で延伸させると、その膨潤率が増大する。しかし低エントロピーゲルでは、同じ実験により膨潤率が減少することが分かった。理論モデル構築の結果、低エントロピーゲルにおける力学－膨潤の関係の反転は、低エントロピーゲルの網目鎖が示す著しい張力に由来するということが分かった。
    海外派遣については、ポスドク１名をフランスに派遣した。破壊研究に強みがあるフランスの共同研究先において、低エントロピー高分子網目の破壊現象を実験と理論の両面から明らかにすべく研究を始めている。
    Japan Society for the Promotion of Science, Fund for the Promotion of Joint International Research (International Leading Research ), Hokkaido University, 22K21342
  • 超均一高分子ネットワークを用いたゴム弾性理論の実験的検証と再構築
    科学研究費助成事業
    01 Apr. 2025 - 31 Mar. 2028
    安田 傑
    日本学術振興会, 若手研究, 北海道大学, 25K18074
  • 高分子溶液・ゲル・スライムにおける浸透圧の普遍的物理法則の探究
    科学研究費助成事業 特別研究員奨励費
    22 Apr. 2022 - 31 Mar. 2024
    安田 傑
    日本学術振興会, 特別研究員奨励費, 東京大学, 22J14177
  • 量子ビームを用いた高分子ゲルの浸透圧の簡便な測定手法の確立
    量子科学技術国際卓越大学院 WINGS-QSTEP
    Apr. 2021 - Mar. 2022
    Principal investigator
■ Academic and Social Contribution Activities/Other
Media Coverage
  • 近くて遠い!? となりの研究室
    Dec. 2022
    Ttime! Winter 2022
  • 五月祭企画「工学探検隊」
    14 May 2022
    Ttime! 工学探検隊
  • ゼリーとヨーグルトに共通の法則とは?–ゲルの浸透圧を数学的に表現する
    11 May 2021
    academist journal
  • 「東京大学がゲル化過程の保水力を支配する普遍法則を解明」
    02 Jan. 2021
    大学ジャーナルオンライン
  • 液体が固まる「ゲル化過程」の普遍法則を解明〜 ゼリー・ヨーグルト・豆腐・医用材料：やわらかくウェットな物質開発の指導原理 〜：バイオエンジニアリング専攻 作道直幸 特任助教、安田傑 M2、酒井崇匡 教授ら
    22 Dec. 2020
    【工学部/工学系研究科】プレスリリース
  • 「東大、液体が固まるゲル化過程の普遍法則を解明」
    21 Dec. 2020
    日本経済新聞