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安田　傑 (ヤスダ　タカシ)

先端生命科学研究院助教

研究者基本情報

■ 学位
  • 博士（工学）, 東京大学, 2024年03月
■ URL
researchmap URLホームページURL■ ID 各種
研究者番号
  • 21005580
ORCID IDJ-Global ID■ 研究キーワード・分野
研究分野
  • ナノテク・材料, 高分子材料
  • ナノテク・材料, ナノ構造物理
  • 自然科学一般, 生物物理、化学物理、ソフトマターの物理
■ 担当教育組織

経歴

■ 経歴
経歴
  • 2025年04月 - 現在
    北海道大学, 大学院先端生命科学研究院, 助教, 日本国
  • 2024年04月 - 2025年03月
    北海道大学, 大学院先端生命科学研究院, 博士研究員
  • 2022年04月 - 2024年03月
    日本学術振興会, 特別研究員 DC2
  • 2021年04月 - 2022年03月
    量子科学技術国際卓越大学院, フェローシップ生
学歴
  • 2019年04月 - 2024年03月, 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, 日本国
  • 2015年04月 - 2019年03月, 東京大学, 工学部, マテリアル工学科, 日本国

研究活動情報

■ 受賞
  • 2024年03月, 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
  • 2024年01月, 第35回高分子ゲル研究討論会 最優秀ポスター賞
  • 2023年01月, 第34回高分子ゲル研究討論会 Royal Society of Chemistry - Soft Matter講演賞
  • 2022年01月, 第33回高分子ゲル研究討論会 Royal Society of Chemistry - Soft Matter講演賞
  • 2021年03月, 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
  • 2021年01月, 第32回高分子ゲル研究討論会 最優秀演題賞
  • 2020年08月, 関東高分子若手会サマーキャンプ 2020 修士の部 発表賞
■ 論文
■ その他活動・業績
  • Partitioning Law of Polymer Chains into Flexible Polymer Networks
    Haruki Takarai; Takashi Yasuda; Naoyuki Sakumichi; Takamasa Sakai, 2025年05月08日
    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, 2024年01月31日
  • Universality of Osmotic Equation of State in Star Polymer Solutions
    Takashi Yasuda, arXiv, 2302.13669, 2023年02月27日
    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, 2022年10月27日
    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.
■ 講演・口頭発表等
  • 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, 2026年01月20日
  • 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, 2026年01月20日
  • 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, 2026年01月19日
  • 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, 2025年09月18日
  • 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, 2025年09月17日
  • 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, 2025年09月16日
  • 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, 2025年09月16日
  • 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, 2025年09月16日
  • Universal equation of state of osmotic pressure for polymer solutions and gels
    Takashi Yasuda
    Hokkaido University-LeNet International Symposium, 2025年02月15日
  • 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, 2025年01月23日, 口頭発表（一般）
  • 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, 2025年01月22日, ポスター発表
  • 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, 2025年01月22日, 口頭発表（一般）
  • 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, 2025年01月22日, 口頭発表（一般）
  • 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, 2024年12月02日, ポスター発表
  • 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, 2024年12月02日
  • 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, 2024年12月02日
  • 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, 2024年06月07日, ポスター発表
  • 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, 2024年06月07日, ポスター発表
  • 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, 2024年01月26日, 口頭発表（一般）
  • 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, 2024年01月26日, 口頭発表（一般）
  • 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, 2024年01月25日, ポスター発表
  • 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, 2024年01月25日, 口頭発表（一般）
  • Semidilute principle of osmotic pressure in polymer gels
    Takashi Yasuda; Naoyuki Sakumichi; Takamasa Sakai
    CEMSUPRA 2024, 2024年01月08日, ポスター発表
  • 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, 2023年12月18日, 口頭発表（一般）
  • 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, 2023年10月21日, ポスター発表
  • 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, 2023年09月28日, 口頭発表（一般）
  • 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, 2023年09月27日, 口頭発表（一般）
  • Semidilute principle for polymer gels
    Takashi Yasuda; Naoyuki Sakumichi; Takamasa Sakai
    ISMC2023, The 7th International Soft Matter Conference, 2023年09月05日, ポスター発表
  • Semidilute scaling law for polymer gels
    Takashi Yasuda; Naoyuki Sakumichi; Takamasa Sakai
    28th International Conference on Statistical Physics, 2023年08月11日, 口頭発表（一般）
  • Semidilute principle for gels
    Takashi Yasuda; Naoyuki Sakumichi; Takamasa Sakai
    SPSJ International Polymer Conference, 2023年07月19日, 口頭発表（一般）
  • 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, 2023年05月25日, ポスター発表
  • 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, 2023年05月25日, 口頭発表（一般）
  • Universal Equation of State of Osmotic Pressure for Polymer Gels
    Takashi Yasuda; Naoyuki Sakumichi; Takamasa Sakai
    8th Pacific Rim Conference on Rheology, 2023年05月17日, 口頭発表（一般）
  • 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, 2023年03月04日, 口頭発表（一般）
  • 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, 2023年01月20日, ポスター発表
  • 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, 2023年01月20日, 口頭発表（一般）
  • 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, 2022年11月21日, 口頭発表（一般）
  • Semidilute scaling principle for polymer gels
    Takashi Yasuda; Naoyuki Sakumichi; Takamasa Sakai
    Gel Sympo 2022, 2022年09月30日, ポスター発表
  • Universal equation of state of osmotic pressure in polymer network system
    Takashi Yasuda; Naoyuki Sakumichi; Takamasa Sakai
    Canadian Material Science Conference 2022, 2022年06月23日, 口頭発表（一般）
  • Semidilute scaling law of osmotic pressure for polymer gel swelling
    Takashi Yasuda; Naoyuki Sakumichi; Takamasa Sakai
    Polymer Network Group 2022, 2022年06月16日, 口頭発表（一般）
  • 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, 2022年01月20日, 口頭発表（一般）
  • 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, 2021年09月06日, 口頭発表（一般）
  • 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, 2021年05月26日, 口頭発表（一般）
  • 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, 2021年03月08日, 口頭発表（一般）
  • 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, 2021年02月27日, 口頭発表（一般）
  • 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, 2021年01月22日, 口頭発表（一般）
  • 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, 2021年01月08日, ポスター発表
  • 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, 2020年11月21日, 口頭発表（一般）
  • 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, 2020年09月08日, ポスター発表
  • 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, 2020年09月07日, ポスター発表
  • 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, 2020年09月05日, 口頭発表（一般）
  • 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, 2020年08月07日, 口頭発表（一般）
  • 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, 2020年05月27日, 口頭発表（一般）
  • 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, 2020年05月27日, 口頭発表（一般）
  • 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, 2020年05月12日, 口頭発表（一般）
  • 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, 2020年03月20日, ポスター発表
  • 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, 2019年03月02日, ポスター発表
■ 共同研究・競争的資金等の研究課題
  • 低エントロピー高分子網目材料の設計と機能創出
    科学研究費助成事業
    2022年12月 - 2029年03月
    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。
    日本学術振興会, 国際共同研究加速基金(国際先導研究), 北海道大学, 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
    2025年04月01日 - 2028年03月31日
    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
    2022年04月22日 - 2024年03月31日
    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
    2021年04月 - 2022年03月
    研究代表者
■ 学術・社会貢献活動／その他
メディア報道
  • 近くて遠い!? となりの研究室
    2022年12月
    Ttime! Winter 2022
  • 五月祭企画「工学探検隊」
    2022年05月14日
    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
    2021年05月11日
    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」
    2021年01月02日
    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
    2020年12月22日
    【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」
    2020年12月21日
    日本経済新聞