顔写真

ワタナベ　カナコ
渡部　花奈子
Kanako Watanabe
所属
大学院工学研究科　化学工学専攻　プロセス要素工学講座（材料プロセス工学分野）
職名
助教
学位

  • 博士（工学）（東北大学）

  • 修士（工学）（東北大学）

経歴 3

  • 2019年4月 ～ 継続中
    東北大学大学院　工学研究科 化学工学専攻　助教

  • 2020年7月 ～ 2022年7月
    日本学術振興会 海外特別研究員　ユトレヒト大学　Guest researcher

  • 2016年4月 ～ 2019年3月
    日本学術振興会　特別研究員 DC-1

学歴 4

  • 東北大学　大学院　工学研究科 化学工学専攻 博士後期課程

    2016年4月 ～ 2019年3月

  • 東北大学　大学院　工学研究科 化学工学専攻 博士前期課程

    2014年4月 ～ 2016年3月

  • 東北大学　工学部　化学・バイオ工学科

    2011年4月 ～ 2014年3月

  • 仙台高等専門学校　情報デザイン学科

    2006年4月 ～ 2011年3月

委員歴 3

  • 化学工学会東北支部　ニュースレター担当

    2021年4月 ～ 継続中

  • 文部科学省科学技術・学術政策研究所科学技術予測センター　NISTEP専門調査員

    2020年4月 ～ 継続中

  • 化学工学会東北支部　WEB担当

    2019年4月 ～ 2021年3月

所属学協会 2

  • 日本化学会

  • 化学工学会

研究キーワード 3

  • 卵型粒子

  • 材料プロセス

  • 微粒子

研究分野 1

  • ナノテク・材料 / ナノ材料科学 /

受賞 11

  1. 第29回青葉工学研究奨励賞

    2023年12月　一般財団法人 青葉工学振興会　微粒子の空間配置制御により機能を発現する新しい材料形態の開拓

  2. 「Forbes 30 Under 30 Asia list – Class of 2020」の「Healthcare&Science」に選出

    2020年4月　Forbes

  3. ロレアル - ユネスコ女性科学者 日本奨励賞

    2019年7月　日本ロレアル株式会社

  4. 第9回（平成30年度）育志賞

    2019年3月　独立行政法人日本学術振興会　外場を用いた粒子の空間分布制御

  5. Elsevier Best Poster Award

    2018年9月　32nd Conference of the European Colloid and Interface Society　Rattle-type colloidal crystals incorporating a movable silica/titania core developed for switchable materials

  6. Poster Award

    2016年11月　12th Japan-Korea Symposium on Materials & Interfaces　Controls over motion and location of movable cores incorporated into yolk/shell colloidal crystal by external electric field

  7. 優秀ポスター賞

    2014年9月　化学工学会第46回秋季大会　電場応答性コア粒子内包型サブミクロンサイズYolk/Shell粒子の合成

  8. 優秀ポスター賞

    2020年9月　化学工学会第51回秋季大会　Far-field couplingの効果的な発現のための金属ナノ粒子空間配置デザイン

  9. 平成30年度 総長優秀学生賞

    2019年3月　国立大学法人東北大学

  10. ポスター奨励賞

    2019年3月　マテリアル・ファブリケーショ・デザインセミナー　光触媒粒子の液中分散性向上に関する検討

  11. 優秀ポスター賞

    2018年9月　化学工学会第50回秋季大会　微小空間での粒子配向制御に向けた金ナノロッド複合中空粒子の合成

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論文 26

  1. Double-inverse-opal structured films of a hydrogel framework and mobile inorganic particles 査読有り

    Hikaru Namigata, Kanako Watanabe, Tom A.J. Welling, Keishi Suga, Daisuke Nagao

    Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects　690　133781-133781　2024年6月

    出版者・発行元：Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.colsurfa.2024.133781 　

    ISSN：0927-7757

  2. A Quantitative Approach to Characterize the Surface Modification on Nanoparticles Based on Localized Dielectric Environments 査読有り

    Taketo Mochizuki, Shota Sampei, Keishi Suga, Kanako Watanabe, Tom A. J. Welling, Daisuke Nagao

    Analytical Chemistry　96　(8)　3284-3290　2024年2月14日

    出版者・発行元：American Chemical Society (ACS)

    DOI： 10.1021/acs.analchem.3c03593 　

    ISSN：0003-2700

    eISSN：1520-6882

  3. Switchable Bragg Reflections via Controllable Inner Particle Motion in Yolk–Shell Colloidal Crystals 査読有り

    Hikaru Namigata, Tom A. J. Welling, Kanako Watanabe, Keishi Suga, Arnout Imhof, Alfons van Blaaderen, Daisuke Nagao

    ACS Applied Optical Materials　2023年12月20日

    出版者・発行元：American Chemical Society (ACS)

    DOI： 10.1021/acsaom.3c00392 　

    ISSN：2771-9855

    eISSN：2771-9855

  4. Highly Reflective and Transparent Shell-Index-Matched Colloidal Crystals of Core–Shell Particles for Stacked RGB Films 査読有り

    Tom A.J. Welling, Keisuke Kurioka, Hikaru Namigata, Keishi Suga, Daisuke Nagao, Kanako Watanabe

    ACS Applied Nano Materials　2023年11月7日

    出版者・発行元：American Chemical Society (ACS)

    DOI： 10.1021/acsanm.3c03940 　

    ISSN：2574-0970

    eISSN：2574-0970

  5. Surface lattice resonance in three-dimensional plasmonic arrays fabricated via self-assembly of silica-coated gold nanoparticles 査読有り

    Masashi Hasegawa, Kanako Watanabe, Hikaru Namigata, Tom A.J. Welling, Keishi Suga, Daisuke Nagao

    Journal of Colloid and Interface Science　633　226-232　2023年3月

    出版者・発行元：Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.jcis.2022.11.077 　

    ISSN：0021-9797

  6. Intracellular Magnetic Control over the Reversible Assembly of Silica-Based Magnetic Composite Particles for Photothermal Therapy 査読有り

    Ryota Kameda, Taisei Suzuki, Ikumi Kato, Keishi Suga, Kanako Watanabe, Kimiko Nagino, Kumiko Hayashi, Satoshi Arai, Daisuke Nagao

    ACS Applied Nano Materials　6　3873-3883　2023年2月23日

    出版者・発行元：American Chemical Society (ACS)

    DOI： 10.1021/acsanm.2c05550 　

    ISSN：2574-0970

    eISSN：2574-0970

  7. Independent control over sizes and surface properties of polystyrene-based particles using multiple comonomers 査読有り

    Akira Nagasawa, Kanako Watanabe, Keishi Suga, Daisuke Nagao

    Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects　656　130376-130376　2023年1月

    出版者・発行元：Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.colsurfa.2022.130376 　

    ISSN：0927-7757

  8. Frequency-controlled electrophoretic mobility of a particle within a porous, hollow shell 査読有り

    Tom A.J. Welling, Albert Grau-Carbonell, Kanako Watanabe, Daisuke Nagao, Joost de Graaf, Marijn A. van Huis, Alfons van Blaaderen

    Journal of Colloid and Interface Science　627　761-773　2022年12月

    出版者・発行元：Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.jcis.2022.07.091 　

    ISSN：0021-9797

  9. Surface Characteristics of Antibacterial Polystyrene Nanoparticles Synthesized Using Cationic Initiator and Comonomers 査読有り

    Keishi Suga, Makina Murakami, Shota Nakayama, Kanako Watanabe, Sayuri Yamada, Toshikazu Tsuji, Daisuke Nagao

    ACS Applied Bio Materials　5　(5)　2202-2211　2022年5月16日

    出版者・発行元：American Chemical Society (ACS)

    DOI： 10.1021/acsabm.2c00046 　

    ISSN：2576-6422

    eISSN：2576-6422

  10. Multipoint Lock-and-Key Assembly of Particles with Anisotropic Dents toward Modeling Rigid Macromolecules in a Colloidal Scale 査読有り

    Kanako Watanabe, Takuya Shimura, Akira Nagasawa, Daisuke Nagao

    Langmuir　37　(31)　9451-9456　2021年8月10日

    出版者・発行元：American Chemical Society (ACS)

    DOI： 10.1021/acs.langmuir.1c01163 　

    ISSN：0743-7463

    eISSN：1520-5827

  11. Correlation of Secondary Particle Number with the Debye–Hückel Parameter for Thickening Mesoporous Silica Shells Formed on Spherical Cores 査読有り

    Kota Fujimoto, Shunho Ishikawa, Kanako Watanabe, Haruyuki Ishii, Keishi Suga, Daisuke Nagao

    ACS Omega　6　(27)　17734-17740　2021年7月13日

    出版者・発行元：American Chemical Society (ACS)

    DOI： 10.1021/acsomega.1c02293 　

    ISSN：2470-1343

    eISSN：2470-1343

  12. A reinforced, high-κ ternary polymer nanocomposite dielectrics of PVDF, barium titanate nanoparticles, and TEMPO-oxidized cellulose nanofibers 査読有り

    Masaki Sato, Haruyuki Ishii, Yoshiki Sueda, Kanako Watanabe, Daisuke Nagao

    Composites Part C: Open Access　5　100163-100163　2021年7月

    出版者・発行元：Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.jcomc.2021.100163 　

    ISSN：2666-6820

  13. Tunability of Interactions between the Core and Shell in Rattle-Type Particles Studied with Liquid-Cell Electron Microscopy 査読有り

    Tom A. J. Welling, Kanako Watanabe, Albert Grau-Carbonell, Joost de Graaf, Daisuke Nagao, Arnout Imhof, Marijn A. van Huis, Alfons van Blaaderen

    ACS Nano　2021年6月16日

    出版者・発行元：American Chemical Society (ACS)

    DOI： 10.1021/acsnano.1c03140 　

    ISSN：1936-0851

    eISSN：1936-086X

  14. Polyethylenimine-assisted synthesis of hollow silica spheres without shape deformation 査読有り

    Kanako Watanabe, Kotaro Kuroda, Daisuke Nagao

    262　124267-124267　2021年4月

    出版者・発行元：None

    DOI： 10.1016/j.matchemphys.2021.124267 　

    ISSN：0254-0584

  15. Pore expanding effect of hydrophobic agent on 100 nm-sized mesoporous silica particles estimated based on Hansen solubility parameters 査読有り

    Kota Fujimoto, Kanako Watanabe, Shunho Ishikawa, Haruyuki Ishii, Keishi Suga, Daisuke Nagao

    Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects　609　125647-125647　2021年1月

    出版者・発行元：None

    DOI： 10.1016/j.colsurfa.2020.125647 　

    ISSN：0927-7757

    eISSN：1873-4359

  16. Double-Inverse-Opal-Structured Particle Assembly as a Novel Immobilized Photocatalytic Material 査読有り

    Hikaru Namigata, Kanako Watanabe, Saya Okubo, Masashi Hasegawa, Keishi Suga, Daisuke Nagao

    Materials　14　(1)　28-28　2020年12月23日

    出版者・発行元：None

    DOI： 10.3390/ma14010028 　

    eISSN：1996-1944

  17. Polymer-coating of photocatalytic particles to prevent sintering in their calcination process 査読有り

    Hikaru Namigata, Kanako Watanabe, Saya Okubo, Daisuke Nagao

    Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects　599　124782-124782　2020年8月

    出版者・発行元：Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.colsurfa.2020.124782 　

    ISSN：0927-7757

  18. Observation of Undamped 3D Brownian Motion of Nanoparticles Using Liquid‐Cell Scanning Transmission Electron Microscopy 国際共著 査読有り

    Tom A. J. Welling, Sina Sadighikia, Kanako Watanabe, Albert Grau‐Carbonell, Maarten Bransen, Daisuke Nagao, Alfons van Blaaderen, Marijn A. van Huis

    Particle & Particle Systems Characterization　37　(6)　2000003-2000003　2020年6月

    出版者・発行元：Wiley

    DOI： 10.1002/ppsc.202000003 　

    ISSN：0934-0866

    eISSN：1521-4117

  19. Compartmentalization of gold nanoparticle clusters in hollow silica spheres and their assembly induced by an external electric field 国際共著 査読有り

    Kanako Watanabe, Tom A.J. Welling, Sina Sadighikia, Haruyuki Ishii, Arnout Imhof, Marijn A. van Huis, Alfons van Blaaderen, Daisuke Nagao

    Journal of Colloid and Interface Science　566　202-210　2020年4月

    出版者・発行元：Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.jcis.2020.01.094 　

    ISSN：0021-9797

  20. Three-dimensional periodic structures of gold nanoclusters in the interstices of sub-100 nm polymer particles toward surface-enhanced Raman scattering 査読有り

    Ayumi Yahata, Haruyuki Ishii, Kosuke Nakamura, Kanako Watanabe, Daisuke Nagao

    Advanced Powder Technology　30　(12)　2957-2963　2019年12月

    出版者・発行元：Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.apt.2019.09.003 　

    ISSN：0921-8831

  21. Depletion-interaction-driven assembly of golf ball-like particles for development of colloidal macromolecules 査読有り

    Kanako Watanabe, Yui Tajima, Takuya Shimura, Haruyuki Ishii, Daisuke Nagao

    Journal of Colloid and Interface Science　534　81-87　2019年1月

    出版者・発行元：Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.jcis.2018.08.117 　

    ISSN：0021-9797

  22. External-Stimuli-Assisted Control over Assemblies of Plasmonic Metals 査読有り

    Kanako Watanabe, Kotaro Kuroda, Daisuke Nagao

    Materials　11　(5)　794-794　2018年5月15日

    出版者・発行元：MDPI AG

    DOI： 10.3390/ma11050794 　

    ISSN：1996-1944

    eISSN：1996-1944

  23. The plasmonic properties of gold nanoparticle clusters formed via applying an AC electric field 査読有り

    K. Watanabe, E. Tanaka, H. Ishii, D. Nagao

    Soft Matter　14　(17)　3372-3377　2018年

    出版者・発行元：Royal Society of Chemistry (RSC)

    DOI： 10.1039/c8sm00097b 　

    ISSN：1744-683X

    eISSN：1744-6848

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    <p>Plasmonic properties of gold nanoparticles in suspension were correlated to the clustering states of the particles formed by the application of an AC electric field.</p>

  24. Yolk/Shell Colloidal Crystals Incorporating Movable Cores with Their Motion Controlled by an External Electric Field 査読有り

    Kanako Watanabe, Haruyuki Ishii, Mikio Konno, Arnout Imhof, Alfons van Blaaderen, Daisuke Nagao

    Langmuir　33　(1)　296-302　2017年1月10日

    出版者・発行元：American Chemical Society (ACS)

    DOI： 10.1021/acs.langmuir.6b03116 　

    ISSN：0743-7463

    eISSN：1520-5827

  25. Magnetic Field Aligned Assembly of Nonmagnetic Composite Dumbbells in Nanoparticle-Based Aqueous Ferrofluid 査読有り

    Hayato Takahashi, Daisuke Nagao, Kanako Watanabe, Haruyuki Ishii, Mikio Konno

    Langmuir　31　(20)　5590-5595　2015年5月26日

    出版者・発行元：American Chemical Society (ACS)

    DOI： 10.1021/acs.langmuir.5b00737 　

    ISSN：0743-7463

    eISSN：1520-5827

  26. Rattle-Type Colloidal Crystals Composed of Spherical Hollow Particles Containing an Anisotropic, Movable Core 査読有り

    Kanako Watanabe, Daisuke Nagao, Haruyuki Ishii, Mikio Konno

    LANGMUIR　31　(19)　5306-5310　2015年5月

    出版者・発行元：AMER CHEMICAL SOC

    DOI： 10.1021/acs.langmuir.5b01148 　

    ISSN：0743-7463

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    Controls over the position and orientation of anisotropic particles in their assemblies are intriguing issues for functional colloidal crystals that are switchable with external fields such as electric and magnetic fields. We propose a novel approach for the fabrication of rattle-type colloidal crystals containing an anisotropic, movable core surrounded by a void space that allows rearrangement of the anisotropic core in the assembly. In the fabrication, multilayered core-shell particles composed of a titania core, polystyrene shell, and silica shell were prepared and then heated at 500 degrees C for 4 h to selectively remove the middle layer of polystyrene. The heating treatment induced deformation of spherical titania cores in the compartment of silica shells, while the void space required for the orientation and relocation of anisotropic core was generated. The rattle particles fabricated were self-assembled by a simple dip-coating to form an arrangement of the spherical yolk/shell particles incorporating an anisotropic core. Brownian motion of the anisotropic cores observed with an optical microscope showed that the assembly of rattle-type particles had the potential to control location and orientation of the anisotropic cores in the shell compartment by application of external fields.

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MISC 1

  1. Yolk/Shell 構造粒子

    渡部花奈子, 長尾大輔

    高分子微粒子ハンドブック　176-185　2017年7月1日

    出版者・発行元：シーエムシー出版

書籍等出版物 1

  1. 高分子微粒子ハンドブック

    渡部花奈子, 長尾大輔

    株式会社シーエムシー出版　2017年7月

講演・口頭発表等 49

  1. 中空多孔質粒子内部のコロイド運動を利用した分子拡散モニタリング

    渡部花奈子, Welling Tom, 波形光, 菅恵嗣, 長尾大輔

    化学工学会第54回秋季大会　2023年9月13日

  2. Material Design with Hollow Particles Containing a Moving Colloid for Optical and Sensing Applications 招待有り

    Kanako Watanabe

    GP-Chem Kickoff Symposium　2023年9月7日

  3. Probing ion-sieving by monitoring mobile colloids within hollow porous silica shells

    Kanako Watanabe, Tom A. J. Welling, Zahra Peimanifard, Daisuke Nagao, Alfons van Blaaderen

    11th International Colloids Conference　2022年6月13日

  4. 微小空間でのコロイド運動を利用した新しい材料の創製 招待有り

    渡部花奈子

    化学工学会第85年会　2020年3月15日

  5. Colloidal stability of gold nanoparticle clusters encapsulated into hollow silica spheres 国際会議

    〇K. Watanabe, T. A. J. Welling, S. Sadighikia, H. Ishii, A. Imhof, M. A. van Huis, A. van Blaaderen, D. Nagao

    Okinawa Colloids 2019　2019年11月8日

  6. Multipoint lock-and-key assembly of golf ball-like particles 国際会議

    〇K. Watanabe, Y. Tajima, T. Shimura, H. Ishii, D. Nagao

    European Colloid and Interface Society (ECIS2019)　2019年9月10日

  7. 粒子形状認識による新たな粒子３次元集積プロセスの開発

    渡部花奈子, 田島優衣, 志村拓哉, 石井治之, 長尾大輔

    第20回高分子ミクロスフェア討論会　2018年11月13日

  8. Rattle-type colloidal crystals incorporating a movable silica/titania core developed for switchable materials 国際会議

    〇K. Watanabe, E. Tanaka, H. Ishii, D. Nagao

    32nd Conference of the European Colloid and Interface Society (ECIS)2018　2018年9月2日

  9. 電場を用いた粒子空間分布の可逆的制御

    渡部花奈子

    材料化学システム工学討論会　2018年8月29日

  10. Motions of cores incorporated into a rattle particle under an external electric field 国際会議

    〇K. Watanabe, E. Tanaka, H. Ishii, M. Konno, D. Nagao

    16th Conference of the International Association of Colloid and Interface Scientists　2018年5月21日

  11. Plasmonic properties of gold nanoparticles in their assembly under application of AC electric field 国際会議

    〇K. Watanabe, H. Ishii, D. Nagao

    2017MRS Fall Meeting & Exhibit　2017年11月26日

  12. Characterization of 2D and 3D rattle-type colloidal crystals incorporating movable, electro-responsive cores for new optical devices 国際会議

    〇K. Watanabe, E. Tanaka, H. Ishii, M. Konno, D. Nagao

    10th World Congress of Chemical Engineering　2017年9月30日

  13. Fabrication of Rattle-type particle assemblies incorporating movable cores for new devices 国際会議 招待有り

    〇K. Watanabe

    The 5th Dalian University of TechnoIogy-Tohoku University Joint Symposium on Chemistry　2017年9月25日

  14. 高感度分子センサーへの応用に向けた金ナノ粒子集積システムの提案

    渡部花奈子, 石井治之, 長尾大輔

    化学工学会第49回秋季大会　2017年9月20日

  15. A new method for controlling the clustering of nanoparticles in their assembly 国際会議

    〇K. Watanabe, H. Ishii, D. Nagao

    UK Colloids 2017 : An International Colloids and Interface Science Symposium　2017年7月10日

  16. Controls over motion and location of movable cores incorporated into yolk/shell colloidal crystal by external electric field 国際会議

    〇K. Watanabe, H. Ishii, M. Konno, D. Nagao

    12th Japan-Korea Symposium on Materials & Interfaces　2016年11月2日

  17. ラトル型粒子配列体に内包した可動性コアの電場による運動制御

    渡部花奈子, 石井治之, 今野幹男, 長尾大輔

    第65回高分子討論会　2016年9月14日

  18. Electric-field-assisted location control over inner cores incorporated into rattle-type colloidal crystals 国際会議

    〇K. Watanabe, D. Nagao, H. Ishii, M. Konno

    6th International Colloids Conference　2016年6月19日

  19. 非球形コアを内包した球形中空シリカ粒子の合成

    渡部花奈子, 石井治之, 長尾大輔, 今野幹男

    第64回高分子討論　2015年9月15日

  20. 電場応答性コア内包型中空粒子の構造制御に関する検討

    渡部花奈子, 石井治之, 長尾大輔, 今野幹男

    化学工学会第47回秋季大会　2015年9月9日

  21. Synthesis of submicron-sized yolk/shell particles for rattle-type colloidal crystals 国際会議

    〇K. Watanabe, D. Nagao, H. Ishii, M. Konno

    5th International Colloids Conference　2015年6月21日

  22. Synthesis of yolk/shell particles incorporating an oxide sphere for its position to be electrically controlled in the shell compartment 国際会議

    〇K. Watanabe, D. Nagao, H. Ishii, M. Konno

    11th Korea-Japan Symposium on Materials and Interfaces　2014年11月5日

  23. 中空シリカ内に埋め込んだ可動性サブミクロン粒子の外場による配置制御

    渡部花奈子, 石井治之, 長尾大輔, 今野幹男

    第63回高分子討論会　2014年9月24日

  24. 電場応答性コア粒子内包型サブミクロンサイズYolk/shell粒子の合成

    渡部花奈子, 石井治之, 長尾大輔, 今野幹男

    化学工学会第46回秋季大会　2014年9月17日

  25. 化学を駆使した微粒子の形態制御 −感圧塗料への展開の可能性− 招待有り

    渡部花奈子

    第19回学際領域における分子イメージングフォーラム　2023年12月22日

  26. 触媒担体応用に適した中空シリカ粒子のシェル構造設計

    相澤花, 波形光, 渡部花奈子, 菅恵嗣, 長尾大輔

    化学工学会山形大会2023　2023年8月9日

  27. 電場により光の反射強度を制御可能な可動コア内包型粒子集積体の開発

    波形光, 渡部花奈子, 菅恵嗣, 長尾大輔

    化学工学会第87年会　2022年3月

  28. 電磁場シミュレーション結果に基づいた３次元プラズモニック構造体の作製

    長谷川将史, 持明佳祐, 渡部花奈子, 菅恵嗣, 長尾大輔

    化学工学会第52回秋季大会　2021年9月

  29. 光触媒反応のための階層的なチタニア複合材料の作製

    辻大輝, 波形光, 渡部花奈子, 菅恵嗣, 長尾大輔

    第23回化学工学会学生発表会　2021年3月6日

  30. Design of Photocatalytic Particle Assemblies Applicable to a Continuous Water Purification Process

    H. Namigata, K. Watanabe, S. Okubo, K. Suga, D. Nagao

    2020 Virtual AIChE Annual Meeting

  31. 動的な性質を有する3次元粒子配列体作製に向けたコア内包型中空粒子の設計

    波形光, 渡部花奈子, 菅恵嗣, 長尾大輔

    化学工学会第51回秋季大会

  32. メソポーラスシリカ粒子の細孔径分布に与えるテンプレート効果の推定

    藤本洸太, 渡部花奈子, 石川椿峰, 石井治之, 菅恵嗣, 長尾大輔

    化学工学会第51回秋季大会

  33. Far-field couplingの効果的な発現のための金属ナノ粒子空間配置デザイン

    長谷川将史, 渡部花奈子, 菅恵嗣, 長尾大輔

    化学工学会第51回秋季大会

  34. 金コア-シリカシェル粒子の単分散な球状集積体作製プロセスの検討

    持明佳祐, 渡部花奈子, 長尾大輔

    化学工学会第85年会　2020年3月15日

  35. 金ナノ粒子が3次元に非最密集積した構造体の作製

    ○長谷川将史, 渡部花奈子, 長尾大輔

    マテリアル・ファブリケーション・デザインセミナー　2020年3月4日

  36. Fabrication of non-close-packed colloidal crystals composed of hollow particles incorporating movable cores

    ○H. Namigata, K. Watanabe, E. Tanaka, D. Nagao

    2019 International Symposium on Chemical-Environmental-Biomedical Technology(isCEBT2019)　2019年12月15日

  37. Precise control of size distribution of mesopores formed in silica particles in sol-gel reaction in the presence of swelling agent 国際会議

    〇K. Fujimoto, S. Ishikawa, K. Watanabe, H. Ishii, D. Nagao

    18th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering (APCChE2019)　2019年9月24日

  38. Fabrication of shape-selective particle assemblies via depletion interaction 国際会議

    〇T. Shimura, K. Watanabe, D. Nagao

    18th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering (APCChE2019)　2019年9月24日

  39. Effect of electrolyte addition on mesoporous shell formed in sol-gel reaction on submicron-sized cores 国際会議

    〇S. Ishikawa, K. Fujimoto, K. Watanabe, H. Ishii, D. Nagao

    18th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering (APCChE2019)　2019年9月24日

  40. Influence of ammonia concentration on uniform formation of mesoporous shell for silica cores in sol-gel reaction

    石川椿峰, 藤本洸太, 渡部花奈子, 石井治之, 長尾大輔

    化学系学協会東北大会　2019年9月22日

  41. 連続的な水質浄化プロセスに向けた光触媒粒子集積体の作製および活性評価

    大久保沙耶, 波形光, 渡部花奈子, 長尾大輔

    化学工学会横浜大会　2019年8月8日

  42. シリカカプセル化金ナノトライアングルの作製とそのプラズモン特性

    中村幸佑, 黒田昂太郎, 渡部花奈子, 石井治之, 長尾大輔

    化学工学会第84年会　2019年3月13日

  43. 光触媒粒子の液中分散性向上に関する検討

    波形光, 大久保沙耶, 渡部花奈子, 石井治之, 長尾大輔

    マテリアル・ファブリケーション・デザインセミナー　2019年3月4日

  44. 枯渇相互作用を利用した異方性粒子の選択的な粒子集積プロセスの検討

    志村拓哉, 渡部花奈子, 石井治之, 長尾大輔

    化学工学会第50回秋季大会　2018年9月18日

  45. 微小空間での粒子配向制御に向けた金ナノロッド複合中空粒子の合成

    黒田昂太郎, 渡部花奈子, 石井治之, 長尾大輔

    化学工学会第50回秋季大会　2018年9月18日

  46. Light-driven motions of asymmetric dumbbells in H<SUB>2</SUB>O<SUB>2</SUB> solution 国際会議

    N. Shigeta, 〇K. Watanabe, H. Ishii, D. Nagao

    32nd Conference of the European Colloid and Interface Society (ECIS)2018　2018年9月2日

  47. 3D mobility of nanoparticles studied with liquid cell STEM, 国際会議

    〇T. A. J. Welling, S. Sadighikia, K. Watanabe, D. Nagao, A. van Blaaderen, M. A. van Huis

    European Colloid and Interface Society (ECIS)　2018年9月2日

  48. 枯渇相互作用による異方性シリカ粒子の集積挙動について

    志村拓哉, 田島優衣, 渡部花奈子, 石井治之, 長尾大輔

    第20回化学工学会学生発表会【東京大会】　2018年3月3日

  49. Confined and nearly-free 3D mobility of silica, titania and gold nanoparticles studied with liquid phase TEM, 国際会議

    T. A. J. Welling, K. Watanabe, S. Sadighikia, W.S. Vlug, D. Nagao, A. van Blaaderen, 〇M. A. van Huis

    Microscopy Characterisation of organic-inorganic Interfaces 2018　2018年2月22日

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産業財産権 1

  1. 光学素子、光学素子を用いたデバイスおよび光学素子の製造方法

    長尾大輔, 今野幹男, 渡部花奈子

    特許6706439

    産業財産権の種類: 特許権

共同研究・競争的資金等の研究課題 7

  1. 粒子形状依存の集積・再分散による新しい資源循環システム構築

    長尾 大輔, 渡部 花奈子

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

    研究機関：Tohoku University

    2023年6月 ～ 2026年3月

  2. 微小空間での能動的ミキシングを可能にする新しい触媒ナノ材料の開発

    渡部 花奈子

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

    研究機関：Tohoku University

    2021年4月 ～ 2024年3月

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    令和3年度は、1) 触媒粒子を格納する中空シリカ殻(シェル)の多孔性制御および、2) シェル内外の物質拡散挙動の観察、3) 液中で観察可能な電子顕微鏡を用いた金ナノ粒子の運動観察を行った。 1) 触媒粒子を格納した中空シリカシェルの多孔性(porosity)は、反応物および生成物の拡散性に大きく影響するため、シェルの多孔性を制御するための実験条件を検討した。中実シリカ粒子表面に表面保護剤となるカチオン性高分子を修飾し、水中で粒子内部のみを溶解させることで中空シリカ粒子を合成した。この溶解プロセスにおける反応温度を調整することで、シェルの多孔性を制御可能であることが示唆された。 2) 大きさの異なるイオンを用いてシェル内外の物質拡散挙動を評価した。シェル外に存在するイオンがシェル内に拡散するのに要する時間は、シェルの多孔性に強く依存することを明らかにした。 3) 水中に分散した粒子が観察可能な電子顕微鏡を用いて、金ナノ粒子(粒径約30および60 nm)の運動観察を試みた。外部交流電場が作用していない状態では、ナノ粒子はシェル内部でブラウン運動する様子が認められた。電場を印加すると、ナノ粒子は電場印加方向に規則運動することがわかった。

  3. マイクロ流路内での物質拡散を促進する運動性触媒材料の開発

    2022年4月 ～ 2023年3月

  4. Motion of metal nanoparticles within a hollow compartment under an external AC electric field studied with liquid cell electron microscopy

    2021年7月 ～ 2022年7月

  5. ロレアル ユネスコ女性科学者日本奨励賞 奨励金

    2019年5月 ～

  6. ナノ粒子の空間分布制御を実現する新規粒子配列体の創成

    渡部 花奈子

    2016年4月22日 ～ 2019年3月31日

    詳細を見る 詳細を閉じる

    金属ナノ粒子は、特異的な光学特性やセンシング特性を有することが知られている。これらの特性を制御、向上させるためにはナノ粒子同士を集める（集積化させる）ことが重要である。一方で、ナノ粒子は一般的に液中で不安定であり、溶液pHや温度変化など、周囲環境のわずかな変化にも耐えきれず凝集してしまう。以上の背景から、ナノ粒子の集積化と凝集のジレンマを解決する方法の開発が求められている。そこで本研究では、中空粒子構造を利用し、凝集しやすい金ナノ粒子の空間分布を電場印加により可逆的に制御することを目的とした。 まず複数個からなる金ナノ粒子のクラスターを格納した中空シリカ粒子合成し、光学特性評価を行ったところ、内包金ナノ粒子個数の増大に伴い粒子分散水溶液の吸収スペクトルは長波長側にシフトした。次に、同粒子のセンシング特性をラマンスペクトル測定により評価した。複数の金ナノ粒子を内包した中空粒子からは、単一の金ナノ粒子を内包した中空粒子と比較して55倍程度高いラマンスペクトル強度が検出された。 得られた金ナノクラスター内包型中空粒子を分散させた水溶液に対して交流電場を印加した。電場印加により同粒子が局所的に集まり、効率的にナノ粒子の特性を引き出せることがわかった。検出物質のラマンスペクトルを測定したところ、電場印加後には印加前と比べてラマンスペクトル強度が増強された。同粒子の集積⇔分散状態は電場のON/OFFの切り替えにより可逆的に制御可能であることも確認した。液中分散安定性の高い中空シリカ粒子は、電場等の外的な刺激を受け粒子同士が接近しても、電場を解除することで再度分散状態に戻ることができる。これにより、凝集しやすい金ナノクラスターの液中分散性が保たれ、可逆的な粒子空間分布の制御が実現した。

  7. ナノ空間に閉じ込めたコロイド粒子の運動解析 －外部電場による粒子運動制御に向けて－

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担当経験のある科目(授業) 3

  1. 創造工学研修　東北大学

  2. 化学・バイオ系 化学工学系演習　東北大学工学部化学・バイオ工学科

  3. 化学・バイオ学生実験　東北大学工学部

社会貢献活動 1

  1. 名取が丘公民館「わくわく体験講座」の講師

    2023年8月18日 ～

メディア報道 1

  1. 「25歳～情熱の起源～」への出演 執筆者本人

    テレビ朝日　25歳～情熱の起源～

    2021年4月

    メディア報道種別: テレビ・ラジオ番組