東北大学研究者紹介

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イマイ　マサユキ

今井　正幸

Masayuki Imai

所属

大学院理学研究科　物理学専攻　領域横断物理学講座（生物物理分野）

職名

教授

学位

博士（工学）（京都大学）
理学修士（大阪大学）

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https://researchmap.jp/7000003461

J-GLOBAL ID

201201086676096596

委員歴 2

日本中性子科学会　評議員

2011年4月～ 2013年3月
日本中性子科学会　評議員

2011年4月～ 2013年3月

所属学協会 4

日本中性子科学会
アメリカ化学会
生物物理学会（米）
日本物理学会

研究キーワード 3

プロトセル
生物物理
ソフトマター

研究分野 1

自然科学一般 / 生物物理、化学物理、ソフトマターの物理 /

論文 158

Temperature dependence of membrane viscosity of ternary lipid GUV with Lo domains

Julia Tanaka, Kenya Haga, Naohito Urakami, Masayuki Imai, Yuka Sakuma

Biophysical Journal　124　(5)　818-828　2025年3月
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.bpj.2025.01.024 　

ISSN：0006-3495
Translocation of a daughter vesicle in a model system of self-reproducing vesicles 査読有り

Manit Klawtanong, Yuka Sakuma, Masayuki Imai, Toshihiro Kawakatsu, Petch Khunpetch

Physics of Fluids　36　(2)　027112-1-9　2024年2月1日
出版者・発行元： AIP Publishing
DOI： 10.1063/5.0186977 　

ISSN：1070-6631

eISSN：1089-7666

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Translocation of a daughter vesicle from a mother vesicle through a pore is experimentally studied by many groups using a model system of self-reproducing vesicles. However, the theoretical formulation of the problem is not fully understood. In the present study, we present a theoretical formulation of the process based on our previous work [P. Khunpetch et al., Phys. Fluids 33, 077103 (2021)]. In our previous work, we considered the daughter vesicle as a rigid body. In the present work, however, we allow the daughter vesicle to deform during the expulsion process. We thus derive the free energy constituting of the elastic moduli of both the mother and daughter vesicles, and of pressure-driven contribution. The minimum energy path of the translocation is searched by using the string method. With use of experimentally reasonable values of the elastic moduli, our improved model successfully reproduced the progress of the birthing process where there is no free energy barrier between the initial and the final states. The equations of motion of the daughter vesicle have been derived within the framework of the Onsager principle. We found that the translocation time of the daughter vesicle can be reduced when the pressure inside the mother vesicle increases, or the initial size of the daughter vesicle decreases.
Effects of grafted polymers on the lipid membrane fluidity

Yuka Sakuma, Nana Kayamori, Julia Tanaka, Kenya Haga, Masayuki Imai, Toshihiro Kawakatsu

Biophysical Journal　123　(4)　489-501　2024年2月
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.bpj.2024.01.014 　

ISSN：0006-3495
Osmotic spawning vesicle

Minoru Kurisu, Masayuki Imai

Soft Matter　20　(45)　8976-8989　2024年
出版者・発行元： Royal Society of Chemistry (RSC)
DOI： 10.1039/d4sm00915k 　

ISSN：1744-683X

eISSN：1744-6848

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We discovered a novel division mechanism of vesicles. This simple and highly productive system will provide proliferation ability to existing and future microcompartment systems, simply by selecting suitable membrane compositions and osmolytes.
Synthesising a minimal cell with artificial metabolic pathways

Minoru Kurisu, Ryosuke Katayama, Yuka Sakuma, Toshihiro Kawakatsu, Peter Walde, Masayuki Imai

Communications Chemistry　6　(1)　56-1-14　2023年3月28日
出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC
DOI： 10.1038/s42004-023-00856-y 　

eISSN：2399-3669

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Abstract A “synthetic minimal cell” is considered here as a cell-like artificial vesicle reproduction system in which a chemical and physico-chemical transformation network is regulated by information polymers. Here we synthesise such a minimal cell consisting of three units: energy production, information polymer synthesis, and vesicle reproduction. Supplied ingredients are converted to energy currencies which trigger the synthesis of an information polymer, where the vesicle membrane plays the role of a template. The information polymer promotes membrane growth. By tuning the membrane composition and permeability to osmolytes, the growing vesicles show recursive reproduction over several generations. Our “synthetic minimal cell” greatly simplifies the scheme of contemporary living cells while keeping their essence. The chemical pathways and the vesicle reproduction pathways are well described by kinetic equations and by applying the membrane elasticity model, respectively. This study provides new insights to better understand the differences and similarities between non-living forms of matter and life.
Concepts of a synthetic minimal cell: Information molecules, metabolic pathways, and vesicle reproduction

Minoru Kurisu, Masayuki Imai

Biophysics and Physicobiology　21　e210002-1-16　2023年
出版者・発行元： Biophysical Society of Japan
DOI： 10.2142/biophysico.bppb-v21.0002 　

eISSN：2189-4779
Morphology of vesicle triplets: shape transformation at weak and strong adhesion limits

Toshikaze Chiba, Yuka Sakuma, Masayuki Imai, Primož Ziherl

Soft Matter　19　(23)　4286-4296　2023年
出版者・発行元： Royal Society of Chemistry (RSC)
DOI： 10.1039/d3sm00308f 　

ISSN：1744-683X

eISSN：1744-6848

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We investigate the morphologies of adhering vesicle triplets (triangular and linear topologies) in strong and weak adhesion regimes.
From Vesicles toward Protocells and Minimal Cells

Masayuki Imai, Yuka Sakuma, Minoru Kurisu, Peter Walde

Soft Matter　2022年
出版者・発行元： Royal Society of Chemistry (RSC)
DOI： 10.1039/d1sm01695d 　

ISSN：1744-683X

eISSN：1744-6848

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In contrast to ordinary condensed matter systems, “living systems” are unique. They are based on molecular compartments that reproduce themselves through (i) an uptake of ingredients and energy from the...
Birthing of a daughter vesicle in a model system for self-reproduction vesicles

Petch Khunpetch, Yuka Sakuma, Masayuki Imai, Toshihiro Kawakatsu

Physics of Fluids　33　(7)　077103-077103　2021年7月
出版者・発行元： AIP Publishing
DOI： 10.1063/5.0052248 　

ISSN：1070-6631

eISSN：1089-7666
Application of an enzymatic cascade reaction for the synthesis of the emeraldine salt form of polyaniline 査読有り

Minoru Kurisu, Reinhard Kissner, Masayuki Imai, Peter Walde

Chemical Papers　75　(10)　5071-5085　2021年4月13日
出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC
DOI： 10.1007/s11696-021-01620-z 　

ISSN：2585-7290

eISSN：1336-9075

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<title>Abstract</title>The synthesis of the emeraldine salt form of polyaniline (PANI-ES) from aniline with <italic>Aspergillus</italic> sp. glucose oxidase (GOD), <sc>d</sc>-glucose, dissolved O₂, and horseradish peroxidase isoenzyme C (HRPC) in the presence of large unilamellar vesicles of AOT (sodium bis-(2-ethylhexyl)sulfosuccinate) as templates at pH = 4.3 and <italic>T</italic> ~ 25 °C was investigated in a systematic way. In this cascade reaction mixture, the oxidation of aniline is catalyzed by HRPC with H₂O₂ that is formed in situ as byproduct of the GOD-catalyzed oxidation of <sc>d</sc>-glucose with O₂. Under the elaborated experimental conditions which we considered ideal, the formation of PANI-ES products is evident, as judged by UV/Vis/NIR and EPR measurements. Comparison was made with a reference reaction, which was run under similar conditions with added H₂O₂ instead of GOD and <sc>d</sc>-glucose. Although the reference reaction was found to be superior, with the cascade reaction, PANI-ES products can still be obtained with high aniline conversion (> 90%) within 24 h as stable dark green PANI-ES/AOT vesicle dispersion. Our results show that the in situ formation of H₂O₂ does not prevent the inactivation of HRPC known to occur in the reference reaction. Moreover, the GOD used in the cascade reaction is inactivated as well by polymerization intermediates.
Growth and Division of Vesicles Coupled with Information Molecules

Minoru KURISU, Masayuki IMAI, Peter WALDE

Seibutsu Butsuri　61　(6)　378-381　2021年
出版者・発行元： Biophysical Society of Japan
DOI： 10.2142/biophys.61.378 　

ISSN：0582-4052

eISSN：1347-4219
Vesicle deformation and division induced by flip-flop of lipid molecules

Naohito Urakami, Yuka Sakuma, Toshikaze Chiba, Masayuki Imai

Soft Matter　2021年
出版者・発行元： Royal Society of Chemistry (RSC)
DOI： 10.1039/d1sm00847a 　

ISSN：1744-683X

eISSN：1744-6848

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We investigated the deformation of small unilamellar vesicles (SUVs) induced by flip-flops of lipids using coarse-grained molecular dynamics simulations. In case of single-component SUVs composed of zero spontaneous curvature lipids...
NACore Amyloid Formation in the Presence of Phospholipids 査読有り

Jon Pallbo, Masayuki Imai, Luigi Gentile, Shin-ichi Takata, Ulf Olsson, Emma Sparr

Frontiers in Physiology　11　2020年12月18日

DOI： 10.3389/fphys.2020.592117 　

ISSN：1664-042X

eISSN：1664-042X
Morphologies of Vesicle Doublets: Competition among Bending Elasticity, Surface Tension, and Adhesion 査読有り

Kei Murakami, Ryuta Ebihara, Takuma Kono, Toshikaze Chiba, Yuka Sakuma, Primož Ziherl, Masayuki Imai

Biophysical Journal　119　(9)　1735-1748　2020年11月
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.bpj.2020.09.030 　

ISSN：0006-3495
Viscosity Landscape of Phase-Separated Lipid Membrane Estimated from Fluid Velocity Field 査読有り

Yuka Sakuma, Toshihiro Kawakatsu, Takashi Taniguchi, Masayuki Imai

Biophysical Journal　2020年4月
Reproduction of vesicles coupled with a vesicle surface-confined enzymatic polymerisation 査読有り

Minoru Kurisu, Harutaka Aoki, Takehiro Jimbo, Yuka Sakuma, Masayuki Imai, Sandra Serrano-Luginbühl, Peter Walde

communications chemistry　2　2019年11月

DOI： 10.1038/s42004-019-0218-0 　
Hydrodynamic synchronization and collective dynamics of colloidal particles driven along a circular path 査読有り

Takumi Miyamoto, Masayuki Imai, Nariya Uchida

Physical Review E　100　(3)　2019年9月11日

DOI： 10.1103/physreve.100.032607 　

ISSN：2470-0045

eISSN：2470-0053
DNA length-dependent division of a giant vesicle-based model protocell 査読有り

Sci. Rep.　9　6916 (1-11)　2019年5月
Construction of a chemical motor-movable frame assembly based on camphor grains using water-floating 3D-printed models 査読有り

Chemical Physics Letters　721　104-110　2019年2月
Migration of Deformable Vesicles Induced by Ionic Stimuli 査読有り

Langmuir　34　11484-11494　2018年8月
Molecular mechanism of vesicle division induced by coupling between lipid geometry and membrane curvatures 査読有り

Naohito Urakami, Takehiro Jimbo, Yuka Sakuma, Masayuki Imai

Soft Matter　14　(16)　3018-3027　2018年
出版者・発行元： Royal Society of Chemistry
DOI： 10.1039/c7sm02188g 　

ISSN：1744-6848 1744-683X
Migration of Phospholipid Vesicles Can Be Selectively Driven by Concentration Gradients of Metal Chloride Solutions 査読有り

Atsuji Kodama, Yuka Sakuma, Masayuki Imai, Toshihiro Kawakatsu, Nicolas Puff, Miglena I. Angelova

Langmuir　33　10698-10706　2017年9月
Role of Inverse-Cone-Shape Lipids in Temperature-Controlled Self-Reproduction of Binary Vesicles 査読有り

Takehiro Jimbo, Yuka Sakuma, Naohito Urakami, Primoz Ziherl, Masayuki Imai

BIOPHYSICAL JOURNAL　110　(7)　1551-1562　2016年4月

DOI： 10.1016/j.bpj.2016.02.028 　

ISSN：0006-3495

eISSN：1542-0086
22aBW-8 化学刺激によるベシクル膜面上での孔形成

佐久間由香, 兒玉篤治, 今井正幸

日本物理学会講演概要集　71　3268-3268　2016年
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
DOI： 10.11316/jpsgaiyo.71.1.0_3268 　

ISSN：2189-079X
22aBW-11 ベシクルの分裂シミュレーション

浦上直人, 今井正幸

日本物理学会講演概要集　71　3271-3271　2016年
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
DOI： 10.11316/jpsgaiyo.71.1.0_3271 　

ISSN：2189-079X
Migration of phospholipid vesicles in response to OH- stimuli 査読有り

Atsuji Kodama, Yuka Sakuma, Masayuki Imai, Yutaka Oya, Toshihiro Kawakatsu, Nicolas Puff, Miglena I. Angelova

SOFT MATTER　12　(11)　2877-2886　2016年

DOI： 10.1039/c5sm02220g 　

ISSN：1744-683X

eISSN：1744-6848
Molecular dynamics simulation for shape change of water-in-oil droplets 査読有り

Naohito Urakami, Akio Takaki, Masayuki Imai, Takashi Yamamoto

MOLECULAR SIMULATION　41　(10-12)　986-992　2015年8月

DOI： 10.1080/08927022.2014.931582 　

ISSN：0892-7022

eISSN：1029-0435
18pCT-6 化学刺激によるリン脂質ベシクルの駆動

兒玉篤治, 佐久間由香, 今井正幸, 大矢豊大, 川勝年洋, Puff Nicolas, Angelova Miglena I.

日本物理学会講演概要集　70　2995-2995　2015年
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
DOI： 10.11316/jpsgaiyo.70.2.0_2995 　

ISSN：2189-079X
21pAQ-3 pH刺激に対する脂肪酸ベシクルの応答

五十里慶太, 佐久間由香, 今井正幸, モナードピエルアレン, ラスムセンスティーン

日本物理学会講演概要集　70　3264-3264　2015年
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
DOI： 10.11316/jpsgaiyo.70.1.0_3264 　

ISSN：2189-079X
24aAA-5 リン脂質凝集体の自己駆動現象

諸橋博昭, 豊田太郎, 今井正幸

日本物理学会講演概要集　70　3407-3407　2015年
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
DOI： 10.11316/jpsgaiyo.70.1.0_3407 　

ISSN：2189-079X
Shape transformations of toroidal vesicles 査読有り

Hiroshi Noguchi, Ai Sakashita, Masayuki Imai

SOFT MATTER　11　(1)　193-201　2015年

DOI： 10.1039/c4sm01890g 　

ISSN：1744-683X

eISSN：1744-6848
Dynamics of fatty acid vesicles in response to pH stimuli 査読有り

Keita Ikari, Yuka Sakuma, Takehiro Jimbo, Atsuji Kodama, Masayuki Imai, Pierre-Alain Monnard, Steen Rasmussen

SOFT MATTER　11　(31)　6327-6334　2015年

DOI： 10.1039/c5sm01248a 　

ISSN：1744-683X

eISSN：1744-6848
Morphological variation of a lipid vesicle confined in a spherical vesicle 査読有り

Ai Sakashita, Masayuki Imai, Hiroshi Noguchi

PHYSICAL REVIEW E　89　(4)　040701® 1-4　2014年4月

DOI： 10.1103/PhysRevE.89.040701 　

ISSN：1539-3755

eISSN：1550-2376
Dissipative Particle Dynamics Simulation for Vesicle Shape Change 査読有り

Yoshiyuki Oofuji, Naohito Urakami, Masayuki Imai, Takashi Yamamoto

PROCEEDINGS OF INTERNATIONAL CONFERENCE ON ARTIFICIAL LIFE AND ROBOTICS (ICAROB 2014)　308-311　2014年
Tubular Membrane Formation of Binary Giant Unilamellar Vesicles Composed of Cylinder and Inverse-Cone-Shaped Lipids 査読有り

Yuka Sakuma, Takashi Taniguchi, Toshihiro Kawakatsu, Masayuki Imai

BIOPHYSICAL JOURNAL　105　(9)　2074-2081　2013年11月

DOI： 10.1016/j.bpj.2013.09.021 　

ISSN：0006-3495

eISSN：1542-0086
Slow Dynamics of Surfactant Micelles in Fluid and Crystal Phases 査読有り

M. Imai, M. Kurimoto, F. Matsuura, Y. Sakuma, T. Kawakatsu

4TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON SLOW DYNAMICS IN COMPLEX SYSTEMS: KEEP GOING TOHOKU　1518　758-765　2013年

DOI： 10.1063/1.4794675 　

ISSN：0094-243X
3PT142 PEG担持ジャイアントベシクルにおける膜組成と分裂様式の関係(日本生物物理学会第50回年会(2012年度))

Kan Yumi, Kurihara Kensuke, Toyota Taro, Imai Masayuki, Sugawara Tadashi

生物物理　52　S165　2012年
出版者・発行元：一般社団法人日本生物物理学会
DOI： 10.2142/biophys.52.S165_3 　
Hydrodynamic effects in multicomponent fluid membranes 招待有り

S. Komura, S. Ramachandran, M. Imai

Non-Equilibrium Soft Matter Physics　197-274　2012年
Dynamics of Heterogeneity in Fluid Membranes 査読有り

Shigeyuki Komura, Sanoop Ramachandran, Kazuhiko Seki, Masayuki Imai

Advances in Planar Lipid Bilayers and Liposomes　16　129-164　2012年

DOI： 10.1016/B978-0-12-396534-9.00005-2 　

ISSN：1554-4516
Lipid membrane deformation in response to a local pH modification: theory and experiments 査読有り

Anne-Florence Bitbol, Nicolas Puff, Yuka Sakuma, Masayuki Imai, Jean-Baptiste Fournier, Miglena I. Angelova

SOFT MATTER　8　(22)　6073-6082　2012年

DOI： 10.1039/c2sm25519g 　

ISSN：1744-683X
Three-dimensional analysis of lipid vesicle transformations 査読有り

Ai Sakashita, Naohito Urakami, Primoz Ziherl, Masayuki Imai

SOFT MATTER　8　(33)　8569-8581　2012年

DOI： 10.1039/c2sm25759a 　

ISSN：1744-683X
Diffusion of surfactant micelles in fluid and crystal phases 査読有り

M. Imai, M. Kurimoto, F. Matsuura, Y. Sakuma, T. Kawakatsu

SOFT MATTER　8　(38)　9892-9905　2012年

DOI： 10.1039/c2sm07122c 　

ISSN：1744-683X

eISSN：1744-6848
Model System of Self-Reproducing Vesicles 査読有り

Yuka Sakuma, Masayuki Imai

PHYSICAL REVIEW LETTERS　107　(19)　198101　2011年10月

DOI： 10.1103/PhysRevLett.107.198101 　

ISSN：0031-9007
Numerical investigations of the dynamics of two-component vesicles 査読有り

Takashi Taniguchi, Miho Yanagisawa, Masayuki Imai

JOURNAL OF PHYSICS-CONDENSED MATTER　23　(28)　284103　2011年7月

DOI： 10.1088/0953-8984/23/28/284103 　

ISSN：0953-8984
Asymmetric distribution of cone-shaped lipids in a highly curved bilayer revealed by a small angle neutron scattering technique 査読有り

Y. Sakuma, N. Urakami, T. Taniguchi, M. Imai

JOURNAL OF PHYSICS-CONDENSED MATTER　23　(28)　2011年7月

DOI： 10.1088/0953-8984/23/28/284104 　

ISSN：0953-8984
Hydrodynamic effects on concentration fluctuations in multicomponent membranes 査読有り

Sanoop Ramachandran, Shigeyuki Komura, Kazuhiko Seki, Masayuki Imai

SOFT MATTER　7　(4)　1524-1531　2011年

DOI： 10.1039/c0sm00783h 　

ISSN：1744-683X
Molecular dynamics simulation for morphological change of water-in-oil microemulsion droplets induced by addition of polymer chains 査読有り

Takahisa Kurokawa, Naohito Urakami, Kaori Nakaya Yaegashi, Ai Sakashita, Masayuki Imai, Takashi Yamamoto

SOFT MATTER　7　(16)　7504-7510　2011年

DOI： 10.1039/c1sm05447c 　

ISSN：1744-683X
Periodic modulation of tubular vesicles induced by phase separation 査読有り

Miho Yanagisawa, Masayuki Imai, Takashi Taniguchi

PHYSICAL REVIEW E　82　(5)　051928　2010年11月

DOI： 10.1103/PhysRevE.82.051928 　

ISSN：1539-3755

eISSN：1550-2376
Simulation of Shape Transformations of Lipid Bilayer Vesicles 査読有り

Iteru Noguchi, Naohito Urakami, Masayuki Imai, Takashi Yamamoto

KOBUNSHI RONBUNSHU　67　(10)　605-610　2010年10月

ISSN：0386-2186
Pore Formation in a Binary Giant Vesicle Induced by Cone-Shaped Lipids 査読有り

Yuka Sakuma, Takashi Taniguchi, Masayuki Imai

BIOPHYSICAL JOURNAL　99　(2)　472-479　2010年7月

DOI： 10.1016/j.bpj.2010.03.064 　

ISSN：0006-3495
Order-Disorder Transition of Nonionic Onions under Shear Flow 査読有り

Yukiko Suganuma, Masayuki Imai, Tadashi Kato, Ulf Olsson, Tsutomu Takahashi

LANGMUIR　26　(11)　7988-7995　2010年6月

DOI： 10.1021/la904862e 　

ISSN：0743-7463
Drag coefficient of a liquid domain in a two-dimensional membrane 査読有り

S. Ramachandran, S. Komura, M. Imai, K. Seki

EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL E　31　(3)　303-310　2010年3月

DOI： 10.1140/epje/i2010-10577-3 　

ISSN：1292-8941
Diffusion of domains on nanometer sized vesicle 査読有り

Y. Sakuma, N. Urakami, Y. Ogata, M. Nagao, S. Komura, T. Kawakatsu, M. Imai

INTERNATIONAL CONFERENCE ON NEUTRON SCATTERING 2009　251　012036　2010年

DOI： 10.1088/1742-6596/251/1/012036 　

ISSN：1742-6588
Shape deformation of giant vesicles encapsulating charged colloidal particles 査読有り

Yuno Natsume, Olivier Pravaz, Hirohisa Yoshida, Masayuki Imai

SOFT MATTER　6　(21)　5359-5366　2010年

DOI： 10.1039/c0sm00396d 　

ISSN：1744-683X

eISSN：1744-6848
Nonlinear Rheology of Surfactant Wormlike Micelles Bridged by Telechelic Polymers 査読有り

Herve Tabuteau, Laurence Ramos, Kaori Nakaya-Yaegashi, Masayuki Imai, Christian Ligoure

LANGMUIR　25　(4)　2467-2472　2009年2月

DOI： 10.1021/la803304z 　

ISSN：0743-7463
3TA3-04 筒状ベシクルにおける周期的ドメイン構造(生体膜・人工膜-ダイナミクス,第47回日本生物物理学会年会)

Yanagisawa Miho, Imai Masayuki, Taniguchi Takashi

生物物理　49　S55　2009年
出版者・発行元：一般社団法人日本生物物理学会
DOI： 10.2142/biophys.49.S55_2 　
Nano-meter-sized domain formation in lipid membranes observed by small angle neutron scattering 査読有り

T. Masui, N. Urakami, M. Imai

EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL E　27　(4)　379-389　2008年12月

DOI： 10.1140/epje/i2008-10400-x 　

ISSN：1292-8941
Lamellar to micelle transition of nonionic surfactant assemblies induced by addition of colloidal particles 査読有り

Yukiko Suganuma, Naohito Urakami, Rina Mawatari, Shigeyuki Komura, Kaori Nakaya-Yaegashi, Masayuki Imai

JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS　129　(13)　134903　2008年10月

DOI： 10.1063/1.2978385 　

ISSN：0021-9606
Shape deformation of ternary vesicles coupled with phase separation 査読有り

Miho Yanagisawa, Masayuki Imai, Takashi Taniguchi

PHYSICAL REVIEW LETTERS　100　(14)　148102　2008年4月

DOI： 10.1103/PhysRevLett.100.148102 　

ISSN：0031-9007
Adhesion of binary giant vesicles containing negative spontaneous curvature lipids induced by phase separation 査読有り

Y. Sakuma, M. Imai, M. Yanagisawa, S. Komura

EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL E　25　(4)　403-413　2008年4月

DOI： 10.1140/epje/i2007-10307-0 　

ISSN：1292-8941
2S8-4 モデル生体膜における相分離と浸透圧差による変形ダイナミクス(2S8 リポソーム戦線,第46回日本生物物理学会年会)

柳澤実穂, Imai Masayuki, Taniguchi Takashi

生物物理　48　S13　2008年
出版者・発行元：日本生物物理学会
DOI： 10.2142/biophys.48.S13_4 　

ISSN：0582-4052
Dynamics of nano-meter-sized domains on a vesicle 査読有り

Y. Sakuma, N. Urakami, Y. Ogata, M. Nagao, S. Komura, M. Imai

COMPLEX SYSTEMS-BOOK 1　982　717-+　2008年

DOI： 10.1063/1.2897885 　

ISSN：0094-243X
Shape deformation of vesicle coupled with phase separation 査読有り

Miho Yanagisawa, Masayuki Imai, Takashi Taniguchi

Progress of Theoretical Physics Supplement　175　(175)　71-80　2008年
出版者・発行元： Yukawa Institute for Theoretical Physics
DOI： 10.1143/PTPS.175.71 　

ISSN：1347-4081 0375-9687
Repulsive interlamellar interaction induced by addition of colloidal particles 査読有り

Yukiko Suganuma, Masayuki Imai, Kaori Nakaya

JOURNAL OF APPLIED CRYSTALLOGRAPHY　40　S303-S306　2007年4月

DOI： 10.1107/S0021889807010345 　

ISSN：0021-8898
Concentration fluctuations in binary fluid membranes 査読有り

K. Seki, S. Komura, M. Imai

JOURNAL OF PHYSICS-CONDENSED MATTER　19　(7)　072101　2007年2月

DOI： 10.1088/0953-8984/19/7/072101 　

ISSN：0953-8984
Growth dynamics of domains in ternary fluid vesicles 査読有り

Miho Yanagisawa, Masayuki Imai, Tomomi Masui, Shigeyuki Komura, Takao Ohta

BIOPHYSICAL JOURNAL　92　(1)　115-125　2007年1月

DOI： 10.1529/biophysj.106.087494 　

ISSN：0006-3495
Microdomain formation in model biomembranes 査読有り

Tomomi Masui, Masayuki Imai, Naohito Urakami

PHYSICA B-CONDENSED MATTER　385　821-823　2006年11月

DOI： 10.1016/j.physb.2006.06.099 　

ISSN：0921-4526
Polymer crystallization from the metastable melt: The formation mechanism of spherulites 査読有り

Masayuki Imai, Keisuke Kaji

POLYMER　47　(15)　5544-5554　2006年7月

DOI： 10.1016/j.polymer.2005.07.109 　

ISSN：0032-3861

eISSN：1873-2291
Effects of grafted polymer chains on lamellar membranes 査読有り

T Masui, M Imai, K Nakaya, T Taniguchi

JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS　124　(7)　074904 (1-12)　2006年2月

DOI： 10.1063/1.2168452 　

ISSN：0021-9606
〈繊維関連分野における自己組織化現象〉高分子の結晶化素過程と自己組織化

梶慶輔, 西田幸次, 金谷利治, 松葉豪, 小西隆, 今井正幸

繊維学会誌　62　(4)　P.88-P.92　2006年
出版者・発行元： The Society of Fiber Science and Technology, Japan
DOI： 10.2115/fiber.62.P_88 　

ISSN：0037-9875
Surfactant mesophases mediated by colloidal particles 査読有り

M Imai, Y Suganuma, K Nakaya, S Komura

JOURNAL OF PHYSICS-CONDENSED MATTER　17　(31)　S2929-S2935　2005年8月

DOI： 10.1088/0953-8984/17/31/020 　

ISSN：0953-8984
Shear-induced structural transition in a lyotropic lamellar phase studied using small angle neutron and light scattering 査読有り

T Kato, K Miyazaki, Y Kawabata, S Komura, M Fujii, M Imai

JOURNAL OF PHYSICS-CONDENSED MATTER　17　(31)　S2923-S2928　2005年8月

DOI： 10.1088/0953-8984/17/31/019 　

ISSN：0953-8984
Polymer-confinement-induced nematic transition of microemulsion droplets 査読有り

K Nakaya, M Imai, S Komura, T Kawakatsu, N Urakami

EUROPHYSICS LETTERS　71　(3)　494-500　2005年8月

DOI： 10.1209/epl/i2005-10093-3 　

ISSN：0295-5075
Kinetic pathway to double-gyroid structure 査読有り

M Imai, K Sakai, M Kikuchi, K Nakaya, A Saeki, T Teramoto

JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS　122　(21)　214906 (1-10)　2005年6月

DOI： 10.1063/1.1905585 　

ISSN：0021-9606

eISSN：1089-7690
Effects of grafted amphiphilic triblockcopolymers on the higher-order structures

Tomomi Masui, Masayuki Imai, Kaori Nakaya

Polymer Preprints, Japan　54　(1)　1142　2005年
Micro-domain growth in lipid membranes

Masayuki Imai, Tomomi Masui, Miho Yanagisawa

Polymer Preprints, Japan　54　(2)　3954-3955　2005年
Static and dynamic structures of spherical nonionic surfactant micelles during the disorder-order transition 査読有り

M Imai, Yoshida, I, T Iwaki, K Nakaya

JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS　122　(4)　044906 (1-9)　2005年1月

DOI： 10.1063/1.1839559 　

ISSN：0021-9606

eISSN：1089-7690
Spinodal crystallization of polymers: Crystallization from the unstable melt 査読有り

K Kaji, K Nishida, T Kanaya, G Matsuba, T Konishi, M Imai

INTERPHASES AND MESOPHASES IN POLYMER CRYSTALLIZATION III　191　187-240　2005年

DOI： 10.1007/12_013 　

ISSN：0065-3195
Anomalous decrease in lamellar spacing by shear flow in a nonionic surfactant/water system 査読有り

T Kato, K Minewaki, Y Kawabata, M Imai, Y Takahashi

LANGMUIR　20　(9)　3504-3508　2004年4月

DOI： 10.1021/la0361058 　

ISSN：0743-7463
Inter-lamellar interactions modulated by addition of guest components 査読有り

M Imai, R Mawatari, K Nakaya, S Komura

EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL E　13　(4)　391-400　2004年4月

DOI： 10.1140/epje/i2003-10085-7 　

ISSN：1292-8941
Anomalous change in lamellar spacing by shear flow in nonionic surfactant/water system 査読有り

T Kato, K Minewaki, K Miyazaki, Y Kawabata, M Imai

SLOW DYNAMICS IN COMPLEX SYSTEMS　708　94-95　2004年

ISSN：0094-243X
Morphology transition from sphere to rod by confining the polymer chains in a dilute microemulsion system 査読有り

K Nakaya, M Imai, S Komura, N Urakami

SLOW DYNAMICS IN COMPLEX SYSTEMS　708　106-107　2004年

ISSN：0094-243X
Inter-lamellar interaction mediated by amphiphilic triblock copolymer 査読有り

T Masui, M Imai, K Nakaya

SLOW DYNAMICS IN COMPLEX SYSTEMS　708　108-109　2004年

ISSN：0094-243X
Fluctuation modes prior to lamellar-double gyroid transition of a nonionic surfactant/water system 査読有り

M Imai, K Nakaya, T Kawakatsu

SLOW DYNAMICS IN COMPLEX SYSTEMS　708　114-115　2004年

ISSN：0094-243X
Dynamical nature of least stable fluctuation modes of lamellar structure observed in a nonionic surfactant/water system 査読有り

M Imai, K Nakaya, T Kawakatsu, H Seto

JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS　119　(15)　8103-8111　2003年10月

DOI： 10.1063/1.1606434 　

ISSN：0021-9606
Effects of guest hydrophobic molecule on stability of ordered meso structure of a surfactant/water system 査読有り

M Imai, T Teramoto, Takahashi, I, Y Nishiura

JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS　119　(7)　3891-3895　2003年8月

DOI： 10.1063/1.1591734 　

ISSN：0021-9606
Dependence on sphere size of the phase behavior of mixtures of rods and spheres 査読有り

N Urakami, M Imai

JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS　119　(4)　2463-2470　2003年7月

DOI： 10.1063/1.1585025 　

ISSN：0021-9606
The effect of sphere size on the phase behaviors in the rod and sphere mixture system 査読有り

N Urakami, M Imai

JOURNAL OF MACROMOLECULAR SCIENCE-PHYSICS　B42　(3-4)　533-543　2003年

DOI： 10.1081/MB-120021580 　

ISSN：0022-2348
Details of structure formation during the induction period of spinodal-type polymer crystallization 査読有り

K Kaji, K Nishida, G Matsuba, T Kanaya, M Imai

JOURNAL OF MACROMOLECULAR SCIENCE-PHYSICS　B42　(3-4)　709-715　2003年

DOI： 10.1081/MB-120021601 　

ISSN：0022-2348
Polysaccharides induced crystallization of tobacco mosaic virus particles 査読有り

M Imai, N Urakami, A Nakamura, R Takada, R Oikawa, Y Sano

LANGMUIR　18　(25)　9918-9923　2002年12月

DOI： 10.1021/la0204747 　

ISSN：0743-7463
Kinetic pathway of lamellar -> gyroid transition: Pretransition and transient states 査読有り

M Imai, A Saeki, T Teramoto, A Kawaguchi, K Nakaya, T Kato, K Ito

JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS　115　(22)　10525-10531　2001年12月

ISSN：0021-9606
Shear-induced ordering of lamellar and gyroid structures observed in a nonionic surfactant/water system 査読有り

R Imai, K Nakaya, T Kato

EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL E　5　(4)　391-402　2001年7月

ISSN：1292-8941
Small-angle X-ray scattering from the lamellar phase formed in a nonionic surfactant (C16E7)-Water system. Analysis of peak position and line shape 査読有り

K Minewaki, T Kato, H Yoshida, M Imai, K Ito

LANGMUIR　17　(6)　1864-1871　2001年3月

DOI： 10.1021/la000791i 　

ISSN：0743-7463
Effects of shear flow on the structure of the lamellar phase formed in nonionic surfactant-water system

K. Minewaki, T. Kato, M. Imai

Studies in Surface Science and Catalysis　132　185-188　2001年
出版者・発行元： Elsevier Inc.
DOI： 10.1016/s0167-2991(01)82065-6 　

ISSN：0167-2991
Kinetics of Lamellar to Gyroid Transition in a Nonionic Surfactant System

M. Imai, A. Kawaguchi, A. Saeki, K. Nakaya, T. Kato, K. Ito

Studies in Surface Science and Catalysis　132　35-38　2001年
出版者・発行元： Elsevier Inc.
DOI： 10.1016/s0167-2991(01)82031-0 　

ISSN：0167-2991
Scattering Study of the Lyotropic Lamellar Phase in Aqueous Solutions of Nonionic Surfactants

Tadashi Kato, Koji Minewaki, Hirohisa Yoshida, Masayuki Imai, Kazuki Ito

Studies in Surface Science and Catalysis　25-30　2001年
出版者・発行元： Elsevier
DOI： 10.1016/s0167-2991(01)82029-2 　

ISSN：0167-2991
Fluctuations of lamellar structure prior to a lamellar -> gyroid transition in a nonionic surfactant system 査読有り

M Imai, A Kawaguchi, A Saeki, K Nakaya, T Kato, K Ito, Y Amemiya

PHYSICAL REVIEW E　62　(5)　6865-6874　2000年11月

ISSN：1063-651X
Apparatus for small-angle neutron scattering and rheological measurements under sheared conditions 査読有り

Y Takahashi, M Noda, M Naruse, T Kanaya, H Watanabe, T Kato, M Imai, Y Matsushita

NIHON REOROJI GAKKAISHI　28　(4)　187-191　2000年

ISSN：0387-1533
The effects of chondroitin sulfate on the tobacco mosaic virus configuration 査読有り

N Urakami, M Imai, Y Sano, M Takasu

PROGRESS OF THEORETICAL PHYSICS SUPPLEMENT　138　(138)　390-391　2000年

ISSN：0375-9687
Conformational change and orientation fluctuations prior to the crystallization of syndiotactic polystyrene 査読有り

G Matsuba, K Kaji, K Nishida, T Kanaya, M Imai

MACROMOLECULES　32　(26)　8932-8937　1999年12月

ISSN：0024-9297
Shear effects on the morphology transition in a nonionic surfactant system 査読有り

M Imai, K Nakaya, T Kato, Y Takahashi, T Kanaya

JOURNAL OF PHYSICS AND CHEMISTRY OF SOLIDS　60　(8-9)　1313-1319　1999年8月

ISSN：0022-3697

eISSN：1879-2553
The isotropic-nematic transition and the phase separation of the tobacco mosaic virus particles with polysaccharide 査読有り

N Urakami, M Imai, Y Sano, M Takasu

JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS　111　(5)　2322-2328　1999年8月

ISSN：0021-9606
Small-angle neutron scattering studies on phase behavior of block copolymers 査読有り

H Hasegawa, N Sakamoto, H Takeno, H Jinnai, T Hashimoto, D Schwahn, H Frielinghaus, S Janssen, M Imai, K Mortensen

JOURNAL OF PHYSICS AND CHEMISTRY OF SOLIDS　60　(8-9)　1307-1312　1999年8月

ISSN：0022-3697
Collective motions of a network of wormlike micelles 査読有り

H Seto, T Kato, M Monkenbusch, T Takeda, Y Kawabata, M Nagao, D Okuhara, M Imai, S Komura

JOURNAL OF PHYSICS AND CHEMISTRY OF SOLIDS　60　(8-9)　1371-1373　1999年8月

ISSN：0022-3697
Elasticity effects on domain coarsening of the lamellar-gyroid transition observed in a nonionic surfactant system 査読有り

M Imai, K Nakaya, T Kato

PHYSICAL REVIEW E　60　(1)　734-739　1999年7月

ISSN：1063-651X
Concentration dependence of radius of gyration of sodium poly(styrenesulfonate) over a wide range of concentration studied by small-angle neutron scattering 査読有り

Y Takahashi, N Matsumoto, S Iio, H Kondo, Noda, I, M Imai, Y Matsushita

LANGMUIR　15　(12)　4120-4122　1999年6月

ISSN：0743-7463
Analytical solutions describing the phase separation driven by a free energy functional containing a long-range interaction term 査読有り

Ohnishi, I, Y Nishiura, M Imai, Y Matsushita

CHAOS　9　(2)　329-341　1999年6月

DOI： 10.1063/1.166410 　

ISSN：1054-1500
Tip-splitting crystal growth observed in crystallization from thin films of poly(ethylene terephthalate) 査読有り

Y Sakai, M Imai, K Kaji, M Tsuji

JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH　203　(1-2)　244-254　1999年5月

ISSN：0022-0248

eISSN：1873-5002
Structure of a lamellar phase formed by non-ionic surfactant and water

K. Minewaki, T. Kato, H. Yoshida, M. Imai

Journal of Thermal Analysis and Calorimetry　57　(3)　753-758　1999年
出版者・発行元： Kluwer Academic Publishers
ISSN：1388-6150
Spatial Distribution of Chain Stems and Chain Folding Mode in Polyethylene Lamellae as Revealed by Coupled Information of DSC, FT-IR, SANS, and WANS.

Sasaki Sono, Tashiro Kohji, Gose Naomi, Imanishi Kouji, Izuchi Masaaki, Kobayashi Masamichi, Imai Masayuki, Ohashi Masayoshi, Yamaguchi Yasuo, Ohoyama Kenji

Polymer Journal　31　(8)　677-686　1999年
出版者・発行元：社団法人高分子学会
DOI： 10.1295/polymj.31.677 　

ISSN：0032-3896

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Aggregation structure of polyethylene (PE) chains in the crystalline state as well as in the molten state was investigated by an organized combination of the small-angle neutron scattering, infrared spectra and thermal analysis. The used samples were the blends between the deuterated and hydrogeneous PE (and n-alkane), which were cocrystallized almost perfectly into the common lamella even when they were cooled slowly from the melt. The quantitative analysis of the small-angle neutron scattering data showed that the D and H species were homogeneously mixed in the melt and the radius of gyration of a chain was kept unchanged even when the chains were enrolled together into the crystalline lamellae. On the basis of the quantitative analysis of infrared spectra, the chain stems included in the crystalline lamella were found to be gathered together in a statistically random fashion. This structural idea could be also used reasonably to interpret the dependence of the melting point on the D/H content. From all these data it was concluded that the chain folding in the PE lamella occurs in a statistically random reentry mode even for the PE samples crystallized slowly from the melt under the normal condition.
Slow dynamics of morphology transition observed in a surfactant system 査読有り

M Imai, K Nakaya, T Kato, K Ito, Y Amemiya, D Schneider

SLOW DYNAMICS IN COMPLEX SYSTEMS　469　142-143　1999年

ISSN：0094-243X
Conformational change and orientation fluctuations of isotactic polystyrene prior to crystallization 査読有り

G Matsuba, K Kaji, K Nishida, T Kanaya, M Imai

POLYMER JOURNAL　31　(9)　722-727　1999年

ISSN：0032-3896
Isothermal crystallisation of end-linked poly(tetrahydrofuran) networks. 3. Small-angle neutron scattering

Mitsuhiro Shibayama, Hiroshi Takahashi, Shunji Nomura, Masayuki Imai

Polymer　39　(16)　3759-3766　1998年6月1日
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/S0032-3861(97)10145-8 　

ISSN：0032-3861
Small-angle neutron scattering study on charged gels in deformed state 査読有り

M Shibayama, K Kawakubo, F Ikkai, M Imai

MACROMOLECULES　31　(8)　2586-2592　1998年4月

ISSN：0024-9297
Small-angle X-ray and neutron scattering from dilute solutions of cesium perfluorooctanoate. Micellar growth along two dimensions 査読有り

H Iijima, T Kato, H Yoshida, M Imai

JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B　102　(6)　990-995　1998年2月

ISSN：1520-6106
Small-Angle X-ray and Neutron Scattering from Dilute Solutions of Cesium Perfluorooctanoate. Micellar Growth along Two Dimensions. 査読有り

IIJIMA H, YOSHIDA H, KATO T, IMAI M

J. Phys. Chem. B　102　(6)　990-995　1998年

DOI： 10.1021/jp973048g 　

ISSN：1089-5647
Order-disorder transition of symmetric poly(styrene-b-2-vinylpyridine) in bulk and solution 査読有り

Y Takahashi, S Kitade, M Noda, N Ochiai, Noda, I, M Imai, Y Matsushita

POLYMER JOURNAL　30　(5)　388-393　1998年

ISSN：0032-3896

eISSN：1349-0540
Coarsening of cubic lattice domains observed in a nonionic surfactant system 査読有り

M Imai, T Kato, D Schneider

JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS　108　(4)　1710-1714　1998年1月

ISSN：0021-9606
Solvent contrast variation study of w/o AOT microemulsions using small-angle neutron scattering 査読有り

R Kawai-Hirai, M Hirai, H Iwase, S Arai, M Imai, Y Matsushita

PHYSICA B　241　984-986　1997年12月

ISSN：0921-4526
Structural evolution and microscopic interactions in a three-component amphiphilic microemulsion system 査読有り

J. Chem. Phys.　106　64-69　1997年8月
Small-Angle Neutron Scattering Study of Metallic Sodium on Phase Transition 査読有り

Abe Hiroshi, Matsuo Ryuji J., Ishibashi Mikio, Ohshima Ken-ichi, Imai Masayuki, Kakurai Kazuhisa

J. Phys. Soc. Jpn　66　(7)　508-511　1997年7月
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
DOI： 10.1143/JPSJ.66.1860 　

ISSN：0031-9015

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In metallic sodium, a characteristic waiting time, which is the incubation time until phase transition starts, appears above M s at a fixed temperature. Small-angle neutron scattering from clusters of the low-temperature phase is observed, which shows good agreement with the aggregation-of-spheres model, whose radius distribution is a Maxwell distribution function. Using the aggregation-of-spheres model, the average radius, r0, of clusters of the low-temperature phase was found to be 57.2 Å. Moreover, abnormal small-angle neutron scattering from local fluctuations is seen during the waiting time, where this waiting time is related to the nucleation process in the martensitic phase transition.
Fluctuations and growth of a cubic network observed in a nonionic surfactant system 査読有り

M Imai, T Kato, D Schneider

JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS　106　(22)　9362-9371　1997年6月

ISSN：0021-9606
A small-angle neutron scattering study on the small aggregates of bacteriochlorophylls in solutions 査読有り

ZY Wang, M Umetsu, K Yoza, M Kobayashi, M Imai, Y Matsushita, N Niimura, T Nozawa

BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-BIOENERGETICS　1320　(1)　73-82　1997年5月

ISSN：0005-2728
Neutron scattering study of phosphatidylinositol 4,5-bis(phosphate) aqueous dispersion 査読有り

M Hirai, S Yabuki, T Takizawa, K Hayashi, M Imai, Y Matsushita, Y Ito

FORMATION AND DYNAMICS OF SELF-ORGANIZED STRUCTURES IN SURFACTANTS AND POLYMER SOLUTIONS　106　232-236　1997年

ISSN：0340-255X
Fluctuations of cubic network observed in non-ionic surfactant system 査読有り

M Imai, T Kato, D Schneider

FORMATION AND DYNAMICS OF SELF-ORGANIZED STRUCTURES IN SURFACTANTS AND POLYMER SOLUTIONS　106　64-69　1997年

ISSN：0340-255X
Structure functions and interfacial mean curvatures in a ternary amphiphilic system C12E5/water/n-octane 査読有り

SK Ghosh, S Komura, H Seto, J Matsuba, T Takeda, M Kokosaka, M Imai

FORMATION AND DYNAMICS OF SELF-ORGANIZED STRUCTURES IN SURFACTANTS AND POLYMER SOLUTIONS　106　98-103　1997年

ISSN：0340-255X
High pressure cell for small-angle neutron and light scattering studies of phase transitions in complex liquids 査読有り

H Takeno, M Nagao, Y Nakayama, H Hasegawa, T Hashimoto, H Seto, M Imai

POLYMER JOURNAL　29　(11)　931-939　1997年

ISSN：0032-3896
Isothermal evolution of long range order in bulk metallic glass Ni15Pt60P25 near glass transition: In-situ SANS measurement 査読有り

K Shibata, T Higuchi, AP Tsai, M Imai, K Suzuki

PROGRESS OF THEORETICAL PHYSICS SUPPLEMENT　126　(126)　75-78　1997年

ISSN：0375-9687
Structure functions and interfacial mean curvatures in a ternary amphiphilic system C12E5/water/n-octane 査読有り

Progr Colloid Polym. Sci.　106　223-227　1997年
Neutron scattering study of phosphatidylinositol 4,5-bis(phosphate) aqueous dispersion 査読有り

M. Hirai, T. Takizawa, K. Hayashi, S. Yabuki, M. Imai, Y. Matsushita, Y. Ito

Progress in Colloid and Polymer Science　106　232-236　1997年
出版者・発行元： Springer Verlag
DOI： 10.1007/BF01189527 　

ISSN：0340-255X
Micellar growth in dilute solutions of cesium perfluorooctanoate studied by small angle X-ray and neutron scattering 査読有り

H Iijima, T Kato, T Seimiya, H Yoshida, M Imai

FORMATION AND DYNAMICS OF SELF-ORGANIZED STRUCTURES IN SURFACTANTS AND POLYMER SOLUTIONS　106　61-63　1997年

ISSN：0340-255X
Crossover from mean field to three-dimensional Ising critical behavior in a three-component microemulsion system 査読有り

Seto H, Schwahn D, Nagao M, Yokoi E, Komura S, Imai M, Mortensen K

Physical Review E - Statistical Physics, Plasmas, Fluids, and Related Interdisciplinary Topics　54　(1)　629-633　1996年12月1日

DOI： 10.1103/PhysRevE.54.629 　

ISSN：1063-651X
Growth shape observed in two-dimensional poly(ethylene terephthalate) spherulites 査読有り

Y Sakai, M Imai, K Kaji, M Tsuji

MACROMOLECULES　29　(27)　8830-8834　1996年12月

ISSN：0024-9297

eISSN：1520-5835
Change of distribution of free volume holes during crystallization of poly(ethylene terephthalate) revealed by positron annihilation lifetime spectroscopy 査読有り

HFM Mohamed, YS Ito, M Imai

JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS　105　(11)　4841-4845　1996年9月

ISSN：0021-9606

eISSN：1089-7690
Structural evolution and microscopic interactions in a three-component amphiphilic microemulsion system 査読有り

S Komura, H Seto, T Takeda, M Nagao, YJ Ito, M Imai

JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS　105　(8)　3264-3277　1996年8月

DOI： 10.1063/1.471842 　

ISSN：0021-9606
Low-energy excitations of amorphous and semicrystalline poly(ethylene terephthalate)s 査読有り

T Kanaya, M Imai, K Kaji

PHYSICA B　226　(1-3)　82-85　1996年8月

ISSN：0921-4526
Crossover from mean field to three-dimensional Ising critical behavior in a three-component microemulsion system 査読有り

H Seto, D Schwahn, M Nagao, E Yokoi, S Komura, M Imai, K Mortensen

PHYSICAL REVIEW E　54　(1)　629-633　1996年7月

ISSN：1539-3755
COCRYSTALLIZATION AND PHASE SEGREGATION OF POLYETHYLENE BLENDS BETWEEN THE D-SPECIES AND H-SPECIES .8. SMALL-ANGLE NEUTRON-SCATTERING STUDY OF THE MOLTEN STATE AND THE STRUCTURAL RELATIONSHIP OF CHAINS BETWEEN THE MELT AND THE CRYSTALLINE STATE 査読有り

K TASHIRO, K IMANISHI, M IZUCHI, M KOBAYASHI, Y ITOH, M IMAI, Y YAMAGUCHI, M OHASHI, RS STEIN

MACROMOLECULES　28　(25)　8484-8490　1995年12月

ISSN：0024-9297
PERIPHERALLY BIASED DISTRIBUTION OF ANTIGEN PROTEINS ON THE RECOMBINANT YEAST-DERIVED HUMAN HEPATITIS-B VIRUS SURFACE-ANTIGEN VACCINE PARTICLE - STRUCTURAL CHARACTERISTICS REVEALED BY SMALL-ANGLE NEUTRON-SCATTERING USING THE CONTRAST VARIATION METHOD 査読有り

M SATO, Y SATOMIYAMOTO, K KAMEYAMA, N ISHIKAWA, M IMAI, Y ITO, T TAKAGI

JOURNAL OF BIOCHEMISTRY　118　(6)　1297-1302　1995年12月

ISSN：0021-924X
ORDERING PROCESS IN THE INDUCTION PERIOD OF CRYSTALLIZATION OF POLY(ETHYLENE-TEREPHTHALATE) 査読有り

M IMAI, K KAJI, T KANAYA, Y SAKAI

PHYSICAL REVIEW B　52　(17)　12696-12704　1995年11月

ISSN：0163-1829
EFFECTS OF POLYMER ADSORPTION ON STRUCTURES AND RHEOLOGY OF COLLOIDAL SILICA SUSPENSIONS 査読有り

M KAWAGUCHI, R NAKA, M IMAI, T KATO

LANGMUIR　11　(11)　4323-4327　1995年11月

ISSN：0743-7463
STRUCTURAL ORDERING ON PHYSICAL GELATION OF SYNDIOTACTIC POLYSTYRENE DISPERSED IN CHLOROFORM STUDIED BY TIME-RESOLVED MEASUREMENTS OF SMALL-ANGLE NEUTRON-SCATTERING (SANS) AND INFRARED-SPECTROSCOPY 査読有り

M KOBAYASHI, T YOSHIOKA, M IMAI, Y ITOH

MACROMOLECULES　28　(22)　7376-7385　1995年10月

ISSN：0024-9297
LAMELLAR MICROPHASE-SEPARATED STRUCTURE OF ABA TRIBLOCK COPOLYMERS 査読有り

Y MATSUSHITA, M NOMURA, NODA, I, M IMAI

PHYSICA B　213　697-699　1995年8月

ISSN：0921-4526
SMALL-ANGLE NEUTRON-SCATTERING STUDY OF RECOMBINANT YEAST-DERIVED HUMAN HEPATITIS-B VIRUS SURFACE-ANTIGEN VACCINE PARTICLE 査読有り

M SATO, Y ITO, K KAMEYAMA, M IMAI, N ISHIKAWA, T TAKAGI

PHYSICA B　213　757-759　1995年8月

ISSN：0921-4526
CRITICAL CROSSOVER PHENOMENA IN COMPATIBLE POLYMER BLENDS STUDIED WITH SANS 査読有り

D SCHWAHN, S JANSSEN, L WILLNER, T SCHMACKERS, T SPRINGER, K MORTENSEN, H TAKENO, H HASEGAWA, H JINNAI, T HASHIMOTO, M IMAI

PHYSICA B-CONDENSED MATTER　213　685-687　1995年8月

ISSN：0921-4526
DYNAMICAL ASPECT OF PHYSICAL GELATION OF SYNDIOTACTIC POLYSTYRENE REVEALED BY TIME-RESOLVED SANS 査読有り

M KOBAYASHI, T YOSHIOKA, M IMAI, Y ITOH

PHYSICA B　213　734-736　1995年8月

ISSN：0921-4526
The crossover from mean-field to 3D-Ising critical behaviour in a 3-component microemulsion

H. Seto, D. Schwahn, E. Yokoi, M. Nagao, S. Komura, M. Imai, K. Mortensen

Physica B: Physics of Condensed Matter　213-214　591-593　1995年8月1日

DOI： 10.1016/0921-4526(95)00221-T 　

ISSN：0921-4526
CHAIN CONFORMATION IN THE INDUCTION PERIOD OF CRYSTALLIZATION OF POLY(ETHYLENE-TEREPHTHALATE) 査読有り

M IMAI, K KAJI, T KANAYA, Y SAKAI

PHYSICA B　213　718-720　1995年8月

ISSN：0921-4526
SMALL-ANGLE NEUTRON-SCATTERING INSTRUMENT OF THE INSTITUTE FOR SOLID-STATE PHYSICS, UNIVERSITY-OF-TOKYO (SANS-U) 査読有り

Y ITO, M IMAI, S TAKAHASHI

PHYSICA B　213　889-891　1995年8月

ISSN：0921-4526
ALTERNATING LAMELLAR STRUCTURE OF TRIBLOCK COPOLYMERS OF THE ABA TYPE 査読有り

Y MATSUSHITA, M NOMURA, J WATANABE, Y MOGI, NODA, I, M IMAI

MACROMOLECULES　28　(18)　6007-6013　1995年8月

ISSN：0024-9297
STUDY ON LOCAL MAGNETIC-FLUX DISTRIBUTION IN TYPE-II SUPERCONDUCTORS BY MEANS OF SMALL-ANGLE NEUTRON-SCATTERING 査読有り

K OSAMURA, H OKUDA, M FURUSAKA, Y ITOH, M IMAI, T MATSUSHITA, ES OTABE

IEEE TRANSACTIONS ON APPLIED SUPERCONDUCTIVITY　5　(2)　1810-1813　1995年6月

ISSN：1051-8223
MICROSTRUCTURAL EFFECTS ON THE GINZBURG NUMBER AND THE CROSSOVER-BEHAVIOR IN D-PB/PS BLENDS 査読有り

D SCHWAHN, H TAKENO, L WILLNER, H HASEGAWA, H JINNAI, T HASHIMOTO, M IMAI

PHYSICAL REVIEW LETTERS　73　(25)　3427-3430　1994年12月

ISSN：0031-9007
STRUCTURAL FORMATION OF POLY(ETHYLENE-TEREPHTHALATE) DURING THE INDUCTION PERIOD OF CRYSTALLIZATION .3. EVOLUTION OF DENSITY-FLUCTUATIONS TO LAMELLAR CRYSTAL 査読有り

M IMAI, K KAJI, T KANAYA

MACROMOLECULES　27　(24)　7103-7108　1994年11月

ISSN：0024-9297
ORIENTATION FLUCTUATIONS OF POLY(ETHYLENE-TEREPHTHALATE) DURING THE INDUCTION PERIOD OF CRYSTALLIZATION 査読有り

M IMAI, K KAJI, T KANAYA

PHYSICAL REVIEW LETTERS　71　(25)　4162-4165　1993年12月

ISSN：0031-9007
STRUCTURE FORMATION OF POLY(ETHYLENE-TEREPHTHALATE) DURING ANNEALING PROCESS 査読有り

M IMAI, T MIZUKAMI, T KANAYA, K KAJI

SLOW DYNAMICS IN CONDENSED MATTER　256　230-231　1992年
STRUCTURAL FORMATION OF POLY(ETHYLENE-TEREPHTHALATE) DURING THE INDUCTION PERIOD OF CRYSTALLIZATION .1. ORDERED STRUCTURE APPEARING BEFORE CRYSTAL NUCLEATION 査読有り

M IMAI, K MORI, T MIZUKAMI, K KAJI, T KANAYA

POLYMER　33　(21)　4451-4456　1992年

ISSN：0032-3861
STRUCTURAL FORMATION OF POLY(ETHYLENE-TEREPHTHALATE) DURING THE INDUCTION PERIOD OF CRYSTALLIZATION .2. KINETIC-ANALYSIS BASED ON THE THEORIES OF PHASE-SEPARATION 査読有り

M IMAI, K MORI, T MIZUKAMI, K KAJI, T KANAYA

POLYMER　33　(21)　4457-4462　1992年

ISSN：0032-3861
SERS INTENSITIES OF PYRIDINE AND ITS DERIVATIVES ADSORBED ON AG ELECTRODES 査読有り

M KOBAYASHI, M IMAI

SURFACE SCIENCE　158　(1-3)　275-285　1985年

ISSN：0039-6028

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MISC 85

pH sensing by lipids in membranes: The fundamentals of pH-driven migration, polarization and deformations of lipid bilayer assemblies 招待有り査読有り

Miglena I. Angelova, Anne-Florence Bitbol, Michel Seigneuret, Galya Staneva, Atsuji Kodama, Yuka Sakuma, Toshihiro Kawakatsu, Masayuki Imai, Nicolas Puff

Biochimica et Biophysica Acta - Biomembranes　2018年
出版者・発行元： Elsevier B.V.
DOI： 10.1016/j.bbamem.2018.02.026 　

ISSN： 1879-2642 0005-2736
Locomotion and Transformation of Underwater Micrometer-Sized Molecular Aggregates under Chemical Stimuli

Taro Toyota, Taisuke Banno, Juan M. Castro, Masayuki Imai

JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　86　(10)　101006　2017年10月

DOI： 10.7566/JPSJ.86.101006 　

ISSN： 0031-9015
From vesicles to protocells: The roles of amphiphilic molecules

Yuka Sakuma, Masayuki Imai

Life　5　(1)　651-675　2015年3月2日
出版者・発行元： MDPI AG
DOI： 10.3390/life5010651 　

ISSN： 2075-1729
30pAC-8 ベシクルの自己生産の三次元画像解析(30pAC 膜・ミセル,領域12(ソフトマター物理・化学物理・生物物理))

神保岳大, 佐久間由香, 浦上直人, Ziherl Primoz, 今井正幸

日本物理学会講演概要集　69　(1)　440-440　2014年3月5日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
30pAC-10 拘束条件及びトポロジーの違いによるベシクル変形機構の解明(30pAC 膜・ミセル,領域12(ソフトマター物理・化学物理・生物物理))

坂下あい, 今井正幸, 野口博司

日本物理学会講演概要集　69　(1)　440-440　2014年3月5日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
ベシクルからプロトセルへのアプローチ

佐久間由香, 今井正幸

膜　39　(5)　316-321　2014年
出版者・発行元：日本膜学会
DOI： 10.5360/membrane.39. 　
生体膜における不均一構造の物理

好村滋行, 今井正幸

日本物理学会誌　68　(11)　714-722　2013年11月
出版者・発行元：に本物理学会
ISSN： 0029-0181

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生体膜のラフトモデルが提唱されて以来,従来の流動モザイクモデル的な描像が変わりつつある.ラフトモデルでは,多成分の脂質二重膜における動的な不均一構造が重要な役割を果たしている.本解説では生体膜やベシクルにおける側方相分離現象を主題として,最近10年程度の研究動向を概観する.ここでは主に物理化学的な立場の実験研究を中心にレビューし,さらにソフトマター物理学の観点から理論的な考察を行う.前半では多成分の脂質二重膜の相挙動や形態について説明をする.後半では生体膜と周囲の溶媒の流体力学効果を定式化して,ドメインサイズの成長則や濃度ゆらぎの減衰率について議論する.
26aKN-3 自発曲率と相分離の結合によるベシクルのチューブ構造形成(膜・ミセル,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

佐久間由香, 谷口貴志, 川勝年洋, 今井正幸

日本物理学会講演概要集　68　(2)　308-308　2013年8月26日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
26aKN-4 リン脂質ベシクルの化学駆動とカップルした劇的な変形(膜・ミセル,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

兒玉篤治, 佐久間由香, 今井正幸, 川勝年洋

日本物理学会講演概要集　68　(2)　308-308　2013年8月26日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
26aKN-2 ベシクルの自己生産の三次元画像解析(膜・ミセル,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

神保岳大, 佐久間由香, 浦上直人, Ziherl P., 今井正幸

日本物理学会講演概要集　68　(2)　307-307　2013年8月26日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
From vesicle to protocell

Yuka Sakuma, Masayuki Imai

ABSTRACTS OF PAPERS OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY　245　2013年4月

ISSN： 0065-7727
28pXC-4 中性リン脂質ベシクルの化学駆動(28pXC 膜・ミセル,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

兒玉篤治, 佐久間由香, 今井正幸, 川勝年洋

日本物理学会講演概要集　68　(1)　440-440　2013年3月26日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
28pXC-7 化学刺激によるベシクル膜変形(28pXC 膜・ミセル,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

佐久間由香, Bitbol Anne-Florence, Puff Nicolas, 今井正幸, Fournier Jean-Baptiste, Angelova Miglena I.

日本物理学会講演概要集　68　(1)　440-440　2013年3月26日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
28pXC-3 ソフトな球状粒子の結晶化ダイナミクス(28pXC 膜・ミセル,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

今井正幸, 佐久間由香, 川勝年洋

日本物理学会講演概要集　68　(1)　439-439　2013年3月26日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
中性子小角散乱で見たLipid Sorting

佐久間由香, 今井正幸

波紋　23　(1)　56-61　2013年2月
出版者・発行元：日本中性子科学会
ISSN： 1349-046X
26pBJ-14 ベシクル変形機構の解明 : 三次元画像解析によるアプローチ(26pBJ 膜・ミセル,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

坂下あい, 浦上直人, Ziherl Primoz, 今井正幸

日本物理学会講演概要集　67　(1)　418-418　2012年3月5日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
Model of Self Reproducing Vesicles

Yuka Sakuma, Masayuki Imai

BIOPHYSICAL JOURNAL　102　(3)　33A-33A　2012年1月

ISSN： 0006-3495
Lipid Membrane Deformation in Response to a Local pH Modification

Anne-Florence Bitbol, Nicolas Puff, Yuka Sakuma, Masayuki Imai, Jean-Baptiste Fournier, Miglena I. Angelova

BIOPHYSICAL JOURNAL　102　(3)　33A-33A　2012年1月

ISSN： 0006-3495
22pJF-6 膜の曲率に応じた脂質分布の非対称性(22pJF 膜・ミセル,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

佐久間由香, 今井正幸

日本物理学会講演概要集　66　(2)　320-320　2011年8月24日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
25aGT-11 三次元画像解析による生体膜変形機構の解明(25aGT コロイド・タンパク質・膜,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

坂下あい, 浦上直人, Ziherl Primoz, 今井正幸

日本物理学会講演概要集　66　(1)　371-371　2011年3月3日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
26aPS-5 三次元画像解析による生体膜変形機構の解明(26aPS 領域12ポスターセッション,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

坂下あい, 浦上直人, Ziherl Primoz, 今井正幸

日本物理学会講演概要集　65　(2)　340-340　2010年8月18日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
25pTB-12 ベシクルのバーシングダイナミクス(25pTB 複雑液体(エマルジョン・膜・コロイド),領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

佐久間由香, 今井正幸

日本物理学会講演概要集　65　(2)　336-336　2010年8月18日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
23aPS-102 脂質の自発曲率が誘起するベシクル膜の変形(23aPS 領域12ポスターセッション,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

佐久間由香, 谷口貴志, 川勝年洋, 今井正幸

日本物理学会講演概要集　65　(1)　402-402　2010年3月1日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
生体膜における液体ドメインの拡散係数

好村滋行, RAMACHANDRAN S, 今井正幸, 関和彦

日本物理学会講演概要集　65　(1)　370-370　2010年3月1日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
Shape deformations of multicomponent vesicles

Masayuki Imai, Yuka Sakuma

Advances in Planar Lipid Bilayers and Liposomes　12　(C)　41-78　2010年

DOI： 10.1016/B978-0-12-381266-7.00003-1 　

ISSN： 1554-4516
Diffusion of Nano-Meter-Sized Domains on A Vesicle

Yuka Sakuma, Masayuki Imai, Naohito Urakami, Michihiro Nagao, Shigeyuki Komura, Toshihiro Kawakatsu

BIOPHYSICAL JOURNAL　98　(3)　220A-220A　2010年1月

ISSN： 0006-3495
Deformation of Vesicles Controlled by Local Spontaneous Curvatures of Membrane

Yuka Sakuma, Masayuki Imai, Takashi Taniguchi, Toshihiro Kawakatsu

BIOPHYSICAL JOURNAL　98　(3)　665A-666A　2010年1月

ISSN： 0006-3495
ベシクル膜面上でのナノドメインダイナミクス

佐久間由香, 浦上直人, 緒方祐介, 長尾道弘, 好村滋行, 川勝年洋, 今井正幸

日本物理学会講演概要集　64　(2)　248-248　2009年8月18日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
30aPS-110 ジャイアントベシクルの3次元画像構築法(30aPS 領域12ポスターセッション,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

堀井香奈子, 今井正幸, 浦上直人

日本物理学会講演概要集　64　(1)　389-389　2009年3月3日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
30aPS-114 脂質の自発曲率が誘起するベシクルの形状転移(30aPS 領域12ポスターセッション,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

佐久間由香, 谷口貴志, 川勝年洋, 今井正幸

日本物理学会講演概要集　64　(1)　390-390　2009年3月3日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
27pVB-8 筒状ベシクルに現れた周期的ドメインパターン(27pVB 膜,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

柳澤実穂, 今井正幸, 谷口貴志

日本物理学会講演概要集　64　(1)　358-358　2009年3月3日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
ナノスケールにおける脂質ドメインの拡散

佐久間由香, 今井正幸, 浦上直人, 長尾道弘, 好村滋行, 川勝年洋

日本中性子科学会年会講演概要集　9th　58　2009年
21pWE-5 膜の自発曲率が誘起するベシクルの形状転移(21pWE 複雑液体(エマルジョン,膜,コロイド),領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

佐久間由香, 今井正幸, 川勝年洋, 谷口貴志

日本物理学会講演概要集　63　(2)　317-317　2008年8月25日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
21pWE-6 C12E5/rac-DMPC/水系におけるラメラ・ネマチック相転移(21pWE 複雑液体(エマルジョン,膜,コロイド),領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

柳澤実穂, Navailles L., Nallet F., 今井正幸

日本物理学会講演概要集　63　(2)　318-318　2008年8月25日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
23aYC-4 ずり流動場が誘起する多層膜ベシクルの2次元最密充填構造(膜・コロイド,領域12,ソフトマター物理,科学物理,生物物理)

菅沼有希子, Medronho B., 今井正幸, 加藤直, Olsson U.

日本物理学会講演概要集　63　(1)　349-349　2008年2月29日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
25pPSB-37 ジャイアントベシクルの3次元トモグラフィー(ポスターセッション,領域12,ソフトマター物理,化学物理,生物物理)

堀井香奈子, 今井正幸, 浦上直人

日本物理学会講演概要集　63　(1)　380-380　2008年2月29日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
25pPSB-48 ナノサイズベシクルにおける脂質ドメインのダイナミクス(ポスターセッション,領域12,ソフトマター物理,化学物理,生物物理)

緒方裕介, 浦上直人, 山本隆, 今井正幸

日本物理学会講演概要集　63　(1)　382-382　2008年2月29日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
Shape deformation of vesicle coupled with phase separation 査読有り

M. Yanagisawa, M. Imai, T. Taniguchi

AIP Conference Proceedings　982　667-671　2008年

DOI： 10.1063/1.2897875 　
18pRE-12 多成分生体膜における流体力学(膜・エマルジョン,領域12,ソフトマター物理,化学物理,生物物理)

好村滋行, 関和彦, 今井正幸

日本物理学会講演概要集　62　(1)　329-329　2007年2月28日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
Dynamical Structure of Nano-Meter-Sized Domains on a Vesicle(Poster session 1, New Frontiers in Colloidal Physics : A Bridge between Micro- and Macroscopic Concepts in Soft Matter) :

Sakuma Yuka, Masui Tomomi, Imai Masayuki, Urakami Naohito, Nagao Michihiro, Komura Shigeyuki

物性研究　89　(1)　45-45　2007年
出版者・発行元：物性研究刊行会
ISSN： 0525-2997

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飽和リン脂質、不飽和リン脂質、コレステロールの3成分からなるモデル生体膜は、脂質アシル基の無秩序-秩序転移温度以下で相分離し、膜面上にドメイン構造を形成する。ナノメートルサイズのベシクルを用いることにより膜面上でのナノメートルスケールのドメインのダイナミクスを中性子スピンエコー法により調べた。臨界サイズに近い大きさを持つナノドメインはベシクル上で熱揺らぎにより融合・分裂を繰り返し、安定なモノドメイン構造にまで成長できない状態であると考えられる。
Adhesion of Binary Vesicles Induced by Phase Separation(Poster session 2, New Frontiers in Colloidal Physics : A Bridge between Micro- and Macroscopic Concepts in Soft Matter) :

Sakuma Yuka, Imai Masayuki, Komura Shigeyuki

物性研究　89　(1)　116-116　2007年
出版者・発行元：物性研究刊行会
ISSN： 0525-2997

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生体膜の機能の一つである膜接着の機構を調べるため、モデル生体膜を用いた研究がなされている。今回我々は負の自発曲率を持つリン脂質(逆コーン型脂質)と自発曲率Oのリン脂質を混合した2成分ベシクルが高温で成分が均一のときには接着せず、低温で相分離すると逆コーン型脂質ドメインを通して接着することを実験的に明らかにした。
25aWG-3 膜内相分離が誘起するベシクルの接着転移(25aWG 液晶・膜・エマルジョン,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

佐久間由香, 今井正幸, 柳澤実穂, 好村滋行

日本物理学会講演概要集　61　(2)　273-273　2006年8月18日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
24pPSB-5 ベシクルの変形と相分離のカップリング・ダイナミクス(24pPSB 領域12ポスターセッション,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

柳澤実穂, 今井正幸

日本物理学会講演概要集　61　(2)　261-261　2006年8月18日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
Elementary process of polymer crystallization and self-organization

Keisuke Kaji, Koji Nishida, Toshiji Kanaya, Go Matsuba, Takashi Konishi, Masayuki Imai

SEN-I GAKKAISHI　62　(4)　P88-P92　2006年4月

ISSN： 0037-9875
27aRH-4 脂質2分子膜における液体ドメインの成長ダイナミクス(27aRH 膜・エマルジョン,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

柳澤実穂, 今井正幸, 増井友美, 好村滋行, 太田隆夫

日本物理学会講演概要集　61　(1)　344-344　2006年3月4日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
27aRH-5 コロイド粒子が誘起するラメラ相の構造転移(27aRH 膜・エマルジョン,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

菅沼有希子, 今井正幸, 馬渡理奈, 中谷香織, 好村滋行

日本物理学会講演概要集　61　(1)　344-344　2006年3月4日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
高分子の拘束が誘起する球状マイクロエマルションのネマチック転移

中谷香織, 今井正幸, 好村滋行, 川勝年洋, 浦上直人

日本液晶学会討論会講演予稿集　2005　(2005)　59-60　2005年9月5日
出版者・発行元：日本液晶学会
ISSN： 1880-3490
時分割X線小角散乱によるミセル/ラメラ相分離過程の追跡

柿澤みのり, 川端庸平, 好村滋行, 加藤直, 今井正幸

コロイドおよび界面化学討論会講演要旨集　58th　110　2005年8月22日
高分子の拘束が誘起する球状マイクロエマルションのネマチック転移

中谷香織, 今井正幸, 好村滋行, 川勝年洋, 浦上直人

コロイドおよび界面化学討論会講演要旨集　58th　117　2005年8月22日
21aXJ-5 モデル生体膜におけるミクロドメインの成長ダイナミクス(ソフトマター・生物物理融合,英語セッション,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

柳澤実穂, 今井正幸, 本山美穂, 増井知美

日本物理学会講演概要集　60　(2)　241-241　2005年8月19日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
25pZD-12 Kelvin問題と球状ミセル結晶(膜・複雑液体,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

今井正幸, 吉田育子

日本物理学会講演概要集　60　(1)　361-361　2005年3月4日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
高分子鎖の閉じ込めが誘起するマイクロエマルションのネマチック転移

中谷香織, 今井正幸, 好村滋行, 川勝年洋, 浦上直人

日本中性子科学会年会講演概要集　4th　93　2004年
高分子鎖の拘束が誘起する膜の構造転移

中谷香織, 今井正幸, 好村滋行, 浦上直人

日本中性子科学会年会講演概要集　3rd　76　2003年12月10日
高分子鎖が誘起する球状膜の構造転移と高次構造形成

中谷香織, 今井正幸, 好村滋行, 浦上直人

高分子学会予稿集　52　(10)　2545-2546　2003年9月10日
分子膜とゲスト成分複合系の膜間相互作用

今井正幸, 馬渡理奈, 中谷香織, 好村滋行

高分子学会予稿集　52　(9)　1879-1880　2003年9月10日
高分子が誘起する球状膜から棒状膜への構造転移

中谷香織, 今井正幸, 好村滋行

コロイドおよび界面化学討論会講演要旨集　56th　170　2003年8月22日
21aZB-7 高分子鎖が誘起する球状膜の構造転移

中谷香織, 今井正幸, 好村滋行

日本物理学会講演概要集　58　(2)　301-301　2003年8月15日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
29aYC-12 界面活性剤/水系のラメラ相の揺らぎと秩序転移

今井正幸, 中谷香織, 川勝年洋, 瀬戸秀樹

日本物理学会講演概要集　58　(1)　346-346　2003年3月6日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
ゲスト成分が変調するラメラ膜間相互作用(ソフトマターの物理学2003-普遍性と多様性-,研究会報告)

今井正幸, 馬渡理奈, 中谷香織, 好村滋行

物性研究　81　(2)　226-227　2003年
出版者・発行元：物性研究刊行会
ISSN： 0525-2997
Spinodal Decomposition Type Crystal Nucleation of Polymers

K. Kaji, K. Kaji, K. Nishida, M. Imai, G. Matsuba, T. Kanaya

International Symposium on Polymer Crystallization (Grant-in aid for Science on Priority Area) ,Mishima, Japan　2002年6月11日
24aYB-6 棒状分子と高分子鎖の混合系における秩序形成(24aYB 液晶・ゲル,領域12(高分子・液晶,化学物理,生物物理分野))

浦上直人, 今井正幸

日本物理学会講演概要集　57　(1)　302-302　2002年3月1日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
24aYB-5 高分子が誘起する棒状粒子の秩序転移(24aYB 液晶・ゲル,領域12(高分子・液晶,化学物理,生物物理分野))

今井正幸, 中村淳美, 山下晴加, 高田蘭, 及川麗子, 浦上直人

日本物理学会講演概要集　57　(1)　302-302　2002年3月1日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
17pYE-5 高分子鎖を内包したマイクロエマルションの動的構造

中谷香織, 今井正幸, 武田隆義, 瀬戸秀紀, 川端庸平

日本物理学会講演概要集　56　(2)　256-256　2001年9月3日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
高分子が誘起する球状マイクロエマルションの構造転移

中谷香織, 今井正幸, 好村滋行, 川勝年洋

日本中性子科学会年会講演概要集　1st　59　2001年
25aXA-7 界両活性剤/水系でのラメラ-ジャイロイド転移のキネティクス

今井正幸, 中谷香織, 川口綾子, 加藤直, 伊藤和輝

日本物理学会講演概要集　55　(2)　302-302　2000年9月10日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
Conformational Change and Orientation Fluctuations Prior to Crystallization of Crystalline Polysty-renes (FUNDAMENTAL MATERIAL PROPERTIES-Polymer Materials Science)

Matsuba Go, Kaji Keisuke, Nishida Koji, Kanaya Toshiji, Imai Masayuki

ICR annual report　6　26-27　2000年3月
出版者・発行元： Institute for Chemical Research, Kyoto University
ISSN： 1342-0321

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Aiming to clarify the cause of a spinodal decomposition (SD) type microphase separation occuring during the induction period of polymer crystallization, we have made quantitative investigations about the conformational changes using FT-IR spectroscopy as well as the orientation fluctuations of the polymer rigid segments using depolarized light scattering (DPLS) . It is confirmed for syndiotactic and isotactic polystyrenes (sPS and iPS) that during the induction period, the polymer chains first transform partially from the amorpous to the crystalline conformation, involving in the increase of length of the rigid segments, which makes the system unstable to induce the orientation fluctuations of the SD type. Thus, the intensity of orientation fluctuations evloved exponentially with annealing time.
26aP-11 多糖類によるタバコモザイクウイルスの秩序転移

浦上直人, 今井正幸, 佐野洋, 高須昌子

日本物理学会講演概要集　54　(2)　315-315　1999年9月3日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
24pN-8 界面活性剤/水系でのモルフォロジー転移のダイナミクス

今井正幸, 中谷香織, 川口綾子, 加藤直, 伊藤和輝, 雨宮慶幸

日本物理学会講演概要集　54　(2)　294-294　1999年9月3日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
Structure of a lamellar phase formed by non-ionic surfactant and water - Effects of shear flow

K Minewaki, T Kato, H Yoshida, M Imai

JOURNAL OF THERMAL ANALYSIS AND CALORIMETRY　57　(3)　753-758　1999年9月

DOI： 10.1023/A:1010121603917 　

ISSN： 1418-2874
29a-XG-10 界面活性剤/水系のモルフォロジー転移のカイネティクス : 境界活性剤

今井正幸, 中谷香織, 加藤直, 伊藤和輝, 雨宮慶幸

日本物理学会講演概要集　54　(1)　726-726　1999年3月15日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
A New Discovery of Microphase Separation Initiating In the Induction Period of Polymer Crystallization : characteristic wavelengths at high temperatures (FUNDAMENTAL MATERIAL PROPERTIES-Polymer Materials Science)

Kaji Keisuke, Matsunaga Shuji, Matsuba Go, Kanaya Toshiji, Nishida Koji, Imai Masayuki

ICR annual report　5　26-27　1999年3月
出版者・発行元： Institute for Chemical Research, Kyoto University
ISSN： 1342-0321

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On the basis of the previous new discovery that a spinodal decomposition type of microphase separation occurs during the induction period for glass crystallization when a polymer is crystallized at low temperatures just above the glass transition temperature, the effect of crystallization temperature on the characteristic wavelength has been studied using poly(ethylene terephthalate) (PET) because this is an important factor for spinodal structures determining the whole skelton of higher-order structure of crystalline polymers. For melt crystallization when PET is crystallized directly from the melt at high temperatures below the melting point, the characteristic wavelength is obtained to be a few micrometers which is two orders of magnitude larger than that for the glass crystallization. This may provide a possible elucidation for the large difference in size and density of spherulites between the glass and melt crystallization.
27a-S-7 多糖類の濃度変化に対するタバコモザイクウィルスの構造変化II

浦上直人, 今井正幸, 佐野洋, 高須昌子

日本物理学会講演概要集　53　(2)　829-829　1998年9月5日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
31a-YY-7 多糖類の濃度変化に対するタバコモザイクウイルスの構造変化

浦上直人, 今井正幸, 佐野洋, 高須昌子

日本物理学会講演概要集　53　(1)　705-705　1998年3月10日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
7p-YA-5 中性子スピンエコー法による紐状ミセルの集団運動

瀬戸秀紀, 加藤直, 武田隆義, 長尾道弘, 奥原大輔, 川端庸平, 今井正幸

日本物理学会講演概要集　52　(2)　844-844　1997年9月16日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
三元系マイクロエマルションにおける自己集合III, 相互作用

好村滋洋, S.K ゴーシュ, 松葉淳一, 瀬戸秀紀, 武田隆義, 彦坂正道, 今井正幸

日本物理学会講演概要集. 秋の分科会　1996　(3)　759-759　1996年9月13日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
三元系マイクロエマルションにおける自己集合 I 平均曲率

松葉淳一, S.K GHOSH, 好村滋洋, 瀬戸秀紀, 武田隆義, 彦坂正道, 今井正幸

日本物理学会講演概要集. 秋の分科会　1996　(3)　758-758　1996年9月13日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
三元系マイクロエマルションにおける自己集合 II, 構造関数

S.K ゴーシュ, 松葉淳一, 好村滋洋, 瀬戸秀紀, 武田隆義, 彦坂正道, 今井正幸

日本物理学会講演概要集. 秋の分科会　1996　(3)　758-758　1996年9月13日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
31p-A-5 高分子の結晶化誘導期おいて何が起るか?(高分子・液晶,統計力学・物性基礎論合同シンポジウム計算化学・物理-基礎から応用-)

今井正幸, 梶慶輔, 金谷利治

日本物理学会講演概要集. 年会　51　(3)　715-715　1996年3月15日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
PRECURSOR FLUCTUATIONS OF MARTENSITIC PHASE TRANSITION ON METALLIC SODIUM.

H. Abe, R. J. Matsuo, K. Ohshima, M. Imai, K. Kakurai

ACTA CRYSTALLOGRAPHICA A-FOUNDATION AND ADVANCES　52　C427-C427　1996年

DOI： 10.1107/S0108767396082414 　

ISSN： 2053-2733
28p-A-5 水/油/AOT三元系マイクロエマルジョンの構造形成III

好村滋洋, 瀬戸秀紀, 横井英司, 長尾道弘, 伊藤雄而, 今井正幸

日本物理学会講演概要集. 年会　50　(3)　676-676　1995年3月16日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
28p-A-4 マイクロエマルジョンの臨界現象におけるクロスオーバーII

瀬戸秀紀, 長尾道弘, 横井英司, 好村滋洋, Schwahn D., 今井正幸, Mortensen K.

日本物理学会講演概要集. 年会　50　(3)　676-676　1995年3月16日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
Crystal Nucleation in Polymer Glasses (FUNDAMENTAL MATERIAL PROPERTIES - Polymer Materials Science)

Imai Masayuki, Kaji Keisuke, Kanaya Toshiji

ICR annual report　1　26-27　1995年3月
出版者・発行元： Institute for Chemical Research, Kyoto University
ISSN： 1342-0321
3a-B-5 マイクロエマルジョンの臨界現象におけるクロスオーバー

瀬戸秀紀, 長尾道弘, 横井英司, 好村滋洋, Schwahn D, 今井正幸

日本物理学会講演概要集. 秋の分科会　1994　(3)　551-551　1994年8月16日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
28p-WA-2 水/油/AOT 三元系マイクロエマルジョンの構造形成 II

好村滋洋, 瀬戸秀紀, 横井英司, 長尾道弘, 伊藤雄而, 今井正幸

日本物理学会講演概要集. 年会　49　(3)　600-600　1994年3月16日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
28p-WA-3 3元系マイクロエマルジョンの相分離過程

瀬戸秀紀, 横井英司, 長尾道弘, 好村滋洋, 今井正幸, 鈴木淳市, 大沼正人, Schwahn D

日本物理学会講演概要集. 年会　49　(3)　600-600　1994年3月16日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

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書籍等出版物 6

The giant vesicle book

Imai Masayuki, and Peter Wald

CRC Press, Taylor & Francis Group　2020年10月

ISBN: 9781498752176
Encyclopedia of Polymeric Nanomaterials

Yuka Sakuma, Masayuki Imai

Springer　2015年

ISBN: 9783642296475
生体膜の分子機構 −リピッドワールドが先導する生命科学

佐久間由香, 今井正幸

化学同人　2014年10月30日
Dynamics of Heterogeneity in Fluid Membranes

S. Komura, S. Ramacandran, K. Seki, M. Imai

Elsevier　2012年
Shape deformations of multi-component vesicles

M. Imai, Y. Sakuma

Elsevier　2010年
ソフトマターの秩序形成

今井正幸

シュプリンガー・ジャパン　2007年

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講演・口頭発表等 19

Morphology of vesicle aggregates 国際会議招待有り

Mini Conference on Physical Chemistry of Molecular Assembly　2019年1月12日
情報高分子と連携したベシクルの増殖：ミニマルセルへの新しい道招待有り

栗栖稔, 青木春隆, 神保岳大, 佐久間由香, 今井正幸

細胞を創る研究会 11.0　2018年10月19日
情報分子と連携したベシクルの増殖：ミニマルセルへの新しい道招待有り

栗栖稔, 青木春隆, 神保岳大, 佐久間由香, 今井正幸, S. Luginbühl, P. Walde

第６９回コロイドおよび界面科学討論会　2018年9月18日
Reproduction of Vesicles Coupled with Template Polymerization: Toward Self-Reproducing Automaton 国際会議招待有り

IMAI Masayuki

International Liquid Crystal Conference 2018　2018年7月24日
Morphology of a Model Multicellular Organism 国際会議招待有り

IMAI Masayuki

Nano-structured soft matter　2018年6月25日
Vesicle Growth Coupled with Template Polymerization - Toward Vesicle Based Self-Reproducing Automaton - 招待有り

IMAI Masayuki

Cell-Free Synthetic Biology Workshop　2017年11月25日
Morphologies in Vesicle-Vesicle Adhesion 国際会議招待有り

Association in Solution IV　2017年8月2日
Self-reproduction of vesicles: membrane physics approach 国際会議

Masayuki Imai

International workshop “Expanding the evolutionary potential of minimal living systems”　2017年6月20日
Self-reproduction of vesicles: membrane physics approach 国際会議

Masayuki Imai

The Origin of Life - Synergy among the RNA, Protein and Lipid Worlds -　2017年5月28日
ミニマルセル − 分子集合体と生命をつなぐもの –

今井正幸

液晶学会ソフトマターフォーラム第１６回講演会　2017年1月13日
ベシクルからプロトセルへの道：ソフトマターからのアプローチ

山田研究会「生物と非生物をつなぐ」　2015年11月16日
ベシクルからプロトセルへのアプローチ

日本膜学会第３６回年会　2014年5月12日
Chemophoresis of Vesicle 国際会議

Workshop on Cross Correlation & Transport Phenomena in Soft Matter　2014年1月27日
From Vesicle to Protocell 国際会議

Yuka Sakuma

245th ACS National Meeting　2013年4月7日
Vesicle Dynamics Triggered by Chemical Stimuli 国際会議

Atsuji Kodama, Yuka Sakuma, Toshihiro Kawakatsu

German-Japan Workshop Soft Matter in Nonequilibrium　2013年2月16日
Molecular Assembly to Protocell 国際会議

Japanese-German-French workshop “Physics of Active Soft Matter”　2012年9月24日
Molecular assembly to protocell 国際会議

Yuka Sakuma

ECI conference: Association in Solution III　2012年7月23日
Slow dynamics of soft spheres 国際会議

1st Asia-Oceania Conference on Neutron Scattering　2011年11月20日
Slow dynamics in crystallization of soft spheres 国際会議

The 4th international discussion meeting on glass transition　2011年2月28日

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産業財産権 1

2成分ベシクルによるマイクロメートルサイズの物質輸送システム

佐久間由香, 今井正幸

第5423043号

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 31

分子集合体から生命への物理競争的資金

制度名：Grant-in-Aid for Scientific Research

2010年4月～継続中
進化する自己生産ミニマルセル：人工生命システムに向けて

今井正幸, 栗栖実, 川勝年洋, 佐久間由香, 浦上直人

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 Scientific Research (A)

研究機関：Tohoku University

2023年4月1日～ 2026年3月31日
界面活性剤/高分子複合系の複雑流動の階層計算手法の開発

川勝年洋, 今井正幸

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 Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2022年4月1日～ 2025年3月31日
ミニマルセルの創成を通してみる生命誕生のための非平衡熱力学条件

今井正幸, 川勝年洋, 佐久間由香, 浦上直人

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 Scientific Research (A)

研究機関：Tohoku University

2020年4月1日～ 2023年3月31日

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本研究では、生命の最も基本的な性質；１）外部から原料を取り込んで増殖に必要な分子群を合成し（代謝）、２）情報分子にコードされた情報をもとに膜が成長・分裂（情報の転送に基づくベシクルの再生産）する単純なシステム（ミニマルセル）を構築することにより、生命を支える物理法則を解明することを目的とする。これまでの研究により、膜分子としてAOT、情報高分子としてPANI-ESを用いたエネルギー代謝と鋳型重合による情報の転送に基づいてベシクルが成長・分裂する系の構築に成功している。この系を、持続的に自己生産を行うミニマルへと展開するためには、膜（面積）の成長と同期したベシクルの体積成長を実現する必要がある。2021年度はこの点に重点を置いて研究を進めた。浸透圧差を利用したベシクルの体積増加は、ベシクル内部の溶質が時間とともに希釈されるの持続的な体積増加が望めないが、外水相に膜透過性をもつ溶質を加えることにより長時間にわたって体積成長させることに成功し、この系を用いて持続的に再生産するミニマルセルの構築に成功した。また、このベシクルの成長では、外水相から外膜に取り込まれたAOT分子がflip-flopにより内膜に移動するが、この膜分子の取り込み速度とflip-flop速度のバランスによって膜変形や分裂の様子が異なり、外膜と内膜の濃度差の非対称性が大きい場合に分裂が促進されることを分子シミュレーションによって明らかにした。このように、実験と理論（シミュレーション）を並行して進めることによりミニマルセルの分子スケールからメソスケールに及ぶ特徴を明らかにすることができている。
がん細胞の力学モデルの構築と病理診断への応用

今井正幸, 鶴山竜昭

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

2020年7月30日～ 2022年3月31日

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複数のベシクルが接着したモデル細胞組織の形態形成を、実験と膜弾性理論に基づく力学モデルで明らかにした。モデル組織の形態は接着力、表面張力、及び曲げ弾性力のバランスで決定し、実験で得られた典型的な形状はこの力学モデルでよく記述されることがわかった。この力学モデルを用いて腫瘍（がん細胞集団組織）の形態の再現を試みた。子宮頸がんの典型的な腫瘍組織及びがん細胞のカニバリズムと呼ばれる食細胞現象を力学モデルにより再現することには成功した。しかしながら、そこから病理診断に応用できるがん細胞の特徴を抽出することは困難であった。現在、実際にがん細胞を培養しながらがん細胞に特有な形態の抽出を進めている。
水圏機能材料のプラットホームとしての多細胞型膜組織の構築

今井正幸

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 Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

研究機関：Tohoku University

2020年4月1日～ 2022年3月31日

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ベシクルから多細胞型組織構造を構築するための基本原理を次の３つのステップで進めてきた。１）２次元多細胞型膜組織構造を構築するための技術開発：モデル多細胞組織を形成するには、初期状態として大きさの揃ったベシクルを少なくとも１０～２０個用意し、それらを平面状に整列させる必要がある。ベシクルを作る膜分子としては、温度で膜面積を変化させることができるように熱膨張係数の大きい飽和リン脂質(1,2-dimyristoyl-snglycero-3-phosphocholine: DMPC) を用いた。静置水和法により作製したベシクルはサイズ分布が不均一であるため、このベシクル分散液からサイズ選別する決定論的横置置換法を利用したマイクロ流路を用いて一定のサイズを持つベシクルだけを抽出し、２次元的に集積するデバイスの作製を行った。その結果、４０個以上の大きさの揃ったベシクルを２次元状に整列させることに成功した。２）２次元多細胞型膜組織の構造の制御：上記デバイスで作製したベシクルをベースにした２次元組織構造を制御させるには、接着力・表面張力・換算体積を変化させることが有効である。上記デバイスで２次元状に整列させたモデル多細胞組織のベシクル間の膜間相互作用を変調してベシクルを接着させた上で、温度変化により面積体積比を変化させ、モデル組織の構造変化を引き起こすことに成功した。３）２次元多細胞型膜組織構造のシミュレーション手法の確立：ベシクル一つ一つに接着力・表面張力・換算体積を与えて、弾性エネルギー・表面エネルギー・接着エネルギーからなる全エネルギーを最小化する組織構造のシミュレーションスキームを確立した。この計算結果と実験結果を比較検討することにより、２次元多細胞型膜組織の構造の制御する方法を確立できた。
高分子/界面活性剤系の複雑流動の大規模マルチスケールシミュレーション

川勝年洋, 今井正幸

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 Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2019年4月1日～ 2022年3月31日

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血流に代表される界面活性剤膜から構成されるべシクルを分散した液体の流動は、典型的なマルチスケールの現象であり、異なる方法論の融合によるマルチスケールシミュレーションの格好のターゲットとなる。本研究では、マクロな流動には流体粒子法（SPH法）を用い、各流体粒子にミクロな分子モデルを内包させることで、膜面上での界面活性剤分子の流動と拡散によって引き起こされるマランゴーニ流動と、それに伴うべシクルの変形をシミュレートした。我々の方法では、界面の追跡、流体－弾性体膜の複合計算、拡散現象と流動のマルチスケール計算のそれぞれを組合すことで、境界面の変形を伴う複雑な流動を再現することに成功している。
ベシクルの変形の物理と数理――接触から接着，融合，出芽まで

高木泉, 今井正幸

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 Scientific Research (C)

研究機関：Tohoku University

2016年7月19日～ 2020年3月31日

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脂質二重膜のなす小胞がベシクルであるが，その形状は，曲げ弾性エネルギーと面積差弾性エネルギーの和を，表面積と囲む体積が決められた閉曲面の中で，極小にするものとして定まる．本研究では，この物理モデルは数学的には微分積分方程式を解くことに帰着され，そこに問題の本質的な困難があることを示した．また，二相ベシクルの形状を解析するために必要な非等方的かつ非一様な反応拡散方程式の解の構成法を考案した．
非平衡現象の変分原理の定式化と応用

川勝年洋, 今井正幸

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 Exploratory Research

研究機関：Tohoku University

2016年4月1日～ 2019年3月31日

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非平衡条件下でのソフトマターの動力学を、自由エネルギーと散逸関数を用いた変分原理の形式で定式化することで、非平衡状態の安定性を議論した。具体的な例として、１）流動場中での生体膜の運動様式、２）小孔を透過する生体膜の運動、３）ブロック共重合体のメソフェーズの流動誘起による構造変化、４）グラフト鎖で覆われた固体壁面間の摩擦と潤滑現象の４つの問題を解析し、それぞれの現象の運動様式と定常状態を議論した。
ベシクルからプロトセルへの道：代謝・情報・熱力学

今井正幸, 川勝年洋, 佐久間由香, 浦上直人

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 Scientific Research (A)

研究機関：Tohoku University

2016年4月1日～ 2019年3月31日

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本研究はソフトマターと呼ばれる生体物質とは異なる一連の物質群を用いて、生命と同じ機能を有するシステム（ミニマルセル）を構築することによって生命を支える物理を明らかにしようとするものである。研究は(1)ベシクル膜をコードした情報高分子の合成、(2)情報高分子と連携したベシクルの成長と分裂、の実現である。その結果、両親媒性分子AOTからなるベシクルの上でアニリンを重合すると、その化学構造にAOT分子の親水基がコードされたポリアニリン(PANI-ES)が合成され、そのPANI-ES がベシクルの成長・分裂を促進する相互促進機構を持つミニマルセルの創成に成功した。
ソフトマターから人工細胞への物理的アプローチ

今井正幸, 佐久間由香, 菅原正, 豊田太郎

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 Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

研究機関：Tohoku University

2013年6月28日～ 2018年3月31日

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基本的な分子群を用いて生命の基本的機能（情報分子による遺伝・代謝・自己生産）を有する人工細胞、および自己駆動を再現する分子集合体を創成し、そこから生命機能を支える物理的機構を明らかにすることを目指した。人工細胞のプロジェクトでは情報分子と連携した自己生産する２種類の人工細胞の創成に成功し、そのうちの一つでは周囲の環境変化に応じて持続的に分裂させることにも成功した。さらにこれらの人工細胞は情報分子を介した遺伝と進化の能力を持つことも明らかとなった。自己駆動モデルについては、化学刺激により自らを変形させて泳ぐ分子集合体の創成に成功し、生命が運動能力を獲得した新しいモデルを提案した。
総括班

佐野雅己, 野口博司, 佐々真一, 折原宏, 今井正幸, 好村滋行, 木村康之, 平野琢也, 市川正敏, 宮崎州正, 吉川研一, 櫻井建成, 小林研介

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 Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

研究機関：The University of Tokyo

2013年6月28日～ 2018年3月31日

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新学術領域「ゆらぎと構造の協奏：非平衡系における普遍法則の確立」の総括班では、研究会などの各種企画を通じて、研究グループ間連携の推進に努めた。また、若手育成のために、勉強会やチュートリアルを開催すると共に、領域内若手研究者派遣プログラムを行なった。領域ホームページでの研究成果掲載、ニュースレター発行、及び、２回の国際シンポジウム(SFS2015、SFS2017)、一般向けの公開シンポジウムなどを通して、研究成果の国内外への発信を行なった。
分子集合体からプロトセルへの物理

今井正幸, 佐久間由香, 浦上直人, 鈴木健太郎

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 Scientific Research (A)

研究機関：Tohoku University

2013年4月1日～ 2016年3月31日

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本研究ではベシクルが生命機能を獲得する最初の一歩に着目し、ベシクルと化学反応の連携がもたらすベシクルダイナミクスに焦点を当てて研究を進めた。その結果、単純な化学刺激によりベシクルの駆動や変形などの生命機能に特有な現象を見出し、その機構が化学刺激による膜表面の界面張力や膜面積の変調であることを明らかにした。また、自己生産するベシクル系として、膜表面での加水分解反応を利用したリン脂質系の開発に成功した。さらに自己生産ベシクルの機構を解明するために、分子シミュレーション法を開発し、分子形状とベシクルの形状が連携することにより変形・分裂・再帰の性質が保証されることを明らかにした。
ベシクル変形と化学場の結合：生命誕生へのソフトマターからのアプローチ

今井正幸, 浦上直人

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 Scientific Research (A)

2010年5月31日～ 2014年3月31日

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分子集合体としてのベシクルが生命機能を獲得する過程を化学刺激への応答を中心に研究を進めた。まず、化学刺激によるベシクル変形を明らかにする研究手法を確立し、pH勾配によってベシクルがチューブを形成する物理を明らかにした。さらに、化学刺激によりベシクルが駆動する現象も新しく見いだし、化学場が機能発現のトリガーになりうる事を明らかにした。さらに生命機能に必須のベシクルの自己生産にも２成分ベシクルを持って再現する事に成功した。
人工鞭毛により駆動するベシクル

今井正幸

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 Exploratory Research

2011年～ 2012年

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生体系では自らを駆動する為に、外部からの化学エネルギーを様々な形で力学的エネルギーに変換している。そのような化学刺激を力学的エネルギーへと変換する機構について2つの観点から検討を行った。1つは、化学エネルギーをチューブ状ベシクルの螺旋運動へと転換し、そこから駆動力を得る機構、もう1つは化学刺激によって得られるベシクル膜の表面エネルギーの勾配を使って駆動する系である。前者については、脂肪酸分子集合体が螺旋運動を行なう条件を見出した。後者については化学刺激によって、ベシクルがその刺激の源に集まるchemophoresis(chemotaxis)現象を見出した。
ゲスト成分が誘起するソフトマターメソ構造の相転移ダイナミクス

今井正幸, 田中肇, 奥村剛, 中谷香織

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 Scientific Research on Priority Areas

研究機関：Ochanomizu University

2006年～ 2010年

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ソフトマターが形成する特徴的なメソスコピック構造体にゲスト粒子を加えると、それによるエントロピックないしはエネルギー的な相互作用により、元の安定な構造が不安定化し新しい構造体へと転移する。このような混合の効果を(i)脂質膜複合系における前駆生命様膜変形ダイナミクス、(ii)メソスケールでの動的不均一性がもたらす秩序化ダイナミクス、および(iii)構造化表面等での濡れの非平衡ダイナミクスにおいて明らかにした。
非平衡ソフトマター物理学の創成に関する総括研究

太田隆夫, 渡辺宏, 今井正幸, 佐野雅己, 川勝年洋, 加藤直, 好村滋行, 奥薗透

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 Scientific Research on Priority Areas

研究機関：Kyoto University

2006年～ 2010年

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本特定領域研究総括班は、研究計画全般を円滑に推進するために、「分子凝集構造のダイナミクス」、「構造転移のダイナミクス」、「非平衡構造のダイナミクス」、「理論・モデリング」の4つの研究項目を設定し、計画全体を大局的な視点から企画、指導、評価して必要な調整を行い、互いの連携を図りながら、一つの学際領域を確立した。また、計画研究では欠けている部分を公募研究によって補足しながら、領域全体として大きな展開を図り、新しい研究分野を開拓した。具体的には、研究成果の情報交換を目的とした研究会の開催や、ホームページの運営、報告書の作成、出版などの広報活動を行った。
多成分ベシクルの形態形成ダイナミクス

今井正幸, 浦上直人, 中谷香織

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 Scientific Research (B)

研究機関：Ochanomizu University

2007年～ 2009年

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我々は生体膜の示す様々な膜変形現象を、多成分ベシクルを用いたモデルを通して研究した。様々な形状を持つベシクルで相分離を起こすことにより、ベシクルが内側に分裂したり、外側に分裂したりする現象、球状のベシクルが数珠状に繋がる現象等、相分離するベシクルに特徴的な変形を示す事がわかった。さらに、脂質分子の自発曲率と相分離を結合させることにより接着や孔形成などの機能性膜変形も再現できる事がわかった。
準結晶構造をもつソフトマターメソフェイズの探索

今井正幸

2006年～ 2007年

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最も準結晶構造に近いA15結晶を形成する非イオン性界面活性剤(CiEjと表記され、iは疎水性を担うメチレン鎖の炭素数、iは親水性を担うエチレンオキサイド基の数を表す)C12E8を用い、ミセル相から六方最密格子、体心立方格子、A15格子のミセル間相互作用と、形成される構造との相関を明らかにした。実験を中性子小角散乱(SANS)とX線小角散乱(SAXS)を用い、得られた散乱関数をモデル散乱関数でフィットし、構造因子を求めた。実験から得られた構造因子を再現するミセル間相互作用をモデルから計算し、その結果ミセル間には弱い湯川型の斥力ポテンシャルが存在する事を示した。さらに、中性子スピンエコー法(東京大学物性研究所・全国共同利用実験設備)により各秩序相に対する動的構造因子を測定し、ミセルのコロナ鎖がお互いに重なり合う事による、中間散乱関数の変化を実験的に捉える事に成功した(現在論文執筆中)。しかし、この結果をもとに親水鎖と疎水鎖の長さを変えた非イオン性界面活性剤を用いて、準結晶相ないしはσ相の探索を行ったが、求める構造は得られなかった。そこで、非イオン性界面活性剤の表面を高分子で修飾し、ミセル間相互作用を変調することにより新しい結晶構造が現れるか検討中である。
高分子メソスコピック構造の転移キネテックス-ジャイロイド構造を中心にして-

太田隆夫, 長谷川博一, 野々村真規子, 今井正幸

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 Scientific Research (B)

研究機関：Kyoto University

2004年～ 2006年

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高分子共重合体を対象にした実験(長谷川)、水・界面活性剤系を対象にした実験(今井)と理論グループ(太田・野々村)が共同で研究を行った。太田・野々村はメソスコピック構造に対して多重モード展開を適用して構造転移の基本的性質、特に、ソフトマター系で最大の特徴的構造であるジャイロイド相の形成と安定性に関する数値シミュレーションと理論解析を行った。高分子共重合体のミクロ相分離構造の静的動的性質および、構造間転移のキネテックスに関する理論的研究を行った。モード展開法によって得られた新しい結果として2元共重合体として、BCC球構造、ヘキサゴナル円柱構造、ジャイロイド構造、ラメラ構造が安定な構造として得られ、さらに、Fddd構造も熱平衡安定構造であることを確認した。また穴あきラメラ構造は準安定であることを示した。また構造転移のキネテックスでは共連結キュービック構造であるジャイロイドと、一軸異方性のラメラ構造の間の転移では途中に、共連結一軸性構造であるFddd構造を準安定状態として経由することが明らかとなったこれらの結果は共同研究者である長谷川、今井の実験と密接な関係があることを強調する。まず、熱平衡Fddd構造の存在は長谷川らによって2元共重合体のX線散乱実験で観測されている。また特記すべきことは、これまで既に研究し尽くされたと思われてきたポリスチレン・ポリイソプレンジブロック共重合体について、温度の上昇とともにラメラ、Fddd構造(斜方晶系に属する共連続構造)、Gyroid構造へとモルフォロジー転移する複数の試料を発見したことである。この実験は2元共重合体メルトに対するものであるが、今井の実験系である水・界面活性剤では転移のキネテックスはかなり様相が異なることが明らかとなった。
生体系モデルとしてのソフトマター複合系の秩序形成

今井正幸, 中谷香織, 浦上直人

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 Scientific Research (B)

研究機関：Ochanomizu University

2003年～ 2005年

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本研究の目的は、生体系モデルとしても重要と考えられる以下の3つの異種ソフトマター複合系について、その秩序形成機構をソフトマター物理の観点から、実験・シミュレーション技法を用いて明らかにすることである。 1)液晶分子+高分子複合系:生体系ではタンパク質・ウイルス・アクチンフィラメントなどの異方性分子が高分子の添加により結晶化やネマティック液晶化などの秩序形成することが知られている。本研究では、生体高分子のように高分子鎖の剛直性が高い場合は、従来知られているよりも2桁から3桁ほど強い引力相互作用(枯渇相互作用)が棒状ウイルス間に働く事を見出した。 2)界面活性剤膜+高分子複合系:生体中では、分子膜が層状にスタックしたラメラ構造があり、ラメラ層間の水相には多くの生体高分子が溶け込んでいる。本研究ではラメラ膜間に、コロイド粒子・水溶性高分子を添加すると、高分子の場合は膜間に引力相互作用が、コロイド粒子では斥力相互作用が誘起される事を見出し、膜間に存在するソフトマターの種類によって膜間相互作用が大きく変化する事を明らかにした。 3)界面活性剤膜+両親媒性ブロック共重合体複合系:生体膜は、脂質膜内に蛋白質や糖脂質分子等の両親媒性分子が埋め込まれた状態で存在している。本研究では、両親媒性高分子を界面活性剤分子膜系に埋め込んだ場合、その高分子鎖の拡がりにより膜の曲げ弾性率が増大し、膜間に斥力相互作用が誘起される事を明らかにした。このように膜に高分子鎖をグラフトすることにより膜の弾性的性質が変化する事を見出した事は、今回の申請で生体膜の秩序化を考える上での基盤となっている。以上みてきたように、この研究では生体系に題材をとったソフトマター複合系での秩序形成および相互作用の基本的理解を大きく進める事ができた。
小角散乱を用いた次世代ナノ構造解析

橋本竹治, 雨宮慶幸, 今井正幸, 小泉智, 瀬戸秀紀, 柴山充弘

2004年～ 2004年

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小角散乱法は、ナノ構造の形成過程、消滅過程等ナノ構造の運動をその場・実時間観測を可能にするという長所を持ち、ナノサイエンス・ナノテクノロジーを支える基礎学問として小角散乱は今後ますます重要な地位を占めることが予想される。今までは小角散乱を用いたナノ構造解析が様々な分野で独自に発展しているが、分野間の情報交換が少なく、またSPring-8、PF、JAERI、KENSなどの大型共同利用施設との情報交換も希薄な現状にある。本研究の目的はこのような状況に鑑み、2006年の小角散乱国際会議(SAS2006)が日本で開催される事を契機に、小角散乱をキーワードに様々な分野を代表する研究者を集め、今後日本のナノ構造解析への方向性とそのための基礎学問・技術開発の重点化を議論するための企画調査である。我々は数回にわたり、特に次世代に向けての小角散乱研究の方向性を以下の観点から重点的に討議をおこなった。(1)大型放射光施設(SPring-8、PF)を利用した新しいX線小角散乱測定技術の開発、(2)研究用原子炉(JRR-3M)、大強度陽子加速器計画中性子実験施設(J-PARC/JSNS)を見据えた新しい中性子小角散乱実験技術の開発、(3)小角散乱法および理論研究の発展に基づく次世代ナノサイエンスの創製、(4)小角散乱を用いたナノ構造研究を進める民間企業および散乱装置製造メーカーと大学間の産学連携の推進。これらの議論を全研究分野にわたり、且つ全国的規模で展開し、小角散乱を用いた次世代ナノ構造解析の方向性を定めるとともに、来る2006年我国で開催する国際会議SAS2006に向けて日本からの情報発信の準備を行うことができた。
材料科学におけるパターン形成の数理

太田隆夫, 野々村真規子, 坂元国望, 三村昌泰, 今井正幸, 小林亮, 奥薗透

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 Scientific Research (B)

研究機関：HIROSHIMA UNIVERSITY

2001年～ 2003年

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材料科学におけるマクロ、および、ミクロなパターン形成に関する数理モデルの提案、その理論解析、および、数値シミュレーション法の開発を行った。具体的には高分子系のメソフェイズ形成と構造間転移の理論の構築とその数値シミュレーションを行い、実験との比較検討を行った。また、電荷コロイド粒子系のオーダリングの大規模計算機シミュレーションを行い、新しい不安定性を発見した。これは、実際に次世代ディスプレー開発にとって有効な成果である。結晶成長では、フェイズフィールドモデルをグレイン境界のダイナミクスを表現するよう拡張し、実験でみられているグレイン境界の運動を理解することができた。また、その数学的基礎に関する考察も行った。反応拡散方程式やAllen-Cahn方程式から界面や境界の運動方程式を導出する縮約理論を発展させた。グローバルな結合をもつ保存系の相形成キネテックスの研究を行った。さらに、化学反応相分離系でのドメインダイナミクスの数値シミュレーションと理論解析、および、周期外力のもとでの同期現象の研究を行った。反応拡散系では、空間的に非一様な場合の界面やパルスのダイナミクスの数値計算と特異摂動法による解析を行った。走化性をもつバクテリアコロニーのパターンを理解するための数理モデルを導入し、その数値シミュレーションで、一見複雑にみえるパターン形成の本質を解明した。これら、材料科学とそれと関係する生命系に現れるさまざまな非平衡自己組織パターンの統一的理解に向けて、応用数理と理論物理、実験が互いに協力したユニークな研究体制のもとで、最初の計画をはるかに上回る研究成果を挙げることができた。
複雑液体のモルフォロジー転移ダイナミクス

今井正幸, 中谷香織, 太田隆夫

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 Scientific Research (A)

研究機関：OCHANOMIZU UNIVERSITY

2000年～ 2002年

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本基盤研究の目的は、複雑液体(ソフトマター)の示す、多様な秩序相間の相転移(モルフォロジー転移)のダイナミクスを解明することである。対象とするソフトマターのモルフォロジー転移としては、両親媒性分子およびブロック共重合体が示す秩序ナノ構造間のモルフォロジー転移を特にその前駆構造および中間構造に着目して研究を進め、新たな相転移キネティクスを明らかにした。さらにこの秩序-秩序転移のキネティクスを理論的に説明することにも成功した。一方、新しいタイプのモルフォロジー転移として、ソフトマター複合系でのモルフォロジー転移を取り上げた。これは、生体系ないしは工業製品が1種類のみのソフトマターで構成されている事はまれで、多くの場合は、数種類のソフトマターが複合されて構成されているので、そのような複合系でのモルフォロジー転移を明らかにする事を目的とした。具体的な研究成果は、以下に示す。 1)分子膜系の秩序-秩序転移のダイナミクスラメラ-ジャイロイド転移過程の前駆段階で観察される揺らぎの静的および動的構造を実験的に明らかにし、その振る舞いがラメラ構造の安定性解析から得られるLeast Stable Fluctuation Modesとして非常に良く説明できることを理論的に示した。また、ラメラ-ジャイロイド転移の中間構造であるロンボヘドラル相がシリンダー-ジャイロイド転移の中間構造としても観察されることから、ロンボヘドラル構造がジャイロイド構造のゲートウェイである可能性を示した。さらに太田らはジャイロイド構造からの秩序転移をモード展開の方法で詳細に調べた。 2)ソフトマター複合系におけるモルフォロジー転移 a)棒状粒子+高分子複合系高分子鎖が誘起する棒状粒子のflocculationについて、高分子鎖の剛直性により、同じ分子量でもdepletion相互作用の大きさが2〜4桁以上も変わることを実験、理論の両面から明らかにした。また、flocculationの結果、形成される構造にも筏状結晶と繊維状結晶の2種類が存在することを明らかにした。 b)分子膜+高分子複合系界面活性剤・水・油の3成分系が形成するナノ球状膜(マイクロエマルションドロプレット)の中に高分子鎖を閉じ込めた場合、その閉じ込めの強さ(高分子鎖の大きさと球状ドロプレットのサイズの比)により、球状膜からシリンダー状膜にモルフォロジー転移することを実験的に見いだし、スケーリング即を用いた理論によりそのモルフォロジー転移を説明した。
高分子の結晶化準備機構

金谷利治, 梶慶輔, 西田孝次, 今井正幸, 深尾浩次, 金谷利治

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 Scientific Research on Priority Areas

研究機関：Kyoto University

2000年～ 2002年

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本研究班では、高分子の結晶化準備機構の解明を目指し、以下に示す研究成果が得られた。 1)静置場における結晶化準備機構(西田幸次、金谷利治) 静置場における高分子結晶化機構の全容の解明を実験的、理論的に行った。溶融iPPを急冷した瞬間の顕微鏡観察を行った結果、結晶化が進行する前に過冷却融体がメゾ化する事を見出した。この結果は、PETの結晶化におけるスピノーダル分解型の核形成機構と類似した結果であり、結晶化前にスピノーダル分解による相分離が起こり核形成がその後起こる事を明らかにした。 2)流動場における結晶化機構(金谷利治、西田幸次) 配向高分子、とくに繊維がシシカバブ構造という特異な構造が生成過程を、せん断流動場における高分子結晶化機構を光散乱、X線散乱、中性子散乱、顕微鏡散乱法を用いて調べた結果、高分子鎖が流動方向に先ず配向し、シシ結晶が形成され、その周りにラメラ結晶がカバブ状に形成する事を明にした。 3)配向ガラス場下における結晶化機構(深尾浩次) 静置場における高分子結晶化機構において、スメクチック液晶的な配向構造から長周期構造が出現する過程を、配向非晶状態からの高分子の構造形成をX線散乱法を用いて明らかにした。さらに、高分子配向結晶化のモレキュラーダイナミクスシミュレーションを行った。 4)モデル系としての剛直高分子と柔軟性高分子混合系における相分離と結晶化機構(今井正幸) 枯渇相互作用により棒状粒子の結晶化挙動がどれほど加速されるかについて検討し、濃度にして約5桁もの加速効果があることを示した。
メゾ空間に拘束された高分子の相転移

今井正幸, 中谷香織

2000年～ 2000年

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本研究では、界面活性剤にAOT、球体の内部に水相、球体外部の分散相にイソオクタンを用い、水溶性高分子(ゼラチン、ポリエチレンオキサイド(PEO))を用いることにより高分子鎖を球体内に閉じ込めその時の高分子鎖とマイクロエマルション膜の挙動を研究した。我々はまず、高分子鎖(高分子鎖の回転半径(Rg)はドロプレットサイズとほぼ同じ)を閉じ込めることによるMEドロプレットの振る舞いについて調べた。MBドロプレット内に高分子鎖を閉じ込めていくと、ドロプレット一個あたりの平均高分子鎖数が一本程度までは球形を保っているが、その濃度を越えるとドロプレットは大きく変形を始め、球状からシリンダー状へとモルフォロジー転移をするものと考えられる。また、内包する高分子鎖が一本程度の領域では高分子鎖のフローリー半径をR_F、高分子を閉じ込める前のドロプレットサイズをR_O、閉じ込めた後のサイズをRとするとR/R_O〜(R_F/R)^<0.6>の関係が得られ、これは閉じ込められた高分子鎖のエントロピーロスと膜の弾性エネルギーのバランスから得られる理論的予言R/R_O〜(R_F/R)^<0.8>と非常によい一致を示した。次に、ドロプレット内部に閉じ込められた高分子鎖を観察するために重水素化AOTを合成し、膜からの散乱コントラストを消去することに成功した。得られた閉じ込められた高分子鎖からの散乱曲線はまだ予備的なもので今後検討することが必要な課題も多いが、希薄水溶液状態での高分子鎖の拡がりに比べ高分子鎖を膜内に閉じ込めた時のRgは大きく減少する結果が得られた。今後、重水素化AOTが作るMEの相挙動・高分子鎖との相互作用等解決すべき問題もあるが、最終目的であるメゾ空間に拘束された高分子鎖の相転移挙動を明らかにするべく研究を進めていく。
一次相転移の誘導期間における秩序形成の解明

今井正幸, 今井正幸

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 Scientific Research (C)

1997年～ 1999年

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1次相転移には、誘導期間と呼ばれる前駆現象が観察される場合がある。この誘導期間は、古典的には、核形成・成長において、新しい相の核が安定に存在し得るまで、成長するのに必要な確率的な時間であると説明されてきた。本研究では、高分子・界面活性剤・液晶分子に代表されるような複雑液体においては、その大きな内部自由度に基づく複数の秩序変数間のカップリングにより様々な相転移前駆現象が観察されることを明らかにした。 1)高分子の結晶化誘導期間における秩序形成高分子(ポリエチレンテレフタレート)の結晶化誘導期間における秩序形成を小角X線散乱・中性子散乱・偏光解消光散乱により追跡し、高分子結晶化に際しては、最初に高分子鎖が平行に配向し(ネマティク転移)、その後、分子鎖間のアジャストメントによりパッキングが開始し、誘導期間は分子鎖のパッキングが始まる前の平行配向化の段階であることを明らかにした。また、そのメゾスケールの秩序形成がスビノーダル分解のキネティクスに従い、この実験結果が土井らの平行配向理論と記述できることを見い出した。 2)高分子/液晶系の液晶・結晶化転移のキネティクス高分子/液晶系では、高分子濃度がある値以上になると液晶分子が結晶化することが知られている。この液晶分子の結晶化は、その秩序パラメーターが密度と配向の2パラメーター系であることから上の高分子の結晶化と類似の結晶化キネティクスが期待される。我々は、高分子/液晶系の結晶化挙動を小角散乱散乱手法とモンテカルロシミュレーション手法により追跡した。その結果、液晶分子の結晶化の前段階で液晶分子の配向秩序化が進んでいることがシミュレーションから予想されることが明らかとなった。 3)非イオン性界面活性剤/水系でのモルフォロジー転移の前駆現象非イオン性界面活性剤/水系でのラメラ/Gyroid転移を高分解能小角X線散乱法により追跡した。ラメラ/Gyroid転移点より高温側のラメラ相においてすでに、Gyroid相に繋がる特定の波数ベクトルをもつ膜の揺らぎが発生し、温度が転移点に近づくにつれてその揺らぎが次第に成長し、最終的には、ラメラ面に穴のあいた穴あきラメラ構造が形成される事が明らかになった。この相転移の前駆現象として膜に特定の揺らぎのモードが安定化する現象は実験的に初めて確認されたものであり、モルフォロジー転移にも前駆構造が存在することを明らかに出来た。
中性子散乱によるフラクソイド構造の解明とその理工学的応用

長村光造, 奥田浩司, 今井正幸, 古坂道弘, 新井正敏, 松下照男, 池田進

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 Scientific Research (A)

研究機関：KYOTO UNIVERSITY

1995年～ 1997年

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FLLの構造の研究は超伝導機構の考察および電磁気学的研究に重要な知見を与える。本研究では平成7年度に完成させたFLL観察用中性子散乱装置を用い、また走査ホールプローブ法や磁化測定、電気抵抗測定実験を併せて、次のような研究課題を平成9年度に研究者全員の協力関係のもと順次遂行した。 (1)FLL構造の異方性、次元性及び相図の解明:平成8年度に引き続き磁束構造からみた超伝導状態の変化を種々の超伝導体の臨界磁場、GLパラメータの依存性を系統的に明らかにした。 (北沢、松下、岸尾) (2)磁束線(FL)のピンニングによる磁束分布の変動の解明:ピンニングによるFLLの変形についてBrandt(1986-1990)の理論、2次元性超伝導体におけるFLLについてのKoganとCampbell(1990)の考察の検証を金属系超伝導体及び酸化物超伝導体を用いて行った。(長村、古坂) (3)FLLのダイナミクスの解明:規則/不規則転移や臨界磁場近傍における消滅過程等は統計物理学的に興味がもたれるが、パルス磁場のような外部からの摂動による時間応答をSANSその場測定で調べる方法について検討を行った。 (新井、鈴木) (4)LaSrCuOにおける不均質磁束構造の解明:これまでの研究でC軸方向に微細構造に周期的な不均質さがあることがわかり、それにピンニングされるように磁束分布に変調が生じていることが明らかになっている。さらにa軸、b軸で同様の傾向があるが、不均質構造の原因について明らかにした。 (岸尾、長谷川、長村) (5)STM/STSによるFLLの局所構造の解析;:ピン止めされた磁束線によって影響を受ける電子状態をSTSによって調べ、欠陥のない規則FLLにおける磁束線付近の電子状態との比較等について文献調査を行った。(長村) (6)走査ホールプローブ法による局所磁束分布の測定:磁化過程および消磁過程における磁束分布の空間的変化を走査ホールプローブ法で測定した。(酒井、長村) (7)磁化過程の電磁気学理論による解析:磁化測定の結果をビーン模型等の臨界状態論により解析して超伝導体内の磁束分布を推定し、実験から決定した磁束分布と比較検討を行った。(松下、長村) 以上の研究成果について平成10年3月2日に京都において成果発表会を行った。
高分子の結晶化におけるミクロからメゾスコピックへの秩序形成

今井正幸

1996年～ 1996年

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高分子物質を非晶状態から結晶化させると、結晶核形成から結晶成長・球晶成長へと様々な空間的階層で秩序化過程が観察される。特に結晶核形成には系が結晶化条件に達してから実際に結晶化が開始するまでに誘導期間と呼ばれる過渡的な時間の経過が必要であり、最近我々のグループでは、この結晶化誘導期においてメゾスコピック領域での密度および配向ゆらぎの成長過程を観測した。本研究の目的は、このようなメゾスコピックな構造揺らぎと結晶化による原子レベルでのパッキングがどのように関連しているのかを明らかにすることである。我々は高エネルギー物理学研究所所有の高分解能中性子弾性散乱装置、HITを用いて、結晶化の初期過程における構造形成を原子レベルで行った。その結果、非晶状態と結晶化誘導期間にある試料でその散乱曲線S(Q)に約1%程度の差があることを見い出した。この違いはピーク位置より、分子鎖セグメントの秩序化に起因すると考えられ、平行して測定した赤外吸収スペクトルの変化とも対応し、メゾスコピックな構造揺らぎの原子レベルでの起源を明らかにするものである。現在この散乱曲線をもとに、コンピュタ-シミュレーションによりその構造モデルの構築を行っており、それにより誘導期間における構造形成がかなり明瞭になるものと期待される。
高分子の結晶化におけるメゾスコピックな秩序形成と動的構造

今井正幸

1995年～ 1995年

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高分子物質を非結晶状態から結晶化させると、ランダムに絡み合った一次元の高分子鎖が,秩序だった格子を組み始めるいわゆる、結晶核形成過程が観察される。この結晶核形成には系が結晶化条件に達してから実際に結晶化が開始するまでに誘導期間と呼ばれる過渡的な時間の経過が必要となる。我々は、従来殆ど解明されていなっかた結晶化誘導期に着目して研究を進め、この結晶化が開始する以前の段階においてメゾスコピックスケール(〜10nm)で密度と配向のゆらぎによる新しい秩序化過程を見い出した。当該年度においては、このメゾスコピックスケールでの新しい秩序形成と原子オーダーのミクロスコピックスケールでの構造形成を対応させるため、赤外吸収分光測定および広範囲中性子弾性散乱測定を行った。特に赤外吸収分光測定は同時DSC(示差熱分析)測定できる装置を用いマクロスコピックな結晶化誘導期を捉えながらin-situで分子鎖のゴ-シュ形からトランス形へのコンフォメーション変化を時間発展的に追跡した。その結果トランスコンフォメーションが結晶化によるパッキングが開始する前の誘導期において増大していることを直接的に明らかにした。この結果を小角X線散乱、小角中性子散乱、偏光解消光散乱の結果と併せると、誘導期におけるゴ-シュ形からトランス形へのコンフォメーション変化を引き金にして分子鎖の持続長が増大し、これが排除体積効果による分子鎖の平行配向化を進めて、上述のメゾスコピックスケールでの密度と配向のゆらぎをもたらすという我々のモデルを裏付けることができた。さらに、広範囲中性子弾性散乱測定により、このように形成されるメゾスコピックスケールでの密度ゆらぎが結晶化による分子鎖のパッキングよりかなり前の段階で形成されることも直接的に示された。
高分子の結晶化に伴う密度および配向ゆらぎの成長過程

今井正幸

1995年～ 1995年

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高分子物質を非晶状態から結晶化させると、ランダムに絡み合った一次元の高分子鎖が,秩序だった格子を組み始めるいわゆる、結晶核形成過程が観察される。この結晶核形成には系が結晶化条件に達してから実際に結晶化が開始するまでに誘導期間と呼ばれる過渡的な時間の経過が必要となる。我々は、従来殆ど解明されていなっかた結晶化誘導期に着目して研究を進め、この結晶化が開始する以前の段階においてメゾスコピックスケール(〜10nm)で密度と配向のゆらぎによる新しい秩序化過程を見い出した。当該年度においては、このメゾスコピックスケールでの新しい秩序形成と高分子の分子レベルでの構造形成を結び付ける目的で重水素化ラベル中性子小角散乱法により、結晶化誘導期における分子鎖形態、特に配向秩序化の鍵となる分子鎖の剛直性(持続長)に着目して研究を進めた。その結果、結晶化誘導期において、分子鎖の持続長が10%程度増大すること、およびその持続長の値が配向秩序化(isotropic-nematic転移)を行うための条件を満たしていることが明らかになった。これは、ガラス状態ではランダムコイルとして存在する分子鎖が結晶化誘導期においてその持続長を増大させるため、排除体積効果により配向秩序化が進行し、分子鎖が平行配向するようになり、この後分子鎖のパッキングが始まり結晶化に進むという我々のモデルを裏付ける結果であった。さらに、この誘導期における持続長の増大は、分子鎖のゴ-シュ形からトランス形へのコンフォメーション変化が原因だと考え、DSC(示差熱分析)と赤外吸収分光の同時測定によりトランスコンフォメーションが誘導期において増大していることを直接的に明らかにした。これらの研究により、高分子の結晶化においては従来考慮されていなかった配向と密度の2つのオーダーパラメーターが重要な働きをしてメゾスコッピクな秩序化を進めることおよびその分子論的起源が明らかになった。

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社会貢献活動 8

宮城県古川高等学校大学出前講座

2015年11月6日～

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「物質から生命へ」のタイトルで授業を２回行った。
第３０回湯川記念講演会

2014年10月12日～

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「物質から生命への道」のタイトルで一般向け講演会を行った
平成２６年度宮城県高等学校理科研究会大崎支部講演会

2014年9月11日～

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「物質から生命へ」のタイトルで理科教師向けに講演を行った
大阪大学最先端の物理を高校生に

2013年11月2日～

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主に近畿地方の高校生を対象に最先端の物理を高校生にわかりやすく解説する。生命への物理からのアプローチというタイトルで講演した。
岩手県立花巻北高等学校進路講演会

2013年6月4日～

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最近の物理研究の一端を高校生にわかりやすく紹介し、進路選択の際の参考にしてもらう。
東北地区高等学校物理教育研究会

2013年1月19日～

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東北地区高等学校の物理教師に最近の物理の研究の一端を紹介する
大阪大学最先端の物理を高校生に

2012年10月20日～

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大阪大学が大阪府、京都府、兵庫県、奈良県の教育委員会の後援をうけて、高校生に最新の物理を毎週土曜日に６日間伝える。その中の生命物理に関する講義を担当。
大阪大学最先端の物理を高校生に

2011年11月5日～

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大阪大学が大阪府、京都府、兵庫県、奈良県の教育委員会の後援をうけて、高校生に最新の物理を毎週土曜日に６日間伝える。その中の生命物理に関する講義を担当。

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メディア報道 2

微小カプセル冷却で薬剤放出

日経産業新聞

2012年2月28日

メディア報道種別: 新聞・雑誌
お茶の水女子大、冷やすと内部薬剤を放出するカプセル粒子を開発

日刊工業新聞

2011年12月5日

メディア報道種別: 新聞・雑誌

その他 7

分子供給系を持つ自己生産ベシクルの開発

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両親媒性分子が作る球状の閉じた２分子膜構造はベシクルと呼ばれ、有機物質が生命へと進化を遂げる際に、最初にできた分子集合体だと考えられている。このベシクルは、様々な化学物質と相互作用することにより、自己生産・膜輸送・自己駆動などの生命現象に密接な機能を獲得し、自己触媒系と連携して生命へと進化したと考えられている。本研究では、日本でソフトマター物理学を基盤に分子集合体から生命機能の発現機構を研究する我々のグループとスウェーデンの分子集合体の物理化学のリーダーであるLund大学のOlsson教授のグループが連携して、様々な化学物質と相互作用することにより発現するベシクルダイナミクスの物理化学的な起源を明らかにしようとするものである。
人工膜上での高分子合成による情報分子の創成

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人工膜上で膜情報を分子構造に取り入れた高分子を合成させ、高分子とベシクルの行動的なダイナミクスを明らかにする。
変形しながら駆動する分子集合体の物理

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リン脂質分子に界面活性剤を作用させ、その溶解性を利用してベシクルを変形させながら駆動する分子集合体を開発、その機構を解明する。
脂肪酸ベシクルを用いた生命機能発現機構の解明

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脂肪酸ベシクルを用いて最も単純な生命機能であるベシクルの代謝や成長を再現するための基礎研究。
自己生産ベシクルの物理機構の解明

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自己生産するベシクルの変形過程を３次元画像解析し、膜弾性理論に基づき、その機構を解明する。
人工細胞の創成

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菅原正研究室で進めている人工細胞の生命樹の発現機構を巻く物理の観点から解明する。
化学刺激によるベシクルの制御

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ベシクルに様々な化学刺激を与え、その応答ダイナミクスを調べることにより、ベシクルの化学制御を目指す。

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