研究者詳細

顔写真

ウメツ　マサキ
梅津　将喜
Masaki Umetsu
所属
大学院環境科学研究科　先進社会環境学専攻　資源戦略学講座（環境素材設計学分野）
職名
助教
学位

  • 博士（農学）（東北大学）

  • 修士（農学）（東北大学）

e-Rad 研究者番号
30891387

経歴 2

  • 2021年4月 ～ 継続中
    東北大学　大学院環境科学研究科　助教

  • 2019年4月 ～ 2021年3月
    東北大学　大学院農学研究科　日本学術振興会特別研究員（DC2）

学歴 3

  • 東北大学　大学院農学研究科　資源生物科学専攻

    2017年4月 ～ 2020年3月

  • 東北大学　大学院農学研究科　資源生物科学専攻

    2015年4月 ～ 2017年3月

  • 東北大学　農学部　応用動物科学コース

    2011年4月 ～ 2015年3月

委員歴 1

  • 日本バイオマテリアル学会　日本バイオマテリアル学会シンポジウム2024 実行委員

    2024年10月 ～

所属学協会 8

  • 粉体粉末冶金協会

  • 資源・素材学会

  • 日本水環境学会

  • 日本バイオマテリアル学会

  • 粉体工学会

  • 日本微生物生態学会

  • 日本畜産環境学会

  • 日本セラミックス協会

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受賞 2

  1. 日本畜産環境学会第16回大会 奨励賞

    2017年6月　日本畜産環境学会　畜産廃水処理技術として見たメタン菌カソード微生物燃料電池の利用

  2. 日本畜産環境学会第15回大会 奨励賞

    2016年6月　日本畜産環境学会　メタン菌カソード電極の効率化を目的とした微生物付着性に関する検討

論文 12

  1. Effect of oxidation treatment and UV irradiation of titanium on surface properties and yeast adhesion 査読有り

    Masaki Umetsu, Ryota Sekiai, Mei-Fang Chien, Shun Yokoyama, Masanobu Kamitakahara

    Journal of Asian Ceramic Societies　13　(2)　144-153　2025年4月

    出版者・発行元： Informa UK Limited

    DOI： 10.1080/21870764.2025.2492407 　

    eISSN：2187-0764

  2. Methanogen Biocathode Microbial Fuel Cell System That Simultaneously Achieves Cattle‐Barn Wastewater Treatment and Carbon Dioxide Utilization 査読有り

    Yuta Nakayasu, Hiroto Nakano, Masaki Umetsu, Koji Yokoyama, Hideyuki Takahashi, Chika Tada

    Energy Technology　13　(4)　2401558　2025年4月

    出版者・発行元： Wiley

    DOI： 10.1002/ente.202401558 　

    ISSN：2194-4288

    eISSN：2194-4296

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    Microbial fuel cells (MFCs) present a promising alternative to traditional activated sludge treatment for livestock wastewater, offering a carbon‐neutral, sustainable approach to wastewater management. Activated sludge treatment requires significant energy input for aeration and produces unpleasant odors. MFCs eliminate the need for energy‐intensive aeration, simultaneously generating energy during wastewater treatment. Platinum‐based electrodes commonly used in the cathode of MFCs pose a significant cost barrier, necessitating advancements in electrode materials for practical, large‐scale application. This study reports on the performance of a continuous methanogen biocathode MFC system engineered to simultaneously treat cattle‐barn wastewater and utilize carbon dioxide without 2‐bromoethanesulfonic acid (BES). Carbon felt treated with nitric acid without BES successfully reduces methane production by 93%. An MFC configuration utilizing nitric acid‐treated carbon felt as the anode and an oak‐derived carbon electrode as the cathode effectively treat wastewater and convert CO2 to methane, yielding a power density of 5.5 mW m−2 and Coulombic efficiency of 7.3%, approximately twice those without nitric acid treatment and surpassing even the performance of the system with BES treatment. This system represents a promising, low‐cost, and environmentally sustainable approach to renewable energy production and livestock wastewater treatment.

  3. Design of bioresorbable calcium phosphate cement with high porosity via the addition of bioresorbable polymers 査読有り

    Masanobu Kamitakahara, Kakeru Kato, Masaki Umetsu, Kumiko Yoshihara, Yasuhiro Yoshida

    Journal of Biomaterials Applications　39　(6)　557-565　2025年1月

    出版者・発行元： SAGE Publications

    DOI： 10.1177/08853282241277477 　

    ISSN：0885-3282

    eISSN：1530-8022

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    Novel calcium phosphate cements (CPCs) that can be resorbed into the human body need to be developed. One approach for improving bioresorbability is reducing the content of calcium phosphate in CPCs; however, this may induces difficulties in setting the cement and increases the risk of decay. Adding bioresorbable polymers to a liquid solution can shorten the setting time and inhibit decay during setting. A novel bioresorbable polymer, phosphorylated pullulan (PPL), was recently reported. The effect of adding PPL to α-tricalcium phosphate (α-TCP)-based CPCs was examined and compared to that of adding bioresorbable polymers such as collagen, chitosan, and alginate. Collagen did not significantly inhibit the conversion of α-TCP to hydroxyapatite (HA), and its combination with calcium phosphate decreased the setting time and suppressed decay; chitosan decreased the setting time when combined with calcium phosphate; and alginate inhibited the conversion of α-TCP to HA and contributed to suppressing the decay. In contrast, PPL slightly inhibited the conversion of α-TCP to HA; however, its combination with calcium phosphate decreased the setting time. Thus, selecting bioresorbable polymers can help effectively control the properties of CPCs.

  4. Effective selenate removal using pH modulated synthesis of biogenic jarosite: Comparative insight with non-biogenic jarosite and biogenic schwertmannite 査読有り

    Upasana Jhariya, Mei-Fang Chien, Masaki Umetsu, Masanobu Kamitakahara

    Journal of Hazardous Materials　480　136256　2024年10月

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.jhazmat.2024.136256 　

    ISSN：0304-3894

  5. Design of porous calcium phosphate cement composed of spherical porous granules based on precipitation of octacalcium phosphate 査読有り

    Masanobu Kamitakahara, Hiromu Kato, Masaki Umetsu

    Journal of the Ceramic Society of Japan　132　(9)　560-562　2024年9月

    出版者・発行元： Ceramic Society of Japan

    DOI： 10.2109/jcersj2.24063 　

    ISSN：1882-0743

    eISSN：1348-6535

  6. Preparation and Evaluation of Cements Using Spherical Porous β-Tricalcium Phosphate Granules

    Yuichiro Ito, Hiromu Kato, Masaki Umetsu, Masanobu Kamitakahara

    MATERIALS TRANSACTIONS　65　(2)　212-217　2024年2月

    出版者・発行元： Japan Institute of Metals

    DOI： 10.2320/matertrans.mt-y2023006 　

    ISSN：1345-9678

    eISSN：1347-5320

  7. 3D-Printed Methane-Producing Electrodes for Microbial Fuel Cells Developed Using Biogel Ink Containing Live Methanogens and White Charcoal 査読有り

    Masaki Umetsu, Yosuke Watanabe, Masato Ueno, Tatsuya Kobayashi, Hidemitsu Furukawa, Chika Tada

    Macromolecular Materials and Engineering　308　(12)　2300215　2023年10月

    出版者・発行元： Wiley

    DOI： 10.1002/mame.202300215 　

    ISSN：1438-7492

    eISSN：1439-2054

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    Abstract Methanogens are used as catalysts for cathodes in microbial fuel cells, to reduce CO2 to CH4. However, the attachment of microbes to the electrodes via culturing is time‐consuming, and inadequate biofilm formation can lead to lesser surface area coverage, resulting in reduced methane formation. This study aims to improve the production efficiency and performance of methanogen cathodes developed using 3D printing of bioink containing live methanogens. A progressive cavity pump is used for the 3D gel‐printing of methanogens and micro‐sized white charcoal particles into the desired structure. Despite the absence of anaerobic conditions during printing, the 3D‐printed cathodes with higher concentrations of microbial inoculum in the bioink produce more methane gas. Even with an unconcentrated inoculum, the methanogens multiply 800‐fold during incubation, resulting in increased methane gas production. The predominant methanogens in the electrodes included the hydrogenotrophic Methanobacterium spp. Therefore, the technique used in this study can be used to successfully develop 3D‐printed biocathodes catalyzed by methanogenic microbes with verifiable practical applicability. This study is the first to report the growth of methanogens and their methanogenic activity in 3D‐printed cathodes.

  8. Iron azaphthalocyanine electrocatalysts for enhancing oxygen reduction reactions under neutral conditions and power density in microbial fuel cells 査読有り

    Edwin Osebe Nyangau, Hiroya Abe, Yuta Nakayasu, Masaki Umetsu, Masaru Watanabe, Chika Tada

    Bioresource Technology Reports　23　101565　2023年7月

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.biteb.2023.101565 　

    ISSN：2589-014X

  9. 球状多孔質β型リン酸三カルシウム顆粒を用いたセメントの作製と評価 査読有り

    伊藤 佑一郎, 加藤 大夢, 梅津 将喜, 上高原 理暢

    粉体および粉末冶金　70　(5)　242-247　2023年5月

    DOI： 10.2497/jjspm.70.242 　

  10. Semi-wet methanogen cathode composed of oak white charcoal for developing sustainable microbial fuel cells 査読有り

    Hiroto Nakano, Yuta Nakayasu, Masaki Umetsu, Chika Tada

    Journal of Bioscience and Bioengineering　135　(6)　480-486　2023年4月

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.jbiosc.2023.03.009 　

    ISSN：1389-1723

  11. Electricity Generation by a Methanogen Cathode Microbial Fuel Cell 査読有り

    Masaki UMETSU, Yasuhiro FUKUDA, Hideyuki TAKAHASHI, Chika TADA

    Journal of Animal Production Environment Science　19/20　(1)　23-33　2021年6月

  12. Functional Group Distribution of the Carrier Surface Influences Adhesion of Methanothermobacter thermautotrophicus 国際誌 査読有り

    Masaki Umetsu, Takaaki Sunouchi, Yasuhiro Fukuda, Hideyuki Takahashi, Chika Tada

    Archaea　2020　9432803　2020年1月

    DOI： 10.1155/2020/9432803 　

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    Various support carriers are used for high-density retention of methanogenic archaea in anaerobic wastewater treatment systems. Although the physicochemical properties of carrier materials and microorganisms influence the adhesion of methanogenic archaea, details about the underlying mechanism remain poorly characterized. We applied seven types of chemical surface modifications to carbon felts to clarify the adhesion properties of Methanothermobacter thermautotrophicus, a representative thermophilic hydrogenotrophic methanogen. The relationship between carrier surface properties and methanogen adhesion was evaluated. M. thermautotrophicus adhesion was significantly increased up to 2.6 times in comparison with control on carbon felts treated with NaOH, HCl, H2SO4, or Na2HPO4. Treated carbon felts showed a lower water contact angle, but no correlation between the carrier surface contact angle and methanogen adhesion was observed. On the other hand, at the surface of the carrier that showed improved adhesion of methanogens, the ratio of -COOH : -OH was 1 : 0.65. Such a ratio was not observed with treated carriers for which methanogen adhesion was not improved. Therefore, in the adhesion of M. thermautotrophicus, the functional group abundance was important as well as physical surface properties such as the hydrophobicity. Hydrogenotrophic methanogens are involved in active methanation during the startup of anaerobic digestion. Additionally, these methanogenic archaea function as methanogenic cathode catalysts. Therefore, anaerobic digestion performance will greatly improve by controlling the adhesion of hydrogenotrophic methanogens such as M. thermautotrophicus.

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MISC 4

  1. New insights into immobilized bacterial systems for removal of heavy metals from wastewater 査読有り

    U. Jhariya, M.-F. Chien, M. Umetsu, M. Kamitakahara

    International Journal of Environmental Science and Technology　22　(9)　8319-8334　2025年2月

    出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC

    DOI： 10.1007/s13762-025-06369-6 　

    ISSN： 1735-1472

    eISSN： 1735-2630

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    Abstract Industrial and anthropogenic activities release heavy metals (HMs) from natural resources, transforming them into toxic elements. HMs can be extremely toxic, even at very low concentrations; their bioaccumulative nature damages ecosystem endurance and human health. Bacterial bioremediation of HMs is an effective, sustainable, and reliable method owing to inherent and adaptive systems of bacteria that facilitate significant HMs removal via adsorption, ion exchange, and bioaccumulation. However, the use of free cells in wastewater treatment compromises bioremediation efficiency. Bacterial immobilization emerges as a promising visionary technique for treating HMs-contaminated wastewater. Therefore, the present review elucidates the potential of various bacterial remediation mechanisms and highlights current research outcomes in the field of metal ion bioremediation. Furthermore, this review explores the importance and potential applications of bacterial immobilization in the context of metal ion bioremediation. A comprehensive literature review was conducted to demonstrate the advantages of immobilized bacterial cells in HM-contaminated wastewater treatment. The groundbreaking relationship between bacterial HM removal mechanisms and immobilization methods has been conclusively established. Future research that integrates bacterial HM removal mechanisms and bacterial immobilization methods could play an instrumental role in the effective treatment strategies and efficient recovery of HMs from wastewater.

  2. 骨再生のためのリン酸カルシウム球状顆粒からなるセメントの作製 招待有り 査読有り

    梅津 将喜, 上高原 理暢

    協会誌セラミックス(CERAMICS JAPAN)　58　(9)　588-591　2023年9月

  3. リン酸カルシウム球状多孔質顆粒の作製とその医療応用 招待有り 査読有り

    上高原 理暢, 梅津 将喜

    PHOSPHORUS LETTER　106　7-17　2023年2月

  4. 微生物と非生物の狭間から見る付着性 招待有り 査読有り

    梅津 将喜

    生物工学会誌　100　(7)　380　2022年7月

    DOI： 10.34565/seibutsukogaku.100.7_380 　

講演・口頭発表等 101

  1. Rapid and Viable Immobilization of Yeast Cells on Material Surfaces via Electrophoretic Deposition

    Masaki UMETSU, Keita SUZUKI, Masanobu KAMITAKAHARA

    The Water and Environment Technology Conference 2025 (WET2025)　2025年7月6日

  2. ニッケル添加アパタイトがメタン発酵における微生物群集構造に与える影響

    梅津将喜, 上高原理暢

    第59回日本水環境学会年会　2025年3月17日

  3. The effect of serum component adsorption on the surface properties and initial microbial adhesion of various materials

    Masaki UMETSU, Kyogo HOSHI, Masanobu KAMITAKAHARA

    The 22th Asian BioCeramics Symposium (ABC2024)　2024年12月4日

  4. 材料表面におけるコンディショニングフィルムの形成が微生物の付着性に与える影響 招待有り

    梅津 将喜

    2024(令和6)年度 資源・素材学会東北支部 春季大会　2024年6月14日

  5. 血清成分の吸着による材料表面特性の変化が微生物付着性に与える影響 招待有り

    梅津 将喜, 星 京吾, 堰合 亮太, 上高原 理暢

    2023年度 東北大学金属材料研究所共同研究ワークショップ 日本バイオマテリアル学会東北ブロック講演会　2023年12月22日

  6. Accumulation of Yeast Cells by Electrophoretic Deposition for Biosorption

    Masaki UMETSU, Keita SUZUKI, Masanobu KAMITAKAHARA

    International Conference on New Horizons in Biotechnology (NHBT-2023)　2023年11月27日

  7. 血清成分の吸着によるチタンの表面性状および微生物付着性の変化

    梅津 将喜, 堰合 亮太, 星 京吾, 上高原 理暢

    第45回日本バイオマテリアル学会大会　2023年11月7日

  8. ニッケル含有リン酸カルシウム担体上でのメタン生成菌の挙動

    梅津 将喜, 上高原 理暢

    第57回日本水環境学会年会　2023年3月17日

  9. Fabrication and Evaluation of Porous Calcium Phosphate Cements with Controlled Microstructure Using Spherical Porous Granules

    Masaki Umetsu, Yuichiro Ito, Hiromu Kato, Masanobu Kamitakahara

    20th Asian Bioceramics Symposium (ABC2022)　2022年12月11日

  10. チタン表面への血清成分吸着が微生物付着挙動に与える影響

    梅津 将喜, 堰合 亮太, 星 京吾, 上高原 理暢

    日本微生物生態学会第35回大会　2022年11月1日

  11. ニッケル添加リン酸カルシウム担体によるメタン生成菌の培養

    梅津 将喜, 上高原 理暢

    粉体粉末冶金協会2022年度春季大会(第129回講演大会)　2022年5月25日

  12. Examination of a Carbon Nanotube-Dispersed Methanogen Culture Method for Producing Methanogen Biocathodes

    Masaki Umetsu, Minfang Zhang, Atsuko Sekiguchi, Hideyuki Takahashi, Chika Tada

    Material Research Meeting 2021　2021年12月14日

  13. Simultaneous Power Generation and Methane Production by a Methanogenic Cathode Microbial Fuel Cell

    Masaki UMETSU, Yasuhiro FUKUDA, Hideyuki TAKAHASHI, Chika TADA

    Water and Environment Technology Conference 2019　2019年7月14日

  14. Power generation with a batch type Microbial Fuel Cell using a hydrogenotrophic methanogen as cathodic catalyst

    Masaki Umetsu, Yasuhiro Fukuda, Hideyuki Takahashi, Chika Tada

    16th IWA World Congress on Anaerobic Digestion　2019年6月26日

  15. メタン菌カソード微生物燃料電池の実用化の可能性についての検討

    梅津 将喜, 多田 千佳

    日本畜産環境学会 第18回大会　2019年6月15日

  16. Electricity Generation with a Fed-Batch Type and a Continuous Type Methanogen Cathode Microbial Fuel Cell

    Masaki UMETSU, Yasuhiro FUKUDA, Hideyuki TAKAHASHI, Chika TADA

    Water and Environment Technology Conference 2018　2018年7月15日

  17. バッチ式微生物燃料電池におけるメタンガス生産

    梅津 将喜, 福田 康弘, 高橋 英志, 多田 千佳

    日本微生物生態学会 第32回大会　2018年7月11日

  18. 微生物燃料電池におけるアノードでのメタン菌増殖とその解決法

    梅津 将喜, 福田 康弘, 高橋 英志, 多田 千佳

    日本畜産環境学会 第17回大会　2018年6月23日

  19. 担体表面の化学処理によるMethanothermobacter thermautotrophicus strain ΔHの付着性向上

    梅津 将喜, 簾内 崇彰, 福田 康弘, 中井 裕, 高橋 英志, 多田 千佳

    環境微生物系合同大会2017　2017年8月30日

  20. 畜産廃水処理技術として見たメタン菌カソード微生物燃料電池の利用

    梅津 将喜, 福田 康弘, 中井 裕, 多田 千佳

    日本畜産環境学会 第16回大会　2017年6月17日

  21. Effect of Coexistence of Polymeric Carbon Nitride and Light Irradiation on Biological Methane Production

    Indra Jaya BUDIARSO, Masaki UMETSU, Yuta NAKAYASU, Masanobu KAMITAKAHARA

    The Water and Environment Technology Conference 2025 (WET2025)　2025年7月6日

  22. Analysis of Biofilm Characteristics and Microbial Communities on Different Material Surfaces Installed in a Small-Scale River

    Hiroto MATSUSAKA, Masaki UMETSU, Yasuhiro FUKUDA, Chika TADA, Masanobu KAMITAKAHARA

    The Water and Environment Technology Conference 2025 (WET2025)　2025年7月6日

  23. 酸性鉱山排水からの鉄化合物の合成に関する研究

    高 靖宇, 梅津 将喜, 簡 梅芳, 上高原 理暢

    2025年度 資源・素材学会東北支部 春季大会　2025年6月12日

  24. ヒアルロン酸を添加したリン酸カルシウムセメントの作製と軟骨前駆細胞を用いた評価

    川邉 和輝, 梅津 将喜, 上高原 理暢

    2025年度 資源・素材学会東北支部 春季大会　2025年6月12日

  25. リン酸カルシウムセメントの粉液比がセメント物性および内包微生物活性に及ぼす影響

    齋藤 禎範, 梅津 将喜, 上高原 理暢

    2025年度 資源・素材学会東北支部 春季大会　2025年6月12日

  26. 鉱山排水路に設置した種々の材料における化学反応とバイオフィルム形成

    松阪 寛仁, 梅津 将喜, 簡 梅芳, 上高原 理暢

    2025年度 資源・素材学会東北支部 春季大会　2025年6月12日

  27. Biogenic Iron Compounds Synthesis Using Iron Metal for Selenate Removal from Wastewater

    Upasana JHARIYA, Mei-Fang CHIEN, Masaki UMETSU, Masanobu KAMITAKAHARA

    International Conference on Advances in Biotechnology and Bioinformatics (ICABB 2024)　2024年11月27日

  28. 抗菌性と骨再生促進機能を有するリン酸カルシウムセメントの作製および評価

    樋山 颯, 梅津 将喜, 上高原 理暢

    2024 (令和6) 年度 第17回資源・素材学会東北支部 若手の会　2024年11月10日

  29. アルギン酸添加電気泳動堆積法による鉄酸化細菌の活性維持を目的とした固定方法の開発

    水越 千誉, 梅津 将喜, 上高原 理暢

    2024 (令和6) 年度 第17回資源・素材学会東北支部 若手の会　2024年11月10日

  30. 鉱山廃水からの鉄化合物の合成とその有効利用に関する研究

    高 靖宇, 梅津 将喜, 上高原 理暢

    2024 (令和6) 年度 第17回資源・素材学会東北支部 若手の会　2024年11月10日

  31. 軟骨内骨化を誘導するリン酸カルシウムセメントの作製

    川邉 和輝, 梅津 将喜, 上高原 理暢

    2024 (令和6) 年度 第17回資源・素材学会東北支部 若手の会　2024年11月10日

  32. 微生物を担持可能とするリン酸カルシウムセメントの作製

    齋藤 禎範, 梅津 将喜, 上高原 理暢

    2024 (令和6) 年度 第17回資源・素材学会東北支部 若手の会　2024年11月10日

  33. 水環境に設置した材料表面に形成されるバイオフィルムの解析

    松阪 寛仁, 梅津 将喜, 上高原 理暢

    2024 (令和6) 年度 第17回資源・素材学会東北支部 若手の会　2024年11月10日

  34. 血清成分吸着表面に対する非生物的モデルによる微生物付着予測

    星京吾, 梅津将喜, 上高原理暢

    第37回微生物生態学会広島大会　2024年10月29日

  35. 担体への迅速な微生物固定を可能とする電気泳動堆積法の検討

    鈴木渓太, 梅津将喜, 上高原理暢

    第37回微生物生態学会広島大会　2024年10月29日

  36. Controlled Synthesis of Jarosite and Schwertmannite and their Comparative Removal Analysis for Toxic Oxyanions

    Upasana JHARIYA, Mei-Fang CHIEN, Masaki UMETSU, Masanobu KAMITAKAHARA

    The 15th ISAJ Annual Symposium　2024年10月29日

  37. 酸化チタンの紫外線応答性を利用した細胞や微生物の材料表面での挙動制御

    岩間永樹, 梅津将喜, 上高原理暢

    日本バイオマテリアル学会シンポジウム2024　2024年10月29日

  38. Improving Performance of Microbial Fuel Cells with Molecular Catalysts of Iron Azaphthalocyanine in Air-Breathing Cathode

    Hiroya ABE, Edwin O. NYANGAU, Yuta NAKAYASU, Masaki UMETSU, Masaru WATANABE, Chika TADA

    Pacific Rim Meeting (PRiME) 2024　2024年10月9日

  39. 白炭を活用したメタン菌カソード電極微生物燃料電池 招待有り

    多田千佳, 仲野博斗, 中安祐太, 上野正人, 梅津将喜, 小林竜也, 渡邉洋輔, 古川英光

    第22回日本炭化学会大会　2024年9月19日

  40. 水中条件での接触角測定による表面性状解析および微生物の付着性予測

    星京吾, 梅津将喜, 上高原理暢

    第75回コロイドおよび界面化学討論会　2024年9月17日

  41. 酸化チタン表面における細胞および微生物の接着や脱離の紫外線による制御

    岩間 永樹, 梅津 将喜, 上高原 理暢

    日本セラミックス協会 第37回秋季シンポジウム　2024年9月10日

  42. 銅含有α型リン酸三カルシウムの合成と抗菌性セメントへの適用

    樋山 颯, 梅津 将喜, 上高原 理暢

    日本セラミックス協会 第37回秋季シンポジウム　2024年9月10日

  43. Controlled synthesis of biotic jarosite and its comparative analysis against abiotic jarosite and biotic schwertmannite in selenate removal

    Upasana JHARIYA, Mei-Fang CHIEN, Masaki UMETSU, Masanobu KAMITAKAHARA

    The 10th International Symposium on Functional Materials (ISFM2024)　2024年8月5日

  44. Preparation of copper-containing α-tricalcium phosphate and investigation of its potential for cements with antimicrobial activity

    Hayate HIYAMA, Masaki UMETSU, Masanobu KAMITAKAHARA

    The 10th International Symposium on Functional Materials (ISFM2024)　2024年8月3日

  45. Consideration of Bacterial Adhesion on Serum-Components-Adsorbed Surface by Comparing Surface Free Energy in Water and Air

    Kyogo HOSHI, Masaki UMETSU, Masanobu KAMITAKAHARA

    Water and Environment Technology Conference 2024 (WET2024)　2024年7月21日

  46. Development of Immobilization Technique of Acidithiobacillus ferrooxidans Using Electrophoretic Deposition with Alginate to Maintain Activity

    Chitaka MIZUKOSHI, Masaki UMETSU, Masanobu KAMITAKAHARA

    Water and Environment Technology Conference 2024 (WET2024)　2024年7月21日

  47. 3Dゲルプリントで作成したメタン菌カソード電極を用いた微生物燃料電池

    上野 正人, 小林 竜也, 渡邉 洋輔, 梅津 将喜, 古川 英光, 多田 千佳

    日本畜産環境学会第22回大会　2024年6月15日

  48. 人工骨セメント用途の抗菌金属を固溶させたα型リン酸三カルシウムの作製に関する研究

    樋山 颯, 梅津 将喜, 上高原 理暢

    2024(令和6)年度 資源・素材学会東北支部 春季大会　2024年6月14日

  49. 電気泳動堆積によるアルギン酸ゲルの形成と鉄酸化細菌固定

    水越 千誉, 梅津 将喜, 上高原 理暢

    2024(令和6)年度 資源・素材学会東北支部 春季大会　2024年6月14日

  50. 直流電流による電気泳動堆積法を応用した微生物集積技術の開発

    鈴木 渓太, 梅津 将喜, 上高原 理暢

    粉体粉末冶金協会 2024年度春季大会(第133回講演大会)　2024年5月21日

  51. 酸化チタン薄膜の作製とその表面での細胞および微生物の接着

    岩間 永樹, 梅津 将喜, 上高原 理暢

    粉体粉末冶金協会 2024年度春季大会(第133回講演大会)　2024年5月21日

  52. 球状多孔質顆粒を用いた多孔質リン酸八カルシウムセメントの作製と評価

    上高原 理暢, 伊藤 佑一郎, 梅津 将喜

    日本セラミックス協会2024年年会　2024年3月15日

  53. Significance of morphologically distinct biogenic jarosite particles in selenate removal from wastewater

    Upasana JHARIYA, Mei-Fang CHIEN, Masaki UMETSU, Masanobu KAMITAKAHARA

    ISPF Multinational Symposium on Resilient Planet

  54. 球状顆粒を用いることで微構造制御したリン酸八カルシウムを主結晶相とする多孔質セメントの作製

    伊藤 佑一郎, 梅津 将喜, 上高原 理暢

    2023年度 東北大学金属材料研究所共同研究ワークショップ 日本バイオマテリアル学会東北ブロック講演会　2023年12月22日

  55. Controlled Precipitation of Jarosite and Schwertmannite and their Comparative Analysis for Adsorption of Toxic Oxyanions

    Upasana JHARIYA, Mei-Fang CHIEN, Masaki UMETSU, Masanobu KAMITAKAHARA

    International Conference on New Horizons in Biotechnology (NHBT-2023)　2023年11月27日

  56. 抗菌金属を固溶させたα型リン酸三カルシウムの作製

    樋山 颯, 梅津 将喜, 上高原 理暢

    2023(令和5)年度 資源・素材学会東北支部 秋季大会および若手の会　2023年11月19日

  57. 電気泳動堆積を利用した擬似バイオフィルム形成を伴う微生物固定化技術の開発

    水越 千誉, 鈴木 渓太, 梅津 将喜, 上高原 理暢

    2023(令和5)年度 資源・素材学会東北支部 秋季大会および若手の会　2023年11月19日

  58. 二酸化炭素雰囲気下での焼結による水酸アパタイト多孔体の炭酸含有量の制御

    上高原 理暢, 藤井 哲也, 梅津 将喜

    無機マテリアル学会 第147回学術講演会　2023年11月10日

  59. 木製微生物燃料電池による環境発電

    阿部博弥, Nyangau Edwin Osebe, 中安祐太, 渡邉賢, 梅津将喜, 多田千佳

    化学とマイクロ・ナノシステム学会 第48回研究会（CHEMINAS 48）　2023年11月6日

  60. 血清成分の吸着したガラスの大気中および水中での表面特性の評価

    星 京吾, 梅津 将喜, 上高原 理暢

    第45回日本バイオマテリアル学会大会　2023年11月6日

  61. 純度の異なるチタン金属に対する種々の酸化処理が擬似体液中でのアパタイト形成能に与える影響

    岩間 永樹, 梅津 将喜, 上高原 理暢

    令和5年度 日本セラミックス協会東北北海道支部 研究発表会　2023年11月3日

  62. 電気泳動堆積法を利用した酵母の集積における電圧と印加時間の影響

    鈴木 渓太, 梅津 将喜, 上高原 理暢

    令和5年 電気学会 基礎・材料・共通部門大会　2023年9月7日

  63. 生体環境下でリン酸八カルシウムを析出し硬化するセメントの作製および評価

    伊藤 佑一郎, 梅津 将喜, 上高原 理暢

    日本セラミックス協会 第36回秋季シンポジウム　2023年9月7日

  64. 銀イオンの担持方法を変えたリン酸八カルシウム顆粒の作製と抗菌性評価

    長浜 陵大, 梅津 将喜, 上高原 理暢

    日本セラミックス協会 第36回秋季シンポジウム　2023年9月7日

  65. Enhancing Microbial Fuel Cell Performance with Optimized Carbon Nanotube-Based Electrodes

    Minfang Zhang, Mei Yang, Ying Zhou, Don Futaba, Masaki Umetsu, Chika Tada

    The 65th Fullerenes-Nanotubes-Graphene General Symposium　2023年9月4日

  66. Livestock Wastewater Treatment and Power Generation Using Semi-Wet Biocathode Electrode MFC

    Hiroto Nakano, Masaki Umetsu, Yuta Nakayasu, Koji Yokoyama, Hideyuki Takahashi, Chika Tada

    FEMS 2023　2023年7月12日

  67. Three-dimensional printing of electrodes for methanogen-cathode microbial fuel cells

    Masato Ueno, Yosuke Watanabe, Tatsuya Kobayashi, Masaki Umetsu, Hidemitsu Furukawa, Chika Tada

    FEMS 2023　2023年7月11日

  68. Controlled Precipitation of Iron Hydroxysulfates by Acidithiobacillus ferrooxidans and Evaluation of their Adsorption Ability for Toxic Oxyanions

    Upasana JHARIYA, Mei-Fang CHIEN, Masaki UMETSU, Masanobu KAMITAKAHARA

    Water and Environment Technology Conference Online2023 (WET2023-online)　2023年7月9日

  69. Microbial Fuel Cells Using Iron-Azaphthalocyanine Cathode towards Sustainable Wastewater Treatment

    Edwin O. NYANGAU, Hiroya ABE, Yuta NAKAYASU, Masaki UMETSU, Masaru WATANABE, Chika TADA

    Water and Environment Technology Conference Online2023 (WET2023-online)　2023年7月9日

  70. Improving the Performance of Semi-Wet Biocathode Microbial Fuel Cells by Chemical Surface Treatment of the Anode Electrode

    Hiroto NAKANO, Masaki UMETSU, Koji YOKOYAMA, Hideyuki TAKAHASHI, Chika TADA

    Water and Environment Technology Conference Online2023 (WET2023-online)　2023年7月8日

  71. 表面酸化したチタンの骨結合性と細胞接着特性の評価

    岩間 永樹, 梅津 将喜, 上高原 理暢

    資源・素材学会東北支部 2023(令和5)年度春季大会　2023年6月8日

  72. 電気泳動堆積を利用したチタン電極上への酵母の集積

    鈴木 渓太, 梅津 将喜, 上高原 理暢

    資源・素材学会東北支部 2023(令和5)年度春季大会　2023年6月8日

  73. 血清成分を吸着させた材料表面に対する微生物付着性の評価

    星 京吾, 梅津 将喜, 上高原 理暢

    資源・素材学会東北支部 2023(令和5)年度春季大会　2023年6月8日

  74. 雰囲気制御した焼結による水酸アパタイト焼結体の微構造と組成の制御

    藤井 哲也, 梅津 将喜, 上高原 理暢

    令和4年度 日本セラミックス協会 東北北海道支部研究発表会　2022年11月11日

  75. 種々のβ型リン酸三カルシウム顆粒を用いた連通孔を有するセメントの作製

    伊藤 佑一郎, 加藤 大夢, 梅津 将喜, 上高原 理暢

    令和4年度 日本セラミックス協会 東北北海道支部研究発表会　2022年11月11日

  76. 銀イオン担持方法によるリン酸八カルシウム顆粒からの銀イオン放出挙動の制御

    長浜 陵大, 梅津 将喜, 上高原 理暢

    2022年度 東北大学金属材料研究所共同研究ワークショップ 日本バイオマテリアル学会東北ブロック講演会　2022年10月26日

  77. 種々の生体吸収性高分子の添加がリン酸カルシウムペーストの特性に与える影響

    加藤 翔, 梅津 将喜, 上高原 理暢, 吉原 久美子, 吉田 靖弘

    2022年度 東北大学金属材料研究所共同研究ワークショップ 日本バイオマテリアル学会東北ブロック講演会　2022年10月26日

  78. Methane production and microbial community under mesophilic anaerobic digestions which added various white charcoals

    Hiroto NAKANO, Yuta NAKAYASU, Masaki UMETSU, Chika TADA

    IWA World Water Congress & Exhibition 2022

  79. 純チタンの表面酸化による酵母の付着と脱着の制御

    堰合 亮太, 梅津 将喜, 簡 梅芳, 上高原 理暢

    日本セラミックス協会 第35回秋季シンポジウム　2022年9月16日

  80. リン酸カルシウムと種々の生体吸収性高分子を複合化したペースト状人工骨の作製

    加藤 翔, 梅津 将喜, 上高原 理暢, 吉原 久美子, 吉田 靖弘

    日本セラミックス協会 第35回秋季シンポジウム　2022年9月16日

  81. Effect of Chemical Surface Modification of Carbon Felt on Preventing Methanogen Adhesion

    Hiroto NAKANO, Masaki UMETSU, Koji YOKOYAMA, Hideyuki TAKAHASHI, Chika TADA

    Water and Environment Technology Conference Online2022 (WET2022-online)　2022年7月9日

  82. 薬剤の担持方法を変えたリン酸八カルシウム顆粒の作製

    長浜 陵大, 梅津 将喜, 上高原 理暢

    粉体粉末冶金協会2022年度春季大会(第129回講演大会)　2022年5月26日

  83. 形状と気孔率の異なるβ型リン酸三カルシウム顆粒を用いたセメントの作製と評価

    伊藤 佑一郎, 加藤 大夢, 梅津 将喜, 上高原 理暢

    粉体粉末冶金協会2022年度春季大会(第129回講演大会)　2022年5月25日

  84. リン酸八カルシウム析出による硬化反応を利用した多孔質リン酸カルシウムセメントの作製

    上高原 理暢, 加藤 大夢, 梅津 将喜

    粉体粉末冶金協会2022年度春季大会(第129回講演大会)　2022年5月25日

  85. 白炭を活用したセミドライバイオカソード微生物燃料電池の開発

    仲野 博斗, 中安 祐太, 梅津 将喜, 多田 千佳

    第56回日本水環境学会年会　2022年3月16日

  86. 純チタンの表面酸化と紫外線照射が酵母付着性に与える影響の評価

    堰合 亮太, 梅津 将喜, 上高原 理暢

    日本セラミックス協会2022年年会　2022年3月12日

  87. α型リン酸三カルシウムと生体吸収性高分子からなるペースト状人工骨の作製

    加藤 翔, 梅津 将喜, 上高原 理暢, 吉原 久美子, 吉田 靖弘

    日本セラミックス協会2022年年会　2022年3月11日

  88. 二酸化炭素雰囲気下における水酸アパタイトの焼結挙動の解明

    藤井 哲也, 梅津 将喜, 上高原 理暢

    日本セラミックス協会2022年年会　2022年3月11日

  89. 骨再生のための球状多孔体を用いた多孔質リン酸カルシウムセメントの作製と評価

    加藤 大夢, 梅津 将喜, 松原 秀彰, 上高原 理暢

    第60回セラミックス基礎科学討論会　2022年1月8日

  90. Improved microbial fuel cell efficiency using a methanogen cathode electrode

    Chika Tada, Masaki Umetsu, Hideyuki Takahashi

    Material Research Meeting 2021　2021年12月15日

  91. 多孔質球状顆粒を用いて微構造を制御した多孔質リン酸カルシウムセメントの作製

    上高原 理暢, 加藤 大夢, 淺原 叶, 梅津 将喜, 松原 秀彰

    第43回日本バイオマテリアル学会大会 第8回アジアバイオマテリアル学会　2021年11月30日

  92. 骨再生のための球状多孔体を用いた多孔質リン酸カルシウムセメントの作製

    加藤 大夢, 梅津 将喜, 松原 秀彰, 上高原 理暢

    2021年度 東北大学金属材料研究所共同研究ワークショップ 日本バイオマテリアル学会東北ブロック講演会　2021年9月29日

  93. 球状多孔体を用いた多孔質リン酸カルシウムセメントの設計と作製

    加藤 大夢, 梅津 将喜, 松原 秀彰, 上高原 理暢

    日本セラミックス協会 第34回秋季シンポジウム　2021年9月2日

  94. 微生物燃料電池のメタン菌カソード電極として利用する白炭種

    仲野 博斗, 中安 祐太, 梅津 将喜, 多田 千佳

    日本畜産環境学会第19 回大会　2021年6月19日

  95. メタン生成菌をカソード触媒として利用した微生物燃料電池の基礎的研究

    梅津 将喜, 福田 康弘, 中井 裕, 多田 千佳

    第51回日本水環境学会年会　2017年3月17日

  96. Electricity generation by a microbial fuel cell using a thermophilic methanogen as catalyst in the cathode

    Masaki UMETSU, Yasuhiro FUKUDA, Yutaka NAKAI, Chika TADA

    Water and Environment Technology Conference 2016　2016年8月28日

  97. メタン菌カソード電極の効率化を目的とした微生物付着性に関する検討

    梅津 将喜, 福田 康弘, 中井 裕, 多田 千佳

    日本畜産環境学会 第15回大会　2016年6月18日

  98. Observation of the Electrode Surface Microbes in Microbial Fuel Cell

    Masaki Umetsu, Yasuhiro Fukuda, Yutaka Nakai, Chika Tada

    The 13th International Symposium on Integrated Field Science　2016年3月10日

  99. メタン生成古細菌を用いた微生物燃料電池

    梅津 将喜, 多田 千佳

    第24回日本エネルギー学会大会　2015年8月4日

  100. 微生物燃料電池の現状とメタン生成古細菌を用いたバイオカソード微生物燃料電池

    梅津 将喜, 福田 康弘, 中井 裕, 多田 千佳

    日本畜産環境学会 第14回大会　2015年6月20日

  101. 地域住民参加型の超小型メタン発酵装置を活用した資源循環

    野村 俊介, 中安 祐太, 大風 翼, 梅津 将喜, 多田 千佳

    日本畜産環境学会第21回大会　2023年6月18日

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産業財産権 2

  1. 微生物燃料電池、排水処理システム

    多田千佳, 中安祐太, 梅津将喜

    産業財産権の種類: 特許権

  2. 微生物担体の製造方法

    梅津 将喜, 上髙原 理暢, 静間 帆香

    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 12

  1. リン酸カルシウムセメントの微構造制御による高機能微生物担体の開発

    梅津将喜

    2025年4月 ～ 2028年3月

  2. 河川中の鉄材料表面におけるバイオフィルム形成が微生物生態系および金属濃集に与える影響

    梅津将喜

    2025年4月 ～ 2026年3月

  3. 鉄酸化細菌を迅速かつ高密度に生産する電圧印加を利用した培養システムの開発

    梅津将喜, 上高原理暢

    2025年1月 ～ 2026年3月

  4. 微量元素徐放性リン酸カルシウム担体によるメタン生成菌の選択的凝集

    梅津 将喜

    2022年4月 ～ 2026年3月

  5. 電気化学的手法を利用した微生物の新しい分離凝集技術の開発

    梅津 将喜, 上高原 理暢

    2023年1月 ～ 2025年3月

  6. 生物学的金属イオン回収のための外部刺激応答性担体の創製

    上高原 理暢, 梅津 将喜, 簡 梅芳

    2022年6月 ～ 2025年3月

  7. 有機性廃棄物資源循環に資する木質由来炭素を活用したエネルギー変換システム

    中安 祐太, 阿部 博弥, 大風 翼, 梅津 将喜

    2022年4月 ～ 2025年3月

  8. 抗菌性人工骨を目指したリン酸八カルシウム多孔質顥粒への銀イオン担持方法の検討

    梅津 将喜

    2022年9月 ～ 2024年3月

  9. CO2直接供給型バイオカソード微生物燃料電池による高速メタン変換・循環システム

    多田 千佳, 中安 祐太, 梅津 将喜, 渡邉 洋輔, 古川 英光, 張 民芳, 高橋 英志, 横山 幸司, 関口 貴子

    2021年4月 ～ 2024年3月

  10. 抗菌性生体材料の開発を目指した組織細胞およびバクテリアの付着予測モデル構築

    梅津 将喜

    2021年8月 ～ 2023年3月

    詳細を見る 詳細を閉じる

    本研究では、コロイド粒子の凝集/分散を表す代表的なモデルであるDLVO理論を応用して、生体材料に対するタンパク質およびバクテリア細胞の付着メカニズム解明に挑戦する。 本年度は酸化チタンに対する出芽酵母(真核生物)および大腸菌(原核生物)の付着特性の解明に着手した。酸化チタンは代表的なインプラント材料であり、表面の酸化処理によって骨芽細胞への親和性が変化することが知られている。また酸化チタンは光触媒活性を持ち紫外線照射によって表面親水性が向上することから、粗さなどの物理的な変化を伴わず表面性状を変化させることで、微生物やタンパク質との付着性を評価できるのではないかと考えた。その結果、無処理区と比較して陽極酸化処理を行った酸化チタン表面では出芽酵母および大腸菌の付着数が増加する傾向が見られた。一方、酸化チタン自体の表面自由エネルギーが非常に高く、各処理条件間での親水性に大きな差が見られなかったことから、各処理条件における付着性の違いをDLVO理論だけで評価するには課題があることが明らかになった。本年度の結果を参考に、酸化チタンに限定せず高分子材料やリン酸カルシウムなど幅広い生体材料を対象に、材料表面性状と微生物付着性の関係について調査を進める。 またタンパク質などの有機物吸着が材料表面性状に与える影響を評価するために、大腸菌培養用の培地に浸した酸化チタンの接触角を測定したところ、純水に浸した酸化チタンと比較し表面疎水性に変化が見られた。これは、液中に含まれる有機物が材料表面に付着し薄い層を形成するためであり、生体内や環境中のような実環境に近い条件での微生物付着性を予測するためには、吸着した有機物層を介した材料表面性状の解析方法を考案する必要があることが改めて示された。

  11. 高効率なレアメタルの生物学的回収を可能にする光応答性担体の創製

    上高原 理暢, 簡 梅芳, 梅津 将喜

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

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

    研究機関：Tohoku University

    2019年6月 ～ 2022年3月

    詳細を見る 詳細を閉じる

    微生物の付着や脱着を制御できる担体の創製を目指して、種々の酸化処理により純チタン表面に酸化チタン層を形成させた試料を作製した。純チタン板を陽極酸化することで、高い親水性と表面の粗い酸化チタン層を形成させることができた。この陽極酸化した試料は、酸化処理していない試料よりも酵母に対して高い付着性を有していた。表面酸化したチタン板に付着した酵母に紫外線を照射すると、酵母の代謝活性が低下し、酸化チタンの光触媒活性が発現した可能性が示された。一方で、セラミックス多孔体に担持したモリブデン結合タンパク質を発現させた酵母も、モリブデンを回収できることが分かった。

  12. メタン菌の高密度整列による高効率メタン菌カソード微生物燃料電池の開発

    梅津 将喜

    2019年4月 ～ 2021年3月

    詳細を見る 詳細を閉じる

    本研究ではメタン菌カソード微生物燃料電池の高効率化のために、電極上へのメタン菌の高密度配列に焦点を置き、(1)電極表面の化学処理，(2)電圧印加によるメタン菌の選択的集積培養，(3)メタン菌の定着場所となるマイクロサイズ構造体の作製に取り組んでいる。 (1)カーボンフェルト電極に対し７種類の化学的表面処理を行い、メタン菌(Methanothermobacter thermautotrophicus)の付着量を比較したところ、NaOH処理やHCl処理によってM. thermautotrophicusの付着量が有意に増加した。また、処理電極の物理化学的性状を測定した結果、メタン菌の付着性に強く影響すると言われる表面疎水性だけではなく、-OH基や-COOH基といった表面官能基のバランスがメタン菌の付着に関与している可能性が示された。 (2)メタン菌の集積培養のために電圧印加リアクターを複数作製した。すでに試運転を複数回行っており、今後詳細な集積条件の検討を行なっていく。 (3)メタン菌をより高密度に定着させるために、粒子状の炭材やカーボンナノチューブを用いて電極上にマイクロサイズの構造物を作製することを計画している。20 μm前後に粉砕したナラ炭材を用いて電極を作製し、メタン菌の付着培養を行った。カーボンフェルトとは異なりナラ炭材上ではメタン菌が密集して付着しており、炭材を用いた電極を利用することで、より高密度にメタン菌を集積させることができる可能性が示された。カーボンナノチューブにおいても、分散液やフォレスト構造物に対するメタン菌の付着性やメタン活性の評価を始めており、メタン菌に対して毒性の無い分散剤の選択などを行なっている。

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