堀田　篤 （ ホッタ　アツシ ）

Hotta, Atsushi

写真a

所属（所属キャンパス）

理工学部 機械工学科 （ 矢上 ）

職名

教授

HP

外部リンク
Scopus 論文情報  
総論文数: 153 総引用数: 3775 h-index: 36

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プロフィール 【 表示 ／ 非表示 】

  • ソフトマテリアルのミクロ構造から発現する新規物性を探究し、その応用分野（ナノ・バイオ・エコマテリアルなど）を開拓しています。特に、ポリマーや生体材料に焦点をあて、分子・ナノ・ミクロンレベルのソフトマター構造制御を手掛け、階層構造・自己組織化・多機能化・複合材料化などをキーワードに、微細構造から発現する新規で多彩なマクロ物性を研究しています。

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経歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 1994年04月
    -
    2004年12月

    ㈱ブリヂストン

  • 2002年09月
    -
    2002年12月

    ケンブリッジ大学リサーチフェロー兼キャベンディッシュ研究所研究員

  • 2003年01月
    -
    2005年03月

    カリフォルニア大学サンタバーバラ校　研究員

  • 2005年04月
    -
    2008年03月

    慶應義塾大学（理工学部）、専任講師

  • 2007年04月
    -
    2009年03月

    機械工学科2年生クラス担任

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学歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 1990年04月
    -
    1994年03月

    東京大学, 工学部, 物理工学科

    大学, 卒業

  • 1999年10月
    -
    2002年09月

    ケンブリッジ大学, 物理学専攻（キャベンディッシュ研究所）

    グレートブリテン・北アイルランド連合王国(英国), 大学院, 卒業, 博士

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学位 【 表示 ／ 非表示 】

  • 博士（PhD), ケンブリッジ大学, 課程, 2002年09月

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研究分野 【 表示 ／ 非表示 】

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 材料力学、機械材料 （Machine Material/Material Mechanics）

  • ナノテク・材料 / 高分子材料 （Polymer/Textile Materials）

  • ナノテク・材料 / 複合材料、界面

  • 自然科学一般 / 生物物理、化学物理、ソフトマターの物理

  • ライフサイエンス / 生体医工学

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研究キーワード 【 表示 ／ 非表示 】

  • エコマテリアル

  • ゲル

  • コンポジット

  • ソフトマテリアル

  • ナノ構造

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研究テーマ 【 表示 ／ 非表示 】

  • ソフトマテリアル・バイオマテリアル・エコマテリアル・ナノマテリアルの微細構造、表面、物性、力学物性、粘弾性、複合化、高機能化とその実用化検討, 

    2005年04月
    -
    継続中

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著書 【 表示 ／ 非表示 】

  • シンジオタクチックポリプロピレン(sPP)多孔質材料の力学物性（次世代ポリオレフィン総合研究会, Vol.15）

    前田知貴，堀田篤, 三恵社, 2022年12月

  • シンジオタクチックポリプロピレン（sPP）乾燥ゲルの構造と吸油性（次世代ポリオレフィン総合研究，Vol.14）

    前田知貴，堀田篤, 三恵社, 2021年12月,  ページ数： pp.29-33

  • Polymer nanofabrication and plasma processing

    Maeda T., Endo F., Tsuji K., Hotta A., Handbook of Modern Coating Technologies: Fabrication Methods and Functional Properties, 2021年01月

    　概要を見る

    Nanofabricated polymers are extremely useful due to their high functionalities caused by the inherent multiscale structures of the nanostructured polymers. Nanostructured polymers for biocoatings can be classified into zero-dimensional (0D) polymeric nanoparticles, 1D polymeric nanofibers, and 2D polymeric nanosheets. The nanostructured polymers with such different dimensions were most often fabricated by emulsion polymerization, electrospinning, and spin coating. To add a desirable and advanced functionality to the targeted nanostructured polymers, surface modifications of the polymers can be highly advantageous. The surface modifications such as plasma etching, plasma-induced cross-linking, plasma polymerization, and chemical vapor deposition can effectively modify the surface characteristics of the nanofabricated polymers, leading to the enhancement of the bulk physical properties of the polymers. In this chapter, the fabrication methods of such nanostructured polymers are reviewed. In addition, several successful cases of well-controlled surface conditions of polymers by plasma processing are introduced.

  • 樹脂/繊維複合材料の界面制御、成形加工と評価

    犬飼駿也，黒川成貴，堀田篤, 技術情報協会, 2018年01月

    担当範囲: 416-423 長繊維セルロースナノファイバーを複合したPVAの力学物性

  • 生体吸収性材料の開発と安全性評価

    北川みどり，谷本啓示，前田知貴，堀田篤, 技術情報協会, 2017年12月

    担当範囲: 45-52 ポリエチレングリコールをベースとしたナノコンポジットハイドロゲルの温度応答性と分解挙動

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論文 【 表示 ／ 非表示 】

  • Development of a Water-Soluble Filter for Potential Use in the Toxicity Evaluation of Ambient Particulate Matter

    Yang L., Nishita-Hara C., Shiraishi M., Tsubakida K., Shibata Y., Jing W., Li D., Yoshimura K., Kurokawa N., Hotta A., Okuda T.

    Aerosol and Air Quality Research 26 （ 1 ）  2026年01月

    ISSN  16808584

    　概要を見る

    Assessment of the toxicity of insoluble particulate matter (PM) in the atmosphere is crucially important. However, because of challenges associated with extracting insoluble PM from filters, the toxicity of insoluble PM remains largely uncharacterized. For this study, the water-soluble filter made of poly (vinyl alcohol) (PVA) was developed with high particle collection efficiency, durability, and weather resistance, which are necessary for ambient PM sampling. The PVA filter is water-soluble under certain conditions, allowing for the recovery of insoluble PM, which can be exposed directly to cells or animals for toxicological studies. The PVA filter was made from PVA nanofibers using the electrospinning (ES) method. Its durability and weather resistance were comparable to those of polytetrafluoroethylene (PTFE) and quartz fiber (QF) filters, and were superior to those of commercially available gelatin filters. The PVA filter particle collection efficiency was evaluated by comparing concentrations of inorganic elements (Mg, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu and Zn) and water-soluble ionic components (Na<sup>+</sup>, NH<inf>4</inf><sup>+</sup>, K<sup>+</sup>, Mg<sup>2+</sup>, Ca<sup>2+</sup>, Cl<sup>−</sup>, NO<inf>3</inf><sup>−</sup>, and SO<inf>4</inf><sup>2−</sup>) in the PVA filter-collected ambient PM with those in the PTFE filter-collected PM. The concentrations of almost all measured components in the PVA filter-collected PM were comparable to those in the PTFE filter-collected PM. When the PVA filter dissolved in cell culture medium was exposed to cells, no significant difference was found in cell viability compared to a blank solution containing only culture medium, suggesting that the PVA filter has potential use for cell exposure experiments.

  • Endothelial cell adhesion and proliferation on wrinkled diamond-like carbon films on grooved PDMS substrates

    Nagashima S., Hasebe T., Hotta A., Suzuki T.

    Rsc Applied Interfaces 2026年

    　概要を見る

    Controlling the adhesion and proliferation of endothelial cells is essential for the development of functional vascular materials. In this study, we show that wrinkled diamond-like carbon (DLC) films formed on grooved PDMS substrates regulate endothelial cell alignment and proliferation through combined micro- and nanoscale topographical cues. Human umbilical vein endothelial cells cultured on these hierarchical patterns exhibited directional elongation along the grooves, while their lamellipodia and filopodia preferentially adhered to the wrinkle crests. Enzymatic assays confirmed sustained viability and proliferation across different wrinkle dimensions. These results demonstrate that hierarchical micro-/nanoscale topographies on DLC-coated PDMS substrates can effectively modulate endothelial cell behavior, offering promise for vascular tissue engineering.

  • Fabrication and structural analyses of electrospun syndiotactic propylene-ethylene copolymer nanofibers

    Endo F., Di Girolamo R., Talarico G., Scoti M., Kurokawa N., Hotta A.

    Polymer 337 2025年10月

    ISSN  00323861

    　概要を見る

    Fabrication and structural characterization of syndiotactic propylene-ethylene (sPPEt) copolymer nanofibers were conducted. When using a mixture of methylcyclohexane/DMF/acetone (8:1:1 (wt/wt)) as a solvent, semi-crystalline sPPEt copolymers with ethylene compositions ranging from 1.9 to 11.8 mol% were successfully fabricated into nanofibers via electrospinning. Copolymerization of sPP with ethylene significantly promoted the formation of thinner and smoother nanofibers by suppressing gelation of the spinning solution, thereby enhancing the electrospinnability of the sPP-based copolymer. FTIR and X-ray structural analyses on sPPEt nanofiber membranes revealed that the electrostatic stretching force during the electrospinning process led to a larger proportion of syndiotactic propylene units in the trans-planar conformation and the resulting formation of mesomorphic form crystals, similar to what has been observed during mechanical stretching and subsequent relaxation.

  • Tunable wrinkles in diamond-like carbon films on PDMS substrates

    Nagashima S., Hasebe T., Hotta A., Suzuki T.

    Diamond and Related Materials 151 2025年01月

    ISSN  09259635

    　概要を見る

    Diamond-like carbon (DLC) films are widely used in engineering applications owing to their excellent mechanical, optical, and biological properties. However, the simple deposition of a DLC film on a soft polymer, including poly(dimethylsiloxane) (PDMS), results in a coarsened surface composed of instability-induced hierarchical wrinkles with limited ability to adjust the dimensions. Overcoming this issue would help create fabrication opportunities for functional surfaces. Here, we demonstrate the controlled formation of wrinkles with tunable wavelengths and amplitudes on the surface of DLC-coated PDMS substrates. Pre-treatment of the substrates with Ar plasma prior to film deposition allows for the formation of wrinkles without structural hierarchy. The wavelength and amplitude can be controlled by adjusting the duration of the plasma treatment while maintaining the film thickness constant. The static contact angles of water droplets on the wrinkled surfaces remain nearly constant regardless of the wavelength of the wrinkles. These tunable wrinkles in DLC films on PDMS substrates have potential engineering applications, including cell scaffolds.

  • Application of low-birefringence polystyrene in high-resolution imaging-lens systems

    Tamura M., Kurokawa N., Hotta A.

    Optical Review 31 （ 4 ） 430 - 439 2024年08月

    ISSN  13406000

    　概要を見る

    Polystyrene (PS) has not been much used as an optical material due to the considerably high birefringence of PS. For the extensive use of PS in the imaging-lens systems, lower birefringence should be attained for the enhancement of the resolution. Previously, we have developed PS with extremely low birefringence (LB-PS) even when the molecular chain orientation of PS occurred. It indicates that PS may now become an effective material with excellent properties for optical lenses. In this paper, we compared the birefringence of our developed LB-PS with ones of commercial optical polymers that are most commonly utilized in imaging-lens systems. It was confirmed that the birefringence of LB-PS was comparable or even better than that of the commercial ones with high resolution. By designing an imaging-lens system, it was also confirmed that employing PS with the Abbe number of 31.5 could be highly effective in compensating for chromatic aberration as well as obtaining high optical resolution. Moreover, the resolution performance of several lens systems was calculated, analyzed, and compared by considering the birefringence of cyclo-olefin polymer (COP), normal PS, and LB-PS. It was found that LB-PS could maintain high resolution, while normal PS with high birefringence exhibited significant decrease in resolution. It was also found that LB-PS generated higher resolution than COP. All these results revealed that LB-PS could be an excellent optical material to compensate for the chromatic aberration of lens systems, leading to the enhancement of the actual resolution performance. It was, therefore, expected that LB-PS could contribute to improving the resolution performance of smartphone cameras and security cameras.

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KOARA（リポジトリ）収録論文等 【 表示 ／ 非表示 】

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総説・解説等 【 表示 ／ 非表示 】

  • 炭素材料が開く新世代医療機器の開発

    長谷部光泉，松本知博，堀田篤，鈴木哲也

    New Diamond （ニューダイヤモンドフォーラム）  31 （ 117 ） 5 - 10 2015年04月

    記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）, 共著

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研究発表 【 表示 ／ 非表示 】

  • バイオマテリアルに向けた高密度ハロゲン結合を有する多機能性エラストマーの合成

    大山裕也，黒川成貴，堀田篤

    [国内会議]  第72回高分子学会年次大会 （Ｇメッセ群馬） , 

    2023年05月
    , 

    ポスター発表, 高分子学会

  • ハロゲン結合により自己修復性を有する生分解性・X線視認性エラストマーの合成

    大山裕也，黒川成貴，堀田篤

    [国内会議]  第72回高分子学会年次大会 （Ｇメッセ群馬） , 

    2023年05月
    , 

    口頭発表（一般）, 高分子学会

  • 高弾性な人工水晶体に向けたポリジメチルシロキサン（PDMS）ボトルブラシポリマの開発

    浅野世夏，堀田篤

    [国内会議]  日本機械学会第62回学生員卒業研究発表講演会 （web開催） , 

    2023年03月
    , 

    口頭発表（一般）, 日本機械学会

  • 腸リンパ管造影に向けたヨード化ケシ油脂肪酸エチルエステル胆汁酸ミセルの作製

    半谷隆弥，堀田篤

    [国内会議]  日本機械学会第62回学生員卒業研究発表講演会 （web開催） , 

    2023年03月
    , 

    口頭発表（一般）, 日本機械学会

  • シクロオレフィンコポリマにセルロースナノファイバを複合した高強度透明耐熱材料の作製

    武内裕太郎，堀田篤

    [国内会議]  日本機械学会第62回学生員卒業研究発表講演会 （web開催） , 

    2023年03月
    , 

    口頭発表（一般）, 日本機械学会

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競争的研究費の研究課題 【 表示 ／ 非表示 】

  • 異なる分子間結合で複合して可逆架橋させた高機能サステナブルポリマーの開発

    2025年06月
    -
    2031年03月

    堀田 篤, 挑戦的研究（開拓）, 補助金,  研究代表者

  • 熱可逆性を有する含水率99%以上の高強度ダブルネットワークハイドロゲルの創製

    2019年06月
    -
    2022年03月

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 堀田　篤, 挑戦的研究（萌芽), 補助金,  研究代表者

  • 高耐熱・高強度スーパーエンプラナノファイバーを作る

    2019年04月
    -
    2024年03月

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 堀田　篤, 基盤研究（Ａ）, 補助金,  研究代表者

  • ポリマーゲルを用いた人工血栓作製および血管内皮細胞を用いた血管内損傷試験モデル構築

    2018年04月
    -
    継続中

    共同研究契約,  研究代表者

  • ポリマーの熱可塑性・形状記憶性・自己修復性の基礎研究

    2018年04月
    -
    2019年03月

    受託研究,  未設定

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Works 【 表示 ／ 非表示 】

  • 血管再狭窄 長期防止に道 薬剤溶出ステント 被覆技術開発 血液付着せず内皮化増進

    長谷部光泉、鈴木哲也、堀田篤

    日刊工業新聞 朝刊21面, 

    2016年12月
    -
    継続中
    , 

    その他

    　発表内容を見る

    東海大学医学部の長谷部光泉教授と慶応義塾先端科学技術研究センターの鈴木哲也所長、慶応義塾大学理工学部の堀田篤教授らは、内皮細胞の増殖を促す薬剤溶出ステント用のコーティング技術を開発した。ステントへの血液成分の付着しにくさと、内皮細胞への覆われやすさを両立させた。患者の血管の再狭窄（きょうさく）を長期的に防げる可能性がある。新技術では、まずリン脂質ポリマー（ＭＰＣ）で表面を覆い、その上にダイヤモンド・ライク・カーボン（ＤＬＣ）を成膜する。

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知的財産権等 【 表示 ／ 非表示 】

  • 塞栓材及びその製造方法

    出願日： 特願 2021-032665  2021年03月 

    特許権, 共同

  • 塞栓材およびその製造方法

    出願日： 特願 2021-008824  2021年01月 

    特許権, 共同

  • 抗微生物性樹脂および塗材

    出願日： 特願 2019-017544, 国際公開番号 WO 2019/208674 A1  2019年10月 

    特許権, 共同

  • 化学修飾ナノダイヤモンド粒子，その製造方法，及びそれを用いたＭＲＩ造影剤

    出願日： 特願2019-41536  2019年09月 

    特許権, 共同

  • 固体（ポリ（2-メトキシエチルアクリレート）

    出願日： 特願2018-35438  2018年02月 

    特許権, 単独

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受賞 【 表示 ／ 非表示 】

  • 日本機械学会関東学生会第62回学生員卒業研究発表講演会ベストプレゼンテーション賞

    内田陸登，堀田篤, 2023年03月, 日本機械学会, 分子末端にカチオン基を有する透明ポリマ樹脂の作製とその抗菌性

    受賞区分： 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

  • 日本機械学会関東学生会第62回学生員卒業研究発表講演会ベストプレゼンテーション賞

    篠田祐樹，堀田篤, 2023年03月, 日本機械学会, ポリマ側鎖に官能基を有する生分解性ポリマの有機触媒合成

    受賞区分： 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

  • 日本機械学会関東学生会第61回学生員卒業研究発表講演会ベストプレゼンテーション賞

    石塚駿介，堀田篤, 2022年03月, 日本機械学会, カチオン基の末端を有する分子量を制御したポリスチレンの抗菌性

    受賞区分： 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

  • 日本機械学会関東学生会第61回学生員卒業研究発表講演会ベストプレゼンテーション賞

    高村修平，堀田篤, 2022年03月, 日本機械学会, 自然由来のポリメチルカプロラクトンを用いた自己修復性エラストマの作製

    受賞区分： 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

  • 第54回リバネス研究費　東洋紡　高分子科学賞

    大山裕也, 2022年02月, リバネス, 医療応用に向けた，使用用途に応じて機能性を付与できる生分解性ポリマーの合成とその高強度化

    受賞区分： 学会誌・学術雑誌による顕彰

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担当授業科目 【 表示 ／ 非表示 】

  • 物理学Ａ

    2025年度

  • マテリアルデザイン

    2025年度

  • 理工学基礎実験

    2025年度

  • 材料科学の基礎

    2025年度

  • 開放環境科学課題研究

    2025年度

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担当経験のある授業科目 【 表示 ／ 非表示 】

  • 物理学Ａ

    慶應義塾

    2018年04月
    -
    2019年03月
    , 

    春学期, 講義, 専任, 200人

  • 開放環境科学特別研究第2

    慶應義塾

    2018年04月
    -
    2019年03月
    , 

    通年, 専任

  • 開放環境科学特別研究第１

    慶應義塾

    2018年04月
    -
    2019年03月
    , 

    通年, 専任

  • 開放環境科学課題研究

    慶應義塾

    2018年04月
    -
    2019年03月
    , 

    通年, 専任

  • 卒業研究

    慶應義塾

    2018年04月
    -
    2019年03月
    , 

    通年, 専任

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所属学協会 【 表示 ／ 非表示 】

  • 日本ポリオレフィン総合研究会, 

    2013年04月
    -
    継続中

  • 次世代ポリオレフィン研究会, 

    2009年04月
    -
    継続中

  • American Chemical Society, 

    2005年09月
    -
    継続中

  • Biophysical Society, 

    2005年09月
    -
    継続中

  • 日本機械学会, 

    2005年04月
    -
    継続中

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委員歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 2016年04月
    -
    2017年03月

    科学研究費補助金・第2段審査・審査第一部会工学小委員会・委員, 日本学術振興会

  • 2014年04月
    -
    継続中

    日本機械学会広報・情報部会委員, 日本機械学会

  • 2013年
    -
    2015年

    科学研究費補助金　第1段審査（書面審査）委員, 日本学術振興会

  • 2012年04月
    -
    継続中

    日本機械学会校閲委員, 日本機械学会

  • 2011年09月
    -
    継続中

    Editorial Advisory Board, Journal of Applied Polymer Science

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