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所属 |
工学教育研究部 工学科化学生命プログラム担当 |
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職名 |
准教授 |
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研究室住所 |
工学部A棟521室 |
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外部リンク |
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関連SDGs |
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研究分野 【 表示 ／ 非表示 】
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ナノテク・材料 / 基礎物理化学 / 基礎物理化学
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ナノテク・材料 / 高分子化学 / 生体高分子化学
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情報通信 / 生命、健康、医療情報学 / 計算化学
学歴 【 表示 ／ 非表示 】
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宮崎大学大学院 農学工学総合研究科 生物機能応用科学専攻
2012年4月 - 2014年9月
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宮崎大学大学院 工学研究科 物質環境化学専攻
2010年4月 - 2012年3月
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宮崎大学 教育文化学部 学校教育課程理系教科教育選修
2006年4月 - 2010年3月
学内職務経歴 【 表示 ／ 非表示 】
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宮崎大学 工学教育研究部 工学科化学生命プログラム担当 准教授
2025年04月 - 継続中
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宮崎大学 工学教育研究部 工学科応用物質化学プログラム担当 准教授
2021年11月 - 2025年03月
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宮崎大学 キャリアマネジメント推進機構 テニュアトラック推進室 助教
2020年01月 - 2021年10月
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宮崎大学 テニュアトラック推進機構 助教
2018年11月 - 2019年12月
学外略歴 【 表示 ／ 非表示 】
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日本学術振興会特別研究員（PD） 鹿児島大学大学院理工学研究科 日本学術振興会特別研究員
2016年4月 - 2018年10月
国名：日本国
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日本学術振興会特別研究員（PD） 宮崎大学工学部 日本学術振興会特別研究員
2014年10月 - 2016年3月
国名：日本国
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日本学術振興会特別研究員（DC2） 宮崎大学大学院農学工学総合研究科 日本学術振興会特別研究員
2014年4月 - 2014年9月
国名：日本国
論文 【 表示 ／ 非表示 】
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Eutectic electrolytes composed of trifluoroacetamides and lithium bis(fluorosulfonyl)amide 査読あり 国際誌
Kazuki Yoshii, Yuta Maeyoshi, Takuya Uto, Toshiyuki Moriuchi
Journal of Molecular Liquids 426 2025年3月
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Journal of Molecular Liquids
Eutectic electrolytes with high Li-salt concentrations are promising candidates for next-generation batteries. Amide-based eutectic electrolytes have insufficient oxidative stability for use alongside high-voltage positive electrode materials in Li-ion batteries, and their solution structures remain unknown. In this study, we investigate the solution structures and physicochemical properties of eutectic electrolytes with different molar ratios of lithium bis(fluorosulfonyl)amide (LiFSA) and different trifluoroacetamide (TFAA) derivatives and demonstrate their electrochemical stabilities. The crystal structure analysis of LiFSA:TFAA = 1:1, performed for the first time in literature, reveals a hydrogen-bonding network. A LiFSA:N-methyltrifluoroacetamide (MTFAA) = 1:1.5 eutectic electrolyte exhibits reversible deposition and dissolution of Li and high electrochemical oxidative stability. A cell with LiNi0.5Mn1.5O4 and graphite electrodes and a LiFSA:MTFAA = 1:1.5 eutectic electrolyte is stable for 100 charge/discharge cycles, that is the first example that charge and discharge of a high-voltage cathode material has been achieved in an electrolyte with hydrogen bonds without any additives. The findings will promote the development of eutectic electrolytes for applications in next-generation energy storage devices.
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Fully virtual exploration of cellulose solvents 国際誌
Yu Kaneko, Satoshi Okiba, Yutaka Isobe, Takashi Arai, Takuya Uto
ChemRxiv 2025年3月
担当区分：最終著者, 責任著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Cellulose is a very important renewable resource because of its abundance in nature. However, it is known to have poor solubility and processability owing to its high crystallinity. In the present study, molecular dynamics (MD) simulations and machine learning (ML) were used to design solvents with high cellulose dissolving power by gaining deep mechanistic insights into the dissolution mechanism. High-throughput MD simulations were performed to evaluate the number of hydrogen bonds in cellulose crystals after dissolution, as the cellulose solubility, in various imidazolium-based ionic liquids (3,200 molecules) generated by ML models. Furthermore, the cation–anion distribution in the ionic liquid and the interaction energy between the cellulose molecular chains in the crystal after dissolution were used as metrics to characterize the cellulose solubility to improve the prediction performance of ML models. Several functional groups (methyl, ethyl, allyl, chloro, fluoro, and methoxymethyl groups) on the side chain of the imidazolium cation were identified to be effective for increasing the cellulose solubility, and a new series of powerful cellulose solvents is proposed.
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A low-viscous and flowable zwitterionic liquid 査読あり 国際誌
Mitsuhiro Shimizu, Tetsuo Fujie, Mayu Shibata, Tetsuo Komori, Kazuaki Ninomiya, Kenji Takahashi, Takuya Uto, Kosuke Kuroda
Chemical Communications 61 ( 24 ) 4702 - 4705 2025年2月
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Chemical Communications
Zwitterionic liquids have attracted significant attention in various fields due to their low-toxicity and the ability to tune their functional properties. However, despite being liquid in thermo-dynamic definition, zwitterionic liquids are not commonly recognized as “liquids” by the general public because of their extremely high viscosity, comparable to that of peanut butter, which prevents stirring even with a strong magnetic stirrer. In this study, we developed a flowable and stirrable zwitterionic liquid, OE2imOE3C. Its viscosity was one-seventeenth that of traditional zwitterionic liquids. OE2imOE3C was able to stir and dissolve 11 wt% cellulose at 100 °C, which is a task unachievable by a typical zwitterionic liquid due to their high viscosity. Furthermore, OE2imOE3C exhibited low toxicity to yeast, consistent with other standard zwitterionic liquids. This study successfully achieved a significant reduction in viscosity without compromising other properties.
DOI： 10.1039/d4cc06448h
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Dual-functionalized zwitterionic polymers for cell cryopreservation 査読あり 国際誌
Yuya Matsuda, Takeru Ishizaki, Takuya Uto, Issei Onoda, Richard W. Wong, Kenji Takahashi, Eishu Hirata, Kosuke Kuroda
Langmuir 41 ( 6 ) 3888 - 3894 2025年2月
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Langmuir
Cryopreservation is an essential technique for the long-term preservation of cells. Some cells are challenging to cryopreserve, and novel cryoprotective agents are required. We previously reported a zwitterionic polymer (poly(ZI)) as a cryoprotectant that forms a polymer matrix surrounding the cells and partially prevents intracellular ice formation. In this study, we developed a novel zwitterionic copolymer (poly(ZI-C16)) with an improved cryoprotective ability. Poly(ZI-C16) contains long alkyl chains, which enable poly(ZI-C16) to anchor to the cell surface and consequently strengthen the polymer matrix. In addition, because poly(ZI-C16) is cationic, it enters cells and directly prevents intracellular ice formation. Due to its dual functions, poly(ZI-C16) demonstrated a higher cryoprotective effect than the original poly(ZI). This molecular design for dual functionalization provides an efficient approach to cryopreservation.
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Unbiased picture of the ligand docking process for the hevein protein-oligosaccharide complex 査読あり 国際誌
Toshifumi Yui, Takuya Uto
Scientific Reports 15 ( 1 ) Article number: 3335 2025年1月
担当区分：最終著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Scientific reports
The ligand-docking behavior of hevein, the major latex protein from the rubber tree Hevea brasiliensis (Euphorbiaceae), has been investigated by the unguided molecular dynamics (MD) simulation method. An oligosaccharide molecule, initially placed in an arbitrary position, was allowed to move around hevein for a prolonged simulation time, on the order of microseconds, with the expectation of spontaneous ligand docking of the oligosaccharide molecule to the binding site of hevein. In the binary solution system consisting of a hevein molecule and a chito-trisaccharide (GlcNAc3) molecule, three out of the six separate simulation runs successfully reproduced the complex structure of the observed binding from. It appeared that the surface topology formed by two aromatic side chains of the hevein molecule played a role in orienting the GlcNAc3 molecule in the correct direction. We also performed MD simulations of the ternary solution system containing a cello-hexasaccharide (Glc6) molecule in addition to hevein and a chito-hexasaccharide (GlcNAc6) molecule. Formation of hevein-GlcNAc6 complex structures was exclusively observed, while the Glc6 molecule remained in the solvent phase throughout the simulations. Obviously, the acetamide groups of GlcNAc play a role in detecting the binding site and its vicinity on the protein surface.
書籍等出版物 【 表示 ／ 非表示 】
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セルロースナノファイバーの調製、分散・複合化と製品応用
湯井敏文、宇都卓也（ 範囲: 計算化学手段によるセルロースナノファイバー構造のミクロ解析）
㈱技術情報協会 2015年1月
担当ページ：405-411 記述言語：日本語
MISC 【 表示 ／ 非表示 】
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コンピュータシミュレーションによる新規セルロース材料の分子設計
宇都卓也、湯井敏文
科研費による研究成果展開；九州・沖縄地方成果事例報告書 127 2017年3月
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（大学・研究所紀要）
その他リンク： http://www.mext.go.jp/a_menu/shinkou/hojyo/1372562.htm
講演・口頭発表等 【 表示 ／ 非表示 】
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構造多糖材料/イオン液体の分子シミュレーション研究 招待あり
宇都 卓也
分子研研究会「複雑系へのアプローチ 〜 物質の複雑性をどこまで予測できるのか？」 2024年12月
開催年月日： 2024年12月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（招待・特別）
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計算化学に基づくイオン液体の構造物性相関 招待あり
宇都 卓也
日本化学会九州支部フォーラム 2024年12月
開催年月日： 2024年12月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（招待・特別）
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イオン液体と深共晶溶媒における構造物性相関の計算化学研究 招待あり
宇都 卓也
電気化学会九州支部トークシャワー・イン・九州2023 2023年9月
開催年月日： 2023年9月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（招待・特別）
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構造多糖および糖質関連タンパク質の分子シミュレーション研究 招待あり
宇都 卓也
第11回応用糖質フレッシュシンポジウム 2023年9月
開催年月日： 2023年9月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（招待・特別）
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ナノバイオ材料の計算科学が切り拓く次世代型モノづくり研究 招待あり
宇都 卓也
株式会社ダイセル イノベーション・パーク講演会 2023年7月
開催年月日： 2023年7月
記述言語：日本語
受賞 【 表示 ／ 非表示 】
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高分子研究奨励賞
2023年5月 公益社団法人 高分子学会 多糖材料/イオン液体の計算化学研究
宇都 卓也
受賞区分：国内外の国際的学術賞
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繊維学会奨励賞
2019年6月 公益社団法人 繊維学会 構造多糖材料の結晶構造特性と溶解機構に関する計算化学研究
宇都 卓也
受賞区分：国内外の国際的学術賞 受賞国：日本国
科研費（文科省・学振・厚労省）獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】
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難溶性ペプチド群から医薬品を発掘する溶媒「双性イオン液体」の開発
研究課題/領域番号：24K21250 2024年04月 - 2028年03月
独立行政法人日本学術振興会 科学研究費基金 挑戦的研究（開拓）
担当区分：研究分担者
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木材パルプの解繊度に依存するスペクトル物性の開拓
研究課題/領域番号：23K23672 2024年04月 - 2025年03月
独立行政法人日本学術振興会 科学研究費基金 基盤研究(B)
担当区分：研究分担者
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糖鎖相互作用の機構解明を目指した新規な分子力場の開発
研究課題/領域番号：23K18510 2023年04月 - 2026年03月
独立行政法人日本学術振興会 科学研究費補助金 挑戦的研究(萌芽)
担当区分：研究代表者
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木材パルプの解繊度に依存するスペクトル物性の開拓
研究課題/領域番号：22H02407 2022年04月 - 2025年03月
独立行政法人日本学術振興会 科学研究費補助金 基盤研究(B)
担当区分：研究分担者
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分子シミュレーションとデータ科学手段の連携による多糖誘導体キラル分離機構の解明
研究課題/領域番号：21K05187 2021年04月 - 2024年03月
独立行政法人日本学術振興会 科学研究費補助金 基盤研究(C)
担当区分：研究分担者
その他競争的資金獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】
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難溶性バイオマスの優れた溶媒探索を実現するマテリアルズインフォマティクス
2023年10月 - 2025年03月
国立研究開発法人科学技術振興機構 R5大学発新産業創出基金事業
担当区分：研究代表者
委員歴 【 表示 ／ 非表示 】
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10th Japanese-Italian Workshop on Liquid Crystals (JILCW2024) JILCW2024 実行委員
2023年10月 - 2024年9月
団体区分：学協会
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日本キチン・キトサン学会 日本キチン・キトサン学会 評議員
2023年4月 - 2025年3月
団体区分：学協会
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日本応用糖質科学会 第72回日本応用糖質科学会大会 実行委員
2023年4月 - 2023年9月
団体区分：学協会
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日本キチン・キトサン学会 第35回日本キチン・キトサン学会大会 運営委員
2021年4月 - 2021年8月
団体区分：学協会
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文部科学省科学技術・学術政策研究所 科学技術予測センター専門調査員
2020年4月 - 現在
団体区分：政府
社会貢献活動 【 表示 ／ 非表示 】
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第115回「化学への招待」実行委員
役割：企画, 運営参加・支援
日本化学会九州支部化学教育協議会 2024年9月1日 - 2024年11月30日
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宮崎県理科・化学教育懇談会 役員
役割：企画, 運営参加・支援
2019年10月1日 - 現在
授業 【 表示 ／ 非表示 】
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情報・データリテラシーT(1)
科目区分：教養教育科目
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応用物質化学概論（第１期）
科目区分：専門教育科目
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応用物質化学概論（第２期）
科目区分：専門教育科目
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応用物質化学概論（第３期）
科目区分：専門教育科目
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応用物質化学概論（第４期）
科目区分：専門教育科目