2025/06/02 更新

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ヨコタ　シンゴ
横田　慎吾
YOKOTA SHINGO
所属
農学研究院 環境農学部門 准教授
農学部 生物資源環境学科（併任）
生物資源環境科学府 環境農学専攻（併任）
職名
准教授
連絡先
メールアドレス
電話番号
0928024677
プロフィール
セルロースをはじめとしたバイオマテリアル（生物由来素材・材料）のもつ優れた性質を「材料」として発揮させるための「設計プロセス」の提案を目指しています。そのために、バイオマテリアルの表面／界面の構造と物性の理解と制御が不可欠であることに焦点をあて、基礎から応用までの研究開発・教育に取り組んでいます。
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外部リンク

研究分野

  • ナノテク・材料 / 複合材料、界面

  • ライフサイエンス / 木質科学

  • 環境・農学 / 環境農学

学位

  • 博士（農学） （ 2008年3月 九州大学 ）

経歴

  • 京都大学 化学研究所（日本学術振興会特別研究員SPD）  

    2009年4月 - 2010年10月

学歴

  • 九州大学   大学院生物資源環境科学府（博士課程）   森林資源科学専攻

    2005年4月 - 2008年3月

  • 九州大学   大学院生物資源環境科学府（修士課程）   森林資源科学専攻

    2003年4月 - 2005年3月

  • 九州大学   農学部   生物資源環境学科

    1999年4月 - 2003年3月

研究テーマ・研究キーワード

  • 研究テーマ： バイオナノ繊維の界面を活かした新奇融合粒子の創製

    研究キーワード： バイオナノファイバー、表面・界面、粒子・粉体、被覆

    研究期間： 2021年4月

  • 研究テーマ： 環境調和型プロセスによるセルロースナノ材料の表面化学修飾

    研究キーワード： セルロース、ナノ材料、表面・界面、化学修飾

    研究期間： 2010年10月

  • 研究テーマ： セルロース系多糖膜材料の構造構築と機能創出

    研究キーワード： セルロース、表面・界面、自己組織化、精密重合

    研究期間： 2010年10月

受賞

  • 2020年度（令和2年度）繊維学会奨励賞

    2021年6月   繊維学会   両親媒性セルロースナノファイバーの界面吸着および乳化特性に関する研究

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    水流の対向衝突エネルギーを利用したナノ微細化法である水中カウンターコリジョン法（ACC法）で得られるセルロースナノファイバー（ACC-CNF）が極めて良好な乳化安定性をもつことを示し、特に、軽微な攪拌処理だけで油相／水相界面にACC-CNFが高密度に吸着することを明らかとした。また、用いる油相の物理的性質やACC-CNFの出発原料種が乳化安定の鍵因子となる重要な知見を示した。さらに、水系でのマイルドな表面化学修飾プロセスによって、ACC-CNFの乳化安定性のさらなる向上、可逆的な熱応答的自己集合形成の発現、極性溶媒への再分散性の付与にも成功した。また、この親水／疎水界面へのACC-CNFの密な吸着が、ポリプロピレン（PP）などの樹脂粒子と水との界面でも生じることを見出し、新たな複合樹脂製造プロセスの提案へと発展した。

  • 平成２２年度繊維学会紙・パルプ論文賞

    2011年6月   社団法人 繊維学会  

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    セルロース系薄膜材料の構造設計および界面特性解析に関する研究

論文

  • Impact-Resistant Nanocomposite Plastics Embedding “Plant Cell Walls”-Mimicked Frameworks with Ultratrace Amounts of Amphiphilic Cellulose Nanofibrils 査読 国際誌

    Kondo, T; Ishikawa, G; Kamogawa, M; Tsujita, Y; Yokota, S; Tsuji, T; Tagawa, S; Tatsumi, D

    ACS APPLIED POLYMER MATERIALS   6 ( 2 )   1276 - 1285   2024年1月   （ ISSN:2637-6105 eISSN:2637-6105 ）

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：ACS Applied Polymer Materials  

    セルロースナノフィブリル（CNF）は、持続可能で環境に優しいフィラーとして高性能ナノ複合材料に使用されているが、このような材料は耐衝撃性に劣る場合がある。本研究では、500μmのアイソタクチック・ポリプロピレン（iPP）マイクロ粒子に、水中カウンターコリジョン法で調製した竹由来の両親媒性CNFを超微小量コーティングすることにより、植物細胞壁様骨格を内包した高耐衝撃性プラスチックの創製を報告した。iPPマイクロ粒子は、対iPP 0.03wt%のCNFを含む懸濁水中で振とう撹拌するだけで、自発的にCNFによってコーティングされることを見い出した。また、一般的な射出成形プロセスによって、このCNF被覆iPP粒子同士の融合が誘導され、植物細胞壁構造に似たCNFの三次元骨格が形成された。超微小量の両親媒性CNFを含むこの骨格は、プラスチックの耐衝撃性を向上させることが明らかとなった。この簡便で環境に優しいプロセスは、プラスチックのアップサイクルを促進し、ひいては資源の持続可能な利用に寄与すると考えられる。

    DOI： 10.1021/acsapm.3c02278

    Web of Science

    Scopus

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  • Alkali-activation of cellulose nanofibrils to facilitate surface chemical modification under aqueous conditions 査読

    Yokota, S; Nishimoto, A; Kondo, T

    JOURNAL OF WOOD SCIENCE   68 ( 1 )   14   2022年3月   （ ISSN:1435-0211 eISSN:1611-4663 ）

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    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 Wood Science  

    <title>Abstract</title>In this study, we developed a surface-activation technique for cellulose nanofibrils (CNFs) using mild-alkali and aqueous conditions. CNFs were initially processed using the aqueous counter collision (ACC) method to produce Janus-type amphiphilic CNFs with both hydrophilic and hydrophobic faces on the surface of a single nanofibril (ACC-CNF). Selective functionalization of the hydroxy groups on the hydrophilic faces creates an opportunity to develop novel nano-building blocks that introduce heterogeneous and tailored surface characteristics into the design of nanomaterials. In this study, alkaline conditions were used to activate the hydroxy groups on the surface of ACC-CNFs as a pre-treatment for the partial crystalline transformation from cellulose I to cellulose II. We found that alkali treatment with sodium hydroxide (NaOH) solutions (concentration range 1–7 wt%) did not fully transform the structure of ACC-CNFs into cellulose II, nor change the morphology of nanofibrils, as seen from their wide-angle X-ray diffraction patterns and atomic force microscopy images. We also found that the hydroxy groups at the surface region of the ACC-CNFs were sufficiently reactive under the moderate alkali and aqueous conditions to undergo subsequent carboxymethylation. Therefore, alkali treatment of ACC-CNFs with a 1–7 wt% NaOH solution rendered the surface of the ACC-CNFs as sufficiently reactive for chemical modification without morphological changes. This simple method for surface activation of CNFs can be useful in the development of future sustainable and novel materials for a variety of applications.

    DOI： 10.1186/s10086-022-02022-9

    Web of Science

    Scopus

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    その他リンク： https://link.springer.com/article/10.1186/s10086-022-02022-9/fulltext.html

  • Emulsifying Properties of α-Chitin Nanofibrils Prepared by Aqueous Counter Collision 査読 国際誌

    Koichiro Ishida, Shingo Yokota, Tetsuo Kondo

    Journal of Fiber Science and Technology   77 ( 8 )   203 - 212   2021年8月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.2115/fiberst.2021-0022

  • Facile surface modification of amphiphilic cellulose nanofibrils prepared by aqueous counter collision 査読 国際誌

    Shingo Yokota, Satomi Tagawa, Tetsuo Kondo

    Carbohydrate Polymers   255   117342 - 117342   2021年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    本研究は、水中カウンターコリジョン法によって調製されたセルロースナノファイバー（ACC-CNF）の表面化学修飾に関する報告である。水分散系で適度にアセチル化されたACC-CNFは、未修飾時よりも水分散性が向上しただけでなく、疎水性樹脂への吸着能や乳化特性にも向上がみられ、CNFの様々な分野での有用性がより高まったことを示した。

    DOI： 10.1016/j.carbpol.2020.117342

  • Localized surface acetylation of aqueous counter collision cellulose nanofibrils using a Pickering emulsion as an interfacial reaction platform 査読 国際誌

    Koichiro Ishida, Shingo Yokota, Tetsuo Kondo

    Carbohydrate Polymers   261   117845 - 117845   2021年2月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    ナノサイズの繊維状物質の自己組織化は、新たな三次元材料構築に重要なアプローチである。本研究では、水中カウンターコリジョン法によって調製される両親媒性セルロースナノファイバー（CNF）について、ピッカリングエマルションの油/水界面のみで表面アセチル化を施すことにより、その表面特性を制御することも目的とした。結果として、繊維形態を維持したままで局所的な表面化学改質に成功し、得られたナノ繊維が独特の自己凝集特性を有することが示された。

    DOI： 10.1016/j.carbpol.2021.117845

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書籍等出版物

  • 容器包装材料の環境対応とリサイクル技術

    横田慎吾（担当：分担執筆 範囲:第5章 バイオマス系包装材料の合成・開発と物性改善、その採用事例－第11節 セルロースナノファイバーの特性と包装材料などへ応用）

    ㈱技術情報協会  2022年12月    （ ISBN:9784861049149 ）

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    総ページ数：548p  

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  • セルロースナノファイバー～実用化に向けた製造・複合化・評価技術～

    横田 慎吾（担当：共著）

    情報機構  2018年2月 

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    担当ページ：第３章　CNFの評価方法 第４節 強度解析、第５節 粘度解析   記述言語：日本語   著書種別：学術書

  • 機能紙最前線～次世代機能紙とその垂直連携に向けて～

    横田 慎吾（担当：共著）

    株式会社加工技術協会  2017年2月 

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    担当ページ：第2部　「機能紙トピックス」～機能紙・川上・川中・川下の垂直連携と拡がり～ 【原料繊維】 水中カウンターコリジョン法（ACC法）～ナノセルロースの調製とその表面特性～   記述言語：日本語   著書種別：学術書

  • ナノセルロースの製造技術と応用展開

    横田 慎吾（担当：共著）

    シーエムシー・リサーチ  2016年4月 

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    担当ページ：第III編 海外におけるナノセルロース研究の最新動向　第12章 界面活性剤-セルロースナノクリスタルにより安定化されたPickeringエマルション   記述言語：日本語   著書種別：学術書

  • シランカップリング剤の効果と使用法

    近藤 哲男, 横田 慎吾（担当：共著）

    S&T出版株式会社  2012年11月 

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    担当ページ：第６章シランカップリング剤による有機/無機界面の制御 第9節 セルロースナノロッド/樹脂の接着向上のためのシランカップリング剤の効果と使用法   記述言語：日本語   著書種別：学術書

講演・口頭発表等

  • クエン酸変性によるナノセルロース被覆樹脂粒子の表面カルボシキ化

    徳永 みさき, 荒木 潤, 横田 慎吾

    2024年繊維学会秋季研究発表会  2024年11月  繊維学会

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    開催年月日： 2024年11月

    会議種別：ポスター発表  

    開催地：京都市, 京都テルサ  

  • Surface Properties and Material Design of Bio-based Nanofibers 招待

    Yokota Shingo

    21th Asian natural products conference  2024年11月  九州大学アジア・オセアニア研究教育機構

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    開催年月日： 2024年11月

    記述言語：英語   会議種別：公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等  

    開催地：オンライン開催  

  • セルロースナノファイバーの局所的表面改質による撥水性薄膜の創製

    中満 和樹, 横田 慎吾

    第30回日本木材学会九州支部大会（久留米）  2024年9月  日本木材学会九州支部

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    開催年月日： 2024年9月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

    開催地：福岡県久留米市, 久留米シティプラザ   国名：日本国  

  • 局所的ラウロイル化によるセルロースナノファイバーの自己組織化誘導

    中満 和樹, 横田 慎吾

    セルロース学会第31回年次大会  2024年7月  セルロース学会

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    開催年月日： 2024年7月

    会議種別：ポスター発表  

    開催地：熊本市, くまもと森都心プラザ  

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  • ナノセルロース被覆粒子のクエン酸変性による重合開始点の導入

    徳永 みさき, 横田 慎吾

    セルロース学会第31回年次大会  2024年7月  セルロース学会

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    開催年月日： 2024年7月

    会議種別：ポスター発表  

    開催地：熊本市, くまもと森都心プラザ  

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MISC

  • 低環境負荷で持続的なモノづくりを目指して‐セルロースナノファイバー研究を中心に‐

    横田 慎吾

    環境報告書 2024（九州大学）   8 - 12   2024年9月

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    担当区分：責任著者   出版者・発行元：九州大学環境安全センター委員会  

  • ナノセルロース表面を活かす材料科学

    横田 慎吾

    高分子   73 ( 4 )   155 - 156   2024年4月   （ ISSN:04541138 eISSN:21859825 ）

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    掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）   出版者・発行元：公益社団法人 高分子学会  

    <p>Cellulose nanofibrils prepared by aqueous counter collision (ACC-CNFs) have amphiphilic properties. This paper describes the function of ACC-CNFs for forming and stabilizing Pickering emulsions. Oil-in-water Pickering emulsions with long-term stabilities were easily prepared by mixing aqueous ACC-CNF dispersions with non-polar solvents. Stable Pickering emulsions were obtained because the emulsification abilities of the ACC-CNF were significantly higher than those of cellulose nanofibrils prepared by high-pressure homogenization or other chemical preparation methods. The stability of the Pickering emulsions was sensitive to the solvent properties such as permittivity, density and viscosity. Furthermore, this paper shows the control of the surface properties of ACC-CNFs by facile acetylation or selective surface modification at the oil/water interfaces of a Pickering emulsion.</p>

    DOI： 10.1295/kobunshi.73.4_155

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  • セルロースナノファイバー被覆樹脂微粒子の表面機能設計

    横田 慎吾

    Cellulose Communications   31 ( 1 )   15 - 17   2024年3月

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    掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）   出版者・発行元：セルロース学会  

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  • 両親媒性ヤヌスナノフィブリルのPickeringエマルション安定化機能

    横田 慎吾

    Cellulose Communications   29 ( 1 )   23 - 26   2022年3月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：日本語   出版者・発行元：セルロース学会  

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  • 水中対向衝突法により調製されるバイオナノファイバーの界面特性

    横田 慎吾

    繊維学会誌   77 ( 10 )   523 - 525   2021年10月

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    記述言語：日本語  

    Interfacial Characteristics of Bio-Nanofibers Prepared by Aqueous Counter Collision

    DOI： 10.2115/fiber.77.523

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産業財産権

特許権   出願件数: 1件   登録件数: 1件
実用新案権   出願件数: 0件   登録件数: 0件
意匠権   出願件数: 0件   登録件数: 0件
商標権   出願件数: 0件   登録件数: 0件

所属学協会

委員歴

  • 繊維学会西部支部   支部幹事   国内

    2023年4月 - 現在   

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    団体区分：学協会

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  • 日本木材学会   編集委員   国内

    2023年4月 - 2025年3月   

  • 日本木材学会九州支部   常任理事   国内

    2023年4月 - 2025年3月   

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    団体区分：学協会

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  • 九州紙パルプ研究会   幹事  

    2022年4月 - 現在   

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    団体区分：学協会

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  • 日本木材学会   プログラム編集委員  

    2020年6月 - 2024年7月   

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    団体区分：学協会

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学術貢献活動

  • The International Symposium on Wood Science and Technology 2025 (ISWST2025) 国際学術貢献

    役割：パネル司会・セッションチェア等

    日本木材学会  （ 仙台国際センター ） 2025年3月

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    種別：大会・シンポジウム等 

  • 学術論文等の審査

    役割：査読

    2025年

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    種別：査読等 

    外国語雑誌　査読論文数：6

  • International Symposium on Fiber Science and Technoligy 2024 (ISF2024) 国際学術貢献

    役割：パネル司会・セッションチェア等

    繊維学会  （ 京都府民総合交流プラザ 京都テルサ ） 2024年11月

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    種別：大会・シンポジウム等 

  • セルロース学会第31回年次大会

    役割：企画立案・運営等

    （ くまもと森都心プラザ, 熊本市 Japan ） 2024年7月

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    種別：大会・シンポジウム等 

  • 学術論文等の審査

    役割：査読

    2024年

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    種別：査読等 

    外国語雑誌　査読論文数：11

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その他

  • 平成29年度九州大学研究活動基礎支援制度「国際学会派遣支援」（第2回）

    2017年8月

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    研究大学強化促進費補助（270千円）
    5th EPNOE International Polysaccharide Conference 2017参加（ドイツ開催）

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • バイオナノ繊維界面を活かした新奇融合粒子の創製

    2024年4月 - 2026年3月

    国立研究開発法人科学技術振興機構  創発的研究支援事業（基金）  創発的研究支援

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    担当区分：研究代表者  資金種別：受託研究

  • バイオナノ繊維界面を活かした新奇融合粒子の創製

    2021年4月 - 2023年3月

    国立研究開発法人科学技術振興機構  創発的研究支援事業（基金）  創発的研究支援

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    担当区分：研究代表者  資金種別：受託研究

  • ピッカリングエマルションを利用したナノセルロースのヤヌス型表面分子設計

    研究課題/領域番号：18K05767  2018年4月 - 2021年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

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    担当区分：研究代表者  資金種別：科研費

  • 第10回研究助成（2021年～2022年）／環境調和型プロセスによる木質由来ナノファイバーの界面特性制御法の開発

    2021年

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    資金種別：寄附金

  • ＮＥＤＯ先導研究プログラム/新産業創出新技術先導研究 プログラム/“竹由来ナノセルロース・ハニカム筋樹脂” 製造法の開発

    2018年7月 - 2020年6月

    国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO） 

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    担当区分：研究分担者 

    本事業では、鉄筋コンクリートのように、セルロースナノファイバー（以下、「ナノセルロース」という。）で形成されるハニカムパターン骨格を芯として内包する新規汎用樹脂「ナノセルロース・ハニカム筋樹脂」の製造法を開発する。その際、両親媒性ナノセルロースを用いることにより、従来法に比べ低エネルギー消費プロセスという利点をもつ「ナノセルロース・ハニカム筋樹脂」複合化であることを検証する。
    さらに、化学処理のないACC 法で製造される非木材・竹原料由来の疎水性の高い部分を有する両親媒性ナノセルロースに加えて、他の製造法で製造される部分的に表面疎水化した木材由来ナノセルロースを原料として検討する。

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担当授業科目

  • 基礎有機化学実験（分担）

    2025年12月 - 2026年2月   冬学期

  • 基礎計測学実験（分担）

    2025年10月 - 2026年12月   秋学期

  • 生物材料機能学実験（バイオマテリアルデザイン）

    2025年10月 - 2026年3月   後期

  • 農学入門Ⅰ（分担）

    2025年10月 - 2026年3月   後期

  • Biomaterial Science Ⅰ

    2025年6月 - 2025年8月   夏学期

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FD参加状況

  • 2025年1月   役割：参加   名称：農学研究院ＦＤ：DX化によって広がる研究の可能性

    主催組織：部局

  • 2024年12月   役割：参加   名称：競争的資金獲得に向けた農学研究院ＦＤ

    主催組織：部局

  • 2022年3月   役割：参加   名称：リポジトリ登録を対象とした 大学改革推進経費の新指標案について

    主催組織：部局

  • 2021年9月   役割：参加   名称：JST 次世代研究者挑戦的研究プログラム 説明会

    主催組織：全学

  • 2021年7月   役割：参加   名称：農学研究院ＦＤ「科研費を獲りに行こう！　科研費獲得と技術と工夫」

    主催組織：部局

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指導学生の受賞

  • 第26回黎明研究者賞口頭発表部門

    授与年月：2024年9月

    受賞学生の区分：修士   受賞学生氏名：中満　和樹

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    セルロースナノファイバーの局所的表面改質による撥水性薄膜の創
    製

その他教育活動及び特記事項

  • 2023年  クラス担任  学部

社会貢献活動

  • 長崎南高等学校SSH（スーパーサイエンスハイスクール）事業-令和5年度未来デザインスクール

    役割：講師

    長崎南高等学校  2023年10月

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    対象：高校生,　教育関係者

    種別：出前授業

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  • 生物由来のシン素材“セルロースナノファイバー”／セルロースナノファイバー（CNF）の構造と性質についての基礎と材料応用についての紹介

    長崎南高等学校（長崎南高校SSH事業「未来デザインスクール」講師）  2023年10月

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    対象：幼稚園以下,　小学生,　中学生,　高校生

    種別：セミナー・ワークショップ

  • 長崎南高等学校SSH（スーパーサイエンスハイスクール）事業-令和4年度未来デザインスクール

    役割：講師

    長崎県立長崎南高等学校  2022年10月

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    対象：高校生,　教育関係者

    種別：出前授業

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  • 生物由来のシン素材“セルロースナノファイバー”／セルロースナノファイバー（CNF）の構造と性質についての基礎と材料応用についての紹介

    長崎南高等学校（長崎南高校SSH事業「未来デザインスクール」講師）  2022年10月

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    対象：幼稚園以下,　小学生,　中学生,　高校生

    種別：セミナー・ワークショップ

  • 生物由来のシン素材“セルロースナノファイバー”／セルロースナノファイバー（CNF）の構造と性質についての基礎と材料応用についての紹介

    長崎南高等学校（長崎南高校SSH事業「未来デザインスクール」講師）  2021年10月

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    対象：幼稚園以下,　小学生,　中学生,　高校生

    種別：セミナー・ワークショップ

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海外渡航歴

  • 2019年10月

    滞在国名1：大韓民国   滞在機関名1：Conference Center of Sangnam International House (Pusan National University)

  • 2019年3月 - 2019年4月

    滞在国名1：アメリカ合衆国   滞在機関名1：Orlando, Orange County Convention Center

  • 2018年11月 - 2018年12月

    滞在国名1：台湾   滞在機関名1：国立成功大學（NCKU）

  • 2017年8月

    滞在国名1：ドイツ連邦共和国   滞在機関名1：University of Applied Sciences Jena

  • 2017年6月

    滞在国名1：カナダ   滞在機関名1：Hyatt Regency Montreal

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