武藤 真和 (ムトウ マサカズ)

MUTO Masakazu

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研究キーワード

  • 混相流

  • 流体力学

  • 光学

  • 光センシング

  • レオロジー

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研究分野

  • ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 流体工学

出身学校

  • 東京理科大学   工学部   卒業

    2009年04月 - 2013年03月

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    国名:日本国

出身大学院

  • 東京理科大学   工学研究科   博士課程   修了

    2015年04月 - 2018年03月

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    国名:日本国

  • 東京理科大学   工学研究科   修士課程   修了

    2013年04月 - 2015年03月

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    国名:日本国

学外略歴

  • 日本学術振興会特別研究員(DC2)   特別研究員(DC2)

    2017年04月 - 2018年03月

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    国名:日本国

  • 日本学術振興会特別研究員(PD)   特別研究員(PD)

    2018年04月 - 2018年12月

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    国名:日本国

  • IEMN(マイクロエレクトロニクス・ナノテクノロジ電子研究所)   客員研究員

    2017年01月 - 2017年03月

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    国名:日本国

  • 東京農工大学   工学研究院   助教

    2019年01月 - 2022年03月

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    国名:日本国

  • 名古屋工業大学   大学院 つくり領域   助教

    2022年04月 - 現在

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    国名:日本国

所属学協会

  • 日本伝熱学会

  • 日本流体力学会

  • 日本混相流学会

  • 日本機械学会

  • 日本実験力学会

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研究経歴

論文

  • Non-Contact And Non-Steady Rheo-Optical Measurement Of Hydrodynamic Stress Fields Inside A Cylindrical Tube 査読あり

    Masakazu Muto, William Kai, Alexander Worby, Kento Nakamine, Yuto Yokoyama, Yoshiyuki Tagawa

    Proc. 20th International Symposium on Applications of Laser and Imaging Techniques to Fluid Mechanics   2022年07月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  • Three-Dimensional Measurement Of A Stress Field In A Rectangular Channel Flow Using A Photoelastic Method 査読あり

    Kento Nakamine, Masakazu Muto, Yuto Yokoyama, Yoshiyuki Tagawa

    Proc. 20th International Symposium on Applications of Laser and Imaging Techniques to Fluid Mechanics   2022年07月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  • Unsteady rheo-optical measurements of uniaxially extending liquid polymers

    M. Muto, Y. Tagawa

    arXiv   2022年04月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.48550/arXiv.2204.13450

  • Development of unsteady hydropdynamic stress field measurment method using photoelastic technique 査読あり

    Muto, M, Tagawa, Y

    Proc. ICTAM 2020+1 (The 25th International Congress of Theoretical and Applied Mechanics)   2021年08月

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    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

  • Dynamic mechanical interaction between injection liquid and human tissue simulant induced by needle-free injection of a highly focused microjet 査読あり

    Miyazaki Yuta, Usawa Masashi, Kawai Shuma, Yee Jingzu, Muto Masakazu, Tagawa Yoshiyuki

    SCIENTIFIC REPORTS   11 ( 1 )   2021年07月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/s41598-021-94018-6

    Web of Science

  • Photoelastic measurement of polymer solutions for visualization of hydrodynamic stress field: view for application in medical diagnosis 査読あり

    Muto, M, Miyazaki, Y, Tagawa, Y

    Proc. The 15th Asian Symposium on Visualization (ASV15)   2019年09月

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    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

  • Photochemical migration of liquid column in a glass tube 査読あり

    M. Muto, Y. Ayako, K. Yamamoto, M. Yamamoto, Y. Kondo, M. Motosuke

    EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL-SPECIAL TOPICS   226 ( 6 )   1199 - 1205   2017年04月

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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:SPRINGER HEIDELBERG  

    A light-induced migration of liquid columns in a 2.5-mm glass capillary by photochemical isomerization was demonstrated. The isomerization of a surfactant AZTMA, which was added into ultrapure water, occurred by irradiating UV or visible light and results in the surface tension of the liquid. By utilizing this effect, the column manipulation was performed by irradiating the UV light to a half portion of the liquid column so that liquid-gas interface at two column ends had different surface tension dye to the photochemical isomerization. As a result, the migration of the columns generated by a difference in the Laplace pressure at two ends was observed. The columns firstly advanced at constant speeds depending on their lengths and then decelerated by mixing of isomers in the columns. Moreover, it was found that shorter the column length, higher the mobility. This characteristic was explained by the viscous friction, which counteracted the driving force, and the Marangoni convection in the vicinity of the interface.

    DOI: 10.1140/epjst/e2016-60217-y

  • Two-dimensional direct numerical simulation of driving liquid column with photoresponsive surfactant 査読あり

    Kei Nitta, Masakazu Muto, Ken Yamamoto, Masahiro Motosuke, Takahiro Tsukahara

    Proceedings of the 6th Asian Symposium on Computational Heat Transfer and Fluid Flow (ASCHT2017)   119   1 - 6   2017年

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    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

  • A Noncontact Picolitor Droplet Handling by Photothermal Control of Interfacial Flow 査読あり

    Muto Masakazu, Yamamoto Makoto, Motosuke Masahiro

    ANALYTICAL SCIENCES   32 ( 1 )   49 - 55   2016年01月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Web of Science

  • A Noncontact Picolitor Droplet Handling by Photothermal Control of Interfacial Flow 査読あり

    Masakazu Muto, Makoto Yamamoto, Masahiro Motosuke

    ANALYTICAL SCIENCES   32 ( 1 )   49 - 55   2016年01月

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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:JAPAN SOC ANALYTICAL CHEMISTRY  

    We present a noncontact handling of droplets in a microfluidic platform by the Marangoni convection, interfacial tension driven flow, generated by a light-induced local temperature gradient in the surrounding liquid of the droplet. Droplets flowing in a microchannel experience a force due to the interfacial tension gradient when approaching the heated area. This method provides noncontact, selective and flexible manipulation for droplets flowing in microchannel network. In this study, an O/W emulsion system with oleic acid for the dispersed phase and a buffer solution for the continuous one was used. Trajectory control and trapping for droplets with 5 - 65 pL in volume was achieved by patterned laser irradiation. Also, we quantitatively evaluated the driving force exerted on droplets by measuring the fluidic temperature distribution around the droplet. From the balance of the drag force and the photo-induced Marangoni force, the driving force was determined using the measured temperature gradient of the droplet. From the results, the applicability of noncontact droplet manipulation using the photothermal Marangoni effect by continuous-phase heating has been demonstrated.

    DOI: 10.2116/analsci.32.49

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書籍等出版物

  • マイクロ・ナノ熱工学の進展

    マイクロ・ナノ熱工学の進展編集委員会編集委員一同 丸山茂夫(代表者), 田川義之, 武藤真和, 木山景仁( 担当: 共著 ,  範囲: 第4章 マイクロチャネル 第2節 マイクロ混相流)

    (株)エヌ・ティー・エス  2021年05月 

MISC

  • 流動複屈折計測とインデックスマッチングを複合した円管内流体応力場計測手法の開発 招待あり

    武藤真和, ウォービーK.A.ウィリアム, 中峰健登, 横山裕杜, 田川義之

    日本流体力学会誌「ながれ」特集記事「注目研究 in 年会2022」   41 ( 6 )   2022年12月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

  • 動的流体応力場の実験的可視化手法の開発 招待あり

    武藤真和, 田川義之

    日本流体力学会誌「ながれ」特集記事「注目研究 in 年会2019」   38 ( 6 )   419 - 422   2019年12月

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    記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

  • 微小界面流動の制御と液滴操作 (特集 沸騰・相変化・界面現象)

    元祐 昌廣, 武藤 真和

    伝熱 = Journal of the Heat Transfer Society of Japan   57 ( 239 )   30 - 33   2018年04月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本伝熱学会  

    CiNii Articles

  • 光熱効果を用いた非接触液滴ソーティング

    武藤 真和, 山本 憲, 山本 誠, 元祐 昌廣

    第55回日本伝熱シンポジウム講演論文集   2018年

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    掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

  • 第43回可視化情報シンポジウム参加報告

    武藤真和

    可視化情報学会誌   35   43   2017年

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    掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

  • 光熱バルブによる液滴の軌道制御

    武藤 真和, 山本 憲, 山本 誠, 元祐 昌廣

    日本流体力学会年会2017講演論文集   2017年

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    掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

  • 2016年度日本混相流学会ベストプレゼンテーションアワード表彰報告

    武藤真和

    混相流 (日本混相流学会誌)   30   418   2016年

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    掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

講演・口頭発表等

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受賞

  • 優秀講演賞

    2022年08月   日本実験力学会2022年度年次講演会   血液-血管応力相互作用の理解に向けた液体高分子と高分子ゲルの高速度光弾性法の開発

    武藤真和, ウォービーウィリアム海アレクサンダー, 中峰健登, 小林和也, 田川義之

  • ベストプレゼンテーションアワード

    2022年08月   混相流シンポジウム2022   クエット流動下における応力計測と高速度偏光カメラによる複屈折の同時計測手法の開発

    ウォービーウィリアム海アレクサンダー, 中峰健登, 横山裕杜, 武藤真和, 田川義之

  • 優秀講演表彰

    2022年02月   日本機械学会 流体工学部門   集束ジェットによる無針注射時発生応力と機械学習によるジェット速度安定性調査

    五十嵐 大地, 宮崎 優太, 鵜澤 雅, 河合 脩真, YEE Jingzu, 武藤 真和, 関口 翔斗, 田川 義之

  • 優秀プレゼンテーション賞

    2018年05月   第55回日本伝熱シンポジウム   光熱効果を用いた非接触液滴ソーティング

    武藤真和

  • ベストプレゼンテーションアワード

    2016年08月   混相流シンポジウム2016   フォトクロミック界面流動の微視的観測

    武藤真和

  • ポスター賞

    2016年06月   平成27年度研究科学生助成金研究成果報告会(東京理科大学)  

    武藤真和

  • アートコンテスト大賞

    2015年07月   第43回可視化情報シンポジウム  

    武藤真和, 市川 賀康

  • Best Student Paper Award

    2013年11月   12th FLUCOME   An evaluation of manipulation force for droplet by photothermal Marangoni effect

    武藤真和

  • ベストプレゼンテーション賞

    2013年07月   第41回可視化情報シンポジウム   光熱マランゴニ効果を用いた微小液滴操作時における駆動力の評価

    武藤真和

科研費(文科省・学振)獲得実績

  • 非定常・非一様ひずみ速度場における複雑流体のレオロジー・内部構造計測法の開発

    2022年06月 - 2024年03月

    科学研究費補助金  挑戦的萌芽研究

    亀田 正治、伊藤 輝将, 武藤 真和

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    担当区分:研究分担者 

  • 脳動脈瘤の応力集中部の特定に向けた4D流体応力場計測システムの開発

    2020年04月 - 2024年03月

    科学研究費補助金  若手研究

    武藤 真和

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    担当区分:研究代表者 

  • 粘弾性マイクロジェットの能動制御と次世代製造プロセスへの展開

    2020年04月 - 2024年03月

    科学研究費補助金  基盤研究(A)

    田川 義之、安藤 景太, 山中 晃徳, 長津 雄一郎, 田中 あかね, 武藤 真和

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    担当区分:研究分担者 

    本研究では,衝撃力を利用した超音速・高粘度マイクロ液体ジェット生成法(代表者の開発技術)に基づき,ジェットの伸長・分裂・衝突という医学・工学応用に不可欠な各要素の物理機構解明・能動制御を達成するため,次世代製造プロセスにとって需要の高い粘弾性液体ジェットに焦点を絞り,学術的に未解明な特徴的挙動を解明に取り組んだ.まず,粘弾性マイクロ液体ジェットの大伸張プロセスの解明・制御のために,ジェットが大きく伸長した後,分離せずに出戻る現象に着目した.伸長速度は従来のレオメータの計測限界の100倍以上に達しており,既存の粘弾性理論モデルを外挿して求めた伸長粘度等を用いても実現象を定量的に説明できない.そこで従来の粘弾性計測範囲を3桁拡張させた実験データベースを構築した.高度な化学知識を要するため専門家である分担者(長津)と協働した.次に粘弾性マイクロ液体ジェットの分離・マイクロ液滴形成プロセスの解明・制御のため,粘弾性流体の液糸の分離過程を実験的に調査した.ジェット分離位置・時間を測定した結果,粘弾性マイクロジェットでは分離に至るまでに顕著な伸張効果が確認され,可視光カメラの解像限界(500 nm)以下の液糸が数秒間も持続し,液滴を保持・合体させる現象が見られた.分担者(長津)所有のレオメータによりレオロジー特性の測定を行い,粘弾性特性が分離過程に与える影響を調査した.さらに,マイクロジェット先端から分離した高速マイクロ液滴が固体壁に衝突した場合,従来理論に反して液滴が飛散しない現象を調査した.この原因は,従来理論が立脚する連続体仮定が適用できないためと考えられた.そこで新たな物理描像に基づく理論を構築した.最後に,上記の知見を活用したマイクロジェット伸張衝突制御と次世代製造プロセスへの展開に向け分担者(田中・山中・安藤)と協働した.

  • 非定常流体応力場の可視化に向けた光弾性計測システムの開発

    2019年08月 - 2021年03月

    科学研究費補助金  研究活動スタート支援

    武藤 真和

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    担当区分:研究代表者 

  • フォトクロミック界面流れによる非接触液滴操作法の開発

    2017年04月 - 2018年12月

    科学研究費補助金  特別研究員奨励費

    武藤 真和

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    担当区分:研究代表者 

その他競争的資金獲得実績

  • 粘弾性計測と流動複屈折計測を複合した光レオロジー計測による体液の内部構造可視化技術の創生

    2022年10月 - 2023年03月

    公益財団法人 日東学術振興財団  第39回(2022年度)研究助成 

    武藤真和

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    担当区分:研究代表者 

  • 光弾性法と機械学習が拓く血液と血管壁の応力相互作用モデルの構築

    2022年04月 - 2023年03月

    公益財団法人 スズキ財団  2021年度(令和3年度)科学技術研究(一般) 助成金 

    武藤 真和

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金