2026/10/17 更新

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カトウ　アイリ
加藤　愛理
KATO AIRI
所属
学部 総合数理学部 特任講師
職名
特任講師
ホームページ
https://sites.google.com/site/airiphys/
通称等の別名
Airi N. Kato
外部リンク

研究キーワード

  • クインケ粒子

  • アクティブマター

  • コロイド

  • 界面

  • 自己駆動

  • ラフネス

  • ヤヌス粒子

  • 微細藻類

研究分野

  • 自然科学一般 / 生物物理、化学物理、ソフトマターの物理

学歴

  • 東京大学   大学院理学系研究科   物理学専攻（博士課程）

    2016年4月 - 2020年3月

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    国・地域： 日本国

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  • 東京大学   大学院理学系研究科   物理学専攻（修士課程）

    2013年4月 - 2016年3月

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    国・地域： 日本国

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  • 早稲田大学   先進理工学部   物理学科

    2009年4月 - 2013年3月

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経歴

  • 明治大学   総合数理学部   特任講師

    2026年4月 - 現在

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  • ボルドー大学   LOMA   ポスドク

    2023年9月 - 2025年12月

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    国・地域：フランス共和国

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  • 東京大学大学院理学系研究科物理学専攻   竹内研究室   特任研究員

    2023年6月 - 2023年9月

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    国・地域：日本国

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  • 中国科学院大学温州研究院   李涛グループ   ポスドク

    2021年4月 - 2023年4月

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    国・地域：中華人民共和国

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所属学協会

  • 日本物理学会

    2015年6月 - 現在

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委員歴

  • アクティブマター研究会   運営委員  

    2026年4月 - 現在   

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  • 第59回 物性若手夏の学校   講義世話人  

    2013年8月 - 2014年8月   

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  • 第6回物理チャレンジ   学生スタッフ  

    2010年8月   

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  • 数物セミナー   運営委員  

    2009年12月 - 2012年3月   

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  • 第5回物理チャレンジ   学生スタッフ  

    2009年8月   

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論文

  • Rotational dynamics and assembly strategies of nanoscale rough colloids mediated by liquid interfaces 査読

    Changbin Feng, Guangle Du, Lujun Huang, Airi N. Kato, Tao Li

    Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects   749 ( 3 )   141383 - 141383   2026年11月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.colsurfa.2026.141383

    Web of Science

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  • Active particle in a very thin interfacial droplet 査読

    Airi N. Kato, Kaili Xie, Benjamin Gorin, Jean-Michel Rampnoux, Hamid Kellay

    Physical Review Research   7 ( 4 )   2025年10月

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    担当区分：筆頭著者   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：American Physical Society (APS)  

    A single light-driven Janus particle confined in a very thin oil droplet at an air-water interface displays intriguing dynamics. While laser activation induces rapid horizontal motion ( 1 m m / s – 1 c m / s ) by thermal Marangoni flow, the particle exhibits unexpected periodic circular motions or intermittent irregular motions. We show that the trajectories are the result of a coupling between the self-propulsion of the particle and the spatiotemporal droplet thickness changes. We propose a simple model where the properties of the active particle trajectories are governed by capillary forces and torques due to the confinement of the particle in the thin droplet.

    DOI： 10.1103/882l-mzr2

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    その他リンク： http://harvest.aps.org/v2/journals/articles/10.1103/882l-mzr2/fulltext

  • Continuous Emulsion Channels Achieved by Controlling the Aqueous–Oil Interface Solely with Rough Colloids 査読

    Wenbin Chen, Airi N. Kato, Lijun Dai, Paul S. Clegg, Tao Li

    Advanced Functional Materials   2023年10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：Wiley  

    Abstract

    As a new class of soft materials, continuous emulsion channels have been successfully stabilized solely by rough colloids, which exhibit unique capability in sterically controlling liquid–liquid interfaces. Once jammed at the interface, the roughness‐enhanced frictions can slow down the dynamics of phase separation, and the interlocking behaviors would constrain their relative motions and generate force structures that provide mechanical support for the created emulsions. Ethanol is used to ensure the particles’ absorption, whose migration can modify the interfacial tension, and increase the solubility of active ingredients (e.g., curcumin). Applying rough colloids in ethanol‐containing systems opens new pathways toward the generation of novel structures and materials, where the parallel but separate functionalities provided by various phases demonstrate wide‐ranging applications, especially in delivery systems with variably soluble components.

    DOI： 10.1002/adfm.202308608

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  • How surface roughness affects the interparticle interactions at a liquid interface 査読

    Airi N. Kato, Yujie Jiang, Wei Chen, Ryohei Seto, Tao Li

    Journal of Colloid and Interface Science   641   492 - 498   2023年7月

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    担当区分：筆頭著者   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Elsevier BV  

    DOI： 10.1016/j.jcis.2023.03.041

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  • Active colloid with externally induced periodic bipolar motility and its cooperative motion 査読 国際誌

    Airi N. Kato, Kazumasa A. Takeuchi, Masaki Sano

    Soft Matter   18 ( 29 )   5435 - 5445   2022年

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Royal Society of Chemistry (RSC)  

    Reciprocating colloids exhibit Active Brownian Particle (ABP)-like dynamics and cluster formation.

    DOI： 10.1039/D2SM00363E

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  • Quantum estimation via sequential measurements 査読

    Daniel Burgarth, Vittorio Giovannetti, Airi N Kato, Kazuya Yuasa

    New Journal of Physics   17 ( 11 )   113055 - 113055   2015年11月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：IOP Publishing  

    DOI： 10.1088/1367-2630/17/11/113055

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    その他リンク： http://stacks.iop.org/1367-2630/17/i=11/a=113055?key=crossref.de752f2389ef191983e1bc29d4f72ed2

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書籍等出版物

  • ～日本，中国，そしてフランスへ～

    （ 担当： 単著 範囲: 生物物理/66 巻 (2026) 2 号 海外だより）

    生物物理  2026年3月 

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MISC

  • 粒子を含む界面の圧縮：粒子の異方性や表面粗さの影響 招待 査読

    加藤愛理, 瀬戸亮平, 蒋玉傑, 陳薇, 李涛

    日本結晶成長学会誌   50 ( 2 )   50-2-02   2023年7月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：日本語  

    DOI： 10.19009/jjacg.50-2-02

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受賞

  • 優秀ポスター賞

    2015年11月   第9回物性科学領域横断研究会  

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  • 優秀賞・JST賞

    2007年8月   物理チャレンジ2007  

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 表面の粗いナノ粒子の相互作用の影響

    2022年1月 - 2022年12月

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    担当区分：研究代表者 

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  • 自己駆動粒子系の定常状態におけるマクロな性質の解明

    研究課題/領域番号：17J06659  2017年4月 - 2019年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 特別研究員奨励費  特別研究員奨励費 (DC2)

    加藤 愛理

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    配分額：1900000円 （ 直接経費：1900000円 ）

    エネルギーを散逸させながら動く粒子「自己駆動粒子」の、人工的な実験系の一つである、クインケ粒子を用いた実験およびそのモデルの検討・数値計算を行った。クインケ粒子とは、電極に挟まれた懸濁液中の誘電体粒子が、ある閾値電場を超えると回転して電極上を転がることで並進運動を行う自己駆動粒子である。先行研究の直流電場下の場合、粒子は定常状態に達し、一粒子の運動のパラメータ依存性は明らかであった。
    一方、本研究においては、交流電場下のクインケ粒子が周期状態に達することがわかった。また、直流の場合と比べて、一粒子においても非自明なパラメータ依存性があるので、それについて研究を進めてきた。一粒子の運動自体は、三次元自律的な力学系で書くことができ、その解から並進速度もきまる。交流のリアプノフ指数を計算したところ、実際の実験で印加している電圧では、どの周波数においても正の指数はでず、すべて印加電圧の周波数でのリミットサイクルとなっていることがわかった。運動としては印加電圧の周波数を基本周波数とする速度の往復運動をする。往復運動の振幅は、ほぼ周波数の逆数に比例する。これは、単純に速度が正弦関数的な場合に期待される依存性である。往復運動だけでなく、わずかな正味の運動を伴うが、そのパラメータ依存性を含めて数値計算としては現在まだ再検討をしている最中である。このモデルの数値計算に関しては、パラメータ空間を広く調べることによりカオス解もありうるため、今後広く探索が必要である。なぜなら、カオティックに動く自己駆動粒子系の実験系やモデルの報告はなく、興味深い一例になりうるからである。また、様々な外部周波数で、分極の（電極に対する）水平成分と垂直成分のパワースペクトルを調べたところ、水平成分は偶数次、垂直成分は奇数次のピークを持つことがわかり、周波数が大きくなるほど高次のピークを含まなくなることがわかった。

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担当経験のある科目（授業）

  • 現象数理学実験 (2)

    2026年4月 - 2026年7月 機関名：明治大学総合数理学部

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  • 現象数理学実験 (1)

    2026年4月 - 2026年7月 機関名：明治大学総合数理学部

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  • 線形代数 I 演習 (1組)

    2026年4月 - 2026年7月 機関名：明治大学総合数理学部

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社会貢献活動

  • 子供向け実験実演「Science of soap films」

    役割：実演

    2021年8月

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  • 秩序ある群れのヒミツ

    役割：講師

    10 分で伝えます!東大研究最前線  2016年5月

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    種別：サイエンスカフェ

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  • 花火の科学, シャボン玉の物理

    役割：講師

    数理の翼大川セミナー 2014  2014年8月

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    種別：セミナー・ワークショップ

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  • ブラウン運動

    役割：講師

    第 32 回数理の翼夏季セミナー  グループセミナー  2011年8月

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