Arai Laboratory
Department of Mechanical Engineering, Keio University
慶應義塾大学 理工学部 機械工学科 荒井研究室のホームページです．
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本研究室では，分子シミュレーションを用いて様々なソフトマターに関する現象を分子・原子レベルで解明することを目的としています． [ソフトマターとは？] これまで分子シミュレーションは主に基礎研究や理論研究に主に用いられてきました．しかし近年のコンピュータの劇的な進化やアルゴリズムの発展に伴い，徐々に工学的な応用研究へも踏み出せるようになってきました．
例えば現在，車や飛行機の設計開発で連続体シミュレーションが用いられているように，今後化学や薬学，医学製品の開発で分子シミュレーションが用いられる日が来るはずです．今がまさにそのPhase transitionの時期で，私達は分子シミュレーションを工学に利用するための最先端の研究に取り組んでいます．
研究内容は機械工学だけでなく，物理化学や化学工学，医学など多くの分野に渡り，共同研究も幅広く行っています．研究内容に興味がございましたら，お気軽にお問い合わせ下さい．
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— Arai Laboratory (@arailab_keio) April 16, 2024
Latest Information
 [2026/3/12~13 - SMECS2026@横浜市，三菱ケミカルSIC]
董君(B4), 叶君(M1), 佐藤君(M1), 大里君(M2), 孟君(D1), 濱口さん(D3), 佐藤助教がSMECS2026に参加し，研究発表を行いました．大里君がBest Poster Awardを受賞しました！🎉 Post date: 2026-03-19 16:00:11 |
 [2026/3/8 - 論文掲載]
佐藤遼一(M1)が筆頭著者，荒井教授が最終著者の論文がChemical Physics (IF: 2.4) に掲載決定しました．この研究は，雪印メグミルク株式会社との共同研究で，油水界面張力に対する乳化剤の不飽和性の効果を，実験と原子分子動力学法シミュレーションで定量的に調べました．飽和尾部をもつモノパルミチンと，cis不飽和尾部をもつモノオレインを比較した結果，同程度の表面被覆率でも不飽和体の方が界面張力をより低下させました．これは二重結合により分子配列が乱れ，単分子膜の流動性・界面厚み・親水基の水和が増すことの影響であることを特定しました． Post date: 2026-03-08 20:37:45 |
 [2026/2/5 - 論文掲載]
按田さん(D1)が筆頭著者，孟君(D1)が第四著者，荒井教授が最終著者の論文がColloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects (IF: 5.4) に掲載決定しました．この研究は，化粧品で使われるW/O乳化剤ポリグリセリル-2ジポリヒドロキシステアレート(PD)について，重合度の違いが保水性を左右する理由を実験と分子シミュレーションで解析しました．重合度の高いPDは水との強い相互作用により結合水を形成し，結合水が自由水を包み込む構造をとる一方，重合度の低いPDは主に自由水を乳化するだけで，結合水がほとんど関与していないことを明らかにしました． Post date: 2026-02-05 14:25:21 |
 [2026/1/25 - 論文掲載]
孟君(D1)が第三著者，荒井教授が第七著者の論文がApplied Catalysis B: Environment and Energy (IF: 21.1)に掲載決定しました．この研究は，磁場でメタノール酸化反応を加速する「スピン触媒」として，Crを加えたFePtを秩序化相ナノチェーンへ相転移させ，高い磁気応答と安定性を両立する設計指針を示しました．磁場がO–H結合の切断とOH*生成を促進して反応障壁を下げることが実験とシミュレーションによって確かめられ，外場で反応を制御する触媒設計を提案しました． Post date: 2026-01-25 10:02:34 |
 [2026/1/16 - 新年会@日吉]
新年会を開催し，新しい配属生の研究テーマを決めました．今年も頑張って行きましょう！💪 Post date: 2026-01-22 11:01:01 |
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Recent publications
Recent presentations
| Author(s) | Title | Conference | Place | Date |
| H. Ikeda, A. Joko, N. Osato, and N. Arai | Approach to predicting the properties and cleansing performance of nonionic surfactants using coarse-grained molecular simulations | 2026 AOCS Annual Meeting & Expo | New Orleans, Louisiana, USA | 2026/05 |
| S. Sasaki, H. Ueno, N. Arai, K. Asakura, and T. Banno | Creation of Functional Vesicles Composed of Amphiphiles Bearing Amide Linkages with Balancing Structural Stability and Stimuli-Responsiveness | The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2025 (Pacifichem2025) | Honolulu, Hawaii, USA | 2025/12 |
| L. Dong, Y. Ishiwatari, T. Yokoyama, T. Kojima, T. Banno and N. Arai | Machine Learning Prediction of Amphiphilic Self-Assembly in Aqueous Solution Informed by Critical Packing Parameters | The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2025 (Pacifichem2025) | Honolulu, Hawaii, USA | 2025/12 |
| S. Yamazaki and N. Arai | Investigating Coacervate-to-Vesicle Phase Transition by Dissipative Particle Dynamics Simulation | The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2025 (Pacifichem2025) | Honolulu, Hawaii, USA | 2025/12 |
| M. Ye, F. Meng, and N. Arai | Molecular Dynamics Study on Methane Hydrate Nucleation in Premelting Layers | The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2025 (Pacifichem2025) | Honolulu, Hawaii, USA | 2025/12 |
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Conference or Presentation Information
| Date | Conference | Place | Notes |
| [2025/05/14-17] | 第62回日本伝熱シンポジウム/HTSJ国際伝熱シンポジウム | @沖縄，宜野湾市 | 講演申込締切: 2025年1月24日 |
| [2025/6/16-18] | IWANN 2025 | @A Coruna, Spain | |
| [2025/7/6-10] | PPC19 | @Fukuoka, Japan | Deadline for abstract submission: 1/20, 2025 |
| [2025/07/14] | Joint Molecular Simulation Workshop between Institute of Science Tokyo and Keio University | @Institute of Science Tokyo, Ookayama Campus | |
| [2025/7/20-25] | PRCR2025 | @Kobe, Japan | |
| [2025/09/07-12] | ECIS2025 | @Bristol, UK | Submit abstracts by 11 April Early bird registration 13 June |
| [2025/09/15-18] | 35th International Federation of Societies of Cosmetic Chemists (IFSCC) Congress | @Cannes, France | |
| [2025/9/29-10/3] | ISMC2025 | @Crete, Greece | Deadline for abstract submission: 3/24, 2025 |
| [2025/10/8-10] | トライボロジー会議2025 秋 | @北海道，函館 | |
| [2025/10/30] | KGRI 先端技術セミナー『先端計測とデータ化学で加速する材料開発』 | @慶應, YIL (Yagami Innovation Laboratory) | |
| [2025/11/24-26] | 第39回分子シミュレーション討論会 | @松江市，くにびきメッセ | |
| [2025/12/08-13] | MRM2025 | @Yokohama, Japan | Abstract Submissions Deadline: 30-May-25 |
| [2025/12/15-20] | PACIFICHEM 2025 | @Hawaii, US | Abstracts is open until 2 April |
| [2026/1/29] | 技術情報協会セミナー「各種分子シミュレーションを用いた高分子研究，材料解析の考え方，その選び方と使い方」 | @オンライン | 第３部 散逸粒子動力学（DPD）法の基礎から応用まで ～ソフトマターの分子シミュレーション～ |
| [2025/03/12-13] | 第4回ソフトマテリアル工学シミュレーション討論会(SMECS2026) | @三菱ケミカル Science & Innovation Center | |
| [2026/03/18-22] | Microfluidic Horizons 2026 | @Padua, Italy | Submit abstracts by 12 January |
| [2026/05/03-06] | AOCS Annual Meeting & Expo | @New Orleans, Louisiana, USA | |
| [2026/06/11-14] | 8th International Symposium Frontiers in Polymer Science | @Chengdu, China | Abstract Submission deadline March 13 |
| [2026/09/06-11] | ECIS2026 | @Granada, Spain | • Abstract submission deadline: 27 March 2026 • Registration deadline: 15 May 2026 |
| [2026/10/04-08] | ICMS2026 | @Bengaluru, India | |
| [2026/11/01-06] | Okinawa Colloids 2026 | @Okinawa, Japan | Abstract Submission deadline Oral: May 16 Poster: July 31 |
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