2026
Post-Collision Thermal Excitation and Survival-Limited Cluster Growth in the Gas Phase
衝突直後の発熱、背景気体による冷却、再解離の競合を生存確率として定式化。各成長段階の小さな生存確率の低下が、累積的な成長時間にどう影響するかを調べました。
TOMOYA TAMADATE / PERSONAL WEBSITEAEROSOL SCIENCE & ENGINEERING
Beyond
the visible.
見えない世界に、
新しい輪郭を。
＋FIG. 001 / THE IN-BETWEEN
CONCEPTUAL ARTWORK
CONCEPTUAL ARTWORK
01 / RESEARCH研究領域
分子がぶつかる瞬間から、
粒子を使う技術まで。
分子やイオンが衝突し、粒子へと成長する仕組みを理解する。その粒子を、流れの中で分け、運び、届ける。エアロゾルの基礎物理と分離・輸送の2つを軸に、分子スケールの現象から装置の設計までを研究しています。
01Fundamentalsエアロゾル基礎物理 — 衝突・相変化・成長衝突、相変化、成長。
小さな粒子の物理を解く。
THE QUESTION衝突した分子は、
衝突した分子は、
いつ「粒子」になるのか。
分子やイオンが衝突し、付着し、ときに離れていく。その一連の過程を、分子動力学と確率モデルで調べています。蒸気の付着・脱離、イオン間再結合、衝突後の発熱と冷却から、ナノ粒子の形成・成長を支配する仕組みを探ります。電場下の分子イオンの運動や、構造と移動度の関係も扱います。
Selected publications
代表論文・プレプリント2025
Queuing theory-based predictions of ion mobility shifts via vapor clustering at arbitrary field strength
蒸気分子の到着と滞在を待ち行列として扱い、電場強度・蒸気濃度に応じたイオン移動度を予測。付着・脱離の確率的な描像を、分子動力学計算と比較しました。
2024
Latent-to-sensible heat conversion kinetics during nanoparticle coalescence
ナノ粒子の融合による潜熱の放出と、周囲の気体への熱移動をモデル化。金ナノクラスターの発熱・冷却過程を分子動力学計算で検討しました。
2023
A neural network parametrized coagulation rate model for <3 nm titanium dioxide nanoclusters
分子動力学で求めた二酸化チタンナノクラスターの衝突・凝集を、ニューラルネットワークによる速度モデルに整理。分子スケールの相互作用を粒子群の成長計算へつなぎます。
2020
Calculation of the ion-ion recombination rate coefficient via a hybrid continuum-molecular dynamics approach
遠距離の拡散と近距離の分子運動を組み合わせ、正負イオンの再結合速度を計算。背景気体との衝突を含む手法によって、圧力に依存する再結合を扱いました。
2019
Conformation-dependent dynamics of macromolecular ions in the gas phase under an electrostatic field: A molecular dynamics simulation
電場下の分子イオンを分子動力学で扱い、分子の配座と気相中の運動との関係を検討。移動度を分子構造の情報として読み解くための基礎を調べました。
02Processes分離・輸送・プロセス設計粒子を選び、運び、届ける。
流れから操作を設計する。
THE QUESTION必要な粒子を、
必要な粒子を、
必要な場所へ届けるには。
流れ、慣性、圧力差を利用して、粒子を分け、濃縮し、集める。CFD・粒子軌道計算と実験を組み合わせ、インパクターやバーチャルインパクター（VI）の形状と操作条件を検討しています。粒子を扱う操作の理解を、ノズル設計や局所堆積へと広げます。
RESEARCH DIRECTION / AJP
エアロゾルジェットプリンティング（AJP）では、粒子・液滴の輸送、集束、基板への局所堆積に着目しています。以下には、その基盤となる噴流・ノズル・堆積の研究を掲載しています。
Selected publications
代表論文2025
Optimization of nozzle geometry for virtual impaction across more than one decade in particle size
粒子軌道計算と実験を組み合わせ、広い粒径範囲で濃縮できるVIのノズル形状を設計。分級性能と粒子損失の両面から形状を検討しました。
2024
The influences of jet axis switching and aerodynamic focusing on aerosol deposition in converging–diverging slit impactors
スリット噴流の軸交換と空力集束が、基板上の粒子堆積に与える影響を解析。粒径・圧力・基板距離によって変わる線状・点状の堆積を調べました。
2024
Centrifugal force-based particle collection unit: A long-term solution for pre-filtering system
旋回流と粒子排出構造を組み合わせたプレフィルターを検討。粒子の捕集に加え、圧力損失と装置内への粉じん蓄積を考慮しました。
2024
Aerosol collection efficiency enhancement in HVAC systems through electrical field-Induced filter media polarization
電場でろ材を分極させ、エアロゾルの捕集を改善する方法を検討。誘電泳動を中心とする捕集機構と、空調用フィルターへの適用を調べました。
2023
Virtual impaction in compressible flows with pressure recovery
圧縮性流れを使い、出口圧力を回復させながらサブミクロン粒子を濃縮するVIを検討。実験とCFD・粒子軌道計算から、分級性能と集束による損失を調べました。
SELECTED WORK / 2019–2026研究業績一覧 · researchmap ↗
02 / APPROACH研究を支える手法
Across
scales.
分子の運動から、装置内の流れまで。
2つの研究領域を支える、
分子動力学・確率モデル・数値流体解析。
01MOLECULAR DYNAMICS
分子から、考える。
分子動力学で、衝突・付着・脱離や熱の移動を追う。分子・イオンの相互作用から、粒子の成長と輸送の基礎を調べます。
MD / 分子動力学02STOCHASTIC MODELS
確率から、捉える。
分子の到着や滞在、衝突後の生存を確率過程として捉える。待ち行列理論などを用い、分子スケールの挙動を移動度や成長時間へつなぎます。
PROBABILITY / 確率モデル・待ち行列理論03CFD & PARTICLE TRANSPORT
操作を、設計する。
数値流体解析と粒子軌道計算で、流れの中の粒子を追う。実験結果と照らし合わせ、分離・濃縮・堆積を左右する形状や操作条件を検討します。
CFD / 数値流体解析・粒子軌道計算03 / ABOUTプロフィール
Tomoya
Tamadate.玉舘 知也 / 博士（工学）
Tamadate.玉舘 知也 / 博士（工学）
エアロゾルの物理を、
操作の設計へ。
金沢大学 理工研究域 フロンティア工学系 助教。分子・イオンの相互作用からエアロゾルの分離・輸送まで、分子動力学、確率モデル、数値流体解析を用いて研究しています。
- 2023 —
- 金沢大学
理工研究域 フロンティア工学系 助教 - 2021 — 2023
- University of Minnesota
Mechanical Engineering · Postdoctoral Associate - 2021
- 金沢大学 博士課程修了
博士（工学）