2024/11/21 更新

ヨシダ ヨシアキ
吉田 嘉晃
YOSHIDA Yoshiaki
Scopus 論文情報 (2014~2025)
総論文数: 35  総Citation: 303  h-index: 10

Citation Countは当該年に発表した論文の被引用数

所属
大学院工学研究院 物質工学研究系
職名
准教授
外部リンク

取得学位

  • 室蘭工業大学  -  博士(工学)   2011年03月

学内職務経歴

  • 2020年11月 - 現在   九州工業大学   大学院工学研究院   物質工学研究系     准教授

  • 2019年04月 - 2020年10月   九州工業大学   分子工学研究所     特任助教

所属学会・委員会

  •   高分子学会   日本国

  •   日本化学会   日本国

  •   有機合成化学協会   日本国

論文

  • The predictive machine learning model of a hydrated inverse vulcanized copolymer for effective mercury sequestration from wastewater 査読有り 国際誌

    Ghumman A.S.M., Shamsuddin R., Abbasi A., Ahmad M., Yoshida Y., Sami A., Almohamadi H.

    Science of the Total Environment   908   2024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)

    Inverse vulcanized polysulfides (IVP) are promising sulfur-enriched copolymers with unconventional properties irresistible for diverse applications like Hg2+ remediation. Nevertheless, due to their inherent hydrophobic nature, these copolymers still offer low Hg2+ uptake capacity. Herein, we reported the synthesis of IVP by reacting molten sulfur with 4-vinyl benzyl chloride, followed by their functionalization using N-methyl D-glucamine (NMDG) to increase the hydration of the developed IVP. The chemical composition and structure of the functionalized IVP were proposed based on FTIR and XPS analysis. The functionalized IVP demonstrated a high mercury adsorption capacity of 608 mg/g (compared to <26 mg/g for common IVP) because of rich sulfur and hydrophilic regions. NMDG functionalized IVP removed 100 % Hg2+ from a low feed concentration (10–50 mg/l). A predictive machine learning model was also developed to predict the amount of mercury removed (%) using GPR, ANN, Decision Tree, and SVM algorithms. Hyperparameter and loss function optimization was also carried out to reduce the prediction error. The optimized GPR algorithm demonstrated high R2 (0.99 (training) and 0.98 (unseen)) and low RMSE (2.74 (training) and 2.53 (unseen)) values indicating its goodness in predicting the amount of mercury removed. The produced functionalized IVP can be regenerated and reused with constant Hg2+ uptake capacity. Sulfur is the waste of the petrochemical industry and is abundantly available, making the functionalized IVP a sustainable and cheap adsorbent that can be produced for high-volume Hg2+ remediation. Environmental implication: This research effectively addresses the removal of the global top-priority neurotoxic pollutant mercury, which is toxic even at low concentrations. We attempted to remove the Hg2+ utilizing an inexpensive adsorbent developed by NMDG functionalized copolymer of molten sulfur and VBC. A predictive machine learning model was also formulated to predict the amount of mercury removal from wastewater with only a 0.05 % error which shows the goodness of the developed model. This work is critical in utilizing this low-cost adsorbent and demonstrates its potential for large-scale industrial application.

    DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.168034

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  • Aminolysis of five-membered cyclic carbonate catalyzed by guanidines: Solvent effects on the formation of guanidine dimers 査読有り 国際誌

    Dong W., Sun Y., Yoshida Y., Endo T.

    Journal of Molecular Structure   1321   2025年02月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    This paper presents an experimental and computational investigation on the aminolysis reactions of five-membered cyclic carbonate (5CC) catalyzed by mono- or bi-cyclic guanidines in various solvents. For both liquid and solid 5CC substrate employed, higher polar solvent favors the monomeric active guanidine responsible for the catalytic aminolysis reactions. The formation of the dimeric state of the guanidine catalyst, which is seemingly inert to catalytic activity, is prevented by the bulkier substituents connecting to the guanidine moiety. Extensive DFT calculations further confirm that the relative stabilities of dimeric guanidine is depended on both the polarities of the solvents and the bulkiness of the substituents connected to the guanidine moiety, which is consistent with the experimental kinetic results.

    DOI: 10.1016/j.molstruc.2024.140299

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  • Systematic studies on polyacrylates containing side-chain hydrogen bonding units: Significant effects of the pendant functions on thermal behaviors and solubility of polymers 査読有り 国際誌

    Hirose Y., Yoshida Y., Furusho Y., Tomita I., Endo T.

    Journal of Polymer Science   62 ( 10 )   2116 - 2128   2024年05月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    The synthesis of polyacrylates containing various pendant hydrogen bonding or non-hydrogen bonding functions and the effects of side-chain functions on their physical properties are described. The polyacrylates possessing urea, urethane, N-substituted urea, or carbonate groups are prepared by the free radical polymerization of acrylate monomers possessing the corresponding functional groups. The presence of stronger hydrogen bonding interactions both in bulk and solutions of a highly polar solvent such as dimethyl sulfoxide (DMSO) is supported by the infrared (IR) spectra, whereas the urethane-based polyacrylate does not exhibit the interaction in the solution. The presence of the stronger hydrogen bonding interactions of the urea unit is discussed by the IR and nuclear magnetic resonance spectra and the density functional theory calculations of the corresponding model compounds. The solubility in organic solvents and the glass transition temperature (Tg) of polymers are also dependent on the structure of the pendant groups. Polar aprotic solvents such as DMSO can only dissolve the urea-based polyacrylate, while the other polymers are soluble in a much wider range of solvents such as tetrahydrofuran. The urea-based polyacrylate shows the highest Tg among the polymers studied owing to the presence of plural hydrogen bonding sites in the urea groups.

    DOI: 10.1002/pol.20230893

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  • Synthesis of water-soluble tetrafunctional urethane acrylate bearing a pentaerythritol core and its radical polymerization behaviors in an aqueous solution 査読有り

    Okamoto S., Watanabe Y., Yoshida Y., Endo T.

    Polymer   286   2023年11月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    A novel water-soluble tetrafunctional urethane acrylate (TUA) was successfully synthesized by addition reaction of pentaerythritol to 2-isocyanatoethyl acrylate. TUA efficiently underwent radical polymerization and its copolymerization with monofunctional acrylate monomers exhibiting hydrophilicity in an ethanol aqueous solution, affording corresponding networked polymers in high yields. Notably, TUA exhibited much lower volume shrinkage during the radical polymerization compared to a comparative pentaerythritol core based tetrafunctional acrylate containing no urethane bonds. The thermal decomposition temperature of the networked homopolymer, synthesized from TUA, was much higher than those of the linear polymers, synthesized from monofunctional urethane acrylate monomers. TUA is expected to be applied to the development of environmentally sustainable polymer materials.

    DOI: 10.1016/j.polymer.2023.126402

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  • Bivalent monomer bearing styryl and five-membered cyclic dithiocarbonate moieties for orthogonal radical and cationic ring-opening polymerizations 査読有り 国際誌

    Yoshida Y., Krishnamurthy S., Asakura N., Endo T.

    Journal of Polymer Science   61 ( 15 )   1651 - 1659   2023年08月

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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)

    We synthesized a novel bivalent monomer 1 bearing 4-vinylbenzyl group and five-membered cyclic dithiocarbonate. This monomer 1 was polymerized orthogonally by free radical polymerization to afford polystyrene 1a bearing a five-membered cyclic dithiocarbonate moiety in the side chain. On the other hand, cationic ring-opening polymerization of five-membered cyclic dithiocarbonate in the monomer 1 successfully proceeded, resulting in a narrow molecular weight distribution of polydithiocarbonate 1b bearing a 4-vinylbenzyl group in the side chain. Furthermore, post-polymerizations of 1a and 1b maintaining the polymerizable functionality were carried out respectively by suitable polymerization methods. The five-membered cyclic dithiocarbonate of 1a underwent cationic ring-opening polymerization with a high molar ratio of methyl trifluoromethanesulfonate at a high temperature compared to the case of monomer 1, whereas radical polymerization of the 4-vinylbenzyl group of 1b successfully proceeded under the almost same conditions as the case of monomer 1. These post-polymerizations achieved the synthesis of corresponding networked polymers 2a and 2b.

    DOI: 10.1002/pol.20230173

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口頭発表・ポスター発表等

  • 側鎖にオキサゾリドン構造を有するポリメタクリル酸エステルの立体規則性とガラス転移温度

    吉永有希,吉田嘉晃

    第60回化学関連支部合同九州大会  2023年07月  繊維学会西部支部ほか7化学関連支部

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    開催期間: 2023年07月01日   記述言語:日本語   開催地:福岡県北九州市   国名:日本国  

  • エーテル構造を有するネットワークポリジチオウレタンの合成と物性

    末永龍一,吉田嘉晃

    第60回化学関連支部合同九州大会  2023年07月  繊維学会西部支部ほか7化学関連支部

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    開催期間: 2023年07月01日   記述言語:日本語   開催地:福岡県北九州市   国名:日本国  

  • Reprocessable and Self-healable Networked Polydithiourethanes Applicable to Optical Materials

    吉田嘉晃

    Advanced Polymers via Macromolecular Engineering (APME)  2023年04月  APME

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    開催期間: 2023年04月23日 - 2023年04月27日   記述言語:英語   開催地:Paris   国名:フランス共和国  

  • Development of Liquid Heat Resistant Resin Based on Maleimide Resin

    佐藤慎一,吉田嘉晃,遠藤剛

    Advanced Polymers via Macromolecular Engineering (APME)  2023年04月  APME

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    開催期間: 2023年04月23日 - 2023年04月27日   記述言語:英語   開催地:Paris   国名:フランス共和国  

  • Reprocessable and Self-healable Networked Polydithiourethanes Aiming for Carbon Neutral Materials

    吉田嘉晃

    10 th International Symposium on Applied Engineering and Sciences (SAES2022)  2022年12月  UPM&Kyutech

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    開催期間: 2022年12月12日 - 2022年12月14日   記述言語:英語   開催地:Online   国名:日本国  

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工業所有権

報道関係

  • 九州工業大学の皆さんが挑戦!手あらいダンス   テレビ・ラジオ番組

    グリーンマテリアル研究センター

    RKB  2023年06月02日

学術関係受賞

  • 第45回合成樹脂工業協会 学術奨励賞

    合成樹脂工業協会   ケミカルリサイクル可能な高機能性ポリジチオウレタンの創生と応用   2022年10月20日

    吉田嘉晃

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    受賞国:日本国

  • JSED2010 Poster Prize

    室蘭工業大学   Development of Oxygen Separate Membrane with Porphyrin Metal Complex   2010年03月09日

    吉田嘉晃

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    受賞国:日本国

受託研究・共同研究実施実績

  • Water Insoluble Hydrophilic NMDG-functionalized Inverse Vulcanized Copolymer for effective removal of mercury from wastewater

    2022年10月 - 2024年09月

    Kyutech-UTP ジョイントリサーチプログラム  

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    研究区分:共同研究

  • 低誘電率ネットワークポリマー材料の研究

    2022年04月 - 2023年03月

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    研究区分:共同研究

その他競争的資金獲得実績

  • 低環境負荷な製造およびケミカルリサイクルが可能な光学樹脂の開発

    2023年04月 - 2024年03月

    次世代産業イノベーション創出事業  

担当授業科目(学内)

  • 2023年度   機能性高分子化学特論

  • 2023年度   応用化学実験B・PBL

  • 2023年度   高分子合成化学

  • 2023年度   反応有機化学

  • 2022年度   反応有機化学

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学会・委員会等活動

  • 高分子学会   高分子学会代議員  

    2023年04月 - 現在

  • 高分子学会   高分子学会九州支部幹事会  

    2022年04月 - 現在

社会貢献活動(講演会・出前講義等)

  • ゴミから生み出す新材料-不要を必要へ変換する化学-

    役割:講師

    九州工業大学  福岡県立朝倉東高等学校  2023年10月31日

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    対象: 高校生

    種別:出前授業

  • ゴミから生み出す新材料-不要を必要へ変換する化学-

    役割:講師

    九州工業大学  福岡県立八幡南高等学校  2023年07月25日

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    対象: 高校生

    種別:出前授業

  • 高大連携課題研究発表会

    役割:運営参加・支援

    九州工業大学  九州工業大学  2023年07月23日

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    対象: 高校生

    種別:その他

    化学部門の採点および講評

  • 高大連携課題研究発表会

    役割:運営参加・支援

    九州工業大学  九州工業大学  2023年03月21日

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    対象: 高校生

    種別:その他

    化学部門の採点および講評

  • 子供職業体験

    役割:実演

    (一社)北九州市PTA協議会  北九州PTA子供未来まつり  北九州国際会議場イベントホール  2023年02月23日

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    対象: 小学生, 中学生

    種別:対話型集会・市民会議

    ウレタンフォームでスクイーズを作ろう!

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国際会議開催(学会主催除く)

  • 12 th International Symposium on Applied Engineering and Sciences (SAES2024)

    九州工業大学・マレーシアプトラ大学  九州工業大学  2024年11月13日 - 2024年11月14日

  • 11 th International Symposium on Applied Engineering and Sciences (SAES2023)

    マレーシアプトラ大学・九州工業大学  マレーシアプトラ大学  2023年11月20日 - 2023年11月21日

国際交流窓口担当

  • ペトロナス工科大学  マレーシア  2024年03月 - 2029年03月

その他国際交流活動

  • Kyutech-UL Joint Workshop

    活動期間: 2023年06月

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    九工大・レーヌ大学交流20周年記念イベントに合わせて開催されたジョイントリサーチのワークショップで発表し、共同研究のマッチングを行った。