カーボンナノチューブ（CNT）などのナノ材料は生体内への取り込み過程の初期段階において蛋白質によって速やかに覆われることが知られている．このようなナノ材料表面の蛋白質の吸着層は蛋白質コロナと呼ばれており，ナノ材料の生体内動態や有害性などに影響を与える．しかし，蛋白質コロナ形成過程におけるナノ材料と蛋白質の相互作用については現時点では不明な点も多い．本研究では，CNTが表面に高密度の蛋白質吸着層を形成し，かつ，吸着した蛋白質を酸化させる作用を有することを明らかにした．この酸化機構はナノ材料の生体内動態に関する基礎知見として役立つと期待される．

粉粒体層上に物体を落下させると，粉粒体層上にはクレーターが形成される．このクレーター形状を予測する物理モデルを得ることは難しい問題である．これは粉粒体層の運動を連続体として取り扱えないこと，また個々の粉粒体粒子の運動を解析するには粒子数が多いことに起因する．粉粒体層上に剛体球を落下させた際に形成されるクレーター径は球の衝突時の運動エネルギーの1/4乗に比例するというスケール則が知られている．粉粒体層上への液滴衝突について盛んに研究が進められているが，粉粒体層の動力学に加え，液滴の変形，飛沫化，粉粒体層への浸潤のため，剛体球の問題に比べ複雑である．本研究ではハイドロゲル球体の衝突を扱うことにより問題を単純化し，衝突物体の変形によるエネルギー散逸の効果をモデル化することを目指す．ゲル球の弾性率が増加するにつれて，どのような関係式によって剛体球におけるスケール則へ漸近していくか調査を行った．

赤血球を用いて，種々の形態をもつだけではなく，赤血球膜上に存在する血液型糖鎖の生物学的機能をも保持した機能性ソフト粒子の創製を目指した．主な成果として，パラホルムアルデヒドによる赤血球の化学固定によって，赤血球膜に対するウシ血清アルブミンの吸着は著しく低減されるが，血液型糖鎖の認識タンパク質であるレクチンの吸着は変化しないことがわかった．

本研究では，チタン酸スズSnTiO₃の合成に向けた条件の探索を行った．まず，第一原理計算により，BaTiO₃およびSnTiO₃の構造を検討した．ナノクラスターモデルを用いてペロブスカイト構造の計算を行い，SnTiO₃はBaTiO₃と同様にAサイトイオンが表面でリッチになる構造がより安定であることを明らかにした．また，SnTiO₃はBaTiO₃と比較しても，表面エネルギーが小さいことを明らかにし，ナノ粒子化の可能性が示された．ナノ粒子化により，準安定構造のSnTiO₃が安定化する効果を考慮し，超臨界反応場での合成を検討した．BaTiO₃がナノ粒子化し，Ba欠損を多く含む条件を見出し，その条件化でスズを加えて，チタン酸スズの合成を試みた．

本研究では，フィルターの透過・捕集機構の詳細解明を目指し，新規な直接数値シミュレーションモデルを開発した後，これを用いて圧力損失特性の解析ならびにエアフィルターやコアレッサー等への応用について検討を行った．市販されているフィルターの多くは不織布であり，不規則，複雑な微細構造を有している．本研究では不織布フィルターの微細構造を再現するために，X線CTを用いてフィルターの3次元画像を取得し，この数値的に得られたフィルター構造に対して流体や粉体，液滴等を供給するシミュレーションを行った．本シミュレーションモデルを用いてフィルターの圧力損失を計算したところ，実験結果および既往の経験式と良好に一致することがわかり，本シミュレーションモデルの信頼性を確認することができた．最後に本手法が混相流シミュレーションに容易に拡張できることを示した．