Updated on 2025/03/26
Ph.D. （ 2012.3 Keio University ）
M.S.E. （ 2009.3 Keio University ）
B.E. （ 2007.3 Keio University ）
mechanics of materials
solid mechanics
buckling
Surface instability
thin films
ナノ・マイクロパターン
弾性キャピラリティ
濡れ
バイオマテリアル
diamond-like carbon
顕微鏡その場観察実験
有限要素解析
Nanotechnology/Materials / Structural materials and functional materials
Manufacturing Technology (Mechanical Engineering, Electrical and Electronic Engineering, Chemical Engineering) / Mechanics of materials and materials
Nanotechnology/Materials / Nano/micro-systems
固体の表面不安定現象を積極的に活用した機能材料・デバイス開発
液体が駆動する弾性体の変形
生物器官に着想を得た機能表面の設計
Nagoya University Graduate School of Engineering Associate professor
2021.4
Osaka University Graduate School of Engineering Assistant Professor
2020.4 - 2021.3
Osaka University Graduate School of Engineering Assistant Professor
2017.4 - 2021.3
Osaka University Assistant Professor
2017.4 - 2020.3
Osaka University Designated assistant professor
2017.2 - 2017.3
Keio University
2009.4 - 2012.3
Keio University
2007.4 - 2009.3
Keio University
2003.4 - 2007.3
日本機械学会
日本材料学会
MRS-J
American Society of Mechanical Engineers (ASME)
Materials Research Society (MRS)
日本機械学会 M&M・CMD若手シンポジウム2025 実行委員
2024.10
Committee type：Academic society
日本材料学会 第73期企画・広報委員会運営委員
2024.6
日本機械学会 材料力学部門 幹事
2024.4
Committee type：Academic society
日本機械学会 材料力学部門 第102期運営委員会 部門幹事
2024.4
日本計算数理工学会 幹事
2024.4
日本機械学会 東海支部 研究賞
2024.3
永島 壮
2023.4 文部科学省
日本材料学会 東海支部第16回学術講演会 優秀講演賞（技術部門）
2022.3
永島 壮
日本材料学会 学術奨励賞
2021.5 硬質薄膜の座屈により自律形成するナノ・マイクロ構造の研究
永島 壮
日本機械学会 奨励賞（研究）
2020.4 薄膜–基板構造体の座屈により自律形成する表面微細周期構造の変形現象の研究
永島 壮
Capillarity-induced fold localization in film–substrate systems Reviewed
S. Nagashima, R. Ota, S. Matsubara, D. Okumura
Interface Focus 2025.3
Tunable wrinkles in diamond-like carbon films on PDMS substrates Reviewed
S. Nagashima, T. Hasebe, A. Hotta, T. Suzuki
Diam. Relat. Mater. Vol. 151 page： 11855 2025.1
NUMERICAL ANALYSIS OF WRINKLE-TO-FOLD TRANSITIONS INDUCED BY WATER FILAMENTS Reviewed
R. Ota, S. Nagashima, S. Matsubara, D. Okumura
Transactions of the Japan Society for Computational Methods in Engineering Vol. 24 page： 05-241213 2024.12
EFFECT OF SECOND STRAIN INVARIANT ON CREASE FORMATION Reviewed
D. Okamura, S. Matsubara, S. Nagashima, D. Okumura
Transactions of the Japan Society for Computational Methods in Engineering Vol. 24 page： 06-241213 2024.12
ABNORMAL POYNTING EFFECT OF A NONRECIPROCAL GEL Reviewed
S. Nonogaki, Y. Zhang, S. Matsubara, S. Nagashima, Y. Ishida, D. Okumura
Transactions of the Japan Society for Computational Methods in Engineering Vol. 24 page： 04-241213 2024.12
Matsubara S., Takashima A., Nagashima S., Ida S., Tanaka H., Uchida M., Okumura D.
Advanced Structured Materials 2023
Diamond-like carbon coatings for joint arthroplasty. In: R. 4 Sonntag and J. P. Kretzer (eds.) Materials for Joint Arthroplasty-Biotribology of Potential Bearings International journal
S. Nagashima, M.-W. Moon and K.-R. Lee（ Role： Contributor）
Imperial College Press 2015
Diamond-like carbon coatings with special wettability for automotive applications. In: A. Levinson, S. C. Cha and A. Erdemir (eds.) Coating Technology for Vehicle Applications International journal
S. Nagashima and M.-W. Moon（ Role： Contributor）
Springer 2015
表面不安定現象を積極的に利用する Invited
永島 壮
名古屋大学工学研究科情報誌PRESSe Vol. 48 page： 19 - 19 2022.12
Surface instabilities in soft materials for bio-inspired adaptive interfaces Invited
S. Nagashima
The Nagoya–Melbourne Joint Research Workshop 2025 2025.2.18
Instability patterns in gel films on fiber-incorporated substrates
S. Nagashima, S. Hayashi, A. Solhtalab, S. Matsubara, M. J. Razavi, D. Okumura
The 14th Asia-Pacific Conference on Fracture and Strength (APCFS 2024) 2024.11.29
Controlling the formation of bio-inspired surface patterns using hydrogels Invited
S. Nagashima
2024 IEEE International Conference on Cyborg and Bionic Systems 2024.11.20
Water-induced transformation of surface instability patterns Invited
S. Nagashima
The 4th International Workshops on Advances in Computational Mechanics (IWACOM-IV) 2024.9.19
Capillarity-induced formation of surface instability patterns Invited
S. Nagashima
The International Union of Theoretical and Applied Mechanics (IUTAM) Symposium on Capillarity and Elastocapillarity in Biology 2024.8.23
膜・基板構造体表面に自律形成するリンクル・フォールド共存パターンに関する研究
2022.4 - 2023.3
一般財団法人 伊藤忠兵衛基金 2022年度学術研究助成金
永島 壮
Authorship：Principal investigator Grant type：Competitive
Grant amount：\500000
植物器官に着想を得た階層凹凸パターンのボトムアップ形成と異方濡れ表面の創製
2022.4 - 2023.3
公益財団法人 大下財団 2022年度研究助成
永島 壮
Authorship：Principal investigator Grant type：Competitive
Grant amount：\1000000
シングルナノ機械要素をつくるRugaリソグラフィの開発
2023.4 - 2030.3
国立研究開発法人科学技術振興機構 創発的研究支援事業
永島 壮
Authorship：Principal investigator
Grant number：22K18284 2022.6 - 2025.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 挑戦的研究(開拓)
奥村 大, 永島 壮, 松原 成志朗
Authorship：Coinvestigator(s)
以下のように研究項目①～④を設定し研究目的を遂行する．
研究項目① 摂動解析の動的非線形化による孤立クリースの基礎的解析
研究項目② クリース解析におけるメッシュ依存性の制御方法の解析基盤構築
研究項目③ プレパターンを用いた3次元凸凹パターン変態の評価・観察手法構築
研究項目④ 凸凹パターン変態の全貌解明と検証実験
本研究では，摂動解析の動的非線形化による凸凹パターン変態の全貌解明を目的とする研究課題に取り組んでおり，今年度の研究業績は以下のようにまとめられる．まず，摂動解析の動的非線形化による孤立クリースの基礎的解析の研究項目について，この手法を用いて，リンクル開始点からクリース開始点に繋がる不安定経路の存在を明らかにした．また，連鎖モデルを新しく構築して理論的な説明とパラメータ同定にも成功しており，論文を投稿準備中，次年度中に論文化する見込みである．続いて，クリース解析におけるメッシュ依存性の制御方法の解析基盤構築の研究項目について，上述の不安定経路の解析によって，クリースの前駆変形の特徴寸法と要素分割の関係が明らかとなっており，これらの情報に基づく基盤構築が予定されている．さらに，プレパターンを用いた３次元凸凹パターン変態の評価・観察手法構築の研究項目では，ゲル化過程のダイナミクスに基づくパターン変態観察手法の開発に成功しており（Nagashima et al., Langmuir, 2023），この手法と組み合わせて研究を進める．プレパターン作成のために，次年度，３次元プリンタを購入して取り組む．その他の実績としては，ゲルの粘弾性特性を研究した論文が掲載可（Matsubara et al., Adv. Struct. Mater., accepted）となっており，リンクルパターンからリッジと呼ばれる波長に対して振幅の大きなパターンの発生機構の解析の分岐座屈特性も明らかとなった（田中ら，計算数理工学論文集，2022）．これらの成果も，今後の研究の展開に関わる材料物性や変態特性を含んでおり，相乗的な進展を期待している．
研究業績の概要に記載したように，研究課題はおおむね順調に進んでいる．とりわけ，まだ業績としては確定していないが，摂動解析の動的非線形化による孤立クリースの基礎的解析に成功していることが重要である．これまで未解明であった分岐座屈としてのリンクルの発生と単純な分岐ではないとみなされていたクリースの発生の間の合理的な説明を可能とする計算モデルと理論の構築に成功しており，申請者らの極めて独自性の高い成果である．これに関連して，計算の研究項目も進展が期待されている．実験については，ゲル化過程のパターン変態という，申請者らの独自の手法を用いて，溶媒吸収という時間のかかる現象によらないパターン変態の再現と観察の方法を構築しており，この手法からの発展として成果の獲得に期待している．以上のことから，本研究プロジェクトは実験だけでなく，理論や計算の側面からも着実に進展しており，順調に進んでいると考えられる．
今後の推進方策として，2年目の次年度は，摂動解析の動的非線形化による孤立クリースの基礎的解析に関する論文を注目度の高い国際雑誌に掲載させることが重要となる．クリースの発生はハーフスペースの表面で発生するスケールフリーの特徴を有するが，発達過程は膜厚などの寸法に依存する．このため，単層だけでなく二層構造体の場合の発達過程の評価も重要になる．実験では，プレパターンと呼んでいる欠陥を導入することによって，パターンの制御を試みる．パターン間のエネルギー差は小さいと予測され，欠陥の導入精度が重要となるが，超微細３次元プリンタを用いてこの問題を解決できることを期待している．
Development of wrinkle nanolithography for the directed assembly of DNA nanowire arrays
Grant number：22K18753 2022.6 - 2025.3
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory) Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
Authorship：Principal investigator
Grant amount：\6370000 （ Direct Cost: \4900000 、 Indirect Cost：\1470000 ）
水滴接触を起点とするリンクル・フォールド共存現象の制御機構解明
Grant number：22H01360 2022.4 - 2025.3
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B) Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Authorship：Principal investigator Grant type：Competitive
Grant amount：\17810000 （ Direct Cost: \13700000 、 Indirect Cost：\4110000 ）
Coexistence of wrinkles and folds in film–substrate systems in contact with water droplets
Grant number：23K22631 2022.4 - 2025.3
Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Authorship：Principal investigator
Grant amount：\17810000 （ Direct Cost: \13700000 、 Indirect Cost：\4110000 ）
凹凸パターン構造体の製造方法
永島 壮, 内山 航, 奥村 大, 松原 成志朗
膜の製造方法、膜、水収集膜、及び細胞足場材料
永島 壮, 鈴木 航, 奥村 大, 松原 成志朗
Design Practice 1
2024
[G30]Design Practice I
2024
Advanced Lectures on Solid Mechanics
2024
[G30]Advanced Lectures on Strength and Fracture of Materials
2024
Design Practice I
2023
Seminar on Solid Mechanics
2021.4 （Nagoya University）
Design Practice in Mechanical and Aerospace Engineering 1
2021.4 （Nagoya University）
Exercises in Solid Mechanics
2021.4 （Nagoya University）
機械創成工学実習I
2019.10 - 2021.3 （大阪大学工学部）
基礎物理学実験
2019.9 - 2021.3 （Osaka University）
機械・航空宇宙工学科の日常
Role(s)：Lecturer
静岡市立高等学校 2023.10
固体力学の研究動向と今後の展望に迫る Newspaper, magazine
読売新聞 鹿児島県版 2023.6
