Basic Information

Faculty

• Faculty of Engineering

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  kawai.emi.6rkyoto-u.ac.jp

Professional Memberships

• 日本機械学会
• 日本材料学会

Academic Degree

• 22 Mar. 2013

  同志社大学修士（工学）
• 23 Mar. 2016

  京都大学博士（工学）

Academic Resume (Undergraduate School/Majors)

• 同志社大学, 工学部機械システム工学科, 卒業

Research History

• From Mar. 2025, To Present

  京都大学大学院 エネルギー科学研究科, 講師
• From May 2024, To Feb. 2025

  The University of Tokyo, Institute of Industrial Science, 特任助教
• From Oct. 2021, To May 2024

  The University of Tokyo, Institute of Industrial Science, 特任研究員
• From Mar. 2019, To Sep. 2021

  Japan Fine Ceramics Center, 材料技術研究所, 研究員
• From Apr. 2016, To Mar. 2019

  東京大学 生産技術研究所, 特任研究員

ID,URL

• J-Global ID

  202001000022268178

researchmap URL

• https://researchmap.jp/emi-kawai

Research

Research Interests

• 分子動力学
• 複合材料
• 破壊力学
• コーティング材料の信頼性評価・解析

Research Areas

• Nanotechnology/Materials, Metallic materials
• Nanotechnology/Materials, Structural and functional materials
• Nanotechnology/Materials, Composite materials and interfaces

Papers

• Dislocation random walk under cyclic deformation

  Atsushi Kubo; Emi Kawai; Takashi Sumigawa; Hiroyuki Shima; Yoshitaka Umeno

  Physical Review E, 03 Jun. 2024, Peer-reviewed

  
• Molecular dynamics simulation of plastic deformation in Cu nanowires under cyclic loading: Effect of crystal orientation

  Atsushi KUBO; Emi KAWAI; Yoshitaka UMENO

  Journal of the Society of Materials Science, Japan, 15 Feb. 2024, Peer-reviewed

  
• Quantitative analysis of factors controlling criterion of dislocation nucleation in nanoscale copper single-crystal nanowires

  Emi KAWAI; Atsushi KUBO; Yoshitaka UMENO

  Journal of the Society of Materials Science, Japan, 15 Feb. 2024, Peer-reviewed, Lead author, Corresponding author

  
• Surface outflow effect on dislocation structures in micrometer-sized metals

  Akihiro Tobise; Hiroyuki Shima; Yuri Akiba; Yoshitaka Umeno; Emi Kawai; Atsushi Kubo; Masataka Abe; Takashi Sumigawa

  Extreme Mechanics Letters, Dec. 2023, Peer-reviewed

  
• Defect formation mechanisms in metal nanowire under cyclic loading: a molecular dynamics study

  Atsushi Kubo; Emi Kawai; Takashi Sumigawa; Hiroyuki Shima; Yoshitaka Umeno

  Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering, 09 Aug. 2023, Peer-reviewed

  
• Atomistic simulation for initiation of crystal slip deformation from surface of nanoscale copper single-crystal nanowires

  Emi Kawai; Atsushi Kubo; Yoshitaka Umeno

  Computational Materials Science, Jun. 2023, Peer-reviewed, Lead author, Corresponding author

  
• Inductive Determination of Rate-Reaction Equation Parameters for Dislocation Structure Formation Using Artificial Neural Network

  Yoshitaka Umeno; Emi Kawai; Atsushi Kubo; Hiroyuki Shima; Takashi Sumigawa

  Materials, 05 Mar. 2023, Peer-reviewed

  
• Controlling the nanostructure and thermal properties of double-perovskite rare-earth tantalates by elemental doping

  Emi Kawai; Tsuneaki Matsudaira; Takafumi Ogawa; Naoki Kawashima; Craig A.J. Fisher; Daisaku Yokoe; Takeharu Kato; Satoshi Kitaoka

  Scripta Materialia, Mar. 2022, Peer-reviewed, Lead author, Corresponding author

  
• Spontaneously formed nanostructures in double perovskite rare-earth tantalates for thermal barrier coatings

  Takafumi Ogawa; Tsuneaki Matsudaira; Daisaku Yokoe; Emi Kawai; Naoki Kawashima; Craig A.J. Fisher; Yoichiro Habu; Takeharu Kato; Satoshi Kitaoka

  Acta Materialia, Jul. 2021, Peer-reviewed

  
• Homogenized model of environmental barrier coatings for evaluation of energy release rate

  Emi Kawai; Atsushi Kubo; Yoshitaka Umeno

  International Journal of Applied Ceramic Technology, Feb. 2021, Peer-reviewed, Lead author, Corresponding author

  
• Effect of chemical composition on mass transfer in Y2Ti2O7 under oxygen potential gradient at high temperatures

  Makoto TANAKA; Tsuneaki MATSUDAIRA; Emi KAWAI; Naoki KAWASHIMA; Ushio MATSUMOTO; Takafumi OGAWA; Miyuki TAKEGUSHI; Satoshi KITAOKA

  Journal of the Ceramic Society of Japan, Jan. 2021, Peer-reviewed

  
• Crack Initiation Criteria in EBC under Thermal Stress

  Emi Kawai, Hideki Kakisawa, Atsuchi Kubo, Norio Yamaguchi, Taishi Yokoi, Takashi Akatsu, Satoshi Kitaoka, Yoshitaka Umeno

  Coatings, 24 Oct. 2019, Peer-reviewed, Lead author

  
• Theoretical prediction of energy release rate for interface crack initiation by thermal stress in environmental barrier coatings for ceramics

  E. Kawai; Y. Umeno

  6TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON FRACTURE FATIGUE AND WEAR (FFW), 2017, Peer-reviewed

  
• Delamination behavior along interface between submicron thick polymer film and substrate under creep

  Emi Kawai; Takashi Sumigawa; Takayuki Kitamura

  Zairyo/Journal of the Society of Materials Science, Japan, 01 Feb. 2016, Peer-reviewed, Lead author, Corresponding author

  
• Dominant factor on fracture strength of thin film comprising of copper helical nano-elements grown by glancing angle deposition

  Takashi SUMIGAWA; Emi KAWAI; Tomoya MARUMO; Hisashi TANIE; Takayuki KITAMURA

  Transactions of the JSME (in Japanese), 2015, Peer-reviewed

  
• Mechanics of fracture in nanometer-scale components

  Takashi SUMIGAWA; Hui FANG; Emi KAWAI; Takayuki KITAMURA

  Mechanical Engineering Reviews, 2014, Peer-reviewed

  
• Delamination crack initiation from copper/silicon nitride interface edge with nanoscale singular stress field

  Emi Kawai; Kazunori Sanada; Takashi Sumigawa; Takayuki Kitamura

  Engineering Fracture Mechanics, 2014, Peer-reviewed, Lead author, Corresponding author

  Access this paper :

  

Misc.

• 希土類カチオン欠損ペロブスカイト型酸化物の結晶構造と熱伝導性に及ぼす希土類元素種の効果

  松平恒昭; 川島直樹; 小川貴史; FISHER Craig A. J.; 加藤丈晴; 横江大作; 河合江美; 北岡諭; 土生陽一郎

  日本材料学会東海支部学術講演会講演論文集, 2020

  
• Control of oxygen shielding property of Yb-silicate film using difference of Yb-chemical potentials

  北岡諭; 松平恒昭; 川島直樹; 山口哲央; 河合江美; 小川貴史; 横江大作; MIAO B.; FENG B.; 柴田直哉

  日本セラミックス協会秋季シンポジウム講演予稿集(CD-ROM), 2020

  
• Relationship between crystal structure and thermal properties of RTa₃O₉

  河合江美; 松平恒昭; 川島直樹; 小川貴史; FISHER Craig A.J.; 加藤丈晴; 横江大作; 田中誠; 北岡諭

  日本セラミックス協会秋季シンポジウム講演予稿集(CD-ROM), 2020

  

Presentations

• 積層欠陥エネルギーが異なるナノワイヤーの疲労挙動に対する分子動力学解析

  河合江美; 陳晨; 久保淳; 梅野宜崇

  第9回マルチスケール材料力学シンポジウム, May 2024

  
• Atomistic simulation for dislocation emission in gold single-crystal thin film from notch

  Emi Kawai; Atsushi Kubo; Yoshitaka Umeno

  Advanced Materials Research GRAND MEETING (MRM2023), Dec. 2023

  
• 分子動力学解析法による金単結晶での応力集中部からの転位生成シミュレーション

  河合江美; 久保淳; 梅野宜崇

  第36回計算力学講演会（CMD2023）, Oct. 2023

  
• 切欠きを有する金単結晶での転位生成に関する分子動力学解析

  河合江美; 久保淳; 梅野宜崇

  日本機械学会 M&M2023材料力学カンファレンス, Sep. 2023

  
• 銅単結晶ナノロッドにおけるすべり発生の支配因子に関する定量的検討

  河合江美; 久保淳; 梅野宜崇

  第8回マルチスケール材料力学シンポジウム, 28 May 2023

  
• Molecular dynamics simulation of slip behavior of Cu single crystal nanorods under uniaxial tension and compression loading

  Emi Kawai; Atsushi Kubo; Yoshitaka Umeno

  The 6th International Conference on Materials and Reliability, 07 Dec. 2022

  
• 単結晶金属ナノロッドのすべり挙動に関する分子動力学解析：断面形状の影響

  河合江美; 久保淳; 梅野宜崇

  第35回計算力学講演会(CMD2022), Nov. 2022

  
• 分子動力学法による単軸荷重下での単結晶金属ナノロッドのすべり挙動解析

  河合江美; 久保淳; 梅野宜崇

  日本機械学会 M&M2022材料力学カンファレンス, Sep. 2022

  
• 単軸負荷を受けるCu単結晶ナノロッドでのすべり挙動に関する分子動力学シミュレーション

  河合江美; 久保淳; 梅野宜崇

  日本機械学会 2022年度年次大会, Sep. 2022

  
• Effect of cross-section shape on critical resolved shear stress of crystal slip in nanorods: A molecular dynamics study

  Emi Kawai; Atsushi Kubo; Yoshitaka Umeno

  15th World Congress on Computational Mechanics (WCCM-XV) 8th Asian Pacific Congress on Computational Mechanics (APCOM-VIII), Aug. 2022

  
• 分子動力学法による金属ナノロッドでの臨界分解せん断応力に 及ぼす断面形状の影響

  河合江美; 久保淳; 梅野宜崇

  日本材料学会 第2回マルチスケールマテリアルモデリングシンポジウム (第7回マルチスケール材料力学シンポジウム), May 2022

  
• Effect of Hf-doping on crystal structure and thermal properties of YTa3O9

  Emi Kawai; Tsuneaki Matsudaira; Naoki Kawashima; Takafumi Ogawa; Craig A.J. Fisher; Daisaku Yokoe; Takafumi Ogawa; Takeharu Kato; Satoshi Kitaoka

  8th International Congress on Ceramic (ICC8), Apr. 2021

  
• RTa3O9の結晶構造と熱的特性との関係

  河合江美; 松平恒昭; 川島直樹; 小川貴史; クレイグ・フィッシャー; 加藤丈晴; 横江大作; 田中誠; 北岡諭

  日本セラミックス協会第33回秋季シンポジウム, Sep. 2020

  
• Criteria of interface crack initiation and propagation in environmental barrier coating with columnar layer under thermal stress

  Emi Kawai; Hideki Kakisawa; Norio Yamaguchi; Taishi Yokoi; Atsushi Kubo; Satoshi Kitaoka; Yoshitaka Umeno

  Materials Research Meeting 2019 (MRM2019), Dec. 2019

  
• ナノレベルの周期構造を利用した耐熱性酸化物の低熱伝導化

  河合江美; 松平恒昭; 川島直樹; 小川貴史; クレイグ・フィッシャー; 加藤丈晴; 横江大作; 田中誠; 北岡諭; 土生陽一郎

  2019年度日本セラミックス協会東海支部学術研究発表会, Oct. 2019

  
• 数値解析による柱状構造層を有する耐環境性セラミックスコーティングのき裂発生条件の予測：クリープの影響

  河合江美; 梅野宜崇

  日本機械学会M&M2018材料力学カンファレンス, Dec. 2018

  
• Finite element method model of damage initiation due to thermal stress in environmental barrier coatings with columnar structure layer for ceramics

  Emi Kawai; Yoshitaka Umeno

  15th Asia-pacific Conference on Fracture and Strength (APCFS2018), Oct. 2018

  
• 柱状構造層を有する耐環境性セラミックスコーティングの熱応力によるき裂発生条件の数値解析

  河合江美; 梅野宜崇

  日本機械学会2018年度年次大会, Sep. 2018

  
• 耐環境性セラミックスコーティングの損傷に関する理論と数値解析：柱状構造層寸法の影響

  河合江美; 梅野宜崇

  公益社団法人日本セラミックス協会第31回秋季シンポジウム, Sep. 2018

  
• Numerical simulation of energy release rate for interface crack initiation due to thermal stress in environmental barrier coatings for Silicon carbide (SiC) fiber reinforced SiC matrix composite

  Emi Kawai; Yoshitaka Umeno

  Engineering Conference International (ECI) Conference, Nov. 2017

  
• 耐環境性セラミックスコーティングの界面き裂に関する理論と数値解析： 非定常熱応力の影響

  河合江美; 梅野宜崇

  日本機械学会M&M2017材料力学カンファレンス, Oct. 2017

  
• Theoretical prediction of energy release rate for interface crack initiation by thermal stress in environmental barrier coatings for ceramics

  Emi Kawai; Yoshitaka Umeno

  6th International Conference on Fracture Fatigue and Wear (FFW2017), Jul. 2017

  
• 熱応力を受ける多層膜コーティングのき裂発生条件の理論的予測と検証

  河合江美; 梅野宜崇

  日本機械学会第29回計算力学講演会 (CMD2016), Sep. 2016

  
• 熱応力による耐環境性セラミックスコーティングの損傷発生条件の理論的予測

  河合江美; 梅野宜崇

  公益社団法人日本セラミックス協会第29回秋季シンポジウム, Sep. 2016

  
• Crack propagation along interface between submicron-thick epoxy film and silicon substrate due to creep

  Emi Kawai; Takashi Sumigawa; Takayuki Kitamura

  International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics 2015 (ATEM’15), Oct. 2015

  
• サブミクロン高分子薄膜のクリープ変形による薄膜/基板界面のき裂伝ぱ特性

  河合江美; 澄川貴志; 北村隆行

  日本機械学会関西支部第90期定時総会講演会, Mar. 2015

  
• Evaluation of crack initiation criterion at dissimilar interface edge with nanoscale singular stress field

  Emi Kawai; Kazunori Sanada; Takashi Sumigawa; Takayuki Kitamura

  20th European Conference on Fracture (ECF20), Jun. 2014

  
• Improvement of fatigue property of carbon fiber reinforced plastics enhanced with nano-sized synthetic polymer fibers

  Emi Kawai; Kazuya Okubo; Toru Fujii

  Kathmandu Symposia on Advanced Materials 2012 (KaSAM-2012), May 2012

  
• 微細Polymer繊維の添加による炭素繊維強化プラスチックの疲労特性の改善

  河合江美; 大窪和也; 藤井透

  第3回日本複合材料合同会議 (JCCM-3), Mar. 2012

  
• 微細Polymer繊維添加による炭素繊維強化プラスチックの機械的特性の改善

  河合江美; 大窪和也; 藤井透

  56th FRP CON-EX 2011講演会, Nov. 2011

  
• 多湿環境下において超高サイクル疲労荷重を受けるCFRPおよびCFRTP製 振動コンベア用板バネの層間はく離進展

  河合江美; 葭孝彦; 大窪和也; 藤井透

  日本機械学会関西学生会学生員卒業研究発表講演会, Mar. 2011

  

Awards

• 06 Nov. 2017

  Engineering Conference International Conferenceポスター賞
• 17 Feb. 2011

  同志社大学育英賞
• 17 Mar. 2015

  平成27年度日本機械学会関西支部賞奨励賞

External funds: Kakenhi

• 次世代遮熱/耐環境性コーティング材のCMAS損傷シミュレーション技術の構築

  Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

  Basic Section 26020:Inorganic materials and properties-related

  Japan Fine Ceramics Center

  河合 江美

  From 01 Apr. 2021, To 31 Mar. 2022, Discontinued

  遮熱/耐環境コーティング;CMAS融液浸透試験;高分解能SEM-EDS;浸透機構;遮熱/耐環境性コーティング;CMAS損傷;融液浸透シミュレーション

  https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14414/
• マルチスケール計算に基づくフィラー添加CFRPの耐疲労性強靭化設計の指導原理の獲得

  Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

  Basic Section 26030:Composite materials and interfaces-related

  Kyoto University

  河合 江美

  From 01 Apr. 2025, To 31 Mar. 2030, Granted

  分子構造;樹脂内き裂;繊維/樹脂界面はく離;分子動力学法;有限要素法

  https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-25K00243/

Education

Teaching subject(s)

• From 01 Apr. 2025, To 31 Mar. 2026

  Advanced Energy Conversion Science

  8022, Fall, Graduate School of Energy Science, 2
• From 01 Apr. 2025, To 31 Mar. 2026

  Energy Conversion Fundamentals, Advanced

  6301, Spring, Graduate School of Energy Science, 2
• From 01 Apr. 2025, To 31 Mar. 2026

  Energy Conversion Fundamentals

  3310, Spring, Graduate School of Energy Science, 2
• From 01 Apr. 2025, To 31 Mar. 2026

  Design Practice and Experiments for Applied Energy Science and Engineering 2

  5159, Fall, Faculty of Engineering, 3
• From 01 Apr. 2025, To 31 Mar. 2026

  Design Practice and Experiments for Applied Energy Science and Engineering 2

  5157, Spring, Faculty of Engineering, 3

Administration

Faculty management (title, position)

• From 01 Apr. 2025, To 31 Mar. 2026

  広報委員会委員