2025年度 (最新) 学院等開講科目物質理工学院材料系

先進材料概論

開講元: 材料系
担当教員: 松下祥子 / 林智広 / 松田晃史 / 平松秀典 / 舟窪浩 / 東正樹 / 笹川崇男 / 大場史康 / 真島豊 / 伊澤誠一郎 / 北野政明 / 原亨和 / 鎌田慶吾 / 神谷利夫 / 片瀬貴義 / 川路均 / 横田紘子 / 石川理史 / 陳君怡 / 谷中冴子
授業形態: 講義
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室)
クラス: -
科目コード: MAT.C321
単位数: 200
開講時期: 2025年度
開講クォーター: 3Q
シラバス更新日: 2025年6月9日
使用言語: 日本語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

物質・材料科学の基礎とその最先端の現状と展望について、各分野のエキスパートによる講義を通して学ぶ。物質・材料科学は多様な分野から構成されており、各分野の基礎と応用について理解することで、多様な物質・材料科学を有機的に融合し、包括的に理解する能力を養う。

到達目標

本講義を履修することにより、以下について理解できるようになる；エナジーハーベスター、相転移、酸化物半導体、電子・環境エネルギー材料、バイオプラスチック、物質ダイナミクス、超精密薄膜化技術、バイオ医療技術、バイオ界面、計算科学、ナノ材料と電子デバイス、ナノ磁性・スピントロニクス、固体触媒材料

キーワード

最先端物質・材料科学

学生が身につける力

専門力
教養力
コミュニケーション力
展開力 (探究力又は設定力)
展開力 (実践力又は解決力)

授業の進め方

各講義で毎回異なるトピックスの物質・材料科学の基礎と応用について解説する。

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	半導体内の熱励起電荷を用いたエネルギー問題へのソリューション提示	半導体の中には熱励起電荷が生成すること、熱励起電荷で電気化学反応が生じることを理解する
第2回	機能性薄膜による新エナジーハーベスターとグリーン材料	バッテリーを⽤いず環境にあるエネルギーで発電するエナジーハーベスターを理解する。
第3回	光・電子半導体の設計と探索	光・電子半導体に求められる機能を実現するための設計指針と探索手法を学ぶ
第4回	機能性遷移⾦属酸化物・複合アニオン化合物の設計	新しい機能性遷移⾦属酸化物、複合アニオン化合物の合成、物性の制御について学ぶ。
第5回	触媒と材料科学	先端無機触媒材料、環境にやさしい化学プロセスを理解する。
第6回	豊富に存在する元素からなる固体触媒材料の設計	様々な化学反応における固体触媒の役割と、⾼機能触媒設計指針について学ぶ
第7回	触媒材料のナノ構造制御と反応開発	ナノサイズで構造を制御することで発現する特異的な触媒作用について学ぶ。
第8回	極限ナノ材料造形と機能開拓	極限ナノスケールの材料造形手法とその応用としての機能開拓について学ぶ
第9回	酸化物半導体の電子構造と材料設計	イオン性の強い酸化物の電子構造の特徴を理解し、新機能材料設計に必要な知識を習得する
第10回	機能性薄膜・ナノ材料のグリーンプロセス開拓と新機能探索	新材料合成やナノ・原⼦レベルの加⼯により新しい電⼦・環境エネルギーを創製する先進材料技術について理解する。
第11回	バイオプラスチックの合成法と材料物性	バイオマスを原料とするプラスチック材料の種類と特徴を理解し、材料物性に応じた⽤途について学習する。
第12回	先進計算科学とマテリアルズインフォマティクスによる新材料の設計・予測	現代の計算科学及びデータ科学⼿法による無機材料の設計・予測を理解する。
第13回	バイオ界⾯における相互作⽤	分⼦間相互作⽤を理解し、吸着、撥⽔などの⾝の回りの現象を定量的に理解する。
第14回	境界を利用した新規機能性探索	材料中に存在する境界の役割とその計測手法を学び、その新規機能性開拓について理解する。

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

特に指定しない。

参考書、講義資料等

担当教員が指定するもの。

成績評価の方法及び基準

小テストにより評価する。

履修の条件・注意事項

特になし。