2021年度 先進材料概論   Introduction of Advanced Materials

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開講元
材料系
担当教員名
林 智広  北本 仁孝  吉本 護  松田 晃史  中村 一隆  平松 秀典  柘植 丈治  舟窪 浩  東 正樹  山本 隆文  熊谷 悠  大場 史康  真島 豊  北野 政明  原 亨和  鎌田 慶吾  神谷 利夫  片瀬 貴義  川路 均 
授業形態
講義    (ZOOM)
曜日・時限(講義室)
火1-2(S423)  金1-2(S423)  
クラス
-
科目コード
MAT.C321
単位数
2
開講年度
2021年度
開講クォーター
3Q
シラバス更新日
2021年9月22日
講義資料更新日
-
使用言語
日本語
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講義の概要とねらい

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、触媒、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(ディグリー・ポリシー)

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 超⾼速時間分解分光 超短パルスレーザーを⽤いたフォノン振動の実時間測定を学ぶ
第2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3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4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5回 機能性遷移⾦属酸化物・混合アニオン化合物の設計 新しい機能性遷移⾦属酸化物、混合アニオン化合物の 合成、物性の制御について学ぶ。
第6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7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8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9回 先端材料における相転移現象と機能性発現 機能性材料における種々の相転移について説明できるようになる。
第10回 極限ナノレベルの造形と構造制御による電⼦・環境エネルギー材料と新機 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 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12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13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14回 磁気ナノ粒子を用いたバイオ医療技術 磁性ナノ粒子を活用した磁気技術に基づくバイオ医療技術学ぶ

授業時間外学修(予習・復習等)

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。

成績評価の基準及び方法

小テストにより評価する。

関連する科目

  • MAT.M201 : 結晶学
  • MAT.C202 : 結晶とフォノン
  • MAT.C205 : セラミックス概論
  • MAT.C206 : セラミックスプロセシング
  • MAT.C301 : 結晶化学(C)
  • MAT.C305 : 半導体材料及びデバイス
  • MAT.C306 : 誘電体材料科学
  • MAT.C307 : 磁性体材料科学
  • MAT.C308 : 連続体力学
  • MAT.C316 : 生体材料学

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

特になし。

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