2023Sシラバス

102/393

初年次ゼミナール理科 31622 水 2 授業の目標・概要 皆さんの身の回りにあるモノ。これらモノを作るうえで欠かせないのが材料です。モノづくりでは，原子や元素から物質を創り，物質を材料や部品に加工し，製品を組立てます。材料とは材料科学・材料工学の知に基づき，物質に機能という新たな付加価値を与えたものです。自然界に存在している原料から使える材料に生まれ変わらせ，さらに加工する，そのような工程を担っているのが材料関連の産業であり，自動車や電化製品などの皆さんのもとに届く製造業において欠かすことのできないパートです。従来材料開発は10年以上の長期間が必要でしたが，近年の急速な科学技術の発達に追随するためには，材料開発の加速化が必要不可欠です。 本講義は，そのような材料開発研究における最先端について学びたいと思います。材料開発の加速化，最適化を可能にするアプローチとして，近年はAIを活用した研究が多くなされています。そのような情報工学的なアプローチをこれまで培われてきた材料科学・工学と融合させることで，構造材料，電子デバイス材料，医療用材料などの材料開発において何ができるのか，解説文などを題材にしながら，グループディスカッションを通じて考えていきたいと思います。 【 題材の例 】 1) 構造材料のマテリアルズインテグレーションシステム：近年，マテリアルズゲノムイニシアチブに端を発し，従来の実験，理論に基づいた材料開発ではなく，さらに計算，データを融合させた材料開発が全世界で開始され，日本でも進められています。特に日本が得意とする構造材料開発におけるシステムがマテリアルズインテグレーションシステムとよばれています。今まで１０年，２０年かかった材料開発を，AIなどを活用することによって数年で実現する，そのようなシステムについて調査します。 2) 電流のオン/オフを変えられる材料とその仕組み：情報機器の頭脳となる集積回路では微細加工されたトランジスタが何億個も並び，それぞれの材料中の電流がオン・オフと切り替わって動作します。どのようにこのスイッチを実現するのか，最先端電子デバイスの材料と構造を調査します。また，デバイスの品質は作製プロセスにも大きく依存しており併せて調査します。 3) ソフトマターの医用応用：高分子やゲルなどの柔らかい材料はソフトマターと呼ばれ、その柔らかさや高い変形性、生体組織との組成類似性から、医用材料として注目を集めています。医用応用を行う上で、どのような材料設計が重要になるのか、最先端の医用材料について調査します。 【 授業の目標 】 学術論文の構成を知り，学術研究を行ううえでの基礎を身につけます。調査・研究とグループ討議や研究発表を通じ，学術的なコミュニケーション能力を身につけます。材料科学や情報科学を題材にしながら基礎研究と最先端技術との関連についての実例を学び，科学技術が社会にどのように関わり，貢献することができるのかを議論し，理解を深めます。 出席，最終レポート 成績評価方法 授業のキーワード 「論文読解型」、材料工学、情報工学、構造材料、電子デバイス材料、電子材料合成プロセス、高分子、ソフトマター、バイオマテリアル 教科書は使用しない。／Will not use textbook 書名 著者（訳者） 出版社 ISBN その他 第1回授業日に行う。ガイダンス教室については掲示板等で告知する。 教科書 ガイダンス 31623 水 2 授業の目標・概要 化学のブレークスルーに学ぶ(1)では、工学部応用化学科で現在精力的に研究が行われている無機化学・有機化学系の世界最先端のトピックをとりあげ、その研究がもたらした各分野のブレークスルーを学びます。本講義では、無機化学・有機化学をベースにした物質・材料開発について、基本原理から実際の研究の様子や舞台裏、応用展開に至るまでを論文輪読、文献調査およびそれらに携わった研究者達の話の中でより身近に感じ、学ぶことができます。触媒、分子変換、エネルギー資源、分子認識、高分子材料といった幅広いトピックを題材にして、これらの研究がどのように生まれ、どのようなブレークスルーがあったか、また、これらの研究やその応用展開が現在どのように社会の役に立っているのかを、ゼミナール形式の授業で学習します。 初年次ゼミナール理科の評価方法によって評価します。 成績評価方法 授業のキーワード ゼミナール、応用化学、触媒化学、有機化学、錯体化学、高分子化学 教科書 ガイダンス 次の教科書を使用する。／Will use the following textbook 書名 著者（訳者） 東京大学教養教育高度化機構初年次教育部門・増田建・坂口菊恵編 出版社 ISBN その他 第1回授業日に行う。ガイダンス教室については掲示板等で告知する。 AI支援による材料開発の最前線 科学の技法:東京大学「初年次ゼミナール理科」テキスト 東京大学出版会 化学のブレークスルーに学ぶ(1) 南部 将一 細野 暢彦 工学部 工学部