材料化学

Google Classroomクラスコード:後学期開始前に公開します。

「どうしたらコンピューターの計算速度をもっと速くできるのだろうか？」この問に答えるためには、いまや原子や分子で電子回路を組まなければならない！ナノテクノロジー時代の到来である。かたや「無限の太陽光エネルギーを効率よく電気に変えられないだろうか」「環境に優しい燃料電池」「圧力をかけると光を発したり、電気が起きる有機化合物ができないだろうか」「有機化合物でできた軽い超伝導物質や強磁性体はできないだろうか」。このような華やかな研究領域を含めて工学系すべての学問分野は、「有機・無機材料」に関する知識なしには成り立たない。この「材料」を理解するための基礎学問が「化学」(=物質の科学)である。高校時代の「化学」は暗記中心の科目のように誤解されがちであるが、現在では量子力学を基礎に置いて論理的に“化学的な現象"を説明することができる。この点について「化学概論第一」の授業で多くのことを習ったことと思う。本講義では、材料を構成する物質の構造の成り立ちや構造と性質の関係など、諸君が身の回りの材料を化学的に理解できることを目標に話を進めて行きたい。さらに、おもな材料の構造・物性・製法・用途について勉強し、有用な材料を安全に利用するための基礎知識を学ぶ。

化学概論第一

特になし。

「理工系学生のための化学基礎」 野村浩康・川泉文男 共編 学術図書出版
(化学概論第一の教科書)

(内容の変更はあり得る。)
1. 結晶構造、イオン結晶
2. 共有結合結晶 金属結晶
3. 液体、ガラス
4. 液晶、高分子
5. 相平衡と相変化
6. 一成分系、二成分系の相平衡
7. 水素吸蔵化合物
8. 電気伝導性材料
9. 形状記憶合金、アモルファス
10. 各種センサー材料、レーザー材料
11. 光ファイバー
12. 情報記録材料
13. ディスプレイ材料
14. 高分子光学材料
15. セラミックス

○予習:教科書を予習する。
○復習:教科書や課題の演習問題を行う。

(a)評価方法:授業で課す小テストやレポート課題、期末試験の結果をもとに評価する。
その重みは、期末試験7割、小テストとレポート課題の合計が3割程度を予定している。(変更する場合もある)

(b) 評価基準:原子、分子、化学結合の基礎を説明できる。原子軌道、各原子の電子配置、化学結合の特徴、電子スピンを基に、導電性材料、磁性材料、光機能材料、金属材料、セラミックス、半導体材料の基本物性を化学の視点から説明できる。各種材料の機能とその原理を理解していること。各種エネルギーの原理を化学的に説明できること。

毎回の授業後に質問するのが望ましい。
他にオフィスアワーを木曜昼休みとする。

我々は文明の利器に囲まれて生活しているがそのほとんどはブラックボックス化されてしまい、動作原理も知らずにいることが多い。理工系の学生ならば使用されている物質や材料の特性を理解して、その有用性と欠点を知っておくことは何らかの形でプラスになるであろう。例えば、電気電子系、機械系などの学生にとっても、材料に関する正しい知識を持つことは新しい電子機器や装置を開発するために重要となる。

なし