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科目の基本情報
| 開講年度 | 2020 年度 | |
|---|---|---|
| 開講区分 | 工学研究科(博士前期課程)創成工学教育科目 | |
| 領域 | 主領域 : F; 副領域 : B | |
| 受講対象学生 |
大学院(修士課程・博士前期課程・専門職学位課程) : 1年次, 2年次 |
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| 選択・必修 | 選択 |
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| 授業科目名 | 材料創成工学特論 | |
| ざいりょうそうせいこうがくとくろん | ||
| Advanced Material Science for Creative Engineering | ||
| 単位数 | 2 単位 | |
| ナンバリングコード | EN-ORBI-5
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| 開放科目 | 非開放科目 | |
| 開講学期 |
前期前半 |
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| 開講時間 |
水曜日 5, 6時限 |
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| 開講場所 | ||
| 担当教員 | 鳥飼 直也（工学研究科分子素材工学専攻）, 山本 勝宏（非常勤講師）， 今西 誠之（工学研究科分子素材工学専攻）, 花井 一真（非常勤講師） | |
| TORIKAI Naoya, YAMAMOTO Katsuhiro, IMANISHI Nobuyuki, HANAI Kazuma, | ||
| SDGsの目標 |
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学修の目的と方法
| 授業の概要 | （前半） 複合高分子材料の小角散乱法によるナノ構造解析とその物性との相関 X線・中性子による小角散乱・反射率法による高分子ナノ構造解析について基礎から最近の手法について学ぶ。また，異種の分子あるいは材料の組み合わせによって構築される複合高分子材料の基礎および，材料中に形成されるナノ構造と粘弾性などの物性との相関を学ぶ。 （後半） 電気化学デバイスはイオンと電子という荷電種の働きにより性能が変化する。その制御には構成物質の構造や形状、物性といった点が最も基本的な要素となるが、物質の集合・混合状態を論ずる工学的側面も重要である。ここでは無機材料を中心に物質設計とデバイス設計がいかにおこなわれるか実例を通して学習する。 （Course description/outline） （First half） Structural Analysis on Composite Polymer Materials by Small-Angle Scattering Technique and Their Relationship with Physical Property The basis and state-of-the-art trend of structural analysis on polymer nano-structure by small-angle scattering and reflectometry using X-ray or neutron are learned in this course. Also, the basis and a relationship of nano-structure with a physical property such as viscoelasticity for composite polymer materials are learned. （Second half） The performance of an electrochemical device changes due to the reaction of charged species of ions and electrons. The most basic factors for the control are the structure, shape, and physical properties of the substance, but the engineering aspects that discuss the state of aggregation and mixing are also important. Here, students will learn through practical examples how material and device design are done mainly on inorganic materials. |
|---|---|
| 学修の目的 | （前半） 小角散乱の基礎を習得し，放射光利用の利点について理解を深める。複合高分子材料の基礎および，ナノ構造と物性の関係性を理解する。 （後半） 機能性材料設計の手法を学び、機能発現に必要な工学的視点の重要性を学ぶ。将来の材料開発に関わる研究活動に役立つ力をつける。 （Learning objectives） （First half） The objective of this course is to learn the basis of small-angle scattering techniques and deepen the understanding of the merit of using synchrotron X-rays. Another purpose is to learn the basis of composite polymer material and understand a relationship between nano-structure and physical property. （Second half） Students will learn how to design functional materials and learn the importance of engineering viewpoints which is necessary for developing functions. Through this learning they will gain useful knowledge for research activities related to future material development. |
| 学修の到達目標 | （前半） 複合高分子材料の小角散乱法による構造解析および材料設計に関する基礎的な知識を習得する。 （後半） インターカレーション現象の基礎的な側面を理解する。材料の化学的機能が実用に利用されるプロセスを少なくとも一つ、例示することができるようになる。課題について自ら考え、また解決策を提示することができる。PBL的な学習を通じて、他者の発表に対して適切な質問を投げかけることができる。 (Achievements) (First half) The achievement of this course is to acquire basic knowledge of structural analysis by small-angle scattering techniques and pertinent designing of composite polymer materials. |
| ディプロマ・ポリシー |
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| 成績評価方法と基準 | （前半）出席とレポートにより成績を評価する。 （後半）出席とレポートにより成績を評価する。 （Grading policies and criteria） （First half） Evaluation by class attendance and report. （Second half） Evaluation by class attendance and presentation |
| 授業の方法 | 講義 |
| 授業の特徴 |
問題提示型PBL（事例シナリオ活用含） プレゼンテーション/ディベートを取り入れた授業 |
| 授業改善の工夫 | 授業評価アンケートを参照して授業改善を行う (Ideas for improving classes) Improve by referring to the student's class evaluation questionnaire |
| 教科書 | （前半） 特に教科書は設定しない。テーマに関する資料を配布する。 （後半） 特に教科書は設定しない。テーマに関する資料を配布する。 （Textbooks） （First half） No textbook is used. Materials on the theme will be distributed in the class. （Second half） No textbook is used. Materials on the theme will be distributed in the class. |
| 参考書 | （前半） 特になし。 （後半） 特になし。 （Textbooks） （First half） Nothing special. （Second half） Nothing special. |
| オフィスアワー | （前半）随時， 分子素材工学棟2階3217室 （後半）総合研究棟Ⅰ 206室 木曜日12～13時 （Office hour） （First half） At any time in my office （Second half） Every Thursday 12:00-13:00 |
| 受講要件 | （前半） 特になし。 （後半） 特に無し （Prerequisites） （First half） Nothing special. （Second half） Nothing special |
| 予め履修が望ましい科目 | |
| 発展科目 | |
| その他 |
授業計画
| MoodleのコースURL |
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| キーワード | （前半）複合高分子材料， ナノ構造， 小角散乱法， 反射率法， 物性， 高分子コンポジット， ブロック共重合体， 高分子ブレンド薄膜， 高分子ミセル （後半）インターカレーション、ホストゲスト反応、結晶構造、電池 |
|---|---|
| Key Word(s) | （First half） Composite Polymer Material, Nano-Structure, Small-Angle Scattering, Reflectometry, Physical Property, Polymer Composite, Block Copolymer, Polymer Blend Thin Film, Polymeric Micelle （Second half）intercalation, host-guest reaction, crystal structure, battery |
| 学修内容 | （前半） 第1回 複合高分子材料の基礎 第2回 小角X線散乱の基礎 第3回 高分子コンポジット材料の粒子分散と粘弾性特性 第4回 実空間と逆空間でみるブロック共重合体が形成するミクロ相分離構造 第5回 複合高分子薄膜の基礎 第6回 高分子薄膜の安定性と成分深さ分布 第7回 小角散乱による高分子ミセルの構造解析 第8回 エネルギー可変小角散乱法による多成分系のナノ構造解析 （後半） 第1回 講義内容説明・電池の基本の講義 第2回 非常勤講師による材料開発と応用事例紹介 第3回 学生による発表と質疑応答 第4回 非常勤講師による材料開発と応用事例紹介 第5回 学生による発表と質疑応答 第6回 非常勤講師による材料開発と応用事例紹介 第7回 学生による発表と質疑応答 (Course contents) （First half） (1st) Basis of composite polymer material (2nd) Basis of small-angle X-ray scattering (3rd) Particle dispersion and viscoelastic property of polymer composite (4th) Microphase-separated structure of block copolymer in real and reciprocal spaces (5th) Basis of composite polymer thin film (6th) Stability and component depth distribution of composite polymer thin film (7th) Structural analysis of polymeric micelle by small-angle scattering (8th) Structural analysis of multi-component system by energy variable small-angle scattering （Second half） (1st) Orientation, Basics of batteries (2nd) Introduction of material development and application examples by a corporate researcher (3rd) Student presentations and questions/answers (4th) Introduction of material development and application examples by a corporate researcher (5th) Student presentations and questions/answers (6th) Introduction of material development and application examples by a corporate researcher (7th) Student presentations and questions/answers |
| 事前・事後学修の内容 |