理工学部Faculty of Science and Engineering
MTL300XB（材料工学 / Material engineering 300）機能材料Functional Materials
柴田 清Kiyoshi SHIBATA
授業コードなどClass code etc
| 学部・研究科Faculty/Graduate school | 理工学部Faculty of Science and Engineering |
| 添付ファイル名Attached documents | |
| 年度Year | 2021 |
| 授業コードClass code | H5092 |
| 旧授業コードPrevious Class code | |
| 旧科目名Previous Class title | |
| 開講時期Term | 春学期授業/Spring |
| 曜日・時限Day/Period | 火3/Tue.3 |
| 科目種別Class Type | |
| キャンパスCampus | 小金井 |
| 教室名称Classroom name | |
| 配当年次Grade | |
| 単位数Credit(s) | |
| 備考（履修条件等）Notes | |
| 他学部公開科目Open Program | |
| 他学部公開（履修条件等）Open Program (Notes) | |
| グローバル・オープン科目Global Open Program | |
| 成績優秀者の他学部科目履修制度対象Interdepartmental class taking system for Academic Achievers | |
| 成績優秀者の他学部科目履修（履修条件等）Interdepartmental class taking system for Academic Achievers (Notes) | |
| 実務経験のある教員による授業科目Class taught by instructors with practical experience | |
| SDGsCPSDGs CP | |
| アーバンデザインCPUrban Design CP | |
| ダイバーシティCPDiversity CP | |
| 未来教室CPLearning for the Future CP | |
| カーボンニュートラルCPCarbon Neutral CP | |
| 千代田コンソ単位互換提供（他大学向け）Chiyoda Campus Consortium | |
| カテゴリー＜理工学部＞Category |
機械工学科機械工学専修 学科専門科目 |
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Outline (in English)
Functional materials play important roles in modern society, using their unique electronic, magnetic, optic, thermal or chemical features. In this series lectures, the principles and applications of these materials are explained, based on solid physics and industrial processing. Metals, ceramics and polymers are included. The history of technological development is also introduced to learn their social impacts.
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の概要と目的（何を学ぶか）Outline and objectives
機能材料とは、その物質の持つ電気、磁気、光、熱、反応などに関する特異的な性質を活用し、独特の役割を果たすものである。本講義では、固体物理に基づく物性論だけでなく、それを実現するための製造プロセスも含めて、原理から応用までの理解を深める。金属、セラミックス、高分子といった区分には拘らない。また合わせて、広く技術発展の過程と意義についての、産業上だけでなく、社会的な意味も併せて理解する。
到達目標Goal
さまざまな材料の機能 利用の展開 理解し、材料の重要性を理解することができる。具体的には；
1.機能材料のミクロな構造とマクロな性質の関係が理解できる
2.機能を発揮するよう作り出すプロセスの基本的機能を理解できる
3.材料の利用法に関する着想源と社会実装の影響を理解できる。
この授業を履修することで学部等のディプロマポリシーに示されたどの能力を習得することができるか（該当授業科目と学位授与方針に明示された学習成果との関連）Which item of the diploma policy will be obtained by taking this class?
ディプロマポリシーのうち、「DP1」と「DP2」と「DP4」に関連
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の進め方と方法Method(s)（学期の途中で変更になる場合には、別途提示します。 /If the Method(s) is changed, we will announce the details of any changes. ）
物質の構造とそれによって実現される機能、およびその構造を実現するための製造法の関係を説明する。
そのような機能を持つ材料が開発されたことによって、産業や社会にどのような影響が及んだのかも紹介する。
各回の講義内容に関し、当該材料の応用に関する調査あるいは考察の課題を課す。提出された内容について、次回の講義において解説、および場合によっては発展的な事例紹介などののフィードバックを行う。
アクティブラーニング（グループディスカッション、ディベート等）の実施Active learning in class (Group discussion, Debate.etc.)
あり / Yes
フィールドワーク（学外での実習等）の実施Fieldwork in class
なし / No
授業計画Schedule
※各回の授業形態は予定です。教員の指示に従ってください。
1：機能性材料
機能性材料の概要を解説し、講義の範囲・構成とその意図を述べる
2：通電・絶縁材料
電気伝導の原理を確認し、電気抵抗、配線材料のなりたちを解説る。集積回路ボンディングやパンタグラフ刷板などの応用例を紹介する
3：半導体と誘電体
シリコン半導体、コンデンサなどの作動原理を解説し、シリコンウェーハ製造プロセスや太陽電池・LED証明といった実用展開を紹介する。
4：熱電変換・圧電変換
エネルギー変換としての熱電、圧電素子の働きの原理を解説し、温度センサ、電子冷却、圧電素子、歪計、床発電などのおうようれいを紹介する。
5：磁性材料
永久磁石、軟磁性材料、磁気記録、フェライト磁石についてその原理と応用を解説する
6：超伝導材料
金属系および酸化物系の超伝導材料について発見から応用までの経緯を紹介し、科学技術ジャーナリズムについても触れる
7：水素吸蔵材料
物質と水素の相互作用原理から産業上応用展開を解説し、あわせて低炭素エネルギー利用の課題についても触れる
8：蓄電池用材料
層間化合物の特性の応用として電池電極への応用について、前回の水素吸蔵合金と合わせて解説する。
9：固体電解質
イオン導電体の構造・原理につして解説し、センサーや燃料電池への応用を紹介する。
10：形状記憶合金
形状記憶合金の変形挙動を金属的見地から解説し、超塑性現象と合わせて、アクチュエータとしての応用を紹介する。
11：有機機能性材料
導電性ポリマーや液晶材料などの高分子の電気電子分野への応用展開を解説する。
12：医用材料・抗菌材料
生体適合、および生物活動制御のための材料設計について解説する。
13：ナノ材料
様々なナノ構造とその効果について解説するとともに、期待と懸念についても紹介する。
14：材料プロセシング
製造プロセスの観点から各材料を振り返りる。またニーズとシーズの双方ん観点から材料開発のあり方を考える
授業時間外の学習（準備学習・復習・宿題等）Work to be done outside of class (preparation, etc.)
【本授業の準備・復習等の授業時間外学習は、4時間を標準とする】新材料に関するニュース、新聞記事等を読む。
テキスト（教科書）Textbooks
特になし。毎回スライド等を用いて，講義を行う。
参考書References
特になし。新材料に関するニュース、新聞記事等にも注目。配布するプリント等。
成績評価の方法と基準Grading criteria
各講義ごとに小レポートを課す。平均６０点以上を合格とする。
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
多くの材料に触れ、それらの適用・応用法を独自の視点で考えることを勧める。
学生が準備すべき機器他Equipment student needs to prepare
特になし
その他の重要事項Others
特になし