マテリアル工学特別演習１Ａ

Advanced Laboratory Works for MaterialsScience and Technology 1A

998C901

82GRRES501

秋山　好嗣

YOSHITSUGU AKIYAMA

2024年度前期

2024/First semester

集中講義

Intensive course

先進工学研究科　マテリアル創成工学専攻

Department of Materials Science and Technology, Graduate School of Advanced Engineering

2.0単位

卒研

Graduation research

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

本専攻では、各自の独立した研究テーマを遂行するうえで、カリキュラム・ポリシーに定める「高度な専門性を要する研究開発能力を養うとともに、従来の材料工学の枠組みにとらわれない新しい視点をもった研究能力の涵養のために行われ、ディプロマポリシーの高度な専門性を要する研究開発能力を養うために材料工学分野で自ら課題を発見し解決する研究能力、並びに研究成果を発表する能力」を習得することを目指している。

このような方針のもとで、各自の修士論文では、有機合成戦略によってもたらされる機能発現を学生自ら予測し、有機・高分子合成技術を駆使したモノづくりに取り組み有機材料の機能を実証していく。また、各実験で得られた結果を解析し、自ら考察を試み、次の研究計画の立案につなげる能力を習得すると同時に、エンジニアリングとしての応用展開の可能性を学ぶ。

To execute each independent research theme, the curriculum policy requires the cultivation of research and development abilities that require a high degree of specialization, and also encourages the adoption of a fresh perspective that is not bound by the conventional framework of materials engineering. In addition, as per the diploma policy, the ability to discover and solve problems in the field of materials engineering will be required to promote graduate research and development with a high degree of specialization.

The graduate students can predict the functional expression brought about by the organic synthetic strategy in their master’s thesis, based on the above policy. It will also demonstrate their manufacturing works that fully utilize organic and polymer synthesis technologies. Furthermore, the students will be able to formulate their subsequent research plans based on the analysis and consideration of the results obtained in each experiment.

この科目は、カリキュラムポリシーの「高度な専門性を要する研究開発能力を養うとともに、従来の材料工学の枠組みにとらわれない新しい視点を持ち、より精深な学識を修める」ために開講され、ディプロマポリシーの「高度な専門性を要する研究開発能力を養うために、材料工学分野で自ら課題を発見し解決する研究能力を修得する」ための一環として行われる。

本演習では、有機・高分子合成化学を活用して、以下の（１）〜（４）の達成を目的とする。
（１）　有機能材料の精密設計とその構造制御に立脚した有機機能材料工学に関する専門の知識や考え方を身に着ける
（２）　専攻分野とは違う「専門的な事柄」を深く学ぶことにより、各専門間の繋がりを実感しつつ、新たな有機材料学の創出に求められる能力を深化させる
（３）　研究成果報告で欠かせない学会および論文発表に必要な科学文章を習得する
（４）　要旨・論文およびプレゼンテーションに求められる総合的な英語スキルを向上させる

This exercise will equip graduate students with specialized knowledge in both synthetic organic and synthetic polymer chemistry essential to carry out research in their master's program and inculcate in them the ability to promote their research. Since achievements of science and technology entail the submission of papers to international academic journals and presentations at academic conferences, the comprehensive English skills required for these submissions and presentations will also be improved. Furthermore, the students will acquire knowledge on subjects other than their specialization, organic functional materials engineering. Such knowledge can then be applied in the creation of functional organic materials, which is interdisciplinary to a certain extent.

The purpose of this exercise is to achieve the following by utilizing synthetic organic / polymer chemistry:
(1) Acquisition of specialized knowledge and ideas concerning organic functional material engineering based on the specific design of functional materials and their structural control
(2) Enhancement of the ability to develop new organic materials by gaining an in-depth understanding of subjects different from the field of specialization while realizing their interconnection
(3) Acquisition of scientific literature not only necessary for academic conferences and dissertation presentations but also indispensable for reporting the results from the research
(4) Improvement of comprehensive English skills required for abstracts, dissertations, and presentations

上記の目的に照らして、本授業では以下のことを目標とする。

・学術論文や特許の検索方法や得られた内容の違いを把握する。
・DNAマテリアルに関する最新の論文を通して、その理論構成や専門用語を理解する。
・DNAマテリアルにおける基本的な分子設計法を学び、その内容を深化させる。
・グループミーティング内におけるプレゼンテーションおよびディスカッションを通じて、自分の意見やアイデアを相手に伝わるように発表・プレゼンテーションのスキルを向上させる。

This exercise is to achieve the following objectives:
・ Search for references, patents, and grasp the obtained contents
・ Understanding the theoretical structure and technical terms through the latest references on DNA materials
・ Strategy of molecular design for DNA materials
・ Improvement of presentation and presentation skills from discussions within group meetings

リンク先の [評価項目と科目の対応一覧]から確認できます（学部対象）。
履修登録の際に参照ください。
​You can check this from “Correspondence table between grading items and subjects” by following the link(for departments).
https://www.tus.ac.jp/fd/ict_tusrubric/​​​

・自分だけでなく、他の実験者の安全を確保するために、実験時は白衣・保護メガネ・保護手袋を着用すること。
・新型コロナウィルスの影響で、実験が制限される場合があります。変更が生じた場合は、その都度、アナウンスします。
・普段の研究活動の中で、TOEIC600点相当の英語力を身につけること。
・ For all members in laboratory, all students should wear lab coats, protective goggles, and protective gloves during the experiment.
・ The effects of COVID-19 may limit the experiment in the laboratory. PI will announce any changes, if necessary.
・It is required for graduate students to acquire English proficiency equivalent to a TOEIC score of 600 through regular research activities.

ディベート・ディスカッション　Debate/Discussion／グループワーク　Group work／プレゼンテーション　Presentation

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【準備学習】
・自らが進めたい研究課題の内容を把握する
・実際に研究課題を遂行するうえで、必要な知識や実験方法の理解を深める
・使用する試薬や器具類の危険性を調べる、実験条件の詳細と共に実験ノートに記述する
・プレゼンテーションスライドの作成と発表練習を実施する
【復習】
・実験データの整理を実施する
・研究課題の内容把握および他の学生の課題との違いを理解する
・実験の操作の意味を理解したうえで再現実験に取り組む
・実験結果の妥当性を確認する
・報告会等で質問された内容を、まとめ、教員や学生で情報の共有化をはかる

【Preparation】
・ Graduate students should understand the content of the research theme they want to pursue.
・ It is necessary to deepen the understanding of necessary knowledge and experimental methods in order to actually carry out research projects.
・ It is required to describe all experimental data in the experiment notebook with the details of the experimental conditions to investigate the chemical safety.
・ Graduate students need to prepare presentation slides for presentation
【Review】
・ Graduate students need to organize all experimental data
・ Understanding the content of research projects and understanding the differences from each research projects in the group.
・ The operation of the experiment with the reproducibility should be attempted.
・ Confirming the validity of the experimental results
・ Summarizing the questions asked at the research meeting and sharing information with faculty members and graduate students.

研究課題の理解、取り組み状況、研究計画、議論、実験手技の習得、安全項目の順守などにより総合的に評価する。
Comprehensive evaluation is based on understanding of research projects, status of efforts, research plans, discussions, acquisition of experimental techniques, and safety compliance.

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

N

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教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
​https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
​​https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

修士論文のテーマに関連し、実験に必要な参考書・学術論文を随時提示する。
For this course, material prints related to the contents of each research project will be uploaded to BOX.

1.　オリエンテーション
修士課程における研究課題（有機機能材料工学）の概要、目的、最終目標を説明する。以下に示す研究課題に関係した資料の配布とそれにもとづいた解説を実施する。

主な研究課題：
A.　機能性末端修飾剤の合成
B.　自己崩壊性高分子の末端機能化
C.　DNAマテリアルの作製
D.　金属ナノ粒子の線形構造化
E.　ナノプラットフォームを活用した1分子鎖重合法の確立

2〜15.　演習
・教員から提示された研究課題および課題内容の資料をもとに、自ら進めたい研究課題を教員とのディスカッションにより決定する。
・各自の研究課題を進めるために、目的とする物質をつくるための分子設計を試みる。最新の文献でどこに新規性があるのかを教員とディスカッションし、当該領域で自分の研究課題の位置づけを明確にする。
・実験を開始するにあたって、各実験操作および使用する試薬・器具類の危険性を調べ議論する。内容理解が出来ているかディスカッションを通して確認する。
・安全に対する注意事項を把握する。その後、実際に、実験を開始する。このとき、各操作の意味を理解するだけでなく、使用する試薬および器具類に潜む危険性を再確認する。
・各自の研究課題のコンセプトと準備実験をスライドにまとめ、教員と学生の前でプレゼンテーションを実施する。その後の質疑を通して、自分の研究計画および今後の予定についての理解を深める。最後に、教員とのディスカッションにより、問題点を洗い出し、今後の研究計画を見直す機会とする。
・定期的に実験データの整理をおこなうことで、個々のデータが当初予定していたコンセプト、目的、問題点の解決につながっているのか検証する。


1.　Orientation
The principal investigator explains the outline, purpose, and final goals of the research subject (engineered organic functional materials) in the master's program. Materials related to the research projects will be provided.

Main research topics:
A. Synthesis of end-functionalized terminal modifiers
B. End-functionalization of self-immolative polymers
C. Structural design of DNA-based nanomaterials
D. Physicochemical properties of discrete DNA one-dimensional nanostructures
E. Establishment of single-chain polymerization methodology based on a nanoplatform

2-15. Exercises
・Graduate students need to make efforts for understanding the research background. It is also necessary for students to hold discussions with faculty members so that they can embody the research areas. In addition, graduate students will discuss the possibility of application for research projects.
・Graduate students will investigate and discuss the caution of each experimental operation and the reagents, as well as instruments used in the laboratory.
・Graduate students summarize the experimental results on slides and give presentations to faculty members and students. There is an opportunity to identify problems and review future research plans through discussions with faculty members.

国内外研究機関の研究員（ケミカルバイオロジー、ナノメディシン）の勤務実績を活かし創薬について講義する。
This lecture will be given using the experience of researchers at overseas and domestic research institutions.

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