複合工業化学特論２

Advanced Hybrid Industrial Chemistry 2

994CF02

42CHHYC502

上谷　幸治郎、永田　衞男

永田 衞男、上谷 幸治郎
Morio Nagata, Kojiro Uetani

2026年度前期

2026年度

①First semester

水曜3限

水曜3限
Wednesday 3rd Period

2.00単位

-

① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

前半では、環境調和型の材料開発に向けてバイオマスの利活用を概説し、セルロース系ナノ材料の開拓と材料利用の状況について理解を広げる。
This lecture will provide an overview of the use of biomass for developing environmentally benign materials and broaden the understanding of the pioneering cellulosic nanomaterials and materials usage.

後半では、我々の生活に必須であるエネルギー資源とエネルギー変換技術、さらにはそれに利用されるエネルギー変換化学について調査・学習・議論して理解を深める。
This class strengthens the understanding of energy by investigating, learning, and discussing about energy resources, energy conversion technology, and energy conversion chemistry necessary to our life.

前半では、バイオマスの構造と材料変換について材料科学の観点から概説し、新規特性の解明から活用形態の実証まで一連の材料開発について理解する。
This course outlines the structure and material conversion of biomass from a materials science perspective and provides an understanding of a series of material development from elucidation of novel properties to demonstration of utilization forms.

後半では、太陽光エネルギー利用技術である、光電極触媒による太陽水素の製造技術や化学系太陽電池技術についてエネルギー変換化学の立場から理解を深める。
This class strengthens an understanding of the production technology of solar hydrogen and chemistry system solar cell technology by a photoelectrode catalyst which are sunlight energy use technology.

前半では、生体構造とその材料機能について理解し、バイオマスの材料活用と新たな特性解明ならびにそれを用いた新用途実証の全体像を理解し議論できるようになる。
This course aims to understand the biological structures and their material functions, and be able to understand and discuss the overall picture of the utilization of biomass materials, elucidation of new properties, and demonstration of new applications using the functions.

後半では、化石エネルギー、熱エネルギー、特に再生可能エネルギーの変換に関わる化学技術について調査・学習から理解し、議論できること。
The target is to understand and discuss from investigation and study about the chemistry technology in connection with conversion of fossil energy, thermal energy, particularly renewable energy.

主として参考書などを用いて学習するが、講義資料としてPDFを配布する。
Lecture data hand out PDF.

-

-

指示された予習、復習を行うことが好ましい。

課題、議論、レポートを総合評価する。
Evaluation includes overall evaluation of homework, a discussion, and the report.

・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

-

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://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

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

「人工光合成」石谷治 三共出版
「次世代のバイオ水素エネルギー」 日本化学会著 化学同人
「人工光合成と有機系太陽電池」 日本化学会著 化学同人
「光合成のエネルギー変換と物質変換」 杉浦美羽･伊藤繁･南後守 化学同人
「電気化学: 光エネルギー変換の基礎」 東京化学同人
「図解よくわかるナノセルロース」ナノセルロースフォーラム編 日刊工業新聞社
「木質の形成 第2版 バイオマス科学への招待」福島和彦・船田良・杉山淳司・高部圭司・梅澤俊明・山本浩之 海青社
「Nanocelulose」Alain Dufresne, De Gruyter
「Polysaccharide-Based Nanocrystals」Edited by Jin Huang, Peter R. Chang, Ning Lin, Alain Dufresne, Chemical Industry Press, Wiley-VCH

第1回 材料科学概論: セルロース科学の基礎とナノファイバー研究を題材として、材料学的なAshby plotについて理解する。
1. Outline of material science: Understanding the Ashby plots in material science, in terms of basis of cellulose science and nanofiber researches.

第2回 生体構造と材料利用：木材細胞壁の構造とセルロースナノファイバーの製造について、光学的な解繊度評価技術の観点から理解する。
2. Biostructures and material applications: Understanding the cell wall structures and cellulose nanofiber production in terms of optical evaluation technique of degree of nanofibrillation of wood pulps.

第3回 複合材料：ナノセルロースを補強フィラーとした高強度複合材料について、物性向上の発現機序を理解する。
3. Composite materials: To understand the mechanism of property enhancement of high-strength composites with nanocelluloses as reinforcing filler.

第4回 透明材料：次世代のガラスと呼ばれる透明な紙について概説し、それを用いたペーパーエレクトロニクスの開発状況について理解する。
4. Transparent materials: An overview of transparent papers, the candidate of next generation of glass, and understand the development of paper electronics using them as the flexible substrates.

第5回 セルロースの伝熱機能（1）：セルロースの伝熱機能の解明研究について概説し、熱物性の基礎について理解する。
5. Thermal conductive functions of cellulose (1): To provide an overview of research into elucidating the thermal conductivity of cellulose and understand their fundamentals of thermophysical properties.

第6回 セルロースの伝熱機能（2）：セルロースナノ材料の様々な内部構造や樹脂・水分との複合状態と巨視的な伝熱機能の関連性について理解する。
6. Thermal conductive functions of cellulose (2): Understanding the relationship between the internal structures of cellulose nanomaterials, their composite states with resin and moisture, and their macroscopic thermal conductive properties.

第7回 セルロースの伝熱機能（3）：フィルム材料の切り紙加工を用いた新規放熱法の効果やELへの実装、ならびに対イオン交換による伝熱制
御性について理解する。
7. Thermal conductive functions of cellulose (3): Understanding the effect of novel heat dissipation method using kirigami processing of film materials and its implementation in ELs, as well as the controllability of thermal diffusivity through the counter ion exchange.

第8回 エネルギー資源概論：地球上のエネルギー源について、その利用法、変換法、変換化学の重要性について理解する。
8．Outline of energy resources: Investigation and understanding about the energy source on the earth and understand the importance of the use, a conversion method, and conversion chemistry.

第9回 化石エネルギー変換：天然ガス、石炭、石油などの化石エネルギーを原料としたエネルギー変換化学について理解を深める。
9. Fossil energy conversion: Understanding about the energy conversion chemistry which used fossil energies, such as natural gas, coal, and oil.

第10回 熱エネルギー変換：熱エネルギーを電気や化学エネルギーに変換する技術について理解する。
10. Thermal energy conversion: Understanding about the thermal energy conversion.

第11回 光エネルギー変換（１）：光化学の基礎について復習し、さらに光化学について学習を深め、光エネルギー変換について理解する。
Photoenergy conversion 1: Review about the basics of photochemistry, in-depth study about photochemistry, and discuss about photoenergy conversion.

第12回 光エネルギー変換（２）：光エネルギー変換を基に、自然の光エネルギー変換である光合成プロセスについて理解を深め、議論する。
Photoenergy conversion 2: Based on photoenergy conversion, we strengthen and discuss about an understanding of the photosynthesis process which is natural photoenergy conversion system.

第13回 光電気化学：光エネルギーを電気エネルギーに変換について理解を深める。
13. Photo electrochemistry: Understanding about the conversion from light into electric energy.

第14回 光触媒および太陽電池によるエネルギー変換
14. Energy conversion by a photocatalyst and solar cel process: Understanding about the hydrogen production by the sunlight energy using a photocatalyst and solar cell.

第15回 学習した内容について、その習得度を評価するためにレポートを提出し、議論する。
15. Submit and discuss about a report.

-

-

-

Y

N