材料科学１

Materials Science (1)

9923B5A

23CHIAC304

小松　徳太郎

Komatsu, Tokutaro

2026年度前期

2026年度

①First semester

水曜5限

Wed. 5

理学部第二部　化学科

Department of Chemistry, Faculty of Science Division Ⅱ

2.0単位

講義

Lecture

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

材料科学の習得には、材料物質の機能を分子・原子レベルの構造とつなげること、さらには実用材料に必要な要件と、その応用の現状について把握することが重要です。これらについて理解するための基礎を学びます。
特に固体物質の構造と物性を学ぶために、その結晶構造、分子構造を知ることが求められます。材料の物性と構造・構成要素との関連を詳細に知ることによって、新しい材料を開発する力を養うことが期待されます。
小テスト／練習問題を課しますので、反復して取り組むことで要素項目の理解が深められます。

現代社会を支えている代表的な材料について、それらの原子・分子レベルの構造がどのように材料特性に反映されているかを理解し、既存材料の改良、ひいては革新的な材料を開発するための基礎的知識体系を獲得します。

材料に関する以下の基本的な知識を応用できることを目標とします。
・結晶の性質と構造の分類
・エネルギーバンド構造と電気伝導性の対応
・熱伝導の機構と制御法
・磁気的性質の起源と制御法
・光と物質の相互作用
・材料の強度と微視的構造の関連
本学科のディプロマポリシー「修得した専門知識や教養をもとに、根本的な問題に対峙した時に創造的な発想を得て問題を探求し、自律的に知的能力を発展させる能力」に基づき、専門性のあるキャリア形成、学⼠⼒や社会⼈としての基礎⼒の涵養などを具体的に実現するための科目です。

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/​​​

基礎化学１・２、基礎物理化学、基礎無機化学を履修していることが望ましい。

小テストの実施　Quiz type test

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LETUS上の授業資料を読み、概要を把握した上で受講して下さい。
解けなかった練習問題の解説を読み、授業資料と対応させて復習し、学習事項の定着に努めて下さい。

授業の取組状況（授業資料へのアクセス、練習問題／課題への取り組み）に期末試験結果を加味して評価します。
練習問題／課題で誤答しても、成績評価は減点しません。
練習問題／課題はできるだけ授業時間内に完了／提出して下さい。次回授業の開始以降は受理しません。
練習問題／課題の解説はLETUSのコメントまたは次回授業で行います。

・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

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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://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/

・石井和彦　他「機能性材料科学入門」（共立出版　2021年）
・戒能俊邦、菅野了次「材料科学　基礎と応用」（東京化学同人　2008年）
・James Newell 「材料科学・材料工学　−基礎から応用まで−」（東京化学同人　2012年）
・Charles Kittel 「キッテル固体物理学入門　第8版」（丸善　2005年）
・寺崎一郎「熱電材料の物質科学」（内田老鶴圃　2017年）

などに記載されている内容を軸に授業を進めます。細部を補足した資料をLETUSにアップロードしますので、参照して下さい。

１．　材料の分類、　　用途、使用例
２．　結晶材料１　　　周期性、回折、構造解析、代表的な構造、逆格子
３．　結晶材料２　　　格子振動
４．　電気伝導　　　　バンド構造、金属、半導体、絶縁体
５．　超伝導体　　　　発現機構、転移温度の向上、臨界磁場
６．　磁性材料　　　　常磁性、強磁性、反強磁性、反磁性
７．　光電変換材料１　バンド構造と光吸収、発光ダイオード、無機太陽電池
８．　光電変換材料２　分子軌道と光吸収、有機LED、有機太陽電池
８．　光学材料　　　　誘電率、透磁率、屈折率、光学メタマテリアル
９．　構造材料　　　　応力とひずみ、弾性変形と塑性変形、相図と微細組織
１０．樹脂材料　　　　熱可塑／熱硬化／光硬化樹脂、ゴム弾性、相分離構造
１１．接着剤　　　　　接着の原理、接着で働く相互作用、表面の影響
１２．熱制御材料　　　フォノン／電子伝導、対流、輻射、高熱伝導／断熱材料
１３．熱電変換材料　　熱電対、ペルチェ素子、性能指数、設計指針
１４．電池材料　　　　自由エネルギー変化と起電力、燃料電池、二次電池
１５．到達度評価全体の復習と解説

授業は対面で実施します（331教室、水曜5限）。
講義内容の修得度や進⾏状況により、変更する場合があります。
半分以上の授業に参加するようにして下さい。

化成品製造会社において樹脂・無機製品の第一原理計算・分子設計・合成・評価に携わった経験を活かして、各種無機・有機材料の基盤にある化学と物理を、基礎から平易に解説します。

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オフィスアワーについては、都合により変更する場合がありますので、授業時、あるいはメールなどで問い合わせて下さい。
電子メールアドレス：a30242@rs.tus.ac.jp

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