Department of Materials Science and Technology

先進工学部 マテリアル創成工学科

人類の未来を担う
マテリアルイノベーションを起こす

物理、化学、力学をベースとして理学と工学の成果を結集し、材料工学に関する研究・教育を横断的に展開するマテリアル創成工学科。物理系、化学系、機械系、電子系からなる学際的なフィールドの上に「新素材デザイン」「新機能デザイン」「環境・エネルギー」「航空・宇宙」の4方向の研究を展開し、イノベーションを創出するマテリアルの研究創成を目指します。本学科の研究には、現代社会における様々な課題を解決する可能性があふれています。発電できる化学素材や、素材研究による蓄電池の進化、データサイエンスやAIを活用した効率的なエネルギーの利活用など、人類の未来につながる研究フィールドが広がります。

概要図
  • マテリアル創成工学科の特徴1

    基礎から応用まで
    材料工学を着実に学修

    「つくる化学」・「つかう物理」を駆使することで、材料機能、材料科学、固体材料、基礎材料、プロセスなど、材料をどのように創り、使うかを、基礎から応用まで総合的に学びます。実社会に直結する「使える工学」「生きた工学」を学修できるカリキュラムが特徴です。

  • マテリアル創成工学科の特徴2

    イノベーションを生む
    デザイン思考

    現代社会における多様な問題を解決するイノベーション創出の礎として、多方面から注目を集めるマテリアルデザイン。その多彩な分野を横断的に幅広く学び、さらにデザイン思考を掛け合わせることで、材料科学における最先端の研究を展開していきます。

  • マテリアル創成工学科の特徴3

    最先端の材料を
    横断的学問体系でとらえる

    新素材デザイン、新機能デザイン、環境・エネルギー、航空・宇宙といった各分野が学びのフィールドです。金属・無機・有機といったタテ割り型の分類によって専門を区切ることなく、各種の最先端の材料を横断的学問体系でとらえ、総合的に学び研究します。

基礎情報 BASIC INFORMATION

キャンパス 取得学位 在籍学生総数 目指せる資格
葛飾キャンパス 学士(工学)

439名
(男⼦347名/⼥⼦92名)

2020年5月1日現在

・危険物取扱者(甲種)

カリキュラム CURRICULUM

■必修科目 ●選択必修科目 ◆選択科目

1年次 2年次 3年次 4年次
■基礎工学実験1・2/微分積分学1・2/線形代数学1・2/力学1・2/化学1・2/情報基礎
◆数学演習1・2/基礎工学セミナー/数理基礎演習/プログラミング基礎1・2
■マテリアル工学実験1・2/材料の物理1/材料の化学1/材料の力学1
●熱力学1・2/材料の物理2/材料の化学2/分子科学/光科学1/反応化学/量子力学/材料強度学/固体構造解析学/材料のプロセスと機能1
◆デザイン思考入門
■マテリアル工学実験3・4
●材料のプロセスと機能2・3
■卒業研究/文献講読
新素材デザイン分野/
新機能デザイン分野/
環境・エネルギー分野/
航空・宇宙分野
◆金属材料学/半導体材料学/無機材料学/有機材料学/機械材料学/航空宇宙材料学/生体機能材料学/エレクトロニクス材料学/磁性機能材料学/光機能材料学/デバイス材料工学/基礎複合材料学/高分子化学/電気化学/マテリアルプロセス学1・2・3/高分子材料学/応用数学1・2/環境エネルギー材料学/マテリアル工学のための英語/光科学2/マテリアル分析評価法/マテリアル計算科学/固体化学/固体物理学1・2/材料の力学2/材料固体電子論/知的財産概論

2020年度 学修簿 卒業所要単位表

専門
科目
基礎科目 一般教養科目 自由
科目
合計
専門基礎 基幹基礎 関連専門
基礎
自然を学ぶ
科目群
人間と
社会を学ぶ
科目群
キャリア
形成を学ぶ
科目群
外国語を
学ぶ
科目群
領域を
超えて学ぶ
科目群
62 30 28 10 130

卒業研究・研究室紹介 LABORATORY

新素材デザイン分野
診断・治療に役立つ材料や次世代デバイス、最先端の金属合金などにアプローチします。準結晶、ハイパーマテリアル、永久磁石、機械学習(AI)、マテリアルインフォマティックス、機能性ガラス、機能性セラミックスなどを扱います。
新機能デザイン分野
ナノの世界を作る・測る・操ること、光と材料で拓く未来、最先端セラミックスの機能向上や開発、神秘的な世界を魅せる液晶などにアプローチします。液晶、メカノバイオロジー、バイオセンサ、ガスセンサなどを扱います。
環境・エネルギー分野
排熱を電気に変換して再利用する環境対策、原子・分子を直接「観る・聴く」(材料のナノワールド)、ガラスで創る素晴らしい未来などにアプローチします。熱電変換排熱発電、光触媒、太陽電池、二次電池などを扱います。
航空・宇宙分野
材料の視点から宇宙を見つめ、宇宙で使われる材料の設計や評価、21世紀の複合材料の躍進にアプローチします。炭素繊維強化プラスチック(CFRP)、宇宙機・航空機構造材料、耐熱複合材料,強度予測解析などを扱います。

学生の声 VOICE

それまでの常識ではありえない
「ハイパーマテリアル」の物性を究明中

田村研究室 4年 津川 嵩史
宮城県・私立東北学院高等学校出身

印象的な授業 材料量子力学

※内容は取材当時のものです。

学生の声

世界の最先端を走る研究環境で
ハイパーマテリアルのナゾに挑む

田村研究室 4年 竹内 涼
群馬県・県立太田高等学校出身

印象的な授業 材料量子力学

※内容は取材当時のものです。

学生の声

進路 CAREER

進路グラフ

主な就職先

  • [機械器具]
    荏原製作所、キーエンス、芝浦機械、スズキ、SUBARU、トヨタ自動車、パナソニック、日野自動車、三菱自動車工業、三菱重工業、三菱電機

  • [情報通信業、鉄鋼・金属]
    アイネス、NTTドコモ、キヤノンITソリューションズ、昭和電線ホールディングス、第一生命情報システム、日本IBM、日本製鉄、日立金属、富士ゼロックスアドバンストテクノロジー、古河電気工業、三菱マテリアル、LINE Business Partners

  • [卸売・小売業、サービス業]
    材料科学技術振興財団、富士ゼロックス東京、富士フイルムメディカル、星野リゾート、リコージャパン

2020年3月31日現在

PICK UP

  • 研究紹介_新素材デザイン

  • 研究紹介_新機能デザイン

  • 研究紹介_環境・エネルギー

  • 研究紹介_航空・宇宙

  • 飯田研究室紹介

  • 石黒研究室紹介

  • 上村研究室紹介

  • 菊池研究室紹介

  • 向後研究室紹介

  • 小嗣研究室紹介

  • 小柳研究室紹介

  • 曽我研究室紹介

  • 田村研究室紹介

  • 西尾研究室紹介

  • 古江研究室紹介

  • 安盛・勝又研究室紹介

それまでの常識ではありえない
「ハイパーマテリアル」の物性を究明中

田村研究室 4年 津川 嵩史
宮城県・私立東北学院高等学校出身

「ハイパーマテリアル(準結晶)」は発見されて30数年の物質。性質や活用に関する研究が進んでおり、田村隆治先生らのグループの研究は文部科学省「新学術領域研究(研究領域提案型)」にも採択されました。原子の配列が規則的な結晶とは異なり、それまでの常識では「ありえない」物性を示します。私は極低温下における電気抵抗の変化、原因を究明中。問題を考察、改善しながら進めていく過程は材料プロセス工学の醍醐味です。

学生の声
印象的な授業は?

材料量子力学

授業の目的は「材料の性質を微視的に調べるための方法」を学ぶことです。当初は授業の内容と材料との関連性がつかめませんでしたが、専門科目を履修していく中で、次第に性質を理解するのに不可欠な学問であることが分かりました。

2年次の時間割(後期)って?
1 材料量子力学 英語4 材料量子力学 英語4
2 材料の化学2 材料の
プロセスと
機能1
材料の化学2
3 材料基礎
実験1
材料基礎
実験1
4 材料の物理1 材料の物理1
5 金属材料学 金属材料学
6

科目や実験の専門性が1年次よりも高まります。実験の報告書を3日ほどで仕上げなければならず、とてもハードな1週間。しかし乗り切ったときの達成感は大きく、充実した日々でした。

※内容は取材当時のものです。

世界の最先端を走る研究環境で
ハイパーマテリアルのナゾに挑む

田村研究室 4年 竹内 涼
群馬県・県立太田高等学校出身

通常の結晶とは異なる構造を持つ「準結晶」などの物質を「ハイパーマテリアル 」といいます。まだ解明されていない部分も多い準結晶の物性。その「構造と磁性」の関係に着目した研究を進めています。文部科学省による新学術領域研究「ハイパーマテリアル:補空間が創る新物質科学」の代表者を田村先生が務めるなど、世界の最先端を走る当研究室。充実した環境で研究できることに、大きなやりがいを感じています。

学生の声
印象的な授業は?

材料量子力学

「量子力学」は、実際の生活とはなかなか結びつかない学問というイメージを持っていましたが、授業の内容が論理的で分かりやすく、実は生活に欠かせない分野であることを理解。研究活動にも役立つ重要な知識を得ることができました。

2年次の時間割(前期)って?
1 材料の力学1 材料量子力学 材料の力学1 材料量子力学
2 材料の化学1 応用数学1 材料の
プロセスと
機能1
材料の化学1 応用数学1
3 英語4 英語4
4 材料熱力学1 材料熱力学1
5 金属材料学 金属材料学
6

火曜日に実験して、レポートを金曜日に提出。そんな1週間のサイクルでした。午前中で授業が終了する火曜日は友人と昼食後、図書館に移動して毎週課題に取り組んでいました。

※内容は取材当時のものです。

飯田 研究室

[専攻]環境半導体材料工学 [指導教員]飯田 努 教授 [キーワード]環境半導体エネルギー変換材料の合成
[テーマ例]❶マグネシウムシリサイドによる熱電変換素子の開発 ❷自動車および工業炉における排熱発電システムの開発 ❸熱電変換方式による太陽熱発電システムの開発

化石燃料の大量消費により深刻化している地球温暖化を改善するためにエネルギー変換半導体材料を開発しています。再利用可能エネルギーである太陽エネルギーを源とし、われわれの生活レベルの向上とともに著しく増加している電気エネルギーを高効率に生成させる太陽電池材料や、水を光分解して水素を生成する半導体光触媒、そしてエネルギー消費の最終的な形態である熱エネルギーを回収し再利用するための熱電変換材料の開発を目標としています。また、環境半導体とは、地球上に豊富に存在し、生物・地球環境に優しい材料から構成される半導体材料のことです。

石黒 研究室

[専攻]ナノシステム材料創成工学 [指導教員]石黒 孝 教授[キーワード]水反応科学,ナノ物質科学,水素センサー
[テーマ例]❶水中化学反応・その場顕微赤外分光分析システムの構築 ❷1個のがん細胞の呼吸検出、葉緑素の光合成反応のその場観察 ❸機能性ナノ構造薄膜材料の開発

私たちの棲む地球は水の惑星です。従って化学反応の多くは水中で生じます。本研究室では水中反応種の分子振動をその場観察できる赤外線分光システムを開発しました。生命代謝の基本:ATPの分解反応、光合成反応、水分子の構造変化、細胞内の反応などみずみずしい反応場がそこにはあります。

梅澤 研究室

[学科内分野]新機能デザイン分野 [専攻]ナノメディカル工学 [指導教員]梅澤 雅和 講師[キーワード]生体分子制御,ナノ環境工学,生命医工学,医薬品工学
[テーマ例]❶生命現象を制御する新しい機能ナノ材料の創出 ❷ナノ界面における生体分子の動的構造制御 ❸ナノマテリアル表面でのタンパク質高次構造変化と生体への効果

「健康とは何か」を見せ、生命現象を制御するための微小材料(ナノマテリアル)の設計と応用に取り組んでいます。超微細なナノ構造の上において、私たちの体を成す生体分子は新奇な振る舞いをすることが分かってきました。セラミックスや金属など表面制御可能なナノマテリアルを用いて、生体分子の動的振る舞いを自在に操ることを目指し、生命現象ひいては「健康」を可視化・制御できる新機能ナノ材料の創出を追究しています。

上村 研究室

[専攻]高分子ナノ材料工学 [指導教員]上村 真生 講師 [キーワード]高分子材料,分析化学,細胞工学
[テーマ例]❶細胞内液-液相分離現象を解明する⾼分⼦ナノ材料の設計 ❷細胞膜上のタンパク質を局所的に操作するナノ粒⼦材料の開発 ❸細胞機能を制御する機能性培養基板の開発

⾼分⼦ナノ材料の医療応⽤は⻑年にわたって研究されており、その過程において、これらの材料が⽣命科学の謎を解くための有⼒なツールとなりうることが注⽬されてきています。私たちは、さまざまな特性を持つ⾼分⼦ナノ材料を作製して、細胞の中で起きている現象を「測る」ことや、細胞の機能を 「操る」こと、さらには材料と細胞の間に発⽣する “ ⼒ ” を科学する 「メカノバイオロジー」の研究に取り組んでいます。

菊池 研究室

[専攻]バイオマテリアル工学 [指導教員]菊池 明彦 教授 [キーワード]機能性高分子・生体機能材料
[テーマ例]❶刺激応答機能性界面と生体との相互作用解析 ❷診断や治療を可能にするバイオマテリアルの創製 ❸ソフトマテリアルからの薬物放出制御

人工臓器に代表される医療用材料(バイオマテリアル)は、生体に触れて用いられ、特徴的な機能を発揮します。最適な機能を得るには、バイオマテリアルの表面物性や形を考慮し設計・調製することがきわめて重要です。私たちは、バイオマテリアルの用途を考慮し、物性を制御して、合成した材料と生体成分との相互作用を制御することで、目的の生体成分を分離・分析し、あるいは診断・治療を行い、生体(生理)機能を最大限に発揮し得る新しいバイオマテリアルの開発を目指して研究しています。

向後 研究室

[専攻]機械システム材料工学 [指導教員]向後 保雄 教授 [キーワード]航空宇宙用複合材料,エネルギー用複合材料
[テーマ例]❶宇宙構造用耐熱複合材料の成形プロセスと熱・力学特性評価 ❷熱電変換デバイス用複合材料の高靭性・高強度化 ❸熱電変換デバイスの信頼性評価

すべての構造を作るには材料が必要です。材料の作り方や、その材料が持つ機械的特性を把握して初めて構造を設計・製作することが可能になります。これは機械構造体に限ったことではなく、機能性が重要となるデバイスでも同様です。本研究室では、極限環境で用いられる宇宙用構造体や、エネルギー関連デバイスである熱電発電デバイスへの応用を目指して、主に複合材料について研究しています。ここでは熱・機械的性質の観点から、高性能な材料の成形プロセス開発、その材料の特性評価、また、その特性を発現するメカニズムについて研究しています。

小嗣 研究室

[専攻]電子物性材料工学 [指導教員]小嗣 真人 教授 [キーワード]電子物性,磁性,表面界面工学
[テーマ例]❶レアメタルフリー磁性材料の創成 ❷量子ビームによる電子スピン状態の解析 ❸情報科学(AI技術)を用いた材料設計

本研究室ではグリーン社会の実現に貢献する機能材料の研究に取り組んでいます。物質のナノ構造を作り込むとともに、量子ビームを用いて機能の根源となる電子スピン状態を明らかにします。さらには情報科学(AI技術)の活用により、物質機能をデザインしていきます。具体的にはレアメタルフリー磁性材料やグラフェンを中心に、ありふれた元素で優れた機能をもつ新材料の実現を目指します。

小柳 研究室

[専攻]複合材料工学 [指導教員]小柳 潤 教授[キーワード]航空宇宙材料,複合材料の力学
[テーマ例]❶自動車用途のCFRPのメカニクス ❷航空宇宙用途CFRPのメカニクス ❸大気圏再突入機の熱・機械設計

2種類以上の材料を効率よく複合し卓越した機能を有する複合材料は、今後さらなる発展が見込まれています。近年特に航空宇宙分野での適用が目立つCFRP(炭素繊維強化プラスチック)は、21世紀を代表する軽くて強い新材料です。小柳研究室では、主にCFRPの力学特性に関する研究をコンピューターシミュレーション技術を駆使して進めています。

曽我 研究室

[専攻]フォトニック材料工学 [指導教員]曽我 公平 教授[キーワード]超発光ナノ構造の基礎と応用
[テーマ例]❶発光ナノ粒子の特性とプロセスの設計 ❷発光ナノ粒子のバイオメディカルイメージング応用 ❸発光ナノ粒子による新規イメージングデバイスの開拓

「見えないものを見せる」ためのイメージングのための材料工学の研究をしています。特に、目に見える光よりも波長が長い近赤外光を用いて、体表から数cmの病変や生命現象を見えるようにすることで、蛍光材料や新たな分光デバイスを使い、がんの発見や生命現象の解明のための革新的なイメージング技術を創出しています。

田村 研究室

[専攻]金属材料工学 [指導教員]田村 隆治 教授 [キーワード]準結晶,ハイパーマテリアル,磁性材料,金属ガラス,合金触媒
[テーマ例]❶準結晶や近似結晶などのハイパーマテリアルの開発とその性質に関する研究 ❷電気自動車やドローン用のハード磁性材料の開発とその性質に関する研究 ❸金やプラチナなどの宝飾用の合金の高付加価値化に関する研究

金属材料は、鉄鋼材料やジュラルミンに代表されるように、異種元素を混ぜて合金化もしくは化合物にすることで極めて優れた個性を発揮します。わずか2元素でもその種類や割合によって膨大な数の合金が存在し、3元素以上となるとそこは手付かずの広大無辺の未開拓領域です。「ハイパーマテリアル」は2019年に世界に先駆けて本研究室で誕生した新しい固体の概念です。本研究室では、準結晶や正20面体クラスター化合物など多自由度を有するハイパーマテリアルにおいて、原子、電子、スピンの振舞いを自在に制御し、新たな現象や機能を追究しています。

西尾 研究室

[専攻]セラミックス材料工学 [指導教員]西尾 圭史 教授 [キーワード]機能性セラミックス
[テーマ例]❶熱電変換デバイス用セラミックスの探索 ❷正から負までの熱膨張係数制御セラミックスの開発 ❸クロミック現象を利用した光・電気検知型水素ガスセンサーの開発

光、電気、構造などの優れた特性を持つセラミックス材料をゾルーゲル法という溶液から金属酸化物を合成する方法や放電プラズマ焼結法という新しい焼結技術を用いてセラミックスを作製し、その特性評価を行っています。さらに、機能性セラミックスの機能向上、新規機能性セラミックスの開発などを進めています。

古江 研究室

[専攻]液晶材料工学 [指導教員]古江 広和 教授[キーワード]液晶の物性と応用
[テーマ例]❶液晶の物性研究(液晶状態の基礎的解明) ❷次世代液晶ディスプレイの開発 ❸液晶の新規応用開拓

「液晶」は、液体と固体結晶の間に現れる第4の物質状態。液体と結晶の性質の協奏が、特異的な高機能性を発現します。液晶ディスプレイはその代表例。一方で、液晶状態はまだまだ未知の部分が多く謎だらけ。生物とも密接に関係し、神秘的な世界を魅せてくれます。我々は、多種多様な液晶状態の性質を解明し、液晶状態を利用して材料の高機能化・新奇特性の発現を目指しています。光学材料、半導体材料、機械材料、生体材料など、液晶研究は夢が大きく広がる発展途上の分野です。

前田 研究室

[専攻]無機材料 [指導教員]前田 敬 教授 [キーワード]機能性ガラス
[テーマ例]❶ガラスの脆さ克服を目指した新しい結晶化ガラス材料の研究 ❷ガラスの結晶化機構の研究 ❸SDGsに貢献する機能性ガラス

当研究室はAGC株式会社との社会連携講座です。ガラスの持つ優れた特性に着目し、それを結晶化させる等の手法を用いて、さらに高機能化を図る研究を行っています。その材料設計のために必要な、ガラスの結晶化機構の解明にも取り組んでいます。高度に進化したデジタル技術、あるいはSDGsを背景とした、これからの社会に必要な新しい材料の創成を目指して研究を進めています。

安盛・勝又 研究室

[専攻]無機材料工学 [指導教員]]安盛 敦雄 教授・勝又 健一 准教授 [キーワード]光機能材料,ガラスおよびセラミックス
[テーマ例]❶高強度や高耐熱・耐酸化性を持つガラス・ガラスセラミックスの開発 ❷光触媒と吸着材を複合化した環境浄化ガラスの開発 ❸細胞分離用のガラスフィルタや化学・応力センシングガラスの開発

ガラスは、はるか昔から窓や容器に使われている透明で美しい材料ですが、優れた光・化学・機械的機能も持っています。光通信システムやディスプレイ、あるいは医薬・化成品は、ガラスが無ければ製造することができません。私たちは、このガラスの持つ多様な機能を進化させると共に、他の材料とも複合化することで、エネルギーや環境、バイオ・医療分野などで役立つ高機能な材料の創製を目指しています。

渡邊 研究室

[学科内分野]新機能デザイン分野[専攻]デザイン学 [指導教員]渡邊 敏之 教授 [キーワード]医療を中心とした課題をデザインで解決する
[テーマ例]❶医療コミュニケーションデザイン ❷新技術・新機能コミュニケーションデザイン ❸ ダイナミックデータビジュアライゼーション

デザインとは色や形のこと、と考えるかもしれませんが、色や形はその一部分です。デザインとは、問題や課題を見つけ出すことから始まり、それを解決するために新たな視座を見い出し、計画し設計し実験を繰り返し、問題を解決していくプロセス全体のことです。本研究室ではこれからの医療、材料、ロボティクスなどの様々な課題を新たな視座で解決する方法、技術、考え方について研究し、具体的に解決のための新たな提案をしていきます。