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単結晶、多結晶、非晶質等、種々の形態や構造で機能性を発現する無機材料に関して紹介し、製造プロセスに係わる結晶化反応、相転移、焼結反応、分解反応等の化学反応についての基礎知識を体系的に講義するとともに機能性無機材料創製の立場から、固体の表面エネルギー、超微粒子の特異な性質、無機材料の形態や凝集の制御により発現される機能性について講義し、固体化学に対する理解を深める。また、環境にやさしい、ソフト溶液反応による機能性無機材料合成の最先端技術を紹介し、機能性無機材料の設計指針について講義する。
Google Classroomのクラスコードは工学研究科Webページ
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-g.html
（大学院シラバス・時間割・履修登録）にて確認すること。
単結晶、多結晶、非晶質等、種々の形態や構造で機能性を発現する無機材料に関して紹介し、製造プロセスに係わる結晶化反応、相転移、焼結反応、分解反応等の化学反応についての基礎知識を体系的に講義するとともに機能性無機材料創製の立場から、固体の表面エネルギー、超微粒子の特異な性質、無機材料の形態や凝集の制御により発現される機能性について講義し、固体化学に対する理解を深める。また、環境にやさしい、ソフト溶液反応による機能性無機材料合成の最先端技術を紹介し、機能性無機材料の設計指針について講義する。
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/english/academics/master.html (under "Timetable & Course Description")
This course introduces single crystalline, polycrystalline, amorphous, etc., with respect to inorganic materials which express function in various forms or structures, provides lectures on the basic knowledge of chemical reaction systematically, including crystallization reaction during the production process, the phase transformation, sintering reaction, decomposition reaction etc.. Also, from the standpoint of functional inorganic material creation, it provides lectures on the surface energy of solid, unique properties of ultra-fine particles, the functionality that is expressed under the control of morphology and agglomeration of inorganic material, to help students better understand the solid-state chemistry. In addition, introduces environmentally friendly state-of-the-art technologies for functional inorganic materials synthesis by soft solution reaction to lecture on the design guidelines of functional inorganic materials.
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機能無機材料の設計においては，結晶化学や状態図，固体物性等の理解が重要である。固体化学の知識を基礎として，高温，高圧，電場，磁場等の反応場制御による材料合成法や，セラミックスのキャラクタリゼーション技術，複合化・組織制御による機能発現等について体系的に講義するとともに，先端無機材料の話題について概説する。
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Design of functional inorganic materials is based on the knowledge of crystal chemistry, phase equilibria, solid state physics, etc. The aims of this class are to provide introductions to inorganic synthesis under high temperature, high pressure, electric and magnetic fields, characterization of solids, and the concepts for material design by microstructure developments on the basis of solid state chemistry. The current topics of advanced inorganic materials are discussed.
半導体や金属等の電子材料や強磁性体等の磁性材料について、材料の歴史や応用、物理・化学的性質、および合成手法に関する講義を行う。
The contents of the class are:
physics, chemistry, applications, and synthetic methods of functional materials, including semiconductors, metals, and ferromagnets.
応用化学及びその関連分野の中で、多様な用途に資する物性を発現させるための、分子および原子の集合体としての結晶構造および高次構造の制御を具体的内容とする。博士課程学生の問題発見および本質認識のための能力の涵養に主眼をおく。
The functionality of solid materials is deeply discussed from the viewpoint of “structure-property relationship” based on crystal chemistry and higher-order structures. Emphasis is focused on cultivating problem-finding abilities as a doctoral course student.
この講義は，３期連続して行なわれる一連の講義，①専門基礎化学II（第３セメスター），②無機分析化学概論Ｂ（第４セメスター），③無機分析化学概論Ｃ（第５セメスター）の②の部分に相当する。この３期の講義を通じて，無機化学全般の基礎を習得することを目的とする。
This is the second class among a class series of general inorganic and analytical chemistry: basic chemistry II (3rd semester), general inorganic and analytical chemistry B (4th semester), general inorganic and analytical chemistry C (5th semester), that are aimed to learn fundamentals of inorganic and analytical chemistry.
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人々の生活をより豊かなものとするために、材料のさらなる高機能化が求められている。ハイブリッド材料は、有機物と無機物の相反する機能、例えば有機物の柔軟性と無機物の高耐久性を兼ね揃えた性質を示す材料となり得る。本講義では、ナノ・分子原子レベルでの有機－無機界面制御に着目しつつハイブリッド材料を合成するための指針について概説するとともに、得られる材料の組織構造から特性に至るまでの評価手法について講義する。
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1. 目的
材料に希望する機能を持たせるには、分子構造からはじまって、それら集合体としての高次構造や相構造を制御する必要がある。今後産業の中心となり得るナノテク材料の合成や、それを実現するための自己組織化あるいは微細構造制御も、分子間相互作用やそれに基づく組織形成過程についての理解が必要となる。本講義では、高次構造や相構造の形成機構や過程を学ぶとともに、機能性材料の合成プロセスに関する知識を深める。
2. 概要
初めに相平衡や相転移に焦点をあてて出現する材料構造との関係について学び、続いて材料合成と反応との関係について理解を深める。
3. 達成方法等
本講義では主に以下の２項目を目的達成の目安とする。
3-1. 高次構造や相構造制御のための基本的な材料プロセシングを説明することができる。
3-2. 新規な材料を設計し合成する際に、上記プロセッシングを材料の機能化に役立てることができる。
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1. Purpose
Precise control over material morphologies, which includes hieratical designs from molecules to their assemblies, is essential to develop functional materials. A variety of phenomena dominating the material morphologies, such as phase equilibrium, mass transfer and diffusion, should be understood for the development of functional materials. Reaction conditions and practical operation methods for controlling the physical properties of products, micro-scaled structures of materials and phase structures of materials will be explained in the course targeting for organic polymer materials, inorganic materials and their composites.
2. Abstract
Phase equilibria and phase transition are firstly focused on to learn their effect on material morphologies, and then reaction conditions are explained to understand their effect on material morphologies in the synthesis of functional materials.
3. The following is main criteria of learning achievement in this course.
3-1 Attainment to explain basic material processing for controlling hieratical and/or phase separated structures of materials.
3-2 Attainment to utilize the above processing for functionalization of materials in the development of novel materials originally designed.
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環境に調和した有機合成化学を実現するためには，有害な物質の生成や使用を削減もしくは除去するような化学物質や製造プロセスの創出，設計，応用が求められる。本講義の前半では，光学異性体の合成を例として，分子認識化学と不斉触媒の設計の基礎，環境負荷の低減を目指した代替試剤や反応場の利用などについて概説する。また，後半では，機能性ホスト分子の設計を軸として，環境負荷低減を目指した有機分子捕集材料や金属イオン分離材料の開発について概説する。
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In order to realize environmentally-benign synthetic organic chemistry, it is necessary to create, design, and/or apply chemical substances, as well as production processes, which can reduce the formation or utilization of harmful materials or remove them. In the first half of this course, you will learn the basics of molecular recognition chemistry and the design of catalysts, and utilization of alternative reagents or reaction fields intended to reduce environmental loading, taking syntheses of enantiopure compounds as examples. In the second half, you will learn examples for the development of capturing and separation materials for organic molecules and metal ions based on the design of functional host molecules.
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学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
１．目的
無機物質を中心とした固体に関し、化学結合論、結晶構造、電子構造等の知識に基づいて、電気的、磁気的、光学的性質など、物性との相関を理解する。
２．概要
機能性無機固体に関し、形態に応じた様々な合成法を学ぶとともに、結晶構造と諸物性を基礎的かつ体系的に把握する。
３．達成目標等
・無機固体の機能発現の機構が説明できること。
・新しい機能材料の設計の指針が提案できること。
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
In this course, students will understand the origin of functionality of inorganic solid materials based on the knowledge of chemical bonding, crystal structure, and electronic structure of the materials.
Students will learn about various preparative methods for solid materials and the systematic interpretation of physical properties in the view point of structural aspect.