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本講義では，結晶成長理論に基づき，何もないところから鉱物の結晶が形成されるメカニズム（核形成と結晶成長）とその背景にある物理化学について解説する．特に，結晶化の駆動力と溶液系における物質輸送，結晶形態や組織を決める諸要因について理解を深めることを目指す．さらに，天然および実験室における鉱物の結晶化・自己組織化の例をいくつか紹介し，講義を通して身に着けた理論をどのように応用，発展させられるか実践的に考察する．
This lecture is aimed at understanding crystallization (nucleation and crystal growth) mechanism including the physics and chemistry involved in the process based on the theory of crystal growth. In particular, the driving force of crystallization, material transport in solution and the major factor controlling morphology and texture of crystals are important points to study. Examples of crystallization and texturing of natural and synthetic minerals will be given to understand how we apply those theory/principles and methods to proceed practical study.
私たちの身の回りには、さまざまな場所で「結晶」が関わっている。例えば、パソコンやスマートフォンなどの電子機器類に使われる半導体、レンズなどの光学素子、医薬品や調味料、化粧品、その他さまざまな材料としても使われている。また、私たち生物の体の中にも、例えば骨、歯、貝、殻など結晶をうまく活用している組織がある。また一方で、尿路結石、動脈硬化、通風など、健康をおびやかす結晶の組織も存在する。本授業では、身の回りの結晶に目を向けることからはじめ、結晶とは何か、結晶成長の基礎、結晶の相転移などについて学ぶ。また応用研究の例として、創薬分野における結晶化技術の開発、尿路結石の形成機序解明の研究について具体的な話題を提供する。
Crystals are found in various places around us. For example, they are used in semiconductors for electronic devices such as computers and smartphones, optical elements such as lenses, pharmaceuticals, seasonings, cosmetics, and various other materials. There are also tissues in our bodies that make good use of crystals, such as bones, teeth, and shells. On the other hand, there are also crystalline tissues that threaten our health, such as urinary stones, arteriosclerosis, and gout.
In this class, we will start by looking at crystals around us and learn what crystals are and how research on crystals is conducted in various fields.
私たちの身の回りには、さまざまな場所で「結晶」が関わっている。例えば、パソコンやスマートフォンなどの電子機器類に使われる半導体、レンズなどの光学素子、医薬品や調味料、化粧品、その他さまざまな材料としても使われている。また、私たち生物の体の中にも、例えば骨、歯、貝、殻など結晶をうまく活用している組織がある。また一方で、尿路結石、動脈硬化、通風など、健康をおびやかす結晶の組織も存在する。本授業では、身の回りの結晶に目を向けることからはじめ、結晶とは何か、結晶成長の基礎、結晶の相転移などについて学ぶ。また応用研究の例として、創薬分野における結晶化技術の開発、尿路結石の形成機序解明の研究について具体的な話題を提供する。
Crystals are found in various places around us. For example, they are used in semiconductors for electronic devices such as computers and smartphones, optical elements such as lenses, pharmaceuticals, seasonings, cosmetics, and various other materials. There are also tissues in our bodies that make good use of crystals, such as bones, teeth, and shells. On the other hand, there are also crystalline tissues that threaten our health, such as urinary stones, arteriosclerosis, and gout.
In this class, we will start by looking at crystals around us and learn what crystals are and how research on crystals is conducted in various fields.
本授業では、鉱物学全般について理解する。
特に結晶の対称性についての基礎的事項、鉱物の性質についての基本的知識を学ぶとともに、鉱物が形成されるプロセスについても学ぶ。
Mineralogy is the science of minerals, which are the naturally occurring, crystalline elements and compounds making up the solid parts of the universe. This course will provide fundamentals on the chemical and physical aspects of mineralogy necessary for classification, description, identification, and understanding the modes of occurrence of minerals.
学部授業の「鉱物結晶学」・「鉱物構造学」や「顕微鏡実習」において，結晶形態，結晶に見られる成長組織，鉱物の内部構造などに関する基礎を学び，鉱物の記載方法や粉末回折実験から物質の同定方法を習得してきている．
大学院の講義では，各種観察や実験から得られる結晶学・結晶化学的な知見をより研究活動へ応用させるために必要な事項を講義する．また，これからの学問領域について議論したい．鉱物構造論特論Iは，鉱物成因論特論Iとセットで講義を行う．
鉱物構造論特論Iでは，X線回折法・中性子回折法・赤外分光法・ラマン分光法などの解析・分析手法のうち，特に回折実験に関連した内容について、これまでに行ってきた実際の研究例などを示しながら講義を行う．
Minerals are treated as minimum fundamental units in the earth science field, and information on various properties of each mineral is indispensable not only for the global earth but also for consideration of extra-terrestrial planets. Such various properties are closely related to the atomic arrangement (crystal structure) in each mineral.
The purpose pf this class is acquire fundamentals on crystallographic and crystal chemical methods to obtain structural information of each mineral: X-ray diffraction, neutron diffraction, electron microscopy, FT-IR observation, Raman spectroscopy and so on. Especially, X-ray diffraction methods are treated in this class.
The class of "Advanced Lecture on Mineral Texture I" will be lectured together with "Advanced Lecture on Mineral structure I".
鉱物の構造や組織の解析には、電子線を用いた解析が広く行われている。この講義では、電子線を用いた解析を行うために必要な結晶学的な基礎知識を学ぶとともに、解析方法の原理について理解する。そして、このような方法を用いて解析された鉱物の構造や組織について紹介する。
Since minerals are the basic building unit of earth materials, this course is designed to give the student mineralogy and crystallography, necessary to understand processes. Student will learn the basic principles behind the arrangement of atoms to form crystal structures, how these atoms are coordinated and bonded and how this is reflected in the external form, chemical composition, and physical properties of the crystals.
天然に産する鉱物の結晶の内部やその集合体には様々な組織が観察される。これらの組織は，鉱物や岩石の形成過程ならびにその後の履歴を考える上で重要な情報を含んでいる。この講義では，鉱物の内部に観察される様々な組織とその成因について解説し、鉱物の様々な組織について学びます，そして，それぞれの組織がどのように形成されるのか理解することにより，鉱物の生成履歴を知るための天然の鉱物の組織解析の基礎とします。
本講義は、鉱物構造論特論IIと同時開講します。
The aim of this lecture is to give to students an overview of basic concepts in texture and structure of mineral. Student will introduce to basics of structure and morphology, texture of minerals.
The "Advanced Lecture on Mineral Texture II" will be lectured together with "Advanced Lecture on Mineral Structure II".
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。
優れた機能を有する製品を製造するためには，装置やプロセスの中で起こる現象（輸送現象といったマクロスケールの現象だけでなく，製品の物性や機能に関わるナノ・メゾスケールの現象）を十分理解し，製品の物性や機能を制御するためのプロセスの設計・制御の方法論を確立する必要がある。本講義では，化学工業プロセスをはじめ多くのプロセスが多相系であることを考慮し，表面張力や濡れなどの界面現象，界面を介しての輸送現象，異相界面が関わるナノ・メゾスケールの現象の基礎を説明するとともに，多相系プロセスの設計・制御において不可欠な現象のモデル化及び数値解析手法について講義する。
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")
To produce materials with various functions and high quality, it is important to acquire a correct knowledge of both macroscopic and microscopic phenomena in materials processing which determine the properties and functions of materials, and then to establish the procedure or guideline of process design and control being based on the knowledge. Since many chemical processes involve the multiphase system such as liquid/gas or liquid/liquid phases, in this lecture, interfacial phenomena such as surface tension and wetting, transport phenomena through the interface and meso-microscopic phenomena at the interface between two phases are introduced. The mathematical modeling and numerical simulation of multiphase processes are also presented.
本講義では、金属、半導体やセラミックスなど高温プロセスによって製造されている材料プロセスの理解に必要な熱力学、材料工学、結晶成長に関する基本的事項を修得することを目的とする。機械系出身者など、材料系以外の学生にも基礎から学べるように講義レベルを設定している。
具体的には、以下の３つの内容について講義を行う。
（１）熱力学、熱化学データ集、状態図、融体物性等の基礎について理解する。
（２）材料工学（結晶欠陥、組織、機械的性質、組織観察法等）の基礎について理解する。
（３）結晶成長および結晶の形態等に関する基礎を理解する。
鉱物学・結晶学の知見，知識，手法が応用研究においてどのように活用されているかを学びその強みと意義を把握する．
さらに，そこから学んだ知識，手法，捉え方を自身の研究の中でどのように活用できるかを考える．
To know how the knowledge, techniques and methods of mineralogy and crystallography are used in applied research, and to understand their strength and significance. Also, to consider how we can apply them in your own research.