物質・材料工学と社会（‘０５）

HOME 2004/11/05 1540602.doc 1 ＝物質・材料工学と社会（‘０５）＝（TV）〔主任講師：岸輝雄（独立行政法人物質・材料研究機構・理事長）〕〔主任講師：小口信行（独立行政法人物質・材料研究機構ナノマテリアル研究所副所長）〕〔主任講師：塙隆夫（東京医科歯科大学教授）〕全体のねらい材料は身の周りのあらゆる所で利用され、今日の豊かな社会生活を築く上での基盤となっている。しかしながら、通常、人が実生活の中で材料の価値を意識することは殆どないのが現状であろう。本科目では、材料がどのようなところでどのように使用され、役立っているかを知ることで、材料の重要性と面白さを認識することを目指す。全１５回講義のうち、前半では、材料を金属、セラミックス、高分子、半導体、複合材料の５つに大別し、材料の基礎的事項を学ぶ。後半では、材料を情報通信、環境、資源・エネルギー、安心・安全などの用途に分け、材料の機能と利用方法について学ぶ。特に、次世代の究極の材料技術として注目されているナノテクノロジーなど、最先端の材料研究開発の現状も知る。講義全体を通じ、社会の中での材料の役割について考える。回テーマ内容執筆担当講師名 (所属･職名) 放送担当講師名 (所属･職名)

１材料開発と人類の歴史、持続的社会との関わり人類文明の歴史は材料開発の歴史とも言える。人類は材料を自在に加工し役立てることで、今日の豊かな社会生活を築いてきた。人類が将来に渡り、持続的に発展するには、新しい材料の高度利用が不可欠である。材料開発の歴史を振り返り、今日のナノテクノロジーに辿り着くまでの道のりを概説する。岸輝雄（物質・材料研究機構・理事長）岸輝雄（物質・材料研究機構・理事長）

2 物質の構造、材料の特性と信頼性物質は多数の原子と電子から構成されている。そして、物質の性質（物性）は、元素種、原子の結合様式、結晶構造、高次構造の違い、さらには、その結果として生じる電子状態の違いなどにより決定される。材料の特性と信頼性を、物質の微視的な構造と性質に立ち返り、解説する。同上同上

3 金属材料、セラミックス材料金属材料とセラミックス材料は社会のさまざまなところで広く使われている代表的な工業材料である。金属やセラミックスの製造方法やその性質を学習し、巨大な建造物から身近にある品物まで、多様な工業生産物が金属やセラミックスの持つ特徴を上手に利用して製造され、使われていることや、リサイクルされることを学ぶ。吉原一紘（物質・材料研究機構・理事）吉原一紘（物質・材料研究機構・理事）

4 高分子材料、複合材料身近な繊維・プラスチック・ゴムから半導体集積回路を作製するためのフォトレジストまで、高分子材料の範疇は極めて広い。蛋白質や核酸も高分子の一種である。本講義では、低分子化合物とは異なる高分子物質の特徴や性質を解説する。さらに、高分子をベースとした同種・異種材料との複合化による多彩な機能についても触れる。岸輝雄岸輝雄及川英俊（物質・材料研究機構ナノマテリアル研究所ナノ電子光学材料グループ・主席研究員） 2004/11/05 1540602.doc 2 回テーマ内容執筆担当講師名 (所属･職名) 放送担当講師名 (所属･職名)

5 半導体材料半導体材料は、現在の高度情報化社会を支えている重要な材料である。本講義では、シリコン、ゲルマニウム等の単元素半導体、およびガリウムヒ素、窒化ガリウム等の化合物半導体を中心に、これらの材料の特徴や性質を説明し、半導体を用いる基本的な各種電子デバイスの構造、動作原理について概説する。小口信行（物質・材料研究機構ナノマテリアル研究所副所長）小口信行（物質・材料研究機構ナノマテリアル研究所副所長）

6 セメント、コンクリート、木材コンクリートとは、骨材と呼ばれる岩石・砂などをセメントで固めた材料である。任意の形状に作ることができ、硬化に水のみを用いる安定性の高い材料で、古くから使用されてきた。木材は日本史を代表する建設材で、大規模建造物や橋梁などへの適用で再び注目を浴びている。いずれも社会資本の整備に不可欠な材料として使用され、環境との共生や維持管理への取り組みも行われている。これらの歴史と現状を紹介する。岸輝雄岸輝雄大津政康（熊本大学大学院教授）

7 情報化社会を支える材料技術シリコンを基盤とした半導体デバイスとそれを用いたコンピュータの発展は、２０世紀における社会の変革に多大な役割を果たしてきた。しかし、これらの性能をさらに向上させていくことは、既に限界に近づいているとも言われている。本講義では、高度情報化社会を支える材料技術の歴史と現状、および今後の展望について概説する。小口信行小口信行

8 ナノ材料と原子・分子レベル加工物質・材料はナノメートル（10 億分の1 メートル）まで寸法を小さくすると一変して新規な性質を見せ始めるが、それは何故だろうか。それらの新規な性質を積極的に利用すると、どのようなナノテクノロジーの未来が拓けるだろうか。これらについて述べると共に、ナノメートル寸法の構造を原子・分子レベルの精度で構築する最近の先端技術について解説する。青野正和（物質・材料研究機構ナノマテリアル研究所・所長）青野正和（物質・材料研究機構ナノマテリアル研究所・所長）

9 地球環境と資源循環物質や材料は人間社会を支えてきたが、逆に地球環境にはどれほどの影響を与えてきたのか、また、その影響を低減させながら持続可能な社会を支えるために材料技術に何ができるかについて概説する。特に、わが国の目指している循環型社会を、自然との物質の循環の観点からいかにとらえ、いかに進めていくべきかについて考察する。原田幸明（物質・材料研究機構エコマテリアル研究センター・センター長）原田幸明（物質・材料研究機構エコマテリアル研究センター・センター長）

10 環境とエネルギー材料－光触媒、電池材料－社会にとって道具やエネルギーは不可欠である。しかし、それらを作り出すことが地球環境に負担を掛け、我々生き物の安全への脅威となりつつある。本項では我々の最も身近なところで、環境浄化やクリーンエネルギー創出に貢献している光触媒や電池材料の開発とそれらの具体的応用について説明する。渡辺遵（物質・材料研究機構物質研究所・所長）渡辺遵（物質・材料研究機構物質研究所・所長）

11 未来のエネルギー材料－超伝導材料－超伝導材料を一定の温度以下に冷却すると、電気抵抗が完全に消失し、ロスなしで大電流を流すことが可能になる。このような特異な性質ゆえに、超伝導材料は２１世紀のエネルギー関連技術において重要な役割を果たすものと期待されている。超伝導の基礎を踏まえた上で、超伝導材料の具体的応用について説明する。室町英治（物質・材料研究機構超伝導材料研究センター・センター長）室町英治（物質・材料研究機構超伝導材料研究センター・センター長） 2004/11/05 1540602.doc 3 回テーマ内容執筆担当講師名 (所属･職名) 放送担当講師名 (所属･職名)

12 安心な生活空間のための材料－構造材料－生活空間に安心をもたらすために構造材料に必要な性質と技術をまとめる。わが国は、地震、台風、高温多湿など、欧米と比べて厳しい地理的条件にある。また、乗り物には、軽量化、衝突安全性が要求される。材料の強さと寿命を延ばす技術、材料を成形する技術、部材同士を接合する技術などの基本と応用例を述べる。岸輝雄岸輝雄長井寿（物質・材料研究機構超鉄鋼研究センター・センター長）

13 医療診断・治療と材料工学 DNA、タンパク質などの人体の中にある分子を診断に利用するバイオセンサーやドラッグ・デリバリー・システム（DDS）による遺伝子治療など、ナノテクノロジーと材料の進歩によって可能になった医療技術について考える。塙隆夫（東京医科歯科大学教授）塙隆夫（東京医科歯科大学教授）

14 人工臓器・再生医学と材料工学加齢、事故、疾病などによって失われた身体機能を回復させるための治療や臓器を再生させる技術には、多くの材料が貢献している。これらの材料の問題点を学び将来を展望する。同上同上

15 材料・環境・社会、これからの材料開発の方向前回までの講義で、材料を理解する上での基礎的事項と材料の用途・機能を学んだ。最終回では、今後の材料開発はどうあるべきかについて考える。特に、環境や資源、安全など、地球規模での問題の解決には新規材料の開発と利用が不可欠であろう。２１世紀社会における材料の果たすべき役割について考える。岸輝雄岸輝雄