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工学部

応用化学科専攻・学科HP

応用化学は21世紀の夢を担う

化学工業は石油化学製品、金属、セラミックス、プラスチックスのような基礎素材の生産だけでなく、エレクトロニクス、ナノテクノロジ、分子機能工学、エネルギー工学、バイオテクノロジ、医工学、食品工学などあらゆる分野の工学や産業において多大の貢献をしています。

近年のめざましい、かつ急速な科学技術発展の根幹には、化学の分野の研究者・技術者によってなされた“ 材料革命”と呼べる精密かつ高度な機能を有する物質、材料のめざましい研究開発と、高度生産技術の研究開発が密接に関係しています。

エネルギー・環境問題を視野に入れた、化学工業の“ 健全な発展” 無くしては、将来の人類の繁栄と安泰を語ることはできないと言っても過言ではありません。

学びの特徴

応用化学科では、分子レベルのミクロな基礎化学から、分子集合体である化学物質・材料への機能性の付与、機能性の発現、物質の創製および生産技術への生物機能の工学的応用、実際のマクロな工業規模の製造、生産の技術やシステムにわたる広範囲の内容を、新しい規範により縦横に統合して一貫性のある教育・研究を行うこと目指しており、2つの講座(下部をご参照下さい)があります。

1-3年生では、基礎学問を修得すると同時にいろいろな学生実験によって研究のための基礎学力と実験の計画・解析の力を養います。4年生の卒業研究においては、学生は各教員の研究室に配属され、少人数グループ方式で実験、演習・討論やコンピュータ利用などの実践的指導を受けながら有意義な研究活動をすることができます。学生はこのようなゼミナール活動を通じて学生同士だけでなく教員と親密な交流を行うことにより、調和のとれた優秀な研究者、技術者に成長することを期待されています。

物質化学講座

原子とそれによって構成される分子の世界と、分子の集合により作り出される多様な機能とを結びつけることを目的とし、原子・分子レベルの物質からナノ、メゾ、マクロに至る広範囲の集合体を対象として、化学物質・材料の精密かつ高度な機能性の付与及び機能性の創製を行い、工学の立場から機能発現の機構解明とそれに基づく新規な物質創製技術について教育研究します。

化学工学講座

化学反応及び生物反応に基づく物質・エネルギー変換過程における、分子間相互作用、生体分子機能及び物質・エネルギー移動現象の解明に基づいて、新規素材・反応触媒の開発、反応・移動現象の制御法の確立、新規生産プロセスの創造をすすめ、有用物質、エネルギーの高効率、低環境負荷生産プロセスの開発について教育研究します。

授業紹介

有機化学

私たちの身の回りには、さまざまな有機化合物が存在しています。その中でも、プラスチック、有機EL、香料、医農薬をはじめとする化学製品は、人類が豊かな生活をおくるために欠かせません。有機化学は、炭素を主骨格とする有機化合物の構造と性質、化学結合の切断と生成を取り扱う学問です。大学では、体系化された有機化学を知識として吸収するだけではなく、どのように反応が進行するかといった反応機構の理解にも重点をおいて学びます。

無機化学

無機化学は周期表の全ての元素の性質を扱う、いわば元素オタクの学問です。しかしながら、単に多くの物質名とその性質を暗記するわけではありません。さまざまな無機物質の構造、物性、反応、およびその理論に関する講義を通じて、触媒、半導体、光学素子、超伝導体、二次電池材料といった最先端の無機材料が、その機能を示す原理を理解し、環境問題・エネルギー問題の解決に向けて、社会の中でどのような形で利用されているかを学びます。

化学反応工学

最先端の研究により生み出された新しい物質や材料は、プラント(工場)で生産されて世の中に流通します。実験室ではビーカーやフラスコのような小さい器具を用いて化学反応を行えますが、大規模な生産を行うには大型の反応装置が必要になります。しかし、反応器の形(ビーカー型、管型など)や、操作の方法(温度、圧力、流れなど)を変えると、同一の化学反応でも反応速度が変わってしまいます。化学反応工学では、「化学反応」と「反応器の形や操作方法」を結びつけ、反応器を大型化するために必要となる反応器設計の基礎について学びます。

生物機能化学

遠い昔から人類は生き物をうまく利用して、発酵食品や医薬品といった私たちの生活を豊かにしてくれる様々なものを生み出してきました。生物機能化学では、遺伝子、タンパク質、微生物などの生物の基本的な仕組みを理解します。また、これら生物の優れた機能を利用した「ものづくり」の技術、さらにはこれまで生き物では作ることができなかった様々な有用物質の生産技術について、最先端の研究例も交えながら学んでいきます。


国際交流

応用化学においては多くの研究分野で国内外の教育研究機関との共同研究を行っています。

在学生も海外の大学等への留学や海外からの特別研究員の招聘などを通じて応用化学科・応用化学専攻における教育研究の国際的な広がりを図っています。

2006年度には応用化学科主催の「環境インパクト低減に関する材料・プロセス国際ワークショップ」の開催を行う等、積極的な国際交流を図っています。

卒業後の進路

本学科の卒業生は、多様な分野の企業・研究機関に就職しており、あらゆる産業の根幹をなす物質、素材、材料の創製、開発、応用、生産の分野で中心となって活躍しています。

また80%を超える卒業生が大学院(本学工学研究科博士課程前期課程他)へ進学しています。

主な就職先(2016年3月学部卒業生,大学院修了生)

アサヒ飲料㈱、旭化成㈱、旭硝子㈱、飯田市役所、宇部興産㈱、㈱NTTデータ、NTTビジネスアソシエ、西日本㈱、小川香料㈱、小野薬品工業㈱、花王㈱、㈱カネカ、関西熱化学㈱、キャノン㈱、京セラ㈱、㈱クラブコスメチックス、㈱クラレ、㈱クレハ、神戸製鋼所、コニシ㈱、㈱コベルコ科研、堺市役所、サカタインクス㈱、JSR㈱、塩野義製薬㈱、静岡県立大学、シスメックス㈱、㈱資生堂、㈱神鋼環境、ソリューション、新日鐵住金㈱、住友化学㈱、住友ゴム工業㈱、住友重機械工業㈱、住友精化㈱、住友ベークライト㈱、積水化学工業㈱、ゼブラ㈱、セントラル硝子㈱、㈱ソフトバンク、ダイキン工業㈱、タキロン㈱、武田薬品工業㈱、千代田化工建設㈱、テクノプロR&D、㈱デンソー、東京海上日動、火災保険㈱、㈱東芝、東燃ゼネラル石油㈱、東洋ゴム工業㈱、東レ㈱、ナガセケムテックス㈱、日清食品㈱、日本ガイシ㈱、日本合成化学工業㈱、㈱日本触媒、日本たばこ産業㈱、バイエル薬品㈱、パナソニック㈱、㈱福井村田製作所、富士ゼロックス㈱、富士電機㈱、三井化学㈱、三菱ガス化学㈱、三菱レイヨン㈱、三菱重工業㈱、三菱樹脂㈱、三菱電機㈱、三ッ星ベルト㈱、㈱ミルボン、山崎製パン㈱、ライオン㈱、リコー㈱、レンゴー㈱、YKK㈱、和歌山市役所

在学生・卒業生からのメッセージ

未来を切り開くのは、応用化学の力です

吉村 真由美
(1984年度学部卒業)

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大学入学当時の学部名称は工学部化学工学科、私は触媒化学を専攻していました。

卒業後、輸送用機器製造業に就職したので、学生時代の研究をそのまま活かす、触媒の研究開発を行うといった職場ではありませんが、逆に化学の裾野の広さ、重要性を実感しています。

例えば「物を輸送する」には、搬送物の物性(融点、沸点、pHなど)を知らなければ形状、強度および材料の選択はできません。まったく無関係に見えるITにおいても、これを支える技術は、究極化学の力です。

最近、ニホニウムといった元素の発見(合成)がありましたが、化学の進歩がなければ世間の発展はありえません。さらに重要なのは、これらを役立つ「もの」にすることです。そして工学が、用途開発さらに環境および価格などあらゆる面を総合して製造方法を確立するからこそ、世の中に役立つ「モノ」へ進化・成長させることができるのです。今後も応用化学が担う重責は大きく、範囲は拡大するでしょう。

前述のとおり、私は専攻とは異なる分野の仕事につきましたが、大学の学びは、専門知識はもちろんのことですが、新しいことに挑戦する方法を学んでいると思っています。

自分が携わった仕事が、世間で認められる瞬間は本当に素晴らしいことです。
多くの人が応用化学で学び、この感動を味わって欲しい!

学んだ知識を大いに活かせるのが応用化学科です

飯塚 幸彦
(2005年博士課程後期課程修了)

私は現在、化学メーカーで新製品開発やマーケティング等、大変やりがいのある仕事に携わっています。
最先端の材料開発を企画し、事業化していくのが私の仕事です。

応用化学科の授業では3年生まで有機・無機化学、物理化学、化学工学など講義を通じて基礎から応用まで学び、学生実験を通してより理解を深め、さらに計画・解析の力を養うことができます。

4年生になって配属された研究グループでは各自の研究テーマをもって、自発的に研究を行うことになります。

私は応用化学科4年生と大学院5年間の合計6年間を最新鋭の機器装置を備えた研究室で過ごし、実験、演習・討論を受けながら有意義な研究活動をする結果、研究者としての基礎的な資質が体得できたと考えています。

現在、進めている多様な事業企画の中心軸を作っていく仕事の中でも、応用化学科・大学院は多くのことに挑戦し、己の進むべき道を明確に決めることのできる場でもあったなと実感しています。
これからも応用化学科・研究室で学んだ知識を大いに活かしていきたいと考えております。

トピックス

反応有機化学研究グループ
カップリング反応を駆使する有用な化合物の創出

われわれの身の回りにあるものは,ほとんどが有機化合物であると言っても過言ではありません。そのなかでも,ベンゼンに代表される芳香族炭化水素,窒素や酸素,硫黄を含むヘテロ芳香族化合物は,有機LED,有機太陽電池をはじめとして,医農薬などの有用化合物に広く見られる重要な骨格です。反応有機化学グループでは,独自に開発した遷移金属を触媒とするカップリング反応を基盤として,多種多様な有用化合物を自在に合成する新反応の開発に力を入れています。さらに,得られた有機分子・高分子を利用した機能の創製も目指して,研究を行っています。

われわれの身の回りにある有用化合物の例

高分子制御化学研究グループ

プラスチック(高分子)を対象として,分子レベルからナノ・ミクロ・マクロに至るまでさまざまなレベルで解明し,応用展開することを目標に研究を行っています。これまでのプラスチック材料の物性を"極め",そして"超え"る新規材料の創出に取り組んでいます。航空機や自動車に利用される合成高分子や紙や筋肉を構成するバイオプラスチックなど,さまざまな高分子を対象にそれらの全体や表面・界面の構造・物性を研究しています。

高分子制御化学グループ

材料機能化学研究グループ
生体分子の機能を再現した人工高分子:分子インプリントポリマーの創出

私たちの身体の中に存在する様々な生体分子(例えばタンパク質やDNA)は、ある特定の分子を見つけ出す能力(分子認識能)に優れており、この能力のおかげで私たちの生命活動が維持できています。私たちは、このような優れた能力をもつ生体分子の機能や機構を人工的に再現するため、分子の鋳型を取る分子インプリンティングの技術を用いています。この技術で合成された人工高分子(分子インプリントポリマー)は、半永久的な寿命をもつ「人工の分子認識材料となります。さらに、人工材料ならではの特徴を活かし、天然材料では獲得困難な様々な機能を付与することで、天然材料を超える高い機能をもつ人工分子認識材料の創出を試みています。このような材料は、医療診断、センサー、バイオイメージングおよび現在注目されているナノメディシンへの応用が期待されます。

分子インプリントポリマー

膜工学研究グループ
地球環境とエネルギー問題に貢献する膜工学

物質の分離は先端産業、環境保全、リサイクルなどの多くの分野で極めて重要なキーテクノロジーです。機能性分離膜は、人類の持続的発展に不可欠な水環境や大気環境等の地球規模の環境保全、資源・エネルギー循環型社会の実現において、重要な要素技術と期待されています。

多孔膜や自己組織化生体模倣膜、促進輸送膜などの新しい機能性分離膜の創製と機能評価、膜構造の制御や新しい膜分離システムの開発など、原理原則の探究から実用化を目指した研究まで、マルチスケールな研究開発を通じて、膜工学の世界的拠点の形成を目指しています。

水処理用中空糸膜と機能性CO2分離膜
水処理用中空糸膜(上)と機能性CO2分離膜(下)

移動現象工学研究グループ
混ぜるを科学する

撹拌動作の解析の様子
撹拌動作の解析の様子

物質を混ぜるという動作は、例えばコーヒーにミルクを混ぜるなど、私たちの暮らしの身近なところに見られます。工業的に物質を効率的に生産するためには、化学反応や温度変化を精密にコントロールする必要があり、この混ぜる操作は極めて重要です。私たちの研究グループでは、この「混ぜる」を物質の生産に使用される混合装置に関する研究から人間の混ぜる動作に着目した運動解析に関する研究まで多面的に研究を行い、未来の混合装置や化学反応装置の開発にチャレンジしています。

バイオ生産工学研究グループ
スーパー微生物による燃料・化学品生産

発酵プロセス研究に必要なジャーファメンター
発酵プロセス研究に必要な
ジャーファメンター
(酵母菌の大量培養を行います)

近年、石油資源の枯渇や地球の温暖化が大きな問題となっています。その解決法の一つとして、植物を原料とした、燃料(エタノール)や化成品原料の生産が考えられています。

植物は二酸化炭素を吸収して、植物体(バイオマス)を光合成で作るので、地球温暖化の抑制にも貢献できます。バイオマスとしては、食料となるコメ、トウモロコシ、そしてサトウキビなどが考えられてきましたが、食料競合の問題も大きいので、近年では木や草、そして農業廃棄物(稲わらやサトウキビの搾りかす)が注目を集めています。

研究室では、化学メーカーなどと連携して、これらの農業廃棄物を原料として、効率的に燃料や化学品を生産する、スーパー微生物(酵母、大腸菌、放線菌、コリネ型細菌、乳酸菌など)の開発や、その培養プロセスの研究を進めております。

バイオマス表面に接着してバイオマス分解とエタノール発行を行うスーパー酵母菌
バイオマス表面に接着してバイオマス分解とエタノール発行を行うスーパー酵母菌

局所場反応・物性解析学(連携講座)

多成分・多相構造を有する各種機能性材料の 局所領域における反応、物性の解析及びそれらの基礎データを基にした機能性材料設計に関する教育研究

生物機能工学(連携講座)

内因性伝達物質による生体内反応や二次代謝物質の機能ネットワークの解明、多次元的生体機能、生物多様性の産業への活用

化学エネルギー変換プロセス学(連携講座)

化学エネルギーを効果的に有用なエネルギーに変換するプロセス、システム材料の開発に関する教育研究

製剤設計生産工学(連携講座)

医薬品の開発製造に必須の「製剤設計工学」「製剤プロセス工学」を通して、経口および非経口(無菌)製剤についての先端研究

ケミカル・バイオセンシング(連携講座)

生体関連材料のケミカル・バイオシグナルを計測分野に応用するために必要な基盤研究・応用研究

サステイナブル・ケミストリー(共同研究講座)

再生可能資源ならびに再生可能エネルギーを用いた革新的触媒(化学、バイオ)プロセスによる化学品製造を目指した実践的研究

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