第5章　物質プロセス工学の研究を具体的に見る

マテリアル工学科は、材料デザインを『何を創り得るか』、物質プロセスを『どのように創るか』、化学システムを『いかに社会実装するか』という観点で説明しています。

物質プロセス工学専攻は、先進プロセス工学講座と物質創成工学講座の2講座からなり、現行ページは合計10の研究分野を掲載しています。材料プロセスの高度化、新しいプロセス、エネルギー・電池材料、センシングなどが対象です。

専攻の教育目的は、材料物性、熱力学、表面科学、化学変化、移動現象と、センシング、シミュレーション、情報処理を連動させ、革新的なプロセスと素材・材料・部材を生み出す人材を育てることです。

性能のよい物質を見つけて終わるのではなく、温度、圧力、流れ、反応時間、装置形状、センサーの測定値、計算結果をどう組み合わせれば、狙った材料を安定して作れるかまで考える専攻です。

公式研究室ページは金属積層造形、ポーラス材料、複合材料、機械学習設計、放射光その場観察などを掲げます。研究者総覧で小橋眞教授の所属・役職と、金属積層造形、ポーラス・ラティス金属、異材接合、金属基複合材料のキーワードを照合できます。

公式研究室ページはSiC・AlN結晶、太陽電池・熱電材料、生体膜、電極デンドライトなどを掲げます。研究者総覧では宇治原徹教授の所属・役職と、SiC・AlN結晶成長、太陽電池、プロセスインフォマティクスを確認できます。

公式研究室ページは計画・制御、意思決定支援、不確実な動的システムなどを研究題目として示します。研究者総覧では川尻喜章教授の所属・役職、プロセスシステム、モデリング、統計・データ科学、吸着分離、Bayes推定を確認できます。

公式研究室ページは水熱合成ナノ粒子、数学的構造設計、光・超音波・表面波・計算によるソフトマテリアル動態などを掲げます。研究者総覧では髙見誠一教授の所属・役職、材料合成プロセス、反応工学、ナノ材料、セラミックスナノ粒子を確認できます。

現行の研究室・教員ページは研究題目と教員を示しますが、2027年度の各研究室の受入可能人数、配属基準、志願者ごとの指導可否を公表していません。現在の掲載を、受入承諾や入学後の配属保証には使えません。

現行ページは、太陽電池、半導体薄膜、シリサイド、同位体Si、熱電などを研究題目に挙げます。光や熱を電気へ変える材料を、結晶、薄膜、界面、元素組成の観点から扱うまとまりです。

公式ページは、磁性エネルギー材料、スピンと熱、ナノ超構造、磁気記録、スピントロニクスを掲げます。電子が持つ磁石としての性質と熱の関係を使い、記録やエネルギー変換につなげる研究です。

水分解、二酸化炭素還元、ソーラー燃料、有機無機ハイブリッド光触媒が掲載されています。光を吸収した材料で水や二酸化炭素の化学反応を進め、燃料や有用物質へ変えることを目指す研究です。

DNAを使うナノ粒子超格子、核生成・成長、X線小角散乱などが研究題目にあります。分子や粒子が自ら並ぶ力を利用して、小さな粒子を規則正しい大きな構造へ組み上げ、その形成過程を測る研究です。

非白金触媒、ナノポーラス金属膜、無機ハイブリッド、階層的細孔が掲げられています。原子・ナノ・マイクロという異なる大きさの穴や構造を組み合わせ、反応物が届きやすい触媒や材料を設計する研究です。

研究題目の名詞を並べるだけでなく、①温度や組成など何を変えるか、②どの量を測るか、③どの式・計算・装置を使うか、④最終的に何を改善するかを一研究室一枚で整理します。

大学公式ページで、川尻喜章教授、小橋眞教授、宇治原徹教授、髙見誠一教授が物質プロセス工学専攻の研究分野に掲載され、それぞれの所属・役職・研究キーワードを研究者総覧で確認できます。ここまでが大学公式情報です。

著者の公式所属・研究キーワードと論文テーマを照合し、本書はD01をプロセス情報、D03を結晶成長情報、D04を速度過程、D02を材料複合プロセス、D05をセンシングの具体例として対応付けます。大学が示した研究分野分類や2027年度募集課題ではありません。

D01で著者らは、バッチのクロマトグラムという時間変化グラフから、吸着平衡や物質移動のパラメータをニューラルネットで推定し、要求純度を満たす連続クロマトグラフィーの運転点を予測する方法を報告しています。オンライン公開日は2026年5月9日で、巻号日は同年9月15日です。確認日8月29日時点では、9月15日は後日の巻号日です。

D03で著者らは、SiC溶液成長の温度・流れ・濃度をCFDで計算し、その結果を高速に近似する機械学習モデルと最適化を組み合わせ、時間とともに変化する制御条件を設計する方法を報告しています。

D04で著者らは、超臨界水と反応液を混ぜるフロー反応器について、ミキサー形状ごとの水密度分布を中性子ラジオグラフィで観察し、混合挙動と生成するCeO2ナノ粒子の粒径との関係を調べています。

D02で著者らは、磁気冷凍材の三次元微細流路をレーザ粉末床溶融で作り、造形条件と磁気熱量性能をPCAで整理しました。流路への粉末付着・詰まりと圧力損失を含む、装置性能上の課題も報告しています。

D05で著者らは、表面を修飾した酸化鉄ナノ粒子を用い、呼気などに含まれ得るppb濃度の揮発性有機化合物に対する検出感度を高める研究を報告しています。小さな粒子の表面状態を変えてセンサー応答を改善する例です。

五件を横断すると、現象を測定または数値計算で表し、作製条件や運転条件を変え、材料や装置の性能への影響を検証するという流れで整理できると本書は推定します。これは各論文著者の共通見解でも、名古屋大学の公式な専攻定義でもありません。