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第369回化学システム工学専攻公開セミナー Two-Dimensional Materials for Future Electronics

日時
2022年6月29日(水) 16:00-17:30
場所
工学部3号館6階大会議室3(6B04号室)
https://u-tokyo-ac-jp.zoom.us/j/87557315708?pwd=Y_fGeXCrjZMLxqEsBSskYDuRR-YDPi.1
Meeting ID: 875 5731 5708
Passcode: 747407
講演題目Two-Dimensional Materials for Future Electronics
講演者Prof. Lain-Jong (Lance) Li
(The University of Hong Kong)
https://www.lancelilab.com/
概要With the dimension scaling in dimension, the transistor gate controllability becomes weaker owing to the pronounced source-drain tunneling. Hence, the transistor body thickness needs to be reduced to ensure efficient electrostatic control. New materials such as “ultra-thin” 2D semiconducting materials have attracted attention. In this short talk, I would like to provide our analysis and arguments on the possibility to scale the device dimension, for example down to N1 technology node, using transition metal dichalcogenides (TMD) semiconductors. Challenges on materials growth and device fabrication, as well as the progresses shall be discussed.
世話人Kazuhiro Takanabe, ex. 21195

第368回化学システム工学専攻公開セミナー Non-Equilibrium Thermo-Field Dynamics Approaches to Closed and Open System Evolution: Theory, Implementation and Application

日時
2022年6月15日(水) 16:00-17:00
場所
工学部3号館6階大会議室3(6B04号室)
講演題目Non-Equilibrium Thermo-Field Dynamics Approaches to Closed and Open System Evolution: Theory, Implementation and Application
講演者Prof. Raffaele Borrelli
(University of Torino)
概要Non-Equilibrium Thermo-Field Dynamics (NETFD), is as alternative formulation of quantum statistical mechanics, completely equivalent to the commonly used density matrix approach. In this talk I will present NETFD concepts and show how they can be extended and integrated with Tensor-Train (TT) based numerical tools leading to a novel and powerful theoretical and computational framework for the study of complex quantum dynamical problems. In addition, NETFD techniques are extended to enable the study of dissipative open systems via a new formulation of the Hierarchical Equations of Motion (HEOM) fully integrated with TT methodologies. The combination of the TFD machinery with computational advantages of TTs results in a powerful theoretical and computational
framework for scrutinizing dynamics of complex multidimensional electron-vibrational systems. The validity and the computational
advantages of the developed methodologies is illustrated by applying them to the study of quantum coherence effects in the energy-transfer
processes in antenna systems, to the analysis of fingerprints of vibrational modes in electron-transfer and charge-transfer processes in various model and realistic multidimensional molecular systems, as well as to simulation of other fundamental models of physical chemistry.
世話人中山哲(内線27270)

第367回化学システム工学専攻公開セミナー 電気化学シミュレーション技術による先端蓄電材料機能の解析

日時
2022年4月11日(月) 15:00-16:30
場所
Zoom にて開催
https://u-tokyo-ac-jp.zoom.us/j/89989338401?pwd=cUI0Q2R3QlozdHdIQ0Z4elRnYWdpQT09
ミーティングID: 899 8933 8401
パスコード: 167959
講演題目電気化学シミュレーション技術による先端蓄電材料機能の解析
講演者竹中規雄 
(東京大学大学院工学系研究科化学システム工学専攻 助教)
概要電気自動車の大規模普及や自然エネルギーの有効利用を前提とした持続可能社会の実現に向けて、リチウムイオン電池などの蓄電デバイスの高エネルギー密度化と安全性向上が喫緊の課題である。これらの課題解決には、実験と理論計算の双方による原理解明に基づいた新規材料の開発が不可欠である。講演者はこれまで、実験と協働し、電気化学シミュレーション技術を用いた蓄電材料機能の解析に取り組んできた。本講演では、これらの理論研究について紹介すると共に、次世代蓄電材料の開発に向けた今後の展望を述べる。
世話人高鍋和広(内線21195)

第366回化学システム工学専攻公開セミナー サステイナブル電気化学システムのための電解液設計

日時
2021年11月24日(水) 10:00-11:30
場所
Zoom にて開催
https://u-tokyo-ac-jp.zoom.us/j/83664150843?pwd=YTF6L1hjRU00RGc2M1VQdWpiKzR1UT09
ミーティングID: 836 6415 0843
パスコード: 329848
講演題目サステイナブル電気化学システムのための電解液設計
講演者北田敦 助教
(京都大学大学院工学研究科)
概要 電極間でのイオン輸送と、電極界面での反応場形成を担う電解液は、電池・めっき・製錬などの古くて新しい電解技術のキーマテリアルである。電解技術革新の方向性は省エネルギー・低炭素化・環境規制対応・資源循環であり、サステイナブルな電気化学システムの構築には電解液の高機能化が必要となる。そのためには、単に溶媒と溶質を混ぜるという話を超えた電解液の設計指針が不可欠となる。
 近年、性能や安全面などにおいてさまざまな付加価値を提供する電解液として、高い濃度の金属塩を含む濃厚電解液が注目されている。本講演では、イオン・溶媒の配位状態にもとづいて開拓した電解液の機能・機構について紹介するとともに、これからの電解液設計の展望を述べる。
世話人高鍋 和広(内線21195)

第365回化学システム工学専攻公開セミナー 物質循環の実現のためにライフサイクル思考に求められる新たな視点:カーボンリサイクルのための技術開発とシステム設計を例として

日時
2021年11月19日(金) 16:50-18:35
場所
場所:Zoom にて開催
ミーティングID: 886 5805 3822
パスコード: 040830
講演題目物質循環の実現のためにライフサイクル思考に求められる新たな視点:カーボンリサイクルのための技術開発とシステム設計を例として
講演者福島康裕 教授
(東北大学大学院工学研究科)
概要私たちの身の回りの製品にはさまざまな形で炭素が含まれている。これらの製品の全てについて、炭素を含まない代替材料へと移行することは現実的ではない。となれば、今求められている「正味二酸化炭素排出ゼロ」の達成には、ものつくりは「持続的な炭素の循環を実現する」ことを前提とした方法に転換していくことが必要である。気候変動を契機として大気中の二酸化炭素濃度の上昇が問題となっているが、大気というコンパートメントへの二酸化炭素の滞留量増加を防ぐ、というだけでは持続的な循環は実現しない。また、地中への貯留は一時的には手段となるかもしれないが、最終的にはこれもなくしていく必要がある。つまり、上述の「持続的な」とは一時的にバランスを実現できればよいというわけではないという意味であり、長期的な定常状態として概ね炭素の収支を合わせるとともに、炭素の循環に必要なその他の物質の循環をも持続的に実現する必要がある。それには、これまでとは様子の違う文脈、制約条件下でのものつくりの体系を構築していく必要があるが、これからの化学技術の開発やプロセスシステムの設計における考え方は、これまでと同じでよいのだろうか。変えるのであればそれは、どのように?そのような問いについて、このセミナーでともに考えていくために、講師が進めているNEDOムーンショット事業の例などを紹介し、理解を深めていきたい。
世話人菊池康紀(ykikuchi@ifi.u-tokyo)
平尾雅彦(hirao@chemsys.t.u-tokyo)
(末尾に.ac.jpを付けてください。)

第364回化学システム工学専攻公開セミナー(生産研 応化系講演会「応用化学の最前線」 第4回講演会) 触媒的二酸化炭素変換における熱力学・反応速度的に有利な反応場

日時
2021年10月20日(水) 17:30-19:00
場所
Zoom にて開催
ミーティングID: 824 7324 38788
パスコード: iisappchem
講演題目触媒的二酸化炭素変換における熱力学・反応速度的に有利な反応場
講演者浦川篤 先生
(デルフト工科大学)
概要 化石燃料の枯渇と燃焼による大気中二酸化炭素の蓄積は、現代の化石燃料に依存したエネルギー・物質生産や高度な生活習慣に起因する。この問題の解決策として触媒反応を利用した「炭素リサイクル」、つまり二酸化炭素から需要の高い基礎化学品や化学エネルギーキャリアを創り出す技術が世界中で注目され、盛んに研究されている。本講演では、高圧反応場を利用することで熱力学的に不利な高効率二酸化炭素変換を行う例や、非定常操作を利用し反応速度論的に反応を制御することで、二酸化炭素の回収と還元反応を同一触媒上で行い合成ガスやメタンを得る触媒技術を紹介する。さらに触媒活性点の理解や活性化学種の同定のためのオペランド分光法や反応条件下の触媒状態の視覚化について紹介する。
 研究紹介のほかに、なぜ海外に出たのか、そしてどのような経緯で現在の職務に就くことになったのかといった個人的なエピソードや、長期海外に暮らす日本人として感じた「科学者として海外でサバイバルする」ことについても簡単に話をさせていただく。

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世話人小倉 賢 oguram@iis.u-tokyo(末尾に.ac.jpを付けてください。)

第363回化学システム工学専攻公開セミナー アモルファス構造を有するシリコン系サブナノ多孔膜による高度分離

日時
2021年9月10日(金) 15:00-17:00
場所
Zoom にて開催
https://u-tokyo-ac-jp.zoom.us/j/86745273028?pwd=bnhYZHJtVkRUd3JrM0xEWldoMk5JQT09
ミーティングID: 867 4527 3028
パスコード: 266543
講演題目アモルファス構造を有するシリコン系サブナノ多孔膜による高度分離
講演者都留 稔了 教授
(広島大学大学院先進理工系科学研究科)
概要膜分離法は,省エネルギー分離が可能であり,コンパクトな装置で高度分離が連続的に可能となるため,水処理をはじめ各種産業での応用が拡大しつつある。本講演では,分子混合物の分離を可能とする多孔膜,すなわちサブナノサイズの細孔を有する無機膜として,アモルファス構造を有するシリコン系多孔膜を紹介する。アモルファスネットワーク構造は比較的フレキシブルであり,各種官能基あるいはカチオンやアニオンを取り込むことで,ネットワーク構造制御が可能になる。ゼオライトなどの結晶性膜と比べてブロードな細孔径分布を示すと考えられるが,実用上は十分な分離選択性を示すことが知られている。本講演では、これまでに取り組んできたシリコン系アモルファス構造膜の開発,および気相系への応用,さらにサブナノ細孔径評価法について紹介する。液相系混合系分離への応用については,相分離を伴わない有機溶媒系逆浸透およびナノろ過の省エネルギー性に言及するとともに,浸透気化法への応用についても紹介する。
世話人脇原徹(内線27368)

第362回化学システム工学専攻公開セミナー ゼオライトの効率的合成法および高機能化手法の開発

日時
2021年5月20日(木)9:00~10:30
場所
Zoom にて開催
https://u-tokyo-ac-jp.zoom.us/j/89992812839?pwd=R01JOVJIeXVtY2Z1eG93ZEVjaWpFUT09
ミーティングID: 899 9281 2839
パスコード: 081011
講演題目ゼオライトの効率的合成法および高機能化手法の開発
講演者伊與木健太
(東京大学大学院工学系研究科化学システム工学専攻 助教)
概要ゼオライトは、分子サイズの細孔を有する結晶性多孔質アルミノケイ酸塩であり、そのユニークな特性から触媒や吸着材、イオン交換材等として広く用いられている重要な材料である。ゼオライトの特性は欠陥の有無や、骨格置換金属の種類や位置といった原子レベルの差異によって大きく異なる。講演者はこれまで、ゼオライトの合成研究を軸としながら、新規組成ゼオライトや高耐久ゼオライトといった新しい材料の創製と、それらを用いた応用研究を行ってきた。本講演ではこれからの研究展望を含めて、ゼオライトの合成法開発、高機能化、応用展開などについて紹介する。
世話人高鍋 和広(内線21195)

第361回化学システム工学専攻公開セミナー Epitaxy Growth of 2D Single-crystal Materials: Leading the Edge

日時
2020年12月4日 10:00-12:00
場所
ズームによるオンライン開催
https://zoom.us/j/96255674715?pwd=VjZtdWlvTmlMZXIvaW1EdzMwZHZUdz09
ミーティングID: 962 5567 4715
パスコード: 965973
講演題目Epitaxy Growth of 2D Single-crystal Materials: Leading the Edge
講演者Vincent Tung
King Abdullah University of Science and Technology (KAUST)
Associate Professor, Division of Physical Science and Engineering
概要Two-dimensional (2D) transition metal dichalcogenides (TMD) monolayers have been considered promising for future transistor device downscaling. The growth of high-quality and single-crystal TMD monolayers are yet to be developed for electronic applications. In this seminar, we will show that step-edge guides the epitaxy growth and enables the controllable and scalable growth of single-crystal 2D monolayers. Wafer scale fabrication of field-effect transistors based on these 2D crystalline monolayers are demonstrated.
世話人山田淳夫(内線27295)

第360回化学システム工学専攻公開セミナー 製薬プロセスシステム工学Pharma PSEの開拓

日時
2020年12月2日 13:00-15:00
場所
ズームによるオンライン開催
https://zoom.us/j/97713918541?pwd=ekRRQWp2bjJhelFHYW1zUVQ2eGJXQT09
ミーティングID: 977 1391 8541
パスコード: 141011
講演題目製薬プロセスシステム工学Pharma PSEの開拓
講演者杉山 弘和
(東京大学大学院工学系研究科化学システム工学専攻 准教授)
概要高齢化が進み、パンデミック対応も求められる中で、医薬品を効率的かつロバストに製造するための方法論が求められている。講演者は、医薬品製造を対象とする「製薬プロセスシステム工学」を2013年に立ち上げ、低分子医薬品やバイオ医薬品、再生医療製品に関するモデル化・シミュレーション・最適化研究を推進してきた。直近では、分子・細胞からプロセス、健康社会までをつなぐマルチスケール研究も展開している。本セミナーでは、これまでの成果を紹介しつつ、薬のモノづくりを先導し、持続可能な健康社会を実現するためのシステム研究の可能性を考える。
世話人山田 淳夫 (内線27295)