駒場生向け講義
化学システム工学科では教養学部生向けに様々な講義を行っています。
2023Sセメスター 全学ゼミ・学術フロンティア講義 工学部合同説明会
工学部が提供する全学自由研究ゼミナール・全学体験ゼミナール・学術フロンティア講義の合同説明会が開催されます。
日 時:4月5日(水)18:45~
化シスの説明時間帯は、19:34~20:06を予定しています。
開催形態:Zoomによるオンライン開催 URLは、UTASの掲示板で確認してください。
2022冬学期(A1・A2)
【総合科目D:モデリングとシミュレーション基礎Ⅱ 化学情報とシミュレーション】水曜5限(中山 哲 教授、菊池 康紀 准教授)
社会問題を化学の力で解決に導くための基本的なシミュレーション技術や情報処理技術をMicrosoft Excel を利用した演習を通して学びます。また、計算化学・理論化学の基礎を学び、演習を通して、課題解決に向けての具体的なアプローチの仕方について学びます。
曜限 | 木曜5限 |
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実施形態 | 駒場1号館 112教室 |
対象 | 理科生 |
<スケジュール>
10/6(中山・菊池): イントロダクション
10/13(菊池): エネルギー問題とは?エネルギーのベストミックスとは?
日本におけるエネルギー問題について、インターネット上に公開されている統計資料等を参照しながら学ぶ。技術的側面、経済的側面、法的側面を知り、東日本震災から、近年のカーボンニュートラルへ向かう社会における日本のエネルギー問題のポイントについて理解する。
エネルギーのベストミックスを考える上で重要となる技術的・社会経済的側面について学ぶ。エネルギーシステムに社会から要求されている事項と、環境・資源制約について知り、シミュレーションの必要性について理解する。
10/20,27(菊池): シミュレーション演習(エネルギーシステム)
代表的な幾つかの発電技術について、Microsoft Excel上に簡単なモデルを構築し、電源構成へ太陽光発電を導入することによる効果と課題を明らかにする。
11/3(菊池): バイオマスとは?様々なバイオマス変換技術
再生可能資源としてのバイオマスについて、現状と今後の展望を学ぶ。植物資源の一部であるバイオマスを資源として用いるメリット・デメリットを知り、現在の技術的・社会経済的課題を理解する。
様々な目的製品を得るためのバイオマス変換技術について学ぶ。原料と技術の組合せにより化石資源から合成される化学物質を得られることを知り、バイオマス変換技術のシミュレーションの必要性について理解する。
11/10,24(菊池): シミュレーション演習(バイオマス)
木質系バイオマスの利活用に関し、環境性・経済性に関するシミュレーションを行う。
12/1,8(中山): 理論化学・計算化学とは?
コンピューターを用いて化学現象を理解・予測する分野である理論化学・計算化学について概説する。様々な社会問題解決に向けて、計算化学がどのように活用されているのかについて、情報科学との融合など最先端の研究例を紹介しながら、具体的なアプローチの仕方について学ぶ。
12/15,22,1/5,12(中山): 量子化学演習
Gaussianを用いた量子化学計算の演習を行う。分子の安定構造や遷移状態、反応経路の決定を行い、量子化学に基づいて化学反応の本質に関する理解を深める。
その他の詳細は、こちらから
【学術フロンティア講義:社会を先導する化学システム工学】月曜5限
化学システム工学科の教員が、持続可能社会を創るための化学を、基礎から分かりやすく説明します。以下のテーマを学びます。
「化学と社会のつながり」を考えたい学生諸君の参加を歓迎します。教員や大学院生と交流する機会も設けます。希望者には化学システム工学科研究室のバーチャル見学会も企画します(参加は自由です)。
曜限 | 月曜5限 |
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実施形態 | 駒場1号館 156教室 |
対象 | 理科生 |
<スケジュール>
10/3,17「環境問題を解決するナノ空間材料」伊與木 健太 講師
ナノ空間材料は、分子と同じくらいの大きさの空隙をその中に持っている材料です。この空隙により、分子を貯めたりふるい分けたりといったことができ、触媒や吸着材、イオン交換材等として広く世の中を支えています。今回は、中でも環境問題の解決に貢献する用途として温室効果ガスや有害物質の除去、無害化を中心にお話しします。
10/24,31「分子から見たバイオと未来医療」西川 昌輝 講師
私たちの体は、無数の分子で構成されています。これらの分子が様々に相互作用(化学反応)することで、生命活動に必要な機能が維持されたり、ときには病気を発症したりします。その化学反応の場としての生体は、遺伝子やたんぱく質、細胞、臓器からなる多階層化学システムとして捉えることが出来ます。この多階層化学システムを最先端の実験と数理モデルの組み合わせで理解し操ることで、未来の医療を実現します。生体を多階層化学システムとして捉えるという工学的アプローチの医療分野における意義や可能性を理解してもらいます。
11/7,14「電気化学、材料科学、そして社会」北田 敦 准教授
電気化学はボルタ電池から発展した学問であり、誕生から約200年余りになる。古くは新元素の発見にも寄与した電気化学は、材料科学の一大分野として今や多くの工業技術を支えるが、これからの地球規模の問題解決にも大いに貢献すると期待されている。本講義では資源・エネルギー分野を中心に、電気化学と社会とのつながりを紹介する。
11/21,12/5「Simulation for chemical/drug manufacturing」Badr Sara 助教
Process simulation is a powerful tool for chemical engineers. In this lecture, we will discuss different applications of process simulation for energy, environment, and economic assessment purposes. Examples of different tools, software, and techniques will be presented for case studies in carbon capture, biorefineries and pharmaceutical production.
12/12,19「超臨界からグリーンケミストリーへ」秋月 信 講師
我々の生活を支える化学製品の製造において、環境調和型のプロセスを目指すグリーンケミストリーは近年必須のものとなりつつあります。環境調和型のプロセス構築に向けては、化学反応や物質移動が起きる「場」の環境負荷を低減することも重要な課題の一つです。この講義では、そのような場である超臨界流体について紹介します。水や二酸化炭素といったありふれた物質の高温高圧状態である超臨界流体の利用によって、多彩な環境負荷低減技術が実現可能であることをお話しします。
12/26, 1/16「計算化学から見た触媒と環境問題」中山 哲 教授
多数の原子・分子系に対して、量子力学の基礎方程式であるシュレディンガー方程式や古典力学のニュートン方程式をスーパーコンピューターを用いて解くことで、触媒や材料・デバイスの構造、物性、動作原理を実験を行うことなく予測することができます。
この講義では、最先端の研究内容と最近話題の機械学習を用いた触媒設計を紹介します。
その他の詳細は、こちらから
【全学自由研究ゼミナール:化学システム工学の研究を体験しよう!】(高鍋 和広 教授、脇原 徹 教授、杉山 弘和 教授)
「環境・エネルギー・医療」を柱とする化学システム工学。本郷キャンパスの研究室に実際に入って、研究体験します。触媒化学とエネルギーの研究室(高鍋研)、環境浄化作用を持つ多孔性材料の研究室(大久保研・脇原研)、そして医薬品の製造プロセス設計の研究室(杉山研)が参加します。化学を基盤に、様々な知識をネットワーク状に組み合わせて、社会の実課題を解決し、あるべき姿を示す化学システム工学の真髄に触れます。
実施日程 | 具体的な日程は受講生決定後、相談の上、日程調整します。 |
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実施形態 | 本郷キャンパス工学部3号館 |
対象 | 理科生 |
申込方法 | 受講申込サイト(https://forms.gle/W5NxZAwoBYYVqcwx6)から、第1〜第5希望(最大)の希望ゼミを選んで申し込みしてください。(申込締切:10月8日(土)14:00) *締切後に受講確定の連絡が届きましたら、履修登録を忘れずに行ってください。 |
<スケジュール>
上記3研究室を見学し、興味のある研究室を選んで、研究体験します。最後に各研究室で体験した内容を発表して、理解度確認・まとめとします。
その他の詳細は、こちらから
【全学自由研究ゼミナール:生体を化学システムとして捉えてみよう!】(太田 誠一 准教授、西川 昌輝 講師)
私たちの体は、無数の分子で構成されています。これらの分子が様々に相互作用(化学反応)することで、生命活動に必要な機能が維持されたり、ときには病気を発症したりします。本ゼミでは、生体を化学物質が秩序だって移動し反応する多階層化学システムとして理解することを目指します。遺伝子レベルの化学的なデータの解析を体験し、これをどのように実際の診断や治療に役立てることができるかについて、工学的なアプローチから検討します。そして、生体を多階層化学システムとして捉えることの医療分野における工学的意義や可能性を理解してもらいます。
実施日程 | 具体的な日程は受講生決定後、相談の上、日程調整します。 |
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実施場所 | 本郷キャンパス・浅野キャンパス(状況によってオンラインの可能性あり) |
対象 | 理科生 |
申込方法 | 受講申込サイト(https://forms.gle/W5NxZAwoBYYVqcwx6)から、第1〜第5希望(最大)の希望ゼミを選んで申し込みしてください。(申込締切:10月8日(土)14:00) |
定員 | 10名程度 |
<スケジュール>
太田研究室で遺伝子発現情報の機会学習による解析(分子レベルの演習)を、酒井・西川研究室で肝臓が病気になる過程のシミュレーション(臓器レベルの演習)を体験します。
その他の詳細は、こちらから
2022Aセメスター 全学ゼミ・学術フロンティア講義 工学部合同説明会
工学部が提供する全学自由研究ゼミナール・全学体験ゼミナール・学術フロンティア講義の合同説明会が開催されます。
日 時:10月3日(月)18:45~
開催形態:Zoomによるオンライン開催
詳細は、UTASの掲示板をご参照ください。
2022Aセメスター 工学部化生系3学科 合同全学ゼミガイダンス
工学部化学・生命系3学科が提供する全学自由研究ゼミナールの合同説明会が開催されます。
日 時:10月5日(水)18:45~
開催形態:Zoomによるオンライン開催(東京大学アカウントで参加してください)
https://u-tokyo-ac-jp.zoom.us/j/81885334943?pwd=eGlKMm5uVFd4ZEhTdDJJVWQ3WE9KQT09
ミーティングID: 818 8533 4943
パスコード: 045479
参考:2022夏学期(S1・S2)
【初年次ゼミナール理科:やってみよう!化学システム工学で挑む、先端医療】(太田 誠一 准教授)
「ナノテクノロジー」を用いた病気の診断・治療は、次世代の医療技術として注目されています。髪の毛の太さの10万分の1のサイズで精密に設計されたナノ粒子が、生体という複雑なシステムの中で巧妙に働き、新たな診断・治療を可能とします。本ゼミでは、まずこのような医療の最先端技術について紹介します。また、背景にある化学に関する知識を、演習課題などを通して学びます。これらを土台とし、後半のグループワークでは高効率な診断・治療を実現するために必要なナノ粒子及びその投与システム全体の設計を、数理モデルなどを活用しながら提案してもらいます。
本ゼミの狙いは、化学や関連分野の基礎知識をネットワーク化・システム化し、実際の課題解決に活用できるツールとして身に着けることです。教員やティーチングアシスタントの大学院生と密にやり取りするゼミを目指します。
曜限 | 火曜1限 |
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教室 | 21KOMCEE West K201 |
スケジュール | 第1週がガイダンス、第2週が共通授業(検索実習の共通講習を含む)、第3- 13週が個別授業となります。 前半は講義と演習を通して背景知識を学び、後半はグループワークで課題に取り組みます |
*その他の詳細はこちらから
【初年次ゼミナール理科:環境に優しい化学のものづくりを考えよう】(秋月 信 講師)
化学は我々の生活を豊かにする様々な物質をつくることに貢献しています。その過程においては、地球規模の環境問題や公害問題など様々な環境問題を引き起こし、また現在でもそれらの要因となっている例も少なくありません。一方で、環境に優しい化学のものづくりを目指したグリーンケミストリーやサステナブルエンジニアリングといった考え方が生まれ、近年の環境問題への関心の高まりからそれらの重要性はさらに高まっています。
このゼミナールでは、環境に優しいものづくりを目指す化学の考え方を学び、それを活用して、課題の発見と解決策の提案ができるようになることを目標とします。
まず前半で、ある化学製品の合成プロセスを例として取り上げ、それが環境に優しいかどうかをどのように考え、評価し、改善策を提案するかについての基礎的な考え 方を、議論や演習を通じて身につけます。
後半では、グループごとにテーマを設定し、対象とするものづくりの評価と改善策の提案に取り組んでもらいます。テーマについてもグループで議論して設定してもらいます。身近な化学製品に注目するのも良いですし、化学のものづくりを幅広に捉えた対象(例えばエネルギーや料理など)に設定するのでも構いません。
(授業の目標)
・環境に優しいものづくりを目指す化学の考え方に触れ、課題の発見と解決策の提案ができるようになる
・自身の考えを他人に伝え、また他人の考えを理解し、それらを課題解決等に役立てるコミュニケーションの基礎を身につける
曜限 | 火曜1限 |
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教室 | 21KOMCEE West K501 |
スケジュール | 第1週がガイダンス、第2週が共通授業(検索実習の共通講習を含む)、第3- 13週が個別授業となります。 個別授業の前半は具体例についての議論と演習、後半は自由に設定したテーマについてのグループワークで、以下のような流れを予定しています。 ・イントロダクション、自己紹介、グループ分け ・化学反応の評価に関する議論、演習 ・合成プロセスの設計、評価に関する議論、演習 ・グループごとに設定したテーマに関する調査、評価、改善策の提案 ・プレゼンテーションの準備、実施 |
*その他の詳細はこちらから
【総合科目D:環境・エネルギー工学基礎Ⅰ 化学システム工学入門 -次世代社会のための化学と材料-】
化学とは物質の性質、構造ならびにこれら相互間の反応を研究する自然科学の一部門である。物質を扱う限り、化学的な視点が不可欠であることはいうまでもない。一方、現実の環境問題やエネルギー問題などに取り組もうとすると、化学の知識だけでは不十分であることがわかる。なぜならば、我々が直面している課題は、様々な要因が絡みっており、複雑な様相を呈しているからである。このようなときには、対象を要素から構成されるシステムとしてとらえる、システム的アプローチが大きな力を発揮する。化学システム工学は、これらの問題を取り扱うための方法論を提示する学問である。
本総合科目においては、化学システム工学を基に、化学的な視点(化学反応、材料、エネルギー)に立脚しながら、我々人間社会が直面している課題(気候変動、大気・水環境、安全とリスク、人工臓器・再生医療など)を取り上げることで、エネルギー変換化学、環境化学、安全安心、医療を対象とした、現実の「マクロ」の問題にどのように取り組むかについて講義と議論を行う。
曜限 | 金曜5限 |
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教室 | 駒場1号館 164教室 |
スケジュール | 4名の講師によりエネルギー変換化学、環境化学、安全安心工学、医用工学について3回ずつ講義を行う。 ・イントロダクション 2. 環境化学 3. 安全安心工学 4. 医用工学 |
対象 | 受講に際して、文・理科類、学年を問わないが、高校レベルの化学の基礎をマスターしていることを前提とする。 |
*その他の詳細はこちらから
【学術フロンティア講義:化学システム工学で拓く未来社会】
化学システム工学科の教員が、持続可能な未来社会を創るための化学を分かりやすく説明します。
「化学と社会のつながり」を考えたい学生諸君の参加を歓迎します。教員や大学院生と交流する機会も設けます。希望者には本郷キャンパス・化学システム工学科研究室見学会も案内します(参加は自由です)。
曜限 | 月曜5限 |
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教室 | 駒場1号館 109教室 |
スケジュール | 4/11,18 酒井康行教授「化学とバイオの力で病気に立ち向かう」 4/11 ①再生医療のための組織構築 4/18 ②培養細胞を用いた人体影響評価 4/25,5/2 杉原加織講師「化学と工学で創薬にイノベーションを起こす」 健康に長生きしたいとは誰もが願うものですが、それに伴う医療費の増大は国の財政の大きな課題となっています。本講義では、現在薬がどのように作られているのか、何が問題点となり高額化しているのか、そしてどのように私たちがこの問題を解決してゆくべきなのかを一緒に考えていきます。 5/9,16 太田誠一准教授「診断・治療ナノシステムを化学で創る」 5/23,6/6 戸野倉賢一教授「大気環境汚染を計測し、解決する」 6/13,20 天沢逸里助教「『環境にやさしい』を工学的に検証する」 6/27,7/4 高鍋和広教授「光触媒で太陽エネルギーを水素に変換する」 |
*その他の詳細はこちらから
【全学体験ゼミナール:化学システム工学が拓く環境を体験しよう!】(小倉 賢 教授、脇原 徹 教授、茂木 堯彦 助教、伊與木 健太 講師)
「化学システム工学のアプローチを用いた環境分野の研究の最前線を体験する」
具体的には、ナノ空間材料”ゼオライト”を取り上げ、現在の環境問題にどのように貢献しているのか、また、今後どのような貢献が期待されるかを学びます。
“ゼオライト”は、シリコン・アルミニウム・酸素から構成され、その構造の中に分子サイズの空間を持っている結晶材料です。その空間を制御することで、触媒・吸着・イオン交換などの様々な機能を持たせることができ、人類が直面する様々な環境問題への応用が期待されています。
本ゼミは、本郷キャンパスにある大久保・脇原・伊與木研究室、駒場IIキャンパスにある小倉研究室の2か所で行います。状況が許せば講義は駒場IIキャンパス、対面演習・研究室見学は本郷キャンパスで実施したいと考えており、4月の段階で詳細を決定する予定です。
場所 | 講義と駒場Ⅱ・本郷キャンパスでの対面演習・研究室見学を組み合わせて実施する予定です。 |
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スケジュール | 講義の日時は、学生と調整の上、決定します。 |
申し込み | 履修希望者は以下のグーグルフォームより、4月9日(土)までに申し込み下さい。 https://forms.gle/bud53oYebugNTom78 申込多数の場合は抽選を行います。 |
*その他の詳細はこちらから
【全学体験ゼミナール:化学システム工学が拓くエネルギーを体験しよう!】(高鍋 和広 教授、Seongjae Ko 助教)
「化学システム工学のアプローチを用いたエネルギー分野の研究の最前線を体験する」
具体的には、“リチウムイオン電池”と“水の電気分解”を取り上げ、それぞれどのようなデバイス・技術なのか、エネルギー問題の解決にどのように貢献するのか、について学びます。
リチウムイオン電池は、スマートフォンやノートパソコンなどに使われている繰り返し充電可能な電池です。最近は、電気自動車や電力貯蔵用途としての採用も進んでおり、貯蔵エネルギー量の更なる増加が求められています。本ゼミでは、まだ実用化されていない新材料を含むさまざまな電極を用いてリチウムイオン電池を作製し、その充放電特性の違いを評価します。それにより、リチウムイオン電池の構造と反応メカニズム、更なる高性能化に向けた課題について学びます。
一方で、電気エネルギーを化学エネルギーに直接変換するプロセスとして電極触媒反応があります。電極触媒を用いることで、例えば再生可能エネルギー由来の電力を駆動力とし、水から水素を製造することができます。本ゼミでは、その水電解プロセスのうちアノード反応である酸素生成反応に焦点をあて、種々の電極触媒を実際に調製し、かつその電極としての性能を評価します。その体験を通じて、電極反応やその反応機構についての理解を深め、本プロセスの課題について学びます。
場所 | 本郷キャンパス工学部3号館にて対面にて実施予定 |
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スケジュール | 第1回:4/23(土)午後 講義及び研究室見学 第2回:5/21(土)午後 2班にわかれて実験(リチウムイオン電池 or 水電解) 第3回:5/28(土)午後 2班にわかれて実験(リチウムイオン電池 or 水電解) |
申込方法 | 受講希望者は、4月15日正午までにメールで申し込んでください。 申込先:高鍋 和広 教授 takanabe@chemsys.t.u-tokyo.ac.jp *科類・学年・氏名・学籍番号を明記してください。 |
定員 | 最大8名(対面授業に参加可能な学生のみ) ※申込人数が8名を超える場合、抽選を実施します。 ※抽選結果通知予定日:4月18日 |
*その他の詳細はこちらから
【全学体験ゼミナール:化学システム工学が拓く医療・バイオを体験しよう!】(伊藤 大知 教授、酒井 康行 教授、太田 誠一 准教授、杉原 加織 講師、西川 昌輝 講師)
「化学システム工学のアプローチを用いた様々な医療・バイオ研究の最前線を体験する」
以下の4つの研究テーマを全4回で体験してもらう予定です。
1)医用材料:幹細胞封入インジェクタブルハイドロゲルを体験する。
2)ナノ医療診断:発光するナノ粒子を用いたがん診断を体験する。
3)生体分子解析:色の変化で毒を検出することができるバイオセンサを作成する。
4)再生医療:幹細胞を高効率に大量培養する方法を体験する。
場所 | 本郷キャンパス、駒場Ⅱキャンパス |
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スケジュール | ガイダンスを1回実施し、希望者数によっては、くじ引き等で人数調整を行う可能性もあります。予めご了承をお願いします。日程は、受講者決定後に相談の上、決定します。 【各テーマの詳細】 グループA:実施日 5/21(土)および5/28(土) グループB:実施日 6/18(土)および6/25(土) |
申込方法 | 4/7の工学部合同ガイダンスにて発表します。 |
*その他の詳細はこちらから
【全学体験ゼミナール:化学システムとしての製薬工場】(杉山 弘和 教授)
最新鋭の医薬品工場を見学し、「化学システム」としての理解を目指します。実施は5月28日(土)を予定しています。まず午前中に都内製薬工場(JR埼京線北赤羽駅徒歩約15分)を訪問し、最新・大規模製造ラインを見学します。見学する工場では、バイオ医薬品(具体的にはモノクローナル抗体と呼ばれるタンパク質からなる薬で、抗がん剤などに使われる)が製造されています。見学後、本郷キャンパスに移動し、見学内容をさらに理解するための講義とディスカッションを実施します。製薬工場のみならず、様々なプロセスを「化学システム」としてとらえるための視点を学びます。工場見学は、状況次第でオンラインでの実施もあり得ますのでご承知おきください。
場所 | 都内製薬工場、本郷キャンパス |
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スケジュール | 実施日:2022年5月28日(土) |
申込方法 | 受け入れ人数に制限があるため、事前登録制とします。申し込みのメールには下記事項を含めてください。 人数が多い場合には、申込内容をもとに選抜を実施します。受講可能者にはこちらから通知します。 締め切り:4月13日(水) |
*その他の詳細はこちらから
【全学体験ゼミナール:Informatics, chemistry, and engineering】(杉山 弘和 教授、Sara Badr助教)
Data science has become a vital tool in today’s world. This course explores some of its applications in the chemical and pharmaceutical industries. Together we learn how data science can help design new processes and products to advance society and protect the environment. The course will involve a brief introduction to programming tools available, in addition to the mathematical and statistical background required for data analysis.
場所 | This seminar will be conducted onsite at Hongo-campus. |
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スケジュール | The seminar will take place three times on Saturdays. The dates will be fixed according to the convenience of the participants and the lecturers. May 21st from 13:00 - 16:00 ; Machine learning applications in chemistry, pharma, and engineering |
定員 | The maximum number of the participants will be limited from five to seven. |
注意事項 | Ideally, the participants should bring their own PCs. A preliminary session for installing required packages (Python/R) will be arranged with the participants. English is the primary language used. But Japanese can be used as a supporting language as well. Teaching assistant will help you. |
*その他の詳細はこちらから