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材料科学

40-49 自然科学

コード: W48 (CC.TT.AA.UU)

材料科学は、金属・セラミック・高分子・複合材料など、物質の構造と機能を理解し、新たな材料を創生する学問領域である。ナノ構造、結晶構造、機械特性、電磁特性、界面現象などを扱い、エネルギー、電子機器、医療、航空など多様な産業を支える。原子レベルの分析と設計を組み合わせ、物質の機能を最大化する科学であり、先端技術の核心を担う基盤分野である。

TT: 主題一覧 (Teaching Topic)

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00-09 基礎・定義
00材料科学の定義と範囲01材料の分類（金属・セラミックス・高分子・複合材）02結晶と非晶質の基礎03構造と物性の関係（強度・硬度・弾性）04熱的性質の基礎05電気的・磁気的性質の基礎06光学的性質の基礎07ナノスケールでの構造と特性08材料と環境・リサイクル性09入門教材・概論書
10-19 理論・分類
10固体物理学理論と材料11金属材料学理論（鉄鋼・合金）12無機材料学理論（セラミックス・ガラス）13高分子材料学理論（プラスチック・エラストマー）14複合材料理論（CFRP等）15電子材料理論（半導体・磁性体）16生体材料理論（バイオマテリアル）17ナノ材料理論（カーボンナノチューブ・グラフェン）18機能性材料理論（光触媒・超伝導）19サステナブル材料理論（環境調和型）
20-29 歴史・変遷
20青銅器・鉄器文明と材料史21中世の材料（ガラス・陶磁器）22産業革命と鉄鋼・セメント2319世紀の電磁気材料（導線・磁性体）24プラスチックと高分子の誕生史25半導体・エレクトロニクス材料史26超伝導材料発見史27宇宙・航空用材料史28日本の材料科学史（製鉄・陶磁器から現代）29ナノテク・新素材史
30-39 制度・ガバナンス
30材料規格制度（JIS,ISO）31知的財産制度（特許・商標）32材料安全規制（REACH,RoHS）33サプライチェーン制度（レアメタル・資源管理）34公的研究機関制度（NIMS,Fraunhofer）35学会制度（MRS,日本材料学会）36公的助成・産業政策37国際標準化制度（IEC等）38リサイクル・環境法制度39倫理・安全規範制度
40-49 設計・方法論
40材料合成法設計（溶融・焼結・CVD・3Dプリンティング）41結晶構造解析設計（X線回折・電子顕微鏡）42機械特性試験設計（引張・硬度・疲労）43熱特性測定設計（比熱・熱伝導率）44電気・磁気測定設計45光学特性測定設計46表面分析設計（AFM・XPS）47材料モデリング（分子動力学・第一原理計算）48材料データベース設計49教育カリキュラム設計（材料実験）
50-59 実務・運用
50製造現場での材料管理実務51品質保証・検査実務52新素材開発実務（企業研究所）53半導体製造・材料実務54航空宇宙用材料開発実務55バイオマテリアル開発実務56エネルギー材料（燃料電池・電池材料）実務57建築・土木材料利用実務58リサイクル・環境対応実務59材料教育・人材育成実務
60-69 事例・応用
60鉄鋼材料応用事例（橋梁・建築）61セラミックス応用事例（電子部品・耐熱材）62高分子応用事例（包装材・衣料）63半導体材料応用事例（IC・太陽電池）64複合材料応用事例（航空機・自動車）65超伝導材料応用事例（MRI・送電）66バイオマテリアル事例（人工関節・再生医療）67ナノ材料応用事例（カーボンナノチューブ）68環境材料事例（光触媒・CO₂吸収材）69芸術・デザイン応用事例（ガラス・新素材）
70-79 データ・評価
70材料特性データベース（機械・熱・電気特性）71材料寿命・劣化データ72信頼性評価データ73材料安全性データ（MSDS）74エネルギー効率データ75国際比較データ（特許・論文数）76市場規模・産業統計データ77LCA（ライフサイクル評価）データ78教育・人材育成評価データ79イノベーション指標
80-89 教育・普及
80初等中等教育での材料教育81大学材料学教育82大学院・専門教育プログラム83技術者教育（JABEE,工学教育）84市民科学普及（博物館展示）85国際教育プログラム（海外大学・留学）86eラーニング・MOOC教材87実験ワークショップ教育88展示会・産業博覧会普及活動89生涯学習としての材料科学教育
90-99 未来・退避
90ナノテク・量子材料の未来91自己修復材料の未来92バイオ由来・循環型材料の未来93宇宙開発用新素材の未来94AI駆動型材料設計（マテリアルズ・インフォマティクス）95サステナブル建材の未来96極限環境材料（核融合・深海）の未来97廃れた材料（アスベスト等）98実験的材料（メタマテリアル・トポロジカル材料）99退避：未分類・古典的材料知識