応用化学

応用化学の学問分野で学べるカリキュラムや将来活躍できる場などを調べて、応用化学に関する興味を広げよう。

産業界を革新する化学技術

何が学べるのか

応用化学とは、基礎的な法則を明らかにして体系化し、その成果を生産現場に適用して新たな素材や材料をつくり出し、人類の生活の向上、発展をめざした学問である。研究対象は、高分子材料、生体材料、電子材料、セラミックスなどから、環境保全、分子設計など、その領域やテーマは多岐にわたっている。

それに対して、化学は物質の性質・構造・反応などを分析し、それを基に新しい物質の合成などを行う学問である。化学は理論研究が中心であり、応用化学は実用化を念頭に置いた研究を行うといった違いがある。

応用化学のテーマのひとつとして、新素材の開発が挙げられる。グラファイト(黒鉛)のような層状構造を有する物質は、その層間に原子半径の小さな物質を出し入れすることができる。このような現象を利用して、軽量で高効率なリチウムイオン二次電池の電極として使われている。リニアモーターカーでは、ある種の合金や無機酸化物が極低温で電気抵抗を失い、超伝導性を示すことを利用している。このように、物質の構造と化学反応を巧みに利用した新素材の研究と開発が行われている。

開発された人工的な化学物質のなかには、有害物質も存在するほか、近年の環境問題を考慮して、環境保全技術も応用化学の重要な研究対象のひとつになっている。例えば、二酸化チタン(TiO 2 )の光触媒としての性質を利用した環境浄化が研究されている。この物質は、光を当てると触媒作用を示し、有害な有機物を分解したり殺菌したりする作用を持っている。

そのほか、コンピュータの速度が向上したことで、計算機化学の分野も活発に研究されている。分子の電子状態を解明する分子軌道法、動きをシミュレーションする分子動力学法、分子構造の可視化などが行われている。

また、化学工学では、新素材を工業的に生産する装置・操作の設計・開発を行っており、機械材料を研究する機械工学と、応用化学の中間的な学問といえる。

原子や分子の配列や組み合わせをナノレベルで操作するナノテクノロジーに着目したナノ化学やナノ物質工学では、物質工学や高分子工学などを応用し、新技術や製品を開発するための専門知識について、基礎から応用までを学ぶことができる。

学べる学科

  • 応用化学科
  • 工業化学科
  • 化学システム工学科
  • 化学生命工学科 他

どのように学ぶのか時間割をチェック

世界を驚かせるような、新しい分子をつくり出すのが夢です

京都大学 工学部 工業化学科 工業基礎化学コース 4年
T・Kさん(東京都立西高校卒)

3年前期 MON TUE WED THU FRI
1 環境保全概論 生化学I(工業基礎化学) 物理化学II(工業基礎化学) グリーンケミストリー概論 化学数学II
2 無機化学II(工業基礎化学) 有機化学II(工業基礎化学) 高分子化学概論I(工業基礎化学)
3 工業基礎化学実験I (工業基礎化学) 工業基礎化学実験I (工業基礎化学) 工業基礎化学実験I (工業基礎化学)
4
5

ひと言コメント

高校時代、有機化学とその実験が好きで、大学でもっと深く学びたいと思ったのが工業化学科をめざしたきっかけでした。実験により、世界を驚かせるような新しい分子をつくり出すのが夢です。京都大学にはその分野の最先端の研究に携わる教授が数多く、そんな方々から直接講義を受けられるという貴重な経験が可能です。1 年次から専門科目の授業があり、 4 年次前期までかけて、研究生活に必要な知識と心構えを学ぶことができます。「工業基礎化学実験I」では、 2 年次までの座学で学んできた知識を生かし、有機合成から蛍光たんぱく質を抽出する実験や反応速度に関する実験、また、電池をつくる実験など、実際に手を動かして体験できました。

気になる授業

東京工業大学 物質理工学院 応用化学系

環境エネルギー概論

環境調和・エネルギー創出に関連する化学プロセスについて、化学工学の知識を生かした要素技術の開発ならびにプロセス設計を学ぶ。化学プロセスの設計・運転操作に携わる者として、環境調和・エネルギー創出を実現する化学プロセスの構築に必要となる基礎知識の修得をめざす。

工業プロセス概論

ガソリンや化学製品、肥料を製造している現在の石油化学プロセスについて、その成り立ちと物質収支、エネルギー収支に関する理解を深める。石油精製プロセス、バイオ産業に関する食品プロセスなどについて学ぶ。実際に工場見学も行い、学習内容を確認する。

ケミカルエンジニアリングデザイン

設計に向けた基礎知識として化学量論、物質収支、エネルギー収支などの化学プロセス計算を中心に、英語のテキストから学ぶ。化学工業のプロセス設計に関する課題についてグループディスカッションにも取り組み、その成果を英語と技術用語を用いて発表する。

将来のフィールド

主な活躍の場

化学工業関連(石油化学、化粧品、医薬品、食品工業) 高分子関連(プラスチック加工) セラミック関連(合成繊維・樹脂) 環境保護・エネルギー関連 研究職 など

化学工業、高分子、セラミック関連の企業への就職が一般的だが、最近では、環境問題への関心の高さから、環境保護、エネルギー関連の企業に進む人もいる。それらの研究所や工場で、研究者・技術者として新しい製品や生産技術を開発する人が多くを占める。

そのほかに、国立の研究機関や大学などの教育機関に研究の場所を求める人もいる。

めざす資格・受験資格など

危険物取扱者(甲種・乙種・丙種) 毒物劇物取扱責任者 中学校・高校教諭 ₁ 種免許 技術士(補) エネルギー管理士

こちらから大学情報を検索できます。

学びの最前線を知る!

イマナビ 「脱・石油」の新素材で、サステイナブル社会を実現

人類は石炭や石油といった資源を使って、産業や経済を発展させてきた。しかしこれらの資源は必ず枯渇する。そこで今、石油などの資源に依存しない、新素材の開発に期待が集まっている。

まず、人工のクモの糸。風に吹かれただけでも切れるような、弱いイメージがあるが、実は鋼鉄よりも高い強度とナイロンよりも高い伸度を兼ね備えた、高性能な繊維がクモの糸。しかも原料はタンパク質なので、サステイナブルな次世代型の新素材として、開発競争が繰り広げられた。その結果、日本のベンチャー企業が世界で初めて、人工合成でクモ糸を量産化する技術の開発に成功した。クモ糸のほかにも、ヌタウナギというウナギの体から出る粘液を用いて、強くて軽い繊維をつくる研究もが含まれる。またこの粘液は皮膚の保護作用、保水・美肌効果もあるため、化粧品などへの応用もある。

また、材料に石油を一切使わない乗用車用タイヤを住友ゴム工業が、世界で初めて商品化している。石油由来の素材をすべて天然資源に置き換えた「エナセーブ100」は、摩耗耐久性も高めるなど、実用性能の向上にも成功している。