大学生活

材料工学/材料科学ってどんな学問?学べる大学も調べてみたよ

先日Twitterを巡回していたところ、このようなつぶやきを見つけました。

勉強はあまり得意ではないのですが、自分の勉強している学問に関することであれば記事が書けるのではないかと考えこんな記事を書いてみました!

ということで、今回は僕の勉強している「材料工学/材料科学」という学問について書いていきます!

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材料工学とは

皆さんは「材料工学」という学問を聞いたことがありますか?ここで初めて名前を知った人もいるとおもいます。

個人的には、名前から何をするかは大体わかると思いますが、学科を名乗ると「どんなことをするの?」とかなりの確率で聞かれます。けど具体的にはどんなことをしているのかわかりにくい学問名ですよね。

材料工学、または材料科学は、工学の一分野であり、物理学、化学等の知識を融合して新しい材料(素材)やデバイスの設計と開発、そして評価をおこなう学問である。
プロセス技術(結晶の成長、薄膜化、焼結、鋳造、圧延、溶接、イオン注入、ガラス形成など)、分析評価技術(電子顕微鏡、X線回折、熱量計測など)および産業上の材料生産での費用対利潤の評価などを扱う。

https://ja.wikipedia.org/wiki/材料工学

「材料工学」はその名の通り、材料に関わる全てに関わる分野の学問です。身近にある製品の材料は、基本的に材料工学によって研究・開発が行われたものであると考えて問題ありません。

扱う材料は大きく分けて有機材料、無機材料、金属材料、またこれらの材料を組み合わせた複合材料に分類されます。

材料工学ではどんな勉強をするの?

それでは次に、材料工学を勉強する大学生が受けている授業の一部を紹介します。

材料工学の特徴としては、いろいろな方向から材料を開発・評価する必要があるため物理、化学、場合によっては生物と、理科全般を勉強していくことが挙げられます!

量子力学

材料工学に限らず、大学生の多くが勉強する学問だと思います。

材料の性質を決める電子が粒子性と波動性の二つの性質をもつことから誕生した学問で材料の性質にも大きくかかわってきます。

物質の波動性という特性をもつこと、電子の存在は確率で表されることという考え方でつまづく学生が多いので、事前に簡単な本を読んでおくことをおすすめします。

材料力学

高校物理のつり合いが発展したような学問で、難易度はそこまで高くないです。

吊り下げられたり壁に貼り付けられた材料に対し、働いている力を図示してモーメントの式などを解きます。

引張り試験などの強度計算の基本となるヤングの公式などから習うことが多いでしょう。

金属材料学

金属の基本的な性質、合金や焼きなましなどの強化方法などについて学びます。

圧倒的に取り扱う時間が長いのが、鉄に炭素を混ぜた「鋼(こう)」についてです。

他にも下に書いたような内容の勉強や化学・物理実験をしています!

  • 電磁気学
  • 磁性材料学
  • 航空宇宙力学
  • 高分子材料学
  • エレクトロニクス材料学
  • 半導体光学
  • バイオマテリアル工学

材料工学を目指す人に

材料工学を志す人は基本的に、高校で化学が好きな人だと思います。

しかし少し注意が必要なのが、材料工学で学ぶ化学は高校とは異なり、量子力学の観点から考えることが多いということです。

単純に化学反応式を暗記して問題が解けるというものではなく、電子雲の重なり方や安定な位置を考えながら解くような問題が多くなってきます。

そのため、化学反応式の暗記が得意で点数が取れていた人にとっては難しいと感じることもあると思います。

一方で量子力学の観点から科学を考えることで、今まで機械的に覚えていた化学式がどうして成り立つかを知ることができるので非常に興味深いです。

僕が考える、材料工学が向いている人

  • 材料の性質や化学反応の成り立ちを知りたい人
  • 量子論やスピンに興味のある人
  • 理系全般の勉強をしたい人

就職はかなり強い

世の中にあるすべての材料は研究なしには発展しないので、材料工学の仕事がなくなることはなく就職先に困ることもありません。

多くの学生が大学院に進んだ後、大手メーカーの研究・開発部門に就職します。

また、物理、化学、(生物)について広く学んでいるため、他の分野に就職する人もいます。

材料工学が勉強できる大学

「材料工学」、または「材料科学」という文字の入った大学をピックアップしました。

大学選びの際に参考にしてください。

  • 東海大学     材料科学科
  • 岩手大学     物理・材料理工学科
  • 東北大学     材料科学総合学科
  • 千葉工業大学   先端材料工学科
  • 芝浦工業大学   材料工学科
  • 東京大学     マテリアル工学科
  • 東京理科大学   材料工学科
  • 長岡技術科学大学 物質材料工学課程
  • 富山大学     材料デザイン工学科
  • 山梨大学     先端材料理工学科
  • 信州大学     化学・材料学科
  • 名古屋大学    マテリアル工学科
  • 滋賀県立大学   材料科学科
  • 京都工芸繊維大学 物質・材料科学域
  • 関西大学     化学・物質工学科
  • 兵庫県立大学   応用化学工学科
  • 島根大学     物理・マテリアル工学科
  • 九州工業大学   マテリアル工学

まとめ

今回は重要ながらもあまり知られていない「材料工学」について取り上げてみました。

この記事で材料工学に興味を持ってくれた人がいたら嬉しいです!

それでは!

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