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ナノ物質工学科<生命科学コース><材料科学コース>-Nano Material and Bio Engineering-

ナノテク・バイオの知識と技術で
これからの産業技術をリードする

物理系科目とバイオ系科目をバランスよく学べるナノ物質工学科では、専門分野を学びながらナノテク・バイオの基礎と応用を修得できる「生命科学コース」「材料科学コース」を設置。1年次は基礎的な生物学、化学、物理学に関する共通専門科目と学科基礎科目を広く学ぶことにより基礎知識を身につけ、2年後期から2つのコースに分かれてコース専門科目を深く学び、地球環境維持に対応し、これからの産業技術をリードするエンジニアを育成します。

学科長からのメッセージ

1ナノメートルとは10億分の1メートルのこと。地球の大きさを1とすると、ナノはパチンコ玉程度の大きさになります。ナノサイズというと、原子や分子レベルの大きさになります。

この“ナノサイズをあやつる”ナノテクが生まれたのは、ナノサイズの物質構造を観察する技術ができたからです。原子や分子レベルの大きさの世界を見ることができるようになったおかげで、ナノテクノロジー(ナノテク)が創り出すものの構造を調べることが可能になりました。このような高度な科学計測が可能な機器を駆使することがナノテクの基本です。

香川キャンパスにあるナノ物質工学科には、電子顕微鏡やX線回折装置などのナノサイズを捉えることができる研究開発機器が充実しています。モノづくりから始まり、目に見えないその小さな世界を、機器を使用して正確に評価して、そこから得られた多くの結果をもとによりよい方向性を考えて、目的達成に向けて再チャレンジすること。この考えて実行するプロセスを、卒業研究を通して身につけてもらいたいと考えています。

ナノ物質工学科の学生は、2年生の後期に新しい材料の開発や評価をおこなうために必要な学問が学べる材料科学コースあるいは医薬品・食糧などの開発や評価を行うために必要な学問が学べる生命科学コースのいずれかを選択します。これは各コースの専門性をより深く身につけるためです。入学前に自分が何を研究したいのかはっきりわかっていなくても大丈夫。また、入学後に学びの興味が変わっても大丈夫です。学びの中でじっくりと考えることも大事なことです。

ナノ物質工学科の特徴の1つは、基礎研究はもとより、応用研究も盛んな点です。例えば、ナノ物質工学科では、リチウムイオン電池の安全性を確保するために必要なナノサイズの孔を制御する研究、ディスプレイに使用する光を出す物質を創る研究、野菜の栽培日数を半減可能な栽培技術の研究、微生物がつくる有用物質の生産や利用に関わる研究、感染機構の解明と予防薬の探索などの研究が行われてきました。まさにナノ物質工学科ならではの教育・研究領域の広さだといえます。

また、ナノ物質工学科は少人数教育を行っており、座学はもとより実験においても学生に直接指導をする機会が多いため、目のいき届いた教育を受けることができます。このように、教員が学生1人1人の状況に応じたきめ細かな指導をできることも他大学にはない理工学部のよさの1つです。

学びのポイント

1物質の特性を知り、新素材の創生に挑戦

ナノテクノロジーは、素材、IT、バイオなど広範な産業の基盤に関わるもの。化学物質や有機・無機化合物など、新規のナノ材料を元とした融合的新素材を作り出すための基礎となる学問を学びます。また、その応用として、新素材の創製に自らが挑戦します。

2多様な実験・実習でナノの可能性を探求

「ナノ」について学ぶには、さまざまな問題について、自分の目と手で確かめることが大切です。ナノ物質工学科では、基礎科学や化学計測、生命科学の実験、コンピューターシミュレーションなど、多様な実験・演習をおこない、「ナノ」の可能性を探っていきます。

3最新鋭の分析機器がそろう充実の教育環境

多くの可能性を秘めたナノテクノロジーの世界を観察・計測・研究開発するための世界最高性能の質量分析計、核磁気共鳴吸収スペクトル測定装置、X線回折装置など、最新の機器や充実した設備を設置。
ナノテク教育のためのハイレベルな環境が整っています。

カリキュラムマップ

教員インタビュー

材料科学コース

國本 崇 教授

ナノ物質工学科ならではの特徴はなんですか?

材料科学コースと生命科学コースの両方があり、これらを合わせた研究ができることです。
一つの例は、梶山研究室が行っているパルスプラズマ光源を用いた新しい植物栽培に関する研究です。梶山研究室を中心に複数の研究室が連携して、それぞれの分野で開発や分析を進めています。
材料科学がメインの國本研究室では、「植物がどのような光をより好んで吸収するか」という性質をもとに、植物の成長に最適な光源を実現するための発光材料の開発を進めており、この光源で使用できる新しい蛍光体を開発しました。
また食品工学を研究している前田研究室ではパルスプラズマ光源で栽培した植物の成分解析を行っており、成長速度以外の観点からこの栽培法の利点を調べています。
このように、材料科学と生命科学を組み合わせると、新しいイノベーションが生まれます。

材料科学コースについてお聞かせください。

モノは、決まった性質を持っています。何かモノを作る時は、どの物質の、どんな性質を使って、どんなモノを作っていったらいいか、ということを考えています。
モノの性質を表す最小単位は分子ですが、分子1個のものと、分子100個が集まったものでは、性質が異なります。また、同じ量の分子であっても、並べ方によって性質は違います。
材料科学コースでは、これらの性質の違いを理解し、新しい材料の開発に取り組んでいます。

ナノ物質工学科での4年間はどんな内容ですか?

1年生では化学を中心に、物理や生物の基礎を手厚くやっていきます。基礎科学実験など、実験もたくさんあります。2年生の後期から材料科学コースと生命科学コースに分かれ、3年生ではさらに応用的なことを学びます。4年生では学びの集大成としての卒業研究が待っています。

また、これはナノ物質工学科に限った話ではありませんが、徳島文理大学には、学生の疑問や苦手を解消できる教育センターがあります。センターでは、担当の先生が勉強の様々な相談に乗ってくれます。授業でわからないことがあれば、その場で先生に聞いてもいいですし、聞きそびれてしまった場合でも、センターに行けば、担当の先生がじっくり教えてくれます。苦手な科目も克服することができますよ。

生命科学コース

梶山 博司 教授

梶山教授の研究内容について教えてください。

プラズマテレビの特殊な光を利用して、レタスを倍速で成長させる研究を行っています。
レタスは通常、光を浴びている間だけ光合成を行い成長します。夜間は日中に蓄えた糖を消費するだけで、成長そのものはしていません。
ですが、プラズマテレビから出ている、肉眼では見えない、断続的で特殊な光「パルス光」をレタスに照射すると、レタスは日中も夜間も絶えず光合成を行い、成長を続けます。

更に、研究の結果、ずっと光が当たっている状態よりも、断続的に光が当たっている状態の方が、レタスの成長が早いことがわかりました。断続的なパルス光であれば、消費電力もぐっと抑えることができます。

LEDの光と、蛍光灯の光、さらにプラズマテレビから出ているパルス光、これら3つをそれぞれ別のレタスに照射し、それぞれのレタスの成長具合を比較する実証実験を行いました。結果、パルス光を照射して育てたレタスの重量は、蛍光灯の光を照射したレタスのおよそ2倍、LEDを照射したレタスのおよそ1.5倍という結果が出ています。

また、レタス以外でも実験を行っています。
海苔などの原料となる藻類のアオサで実験した結果、パルス光を照射したアオサは、1週間で2倍に増えました。現在は、植物を倍速で成長させる技術の商業化に向けて、他大学と連携しながら再現実験を行っています。

この研究の目的はなんですか?

1世界で紛争が起きる原因というのは、「水」、「領土」、「食料」です。
レタスを通常の倍の速度で成長させる技術が確立したら、光合成を行う全ての植物に応用できるかもしれません。農作物の収穫量が2倍になれば、食料を巡る争いや戦争を回避できる可能性が高まるのではないでしょうか。私は、この研究を通して、ご飯が食べられない境遇の子どもがいなくなればいいと願っています。

代表的な卒業研究題目

【平成29年度優秀卒業論文賞】

●非平衡ZnOナノ結晶のPC転移メカニズムに関する研究

【平成28年度優秀卒業論文賞】

●青色パルス光照射のレタス成長促進効果

【平成27年度優秀卒業論文賞】

●セルラーゼ遺伝子群を導入したCandida glabrataによるエタノール合成

先輩の声-Student’s Voice-

学びやキャンパスライフについて
在校生に話を聞いてみました!

ナノ物質工学科の学生たち

近藤 仁人さん
香川県立善通寺第一高等学校卒
國本研究室

竹葉 惇貴さん
愛媛県宇和島東高等学校卒
文谷研究室

神内 奈々子さん
英明高等学校卒
梶山研究室

上田愛巳さん
愛媛県立野村高等学校卒
梶山研究室

徳島文理大学へ進学を決めた理由をお聞かせください。

近藤さん:地元である香川県の大学に進学したかったからです。また、徳島文理大学は創立から120年以上の歴史ある大学で、実験設備も充実しているので、ここに決めました。

竹葉さん:化学が好きで、生物にも興味があったからです。理系全般に強い大学に進学しようと思って、徳島文理大学に進学しました。

上田さん:私はもともと薬学部だったんですが、より生物について専門的なレベルで勉強したいと思って、学部を変更しました。入学してから学びたいことが変わっても、好きな勉強を続けられるのは、学部や学科が沢山ある総合大学の強みですね。

神内さん:きっかけはオープンキャンパスです。梶山先生の研究室を見せてもらった時、暗闇でレタスを栽培していて、すごく興味が湧きました。今は、その梶山研究室にいます。

数ある学部・学科の中から「ナノ物質工学科」を選択した理由は?

近藤さん:化学が好きで、特に実験が好きだったからです。僕のいるナノ物質工学科・材料科学コースは、特に実験が多いのでやりがいがあります。

竹葉さん:高校時代は受験対策で物理を選択していました。でも、入学後に自分が好きなのは生物ということに気づき、より専門的に生物を学べる生命科学コースを選びました。

上田さん:とにかく生物がやりたくて。自分はこのまま薬学部にいていいのかなと悩んでいた時に、チューターの先輩が「理工学部のナノ物質工学科だったら、生物についてより深く研究できる」とアドバイスをくれて転部してきました。好きなことを勉強できて、今は毎日が楽しいです。

神内さん:梶山研究室に行きたかったからです。自分で「こういう研究がしたい」と言えば、次週にはもうその研究に取り掛かれたりするので楽しいです。

キャンパスライフで印象に残っているエピソードはありますか?

上田さん:新感覚ドリンクの開発に取り組んだことです。さぬき市のオリジナル商品の開発ということで、地元の様々な素材をジュースにするテストを重ねました。

神内さん:最初は「並べた時に可愛いものがいい♡」と思い、果物や野菜を中心にスロージューサーにかけていったのですが、実際にやってみると驚きの連続でした。バナナからはほとんど水分が出ないし、にんじんの水分は土の味。桃は単価が高すぎて断念。試行錯誤を繰り返し、最終的にさぬき市の特産品で、健康にもいい桑の葉を使ったサイダー「クワキテル」という商品になりました。
まもなく自分たちが開発に携わった商品として実際に発売されるので、ワクワクしています。

将来のビジョンについてどんな夢を描いていますか?

近藤さん:住空間のモノ作りや、人々の暮らしを豊かにできるようなモノ作りに興味があります。人々に安心・安全なモノを提供できる人になりたいです。

竹葉さん:大学院に進学して、今の研究をより掘り下げていきたいです。将来は研究職に就いて、人々の役に立てるものを生み出したいです。

上田さん:私も大学院に進学して、今取り組んでいる、特殊な光源を利用したイチゴの栽培と糖度の変化に関する研究を続けます。また、それとは別で進めている化粧品の研究開発にも力を入れています。

神内さん:私は今、レタスとトマトの栽培に関する研究を行っているので、それを活かせるような仕事に就きたいです。

ナノ物質工学科 教員紹介-Staff Profile-
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