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「材料」に関するあらゆることがテーマ

自然界の物質を加工し、新たな材料を生み出す

天然資源を精製、加工して、必要な性質と機能をもった材料を開発することを目的とした学問です。そのままではうまく利用できない物質でも、手を加えることによって利用価値の高い「材料」にすることができます。
例えば、自動車のボディーなどに使われている鋼板も鉄鉱石を加工したものです。まずは原料である鉄鉱石に炭素を混ぜて高温で熱することで還元反応を起こし、どろどろに溶けた鉄だけを取り出します。これを鋳型に流し込んで成形し、さらに熱を加えたり圧延したりすることによって、強度が高く、かつ加工しやすい鋼板となるのです。このように、そのままでは利用価値のない、または利用することの難しい物質でも、加工によってさまざまな材料に変えることができます。
材料工学が探究するのは、こうした材料を生み出すためのあらゆる知識や技術です。具体的には、原料となる物質の特性、原料の加工方法、新しい材料の開発、材料の活用や加工技術といった領域があります。

ものづくりを支える材料工学

材料は、金属材料、無機材料、有機材料の3つに大別されます。金属材料はステンレスやアルミニウム、鉄など、無機材料はセラミックスやガラスなど、そして有機材料はプラスチックを中心とした高分子物質を指します。それぞれ特性が大きく異なるため、研究するうえではこのいずれかを選択することになります。
材料に関するすべてのことを扱うだけに研究テーマもさまざまです。加圧や加熱、メッキといった、材料を加工・処理する技術や、複雑な化学反応を正確にコントロールするための技術を研究する、あるいは複数の物質を合成することによって新たな材料を生み出す、加工技術を開発することで材料の用途を広げようとするなど、多彩な切り口があります。ほかにも、新たな材料を評価するための分析評価技術や、産業で活用する際の費用対利潤の評価など、材料を実際に有効活用するための手法を確立することも、材料工学の領域の学問と位置づけられています。
世間では新しい製品が次々と開発されていますが、どんなものを作るにも材料は不可欠です。その開発や活用のために技術を探究する材料工学は、ものづくりの根幹をなす学問といえるでしょう。

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