所属（学科・コース・講座等）応用化学生物学科 応用化学コース応用化学生物学科 応用化学コース応用化学生物学科 応用化学コース環境数物科学科 数理科学・地球環境学コース環境数物科学科 数理科学・地球環境学コース環境数物科学科 数理科学・地球環境学コース環境数物科学科 数理科学・地球環境学コース環境数物科学科 数理科学・地球環境学コース環境数物科学科 数理科学・地球環境学コース教員名（職名 氏名）准教授 佐藤 芳幸准教授 高橋 弘樹准教授 福本倫久教 授 小野田 勝准教授 小林 真人助 教 新屋 良磨准教授 菅原 透准教授 鄧 定群講 師 中江 康晴研究テーマ計算機を用いた材料設計に関する研究新規燃料電池および省エネルギー電極材料の開発水素・アンモニアに関する研究さらに次世代原子炉の開発量子波の伝搬における幾何学的な位相の効果幾何学（トポロジー）を利用した物体の形状の把握オートマトン・形式言語理論酸化物融体の高温物性についての理論的、実験的研究とそれらの応用非線形解析と運動論に関する偏微分方程式２次元や３次元の柔らかい幾何学（トポロジー）研究内容パソコンを始めとする計算機を用いた分子や原子に関するミクロレベルでの特性計算を、分子動力学法や分子軌道法を用いて行うことにより、新材料の材料設計における指針として活用することを検討しています。具体的には、材料界面における金属とガスの化学反応に基づく原子や分子の移動の仕方を詳細に把握することで、1000℃以上の高温度域における腐食現象を予測し、腐食メカニズムを明らかにして新合金の材料設計を行います。持続可能な社会の確立には、環境への負荷が少ないエネルギーシステムの開発や二酸化炭素の削減などがきわめて重要です。研究室では、高効率でクリーンな燃料電池に必要とされる高活性で耐久性に優れる電極触媒の開発や、素材製造プロセスで重要な省エネルギー型電極材料の研究を行っています。また、地球温暖化の原因物質と考えられるCO2の削減に向けて、電気化学を利用した電解還元処理システムの開発に取り組んでいます。グリーン社会を達成するためには再生可能エネルギーと原子力を用いた発電が必須となっています。しかしながら、再生可能エネルギーは天候に左右されるため、電気を化学エネルギーに変換して利用することが求められています。その化学エネルギーとして、水素やアンモニアが注目されています。これらを安価に高効率で製造する方法および利用に関する研究を行っています。また、安定的な電源として想定される原子力について、フランスの研究機関と共同で次世代原子炉の開発を行っています。周期的な構造の中を伝搬する電子や光子などの量子力学的な粒子の波（量子波）が見せる奇妙な振る舞いについて、幾何学的な観点から研究しています。量子力学的な状態はヒルベルト空間と呼ばれる抽象的な空間における点として表すことができるのですが、それらの点同士のつながり方の特徴、つまり幾何学的な特徴が物理現象としてどのように現れてくるのかに興味を持っています。1 多様体とよばれる高次元図形の形状を、平面や2次元球面などに投影したときにできる陰影線の様子から推察する理論を研究をしています。気象・天文データなど、多量で多要素からなるデータがどのように分布しているのかを調べるのに役立ちそうです。2 物体の表面がつくる曲面、高層の大気の流れを表す曲線、物体の輪郭線や、文字、記号で代表される線図形など、実際に目に見えるかたちから、窪みや変曲などの特徴を調べる新しい方法の研究をしています。形式言語理論は「文字列の集合(言語)」を計算論的・数学的に厳密に研究する分野です。言語を解析する道具にもいろいろあり、その中でオートマトンは最も単純かつ強力な道具の1つです。私の興味は特にオートマトンの代数的・組合せ論的性質にあり、その周辺で研究を行っています。また、オートマトンを「プログラムの計算量の解析」や「プログラムが正しく動くことの自動証明」に応用する研究も行っています。1000℃以上の温度で融けた状態にある酸化物の物性や反応について、熱量測定や計算熱力学と呼ばれる手法を用いて研究をしています。またそれらを応用して、地球内部のマグマの発生の仕組みの解明、高レベル放射性廃棄物のより安全な処理方法の開発、低環境負荷のガラス製造プロセスの検討などを行なっています。気体の運動を記述する偏微分方程式の理論的解析に関わるものです。特に、気体分子の衝突や流れの性質を扱うボルツマン方程式やその発展形に注目し、その解の性質を調べています。研究テーマには、境界理論、解の存在・一意性、極端な条件下での正則性、波動パターン、スペクトル解析、収束速度などが含まれます。 研究では、エネルギー解析、擬微分作用素、フーリエ解析など、さまざまな数学的手法を使って解析を行っています。ドーナツとコーヒーカップはどちらも穴が１個だから同じ形である、というような柔らかく図形を変形する方法で図形を分類する、トポロジーと呼ばれる幾何学の分野の研究をしています。特に２次元や３次元の図形に対して、その図形上に描ける模様（葉層構造）に着目して、その模様が作れるか作れないかを調べることで、図形を分類する研究をしています。-46-
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