| 研究課題/領域番号 |
16K00981
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| 研究機関 | 八戸工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
松橋 信明 八戸工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (40199831)
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| 研究分担者 |
山田 一雅 函館工業高等専門学校, 生産システム工学科, 教授 (40270178)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 分子シミュレーション / 分子軌道法 / 分子動力学法 / ３Ｄプリンタ / ＳＴＬファイル / マテリアリゼーション / 新教材・教育法開発 |
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| 研究実績の概要 |
最終年度は、これまでの研究成果をベースに、市販の分子シミュレーションソフト（分子軌道法、分子動力学法）を用いて新教材の開発を推進し、新教材データベースを蓄積するべく、フラーレン分子モデルにおける構造の規則性、タングステン化合物の物性、ゴム状高分子の熱含量分析、画像処理によるSTLファイル出力ソフトウェア、Google Cardboardによる分子構造学習教材、等の研究開発を行い、研究成果をあげることができた。
５年間の研究により、学齢的に理論的な理解が難しい高専電子系専門教育において、３Ｄプリンタによる分子計算のマテリアリゼーション（物質化）を行い、学生の興味を誘起しながら視覚的に電子材料の構造や物性を理解し、創造性を育む新たな教材と教育法の開発を行ってきた。
市販の分子シミュレーションソフトを活用し、炭素系機能材料であるグラファイト・ダイヤモンド・フラーレン・カーボンナノチューブ、タングステン化合物、ゴム状高分子、生体材料である脂質二分子膜等について分子軌道法や分子動力学法により物性を研究し、カラフルで美しく視覚に訴え、学生の興味を誘発する電子材料教材を開発できた。
３Ｄプリンタを用いた分子計算のマテリアリゼーションでは、C60・120・180フラーレン、アームチェア型とジグザグ型のカーボンナノチューブ、ダイヤモンド、タングステン化合物、さらには実在しないC196構造体等を造形し、手に取って観察でき、より効率的かつ直感的な理解を実現できる、教育効果が高い新教材を開発できた。
多人数教育に対応したオリジナルの新教材・教育法の開発では、フリーソフトであるWinmostarの活用、手軽にスマートフォンで活用できるGoogle Cardboardによる分子構造学習教材を開発できた。
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