「化学部門」対策

【必須科目 I】

◆令和6年度化学部門　必須科目試験問題

これまで我が国は積み上げ型の開発を得意とし、技術を磨き上げることにより革新的マテリアルを生み出してきた。しかしこの手法は開発時間が長く、期間短縮が大きな課題となっている。近年AI・ビッグデータの発展が研究開発手法を大きく変革している。従来のように経験やノウハウ等をベースに仮説を立てて検証するのではなく、事象を大量のデータとして定量的に把握・解析することで研究開発を推進する、データ駆動型研究開発の取組が注目を集めており、例えばマテリアルズ・インフォマティクスを用いた全固体電池の材料開発、プロセス・インフォマティクスを用いた樹脂加工工程の改善、QSAR（Quantitative structure-activity relationship 定量的構造活性相関）による新規化学物質評価等、国内外で成果が現れてきている。

（1）開発業務の具体例を示し、化学技術者としての立場からデータ駆動型研究開発を進めるための3つの課題を抽出し、それぞれの観点を明記したうえでその課題の内容を示せ。

（2）前問（1）で抽出した課題のうち最も重要と考える課題を1 つ挙げ、これを最も重要とした理由を述べよ。その課題に対する複数の解決策を、化学部門の専門技術・手法を用いて示せ。

（3）前問（2）で示したすべての解決策を実行しても新たに生じうるリスクとそれへの対策について、専門技術を踏まえた考えを示せ。

（4）前問（1）〜（3）を業務遂行において必要な要件を、技術者としての倫理、社会の持続可能性の観点から題意に即して述べよ。

【通信教育添削問題】

デジタル技術の急速な発展により、製造業でも大きなビジネス環境の変化が起きている。例えば、製造工程を標準化・デジタル化することによりサービスも含めたビジネスモデルが増えており、サプライチェーン全体を通じたデータ共有により生産性やエネルギー効率を向上する取り組みもなされている。こうしたデジタル技術がもたらす変革が活発に行われる一方、スイス国際経営開発研究所によって実施された調査において日本は「ビッグデータの活用と分析」や「企業の敏捷性」等で後れを取っている結果が出ており、デジタル技術への対応の遅れによる国際競争力への影響が懸念されている。このような状況を踏まえ、化学産業に携わる技術者として、以下の問いに答えよ。

（1）ビッグデータの活用と分析を効果的に行い化学産業の国際競争力を高めるため、技術者の視点から、多面的な観点から３つの課題を抽出し、それぞれの観点を明記したうえで、その課題の内容を示せ。

（2）前問（1）で抽出した課題のうち最も重要と考える課題を１つ挙げ、その課題に対する複数の解決策を、化学部門の専門用語を交えて示せ。

（3）前問（2）で示したすべての解決策を実行しても新たに生じうるリスクとそれへの対策について、専門技術を踏まえた考えを述べよ。

（4）前問（1）〜（3）の業務遂行に当たり、技術者としての倫理、社会の持続可能性の観点から必要となる要件・留意点を題意に即して述べよ。

【選択科目 II】

◆令和6年度化学部門「無機化学及びセラミックス」試験問題

水素、酸素あるいは二酸化炭素のいずれかの気体を混合気体から選択的に分離できる具体的な無機固体材料からなる分離膜の例を1つ挙げ、その分離原理と材料の長所・短所及び適用例について説明せよ。

【直前模擬試験問題】

二酸化炭素を分離または回収する技術を１つ挙げ、無機化学及びセラミックス分野の技術者の視点で説明せよ。さらに、その技術の現状の課題とその解決に向けた取り組みについて述べよ。

◆令和6年度化学部門「高分子化学」試験問題

高分子材料の耐候性を改善するため、種々の安定剤が使用される。それらは大きく酸化防止剤と紫外線安定剤に分けられる。このうち、酸化防止剤について、その構造的特徴から幾つかに分類される。構造的特徴から、3種類例を挙げ、それぞれの作用機構について説明せよ。

【直前模擬試験問題】

高分子材料に用いられる添加剤には、大別して可塑剤や難燃剤等に代表される機能付与剤と、酸化防止剤や光安定剤等の高分子安定剤が知られている。これらのうち、酸化防止剤は様々な種類のものが報告されている。

（1）高分子の劣化反応について説明せよ。

（2）代表的な酸化防止剤について２種類挙げ、それらの特徴、性能発現メカニズム、使用時の注意点について説明せよ。