在之前的幾期行知學園大學院專題中，行知學園碩博研究生團隊為大家帶來了包括京都大學、大阪大學、九州大學等在內的日本名牌大學的研究生申請出願時間匯總。接下來，我們將為大家帶來日本的大學院研究生專業剖析，幫助各位同學有針對性地了解各個專業的特色與申請流程。
本期，行知學園碩博研究生團隊為大家帶來化學專業剖析。
化學作為一門基礎學科，已融入人類社會生活中的方方面面，化學領域的研究成果也往往能彰顯出一個國家的科研實力。歷史上，日本曾誕生過八位諾貝爾化學獎得主。正是這樣雄厚的科研實力吸引著眾多化學領域的研究者赴日學習，趨之若鶩。
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近年來，在種種因素的吸引下，有越來越多的化學專業學子選擇赴日深造。但不少同學在申請前可能存在諸多疑問：
- 中日化學專業有什麼不同？
- 化學專業畢業後在日本就業前景如何？
- 日本化學專業哪家強？
- 現在化學領域有哪些熱門研究方向？
本期，行知學園碩博研究生團隊就來為你一一解答！
PART.
1
中日化學專業的不同
日本與中國在化學領域的專業劃分略有不同。從大的學院來說，在中國，和化學關係較為密切的學院往往有化學學院，化學工程學院，材料工程學院。由於新興學科的熱門，很多學校還會開設例如環境工程學院，能源工程學院，甚至催化工程學院，高分子工程學院等等。如果細緻到專業，則每個大學更是都有自己的分類方法。
然而在日本，很多大學的學院劃分相對傳統，如在北海道大學，只有一個叫做綜合化學的專業，其涵蓋範圍包括傳統的有機化學，無機化學，物理化學，以及較新的催化，能源，環境等等所有與化學相關的研究方向。所以，接下來的說明不僅適用於化學，化工，材料，也同樣適用於國內的環境專業，能源專業，也基本適用生物工程及藥學等等專業，我們統稱它們為化學及相關專業。既然專業劃分不同，所以在選擇專業時，可以不拘泥於自己的本科專業，也能獲得更多入學名牌大學的機會。也正是因為分支繁雜，選擇眾多，教授也往往樂於接收研究生作為過渡學習。
PART.
2
日本化學就業前景
化學及相關專業的畢業生大多會選擇從事石油化工、環保、商品檢驗、衛生防疫、海關、醫藥、精細化工廠等生產、技術、行政部門和廠礦企業從事應用研究、科技開發、生產技術和管理等方面的工作。也有部分會到專業度需求更高的科研部門和高校從事科學研究和教學工作。因此，如果選擇該專業作為本科專業的同學會較為適合到大學院（研究生院）進行進一步學習深造。
PART.
3
化學專業院校選擇
由於化學專業是一門基礎學科，能夠選擇的院校和專業都比較廣泛，在推薦時我們會分門別類的進行討論。
01
化學類專業
化學類專業直接對口的專業，對應院校也較多，所學化學科目主要包含有機化學，無機化學，物理化學等理論化學。
推薦院系：
東京大學理學系研究科化學專業
九州大學大學院理學府化學專業
神戶大學大學院理學研究科化學專業
02
材料類專業（物質理工，應用化學）
除化學專業，材料類的專業比如物質理工和應用化學方面，常常與化學反應過程息息相關，而在這個專業里更加注重關於化學理論在工程中的應用，有很多材料類和應用化學專業專業教授期望招生的本科生具有化學反應，材料反應方面的研究背景，所以材料專業也是國內化學專業本科的不二選擇。
推薦院系：
東京工業大學物質理工學院材料系。
東京工業大學物質理工學院應用化學系
東京大學工學系研究科應用化學專業
03
環境與能源類專業
化學方向在環境與能源領域有著廣泛的應用範圍，比如在環境與能源類的實驗室中，環境污染的監測、化學能源的開發等多個領域的實驗室都非常需要招收具有化學相關背景的學生。而在這一類領域，對同學們來說，整個研究方向相比純化學類的研究，整體的研究課題會更加貼近應用，有著非常明確的目的，也是非常多化學本科同學申請日本留學的不錯選擇。
推薦院系：
東京工業大學環境社會理工學院融合理工學系
大阪大學大學院工學研究科環境能源工學專業
名古屋大學工學研究科綜合能源工學專業
04
生物類專業（生命理工專業，農學專業）
除了以上三種選擇，化學類專業的同學還能夠申請日本生物類的專業，在生命理工以及農學相關研究室中，往往需要大量運用生物化學的相關知識，具有化學本科背景的同學往往能在得到這些方面教授的青睞，也是跨專業申請的不錯選擇。
推薦院系：
東京大學大學院農學生命科學系應用生命化學專業
北海道大學大學院理學研究院生物科學部門
筑波大學生命環境學群生物學類
PART.
4
化學領域熱門研究方向
眾所周知，攻讀碩士或博士學位時，研究方向的選擇有時甚至會優先於院校的選擇。那麼日本化學領域都有哪些熱門方向值得推薦呢？小編特別整理了一些日本先進的研究內容供同學們參考。
01
生物陶瓷中質子擴散路徑的可視化
東京工業大學化學系的八島正知研究室主要通過使用X射線和中子的「晶體結構分析」研究陶瓷材料的結構和物理特性之間的關係，正在進行旨在開發下一代陶瓷材料的研究。比如，通過在高溫狀態下進行衍射實驗，來探究陶瓷材料實際工作溫度下發生的變化。其中包括研究離子導體陶瓷的離子擴散路徑，生物陶瓷的質子擴散路徑，光催化劑的特性等多種研究。
其中，在生物陶瓷方面主要應用在骨骼和牙齒材料等醫學領域。目前生物陶瓷骨骼和牙齒材料主要由磷酸鈣組成，由於質子 (H +) 在牙齒中的擴散往往會導致生物陶瓷牙齒出現蛀牙的情況。如果能夠弄清質子的擴散路徑，就可以為設計不易發生蛀牙的生物陶瓷做出巨大貢獻。在研究過程，對於牙齒和骨骼的主要成分「羥基磷灰石（Ca10 (PO4) 6 (OH) 2)」，從高溫中子衍射數據中，八島實驗室成功闡明了整個蛀牙發生的過程中的質子擴散路徑，P-O與O-H之間化學共價鍵的原理以及相變機制，對於製造不易發生蛀牙的生物陶瓷牙齒提供了一些理論指導。
圖1. 質子擴散途徑的可視化
02
基於細顆粒的納米交聯結構表達分子共振隧道傳導
大阪大學化學系松本卓也研究室主要利用以「超精細反應化學」為關鍵詞的掃描探針顯微鏡，研究從單個分子到納米尺度的分子識別反應和電子轉移反應。在每個分子的性質出現的大小處，其行為與分子組裝的行為顯著不同。通過設置微小的反應場來開發編織少量分子的新納米化學。比如，基於細顆粒的納米交聯結構表達分子共振隧道傳導的研究，近年來，單分子測量取得了顯著進展，尤其是對作為神經網絡組成部分的分子使用微細加工和自組織進行少量（單）分子電導測量。但是結果表明，流過分子的電流受電極-分子鍵的影響很大，並且很難控制電極-分子鍵。
因此，松本教授致力於研究一種分子-電極系統，該系統由於通過絕緣鬆散耦合的共振隧穿而表現出強非線性。通過將金微粒交聯到通過微加工生產的納米間隙電極上，並成功地觀察到了沒有溫度變化和跳躍傳導的純共振隧道傳導。此外，松本教授還專注於具有混合價態的分子，旨在不僅開發強非線性，而且開發與神經記憶功能相對應的滯後特性。
圖2. 基於細顆粒納米交聯結構表達分子共振軌道傳導
03
糖結合模塊的糖鏈識別機制
九州大學化學系的中野晴之教授致力於研究在分子層面出現的化學現象。比如蛋白質的分子識別。蛋白質的分子識別是體內發生的最重要的化學過程之一，蛋白質選擇性地與某一配體進行特異性結合，比如酶的底物識別。表徵分子識別選擇性的不僅僅是蛋白質與配體的直接相互作用。與周圍無數水分子的相互作用起著同樣重要的作用。
在中野教授實驗室，中野教授課題組正在採用兩種方法對蛋白質分子識別進行理論分析，使用分子動力學模擬和 3D-RISM 理論。分子動力學模擬用於分析蛋白質與配體之間的結構、排列和相互作用，3D-RISM理論用於分析水分子的分布和相互作用。3D-RISM理論是液體的積分方程理論之一，基於統計力學可以處理無數的水分子。在中野教授䣌研究中，該方法可以用於闡明糖結合模塊家族36（CBM36）蛋白質的糖鏈（多糖）識別的分子機制，特別是其在結合位點金屬離子的糖鏈識別中的作用，從而進一步探究蛋白質分子識別的基本原理。
圖3. 蛋白質分子識別中，糖結合前後溶媒和構造的變化圖
04
營養素和食物成分在大腦功能中的作用及其作用機制
東京大學農學生命科學系營養化學喜田聰致力於營養化學的研究。人類為了維持生命與健康，確保生長發育和從事勞動，每天都會攝入一定量的食物。這些食物含有人體所需的各種營養素，維持機體正常的生理功能。東京大學的喜田聰教授，主要通過小鼠行為的分析、成像、生化/分子生物學分析、理論分析等多種方法來分析營養素和食物成分在大腦功能中的作用，闡明個體/神經迴路/神經元/分子水平的作用機制（下圖），並開發針對相關精神疾病的腦部治療方法。
到目前為止，該實驗室已經分析了維生素A、維生素B1、色氨酸、鎂和乳酸菌在記憶控制中的作用。研究證明，條件性突變維生素A受體會影響小鼠的記憶力，說明了維生素A對記憶表現有積極的調控作用。
另一方面，他們也證明了維生素B1缺乏的小鼠也表現出不可逆的記憶障礙，類似於人類缺乏B1引起的神經腦病綜合徵Wernicke-Korsakoff綜合症(WKS)。而且研究首次證維生素B1的缺乏會誘導海馬體變性，包括神經元和棘突的喪失，從而導致海馬依賴性記憶形成的持久損害。此外他們還證明了，缺乏各種營養成分會導致大腦發炎（腦內炎症），損害大腦功能，特別是記憶功能。
在未來，該實驗室將繼續融合化學與腦科學，進一步探索"食物"營養是如何改善大腦機能的。
圖4.營養素和食物成分在大腦功能中的作用及其作用機制的研究思路
以上我們從中日化學對比、化學就業前景、化學專業院校、熱門研究領域這四個方面為大家解析了日本化學專業，那麼該如何申請日本在日本就讀化學專業呢？
如何申請化學研究生
行知學園碩博研究生團隊擁有數據量龐大的信息庫，涵蓋了日本二百餘所高校的各項申請信息以及專升碩等項目的信息，能夠為各個學歷層次的申請提供全方位的信息支持。此外，我們的申請團隊也擁有豐富的申請經驗，為同學們提供三對一的管家式服務，做到私人訂製。目前，我們已成功幫助許多同學申請到了自己理想的研究室，相信也一定可以幫助你，抓住申請的黃金時間，收穫到屬於自己的offer！你還在猶豫什麼，抓緊時間來向行知學園的老師們諮詢吧！