2025年度 (最新) 学院等開講科目物質理工学院材料系

有機材料構造A

開講元: 材料系
担当教員: 扇澤敏明
授業形態: 講義
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室)
クラス: -
科目コード: MAT.P221
単位数: 100
開講時期: 2025年度
開講クォーター: 4Q
シラバス更新日: 2025年3月19日
使用言語: 日本語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

本講義では、代表的な有機材料である高分子の構造の基礎として、１．高分子鎖の形・大きさ、２．高分子の弾性、３．高分子溶液などについて説明する。
　高分子を材料として用いる場合、その物性の制御が重要であるが、そのためには基本的な構造を知り、その知見をもとに構造制御を行うことが必要となる。長い鎖状の分子である高分子らしさの本質がなぜ現れるかについて、基礎から学んでほしい。

到達目標

本講義を履修することにより、代表的な有機材料である高分子について、以下のことを習得することができる。
１）１本鎖から集合体までの構造に関して理解することができる。
２）その構造を形成する物理化学的な機構について理解することができる。
３）高分子材料物性発現機構の基礎を理解することができる。

実務経験のある教員等による授業科目等

実務経験と講義内容との関連 (又は実践的教育内容)

高分子を実際の材料として用いる場合、その物性の制御が重要であるが、そのためには基本的な構造を知り、その知見をもとに構造制御を行う必要がある。それをなすための最初の入り口（基礎）として、本講義における内容を理解していることは大変重要である。

キーワード

ランダムコイル、コンフィギュレーション、コンホメーション、末端間距離の二乗平均、慣性半径の二乗平均、自由連結鎖、自由回転鎖、理想鎖、ガウス鎖、エントロピー弾性、希薄溶液、準希薄溶液、濃厚溶液、排除体積効果、相互作用パラメータ、溶解度パラメータ、Flory-Hugginsの式、相図、バイノ―ダル、スピノーダル、臨界点、相分離

学生が身につける力

専門力
教養力
コミュニケーション力
展開力 (探究力又は設定力)
展開力 (実践力又は解決力)

授業の進め方

独自に作成した講義資料に基づき、質問を交えながら、講義を進めます。また、毎回の講義の最初に前回のクイズ（小テスト）の解答の説明を行い、講義の後半でその日の授業に関連するクイズに取り組んでもらいます。

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	Introduction: 有機材料における構造の特徴と用途	高分子鎖の構造・サイズに関するおおまかな理解と用途との関連
第2回	高分子鎖の構造ーコンフィギュレーションとコンホメーション	高分子鎖の一次構造の種類
第3回	高分子鎖の構造ー１本鎖の形とサイズ	ランダムコイルのサイズの導出
第4回	高分子鎖の弾性（エントロピー弾性）	高分子鎖の構造とエントロピー弾性との関係
第5回	高分子溶液ー希薄・準希薄・濃厚溶液	濃度による溶液の分類とそれぞれの関連する性質
第6回	高分子溶液ー相図の熱力学	溶液の自由エネルギーの導出
第7回	高分子溶液ー相分離	相分離機構

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

講義資料（パワーポイントのコピー）

参考書、講義資料等

参考書として“高分子化学，下”（Ｐ．Ｊ．フローリ著，岡・金丸共訳，丸善）をあげておくが、絶版のため図書館等で利用すること。（その他、「エッセンシャル　高分子科学」（講談社サイエンティフィック）など）

成績評価の方法及び基準

毎回のクイズ、レポート提出（数回）および期末試験により評価を行なう。

履修の条件・注意事項

特に無し。できれば、熱力学の基礎に関する講義を履修していることが好ましい。