2025年度 (最新) 学院等開講科目物質理工学院材料系

有機材料工学実験第三

開講元: 材料系
担当教員: 森川淳子 / 赤坂修一 / 芦沢実 / 岩橋崇 / 川本正 / 久保山敬一 / 大曲駿 / ZAMENGO MASSIMILIANO / 磯辺篤 / 畠山歓
授業形態: 実験等
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室)
クラス: -
科目コード: MAT.P352
単位数: 002
開講時期: 2025年度
開講クォーター: 4Q
シラバス更新日: 2025年4月3日
使用言語: 日本語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

有機材料工学において、化学合成の基本操作、合成物の基礎的分析方法、物性測定における基礎的操作の理解と習得、実験で行っている原理や実験結果に現れる諸物性の内容を理解することは必須である。また、最新の研究成果を踏まえ、実際に有機材料を用いた実験を行う事により、大学教養課程より先端研究までの広範囲の実験に対応できる理解力を養うことが可能となる。個別には、懸濁重合の習得、イオン交換樹脂の解析手法の習得、触媒反応による反応速度の評価、生成物の定量方法、機能性高分子の合成方法、示差走査熱分析(DSC), 広角X線回折(WAXD), 動的粘弾性測定(DMA)を用いたポリ-L-乳酸 (PLLA) の構造と物性の解析、生体高分子各種（DNA・酵素・高分子ゲル）の取り扱いや物性評価を体験し、広範囲の有機材料への理解を促進し、講義で学んだ知見の具体的内容を実験を通して自らデータを解析することで、より深い理解を得ることができる。
本科目では、実験操作、実験原理、理論との比較などを通して、有機材料に関する基礎を身につけるとともに、教養課程から先端研究までの広範囲の実験に対応できるスキルと理解を向上させることが主たるねらいである。
実験室などの制約で、履修学生数を制限することがある。また履修クォータ、履修順序の変更もある。第１、第３、第４クォータで有機材料工学実験を全て履修すれば、「有機材料工学実験第一、第二、第三」の全内容を履修することができる。

到達目標

本実験を履修することで次の能力を修得する。
１）基本的な化学実験操作、物性測定操作の習得
２）化学反応と分析手法の理解
３）測定による物性値の意味と原理の理解
４）試料作製条件と物性値の関連の理解
５）レポートによる実験方法、実験結果の整理、実験結果に基づく考察などの考え方の理解、また、より高度な実験を行う際の基礎を習得

キーワード

有機材料、材料工学、実験、化学操作、分析手法、物性測定、数値計算

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

本科目は班編成で進行し、各テーマを順次学んでいく。履修クォータ、履修順序の変更もある。第１、第３、第４クォータで有機材料工学実験を全て履修すれば、「有機材料工学実験第一、第二、第三」の全内容を履修することができる。レポートは期日までに提出しなければならない。なお実験内容の理解、安全やスムーズな進行のためにも事前に実験テキストをよく読んでくることが求められる。

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	全体ガイダンス	実験における注意事項、グループ分け、スケジュール、レポート等について説明する。
第2回	高分子合成の基礎（全4回）１：スチレンの減圧蒸留	モノマーとして用いるスチレンを精製するために減圧蒸留を行う。
第3回	高分子合成の基礎２：スチレンの懸濁重合	スチレンの懸濁重合によりポリスチレンビーズを合成する。
第4回	高分子合成の基礎３：ポリイミドの合成	無水ピロメリット酸と4,4-オキシジアニリンの溶液重合によりポリアミド酸を得る。ガラス基板上にポリアミド酸溶液をキャストした後に、真空加熱を行い、ポリイミドフィルムを得る。
第5回	高分子合成の基礎４：ポリスチレン、ポリイミドの分析	ポリイミドとポリスチレンについて、熱重重量分析、FT-IR、粘度測定を行い、脱水閉環反応や耐熱性について考察する。
第6回	ポリL乳酸（PLLA)の微細構造と物性（全4回） 1: PLLAの示差走査熱量測定(DSC)による熱的性質	PLLAの示差走査熱量（DSC）測定、広角X線回折、動的粘弾性測定（DMA)を行い、それらの測定原理を理解する。また、PLLAの微細構造と熱的、力学的物性(温度、周波数依存性)との関係を考察できる。 1日目は、示差走査熱量測定(DSC)を行う。
第7回	PLLAの微細構造と物性（2/4） 2: PLLAの広⾓X線回折による微細構造解析	2日目は、PLLAの広角X線回折による微細構造解析を行う。
第8回	PLLAの微細構造と物性（3/4） 3: PLLAの動的粘弾性の温度・周波数依存性	3日目は、PLLAの粘弾性特性の温度・周波数依存性の測定を行う。
第9回	PLLAの微細構造と物性（4/4） 4: PLLA/PDLAステレオコンプレックスの熱的・機械的性質	4日目は、PLLA/PDLAステレオコンプレックスの熱的・機械的性質の測定を行う
第10回	生体高分子に関する実験（全4回）実験の説明と準備	TBA
第11回	生体高分子に関する実験（2/4） DNAに関する実験	TBA
第12回	生体高分子に関する実験（3/4）酵素に関する実験	TBA
第13回	生体高分子に関する実験（4/4）高分子ゲルに関する実験	TBA
第14回	安全教育	研究室に所属して研究を進める上での安全上の注意事項について学ぶ。・薬品・電気・機械

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50分を目安に行うこと。

教科書

実験テキストは実験時に配布

参考書、講義資料等

実験テキストは実験時に配布

成績評価の方法及び基準

全出席および全実験履修が原則。実験レポート提出状況と採点結果により成績を評価する。遅刻や提出遅れを繰り返した場合は不合格とすることがある。

履修の条件・注意事項

履修条件は特に設けないが、関連する科目を履修していることが望ましい。