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科目の基本情報

開講年度 2017 年度
開講区分 工学研究科(博士前期課程)分子素材工学専攻
領域 主領域 : F; 副領域 : D
受講対象学生 大学院(修士課程・博士前期課程・専門職学位課程) : 1年次, 2年次
選択・必修 選択
授業科目名 高重合化学特論
こうじゅうごうかがくとくろん
Polymerization Chemistry
単位数 2 単位
他学部・他研究科からの受講
市民開放授業 市民開放授業ではない
開講学期

前期

開講時間 金曜日 3, 4時限
開講場所

担当教員 久保 雅敬(工学研究科)

KUBO, Masataka

学習の目的と方法

授業の概要 リビング重合に代表される精密重合技術やレーザーイオン型質量分析装置など、ここ二十年間の間に急速に進展している高分子科学の話題を紹介する。
学習の目的 超分子や非共有結合型高分子といった高分子科学における新しい概念を修得するとともに、機能性高分子座資料を創製するための手法について知識を得る。
学習の到達目標 従来の構造材料としての高分子ばかりでなく、機能発現を目指した新しい高分子材料を企画・設計できるようになる。
ディプロマ・ポリシー
○ 学科・コース等の教育目標
○ JABEE 関連項目

○ 全学の教育目標
感じる力
  •  感性
  •  共感
  •  倫理観
  •  モチベーション
  • ○主体的学習力
  •  心身の健康に対する意識
考える力
  •  幅広い教養
  • ○専門知識・技術
  •  論理的思考力
  •  課題探求力
  •  問題解決力
  •  批判的思考力
コミュニケーション力
  •  情報受発信力
  •  討論・対話力
  •  指導力・協調性
  •  社会人としての態度
  • ○実践外国語力
生きる力
  • ○感じる力、考える力、コミュニケーション力を総合した力

授業の方法 講義

授業の特徴 能動的要素を加えた授業

教科書
参考書 高分子学会編集「高分子先端材料ワンポイントシリーズ」
成績評価方法と基準 出席50%、レポート50%
オフィスアワー 毎週水曜日12:00~13:00、場所3216室
受講要件
予め履修が望ましい科目
発展科目 高分子設計化学特論
授業改善への工夫
その他 英語対応授業である。

授業計画

キーワード 超分子、非共有結合型高分子、自己組織化
Key Word(s) supramolecule、non-covalent bonding polymer、self-assembly
学習内容 Ⅰ.非共有結合型高分子の合成
従来の”高分子”は,高分子を構成する基本単位となる低分子化合物(単量体)を共有結合を利用して化学結合で連結させたものであった.一方,近年になって,共有結合以外の相互作用を利用して,分子を集積化する方法が近年になって関心を集めている.例えば,水素結合や配位相互作用などの弱い相互作用を巧みに利用することにより,分子を長く連結する手法が提案されてきており,相互作用の可逆性などからソフトマテリアルの新しい構築手段として注目されてきている.このような相互作用に基づく分子集合体の例やその機能発現について紹介する.
Ⅱ.特殊構造高分子の合成とその性質
従来の高分子化学は,一本鎖高分子,すなわち,線状高分子を主に取り扱ってきている.近年になって,デンドリマー,環状高分子,あるいは高分岐高分子などの複雑な幾何構造を有する高分子の合成が可能となった.これらの形状特異性高分子は末端官能基の数が線状高分子の場合と異なっており,また,デンドリマーの場合は球状構造をとっているなど,鎖の独特な幾何構造に由来する新機能の創製などが注目されている.このような形状特異性高分子の分類やそれらの合成上の工夫あるいは今後の展開について紹介する.
Ⅲ.超分子の構造と機能発現
生体中における生体膜やDNAの二重らせんは分子が自己集合した状態で高度な組織構造を形成し,物質やエネルギー移動あるいは生命活動に必要な遺伝情報の伝達などの機能を司っている.すなわち,分子同士を共有結合のような化学結合で連結しない状態でも組織構造の形成が可能であることを示している.近年になって,分子の集合形態を取り扱う超分子という考え方が発展してきた.分子同士を集合させる相互作用にはどのようなものがあり,どのような集合形態を形成することが可能であるのか.分子集合のメカニズムやその結果として得られる機能について紹介する.
Ⅳ.トポロジカルゲルの合成とその機能
イオン交換樹脂や各種クロマトグラフィー用充填剤に用いられている架橋高分子,いわゆるゲルは,線状高分子鎖同士を適当な架橋剤で結合させたものである.一方,環状分子の場合は,カテナンに代表される糸通しによって,全く相互作用がないにも関わらず,機械的に束縛されることが可能である.このような糸通しを利用して高分子鎖同士を3次元的に束縛するトポロジカルゲルが新しいゲルとして関心を集めてきている.これまでに報告されてきているトポロジカルゲルの生成機構やその性質について紹介する.
学習課題(予習・復習) 可逆的な弱い相互作用によって構築された分子集合体の形成メカニズムを理解すると同時に、分子集合に基づいた機能発現についても復習する。また、高分岐高分子やデンドリマーを得るための合成手法をあらかじめ予習する。さらに、可動性架橋高分子における架橋点の可動性が三次元高分子の性質に与える影響を復習することで理解を深める。
ナンバリングコード(試行) EN-ORBI-5

※最初の2文字は開講主体、続く4文字は分野、最後の数字は開講レベルを表します。 ナンバリングコード一覧表はこちら


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