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科目の基本情報
| 開講年度 | 2024 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／応用化学専攻 | |
| 領域 | 主領域 : E | |
| 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 工学研究科研究領域E |
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| 選択・必修 | ||
| 授業科目名 | 理論化学特論 | |
| りろんかがくとくろん | ||
| Theoretical Nanochemistry | ||
| 単位数 | ２ 単位 | |
| ナンバリングコード | EN-PHCH-5
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| 開放科目 | 非開放科目 | |
| 開講学期 |
前期 |
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| 開講時間 |
火曜日 1, 2時限 |
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| 授業形態 |
対面授業 * 状況により変更される可能性があるので定期的に確認して下さい
「オンライン授業」・・・オンライン会議ツール等を利用して実施する同時双方向型の授業 |
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| 開講場所 | 工学研究科 講義室 | |
| 担当教員 | 八尾 浩史（工学研究科 応用化学専攻） | |
| YAO, Hiroshi | ||
| SDGsの目標 |
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| 連絡事項 | * 状況により変更される可能性があるので定期的に確認して下さい |
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学修の目的と方法
| 授業の概要 | 我々が日常的に接する物質は３次元である。しかしながらそのサイズを小さくして分子・原子数を数十個から数百個程度までにすると、より複雑な相互作用、例えば、表面や構造変化が関わる相互作用が顕著となる。原子・分子から成る、数多くの成分や相で構成されたナノスコピック系物質は、様々な原子間・分子間相互作用を通して構築され、孤立分子ともバルク系とも異なった興味深い構造・機能・形態を有する。本講義では、(i) ナノシステムの構造設計やその根源にある分子間・粒子間相互作用等に関連する内容について、(ii) 構築されたナノシステムの評価に関わるマイクロスコピーについて、(iii) 光機能性評価に関わる光物性・スペクトロスコピーについて、理論化学的な内容も含めて講義を行う。 (Outline) Nanoscopic materials have quite different morphologies and functionalities from those in the bulk phase, which can be caused by specific interactions between the constituets including atoms and molecules. Hence to understand their importance, the following topics are the main issue to study in this class: (i) Intermolecular or interparticle interactions within the nanostructures; (ii) useful microscopy for evaluating the morphologies; (iii) spectroscopy for evaluating the photofunctionalities. |
|---|---|
| 学修の目的 | マクロな物質系は、原子・分子より成るミクロなユニットにより、様々な階層構造を経て構成されている。中でも、分子・原子の集合構造を中心とするクラスター・ナノスコピック系は様々な原子間・分子間相互作用を通して構築される。本講義を通して、これらナノシステムの構築に関連する様々な相互作用の物理化学、その構築法や評価法の理論的・実践的背景、更にはその光機能性に関わる特徴を総括的に理解することが最大の学習目的である。 (Learning objectives) The course participants should learn particularly about the physical or theoretical chemistry on nanostructured materials that can be made via specific interactions between molecules or particles. |
| 学修の到達目標 | クラスター、あるいは、ナノスコピック系を形成する相互作用の根源にある理論化学的背景を総括的に理解し、その構造や機能を理解できるかが重要な到達目標である。具体的には ① 自己組織化・自己集合を引き起こす相互作用の理解。 ② ファンデルワールス力の本質の理解。 ③ 表面力・粒子間相互作用の理解。 ④ スペクトロスコピーやマイクロスコピーの有用性の理解。 ⑤ 物質の光学応答に関連する基礎的な理解。 (Acheivements) The class participants should understand theoretical backgrounds for nanochemistry including nanostructures and functionalities. Specifically, (i) self-assembly, (ii) van der Waals interactions, (iii) interparticle interactions, (iv) microscopic properties, and (v) spectroscopic properties. |
| ディプロマ・ポリシー |
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| 成績評価方法と基準 | 講義時間内の各自発表、及び、レポートにより評価する。 (Grading policies and criteria) Evaluated by presentations and reports. |
| 授業の方法 | 講義 |
| 授業の特徴 | |
| 授業アンケート結果を受けての改善点 | 学生の授業評価アンケートの結果を参考にして、適宜、配布資料を改善する。 (Idea for improving class) It will be improved by the results for class survey. |
| 教科書 | 資料を配布する。 (Text) Hand-outs will be used in this class. |
| 参考書 | |
| オフィスアワー | 随時、第２合同棟６階６６０５室 (Office hour) As needed. |
| 受講要件 | |
| 予め履修が望ましい科目 | |
| 発展科目 | |
| その他 |
英語対応授業である。 This course is English-supported. |
授業計画
| MoodleのコースURL |
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| キーワード | 分子間相互作用・粒子間力・自己組織化・自己集合・マイクロスコピー・分光学・光学応答・クラスター |
|---|---|
| Key Word(s) | Intermolecular interactions, Interparticle interactions, Self-assembly, Self-organization, Microscopy, Spectroscopy, Nanoclusters |
| 学修内容 | 1. 自己集合・自己組織化が関わるナノ構造 2. 電荷が関わる相互作用 3~4. 分極及びファンデルワールス相互作用 5. π電子系が関わる相互作用 6~8. 表面間相互作用・粒子間相互作用・表面電位 9. 電子機能 10~11. マイクロスコピー 12~13. 物質の光学応答・スペクトロスコピー 14~15. ナノクラスターの物理化学 等をその理論的背景も含めて学習する。 (Course contents) The course include (i) self-assembly or self-organization, (ii) interactions between charged species, (iii) van der Waals interactions, (iv) π-electron systems, (v) interparticle interactions and related phenomena, (vi) electronic functionalities, (vii) microscopy, (viii) spectroscopy, (ix) physical chemistry in nanoclusters. |
| 事前・事後学修の内容 | 講義の中で、各自与えられた課題やテーマに関わる発表を行うと共に、深く議論する場を設ける。 (Contents for pre and post studies) The class participants should always consider the relationship between the class contensts and their own research studies. |
| 事前学修の時間:100分/回 事後学修の時間:140分/回 |