コロイド化学｜シラバス情報

科目授業名称（和文）　Name of the subject/class (in Japanese)

コロイド化学

科目授業名称（英文）　Name of the subject/class (in English)

Colloid Chemistry

授業コード　Class code

991321B

科目番号　Course number

16CHPHC306

教員名

大塚　英典

Instructor

Hidenori Otsuka

開講年度学期

2023年度前期

Year/Semester

2023 / First Semester

曜日時限

木曜2限

Class hours

Thu.2Period

開講学科・専攻　Department

理学部第一部　化学科

Department of Chemistry, Faculty of Science Division Ⅰ

単位数　Course credit

2.0単位

授業の方法　Teaching method

講義

Lecture

外国語のみの科目（使用言語）　Course in only foreign languages (languages)

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授業の主な実施形態　Main class format

対面授業/On-site class　

概要　Description

近年、化粧品等トイレタリーや製薬、食品、塗料等は勿論の事、ファインケミカルや電池、エレクトロニクス関連分野においてもナノからミクロンオーダーの微粒子・液滴を含むコロイド分散製剤が日々開発されている。その分散製剤において、中心的役割を果たす界面活性剤の性質やその機能化メカニズムについて、界面・コロイド化学の立場から理解し、実際に使える知識とすることを目標とする。上記のあらゆる分野では、物質を微粒子として取扱う場面が多いが、そこには必ず表面あるいは界面が存在する。したがって、微粒子を取扱うには、それらの特性や制御法を十分理解する必要がある。
　本講義では、界面活性剤が示す表面張力、ミセル・ナノ粒子の生成理論をはじめ、界面活性剤が形成する界面に係わる諸現象として吸着、可溶化、エマルション、分散、凝集について平易に解説する。
　また、産業界に果たす役割を理解するため、企業や研究機関からの出張講義と研究所見学を適宜織り交ぜながら講義を構成する。

目的　Objectives

界面活性剤が示す表面張力、ミセル・ナノ粒子の生成理論をはじめ、吸着、可溶化、エマルション、分散、凝集について理解する。本講義に参加して、コロイド化学の基礎研究者としての一歩を踏み出せるよう、そのための基礎を築く。
　また、企業や研究機関からの出張講義、研究所見学会を通してコロイド化学の産業界に果たす役割を理解する。（見学については、本年度の社会状況次第）

到達目標　Outcomes

分散製剤の中核をなす界面活性剤の性質やその機能発揮のメカニズムについて、界面・コロイド化学の立場から熱力学的に理解する。

卒業認定・学位授与の方針との関係（学部科目のみ）

専門知識

履修上の注意　Course notes prerequisites

受講者は演習課題への解答を期日までにLETUSから提出してください。
具体的な進め方はLETUSに公開するので常時参照しながら授業を受講すること。

【授業の対応】
講義内容説明のための資料、動画および課題をLETUSから配信します。講義時間外でも閲覧できます。ただし，公開期間が決まっていますので，注意してください。

アクティブ・ラーニング科目　Teaching type（Active Learning）

課題に対する作文　Essay／小テストの実施　Quiz type test

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準備学習・復習　Preparation and review

・各回の授業前に1.5時間程度、指定した教科書の相当部分を読んでおくこと。
・各回の講義内容を1.5時間程度復習し、授業中に配布されるプリントについて説明できるようにしておくこと。

成績評価方法　Performance grading policy

到達度評価50％、レポート（課題提出）40％、授業での積極的な態度10%の割合で評価を行う
※ただし、受講しないなどの受講状況、およびレポート提出状況が悪い場合には減点する。

学修成果の評価　Evaluation of academic achievement

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

教科書　Textbooks/Readings

教科書の使用有無（有=Y , 無=N）　Textbook used(Y for yes, N for no)

Y

書誌情報　Bibliographic information

界面・コロイド化学の基礎/北原文雄(著) (講談社)

MyKiTSのURL（教科書販売サイト）　URL for MyKiTS(textbook sales site)

教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

参考書・その他資料　Reference and other materials

１．コロイド・界面化学基礎から応用まで，エキスパ−ト応用化学テキストシリ−ズ
　　／辻井薫・栗原和枝(著) （講談社）
２．高分子の界面・コロイド科学／川口正美 (著) (コロナ社)
３．命を守る材料〜人工血管から再生医療の最先端へ〜
　　／東京理科大学出版センター編（東京書籍)
４．最新コロイド化学／北原文雄・古澤邦夫（講談社サイエンティフィック）
５．分子間力と表面力(第3版）／近藤保・大島広行　訳（朝倉書店）

授業計画　Class plan

【1】講義概要とコロイド全般：コロイドの分類と特性
サスペンジョン、エマルジョン、ミセル、リポソーム、膜など、ブラウン運動、拡散について理解・習得する

【2】表面張力と界面張力(I) 　　
表面張力の概念と熱力学定義，界面張力，表面張力と界面張力の関係について理解・習得する

【3】表面張力と界面張力(II) 　　
曲面の表面張力に関する諸現象（ラプラス圧，Kelvin-Ostwaldの式など）について理解・習得する

【4】界面活性剤(I)
分類，界面吸着能とミセル形成能の特性，Kraft点，曇点，cmc，ミセルサイズと動的挙動など性質について理解・習得する

【5】界面活性剤(II)
界面活性剤の特性による可溶化，分散，乳化，浮遊選鉱，洗浄，殺菌作用の発現について理解・習得する

【6】界面活性剤(III)
ミセル形成理論，ミセル形成理論からのcmcの大きさの予測について理解・習得する

【7】コロイド粒子の合成
合成法，核生成理論について理解・習得する

【8】吸着現象(I)
物理および化学吸着，ガス吸着等温吸着式，粒子の比表面積の決定について理解・習得する

【9】吸着現象(II)
高分子吸着等温式，吸着形態について理解・習得する

【10】ぬれの現象(I)
ぬれの熱力学的分類，ぬれの制御，ぬれと臨界表面張力について理解・習得する

【11】ぬれの現象(II)
濡れ性、表面張力、接触角、ヤングの式、不均一表面の濡れ，濡れの動的表現について理解・習得する

【12】コロイド粒子の分散・凝集(I)
界面電荷の発生，電気二重層の形成，ゼータ電位，電気二重層間の相互作用，DLVO理論について理解・習得する

【13】コロイド粒子の分散・凝集(II)
高分子吸着層と立体反発作用，枯渇凝集，橋かけ凝集，分散・凝集速度論，などについて理解・習得する

【14】分散･凝集と実学応用
金属ナノコロイドを中心に産業応用されている分野について分散･凝集現象の重要性について理解・習得する

【15】まとめ
到達度評価と解説，これまでの理解度を試験によって評価する

授業担当者の実務経験　Work experience of the instructor of the class

医薬品メーカー、国立研究機関の研究員（物質材料系）等の勤務実績を活かしコロイド化学の産業利用についても講義する。

教育用ソフトウェア　Educational software

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備考　Remarks