先端界面化学特論Ｂ

Advanced Interfacial Chemistry B

997B117

72CHPHC605

酒井　秀樹

Hideki Sakai

2024年度後期

2024/Second Semester

月曜1限

Monday 1st Class

創域理工学研究科　先端化学専攻

Department of Pure and Applied Chemistry, Graduate School of Science and Technology

2.0単位

講義

Lecture

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

学部の講義、ならびに先端界面化学特論Aの内容を発展させ、界面化学ならびにコロイド化学について、その基礎と応用を学習する。この授業は先端化学専攻の定めるカリキュラムポリシー「エネルギー、情報、環境、生体をも包括する先端材料の研究・開発を推進し、かつ、自然環境に調和した科学の発展を志す、精深な学識、幅広い視野、柔軟な創造性等を有する化学分野における最先端の研究者、技術者として自立できる人材を育成する」ための科目である。　

The knowledge of students will improve based on department lectures and the understanding of the content of Advanced Interfacial Chemistry A, and they will learn the basics and applications of interface chemistry and colloid chemistry. This lecture aims to fulfill the curriculum policy stipulated by the Department of Pure and Applied Chemistry: Promote the research and development of advanced materials, including energy, information, environment, and biology, while fostering groundbreaking researchers and technologists in chemistry with in-depth academic knowledge, wide perspective, and flexible creativity, aiming toward the development of science in harmony with the natural environment.

粒子の分散に関わる種々の相互作用や界面活性剤分子集合体の形成機構などの学習から、界面化学ならびにコロイド化学について、その本質を物理化学的視点から理解する。
本専攻のディプロマ・ポリシーに定める「各専門分野に応じた高度な専門知識」を身につけるための科目です。

The course aims to acquire high-level expert knowledge in each specialized field within the Department of Pure and Applied Chemistry, as stipulated by the diploma policy of the department.

１、学部学習の復習として、原子・分子間にはたらく相互作用について理解できる。
２、各種粒子間にはたらく相互作用に関するＤＬＶＯ理論について学習し、粒子が
媒体中で分散するメカニズムについて理解できる。
３、界面活性剤の分類とその性質・機能について理解できる。
４、界面活性剤の分子集合体形成ならびにその機構について理解できる。
５、界面化学で用いられる代表的な分析法について、その原理と適用範囲について理解できる。

1. Review the interactions between atoms and molecules, covered in the undergraduate study.
2. Study the DLVO theory on interactions between various particles, and understand the mechanism of dispersion of particles in a medium.
3. Understand the classification of surfactants and their properties/functions.
4. Understand the formation of the molecular assemblies of surfactants and their mechanisms.
5. Understand the principles and applicable range of representative analytical methods used in interfacial chemistry.

リンク先の [評価項目と科目の対応一覧]から確認できます（学部対象）。
履修登録の際に参照ください。
​You can check this from “Correspondence table between grading items and subjects” by following the link(for departments).
https://www.tus.ac.jp/fd/ict_tusrubric/​​​

前期授業「先端界面化学特論A」を受講していることが望ましい。

The course "Advanced Interfacial Chemistry A” is recommended for the previous term.

課題に対する作文　Essay／プレゼンテーション　Presentation

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毎回の授業の復習・予習をを行うようにすること。併せて4時間程度の学習が必要である。
また、授業内容が、自分の修士論文研究に反映できないかどうか意識を持ちながら学習することが望ましい。
以下に示す参考書等を利用し、準備学習と復習を実施することが講義内容の理解に資する。
具体的な事項については、授業の中で指示する。

Use the following materials for preparation and review, as these contribute to understanding the lecture content. (Combined preparation and review should take about four hours.)
Preparatory schoolwork and review will be designated during class.

レポート（７割）と平常点（３割）にて評価する。

平常点は授業時間内に実施する課題などに基づき評価する。

［フィードバックの方法］
・前回の授業のまとめを次の回の授業で行う。
・授業内容のプリントを配布する。
・レポートの講評を行う。

無断欠席が一定数以上の場合は、成績評価しない場合があるので注意すること。

Evaluation is performed based on the submission of reports (70%) and short assignments in class (30%).
[Feedback]
The last class is summarized in the next class.
· Prints of class content are distributed.
· Reports are reviewed.　

・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

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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。
​https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
​​https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

適宜授業内容に関するプリントを配布し、LETUSにアップロードする。

（辞典的に使える参考書として）
「コロイド科学（I, II, III, IV)」日本化学会編、東京化学同人, 1995, ISBN 9784807904358.

"Colloid Science I, II, III, IV)" Chemical Society of Japan, ed., Kagaku Dojin.

教科書名・著者名・出版社名・出版年・ISBN

1 　　イントロダクション 　
　界面化学の位置づけ、ならびにこれまでの授業の復習を行い、理解する。

2 　　粒子間に働く力１ 　　
　種々の化学結合に関する復習を行い、体系的に理解する。

3 　　粒子間に働く力２ 　　
　粒子間に作用するファンデルワールス力について学習し、理解する。

4 　　粒子間に働く力３ 　　
　粒子間に作用する静電相互作用について理解し、前回の講義内容と併せてとDLVO理論の概略を理解する

5 　　液体の関わる界面 　　
　表面張力・界面張力の定義、性質、ならびにこれらに影響を及ぼす因子について理解する

6 　　界面活性剤１ 　　
　界面活性剤の界面への吸着と界面自由エネルギー変化について学習し、理解する。

7 　　界面活性剤２ 　　
　界面活性剤による自己組織体形成とその機構について理解する。

8 　　界面活性剤３ 　　
　 界面活性剤研究の最新の動向について学習し、理解する。

9 　　エマルション１ 　　
　エマルションの基礎、エマルションの不安定化プロセス、乳化に及ぼす油相の物性の影響について学習し、理解する。

10　　エマルション２ 　　
　分散安定性に優れる乳化剤の選択ならびに乳化手法について学習し、理解する。

11　　界面の分析１ 　　
　コロイド粒子の運動とこれを利用した分析法（光散乱・ゼータ電位）について学習し、理解する。

12　　界面の分析２ 　　
　コロイド分散系における粒子の直接観察法（電子顕微鏡、原子間力顕微鏡）について理解する。

13　　光機能界面１ 　　
　酸化チタン光触媒とその高機能化について学び、理解する。

14　　光機能界面２ 　　
　外部刺激に応答する機能性界面の構築について学習し、理解する。

15　　到達度確認と解説
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Introduction 　
　　Discuss interfacial chemistry and review previous class
2 Forces Acting Among Particles (1) 　　
　Review and systematically understand various chemical bonds
3 Forces Acting Among Particles (2) 　　
　Learn about van der Waals forces Among particles
4 Forces Acting Between Particles (3) 　　
　Understand the electrostatic interaction among particles and the outline of DLVO theory together with the content of the previous lecture
5 Interfaces Involving Liquids 　　
　Understand the definition and properties of surface and interfacial tension and the factors that affect them
6 Surfactants (1) 　　
　Learn about the adsorption of surfactants onto interfaces and the change in interface free energy
7 Surfactants (2) 　　
　Understand self-organized structures formed by surfactants and their mechanisms
8 Surfactants (3) 　　
　 Learn the latest developments in surfactant research
9 Emulsions (1) 　　
　Learn about the basis and destabilization process of emulsions and the influence of the physicochemical properties of the oil phase on emulsification
10 Emulsions (2)
   Learn about various emulsifiers, the selection of emulsifiers with excellent dispersion stability, and emulsification methods
11 Interface Analysis (1) 　　
　Learn about the motion of colloidal particles and relevant analytical methods (light scattering/zeta potential)
12 Interface Analysis (2) 　　
　Understand the direct observation methods for particles in a colloidal dispersion system (electron and atomic force microscopes)
13 Photo-Functional Interface (1) 　　
　Learn about titanium oxide photocatalyst and its increased functionality
14 Photo-Functional Interface (2) 　　
　Learn about the preparation of functional interfaces that respond to external stimuli
15 Confirmation of Achievement and Commentary

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