有機材料学

Organic Materials Science and Engineering

9982105

82MSORM201

菊池　明彦

Akihiko Kikuchi

2024年度前期

2024/ first semester

金曜2限

Friday 2nd period

先進工学部　マテリアル創成工学科

Department of Materials Science and Technology, Faculty of Advanced Engineering

2.0単位

講義

Lecture

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

有機化学の基礎から物性有機化学に関する理論までを踏まえ，実際の電子・電気材料や光学材料のなどの分子機能材料や医薬品などの生体機能材料について，講義，演習を通じて学ぶ。そして，有機化合物がもつ多彩な機能を利用する有機機能材料の特性，応用および可能性について理解する。この講義はカリキュラムポリシーの第1項、及び第3項、特に材料工学の専門家としての能力を養うための「専門科目」であり、本学科のディプロマポリシー「材料工学の専門を基盤として社会に貢献するクリエイティブな人材の育成」の目的達成の一環をなすものである。　

Based on the basics of organic chemistry to theories related to physical organic chemistry, students will learn about molecular functional materials such as actual electronic and electrical materials and optical materials and biological functional materials such as pharmaceuticals through lectures and exercises. Then, understand the characteristics, applications, and possibilities of organic functional materials that utilize various functions of organic compounds.
This lecture is a “specialized subject” to develop the skills of specialists in material engineering, especially in the first and third sections of the curriculum policy. Training creative human resources to contribute ”.

本学部のディプローマポリシーに定める「工学の基礎となる幅広い知識とともに専門分野の問題発見・解決能力を修得している」を実現するための科目である。専門家としての能力を養うための「専門科目」として開講する。

This is a subject for realizing the “I have acquired a wide range of knowledge that is the foundation of engineering and the ability to find and solve problems in specialized fields” as defined in the Faculty's diploma policy. Courses are offered as "Major course" to develop professional skills.

・有機化合物の構造と反応に関する基礎的な用語(構造式，異性体，反応の種類など)について説明できる
・有機機能材料(organic functional material)とは何かを説明できる。
・有機分子の機能(電気的性質，磁気的性質，光学的性質，力学的性質など)を，電子レベル，原子・分子レベル，分子集合体レベルで区別し，説明できる。

・ Explain basic terms (structure formula, isomer, reaction type, etc.) related to the structure and reaction of organic compounds
-Explain what an organic functional material is.
・ Can distinguish and explain the functions of organic molecules (electrical properties, magnetic properties, optical properties, mechanical properties, etc.) at the electronic level, atomic / molecular level, and molecular assembly level.

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/​​​

・日常生活の中で使われている有機機能材料には，どのようなものがあるかを意識した上で受講すること。
・シラバスの該当部分のテキストを事前に学習し、わかること、わからないことを明確にした上で講義を受講すること。

・ Be aware of what kinds of organic functional materials are used in daily life.
・ Learn the text of the relevant part of the syllabus in advance and clarify what you understand or do not understand before taking the lecture.

小テストの実施　Quiz type test／グループワーク　Group work／プレゼンテーション　Presentation／反転授業　Flipped classroom

講義前半で当該項目の解説を行った後、グループワークにより演習問題を解く。一部の演習問題は、講義中にグループメンバーにより出席者に対して説明を行うとともに、質疑応答を行うことで理解を深める。

After explaining the topic in the first half of the lecture, students will solve exercises through group work. Some of the exercises will be explained to the attendees by group members during the lecture, and a question-and-answer session will be held to deepen understanding.

【準備学習】
　授業計画の講義内容について、指定した教科書および参考書を事前に読み，何が分かり，何が分からないかを明確にしておくこと。そして、授業を通して分からなかった部分を解き明かす。

【復習】
　教科書内、および課題の問題を解くなどして、各回の講義内容を十分に理解すること。

[Preparation study]
Read the specified textbooks and reference books in advance for the contents of the lectures in the lesson plan, and clarify what is understood and what is not understood. Then, uncover the parts that were not understood through the class.

【review】
(4) To fully understand the contents of each lecture by solving the problems in the textbook.

到達目標に関する授業ごとの課題（0〜20％）、および第15回講義で実施する授業内到達度評価（80〜100％）により総合的に成績を評価する。

The grades are comprehensively evaluated based on the assignment goals for each class (0 to 20%) and the in-class achievement evaluation (80 to 100%) conducted in the 15th lecture.

・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

Y

有機機能材料　第２版　荒木孝二・明石満・高原淳・工藤一秋　著　東京化学同人
Organic Functional Materials, 2nd ed., K. Araki, M. Akashi, A. Takahara, K. Kudo, Tokyo Kagaku Dojin

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/

具体的に指定する参考書はない。講義内で説明する資料を追加する場合は、講義で指示する。
There is no reference books. Additional information will be introduced during the class.

1.有機機能材料の基礎１
　　有機機能材料とは何かわかる。有機化合物と有機材料、分子間に働く相互作用が理解できる。（教科書1•4まで）（準備学習：講義範囲を読み、概略をノートにまとめる。復習：講義内容、準備学習の内容、講義内演習から理解する）［各1．5h］

2.有機機能材料の基礎２
　分子の形、大きさの多様性、材料の組成と構造、分子の配列、配向、不均一性がわかる。(教科書1•8まで）（準備学習：講義範囲を読み、概略をノートにまとめる。復習：講義内容、準備学習の内容、講義内演習から理解する）［各1．5h］

3.光機能材料１
　光機能の基礎、光学材料、有機色素について理解できる。(教科書2•3まで）（準備学習：講義範囲を読み、概略をノートにまとめる。復習：講義内容、準備学習の内容、講義内演習から理解する）［各1．5h］

4.光機能材料２
　感光性材料、光記録材料、有機エレクトロルミネセンス材料、有機太陽電池について理解できる。(教科書2•8まで）（準備学習：講義範囲を読み、概略をノートにまとめる。復習：講義内容、準備学習の内容、講義内演習から理解する）［各1．5h］

5.電気・電子機能材料１
　物質の電気伝導性、絶縁材料、誘電材料について理解できる。(教科書3•4•1まで）（準備学習：講義範囲を読み、概略をノートにまとめる。復習：講義内容、準備学習の内容、講義内演習から理解する）［各1．5h］

6.電気・電子機能材料２
　誘電材料、導電材料について理解できる。(教科書3•5まで）（準備学習：講義範囲を読み、概略をノートにまとめる。復習：講義内容、準備学習の内容、講義内演習から理解する）［各1．5h］

7.界面・表面機能材料１
　界面、表面に関する基礎を理解できる。界面活性剤の働きを理解できる。(教科書4•2まで）（準備学習：講義範囲を読み、概略をノートにまとめる。復習：講義内容、準備学習の内容、講義内演習から理解する）［各1．5h］

8.界面・表面機能材料２
　表面の親水性・撥水性、機能性塗料、吸着剤、接着剤を理解できる。(教科書4•6まで）（準備学習：講義範囲を読み、概略をノートにまとめる。復習：講義内容、準備学習の内容、講義内演習から理解する）［各1．5h］

9.力学・強度機能材料１
　有機材料とたの材料の力学的性質の違いを理解できる。ゴム弾性、粘弾性を理解できる。(教科書5•3まで）（準備学習：講義範囲を読み、概略をノートにまとめる。復習：講義内容、準備学習の内容、講義内演習から理解する）［各1．5h］

10.力学・強度機能材料２
　高強度、高弾性高分子、ポリマーアロイと高分子複合材料を理解できる。(教科書5•6まで）（準備学習：講義範囲を読み、概略をノートにまとめる。復習：講義内容、準備学習の内容、講義内演習から理解する）［各1．5h］

11.分離機能材料１
　分離膜、クロマトグラフィーを理解できる。(教科書6•2まで）（準備学習：講義範囲を読み、概略をノートにまとめる。復習：講義内容、準備学習の内容、講義内演習から理解する）［各1．5h］

12.分離機能材料２
　分子認識材料、生体関連分子分離材料を理解できる。(教科書6•4まで）（準備学習：講義範囲を読み、概略をノートにまとめる。復習：講義内容、準備学習の内容、講義内演習から理解する）［各1．5h］

13.生体
　タンパク質、核酸、糖質、脂質など、生体を構成する有機機能材料を理解できる。(教科書8章）（準備学習：講義範囲を読み、概略をノートにまとめる。復習：講義内容、準備学習の内容、講義内演習から理解する）［各1．5h］

14. 有機材料の現状と課題（統計データを含む独自資料による講義　事前にLETUSで配布予定）
我が国における有機材料の生産、リサイクル等の問題を議論し、その現状を理解するとともに、考えられる課題とその解決法について議論できる。（準備学習：講義範囲を読み、概略をノートにまとめる。復習：講義内容、準備学習の内容、講義内演習から理解する）［各1．5h］

15.総合演習
　講義の理解度を評価する到達度評価及びその解説を行う。

1. Basics of Organic Functional Materials 1
Understand what organic functional materials are. Understand the interaction between organic compounds, organic materials, and molecules.(Preparatory study: Read textbooks and summarize the outlines in the notebook. Review: understand from lecture content, preparatory study content, and in-class exercises) [1.5h each]

2. Basics of Organic Functional Materials 2
You can understand the shape and size of molecules, the composition and structure of materials, the arrangement, orientation and non-uniformity of molecules.(Preparatory study: Read textbooks and summarize the outlines in the notebook. Review: understand from lecture content, preparatory study content, and in-class exercises) [1.5h each]

3. Optical functional materials 1
Understand the basics of optical functions, optical materials, and organic dyes.(Preparatory study: Read textbooks and summarize the outlines in the notebook. Review: understand from lecture content, preparatory study content, and in-class exercises) [1.5h each]

4. Optical functional materials 2
Understand tourism materials, optical recording materials, organic electroluminescent materials, and organic solar cells.(Preparatory study: Read textbooks and summarize the outlines in the notebook. Review: understand from lecture content, preparatory study content, and in-class exercises) [1.5h each]

5. Electric and electronic functional materials 1
Understand the electrical conductivity of substances, insulating materials, and dielectric materials.(Preparatory study: Read textbooks and summarize the outlines in the notebook. Review: understand from lecture content, preparatory study content, and in-class exercises) [1.5h each]

6. Electrical and electronic functional materials 2
Understand dielectric materials and conductive materials.(Preparatory study: Read textbooks and summarize the outlines in the notebook. Review: understand from lecture content, preparatory study content, and in-class exercises) [1.5h each]

7. Interface / Surface Functional Materials 1
Understand the basics of interfaces and surfaces. Understand the function of surfactant.(Preparatory study: Read textbooks and summarize the outlines in the notebook. Review: understand from lecture content, preparatory study content, and in-class exercises) [1.5h each]

8. Interface / Surface Functional Materials 2
Understand the hydrophilicity and water repellency of the surface, functional paints, adsorbents, and adhesives.(Preparatory study: Read textbooks and summarize the outlines in the notebook. Review: understand from lecture content, preparatory study content, and in-class exercises) [1.5h each]

9. Mechanical / Strength Functional Materials 1
Understand the difference in mechanical properties between organic and other materials. Understand rubber elasticity and viscoelasticity.(Preparatory study: Read textbooks and summarize the outlines in the notebook. Review: understand from lecture content, preparatory study content, and in-class exercises) [1.5h each]

10. Mechanical / Strength Functional Materials 2
Understand high strength, high elasticity polymer, polymer alloy and polymer composite material.(Preparatory study: Read textbooks and summarize the outlines in the notebook. Review: understand from lecture content, preparatory study content, and in-class exercises) [1.5h each]

11. Separation function material 1
Understand separation membranes and chromatography.(Preparatory study: Read textbooks and summarize the outlines in the notebook. Review: understand from lecture content, preparatory study content, and in-class exercises) [1.5h each]

12. Separation function material 2
Understand molecular recognition materials and bio-related molecular separation materials.(Preparatory study: Read textbooks and summarize the outlines in the notebook. Review: understand from lecture content, preparatory study content, and in-class exercises) [1.5h each]

13. Living body
Understand the organic functional materials that compose the living body, such as proteins, nucleic acids, carbohydrates, and lipids.(Preparatory study: Read textbooks and summarize the outlines in the notebook. Review: understand from lecture content, preparatory study content, and in-class exercises) [1.5h each]

14. Current status and issues of organic materials
Discuss issues such as production and recycling of organic materials in Japan, understand the current situation, and discuss possible issues and their solutions.(Preparatory study: Read textbooks and summarize the outlines in the notebook. Review: understand from lecture content, preparatory study content, and in-class exercises) [1.5h each]

15. Comprehensive exercise
evaluation of the level of understanding of the lecture and commentary on the course.

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