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2019年度 物質科学特論C (4078)

授業科目基本情報

科目区分 専門科目 教職科目 指定なし
単位数 1 選択・必修・自由 選択
授業形態 講義 主な使用言語 日本語
開講時期 履修登録システム 使用する
履修登録期間 2019/09/27~2019/10/24 履修取消期限 2019/10/24

教育プログラム別の履修区分

プログラム名 IS CB BS BN MS CP DS
履修区分
コア科目
履修方法 ・基盤科目及び専門科目から12単位以上履修すること。

授業科目概要

担当責任教員 柳 久雄
担当教員 (松原誠二郎)、(藤ヶ谷剛彦)、(佐伯昭紀)、(堀憲次)、(北河康隆)
教育目的/授業目標 松原:有機化学反応機構を自らの手で、論理的に書けるようになることを目標にする。そのことを軸に有機分子の合成経路を設計できるようになることも目標とする。有機合成に関わるAI技術事情を理解し、化学におけるAIの意味を理解する。

堀:化学反応を研究するうえで有効なツールである理論計算と情報化学的手法について、それらの利用法について理解する。

北河:分子の特性を理解するには、まず電子状態を明らかにし、そこから物性につながる情報を引き出すことが大切となる。本講義では、量子化学・量子化学計算を利用して、どのように分子の性質を予測したり分子設計ができるのかを、錯体における例を示しながら解説する。

佐伯:有機薄膜太陽電池やペロブスカイト太陽電池などの次世代エネルギー変換材料の開発では、材料の設計・合成のみならず、個々の事象を分割して評価できる効率的な評価手法や、多種多様な材料を効率的にスクリーニングするマテリアルズインフォの手法が有効である。本講義では、それらについて具体的な例を挙げ、解説する。
指導方針 松原:講義形式で行う。

堀:具体的な反応例を挙げ、上記2つの手法の利用法について解説する。

北河:パワーポイントを利用した、講義形式で行う。

佐伯:実験スクリーニング法とバーチャルスクリーニング法の相乗効果について解説する。

クラス情報



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授業計画

[1限目 9:20-10:50] [2限目 11:00-12:30] [3限目 13:30-15:00] [4限目 15:10-16:40] [5限目 16:50-18:20] [6限目 18:30-20:00]
回数 日付 [時間] テーマ 内容
1 10/18 [2] 計算化学と情報化学を融合した化学反応研究手法(堀) 化学反応を研究するうえで、量子化学計算は重要なツールである。データベースやそれを利用した情報化学的手法も、この研究に役にたつ。本講義では、この二つの手法を組み合わせた化学反応の研究を例を挙げて解説する。
2 10/23 [4] 量子化学の基礎:電子状態と分子の性質(北河) 量子化学の復習をまず行う。分子の電子状態の考え方を再確認し、そこから得られた情報から、どのように分子の性質を理解するかの基礎を示す。
3 10/23 [5] 量子化学の応用:物性パラメータの導出と分子設計(北河) 物性パラメータの計算方法や、さらには分子設計指針を引き出すかを簡単な錯体の例を示しながら具体的に解説する。
4 11/13 [2] エネルギー変換材料のマテリアルズインフォ(佐伯) 光電変換機能を示す次世代エネルギー変換材料の開発と探索における、超高速スクリーニング法および機械学習による高分子材料設計について講義する。
5 12/4 [1] 種々の光学活性分子の立体化学(松原) 一般的な中心不斉以外の種々の分子の合成を反応機構の演習とともに学ぶ。
6 12/4 [2] 有機合成におけるAIの進出(松原) 有機合成化学には膨大量のデータを基盤とするAIシステムの利用が盛んである。このことを学びながら、有機合成とは何かを再考する。
7 12/9 [3] カーボン材料と機器分析(藤ヶ谷) ナノカーボンの分野では様々な最先端機器分析が用いられている。ナノカーボンの物性の基礎を紹介した後、どのような分析が行われているかを学習する中から最先端機器分析について学ぶ。
8 12/9 [4] ナノカーボンの応用と未来(藤ヶ谷) 燃料電池や熱電変換のエネルギー分野、バイオセンシングや光熱治療等のバイオ分野で活躍が期待されているナノカーボン材料化学の最新状況を紹介する。

授業日程

[1限目 9:20-10:50] [2限目 11:00-12:30] [3限目 13:30-15:00] [4限目 15:10-16:40] [5限目 16:50-18:20] [6限目 18:30-20:00]
回数 日付 時間 講義室 備考
1 10/18 2 E318
2 10/23 4 E318
3 10/23 5 E318
4 11/13 2 E318
5 12/4 1 E318
6 12/4 2 E318
7 12/9 3 E318
8 12/9 4 E318

テキスト・参考書

テキスト 松原:配布資料を用意する。
参考書

その他

履修条件 特になし
オフィスアワー Eメールで連絡の上、日時を決める
成績評価の方法と基準 ・5段階(秀・優・良・可・不可)で評価する。
・小テストもしくはレポートで評価する。
関連科目 特になし
関連学位 理学、工学、バイオサイエンス
注意事項 特になし

授業関連URL



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配布資料



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