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2019年度 物質科学特論D (4079)

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 2019/12/02

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 (瀧上隆智)、(原田敦史)
教育目的/授業目標 原田:医療現場で利用されている高分子材料の現状を理解するとともに、ドラッグデリバリーシステムを中心としたナノバイオマテリアル研究における高分子材料の設計の重要性を理解する。

瀧上:界面やコロイドの性質や構造を評価するために展開された熱力学理論やX線散乱理論の基礎を習得し、ナノサイエンス分野において重要となる界面が関与する現象の物理化学的観点からの理解を深める。
指導方針 原田:基礎的事項を中心に、最先端の研究成果も含め指導する。

瀧上:熱力学の基礎的事項の復習から始め、界面吸着の熱力学を界面過剰量の概念を基に展開する。続いて界面膜構造の評価手法・理論について最新の実験例を引用しながら指導する。

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 12/2 [4] 医療に貢献するポリマーバイオマテリアル(原田) 今日の医療現場において、天然由来、合成由来を問わずさまざまな高分子材料が、コンタクトレンズや人工腎臓用透析膜、細胞培養器材などとして多く利用されている。医療応用を目的として利用されている高分子材料について概説し、これら材料の開発経緯と研究の最先端までを紹介する。
2 12/2 [5] ブロック共重合体を用いたナノバイオマテリアル(原田) ブロック共重合体の分子設計と通して、その自己組織体である高分子ミセルに「薬物を必要なときに、必要な場所で、必要な効果を発現させるドラッグデリバリーシステム(DDS)」を中心としたナノバイオマテリアルに必要とされる機能を組み込む概念について紹介する。
3 12/3 [4] 静電相互作用を利用した高分子ミセル(原田) 水溶液中でのブロック共重合体の自己組織化は、疎水性相互作用を駆動力として生じ、第2回目の講義で紹介したDDS利用が可能となっている。第3回目の講義では、水溶液中での静電相互作用を利用したブロック共重合体の自己組織化について紹介する。
4 12/3 [5] リポソームを基盤としたドラッグデリバリーシステム(原田) DDS研究においては、高分子ミセルと並んで、脂質分子が形成するリポソームを基盤とした研究が報告されている。第4回目での講義では、リポソームと刺激応答性高分子との組み合わせによるDDS研究について紹介する。
5 12/12 [3] 界面吸着の熱力学(瀧上) 界面活性剤の界面吸着を評価する熱力学的手法について、界面過剰量の考え方を導入し解説を行い、実験例を基に吸着膜相転移や吸着の熱力学量から吸着膜状態について概観する。
6 12/12 [4] 吸着膜での分子混和性(瀧上) 二次元的な空間である界面吸着膜における複数分子の混和性を「二次元相図」の作成と剰余熱力学量を用いて評価する手法にを実験例を基に解説する。
7 12/13 [3] 吸着膜の構造評価(瀧上) 気/液、液/液界面に形成される界面吸着膜の形態や構造を評価する顕微鏡的法やシンクロトロン放射光を用いたX線反射・回折法について、実験を紹介しながら解説する。
8 12/13 [4] 界“面”膜の構造と“線”張力(瀧上) 複雑な構造や機能を有する生体膜の基本的なモデル系である界面吸着膜の不均一性について紹介し、ドメイン形成と線張力との関りについて最近の知見を基に解説を行う。

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 12/2 4 E318
2 12/2 5 E318
3 12/3 4 E318
4 12/3 5 E318
5 12/12 3 E318
6 12/12 4 E318
7 12/13 3 E318
8 12/13 4 E318

テキスト・参考書

テキスト 原田:講義内容の一部のスライドを資料として配布する
瀧上:適宜資料を配布する。
参考書 瀧上:化学熱力学 プリゴジーヌ・デフェイ著 妹尾学訳/みすず書房

その他

履修条件 瀧上:熱力学の基本を取得していることが望ましい。
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。
原田:授業への参加度(50%)とレポート(50%)で評価する。
瀧上:授業への参加度と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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