| 英文名 | Surface chemistry | |
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| 科目概要 | 化学科 ３年 ３群科目 A選択 ２単位 後期 15 コマ 講義 週1コマ 月4限 生物科学科 ３年 ３群科目 B選択 ２単位 後期 15 コマ 講義 週1コマ 月4限 |
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| 科目責任者 | 南 英之 | |
| 担当者 | 南 英之 | |
| 備考 | 科目ナンバリング：SC301-CP35 科目ナンバリング：SB301-Ch35 |
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２つ以上の相が接しているとき、相と相の境界を「界面」と呼ぶ（片方の相が気相の場合は「表面」とも呼ぶ）。一般に「物質の性質」と言う場合、界面がない（無視できる）巨視的なスケールで均一な分子の集団（バルク）を想定する。しかし、実際の物質はすべてどこかに界面をもっており、界面近傍の性質はバルクの性質とは異なる特性をもつ。「コロイド」は、液相または気相中に分散したメソスケール（ナノ～マイクロメートル）の「粒子」であるので、質量あたりの表面積（比表面積）が大きい。そのため界面の性質が重要な役割を担う。この授業では，界面とコロイドの特異性と，様々な産業分野におけるそれらの応用について理解することを目的とする。
まず、界面・コロイド化学における主役級分子である界面活性剤の性質を通して、液体や溶液の表面（界面）張力、ミセル形成の濃度・温度依存性、起泡性や浸透性、などについて、主に化学熱理学的観点から概説する。次に、界面や固体表面への分子の吸着、分子間（粒子間）に働く各種相互作用とコロイド粒子の分散安定性、マイクロエマルション・エマルションの性質と機能などについて物理化学的視点から説明する。また、講義全体を通して、界面化学・コロイド化学が日常品や最先端の材料開発等にどのように関連しているかも具体例を挙げて解説する。
パワーポイントを用いて講義を行う。授業中に約10分間の小テストを課す。
| 回 | 項目 | 内容 |
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| 1 | ガイダンス | 界面化学の講義内容をシラバスに沿って概説する。また、講義の進め方や成績の評価基準などについても説明する。 |
| 2 | 界面活性剤の用途、種類、機能 | 分子構造に応じた各種界面活性剤の分類と特性、実社会において、どのように利用されているのかを解説する。 |
| 3 | 液体や溶液の表面張力の起源と界面活性剤添加の効果、化学熱力学の復習（予習） | 液体や溶液の表面張力の起源や測定法、溶質分子、特に界面活性剤が液体の表面張力に及ぼす効果などについて解説する。また、コロイド・界面化学の理解に不可欠な化学熱力学について復習(履修していない学生とっては予習)を行う。 |
| 4 | 界面活性剤水溶液の表面張力、浸透性、起泡性、吸着とCMC | 前回に引き続き、界面活性剤水溶液の表面張力、浸透性、起泡性、吸着とCMC などについて解説し、これらの特性が、実社会でどのように利用されているのかを解説する。 |
| 5 | Gibbs の吸着等温式とミセル形成の熱力学 | Gibbs の吸着等温式、CMC の各種測定法、などを解説し、なぜミセルが自発的に形成されるのか？ミセル形成の熱力学についても解説する。 |
| 6 | 前半のまとめ（1） | これまで講義で解説してきた内容を復習し、中間試験に備える。 |
| 7 | 前半のまとめ（2） | 前回同様、これまで講義で解説してきた内容を復習し、中間試験に備える。 |
| 8 | 中間試験の講評および、研究紹介 |
中間試験の講評を行うと共に、これまで南が行なってきた研究の概要を解説する。 |
| 9 | 不溶性単分子膜と固体表面への吸着現象 | 可溶性単分子膜と不溶性単分子膜の違いや、これらを利用した LB膜や自己組織化単分子膜(SAM) の調製法と利用などについて解説する。 |
| 10 | 固体表面への気体分子の吸着 | 固体表面への気体の吸着、ラングミュアの吸着等温式、BET 吸着等温式 などについて解説し、それらからどのような情報が得られるのかも説明する。計算演習も行う。 |
| 11 | 固体表面への気体分子の吸着2 | 前回の講義に引き続き、計算演習なども通して、さらに理解を深める。 |
| 12 | コロイド粒子の分散安定性 | 自発的には形成しない（熱力学的には不安定な）コロイド粒子の分散安定性について、シュルツ-ハーディー則、DLVO理論、溶媒和力、などを通じて解説する。 |
| 13 | マイクロエマルションとエマルション | マイクロエマルションとエマルションの違いや機能、各種調製法、身の回りのエマルションなどについて解説する。 |
| 14 | 後半のまとめ（1） | 中間試験以降の講義内をまとめ、改めて概説し、後期試験に備える。 |
| 15 | 後半のまとめ（2） | 前回に続き、中間試験以降の講義内をまとめ、改めて概説し、後期試験に備える。 |
界面およびコロイドの特異性を物理化学的視点から捉え、これにより生じる現象や実際に応用されている実例について理解し、説明できるようになること。
定期試験（40%），中間試験（40%），授業中の小テスト（20%）で判定する。
【授業時間外に必要な学習時間：合計で60 時間】
予習：前回の講義内容（講義資料）に目を通し、次回の講義に備えること。
復習：スライド原稿の内容や小テストの解答例を参考に、講義により得た知識を定着させること。
該当教員なし
物理化学Ⅰ，Ⅱ
授業中の小テストは終了後に解答例を配布。場合によっては翌週に解説。中間試験は翌週に簡単な解説を行う。定期試験（後期試験）前に、まとめの講義を行う。
| 種別 | 書名 | 著者・編者 | 発行所 |
|---|---|---|---|
| 教科書 | 資料を配布する。 | ||
| 参考書 | コロイド・界面化学 - 基礎から応用まで- | 辻井薫・栗原和枝・戸嶋直樹・君塚信夫 | （株）講談社 |
| 参考書 | コロイド化学 | 池田勝一 | （株）裳華房 |
| 参考書 | 界面化学 | 近沢正敏・田嶋和夫 | 丸善（株） |
| 参考書 | 分子間力と表面間力 第3 版 | J.N. イスラエルアチヴィリ（大島広行 訳） | （株）朝倉書店 |
| 参考書 | 第4 版 現代界面コロイド化学の基礎 | 日本化学会 編 | 丸善（株） |
| 参考書 | 基礎化学コース 熱力学 | 阿竹 徹 編著 | 丸善（株） |
| 参考書 | コロイド・界面化学 - 基礎と応用- | 尾関寿美男・岩橋槇夫 | （株）オーム社 |