開講年度
開講学部等
2026
大学院創成科学研究科(博士前期)
開講学期
曜日時限
授業形態
AL(アクティブ・ラーニング)ポイント
前期
金3~4
講義
時間割番号
科目名[英文名]
使用言語
単位数
3241010240
ソフトマター物理学特論
日本語
2
担当教員(責任)[ローマ字表記]
メディア授業
野崎 浩二[NOZAKI Kohji]
ー
担当教員[ローマ字表記]
野崎 浩二 [NOZAKI Kohji], 堀川 裕加 [HORIKAWA Yuka]
特定科目区分
対象学生
対象年次
1~2
ディプロマ・ポリシーに関わる項目
カリキュラムマップ(授業科目とDPとの対応関係はこちらから閲覧できます)
メディア授業
×
メディア授業とは,メディアを利用して遠隔方式により実施する授業の授業時数が,総授業時数の半数を超える授業をいいます。
メディア授業により取得した単位は,卒業要件として修得すべき単位のうち60単位を超えないものとされています。
授業の目的と概要
ソフトマターとは金属、無機半導体などのいわゆるハードマターに対して使われる言葉である。具体的には、高分子、たんぱく質、液晶など有機物を中心とした”やわらかい”物質系に対して用いる。ソフトマテリアルを構成する元素はH, C, O, Nなどの軽元素で中心であるが、それらの形成する分子構造は複雑で多様である。さらに小さい外場で大きい構造変化を起こしたり、液体と固体の中間的な状態が出現したりもする。ソフトマテターが示す現象にはハードマターには見られない奇妙な興味深いものがある。
本講義では、高分子や有機長鎖分子を中心に、ソフトマターに特徴的に見られる構造形成現象を紹介し、その起源を物理学的に考察する。
高分子は基本構成単位である原子・分子が多く結合した巨大分子である。ポリエチレンなどに代表される合成高分子をはじめ,生体高分子,たんぱく質などがある。この講義では,高分子の特徴,構造,構造形成,巨大な分子に潜む特異な性質を物理学的な切り口で解説する。高分子の一般的な特徴,基本的な分子構造,現実に起こるさまざまな現象,物性について理解することを目標とする。特に,分子鎖の形態,高分子の結晶化,力学応答と誘電応答,変形と破壊,などを中心に詳説する。企業における研究開発業務の経験のある教員が、研究開発現場におけるソフトマター物理学の知識の必要性について述べながら講義をする。
本授業は物理学の専門知識を身に付け、それに基づいて考察できる能力[DP2]を養うことを目指す。
授業の到達目標
・ソフトマターとはどのような物質系であるかを説明できる。
・ソフトマターの構造特性をあげ、ソフトマター特有の構造形成現象の起源を説明できる。
・自分の研究対象と高分子を比較しながら物理学の観点からそれらを統一的に眺めることができる。
授業計画
【全体】
ソフトマターとは何か、ハードマターとの違いは何かについて説明する。それに起源を発する特有の構造形成現象を紹介し、そのメカニズムを考察する。 高分子の構造形成・基本的な物性をその測定法などとともに説明する。
項目
内容
授業時間外学習
備考
第1回
イントロダクション
ソフトマターとは
高分子とは
高分子らしさ
高分子の種類
高分子の平均分子量
授業時間内に指示する内容の復習
(学習時間の目安:4時間以上)
第2回
ソフトマターの構造
1次構造
2次構造
3次構造
高次構造
構造の予習
(学習時間の目安:2時間以上)
授業時間内に指示する内容の復習
(学習時間の目安:2時間以上)
第3回
ソフトマターの構造形成1
1次相転移
相転移の予習(学習時間の目安:2時間以上)
授業時間内に指示する内容の復習
(学習時間の目安:2時間以上)
第4回
ソフトマターの構造形成2
高分子の結晶化・固相転移
結晶化の予習
(学習時間の目安:2時間以上)
授業時間内に指示する内容の復習
(学習時間の目安:2時間以上)
第5回
ソフトマター結晶化動力学
ソフトマターの結晶化動力学
結晶化動力学の予習
(学習時間の目安:2時間以上)
授業時間内に指示する内容の復習
(学習時間の目安:2時間以上)
第6回
ソフトマターの構造評価
各階層構造に合った構造評価法
構造評価法の予習
(学習時間の目安:2時間以上)
授業時間内に指示する内容の復習
(学習時間の目安:2時間以上)
第7回
中間まとめ
これまでの振り返り
これまでの復習
(学習時間の目安:4時間以上)
第8回
ソフトマターを調べる手法~分光法~
日常生活で活躍している分光法と分光学の歴史
授業の復習(学習時間:4時間以上)
第9回
ソフトマターを調べる手法~分光法~
回折格子、光の偏光、反射、屈折
授業の復習、先週の確認テストの復習(学習時間:4時間以上)
第10回
ソフトマターの分子間力
分子間力の歴史、熱力学的側面
授業の復習、先週の確認テストの復習(学習時間:4時間以上)
第11回
ソフトマターの分子間力
分子間ポテンシャル、ボルツマン分布
授業の復習、先週の確認テストの復習(学習時間:4時間以上)
第12回
ソフトマターの分子間力
イオンのBornエネルギー
授業の復習、先週の確認テストの復習(学習時間:4時間以上)
第13回
放射光によるソフトマターの構造・状態解析
放射光を利用した代表的な測定法、応用例
授業の復習、先週の確認テストの復習(学習時間:4時間以上)
第14回
放射光によるソフトマターの構造・状態解析
軟X線分光の研究例
授業の復習、先週の確認テストの復習(学習時間:4時間以上)
第15回
総括
これまでの内容振り返りと確認テスト返却
授業の復習、これまでの確認テストの解き直し、レポート課題(学習時間:4時間以上)
※AL(アクティブ・ラーニング)欄に関する注
・授業全体で、AL(アクティブ・ラーニング)が占める時間の割合を、それぞれの項目ごとに示しています。
・A〜Dのアルファベットは、以下の学修形態を指しています。
【A:グループワーク】、【B:ディスカッション・ディベート】、【C:フィールドワーク(実験・実習、演習を含む)】、【D:プレゼンテーション】
A: --% B: --% C: --% D: --%
成績評価法
レポート 100%
教科書にかかわる情報
備考
教科書は指定しないが講義資料を何らかの方法で配布する
参考書にかかわる情報
参考書
書名
高分子の構造と物性
ISBN
9784061543805
著者名
松下 裕秀 他
出版社
講談社.
出版年
2013
備考
メッセージ
興味を持って授業に参加してほしい
キーワード
物性、高分子、構造、分光学、分子間力、軟X線分光
持続可能な開発目標(SDGs)
(エネルギー)すべての人々の、安価かつ信頼できる持続可能な近代的エネルギーへのアクセスを確保する。
(インフラ、産業化、イノベーション)強靱(レジリエント)なインフラ構築、包摂的かつ持続可能な産業化の促進及びイノベーションの推進を図る。
関連科目
履修条件
連絡先
野崎浩二(教育学生支援機構長室 共通教育棟2階)
nozaki at yamaguchi-u.ac.jp (atを@に変えてください)
堀川裕加(理学部1号館2階238室)
horikawa at yamaguchi-u.ac.jp (atを@に変えてください)
オフィスアワー
随時(来訪前にメール連絡をお願いします)
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