[概要] 界面現象やコロイドは、ほとんど全ての日常生活や産業分野に関連している重要な項目です。コロイドのように小さな粒子になると表面や界面の性質が際立ってきます。また、界面現象やコロイドは有機物、無機物、高分子、生体材料などどんなものでも対象となり、熱力学、量子化学、分光学など何でも利用する学際的領域です。限りなく実学に近いのも特徴です。具体的な講義内容は、どのような界面現象があるかを、まず知ることからはじめ、表面と界面、表面張力、単分子膜と累積膜、ねれ、吸着、界面活性剤とその応用、界面電気現象、微粒子分散系の性質、微粒子の分散、レオロジー、エマルション、微粒子の生成などです。
[ねらい] 本講義では、材料開発や産業と関連して重要である、表面張力、濡れや吸着などの界面現象やコロイドあるいは微粒子分散系などを理解し、材料開発に利用できるような基礎を築くことを狙いとします。さらに、界面現象やコロイドが産業において、どのように利用されているかも身つけます。
本講義を履修することにより、各種の界面現象やコロイドについて物理化学的に理解でき、さらに実際にその界面現象が材料開発や工業にどのように応用されているかを理解できるようになるとともに、材料開発に界面現象やコロイドに関する知識が利用できるようになることを到達目標とします。
コロイド、分散系、界面、自己集積、吸着
✔ 専門力 | 教養力 | コミュニケーション力 | 展開力(探究力又は設定力) | ✔ 展開力(実践力又は解決力) |
黒板・スライドを利用しながら各項目を説明し、必要に応じてプリント配布・小テストなどを行う。
授業計画 | 課題 | |
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第1回 | 界面現象(コロイドと界面)を知る | 導入としてコロイド・界面の現象を紹介する |
第2回 | 気体ー液体界面 | 表面張力などについて学ぶ |
第3回 | 不溶性単分子膜 | 界面活性剤の基本、不溶性単分子膜について学ぶ |
第4回 | 液体ー液体界面 | 液体と液体の界面で何が生じるかを学ぶ |
第5回 | 固体ー液体界面1 | 接触角、ぬれ、浸漬熱などについて学ぶ |
第6回 | 固体ー液体界面2 | 溶質の吸着、濡れの調節などについて学ぶ |
第7回 | 界面の電気的性質 1 | 界面電気二重層、電気泳動などについて学ぶ |
第8回 | 界面の電気的性質 2 | 界面電気二重層、電気泳動などについて学ぶ |
第9回 | 固体ー気体界面1 | Langmuir, BET吸着などの基本を学ぶ |
第10回 | 固体ー気体界面2 | Langmuir, BET吸着などの応用を学び、比表面積の測定などを理解する |
第11回 | エマルション | エマルション、乳化剤などについて学ぶ |
第12回 | 泡と泡沫 | 泡、泡沫分離などについて学ぶ |
第13回 | 動的界面現象 | 界面の電位測定や電気泳動などに利用されている、界面動電現象の基本について学ぶ |
第14回 | 試験 | 微粒子生成の方法としてのエマルションなど、これまでに学んだ知識を複合化させて、現実の現象を理解する |
第15回 | 補講 | 最終回のまとめとして、これまでに学んだ知識が、産業界に実際にどう活かされているかを学ぶ |
近藤保「新版 界面化学」三共出版
北原文雄「界面・コロイド化学の基礎」講談社サイエンティフィク
界面現象の各項目とその応用に関する理解度を、試験(80%)と講義中に出題する問題のレポート(20%)により評価する。
特になし。