2016年度 先進高分子材料特論第二   Advanced Course in Macromolecular Materials II

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開講元
応用化学コース
担当教員名
小坂田 耕太郎  今岡 享稔 
授業形態
講義
曜日・時限(講義室)
火5-6(J231)  
クラス
-
科目コード
CAP.I549
単位数
1
開講年度
2016年度
開講クォーター
4Q
シラバス更新日
2016年4月27日
講義資料更新日
-
使用言語
日本語
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講義の概要とねらい

[講義の概要] 本講義では、高分子化学および関連分野(有機合成化学、有機金属・錯体化学、無機化学)との境界領域を対象範囲とし、材料としての応用がどのように達成されるのか、最先端の研究例を紹介しながら、基礎化学との関連性を解説する。特に、「高分子の電子機能」に注目し、各種電池や光電変換材料、発光素子(有機EL)としての応用がどのように達成されているのか実例とともに説明する。
[講義のねらい] 応用の理解に必要な電子移動やプロトン移動、導電性高分子の導電機構などを含めて、高分子の電子機能全般を理解できるようになることが本講義のねらいである。各種高分子の構造について共役、ドナー、アクセプターなどの概念をもとに、その機能の発現機構や設計について説明できるようになることを期待する。

到達目標

本講義を受講することによって以下の能力を習得する。
(1) 主要な導電性高分子を列挙でき、それぞれの特徴(電子輸送、ホール輸送)や導電機構を説明できる。
(2) π共役高分子の酸化還元特性に基づいたポリマー電池や太陽電池、有機ELの動作機構を説明できる。
(3) 高分子材料とこれら応用との関連を整理し、性能向上に向けた課題が何か説明でき、材料としての向上について簡単な指針を述べることができる。

キーワード

導電性高分子、ポリアセチレン、ポリアニリン、太陽電池、有機EL

学生が身につける力

国際的教養力 コミュニケーション力 専門力 課題設定力 実践力または解決力
- -

授業の進め方

(1) 高分子化学の基礎科目や無機化学で習得した内容の復習、(2) 高分子化学の応用に関する実例の紹介、(3) 課題の提供、(4) 演習、(5) 解説、(6) 理解度確認のテスト

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 導電性高分子の発見 ポリアセチレン、ポリアニリン 導電性高分子の発見の経緯や、その構造、特徴について説明できる。
第2回 導電性高分子の合成と機能 導電性高分子の合成法、化学重合、電解重合 導電性高分子の主要な合成法を挙げることができ、それぞれの特徴を説明できる。
第3回 導電性高分子の導電機構 酸化還元、ポーラロン、バイポーラロン、ソリトン、ドーピング 導電性高分子の酸化還元やキャリアの移動、導電機構について説明できる。
第4回 導電性高分子の光化学 励起と緩和、電子移動、消光 共役高分子のバンドの形成や、それによる吸収、励起、電子移動を説明できる。
第5回 電子移動の化学 原子価交換、混合原子価、高分子錯体、分子ワイヤ 近接モノマー間の電子移動を混合原子価の概念で説明できる。
第6回 高分子と発光機能 有機EL 有機高分子からなる発光素子の構成やその発光メカニズムを説明できる。
第7回 高分子と光電変換機能 有機太陽電池 有機高分子からなる光電変換素子(太陽電池)の仕組みと特徴を説明できる。
第8回 高分子の電子機能 蓄電、キャパシタ、エレクトロクロミズム 高分子の電子機能に基づくその他の応用例を挙げることができる。

教科書

講義資料配布

参考書、講義資料等

講義資料は授業開始時に配布する

成績評価の基準及び方法

導電性高分子の合成、機能およびその応用例の原理について,その理解度を評価
配点は,期末試験(50%),演習(50%)

関連する科目

  • CAP.I539 : 先進高分子材料特論第一

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

学部レベルの高分子化学に関する知識(各種重合反応、立体規則性、重合度の定義など)を有していることが望ましい。

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