| 年度 |
2024年度 |
開講部局 |
先進理工系科学研究科博士課程前期先進理工系科学専攻化学工学プログラム |
| 講義コード |
WSF20701 |
科目区分 |
専門的教育科目 |
| 授業科目名 |
ソフトマテリアルプロセッシング特論 |
授業科目名
（フリガナ） |
ソフトマテリアルプロセッシングトクロン |
| 英文授業科目名 |
Advanced Soft Materials Processing |
| 担当教員名 |
木原 伸一 |
担当教員名
(フリガナ) |
キハラ シンイチ |
| 開講キャンパス |
東広島 |
開設期 |
1年次生 前期 １ターム |
| 曜日・時限・講義室 |
(1T) 月3-4,木3-4 |
| 授業の方法 |
講義 |
授業の方法
【詳細情報】 |
|
講義中心、スライド・板書、ディスカッション．
対面授業ができない場合は，Webにてオンライン授業を行う． |
| 単位 |
2.0 |
週時間 |
|
使用言語 |
B
:
日本語・英語 |
| 学習の段階 |
6
:
大学院専門的レベル
|
| 学問分野（分野） |
25
:
理工学 |
| 学問分野（分科） |
08
:
化学工学 |
| 対象学生 |
工学研究科博士課程前期 |
| 授業のキーワード |
材料プロセッシング，高分子物理化学 |
| 教職専門科目 |
|
教科専門科目 |
|
プログラムの中での
この授業科目の位置づけ
（学部生対象科目のみ） | |
|---|
到達度評価
の評価項目
（学部生対象科目のみ） | |
|---|
| 授業の目標・概要等 |
高分子など、分子間相互作用が弱いが巨大な分子構造や階層構造をもつ物質は、巨視的な流動、変形、熱移動、物質移動、電気やイオン移動を伴うプロセッシングにより、熱ゆらぎによるランダムなモルフォロジーから高次のモルフォロジーに簡単に変わる代表的なソフトマテリアルである。高分子材料の力学応答や誘電緩和応答、電気的応答性など材料特性は、プロセッシングの履歴により形成されるミクロな高次構造化とそのマクロな広がりに依存して様々に変化する。これは特に工業の分野での普通に見られる現象であり、機能性材料の開発には極めて重要な視点となっている。本講義では高分子液体の高次構造を支配する高分子ダイナミックスに焦点をあて、物理的特性の階層構造に関係するスケーリングの考え方と材料プロセッシングの視点を強調した内容を講義する。本講義の内容は他の分野でのマテリアルプロセッシングに活用する基礎にもなると思われる。 |
| 授業計画 |
第1回 ガイダンス
第2回 単一鎖のコンフォメーション 理想鎖 その1 高分子鎖の広がり
第3回 単一鎖のコンフォメーション 理想鎖 その2 ガウス鎖
第4回 単一鎖のコンフォメーション 実在鎖 その1 排除体積効果
第5回 単一鎖のコンフォメーション 実在鎖 その2 剛直な分子鎖
第6回 高分子溶液 その1 格子モデル
第7回 高分子溶液 その2 相平衡、融点
第8回 高分子溶液 その3 電解質ポリマー等
第9回 高分子鎖のダイナミックス その1 線形粘弾性
第10回 高分子鎖のダイナミックス その2 非絡み合い鎖
第11回 高分子鎖のダイナミックス その3 絡み合い鎖
第12回 高分子鎖のダイナミックス その4 レオロジー物性の分子量依存性等
第13回 高分子レオロジーとポリマープロセッシング その1 構成則
第14回 高分子レオロジーとポリマープロセッシング その2 せん断特性と伸長特性
第15回 高分子レオロジーとポリマープロセッシング その3 成形加工プロセス
期末試験を予定している。
レポートを課すことを予定している。
一部の内容は時間により講義しない場合がある． |
| 教科書・参考書等 |
講義形式(講義中心;板書多用;教科書・プリント)
主要なテキスト：M. Rubinstein and R. C. Colby: Polymer Physics (Oxford University Press, 2003).
参考図書（下記のいずれか）
(1) P.G. de Gennes: Scaling Concepts in Polymer Physics;
(2) M. Doi and S.F. Edwards: The Theory of Polymer Dynamics;
(3) W.W. Graessley: Polymeric Liquids and Networks Dynamics and Rheology
(4) R. G. Larson: The Structure and Rheology of Complex Fluids;
(5)今井正幸，”ソフトマターの秩序形成”，シュプリンガー・ジャパン，2007
(6) G.ストローブル著，田口，深尾訳，”凝縮系物理学”，シュプリンガー・ジャパン，2006
(7) S. A. サフラン著，好村訳，”コロイドの物理学”，吉岡書店，2001
(8) R. B. Bird et al., "Dynamics of Polymeric Liquids I", 2nd ed., Wiley, 1986 |
授業で使用する
メディア・機器等 |
|
| 【詳細情報】 |
テキスト，配付資料 |
授業で取り入れる
学習手法 |
|
予習・復習への
アドバイス |
テキストに従った配布資料により講義するので、事前に目を通しておくこと。
参考図書も併用し理解を深めることを希望する。 |
履修上の注意
受講条件等 |
学部で履修した「材料科学」，「化工熱力学」，「物理化学」，「物理学」に関する授業を理解しておくことが望ましい． |
| 成績評価の基準等 |
期末試験80％，レポート20％を100点満点で評価し，60点以上を合格とする． |
| 実務経験 |
有り
|
実務経験の概要と
それに基づく授業内容 |
ポリマー成形加工の解析 |
| メッセージ |
テキストを予習復習しないと理解できないと思われるので、テキストを事前に読み予習しておくとよい。詳細な式の導出は確認のためにも各自で行ってほしい。 |
| その他 |
|
すべての授業科目において，授業改善アンケートを実施していますので，回答に協力してください。
回答に対しては教員からコメントを入力しており，今後の改善につなげていきます。 |