有機機能化学特論

科目名
Course Title
授業コード 単位数 配当年次 開講期間
Term
科目分類 ナンバリング
コード
曜日
コマ
教室 担当教員氏名
Instructor
有機機能化学特論
Advanced Chemistry of Organic Functional Materials
P121010001 2 1 後期授業 専門科目 TSAPC5810-M1 木2 B5-1B33 八木 繁幸
前田 壮志

オフィスアワー

八木(金曜日・16:15-17:45・B5棟5A-07)
前田(水曜日・16:15-17:45・B5棟5A-08)

授業目標

有機化合物、とりわけπ電子共役系によって構成される有機分子について、材料設計の立場から概説する。エレクトロニクス材料、情報記録材料、情報表示材料として用いられる機能性色素や有機機能物質の分子構造と機能発現との相関について概説するとともに、π共役系機能物質を基盤とする分子センサーなどの超分子材料の設計と開発についても解説する。さらには、有機EL素子や有機太陽電池などの最新の有機電子デバイスについて材料の観点から概観し、π電子共役系を基礎とする有機および有機金属材料の機能を体系的に把握させることを目指す。

教科書

配布資料およびパワーポイントを用いて講義する。

参考書

機能性色素の科学 中澄博行(編)(化学同人 2013)、分子認識化学 築部 浩編(三共出版 1997)、「Functional Organic Materials-Syntheses,Strategies and Applications」J. J.Muller, U. H. Bunz, Wiley (2007)、時任静士, 阿達千波矢, 村田英幸著「有機ELディスプレイ」(オーム社 2007)など.
他にも適切な参考書を講義中に紹介する予定である。

関連科目

有機分子化学特論、有機合成化学特論、高分子合成化学特論

授業時間外の学習(準備学習等について)

本講義では、π電子系有機化合物およびその金属錯体の特異な物性とそれらを利用した様々な応用について論ずる。受講者は、有機化合物の構造-機能相関について基礎的事項を理解しておくことが望まれる。よりよい理解を促すためにも、関連科目の内容も参考にしながら受講準備を進めてほしい。また、授業後の復習もしっかりと行うことが望まれる。特に、有機化合物の応用については、多くの最新のトピックスを取り入れているので、参考書や最新の論文・総説などを利用して自身の理解度を確認し、知識を定着させることが望まれる。

授業の概要

本講義ではまず、機能性色素の基礎(構造化学的特性、光吸収や発光などの光物性)について概観する。その後、情報記録や情報表示の分野に応用される機能性色素について論じる。また、近年技術的進展が著しい情報家電分野における機能性色素について講義する。特に、ディスプレイ分野における色材として、カラーフィルターや偏光板に応用されている機能性色素、さらには、有機EL用有機機能材料について論じる。本講義ではまた、エネルギー変換用機能性色素として、色素増感太陽電池や有機薄膜太陽電池といった光電変換素子の基盤を担う機能性色素や有機機能材料についても論じる。さらには、生化学分析や環境分析への応用が期待される分子センサーや標識化合物について、周辺の化学を交えながら基礎から応用まで詳細に講義する。

授業計画

第1回 機能性色素概論 準備学習等 有機化学(特に、構造と物性)に関する基礎的な知識を整理しておく。機能性色素に関連する参考図書や文献をあらかじめ読むことを勧める。
第2回 機能性色素の応用(1) 準備学習等 第1回の講義の内容を復習しておく。機能性色素に関連する参考図書や文献をあらかじめ読むことを勧める。
第3回 機能性色素の応用(2) 準備学習等 第1回、第2回の講義の内容を復習しておく。機能性色素に関連する参考図書や文献をあらかじめ読むことを勧める。
第4回 有機電子デバイス概論 準備学習等 有機光化学(電子遷移、発光特性)、有機物理化学(酸化還元、電子状態)に関する基礎的な知識を整理しておく。有機エレクトロニクスに関連する参考図書や文献をあらかじめ読むことを勧める。
第5回 有機電子デバイス用材料の基礎 準備学習等 第4回の講義の内容を復習しておく。有機エレクトロニクスに関連する参考図書や文献をあらかじめ読むことを勧める。
第6回 有機電界発光素子 準備学習等 第4回、第5回の講義の内容を復習しておく。有機エレクトロニクスに関連する参考図書や文献をあらかじめ読むことを勧める。
第7回 分子認識と超分子化学 準備学習等 分子間相互作用に関する基礎的な知識を整理しておく。分子認識と超分子化学に関連する参考図書や文献をあらかじめ読むことを勧める。
第8回 分子センサー 準備学習等 第7回の講義の内容を復習しておく。有機光化学(電子遷移、発光特性)、構造有機化学、および生物有機化学に関する基礎的な知識を整理しておく。
第9回 色素の光吸収特性 準備学習等 配布する講義用資料で予習すること。
第10回 色素の凝集・自己組織化 準備学習等 配布する講義用資料で予習すること。
第11回 ポリメチン色素の化学 準備学習等 配布する講義用資料で予習すること。
第12回 蛍光化学センシング 準備学習等 配布する講義用資料で予習すること。
第13回 機能性色素によるエネルギー変換(1)-有機薄膜太陽電池- 準備学習等 配布する講義用資料で予習すること。
第14回 機能性色素によるエネルギー変換(2)-色素増感太陽電池- 準備学習等 配布する講義用資料で予習すること。
第15回 総合演習 準備学習等 第9~14回の講義の内容を復習しておく。

成績評価

講義の際の課題10%(第1~8回講義分)、レポート40%(第1~8回講義分)、総合演習50%(第9~14回講義分)により総合的に評価する。

備考(実務経験の活用を含む)

授業開始前日までに受講申請を終えておくこと。