2024

科目分類 / Subject Categories
学部等 / Faculty	工芸科学部 / School of Science and Technology	今年度開講 / Availability	有 / Available
学域等 / Field	物質・材料科学域 / Academic Field of Materials Science	年次 / Year	２年次 / 2nd Year
課程等 / Program	応用化学課程・課程専門科目 / Specialized Subjects for Undergraduate Program of Applid Chemistry	学期 / Semester	前学期 / First term
分類 / Category	- / -	曜日時限 / Day & Period	木3 / Thu 3rd

科目情報 / Course Information
時間割番号 / Timetable Number	15114301
科目番号 / Course Number	15160002
単位数 / Credits	2
授業形態 / Course Type	講義 / Lecture
クラス / Class	- / -
授業科目名 / Course Title	応用化学序論Ⅱ / Introduction of Applied ChemistryⅡ
担当教員名 Instructor(s)	応用化学課程関係教員、大村　智通、今野　勉、清水　正毅、中　建介、箕田　雅彦、本柳　仁、則末　智久、中西　英行、木梨　憲司、一ノ瀬　暢之、高廣　克己、PEZZOTTI Giuseppe、朱　文亮、湯村　尚史、菅原　徹、塩見　治久、細川　三郎、野々口　斐之、MARIN ELIA、岡田　有史、金折　賢二、三宅　祐輔、熊田　陽一、北所　健悟、堀内　淳一、黒田　浩一、藤原　進
	-、OHMURA Toshimichi、KONNO Tsutomu、SHIMIZU Masaki、NAKA Kensuke、MINODA Masahiko、MOTOYANAGI Jin、NORISUE Tomohisa、NAKANISHI Hideyuki、KINASHI Kenji、ICHINOSE Nobuyuki、TAKAHIRO Katsumi、PEZZOTTI Giuseppe、Wenliang Zhu、YUMURA Takashi、SUGAHARA Toru、SHIOMI Haruhisa、HOSOKAWA Saburo、NONOGUCHI Yoshiyuki、MARIN ELIA、OKADA Arifumi、KANAORI Kenji、MIYAKE Yusuke、KUMADA Yoichi、KITADOKORO Kengo、HORIUCHI Junichi、KURODA Koichi、FUJIWARA Susumu
その他 / Other	インターンシップ実施科目 Internship	国際科学技術コース提供科目 IGP	PBL実施科目 Project Based Learning	実務経験のある教員による科目 Practical Teacher
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	DX活用科目 ICT Usage in Learning	-	-	-
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科目ナンバリング / Numbering Code	B_AP2130

授業の目的・概要 Objectives and Outline of the Course
応用化学の最新の知識、研究の現状と研究・開発の方向などのトピックスを取り上げながら講述し、応用化学課程で学んでゆく方向について理解を助けることを目的とする。本講義は原則的に対面式で行う。
Current research topics in applied chemistry will be introduced as a guidance of the Applied Chemistry program. In principle, this lecture will be given face-to-face.

学習の到達目標 Learning Objectives
1．応用化学課程４コースの教育内容および研究展開動向を理解する。
1．To understand the educational content and research development trends of four courses in the Applied Chemistry program.

授業計画項目 / Course Plan
No.	項目 Topics	内容 Content	オンライン授業 online class
1.	ガイダンス、安全教育（1）：化学実験の心構え・有害物質の取り扱い	ガイダンス（応用化学課程長・高廣　克己）：本授業の予定、および応用化学課程の紹介。 安全教育（前田 耕治）：化学実験を行う前に身につけるべき心構え、基本的な注意事項について説明する。続いて、応用化学序論Iにおいて学んだ内容(労働安全衛生・毒劇法・本学における環境安全衛生の取り組み)の重要事項を確認し、有害物質の毒性および取り扱いについて学習する。
	Guidance, Safety Education (1)	1. Guidance (Katsumi Takahiro, Head of Applied Chemistry Course): Schedule of this class and introduction to the Applied Chemistry Course. 2. Safety Education (1) (Koji Maeda): Explanation of the preparedness and basic precautions to be taken before carrying out chemical experiments. This is followed by a review of the important content of safety learned in Introduction to Applied Chemistry I and a study of the toxicity and handling of hazardous substances.
2.	安全教育（2）：危険物の取り扱い	安全教育（前田 耕治）：危険物の可燃性、爆発生および取り扱いについて学習する。その後、安全教育全般に関する小テストとその解説を行い、重要事項を再確認する。
	Safety Education (2)	Safety Education (2)(Koji Maeda): Learn about the flammability, explosive properties and handling of hazardous materials. This is followed by a quiz on general safety training and an explanation of the quiz to reconfirm the key points.
3.	分子化学デザインコース（1）	1. 分子化学デザインコースの概要を説明する（コース長：清水 正毅） 2. 触媒を用いる化学反応は，医薬品や農薬，機能性材料などの開発・生産に欠かせない，重要な分子変換手法です。本講義では，ノーベル化学賞の対象となった触媒反応を取り上げ，炭素と炭素をつなぐしくみや古典的化学反応との違いについて解説するとともに，低環境負荷・省エネルギーでの分子創出に向けて克服すべき課題を議論します。（大村 智通）
	Molecular Chemistry Design course (1)	1. An overview of the Molecular Chemistry Design Course will be provided. (Masaki Shimizu) 2. Chemical reactions using catalysts are contributing to the development and production of useful organic compounds that are applied to pharmaceuticals, agrochemicals, and functional materials. In this lecture, I will focus on catalytic reactions that were the subject of the Nobel Prize in Chemistry. Mechanisms for the carbon-carbon bond formation, advantages against classical chemical reactions, and issues that need to be overcome to achieve production of molecules with low environmental impact and energy conservation will be discussed. (Toshimichi Ohmura)
4.	分子化学デザインコース（2）	1. 有機化学と無機化学は、これまで全く別の物質を扱う学問としてとらえられてきた。有機物の構成元素は、主に炭素・水素・酸素・窒素であるが、周期表に存在する多彩な無機元素を有機分子中に組み込むことで、全く新しい物質が生み出される。有機と無機を融合させる手法と、それによって生まれる新機能について解説する。（井本 裕顕） 2. 本講義では、すりつぶし等の力学的刺激により発光色が可逆的に変化する有機材料について紹介し、後半ではこれらの有機材料の構造解析法の概略を説明する。(楠川 隆博)
	Molecular Chemistry Design course (2)	1. Organic chemistry and inorganic chemistry have traditionally been viewed as separate disciplines dealing with entirely different substances. The main elements composing organic substances are carbon, hydrogen, oxygen, and nitrogen. However, by incorporating a diverse array of inorganic elements from the periodic table into organic molecules, entirely new substances can be created. This lecture will explain the methods for integrating organic and inorganic elements and the new functions that arise from this integration (Hiroaki Imoto) 2. In this lecture, organic materials whose emission color can be reversibly changed by mechanical stimuli such as grinding will be introduced, and in the latter half of the lecture, the structural analysis methods of these organic materials will be summarized. (Takahiro Kusukawa)
5.	分子化学デザインコース（3）	1. 様々なモノマーを重合することで得られる高分子化合物は，古くから使われている材料であると同時に，最先端材料としても重要な材料である。高分子材料について，基礎的な合成方法や高分子の分子構造と機能発現との関係を概説する。(本柳 仁） 2. ヘテロ（複素）環式化合物は天然物，生体成分，医農薬品といった生物活性を有する分子や色素，染料の母骨格として利用されている身近な化合物群である。本講義ではその基本的な特徴，合成法ならびに最近の応用例について概説する。(安井 基博)
	Molecular Chemistry Design course (3)	1. Polymers obtained by polymerizing various monomers are important materials as basic materials used for a long time, and are also cutting-edge materials in a broad range of fields. I will lecture on the outline of basic synthesis methods of polymer and the relationship between the molecular structure and functional expression of polymer materials. (Jin Motoyanagi) 2. Heterocycles are familiar compounds that are used not only as biologically active molecules such as natural products, biological components, pharmaceuticals and agrochemicals, but also as skeletons of dyes and pigments. In this lecture, the basic characteristics, synthetic methods, and recent applications of heterocycles will be reviewed. (Motohiro Yasui)
6.	機能物質デザインコース（1）	1. 様々な生命現象は高次な生化学反応・生体高分子の集積と創発によって達成されている。生体高分子の網羅的定量解析を通じて、細胞全体を俯瞰的にとらえるデータ駆動型の研究について概説する。また、生体触媒開発の方法論として、酵母の細胞表層に目的の外来タンパク質を集積させる「酵母ディスプレイ法」について解説し、その応用例を紹介する。（黒田 浩一） 2. タンパク質はそれぞれ固有の立体構造を有し、構造的特徴に基づいてその機能を発揮する。本講義ではタンパク質の立体構造を決定する構造生物学的手法を説明し、立体構造と機能の相関について紹介する。（北所 健吾）
	Functional Materials Design course (1)	1. Various biological phenomena are achieved through the accumulation and emergence of higher-order biochemical reactions and biomacromolecules. Data-driven research that provides a bird’s-eye view of the entire cell through comprehensive analysis of biomacromolecules is outlined. In addition, as a methodology for developing biocatalysts, “yeast display technology”, in which target foreign proteins are accumulated on the yeast cell surface, is explained and its applications is introduced. (Koichi Kuroda) 2. Protein has a unique three-dimensional structure and performs its function based on its structural features. In this lecture, structural biology methods for determining protein structure will be explained and the structure and function relationship will be introduced. (Kengo Kitadokoro)
7.	機能物質デザインコース（2）	1. 抗原抗体反応を用いた免疫検査はインフルエンザやガンの検査に利用されており，臨床診断のキーテクノロジーとなっている。本講義では，遺伝子組換え抗体を用いた低コストかつ高感度な最新の免疫検査技術を中心に研究の最前線について紹介する。(熊田 陽一) 2. 環境中の物質動態や微量有害物質を対象とした研究するために，微量分析技術，分離技術，濃縮技術は必須のツールである。この講義では，以下の3つの環境解析研究を紹介する。①地球温暖化の影響下にある閉鎖性水域における物質動態の変化を捉えるために我々が開発している様々な解析手法，②マイクロプラスチックやパーフルオロアルキル化合物など新たな地球規模の汚染を解明する技術，③廃棄物資源循環分野で求められる環境負荷低減技術（布施 泰朗，初 雪）
	Functional Materials Design course (2)	1. Immunoassays utilizing antigen-antibody interaction are one of key technologies and they have been mainly applied in clinical diagnosis such as influenza virus detection as well as cancer diagnostics. This lecture will introduce advance in sensitive and economical immunoassays using recent recombinant technologies. (Yoichi Kumada) 2. Trace quantification, separation, and concentration techniques are essential tools for studying the dynamics of substances in the environment and trace amounts of toxic substances. In this lecture, the following three environmental analytical studies will be presented. (1) Various analytical methods we are developing to analyze changes in the dynamics of substances in closed water bodies under the influence of global warming, (2) Technologies for elucidating new global-scale pollution such as microplastics and perfluoroalkyl compounds, and (3) Environmental load reduction technologies required in the waste and resource recycling field. (Yasuro Fuse, Xue Chu)
8.	機能物質デザインコース（3)	分光学とは試料に光を照射し、その応答を観測する学問である。照射する光のエネルギーの違いによって分子の電子遷移、振動－回転遷移、スピン遷移などが観測される。生命現象の多くは分光学を用いて観測され、構造と機能相関の情報を与える。授業では分光学の基本原理を概説し、機能性分子の構造や反応についての研究例を述べる。（金折 賢二・三宅 祐輔）
	Functional Materials Design course (3)	Spectroscopy is the study of irradiating a sample with light and observing its response. Depending on the wavelength of light, electronic transitions, vibrational-rotational transitions, spin transitions, etc. are observed. Information on the structure-function relationship of bio-related substances and functional substances can be obtained by various spectroscopic methods. In the lecture, after an overview of the basic principles of spectroscopy, examples of research on the structures and reactions of functional molecules will be presented. (Kenji Kanaori, Yusuke Miyake)
9.	高分子材料デザインコース（1）	-
	Polymeric Materials Design course (1)	-
10.	高分子材料デザインコース（2）	-
	Polymeric Materials Design course (2)	-
11.	高分子材料デザインコース（3）	-
	Polymeric Materials Design course (3)	-
12.	材料化学デザインコース（1）	持続可能な社会の構築に対して，触媒化学の分野では新材料開発による飛躍的な機能向上が切に望まれている。こうした観点から，本講義では，新しい環境触媒材料開発に対する設計指針の基礎と最近の研究事例について紹介します。
	Materials Chemistry Design Course (1)	In the field of catalytic chemistry, functional improvement through the development of new materials is strongly desired to establish a sustainable society. From this perspective, this lecture will introduce recent case studies for various catalytic reactions using heterogeneous catalysts and the fundamentals of design guidelines for the development of new catalyst materials. (Saburo Hosokawa)
13.	材料化学デザインコース（2）	環境発電と呼ばれるエネルギー変換技術の登場により，さまざまな電子機器が無配線給電，スタンドアローンで動く未来がやってきます。このような未来技術の実現に向けては，エレクトロニクスや伝熱工学のほか，材料化学が大きな役割を果たします。本講義では担当教員がこれまでに取り組んできた有機半導体やカーボンナノチューブへの独自の化学処理を基盤とする温度差発電（熱電変換）材料の開発について紹介します。
	Materials Chemistry Design Course (2)	With the advent of energy conversion technology, known as energy harvesting, a future is emerging in which various electronic devices will run wirelessly and autonomously. In addition to electronics and heat transfer engineering, materials chemistry will play an important role in the realization of such future technology. In this lecture, the faculty in charge will introduce the development of thermoelectric materials based on the unique chemical processing of organic semiconductors and carbon nanotubes. (Yoshiyuki Nonoguchi)
14.	材料化学デザインコース（3）	現在の新規材料設計において量子化学計算は不可欠なツールになっています。本講義では、量子化学計算の概略やその計算で得られる情報を説明したのち、触媒材料やカーボンナノチューブ等に量子化学計算を行った研究例を紹介します。
	Materials Chemistry Design Course (3)	Recently, quantum chemistry calculations are a tool indispensable to design novel materials in industry. This lecture will briefly overview quantum chemistry calculations, as well as information obtained from quantum chemistry calculations. Moreover, recent studies on quantum chemistry calculations investigating catalysts and carbon nanotubes will be explained (Takashi Yumura))
15.	コース分属説明	コース分属説明（応用化学課程長・高廣　克己）：コース分属に関するを行い，希望調査の方法を解説する。
	Explanation of Course Assignments	(Katsusmi Takahiro, Head of Applied Chemistry Course): Explanation of course assignments for the next semester is given and the method of the preferences survey will be explained.

履修条件 Prerequisite(s)
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授業時間外学習（予習・復習等） Required study time, Preparation and review
各授業に対し、講義内容に関する復習を1時間、レポ－ト作成のための学習時間や小テストに備えるための学習時間を2時間要する。 他人が作成したレポートを、自身が作成したとして提出しないこと。 本学では1単位当たりの学修時間を45時間としています。毎回の授業にあわせて事前学修・事後学修を行ってください。
This class requires not only one hour for review but also two hours for further learning to make out reports and to prepare for short tests. Do not submit a report, which someone else has created, as if you have created by yourself. Please note that KIT requires 45 hours of study from students to award one credit, including both in-class instructions as well as study outside classes. Students are required to prepare for each class and complete the review after each class.

教科書／参考書 Textbooks/Reference Books
教科書は使用しない。
No textbook is used.

成績評価の方法及び基準 Grading Policy
各講義ごとに課題が与えられるので、指示された方法に従って回答を提出すること。提出された内容を採点し、総合的に60点以上を合格とする。
Assignments will be given for each lecture (or teacher) and responses should be submitted according to the instructions given. Submissions will be graded and an overall score of 60 or above will be considered as a pass.

留意事項等 Point to consider
本講義は原則的に対面式で行う。
In principle, this lecture will be given face-to-face.