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サステイナブル化学を修得したいなら物理化学を学ぼう(高橋教授)

| 投稿者: tut_staff

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 前期において専門基礎科目「化学基礎」で大学の化学の入り口を学んだ1年生諸君は、後期には、有機化学、無機化学、物理化学の学習に進みます。応用化学科では、持続可能な社会の構築に貢献するために、サステイナブル化学の知識を身につけ、これを実践できるように学びを深めます。
 1年次後期で学ぶ化学の3科目は、応用化学科で学ぶ専門科目であると同時にサステイナブル化学の基盤となるものです。

 有機化学や無機化学での学びは、有機化合物や無機化合物に関連した化学だろう、というイメージが湧くでしょう。

 では、物理化学で何を学ぶのでしょうか。

名前のとおり、物理化学は物理学の理論や物理的測定方法を基にした化学の一分野ですから、この科目では物質の構造、物性、反応の理解のための基本となる法則や理論を学びます。
 物理? と毛嫌いしないでください。有機化学、無機化学、そして2年次以降の応用化学科で学ぶ、高分子化学、分析化学、化学工学、電気化学、触媒化学、生物化学、工業化学、量子化学、界面化学などの専門科目の修得のための基盤になる科目こそが、物理化学なのです。
 化学の各分野に流れる専門科目の縦糸をつなぐ横糸が物理化学、ともいえます。

 例えば、合成反応においてエネルギー論に基づく物理化学的理解が重要になります。
全ての物質はエネルギー的に安定な状態に変化するのが自然の摂理ですから、より効率的な反応経路や新たな合成経路の設計のためには、物理化学的(エネルギー論的)な考え方がベースになるのです。
 化学現象において、状態変化に伴いエネルギーの変化が生じるとき、化学熱力学という分野の知識が重要になります。1年次後期の物理化学Ⅰでは、化学熱力学を修得し、2年次以降の学習や4年次の研究室での卒業課題に備えましょう。

 21世紀初頭の今、私たちの身の回りには膨大な数の物質があふれており、今後も新規の物質が生産されていくことでしょう。物質や材料の特性を知り、物質や材料を使いこなすためには、化学の知識が必須です。(昨今の技術者養成プログラムでは、化学の知識が重要視されています。)
 ことに私たち東京工科大学が目指す持続可能な社会では、エネルギーだけでなく物質や材料開発においても“再生可能”を考える必要があります。化学物質の性質や化学現象についての測定と解析を行い、関連する現象の解明を行うのが物理化学の分野ですから、物理化学はまさにサステイナブル化学の基盤といえるのではないでしょうか。

高橋 昌男

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