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ga043: 究極のナノマシンを作る/ナノ物質の不思議な世界

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  • 講座番号:ga043
  • 受講開始日:2015年10月7日

講座内容

私たちや身のまわりの物質は何からできているのでしょうか。この問題は大昔からの謎だったのですが、今では、私たちや身のまわりの物質はすべて、原子からできていることがわかっています。原子が結合して分子ができたり、さまざまな物質ができ上がっています。原子の大きさはとても小さいのですが、現在では、原子や分子をみることができるようになってきていますし、まだ夢の段階ですが、分子でマシンをつくったりすることに挑戦できるようになっています。

この講座「究極のナノマシンを作る/ナノ物質の不思議な世界」は、そんな原子や分子の世界にせまります。

前半の2週間では、私たちが進めている、分子をつくってナノマシンを組み立てるというチャレンジを紹介します。タイトルにある「ナノ」は、原子や分子のサイズを表す言葉なので、分子でできるマシンをナノマシンとよぶことにしています。40億年の進化の結果、生物の中では分子でできた素晴らしいマシンがすでに働いていますので、私たちは、生物に学んで、それをお手本にしながら、人工の分子をつくって、分子の構造や働きを理解しつつ、究極のマシンをつくることをめざしています。そういった私たちの化学からのアプローチにそった物語をお送りしますが、1週目は、化学の基礎を復習してから、自然のナノマシンを学びます。そして、2週目に私たちのチャレンジを紹介します。

ナノ物質が彩るミクロの世界では、物質を構成している原子や電子は、私たちの常識とはかけ離れた原理に従っています。後半の2週間では、まずこのミクロの世界を記述する量子力学と呼ばれる理論を簡潔に学び、原子や分子の不思議な振る舞いを紹介します。そして、このナノ物質の世界に私たちが働きかけ、その様子を調べ、そして操作するためのプローブとなる「光」について解説し、光とナノ物質の相互作用の最先端の理論を紹介します。


第1週:究極のナノマシンを学ぶ

第2週:究極のナノマシンを創る

第3週:ナノの世界の不思議

第4週:ナノ物質を操る:光と物質の相互作用

講師・スタッフ紹介

大月 穣

大月 穣

日本大学理工学部教授
1991年東京大学大学院工学系研究科合成化学専攻修了。工学博士。分子を超える化学―超分子化学―として、分子や分子集合体、それらの光との相互作用などを研究。主な著書等に1998年『超分子化学』(東京化学同人)、2014年『基礎の化学』(東京化学同人)、2014年『未来への6つの約束―日本大学N.研究物語―』(日本大学N.研究プロジェクト編、リバネス)など。

佐甲 徳栄

佐甲 徳栄

日本大学理工学部准教授
1995年東京大学教養学部基礎科学科卒業。2000年東京大学大学院理学系研究科化学専攻博士課程修了。理学博士。分子振動のLie代数理論の開発や非クーロン場中での電子構造の解明、光と物質の相互作用などの理論研究を行う。主な著書等に2012年『理工系のための力学』(東京図書)、2014年『未来への6つの約束―日本大学N.研究物語―』(日本大学N.研究プロジェクト編、リバネス)など。

【学生アシスタント】

竹内 嵩

竹内 嵩

日本大学大学院理工学研究科・電気工学専攻博士後期課程3年生

酒巻 愛

酒巻 愛

日本大学理工学部・物理学科3年生

森田 雪華子

森田 雪華子

日本大学理工学部・物理学科3年生

田中 郁行

田中 郁行

日本大学理工学部・物理学科3年生

前提条件

特になし

課題内容

毎週確認テスト10問程度

修了条件

得点率70%以上

学習期間

4週間

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  • 講座番号:ga043
  • 受講開始日:2015年10月7日