「化学への招待」東京大学 1日体験化学教室

■「化学への招待」東京大学 1日体験化学教室

概要

主催  東京大学工学部化学・生命系3学科
    (応用化学科化学生命工学科化学システム工学科

共催  日本化学会関東支部

会期  2021年7月17日(土)

      ※10日(土)、11日(日)には「高校生のための東京大学オープンキャンパス」が開催されます。

会場  東京大学本郷キャンパス工学部5号館52号講義室および各研究室
    (文京区本郷7-3-1)

      ※新型コロナウイルス感染症の感染拡大の状況によっては、オンライン開催となる可能性があります。

対象  高校生40名

参加費 無料

    以下の登録フォームからお申し込みください。

    参加申込締切:6月30日(水)

    [ 登録フォーム ]

      ※申込者多数の場合は抽選により参加者を決定します。

イベントの詳細

<スケジュール>

09:30~  受付開始 工学部5号館1階52号講義室前
10:00~  ガイダンス
10:15~  講義
      「環境と人間のための高分子素材」
      化学生命工学科 教授 加藤隆史
11:15~  午後の実験説明
11:30~  A~Jの各班に分かれて昼食&休憩(各班担当者が案内します)
13:00頃~ 実験開始 工学部各研究室
17:00頃  実験終了・適宜解散

実験テーマ概要

A. ひとりでに組み上がる分子を体験してみよう(応用化学科・藤田研

自然界は、分子が自ら集まる仕組み(自己組織化)を巧みに利用してDNAやタンパク質のような複雑な構造体を作り上げています。私たちの研究室では、この仕組みを化学の世界に取り入れて、かご状の分子を作る研究をしています。これらの分子は、水に溶けない小さな分子を内部に閉じ込める性質があります。自己組織化の原理について学ぶとともに、分子を閉じ込める様子を体験してみましょう。


B. 回転分子モータータンパク質の1分子操作(応用化学科・野地研

生物の活動は、タンパク質や核酸でできた小さな分子機械が担っています。この実験テーマでは、細胞内で燃料(ATP)を消費して回転運動をおこなう数ナノメートルの回転分子モーターに小さな磁石を取り付けることで、その回転の様子を光学顕微鏡で観察してもらいます。さらに磁場によって分子モーターに取り付けた磁石を動かすことで、分子モーターの1分子操作に挑戦してもらいます。


C. ノーベル賞触媒反応を使って光る分子をつくろう(応用化学科・山口研

2010年にノーベル化学賞を受賞された鈴木章先生が開発した「鈴木・宮浦クロスカップリング反応」を体験します。本反応は液晶材料・有機EL材料・医薬品などの身近な機能性分子の合成に広く使われています。この教室では、実際にパラジウム触媒を使って、無色透明の原料から“光る”性質を持つ蛍光分子を作る有機化学反応を行ってもらい、さらに溶媒の性質で色が変わる”ソルバトクロミズム”も体験してもらいます。


D. ナノ多孔体を作って水をきれいにしよう(化学システム工学科・大久保・脇原研

水はきれいな方がいいですよね。ナノ多孔体という材料を用いて水がきれいになる様子を体験します。代表的なナノ多孔体であるゼオライトは、1ナノメートル(10億分の1メートル)以下の大きさが揃った細孔(空間、空隙)を持っている材料です。ゼオライトはその細孔内に様々な分子やイオンを入れることができるので、有害物質の除去などができます。環境・エネルギー問題解決のキーマテリアルをぜひその目で確かめてください。


E. コンピューターで見る分子の世界(化学システム工学科・中山研

分子は電子と原子核の集合体であり、化学反応は電子や原子核の受け渡しとみなすことができます。これらの電子や原子核の世界を支配する方程式は量子力学のシュレディンガー方程式とよばれており、コンピューターでその方程式を解くことで、分子の安定な構造、化学反応の起こりやすさなどを予測することができます。この1日体験化学教室では、各自1台のパソコンを用いて、分子のモデリングや化学反応の様子をコンピューター上で追跡することを行います。


F. 水を用いてリチウムイオン電池を作ってみよう(化学システム工学科・山田研

リチウムイオン電池は、スマートフォンから電気自動車まで、日常生活のあらゆる場面で利用されています。しかし、リチウムイオン電池には可燃性の有機電解液が使用されているため、これが火災事故を引き起こす主な原因となっています。この実験テーマでは、究極的に安全な「水」を使ったリチウムイオン電池を作ることに挑戦してみましょう。


G. 分子を組み上げて環境に応答する柔らかい材料をつくってみよう(化学生命工学科・相田研

現在身の回りには刺激に応答して性質を変えるような材料がたくさんあります。一日体験化学教室では、吸水性材料に焦点を当ててその理解を深めてもらいます。高分子からなるそのような材料を実際に合成してもらい、吸水試験を行います。実験を通じて材料の分子構造がいかに材料機能に効いてくるかを考察します。


H. 光と相互作用する高分子機能素材をつくろう(化学生命工学科・加藤研

高分子は生物の体を構成する素材であり、さらにはプラスチック製品をはじめ、私たちの生活には無くてはならないものです。加藤研究室では分子の構造をデザインすることで、精密なナノ構造を有する高分子素材を開発しています。今回は周期長が可視光の波長と同じくらいの長さの周期構造を形成する液晶高分子という素材を実際に用いて、それらが光と相互作用し、機能を発揮する様子を体験してみましょう。


I. 神経ネットワークの刺激を体験してみよう(化学生命工学科・神経細胞生物学研

私たちの脳内では神経細胞が非常に複雑かつ緻密な回路を形成しています。驚くべきことに、マウス脳から取り出してディッシュ上で培養した神経細胞もお互いに接続し脳内のような神経回路を形成します。この回路を情報が伝わる時には、細胞内のカルシウムイオン濃度がミリ秒単位でダイナミックに変化します。本テーマでは、神経細胞を電気刺激した時のカルシウムイオン濃度の変化を高速度撮影可能な最新鋭の顕微鏡を用いて捉えます。


J. フッ素の力を体験してみよう(化学生命工学科・フッ素有機化学研

炭素-フッ素結合を持つフッ素化合物は、水や油を弾く、熱に強い、光を吸収しない等のユニークな性質を持つため、撥水撥油剤、消火剤、乳化剤、コーティング剤などの機能性分子として用いられています。また、医薬品や農薬の薬効を高めるために、様々なフッ素化合物が使用されています。本実験では、実際にフッ素化合物を合成してもらい、そのユニークな性質から発現する機能を体験してもらいます。

アクセス

南北線「東大前」駅下車徒歩5分
千代田線「根津」駅下車徒歩8分
丸ノ内線・大江戸線「本郷三丁目」駅下車徒歩15分

問合せ先

東京大学 大学院工学系研究科 化学生命工学専攻
相川 光介 
Tel: 03-5841-6500 
E-mail:
https://www.chembio.t.u-tokyo.ac.jp/