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2021.07.16 研究・成果

数学と物質科学が融合 シミュレーションで材料設計加速 東北大など有用性実証

数学が物質科学研究を大きく変えようとしている。東北大学材料科学高等研究所の小谷元子教授らの研究グループは、3次元の立体構造を持つカーボンネットワークをバネで連結された数理モデルとみなし、構造を単純化することで、従来法よりも10億倍速い計算時間で貴金属を使用しない優れた触媒の設計法を見いだした。この手法で提案されたカーボンネットワークを実験的に作製したところ、予測された触媒能力を発揮し、数学を用いた材料設計の有用性を実証した。小谷教授は「物質科学で最も大切なことは構造と機能の関係です。数学(幾何学)によって構造を表現する記述子を提供することで狙った機能を持つ物質の構造を予測し、設計する最初の指針を与えることを目指しています」という。

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