[未踏物質探索] 2021年度採択課題

岩崎 悠真

科学者の能力を拡張する階層的自律探索手法による新材料の創製

研究代表者
岩崎 悠真

物質・材料研究機構
統合型材料開発・情報基盤部門
主任研究員

主たる共同研究者
五十嵐 康彦 筑波大学 システム情報系 准教授
小嗣 真人 東京理科大学 先進工学部 教授
桜庭 裕弥 物質・材料研究機構 磁性・スピントロニクス材料研究センター グループリーダー
研究概要

従来のデータ主導材料開発では、『新材料の創製』と『学理の深化』を両立させることは困難でした。そこで本プロジェクトでは、コンビナトリアル実験・材料シミュレーション・データ科学・ロボティクス等を統合した『階層的自律探索システム』により、材料科学者の能力を拡張させつつ新材料を創製することを可能とします。

塩見 淳一郎

巨大連続空間探索による不秩序熱機能材料の革新

研究代表者
塩見 淳一郎

東京大学
大学院工学系研究科
教授

主たる共同研究者
後藤 真宏 物質・材料研究機構 ナノアーキテクトニクス材料研究センター 主席研究員
津田 宏治 東京大学 大学院新領域創成科学研究科 教授
研究概要

量子計算、協働ロボティクス、固体プロセスおよびウェットプロセスの自動コンビナトリアル合成・評価を連動させて巨大物質空間の全体最適な探索を可能するQuantum & Robotics in the Loop手法を開発する。それを熱機能材料開発に適用、準安定・不秩序系やプロセスパラメータも含めた巨大空間を探索して、高密度無機材料から成る断熱・熱遮蔽膜およびスケーラブルな波長選択的熱放射塗料・膜を革新する。

竹谷 純一

電子閉じ込め分子の二次元結晶と汎用量子デバイスの開発

研究代表者
竹谷 純一

東京大学
大学院新領域創成科学研究科
教授

主たる共同研究者
岡本 敏宏 東京工業大学 物質理工学院 教授
小林 伸彦 筑波大学 数理物質系 教授
山下 侑 物質・材料研究機構(NIMS) ナノアーキテクトニクス材料研究センター 主任研究員
研究概要

キャリアが分子内の中央部に閉じ込められた量子井戸分子を二次元的に結晶化し、新しい量子エレクトロニクスを創成します。結晶構造予測アルゴリズムと第一原理電子状態計算の手法を活用して、多様な量子井戸空間を探索し、室温共鳴トンネル素子・超伝導量子ビット・高速集積回路に応用します。本研究において、無線給電・高速通信・量子デバイス等の用途を拓き、有機エレクトロニクス基盤の構築を目指します。

松田 巌

2次元ホウ素未踏マテリアルの創製と機能開拓

研究代表者
松田 巌

東京大学
物性研究所
教授

主たる共同研究者
安藤 康伸 東京工業大学 科学技術創成研究院 准教授
小嗣 真人 東京理科大学 先進工学部 教授
近藤 剛弘 筑波大学 数理物質系 教授
吹留 博一 東北大学 電気通信研究所 准教授
研究概要

我々は世界に先駆けてホウ素の原子層物質の合成法と優れた物性を発見し、同時に未来の社会基盤を支える材料として高い将来性を確信しました。この新たな物質群に対して、本研究ではオペランド実験とプロセスインフォマティクスを融合した革新的な物質合成開発システムを構築して合成法の最適化を図ると共に、多次元物質データを取得し、それらを機械学習処理することで機能性を最大限に引き出した複合材料の開拓を目指します。

山口 茂弘

励起ダイナミクス制御に基づく光機能性ヘテロπ電子系の創製

研究代表者
山口 茂弘

名古屋大学
トランスフォーマティブ生命分子研究所
教授・副拠点長

主たる共同研究者
藤本 和宏 名古屋大学 トランスフォーマティブ生命分子研究所 特任准教授
安田 琢麿 九州大学 高等研究院 教授
研究概要

分子性材料の未踏の光機能の実現を目指し,多環π骨格に種々のヘテロ元素を組み込んだヘテロπ電子系を対象とした物質探索法の確立に取り組みます。励起状態の素過程に対する量子ダイナミクス計算による予測と元素の活用による修飾をもとにしたスクリーニングにより,秀逸な分子骨格を生み出します。それらの有用性を,有機光エレクトロニクスと蛍光イメージングの2つの方向で追求し,新たな分子性光技術の創出につなげます。

山田 淳夫

水を基軸とする未踏蓄電機能材料の開拓

研究代表者
山田 淳夫

東京大学
大学院工学系研究科
教授

主たる共同研究者
大久保 將史 早稲田大学 先進理工学部 教授
駒場 慎一 東京理科大学 理学部第一部 教授
中山 将伸 名古屋工業大学 大学院工学研究科 教授
藪内 直明 横浜国立大学 大学院工学研究院 教授
研究概要

独自に発見したアルカリ金属溶融水和物の多様化と、これが提供する溶液場で安定化・高機能化される、ホストゲスト反応系新規固体電極材料の探索を行う。広域化された物質探索空間の中で、実験、理論、計測およびデータ科学を融合した多角的な探索を行い、エマージングマテリアルと新たな蓄電メカニズムの発掘を通じて、従来の材料設計では到達不可能な高エネルギー密度・高速反応性を有する水溶液系蓄電材料システムを創製する。

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