自然に学ぶ次世代の新材料開発

自然に学ぶ非平衡状態の学理構築と高効率次世代材料開発拠点の形成

再生可能エネルギーから次世代エレクトロニクスまで、世界が抱える課題解決の鍵を握るのが新たな高効率材料の発見です。しかし多くの場合、こうした材料開発は時間と費用のかかる試行錯誤の連続であり、そうした非効率性がエネルギーや環境をめぐる喫緊の課題解決を阻む大きなボトルネックとなっています。新材料開発をさらに加速するためにはより合理的な材料設計のための新たなアプローチが必要です。

本プロジェクト「自然に学ぶ非平衡状態の学理構築と高効率次世代材料開発拠点の形成」は自然界からインスピレーションを得ています。例えば、雪の結晶は、無秩序で非平衡な状態から効率的かつ低エネルギーで形作られる緻密なデザインの傑作です。このように自然現象の背後にある原理に着目することで、新たな「非平衡の学理」の確立を目指しています。この新しい学理は、材料合成をリアルタイムで計測できる最先端技術と、人間が見逃しがちなパターンを特定する予測能力を持った機械学習を駆使して構築されるものです。これにより自然を観察するだけでなく、自然界の法則を真に理解することが可能となり、新材料の発見を加速することができるのではと期待しています。

最終的には、革新的で持続可能かつ高性能な材料を効率的に生産できる研究開発拠点を構築し、地球が抱える課題解決に向けたアプローチの変革を目指しています。

プロジェクトメンバー

研究代表者

木村 勇気

北海道大学 低温科学研究所
教授

宇宙物質科学・低温ナノ物質科学グループ

研究分担者

三浦 章

北海道大学 大学院工学研究院
教授

構造無機化学研究室

研究分担者

鈴木 栞

北海道大学 大学院農学研究院
助教

研究分担者

平井 慈人

北見工業大学 地球環境工学科
准教授

無機物質工学第二研究室

研究分担者

大友 陽子

北海道大学 大学院工学研究院
准教授

研究分担者

長島 一樹

北海道大学 電子科学研究所
教授

インタラクション機能材料研究分野

研究分担者

奈須 滉

北海道大学 大学院理学研究院
助教

研究分担者

瀧川 一学

東京大学 大学院新領域創成科学研究科
教授
北海道大学 化学反応創成研究拠点(ICReDD)
特任教授

データ駆動知能分野
瀧川グループ

研究分担者

Ekin D. Cubuk

Google DeepMind
Research Scientist

研究分担者

Wenhao Sun

University of Michigan
Assistant Professor

Predicting Synthesis and Synthesizability