由日本的統計數理研究所等組成的研究團隊開發出了全自動計算聚合體（聚合物）各種物質性質的軟體。僅需輸入分子結構等基本資料，就能計算出熱傳導率等15種物質性質。研究團隊計劃使用超級計算機「富嶽」，於5年後建成10萬種以上聚合物的物質性質資料庫。此舉將爲運用資訊科技提高材料開發效率的「材料資訊學（MI）」帶來貢獻。
研究團隊開發的開源軟體，可作爲研究者的共同資產使用（供圖：統計數理研究所吉田教授）
此次開發的「RadonPy」軟體基於原子間的作用力來類比材料的物質性質。僅需輸入分子結構和溫度等聚合物重複的單元資料，聚合體性質的計算和計算不收斂時的處理等全部工序就會自動執行。
首先，研究團隊開發出了能計算熱傳導率、體積膨脹率、折射率等15種物質性質的軟體版本，並嘗試計算了約1000種聚合物的物質性質，並與基於實驗的資料庫進行了比較，驗證了精度。使用名爲「轉移學習」的機器學習方法，即使資料少也能提高精度，研究團隊以此應答該軟體可修正計算值與實驗數據間的偏差。
RadonPy不僅可計算物性，還可驗證其原理。例如，此次精度驗證發現了8種聚合物，預計其熱傳導率將遠超普通非晶態聚合物，並瞭解到這些性質源自分子間的氫鍵等。RadonPy還可查明聚合物性能的極限值和結構改變時的擴展空間。
基於上述優勢，RadonPy將成爲開發此前欠缺的聚合物物質性質資料庫的有力工具。與無機化合物和低分子化合物相比，聚合物的計算和實驗需花費更多時間和成本，資料庫的建設出現了遲滯。
統計數理研究所於10月成立了利用RadonPy建立聚合物物質性質資料庫的聯盟。已有3所大學和19家企業參與，近100名研究人員展開合作。利用理化學研究所和富士通共同開發的超級計算機「富嶽」，計劃在5年後建成世界最大規模、超過10萬種聚合物的物質性質資料庫。
在以與計算相輔相成的實驗爲基礎的資料庫方面，物質與材料研究機構正在建立「PoLyInfo」。從論文中全面收集了聚合物的化學結構和約100種聚合物的物質性質數據，RadonPy的開發也利用了該資料庫。
統計數理研究所吉田亮教授充滿期待地表示：「僅靠個別企業和大學的努力是不夠的。完善實驗和計算的公開資料庫，有利於開發出僅靠實驗難以發現的新材料。」
日文：遠藤智之、《日經產業新聞》、2022/11/21
中文：JST客觀日本編輯部
