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技術開発

先端的な材料開発高速化考え方

先端的な機能性材料の開発について、試作回数・開発期間を大幅に短縮

「計算科学」を導入し、材料開発の高速化と高度化

計算科学

物質(材料)が従う力学の方程式を、コンピュータを使って近似的に計算(シミュレーション)を行う

機能性材料の試作前にシミュレーションを行い、試作する材料候補を絞り込む

先端的な材料開発の高速化の考え方
     

出典:国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構 「News Release 革新的な材料開発手法の構築に着手」引用

研究開発に導入する手法

研究開発に導入する手法
研究開発に導入する手法
研究開発に導入する手法

シミュレーションのマルチスケール化の基本的な考え方

シミュレーションのマルチスケール化の基本的な考え方
 出典:産業技術総合研究所 機能材料コンピュテーショナルデザイン研究センターHP

メゾ・中間領域ではミクロ起源の計算手法と
マクロ領域の計算手法が共存する。

密度、流速密度、エネルギー密度を共通言語としてミクロとマクロを双方向に繋げる事が可能

シミュレーションのマルチスケール化の基本的な考え方

濃度場(マクロ) ⇄ 粒子座標(第一原理)

順問題、逆問題とは?

順問題と逆問題

順問題、逆問題

逆問題を直接解くことはできず、順問題解を「外れ」の材料も含めて沢山用意し、それらのデータに対して機械学習・深層学習などを適用することにより逆問題に対して推定解を得ることができる。

材料開発迅速化の考え方

材料開発迅速化の考え方

事業化に向けて想定される研究開発成果

半導体材料

多層有機素材のキャリア輸送設計技術の開発

多層有機素材のキャリア輸送設計技術の開発

透明度の高いサーモクロミックフィルム等

誘電材料

有機・無機ハイブリッド 3次元エレクトロニクス部材の設計技術の開発

有機・無機ハイブリッド
3次元エレクトロニクス部材の設計技術の開発

高耐電圧かつ高誘電性の有機・無機ハイブリッドコンデンサ等

超高性能ポリマー

多成分組成の機能性ナノ高分子構造素材の 機能性設計技術の開発

多成分組成の機能性ナノ高分子構造素材の
機能性設計技術の開発

高耐熱かつ高強度なスーパーエンジニアリングプラスチック等

超高性能触媒 (機能性化成品)

自在合成を可能にする フローリアクターの総合的な触媒-流体界面設計技術の開発

自在合成を可能にする
フローリアクターの総合的な触媒-流体界面設計技術の開発

熱安定性透明フレキシブル熱硬化性樹脂等

出典:ナノテクノロジー・材料基盤技術分科会 産業技術総合研究所・先端素材高速開発技術研究組合資料(平成29年2月22日)

ナノカーボン材料 (CTN・グラフェン)

ナノカーボン材料プロセスに関係する基盤技術開発

耐熱性の自動車用ワイヤーハーネス、導電線や放熱材料等

自動車用ワイヤーハーネス、モーター、高圧電線など

自動車用ワイヤーハーネス、モーター、高圧電線など

導電性ゴム、耐熱性樹脂、放熱材料など

導電性ゴム、耐熱性樹脂、放熱材料など

フレキシブルディスプレイ・照明

フレキシブルディスプレイ・照明