計算化学に基づく物質設計 (1期目)

• 研究番号：26P03
• 研究分野：science
• 研究種別：プロジェクト研究
• 研究期間：2026年04月〜2029年03月

代表研究者

中井 浩巳 教授
NAKAI Hiromi Professor

先進理工学部 化学・生命化学科
Department of Chemistry&Biochemistry

URL：http://www.chem.waseda.ac.jp/nakai/

研究概要

　本プロジェクト研究は、量子化学計算・分子シミュレーション・機械学習などの計算化学に基づいて、環境・エネルギー問題解決に資する物質設計を遂行することを目的とする。また、物質設計を遂行する上で必要となる計算化学手法自体の改善・改良・開発も目指す。特に、従来ブラックボックス的に扱われていた量子化学計算・分子シミュレーション・機械学習に対して、説明可能性を重視したホワイトボックス化を図ることで、化学原理を見出し、それに基づいてこのアプローチにより、従来のビッグデータ駆動型マテリアルズ・インフォマティクス（MI）に基づく内挿的な探索から、化学原理に基づくMIによる外挿領域への展開を目指す。また、実験研究者との共同研究により、実際の材料創成および機能評価も実施する。物質設計・材料創成・機能評価というフィードバックループを繰り返すことにより、真に実用的な計算化学に基づく物質設計のスキームを構築する。 

研究代表者が２０２５年度まで実施していたプロジェクト研究「計算化学の社会実装」では、産業界に量子化学計算を根付かせるための拠点形成を目指し、実施した。その結果として構築された企業との連携は、本プロジェクト研究でも活用し、より実践的な物質開発に共同で取り組む。また、新たに学内外・国内外の理論・実験研究者とも連携し、新規機能性材料などの創成も目指す。物質設計には新たな化学反応の開発も必要となるケースも多いため、計算化学に基づく反応設計も本プロジェクト研究のターゲットとする。

年次報告