早稲田大学材料技術研究所 計算材料科学連続セミナー（化学材料第１シリーズ）2022年5月～2022年6月 オンライン開催
「化学材料のための計算科学入門」
主催：早稲田大学 各務記念材料技術研究所／環境整合材料基盤技術共同研究拠点
材料科学研究における計算の重要性は近年ますます高まっています。時間とお金をかけた実験でなくても、計算によってある程度の精度で材料特性の予測が可能になりつつあること、また実験で得られるデータ量が膨大となり、シミュレーションを含めた数値解析が必須となっていること、などが理由です。
早稲田大学材料技術研究所はこれまでに、学外者向けの材料科学のセミナー（オープンセミナー、教育プログラム）を定期的に開催してきた実績があります。こうした経験を生かし、2021年度から、文部科学省の共同利用・共同研究拠点として計算材料科学連続セミナーを実施しております。
本セミナーでは、化学材料をターゲットとした、様々な計算シミュレーション・機械学習等に関する基礎と応用について解説します。具体的には、量子化学計算、第一原理計算、分子動力学計算、マテリアルズインフォマティクスについて、４回に分けて講義を実施いたします。なお受講者は大学学部レベルの理系知識を持つことを想定します。
（2022年度後期は「電子材料」の第2シリーズが開催される予定です。）
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1.日時
計算材料科学連続セミナーの化学材料第１シリーズは、４回に分けて開催いたします。
各回の開催日時、講演タイトル、および講師（敬称略）は以下の通りです。
第１回
5/11（水）16:00-18:30、5/12（木）16:00-18:30
「量子化学計算／材料開発のための構造・反応性・物性の理論評価」
中井 浩巳 （早稲田大学 理工学術院 先進理工学部 化学・生命化学科 教授）
第２回
5/25（水）16:00-18:30、5/26（木）16:00-18:30
「第一原理計算／蓄電池・触媒の界面化学・イオニクス」
館山 佳尚 （物質・材料研究機構 エネルギー・環境材料研究拠点 副拠点長）
第３回
6/15（水）16:00-18:30、6/16（木）16:00-18:30
「分子動力学計算／高分子材料が示す諸特性とその分子機構」
岡崎 進 （東京大学大学院 新領域創成科学研究科 物質系専攻 特任教授）
第４回
6/22（水）16:00-18:30、6/23（木）16:00-18:30
「マテリアルズインフォマティクス／化学原理構築から材料設計まで」
清野 淳司 （早稲田大学 先進理工学研究科 化学・生命化学専攻 准教授）
※各回とも2日間にわたって行われます（2.5時間×2日間の計5時間）。
2.開催方法
オンライン（Zoomミーティング利用）
3.セミナー内容の詳細
化学物質を用いた材料は、化学材料と表現することは稀で、通常は有機材料・無機材料・有機無機ハイブリッド材料などのようにその成分により分類される。計算科学でこれらの材料を取り扱う場合、材料自体を扱う上でも結晶・アモルファス・溶液・膜など様々な形態である。また、これらの材料を生成する過程である化学反応も計算科学の研究対象である。したがって、これらを研究する上で、量子化学計算・第一原理計算・分子動力学計算などが用いられる。最近では、材料探索という観点から機械学習などのAI技術を利用したマテリアルズインフォマティクスにも注目が集まっている。本連続セミナーでは、量子化学計算・第一原理計算・分子動力学計算・マテリアルズインフォマティクスを取り上げて、背景となる理論の解説から実際の応用研究の紹介などを行う。
| 講演タイトル 日時 |
講師（敬称略） | 講演内容 |
| 第１回 「量子化学計算／材料開発のための構造・反応性・物性の理論評価」 5/11（水）16:00-18:30 5/12（木）16:00-18:30 |
 中井 浩巳 |
原子・分子や分子集合体の多くの性質は、非相対論的なSchrödinger方程式あるいは相対論的なDirac方程式で決定される電子状態により理解できる。量子化学計算は、通常、ガウス基底を用いてこれらの基礎方程式を数値的に解く手法である。本セミナーでは、量子化学計算の理論的背景および一般的な適用例を説明した後、材料開発の研究現場でどのように使用されるか具体例を示しながら解説する。 |
| 第２回 「第一原理計算／蓄電池・触媒の界面化学・イオニクス」 5/25（水）16:00-18:30 5/26（木）16:00-18:30 |
 館山 佳尚 |
エネルギー・環境の観点から蓄電池・触媒材料の研究開発が盛んに行われている。これらの材料では、電子とイオンの移動が機能発現に直結し、また固液などの界面が重要な反応場となっている。本講演では量子力学をベースにした第一原理計算、特に固体系・表面界面系の計算について説明した後、蓄電池・触媒材料の機構解明・材料設計の計算化学研究を具体例を挙げながら解説する。 |
| 第３回 「分子動力学計算／高分子材料が示す諸特性とその分子機構」 6/15（水）16:00-18:30 6/16（木）16:00-18:30 |
 岡崎 進 |
分子動力学計算の原理について解説した後、1000万原子レベルの大規模系への展開について、富岳など最先端の取り組みを紹介する。その上で、力学特性、熱特性、誘電特性、電解質膜、分離膜など、高分子が示す工業的に重要な諸特性、諸機能の発現メカニズムを、大規模全原子分子動力学計算に基づいて分子レベルで明らかにしていく研究を、具体例を挙げながら個々に解説する。 |
| 第４回 「マテリアルズインフォマティクス／化学原理構築から材料設計まで」 6/22（水）16:00-18:30 6/23（木）16:00-18:30 |
 清野 淳司 |
近年、材料開発と情報処理技術が融合したマテリアルズインフォマティクス（MI）に関する研究が大きく進められている。本セミナーでは、機械学習・記述子・データベースなど、化学におけるMIを推進するための基礎を説明する。また材料開発、化学反応予測、実験条件最適化、スペクトルの自動解析、化学原理・法則の自動構築を例として、幾つかの具体的な研究事例を述べる。 |
4.受講修了証の発行（4/11情報追加）
以下の要件を満たした方には「受講修了証」を発行いたします。
・第１回から第４回まですべての回を受講すること。
・第４回受講終了後、所定のアンケートに回答すること。
5.申込手続き
参加費：無料
申込フォーム：こちらのページから ※受付は終了いたしました。
４回全部に参加しても、個別の回に参加しても、どちらでも結構です。
受付期間は各回の日程の1週間前の17:00までです。
6.お問い合わせ
早稲田大学 各務記念材料技術研究所 [email protected]
早稲田大学各務記念材料技術研究所
〒169-0051 東京都新宿区西早稲田2-8-26
TEL 03-3203-4782 FAX 03-5286-3771
