由日本的统计数理研究所等组成的研究团队开发出了全自动计算聚合物（高分子）各种物质性质的软件。仅需输入分子结构等基本数据，就能计算出热传导率等15种物质性质。研究团队计划使用超级计算机“富岳”，于5年后建成10万种以上高分子的物质性质数据库。此举将为运用信息技术提高材料开发效率的“材料信息学（MI）”带来贡献。
研究团队开发的开源软件，可作为研究者的共同资产使用（供图：统计数理研究所吉田教授）
此次开发的“RadonPy”软件基于原子间的作用力来模拟材料的物质性质。仅需输入分子结构和温度等高分子重复的单元数据，聚合物性质的计算和计算不收敛时的处理等全部工序就会自动执行。
首先，研究团队开发出了能计算热传导率、体积膨胀率、折射率等15种物质性质的软件版本，并尝试计算了约1000种高分子的物质性质，并与基于实验的数据库进行了比较，验证了精度。使用名为“转移学习”的机器学习方法，即使数据少也能提高精度，研究团队以此确认该软件可修正计算值与实验数据间的偏差。
RadonPy不仅可计算物性，还可验证其原理。例如，此次精度验证发现了8种高分子，预计其热传导率将远超普通非晶态高分子，并了解到这些性质源自分子间的氢键等。RadonPy还可查明高分子性能的极限值和结构改变时的扩展空间。
基于上述优势，RadonPy将成为开发此前欠缺的高分子物质性质数据库的有力工具。与无机化合物和低分子化合物相比，高分子的计算和实验需花费更多时间和成本，数据库的建设出现了滞后。
统计数理研究所于10月成立了利用RadonPy建立高分子物质性质数据库的联盟。已有3所大学和19家企业参与，近100名研究人员展开合作。利用理化学研究所和富士通共同开发的超级计算机“富岳”，计划在5年后建成世界最大规模、超过10万种高分子的物质性质数据库。
在以与计算相辅相成的实验为基础的数据库方面，物质与材料研究机构正在建立“PoLyInfo”。从论文中全面收集了高分子的化学结构和约100种高分子的物质性质数据，RadonPy的开发也利用了该数据库。
统计数理研究所吉田亮教授充满期待地表示：“仅靠个别企业和大学的努力是不够的。完善实验和计算的公开数据库，有利于开发出仅靠实验难以发现的新材料。”
日文：远藤智之、《日经产业新闻》、2022/11/21
中文：JST客观日本编辑部
