日本横滨橡胶公司通过与国立研究开发法人产业技术综合研究所（简称“产综研”）、先端素材高速开发技术研究组合（ADMAT）进行联合研究，开发出了通过生物乙醇生成丁二烯的催化剂系统，并拥有全球最高的生产效率。另外，还利用生成的丁二烯成功合成了丁二烯橡胶。丁二烯是合成橡胶（轮胎的主要原料之一）的主要成分，目前主要作为石油精炼的副产物用于工业生产。通过确立利用来自生物资源的生物乙醇的技术，有望人类社会降低对石油的依赖，促进可持续发展。
通过新开发的技术合成的丁二烯橡胶
本次开发为国立研究开发法人新能源产业技术综合开发机构（NEDO）的“超先端材料超高速开发基础技术项目（超超PJ）”的委托业务。超超PJ的目标是，通过积极利用计算科学和人工智能（AI），与以前凭借经验和直觉实施的材料开发相比，将开发周期缩短了约1/20。
通过超超PJ推进的“计算科学技术”、“工艺技术”和“尖端测量技术”实施了三位一体的开发，首先，在“计算科学技术”方面，为探索利用生物乙醇尽可能多地生成丁二烯的金属氧化物催化剂，通过基于AI的量子化学计算实施了初步筛选。
要想利用生物乙醇生成丁二烯，需要经过多个阶段的反应，研究小组将其分成5个阶段，对各个阶段的反应进行严密计算确认，组合使用特定金属氧化物的方式最佳。接下来，为了探索金属氧化物的最佳配混状态和反应条件，利用“工艺技术”和“尖端测量技术”实施了在多种条件下进行试验的催化剂快速评测，以及高速测量各种条件下的反应性的高通量实验，由此发现了活性成分在催化剂载体中的分布和数量等催化剂制备条件以及温度等反应条件的最佳方案。
此次在极短的时间内发现了拥有全球最高生产效率且活性非常高的催化剂系统，成功验证了信息科学在催化剂开发中的有用性。今后计划利用更加高级的AI技术构筑基于计算科学的催化剂信息科学的基础，同时结合多样本高速同步评测技术和高速测量技术实施高通量实验，以在2030年使源自生物质的合成橡胶实现实用化。
超超PJ推进的“计算科学技术”、“工艺技术”和“尖端测量技术”的开发周期
文：JST客观日本编辑部翻译整理
