Exploration of elementary processes of non-classical nucleation phenomena by collaboration of molecular simulation and machine learning

• Project/Area Number: 25K01180
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 19020:Thermal engineering-related
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 高橋 和義 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (60645208)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 遠藤 克浩 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究員 (80964858)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2029-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000); Fiscal Year 2028: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2027: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2026: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2025: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
• Keywords: 相転移 / 非古典的核生成 / 分子シミュレーション / 機械学習

Outline of Research at the Start

ある種の相転移のはじまりを説明する理論として古典核生成理論が広く受け入れられている．しかしながら近年の分野横断的な観察は，同理論からかけ離れた「非古典的」核生成の存在を示唆している．非古典的核生成は，結晶化，溶液における析出，固体－固体構造転移，液晶－液晶相転移などで散見されているにもかかわらず，直接的な観察やシミュレーションの困難さから，十分な探求は行われていない．本研究では，現象を分子の解像度で検証可能なシミュレーションと，材料中の複雑で局所的な分子集合構造を同定する汎用性の高い機械学習技術の組み合わせにより，非古典的核生成の素過程を解き明かし，その制御のための知的基盤の構築を試みる．