2018 Fiscal Year Annual Research Report
Discrete Geometric Analysis for materials design
| Project Area | Discrete Geometric Analysis for Materials Design |
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| Project/Area Number |
17H06460
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
小谷 元子 東北大学, 材料科学高等研究所, 教授 (50230024)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大西 立顕 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 准教授 (10376387)
内藤 久資 名古屋大学, 多元数理科学研究科, 准教授 (40211411)
高見 誠一 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (40311550)
一木 輝久 名古屋大学, 未来社会創造機構, 特任准教授 (40711156)
古田 幹雄 東京大学, 大学院数理科学研究科, 教授 (50181459)
青柳 岳司 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 総括研究主幹 (50786241)
下川 航也 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (60312633)
橋本 幸士 大阪大学, 理学研究科, 教授 (80345074)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2022-03-31
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| Keywords | 離散幾何学 / トポロジー / 材料設計 / 階層ネットワーク |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本領域は、数学と物質・材料科学の連携により、「次世代物質探索のための離散幾何解析学」を創成することを目指すものである。
原子・分子のようなミクロ構造やナノ粒子などのメゾ構造（これらを階層的ネットワークと理解）と、物質・材料のマクロな性質つまり物性・機能の関係を幾何学的に記述し解析することで、物質のミクロ・メゾ構造とマクロな物性・機能の関係を解明し（順問題）、求められる物性・機能を持つミクロ・メゾ構造の予見（逆問題）、更に構造を生成する動的構造形成の制御（最適化・制御）を行うことを目指し数理モデルの構築、シミュレーションと理論による検証を踏まえた最適構造の提案とそれに基づく物質合成を計画している。
総括班は、このような異分野融合研究を効率よく行うための議論の場の提供、チュートリアル的な勉強会の企画・運営、領域全体に資する国際研究集会の運営、成果発信のためのニュースレターの発行などを行った。また、研究班でカバーできない研究課題を分析し、新手法の提案・提起に柔軟に対応するため公募計画を策定し、領域会議において計画研究、および公募研究の間の情報交換と議論を行った。異なる分野、班の間をつなぐためのインターフェースとなる若手研究者を配置した。彼らは領域内の項目間の融合を促進するための勉強会やワークショップの企画、ニュースレターの作成を行うとともに、彼ら自身も連携研究を行い、論文および国際研究集会等において成果を発表した。
公募研究をより有効に連結させ相乗効果を上げるために、チームを超えた連携研究を奨励するための連携研究支援を行い論文として発表することができた。
領域代表者は特に本領域研究に関していくつかの重要な国際会議でプレナリー講演やサーベイ講演を行い、領域の確立に向けて情報発信を積極的に行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本領域は、数学、理論・計算、物質・材料科学実験、情報・データ科学の研究者による高度に異分野の集結した挑戦的な研究を行っている。従来の研究手法を超え、次世代の材料探索の新手法を開発するとともに、物質の機能・構造・プロセスの相関に関する深い理解、およびそれに刺激を受けた数学の新展開を目指している。このことは言葉や理解の壁を取り払うことで初めて進むものであるが、総括班ではこれを実現するための様々な仕掛けを行った。特に総括班に配置された若手のインターフェース研究者は、項目や班を超えた勉強会やワークショップを企画することで領域内の連携を活性化すると同時に、領域内で行われている研究を全般的に理解した結果、彼ら自身も研究を進め発表することができた。連携促進のための奨励費や共通機器・ソフトウェアの提供も有益であった。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに構築した異分野融合のための仕組みを更に推進し、領域間の活発なインタラクションを形成する。そのために領域会議（非公開）、研究発表会（公開）、国際研究集会を開催する。若手研究者を戦略的国際パートナー機関や、研究集会に積極的に派遣し、情報収集と情報発信に努める。効果のあった連携促進支援のための奨励費を継続し、また項目ごとの勉強会やチュートリアル（公開）を行う。特に、これまで各チームで進めてきた研究成果を多重的に組み合わせることで、新展開ができると期待しており、そのための議論の場を提供する。
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| Remarks |
News letter 離散幾何と材料 Vol.02, Vol.03 発行
【受賞】森 龍也, 日本セラミックス協会国際交流奨励賞 21世紀記念個人冠賞 倉田元治賞(2018)/伊藤 良一, 多孔質金属を用いて作製した2次元グラフェンの特徴を良く維持した3次元グラフェンによる応用研究の開拓,第39回本多記念研究奨励賞(2018)
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Research Products
(43 results)
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[Journal Article] Chemical dopants on edge of holey graphene accelerate electrochemical hydrogen evolution reaction2019
Author(s)
A. Kumatani, C. Miura, H. Kuramochi, T. Ohto, M. Wakisaka, Y. Nagata, H. Ida, Y. Takahashi, K. Hu, S. Jeong, J. Fujita, T. Matsue, Y. Ito,
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Journal Title
Adv. Sci.
Volume: -
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Book] 精度保証付き数値計算の基礎2018
Author(s)
大石 進一 (著, 編集), 荻田 武 , 柏木 雅英, 劉 雪峰, 尾崎 克久, 山中 脩也, 高安 亮紀 , 関根 晃太 , 木村 拓馬, 市原 一裕, 正井 秀俊, 森倉 悠介, Siegfried M. Rump
Total Pages
328頁
Publisher
コロナ社
ISBN
978-4-339-02887-4
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