ICSD(web版) CeO 2 (酸化状態) のレコード例 Ce 2 O 3 (還元状態) のレコード例 JAICI:昨今の分析・解析レベルはどのように変わってきたと感じていますか. 高橋さん:私がシミュレーションを始めた頃は,1つのものを「骨までしゃぶる」ような計算をすることが多かったのですが,この5年程度は,マテリアルズ・インフォマティクスと呼ばれるような,多くの構造データを用いてすべて計算する方法がよくみられるようになりましたね.膨大なシミュレーションをスピーディーに行えるようになったのは,ICSDがあってこそだと思います. 田平さん:昔は元素の選択についても,現場の方の長年の勘・コツ・経験に基づく開発が主流でした.しかし最近では,シミュレーションや高度な解析を行って「なぜその元素がよいのか」を理論的に把握できるようになり,「それなら同じような働きをする別の元素も使えるのでは」といった提案もできるようになりました.いわば,現代的な,あるいはサイエンス的な勘が生まれ,それをベースに経験値がさらに上がっていきます.弊社のスローガン,「マテリアルの知恵を活かす」にも関係するところだと思いますが,昨今の技術発展は "知恵" の活かし方をも進化させてきたといってよいでしょう. JAICI:今後の抱負をお聞かせください. 田平さん:最近は技術の進歩のおかげで情報の処理量が向上し,いろいろな構造を一気に網ですくうかのごとく検討できる時代になってきました.一方で,スピードがあって当たり前という世の中になるのではとある種の危惧を抱いており,世界との競争を考えると,今後は統合型の情報収集ができるようにして開発のスピードアップを図る必要があると考えています.現在, 弊社では1個ずつ構造の評価を行っていますが,着目すべき点を計算で自動的に抽出できるようなシステムを確立するなどして,よりスピード感のある開発をしていきたいです.着眼点は,その企業の開発力の差別化ポイントでもあります. 研究開発 | 製品・サービス紹介 | 三井金属鉱業株式会社. 高橋さん:時代は刻々と変化してきていますので,確かにスピードアップは重要ですね.計算実行までの作業などが容易になると,さらなる作業性の向上が見込めるのではないかと思っています. JAICI:本日はどうもありがとうございました. 機能材料研究所 本社 〒141-8584 東京都品川区大崎1丁目11番1号 ゲートシティ大崎ウエストタワー19F 〒362-0021 埼玉県上尾市原市1333-2 1950年に設立.国内主要拠点12ヵ所,世界主要拠点31拠点を有する三井グループの非鉄金属メーカー.研究開発のスローガンとして「マテリアルの知恵を活かす」を掲げ,機能材料事業,金属事業,自動車部品事業,各種産業プラントのエンジニアリング,ロボット用ケーブル・検査装置の製造,パーライト関連事業などを展開している.極薄銅箔,触媒,銅粉,酸化セリウム系研摩剤は世界トップシェアを誇る(2017年三井金属鉱業調べ).
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物性メカニズムの解析で材料開発を支援し,時代とニーズの変化に対応 JAICI:評価解析技術センターで注力されていることを教えてください. 田平さん:当センターが注力している分野としては,顕微構造解析,化学形態解析,そして予測解析,いわゆるシミュレーションの3つがあります.最先端の素材を生み出すためには,ナノレベルの微小な領域を高精度で測定する評価技術と,そのデータをソリューションに結びつけるための解析技術が必要です. 製錬事業が主流だった時代は,求められる分析も濃度測定が中心でしたが,機能材料の事業拡大に伴い,構造解析や化学形態の解析など新たなニーズに対応する必要性が出てきました.物性のメカニズムなどを解析データに基づき明確に説明できることは,お客様の信頼確保にも結びつきます. ICSD ユーザーインタビュー（三井金属鉱業株式会社 評価解析技術センター） - 化学情報協会. JAICI:センターが現在の体制になった経緯をお聞かせください. 田平さん 田平さん:私は国内外の大学教員として結晶構造解析などを研究していましたが,縁があって2001年に中途入社しました.その頃のセンターは,走査型電子顕微鏡(SEM)やX線回折装置(XRD)などを用いた機器分析による化合物の同定が主流で,構造解析までは行っていませんでした.しかしその後,開発材料のバリエーションが増え,多様な機能材料を求めるお客様のニーズに応えていくためには,物性メカニズムを説明できる解析技術を持つことが不可欠だと思いました.そこで私は,結晶構造解析に必要なシステムの導入を会社に提案し,新しい機能を有する分析センターを目指して体制を変えていくことにしました.システムの導入にあたっては,人員確保や高額な分析装置の購入が必要になりますので,会社側の理解を得るのは簡単ではありませんでした.しかし,同じく先を見据えて,解析技術向上の必要性を認識していた材料開発部門の方々と協力できたことで,導入への理解を得ることができました.このような分析センターは,当時,非鉄金属素材のメーカーではまだ珍しかったと思います.その当時,リートベルト解析を行うための出発パラメーターとして使用したかったので,ICSDも導入しました. 高橋さん 高橋さん:私は大学院修了後2000年に入社しました.ICSDは学生の頃から慣れ親しんでいましたが,入社してから田平がICSDを導入する前までは,結晶構造を文献から調べなければならなくて,欲しい情報がなかなか得られず苦労したことを覚えています.ICSD導入後は,取得したCIFファイルを使ってすぐ計算できるようになり,一気にスピードアップしました.
日々進化し続けるエレクトロニクス製品を支える機能材料の分野で、三井金属は高付加価値、高品質を常に追求しています。マテリアルの知恵を活かす三井金属のフィールドは、ますます進化しています。 個人情報保護とCookieの使用について このサイトは閲覧者の利便性向上のためクッキーを使用しています。このサイトを続けてご覧いただく場合は、当社のcookie利用にご同意いただいているものとみなします。cookieの使用について、cookie利用の拒否についての設定はこちらのリンクから詳細をご覧ください。 詳しく見る 同意する
ICSDのCIFファイルをインポートしてシミュレーションを行うことにより,各種イオンの3次元的安定性や拡散パスを議論することが可能です. 総合研究所 | 研究開発 | 製品・サービス紹介 | 三井金属鉱業株式会社. (a) 酸化セリウムにおける酸化物イオンのBVSマップ,(b) ランタンシリケートにおける酸化物イオンのBVSマップ, (c), (d) BaZrO 3 において第一原理計算から求めたプロトンの安定性を表すPotential Energy Surface. 高橋さん:最近では, アパタイト型ランタンシリケート系固体電解質 の開発でもICSDを活用しました.現在,一般的な固体電解質型デバイスは,白金電極材料と酸化物イオン伝導体であるイットリア安定化ジルコニア(YSZ)が主に利用されています.しかし,このYSZを用いたデバイスは600度以上の作動温度が必要なため,より低温で作動するデバイスが求められていました.低温で作動可能な固体電解質型デバイスの実現には,高性能な電極材料と固体電解質の開発および,これら材料の接合部での界面形成技術の改善が必要でした.そこで私たちは,独自の製造技術を用いて高い酸化物イオン伝導率を示す配向性アパタイト型固体電解質を作成し,中低温領域での作動に有利な固体電解質型デバイスを開発しました.伝導率は600度でYSZの10倍以上,300度で1000倍程度の高い性能を出すことに成功しています. 実際の開発では,まず,ICSDから得たCIFファイルを使って第一原理計算を行い,結晶構造のどの原子を置換すると酸化物イオンの拡散に効果的かをシミュレーションしました.目星をつけてから実験チームが化合物を試作し,実際に評価し,得られたデータのフィードバックを受けて再度シミュレーションを行うというやり取りを繰り返しながら進めたことで,開発の効率アップにつながりました.最終的には,現在一般的な白金電極とYSZ固体電解質を用いたデバイスと比べ,作動温度領域が200度程度低くなることを実証しました. 田平さん:先ほど高橋が話しました酸化セリウムは医薬品や電子部品を包装する際の脱酸素剤としても活用されており,その酸素を吸収するメカニズムを理解するためにも使用しました.酸素を吸収させるために結晶構造から予め少し酸素を除いておくのですが,酸化セリウムの蛍石型構造が1/4の酸素を失った状態であるA希土構造(La 2 O 3 型)になる間に,除く酸素量に応じて格子定数の増大や酸素欠損の秩序配列など構造変化が起こります.ICSDを用いて,各フェーズの構造のXRDを事前にシミュレーションしておくと,実際にサンプルを測定したときに,どのフェーズであるのかや大まかな酸素欠損量をすぐ把握することができ,反応効率など議論を深めることができました.
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薬を使わずに、元気なココロとカラダをつくる 薬剤師・催眠心理セラピスト 大西智子 ●公式メールマガジン (無料) 登録は→ 感想・ご質問もお待ちしています(^^)/