産総研のハイテクものづくり（第13回）--パソコンを用いてわずか15分程度で二次元球形ナノ粒子の分散構造が計算できる！--ナノ粒子/高分子混合系材料構造シミュレーション技術

摘要

産稔研はものづくり技術の宝庫だ。そこでは素形材技術の更なる発展に寄与する様々な先進技術の研究開発が進められている。今号では、ナノシステム研究部門ソフトマターモデリンググループ森田裕史主任研究員によって取り組まれているナノ粒子を含む高分子混合系材科の構造をシミュレーションするソフトウエア技術を紹介させて頂きたい。ものづくりを進めるうえで、新材科の開発は重要な研究開発課題である。しかしながら新素材の開発は、そんなに簡単なものではない。様々な成分の組み合わせの中から最適な組み合わせを模索する試行錯誤の連続の中から新しい材料は生まれる。計画された実験計画以外の実験条件のミスから想定もしない新しい機能を持つ素材を確認したといった逸話もよく耳にする。一方で、ものづくりに必要な技術開発にさける時間は限られている。如何に早くしかも試作レスで現場の生産ラインに導入できるかが勝負だ。そのようなときに、シミュレーション技術が役に立つ。既に多くの読者の皆様方は何らかの形でシミュレーションソフトを活用されているであろう。ひとことにシミュレーションといってもその幅は広い。流体のながれを可視化してフィンの形状をデザインしたりするときの流体シミュレーションや工場での製造ラインの立体構造から機械相互間の干渉をなくすための制御シミュレーション、物性物理学の世界では、量子力学や電子の質量といった基本法則や基本物理量から物性量を直接に導く第一原理計算によるシミュレーションなどさまざまである。