当チームでは、触媒化学融合研究センターの重点課題の一つである「連続精密生産プロセス技術及びデータ駆動型反応開発」に則し、化学に人工知能（AI）等のデータ科学、計算化学、自動化、ロボティクスなどを融合させることを目指して、「デジタル駆動化学」研究を推進しています。例えば、機能性化学品設計（マテリアルズインフォマティクス（MI））や触媒設計技術（キャタリストインフォマティクス（CI））、機能性化学品の製造プロセス設計技術や合成経路設計技術（プロセスインフォマティクス（PI））などに関する研究開発に取り組んでいます。このように、物質・化学反応・プロセス等のマテリアル・プロセスデータとデータ科学、計算科学、シミュレータ等のデジタル技術を駆使する新材料、新反応や新触媒の設計・開発、プロセス・プラント設計や自動制御に関する基盤研究や実用化研究を推進し、国内の学術および化学産業のデジタル化を目指します。
研究チーム長 矢田 陽 （博士（工学））
研究テーマ
- ・デジタル駆動化学による機能性化学品や触媒の設計技術に関する研究開発
- ・機能性ソフトマテリアルの研究開発と信号処理によるPI技術の開発
- ・自動化技術を駆使した新規な反応・触媒の開発
デジタル駆動化学による機能性化学品や触媒の設計技術に関する研究開発
革新的触媒を自動発見することを目指して、人工知能（AI）技術・計算化学・触媒化学を融合させた「キャタリストインフォマティクス」研究を行なっています。また、データ科学や計算化学を活用して、カーボンニュートラルやサーキュラーエコノミーに資する機能性化学品の合成経路・分解経路設計に関する技術開発も行なっています。
機能性ソフトマテリアルの研究開発と信号処理によるPI技術の開発
機能性ソフトマテリアルの合成とその機能を活用した、ソフトアクチュエータおよびソフトロボットの開発、ゲルの網目を分離媒体として応用したキャピラリーゲル電気泳動装置の開発などを行っています。また信号処理を中心とする機械学習を用いた、プロセスインフォマティクス技術（異常検知・予知保全）に関する研究開発を行っています。
自動化技術を駆使した新規な反応・触媒の開発
合成化学に関わる様々な単位操作をコンピュータ制御によって自動化し、研究開発のボトルネックを打破して新たな反応の発見や高効率な触媒の開発を加速することを目指します。様々な単位操作を連結して行うため自動化のニーズが高いフロー反応を中心に、実際の反応・触媒開発を通して研究を推進しています。
関連プロジェクト
- ・科研費 学術変革領域研究（A） 「デジタル有機合成」(DIGI-TOS) (https://digi-tos.jp)計画班 「予測モデル逆解析に基づく触媒自動設計技術の開発」 (2021-2025年度、代表者)
- ・科研費 基盤研究（B） 「データ駆動に基づく記述子構築法の開発と有機合成反応および触媒反応予測への展開」 (2020-2022年度、代表者)
- ・科研費 基盤研究（C） 「高速駆動するゲルポンプを内蔵したマイクロ流路分析システムの創製」(2020-2022年度、代表者)
- ・科研費 基盤研究（C）「ゲルの接着性制御技術を駆使したマイクロゲルアクチュエータの開発」(2020-2022年度、分担者)
- ・池谷科学技術振興財団 単年度研究助成「自励振動ナノファイバーゲルアクチュエータの創製」(2022年度、代表者)
- ・未来社会創造事業 共通基盤 探索研究 「簡素型AI支援有機合成システムによる有機分子工学の革新」(2020-2022年度、分担者)
- ・戦略的省エネルギー技術革新プログラム テーマ設定型事業者連携スキーム（NEDO） 「再構成可能なモジュール型単位操作の相互接続に基づいた医薬品製造用iFactoryTMの開発」
- ・NEDO研究開発プロジェクト 「機能性化学品の連続精密生産プロセス技術の開発」
人材募集
- ・ポスドク募集
デジタル駆動化学（データ科学、計算化学、自動化技術等）に関する目的基礎から応用・実用化まで、幅広く研究を推進する当チームで一緒に研究を行ってみたい方を、随時募集しています。データ科学、計算化学、自動化技術等の研究が未経験の方でも、積極的に取り組んで、デジタル駆動化学に関するスキルを習得することに意欲的かつチャレンジ精神旺盛な研究者を歓迎いたします。詳細は研究チーム長 矢田までお問い合わせください。
メンバー
| 所属 | 氏名 | メールアドレス |
|---|---|---|
| 研究チーム長 | 矢田 陽  |
a-yada |
| 主任研究員 | 原 雄介 |
y-hara |
| 主任研究員 | 増田 光一郎 |
koichiro-masuda |
| 主任研究員 | 熊田 佳菜子 |
k.kumada |
| テクニカルスタッフ | 長岡 かほり | |
| テクニカルスタッフ | 岡本 夕起子 | |
| 派遣研究員 | 中居 英一 | |
| 派遣研究員 | 猪瀬 真希 | |
| 派遣研究員 | 内丸 忠文 | |
| 派遣研究員 | 佐野 秀和 | |
| 派遣研究員 | 鈴木 菜穂子 | |
| 派遣研究員 | 長谷川 果南 | |
| 産学官制度来所者 | 林 雅人 |
- ※後ろに「@aist.go.jp」を付けて下さい。
研究成果
- ・研究論文
- Masuda, K.; Agalave, S. G.; Chen, W.; Onozawa, S.; Shimada, S.; Sato, K.; Kobayashi, S. Continuous-Flow Diels-Alder Reactions of Unactivated Dienes over Zeolitic Catalysts. Asian J. Org. Chem. 2022, Early View, e202200382. https://doi.org/10.1002/ajoc.202200382. Selected as Front Cover.
- Makino, Y.; Matsuo, H.; Masuda, K.; Onozawa, S.; Nakazato, T. Rapid and Sensitive Determination of Leached Platinum Group Elements in Organic Reaction Solution of Metal-Catalyzed Reactions by Laser Ablation-ICP-MS with Spot-Drying on Paper. J. Anal. At. Spectrom. 2022. Advance Article. https://doi.org/10.1039/D2JA00141A.
- Kitanosono, T.; Lu, F.; Masuda, K.; Yamashita, Y.; Kobayashi, S. Efficient Recycling of Catalyst-Solvent Couples from Lewis Acid-Catalyzed Asymmetric Reactions in Water. Angew. Chemie Int. Ed. 2022, 61 (25), e202202335. https://doi.org/10.1002/anie.202202335.
- ・プレス発表
順次更新予定。
- ・総説・著書・解説など
順次更新予定。
