ケミカルズインフォマティクスとMIを活用し、材料選定工程を9割以上削減：マテリアルズインフォマティクス

日立ハイテクは、金属薄膜の材料開発でケミカルズインフォマティクスとマテリアルズインフォマティクスを用いた新手法の検証実験を実施した。従来法と比べて材料選定では9割以上、条件探索では約8割の工程を削減できる。

[MONOist]

　日立ハイテクは2024年2月8日、金属薄膜の材料開発で、ケミカルズインフォマティクス（CI）とマテリアルズインフォマティクス（MI）を用いた新しい手法の検証実験を実施したと発表した。

検証実験の概要図［クリックで拡大］ 出所：日立ハイテク

　CIは、特許などの公開データを基にしたデータベースや探索AI（人工知能）により、化合物探索を支援する同社独自のクラウドサービスだ。このCIとMIを組み合わせることで、実験データの蓄積がない新しい材料の開発にも適用でき、開発工程を効率化する。

　検証実験では、基板上に金属薄膜を生成する接着層の設計に同手法を用いた。具体的には、ガラス基板と白金膜の両方に対して、接着強度に優れた金属元素をCIで探索し、60万通りの組み合わせの候補から4種類の材料を抽出した。さらに、4種の中からコスト面を考慮して、クロムとチタンの2種類に絞り込んだ。

　次に、MIを用いて、素材の配合比率や量、温度などの最適条件を探索し、クロムとチタンの比率が0.48：0.52、酸素と窒素の含有量がいずれも0、製造温度は246℃という4つの最適条件を導き出した。この結果を基に、246℃でガラス基板上にクロム、チタン合金から成る接着層を挟んで白金膜を形成したところ、室温のみならず、800℃の高温下でも、接着強度を保持することが確認できた。

　従来の手法では、材料選定や条件探索に、膨大な文献の読み込みと多数の実験が必要だった。CIとMIを組み合わせる同手法により、材料選定では工程数を9割以上、最適条件の探索では実験回数を約8割減らすことができる。

　また、実験回数の削減によって、一連の開発工程で発生するCO₂の排出量が従来の1.77トン（t）から0.35tとなり、1.42tを削減できた。同社は同手法を化学、素材メーカーに提供し、材料開発の効率化とともにカーボンニュートラル達成にも貢献する。

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