常に産業界の現場に接すれば、常に新しい学問の芽が見出せる。

――コンピュータ化学とは、どのような学問なのでしょうか。

　コンピュータ化学とは、コンピュータの計算機能、情報処理能力、可視化機能などを活用して、さまざまな物質、材料を原子・分子レベルでモデル化し、量子力学、統計熱力学などの理論をもとにシミュレーションすることで、化学に関わるさまざまな現象の分析、予測を行う学問です。極端な言い方になりますが、実験をしなくともコンピュータのシミュレーションで、結果が予測できるのです。これは、薬品開発の分野から出発して、現在では触媒、高分子、無機機能材料など多様な分野への応用がなされています。

――コンピュータ化学に取り組む研究機関は世界にあるのでしょうが、先生の研究室の特異性はどのような点でしょうか。

　私たちは、社会に役立つ研究を中心としています。人々が苦労されているモノづくりの課題を解決できるコンピュータ化学の構築が、私たちのねらいとする所です。
　 具体的には、さまざまな計算化学プログラムの開発や改良を行い、それを応用して産業界においての課題を解決することに精力的に取り組んでいます。産業革新のための実践的な研究の推進が世界的に評価され、現在、研究室は約２００名を擁し、この分野では世界最大規模を誇っています。

――具体的には、どんな産業分野に応用されているのですか。

　自動車、エレクトロニクス、電力、ガスなどさまざまな産業界の主要企業が、私たちが開発したソフトを導入しておられます。また、現場ニーズに的確に応えることが主眼ですから、一緒に研究もしています。学問を実践に役立てるには、企業との共同研究は重要です。常に産業界の現場に接していますと、常に新しい学問の萌芽が期待できますね。

――研究は、どのようなプロセスを踏まれるのですか。

　例えば、新車開発の例で言えば、開発現場での問題点をヒアリングして、ソフトウエア化していきます。まず、基本プログラムの作成から始まって、現場で使えるまでに何度も改良を加えるなど、チューニングの試行錯誤を繰り返してようやく完成へこぎつけます。
　一例をあげれば、燃費の削減が課題である場合、摩擦力が燃料効率を悪くしているので、摩擦現象のダイナミクスを解明する必要があります。私たちは実際に、これまで不可能だった大規模複雑系の摩擦現象ダイナミクスを解明し、摩擦を減らすように改良するプログラムを自動車メーカーに提供しています。

――そうした取り組みの中で、重視しておられることは何でしょうか。
　まずは、計算精度の向上でしょう。実験しなくても良いレベルまで高めていくことが求められます。これまでの学問だけでは解決できないこともあり、新たな着想を付加させて独創的なプログラム開発を可能にする新たな学問を萌芽させています。また、バラバラな学問を統合してシステム化することも要請され、そのためのオリジナルなソフトウエア開発も行っています。
　中でも、最も難しいのは、階層レベルをどうスムーズにつなげていくかです。例えば、原子、分子、細胞、組織体というように、自然界のモノは通常、階層レベルによってどんどん大きくなっていきます。分子レベルのみ、細胞レベルのみというのでしたら難しいことではないのですが、それらの階層レベルをつないで解明していくことはかなり困難です。
　例えば、柱の建築を例にしますと、柱の強さは分子の強さが関係してきます。組織で言えば、組織を結びつけているものが弱ければ壊れやすいですし、さらに組織を作っている素材が強くなければなりません。このように、レベルごとの解明だけでなく、レベルを組み合わせての解明がきちんとなされて計算に入れていかないと、プログラムとして使いものにはなりません。
　ただし、プログラムを作り込んで完成すれば、何か問題があった時に、例えば分子のカタチを変えることなどで解決できるのです。それだけにインパクトも大きいわけです。

――最近の研究成果としては、どんなものがあげられますか。

　今、いちばん注目されている研究成果は、プラズマディスプレイの材料に関する耐久性を私たちが解明したことでしょう。ソフトウエアによって、その原理を明らかにしたのです。
　もう少し説明しますと、耐久性は原子配列が壊れていくわけですが、どのように壊れるのか、どうすれば壊れないのか、またどのようにすれば電子が効率的に飛び出すかを明らかにできるようにしました。従来は不可能であった電場がかかった状態での量子ダイナミクスの解明を可能にしたわけです。つまりは、材料の構造、電子の状態の解明に、私どものオリジナルプログラムを使えるようにしました。
　言わば、実験によって解明していくには、膨大な労力と時間を要することも、私たちのプログラムによってスピーディに予測できるわけです。これで、プラズマディスプレイの寿命と消費電力の軽減に貢献できました。

――文部科学省科学技術振興調整費新興分野人材養成プロジェクト「日本再生のためのコンビナトリアル計算化学」の
　　　プロジェクトリーダーを担われていますが、これはどんなプロジェクトなのでしょうか。

　世界的な優良企業のほとんどが、コンピュータ化学に基づく製品開発・研究開発を行っていて、国際競争に強い原動力となっています。これに対し、日本の企業ではコンピュータ化学を用いた研究開発はまだまだ浸透していません。そこで、このプロジェクトは、私たちが提唱する「コンビナトリアル計算化学」により、世界を圧倒的にリードする開発力を養成することを目的としています。「コンビナトリアル計算化学」とは、周期表のありとあらゆる元素の機能をコンピュータ化学によって高速に予測できる手法であり、材料開発をバックアップする全く新しい方法論です。
　具体的には、企業において最先端の研究開発に従事する研究者を対象として、「実践的に役に立つ材料設計」を実現させるため、私たちが独自に開発してきた「コンビナトリアル計算化学」手法を教育しています。特に、触媒、半導体、セラミックス、ポリマー、有機材料、機械材料、医薬品などの多様な応用分野において、「コンビナトリアル計算化学」を実践することで、各企業において世界をリードする製品開発・研究開発を行なえます。
　スタートしてから５年目ですが、この技術を携えた研究者が着実に企業に根づきはじめ、日本から世界に発信できる新たな市場・産業を開拓できる力になるものと期待しています。