［ 座談会 ］D i s c u s s i o n NO.11

マテリアルズサイエンス
イノベーション
―学融合からみる物質科学の未来―

新 領 域で進めてきたマテリアルズサイエンスイノベーション（MS I ）の活動は、学内外の研究の連携や教 育の両 者で様々な広がりを見せています。
物 質 科 学や関 連する分 野で活躍中の教員が集い、現在のMS Iの学融合の姿と物 質 科 学の未 来への取り組みについて語り合います。

木村 薫

佐々木岳彦

松浦 宏行

准教授

准教授

物質系専攻

複雑理工学専攻工学系研究科マテリアル工学専攻

教授

大友：今日は、新領域マテリアルズサイエ

准教授

School of Energy and Environment,
City University of Hong Kong

結合転換を起こすことが分かりました。

佐々木 裕次大友 順一郎

物質系専攻

環境システム学専攻

教授

准教授

るオープンイノベーションアリーナです。機

Materials Science Innovationが出てきたので、マイクロ秒・ミリ秒まで計にも声をかけて、持続可能社会を支えるを推進しています。

ンスイノベーション（MSI）の活動につい私の学融合のイメージは次の2つです。 能している状態をその場で測定するオペ算できるようになりました。今、両者をつなMSIを立ち上げました。当時既に持続可て、学融合の観点で先生方からお話しを1つは、学問領域Aと学問領域Bがあり、 ラント計測の研究を進めています。2つ目

ぐ機が熟したタイミングなので、学融合を能社会実現のために克服すべき地球環伺いたいと思います。
まずは、MSI関連の両者に共通点を見出して比較することで新がつくばイノベーションアリーナ（TIA）で積極的に進めていこうと思っています。

境の様々な問題が注目され、それを克服研究紹介と学融合に対するお考えをお聞しい概念が生まれる、比較-学融合と名付す。これは産総研、物質・材料研究機構

最後にもう1つだけ付け加えると、材料するために研究を進めるべきだという認識

製造がメインですので、鉄鋼の製造プロセかせ下さい。

、筑波大、高エネルギー加速器
けました。その例から、金属結合-共有結 （N I M S）の計測をしている人達が材料を開発してがありました。新領域の中で関心のある先スの特徴を理解する必要があります。例え研究機構（K E K）に東大が加わってできいる人達と完全に分断していることが問題

生が多くいまして、相互理解を深め新しい

ば環境問題を考えると、特に鉄鋼製造プロ

う1つは、全く異なる学問領域Cの言葉で、 ました。ナノバイオ、データ駆動科学、計算です。両方とも高度化していて、どちらかことができると考え提案しました。MSI活動

セスは大量の資源とエネルギーを使って材新しい概 念を創る合転換という新しい概念が生まれました。
もM S I 活動での教育と人材育成
松浦：私の専門は金属の製造、特に鉄鋼

木村：私の学融合に対するイメージにつAやBの内容を記述することによって新し化学や航空・宇宙関連の基礎研究がありが寄り添ってくれればいいのですが、今はを進める中で、本郷にいた頃はあまり想像料をつくっていますので、エネルギー利用いてお話します。学融合は、既存の学問い概念が生まれる、異分野視点-学融合とます。加えて、文理融合した教育アライア

計測側が材料側に寄り添う形で考えていできなかった幅広い共同研究を進めること効率の向上は必須ですし、いろいろな副分野を融合して新しい学問を創ることで名付けました。それが前半の例で、数学パンスとして新しい教育システムの立ち上げます。サンプルを測定施設に送って自分のができました。本郷にいる頃は、異分野の産物や廃熱の取り扱いも重要です。
もの作

すが、学問は概念を創ることであり、新しズルの世界でのペンローズタイリングから準も議論されています。最後がマテリアルイ研究室で遠隔で測定できるシステムを考方と共同研究をする発想がなかったので、 りでは環境負荷があり、それを大きく低減さい学問を創ることは、新しい概念を創るこ結晶という新しい概念が生まれました。以ノベーション研究センターですが、これはえています。計測と材料開発が分断した新領域での学融合の楽しさを感じていませる必要があることを常に念頭においていとの積み重ねです。私の分野で準結晶の上が、2種類の学融合のイメージです。

東 大 の 新 領 域、工 学 部、物 性 研 に、状態が続くのはよくないので、これをTIAす。私自身の研究としては、日本とインド間ます。学問を構築する学融合を進めるうえN I MSや産総研が連なって、基礎研究だでやろうとしています。学術的な話ではなの国際共同研究に参加し、水と二酸化炭で、どういったところで連携があるかと私なけでなく社会にものを出すことまでを考えいですが、学融合しやすい「計測」と「材素を利用してバイオマス資源を活用するたりに考えてきました。製鉄プロセスから様々て研究開発を進めています。

料」の架け橋を作ろうとしています。

めの触媒反応システムの研究開発を行いな副産物が出ますが、1番多いのはガスました。インドは熱帯の国なので、バイオマで、次にスラグであり、その利用方法の多ス資源の密度が高く、化学工業でそれら様化は大きな課題です。農業向けの肥料概念があります。固体の構造は、結晶かアモルファスのどちらかでしたが、数学パズ
ルの世界では、非周期規則充填が可能

4

鎗目 雅

組織連携、分 野 間の分 断をつなぐなペンローズタイリングがあり、これに相当

佐々木裕次：私の専門領域は1分子計測

私の計測分野での学融合は、実験で3する物質が発見されました。それが準結です。X線で1分子計測ができることを私次元ブラウン運動の大量のデータが出る晶です。これは、数学と固体物理学、結の論文で証明しました。私はX線でバイオので、データ駆動科学と組み合わせたり、

佐々木岳彦：私は専門分野が化学で、固を利用する技術がかなり進んでいて、特許として、水田や畑での利用が拡大していま晶学との学融合で生まれた概念です。私の計測を行っていますが、基本は材料系

もう一つは計算機科学です。いつも問題

定化触媒や表面化学を研究しています。 もかなりとっている状況です。そういった研す。海洋利用ですと「海の砂漠化」といわの研究室では準結晶の研究を行っていまなので、いつでもバイオで特性を掴んだら、 になるのは、計算機科学と実験の時間軸ものづくり、構造解析、計算化学、プラズマ究機関や大学とネットワークをつくり共同研

れる磯焼けの改善に製鋼スラグと腐葉土

M S I の立ち上げと国際 連 携すが、その中で生まれたのが、金属結合-それをマテリアルに応用できないかと考えの違いです。しかし最近、振動スペクトラ利用、さらに最近は触媒での二酸化炭素究や交流を行いました。触媒・化学工学を入れて、鉄を海に供給する方法が検討

共有結合転換という概念です。準結晶のています。最近の学融合を目指した動きにムが非常によくなったので、ナノ秒まで測固定化もやっています。MSI学融合活動分野の人達が集まっていますが、インド側されています。スラグ利用のために、漁業構造単位である正20面体クラスターは、 ついてご紹介します。1つ目は、東大と産定できるようになりました。計算もコンピューは2009年からです。私が基盤系の先生方にも理論計算のグループもあり、比較的広関係、水産学、生物学の先生方ともコラボ

中心原子の有無によって金属結合-共有ターがすごく速くなって「京」みたいなのを中心に、環境系の先生、生命系の先生い範囲の分野の人が集まってプロジェクトして様々な先生方と一緒に仕事させていD i s cuss ion

業技術総合研究所（産総研）で進めていD i s c u ss i o n5

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未来ビジョンとステークホルダー・プラットフォームを通じて科学技術と政策・制度の共進化に貢献する。

鎗目 雅 Masaru Yarime

School of Energy and Environment,
City University of Hong Kong 准教授

触媒研究の推進：
国際連携による新フロンティアの開拓と学融合の実践

佐々木岳彦 Takehiko Sasaki

佐々木裕次 Yuji Sasaki

複雑理工学専攻 准教授

物質系専攻 教授性を得るべきか、あるいは制御すべき反ルギー、サステイナビリティに向けたイノベーていたものが、自分でみつけるところに世のぼりになってしまう現実があります。今回の題ですし、教員が相当頑張らないといけな

MSIの活動として大事にしていたのは応過程はどこなのか、理想のフレームワーションに関して研究しています。科学者のタ中の動きがシフトしている感じがします。

話で思ったのは、大学人がやるべきことはい。加えて、MSI研究センターとうまく連携で教育です。教員同士の認識は共有できてクを考えて、それを数値化して材料設計にイプに関して、類型化したスキームでは、パ

鎗目：大学が将来に向けたビジョンを出し教育です。従来のマテリアルサイエンスできれば、我々のほうはありがたいと思います。

ただいています。

いますが、マテリアルズサイエンスの分野フィードバックしています。その逆設計の過スツール型、ボーア型、エジソン型がありまていくのが大事だと思います。例えば、柏はなく、若い人は計算もできて、実験もでき

松浦：MSIについては、教育をもう少し体に造詣の深い人材を輩出できる活動にしよ程で新しい材料がみつかったり、発見的す。例えば、光触媒はパスツール型に分類自体をプラットフォームとして、物理的、バーて、何でもできてということは、僕等よりわ系的にできるといいと思っています。物質うと思いました。MSIの集中講義では環境な面白いことが起こります。新領域にきてされ、将来的な応用からインスパイアされたチャルでも場を形成して、未来のビジョンにかっていないと、その次の世代の融合にい科学等の観点で人材を育てられるプログラ

系や生命系の先生にも講義していただき、 からはもう少し広がって、これらを社会にど形の基礎研究を行って商業化までつな向けた課題を同定し、シナリオを形成しなかない。だから大学人として教育をしっかりムを整備して、データ駆動科学、マテリアルシンポジウムでは、材料・物質科学の研究のように導入するかを問うようになりまし

がった1つの成功例です。サステイナビリがら、共鳴する人達を巻きこんでいくことやる必要がある。ただし、それを学生のほインフォマティクスのような分野も学習できれを通した社会貢献やキャリアパスについてた。化学工学の面白さの一つはミクロ現ティに向けて、大学の研究者が積極的にが、学融合にとって重要だと思います。

うでも感じてもらうことが大事です。

ばと思います。物質科学や材料科学に対若手の卒業生に講演してもらい、学生に象からマクロシステムまでを構築していくと社会のステークホルダーと連携して具体的

大友：M SIでの学融合のポイントが幾つ

大友：そういう意識をもった学生も結構いしては、シーズとニーズが分断されていると還元できる内容を進めてきました。私のころですが、それをシステム化して本当にな課題に対して一緒に取り組んでいくことか出てきましたが、その将来像についてもますよね。

考えています。計測技術、解析技術、分析

MSI集中講義ではリサイクルについて話を世の中に入るかというと、技術に加え経済が、マテリアル研究の実用化の点でも重要お尋ねします。

佐々木裕次：少しずつ出ていると思います。

技術はすごく進んでいますが、使いたくてもしますが、実は日本にも資源はありますよと性の問題もあるので、最近は技術とコストだと思います。学融合に関して、私も所属いう図を見せます。その資源のほとんどはの評価研究もやっています。技術経済評

しているUniversity College Londonで

松浦：学生の意識が高いことはあります。 どう使ったらいいかわからないことが多い

M S I の未 来

新領域には学部がないので、在学生は多です。その分断を埋められると、飛躍があり石ですから、いかにエネルギーや資源が価の先生と連携して、新技術導入がどのは、大学レベルで Grand Challengesと

木村：準結晶の概念は、物理、化学、材少なりとも自分の進路を考えてきていると感ます。大学人としてもチャレンジが必要だとないかを認識してもらいます。日本社会のように地域経済に影響を与えるか、どれだいうものを掲げて、関連する大学内の様々料学、数学と、様々な分野の人が関わってじます。

思います。

サステイナビリティの観点からも、ものの出け社会が活性化するか、あるいは最終的な知識を融合して、課題の解決に向けて発展してきました。金属結合-共有結合転

木村：教育についてのアピールの仕方を考

鎗目：本郷の公共政策大学院では、工学入りは重要で、その点を客観的に見られるに温暖化ガスの削減に貢献できるかを考活用する動きがあります。そこで重要なの換の概念も、計測分野の研究者との出会えています。研究科の理念は、学融合と知系の学生と公共政策の学生が一緒に参人材施策などの検討で物質科学の観点えて、学融合を意識しながら進めていまが、多分野間の連携とアカデミアを超えたいから生まれました。MSIに期待するのの冒険ですが、それは主に研究について加して、社会的な課題に向けて科学技術から見る人材は大事です。また、こういうす。環境・エネルギー問題に対する物質、 ステークホルダーとの連携です。政府や産は、学融合は最初から狙ってはできないのです。それと並んで教育についての理念もをどのように活用することができるか、実際話を通じて日本は人材が唯一の資源だと技術、経済に軸足を置いた統合的な立場

業、さらにスマート・シティなどでは実際にで、様々な分野の人との交流です。他分アピールしたらどうでしょうか。研究者に限に問題に関係しているステークホルダーということを理解するのも大事かと。そんなこでの研究活動は、MSIの中でもできると思住んでいる人達も巻き込んだ形で社会実野との交流の中で予想外の学融合が見らず、どんな仕事に就くにしても独創性は連携しながら取り組むプログラムに関わっとを思いながらやっています。

います。教育でも、物質科学からシステム験が行われています。工学的な基礎知識つかるのだと思います。今始めたのがデー重要です。独創性は直感から生まれ、直ていました。エンジニア側でも社会の動きの設計、さらに社会導入までの方法論をを基盤としながら、それに加えて社会的、タ科学との学融合です。熱電材料では、 感は人間の過去の経験の積み重ねからやニーズ、要望、政策、そういう動きにも触提示して自分で課題をつくったり、予測し実践的な知識も統合して、サステイナビリ非常に多くの組み合わせの可能性があ生まれます。独創的な人間を育てるためにれるような教育プログラムは非常に大事だと思います。その際に、実際に関わってい物 質 科 学から社 会 導 入までの方 法 論たりということができるような、そんな仕掛ティの課題に向けて連携して対応する流り、今までの研究方法では不可能で、デーは、いかに他の人と違う経験を多くさせる

大友：現在MSI活動の世話役を務めていけがありうると考えています。私からは以れが大きくなっています。また、先日策定さタ科学の助けが必要です。

かです。新領域へのキャリアパスが学生る産業、政府、国際機関の人達と一緒にます。私の専 門は化 学 工 学で、エネル上ですが、鎗目先生からは学融合のアプ

れた「科学技術イノベーション総合戦略」

佐々木裕次：予算公募でも、社会のニーズの独創性を育むということを、最近私は学課題解決に取り組むような機会を教育プ

ギーシステム関連の反応制御やイオン輸ローチについて伺いたいと思います。鎗目などでも社会的な課題に向けて科学技術にズバッと答えを出すためのサイエンスとは生を集めるための宣伝に使っています。

ログラムとして提供できれば、将来のグ送現象の問題を取り扱っています。
ものづ

先生は、香港からスカイプでの参加です。

をどう使っていくかが、政策レベルでも大き何かというのを、問いかけられています。 大友：外からの多様な刺激や知識を自分ローバル・リーダーの育成として大変有意な課題になっています。従来、そういうもの社会を見据えなければ、サイエンスが見えの中で温めて、その中から創造的なものも義だと思います。

から離れていると思われていた基礎研究ないというスタンスで提案された。それに影出てくるので、そういう切り口での宣伝も新

大友：今日はマテリアル研究の現場から出てくる、我々が必要としている学融合研究のくりの研究を進める際、化学のベースがあってデバイスやシステムにしますが、そ

基 礎となる知と実 践 的な知を共に創るでも、最初から意識していくことが重要で響されても仕方ないかもしれませんが、基領域でできますね。独創性を育む学融合。

ます。燃料電池や水素製造の研究をやっ鎗目：私も元々は化学工学を勉強していまはないかと思います。

礎研究だけではやっていけない状況に

佐々木岳彦：MSIでは学生への教育です。 あり方やその育み方、そして教育のあり方まていますが、最終的にどのように理想的なした。今年1月に東大からCity University

大友：課題予測は学融合の中からみつけらなっています。そういう流れに見合ったマテ

現状では集中講義をやっていますが、教育で幅広くお聞かせいただきました。ありがとう形になるか、そもそもどのような材料や物of Hong Kongに移り、現在は環境、エネれるもので、これまで外から課題が与えられリアルサイエンスを展開しないと、置いてきをどう充実させていくかというのが我々の課ございました。の逆設計を意識しながら研究を進めてい固体物理学の基本問題の解決と高性能熱電材料の実現のため「半導体準結晶」の創製を目指す。

物質科学イノベーション創成を担う人材を輩出する研究科教育プログラム構築に貢献する。

社会とつながる物質科学を突き詰めるところから新しいサイエンスの領域を拓いていきたい。

木村 薫 Kaoru Kimura

松浦 宏行 Hiroyuki Matsuura

大友 順一郎 Junichiro Otomo

物質系専攻 教授

6

材料研究現場と先端計測現場が合体してこそ新しいサイエンスが登場する！

D i s c uss ion

工学系研究科 マテリアル工学専攻 准教授

環境システム学専攻 准教授

D i s c u ss i o n7