NSF AI助成 $150万：AIで「次世代蓄電材料」を設計 ― イオン伝導ペプチド電解質の発見（DMREF）

米国科学財団(NSF)は、AI誘導でイオン伝導ペプチド電解質を発見する研究に約150万ドル（$1,500,000）を交付した（NSF Award 2522611、プログラム：DMREF／生体材料、イリノイ州）。

抄録（非技術概要）によれば、電池などのエネルギー貯蔵技術には、安全で熱的に安定なイオン伝導材料が決定的に重要である。リチウムイオン電池は現代社会に普及しているが、安全性の懸念から新しい固体イオン伝導材料の開発が促されている。これまで、固体ポリマーのイオン伝導体はほぼすべて、精密に定義された構造を欠く合成材料で構成されてきた。これに対し、ペプチドのような生体高分子(biological macromolecules)は配列が精密に定義されており、らせん要素のような三次元分子構造を制御できる。

本プロジェクトは、ペプチドのらせんが「イオン伝導の向上」に果たす役割を、(1)イオン伝導基を制御された形で配置できること、(2)らせんの長さとともに増大する主鎖方向の巨大双極子(macrodipole)が存在すること、の2点に着目して理解することを狙う。これにより、エネルギー貯蔵用途を高める新しいクラスの「らせんペプチド・イオン伝導体」の開発を可能にする。幅広いペプチド化学を、AI誘導の発見アプローチ(AI-guided discovery)を用いて設計・合成し、化学・配列・らせん性・イオン伝導基の配置が蓄電材料の性能に与える役割を理解する。本プロジェクトの鍵となる成果は、ペプチドの分子構造がイオン輸送にどう影響するかを解明し、次世代の蓄電材料の開発につなげることにある。