【インタビュー記事】
マテリアル基盤研究センター
三石 和貴 分野長

材料研究は"百聞は一見に如かず"

“原子レベルの微細構造”や“特性の起源”を知りたいと、材料研究者から持ち込まれる材料の数々。「先端解析分野」では、それぞれのニーズに合った計測・解析技術を提供して、材料開発を後押しする。2023年4月に、データ駆動・データ科学に基づいた材料開発をめざす「材料設計分野」とともにマテリアル基盤研究センターを設立したことで、材料開発のさらなる加速が期待される。三石分野長に、分野の変わらない使命と、今後の発展について聞いた。



—「先端解析分野」では何を行っているのでしょうか。
三石：プロセスを制御して複雑な構造を作ったり、原子一粒一粒を制御して特殊な性質をもたせたり・・・ 新たな機能を発現する材料を開発する際には、“そうした材料が実際にどうなっているかを見たい”というニーズは大きくなるばかりで、そのための計測・解析技術が欠かせなくなっています。私たちは、今、材料開発に必要な最先端計測・解析技術に常に取り組んでいて、その分解能を上げたり計測可能な条件の幅を広げたり、新たな技術開発も行っています。
　いうなれば「最先端の計測・解析技術を追究する研究者集団」です。新たな計測・解析技術を開発し、開発した技術を、NIMS内に限らず日本の最先端材料開発に生かしていくことが主なミッションです 。

—具体的にどのような計測・解析が可能なのでしょうか。
三石：「先端解析分野」には、「電子顕微鏡」「実働環境電子顕微鏡開発」「ナノプローブ」「固体NMR」「光電子分光」「強磁場物性計測」「量子ビーム回折」の7つのグループがあります。電子顕微鏡は、原子一粒一粒が見えるだけでなく、元素の種類も解析できる装置です。材料を実際に使用する環境下でも電子顕微鏡観察をしたいというニーズがあるので、実働環境電子顕微鏡の開発も行っています。ナノプローブは材料表面を観察する装置ですが、原子一粒一粒を制御することもできます。
　そのほかの技術も含めて、詳細はグループリーダーのインタビューに譲りますが、これらの手法は材料の微細構造を見るものから、材料全体をマクロに把握できるものまで見えるスケールが異なります。このような手法を駆使して、材料の特性の起源となる構造を見つけたり、弱い部分を突き止めたりできるのです。
　さらに、現時点ではどの手法も最高レベルの技術・装置が揃っていますが、これらを維持するために世界に目を向け、常に技術の進展にキャッチアップしていくことも私たちの重要な仕事です。

研究者をめざす人へ 材料研究者が“自分の材料”に取り組む姿は本当に楽しそうです。そんな彼らと一緒に働くのは楽しいですし、その研究を支えるための研究はとてもやりがいがあります。

—すべてにおいて最高の計測・解析技術を取り揃えるのはたいへんですね？
三石：材料研究者が何を知りたいかによって、こちらからはすでに十分成熟した、ある意味ありふれた技術を提供することもあれば、最先端の技術を提供することもあります。両方が揃っていなくては、NIMSの最先端材料開発のニーズに応えられません。揃っているのは装置ばかりではありません。それぞれのグループには信頼できる専門家がいます。
　私自身が電子顕微鏡の研究者で「電子顕微鏡を使いこなしている」と感じられるようになるまでには20年以上の歳月を要しました。ほかの計測・解析技術も同じで、熟練した技術を身に付けた職人のような人たちがいるのです。こうしたベテラン研究者たちの言葉にならない知見が、材料開発を加速させるのです。その一方で、技術の継承が途切れないように若手の育成にも力を入れています。

—データを扱う「材料設計分野」とともに1つのセンターになったそうですが、そのメリットは何でしょうか？
三石：最近の目覚ましいデータ関連技術の発達の影響は、計測・解析技術にも及んでいます。例えば、最近は検出器がよくなって一度にたくさんのデータが得られるようになりましたが、それらを十分に活用するためにはデータ科学的手法が欠かせません。
　「計測・解析技術」と、「データ科学」という、どちらも直接に材料開発を行うわけではない研究者たちが集まって1つのセンターになりました。材料開発を強力に支援していくという点では、同じ目的をもつ同志が増えて心強いと感じています。何より同じセンターになったことで、心の距離が近くなりました。今では、材料設計分野の袖山分野長をはじめ、データ関係の研究者の方たちと顔見知りになっていろいろな話しをしています。

—「先端解析分野」はどのような存在でありたいと考えていますか？
三石：計測・解析技術の専門家集団ですが、あくまでもNIMSという材料研究所のメンバーだということです。NIMS内には限りませんが、材料について悩んでいることを気軽に相談してもらえるような、材料研究者にとって親しい存在でなければなりません。
　一例を上げると、ガス環境や液中などでの観察です。以前はそのような状況での計測が難しかった装置も、今は技術的に可能になっています。解決不可能だと思われている問題でも、日々技術が発展する中で、計測・解析技術が可能になっていることもあるので、遠回りしないためにも、まずは相談してもらいたいのです。
　一方で、期待して持ってきて下さった材料を計測できないことがあります。その場合には、データ科学のチームとも力を合わせて「どうにかする方法はないか」と解決方法を探ります。こうした新しい手法の開発は、私たちにとっては世界に先駆けた成果につながることがありますし、何より材料開発を支える部隊として、材料研究者とコミュニケーションを密にとりながら進んでいきたいと思っています。 まずは、自分が誰にとっても頼みやすいキャラクターであることを心がけます（笑）。

企業の方へ 開発した計測・解析技術を、日本の産業の活性化につなぐことも私たちの使命です。材料開発でお悩みのことがありましたら、ぜひ、ご相談ください。共同研究も大歓迎です。

取材・執筆：サイテック・コミュニケーションズ　池田亜希子
写真撮影：盛 孝大