4研究成果／計算科学

R-22

2025

ゼオライト骨格のトポロジー解析

アピールポイント

同一トポロジーを有するゼオライト骨格構造を同定
【技術シーズ：グラフ理論】

背景・課題

・ゼオライトは、頂点共有TO₄四面体(T原子: Si、Al、P)から形成された骨格構造を持ち、240種類以上の骨格構造の種類^※1が実験的に報告

・四面体の繋がり方（トポロジー）が解明できれば、ゼオライトの合成などに活用できるが、トポロジーの解析的研究は発展途上

・トポロジーを分類する方法を開発し、それぞれの骨格のトポロジー関係を解明

※1 三文字のコードが割り当てられている.

解決手段

・単位セル内の四面体接続をグラフ（接点と枝）に変換

・グラフ中のハミルトン閉路^※2を列挙し、図形的に表現（標準的な描画）

・網羅的に骨格の描画を構成し、比較することでトポロジーを解析

※2 グラフ上の全ての頂点を1度ずつ通る閉路

成果・新規性

①四面体骨格のトポロジーを可視化できるソフトウェアを開発

②トポロジー描画の対称性によるゼオライト骨格構造を分類

③トポロジー描画を解析し、新たに同一のトポロジーを持つ骨格構造を発見

1) M. Sato, J. Math. Chem. 7, 341 (1991)

期待される市場・応用

・ゼオライト、アルミノケイ酸塩鉱物

謝　辞：本研究は、NEDO委託業務「ムーンショット型研究開発事業／窒素資源循環社会を実現するための希薄反応性窒素の回収・除去技術開発」（JPNP18016）で実施されたものである。

担当者：Craig Fisher、佐々木優吉

共同研究者：（東京大学）脇原徹