Multi-Objective De Novo Molecular Design of Organic Structure-Directing Agents for Zeolites Using Nature-Inspired Ant Colony Optimization

概要

有機構造規定剤 (Organic structure-directing agents, OSDAs) は、狙った骨格構造を有するゼオライトの合成に用いられる有機分子です。有機構造規定剤を、実験を行うことなく予測するには、有機構造規定剤とゼオライトの相互作用エネルギーを評価するという方法が考えられますが、実際のゼオライト開発において、重要となるのは有機構造規定剤のコストです。本研究では、アリコロニー最適化と呼ばれるメタヒューリスティックなアルゴリズムを用い、ゼオライトと有機構造規定剤の相互作用と、コストを同時に最適化するシステムを開発しました。アルゴリズムには、分子同士の類似性や、ゼオライト合成の経験則も組み込まれています。本研究によって予測された分子の中には、実験的に知られている有機構造規定剤、それと構造的に類似した分子、そして新規の分子が含まれていました。