産総研：結晶構造解析の自動化
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注目のコメント
リードベルト法といえば泉富士夫氏の無料リードベルト解析ソフトRietan-FP
http://fujioizumi.verse.jp/
学生時代に非常にお世話になりましたが、matsunagaさんご指摘の通り結晶構造が分からないとなかなか難しいです。新物質の場合は、XRDパターンから対称性を推測し、International Tableの対称性番号を探し、SEMのEDXで元素組成を調べて、推定される結晶構造から単位セル中の原子配置を決めないといけません。
他にもバックグラウンドパラメータ、原子占有率、選択配向、など極めて多くのパラメータがあり、かなりの試行錯誤が必要となります。
記事中では熟練者なら1日とありますが、私がやっていた頃は、数え切れないローカルミニマムを旅しながら、一仕事するのに1ヵ月くらいは覚悟していました。
機械学習でパラメータ最適化を自動化できるようになったので、こうした作業は一気に楽になるなと思っていましたが、まずは汎用性の高い粉末XRDからということでしょう。今後、これを応用した粉末中性子回折や、TEM、NMR、μSR、メスバウワー、など様々な物性測定データの解析パラメータフィッティングの作業が楽になると思います。
構造解析の結果、そもそも測定データがゴミだったことがわかったり、複数の相が混ざっていたりという事がわかる事もありますし、よくよく調べてみたら新物質ではなかった事が発覚することもあります。
今はScifinderという極めて便利な化学物質検索データベースがありますが、当時はChemical Abstract（CA）という世界のすべての化学物質が載っているだけの冊子が1907年から刊行されており、毎週1冊出るので1年に50数冊になります。これを所蔵する図書館は蔵書のかなりの体積をこれが占めることになります。何年か毎に累積検索用の索引が出ますが、それを使ったとしても膨大なページを探さなければならないので、該当ページを写真で撮って、それを引き伸ばして人海戦術で「無い」ことを証明するという恐ろしい作業がありました。（従って、昔の物質探索する研究室には現像室がありました）
今では考えられないですね笑Memo
あとで読む
>熟練者が1日を要する解析作業を、PC1台で1時間に
むしろ、PCで1時間もかかる様な解析を1日で終わらせる熟練者のすごさ。
(追記)
他のスペクトル解析にも波及しそうな感じですね。期待です。
先日、別のニュースで(下記)リガクとJEOLが共同で、TEM中での低照射量マイクロ電子線回折システムを開発している話がありました。
https://newspicks.com/news/4945118/
こういった技術と合わせて、微結晶や界面近傍構造など、従来の粉末XRDが苦手としている部分も補い合えれば、より詳細な理解が進むでしょう。
確かにNMRにも使えるかもしれませんね。
学生のころ欲しかったです。オリゴ糖類の帰属は難しかった。OHだらけで似たような水素ばかりなんですもの...
いやまあ勉強になったと思えば。スペクトル解析で思い出しました
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28783154/
このペーパーの 1st author は、私の元PhD学生さんなんですよ 彼が書いた、ぺーパにあるソフトウェア、結構評判良いらしく、あちこちから問い合わせきました、何故かワタシの所にも この仕事で勤務先のPNNLから賞をもらったようです 今は韓国に帰って、機械学習のスタートアップやってますよ 元気にしてるかな
