AIで見落とされていた二次元材料を発見(Hidden and forgotten 2D materials are discovered with AI)

2026-10-29 リンショーピング大学

スウェーデンのリンショーピング大学を中心とする国際研究チームは、AIとスーパーコンピューターを活用し、過去の研究文献や材料データベースに埋もれていた2次元材料「MXene(マキシン)」を発見した。研究チームは既存のデータを再解析し、これまで十分に認識されていなかった33種類のMXeneを特定するとともに、新たに11種類を合成した。さらに、外部加熱を必要とせず、わずか数秒でMXeneを合成する新手法を開発した。この方法は従来法と比較して、有害化学物質と水の使用量を大幅に削減できる。また、MXeneを構成する金属を希土類元素で置き換えることで、磁性を持たせられることも示した。MXeneは金属と炭素または窒素からなる原子数層の薄膜材料で、大きな比表面積を持つ。水質浄化、エネルギー貯蔵、通信、バイオ医療などへの応用が期待される。AIによる既存知識の再発見と持続可能な材料合成を組み合わせた成果である。

<関連情報>

データ駆動型発見とMXeneの迅速かつ直接的な合成 Data-driven discovery and rapid, direct synthesis of MXenes

Ali Saffar Shamshirgar, Guilherme Ribeiro Portugal, Soheil Ershadrad, Roman Ivanov, Martin Dahlqvist, Florian Chabanais, Sanjay Chakraborty, Rainer Traksmaa, Topias Jussila, […] , and Johanna Rosen
Science  Published:29 Oct 2026
DOI:https://doi.org/10.1126/science.aeh5957

AIで見落とされていた二次元材料を発見(Hidden and forgotten 2D materials are discovered with AI)

Abstract

MXenes are a rapidly expanding family of two-dimensional transition metal carbides and nitrides, yet scalable synthesis routes remain limited and historical reports suggest a broader, largely unexplored chemical space. We used machine learning–assisted database mining to uncover hidden multilayer MXenes. Screening reveals 33 previously synthesized but unrecognized MXene candidates. Guided by these findings, we synthesized seven multilayer MXenes using a rapid, scalable self-propagating high-temperature method that requires no sustained external heating and completes within minutes. We further realized 11 previously unexplored rare earth–based MXenes (M = praseodymium, neodymium, samarium, gadolinium, terbium, holmium, and thulium). Experiments and modeling suggest semiconducting behavior and diverse magnetic states across this family. Together, these results expand the MXene family and demonstrate a data-driven strategy for accelerating materials discovery through sustainable methods.

0501セラミックス及び無機化学製品
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