結晶構造データベース・化合物辞典

CSD-Frameworks

CSD-Frameworksは、MOF (Metal-Organic Framework、金属有機構造体) などの多孔性材料の研究開発や材料設計に有用な、結晶構造データおよび各種検索・解析ツールを提供します。

CSD-Frameworksは、CSD-CoreとCSD-Materialsから、多孔性材料開発向けに厳選されたツールのパッケージです。定番のConQuestとMercuryに加え、CSD-MaterialsのSolid Form解析ツールのうち、以下がご利用いただけます。

Motif Search：指定した motif を持つ構造を検索

Crystal Packing Feature：類似の packing を検索

Crystal Packing Similarity：類似構造の重ね合わせ表示

Hydrate Analysis：水和物の解析

Solvate Analysis：溶媒分子の解析

紹介動画

本動画含む、CSD-Frameworksの一連の操作説明はこちら

【注意】 CSD-Coreに含まれ、CSD-Frameworksに含まれていないツール：IsoStar、Mogul、Hermes

CSD-Frameworksが提供するデータ

Cambridge Structural Database (CSD)：130万件以上の結晶構造データベース
CSD MOF Subsets：CSDに含まれる、12.8万件以上のMOF様構造データセット
CSD MOF Collection：重複するフレーム、溶媒およびゲスト分子を除去、さらに、欠損があれば水素を追加など、下処理なしでHTSに利用できる、1.3万件以上の高品質な3D-MOF結晶構造データセット
※ 本データセットは、CSD-Frameworksのみに付属しています。他の製品ではご利用できません。

CSD-Frameworksの機能

高度な可視化と分析：ボイド空間、細孔構造および分子の次元性などの結晶構造を調べます。対称性の変更や構造特性の分析も簡単に行えます。
効率的なデータマイニングと検索：化学結合性、配位子または官能基に基づき構造を同定します。ツールを用いて類似構造体を見つけ、新しい材料設計へ導きます。
統合された粉末回折機能：単結晶構造から粉末回折パターンをシミュレーションし、比較することで、実験データを効率的に検証します。
溶媒およびゲスト分子の分析：細孔構造内のゲスト分子を定義し、分析します。吸着試験のための溶媒アクセス可能体積を計算します。
CSD Python API：自動検索による大量データの読み込み、自動編集・解析などが行えます。CSD GitHub repositoryからのダウンロード、またはご自身でCSD-driven分析やワークフローの構築が可能です。

CSD-Frameworksは、どういった材料の開発に活用できますか？

ガス貯蔵材料
炭素および湿気捕捉材料
液体およびガス分離材料
薬物徐放材料

機能一覧（企業向け）はこちら。

CCDCのBlogより：What Is Stopping MOFs Being More Widely Used?

MOFは、金属中心 (または金属クラスター) と多座有機配位子から構成される多孔性機能材料で、 1995年にUCLAのYaghi教授が提唱した化合物です。PCP (Porous Coordination Polymer、多孔性配位高分子) とも呼ばれます。

MOFは、その細孔のサイズおよび特性を自由に調整できることから、ガス吸着および分離、エネルギー貯蔵および変換、触媒、センサー、薬物徐放剤など、様々な用途が期待されています。しかし、現在その開発のスピードは遅く、世界のMOF市場の成長を鈍らせています。この状況を克服する上で達成すべき課題として、① 再現性の高いMOF合成法の開発、② (細孔) 構造と特性との相関の理解、および③ 低コスト、大規模かつ環境にやさしいMOF製造法の開発、などが挙げられます。

これらの課題に取り組む手法の一つとして、MOF研究におけるAIと機械学習の統合が有望です。そして、学習モデルの構築とトレーニングには良質なデータベースが不可欠で、こうして完成したモデル(群)が、より良いAI予測を可能にします。

オリジナルのBlogはこちら。