横浜ゴムは産業技術総合研究所（産総研）と先端素材高速開発技術研究組合（ADMAT）と共同で、インフォマティクス（情報科学）を活用し、バイオエタノールからブタジエンを生成する世界最高の生産性を持つ触媒システムを開発した。また、生成したブタジエンを使ったブタジエンゴムの合成にも成功。
タイヤの主原料の1つで合成ゴムの元となるブタジエンは、現在、石油精製の副産物として工業的に生産されている。バイオマス（生物資源）からの生産技術の確立により、石油への依存度低減やサステナブルな原料調達の促進が期待できる。新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）の「超先端材料超高速開発基盤技術プロジェクト（超超PJ）」の委託事業として実施した。
超超PJでは計算科学や人工知能（AI）を積極的に活用することで、従来の経験と勘を頼りにした材料開発と比べ、開発期間を20分の1に短縮することを目指している。
今回は超超PJが推進する「計算科学技術」「プロセス技術」「先端計測技術」の三位一体で開発を進めた。まず「計算科学技術」でバイオエタノールからブタジエンをより多く生成できる金属酸化物触媒を探るため、AIを使用した量子化学計算による一次スクリーニングを行った。
バイオエタノールからブタジエンを生成するには複数段階の反応を経る必要があるが、それを5段階に分けて各段階の反応を緻密に計算したところ、特定の金属酸化物の組み合わせが最適であることを導き出した。
次にそれらの最適な配合状態や反応条件を探索するため「プロセス技術」「先端計測技術」で、複数の条件下で試験する迅速触媒評価と、それぞれの反応性を高速に計測するハイスループット実験を実施。活性成分の触媒用担体での分布や量などの触媒調製条件、温度などの反応条件で最適解を発見した。世界最高の生産性を持つ、極めて高活性な触媒システムの非常に短期間での発見で、触媒開発におけるインフォマティクスの有用性を実証することにも成功した。
今後はより高度なAI技術による計算科学をベースとしたキャタリストインフォマティクスの基盤を構築するとともに、多検体高速同時評価と高速計測技術を連携させたハイスループット実験を通して、2030年のバイオマス由来の合成ゴム実用化を目指す。