世界首次通過地球模擬器的快速運算預測出碳納米管內的光化學反應　　　　　　　　　　　　　　　　~新型大規模廉價材料和新型合成物質領域的應用~

        近日，NEC宣布為日本獨立行政法人海洋研究開發機構所建置的快速超級計算機“地球模擬器（注1）”，通過激光照射碳納米管（注2）的氯化氫分子，在全世界首次通過計算機模擬器高效地預測出產生氫的光化學反應。

        這項模擬實驗不僅成功在氫產生領域，還由于大大提高了激光照射中已有的光化學反應效率，從而在合成大量廉價材料以及合成新物質方面都是具有劃時代意義的研究成果。該研究成果刊登在美國物理學會最具影響力的《Physical Review》12月7日的電子刊物中。

        地球模擬器在美國11月舉辦的國際高速計算研討會SC10上，憑借其快速傅氏變換（FFT）（注3）計算，在HPC挑戰獎中榮獲冠軍，確立了特別是在納米科學、新物質探索、氣象預測等復雜應用方面，擁有全球最優越的運算效能。

        由于該研究成果所使用的軟件中，FFT占計算全體的近50%，所以，原來計算機需要數月才能完成的激光照射計算，地球模擬器僅用2天就完成了，從而在不斷改變光強度的情況下，也能在很短時間內選擇出最佳的激光照射條件。

        該項研究是基于海洋研究開發機構的共同應用研究題目“關于碳納米管特性的大規模計算”所實施的。

        “地球模擬器”以其優異的效能，廣泛應用于各種領域，例如在與氣候變遷相關的聯合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)第5次評估報告書上，正確地提供氣候預測及地球暖化影響評估，以及與地球環境問題相關、地震及海嘯等高精密度的環境模擬等應用，在天然災害防范、能源問題、對新材料的探索等方面付出相當大的貢獻.NEC期望能將這項技術實力與產業界結合，共同拓展應用領域。

        NEC今后還將繼續通過地球模擬儀等超級計算機進行最尖端的研究與開發，用優秀的HPC技術實現創新。

注1）地球模擬儀
        于2002年3月開始運行的超高速矢量并行計算機系統。2009年3月二期系統“地球模擬器系統”整體最高計算功能高達131T FLOPS，是現在世界最高速的單核CPU(102.4GFLOPS)。
        FLOPS是是“每秒所執行的浮點運算次數”(floating-point operations per second) 的縮寫。1G FLOPS是每秒10億次浮點操作，1T FLOPS是每秒1萬億次浮點操作。

注2）碳納米管
        NEC公司的飯島澄男特別首席研究員于1991年5月檢查一根曾產生富勒碳的碳電極上的黑色沉淀物時發現了納米級的同軸管狀碳纖維，并命名為巴基管(Buckytube)，后來被廣泛地稱之為碳納米管（Carbon nanotube）。1993年飯島博士公布了其多樣的內部螺旋構造，成為繼金剛石、非晶質、石墨、富勒烯之后碳元素的第五種晶體形態。在50 萬倍電鏡下觀察，碳納米管的橫截面是由2個或多個同軸管層組成，層與層相距0.343nm，此距離稍大于石墨中碳原子層之間的距離（0.335 nm）。通過X激光衍射及計算證明碳納米管的晶體結構為密排六方（h.c.p），a=0.24568nm，c=0.6852nm，c/a=2.786，與石墨相比，a值稍小而c值稍大，預示著同一層碳管內原子間有更強的鍵合力，同時也預示著碳納米管有極高的同軸向強度。
        由于納米碳中獨特的晶格排列結構，顯示出電、機械、化學等方面的諸多特性，作為下一代產業的新型納米技術材料，引起世界的廣泛關注。

注3）HPC挑戰獎、快速傅氏變換（FFT：Fast Fourier Transform）
        由美國設立的“HPC挑戰獎”，面向每年召開的“國際高速計算研討會”的各個科研團體，設立4個獎項，快速傅氏變換即是其中獎項之一。

該研究成果的詳情請參考：
http://www.nec.co.jp/press/ja/1012/images/2701-01-01.pdf