YouTube動画で、計算化学について学んでみました

こんにちは。田中です。

私は、計算化学やシミュレーションに関しては、全くの初心者(素人)です。そんな私が、これから計算化学を学んでいくわけですが、「素人が計算化学を学んで、何をどう理解していくのか?(そもそも、理解できるのか?)」「結局、何か使える知識・スキルは身につくのか?」ということを、これから書いていく記事を通じて、皆さまにお伝えできればと思っています。また、私が学んでいく過程をご覧になる中で、もし、一人でも多くの人が私と同様に計算化学に興味を持ってくれるということが起きたら、とても嬉しいです。

今回は本ブログの初回でご紹介した「学び方」の中で、個人的には割とハードルが低い「YouTubeで学ぶ(下記動画)」ということを実施したので、紹介します。

・密度汎関数理論に基づく第一原理計算ざっくり入門(固体材料編)

具体的には、上記動画から次の方法で学びました。
・動画を見て、私なりのエッセンスを抽出
・感想の言語化
・この動画を見る前(Before)と見た後(After)で、自身の状態を言語化

なお「まずは基礎的なことを理解したい」ということで、上記動画のうち「基礎編パート(00:00-40:00あたりまで)」を見ました。

それでは早速、書いていきます。

密度汎関数理論に基づく第一原理計算ざっくり入門(固体材料編)

こちらの動画(基礎編パート)では、「計算化学でどんなことができるのか」「計算化学理解のポイント」「実際に計算するときに考えるべきこと」という順番で説明されており、大枠がとても理解しやすかったように感じました。

記事を読んで、私なりのエッセンスを抽出

私にとってのエッセンスは、下図にまとめました(動画で紹介されている内容+私オリジナルの内容)。

図 計算化学で解明できること(例)
図 計算化学を理解する上でのポイント
図 密度汎関数理論のポイント その①
図 密度汎関数理論のポイント その②
図 計算するときに考えるべきこと

感想の言語化

まず「計算化学で解明できること(例)」については、「物性値などが計算できるのだな」と浅い理解はできました。一方、「では、実際の材料開発において、計算化学で算出した物性値がどのように使われるのか?」という点については、まだイメージできておりません。こちらは、いくつか論文などを読んみて、具体的にイメージできるようにしてみます。

次に「計算化学を理解する上でのポイント」「密度半関数理論のポイント」については、最低限おさえておきたいです。特に、言葉としてはよく聞く「自己無撞着な方程式を解く」ということについて、その意味を丁寧に説明いただいたため、理解することができました。

そして「計算するときに考えるべき事」については、「自分で計算はゴリゴリやらない予定」という方も、知っておいた方が良いかなと思いました。これを最低限理解していれば、各計算の論点整理がしやすくなるなと思いました。

この動画を見る前(Before)と読んだ後(After)で自身の状態を言語化

[Before]
計算化学は、考えるべきことが多いのだろうな・・・という印象だった。

[After]
もちろん、計算化学で考えるべきことは少なくない。ただし、目的に応じた論定整理をきっちりと実施できれば、泥沼にハマることはなさそうと理解した。

今回はここまでにします。
次回も引き続きハードルが低そうなものから手をつけて、学んでいこうと思います。
記事を読んでいただきありがとうございました。

田中: