開發隱形眼鏡材料設計系統『SilicoSim』

國立大學法人東北大學（總部位於宮城縣仙台市，總長：冨永悌二，以下簡稱「東北大學」）與株式會社 Menicon（總部位於愛知縣名古屋市，代表執行役社長 CEO：川浦康嗣，以下簡稱「Menicon」）於 2026 年 6 月宣佈，共同開發了一款基於計測與計算融合的多尺度模擬隱形眼鏡材料設計系統「SilicoSim」。

東北大學與 Menicon 針對軟式隱形眼鏡廣泛使用的矽水凝膠（一種能同時兼顧高透氧性與親水性的高分子材料），闡明了材料內部三維奈米結構與物質傳輸功能之間的關係。研究團隊利用穿透式電子顯微鏡 (TEM) 與同步輻射實驗，將矽水凝膠的奈米級結構及其所實現的功能視覺化，並透過多尺度模擬高度重現了測量結果。此外，他們在理論上釐清了氧氣與離子的傳輸路徑特性會隨著原料分子結構的變化而改變，進而影響材料的功能。

本研究成果於 2026 年 5 月 26 日發表於高分子領域專業期刊《Soft Matter》。研究團隊將這套從研究成果中誕生的結構功能模擬系統命名為「SilicoSim」。東北大學與 Menicon 將利用該系統，進一步理解隱形眼鏡材料的功能，並推動新材料的開發。

本研究透過穿透式電子顯微鏡觀察與三維重組，確認了矽水凝膠形成了一種親水性區域與疏水性矽樹脂區域在奈米尺度下連續交織的相分離結構。同時，透過對氧氣與鈉離子傳輸性的評估，顯示氧氣主要透過富含矽的區域傳輸，而離子則主要透過親水性區域傳輸。此外，研究結合了全原子分子動力學計算與粗粒化模擬的多尺度模擬技術，重現了聚合過程中相分離結構的形成，並揭示了物質傳輸的難易度不僅取決於各相的分數，還極大程度上受傳輸路徑的連續性以及根據分子結構而定的彎曲程度影響。

Menicon 將此套從研究成果中誕生、用於隱形眼鏡材料的結構功能模擬系統命名為「SilicoSim」，未來將不僅應用於產品開發，也將用於驗證既有產品的性能。