16:31
Comentarii Adauga Comentariu

_ Oamenii de știință folosesc învățarea automată pentru a accelera descoperirea materialelor

_ Oamenii de știință folosesc învățarea automată pentru a accelera descoperirea materialelor

O nouă abordare computațională va îmbunătăți înțelegerea diferitelor stări ale carbonului și va ghida căutarea materialelor care urmează să fie descoperite.

Materiale - le folosim, le purtăm, mănâncă-le și creează-le. Uneori le inventăm întâmplător, ca la Silly Putty. Dar, mult mai des, realizarea de materiale utile este un proces obositor și costisitor de încercare și eroare.

Oamenii de știință de la Laboratorul Național Argonne al Departamentului de Energie al SUA (DOE) au demonstrat recent un proces automat pentru identificarea și explorarea promițătoare. noi materiale prin combinarea învățării automate (ML) – un tip de inteligență artificială – și calcul de înaltă performanță. Noua abordare ar putea ajuta la accelerarea descoperirii și proiectării materialelor utile.

Folosind carbonul cu un singur element ca prototip, algoritmul a prezis modurile în care atomii se ordonează într-o gamă largă de temperaturi și presiuni pentru a produce până la diferite substanțe. De acolo, a construit o serie de ceea ce oamenii de știință numesc diagrame de fază — un fel de hartă care le ajută să-și ghideze căutarea unor stări noi și utile ale materiei.

„Am antrenat un computer să cerceteze, să întrebe și să învețe cum Atomii de carbon ar putea fi organizați pentru a crea faze pe care s-ar putea să nu le găsim pe pământ sau pe care nu le înțelegem pe deplin, automatizând astfel un întreg pas în procesul de dezvoltare a materialelor”, a spus Pierre Darancet, om de știință Argonne și autor al studiului. „Cu cât un computer poate gestiona singur acest proces mai mult, cu atât putem realiza mai multă știință a materialelor.”

Echilibrul și nu numai

Când structura atomică a unui material se schimbă, la fel se poate face. proprietățile sale electronice, termice și mecanice. Oamenii de știință doresc să găsească noi modalități de a aranja atomii pentru a dezvolta materiale utile. O modalitate principală de a schimba structura atomică a unui material este de a varia presiunea și temperatura înconjurătoare.

Vedem în mod obișnuit acest tip de schimbare structurală în apă. La temperatura camerei și presiunea atmosferică normală, apa este cea mai stabilă ca lichid. Dacă scădeți suficient temperatura, aceleași molecule de apă se vor aranja pentru a forma gheață solidă.

În mod similar, diamantul și grafitul sunt materiale extrem de diferite, dar ambele constau exclusiv din atomi de carbon - doar aranjați în moduri diferite. . În condiții normale, grafitul este o formă mult mai stabilă de carbon decât diamantul. În condiții de presiune și căldură extremă, totuși, grafitul cristalizează încet în diamant. Când este îndepărtat din acele condiții extreme, diamantul persistă, persistând în ceea ce oamenii de știință numesc o stare metastabilă.

Algoritmul ML a construit diagrame de fază care au mapat sute de aceste stări metastabile ale carbonului, unele cunoscute și altele noi.< /p>

„Este dificil din punct de vedere experimental să prezici și să produci stări ale materiei care nu sunt aproape de condițiile de echilibru”, a spus Jianguo Wen, un experimentator Argonne în studiu. „Această nouă abordare computațională ne permite să explorăm acele regiuni puțin cunoscute de pe hărți care nu sunt altfel accesibile sau despre care nici măcar nu știm că există.”

Verificarea algoritmului

Oamenii de știință au antrenat algoritmul ML cu date sintetice, care sunt produse prin simulare și aproximează rezultatele pe care oamenii de știință le-ar obține prin experiment. Ei au generat setul de date folosind dinamica moleculară și teoria funcțională a densității, ambele instrumente comune de chimie computațională.

Datele de antrenament au fost produse folosind Carbon, un cluster de calcul de înaltă performanță de la Centrul Argonne pentru Materiale la scară nanometrică (CNM), un DOE. Facilitatea pentru utilizatori ai Biroului de Știință. De asemenea, au fost utilizate alte două facilități ale utilizatorilor DOE: Argonne Leadership Computing Facility și National Energy Research Scientific Computing Center de la Lawrence Berkeley National Laboratory.

Folosind predicțiile algoritmului ca ghid, echipa a verificat eficacitatea acestuia prin sintetizarea probelor reale și caracterizarea lor folosind un microscop electronic cu transmisie la CNM.

Algoritmul a prezis cu succes faza binecunoscută diagramele pentru carbon și diagramele de fază generate de computer au afirmat și au aruncat lumină asupra mai multor observații experimentale încă neexplicate.

În special, algoritmul a identificat structura anterior ambiguă a n-diamond (însemnând „noul diamant "), o stare de carbon care i-a mistificat pe oamenii de știință de când a fost teoretizată cu peste 30 de ani în urmă. „Algoritmul a făcut predicții noi și surprinzătoare despre caracteristicile structurale ale n-diamantului pe care le-am verificat prin experiment, demonstrând că algoritmul rezistă, chiar și cu faze de profil înalt”, a spus Wen.

De asemenea, echipa a sintetizat mai multe faze prezise de algoritm care nu au fost încă raportate în literatura științifică. Structurile probelor s-au potrivit cu predicțiile, verificând în continuare algoritmul.

„Sinteza materialelor, în special a celor cu proprietăți exotice, poate necesita adesea mai multe încercări experimentale și ani de efort”, a spus omul de știință Argonne Subramanian Sankaranarayanan, un autor principal al studiului. „Algoritmii noștri de învățare automată ne permit să identificăm condițiile de sinteză ale materialelor exotice, reducând posibil timpul pentru realizarea lor experimentală.”

În acest studiu, algoritmul a fost aplicat doar carbonului. În viitor, oamenii de știință speră să aplice aceeași abordare sistemelor cu mai mult de un element. Aplicarea algoritmului de învățare automată la sisteme mai complexe ar putea duce la un impact larg asupra descoperirii și proiectării materialelor utile.

O lucrare despre studiu, „Învățarea automată a diagramei de fază metastabilă a carbonului legat covalent”, a fost publicat în Nature Communications.


(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

_ Ministrul Educației anunță modificări în funcționarea universităților: Modul de luare a deciziilor se va schimba

_ Măsurarea timpilor în miliarde de miliardime de secundă

Urmăriți „Banii reali” din spatele „Noi Agende Progresiste a Energiei Verzi” care falimentează și sărăcește populația lumii

_ Oamenii de știință găsesc noi indicatori ai dezghețului permafrostului din Alaska

_ Recep Erdogan dă o lovitură de imagine: kurzii vor pace cu Turcia

_ Rectorul UMFST: În prima parte a anului viitor începe construcţia Spitalului Clinic Universitar 'George Emil Palade'

_ Veterinarii din Cehia au început operaţiunile de eutanasiere a peste 15.000 de raţe, după descoperirea unui focar de gripă aviară H5N1

_ FIFA deschide o procedură disciplinară împotriva Uruguayului

_ Emily Ratajkowski se îmbracă în jachetă roșie de schi și blugi rupti în timp ce prietena ei împinge căruciorul fiului

_ Sondajul publicat în ziarul portughez A Bola dezvăluie că 70% dintre cititori își doresc ca Cristiano Ronaldo să fie DISPOZIT

_ Xi Jinping, gest care ar putea stopa dominația americană: posibile întrevederi cu lideri arabi (CNN)

_ Maia Sandu, apel disperat către Occident după noua ofensivă rusească: 'Să-și întărească presiunea asupra Rusiei'

_ Prelevare de organe de la un pacient în moarte cerebrală la Arad. Cordul va salva viaţa unui croat

_ British Fashion Awards 2022: Simone Ashley uimește într-o rochie mov cu diamant care îmbrățișează silueta

_ Casa de Pensii, zguduită de un imens scandal! Șeful Casei, prins pe înregistrare!

_ Emisfera sudică este mai furtunoasă decât cea nordică și în sfârșit știm de ce

_ Prognoza vinului: Marea Britanie ar putea fi campioana Chardonnay până în 2050

_ Crimele Tetris: a ucis mafia rusă dezvoltatorul jocului și familia lui?

_ Echipa dezvoltă o metodă de imagistică volumetrică eficientă din punct de vedere fotonic cu microscopie cu fluorescență cu scanare cu foi de lumină

_ Roy Keane critică Brazilia „DISRESSPECTFUL” pentru sărbătorile lor de dans

_ British Fashion Awards 2022: Ashley Graham prezintă o expoziție FOARTE lungă într-o rochie albastră pură

_ Genetica felină ajută la identificarea primei domesticiri a pisicilor

_ Marele test de gust pentru sandvișuri de Crăciun! FEMAIL încearcă 35 de sărbători festive

_ Gabourey Sidibe dezvăluie că este căsătorită în secret de un AN

_ British Fashion Awards 2022: Abbey Clancy arată glam în rochie roșie până la podea

_ British Fashion Awards 2022: Lila Moss uimește într-o rochie neagră pură în timp ce pozează pe covorul roșu

_ FOTO + VIDEO Parastas în memoria Regelui Mihai, la Catedrala Patriarhală

_ Valize atât de deștepte încât se rotesc singure

_ Legenda mai puțin povestită a lui Moș Nicolae

_ Ministrul Predoiu, întâlnire cu ambasadoarea Suediei: intrarea României în Schengen, Legile Justiţiei și statul de drept, între temele discutate

_ ANPC anunţă că termenul până la care restaurantele trebuie să ofere informaţii detaliate din meniuri a fost amânat

_ VIDEO PS Varlaam Ploieșteanul, la parastasul Regelui Mihai: 'În ultimii ani din viață, Regele Mihai a trăit într-o atmosferă aproape monahală'

_ British Fashion Awards 2022: Lily James ara senzațional într-o rochie argintie cu o suprapunere transparentă

_ Caii militari mor �n mod misterios

_ Rod Stewart, 77 de ani, se întoarce în Glasgow, natalul lui Celtic, pentru ultima etapă a turneului său din Marea Britanie

_ Instanța stabilește definitiv: Sfinxul şi Babele din Bucegi nu aparțin de orașul Bușteni, ci sunt în județul Dâmbovița

_ Starul Swans, Paddy McCartin, devine emoționat vorbind despre jocul cu fratele său

_ December 1/National Order 'For Merit' in Grand Cross rank, awarded to Croatian academician Zeljko Reiner

_ HOROSCOP Marţi, 6 decembrie – Faţă în faţă cu realitatea. Aceste zodii nu vor fi prea încântate de ce observă

_ Moș Crăciun vine cu vești rele! Comisarul european pentru economie: 'Vom avea o recesiune în această iarnă'

_ Consilierul pentru securitate națională al SUA, Jake Sullivan, s-a întâlnit cu președintele ales al Braziliei

_ Scarlett Johansson se alătură lui Channing Tatum pentru a filma noul film Project Artemis în Georgia

SUA Numărul morților în urma uraganului Ian a crescut la 77, inclusiv cupluri în vârstă care și-au pierdut alimentarea cu mașinile de oxigen

_ „O parodie completă”: experții regali răsună despre Sussex după cel mai recent trailer Netflix

_ British Fashion Awards 2022: Jodie Turner-Smith poartă Gucci personalizat

_ Bentley care conducea un mormon cu 20 de neveste chiar l-a dezgustat pe Warren Jeffs

_ Sarah Jessica Parker vorbește la telefon în timp ce filmează sezonul doi din And Just Like That în NYC

_ British Fashion Awards 2022: Sabrina poartă o rochie roșie și neagră care îmbrățișează silueta și glugă cu blană

_ IAN HERBERT: Cântece minime, fără eroi și un ritm de tobe metronomic necruțător

_ Lady Amelia Windsor conduce fashionistele din înalta societate la British Fashion Awards 2022

_ British Fashion Awards 2022: Christine Quinn prezintă o prezentare bustină într-o rochie neagră în stil bustier

_ Geelong vs Brisbane Lions - Finala preliminară AFL LIVE: Pisicile conduc când Daniher este lovit de fani

_ Ministrul ucrainean de Externe, Dmitro Kuleba, cere accelerarea livrărilor de armament şi generatoare de electricitate

_ Escrocii Poppy care folosesc aparate de carduri fără contact mint că sunt din Legiunea Regală Britanică

_ Armata braziliană ucide liderii cartelului �Comandamentul Roșu�, se pregătește preluarea

_ Paris Hilton captează atenția când iese cu soțul Carter Reum la un eveniment Spotify în LA

_ DR MEGAN ROSSI: Nu te simți vinovat pentru dragostea ta pentru brânză!

_ Poliția arestează un tânăr de 15 ani în legătură cu împușcarea lui Washington Commanders RB Brian Robinson

_ Un cardinal din Ghana a încetat din viaţă la trei luni după numirea sa în funcţie

_ Chris Wray, Bill Barr și Paul Ryan fac parte din banda din spatele Russiagate și minciunile despre laptopul Hunter Biden


Pag.1 Pag.2 Pag.3 Pag.4 Pag.5 Pag.6 Pag.7

Nr. de articole la aceasta sectiune: 391, afisate in 7 pagini.