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:

_ Dacă pe Venus este fosfină, atunci nu prea este în cantități mari

_ Kaka, Ronaldo, Clarence Seedorf conduc la Cupa Mondială turneul zilnic de padel plin de vedete

_ Casemiro trebuia să știe doar trei lucruri înainte de a accepta să se alăture lui Man United

_ UN says Myanmar sentences seven students to death

_ Kate Middleton poartă rochie de închiriat de 74 de lire sterline în timp ce participă la ceremonia de decernare a premiilor Earthshot din Boston

_ Matt Hancock spune că șeful OMS i-a fost „spăimântat” că va supăra China la începutul pandemiei de Covid

_ Dani Alves, cel mai în vârstă jucător care evoluează pentru naţionala Braziliei la un turneu final al Cupei Mondiale

_ COMENTARIU POSTA ZILNIC: E timpul ca Harry sa renunte la titlurile sale regale

_ Dezlipiți-le pe Harry și Meghan de titlurile lor de Duce și Ducesă de Sussex, spun cititorii

_ Kim Kardashian își dezvăluie talia minusculă în timp ce cucerește Art Basel-ul cu Khloe Kardashian

_ Britney Spears spune că „ar muri pentru” fiii ei Sean, 16 ani, și Jayden, 15, într-o postare emoționantă pe Instagram

_ Selecţionerul Elveţiei: 'Suntem bucuroşi după victoria fantastică cu Serbia, îi felicit pe băieţi, a fost o seară specială'

_ Regele Charles și William vor purta discuții de criză în privința emisiunii Netflix a lui Meghan și Harry

_ În garderoba costisitoare și durabilă a prințesei de Wales pentru turnee din SUA

_ Broasca din Nevada în lupta cu energia geotermală devine în pericol

_ Matt Hancock spune că Covid „a fost adus în casele de îngrijire de către personal”

_ Trump este un „om îngrozitor, îngrozitor”: Matt Hancock îl marchează pe fostul președinte al SUA drept un „plonker”

_ Annie Lennox se adună în timp ce se îndreaptă spre ceremonia de decernare a premiilor Earthshot din Boston

_ Premierului Nicolae Ciucă, mesaj de Ziua Internaţională a Persoanelor cu Dizabilităţi

_ "Flota fantomă" a lui Putin. Rusia a achiziţionat peste 100 de tancuri petroliere pentru a răspunde sancţiunilor occidentale

_ RAPORT: Asistentul de top al lui John Fetterman este un activist deschis la �mpachetarea instanței

_ Selecţionerul Camerunului, după victoria echipei sale în fața Braziliei: 'Nu ne-am calificat, dar am arătat că putem juca foarte bine'

_ Super-iahtul 'prinţului întunecat" al politicii ucrainene va fi vândut. Banii vor merge la Guvernul de la Kiev

_ ANDREW NEIL: Harry și Meghan îi depășesc pe Will și Kate la fiecare pas

_ Medic ginecolog avertizează că s-au înmulțit cazurile de infertilitate masculină. 1 din 5 cupluri nu reuşeşte să facă copii

_ O fosilă găsită într-un dulap se dovedește a fi cel mai vechi strămoș cunoscut al şopârlei moderne

_ SUA se antrenează pentru ultima oară înaintea confruntării în optimile de finală cu Olanda, când Christian Pulisic revine

Judecătoarea Adriana Stoicescu: 'Suntem o colonie și nu e vina nimănui. Doar a noastră'

_ Zara Tindall poartă o rochie verde șic în timp ce se alătură soțului ei Mike la Adelaide 500

_ Matt Hancock își poartă sufletul în primul interviu - insistând că NU caută iertare pentru Covid

_ Cele mai bune supermarketuri pentru cumpărătorii cu mașini electrice

_ Cum să faci un bar acasă: Sfaturi de la experți în interior

_ Jingle Ball 2022 de la KIIS FM: Dove Cameron își arată sutienul sub o jachetă neagră de motociclist

_ Peter Kay plânge în timp ce deschide primul turneu de stand-up live din ultimii 12 ani

_ Regele Carol i-a spus regretatei Regine „Nu sunt o bancă”, susțin din interior

_ Tatăl dezvăluie că fiica de 4 ani este pe un ventilator în spital cu streptococ A - în timp ce șase copii mor de insecte

_ Avertisment privind fraudarea accidentului de mașină: firmele de asigurări subevaluează vehiculele

_ Vocile pro-război sunt minoritare în Ungaria: 70% din maghiari cred că Ucraina ar trebui să demareze tratative cu Rusia

_ Guns N' Roses dă în judecată magazinul de arme online pentru aproprierea numelui

_ Selecţionerul Arabiei Saudite devine consultant beIN Sports, după ce echipa sa a fost eliminată de la Cupa Mondială

_ Serbia nu intră în UE dacă refuză să introducă sancțiuni față de Rusia

_ MICK HUME: Când chiar și Palatul este stăpânit să anuleze cultura, chiar avem probleme

_ Chris Whitty a avertizat oficialii înainte de blocare, 820.000 de persoane din Marea Britanie ar putea muri din cauza COVID

_ SUA chiar e tărâmul tuturor posibilităților: Poliția din San Francisco va folosi roboți ucigași!

_ Reţea de proxenetism care acţiona în Franţa, Spania şi Columbia a fost destructurată: 12 persoane, arestate

_ Selecţionerul Tite îşi asumă responsabilitatea după înfrângerea Braziliei în faţa Camerunului: 'Meciurile sunt dificile şi trebuie să fii foarte atent'

_ Premieră istorică pentru Republica Moldova! A reușit să importe gaze naturale prin conducta Transbalcanică, din Grecia

_ Supraviețuitoarea tulburării de alimentație care a fost agresată sever se întoarce la culturism și se regăsește

_ Deion Sanders „se pregătește să preia postul de antrenor principal din Colorado” și să părăsească Jackson State

_ Șase case de vânzare lângă conacul lui Rishi Sunak din North Yorkshire

_ David Beckham face o figură elegantă la Premiul Earthshot din Boston

_ Țara cu cea mai mare piață de Crăciun din Europa

_ Polițistul de top din Florida se confruntă cu o anchetă pentru că a luat rang pe deputatul care a oprit-o pentru că a încălcat legea în cărucior de golf

_ „Ordinul arată ca și cum judecătorul vrea să descurajeze nu cazurile de rea-credință, ci provocările electorale” – Kari Lake răspunde sancțiunilor împotriva ei ale judecătorului numit de Obama.

_ CHIAR PENTRU: Democrații votează pentru eliminarea Iowa ca prim stat cu vot � �nlocuiește-l cu Carolina de Sud pentru a �reflecta electoratul divers al partidului�

_ Lumea i-a poreclit pe Socceroos „subdomenii invincibili” și acum trăgează pentru Argentina

_ Kylie Jenner își arată burta într-o minirochie neagră decupată în timpul Art Basel

_ Nick Cannon este în spital cu pneumonie: „Lupus warrior”

_ Paul Hogan, cu aspect fragil, ajunge la Sydney într-un scaun cu rotile și alăptează o coastă ruptă

_ Hilaria Baldwin dezvăluie că ea și Alec sunt „NU sunt OK” în urma tragicii împușcături din Rust


Pag.1 Pag.2 Pag.3 Pag.4 Pag.5 Pag.6 Pag.7
Pag.8 Pag.9 Pag.10 Pag.11 Pag.12 Pag.13

Nr. de articole la aceasta sectiune: 733, afisate in 13 pagini.



ieri 07:00