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

_ DISNEY armistițiu cu Florida?

_ Gareth Southgate are nevoie de finisheri care pot termina în echipa sa din Anglia - nu doar cei care se agață

_ Romelu Lukaku demonstrează că NU este un atacant de mare moment după ce a aruncat patru goluri deschise

_ Doi adolescenți condamnați la închisoare pentru încercare nespusă de a fura o motocicletă de 15.000 de lire sterline aparținând unui JUDECĂTOR de la instanță

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

_ Cupa Mondială: Cum se conturează prima rundă eliminatorie după ultimele meciuri din grupe din Qatar

_ IAN LADYMAN: Anglia a ocolit haosul din Qatar... acum pot încasa

_ MISS MONEYSAVER vă ajută să găsiți gratuități festive pentru a reduce costurile Crăciunului

_ Antrenorul Australiei, Graham Arnold, susține că echipa sa va merge „toate armele aprinse” împotriva Argentinei

_ Qatar 2022: Echipele calificate și programul optimilor de finală de la Cupa Mondială

_ Prințul William și Kate găzduiesc sclipitoarea gală a Premiului Earthshot la Boston

_ 2022 FIFA World Cup: Senegal face tough task against talented England

_ WAYNE ROOT: Cea mai mare lumină cu gaz din istorie � Parerea acestui evreu american asupra președintelui Trump și Kanye West

_ IAN HERBERT: Germania de nerecunoscut din echipa de la Cupa Mondială 2014 după ce și-a pierdut calitățile prin excelență

_ Jenna Bush Hager dezvăluie ciorapii de ace pe care bunica ei Barbara i-a făcut pentru copiii ei

_ Sharon Stone îi încurajează pe copii să „licee” look-urile ei iconice din filmele ei după ce ea moare

_ Kylie Jenner își lasă curbele să vorbească în rochie roz bebeluș în timp ce promovează linia de machiaj

_ Jennifer Lopez se îmbracă de afaceri casual în bluză albă elegantă și pantaloni kaki în timp ce iese în LA

_ Chesney Hawks ''goosebumps'' la turbul vizita Qatarului cu echipa Angliei

_ Matt Baker și mama lui la festivitățile lor neobișnuite în curte

_ Kate Middleton uimește în rochie personalizată cu guler Emilia Wickstead, în valoare de 1.200 USD, în timpul vizitei la Harvard

_ Heung-Min Son insistă că Coreea de Sud „are șansa” să învingă Brazilia în optimile de finală ale Cupei Mondiale

_ Cupa Mondială: Tyler Adams salută sprijinul „suprareal” pentru SUA înapoi acasă înaintea confruntării cu Olanda

_ SUA A UIMIT Olanda ultima dată când cele două părți s-au întâlnit și vor căuta să repete la Cupa Mondială

_ Specială Strictly Come Dancing Musicals: Helen Skelton și Will Mellor sunt în fruntea clasamentului

_ GRAEME SOUNESS: Este păcat că Gareth Southgate nu va acorda stelelor sale mătăsoase permisiunea de a fi emoționați

_ Șeful Angliei, Gareth Southgate, îi avertizează pe Trei Lei împotriva automulțumirii înaintea confruntării din Senegal

_ 2022 FIFA World Cup: Cameroon stun Brazil but exit World Cup

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

_ NASSER HUSSAIN: Fanii pakistanezului merită un teren mai bun decât au primit la Rawalpindi

_ Fostul escroc al lui Dani Dyer, care a înșelat pensionarii vulnerabili din 34.000 de lire sterline, eliberat din închisoare

_ Sheridan Smith despre motivul pentru care o vom sprijini pe Rosie Molloy

_ Traseul Angliei către finala Cupei Mondiale: evitarea Braziliei și o potențială ciocnire cu Franța

_ Cupa Mondială: Federico Valverde sărbătorește penalty-ul ratat al Ghanei în fața arbitrului, dar evită galbenul

_ 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�

_ Camerun 1-0 Brazilia - EVALUAREA JUCĂTORILOR: Fabinho și Gabriel Jesus se luptă în pierderea șocului

_ Cristiano Ronaldo neagă că a înjurat pe antrenorul Fernando Santos după pierderea Portugaliei

_ Serbia 2-3 Elveția - EVALUAREA JUCĂTORILOR: Xhaka și Embolo impresionează pentru elvețieni

_ Șansa lui Mendy de a fi din nou erou după un an tulbure

_ Calendarul lui Jacob Rees-Mogg, care include o poză batjocorită cu el în bretele, dovedește un succes surpriză

_ Sistemul Marii Rezerve Naționale urmează să fie abandonat după peste 20 de ani

_ Strada în care am copilărit: Lee Child, 68 de ani, împărtășește amintiri din Underwood Road, Birmingham

_ Doppelgangeri la Cupa Mondială: Așa cum Phil Foden este asemănat cu pisica, poți ghici ce jucători pot fi aceștia?

_ BUMBLE LA TEST: Rehan Ahmed are nevoie în Pakistan, să stea pe margine nu-i face bine

_ „Mi-ar plăcea să vin să studiez”: Kate Middleton spune că vrea să se înscrie la o universitate prestigioasă

_ Andy Cohen spune că Meghan Markle a fost „veselită” când i-a spus că s-au mai întâlnit

_ Marcus Smith este absent pentru restul anului după ce s-a accidentat la gleznă împotriva Africii de Sud

_ Carla Bruni, 54 de ani, iese într-o rochie neagră șic la evenimentul Women in Cinema din Arabia Saudită

_ Soțul jihadis al lui Shamima Begum insistă că au fost căsătoriți fericiți

_ Telespectatorii se confruntă cu creșteri uriașe ale reclamelor TV în cadrul noilor propuneri OFCOM

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

_ Ținuta Earthshot a lui Kate Middleton are un choker purtat ca bentiță de Prințesa Diana în timpul turneului din 1985

_ Autoritățile se așteaptă la mai puțini suporteri Angliei pentru meciul din optimile de finală a Cupei Mondiale cu Senegal

_ Jurnalul Cupei Mondiale: Spania a fost acuzată că a pierdut intenționat pentru a evita să se confrunte cu Brazilia

_ Solicită ca Rishi Sunak să retragă biciul conservator de la „Baronesa Bra” Michelle Mone, după revendicarea PPE

_ Fanii reacționează în timp ce Anglia se califică din faza grupelor cu cel mai bun palmares la Cupa Mondială

_ Sfaturile de curse ale lui Robin Goodfellow: Cele mai bune pariuri pentru sâmbătă, 3 decembrie

_ Manuel Akanji adaugă insultă la accident făcându-și rămas bun de la Serbia și „strigând la revedere” după victoria cu 3-2

_ Luis Suarez rupe tăcerea în timp ce sare în apărarea echipei sale din Uruguay


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

Nr. de articole la aceasta sectiune: 543, afisate in 10 pagini.



ieri 06:43