محققان MIT مدل جدیدی برای پیش‌بینی ساختار مواد کریستالی معرفی کردند

محققان در MIT یک روش جدید برای آشکارسازی ساختارهای مواد کریستالی مانند فلزات، سنگ‌ها و سرامیک‌ها معرفی کرده‌اند. پیش از این، دانشمندان از کریستالوگرافی اشعه ایکس برای تعیین ساختار مواد کریستالی استفاده می‌کردند.

به گزارش دپارتمان اخبار علمی رسانه فناوری تکنا، شیمی‌دانان در MIT اکنون یک مدل جدید تولیدکننده هوش مصنوعی را معرفی کرده‌اند که می‌تواند تعیین ساختار این کریستال‌های پودری را بسیار آسان‌تر کند. مدل پیش‌بینی می‌تواند به محققان در مشخص‌سازی مواد برای استفاده در باتری‌ها، آهن‌رباها و بسیاری از کاربردهای دیگر کمک کند.

ساختار مواد کریستالی کلیدی برای شناخت ظرفیت ابررسانایی آن است. دانا فریدمن، استاد شیمی فردریک جورج کیز در MIT، اظهار داشت که ساختار اولین چیزی است که باید برای هر ماده‌ای بدانید. این برای ابررسانایی مهم است، برای آهن‌رباها مهم است، برای دانستن اینکه چه فتوولتائیکی ایجاد کرده‌اید، مهم است. مواد کریستالی، که شامل فلزات و اکثر سایر مواد جامد غیرآلی هستند، از شبکه‌هایی تشکیل شده‌اند که شامل بسیاری از واحدهای تکراری یکسان هستند. این واحدها را می‌توان به عنوان «جعبه‌هایی» با شکل و اندازه متمایز تصور کرد، با اتم‌هایی که دقیقاً در داخل آن‌ها چیده شده‌اند، طبق گفته محققان در MIT مدل جدید MIT فرآیند پیش‌بینی ساختارها را به چندین زیر وظیفه تقسیم می‌کند.

محققان معتقد بودند که ابتدا اندازه و شکل جعبه شبکه و اینکه کدام اتم‌ها وارد آن می‌شوند را تعیین می‌کند. سپس ترتیب اتم‌ها را در داخل جعبه پیش‌بینی می‌کند. برای هر الگوی پراش، مدل چندین ساختار ممکن را تولید می‌کند که می‌توان با تغذیه ساختارها به یک مدل که الگوهای پراش را برای یک ساختار معین تعیین می‌کند، آزمایش کرد. «مدل ما هوش مصنوعی تولیدکننده است، به این معنی که چیزی را تولید می‌کند که قبلاً ندیده است و این به ما امکان می‌دهد حدس‌های مختلفی را تولید کنیم، اریک ریزل، دانشجوی فارغ‌التحصیل MIT، در بیانیه مطبوعاتی گفت : ما می‌توانیم صدها حدس بزنیم و سپس می‌توانیم پیش‌بینی کنیم که الگوی پودر باید برای حدس‌های ما چگونه باشد. و سپس اگر ورودی دقیقاً مانند خروجی باشد، می‌دانیم که درست حدس زده‌ایم.» محققان MIT همچنین مدل را بر روی بیش از ۱۰۰ الگوی پراش آزمایشی از پایگاه داده RRUFF، که حاوی داده‌های پراش اشعه ایکس پودری برای تقریباً ۱۴ هزار ماده معدنی کریستالی طبیعی است، که آنها از داده‌های آموزشی حذف کرده بودند، آزمایش کردند.

در این داده‌ها، مدل حدود ۶۷ درصد دقیق بود. سپس، آنها شروع به آزمایش مدل بر روی الگوهای پراش کردند که قبلاً حل نشده بودند. این روش می‌تواند برای تولید مواد جدید با ساختارهای کریستالی متفاوت استفاده شود. محققان همچنین از مدل خود برای کشف ساختارها برای سه ماده‌ای که آزمایشگاه فریدمن با مجبور کردن عناصر واکنش ناپذیر در فشار اتمسفر برای تشکیل ترکیبات تحت فشار بالا ایجاد کرده بود، استفاده کردند. این رویکرد می‌تواند برای تولید مواد جدید با ساختارهای کریستالی و خواص فیزیکی کاملاً متفاوت، حتی اگر ترکیب شیمیایی آنها یکسان باشد، طبق تحقیق در MIT، استفاده شود.
برای مشاهده تازه ترین خبرها به صفحه اخبار علمی رسانه تکنا مراجعه کنید.