Новая технология ускорила создание оптических наноматериалов будущего
Ученые представили автономную лабораторию PoLARIS, управляемую ИИ. За 12 часов система проанализировала миллиарды комбинаций и синтезировала безопасные бессвинцовые нанопластинки. Рассказываем, как технология ускорит разработку материалов для энергетики и электроники.
Юлия УгловаАвтор Hi-Tech Mail
Ученые из Университета штата Северная Каролина представили автономную лабораторию PoLARIS, которая совершила прорыв в материаловедении. Всего за 12 часов система, управляемая искусственным интеллектом, проанализировала миллиарды комбинаций и синтезировала новые, более яркие и безопасные бессвинцовые светоизлучающие нанопластинки. Новая технология способна ускорить разработку материалов для солнечных батарей, фотодетекторов и других высокотехнологичных устройств, пишет Phys.org.
Создание новых оптических материалов — крайне трудоемкий процесс. Нанопластинки двойных перовскитов, которые изучала команда, имеют сложную химическую структуру. Поиск идеального «рецепта» синтеза требует перебора тысяч комбинаций ингредиентов, температур и условий реакции.
«Одна из главных проблем — это огромные размеры материальной вселенной. Традиционные методы проб и ошибок медленны и могут упустить важные взаимодействия между параметрами реакции», — говорит профессор Милад Аболхасани. По словам эксперта, ручной поиск перспективных материалов может занимать годы. Лаборатория PoLARIS призвана кардинально изменить этот подход.
PoLARIS объединяет в себе функции исследователя и мини-фабрики. Процесс начинается с постановки задачи: ученые задают цель, например, создать бессвинцовые нанопластинки с максимальной яркостью. Затем система переходит к автономному синтезу, проводя серию экспериментов, в которых смешивает различные химические прекурсоры в крошечных каплях-реакторах. После этого роботизированная установка анализирует оптические свойства полученных образцов. Полученные данные передаются искусственному интеллекту, который строит карту химических взаимодействий и на ее основе корректирует «рецепт» для следующего раунда экспериментов.
В ходе одной 12-часовой кампании PoLARIS провела 120 экспериментов, что позволило не только найти лучшие материалы, но и понять, почему они работают. «PoLARIS не только ускоряет процесс, но и учится на каждом эксперименте. Она строит карту того, как химический состав влияет на характеристики материала. Это означает, что мы можем быстрее открывать перспективные материалы и понимать причины их эффективности», — поясняет Аболхасани.
Ученые уверены, что PoLARIS и подобные ей самоуправляемые лаборатории станут ключом к созданию материалов для энергетики, электроники и экологии будущего, которые слишком сложны для оптимизации с помощью одной лишь человеческой интуиции.
Ранее физики научились управлять сложными формами квантового сжатия. Подробности — в другом материале Hi-Tech Mail.
ТехнологииПоделиться
