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中國科學(xué)家用AI破解50年難題

中國科學(xué)家用AI破解50年難題

無妄俊花 2024-12-11 泵業(yè)科技 61 次瀏覽 0個(gè)評論

日前,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授李微雪團(tuán)隊(duì)在多相催化領(lǐng)域取得重大突破,其研究成果在線發(fā)表于《科學(xué)》雜志。

該研究利用人工智能技術(shù)揭示了負(fù)載型金屬催化劑中“金屬-載體相互作用”的本質(zhì),解決了困擾該領(lǐng)域近50年的難題。

報(bào)道稱,自2017年起,李微雪帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)歷時(shí)8年,通過收集25種金屬和27種氧化物的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),使用可解釋性AI算法構(gòu)建了一個(gè)包含300億個(gè)表達(dá)式的候選空間。

通過可解釋性AI(A)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(B)建立金屬-載體相互作用數(shù)學(xué)模型,“復(fù)原”缺失實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(C),量化金屬-氧和金屬-金屬相互作用(D),解耦對MSI貢獻(xiàn)(E)

最終,他們建立了一個(gè)具有明確物理意義的機(jī)器學(xué)習(xí)公式,首次完整揭示了影響金屬-載體相互作用的兩個(gè)關(guān)鍵物理量:“金屬-氧相互作用”和“金屬-金屬相互作用”。

這一發(fā)現(xiàn)為理解金屬-載體相互作用提供了全新視角,并提出了“強(qiáng)金屬-金屬作用”原理性判據(jù),有效解釋了目前幾乎所有在這類體系中觀測到的包覆現(xiàn)象。

值得一提的是,該研究還得到了中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授李亞棟的高度認(rèn)可,他認(rèn)為該成果對高效負(fù)載型催化劑的理性設(shè)計(jì)極具指導(dǎo)價(jià)值。

此外,已有實(shí)驗(yàn)課題組利用此次提出的理論合成了新的催化材料體系,后續(xù)新催化反應(yīng)的研究工作也在快速推進(jìn)中。

分子動力學(xué)揭示氧化物包裹金屬催化劑(A-D),金屬-金屬相互作用決定包覆界面結(jié)構(gòu)與動力學(xué)(E-F),強(qiáng)金屬-金屬作用包裹原理性判據(jù)(H)

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