Нов фосфорен материал може да се ползва в енергийно-ефективно полупроводниково

Нов фосфорен материал може да се употребява в енергийно-ефективно полупроводниково осветяване
(илюстрация: John Dagdelen/Lawrence Berkeley Laboratory)

Нови материали могат да оказват помощ за увеличение на потенциала на батериите и за основаване на катализатори за преработка на въглеродния диоксид. Доста е мъчно да се разработят такива „ екологични ” материали, тъй че учените от ден на ден употребяват невронни мрежи за тази задача.

В битката с изменението на климата учени и деятели приканват държавните управления да подхващат дейности, в това число понижаване на потреблението на изкопаеми горива, електрифициране на превоза, реформиране на селското стопанство и изчистване на непотребния въглероден диоксид от атмосферата. Но доста от тези провокации ще останат непреодолими без пробиви в науката за материалите.

Съвременните материали нямат основните свойства, нужни за мащабируемите зелени технологии. Например, батериите изискват потребление на материали, които могат да обезпечат по-висока компактност на предпазване на сила и имат по-голяма резистентност на изменящите се условия на околната среда. Без сходни усъвършенствания промишлеността на електрическите транспортни средства – един от главните бъдещи консуматори на акумулатори – рискува да изостане от своите бензинови аналози.

Новите материали също могат да оказват помощ за възстановяване на системите за хващане на въглероден диоксид, когато се употребяват като катализатори за преобразуването на това съединяване. Но създаването на такива материали е извънредно сложна. Изкуственият разсъдък може да помогне на учените в това, отбелязва.
още по тематиката
Традиционно учените откриват материали посредством композиция от вътрешен глас, храброст и чист шанс. Този метод докара до доста задънени улици, само че също по този начин спомогна за основни открития като първата литиево-йонна батерия.

От края на 20-ти век компютрите разрешават на учените да моделират структурите и свойствата на молекулите и материалите и да синтезират единствено най-обещаващите от тях, спестявайки време и пари. Голямата продуктивност на изчислителната техника също даде опция за бързо тестване на десетки или даже стотици съединения едновременно.

Въпреки това даже тези способи срещат проблеми – те нямат въображението, належащо за генериране на нови обещаващи структури. Освен това в стратегиите липсват набори от данни за образование. Учените към този момент са намерили метод да разрешат и този проблем – потребление на роботи и невронни мрежи за събиране и генериране на информация за основните свойства на материалите.

Според откривателите, с набор от съществуващи логаритми в близко бъдеще може да ни чака гражданска война в науката за материалите, а битката с изменението на климата може да се трансформира в мотор на това проучване.

Учените към този момент стартират да ползват усъвършенствани техники за събиране на информация и разбор на данни в науката за материалите. Например, не толкоз от дълго време откриватели използваха самоходни лаборатории, с цел да учат и усъвършенстват оптичните и електронните свойства на материалите за фотоволтаици, органични светодиоди и други устройства.

Някои проучвателен групи използваха машинно образование и роботика, с цел да проучват свойствата на близо 2000 перовскита – материали, които са обещаваща основа за слънчевите кафези. В близко бъдеще учените по материалознание чакат нови открития в тази област, направени благодарение на изкуствен интелект.