Исследователи из Массачусетского технологического института и других организаций совершили прорыв в материаловедении, доказав, что крайняя гибкость молекулярных соединений позволяет создавать принципиально новые кристаллические структуры из наночастиц.
Ученые создают новые решетки
Ученые на протяжении двух десятилетий считали аксиомой необходимость жесткой фиксации молекулярных коннекторов для сборки наночастиц в упорядоченные структуры. Как отмечает Роб Макфарлейн, профессор металлургии на кафедре материаловедения и инженерии в Массачусетском технологическом институте, исследователи пошли совершенно иным путем.
Это новый подход к сборке наночастиц, который раньше не исследован. Удивительно иметь в распоряжении столь контртуитивный инструмент. Это прямая противоположность догме, державшейся 20 лет: считалось, что соединительные лиганды должны быть жесткими, а любое отклонение ведет к сбою сборки. Мы показали, что если сдвинуть параметр до противоположной крайности, все работает так же успешно.
Роб Макфарлейн, профессор металлургии в Массачусетском технологическом институте
В ходе экспериментов команда под руководством аспиранта Николаса Сбалби обнаружила, что изменение размеров частиц и длины гибких полимерных цепочек позволяет точно управлять количеством соседних частиц, с которыми способна связаться каждая отдельная наночастица.
Результаты работы были описаны в журнале Nature Materials.
Искусственный интеллект анализирует трехмерные структуры
Параллельно исследовательская группа под руководством Ю Ли разработала мультимодальную модель искусственного интеллекта, способную напрямую анализировать трехмерные атомные структуры кристаллов и связывать их с текстовыми описаниями. Большинство существующих языковых моделей опираются исключительно на текстовые потоки из научных публикаций, упуская из виду пространственную геометрию твердых материалов.
Новый подход использует метод контрастного обучения, сопоставляя геометрические параметры и текстовые данные из баз первых принципов.
Финансирование исследований материаловедения
Работы по созданию гибких нанорешеток и мультимодальных систем ИИ получили финансовую поддержку от различных ведомств. Проекты спонсировали Национальный научный фонд, Министерство энергетики США, Агентство передовых оборонных исследовательских проектов, Управление перспективных исследовательских проектов министерства обороны США, а также сухопутные войска и военно-морские силы США, Исследовательское агентство министерства обороны через университетский исследовательский альянс и Национальный исследовательский фонд Кореи.
Продолжение темы
