Trí tuệ nhân tạo (AI) phát hiện phân tử mới

Trong một bước đột phá lớn, các nhà nghiên cứu đã sử dụng một mô hình trí tuệ nhân tạo (AI) để khám phá các phân tử giúp làm cho nhựa bền hơn gấp khoảng bốn lần. Phát hiện này có tiềm năng tạo ra các vật liệu bền lâu hơn, từ đó giúp giảm thiểu rác thải nhựa.

Với sự giúp đỡ của một mô hình AI, một nhóm các nhà khoa học, bao gồm các nhà nghiên cứu từ MIT và Đại học Duke, đã tìm ra một cách mới để làm cho nhựa cứng hơn. Họ đã sử dụng một mô hình học máy để khám phá một chất phụ gia mà khi được sử dụng với một polyme, sẽ làm cho vật liệu trở nên chống rách tốt hơn nhiều.

Phát hiện này được công bố trên tạp chí ACS Central Science vào ngày 1 tháng 8. Nền tảng của khám phá này nằm ở một phát hiện “phản trực giác” từ một nghiên cứu trước đó: việc thêm các “mắt xích yếu” vào cấu trúc hóa học của polyme có thể làm cho vật liệu tổng thể mạnh hơn. Điều này là do một vết nứt đang lan truyền sẽ buộc phải phá vỡ nhiều liên kết yếu này hơn thay vì xé toạc một vật liệu đồng nhất, từ đó tiêu tán nhiều năng lượng hơn. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu đã phải vượt qua một thách thức lớn: chọn ra “mắt xích yếu” hoàn hảo trong số hàng nghìn ứng cử viên tiềm năng.

Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu đã sử dụng một mô hình học máy. Họ đã huấn luyện mô hình này trên dữ liệu tính toán từ khoảng 400 hợp chất chứa sắt được gọi là ferrocenes. Mô hình sau đó có thể dự đoán các thuộc tính của hàng nghìn ferrocenes khác trong một thời gian ngắn, chọn ra các ứng cử viên tốt nhất.

Các nhà nghiên cứu sau đó đã tổng hợp một loại nhựa sử dụng một trong những lựa chọn hàng đầu của AI, tạo ra một polyme bền hơn gấp bốn lần so với các polyme được làm bằng chất liên kết chéo tiêu chuẩn.

Ilia Kevlishvili, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: “Nếu bạn làm cho vật liệu bền hơn, điều đó có nghĩa là tuổi thọ của chúng sẽ dài hơn. Chúng sẽ có thể sử dụng trong một khoảng thời gian dài hơn, điều này có thể giúp giảm sản xuất nhựa về lâu dài“.