Zwane skrótowo MOF, materiały te mają sztywną, przypominającą klatkę strukturę. Dzięki temu można je wykorzystać na szereg sposobów, choćby do magazynowania gazu czy dostarczania leków. Wystarczy nieco wprowadzonych modyfikacji, aby taki ultrastabilny materiał został przystosowany do innych wymagań, choćby przekształcania metanu w metanol.
Czytaj też: Te materiały są jak croissanty świata technologii. Wreszcie umiemy je wytwarzać
Wykorzystaliśmy dane i nasze modele uczenia maszynowego, aby opracować elementy składowe, które miały charakteryzować się wysoką stabilnością, a kiedy połączyliśmy je w znacznie bardziej zróżnicowany sposób, nasz zbiór danych został wzbogacony o materiały o większej stabilności niż jakikolwiek poprzedni zestaw hipotetycznych materiałów, które ludzie wymyślili. wyjaśnia Heather Kulik, która brałą udział w badaniach
Opis przeprowadzonych działań został zamieszczony w Matter. Podstawę przeprowadzonych badań stanowiły cząsteczki organiczne zawierające atomy metali, takich jak cynk lub miedź oraz cząsteczek pełniących role łączników. Tworzenie tych molekuł można porównać do układania klocków LEGO. Ze względu na mnogość możliwości, istnieje też wiele opcji tworzenia różnorakich kombinacji, a co za tym idzie – pozyskiwania odmiennych właściwości utworzonych materiałów.
Niedawno zidentyfikowane ultrastabilne materiały mogą posłużyć między innymi do magazynowania gazu, przekształcania metanu w metanol czy tworzenia leków
Do tej pory efekt końcowy był pokłosiem niezliczonych podejść metodą prób i błędów, dlatego wykorzystanie narzędzi opartych na uczeniu maszynowym zdecydowanie ułatwiło sprawę. Najpierw Kulik i jej studenci wykorzystali ten model do zidentyfikowania około 500 MOF o bardzo wysokiej stabilności, a później rozdzielili je na części składowe i ponownie połączyli. Powstało 750 architektur, na podstawie których udało się uzyskać ponad 50 000 nowych materiałów. 10 tysięcy z nich uznano ostatecznie za szczególnie przydatne pod względem stabilności termicznej i stabilności aktywacji.
Dalszymi badaniami zajęli się studenci pracujący w laboratorium Kulik. Zajmują się oni obecnie syntezą niektórych struktur MOF i testowaniem ich pod kątem ich stabilności i potencjalnej zdolności katalitycznej oraz możliwości wykorzystania w zakresie separacji gazów. Dzięki udostępnieniu sferze publicznej bazy danych powstałej za sprawą przeprowadzonym do tej pory badań, każda zainteresowana osoba może wziąć udział w dalszych eksperymentach.
Czytaj też: Nie taki wodór „zielony”, jak go malują. Badacze studzą oczekiwania co do paliwa przyszłości
Co istotne, 10 000 ultrastabilnych materiałów, które zostały zidentyfikowane i uznane ze szczególnie przydatne, cechowało się zadowalającą zdolnością do dostarczania metanu. Wykazywały również stabilność mechaniczną, którą udało się potwierdzić dzięki wykorzystaniu modułu sprężystości.
