化工儀器網(wǎng)手機(jī)版
移動端訪問更便捷
AI助力！我國科學(xué)家取得催化基礎(chǔ)理論重大突破
2024年11月23日 15:05:36
來源：化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：4893
近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)李微雪課題組在《科學(xué)》雜志上發(fā)表了一項(xiàng)催化領(lǐng)域的突破性研究成果，他們通過揭示負(fù)載型金屬催化劑的“金屬-載體相互作用”本質(zhì)，對這一問題提供了有力的回答，展示了AI在催化科學(xué)研究中的巨大潛力。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】在當(dāng)今科學(xué)研究的舞臺上，人工智能(AI)正逐漸成為一個重要的角色。近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)李微雪課題組在《科學(xué)》雜志上發(fā)表了一項(xiàng)催化領(lǐng)域的突破性研究成果，他們通過揭示負(fù)載型金屬催化劑的“金屬-載體相互作用”本質(zhì)，對這一問題提供了有力的回答，展示了AI在催化科學(xué)研究中的巨大潛力。
長久以來，催化科學(xué)中的一個核心挑戰(zhàn)是如何深入理解并調(diào)控金屬-載體間的相互作用，這種相互作用對于提升催化劑的性能至關(guān)重要，它影響著催化劑的穩(wěn)定性、電子轉(zhuǎn)移能力以及反應(yīng)界面的特性。然而，由于金屬與載體之間的復(fù)雜關(guān)系受到多種因素的影響，包括金屬的種類、載體的類型、制備條件和反應(yīng)環(huán)境等，這使得科學(xué)家難以從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中直接洞察到相互作用的本質(zhì)規(guī)律。
面對這一難題，李微雪教授課題組采取了創(chuàng)新的研究策略。課題組人員借力AI技術(shù)展開了深入研究，為該問題的解決帶來了新的突破口。他們匯總了多篇核心文獻(xiàn)中的大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過可解釋性AI算法，由材料性質(zhì)作為基本特征，經(jīng)過迭代式的數(shù)學(xué)操作，構(gòu)建了一個由高達(dá)300億個表達(dá)式所組成的特征空間。利用壓縮感知算法，結(jié)合領(lǐng)域知識和理論推導(dǎo)，研究團(tuán)隊(duì)從中篩選出物理清晰、數(shù)值準(zhǔn)確的描述符，成功建立了“金屬-載體相互作用”與材料性質(zhì)之間的控制方程。
這一方程除了包含“金屬-氧相互作用”外，還突破性地包含了“金屬-金屬相互作用”這一關(guān)鍵新變量，首次完整揭示了金屬-載體相互作用的本質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)，“金屬-金屬相互作用”是決定載體差異的關(guān)鍵因素，這為理解載體效應(yīng)提供了全新視角。
據(jù)了解，研究人員所提出的“金屬-載體相互作用”理論具有較高的普適性。它不僅適用于氧化物負(fù)載的金屬納米催化劑，還適用于其負(fù)載的金屬單原子分散催化劑，以及金屬負(fù)載的氧化物薄膜催化劑。
李微雪表示，該成果有望加快新催化材料和新催化反應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，推動能源、環(huán)境和材料的綠色升級，助力社會的可持續(xù)性發(fā)展。
這一突破性研究成果標(biāo)志著AI技術(shù)與化學(xué)研究的深度融合達(dá)到了一個新高度。它不僅為催化基礎(chǔ)理論的發(fā)展開辟了新的路徑，也為未來催化劑的設(shè)計(jì)與應(yīng)用提供了強(qiáng)有力的理論支持。隨著AI技術(shù)的不斷進(jìn)步和完善，相信在不久的將來會有更多的科學(xué)難題被解決，更多的科技創(chuàng)新成果涌現(xiàn)出來。
素材來源：科技日報(bào)
相關(guān)閱讀 Related Reading
查看更多+-
廈門大學(xué)在直接甲酸燃料電池催化劑研究中取得突破進(jìn)展
廈門大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)通過摻雜16種稀土元素，成功制備出一系列具有異質(zhì)結(jié)構(gòu)的鉑碲基海參狀納米催化劑，并實(shí)現(xiàn)了其高效甲酸電催化應(yīng)用。2025-01-27 10:10:00 -
近日，德國馬克斯·普朗克研究所科學(xué)家研制出一種獨(dú)特的拓?fù)涫中跃w，并將其用作水解制氫過程中的催化劑。通過操控該晶體內(nèi)電子...2024-12-02 11:18:56
-
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)帶來新成果 讓“永久化學(xué)品”也能輕松降解
永久性化合物通常指的是全氟和多氟烷基物質(zhì)。由于全氟和多氟烷基物質(zhì)的分子內(nèi)有牢固的碳-氟鍵，因此這類物質(zhì)通常具備了獨(dú)特的熱穩(wěn)定性、化...2024-11-21 13:32:50 -
安徽大學(xué)研制催化劑快速篩選裝置，填補(bǔ)國內(nèi)市場空白
近日，安徽大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院傳來喜訊，由魏宇學(xué)和孫松團(tuán)隊(duì)研制的催化劑快速篩選裝置已完成工程機(jī)樣機(jī)迭代，并成功推向市場。這一創(chuàng)新成果不...2024-10-31 10:17:32 -
該催化劑具有親水性、結(jié)晶性、半導(dǎo)體特性“三合一”的優(yōu)勢，可實(shí)現(xiàn)高效的電子傳遞、質(zhì)子傳遞和分子傳遞過程，從純水和空氣中實(shí)現(xiàn)過氧化氫的...2024-06-20 09:13:06
版權(quán)與免責(zé)聲明
- ①凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
- ②本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對其真實(shí)性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí)，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
- ③如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
