在一項有助于為更清潔的燃料和更可持續(xù)的化學(xué)工業(yè)鋪平道路的發(fā)現(xiàn)中，密歇根大學(xué)的研究人員使用機器學(xué)習(xí)來預(yù)測金屬合金和金屬氧化物的成分如何影響它們的電子結(jié)構(gòu)。
電子結(jié)構(gòu)是了解材料如何作為化學(xué)反應(yīng)的介體或催化劑發(fā)揮作用的關(guān)鍵。
“我們正在學(xué)習(xí)識別材料的指紋并將它們與材料的性能聯(lián)系起來，”道康寧化學(xué)工程助理教授Bryan Goldsmith說。
更好地預(yù)測哪種金屬和金屬氧化物成分最適合指導(dǎo)哪些反應(yīng)可以改善大規(guī)?；瘜W(xué)過程，如制氫、其他燃料和肥料的生產(chǎn)以及家用化學(xué)品(如洗潔精)的制造。
“我們研究的目標(biāo)是開發(fā)預(yù)測模型，將催化劑的幾何形狀與其性能聯(lián)系起來。這些模型對于設(shè)計用于關(guān)鍵化學(xué)轉(zhuǎn)化的新催化劑至關(guān)重要，”Martin Lewis Perl 大學(xué)教授Suljo Linic說?；瘜W(xué)工程。
預(yù)測材料如何作為化學(xué)反應(yīng)的潛在介質(zhì)表現(xiàn)的主要方法之一是分析其電子結(jié)構(gòu)，特別是狀態(tài)密度。這描述了有多少量子態(tài)可用于反應(yīng)分子中的電子以及這些態(tài)的能量。
通常，狀態(tài)的電子密度是用匯計來描述的——平均能量或偏斜，揭示更多的電子狀態(tài)是高于還是低于平均值，等等。
“沒關(guān)系，但這些只是簡單的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。你可能會遺漏一些東西。通過主成分分析，你只需吸收一切并找到重要的東西。你不僅僅是扔掉信息，”戈德史密斯說。
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