L'intelligenza artificiale rivela la "mappa invisibile delle reazioni chimiche
Mostrare la strada per lo sviluppo di materiali semiconduttori di nuova generazione
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L'équipe del professor Joongoo Kang del Dipartimento di Fisica e Chimica del DGIST (presidente Kunwoo Lee) e l'équipe della professoressa Sohee Jeong del Dipartimento di Scienze dell'Energia dell'Università Sungkyunkwan hanno sviluppato una tecnologia che visualizza i percorsi di reazione sintetica dei nanocristalli semiconduttori (punti quantici colloidali) utilizzando l'intelligenza artificiale (AI). Questo risultato innovativo consente all'intelligenza artificiale di analizzare flussi di reazioni chimiche complesse, difficili da comprendere solo attraverso gli esperimenti, e di visualizzarle in modo intuitivo come una "mappa della metropolitana". Si prevede che accelererà in modo significativo lo sviluppo di materiali per display e sensori di prossima generazione.
I nanocristalli di semiconduttore (punti quantici colloidali) sono particelle di semiconduttore di dimensioni nanometriche e nanomateriali di nuova generazione il cui colore e intensità di assorbimento ed emissione possono essere controllati con precisione in base alle dimensioni. Sono un materiale chiave per i display ad alta riproducibilità di colore, attirando l'attenzione di aziende globali come Samsung Display come materiali luminescenti innovativi a punti quantici. La loro importanza sta aumentando anche nel campo delle telecamere e dei sensori a infrarossi.
Tuttavia, indagare e rivelare le fasi coinvolte nella formazione di ciascun nanocristallo è molto impegnativo. In precedenza, i ricercatori dovevano stimare i percorsi di reazione utilizzando un metodo simile all'"inferenza" basato su dati sperimentali limitati, che limitava la loro capacità di interpretare i risultati in modo accurato a causa dell'insufficienza dei dati e del comportamento complesso della reazione.
Per risolvere questo problema, il team di ricerca ha combinato l'IA basata su "Transformer", nota come la più recente tecnologia di elaborazione del linguaggio naturale, con l'"analisi topologica dei dati". Grazie a questo approccio, l'IA completa automaticamente i dati incompleti per ricostruire con precisione l'intero flusso di reazione e identificare le connessioni strutturali tra i diversi set di dati. In questo modo, il team di ricerca è riuscito a visualizzare il complesso processo di reazione come un'unica "mappa".
Il team ha utilizzato questa tecnologia per sintetizzare nanocristalli di InAs (arseniuro di indio), un materiale semiconduttore a infrarossi di nuova generazione, e ha confermato che il percorso di crescita, che in precedenza si pensava fosse singolo, in realtà si diramava in percorsi multipli. Hanno anche scoperto che i materiali aggiunti durante la sintesi agiscono come "semafori" e sono cruciali nel determinare il flusso della reazione.
Il professor Joongoo Kang ha dichiarato: "Questo studio è un risultato significativo che dimostra come l'intelligenza artificiale possa agire come una 'navigazione invisibile' per scoprire percorsi nascosti nelle reazioni chimiche che sono difficili da osservare per gli esseri umani". La professoressa Sohee Jeong ha espresso le sue aspettative: "Questa tecnologia migliorerà significativamente l'efficienza della ricerca in vari nuovi campi dello sviluppo dei materiali".
Nota: questo articolo è stato tradotto utilizzando un sistema informatico senza intervento umano. LUMITOS offre queste traduzioni automatiche per presentare una gamma più ampia di notizie attuali. Poiché questo articolo è stato tradotto con traduzione automatica, è possibile che contenga errori di vocabolario, sintassi o grammatica. L'articolo originale in Inglese può essere trovato qui.
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