Молекулы по местам: в России научили ИИ искать материалы для производства топлива
В России научились предсказывать структуру материалов для получения бензина из нефти с помощью искусственного интеллекта. Разработка специалистов Института катализа СО РАН помогает быстрее подбирать цеолиты — особые пористые материалы, которые используют при производстве топлива.
Цифровой инструмент определяет расположение катионов — положительно заряженных частиц внутри цеолитов. От того, как они распределены, зависит способность материала поглощать разные вещества. Раньше для определения положения этих частиц требовались сложные компьютерные расчеты, а теперь получить результат можно за считаные секунды.
Цеолиты работают как молекулярное сито: их мельчайшие поры позволяют избирательно поглощать вещества из различных смесей. Такие материалы используют для получения чистого водорода и медицинского кислорода, а также для переработки тяжелых нефтяных фракций в бензин.
Чтобы обучить ИИ, исследователи сначала разработали алгоритм, описывающий взаимодействие катионов со структурой цеолита. Затем с его помощью рассчитали расположение частиц в четырех тысячах цеолитов разного состава. Полученные данные загрузили в модель машинного обучения, а ее точность проверили по опубликованным экспериментальным сведениям более чем о 100 структурах.
Разработанный инструмент находится в открытом доступе. В дальнейшем ученые планируют научить модель предсказывать способность цеолитов поглощать различные вещества. Это поможет точнее подбирать материалы для разделения газовых смесей.
