هوش مصنوعی به کشف مواد 2 بعدی نادیده گرفته شده و ایجاد 11 مورد جدید کمک می کند

ویرایش شده توسط Swati Mestri، بررسی توسط Robert Egan

این مقاله با توجه به روند و سیاست‌های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

با کمک هوش مصنوعی، محققان دانشگاه لینشوپینگ در سوئد، مواردی را که قبلا نادیده گرفته شده بودند از مواد دو بعدی MXenes در پایگاه‌های داده قدیمی‌تر پیدا کردند. این یافته ها الهام بخش محققان برای ایجاد مواد جدید با استفاده از روش های سنتز پایدارتر شده است.

نتایج که در مجله Science منتشر شده است، کاربردهای جدیدی را برای MXenes که مغناطیس جزء مهمی مانند ذخیره انرژی و داده است، باز می کند.

یوهانا روزن، پروفسور فیزیک مواد، دانشگاه Linköping، LiU، می‌گوید: "ما باید هم به عقب و هم به جلو نگاه کنیم تا علم مواد را تسریع کنیم. اطلاعات زیادی در ادبیات وجود دارد که ما از آنها آگاه نیستیم. ما به عنوان محقق گاهی اوقات چرخ را دوباره اختراع می کنیم و ادعا می کنیم که اکتشافات بزرگی انجام داده ایم - اما بعد معلوم شد که آنها قبلا در آلمان ساخته شده اند، مثلا در دهه 1970."

گروه تحقیقاتی او، همراه با همکارانش در استونی و فنلاند، از هوش مصنوعی برای جستجو در پایگاه‌های اطلاعاتی مواد و شناسایی MXen‌هایی که قبلا ایجاد شده‌اند استفاده کرده‌اند که محققان در این زمینه نادیده گرفته بودند.

MXenها خانواده ای از مواد هستند که اخیرا در سال 2011 کشف شدند. MXenهای اصلی از یک فلز در ترکیب با اتمهای کربن یا نیتروژن تشکیل شده اند. با این حال، مهمترین ویژگی آنها ساختار آنها است - MXenها فقط از چند لایه اتمی تشکیل شده اند که به آنها سطح بسیار بزرگی نسبت به وزن آنها می دهد.

در مجموع، محققان توانستند 33 MXene موجود را شناسایی کنند. آنها با الهام از یافته های خود، 11 مورد جدید نیز ایجاد کردند. روزن توضیح می‌دهد که این پروژه به‌طور غیررسمی توسط محققان شرکت «پروژه صندوق گنج» نامیده می‌شود.

«ادبیات و پایگاه‌های اطلاعاتی گنجینه‌هایی هستند-فقط باید درب آن را باز کنید و ببینید چه چیزی آنجاست».

MXene ها را می توان روی هم قرار داد و یک فیلم با ضخامت تنها چند میلی متر ممکن است حاوی چندین میلیون لایه از مواد باشد. بین لایه‌ها، بسته به ترکیب MXenها، واکنش‌های شیمیایی مختلفی ممکن است رخ دهد. این به مواد خواصی می‌دهد که ممکن است برای مصارفی مانند تصفیه آب، ذخیره‌سازی انرژی، ارتباطات از راه دور، زیست‌پزشکی و سایر کاربردهایی که محققان هنوز آن‌ها را بررسی نکرده‌اند، مناسب باشند.

علی صفار شمشیرگر، محقق LiU و اولین نویسنده مقاله منتشر شده در Science می گوید: "MXenes می تواند طیف گسترده ای از خواص مفید داشته باشد، که بسیاری از آنها کاربردهای بالقوه ای در پایداری دارند. کشف ترکیبات جدید به ما این فرصت را می دهد تا احتمالات بیشتری را برای چگونگی استفاده از این مواد کشف کنیم."

یکی از مهم‌ترین یافته‌های پژوهش حاضر، علاوه بر مواد جدید، روش‌های ساخت است. تیم تحقیقاتی موفق شده اند MXenes را به روشی جدید بدون گرمایش خارجی تنها در چند ثانیه ایجاد کنند. روش جدید به مواد شیمیایی خطرناک و آب کمتری نسبت به روش های قبلی نیاز دارد.

به گفته روزن، تحقیقات زیادی در مورد سنتز MXenes اتفاق می افتد، به این معنی که می توان تولید را افزایش داد.

من فکر می‌کنم این افزایش مقیاس است که MXenes را به سمتی سوق می‌دهد که در واقع به طور قابل توجهی در برنامه‌های مختلف مورد استفاده قرار گیرند.

علاوه بر این، تیم تحقیقاتی نشان داده است که فلزات خاکی کمیاب می توانند جایگزین فلزات در MXenes شوند، به این معنی که مواد همچنین می توانند مغناطیسی شوند و در نتیجه کاربردها را بیشتر گسترش دهند.

علی صفار شمشیرگر و همکاران، کشف مبتنی بر داده و سنتز سریع و مستقیم MXenes، علم (2026). DOI: 10.1126/science.aeh5957. www.science.org/doi/10.1126/science.aeh5957

سواتی مستری دارای مدرک لیسانس در مهندسی الکترونیک است و از سال 2019 به عنوان ویرایشگر محتوا کار کرده است. او ویرایش اسناد تحقیقاتی در زمینه فناوری، مراقبت های بهداشتی و علم مواد را تجربه کرده است و علاقه خاصی به فناوری و فضا دارد. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →