近期,中国科学技术大学教授李微雪所带领的研究团队在多相催化技术领域取得了显著进展。相关研究成果已在线上国际顶级期刊《科学》上发表,成为业界关注的焦点。

突破背景

中国科学家用AI破解50年未解之谜,催化剂领域迎来革命性突破  第1张

我国科研持续深入,在多相催化技术方面亦力求突破。化学工业中,多相催化扮演着至关重要的角色。然而,该领域存在一个长达近50年的难题——“金属-载体相互作用”的本质难以明确。这一难题制约了行业的发展,也令众多科研人员感到棘手。众多科研团队与科学家致力于解决这一难题,期望在该领域取得成就。尽管多年来尝试了多种方法,但始终未能实现根本性的突破。

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李微雪团队来自中国科大,他们选择了这一领域进行深入研究。该团队下定决心,决心攻克这一难题。自那时起,他们投入了8年的时间,开展了一系列研究工作。

研究历程

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自2017年始,李微雪教授及其团队开启了这段科研之旅。过程中遭遇了不少挑战。团队成员负责搜集大量数据,这些数据包括25种金属和27种氧化物的实验资料。这一任务规模巨大,且在搜集与整理过程中既复杂又容易出错。

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在数据收集工作取得进展之后,他们面临了更加艰巨的挑战。他们运用可解释的AI算法,成功打造了一个由300亿个表达式组成的庞大候选空间。这一过程对专业知识和技术能力的要求极高,每一步都蕴含着风险,一旦出现失误,便可能导致之前的努力付诸东流。

构建模型

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团队依托可解释性人工智能技术及实验所得数据,成功构建了金属与载体间相互作用的数学模型。此模型构成了研究成果的核心。借助该模型,我们得以“恢复”实验中缺失的数据,从而为相关实验研究提供了重要的补充信息。

该数学模型可对金属-氧及金属-金属相互作用进行量化分析,并据此解析对MSI的贡献。这些研究成果对于推进多相催化领域的研究至关重要。可以说,每一步进展都为开启新的认知领域提供了关键。

重要发现

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他们成功构建了一个蕴含明确物理含义的机器学习模型。这一模型标志着他们突破性的研究成果。他们首次全面阐释了影响金属与载体间相互作用的两大核心物理量,即“金属与氧的相互作用”以及“金属与金属的相互作用”。这一发现为深入理解金属与载体间的相互作用提供了全新的视角,宛如开启了一扇通往未知领域的大门,其中所展现的景象此前无人得见。

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他们提出了“强金属-金属相互作用”的原理性标准,这一标准极为强大,足以有效阐释当前在相关体系中观察到的几乎所有包覆现象。这一发现使得多相催化领域对相关现象的理解达到了前所未有的新水平。

外界认可

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该研究赢得了行业权威人士的广泛赞誉。中国科学院院士、清华大学教授李亚栋对其成果表示了高度评价。作为业界顶尖专家,李亚栋深刻认识到成果的宝贵性,并强调其对高效负载型催化剂设计具有显著指导意义。获得此权威人士的认可,充分体现了成果的深远影响和显著价值。

这种认可将吸引众多科研人员对该成果产生兴趣,从而为多相催化领域带来新的生机。此举也将推动更多研究围绕该成果展开深入研究。

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成果应用

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该成果已显现出显著的应用潜力。实验研究团队已运用该理论成功制备新型催化材料。这种新材料体系预计将在多个化工流程中扮演关键角色,提高反应效率并降低成本。同时,针对新型催化反应的研究正迅速展开。这表明该成果并非空谈,而是切实推动了多相催化领域的发展。这一进展有望引发产业重大变革,未来可能产生更多积极效应。欢迎读者在评论区交流观点,并对文章给予点赞和转发。