Ένα νέο αυτόνομο εργαστηριακό σύστημα έδωσε τη δυνατότητα στους ερευνητές να εντοπίσουν τα υλικά με την υψηλότερη απόδοση για ορισμένες εφαρμογές μέσα σε λίγες ώρες ή ημέρες, σε σύγκριση με χρόνια που χρησιμοποιούν συμβατικές τεχνικές υγρής χημείας. Το σύστημα, που ονομάστηκε SmartDope και επινοήθηκε από ερευνητές στις ΗΠΑ, χρησιμοποιεί επίσης μηχανική μάθηση για να αναλύσει τα αποτελέσματα των πειραμάτων. Σύμφωνα με τους δημιουργούς του, θα μπορούσε να επιταχύνει τη διαδικασία ανακάλυψης και ανάπτυξης προηγμένων υλικών για συσκευές οπτοηλεκτρονικής και φωτονικής.
Στην ανάπτυξη του SmartDope, μια ομάδα με επικεφαλής τον Πανεπιστήμιο της Βόρειας Καρολίνας ΧΗΜΙΚΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ Milad Abolhasani επικεντρώθηκαν σε μια συγκεκριμένη πρόκληση: πώς να συνθέσουν τις καλύτερες στην κατηγορία τους ντοπαρισμένες κβαντικές κουκκίδες. Αυτοί οι ημιαγωγοί νανοκρύσταλλοι περιέχουν ακαθαρσίες που έχουν εισαχθεί σκόπιμα για να τροποποιήσουν τις οπτικές και φυσικοχημικές ιδιότητες των κουκκίδων και δείχνουν πολλά υποσχόμενα για φωτοβολταϊκές συσκευές επόμενης γενιάς. Οι ντοπαρισμένες κβαντικές κουκκίδες θα μπορούσαν, για παράδειγμα, να βελτιώσουν την απόδοση των ηλιακών κυψελών εάν είχαν σχεδιαστεί για να μετατρέπουν το άφθονο υπεριώδες φως του Ήλιου σε μήκη κύματος που απορροφώνται πιο αποτελεσματικά από αυτά τα κύτταρα, ενισχύοντας την ενεργειακή μετατροπή της μονάδας.
Το πρόβλημα είναι ότι είναι δύσκολο να συνθέσουμε κβαντικές κουκκίδες με την πολύ υψηλή ποιότητα που απαιτείται για τέτοιες εφαρμογές. Ο εντοπισμός της καλύτερης «συνταγής» για να γίνει αυτό χρησιμοποιώντας συμβατικές τεχνικές θα μπορούσε να πάρει 10 χρόνια εστιασμένων εργαστηριακών πειραμάτων, εξηγεί ο Abolhasani. «Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο αναπτύξαμε το αυτόνομο εργαστήριό μας – ώστε να μπορούμε να το κάνουμε αυτό σε λίγες μόνο ώρες ή ημέρες», λέει.
Σύστημα κλειστού βρόχου
Το πρώτο βήμα όταν χρησιμοποιείτε το SmartDope είναι να παρέχετε στο σύστημα πρόδρομες χημικές ουσίες και να του δώσετε έναν στόχο. Ένα παράδειγμα θα μπορούσε να είναι η εύρεση των κβαντικών κουκκίδων με πρόσμειξη περοβσκίτη με την υψηλότερη κβαντική απόδοση – δηλαδή, αυτή που παράγει τον μεγαλύτερο αριθμό φωτονίων που εκπέμπονται ανά φωτόνιο που απορροφάται. Στη συνέχεια, το σύστημα θα εκτελέσει τα πειράματα αυτόνομα σε έναν αντιδραστήρα συνεχούς ροής, χειριζόμενος μεταβλητές όπως οι ποσότητες προδρόμων, οι θερμοκρασίες αντίδρασης και οι χρόνοι αντίδρασης. Επίσης, χαρακτηρίζει τις οπτικές ιδιότητες των κβαντικών κουκκίδων που παράγονται από κάθε πείραμα αυτόματα, καθώς οι κβαντικές κουκκίδες φεύγουν από τον αντιδραστήρα ροής.
Στη συνέχεια, το σύστημα χρησιμοποιεί μηχανική μάθηση για να αναλύσει τα αποτελέσματα. Στη διαδικασία, ενημερώνει την κατανόησή του για τη χημεία σύνθεσης και επιλέγει ποιο πείραμα θα εκτελεστεί για να βελτιστοποιήσει τις οπτικές ιδιότητες των κβαντικών κουκκίδων. Αυτή η λεγόμενη λειτουργία κλειστού βρόχου επιτρέπει στο SmartDope να εντοπίζει γρήγορα την καλύτερη δυνατή κβαντική κουκκίδα.
Στο έργο, το οποίο περιγράφουν ο Abolhasani και οι συνεργάτες του Προηγμένα ενεργειακά υλικά, μελέτησαν τον καλύτερο τρόπο για να φτιάξουν κβαντικές κουκκίδες περοβσκίτη αλογονιδίου μολύβδου με πρόσμειξη μεταλλικών κατιόντων. Πιο συγκεκριμένα, ανέλυσαν το πολυκατιοντικό ντόπινγκ του CsPbCl3 κβαντικές κουκκίδες που χρησιμοποιούν μια διαδικασία σύνθεσης υψηλής θερμοκρασίας «one-pot».
Χάρη στο SmartDope, οι ερευνητές μπόρεσαν να εντοπίσουν, σε μία μόνο ημέρα αυτόνομης εκτέλεσης των πειραμάτων τους, την καλύτερη συνταγή για τη δημιουργία ντοπαρισμένων κβαντικών κουκκίδων που παρήγαγαν κβαντική απόδοση φωτοφωταύγειας 158% — δηλαδή, οι κβαντικές κουκκίδες εξέπεμπαν κατά μέσο όρο 1.58 φωτόνια για κάθε φωτόνιο που απορρόφησαν. Το προηγούμενο ρεκόρ σε αυτή την κατηγορία υλικών είναι 130%.
Το μοντέλο μεγάλης γλώσσας προβλέπει πώς να δημιουργηθούν ανόργανες ενώσεις
«Οι συνέπειες για αυτό το έργο είναι βαθιές», λέει ο Abolhasani Κόσμος Φυσικής, «ειδικά για τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Η ικανότητα του SmartDope να εντοπίζει και να βελτιστοποιεί γρήγορα προηγμένα λειτουργικά υλικά για εφαρμογές όπως οι φωτοβολταϊκές συσκευές επόμενης γενιάς ανοίγει νέες δυνατότητες για τη βελτίωση της απόδοσης των ηλιακών κυψελών, για παράδειγμα».
Οι ερευνητές τώρα τελειοποιούν περαιτέρω το σύστημά τους, με στόχο «να εξερευνήσουν νέα υλικά και να επεκτείνουν τις φυσικές και ψηφιακές δυνατότητές του για να αντιμετωπίσουν ένα ευρύτερο φάσμα προκλήσεων στις χημικές και επιστήμες των υλικών», λέει ο Albohasani. «Επίσης, εξετάζουμε ενεργά τη συνεργασία με εταίρους του κλάδου για την εφαρμογή του SmartDope σε πραγματικές ρυθμίσεις», αποκαλύπτει. «Στόχος μας είναι να συνεχίσουμε να αξιοποιούμε τη δύναμη των αυτόνομων εργαστηρίων για την ταχεία πρόοδο στις επιστήμες των χημικών και των υλικών».
- SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
- πηγή: https://physicsworld.com/a/autonomous-laboratory-unearths-the-best-quantum-dots-for-optoelectronic-and-photonic-devices/
- :έχει
- :είναι
- $UP
- 1
- 10
- 58
- 90
- a
- ικανότητα
- Ικανός
- απορροφηθεί
- άφθονος
- επιταχύνουν
- Σύμφωνα με
- δραστήρια
- διεύθυνση
- προηγμένες
- Προηγμένα υλικά
- εξελίξεις
- στοχεύουν
- επιτρέπει
- Επίσης
- Ποσά
- an
- αναλύσει
- και
- εφαρμογές
- ΕΙΝΑΙ
- καλλιτέχνης
- AS
- At
- αυτομάτως
- αυτονόμος
- αυτόνομα
- μέσος
- BE
- ήταν
- ΚΑΛΎΤΕΡΟΣ
- Εγκέφαλος
- by
- CAN
- δυνατότητες
- Καρολίνα
- Κύτταρα
- ορισμένες
- πρόκληση
- προκλήσεις
- πρόκληση
- χαρακτηρίζει
- χημική ουσία
- χημικά
- χημεία
- τάξη
- κλείσιμο
- συνεργασία
- συναδέλφους
- σύγκριση
- υπολογιστή
- εννοιολογική
- θεωρώντας
- περιέχουν
- ΣΥΝΕΧΕΙΑ
- συνεχής
- συμβατικός
- Μετατροπή
- μετατρέψετε
- θα μπορούσε να
- δημιουργούς
- ημέρα
- Ημ.
- περιγράφουν
- αναπτύχθηκε
- ανάπτυξη
- Συσκευές
- ψηφιακό
- ανακαλύπτοντας
- do
- πράξη
- DOT
- αυτοκίνητο
- μεταγλωττισμένο
- κάθε
- αποδοτικότητα
- αποτελεσματικά
- ενεργοποιημένη
- ενέργεια
- μηχανικός
- μηχανικής
- ενίσχυση
- Κάθε
- παράδειγμα
- Επέκταση
- πείραμα
- πειράματα
- Εξηγεί
- Εύρεση
- Όνομα
- ροή
- επικεντρώθηκε
- Για
- μορφή
- λειτουργικός
- περαιτέρω
- Δώστε
- γκολ
- μεγαλύτερη
- Έχω
- he
- εδώ
- Ψηλά
- ΩΡΕΣ
- Πως
- Πώς να
- http
- HTTPS
- Humanoid
- προσδιορίσει
- προσδιορισμό
- if
- εικόνα
- εφαρμογή
- επιπτώσεις
- βελτίωση
- βελτίωση
- in
- βιομηχανία
- συνεργάτες του κλάδου
- πληροφορίες
- σε
- εισήγαγε
- ζήτημα
- IT
- ΤΟΥ
- jpg
- μόλις
- μόνο ένα
- εργαστήριο
- εργαστήριο
- Labs
- Γλώσσα
- οδηγήσει
- μάθηση
- Άδεια
- Led
- μόχλευσης
- φως
- Μου αρέσει
- μηχανή
- μάθηση μηχανής
- κάνω
- Κατασκευή
- χειραγώγηση
- υλικό
- υλικά
- ύλη
- max-width
- μέταλλο
- ενδέχεται να
- μοντέλο
- τροποποιήσει
- περισσότερο
- πολύ
- Κράτος NC
- NCSU
- Νέα
- επόμενη
- επόμενη γενιά
- τώρα
- αριθμός
- of
- on
- ONE
- ανοίγει
- λειτουργία
- Βελτιστοποίηση
- or
- δικός μας
- Συνεργάτες
- για
- Φωτόνια
- φυσικός
- Φυσική
- Κόσμος Φυσικής
- ροζ
- Πλάτων
- Πληροφορία δεδομένων Plato
- Πλάτωνα δεδομένα
- δυνατότητες
- δυνατός
- δύναμη
- πρόδρομος
- Προβλέπει
- προηγούμενος
- Πρόβλημα
- διαδικασια μας
- Παράγεται
- παράγει
- βαθύς
- υπόσχεση
- ιδιότητες
- παρέχουν
- ποιότητα
- Quantum
- Κβαντική κουκκίδα
- Κβαντικές κουκκίδες
- σειρά
- γρήγορα
- ταχέως
- αντίδραση
- αντιδραστήρας
- πραγματικό κόσμο
- λόγος
- συνταγή
- ρεκόρ
- διύλιση
- Ανανεώσιμος
- απαιτείται
- ερευνητές
- Αποτελέσματα
- Αποκαλύπτει
- ρομπότ
- τρέξιμο
- τρέξιμο
- s
- λέει
- ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ
- ημιαγωγός
- ρυθμίσεις
- δείχνουν
- επίδειξη
- παρουσιάζεται
- So
- ηλιακός
- Ηλιακά κύτταρα
- συγκεκριμένες
- ειδικά
- ορθοστασία
- Κατάσταση
- Βήμα
- μελετημένος
- τέτοιος
- ταχέως
- σύνθεση
- συνθέτω
- σύστημα
- Πάρτε
- τεχνικές
- λέει
- ότι
- Η
- τους
- τότε
- Αυτοί
- αυτοί
- αυτό
- thumbnail
- φορές
- προς την
- αληθής
- κατανόηση
- πανεπιστήμιο
- ενημερώσεις
- us
- χρησιμοποιεί
- χρησιμοποιώντας
- πολύ
- μήκη κύματος
- Τρόπος..
- we
- ήταν
- πότε
- Ποιό
- WHY
- ευρύτερο
- θα
- με
- Εργασία
- κόσμος
- χρόνια
- κίτρινος
- Βελτιστοποίηση
- zephyrnet