Sciencemag.cz
Doporučujeme
A co na to algoritmy umělé inteligence?
Diamanty mají unikátní vlastnosti a rozsáhlé průmyslové využití zejména jako vrtáky, řezné a brusné nástroje. Jsou nicméně celkem drahé (včetně těch syntetických), takže existuje snaha je nahradit jinými látkami. Nakonec existují i tvrdší materiály, např. slitina titaničitanu barnatého s cínem nebo jiné modifikace uhlíku, založené např. na fullerenech… Každopádně kandidátů na náhradu diamantu je tolik, že je těžko všechny vyzkoušet. Vědci proto nyní přišli s algoritmem, který by měl dokázat vlastnosti těchto dosud nesyntetizovaných sloučenin předvídat zejména z hlediska dvou klíčových parametrů: tzv. lomové houževnatosti (odolnosti) a tvrdosti podle Vickerse. Náhrady diamantu pro různé aplikace by se pak již nemusely vyhledávat metodou pokus-omyl.
Nový algoritmus vyvinuli ruští vědci z Skolkovo Institute of Science and Technology a Moscow Institute of Physics and Technology. Studie, jejímž prvním autorem je Alexander Kvashnin, byla publikována v Journal of Applied Physics. Autoři výzkumu prošli svým algoritmem různé kombinace prvků periodické tabulky. Nový má na tom být hlavně model pro odhad lomové houževnatosti, pro samotnou tvrdost materiálu již několik modelů umožňujících simulace existuje. Na grafu, kde osy představují tyto vlastnosti, jsou nejnadějnější materiály umístěny co nejvíc nahoře a vpravo. Pokud se algoritmus pustí na známá data (ovšem nepoužitá pro jeho vytvoření), přesnost modelu by se měla pohybovat kolem 90 %.
A výsledek? Diamant je nepřekvapivě oproti jiným sloučeninám opravdu hodně posunut vpravo nahoru. V jeho relativní blízkosti se nacházejí např. nitrid boru BN nebo karbid wolframu WC, což jsou však materiály již známé. Jako nadějné a dosud neznámé nové materiály algoritmus navrhuje např. boridy: borid wolframu WB5, manganu MnB4 nebo molybdenu MoB5. Samotný algoritmus ovšem nedokáže předpovědět, jak snadno se příslušné látky dají připravit…
„Computational discovery of hard and superhard materials,“Journal of Applied Physics (2019). DOI: 10.1063/1.5109782
Zdroj: Phys.org a další
