Дослідження переохолодженої води
9 липня, 18:30. Дослідники з Університету Осаки застосували технології штучного інтелекту для аналізу структури переохолодженої води. Результати наукової роботи були опубліковані в журналі Communications Chemistry. Переохолоджена вода — це стан, коли вода залишається рідкою за температури нижчої від точки замерзання. У звичайних умовах для перетворення рідини на лід молекули мають вибудуватися в упорядковану кристалічну решітку, а процес кристалізації стартує у центрах зародження кристалізації.
Унікальні властивості води
Дослідження пояснює унікальні властивості води в переохолодженому стані, які виникають внаслідок конкуренції між двома формами рідини: високої щільності (HDL) та низької щільності (LDL). З підвищенням температури компактні структури високої щільності починають домінувати над структурами низької щільності. Дослідники пропонували різні параметри для опису локального розташування молекул, зокрема локальну щільність та порядок тетраедричних зв'язків.
Для навчання системи штучного інтелекту дослідники завантажили масиви даних, отримані в результаті моделювання молекулярної динаміки. Система проаналізувала 16 різних дескрипторів, оцінюючи їхню здатність розрізняти форми високої та низької щільності за різних температурних умов. Дескриптори базувалися на відмінних масштабах та типах даних, що унеможливлювало їхнє пряме порівняння.
«Використання машинного навчання вже довело свою ефективність у класифікації структурних даних»
Кан Кім, провідний автор дослідження
Співавтор роботи Нобуючи Матубаясі підкреслив, що "система проаналізувала 16 різних дескрипторів, оцінюючи їхню здатність розрізняти форми високої та низької щільності за різних температурних умов". Це дослідження має потенціал розширити наші знання про поведінку води в її різних станах та сприяти подальшому розвитку технологій у цій області.
Вивчення переохолодженої води та її властивостей може мати значний вплив на різні галузі, включаючи фізику, хімію та матеріалознавство. Розуміння, як вода поводиться в нестандартних умовах, може допомогти в розробці нових технологій, які використовують унікальні характеристики рідин. Крім того, дослідження відкриває нові горизонти для подальших наукових пошуків у сфері молекулярної динаміки та штучного інтелекту, спрощуючи аналіз складних систем. Таким чином, ці результати можуть мати далекосяжні наслідки для науки і технологій у цілому.
Цікавим є те, що технології штучного інтелекту не лише допомагають у вивченні води, а й знаходять застосування в інших наукових сферах. Наприклад, нещодавно ШІ сприяв вченим у значному збільшенні кількості відомих підводних кальдер, що може змінити наше уявлення про морські екосистеми. Більш детально про це можна дізнатися в нашій новині.