在线av. 牛津大学，Nature顶级综述！AI+机器学习助力想象非晶材料！

商酌配景 在线av.

非晶材料是指莫得长程有序结构的固体，因其在光电电子学、催化、电板等边界的闲居哄骗而引起了越来越多的珍爱。与传统的晶体材料比拟，非晶材料具有优异的性能，举例高容缺性、优异的电化学踏实性和更低的介电常数等，这使得它们在高性能电子器件、能量存储和传感器等方面进展出重大的后劲。可是，非晶材料的复杂结构使得其表征与想象靠近重大挑战。传统的材料想象局势多麇集于有序晶体结构，而非晶材料由于莫得晶格对称性，难以用步调的晶体结构模子形色，这导致了其表面商酌和实验合成的辛苦。

后果简介

近日，牛津大学Yuanbin Liu在线av.（一作），Volker L. Deringer、Lena Simine等联袂在Nature Reviews Materials期刊上发表了题为“The amorphous state as a frontier in computational materials design”的最新不雅点论文。来自材料科学边界的商酌团队在非晶材料的想象想象方面赢得了伏击进展。

该团队辘集东说念主工智能（AI）和机器学习（ML）本领，通过先进的想象建模局势，告捷配置了原子圭臬结构与宏不雅功能之间的关联模子。商酌东说念主员指出，通过将物理基础建模与东说念主工智能相辘集，不错更精确地预测非晶材料的结构特质与性能。这一局势的哄骗不仅灵验地败坏了传统想象局势在模拟非晶材料时靠近的瓶颈，还为非晶材料的合成与哄骗提供了全新的念念路。

在该商酌中，团队告捷想象了一种新的非晶电板电极材料，凭借其无序结构，进展出比传统晶体电极材料更高的容量和更优厚的轮回踏实性。这一后果标识着非晶功能材料的想象想象向执行哄骗迈出了伏击的一步，为今后非晶材料的快速发现和功能化想象奠定了基础。该商酌还展示了东说念主工智能在材料想象中的后劲，预示着明天非晶材料在多个边界的闲居哄骗。

不雅点亮点

（1）本文觉得非晶固体的想象想象是材料商酌中的新兴且具有重大后劲的前沿边界。尽管传统上，材料想象主要麇集在有序晶体材料上，但跟着想象建模和东说念主工智能（AI）本领的突出，非晶材料的“按想象”合成已变得可能。想象局势和东说念主工智能大约提供原子圭臬结构、微不雅性质与宏不雅功能之间的权衡，从而推动非晶功能材料的想象。

（2）实验推敲了现在在非晶固体边界靠近的主要挑战，如非晶材料缺少晶体的平移对称性，导致其表征辛苦。DFT想象局势的高想象资本使得对非晶材料的模拟存在局限，且难以捕捉纳米圭臬异质性。尽管如斯，最近的商酌线路，东说念主工智能和机器学习局势正在为处分这些问题提供新的念念路和局势。通过AI运转的想象想象，不错加快非晶材料的发现与优化，尤其是在光电电子学、电板本领等边界的哄骗。

（3）此外，著作还推敲了非晶材料在合成和制造中的稀罕挑战，止境是怎样幸免非晶材料在实验中更正为踏实的晶体结构。针对这些问题，商酌者建议了新式的实验合成道路，并建议辘集物理建模和东说念主工智能，克服这些艰涩。总的来说，想象想象和AI的辘集将为非晶材料的开发提供新的机遇，并为明天的实验合成提供伏击的表面指引。

图文解读

图1:用于新兴本领的非晶材料。

图2: 模拟非晶材料的结构。

图3: 预测非晶材料的性能。

图4: 非晶材料想象的闭环顾图。

论断臆想

跟着东说念主工智能（AI）和机器学习（ML）本领的不停发展，非晶材料的想象想象迎来了前所未有的机遇。通过辘集物理建模与AI运转的局势，咱们不错败坏传统的商酌瓶颈，探索和想象出具备特定功能的非晶材料。这一进展不仅能加快新材料的发现，还能匡助咱们更深刻地和会非晶材料的复杂结构和性能。

可是，要终了这一谋划，仍靠近诸多挑战，尤其是数据的稀缺性和高效的机器学习模子的检会问题。此外，非晶材料的合成与表征本领仍需进一步完善，尤其是怎样确保实验室合成的可重迭性和高效的自动化表征。尽管如斯，跟着数据库开垦的推动和自动化合成本领的发展，非晶材料的想象将越来越趋向精确化与高效化。

明天，跨学科的互助将是推动这一边界发展的错误，尤其是在AI、材料学和实验本领的深度交融下，非晶材料的想象与哄骗将为动力、电子、催化等多个边界带来立异性的败坏，促进材料科学的创新与突出。

文件信息

Liu， Y.， Madanchi， A.， Anker， A.S. et al. The amorphous state as a frontier in computational materials design. Nat Rev Mater (2024).