滤水器设计提高了人工智能的帮助下

即使是最好的水过滤器让一些事情,但设计改进的材料,然后测试他们是耗时和困难的。现在,研究人员在ACS中央科学报告,人工智能(AI)可以加快发展前途的材料。在概念证明的一项研究中,他们模拟不同的water-attracting和研发组织模式过滤器的多孔膜,发现最优的安排,应该让水通过轻松和减缓一些污染物。

过滤系统,从水龙头附件房间大小工业系统,清理水喝和其他用途。然而,当前的过滤膜很难如果水非常脏或者有小,中性分子,如硼酸-常用杀虫剂对作物植物。这是因为合成多孔材料通常局限于排序化合物通过大小或电荷。但生物膜有毛孔由蛋白质构成的,比如水通道蛋白,可以单独的水从其他分子大小和电荷,因为不同类型的官能团,或原子的集合,衬砌渠道。启发做同样的合成多孔材料,m . Scott壳和他的同事们想用电脑设计的内部孔隙过滤acid-containing硼碳纳米管水。

研究人员模拟与羟基碳纳米管通道(water-attracting)和/或甲基(研发)组与每个原子内部墙上。然后设计和测试了成千上万的官能团与优化算法和机器学习,模式一种AI,快速评估通过孔隙水和硼酸会移动。他们发现:

• 最优模式有一个或两排夹在甲基羟基,形成环上腹部的孔隙。
• 在这些模拟,水穿过毛孔几乎两倍硼酸。
• 模拟表明,其他中性溶质的另一个系列,包括苯酚、苯,异丙醇,也可以成为优化碳纳米管与水分离的设计。

此研究表明,人工智能对发展与小说的水净化膜的用途特性,研究人员说,并能形成一种新型的过滤系统的基础。他们补充说,这种方法可适应设计表面可能有独特的与水或其他分子的相互作用,如涂料,抵制污染。

参考:娇,Katz勒,壳牌女士逆设计孔隙壁化学控制溶质运输和选择性。ACS分Sci。2022年11月30日在线发表。doi:10.1021 / acscentsci.2c01011

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